JP2503025B2 - 電子黒板装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、定常的な磁気バイアスが加えられた位置の
座標値を検出するタブレット用いた電子黒板装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来のこの種の装置として、本件出願人は既に特願昭
61−2736号の「電子黒板装置」（特開昭62−160299号公
報参照）に開示されたものを提案した。以下、その内容
を簡単に説明する。

黒板本体は、アモルファス合金等からなる長尺の磁歪
伝達媒体並びにその一端に巻回された第１のコイル及び
そのほぼ全体に亘って巻回された第２のコイルを主要構
成とする位置検出体をＸ方向及びＹ方向に多数並列に配
設してなるタブレットと、非磁性素材よりなり表面を繰
返し使用可能な筆記面となした筐体とを備えている。

前記第１のコイルにパルス電流を印加すると、電磁変
換作用により該第１のコイルの周囲に磁場変動が発生
し、これにより磁歪伝達媒体に磁歪振動波が発生する。
該磁歪振動波は磁歪伝達媒体を固有の速度で伝幡する
が、その間、各部位の電気機械結合係数に応じた磁場変
動を発生させる。

而して、画像を表わすため、前記筆記面上にて定常的
な磁気バイアスを発生する磁気発生器、例えば磁石を備
えたマーカ及びイレーサを操作すると、該磁気バイアス
が前記磁歪伝達媒体に加えられ、その部位の電気機械結
合係数を大きくする。このため、前記磁歪振動波がマー
カ又はイレーサの真下の部位に到達すると、大きな磁場
変動が発生し、前記第２のコイルに大きな誘導電圧が生
じる。

第１のコイルにパルス電流を印加してから第２のコイ
ルに大きな誘導電圧が発生するまでの時間は、磁歪振動
波が磁歪伝達媒体の第１のコイルの巻回部位からマーカ
又はイレーサの真下の部位まで伝幡するのに要する時間
であり、その間の距離に比例したものとなるため、この
時間を測定することによりマーカ又はイレーサの座標値
が検出される。

ところで、マーカとイレーサの機能を比較すると、マ
ーカは画像を筆記面上に形成し、また、イレーサは筆記
面上の画像を消去するといったように全く相反するた
め、マーカ及びイレーサによる画像に対応する画像デー
タを得るためにはマーカによる座標値とイレーサによる
座標値とを正確に判別する必要がある。

前記装置においてはマーカ及びイレーサより、それぞ
れ周波数の異なる赤外線信号をその使用に際して発信さ
せ、これを黒板本体側で受信し、その周波数よりマーカ
を使用しているのか、又はイレーサを使用しているのか
を判別する如くなしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記構成の装置ではマーカ及びイレー
サに赤外線の発光素子、発振変調回路、スイッチ及びこ
れらを動作させるための電池等を設けなければならず、
その構成を複雑化し、大型且つ大重量となり、また、電
池の交換や充電を頻繁に行なわなけばならず、これらが
マーカ及びイレーサの操作性を悪くするという問題点が
あった。

本発明は前記問題点を除去し、コードや電池等を必要
とせず、操作性に優れたマーカ及びイレーサを備えた電
子黒板装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、定常的な磁気
バイアスが加えられた位置の座標値を検出するためのタ
ブレットを備えた黒板本体の筆記面上に、定常的な磁気
バイアスを発生する磁気発生器を備えたマーカ及びイレ
ーサを用いて画像を表わした時、前記タブレットより得
られる座標値に基づいて前記画像に対応する画像データ
を作成し、さらに必要に応じて出力する電子黒板装置に
おいて、黒板本体の筆記面の近傍にアンテナコイルを設
け、マーカ及びイレーサに少なくともコイルとコンデン
サを含み所定の一の周波数及び他の周波数の同調周波数
とする同調回路をそれぞれ設け、前記アンテナコイルに
前記一の周波数及び他の周波数の交流信号を順次加えて
電波を発信させ、前記マーカ又はイレーサの同調回路よ
り反射される電波をアンテナコイルに受信させ、該反射
信号の周波数からマーカ又はイレーサのうちの使用中の
ものを判別する筆記具判別回路を設けた。

（作用） 本発明によれば、黒板本体の筆記面上にてマーカを操
作すると、アンテナコイルより発信される電波のうちの
一の周波数を有する電波が該マーカの同調回路に受信さ
れ、その際、該同調回路には該一の周波数の誘導電圧が
発生する。この誘導電圧は該同調回路中に電流を流し、
このコイルより前記一の周波数とほぼ同一周波数の電波
を発信、即ち反射させる。該同調回路のコイルより反射
される電波は、逆に前記アンテナコイルに前記一の周波
数とほぼ同一周波数の誘導電圧を発生させる。同様に筆
記面上にてイレーサを操作すると、アンテナコイルに他
の周波数とほぼ同一周波数の誘導電圧を発生させる。従
って、アンテナコイルに発生する誘導電圧の周波数より
筆記面上で使用されているのがマーカであるか又はイレ
ーサであるかが判別される。

（実施例） 第１図は本発明の電子黒板装置の一実施例を示すもの
であり、図中、１は黒板本体、2,3,4はマーカ、５はイ
レーサ、６は位置検出回路、７は筆記具判別回路、８は
画像処理装置、９は出力装置である。

黒板本体１は、非磁性金属の筐体11にタブレット12及
びアンテナコイル13,14を取付けてなるもので、タブレ
ット12は位置検出回路６に接続され、また、アンテナコ
イル13,14は筆記具判別回路７に接続されている。

タブレット12は、位置検出回路６に駆動され、マーカ
２〜４又はイレーサ５により指定された位置を検出する
検出部を構成するもので、該タブレット12は筐体11のほ
ぼ中央に収納されている。なお、筐体11の前記タブレッ
ト12に対応する部分は表面をほうろう仕上げしたアルミ
ニウムやオーステナイト系のステンレス等からなり、繰
返し使用可能な筆記面15を構成する如くなっている。

タブレット12及び位置検出回路６としては前述した本
件出願人の出願にかかる「電子黒板装置」において用い
たもの、又は同じく本件出願人の出願にかかる特願昭59
−32244号の「位置検出装置」（特開昭60−176133号公
報参照）を用いることができる。

アンテナコイル13及び14は、それぞれ絶縁被覆された
導体を筆記面15の周囲の筐体11の表面に配設してなるも
のである。なお、図面上、アンテナコイル13及び14とも
１ターンのコイルで示されているが、実際には数ターン
のコイルからなっている。

第２図はマーカ２の詳細な構造を示すもので、合成樹
脂等の非金属材料からなり且つ互いにネジ込みによって
結合された２つの部分21a及び21bからなるペン軸21と、
黒色の市販のフェルトペン等のペン体22と、リング状の
磁石23と、補強用のリング状の磁石24a,24bと、スイッ
チ251,コア入りコイル252,コンデンサ253及び可変コン
デンサ254からなる同調回路25と、ペン体22のキャップ2
6とから構成されている。

前記ペン体22はペン軸21内の部分21aに設けられたス
トッパ21a′と部分21bに収納されるスイッチ251との間
において、わずかに摺動する如く格納される。また、磁
石23は磁石24a,24bとともにペン軸21の先端寄りに取付
けられ、位置指定のための定常的な磁気バイアスを発生
する。

同調回路25は、第４図にも示すようにコイル252の一
端にスイッチ251を介してコンデンサ253及び可変コンデ
ンサ254の一端を接続し、また、該コンデンサ253及び可
変コンデンサ254の他端にコイル252の他端を接続してな
っている。前記スイッチ251は、操作しない状態（非動
作状態）においてはコイル252の一端とコンデンサ253及
び可変コンデンサ254の一端とを接続せず、また、ペン
軸21を手等で保持し、ペン体22の先端を筆記面15等に押
付けることによってペン軸21内に押込むと、その後端に
より押圧された動作状態となり、コイル252の一端とコ
ンデンサ253及び可変コンデンサ254の一端とを接続する
如くなっている。なお、コイル252、コンデンサ253及び
可変コンデンサ254の数値は所定の周波数f1、例えば280
kHzで共振する周知の共振回路を構成する値に設定され
ている。

マーカ３及び４はペン体22のインク色が、例えば赤色
及び緑色であり、同調回路25の同調周波数が所定の周波
数f2及びf3、例えば290kHz及び300kHzである点を除い
て、前述したマーカ２と同一である。

第３図はイレーサ５の詳細な構造を示すもので、合成
樹脂等の非金属材料からなるケース51と、該ケース51の
内部51aに収納されたスイッチ521,522,コア入りコイル5
23,コンデンサ524及び可変コンデンサ525からなる同調
回路52と、ケース51の底面に対応する形状を有する可動
板53と、該可能板53とケース51との間に挿入されたスプ
リング54と、ケース51の内部51aの係合部51bに係合し可
動板53のケース51に対する位置を規制するストッパ55
と、可動板53の両端に設けられたリング状の磁石56と、
可動板53の外面に取付けられたフェルト等のイレース部
材57とからなっており、前記可動板53は前記スイッチ52
1及び522のいずれか一方を動作し又は両方同時に動作し
得る如くケース51に対してわずかに動くよう保持されて
いる。

同調回路52は、第４図にも示すようにコイル523の一
端にスイッチ521及び522を介してコンデンサ524及び可
変コンデンサ525の一端を接続し、また、該コンデンサ5
24及び可変コンデンサ525の他端にコイル523の他端を接
続してなっている。前記スイッチ521及び522は、操作し
ない状態（非動作状態）においてはコイル523の一端と
コンデンサ524及び可変コンデンサ525の一端とを接続せ
ず、また、ケース51を手等で保持し、可動板53のイレー
ス面を筆記面15等に押付けることによってケース51内に
押込むと、該可動板53により押圧されそのいずれか一方
もしくは両方が動作状態となり、コイル523の一端とコ
ンデンサ524及び可変コンデンサ525の一端とを接続する
如くなっている。なお、コイル523、コンデンサ524及び
可変コンデサ525の数値は所定の周波数f4、例えば310kH
zで共振する周知の共振回路を構成する値に設定されて
いる。

第４図はマーカ２及びイレーサ５の同調回路並びに筆
記具判別回路７の詳細な構成を示すもので、図中、701
は制御回路、702はタイミング回路、703はインバータ、
704,705はアナログスイッチ、706は駆動回路、707,708
はコンデンサ、709は増幅器、710は位相検波器（PS
D）、711は低域フィルタ（LPF）、712はパルス検出器で
ある。

第５図は第４図の各部における信号波形図である。以
下、第４図の各部の構成とともにその動作を詳細に説明
する。

制御回路701は周知のマイクロプロセッサ等より構成
され、第６図に示すフローチャートに従って、タイミン
グ回路702に動作開始のタイミング信号を与え、パルス
検出器712からの出力信号を受信し、後述するタイミン
グ回路702からの発信周波数情報に従って、使用中の筆
記具の種別、即ちマーカ2,3,4及びイレーサ５のいずれ
であるかを判別し、これを画像処理装置８に送出する。

タイミング回路702は周波数f1,f2,f3,f4,fkの矩形信
号をそれぞれ発生する矩形波信号発生器702a,702b,702
c,702d,702e、分周カウンタ702f及びマルチプレクサ702
gからなっている。前記周波数f1〜f4の矩形波信号はマ
ルチプレクサ702gの入力端子にそれぞれ入力され、ま
た、前記周波数fkの矩形波信号は分周カウンタ702fによ
り1/2及び1/4に分周されてマルチプレクサ702gの制御端
子に入力されており、該マルチプレクサ702gは所定の時
間2T（＝1/fk）毎に周波数f1,f2,f3,f4の矩形信号を順
次繰返す信号Ａを出力する。また、前記所定の周波数fk
の矩形波信号は送受切替信号Ｂとして出力され、前記周
波数fkの矩形波信号を1/2に分周した信号及び1/4に分周
した信号はその時点における信号Ａの周波数がf1〜f4の
いずれであるかを示す２ビットの発信周波数情報C1及び
C2として出力される。

前記信号Ａは位相検波器710に送出されるとともに図
示しない低域フィルタにより正弦波信号に変換されてア
ナログスイッチ704の一の入力端子に送出され、また、
送受切替信号Ｂはアナログスイッチ704の制御端子に送
出されるとともにインバータ703に送出され、さらにま
た、発信周波数情報C1,C2は制御回路701に送出される。

前記アナログスイッチ704の他の入力端子は接地され
ており、送受切替信号Ｂがハイ（Ｈ）レベルの期間は一
の入力端子を選択し、また、ロー（Ｌ）レベルの期間は
他の入力端子を選択するため、その出力には時間2T毎に
周波数f1〜f4の正弦波信号を時間Ｔの間のみ順次出した
り、出さなかったりする信号Ｄが出力される。

信号Ｄは駆動回路706に送出され平衡信号に変換さ
ら、さらにコンデンサ707を介してアンテナコイル13に
送出されるが、該コンデンサ707とアンテナコイル13と
は周波数f1〜f4を中心とした共振周波数を有する直列共
振回路を構成するため、該アンテナコイル13からは時間
2T毎に周波数f1〜f4の電波が時間Ｔの間のみ順次発信さ
れる。

この際、黒板本体１の筆記面15上において、マーカ、
例えば２が使用状態、即ちペン軸21と該筆記面15とのな
す角度が90゜〜45゜程度以内になるように保持され且つ
ペン体22の先端が該筆記面15に接したスイッチ251が動
作状態になっていると、前記電波のうちの周波数f1の成
分が該マーカ２のコイル252を励振し、その同調回路25
に前記信号Ｄの周波数f1の成分に同期した誘導電圧Ｅを
発生させる（なお、実際には前記電波のうちの他の周波
数f2〜f4の成分によってもコイル252は励振されるが、
周波数が若干異なるため、その振幅は小さくなる。）。

その後、信号Ｄにおいて信号オフの期間、即ち受信期
間に入ると、該アンテナコイル13は接地されるため、そ
の電波は直ちに消滅するが、前記誘導電圧Ｅは同調回路
25内の損失に応じて徐々に減衰する。

一方、前記誘導電圧Ｅに基づいて同調回路25を流れる
電流は、コイル252より周波数f1の電波を発信させる。
該電波はアンテナコイル14を励振し、該アンテナコイル
14及びこれに接続されたコンデンサ708からなる並列共
振回路に周波数f1の誘導電圧を発生させる（なお、実際
にはアンテナコイル13より発信された電波によってもア
ンテナコイル14は励振されるが、この期間においては後
述するように接地されるため、誘導電圧は全く発生しな
い。）。該誘導電圧は増幅器709に送出され増幅され、
さらにアナログスイッチ705に送出される。

アナログスイッチ705はインバータ703を介してその制
御端子に入力された送受切替信号Ｂの反転信号Ｂ′に基
づいて、前記増幅器709の出力を位相検波器710又はグラ
ンドのいずれかに接続するかを切替えるもので、前記反
転信号Ｂ′がハイレベルの期間は位相検波器710に接続
し、ローレベルの期間はグランドに接続するため、その
出力には信号Ｄ中の周波数成分f1に基づく周波数f1の誘
導電圧とともに、信号Ｄ中の周波数成分f2〜f4に基づく
周波数f1の誘導電圧を備えた信号Ｆが得られる。

前記信号Ｆは位相検波器710に送出されるが、該位相
検波器710には前述した信号Ａが検波信号として入力さ
れており、信号Ｆに含まれる誘導電圧のうち、信号Ａ中
の周波数f1の成分に対応する部分についてはその周波数
及び位相が一致するが、その他の周波数f2〜f4の成分に
対応する部分は周波数及び位相が一致しない。

従って、信号Ｆに含まれる誘導電圧のうち、信号Ａ中
の周波数f1の成分に対応する部分についてはちょうど正
側に折返した電圧成分を有し、また、その他の周波数f2
〜f4の成分に対応する部分については正側及び負側に電
圧成分を有する信号Ｇが位相検波器710から出力され
る。

前記信号Ｇは充分遮断周波数の低い低域フィルタ711
に送出され、前記信号Ａ中の周波数f1の成分に対応する
部分については所定の時間幅及び電圧値を備えた直流成
分を有し、また、その他の周波数f2〜f4の成分に対応す
る部分については該周波数f2〜f4と周波数f1との差の周
波数に対応する交流波形を備えた成分を有する信号Ｈに
変換され、パルス検出器712に送出される。

パルス検出器712はシュミットトリガ及びパルス幅検
出回路等より構成され、その入力信号中に所定幅、例え
ばT/2以上のパルスを検出した時、パルス信号を制御回
路701に送出する如くなっており、ここでは信号Ｈの前
記信号Ａ中の周波数f1の成分に対応する直流成分を検出
してパルス信号を発生し、その信号Ｉを送出する。

制御回路701は前記信号Ｉを受信すると、その時点に
おける発信周波数情報C1,C2、ここでは“L,L"から使用
中の筆記具、即ちマーカ２を判別し、この情報を画像処
理装置８に送出する。

一方、位置検出回路６は前記判別情報の有無に拘ら
ず、筆記具の磁石、ここではマーカ２の磁石23,24a,24b
による磁気バイアスがタブレット12の座標検出可能な範
囲内に入った時点より位置検出を行ない、その座標値を
画像処理装置８に送出し続けている。

画像処理装置８は通常、位置検出回路６から出力され
る座標値を一時的な値としてバッファ等に記憶するが、
前記マーカ２の判別情報を受信した時点の座標値はマー
カ２による画像データ、即ち黒色の画像データとして認
識し、図示しない画像メモリ等に記憶する。

また、黒板本体１の筆記面15上において、マーカ３又
は４を使用状態にすれば、筆記具判別回路７は前記同様
にこれらを判別し、その判別情報、即ちマーカ３又は４
の判別情報を画像処理装置８に送出し、また、画像処理
装置８は前記同様にその時点の座標値をマーカ３又は４
による画像データ、即ち赤色又は緑色の画像データとし
て認識し、画像メモリに記憶する。

また、黒板本体１の筆記面15上において、イレーサ５
を使用状態、即にイレース部材57の一部又は全部を該筆
記面15に押当て、その同調回路52のスイッチ521,522の
いずれか一方又は両方を動作状態とすれば、筆記具判別
回路７は前記同様にこれを判別し、その判別情報、即ち
イレーサ５の判別情報を画像処理装置８に送出するが、
画像処理装置８はその時点の座標値をイレーサ５による
所定の消去領域の設定座標値として認識し、画像メモリ
中の該座標値によって決定される所定の範囲の画像デー
タを消去する。

このようにして、画像処理装置８の画像メモリ内に得
られた画像データは、必要に応じてカラーディスプレイ
（図示せず）上に表示され、また、カラープリンタ等か
らなる出力装置９よりカラーハードコピー化されて出力
される。さらにまた、該画像データは公衆電話回線やデ
ータ回線等を介して他のデータ処理装置に送出するよう
になしても良い。

なお、黒板本体１の筆記面15にマーカ２〜４又はイレ
ーサ５を近付けるのみで、そのスイッチを動作状態とし
なければ、パルス検出器712からパルス信号は出力され
ないため、制御回路701がその判別情報を出力しないこ
とはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、黒板本体の筆記
面の近傍にアンテナコイルを設け、マーカ及びイレーサ
に同調周波数の異なる同調回路をそれぞれ設け、前記ア
ンテナコイルより各同調周波数に対応する電波を順次発
信し、前記同調回路より反射される電波をアンテナコイ
ルで受信し、その周波数を検出してマーカであるか又は
イレーサであるか判別するようになしたため、従来と同
様にマーカやイレーサと他の回路との間にコードが不要
であり且つこれらを正確に判別できることはもとより、
マーカやイレーサにはコイルとコンデンサを含む同調回
路を設けるのみで良く、従来のように赤外線の発光素子
や発振変調回路、電池等を設ける必要がなく、従って、
極めて操作性の良いマーカやイレーサを備えた電子黒板
装置を提供できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子黒板装置の一実施例を示す図、第
２図はマーカの断面図、第３図はイレーサの断面図、第
４図はマーカ及びイレーサの同調回路並びに筆記具判別
回路の詳細な構成図、第５図は第４図の各部の信号波形
図、第６図は筆記具判別回路の制御回路の処理の流れ図
である。 １……黒板本体、2,3,4……マーカ、５……イレーサ、
６……位置検出回路、７……筆記具判別回路、８……画
像処理装置、９……出力装置、12……タブレット、13,1
4……アンテナコイル、15……筆記面、23,56……磁石、
25,52……同調回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 友藤 吉明 埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田５丁目23番４ 株式会社ワコム内 (72)発明者 稲嶋 智 埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田５丁目23番４ 株式会社ワコム内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定常的な磁気バイアスが加えられた位置の
   座標値を検出するためのタブレットを備えた黒板本体の
   筆記面上に、定常的な磁気バイアスを発生する磁気発生
   器を備えたマーカ及びイレーサを用いて画像を表わした
   時、前記タブレットより得られる座標値に基づいて前記
   画像に対応する画像データを作成し、さらに必要に応じ
   て出力する電子黒板装置において、 黒板本体の筆記面の近傍にアンテナコイルを設け、 マーカ及びイレーサに少なくともコイルとコンデンサを
   含み所定の一の周波数及び他の周波数の同調周波数とす
   る同調回路をそれぞれ設け、 前記アンテナコイルに前記一の周波数及び他の周波数の
   交流信号を順次加えて電波を発信させ、前記マーカ又は
   イレーサの同調回路より反射される電波をアンテナコイ
   ルに受信させ、該反射信号の周波数からマーカ又はイレ
   ーサのうちの使用中のものを判別する筆記具判別回路を
   設けた ことを特徴とする電子黒板装置。
2. 【請求項２】イングの色の異なるマーカ毎に同調回路の
   同調周波数を変更し、これらを判別するようになしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子黒板装
   置。