JP6197290B2 - コンピュータ装置、再生システム、及びプログラム - Google Patents

コンピュータ装置、再生システム、及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、算数問題に関する学習を支援する技術に関する。
従来から、記入した情報を電子化する電子ペンが開発されており、その代表的なものとしてスウェーデンのAnoto社が開発した「アノトペン(Anoto pen)」が知られている。例えば、特許文献1に記載されているように、アノトペンは、用紙に印刷された所定のドットパターンを読み取って記入情報を生成し、当該記入情報をコンピュータ装置に送信する。
また、特許文献2には、手書きによる筆算の解答及び計算過程に記入した補記を文字認識して採点を行う学習支援装置が記載されている。さらに、特許文献3には、手書きの筆算の解答を文字認識により採点し、誤答の場合に再度解答を行うことが可能な教育システムが開示されている。その他、本発明に関連する発明が、特許文献4及び特許文献5に開示されている。
特許第3842283号公報 特許第4139784号公報 特開2004−038033号公報 特開2012−008604号公報 特開2005−242176号公報
筆算などの算数問題の間違いの原因は、ケアレスミスや、計算の仕方自体の未習得などがある。この場合、解答を行う生徒は、単に正解のみを参照しただけでは間違いの原因がわからず、計算の仕方が未習得の場合に正しい計算の仕方を習得することができない。そこで、本発明は、解答者が自ら間違いの原因を自己評価して問題の解き方を習得することが可能なコンピュータ装置、再生システム、及びプログラムを提供することを主な目的とする。
本発明に係るコンピュータ装置は、算数の問題の解答時に記入した補記及び解答を示すストロークである記入ストロークを認識するストローク認識手段と、前記記入ストロークと、前記問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示手段に表示させる表示制御手段とを備え、前記ストローク認識手段は、前記記入ストロークから、前記問題の各々の解答を示すストロークである解答ストロークを認識し、前記表示制御手段は、前記問題の各々の正解と、前記問題の各々に対応する前記解答ストロークと、前記解答ストロークが示す解答の正誤判定を入力するためのインターフェースとを並べて表示した画面である正誤判定画面を前記表示手段に表示させ、前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題の解答及び補記を記入するための入力画面を前記表示手段に表示させ、かつ、前記入力画面での解答後に、当該入力画面において入力されたストロークと、前記問題の模範ストロークとを並べて再生する画面を前記表示手段に表示させる。
上記のコンピュータ装置は、ストローク認識手段と、表示制御手段とを備える。ストローク認識手段は、算数の問題の解答時に記入した補記及び解答を示すストロークである記入ストロークを認識する。表示制御手段は、記入ストロークと、問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示手段に表示させる。このようにすることで、コンピュータ装置は、解答者本人が記入した計算過程も含む解答内容と、模範の解答内容とを解答者に好適に比較させることができる。従って、解答者は、自ら間違いの原因を自己評価して問題の解き方を好適に習得することができる。また、ストローク認識手段は、記入ストロークから、問題の各々の解答を示すストロークである解答ストロークを認識し、表示制御手段は、問題の各々の正解と、問題の各々に対応する解答ストロークと、解答ストロークが示す解答の正誤判定を入力するためのインターフェースとを並べて表示した画面である正誤判定画面を表示手段に表示させる。この態様により、解答者は、自己が記入した解答の正誤判定を容易に実行することができる。さらに、表示制御手段は、正誤判定画面での入力に基づき指定された問題の解答及び補記を記入するための入力画面を表示手段に表示させ、かつ、入力画面での解答後に、当該入力画面において入力されたストロークと、問題の模範ストロークとを並べて再生する画面を表示手段に表示させる。この態様により、コンピュータ装置は、解答者が再度解答した内容を示すストロークと、模範となる記入内容を示す模範ストロークとを好適に解答者に比較させることができる。
本発明に係る別のコンピュータ装置は、算数の問題の解答時に記入した補記及び解答を示すストロークである記入ストロークを認識するストローク認識手段と、前記記入ストロークと、前記問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示手段に表示させる表示制御手段とを備え、前記ストローク認識手段は、前記記入ストロークから、前記問題の各々の解答を示すストロークである解答ストロークを文字認識することで当該解答ストロークが示す解答の正誤判定を行い、前記表示制御手段は、前記問題の各々の正解と、前記問題の各々に対応する前記解答ストロークと、前記解答ストロークが示す解答の正誤判定の結果とを並べて表示した画面である正誤判定画面を前記表示手段に表示させ、前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題の解答及び補記を記入するための入力画面を前記表示手段に表示させ、かつ、前記入力画面での解答後に、当該入力画面において入力されたストロークと、前記問題の模範ストロークとを並べて再生する画面を前記表示手段に表示させる。この態様により、解答者は、自己が記入した解答の正誤判定の結果を容易に認識することができる。また、コンピュータ装置は、解答者が再度解答した内容を示すストロークと、模範となる記入内容を示す模範ストロークとを好適に解答者に比較させることができる。
上記コンピュータ装置の一態様では、前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記問題ごとに前記記入ストロークの各々が書かれた順番に従い、前記記入ストロークを1ストロークずつ再生し、かつ、前記問題ごとに前記模範ストロークの各々を記載すべき順番に従い、前記模範ストロークを1ストロークずつ再生する。この態様により、コンピュータ装置は、解答者の記入ストロークと、模範ストロークとを好適に再生させ、解答者にこれらのストロークを比較させることができる。
上記コンピュータ装置の他の一態様では、前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び前記模範ストロークを1ストロークずつ同時に再生させる。この態様により、コンピュータ装置は、解答者に対し、自己の記入ストロークと、模範ストロークとを好適に比較させることができる。
上記コンピュータ装置の他の一態様では、前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び模範ストロークを1ストロークずつ交互に再生させる。この態様により、コンピュータ装置は、解答者の記入ストロークと、模範ストロークとを解答者に交互に確認させつつ、これらのストロークを再生することができる。
上記コンピュータ装置の他の一態様では、前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び模範ストロークを所定のまとまりごとに交互に再生させる。この態様により、コンピュータ装置は、解答者の視線の切り替え頻度が過度に多くなるのを防ぎつつ、記入ストロークと、模範ストロークとを解答者に好適に確認させることができる。
上記コンピュータ装置の他の一態様では、前記表示制御手段は、前記模範ストロークの再生と共に、当該模範ストロークに関する解説を、前記表示手段に表示させる又は音声出力手段に音声出力させる。これにより、コンピュータ装置は、正しい計算過程の理解を促進させることができる。
上記コンピュータ装置の他の一態様では、前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題を対象とした前記再生画面を前記表示手段に表示させる。この態様により、解答者は、正誤判定画面から任意の問題を指定して再生画面を表示させることができる。
本発明に係る再生システムは、上記いずれか記載のコンピュータ装置と、算数の問題が印刷され、前記問題の解答時に前記記入ストロークの記入対象となる領域にコード化パターンが印刷されたシートと、前記コード化パターンを読み取り、手書きストロークに関する記入情報を生成する電子ペンとを有する再生システムであって、前記コンピュータ装置のストローク認識手段は、前記電子ペンから受信した記入情報に基づき、前記記入ストロークを認識する。この態様により、再生システムは、問題用紙などのシートに記入された記入ストロークと、模範ストロークとを並べて再生することができる。
上記再生システムの一態様では、前記電子ペンは、前記記入情報に時刻情報を含め、前記表示制御手段は、前記記入情報に含まれる時刻情報に基づき、前記問題ごとに前記記入ストロークの各々が書かれた順番を認識し、当該順番に従い、前記記入ストロークを再生する。この態様により、再生システムは、記入ストロークを好適に再生することができる。
本発明に係るプログラムは、上記記載のいずれか一つのコンピュータ装置として機能させる。これらのプログラムをコンピュータ装置にインストールして機能させることで、本発明に係るコンピュータ装置を構成させることができる。
本発明によれば、コンピュータ装置は、算数の問題の解答時の補記及び解答を示す記入ストロークと、問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示する。これにより、コンピュータ装置は、解答者本人が記入した計算過程も含む解答内容と、模範の解答内容とを解答者に好適に比較させることができる。従って、解答者は、自ら間違いの原因を自己評価して問題の解き方を好適に習得することができる。
第1実施形態における再生システムのシステム構成図である。 記入頁の上面図を示す。 ドットパターンにおけるドットの配置と変換される値との関係を示す説明図である。 (a)は、ドットパターンを模式的に示し、(b)は、それに対応する情報の例を示す図である。 電子ペンの構造を示す概略図である。 ディスプレイの概略構成を示す。 端末装置の概略構成を示す。 解答記入画面が表示された端末装置及び記入頁の上面図を示す。 正誤判定画面が表示された端末装置の上面図を示す。 比較再生画面を表示させる直前の正誤判定画面を表示した端末装置の上面図を示す。 比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 再チャレンジ画面を表示した端末装置の上面図を示す。 再チャレンジストロークを対象にした比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 変形例に係る比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 変形例に係る比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 記入頁に分数の足し算の問題が印刷されている場合の比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 記入頁20に分数の掛け算の問題が印刷されている場合の比較再生画面を表示した端末装置の上面図を示す。 変形例における正誤判定画面が表示された端末装置の上面図を示す。 第3実施形態における比較再生画面において、再生ボタンが選択された場合に表示される模範ストロークの表示の遷移を示す。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態である第1実施形態〜第3実施形態について順に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明に係る第1実施形態について説明する。
[再生システムの構成]
図1は、第1実施形態に係る再生システムの構成を示す。図1に示すように、再生システムは、ユーザが使用する電子ペン1と、各頁にドットパターン(コード化パターン)が印刷された筆算のドリル帳2と、電子ペン1から記入情報を受信して処理する端末装置(コンピュータ装置)3とを備える。
図1に示すように、端末装置3は、電子ペン1で記入が行われているドリル帳2の記入頁20の画像をディスプレイ4に表示させると共に、電子ペン1から受信した記入情報に基づき、記入頁20に記入された各問題の解答や解答の計算過程で書き込んだ文字や記号(「補記」とも呼ぶ。)を示すストロークを、記入頁20の画像に重ねて表示させる。ディスプレイ4には、図6で後述するように、電子ペン1に記入情報を生成させるためのドットパターンが形成されたドットパターン形成層(ドットパターンオーバーレイヤ:DOL)40と、指による入力を検知するタッチパネル44とが形成されている。そして、端末装置3は、ディスプレイ4上での電子ペン1又は指による操作に基づき、記入頁20に記入された問題ごとの補記及び解答を示すストローク(「第1記入ストロークSt1」とも呼ぶ。)と、当該問題の正解を導くために模範となる補記及び正解を示すストローク(「模範ストロークSt2」とも呼ぶ。)とを、ディスプレイ4上に並べて再生する。以下、再生システムの各構成要素について説明する。
(ドリル帳)
まず、ドリル帳2について図2を参照して説明する。図2は、ドリル帳2の記入頁20の上面図を示す。記入頁20には、問題1〜6の筆算の問題が印刷されている。そして、問題1〜6の各々に対する解答及び補記を記入する可能性がある記入領域21A〜21F(21)には、位置座標を示すドットパターン(コード化パターン)が印刷される。記入領域21A〜21Fは、計算過程で記入する補記の記入領域も含むように、各問題の表示領域よりも広い領域に設定されている。そして、記入領域21A〜21Fに印刷されるドットパターンは、電子ペン1により読み取ることができるように赤外線を吸収するカーボンを含んだインキにより印刷される。そして、ドットパターン以外の問題の数字や記号等は、電子ペン1によるドットパターンの読み取りを疎外しないよう、赤外域に吸収性を持たないインキにより印刷される。また、記入領域21A〜21F内に存在する解答記入領域22A〜22F(22)は、解答が記入される可能性がある領域である。後述するように、端末装置3は、記入領域21A〜21Fに電子ペン1により記入されたストロークを、各問題1〜6の解答を示すストロークとして認識する。
また、ドリル帳2の記入頁20以外の頁についても、記入頁20と同様に、印刷される問題ごとに、解答及び補記を記入する可能性がある記入領域にドットパターンが形成されている。そして、各頁の記入領域には、それぞれ、座標領域が重ならないようドットパターンが形成される。
(ドットパターン)
次に、図3と図4を参照しながら、ドリル帳2の記入頁20を含む各頁の記入領域及びディスプレイ4上のDOL44に形成されたアノト方式のドットパターン(コード化パターン)について説明する。図3は、ドリル帳2の各頁の記入領域及びDOL44に形成されたドットパターンのドットと、そのドットが変換される値との関係を説明する図である。図3に示すように、ドットパターンの各ドットは、その位置によって所定の値に対応付けられている。すなわち、ドットの位置を格子の基準位置(縦線及び横線の交差点)から上下左右のどの方向にシフトするかによって、各ドットは、0〜3の値に対応付けられている。また、各ドットの値は、さらに、X座標用の第1ビット値及びY座標用の第2ビット値に変換できる。このようにして対応付けられた情報の組み合わせにより、ドリル帳2の各頁の記入領域又はDOL44上の位置座標が決定されるように構成されている。従って、ドリル帳2の各頁の記入領域及びDOL44には、それぞれ、座標領域が重ならないようドットパターンが形成される。
図4(a)は、あるドットパターンの配列を示している。図4(a)に示すように、縦横約2mmの範囲内に6×6個のドットが、ドリル帳2の各頁の記入領域又はディスプレイ4上のDOL44のどの部分から6×6ドットを取っても、ユニークなパターンとなるように配置されている。これら36個のドットにより形成されるドットパターンは位置座標(例えば、そのドットパターンが記入領域21又はDOL44上のどの位置にあるのか)を保持している。図4(b)は、図4(a)に示す各ドットを、格子の基準位置からのシフト方向によって、図3に示す規則性に基づいて、対応づけられた値に変換したものである。この変換は、ドットパターンの画像を撮影する電子ペン1によって行われる。
(電子ペン)
次に、電子ペン1について図5を用いて説明する。図5は、電子ペン1の構造を示す概略図である。図5に示すように、電子ペン1は、その筐体101の内部に、インクカートリッジ104、LED105、CMOSカメラ106、圧力センサ107、CPU等により構成されるプロセッサ108、ROMやRAMといったメモリ109、リアルタイムクロック110、アンテナ等により構成される通信ユニット111及びバッテリー112を備える。インクカートリッジ104の先端は、ペン先部103となっており、ユーザは、電子ペン1のペン先部103を記入領域21又はディスプレイ4上のDOL44に当接させて、ストローク(手書きストローク)を記入する。ここで、電子ペン1のペン先部103がドリル帳2の記入領域又はDOL44に最初に接触することをペンダウンと呼び、接触している(当接している)状態からペン先部103が離れることをペンアップと呼ぶ。電子ペン1のペンダウンからペンアップまでの間に記入される軌跡が1つのストロークとなり、文字や図形等は、1つ又は複数個のストロークからなる。
バッテリー112は、電子ペン1内の各部品に電力を供給するためのものであり、例えば電子ペン1のキャップ(図示せず)の脱着により電子ペン1自体の電源のオン/オフを行うよう構成させてもよい。リアルタイムクロック110は、現在時刻(タイムスタンプ)を示す時刻情報を発信し、プロセッサ108に供給する。圧力センサ107は、ユーザが電子ペン1によりドリル帳2の記入領域又はディスプレイ4上に文字やマークを書いたりタップしたりする際にペン先部103からインクカートリッジ104を通じて与えられる圧力、即ち筆圧を検出し、その値をプロセッサ108へ伝送する。
プロセッサ108は、圧力センサ107から与えられる筆圧データに基づいて、LED105及びCMOSカメラ106のスイッチのオン/オフを切替える。即ち、ユーザが電子ペン1でドリル帳2の記入領域又はディスプレイ4上に文字などを書くと、ペン先部103に筆圧がかかり、圧力センサ107によって所定値以上の筆圧が検出されたときに、プロセッサ108は、ユーザが記入を開始したと判定して、LED105及びCMOSカメラ106を作動させる。そして、通信ユニット111が、圧力センサ107により検出されたペンダウン情報と、後述する電子ペン1の識別情報(以後、「ペンID」と呼ぶ。)とを関連付けて、記入情報として端末装置3へ送信する。また、ユーザが1つのストロークを記入し終えて電子ペン1をドリル帳2の記入領域等から離すと、圧力センサ107は、所定値以上の筆圧が検出されなくなることでペンアップを検出する。すると、通信ユニット111が、圧力センサ107により検出されたペンアップ情報とペンIDとを関連付けて、記入情報として端末装置3へ送信する。
LED105とCMOSカメラ106は、電子ペン1のペン先部103付近に取り付けられており、筐体101におけるLED105及びCMOSカメラ106と対向する部分には、開口部102が形成されている。LED105は、ドリル帳2の記入領域又はディスプレイ4上のペン先部103近傍に向けて赤外線を照明する。その領域は、ペン先部103がドリル帳2の記入領域等に接触する位置とはわずかにずれている。CMOSカメラ106には、赤外線を透過し赤外線以外を遮断する赤外線フィルタが設けられており、CMOSカメラ106は、LED105によって照明された領域内におけるドットパターンを撮影し、そのドットパターンの画像データをプロセッサ108に供給する。
ここで、ドリル帳2の記入領域に印刷されたドットのインク素材は、赤外線を吸収するため、LED105によって照射された赤外線は、ドットによって吸収される。そのため、ドットの部分は、赤外線の反射量が比較的少なく、ドット以外の部分は赤外線の反射量が比較的多い。CMOSカメラ106の撮影により、赤外線の反射量の違いから閾値を設けることによって、ドットの領域とそれ以外の領域を区別することができる。一方、DOL40に形成されたドットのインク素材は、後述するように赤外線を反射するため、LED105によって照射された赤外線は、ドットによって反射される。そのため、ドットの部分は、赤外線の反射量が比較的多く、ドット以外の部分は赤外線の反射量が比較的少ない。CMOSカメラ106の撮影により、赤外線の反射量の違いから閾値を設けることによって、ドットの領域とそれ以外の領域を区別することができる。なお、CMOSカメラ106による撮影領域は、図4(a)に示すような約2mm×約2mmの大きさを含む範囲であり、CMOSカメラ106の撮影は毎秒50〜100回程度の定間隔で行われる。また、CMOSカメラ106は、ドットを鮮明に撮影するため、十分な被写界深度を有している。
プロセッサ108は、ユーザの記入が行われる間、CMOSカメラ106によって供給される画像データのドットパターンから、ユーザが記入するストローク(筆跡)のドリル帳2の記入領域等におけるX、Y座標(以後、単に「座標データ」または「座標情報」とも呼ぶ。)を連続的に演算していく。すなわち、プロセッサ108は、CMOSカメラ106によって供給される、図4(a)に示されるようなドットパターンの画像データを図4(b)に示すデータ配列に変換し、さらに、X座標ビット値・Y座標ビット値に変換して、そのデータ配列から所定の演算方法によりX、Y座標データを演算する。なお、プロセッサ108は、ドットパターンに対向する電子ペン1の傾きに起因するドットの配列を補正する回転補正処理機能を備えている。そして、プロセッサ108は、リアルタイムクロック110から発信される現在時刻(タイムスタンプ:記入された時刻情報)、筆圧データ及びX、Y座標データを関連付ける。以後、これらの関連付けたデータを、まとめて「座標属性情報」と呼ぶ。なお、ドリル帳2の各頁の記入領域やDOL44における6×6のドットパターンは、ドリル帳2の各頁の記入領域やDOL44内で重複することはないため、ユーザが電子ペン1で文字等を記入すると、記入された位置がドリル帳2の記入領域やDOL44内のどの位置に当たるかを、プロセッサ108による座標演算により特定することができる。
メモリ109には、電子ペン1を識別するための「pen01」といったペンID、ペン製造者番号、ペンソフトウェアのバージョン等のプロパティ情報が記憶されている。そして、通信ユニット111は、ペンIDと、時刻情報(タイムスタンプ)と、筆圧データと、X、Y座標データとを関連付けて、記入情報として端末装置3へ送信する。通信ユニット111による端末装置3への送信は、Bluetooth(登録商標)などの無線送信によって、即時的かつ逐次的に行われる。ここで、電子ペン1のペンダウンからペンアップまでの間に生成されて端末装置3に送信された1個又は複数個の座標属性情報は、端末装置3によりストローク情報として記憶される。換言すると、1つのストロークは、1個又は複数個のX、Y座標(座標点)からなり、端末装置3は、ペンダウン情報及びペンアップ情報によって、1つのストロークを構成する1個又は複数個の座標属性情報を認識する。このように、ユーザの一つのストロークの記入により、電子ペン1によって生成される座標属性情報の集合を「ストローク情報」と呼ぶ。また、ペン先部103は、プラスチックやステンレスなどの素材により形成される。ペン先部103は、インクを有さず、筆圧をインクカートリッジ104を介して圧力センサ107に伝達する。
なお、電子ペン1のタップによるペン先から出力されたインキがDOL40に付いた場合は、布等で拭き取ればよいが、電子ペン1は、インクカートリッジ104に代えて、インキが充填されていないペン部を備えてもよい。この場合、ペン先部103からインキが出力されない。また、好適には、評価システムは、ドリル帳2の記入領域への記入用の電子ペン1と、端末装置3への記入用の電子ペン1とをそれぞれ有してもよい。この場合、ドリル帳2の記入領域への記入用の電子ペン1は、インクカートリッジ104を備え、端末装置3への記入用の電子ペン1はペン先部103からインキが出力されないペン部を備える。また、電子ペン1は、無線送信によって端末装置3へ記入情報を送信したが、これに限らず、端末装置3と有線により接続し、有線送信によって端末装置3へ記入情報を送信してもよい。
また、好適には、電子ペン1は、CMOSカメラ106がドットパターンを認識した際、ドットパターンが赤外線反射材で構成されているか、又は赤外線吸収材で構成されているか判断し、当該判断に基づきドットパターンの読み取りプログラムを切り替えてもよい。具体的には、電子ペン1は、まず、CMOSカメラ106が撮影した画像に対して所定の閾値を用いて2値化処理を行い、当該2値化処理された画像より赤外線反射領域及び赤外線吸収領域を判別し、赤外線反射領域の面積と赤外線吸収領域の面積との大小関係を比較する。そして、電子ペン1は、赤外線反射領域よりも赤外線吸収領域が大きい場合には、2値化処理された画像に対してネガポジ反転処理を行い、ネガポジ反転処理を行った場合にはネガポジ反転処理された画像に基づいてドットパターンを認識し、ネガポジ反転処理を行わなかった場合には2値化処理された画像に基づいてドットパターンを認識する。これにより、赤外線吸収性のインクにより印刷されたドットパターン及び赤外線反射性のインキにより印刷されたドットパターンの両方を適切に認識することが可能となる。
(端末装置)
次に、端末装置3について説明する。以下では、端末装置3のディスプレイ4の構成について説明した後、端末装置3の全体構成について説明する。
(1)ディスプレイの構成
図6は、ディスプレイ4の構成を示す。図6に示すように、ディスプレイ4は、多層構造を有し、上層から順に、DOL40と、タッチパネル44と、ディスプレイパネル45と、を備える。
DOL40は、ディスプレイ4の最上層に配置される。DOL40は、ポリエチレンテレフタラートなどの透明樹脂基板である基材フィルム43に、電子ペン1により読み取ることができるよう赤外線を反射する素材(酸化チタン、コレステリック液晶、赤外線反射性顔料など)を含んだインクによりドットパターン(コード化パターン)42が印刷され、さらに透明なEB硬化樹脂などの保護層41で保護された層構成を有している。ここで、ドットパターン42を、赤外線を反射する素材で印刷しているのは、DOL40の下層にあるディスプレイパネル45から様々な色の可視光が放射されても、電子ペン1によってコントラストよくドットパターン42を認識させるのに、望ましいからである。
DOL40の裏面には、タッチパネル44が接着されている。タッチパネル44は、DOL40上での指の押下による静電容量の変化を捉えて位置を検出する静電容量方式のタッチパネルである。なお、電子ペン1のペン先部103は、プラスチック又はステンレスなどの素材であり、DOL40上での電子ペン1の接触又は押下によっては、タッチパネル44の静電容量は変化しない。従って、タッチパネル44は、電子ペン1によるDOL40上での接触及び押下を検出しない。
なお、本発明が適用可能なディスプレイ4の構成は、図6の構成に限定されない。これに代えて、ディスプレイ4は、ドットパターン42と基材フィルム43との間、あるいは基材フィルム43とタッチパネル44との間に赤外線反射層が設けられ、さらにドットパターン42が赤外線を吸収するカーボンを含んだインクにより印刷される構成であってもよい。
(2)端末装置の全体構成
次に、端末装置3の全体構成について図7を参照して説明する。端末装置3は、ハードウェアとして、電子ペン1とのデータ通信が可能なアンテナ装置、CPU等のプロセッサ、ROMやRAMといったメモリ、マウスやキーボード等で構成される。端末装置3は、例えば、ディスプレイ4を表示部として備えるiPad(登録商標)などのタブレットPCやPDA(Personal Data Assistance)等である。端末装置3は、図7に示すように、機能的には、タッチパネル44などの入力手段31、受信手段32、処理手段34、記憶手段35、ディスプレイパネル45などの表示手段36を備える。そして、端末装置3は、電子ペン1から受信した記入情報、及びタッチパネル44から受信した入力情報(「タッチパネル入力情報」とも呼ぶ。)に基づいて所定の処理を行うものである。
通信手段32は、アンテナ受信回路等により構成され、電子ペン1から記入情報を受信し、処理手段34に伝送する。また、端末装置3は、DOL40に形成されたドットパターン42にかかる座標系(「DOL座標系」とも呼ぶ。)をディスプレイパネル45にかかる座標系(「ディスプレイ座標系」とも呼ぶ。)に変換するための第1座標変換関数、及び、タッチパネル44にかかる座標系(「タッチパネル座標系」とも呼ぶ。)をディスプレイ座標系に変換するための第2座標変換関数をそれぞれ求めるキャリブレーション処理機能を有している。さらに、端末装置3は、そのキャリブレーション処理により求められた第1座標変換関数を用いて、DOL座標系のデータを受信したときに、ディスプレイ座標系のデータに変換し、ストロークを描画したり、所定の処理を行ったりする機能、及び、第2座標変換関数を用いて、タッチパネル座標系のデータを受信したときに、ディスプレイ座標系のデータに変換し、アイコンの選択等の所定の処理を行う機能を有している。
処理手段34は、CPU等のプロセッサによって構成され、端末装置3の全体の制御を行う。また、処理手段34は、上記キャリブレーション処理機能により求めた第1座標変換関数及び第2座標変換関数を記憶手段35に記憶する。そして、処理手段34は、以下に述べるストローク認識手段341と、表示制御手段342とを有する。
ストローク認識手段341は、端末装置3が電子ペン1から記入情報を受信すると、後述する座標定義情報を参照し、当該記入情報が示す座標データがDOL座標系の座標領域又は記入領域21に印刷されたドットパターンの座標領域のいずれに属するかを認識する。そして、電子ペン1から受信した記入情報の座標データがドリル帳2に印刷されたドットパターンの座標範囲に属する場合、ストローク認識手段341は、当該座標データを示すドットパターンが割り当てられた記入頁20及び記入領域21をさらに認識する。そして、この場合、ストローク認識手段341は、受信した記入情報に基づくストロークが、認識した記入領域21に対応する問題に対する第1記入ストロークSt1であると認識し、第1記入ストロークSt1を描画するのに必要な記入情報を、認識した問題ごとに記憶手段35に記憶させる。
表示制御手段342は、ストローク認識手段341が第1記入ストロークSt1を認識した場合に、第1記入ストロークSt1が記入された記入頁20の画像を表示手段36に表示させると共に、当該画像内の第1記入ストロークSt1が記入された問題のエリアに重ねて第1記入ストロークSt1を表示させる。
また、電子ペン1から受信した記入情報の座標データがDOL座標系の場合、表示制御手段342は、当該記入情報に含まれる座標データを、第1座標変換関数を用いて、ディスプレイ座標系のデータに変換する。そして、表示制御手段342は、変換後の座標データ等に基づくストロークをディスプレイパネル45に表示させたり、ストロークの該当する位置にボタン(例えば後述する図8の正誤判定ボタン60)等が表示されていた場合には、当該ボタンの選択等の処理を行ったりする。
また、表示制御手段342は、端末装置3がタッチパネル44からタッチパネル入力情報を受信すると、タッチパネル入力情報に含まれるタッチパネル座標系の座標データを、第2座標変換関数を用いて、ディスプレイ座標系のデータに変換する。そして、処理手段34は、変換後の座標データにボタン等が表示されていた場合には、当該ボタンの選択等の処理を行う。
また、表示制御手段342は、指定された問題の記入領域21に電子ペン1により記入された第1記入ストロークSt1と、当該問題の模範ストロークSt2とを並べて再生した画面(「比較再生画面」とも呼ぶ。)を表示手段36に表示させる。この具体的な処理については、[比較再生処理]のセクションで詳しく説明する。
記憶手段35は、ROMやRAMといったメモリによって構成される。記憶手段35は、第1座標変換関数及び第2座標変換関数を記憶する。また、記憶手段35は、処理手段34の処理命令により、電子ペン1から受信した記入情報をペンID毎に記憶したり、プログラムの実行により生成される所定のデータを記憶したりする。また、記憶手段35は、ドリル帳2の各頁の記入領域に印刷されたドットパターンの座標範囲やDOL座標系で用いられる座標範囲の情報(「座標定義情報」とも呼ぶ。)を記憶する。また、記憶手段35は、記入頁20をディスプレイ4上で表示するためのドリル帳2の各頁の画像を記憶する。また、記憶手段35は、ドリル帳2の各頁に印刷された各問題に対する正解及び模範となる補記を示す各模範ストロークSt2の表示位置や書き順の情報(「模範ストローク情報」とも呼ぶ。)を記憶する。
[比較再生処理]
次に、処理手段34が実行する比較再生処理について、端末装置3のディスプレイ4が表示する画面ごとに説明する。
(1)解答記入画面
まず、電子ペン1による記入頁20への記入が行われているときにディスプレイ4が表示する画面(「解答記入画面」とも呼ぶ。)について説明する。図8は、解答記入画面が表示された端末装置3及び記入頁20の上面図を示す。
図8では、表示制御手段342は、電子ペン1から送信される記入情報に基づき、座標定義情報を参照し、記入頁20が記入対象となっていることを認識し、記入頁20の画像をディスプレイ4に表示させている。また、表示制御手段342は、記入情報に基づき認識した各問題の記入領域21へのストロークを、第1記入ストロークSt1として認識し、ディスプレイ4に表示させた各問題の表示位置に対応付けて表示させる。このとき、ストローク認識手段341は、記入領域21のうち解答記入領域22に記入されたストロークを、解答を示すストロークとして認識し、解答記入領域22以外の記入領域21に記入されたストロークを、補記を示すストロークとして認識する。そして、ストローク認識手段341は、各問題の第1記入ストロークSt1に対応する記入情報を、記憶手段35に記憶させる。また、表示制御手段342は、問題の画像を表示する領域の下方に、後述する正誤判定ボタン60を表示させる。
なお、図8では、ディスプレイ4の表示スペースの関係上、表示制御手段342は、記入頁20に印刷されている問題1〜6のうち、問題1〜4のみをディスプレイ4に表示させている。表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、指先を下から上にディスプレイ4上でスライドさせる操作を検知した場合には、ディスプレイ4の表示画面を上にスライドさせて問題3〜6をディスプレイ4にスクロール表示させる。また、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、2本の指先をディスプレイ4上で互いに近接させるようにスライドする操作を検知した場合には、ディスプレイ4に表示させた記入頁20の画像を縮小して当該画像の全体を表示させる。同様に、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、2本の指先をディスプレイ4上で互いに離れるようにスライドする操作を検知した場合には、ディスプレイ4に表示させた記入頁20の画像の一部を拡大表示する。
(2)正誤判定画面
次に、解答記入画面で正誤判定ボタン60が選択された時にディスプレイ4が表示する画面(「正誤判定画面」とも呼ぶ。)について説明する。図9は、正誤判定ボタン60が選択された後のディスプレイ4の表示例を示す。
ユーザは、記入頁20に印刷された問題の解答終了後、ディスプレイ4に表示された正誤判定ボタン60を指先によりタッチする。この場合、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、正誤判定ボタン60が選択されたことを認識し、図9に示すように、正解表示エリア51と、解答表示エリア52A〜52F(52)と、正誤判定に関するプルダウンメニュー(インターフェース)53と、正解比較ボタン61と、再チャレンジボタン62とをディスプレイ4に表示させる。
まず、これらの表示要素について説明する。正解表示エリア51では、表示制御手段342は、記入頁20に記載された問題ごとの正解を並べて表示する。また、解答表示エリア52では、表示制御手段342は、記入頁20の各問題の解答記入領域22に記入された解答を示すストロークを並べて表示する。また、表示制御手段342は、各解答表示エリア52A〜52Fの下に、当該解答表示エリア52に表示された解答が正しいか否かを選択するプルダウンメニュー53を表示する。図9では、表示制御手段342は、問題1の解答表示エリア52Aに対応するプルダウンメニュー53が選択されたことを認識し、正解であることを示す「○」マークと、不正解であることを示す「×」マークとを選択可能に表示している。
また、後述するように、表示制御手段342は、任意の解答表示エリア52がタッチパネル操作により選択された状態で正解比較ボタン61が選択された場合、選択された解答表示エリア52に対応する問題の記入領域21に電子ペン1により記入された補記及び解答を示す第1記入ストロークSt1と、当該問題の補記の模範例及び正解を示す模範ストロークSt2とを並べて再生する比較再生画面を表示する。比較再生画面ついては、図10及び図11を参照して説明する。また、表示制御手段342は、任意の解答表示エリア52がタッチパネル操作により選択された状態で再チャレンジボタン62が選択された場合、選択された解答表示エリア52に対応する問題を電子ペン1による記入操作に基づきディスプレイ4上で解き直すための入力画面(「再チャレンジ画面」とも呼ぶ。)を表示する。再チャレンジ画面については、図12を参照して説明する。
(3)比較再生画面
次に、比較再生画面の表示方法及び比較再生画面について図10及び図11を参照して説明する。
図10は、問題4に関する比較再生画面を表示させる直前の正誤判定画面を表示した端末装置3の上面図を示す。表示制御手段342は、正誤判定画面において、タッチパネル入力情報に基づき、任意の解答表示エリア52がタッチされたことを検知した場合、タッチされた解答表示エリア52を、選択されたことがわかるように強調表示する。図10では、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、解答表示エリア52Dがタッチされたことを検出し、解答表示エリア52Dを強調表示している。そして、表示制御手段342は、任意の解答表示エリア52(図10では解答表示エリア52D)が選択された状態で、正解比較ボタン61がタッチされたことをタッチパネル入力情報に基づき検知した場合、選択された解答表示エリア52に対応する問題(図10では問題4)の解答に関する比較再生画面をディスプレイ4に表示させる。
図11は、問題4に関する比較再生画面を表示した端末装置3の上面図を示す。図11に示すように、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1を再生する第1再生エリア71と、模範ストロークSt2を再生する第2再生エリア72と、操作ボタン81〜87を表示する再生操作エリア80とを有する比較再生画面をディスプレイ4に表示させる。そして、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に基づき、操作ボタン81〜87のいずれかが選択されたことを検知した場合、当該操作ボタンに関連付けられた機能に従い、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2の表示を制御する。
ここで、各操作ボタン81〜87の機能について説明する。再生ボタン81が選択された場合、表示制御手段342は、予め定められた所定の時間間隔(「通常再生間隔」とも呼ぶ。)に従い、問題4に対応する第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを同時に1ストロークずつ連続して再生する。このとき、表示制御手段342は、問題4の各第1記入ストロークSt1に対応する記入情報の時刻情報を参照し、各第1記入ストロークSt1の書き順を認識し、当該書き順が早いストロークから順に、非表示の第1記入ストロークSt1を1ストロークずつ第1再生エリア71に表示させる。同様に、表示制御手段342は、記憶手段35に記憶させた模範ストローク情報を参照して、問題4に対応する各模範ストロークSt2の表示位置及びその正解を導くために記載すべき書き順を認識し、書き順が早い非表示の模範ストロークSt2から順に1ストロークずつ第2再生エリア72に表示させる。
また、一時停止ボタン82が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2の再生を一時停止する。即ち、表示制御手段342は、この場合、第1再生エリア71及び第2再生エリア72での表示を維持する。また、停止ボタン83が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2の再生を停止する。例えば、この場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を全て非表示にしてもよく、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を全て表示させてもよい。また、早戻しボタン84が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を早戻し再生する。即ち、この場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔で、書き順が遅い順に、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を同時に1ストロークずつ非表示にする。戻るボタン85が選択された場合、表示制御手段342は、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2のうち、それぞれ、最も書き順が遅いストロークの表示を同時に消去する。また、進むボタン86が選択された場合、表示制御手段342は、表示されていない第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2のうち、それぞれ、最も書き順が早いストロークを同時に表示する。また、早送りボタン87が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を早送り再生する。即ち、この場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔で、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを同時に1ストロークずつ連続再生する。
(4)再チャレンジ画面
図12は、再チャレンジ画面を表示した端末装置3の上面図を示す。表示制御手段342は、図10の正誤判定画面において、解答表示エリア52Dが選択された状態で、正解比較ボタン61に代えて再チャレンジボタン62が選択された場合に、図12に示す再チャレンジ画面をディスプレイ4に表示させる。
再チャレンジ画面では、表示制御手段342は、再チャレンジボタン62が選択された時にアクティブとなっていた解答表示エリア52Dに対応する問題の画像をディスプレイ4上に表示すると共に、正誤判定ボタン60、正解比較ボタン61、及び戻るボタン63をディスプレイ4上に表示する。そして、表示制御手段342は、記入情報に基づき、問題の表示部分を含む記入エリア73内への電子ペン1によるストロークを検知した場合、当該ストロークを再チャレンジでの解答又は補記を示すストローク(「再チャレンジストロークSt3」とも呼ぶ。)として認識する。図12では、表示制御手段342は、記入エリア73が補記及び解答が記入される可能性がある領域を含む範囲となるように、記入エリア73を設定している。そして、表示制御手段342は、認識した再チャレンジストロークSt3をディスプレイ4上に描画する。また、表示制御手段342は、記入情報に基づき、解答記入エリア74内への電子ペン1によるストロークを検知した場合、当該ストロークを、解答を示すストロークとして認識する。図12では、表示制御手段342は、解答記入エリア74が解答を記入する可能性があるエリアを含む範囲となるように、解答記入エリア74を設定している。
そして、タッチパネル入力情報又は記入情報に基づき、正誤判定ボタン60が選択されたことを検知した場合、表示制御手段342は、正誤判定画面をディスプレイ4に表示させる。この際、表示制御手段342は、再チャレンジ画面で再チャレンジした問題4に対応する解答表示エリア52Dには、解答記入エリア74に記入されたストロークを表示させる。なお、この場合、表示制御手段342は、問題4以外の問題1〜3、5〜6に対する正解表示エリア51、解答表示エリア52、及びプルダウンメニュー53を表示しなくともよい。
また、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報又は記入情報に基づき、正解比較ボタン61が選択されたことを検知した場合、再チャレンジストロークSt3と模範ストロークSt2とを並べて再生する比較再生画面を表示させる。図13は、再チャレンジストロークSt3と模範ストロークSt2とを並べて再生する比較再生画面を表示した端末装置3の上面図を示す。図13に示すように、この場合、表示制御手段342は、第1再生エリア71には、第1記入ストロークSt1に代えて再チャレンジストロークSt3を再生させる。このようにすることで、表示制御手段342は、再チャレンジした際に記入した再チャレンジストロークSt3と、模範ストロークSt2とを好適にユーザに比較させることができる。また、タッチパネル入力情報又は記入情報に基づき、戻るボタン63が選択されたことを検知した場合、表示制御手段342は、図10に示す正誤判定画面をディスプレイ4に表示させる。
[第1実施形態の再生システムによる作用効果]
第1実施形態の再生システムによれば、端末装置3は、電子ペン1により記入頁20上で記入した補記及び解答を示す記入ストロークSt1を再生するエリアである第1再生エリア71と、問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークSt2を再生するエリアである第2再生エリア72とを並べて配置した比較再生画面を表示する。そして、端末装置3は、操作ボタン81〜87への操作に基づき、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを同時に1ストロークずつ再生させる。これにより、端末装置3は、解答者本人が記入した計算過程も含む解答内容と、模範の解答内容とを解答者に好適に比較させることができる。従って、解答者は、自ら間違いの原因を自己評価して問題の解き方を好適に習得することができる。
[第1実施形態の変形例]
次に、第1実施形態の変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の第1実施形態に適用してもよい。
(変形例1)
表示制御手段342は、比較再生画面での模範ストロークSt2の再生時に、解説用のアニメーションを表示させてもよい。図14は、変形例に係る比較再生画面を表示した端末装置3の上面図を示す。図14の例では、まず、表示制御手段342は、一桁目の計算に必要な補記「\」、「5」、「10」の再生時に、『「10」を借りて「1」減らすよ』と表示された吹き出し75を表示させる。そして、表示制御手段342は、一桁目の解答「7」の再生時には、吹き出し75の表示を消去する。さらに、表示制御手段342は、二桁目の計算に必要な補記「\」、「1」、「10」の再生時に、『10」を借りて「1」減らすよ』と表示された吹き出し76を表示させる。そして、表示制御手段342は、二桁目の解答「9」の再生時には、吹き出し76の表示を消去する。このようにすることで、端末装置3は、解答者の理解を促進させることができる。
他の例では、端末装置3は、スピーカなどの音声出力手段を有し、音声出力手段により、比較再生画面での模範ストロークSt2の再生時に、解説を出力してもよい。この場合、表示制御手段342は、一桁目の計算に必要な補記を再生する期間の任意のタイミングで、『「10」を借りて「1」減らすよ』と音声出力手段に音声出力させる。また、表示制御手段342は、二桁目の計算に必要な補記を再生する期間の任意のタイミングで、『10」を借りて「1」減らすよ』と音声出力手段に音声出力させる。
(変形例2)
表示制御手段342は、比較再生画面において、第1記入ストロークSt1と再チャレンジストロークSt3とを並べて再生してもよい。例えば、この場合、図12の再チャレンジ画面において、表示制御手段342は、「前回筆算比較」と表示されたボタンをさらに表示させ、当該ボタンが選択された場合に、第1記入ストロークSt1と再チャレンジストロークSt3とを並べて再生する比較再生画面をディスプレイ4に表示させる。
図15は、変形例に係る比較再生画面を表示した端末装置3の上面図を示す。図15では、表示制御手段342は、第1再生エリア71に第1記入ストロークSt1を再生させ、第2再生エリア72に再チャレンジストロークSt3を再生させる。そして、再生ボタン81が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔に従い、対象の問題(ここでは問題4)に対応する第1記入ストロークSt1と再チャレンジストロークSt3とを同時に1ストロークずつ連続再生する。他の操作ボタン82〜87が選択された場合も、表示制御手段342は、選択された操作ボタンに関連付けられた機能に従い、第1記入ストロークSt1及び再チャレンジストロークSt3を再生する。このようにすることで、ユーザは、好適に、再チャレンジ前後での解答及び補記の記入経過を比較することができる。
(変形例3)
図8〜図12の各画面において、表示制御手段342は、タッチパネル入力情報に代えて、電子ペン1から送信される記入情報に基づき、解答表示エリア52、プルダウンメニュー53、正誤判定ボタン60、正解比較ボタン61、再チャレンジボタン62、操作ボタン81〜87等の選択を検知してもよい。この場合、表示制御手段341は、解答者が電子ペン1によりディスプレイ4上に表示されたボタン等をタップした場合に、電子ペン1から送信される記入情報に基づき、当該ボタン等が選択されたことを検知する。
(変形例4)
ディスプレイ4の構造は、図6に示す構造に限定されない。例えば、ディスプレイ4は、DOL40を有しなくともよい。この場合、タッチパネル44は、抵抗膜方式タッチパネル、超音波方式タッチパネル、光学方式タッチパネルなどの種々の方式のタッチパネルであり、スタイラスによる接触を検知する。そして、例えば、端末装置3は、再チャレンジ画面では、タッチパネル入力情報に基づき、スタイラスによるディスプレイ4上での記入エリア73への評価記号のストロークを認識し、当該ストロークをディスプレイ4上に描画すると共に、当該ストロークを再チャレンジストロークSt3として認識する。
他の例では、ディスプレイ4は、タッチパネル44を有しなくともよい。この場合、端末装置3は、変形例3と同様に、正誤判定ボタン60などの各種ボタンの選択を、電子ペン1のタップ操作により生成されて送信された記入情報に基づき認識する。
(変形例5)
図11の比較再生画面では、表示制御手段342は、筆算の問題に対する補記及び解答のストロークを、第1再生エリア71及び第2再生エリア72に表示させた。しかし、本発明が適用可能な問題の対象は、筆算の問題に限定されず、掛け算、割り算、足し算などの他の算数問題であってもよい。これについて、図16及び図17を参照して説明する。
図16は、記入頁20に分数の足し算の問題が印刷されている場合の比較再生画面の表示例を示す。図16では、表示制御手段342は、第1再生エリア71及び第2再生エリア72に、分数の足し算の問題の画像を表示する。そして、表示制御手段342は、選択された操作ボタン81〜87に関連付けられた機能に応じて、第1再生エリア71に表示された問題の画像上に、当該問題の記入領域21に記入された通分のための補記及び解答を示す第1記入ストロークSt1を再生する。同様に、表示制御手段342は、選択された操作ボタン81〜87に関連付けられた機能に応じて、模範ストロークSt2を、第2再生エリア72に表示された問題の画像上に再生する。
図17は、記入頁20に分数の掛け算の問題が印刷されている場合の比較再生画面の表示例を示す。図17では、表示制御手段342は、第1再生エリア71及び第2再生エリア72に、分数の足し算の問題の画像を表示する。そして、表示制御手段342は、選択された操作ボタン81〜87に関連付けられた機能に応じて、第1再生エリア71に表示された問題の画像上に、当該問題の記入領域21に記入された約分のための補記及び解答を示す第1記入ストロークSt1を再生する。同様に、表示制御手段342は、選択された操作ボタン81〜87に関連付けられた機能に応じて、模範ストロークSt2を、第2再生エリア72に表示された問題の画像上に再生する。
このように、筆算以外の種々の算数問題であっても、好適に、端末装置3は、自己が記入した解答及び補記を示す第1記入ストロークSt1と、模範解答及び補記の模範例を示す模範ストロークSt2とを並べて表示して、ユーザにこれらを比較させることができる。
(変形例6)
図9の正誤判定画面では、表示制御手段342は、各問題に対してプルダウンメニュー53を表示させ、正誤判定の結果をタッチパネル操作により入力させた。これに代えて、表示制御手段342は、解答表示エリア52に表示させた各解答を文字認識技術により認識し、正解表示エリア51に表示させる各解答と比較することで、タッチパネル入力情報によらずに正誤判定を自動的に行ってもよい。
図18は、本変形例に係る正誤判定画面を表示した端末装置3の上面図を示す。表示制御手段342は、解答記入画面での正誤判定ボタン60が選択された時に、各問題の解答に対する正誤判定を行った後、図18の正誤判定画面を表示させる。そして、図18では、表示制御手段342は、プルダウンメニュー53に代えて、正誤判定の結果である「○」又は「×」を表示する正誤判定表示エリア54を設けている。これにより、表示制御手段342は、答え合わせに伴うユーザの操作上の負担を好適に低減することができる。
(変形例7)
第1実施形態において、電子ペン、ドットパターン(コード化パターン)、記入情報に、アノト方式を用いたが、アノト方式に限られなくともよい。また、ドットパターン(コード化パターン)も、位置座標を示すものに限られず、アイコンを識別するためのコード値や、関連付けエリアを識別するためのコード値を示すものであってもよい。
<第2実施形態>
第1実施形態では、表示制御手段342は、再生ボタン81が選択された場合に、第1記入ストロークSt1と、模範ストロークSt2とを同時に1ストロークずつ再生させた。これに代えて、第2実施形態では、表示制御手段342は、再生ボタン81が選択された場合、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを交互に1ストロークずつ再生させる。これにより、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2との比較をより容易にし、間違え始めたタイミングを的確に把握させる。
ここで、第2実施形態の比較再生画面における各操作ボタン81〜87の機能について説明する。再生ボタン81が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔に従い、再生対象の問題に対応する第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを交互に1ストロークずつ連続再生する。また、一時停止ボタン82が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2の第1再生エリア71及び第2再生エリア72での表示を維持する。また、停止ボタン83が選択された場合、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2の再生を停止する。また、早戻しボタン84が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔で、書き順が遅い順に、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を交互に1ストロークずつ非表示にする。
戻るボタン85が選択された場合、表示制御手段342は、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2のうち、最後に表示させたストロークの表示を消去する。また、進むボタン86が選択された場合、表示制御手段342は、最後に表示させたストロークが第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2のいずれであるかを認識し、最後に表示させたストロークが第1記入ストロークSt1の時には、非表示の模範ストロークSt2のうち最も書き順が早いストロークを表示する。一方、最後に表示させたストロークが模範ストロークSt2の時には、非表示の第1記入ストロークSt1のうち最も書き順が早いストロークを表示する。また、早送りボタン87が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔で、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを交互に1ストロークずつ連続再生する。
[第2実施形態の再生システムによる作用効果]
第2実施形態の再生システムによれば、端末装置3は、比較再生画面上で、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを交互に1ストロークずつ再生する。これにより、ユーザは、自己の解答及び補記の記入過程と、正解及び補記の模範例での記入過程とを交互に確認することができ、これらの比較を容易に行うことができる。従って、ユーザは、自己の解答及び補記の記入過程がどこまで正解及び補記の模範例と同じで、どこから間違えたのかを容易に把握することができる。その他、第2実施形態の再生システムは、第1実施形態の再生システムと同様の作用効果を奏する。
[第2実施形態の変形例]
第2実施形態では、第1実施形態の変形例1〜7を任意に組み合わせて適用可能である。
<第3実施形態>
上述の第2実施形態では、表示制御手段342は、比較再生画面において、再生ボタン81が選択された場合、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを1ストロークずつ交互に再生させた。これに代えて、第3実施形態では、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを所定のまとまりごとに交互に再生する。これにより、表示制御手段342は、ユーザがより比較しやすいように第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを再生させる。
この具体例について、図19を参照して説明する。図19は、第3実施形態における比較再生画面において、再生ボタン81が選択されたときの第2再生エリア72の表示の遷移を示す。図19の例では、表示制御手段342は、各桁の解答を算出するための補記を示すストロークと、当該桁の解答を示すストロークとをそれぞれ1まとまりとしてまとめて再生する。図19の各(A)〜(E)は、計算過程の意味のあるひとまとまりの再生を示している。また、図19の例では、第1実施形態の変形例1と同様、模範ストロークSt2の再生と共に解説用のアニメーションを表示させている。
図19(A)は、1桁目の解答を計算する準備段階をひとまとまりとしている。再生ボタン81が選択された場合、まず、表示制御手段342は、図19(A)に示すように、模範ストロークSt2のうち、1桁目の解答を計算するための補記「\」、「5」、「10」の各ストロークを、通常再生間隔ごとに定められた書き順に従い1ストロークずつ第2再生エリア72内に再生させる。また、このとき、表示制御手段342は、これらの補記を解説する『「10」を借りて「1」減らすよ』と表示された吹き出し77Aを表示させる。
1桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2の表示後、表示制御手段342は、第1再生エリア71において、1桁目の解答を計算するための補記を示す第1記入ストロークSt1の再生を行う。このとき、表示制御手段342は、記入頁20の記入領域21のうち、1桁目の解答を計算するための補記を記入する可能性がある領域として予め定めた所定領域に記入された第1記入ストロークSt1を、1桁目の解答を計算するための補記を示すストロークとして認識する。そして、表示制御手段342は、認識した1桁目の解答を計算するための補記を示す第1記入ストロークSt1が全て再生されるまで、記入情報に含まれる時刻情報に基づき定まる書き順により、第1記入ストロークSt1を第1再生エリア71上で再生させる。従って、この場合、表示制御手段342は、認識した1桁目の解答を計算するための補記を示す第1記入ストロークSt1よりも前に書かれた第1記入ストロークSt1が存在した場合には、当該ストロークについても書き順に従い再生する。
次に、図19(B)は、1桁目の解答の計算をひとまとまりとしている。表示制御手段342は、図19(B)に示すように、非表示の模範ストロークSt2のうち、1桁目の解答(ここでは「7」)を示すストロークを、第2再生エリア72内に表示させる。このとき、表示制御手段342は、1桁目の計算を行うことが明確となるように、1桁目の問題、解答、及び1桁目の解答の計算に用いる補記「10」の表示エリアを囲む線(ここでは二点鎖線)78Aを表示させる。また、表示制御手段342は、1桁目の計算の解説である『「13」から「6」を引くよ』と表示された吹き出し77Bを表示させる。
1桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1の表示後、表示制御手段342は、第1再生エリア71において、1桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1の再生を行う。このとき、表示制御手段342は、記入頁20の解答記入領域22のうち、1桁目の解答が記入される可能性がある領域として予め定めた所定領域に記入された第1記入ストロークSt1を、1桁目の解答を示すストロークとして認識する。そして、表示制御手段342は、認識した1桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1が全て再生されるまで、記入情報に含まれる時刻情報に基づき定まる書き順により、第1記入ストロークSt1を第1再生エリア71上で再生させる。
次に、図19(C)は、2桁目の解答を計算する準備段階をひとまとまりとしている。表示制御手段342は、図19(C)に示すように、模範ストロークSt2のうち、2桁目の解答を計算するための補記「\」、「1」、「10」の各ストロークを、再生間隔ごとに定められた書き順に従い1ストロークずつ第2再生エリア72内に再生させる。また、このとき、表示制御手段342は、これらの補記を解説する『「10」を借りて「1」減らすよ』と表示された吹き出し77Cを表示させる。
2桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2の表示後、表示制御手段342は、第1再生エリア71において、2桁目の解答を計算するための補記を示す第1記入ストロークSt1の再生を行う。このとき、表示制御手段342は、記入頁20の記入領域21のうち、2桁目の解答を計算するための補記を記入する可能性がある領域として予め定めた所定領域に記入された第1記入ストロークSt1を、2桁目の解答を計算するための補記を示すストロークとして認識する。そして、表示制御手段342は、認識した2桁目の解答を計算するための補記を示す第1記入ストロークSt1が全て再生されるまで、記入情報に含まれる時刻情報に基づき定まる書き順により、第1記入ストロークSt1を第1再生エリア71上で再生させる。
次に、図19(D)は、2桁目の解答の計算をひとまとまりとしている。表示制御手段342は、図19(D)に示すように、非表示の模範ストロークSt2のうち、2桁目の解答(ここでは「9」)を示すストロークを、第2再生エリア72内に再生させる。このとき、表示制御手段342は、2桁目の計算を行うことが明確となるように、2桁目の問題、解答、及び2桁目の解答の計算に用いる補記「10」を囲む線(ここでは二点鎖線)78Bを表示させる。また、表示制御手段342は、2桁目の計算の解説である『「15」から「6」を引くよ』と表示された吹き出し77Dを表示させる。
2桁目の解答を示す模範ストロークSt2の表示後、表示制御手段342は、第1再生エリア71において、2桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1の再生を行う。このとき、表示制御手段342は、記入頁20の解答記入領域22のうち、2桁目の解答が記入される可能性がある領域として予め定めた所定領域に記入された第1記入ストロークSt1を、2桁目の解答を示すストロークとして認識する。そして、表示制御手段342は、認識した2桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1が全て再生されるまで、記入情報に含まれる時刻情報に基づき定まる書き順により、第1記入ストロークSt1を第1再生エリア71上で再生させる。
次に、図19(E)は、3桁目の解答の計算をひとまとまりとしている。表示制御手段342は、図19(E)に示すように、模範ストロークSt2のうち、3桁目の解答(ここでは「1」)を示すストロークを、第2再生エリア72内に再生させる。また、このとき、表示制御手段342は、『百の桁の「1」をそのままおろしてくるよ』と表示された吹き出し77Eを表示させる。また、この場合、表示制御手段342は、3桁目の計算を行うことが明確となるように、3桁目の解答及び3桁目の解答の計算に用いる補記「10」を囲む線(ここでは二点鎖線)78Cを表示させる。
3桁目の解答を示す模範ストロークSt2の表示後、表示制御手段342は、第1再生エリア71において、3桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1の再生を行う。このとき、表示制御手段342は、記入頁20の解答記入領域22のうち、3桁目の解答が記入される可能性がある領域として予め定められた領域に記入された第1記入ストロークSt1を、3桁目の解答を示すストロークとして認識する。そして、表示制御手段342は、認識した3桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1が全て再生されるまで、記入情報に含まれる時刻情報に基づき定まる書き順により、第1記入ストロークSt1を第1再生エリア71上で再生させる。
次に、操作ボタン84〜87が選択された場合について説明する。早戻しボタン84が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔で、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2をひとまとまりのストロークごとに交互に表示を消去する。例えば、表示制御手段342は、2桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2まで表示された状態(図19(C)参照)で早戻しボタン84が選択された場合、通常再生間隔よりも短い間隔で、2桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2を書き順が遅い順に1ストロークずつ消去し、第2再生エリア72の表示状態を図19(B)に示す状態に遷移させる。その後、表示制御手段342は、1桁目の解答を示す第1記入ストロークSt1を消去する。その後、同様に、表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2が全て非表示になるまで、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2をひとまとまりのストロークごとに交互に表示を消去する。
また、戻るボタン85が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔により、表示中の第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2のいずれかについて、ひとまとまり分のストロークの表示を消去する。例えば、表示制御手段342は、2桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2まで表示された状態(図19(C)参照)で戻るボタン85が選択された場合、通常再生間隔により、2桁目の解答を計算するための補記を示す模範ストロークSt2を書き順が遅い順に1ストロークずつ消去し、第2再生エリア72の表示状態を図19(B)に示す状態に遷移させる。また、進むボタン86が選択された場合、表示制御手段342は、次に再生対象となる第1記入ストロークSt1又は模範ストロークSt2のいずれか一方について、ひとまとまり分のストロークを、通常再生間隔により1ストロークずつ表示させる。また、早送りボタン87が選択された場合、表示制御手段342は、通常再生間隔よりも短い間隔により、第1記入ストロークSt1及び模範ストロークSt2を、再生ボタン81が選択された場合と同様に再生する。
なお、図19の説明では、表示制御手段342は、比較再生画面において再生ボタン81が選択された場合、模範ストロークSt2を最初に再生させたが、これに代えて、第1記入ストロークSt1から先に再生を開始してもよい。
[第3実施形態の再生システムによる作用効果]
第3実施形態の再生システムによれば、端末装置3は、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とを、所定のまとまりごとに交互に再生する。これにより、端末装置3は、第1再生エリア71に再生させる第1記入ストロークSt1と、第2再生エリア72に再生させる模範ストロークSt2との間でユーザに視線を頻繁に切り替えさせるのを防ぐことができる。その他、第3実施形態の再生システムは、第2実施形態の再生システムと同様の作用効果を奏する。
[第3実施形態の変形例]
次に、第3実施形態の変形例について説明する。第3実施形態では、第1実施形態の変形例1〜7に加え、以下の変形例8を適用可能である。
(変形例8)
表示制御手段342は、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とをまとまりごとに交互に再生する代わりに、これらを同時に再生してもよい。例えば、この場合、表示制御手段342は、再生ボタン81が選択された場合、所定の期間(「単位再生期間」とも呼ぶ。)ごとに、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とをそれぞれ1まとまり分再生させる。このとき、表示制御手段342は、再生対象となる1まとまり分の第1記入ストロークSt1のストローク数と、模範ストロークSt2のストローク数とが異なる場合、各ストローク数に応じたそれぞれの時間間隔により、これらを再生させる。また、表示制御手段342は、早戻しボタン84又は早送りボタン87が選択された場合、上述の単位再生期間よりも短い期間ごとに、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とをそれぞれ1まとまり分消去又は表示させる。同様に、表示制御手段342は、戻るボタン85又は進むボタン86が選択された場合、上述の単位再生期間において、第1記入ストロークSt1と模範ストロークSt2とをそれぞれ1まとまり分消去又は表示させる。
1…電子ペン
2…ドリル帳
3…端末装置
4…ディスプレイ
31 入力手段
32…受信手段
34…処理手段
35…記憶手段
40…DOL
44…タッチパネル
45…ディスプレイパネル

Claims (11)

  1. 算数の問題の解答時に記入した補記及び解答を示すストロークである記入ストロークを認識するストローク認識手段と、
    前記記入ストロークと、前記問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示手段に表示させる表示制御手段と
    を備え
    前記ストローク認識手段は、前記記入ストロークから、前記問題の各々の解答を示すストロークである解答ストロークを認識し、
    前記表示制御手段は、前記問題の各々の正解と、前記問題の各々に対応する前記解答ストロークと、前記解答ストロークが示す解答の正誤判定を入力するためのインターフェースとを並べて表示した画面である正誤判定画面を前記表示手段に表示させ、
    前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題の解答及び補記を記入するための入力画面を前記表示手段に表示させ、かつ、前記入力画面での解答後に、当該入力画面において入力されたストロークと、前記問題の模範ストロークとを並べて再生する画面を前記表示手段に表示させることを特徴とするコンピュータ装置。
  2. 算数の問題の解答時に記入した補記及び解答を示すストロークである記入ストロークを認識するストローク認識手段と、
    前記記入ストロークと、前記問題を解答する際の記入の模範となるストロークである模範ストロークとを並べて再生する再生画面を表示手段に表示させる表示制御手段と
    を備え
    前記ストローク認識手段は、前記記入ストロークから、前記問題の各々の解答を示すストロークである解答ストロークを文字認識することで当該解答ストロークが示す解答の正誤判定を行い、
    前記表示制御手段は、前記問題の各々の正解と、前記問題の各々に対応する前記解答ストロークと、前記解答ストロークが示す解答の正誤判定の結果とを並べて表示した画面である正誤判定画面を前記表示手段に表示させ、
    前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題の解答及び補記を記入するための入力画面を前記表示手段に表示させ、かつ、前記入力画面での解答後に、当該入力画面において入力されたストロークと、前記問題の模範ストロークとを並べて再生する画面を前記表示手段に表示させることを特徴とするコンピュータ装置。
  3. 前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記問題ごとに前記記入ストロークの各々が書かれた順番に従い、前記記入ストロークを1ストロークずつ再生し、かつ、前記問題ごとに前記模範ストロークの各々を記載すべき順番に従い、前記模範ストロークを1ストロークずつ再生することを特徴とする請求項1または2に記載のコンピュータ装置。
  4. 前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び前記模範ストロークを1ストロークずつ同時に再生させることを特徴とする請求項に記載のコンピュータ装置。
  5. 前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び模範ストロークを1ストロークずつ交互に再生させることを特徴とする請求項に記載のコンピュータ装置。
  6. 前記表示制御手段は、前記再生画面において、前記順番に従い、前記記入ストローク及び模範ストロークを所定のまとまりごとに交互に再生させることを特徴とする請求項に記載のコンピュータ装置。
  7. 前記表示制御手段は、前記模範ストロークの再生と共に、当該模範ストロークに関する解説を、前記表示手段に表示させる又は音声出力手段に音声出力させることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のコンピュータ装置。
  8. 前記表示制御手段は、前記正誤判定画面での入力に基づき指定された問題を対象とした前記再生画面を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のコンピュータ装置。
  9. 請求項1〜のいずれか一項に記載のコンピュータ装置と、
    算数の問題が印刷され、前記問題の解答時に前記記入ストロークの記入対象となる領域にコード化パターンが印刷されたシートと、
    前記コード化パターンを読み取り、手書きストロークに関する記入情報を生成する電子ペンとを有する再生システムであって、
    前記コンピュータ装置のストローク認識手段は、
    前記電子ペンから受信した記入情報に基づき、前記記入ストロークを認識することを特徴とする再生システム。
  10. 前記電子ペンは、前記記入情報に時刻情報を含め、
    前記表示制御手段は、前記記入情報に含まれる時刻情報に基づき、前記問題ごとに前記記入ストロークの各々が書かれた順番を認識し、当該順番に従い、前記記入ストロークを再生することを特徴とする請求項に記載の再生システム。
  11. 請求項1〜のいずれか一項に記載のコンピュータ装置として機能させることを特徴とするプログラム。
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