JP6540222B2 - 手書き入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力ペンとセンサシートを利用する手書き入力装置に関する。

感圧式タッチパネルを備える手書き入力装置の一例が特許文献１に記載されている。この手書き入力装置は、タッチパネル上に配置した用紙にユーザがペンなどで手書き入力を行うと、その筆跡を電子筆跡として取得し、ＰＤＡに入力する。

特開２００６−１７２２３０号公報

上記のようなタッチパネルを備える手書き入力装置を、学生向けの問題演習やテストに適用することが考えられる。この場合、生徒が用紙の解答欄に回答を記入した後、直ちにその回答の正誤を知らせることができると便利である。

本発明は、用紙に生徒が解答を記入した後、直ちにその解答の正誤を示すことが可能な手書き入力装置を提供することを主な目的とする。

本発明の１つの観点では、手書き入力装置は、静電容量の変化を検知するセンサシートと、前記センサシート上に配置された用紙における解答欄の位置を決定する解答欄決定手段と、前記センサシート上の接触位置における静電容量の変化を検出することにより、前記解答欄に記入された解答を検出する解答検出手段と、予め用意された問題情報を参照して、前記解答欄に記入された解答の正誤を判定する判定手段と、各解答欄毎に、前記解答欄と重なる位置に、前記判定手段により判定された前記解答の正誤を表示する表示手段と、を備える。

上記の手書き入力装置は、センサシート上に配置された用紙における解答欄の位置を決定する。この用紙は、例えば問題演習やテストの用紙である。また、手書き入力装置は、センサシート上の接触位置における静電容量の変化を検出することにより、解答欄に記入された解答を検出し、予め用意された問題情報を参照して、解答欄に記入された解答の正誤を判定する。そして、手書き入力装置は、各解答欄毎に、解答欄と重なる位置に、判定手段により判定された解答の正誤を表示する。よって、ユーザが用紙の解答欄に解答を記入すると、その解答の正誤が表示される。

上記の手書き入力装置の一態様では、前記判定手段は、前記解答検出手段が前記解答欄に対する記入の終了を検出したときに、前記解答の正誤を判定する。この態様では、１つの問題に対する解答が記入される度に、その正誤が直ちに表示される。

本発明の実施例に係る手書き入力装置の概略構成を示す。 手書き入力装置の機能構成を示すブロック図である。 手書き入力装置による採点結果の表示例である。 採点処理のフローチャートである。 採点結果の他の表示例である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

（装置構成）
図１は、本発明の実施例に係る手書き入力装置の構成を示す。手書き入力装置１０（以下、単に「入力装置１０」と呼ぶ。）は、ユーザがペン３２により用紙３１に記入した情報（以下、「手書き入力情報」と呼ぶ。）を取得する。本実施例では、用紙３１は、予め１つ以上の問題と、その解答欄３５とが印刷された演習用紙又は演習用紙などであり（以下、「演習用紙」３１と呼ぶ。）、入力装置１０は、ユーザ（生徒）が解答欄３５に記入した解答を取得して採点し、採点結果を表示する。

入力装置１０の上面にはセンサシート１１が設けられている。センサシート１１は、静電容量式であり、矩形の形状を有する。入力を行う際、ユーザはセンサシート１１上に用紙３１を配置し、ペン３２により用紙に手書き入力（記入）を行う。

ペン３２は、例えば鉛筆、シャープペンなどであり、芯の部分、すなわちセンサシート１１と接触する部位に導電性材料が含まれていればよい。センサシート１１は、ペン３２の導電性材料の接触、あるいは近接により内部電極の静電容量の変化を検出し、ペン３２が用紙３１を介してセンサシート１１に接触している位置の位置座標を特定する。ペン３２のセンサシート１１に対する接触位置の座標を連続的に検出することにより、ユーザが手書きした文字、数字、記号などを取得することができる。

図２は、入力装置１０の機能構成を示す。入力装置１０は、センサシート１１に加えて、表示パネル１２、記入データ記憶部１３、問題データベース（ＤＢ）、メモリ１５、制御部１６を備える。

表示パネル１２は、センサシート１１の下に配置され、センサシート１１と同じ矩形形状を有する。表示パネル１２は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬパネルなどとすることができる。表示パネル１２は、後述するように、ユーザが記入した解答に対する採点結果として「○」、「×」などのマークを表示する。

記入データ記憶部１３は、ユーザが手書き入力を行った際にセンサシート１１が検出した記入位置を含む記入データを記憶する。

問題ＤＢ１４は、問題情報として、演習用紙３１に印刷された各問題と、その問題に対する正答とを対応付けて記憶している。具体的には、問題ＤＢ１４は、演習用紙３１の識別情報に対応付けて、その演習用紙３１に含まれる各問題についての正答を記憶している。

メモリ１５は、入力装置１０を制御するための各種のプログラムを記憶している。各種のプログラムには、後述する採点プログラムも含まれる。

制御部１６は、メモリ１５に予め記憶されたプログラムを実行することにより、入力装置１０全体を制御する。特に本実施例では、制御部１６は、メモリ１５に記憶された採点プログラムを実行することにより、ユーザが演習用紙３１に記入した解答の採点処理を行う。

なお、上記の構成において、制御部１６は本発明の解答欄決定手段、解答検出手段及び判定手段の一例であり、表示パネルは本発明の表示手段の一例である。

（採点結果の表示方法）
図３は、入力装置１０による採点結果の表示例を示す。図３の例では、演習用紙３１には「問１」と「問２」の２つの問題が印刷されており、各問題の下方に矩形の解答欄３５が設けられている。ユーザは、ペン３２を利用して、各問題に対する解答を解答欄に記入する。ユーザが１つの問題に対する解答を記入し終わり、ペン３２をその解答欄３５から離すと、入力装置１０は、その解答欄３５に記入された解答を採点し、採点結果として、「○（正答）」又は「×（誤答）」を示すマーク３３を表示パネル１２に表示する。マーク３３は演習用紙３１の下方に表示されるので、ユーザは演習用紙３１を透してマーク３３を視認する。こうして、ユーザが問題に対する解答を記入すると、マーク３３により直ちに採点結果を知ることができる。

（演習用紙の識別方法）
次に、演習用紙３１を識別する方法について説明する。１つの方法では、ユーザが演習用紙３１にその演習用紙３１を特定する情報を記入する。演習用紙３１を識別する情報（以下、「演習用紙識別情報」）としては、例えば演習を行う科目としての「国語」、「英語」、「社会」などが挙げられる。また、各科目について複数種類の演習用紙３１が存在する場合には、「国語１」、「英語２」などのように科目ごとの整理番号が付与されていてもよい。好ましくは、演習用紙３１にユーザが視認できるように演習用紙識別情報を印刷しておき、ユーザが演習用紙上の所定の位置にその情報を記入するようにする。例えば「国語１」の演習用紙３１には「国語１」と印刷されており、ユーザは演習の開始時に氏名などの記入とともに、演習用紙３１の所定位置に「国語１」と記入する。入力装置１０は、記入された文字列「国語１」を読み取る（認識する）ことにより、入力装置１０に配置されている演習用紙３１が「国語１」の演習用紙であることを認識することができる。

第２の方法では、演習用紙識別情報として、特定の数値やコードなどを、導電性材料を含むインクなどにより予め演習用紙３１に印刷しておく。演習用紙３１がセンサシート１１上に配置されると、センサシート１１は、演習用紙識別情報を読み取り、演習用紙を特定することができる。上記の２つの方法は例示であり、他の方法により演習用紙を特定しても構わない。

（正答の取得方法）
次に、演習用紙識別情報に基づいて、各問題の正答を取得する方法について説明する。問題ＤＢ１４には、問題情報として、演習用紙識別情報毎にその演習用紙に含まれる各問題の解答が記憶されている。よって、入力装置１０は、演習用紙識別情報に基づいて問題ＤＢ１４を検索することにより、その演習用紙に含まれる各問題の正答を取得することができる。そして、入力装置１０は、ユーザが解答欄３５に記入した解答を、問題ＤＢ１４から取得した正答と比較することにより、ユーザの解答の正誤を判定する。

（解答欄の位置の決定方法）
次に、演習用紙３１における解答欄の位置の決定方法について説明する。問題ＤＢ１４には、演習用紙識別情報に対応付けて、その演習用紙に含まれる各問題の解答欄の位置座標（演習用紙上における位置座標）を記憶しておく。入力装置１０は、ユーザが演習用紙に記入した解答の記入位置に基づいて、その解答がどの問題に対応するものであるかを区別することができる。

（採点処理）
次に、入力装置１０による採点処理について説明する。図４は、採点処理のフローチャートである。この処理は、入力装置１０の制御部１６が、予め用意された採点プログラムを実行することにより実現される。

まず、制御部１６は、センサシート１１の出力に基づいて、ペン３２による手書き入力が行われているか否かを判定する（ステップＳ１０）。ペン３２による入力が無い場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、処理は終了する。一方、ペン３２による入力が行われている場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、制御部１６はペン３２の位置座標を検出する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１６は、ペン３２による記入が、演習用紙３１の解答欄への記入であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１６は、前述の方法により、現在入力装置１０に配置されている演習用紙の演習用紙識別情報を取得し、これに基づいて問題ＤＢ１４を参照して当該演習用紙における解答欄の位置座標を取得する。そして、制御部１６は、現在ペンにより記入されている位置の位置座標が、解答欄の位置座標に含まれる場合に、ユーザが解答欄に記入していると判定する。

解答欄への記入でない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０へ戻る。一方、解答欄への記入である場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、制御部１６は文字認識などにより解答欄へ記入された解答を認識する（ステップＳ１３）。次に、制御部１６は、問題ＤＢ１４に記憶されている正答を取得し、ユーザの解答が正解であるか、即ち、正答と一致するか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、制御部１６は、解答の記入が行われた解答欄に対応する問題の正答を問題ＤＢから取得し、ステップＳ１３で認識された解答と比較して正誤を判定する。

ユーザの解答が正解である場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、制御部１６は表示パネル１２を制御して、その問題の解答欄に対応する位置、例えば図３のように解答欄と重なる位置に「○」を示すマーク３３を表示する（ステップＳ１５）。一方、ユーザの解答が正解でない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、制御部１６は表示パネル１２を制御して、その問題の解答欄に対応する位置に「×」を示すマーク３３を表示する（ステップＳ１６）。そして、処理はステップＳ１０へ戻る。

（採点結果の他の表示例）
図３の例では、採点結果として、「○」又は「×」を示すマーク３３を、解答欄と重なるように表示している。しかし、例えば演習用紙３１の透過性が低い場合などには、演習用紙３１を透してマーク３３が見にくくなる。そのような場合には、図５（Ａ）に示すように、表示パネル１２の領域内であって、演習用紙３１が配置されていない領域、例えば、演習用紙３１の右側の領域などにマーク３３を表示することとしてもよい。この場合には、ユーザが演習用紙３１の四隅をペン３２でチェックしたり、演習用紙３１の四隅に予め導電材料を含むインクでマーカーを印刷しておいたりすることにより、センサシート１１上において演習用紙３１が存在する領域を入力装置１０が特定し、演習用紙３１外の領域にマーク３３を表示すればよい。

また、図５（Ａ）のように採点結果として「○」や「×」を示すマーク３３を表示する代わりに、解答欄に近接する所定の大きさの領域に特定の色の光を点灯させてもよい。例えば、図５（Ｂ）に示すように、ユーザの解答が正答である場合には解答欄に近接する領域を青色で点灯させ、ユーザの解答が誤答である場合には解答欄に近接する領域を赤色で点灯させてもよい。

なお、センサシート１１及び表示パネル１２が演習用紙３１に対して十分に大きい（広い）場合には、演習用紙３１の領域を検出することなく、単に表示パネル１２による表示領域の端部（例えば、各解答欄の位置に対応する表示パネル１２の右端の領域）にマーク３３を表示したり、特定の色の光を点灯させたりしてもよい。

（変形例）
上記の実施例では、演習用紙３１に印刷されている１つの問題に対してユーザが解答の記入を終了する度に、制御部１６が採点を行い採点結果を表示している。その代わりに、１枚の演習用紙３１に含まれる全ての問題に対する解答が記入されたときに、全ての問題に対する採点結果を同時に表示するようにしてもよい。この場合、制御部１６は、全ての解答欄に記入が終了したことを検出したときに、各問題の採点を行えばよい。

また、上記の実施例をテストに適用する際には、入力装置１０にタイマーなどを設けて時刻を監視し、テストの終了時刻が到来したときに、全問題に対する採点を行って採点結果を表示するようにしてもよい。

１０ 手書き入力装置
１１ センサシート
１４ 問題データベース
１６ 制御部
３１ 用紙
３２ ペン

Claims (2)

1. 静電容量の変化を検知するセンサシートと、
   前記センサシート上に配置された用紙における解答欄の位置を決定する解答欄決定手段と、
   前記センサシート上の接触位置における静電容量の変化を検出することにより、前記解答欄に記入された解答を検出する解答検出手段と、
   予め用意された問題情報を参照して、前記解答欄に記入された解答の正誤を判定する判定手段と、
   各解答欄毎に、前記解答欄と重なる位置に、前記判定手段により判定された前記解答の正誤を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする手書き入力装置。
2. 前記判定手段は、前記解答検出手段が前記解答欄に対する記入の終了を検出したときに、前記解答の正誤を判定することを特徴とする請求項１に記載の手書き入力装置。