JP6844353B2

JP6844353B2 - Electronic pen, pressure detection method, and program

Info

Publication number: JP6844353B2
Application number: JP2017052625A
Authority: JP
Inventors: 弘章谷岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP2018156383A

Description

本発明は、電子ペン、筆圧検出方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic pen, a pressure detecting method, and a program.

近年、電子ペンと、当該電子ペンで描画された線等の画像を表示する電子黒板と、を有する電子黒板システムが普及してきている。電子黒板システムは、電子黒板に対してユーザが指を接触させた状態で動かすことで、電子黒板に表示される資料等の各種情報を拡大して表示したり、電子ペンによって、電子黒板に表示された資料等の各種情報に書き込みしたりすることを容易に行えるので、急速に普及し始めている。 In recent years, an electronic blackboard system having an electronic pen and an electronic blackboard that displays an image such as a line drawn by the electronic pen has become widespread. The electronic blackboard system enlarges and displays various information such as materials displayed on the electronic blackboard by moving the user while the user touches the electronic blackboard, or displays it on the electronic blackboard with an electronic pen. Since it is easy to write in various information such as materials that have been published, it is rapidly becoming widespread.

電子ペンには、パッシブ方式とアクティブ方式とがある。パッシブ方式の電子ペンは、電池等が組み込まれておらず、単に、ユーザの指を代用するペンである。一方、アクティブ方式の電子ペンは、当該電子ペンの中に電池等が組み込まれており、電子ペンが電子黒板に接触したことまたは電子ペンが電子黒板に接触していないことを検出したり、圧力センサによって電子ペンの筆圧を検出したりすることが可能である。 There are two types of electronic pens: passive type and active type. The passive electronic pen does not have a built-in battery or the like, and is simply a pen that substitutes the user's finger. On the other hand, in the active type electronic pen, a battery or the like is built in the electronic pen, and it is detected that the electronic pen is in contact with the electronic blackboard or the electronic pen is not in contact with the electronic blackboard, or pressure It is possible to detect the pen pressure of the electronic pen with a sensor.

ところで、電子黒板に対する電子ペンまたはユーザの指の接触を光学的に検出する電子黒板システムでは、電子黒板に対する電子ペンまたはユーザの指の接触を、パッシブ方式の電子ペンまたはユーザの指が電子黒板に接触する前に検知してしまうため、電子黒板に対して画像を描画し難い。しかし、アクティブ方式の電子ペンを用いて、電子黒板に対する電子ペンの接触の検出結果を、電子黒板に通知することで、電子黒板に対する画像の描画し難さを軽減できる。 By the way, in the electronic blackboard system that optically detects the contact of the electronic pen or the user's finger with the electronic blackboard, the contact of the electronic pen or the user's finger with the electronic blackboard is transmitted to the electronic blackboard by the passive electronic pen or the user's finger. It is difficult to draw an image on the electronic blackboard because it is detected before it touches. However, by using the active electronic pen to notify the electronic blackboard of the detection result of the contact of the electronic pen with the electronic blackboard, it is possible to reduce the difficulty of drawing an image on the electronic blackboard.

また、電子黒板システムには、電子ペンに対して、筆圧を検出する圧力センサを組み込み、筆圧に応じて、電子ペンによって描画された線の太さを動的に変更可能とすることで、電子ペンによって文字を描画した際の「トメ」、「ハネ」、「ハライ」を電子黒板に対してより忠実に表示する技術も開発されている。 In addition, the electronic blackboard system incorporates a pressure sensor that detects the writing pressure of the electronic pen, and the thickness of the line drawn by the electronic pen can be dynamically changed according to the writing pressure. , A technology has also been developed to more faithfully display "Tome", "Hane", and "Harai" when drawing characters with an electronic pen on an electronic blackboard.

しかしながら、電子ペンに組み込まれた圧力センサから出力される、筆圧を表す出力電圧は、電子ペンに対してある程度筆圧を加えていくと、その変化が小さくなり、非線形に変化する。そのため、電子黒板は、筆圧が上がっているにも関わらず、表示する線の太さに対して筆圧に応じた変化を与えることができない場合がある。また、電子黒板または電子ペンに対して、圧力センサからの出力電圧を補正するためのハードウェアを追加する技術もあるが、この技術では、筆圧が高い場合における圧力センサの出力電圧を、筆圧に応じて補正することはできるが、筆圧が低い場合における圧力センサの出力電圧の変化が緩やかになる。そのため、圧力センサが組み込まれた電子ペンにおいて、低い筆圧から高い筆圧まで、高い分解能での筆圧の検出を維持することが難しい。 However, the output voltage representing the writing pressure output from the pressure sensor built into the electronic pen becomes smaller and changes non-linearly when the writing pressure is applied to the electronic pen to some extent. Therefore, the electronic blackboard may not be able to change the thickness of the line to be displayed according to the writing pressure even though the writing pressure is increasing. There is also a technology to add hardware to correct the output voltage from the pressure sensor to the electronic whiteboard or electronic pen, but with this technology, the output voltage of the pressure sensor when the writing pressure is high is written. Although it can be corrected according to the pressure, the change in the output voltage of the pressure sensor becomes gradual when the writing pressure is low. Therefore, in an electronic pen incorporating a pressure sensor, it is difficult to maintain high resolution detection of pen pressure from low pen pressure to high pen pressure.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圧力センサが組み込まれた電子ペンにおいて、低い筆圧から高い筆圧まで、高い分解能での筆圧の検出を維持することが可能な電子ペン、筆圧検出方法、およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an electron capable of maintaining high resolution detection of a pen pressure from a low pen pressure to a high pen pressure in an electronic pen incorporating a pressure sensor. It is an object of the present invention to provide a pen, a pressure detection method, and a program.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１方向を軸方向とする筐体と、筐体の第１方向の第１端に設けられるペン先と、ペン先にかかる筆圧を検出し、かつ当該検出した筆圧を表す電圧を筆圧データとして出力する第１圧力センサと、第１方向において第１圧力センサより第１端と反対の第２端側に設けられ、ペン先にかかる筆圧を検出し、かつ当該検出した筆圧を表す電圧を筆圧データとして出力する第２圧力センサと、ペン先にかかる筆圧が所定筆圧より低い場合、第１圧力センサから出力される筆圧データを外部の電子黒板に送信し、ペン先にかかる筆圧が所定筆圧以上である場合、第２圧力センサから出力される筆圧データを電子黒板に送信する送信部と、を備える。また、第１圧力センサは、第１方向に直交する第２方向における筐体の第３端側に支持される。また、第２圧力センサは、第２方向における筐体の第３端と反対の第４端側に支持される。また、第１圧力センサと第２圧力センサは、筐体の互いに異なる端側に支持される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention relates to a housing whose axial direction is the first direction, a pen tip provided at the first end of the first direction of the housing, and a pen tip. A first pressure sensor that detects such pen pressure and outputs a voltage representing the detected pen pressure as pen pressure data, and a second end side opposite to the first end from the first pressure sensor in the first direction are provided. The second pressure sensor that detects the pen pressure applied to the pen tip and outputs the voltage representing the detected pen pressure as pen pressure data, and the first when the pen pressure applied to the pen tip is lower than the predetermined pen pressure. The pen pressure data output from the pressure sensor is transmitted to an external electronic blackboard, and when the pen pressure applied to the pen tip is equal to or higher than the predetermined pen pressure, the pen pressure data output from the second pressure sensor is transmitted to the electronic blackboard. It includes a transmitter. Further, the first pressure sensor is supported on the third end side of the housing in the second direction orthogonal to the first direction. Further, the second pressure sensor is supported on the fourth end side opposite to the third end of the housing in the second direction. Further, the first pressure sensor and the second pressure sensor are supported on different end sides of the housing.

本発明によれば、圧力センサが組み込まれた電子ペンにおいて、低い筆圧から高い筆圧まで、高い分解能での筆圧の検出を維持できる、という効果を奏する。 According to the present invention, in an electronic pen incorporating a pressure sensor, it is possible to maintain the detection of pen pressure with high resolution from low pen pressure to high pen pressure.

図１は、本実施の形態にかかる電子黒板システムの構成の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the electronic blackboard system according to the present embodiment. 図２は、本実施の形態にかかる電子ペンの概略構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an electronic pen according to the present embodiment. 図３は、本実施の形態にかかる電子ペンの機能構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the electronic pen according to the present embodiment. 図４は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンの構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment. 図５は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンにおける筆圧の検出結果の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a pen pressure detection result in an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment. 図６は、本実施の形態にかかる電子ペンの圧力センサからの筆圧データの出力特性の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of output characteristics of pen pressure data from the pressure sensor of the electronic pen according to the present embodiment. 図７は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンにおいて筆圧データに対して実行するＡ／Ｄ変換処理の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of A / D conversion processing executed on pen pressure data in an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment.

以下に添付図面を参照して、電子ペン、筆圧検出方法、およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。 The electronic pen, the pen pressure detection method, and the embodiment of the program will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施の形態にかかる電子黒板システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる電子黒板システムは、筆圧を検出する筆圧検出機能を備えた電子ペン１と、当該電子ペン１により描画される線等の画像を表示可能な電子黒板２と、を有する。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the electronic blackboard system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic whiteboard system according to the present embodiment can display an electronic pen 1 having a pen pressure detecting function for detecting pen pressure and an image such as a line drawn by the electronic pen 1. It has an electronic blackboard 2.

電子黒板２は、電子ペン１と通信可能な、所謂、インタラクティブホワイトボードである。本実施形態では、電子黒板２は、ディスプレイ部２０１と、ペン信号受信部２０２と、コントローラ２０３と、ネットワークＩ／Ｆ２０４と、を有する。ネットワークＩ／Ｆ２０４は、電子ペン１との無線通信を可能とするインタフェースである。ペン信号受信部２０２は、ネットワークＩ／Ｆ２０４を介して、電子ペン１から、当該電子ペン１の筆圧の検出結果を示す筆圧データを受信する。 The electronic blackboard 2 is a so-called interactive whiteboard that can communicate with the electronic pen 1. In the present embodiment, the electronic blackboard 2 has a display unit 201, a pen signal receiving unit 202, a controller 203, and a network I / F 204. The network I / F 204 is an interface that enables wireless communication with the electronic pen 1. The pen signal receiving unit 202 receives the pen pressure data indicating the detection result of the pen pressure of the electronic pen 1 from the electronic pen 1 via the network I / F 204.

ディスプレイ部２０１は、電子ペン１により描画された線を表示する表示部２０５と、当該表示部２０５に対する電子ペン１によるタッチ操作（接触）を検出可能なタッチパネル２０６と、を有する。タッチパネル２０６は、タッチパネルドライバ２０７と、タッチパネルコントローラ２０８と、赤外線ＬＥＤ２０９と、カメラ２１０と、を有する。タッチパネルドライバ２０７は、コントローラ２０３によるタッチパネル２０６の制御を可能とするドライバである。 The display unit 201 includes a display unit 205 that displays a line drawn by the electronic pen 1 and a touch panel 206 that can detect a touch operation (contact) by the electronic pen 1 with respect to the display unit 205. The touch panel 206 includes a touch panel driver 207, a touch panel controller 208, an infrared LED 209, and a camera 210. The touch panel driver 207 is a driver that enables the controller 203 to control the touch panel 206.

赤外線ＬＥＤ２０９は、表示部２０５の周囲に設けられかつ表示部２０５の画面上に赤外線を発光する。カメラ２１０は、電子ペン１が表示部２０５に接触した際に、電子ペン１による赤外線の遮光を検出する。タッチパネルコントローラ２０８は、タッチパネル２０６全体を制御する。具体的には、タッチパネルコントローラ２０８は、カメラ２１０による赤外線の遮光の検出結果に基づいて、三角測量によって電子ペン１による表示部２０５に対するタッチ操作の位置（接触位置）を求める。 The infrared LED 209 is provided around the display unit 205 and emits infrared rays on the screen of the display unit 205. The camera 210 detects that the electronic pen 1 blocks infrared rays when the electronic pen 1 comes into contact with the display unit 205. The touch panel controller 208 controls the entire touch panel 206. Specifically, the touch panel controller 208 obtains the position (contact position) of the touch operation with respect to the display unit 205 by the electronic pen 1 by triangulation based on the detection result of infrared shading by the camera 210.

コントローラ２０３は、電子黒板２全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１と、当該ＣＰＵ２１１により実行されるホワイトボードアプリケーションやテレビ会議アプリケーション等の各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）２１２と、ＣＰＵ２１１がＲＯＭ２１２に記憶された各種プログラムを実行する際の作業領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）２１３と、を有する。 The controller 203 includes a CPU (Central Processing Unit) 211 that controls the entire electronic whiteboard 2, a ROM (Read Only Memory) 212 that stores various programs such as a whiteboard application and a video conference application executed by the CPU 211, and a CPU 211. Has a RAM (Random Access Memory) 213 that functions as a work area when executing various programs stored in the ROM 212.

電子ペン１は、当該電子ペン１の筆圧を検出しかつ当該検出した筆圧を表す電圧（以下、筆圧データと言う）を出力する複数の圧力センサ１０１ａ，１０１ｂ（以下、圧力センサ１０１ａ，１０１ｂを区別する必要が無い場合には、圧力センサ１０１と記載する）と、当該圧力センサ１０１から出力されるアナログ値の筆圧データをデジタル値の筆圧データに変換するＡ／Ｄ変換処理を実行するマイクロコンピュータ１０２（以下、マイコン１０２と言う。）と、筆圧データを無線通信等によって電子黒板２に送信する無線モジュール１０３（送信部の一例）と、を有する。 The electronic pen 1 detects a pen pressure of the electronic pen 1 and outputs a voltage representing the detected pen pressure (hereinafter, referred to as pen pressure data) of a plurality of pressure sensors 101a, 101b (hereinafter, pressure sensor 101a,). When it is not necessary to distinguish 101b, it is described as a pressure sensor 101) and an A / D conversion process for converting analog value pen pressure data output from the pressure sensor 101 into digital value pen pressure data. It has a microcomputer 102 (hereinafter referred to as a microcomputer 102) to be executed, and a wireless module 103 (an example of a transmission unit) for transmitting pressure data to the electronic blackboard 2 by wireless communication or the like.

次に、図２を用いて、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペン１の概略構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる電子ペンの概略構成の一例を示す図である。 Next, the schematic configuration of the electronic pen 1 included in the electronic blackboard system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an electronic pen according to the present embodiment.

本実施の形態では、電子ペン１は、図２に示すように、複数の圧力センサ１０１と、ペンモールド１０４と、ペン先１０５と、バネ１０６と、プリント基板１０７と、を有する。ペンモールド１０４は、第１方向Ｄ１を軸方向とする筐体である。本実施の形態では、ペンモールド１０４は、筒状の筐体である。ペン先１０５は、ペンモールド１０４の第１方向Ｄ１の第１端Ｔ１に設けられる。バネ１０６は、ペン先１０５を、第１方向Ｄ１に向かって移動（搖動）可能に支持する。これにより、電子ペン１がペン先１０５から落下した場合の衝撃を吸収して、電子ペン１の破損を防止できる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the electronic pen 1 has a plurality of pressure sensors 101, a pen mold 104, a pen tip 105, a spring 106, and a printed circuit board 107. The pen mold 104 is a housing whose axial direction is the first direction D1. In the present embodiment, the pen mold 104 is a tubular housing. The pen tip 105 is provided at the first end T1 of the pen mold 104 in the first direction D1. The spring 106 supports the pen tip 105 so as to be movable (swing) toward the first direction D1. As a result, it is possible to absorb the impact when the electronic pen 1 falls from the pen tip 105 and prevent the electronic pen 1 from being damaged.

本実施の形態では、電子ペン１は、フィルムタイプの２つの圧力センサ１０１を有する。圧力センサ１０１ａ（第１圧力センサの一例）は、ペン先１０５にかかる筆圧を検出可能に設けられる。本実施の形態では、圧力センサ１０１ａは、ペンモールド１０４の第１方向Ｄ１の第１端Ｔ１の近傍に設けられる。また、圧力センサ１０１ａは、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２におけるペンモールド１０４の第３端Ｔ３側に支持される。 In this embodiment, the electronic pen 1 has two film-type pressure sensors 101. The pressure sensor 101a (an example of the first pressure sensor) is provided so as to be able to detect the writing pressure applied to the pen tip 105. In the present embodiment, the pressure sensor 101a is provided in the vicinity of the first end T1 of the first direction D1 of the pen mold 104. Further, the pressure sensor 101a is supported on the third end T3 side of the pen mold 104 in the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.

圧力センサ１０１ｂ（第２圧力センサの一例）は、ペン先１０５にかかる筆圧を検出可能に設けられる。本実施の形態では、圧力センサ１０１ｂは、第１方向Ｄ１において圧力センサ１０１ａより第１端Ｔ１と反対の第２端Ｔ２側に設けられる。また、圧力センサ１０１ｂは、第２方向Ｄ２におけるペンモールド１０４の第３端Ｔ３とは反対の第４端Ｔ４側に支持される。すなわち、圧力センサ１０１ａと圧力センサ１０１ｂとは、そのフィルム面が互いに向かい合うように設けられている。さらに、圧力センサ１０１ａと圧力センサ１０１ｂとは、第２方向Ｄ２において互いに異なる端側に支持されることによって、ペン先１０５を挟んで対称となっている。そして、圧力センサ１０１ａ，１０１ｂは、ペン先１０５にかかる筆圧の検出結果を表す筆圧データを、プリント基板１０７に実装されるマイコン１０２に出力する。 The pressure sensor 101b (an example of the second pressure sensor) is provided so as to be able to detect the writing pressure applied to the pen tip 105. In the present embodiment, the pressure sensor 101b is provided on the second end T2 side opposite to the first end T1 from the pressure sensor 101a in the first direction D1. Further, the pressure sensor 101b is supported on the fourth end T4 side opposite to the third end T3 of the pen mold 104 in the second direction D2. That is, the pressure sensor 101a and the pressure sensor 101b are provided so that their film surfaces face each other. Further, the pressure sensor 101a and the pressure sensor 101b are supported on different end sides in the second direction D2, so that the pressure sensor 101a and the pressure sensor 101b are symmetrical with respect to the pen tip 105. Then, the pressure sensors 101a and 101b output the pen pressure data representing the detection result of the pen pressure applied to the pen tip 105 to the microcomputer 102 mounted on the printed circuit board 107.

本実施の形態では、電子ペン１は、２つの圧力センサ１０１を有しているが、３つ以上の圧力センサ１０１を有していても良い。これにより、より高い分解能でペン先１０５にかかる筆圧を検出することができる。例えば、電子ペン１が４つの圧力センサ１０１を有する場合、各圧力センサ１０１は、第１方向Ｄ１において、ペンモールド１０４の第２端Ｔ２から第１端Ｔ１に向かって異なる位置に配置される。その際、４つの圧力センサ１０１が、第２方向Ｄ２においてペンモールド１０４の互いに異なる端に支持されるようにする。 In the present embodiment, the electronic pen 1 has two pressure sensors 101, but may have three or more pressure sensors 101. As a result, the pen pressure applied to the pen tip 105 can be detected with higher resolution. For example, when the electronic pen 1 has four pressure sensors 101, each pressure sensor 101 is arranged at a different position from the second end T2 of the pen mold 104 toward the first end T1 in the first direction D1. At that time, the four pressure sensors 101 are supported by different ends of the pen mold 104 in the second direction D2.

次に、図３を用いて、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペン１の機能構成の一例について説明する。図３は、本実施の形態にかかる電子ペンの機能構成の一例を示す図である。 Next, an example of the functional configuration of the electronic pen 1 included in the electronic blackboard system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the electronic pen according to the present embodiment.

本実施の形態では、マイコン１０２が有するＣＰＵ等のプロセッサが、ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたホワイトボードアプリケーションを実行することにより、変換部３０１と、切替部３０２とを実現する。変換部３０１は、圧力センサ１０１から出力されるアナログ値の筆圧データを、デジタル値の筆圧データに変換するＡ／Ｄ変換処理を実行する。切替部３０２は、ペン先１０５にかかる筆圧に応じて、無線モジュール１０３から電子黒板２に対して送信する筆圧データを切り替える。 In the present embodiment, a processor such as a CPU included in the microcomputer 102 executes a whiteboard application stored in a storage medium such as a ROM to realize the conversion unit 301 and the switching unit 302. The conversion unit 301 executes an A / D conversion process for converting analog value pen pressure data output from the pressure sensor 101 into digital value pen pressure data. The switching unit 302 switches the pen pressure data transmitted from the wireless module 103 to the electronic blackboard 2 according to the pen pressure applied to the pen tip 105.

具体的には、切替部３０２は、ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧より低い場合、複数の圧力センサ１０１のうちペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧より低い状態において出力する筆圧データの変化の傾きが最も大きい圧力センサ１０１から出力される筆圧データを電子黒板２に送信する。ここで、所定筆圧は、予め設定された筆圧であり、圧力センサ１０１から出力される筆圧データの変化の傾きが変わる筆圧である。 Specifically, when the writing pressure applied to the pen tip 105 is lower than the predetermined writing pressure, the switching unit 302 outputs the writing brush in a state where the writing pressure applied to the pen tip 105 among the plurality of pressure sensors 101 is lower than the predetermined writing pressure. The pen pressure data output from the pressure sensor 101 having the largest change gradient of the pressure data is transmitted to the electronic blackboard 2. Here, the predetermined writing pressure is a preset writing pressure, and is a writing pressure at which the inclination of the change of the writing pressure data output from the pressure sensor 101 changes.

一方、切替部３０２は、ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧以上である場合、複数の圧力センサ１０１のうちペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧以上の状態において出力する筆圧データの変化の傾きが最も大きい圧力センサ１０１から出力される筆圧データを電子黒板２に送信する。これにより、低い筆圧から高い筆圧まで高い分解能での筆圧の検出を維持することができる。よって、本実施の形態では、切替部３０２および無線モジュール１０３が送信部の一例として機能する。 On the other hand, when the writing pressure applied to the pen tip 105 is equal to or higher than the predetermined writing pressure, the switching unit 302 outputs the writing pressure data in a state where the writing pressure applied to the pen tip 105 among the plurality of pressure sensors 101 is equal to or higher than the predetermined writing pressure. The pen pressure data output from the pressure sensor 101 having the largest change gradient is transmitted to the electronic blackboard 2. As a result, it is possible to maintain the detection of the pen pressure with high resolution from the low pen pressure to the high pen pressure. Therefore, in the present embodiment, the switching unit 302 and the wireless module 103 function as an example of the transmitting unit.

例えば、図２に示す構成を有する電子ペン１では、ペン先１０５に筆圧がかかった際に最初に圧力が加わるのは、圧力センサ１０１ａである。そのため、切替部３０２は、ペン先１０５に筆圧がかかり始めてから所定筆圧に達するまでは（ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧より低い場合）、圧力センサ１０１ａから出力される筆圧データを、無線モジュール１０３を介して電子黒板２に送信する。その後、ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧以上になった場合、切替部３０２は、圧力センサ１０１ｂから出力される筆圧データを電子黒板２に送信する。 For example, in the electronic pen 1 having the configuration shown in FIG. 2, when a writing pressure is applied to the pen tip 105, the pressure sensor 101a is the first to apply the pressure. Therefore, the switching unit 302 outputs the writing pressure from the pressure sensor 101a from the time when the writing pressure is applied to the pen tip 105 until the predetermined writing pressure is reached (when the writing pressure applied to the pen tip 105 is lower than the predetermined writing pressure). The data is transmitted to the electronic blackboard 2 via the wireless module 103. After that, when the writing pressure applied to the pen tip 105 becomes equal to or higher than the predetermined writing pressure, the switching unit 302 transmits the writing pressure data output from the pressure sensor 101b to the electronic blackboard 2.

次に、図４および図５を用いて、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペン１における筆圧データの出力処理の一例を説明する。図４は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンの構成の一例を示す図である。図５は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンにおける筆圧の検出結果の一例を示す図である。図５において、縦軸は圧力センサ１０１から出力される電圧（筆圧データ）を表し、横軸はペン先１０５にかかる筆圧を表す。 Next, an example of pen pressure data output processing in the electronic pen 1 included in the electronic blackboard system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of a pen pressure detection result in an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment. In FIG. 5, the vertical axis represents the voltage (pen pressure data) output from the pressure sensor 101, and the horizontal axis represents the pen pressure applied to the pen tip 105.

本実施の形態では、圧力センサ１０１は、図４に示すように、抵抗Ｒと直列接続されている。そして、圧力センサ１０１は、基本的には抵抗素子Ｒｘと同じような動作を行い、電子ペン１の筆圧が上がるに従って、その抵抗値が下がる。そして、マイコン１０２は、圧力センサ１０１（抵抗素子Ｒｘ）と抵抗Ｒとの間に接続され、抵抗Ｒに印加される電圧（下記の式（１）で表す）を、筆圧データとして取得する。
Ｖｘ（電圧Ｖ×（Ｒ／（Ｒ＋Ｒｘ））・・・（１）
ここで、電圧Ｖは、電源とＧＮＤとの間の電圧である。この場合、図４に示すように、マイコン１０２により検出される電圧Ｖｘは、電子ペン１の筆圧が上がっていくと、次第にその変化量が少なくなり、非線形に変化する。また、式（１）に示すように、筆圧データは、抵抗Ｒの抵抗値を変化させることで、その特性を変化させることができる。そこで、本実施の形態では、複数の圧力センサ１０１それぞれに接続される抵抗Ｒの抵抗値を変えることで、各圧力センサ１０１からの筆圧データの出力特性を変える。 In this embodiment, the pressure sensor 101 is connected in series with the resistor R as shown in FIG. Then, the pressure sensor 101 basically operates in the same manner as the resistance element Rx, and the resistance value decreases as the writing pressure of the electronic pen 1 increases. Then, the microcomputer 102 is connected between the pressure sensor 101 (resistor element Rx) and the resistor R, and acquires the voltage applied to the resistor R (represented by the following equation (1)) as pen pressure data.
Vx (voltage Vx (R / (R + Rx)) ... (1)
Here, the voltage V is the voltage between the power supply and the GND. In this case, as shown in FIG. 4, the voltage Vx detected by the microcomputer 102 gradually decreases in the amount of change as the writing pressure of the electronic pen 1 increases, and changes non-linearly. Further, as shown in the equation (1), the pen pressure data can change its characteristics by changing the resistance value of the resistor R. Therefore, in the present embodiment, the output characteristics of the pen pressure data from each pressure sensor 101 are changed by changing the resistance value of the resistors R connected to each of the plurality of pressure sensors 101.

次に、図６を用いて、本実施の形態にかかる電子ペン１の圧力センサ１０１からの筆圧データの出力特性の一例について説明する。図６は、本実施の形態にかかる電子ペンの圧力センサからの筆圧データの出力特性の一例を示す図である。図６において、縦軸は圧力センサ１０１から出力される電圧（筆圧データ）を表し、横軸はペン先１０５にかかる筆圧を表す。 Next, an example of the output characteristic of the pen pressure data from the pressure sensor 101 of the electronic pen 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of output characteristics of pen pressure data from the pressure sensor of the electronic pen according to the present embodiment. In FIG. 6, the vertical axis represents the voltage (pen pressure data) output from the pressure sensor 101, and the horizontal axis represents the pen pressure applied to the pen tip 105.

例えば、圧力センサ１０１ａに接続される抵抗Ｒの抵抗値を調整して、ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧より低い低筆圧時において、当該圧力センサ１０１ａから出力される筆圧データの変換の傾きを大きくする。そして、切替部３０２は、低筆圧時において、圧力センサ１０１ａから出力される筆圧データを、電子黒板２に送信する。これにより、低筆圧時において、小さい筆圧の変化に対して比較的大きい電圧（筆圧データ）の変化が得られるので、電子黒板２は、受信した筆圧データに基づいて、電子ペン１で描画された線の太さを変える際、筆圧に応じた太さに変更でき、「トメ」、「ハネ」、「ハライ」等をより忠実に表現できる。 For example, by adjusting the resistance value of the resistance R connected to the pressure sensor 101a, when the writing pressure applied to the pen tip 105 is lower than the predetermined writing pressure, the writing pressure data output from the pressure sensor 101a Increase the slope of the conversion. Then, the switching unit 302 transmits the pen pressure data output from the pressure sensor 101a to the electronic blackboard 2 when the pen pressure is low. As a result, when the pen pressure is low, a relatively large change in voltage (pen pressure data) can be obtained with respect to a small change in pen pressure. Therefore, the electronic blackboard 2 uses the electronic pen 1 based on the received pen pressure data. When changing the thickness of the line drawn in, it can be changed to the thickness according to the writing pressure, and "Tome", "Hane", "Harai", etc. can be expressed more faithfully.

一方、圧力センサ１０１ｂに接続される抵抗Ｒの抵抗値を調整して、ペン先１０５にかかる筆圧が所定筆圧より高い高筆圧時において、当該圧力センサ１０１ｂから出力される筆圧データの変換の傾きを大きくする。そして、切替部３０２は、高筆圧時において、圧力センサ１０１ｂから出力される筆圧データを、電子黒板２に送信する。これにより、高筆圧時において、小さい筆圧の変化に対して比較的大きい電圧（筆圧データ）の変化が得られるので、電子黒板２は、受信した筆圧データに基づいて、電子ペン１で描画された線の太さを変える際、筆圧に応じた太さに変更でき、「トメ」、「ハネ」、「ハライ」等をより忠実に表現できる。 On the other hand, by adjusting the resistance value of the resistance R connected to the pressure sensor 101b, when the writing pressure applied to the pen tip 105 is higher than the predetermined writing pressure, the writing pressure data output from the pressure sensor 101b Increase the slope of the conversion. Then, the switching unit 302 transmits the pen pressure data output from the pressure sensor 101b to the electronic blackboard 2 at the time of high pen pressure. As a result, when the pen pressure is high, a relatively large change in voltage (pen pressure data) can be obtained with respect to a small change in pen pressure. Therefore, the electronic blackboard 2 uses the electronic pen 1 based on the received pen pressure data. When changing the thickness of the line drawn in, it can be changed to the thickness according to the writing pressure, and "Tome", "Hane", "Harai", etc. can be expressed more faithfully.

次に、図７を用いて、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペン１において筆圧データに対して実行するＡ／Ｄ変換処理の一例について説明する。図７は、本実施の形態にかかる電子黒板システムが有する電子ペンにおいて筆圧データに対して実行するＡ／Ｄ変換処理の一例を説明するための図である。 Next, an example of the A / D conversion process executed on the pen pressure data in the electronic pen 1 included in the electronic blackboard system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of A / D conversion processing executed on pen pressure data in an electronic pen included in the electronic blackboard system according to the present embodiment.

圧力センサ１０１から出力されるアナログ値の筆圧データを、変換部３０１においてデジタル値の筆圧データに変換する場合、その分解能は、変換部３０１におけるＡ／Ｄ変換処理の分解能に依存する。例えば、変換部３０１のＡ／Ｄ変換処理の分解能が１２ｂｉｔの場合、４０９６段階で筆圧を表すことができ、電子ペン１の無線モジュール１０３は、４０９６段階で筆圧を表す１２ｂｉｔの筆圧データを電子黒板２に送信する。 When the conversion unit 301 converts the analog value pen pressure data output from the pressure sensor 101 into the digital value pen pressure data, the resolution depends on the resolution of the A / D conversion process in the conversion unit 301. For example, when the resolution of the A / D conversion process of the conversion unit 301 is 12 bits, the pen pressure can be expressed in 4096 steps, and the wireless module 103 of the electronic pen 1 has 12 bits of pen pressure data representing the pen pressure in 4096 steps. To the electronic blackboard 2.

しかしながら、電子ペン１と電子黒板２との間での通信のビットレートとしては、１００ｐｐｓ以上であることが望ましく、その場合、１２ｂｉｔ×１００ｐｐｓ＝１５０バイト／ｓとなる。また、電子ペン１は、筆圧データの他にも、電子ペン１を区別するためのＩＤ情報、Bluetooth（登録商標）等の無線通信に必要な制御用データなども電子黒板２に対して送信する必要があり、電子ペン１により描画した線を表示する際の遅延に繋がる可能性がある。 However, the bit rate of communication between the electronic pen 1 and the electronic blackboard 2 is preferably 100 pps or more, and in that case, 12 bits × 100 pps = 150 bytes / s. In addition to the pen pressure data, the electronic pen 1 also transmits ID information for distinguishing the electronic pen 1, control data necessary for wireless communication such as Bluetooth (registered trademark), and the like to the electronic blackboard 2. This may lead to a delay in displaying the line drawn by the electronic pen 1.

ところで、筆圧データに必要なビット数を考慮した場合、一般的なディスプレイのピッチ間隔が０．１〜１．０ｍｍであるとすると、２００段階ほどで筆圧を表すことができれば、０．１〜２０．００ｍｍまで線の太さを変更することができるので、約８ビットの筆圧データを電子黒板２に送信できれば十分である。 By the way, when considering the number of bits required for pen pressure data, assuming that the pitch interval of a general display is 0.1 to 1.0 mm, if the pen pressure can be expressed in about 200 steps, it is 0.1. Since the line thickness can be changed up to ~ 20.00 mm, it is sufficient if about 8-bit pen pressure data can be transmitted to the electronic blackboard 2.

そこで、本実施の形態では、変換部３０１は、圧力センサ１０１から出力されるアナログ値の筆圧データを１２ｂｉｔ（第１ビット数の一例）のデジタル値の筆圧データにＡ／Ｄ変換処理する。その後、マイコン１０２は、１２ｂｉｔの筆圧データを、１２ｂｉｔより少ない８ｂｉｔ（第２ビット数の一例）に変換する。そして、無線モジュール１０３は、８ｂｉｔに変換された筆圧データを電子黒板２に送信する。これにより、電子ペン１から電子黒板２への筆圧データのデータ量を削減することができるので、電子ペン１により描画した線を表示する際の遅延に繋がる可能性を低減できる。 Therefore, in the present embodiment, the conversion unit 301 performs A / D conversion processing of the analog value pen pressure data output from the pressure sensor 101 into the digital value pen pressure data of 12 bits (an example of the first bit number). .. After that, the microcomputer 102 converts the 12-bit pen pressure data into 8 bits (an example of the second bit number), which is less than 12 bits. Then, the wireless module 103 transmits the pen pressure data converted into 8 bits to the electronic blackboard 2. As a result, the amount of pen pressure data from the electronic pen 1 to the electronic blackboard 2 can be reduced, so that the possibility of leading to a delay in displaying the line drawn by the electronic pen 1 can be reduced.

このように、本実施の形態にかかる電子黒板システムによれば、低い筆圧から高い筆圧まで高い分解能での筆圧の検出を維持することができる。 As described above, according to the electronic blackboard system according to the present embodiment, it is possible to maintain the detection of the writing pressure with high resolution from the low writing pressure to the high writing pressure.

なお、本実施の形態の電子ペン１で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されるが、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。 The program executed by the electronic pen 1 of the present embodiment is provided by being incorporated in a ROM or the like in advance, but is provided as a file in an installable format or an executable format, such as a CD-ROM or a flexible disk (FD). , CD-R, DVD (Digital Versatile Disk), or the like, and may be configured to be recorded and provided on a computer-readable recording medium.

さらに、本実施の形態の電子ペン１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の電子ペン１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。 Further, the program executed by the electronic pen 1 of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by downloading via the network. Further, the program executed by the electronic pen 1 of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

本実施の形態の電子ペン１で実行されるプログラムは、上述した各部（変換部３０１、切替部３０２）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ２１１が上記ＲＯＭ２１２からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、変換部３０１、切替部３０２が主記憶装置上に生成されるようになっている。 The program executed by the electronic pen 1 of the present embodiment has a module configuration including the above-mentioned parts (conversion unit 301, switching unit 302), and as actual hardware, the CPU 211 reads the program from the ROM 212. Each of the above units is loaded on the main storage device, and the conversion unit 301 and the switching unit 302 are generated on the main storage device.

１電子ペン
２電子黒板
１０１ａ，１０１ｂ圧力センサ
１０２マイコン
１０３無線モジュール
１０４ペンモールド
１０５ペン先
１０６バネ
１０７プリント基板
２０１ディスプレイ部
２０２ペン信号受信部
２０３コントローラ
２０４ネットワークＩ／Ｆ
２０５表示部
２０６タッチパネル
２０７タッチパネルドライバ
２０８タッチパネルコントローラ
２０９赤外線ＬＥＤ
２１０カメラ
２１１ＣＰＵ
２１２ＲＯＭ
２１３ＲＡＭ
３０１変換部
３０２切替部
Ｄ１第１方向
Ｄ２第２方向 1 Electronic pen 2 Electronic blackboard 101a, 101b Pressure sensor 102 Microcomputer 103 Wireless module 104 Pen mold 105 Pen tip 106 Spring 107 Printed circuit board 201 Display unit 202 Pen signal receiver 203 Controller 204 Network I / F
205 Display 206 Touch panel 207 Touch panel driver 208 Touch panel controller 209 Infrared LED
210 camera 211 CPU
212 ROM
213 RAM
301 Conversion unit 302 Switching unit D1 1st direction D2 2nd direction

特開平０５−０１１９１５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-011915

Claims

A housing whose axial direction is the first direction,
A pen tip provided at the first end of the housing in the first direction,
A first pressure sensor that detects the pen pressure applied to the pen tip and outputs the voltage representing the detected pen pressure as pen pressure data.
The pen pressure data is provided on the second end side opposite to the first end from the first pressure sensor in the first direction, detects the pen pressure applied to the pen tip, and represents the detected pen pressure. The second pressure sensor that outputs as
When the writing pressure applied to the pen tip is lower than the predetermined writing pressure, the writing pressure data output from the first pressure sensor is transmitted to an external electronic blackboard, and the writing pressure applied to the pen tip is equal to or higher than the predetermined writing pressure. In the case of, a transmission unit that transmits the pen pressure data output from the second pressure sensor to the electronic blackboard, and
Equipped with a,
The first pressure sensor is supported on the third end side of the housing in the second direction orthogonal to the first direction.
The second pressure sensor is supported on the fourth end side opposite to the third end of the housing in the second direction.
The first pressure sensor and the second pressure sensor are electronic pens supported on different ends of the housing.

The transmitter included in the electronic pen according to claim 1 is
When pen pressure according to the pen tip is lower than the predetermined writing pressure, and transmitting the writing pressure data indicating such writing pressure to the pen tip detected by the first pressure sensor to the electronic blackboard,
When pen pressure according to the pen tip is on the predetermined brush pressure or a step of transmitting the writing pressure data indicating such writing pressure to the pen tip detected by the second pressure sensor to the electronic blackboard,
Pen-pressure detecting method, including.

Computer,
The transmitter of the electronic pen according to claim 1.
A program to function as.