JP6902423B2 - 筆記入力システム、ボードおよび識別子 - Google Patents

筆記入力システム、ボードおよび識別子 Download PDF

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Description

この発明は、筆記用のボードと筆記具であるペンとを備えた筆記入力システム、前記ペンに装着される識別子に関する。より詳細には、前記ペンは前記ボードに接触するとボード上に視認できる筆跡を残すものであり、前記ボードはその筆跡に対応する位置座標を検出するものである。
ハードコピー機能を持たない旧来の黒板や白板に代わって、黒板や白板を機械的に走査して筆記された内容のハードコピーを出力できる、電子黒板あるいは電子白板と呼ばれる装置（以下、この明細書では電子白板と呼ぶ）が普及している。
このような走査型の電子白板について、走査に要する時間を短縮し、また、走査のための可動部分をなくして信頼性を高める構成が望まれている。
それを実現する手段の一つとして、タッチパネル付の大型ディスプレイを用いた電子白板（ディスプレイ型の電子白板）が提案され、市販されている。
ディスプレイ型の電子白板は、走査型の電子白板のハードコピー機能に加えて、帳票データ、文書データあるいは画像データを画面に表示させることができる。そして、電子ペン等による画面への手書きの筆記を受付けてその筆跡を画面に表示し、筆跡が加えられた画面のハードコピーを出力できる。
さらに、ディスプレイ型の電子白板は、例えば電子会議において、遠隔地の相手方を映すカメラ画像を会議資料と共に画面に表示し、表示された資料や空欄のメモ領域への筆記を相手方とほぼリアルタイムで共有するといったように、走査型の電子白板では実現できない機能を提供できる。
しかし、主として手書きの筆記に用いられ、データを画面に表示する必要性が低い用途も少なくない。
そのような用途であっても、ディスプレイ型の電子白板には、走査型の電子白板にない利点がある。ディスプレイ型の電子白板は電子ペンによる画面への筆記をタッチパネルで検出し、検出された筆記に対応する筆跡を即時にデータ化して、データ化された筆跡を画面に表示する。即ち、筆記と同時に筆跡のデータが得られる。
なお、筆記入力の検出に関して様々な技術が開発されている。例えば、マルチタッチ検出が容易な静電容量方式と、高い検出分解能が実現できる電磁誘導方式を併用してペンと手指の何れの指示体も検出可能な座標検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５−４１３１８号公報
主として手書きの筆記を行う用途であっても、ディスプレイ型の電子白板は筆跡を即時にデータ化できるという走査型の電子白板にない利点を有する。しかし、ディスプレイを用いる点で、走査型の電子白板よりも構成が複雑になり、しかも、大型のディスプレイを用いるので高価なものになってしまう。
筆記により残される筆跡を即時にデータ化する機能を有しながらも、単純な構成のものが望まれている。
また、違和感を小さくするように種々の工夫がされているものの、ディスプレイ型の電子白板では書き味、応答性、筆記および消去の操作において、旧来の白板との違いがある。
従来の白板を使い慣れたユーザーにとっては、筆記時の違和感がより小さいものが好ましい。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、従来の白板と同様の使い方、見え方の筆記ができて筆跡を即時に検出できる筆記入力システムを提供するものである。
この発明は、
（１）筆記用のボードと、筆記具であるペンとを備えたシステムであって、前記ペンは、前記ボードに接触するとボード上に視認できる筆跡を残すペン先部と、識別信号を提供する識別回路とを有し、前記ボードは、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを有する筆記入力システムを提供する。
また、異なる観点からこの発明は、
（２）筆記により視認できる筆跡を残すペン先部と識別信号を提供する識別回路とを有するペンによって筆記されるボードであって、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを備える筆記用のボードを提供する。
さらにまた、異なる観点からこの発明は、
（３）筆記具であるペンに装着され識別信号を提供する識別子であって、前記ペンは、ボードへの筆記によりボード上に視認できる筆跡を残すペン先部を有するものであり、前記ボードは、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部と、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部とを有するものであり、前記識別信号を生成する識別回路を備えた識別子を提供する。
この発明による（１）の筆記入力システムにおいて、ペンは、ボードに接触するとボード上に視認できる筆跡を残すので従来の白板と同様の使い方で筆記でき、従来の白板と同様の見え方をする一方で、識別信号を提供する識別回路とを有し、ボードは、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを有するので、筆記により残される筆跡をペンの属性に応じた態様で即時に検出できる。また、ペン識別部は、ペンの属性を非接触で検出するので、ペン先部がボードに接触した時点で既にペンの属性が検出されている。検出された筆跡とペンの属性に基づいて、筆跡のデータを即時に生成することが可能になる。
座標検出部を、白板の筆記用に一般的に用いられるマーカーペンのペン先部が検出できるように構成し、ボードの表面を白板と同様に構成すれば、従来の白板と全く同じ書き方、見え方が実現される。
（２）のボードおよび（３）の識別子についても、それらを前記筆記入力システムに適用することによって同様の作用効果が得られる。
この発明による筆記入力システムの構成例を示す説明図である。 図１に示す筆記入力システムが使用される態様の一例を示す説明図である。 図１に示すボードの構成、特にＸ並列電極およびＹ並列電極の配置を示す説明図である。 図１に示すボードにおけるループ切替回路の機能を示す説明図である。 図１に示すボードの鉛直方向の断面における構成を示す説明図である。 この実施形態において共振周波数とペンの属性とを対応付ける定義の一例を示す説明図である。 この実施形態において識別回路を有する識別子の外観および識別回路としての共振回路を示す説明図である。 この実施形態におけるペンの外観を示す説明図である。 図８と異なるペンの態様を示す説明図である。 図８および図９と異なるペンの態様を示す説明図である。 この実施形態によるイレーサーの構成を示す説明図である。 この実施形態において制御部が筆跡データを生成し、更新する処理を示すフローチャートである。
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
（実施の形態１）
≪筆記入力システムの構成≫
図１は、この発明による筆記入力システムの構成例を示す説明図である。図２は、図１に示す筆記入力システムが使用される態様の一例を示す説明図である。図３は、図１に示すボード１０の構成、特にＸ並列電極およびＹ並列電極の配置を示す説明図である。図４は、図１に示すボードにおけるループ切替回路の機能を示す説明図である。図５は、図１に示すボードの鉛直方向の断面における構成を示す説明図である。
図１に示す筆記入力システム１００は、大別するとペン３０とボード１０からなる。ペン３０は、ペン本体３１、キャップ３２、ペン先部３３、識別子３４およびインク供給部３６を有する。形状が把握できる態様で図１にペン３０を示している。識別子３４は、図１に図示しない識別回路を有している。
キャップ３２は、ペン本体３１に対し着脱可能であって、ペン本体３１に装着された状態でペン先部３３が露出しないように覆う。
この実施形態で、ペン先部３３はインクを含浸したフェルト材でできている。一般に、ホワイトボード（白板）用のマーカーペンとして知られる構成である。キャップ３２を取り外して露出するペン先部３３は、その先端がボード１０の書込領域１８に触れるとその位置にインクが付着してボード１０上に筆跡を残す（図２参照）。
ペン先部３３の他端はインクが溜まったインク供給部３６と接触しており、毛細管現象によってインク供給部３６からペン先部３３へインクが供給される。
キャップ３２が嵌る箇所に近いペン本体３１の外周には、識別子３４が装着されている。前述のように識別子３４は、図１に図示しない識別回路を有する。識別回路の具体的構成例は、インダクタンス成分Ｌとキャパシタ成分ＣからなるＬＣ共振回路である。
この実施形態で、ボード１０の書込領域１８はペン３０で筆記されて筆跡が残るものである。また、好ましくはその筆跡を消去可能なものである。ボード１０が安価に構成できれば使い捨てでもよいが、筆跡を消去できて何度も筆記できるものが好ましい。
ボード１０は、その周囲を縁部材１９ａで囲まれて強度が確保されている。縁部材１９ａに周囲を囲まれたボード１０のオモテ面が書込領域１８である。下端には、ペン受け１９ｂが配置されている。ペン３０がマーカーペンである場合、それに対応する書込領域１８はマーカーボードのような表面を有している（図５参照）。
図１に示すように、ボード１０は、機能的に大別して座標検出部１１およびペン識別部１２を有する。
座標検出部１１は、ペン３０のペン先部３３がボード上に接触した位置の座標を検出する。ペン識別部１２は、ペン３０に装着された識別子３４からの識別信号を検出する。
それらの機能を実現する構成例として、この実施形態の座標検出部１１は静電容量方式のタッチパネルとして動作する。また、ペン識別部１２は電磁誘導回路として動作して識別子３４からの識別信号を検出する。
座標検出部１１を構成するのは、Ｙ並列電極１３ｙ、Ｙ検出回路１５ｙ、Ｘ並列電極１３ｘ、Ｘ検出用駆動回路１４ｘおよびループ切替回路１６である。それらのうち、Ｘ並列電極１３ｘおよびＸ検出用駆動回路１４ｘはペン識別部１２とハードウェアを共有している。また、ループ切替回路１６は、共有のハードウェアを座標検出部１１に用いる場合とペン識別部１２に用いる場合とで切替えを行うための回路である。
ペン識別部１２は、座標検出部１１と共有のＸ並列電極１３ｘおよびＸ検出用駆動回路１４ｘ、切替えのためのループ切替回路１６に加えてＸ検出回路１５ｘを含んで構成されている。
Ｘ並列電極１３ｘは、ペン３０により筆記されるボード１０の表面近くに埋設された複数の電極である。各電極は、Ｘ方向（横方向）に並んで配置されＹ方向（縦方向）に伸びている（図３参照）。
一方、Ｙ並列電極１３ｙは、ペン３０により筆記されるボード１０の表面近くに埋設された複数の電極である。各電極は、Ｙ方向（縦方向）に並んで配置されＸ方向（横方向）に伸びている（図３参照）。Ｙ並列電極１３ｙの各電極は、Ｘ並列電極１３ｘの各電極と異なる深さに埋設されている。従って、Ｙ並列電極１３ｙの各電極は、Ｘ並列電極１３ｘの各電極と所定の厚さの絶縁層を介して交差しており接触することはない（図５参照）。
なお、書込領域１８を構成するボード１０の表面の部材としては、表面近傍に埋設されるＸ並列電極１３ｘおよびＹ並列電極１３ｙを電気的にシールドするアルミ板や、磁気的にシールドする鋼板等は適当でない。例えば、表面にメラミン樹脂のコーティングを施したエポキシ樹脂やポリカーボネート樹脂などの樹脂材料が適用可能である。
図３に示すように、Ｘ検出用駆動回路１４ｘは、Ｘ並列電極１３ｘの一端側に接続されており、各電極に所定の電圧を印加する。その電圧は、座標検出部１１として機能する場合と、ペン識別部１２として機能する場合とで異なってもよい。印加電圧は、例えば左端の電極から右端の電極へインパルス状の電圧を順次印加する。
Ｙ検出回路１５ｙは、Ｘ検出用駆動回路１４ｘの駆動に伴ってＹ並列電極１３ｙの各電極に誘起される電圧あるいは電流の大きさを検出する。その大きさは、Ｘ並列電極１３ｘの各電極とＹ並列電極１３ｙの各電極との結合容量の大きさに依存するところ、両者が交差する付近のボード上に誘電体や金属体が接している場合と誘電体や金属体が接していない場合とで結合容量の大きさが異なる。例えば、インクを含侵したペン先部３３や人の手指は誘電体であるから、それらがボード上に接すると結合容量が大きくなる。結合容量の変化を検出することによって、ペン先部３３や人の手指がボード１０に触れた位置座標が検出できる。これは、静電容量方式のタッチパネルの動作として知られている。
なお、人の手指とペン先部３３とでは、一般に結合容量の大きさが異なることから、接触した位置座標を検出するだけでなく、結合容量の大きさの違いに基づいて人の手指かペン先部３３かを判別してもよい。
図４に示すように、ループ切替回路１６は、Ｘ並列電極１３ｘの各電極のうち所定の距離を隔てた２本の電極を他端側で接続するか否かを切替える第１切替スイッチ１６ａを含む。第１切替スイッチ１６ａによって一対の電極が他端側で接続されると、それによってＵ字型の電流路が形成される。これが、ペン識別部１２の誘導コイルとして機能する。Ｕ字型の電流路の一端の側には、第２切替スイッチ１６ｂが配置されている。
第２切替スイッチ１６ｂは、第１切替スイッチ１６ａと同期して動作する。第１切替スイッチ１６ａが対の電極を切り離した状態で、第２切替スイッチ１６ｂは電極をＸ検出用駆動回路１４ｘに接続する。第１切替スイッチ１６ａが対の電極を接続した状態で、第２切替スイッチ１６ｂは電極をＸ検出回路１５ｘに接続する。よって、対の電極が切り離された状態では、各電極がそれぞれに対応するＸ検出用駆動回路１４ｘによって駆動される。
一方、対の電極が接続されて誘導コイルとしてＵ字型電流路が形成された状態で、第２切替スイッチ１６ｂはＵ字型電流路の一端側の電極をＸ検出回路１５ｘに接続する。Ｕ字型電流路の他端側には切替スイッチがなく、他端側はＸ検出用駆動回路１４ｘによって駆動される。
この実施形態において、誘導コイルを形成するＵ字型電流路が複数組あって、Ｘ方向（横方向）に並んでいる。
ループ切替回路１６がＸ並列電極１３ｘをペン識別部１２として用いる場合、例えば、左端の誘導コイルから右端の誘導コイルへ一つずつ順番に駆動する。図４では、左端の誘導コイルのみを駆動していることを示すために、左端の誘導コイル１３ｃを他の誘導コイルよりも太い線で示している。駆動周波数を変えながらＸ検出用駆動回路１４ｘでＵ字型電流路である誘導コイル１３ｃの他端を駆動する。そして、誘導コイル１３ｃの一端側のＸ検出回路１５ｘで、周波数に対応して誘導コイルに流れる電流の大きさを検出する。続いて、右隣の誘導コイルについて同様の検出を行い、さらに右隣の誘導コイルへ順次移動して検出を行う。
ループ切替回路１６は、座標検出部１１とペン識別部１２とがＸ並列電極１３ｘを共有するために必要な構成要素である。
駆動される誘導コイルの近傍に識別子３４が存在し、かつ、その識別子が有する共振周波数に対応する駆動周波数で誘導コイルが駆動されたとき、誘導コイルとの電磁結合によって共振回路に大きな共振電流が流れる。それに対応して、誘導コイルの側にも大きな電流が流れる。Ｘ検出回路１５ｘで電流の大きさを検出することによって、Ｘ方向のどの領域にどの共振周波数の識別子３４が存在するかを検出できる。
この実施形態において、識別子３４の共振周波数はペン３０の属性に対応して予め定められている。
図６は、この実施形態において共振周波数ｆ０とペン３０の属性とを対応付ける定義の一例を示す説明図である。図６に示す（ａ）のリストは、識別子３４の共振周波数ｆ０にペンのインク色（筆記色）を対応させた例を示している。黒色、青色、緑色、黄色、橙色、赤色の各色のペンに対応して異なる共振周波数ｆ０が定義されている。ペンの筆記色に応じて、それに対応する共振周波数ｆ０の識別子３４をユーザーが装着する。
図６に示す（ｂ）のリストは、ペン３０の筆記色だけでなくペン先の太さおよびペン先の形状といった属性を、それらの組合せに応じた共振周波数ｆ０に対応させて定義する例を示している。リスト（ｂ）のように、複数項目の属性の組合せと一意に対応する共振周波数ｆ０を割り当てておくことで、検出された共振周波数ｆ０に対応する複数項目の属性を得ることが可能である。
ペン識別部１２が識別子３４の存在を検出した領域内で座標検出部１１がペン先部３３の位置座標を検出したら、位置座標と識別情報に対応するペンの属性に応じた筆跡データを生成することができる。
筆跡データは、例えばパーソナルコンピュータに専用の処理プログラムを実行させて、座標検出部およびペン識別部の検出内容に基づいて生成してもよい。あるいは、ボード１０にマイクロコンピュータを組み込んで、座標検出部１１やペン識別部１２の処理だけでなく、筆跡データを生成する処理を前記マイクロコンピュータに実行させてもよい。
図１で、筆跡データの生成を処理する主体を制御部２０で示している。制御部２０は、ＣＰＵあるいはマイクロコンピュータを中心として、タイマーや入出力回路といった周辺回路およびメモリーなどで構成される。
制御部２０は、ボード１０と別体のものであってもよいし、ボード１０と一体、即ちボード１０に組み込まれてもよい。
言い換えると、この実施形態における筆記入力システムの外部で処理を行ってもよいし、前記筆記入力システムに含まれてもよい。
前者の場合、筆記入力システムは筆跡データを生成するための基礎となる情報を検出し提供するものである。後者の場合は、それに加えて筆跡データの生成までを含む。
この実施形態の筆記入力システムが筆跡データの生成まで含む場合、例えば図２に示すように制御部２０に表示装置２１を接続して、生成される筆跡データをリアルタイムで表示させることもできる。
勿論、表示装置２１の表示がなくてもボード１０の書込領域１８には、ペン３０で筆記された筆跡４０が残る。
表示装置２１は、制御部２０が生成する筆跡データが書込領域１８の筆跡４０と一致していることを確認するのに有効である。
筆跡データには、ペン３０の属性が反映される。例えば、図６の（ａ）の定義によれば、表示装置２１に表示される筆跡データの筆記色は、筆跡４０の筆記色と一致する。さらに、図６（ｂ）の定義によれば、表示される筆跡データは、さらに筆跡の太さ、形状がペン先部３３の太さおよび形状を反映したものになる。図示しないカラープリンタを用いて筆跡データのハードコピーを印刷すると、筆記色あるいはさらにペン先の太さや形状を反映したものが得られる。
≪ペンおよび識別回路の構成例≫
続いて、この実施形態に係るペン３０および識別回路の構成についてさらに詳しく述べる
図７は、この実施形態において識別回路を有する識別子３４の外観および識別回路としての共振回路３５を示す説明図である。図７の（ａ）は識別子３４の外観を示し（ｂ）は共振回路３５を示す。
図８は、この実施形態におけるペン３０の外観を示す説明図である。特に、識別子３４をペン本体３１に装着する具体的な態様を示している。
図７の（ａ）に示すように、この実施形態における識別子３４は、肉薄で略円筒形であり、上方の固定部３４ａと下方の識別回路部３４ｂとを有している。
固定部３４ａは、その内径がペン本体３１の外径に固く嵌まり合う大きさを有している。好ましくは内周面にゴムやポリウレタン樹脂等弾性を有する部材が配置されており、ペン本体３１の外径が多少異なっても識別子３４をペン本体３１装着し固定できる。
識別回路部３４ｂの部分には、共振回路３５が収容されている。
図７の（ｂ）は、共振回路３５の構成を示している。図に示すように、共振回路３５は、インダクタンスＬとキャパシタＣで構成される。図７の（ｂ）に示されるようなＬＣ共振回路は、例えばフレキシブル基板等のフィルム状の絶縁体に導体の回路パターンを形成し、その絶縁体の両端を合わせて輪を作って得ることができる。あるいは、コイル状に巻かれた細い導線を樹脂でモールドし、導線の両端にキャパシタを接続してもよい。
インダクタンスＬおよびキャパシタＣの少なくとも何れかの大きさを変えることで異なる共振周波数ｆ０を有する共振回路３５が得られる。よって、図６に示すように複数の共振周波数ｆ０に対応する識別子を得ることができる。
図８で、（ａ）および（ｂ）はペン３０の外観の一例を示している。（ａ）はペン本体３１にキャップ３２が嵌った状態、（ｂ）はキャップを外した状態である。
この実施形態において、ペン本体３１およびキャップ３２は市販のマーカーペンであってもよい。
図８の（ｃ）に示すように、キャップ３２を外して識別子３４をペン先部３３の側から挿入し、（ｄ）に示すようにペン本体３１のペン先部３３の近くに嵌め込んだ状態で使用する。即ち、市販のマーカーペンを用いても、そのマーカーペンに識別子３４が装着された状態で、この実施形態によるペン３０が実現される。
図８の（ｅ）に示すように、識別子３４は、ペン先部３３の近くであってペン本体３１に嵌った状態でキャップ３２がきっちりと嵌る位置に装着されることが極めて好ましい。また、識別回路部３４ｂが固定部３４ａよりもペン先部３３に近くなるように装着されることが好ましい。
（実施の形態２）
実施の形態１において、ペン３０は市販のマーカーペンに識別子３４を装着したものであるが、この実施形態ではペン３０の異なる態様について述べる。
図９および図１０は、図８と異なるペン３０の態様を示す説明図である。
図９に示すペン３０は、識別回路である共振回路３５がペン本体３１に組み込まれた態様を示している。なお、図９の（ａ）は図８の（ａ）に対応し、図９の（ｂ）は図８の（ｂ）に対応する。
図９に示すように、共振回路３５は、ペン本体３１のペン先部３３に近い部分に組み込まれている。この態様によれば、ペン３０を入手した時点でペンの属性に応じた識別回路が組み込まれているので、ユーザーは識別子３４を装着する手間が省ける。また、ペンの属性と装着する識別子３４の対応を気にする必要がない。
図１０は、図８および図９と異なり、共振回路３５が替芯に装着された態様である。図１０の（ａ）は図８の（ａ）に対応し、図１０の（ｂ）は図８の（ｂ）に対応し、図１０の（ｃ）は替芯３７を示している。
（ｂ）に示すように、替芯３７はペン本体３１の外筒部３１ｂから封止栓３１ｃを外すことによって取り出して交換できる。封止栓３１ｃは、外筒部３１ｂのペン先部３３と反対側の端に装着されている。（ｃ）に示すように、替芯３７は、ペン先部３３、識別回路としての共振回路３５およびインク供給部３６を含む。
この態様によれば、消耗品である替芯３７にペンの属性に係る部分が含まれており、その属性に応じた識別回路が組み込まれているので、ユーザーは識別子３４を別途装着する必要がない。さらに、ペンの属性と装着する識別子３４の対応を気にする必要がない。
また、図８に示す態様のようにキャップ３２の着脱に制約されることなくペン先部３３の先端により近い位置に共振回路３５を配置できるので、誘導コイルとより強い電磁結合を得ることができる。
（実施の形態３）
図８〜図１０に示す態様によれば、ペン本体３１あるいは替芯３７がペン３０の属性に応じた識別回路を有することを前提としている。ここで、ペン３０はマーカーペンであるとして説明してきたが、それは必須の条件ではない。好ましくは、ペン３０はボード１０に消去可能な筆跡を残すものであるが、例えば、消せるインクのボールペンのような筆記具であってもよい。ボールペンのペン先は少なくとも一部が金属体で構成される。そのペン先の特性に適合するように静電容量方式のタッチパネルを設計することにより座標検出部１１でペン先部の位置座標を検出することが可能である。
筆記具であるペン３０により筆記されるボード１０の書込領域１８についても、マーカーボードであることは必須の条件ではない。例えば、ペン３０がボールペンの場合、書込領域１８はボールペンの筆記に好適な材質のものでもよい。
さらに、ボード１０は高い剛性を有する板状の構造物に限らず、例えばシート状のものであってもよい。
（実施の形態４）
実施の形態１および２において識別回路はＬＣ共振回路であるとして説明した。しかし、識別回路はＬＣ共振回路に限定されるものでなく、異なる態様でもよい。
例えば、共振回路に代えてＲＦＩＤ技術を用いたシステムを識別回路に適用してもよい。ＲＦＩＤは、ＲＦタグと呼ばれるＩＣチップに格納されたデータを、電波を用いて非接触で読み取る技術である。図８〜図１０に示す共振回路３５に代えて識別子３４、ペン本体３１あるいは替芯３７がＲＦタグを有しており、ボード１０側のペン識別部１２がＲＦタグを読み取る回路であってもよい。
その場合、共振回路３５の共振周波数ｆ０に代えて、ＲＦタグはペンの属性に対応して予め定義された値のデータを格納する。
（実施の形態５）
この実施形態において、好ましくは筆跡が消去可能であると述べた。この実施形態においては、筆跡を消去する操作と筆跡データの同期について述べる。
一例として、ペン３０がマーカーペンと同様の筆記具であり、それに対応して書込領域１８がマーカーボードと同様の表面を有しているものとする。
従来の白板のイレーサーは、ウレタンのような弾性部材の表面が起毛した繊維で覆われたものが用いられている。マーカーペンと同様の材質のイレーサーを用いて書込領域１８の筆跡を拭くことで書込領域１８上の筆跡を消去できる。
そのような従来のイレーサーを用いて書込領域１８上の筆跡を消去することはできるが、筆跡データを同期して更新することができない。筆跡データを同期させるには、座標検出部１１が位置座標を認識できるイレーサーが必要になる。
図１１は、この実施形態によるイレーサーの構成を示す説明図である。図１１の（ａ）に示すように、イレーサー５０は消去部５０ａと、把持部５０ｂを有している。消去部５０ａは、直方体状の弾性部材を芯材としてその表面が起毛した繊維で覆われたものである。その外観および表面の部材は、従来の白板用のイレーサーと同様である。
従来のイレーサーと異なる点は、消去部５０ａの下面（図１１の（ｂ）参照）において、芯材の少なくとも四隅に座標検出部１１が検出可能な誘電体５０ｃが配置されている点である。誘電体５０ｃはイレーサー５０の下面がボード１０に接するときに、座標検出部１１が消去部５０ａの四隅の位置をそれぞれ認識するように配置されている。座標検出部１１が検出できれば、誘電体に代えて金属体を用いてもよい。
静電容量方式のタッチパネルは、所謂マルチタッチの検出が可能であるから、イレーサー５０の四隅に配置されたそれぞれの誘電体５０ｃの位置を検出できる。例えば、座標検出部１１が予め定められた広さの領域内に４カ所の位置座標を同時に検出した場合、それがペン３０や手指でなくイレーサー５０であると判断すればよい。このようにして、イレーサー５０をペン３０や手指と識別できる。
イレーサー５０を認識し、４つの誘電体の位置がボード上を移動することを検出した場合、４つの誘電体の位置座標を直線で結んだ矩形領域が移動する範囲内の筆跡データを消去する。この処理によって、書込領域１８における筆跡の消去に同期して筆跡データの対応する箇所を消去できる。
なお、図１１の（ｃ）に示すように、誘電体５０ｃに加えてイレーサー５０の弾性部材に識別回路としての共振回路３５を配置してもよい。イレーサー５０に固有の発信周波数ｆ０を持たせることによって、ペン３０や手指とイレーサー５０とを識別信号により確実に識別できる。
また、従来の白板でユーザーは、しばしばイレーサーを使わずに手指で白板をこすって筆跡を消去することがある。小さな領域を消去する場合は手指で消去する方が簡便だからである。
この実施形態において、座標検出部１１は静電容量方式のタッチパネルであるから、誘電体である手指の接触を検出できる。さらに、静電容量の大きさの違いに基づいて手指とペン３０とを識別できる。同様に、手指とイレーサー５０とを識別できる。
よって、手指で筆跡を消去する操作に同期して筆跡データの対応する箇所を消去することが可能である。
（実施の形態６）
実施の形態１で述べたボード１０の構成の変形例として、Ｘ並列電極１３ｘと別に誘導コイルを設ける態様が考えられる。その場合、実施の形態１で述べたループ切替回路１６は不要になり、Ｘ並列電極１３ｘおよびＸ検出用駆動回路１４ｘは座標検出部１１のみの構成要素になる。
それらと別で、誘導コイルの電極および駆動回路がペン識別部１２の構成要素となる。誘導コイルの検出は、実施の形態１に示すＸ検出回路１５ｘで行う。
この実施形態における誘導コイルは、Ｘ並列電極１３ｘおよびＹ並列電極１３ｙの何れとも異なる深さに埋設される。よって、Ｘ並列電極１３ｘおよびＹ並列電極１３ｙの何れとも接触しない。
（実施の形態７）
この実施の形態では、筆記入力システムが制御部２０を含む場合に、その制御部２０が筆跡データを生成し更新する処理について述べる。なお、制御部２０がシステムの外部にある場合でも、筆跡データの生成および更新に係る処理は同様である。
図１２は、この実施形態において制御部２０が筆跡データを生成および更新する処理を示すフローチャートである。図１２に示す処理は、マルチタスク環境下で他のタスクと並行して処理される。また、タスクの一連の処理が終了した後、反復して起動される。
タスクが処理を開始すると、制御部２０はペン識別部１２による識別信号の検出および座標検出部１１による位置座標の検出を監視し、それらの検出に応じた処理を実行する。
処理の流れをわかりやすくするために、図１２では筆記に係る処理のみを示し、筆跡の消去に係る処理を省略している。消去の処理は図１２に示す筆記の処理と実施の形態５の説明から当業者であれば容易に理解できるであろう。
まず制御部２０は、ペン識別部１２が識別信号を検出したか否かを判断する（ステップＳ１１）。
識別信号が検出された場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、その識別信号に対応付けられた識別情報を取得する（ステップＳ１３）。即ち、実施の形態１で述べたように識別回路が共振回路３５の場合、ペン識別部１２は誘導コイルを異なる駆動周波数で駆動してみて、共振が生じる周波数が存在するか否かを判定する。その判定を各誘導コイルについて順次実行する。何れかの誘導コイルにおいて共振が生じたと判断したら、即ち識別信号が検出されたら、その誘導コイルが存在する領域の近傍にペン３０が存在すると判定する。共振が生じたときの駆動周波数、即ち、共振周波数ｆ０を識別情報として取得する。
ここで、静電容量方式のタッチパネルである座標検出部１１はマルチタッチの検出が可能であることから、複数の人が異なる位置の書込領域１８に同時に筆記を行っても座標検出部１１はそれぞれの筆記を検出できる。ペン識別部１２は、座標検出部１１のマルチタッチ検出機能に対応すべく、Ｘ方向（横方向）の異なる位置に複数の誘導コイルが並んで配置されている。何れの誘導コイルが識別信号を検出したかによって、ペン３０のＸ方向におけるおおよその位置が判別できる。
図１、図３および図４に示す実施の形態１の構成によれば、ペン識別部１２は、Ｘ方向における位置の判別はできてもＹ方向における判別はできない。しかし、図２に示すように、ボード１０が壁に掛けられるようなものであれば、複数の人が同時に筆記を行う場合Ｘ方向の異なる位置に筆記される。よって、Ｘ方向の位置が識別できれば足りる。なお、ペン識別部１２がＹ方向の位置も識別できるように構成することも可能である。図３に示すループ切替回路１６、Ｘ検出用駆動回路１４ｘおよびＸ検出回路１５ｘに対応する回路をＹ方向についても設ければよい。
フローチャートの説明に戻る。
制御部２０は、図６に示されるようにその周波数に対応して定義されたペン３０の属性を取得する。そして、識別信号が検出されている間、その属性をメモリーに保持する（ステップＳ１５）。
続いて制御部２０は、座標検出部１１がペン先部３３の位置座標を検出したか否かを判断する（ステップＳ１７）。ペン先部３３の位置座標が検出されたら（ステップＳ１７のＹｅｓ）、検出されたペンの位置座標とメモリーに保持されている属性とに基づいて筆跡データを生成する。あるいは、生成された筆跡データを更新する（ステップＳ１９）。
その後、制御部２０は、ペン先部３３の位置座標が移動したか否かを判断する（ステップＳ２１）。
ペン先部が移動した場合は（ステップＳ２１のＹｅｓ）、移動後のペンの位置座標とメモリーに保持されている属性とに基づいて筆跡データを更新する（ステップＳ２３）。そして、ルーチンは前述のステップＳ２１へ戻り、ペン先部３３の移動を監視する。
一方、前記ステップＳ２１でペン先部が移動していない場合（ステップＳ２１のＮｏ）、制御部２０はさらにペン先部３３がボード１０上から離れたか否かを判断する（ステップＳ２５）。
ペン先部３３がボード１０から離れていなければ（ステップＳ２５のＮｏ）、ルーチンは前述のステップＳ２１へ戻り、続けてペン先部３３の移動を監視する。
一方、ペン先部３３がボード１０から離れた場合（ステップＳ２５のＹｅｓ）、制御部２０は、筆跡データを更新し（ステップＳ２７）、ルーチンは前述のステップＳ１７へ戻る。そして、ペン先部３３の新たな位置が検出されるか否かを監視する。
また、前述のステップＳ１７で、ペン先部３３の位置座標が検出されない場合（ステップＳ１７のＮｏ）、制御部２０は、さらに前記Ｓ１１で検出された識別信号が途絶えたか否かを判断する（ステップＳ３１）。
識別信号が継続して検出されていれば（ステップＳ３１のＮｏ）、ルーチンはステップＳ１７に戻り、ペン先部３３の位置座標の検出を待つ。
一方、検出されていた識別信号が途絶えた場合（ステップＳ３１のＹｅｓ）、ルーチンはステップＳ４３へ進み、それまで識別信号が検出されている間メモリーに保持されていたペン３０の属性（例えば、筆記色など）をクリアする。そして、処理を終了する。処理を終了した後、タスクは繰り返して起動されるので、識別信号の検出が逐次チェックされる。
前述のステップＳ１１で識別信号が検出されない場合（ステップＳ１１のＮｏ）、ルーチンはステップＳ４１へ進み、識別信号が検出されないまま所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が未だ経過していなければ（ステップＳ４１のＮｏ）、ルーチンはステップＳ１１に戻り、続けて識別信号の検出を待つ。
所定時間が経過した場合（ステップＳ４１のＹｅｓ）、ルーチンはステップＳ４３へ進み、それまでに識別信号が検出されメモリーに保持していたペン３０の属性（例えば、筆記色など）があればそれをクリアする。そして、処理を終了する。タスクは繰り返して起動されるので、識別信号の検出が逐次チェックされる。
以上が、制御部２０が筆跡データを生成および更新する処理である。
以上に述べたように、
（i）この発明による筆記入力システムは、筆記用のボードと、筆記具であるペンとを備えたシステムであって、前記ペンは、前記ボードに接触するとボード上に視認できる筆跡を残すペン先部と、識別信号を提供する識別回路とを有し、前記ボードは、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを有することを特徴とする。
この発明の筆記入力システムに係る筆記用のボードは、ペンを用いて筆記できるものである。表面は従来の白板と同様の材質および仕上げが極めて好ましいが、ペンで筆記できれば従来の白板と異なってもよい。
さらに、ボードは使い捨てではなく筆記によってボード上に残る筆跡を消去できることが好ましく、従来の白板と同様のやり方で筆跡を消去できることが極めて好ましい。即ち、イレーサーでボード上を軽く拭くことで筆跡を消去でき、小さな領域であればユーザーが手で擦って消去できることが使い勝手の面から極めて好ましい。
なお、ここで筆跡はペン先部がボードに接触した位置の軌跡であって、ペンで筆記が行われたことによりボード上に残る筆記の跡である。
また、前記筆記入力システムに係るペンは、前記ボード上に書込みができる筆記具である。書込みについては、従来の白板用のマーカーペンと同様のインクを用いるものが極めて好ましいが、ボード上に書込めるなら従来の白板用のマーカーペンと異なるインクを用いてもよく、あるいは異なる原理で書込むものでもよい。ただし、ディスプレイを用いたもののようにボード側がペン先部の位置に対応して筆跡を表示するのではなく、ペン先部が接触したボード上の位置に視認できる筆跡を残すものである。
また、ペン先部は、ボードに接触すると視認できる筆跡を残す部分であって、ペンが従来のマーカーペンと同様のフェルトペンであれば、接触するとボードにインクが付着する部分、つまり、インクを含侵したフェルトが露出する部分である。
さらにまた、識別信号は、ペンを他の属性のペンと区別するための信号である。ペン以外の例えばイレーサーと区別するために用いてもよい。
前記座標検出部は、ペン先部がボードに接触した位置の座標、即ち位置座標を検出するものである。ペン先部がボードに接触していなければ位置座標を検出しないので、筆跡に対応する位置座標が検出できる。
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記識別回路は、前記ペンの本体に着脱可能な識別子に配置されていてもよい。
このようにすれば、ペンの属性に応じた識別子が装着されることで、ペンの属性と識別信号を対応付けることができ、ペンの属性に対応した筆跡のデータを生成できる。
さらに、識別子を市販のマーカーペンに装着可能なものとすれば、ユーザーは消耗品であるペンを容易に入手できる。
（iii）前記識別信号は、前記ペンによる筆記色、前記ペン先部の太さ、前記ペン先部の形状のうち少なくとも何れかを識別するための識別情報であってもよい。
このようにすれば、筆記色、前記ペン先部の太さ、前記ペン先部の形状のうち少なくとも何れかに応じた識別子が装着されることで、筆跡の色、筆跡の太さ、筆跡の線の形状の少なくとも何れかと識別信号とを対応付けることがでる。そして、ペン先部が接触した位置座標だけでなく、色、線の太さ、線の形状の少なくとも何れかに対応した筆跡のデータを生成できる。
（iv）前記ペン先部は、全部または一部が誘電体または金属体で構成され、前記座標検出部は、前記ボードに埋められ前記ペン先部の接触を検出する静電容量方式のタッチパネルとして動作し、前記識別回路は、固有の共振周波数を有する共振回路であり、前記ペン識別部は、前記ボードに埋められた誘導コイルを駆動する検出用駆動回路と、前記誘導コイルの駆動によって前記共振回路に誘導される共振を検出する検出回路とを含んでいてもよい。
このようにすれば、静電容量方式のタッチパネルでペン先部が接触した位置座標を検出し、誘導コイルを駆動して共振回路に固有の共振周波数に係る信号を識別信号として得ることができる。
（v）前記検出用駆動回路を用いて前記誘導コイルを複数の周波数で駆動して共振の有無を判定することにより前記共振回路の共振周波数を検出し、前記共振周波数に対応して予め定められた識別情報を取得し、前記静電容量方式のタッチパネルの検出に基づいて前記位置座標のデータを得、前記識別情報と前記位置座標のデータとに基づいて前記ボード上の筆跡に対応する筆跡データを生成する制御部をさらに備えていてもよい。
このようにすれば制御部は、共振回路の共振周波数を検出して、その共振周波数に対応して予め定められた識別情報を取得できる。そして、静電容量方式のタッチパネルでペン先部が接触した位置座標のデータを得、得られた位置座標および識別情報に対応する筆跡データを生成することができる。
（vi）前記識別回路は、ペンの中央よりもペン先部寄りであるがペン先部よりは中央寄りに配置され、前記ペン先部に係る少なくとも筆記色、太さ、形状の何れかの属性に対応する識別信号を提供してもよい。
このようにすれば、識別回路から、筆跡の色、筆跡の太さ、筆跡の線の形状の少なくとも何れかと対応付けられた識別信号が得られ、筆跡の位置座標だけでなく色、線の太さ、線の形状の少なくとも何れかに対応した筆跡のデータが生成できる。
ここでペンの中央は、ペン先部があるペンの先端とその反対側の後端との中間にあってそれら両端から等しい距離にある。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
１０：ボード、 １１：座標検出部、 １２：ペン識別部、 １３ｃ：誘導コイル、 １３ｘ：Ｘ並列電極、 １３ｙ：Ｙ並列電極、 １４ｘ：Ｘ検出用駆動回路、 １５ｘ：Ｘ検出回路、 １５ｙ：Ｙ検出回路、 １６：ループ切替回路、 １６ａ：第１切替スイッチ、 １６ｂ：第２切替スイッチ、 １８：書込領域、 １９ａ：縁部材、 １９ｂ：ペン受け
２０：制御部、 ２１：表示装置
３０：ペン、 ３１：ペン本体、 ３１ｂ：外筒部、 ３１ｃ：封止栓、 ３２：キャップ、 ３３：ペン先部、 ３４：識別子、 ３４ａ：固定部、 ３４ｂ：識別回路部、 ３５：共振回路、 ３６：インク供給部、 ３７：替芯
４０：筆跡
５０：イレーサー、 ５０ａ：消去部、 ５０ｂ：把持部、 ５０ｃ：誘電体
１００：筆記入力システム

Claims (7)

  1. 筆記用のボードと、筆記具であるペンとを備えたシステムであって、
    前記ペンは、前記ボードに接触するとインクが付着してボード上に視認できる筆跡を残すペン先部と、前記ペン先に前記インクを供給するインク供給部と、識別信号を提供する識別回路とを有し、
    前記ボードは、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを有し、
    前記識別信号は、少なくとも前記ペンによる筆記色である前記インクの色を識別するための識別情報であり、
    前記ペン先部は、全部または一部が誘電体または金属体で構成され、
    前記座標検出部は、前記ボードに埋められ前記ペン先部の接触を検出するマルチタッチの検出が可能な静電容量方式のタッチパネルとして動作し、
    前記識別回路は、固有の共振周波数を有する共振回路であり、
    前記ペン識別部は、
    前記ボードに埋められた１方向の異なる位置に並んで配置された複数の誘導コイルを駆動する検出用駆動回路と、
    前記誘導コイルの駆動によって前記共振回路に誘導される共振を検出する検出回路とを含み、
    前記複数の誘導コイルのうちいずれの誘導コイルが前記識別信号を受信したかによって前記識別信号を受信したペンの位置を判別して、前記識別信号を検出する筆記入力システム。
  2. 前記識別回路は、前記ペンの本体に着脱可能な識別子に配置されている請求項１に記載の筆記入力システム。
  3. 前記識別信号は、前記ペン先部の太さ、または前記ペン先部の形状のうち少なくとも何れかを識別するための識別情報である請求項１または２に記載の筆記入力システム。
  4. 前記検出用駆動回路を用いて前記誘導コイルを複数の周波数で駆動して共振の有無を判定することにより前記共振回路の共振周波数を検出し、前記共振周波数に対応して予め定められた識別情報を取得し、前記静電容量方式のタッチパネルの検出に基づいて前記位置座標のデータを得、前記識別情報と前記位置座標のデータとに基づいて前記ボード上の筆跡に対応する筆跡データを生成する制御部をさらに備える請求項１〜３の何れか一つに記載の筆記入力システム。
  5. 前記識別回路は、ペンの中央よりもペン先部寄りであるがペン先部よりは中央寄りに配置され、前記ペン先部に係る少なくとも筆記色、太さ、形状の何れかの属性に対応する識別信号を提供する請求項１〜４の何れか一つに記載の筆記入力システム。
  6. インクが付着して筆記により視認できる筆跡を残すペン先部と識別信号を提供する識別回路とを有するペンによって筆記されるボードであって、
    前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部と、
    前記識別信号を非接触で検出するペン識別部とを備え、
    前記識別信号は、少なくとも前記ペンによる筆記色である前記インクの色を識別するための識別情報であり、
    前記ペン先部は、全部または一部が誘電体または金属体で構成され、
    前記座標検出部は、前記ボードに埋められ前記ペン先部の接触を検出するマルチタッチの検出が可能な静電容量方式のタッチパネルとして動作し、
    前記識別回路は、固有の共振周波数を有する共振回路であり、
    前記ペン識別部は、
    前記ボードに埋められた１方向の異なる位置に並んで配置された複数の誘導コイルを駆動する検出用駆動回路と、
    前記誘導コイルの駆動によって前記共振回路に誘導される共振を検出する検出回路とを含み、
    前記複数の誘導コイルのうちいずれの誘導コイルが前記識別信号を受信したかによって前記識別信号を受信したペンの位置を判別して、前記識別信号を検出する筆記用のボード。
  7. 筆記具であるペンに装着され識別信号を生成する識別回路を有する識別子であって、
    前記ペンは、インクが付着してボードへの筆記によりボード上に視認できる筆跡を残すペン先部を有するものであり、
    前記ボードは、前記識別信号を非接触で検出するペン識別部と、前記ペン先部が接触した前記ボード上の位置座標を検出する座標検出部とを有し、
    前記識別信号は、少なくとも前記ペンによる筆記色である前記インクの色を識別するための識別情報であり、
    前記ペン先部は、全部または一部が誘電体または金属体で構成され、
    前記座標検出部は、前記ボードに埋められ前記ペン先部の接触を検出するマルチタッチの検出が可能な静電容量方式のタッチパネルとして動作し、
    前記識別回路は、固有の共振周波数を有する共振回路であり、
    前記ペン識別部は、
    前記ボードに埋められた１方向の異なる位置に並んで配置された複数の誘導コイルを駆動する検出用駆動回路と、
    前記誘導コイルの駆動によって前記共振回路に誘導される共振を検出する検出回路とを含み、
    前記複数の誘導コイルのうちいずれの誘導コイルが前記識別信号を受信したかによって前記識別信号を受信したペンの位置を判別して、前記識別信号を検出する識別子。
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