JP7206771B2 - 電子表示端末及び電子筆記システム - Google Patents

Description

本発明は、電子表示端末及び電子筆記システムに関する。

従来のホワイトボードに情報の取込機能や表示機能、通信機能等が追加された電子ホワイトボード（以下、電子表示端末という。）が知られている。ユーザが電子表示端末に筆記した情報は座標データとして蓄積され、電子表示端末の表示面に描画される。ユーザは従来のホワイトボードと同様に文字や図形などを表示面に筆記することができる。

表示面に筆記するためのツールとして電子ペンが提供される場合がある。電子ペンが電子表示端末と通信する機能を備える場合、電子表示端末の機能性や操作性などが向上する。例えば、電子ペンが筆圧の検知機能を有する場合、電子ペンが検知した筆圧等のデータを所定の時間間隔で電子表示端末に送信する。電子表示端末は、電子ペンから受信した筆圧データに応じて描画する線の太さを変更する。これにより、ユーザは、実際にペンで筆記しているかのような使用感が得られる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、電子ペンと電子表示端末と間で絶えず通信を行うと、電子ペンを使用していない場合であっても両者の間で通信が行われ、消費電力が大きくなり、特に電子ペンのバッテリを浪費する場合がある。

開示の技術は、上記事情に鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、電子ペン及び電子表示端末の消費電力を低減することを目的としている。

開示の技術は、複数の電子ペンによる筆記情報を描画する電子表示端末であって、前記電子ペンを着脱自在に保持するペン保持部と、前記ペン保持部に対する前記電子ペンの着脱を検知する着脱検知部と、前記着脱検知部が前記ペン保持部から前記電子ペンが取り出されたことを検知した場合に、取り出された前記電子ペンと通信を開始する端末側通信部と、前記電子ペンが送信する姿勢情報及び筆圧情報に基づいて、各電子ペンが筆記状態であるか否かを判定し、筆記状態にある前記電子ペンの総数を求める筆記状態判定部と、前記筆記状態にある前記電子ペンの総数に基づいて、筆記状態における通信間隔を決定し、決定した前記通信間隔を前記筆記状態にある前記電子ペンに送信する通信間隔決定部と、を有し、前記通信間隔を受信した前記電子ペンは、前記通信間隔で前記姿勢情報及び前記筆圧情報を前記電子表示端末に送信する、電子表示端末。

電子ペン及び電子表示端末の消費電力を低減することができる。

第１実施形態に係る電子筆記システムの概略構成を示す図である。 ペントレイの配置に関する変形例を示す図である。 電子ホワイトボードの概略構成を示す図である。 電子ペンの概略構成を示す図である。 コンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 電子ペンの機能ブロックの一例を示す図である。 送信データのパケットフォーマットの一例を模式的に示す図である。 コンピュータの機能ブロックの一例を示す図である。 筆記状態にある電子ペンの姿勢の一例を示す図である。 電子筆記システムの動作シーケンスの一例を示す図である。 電子筆記システムの動作シーケンスの一例を示す図である。 電子筆記システムの動作シーケンスの一例を示す図である。 電子筆記システムの動作シーケンスの一例を示す図である。 電子ホワイトボードの他の設置例を示す図である。 姿勢センサを有する電子ホワイトボードの概略構成を示す図である。 筆記状態の判定処理の一例を示すフローチャートである。 着脱検知部を有する電子ペンの概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態に係る電子筆記システムついて説明する。

＜概略構成＞
図１は、第１実施形態に係る電子筆記システム４００の概略構成を示す図である。電子筆記システム４００は、複数の電子ペン２と、電子表示端末としての電子ホワイトボード３００とを有する。電子ホワイトボード３００は、ディスプレイ２００と、ディスプレイ２００に接続されたペントレイ３とを有する。

電子ペン２は、ディスプレイ２００の表示面２０１に筆記するためのツールである。電子ペン２は、電子ホワイトボード３００とは物理アドレスを用いて一対一の通信関係を構築可能に構成されている。

ペントレイ３は、電子ペン２を着脱自在に保持するペン保持部であり、複数の電子ペン２を保持可能に構成されている。ペントレイ３は、各電子ペン２の着脱を検知する着脱検知部４を有している。着脱検知部４は、電子ペン２の接触を検知するスイッチ等の接触センサにより構成されている。

ディスプレイ２００は、液晶ディスプレイ、プラズマ発光型ディスプレイ、有機ＥＬ型ディスプレイ、電気泳動型ディスプレイ、又は、ＦＥＤ（Field Emission Display）などの画像表示装置である。本実施形態ではディスプレイ２００がタッチパネルを有している必要はないが、タッチパネルを有していてもよい。

電子ペン２によりディスプレイ２００の表示面２０１上に筆記が行われる際には、ユーザにより１又は複数の電子ペン２がペントレイ３から取り出される。

なお、図１では、ペントレイ３をディスプレイ２００の側部に配置しているが、ペントレイ３の配置箇所は適宜変更可能である。図２に示すように、ペントレイ３をディスプレイ２００の下部に配置してもよい。

本実施形態では、電子ホワイトボード３００は、ディスプレイ２００の表示面２０１が鉛直方向（重力加速度方向）とほぼ平行となるように設置されているとする。

図３は、電子ホワイトボード３００の概略構成を示す図である。電子ホワイトボード３００には、表示面２０１における電子ペン２の座標（位置情報）を検出するために、撮像部３２ａ～３２ｄと、再帰反射板８１ａ～８１ｄと、コンピュータ１００とを有する。以下、撮像部３２ａ～３２ｄを区別する必要がない場合には、単に撮像部３２という。同様に、再帰反射板８１ａ～８１ｄを区別する必要がない場合は、単に再帰反射板８１という。

コンピュータ１００には、ＰＣ（Personal Computer）等の画像出力装置７０が接続されている。コンピュータ１００は、画像出力装置７０が出力した画像をディスプレイ２００の表示面２０１に表示することができる。但し、画像出力装置７０は必須ではない。

再帰反射板８１ａ～８１ｄは、ディスプレイ２００の周囲に配置されている。

コンピュータ１００には、所定のプログラム１１９がインストールされている。コンピュータ１００がプログラム１１９を実行することで、撮像部３２が撮像した画像に基づき、表示面２０１において電子ペン２が接触している座標を検出する。コンピュータ１００は、検出した座標に基づき、表示面２０１における電子ペン２によるストローク（筆記情報）をリアルタイムに描画する。

電子ペン２は、詳しくは後述するが、電子ペン２が表示面２０１に接触する筆記時に、筆圧情報を検出してコンピュータ１００へ送信する。コンピュータ１００は、筆圧情報に応じて表示面２０１に描画する線の太さを変化させる。

また、コンピュータ１００は、操作用のメニューを表示面２０１に表示することを可能とする。ユーザは、表示面２０１に表示されたメニューから種々の項目を、電子ペン２により選択することができる。メニューには、線の色、太さ、線種等を指定するための項目があり、ユーザはこれらを選択して描画する所望の線を選択することができる。

なお、メニューには描画に関するものの他、表示面２０１に描画された内容全体（以下、ページという。）の保存、ページの再表示、ページめくり、ページの印刷、ユーザのＰＣなどへのページの送信に関するものがある。

このように、ディスプレイ２００がタッチパネル機能を有していなくても、ユーザは電子ペン２で表示面２０１に触れるだけで様々な操作を行うことが可能である。

なお、撮像部３２及び再帰反射板８１により構成された座標検出システムに代えて、タッチパネル機能を有するディスプレイを用いてもよい。

＜電子ペンの概略構成＞
次に、電子ペン２の概略構成について説明する。図４は、概略構成を示す図である。電子ペン２は、制御部２１と、無線通信部２２と、筆圧センサ２３と、メモリ２４と、姿勢センサ２５と、電源部２６とを有している。

制御部２１は、例えばマイクロコンピュータであり、電子ペン用のプログラムを実行することにより各種機能を実現する。

無線通信部２２は、例えば、Bluetooth（登録商標）モジュールであり、電子ホワイトボード３００との間で通信関係を構築して電波によるパケット通信を行う。

筆圧センサ２３は、例えば、圧力センサであり、ペン先５に掛かる圧力（筆圧）に応じた電位を生成し、筆圧情報として制御部２１へ出力する。

姿勢センサ２５は、例えば、一軸の加速度センサであり、加速度の検出値を姿勢情報として制御部２１へ出力する。一軸の加速度センサによる加速度の検出方向Ｓは、例えば、ペン先５が向かう方向（電子ペン２の長手方向）である。

電源部２６は、例えば、充電式のバッテリであり、電子ペン２の各部に給電を行う。

制御部２１は、ＡＤコンバータを有する。制御部２１は、筆圧センサ２３から受信した筆圧情報、及び姿勢センサ２５から受信した姿勢情報をＡＤコンバータによりデジタル化してメモリ２４に格納する。メモリ２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ等を含む記憶装置である。

また、制御部２１は、電源部２６のバッテリ残量を検出して、メモリ２４に格納する。また、メモリ２４には、電子ペン２に固有の識別情報（ＩＤ）が格納されている。

制御部２１は、メモリ２４に格納された各種情報を、ＩＤとともに無線通信部２２へ出力する処理を行う。

無線通信部２２は、制御部２１から受信した各種情報を含むパケットを、電子ホワイトボード３００へ送信する処理を行う。

＜コンピュータのハードウェア構成＞
次に、コンピュータ１００のハードウェア構成について説明する。図５は、コンピュータ１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コンピュータ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ１０３、ＳＳＤ（Solid State Drive）１０４、ネットワークコントローラ１０５、及び外部記憶コントローラ１０６を有している。

また、コンピュータ１００は、電子ペンコントローラ１１６、センサコントローラ１１４、ＧＰＵ（Graphics Processor Unit）１１２、キャプチャデバイス１１１、及びディスプレイコントローラ１１３を有する。ディスプレイコントローラ１１３は、ＧＰＵ１１２に接続されている。

ＣＰＵ１０１は、電子筆記システム用のプログラム１１９を実行して電子筆記システム４００の全体的な動作を制御する。ＲＯＭ１０２にはＩＰＬ（Initial Program Loader）等、主に電子筆記システム４００の起動時にＣＰＵ１０１が実行するプログラムが記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がプログラム１１９を実行する際の作業メモリである。ＳＳＤ１０４は、プログラム１１９や各種データが記憶された不揮発メモリである。

ネットワークコントローラ１０５は、コンピュータ１００がネットワークを介して他の機器と通信する際に通信プロトコルに基づく処理を行う。

外部記憶コントローラ１０６は、ＣＰＵ１０１からの指示により着脱可能な外部メモリ１１７に対する書き込み又は外部メモリ１１７からの読み出しを行う。外部メモリ１１７は、例えばＵＳＢメモリ、ＳＤカード等のフラッシュメモリである。

電子ペンコントローラ１１６は、各電子ペン２の無線通信部２２と無線で通信し、ＩＤ、筆圧情報、姿勢情報、バッテリ残量などを受信する。

センサコントローラ１１４には撮像部３２ａ～３２ｄが接続されている。撮像部３２ａ～３２ｄは、２次元画像を取得するＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサである。なお、撮像部３２ａ～３２ｄは、１次元画像を取得するリニアイメージセンサであってもよい。
センサコントローラ１１４は、撮像部３２ａ～３２ｄが撮像した画像を用いて、三角測量方式による座標の検出を行う。

また、センサコントローラ１１４には４つの光源３１が接続されている。光源３１は、撮像部３２に隣接して又は撮像部３２と一体に配置されており、再帰反射板８１を照明する。光源３１は、例えば赤外光を照射するものであり、撮像部３２は赤外等に感度を有する。

さらに、センサコントローラ１１４には、上述のペントレイ３に設けられた着脱検知部４が接続されている。

キャプチャデバイス１１１は、画像出力装置７０が画面７１に出力している映像を取り込む。

ＧＰＵ１１２は、ディスプレイ２００の各ピクセルの画素値を演算する描画専用のプロセッサである。ディスプレイコントローラ１１３は、ＧＰＵ１１２が作成した画像をディスプレイ２００に出力する。

なお、電子筆記システム用のプログラム１１９は、外部メモリ１１７に記憶された状態で配布されてもよいし、ネットワークコントローラ１０５を介して電子筆記システム４００のメーカのサーバやメーカの依頼先の企業のサーバからダウンロードされてもよい。また、プログラム１１９は、配布形式で配布されてもよいし実行形式で配布されてもよい。

＜機能構成＞
次に、電子筆記システム４００の機能構成について説明する。図６は、電子ペン２の機能ブロックの一例を示す図である。電子ペン２は、筆圧情報生成部４１、筆圧情報蓄積部４２、ペン側通信部４３、姿勢情報生成部４４、及び情報記憶部４５を有する。

筆圧情報生成部４１は、制御部２１と筆圧センサ２３とが協働することで実現される。筆圧情報生成部４１は、筆圧センサ２３により所定の検出間隔ｄごとに筆圧を検出して、筆圧情報Ｐｒを生成し、筆圧情報蓄積部４２へ出力する。

筆圧情報蓄積部４２は、制御部２１とメモリ２４とが協働することで実現される。筆圧情報蓄積部４２は、後述する通信間隔Ｔの間、筆圧情報生成部４１から出力される筆圧情報Ｐｒを蓄積（バッファリング）する。筆圧情報蓄積部４２は、通信間隔Ｔの間蓄積した筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を蓄積周期Ｔごとにペン側通信部４３へ出力する。なお、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）には、通信間隔Ｔと検出間隔ｄとの比率に応じた個数の筆圧情報Ｐｒが含まれる。

ペン側通信部４３は、制御部２１と無線通信部２２とが協働することで実現される。ペン側通信部４３は、筆圧情報蓄積部４２から出力された筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を、例えばBluetooth（登録商標）のパケットフォーマットに格納することにより送信データＳｄを生成し、送信データＳｄを、１回の送信で電子ホワイトボード３００のコンピュータ１００へ送信する。

また、ペン側通信部４３は、上述の通信間隔Ｔを含む通信設定情報を電子ホワイトボード３００のコンピュータ１００から受信する。

姿勢情報生成部４４は、制御部２１と姿勢センサ２５とが協働することで実現される。姿勢情報生成部４４は、姿勢センサ２５を構成する加速度センサにより所定の時間間隔ごとに加速度を検出して、姿勢情報Ａｒを生成し、情報記憶部４５へ出力する。

情報記憶部４５は、メモリ２４に構築されている。情報記憶部４５は、姿勢情報Ａｒの他、通信間隔Ｔ、バッテリ残量Ｂｒ、ＩＤ等の情報を記憶する。筆圧情報蓄積部４２は、情報記憶部４５から通信間隔Ｔを取得して、通信間隔Ｔの間、筆圧情報Ｐｒを蓄積する。

また、情報記憶部４５に記憶された姿勢情報Ａｒ及びバッテリ残量Ｂｒは、ＩＤとともにペン側通信部４３へ出力される。ペン側通信部４３は、送信データＳｄを生成する際に、送信データＳｄに姿勢情報Ａｒ及びバッテリ残量Ｂｒを付加する。

図７は、送信データＳｄのパケットフォーマットの一例を模式的に示す図である。図７のパケットフォーマットは、一例としてBluetooth（登録商標）ＬＥという規格を例にしており、送信データは、主にプリアンプル、アクセスアドレス、ヘッダー、レングス、データ部、及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を有する。上記各種情報は、データ部に格納される。

図８は、コンピュータ１００の機能ブロックの一例を示す図である。コンピュータ１００は、端末側通信部５１、筆記状態判定部５２、通信間隔決定部５３、座標算出部５４、及び描画データ生成部５５を有する。

端末側通信部５１は、ＣＰＵ１０１と電子ペンコントローラ１１６とが協働することにより実現される。端末側通信部５１は、複数の電子ペン２と通信し、各電子ペン２から送信データＳｄを受信する。また、端末側通信部５１は、通信間隔Ｔを含む通信設定情報を、各電子ペン２のペン側通信部４３へ出力する。

端末側通信部５１は、各電子ペン２から受信した送信データＳｄから姿勢情報Ａｒを抽出してＩＤとともに筆記状態判定部５２へ出力する。また、端末側通信部５１は、各電子ペン２から受信した送信データＳｄから筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を抽出してＩＤとともに描画データ生成部５５へ出力する。

筆記状態判定部５２は、ＣＰＵ１０１により実現される。筆記状態判定部５２は、各電子ペン２から取得した姿勢情報Ａｒ及び筆圧情報Ｐｒに基づき、各電子ペン２が筆記状態であるか否かを判定する。筆記状態とは、ユーザが電子ペン２を用いてディスプレイ２００の表示面２０１に筆記を行う状態を意味する。

具体的には、図９に示すように、電子ペン２が筆記状態である場合には、姿勢センサ２５を構成する一軸の加速度センサによる加速度の検出方向Ｓは、鉛直方向にほぼ直交した状態となり、姿勢情報Ａｒに含まれる加速度の検出値は０Ｇに近い値となる。筆記状態判定部５２は、各電子ペン２から取得した姿勢情報Ａｒ及び筆圧情報Ｐｒを参照し、加速度の検出値が所定値以下であり、かつ一定値以上の筆圧が検出された場合に、当該電子ペン２が筆記状態であると判定する。すなわち、筆記状態判定部５２は、電子ペン２が所定の姿勢であり、かつペン先５が表示面２０１に接触している場合に、当該電子ペン２が筆記状態であると判定する。

また、筆記状態判定部５２は、ペントレイ３から取り出されている各電子ペン２について筆記状態であるか否かを判定することにより、筆記状態にある電子ペン２の総数Ｎｗを求め、通信間隔決定部５３へ出力する。

通信間隔決定部５３は、ＣＰＵ１０１により実現される。通信間隔決定部５３は、筆記状態にある電子ペン２の総数Ｎｗに基づいて通信間隔Ｔを決定し、端末側通信部５１へ出力する。具体的には、通信間隔決定部５３は、総数Ｎｗが大きいほど通信間隔Ｔを大きくする。例えば、通信間隔決定部５３は、「Ｔ＝Ｎｗ×ｄ」の関係式に基づいて通信間隔Ｔを決定する。

また、通信間隔決定部５３は、ペントレイ３に設けられた着脱検知部４から各電子ペン２の着脱情報を取得する。通信間隔決定部５３は、着脱情報に基づき、ペントレイ３から電子ペン２が取り出されたことを検知した際に、通信間隔Ｔを端末側通信部５１へ出力する。この場合の通信間隔Ｔは、筆記状態における通信間隔より大きい値である初期値Ｔ０とされる。

座標算出部５４は、ＣＰＵ１０１と撮像部３２とが協働することで実現される。座標算出部５４は、電子ペン２の座標Ｐｓを三角測量の原理で算出し、描画データ生成部５５へ出力する。座標算出部５４は、所定の周期で座標Ｐｓの算出及び出力を繰り返す。

描画データ生成部５５は、ＣＰＵ１０１により実現される。描画データ生成部５５は、座標算出部５４が出力する座標を時系列に結ぶ線の描画データを生成する。そして、この時の線の太さを筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）に応じて調整する。例えば、「太さ＝係数×筆圧×基本となる太さ」の関係式に基づいて太さを算出し、筆圧が大きいほど太く、筆圧が小さいほど細い線の描画データを生成する。係数は、筆圧を太さに変換するための定数又は変数である。

なお、座標Ｐｓの取得と筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）の受信が同じタイミングであるとは限らないが、本実施例では無視できる時間差で座標が取得され筆圧情報が受信されるものとする。また、座標Ｐｓの取得頻度と筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）の取得頻度が同じであるとは限らない。

＜動作シーケンス＞
次に、電子筆記システム４００の動作シーケンスについて説明する。図１０～図１３は、電子筆記システム４００の動作シーケンスの一例を示す図である。図１０～図１３では、電子ホワイトボード３００のペントレイ３に装着された３つの電子ペン２を示しており、これらを電子ペン２ａ，２ｂ，２ｃと区別している。

例えば、図１０に示すように、着脱検知部４が、ペントレイ３から電子ペン２ａが取り出されたことを検知すると、通信間隔決定部５３が通信間隔Ｔ（＝Ｔ０）を含む通信設定情報を、電子ペン２ａに送信する。電子ペン２ａは、この通信設定情報を受け、電子ホワイトボード３００との間において通信間隔Ｔで通信を行う。例えば、電子ペン２ａは、姿勢情報Ａｒ、筆圧情報Ｐｒ、バッテリ残量Ｂｒを含む送信データＳｄを、通信間隔Ｔごとに電子ホワイトボード３００へ送信する。この場合、筆圧情報蓄積部４２による筆圧情報Ｐｒの蓄積は行われない。

次に、電子ホワイトボード３００の筆記状態判定部５２は、各電子ペン２から受信した姿勢情報Ａｒ及び筆圧情報Ｐｒに基づいて、各電子ペン２が筆記状態であるか否かを判定し、筆記状態にある電子ペン２の総数Ｎｗを求める。

図１１は、Ｎｗ＝１の場合の動作シーケンスを示す。図１１に示すように、電子ペン２ａのみが筆記状態の場合には、通信間隔決定部５３が、通信間隔Ｔ（＝ｄ）を含む通信設定情報を、電子ペン２ａに送信する。電子ペン２ａは、通信設定情報を受け、電子ホワイトボード３００へ通信間隔Ｔごとに、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を送信する。この場合、Ｔ＝ｄであるので、筆圧情報蓄積部４２による筆圧情報Ｐｒの蓄積は行われず、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）には１つの筆圧情報Ｐｒが含まれる。電子ホワイトボード３００では、検出間隔ｄごとに筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を受信して、ディスプレイ２００の表示面２０１に描画が行われる。

図１２は、Ｎｗ＝２の場合の動作シーケンスを示す。図１２に示すように、電子ペン２ａ，２ｂが筆記状態の場合には、通信間隔決定部５３が、通信間隔Ｔ（＝２ｄ）を含む通信設定情報を、電子ペン２ａ，２ｂにそれぞれ送信する。電子ペン２ａ，２ｂは、それぞれ通信設定情報を受け、筆圧情報蓄積部４２により筆圧情報Ｐｒを通信間隔Ｔの間蓄積し、電子ホワイトボード３００へ通信間隔Ｔごとに筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を送信する。Ｔ＝２ｄであるので、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）には２つの筆圧情報Ｐｒが含まれる。なお、電子ペン２ａ，２ｂの送信タイミングは、Ｔ／Ｎｗ（図１２の場合、Ｔ／２）の時間だけずらすことが好ましい。これにより、電子ホワイトボード３００は、検出間隔ｄごとに筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を受信する。

図１３は、Ｎｗ＝３の場合の動作シーケンスを示す。図１３に示すように、電子ペン２ａ，２ｂ，２ｃが筆記状態の場合には、通信間隔決定部５３が、通信間隔Ｔ（＝３ｄ）を含む通信設定情報を、電子ペン２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれ送信する。電子ペン２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ通信設定情報を受け、筆圧情報蓄積部４２により筆圧情報Ｐｒを通信間隔Ｔの間蓄積し、電子ホワイトボード３００へ通信間隔Ｔごとに筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を送信する。Ｔ＝３ｄであるので、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）には３つの筆圧情報Ｐｒが含まれる。電子ペン２ａ，２ｂ，２ｃは、の送信タイミングは、Ｔ／３の時間だけずらすことが好ましい。この場合、電子ホワイトボード３００は、検出間隔ｄごとに筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）を受信する。

このように、電子ホワイトボード３００は、筆記状態にある電子ペン２の総数Ｎｗが増えたとしても、筆圧情報Ｐｒ（Ｔ）の受信頻度は増加しないため、複数の電子ペン２からの送信信号の干渉等が防止される。

＜効果＞
本実施形態によれば、電子ホワイトボード３００の端末側通信部５１は、着脱検知部４がペントレイ３から電子ペン２が取り出されたことを検知した場合に、電子ペン２と通信を開始するので、電子ペン２及び電子ホワイトボード３００の消費電力が低減される。

また、ペントレイ３から電子ペン２が取り出されただけでは、電子ペン２が実際に筆記状態であるのか否かを判定することができないが、本実施形態では、姿勢情報Ａｒ及び筆圧情報Ｐｒに基づいて判定を行うため、電子ペン２が筆記状態であることを高精度に判定することができる。したがって、電子ペン２がペントレイ３に載置されている状態や、ユーザが電子ペン２を手で持っているだけのような状態を、筆記状態と誤判定することが防止される。

＜変形例＞
次に、上記実施形態の種々の変形例について説明する。

上記実施形態では、電子ホワイトボード３００をディスプレイ２００の表示面２０１が鉛直方向とほぼ平行となるように設置しているが、設置方向はこの形態には限られない。

例えば、図１４に示すように、電子ホワイトボード３００をディスプレイ２００の表示面２０１が鉛直方向とほぼ垂直となるように設置してもよい。この場合、姿勢情報Ａｒに含まれる加速度の検出値は１Ｇに近い値となる。筆記状態判定部５２は、各電子ペン２から取得した姿勢情報Ａｒ及び筆圧情報Ｐｒを参照し、加速度の検出値が所定値以上であり、かつ一定値以上の筆圧が検出された場合に、当該電子ペン２が筆記状態であると判定する。

電子ホワイトボードの設置方向に自動的に対応することを可能とするために、電子ホワイトボードに姿勢センサを設けることも好ましい。

図１５は、姿勢センサ６０を有する電子ホワイトボード３００ａの概略構成を示す図である。姿勢センサ６０は、加速度センサ等により構成され、電子ホワイトボード３００ａの姿勢を検出し、検出値をコンピュータ１００へ出力する。

筆記状態判定部５２は、姿勢センサ６０の検出値に基づいて表示面２０１が鉛直方向に対して平行であるか垂直であるかを検知することができる。筆記状態判定部５２は、姿勢センサ６０の検出値と、姿勢情報Ａｒに含まれる加速度の検出値との関係に基づいて、電子ペン２が筆記状態であるか否かを判定する。

また、上記実施形態では、筆記状態判定部５２は、電子ペン２が所定の姿勢であり、かつペン先５が表示面２０１に接触している場合に、当該電子ペン２が筆記状態であると判定しているが、さらに、電子ペン２の当該姿勢が一定時間以上継続したことを条件として加えてもよい。

図１６は、筆記状態の判定処理の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、筆記状態判定部５２は、姿勢情報Ａｒを取得すると（ステップＳ１０）、当該電子ペン２の姿勢を判定し、姿勢に変化があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。筆記状態判定部５２は、姿勢に変化がない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、一定時間以上経過したかを判定する（ステップＳ１２）。筆記状態判定部５２は、一定時間以上経過していない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、処理をステップＳ１０に戻す。

筆記状態判定部５２は、姿勢に変化がなく一定時間以上経過した場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、筆圧情報Ｐｒを取得し（ステップＳ１３）、筆圧が一定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。筆記状態判定部５２は、筆圧が一定値以上である場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、当該電子ペン２が筆記状態であると判定する（ステップＳ１５）。

筆記状態判定部５２は、姿勢に変化があった場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、及び筆圧が一定値以上でない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）には、時間のカウンタ等をリセットし（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１０に戻す。

このように、筆記状態の判定に、所定の姿勢が一定時間以上継続したことを条件とすることにより、より精度よく筆記状態の判定を行うことができる。

また、上記実施形態では、ペントレイ３に対する電子ペン２の着脱を検知する着脱検知部４をペントレイ３に設けているが、これに代えて、着脱検知部を電子ペンに設けてもよい。

図１７は、着脱検知部９１を有する電子ペン９０を示す。着脱検知部９１は、電子ペン９０のペントレイ３に対する接触を検知するスイッチ等の接触センサにより構成されている。着脱検知部９１による着脱情報は、制御部２１により取得され、無線通信部２２を介して電子ホワイトボード３００のコンピュータ１００へ出力される。着脱情報に基づく通信間隔決定部５３の処理は、上記実施形態と同様である。

また、上記の電子ペン又はコンピュータ１００の機能の一部又は全部はソフト的に実現されるだけでなく、専用のハードウェア回路（例えば半導体集積回路等）で実現されてもよい。

また、上記実施形態では、撮像部３２ａ～３２ｄと再帰反射板８１ａ～８１ｄとにより電子ペンの座標を検出しているが、これに代えて、画像表示装置にタッチパネル機能を設けることより電子ペンの座標を検出してもよい。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

２，２ａ～２ｃ 電子ペン
３ ペントレイ
４ 着脱検知部
５ ペン先
２２ 無線通信部
２３ 筆圧センサ
２５ 姿勢センサ
２６ 電源部
３１ 光源
３２，３２ａ～３２ｄ 撮像部
４１ 筆圧情報生成部
４２ 筆圧情報蓄積部
４３ ペン側通信部
４４ 姿勢情報生成部
４５ 情報記憶部
５１ 端末側通信部
５２ 筆記状態判定部
５３ 通信間隔決定部
５４ 座標算出部
５５ 描画データ生成部
６０ 姿勢センサ
７０ 画像出力装置
７１ 画面
８１，８１ａ～８１ｄ 再帰反射板
９０ 電子ペン
９１ 着脱検知部
２００ ディスプレイ
２０１ 表示面
３００，３００ａ 電子ホワイトボード
４００ 電子筆記システム

特開２０１６－１２２３８２号公報

Claims (8)

1. 複数の電子ペンと、前記電子ペンによる筆記情報を描画する電子表示端末とを有する電子筆記システムであって、
   前記電子表示端末は、
   前記電子ペンを着脱自在に保持するペン保持部と、
   前記ペン保持部に対する前記電子ペンの着脱を検知する着脱検知部と、
   前記着脱検知部が前記ペン保持部から前記電子ペンが取り出されたことを検知した場合に、取り出された前記電子ペンと通信を開始する端末側通信部と、
   前記電子ペンが送信する姿勢情報及び筆圧情報に基づいて、各電子ペンが筆記状態であるか否かを判定し、筆記状態にある前記電子ペンの総数を求める筆記状態判定部と、
   前記筆記状態にある前記電子ペンの総数に基づいて、筆記状態における通信間隔を決定し、決定した前記通信間隔を前記筆記状態にある前記電子ペンに送信する通信間隔決定部と、
   を有し、
   前記通信間隔を受信した前記電子ペンは、前記通信間隔で前記姿勢情報及び前記筆圧情報を前記電子表示端末に送信する、
   電子筆記システム。
2. 前記電子ペンは、
   前記端末側通信部と通信するペン側通信部と、
   筆圧を検出して筆圧情報を生成する筆圧情報生成部と、
   姿勢を検出して姿勢情報を生成する姿勢情報生成部と、
   を有し、
   前記ペン側通信部は、前記筆圧情報及び前記姿勢情報を前記電子表示端末に送信する請求項１に記載の電子筆記システム。
3. 前記通信間隔決定部は、前記総数が大きいほど前記通信間隔を大きくする請求項２に記載の電子筆記システム。
4. 前記電子ペンは、前記通信間隔の間、前記筆圧情報生成部により生成される前記筆圧情報を蓄積する筆圧情報蓄積部を有し、
   前記ペン側通信部は、前記通信間隔ごとに前記筆圧情報蓄積部に蓄積された前記筆圧情報を前記電子表示端末に送信する請求項２に記載の電子筆記システム。
5. 前記筆圧情報生成部は、所定の検出間隔ごとに筆圧を検出して前記筆圧情報を生成し、
   前記通信間隔決定部は、前記総数と前記検出間隔とに基づいて、前記通信間隔を決定する、請求項４に記載の電子筆記システム。
6. 前記姿勢情報生成部は、一軸の加速度センサを有し、前記姿勢情報は、前記加速度センサによる加速度の検出値を含む請求項２乃至４のいずれか一項に記載の電子筆記システム。
7. 前記電子表示端末は、前記筆圧情報に基づき、筆圧に応じた太さの線の描画データを生成する描画データ生成部を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子筆記システム。
8. 複数の電子ペンと、前記電子ペンによる筆記情報を描画する電子表示端末とを有する電子筆記システムの前記電子表示端末であって、
   前記電子ペンを着脱自在に保持するペン保持部と、
   前記ペン保持部に対する前記電子ペンの着脱を検知する着脱検知部と、
   前記着脱検知部が前記ペン保持部から前記電子ペンが取り出されたことを検知した場合に、取り出された前記電子ペンと通信を開始する端末側通信部と、
   前記電子ペンが送信する姿勢情報及び筆圧情報に基づいて、各電子ペンが筆記状態であるか否かを判定し、筆記状態にある前記電子ペンの総数を求める筆記状態判定部と、
   前記筆記状態にある前記電子ペンの総数に基づいて、筆記状態における通信間隔を決定し、前記筆記状態にある前記電子ペンに前記通信間隔を送信する通信間隔決定部と、
   を有し、
   前記通信間隔を受信した前記電子ペンは、前記通信間隔で前記姿勢情報及び前記筆圧情報を前記電子表示端末に送信する、電子表示端末。

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