JPH0214315A - 電子黒板装置のマーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、定常的な磁気バイアスが加えられた位置の座
標値を検出するタブレットを用いた電子黒板装置のマー
カに関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の装置として、本件出願人は既に特願昭６
１−２７３６号の「電子黒板装置」　（特開昭６２−１
６０２９９号公報参照）に開示されたものを提案した。

以下、その内容を簡単に説明する。

マーカは、市販のフェルトペン等のペン体と、定常的な
磁気バイアスを発生する磁気発生器、例えば磁石と、ペ
ン体を黒板本体の筆記面等に押付けた時に動作するスイ
ッチと、該スイッチの動作に基づいて赤外線を発信させ
る発光素子９発振変調回路及び電池等とを備えている。

また、黒板本体は、アモルファス合金等からなる長尺の
磁歪伝達媒体並びにその一端に巻回された第１のコイル
及びそのほぼ全体に亘って巻回された第２のコイルを主
要構成とする位置検出体をＸ方向及びＹ方向に多数並列
に配設してなるタブレットと、非磁性素材よりなり表面
を繰返し使用可能な筆記面となした筐体とを備えている
。

前記黒板本体において、前記第１のコイルにパルス電流
を印加すると、電磁変換作用により該第１のコイルの周
囲に磁場変動が発生し、これにより磁歪伝達媒体に磁歪
振動波が発生する。該磁歪振動波は磁歪伝達媒体を固有
の速度で伝幡するが、その間、各部位の電気機械結合係
数に応じた磁場変動を発生させる。

而して、前記筆記面上にて前記マーカを操作すると、磁
気バイアスが前記磁歪伝達媒体に加えられ、その部位の
電気機械結合係数を大きくする。

このため、前記磁歪振動波がマーカの真下の部位に到達
すると、大きな磁場変動が発生し、前記第２のコイルに
大きな誘導電圧が生じる。

第１のコイルにパルス電流を印加してから第２のコイル
に大きな誘導電圧が発生するまでの時間は、磁歪振動波
が磁歪伝達媒体の第１のコイルの巻回部位からマーカの
真下の部位まで伝幡するのに要する時間であり、その間
の距離に比例したものとなるため、この時間を測定する
ことによりマーカの座標値が検出される。

また、この際、前記スイッチが動作し、発振変調回路が
動作して発光素子より所定の周波数を有する赤外線が発
信され、その周波数より前記マーカが他の筆記具、例え
ば定常的な磁気バイアスを発生する磁気発生器を備えた
イレーザの使用と区別して認識される如くなっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記構成のマーカでは赤外線の発光素子
、発振変調回路やこれらを動作させるための電池等を設
けなければならず、その構成が複雑化し、大型且つ大重
量となり、また、電池の交換や充電を頻繁に行なわなけ
ればならず、操作性が悪いという問題点があった。

本発明は前記問題点を除去し、コードや電池等を必要と
せず、操作性に優れた電子黒板装置のマーカを提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明では前記目的を達成するため、フェルトペン等の
ペン体と、定常的な磁気バイアスを発生する磁気発生器
とを備えた電子黒板装置のマーカにおいて、ペン体を黒
板本体の筆記面等に当接させた時に動作するスイッチと
、該スイッチを介して接続されるコイルとコンデンサを
含み所定の周波数を同調周波数とする同調回路とを設け
た。

（作　用） 本発明によれば、黒板本体の筆記面上にてマーカを操作
すると、そのスイッチが動作し同調回路が構成されるが
、この際、黒板本体側のアンテナコイルより所定の周波
数を有する電波が発信されると、該電波が前記同調回路
に受信され、該同調回路には該所定の周波数の誘導電圧
が発生する。

この誘導電圧は該同調回路中に電流を流し、そのコイル
より前記所定の周波数とほぼ同一周波数の電波を発信さ
せるが、前記アンテナコイルよりの電波の発信が停止し
ても急に減衰することはなく電流を流し続けるため、該
電波の発信を停止したアンテナコイルには前記所定の周
波数とほぼ同一・周波数の誘導電圧が発生する。従って
、所定の周波数の電波の発信を停止したアンテナコイル
に該所定の周波数の誘導電圧が発生すれば、マーカの使
用が判別される。

（実施例） 第１図は本発明の電子黒板装置のマーカの一実施例を示
すもので、合成樹脂等の非金属材料からなり且つ互いに
ネジ込みによって結合される２つの部分１１ａ及び１１
ｂからなるペン軸１１と、黒色の市販のフェルトペン等
のペン体１２と、リング状の磁石１３と、補強用のリン
グ状の磁石１４ａ、１４ｂと、スイッチ１５１．：］ア
入りコイル１５２．コンデンサ１５３及び可変コンデン
サ１５４からなる同調回路１５と、ペン体１２のキャッ
プ１６とから構成されている。

前記ペン体１２はペン軸１１内の部分１１ａに設けられ
たストッパ１１８′と部分１１ｂに収納されるスイッチ
１５１との間において、わずかに摺動する如く収納され
る。また、磁石１３は磁石１４ａ、１４ｂとともにペン
軸１１の先端帯りに取付けられ、位置指定のための定常
的な磁気バイアスを発生する。

同調回路１５は、第４図にも示すようにコイル１５２の
一端にスイッチ１５１を介してコンデンサ１５３及び可
変コンデンサ１５４の一端を接続し、また、該コンデン
サ２５３及び可変コンデンサ１５４の他端にコイル１５
２の他端を接続してなっている。

前記スイッチ１５１は、操作しない状態（非動作状態）
においてはコイル１５２の一端とコンデンサ１５３及び
可変コンデンサ１５４の一端とを接続せず、また、ペン
軸１１を手等で保持し、ペン体１２の先端を黒板本体の
筆記面等に押付けることによってペン軸１１内に押込む
と、その後端により押圧され動作状態となり、コイル１
５２の一端とコンデンサ１５３及び可変コンデンサ１５
４の一端とを接続する如くなっている。なお、コイル１
５２、コンデンサ１５３及び可変コンデンサ１５４の数
値は所定の周波数ｆｌ、例えば２８０ｋＨ２で共振する
周知の共振回路を構成する値に設定されている。

第２図は前述したマーカを使用する電子黒板装置の一例
を示すもので、図中、１，２．３はマーカ、４は黒板本
体、５はイレーザ、６は位置検出回路、７は筆記具判別
回路、８は画像処理装置、９は出力装置である。

マーカ１は前述したマーカであり、また、マーカ２及び
３はペン体１２のインクの色が、例えば赤色及び緑色で
あり、同調回路１５の同調周波数が所定の周波数ｆ２及
びｆ３、例えば２９０ｋＨｚ及び３００ｋＨｚである点
を除いて、マーカ１と同一である。

黒板本体４は、非磁性金属の筐体４１にタブレット４２
及びアンテナコイル４３．４４を取付けてなるもので、
タブレット４２は位置検出回路６に接続され、また、ア
ンテナコイル４３．４４は筆記具判別回路７に接続され
ている。

タブレット４２は、位置検出回路６に駆動され、マーカ
１〜３又はイレーザ５により指定された位置を検出する
検出部を構成するもので、該タブレット４２は筐体４１
のほぼ中央に収納されている。

なお、筐体４１の前記タブレット４２に対応する部分は
表面をほうろう仕上げしたアルミニウムやオーステナイ
ト系のステンレス等からなり、繰返し使用可能な筆記面
４５を構成する如くなっている。

タブレット４２及び位置検出回路６としては前述した本
件出願人の出願にかかる「電子黒板装置」において用い
たもの、又は同じく本件出願人の出願にかかる特願昭５
９−３２２４４号の「位置検出装置」　（特開昭６０−
１７６１３３号公報参照）を用いることができる。

アンテナコイル４３及び４４は、それぞれ絶縁被覆され
た導体を筆記面４５の周囲の筐体４１の表面に配設して
なるものである。なお、図面上、アンテナコイル４３及
び４４とも１ターンのコイルで示されているが、実際に
は数ターンのコイルからなっている。

第３図はイレーザ５の構造を示すもので、合成樹脂等の
非金属材料からなるケース５１と、該ケース５１の内部
５１ａに収納されたスイッチ５２１゜５２２、コア入り
コイル５２３．コンデンサ５２４及び可変コンデンサ５
２５からなる同調回路５２と、ケース５１の底面に対応
する形状を有し互いに着脱自在な一対の部材５３ａ及び
５３ｂからなる可動板５３と、該可動板５３とケース５
１との間に挿入された一対のスプリング５４と、ケース
５１の内部５１ａに設けられ部材５３ｂの紙面に対して
直交する方向に突出した係止部５３ｂ′を支承し可動板
５３のケース５１に対する位置を規制するストッパ５５
と、可動板５３の前記一対のスプリング５４に対応する
位置にその部材５３ａ及び５３ｂ間に挾持される如く取
付けられた一対のリング状の磁石５６と、可動板５３の
部材５３ａの外面に取付けられたフェルト等のイレース
部材５７とからなっており、前記可動板５３は前記スイ
ッチ５２１又は５２２のいずれか一方あるいは両方を同
時に動作し得る如くケース５１に対してわずかに動くよ
う保持されている。

同調回路５２は、第４図にも示すようにコイル５２３の
一端にスイッチ５２１及び５２２を介してコンデンサ５
２４及び可変コンデンサ５２５の一端を接続【７、また
、該コンデンサ５２４及び可変コンデンサ５２５の他端
にコイル５２３の他端を接続してなっている。前記スイ
ッチ５２１及び５２２は、操作しない状態（非動作状態
）においてはコイル５２３の一端とコンデンサ５２４及
び可変コンデンサ５２５の一端とを接続せず、また、ケ
ース５１を手等で保持し、可動板５３のイレース部材５
７を筆記面４５等に押付けることによってケース５１内
に押込むと、該可動板５３の部材５３ｂにより押圧され
、そのいずれか一方あるいは両方が動作状態となり、コ
イル５２３の一端とコンデンサ５２４及び可変コンデン
サ５２５の一端とを接続する如くなっている。なお、コ
イル５２３、コンデンサ５２４及び可変コンデンサ５２
５の数値は所定の周波数ｆ４、例えば３１０ｋＨｚで共
振する周知の共振回路を構成する値に設定されている。

第４図はマーカ１及びイレーザ５の同調回路並びに筆記
具判別回路７の詳細な構成を示すもので、図中、７０１
は制御回路、７０２はタイミング回路、７０３はインバ
ータ、７０４　、７０５はアナログスイッチ、７０６は
駆動回路、７０７　、７０８はコンデンサ、７０９は増
幅器、７１０は位相検波器（ＰＳＤ）、７１１は低域フ
ィルタ（Ｌ　Ｐ　Ｆ）　、７１２はパルス検出器である
。

第５図は第４図の各部における信号波形図である。以下
、第４図の各部の構成とともにその動作を詳細に説明す
る。

制御回路７０１は周知のマイクロプロセッサ等より構成
され、第６図に示すフローチャートに従って、タイミン
グ回路７０２に動作開始のタイミング信号を与え、パル
ス検出器７１２からの出力信号を受信し、後述するタイ
ミング回路７０２からの発信周波数情報に従って使用中
の筆記具の種別、即ちマーカ１，２，３及びイレーザ５
のいずれであるかを判別し、これを画像処理装置８に送
出する。

タイミング回路７０２は周波数ｆｌ、ｆ２．ｆ３゜ｆ４
．ｆｋの矩形波信号をそれぞれ発生する矩形波信号発生
器７０２ａ、　７０２ｂ、　７０２ｃ、　７０２ｄ、　
７０２ｅ、分周カウンタ７０２Ｃ及びマルチプレクサ７
０２ｇからなっている。前記周波数ｆ１〜ｆ４の矩形波
信号はマルチプレクサ７０２ｇの入力端子にそれぞれ入
力され、また、前記周波数ｆｋの矩形波信号は分周カウ
ンタ７０２ｒにより１／２及び１／４に分周されてマル
チプレクサ７０２ｇの制御端子に入力されており、該マ
ルチプレクサ７０２ｇは所定の時間２Ｔ　（−１／ｆｋ
）毎に周波数ｆｌ、ｆ２．ｆ３．ｆ４の矩形波信号を順
次繰返す信号Ａを出力する。また、前記所定の周波数ｆ
ｋの矩形波信号は送受切替信号Ｂとして出力され、前記
周波数ｆｋの矩形波信号を１／２に分周した信号及び１
／４に分周した信号はその時点における信号Ａの周波数
がｆｌ〜ｆ４のいずれであるかを示す２ビツトの発信周
波数情報ＣＩ及びＣ２として出力される。

前記信号Ａは位相検波器７１０に送出されるとともに図
示しない低域フィルタにより正弦波信号に変換されてア
ナログスイッチ７０４の−の入力端子に送出され、また
、送受切替信号Ｂはアナログスイッチ７０４の制御端子
に送出されるとともにインバータ７０３に送出され、さ
らにまた、発信周波数情報Ｃ１，Ｃ２は制御回路７０１
に送出される。

前記アナログスイッチ７０４の他の入力端子は接地され
ており、送受切替信号Ｂがハイ（Ｈ）レベルの期間は−
の入力端子を選択し、また、ロー（Ｌ）レベルの期間は
他の入力端子を選択するため、その出力には時間２Ｔ毎
に周波数ｆ１〜ｆ４の正弦波信号を時間Ｔの間のみ順次
出したり、出さなかったりする信号りが出力される。

信号りは駆動回路７０６に送出され平衡信号に変換され
、さらにコンデンサγ０７を介してアンテナコイル４３
に送出されるが、該コンデンサ７０７とアンテナコイル
４３とは周波数ｆｌ−ｆ４を中心とした共振周波数を有
する直列共振回路を構成するため、該アンテナコイル４
３からは時間２Ｔ毎に周波数ｆ１〜ｆ４の電波が時間Ｔ
の間のみ順次発信される。

この際、黒板本体４の筆記面４５上において、マーカ、
例えば１が使用状態、即ちペン軸１１と該筆記面４５と
のなす角度が９０″〜４５″程度以内になるように保持
され且つペン体１２の先端が該筆記面４５に接しスイッ
チ１５１が動作状態になっていると、前記電波のうちの
周波数ｆ１の成分が該マーカ１のコイル１５２を励振し
、その同調回路１５に前記信号りの周波数ｆｌの成分に
同期した誘導電圧Ｅを発生させる（なお、実際には前記
電波のうちの他の周波数ｆ２〜ｆ４の成分によってもコ
イル１５２は励振されるが、周波数が若干具なるため、
その振幅は小さくなる。）。

その後、信号りにおいて信号オフの期間、即ち受信期間
に入ると、該アンテナコイル４３は接地されるため、そ
の電波は直ちに消滅するが、前記誘導電圧Ｅは同調回路
１５内の損失に応じて徐々に減衰する。

一方、前記誘導電圧Ｅに基づいて同調回路１５を流れる
電流は、コイル１５２より周波数ｆ１の電波を発信させ
る。該電波はアンテナコイル４４を励振し、該アンテナ
コイル４４及びこれに接続されたコンデンサ７０８から
なる並列共振回路に周波数ｆ１の誘導電圧を発生させる
（なお、実際にはアンテナコイル４３より発信された電
波によってもアンテナコイル４４は励振されるが、この
期間においては後述するように接地されるため、誘導電
圧は全く発生しない。）。該誘導電圧は増幅器７０９に
送出され増幅され、さらにアナログスイッチ７０５に送
出される。

アナログスイッチ７０５はインバータ７０３を介してそ
の制御端子に入力された送受切替信号Ｂの反転信号Ｂ′
に基づいて、前記増幅器７０９の出力を位相検波器７１
０又はグランドのいずれに接続するかを切替えるもので
、前記反転信号Ｂ′がハイレベルの期間は位相検波器７
１０に接続し、ローレベルの期間はグランドに接続する
ため、その出力には信号り中の周波数成分子１に基づく
周波数ｆ１の誘導電圧とともに、信号り中の周波数成分
子２〜ｆ４に基づく周波数ｆ１の誘導電圧を備えた信号
Ｆが得られる。

前記信号Ｆは位相検波器７１０に送出されるが、該位相
検波器７１０には前述した信号Ａが検波信号として入力
されており、信号Ｆに含まれる誘導電圧のうち、信号Ａ
中の周波数ｆ１の成分に対応する部分についてはその周
波数及び位相が一致するが、その他の周波数ｆ２〜ｆ４
の成分に対応す゛る部分は周波数及び位相が一致しない
。

従って、信号Ｆに含まれる誘導電圧のうち、信号Ａ中の
周波数ｆｌの成分に対応する部分についてはちょうど正
側に折返した電圧成分を有し、また、その他の周波数ｆ
２〜ｆ４の成分に対応する部分については正側及び負側
に電圧成分を有する信号Ｇが位相検波器７１０から出力
される。

前記信号Ｇは充分遮断周波数の低い低域フィルタ７１１
に送出され、前記信号Ａ中の周波数ｆ１の成分に対応す
る部分については所定の時間幅及び電圧値を備えた直流
成分を有し、また、その他の周波数ｆ２〜ｆ４の成分に
対応する部分については該周波数ｆ２〜ｆ４と周波数ｆ
１との差の周波数に対応する交流波形を備えた成分を有
する信号Ｈに変換され、パルス検出器７１２に送出され
る。

パルス検出器７１２はシュミットトリガ及びパルス幅検
出回路等より構成され、その入力信号中に所定幅、例え
ばＴ／２以上のパルスを検出した時、パルス信号を制御
回路７０１に送出する如くなっており、ここでは信号Ｈ
の前記信号Ａ中の周波数ｆ１の成分に対応する直流成分
を検出してパルス信号を発生し、その信号Ｉを送出する
。

制御回路７０１は前記信号Ｉを受信すると、その時点に
おける発信周波数情報ＣＩ、Ｃ２、ここでは“Ｌ、Ｌ“
から使用中の筆記具、即ちマーカ１を判別し、この情報
を画像処理装置８に送出する。

一方、位置検出回路６は前記判別情報の有無に拘らず、
筆記具の磁石、ここではマーカ１の磁石１３．１４ａ、
１４ｂによる磁気バイアスがタブレット４２の座標検出
可能な範囲内に入った時点より位置検出を行ない、゛そ
の座標値を画像処理装置８に送出し続けている。

画像処理装置８は通常、位置検出回路６から出力される
座標値を一時的な値としてバッファ等に記憶するが、前
記マーカ１の判別情報を受信した時点の座標値はマーカ
１による画像データ、即ち黒色の画像データとして認識
し、図示しない画像メモリ等に記憶する。

また、黒板本体４の筆記面４５上において、マーカ２又
は３を使用状態にすれば、筆記具判別回路７は前記同様
にこれらを判別し、その判別情報、即ちマーカ２又は３
の判別情報を画像処理装置８に送出し、また、画像処理
装置８は前記同様にその時点の座標値をマーカ２又は３
による画像データ、即ち赤色又は緑色の画像データとし
て認識し、画像メモリに記憶する。

また、黒板本体４の筆記面４５上において、イレーザ５
を使用状態、即ちイレース部材５７の一部又は全部を該
筆記面４５に押当て、その同調回路５２のスイッチ５２
１　、５２２のいずれか一方又は両方を動作状態とすれ
ば、筆記具判別回路７は前記同様にこれを判別し、その
判別情報、即ちイレーザ５の判別情報を画像処理装置８
に送出するが、画像処理装置８はその時点の座標値をイ
レーザ５による所定の消去領域の設定座標値として認識
し、画像メモリ中の該座標値によって決定される所定の
範囲の画像データを消去する。

このようにして、画像処理装置８の画像メモリ内に得ら
れた画像データは、必要に応じてカラーデイスプレィ（
図示せず）上に表示され、また、カラープリンタ等から
なる出力装置９よりカラーハードコピー化されて出力さ
れる。さらにまた、該画像データは公衆電話回線やデー
タ回線等を介して他のデータ処理装置に送出するように
なしても良い。

なお、黒板本体４の筆記面４５にマーカ１〜３又はイレ
ーザ５を近付けるのみで、そのスイッチを動作状態とし
なければ、パルス検出器７１２からパルス信号は出力さ
れないため、制御回路７０１がその判別情報を出力しな
いことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、黒板本体側より所
定の周波数の電波を発信し、該電波を停止した時、反射
される電波が受信されれば、該所定の周波数を同調周波
数とする同調回路、即ち使用中のマーカが黒板本体の筆
記面上にあることを認識できるため、該マーカと他の回
路との間にコードが不要で且つその使用を正確に判別で
きることはもとより、コイルとコンデンサを含む同調回
路を設けるのみで良く、従来のように赤外線の発光素子
や発振変調回路、電池等を設ける必要がなく、従って、
軽量で極めて操作性の良いマーカを実現できる等の利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子黒板装置のマーカの一実施例を示
す図、第２図は本発明のマーカを使用する電子黒板装置
の一例を示す図、第３図はイレーザの断面図、第４図は
マーカ及びイレーザの同調回路並びに筆記具判別回路の
詳細な構成図、第５図は第４図の各部の信号波形図、第
６図は筆記具判別回路の制御回路の処理の流れ図である
。 １．２．３・・・マーカ、４・・・黒板本体、５・・・
イレーザ、６・・・位置検出回路、７・・・筆記具判別
回路、８・・・画像処理装置、９・・・出力装置、１２
・・・ペン体、１３・・・磁石、１５・・・同調回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェルトペン等のペン体と、定常的な磁気バイア
   スを発生する磁気発生器とを備えた電子黒板装置のマー
   カにおいて、 ペン体を黒板本体の筆記面等に当接させた時に動作する
   スイッチと、 該スイッチを介して接続されるコイルとコンデンサを含
   み所定の周波数を同調周波数とする同調回路とを設けた ことを特徴とする電子黒板装置のマーカ。
2. （２）同調回路の同調周波数をペン体のインクの色毎に
   変更したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子黒板装置のマーカ。
3. （３）磁気発生器をペン体と同軸上に配置した複数のリ
   ング状の磁石から構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の電子黒板装置のマーカ。