(57)【要約】【課題】電子ペンの操作性を落とさずに、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止する。【解決手段】電子ペン２は、可視光を発光する発光部と、ユーザの操作を検出する操作検出部と、操作検出部により検出されたユーザの操作に関する情報を、可視光通信の変調方式に基づいて変調することにより変調信号を得る変調部と、変調部により得られた変調信号に基づいて発光部の点灯を制御する点灯制御部とを備える。表示装置３は、可視光を検出する光検出部と、光検出部により検出された可視光を、変調方式に対応する復調方式に基づいて復調することによりユーザの操作に関する情報を得る復調部と、復調部により得られたユーザの操作に関する情報に基づく画像を生成する画像生成部と、画像生成部により生成された画像をスクリーンに表示させる画像表示部とを備える。【選択図】図１
2011140154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ペンと、スクリーンと、表示装置とを備えた電子黒板システムであって、
前記電子ペンは、
可視光を発光する発光部と、
ユーザの操作を検出する操作検出部と、
前記操作検出部により検出されたユーザの操作に関する情報を、可視光通信の変調方式に基づいて変調することにより変調信号を得る変調部と、
前記変調部により得られた変調信号に基づいて前記発光部の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、
前記表示装置は、
可視光を検出する光検出部と、
前記光検出部により検出された可視光を、前記変調方式に対応する復調方式に基づいて復調することにより前記ユーザの操作に関する情報を得る復調部と、
前記復調部により得られた前記ユーザの操作に関する情報に基づく画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を前記スクリーンに表示させる画像表示部と、を備えること
を特徴とする電子黒板システム。
【請求項２】
前記表示装置は、プロジェクタ装置と、前記プロジェクタ装置と通信可能に接続された画像処理装置とから構成され、
前記光検出部、前記復調部および前記画像表示部は、前記プロジェクタ装置に含まれ、
前記画像生成部は、前記画像処理装置に含まれていること
を特徴とする請求項１に記載の電子黒板システム。
【請求項３】
前記操作検出部は、
描画ボタンと、
前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、
前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の電子黒板システム。
【請求項４】
前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、
前記位置検出部は、
直交する２方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、
前記直交する２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、
前記直交する２方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の電子黒板システム。
【請求項５】
前記描画ボタンは、前記電子ペンのペン先に、その押下方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、
前記電子ペンには、前記描画ボタンの押下方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、
前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていること
を特徴とする請求項４に記載の電子黒板システム。
【請求項６】
前記プロジェクタ装置と前記画像処理装置とが電力線搬送通信で通信可能であること
を特徴とする請求項２に記載の電子黒板システム。
【請求項７】
前記スクリーンと前記表示装置とが一体となって液晶ディスプレイ装置を構成しており、
前記操作検出部は、
描画ボタンと、
前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、
前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子黒板システム。
【請求項８】
前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、
前記位置検出部は、
直交する２方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、
前記直交する２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、
前記直交する２方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部と
を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子黒板システム。
【請求項９】
前記発光部は、前記電子ペンのペン先に、その光出射方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、
前記電子ペンには、前記発光部の光出射方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、
前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていること
を特徴とする請求項８に記載の電子黒板システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、学校の教室や企業の会議室等で用いられる電子黒板システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、５０インチ以上の大型ディスプレイ装置を利用した電子黒板システムが商品開発されている。特許文献１には、プラズマディスプレイ装置と、プラズマディスプレイ装置のスクリーンに配設されたタッチパネルと、プラズマディスプレイ装置に画像を表示させるパーソナルコンピュータとを備えた電子黒板システムが開示されている。この電子黒板システムにおいて、タッチパネルは、スクリーン上でのユーザの操作（例えば、タッチパネルに触れたまま指を移動させるなどの描画動作や、描画する線の色や幅を選択するためにアイコンに触れる選択動作など）を検出し、検出されたユーザの操作に関する情報をパーソナルコンピュータに送信する。パーソナルコンピュータは、受信したユーザの操作に関する情報に基づいて画像を生成し、生成された画像をプラズマディスプレイ装置に表示させる。これにより、ユーザの操作がプラズマディスプレイ装置のスクリーンにリアルタイムに反映される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４３４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、タッチパネルには、使用を重ねるにつれてキズや油脂の付着によりスクリーンの品質が劣化するという問題がある。そこで、ユーザ操作を検出する手段として、タッチパネルに代えて電子ペンを採用することが考えられる。電子ペンには、ユーザの描画動作や選択動作を検出し、検出されたユーザ操作に関する情報をパーソナルコンピュータに送信する機能が備えられている。ここで、情報の送信手段として無線通信を採用した場合、学校の教室や企業の会議室で利用すると隣の部屋との間で混信が生じたり盗聴されたりするおそれがある。また、有線通信を採用した場合には、混信や盗聴は防止できるが、電子ペンの操作性が悪くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、電子ペンの操作性を落とさずに、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる電子黒板システム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】
【０００６】
本発明に係る電子黒板システムは、電子ペンと、スクリーンと、表示装置とを備えた電子黒板システムであって、前記電子ペンは、可視光を発光する発光部と、ユーザの操作を検出する操作検出部と、前記操作検出部により検出されたユーザの操作に関する情報を、可視光通信の変調方式に基づいて変調することにより変調信号を得る変調部と、前記変調部により得られた変調信号に基づいて前記発光部の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、前記表示装置は、可視光を検出する光検出部と、前記光検出部により検出された可視光を、前記変調方式に対応する復調方式に基づいて復調することにより前記ユーザの操作に関する情報を得る復調部と、前記復調部により得られた前記ユーザの操作に関する情報に基づく画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された画像を前記スクリーンに表示させる画像表示部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、情報の送信手段として、可視光通信が採用されている。可視光通信では電子ペンと表示装置とを配線で接続する必要がないので、電子ペンの操作性を落とすことがない。また、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
また、前記表示装置は、プロジェクタ装置と、前記プロジェクタ装置と通信可能に接続された画像処理装置とから構成され、前記光検出部、前記復調部および前記画像表示部は、前記プロジェクタ装置に含まれ、前記画像生成部は、前記画像処理装置に含まれていることとしてもよい。
【０００８】
上記構成によれば、光検出部がプロジェクタ装置に含まれているので、可視光通信は電子ペンとプロジェクタ装置との間で行われる。通常、プロジェクタ装置とスクリーンとの間には、可視光を遮蔽する物は配置されない。すなわち、電子ペンの使用中において、電子ペンとプロジェクタ装置との間にも可視光を遮蔽する物はない。したがって、可視光通信において通信エラーの発生を抑制することができる。
【０００９】
また、前記操作検出部は、描画ボタンと、前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部とを備えることとしてもよい。
画像処理装置がユーザ操作に基づく画像を生成するには、電子ペンにおいて描画ボタンが押下されたことと、そのときのペン先の位置とを知る必要がある。このとき、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとがずれると、正確な描画ができない。上記構成によれば、描画ボタンと位置検出部の両方が電子ペンに含まれている。したがって、それらが別々に存在する場合に比べて、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとのずれを小さくすることができ、より正確に描画することができる。
【００１０】
また、前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、前記位置検出部は、直交する２方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、前記直交する２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、前記直交する２方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部を備えることとしてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、比較的簡易な構成でスクリーン上におけるペン先の位置を検出することができる。
また、前記描画ボタンは、前記電子ペンのペン先に、その押下方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、前記電子ペンには、前記描画ボタンの押下方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていることとしてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、描画ボタンがペン先に設けられているので、電子ペンのペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタンが押されるようになっている。したがって、自然な動作でスクリーンに描画することができる。また、正確にペン先の位置を検出するには、電子ペンの使用中において信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持する必要がある。上記構成によれば、遥動部材の姿勢は、遥動部材の軸と重心とを結ぶ線が鉛直になるように維持される。そのような遥動部材に信号出射部および信号検出部が設けられているので、信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持することができる。
【００１３】
また、前記プロジェクタ装置と前記画像処理装置とが電力線搬送通信で通信可能であることとしてもよい。
上記構成によれば、プロジェクタ装置と画像処理装置との間に電力線以外の配線を設けずに、ユーザ操作に関する情報を受け渡しすることができる。
また、前記スクリーンと前記表示装置とが一体となって液晶ディスプレイ装置を構成しており、前記操作検出部は、描画ボタンと、前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部とを備えることとしてもよい。
【００１４】
画像処理装置がユーザ操作に基づく画像を生成するには、電子ペンにおいて描画ボタンが押下されたことと、そのときのペン先の位置とを知る必要がある。このとき、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとがずれると、正確な描画ができない。上記構成によれば、描画ボタンと位置検出部の両方が電子ペンに含まれている。したがって、それらが別々に存在する場合に比べて、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとのずれを小さくすることができ、より正確に描画することができる。
【００１５】
また、前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、前記位置検出部は、直交する２方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、前記直交する２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、前記直交する２方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部とを含むこととしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、比較的簡易な構成でスクリーン上におけるペン先の位置を検出することができる。
また、前記発光部は、前記電子ペンのペン先に、その光出射方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、前記電子ペンには、前記発光部の光出射方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていることとしてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、描画ボタンがペン先に設けられているので、電子ペンのペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタンが押されるようになっている。したがって、自然な動作でスクリーンに描画することができる。また、正確にペン先の位置を検出するには、電子ペンの使用中において信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持する必要がある。上記構成によれば、遥動部材の姿勢は、遥動部材の軸と重心とを結ぶ線が鉛直になるように維持される。そのような遥動部材に信号出射部および信号検出部が設けられているので、信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子黒板システムの全体構成を示す図
【図２】スクリーン上における電子ペンの位置の検出原理を説明するための図
【図３】電子ペンの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ｂ）の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図
【図４】電子ペンの機能ブロック図
【図５】表示装置の機能ブロック図
【図６】電子ペンの動作を示すフローチャート
【図７】電子ペンの動作を示すフローチャート
【図８】ペン情報のフォーマットを例示する図
【図９】本発明の第２実施形態に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図
【図１０】電子ペンの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ｂ）の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る電子黒板システムにおいて、電子ペンの使用状態を示す図
【図１２】液晶ディスプレイ装置のブロック図
【図１３】位置検出部がスクリーンの周辺に配置される変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子黒板システムの全体構成を示す図である。
電子黒板システム１は、電子ペン２、表示装置３、スクリーン４を備える。表示装置３は、プロジェクタ装置５および画像処理装置６を備える。プロジェクタ装置５は、電力線７にＰＬＣ（Power Line Communications）アダプタ８を介して接続されている。画像処理装置６は、電力線７にＰＬＣアダプタ９を介して接続されている。これにより、プロジェクタ装置５から画像処理装置６までユーザ操作に関する情報を送信することができる。また、プロジェクタ装置５と画像処理装置６とは映像信号線１０を介して接続されている。これにより、画像処理装置６からプロジェクタ装置５まで画像信号を伝送することができる。
【００２０】
電子ペン２は、スクリーン４上でのユーザ操作（例えば、ペン先をスクリーンに押し当てたまま移動させるなどの描画動作や、描画する線の色や幅を選択するボタンを押下する選択動作など）を検出し、検出されたユーザの操作に関する情報をプロジェクタ装置５に送信する機能を有する。電子ペン２とプロジェクタ装置５との間の通信手段として可視光通信が採用されている。
【００２１】
スクリーン４は、プロジェクタ装置５から投射された画像を映し出すためのシート、板、壁などである。
プロジェクタ装置５は、電子ペン２から受けたユーザ操作に関する情報を画像処理装置６に送信する機能と、画像処理装置６から受けた画像信号に基づいてスクリーン４に画像を投射する機能とを有する。プロジェクタ装置５から画像処理装置６までの通信手段として電力線搬送通信が採用されている。
【００２２】
画像処理装置６は、ユーザ操作に関する情報に基づいて画像信号を生成し、この画像信号をプロジェクタ装置５に送信する機能を有する。画像処理装置６として、パーソナルコンピュータを利用することができる。
図２は、スクリーン上における電子ペンの位置の検出原理を説明するための図である。
スクリーン４は矩形であり、その直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材１１，１２が設けられている。反射部材１１は、長尺形状であり、その長手方向がスクリーン４のｘ軸方向に平行に配置されている。反射部材１２は、長尺形状であり、その長手方向がスクリーン４のｙ軸方向に平行に配置されている。なお、「信号」としては、音波または電磁波の信号が挙げられる。本実施形態では、電磁波の一種である光、特に、直進性の優れたレーザ光の信号を採用している。
【００２３】
電子ペン２は、直交する２方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）にそれぞれ信号を出射し、その２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出し、各方向での信号の出射から検出までの時間を計測し、それらの時間に基づいてペン先の位置を検出する。この検出方法を利用するには、電子ペン２の姿勢が変動したとしても、信号の出射方向が変動しない構成が必要である（図中Ａ，Ｂ参照）。以下に、電子ペン２の構成について説明する。
＜電子ペンの構成＞
図３は、電子ペンの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ｂ）の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図である。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、ボディ２１の正面には、円錐状の透明カバー２２が配され、透明カバー２２の頂部に描画ボタン２３が配されている。描画ボタン２３は、ボディ２１の長手方向に直交する方向（円錐の軸方向）に押下可能に構成されている。この描画ボタン２３が電子ペンのペン先に相当する。描画ボタン２３がペン先に設けられているので、電子ペン２のペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタン２３が押されるようになる。
【００２５】
図３（ｃ）に示すように、ボディ２１の背面には、可視光を発光する発光部２４、ペンの色を選択するためのペン色ボタン２５、ペン幅を選択するためのペン幅ボタン２６および描画された線を消すためのクリアボタン２７が配されている。発光部２４は、ペン先の背面に相当する位置に配置されている。また、発光部２４は、描画の際に発光しているので、スクリーン上における電子ペン２の位置を分りやすくすることができる。発光部２４の光源としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を採用することができ、発光色としては、例えば、赤、緑、青、黄、白などを採用することができる。また、この例では、ペン色ボタン２５として、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、黄（Ｙ）の３種類が用意され、ペン幅ボタン２６として、細（１）、中（２）、太（３）の３種類が用意されている。
【００２６】
図３（ｄ）に示すように、透明カバー２２内部には、ボディ２１の長手方向に直交する軸２８を遥動軸とする遥動部材２９が配されている。遥動部材２９の重心が遥動軸からずれているので、電子ペン２の姿勢が変動したとしても遥動部材２９の重心と遥動軸とを結ぶ線が鉛直になるように遥動部材２９の姿勢が維持される。遥動部材２９には、レーザ３０、レーザ検出部３１、レーザ３２、レーザ検出部３３が配されている。レーザ３０は、遥動部材２９の重心と遥動軸とを結ぶ線に直交する方向（ｘ軸方向）にレーザ光を出射するように配されている。レーザ検出部３１は、ｘ軸方向から反射されてきたレーザ光を検出するように配されている。レーザ３２は、遥動部材２９の重心と遥動軸とを結ぶ線に平行な方向（ｙ軸方向）にレーザ光を出射するように配されている。レーザ検出部３３は、ｙ軸方向から反射されてきたレーザ光を検出するように配されている。このような構成により、電子ペン２の姿勢が変動したとしても、レーザ３０，３２のレーザ光の出射方向は変動しない。
【００２７】
図４は、電子ペンの機能ブロック図である。
電子ペン２は、ユーザ操作検出部１１０、可視光通信変調部１２０、発光制御部１３０および発光部２４を備える。ユーザ操作検出部１１０は、ｘレーザ３０、ｘレーザ検出部３１、ｙレーザ３２、ｙレーザ検出部３３、描画ボタン２３、ペン色ボタン２５、ペン幅ボタン２６、クリアボタン２７、ｘ位置検出部１１１、ｙ位置検出部１１２、ボタン押下検出部１１３およびペン情報生成部１１４を備える。ｘレーザ３０およびｙレーザ３２が、直交する２方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部に相当する。ｘレーザ検出部３１およびｙレーザ検出部３３が、直交する２方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部に相当する。また、ｘレーザ３０、ｘレーザ検出部３１、ｙレーザ３２、ｙレーザ検出部３３、ｘ位置検出部１１１およびｙ位置検出部１１２が、スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部に相当する。
【００２８】
ｘ位置検出部１１１は、ｘレーザ３０がレーザ光を出射してからｘレーザ検出部３１がレーザ光を検出するまでの時間を計測する機能と、計測された時間をスクリーン上におけるペン先のｘ軸方向の位置に変換する機能とを有する。時間の測定は、例えば、ｘレーザ３０から出射されたレーザ光とｘレーザ検出部３１により検出されたレーザ光との干渉効果を利用することにより実施できる。位置の変換は、予め時間と位置との関係をメモリに保存しておき、得られた時間に対応する位置をメモリに保存された関係を用いて特定することにより実施できる。
【００２９】
ｙ位置検出部１１２は、ｙレーザ３２がレーザ光を出射してからｙレーザ検出部３３がレーザ光を検出するまでの時間を計測する機能と、計測された時間をスクリーン上におけるペン先のｙ軸方向の位置に変換する機能とを有する。ｘ位置検出部１１１の時間計測機能およびｙ位置検出部１１２の時間計測機能が、直交する２方向のそれぞれについて、レーザからレーザ光が出射されてからレーザ検出部によりレーザ光が検出されるまでの時間を計測する計測部に相当する。また、ｘ位置検出部１１１の位置変換機能およびｙ位置検出部１１２の位置変換機能が、計測された時間をスクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部に相当する。
【００３０】
ボタン押下検出部１１３は、各種ボタンの押下を検出する。
ペン情報生成部１１４は、ｘ位置検出部１１１、ｙ位置検出部１１２およびボタン押下検出部１１３から得られたユーザ操作に関する情報から特定のフォーマットのペン情報を生成する。ペン情報のフォーマットを図８に例示する。ペン情報は、フィールド４１〜４５からなり、フィールド４１にｘ座標、フィールド４２にｙ座標、フィールド４３にペン色、フィールド４４にペン幅、フィールド４５にクリアの有無が記述される。
【００３１】
可視光通信変調部１２０は、可視光通信の変調方式に基づいてペン情報を変調することにより、変調信号を得る。
発光制御部１３０は、変調信号に基づいて発光部２４の点灯を制御する。
＜表示装置の構成＞
次に、表示装置３の構成について説明する。図５は、表示装置の機能ブロック図である。
【００３２】
表示装置３は、プロジェクタ装置５および画像処理装置６を備える。プロジェクタ装置５は、光検出部１５１、可視光通信復調部１５２、ＰＬＣ通信変調部１５３、ランプ１５４、液晶部１５５、レンズ１５６、画像信号入力部１５７および液晶制御部１５８を備える。画像処理装置６は、ＰＬＣ通信復調部１６１、ペン画像生成部１６２、下地画像記憶部１６３、画像合成部１６４および画像信号出力部１６５を備える。
【００３３】
光検出部１５１は、発光部２４から出射された可視光を検出する。光検出部１５１としては、例えば、フォトダイオードを採用することができる。
可視光通信復調部１５２は、光検出部１５１により検出された可視光を、可視光通信の復調方式に基づいて復調することにより、ペン情報（ユーザ操作に関する情報）を得る。
ＰＬＣ通信変調部１５３は、電力線搬送通信の変調方式に基づいてペン情報を変調することにより変調信号を得る。
【００３４】
ＰＬＣ通信復調部１６１は、電力線搬送通信の復調方式に基づいて変調信号を復調することによりペン情報（ユーザ操作に関する情報）を得る。
ペン画像生成部１６２は、ペン情報の各フィールドを解析することにより、ユーザ操作に基づくペン画像を生成する。
下地画像記憶部１６３は、下地画像を記憶している。
【００３５】
画像合成部１６４は、下地画像記憶部１６３に記憶されている下地画像とペン画像生成部１６２により生成されたペン画像とを合成する。
画像信号出力部１６５は、画像合成部１６４により得られた合成画像の画像信号を出力する。
ランプ１５４は、レンズ１５６を通じて外部のスクリーン４を照射する。ランプ１５４からレンズ１５６までの光路には液晶部１５５が介在している。
【００３６】
画像信号入力部１５７は、合成画像の画像信号の入力を受ける。
液晶制御部１５８は、画像をスクリーンに表示させる画像表示部として機能し、画像信号入力部１５７により得られた合成画像の画像信号に基づいて液晶部１５５を制御することにより、合成画像をスクリーン４に表示させる。
＜電子ペンの動作＞
次に、電子ペンの動作について説明する。図６，７は、電子ペンの動作を示すフローチャートである。
【００３７】
電子ペンは、電源投入時にメモリの初期化を行い（ステップＳ１）、ユーザ操作によりペン色ボタン、ペン幅ボタン、クリアボタンおよび描画ボタンの何れかが押下されるまで待機状態となる（ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８：Ｎｏ）。
待機状態において、ペン色ボタン、ペン幅ボタンおよびクリアボタンの何れかが押下されると（ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６：Ｙｅｓ）、その都度、押下されたボタンを示す情報をメモリに保存する（ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７）。
【００３８】
待機状態において、描画ボタンが押下されると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、スクリーン上における電子ペンの位置を検出する（ステップＳ９）。位置の検出は、上述の通りであり、その結果、ｘ座標およびｙ座標が得られる。
次に、電子ペンは、押下されたボタンを示す情報をメモリから読み出し（ステップＳ１０）、それらとステップＳ９で得られた位置情報とを合わせてペン情報を生成し（ステップＳ１１）、ペン情報を送信する（ステップＳ１２）。ペン情報の送信は、上述の通り、可視光通信を用いて行う。
【００３９】
次に、電子ペンは、一定の期間だけ待機し（ステップＳ１３）、描画ボタンの押下が維持されているか否かを判断する（ステップＳ１４）。描画ボタンの押下が維持されていれば（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ９からＳ１３までの一例の動作を繰り返す。その結果、描画ボタンの押下が維持されている間は、一定の期間毎にペン情報が送信される。これにより、電子ペンを用いて線を描画することができる。一方、描画ボタンの押下が維持されていなければ（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
第１実施形態の構成によれば、可視光通信が採用されているので、電子ペン２と表示装置３とを配線で接続する必要がなく、電子ペン２の操作性を落とすことがない。しかも、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
［第２実施形態］
第２実施形態では、液晶ディスプレイ装置を用いた電子黒板システムを説明する。
【００４１】
図９は、本発明の第２実施形態に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
液晶ディスプレイ装置５０は、筐体５１、反射部材５２，５３、保護ガラス５４、液晶パネル５５、導光パネル５６、回路基板５７、発光素子５８、光検出部５９を備える。
本実施形態では、保護ガラス５４が透過型のスクリーンとして機能する。保護ガラス５４は矩形であり、その直交する２辺にそれぞれ信号を反射する反射部材５２，５３が設けられている。液晶ディスプレイ装置５０の保護ガラス５４以外の構成が、スクリーンに画像を表示する表示装置として機能する。
【００４２】
図１０は、電子ペンの構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ｂ）の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図である。
電子ペン７０は、ボディ７１、透明カバー７２、発光部兼描画ボタン７３、ペン色ボタン７５、ペン幅ボタン７６、クリアボタン７７、軸７８、遥動部材７９、レーザ８０、レーザ検出部８１、レーザ８２およびレーザ検出部８３を備える。この例では、ボディ７１の背面に発光部がない代わりに、ボディ７１の正面に発光部兼描画ボタン７３を備える。これ以外の構成については第１実施形態と同様である。発光部兼描画ボタン７３は、可視光を発光する発光部と描画ボタンとが一体となったものである。発光部および描画ボタンのそれぞれの機能については、第１実施形態で説明したものと同様である。
【００４３】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る電子黒板システムにおいて、電子ペンの使用状態を示す図である。発光部兼描画ボタン７３は、保護ガラス５４に押し当てられたときに、ユーザ操作に関する情報を可視光通信で送信するために発光する。光検出部５９は、液晶パネル５５および導光パネル５６を通過してきた可視光を検出する。
図１２は、液晶ディスプレイ装置のブロック図である。
【００４４】
液晶ディスプレイ装置５０は、光検出部５９、可視光通信復調部１７２、ペン画像生成部１７３、下地画像記憶部１７４、画像合成部１７５、バックライト１７６、液晶パネル５５、液晶制御部１７８を備える。バックライト１７６および液晶パネル５５以外の構成については第１実施形態で説明したものと同様である。
バックライト１７６は、導光パネル５６、回路基板５７および発光素子５８を含み、液晶パネル５５を背後から照明するものである。
【００４５】
第２実施形態の構成によれば、可視光通信が採用されているので、電子ペン７０と表示装置を含む液晶ディスプレイ装置５０とを配線で接続する必要がなく、電子ペン７０の操作性を落とすことがない。しかも、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
（１）実施形態では、スクリーン上における電子ペンの位置を検出する位置検出部が電子ペンに含まれていたが、本発明はこれに限られない。例えば、図１３に示すように、位置検出部９０がスクリーン４の周辺に配置されることとしてもよい。位置検出部９０は、レーザ９１、ポリゴンミラー９２、レーザ検出部９３および発光部９４を備える。レーザ９１は、ポリゴンミラー９２に向けてレーザ光を出射するように配置されている。ポリゴンミラー９２は、回転しており、レーザ光の反射角を時間的に変化させる。レーザ検出部９３は、電子ペン２から反射されたレーザ光を検出する。レーザ検出部９３が電子ペン２からの反射光を検出したときのポリゴンミラー９２の角度と、レーザ９１がレーザ光を出射してからレーザ検出部９３で反射光が検出されるまでの時間とを計測することにより、スクリーン上における電子ペンの位置を検出することができる。発光部９４は、電子ペンの位置を示す情報を可視光通信で送信する。
（２）第１実施形態では、電子ペンの発光部から出射された可視光を検出する光検出部がプロジェクタ装置に含まれているが、本発明は、これに限らない。例えば、画像処理装置に含まれることとしてもよい。ただし、プロジェクタ装置に含むほうが、通信エラーを抑制できる可能性を高めることができる。
（３）実施形態では、電子ペンの位置検出を、レーザ光の出射から検出までの時間の計測により行っているが、本発明は、これに限られない。例えば、スクリーン上に微細なドットをプリントしておき、そのドットの形状を検出することによりスクリーン上の位置を検出するような方法でも構わない。
（４）実施形態では、電子ペンの姿勢が変動したときでも一定方向にレーザ光を出射させる手段として遥動部材を採用しているが、本発明は、これに限らない。例えば、３次元加速度センサ等の姿勢センサと、姿勢センサにより検出された姿勢に基づいてレーザ光の出射方向を調整する調整手段とを含むような例でも構わない。
（５）実施形態では、描画ボタンをペン先に設け、スクリーンへの接触により描画ボタンが押下される構成としているが、本発明は、これに限らない。例えば、描画ボタンを電子ペンの背面に設け、ユーザが指で押下することとしてもよい。
（６）実施形態では、電子ペンの長手方向に直交する方向に描画ボタンが押下されることとしているが、本発明は、これに限らない。例えば、長手方向に傾斜する方向に描画ボタンが押下されることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、学校の教室や企業の会議室等で用いられる電子黒板システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１    電子黒板システム
２    電子ペン
３    表示装置
４    スクリーン
５    プロジェクタ装置
６    画像処理装置
７    電力線
８    ＰＬＣアダプタ
９    ＰＬＣアダプタ
１０    映像信号線
１１，１２  反射部材
２１    ボディ
２２    透明カバー
２３    描画ボタン
２４    発光部
２５    ペン色ボタン
２６    ペン幅ボタン
２７    クリアボタン
２８    軸
２９    遥動部材
３０，３２  レーザ
３１，３３  レーザ検出部
４１〜４５  フィールド
５０    液晶ディスプレイ装置
５１    筐体
５２，５３  反射部材
５４    保護ガラス
５５    液晶パネル
５６    導光パネル
５７    回路基板
５８    発光素子
５９    光検出部
７０    電子ペン
７１    ボディ
７２    透明カバー
７３    発光部兼描画ボタン
７５    ペン色ボタン
７６    ペン幅ボタン
７７    クリアボタン
７８    軸
７９    遥動部材
８０，８２    レーザ
８１，８３    レーザ検出部
９０    位置検出部
９１    レーザ
９２    ポリゴンミラー
９３    レーザ検出部
９４    発光部
１１０    ユーザ操作検出部
１１１    位置検出部
１１２    位置検出部
１１３    ボタン押下検出部
１１４    ペン情報生成部
１２０    可視光通信変調部
１３０    発光制御部
１５１    光検出部
１５２    可視光通信復調部
１５３    ＰＬＣ通信変調部
１５４    ランプ
１５５    液晶部
１５６    レンズ
１５７    画像信号入力部
１５８    液晶制御部
１６１    ＰＬＣ通信復調部
１６２    ペン画像生成部
１６３    下地画像記憶部
１６４    画像合成部
１６５    画像信号出力部
１７２    可視光通信復調部
１７３    ペン画像生成部
１７４    下地画像記憶部
１７５    画像合成部
１７６    バックライト
１７８    液晶制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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