(57)【要約】  本実用新案の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムは、受信装置にグローバル露光機能を備えた画像センサーを導入し、パルス発光式を採用し、並びに同期式送信機と同期式受信機を導入し、同期信号を通して光学ペンのパルス発光時間と画像センサーの露光時間を重ね合わせることにより、信号対雑音比の向上を実現する。光学ペンに同期式発信機を設置し、受信装置に同期式受信機を設置する案と、受信装置に同期式発信機を設置し、光学ペンに同期式受信機を設置する案があるが、いずれもパルス発光時間と露光時間を重ね合わせ、本発明の目的を実現することができる。本発明の案を採用すれば、光学ペンの電力消耗を効果的に低減し、システムの信号対雑音比を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムであって、
受信処理回路と前記受信処理回路に接続されているカメラとから構成される受信装置と、ペン先の発光素子と光学ペン電子回路とから構成される光学ペンと、を備え、前記受信装置に内蔵されている同期式受信機が前記受信処理回路と接続され、且つ前記カメラ内に内蔵されている画像センサーがグローバル露光できる画像センサーであり、前記パルス発光式を採用する光学ペンに、対応する同期式送信機が内蔵されていることを特徴とする、同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項２】
前記同期式送信機が赤外線発光管を用い、前記同期式受信機は赤外線受信モジュールを用いることを特徴とする、請求項１記載の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項３】
前記同期式送信機がＲＦ（無線周波数）送信モジュールを用い、前記同期式受信機がＲＦ（無線周波数）受信モジュールを用いることを特徴とする、請求項１記載の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項４】
前記同期式送信機がペン先の発光素子と同じ赤外線発光管を共用することを特徴とする、請求項２記載の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項５】
同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムであって、
受信処理回路と前記受信処理回路に接続されているカメラとから構成される受信装置と、ペン先の発光素子と光学ペン電子回路とから構成される光学ペンと、を備え、前記カメラ内に内蔵されている画像センサーがグローバル露光できる画像センサーであり、前記受信装置に内蔵されている同期式送信機が前記受信処理回路と接続され、且つ前記パルス発光式を採用する光学ペンに、対応する同期式受信機が内蔵されていることを特徴とする、同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項６】
前記同期式送信機が赤外線発光管を用い、前記同期式受信機は赤外線受信モジュールを用いることを特徴とする、請求項５記載の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【請求項７】
前記同期式送信機がＲＦ（無線周波数）送信モジュールを用い、前記同期式受信機がＲＦ（無線周波数）受信モジュールを用いることを特徴とする、請求項５記載の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ホワイトボードシステム、特に光画像技術を利用した同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光画像技術を利用した電子ホワイトボードシステムは光学ペン位置の追跡技術をベースに実現されたものであり、当技術に関しては特許番号ＺＬ０１１０８０４７７、発明特許公開番号ＣＮ１３０５１４３Ａである「コンピュータの座標と情報入力制御システムと方法」という名の中国発明特許において詳細に記述されている。その動作原理は次の通りである。光学ペンから発されるスポットで目標点の位置を示し、撮影装置を導入して画像をリアルタイムに収集し、信号処理回路を用いて画像信号をリアルタイムに分析しスポットの位置情報を取得し、またインターフェース回路とソフトウエアを通して前記スポットの位置情報をパソコンに入力し、座標矯正法で座標の校正を行い、カーソルに光学ペンの物理的位置を追跡させる。先行の技術では、割に高い信号対雑音比を実現し、動作信頼性を高めるため、光学ペンから発光される光をできるだけ透過させ、環境光をできるだけカットできるバンドパスフィルタを導入するか、或は光出力を高める方法が採用されている。しかし、バンドパスフィルタだけでは、得られる効果には限りがある。更に光学ペンが発光する光の明るさが一定である場合、環境光の照度が強ければ、光の干渉現象が発生しやすい。一方、光出力を過度に上げると、電気の消耗率が高くなり、電池がすぐに消耗されてしまうおそれがある。従って、信号対雑音比をより一層高める良い方法を探し出す必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許ＺＬ０１１０８０４７７号公報
【特許文献２】中国特許ＣＮ１３０５１４３Ａ号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光出力を高くしなくても、信号対雑音比をより一層高めることが可能な同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の同期式光学ペン型電子ホワイトボードは、受信装置にグローバル露光機能を備えた画像センサーを導入し、パルス発光式を採用し、並びに同期式送信機と同期式受信機を導入し、同期信号を通して光学ペンのパルス発光時間と画像センサーの露光時間を重ね合わせることにより、信号対雑音比の向上を実現する。具体的な技術案は二つあり、１つは、同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムであり、これは受信処理回路と受信処理回路に接続されているカメラとから構成される受信装置と、ペン先の発光素子と光学ペン電子回路とから構成される光学ペンとを備え、前記受信装置に内蔵されている同期式受信機が前記受信処理回路と接続され、且つ前記カメラ内に内蔵されている画像センサーがグローバル露光できる画像センサーであり、前記パルス発光式を採用する光学ペンに、対応する同期式送信機が内蔵されていることを特徴とする。もう１つは、同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムであり、これは受信処理回路と受信処理回路に接続されているとカメラから構成される受信装置と、ペン先の発光素子と光学ペン電子回路とから構成される光学ペンとを備え、前記カメラ内に内蔵されている画像センサーがグローバル露光できる画像センサーであり、前記受信装置に内蔵されている同期式送信機が前記受信処理回路と接続され、且つ前記パルス発光式を採用する光学ペンに、対応する同期式受信機が内蔵されていることを特徴とする。
【０００６】
前記二つの実施案では、同期信号は画像センサーの露光時間と光学ペンのパルス発光時間を重ね合わせるために用いられる。各画素の露光時間をT_shut、画像収集サイクルをT、環境光の有効強度をIeとすると、本発明ではシステムの信号対雑音比は(T_shut*Ip)/( T_shut*Ie)=Ip/Ieとなり、光学ペンの平均消耗電力はa*Ip* T_shutとなる。そのうち、ａは固定係数であり、Ipは光学ペンのパルス発光時間内の平均発光強度である。先行の技術では、光学ペンの持続発光強度をIsにすると、信号対雑音比は(T_shut*Is)/( T_shut*Ie)=Is/Ieと表示でき、光学ペンの平均電力消耗はa*Is*Tとなる。上記計算式により、Ip=Is、T_shut=T/4にすると、本発明と先行技術の信号対雑音比は同じとなるが、光学ペンの電力消耗は先行技術の２５％まで下がり、即ち、信号対雑音比が変わらない場合、本発明のシステム下では光学ペンの電力消耗が大幅に低減され、電池駆動時間の延長が可能となるということである。本発明の光学ペンのパルス発光期間における光出力を倍に高め、即ちIp=Is*2にし、T_shut=T/4にすると、本発明のシステムにおける信号対雑音比が倍に高められ、光学ペンの平均電力消耗を５０％削減することができる。即ちパラメータを適切に設定すれば、信号対雑音比が高まると同時に光学ペンの電力消耗を低減することができるということである。電気回路の利得の増加を前提に、更に露光時間を短縮すれば、より一層信号対雑音比が向上し、或は光学ペンの平均電力消耗を低減することができる。
【０００７】
本発明案を採用すれば、光学ペンの電力消耗を効果的に低減し、電源の駆動時間を延長し、更にシステムの信号対雑音比を高め、製品の利用性を効果的に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一つ目の実施例である同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムの光学ペンの構成図である。
【図２】本発明の一つ目の実施例における受信装置の構成図である。
【図３】本発明の二つ目の実施例である同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステムにおける光学ペンの構成図である。
【図４】本発明の二つ目の実施例における受信装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例と図と併せて、本発明について説明する。
【００１０】
図１と図２は本発明の同期式光学ペン型電子ホワイトボードシステム実施例の構成図である。ペン先の発光素子１は、先行技術と同じように、ペンの先端部に収納されると同時に光学ペンの電子回路２と接続し、更に本体３に収納される赤外線発光管である。これは、先行技術で通常見られる設置である。光学ペンの電子回路２は、通常ワンチップマイコンを中心にして構成される電気回路である。ワンチップマイコンの制御により、光学ペンの発光パルス幅を約５ｍｓにし、パルス周波数を２０ｍｓにすると同時に、パルスを３８ＫＨｚ搬送波に変調する。同期式受信機４は受信処理回路６に連結する普通の赤外線リモコン用の３８ＫＨｚ赤外線受信モジュールである。光学ペンの発光パルスが到来したら、３８ＫＨｚ搬送波により、前記赤外線受信モジュールが信号を出力する。カメラ５は、グローバル露光機能を搭載し、光学ペンの発光とカメラの露光を同時に発生させるようスレーブモードにおいて受信処理回路６の制御により搬送波の信号を受けるときだけに露光するＣＭＯＳ画像センサーＭＴ９Ｖ０３４、レンズ及びバンドパスフィルタなどから構成されている。
【００１１】
本実施例において、露光周期は２０ｍｓ、発光パルス幅は５ｍｓ、パルス内の発光強度は先行光学ペンの２倍となるため、光学ペンの平均電気消耗は先行光学ペンの１／２になり、システムの信号対雑音比も倍にアップされる。即ち、光学ペンの電気消耗が５０％低減され、同時にシステムの信号対雑音比も１００％アップしたことで、システムの利用効率が効果的に改善されたということである。
【００１２】
上記実施例においては、ペン先発光素子１を利用して赤外線の搬送波の発信が行われた。ペン先発光素子は同時に同期式送信機でもあるため、システムの構造の簡略化と実用性の向上が可能となる。しかし、ペン先の発光が赤外線でなければ、独立した赤外線発光管を同期式発信機として用いる必要がある。また、ＲＦ（無線周波数）送受信モジュールを用いて同期信号の送受信を行うこともできる。
【００１３】
本発明の実施例２においては、受信装置に内蔵されている同期式送信機７を用いて同期信号を出し、光学ペンにもこれに対応する同期式受信機４が内蔵されているため、光学ペンの発光とカメラの露光を同期に発生させ、本発明の目的を達成することができる。図３と図４に示したように、本実施例では、同期信号は複数のペンで受信することができるため、適切な手順を経れば、複数の光学ペンの同期利用が可能になるというメリットがある。
【００１４】
好適な実施例を用いて、本発明を前述の通り開示したが、これら実施例及び附図は決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で種々の変更や修正を加えることができる。ただし、本発明の保護範囲内とする。従って、本発明の保護範囲は、本出願の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００１５】
１    ペン先の発光素子
２    光学ペンの電気回路
３    本体
４    同期式受信機
５    カメラ
６    受信処理回路
７    同期式送信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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