(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段と、
前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、
前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、
前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、
前記認識された文字列が前記キーワードと判定された場合に、当該文字列を基準に形成される領域について、前記記録された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する算出手段と、
前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を可視化するための画像表示データを生成し、当該画像表示データを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置において、
前記表示制御手段が
前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を、前記キーワードとともに可視化する画像表示データを生成し、当該画像表示データを表示手段に表示させる、情報処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の情報処理装置において、
前記取得手段が、前記座標情報を取得した際の時刻を示す時刻情報を含む入力データを取得し、
前記算出手段が、予め定められた時間情報及び前記取得された時刻情報に基づいて、前記文字列を基準に形成される領域における入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する、情報処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の情報処理装置において、
前記予め定められた時間情報には、所与のタイミング又は所与の期間が含まれる、情報処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報処理装置において、
前記入力データを入力した入力者の属性を示す属性情報が第２のデータベースに記録されており、
前記算出手段が、前記入力者の属性に属し、かつ、前記文字列を基準に形成される領域に対応付けられた入力データ数又は当該入力データ数を算出する、情報処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報処理装置において、
前記入力データを入力する入力者の操作に応じて文字記入可能な入力デバイスによって読み取り可能な位置座標を示すコード化パターンが形成された前記記入領域を有する記録媒体を用いるとともに、
前記取得手段が、前記入力デバイスによって読み取ったコード化パターンのデータに基づいて各入力データの前記記録媒体上の座標を認識することによって前記座標情報を取得する、情報処理装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報処理装置において、
前記入力データを入力する入力者の操作に応じて文字記入可能であって当該電子デバイス上の座標を認識する表示パネルが形成された前記電子デバイスを用いるとともに、
前記取得手段が、前記表示パネルへの入力者の接触操作に応じて各入力データの前記電子デバイス上の座標を認識することによって前記座標情報を取得する、情報処理装置。
【請求項８】
コンピュータを、
所与の記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段、
前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段、
前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段、
前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段、
前記認識された文字列が前記キーワードと判定された場合に、当該文字列を基準に形成される領域について、前記記録された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する算出手段、及び
前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を、前記キーワードとともに可視化する画像表示データを生成し、当該画像表示データを表示手段に表示させる表示制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
位置座標を示すコード化パターンが形成された記入領域を有する記録媒体に対して、入力者の操作に基づいて記入を実行し、かつ、前記コード化パターンを読み取るための電子ペンと、
前記電子ペンによって読み取ったコード化パターンを含む入力データを取得し、当該取得した入力データのデータ解析を実行する情報処理装置と、
を備え、
前記情報処理装置が、
前記入力データを取得する取得手段と、
前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、
前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、
前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、
前記認識された文字列が前記キーワードと判定された場合に、当該文字列を基準に形成される領域について、前記記録された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する算出手段と、
前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を、前記キーワードとともに可視化する画像表示データを生成し、当該画像表示データを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【請求項１０】
記入領域を表示する表示パネルと、当該記入領域が接触されることによって入力された入力データの前記表示パネル上の座標を示す座標情報を検出する検出手段と、を有する電子デバイスと、
前記入力された入力データのデータ解析を実行する情報処理装置と、
を備え、
前記情報処理装置が、
前記入力データを取得する取得手段と、
前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、
前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、
前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、
前記認識された文字列が前記キーワードと判定された場合に、当該文字列を基準に形成される領域について、前記記録された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を算出する算出手段と、
前記算出された入力データ数又は当該入力データ数に関連する関連データ数を、前記キーワードとともに可視化する画像表示データを生成し、当該画像表示データを表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、学習問題における解答者の思考傾向を解析する情報処理装置、情報処理システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記入した情報を電子化する電子ペンが開発されており、その代表的なものとしてスウェーデンのＡｎｏｔｏ社が開発した「アノトペン（Ａｎｏｔｏ  Ｐｅｎ）」が知られている。このアノトペンは、所定のアルゴリズムによりパターン化された位置座標を示すドットパターンが印刷された専用紙（以下、単に「専用紙」という。）とともに使用される。
【０００３】
具体的には、このアノトペンは、ペン先部に、専用紙に印刷されたドットパターンを撮像するための小型カメラと、撮像したドットパターンから専用紙における位置座標を演算するプロセッサと、演算された位置座標等を外部機器へ送信するデータ通信ユニットとを搭載している。また、ユーザが専用紙上にアノトペンで文字等を書いた場合に、または、専用紙上に図案化されている画像にチェックマークを記入した場合に、ペンの移動に伴って小型カメラが専用紙に印刷されたドットパターンが撮像され、プロセッサによって演算された連続する位置座標から、ユーザが記入した文字、記号または図形などの情報（以下、「ストローク情報」という。）が取得されるようになっている。そして、このストローク情報が、データ通信ユニットによりアノトペンから近くのパーソナルコンピュータや携帯型電話器などの端末装置に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、最近、コンピュータ装置の表示画面上を専用のペンその他のもので触れることによって文字や記号などの文字情報を記入するシステムが提案されており、その一つとして、所定の画面上の領域にユーザによって手書きされた文字情報を記入するための文字記入領域を用いるものが知られている。
【０００５】
例えば、このような文字を記入して入力できるシステムとしては、文字記入領域が予め設定されており、当該文字記入領域に手書きされた文字や記号などを取得させることによって、文字の記入を行う記入者（いわゆる、ユーザ）に対してその記入時の負担を軽減させるようになっている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
一方、最近では、学校などの教育現場において、解答欄（解答領域）を有する用紙などに記入された内容を記憶し、各学習者の記載内容の進行度合いを把握するために、電子ペンを用いた学習システムが知られている。例えば、このような学習システムは、各電子ペンから送信されたストローク情報を受信し、複数のユーザ毎のストローク情報の各々に基づいて描画される複数のストローク群の各々を、設定された表示順序で、表示手段に表示させる制御を実行するようになっている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５１１７６１号公報
【特許文献２】特開平８−５０５３０号公報
【特許文献３】特開２０１３−１０５３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載の学習システムにあっては、論述形式の解答などキーワードを用いる解答を行う場合に、解答者全体やその一部の思考又はその滞留の傾向を把握するために用いることができない。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キーワードに基づく論述形式の学習問題の解答などの記入において、記入者の思考の傾向やその滞留の傾向を的確に把握することが可能な情報処理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するため、本発明の情報処理装置などは、所与の記入領域に入力された座標を示す座標情報を含む入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。
【００１１】
この構成により、本発明の情報処理装置などは、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができる。
【００１２】
通常、記入領域への記入速度は、記入者の思考スピードに関連し、当該記入領域への記入量は、記入者の思考した量（思考した時間）に関連する。また、論述形式の学習問題など文章を記入する場合においては、接頭語などは、論述展開にアクセントを与えるキーワードになり、また、人物名などの名称を示す文字列は、当該文章を理解する上で重要なキーワードとなる場合が多い。さらに、記入された文章などにおいては、キーワードの記載位置としては、記入者の思考が表れることが多く、これらを統計的に解析すれば、記入者全体又は属性別の思考傾向を把握することに役に立つ。
【００１３】
したがって、本発明の情報処理装置などは、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。
【００１４】
（２）また、本発明の情報処理システムは、位置座標を示すコード化パターンが形成された記入領域を有する記録媒体に対して、入力者の操作に基づいて記入を実行し、かつ、前記コード化パターンを読み取るための電子ペンと、前記電子ペンによって読み取ったコード化パターンを含む入力データを取得し、当該取得した入力データのデータ解析を実行する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の情報処理システムは、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。
【００１６】
（３）また、本発明の情報処理システムは、記入領域を表示する表示パネルと、当該記入領域が接触されることによって入力された入力データの前記表示パネル上の座標を示す座標情報を検出する検出手段と、を有する電子デバイスと、前記入力された入力データに基づいて解答者における思考の傾向をデータ解析する情報処理装置と、を備え、前記情報処理装置が、前記入力データを取得する取得手段と、前記取得された入力データを第１のデータベースに記録する記録制御手段と、前記データベースに記録された各記入者の入力データによって形成された形状に基づいて文字を認識する認識手段と、前記認識された少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定する判定手段と、を備える構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の情報処理システムは、上述したように、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の情報処理装置などは、上述したように、論述形式の学習問題に対する解答など文集を記入する際に、記入領域に入力された入力データを、キーワードを基準に解析することができるので、キーワードを基準とした記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る情報処理システムの一実施形態における構成を示すシステム構成図である。
【図２】一実施形態の学習問題用紙の書式（様式）の一例である。
【図３】一実施形態におけるドットパターンのドットの配置とそのドットが変換される値との関係を説明する図である。
【図４】一実施形態におけるドットパターンを説明するための図であり、（Ａ）は、ドットパターンを模式的に示し、（Ｂ）は、それに対応する情報の例を示す図である。
【図５】一実施形態における電子ペンの構造を示す概略図であるとともに、その機能を示すブロック図である。
【図６】一実施形態におけるデータ解析装置の各機能を示すブロック図である。
【図７】一実施形態のデータ解析装置内に設けられたストロークデータデータベースに記録されるデータの一例を示す図である。
【図８】一実施形態のデータ解析装置内に設けられた解答情報データベースに記録されるデータの一例を示す図である。
【図９】一実施形態のデータ解析装置内に設けられた学習者情報データベースに記録されるデータの一例を示す図である。
【図１０】一実施形態の所定のタイミング又は所定の期間における解答領域と対応付けて可視化されたストローク情報画像を含む思考傾向表示画像（可視化された算出結果）を説明するための図である。
【図１１】一実施形態の解答領域と対応付けて時間軸に沿って変化するストローク情報を含む思考傾向再生画像（可視化された算出結果）を説明するための図である。
【図１２】一実施形態のデータ解析装置において実行されるストロークデータの記録処理の動作を示すフローチャートである。
【図１３】一実施形態のデータ解析装置において実行される思考傾向可視化処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る情報処理システムの変形例における構成を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
なお、以下に説明する実施形態は、電子ペン又は電子デバイスと、当該電子ペンによって読み取り可能な位置座標を示すコード化パターン（ドットパターン）が予め形成されている所定の解答領域を有する学習問題用紙（又はその画像）と、を用いた情報処理システムに、本発明の情報処理装置、プログラム及び情報処理システムを適用した場合の実施形態である。
【００２２】
また、以下の実施形態においては、例えば、本願発明における記入領域として、学習問題用紙（又はその画像）に形成された解答領域を用いて説明するとともに、電子ペンに基づく記入操作又は電子デバイスへの接触操作によってキーワードを含む文字列の入力が実行されるとして説明する。
【００２３】
［１］情報処理システムの概要
まず、図１を用いて、本実施形態における情報処理システム１の構成及び概要について説明する。なお、図１は、本実施形態における情報処理システム１の構成を示すシステム構成図である。また、図１においては、図が煩雑になることを防止するために、一部の電子ペン１０及びそれを用いる解答者のみを表示している。すなわち、実際の情報処理システム１においては、表示するよりも多数の解答者及び電子ペン１０が存在している。
【００２４】
本実施形態の情報処理システム１は、学校又は学習塾などの教育現場において、学習問題用紙４０を用いて学習問題を提示し、その解答を得る際に、学習者によって学習問題用紙４０又は当該学習問題用紙４０とは別に提供される解答用紙に記入された解答を、その解答の記入時刻及び記入領域（すなわち、解答領域４１）とともに、データ化するシステムである。
【００２５】
特に、本実施形態の情報処理システム１は、
（１）データ化された各解答者の解答データ（すなわち、「入力データ」であり、以下の「ストロークデータ」を示す。）に基づいて記入された文字をそれぞれ認識し、
（２）解答データ毎に、認識した文字に基づいて、接頭語又は人名や地名その他の名称などの予め定められたキーワードの有無をそれぞれ判定し、
（３）当該キーワードが存在する際に、当該キーワードを基準に、解答中の予め定められたタイミングや解答期間において、学習者全体、又は、男女別、クラス別若しくは地域別などの属性毎に、ストロークデータのデータ解析を実行して可視化する
システムである。
【００２６】
通常、解答領域などの記入領域への記入速度は、記入者（例えば、解答者）の思考スピードに関連し、当該記入領域への記入量は、記入者の思考した量（思考した時間）に関連する。また、論述形式の学習問題など文章を記入する場合においては、接頭語などは、論述展開にアクセントを与えるキーワードになり、また、人物名などの名称を示す文字列は、当該文章を理解する上で重要なキーワードとなる場合が多い。さらに、記入された文章などにおいては、キーワードの記載位置としては、記入者の思考が表れることが多く、これらを統計的に解析すれば、記入者全体又は属性別の思考傾向を把握することに役に立つ。
【００２７】
そこで、本実施形態の情報処理システム１は、キーワードの位置に基づいて、所定のタイミングや所定の期間における解答者全体又は所定の属性の一部の記入者の人数、そのストローク数又は認識された文字数を可視化するなどのキーワードに基づく解析を行うことができるので、論述形式の学習問題などにおける記入者の思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができるようになっている。
【００２８】
具体的には、本実施形態の情報処理システム１は、図１に示すように、提示された学習問題用紙４０に対して解答を行う各解答者に提供される電子ペン１０と、キーワードに基づいて解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数を可視化することによって思考傾向を可視化する処理（以下、「思考傾向可視化処理」という。）を実行するデータ解析装置２０と、有している。
【００２９】
電子ペン１０は、位置座標を示すコード化パターンが形成された学習問題と当該学習問題の解答を記入するための解答領域４１とを有する学習問題用紙４０（記録媒体）に対して、解答者の解答を記入するための機能と、当該コード化パターンを読み取ってデータ解析装置２０に記入された解答者の解答に基づく筆跡のデータ（以下、「ストロークデータ」という。）を提供する機能と、を有している。
【００３０】
特に、電子ペン１０は、解答者によって使用され、ボールペン、鉛筆やシャープペンシルなどの他の筆記用具と同様に、文字又は線図などの学習問題用紙４０の解答領域４１に所定の記入（所定の形状（キャラクタ）の記入）を行う際に用いられる。
【００３１】
また、電子ペン１０は、学習問題用紙４０に文字または図形などの記入が行われた場合に、当該記入時のストローク（筆跡）やタップ（電子ペン１０のペン先による学習問題用紙４０への軽叩）に応じて、当該学習問題用紙４０上の移動経路（すなわち、筆跡またはストローク）に沿って、学習問題用紙４０に印刷されたドットパターンを局所的、かつ、連続的に読み取る構成を有している。
【００３２】
そして、電子ペン１０は、読み取ったドットパターンに基づいて学習問題用紙４０におけるその局所位置の座標を算出するとともに、その算出した位置座標を含むストロークデータを生成し、当該生成したストロークデータをデータ解析装置２０に送信する構成を有している。
【００３３】
データ解析装置２０は、例えば、タブレット型情報端末装置、スマートフォン、パーソナルコンピュータ又はワークステーション等の情報通信端末装置である。
【００３４】
具体的には、データ解析装置２０は、無線通信回線を利用して電子ペン１０によって読み取ったコード化パターンと当該読み取った際の時刻を示す時刻情報を含むストロークデータを取得し、取得したストロークデータをデータベース（以下、「ＤＢ」といい、後述の記録装置２００）に記録する機能を有している。
【００３５】
また、データ解析装置２０は、情報処理システム１の管理者、学習問題の提供者又はそれらに準ずる権限を有する者（以下、「管理者」という。）の指示に基づいて、記録した各解答者の各ストローク情報に基づいて、思考傾向可視化処理を実行する機能を有している。
【００３６】
すなわち、データ解析装置２０は、
（１）各電子ペン１０より、学習問題用紙４０によって提供された学習問題について、解答者毎に、当該学習問題とともに提示された所与の解答領域４１に記入された各ストロークの座標を示す座標情報と当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報とを含むストロークデータを取得し、
（２）取得した座標情報及び時刻情報を含む各ストロークデータをそれぞれＤＢに記録し、
（３）ＤＢに記録された各学習者（各記入者）の各ストロークデータによって形成された形状に基づいて解答領域４１に記入された各文字を認識し、
（４）認識した少なくとも１文字から構成される文字列が予め定められたキーワードであるか否かを判定し、
（５）認識した文字列がキーワードと判定した場合に、当該文字列（すなわち、キーワード）を基準に、可視化すべき所与の項目（以下、「可視化項目」という。）に基づいて記録されたストロークデータを集計し、
（６）解答者の人数、ストローク数又は認識された文字数などの集計結果を管理者に提供する
構成を有している。
【００３７】
特に、本実施形態の可視化項目には、上述のように、解答開始（すなわち、テスト開始）から１０分後、３０分後、５０分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から１０分まで、当該１０分から３０分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性において、キーワードを基準に（例えばキーワードの前段部分又は後段部分について）集計された
（Ａ）解答領域４１への記入開始などの第１のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
（Ｂ）キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域４１への記入終了などの第２のタイミングまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
（Ｃ）解答領域４１への記入開始などの第３のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでの経過時間、及び
（Ｄ）キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域４１への記入終了などの第４のタイミングまでの経過時間、
の少なくともいずれか一方が含まれている。
【００３８】
そして、データ解析装置２０は、所与のタイミング、又は、所与の期間における解答領域４１の解答者全体又は所定の属性別において、キーワードを基準に、（Ａ）〜（Ｄ）項目における解答者数、ストローク数、認識された文字数又は所定の期間における経過時間を算出し、当該算出した結果を可視化する思考傾向可視化処理を実行するようになっている。
【００３９】
なお、本実施形態の可視化項目には、上記に加えて、解答開始（すなわち、テスト開始）から１０分後、３０分後、５０分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から１０分まで、当該１０分から３０分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性の項目が含まれる。
【００４０】
このような構成により、本実施形態の情報処理システム１は、キーワードの位置に基づいてストロークデータを解答者全体又は属性別に集計することによって、論述形式の学習問題における解答者全体又はグループ別の解答者における思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができるようになっている。
【００４１】
なお、本実施形態においては、電子ペン１０がペンダウンと判定してからペンアップと判定するまでに、すなわち、ユーザの一つのストロークの記入により、電子ペン１０によって生成されるデータを一のストロークデータという。
【００４２】
［２］学習問題用紙
［２．１］学習問題用紙
次に、図２を用いて本実施形態の学習問題用紙４０について説明する。なお、図２は、本実施形態の学習問題用紙４０の書式（様式）の一例である。
【００４３】
学習問題用紙４０には、紙など記録媒体によって形成されており、当該用紙の一面に後述するドットパターン（コード化パターン）が印刷により全体的に形成されている。なお、当該記録媒体は、紙以外の布や樹脂などの問題及びドットパターンが印刷可能であって、学習者によって記入可能な媒体であればよい。
【００４４】
また、学習問題用紙４０には、例えば、図２（Ａ）に示すように、ドットパターンが形成（印刷）されている面に、解答が論述形式の学習問題の問題文が印刷されているとともに、学習問題に関連付けてその解答を記入するための余白（空欄）が形成されている。
【００４５】
特に、学習問題用紙４０には、例えば、図２（Ｂ）に示すように、文字が記入された際のストロークを検出するため、その余白として、ユーザエリアとして複数の解答領域４１が形成されている。すなわち、解答領域４１は、電子ペン１０により学習問題用紙４０の余白に記入された際の電子ペン１０のストロークがどの解答領域４１への記入によるものであるのかをデータ解析装置２０において識別することが可能に形成されている。
【００４６】
なお、ドットパターンは、赤外線を吸収するカーボンを含有するインクによって印刷されており、問題文は、赤外線を吸収しないインクによって印刷されている。また、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す学習問題用紙４０においては、記述方向は横書きとなっており、解答領域４１にはマス目が印刷されていが、記述方向は縦書きであってもよいし、マス目が印刷されていなくてもよい。
【００４７】
［２．２］ドットパターン
次に、図３及び図４の各図を用いて本実施形態における学習問題用紙４０に印刷されているアノト方式のドットパターン（コード化パターン）について説明する。なお、図３は、ドットパターンのドットとそのドットが変換される値との関係を説明する図であり、図４は、ドットパターンを説明するための図である。
【００４８】
本実施形態のドットパターンの各ドットは、図３に示すように、その位置によって所定の値に対応付けられている。すなわち、ドットの位置を仮想格子の基準位置（縦線及び横線の交差点）から上下左右のどの方向にシフトするかによって、各ドットは、０〜３の値に対応付けられている。また、各ドットの値は、さらに、Ｘ座標用の第１ビット値及びＹ座標用の第２ビット値に変換できるようになっており、このようにして対応付けられた情報の組合せにより、学習問題用紙４０上の位置座標が決定されるよう構成されている。
【００４９】
図４（Ａ）は、ある位置のドットパターンの配列を示している。図４（Ａ）に示すように、縦横約２ｍｍにおける範囲内に６×６の３６個のドットが、学習問題用紙４０上のどの部分から６×６ドットを取ってもユニークなパターンとなるように配置されている。そして、これら３６個のドットにより形成されるドットパターンは、学習問題用紙４０上における相対的な位置座標及びドットパターンアドレスを保持している。なお、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す各ドットを、仮想格子の基準位置からのシフト方向によって、図３に示す規則性に基づいて対応づけられた値に変換したものである。この変換は、ドットパターンの画像を撮影する電子ペン１０によって行われる。
【００５０】
［３］構成
［３．１］電子ペン
次に、図５を用いて本実施形態における電子ペン１０の構造とその動作について説明する。なお、図５は、本実施形態の電子ペン１０の構造を示す概略図であるとともに、その機能を示すブロック図である。
【００５１】
具体的には、電子ペン１０は、図５に示すように、その筐体１０１の内部に、ペン部１０４と、ＬＥＤ１０５と、ＣＭＯＳカメラ１０６と、圧力センサ１０７と、ＣＰＵ等により構成されるプロセッサ１０８と、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ１０９と、リアルタイムクロック１１０と、アンテナ等により構成される通信ユニット１１１と、バッテリー１１２と、を備える。
【００５２】
ペン部１０４の先端は、ペン先部１０３となっており、ペン先部１０３は、文字などの記入又はタップを行う際に、ユーザによって学習問題用紙４０に当接される。
【００５３】
なお、ペン部１０４には、学習問題用紙４０の性質上、消しゴムなどで消せるタイプのインクが充填されたインクカートリッジが装填されていることが好ましい。
【００５４】
ＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６は、電子ペン１０のペン先部１０３付近に取り付けられており、筐体１０１におけるＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６と対向する部分には、開口部１０２が形成されている。
【００５５】
ＬＥＤ１０５は、学習問題用紙４０上のペン先部１０３近傍に向けて赤外線を照射する。赤外線が照射される領域は、ペン先部１０３が学習問題用紙４０に接触する位置とはわずかにずれるように構成されている。
【００５６】
ＣＭＯＳカメラ１０６は、ＬＥＤ１０５によって照明された領域内における上述したドットパターンを撮影し、そのドットパターンの画像データをプロセッサ１０８に供給する。
【００５７】
また、ＣＭＯＳカメラ１０６による撮影領域は、図４（Ａ）に示すような約２ｍｍ×約２ｍｍの大きさを含む範囲であり、ＣＭＯＳカメラ１０６の撮影は毎秒５０〜１００回程度の定間隔で行われる。
【００５８】
なお、ＣＭＯＳカメラ１０６の受光面側に、ノイズを低減して座標検出の信頼性を高めるため、赤外光を選択的に透過する赤外線透過フィルタを備えてもよい。
【００５９】
また、ドットパターンは、上述のように、赤外線を吸収するカーボンを含有するインクによって印刷されているので、ＬＥＤ１０５によって照射された赤外線は、ドットの位置においては吸収される。したがって、ドットの部分は、赤外線の反射量が少なく、ドット以外の部分は赤外線の反射量が多くなる。
【００６０】
このため、ＣＭＯＳカメラ１０６の撮影により、赤外線の反射量の違いから閾値を設けることによって、カーボンを含むドットの領域とそれ以外の領域を区別することができるようになっている。
【００６１】
圧力センサ１０７は、ユーザが電子ペン１０により学習問題用紙４０に文字などを記入したりタップしたりする際に、ペン先部１０３からペン部１０４を通じて与えられる圧力、すなわち、筆圧を検出し、その値をプロセッサ１０８へ伝送する。
【００６２】
プロセッサ１０８は、圧力センサ１０７から与えられる筆圧のデータ（筆圧データ）に基づいて、電子ペン１０のペンダウン（学習問題用紙４０に接触してストロークが書き出しされること）及びペンアップ（接触している状態からペン先部１０３が離れること）を判定してＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６のスイッチのオン／オフを切換える。
【００６３】
すなわち、ユーザが電子ペン１０によって学習問題用紙４０に文字などを記入すると、ペン先部１０３に筆圧がかかり、圧力センサ１０７によって所定値以上の筆圧が検出されるので、プロセッサ１０８は、ユーザが記入を開始したと判定して、ＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６を作動させる。
【００６４】
そして、ユーザが学習問題用紙４０から電子ペン１０を離すと、圧力センサ１０７によって所定値以上の筆圧の検出がされなくなるので、その際には、プロセッサ１０８は、ユーザが１つの筆跡の記入を終了したと判定して、ＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６の作動を終了させる。
【００６５】
一方、プロセッサ１０８は、ユーザによって学習問題用紙４０に文字等のストロークが記入されている期間中、すなわち、圧力センサ１０７から与えられる筆圧データを検出中であって、ＬＥＤ１０５及びＣＭＯＳカメラ１０６のスイッチがオンの状態のときに、当該検出した筆圧データに基づいて、ＣＭＯＳカメラ１０６によって供給される各画像データから、Ｘ、Ｙ座標（以下、単に「位置座標」、「座標情報」又は「座標データ」ともいう。）及びドットパターンアドレスを個々に演算していく。
【００６６】
特に、プロセッサ１０８は、ＣＭＯＳカメラ１０６によって供給される、図４（Ａ）に示されるようなドットパターンの画像データを、図４（Ｂ）に示すデータ配列に変換し、さらに、Ｘ座標ビット値及びＹ座標ビット値に変換して、そのデータ配列から所定の演算方法によりＸ及びＹ座標データ及びドットパターンアドレスを演算する。
【００６７】
そして、プロセッサ１０８は、リアルタイムクロック１１０から発信される現在時刻と、筆圧データと、Ｘ，Ｙ座標データ及びドットパターンアドレスとを関連付けて一のストロークデータを生成する。
【００６８】
なお、上述のように、学習問題用紙４０における６×６のドットパターンは、学習問題用紙４０内で重複することはないため、ユーザが電子ペン１０で文字等のストロークを記入すると、記入された位置が学習問題用紙４０のどの位置に当たるかを、プロセッサ１０８による座標演算により、ストロークに沿ってＣＭＯＳカメラ６により撮像されたドットパターンの学習問題用紙４０における位置座標を特定することができるようになっている。
【００６９】
メモリ１０９には、電子ペン１０を識別するための「００１」などのペンＩＤ（電子ペン１０識別情報）、ペン製造者番号、ペンソフトウェアのバージョン等のプロパティ情報が記憶されている。
【００７０】
リアルタイムクロック１１０は、現在時刻（タイムスタンプ）を示す時刻情報を発信し、プロセッサ１０８に供給する。
【００７１】
通信ユニット１１１は、ペンＩＤが関連付けられた各ストロークデータをデータ解析装置２０に順次送信する。特に、通信ユニット１１１によるデータ解析装置２０への送信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線送信によって即時的かつ逐次的に行われる。
【００７２】
バッテリー１１２は、電子ペン１０内の各部材に電力を供給するためのものであり、例えば、電子ペン１０のキャップ（図示せず）の脱着により電子ペン１０自体の電源のオン／オフを行うように構成されている。
【００７３】
［３．２］データ解析装置
次に、図６〜図１１の各図を用いて本実施形態のデータ解析装置２０について説明する。
【００７４】
なお、図６は、本実施形態のデータ解析装置２０の各機能を示すブロック図であり、図７〜図９は、それぞれ、本実施形態のデータ解析装置２０内に設けられたストロークデータＤＢ２０１、解答情報ＤＢ２０２、及び、学習者情報ＤＢ２０３に記録されるデータの一例を示す図である。また、図１０は、本実施形態の解答領域４１と対応付けて可視化された所定のタイミング又は所定の期間におけるストローク情報画像を含む思考傾向表示画像（可視化された算出結果）を説明するための図であり、図１１は、本実施形態の解答領域４１と対応付けて時間軸に沿って変化するストローク数情報を含む思考傾向再生画像（可視化された算出結果）を説明するための図である。
【００７５】
本実施形態のデータ解析装置２０は、図６に示すように、各種の情報が記録される記録装置２００と、通信インターフェース（以下、「通信Ｉ／Ｆ」という。）２１０と、液晶パネル等により構成される表示部２３０と、表示部２３０への表示データを生成して表示部２３０を制御する描画データ生成部２４０と、思考傾向可視化処理を実行するデータ処理部２５０と、操作部２６０と、ＲＯＭ／ＲＡＭ２７０と、装置全体を制御する管理制御部２８０と、を有し、上記の各部は、バス２１によって相互に接続されている。
【００７６】
記録装置２００は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）、又は、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）により構成される。そして、記録装置２００は、少なくとも、ストロークデータＤＢ２０１と、解答情報ＤＢ２０２と、学習者情報ＤＢ２０３と、を有している。
【００７７】
なお、例えば、本実施形態の記録装置２００は、本発明の第１のデータベース及び第２のデータベースを構成する。
【００７８】
ストロークデータＤＢ２０１は、各電子ペン１０から送付されたストロークデータが電子ペン１０毎に記録されるデータベースである。例えば、ストロークデータＤＢ２０１には、図７に示すように、
（１）ペンＩＤ
（２）座標情報（（ｘ、ｙ）座標）
（３）座標毎のドットパターンアドレス（図４Ｂ参照）
（４）座標毎の筆圧データ
（５）座標毎の時刻情報
が記録される。
【００７９】
なお、図７においては、座標情報に示される各座標（ｘ、ｙ）としては（ｘ１１，ｙ１１）などの所定の座標値が記録され、ドットパターンとしては、図４Ｂに示される値が記録される（図７のドットパターンの表記については省略）。また、筆圧データとしては、１０段階のＰＰ０１〜ＰＰ１０までの値が記録され、時刻情報としては日時が記録される。
【００８０】
解答情報ＤＢ２０２は、学習問題用紙４０における各学習問題の解答を該当する学習問題に対応付けて認識するための座標領域が記憶されるデータベースである。例えば、解答情報ＤＢ２０２には、図８に示すように、
（１）学習問題用紙４０の識別情報（以下、「問題用紙ＩＤ」という。）
（２）各学習問題の解答領域（座標領域）４１
（３）キーワードのテキストデータ
が記録されている。
【００８１】
なお、問題用紙ＩＤ、解答領域４１及びキーワードのテキストデータは、電子ペン１０を用いて学習問題用紙４０を使用する前に情報処理システム１の管理者などによって予め登録される。また、図８には、問題用紙ＩＤ「Ｐ００１」における座標領域と、各キーワード「しかし」、「したがって」及び「徳川家康」のテキストデータが記録されていることが示されている。
【００８２】
学習者情報ＤＢ２０３は、各学習者の属性と各学習者が使用する電子ペン１０のペンＩＤとが記録されるデータベースである。例えば、学習者情報ＤＢ２０３には、図８に示すように、
（１）学習者の識別情報（以下、「学習者ＩＤ」という。）
（２）ペンＩＤ
（３）属性情報
（４）各学習者において解答した学習問題における問題用紙ＩＤ
が記録される。
【００８３】
なお、各属性情報及びペンＩＤは、使用する前に情報処理システム１の管理者などによって予め登録される。また、図９には、学習者ＩＤ「ＳＴ０００１」の学習者の電子ペン１０のＩＤが「０００１」であること、当該学習者の学習者の属性が「男性」、「２０歳」、「Ｃクラス」及び出身地「東京」であること、及び、当該学習者が解答した学習問題（学習問題ＩＤ）が「ＴＥＳＴ００１」及び「ＴＥＳＴ００３」であることを示している。
【００８４】
通信Ｉ／Ｆ２１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インターフェースであり、図示しないアンテナを介して各電子ペン１０とストロークデータの授受などを実行する。
【００８５】
表示部２３０は、例えば、液晶素子または有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子のパネルによって構成され、描画データ生成部２４０において生成された表示データに基づいて所定の画像を表示する。なお、例えば、本実施形態の表示部２３０は、本発明の表示手段を構成する。
【００８６】
描画データ生成部２４０は、表示部２３０に表示させるために必要な表示データを生成するようになっており、生成された表示データを表示部２３０に出力する。
【００８７】
特に、描画データ生成部２４０は、データ処理部２５０の制御の下、思考傾向可視化処理の実行時に、所定の画像を表示するための表示データを生成して表示部２３０に供給する。
【００８８】
データ処理部２５０は、ＲＯＭ／ＲＡＭ２７０に記録されているストロークデータを記録する処理（以下、単に「記録処理」という。）及び思考傾向可視化処理を実行するアプリケーションに基づいて、
（１）各電子ペン１０より、学習問題用紙４０によって提供された学習問題について、解答者毎に、当該学習問題とともに提示された所与の解答領域４１に記入された各ストロークの座標を示す座標情報と当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報とを含むストロークデータを取得し、取得した座標情報及び時刻情報を含む各ストロークデータをそれぞれストロークデータＤＢ２０１に記録する記録する記録処理と、
（２）ストロークデータＤＢ２０１に記録された各解答者の各ストロークデータに基づいて、文字認識を実行しつつ、キーワードの有無を判定し、当該キーワードが存在する場合に、キーワードを基準とした可視化項目に属する解答領域４１の解答者の人数又はストローク数などのストロークデータを集計し、集計した結果（具体的には、解答者の人数又はストローク数）を解答領域４１に対応付けて可視化する思考傾向可視化処理と、
を実行する。
【００８９】
特に、データ処理部２５０は、アプリケーションを実行することによって、受信したストロークデータの記録管理を含む各ＤＢを管理するＤＢ制御管理部２５１と、思考傾向可視化処理を実行し、可視化項目に属するストロークデータを集計する集計処理部２５２と、ストロークデータの集計処理を実行する際に解答領域４１に記入されたストロークの文字を認識し、特定のキーワードの有無及び当該キーワードの座標を認識する文字認識判定部２５３と、思考傾向可視化処理において算出結果を可視化する際の表示データの生成その他の制御を行う表示制御部２５４と、を実現する。
【００９０】
例えば、本実施形態のＤＢ制御管理部２５１は、本発明の取得手段又は記録制御手段を構成し、集計処理部２５２は、本発明の算出手段を構成する。また、例えば、本実施形態の文字認識判定部２５３は、本発明の認識手段を構成し、表示制御部２５４は、本発明の提供手段を構成する。
【００９１】
ＤＢ制御管理部２５１は、各ＤＢに対するデータの読み出し及び書き込みを管理する。特に、ＤＢ制御管理部２５１は、通信Ｉ／Ｆ２１０を介して各電子ペン１０から送信された各ストロークデータを受信すると、受信したストロークデータからペンＩＤ、座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を抽出する。そして、ＤＢ制御管理部２５１は、抽出したペンＩＤに基づいてストロークデータＤＢ２０１を検索し、該当するペンＩＤに対応付けて座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を当該ストロークデータＤＢ２０１に記録する。
【００９２】
また、ＤＢ制御管理部２５１は、操作部２６０における管理者の操作などに基づいて、学習問題用紙４０における問題用紙ＩＤ、問題番号及び各解答領域４１の設定を実行し、それらの各情報を解答情報ＤＢ２０２に記録するとともに、電子ペン１０が使用される前に、各学習者の属性と各学習者が使用する電子ペン１０のペンＩＤとを学習者情報ＤＢ２０３に記録又は更新する。
【００９３】
集計処理部２５２は、思考傾向可視化処理の実行時に、管理者の指示によって設定された可視化項目に基づいて、該当する各電子ペン１０における該当する各ストロークデータをストロークデータＤＢ２０１内から検索し、各電子ペン１０における当該可視化項目に属する解答領域４１の解答者の人数、ストローク数及び認識された文字数を算出しつつ、解答者全体又は特定の属性に属する解答者における当該可視化項目に属する解答領域４１の解答者の人数、ストローク数及び認識された文字数を集計する。
【００９４】
具体的には、集計処理部２５２は、操作部２６０における管理者の操作に基づいて、
（１）ストロークデータを集計して可視化する際に基準となるキーワード及び当該キーワードを基準に可視化する解答領域４１の特定の解答部分（例えば、当該基準となるキーワードの前段部分（記述方向においてキーワードの前に記載される部分）、後段部分（記述方向においてキーワードの後に記載される部分）又はその双方）、
（２）解答者数、文字数又はストローク数の可視化対象
（３）予め定められた基準時刻（例えば、テスト開始などの解答開始タイミング）から１０分後などの所定のタイミング又は解答開始から１０分後までの所定の期間、
（４）解答者全体、又は、男女別、年齢別、クラス別若しくは地域別など一部の解答者の属性
（５）予め定められた基準時刻から時間軸に沿って、算出された予め定められたタイミング又は予め定められた期間における解答者数又はストローク数の変化の表示の有無
の可視化項目を設定する。
【００９５】
すなわち、本実施形態の可視化項目は、上述のように、解答開始（すなわち、テスト開始）から１０分後、３０分後、５０分後などの所与のタイミング、又は、解答開始から１０分まで、当該１０分から３０分までなど所与の期間、及び、解答者全体の他に男女別、年齢別、クラス別又は地域別などの属性において、キーワードを基準に（キーワードの前段部分又は後段部分について）集計された
（Ａ）解答領域４１への記入開始などの第１のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
（Ｂ）キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域４１への記入終了などの第２のタイミングまでのストローク数、解答者数又は認識された文字数
（Ｃ）解答領域４１への記入開始などの第３のタイミングからキーワードに相当する文字列が記入されるまでの経過時間、及び
（Ｄ）キーワードに相当する文字列が記入されてから解答領域４１への記入終了などの第４のタイミングまでの経過時間、
の少なくともいずれか一方が含まれている。
【００９６】
特に、集計処理部２５２は、可視化項目に設定されたキーワードを基準に可視化する解答領域４１の特定の解答部分については、ペンＩＤ（学習者）毎に、基準となるキーワードの解答領域４１内における座標（以下、「キーワード座標」という。）を特定し、当該キーワード座標の記述方向において当該キーワードの前に記載される部分、当該キーワード座標の記述方向において当該キーワードの後に記載される部分又はその双方の部分を、可視化する解答領域４１の特定の解答部分として特定する。
【００９７】
また、集計処理部２５２は、特定された１又は複数の解答領域４１内の解答部分において、解答者毎に（すなわち、ペンＩＤ毎に）、文字認識判定部２５３によって認識された特定のキーワードの座標に基づいて、可視化する解答領域４１の特定の解答部分に属するストロークデータをストロークデータＤＢ２０１から検出し、解答者全体又は特定の属性を有する解答者において集計することによって、当該解答部分に属する解答者数、ストローク数又は認識した文字数を算出する。
【００９８】
なお、可視化項目が解答者数と設定された場合には、集計処理部２５２は、文字認識された文字の中に特定のキーワードが存在するペンＩＤ（解答者）において、可視化項目として設定した解答部分にストロークが存在するペンＩＤ（解答者）の数を検出する
【００９９】
一方、集計処理部２５２は、各学習者のストロークデータを検出する際に、可視化項目が所定のタイミング又は所定の期間と設定された場合には、ストロークデータＤＢ２０１を検索する際に、所定のタイミングの時刻情報又は所定の期間に属する時刻情報を有するストロークデータをストロークデータＤＢ２０１から検出する。
【０１００】
また、集計処理部２５２は、可視化項目に少なくとも１の属性が設定された場合には、該当する属性情報を有するペンＩＤを学習者情報ＤＢ２０３から取得し、当該取得したペンＩＤによって規定されるストロークデータをストロークデータＤＢ２０１から検出する。
【０１０１】
なお、本実施形態の集計処理部２５２は、操作部２６０における管理者の操作に応じて、複数の解答領域４１、複数のタイミングや期間、複数の可視化対象、複数の属性又はこれらの組み合わせを設定し、それぞれ算出してもよい。
【０１０２】
文字認識判定部２５３は、学習者毎にストロークデータに基づいて、特定の学習問題用紙に記入された１以上の文字を認識してテキストデータに変換しつつ、認識した文字又は文字列の中から予め設定された又は管理者によって特定されたキーワードの有無を検出する。
【０１０３】
そして、文字認識判定部２５３は、該当するキーワードを検出した場合には、当該検出したキーワードの解答領域４１内における座標領域を特定し、特定した座標領域の情報をキーワード座標情報として集計処理部２５２に提供する。
【０１０４】
表示制御部２５４は、描画データ生成部２４０と連動し、思考傾向可視化処理における算出結果を学習問題用紙画像に含まれる解答領域４１に対応付けて表示部２３０に表示するために、必要な表示データを生成する。
【０１０５】
具体的には、表示制御部２５４は、上記のように集計処理部２５２によって設定された可視化項目に基づいて算出された解答者数、ストローク数及び認識された文字数に応じて定まるストローク情報画像を生成し、生成したストローク情報画像を解答領域の画像（以下、「解答領域画像」という。）と、必要に応じて表示されるキーワードと、対応付けて表示部２３０に表示するための画像データ（以下、「思考傾向表示画像表示データ」という。）を生成する。
【０１０６】
例えば、所定のタイミングにおけるストローク情報画像を、集計処理部２５２によって算出されたストローク数（又は解答者数や認識した文字数）に応じて大きさが定まる円によって表示する場合には、表示制御部２５４は、図１０に示すように、解答領域画像５２に対応させてキーワード「しかし」とともに各ストローク情報画像５３を表示するための思考傾向表示画像表示データを生成する。なお、図１０は、キーワード「しかし」の前段部分の認識された文字数が当該「しかし」の前段部分の認識された文字数よりも少ないことが示されている。
【０１０７】
一方、解答開始（テスト開始）から５分毎などの所定のタイミング毎又は解答開始から１０分毎までの所定の期間毎において、集計された解答者全体又は当該解答者の所定の属性別のストローク数、解答者数又は認識された文字数を、時間軸に沿って可視化する場合には、表示制御部２５４は、所定のタイミング毎又は所定の期間毎に算出されたストローク数、解答者数又は認識した文字数に応じて定まるストローク情報画像を、上述の図１０と同様に、解答領域画像５２と、必要に応じてキーワードと、に対応付けて生成する。
【０１０８】
そして、表示制御部２５４は、生成した解答領域画像５２を含み、かつ、必要に応じてキーワードを含む各ストローク情報画像を時間軸に応じて所定のタイミングで切り替わる再生画像（以下、「思考傾向再生画像」という。）を生成する。
【０１０９】
特に、表示制御部２５４は、生成した思考傾向再生画像を予め定められた再生スピード（すなわち、切り替えスピード）に応じて表示部２３０に表示するための画像データ（以下、「思考傾向再生画像データ」という。）を生成する。
【０１１０】
例えば、所定のタイミング毎におけるストローク情報画像を、集計処理部２５２によって算出されたストローク数（又は解答者数や認識された文字数）に応じて大きさが定まる円によって表示する場合には、表示制御部２５４は、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各学習問題用紙画像５１の解答領域画像５２に対応させて、かつ、キーワード「しかし」を表示しつつ、各ストローク情報画像５３が順に切り替わる思考傾向再生画像データを生成する。
【０１１１】
なお、本実施形態においては、ストローク情報画像を円の大きさによってストローク数、解答者数又は認識した文字数を表しているが、棒や矩形などの他の形状又は色の濃さなどの色の変化によってストローク情報画像を用いてもよいし、ストローク数又は解答者数の数を示す数字をその大きさによって当該ストローク数又は解答者数の差を表すストローク情報画像を用いてもよい。
【０１１２】
操作部２６０は、各種の確認ボタン、各操作指令を入力する操作ボタン、テンキーなどの多数のキー又はタッチパネルにより構成され、ユーザが各操作を行う際に用いられるようになっている。例えば、操作部２６０は、思考傾向可視化処理を実行する際などに用いられる。
【０１１３】
管理制御部２８０は、主に中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成されるとともに、キー入力ポート、表示制御ポート等の各種入出力ポートを含み、データ解析装置２０の全般的な機能を総括的に制御する。
【０１１４】
ＲＯＭ／ＲＡＭ２７０は、データ解析装置２０の管理及び制御に関するプログラム、思考傾向可視化処理の実行するためのアプリケーション、並びに、各プログラムやアプリケーションの実行中にワークエリアとして用いられるとともに、データ解析装置２０で実行される各処理において用いられるデータが記憶される。
【０１１５】
［４］本実施形態の動作
［４．１］電子ペンの動作
次に、電子ペン１０よりデータ解析装置２０へ送信されるストロークデータについて説明する。
【０１１６】
ユーザが電子ペン１０を用いて学習問題用紙４０にストローク（筆跡）を記入する際に、電子ペン１０を学習問題用紙４０に接触させると、圧力センサ１０７は、ペン先部１０３にかかる筆圧を検出する。
【０１１７】
このとき、プロセッサ１０８は、圧力センサ１０７によって所定値以上の筆圧が検出されたと判断すると、電子ペン１０の学習問題用紙４０への接触を示すペンダウン情報ＰＤと、電子ペン１０の識別情報であるペンＩＤ等とを関連付けたストロークデータを生成し、通信ユニット１１１を介して当該ストロークデータをデータ解析装置２０に送信させる。
【０１１８】
また、ユーザによって、電子ペン１０のペン先部１０３を学習問題用紙４０に接触させた後、筆圧を維持しつつ、ペン先部１０３を移動させてストロークが描かれると、プロセッサ１０８は、ペンダウンした状態を維持しつつ、ペンＩＤ等を関連付けて
（１）演算により求めた座標情報（Ｘ，Ｙ）及びドットパターンアドレスと、
（２）圧力センサ１０７により検出される筆圧データと、
（３）リアルタイムクロック１１０により発信された時刻情報と、
を含むストロークデータをＣＭＯＳカメラ１０６によるドットパターンの撮影周期（例えば７０Ｈｚ〜８０Ｈｚ）に応じて逐次生成し、通信ユニット１１１を介して当該ストロークデータを順次データ解析装置２０に送信させる。
【０１１９】
そして、ユーザがストロークを描き終えて電子ペン１０が学習問題用紙４０から離され、圧力センサ１０７における筆圧が検出されなくなると、プロセッサ１０８は、電子ペン１０の学習問題用紙４０への離脱を示すペンアップ情報ＰＵと、電子ペン１０の識別情報であるペンＩＤ等とを関連付けたストロークデータを生成し、通信ユニット１１１を介してそのストロークデータをデータ解析装置２０に送信させる。
【０１２０】
［４．２］データ解析装置の動作
［４．２．１］ストロークデータの記録処理
次に、図１２を用いてデータ解析装置２０において実行されるストロークデータの記録処理の動作について説明する。なお、図１２は、データ解析装置２０において実行されるストロークデータの記録処理の動作を示すフローチャートである。
【０１２１】
本動作においては、複数の電子ペン１０における電源が投入されており、かつ、各電子ペン１０とそれぞれＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のインターフェースを用いて通信回線が確立しているものとする。
【０１２２】
まず、通信Ｉ／Ｆ２１０が電子ペン１０から送信されたストロークデータを受信すると（ステップＳ２０１）、ＤＢ制御管理部２５１は、受信したストロークデータからペンＩＤ、座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報を抽出する（ステップＳ２０２）。
【０１２３】
次いで、ＤＢ制御管理部２５１は、抽出したペンＩＤに基づいてストロークデータＤＢ２０１を検索し、ペンＩＤに対応付けて座標情報、ドットパターンアドレス、筆圧データ及び時刻情報をストロークデータＤＢ２０１に記録して（ステップＳ２０３）本動作を終了する。
【０１２４】
［４．２．２］思考傾向可視化処理
次に、図１３を用いてデータ解析装置２０において実行される思考傾向可視化処理の動作について説明する。なお、図１３は、データ解析装置２０において実行される思考傾向可視化処理の動作を示すフローチャートである。
【０１２５】
本動作においては、既にストロークデータＤＢ２０１に図７に示すような複数の解答者における複数のストロークデータが記録されているものとし、解答情報ＤＢ２０２及び学習者情報ＤＢ２０３には、図８又は図９に示すデータが記録されているものとする。
【０１２６】
また、本動作においては、特定の問題用紙ＩＤに関する思考傾向可視化処理を実行するものとする。
【０１２７】
まず、集計処理部２５２は、操作部２６０を介して管理者における思考傾向可視化処理の実行開始の指示を検出すると（ステップＳ３０１）、ＲＯＭ／ＲＡＭ２７０のワークエリアなど初期化処理を実行する（ステップＳ３０２）。なお、この実行開始指示には、思考傾向可視化処理の実行を希望する学習問題用紙ＩＤが含まれる。
【０１２８】
次いで、表示制御部２５４は、描画データ生成部２４０と連動させて可視化すべき項目（すなわち、可視化項目）の入力を促す画面を表示部２３０に表示させ、その入力を待機する（ステップＳ３０３）。
【０１２９】
次いで、集計処理部２５２は、操作部２６０を介して可視化項目の入力を検出すると（ステップＳ３０４）、入力された可視化項目を設定する（ステップＳ３０５）。
【０１３０】
具体的には、集計処理部２５２は、上述のように、
（１）ストロークデータを集計して可視化する際に基準となるキーワード及び当該キーワードを基準に可視化する解答部分、
（２）解答者数、ストローク数又は文字数の可視化対象
（２）可視化するタイミング又は可視化する期間、
（３）解答者全体、又は、可視化する解答者の属性、
（４）予め定められた基準時刻から時間軸に沿って、算出された予め定められたタイミング又は予め定められた期間における解答者数、ストローク数又は文字数の変化の表示の有無、
の可視化項目を設定する。
【０１３１】
次いで、集計処理部２５２は、文字認識判定部２５３と連動して、学習者毎に、全ての学習者に対して以下のステップＳ３１０〜ステップＳ３１５の処理を実行する。ただし、集計処理部２５２は、学習者情報ＤＢ２０３を検索し、特定された問題用紙ＩＤについて解答を行った学習者のペンＩＤを特定し、当該特定したペンＩＤのみ（すなわち、当該特定したペンＩＤを有する学習者）についてステップＳ３１０〜ステップＳ３１の処理を実行してもよい。
【０１３２】
まず、集計処理部２５２は、特定した学習者のペンＩＤに基づいて、各ストロークデータのドットパターンに基づいて、実行開始指示に含まれる特定の問題用紙ＩＤに対応するストロークデータを検出する（ステップＳ３１０）。
【０１３３】
次いで、文字認識判定部２５３は、検出されたストロークデータに基づいて特定の学習問題用紙に記入された１以上の文字を認識し（ステップＳ３１１）、当該認識した文字又は文字列の中から該当するキーワードの有無を検出する（ステップＳ３１２）。
【０１３４】
このとき、文字認識判定部２５３は、該当するキーワードを検出することができなかった場合には、ステップＳ３１５の処理に移行し、該当するキーワードを検出した場合には、ステップＳ３１３の処理に移行する。
【０１３５】
次いで、文字認識判定部２５３は、認識した文字又は文字列の中から該当するキーワードを検出した場合には、当該検出したキーワードの座標領域を特定する（ステップＳ３１３）。
【０１３６】
次いで、集計処理部２５２は、特定されたキーワードの座標領域を基準に、設定した可視化項目を算出するためのストロークデータ又は認識した文字の集計を実行し、その結果をペンＩＤに対応付けてＲＯＭ／ＲＡＭ２７０に記憶する（ステップＳ３１４）。
【０１３７】
具体的には、集計処理部２５２は、設定された可視化項目に基づいて、解答領域４１をキーワードの座標領域の前後で分類し、前段部分、後段部分又は双方におけるストローク数又は認識した文字数を、可視化する１以上のタイミング又は可視化する期間において、集計する。
【０１３８】
次いで、集計処理部２５２は、次に該当する学習者の有無を判定するとともに（ステップＳ３１５）、次に該当する学習者がいると判定した場合には、ステップＳ３１０の処理に移行し、そうでなければステップＳ３２１の処理に移行する。
【０１３９】
次いで、集計処理部２５２は、キーワードを基準に学習者毎に集計されたストロークデータ又は認識した文字と、設定された可視化項目と、に基づいて、該当する各電子ペン１０における該当する各ストロークデータを集計する（ステップＳ３２１）。
【０１４０】
具体的には、集計処理部２５２は、ステップＳ３１４において集計された各学習者の集計結果に基づいて、設定された可視化項目における学習者全体又は特定の属性における解答者数、ストローク数又は認識した文字数（すなわち、キーワードの前段部分、後段部分又はその双方における、解答者数、ストローク数又は認識した文字数を、可視化する１以上のタイミング又は可視化する期間において、集計する。
【０１４１】
次いで、表示制御部２５４は、ＲＯＭ／ＲＡＭ２７０に予め記録されている学習問題用紙画像を読み出して、解答領域４１を有する学習問題用紙画像を生成するとともに、当該学習問題用紙画像上に設定された可視化項目において集計された集計結果を可視化するための画像（すなわち、思考傾向表示画像）のデータを生成する（ステップＳ３２２）。
【０１４２】
例えば、図１０に示すような所定のタイミング又は所定の期間における思考傾向表示画像データを生成する場合には、表示制御部２５４は、ステップＳ３３２１の処理において、可視化項目によって、所定のタイミング又は所定の期間におけるストローク情報画像を、学習問題用紙画像において、キーワードと当該キーワードを基準とする解答領域４１の解答部分と、に対応付けてそれぞれ生成する。
【０１４３】
また、例えば、図１１に示すような各ストローク情報画像が時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成する場合には、表示制御部２５４は、ステップＳ３２１の処理において、可視化項目によって、所定のタイミング毎又は所定の期間毎を設定してあることを前提に、複数のタイミング又は複数の期間におけるストローク情報画像を、学習問題用紙画像において、キーワードと当該キーワードを基準とする解答領域４１の解答部分と、に対応付けてそれぞれ生成する。
【０１４４】
なお、各ストローク情報画像が時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成する場合には、表示制御部２５４は、生成した各解答領域４１の画像を含まれる各ストローク情報画像を時間軸に応じて切り替わる思考傾向再生画像を生成するとともに、生成した思考傾向再生画像を予め定められた再生スピード（すなわち、切り替えスピード）に応じて表示部２３０に表示するための思考傾向再生画像データを生成する。
【０１４５】
次いで、表示制御部２５４は、生成した思考傾向表示画像データに基づいて、当該画像を表示部２３０に表示（可視化）して（ステップＳ３２３）、本動作を終了させる。
【０１４６】
以上本実施形態の情報処理システム１は、キーワードの位置に基づいてストロークデータを解答者全体又は属性別に集計することによって、論述形式の学習問題における解答者全体又はグループ別の解答者における思考スピード、思考量及び思考順などの思考傾向や思考の滞留傾向を的確に把握することができる。
【０１４７】
［５］変形例
［５．１］変形例１
上記実施形態の情報処理システム１においては、記録媒体としてドットパターンを有する学習問題用紙４０と電子ペン１０とを用いて学習者が記入した解答を、ストロークデータを介して取得して記録するようになっているが、タブレット型情報端末装置などのタッチセンサー付き表示パネルを有する電子デバイス１２を用いて学習問題を提供し、当該学習問題とともに提供される解答領域４１へのタッチ入力によって学習者の解答におけるストロークデータを取得して記録するようにしてもよい。
【０１４８】
具体的には、本変形例の情報処理システム１１において、各電子デバイス１２は、図１４に示すように、学習問題の画像及び当該学習問題の解答を記入するための解答領域の画像を表示する表示パネル１３を有しており、タッチペン１４を用いて解答領域の画像上に記入された各ストロークの表示パネル上の座標を示す座標情報と、当該各ストロークが記入された際の時刻を示す時刻情報と、を検出し、検出した座標情報及び時刻情報を含むストロークデータをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信インターフェースを用いてデータ解析装置２０に送信する構成を有している。
【０１４９】
なお、タッチペン１４に替えて学習者の指を用いてもよいし、キーボードやマウスといった入力デバイスを用いてもよい。また、図１４は、本変形例の情報処理システムにおける構成を示すシステム構成図である。
【０１５０】
［５．２］変形例２
上記実施形態においては、解答者の解答においては、解答領域４１が含まれる学習問題用紙４０を用いているが、当該学習問題用紙４０とは別に提供される解答用紙を用いてもよい。
【０１５１】
［５．３］変形例３
上記実施形態においては、データ解析装置２０が記録装置２００を有し、当該記録装置２００内に各データベースが設けられているが、データ解析装置２０が、インターネットなどのネットワークを介して単一の記録装置又はそれぞれのデータベースに接続し、各データの登録及びその検索を行うようにしてもよい。
【０１５２】
［５．４］変形例４
上記実施形態又は変形例においては、電子ペン１０又は電子デバイス１２を用いて解答者によって記入されたデータを入力データとして取得するようになっているが、マウスジェスチャーなどのマウスその他の入力ポインティングデバイスを用いてストロークをトラッキングし、当該トラッキングのデータを、キーワードなどの解答者によって記入された入力データとして取得してもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１、１１  …  情報処理システム
１０  …  電子ペン
１１  …  電子デバイス
１２  …  表示パネル
１３  …  タッチペン
２０  …  データ解析装置
４０  …  学習問題用紙
２００  …  記録装置
２３０  …  表示部
２４０  …  描画データ生成部
２５０  …  データ処理部
２５１  …  ＤＢ制御管理部
２５２  …  集計処理部
２５３  …  文字認識判定部
２５４  …  表示制御部
２６０  …  操作部
２７０  …  ＲＯＭ／ＲＡＭ
２８０  …  管理制御部
【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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【図１４】
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