(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に筆記した手書き情報を記録したデジタルペンデータを受信および処理するデジタルペンデータ処理装置において、
アドレスデータが印刷された用紙から当該アドレスデータを取得可能なデジタルペンと通信可能に接続され、前記アドレスデータから前記用紙に筆記された情報を生成する手段を有し、前記デジタルペンは、筆記のための筆記用デジタルペン機能と消去のための消去用デジタルペン機能とを有し、該消去用デジタルペン機能は前記用紙に筆記された情報を可視的に消去する機能と、可視的な消去領域に対応する電子的な消去領域を検知する機能とを有し、前記デジタルペンは固有の識別番号を持ち、筆跡及び消去の時間情報をもち、
前記デジタルペンデータ処理装置は、
前記筆記用デジタルペンデータと前記消去用デジタルペンデータのそれぞれの時間情報を元に筆跡の重なり合いを判断し、
前記用紙に筆記された可視的な筆跡情報と、データとして記憶されている電子的な筆跡情報とを同一にし、
前記筆記用デジタルペンデータの時間情報と前記消去用デジタルペンデータの時間情報からデジタルペンの動作プロセスを抽出し、
前記筆記用デジタルペンデータと前記消去用デジタルペンデータのタイミングから、デジタルペンによる可視的な筆跡行動・消去行動と、電子データとして記憶されるデジタルペンの筆跡情報と消去情報とを一致させ、
さらに、
前記筆記用デジタルペンデータ、前記消去用デジタルペンデータ、前記筆記用デジタルペンデータと前記消去用デジタルペンデータの時刻情報と、に基づいて、前記用紙の所定の領域内で領域内書き足しが行われた回数及び部分消去が行われた回数を記録することを特徴とするデジタルペンデータ処理装置。
【請求項２】
前記筆記用デジタルペンデータと該筆記用デジタルペンデータが記録された時間よりも後の前記消去用データとの重複が前記用紙の所定の領域内の一部である場合は部分消去が行われたと判断して前記部分消去が行われた回数として記録し、
前記筆記用デジタルペンデータと該筆記用デジタルペンデータが記録された時間よりも後の前記消去用データとの重複が前記用紙の所定の領域内の全領域である場合は全領域消去が行われたと判断し、
前記消去用デジタルペンデータと前記消去用デジタルペンデータが記録された時間よりも後の前記筆記用デジタルペンデータとが所定の領域内で重複する場合には、領域内書き足しが行われたと判断することを特徴とする請求項１に記載のデジタルペンデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルペンを用いたデータ処理装置、特に、デジタルペンによる手書き情報を視覚的かつ電子的に消去可能なデジタルペンデータ勝利装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手書き情報をデジタル化して文書管理等に利用する方法が検討されてきた。昨今、デジタルペンと呼ばれる手書き情報をデジタルデータとして取得するシステムがある。このようなシステムでは、実際にインクを使用して筆記するペンに、用紙のアドレス情報を読み取るための装置、例えばカメラといったデバイスが搭載されており、ユーザは、通常のペンを使用する感覚で筆記した筆跡情報を、システムが筆記した位置のアドレス情報を読み取ることによってデジタルデータとして取得することができる。現状のデジタルペンは一般的にインクを使用したペンが利用されるため、一度書いたものは消すことができない。
一方、筆記した筆跡情報を消去する方法としては、デジタルデータとして取得された筆跡情報仮想的にインクの色を変えることができるため、たとえば白いインクに設定することにより、仮想的に筆跡を消去するといった方法が考えられる。しかしこの場合、白いインクで電子的に消去された筆跡情報が実際の用紙上では筆跡が残存してしまうため、実際に書かれた紙上での見た目とデジタルデータの見た目が異なってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実際の筆跡とデジタルデータの筆跡の不一致をなくすために、インクではなく鉛筆を使用し、消しゴムを使用して実際の筆跡を消去することにより、実際に筆記された紙上での見た目と一致させる方法も考えられる。しかし、消しゴムなどを使用した消去方法は、消去に際し、消し屑などが発生し用紙に不純物が付着してしまう。これらの不純物は、デジタルペンが用紙のアドレスデータを読む場合に障害となり、デジタルペンがアドレスデータを正確に読み込めなくなるため、実用上の問題、例えば、再書き込みができなくなる問題がある。また、筆跡の上から白いインクを重ね塗りすることにより、筆跡を消去したこととみなす、いわゆる修正液を用いる方法も考えられるが、白いインクの重ね塗りにより、用紙表面が広範囲にわたって被覆され、デジタルペンが用紙に付帯しているアドレスデータを読み込めなくなり、同じ場所への筆記をデータとして取り込めなくなるという問題がある。
【０００４】
このように従来の消去方法では、消去領域への再書き込みが阻害される。
近年、ボールペンなど、インクを使用したペンにおいても、実際の筆記を消去できる商品が開発されている。これらのインクを消去できるペンは、たとえばシリコンゴムなどを使用して実際のインクの筆跡をなぞることによりその摩擦熱でインクの物性を変化させインク自体の色を透明にし、見た目の筆跡がなくなるというものである。この場合のシリコンゴムは消し屑が発生しないため、消去後もデジタルペンの用紙のアドレス読み取り性能に影響を与えることが無い。ただ、このような消去可能なインクを用いれば、アドレス読み取り性能に影響を与えることは無いが、実際に紙上にて筆記した情報及び消去した情報と、デジタルデータとして取り込まれて電子データとして記憶される情報とを一致させるための手法が無いのが現状であり、筆記された情報と消去された情報を用いて電子データとの一致をみることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
筆記するための筆記用デジタルペンと、筆跡消去のための消去用デジタルペンとを用意し、通常は、筆記のためのデジタルペンを使用して筆記する。修正などで筆跡を消去したい場合には、消去のための消去用デジタルペンを使用して実際の筆跡を消去する。筆記用デジタルペンと消去用デジタルペンはそれぞれ固有のペンＩＤが割り振られている。それぞれのペンからＰＣなどのサーバにデータを送信する。サーバでは筆記用デジタルペンから送信された筆跡データは実際の筆記データ、消去用デジタルペンから送信された筆跡データは消去データとして取得する。本発明で用いるデジタルペンでは、筆跡データに筆記時間も含まれているため、両方のペンの筆跡データを時系列に処理することで、筆跡のうち、消去される部分とされない部分とが判別できる。
【０００６】
また、本発明の1つの特徴によれば、デジタルペンとして、インクリフィルと消去リフィルの両方を装着でき、これらを切り替えて利用できる筆記と消去が兼用のデジタルペンで筆記する。兼用デジタルペンは、通常の筆記用インクリフィルで書いているのか消去リフィルで用紙をなぞっているのかを認識しており、筆跡データには、どちらを使用しているかのデータも一緒に記録・保持されている。デジタルペンがＰＣなどのサーバにデータを送信する。サーバでは、筆跡データが通常のインクで書かれたときの筆跡情報か、消去リフィルでなぞられたときの消去情報かを区別しながら、時系列で筆跡データを処理することで、消去される消去領域と消去されない筆跡領域とが判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明における具体的な実現方法についてフローに従って説明する。これらの実施例は本発明を実現するための一例に過ぎず、ここで示す実施例以外の方法で本発明を実現することも可能である。
【０００８】
まず、手書き入力の方法について詳細に説明する。本実施例では、手書き入力はアノト方式により行われる。
【０００９】
図１は、本発明のデジタルペンデータ処理装置を示す構成の一例である。筆記用デジタルペン１０１、消去用デジタルペン１０２、筆記・消去プロセス解析用サーバ１０３、データ送信ボックス１０４、アノト用紙１０５で構成される。ユーザは、筆記用デジタルペン１０１を用いて、アノト用紙１０５に書き込み、消去用デジタルペン１０２を用いて筆記した軌跡を消去する。
【００１０】
図２は、筆記・消去プロセス解析用サーバ１０３の一構成例を示している。本サーバ１０３は、ＣＰＵ１０３０１、プログラム格納メモリ１０３０２、ハードディスク１０３０３で構成される。プログラム格納メモリ１０３０２は、システムプログラム１０３０２０１、データ送受信プログラム１０３０２０１、筆記・消去プロセス解析プログラム１０３０２０３で構成される。ハードディスク１０３０３は、ペンイベント(筆記軌跡)データ１０３０３０１、消去イベント(消去軌跡)データ１０３０３０２、紙フォーマットデータ１０３０３０３で構成される。
【００１１】
図３は、本発明で用いる筆記用デジタルペン１０１や消去用デジタルペン１０１として利用できるデジタルペン１００の一構造例の概略を示す概略図である。デジタルペン１００は、インクリフィル１１１、圧力センサ１１３、光学モジュール１１５、カメラ１１７、光照射装置１１９、バッテリ１２１、ＣＰＵ１２３、メモリ１２５、クロック１２９、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）１３１、無線通信システム１３３、振動子１３５、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）１３７を備える。インクリフィル１１１は、通常の筆記用ペンと同様に、紙にインクを転写することにより筆跡を記録するインクを保存するものである。
本発明の一実施例では、この筆記用インクフィル１１１の代わりに、若しくはこれと共に消去のための特殊な消去リフィルを装填する場合がある。圧力センサ１１３は、ユーザが筆記用デジタルペン１０１や消去用デジタルペン１０２により手書き入力、或いは消去動作を行っていることを検知する手段であり、手書き入力中は圧力センサ１１３が圧力を検知する。
【００１２】
光学モジュール１１５は、カメラ１１７と光照射装置１１９とからなり、光照射装置１１９からの光をカメラ１１７により受光することにより筆跡を検出する。カメラ１１７は、光照射装置１１９から照射され、アノト方式で使用する専用紙（以下アノト用紙）１０５により反射した光を受光するための受光装置である。光照射装置１１９は、カメラ１１７により受光するための光を照射する装置である。ここでの光は赤外線を利用するが、カメラ１１７により受光し、光学モジュール１１５により検出可能であれば、赤外線に限らず別の波長の光でもよい。
【００１３】
バッテリ１２１は、筆記用デジタルペン１０１又は／及び消去用デジタルペン１０２を構成する各部に電力を供給するための電力供給手段である。ＣＰＵ１２３は、筆記用デジタルペン１０１や消去用デジタルペン１０２に内蔵されてそれらを制御するための制御手段である。メモリ１２５は、筆記用デジタルペン１０１や消去用デジタルペン１０２内のデータを記憶するための記憶手段である。
【００１４】
クロック１２９は、手書き入力が行われる時間、例えば筆記時間や消去時間を計測するための時間計測手段である。ＵＳＢ１３１は、筆記用デジタルペン１０１や消去用デジタルペン１０２により入力された手書き等の筆跡情報或いは消去情報を、接続した電子機器に転送するためのデータ送信手段である。無線通信システム１３３は、無線通信手段を備えた他の電子機器に対して筆跡情報や消去情報とそれらの位置情報とを送信するためのデータ送信手段である。無線通信手段は、ブルートゥース（登録商標）による方式などが好適に用いられるが特に限定されない。
【００１５】
ＵＳＢ１３１と無線通信システム１３３は、どちらか一方を備えていればもう一方が備えられていなくても本発明による手書き情報共有システムは動作可能である。振動子１３５は、振動により情報をユーザに伝える手段である。ＬＥＤ１３７は、点灯、点滅などにより情報をユーザに伝える通知手段である。振動子１３５とＬＥＤ１３７は、どちらか一方を備えていればもう一方が備えられてなくてもユーザに情報を伝えることが可能である。あるいは、ブザー等の音声により通知を行ってもよい。
デジタルペン１０１が手書き情報を記録するためには、アノト用紙１６に手書き入力を行う必要がある。図４は、本実施例で使用するアノト用紙１０５の一構成例を示す模式図である。アノト用紙１０５には、一定の間隔の格子２３の各交点２５に外周が接するように同一の直径の点２４が印刷されている。点２４は、光学モジュール１１５により検出可能であれば、人間の眼により識別不可能な色で印刷されていてもよい。例えば、デジタルペンに内臓のカメラ１１７が赤外線カメラである場合、用紙１５全体が赤外線を反射し、点２４が赤外線を吸収するインクで印刷されていることにより点２４を光学モジュール１１５により検出可能である。
【００１６】
また、格子２３は実際に見える必要はなく、架空の格子でもよい。格子２３の間隔は、短いほど解像度の高い画像を得ることができる。本実施例では、光学モジュール１１５の読み取り精度を考えると０．３ｍｍ程度が好ましい。また、この場合、点２４の直径は８０ミクロンから１２０ミクロンが好ましい。ただし、これらの値は特に限定されない。
点２４は、格子２３の交点２５から上下左右のいずれかの方向にずれた位置に印刷されている。この上下左右の４方向の情報は２ビットの情報とすることができる。つまり点２４は１つにつき２ビットの情報を持つことになり、６×６の３６個の交点２５とその上下左右に位置する点２４は６×６×２＝７２ビットの情報を持つことになる。アノト用紙１０５は、６×６の３６個の交点の領域毎に点２４の上下左右の並びを変え、位置情報として記録している。
【００１７】
デジタルペン１００は毎秒５０回から１００回、内臓のカメラ１１７によりアノト用紙１０５の点２４郡を撮影し、光学モジュール１１５により点２４郡の並びを検出し、検出した並びからアノト用紙１６の位置情報を取得する。このようにしてデジタルペン１００は、ユーザが手書き入力を行った際にアノト用紙１６のどの位置に記入したかを検知・記録することが可能となる。
【００１８】
次に、本発明で使用するインクとインクを消去する仕組みについて詳細に説明する。
本発明で使用するインクは通常のインクと同様に液体またはゲル状の固体であり、種々の色のインクが存在する。この液体は常温では独自の可視色を持つが、ある一定の温度を上回るとインク自体の色が消滅し透明になる特性を持っている。このインクがリフィル１１１に装填され、通常のリフィルと同様にデジタルペン１００に装着される。使用者は通常のインクリフィルと変わらずに筆記することができる。筆記されたインクを、シリコンゴム等でなぞると、用紙とゴムとの接点において局所的に摩擦熱が生じ、この熱がインクの変性（変色）温度を超えるとインクが透明になり、結果として筆記された文字が消去されることになる。このときシリコンゴム等は摩擦熱を生じさせることが目的であり、用紙との摩擦により消し屑等が出ないような素材を選ぶことが重要となる。なお本発明において筆跡を消去する方法はこれに限定されるものではない。
【００１９】
次に、筆記用デジタルペン１０１と筆記を消去する消去用デジタルペン１０２について説明する。上述した筆記用インクリフィルを装着したデジタルペン１０１と、筆跡を消去するための消去リフィルを装着した消去用デジタルペン１０２を用意する。筆記用リフィルを装着した筆記用デジタルペンとは、インクを消去する仕組みで記述したように、一定の熱を加えることで可視色から透明色に変化するインクを使用したインクリフィルを装着したデジタルペンのことであり、通常のインクを装てんしたインクリフィルを装着したデジタルペンと同様に筆記することができる。
【００２０】
筆跡を消去するためデジタルペン（以下、消去用デジタルペンと称する）とは、通常のデジタルペンと同様に、用紙のアドレス情報を読み取る光学部品やアドレス演算部などすべての同等の機能を持つデジタルペンであり、唯一の違いは、筆記のためのインクリフィルが装着されておらず、インクリフィルが装着されていた場所に、インクを消去するために使用するシリコンゴムなどを先端に具備したリフィル形状の棒が装着されていることにある。この棒はインクリフィルと同じ形状をしているため、筆記用デジタルペンとまったく同じ構造のデジタルペンが使用できる。
【００２１】
この消去用デジタルペンも、筆記用デジタルペンと同様に、用紙に筆記するように使用することで、シリコンゴム等からなる消去リフィルが用紙のどこを移動したかという情報を取得することができる。消去用デジタルペンでアノト用紙に記入することはすなわち、筆記部分にあらかじめ書かれてあった筆跡を消去していることになる。
【００２２】
筆記用デジタルペンと消去用デジタルペンはそれぞれのペンの筆跡情報をすべて記録している。それぞれのペンはＰＣなどのサーバやサーバに筆跡データを送信することができる。また、デジタルペンからサーバへのデータの送信方法は、ＵＳＢ（略）を通じて送信する方法や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを利用して無線通信で送信する方法がある。また送信のタイミングについてはデジタルペンが筆記データを一旦、デジタルペン内に具備されたメモリに蓄積し、あとでまとめて送信する方法と、使用者が筆記しているときに、即時にデータをサーバに送信する方法がある。どの送信方法を使用しても、サーバ側で受信および処理するデータは同一のものとなる。本例では、筆記データや消去データを、筆記・消去プロセス解析サーバ１０３に、ペンデータ送信ボックス１０４を介して送信することとする。
【００２３】
筆記・消去プロセス解析用サーバ１０３では受信したデータを解析する。筆記用デジタルペンと消去用デジタルペンは各々固有の識別番号（以下ペンＩＤ）を持っている。デジタルペン１００からサーバ１０３に送信されるデータにはこのＩＤが含まれており、サーバ側では、受信したデータが、どのデジタルペンの筆記データであるかの紐付けができるようになっている。
【００２４】
また、デジタルペンからサーバに送信されるデータには筆記した時間（筆記開始時間、筆記終了時間、筆記時間帯）の情報も含まれている。そのためサーバでは筆跡データを、使用者が筆記した時系列に沿って再現することができる。
使用者は通常の筆記にはインクが充填されたインクリフィルを装着した筆記用デジタルペン１０１で筆記する。誤りを修正する等、筆跡を消去したい場合は、消去のためのシリコンゴムなどを先端に具備し、リフィル形状の特殊な棒が装着された消去用デジタルペン１０２を使って、消去したい筆跡をなぞる。
筆記用デジタルペン１０１によって書かれた筆跡データや消去用デジタルペン１０２でアノト紙面上を移動した軌跡を一旦、個々のデジタルペン内のメモリに蓄積し、あとで、まとめてサーバ１０３に送信する。消去デジタルペン１０２の筆跡データを受信した場合は、その筆跡と以前に書かれた筆跡との関係を座標データから判断し、以前に書かれた筆跡のうち、今回の筆跡(消去領域)と重複する部分を消去する処理を行う。サーバはそれぞれの筆跡データの時間情報を抽出し、それぞれのデータを時系列に統合する。
【００２５】
この手順を踏むことで、実際に書かれた可視的な筆跡情報と、データ上の電子的な筆跡情報とを同じようにすることができる。具体的には、以下のステップで処理を行う。まず、図５に示すように、アノト用紙１０５に筆記用デジタルペン１０１を用いて所望の筆記を行う。次に、筆記した箇所を消去したい場合、図６に示すように、消去用デジタルペン１０２を用いて消去したい文字列等の筆跡を消去する。筆記した軌跡データ及び消去軌跡データは、図７に示すようなデータベースに格納される。ペン動作状態データベースは、状態ＩＤ７００、ペンＩＤ７０１、動作起動時刻７０２、動作時間帯７０３、動作領域７０４、動作フレーム７０５で構成される。動作フレーム７０５は、紙フォーマットデータ１０３０３０３として登録されている書き込みの対象となる領域を示している。例えば、問題に対する解答領域として、問題１の解答領域が動作フレーム「１」、問題２の解答領域が動作フレーム「２」となる。
【００２６】
同一のペンＩＤにおいて、筆記終了時刻から次の筆記起動時刻までの間隙時間が、例えば1sとなった場合には、状態ＩＤが新たに生成され、また、ペンが変更された場合にも状態ＩＤが新たに生成される。ペンＩＤ毎に、筆記が始まった或いは消去が始まった時刻を記録し、さらに動作起動時刻と終了時刻から動作時間帯を算出する。さらに、動作起動時刻と終了時刻間にペンが通過したとされるアノト用紙１０５の格子２３をpointデータとして記録する。Pointデータの位置情報は、Pointデータ位置情報データベースがあり、このデータベースを参照することによって、各状態ＩＤにおける動作領域である、筆記軌跡領域及び消去軌跡領域を算出する。消去可能な領域の算出方法としては、消去軌跡領域であるPointデータ群と重なる筆記軌跡領域であるPointデータ群を探索し、共通するPointデータにおける筆記位置を消去する。図７に登録された筆記及び消去の対象となったPointデータ群を用いて、状態ＩＤのうちの筆記軌跡領域の一部領域であるか、全領域であるかどうかを判定し、図８に示す筆記・消去状態管理データに登録する。
【００２７】
図８のデータは、筆記軌跡を示す状態ＩＤ８０１、動作フレーム８０２、動作内容を示すデータ８０３、部分消去を行なった回数８０４、領域内書き足し回数８０５で構成される。例えば、筆記軌跡である状態ＩＤ１でみると、まず始めに、新規書き込みが行なわれた場合に、状態ＩＤ（筆記軌跡）が生成され、状態ＩＤ１として登録される。この時に、同筆記軌跡を包含する動作フレームを特定し、同フレームの番号を登録する。この初期状態において通過したとされるアノト格子であるPoint群に対して、消去用デジタルペン１０２が通過したPoint群が重複し、重複箇所が、初期状態の一部分であった場合は、部分消去が行なわれたとして、動作内容データ８０３に「１」が登録され、部分消去回数がインクリメントされる。さらに、部分消去が行なわれた後に残ったPoint群に対して消去用デジタルペンが通過したPoint群が重複し、重複箇所が、初期状態の一部分であった場合は、さらに部分消去が行なわれたとして、部分消去回数がインクリメントされる。初期状態のPoint群が全て消去された場合は、全領域消去として、動作内容データ８０３に「２」が登録される。また、消去した部分のPoint群に対して、その後筆記軌跡が重複した場合には、動作内容データ８０３に領域内書き足しとして「３」が登録され、さらに、領域内書き足し回数がインクリメントされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態のシステム構成を示すブロック図の一例。
【図２】筆記・消去プロセス解析用サーバ１０３の構成を示すブロック図の一例。
【図３】筆記用・消去用デジタルペンの構造例。
【図４】アノト用紙の例。
【図５】筆記状況の一画面例。
【図６】筆記状況の一画面例。
【図７】ペン動作状態データベースの一例。
【図８】筆記・消去状態管理データのデータ構造の一例。
【図９】本発明の実施形態の装置動作フローの説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１０１：筆記用デジタルペン、１０２：消去用デジタルペン、１０３：筆記・消去プロセス解析用サーバ、１０４：ペンデータ送信ボックス、１０５：アノト用紙
【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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