(57)【要約】【課題】光遮断方式および光反射方式の双方の電子黒板装置に利用可能な電子ペンを提供する。【解決手段】電子黒板装置に用いる電子ペン２０であって、棒状の形状を有するグリップ部２１と、該グリップ部２１の一端側に配置される先端部２２と、を有し、先端部２２の少なくとも一部が、電子黒板装置からの出射光である波長λＡの光を吸収して、該波長λＡと異なる波長λＢの光を放出する蛍光部２３となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子黒板装置に用いる電子ペンであって、
棒状の形状を有するグリップ部と、
該グリップ部の一端側に配置される先端部と、を有し、
前記先端部の少なくとも一部が、前記電子黒板装置からの出射光である波長λＡの光を吸収して、該波長λＡと異なる波長λＢの光を放出する蛍光部であることを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
前記蛍光部は、前記先端部に蛍光剤が塗布されてなることを特徴とする請求項１に記載の電子ペン。
【請求項３】
前記波長λＡの光および前記波長λＢの光は赤外線であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子ペン。
【請求項４】
前記蛍光部は、前記波長λＡを吸光度のピークとする波長域Ａで光を吸収するとともに、前記波長λＢを蛍光強度のピークとする波長域Ｂで光を放出することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の電子ペン。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の電子ペンと、
光遮断方式の電子黒板装置と、を備え、
前記電子黒板装置は、
前記波長λＡの光を出射する発光部と、
該発光部から出射した光を反射する再帰性反射部材と、
該再帰性反射部材からの反射光を受光する受光部と、
該受光部が受光する反射光の光路に設けられて、前記波長λＡの光を透過し、前記波長λＢの光を略反射する光学フィルタと、を備えることを特徴とする電子黒板システム。
【請求項６】
請求項１から４までのいずれかに記載の電子ペンと、
光反射方式の電子黒板装置と、を備え、
前記電子黒板装置は、
前記波長λＡの光を出射する発光部と、
前記波長λＢの光を撮像する撮像部と、を備えることを特徴とする電子黒板システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ペンおよび電子黒板システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホワイトボードや書き込みシート等の書き込み面に筆記用具を用いて書き込んだ手書きの情報を、専用のスキャナで読み取り、専用のプリンタで記録紙に出力することが可能な電子黒板装置が知られている。
【０００３】
そして、近年、電子黒板装置の書き込み面に座標入力／検出装置を配置して、書き込み面上で書き込んだ情報をリアルタイムでコンピュータに入力することを可能にした電子黒板システム（インタラクティブシステムともいう）が提案されている。
【０００４】
このような電子黒板システムとして、例えば、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置から入力される映像をプロジェクタやフラットディスプレイパネル（ＦＰＤ）で表示するとともに、付属の電子ペンを用いて、スクリーン、パネル、ボード上に直接文字や図形の手書き入力が可能な電子黒板装置（インタラクティブボード、インタラクティブホワイトボード、ともいう）が知られている。
【０００５】
電子黒板システムでは、電子黒板装置上の電子ペンの位置を検出するための複数の方式が提案されている。例えば、特許文献１には、光遮断方式の電子黒板装置が提案されている。光遮断方式の電子黒板装置は、発光部と受光部とを備えた２つの受発光装置をパネルの一辺の両端部に設けるとともに、受発光装置を設けない他の辺に発光部から出射された光を反射させる反射部材を設けている。
【０００６】
そして、発光部からの光をパネル面に沿って平行かつ扇状に出射させて、反射部で反射させ、受光部で受光するようにしている。このため、パネル上で電子ペンを移動させることにより、電子ペンの位置では光が遮断されることとなり、２つの受光部ではそれぞれ光を遮断しない箇所が生じる。その情報をもとに演算を行いパネル上での電子ペンの位置を検出するものである。
【０００７】
一方、光反射方式の電子黒板装置も提案されている。図１０は、光反射方式の電子黒板システムの概略構成図である。この電子黒板システム９０は、スクリーン９１の上部にレーザーモジュール９２と、カメラ９３を備えたプロジェクタ９４と、を備えている。
【０００８】
この電子黒板システム９０では、レーザーモジュール９２の発光部からシート状に整形されたレーザー光Ｌが、スクリーン９１に沿って伝搬することでレーザーカーテンが形成されている。そして、スクリーン９１上のある位置を、先端に反射部材が設けられた電子ペン９５で触れることにより、その位置でレーザー光Ｌが反射し、その反射光Ｌｒをプロジェクタ９４に備えたカメラ９３で撮像し、撮像画像に基づいてスクリーン９１上での電子ペン９５の位置を検出するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、光遮断方式で用いる電子ペンは、発光部からの出射光を遮断する機構であり、光反射方式で用いる電子ペンは、発光部からの出射光を反射する機構であり、ペン側が光を遮断、反射という逆の現象を利用している。
【００１０】
このため、電子ペンの表面特性は、それぞれ異なり、同一の電子ペンを光遮断方式と光反射方式では共有することができなかった。
【００１１】
すなわち、光遮断方式に用いる電子ペンを光反射方式で用いた場合は、電子ペンが光を吸収してしまい、正確な位置特定ができなかった。逆に、光反射方式に用いる電子ペンを光遮断方式で用いた場合は、ペン先の反射部材で光を反射してしまい、正確な位置特定ができなかった。
【００１２】
そこで本発明は、光遮断方式および光反射方式の双方の電子黒板装置に利用可能な電子ペン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】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明に係る電子ペンは、電子黒板装置に用いる電子ペンであって、棒状の形状を有するグリップ部と、該グリップ部の一端側に配置される先端部と、を有し、前記先端部の少なくとも一部が、前記電子黒板装置からの出射光である波長λＡの光を吸収して、該波長λＡと異なる波長λＢの光を放出する蛍光部であるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光遮断方式および光反射方式の双方の電子黒板装置に利用可能な電子ペンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子ペンの基本構成例を示す模式図である。
【図２】電子ペンの機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る電子ペンの模式図である。
【図４】蛍光部が波長λＡの赤外光を吸収して波長λＢの赤外光を放出している様子を示す説明図である。
【図５】先端部に塗布される蛍光剤の光学特性の一例である。
【図６】光遮断方式のインタラクティブシステムのシステム構成図である。
【図７】撮像ユニットの概略構成図である。
【図８】光学フィルタの光学特性の一例である。
【図９】光反射方式のインタラクティブシステムのシステム構成図である。
【図１０】光反射方式の電子黒板システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る構成を図１から図９に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
［電子ペン］
本実施形態に係る電子ペンは、電子黒板装置（インタラクティブボード）に用いる電子ペン（電子ペン２０）であって、棒状の形状を有するグリップ部（グリップ部２１）と、該グリップ部の一端側に配置される先端部（先端部２２）と、を有し、先端部の少なくとも一部が、電子黒板装置からの出射光である波長λＡの光を吸収して、該波長λＡと異なる波長λＢの光を放出する蛍光部（蛍光部２３）であるものである（図３、図４）。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００１８】
図１は電子ペンの基本構成例を示す模式図である。電子ペン１０は、情報処理装置（ＰＣ）や画像投射装置（プロジェクター）等によって表示面に表示された画像、映像に対して、描画した図形や文字等を重ねて表示するためのものである。
【００１９】
電子ペン１０は、ユーザが握持する棒状の形状を有するグリップ部１１と、グリップ部１１の一端側に配置される先端部１２と、を備えている。ユーザは、先端部１２を画像の表示面に接触または至近距離で非接触にて動かすことで、電子黒板装置で電子ペン１０の位置を検出して、表示されている画像への描画が可能となる。なお、光遮断方式のインタラクティブシステムに用いる電子ペンでは、先端部１２は、光を反射しない黒色のゴム部材等で形成され、光反射方式のインタラクティブシステムに用いる電子ペンでは、先端部１２は、光を反射するための反射部材を備えている。
【００２０】
図２は、図１に示す電子ペン１０のブロック図である。電子ペン１０は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどの操作部１３、各部へ電源を供給する電源部１４、プロジェクタやＰＣへ操作内容を送信する無線通信部１５と、各部を制御する制御部１６と、を備えている。
【００２１】
制御部１６は、上記各部との制御信号の送受信を行うものであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備えている。また、ＣＰＵと、ＣＰＵのワークエリアを構成するＲＡＭ（Random  Access  Memory）、各種の制御プログラム等を記憶したＲＯＭ（Read  Only  Memory）等が、バスで接続されて構成される。なお、操作部１３を有さず、表示面上での位置が検出される検出対象としてのみ使用されるペンである場合は、図２に示すような電気的構成は備えていなくともよい。このような電気的構成を有さないペンであっても、電子黒板システムに用いるペンを電子ペンに含むものとする。
【００２２】
図３に本実施形態に係る電子ペン２０の模式図を示す。本実施形態に係る電子ペン２０は、ユーザが握持する棒状の形状を有するグリップ部２１と、グリップ部２１の一端側に配置される先端部２２と、を備えるとともに、先端部２２の少なくとも一部が、蛍光部２３であるものである。ここで、蛍光部２３は、図３（ａ）に示すように先端部２２の一部であっても、図３（ｂ）に示すように先端部２２の全部であってもよい。
【００２３】
電子ペン２０のグリップ部２１や先端部２２の大きさ、形状、先端部２２が占める割合等は一例であって、これに限られるものではない。また、材質も特に限定されるものではない。また、電子ペン２０が操作部を備える場合は、図２のブロック図に示した構成を備えるものである。
【００２４】
蛍光部２３は、電子黒板装置から出射される光である波長λＡの光を吸収して、該波長λＡと異なる波長λＢの光を放出、反射するものである。なお、波長λＡの光および波長λＢの光は、例えば、いずれも赤外線であって、波長λＡは８３０ｎｍ以上であり、波長λＡ＜波長λＢである。
【００２５】
図４は、電子ペン２０の蛍光部２３が波長λＡの赤外光を吸収して、波長λＢの赤外光を反射している様子を示す説明図である。
【００２６】
蛍光部２３は、それ自体を蛍光体にて構成してもよいが、先端部２２に蛍光剤が塗布されてなることが好ましい。図５は、先端部２２に塗布される蛍光剤の光学特性の一例を示したものである。
【００２７】
蛍光剤は、図５に示すように、波長λＡを含む波長域（波長域Ａとする）の吸収スペクトルを有するとともに、波長λＢを含む波長域（波長域Ｂとする）の蛍光スペクトルを有している。波長域Ａと波長域Ｂは、図示されるようにシフトしている。また、波長λＡは、波長域Ａの任意の波長であればよいが、吸収スペクトルの吸光度がピークとなる値であることが好ましい。同様に、波長λＢは、波長域Ｂの任意の波長であればよいが、蛍光スペクトルの蛍光強度がピークとなる値であることが好ましい。例えば、波長域Ａ＝８１０〜８５０ｎｍ、波長域Ｂ＝８６０〜９００ｎｍとし、波長λＡ＝８３０ｎｍ、波長λＢ＝８８０ｎｍ等とすることが好ましい。
【００２８】
そして、光反射方式のインタラクティブボードにおいては、発光部が放つ赤外光を波長λＡとすることで、ここまで説明した電子ペン２０を使用可能なインタラクティブシステムとすることができる。
【００２９】
また、光遮断方式のインタラクティブボードにおいては、発光部が放つ赤外光を波長λＡとするとともに、受光部に波長λＡ以外をカットする光学フィルタを設けることで、ここまで説明した電子ペン２０を使用可能なインタラクティブシステムとすることができる。以下に説明する。
【００３０】
［光遮断方式のインタラクティブシステム］
光遮断方式のインタラクティブシステムのシステム構成の一例を図６に示す。また、撮像ユニット３４の概略構成例を図７に示す。このインタラクティブシステム３０（電子黒板システム）は、上述の電子ペン２０と、光遮断方式の電子黒板装置（インタラクティブボード）と、を備え、電子黒板装置は、波長λＡの光を出射する発光部（発光部３６）と、該発光部から出射した光を反射する再帰性反射部材（反射テープ３５）と、該再帰性反射部材からの反射光を受光する受光部（受光部３７）と、該受光部が受光する反射光の光路に設けられて、波長λＡの光を透過し、波長λＢの光を略反射する光学フィルタ（光学フィルタ３８）と、を備えるものである。
【００３１】
図６に示す、光遮断方式のインタラクティブシステム３０は、ディスプレイ３１の前面側に設けられる筐体３２の上辺部３３ａの両端に２つの撮像ユニット３４（３４ａ，３４ｂ）が設けられている。また、筐体３２の上辺部３３ａを除く３辺である右辺部３３ｂ、下辺部３３ｃ、左辺部３３ｄの内側には、再帰性反射部材としての反射テープ３５が設けられている。
【００３２】
撮像ユニット３４の概略構成例を図７に示す。撮像ユニット３４は、図７に示すように、ＬＥＤなどで構成される発光部３６と、イメージセンサ（ＣＭＯＳなど）などで構成される受光部３７と、光学フィルタ３８と、ハーフミラー３９と、を備えている。
【００３３】
図７に示すように、発光部３６からの出射光Ｌ１は、ハーフミラー３９で反射されてディスプレイ３１の表面に対して平行な扇形の光となって進行し、右辺部３３ｂ、下辺部３３ｃ、左辺部３３ｄに設けられた反射テープ３５にて反射する。この反射光Ｌ２は、撮像ユニット３４に戻り、ハーフミラー３９を透過するとともに、光学フィルタ３８を透過した光が受光部３７にて受光される。
【００３４】
光学フィルタ３８は、入射光のうち所定の波長範囲の光だけを透過し、それ以外の光を透過しない光学素子である。本実施形態での光学フィルタ３８の光学特性を図８に示す。図８に示すように、光学フィルタ３８は、発光部３６からの出射光Ｌ１の波長λＡを含む所定範囲の波長域のみ透過する仕様となっている。なお、光学フィルタ３８は、少なくとも波長λＡの光を透過し、波長λＢの光がほぼ透過しない（略反射する）ものであればよい。
【００３５】
なお、光学フィルタ３８は、撮像ユニット３４において少なくとも受光部３７が反射テープ３５からの反射光Ｌ２を受光する前段に設けられていればよいが、発光部３６からの出射光Ｌ１および受光部３７が受光する反射光Ｌ２はいずれも波長λＡの光であるため、撮像ユニット３４内の設置位置は図７の例に限られるものではなく、反射光Ｌ２の進行方向において、ハーフミラー３９の前段に設けられていてもよい。
【００３６】
この光遮断方式のインタラクティブシステム３０においては、撮像ユニット３４の発光部３６からの出射光Ｌ１が、反射テープ３５にて反射された反射光Ｌ２となり、反射光Ｌ２を、光学フィルタ３８を透過させた後、受光部３７にて受光している。
【００３７】
ここで、ディスプレイ３１上または至近位置に電子ペン２０の先端部２２がある場合、電子ペン２０の蛍光部２３は波長λＡの出射光を吸収して波長λＢの光を放出、反射する。この波長λＢの反射光は、光学フィルタ３８を透過しないため受光部３７では、受光されない。したがって、波長λＡの反射光が検出されない位置に電子ペン２０が存在することを検出することができる。
【００３８】
このように受光部３７が反射光を検出できない位置に基づいて、光遮断方式のインタラクティブシステム３０は、電子ペン２０の位置を検出することができる。なお、位置検出方法は、公知または新規の方法によればよく、特に限られるものではない。また、撮像ユニット３４の構成も一例であって、発光部３６が波長λＡの光を出射し、受光部３７が反射光のうち波長λＢの光を受光せず、波長λＡの光を受光可能な構成であればよい。
【００３９】
すなわち、光遮断方式のインタラクティブシステム３０では、発光部３６から電子ペン２０の蛍光部２３の吸収特性、蛍光特性に合わせた波長の光（波長λＡ）を出射するようにするとともに、受光部３７にて出射光の波長のみ透過する光学フィルタ３８を設けておくことで、電子ペン２０を使用することが可能となる。なお、他の構成については、公知の光遮断方式のインタラクティブシステムの種々の構成を適用することができる。
【００４０】
［光反射方式のインタラクティブシステム］
光反射方式のインタラクティブシステムのシステム構成の一例を図９に示す。このインタラクティブシステム４０（電子黒板システム）は、上述の電子ペン２０と、光反射方式の電子黒板装置（インタラクティブボード）と、を備え、電子黒板装置は、波長λＡの光を出射する発光部（レーザーモジュール４２）と、波長λＢの光を撮像する撮像部（カメラ４３）と、を備えるものである。
【００４１】
図９に示す、光反射方式のインタラクティブシステム４０は、スクリーン４１の上部にレーザーモジュール４２と、カメラ４３を備えたプロジェクタ４４と、を備えている。
【００４２】
このインタラクティブシステム４０では、レーザーモジュール４２の発光部からシート状に整形されたレーザー光Ｌ３が、スクリーン４１に沿って伝搬することでレーザーカーテンが形成されている。このとき、インタラクティブシステム４０のレーザーモジュール４２は、波長λＡのレーザー光Ｌ３を出力するようにしている。
【００４３】
そして、スクリーン４１上または至近位置であって、レーザーカーテンの形成位置に、電子ペン２０の先端部２２がある場合、電子ペン２０の蛍光部２３は波長λＡのレーザー光Ｌ３を吸収して波長λＢの反射光Ｌ４を放出、反射する。
【００４４】
このときカメラ４３では、波長が変換されたことの影響を特に受けないため、カメラ４３では波長変換後の反射光Ｌ４を撮像することができる。よって、インタラクティブシステム４０は、撮像画像の反射光Ｌ４の検出位置に基づいて、スクリーン４１上での電子ペン２０の位置を検出することが可能となる。なお、位置検出方法は、公知または新規の方法によればよく、特に限られるものではない。
【００４５】
すなわち、光反射方式のインタラクティブシステム４０では、電子ペン２０の蛍光部２３の吸収特性、蛍光特性に合わせた波長の光を発光するようにすることのみで、電子ペン２０を使用することが可能となる。なお、他の構成については、公知の光反射方式のインタラクティブシステムの種々の構成を適用することができる。
【００４６】
以上説明した本実施形態に係る電子ペンによれば、光遮断方式および光反射方式の双方のインタラクティブボードに利用可能な電子ペンとすることができる。このため、従来は、２つのインタラクティブ方式にて別々の電子ペンを使用する必要があったが、１つの電子ペンにて共有して使用することができる。
【００４７】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０  電子ペン
１１，２１  グリップ部
１２，２２  先端部
１３  操作部
１４  電源部
１５  無線通信部
１６  制御部
２３  蛍光部
３０  インタラクティブシステム（光遮断方式）
３１  ディスプレイ
３２  筐体
３３ａ  上辺部
３３ｂ  右辺部
３３ｃ  下辺部
３３ｄ  左辺部
３４，３４ａ，３４ｂ  撮像ユニット
３５  反射テープ
３６  発光部
３７  受光部
３８  光学フィルタ
３９  ハーフミラー
４０  インタラクティブシステム（光反射方式）
４１  スクリーン
４２  レーザーモジュール
４３  カメラ
４４  プロジェクタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特許４６２７７８１号公報
【図１】
2016099699.tif 000003
【図２】
2016099699.tif 000004
【図３】
2016099699.tif 000005
【図４】
2016099699.tif 000006
【図５】
2016099699.tif 000007
【図８】
2016099699.tif 000008
【図６】
2016099699.tif 000009
【図７】
2016099699.tif 000010
【図９】
2016099699.tif 000011
【図１０】
2016099699.tif 000012