JP2003276399A - 位置検出方法および装置ならびに電子黒板装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子黒板における電子ペンの位置を正確に検
出する。 【解決手段】 光透過性を有するスクリーン１０５と、
スクリーン１０５上を移動しながら所定波長の光を発光
する電子ペン１０７と、電子ペン１０７から発光されて
スクリーン１０５の背面側に透過された光を受光して当
該電子ペン１０７の位置を検出する赤外線カメラ１０６
とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は観測側の背面よりス
クリーン面に画像情報を投射して表示する表示装置と組
み合せ、そのスクリーン面に情報を描画する電子ペンの
位置検出方法および装置ならびに電子黒板装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、パソコンとプロジェクタが普及
し、会議等に使用される電子黒板において、会議中パソ
コンデータに追記したり、パソコン内に記載データを取
り込むインタラクティブボードが開発されてきた。

【０００３】インタラクティブボードにおいては、表示
には液晶等を用いたデータプロジェクタが用いられ、記
載用のペンとしては超音波等を利用した電子ペンが用い
られており、その記載に際しては、その記載位置を検出
するようになっている。このようなボードを、以下にお
いてインタラクティブ電子黒板という。

【０００４】以下、従来のインタラクティブ電子黒板に
ついて説明する。

【０００５】図７は従来のインタラクティブ電子黒板の
装置使用時の状態を示す概略図である。

【０００６】この電子黒板は脚部に移動用のキャスタを
具備し、会議室等使用される場所に手で押して移動可能
となっており、壁等の支えや固定も不要で自立可能な自
立式可動型のインタラクティブ電子黒板である。

【０００７】図示するインタラクティブ電子黒板は、枠
体２０１に制御部２０２および記載面２０３が取り付け
られている。

【０００８】ここで、記載面２０３は、ベルト状の記載
面２０３が右または左方向に回転して予め設定された複
数のポジションに自動的に停止することで、複数の記載
面２０３が順次使用できるような構造になっている。記
載面２０３への書き込みは、たとえばフェルトペン等で
行われる。なお、このような複数の記載面２０３ではな
く、一つの記載面２０３であってもよい。

【０００９】また、制御部２０２には、記載面２０３に
記載された画像を複写する感熱式等のプリンタが搭載さ
れ、電子黒板を駆動する電源スイッチ、プリンタを動作
させる複写スイッチ、および前述した記載面２０３の送
りスイッチ等が設けられている。

【００１０】電子黒板には、超音波発振子と赤外線の発
光部をもつ電子ペン２０７が用意されている。この電子
ペン２０７は、そのペン先を記載面２０３に押し付けた
ときにスイッチが入り、赤外線および超音波が発せられ
る構造になっている。

【００１１】そして、記載面２０３の上部の左右には、
電子ペン２０７から発せられた超音波および赤外線の受
信部２０５および受信部２０６が上下左右にそれぞれ配
置されている。

【００１２】枠体２０１の脚部には、自立式の電子黒板
を移動させ、会議の場等においては任意の位置に設置可
能とするためのキャスタ機構２０４が取り付けられてい
る。

【００１３】このような電子黒板には、電子ペン２０７
の軌跡を文字データとして取り込むパソコン２０９、パ
ソコン２０９に取り込まれた文字データを記載面２０３
における電子ペン２０７の記載位置に文字として投影表
示する投射部２０８が接続されている。

【００１４】このような電子黒板を所望の使用場所に設
置しておき、記入者はフェルトペンで記載面２０３に記
載しながら会議等を進行する。不要な部分が発生すれ
ば、専用のイレーサで消すことも可能である。

【００１５】そして、制御部２０２に設けられた送りス
イッチを操作することにより記載面２０３であるフイル
ムを右または左に送って新たな記載面２０３を設定して
これに記載をし、会議を続行することが可能である。

【００１６】また、制御部２０２にある複写スイッチを
押せば、記載面２０２の内容がイメージセンサ等により
電気的に読み取られ、プリンタによりに記載面２０２の
記載内容が縮小複写される。

【００１７】このように電子黒板を使用すれば、効果的
に会議の進行が行われるとともに、議事録などの資料を
その場で複写作成することができる。

【００１８】そして、インタラクティブ電子黒板として
使用する場合には、電子黒板に加えて、投射部２０８お
よびパソコン２０９のパソコンを使用する。

【００１９】すなわち、電子ペン２０７で発した赤外線
と超音波が２つの受信部２０５，２０６で受信される
と、赤外線と超音波の伝播時間差によりそれぞれの受信
部２０５，２０６と電子ペン２０７との間の距離を求め
られ、これにより電子ペン２０７の位置、すなわち軌跡
が検出される。この検出された電子ペン２０７の軌跡が
文字データとしてパソコン２０９に取り込まれて記載デ
ータとされる。そして、パソコン２０９に取り込まれた
データが、電子ペン２０７の記載位置に文字として投射
部２０８を通じて記載面２０３上に投影表示される。

【００２０】このようにインタラクティブ電子黒板を使
用すれば、電子データとして記載内容を取り込んだり、
あるいはネットワーク等を通じて離れた場所への電気的
な伝送が可能になり、会議の効率化および情報伝達の効
率化を図ることが可能になる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インタラクティブ電子黒板においては、電子ペン（被検
出体）の位置検出に超音波を利用した場合、音速が使用
する環境の温度や湿度により変化することにより精度の
低下を生じたり、設置する環境および筐体での反射によ
る精度の低下の恐れがあった。

【００２２】また、電子ペンの位置表示に前面投射の投
射部を使用したものにおいては影が生じるので、これに
より位置検出の精度の低下を生じていた。

【００２３】そこで、本発明は、被検出体の位置を正確
に検出することのできる位置検出方法および装置ならび
に電子黒板装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の位置検出方法は、光散乱透過性を有するス
クリーン部上を移動する被検出体の位置を、当該被検出
体から発光されてスクリーン部の背面側に透過された所
定波長の光を受光して検出するようにしたものである。

【００２５】この課題を解決するために、本発明の位置
検出装置は、光散乱透過性を有するスクリーン部と、ス
クリーン部上を移動しながら所定波長の光を発光する被
検出体と、被検出体から発光されてスクリーン部の背面
側に透過された光を受光して当該被検出体の位置を検出
する光学的位置検出手段とを有する構成としたものであ
る。

【００２６】これによれば、スクリーン部上を移動する
被検出体から発光される赤外線をスクリーン部の背面側
に透過させて受光して位置を検出しているので、被検出
体の位置を正確に検出することが可能になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光散乱透過性を有するスクリーン部上を移動する被
検出体の位置を、当該被検出体から発光されてスクリー
ン部の背面側に透過された所定波長の光を受光して検出
する位置検出方法であり、スクリーン部上を移動する被
検出体から発光される赤外線をスクリーン部の背面側に
透過させて受光して位置を検出しているので、被検出体
の位置を正確に検出することが可能になるという作用を
有する。

【００２８】本発明の請求項２に記載の発明は、光散乱
透過性を有するスクリーン部と、スクリーン部上を移動
しながら所定波長の光を発光する被検出体と、被検出体
から発光されてスクリーン部の背面側に透過された光を
受光して当該被検出体の位置を検出する光学的位置検出
手段とを有する位置検出装置であり、スクリーン部上を
移動する被検出体から発光される赤外線をスクリーン部
の背面側に透過させて光学的位置検出手段で受光して位
置検出をしているので、被検出体の位置を正確に検出す
ることが可能になるという作用を有する。

【００２９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２記載の発明において、光学的位置検出手段は、ＣＣＤ
からなるエリアセンサを備えた位置検出装置であり、検
出感度が高く且つ高精度の位置検出を行うことができる
という作用を有する。

【００３０】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
２または３記載の発明において、被検出体から発光され
る光は赤外線である位置検出装置であり、可視光の投射
映像と検出信号とを確実に分離できるという作用を有す
る。

【００３１】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４記載の発明において、光学的位置検出手段とスクリー
ン部との間の光路上には、可視光を減衰するとともに赤
外線を透過するフィルタが配置されている位置検出装置
であり、可視光の投射映像と検出信号とを確実に分離で
きるという作用を有する。

【００３２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
２〜５の何れか一項に記載の発明において、被検出体
は、先端をスクリーン部に押し付けたとき、または当該
被検出体に備えられたスイッチを押したときに発光する
位置検出装置であり、スクリーン部に表示されるべき部
分のみが発光するようになって被検出体の単なる移動状
態と分離されるので、表示情報としての発光位置を軌跡
データとすることができるという作用を有する。

【００３３】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
２〜６の何れか一項に記載の発明において、被検出体か
ら発光される光が特定の発光周期または特定の規則性を
有する点滅発光とされ、光学的位置検出手段はその点滅
周期または点滅規則で受光された光の位置を検出する位
置検出装置であり、被検出体からの光と他の発光部から
の光とを容易に分離することができて検出精度を高くす
ることができるという作用を有する。

【００３４】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
２〜７の何れか一項に記載の発明において、光学的位置
検出手段は、スクリーン部の背面、または当該スクリー
ン部に背面から視覚情報を投影表示する投射部の近傍に
配置されている位置検出装置であり、スクリーン部上を
移動する被検出体から発光される赤外線をスクリーン部
の背面側に透過させて光学的位置検出手段で受光して位
置検出をしているので、被検出体の位置を正確に検出す
ることが可能になるという作用を有する。

【００３５】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
８記載の発明において、被検出体から光学的位置検出手
段に至る光路上には、投射部の投射画像を透過するとと
もに被検出体の発する赤外線を反射する反射板、または
被検出体から発光された波長の光を限定的に反射する反
射板が配置されている位置検出装置であり、可視光の投
射映像と検出信号とを確実に分離することができるとい
う作用を有する。

【００３６】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項８または９記載の発明において、投射部の少なくとも
一部は光学的位置検出手段と共用されている位置検出装
置であり、部品点数が削減されて構成が簡単になるとい
う作用を有する。

【００３７】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項２〜１０の何れか一項に記載の発明において、光学的
位置検出手段による位置検出の光学系歪を電気的に補正
する手段を設けた位置検出装置であり、光学的位置検出
手段の光学系に歪みがあっても検出位置精度を高めるこ
とができるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項２〜１１の何れか一項に記載の発明において、スクリ
ーン部の周囲の２個所以上に発光部が設けられ、スクリ
ーン部と光学的位置検出手段との位置のキャリブレーシ
ョンを行う位置検出装置であり、被検出体の位置を高精
度で検出することができるという作用を有する。

【００３９】本発明の請求項１３に記載の発明は、電子
ペンである被検出体の位置を検出する請求項２〜１２の
何れか一項に記載の位置検出装置が用いられている電子
黒板装置であり、簡単な構成で精度よく電子ペンの位置
検出が行える電子黒板装置を得ることができるという作
用を有する。

【００４０】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図６を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００４１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１におけるインタラクティブ電子黒板を示す概略図、
図２は図１のインタラクティブ電子黒板に設置された赤
外線カメラによる水平位置検出の出力波形の一例を示す
説明図、図３は図１のインタラクティブ電子黒板に設置
された赤外線カメラによる垂直位置検出の出力波形の一
例を示す説明図である。

【００４２】図１に示すインタラクティブ電子黒板（電
子黒板装置）１０１は、記載部である半透明など光透過
性を有するスクリーン（スクリーン部）１０５、および
このスクリーン１０５に背面から画像などの視覚情報を
投影表示する投射部１０２を有している。そして、投射
部１０２からスクリーン１０５に至る光路上には、投射
部１０２から出射された光学的な表示データを反射する
第１のミラー１０３および第２のミラー１０４が配置さ
れている。

【００４３】また、このインタラクティブ電子黒板１０
１には、先端をスクリーン１０５に押し付けたときに、
あるいは備えられたスイッチを押したときに赤外線を発
光する電子ペン（被検出体）１０７が用意されている。
そして、スクリーン１０５の背面側には、赤外線エリア
センサであるＣＣＤが用いられ、電子ペン１０７から発
光されてスクリーン１０５の背面側へと透過した赤外線
を検出する赤外線カメラ（光学的位置検出手段）１０６
が設置されている。そして、電子ペン１０７の軌跡デー
タを取り込むとともにスクリーン１０５の表示データを
投射部１０２に出力するパソコン（コンピュータ装置）
１０８が設けられている。

【００４４】そして、位置検出装置は、スクリーン１０
５、電子ペン１０７および赤外線カメラ１０６を含んだ
構成要素からなる。

【００４５】なお、以下に説明する実施の形態を含め、
検出に適用されるのは赤外光以外の波長を有する光であ
ってもよい。

【００４６】このような構成の電子黒板１０１におい
て、電子ペン１０７でスクリーン１０５上に記載を行う
と、電子ペン１０７は軌跡に応じた赤外線を発する。こ
の赤外線はスクリーン１０５の背面に設置された赤外線
エリアセンサである赤外線カメラ１０６に写し取られ
る。エリアセンサである赤外線カメラ１０６の撮像位置
とスクリーン１０５上の発光位置とは相関があり、使用
に際して表示位置と電子ペン１０７の位置とのキャリブ
レーションによって補正することによりスクリーン１０
５上の電子ペン１０７の位置が検出される。

【００４７】なお、先端をスクリーン１０５に押し付け
たときに赤外線を発光する電子ペン１０７であれば、電
子ペン１０７はスクリーン１０５と接触して移動する。
また、スイッチを押したときに赤外線を発光する電子ペ
ン１０７であれば、電子ペン１０７はスクリーン１０５
と接触していても、接触していなくても赤外線を発光す
る。したがって、本明細書において電子ペン１０７がス
クリーン１０５上を移動するとは、電子ペン１０７がス
クリーン１０５と接触して移動する場合のみならず、非
接触で移動する場合をも含まれる。

【００４８】赤外線カメラ１０６による水平位置検出の
出力波形の一例を図２に示す。

【００４９】図２において、符号１０９は赤外線カメラ
１０６からの出力信号、符号１１０は水平同期信号、符
号１１１は映像信号、符号１１２は水平周期、符号１１
３は映像信号１１１の赤外線を受光した部分の赤外線検
出信号、符号１１４は水平位置をキャリブレーションし
た映像信号のキャリブレーション位置である。

【００５０】赤外線カメラ１０６に入射した電子ペン１
０７の赤外線はレンズを介してエリアセンサであるＣＣ
Ｄ上に結像され、赤外線カメラ１０６からの出力信号１
０９の映像信号１１１に赤外線検出信号１１３として捕
らえられる。

【００５１】ここで、赤外線カメラ１０６のエリアセン
サであるＣＣＤは、基準信号として水晶発振子等が用い
られており、非常に正確な周期で制御されている。した
がって、出力信号も一定の水平周期１１２で繰り返され
て出力されている。このとき、既知の位置である符号１
１４のキャリブレーション位置において位置および映像
信号をキャリブレーションしておけば、当該キャリブレ
ーション位置１１４と検出されたＣＣＤの出力信号の赤
外線検出信号１１３の位置との水平時間差１１５を計測
することにより、赤外線を発する電子ペン１０７の水平
位置を検出することができる。

【００５２】赤外線カメラ１０６による垂直位置検出の
出力波形の一例を図３に示す。

【００５３】図３において、符号１１６は赤外線カメラ
１０６からの出力信号、符号１１７は垂直同期信号、符
号１１８は映像信号、符号１１９は垂直周期、符号１２
０は映像信号１１８の赤外線を受光した部分の赤外線検
出信号、符号１２１は垂直位置をキャリブレーションし
た映像信号のキャリブレーション位置である。

【００５４】赤外線カメラ１０６に入射した電子ペン１
０７の赤外線はレンズを介してエリアセンサであるＣＣ
Ｄ上に結像され、赤外線カメラ１０６からの出力信号１
１６の映像信号１１８に赤外線検出信号２０として捕ら
えられる。

【００５５】ここで、赤外線カメラ１０６のエリアセン
サであるＣＣＤは、水平同期信号等と同様、基準信号と
して水晶発振子等が用いられ、非常に正確な周期で制御
されている。したがって、出力信号も一定の垂直周期１
１９で繰り返されて出力されている。このとき、既知の
位置である符号１２１のキャリブレーション位置におい
て位置および映像信号をキャリブレーションしておけ
ば、当該キャリブレーション位置１２１と検出されたＣ
ＣＤの出力信号の赤外線検出信号１２０との垂直時間差
１２２を計測することにより、赤外線を発する電子ペン
１０７の垂直位置を検出することができる。

【００５６】なお、このように時間を測定するのではな
く、キャリブレーション位置と現在の赤外線検出出力の
ＣＣＤ画素数を計数しても、電子ペン１０７の水平位置
あるいは垂直位置を検出することができる。

【００５７】このように検出した電子ペン１０７の水平
方向および垂直方向の軌跡を軌跡データとしてパソコン
１０８に取り込んで記載データとする。そして、パソコ
ン１０８に取り込まれたデータを投射部１０２を通じて
投射し、電子ペン１０７の記載位置に文字としてスクリ
ーン１０５上に投影表示する。

【００５８】このように、本実施の形態によれば、光透
過性を有するスクリーン１０５上を移動する電子ペン１
０７から発光される赤外線をスクリーン１０５の背面側
に透過させてエリアセンサである赤外線カメラ１０６で
受光しているので、電子ペン１０７の位置を正確に検出
することが可能になる。

【００５９】また、赤外線カメラ１０６はエリアセンサ
としてＣＣＤを用いているので、赤外領域まで高い感度
を持つことができるとともに高解像度のエリアセンサと
することができ、分解能が高く且つ各画素の並びの精度
が良いため、検出感度が高く且つ高精度の位置検出を行
うことができる。

【００６０】また、電子ペン１０７の発する光は赤外線
であり、エリアセンサが赤外線に感度をもつ赤外線カメ
ラ１０６であるので、投射部１０２により投射された可
視光の表示データと容易に分離でき、確実にスクリーン
部１０５上の電子ペン１０７の位置を特定することがで
きる。

【００６１】さらに、電子ペン１０７は、先端をスクリ
ーン１０５に押し付けたときに、あるいは電子ペン１０
７に備えられたスイッチを押したときに赤外線を発光す
るようになっているので、スクリーン１０５に表示され
るべき筆跡の部分のみ赤外線が発光するようになって筆
跡部分と単なる電子ペン１０７の移動状態とが分離する
ことができ、表示情報としての赤外線の発光位置を軌跡
データとすることができる。

【００６２】ここで、電子ペン１０７に備えられた赤外
線の発光周期を特定の周期とすることにより、赤外線カ
メラ１０６での受光信号を当該周期で弁別することがで
きるので、他の発光部からの光と容易に分離することが
できて検出精度を高くすることができる。

【００６３】また、電子ペン１０７に備えられた赤外線
の発光を特定の規則性を持った点滅発光とすることによ
り、赤外線カメラ１０６での受光信号を特定の規則性を
もつ周期で弁別することができるので、他の発光部から
の光と容易に分離することができ検出精度を高くするこ
とができる。

【００６４】なお、これらの周期性や規則性をもつ受光
信号の弁別は、ハードウエアのみならずソフトウエア処
理によって行うことができる。

【００６５】さらに、赤外線カメラ１０６のデータを、
予め光学系の歪みが既知またはスクリーン１０５上の多
数の点でキャリブレーションしたデータにより補正デー
タテーブルを作成し、その補正テーブルにより水平位
置、垂直位置の数値補正を行うことにより、赤外線カメ
ラ１０６による受光の際、例えばレンズ系のよるバレル
歪みや反射鏡歪みがあったり、投射系と赤外線カメラ１
０６の画角の違いがある場合においても、検出位置を精
度良く検出することができる。

【００６６】そして、投射部１０２の少なくとも一部は
赤外線カメラ１０６と共用することができる。このよう
にすれば、部品点数が削減されて装置の構成を簡略化す
ることができる。

【００６７】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２におけるインタラクティブ電子黒板を示す概略図で
ある。

【００６８】本実施の形態のインタラクティブ電子黒板
１０１では、実施の形態１におけるスクリーン１０５の
背面側の赤外線カメラ１０６に代えて、投射部１０２の
近傍に配置された赤外線カメラ１０６が設けられてい
る。この赤外線カメラ１０６は、電子ペン１０７から発
光された赤外線が第２のミラー１０４および第１のミラ
ー１０３で順次反射されて入射される位置に配置されて
いる。そして、本実施の形態における赤外線カメラ１０
６も、実施の形態１におけるそれと同様、赤外線エリア
センサであるＣＣＤが用いられ、電子ペン１０７から発
光された赤外線を検出する。

【００６９】このように、投射部１０２の近傍に赤外線
カメラ１０６を配置することにより、投射部１０２の画
角と赤外線カメラ１０６の画角とをほぼ等しくでき、光
学系を共用することが可能になって構成を簡単にするこ
とができる。

【００７０】赤外線カメラ１０６の前面には、可視光を
減衰させるとともに赤外線を透過する帯域フィルタまた
はローパスフィルタなどのフィルタ１２４が設置されて
いる。

【００７１】このような構成のインタラクティブ電子黒
板１０１において、電子ペン１０７でスクリーン１０５
上に記載を行うと、電子ペン１０７は軌跡に応じた赤外
線を発する。この赤外線は第２のミラー１０４および第
１のミラー１０３で順次反射され、投射部１０２の近傍
に設置された赤外線エリアセンサである赤外線カメラ１
０６に写し取られる。エリアセンサである赤外線カメラ
１０６の撮像位置とスクリーン１０５上の発光位置とは
相関があり、使用に際して表示位置と電子ペン１０７の
位置をキャリブレーションによって補正することにより
スクリーン１０５上の電子ペン１０７の位置が検出され
る。

【００７２】このようにして検出した電子ペン１０７の
軌跡を文字データとしてパソコン１０８に取り込んで記
載データとする。そして、パソコン１０８に取り込まれ
たデータを投影部１０２を通じて投影し、電子ペン１０
７の記載位置に文字としてスクリーン１０５上に投影表
示する。

【００７３】このように、赤外線カメラ１０６の前面に
はフィルタ１２４が設置されているので、可視光の投射
映像と検出信号とを確実に分離できる。

【００７４】なお、赤外線カメラ１０６を用いず、赤外
領域に感度を持つエリアセンサを用い、図４に示すよう
にエリアセンサとスクリーン１０５との間に赤外線を透
過する帯域フィルタまたはローパスフィルタ１２４を設
置しても、同様の効果を得ることができる。

【００７５】また、このとき、赤外線を透過する帯域フ
ィルタまたはローパスフィルタ１２４を設置する位置は
エリアセンサとスクリーン１０５との間であれば、図４
の位置に限定されるものではない。

【００７６】（実施の形態３）図５は本発明の実施の形
態３におけるインタラクティブ電子黒板を示す概略図で
ある。

【００７７】本実施の形態のインタラクティブ電子黒板
１０１では、実施の形態１におけるスクリーン１０５の
背面側の赤外線カメラ１０６に代えて、投射部１０２の
近傍に配置された赤外線カメラ１０６が設けられてい
る。

【００７８】この赤外線カメラ１０６は、電子ペン１０
７から発光された赤外線が第２のミラー１０４および反
射板１２５で順次反射されて入射される位置に配置され
ている。ここで、反射板１２５は、投射部１０２の投射
画像を透過するとともに電子ペン１０７の発する赤外線
を反射するハーフミラー、または電子ペン１０７の発す
る波長の赤外線を限定的に反射する鏡などからなる。

【００７９】なお、本実施の形態における赤外線カメラ
１０６も、実施の形態１におけるそれと同様、赤外線エ
リアセンサであるＣＣＤが用いられ、電子ペン１０７か
ら発光された赤外線を検出する。

【００８０】このような構成のインタラクティブ電子黒
板１０１において、電子ペン１０７でスクリーン１０５
上に記載を行うと、電子ペン１０７は軌跡に応じた赤外
線を発する。この赤外線は第２のミラー１０４および反
射板１２５で順次反射され、赤外線エリアセンサである
赤外線カメラ１０６に写し取られる。エリアセンサであ
る赤外線カメラ１０６の撮像位置とスクリーン１０５上
の発光位置とは相関があり、使用に際して表示位置と電
子ペン１０７の位置をキャリブレーションによって補正
することによりスクリーン１０５上の電子ペン１０７の
位置が検出される。

【００８１】このようにして検出した電子ペン１０７の
軌跡を文字データとしてパソコン１０８に取り込んで記
載データとする。そして、パソコン１０８に取り込まれ
たデータを投射部１０２を通じて投影し、電子ペン１０
７の記載位置に文字としてスクリーン１０５上に投影表
示する。

【００８２】ここで、光路上にある反射板１２５はハー
フミラーまたは特定波長である赤外線を反射する鏡であ
るので、投射部１０２から投影された画像は反射板１２
５を通過して第２のミラー１０４で反射されて、可視光
の投射映像と検出信号とが確実に分離され、スクリーン
１０５上に電子ペン１０７の記載位置に文字として表示
される。

【００８３】なお、反射板には、半透明の鏡の他、特定
波長の赤外線を反射する鏡を用いてもよく、この場合に
は、透過する投射部１０２の投射光の損失を少なくする
ことができる。

【００８４】（実施の形態４）図６は本発明の実施の形
態４におけるインタラクティブ電子黒板を背面から示す
概略図である。

【００８５】図示するインタラクティブ電子黒板１０１
では、電子ペン１０７のデータを補正する第１の赤外線
発光素子（発光部）１２７、第２の赤外線発光素子（発
光部）１２８および第３の赤外線発光素子（発光部）１
２９がスクリーン１０５の周囲に配置されている。

【００８６】これによれば、インタラクティブ電子黒板
１０１の起動時にそれぞれの赤外線発光装置１２７，１
２８，１２９を順次発光させ、赤外線カメラでその位置
を検出することにより、赤外線カメラ上の画像位置とス
クリーン１０５上の位置を補正する。このように起動時
に常にスクリーン１０５に対する基準位置を校正するこ
とにより、精度よく電子ペン１０７の位置を検出するこ
とができる。

【００８７】また、キャリブレーション用の第１、第２
・第３の赤外線発光素子１２７，１２８，１２９の発光
は起動時順次、発光させ行うように説明したが、常時発
光させておいてキャリブレーションを行っても、同様の
効果を得ることができる。

【００８８】なお、本実施の形態ではキャリブレーショ
ン用の赤外線発光素子を３個設けた場合で説明したが、
水平および垂直の２成分を補正すればよく、例えば対角
に２個設ける等、２個以上の赤外線発光素子を設ければ
同様の効果を得ることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スクリ
ーン部上を移動する被検出体から発光される赤外線をス
クリーン部の背面側に透過させて受光して位置を検出し
ているので、被検出体の位置を正確に検出することが可
能になるという有効な効果が得られる。

【００９０】光学的位置検出手段にＣＣＤからなるエリ
アセンサを備えれば、検出感度が高く且つ高精度の位置
検出を行うことができるという有効な効果が得られる。

【００９１】被検出体から発光される光を赤外線とすれ
ば、可視光の投射映像と検出信号とを確実に分離できる
という有効な効果が得られる。

【００９２】光学的位置検出手段とスクリーン部との間
の光路上に、可視光を減衰するとともに赤外線を透過す
るフィルタを配置すれば、可視光の投射映像と検出信号
とを確実に分離できるという有効な効果が得られる。

【００９３】被検出体は、先端をスクリーン部に押し付
けたとき、または当該被検出体に備えられたスイッチを
押したときに発光するようにすれば、スクリーン部に表
示されるべき部分のみが発光するようになって被検出体
の単なる移動状態と分離されるので、表示情報としての
発光位置を軌跡データとすることができるという有効な
効果が得られる。

【００９４】被検出体から発光される光が特定の発光周
期または特定の規則性を有する点滅発光とされ、光学的
位置検出手段はその点滅周期または点滅規則で受光され
た光の位置を検出するようにすれば、被検出体からの光
と他の発光部からの光とを容易に分離することができて
検出精度を高くすることができるという有効な効果が得
られる。

【００９５】光学的位置検出手段を、スクリーン部の背
面、または当該スクリーン部に背面から視覚情報を投影
表示する投射部の近傍に配置すれば、スクリーン部上を
移動する被検出体から発光される赤外線をスクリーン部
の背面側に透過させて光学的位置検出手段で受光して位
置検出をしているので、投射部の画角と赤外線カメラの
画角とをほぼ等しくでき、光学系を共用することが可能
になって構成を簡単にすることができるとともに、被検
出体の位置を正確に検出することが可能になるという有
効な効果が得られる。

【００９６】被検出体から光学的位置検出手段に至る光
路上に、投射部の投射画像を透過するとともに被検出体
の発する赤外線を反射する反射板、または被検出体から
発光された波長の光を限定的に反射する反射板を配置す
れば、可視光の投射映像と検出信号とを確実に分離する
ことができるという有効な効果が得られる。

【００９７】投射部の少なくとも一部を光学的位置検出
手段と共用すれば、部品点数が削減されて構成が簡単に
なるという有効な効果が得られる。

【００９８】光学的位置検出手段による位置検出の光学
系歪を電気的に補正する手段を設ければ、光学的位置検
出手段の光学系に歪みがあっても検出位置精度を高める
ことができるという有効な効果が得られる。

【００９９】スクリーン部の周囲の２個所以上に発光部
を設け、スクリーン部と光学的位置検出手段との位置の
キャリブレーションを行うようにすれば、被検出体の位
置を高精度で検出することができるという有効な効果が
得られる。

【０１００】このような位置検出装置を用いた電子黒板
装置によれば、簡単な構成で精度よく電子ペンの位置検
出が行える電子黒板装置を得ることができるという有効
な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるインタラクティ
ブ電子黒板を示す概略図

【図２】図１のインタラクティブ電子黒板に設置された
赤外線カメラによる水平位置検出の出力波形の一例を示
す説明図

【図３】図１のインタラクティブ電子黒板に設置された
赤外線カメラによる垂直位置検出の出力波形の一例を示
す説明図

【図４】本発明の実施の形態２におけるインタラクティ
ブ電子黒板を示す概略図

【図５】本発明の実施の形態３におけるインタラクティ
ブ電子黒板を示す概略図

【図６】本発明の実施の形態４におけるインタラクティ
ブ電子黒板を背面から示す概略図

【図７】従来のインタラクティブ電子黒板の装置使用時
の状態を示す概略図

【符号の説明】

１０１ インタラクティブ電子黒板（電子黒板装置） １０２ 投射部 １０３ 第１のミラー １０４ 第２のミラー １０５ スクリーン（スクリーン部） １０６ 赤外線カメラ（光学的位置検出手段） １０７ 電子ペン（被検出体） １０８ パソコン（コンピュータ装置） １０９ 出力信号 １１０ 水平同期信号 １１１ 映像信号 １１２ 水平周期 １１３ 赤外線検出信号 １１４ キャリブレーション位置 １１５ 水平時間差 １１６ 出力信号 １１７ 垂直同期信号 １１８ 映像信号 １１９ 垂直周期 １２０ 赤外線検出信号 １２１ キャリブレーション位置 １２２ 垂直時間差 １２４ ローパスフィルタ １２５ 反射板 １２７ 第１の赤外線発光素子（発光部） １２８ 第２の赤外線発光素子（発光部） １２９ 第３の赤外線発光素子（発光部） ２０１ 枠体 ２０２ 制御部 ２０３ 記載面 ２０４ キャスタ機構 ２０５ 受信部 ２０６ 受信部 ２０７ 電子ペン（被検出体） ２０８ 投射部 ２０９ パソコン

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光透過性を有し、投射された画像を表示す
   るスクリーン部上を移動する被検出体の位置を、当該被
   検出体から発光されて前記スクリーン部の背面側に透過
   された所定波長の光を受光して検出することを特徴とす
   る位置検出方法。
2. 【請求項２】光透過性を有し、投射された画像を表示す
   るスクリーン部と、前記スクリーン部上を移動しながら
   所定波長の光を発光する被検出体と、前記被検出体から
   発光されて前記スクリーン部の背面側に透過された光を
   受光して当該被検出体の位置を検出する光学的位置検出
   手段とを有することを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】前記光学的位置検出手段は、ＣＣＤからな
   るエリアセンサを備えたことを特徴とする請求項２記載
   の位置検出装置。
4. 【請求項４】前記被検出体から発光される光は赤外線で
   あることを特徴とする請求項２または３記載の位置検出
   装置。
5. 【請求項５】前記光学的位置検出手段と前記スクリーン
   部との間の光路上には、可視光を減衰するとともに赤外
   線を透過するフィルタが配置されていることを特徴とす
   る請求項４記載の位置検出装置。
6. 【請求項６】前記被検出体は、先端を前記スクリーン部
   に押し付けたとき、または当該被検出体に備えられたス
   イッチを押したときに発光することを特徴とする請求項
   ２〜５の何れか一項に記載の位置検出装置。
7. 【請求項７】前記被検出体から発光される光が特定の発
   光周期または特定の規則性を有する点滅発光とされ、前
   記光学的位置検出手段はその点滅周期または点滅規則で
   受光された光の位置を検出することを特徴とする請求項
   ２〜６の何れか一項に記載の位置検出装置。
8. 【請求項８】前記光学的位置検出手段は、前記スクリー
   ン部の背面、または当該スクリーン部に背面から視覚情
   報を投影表示する投射部の近傍に配置されていることを
   特徴とする請求項２〜７の何れか一項に記載の位置検出
   装置。
9. 【請求項９】前記被検出体から前記光学的位置検出手段
   に至る光路上には、前記投射部の投射画像を透過すると
   ともに前記被検出体の発する赤外線を反射する反射板、
   または前記被検出体から発光された波長の光を限定的に
   反射する反射板が配置されていることを特徴とする請求
   項８に記載の位置検出装置。
10. 【請求項１０】前記投射部の少なくとも一部は前記光学
    的位置検出手段と共用されていることを特徴とする請求
    項８または９記載の位置検出装置。
11. 【請求項１１】前記光学的位置検出手段による位置検出
    の光学系歪を電気的に補正する手段を設けたことを特徴
    とする請求項２〜１０の何れか一項に記載の位置検出装
    置。
12. 【請求項１２】前記スクリーン部の周囲の２個所以上に
    発光部が設けられ、前記スクリーン部と前記光学的位置
    検出手段との位置のキャリブレーションを行うことを特
    徴とする請求項２〜１１の何れか一項に記載の位置検出
    装置。
13. 【請求項１３】電子ペンである前記被検出体の位置を検
    出する請求項２〜１２の何れか一項に記載の位置検出装
    置が用いられていることを特徴とする電子黒板装置。