JPS6037925B2 - 電子黒板システムの走査方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子黒板システムの走査方式に関し、特にマト
リクス状電極を配置した黒板上に、チョーク等の筆記臭
で記された文字等の筆記点座標を陰極線管表示装置等の
表示装置に伝送して、筆記内容に対応した文字等の画像
を再生する電子黒板システムの走査方式に関するもので
ある。

この電子黒板システムは、チョ−ク等の筆記具で記され
た文字筆の筆圧点座標を、電話線を介して遠隔地に伝送
し、陰極線管表示装置等の表示装置に文字等の画像を表
示するものである。

ところで、使用する黒坂の大きさを縦１の・横１．３肌
程度とし、分解館を２肌とし走査時の帰線時間を考慮す
ると、電極数は縦４９０本、横斑１本程度が必要となる
。

そして筆記速度を４０肌／Ｓ程度とすると、黒板上にお
いて２側の画素を走査するには２肌／４瓜ネ／Ｓ＝５ｍ
Ｓで走査すれば良い。このため全画素を走査するには禦
ぎ。≠５６・岬Ｚの走査周波数が必要となる。

しかしながら、このような高い走査周波数を使用する装
置は回路構成が非常に困難であった。

また、黒板は広いため単純な追跡操作では精度良く筆圧
を追跡できない欠点を有していた。しかがって本発明の
目的は、簡単な回路構成で実現でき、かつ精度良く筆圧
が追跡できる電子黒板システムの走査方式を提供するこ
とにある。

このような目的を達成するために本発明は、最初の筆圧
点座標が検出された部分に、該筆圧点座標を含む枠を設
定し、該枠を筆圧点座標のベクトルによって推測される
方向に移動させるものである。以下、図面を用いて本発
明を詳細に説明する。第１図は本発明の一実施例に用い
る黒板の上面図、第２図は断面図である。

図において１および２はマトリクス状に配置された水平
電極群および垂直電極群であって、それら電極群の間に
は弾性導体シート３が挿入されている。この弾性導体シ
ート３は第３図に断面図を示すように絶縁物であるシー
ト状のシリコンラバー３ａの中に均一な導電性繊維（針
状のカーボンフアイバ）３ｂを埋め込んだ合成物である
。そして、矢印に示すように圧力を加えると、シリコン
ラバー３ａが変形してカーボンフアィバが突出し、シー
トの両側に押しつけられて抵抗値が変化するものである
。そして第２図において、チョーク４が押下されると弾
性導体シート３の抵抗値が変化して、この変化が水平電
極群１と垂直電極群２から取付される。

この場合、隣接する電極間距離ｄが分解限界である分解
能となる。

第４図は本発明の−実施例を示すブロック図で、１川ま
圧力センサ形の黒板であって、第１図および第２図に示
す構造のものである。

この黒板１０の垂直電極群２はｘ座標スイッチ回路１１
に接続され、水平電極群１はｙ座標スイッチ回路１２に
接続されている。そして、これらｘ座標スイッチ回路１
１およびｙ座標スイッチ回路１２は走査制御回路１３の
制御信号によって走査が行われ、筆圧が加えられた点の
走査が行われるとｘ座標スイッチ回路１１より検出信号
を出力する。ｘ座標スイッチ回路１１の出力はアナログ
・ディジタル変換部（以下Ａ／○変換部と称す）１４を
介して筆圧最大点検出回路１５に供給され、この筆圧最
大点検出回路１５の出力はマイクロコンピューター６に
供給される。そして、１７はコントロールロジックであ
って、マイクロコンピュータ１６からの信号を解読して
走査制御回路１３または記憶回路制御部１８を制御する
。一方、記憶回路１９および２０には走査制御回路１３
、マイクロコンピュータ１６からの各種情報が供給され
、記憶回路制御部１８の制御に従って情報の読込みおよ
び読出しが行なわれる。

なお、２１はマイクロコンピューター６から送出される
信号を、電話線Ｌによって伝送するのに適合する信号に
変換する送信部、２２は送られてきた信号を表示部２３
に適合する信号に変換する受信部である。このように構
成された本発明に係る電子黒板システムの動作は次の通
りである。

詳細な説明に入る前に、先ず本発明の理解を容易にする
ため、概略動作を第５図、第６図に示す回路図によって
説明する。なお各誌号は第４図と同一のものを使用して
いる。黒板１０上に筆圧が加えられていない時は、第５
図に示すようにｙ座標スイッチ回路１２は全てオンとな
り、ｘ座標スイッチ回路１１は順次１つづつオンとする
走査が行われている。

ある時点で座標（Ｘｏ，Ｙｏ）の地点に筆圧が加えられ
ると、ｘ座標スイッチ回路１１がｘ＝Ｘｏを走査した時
点にｘ座標スイッチ回路１１から検出信号が得られる。

この検出信号が得られたら、ｘ座標スイッチ回路をｘ：
Ｘｏに固定し、今度は第６図に示すようにｙ座標スイッ
チ回路１２を順次走査していく。すると、ｙ座標スイッ
チ回路１２がｙ＝Ｙｏを走査した時点でｘ座標スイッチ
回路１１から再び検出信号が得られる。ここで最初の筆
圧点座標ｘ＝Ｘｏ，ｙ＝Ｙｏが検出できたので、次はこ
の点を基準に所定範囲の電極だけを水平および垂直方向
に１画素づつ走査する。

このことにより、ｘ＝Ｘｏ，ｙ＝Ｙｏ付近の詳細な部分
走査が行える。この場合、例えばｘ＝Ｘｏ，ｙ＝Ｙｏを
中心に±８画素分の範囲を走査し、１画素の走査速度を
耳ｈＳとすれば、走査周波数は次のようになる。俊渋７
：５脚ＨＺこの値は、１画素づつ走査していった場合の
走査周波数５６．創ＭＨＺの約１／Ｉ０００であり、こ
の走査周波数によって得られた筆圧点座標に対応する信
号を、３．巡日２の帯城幅で制限された電話線を介して
伝送することは、現在の伝送技術で容易にできる。

なお、この明細書では、最初の筆圧点座標が検出される
までの状態、即ち黒板１０の１辺の長さを単位として行
う走査状態を線走査、最初の筆圧点座標が検出された後
の状態、即ち、所定範囲だけを１画素分づつ行う走査状
態を部分走査と定義する。最初の筆圧点座標が検出され
、所定の走査範囲が設定されれば、以後は所定の走査範
囲を座標信号の変化発生方向に移動させながら部分走査
を行えば、筆圧点を追跡していくことができる。

そして、筆圧点が検出できなくなったら、部分走査から
線走査に戻り、黒板１０全体を走査すれば良い。この場
合、破線を記入する場合等は黒板１０から一時的に筆圧
がなくなってしまう。このため、筆圧がなくなった場合
は、最後に部分走査した範囲を数フレーム、部分走査し
てもその範囲に筆圧が無いことを確認した後に線走査に
移れば、線走査の回数を減らすことができると共に微少
範囲の検出を精度良く行える。なお、４９０×５８１の
画素を持つ黒板１０の部分走査と同じ５７．８ＫＨ２で
全画素を順次走査すると５．５秒を要するが、同じ５７
．雛ＨＺの周波数でも線走査を行えば１フレームを走査
する時間は次のようになる。

５．５×器鮒±２０肌Ｓ したがって、黒板１０上に加えられた筆圧点座標を２皿
Ｓ以内に検出でき、実用上十分な性能が得られる。

次に第４図のブロック図を詳細に説明する。

黒板１０の走査は第７図のフローチャートにしたがって
行われ、黒板１０‘こ筆圧が加えられてしない時、マイ
クロコンピュータ１６はコントロールロジック１７に対
してｙ座標スイッチ回路１２を全てオンとし、ｘ座標ス
イッチ回路１１のうち１つのスイッチをオン状態とする
信号を供給する。このため、コントロールロジック１７
はこの信号を解読して、走査制御回路１３をマイクロコ
ンピュータ１６の信号に従って状態である、第７図Ｂの
状態に制御する。この時、黒板１０に筆圧が加えられて
いなければ、ｘ座標スイッチ回路１１から座標信号は出
力されないので、マイクロコンピューター６は現在オン
状態のｘ座標スイッチに代えて隣接する新たなｘ座標ス
イッチをオン状態とする信号をコントロールロジック１
７に送出する。このことにより、コントロールロジック
１７はｙ座標スイッチ回路を全てオンとしたまま、今ま
でオソとなっていたｘ座標スイッチ回路１１の隣接する
スイッチをオンとする。この時もｘ座標スイッチ回路１
１から検出信号が出力されなければ、マイクロコンピュ
ータ１６はｘ座標スイッチ回路１１のスイッチのうちオ
ン状態であるスイッチを順次隣接する電極に転移しなが
ら、ｘ座標スイッチ回路１１から検出信号が得られるま
でこの動作を繰返す。ここで、黒板１０に筆圧が加えら
れると、ｘ座標スイッチ回路１１からは検出信号が出力
されるので、この信号はＡ／○変換器１４、筆圧最大点
検出回路１５を介してマイクロコンピュータ１６に供Ｖ
給される第５図の状態となる。

すると、マイクロコンピュータ１６はｘ座標スイッチ回
路１１を、検出信号を出力するスイッチに固定し、ｙ座
標スイッチ回路１２のうち１つのスイッチをオン状態と
する信号をコントロールロジック１７に供給する。この
ため、コントロールロジック１７はこの信号を解読して
走査制御回路１３をマイクロコンピューター６の信号に
従った状態に制御し、第７図Ｄの状態とする。この場合
、ｘ座標スイッチ回路１１から検出信号が得られなけれ
ば、マイクロコンピュータ１６はｘ座標スイッチ回路１
１を走査した時と同様に走査点を順次隣接するスイッチ
に転移させていく。ｙ座標スイッチ回路１２が順次走査
されていくうちに、黒板１０の筆圧点に達し、ｘ座標ス
イッチ回路１１から検出信号が出力されると第７図Ｅの
状態となる。

この時、記憶回路１９および２０にも走査制御回路１３
からｘ座標スイッチ回路１１とｙ座標スイッチ回路１２
の制御信号が供給されているが、この制御信号は筆圧点
座標となっている。このため、マイクロコンピュータ１
６は筆圧点座標としての制御信号を記憶するようコント
ロールロジック１７に信号を供給するので、コントロー
ルロジック１７はこの信号を解読して記憶回路制御部１
８を制御する。したがって、記憶回路１９および２０‘
ま記憶回路制御部１８によって指定された方が制御信号
の記憶を行う。なお記憶回路１９と２０の２つの回路を
設けているのは、この電子黒板システムはリアルタイム
動作をしており、座標信号の記憶動作を行っている時も
マイクロコンピュータ１６は伝送のための処理を行って
いる。このため一方の記憶回路に書込みを行っている時
に、他方は読出が行えるよう、２つの回路を用いている
。座標信号としての制御信号の記憶が終了すると、マイ
クロコンピュータ１６は検出信号発生個所を基準に部分
走査を行う所定範囲の枠を設定して、ｘ座標スイッチ回
路１１とｙ座標スイッチ回路１２の走査を開始し第７図
Ｆの状態になる。

このため黒板１０の筆圧点を詳細に走査でき、この０座
標データがＡ／Ｄ変換部１４、筆圧最大点検出回路１５
を介してマイクロコンピュータ１６に供給される。マイ
クロコンピュータ１６では入力されたデータを送信部２
１を介して受信部２２に伝送する。ところで、黒板１０
に加えられる筆圧点の座標は一般的に時間とともに変化
するので、常にこの筆圧点を追跡し、前記枠を設定して
いる範囲を必要に応じて移動させる必要がある。

このため、枠内の走査を行った時、最初に検出される筆
圧点座標が１フレーム前のものと相違するとき、新しい
筆圧点座標を基準に再たび新しい枠を設定する。このよ
うにすれば第８図に示すように、筆圧点の移動にそって
枠がＡ→８→Ｃ→Ｄと移動し、筆圧を追跡することがで
きる。この場合、走査範囲内に新たな筆圧点座標が検出
される度に、新たな筆圧点座標を基準に枠を移動させた
が、枠の限界点を走査した場合、筆圧点座標がない時に
移動させても良く、また、筆圧点座標のベクトルによっ
て推測される方向に移動させても良い。

また、前述したように、枠内から筆圧点座標が検出され
なくなった後、数フレームほ無駄走査を行えば微少範囲
の検出を精度良く行うこともできる。前記枠の設定は筆
圧点座標を基準に行われるが、本発明では筆圧点座標の
うち、筆圧最大点に相当する座標を基準に設定している
。

これは、黒板１０１こ筆圧が加えられた場合、黒板１０
１こ使用している弾性導体シートに弾力性があるため、
黒板１川こ接触するチョーク等の先端部が分解能の範囲
より十分小さいものであっても、黒板１０とチョークの
接触部分の周辺にも筆圧が加えられてしまう。このため
、筆圧点の選び方によって枠の設定範囲が変るので、こ
れを防ぐために、筆圧最大点を基準に枠を設定している
。また、筆圧点座標を全て受信側に伝送すると表示画面
の線が太くなり、また多くの情報を送らねばならない。

このためにも、本発明では筆圧最大点の筆圧点座標を使
用しているが、この他にも表示に支障ない範囲で所定筆
圧以上の筆圧点を筆圧点座標として使用すれば、冗長度
は大きくなるので、雑音による座標欠損は発生し難い利
点がある。この最大筆圧点検出は例えば第９図のような
構成で行っている。

同図において２４は入力端子であって第４図のｘ座標ス
イッチ回路１１に接続されている。そして入力端子２４
に供給された検出信号はアナログ比較器２５の一方の入
力端に入力される。このアナログ比較器２５の他方の入
力端には、筆圧感度のスレシホールドレベルを決める電
圧が供給されているので、検出信号の値がこのスレシホ
ールドレベルよりも大きい場合だけ、アナログ比較器２
５は出力信号をアナログ・ディジタルコンバータ（以下
Ａ／Ｄコンバータと称する）２６の制御端に供Ｖ給する
。入力端子２４はＡ／Ｄコンバータ２６の入力端にも後
続されているので、Ａ／Ｄコンバータ２６はアナログ比
較器２５の出力信号が供給された時にアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換し、ディジタル信号への変換が完了
すると完了パルスを発生する。

そして、この完了パルスとディジタル信号を筆圧最大点
検出回路１５に供給する。筆圧最大点検出回路１５はデ
ィジタル比較器によって構成されており、入力されたデ
ィジタル信号を一時保持しておき、次に入力されるディ
ジタル信号と大小比較を行い、大きい方の値を記憶し出
力するものである。このようにして座標信号の大小比較
を行えば、加えられた筆圧が最大である筆圧最大点が検
出できるので、この出力信号を出力端子２７から第４図
のマイクロコンピュータ１６に供鰭会する。

なお、アナログ比較器２５を設けているのは、所定下の
筆圧はＡ／Ｄコンバータ２６を動作させないことによっ
てマイクロコンピュータ１６の処理時間を減少させるた
めである。この他にも、筆圧最大点を検出する方法とし
て座標中間点検出という方法がある。

これは、筆圧最大点の周辺点は筆圧最大点に対して対称
となるために、座標値の最大値と最少値を垂直方向と水
平方向に別々に求め、（座標最大値十座標最少値）／２
の平均座標値を筆圧最大点とするものである。また、本
発明では検出された筆圧点座標をもとに表示画面上に白
い文字または図形を表示しているので、消去する場合は
黒をセットして表示された白い部を消している。

なお、本実施例においては走査周波数５７．狐日２とし
たがこの周波数に限定されるものではなく、また枠の設
定も方形としたが円形等の他の形状であっても差支えな
い。

以上説明したように、本発明に係る電子黒板システムの
走査方式は最初の筆圧点座標が検出された部分に、該筆
圧点座標を含む枠を設定し、該枠を筆圧点座標のベクト
ルによって推測される方向に移動させるものであるから
、簡単な回路構成で実現でき、筆圧点の移動速度が早い
ものでも良く筆圧が追跡できる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に用いる黒板の
上面図および断面図、第３図はその黒板に使用している
弾性導体シートの構造を示す断面図、第４図は本発明の
一実施例を示すブロック図、第５図および第６図は黒板
およびｘ座標およびｙ座標スイッチ回路部分の回路図、
第７図はフローチャート、第８図は黒板上を枠が移動す
る状態を示す黒板の正面図、第９図はＡ／Ｄ変換部およ
び筆圧最大点検出回路部分を示すブロック図である。 １・・・・・・水平電極群、２・・…・垂直電極群、３
・…・・弾性導体シート、４・・・・・・チョーク、１
０・…・・里板、１１・・・・・・ｘ座標スイッチ回路
、１２・・・・・・ｙ座標スイッチ回路、１３・・・・
・・走査制御回路、１５・・・・・・筆圧最大点検出回
路、１６・・・・・・マイクロコンピュータ、１９，２
０・・・・・・記憶回路。 第１図第２図 第３図 第５図 第４図 第８図 第９図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マトリクス状に配列された電極群からなる送像画面
   を水平および垂直走査して筆圧点座標を検出し、最初の
   筆圧点座標が検出された部分を含む所定範囲に枠を設定
   したのちに該枠内の範囲を走査する電子黒板システムの
   走査方式において、該枠は筆圧点座標のベクトルによつ
   て推測される方向に移動させることを特徴とする電子黒
   板システムの走査方式。