JPS62165234A - 電子黒板入力用筆具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子黒板に筆記すると同時に、筆記した字及び
色、種別などを電気信号として付与することが可能な電
子黒板入力用筆具に関する。

（従来の技術） 最近になって実用化が進んでいるものに電話回線を使用
したテレビ会議システムがあるが、多人数での会議に欠
くことのできないものはテレビ撮像装置、受像装置の他
に電子黒板であるといわれている。

すなわち、黒板上に画かれた字、絵などが同じ場所の多
数の参加者に認識されることはもとより、遠隔の会儀場
の参加者にも同時に認識されることが必要であるからで
あるが、普通の黒板とテレビとを組合わせたのでは、黒
板の前に立つ人のために死角ができたりして読み取りに
くいなどの不便があるために、筆記された字を電気信号
に変換してこれを送信し得る電子黒板が必要となる所以
である。

か＼る点から最近に至ってカラー描画像会議システムに
使用して好適な電子黒板の例が提供されており、昭和５
９年３月１６日（金）発行の日刊工業新聞紙上にその概
要が記載されている。

この黒板は既に開発されてなるスケッチホンの描画パッ
ドを大型化し２　ｙｔｔｙｔｔに１本の割合の平行電極
シートを電極が直交するように重ね、その間に感圧ゴム
シートを挾ませた構造で、文字や絵はそのときの書く圧
力を検出し電極応５直交するＸ、　Ｙの座標軸で電気信
号に変換するようにした１のである。

そして筆具としては主としてフェルトペンが吏用されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが従来の前記黒板■は第１２図（イ）に略示する
ように、手を添えて押しながら書くなど他の個所に圧力
を加えると、２点接触の重心位置を接触点として電気信
号変換装置が位置認識するために誤動作となる問題があ
る。

また、第１２図（ロ）のように二Å以上の人が同時に黒
板（ロ）に書いた場合にも同様、多点接触の重心位置を
接触点と誤判断することになる。

一方、多色のカラー表示をしようとしてもこの電子黒板
は感圧による位置認識機能しか有していないので、第１
３図に示す如くフェルトペン置き台３１）の穴の直下に
設けた使用カラー認識スイッチＣ（ａの作動により行わ
せており、例えば黒色のペン（１６Ｂ）が引き抜かれて
、これに対応する認識スイッチが開になることにより、
黒色フェルトペン（ａｓ、３）を使用しているとして電
子黒板の色認識回路は黒色のサインを電送するようにな
っている。

しかしながらこれではフェルトペンを正しく所定のフェ
ルトペン置き台９刈の穴に挿入しなくては、色を誤認す
ることは明らかであり、常に、細心の注意が必要であっ
て煩わしく、また、ペンを出したま−にしておくことは
許されないなど実用上での問題点が多い。

このように種々の問題点があるのに鑑みて本発明は成さ
れたものであって、フェルトペンなどの筆具自体に色や
筆具の種別に対応する言号を発せしめる機能を持たせる
ことによって、この信号の識別可能な電子黒板と組合わ
せて、同時に書かれた字などを別々に認識でき、また、
色別の表示も容易に行わせ得るようにし、もって電子黒
板に書かれた諸情報を正確に送；書すると共に同時画描
写が可能であって、カラー描画象会議システムなどへの
幅広い用途に適さしめようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、実施例を示す図面によっても明らかなように
、高周波振動が与えられると電気信号に変換し得る圧電
性を有する高分子圧電材料からなるシート（２）が取付
けられた電子黒板（７）に、筆記と同時に高周波振動を
行わせる′ぽ子黒板入力用筆具であって、発振回路αη
及び電池（至）を内蔵するホルダー本体α９の先部にフ
ェルトペン先等の筆先（１６）を差し替え可能に挿着し
、ホルダー本体α９における筆先（１６）を囲繞する周
囲部に、該筆先Ｕ→の先端の周りに指向させて固有周波
数の高周波振動波を発振し得る振動子Ｑυを設けると共
に、該振動子■ηを前記発振回路αηに接続してなる構
成としたものである。

（作用） 本発明筆具は軍学機能と固有の高周波振動波発振（支）
能とを持たせているので、圧電性を有する電子黒板と組
合わせて使用することにより、軍学に対応する位置の電
気信号は振動ひずみによる信号レベルによって識別を可
能ならしめ、また、字の色や筆具の種別に対応する電気
信号は周波数レベルによって識別を可能ならしめる。

従って通常のフェルトペンと同様な取扱い操作を行えば
よく電子黒板入力用筆具として好適である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづき詳細に説明
する。

第１図乃至第３図は本発明の例に係る筆具α菊の態様を
示しており、後部筒口にキャップ（１つを螺着してなる
ホルダー本体αＱは細長丸筒形をなしていて、筒内部が
前部筒口に臨む先部を筆先差込み部に、中央部を発振回
路収納部に、後部筒口に臨む後部を電池収納部に夫々形
成させていて、それ等各部に筆先αＱ例えばフェルトペ
ン、発振回路叩、電池α団例えば乾電池が夫々収納させ
ており、フェルトペンαＱは差し替え可能に先端部を前
方に突出させて収容し、一方、乾電池側はキャップｆｉ
ｌを取り外すことによって出し入れ可能に収納されてい
る。

ホルダー本体ａυの先部で前記筆先差込み部を囲繞して
なるドーナツツ形空間部にはリング形の振動子シυ例え
ば超音波振動子を収納させていて、ホルダー本体αつの
側壁における適宜位置、例えば指先でホルダー本体α９
を把持した際に母指あるいは示指が触れる位置に設けた
ペン動作スイッチ（イ）と、前記発振回路Ｑ力と、前記
乾纜池咽と、前記振動子（２１）とにより高周波発振装
置を構成しており、前記ペン動作スイッチ（イ）が投入
されている間、振動子■ηが起振してフェルトペンα→
の先端の周りに指向して、該ペンＯＱを囲繞するような
筒状で高周波振動波を空中伝播させるようになっている
。

振動子２υは第３図に１例の構造を拡大示しているが、
ワッシャ型の高分子圧電フィルム四を圧電フィルム支持
具＠によって、その内周及び外周の両局縁部において支
持させると共に、前記フィルム１２３の前方に保護ネッ
ト（ハ）を張らせた構造であって、高分子圧電フィルム
（ハ）に対し発振回路ａηより高周波出力を与えて振動
させることが可能である。

叙上の構造になる筆具α→はこれを指で保持し、この作
詩と同時にペン動作スイッチ（イ）が投入されて、先の
フェルトペンαＱで後述する電子黒板（７）（白板をも
含んで通称される）に筆記すると、前記振動子なυから
の振動波がペンαＱ先の周りにリング状となって電子黒
板面に空中伝層し、この部分の高分子圧電材料からなる
シート（２）を局部的にドーナツツ状に振動させる。

なお、フェルトペン（ｌｆｌの色は例えばキャップＱ９
に表示された色と同色になるよう、予め決めておくこと
が取扱い上望ましく、かくして色間違いの信号を発する
ことがなくなる。

さらに、複数本の色違いの筆具ａ養に対しては各々につ
いて固有で相互間では周波数が少しずつずれて異なる超
音波を発振し得るようにすることによって、周波数を識
別することで色信号を出すことが可能である。なお、筆
先αＱとしては白墨であっても良い。

叙上の構成になる筆具α荀によって字、絵を筆記する対
象の電子黒板（７）及び濡号処理回路の構造を第４図以
降の図面により概要説明する。

電子黒板（７）は高分子圧電シート（１）を基板（６）
の表面などに直接又はゴムシートを介して貼着し、さら
に必要に応じてその表面に着色保護膜をラミネートさせ
て適宜大きさの方形板体に形成せしめ、例えば表面を白
色に保色している。

高分子圧電シート（１）は高分子圧電材料例えばポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるシート（２）を挾
んで両面に、抵抗薄膜（以下抵抗膜と称する）（３）例
えばカーボン含有高分子からなるフィルムと金属薄膜（
以下金属膜と称する）（４）例えばアルミニウム箔とを
夫々密着することにより形成される積層体であり、さら
に前記シート（２）は両面間に直流高電圧を印加させる
ことにより分極処理が施されており、従って分極処理に
よって高分子圧電材料からなるシート（２）は圧電性を
示すようになる。

なお、高分子圧電材料としてはＰＶＤＦのほかに圧電性
を示す高分子材料であればいずれも適用可能であり、一
方、抵抗膜（３）はフッ素樹脂中にカーボン微粒子を均
等に分散させて薄いシートに仕上げたもの等が例として
挙げられる。

かく構成した高分子圧電シート（１）は、抵抗膜（３）
のＸ方向（第４図の横方向）の両端辺に、帯状をなす電
極（５ｘ）、　（５ｘ）を、アルミニウム蒸着等の手段
により抵抗膜（３）に導電的に密着して配設すると共に
、Ｘ方向に直交するｙ方向（第４図の縦方向）の両端辺
にも前記電極（５Ｘ）、　（５Ｘ）と同構造をなす電極
（５ｙ）、　（５ｙ）を配役せしめる。

上記電極（５ｘ）、（５ｘ）と電極（５Ｙ）、　（５Ｙ
）とは短絡しないように離隔せしめることは言う迄もな
く、それ等電極（５ｘ）、　（５ｘ）、（５ｙ）、　＜
５’ｆ）に対し各導線（／ｈ　）〜（６４）を接読せし
めて、導線（Ａ’ｔ）　、　（６２）にＸ座標検出ライ
ン（８）を接続し、導線（１３）、（１４）にｙ座標検
出ライン（９）を接読するが、両ライン（８）。

（９）は同構造であるので以下Ｘ座標検出ライン（８）
について説明する。

各導線（ｇｌ）、’　（＃２）の端部に嘱流／斌圧変換
詩（ＩＯＸ）を夫々接続し、それ等の各出力端子に対し
て複数の周波数弁別回路ｍ、ｍ、ｔｍ’・・・を分岐接
続し、さらに同じ弁別機能を有して対関係をなす前に対
して加算器（ＩＩＸ）、　（ＩＩＸ）、　（ＩＩＸ）・
・・と減算器（１２Ｘ）、　（１２ｘ’）、　（１２ｘ
’）・・・とを夫々並列的に接続し、さらに加算器（Ｉ
ＩＸ）、　（ＩＩＸ）、　（ＩＩＸ）　−・・の出力端
子と減算器（１２Ｘ）、　（１２Ｘ）、　（１２Ｘ）・
・・の出力端子を割算器（１３Ｘ）、　（ｌａｘ）、　
（１８Ｘ）　−・・の両入力端子ニ接続シタ構成であっ
て、周波数弁別回路（４）、（イ）、翰・・・は、成る
周波数（ｆｏ）をカットオフ中心周波数として持つ第１
周波数帯域の電気信号のみを周波数弁別回路翰がＰ波し
て出力し、前記周波数（ｆＯ）とは差を有する周波数（
ｆｏ）をカットオフ中心周波数として持ち、第１周波数
帯域に隣接する第２周波数帯域の電気信号のみを周波数
弁別回路（イ）がＰ波して出力し、順次以下同じように
（ｆｏ）をカットオフ中心周波数として持ち第２周波数
帯域に隣接する第３周波数帯域の電気信号のみを周波数
弁別回路１２１１がＰ波し出力するよう形成される。

従って、Ｘ座標検出ライン（８）は、電流／電圧変換器
（１ｏｘ）、　（ｔａｘ）の訓電圧信号を、周波数弁別
回路翰、（１）、（イ）の１つ（イ）が第１周波数帯域
に属する周波数を有する信号であることを弁別すると、
減算器（１２Ｘ）で差算して、この値を加算器（ＯＸ）
で演算した両信号の和算値を除数として割算器（ｌａｘ
）で除算するように一連の演算を行って演算結果値を出
力するものである。

これらの加算、減算、割算の演算はアナログ回路で実現
できるが、例えばｘ　Ｎ、　’１　（５Ｘ）、　（５Ｘ
）からの電流信号を電圧信号に変換し、かつ周波数別に
区別した後の信号をＡ／Ｄ変換器でテ゛イジタルは号に
変換し、マイクロコンピュータに取り込んでソフトウェ
アで演算処理してもよい。

なお、金属膜（４）は接地をとらせるようにするもので
ある。

次に前記電子黒板（７）において、方形状をなす高分子
圧電シート（１）が局部的に高周波振動を受けて厚み方
向に振動したときに（第８図参照）、該位置に対する抵
抗膜（３）上でのｘ、ｙ各座匪を検出する原理を説明す
ると下記の通りである。

まず、ｙ軸、ｙ軸については同要領であるのでＸ軸方向
の１次元で考える。

圧電材料は第８図のように高周波振動を受けて振動によ
る厚み方向のひずみが加わると、分極が生じ端子（ａ）
、（ｂ）間に電圧が生じる。

第９図は端子（ａ）　、　（ｂ）間に生じた電圧を縦軸
に、時間を横軸にとって示したもので、この線図から明
らかなように、第８図々示状態を電気的等価回路に置換
すると、第１０図の如くなる。

すなわち振動ひずみが生じた部分はｔ＝０で電荷（Ｑｏ
　）を持つコンデンサで表現される。

抵抗膜（３）は方形面に対し抵抗が一様に分布している
ので、ひずみ発生点の右側（第８図上で）の抵抗値は几
Ｒ１左側の抵抗液はＲＬで夫々表現される。

今、第７図のように、高分子圧電シート（１）の両端に
検出回路（至）を夫々取りつけ、左右に生じる″（位Ｖ
Ｌ　、　ＶＲを計算する。

この場合、オペアンプ（０，Ｐ）のｅ端子は金属膜（４
）と同じように接地する。

抵抗値（３）のひずみ発生点を変数Ｘとすると、ＲＬ、
ＲＲは第１１図のように等価的にスライド抵抗で表現さ
れる。

ＩｔＬ−ＲＲ＝　２ＸＲｏ・・・（ハ）ここに２Ｒｏ＝
ＲＬ＋ＲＲ・・・（ハ）より、 ２　ＲＯＲＬ　＋　ＲＲ （イ）、（０）式をに）式に代入すると、この（ホ）式
よりある時間１　＝：　１ｏにおいてひずみ発生点の座
標（Ｘ）がＶ　（ｔｏ）、　ｖＬ（ｔｏ）　　より求メ
ラレル。

几 すなわち、（ホ）式は対向電極（５ｘ）、　（５ｘ）に
おける各信号（対向電極（５ｙ）、　（５ｙ）について
も同様である）の差を和算値で除すことによってＸ座標
（Ｘ座標）が抵抗膜（３）の中心点からの変位として得
られるのである。

以上の説明によって明らかなように、高分子圧電シート
（１）を要素とする９子黒板（７）に対して、発振の指
向性を有する筆具０４）を接触させて、字あるいは絵を
型どるように移動させると、電子黒板（７）にはその字
あるいは絵に対応したパターンで順次振動ひずみが生じ
るので、このひずみ発生点を連続的にｘ、ｙ両座標の庖
気盾号に変換し、同時に発振周波数を弁別せしめて、こ
れを送信し、また清報として記課することが可能である
。

この場合に、使用する複数の筆具α荀に対して相互に異
なる周波数の発振を行わせるようにすれば、同時多点筆
記のときの筆具α０■信号に区別し、また筆具α勇の色
毎の信号に区別して取り出し可能であり、また記し＠さ
せることもできる。

なお、筆記点に対して、ひずみが発生する（同所は周囲
のリング状領域となるが、好都合なこと：こは取り出さ
れる信号はリング状領域の重心となる点、すなわち、筆
具Ｑ４）が筆記した位置の座標として表示されるため、
電子黒板（７）上の字体と同じ動きの座標信号が同時に
取り出される。

（発明の効果） 以上述べた溝、成及び作用を宵する本発明の効果を列挙
すると下記の通りである。

（１）本発明筆具は筆記が可能な筆先ｕＱと、該筆先Ｏ
Ｑの先端の周りに指向させて固有周波数の高周波振動波
を発振し得る振動子（２！ηとを備えているので、筆記
しながら筆記点の位置清報を電子黒板（７）に対し振動
ひずみの状態で与えることができ、ディスプレイ装置に
同じパターンの字、絵を同時に表現させることができる
。

（２）シかも筆具毎に固有の振動周波数を持たせること
によって、筆具の種類、色の指定を蕪動周波数の別で電
子黒板（７）に与えることが可能であり、多点同時表示
、カラー表示が正確かつ容易に行える。

（３）本発明筆具は従来のフェルトペンなどと同要領で
取扱いが可能であるので実用に際し面倒な制約がなくな
り、頗る便利である。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第３図は本発明の例の正面図、底面図及び第
１図の小丸枠で囲んだ部分の拡大′ＶＦｆｒｍ図、第４
図は本発明の例と組合わせて使用する電子黒板の構造を
示す展開図、第５図乃至第７図は第４図の電子黒板の要
素をなす高分子圧電シートの平面図、第５図のＡ−Ａ線
に沿う断面図及び底面図、第８図乃至第１１図は前記電
子黒較の位置検出性能の京理を示す各説明図、第１２図
（イ）、（ロ）及び第１３図は従来の″電子黒板の概要
説明図である。 （２）・・・シート、　　　　　（７）・・・電子黒板
、（１菊・・・筆具、０Ｑ・・・ホルダー本体、回・・
・筆先、　　　　　αη・・・発振回路、α訃・・鷹池
、　　　　　Ｈ・・・振動子。 第１図 第２図 第５図 第７図 第８図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高周波振動が与えられると電気信号に変換し得る圧
   電性を有する高分子圧電材料からなるシート（２）が取
   付けられた電子黒板（７）に、筆記と同時に高周波振動
   を行わせる電子黒板入力用筆具であつて、発振回路（１
   ７）及び電池（１８）を内蔵するホルダー本体（１５）
   の先部にフェルトペン先等の筆先（１６）を差し替え可
   能に挿着し、ホルダー本体（１５）における筆先（１６
   ）を囲繞する周囲部に、該筆先（１６）の先端の周りに
   指向させて固有周波数の高周波振動波を発振し得る振動
   子（２１）を設けると共に、該振動子（２１）を前記発
   振回路（１７）に接続してなることを特徴とする電子黒
   板入力用筆具。