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CN111989641B - 学习支援系统 - Google Patents

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CN111989641B
CN111989641B CN201980026356.3A CN201980026356A CN111989641B CN 111989641 B CN111989641 B CN 111989641B CN 201980026356 A CN201980026356 A CN 201980026356A CN 111989641 B CN111989641 B CN 111989641B
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Abstract

使得能够合适地掌握儿童等学习者的状况，使得能够有助于学习效果的增大。纸夹(200)发送载置位置指示信号。电子笔(300)能够记录笔迹，且发送位置指示信号。位置检测装置(100)基于来自纸夹(200)的载置位置指示信号来掌握装配有纸夹(200)的笔记本(Nt)在位置检测传感器(101)上的位置，对与由电子笔(300)记录于笔记本(Nt)的笔迹对应的坐标信息进行坐标变换，将与记录于笔记本(Nt)的笔迹对应的图像以记录于笔记本(Nt)的形态显示于显示终端(400)、教师终端(500)。

Description

学习支援系统
技术领域
本发明涉及用于支援在例如小学、初中、高中、大学、补习班、补习学校、各种职业培训学校、其他各种研讨会等中进行的学习的系统。
背景技术
以往，在学校教育的现场中，存在想要合适地掌握在授课中正在接受该授课的各学生的进展状况等的希望。一般来说，一名教师难以合适地掌握正在接受授课的数十名学生各自的进展状况等。于是，考虑将每名学生和教师通过个人计算机等终端装置而连接，在能够实时地进行信息的送受的环境下进行授课。
具体而言，对每名学生提供个人计算机，使对于问题、提问的解答向该个人计算机输入。输入到学生使用的个人计算机的信息向教师用的个人计算机发送。由此，教师能够通过教师用个人计算机而实时地掌握每名学生对于问题、提问的解答制作的进展状况、解答的对错以及理解的状况。
作为更具体的技术，在后述的专利文献1中公开了涉及将具备笔输入用面板的个人计算机、智能手机、平板型计算机等电子设备用于解答的学习支援程序及学习支援装置的发明。在此，笔输入用面板是将显示装置和所谓的触摸传感器组合而成的电子部件，通过使用电子笔，考生能够进行计算式、文章的书写输入。由此，学生等以向笔记本记录解答的感觉对电子设备输入解答，教师能够实时地对此进行确认。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-102556号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，个人计算机的操作使用键盘、所谓的鼠标来进行，若未习惯则有时难以输入。相对于此，在具备笔输入用面板的电子设备的情况下，可认为，虽然输入操作自身简单，但由于在笔输入面板上电子笔容易滑动或者输入画面变小，所以有时难以输入。另外，有时在到达能够输入解答的画面之前必须花费从操作菜单选择多个项目之类的工夫。
而且，即使在使用具备笔输入用面板的电子设备的情况下，有时在笔记本等纸面上记录思考过程或者进行计算之类的自由度也不足。因而，即使在使用具备笔输入用面板的电子设备的情况下，也难以以宽广的视野进行深思、考察等，担心产生无法充分得到设为目的的教育效果之类的情况。尤其是，在初级教育中，可认为有时会被个人计算机的操作吸引注意而无法充分达成发挥本来的创作创造性而导出灵活的解答之类的目的。
于是，需要能够合适地掌握在教室的比较宽大的桌子上使用用惯了的针对每个课程而格式不同的笔记本和用惯了的书写用具来发挥创作创造性而灵活地思考的每名学生的学习状况。这在初等教育以外的教育的场合中也是重要的。
鉴于以上情况，目的在于，不大幅改变以往的学习环境且不对学生等学习者施加大的负荷，能够合适地掌握儿童等学习者的学习状况，能够有助于学习效果的增大。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，提供一种学习支援系统，由电子笔、书写介质位置指示件、位置检测装置及显示装置构成，其特征在于，
所述电子笔具备：
笔迹形成部，用于对书写介质留下笔迹；及
位置指示信号发送部，对所述位置检测装置发送位置指示信号，
所述书写介质位置指示件具备载置位置指示信号发送部，该载置位置指示信号发送部装配于书写介质，对所述位置检测装置发送指示所述书写介质的载置位置的载置位置指示信号，
所述位置检测装置具备：
位置检测传感器部，在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向上具备多个电极；
载置位置检测电路部，在装配有所述书写介质位置指示件的所述书写介质载置于所述位置检测传感器部上的情况下，基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述书写介质的载置位置；
指示位置检测电路部，在由所述电子笔对载置于所述位置检测传感器部上的所述书写介质进行了记录的情况下，基于与所述位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述电子笔的指示位置；
坐标变换部，基于由所述载置位置检测电路部检测到的所述书写介质的所述载置位置，将由所述指示位置检测电路部检测到的所述电子笔的所述指示位置变换为在所述显示装置的显示部上显示的情况下的坐标信息；及
第一发送部，将由所述坐标变换部变换后的所述坐标信息向所述显示装置发送，
所述显示装置具备：
第一接收部，接收来自所述位置检测装置的所述坐标信息；及
显示控制部，基于通过所述第一接收部而接收到的所述坐标信息，使所述电子笔的笔迹显示于所述显示部。
根据该学习支援系统，
电子笔通过具备笔迹形成部而能够对笔记本、纸片等书写介质留下笔迹，并且能够通过位置指示信号发送部而发送位置指示信号。书写介质位置指示件例如装配于笔记本、纸片等书写介质，能够通过载置位置指示信号发送部而发送载置位置指示信号。位置检测装置具备位置检测传感器部，载置位置检测电路部基于来自载置于位置检测传感器部上的书写介质位置指示件的载置位置指示信号来检测书写介质的载置位置。另外，指示位置检测电路部基于来自在载置于位置检测传感器部上的书写介质上用于书写的电子笔的位置指示信号来检测与电子笔的笔迹对应的指示位置。
在位置检测装置中，坐标变换部基于由载置位置检测电路部检测到的书写介质的载置位置，将由指示位置检测电路部检测到的电子笔的指示位置变换为在显示装置的显示部上显示的情况下的坐标信息。变换后的坐标信息通过第一发送部而从位置检测装置向显示装置发送。显示装置通过第一接收部而接收来自位置检测装置的坐标信息，显示控制部基于接收到的坐标信息而使与电子笔的笔迹对应的图像显示于显示部。
由此，即使装配有书写介质位置指示件的例如笔记本、纸片等书写介质斜着载置于位置检测传感器部上等，也能够使与记录于该书写介质的笔迹对应的图像合适地显示于显示装置的显示部。因此，能够将记录于书写介质上的笔迹合适地显示于显示装置的显示部，观察、保存该笔迹。
附图说明
图1是用于说明实施方式的学习支援系统的结构例的图。
图2是用于说明实施方式的学习支援系统的利用形态的图。
图3是用于说明位置检测装置和电子笔的结构例的框图。
图4是用于说明作为书写介质位置指示件的纸夹的结构例的图。
图5是用于说明电子笔的具体的结构例的图。
图6是用于说明显示装置及教师终端的结构例的框图。
图7是用于对将在载置于位置检测传感器上的书写介质上记录的笔迹的坐标变换为显示装置的显示部上的坐标的情况下的处理进行说明的图。
图8是用于对将对载置于位置检测传感器上的书写介质指示的坐标变换为显示装置的显示部上的坐标的情况下的具体例进行说明的图。
图9是用于对将对载置于位置检测传感器上的书写介质记录的笔迹在显示装置的显示部上显示的情况下的例子进行说明的图。
图10是用于对针对每个课程使用不同的纸夹的情况下的各设备的协作进行说明的图。
图11是用于对由位置检测装置进行的处理进行说明的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照图一边对本发明的学习支援系统的一实施方式进行说明。本发明的学习支援系统能够在例如小学、初中、高中、大学、补习班、补习学校、各种职业培训学校、其他各种研讨会等中广泛利用。但是，以下，为了使说明简单，以在小学的低学年的教室中使用本发明的学习支援系统的情况为例来说明。
[学习支援系统的结构例和利用形态]
<学习支援系统的结构例>
图1是用于说明实施方式的学习支援系统的结构例的图。该实施方式的学习支援系统由位置检测装置100、纸夹200、电子笔300及显示装置构成。在显示装置中，也如图1所示，存在每个儿童使用的显示终端400和教师使用的后述的教师终端500。
位置检测装置100具备位置检测传感器、例如Bluetooth(注册商标)标准的近距离无线通信功能、Wi-Fi(注册商标)标准的无线通信功能。位置检测装置100的位置检测传感器设置于儿童在教室中使用的桌子dk的例如顶板上表面。并且，位置检测装置100能够检测位置检测传感器上的电子笔的指示位置等并将检测到的指示位置作为坐标信息而使用近距离无线通信功能等向外部发送。
纸夹200将作为书写介质的例如笔记本夹入并保持，在设置于桌子dk的位置检测装置100的位置检测传感器上载置而使用。纸夹200具备载置位置指示信号发送部，使得位置检测装置100能够识别夹入并保持的书写介质在位置检测传感器上的位置。即，纸夹200具有书写介质位置指示件的功能。
电子笔300具备笔迹形成部和位置指示信号发送部。并且，电子笔300能够将笔迹留于笔记本等书写介质，并且能够通过来自位置指示信号发送部的位置指示信号而对位置检测装置100的位置检测传感器101通知本机的指示位置。在电子笔300的笔迹形成部中，例如存在自动铅笔单元、圆珠笔单元。在该实施方式中，电子笔300具备自动铅笔单元作为笔迹形成部。
显示终端400是儿童持有的被称作智能手机等的高功能便携电话终端、平板型计算机(平板PC)等具备比较大的显示部的终端装置。显示终端400例如具备Bluetooth(注册商标)标准的近距离无线通信功能，能够接收通过位置检测装置100的近距离无线通信功能而输出的坐标信息并将与该坐标信息对应的笔迹显示于显示部。另外，显示终端400也能够将显示的电子笔300的笔迹记录于本机的存储装置。
<学习支援系统的利用形态>
图2是用于说明实施方式的学习支援系统的利用形态的图。如图2所示，在儿童在教室中使用的桌子dk的顶板的上表面以覆盖其整个表面的方式设置有位置检测装置100的位置检测传感器101。另外，在桌子dk的例如顶板的背侧设置有位置检测装置100的无线通信部103。
并且，如图2所示，装配有纸夹200的笔记本Nt载置于位置检测装置100的位置检测传感器101上，并且显示终端400也载置于位置检测传感器101上而利用。在装配有纸夹200的笔记本Nt上使用电子笔300来记录文字、符号、图形等各种笔迹。在该情况下，从电子笔300发送位置指示信号，其由位置检测装置100的位置检测传感器101识别，作为坐标信息而掌握。即，能够将与记录于笔记本Nt的笔迹对应的坐标信息通过位置检测传感器101而检测。
但是，设为装配有纸夹200的笔记本Nt例如斜着载置于位置检测传感器101上。在该情况下，即使对笔记本Nt不斜着而合适地记录了笔迹，由于笔记本Nt斜着载置于位置检测传感器101上，所以在位置检测传感器101上该笔迹也会被识别为斜着记录的笔迹。
因而，在位置检测装置100中，首先，基于来自纸夹200的载置位置指示信号发送部的载置位置指示信号来确定位置检测传感器101上的装配有纸夹200的笔记本Nt的载置位置。基于该笔记本Nt的载置位置，在位置检测装置100中，将与位置检测传感器101上的笔迹对应的坐标信息变换为形成书写于笔记本Nt的状态的笔迹的坐标信息。
然后，将坐标变换后的坐标信息通过位置检测装置100的无线通信部103而向显示终端400发送。在显示终端400中，通过根据来自位置检测装置100的坐标信息而显示图像，能够将与由电子笔300记载于笔记本Nt的笔迹对应的图像不斜着而如记载于笔记本Nt那样显示。
这样，在该实施方式的学习支援系统的情况下，不管在装配有纸夹200的笔记本Nt如何载置于位置检测传感器101上的情况下，都能够将对笔记本Nt记录的原样的笔迹显示于显示终端400的显示部。并且，即使在将用于书写的笔记本Nt例如提交给老师的情况下，记录于笔记本Nt的内容也记录于显示终端400，不管何时都能够确认，因此也不会妨碍复习。
而且，将从位置检测装置100向显示终端400提供的坐标变换后的坐标信息通过位置检测装置100的无线通信部103而也向教师终端500发送。在该情况下，位置检测装置100将本机的辨识信息或者作为使用者的儿童的辨识信息与坐标信息一起向教师终端500发送。教师终端500例如是平板型计算机等教师使用的信息终端，接受来自在教室中存在多个的儿童使用的桌子dk设置的位置检测装置的坐标信息、辨识信息的提供。并且，在教师终端500中，如图2所示，针对存在于该教室的每个儿童，实时地显示电子笔300向笔记本Nt的书写的状况。
因而，在教师终端500中，将来自儿童各自使用的位置检测装置100的辨识信息与各儿童建立了对应的表保存于规定的存储器。由此，如图2所示，能够针对每个儿童显示并观察与来自各儿童使用的位置检测装置的信息对应的笔迹的图像。
即，使用教师终端500的教师能够根据教师终端500的显示信息来针对每个儿童掌握向笔记本Nt的书写的状况。因此，能够针对每个儿童实时地掌握学习的进展状况。需要说明的是，由于教师终端500的显示部的大小有限，所以也有无法显示处于教室的全部儿童的向笔记本Nt的记录状况的情况。在该情况下，通过使显示部滚动或者翻页，教师能够观察其全部。
接着，对构成该实施方式的学习支援系统的位置检测装置100、纸夹200、电子笔300、作为显示装置的显示终端400、教师终端500各自的结构例进行说明。需要说明的是，显示终端400、教师终端500具有大致同样的功能，因此，关于显示终端400和教师终端500的结构，代表性地设为显示终端400的结构来说明。
另外，对于位置检测装置的方式，存在电磁感应方式(EMR(Electro MagneticResonance technology)方式)、主动静电耦合方式(AES(Active Electrostatic)方式)、被动静电耦合方式等。本发明不管使用哪个方式的位置检测装置，都能够以使用图1、图2说明的形态来构筑学习支援系统。并且，在以下的说明中，为了使说明简单，以使用电磁感应方式(EMR方式)的位置检测装置及电子笔的情况为例来说明。
[位置检测装置100及电子笔300的结构例]
图3是用于说明应用电磁感应方式而构成的该实施方式的位置检测装置100和电子笔300的结构例的框图。图3的左上所示的电子笔300示出了除了笔迹形成部之外的部分的结构例。即，电子笔300具备通过线圈L、笔压检测部Cv及电容器Cf并联连接而构成的谐振电路作为实现作为电子笔的功能的部分。线圈L用于信号收发，笔压检测部Cv被设为根据施加的笔压而静电容量变化的可变容量电容器的结构。并且，电容器Cf是与线圈L一起构成谐振电路的谐振电容器。需要说明的是，关于电子笔300的更具体的结构后述。
位置检测装置100大致划分为由位置检测传感器101、位置检测电路102及无线通信部103构成。位置检测传感器101通过X轴方向环形线圈群101X和Y轴方向环形线圈群101Y层叠而构成。并且，如上所述，位置检测传感器101以覆盖儿童在教室中使用的桌子的顶板的例如上表面的方式设置。因而，虽然在图3中简化，但位置检测传感器101的四角如图1、图2所示那样对应于桌子dk的顶板的上表面的形状，以成为曲线的方式形成。
需要说明的是，构成位置检测传感器101的电极的X轴方向环形线圈群101X的各环形线圈X1～X40和Y轴方向环形线圈群101Y的各环形线圈Y1～Y30的各自有时是1圈，有时是2圈以上的多圈。另外，各环形线圈群101X、101Y的环形线圈的数量也能够根据位置检测传感器101的尺寸而设为适当的数量。
位置检测电路102由振荡器104、电流驱动器105、选择电路106、切换连接电路107、接收放大器108、位置检测用电路109、笔压检测用电路110及控制部111构成。控制部111由微处理器构成。控制部111控制选择电路106中的环形线圈的选择、切换连接电路107的切换，并且控制位置检测用电路109及笔压检测用电路110中的处理定时。
并且，位置检测传感器101的X轴方向环形线圈群101X及Y轴方向环形线圈群101Y连接于选择电路106。选择电路106依次选择2个环形线圈群101X、101Y中的一个环形线圈。振荡器104产生频率f0的交流信号。振荡器104将产生的交流信号向电流驱动器105和笔压检测用电路110供给。电流驱动器105将从振荡器104供给的交流信号变换为电流并向切换连接电路107送出。
切换连接电路107通过来自控制部111的控制而切换与由选择电路106选择出的环形线圈连接的连接对象(发送侧端子T、接收侧端子R)。在该连接对象中的发送侧端子T上连接有电流驱动器105，在接收侧端子R上连接有接收放大器108。并且，在从位置检测传感器101发送信号的情况下，切换连接电路107被切换为端子T侧，相反，在位置检测传感器101接收来自外部的信号的情况下，切换连接电路107被切换为端子R侧。
并且，在切换连接电路107被切换为端子T侧的情况下，对由选择电路106选择出的环形线圈供给来自电流驱动器105的电流。由此，在该环形线圈中产生磁场，作用于与其对向的电子笔300的谐振电路、纸夹200所具备的谐振电路而能够发送信号(电波)。
另一方面，在切换连接电路107被切换为端子R侧的情况下，在由选择电路106选择出的环形线圈产生的感应电压经由选择电路106及切换连接电路107而向接收放大器108发送。接收放大器108将从环形线圈供给的感应电压放大，向位置检测用电路109及笔压检测用电路110送出。
即，在X轴方向环形线圈群101X及Y轴方向环形线圈群101Y的各环形线圈中，通过从电子笔300发送的电波而产生感应电压。位置检测用电路109对在环形线圈产生的感应电压即接收信号进行检波，将其检波输出信号变换为数字信号，并向控制部111输出。控制部111基于来自位置检测用电路109的数字信号即在各环形线圈产生的感应电压的电压值的电平来算出电子笔300的X轴方向及Y轴方向的指示位置的坐标值。
另一方面，笔压检测用电路110将接收放大器108的输出信号利用来自振荡器104的交流信号进行同步检波，得到与它们之间的相位差(频率偏移)对应的电平的信号，将与该相位差(频率偏移)对应的信号变换为数字信号并向控制部111输出。控制部111基于来自笔压检测用电路110的数字信号即与发送出的电波与接收到的电波的相位差(频率偏移)对应的信号的电平来检测施加于电子笔300的笔压。
而且，上述的位置检测传感器101及位置检测电路102接受来自具备谐振电路的纸夹200的载置位置指示信号的供给而检测装配有纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的载置位置。即，根据来自纸夹200的载置位置指示信号，首先确定纸夹200的载置位置。根据该确定出的纸夹200的载置位置来确定装配有该纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的载置位置。与载置位置指示信号对应的纸夹200的载置位置的检测方法与电子笔300的指示位置的检测是同样的。即，位置检测用电路109也作为载置位置检测电路部发挥功能。
并且，如图3所示，控制部111具备坐标变换部111A。坐标变换部111A将位置检测传感器101上的电子笔300的指示位置的坐标信息根据装配有纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的载置位置而进行坐标变换。由此，如上所述，即使在对斜着载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt记录了笔迹的情况下，也能够使与该笔迹对应的图像以记录于笔记本Nt的形态显示于显示终端400的显示部。
而且，在控制部111上连接有由第一无线通信部103A和第二无线通信部103B构成的无线通信部103。在第一无线通信部103A上连接有天线AT1，在第二无线通信部103B上连接有天线AT2，能够进行信号的送受。并且，第一无线通信部103A例如是以Bluetooth(注册商标)标准的通信方式进行无线通信的部分。另外，第二无线通信部103B例如是以Wi-Fi(注册商标)标准的无线通信方式进行无线通信的部分。控制部111也具有控制由这些第一无线通信部103A、第二无线通信部103B构成的无线通信部103的功能。
并且，也能够与显示终端400及教师终端500双方通过第一无线通信部103A而进行无线通信或者通过第二无线通信部103B而进行无线通信。当然，也能够与桌子dk上的显示终端400通过第一无线通信部103A而进行无线通信，与教师终端500通过第二无线通信部103B而进行无线通信。也就是说，也能够根据能够无线通信的距离等而使针对显示终端400和教师终端500使用的无线通信部不同。
这样，该实施方式的位置检测装置100根据位置检测传感器101上的纸夹200的位置来确定装配有纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的载置位置。并且，在使用电子笔300对载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt记录了笔迹的情况下，将表示电子笔300的指示位置的坐标信息考虑该笔记本Nt的载置位置而变换为能够合适地显示于显示终端400的显示部的坐标信息。能够将这样变换后的坐标信息向显示终端400、教师终端500无线发送。
[书写介质位置指示件的结构例]
图4是用于说明作为书写介质位置指示件的纸夹200的结构例的图。图4(A)是纸夹200的外观图。如图4(A)所示，在纸夹200中，下夹持片210和上夹持片220由连接部230连接为不会分离的。并且，以连接部230为支点，下夹持片210和上夹持片220的与长度方向交叉的方向的端部能够如跷跷板那样上下移动。
并且，在连接部230的后侧呈U字型地装配有板簧240，通过该板簧240，在连接部230的后侧，下夹持片210和上夹持片220互相向相反方向被施力。由此，下夹持片210的前端部210a和上夹持片220的前端部220a以始终接触的方式被施加力，具有横长的洗衣夹那样的结构。在笔记本Nt装配了纸夹200的情况下，纸夹200以使笔记本Nt不关闭的方式发挥功能，并且也作为使笔记本Nt在位置检测传感器101上不移动的所谓纸镇发挥功能。
并且，如图4(B)所示，在纸夹200的下夹持片210的内部且长度方向的左侧端部设置有左线圈211L，在长度方向的右侧端部设置有右线圈211R。左线圈211L和右线圈211R例如设置于以下夹持片210的长度方向的中心位置为基准而成为左右对称的位置。因此，左线圈211L与右线圈211R之间的距离Lg也预先决定。
而且，如图4(C)所示，在左线圈211L上连接有左电容器212L，在右线圈211R上连接有右电容器212R。由此，由左线圈211L和左电容器212L构成左谐振电路213L，由右线圈211R和右电容器212R构成右谐振电路213R。
并且，设为装配有纸夹200的笔记本Nt载置于位置检测装置100的位置检测传感器101上。在该情况下，若通过向位置检测传感器101的环形线圈供给电流而产生磁场，则纸夹200的谐振电路213L、213R谐振，在线圈211L、211R感应电流，产生磁场。因而，若不再向位置检测传感器101的环形线圈供给电流，则位置检测传感器101的环形线圈能够接收来自纸夹200的谐振电路213L、213R的磁场，确定纸夹200的位置。
并且，使纸夹200的长度方向的长度(横宽)和笔记本Nt的横宽大致相同。由此，若以将纸夹200的横宽和笔记本Nt的横宽对齐的方式将纸夹200装配于笔记本Nt，则笔记本Nt相对于纸夹200的位置也确定。并且，由于笔记本Nt的尺寸也预先决定，所以若位置检测传感器101上的纸夹200的位置能够确定，则装配有该纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的位置也能够确定。
这样，纸夹200实现了作为指示位置检测传感器101上的笔记本Nt的位置的书写介质位置指示件的功能。需要说明的是，在此，设为纸夹200向笔记本Nt装配而进行了说明。但是，不限于此。纸夹200能够相对于各种笔记本、各种纸片等通过将它们夹入之类的简单的作用而装配。
[电子笔300的结构例]
图5是用于说明电子笔300的结构例的图，示出了将壳体310、310B在长度方向上切断成一半且去除近前侧的壳体而使内部露出的状态。另外，在图5中，将结构具有特征的笔尖侧的部分放大而示出。并且，图5(A)示出了具备自动铅笔单元作为笔迹形成部的电子笔300，图5(B)示出了具备圆珠笔单元作为笔迹形成部的电子笔300X。
<具备自动铅笔单元的电子笔300的结构>
如图5(A)所示，在壳体310的内部具备自动铅笔单元301A，自动铅笔单元301A由具备自动铅笔的芯的放出机构的前部单元301Af和供自动铅笔的芯装填的后部单元301Ab构成。
在位于壳体310的内部的前部单元301Af的周围设置有筒状的铁氧体芯302，在该铁氧体芯302的侧面卷绕有信号收发用的线圈L。线圈L的两端连接于在与后部单元301Ab平行地设置的电路基板304形成的电子电路。该电子电路具备谐振电容器Cf1、Cf2等。
在前部单元301Af的与笔尖侧相反的端部设置有由粘着于前部单元301Af的环状部303A和突起303B构成的笔压传递部303。成为了由该笔压传递部303的突起303B按压笔压检测部Cv的结构。虽然未图示，但来自笔压检测部Cv的信号线连接于在笔压检测部Cv的后侧设置的上述的电路基板304的电子电路。该电路基板304固定于壳体310内，将笔压检测部Cv固定于壳体310内的规定位置。
在后部单元301Ab的与笔尖侧相反一侧的端部装配由使用者的手指按动的按动按钮。该按动按钮能够相对于后部单元301Ab装卸，在拆卸的情况下能够从后部单元310Ab的后端的开口进行自动铅笔的芯的装填。另外，通过按动(按压)装配于后部单元301Ab的按动按钮，能够将自动铅笔的芯从前部单元301Af送出。
并且，设为将从自壳体310的前端的开口突出的前部单元301Af的笔尖突出的芯Ld抵靠于笔记本Nt而进行书写。在该情况下，利用芯Ld向笔记本Nt记录笔迹，并且前部单元301Af朝向轴心方向且壳体310的后侧被压入，笔压传递部303的突起303B按压笔压检测部Cv。由此，在笔压检测部Cv中检测笔压，来自笔压检测部Cv的检测输出向电路基板304的电子电路供给。
如图3的左上所示，电子笔300的作为电子笔的功能部分利用线圈L、被设为可变容量电容器的结构的笔压检测部Cv及谐振电容器Cf1等构成了谐振电路。因而，通过“接收来自位置检测传感器101的磁场(信号)而进行谐振，产生也包含笔压信息的信号并将其向位置检测传感器101供给(发送)”，能够指示与笔迹对应的位置。
<具备圆珠笔单元的电子笔300X的结构>
如图5(B)所示，在壳体310B的内部具备圆珠笔单元301B。圆珠笔单元301B由墨水装填部301Bi和从该墨水装填部301Bi接受墨水的供给而记录基于墨水的笔迹的在前端具备圆珠的笔尖部301Bt构成。
在位于壳体310B内的墨水装填部301Bi的周围设置有筒状的铁氧体芯302B，在该铁氧体芯302B的侧面卷绕有信号收发用的线圈L。线圈L的两端连接于在设置于后段的电路基板304B形成的电子电路。该电子电路具备谐振电容器Cf1、Cf2等。
在圆珠笔单元301B的与笔尖侧相反的端部设置有笔压检测部Cv，能够根据圆珠笔单元301B向轴心方向的滑动移动而按压。虽然未图示，但来自笔压检测部Cv的信号线连接于在笔压检测部Cv的后侧设置的上述的电路基板304B的电子电路。该电路基板304固定于壳体310B内，将笔压检测部Cv固定于壳体310B内的规定位置。
并且，若将圆珠笔单元301B的笔尖部301Bt抵靠于笔记本Nt而进行书写，则从笔尖部301Bt的前端导出墨水而向笔记本Nt记录笔迹，并且圆珠笔单元301B朝向轴心方向且壳体310B的后侧被压入而按压笔压检测部Cv。由此，在笔压检测部Cv中检测笔压，来自笔压检测部Cv的检测输出向电路基板304B的电子电路供给。
在具备圆珠笔单元301B的该例子的电子笔300X的情况下，作为电子笔的功能部分也与上述的自动铅笔单元301A同样，通过“接收来自位置检测传感器101的磁场而进行谐振，产生也包含笔压信息的信号并向位置检测传感器101供给(发送)”，能够指示与笔迹对应的位置。
这样，作为该实施方式的电子笔，能够使用具备自动铅笔单元、圆珠笔单元等笔迹形成部和被设为谐振电路的结构的位置指示信号发送部的电子笔。因此，作为笔迹形成部，除了自动铅笔单元、圆珠笔单元之外，还能够使用钢笔单元、荧光笔单元等能够形成笔迹的各种单元。并且，相对于各种笔迹形成部，具备由信号收发用的线圈和谐振电容器构成的谐振电路作为位置指示信号发送部即可。若进一步需要笔压的检测，则将被设为可变容量电容器的结构的笔压检测部Cv相对于该谐振电路并联连接即可。
[显示终端400、教师终端500的结构例]
图6是用于说明显示终端400、教师终端500的结构例的框图。如上所述，显示终端400和教师终端500具有大致同样的结构。因而，在此，为了使说明简单，关于教师终端500的结构例，也设为显示终端400的结构例来说明。如上所述，显示终端400例如由智能手机、平板型计算机实现。智能手机、平板型计算机能够通过电话网、互联网等广域通信网而进行通话，进行电子笔的收发，阅览网页。
但是，该实施方式的显示终端400显示与通过位置检测装置100的位置检测传感器101而检测的电子笔300的笔迹对应的图像，根据需要而将其存储保持。因而，以下，省略与显示终端400本来具备的通过广域通信网的通信功能相关的结构部分及其说明，以用于与位置检测装置100协作的部分为中心来说明。
显示终端400例如具备与LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、OEL(Organic Electro-Luminescence：有机电致发光)显示器等薄型的显示部的显示部对应地设置触摸传感器402而构成的触摸面板。触摸面板是实现显示功能和输入功能的用户接口。虽然未图示，但控制部403是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、非易失性存储器等通过总线连接而构成的微处理器，控制显示终端400的各部分。
另外，控制部403也作为执行各种应用程序的应用程序的执行部发挥功能。因而，通过在控制部403中执行用于与位置检测装置100协同配合的应用程序，显示终端400作为该实施方式的学习支援系统的显示装置发挥功能。
存储装置404由存储容量比较大的例如半导体存储器等记录介质及其驱动器构成，进行各种数据的写入、读出、变更、删除等。在存储装置404中例如存储各种应用程序等程序、处理所需的数据以及通过各种处理而得到的数据等。另外，存储装置404也作为暂时存储处理的中途结果的作业区域来使用。
操作部405例如设置有电源的接通/断开按键、一些功能按键等由使用者操作的硬件按键。并且，第一无线通信部406是实现例如Bluetooth(注册商标)标准的近距离无线通信功能的部分，第二无线通信部407是实现例如Wi-Fi(注册商标)标准的无线通信功能的部分。
并且，在显示终端400中，例如基于通过第一无线通信部406而接收的来自位置检测装置100的坐标信息，控制部403能够将与该坐标信息对应的图像显示于显示部的显示部。另外，也能够将显示于显示部的显示部的图像信息向存储装置404写入，根据需要而读出，显示于显示部401而利用等。这样，显示终端400具备显示对载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt记录的笔迹的功能和存储保持该笔迹而使得能够利用该笔迹的功能。
需要说明的是，如上所述，显示终端400由儿童使用的智能手机、平板型计算机实现。教师终端500最好有大的显示画面，因此优选由显示画面大的平板型计算机、个人计算机等实现。当然，也可以构成学习支援系统专用的显示终端400、教师终端500并使用。
[记录于笔记本等书写介质的笔迹向显示终端400的显示处理]
图7是用于对将记录于书写介质的笔迹的坐标变换为作为显示装置的显示终端400、教师终端500的显示部上的坐标的情况下的处理进行说明的图。图7(A)示出了在位置检测装置100的位置检测传感器101上将装配有纸夹200的笔记本Nt斜着倾斜的情况。需要说明的是，在图7(A)中，纸夹200的位置不是由其外观表示，而是由位置检测传感器101识别的左线圈211L和右线圈211R的位置表示。
位置检测传感器101的位置检测面成为了与重力方向垂直相交的水平面。需要说明的是，在该说明书中，如图7(A)所示，将位置检测传感器101的位置检测面(水平面)中的横向H记载为横向或水平方向，将与该横向(水平方向)H垂直交叉的纵向V记为纵向或垂直方向。
并且，在图7(A)中，由连结左线圈211L的中心和右线圈211R的中心的直线Ln和虚线包围的范围成为笔记本Nt在位置检测传感器101上的载置位置。在小学学生的低学年的情况下，经常将笔记本Nt不笔直地放在桌子上而斜着放置，身体也斜着在笔记本上书写。另外，即使是中学学生以上的学生、学员，也经常将教科书展开在桌子上，并且在桌子上的空闲空间斜着放置笔记本，拿取笔记本。
在这样的情况下，即使笔记本Nt在桌子上斜着放置，笔迹自身通常也按照笔记本Nt的划线等而笔直地记录。因此，虽然在笔记本Nt上笔迹被笔直地记录，但由于笔记本Nt在位置检测传感器101上斜着倾斜载置，所以位置检测传感器101检测的笔迹的坐标在位置检测传感器101上会被检测为斜着倾斜书写的坐标。
在该情况下，在使用通过位置检测传感器101而检测到的笔迹的坐标信息在显示终端400的显示部上显示笔迹的情况下，在显示终端400的显示部中，显示的笔迹也成为倾斜的笔记。这样的话，明明在笔记本Nt上笔直地书写，书写于笔记本Nt的笔迹和显示于显示终端400的显示部的笔迹却成为不同的形态，难以观察与显示于显示终端400的显示部的笔迹对应的图像。因而，可能的话，想要将书写于笔记本Nt的笔迹维持书写于笔记本Nt的状态而显示于显示终端400、教师终端500的显示部。
于是，该实施方式的位置检测装置100的控制部111具备坐标变换部111A。通过坐标变换部111A的功能，使用仿射变换将由位置检测传感器101检测到的笔迹的坐标信息变换为用于使得能够在显示终端400的显示部上合适地显示笔迹的图像的的坐标信息。对具体的变换方法进行说明。
首先，(1)确定笔记本Nt的坐标系。如图7(A)所示，作为笔记本Nt的坐标系的原点，设为纸夹200的左线圈211L的中心位置。接着，作为笔记本Nt的坐标系的X轴，确定连结左线圈211L的中心位置和右线圈211R的中心位置的直线Ln。
接着，(2)确定用于将位置检测传感器101上的坐标变换为笔记本Nt的坐标系的坐标的坐标。即，如图7(A)所示，将通过左线圈211L的中心位置的与位置检测传感器101的横向(水平方向)H平行的直线设定为基准线FL。接着，求出基准线FL与直线Ln所成的角的角度θ。该角度θ是装配有纸夹200的笔记本Nt在位置检测传感器101上的倾斜，成为旋转角，通过向图7(B)的仿射变换的旋转公式代入而确定。
接着，(3)基于来自位置检测用电路109的检测输出来确定位置检测传感器101上的电子笔300的指示位置的坐标(xp，yp)。然后，(4)坐标变换部111A使用图7(B)所示的仿射变换的旋转公式而变换为笔记本Nt的坐标系上的坐标，算出坐标(xtp，ytp)。
接着，(5)将被变换为上述笔记本Nt的坐标系的电子笔300的指示位置的坐标(xtp，ytp)显示于显示终端400。在该情况下，由于将左线圈211L的中心确定为原点且将连结左线圈211L的中心位置和右线圈211R的中心位置的直线Ln确定为X轴，所以能够直接显示于显示终端400。
如图7(C)所示，变换后的坐标(xtp，ytp)表示将显示终端400的左上端部设为(0，0)且将右上端部设为(xmax，0)的情况下的与位置Pt对应的坐标。需要说明的是，“xmax”表示X轴方向的最大值。
图8是用于对将对载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt指示的坐标变换为显示终端400的显示部上的坐标的情况下的具体例进行说明的图。图8(A)示出了显示终端400的显示部401。图8(B)示出了在位置检测传感器101上将装配有纸夹200的笔记本Nt稍微向右倾斜而载置的情况。另外，图8(C)示出了在位置检测传感器101上将装配有纸夹200的笔记本Nt稍微向左倾斜而载置的情况。另外，如图8(B)和图8(C)所示，位置检测传感器101上的笔记本Nt的载置位置也不同。
但是，设为在图8(B)中由电子笔300指示的位置P1和在图8(C)中由电子笔300指示的位置P2在笔记本Nt上是相同的位置。在该情况下，由于位置检测传感器101上的笔记本Nt的载置位置不同，所以图8(B)所示的位置P1的坐标是(xp1，yp1)，图8(C)所示的位置P2的坐标是(xp2，yp2)，像这样不同。
于是，在坐标变换部111A中，如使用图7说明那样，掌握笔记本Nt在位置检测传感器101上向何方倾斜了多少(旋转角是多少度)。并且，利用仿射变换，将在倾斜载置的笔记本Nt上指示的位置的坐标信息变换为对笔直地载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt指示的坐标信息。将该变换后的坐标信息进一步变换为与笔记本Nt的坐标系一致的坐标信息。在该情况下，笔记本Nt的坐标系意味着以左线圈211L的中心为原点且以在原点处与水平方向H和垂直方向V正交的轴为X轴、Y轴的坐标系。
由此，如图8所示，在笔记本Nt上指示了相同的位置的情况下，即使位置检测传感器101上的载置位置、倾斜(旋转角)不同，也能够变换为显示终端400的显示部上的相同的坐标。即，如上所述，在图8(B)的位置P1和图8(C)的位置P2在笔记本Nt上是相同的位置的情况下，即使位置检测传感器101上的载置位置、倾斜(旋转角)不同，也能够变换为表示图8(A)的位置Pt的相同的坐标。
图9是用于对将对载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt记录的笔迹在显示终端400的显示部401上显示的情况下的例子进行说明的图。如图9(A)所示，设为在位置检测传感器101上以使位置检测传感器101的位置检测面(水平面)的水平方向H与笔记本Nt的上边及下边平行的方式载置了笔记本Nt。并且，如图9(A)的下侧所示，设为对笔记本Nt在水平方向上笔直地利用电子笔300书写了文字“abcd”。
在该情况下，由于位置检测传感器101的坐标系的X轴、Y轴的方向和笔记本Nt的坐标系的X轴、Y轴的方向一致，所以不进行坐标变换。由此，如图9(A)的上侧所示，使用与记载于笔记本Nt上的文字“abcd”的笔迹对应的坐标而显示的笔迹的图像在显示终端400的显示部401上也在水平方向上笔直地显示。
另一方面，如图9(B)所示，设为在位置检测传感器101上倾斜地载置了笔记本Nt。并且，如图9(B)的下侧所示，设为相对于笔记本Nt的上边及下边平行地利用电子笔300书写了文字“abcd”。
在该情况下，由于位置检测传感器101的坐标系的X轴、Y轴的方向和笔记本Nt的坐标系的X轴、Y轴的方向不一致，所以笔记本Nt相对于位置检测传感器101的旋转角θ不再是“0(零)”。即，如图9(B)的下侧所示，即使在笔记本Nt上笔直地记载，记载于笔记本Nt上的文字“abcd”的笔迹的坐标也在位置检测传感器101上被检知为倾斜记载的坐标。
但是，如上所述，在位置检测装置100中，通过控制部111的坐标变换部111A的功能，关于由位置检测用电路109检测的位置检测传感器101上的坐标信息进行坐标变换。如上所述，该坐标变换是利用了仿射变换的旋转公式的旋转角的修正处理和从位置检测传感器101的坐标系向笔记本Nt的坐标系的变换处理。由此，如图9(B)的上侧所示，与在斜着载置的笔记本Nt上记载的文字“abcd”对应的图像在显示终端400的显示部401上也显示为在水平方向H上笔直地记载的文字。
这样，不管装配有纸夹200的笔记本Nt如何载置于位置检测传感器101上，都能够将与记录于笔记本Nt的笔迹对应的图像以记录于笔记本Nt的形态显示于显示终端400的显示部。由此，通过显示终端400也能够将记录于笔记本Nt的信息以记录于笔记本Nt的形态确认。另外，在准备有教师终端500的情况下，教师能够通过教师终端500的显示图像而实时地简单且准确地掌握每名儿童的学习的状况。
另外，若将显示于显示终端400的显示部的笔迹信息存储于显示终端400的存储装置404，则即使在将笔记本Nt提交给教师的情况下，也能够将存储于存储装置404的笔迹信息显示于显示终端400的显示部而利用。因此，即使没有笔记本Nt也能够复习。另外，由于能够将笔迹信息在笔记本Nt和显示终端400的存储装置404这2处进行管理，所以即使在笔记本Nt丢失的情况下，在确认学习内容的情况下也不会困扰。
[笔记本类别的判别与显示装置的协作]
例如，在算数中存在算数用的笔记本，在语文中存在语文用的笔记本。这样，用于学习的笔记本经常针对每个课程而不同。并且，在针对每个课程使用的笔记本中，对笔记本标注的划线、格子等也不同。于是，准备具备送出频率不同的载置位置指示信号的谐振电路的多个纸夹，针对每个课程分配不同的纸夹。即，针对每个课程分配送出不同的频率的载置位置指示信号的纸夹。
并且，在位置检测装置100中，在也作为载置位置检测电路发挥功能的位置检测用电路109中，检知来自纸夹的信号的频率，将检知结果向控制部111通知。控制部111基于来自位置检测用电路109的来自纸夹的信号的频率的检知结果来判别载置于位置检测传感器101上的笔记本是哪个课程的笔记本。因而，虽然未图示，但控制部111具备存储将来自纸夹的信号的频率和课程建立了对应的数据的存储器。
并且，控制部111将配置于位置检测传感器101上的笔记本是哪个课程的笔记本的判别结果通过无线通信部103而向显示终端400、教师终端500通知。接收到该判别结果的显示终端400、教师终端500将与该判别结果所表示的课程的笔记本对应的划线、格子的图像显示于显示部，在其上显示与笔迹对应的图像。由此，能够根据与各课程对应的笔记本而使在显示终端400、教师终端500上显示的图像也成为合适的图像。
图10是用于对针对每个课程使用不同的纸夹的情况下的与显示终端400的协作进行说明的图。图10(A)示出了对算数笔记本Nt1装配了算数用的纸夹200M的情况。在该情况下，从构成谐振电路的线圈211LM、211RM发送第一频率f1的信号。
因而，在装配有纸夹200M的算数笔记本Nt1载置于位置检测传感器101上的情况下，位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111协同配合，来自纸夹200M的信号的频率是f1，根据此而能够判别为载置了算数笔记本Nt1。如上所述，该判别结果从位置检测装置100向显示终端400通过无线通信而通知。根据此，在显示终端400中在显示部401上显示横划线的算数笔记本格式的图像，能够在其上重叠显示与笔迹对应的图像。
另外，图10(B)示出了对语文笔记本Nt2装配了语文用的纸夹200J的情况。在该情况下，从构成谐振电路的线圈211LJ、211RJ发送第二频率f2的信号。因而，在装配有纸夹200J的语文笔记本Nt2载置于位置检测传感器101上的情况下，位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111协同配合，来自纸夹200J的信号的频率是f2，根据此而能够判别为载置了语文笔记本Nt2。该判别结果从位置检测装置100向显示终端400通过无线通信而通知。根据此，在显示终端400中在显示部401上显示纵划线的语文笔记本格式的图像，能够在其上重叠显示与笔迹对应的图像。
另外，图10(C)示出了对绘图纸Nt3装配了绘图纸用的纸夹200P的情况。在该情况下，从构成谐振电路的线圈211LP、211RP发送第三频率f3的信号。因而，在装配有纸夹200P的绘图纸Nt3载置于位置检测传感器101上的情况下，位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111协同配合，来自纸夹200P的信号的频率是f3，根据此而能够判别为载置了绘图纸Nt3。该判别结果从位置检测装置100向显示终端400通过无线通信而通知。根据此，在显示终端400中在显示部401上显示扩大了滚动范围的绘图纸笔记本格式的图像，能够在其上重叠显示与笔迹对应的图像。
需要说明的是，在显示绘图纸格式的情况下，例如将进行使用的颜色的选择的调色板PL显示于显示部401，使得能够根据使用者的例如手指、被动笔等的触摸操作而选择使用的颜色。并且，也能够通过将需要的部位利用手指、被动笔描摹而进行上色。即，能够在绘图纸Nt3上进行素描，上色在显示终端400上进行。需要说明的是，上色完成后的图像也能够通过从显示终端400向教师终端500发送而提交。
[由位置检测装置100进行的处理的总结]
图11是用于对由位置检测装置100进行的处理中的与纸夹200的类别判别处理～笔迹的坐标变换处理相关的部分进行说明的流程图。在位置检测装置100中，通过控制部111的控制来进行所谓的扫描处理，进行检测纸夹200的载置位置、电子笔300的指示位置的处理。扫描处理是以下处理：一边切换位置检测传感器101的环形线圈，一边交替设置向环形线圈供给电流而发送信号的发送期间和停止电流的供给而接收来自外部的信号的接收期间，进行指示位置等的检测。
并且，纸夹200的载置位置和电子笔300的指示位置需要区分而检测。在该实施方式中，使来自纸夹200的载置位置指示信号的频率和来自电子笔300的位置指示信号的频率不同。在此，纸夹200作为分课程的各种纸夹的总称而使用。因而，设为每个课程的各种纸夹的载置位置指示信号和电子笔300的位置指示信号的频率以不重复的方式不同。
在该实施方式的位置检测装置100中，在电源的刚投入后、未检测到纸夹200的载置的状态时，仅进行纸夹200的载置位置的检测处理。这是因为，若纸夹200未载置于位置检测传感器101上，则装配有该纸夹200的笔记本Nt未载置，不进行基于电子笔300的书写，因此电子笔300的指示位置的检测还不需要。
并且，设为控制部111基于来自位置检测用电路109的检测输出而检测到纸夹200载置于位置检测传感器101上。在该情况下，控制部111执行图11所示的处理，将纸夹200的载置位置的检测处理和电子笔300的指示位置的检测处理在不同的时间进行。也就是说，将纸夹200的载置位置的检测处理和电子笔300的指示位置的检测处理以分时进行。
即，如上所述，在处于未检测到纸夹200向位置检测传感器101上的载置的状态时，控制部111仅进行纸夹200的载置位置的检测。接着，控制部111基于来自位置检测用电路109的检测输出而接收来自纸夹200的左线圈211L和右线圈211R的信号，当检知到载置了纸夹200时，执行图11所示的处理。
首先，控制部111基于来自位置检测用电路109的检测输出来确定来自纸夹200的例如左线圈211L的信号的频率。然后，控制部111根据确定出的频率来判别载置的装配有纸夹200的笔记本Nt的类别，将其向显示终端400和教师终端500发送(步骤S101)。
控制部111能够向显示终端400通过第一无线通信部103A而发送，向教师终端500通过第二无线通信部103B而发送。当然，也能够使用第一无线通信部103A和第二无线通信部103B的任一方来向显示终端400和教师终端500双方发送。由此，在显示终端400、教师终端500中，能够将来自位置检测装置100的与载置于位置检测传感器101上的笔记本Nt对应的格式的显示向显示部进行。
然后，坐标变换部111A基于来自位置检测用电路109的检测输出来确定纸夹200的左线圈211L的位置和右线圈211R的位置，将左线圈的位置(左线圈的中心位置)设定为轴位置(步骤S102)。接着，坐标变换部111A如使用图7(A)说明那样，设定通过轴位置且与位置检测装置100的传感器面(位置检测传感器101的水平面)的水平方向H平行的基准线FL(步骤S103)。
之后，坐标变换部111A如使用图7(A)说明那样，求出基准线FL与连结左线圈211L的中心位置和右线圈211R的中心位置的直线Ln所成的角(旋转角)的角度θ(步骤S104)。然后，控制部111基于来自位置检测用电路109的检测输出来检测电子笔300的指示位置(步骤S105)。然后，坐标变换部111A发挥功能，将来自位置检测用电路109的电子笔300的指示位置的坐标使用在步骤S104中求出的角度θ而进行仿射变换的旋转处理(图7(B))，进行指示位置的坐标变换(步骤S106)。
需要说明的是，在步骤S106中，如使用图7(C)说明那样，也进行将进行旋转处理而求出的坐标信息变换为与装配有纸夹200的笔记本Nt的坐标系对应的坐标信息的处理。然后，将坐标变换后的坐标信息与来自笔压检测用电路110的笔压信息一起向显示终端400和教师终端500发送(步骤S107)。
步骤S107的发送处理也与步骤S101的发送处理同样，能够向显示终端400通过第一无线通信部103A而发送，向教师终端500通过第二无线通信部103B而发送。当然，也能够使用第一无线通信部103A和第二无线通信部103B的任一方来向显示终端400和教师终端500双方发送。由此，在显示终端400、教师终端500中，被提供来自位置检测装置100的与电子笔300的笔迹对应的坐标信息及笔压信息，能够将与该笔迹对应的图像显示于显示终端400的显示部、教师终端500的显示部。
之后，控制部111基于来自位置检测用电路109的检测输出来检测纸夹200的载置位置(步骤S108)，判别是否从上次的载置位置被变更了(步骤S109)。在步骤S109的判别处理中判别为纸夹200的载置位置未被变更时，反复进行从步骤S105起的处理。即，继续进行电子笔300的指示位置的检测、坐标变换及向显示终端400、教师终端500的发送处理。
另外，在步骤S109的判别处理中判别为纸夹200的载置位置被变更了(偏离)时，反复进行从步骤S101起的处理。由此，再次重新求出旋转角的角度θ，维持能够合适地进行坐标变换的状态。另外，设为在步骤S109的判别处理中判别为没能检测到纸夹200的载置位置。在该情况下，纸夹200是不处于位置检测传感器101上的状态，因此结束该图11所示的处理，如上所述，仅进行纸夹200的载置位置的检测处理。并且，在检测到纸夹200载置于位置检测传感器101上的情况下，再次进行使用图11说明的处理。
[实施方式的效果]
根据上述的实施方式的学习支援系统，无需儿童等学习者对个人计算机、平板型计算机等进行信息的输入。学习者能够使用在笔记本上记录笔迹之类的以往的方法来接受授课等。并且，由于能够利用教师终端500来掌握与记录于笔记本的笔迹对应的图像，所以能够合适地掌握学习者的学习状况。
在该情况下，学习者侧的设备结构只要有设置于桌子上的位置检测装置100、纸夹200及电子笔300即可，因此也不会使学习环境大幅变化。另外，教师侧能够通过设置教师终端500而合适地掌握学习者的状况。
另外，通过学习者使用显示终端400，也能够将记录于笔记本的笔迹通过显示终端400而确认，另外，存储笔迹信息且根据需要而利用。因此，即使将记录有笔迹的笔记本提交给教师，也能够使用显示终端400的笔迹信息来进行复习。
另外，即使笔记本在设置于桌子的顶板的位置检测传感器101上斜着载置等，在教师终端500、显示终端400上显示的笔迹信息也能够如记载于笔记本的笔迹那样显示。
另外，通过针对每个课程使用送出不同的载置位置指示信号的纸夹200，能够合适地掌握载置于位置检测传感器101上的笔记本的类别，进行与载置的笔记本对应的处理。
[变形例]
<系统结构的变更>
在上述的实施方式中，利用位置检测装置100、纸夹200、电子笔300、显示终端400、教师终端500构成了学习支援系统，但不限于此。例如，也可以不设置显示终端400，利用位置检测装置100、纸夹200、电子笔300、教师终端500构成学习支援系统。
<来自纸夹200的辨识信息的发送>
另外，在上述的实施方式中，通过从纸夹200的左线圈211L、右线圈211R发送的载置位置指示信号的频率来表示课程等的笔记本类别，但不限于此。例如，也可以在左谐振电路213L、右谐振电路213R设置激活/非激活开关和控制其的控制部，通过发送的载置位置指示信号的激活/非激活的图案来表示课程等的笔记本类别。
在该情况下，在位置检测装置100中，在位置检测用电路109中检测载置位置指示信号的激活/非激活图案，将其向控制部111通知。若控制部111具备存储将激活/非激活图案与课程等的类别建立了对应的表的存储器，则能够在控制部111中进行纸夹200的类别的判别。
另外，如使用图10说明那样，算数、语文的笔记本用的纸夹和绘图纸用的纸夹的长度方向的宽度不同。因而，例如，针对每个课程构成使左线圈211L与右线圈211R之间的距离(间隔)不同的纸夹。并且，也可以是，在位置检测装置100的位置检测用电路109中，检测左线圈211L与右线圈211R之间的距离，根据该距离而控制部111判别装配有纸夹的笔记本的类别。在该情况下，在控制部111能够访问的存储器中准备将左线圈211L与右线圈211R之间的距离与笔记本类别建立了对应的表即可。
<纸夹200的载置位置的检测和电子笔的指示位置的检测>
另外，在上述的实施方式中，电子笔300的指示位置的检测和纸夹200的载置位置的检测交替进行，但也能够使检测频度不同。也就是说，可认为纸夹200在位置检测传感器101上移动的频度大幅少于电子笔300的指示位置返回的频度。于是，也能够如“纸夹200的载置位置的检测例如相对于10次的电子笔的检测以1次的比例进行，电子笔300的指示位置的检测在未进行纸夹200的载置位置的检测时始终进行”这样，以完全的分时进行。该控制能够由控制部111进行。
<未载置纸夹200的情况下的电子笔300的检测>
在上述实施方式中，若纸夹200未载置于位置检测传感器101上，则不进行电子笔300的指示位置的检测，但不限于此。也可以是，若未载置纸夹200，则位置检测传感器101整个表面显示于显示终端400。即，也可以是，在桌子上书写的笔迹以桌子上的位置关系原样的状态显示。
<多个纸夹200的载置>
在上述中，是单个纸夹200的实施方式，但也可以在桌子上载置有带有纸夹200的多个笔记本。作为向显示终端400的显示，可以显示正在利用电子笔300留下笔迹的笔记本，也可以与多个纸夹对应地分割显示区域并显示。
<橡皮擦对应电子笔>
另外，也能够准备取代自动铅笔单元、圆珠笔单元而具备橡皮擦的电子笔。在该情况下，在具备橡皮擦的电子笔的情况下，例如，设为发送与具备自动铅笔单元、圆珠笔单元的电子笔不同的频率的位置指示信号。由此，设为利用具备自动铅笔单元的电子笔300、具备装填有消色的墨水的圆珠笔单元的电子笔300X在笔记本上留下笔迹，将其使用具备橡皮擦的电子笔而擦除。
在该情况下，通过位置指示信号的频率而知道电子笔的类别。另外，具备橡皮擦的电子笔的指示位置由位置检测用电路109知道，该指示位置是橡皮擦的擦除位置。因而，位置检测装置100的控制部111将使用了具备橡皮擦的电子笔和该具备橡皮擦的电子笔的指示位置的坐标信息向显示终端400、教师终端500发送。该情况下的坐标信息是与上述的笔迹的坐标同样地被坐标变换后的坐标信息。由此，在显示终端400、教师终端500中，控制部403能够识别擦除位置，关于显示的笔迹，将使用橡皮擦而擦除的部分擦除。即，能够进行与笔迹对应的图像的显示和由橡皮擦擦除的笔迹的擦除。
<设置位置检测传感器101的场所>
另外，在上述的实施方式中，设为位置检测传感器101设置于桌子的顶板的上表面的整个表面而进行了说明，但不限于此。位置检测传感器101也可以设置于桌子的顶板的下表面的整个表面，在顶板通过层叠多张板而构成的情况下，也可以将位置检测传感器101以向层叠的板的任两者之间夹入的方式设置。当然，顶板的材质能够使用不对信号的收发造成不良影响的各种材质的材料。另外，也可以在载置于桌子的桌垫并入传感器。
<显示终端400的大小等>
另外，儿童等学习者使用的显示终端400的显示部401优选面积比位置检测传感器101的传感器面小。这是因为在桌子上使用。当然，例如，也能够使用投影机、大画面显示器等显示部为大画面的显示装置，以使学习者的全员能够看见儿童等学习者向笔记本的记录信息(笔迹信息)的方式共有内容。
<多个电子笔的利用>
另外，准备具备装填有颜色不同的自动铅笔的芯的自动铅笔单元的多个电子笔、具备装填有颜色不同的墨水的圆珠笔单元的多个电子笔，使得他们的全部发送不同的频率的位置指示信号。并且，根据位置指示信号的频率，位置检测装置100的例如位置检测用电路109及控制部111发挥功能而识别是能够留下什么颜色的笔迹的电子笔，将其通过无线通信部103而向显示终端400、教师终端500发送。由此，在显示终端400、教师终端500中，不仅是笔迹，关于该笔迹的颜色也能够如记载于笔记本那样显示。
需要说明的是，也可以不是通过位置指示信号的频率的差异来识别各电子笔，而是将位置指示信号的特定的激活/非激活图案作为辨识信息而从电子笔发送，基于该辨识信息而在位置检测装置100中识别是何种电子笔。这样的辨识信息的识别也能够通过位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111而进行。
<1个桌子的多人利用>
另外，在上述的实施方式中，设为位置检测装置100相对于1人用的桌子设置而进行了说明，但不限于此。例如，也有以下情况：多个参加者包围所谓的圆桌等大的桌子而就座，一边记笔记一边进行讨论。因而，也可以对圆桌这样的大的桌子设置具有传感器面大的位置检测传感器的位置检测装置。
在该情况下，若各参加者使用的纸夹输出不同的频率的载置位置指示信号，则能够根据来自各参加者使用的纸夹的载置位置指示信号的频率来确定参加者的各自。该确定处理也能够通过位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111而进行。并且，各参加者能够将与在自己持有的装配有纸夹的笔记本等书写介质上记录的笔迹对应的图像显示于大画面的显示装置，一边使该信息由参加者全员共有一边进行讨论。
<纸夹的变形>
在上述的实施方式中，设为纸夹200的横宽与笔记本Nt打开时的横宽相同而进行了说明，但不限于此。纸夹200的横宽能够与笔记本的横宽无关地设为各种长度。在该情况下，若确定相对于笔记本、纸片等书写介质安装纸夹200的位置，则能够根据纸夹200在位置检测传感器101上的载置位置来确定书写介质在位置检测传感器101上的载置位置。另外，纸夹200的横宽也可以是可变的。在画画的情况下，可认为存在绘图纸等大小不同的情况，因此也可以是能够配合大小而伸长横宽的纸夹。
<书写介质位置指示件的其他例子>
需要说明的是，在上述的实施方式中，作为书写介质位置指示件的一实施方式，说明了存在纸夹200，但不限于此。作为书写介质位置指示件，例如，也可以设为贴附有由线圈和电容器构成的谐振电路的贴纸状的结构，将其向笔记本、纸片贴附而使用。具体而言，也可以在笔记本的封面、封底的角部各贴附1张。另外，作为书写介质位置指示件，例如，也可以设为具备由线圈和电容器构成的谐振电路的纸镇的结构，将其在载置于位置检测传感器101上的笔记本、纸片的例如上端使用。总之，能够构成装配于笔记本、纸片等书写介质且具备发送载置位置指示信号的功能的各种形态的书写介质一指示件。
<主动静电耦合方式的位置检测装置、电子笔、纸夹>
另外，如上所述，本发明的学习支援系统也能够使用主动静电耦合方式(AES(Active Electrostatic)方式)的位置检测装置、电子笔、纸夹而构成。在主动静电耦合方式的情况下，电子笔发送来自搭载于电子笔的振荡电路的信号，在位置检测装置中接收该信号，进行指示位置和笔压的检测。
因而，在AES方式的电子笔的情况下，具备以下结构即可：在发送电路和笔尖附近设置发送导体，对指示位置进行指示，并且将包含通知笔压的信息的位置指示信号从该发送电极发送。另外，在AES方式的位置检测装置的情况下，将线状导体的电极横向排列而成的结构和线状导体的电极纵向排列而成的结构层叠而构成位置检测传感器。并且，依次切换位置检测传感器的电极而检测正在接收信号的电极，根据正在接收来自电子笔的位置指示信号的电极的位置来检测指示位置。另外，根据接收到的信号中包含的信息来检测笔压。
另外，关于纸夹也是，不设置谐振电路，取代信号的振荡电路、左线圈211L及右线圈211R而设置左发送导体和右发送导体，从这些发送导体发送来自振荡电路的载置位置指示信号。并且，在位置检测装置中，与检测AES方式的电子笔的指示的情况同样地检测纸夹的载置位置及装配有纸夹的书写介质的载置位置即可。
并且，在使用AES方式的位置检测装置、电子笔、纸夹而构成的学习支援系统的情况下，电子笔的指示位置的坐标信息的变换处理也与上述的实施方式的情况同样地进行即可。也就是说，坐标信息的变换处理与使用EMS方式的位置检测装置、电子笔、纸夹而构成的学习支援系统的情况是同样的。
[其他]
从上述的实施方式的说明也可知，请求保护的范围中的电子笔的笔迹形成部的功能是电子笔300自动铅笔单元301A、电子笔300X的圆珠笔单元301B来实现。另外，请求保护的范围中的电子笔的位置指示信号发送部的功能是由线圈L及谐振电容器Cf等构成的谐振电路来实现。另外，请求保护的范围中的书写介质位置指示件的载置位置指示信号发送部的功能是纸夹200的由左线圈211L及左电容器212L构成的左谐振电路213L、由右线圈211R及右电容器212R构成的右谐振电路213R来实现。
另外，请求保护的范围中的位置检测装置的位置检测传感器部的功能是位置检测装置100的位置检测传感器101来实现，请求保护的范围中的位置检测装置的载置位置检测电路部和指示位置检测电路部的功能是位置检测装置100的主要位置检测电路102来实现。另外，请求保护的范围中的位置检测装置的坐标变换部的功能是位置检测装置100的坐标变换部111A来实现。另外，请求保护的范围中的位置检测装置的第一发送部、第二发送部、识别结果发送部、第三发送部、第四发送部的功能是位置检测装置100的无线通信部103来实现。
另外，请求保护的范围中的位置检测装置的辨识信息检测部的功能是位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111来实现。另外，请求保护的范围中的位置检测装置的检测控制部的功能是位置检测装置100的控制部111来实现。另外，请求保护的范围中的位置检测装置的擦除指示位置检测电路部的功能是位置检测装置100的位置检测用电路109及控制部111来实现，请求保护的范围中的位置检测装置的第二坐标变换部的功能是位置检测装置100的坐标变换部111A来实现。
另外，请求保护的范围中的显示装置的第一接收部、第二接收部、识别结果接收部、第三接收部、第四接收部的功能是显示终端400、教师终端500的第一无线通信部406及天线406A、第二无线通信部407及天线407A来实现。另外，请求保护的范围中的显示装置的显示控制部的功能是显示终端400、教师终端500的控制部403来实现。另外，请求保护的范围中的显示装置的第一决定部、第二决定部的功能是显示终端400、教师终端500的控制部403来实现。另外，显示装置的擦除控制部的功能是显示终端400、教师终端500的控制部403来实现。
标号说明
100…位置检测装置，101…位置检测传感器，101X…X轴方向环形线圈群，101Y…Y轴方向环形线圈群，102…位置检测电路，103…无线通信部，103A…第一无线通信部，103B…第二无线通信部，AT1、AT2…天线，104…振荡器，105…电流驱动器，106…选择电路，107…切换连接电路，108…接收放大器，109…位置检测用电路，110…笔压检测用电路，111…控制部，111A…坐标变换部，200、200M、200J、200P…纸夹，210…下夹持片，210a…前端部，220…上夹持片，220a…前端部，230…连接部，240…板簧，211L、211LM、211LJ、211LP…左线圈，212L…左电容器，213L…左谐振电路，211R、211RM、211RJ、211RP…右线圈，212R…右电容器，213R…右谐振电路，300…电子笔，301A…自动铅笔单元，301Af…前部单元，301Ab…后部单元，302、302B…铁氧体芯，303…笔压传递部，303A…环状部，303B…突起，304、304B…电路基板，L…线圈，Cf、Cf1、Cf2…谐振电容器，Cv…笔压检测部，310、310B…壳体，300X…电子笔，301B…圆珠笔单元，301Bt…笔尖部，301Bi…墨水装填部，400…显示终端，401…显示部，402…触摸传感器，403…控制部，404…存储装置，405…操作部，406…第一无线通信部，406A…天线，407…第二无线通信部，407A…天线，500…教师终端，dk…桌子，Nt…笔记本，Nt1…算数笔记本，Nt2…语文笔记本，Nt3…绘图纸。

Claims (16)

1.一种学习支援系统，由电子笔、书写介质位置指示件、位置检测装置及显示装置构成，其特征在于，
所述电子笔具备：
笔迹形成部，用于对书写介质留下笔迹；及
位置指示信号发送部，对所述位置检测装置发送位置指示信号，
所述书写介质位置指示件具备载置位置指示信号发送部，该载置位置指示信号发送部装配于书写介质，对所述位置检测装置发送指示所述书写介质的载置位置的载置位置指示信号，
所述位置检测装置具备：
位置检测传感器部，在第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向上具备多个电极；
载置位置检测电路部，在装配有所述书写介质位置指示件的所述书写介质载置于所述位置检测传感器部上的情况下，基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述书写介质的载置位置；
指示位置检测电路部，在由所述电子笔对载置于所述位置检测传感器部上的所述书写介质进行了记录的情况下，基于与所述位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述电子笔的指示位置；
坐标变换部，基于由所述载置位置检测电路部检测到的所述书写介质的所述载置位置，将由所述指示位置检测电路部检测到的所述电子笔的所述指示位置变换为基于所述书写介质的坐标系的、在所述显示装置的显示部上显示的情况下的坐标信息；及
第一发送部，将由所述坐标变换部变换后的所述坐标信息向所述显示装置发送，
所述显示装置具备：
第一接收部，接收来自所述位置检测装置的所述坐标信息；及
显示控制部，基于通过所述第一接收部而接收到的所述坐标信息，使所述电子笔的笔迹显示于所述显示部，
所述书写介质位置指示件的所述载置位置指示信号发送部被设为具备线圈和电容器的谐振电路的结构，
所述谐振电路包括由左线圈和左电容器构成的左谐振电路以及由右线圈和右电容器构成的右谐振电路，
将所述左线圈的中心位置作为所述书写介质的坐标系的原点，并将连结所述左线圈的中心位置和所述右线圈的中心位置的直线作为所述书写介质的坐标系的横坐标轴。
2.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述载置位置检测电路部和所述指示位置检测电路部是同一电路部。
3.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
从所述书写介质位置指示件的所述载置位置指示信号发送部发送的所述载置位置指示信号包含规定的辨识信息，
所述位置检测装置具备：
辨识信息检测部，在装配有所述书写介质位置指示件的所述书写介质载置于所述位置检测传感器部上的情况下，基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述规定的辨识信息；及
第二发送部，将由所述辨识信息检测部检测到的所述规定的辨识信息向所述显示装置发送，
所述显示装置具备：
第二接收部，接收来自所述位置检测装置的所述规定的辨识信息；及
第一决定部，根据通过所述第二接收部而接收到的所述规定的辨识信息来决定显示格式，
所述显示控制部在由所述第一决定部决定的显示格式上形成所述电子笔的笔迹并显示于显示部。
4.根据权利要求3所述的学习支援系统，其特征在于，
所述载置位置指示信号中包含的所述规定的辨识信息由该载置位置指示信号的频率表示，
所述位置检测装置的所述辨识信息检测部基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出的频率来检测所述规定的辨识信息。
5.根据权利要求3所述的学习支援系统，其特征在于，
所述载置位置指示信号中包含的所述规定的辨识信息由该载置位置指示信号的激活/非激活的变化状态表示，
所述位置检测装置的所述辨识信息检测部基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出的激活/非激活的变化状态来检测所述规定的辨识信息。
6.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述书写介质位置指示件具备利用下夹持片和上夹持片将书写介质夹入的夹持构造，
在所述下夹持片的长度方向的两端侧分别设置有所述载置位置指示信号发送部。
7.根据权利要求6所述的学习支援系统，其特征在于，
具备多个所述书写介质位置指示件，该多个所述书写介质位置指示件的在所述下夹持片的长度方向的两端侧分别设置的所述载置位置指示信号发送部的两者的间隔不同，
所述位置检测装置具备：
识别部，在装配有所述书写介质位置指示件的所述书写介质载置于所述位置检测传感器部上的情况下，基于与所述载置位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出，基于在所述下夹持片的长度方向的两端侧分别设置的所述载置位置指示信号发送部的间隔，来分别识别多个所述书写介质位置指示件中的各书写介质位置指示件；及
识别结果发送部，将由所述识别部识别到的识别结果向所述显示装置发送，
所述显示装置具备：
识别结果接收部，接收来自所述位置检测装置的所述识别结果；及
第二决定部，根据通过所述识别结果接收部而接收到的所述识别结果来决定显示格式，
所述显示控制部在由所述第二决定部决定的显示格式上形成所述电子笔的笔迹并显示于显示部。
8.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
具备使所述载置位置检测电路部和所述指示位置检测电路部以分时进行动作的检测控制部。
9.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述位置检测装置的所述位置检测传感器部是使用多个环形线圈作为所述多个电极且通过所述环形线圈而交替进行信号的发送和接收的电磁感应方式，
所述电子笔的所述位置指示信号发送部被设为具备线圈和电容器的谐振电路的结构。
10.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述电子笔的所述笔迹形成部是圆珠笔单元或自动铅笔单元。
11.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
具备橡皮擦功能电子笔，该橡皮擦功能电子笔具备：
橡皮擦单元部，将对所述书写介质记录的笔迹擦除；及
擦除位置指示信号发送部，对所述位置检测装置发送擦除位置指示信号，
所述位置检测装置具备：
擦除指示位置检测电路部，在对载置于所述位置检测传感器部上的所述书写介质进行了基于所述橡皮擦功能电子笔的操作的情况下，基于与所述擦除位置指示信号对应的来自所述位置检测传感器部的检测输出来检测所述橡皮擦功能电子笔的指示位置；
第二坐标变换部，基于由所述载置位置检测电路部检测到的所述书写介质的所述载置位置，将由所述擦除指示位置检测电路部检测到的所述橡皮擦功能电子笔的所述指示位置变换为所述显示装置的显示部中的擦除坐标信息；及
第三发送部，将由所述第二坐标变换部变换后的所述擦除坐标信息和擦除指示向所述显示装置发送，
所述显示装置具备：
第三接收部，接收来自所述位置检测装置的所述擦除坐标信息和所述擦除指示；及
擦除控制部，在通过所述第三接收部而接收到所述擦除坐标信息和所述擦除指示的情况下，以将所述显示部上的与所述擦除坐标信息对应的位置的笔迹擦除的方式进行处理。
12.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述位置检测装置的所述位置检测传感器部设置于桌子的顶板的整个表面。
13.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述显示装置的所述显示部比所述位置检测装置的所述位置检测传感器部的传感器面小。
14.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
在存在具备发送互相不同的载置位置指示信号的载置位置指示信号发送部的多个书写介质位置指示件的情况下，
所述位置检测装置的所述载置位置检测电路部将装配有不同的书写介质位置指示件的书写介质各自的位置区分而检测。
15.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
在存在具备发送互相不同的位置指示信号的位置指示信号发送部的多个电子笔的情况下，
所述位置检测装置的所述位置检测电路部将多个所述电子笔的各自区分而检测。
16.根据权利要求1所述的学习支援系统，其特征在于，
所述位置检测装置具备发送由所述坐标变换部变换后的所述坐标信息和能够进行使用者的辨识的使用者辨识信息的第四发送部，
所述显示装置是能够针对每个使用者辨识与所述坐标信息对应的输入信息的终端装置。
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