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JP2001209487A - 筆跡通信システムおよび該システムで使用される筆跡入力装置及び筆跡表示装置 - Google Patents

筆跡通信システムおよび該システムで使用される筆跡入力装置及び筆跡表示装置

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Publication number
JP2001209487A
JP2001209487A JP2000015150A JP2000015150A JP2001209487A JP 2001209487 A JP2001209487 A JP 2001209487A JP 2000015150 A JP2000015150 A JP 2000015150A JP 2000015150 A JP2000015150 A JP 2000015150A JP 2001209487 A JP2001209487 A JP 2001209487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
handwriting
image
input
display
communication system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000015150A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuji Ogawa
保二 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UW KK
Original Assignee
UW KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UW KK filed Critical UW KK
Priority to JP2000015150A priority Critical patent/JP2001209487A/ja
Priority to US09/757,727 priority patent/US6567078B2/en
Publication of JP2001209487A publication Critical patent/JP2001209487A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ネットワークにより接続された複数のコンピ
ュータ間で筆談により通信することが可能な筆跡通信シ
ステムを提供する。 【解決手段】 筆跡入力装置は、送りたい情報が記入さ
れる痕跡表示手段１と、筆跡を記入・消去又は指示する
ための入力手段２と、痕跡表示手段全体の像を撮像する
撮像手段４と、痕跡表示手段上に入力手段が置かれたと
きの指示位置を検出する位置検出手段と、撮像される全
体画像から、指示位置の近傍画像を抽出する画像処理手
段３とからなる。筆跡表示装置は、画像処理手段により
抽出された近傍画像と検出された指示位置情報とに基づ
き画像を復元する画像復元手段と、復元された画像を表
示画面上に蓄積表示する筆跡表示手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークによ
り接続されたコンピュータを使用して、主に又は補助的
に筆談により通信するシステム、及びこのような筆跡通
信システムで使用される筆跡入力装置や筆跡表示装置に
関する。特に、ＴＶ会議システムにおいて筆跡を通信す
る場合や、インターネットを活用した通信学習塾を実現
するのに最適なシステム及び該システムで使用される筆
跡入力装置、或いは筆跡表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近来のインターネットの普及により、従
来生徒が学習塾に通って来るといった学習塾の形態か
ら、生徒が在宅で先生とインターネット網を用いて通信
しながら勉強を進めるといった在宅学習塾の形態への移
行が模索されている。在宅学習塾では、自宅で生徒が答
案用紙に記入したものがリアルタイムで先生のところに
届くような筆跡通信システムの実現が望まれる。
【０００３】このような在宅学習塾システムに使用でき
るものとしては、液晶画面上に専用ペンで直接入力でき
るタッチパネル或いは手書き入力パッドのようなものが
ある。しかしながら、従来の答案用紙等の教材はほとん
どが紙であるため、いきなり液晶にペン入力機能を付け
た電子ペンの導入は、学校や普段の学習形態とあまりに
もかけ離れているという事情も含めて、子供等には受け
入れ難いものとなっている。
【０００４】また、ＦＡＸやＴＶ会議システムを使用し
て、答案用紙に筆記した画像を送出する方法も考えられ
るが、答案用紙全体を送るには情報量が多いので数秒か
ら数分の電送時間が必要となり、リアルタイムで先生が
生徒に対応するのが困難となる。更に、従来のＴＶ会議
システムでは、生徒の顔を確認することは可能である
が、ＴＶ会議システムのカメラで答案用紙を撮像した場
合、答案用紙に記入された文字等を判別するには解像度
が低すぎるため、答案用紙をリアルタイムで送るという
ような用途には使用できるようなものではなかった。
【０００５】また、紙に記入したものをコンピュータへ
入力するための筆跡入力装置として、ＩＢＭ社製の「ク
ロスパッド」と呼ばれる手書き情報の入力装置がある。
これは、電波を発生する発信器をボールペンに備え、該
ボールペンでパッド上に置かれた紙に筆記を行なうと、
該パッドに組み込まれた複数のコイルが該ボールペンの
電波を検出してボールペンのペン先の位置を検出するも
のである。検出されたペン先の位置をトレースすること
により、紙への筆記と同時に筆跡情報がベクトル情報と
して得られ、これらの情報がクロスパッド本体に記憶さ
れ、又はコンピュータへ送出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな筆跡入力装置は特殊な専用ペンを使用するので、一
般に市販されている筆記用具を利用することができない
という問題があった。即ち、個人個人が普段から使い慣
れている筆記用具や、鉛筆の握り方を矯正する特殊な形
状をした鉛筆等は利用できないものであった。更に、筆
跡を消去するための所謂消しゴム機能を実現していない
ので、筆記用具として鉛筆と消しゴムで書いたり消した
りして普段使用するように記入及び入力を行うことがで
きない。このような制限から、子供から老人まで誰でも
簡単に使用できるような装置ではなかった。
【０００７】更に、このような入力装置を筆跡通信シス
テムに使用した場合、通信情報は筆跡のベクトル情報の
みとなるので、既に記入済みの書類や印刷物の指定した
部分を相手方に送るといったことができないという問題
がある。更には、ベクトル情報のみであるため文字の線
の太さ、色等をそのまま送ることもできない。
【０００８】そこで、鉛筆や消しゴムを使用して記入、
或いは消去した場合の筆跡情報をリアルタイムで電送可
能な筆跡通信システムの実現が切に求められている。
【０００９】本発明は、斯かる実情に鑑み、ネットワー
クにより接続された複数のコンピュータ間で筆談により
通信することが可能な筆跡通信システム及び該システム
で使用される筆跡入力装置及び筆跡表示装置を提供しよ
うとするものである。また、市販の筆記用具を自由に使
用でき、かつ安価な筆跡通信システムや筆跡入力装置、
筆跡表示装置を提供することにある。更に、記入済みの
書類や印刷物の指定した部分又は全てを相手方に送るこ
とも可能なシステムや装置を提供することにある。特
に、在宅通信学習塾を実現するに相応しいシステム及び
装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の目的を
達成するために、ネットワークを介して接続される複数
のコンピュータを用いて筆跡を送受信する筆跡通信シス
テムは、筆跡を送信側コンピュータへ入力するために送
信側に設置される筆跡入力装置と、送信側から受信側コ
ンピュータへ送られてきた情報に基づき筆跡を表示する
ために受信側に設置される筆跡表示装置とからなり、前
記筆跡入力装置は、送りたい情報が記入される痕跡表示
手段と、該痕跡表示手段に筆跡を記入・消去又は筆跡を
指示するための入力手段と、該痕跡表示手段全体の像を
上部から撮像する撮像手段と、前記痕跡表示手段上に前
記入力手段が置かれたとき、その指示位置を検出する位
置検出手段と、前記撮像手段により撮像される全体画像
から、前記位置検出手段により検出される前記入力手段
の指示位置の近傍画像を抽出し、近傍画像情報を生成す
る画像処理手段とを具備し、前記筆跡表示装置は、前記
画像処理手段により抽出された近傍画像情報と前記位置
検出手段により検出された指示位置情報とに基づき、画
像を復元する画像復元手段と、前記復元された画像を表
示画面上に蓄積表示する筆跡表示手段と、を具備するこ
とを特徴とする筆跡を送受信するための筆跡通信システ
ムを提供する。
【００１１】また、筆跡を記入又は筆跡を消去するため
の入力手段と、前記入力手段の操作に伴う痕跡を残すた
めの痕跡表示手段と、該痕跡表示手段全体の像を上部か
ら撮像する撮像手段と、前記痕跡表示手段上に前記入力
手段が置かれたとき、その指示位置を検出する位置検出
手段と、前記撮像手段により撮像される全体画像から、
前記位置検出手段により検出される前記入力手段の指示
位置の近傍画像を抽出する画像処理手段と、からなるこ
とを特徴とする筆跡入力装置を提供する。
【００１２】更に、近傍画像と指示位置情報とに基づ
き、画像を復元する画像復元手段と、前記復元された画
像を表示画面上に蓄積表示する筆跡表示手段とを具備
し、前記画像復元手段は、前記表示画面に対応する表示
メモリを備え、前記指示位置情報からアドレスを、前記
近傍画像情報からデータを生成して、前記表示メモリの
前記アドレスに前記データを書き込むことにより前記表
示画面上に蓄積表示することを特徴とする筆跡表示装置
を提供する。
【００１３】前記位置検出手段は、前記入力手段の先端
に設けられる再帰反射部材と、前記撮像手段の近傍に設
けられ前記入力手段を照光する光源とからなり、前記撮
像手段で撮像された像の輝度の差異に基づき再帰反射部
材の位置を検出することにより、前記痕跡表示手段上に
置かれた前記入力手段の指示位置を検出する。
【００１４】前記入力手段の先端に設けられる再帰反射
部材は、少なくとも二個所に間隔を置いた状態で設けら
れるか、或いは前記撮像手段に細長く写る状態で設けら
れ、前記画像処理手段は、前記撮像手段により撮像され
る前記再帰反射部材の形状から前記入力手段の置かれた
向きを検出し、検出された前記入力手段の向きに基づ
き、前記画像処理手段が、抽出された前記近傍画像から
前記入力手段の像を取り除く。
【００１５】又は、前記再帰反射部材は、その形状が前
記入力手段の種類に応じて定まる形状であるか、又は操
作者の操作によって変化する形状であり、前記画像処理
手段は、該形状に応じて、抽出する近傍画像のサイズを
切換えて処理する。
【００１６】更に、前記再帰反射部材の反射面の前面に
色フィルタを備え、前記光源が複数の色光を切換えて発
するか、又は前記撮像手段が色を検出できるものであ
り、複数の前記再帰反射部材を判別することにより複数
の前記入力手段の種類を識別する。
【００１７】又、前記画像処理手段が、抽出された前記
近傍画像のうちの第４象限部分を取り除く。
【００１８】前記画像復元手段は、前記表示画面に対応
する表示メモリを備え、前記指示位置情報からアドレス
を、前記近傍画像情報からデータを生成して、前記表示
メモリの前記アドレスに前記データを書き込むことによ
り前記痕跡表示手段上の痕跡を前記表示画面上に蓄積表
示する。
【００１９】前記撮像手段は、右利き或いは左利きの操
作者のために、前記痕跡表示手段の左上端或いは右上端
に設けられる。
【００２０】前記画像処理手段は、前記送信側コンピュ
ータ内又は受信側コンピュータ内に設けられてもよい。
【００２１】一般的なＴＶ会議システムでは、通信容量
を減らすために解像度を犠牲にしているので、筆記する
用紙全体を撮像すると細かな部分が写らないという問題
があるが、本発明によると、現在筆記している近傍画像
部分のみを受信側に送るので、全体画像を送るのに比べ
て通信容量を削減することができるため、リアルタイム
で筆跡を送受信可能となる。しかも、解像度を落として
データ容量を減らすのではないため、細かな部分も送信
可能な筆跡通信システムを提供可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
【００２３】図１に、本発明に係る筆跡通信システムの
最小構成を示す。二つのコンピュータ８Ａ，８Ｂは、そ
れぞれネットワーク、例えばインターネット網９によっ
て接続されている。ここでは送信側となるコンピュータ
８Ａに接続された筆跡入力装置を用いて手書き入力を行
なったものをリアルタイムで受信側となるコンピュータ
８Ｂに接続されたモニタ１０の表示画面１１上に表示す
るシステムの一例を示す。
【００２４】図１に示すように、送信側コンピュータ８
ＡにＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の接続ケーブル７を介
して接続された筆跡入力装置２０の台の上に、例えば白
紙の用紙１が置かれており、用紙１全体がＴＶカメラ
（ＣＣＤカメラ）４により撮像される。ＴＶカメラ４
は、筆跡入力装置の上部からＴＶカメラ４の視野４１内
に用紙全体が収まるように配置される。図２に、ＴＶカ
メラ４と筆跡入力装置本体の位置関係を示す。操作者が
右利きの場合、図２（ｂ）に示すように、ＴＶカメラ４
は、筆跡入力装置本体の左上端に設けられるのが好まし
い。この位置に設置することで、使用上邪魔にならない
というメリットに加えて、筆記用具や指による記入中の
文字等の撮像妨害の発生率を下げることが可能となる。
勿論、左利きの場合は右上端に設けられるのが好まし
く、操作者の姿勢・筆記の差異の癖に合わせて所望の位
置に移設することも可能である。なお、図２（ａ）に示
すように、ＴＶカメラ４は、斜め上から用紙１を撮像す
るため、ＴＶカメラ４のレンズ４３とイメージセンサ４
４は、中心位置をオフセットして設けられることが望ま
しいが、市販のＴＶカメラを用いる場合は、撮像された
画像のうちの第四象限部分に用紙１の全体が収まるよう
にＴＶカメラを配置すればよい。
【００２５】図１では、本発明の要点を分かり易く説明
するために、システム全体の中で関係する部分のみを抽
出して記載しているが、勿論、コンピュータ８Ａにもモ
ニタを接続し、コンピュータ８Ｂにも筆跡入力装置を接
続し、さらに、双方のコンピュータにマイクやスピー
カ、お互いの顔を写すＴＶカメラ等を接続して、双方向
ＴＶ会議システムとしてもよい。このような筆跡通信機
能付双方向ＴＶ会議システムでは、双方のモニタの表示
画面上には、自分の顔や相手の顔、自分の用紙の筆跡
像、相手の用紙の筆跡像、その他データ表示のウインド
ウ等が表示されることが望ましい。以下においては、本
発明の最小構成における説明を行う。
【００２６】鉛筆やペン、消しゴム、インク消し等の筆
記用具２の先端に、再帰反射部材からなるテープ６をあ
らかじめ巻いておく。この再帰反射テープ６が巻かれた
筆記用具を用いて筆記作業を行なうと、再帰反射テープ
６の部分はＴＶカメラ４に設けられたＬＥＤ５の発する
光を光源の方向へ返すために、ＴＶカメラ４で撮像され
る全体像の中で、ひときわ明るく写る。この明るい部分
を筆記用具２の入力位置と判断し、以下で説明する処理
を行う。
【００２７】制御部３は、ＴＶカメラ４で撮像した全体
画像から筆記用具の指示位置座標とその近傍画像を抽出
する。これらの情報を受信側コンピュータ８Ｂへ送り、
コンピュータ８Ｂでは送られてきた位置座標と近傍画像
の両方の情報に基づき、用紙１に描かれる筆跡像をリア
ルタイムにモニタ１０の表示画面１１上に表示する。具
体的には、全体画像から最も明るい部分を筆記用具２の
入力指示位置と判断し、その位置における一辺の長さが
Ｌの所定の近傍画像を抽出し、これらの情報をコンピュ
ータ８Ｂに送り出す。コンピュータ８Ｂでは、表示画面
１１に対応する表示メモリを備えており、送られてきた
位置座標情報からアドレスを、近傍画像情報からデータ
を生成し、表示メモリのそのアドレスにそのデータを書
き込むことにより表示画面１１上に蓄積表示する。こう
することで、受信側コンピュータ８Ｂに接続されたモニ
タ１０の表示画面１１上には、送信側の用紙１に描かれ
る筆跡像がリアルタイムに表示される。データ容量の大
きい全体画像を送信するのではなく、抽出した近傍画像
を送信するのでデータ容量が小さくて済むため、アナロ
グモデム等の通信速度の遅い機器で送信したとしても良
好なレスポンスが得られる。
【００２８】ここで問題となるのは、筆記用具の近傍の
画像の中に筆記用具の先端の像が写ってしまい、これを
コンピュータ８Ｂで蓄積表示すると、場合によっては筆
記用具の先端の軌跡が蓄積表示されてしまうことがあ
る。これを避けるために、例えば操作者が右利きの場
合、筆記用具は近傍画像の第四象限にあるものと仮定し
て、図４の処理を行うことにより図３（ａ）に示すよう
に、ペン２の先端の近傍画像を抽出した後、図３（ｂ）
に示すように、近傍画像から第四象限部分を取り除いた
画像データを、指示位置座標と共に受信側コンピュータ
へ送信する。図４のフローチャートを参照して制御部３
における第四象限のカット作業を説明する。まず、ステ
ップ４０１で、筆跡入力装置の電源を入れ、ＬＥＤ５を
点灯し、ＴＶカメラ４で用紙１の全体画像を撮像する。
次にステップ４０２で、全体画像中に、ペン先に貼付さ
れた再帰反射テープ６が有るか否か、即ち、所定の閾値
レベルよりも高い値の画素があるか否かを検知する。最
も高い値の画素が検知されれば、その画素の位置Ｐ（Ｐ
ｘ，Ｐｙ）を決定する（ステップ４０３）。この座標位
置Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）に基づき、近傍画像座標（指示位置
座標）Ｐ０（Ｐｘ−ｋ，Ｐｙ−ｋ）を決定し、該近傍画
像座標をＵＳＢ等の接続ケーブル７を介してコンピュー
タ８Ａへ出力する（ステップ４０４）。同時に、ステッ
プ４０５及びステップ４０６により、一辺の長さがＬの
近傍画像から第四象限部分を取り除いた画像をコンピュ
ータに出力する。具体的には、ステップ４０４における
近傍画像座標Ｐ０から、画像Ａ（Ｐｘ−ｋ≦ｘ＜Ｐｘ−
ｋ＋Ｌ，Ｐｙ−ｋ≦ｙ＜Ｐｙ−ｋ＋Ｌ／２）（第一，第
二象限部分の画像）及び画像Ｂ（Ｐｘ−ｋ≦ｘ＜Ｐｘ−
ｋ＋Ｌ／２，Ｐｙ−ｋ＋Ｌ／２≦ｙ＜Ｐｙ−ｋ＋Ｌ）
（第三象限部分の画像）を画像圧縮処理、或いは二値化
して、接続ケーブル７を介してコンピュータ８Ａへ出力
する（ステップ４０５，ステップ４０６）。なお、この
制御部３による近傍画像の抽出作業は、送信側コンピュ
ータ８Ａ内で行っても構わない。このようにして抽出さ
れた近傍画像情報と、該近傍画像の指示位置座標情報と
を、送信側コンピュータ８Ａからインターネット網９を
介して受信側コンピュータ８Ｂへ送信する。なお、画像
圧縮処理或いは二値化は、送信する抽出画像のデータ量
を削減するために行う。こうすることでよりデータの冗
長を減らすことが可能となる。
【００２９】ここで、Ｌ／２＜ｋとすることで、実際の
ペン２の先端部の指示位置と再帰反射部材６の位置との
オフセットを取ることが望ましい。こうすることによ
り、ペン２の先端の像が、画像Ａ又は画像Ｂ内に完全に
映らないようにすることが可能である。
【００３０】受信側コンピュータ８Ｂでは、図５に示す
処理を行なうことで、用紙１に描かれる筆跡像をリアル
タイムに表示画面に表示する。まずステップ５０１，５
０２，５０３で、送信側コンピュータ８Ａからインター
ネット網９を介して送られてきた近傍画像座標Ｐ０（Ｐ
ｘ−ｋ，Ｐｙ−ｋ）、及び画像Ａ，画像Ｂをそれぞれ受
信側コンピュータ８Ｂで受信する。そしてステップ５０
４，５０５で、受信された座標位置情報に基づき、各画
像Ａ，Ｂをそれぞれ対応するＶＲＡＭのアドレスに書き
込み、これにより表示画面１１上に筆跡像を蓄積表示し
ていく。
【００３１】ここで、画像データＡ及び画像データＢと
分けて送信せずに、制御部３において、近傍画像データ
（Ｐｘ−ｋ≦ｘ＜Ｐｘ−ｋ＋Ｌ，Ｐｙ−ｋ≦ｙ＜Ｐｙ−
ｋ＋Ｌ）を全体画像から抽出し、この近傍画像から第四
象限部分（Ｐｘ−ｋ＋Ｌ／２≦ｘ＜Ｐｘ−ｋ＋Ｌ，Ｐｙ
−ｋ＋Ｌ／２≦ｙ＜Ｐｙ−ｋ＋Ｌ）を取り除く処理を行
っても勿論構わない。この場合は、第四象限部分を取り
除く作業は、制御部３又は送信側コンピュータ８Ａでは
行わず、受信側コンピュータ８Ｂにおいて行うことも可
能である。
【００３２】なお、上記実施例では、右利きの操作者用
に、第四象限部分を除去した近傍画像を生成したが、左
利きの操作者が使用する場合には、第三象限部分を除去
するように切り換えるのは勿論である。この場合、ＴＶ
カメラ４が左上端にある場合は右利きの操作者として第
四象限部分を除去し、ＴＶカメラ４が右上端に切り換え
られて移設された場合には、左利きの操作者として第三
象限部分を除去する、というように、ＴＶカメラ４の設
置位置に連動した制御を行うことも可能である。
【００３３】また、上記実施例では、光源と再帰反射部
材を用いて筆記用具の入力位置座標を光学的に求めた
が、光源と再帰反射部材を用いる代わりに、電磁誘導方
式や感圧抵抗被膜方式等のタブレットを用いて入力位置
座標を求めることも勿論可能である。
【００３４】ここで、上述の実施例では、ペンの向き、
太さ等に関わらず、第四象限部分に筆記用具があるもの
と仮定してその部分を除去する例を示したが、以下、図
６乃至図８に示す実施例では、筆記用具２の向き、即ち
抽出する近傍画像中における筆記用具２の像の方向を検
出し、その検出された方向に基づいて筆記用具２の像の
みを切り取ることで、筆記用具２の向きがどのような状
態でもその像を除去できるようにしている。
【００３５】図６（ａ）に示すように、ペン２の先端の
二個所に再帰反射部材６ａ，６ｂを間隔を置いて設け
る。こうすることでペン２の向き、即ち、近傍画像の中
でのペン２の像の方向を検出できるため、カットすべき
筆記用具の像を最小限にすることが可能となる。制御部
３において、ペン２の像の方向を基にして近傍画像から
ペン２の先端部分の像をカットする。この制御部３から
出力される近傍画像は、図６（ｂ）に示すようになって
おり、この図から明らかなように、送信する近傍画像中
にペン２の像は入らないので、受信側コンピュータ８Ｂ
の表示画面１１上にペン２の残像が写るという問題は生
じない。
【００３６】また、図６（ｃ）に示すように、ペン２の
先端に設けられる再帰反射部材６を幅が広い再帰反射テ
ープにすることで、ＴＶカメラ４にはこの部分が細長く
写るので、上記と同様にペン２の方向を知ることが可能
となるため、容易に近傍画像からペン２の先端部分の像
をカットすることができる。
【００３７】上述の図６の実施例では、ペン２の方向は
検知可能であるが、ペン２の置かれた正確な象限までは
把握できない場合がある。即ち、右利きの場合は第一象
限或いは第四象限中に有るものとして、ペンの先端は左
下或いは左上であると仮定してペンの象のカット処理を
行うため、左利きの操作者がペン入力を行った場合、ペ
ンの先端を誤って認識してしまう場合がある。この問題
を解消するためには、装置にあらかじめ右利きか左利き
かを設定しておけばよいが、その他の方法としては、二
個所に設けられる再帰反射部材をそれぞれ異なる形状等
にすればよい。図７に、筆記用具２の先端に設けられる
再帰反射部材６の種々の形態を示す。図７（ａ）は、シ
ャープペンシルのペン先部に再帰反射部材６ａを、グリ
ップ部先端に６ｂをそれぞれ設けた例である。このよう
に再帰反射部材を設けることにより、ペン先がどの方向
を向いているかを、ペンが何象限にあるかを含めて完全
に把握できるようになる。従って、ペン２をどのように
持って操作したとしても、或いは右利きの操作者でも左
利きの操作者でも正確にペンの像のみをカットできる。
【００３８】更に、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、
間隔を置いて設けられる再帰反射部材の一方を、色フィ
ルム、例えば青色フィルム６０や赤色フィルム６１等で
覆うことで、ＴＶカメラに写る再帰反射部材の色によっ
てペンが何象限にあるかを把握できるようにすることも
可能である。なお、再帰反射部材の貼付は筆記用具の先
端のみとして、筆記用具の太さ、方向等は画像認識技術
により決定することも勿論可能である。
【００３９】また、筆記用具の先に貼付する再帰反射部
材を、筆記用具の種類に応じて使い分けることにより、
その再帰反射部材の形状に基づいて、抽出する近傍画像
のサイズを切り換えることもできる。図８に、種々の筆
記用具に貼付される再帰反射部材の例を示す。例えばペ
ンの入力できる線の太さに応じて二個所に設けられる再
帰反射部材６ａ，６ｂの間の間隔を変える。即ち、一番
間隔が狭いペンは細ペン（図８（ａ））、一番広いペン
は太ペン（図８（ｃ））、中間は中ペン（図８（ｂ））
というように、あらかじめ筆跡入力装置に記憶させてお
く。この再帰反射部材６ａ，６ｂの間の間隔に基づき、
抽出する近傍画像のサイズＬを決定する。即ち、細ペン
の時は抽出する近傍画像を小さくし、太ペンの時は抽出
する近傍画像を大きくする。また、図８（ｄ），（ｅ）
に示すように、長手方向に間隔を置いて再帰反射部材６
ａ，６ｂ，６ｃを設けることによっても、或いは二個所
に設ける再帰反射部材６ａ，６ｂの幅をそれぞれ変える
こと等によっても筆記用具の判別は可能である。特に図
８（ｄ），（ｅ）に示すようなインク消しや筆の場合、
ペンに比べて広範囲な入力となるため、より広い範囲の
近傍画像を抽出することが望ましいが、これらの筆記用
具を判別できることにより筆跡が欠けることなく所望の
サイズの近傍画像を抽出することができるようになる。
【００４０】更に、図８（ｆ）に示すような押圧力に応
じて先端部分が可変する指示棒の場合、図示のように再
帰反射部材を貼付しておけば、再帰反射部材６ａ，６ｂ
間の距離ｌ２に対する再帰反射部材６ａ，６ｃ間の距離
ｌ１の値により、抽出する近傍画像のサイズＬを決定す
ることも可能である。この指示棒を用いれば、すでに記
載された用紙の上で、相手側に送りたい部分を指示棒で
指しなぞり、その時の押圧力によって、近傍画像のサイ
ズを変更することにより、大きな文字列や小さな文字列
を効率よく相手側に示すことができる。即ち、強い押圧
力で指示するほど（ｌ１／ｌ２の値が小さいほど）、近
傍画像のサイズＬを大きくするよう動作させる。このよ
うなツールは、最初から全体を表示するのではなく、必
要な所から順を追って表示するというプレゼンテーショ
ンの技法としても有効である。
【００４１】受信側コンピュータでは、送られてくる近
傍画像データを、同時に送られてくる座標データに基づ
き蓄積表示することにより、送信側コンピュータに接続
された筆跡入力装置上で描かれる筆跡像を受信側コンピ
ュータに接続されたモニタの表示画面上にリアルタイム
に表示するが、受信側コンピュータにおいて近傍画像か
ら筆記用具の像を除去する作業を行う場合、除去作業の
前に、一旦表示画面に筆記用具の像が入った状態の近傍
画像を蓄積せずに表示しておき、次の近傍画像が送られ
てきた時に筆記用具の像を除去したものを蓄積表示する
ようにすることで、筆記用具、或いは指示棒をマウスポ
インタのように表示画面上に表示することが可能であ
る。このようにすることで、受信側では入力作業を把握
しやすくなり、更に指示棒で指示した位置を知ることが
できるようになる。なお、送信側コンピュータで筆記用
具の像の除去作業を行う場合には、除去前の近傍画像と
除去後の近傍画像を送信することにより上記と同様のこ
とが可能となる。更には、送信側コンピュータから除去
後の近傍画像だけを送信し、受信側コンピュータにて、
筆記用具の像が除去された部分に矢印等のポインタを付
加することも勿論可能である。
【００４２】また、ＴＶカメラがカラーのＴＶカメラの
場合、近傍画像を二値化せずに画像圧縮処理のみを行っ
て受信側に送れば、受信側コンピュータでは、例えば青
ペンによる筆跡であれば青色の筆跡が、赤ペンによる筆
跡であれば赤色の筆跡がそのまま表示されるが、白黒Ｔ
Ｖカメラを用いた場合は、例えば図９に示すように光源
を構成し、色フィルタを用いることで、色情報を送出す
ることが可能となる。具体的には、光源を赤色ＬＥＤ５
０，黄色ＬＥＤ５１，緑色ＬＥＤ５２，赤外ＬＥＤ５３
等で構成し、各ＬＥＤを順次発光させる。また、筆記用
具２に貼付される再帰反射部材６を色フィルタ７０で覆
う。例えば、赤色ペンの場合は赤色光のみを通す色フィ
ルタで覆い、黄色ペンの場合は黄色光のみを通す色フィ
ルタ、緑色ペンは緑色の色フィルタ、筆は赤外フィル
タ、とする。こうすることで、例えば赤色ＬＥＤが点灯
したときのみ明るい部分が検出できるものであれば赤色
ペンとして識別し、近傍画像、座標データと共に、赤色
ペンによる入力であるという色情報も送信する。受信側
ではこの色情報に基づき筆跡を赤色で表示する。同様
に、黄色ペンによる入力であるという情報がくれば黄色
で表示する。このような構成とすることで、高価なカラ
ーＴＶカメラを使用しなくても、送信側のカラー情報を
受信側に送ることが可能となる。
【００４３】なお、筆記用具が、ＴＶカメラに写る筆記
用具の向きと反対方向に筆記操作された時、即ちＴＶカ
メラに向かう方向で筆記操作された場合に、ＴＶカメラ
から見て筆跡が筆記用具の影に入ってしまい撮像できな
いという問題があるが、撮像出来なかった筆跡が再度撮
像できた時、その情報を別途相手側へ送ることにより修
復は可能であり、制御部３やコンピュータ８Ａの画像処
理部にこのような処理を含めてもよい。また、送信側に
もモニタが設置され送信した画像が操作者に分かるよう
にしておけば、その画面を見て送れていない部分を再度
なぞれば修復可能である。
【００４４】本発明の筆跡通信システム及び該システム
で使用される筆跡入力装置及び筆跡表示装置は、上述の
図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿
論である。例えば、制御部で行われる処理を全て送信側
コンピュータ内で行ってもよいし、インターネット網に
換えて、ＬＡＮやケーブル、無線、光通信等、データを
送受信できるものであれば何れでもよい。更に、前記の
送信側コンピュータの処理と受信側コンピュータの処理
を、一台のコンピュータ内の二つの異なるプロセス（見
かけ上同時に実行されるプログラム）として実行される
ようにシステムを構築し、これらのプロセスがプロセス
間通信手段を介して通信するようにしてもよい。また、
色フィルタの代わりに偏光フィルタを使用して筆記用具
の識別をすることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
筆記用具により描いたり消したりした筆跡情報がリアル
タイムに送信でき、しかもその送信データは筆記用具に
よる操作位置の近傍画像データと指示位置座標データ等
であるため、送信する情報量は非常に少なくできるとい
う優れた効果を奏し得る。
【００４６】また、筆記用具に再帰反射部材を備えるこ
とにより高い反射効率を得ることができるので、ＴＶカ
メラが撮像する画像から再帰反射部材の像を容易に区別
でき、筆記用具の指示位置の検出が容易になる。また、
画像処理を単純なものとすることができるので経済性に
優れる。
【００４７】更に、筆記用具の二個所に反射部材を取り
付けることにより、筆記用具の指示位置や筆記用具の方
向を容易に検出することができる。また、筆記用具に備
える反射部材の形状を筆記用具の種類に応じて異なるも
のとしたり、操作により可変できるようにし、この形状
に応じて送出する近傍画像のサイズを変えることによ
り、その筆記用具に最適な情報を送出することができ
る。こうすることで、送出情報の冗長を減らすことがで
きる。また、操作者が相手に送りたい部分を的確に指示
することができる。
【００４８】本発明によれば、子供から老人まで誰でも
簡単に使用できる通信会議システムを実現できる。ま
た、通信会議システムの回線速度を下げることができる
ので、アナログモデム等の通信速度の低いものでも使用
可能となり、経済性に優れた通信会議システムを提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る筆跡通信システムの最小
構成である。
【図２】図２は、本発明に係る筆跡入力装置の側面及び
上面図である。
【図３】図３は、ＴＶカメラに映る全体画像から制御部
により第四象限部分がカットされる工程を説明するため
の図である。
【図４】図４は、制御部の処理フローチャートである。
【図５】図５は、受信側コンピュータでの処理フローチ
ャートである。
【図６】図６は、筆記用具の先端に間隔を置いて設けら
れる再帰反射部材の例である。
【図７】図７は、筆記用具の先端に設けられる再帰反射
部材の種々の形態である。
【図８】図８は、筆記用具の種類に応じて先端に設けら
れる再帰反射部材を替える種々の例である。
【図９】図９は、白黒ＴＶカメラの場合に色情報を検出
するための光源の構成例である。
【符号の説明】
１ 用紙 ２ 筆記用具 ３ 制御部 ４ ＴＶカメラ ６ 再帰反射部材 ７ 接続ケーブル ８ コンピュータ ９ インターネット網 １０ モニタ １１ 表示画面 ２０ 筆跡入力装置 ４１ ＴＶカメラの視野 ４３ レンズ ４４ イメージセンサ ６０ 青色フィルム ６１ 赤色フィルム ７０ 色フィルタ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネットワークを介して接続される複数の
    コンピュータを用いて筆跡を送受信する筆跡通信システ
    ムであって、該システムは、 筆跡を送信側コンピュータへ入力するために送信側に設
    置される筆跡入力装置と、 送信側から前記ネットワークを介して受信側コンピュー
    タへ送られてきた情報に基づき筆跡を表示するために受
    信側に設置される筆跡表示装置とからなり、 前記筆跡入力装置は、 送りたい情報が記入される痕跡表示手段と、 該痕跡表示手段に筆跡を記入・消去又は筆跡を指示する
    ための入力手段と、 該痕跡表示手段全体の像を上部から撮像する撮像手段
    と、 前記痕跡表示手段上に前記入力手段が置かれたとき、そ
    の指示位置を検出する位置検出手段と、 前記撮像手段により撮像される全体画像から、前記位置
    検出手段により検出される前記入力手段の指示位置の近
    傍画像を抽出し、近傍画像情報を生成する画像処理手段
    とを具備し、 前記筆跡表示装置は、 前記画像処理手段により抽出された近傍画像情報と前記
    位置検出手段により検出された指示位置情報とに基づ
    き、画像を復元する画像復元手段と、 前記復元された画像を表示画面上に蓄積表示する筆跡表
    示手段とを具備する、 ことを特徴とする筆跡を送受信するための筆跡通信シス
    テム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の筆跡通信システムであ
    って、前記位置検出手段は、前記入力手段の先端に設け
    られる再帰反射部材と、前記撮像手段の近傍に設けられ
    前記入力手段を照光する光源とからなり、前記撮像手段
    で撮像された像の輝度の差異に基づき再帰反射部材の位
    置を検出することにより、前記痕跡表示手段上に置かれ
    た前記入力手段の指示位置を検出することを特徴とする
    筆跡通信システム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の筆跡通信システムであ
    って、前記入力手段の先端に設けられる再帰反射部材
    は、少なくとも二個所に間隔を置いた状態で設けられる
    か、或いは前記撮像手段に細長く写る状態で設けられ、
    前記画像処理手段は、前記撮像手段により撮像される前
    記再帰反射部材の形状から前記入力手段の置かれた向き
    を検出し、検出された前記入力手段の向きに基づき、前
    記画像処理手段が、抽出された前記近傍画像から前記入
    力手段の像を取り除くことを特徴とする筆跡通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載の筆跡通信
    システムであって、前記再帰反射部材は、その形状が前
    記入力手段の種類に応じて定まる形状であるか、又は操
    作者の操作によって変化する形状であり、前記画像処理
    手段は、該形状に応じて、抽出する近傍画像のサイズを
    切換えて処理することを特徴とする筆跡通信システム。
  5. 【請求項５】 請求項２乃至請求項４の何れかに記載の
    筆跡通信システムであって、前記再帰反射部材の反射面
    の前面に色フィルタを備え、前記光源が複数の色光を切
    換えて発するか、又は前記撮像手段が色を検出できるも
    のであり、複数の前記再帰反射部材を判別することによ
    り複数の前記入力手段の種類を識別することを特徴とす
    る筆跡通信システム。
  6. 【請求項６】 請求項１又は請求項２に記載の筆跡通信
    システムであって、前記画像処理手段が、抽出された前
    記近傍画像のうちの第４象限部分を取り除くことを特徴
    とする筆跡通信システム。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
    筆跡通信システムであって、前記画像復元手段は、前記
    表示画面に対応する表示メモリを備え、前記指示位置情
    報からアドレスを、前記近傍画像情報からデータを生成
    して、前記表示メモリの前記アドレスに前記データを書
    き込むことにより前記痕跡表示手段上の痕跡を前記表示
    画面上に蓄積表示することを特徴とする筆跡通信システ
    ム。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の
    筆跡通信システムであって、前記撮像手段は、右利きの
    操作者のために前記痕跡表示手段の左上端に、又は左利
    きの操作者のために前記痕跡表示手段の右上端に、設け
    られることを特徴とする筆跡通信システム。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８の何れかに記載の
    筆跡通信システムであって、前記画像処理手段は、前記
    送信側コンピュータ内又は受信側コンピュータ内に設け
    られることを特徴とする筆跡通信システム。
  10. 【請求項１０】 ネットワークを介して接続されるコン
    ピュータを用いて筆跡を送信するために用いられる筆跡
    入力装置であって、該筆跡入力装置は、 送りたい情報が記入される痕跡表示手段と、 該痕跡表示手段に筆跡を記入・消去又は筆跡を指示する
    ための入力手段と、 該痕跡表示手段全体の像を上部から撮像する撮像手段
    と、 前記痕跡表示手段上に前記入力手段が置かれたとき、そ
    の指示位置を検出する位置検出手段と、 前記撮像手段により撮像される全体画像から、前記位置
    検出手段により検出される前記入力手段の指示位置の近
    傍画像を抽出し、近傍画像情報を生成する画像処理手段
    と、 からなることを特徴とする筆跡入力装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の筆跡入力装置であ
    って、前記位置検出手段は、前記入力手段の先端に設け
    られる再帰反射部材と、前記撮像手段の近傍に設けられ
    前記入力手段を照光する光源とからなり、前記撮像手段
    で撮像された像の輝度の差異に基づき再帰反射部材の位
    置を検出することにより、前記痕跡表示手段上に置かれ
    た前記入力手段の指示位置を検出することを特徴とする
    筆跡入力装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の筆跡入力装置であ
    って、前記入力手段の先端に設けられる再帰反射部材
    は、少なくとも二個所に間隔を置いた状態で設けられる
    か、或いは前記撮像手段に細長く写る状態で設けられ、
    前記画像処理手段は、前記撮像手段により撮像される前
    記再帰反射部材の形状から前記入力手段の置かれた向き
    を検出し、検出された前記入力手段の向きに基づき、前
    記画像処理手段、送信側コンピュータ、又は受信側コン
    ピュータの何れかが、抽出された前記近傍画像から前記
    入力手段の像を取り除くことを特徴とする筆跡入力装
    置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１又は請求項１２に記載の筆
    跡入力装置であって、前記再帰反射部材は、その形状が
    前記入力手段の種類に応じて定まる形状であるか、又は
    操作者の操作によって変化する形状であり、前記画像処
    理手段は、該形状に応じて、抽出する近傍画像のサイズ
    を切換えて処理することを特徴とする筆跡入力装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１１乃至請求項１３の何れかに
    記載の筆跡入力装置であって、前記再帰反射部材の反射
    面の前面に色フィルタを備え、前記光源が複数の色光を
    切換えて発するか、又は前記撮像手段が色を検出できる
    ものであり、複数の前記再帰反射部材を判別することに
    より複数の前記入力手段の種類を識別することを特徴と
    する筆跡入力装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０又は請求項１１に記載の筆
    跡入力装置であって、前記画像処理手段が、抽出された
    前記近傍画像のうちの第４象限部分を取り除くことを特
    徴とする筆跡入力装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１０乃至請求項１５の何れかに
    記載の筆跡入力装置であって、前記撮像手段は、右利き
    の操作者のために前記痕跡表示手段の左上端に、又は左
    利きの操作者のために前記痕跡表示手段の右上端に、設
    けられることを特徴とする筆跡入力装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１０乃至請求項１６の何れかに
    記載の筆跡通信システムであって、前記画像処理手段
    は、前記送信側コンピュータ内又は受信側コンピュータ
    内に設けられることを特徴とする筆跡入力装置。
  18. 【請求項１８】 ネットワークを介して接続されるコン
    ピュータを用いて筆跡を受信するために用いられる筆跡
    表示装置であって、該筆跡表示装置は、ネットワークを
    介して受信した近傍画像情報と指示位置情報とに基づ
    き、画像を復元する画像復元手段と、前記復元された画
    像を表示画面上に蓄積表示する筆跡表示手段と、を具備
    し、前記画像復元手段は、前記表示画面に対応する表示
    メモリを備え、前記指示位置情報からアドレスを、前記
    近傍画像情報からデータを生成して、前記表示メモリの
    前記アドレスに前記データを書き込むことにより前記表
    示画面上に復元された画像を蓄積表示することを特徴と
    する筆跡表示装置。
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