特開 2024-36980 電子黒板システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024036980

(43)【公開日】2024-03-18

(54)【発明の名称】電子黒板システム

(51)【国際特許分類】

   B43L 1/04 20060101AFI20240311BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20240311BHJP

【ＦＩ】

B43L1/04 F

B43L1/04 G

G06F3/01 510

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141571

(22)【出願日】2022-09-06

(71)【出願人】

【識別番号】523330721

【氏名又は名称】一般社団法人日本未来黒板研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100081558

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 晴男

(72)【発明者】

【氏名】坂和 勝紀

【テーマコード（参考）】

2C071

5E555

【Ｆターム（参考）】

2C071CA02

2C071CA04

2C071CC01

2C071CD04

2C071DA01

2C071DB02

2C071DB07

2C071DC04

5E555AA10

5E555BA02

5E555BA05

5E555BA06

5E555BA28

5E555BB28

5E555BC04

5E555BC19

5E555CA12

5E555CB10

5E555CC19

5E555FA00

(57)【要約】

【課題】比較的低コストにて設置でき、児童・生徒、教師共に馴染のある授業法である板書による授業と、近時急速に高機能化しつつある電子黒板によるＩＣＴ授業とを融合したＧＩＧＡスクール構想の実現を可能にする電子黒板システムを提供することを課題とする。
【解決手段】パソコン機能を備えた液晶モニタ３と、板書用ボード２とを隣接設置し、板書用ボード２にプロジェクター４を付設して成り、プロジェクター４は液晶モニタ３の画面のミラーリング投影機能を有している。液晶モニタ３にＷｉ－Ｆｉ接続される携帯端末５を更に含み、液晶モニタ３は、携帯端末５の画面のミラーリング投影が可能である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パソコン機能を備えた液晶モニタと板書用ボードとを隣接設置して成り、前記板書用ボードへの板書内容を前記液晶モニタに取り込み可能にしたことを特徴とする電子黒板システム。

【請求項2】

前記板書用ボードの周縁部にチョーク等の筆記手段及び黒板消しの動きを検出するセンサが配備される、請求項１に記載の電子黒板システム。

【請求項3】

パソコン機能を備えた液晶モニタと板書用ボードとを隣接設置し、前記板書用ボードにプロジェクターを付設して成り、前記プロジェクターは前記液晶モニタの画面のミラーリング投影機能を有していることを特徴とする電子黒板システム。

【請求項4】

前記液晶モニタにＷｉ－Ｆｉ接続される携帯端末を更に含み、前記液晶モニタは、前記携帯端末の画面のミラーリング投影が可能である、請求項３に記載の電子黒板システム。

【請求項5】

前記液晶モニタは、板書を含む前記板書用ボードの表示内容を逐次ＱＲコード（登録商標）化して、逐次更新した前記ＱＲコード（登録商標）を画面表示する機能を有する、請求項１又は３に記載の電子黒板システム。

【請求項6】

前記プロジェクターは、１６：６のワイド投影機能を有し、且つ、４５００ルーメンの明るさを有するものである、請求項３に記載の電子黒板システム。

【請求項7】

前記液晶モニタは、前記板書用ボードに重ならない位置から前記板書用ボードの一部に重なる位置に移動可能に設置される、請求項１又は３に記載の電子黒板システム。

【請求項8】

前記液晶モニタは、前記板書用ボードに重ならない位置、あるいは、前記板書用ボードの一部に重なる位置に固定設置される、請求項１又は３に記載の電子黒板システム。

【請求項9】

前記液晶モニタは、手書き文字の自動整形機能を有する、請求項１又は３に記載の電子黒板システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子黒板システムに関するものであり、より詳細には、ＧＩＧＡスクール構想を実現するための電子黒板システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

令和元年にＧＩＧＡスクール構想の実現パッケージが発表されたことを受けて、各学校において校内ＬＡＮが整備され、学校ＩＣＴ導入・利活用が急速に進んでいる。このＧＩＧＡスクール構想の骨子は、児童・生徒１人１人に個別化され、創造性を育む教育ＩＣＴ環境の構築である。具体的には、児童・生徒１人１人に学習者用端末（タブレット）が与えられ、各教室に配備される電子黒板を用いての授業ということになる。

【0003】

しかるに、各教室には黒板が設置されていて、古くから学校における授業は黒板への板書を基本に進められてきており、児童・生徒、教師共に馴染のある授業法であり、たとえＩＣＴ教育が進んだとしても捨てがたいものである。一方、教室ごとに従来の黒板等の他に電子黒板を用意することは、予算の面及び設置スペースの面で限度があった。特に、黒板に代わるような大型の電子黒板を導入することは、極めて困難なことであり、非現実的なことであった。

【0004】

そこで、既存の黒板やホワイトボードを利用し、ボード上部にプロジェクターを配設し、ボードに映写することでボードを電子黒板化（インタラクティブ化）することが考えられてきた。そしてその場合、映写範囲が狭いという問題解決のために、プロジェクターを左右に移動可能にし、映写位置が変えられるようにする提案がなされた（特開２０２１－１２８２９９号公報、特開２０１８－１８９９２５号公報）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１２８２９９号公報

【特許文献2】特開２０１８－１８９９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記既存の黒板やホワイトボードを、プロジェクターを配設することで電子黒板化する方法の場合は、投影画像が鮮明ではないため、特に後ろの席の生徒にとって見えにくいという問題があり、また、教師がボードに書き込みをしている間、教師が邪魔になって書き込み内容が見ずらいという問題がある（図５参照）。また更に、近時急速に高機能化しつつある電子黒板の機能を生かせないという物足りなさがある。

【0007】

本発明は、従来のシステムにおける上記のような問題に鑑みてなされたもので、比較的低コストにて設置でき、児童・生徒、教師共に馴染のある授業法である板書による授業と、近時急速に高機能化しつつある電子黒板によるＩＣＴ授業とを融合したＧＩＧＡスクール構想の実現を可能にする電子黒板システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、パソコン機能を備えた液晶モニタと、板書用ボードとを隣接設置して成り、前記板書用ボードへの板書内容を前記液晶モニタに取り込み可能にしたことを特徴とする電子黒板システムである。

【0009】

一実施形態においては、前記板書用ボードの周縁部にチョーク等の筆記手段及び黒板消しの動きを検出するセンサが配備される。

【0010】

上記課題を解決するための請求項３に係る発明は、パソコン機能を備えた液晶モニタと、板書用ボードとを隣接設置し、前記板書用ボードにプロジェクターを付設して成り、前記プロジェクターは前記液晶モニタの画面のミラーリング投影機能を有していることを特徴とする電子黒板システムである。

【0011】

一実施形態においては、前記液晶モニタにＷｉ－Ｆｉ接続される携帯端末を更に含み、前記液晶モニタは、前記携帯端末の画面のミラーリング投影が可能である。

【0012】

一実施形態においては、前記液晶モニタは、板書を含む前記板書用ボードの表示内容を逐次ＱＲコード（登録商標）化して、逐次更新した前記ＱＲコード（登録商標）を画面表示する機能を有する。

【0013】

一実施形態においては、前記プロジェクターは、１６：６のワイド投影機能を有し、且つ、４５００ルーメンの明るさを有するものである。

【0014】

一実施形態においては、前記液晶モニタは、前記板書用ボードに重ならない位置から前記板書用ボードの一部に重なる位置に移動可能に設置される。他の実施形態においては、前記液晶モニタは、前記板書用ボードに重ならない位置、あるいは、前記板書用ボードの一部に重なる位置に固定される。

【0015】

一実施形態においては、前記液晶モニタは、手書き文字の自動整形機能を有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明は上記のとおりであって、比較的低コストにて設置でき、児童・生徒、教師共に馴染のある授業法である板書による授業と、近時急速に高機能化しつつある電子黒板によるＩＣＴ授業とを融合させたＧＩＧＡスクール構想の実現を可能にし、また、教師がボードに書き込みをしている間、教師が邪魔になって書き込み内容が見ずらいという問題がないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の発明に係る電子黒板システムの構成を示すイメージ図である。

【図2】第２の発明に係る電子黒板システムの構成（液晶モニタ可動型）を示すイメージ図である。

【図3】本発明に係る電子黒板システムにおける液晶モニタの移動機構の例を示す斜視図である。

【図4】第２の発明に係る電子黒板システムの構成（液晶モニタ固定型）を示すイメージ図である。

【図5】従来の電子黒板システムの問題点を示すイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明を実施するための形態につき、添付図面を参照して説明する。第１の発明に係る電子黒板システムは、教室等の部屋の正面壁１に、パソコン機能を備えた液晶モニタ３と、板書用ボード２とを隣接設置して成り、板書用ボード２への板書内容を液晶モニタ３に取り込み可能にしたことを特徴とするものである。なお、図１には示してないが、ＧＩＧＡスクール構想の実現のために、以上の構成の他に、教師が扱う教師用端末５と、生徒１人に１台用意される生徒用端末６とが含まれる（図２，４参照）。通例、教師用端末５はタブレット又はスマホであり、生徒用端末６はタブレットである。教師用端末５と生徒用端末６は液晶モニタ３にＷｉ－Ｆｉ接続され、液晶モニタ３と各端末との間での相互通信が可能に設定される。

【0019】

板書用ボード２は、既存の黒板やホワイトボードをそのまま利用する場合と、既存の黒板やホワイトボードの表面材を貼り替えて使用する場合と、新設の筆記用ボードを用いる場合とがあるが、いずれの場合も、従来の黒板等と同様に、チョーク等での書き込み及び黒板消しでの消去が可能なものである。表面材としては、耐久性に優れたほうろう焼付鋼板を用いることが推奨される。板書用ボード２は、通例、壁面に固定されているが、電動又は手動により上下動可能に構成されることもある。そのための構成は、既存の周知の構成を採用することができる。

【0020】

また、液晶モニタ３は、好ましくは、４Ｋ対応の６５インチ、７５インチ又は８６インチのものとし、パソコン機能とテレビ機能とを具備させ、各種データを、クラウド保存機能を利用して保存可能にする。このように大型の液晶モニタ３を用いることにより、きれいな映像をそのまま視聴することが可能となる。

【0021】

板書用ボード２への板書内容を液晶モニタ３に取り込み可能にするために、板書用ボード２の周縁部に、チョーク等の筆記具及び黒板消しの動きを検出するセンサ（図示してない）が配備される。このセンサとしては、液晶モニタ型電子黒板において用いられているのと同じ、赤外線遮断方式のセンサを用いることができる。そのセンサからの板書内容に対応する出力信号が液晶モニタ３に取り込まれ、デジタル化され且つ保存され、板書内容がそのまま液晶モニタ３に表示される。

【0022】

このように第１の発明においては、板書内容を液晶モニタ３に取り込むために、板書用ボード２にセンサを配備する必要があるので、第１の発明における板書用ボード２は既存のものの利用ではなく、新規に制作されるものであることが好ましい。その場合、更に板書用ボード２にタッチ操作用アイコン等を配設することもできる。また、短尺幅の板書用ボード２を２つ用意し、液晶モニタ３の両側に連結するようにすることもできる（図１参照）。

【0023】

この第１の発明に係る電子黒板システムの場合、教師が板書用ボード２に書き込みをしている際、生徒は教師が邪魔になって板書用ボード２における板書内容を直接確認することができないが、板書内容はそのまま液晶モニタ３に表示されるので、生徒は液晶モニタ３を見ることで板書内容を即確認することができる。

【0024】

上記のとおり、第１の発明においては、板書用ボード２への書き込み内容が液晶モニタ３に取り込まれてミラーリング投影されるが、逆に、液晶モニタ３における表示内容を板書用ボード２に投影させることはできない。以下に説明するプロジェクターを用いる第２の発明においては、それが可能となる。即ち、第２の発明に係る電子黒板システムは、部屋の正面壁１に、パソコン機能を備えた液晶モニタ３と、板書用ボード２とを隣接設置し、板書用ボード２にプロジェクター４を付設して成り、プロジェクター４は液晶モニタ３の画面のミラーリング投影機能を有していることを特徴とするものである（図２参照）。

【0025】

プロジェクター４は、１６：６の超ワイド投影機能を有し、且つ、４５００ルーメンの明るさを有するものとすることが好ましい。プロジェクター４は、板書用ボード２の上辺中央部に、あるいは、板書用ボード２の中央部に向くようにして正面壁１に、取り付けアームを介して取り付けられる。プロジェクター４は、液晶モニタ３の画面ミラーリングが可能なものとされる。プロジェクター４としてこのミラーリング機能を搭載したものを用いる場合は、例えば、そのプロジェクターメーカーが提供する専用アプリを液晶モニタ３にインストールする。

【0026】

また、そのような機能を搭載していないプロジェクター４を用いる場合は、プロジェクター４に、キャスト機能とミラーリング機能とを有するデバイスであるストリーミングデバイスをＨＤＭＩ（登録商標）接続し、これに液晶モニタ３及び携帯端末５をＷｉ－Ｆｉ接続する。ストリーミングデバイスとしては、広く出回っていて、廉価で入手できるグーグル社のクロームキャストを用いることが推奨される。なお、ここにいうキャスト機能とは、液晶モニタ３又は携帯端末５からストリーミングデバイスに転送される視聴中の動画を、プロジェクター４を介して板書用ボード２に、より大きく投写させる機能である。また、ミラーリング機能は、液晶モニタ３又は携帯端末５に保存されているコンテンツ画面を、プロジェクター４を介してそのまま板書用ボード２に投写して画面共有可能にする機能である。

【0027】

液晶モニタ３にはテンプレートソフトが装備され、マス目、五線譜、鍵盤、サッカーコートその他多種多様のテンプレートが提供される。教師は所望のテンプレートを選択し、その上にスタイラスペン等を用い、あるいは、指先で必要事項を記入できる。その記入内容は、プロジェクター４を介して板書用ボード２に拡大投写されるので、最後列の生徒も明確に視認可能となる。その教師による筆記作業は液晶モニタ３に対して行われるため、教師が板書用ボード２における拡大投写面の邪魔になることはない。

【0028】

また、板書用ボード２にテンプレートを投写し、その上にチョーク等で書き込みを行うこともできる。そして、第１の発明の場合と同様に、板書用ボード２の周縁部に、チョーク等の筆記具及び黒板消しの動きを検出するセンサ（図示してない）を配備することにより、板書内容を液晶モニタ３に取り込むことができ、且つ、保存することが可能となる。

【0029】

液晶モニタ３は、板書を含む表示内容を逐次ＱＲコード（登録商標）化して、逐次更新した前記ＱＲコード（登録商標）を画面表示する機能を備えることができる。そのＱＲコード（登録商標）は、プロジェクター４を介して板書用ボード２に拡大投写されるので、生徒はそれを生徒用端末６のＱＲカメラで読み取ることで、後に授業内容を確認することが可能となる。更に液晶モニタ３に、手書き文字の自動整形機能を具備させることができる。液晶モニタ３には、これらの機能を具備するために、それらの専用ソフトがインストールされる。

【0030】

液晶モニタ３は、板書用ボード２に隣接させて正面壁１に取り付けられるが、一実施形態においては、液晶モニタ３は、板書用ボード２に重ならない位置（図２に示される位置）から板書用ボード２の一部に重なる位置に移動可能に設置される。例えば、移動機構は、正面壁１に固定されるベース枠１１と、ベース枠１１に旋回自在に軸支される旋回枠１２と、旋回枠１２の端部に支軸１４を介して軸支される固定プレート１３とから成り、液晶モニタ３は、その裏面が固定プレート１３に固定されることにより、支軸１４を軸に固定プレート１３と共に揺動可能となる（図３参照）。

【0031】

ベース枠１１は、四角形状の金属製枠体で、その上辺及び下辺の中央部に軸支部１５が配置され、やはり四角形状の金属製枠体である旋回枠１２の一側辺上下に取り付けられた軸部１６を軸支する。かくして旋回枠１２は、その上下の長尺辺を半径として１８０度旋回し、液晶モニタ３を、図２に示される板書用ボード２に重ならない位置から、板書用ボード２の一部に重なる位置に旋回移動可能にする。その旋回移動の間液晶モニタ３は、支軸１４を介して揺動可能であるので、常に正面向きにして移動させることができる。なお、旋回枠１２はその旋回端まで移動させることなく、任意の位置において止めることができ、また、液晶モニタ３を、任意の位置において所望方向、即ち、すべての生徒が見やすくなる方向に向けることができる。液晶モニタ３を板書用ボード２に重ならない位置に配した場合は、板書スペースを十分に確保することができることになる。

【0032】

本発明に係る電子黒板システムを教育現場において実施する場合は、携帯端末５において教材等のコンテンツを作成、編集して保存しておく。教材は、市販されている電子教材や、無償で提供されている教材をインストールしてそのまま利用することができ、また、それを教師が独自にカスタマイズしたものを用いることもできる。更に、テレビやＹｏｕＴｕｂｅ（登録商標）等の画面を利用することもできる。使用教材の作成、編集は、別途ＰＣを用いて行い、携帯端末５に保存しておくこともできる。

【0033】

教師は、板書用ボード２から離れた位置において携帯端末５を手元操作（片手での操作が可能）して、その表示部に選択表示させたコンテンツ画面を、そのまま液晶モニタ３に拡大してミラーリング投写させ、また、プロジェクター４を介して板書用ボード２に更に拡大してミラーリング投写させることができる。最近では、老若男女を問わず、多くの人がスマホの操作に慣れているので、携帯端末５による操作は決して難しいものではない。プロジェクター４からは、板書用ボード２のサイズに対応して大きく投影することができるので、後ろの席の生徒も、大画面でしっかり見ることができる。

【0034】

例えば、板書用ボード２に五線譜等のテンプレート映像を投写し、その映像の上からチョークで書き込みすることができる。また、授業内容に応じて投射位置を左・中央・右にスライドさせたり、左右に２画面投射させたりすることもできるので、授業展開が非常にスムーズになる。例えば、左側に電子教科書の画面、右側に生徒たちの回答をサムネイル投影することも可能で、その比較表示により、様々な考えを確認でき、新たな気付きを促したり、新しいアイディアの創出に繋がることが期待できる。更に、携帯端末５でリアルタイムに撮影した動画や写真を、その場で直ちに投影することができ、しかも、その画面にスタイラスペンや指先で書き込むことができ、且つ、保存することも可能である。

【0035】

従来、電子黒板（プロジェクターを用いて電子黒板化した場合も含む）における書き込みには、専ら高価な電子ペンが用いられていた。この電子ペンは、ＷｉｎｄｏｗｓＰＣを画面上で操作するためのものであるが、ＧＩＧＡスクール構想の下においては種々のＯＳ端末が供給され、ＷｉｎｄｏｗｓＰＣの配備率はかなり低下してきている。これまでチョークによる板書に慣れてきた教師にとって、電子ペンでの書き込みはストレスを感じるものである。また、電子ペンは、筆記面がホワイトボードのように滑りの良いものの場合は問題ないが、黒板のようにザラザラする筆記面の場合は書き込みにくく、摩耗も激しいという問題があり、更に、電池切れ、故障等の不具合によって授業が中断し、生徒の集中力が途切れるといった問題もあり、電子ペンの必要性は薄れてきている。

【0036】

本発明に係る電子黒板システムの場合は、板書用ボード２と液晶モニタ３が並設されているため、教師は主に黒板である板書用ボード２にチョークで板書でき、液晶モニタ３についてはスマホと同様のスタイラスペン操作又はタッチ操作で操作できるので、利用上のストレスや不具合による授業の中断等の原因となる電子ペンの使用は必須ではなくなっている。高価な電子ペンを用いないで済むということは、経済的にも有利なことである。

【0037】

上記実施形態は、液晶モニタ３が板書用ボード２に重ならない位置からその一部に重なる位置に移動可能に構成されるものであるが、液晶モニタ３は、板書用ボード２に重ならない位置、あるいは、板書用ボード２の一部に重なる位置（図４参照）に固定設置することとしてもよい。

【0038】

上記いずれの実施形態の場合においても、教師は液晶モニタ３の前に立って液晶モニタ３又は携帯端末５に対して書き込みし、その内容がそのままプロジェクター４を介して板書用ボード２に投写されるので、書き込み中に教師の体が邪魔になって板書用ボード２における書き込み内容が見ずらくなることはない。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は上記のとおりであって、比較的低コストにて設置でき、児童・生徒、教師共に馴染のある授業法である板書による授業と、近時急速に高機能化しつつある電子黒板によるＩＣＴ授業とを融合させたＧＩＧＡスクール構想を実現し得る効果があり、その産業上の利用可能性は大である。

【符号の説明】

【0040】

１ 正面壁
２ 板書用ボード
３ 電子黒板
４ プロジェクター
５ 教師用携帯端末
６ 生徒用携帯端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】