３．目的とする技術と開発

３．１　使用するハードウェア

　本プロジェクトでは、通常の授業スタイルを変えることなく普通教室に馴染むＩＴ活用という考えに基づき、以下のハードウェアと、動作環境をもとに実践授業を行った。

　紙とペンを用い、手書きデータをパソコン入力する装置として他にもいくつか見受けられるが、本プロジェクトでは、 Anoto 社仕様の Logitech 社製デジタルペンを使用し実践授業を行う。（一部　 Sony Ericson 社製デジタルペンを利用）
　 以下、 Anoto 社仕様のデジタルペンを『デジタルペン』として説明する。

３．１．１　デジタルペンの特長　※2

• インターフェース
  　 紙に記入する際に、特別な台やクリップを必要とせず紙とペンのみで機能するため、従来の身近なペンの形状・使い勝手に近く、従来の記入方法と同様に使うことができる。
• ペンからの取得情報
  　 一般にデジタルペンは、「ペンの軌跡」のみ取得するものが多い。今回使用する Anoto 社仕様のデジタルペンは軌跡のほかに筆順、速度、筆圧、相対時間など、多くの情報を取得することができる。
• データ保存
  　 Anoto 社仕様のデジタルペンは、メモリ（ A4 で約 40 枚分）を内蔵しているのでペンからの取得情報はこのメモリに格納される。したがって、デジタルペン単独で持ち運ぶことができ、書き溜めた記述内容を一度にデジタル化することができる。
• 追記
  　 デジタルペンによる記入済み用紙への追記が可能である。

※１	デジタルペンは Anoto 社の技術提供を受けて製品化された Anoto 社仕様のデジタルペンの総称。商品として ChatPen （ Sony Ericson 製）、 io Pen （ Logitech 製）、 Maxell Pen （日立マクセル製）が製品化、および販売予定。
※2	Anoto社広報用資料より引用

３．１．２　デジタルペンによる情報の取り込み

　デジタルペンは、デジタルペーパーに書いた文字やイラストなどの情報をＣＣＤカメラで読み込み、メモリに保存し、パソコンに送り、電子データ化できる特殊なペンである。以下にデータ送信までの流れを示す。

図３．１ デジタルペンデータ送信の流れ

【データ送信までの流れ】 通常のボールペンと同様に、インクでデジタルペーパーに記入 　　　　　　　　　↓ ＣＣＤカメラにより、デジタルペーパーのドットパターンを感知し、位置情報を確認してペンの軌跡を求める 　　　　　　　　　↓ ペン先の位置情報の他、速度、筆圧、時刻、ペンの傾きと回転などの情報を、プロセッサで処理し、データをメモリに一時保存 　　　　　　　　　↓ データをパソコンに転送

３．１．３　デジタルペーパーの構造

　デジタルペーパーは、特殊なドットパターンをカーボンインクにより印刷した専用紙で、ドットは、約 0.3mm間隔で格子状に配置されている。それぞれが微妙に上下左右にずらして配置してある。
　 6×6ドットを1単位とし、組み合わせることにより、膨大な領域のパターンができる。このドットパターンはデジタルペーパーのどこを見ても違っており、あるドットパターンをＣＣＤカメラで読み取った瞬間に、それがペーパーのどの部分なのかを判別することができる。
　 １枚１枚のペーパーには、そのペーパーのドットパターンに対応したＩＤ（ペーパーＩＤ）が割り振られており、Ａ４サイズで約９７兆枚の用紙を判別することが可能である。
　 Microsoft(R)　 WordやMicrosoft(R)　 PowerPointで作成したデータを、（ドットパターンの読み取りを妨げない）一般プリンタを用いてデジタルペーパーに印刷できるので、自由なデザインのデジタルペーパーを作成し利用することができる。

図３．２　 専用紙イメージ

３．１．４　Ｗｅｂコンテンツ活用ツール

　Ｗｅｂコンテンツ活用ツールは、インターネット上のコンテンツ（著作権については注意が必要）を始め様々な形式のデジタル素材や教材を簡単な操作で収集・蓄積し、授業の流れに沿って編集・表示できるツールである（商品名：シームレスコープをベースにツールとして提供）。静止画や動画も扱えるためインパクトのある授業を展開することが可能である。

図３．３　 Ｗｅｂコンテンツ活用ツール概要

３．２　開発

３．２．１　全体システム構成

（１）システムの関連
　 基本的なデジタルペン、専用紙、授業ツールの関連を図３．４に示す。

図３．４　 デジタルペンシステム構成例

基本的なＷｅｂコンテンツ活用ツールシステム構成例を図３．５に示す。

図３．５　 Ｗｅｂコンテンツ活用ツール構成例

３．２．２　実践授業のシステム構成

　有線タイプ（クレードル）のデジタルペンを使用し、生徒一人一人にデジタルペンと専用紙を配布。クレードルは２人に１器設置。
（文京学院大学女子中学校・墨田区立文花中学校・都立墨田川高校共に生徒数、教室のレイアウトは異なるが基本的な構成は同じ）
　 文京学院大学女子中学校は、第 4回実践授業「リスニングクイズ」で無線タイプ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ TM 技術）のデジタルペンを使用。無線タイプの場合、クレードル及びＵＳＢハブ、延長ケーブル、ＯＡタップは不要。

図３．６　 教室のシステム構成例