(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光領域外の光を内部に閉じこめて導波可能な構造を有し、透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出する検出手段と、
前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じる表示手段と、
前記被塗布体の内部に可視光領域外の光を閉じこめて導波させるように入射させる光源部と、
を備え、
前記塗布物は、前記被塗布体の表面において閉じこめられた可視光領域外の光の一部と光学的に結合して前記被塗布体の外に拡散させ、
前記検出手段は前記被塗布体の外に拡散された可視光領域外の光を用いて前記塗布物の付着が検出された位置を検出する、
手書き入力装置。
【請求項２】
透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出する検出手段と、
プロジェクタとスクリーンとで構成され、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じる表示手段と、
を備え、
前記被塗布体は、前記スクリーンそのもの、もしくは前記スクリーンに貼り付け
られた基材である、
手書き入力装置。
【請求項３】
前記塗布物は、可視光に対して透明または半透明な性質を有する、
請求項１または２に記載の手書き入力装置。
【請求項４】
前記塗布物は、可視光に対して不透明な性質を有する、
請求項１または２に記載の手書き入力装置。
【請求項５】
前記塗布物は、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明
な状態に変化する性質を有する、
請求項１または２に記載の手書き入力装置。
【請求項６】
前記塗布物は、揮発性溶剤を含み、前記揮発性溶剤の気化に伴い、可視光に対し
て不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する、
請求項５に記載の手書き入力装置。
【請求項７】
前記塗布物は、温度変化により、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し
透明または半透明な状態に変化する、
請求項５に記載の手書き入力装置。
【請求項８】
前記検出手段は、可視光領域外の光の入射強度の空間分布により、前記被塗布体
上において塗布物の付着する位置を検出する、
請求項１乃至７の何れか１項に記載の手書き入力装置。
【請求項９】
前記検出手段は、半導体イメージセンサを備える、
請求項８に記載の手書き入力装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記表示手段に分散して配置される複数のセンサを備える、
請求項８に記載の手書き入力装置。
【請求項１１】
前記センサは、シリコンフォトダイオードである、
請求項１０に記載の手書き入力装置。
【請求項１２】
前記被塗布体は、前記表示手段の前面に配置される保護パネルである、
請求項１に記載の手書き入力装置。
【請求項１３】
前記塗布物は、可視光領域外の光を吸収、反射、もしくは拡散する、
請求項２に記載の手書き入力装置。
【請求項１４】
可視光領域外の光を前記被塗布体に入射させる光源部を更に備える、
請求項２または１３に記載の手書き入力装置。
【請求項１５】
前記可視光領域外の光は、赤外光である、
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の手書き入力装置。
【請求項１６】
可視光領域外の光を内部に閉じこめて導波可能な構造を有し、透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出する検出手段と、
表示装置に対して、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じるための信号を出力する処理部と、
前記被塗布体の内部に可視光領域外の光を閉じこめて導波させるように入射させる光源部と、
を備え、
前記塗布物は、前記被塗布体の表面において閉じこめられた可視光領域外の光の一部と光学的に結合して前記被塗布体の外に拡散させ、
前記検出手段は前記被塗布体の外に拡散された可視光領域外の光を用いて前記塗布物の付着が検出された位置を検出する、
手書き入力装置。
【請求項１７】
透明または半透明な被塗布体と、
前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出する検出手段と、
表示装置に対して、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じるための信号を出力する処理部と、
を備え、
前記表示装置は、プロジェクタとスクリーンとで構成され、
前記被塗布体は、前記スクリーンそのもの、もしくは前記スクリーンに貼り付け
られた基材である、
手書き入力装置。
【請求項１８】
可視光領域外の光を内部に閉じこめて導波可能な構造を有し、透明または半透明な被塗布体と、光源部と、検出手段と、表示手段とを有する手書き入力装置が実行する手書き入力方法であって、
前記光源部が、前記被塗布体の内部に可視光領域外の光を閉じこめて導波させるように入射させ、
前記検出手段が、前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出し、
前記表示手段が、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じさせ、
前記塗布物は、前記被塗布体の表面において閉じこめられた可視光領域外の光の一部と光学的に結合して前記被塗布体の外に拡散させ、
前記検出手段は前記被塗布体の外に拡散された可視光領域外の光を用いて前記塗布物の付着が検出された位置を検出する、
手書き入力方法。
【請求項１９】
プロジェクタとスクリーンとで構成された表示装置と、前記スクリーンそのもの、もしくは前記スクリーンに貼り付けられた基材である、透明または半透明な被塗布体と、検出手段と、処理部とを有する手書き入力装置が実行する手書き入力方法であって、
前記検出手段が、前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を可視光領域外の光にて検出し、
前記処理部が、前記表示装置に対して、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を可視光領域にて生じるための信号を出力する、
手書き入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板面に描かれた文字や図形などの情報を機械的に読み取る手書き入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の手書き入力装置の一例として、ホワイトシートやホワイトボードにマーカと呼ばれる筆記具で書かれた文字や図形を、電子的あるいは光学的に読み取る機能を持つ入力装置（以下、電子黒板型の手書き入力装置と呼ぶ）があり、主としてミーティングやプレゼンテーションの場において広く用いられている。読取方式としては、ホワイトシートをローラとモータとによって回転させ、装置の裏側に回転移動した書き込み面に光を当ててＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサ等で電気信号に変換する板面移動型、ホワイトボードの板面上を大型のイメージスキャナが密着移動して読み取る板面固定型がある。また、読み取ったデータの記録方式としては、感熱式、インクジェット式、電子写真式などを用いて用紙に印字記録する方式、コンパクトフラッシュ（登録商標）メモリなどの記録媒体に記憶する方式がある。【０００３】
また、手書き入力装置の他の例として、フラットパネルディスプレイなどの表示デバイス上にペン型器具（位置指示器）で描いた文字や図形をデジタルデータに変換する手書き入力装置（以下、ディスプレイ型の手書き入力装置と呼ぶ）があり、グラフィックスデザイン用ドローツールや会議用デジタルホワイトボードの入力インターフェースとして広く利用されている。読取方式としては、電磁誘導方式、超音波方式、感圧方式などがあり、いずれの方式もペン型器具の表示デバイス上における位置座標を各種センサにて検出する方式である（例えば、特許文献１参照）。ディスプレイ型の手書き入力装置では、検出した表示デバイス上の位置座標のピクセルの色を変化させることにより、利用者が紙にペンや鉛筆で書き込む感覚で文字や図形をコンピュータに入力することができる。続いて、入力された文字や図形に対し、リアルタイムで光学式文字読取処理（ＯＣＲ；ＯｐｔｉｃａｌＣｈａｒａｃｔｅｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）などのコンピュータ処理を実行すれば、入力された手書き文字や図形を入力される傍から活字や形の整った図形として画面上に表示することができ、利用者の表現力向上に役立てることができる。更には、入力された手書き文字や図形をコンピュータシミュレーションの入力パラメータとして使用することも可能である。例えば、入力された図形を流体シミュレーションにおける境界（飛行機の翼など）と解釈し、周辺に流体の流れを表す矢印を併せて表示すれば、描いた図形の周りに生じる流体の流れを考慮しながら、スケッチ感覚で各種設計業務を行うことが可能になる。これは設計業務の初期段階にあたる概要設計において特に有用である。【０００４】
なお、一部のディスプレイ型の手書き入力装置では、識別子の異なる複数の位置指示器や、識別子をスイッチで切り換えられる位置指示器を用いることにより、識別子に応じた処理をコンピュータに実行させることができる。例えば、ある位置指示器で文字や図形を入力し、別の位置指示器で入力済みの文字や図形を消去するといった動作が実現できる。【０００５】
図２４は特許文献１に記載されたディスプレイ型の手書き入力装置の一例を示すブロック図である。ループコイルＣ１〜Ｃ４８、Ｃ１'〜Ｃ４８'は交流電流を流すことにより電磁界を発生する、もしくは電磁界の変化を電流に変換する。Ｘ方向（Ｙ方向）選択回路２２１Ｘ（２２１Ｙ）は複数のループコイルの中から使用するループコイルを選択する。Ｘ方向（Ｙ方向）接続切替回路２２２Ｘ（２２２Ｙ）は使用中のループコイルを送信回路２２３もしくは受信回路２２４と排他的に接続する。送信回路２２３および受信回路２２４は定められた周波数の交流電流信号をそれぞれ発生もしくは検出する。処理装置２２５は装置全体の制御および検出された信号の処理を行う。位置指示器２２６は特定周波数の電磁界に同調して発振する同調回路２２７を内蔵する。そして表示デバイス２２８は検出された信号の処理結果に応じて情報を表示する。【０００６】
この装置の動作を説明する。まず、送信回路２２３が周波数ｆ１の交流電流信号を発生する。この交流電流信号はＸ方向（Ｙ方向）接続切替回路２２２Ｘ（２２２Ｙ）およびＸ方向（Ｙ方向）選択回路２２１Ｘ（２２１Ｙ）を介してループコイルの１つ、例えばループコイルＣ１（Ｃ１'）に送出され、ループコイルＣ１（Ｃ１'）により周波数ｆ１の電磁界に変換される。この際、周波数ｆ１に同調する同調回路２２７が内蔵された位置指示器２２６がこのループコイルＣ１（Ｃ１'）の近傍にあると、同調回路２２７は発振する。その後、Ｘ方向（Ｙ方向）接続切替回路２２２Ｘ（２２２Ｙ）により、ループコイルＣ１（Ｃ１'）の接続先が送信回路２２３から受信回路２２４に切り替えられると、ループコイルＣ１（Ｃ１'）から発生される電磁界は直ちに消滅するが、発振した同調回路２２７は徐々に放電を行う。この間、位置指示器２２６は周波数ｆ１の電磁界を発生する。位置指示器２２６より発生された電磁界はループコイルＣ１（Ｃ１'）により周波数ｆ１の交流電流信号に変換され、Ｘ方向（Ｙ方向）選択回路２２１Ｘ（２２１Ｙ）およびＸ方向接続切替回路２２２Ｘ（２２２Ｙ）を介して受信回路２２４で検出される。そして、受信回路２２４はループコイルＣ１（Ｃ１'）の位置に位置指示器２２６が検出されたことを処理装置２２５に伝える。処理装置２２５は、このような動作を、使用するループコイルを順番に切り替えながら繰り返すことにより、位置指示器２２６のＸ座標およびＹ座標を検出する。そして、表示デバイス２２８は検出された位置座標のピクセルを背景色とは異なる色に変化させ、その位置に位置指示器２２６が検出されたことを利用者にフィードバックする。【０００７】
特許文献１には直接的に記載はないが、ある位置指示器で文字や図形を入力し、別の位置指示器で入力済みの文字や図形を消去するといった動作が実現できる。例えば、送信回路２２３は更にｆ１とは異なる周波数ｆ２の交流電流信号を順番に発生する。この結果、周波数ｆ２に同調して発振する同調回路を内蔵する別の位置指示器の位置座標が検出される。表示デバイス２２８は検出された周波数ｆ２に同調する位置指示器の位置座標周辺のピクセルを背景色に変更し、利用者が入力済みの文字や図形を消去する動作が実現される。なお、複数の異なる周波数で発振する同調回路をスイッチで切り替え可能な位置指示器を使用すると、複数の異なる位置指示器の位置座標の代わりに、単一の位置指示器の位置座標およびスイッチの切り替え状態を検出することができるので、利用者はスイッチにより描画モードと消去モードを切り替えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２１３９４４６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ゼット・ザング（Ｚ．Ｚｈａｎｇ）著、「アフレキシブルニュー テクニック フォー カメラ キャリブレーション（Ａ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）」、アイトリプルイートランズアクションズ オン パターン アナリシス アンド マシーン インテリジェンス（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）」、Ｖｏｌ．２２、Ｉｓｓｕｅ １１、ｐｐ．１３３０−１３３４、２０００年
【非特許文献２】リチャード・ハートレー（ＲｉｃｈａｒｄＨａｒｔｌｅｙ）他著、「マルティプル ビュー ジオメトリー イン コンピュータ ビジョン（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｖｉｅｗ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｉｎ ＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎ）」、ケンブリッジ ユニバーシティ プレス（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ）、ｐｐ．３２−３７、２０００年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
手書き入力装置の最大の利点はホワイトボードのような作業平面上にマーカのようなペン型器具を用いて文字や図形を描くという、多くの利用者が既に学習している操作方法を用いて、文字や図形をデジタルデータに変換することができる点にある。すなわち、手書き入力装置を利用すれば、キーボードやマウスといったコンピュータに特化した入力装置の操作方法を学習しなくとも、コンピュータの有する各種処理能力を簡単に活用することが可能になる。【００１１】
しかしながら、電子黒板型の手書き入力装置は、暗い場所ではホワイトシートやホワイトボードに描いた文字や図形を認識できない。このため、例えばスライドを上映するために部屋を暗くした状態でプレゼンテーションを行うといった状況では、電子黒板型の手書き入力装置を使用することは困難である。【００１２】
他方、ディスプレイ型の手書き入力装置は、描いた文字や図形がディスプレイの画面に表示されるため、暗い雰囲気でも問題がないばかりか、却って視認し易くなる。しかし、手書きされた文字や図形がホワイトシートやホワイトボード上に残されている電子黒板型の手書き入力装置と異なり、ディスプレイ型の手書き入力装置では、入力済みの文字や図形はコンピュータ内のデジタルデータとしてしか保存されていない。このため、保存されているデジタルデータが万が一にも消失した場合には、入力情報が完全に失われてしまうことになる。また、電子黒板型の手書き入力装置では、ティッシュペーパや指先など特別な器具を使用せずとも描いた文字や図形の全部または一部分を消す操作を行うことができるのに対して、ディスプレイ型の手書き入力装置では、特別な器具（専用の位置指示器など）が必要になる。【００１３】
このように電子黒板型の手書き入力装置とディスプレイ型の手書き入力装置とには、それぞれ一長一短がある。【００１４】
本発明の目的は、上述した課題、すなわち、暗い場所での使用が困難であり、デジタルデータが万が一消失した場合には入力情報が完全に消失してしまう危険性があり、特別な器具を使用しなければ描いた文字および図形の全部または任意の一部分を消去できない、という課題を解決する手書き入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一形態にかかる手書き入力装置は、透明または半透明な被塗布体と、前記被塗布体上において塗布物の付着する位置を検出する検出手段と、前記検出手段で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じる表示手段とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述したように構成されているため、暗い場所でも使用することができ、且つ、デジタルデータが万が一消失しても入力情報の消失を防ぐことができ、しかも、特別な器具を使用せずとも描いた文字および図形の全部または任意の一部分を消去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施の形態のブロック図
【図２】図１の光源部の詳細ブロック図
【図３】図１の塗布具の詳細ブロック図
【図４】図１の検出部の詳細ブロック図
【図５】図１の検出部で記録される画像フレームおよび処理部による処理結果を示す図
【図６】図１の処理部で実行される画像処理のフローチャート
【図７】図１の処理部で実行されるレンズ歪み補正処理で使用されるグレイコードパターンを示す図
【図８】図１の処理部で実行される台形補正処理で使用される発光素子（ＬＥＤ）、および検出部による撮影結果を示す図
【図９】図１の処理部で実行される明るさ調整処理で使用される入力強度と出力強度の対応関係を示す図
【図１０】第２の実施の形態のブロック図
【図１１】図１０の光源部の詳細ブロック図
【図１２】図１０の光源部より発生された光が被塗布体内を導波される様子を説明した図
【図１３】図１０の検出部で記録される画像フレームを示す図
【図１４】図１２の被塗布体内を導波される光が塗布物により被塗布体外へ拡散される様子を説明した図
【図１５】図１０の処理部で実行される明るさ調整処理で使用される入力強度と出力強度の対応関係を示す図
【図１６】第３の実施の形態のブロック図
【図１７】図１６の光源部の詳細ブロック図
【図１８】図１６の表示部及検出部の詳細ブロック図
【図１９】図１８の光センサ内蔵液晶の拡大図
【図２０】光学式文字読取処理を実行する場合に、図１の処理部で追加実行される処理例を示すフローチャート
【図２１】光学式文字読取処理を実行する場合に、図１の表示部で表示される情報を示す図
【図２２】第５の実施の形態のブロック図
【図２３】第６の実施の形態のブロック図
【図２４】本発明に関連する手書き入力装置の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
［構成の説明］
図１を参照すると、本発明の入力装置１は、記憶装置７に接続されており、プロジェクタ２１およびスクリーン２２により構成される表示部２、塗布物が付着・除去される被塗布体３、光源部４、検出部５、および処理部６で構成される。
【００２０】
プロジェクタ２１は、処理部６より入力される映像をスクリーン２２上に投影する。プロジェクタ２１には一般的な液晶プロジェクタが、スクリーン２２としては光を拡散する樹脂フィルムなどが使用できる。
【００２１】
被塗布体３は、塗布物が付着・拭き取り可能な透明平面板で、例えば薄いプラスチック板で良い。なお、図中ではスクリーン２２と被塗布体３は離して描いてあるが、実際はスクリーン２２を被塗布体３裏面に貼り付けた構成が望ましい。また、このように被塗布体３をスクリーン２２の貼り付けられた基材とする以外に、被塗布体３をスクリーン２２そのものとしてもよい。
【００２２】
光源部４は、スクリーン２２を介して被塗布体３の裏面に赤外光などの可視光領域外の光を、斜め上方から照射する。光源部４は、例えば、図２で示されるような電源回路４１と駆動回路４２により駆動される１つ以上の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）４３で良い。
【００２３】
検出部５は、光源部４の発する光を用いて被塗布体３上に塗布物が付着する位置を検出する光学機器で、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサや相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ；Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ
Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの半導体イメージセンサを搭載したカメラが使用できる。
【００２４】
塗布具８は、内部に充填されている塗布物８１を被塗布体３に塗布する構造を有する容器で、ホワイトボードマーカなどのフェルトペンの容器が利用できる。塗布具８の構造の一例を図３に示す。この例の塗布具８は、ペン状のハウジング８２の先端部分に設けられた貫通孔にフェルト材８３が装着されており、ハウジング８２内に充填してある塗布物８１が毛細管現象によりフェルト材８３に常に染み込むようになっている。ハウジング８２の後端に取り付けられたキャップ８４は、塗布物８１を補充できるように着脱自在になっている。
【００２５】
塗布物８１は、少なくとも後述の光学物質を揮発性溶剤などの液体に溶かしたもので、可視光に対してほぼ透明（または半透明）な性質を有する（すなわち、塗布物８１に含まれる全ての成分が可視光に対してほぼ透明（または半透明）な性質を有する）。揮発性溶剤としては例えばアルコール系溶剤が利用できる。光学物質は、可視光に対してはほぼ透明（または半透明）であるが、光源部４の発する光の波長領域で光を吸収する物質である。光学物質には、例えば、酸化イッテルビウムなど、不可視バーコード印刷に使用される赤外線吸収インクが利用できる。なお、塗布物８１は、光学物質の他に、光学物質を被塗布体３に付着させることを支援する樹脂材料、また光学物質と樹脂材料を被塗布体３から拭き取りやすくするための剥離材をさらに含んでも良い。このような樹脂材料、剥離材としては一般的なホワイトボードマーカに含まれるものが使用できる。なお、初めは液状である塗布物８１は被塗布体３に塗布されてしばらくすると、揮発性溶剤が気化し、固形物として被塗布体３に付着する。本明細書では、揮発性溶剤が気化する前の液状状態の物質、および揮発性溶剤が気化し固形物として被塗布体３に付着した物質の両方を塗布物と呼称する。
【００２６】
処理部６は、検出部５が光源部４の発する光の波長領域で撮影した被塗布体３およびそれに付着した塗布物の像を受け取り、必要に応じて、明るさ調整、歪み補正などの画像処理を行って、表示部２および記憶装置７に出力する。処理部６は、例えば、外部機器接続用インターフェース、およびディスプレイ出力用ビデオカードが搭載され、汎用のオペレーティングシステム、ドライバソフトウェア、画像処理プログラムが実行される一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が使用できる。
【００２７】
記憶装置７は、入力装置１による入力結果を保存する機器で、例えば前述のＰＣの主記憶装置や２次記憶装置で良い。
【００２８】
図４は、検出部５の構成例を示すブロック図である。図４を参照すると、検出部５は、ＣＣＤ５２とインターフェース部５３により構成されるカメラモジュール５１、レンズ部５４、および可視光カットフィルタ５５を含んで構成される。
【００２９】
ＣＣＤ５２は、レンズ部５４と可視光カットフィルタ５５を介して入射する光の明暗を電荷の量に光電変換する素子で、光源部４の発する光の波長領域で感度を有するものである。インターフェース部５３は、ＣＣＤ５２から入力される電気信号をアナログデジタル変換し、所定の転送フォーマットに変換する素子で、転送フォーマットとしては例えば、ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ、ＩＥＥＥ１３９４などの規格が利用できる。ＣＣＤ５２とインターフェース部５３が構成するカメラモジュール５１は、例えば一般的に入手可能なＣａｍｅｒａＬｉｎｋカメラやＩＥＥＥ１３９４カメラなどで良い。レンズ部５４は、撮影対象の物体から入射する光を集光してＣＣＤ５２に導く素子で、一般的に入手可能なカメラレンズで良い。可視光カットフィルタ５５は、レンズ部５４によりＣＣＤ５２に導かれる光の内、可視光の大半を取り除く素子で、検出部５が光源部４の発する光を用いて被塗布体３上における塗布物の付着する位置を検出することを可能にする。可視光カットフィルタ５５には例えば、多層膜の干渉フィルタを利用できる。
【００３０】
［動作の説明］
次に、図１の手書き入力装置の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
検出部５は、被塗布体３およびそれに付着した塗布物の像を、可視光領域外で、定常的、例えば毎秒６０フレームで撮影する。仮に被塗布体３に塗布物が付着していなかったものとすると、検出部５で記録される像の１つ（画像フレーム）は、例えば、図５（ａ）で示されるようなものとなる。図内、明るい部分がスクリーン２２の貼り付けられた被塗布体３であり、周りの暗い部分は被塗布体３周辺の像である。被塗布体３が明るく写るのは、光源部４により発せられる可視光領域外の光が、被塗布体３に貼り付けられたスクリーン２２により拡散されて検出部５に到達するためである。なお、検出部５には通常、可視光も到達するが、これは可視光カットフィルタ５５により遮断されるため、撮影結果には現れない。なお、ここで本来矩形である被塗布体３が歪んで写っているのは、後述するレンズ歪みおよび台形歪みによるものである。
【００３２】
続いて、被塗布体３に塗布物が付着している場合について説明するが、このような状態は例えば利用者の以下のような操作の結果生じる。利用者が図３の塗布具８のフェルト材８３を被塗布体３に接触したまま移動させると、毛細管現象によりフェルト材８３に染み込んだ塗布物８１が、被塗布体３に塗りつけられる。塗布後、一定の時間が経過すると塗布物８１に含まれる揮発性溶剤は空気中に気化して、塗布物８１に含まれる光学物質などの成分が固形物として被塗布体３上に残留する。なお、ここでは図３のような形状の塗布具を用いて被塗布体３に塗布物を付着させる方法を説明したが、これは被塗布体３に塗布物を付着させる方法を限定するものではない。例えば、塗布物８１の付着したゴムスタンプを被塗布体３に押し付けるなど、様々な方法が考えられる。
【００３３】
ここでは説明のため、利用者が塗布具８を用いてアルファベットのＡ（エー）の文字を被塗布体３上に描いたものとする。この場合、検出部５で記録される画像フレームは、例えば、図５（ｂ）で示されるようなものとなる。白い矩形領域内において暗く浮かび上がる「Ａ」の形状の部分が、被塗布体３上にて塗布物の付着した部分である。このように塗布物の付着した部分が暗く見えるのは、塗布物の成分である光学物質が、スクリーン２２により拡散された可視光領域外の光を吸収するためである。従って、光学物質の可視光領域外の光に対する吸収率は、塗布物の付着した部分と、付着していない部分を検出部５で区別して記録できる程度に高い必要がある。なお、可視光領域では塗布物はほぼ透明（または半透明）であるため、利用者は被塗布体３に付着した塗布物を肉眼で確認することはほとんどできない。
【００３４】
検出部５で記録された画像フレームは、続いて処理部６に送られる。処理部６においては、明るさ調整、歪み補正などの画像処理が実行される。図６は、処理部６で実行される画像処理例を示すフローチャートである。
【００３５】
処理部６は、検出部５からの画像フレームの受信を監視し（図６のステップＳ６１）、画像フレームを受信するたびに、まずレンズ歪み補正処理を実行する（ステップＳ６２）。レンズ歪みとは、レンズ部５４の光学的特性により物体の直線の辺などが、曲線状に歪んで写る現象で、広角のレンズを使用すると特に顕著に生じる。レンズ歪み補正処理とはこの歪みを取り除く処理である。レンズ歪み補正処理を行うには、まず、事前に検出部５で図７のようなグレイコードパターンを撮影し、補正関数を導出しておく。そして、レンズ歪み補正処理においては、画像フレームの各ピクセルにこの補正関数を適用してレンズ歪みを取り除く。なお、レンズ歪みの補正方法に関しては、例えば非特許文献１に詳しいので、ここでは、詳しいアルゴリズムの説明は省略する。
【００３６】
レンズ歪み補正処理を実行することにより、図５（ｂ）の画像フレームはレンズ歪みが取り除かれ、図５（ｃ）で示されるようなものとなる。ステップＳ６２のレンズ歪み補正処理により曲線状の歪みは取り除かれたが、依然として本来矩形である被塗布体３が台形状に写っている。これは検出部５が被塗布体３を上方より撮影しているために生じる歪みで、台形歪みと呼ばれる。また、被塗布体３の周辺にも不要な像（暗い部分）が写っている。台形歪み補正処理（ステップＳ６３）では、台形歪みを取り除くと共に、被塗布体３周辺の不要な像を取り除く処理を行う。
【００３７】
台形歪みを取り除くためには、まず事前に、被塗布体３の四隅の画像フレーム内座標から、補正に必要な射影変換を導出しておく。そして、台形歪み補正処理においては、画像フレームの各ピクセルにこの射影変換を適用して台形歪みを取り除く。例えば、図８（ａ）に示すように、被塗布体３の四角に可視光領域外の光を発するＬＥＤ＃１〜＃４を配置し、光源部４を発光させない状態で、検出部５により撮影を行う。これらＬＥＤ＃１〜＃４は被塗布体３の四隅に常に配置されていても良いし、撮影時に一時的に配置するのでも良い。撮影結果からステップＳ６２の方法によりレンズ歪みを取り除くと、図８（ｂ）で示されるような画像フレームが得られる。ここで、ＬＥＤ＃１〜＃４の画像フレーム内座標がそれぞれp１＝（ｘ１，ｙ１）、p２＝（ｘ２，ｙ２）、p３＝（ｘ３，ｙ３）、p４＝（ｘ４，ｙ４）であったとする。また、画像フレームのサイズがＷピクセル×Ｈピクセルであるものとすると、画像フレームの四隅の座標はそれぞれp１’＝（０，０）、p２’＝（Ｗ−１，０）、p３’＝（０，Ｈ−１）、p４’＝（Ｗ−１，Ｈ−１）で与えられる。この場合、台形歪み補正に必要な射影変換は点ｐ１〜ｐ４を、それぞれ点ｐ１’〜ｐ４’に変換する行列として定義され、点ｐ１〜ｐ４およびｐ１’〜ｐ４’の値から逆行列計算によって求めることができる。なお、台形歪みの補正方法に関しては例えば非特許文献２に詳しいので、ここでは、詳しいアルゴリズムの説明は省略する。台形補正処理を実行することにより、図５（ｃ）の画像フレームは台形歪みが取り除かれ、図５（ｄ）で示されるようなものとなる。
【００３８】
続いて、処理部６は、明るさ調整処理を実行する（ステップＳ６４）。明るさ調整処理では、画像フレームの各ピクセル強度を、例えば図９で示される対応関係を使用して調整する。なお、ここで、ピクセル強度は０〜Ｉｍａｘの整数値で表されるものとしている。図９によると強度Ｉｔｈ以上のピクセルは、強度Ｉｍａｘに変換され、強度０〜Ｉｔｈのピクセルは、強度０〜Ｉｍａｘに割り当てられる。この結果、図５（ｄ）の画像フレームはコントラストが改善され、図５（ｅ）で示されるようなものとなる。
【００３９】
処理部６で処理された画像フレームは、記憶装置７、および表示部２に出力される。検出部５が被塗布体３およびそれに付着した塗布物の像を例えば毎秒６０フレームで撮影している場合、処理部６からは毎秒６０個の画像フレームが出力される。記憶装置７は処理部６より出力される画像フレームを定常的に動画として、もしくは利用者指示のタイミングで静止画として記録する。この際、必要な記憶容量を削減するために、適当な画像圧縮処理を行っても良い。
【００４０】
表示部２では、処理部６より出力される画像フレームをその都度表示する。処理部６の歪み補正処理の結果、被塗布体３上の各点と表示部２のスクリーン２２上の各点は重なる位置関係にあるため、被塗布体３上で塗布物が付着している位置に利用者の描いた「Ａ」の文字が表示される。なお、ここで表示部２の表示解像度は、検出部５で撮影される画像フレームの解像度と同じであることを仮定して説明しているが、両者の解像度が異なる場合には、処理部６において、適当な拡大縮小を行った上で表示部２に表示すれば良い。
【００４１】
既に述べたとおり、塗布物は可視光領域ではほぼ透明（または半透明）であるため、利用者は被塗布体３に付着した塗布物を肉眼で確認することはほとんどできない。したがって、利用者にはスクリーン２２に映し出される塗布物の撮影像が透けて見えることになる。被塗布体３に塗布された塗布物に含まれる光学物質が、検出部５により撮影され、表示部２に表示されるまでの遅延が充分短いものとすると、利用者は塗布物の塗布直後にスクリーン２２上の同位置に塗布物の撮影像を確認することができる。このため、本実施の形態の手書き入力装置により、利用者は、可視光を吸収する一般的なインクによる描画と同じ感覚で文字や図形を入力することができる。
【００４２】
本実施の形態の手書き入力装置において、入力済みの文字や図形を消去する際には、被塗布体３上で該当する部分の塗布物を除去し、その部分が可視光領域外の光を吸収しないようにすれば良い。この際、塗布物は被塗布体３上に物理的に付着しているため、特殊な器具は必要なく、ちり紙や指といった一般的な物体で直接拭き取ることができる。
【００４３】
なお、入力済みの文字や図形を消去する際、消去対象とする領域の大きさや形状を指定したい場合には、塗布物を拭き取るために使用する物体が被塗布体３に接触する面積を工夫すればよい。例えば、拭き取りに一般的なホワイトボードイレイザーを用いるものとすると、大きな領域を消去する場合はイレイザーの全体面を接触させ、小さな領域を消去する場合はイレイザーの角だけが被塗布体３に接触するようにして、塗布物を振り取るようにすれば良い。塗布物は被塗布体３上に物理的に付着しているため、利用者は、被塗布体３と拭き取り用の物体が接触する面積と形状を用いて、簡単に消去対象とする領域の大きさや形状を指定することができる。
【００４４】
なお、上記では検出部５で記録された塗布物の位置と同位置に塗布物の撮影像を表示する構成を述べた。一方で、入力された文字や図形に対し、リアルタイムで光学式文字読取処理（ＯＣＲ）などのコンピュータ処理を実行し、入力された手書き文字や図形を活字や形の整った図形として画面上に表示するといった構成も可能である。図２０は、この構成において処理部で追加実行される処理例を示すフローチャートである。
【００４５】
まず処理部６は、現在の画像フレームと１つ前の画像フレームの間の画像差分を計算する（図２０のステップＳ２０１）。画像差分は画像処理の領域で一般的に知られるフレーム間差分のテクニックを用いて計算できる。そして、画像差分が閾値以下の場合には、タイマＴを１増加する（ステップＳ２０２）。続いてＴの値を評価し（ステップＳ２０３）、Ｔが閾値ΔＴ以上の場合は、ＯＣＲ処理をオンにする（ステップＳ２０４）。一方で、画像差分が閾値より大きい場合は（ステップＳ２０５）、処理部６はタイマＴを０にリセットし、ＯＣＲ処理をオフにする（ステップＳ２０６）。すなわち、画像フレームに変化が発生しない状態が一定時間（ΔＴ）以上持続した場合には、ＯＣＲ処理が実行されることになる。ＯＣＲ処理が実行されると、画像フレーム内の手書き文字は活字に整形された上で表示部２に出力されるようになる。
【００４６】
例えば、図２１（ｃ）で示されるように、利用者が塗布具８を用いて単語のＨｅｌｌｏ（ハロー）の文字列を被塗布体３上に描いたものとする。検出部５は、被塗布体３およびそれに付着した塗布物の像を定常的に記録するため、利用者が文字列を入力中の間は、表示部２で表示される情報は図２１（ａ）〜（ｃ）で示されるように、段階的に変化する。一方で、利用者が文字列の入力を完了すると、画像フレームは図２１（ｃ）の状態で変化しなくなる。そして、一定時間が経過すると、ＯＣＲ処理がオンになり、図２１（ｄ）で示されるように、付着した塗布物の近辺に整形された活字が表示されるようになる。
【００４７】
続いて、利用者がホワイトボードイレイザーを整形された活字近辺に接触させたものとすると、近辺に付着している塗布物の一部が除去され、画像フレームに変化が生じる。画像フレームに変化が生じると、ＯＣＲ処理はオフになるので、表示部２には再び手書き文字が表示される。したがって、利用者が既に入力済みで、かつＯＣＲ処理が施された文字を消去したい場合は、活字周辺にイレイザーを置き、手書き文字を再表示した上で拭き取りを行えば良い。
【００４８】
なお、上記ではＯＣＲ処理などのコンピュータ処理のオン・オフを画像差分により行う例を示したが、この他にも例えば、入力装置１に近接センサを搭載しておき、利用者が被塗布体３から離れた場合に、コンピュータ処理をオンにし、再度近づいた場合にはオフにするといった構成も容易に考えられる。
【００４９】
このように第１の実施の形態によれば、被塗布体３の表面に塗布物で文字や図形が描かれると、塗布物の付着する位置が検出部５で検出され、被塗布体３の背面に配置された表示部２によってスクリーン２２上の同じ場所にそれらの文字や図形が表示される。被塗布体３は透明または半透明になっており、塗布物は透明または半透明である。従って、明るい場所でも暗い場所でも、利用者にはスクリーン２２に表示された文字や図形が被塗布体３と塗布物を通して透けて見えることになる。
【００５０】
また、手書きされた文字や図形の情報は、被塗布体３に物理的に付着している塗布物の分布として保存されている。このため、記憶装置７に記録したデジタルデータが万が一消失しても、塗布物で描かれた文字や図形を再度検出すれば良く、入力情報の完全消失を防止することができる。
【００５１】
また、表示部２に表示された入力済みの文字や図形を消去する際には、特殊な器具を必要とせず、ちり紙や指といった一般的な物体で消去を行うことができる。その理由は、利用者により入力され、デジタルデータに既に変換された文字や図形が、触れられる物質として、被塗布体３の表面上に残留しているためである。したがって、利用者はこれをちり紙や指といった一般的な物体で拭き取ることにより、消去を行える。
【００５２】
なお、表示部２に表示された入力済みの文字や図形を消去する際に、消去対象とする領域の大きさや形状を容易に指定することもできる。その理由は、利用者により入力され、デジタルデータに既に変換された文字や図形が、触れられる物質として、被塗布体の表明上に残留しているためである。したがって、利用者は消去に用いる器具が操作面に接する面積を調節することにより、消去対象とする領域の大きさや形状を指定することができる。そのため、通常の利用者が日常生活を通じて学習している、拭き取り時の接触面積に応じた消去という既知の感覚を活用して容易に消去を行える。
【００５３】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態として、その基本的構成は前記の通りであるが、入力装置１ａの光源部の配置、表示部の構成、および塗布物の特性が第１の実施の形態とは異なる構成について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５４】
図１０を参照すると、光源部４ａは、被塗布体３の側面より可視光領域外の光を入射させる。光源部４ａは、例えば、図１１で示されるような電源回路４１と駆動回路４２により駆動される一直線上に配置された１つ以上の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）４４が使用できる。なお、光源部４ａは、被塗布体の１辺、もしくは複数の辺に配置されても良い。図１０では光源部４ａが被塗布体３上下の合わせて２カ所に配置された例が示されている。
【００５５】
表示部２ａは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイであり、被塗布体３は、このフラットパネルディスプレイ前面に配置されるプラスチックもしくはガラス板などの保護パネルである。なお、図中では表示部２ａと被塗布体３は離して描いてあるが、実際はこれらを密着して配置することが望ましい。塗布物に含まれる光学物質は、可視光に対してはほぼ透明（または半透明）であるが、光源部４ａの発する可視光領域外の光を反射、もしく拡散する物質である。このような物質としては、例えば、赤外光のみを反射するコレステリック液晶ポリマーが利用できる。これら以外の構成は基本的に第１の実施の形態の通りである。
【００５６】
本発明の第２の実施の形態の手書き入力装置の動作について説明する。
【００５７】
光源部４ａは、被塗布体３の側面より可視光領域外の光を入射させる。仮に被塗布体３に塗布物が付着していなかったものとすると、入射された光は、図１２で示されるとおり、被塗布体３の表面で全反射し、内部に閉じこめられて導波する。
【００５８】
検出部５は、第１の実施の形態と同様、被塗布体３およびそれに付着した塗布物の像を、可視光領域外で、定常的に撮影する。検出部５で記録される画像フレームは、例えば、図１３（ａ）で示されるように、ほぼ真っ暗になる。これは光源部４ａより発せられる光が、被塗布体３内部に閉じこめられており、検出部５には到達しないためである。
【００５９】
続いて、被塗布体３に塗布物が付着している場合について説明する。
【００６０】
前述の通り、光源部４ａより発せられた可視光領域外の光は被塗布体３の表面で全反射する。この際、図１４の符号Ａで示されるように、光は被塗布体３から外部の空気側にわずかに染み出す。この染み出した部分の光はエバネッセント光と呼ばれる。被塗布体３に塗布物が付着している場合、エバネッセント光は塗布物に含まれる光学物質と光学的に結合し、同図の符号Ｂで示されるように被塗布体外に拡散される。拡散される光の一部は検出部５に到達するので、例えば、アルファベットのＡ（エー）の文字が描かれている場合、検出部５で記録される画像フレームは、例えば、図１３（ｂ）で示されるようなものとなる。白く暗く浮かび上がる「Ａ」の形状の部分が、被塗布体３上にて塗布物の付着した部分である。なお、ここで、光学物質の可視光領域外の光に対する反射率、もしく拡散率は、塗布物の付着した部分と、付着していない部分を検出部５で区別して記録できる程度に高い必要がある。
【００６１】
検出部５で記録された画像フレームは、第１の実施の形態と同様、処理部６に送られ、レンズ歪み補正処理、台形歪み補正処理、および明るさ調整処理が実行される。ただし、第２の実施の形態における明るさ調整処理では、図１５で示されるような対応関係が使用され、その結果、画像は白黒反転される。処理部の処理の結果、図５（ｅ）と同様の画像となり、それを表示部２ａで表示することによって、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６２】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態として、その基本的構成は前記の通りであるが、入力装置１ｂの光源部の構成、および検出部の構成が前記の実施の形態とは異なる構成について、図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
図１６を参照すると、表示部は、液晶技術を利用したフラットパネルディスプレイであり、検出部と一体化されている。光源部４ｂはこのフラットパネルディスプレイのバックライトであり、可視光および可視光領域外の光の両方を発生する。塗布物８１に含まれる光学物質は、第２の実施の形態と同様、可視光に対してはほぼ透明（または半透明）であるが、光源部４ｂの発する可視光領域外の光を反射する物質である。
【００６４】
図１７は、光源部４ｂの構成例を示すブロック図である。図１７を参照すると、光源部４ｂは、可視光および可視光領域外の光の両方を発生する蛍光管４５、および蛍光管４５の発生する光を均一に拡散する拡散体４６を含んで構成される。蛍光管４５は、可視光の光、および可視光領域外の光、例えば赤外線の両方を発生する。蛍光管４５には、例えばハロゲンガスが添加された一般的な蛍光灯が利用できる。もしくは、可視光発光ダイオード（ＬＥＤ）および赤外ＬＥＤを並べて配置した機器を使用しても良い。拡散体４６としては、液晶ディスプレイのバックライトで用いられる一般的な拡散板で良い。なお、本実施の形態の光源部４ｂとしては、可視光および可視光領域外の光の両方が面的に発生されれば良いので、前記構成の他にも、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子なども利用できる。
【００６５】
図１８は、一体化された表示部および検出部９の構成例を示すブロック図である。図１８を参照すると、一体化された表示部および検出部９は、２つの偏光フィルタ９１、９２、光センサ内蔵液晶９３、および制御回路９４を含んで構成される。偏光フィルタ９１は、光源部４ｂより発せられる無偏光の可視光から、特定の方向に振動する直線偏光成分のみを取り出す。偏光フィルタ９２は、偏光フィルタ９１および光センサ内蔵液晶９３を通過した可視光から、偏光フィルタ９１とは直交する直線偏光成分のみを取り出す。光センサ内蔵液晶９３は、一般的な液晶パネル同様、制御回路９４の印加する電圧に応じて画素単位で可視光の偏光状態を調節し、光源部４ｂより発せられる可視光が、偏光フィルタ９２を通過して、パネル前面に表示されるか否かを制御する。なお、可視光領域外の光は、制御回路９４の印加電圧によらず、ほぼ一定量が通過するように構成される。例えば、一般の液晶ディスプレイに用いられる偏光フィルムおよび液晶材料であれば、制御回路９４により印加される電圧によらず、ほぼ一定の赤外光が通過するので、これらを利用できる。
【００６６】
更に、光センサ内蔵液晶９３は、画素単位で可視光の偏光状態を調節する液晶素子に加え、画素単位で可視光領域外の光の強度を測定する受光素子を備える。図１９に示される通り、光センサ内蔵液晶９３は、画素単位で可視光の偏光状態を調節する複数の液晶素子Ｒ、液晶素子Ｇ、液晶素子Ｂ、および複数の受光素子を複数含んで構成される。液晶素子Ｒ、液晶素子Ｇ、液晶素子Ｂにはそれぞれ赤色、緑色、青色のカラーフィルタが重ねて配置され、各色の光を独立して制御ができるようになっている。受光素子９３１は、入射する可視光領域外の光の強度に応じて電流が流れる素子であり、例えばシリコンフォトダイオードなどで良い。より具体的には、本実施の形態で使用する光センサ内蔵液晶９３は、一般的な光センサ内蔵液晶の受光素子部分に可視光カットフィルタを重ねて配置することで構成できる。第３の実施の形態においては、これらディスプレイ全面に分布する複数の受光素子９３１が、検出部として機能する。
【００６７】
本発明の第３の実施の形態の入力装置の動作について説明する。
【００６８】
光源部４ｂは、可視光、および可視光領域外の光を、表示部および検出部９の裏面より入射させる。表示部および検出部９の制御回路９４は、処理部６より出力される画像フレームの各ピクセルの強度に応じて各画素に印加する電圧を制御して、画像フレームを表示する。可視光領域外の光は、制御回路９４の印加電圧によらず、ほぼ一定量が表示部および検出部９を通過し、被塗布体３に入射する。仮に被塗布体３に塗布物が付着していなかったものとすると、可視光領域外の光は被塗布体３をそのまま通過する。
【００６９】
光センサ内蔵液晶９３の各画素に配置される受光素子９３１は、これらに入射する可視光領域外の光を画素単位で測定する。被塗布体３に塗布物が付着していない場合は、可視光領域外の光は被塗布体３を通過して、外部に放射されるので、受光素子９３１にはほとんど入射しない。その結果、検出部（受光素子９３１）で記録される画像フレームは、第２の実施の形態と同様、例えば、図１３（ａ）で示されるように、ほぼ真っ暗になる。
【００７０】
一方で、被塗布体３に塗布物が付着している場合は、塗布物に含まれる光学物質により、可視光領域外の光が反射されて検出部に到達するので、例えば、アルファベットのＡ（エー）の文字が描かれている場合、検出部で記録される画像フレームは、例えば、図１３（ｂ）で示されるようなものとなる。白く暗く浮かび上がる「Ａ」の形状の部分が、被塗布体３上にて塗布物の付着した部分である。なお、ここで、光学物質の可視光領域外の光に対する反射率は、塗布物の付着した部分と、付着していない部分を検出部で区別して記録できる程度に高い必要がある。
【００７１】
検出部で記録された画像フレームは、第２の実施の形態と同様、処理部に送られ、明るさ調整処理が実行される。処理部の処理の結果、図５（ｅ）と同様の画像となり、それを表示部で表示することによって、第１および第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
［第１乃至第３の実施の形態の変形例］
なお、前記すべての説明にて、塗布物は、可視光に対してはほぼ透明（または半透明）で、また光源部の発する光の波長領域では光を吸収、反射もしくは拡散する物質を含む構成としたが、これ以外にも、塗布直後にはほぼ不透明な状態であるが、その後ほぼ透明（または半透明）な状態に変化する物質を成分として含むこともできる。このような物質としては、例えば、温度で変色する感温変色物質の含まれる可逆性示温度インクが使用できる。この場合、被塗布体に外気との間に温度差が存在すれば、塗布物が被塗布体に付着して温度が変化することに伴い、感温変色物質は不透明な状態から一定時間経過後に透明（または半透明）な状態へと変化する。
【００７３】
被塗布体と外気との温度差の発生方法としては、表示部より発せられる廃熱を利用する方法や、被塗布体表面もしくは裏面に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ；Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの薄膜透明電極を形成し、電流を流して、温める方法が考えられる。また、被塗布体を比熱の低い物質で構成し、塗布物に含まれる揮発性溶剤気化熱による温度変化を利用する構成としても良い。
【００７４】
塗布物として、被塗布体に塗布されて一定時間後にほぼ透明（または半透明）な状態に変化する物質を含有させると、被塗布体に塗布された塗布物に含まれる光学物質が、検出部により撮影され、表示部に表示されるまでに多少の遅延が存在する場合においても、利用者は変色前の感温変色物質を視覚的フィードバックとして迅速に図形の入力を行うことができる。このため、本発明の手書き入力装置により、利用者は、表示までに遅延が存在する場合においても、可視光を吸収する一般的なインクによる描画と同じ感覚で文字や図形を、入力・消去することができるようになる。なお、暗い場所においては、利用者は変色前の感温変色物質を視覚的に確認することはできないので、この場合は、多少の入力速度を犠牲にして、比較的ゆっくり文字や図形の描画を行えば良い。
【００７５】
［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施の形態として、その基本的構成は前記の通りであるが、塗布物の特性が前記の実施の形態とは異なる構成について説明する。前記の各実施の形態では、塗布物として、可視光領域で透明（または半透明）な物質を用いたが、本実施の形態では、時間の経過にかかわらず常に不透明な塗布物を用いる。前述の通り、塗布物は、可視光領域以外の光を吸収、反射、もしくは拡散する性質を有する光学物質を含み、さらに、揮発性溶剤、樹脂材料、剥離材を含んでいても良い。これらの構成要素の少なくとも１つに可視光領域で不透明な物質を使用するか、もしくは可視光領域で不透明な物質を別途成分として追加することで、塗布物を可視光領域で不透明にすることができる。この場合も、塗布物は可視光領域以外の光を吸収、反射、もしくは拡散するため、被塗布体の表面に存在する塗布物を検出する方法として、第１乃至第３の実施の形態と同様の方法を用いることができる。
【００７６】
本実施の形態の手書き入力装置を明るい場所で使用すると、塗布物が不透明なため、利用者には、塗布物で描かれた文字や図形がそのまま観察されることになる。他方、暗い場所で使用すると、利用者は塗布物自身は視認することはできないが、その背後の表示によって明るく縁取られた文字や図形を観察することができる。このように、可視光領域において不透明な塗布物を用いた構成としても、明るい場所、暗い場所の両者で使用できる効果が得られる。
【００７７】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を図２２を参照して説明する。図２２は、本実施の形態における手書き入力装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、上述した手書き入力装置の概略を説明する。
【００７８】
図２２に示すように、本実施の形態における手書き入力装置１００は、透明または半透明な被塗布体１０１と、被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出する検出手段１０２と、検出手段１０２で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じる表示手段１０３とを備える。
【００７９】
本実施形態の手書き入力装置によれば、被塗布体１０１上に塗布物で文字や図形を手書きすれば、塗布物の付着が検出された位置に合わせて表示手段１０３が視覚的変化を生じるので、描いた文字や図形を暗い場所でも認識することができる。
【００８０】
また本実施形態の手書き入力装置によれば、手書きされた文字や図形の情報は、被塗布体１０１に物理的に付着している塗布物の分布として保存されているため、デジタルデータが万が一消失しても入力情報の消失を防ぐことができる。
【００８１】
また本実施形態の手書き入力装置によれば、被塗布体１０１に物理的に付着している塗布物がなくなると、なくなった位置の上記視覚的変化が生じなくなるために描いた文字や図形の表示が消える。このため、塗布物を拭き取ることにより、手書きした文字や図形を消去することができる。そして、塗布物は、切り紙や指といった一般的な物体で拭き取ることができるため、特殊は器具を使わずに手書きした文字や図形を消去することができる。
【００８２】
そして、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して透明または半透明な性質を有する、という構成を採る。
【００８３】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な性質を有する、
という構成を採る。
【００８４】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する性質を有する、という構成を採る。
【００８５】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、揮発性溶剤を含み、上記揮発性溶剤の気化に伴い、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する、という構成を採る。
【００８６】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、温度変化により、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する、という構成を採る。
【００８７】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光領域外の光を吸収、反射、もしくは拡散する、という構成を採る。
【００８８】
また、上記手書き入力装置では、可視光領域外の光を被塗布体１０１に入射させる光源部を更に備える、という構成を採る。
【００８９】
また、上記手書き入力装置では、被塗布体１０１は、可視光領域外の光を内部に閉じこめて導波可能な構造を有し、上記光源部は、被塗布体１０１の内部に可視光領域外の光を閉じこめて導波させるように入射させ、塗布物１０１は、被塗布体１０１の表面において閉じこめられた可視光領域外の光の一部と光学的に結合して被塗布体１０１の外に拡散させる、という構成を採る。
【００９０】
また、上記手書き入力装置では、表示手段１０３は、液晶ディスプレイであり、上記光源部は、上記液晶ディスプレイのバックライトである、という構成を採る。
【００９１】
また、上記手書き入力装置では、上記光源部は、可視光および可視光領域外の光の両方を発生する蛍光管である、という構成を採る。
【００９２】
また、上記手書き入力装置では、被塗布体１０１は、表示手段１０３の前面に配置される保護パネルである、という構成を採る。
【００９３】
また、上記手書き入力装置では、表示手段１０３は、プロジェクタとスクリーンとで構成され、被塗布体１０１は、上記スクリーンそのもの、もしくは上記スクリーンの貼り付けられた基材である、という構成を採る。
【００９４】
また、上記手書き入力装置では、検出手段１０２は、可視光領域外の光の入射強度の空間分布により、被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出する、という構成を採る。
【００９５】
また、上記手書き入力装置では、検出手段１０２は、半導体イメージセンサを備える、という構成を採る。
【００９６】
また、上記手書き入力装置では、検出手段１０２は、表示手段１０３に分散して配置される複数のセンサを備える、という構成を採る。
【００９７】
また、上記手書き入力装置では、上記センサは、シリコンフォトダイオードである、という構成を採る。
【００９８】
また、上記手書き入力装置では、上記可視光領域外の光は、赤外光である、という構成を採る。
【００９９】
また、上述した手書き入力装置が作動することにより実行される、本発明の他の形態である手書き入力方法は、検出手段１０２が、透明または半透明な被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出し、表示手段１０３が、検出手段１０２で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じる、という構成を採る。
【０１００】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して透明または半透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１０１】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１０２】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する性質を有する、という構成を採る。
【０１０３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を図２３を参照して説明する。図２３は、本実施の形態における手書き入力装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態は、上述した手書き入力装置の概略を説明する。
【０１０４】
図２３に示すように、本実施の形態における手書き入力装置２００は、透明または半透明な被塗布体１０１と、被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出する検出手段１０２と、表示装置２０１に対して、検出手段１０２で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じるための信号を出力する処理手段２０２とを備える。
【０１０５】
本実施形態の手書き入力装置によれば、被塗布体１０１上に塗布物で文字や図形を手書きすれば、処理手段２０２が、表示装置２０１に対して、塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じるための信号を出力するので、描いた文字や図形が表示装置２０１によって表示され、暗い場所でも認識することができる。
【０１０６】
また本実施形態の手書き入力装置によれば、手書きされた文字や図形の情報は、被塗布体１０１に物理的に付着している塗布物の分布として保存されているため、デジタルデータが万が一消失しても入力情報の消失を防ぐことができる。
【０１０７】
また本実施形態の手書き入力装置によれば、被塗布体１０１に物理的に付着している塗布物がなくなると、なくなった位置の上記視覚的変化が生じなくなるために描いた文字や図形の表示が消える。このため、塗布物を拭き取ることにより、手書きした文字や図形を消去することができる。そして、塗布物は、切り紙や指といった一般的な物体で拭き取ることができるため、特殊は器具を使わずに手書きした文字や図形を消去することができる。
【０１０８】
そして、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して透明または半透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１０９】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１１０】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する性質を有する、という構成を採る。
【０１１１】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、揮発性溶剤を含み、上記揮発性溶剤の気化に伴い、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する、という構成を採る。
【０１１２】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、温度変化により、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する、という構成を採る。
【０１１３】
また、上記手書き入力装置では、上記塗布物は、可視光領域外の光を吸収、反射、もしくは拡散する、という構成を採る。
【０１１４】
また、上記手書き入力装置では、可視光領域外の光を被塗布体１０１に入射させる光源部を更に備える、という構成を採る。
【０１１５】
また、上記手書き入力装置では、被塗布体１０１は、可視光領域外の光を内部に閉じこめて導波可能な構造を有し、上記光源部は、被塗布体１０１の内部に可視光領域外の光を閉じこめて導波させるように入射させ、上記塗布物は、被塗布体１０１の表面において閉じこめられた可視光領域外の光の一部と光学的に結合して被塗布体１０１の外に拡散させる、という構成を採る。
【０１１６】
また、上記手書き入力装置では、検出手段１０２は、可視光領域外の光の入射強度の空間分布により、被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出する、という構成を採る。
【０１１７】
また、上記手書き入力装置では、検出手段１０２は、半導体イメージセンサを備える、という構成を採る。
【０１１８】
また、上記手書き入力装置では、上記可視光領域外の光は、赤外光である、という構成を採る。
【０１１９】
また、上述した手書き入力装置が作動することにより実行される、本発明の他の形態である手書き入力方法は、検出手段１０２が、透明または半透明な被塗布体１０１上において塗布物の付着する位置を検出し、処理手段２０２が、表示装置２０１に対して、検出手段１０２で塗布物の付着が検出された位置に合わせて視覚的変化を生じるための信号を出力する、という構成を採る。
【０１２０】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して透明または半透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１２１】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な性質を有する、という構成を採る。
【０１２２】
また、上記手書き入力方法では、上記塗布物は、可視光に対して不透明な状態から可視光に対し透明または半透明な状態に変化する性質を有する、という構成を採る。
【０１２３】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【０１２４】
なお、本発明は、日本国にて２００９年４月１６日に特許出願された特願２００９−９９５７４の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願に記載された内容は、全て本明細書に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１ａ、１ｂ…入力装置
２、２ａ…表示部
２１…プロジェクタ
２２…スクリーン
３…被塗布材
４、４ａ、４ｂ…光源部
４１…電源回路
４２…駆動回路
４３、４４…赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）
４５…蛍光管
４６…拡散体
５…検出部
５１…カメラモジュール
５２…ＣＣＤ
５３…インターフェース部
５４…レンズ部
５５…可視光カットフィルタ
６…処理部
７…記憶装置
８…塗布具
８１…塗布物
８２…ハウジング
８３…フェルト材
８４…キャップ
９…表示部および検出部９
９１、９２…偏光フィルタ
９３…光センサ内蔵液晶
９３１…受光素子
＃１〜＃４…ＬＥＤ
Ｒ、Ｇ、Ｂ…液晶素子
Ｃ１〜Ｃ４８、Ｃ１'〜Ｃ４８'…ループコイル
２２１Ｘ…Ｘ方向選択回路
２２１Ｙ…Ｙ方向選択回路
２２２Ｘ…Ｘ方向接続切替回路
２２２Ｙ…Ｙ方向接続切替回路
２２３…送信回路
２２４…受信回路
２２５…処理装置
２２６…位置指示器
２２７…同調回路
２２８…表示デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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