(57)【要約】  表示装置２は、表示パネル５０と、面光源部４７と拡散反射シート４８を有するバックライト装置５１と、複数の位置情報パターン３を備える。面光源部４７は、プリズムシート４７３と、プリズムシート４７３と表示パネル５０の間に配置された角度分布変換シート４７５を有する。プリズムシート４７３の前面から光を透過させたときの透過率は、入射角が所定角度で最低となり、角度分布変換シート４７５は、プリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、入射角として所定角度で前面から入射した光を、出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる変換領域２２１，２２２を有する。正面視第１の方向に、入射角として所定角度で、光を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が変換領域２２１，２２２を透過する。
2014017033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、前記プリズムシートのシート面に対する入射角が、４０°よりも大きく６０°未満の所定角度で最低となり、
前記角度分布変換シートは、前記プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも１枚のプリズムシートを第１のプリズムシートとし、前記変換領域を第１の変換領域として、
前記面光源部は、前記第１のプリズムシートのプリズムの延伸方向にプリズムの延伸方向が交差する第２のプリズムシートを有し、
前記角度分布変換シートは、前記第２のプリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第２の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第２の変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第２の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記第２の変換領域を透過することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の方向の断面視において、前記変換領域は、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前記角度分布変換シートの前面に光を照射した場合に、前記光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前記前面が前記シート面に対して傾斜した領域であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２５％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、前記プリズムシートのシート面に対する入射角が所定角度で最低となり、
前記角度分布変換シートは、前記プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記プリズムシートの透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記角度分布変換シートの前面または背面には、複数の凸部または複数の凹部がレンズ部としてマトリクス状に形成され、
前記複数のレンズ部は、前記レンズ部の曲率半径をｒとし、前記配列方向における前記レンズ部のピッチＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【請求項８】
請求項５に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【請求項９】
請求項６に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示面に手書き入力が可能な表示装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペンを用いて紙の上に文字等を記入する際に、紙に記入した情報を電子化し、その電子化された情報をサーバや端末に送る技術が知られている（特許文献１参照）。【０００３】
また、表示面に手書き入力可能な表示装置として、抵抗圧方式または静電容量方式などの方式によって、表示面上の入力座標を入力ペンなどで検出し、その検出した座標情報に基づき文字などの情報を表示する表示装置が知られている。この種の表示装置は、表示面上の座標指示範囲と表示画面とが対応づけられ、表示面上で入力ペンを移動させると、それに応じて表示画面上に文字などの情報を表示するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、位置情報パターンの読み取り精度を向上させた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、プリズムシートのシート面に対する入射角が、４０°よりも大きく６０°未満の所定角度で最低となり、角度分布変換シートは、プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で前面から入射した光を、シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる変換領域を有し、角度分布変換シートの正面視において第１の方向に、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で、位置情報パターンを読み取るための光を角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が変換領域を透過する【０００７】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、プリズムシートのシート面に対する入射角が所定角度で最低となり、角度分布変換シートは、プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で前面から入射した光を、プリズムシートの透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる変換領域を有し、角度分布変換シートの正面視において第１の方向に、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で、位置情報パターンを読み取るための光を角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が変換領域を透過する【０００８】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、角度分布変換シートの前面または背面には、複数の凸部または複数の凹部がレンズ部としてマトリクス状に形成され、複数のレンズ部は、レンズ部の曲率半径をｒとし、配列方向におけるレンズ部のピッチＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されている
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、位置情報パターンの読み取り精度を向上させた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の一実施の形態における表示制御システムの使用状況を示す構成図である。
【図２】図２は、本開示の一実施の形態における表示制御システムにおいて、電子ペンの構成と表示装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、表示装置の表示面に配置された位置情報パターンの一例を示す説明図である。
【図４】図４は、位置情報パターンから位置座標を求める方法の一例を説明するための説明図である。
【図５】図５は、位置情報パターンが配置された表示パネルの概略構成図である。
【図６】図６は、図５に示すバックライト装置において、面光源部材の主要構成部材を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、プリズムシートの光学特性を説明するための図表であって、前面から入射角θで入射する光のプリズムシートに対する透過率を示す図表である。
【図８】図８は、プリズムシートの光学特性を説明するための図表であって、背面から入射して前面から出射角ψで出射する光の光線強度の分布を示す図表である。
【図９】図９は、プリズムの延伸方向に対する電子ペンの向きを説明するための面光源部の正面図である。
【図１０】図１０は、角度分布変換シートの断面形状を示す図である。
【図１１】図１１は、角度分布変換シートの前面にシート面に対して入射角４５°で入射した光の角度変換について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
尚、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
以下、本実施の形態では、本開示における表示制御システム１０（情報表示装置）の一例として、液晶表示装置を用いた場合について説明する。但し、表示制御システム１０に、有機ＥＬ表示装置などの他のタイプの表示装置を用いてもよい。
【００１４】
［１．表示制御システムの全体構成などについて］
図１は、本開示の一実施の形態における表示制御システム１０（情報表示装置）の使用状況を示す図である。図１に示すように、表示制御システム１０は、手書き入力可能な位置指示装置としての光学式の電子ペン１と、この電子ペン１により指示された位置の情報を受け取る表示装置２とを備え、表示装置２が、表示面２ａに文字や図形などのペン入力画像を表示する表示パネル５０を有する。なお、図１には示していないが、表示装置２の表示パネル５０の表示領域には、電子ペン１により光学的に読み取り可能な複数の位置情報パターン３が配置されている。位置情報パターン３は、ドット状の複数のマーク３１を有する。
【００１５】
すなわち、本開示における表示制御システム１０では、表示装置２の表示面２ａに、表示面２ａにおける位置座標を示す位置情報パターン３が配置されている。電子ペン１により位置情報パターン３を光学的なイメージパターンとして読み取ることにより、ユーザが表示面２ａに手書き入力している位置座標（位置情報）を特定することができる。電子ペン１は、位置情報パターン３に対して検出光を照射することで、位置情報パターン３を光学的なイメージパターンとして読み取る。これにより、電子ペン１の先端が表示面２ａ上で移動する場合に、電子ペン１が連続的に読み取った位置情報パターン３から、電子ペン１の先端の軌跡（すなわち、ユーザが手書き入力した文字などの筆跡）を検出することができる。
【００１６】
表示制御システム１０では、電子ペン１により指示された位置の情報であって、電子ペン１により特定された位置情報が、電子ペン１から表示装置２に送信される。表示装置２は、電子ペン１から受信した位置情報に基づいて、ペン入力画像が表示面２ａに表示されるように表示面２ａの表示情報を変更する動作を行う。したがって、ユーザは、紙の上にペンで文字などを手書き入力するように、表示装置２の表示面２ａ上に電子ペン１で文字や図形などを記入することができる。また、電子ペン１を消しゴムのように用いることもできる。この場合も、文字や図形などを記入するときと同様に、電子ペン１により位置情報パターン３を読み取ることで、電子ペン１の先端の位置を特定する。そして、表示装置２が、特定された位置情報に基づいて、表示面２ａに表示された表示情報を消去する動作を行う。これにより、電子ペン１による表示情報の消去を実現することができる。
【００１７】
図２は、本開示の一実施の形態における表示制御システム１０において、電子ペン１の構成と表示装置２の構成を示す模式図である。
【００１８】
図２に示すように、電子ペン１は、表示装置２に赤外光を照射する赤外光照射部を構成するＬＥＤ１１１と、ＬＥＤ１１１からの照射光を集光する集光レンズ１１２と、表示装置２で反射された赤外光を受光して位置情報パターンを撮像する撮像素子（ＣＣＤ）からなる画像読取部１２１と、表示装置２で反射された赤外光を画像読取部１２１の撮像面に結像させる集光レンズ１２２と、集光レンズ１２２を通過した可視光をカットする赤外線フィルター（ＩＲフィルター）１２３とを備えている。電子ペン１のＬＥＤ１１１から放射された赤外光１１３は、集光レンズ１１２で集光され、電子ペン１の先端が指す表示装置２の表示面２ａに照射される。表示面２ａに照射された赤外光は、表示パネル５０を透過して、後述する拡散反射シート４８で拡散反射する。拡散反射シート４８では、電子ペン１の傾きに拘わらず、赤外光の一部が、電子ペン１側へ反射する。そして、拡散反射シート４８で反射して表示装置２から出射した赤外光１２４は、集光レンズ１２２で集光され、可視光をカットする赤外線フィルター（ＩＲフィルター）１２３を透過して、画像読取部１２１に入射する。ここで、マーク３１は、赤外光を吸収する材料（赤外光に対する透過率が低い材料）で形成されている。そのため、マーク３１からは、赤外光が電子ペン１へほとんど戻ってこない。他方、マーク３１間の領域からは、マーク３１の領域よりも多くの赤外光が戻ってくる。その結果、位置情報パターン３が黒く表現された光学像が、画像読取部１２１で撮像される。
【００１９】
すなわち、表示装置２の表示面２ａのうち、所定範囲の読取領域の赤外光が集光レンズ１２２によって画像読取部１２１の撮像面（受光面）上に集光され、画像読取部１２１が読取領域に含まれる位置情報パターン３の画像を読み取る。画像読取部１２１によって読み取られた画像の情報は、処理回路部１３に送られる。処理回路部１３は、位置情報パターン３に含まれるドット状のマーク３１のイメージを認識し、認識したマーク３１のイメージのデータを処理して、電子ペン１の先端が指示した位置の座標を位置情報として検出する。また、処理回路部１３は、検出した位置情報をデータ信号に変換して送信部１４に送る。送信部１４は、無線通信により、表示装置２の受信部２１に位置情報（位置座標）のデータを送信する。
【００２０】
表示装置２では、受信部２１が受信した位置情報のデータが処理回路部２２で処理され、その処理データに基づいてパネル駆動回路部２３が制御され、表示パネル５０の表示動作が制御される。これにより、電子ペン１で特定した位置座標に基づき、表示パネル５０の表示面２ａに文字や図形などが表示される。
【００２１】
以上の一連の動作は、電子ペン１の先端に配置されたペン先１５が表示面２ａに接しているときに行われる。すなわち、電子ペン１の先端にはペン先１５が配置され、電子ペン１の内部にはペン先１５の筆圧を感知する圧力センサ１６が配置されている。ペン先１５が表示装置２の表示面２ａに接すると、圧力センサ１６が感知した圧力の情報が、圧力センサ１６から処理回路部１３に送られる。処理回路部１３は、圧力センサ１６から送信された信号に応答して、画像読取部１２１の読取出力の処理（読取動作）を行う。
【００２２】
なお、電子ペン１の先端が表示面２ａに接しているときに読取動作を行う構成に限らず、例えば、ユーザが読取指令を入力するためのスイッチ１７を電子ペン１に設けてもよい。その場合、そのスイッチ１７が押されたことに応答して、処理回路部１３が読取動作を行う。これにより、電子ペン１が表示面２ａと離れている場合であっても、読取動作を行うことができる。
【００２３】
また、電子ペン１の傾きに応じて、電子ペン１により特定されるペン先の位置座標（ペン先座標）が変化する。そのため、電子ペン１には、電子ペン１の角度を検出するための角度センサ１８が内蔵されている。例えば、電子ペン１が垂直の場合は、電子ペン１の真下にペン先座標がある。電子ペン１が大きく傾くと、ペン先座標は、電子ペン１の真下から大きく離れた位置になる。角度センサ１８により電子ペン１の傾きを計測し、電子ペン１の傾きデータを処理回路部１３に伝送し、処理回路部１３が、画像読取部１２１で取得した位置情報パターン３から特定した位置情報を補正することにより、電子ペン１の傾きに影響されずに、正しい位置情報を求めることが可能となる。
【００２４】
また、電子ペン１には、電子ペン１の移動速度（加速度を含む）を検出するための加速度センサ１９が内蔵されている。加速度センサ１９は、検出した電子ペン１の移動方向のデータ、及び加速度データを処理回路部１３に伝送する。そして、処理回路部１３における演算により、電子ペン１の移動方向データ、及び加速度データから、電子ペン１の移動量、及び移動方向などを求めることが可能となる。
【００２５】
［２．位置情報パターンについて］
図３、及び図４は、表示装置２の表示面２ａに配置された位置情報パターン３の一例と、位置情報パターン３から位置座標を求める方法の一例を説明するための説明図である。
【００２６】
図３に示すように、表示装置２の表示面２ａを含む表示領域には、特定の配列パターンで複数のマーク３１が配置されている。表示領域には、複数のマーク３１により位置情報パターン３が形成されている。具体的に、表示面２ａ内のｍドット×ｎドット（例えば６ドット×６ドット）の画素領域を単位領域Ａとしたとき、その単位領域Ａ内の複数のマーク３１により、位置情報パターン３１が形成されている。単位領域Ａの位置情報パターン３に形成されたマーク３１を電子ペン１が読み取ることにより、電子ペン１の先端が指示している位置座標が特定される。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｄ）は、位置情報パターン３におけるマーク３１の配置パターンと位置座標変換の方法の一例を説明するための説明図である。この例においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、マーク３１は、仮想の基準線Ｘと、仮想の基準線Ｙとの交点の近傍に配置されている。図３では、複数の基準線Ｘと複数の基準線Ｙにより、格子が形成されている。マーク３１ａ〜ｄは、基準線Ｘと基準線Ｙとの交点（格子点）から右側（図４（ａ））、上側（図４（ｂ））、左側（図４（ｃ））、又は下側（図４（ｄ））にオフセットした位置に配置される。そして、それぞれのマーク３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに対し、例えば符号「１」、「２」、「３」、「４」が割り当てられる。各符号は、電子ペン１が読み取る単位領域の位置座標を表すためのものである。つまり、単位領域の位置座標は、単位領域内の複数のマーク３１から変換された複数の符号により表される。図３に示すように、単位領域Ａ内の位置情報パターン３に形成されたマーク３１を電子ペン１が読み取ることにより、読み取った単位領域Ａの位置座標を特定することが可能となる。
【００２８】
すなわち、位置情報パターン３では、例えば６ドット×６ドットの単位領域Ａの中の３６個のマーク３１が、図４（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の配置パターンのいずれかで配置されている。３６個のマーク３１について、４種類の配置パターンを組み合わせることで、表示面２ａ内の位置に応じて、その位置の座標を表す位置情報パターン３を形成することができる。
【００２９】
ここで、位置情報パターン３のマーク３１は、可視光を透過する材料により形成されている。例えば、マーク３１は、可視光に対して９０％以上の透過率を有する材料により形成されている。これにより、表示装置２の表示面２ａに表示される可視光領域の表示画像に対してマーク３１が与える影響を少なくすることができる。また、マーク３１は、上述したように、赤外線を吸収する材料（赤外光に対する透過率が低い材料）で形成されている。例えば、マーク３１は、赤外光に対しては５０％以下（例えば２０％以下）の透過率を有する材料により形成されている。
【００３０】
なお、マーク３１は、赤外光が照射されることにより、入射光の方向を変化させるように、光散乱特性又は回折格子の特性を有する材料で形成してもよい。この場合は、マーク３１が光散乱特性、又は回折特性を有していることにより、マーク３１に入射した光がマーク３１で反射（散乱、拡散、回折、位相変化、屈曲）され、表示装置２の外部に出力される。この反射した光によりマーク３１を検出することができる。
【００３１】
例えば、赤外光を拡散反射する材料によりマーク３１を形成する場合は、表示装置２の外側からマーク３１に入射した赤外光は、マーク３１で拡散反射されるので、その一部が必ず電子ペン１側へ戻る。他方、マーク３１間の領域では、赤外光が正反射をする。マーク３１間の領域からは、赤外光がほとんど電子ペン１側に戻らない。これにより、画像読取部１２１には、マーク３１が白く表現された光学像が撮像される。
【００３２】
［３．表示パネルについて］
次に、表示装置２の表示パネル５０の構成の一例を説明する。
【００３３】
図５は、位置情報パターン３を配置した表示パネル５０の構成を示す概略構成図である。図５に示す表示パネル５０は、アクティブマトリクス方式のＴＦＴカラー液晶表示パネルの一例である。
【００３４】
図５において、液晶パネル部５０（表示パネル）は、対向する２枚の基板４１、４２の間に、液晶部材４３を封入することにより構成されている。各基板４１、４２は、光透過性を有する板材であり、例えばガラス基板を用いることができる。なお、図示していないが、液晶パネル部５０のうち、背面側（図５において下方）の基板４１上には、液晶の駆動素子である薄膜トランジスタと、第１の透明電極と、信号電極と、走査電極とが形成されている。また、表面側（図５において上方）の基板４２の背面側には、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ（サブピクセル）で構成された画素５と、画素５及び副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを区画するブラックマトリクス４５と、第２の透明電極とが形成されている。ブラックマトリクス４５は、副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに対応した開口部を有するとともに、副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの境界部を遮光するクロムなどの金属薄膜からなる遮光部材である。画素５とブラックマトリクス４５は、カラーフィルタ４４に形成されている。そして、２枚の基板４１、４２に形成した透明電極の間には、封入された液晶部材４３が配置される。さらに、それぞれの基板４１、４２の外側の面には、偏光板４６が配置されている。各偏光板４６は、各基板４１、４２に貼り付けられている。
【００３５】
なお、カラーフィルタ４４は、ＲＧＢのカラーフィルタに限定されない。カラーフィルタ４４に、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、又はイエロー（Ｙ）などの色の副画素が形成されていてもよいし、白（Ｗ）の副画素が形成されていてもよい。
【００３６】
液晶パネル部５０の背面側（すなわち図５において下方）の偏光板４６の下側には、バックライト装置５１が配置されている。バックライト装置５１は、面光源部４７と、拡散反射シート４８とを有する。また、液晶パネル部５０の表示面側（すなわち図５において上方）の偏光板４６の上側には、オンセル型で静電容量方式のタッチパネル４９が配置されている。なお、タッチパネル４９は、インセル型のタッチパネルであってもよく、また抵抗感圧方式などの他の方式のタッチパネルでもよい。また、液晶パネル部５０から、タッチパネル４９自体を省いてもよい。
【００３７】
液晶パネル部５０は、色が互いに異なる複数の副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ（サブピクセル）からなる画素５が、マトリクス状に複数個配置された構成である。液晶パネル部５０は、それぞれの画素５を構成する副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの薄膜トランジスタのそれぞれのオン／オフを制御し、液晶部材４３の偏光性を選択的に制御することで、文字や画像をカラー表示することができる。
【００３８】
また、液晶パネル部５０のタッチパネル４９上には、電子ペン１により位置情報の読み取りを行うための複数の位置情報パターン３が配置されている。各位置情報パターン３は、複数のマーク３１を有する。この位置情報パターン３は、図５に示すように、樹脂製で透光性のベースフィルム３２上に、円形状又は方形状などの複数のマーク３１を所定の配列パターンで形成し、複数のマーク３１を覆うようにベースフィルム３２上に透光性の樹脂層３３を形成することにより構成されている。樹脂層３３は、屈折率を調整するための層であり、マーク３１とは若干屈折率が異なる。さらに、樹脂層３３上には、透光性の粘着材からなる粘着層３４が設けられている。樹脂層３３は、ベースフィルム３２が表側になるように、粘着層３４により液晶パネル部５０のタッチパネル４９上に貼り付けられている。
【００３９】
位置情報パターン３のマーク３１は、可視光を透過し、且つ、赤外線を吸収する材料により形成している。そのため、液晶パネル部５０で表示される可視光領域のカラー表示画像に対する影響を少なくすることができる。
【００４０】
図５に示すように、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、まず位置情報パターン３に照射される。そして、上述したように、赤外光１１３は拡散反射シート４８で拡散反射して、赤外光１１３の一部が電子ペン１側へ反射する。そして、電子ペン１側へ反射した赤外光１２４は、位置情報パターン３の形成領域を通過する。このとき、位置情報パターン３において、マーク３１が配置された領域では赤外光１２４が吸収され、マーク３１が配置されていない領域では、赤外光１２４が透過する。これにより、電子ペン１に入射してくる赤外光１２４を画像読取部１２１で受光して位置情報パターン３を読み取ることにより、位置情報パターン３に形成されたマーク３１によって表される位置情報（座標情報）を検出することができる。
【００４１】
［４．バックライト装置について］
次に、本開示における表示パネル５０の背面側に配置されるバックライト装置５１について、説明する。
【００４２】
図６は、図５に示す面光源部４７（面光源部材）の主要構成部材の配置構造を示す概略斜視図である。なお、本実施の形態では、バックライト装置５１にエッジライト方式を採用しているが、バックライト装置５１はこれに限定されない。
【００４３】
図６に示すように、面光源部４７は、導光板４７１と、拡散シート４７２と、第１のプリズムシート４７３と、第２のプリズムシート４７４と、角度分布変換シート４７５とを備えている。面光源部４７では、導光板４７１、拡散シート４７２、第１のプリズムシート４７３、第２のプリズムシート４７４、及び角度分布変換シート４７５が、背面側からこの順番で、互いに平行に配置されている。
【００４４】
導光板４７１は、略矩形の平板形状に形成されている。導光板４７１の側面には、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源（又は線光源）の光が入射する。そして、導光板４７１は、側面から入射して導光板４７１内に導かれた光を面状光に変換して、前面から出射する。拡散シート４７２は、導光板４７１の前面から出射された光を拡散させることにより、面光源部４７の出射光の照度を全面に亘って均一化する。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４は、拡散シート４７２の前面から出射された光に指向性を持たせることにより、面光源部４７の出射光の輝度を向上させる。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の一方は、水平収束のシートであり、他方は垂直収束のシートである。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々は、矩形のシートである。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々の前面には、一辺に平行な延伸方向に真っ直ぐ延びる複数のプリズム４７３ａ，４７４ａが全面に亘って形成されている。複数のプリズム４７３ａ，４７４ａは、その延伸方向に直交する方向に一定のピッチで連続的に形成されている。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々の背面は平坦面である。平面視において、第１のプリズムシート４７３の各プリズム４７３ａの延伸方向と第２のプリズムシート４７４の各プリズム４７４ａの延伸方向とは互いに直交している。角度分布変換シート４７５は、第２のプリズムシート４７４と表示パネル５０との間に配置されている。角度分布変換シート４７５は、表示パネル５０側の前面から入射した光の角度分布を別の角度分布に変更して、プリズムシート４７３，４７４側の背面から出射する。角度分布変換シート４７５についての詳細は後述する。
【００４５】
図７は、水平収束および垂直収束のプリズムシート４７３，４７４の各々の光学特性を説明するための図表であって、プリズム４７３ａ，４７４ａ側の前面から入射角θで入射する光のプリズムシート４７３，４７４に対する透過率を示す図表である。図７は、プリズム４７３ａ，４７４ａの延伸方向に直交する方向の断面視における光学特性を表す。入射角θは、プリズムシート４７３，４７４のシート面４７３ｂ，４７４ｂに対する入射角を表す。各プリズムシート４７３，４７４の前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、そのプリズムシート４７３，４７４のシート面に対する入射角θが４０°よりも大きく６０°未満の所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で最低となる。なお、本実施の形態では、第１のプリズムシート４７３と第２のプリズムシート４７４が同じ光学特性を有するが、本開示はこれに限定されない。
【００４６】
図８は、プリズムシート４７３、４７４の各々の光学特性を説明するための図表であって、背面から入射して前面から出射角ψで出射する光の光線強度の分布を示す図表である。なお、図８は、プリズムシート４７３，４７４の背面側に、図８に示すようなランバーシャンの光源を配置した場合の光学特性を示している。
【００４７】
水平収束および垂直収束のプリズムシート４７３，４７４は、図８に示すように、拡散シート４７２の前面からの出射光に指向性を持たせて液晶パネル部５０側に光を出射することで、バックライト装置５１としての輝度を向上させる。
【００４８】
ところで、本開示における表示制御システム１０は、図５に示すように、電子ペン１から放射されて拡散反射シート４８で反射した後に電子ペン１に入射する赤外光１２４を画像読取部１２１で受光して、位置情報パターン３を読み取る。そして、位置情報パターン３の各マーク３１の配置パターンから、位置情報（座標情報）を検出する。従って、拡散反射シート４８で反射されて電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が少なければ、画像読取部１２１で読み取られる位置情報パターン３の画像のコントラストが低下し、処理回路部１３でその画像から位置座標を正確に検出することができなくなる。
【００４９】
ここで、本実施の形態とは異なり、角度分布変換シート４７５を設けない場合について説明する。
【００５０】
まず電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して垂直に立てて電子ペン１を使用した場合は、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、各プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、入射角０°で入射する。そのため、図７に示すように、赤外光１１３は、高い透過率で各プリズムシート４７３，４７４を透過し、拡散反射シート４８で反射する。そして、拡散反射シート４８で反射した赤外光１２４は、各プリズムシート４７３，４７４を背面側から透過し、電子ペン１に入射する。従って、各プリズムシート４７３，４７４が原因で電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が大きく低下することはなく、画像読取部１２１でコントラストの高い位置情報パターン３の画像を取得することができ、処理回路部１３で位置座標を正確に検出することができる。
【００５１】
続いて、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、例えば４５°の角度に傾けた状態で、電子ペン１を使用した場合（以下、「ペン傾斜状態の場合」という。）は、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、４５°前後の入射角で入射する。そのため、図７に示すように、ほとんどの赤外光１１３がプリズムシート４７３，４７４を透過できず、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が大きく低下する。従って、位置情報パターン３の画像のコントラストが大きく低下し、位置座標を正確に検出することが困難になる。
【００５２】
具体的に、ペン傾斜状態の場合において、面光源部４７を正面から見て、一方のプリズムシート４７４のプリズム４７４ａの延伸方向に対して、電子ペン１が出射する赤外光１１３の方向が直交する第１の場合（図９に実線で示す電子ペン１の向きの場合）、一方のプリズムシート４７４では、図７に示す透過率で赤外光１１３が透過する。それに対して、他方のプリズムシート４７３では、前面と背面が共に平坦なシートを透過する場合と同様の透過率で、赤外光１１３が透過する。つまり、一方のプリズムシート４７４だけで赤外光の透過率が低くなる。第１の場合、赤外光１１３の出射光の光量によっては、位置座標を検出することができるものの、位置情報の検出が困難になる。
【００５３】
また、ペン傾斜状態の場合で、面光源部４７を正面から見て、両方のプリズムシート４７３，４７４のプリズム４７３ａ，４７４ａの延伸方向に対して、電子ペン１が出射する赤外光１１３の方向が４５°の角度をなす第２の場合（図９に破線で示す電子ペン１の向きの場合）、両方のプリズムシート４７３，４７４で、赤外光１１３の透過率が低くなる。そのため、第１の場合よりも、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が少なくなる。第２の場合は、電子ペン１に赤外光１２４がほとんど入射しない。そのため、位置情報パターン３の画像のコントラストが極めて低くなり、位置座標の検出が極めて困難になる。
【００５４】
そこで、本開示による表示制御システム１０においては、第２のプリズムシート４７４の前方に、前面から入射した光の角度分布を別の角度分布に変更して、第２のプリズムシート４７４側の背面から出射する角度分布変換シート４７５を設けている。
【００５５】
［５．角度分布変換シートについて］
図１０は、角度分布変換シート４７５の断面形状を示す図である。図１０（ａ）は、複数の凸部４７５ａからなる凸部４７５ａの列の断面形状を示す図であり、図１０（ｂ）は、凸部４７５ａの表面を拡大した図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、正面視において円形の凸部４７５ａの中心位置における断面形状を示す図である。
【００５６】
角度分布変換シート４７５は、図６に示すように、複数の凸部４７５ａ（レンズ部）が前面に形成された矩形のシートである。複数の凸部４７５ａは、マトリクス状に配置されている。例えば、角度分布変換シート４７５の前面では、互いに直交する２つの配列方向（角度分布変換シート４７５の縦方向と横方向）に、複数の凸部４７５ａがそれぞれ配列されている。各配列方向では、図１０（ａ）に示すように、隣り合う凸部４７５ａの外周側が重なり合っている。各凸部４７５ａにおいて露出する凸面の一部は、後述する変換領域２２１，２２２の前面になる。各凸部４７５ａは、正面視において円形である。複数の凸部４７５ａは、各配列方向において、凸部４７５ａの曲率半径をｒとし、レンズ部４７５ａのピッチをＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されている。なお、角度分布変換シート４７５は、複数の凸部（レンズ部）が背面に形成されたシートであってもよいし、複数の凹部（レンズ部）が前面または背面に形成されたシートであってもよい。また、製造上の誤差で凸部４７５ａがすべて同じ形状になるとは限らない。凸部４７５ａの形状に誤差が含まれる場合、曲率半径ｒは、複数の凸部４７５ａの平均曲率半径を意味するものとする。
【００５７】
ピッチＰが大きくすぎると、隣り合う凸部４７５ａの間に平坦面が形成され、後述する変換領域２２１，２２２が小さくなり、ピッチＰが小さすぎても、シート面に対して傾斜が小さい領域の割合が増え、後述する変換領域２２１，２２２が小さくなる。複数の凸部４７５ａは、各配列方向において１．５≦Ｐ／ｒ≦２．５の関係式を満たすように配列してもよいし、各配列方向において１．５≦Ｐ／ｒ≦２．０の関係式を満たすように配列してもよい。なお、本実施の形態では、複数の凸部４７５ａが格子配置で配列されているが、角度分布変換シート４７５は、これに限定されない。例えば、隣り合う凸部４７５ａの列の間で、凸部４７５ａの配列方向に、凸部４７５ａの位置がピッチＰの半分だけずれていてもよい。
【００５８】
角度分布変換シート４７５は、第１のプリズムシート４７３のプリズム４７３ａの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で前面から入射した光を、角度分布変換シート４７５のシート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第１の変換領域２２１を有する。そして、角度分布変換シート４７５の正面視において第１の方向に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光（位置情報パターン３を読み取ることができる程度のビーム径を有する光）を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第１の変換領域２２１を透過する。つまり、第１の方向の断面視において、上記所定の角度θａの光の方向に、角度分布変換シート４７５の前面を見た場合（上記所定の角度θａの光の方向に垂直な面に、角度分布変換シート４７５の前面を投影した場合）に、第１の変換領域２２１が前面の２０％以上を占めている。第１の変換領域２２１を図１０（ｂ）に示す。第１の変換領域２２１についての詳細は後述する。なお、第１の変換領域２２１を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００５９】
角度分布変換シート４７５の背面から出射した光は、第２のプリズムシート４７４に前面から入射し、その背面から出射する。ここで、第２のプリズムシート４７４では、プリズム４７４ａが第１の方向に延伸している。そのため、第１の方向の断面視において、第２のプリズムシート４７４では、前面の光の入射角と背面の光の出射角とが等しくなる。第１の方向の断面において、角度分布変換シート４７５の背面からそのシート面に対して４０°以下または６０°以上の出射角で出射した光は、第２のプリズムシート４７４によって角度変換されずに、第１のプリズムシート４７３のシート面に対して４０°以下または６０°以上の入射角で第１のプリズムシート４７３に入射する。従って、図７に示すように、角度分布変換シート４７５が存在しない場合（つまり、上記所定角度θａで第１のプリズムシート４７３に光が入射する場合）に比べて、第１のプリズムシート４７３の透過率が大きくなり、電子ペン１に入射する光量が大きくなる。
【００６０】
角度分布変換シート４７５は、第２のプリズムシート４７４のプリズム４７４ａの延伸方向に直交する第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で前面から入射した光を、角度分布変換シート４７５のシート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第２の変換領域２２２を有する。そして、角度分布変換シート４７５の正面視において第２の方向に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第２の変換領域２２２を透過する。第２の変換領域２２２を図１０（ｂ）に示す。角度分布変換シート４７５を正面から見た場合に、第１の変換領域２２１と第２の変換領域２２２は、部分的に重複している。なお、第２の変換領域２２２を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００６１】
角度分布変換シート４７５の背面から出射した光は、第２のプリズムシート４７４に前面から入射する。第２の方向の断面において、角度分布変換シート４７５の背面からそのシート面に対して４０°以下または６０°以上の出射角で出射した光は、第２のプリズムシート４７４のシート面に対して４０°以下または６０°以上の入射角で第２のプリズムシート４７４に入射する。従って、図７に示すように、角度分布変換シート４７５が存在しない場合に比べて、第２のプリズムシート４７３の透過率が大きくなり、電子ペン１に入射する光量が大きくなる。
【００６２】
図１１は、角度分布変換シート４７５の前面にシート面に対して入射角４５°で入射した光の角度変換について説明するための図である。図１１（ａ）は、図１１（ｂ）の図表の縦軸と横軸を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、角度分布変換シート４７５のシート面に対して入射角４５°で角度分布変換シート４７５の前面に入射した光に関して、シート面に対する前面の傾斜角αと背面からの出射角βとの関係を示す図である。
【００６３】
図１１（ｂ）に示すように、角度分布変換シート４７５では、シート面に対する前面の傾斜角αが−６°以下の領域に光が入射角４５°で入射した場合に、角度変換された光が４０°以下の出射角βで背面から出射する。また、シート面に対する前面の傾斜角αが１７°以上の領域に光が入射角４５°で入射した場合に、角度変換された光が６０°以上の出射角βで背面から出射する。なお、図１１では、右上から入射角４５°で光が入射する状況下において、シート面に対して角度分布変換シート４７５の前面の傾斜が時計回りに増大する場合に、傾斜角αが増大するようにしている。
【００６４】
図１０（ｂ）は、第１の方向（または第２の方向）の断面視において、右上からシート面に対して入射角４５°で入射する第１の光線１１１が傾斜角１７°の位置に入射する状況と、右上からシート面に対して入射角４５°で入射する第２の光線１１２が傾斜角−６°の位置に入射する状況を示す。図１０（ｂ）では、各凸部４７５ａのうち、傾斜角１７°以上の領域と、傾斜角−６°以下の領域とが、第１の変換領域２２１となる。第１の光線１１１は、凸部１７５ａにおける傾斜角１７°の位置の表面に対して入射角２８°で入射する。第２の光線１１２は、凸部１７５ａにおける傾斜角−６°の位置の表面に対して入射角５１°で入射する。第１の変換領域２２１は、第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで角度分布変換シート４７５の前面に光を照射した場合に、光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前面がシート面に対して傾斜した領域である。また、第２の変換領域２２２は、第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで角度分布変換シート４７５の前面に光を照射した場合に、光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前面がシート面に対して傾斜した領域である。
【００６５】
以上により、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、４５°の角度に傾けた状態で使用した場合であっても、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、角度分布変換シート４７５により角度変換される。この角度変換により、プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、４０°以下または６０以上の入射角で入射する赤外光１１３が増加する。そのため、各プリズムシート４７３，４７４における赤外光１１３の透過率が増加する。そして、拡散反射シート４８で拡散反射した後の赤外光１２４は、面光源部４７などを背面から透過して、電子ペン１に入射する。このことから、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が増加し、電子ペン１の画像読取部１２１でコントラストの高い位置情報パターン３の画像を取得することができ、位置座標を正確に検出することができる。たとえ上述した第２の場合（図９に破線で示す電子ペン１の向きの場合）であっても、位置座標を正確に検出することができる。
【００６６】
ここで、角度分布変換シート４７５としては、前面側から入射してくる光の所定量を、所定の角度（すなわち、プリズムシート４７３，４７４における光の入射角に対する透過率が高くなる光学特性に対応した角度）に変換して出射できるものであればよく、例えば透光性の樹脂シートに、球面形状のガラスビーズなどからなるマイクロレンズを埋め込むように配置したマイクロレンズシートを用いることができる。
【００６７】
表１は、角度分布変換の特性が異なる２種類の角度分布変換シート４７５の評価結果を示している。表１は、図５の構成による表示制御システム１０において、電子ペン１により位置情報パターン３から位置座標を読み取ることができるか否かについて、実験した結果を示す。なお、この実験で使用した角度分布変換シート４７５は、曲率半径ｒ＝０．１μｍのマイクロレンズを用いたマイクロレンズシートである。実施例の角度分布変換シート４７５では、マイクロレンズのピッチをＰとした場合に、Ｐ／ｒが２．０である。一方、比較例の角度分布変換シートも、曲率半径ｒ＝０．１μｍのマイクロレンズを用いたマイクロレンズシートである。比較例の角度分布変換シートでは、Ｐ／ｒが１．０である。そして、それぞれのサンプルに対し、４５°の入射角で前面から光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の出射角で背面から出射する光の割合を調べた。その結果を表１に示す。また、表１中の「○」「×」は、４５°の入射角で前面から光を入射させたときに、位置情報パターン３の読み取りが可能であったか否かを示している。
【００６８】
【表１】
2014017033.tif 000003
【００６９】
表１に示すように、実施例によるサンプルは、４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が２５％あり、比較例のサンプルは、それぞれ４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が１０％程度であった。そして、実施例によるサンプルは、位置情報パターン３の読み取りが可能であったが、比較例のサンプルは、位置情報パターン３の読み取りが不可能であった。
【００７０】
この結果より、４５°の入射角で光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の出射度で出射する光の割合が２５％以上の光学特性を有する角度分布変換シート４７５を用いる場合に、位置情報パターン３の読み取りが可能であることを確認できた。
【００７１】
［６．効果等］
以上のように、本実施の形態における表示制御システム１０は、プリズムシート４７３，４７４の前面側に、入射してくる光の角度分布を別の角度に変更して背面側のプリズムシート４７３，４７４に出射する角度分布変換シート４７５を備えている。そして、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、４５°の角度に傾けた状態で使用した場合であっても、第１の方向の断面視において２０％以上の光が第１の変換領域２２１を透過し、第２の方向の断面視において２０％以上の光が第２の変換領域２２２を透過する。各変換領域２２１，２２２では、電子ペン１から放射される赤外光１１３が、プリズムシート４７３，４７４に入射する入射角が４０°〜６０°以外の角度になるように、角度変換される。その結果、各プリズムシート４７３，４７４の透過率を大きくなる。従って、電子ペン１の画像読取部１２１でコントラストが高い位置情報パターン３の画像を取得でき、処理回路部１３で正確に位置座標を読み取ることができる。
【００７２】
また、角度分布変換シート４７５は、４５°の角度で光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が２５％以上の光学特性を有するものが望ましい。
【００７３】
なお、本実施の形態において、各変換領域２２１，２２２の範囲は、各プリズムシート４７３，４７４の透過率を基準にして決定してもよい。例えば、第１の変換領域２２１が、第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで前面から入射した光を、第１のプリズムシート４７３の透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる領域であってもよい。同様に、第２の変換領域２２２が、第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで前面から入射した光を、第２のプリズムシート４７４の透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる領域であってもよい。この場合に、角度分布変換シートの正面視において第１の方向（または第２の方向）に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第１の変換領域２２１（または第２の変換領域２２２）を透過する。なお、第１の変換領域２２１（または第２の変換領域２２２）を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００７４】
（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００７５】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７６】
実施の形態において、角度分布変換シート４７５のレンズ部は、画像の視認性に影響を与えにくい形状であればよく、正面視で楕円形など他の形状であってもよい。
【００７７】
実施の形態では、位置情報パターン３が表示面２ａにおける位置座標を表すが、これに限定されない。位置情報パターン３は、表示領域における位置に関する情報を表していればよく、位置情報パターン３が、制御テーブル上で位置座標に対応付けられた情報を表していてもよい。
【００７８】
また、実施の形態では、電子ペン１において、位置情報パターン３を読み取ったイメージパターンから位置情報を特定していたが、これに限定されない。例えば、電子ペン１から表示装置２へイメージパターンの画像データを送信して、表示装置２が、受信した画像データに基づいて位置情報を特定してもよい。
【００７９】
また、実施の形態では、位置情報パターン３が、タッチパネル４９よりも表側に設けられているが、位置情報パターン３が、タッチパネル４９よりも裏側に設けられていてもよい。
【００８０】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８１】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須ではない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。
【００８２】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等な範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本開示は、表示面に手書き入力が可能な表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  電子ペン
２  表示装置
２ａ  表示面
３  位置情報パターン
３１  マーク
４７  面光源部
４８  拡散反射シート
２２１  第１の変換領域
２２２  第２の変換領域
４７３  第１のプリズムシート
４７４  第２のプリズムシート
４７５  角度分布変換シート
４７５ａ  凸部（レンズ部）
【図１】
2014017033.tif 000004
【図２】
2014017033.tif 000005
【図３】
2014017033.tif 000006
【図４】
2014017033.tif 000007
【図５】
2014017033.tif 000008
【図６】
2014017033.tif 000009
【図９】
2014017033.tif 000010
【図１０】
2014017033.tif 000011
【図１１】
2014017033.tif 000012
【図７】
2014017033.tif 000013
【図８】
2014017033.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月7日(2014.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示面に手書き入力が可能な表示装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペンを用いて紙の上に文字等を記入する際に、紙に記入した情報を電子化し、その電子化された情報をサーバや端末に送る技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、表示面に手書き入力可能な表示装置として、抵抗圧方式または静電容量方式などの方式によって、表示面上の入力座標を入力ペンなどで検出し、その検出した座標情報に基づき文字などの情報を表示する表示装置が知られている。この種の表示装置は、表示面上の座標指示範囲と表示画面とが対応づけられ、表示面上で入力ペンを移動させると、それに応じて表示画面上に文字などの情報を表示するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２６５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、位置情報パターンの読み取り精度を向上させた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、プリズムシートのシート面に対する入射角が、４０°よりも大きく６０°未満の所定角度で最低となり、角度分布変換シートは、プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で前面から入射した光を、シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる変換領域を有し、角度分布変換シートの正面視において第１の方向に、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で、位置情報パターンを読み取るための光を角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が変換領域を透過する
【０００７】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、プリズムシートのシート面に対する入射角が所定角度で最低となり、角度分布変換シートは、プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で前面から入射した光を、プリズムシートの透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる変換領域を有し、角度分布変換シートの正面視において第１の方向に、角度分布変換シートのシート面に対する入射角として所定角度で、位置情報パターンを読み取るための光を角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が変換領域を透過する
【０００８】
本開示における表示装置は、画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、表示パネルの背面側に配置された面光源部と、面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、表示領域に配置され、表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、面光源部は、面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、プリズムシートと表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、角度分布変換シートの前面または背面には、複数の凸部または複数の凹部がレンズ部としてマトリクス状に形成され、複数のレンズ部は、レンズ部の曲率半径をｒとし、配列方向におけるレンズ部のピッチＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されている
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、位置情報パターンの読み取り精度を向上させた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の一実施の形態における表示制御システムの使用状況を示す構成図である。
【図２】図２は、本開示の一実施の形態における表示制御システムにおいて、電子ペンの構成と表示装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、表示装置の表示面に配置された位置情報パターンの一例を示す説明図である。
【図４】図４は、位置情報パターンから位置座標を求める方法の一例を説明するための説明図である。
【図５】図５は、位置情報パターンが配置された表示パネルの概略構成図である。
【図６】図６は、図５に示すバックライト装置において、面光源部の主要構成部材を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、プリズムシートの光学特性を説明するための図表であって、前面から入射角θで入射する光のプリズムシートに対する透過率を示す図表である。
【図８】図８は、プリズムシートの光学特性を説明するための図表であって、背面から入射して前面から出射角ψで出射する光の光線強度の分布を示す図表である。
【図９】図９は、プリズムの延伸方向に対する電子ペンの向きを説明するための面光源部の正面図である。
【図１０】図１０は、角度分布変換シートの断面形状を示す図である。
【図１１】図１１は、角度分布変換シートの前面にシート面に対して入射角４５°で入射した光の角度変換について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
尚、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
以下、本実施の形態では、本開示における表示制御システム１０（情報表示装置）の一例として、液晶表示装置を用いた場合について説明する。但し、表示制御システム１０に、有機ＥＬ表示装置などの他のタイプの表示装置を用いてもよい。
【００１４】
［１．表示制御システムの全体構成などについて］
図１は、本開示の一実施の形態における表示制御システム１０（情報表示装置）の使用状況を示す図である。図１に示すように、表示制御システム１０は、手書き入力可能な位置指示装置としての光学式の電子ペン１と、この電子ペン１により指示された位置の情報を受け取る表示装置２とを備え、表示装置２が、表示面２ａに文字や図形などのペン入力画像を表示する表示パネル５０を有する。なお、図１には示していないが、表示装置２の表示パネル５０の表示領域には、電子ペン１により光学的に読み取り可能な複数の位置情報パターン３が配置されている。位置情報パターン３は、ドット状の複数のマーク３１を有する。
【００１５】
すなわち、本開示における表示制御システム１０では、表示装置２の表示面２ａに、表示面２ａにおける位置座標を示す位置情報パターン３が配置されている。電子ペン１により位置情報パターン３を光学的なイメージパターンとして読み取ることにより、ユーザが表示面２ａに手書き入力している位置座標（位置情報）を特定することができる。電子ペン１は、位置情報パターン３に対して検出光を照射することで、位置情報パターン３を光学的なイメージパターンとして読み取る。これにより、電子ペン１の先端が表示面２ａ上で移動する場合に、電子ペン１が連続的に読み取った位置情報パターン３から、電子ペン１の先端の軌跡（すなわち、ユーザが手書き入力した文字などの筆跡）を検出することができる。
【００１６】
表示制御システム１０では、電子ペン１により指示された位置の情報であって、電子ペン１により特定された位置情報が、電子ペン１から表示装置２に送信される。表示装置２は、電子ペン１から受信した位置情報に基づいて、ペン入力画像が表示面２ａに表示されるように表示面２ａの表示情報を変更する動作を行う。したがって、ユーザは、紙の上にペンで文字などを手書き入力するように、表示装置２の表示面２ａ上に電子ペン１で文字や図形などを記入することができる。また、電子ペン１を消しゴムのように用いることもできる。この場合も、文字や図形などを記入するときと同様に、電子ペン１により位置情報パターン３を読み取ることで、電子ペン１の先端の位置を特定する。そして、表示装置２が、特定された位置情報に基づいて、表示面２ａに表示された表示情報を消去する動作を行う。これにより、電子ペン１による表示情報の消去を実現することができる。
【００１７】
図２は、本開示の一実施の形態における表示制御システム１０において、電子ペン１の構成と表示装置２の構成を示す模式図である。
【００１８】
図２に示すように、電子ペン１は、表示装置２に赤外光を照射する赤外光照射部を構成するＬＥＤ１１１と、ＬＥＤ１１１からの照射光を集光する集光レンズ１１２と、表示装置２で反射された赤外光を受光して位置情報パターンを撮像する撮像素子（ＣＣＤ）からなる画像読取部１２１と、表示装置２で反射された赤外光を画像読取部１２１の撮像面に結像させる集光レンズ１２２と、集光レンズ１２２を通過した可視光をカットする赤外線フィルター（ＩＲフィルター）１２３とを備えている。電子ペン１のＬＥＤ１１１から放射された赤外光１１３は、集光レンズ１１２で集光され、電子ペン１の先端が指す表示装置２の表示面２ａに照射される。表示面２ａに照射された赤外光は、表示パネル５０を透過して、後述する拡散反射シート４８で拡散反射する。拡散反射シート４８では、電子ペン１の傾きに拘わらず、赤外光の一部が、電子ペン１側へ反射する。そして、拡散反射シート４８で反射して表示装置２から出射した赤外光１２４は、集光レンズ１２２で集光され、可視光をカットする赤外線フィルター（ＩＲフィルター）１２３を透過して、画像読取部１２１に入射する。ここで、マーク３１は、赤外光を吸収する材料（赤外光に対する透過率が低い材料）で形成されている。そのため、マーク３１からは、赤外光が電子ペン１へほとんど戻ってこない。他方、マーク３１間の領域からは、マーク３１の領域よりも多くの赤外光が戻ってくる。その結果、位置情報パターン３が黒く表現された光学像が、画像読取部１２１で撮像される。
【００１９】
すなわち、表示装置２の表示面２ａのうち、所定範囲の読取領域の赤外光が集光レンズ１２２によって画像読取部１２１の撮像面（受光面）上に集光され、画像読取部１２１が読取領域に含まれる位置情報パターン３の画像を読み取る。画像読取部１２１によって読み取られた画像の情報は、処理回路部１３に送られる。処理回路部１３は、位置情報パターン３に含まれるドット状のマーク３１のイメージを認識し、認識したマーク３１のイメージのデータを処理して、電子ペン１の先端が指示した位置の座標を位置情報として検出する。また、処理回路部１３は、検出した位置情報をデータ信号に変換して送信部１４に送る。送信部１４は、無線通信により、表示装置２の受信部２１に位置情報（位置座標）のデータを送信する。
【００２０】
表示装置２では、受信部２１が受信した位置情報のデータが処理回路部２２で処理され、その処理データに基づいてパネル駆動回路部２３が制御され、表示パネル５０の表示動作が制御される。これにより、電子ペン１で特定した位置座標に基づき、表示パネル５０の表示面２ａに文字や図形などが表示される。
【００２１】
以上の一連の動作は、電子ペン１の先端に配置されたペン先１５が表示面２ａに接しているときに行われる。すなわち、電子ペン１の先端にはペン先１５が配置され、電子ペン１の内部にはペン先１５の筆圧を感知する圧力センサ１６が配置されている。ペン先１５が表示装置２の表示面２ａに接すると、圧力センサ１６が感知した圧力の情報が、圧力センサ１６から処理回路部１３に送られる。処理回路部１３は、圧力センサ１６から送信された信号に応答して、画像読取部１２１の読取出力の処理（読取動作）を行う。
【００２２】
なお、電子ペン１の先端が表示面２ａに接しているときに読取動作を行う構成に限らず、例えば、ユーザが読取指令を入力するためのスイッチ１７を電子ペン１に設けてもよい。その場合、そのスイッチ１７が押されたことに応答して、処理回路部１３が読取動作を行う。これにより、電子ペン１が表示面２ａと離れている場合であっても、読取動作を行うことができる。
【００２３】
また、電子ペン１の傾きに応じて、電子ペン１により特定されるペン先の位置座標（ペン先座標）が変化する。そのため、電子ペン１には、電子ペン１の角度を検出するための角度センサ１８が内蔵されている。例えば、電子ペン１が垂直の場合は、電子ペン１の真下にペン先座標がある。電子ペン１が大きく傾くと、ペン先座標は、電子ペン１の真下から大きく離れた位置になる。角度センサ１８により電子ペン１の傾きを計測し、電子ペン１の傾きデータを処理回路部１３に伝送し、処理回路部１３が、画像読取部１２１で取得した位置情報パターン３から特定した位置情報を補正することにより、電子ペン１の傾きに影響されずに、正しい位置情報を求めることが可能となる。
【００２４】
また、電子ペン１には、電子ペン１の移動速度（加速度を含む）を検出するための加速度センサ１９が内蔵されている。加速度センサ１９は、検出した電子ペン１の移動方向のデータ、及び加速度データを処理回路部１３に伝送する。そして、処理回路部１３における演算により、電子ペン１の移動方向データ、及び加速度データから、電子ペン１の移動量、及び移動方向などを求めることが可能となる。
【００２５】
［２．位置情報パターンについて］
図３、及び図４は、表示装置２の表示面２ａに配置された位置情報パターン３の一例と、位置情報パターン３から位置座標を求める方法の一例を説明するための説明図である。
【００２６】
図３に示すように、表示装置２の表示面２ａを含む表示領域には、特定の配列パターンで複数のマーク３１が配置されている。表示領域には、複数のマーク３１により位置情報パターン３が形成されている。具体的に、表示面２ａ内のｍドット×ｎドット（例えば６ドット×６ドット）の画素領域を単位領域Ａとしたとき、その単位領域Ａ内の複数のマーク３１により、位置情報パターン３１が形成されている。単位領域Ａの位置情報パターン３に形成されたマーク３１を電子ペン１が読み取ることにより、電子ペン１の先端が指示している位置座標が特定される。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｄ）は、位置情報パターン３におけるマーク３１の配置パターンと位置座標変換の方法の一例を説明するための説明図である。この例においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、マーク３１は、仮想の基準線Ｘと、仮想の基準線Ｙとの交点の近傍に配置されている。図３では、複数の基準線Ｘと複数の基準線Ｙにより、格子が形成されている。マーク３１ａ〜ｄは、基準線Ｘと基準線Ｙとの交点（格子点）から右側（図４（ａ））、上側（図４（ｂ））、左側（図４（ｃ））、又は下側（図４（ｄ））にオフセットした位置に配置される。そして、それぞれのマーク３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに対し、例えば符号「１」、「２」、「３」、「４」が割り当てられる。各符号は、電子ペン１が読み取る単位領域の位置座標を表すためのものである。つまり、単位領域の位置座標は、単位領域内の複数のマーク３１から変換された複数の符号により表される。図３に示すように、単位領域Ａ内の位置情報パターン３に形成されたマーク３１を電子ペン１が読み取ることにより、読み取った単位領域Ａの位置座標を特定することが可能となる。
【００２８】
すなわち、位置情報パターン３では、例えば６ドット×６ドットの単位領域Ａの中の３６個のマーク３１が、図４（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の配置パターンのいずれかで配置されている。３６個のマーク３１について、４種類の配置パターンを組み合わせることで、表示面２ａ内の位置に応じて、その位置の座標を表す位置情報パターン３を形成することができる。
【００２９】
ここで、位置情報パターン３のマーク３１は、可視光を透過する材料により形成されている。例えば、マーク３１は、可視光に対して９０％以上の透過率を有する材料により形成されている。これにより、表示装置２の表示面２ａに表示される可視光領域の表示画像に対してマーク３１が与える影響を少なくすることができる。また、マーク３１は、上述したように、赤外線を吸収する材料（赤外光に対する透過率が低い材料）で形成されている。例えば、マーク３１は、赤外光に対しては５０％以下（例えば２０％以下）の透過率を有する材料により形成されている。
【００３０】
なお、マーク３１は、赤外光が照射されることにより、入射光の方向を変化させるように、光散乱特性又は回折格子の特性を有する材料で形成してもよい。この場合は、マーク３１が光散乱特性、又は回折特性を有していることにより、マーク３１に入射した光がマーク３１で反射（散乱、拡散、回折、位相変化、屈曲）され、表示装置２の外部に出力される。この反射した光によりマーク３１を検出することができる。
【００３１】
例えば、赤外光を拡散反射する材料によりマーク３１を形成する場合は、表示装置２の外側からマーク３１に入射した赤外光は、マーク３１で拡散反射されるので、その一部が必ず電子ペン１側へ戻る。他方、マーク３１間の領域では、赤外光が正反射をする。マーク３１間の領域からは、赤外光がほとんど電子ペン１側に戻らない。これにより、画像読取部１２１には、マーク３１が白く表現された光学像が撮像される。
【００３２】
［３．表示パネルについて］
次に、表示装置２の表示パネル５０の構成の一例を説明する。
【００３３】
図５は、位置情報パターン３を配置した表示パネル５０の構成を示す概略構成図である。図５に示す表示パネル５０は、アクティブマトリクス方式のＴＦＴカラー液晶表示パネルの一例である。
【００３４】
図５において、液晶パネル部５０（表示パネル）は、対向する２枚の基板４１、４２の間に、液晶部材４３を封入することにより構成されている。各基板４１、４２は、光透過性を有する板材であり、例えばガラス基板を用いることができる。なお、図示していないが、液晶パネル部５０のうち、背面側（図５において下方）の基板４１上には、液晶の駆動素子である薄膜トランジスタと、第１の透明電極と、信号電極と、走査電極とが形成されている。また、表面側（図５において上方）の基板４２の背面側には、少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ（サブピクセル）で構成された画素５と、画素５及び副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを区画するブラックマトリクス４５と、第２の透明電極とが形成されている。ブラックマトリクス４５は、副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに対応した開口部を有するとともに、副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの境界部を遮光するクロムなどの金属薄膜からなる遮光部材である。画素５とブラックマトリクス４５は、カラーフィルタ４４に形成されている。そして、２枚の基板４１、４２に形成した透明電極の間には、封入された液晶部材４３が配置される。さらに、それぞれの基板４１、４２の外側の面には、偏光板４６が配置されている。各偏光板４６は、各基板４１、４２に貼り付けられている。
【００３５】
なお、カラーフィルタ４４は、ＲＧＢのカラーフィルタに限定されない。カラーフィルタ４４に、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、又はイエロー（Ｙ）などの色の副画素が形成されていてもよいし、白（Ｗ）の副画素が形成されていてもよい。
【００３６】
液晶パネル部５０の背面側（すなわち図５において下方）の偏光板４６の下側には、バックライト装置５１が配置されている。バックライト装置５１は、面光源部４７と、拡散反射シート４８とを有する。また、液晶パネル部５０の表示面側（すなわち図５において上方）の偏光板４６の上側には、オンセル型で静電容量方式のタッチパネル４９が配置されている。なお、タッチパネル４９は、インセル型のタッチパネルであってもよく、また抵抗感圧方式などの他の方式のタッチパネルでもよい。また、液晶パネル部５０から、タッチパネル４９自体を省いてもよい。
【００３７】
液晶パネル部５０は、色が互いに異なる複数の副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ（サブピクセル）からなる画素５が、マトリクス状に複数個配置された構成である。液晶パネル部５０は、それぞれの画素５を構成する副画素５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの薄膜トランジスタのそれぞれのオン／オフを制御し、液晶部材４３の偏光性を選択的に制御することで、文字や画像をカラー表示することができる。
【００３８】
また、液晶パネル部５０のタッチパネル４９上には、電子ペン１により位置情報の読み取りを行うための複数の位置情報パターン３が配置されている。各位置情報パターン３は、複数のマーク３１を有する。この位置情報パターン３は、図５に示すように、樹脂製で透光性のベースフィルム３２上に、円形状又は方形状などの複数のマーク３１を所定の配列パターンで形成し、複数のマーク３１を覆うようにベースフィルム３２上に透光性の樹脂層３３を形成することにより構成されている。樹脂層３３は、屈折率を調整するための層であり、マーク３１とは若干屈折率が異なる。さらに、樹脂層３３上には、透光性の粘着材からなる粘着層３４が設けられている。樹脂層３３は、ベースフィルム３２が表側になるように、粘着層３４により液晶パネル部５０のタッチパネル４９上に貼り付けられている。
【００３９】
位置情報パターン３のマーク３１は、可視光を透過し、且つ、赤外線を吸収する材料により形成している。そのため、液晶パネル部５０で表示される可視光領域のカラー表示画像に対する影響を少なくすることができる。
【００４０】
図５に示すように、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、まず位置情報パターン３に照射される。そして、上述したように、赤外光１１３は拡散反射シート４８で拡散反射して、赤外光１１３の一部が電子ペン１側へ反射する。そして、電子ペン１側へ反射した赤外光１２４は、位置情報パターン３の形成領域を通過する。このとき、位置情報パターン３において、マーク３１が配置された領域では赤外光１２４が吸収され、マーク３１が配置されていない領域では、赤外光１２４が透過する。これにより、電子ペン１に入射してくる赤外光１２４を画像読取部１２１で受光して位置情報パターン３を読み取ることにより、位置情報パターン３に形成されたマーク３１によって表される位置情報（座標情報）を検出することができる。
【００４１】
［４．バックライト装置について］
次に、本開示における表示パネル５０の背面側に配置されるバックライト装置５１について、説明する。
【００４２】
図６は、図５に示す面光源部４７（面光源部材）の主要構成部材の配置構造を示す概略斜視図である。なお、本実施の形態では、バックライト装置５１にエッジライト方式を採用しているが、バックライト装置５１はこれに限定されない。
【００４３】
図６に示すように、面光源部４７は、導光板４７１と、拡散シート４７２と、第１のプリズムシート４７３と、第２のプリズムシート４７４と、角度分布変換シート４７５とを備えている。面光源部４７では、導光板４７１、拡散シート４７２、第１のプリズムシート４７３、第２のプリズムシート４７４、及び角度分布変換シート４７５が、背面側からこの順番で、互いに平行に配置されている。
【００４４】
導光板４７１は、略矩形の平板形状に形成されている。導光板４７１の側面には、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源（又は線光源）の光が入射する。そして、導光板４７１は、側面から入射して導光板４７１内に導かれた光を面状光に変換して、前面から出射する。拡散シート４７２は、導光板４７１の前面から出射された光を拡散させることにより、面光源部４７の出射光の照度を全面に亘って均一化する。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４は、拡散シート４７２の前面から出射された光に指向性を持たせることにより、面光源部４７の出射光の輝度を向上させる。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の一方は、水平収束のシートであり、他方は垂直収束のシートである。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々は、矩形のシートである。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々の前面には、一辺に平行な延伸方向に真っ直ぐ延びる複数のプリズム４７３ａ，４７４ａが全面に亘って形成されている。複数のプリズム４７３ａ，４７４ａは、その延伸方向に直交する方向に一定のピッチで連続的に形成されている。第１のプリズムシート４７３及び第２のプリズムシート４７４の各々の背面は平坦面である。平面視において、第１のプリズムシート４７３の各プリズム４７３ａの延伸方向と第２のプリズムシート４７４の各プリズム４７４ａの延伸方向とは互いに直交している。角度分布変換シート４７５は、第２のプリズムシート４７４と表示パネル５０との間に配置されている。角度分布変換シート４７５は、表示パネル５０側の前面から入射した光の角度分布を別の角度分布に変更して、プリズムシート４７３，４７４側の背面から出射する。角度分布変換シート４７５についての詳細は後述する。
【００４５】
図７は、水平収束および垂直収束のプリズムシート４７３，４７４の各々の光学特性を説明するための図表であって、プリズム４７３ａ，４７４ａ側の前面から入射角θで入射する光のプリズムシート４７３，４７４に対する透過率を示す図表である。図７は、プリズム４７３ａ，４７４ａの延伸方向に直交する方向の断面視における光学特性を表す。入射角θは、プリズムシート４７３，４７４のシート面４７３ｂ，４７４ｂに対する入射角を表す。各プリズムシート４７３，４７４の前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、そのプリズムシート４７３，４７４のシート面に対する入射角θが４０°よりも大きく６０°未満の所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で最低となる。なお、本実施の形態では、第１のプリズムシート４７３と第２のプリズムシート４７４が同じ光学特性を有するが、本開示はこれに限定されない。
【００４６】
図８は、プリズムシート４７３、４７４の各々の光学特性を説明するための図表であって、背面から入射して前面から出射角ψで出射する光の光線強度の分布を示す図表である。なお、図８は、プリズムシート４７３，４７４の背面側に、図８に示すようなランバーシャンの光源を配置した場合の光学特性を示している。
【００４７】
水平収束および垂直収束のプリズムシート４７３，４７４は、図８に示すように、拡散シート４７２の前面からの出射光に指向性を持たせて液晶パネル部５０側に光を出射することで、バックライト装置５１としての輝度を向上させる。
【００４８】
ところで、本開示における表示制御システム１０は、図５に示すように、電子ペン１から放射されて拡散反射シート４８で反射した後に電子ペン１に入射する赤外光１２４を画像読取部１２１で受光して、位置情報パターン３を読み取る。そして、位置情報パターン３の各マーク３１の配置パターンから、位置情報（座標情報）を検出する。従って、拡散反射シート４８で反射されて電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が少なければ、画像読取部１２１で読み取られる位置情報パターン３の画像のコントラストが低下し、処理回路部１３でその画像から位置座標を正確に検出することができなくなる。
【００４９】
ここで、本実施の形態とは異なり、角度分布変換シート４７５を設けない場合について説明する。
【００５０】
まず電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して垂直に立てて電子ペン１を使用した場合は、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、各プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、入射角０°で入射する。そのため、図７に示すように、赤外光１１３は、高い透過率で各プリズムシート４７３，４７４を透過し、拡散反射シート４８で反射する。そして、拡散反射シート４８で反射した赤外光１２４は、各プリズムシート４７３，４７４を背面側から透過し、電子ペン１に入射する。従って、各プリズムシート４７３，４７４が原因で電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が大きく低下することはなく、画像読取部１２１でコントラストの高い位置情報パターン３の画像を取得することができ、処理回路部１３で位置座標を正確に検出することができる。
【００５１】
続いて、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、例えば４５°の角度に傾けた状態で、電子ペン１を使用した場合（以下、「ペン傾斜状態の場合」という。）は、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、４５°前後の入射角で入射する。そのため、図７に示すように、ほとんどの赤外光１１３がプリズムシート４７３，４７４を透過できず、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が大きく低下する。従って、位置情報パターン３の画像のコントラストが大きく低下し、位置座標を正確に検出することが困難になる。
【００５２】
具体的に、ペン傾斜状態の場合において、面光源部４７を正面から見て、一方のプリズムシート４７４のプリズム４７４ａの延伸方向に対して、電子ペン１が出射する赤外光１１３の方向が直交する第１の場合（図９に実線で示す電子ペン１の向きの場合）、一方のプリズムシート４７４では、図７に示す透過率で赤外光１１３が透過する。それに対して、他方のプリズムシート４７３では、前面と背面が共に平坦なシートを透過する場合と同様の透過率で、赤外光１１３が透過する。つまり、一方のプリズムシート４７４だけで赤外光の透過率が低くなる。第１の場合、赤外光１１３の出射光の光量によっては、位置座標を検出することができるものの、位置情報の検出が困難になる。
【００５３】
また、ペン傾斜状態の場合で、面光源部４７を正面から見て、両方のプリズムシート４７３，４７４のプリズム４７３ａ，４７４ａの延伸方向に対して、電子ペン１が出射する赤外光１１３の方向が４５°の角度をなす第２の場合（図９に破線で示す電子ペン１の向きの場合）、両方のプリズムシート４７３，４７４で、赤外光１１３の透過率が低くなる。そのため、第１の場合よりも、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が少なくなる。第２の場合は、電子ペン１に赤外光１２４がほとんど入射しない。そのため、位置情報パターン３の画像のコントラストが極めて低くなり、位置座標の検出が極めて困難になる。
【００５４】
そこで、本開示による表示制御システム１０においては、第２のプリズムシート４７４の前方に、前面から入射した光の角度分布を別の角度分布に変更して、第２のプリズムシート４７４側の背面から出射する角度分布変換シート４７５を設けている。
【００５５】
［５．角度分布変換シートについて］
図１０は、角度分布変換シート４７５の断面形状を示す図である。図１０（ａ）は、複数の凸部４７５ａからなる凸部４７５ａの列の断面形状を示す図であり、図１０（ｂ）は、凸部４７５ａの表面を拡大した図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、正面視において円形の凸部４７５ａの中心位置における断面形状を示す図である。
【００５６】
角度分布変換シート４７５は、図６に示すように、複数の凸部４７５ａ（レンズ部）が前面に形成された矩形のシートである。複数の凸部４７５ａは、マトリクス状に配置されている。例えば、角度分布変換シート４７５の前面では、互いに直交する２つの配列方向（角度分布変換シート４７５の縦方向と横方向）に、複数の凸部４７５ａがそれぞれ配列されている。各配列方向では、図１０（ａ）に示すように、隣り合う凸部４７５ａの外周側が重なり合っている。各凸部４７５ａにおいて露出する凸面の一部は、後述する変換領域２２１，２２２の前面になる。各凸部４７５ａは、正面視において円形である。複数の凸部４７５ａは、各配列方向において、凸部４７５ａの曲率半径をｒとし、レンズ部４７５ａのピッチをＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されている。なお、角度分布変換シート４７５は、複数の凸部（レンズ部）が背面に形成されたシートであってもよいし、複数の凹部（レンズ部）が前面または背面に形成されたシートであってもよい。また、製造上の誤差で凸部４７５ａがすべて同じ形状になるとは限らない。凸部４７５ａの形状に誤差が含まれる場合、曲率半径ｒは、複数の凸部４７５ａの平均曲率半径を意味するものとする。
【００５７】
ピッチＰが大きくすぎると、隣り合う凸部４７５ａの間に平坦面が形成され、後述する変換領域２２１，２２２が小さくなり、ピッチＰが小さすぎても、シート面に対して傾斜が小さい領域の割合が増え、後述する変換領域２２１，２２２が小さくなる。複数の凸部４７５ａは、各配列方向において１．５≦Ｐ／ｒ≦２．５の関係式を満たすように配列してもよいし、各配列方向において１．５≦Ｐ／ｒ≦２．０の関係式を満たすように配列してもよい。なお、本実施の形態では、複数の凸部４７５ａが格子配置で配列されているが、角度分布変換シート４７５は、これに限定されない。例えば、隣り合う凸部４７５ａの列の間で、凸部４７５ａの配列方向に、凸部４７５ａの位置がピッチＰの半分だけずれていてもよい。
【００５８】
角度分布変換シート４７５は、第１のプリズムシート４７３のプリズム４７３ａの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で前面から入射した光を、角度分布変換シート４７５のシート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第１の変換領域２２１を有する。そして、角度分布変換シート４７５の正面視において第１の方向に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光（位置情報パターン３を読み取ることができる程度のビーム径を有する光）を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第１の変換領域２２１を透過する。つまり、第１の方向の断面視において、上記所定の角度θａの光の方向に、角度分布変換シート４７５の前面を見た場合（上記所定の角度θａの光の方向に垂直な面に、角度分布変換シート４７５の前面を投影した場合）に、第１の変換領域２２１が前面の２０％以上を占めている。第１の変換領域２２１を図１０（ｂ）に示す。第１の変換領域２２１についての詳細は後述する。なお、第１の変換領域２２１を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００５９】
角度分布変換シート４７５の背面から出射した光は、第２のプリズムシート４７４に前面から入射し、その背面から出射する。ここで、第２のプリズムシート４７４では、プリズム４７４ａが第１の方向に延伸している。そのため、第１の方向の断面視において、第２のプリズムシート４７４では、前面の光の入射角と背面の光の出射角とが等しくなる。第１の方向の断面において、角度分布変換シート４７５の背面からそのシート面に対して４０°以下または６０°以上の出射角で出射した光は、第２のプリズムシート４７４によって角度変換されずに、第１のプリズムシート４７３のシート面に対して４０°以下または６０°以上の入射角で第１のプリズムシート４７３に入射する。従って、図７に示すように、角度分布変換シート４７５が存在しない場合（つまり、上記所定角度θａで第１のプリズムシート４７３に光が入射する場合）に比べて、第１のプリズムシート４７３の透過率が大きくなり、電子ペン１に入射する光量が大きくなる。
【００６０】
角度分布変換シート４７５は、第２のプリズムシート４７４のプリズム４７４ａの延伸方向に直交する第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａ（図７の場合、θａ＝４５°）で前面から入射した光を、角度分布変換シート４７５のシート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第２の変換領域２２２を有する。そして、角度分布変換シート４７５の正面視において第２の方向に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第２の変換領域２２２を透過する。第２の変換領域２２２を図１０（ｂ）に示す。角度分布変換シート４７５を正面から見た場合に、第１の変換領域２２１と第２の変換領域２２２は、部分的に重複している。なお、第２の変換領域２２２を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００６１】
角度分布変換シート４７５の背面から出射した光は、第２のプリズムシート４７４に前面から入射する。第２の方向の断面において、角度分布変換シート４７５の背面からそのシート面に対して４０°以下または６０°以上の出射角で出射した光は、第２のプリズムシート４７４のシート面に対して４０°以下または６０°以上の入射角で第２のプリズムシート４７４に入射する。従って、図７に示すように、角度分布変換シート４７５が存在しない場合に比べて、第２のプリズムシート４７４の透過率が大きくなり、電子ペン１に入射する光量が大きくなる。
【００６２】
図１１は、角度分布変換シート４７５の前面にシート面に対して入射角４５°で入射した光の角度変換について説明するための図である。図１１（ａ）は、図１１（ｂ）の図表の縦軸と横軸を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、角度分布変換シート４７５のシート面に対して入射角４５°で角度分布変換シート４７５の前面に入射した光に関して、シート面に対する前面の傾斜角αと背面からの出射角βとの関係を示す図である。
【００６３】
図１１（ｂ）に示すように、角度分布変換シート４７５では、シート面に対する前面の傾斜角αが−６°以下の領域に光が入射角４５°で入射した場合に、角度変換された光が４０°以下の出射角βで背面から出射する。また、シート面に対する前面の傾斜角αが１７°以上の領域に光が入射角４５°で入射した場合に、角度変換された光が６０°以上の出射角βで背面から出射する。なお、図１１では、右上から入射角４５°で光が入射する状況下において、シート面に対して角度分布変換シート４７５の前面の傾斜が時計回りに増大する場合に、傾斜角αが増大するようにしている。
【００６４】
図１０（ｂ）は、第１の方向（または第２の方向）の断面視において、右上からシート面に対して入射角４５°で入射する第１の光線１１１が傾斜角１７°の位置に入射する状況と、右上からシート面に対して入射角４５°で入射する第２の光線１１２が傾斜角−６°の位置に入射する状況を示す。図１０（ｂ）では、各凸部４７５ａのうち、傾斜角１７°以上の領域と、傾斜角−６°以下の領域とが、第１の変換領域２２１となる。第１の光線１１１は、凸部１７５ａにおける傾斜角１７°の位置の表面に対して入射角２８°で入射する。第２の光線１１２は、凸部１７５ａにおける傾斜角−６°の位置の表面に対して入射角５１°で入射する。第１の変換領域２２１は、第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで角度分布変換シート４７５の前面に光を照射した場合に、光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前面がシート面に対して傾斜した領域である。また、第２の変換領域２２２は、第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで角度分布変換シート４７５の前面に光を照射した場合に、光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前面がシート面に対して傾斜した領域である。
【００６５】
以上により、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、４５°の角度に傾けた状態で使用した場合であっても、電子ペン１から放射された赤外光１１３は、角度分布変換シート４７５により角度変換される。この角度変換により、プリズムシート４７３，４７４のシート面に対して、４０°以下または６０以上の入射角で入射する赤外光１１３が増加する。そのため、各プリズムシート４７３，４７４における赤外光１１３の透過率が増加する。そして、拡散反射シート４８で拡散反射した後の赤外光１２４は、面光源部４７などを背面から透過して、電子ペン１に入射する。このことから、電子ペン１に入射する赤外光１２４の光量が増加し、電子ペン１の画像読取部１２１でコントラストの高い位置情報パターン３の画像を取得することができ、位置座標を正確に検出することができる。たとえ上述した第２の場合（図９に破線で示す電子ペン１の向きの場合）であっても、位置座標を正確に検出することができる。
【００６６】
ここで、角度分布変換シート４７５としては、前面側から入射してくる光の所定量を、所定の角度（すなわち、プリズムシート４７３，４７４における光の入射角に対する透過率が高くなる光学特性に対応した角度）に変換して出射できるものであればよく、例えば透光性の樹脂シートに、球面形状のガラスビーズなどからなるマイクロレンズを埋め込むように配置したマイクロレンズシートを用いることができる。
【００６７】
表１は、角度分布変換の特性が異なる２種類の角度分布変換シート４７５の評価結果を示している。表１は、図５の構成による表示制御システム１０において、電子ペン１により位置情報パターン３から位置座標を読み取ることができるか否かについて、実験した結果を示す。なお、この実験で使用した角度分布変換シート４７５は、曲率半径ｒ＝０．１μｍのマイクロレンズを用いたマイクロレンズシートである。実施例の角度分布変換シート４７５では、マイクロレンズのピッチをＰとした場合に、Ｐ／ｒが２．０である。一方、比較例の角度分布変換シートも、曲率半径ｒ＝０．１μｍのマイクロレンズを用いたマイクロレンズシートである。比較例の角度分布変換シートでは、Ｐ／ｒが１．０である。そして、それぞれのサンプルに対し、４５°の入射角で前面から光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の出射角で背面から出射する光の割合を調べた。その結果を表１に示す。また、表１中の「○」「×」は、４５°の入射角で前面から光を入射させたときに、位置情報パターン３の読み取りが可能であったか否かを示している。
【００６８】
【表１】
2014017033.tif 000015
【００６９】
表１に示すように、実施例によるサンプルは、４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が２５％あり、比較例のサンプルは、それぞれ４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が１０％程度であった。そして、実施例によるサンプルは、位置情報パターン３の読み取りが可能であったが、比較例のサンプルは、位置情報パターン３の読み取りが不可能であった。
【００７０】
この結果より、４５°の入射角で光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の出射度で出射する光の割合が２５％以上の光学特性を有する角度分布変換シート４７５を用いる場合に、位置情報パターン３の読み取りが可能であることを確認できた。
【００７１】
［６．効果等］
以上のように、本実施の形態における表示制御システム１０は、プリズムシート４７３，４７４の前面側に、入射してくる光の角度分布を別の角度に変更して背面側のプリズムシート４７３，４７４に出射する角度分布変換シート４７５を備えている。そして、電子ペン１を表示装置２の表示面２ａに対して、４５°の角度に傾けた状態で使用した場合であっても、第１の方向の断面視において２０％以上の光が第１の変換領域２２１を透過し、第２の方向の断面視において２０％以上の光が第２の変換領域２２２を透過する。各変換領域２２１，２２２では、電子ペン１から放射される赤外光１１３が、プリズムシート４７３，４７４に入射する入射角が４０°〜６０°以外の角度になるように、角度変換される。その結果、各プリズムシート４７３，４７４の透過率を大きくなる。従って、電子ペン１の画像読取部１２１でコントラストが高い位置情報パターン３の画像を取得でき、処理回路部１３で正確に位置座標を読み取ることができる。
【００７２】
また、角度分布変換シート４７５は、４５°の角度で光を入射させたとき、４０°〜６０°以外の角度で出射する光の割合が２５％以上の光学特性を有するものが望ましい。
【００７３】
なお、本実施の形態において、各変換領域２２１，２２２の範囲は、各プリズムシート４７３，４７４の透過率を基準にして決定してもよい。例えば、第１の変換領域２２１が、第１の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで前面から入射した光を、第１のプリズムシート４７３の透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる領域であってもよい。同様に、第２の変換領域２２２が、第２の方向の断面視において、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで前面から入射した光を、第２のプリズムシート４７４の透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる領域であってもよい。この場合に、角度分布変換シートの正面視において第１の方向（または第２の方向）に、角度分布変換シート４７５のシート面に対する入射角として上記所定角度θａで、位置情報パターン３を読み取るための光を角度分布変換シート４７５の前面に照射した場合に、２０％以上の光が第１の変換領域２２１（または第２の変換領域２２２）を透過する。なお、第１の変換領域２２１（または第２の変換領域２２２）を透過する割合は、２５％以上であってもよい。
【００７４】
（その他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００７５】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７６】
実施の形態において、角度分布変換シート４７５のレンズ部は、画像の視認性に影響を与えにくい形状であればよく、正面視で楕円形など他の形状であってもよい。
【００７７】
実施の形態では、位置情報パターン３が表示面２ａにおける位置座標を表すが、これに限定されない。位置情報パターン３は、表示領域における位置に関する情報を表していればよく、位置情報パターン３が、制御テーブル上で位置座標に対応付けられた情報を表していてもよい。
【００７８】
また、実施の形態では、電子ペン１において、位置情報パターン３を読み取ったイメージパターンから位置情報を特定していたが、これに限定されない。例えば、電子ペン１から表示装置２へイメージパターンの画像データを送信して、表示装置２が、受信した画像データに基づいて位置情報を特定してもよい。
【００７９】
また、実施の形態では、位置情報パターン３が、タッチパネル４９よりも表側に設けられているが、位置情報パターン３が、タッチパネル４９よりも裏側に設けられていてもよい。
【００８０】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８１】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須ではない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。
【００８２】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等な範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本開示は、表示面に手書き入力が可能な表示装置などに有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  電子ペン
２  表示装置
２ａ  表示面
３  位置情報パターン
３１  マーク
４７  面光源部
４８  拡散反射シート
２２１  第１の変換領域
２２２  第２の変換領域
４７３  第１のプリズムシート
４７４  第２のプリズムシート
４７５  角度分布変換シート
４７５ａ  凸部（レンズ部）
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、前記プリズムシートのシート面に対する入射角が、４０°よりも大きく６０°未満の所定角度で最低となり、
前記角度分布変換シートは、前記プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも１枚のプリズムシートを第１のプリズムシートとし、前記変換領域を第１の変換領域として、
前記面光源部は、前記第１のプリズムシートのプリズムの延伸方向にプリズムの延伸方向が交差する第２のプリズムシートを有し、
前記角度分布変換シートは、前記第２のプリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第２の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記シート面に対する出射角として４０°以下または６０°以上で背面から出射させる第２の変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第２の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記第２の変換領域を透過することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の方向の断面視において、前記変換領域は、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前記角度分布変換シートの前面に光を照射した場合に、前記光の入射位置における表面に対する入射角が２８°以下または５１°以上となるように、前記前面が前記シート面に対して傾斜した領域であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２５％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記プリズムシートの前面から背面へ光を透過させたときの透過率は、前記プリズムシートのシート面に対する入射角が所定角度で最低となり、
前記角度分布変換シートは、前記プリズムシートのプリズムの延伸方向に直交する第１の方向の断面視において、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で前面から入射した光を、前記プリズムシートの透過率が４０％以上となる出射角で背面から出射させる変換領域を有し、
前記角度分布変換シートの正面視において前記第１の方向に、前記角度分布変換シートのシート面に対する入射角として前記所定角度で、前記位置情報パターンを読み取るための光を前記角度分布変換シートの前面に照射した場合に、２０％以上の光が前記変換領域を透過することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
表示装置であって、
画像を表示する表示領域を有する表示パネルと、
前記表示パネルの背面側に配置された面光源部と、前記面光源部の背面側に配置された拡散反射シートとを有するバックライト装置と、
前記表示領域に配置され、前記表示領域における位置に関する情報を表す複数の位置情報パターンとを備え、
前記面光源部は、
前記面光源部から出射される光に指向性を持たせるための少なくとも１枚のプリズムシートと、
前記プリズムシートと前記表示パネルとの間に配置された角度分布変換シートとを有し、
前記角度分布変換シートの前面または背面には、複数の凸部または複数の凹部がレンズ部としてマトリクス状に形成され、
前記複数のレンズ部は、前記レンズ部の曲率半径をｒとし、前記配列方向における前記レンズ部のピッチＰとした場合に、１．５≦Ｐ／ｒ≦３．０の関係式を満たすように配列されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【請求項８】
請求項５に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【請求項９】
請求項６に記載の表示装置と、
赤外光を照射する照射部と、前記拡散反射シートで反射される赤外光を受光する画像読取部とを有する位置指示装置とを備え、
前記照射部から出射された後に前記拡散反射シートで反射されて前記位置指示装置に入射する赤外光を、前記画像読取部が受光して、前記位置情報パターンの画像を読み取ることにより、前記位置情報パターンの位置情報を検出することを特徴とする表示制御システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2014017033.tif 000016
【図２】
2014017033.tif 000017
【図３】
2014017033.tif 000018
【図４】
2014017033.tif 000019
【図５】
2014017033.tif 000020
【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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