(57)【要約】  表示面２１を備える表示パネル２４は、複数のピクセルを区画する複数のブラックライン３１１ａ、３１１ｂと、表示面２１に重なるように配置されて表示面２１における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備えている。情報パターンは、ピクセル３２に重なるように設けられた複数のマーク３３を用いて形成され、マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成されている。マーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太いブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向におけるマーク３３の長さが大きい。
2013121799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示面を備える表示パネルであって、
前記表示面に表示する表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインと、
前記表示面に重なるように配置され、前記表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備え、
前記情報パターンは、前記ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、
前記マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、
前記マークが重なる前記ピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向における前記マークの長さが大きい、表示パネル。
【請求項２】
前記幅方向において隣り合う前記マークの中心間の距離は、前記幅方向における前記ブラックラインのピッチの整数倍になっている、請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
前記マークは、前記ブラックラインと重なるように配置されている、請求項１または２に記載の表示パネル。
【請求項４】
前記ピクセルは、１つ又は複数のセルを備え、
前記マークの面積は、前記セルの面積以上である、請求項１乃至３の何れか１つに記載の表示パネル。
【請求項５】
前記マークは、隣り合う前記セルにまたがるように形成されている、請求項４に記載の表示パネル。
【請求項６】
前記ピクセルは、赤色のサブピクセル、緑色のサブピクセル、及び青色のサブピクセルを備え、
前記マークは、前記ピクセルにおいて前記赤色のサブピクセルのみに重なるように設けられている、請求項１乃至４の何れか１つに記載の表示パネル。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の表示パネルと、
前記表示パネルを制御する表示制御部とを備える、表示装置。
【請求項８】
画像を表示する表示面に重なるように、前記表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンが形成された表示部を備える表示装置と、
前記情報パターンを読み取る読み取り装置とを備える表示制御システムであって、
前記読み取り装置は、
前記情報パターンを光学的に読み取る読み取り部と、
前記読み取り部が読み取った前記情報パターンに関する情報に基づく送信データを、前記表示装置に送信する送信部とを備え、
前記表示装置は、さらに、
前記送信部から前記送信データを受信する受信部と、
前記送信データに基づいて、前記表示面の表示画像が変更されるように前記表示部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示部は、前記表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインを有し、
前記情報パターンは、前記ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、
前記マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、
前記マークが重なる前記ピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向における前記マークの長さが大きい、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、デジタルディスプレイの表示面に対して手書き入力が可能な表示装置に用いられる表示パネルなどに関する。
【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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、近年デジタルディスプレイの表示面に対し、デジタルペンを用いて手書き入力が可能なシステムが開発されている。【０００５】
本開示は、デジタルペンなどの読み取り装置により、表示面における位置を特定するための情報パターンの読み取り精度を向上させるのに有効な表示パネル、表示装置および表示制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本開示における表示パネルは、画像を表示する表示面を備える表示パネルであって、表示面に表示する表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインと、表示面に重なるように配置され、表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備え、情報パターンは、ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、マークが重なるピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向におけるマークの長さが大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示における表示パネルによれば、読み取り装置による情報パターンの読み取り精度の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、表示制御システム１００をユーザが使用している状況を示す概略図である。
【図２】図２は、表示制御システム１００のブロック図である。
【図３】図３は、表示パネル２４の断面図である。
【図４】図４は、カラーフィルタ３０の平面図である。
【図５】図５は、情報パターンの模式図である。
【図６】図６（ａ）は、マーク３３が形成されたカラーフィルタ３０の赤外画像の模式図であり、図６（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像であり、図６（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【図７】図７は、可視光を透過しない材料でマーク３３を形成した場合において、可視光を透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【図８】図８（ａ）は、ドットが形成されたカラーフィルタの赤外画像の模式図であり、図８（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像であり、図８（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタの可視画像の模式図である。
【図９】図９は、マーク３３の変形例である。
【図１０】図１０（ａ）は、マーク３３が規則的に配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は、マーク３３がランダムに配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、デジタルペン１０の概略構成図である。
【図１２】図１２は、表示制御システム１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、表示制御システム２００のブロック図である。
【図１４】図１４は、表示制御システム２００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、表示パネル２４の変形例の断面図である。
【図１６】図１６は、表示パネル２４の別の変形例の断面図である。
【図１７】図１７は、表示パネル２４の別の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
なお、発明者らは、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。
【００１１】
＜実施の形態１＞
［１．表示制御システム］
図１は、ユーザが光学式デジタルペン１０を用いて、表示装置２０の表示面２１に文字を入力している場面を示している。なお、図１では、文字を入力する場面を例に挙げているが、表示面２１に入力できるのは、文字（英語又は日本語の文字、数字など）に限定されない。記号及び図形なども入力可能である。
【００１２】
本実施の形態に係る表示制御システム１００（表示制御装置）は、光学式デジタルペン（以下、「デジタルペン」という。）１０と、表示装置２０とを備えている。デジタルペン１０は、表示制御システム１００のデータ入力機器として利用される。ユーザがデジタルペン１０で表示面２１に文字を記入すると、入力された文字が表示面２１に表示される。
【００１３】
表示面２１には、表示面２１における位置（表示位置）に応じて異なる複数の情報パターンが予め形成されている。各情報パターンは、その配置位置に対応する表示面２１における位置に関する情報を表す。各情報パターンは、表示面２１に情報を記入するデジタルペン１０などの外部機器による入力位置を特定するためのパターンである。情報パターンの詳細については後述する。デジタルペン１０は、この情報パターンを読み取ることで、その情報パターンに対応付けられた表示面２１における位置（例えば座標）を位置情報として特定して、ユーザが表示面２１に記入している位置を特定することができる。すなわち、デジタルペン１０は、情報パターンを読み取る読み取り装置としても機能する。
【００１４】
デジタルペン１０は、読み取った情報パターンから位置情報を連続的に特定することで、デジタルペン１０のペン先の軌跡、すなわち、ユーザが記入した文字などの筆跡を検出することができる。このようにして特定された位置情報は、表示装置２０に送信される。表示装置２０は、この位置情報に基づいて、デジタルペン１０により記入された文字などの情報が表示面２１に表示されるように、表示面２１に表示される表示情報を変更する。したがって、ユーザは、紙の上にペンで文字などを記入するように、表示面２１にデジタルペン１０で文字などを記入することができる。
【００１５】
また、デジタルペン１０を用いて、記入した文字を消すこともできる。すなわち、ユーザは、消しゴムのように、デジタルペン１０で記入した文字などを消すデータ入力機器として用いることもできる。この場合も、文字を記入するときと同様に、デジタルペン１０で情報パターンを読み取ることで、デジタルペン１０のペン先の位置を特定する。そして、特定された位置情報に基づいて、デジタルペン１０で記入された情報が表示面２１から消えるように、表示面２１に表示される表示情報を変更する。
【００１６】
［２．デジタルペンおよび表示装置］
図２は、デジタルペン１０および表示装置２０の構成を示すブロック図である。
【００１７】
まず、デジタルペン１０について説明する。
【００１８】
図２に示すように、デジタルペン１０は、照射部１１と、読み取り部１２と、特定部１５と、ペン側マイコン１６と、送信部１７と、を有している。
【００１９】
照射部１１は、表示面２１に形成された情報パターンに対して赤外光を照射する。赤外光の波長は、８５０ｎｍ以上が好ましい。詳細は後述するが、情報パターンは、赤外光の透過率が例えば５０％以下であって、赤外線を吸収する成分で形成されている。そのため、照射部１１から照射された赤外光は、多くが情報パターンに吸収されて透過できない。また、照射部１１から照射された赤外光は、多くが情報パターン以外の領域を透過して、後述するバックライト装置の反射面で反射する。
【００２０】
読み取り部１２は、対物レンズ１３と撮像素子１４とを備えている。読み取り部１２は、情報パターンを光学的に読み取ることができる。情報パターンにより吸収され、その他の領域を透過して上記反射面で反射された赤外光は、対物レンズ１３を通じて、撮像素子１４に受光される。受光された赤外光は、撮像素子１４の撮像面に、情報パターンの光学像を形成する。このようにして、読み取り部１２により情報パターンが読み取られる。撮像素子１４としては、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いることができる。読み取り部１２により読み取られた情報パターンの撮像データは、特定部１５へ送られる。
【００２１】
特定部１５は、読み取り部１２で読み取られた情報パターン（撮像素子１４が出力する撮像データ）に基づいて、その情報パターンが形成されている位置を、表示面２１における位置として特定する。情報パターンは、表示面２１における位置に応じて、互いに異なるパターンとなるよう形成されている。そのため、特定部１５は、読み取り部１２により読み取られる情報パターンの変化を参照することで、デジタルペン１０のペン先が表示面２１上のどの位置にあるのかを特定することが出来る。特定部１５により特定された表示面２１における位置を表す情報（位置情報）は、ペン側マイコン１６に送られる。
【００２２】
ペン側マイコン１６は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されている。ペン側マイコン１６には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。ペン側マイコン１６は、デジタルペン１０全体を制御する。ペン側マイコン１６は、制御部の一例である。
【００２３】
送信部１７は、特定部１５で特定された表示面２１における位置を表す情報を、送信部１７から表示装置２０に対して送信する。
【００２４】
［３．表示装置］
次に、図２および図３を用いて表示装置２０について説明する。
【００２５】
図２に示すように、表示装置２０は、受信部２２と、表示側マイコン２３と、表示パネル２４とを有している。本実施の形態の表示装置２０は、液晶ディスプレイである。表示パネル２４は、表示部の一例である。なお、図示は省略するが、表示装置２０は、表示パネル２４の背面側から、表示パネル２４に光を照射するバックライト装置なども備えている。
【００２６】
受信部２２は、デジタルペン１０の送信部１７から送信された情報を受信する。受信した情報には、デジタルペン１０の特定部１５で特定された表示面２１における位置を表す情報が含まれている。受信部２２が受信した情報（位置情報など）は、表示側マイコン２３に送られる。
【００２７】
表示側マイコン２３は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されている。表示側マイコン２３には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。表示側マイコン２３は、表示装置２０全体を制御する。表示側マイコン２３は、制御部の一例である。
【００２８】
表示側マイコン２３は、デジタルペン１０の特定部１５で特定された表示面２１における位置に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する。具体的に、表示側マイコン２３は、特定部１５で特定された表示面２１における位置がデジタルペン１０により記入された状態になるように、表示パネル２４を制御する。これにより、ユーザがデジタルペン１０を用いて入力した文字が、表示面２１に表示される。
【００２９】
図３は、表示パネル２４の断面図である。図３に示すように、表示パネル２４は、ガラス基板２５と、配向膜２６と、液晶層２７と、透明電極２８と、カラーフィルタ３０とを有している。これらの部品は、互いに積層されている。なお、カラーフィルタ３０の表面では、後述するマーク３３が形成された領域が、マーク３３が形成されていない領域に比べて、少しだけ盛り上がっている。本実施の形態では、ガラス基板２５ａの裏面に平坦面が接触するように、ガラス基板２５ａとカラーフィルタ３０の間に、表側が平坦に形成された平坦層４０（例えば、接着剤により形成した接着層）が、設けられている。なお、平坦層４０は必須ではない。
【００３０】
［４．情報パターン］
図４を用いて情報パターンが形成されたカラーフィルタ３０の詳細について説明する。
【００３１】
図４は、カラーフィルタ３０の平面図である。カラーフィルタ３０は、ブラックマトリクス３１と、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の光を透過させる複数のピクセル３２とで構成されている。
【００３２】
［４−１．ブラックマトリクス］
図４に示すように、ブラックマトリクス３１は、第１ブラックストライプ３１ａと、第２ブラックストライプ３１ｂとで構成されている。第１ブラックストライプ３１ａは、表示面２１の第１方向（図４における横方向）に延びる複数のブラックライン３１１ａにより形成されている。第２ブラックストライプ３１ｂは、表示面２１の第２方向（図４における縦方向）に延びる複数のブラックライン３１１ｂにより形成されている。第１ブラックストライプ３１ａと第２ブラックストライプ３１ｂとが縦横に交わることで、ブラックマトリクス３１が形成される。ブラックマトリクス３１は、カーボンブラックを主成分とする材料で形成されている。
【００３３】
第１ブラックストライプ３１ａは、図４における横方向に延びる複数のブラックライン３１１ａ（以下、「横ブラックライン」という。）により形成される。複数の横ブラックライン３１１ａが、縦方向に間隔を隔てて配列されることで、第１ブラックストライプ３１ａが形成される。複数の横ブラックライン３１１ａは、所定のピッチＡで配列されている。各横ブラックライン３１１ａは、所定の幅Ｂで形成されている。
【００３４】
第２ブラックストライプ３１ｂは、図４における縦方向に延びる複数のブラックライン３１１ｂ（以下、「縦ブラックライン」という。）により形成される。複数の縦ブラックライン３１１ｂが、横方向に間隔を隔てて配列されることで、第２ブラックストライプ３１ｂが形成される。複数の縦ブラックライン３１１ｂは、所定のピッチ（後述するサブピクセルの幅Ｃに縦ブラックライン３１１ｂの幅を加えた長さ）で配列されている。各縦ブラックライン３１１ｂは、所定の幅で形成されている。縦ブラックライン３１１ｂの幅は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも小さい。
【００３５】
［４−２．ピクセル］
各ピクセル３２は、隣り合う２本の横ブラックライン３１１ａ間に形成されている。また、各ピクセル３２は、隣り合う２本の縦ブラックライン３１１ｂ間に形成されている。各ピクセル３２は、隣り合う２本の横ブラックライン３１１ａと、隣り合う２本の縦ブラックライン３１１ｂとにより区画されている。
【００３６】
ピクセル３２は、複数のサブピクセルにより構成されている。具体的には、ピクセル３２は、サブピクセル３２Ｒ、サブピクセル３２Ｇ、及びサブピクセル３２Ｂにより構成されている。サブピクセル３２Ｒは、第１サブピクセルの一例である。サブピクセル３２Ｇは、第２サブピクセルの一例である。サブピクセル３２Ｂは、第３サブピクセルの一例である。各サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、ブラックマトリクス３１に区画されたセル（部屋）に設けられている。ピクセル３２は、複数のセルを備えている。
【００３７】
カラーフィルタ３０では、複数のピクセル３２が２次元配列されている。具体的には、カラーフィルタ３０では、表示面２１の第１方向（図４における横方向）に所定のピッチで複数のピクセル３２が配列され、表示面２１の第２方向（図４における縦方向）に所定のピッチで複数のピクセル３２が配列されている。表示面２１の第２方向は、表示面２１の第１方向に対して垂直な方向である。
【００３８】
サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、赤、緑、青の各色に対応している。すなわち、サブピクセル３２Ｒを透過した光は赤色の光に変換され、サブピクセル３２Ｇを透過した光は緑色の光に変換され、サブピクセル３２Ｂを透過した光は青色の光に変換される。
【００３９】
本実施の形態では、各サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが、横方向の幅Ｃと縦方向の幅Ｄの大きさを有する矩形形状である。
【００４０】
［４−３．マーク］
２次元配列されたピクセル３２の少なくとも一部のピクセル３２には、マーク３３が形成されている。マーク３３は、サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂのうち少なくとも１つのサブピクセルに形成されている。本実施の形態では、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒに形成されている。マーク３３は、サブピクセル３２Ｒの全体を覆うように形成されている。換言すると、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒを塗りつぶすように形成されている。
【００４１】
本実施の形態では、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒにのみ形成されている。すなわち、マーク３３は、同一色のサブピクセルにのみ形成されている。
【００４２】
詳細は後述するが、マーク３３は、可視光を透過する材料で形成されている。しかし、可視光の一部は、マーク３３に吸収されてしまう。もし仮にマーク３３が異なる色のサブピクセル上にそれぞれ形成された場合（例えば、ある領域ではマーク３３がサブピクセル３２Ｒに形成され、別の領域ではマーク３３がサブピクセル３２Ｂに形成される場合）、表示面２１に色ムラが発生してしまう。しかし、本実施の形態のように同一色のサブピクセルにマーク３３を形成することにより、色ムラを抑えることができる。
【００４３】
なお、マーク３３は、赤色以外のサブピクセル３２Ｇ、３２Ｂにも形成してもよいが、３色の中でサブピクセル３２Ｒに形成するのが好ましい。サブピクセル３２Ｇを透過した緑色の光は、赤、緑、青の３色の中で最も輝度が高い。そのため、サブピクセル３２Ｇにマーク３３を形成するよりも、サブピクセル３２Ｒにマーク３３を形成する方が、表示面２１全体の輝度を高く保つことができる。また、マーク３３は、赤色の光よりも青色の光の方が多く吸収してしまう。このため、サブピクセル３２Ｂにマーク３３を形成するよりも、サブピクセル３２Ｒにマーク３３を形成する方が望ましい。
【００４４】
［４−４．マークの配置］
マーク３３は、カラーフィルタ３０の面内に複数形成されている。情報パターンは、複数のマーク３３により形成される。すなわち、複数のマーク３３の配置パターン（位置や組み合わせ）を適宜設定することで、様々なパターンの情報パターンが形成される。
【００４５】
図５は、情報パターンの模式図である。情報パターンは、６マーク×６マークのエリアを単位エリア５０として、デジタルペン１０に読み取られる。この単位エリア５０の中には、３６個のマーク３３が配置されている。３６個のマーク３３の配置パターンとして様々なパターンを組み合わせることで、表示面２１上の位置に応じて、全てが異なる複数の情報パターンを形成することができる。本実施の形態では、表示面２１の全面に亘って複数の情報パターンが形成されている。なお、表示面２１のうちデジタルペン１０による記入を許容する領域だけに、情報パターンを形成すればよく、表示面２１の一部にだけ情報パターンを形成してもよい。
【００４６】
各情報パターンは、６マーク×６マークのエリアを単位エリア５０として、表示面２１における位置に関する情報を表している。図５では、エリア５０ａの情報パターンは、エリア５０ａの中心位置に関する情報を表し、エリア５０ｂの情報パターンは、エリア５０ｂの中心位置に関する情報を表す。図５においてペン先が右下へ斜めに移動すると、デジタルペン１０が読み取るエリア５０は、エリア５０ａからエリア５０ｂへ変化する。全ての情報パターンは、表示面２１上の位置に応じて互いに異なっているので、１つの情報パターンで１つの座標（表示面２１における座標）を表すことができる。デジタルペン１０の特定部１５は、情報パターンと表示面２１における座標とを１対１で対応付けすることで、ユーザが表示面２１に記入している位置を特定することができる。特定部１５は、所定の方法を用いて、情報パターンにおける３６個のマーク３３の位置情報を、表示面２１における座標へ変換する。このような情報パターンのパターンニングや座標変換の方法は、例えば、特開２００６−１４１０６１号公報に開示されているような公知の方法を用いることができる。
【００４７】
なお、ここでは単位エリア５０として６マーク×６マークのエリアを例に挙げて説明したが、単位エリア５０を構成する範囲は、デジタルペン１０や表示装置２０の設計に応じて適宜設定することができる。
【００４８】
［４−５．マークの中心間の距離］
本実施の形態では、横方向に隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｅは、ブラックマトリクス３１で区切られるセルの横方向の幅Ｃ及び縦方向の幅Ｄの何れよりも大きくなっている。距離Ｅは、図５に示す６区画×６区画のうち、同じ行（横方向へ並ぶ区画）において、隣り合う区画のマーク３３の中心（マークの横方向の中心）間の距離を示している。なお、図５の区画を示す破線は仮想の線である。図５では、複数の区画を一定のピッチで記載している。また、縦方向に隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｆも同様に、幅Ｄと同じか、もしくは、幅Ｄよりも広くなっている。距離Ｆは、図５に示す６区画×６区画のうち、同じ列（縦方向へ並ぶ区画）において、隣り合う区画のマーク３３の中心（マークの縦方向の中心）間の距離を示している。言い換えると、情報パターンでは、ブラックマトリクス３１のパターンよりも粗くマーク３３が配置されている。以下、このように構成される理由について説明する。
【００４９】
ブラックマトリクス３１とマーク３３は、赤外光を吸収する材料で構成されている。したがって、デジタルペン１０の照射部１１から出射された赤外光は、マーク３３だけでなく、ブラックマトリクス３１にも吸収される。すなわち、デジタルペン１０は、ブラックマトリクス３１のパターンと、マーク３３が形成する情報パターンの両方を読み取ることになる。
【００５０】
しかし、本実施の形態では、隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｅは、ブラックマトリクス３１で区切られるサブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの横方向の幅Ｃ及び縦方向の幅Ｄの何れよりも大きくなっている。このように構成することで、対物レンズ１３の解像度が低い場合は、ブラックマトリクス３１のような微細なラインのパターンを読み取ることができず、情報パターンのみを読み取ることができる。
【００５１】
一方、対物レンズ１３の解像度が高い場合は、撮像素子１４が、ブラックマトリクス３１のパターンと情報パターンの両方を読み取ってしまう。しかし、このような場合には、撮像素子１４が出力する撮像データ（読み取ったパターンの信号）に対してフーリエ解析を行うことで、ブラックマトリクス３１のパターンに関する信号と、マーク３３の情報パターンに関する信号を分離することができる。その結果、マーク３３の情報パターンのみを抽出して読み取ることができる。
【００５２】
また、図４及び図５に示すように、マーク３３の縦方向の距離Ｆは、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの整数倍となっている。具体的に、図４において、マーク３３の縦方向の距離Ｆ１は、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの１倍となっており、マーク３３の縦方向の距離Ｆ２は、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの２倍となっている。
【００５３】
詳細は後述するが、このように、規則的に配置されたマーク３３によって情報パターンを形成することで、情報パターンを読み取る際の処理が容易となる。
【００５４】
［４−６．マークの大きさ］
マーク３３は、そのマーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太いブラックライン（本実施の形態では、横ブラックライン３１１ａ）の幅よりも、その幅方向における長さが大きい。なお、本実施の形態では、表示パネル２４の全てのマーク３３の幅方向の長さが、上記最も太いブラックラインの幅よりも大きくなっている。具体的に、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅Ｂよりも大きく形成されている。マーク３３の縦方向の長さは、横ブラックライン３１１ａの幅Ｂよりも大きくなっている。このような大きさにマーク３３を形成することにより、デジタルペン１０は、情報パターンを読み取り易くなる。
【００５５】
［４−７．マークの材料］
マーク３３は、可視光（波長４００〜７００ｎｍの光）を透過し、かつ、赤外光（波長７００ｎｍ以上の光）を吸収する材料で形成されている。マーク３３は、例えば波長８００ｎｍ以上の赤外光を吸収する材料で形成されている。具体的には、マーク３３は、可視光に対しては９０％以上の透過率を有し、かつ、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で形成されている。マーク３３が形成されたサブピクセルは、マーク３３が形成されていないサブピクセルに比べて、赤外光の透過率が小さい。
【００５６】
ここで、デジタルペン１０から照射された赤外光は、バックライト装置の反射面などで反射して、デジタルペン１０の撮像素子１４に到達する。この反射面に到達する赤外光の強度は、マーク３３を透過した赤外光よりも、マーク３３が形成されていないサブピクセルを透過した赤外光の方が大きくなる。その結果、撮像素子１４に到達する赤外光の強度は、マーク３３を透過した赤外光よりも、マーク３３が形成されていないサブピクセルを透過した赤外光の方が大きくなる。マーク３３は、上記反射面における反射光の強度を低下させているとも言える。例えば、マーク３３は、上記反射面における反射光の強度が１０％近くまで低下する材料（例えば、上記反射面における反射光の強度を２０％以下に低下する材料）で形成されている。
【００５７】
このような材料として例えば、ジイモニウム系やフタロシアニン系の化合物が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。ジイモニウム系の化合物として、ジイモニウム塩系化合物を含むことが好ましい。ジイモニウム塩系化合物は、近赤外線領域の吸収量が大きく、吸収域も広く、可視光領域の透過率が高い特性を有する。ジイモニウム塩系化合物は、市販品を用いることができる。例えば、ＴＺ（株式会社アデカ製）や、ＣＹ（日本化薬株式会社製）等が好適である。
【００５８】
なお、市販品によって、赤外域の透過率が最低となる波長帯が異なる。このような場合、赤外域の透過率が最低となる波長帯に合わせて照射部（例えばＬＥＤ）の波長を選択すればよい。例えば、赤外域の透過率が９５０ｎｍで最低となるマーク３３の場合は、照射部が照射する赤外光の波長を９５０ｎｍにすればよい。
【００５９】
以上により、デジタルペン１０の照射部１１から照射された赤外光は、マーク３３に吸収される。そして、デジタルペン１０の照射部１０から照射された赤外光は、バックライト装置の反射面において、マーク３３を透過した光が到達する領域ではほとんど反射されない。一方で、デジタルペン１０から照射された赤外光は、上記反射面において、サブピクセル３２Ｇ及びサブピクセル３２Ｂを透過した光が到達する領域で反射される。反射された赤外光は、デジタルペン１０の撮像素子１４により撮像される。例えば、撮像素子１４に撮像された画像を外付けの表示装置に表示させると、画像中において、赤外光の多くを透過した領域は白く表示され、赤外光を吸収した領域は黒く表示される。すなわち、マーク３３に対応する領域は、黒く表示される。デジタルペン１０は、この黒く表示された領域のパターンを読み取ることで、ペン先が表示面２１上のどの位置に存在しているのかを特定する。
【００６０】
［４−８．マークの詳細］
図６を用いて、情報パターンについてさらに詳細に説明する。
【００６１】
図６（ａ）は、マーク３３が形成されたカラーフィルタ３０の赤外画像の模式図である。図６（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像である。図６（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【００６２】
図６（ａ）に示す情報パターンは、デジタルペン１０により、図６（ｂ）に示すように撮像される。図６（ｂ）に示すように、デジタルペン１０は、横ブラックライン３１１ａと情報パターンのマーク３３とを認識する。しかし、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。そのため、デジタルペン１０は、マーク３３を精度良く認識することができる。
【００６３】
また、図６（ｃ）に示すように、マーク３３は可視光を透過する材料で形成されているので、カラーフィルタ３０は、赤、緑、青の各色を透過する。マーク３３が設けられたサブピクセル３２Ｒは、赤色の可視光を透過する。したがって、表示装置２０は、マーク３３による劣化がほとんどない画像又は映像を表示することができる。
［４−９．マークが可視光を透過しない場合］
【００６４】
図７は、可視光を透過しない材料でマーク１３３を形成した場合において、可視光を透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。図７に示すように、マーク１３３が赤色光の透過を遮ってしまうので、表示面２１に表示される画像は、色ムラ、輝度ムラ、及び画素抜けなどが生じている状態になる。しかし、本実施の形態では、可視光を透過する材料でマーク３３を形成しているので、図６（ｃ）に示すように、赤、緑、青の各色を透過させることができる。
【００６５】
［４−１０．マークがドットの場合］
次に、可視光を透過しない材料で形成したドット２３３を用いて、情報パターンを形成した場合について図８を用いて説明する。
【００６６】
図８（ａ）は、ドット２３３が形成されたカラーフィルタの赤外画像の模式図である。図８（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像である。図８（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタの可視画像の模式図である。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、１つのサブピクセル上に、サブピクセルよりも小さいドット２３３が形成されている。このドット２３３が複数配置されることで情報パターンが形成される。ドット２３３の径は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも小さい。そのため、図８（ｃ）に示すように、ドット２３３が形成されたピクセルを透過した光をドット２３３が遮る量は、図６の場合よりも少なくなる。しかし、図８（ｂ）に示すように、横ブラックライン３１１ａの幅よりもドット２３３の径が小さいため、デジタルペン１０は、情報パターンを認識しづらくなる。したがって、デジタルペン１０の読み取り精度が悪くなってしまう。
【００６８】
一方、本実施の形態のマーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。そのため、デジタルペン１０は、マーク３３を精度良く認識することができる。
【００６９】
［４−１１．マークの変形例］
次に、図９を用いて、マーク３３の変形例について説明する。
【００７０】
図９（ａ）に示すように、マーク３３は、単一のサブピクセルではなく、複数のサブピクセルにまたがるように形成されてもよい。具体的には、マーク３３は、隣り合う２つサブピクセルの上に形成されてもよい。例えば、マーク３３は、隣り合うサブピクセル３２Ｒ及びサブピクセル３２Ｂにまたがるように形成してもよい。
【００７１】
また、図９（ｂ）に示すように、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも径の大きな丸形状にしてもよい。すなわち、マーク３３の形状は、サブピクセルの形状に合わせなくてもよい。このような形状の場合、マーク３３は、そのマーク３３が設けられたサブピクセルを区画する２本の横ブラックライン３１１ａの間の中間位置に配置するのが好ましい。すなわち、マーク３３は、第１ブラックストライプ３１ａに対して規則性を持って配置されることが好ましい。この理由については後述する。また、マーク３３は、第２ブラックストライプ３１ｂに対して規則性を持って配置されてもよい。
【００７２】
但し、本実施の形態では、縦ブラックライン３１１ｂの幅は、その幅方向におけるマーク３３の長さよりも十分に小さい。縦ブラックライン３１１ｂの幅が、デジタルペン１０が有する光学系の分解能以上の細かさであれば、デジタルペン１０は、縦ブラックライン３１１ｂ（つまり、第２ブラックストライプ３１ｂ）を検出することができない。したがって、デジタルペン１０の読み取りには影響を与えない。
【００７３】
また、図９（ｃ）に示すように、丸形状のマーク３３をブラックマトリクス３１の線上に形成してもよい。このような場合、丸形状のマーク３３の中心と、横ブラックライン３１１ａの幅方向の中心とが一致するように、マーク３３を配置することが好ましい。すなわち、マーク３３は、第１ブラックストライプ３１ａに対して規則性を持って配置されることが好ましい。なお、他の形状（例えば、矩形形状）のマーク３３をブラックマトリクス３１の線上に形成してもよい。
【００７４】
また、図９（ｄ）に示すように、マーク３３の縦方向の長さが横ブラックライン３１１ａの幅よりも大きいのであれば、サブピクセルの一部にマーク３３が形成されてもよい。例えば、マーク３３がサブピクセルの半分を覆うように形成されてもよい。
【００７５】
マーク３３の形状は、図９に示したような丸形状や矩形状に限定されず、矩形以外の多角形（例えば、三角形、五角形）、又は楕円形などの形状であってもよい。また、マーク３３は、図９に示すような図形に限定されず、文字、又は、×印などの記号であってもよい。要するに、デジタルペン１０が認識できればよい。
【００７６】
次に、マーク３３が規則性を持って配置されることが好ましい理由について図１０を用いて説明する。
【００７７】
図１０（ａ）は、マーク３３が規則的に配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を示す模式図である。また、図１０（ｂ）は、マーク３３がランダムに配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を示す模式図である。
【００７８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス成分を除去することで、マーク３３の一部（ブラックライン３１１ａ、３１１ｂに重なる部分）も除去される。しかし、図１０（ａ）の場合は、マーク３３が規則的に配置されているため、マーク３３の外周形状を認識することができ、マーク３３の中心位置を容易に検出することができる。したがって、デジタルペン１０は、情報パターンをより正確に読み取ることができる。
【００７９】
一方、図１０（ｂ）に示すようにマーク３３がランダムに配置された場合、ブラックマトリクス成分を除去すると、マーク３３の一部もランダムに除去される。一部が除去されたマーク３３の中には、中心位置を検出することができるマーク３３が存在するものの、位置によってマーク３３の形状にばらつきがある。そのため、それぞれのマーク３３ごとに中心位置を検出するのが困難である。また、それぞれのマーク３３ごとの中心位置を検出できたとしても、処理が遅くなってしまう。
【００８０】
したがって、マーク３３は、ブラックストライプに対して規則性を持って配置されることが好ましい。「ブラックストライプに対して規則性を持って配置される」とは、マーク３３の中心間の距離が、ブラックストライプのピッチの整数倍であることを含む。
【００８１】
［５．デジタルペンの構成］
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、デジタルペン１０の概略構成図である。図１１（ａ）に示すように、デジタルペン１０は、ペン先端部１８を有する。ペン先端部１８の先端は、ユーザが表示面２１への記入を行う際に表示面２１に接触する。ペン先端部１８の形状は、ユーザが表示面２１に表示される文字などを認識しやすい形状であることが好ましい。ペン先端部１８の近傍には、対物レンズ１３と照射部１１とが設けられている。前述したとおり、照射部１１から出射された赤外光は、表示面２１上に設けられた情報パターンに吸収され、情報パターン以外の領域を透過して上記反射面で反射される。対物レンズ１３の光軸上には撮像素子１４が設けられている。上記反射面で反射された光は、対物レンズ１３により撮像素子１４の撮像面上に光学像を形成する。これにより、情報パターンが撮像素子１４により撮像される。送信部１７は、ペン先端部１８とは反対側の端部近傍に設けられている。電源１９は、デジタルペン１０のうち電力が必要な各部品に対して、電力を供給する。
【００８２】
また、デジタルペン１０は、圧力センサ４２を有している。圧力センサ４２は、ユーザがデジタルペン１０を用いて表示面２１に文字などを記入する際に、表示装置２０からペン先端部１８に加わる圧力を検出する。圧力センサ４２が圧力を検出すると、その圧力に関する情報（以下、「圧力情報」という。）は、ペン側マイコン１６に送られる。ペン側マイコン１６は、圧力センサ４２から送られる圧力情報に基づいて、ユーザがデジタルペン１０で記入しているか否かを判断する。
【００８３】
図１１（ｂ）は、デジタルペン１０の変形例を示している。図１１（ｂ）では、デジタルペン１０が、ペン先端部１８のペン先に相当する部分に、対物レンズ１３を備える。また、ペン先端部１８の周囲には、ペン先端部１８を取り囲むように、複数の照射部１１が設けられている。照射部１１の数は、例えば４個など、適宜設定することができる。なお、照射部１１は、リング状の照明部材（リング状のライト）であってもよい。また、ペン先端部１８は、照射部１１が照射する赤外光を透過可能な材料で形成されるのが好ましい。
【００８４】
図１１（ｂ）に示す変形例では、ペン先に相当する部分に設けられた対物レンズ１３と、レンズ４３とで光学系を構成している。
【００８５】
このような場合は、対物レンズ１３がペン先に設けられているので、ユーザがデジタルペン１０で表示面２１に文字を記入する際に、対物レンズ１３が表示面２１に接触する。そして、対物レンズ１３は、表示面２１に接触した状態で、表示面２１に形成された情報パターンの光学像を形成する。このような構成により、表示面２１上において、ペン先として表示面２１に接触する部分と、情報パターンを読み取る部分とが同じ領域に位置するため、ユーザは紙とペンによるアナログ的な手書き入力に近い感覚で、デジタルペン１０を操作することができる。
［６．動作］
【００８６】
次に、図１２を用いて、本実施の形態の表示制御システム１００の処理の流れを説明する。
【００８７】
ユーザがデジタルペン１０を用いて文字などの記入を開始すると、ペン側マイコン１６は、ペン先端部１８に圧力が加わったか否かを判定する（ステップＳ１１）。圧力センサ４２が圧力を検出した場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ペン側マイコン１６は、ユーザが表示面２１に対して文字を入力していると判断する。次に、デジタルペン１０の読み取り部１２が、表示面２１に形成された情報パターンを読み取る（ステップＳ１２）。読み取り部１２により読み取られた情報パターンに関する情報（撮像データ）は、特定部１５送られる。特定部１５は、読み取り部１２から送られてきた情報に基づき、読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を位置情報として特定する（ステップＳ１３）。特定された位置情報は、送信部１７から受信部２２へ送信される（ステップＳ１４）。受信部２２が受け取った位置情報は、表示側マイコン２３へ送られる。そして、表示側マイコン２３は、受け取った位置情報に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する（ステップＳ１５）。その後、ペン側マイコン１６は、圧力センサ４２が圧力を検出するか否かに基づいて、ユーザによるペン入力が継続されているかどうかを監視する（ステップＳ１６）。ユーザのペン入力が続いている場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）は、処理はステップＳ１２へ戻る。一方、ユーザのペン入力が続いていない場合は、処理が終了する。
【００８８】
このような処理を行うことで、表示制御システム１００は、ユーザがペン入力した位置を高精細に検知し、表示面２１に表示する表示情報に反映させることができる。
［７．まとめ］
【００８９】
上述したとおり、本実施の形態の表示パネル２４（表示部の一例）は、複数のピクセルを区画する複数のブラックライン３１１ａ、３１１ｂと、表示面２１に重なるように配置されて表示面２１における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備えている。情報パターンは、ピクセル３２に重なるように設けられた複数のマーク３３を用いて形成され、マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成されている。マーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太いブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向におけるマーク３３の長さが大きい。複数のブラックライン３１１ａ（ブラックラインの一例）は第１ブラックストライプ３１ａ（ブラックストライプの一例）を形成している。第１ブラックストライプ３１ａは、縦方向（所定の方向の一例）に向かって所定のピッチＡで形成されている。第１ブラックストライプ３１ａは、縦方向に向かって配列された複数の横ブラックライン３１１ａ（ブラックラインの一例）により形成されている。なお、表示面２１における位置に関する情報は、所定のアルゴリズムによる変換によって、表示面２１の位置座標を得ることができる情報に限定されず、予め準備したテーブルから表示面２１の位置座標を取得できる情報であってもよい。
【００９０】
このような構成により、ブラックライン３１１ａの影響が軽減されるため、デジタルペン１０は、情報パターンを精度良く読み取ることが可能となる。
【００９１】
また、本実施の形態では、上記幅方向において隣り合うマーク３３の中心間の距離が、その幅方向におけるブラックライン３１１ａのピッチの整数倍になっている。
【００９２】
このような構成により、デジタルペン１０がマーク３３とブラックストライプ３１ａの両方を読み取ったとしても、その読み取った画像からブラックストライプ成分を除去することにより、マーク３３を容易に抽出することができる。その結果、デジタルペン１０は、情報パターンをさらに精度良く読み取ることができる。
【００９３】
また、本実施の形態において、図９（ｃ）に示すように、マーク３３は、第１ブラックライン３１１ａと重なるように配置してもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、マーク３３の面積が、ピクセル３２の各サブピクセル（セルの一例）の面積以上である。
【００９５】
また、本実施の形態において、図９（ａ）に示すように、マーク３３が、隣り合うサブピクセルにまたがるように形成されてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、マーク３３が、ピクセル３２において赤色のサブピクセル３２Ｒのみに重なるように設けられている。このような構成により、表示面２１全体の輝度を高く保つことができる。
【００９７】
また、本実施の形態の表示装置２０は、表示パネル２４を備えている。マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収する材料で形成されているので、表示装置２０は、マーク３３による劣化がほとんどない画像や文字を表示することができる。
【００９８】
また、本実施の形態の表示制御システム１００は、画像を表示する表示面２１に重なるように、表示面２１における位置に関する情報を表す複数の情報パターンが形成された表示パネル２４（表示部の一例）を備える表示装置２０と、情報パターンを読み取るデジタルペン１０（読み取り装置の一例）とを備えている。デジタルペン１０は、情報パターンを光学的に読み取る読み取り部１２と、読み取り部１２が読み取った情報パターンに関する情報に基づく送信データを、表示装置２０に送信する送信部１７とを備えている。表示装置２０は、表示パネル２４に加えて、送信部１７から送信データを受信する受信部２２と、送信データに基づいて、表示面２１の表示画像が変更されるように表示パネル２４を制御する表示側マイコン２２（表示制御部の一例）とを備えている。表示パネル２４は、表示画像を形成するための複数のピクセル３２を区画する複数のブラックライン３１１ａ、３１１ｂを有している。情報パターンは、ピクセル３２に重なるように設けられた複数のマーク３３を用いて形成されている。マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成されている。マーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太い横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向におけるマーク３３の長さが大きい。なお、本実施の形態では、情報パターンに関する情報に基づく送信データが、撮像データに基づいて特定した位置情報であるが、実施の形態２で説明するように、情報パターンに関する情報そのものであってもよい。
【００９９】
このような構成により、従来よりもデジタルペン１０による読み取り精度の良いシステムを実現することができる。これによりユーザは快適に手書き入力を利用することができる。
＜実施の形態２＞
【０１００】
上述した実施の形態１では、デジタルペン１０側で、表示面２１における位置を特定するための処理を行う構成について説明した。それに対して、本実施の形態に係る表示制御システム２００（表示制御装置）は、表示装置２２０側で、表示面２１における位置を特定するための処理を行う。つまり、表示装置２００に、実施の形態１の特定部１５に対応する特定部１２５が設けられている。以下、表示制御システム２００ついて説明する。
【０１０１】
なお、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する説明を省略する場合がある。また、本実施の形態を説明するための図１３では、実施の形態１と実質的に同一の構成には、同一の符号を付与している。なお、本実施の形態の表示パネル２４には、図４に示す情報パターンが形成されている。
【０１０２】
図１３に示すとおり、表示装置２２０は、表示パネル２４と、受信部２２と、特定部１２５と、表示側マイコン２３と、バックライト装置（図示省略）を備える。表示パネル２４は、表示面２１を有する。表示面２１には、その表示面２１における位置に応じて異なる複数の情報パターンが予め形成されている。受信部２２は、デジタルペン２１０から送信される情報（後述する情報パターンに関する情報）を受信する。特定部１２５は、受信部２２で受信された情報に基づいて、デジタルペン２１０で読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を位置情報として特定する。表示側マイコン２３は、特定された位置情報に基づいて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する。
【０１０３】
一方、デジタルペン２１０は、照明部１１と、読み取り部１２と、ペン側マイコン１６と、送信部１７とを備える。読み取り部１２は、情報パターンを光学的に読み取る。送信部１７は、読み取り部１２で読み取られた情報パターンに関する情報（例えば、撮像素子１４が出力する撮像データ）を表示装置２２０に送信する。
【０１０４】
次に、図１４を用いて本実施の形態の表示制御システム２００の処理の流れについて説明する。
【０１０５】
ユーザがデジタルペン２１０を用いて文字の記入を開始すると、ペン側マイコン１６は、ペン先端部１８に圧力が加わったか否かを判定する（ステップＳ２１）。圧力センサ４２が圧力を検出した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、ペン側マイコン１６は、ユーザが表示面２１に対して文字を入力していると判断する。次に、デジタルペン２１０の読み取り部１２が表示面２１に形成された情報パターンを読み取る（ステップＳ２２）。読み取り部１２により読み取られた情報パターンに関する情報は、送信部１７から受信部２２へ送信される（ステップＳ２３）。受信部２２が受け取った情報は、特定部１２５に送られる。特定部１２５は、送られてきた情報に基づき、読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を特定する（ステップＳ２４）。特定部１２５が特定した表示面２１における位置を表す情報は、表示側マイコン２３へ送られる。そして、表示側マイコン２３は、受け取った表示面２１における位置を表す情報に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する（ステップＳ２５）。その後、表示側マイコン２３は、圧力センサ４２が圧力を検出するか否かに基づいて、ユーザによるペン入力が継続されているかどうかを監視する（ステップＳ２６）。ユーザのペン入力が続いている場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）は、処理はＳ２２へ戻る。一方、ユーザのペン入力が続いていない場合は、処理が終了する。
【０１０６】
このような処理を行うことで、表示制御システム２００は、ユーザがペン入力した位置を高精細に検知し、表示面２１に表示する表示情報に反映させることができる。
＜その他の実施の形態＞
【０１０７】
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１〜２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１〜２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。
【０１０８】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【０１０９】
上述の実施の形態では、マーク３３は、可視光を透過し、赤外光を吸収する材料で形成されているが、本発明はこれに限定されない。マーク３３は、可視光を透過し、赤外光を拡散反射する材料で形成してもよい。
【０１１０】
マーク３３が赤外光を正反射する材料の場合、照射された光が正反射され撮像素子１４に戻ってこない場合がある。その場合マーク３３の位置を認識できない。しかし、マーク３３を拡散反射する材料で形成した場合、照射した光は拡散反射されるので、その一部は必ず撮像素子１４に到達する。その結果、デジタルペン１０は、マーク３３からの反射光を認識することができる。なお、撮像素子１４に撮像された画像を外付けの表示装置に表示させると、画像中において、マーク３３が形成された領域は、マーク３３が形成されていないサブピクセルよりも白く表示される。
【０１１１】
また、上述の実施の形態において、マーク３３３が複数に分かれていてもよい。例えば、図１７に示すように、ストライプを構成する複数の帯状部を１つのマーク３３３としてもよい。各帯状部は、マーク３３の材料により構成されている。マーク３３３は、そのマーク３３３が重なるピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。その場合に、各帯状部は、ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが短くてもよい。隣り合う帯状部の間隔が帯状部の幅よりもかなり小さい場合は、撮像素子１４では、複数の帯状部により構成されたマーク３３３が、１つの領域として認識される。そのため、各マーク３３３の位置情報から、表示面２１における位置に関する情報を取得することができる。
【０１１２】
また、上述の実施の形態では、マーク３３（情報パターン）をカラーフィルタ３０に形成している。しかし、マーク３３は、外部から表示パネル２４に照射された光が到達する位置に形成すればよく、マーク３３を形成する部材はカラーフィルタ３０に限定されない。図１５に示すように、マーク３３（情報パターン）を保護シート６０に形成してもよい。また、図１６に示すように、マーク３３（情報パターン）を形成したシート７０を追加してもよい。図１６では、シート７０は、表側のガラス基板２５ａと保護シート６０の間に積層されているが、他の位置にシート７０を積層してもよい。例えば、表側のガラス基板２５ａと偏光板（図示省略）の間にシート７０を積層してもよいし、裏側のガラス基板２５ｂにシート７０を積層してもよい。
【０１１３】
また、上述の実施の形態では、サブピクセルの形状は、長方形のものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。サブピクセルの形状は、三角形又は平行四辺形などの形状でもよく、これらの形状のサブピクセルを組み合わせて使用してもよい。サブピクセルの形状は、表示装置２０が文字や映像を出力できるものであればよい。また、ブラックマトリクス３１も、サブピクセルの形状に合わせて適宜変更してもよい。
【０１１４】
また、上述の実施の形態では、３色のサブピクセルで構成されたピクセル３２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。ピクセル３２は、４色以上のサブピクセルで構成されてもよい。例えば、ピクセル３２は、赤、緑、青、白の４色のサブピクセルで構成されてもよい。
【０１１５】
また、上述の実施の形態では、複数のサブピクセルで１つのピクセルを構成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つのサブピクセルで、１つのピクセルを構成してもよい。
【０１１６】
また、上述の実施の形態では、縦ブラックライン３１１ｂよりも横ブラックライン３１１ａの方が太いが、横ブラックライン３１１ａよりも縦ブラックライン３１１ｂの方が太くてもよい。この場合は、マーク３３は、縦ブラックライン３１１ｂの幅よりも、その幅方向の長さを長くする。また、縦ブラックライン３１１ｂと横ブラックライン３１１ａの太さが同じであってもよい。
【０１１７】
上述の実施の形態では、表示装置２０として液晶ディスプレイを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。表示装置は、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ、又は無機ＥＬなど、文字や映像を表示可能な装置であればよい。また、表示装置は、電子ペーパーのように表示面が自由に変形する装置であってもよい。
【０１１８】
デジタルペン１０は、文字入力だけでなく、マウスのようにカーソルを動かす手段として用いてもよい。これにより、デジタルペン１０を用いて、グラフィッカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を操作することができる。これに伴い、デジタルペン１０または表示装置２０が、ペン入力モードとカーソル操作モードとの間でデジタルペン１０のモードを切り替える切り替え部を備えてもよい。さらに、デジタルペン１０や表示装置２０が、マウスの右クリック及び左クリックに相当するスイッチをそれぞれ備えることで、ＧＵＩの操作性をさらに向上させることができる。
【０１１９】
ペン先の圧力を検出する圧力センサ４２は、圧力の有無だけでなく、連続的な圧力の変化を検出するセンサであってもよい。この場合に、文字を書いている途中の検出圧力の変化に応じて、表示される線の太さや濃さが変化するように、表示パネル２４を制御してもよい。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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ことをもって、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するべきではない。
【０１２２】
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の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】
【０１２３】
本発明は、ノートＰＣ又は携帯型タブレットなどの電子機器などに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２１０  光学式デジタルペン
１１  照射部
１２  読み取り部
１３  対物レンズ
１４  撮像素子
１５、１２５  特定部
１６  ペン側マイコン
１７  送信部
２０、２２０  表示装置
２１  表示面
２２  受信部
２３  表示側マイコン
２４  表示パネル
３０  カラーフィルタ
３１  ブラックマトリクス
３２  ピクセル
３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ  サブピクセル
３３  マーク
１００、２００  表示制御システム
【図１】
2013121799.tif 000003
【図２】
2013121799.tif 000004
【図３】
2013121799.tif 000005
【図５】
2013121799.tif 000006
【図７】
2013121799.tif 000007
【図１１】
2013121799.tif 000008
【図１２】
2013121799.tif 000009
【図１３】
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【図１４】
2013121799.tif 000011
【図１５】
2013121799.tif 000012
【図１６】
2013121799.tif 000013
【図４】
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【図６】
2013121799.tif 000015
【図８】
2013121799.tif 000016
【図９】
2013121799.tif 000017
【図１０】
2013121799.tif 000018
【図１７】
2013121799.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月3日(2014.6.3)
【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、デジタルディスプレイの表示面に対して手書き入力が可能な表示装置に関する。
【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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、近年デジタルディスプレイの表示面に対し、デジタルペンを用いて手書き入力が可能なシステムが開発されている。
【０００５】
本開示は、デジタルペンなどの読み取り装置により、表示面における位置を特定するための情報パターンの読み取り精度を向上させるのに有効な表示装置および表示制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本開示における表示装置は、画像を表示する表示面を備える表示装置であって、表示面に表示する表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインと、表示面に重なるように配置され、表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備え、情報パターンは、ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、マークが重なるピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向におけるマークの長さが大きい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示における表示装置によれば、読み取り装置による情報パターンの読み取り精度の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、表示制御システム１００をユーザが使用している状況を示す概略図である。
【図２】図２は、表示制御システム１００のブロック図である。
【図３】図３は、表示パネル２４の断面図である。
【図４】図４は、カラーフィルタ３０の平面図である。
【図５】図５は、情報パターンの模式図である。
【図６】図６（ａ）は、マーク３３が形成されたカラーフィルタ３０の赤外画像の模式図であり、図６（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像であり、図６（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【図７】図７は、可視光を透過しない材料でマーク１３３を形成した場合において、可視光を透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【図８】図８（ａ）は、ドットが形成されたカラーフィルタの赤外画像の模式図であり、図８（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像であり、図８（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタの可視画像の模式図である。
【図９】図９は、マーク３３の変形例である。
【図１０】図１０（ａ）は、マーク３３が規則的に配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は、マーク３３がランダムに配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、デジタルペン１０の概略構成図である。
【図１２】図１２は、表示制御システム１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、表示制御システム２００のブロック図である。
【図１４】図１４は、表示制御システム２００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、表示パネル２４の変形例の断面図である。
【図１６】図１６は、表示パネル２４の別の変形例の断面図である。
【図１７】図１７は、表示パネル２４の別の変形例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
なお、発明者らは、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。
【００１１】
＜実施の形態１＞
［１．表示制御システム］
図１は、ユーザが光学式デジタルペン１０を用いて、表示装置２０の表示面２１に文字を入力している場面を示している。なお、図１では、文字を入力する場面を例に挙げているが、表示面２１に入力できるのは、文字（英語又は日本語の文字、数字など）に限定されない。記号及び図形なども入力可能である。
【００１２】
本実施の形態に係る表示制御システム１００（表示制御装置）は、光学式デジタルペン（以下、「デジタルペン」という。）１０と、表示装置２０とを備えている。デジタルペン１０は、表示制御システム１００のデータ入力機器として利用される。ユーザがデジタルペン１０で表示面２１に文字を記入すると、入力された文字が表示面２１に表示される。
【００１３】
表示面２１には、表示面２１における位置（表示位置）に応じて異なる複数の情報パターンが予め形成されている。各情報パターンは、その配置位置に対応する表示面２１における位置に関する情報を表す。各情報パターンは、表示面２１に情報を記入するデジタルペン１０などの外部機器による入力位置を特定するためのパターンである。情報パターンの詳細については後述する。デジタルペン１０は、この情報パターンを読み取ることで、その情報パターンに対応付けられた表示面２１における位置（例えば座標）を位置情報として特定して、ユーザが表示面２１に記入している位置を特定することができる。すなわち、デジタルペン１０は、情報パターンを読み取る読み取り装置としても機能する。
【００１４】
デジタルペン１０は、読み取った情報パターンから位置情報を連続的に特定することで、デジタルペン１０のペン先の軌跡、すなわち、ユーザが記入した文字などの筆跡を検出することができる。このようにして特定された位置情報は、表示装置２０に送信される。表示装置２０は、この位置情報に基づいて、デジタルペン１０により記入された文字などの情報が表示面２１に表示されるように、表示面２１に表示される表示情報を変更する。したがって、ユーザは、紙の上にペンで文字などを記入するように、表示面２１にデジタルペン１０で文字などを記入することができる。
【００１５】
また、デジタルペン１０を用いて、記入した文字を消すこともできる。すなわち、ユーザは、消しゴムのように、デジタルペン１０で記入した文字などを消すデータ入力機器として用いることもできる。この場合も、文字を記入するときと同様に、デジタルペン１０で情報パターンを読み取ることで、デジタルペン１０のペン先の位置を特定する。そして、特定された位置情報に基づいて、デジタルペン１０で記入された情報が表示面２１から消えるように、表示面２１に表示される表示情報を変更する。
【００１６】
［２．デジタルペンおよび表示装置］
図２は、デジタルペン１０および表示装置２０の構成を示すブロック図である。
【００１７】
まず、デジタルペン１０について説明する。
【００１８】
図２に示すように、デジタルペン１０は、照射部１１と、読み取り部１２と、特定部１５と、ペン側マイコン１６と、送信部１７と、を有している。
【００１９】
照射部１１は、表示面２１に形成された情報パターンに対して赤外光を照射する。赤外光の波長は、８５０ｎｍ以上が好ましい。詳細は後述するが、情報パターンは、赤外光の透過率が例えば５０％以下であって、赤外線を吸収する成分で形成されている。そのため、照射部１１から照射された赤外光は、多くが情報パターンに吸収されて透過できない。また、照射部１１から照射された赤外光は、多くが情報パターン以外の領域を透過して、後述するバックライト装置の反射面で反射する。
【００２０】
読み取り部１２は、対物レンズ１３と撮像素子１４とを備えている。読み取り部１２は、情報パターンを光学的に読み取ることができる。情報パターンにより吸収され、その他の領域を透過して上記反射面で反射された赤外光は、対物レンズ１３を通じて、撮像素子１４に受光される。受光された赤外光は、撮像素子１４の撮像面に、情報パターンの光学像を形成する。このようにして、読み取り部１２により情報パターンが読み取られる。撮像素子１４としては、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いることができる。読み取り部１２により読み取られた情報パターンの撮像データは、特定部１５へ送られる。
【００２１】
特定部１５は、読み取り部１２で読み取られた情報パターン（撮像素子１４が出力する撮像データ）に基づいて、その情報パターンが形成されている位置を、表示面２１における位置として特定する。情報パターンは、表示面２１における位置に応じて、互いに異なるパターンとなるよう形成されている。そのため、特定部１５は、読み取り部１２により読み取られる情報パターンの変化を参照することで、デジタルペン１０のペン先が表示面２１上のどの位置にあるのかを特定することが出来る。特定部１５により特定された表示面２１における位置を表す情報（位置情報）は、ペン側マイコン１６に送られる。
【００２２】
ペン側マイコン１６は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されている。ペン側マイコン１６には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。ペン側マイコン１６は、デジタルペン１０全体を制御する。ペン側マイコン１６は、制御部の一例である。
【００２３】
送信部１７は、特定部１５で特定された表示面２１における位置を表す情報を、送信部１７から表示装置２０に対して送信する。
【００２４】
［３．表示装置］
次に、図２および図３を用いて表示装置２０について説明する。
【００２５】
図２に示すように、表示装置２０は、受信部２２と、表示側マイコン２３と、表示パネル２４とを有している。本実施の形態の表示装置２０は、液晶ディスプレイである。表示パネル２４は、表示部の一例である。なお、図示は省略するが、表示装置２０は、表示パネル２４の背面側から、表示パネル２４に光を照射するバックライト装置なども備えている。
【００２６】
受信部２２は、デジタルペン１０の送信部１７から送信された情報を受信する。受信した情報には、デジタルペン１０の特定部１５で特定された表示面２１における位置を表す情報が含まれている。受信部２２が受信した情報（位置情報など）は、表示側マイコン２３に送られる。
【００２７】
表示側マイコン２３は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されている。表示側マイコン２３には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。表示側マイコン２３は、表示装置２０全体を制御する。表示側マイコン２３は、制御部の一例である。
【００２８】
表示側マイコン２３は、デジタルペン１０の特定部１５で特定された表示面２１における位置に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する。具体的に、表示側マイコン２３は、特定部１５で特定された表示面２１における位置がデジタルペン１０により記入された状態になるように、表示パネル２４を制御する。これにより、ユーザがデジタルペン１０を用いて入力した文字が、表示面２１に表示される。
【００２９】
図３は、表示パネル２４の断面図である。図３に示すように、表示パネル２４は、ガラス基板２５と、配向膜２６と、液晶層２７と、透明電極２８と、カラーフィルタ３０とを有している。これらの部品は、互いに積層されている。なお、カラーフィルタ３０の表面では、後述するマーク３３が形成された領域が、マーク３３が形成されていない領域に比べて、少しだけ盛り上がっている。本実施の形態では、ガラス基板２５ａの裏面に平坦面が接触するように、ガラス基板２５ａとカラーフィルタ３０の間に、表側が平坦に形成された平坦層４０（例えば、接着剤により形成した接着層）が、設けられている。なお、平坦層４０は必須ではない。
【００３０】
［４．情報パターン］
図４を用いて情報パターンが形成されたカラーフィルタ３０の詳細について説明する。
【００３１】
図４は、カラーフィルタ３０の平面図である。カラーフィルタ３０は、ブラックマトリクス３１と、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の光を透過させる複数のピクセル３２とで構成されている。
【００３２】
［４−１．ブラックマトリクス］
図４に示すように、ブラックマトリクス３１は、第１ブラックストライプ３１ａと、第２ブラックストライプ３１ｂとで構成されている。第１ブラックストライプ３１ａは、表示面２１の第１方向（図４における横方向）に延びる複数のブラックライン３１１ａにより形成されている。第２ブラックストライプ３１ｂは、表示面２１の第２方向（図４における縦方向）に延びる複数のブラックライン３１１ｂにより形成されている。第１ブラックストライプ３１ａと第２ブラックストライプ３１ｂとが縦横に交わることで、ブラックマトリクス３１が形成される。ブラックマトリクス３１は、カーボンブラックを主成分とする材料で形成されている。
【００３３】
第１ブラックストライプ３１ａは、図４における横方向に延びる複数のブラックライン３１１ａ（以下、「横ブラックライン」という。）により形成される。複数の横ブラックライン３１１ａが、縦方向に間隔を隔てて配列されることで、第１ブラックストライプ３１ａが形成される。複数の横ブラックライン３１１ａは、所定のピッチＡで配列されている。各横ブラックライン３１１ａは、所定の幅Ｂで形成されている。
【００３４】
第２ブラックストライプ３１ｂは、図４における縦方向に延びる複数のブラックライン３１１ｂ（以下、「縦ブラックライン」という。）により形成される。複数の縦ブラックライン３１１ｂが、横方向に間隔を隔てて配列されることで、第２ブラックストライプ３１ｂが形成される。複数の縦ブラックライン３１１ｂは、所定のピッチ（後述するサブピクセルの幅Ｃに縦ブラックライン３１１ｂの幅を加えた長さ）で配列されている。各縦ブラックライン３１１ｂは、所定の幅で形成されている。縦ブラックライン３１１ｂの幅は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも小さい。
【００３５】
［４−２．ピクセル］
各ピクセル３２は、隣り合う２本の横ブラックライン３１１ａ間に形成されている。また、各ピクセル３２は、隣り合う２本の縦ブラックライン３１１ｂ間に形成されている。各ピクセル３２は、隣り合う２本の横ブラックライン３１１ａと、隣り合う２本の縦ブラックライン３１１ｂとにより区画されている。
【００３６】
ピクセル３２は、複数のサブピクセルにより構成されている。具体的には、ピクセル３２は、サブピクセル３２Ｒ、サブピクセル３２Ｇ、及びサブピクセル３２Ｂにより構成されている。サブピクセル３２Ｒは、第１サブピクセルの一例である。サブピクセル３２Ｇは、第２サブピクセルの一例である。サブピクセル３２Ｂは、第３サブピクセルの一例である。各サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、ブラックマトリクス３１に区画されたセル（部屋）に設けられている。ピクセル３２は、複数のセルを備えている。
【００３７】
カラーフィルタ３０では、複数のピクセル３２が２次元配列されている。具体的には、カラーフィルタ３０では、表示面２１の第１方向（図４における横方向）に所定のピッチで複数のピクセル３２が配列され、表示面２１の第２方向（図４における縦方向）に所定のピッチで複数のピクセル３２が配列されている。表示面２１の第２方向は、表示面２１の第１方向に対して垂直な方向である。
【００３８】
サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、赤、緑、青の各色に対応している。すなわち、サブピクセル３２Ｒを透過した光は赤色の光に変換され、サブピクセル３２Ｇを透過した光は緑色の光に変換され、サブピクセル３２Ｂを透過した光は青色の光に変換される。
【００３９】
本実施の形態では、各サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂが、横方向の幅Ｃと縦方向の幅Ｄの大きさを有する矩形形状である。
【００４０】
［４−３．マーク］
２次元配列されたピクセル３２の少なくとも一部のピクセル３２には、マーク３３が形成されている。マーク３３は、サブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂのうち少なくとも１つのサブピクセルに形成されている。本実施の形態では、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒに形成されている。マーク３３は、サブピクセル３２Ｒの全体を覆うように形成されている。換言すると、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒを塗りつぶすように形成されている。
【００４１】
本実施の形態では、マーク３３は、サブピクセル３２Ｒにのみ形成されている。すなわち、マーク３３は、同一色のサブピクセルにのみ形成されている。
【００４２】
詳細は後述するが、マーク３３は、可視光を透過する材料で形成されている。しかし、可視光の一部は、マーク３３に吸収されてしまう。もし仮にマーク３３が異なる色のサブピクセル上にそれぞれ形成された場合（例えば、ある領域ではマーク３３がサブピクセル３２Ｒに形成され、別の領域ではマーク３３がサブピクセル３２Ｂに形成される場合）、表示面２１に色ムラが発生してしまう。しかし、本実施の形態のように同一色のサブピクセルにマーク３３を形成することにより、色ムラを抑えることができる。
【００４３】
なお、マーク３３は、赤色以外のサブピクセル３２Ｇ、３２Ｂにも形成してもよいが、３色の中でサブピクセル３２Ｒに形成するのが好ましい。サブピクセル３２Ｇを透過した緑色の光は、赤、緑、青の３色の中で最も輝度が高い。そのため、サブピクセル３２Ｇにマーク３３を形成するよりも、サブピクセル３２Ｒにマーク３３を形成する方が、表示面２１全体の輝度を高く保つことができる。また、マーク３３は、赤色の光よりも青色の光の方が多く吸収してしまう。このため、サブピクセル３２Ｂにマーク３３を形成するよりも、サブピクセル３２Ｒにマーク３３を形成する方が望ましい。
【００４４】
［４−４．マークの配置］
マーク３３は、カラーフィルタ３０の面内に複数形成されている。情報パターンは、複数のマーク３３により形成される。すなわち、複数のマーク３３の配置パターン（位置や組み合わせ）を適宜設定することで、様々なパターンの情報パターンが形成される。
【００４５】
図５は、情報パターンの模式図である。情報パターンは、６マーク×６マークのエリアを単位エリア５０として、デジタルペン１０に読み取られる。この単位エリア５０の中には、３６個のマーク３３が配置されている。３６個のマーク３３の配置パターンとして様々なパターンを組み合わせることで、表示面２１上の位置に応じて、全てが異なる複数の情報パターンを形成することができる。本実施の形態では、表示面２１の全面に亘って複数の情報パターンが形成されている。なお、表示面２１のうちデジタルペン１０による記入を許容する領域だけに、情報パターンを形成すればよく、表示面２１の一部にだけ情報パターンを形成してもよい。
【００４６】
各情報パターンは、６マーク×６マークのエリアを単位エリア５０として、表示面２１における位置に関する情報を表している。図５では、エリア５０ａの情報パターンは、エリア５０ａの中心位置に関する情報を表し、エリア５０ｂの情報パターンは、エリア５０ｂの中心位置に関する情報を表す。図５においてペン先が右下へ斜めに移動すると、デジタルペン１０が読み取るエリア５０は、エリア５０ａからエリア５０ｂへ変化する。全ての情報パターンは、表示面２１上の位置に応じて互いに異なっているので、１つの情報パターンで１つの座標（表示面２１における座標）を表すことができる。デジタルペン１０の特定部１５は、情報パターンと表示面２１における座標とを１対１で対応付けすることで、ユーザが表示面２１に記入している位置を特定することができる。特定部１５は、所定の方法を用いて、情報パターンにおける３６個のマーク３３の位置情報を、表示面２１における座標へ変換する。このような情報パターンのパターンニングや座標変換の方法は、例えば、特開２００６−１４１０６１号公報に開示されているような公知の方法を用いることができる。
【００４７】
なお、ここでは単位エリア５０として６マーク×６マークのエリアを例に挙げて説明したが、単位エリア５０を構成する範囲は、デジタルペン１０や表示装置２０の設計に応じて適宜設定することができる。
【００４８】
［４−５．マークの中心間の距離］
本実施の形態では、横方向に隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｅは、ブラックマトリクス３１で区切られるセルの横方向の幅Ｃ及び縦方向の幅Ｄの何れよりも大きくなっている。距離Ｅは、図５に示す６区画×６区画のうち、同じ行（横方向へ並ぶ区画）において、隣り合う区画のマーク３３の中心（マークの横方向の中心）間の距離を示している。なお、図５の区画を示す破線は仮想の線である。図５では、複数の区画を一定のピッチで記載している。また、縦方向に隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｆも同様に、幅Ｄと同じか、もしくは、幅Ｄよりも広くなっている。距離Ｆは、図５に示す６区画×６区画のうち、同じ列（縦方向へ並ぶ区画）において、隣り合う区画のマーク３３の中心（マークの縦方向の中心）間の距離を示している。言い換えると、情報パターンでは、ブラックマトリクス３１のパターンよりも粗くマーク３３が配置されている。以下、このように構成される理由について説明する。
【００４９】
ブラックマトリクス３１とマーク３３は、赤外光を吸収する材料で構成されている。したがって、デジタルペン１０の照射部１１から出射された赤外光は、マーク３３だけでなく、ブラックマトリクス３１にも吸収される。すなわち、デジタルペン１０は、ブラックマトリクス３１のパターンと、マーク３３が形成する情報パターンの両方を読み取ることになる。
【００５０】
しかし、本実施の形態では、隣り合うマーク３３の中心間の距離Ｅは、ブラックマトリクス３１で区切られるサブピクセル３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂの横方向の幅Ｃ及び縦方向の幅Ｄの何れよりも大きくなっている。このように構成することで、対物レンズ１３の解像度が低い場合は、ブラックマトリクス３１のような微細なラインのパターンを読み取ることができず、情報パターンのみを読み取ることができる。
【００５１】
一方、対物レンズ１３の解像度が高い場合は、撮像素子１４が、ブラックマトリクス３１のパターンと情報パターンの両方を読み取ってしまう。しかし、このような場合には、撮像素子１４が出力する撮像データ（読み取ったパターンの信号）に対してフーリエ解析を行うことで、ブラックマトリクス３１のパターンに関する信号と、マーク３３の情報パターンに関する信号を分離することができる。その結果、マーク３３の情報パターンのみを抽出して読み取ることができる。
【００５２】
また、図４及び図５に示すように、マーク３３の縦方向の距離Ｆは、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの整数倍となっている。具体的に、図４において、マーク３３の縦方向の距離Ｆ１は、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの１倍となっており、マーク３３の縦方向の距離Ｆ２は、第１ブラックストライプ３１ａのピッチＡの２倍となっている。
【００５３】
詳細は後述するが、このように、規則的に配置されたマーク３３によって情報パターンを形成することで、情報パターンを読み取る際の処理が容易となる。
【００５４】
［４−６．マークの大きさ］
マーク３３は、そのマーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太いブラックライン（本実施の形態では、横ブラックライン３１１ａ）の幅よりも、その幅方向における長さが大きい。なお、本実施の形態では、表示パネル２４の全てのマーク３３の幅方向の長さが、上記最も太いブラックラインの幅よりも大きくなっている。具体的に、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅Ｂよりも大きく形成されている。マーク３３の縦方向の長さは、横ブラックライン３１１ａの幅Ｂよりも大きくなっている。このような大きさにマーク３３を形成することにより、デジタルペン１０は、情報パターンを読み取り易くなる。
【００５５】
［４−７．マークの材料］
マーク３３は、可視光（波長４００〜７００ｎｍの光）を透過し、かつ、赤外光（波長７００ｎｍ以上の光）を吸収する材料で形成されている。マーク３３は、例えば波長８００ｎｍ以上の赤外光を吸収する材料で形成されている。具体的には、マーク３３は、可視光に対しては９０％以上の透過率を有し、かつ、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で形成されている。マーク３３が形成されたサブピクセルは、マーク３３が形成されていないサブピクセルに比べて、赤外光の透過率が小さい。
【００５６】
ここで、デジタルペン１０から照射された赤外光は、バックライト装置の反射面などで反射して、デジタルペン１０の撮像素子１４に到達する。この反射面に到達する赤外光の強度は、マーク３３を透過した赤外光よりも、マーク３３が形成されていないサブピクセルを透過した赤外光の方が大きくなる。その結果、撮像素子１４に到達する赤外光の強度は、マーク３３を透過した赤外光よりも、マーク３３が形成されていないサブピクセルを透過した赤外光の方が大きくなる。マーク３３は、上記反射面における反射光の強度を低下させているとも言える。例えば、マーク３３は、上記反射面における反射光の強度が１０％近くまで低下する材料（例えば、上記反射面における反射光の強度を２０％以下に低下する材料）で形成されている。
【００５７】
このような材料として例えば、ジイモニウム系やフタロシアニン系の化合物が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。ジイモニウム系の化合物として、ジイモニウム塩系化合物を含むことが好ましい。ジイモニウム塩系化合物は、近赤外線領域の吸収量が大きく、吸収域も広く、可視光領域の透過率が高い特性を有する。ジイモニウム塩系化合物は、市販品を用いることができる。例えば、ＴＺ（株式会社アデカ製）や、ＣＹ（日本化薬株式会社製）等が好適である。
【００５８】
なお、市販品によって、赤外域の透過率が最低となる波長帯が異なる。このような場合、赤外域の透過率が最低となる波長帯に合わせて照射部（例えばＬＥＤ）の波長を選択すればよい。例えば、赤外域の透過率が９５０ｎｍで最低となるマーク３３の場合は、照射部が照射する赤外光の波長を９５０ｎｍにすればよい。
【００５９】
以上により、デジタルペン１０の照射部１１から照射された赤外光は、マーク３３に吸収される。そして、デジタルペン１０の照射部１１から照射された赤外光は、バックライト装置の反射面において、マーク３３を透過した光が到達する領域ではほとんど反射されない。一方で、デジタルペン１０から照射された赤外光は、上記反射面において、サブピクセル３２Ｇ及びサブピクセル３２Ｂを透過した光が到達する領域で反射される。反射された赤外光は、デジタルペン１０の撮像素子１４により撮像される。例えば、撮像素子１４に撮像された画像を外付けの表示装置に表示させると、画像中において、赤外光の多くを透過した領域は白く表示され、赤外光を吸収した領域は黒く表示される。すなわち、マーク３３に対応する領域は、黒く表示される。デジタルペン１０は、この黒く表示された領域のパターンを読み取ることで、ペン先が表示面２１上のどの位置に存在しているのかを特定する。
【００６０】
［４−８．マークの詳細］
図６を用いて、情報パターンについてさらに詳細に説明する。
【００６１】
図６（ａ）は、マーク３３が形成されたカラーフィルタ３０の赤外画像の模式図である。図６（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像である。図６（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。
【００６２】
図６（ａ）に示す情報パターンは、デジタルペン１０により、図６（ｂ）に示すように撮像される。図６（ｂ）に示すように、デジタルペン１０は、横ブラックライン３１１ａと情報パターンのマーク３３とを認識する。しかし、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。そのため、デジタルペン１０は、マーク３３を精度良く認識することができる。
【００６３】
また、図６（ｃ）に示すように、マーク３３は可視光を透過する材料で形成されているので、カラーフィルタ３０は、赤、緑、青の各色を透過する。マーク３３が設けられたサブピクセル３２Ｒは、赤色の可視光を透過する。したがって、表示装置２０は、マーク３３による劣化がほとんどない画像又は映像を表示することができる。
［４−９．マークが可視光を透過しない場合］
【００６４】
図７は、可視光を透過しない材料でマーク１３３を形成した場合において、可視光を透過したカラーフィルタ３０の可視画像の模式図である。図７に示すように、マーク１３３が赤色光の透過を遮ってしまうので、表示面２１に表示される画像は、色ムラ、輝度ムラ、及び画素抜けなどが生じている状態になる。しかし、本実施の形態では、可視光を透過する材料でマーク３３を形成しているので、図６（ｃ）に示すように、赤、緑、青の各色を透過させることができる。
【００６５】
［４−１０．マークがドットの場合］
次に、可視光を透過しない材料で形成したドット２３３を用いて、情報パターンを形成した場合について図８を用いて説明する。
【００６６】
図８（ａ）は、ドット２３３が形成されたカラーフィルタの赤外画像の模式図である。図８（ｂ）は、デジタルペン１０で情報パターンを読み取った際に生成される赤外画像である。図８（ｃ）は、赤、緑、青の各色が透過したカラーフィルタの可視画像の模式図である。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、１つのサブピクセル上に、サブピクセルよりも小さいドット２３３が形成されている。このドット２３３が複数配置されることで情報パターンが形成される。ドット２３３の径は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも小さい。そのため、図８（ｃ）に示すように、ドット２３３が形成されたピクセルを透過した光をドット２３３が遮る量は、図６の場合よりも少なくなる。しかし、図８（ｂ）に示すように、横ブラックライン３１１ａの幅よりもドット２３３の径が小さいため、デジタルペン１０は、情報パターンを認識しづらくなる。したがって、デジタルペン１０の読み取り精度が悪くなってしまう。
【００６８】
一方、本実施の形態のマーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。そのため、デジタルペン１０は、マーク３３を精度良く認識することができる。
【００６９】
［４−１１．マークの変形例］
次に、図９を用いて、マーク３３の変形例について説明する。
【００７０】
図９（ａ）に示すように、マーク３３は、単一のサブピクセルではなく、複数のサブピクセルにまたがるように形成されてもよい。具体的には、マーク３３は、隣り合う２つサブピクセルの上に形成されてもよい。例えば、マーク３３は、隣り合うサブピクセル３２Ｒ及びサブピクセル３２Ｂにまたがるように形成してもよい。
【００７１】
また、図９（ｂ）に示すように、マーク３３は、横ブラックライン３１１ａの幅よりも径の大きな丸形状にしてもよい。すなわち、マーク３３の形状は、サブピクセルの形状に合わせなくてもよい。このような形状の場合、マーク３３は、そのマーク３３が設けられたサブピクセルを区画する２本の横ブラックライン３１１ａの間の中間位置に配置するのが好ましい。すなわち、マーク３３は、第１ブラックストライプ３１ａに対して規則性を持って配置されることが好ましい。この理由については後述する。また、マーク３３は、第２ブラックストライプ３１ｂに対して規則性を持って配置されてもよい。
【００７２】
但し、本実施の形態では、縦ブラックライン３１１ｂの幅は、その幅方向におけるマーク３３の長さよりも十分に小さい。縦ブラックライン３１１ｂの幅が、デジタルペン１０が有する光学系の分解能以上の細かさであれば、デジタルペン１０は、縦ブラックライン３１１ｂ（つまり、第２ブラックストライプ３１ｂ）を検出することができない。したがって、デジタルペン１０の読み取りには影響を与えない。
【００７３】
また、図９（ｃ）に示すように、丸形状のマーク３３をブラックマトリクス３１の線上に形成してもよい。このような場合、丸形状のマーク３３の中心と、横ブラックライン３１１ａの幅方向の中心とが一致するように、マーク３３を配置することが好ましい。すなわち、マーク３３は、第１ブラックストライプ３１ａに対して規則性を持って配置されることが好ましい。なお、他の形状（例えば、矩形形状）のマーク３３をブラックマトリクス３１の線上に形成してもよい。
【００７４】
また、図９（ｄ）に示すように、マーク３３の縦方向の長さが横ブラックライン３１１ａの幅よりも大きいのであれば、サブピクセルの一部にマーク３３が形成されてもよい。例えば、マーク３３がサブピクセルの半分を覆うように形成されてもよい。
【００７５】
マーク３３の形状は、図９に示したような丸形状や矩形状に限定されず、矩形以外の多角形（例えば、三角形、五角形）、又は楕円形などの形状であってもよい。また、マーク３３は、図９に示すような図形に限定されず、文字、又は、×印などの記号であってもよい。要するに、デジタルペン１０が認識できればよい。
【００７６】
次に、マーク３３が規則性を持って配置されることが好ましい理由について図１０を用いて説明する。
【００７７】
図１０（ａ）は、マーク３３が規則的に配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を示す模式図である。また、図１０（ｂ）は、マーク３３がランダムに配置されたカラーフィルタ３０の赤外画像からブラックマトリクス成分を除去したときの状態を示す模式図である。
【００７８】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス成分を除去することで、マーク３３の一部（ブラックライン３１１ａ、３１１ｂに重なる部分）も除去される。しかし、図１０（ａ）の場合は、マーク３３が規則的に配置されているため、マーク３３の外周形状を認識することができ、マーク３３の中心位置を容易に検出することができる。したがって、デジタルペン１０は、情報パターンをより正確に読み取ることができる。
【００７９】
一方、図１０（ｂ）に示すようにマーク３３がランダムに配置された場合、ブラックマトリクス成分を除去すると、マーク３３の一部もランダムに除去される。一部が除去されたマーク３３の中には、中心位置を検出することができるマーク３３が存在するものの、位置によってマーク３３の形状にばらつきがある。そのため、それぞれのマーク３３ごとに中心位置を検出するのが困難である。また、それぞれのマーク３３ごとの中心位置を検出できたとしても、処理が遅くなってしまう。
【００８０】
したがって、マーク３３は、ブラックストライプに対して規則性を持って配置されることが好ましい。「ブラックストライプに対して規則性を持って配置される」とは、マーク３３の中心間の距離が、ブラックストライプのピッチの整数倍であることを含む。
【００８１】
［５．デジタルペンの構成］
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、デジタルペン１０の概略構成図である。図１１（ａ）に示すように、デジタルペン１０は、ペン先端部１８を有する。ペン先端部１８の先端は、ユーザが表示面２１への記入を行う際に表示面２１に接触する。ペン先端部１８の形状は、ユーザが表示面２１に表示される文字などを認識しやすい形状であることが好ましい。ペン先端部１８の近傍には、対物レンズ１３と照射部１１とが設けられている。前述したとおり、照射部１１から出射された赤外光は、表示面２１上に設けられた情報パターンに吸収され、情報パターン以外の領域を透過して上記反射面で反射される。対物レンズ１３の光軸上には撮像素子１４が設けられている。上記反射面で反射された光は、対物レンズ１３により撮像素子１４の撮像面上に光学像を形成する。これにより、情報パターンが撮像素子１４により撮像される。送信部１７は、ペン先端部１８とは反対側の端部近傍に設けられている。電源１９は、デジタルペン１０のうち電力が必要な各部品に対して、電力を供給する。
【００８２】
また、デジタルペン１０は、圧力センサ４２を有している。圧力センサ４２は、ユーザがデジタルペン１０を用いて表示面２１に文字などを記入する際に、表示装置２０からペン先端部１８に加わる圧力を検出する。圧力センサ４２が圧力を検出すると、その圧力に関する情報（以下、「圧力情報」という。）は、ペン側マイコン１６に送られる。ペン側マイコン１６は、圧力センサ４２から送られる圧力情報に基づいて、ユーザがデジタルペン１０で記入しているか否かを判断する。
【００８３】
図１１（ｂ）は、デジタルペン１０の変形例を示している。図１１（ｂ）では、デジタルペン１０が、ペン先端部１８のペン先に相当する部分に、対物レンズ１３を備える。また、ペン先端部１８の周囲には、ペン先端部１８を取り囲むように、複数の照射部１１が設けられている。照射部１１の数は、例えば４個など、適宜設定することができる。なお、照射部１１は、リング状の照明部材（リング状のライト）であってもよい。また、ペン先端部１８は、照射部１１が照射する赤外光を透過可能な材料で形成されるのが好ましい。
【００８４】
図１１（ｂ）に示す変形例では、ペン先に相当する部分に設けられた対物レンズ１３と、レンズ４３とで光学系を構成している。
【００８５】
このような場合は、対物レンズ１３がペン先に設けられているので、ユーザがデジタルペン１０で表示面２１に文字を記入する際に、対物レンズ１３が表示面２１に接触する。そして、対物レンズ１３は、表示面２１に接触した状態で、表示面２１に形成された情報パターンの光学像を形成する。このような構成により、表示面２１上において、ペン先として表示面２１に接触する部分と、情報パターンを読み取る部分とが同じ領域に位置するため、ユーザは紙とペンによるアナログ的な手書き入力に近い感覚で、デジタルペン１０を操作することができる。
［６．動作］
【００８６】
次に、図１２を用いて、本実施の形態の表示制御システム１００の処理の流れを説明する。
【００８７】
ユーザがデジタルペン１０を用いて文字などの記入を開始すると、ペン側マイコン１６は、ペン先端部１８に圧力が加わったか否かを判定する（ステップＳ１１）。圧力センサ４２が圧力を検出した場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ペン側マイコン１６は、ユーザが表示面２１に対して文字を入力していると判断する。次に、デジタルペン１０の読み取り部１２が、表示面２１に形成された情報パターンを読み取る（ステップＳ１２）。読み取り部１２により読み取られた情報パターンに関する情報（撮像データ）は、特定部１５送られる。特定部１５は、読み取り部１２から送られてきた情報に基づき、読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を位置情報として特定する（ステップＳ１３）。特定された位置情報は、送信部１７から受信部２２へ送信される（ステップＳ１４）。受信部２２が受け取った位置情報は、表示側マイコン２３へ送られる。そして、表示側マイコン２３は、受け取った位置情報に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する（ステップＳ１５）。その後、ペン側マイコン１６は、圧力センサ４２が圧力を検出するか否かに基づいて、ユーザによるペン入力が継続されているかどうかを監視する（ステップＳ１６）。ユーザのペン入力が続いている場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）は、処理はステップＳ１２へ戻る。一方、ユーザのペン入力が続いていない場合は、処理が終了する。
【００８８】
このような処理を行うことで、表示制御システム１００は、ユーザがペン入力した位置を高精細に検知し、表示面２１に表示する表示情報に反映させることができる。
［７．まとめ］
【００８９】
上述したとおり、本実施の形態の表示パネル２４（表示部の一例）は、複数のピクセルを区画する複数のブラックライン３１１ａ、３１１ｂと、表示面２１に重なるように配置されて表示面２１における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備えている。情報パターンは、ピクセル３２に重なるように設けられた複数のマーク３３を用いて形成され、マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成されている。マーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太いブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向におけるマーク３３の長さが大きい。複数のブラックライン３１１ａ（ブラックラインの一例）は第１ブラックストライプ３１ａ（ブラックストライプの一例）を形成している。第１ブラックストライプ３１ａは、縦方向（所定の方向の一例）に向かって所定のピッチＡで形成されている。第１ブラックストライプ３１ａは、縦方向に向かって配列された複数の横ブラックライン３１１ａ（ブラックラインの一例）により形成されている。なお、表示面２１における位置に関する情報は、所定のアルゴリズムによる変換によって、表示面２１の位置座標を得ることができる情報に限定されず、予め準備したテーブルから表示面２１の位置座標を取得できる情報であってもよい。
【００９０】
このような構成により、ブラックライン３１１ａの影響が軽減されるため、デジタルペン１０は、情報パターンを精度良く読み取ることが可能となる。
【００９１】
また、本実施の形態では、上記幅方向において隣り合うマーク３３の中心間の距離が、その幅方向におけるブラックライン３１１ａのピッチの整数倍になっている。
【００９２】
このような構成により、デジタルペン１０がマーク３３とブラックストライプ３１ａの両方を読み取ったとしても、その読み取った画像からブラックストライプ成分を除去することにより、マーク３３を容易に抽出することができる。その結果、デジタルペン１０は、情報パターンをさらに精度良く読み取ることができる。
【００９３】
また、本実施の形態において、図９（ｃ）に示すように、マーク３３は、ブラックライン３１１ａと重なるように配置してもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、マーク３３の面積が、ピクセル３２の各サブピクセル（セルの一例）の面積以上である。
【００９５】
また、本実施の形態において、図９（ａ）に示すように、マーク３３が、隣り合うサブピクセルにまたがるように形成されてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、マーク３３が、ピクセル３２において赤色のサブピクセル３２Ｒのみに重なるように設けられている。このような構成により、表示面２１全体の輝度を高く保つことができる。
【００９７】
また、本実施の形態の表示装置２０は、表示パネル２４を備えている。マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収する材料で形成されているので、表示装置２０は、マーク３３による劣化がほとんどない画像や文字を表示することができる。
【００９８】
また、本実施の形態の表示制御システム１００は、画像を表示する表示面２１に重なるように、表示面２１における位置に関する情報を表す複数の情報パターンが形成された表示パネル２４（表示部の一例）を備える表示装置２０と、情報パターンを読み取るデジタルペン１０（読み取り装置の一例）とを備えている。デジタルペン１０は、情報パターンを光学的に読み取る読み取り部１２と、読み取り部１２が読み取った情報パターンに関する情報に基づく送信データを、表示装置２０に送信する送信部１７とを備えている。表示装置２０は、表示パネル２４に加えて、送信部１７から送信データを受信する受信部２２と、送信データに基づいて、表示面２１の表示画像が変更されるように表示パネル２４を制御する表示側マイコン２３（表示制御部の一例）とを備えている。表示パネル２４は、表示画像を形成するための複数のピクセル３２を区画する複数のブラックライン３１１ａ、３１１ｂを有している。情報パターンは、ピクセル３２に重なるように設けられた複数のマーク３３を用いて形成されている。マーク３３は、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成されている。マーク３３が重なるピクセル３２を区画するブラックライン３１１ａ、３１１ｂのうち最も太い横ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向におけるマーク３３の長さが大きい。なお、本実施の形態では、情報パターンに関する情報に基づく送信データが、撮像データに基づいて特定した位置情報であるが、実施の形態２で説明するように、情報パターンに関する情報そのものであってもよい。
【００９９】
このような構成により、従来よりもデジタルペン１０による読み取り精度の良いシステムを実現することができる。これによりユーザは快適に手書き入力を利用することができる。
＜実施の形態２＞
【０１００】
上述した実施の形態１では、デジタルペン１０側で、表示面２１における位置を特定するための処理を行う構成について説明した。それに対して、本実施の形態に係る表示制御システム２２０（表示制御装置）は、表示装置２２０側で、表示面２１における位置を特定するための処理を行う。つまり、表示装置２００に、実施の形態１の特定部１５に対応する特定部１２５が設けられている。以下、表示制御システム２００ついて説明する。
【０１０１】
なお、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する説明を省略する場合がある。また、本実施の形態を説明するための図１３では、実施の形態１と実質的に同一の構成には、同一の符号を付与している。なお、本実施の形態の表示パネル２４には、図４に示す情報パターンが形成されている。
【０１０２】
図１３に示すとおり、表示装置２２０は、表示パネル２４と、受信部２２と、特定部１２５と、表示側マイコン２３と、バックライト装置（図示省略）を備える。表示パネル２４は、表示面２１を有する。表示面２１には、その表示面２１における位置に応じて異なる複数の情報パターンが予め形成されている。受信部２２は、デジタルペン２１０から送信される情報（後述する情報パターンに関する情報）を受信する。特定部１２５は、受信部２２で受信された情報に基づいて、デジタルペン２１０で読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を位置情報として特定する。表示側マイコン２３は、特定された位置情報に基づいて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する。
【０１０３】
一方、デジタルペン２１０は、照射部１１と、読み取り部１２と、ペン側マイコン１６と、送信部１７とを備える。読み取り部１２は、情報パターンを光学的に読み取る。送信部１７は、読み取り部１２で読み取られた情報パターンに関する情報（例えば、撮像素子１４が出力する撮像データ）を表示装置２２０に送信する。
【０１０４】
次に、図１４を用いて本実施の形態の表示制御システム２００の処理の流れについて説明する。
【０１０５】
ユーザがデジタルペン２１０を用いて文字の記入を開始すると、ペン側マイコン１６は、ペン先端部１８に圧力が加わったか否かを判定する（ステップＳ２１）。圧力センサ４２が圧力を検出した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、ペン側マイコン１６は、ユーザが表示面２１に対して文字を入力していると判断する。次に、デジタルペン２１０の読み取り部１２が表示面２１に形成された情報パターンを読み取る（ステップＳ２２）。読み取り部１２により読み取られた情報パターンに関する情報は、送信部１７から受信部２２へ送信される（ステップＳ２３）。受信部２２が受け取った情報は、特定部１２５に送られる。特定部１２５は、送られてきた情報に基づき、読み取られた情報パターンが形成されている表示面２１における位置を特定する（ステップＳ２４）。特定部１２５が特定した表示面２１における位置を表す情報は、表示側マイコン２３へ送られる。そして、表示側マイコン２３は、受け取った表示面２１における位置を表す情報に応じて、表示面２１に表示される表示情報を変更するよう表示パネル２４を制御する（ステップＳ２５）。その後、表示側マイコン２３は、圧力センサ４２が圧力を検出するか否かに基づいて、ユーザによるペン入力が継続されているかどうかを監視する（ステップＳ２６）。ユーザのペン入力が続いている場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）は、処理はＳ２２へ戻る。一方、ユーザのペン入力が続いていない場合は、処理が終了する。
【０１０６】
このような処理を行うことで、表示制御システム２００は、ユーザがペン入力した位置を高精細に検知し、表示面２１に表示する表示情報に反映させることができる。
＜その他の実施の形態＞
【０１０７】
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１〜２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１〜２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。
【０１０８】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【０１０９】
上述の実施の形態では、マーク３３は、可視光を透過し、赤外光を吸収する材料で形成されているが、本発明はこれに限定されない。マーク３３は、可視光を透過し、赤外光を拡散反射する材料で形成してもよい。
【０１１０】
マーク３３が赤外光を正反射する材料の場合、照射された光が正反射され撮像素子１４に戻ってこない場合がある。その場合マーク３３の位置を認識できない。しかし、マーク３３を拡散反射する材料で形成した場合、照射した光は拡散反射されるので、その一部は必ず撮像素子１４に到達する。その結果、デジタルペン１０は、マーク３３からの反射光を認識することができる。なお、撮像素子１４に撮像された画像を外付けの表示装置に表示させると、画像中において、マーク３３が形成された領域は、マーク３３が形成されていないサブピクセルよりも白く表示される。
【０１１１】
また、上述の実施の形態において、マーク３３３が複数に分かれていてもよい。例えば、図１７に示すように、ストライプを構成する複数の帯状部を１つのマーク３３３としてもよい。各帯状部は、マーク３３の材料により構成されている。マーク３３３は、そのマーク３３３が重なるピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが大きい。その場合に、各帯状部は、ブラックライン３１１ａの幅よりも、その幅方向の長さが短くてもよい。隣り合う帯状部の間隔が帯状部の幅よりもかなり小さい場合は、撮像素子１４では、複数の帯状部により構成されたマーク３３３が、１つの領域として認識される。そのため、各マーク３３３の位置情報から、表示面２１における位置に関する情報を取得することができる。
【０１１２】
また、上述の実施の形態では、マーク３３（情報パターン）をカラーフィルタ３０に形成している。しかし、マーク３３は、外部から表示パネル２４に照射された光が到達する位置に形成すればよく、マーク３３を形成する部材はカラーフィルタ３０に限定されない。図１５に示すように、マーク３３（情報パターン）を保護シート６０に形成してもよい。また、図１６に示すように、マーク３３（情報パターン）を形成したシート７０を追加してもよい。図１６では、シート７０は、表側のガラス基板２５ａと保護シート６０の間に積層されているが、他の位置にシート７０を積層してもよい。例えば、表側のガラス基板２５ａと偏光板（図示省略）の間にシート７０を積層してもよいし、裏側のガラス基板２５ｂにシート７０を積層してもよい。
【０１１３】
また、上述の実施の形態では、サブピクセルの形状は、長方形のものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。サブピクセルの形状は、三角形又は平行四辺形などの形状でもよく、これらの形状のサブピクセルを組み合わせて使用してもよい。サブピクセルの形状は、表示装置２０が文字や映像を出力できるものであればよい。また、ブラックマトリクス３１も、サブピクセルの形状に合わせて適宜変更してもよい。
【０１１４】
また、上述の実施の形態では、３色のサブピクセルで構成されたピクセル３２を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。ピクセル３２は、４色以上のサブピクセルで構成されてもよい。例えば、ピクセル３２は、赤、緑、青、白の４色のサブピクセルで構成されてもよい。
【０１１５】
また、上述の実施の形態では、複数のサブピクセルで１つのピクセルを構成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つのサブピクセルで、１つのピクセルを構成してもよい。
【０１１６】
また、上述の実施の形態では、縦ブラックライン３１１ｂよりも横ブラックライン３１１ａの方が太いが、横ブラックライン３１１ａよりも縦ブラックライン３１１ｂの方が太くてもよい。この場合は、マーク３３は、縦ブラックライン３１１ｂの幅よりも、その幅方向の長さを長くする。また、縦ブラックライン３１１ｂと横ブラックライン３１１ａの太さが同じであってもよい。
【０１１７】
上述の実施の形態では、表示装置２０として液晶ディスプレイを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。表示装置は、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ、又は無機ＥＬなど、文字や映像を表示可能な装置であればよい。また、表示装置は、電子ペーパーのように表示面が自由に変形する装置であってもよい。
【０１１８】
デジタルペン１０は、文字入力だけでなく、マウスのようにカーソルを動かす手段として用いてもよい。これにより、デジタルペン１０を用いて、グラフィッカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を操作することができる。これに伴い、デジタルペン１０または表示装置２０が、ペン入力モードとカーソル操作モードとの間でデジタルペン１０のモードを切り替える切り替え部を備えてもよい。さらに、デジタルペン１０や表示装置２０が、マウスの右クリック及び左クリックに相当するスイッチをそれぞれ備えることで、ＧＵＩの操作性をさらに向上させることができる。
【０１１９】
ペン先の圧力を検出する圧力センサ４２は、圧力の有無だけでなく、連続的な圧力の変化を検出するセンサであってもよい。この場合に、文字を書いている途中の検出圧力の変化に応じて、表示される線の太さや濃さが変化するように、表示パネル２４を制御してもよい。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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ことをもって、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するべきではない。
【０１２２】
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の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】
【０１２３】
本発明は、ノートＰＣ又は携帯型タブレットなどの電子機器などに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２１０  光学式デジタルペン
１１  照射部
１２  読み取り部
１３  対物レンズ
１４  撮像素子
１５、１２５  特定部
１６  ペン側マイコン
１７  送信部
２０、２２０  表示装置
２１  表示面
２２  受信部
２３  表示側マイコン
２４  表示パネル
３０  カラーフィルタ
３１  ブラックマトリクス
３２  ピクセル
３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ  サブピクセル
３３  マーク
１００、２００  表示制御システム
【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】
画像を表示する表示面を備える表示装置であって、
前記表示面に表示する表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインと、前記表示面に重なるように配置され、前記表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンとを備え、
前記情報パターンは、前記ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、
前記マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、
前記マークが重なる前記ピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向における前記マークの長さが大きい、表示装置。
【請求項２】
前記幅方向において隣り合う前記マークの中心間の距離は、前記幅方向における前記ブラックラインのピッチの整数倍である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記マークは、前記ブラックラインと重なるように配置されている、請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ピクセルは、１つ又は複数のセルを備え、
前記マークの面積は、前記セルの面積以上である、請求項１乃至３の何れか１つに記載の表示装置。
【請求項５】
前記マークは、隣り合う前記セルにまたがるように形成されている、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ピクセルは、赤色のサブピクセル、緑色のサブピクセル、及び青色のサブピクセルを備え、
前記マークは、前記ピクセルにおいて前記赤色のサブピクセルのみに重なるように設けられている、請求項１乃至４の何れか１つに記載の表示装置。
【請求項７】
画像を表示する表示面に重なるように、前記表示面における位置に関する情報を表す複数の情報パターンが形成された表示部を備える表示装置と、前記情報パターンを読み取る読み取り装置とを備える表示制御システムであって、
前記読み取り装置は、前記情報パターンを光学的に読み取る読み取り部と、前記読み取り部が読み取った前記情報パターンに関する情報に基づく送信データを、前記表示装置に送信する送信部とを備え、
前記表示装置は、前記送信部から前記送信データを受信する受信部と、前記送信データに基づいて、前記表示面の表示画像が変更されるように前記表示部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示装置は、前記表示画像を形成するための複数のピクセルを区画する複数のブラックラインを有し、
前記情報パターンは、前記ピクセルに重なるように設けられた複数のマークを用いて形成され、
前記マークは、可視光を透過し、且つ、赤外光を吸収または拡散反射する材料で形成され、
前記マークが重なる前記ピクセルを区画するブラックラインのうち最も太いブラックラインの幅よりも、その幅方向における前記マークの長さが大きい、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】
2013121799.tif 000020
【図２】
2013121799.tif 000021
【図３】
2013121799.tif 000022
【図５】
2013121799.tif 000023
【図７】
2013121799.tif 000024
【図１１】
2013121799.tif 000025
【図１２】
2013121799.tif 000026
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013121799.tif 000029
【図１６】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013121799.tif 000035
【図１７】
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【国際調査報告】
2013121799.tif 000037
2013121799.tif 000038
2013121799.tif 000039
2013121799.tif 000040