(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子書込み装置であって、
コレステリック液晶材料がポリマー中に分散された液晶層と、
前記液晶層の両面に配設された導電層と、
前記導電層のうち、実質的に透明であって、前記電子書込み装置の視認側に近い方の前記導電層に隣接した可撓性の外側ポリマー層と、
前記外側ポリマー層及び前記液晶層を通して光学的に検出可能なドットパターンと、
前記電子書込み装置の視認側から前記液晶層を通過する光を吸収する不透明又は半透明の光吸収層と、
前記液晶層に画像を表示するように、前記コレステリック液晶材料の反射率を変化させる書込み圧力を前記外側ポリマー層に印加するスタイラスであって、前記書込み圧力が印加されてもインクを供給しない先端、前記スタイラスが移動する前記ドットパターン上の部分を光学的に記録するように適合されたセンサ、及び、前記ドットパターンの前記光学的に記録された部分を読み取ってそこから前記液晶層に表示された前記画像のデジタル画像又は電気的画像情報を提供するように構成された電気回路を含むように構成され、前記電気回路が前記デジタル画像又は前記電気的画像情報を外部処理装置に送信するための送信機を含む、スタイラスと、
前記コレステリック液晶材料を前記画像を消去する光学的状態にする電圧を前記導電層に印加する消去用電子装置と、を備える、電子書き込み装置。
【請求項２】
前記ドットパターンが、ドットパターン層を形成するようにポリマー層若しくは紙材料層中又はポリマー層若しくは紙材料層上に配設される、請求項１に記載の電子書き込み装置。
【請求項３】
前記液晶層、前記導電層、前記外側ポリマー層、及び前記ドットパターン層が、可撓性である、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項４】
前記ドットパターン層が、前記液晶層を通過する光を吸収する前記光吸収層として機能する、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項５】
前記ドットパターンのドットが、前記ドットパターン層中又は前記ドットパターン層上にインプリントされた、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項６】
前記ドットパターン層と、隣接する前記導電層との間に配設された透明な感圧接着剤を含む、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項７】
前記ドットパターン層が、可視光に対して透明である、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項８】
前記ドットパターン層のドットが、赤外光中では視認可能であるが可視光中では視認不可能なインクによって形成された、請求項７に記載の電子書き込み装置。
【請求項９】
前記ドットパターン層の個々のドットの配置が、前記ドットパターン中の前記個々のドットの位置に基づいて識別可能である、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項１０】
前記液晶層、前記導電層、前記外側ポリマー層、及び前記ドットパターン層が、当該書き込み装置の一体部分である、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項１１】
少なくとも前記液晶層用の剛性ハウジングを備え、前記ハウジングが、前記ドットパターン層を受容するスロットを形成するフレームを具備する、請求項２に記載の電子書き込み装置。
【請求項１２】
前記導電層が、パターン形成されておらず、前記液晶層全体にわたって実質的に連続している、請求項１に記載の電子書き込み装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の電子書込み装置と、前記外部処理装置と、を備えるシステム。
【請求項１４】
前記スタイラス及び前記外部処理装置が、前記デジタル画像又は前記電気的画像情報を受信する前記外部処理装置に対して、前記電気的画像情報を前記スタイラスが無線送信できるようにするインターフェースを具備し、前記外部処理装置は、前記デジタル画像を前記液晶層に表示された前記画像の複製として表示するか又は前記電気的画像情報を保存するように構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
ポリマー層若しくは紙材料層であって、ドットパターン層を形成するようにポリマー層若しくは紙材料層上又はポリマー層若しくは紙材料層中に前記ドットパターンが配設された、ポリマー層若しくは紙材料層を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ドットパターン層が、前記外側ポリマー層を通して視認可能なテンプレートをさらに備えた、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記テンプレートが、ラインの配置、ゲームに使われる画像、前記外部処理装置により実行される機能、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される情報を提供する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ドットパターンの形態のコマンドが前記電子書き込み装置上に配設され、前記コマンドが前記スタイラスの前記センサによって読み取られ前記電気回路によって処理された場合に、信号が前記外部処理装置に送信される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記信号の前記外部処理装置への前記送信が、新たなページを形成する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記テンプレート上の前記情報が、画像の形態の前記機能を含み、前記画像にユーザが前記スタイラスにより接触することによって、前記スタイラスが、前記テンプレートを認識できるとともに、前記テンプレートを識別する情報を前記外部処理装置に送信でき、もって、前記外部処理装置が、当該電子書き込み装置の前記テンプレートのテンプレート複製を背景として、前記書き込みの前記複製画像を当該電子書き込み装置上に表示する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
電気的に相互接続されるように共にタイル状にされた、請求項２に記載の複数の電子書き込み装置を備え、前記ドットパターンが、前記複数の書き込み装置全体にわたって連続的に延びた、電子書き込みボード。
【請求項２２】
前記電子書込み装置に対して前記ドットパターン層を取り付け及び取り外し可能な装置を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２３】
前記液晶層上に形成された前記画像と一緒に視認されるテンプレートを備え、前記テンプレートが前記外部処理装置によって実行される機能に関する画像を含み、もってユーザが前記テンプレートの前記画像に接触でき、それによって、前記スタイラスが前記テンプレートの前記画像を認識できまた情報を前記外部処理装置に送信でき、前記機能を実行できるようにする、請求項１に記載の電子書き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、装置上に描画又は書き込まれた画像を取得する装置を具備した電子書き込み装置又はタブレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、感圧コレステリック液晶（ＣｈＬＣ）書き込みタブレットであるＩｍｐｒｏｖ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（登録商標）ブギーボード（Ｂｏｏｇｉｅ  Ｂｏａｒｄ）（登録商標）ＬＣＤ  ｅＷｒｉｔｅｒ（電子ライタ）が市場に登場してきているが、このタブレットでは、先の尖ったスタイラス又は指の使用によって、タブレットの表面への画像の書き込み又はトレースが可能であり、米国特許第６，１０４，４４８号に記載の通りであって、そのすべての内容を本明細書に援用する（Ｉｍｐｒｏｖ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（登録商標）は、Ｋｅｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｉｎｃ．の一部門である）。このようなスタイラスでは、インク等の材料が表面に移動することは一切ない。このタブレットは、タブレット内でその電極に電圧パルスを印加するボタンを押すことで画像を容易且つ瞬時に消去できるという点において、既存のタブレット技術を大幅に改善するものである。ＣｈＬＣタブレットにおいて、液晶は通常、ポリマーネットワーク中に分散し、特定の間隙に関して間隔を空けた２つの基板間に挟まれている。上側基板は可撓性であり、底面基板は光吸収（黒色又は有色）背景が塗布されている。セル間隙は通例、円筒状又は球状のプラスチック又はガラススペーサによって設定される。先の尖ったスタイラス、指の爪、又は他の物体で上面基板を押圧すると、液晶が局所的に変位する。そして、液晶に誘起された流れにより、押圧位置において、その光学的テクスチャが実質的な透明色から鮮明な反射色に変化する。この反射性の明るい色は、下側基板の暗色背景に対して、十分な対照をなす。スタイラス又は指でトレースした画像は、消去されるまで、通常は電力を消費することなく永久にタブレット上に残ることになる。消去は、基板の内表面上の実質的に透明な導電性電極に対して電圧パルスを印加し、ＣｈＬＣをその色反射状態から実質的に透明な状態へと戻すことにより実現される。
【０００３】
上記言及した技術及びその用途については、１９９９年１２月１５日に出願された米国特許第６，１０４，４４８号においてより詳細に開示されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。感圧性については、コレステリック液晶のポリマー分散を用いて制御可能であり、２００８年５月１６日に出願された米国特許第８，２２８，３０１号に記載の通りであって、そのすべての内容を本明細書に援用する。複数のカラー画像、ネガ画像、及び選択的消去等の他の動作モードについては、直前に示した特許の他、２００８年７月２９日に出願された米国特許第８，１３９，０３９号にも記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【０００４】
画像のデジタル化を可能とするため、装置の背面にタッチスクリーンが内蔵されたものがあり、２０１２年４月２７日に出願された米国特許出願公開第２０１２／０２６８４２０  Ａ１号に開示の通りであって、そのすべての内容を本明細書に援用する。タッチスクリーンは、特殊なスタイラスによって装置表面に圧力が印加された場合に、局所的にアクティブとなる。上面基板に印加された圧力により、圧力印加領域においてコレステリック液晶を暗い状態から明るい構成に駆動する局所的な剪断が誘起される。描画は、信号をデジタル化して記憶装置に送る背面タッチスクリーンにおいて同時に登録される。したがって、画像は書き込みディスプレイにおいて同時に観察されるとともに、記憶装置にデジタル画像として取得され、後でコンピュータ又はモバイル機器の画面に呼び出される。このコンセプトの下では、抵抗性、容量性、誘導性等、様々な種類のタッチスクリーンを使用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような種類のデジタイザの不都合な点は、ほとんどが柔軟性に欠け、多くの場合に壊れやすいことである。また、各構成要素の製造は、連続的なロールツーロール製造プロセスへの組み込みが困難である。本開示では、これらの欠点を克服する代替案を検討する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ドットパターン認識システムが種々形態でコレステリック液晶（ＣｈＬＣ）書き込み装置に組み込まれた複数の実施形態が提供される。この装置及びその改良品は、多層システムに積層された感圧ＣｈＬＣ分散によって、実時間又は近実時間で書き込み及び描画を表示可能である。例えばドットパターン層に組み込まれたドットパターンは、光学センサを備えた特殊なスタイラスが用いられた場合のスタイラスの移動（例えば、その書き込み軌跡）を示す。そして、無線信号により、スタイラスからその他任意の表示装置へと情報を伝達可能である。独自の特徴として、ドットパターン層を本明細書に開示の装置の構造的要素として使用可能であることが挙げられる。これは、書き込み認識機能を提供するのみならず、ｅＷｒｉｔｅｒの積層構造の動作要素でもある。
【０００７】
特殊なデジタルペンによって読むことができる位置特定コードを提供するドットパターンの可撓性層を用いた装置が提供される。好適な一実施形態において、パターン形成された層は、感圧接着剤との結合によって、ＣｈＬＣ  ｅＷｒｉｔｅｒ可撓性ディスプレイの下側に配置される。スタイラスの光学センサ及び電子装置を備えた背面においてドットパターンを光学的に検出できる特殊なスタイラスでｅＷｒｉｔｅｒにユーザが書き込みを行った場合は、電気的情報又は信号が外部処理装置に送信され、後でコンピュータ画面又はモバイル機器に画像フォーマットとして表示され、格納され得る。外部処理装置の例としては、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、タブレット等が挙げられる。これらの外部処理装置は、プロセッサを具備するとともに、通常はディスプレイを具備することになる。したがって、ドットパターン層上におけるスタイラスの読み取りによって画像が同時に構成されるとともに、ｅＷｒｉｔｅｒの前面表示画面に視覚化される。描画又は書き込まれると、画像が無線で保存されるとともに、画像を消去して再利用に備える小さなパルスの印加によって、ｅＷｒｉｔｅｒディスプレイがリフレッシュ又は消去され得る。ドットパターン技術は現在、インクペンを用いた各ページへの書き込みによる通常のメモ取り紙製品に用いられている。本開示は、再利用可能なＣｈＬＣ  ｅＷｒｉｔｅｒディスプレイのみを用いることにより、紙ベースのノートの定期的な交換を回避する独自の解決手段を提供する。ｅＷｒｉｔｅｒ上の書き込み（同義語として描画又は書き込みトレースとも称する）のデジタル化については、他の技術が過去に適用されている。ただし、これら技術のほとんどでは、ｅＷｒｉｔｅｒディスプレイの背面に剛性のデジタイザを具備していた。ドットパターン形成システムを用いることにより、ｅＷｒｉｔｅｒ多層スタックは、その可撓性を失わず、連続的なロールツーロール製造プロセスにおいて生産できる可能性がある。また、ＣｈＬＣ技術に基づく多様なｅＷｒｉｔｅｒ装置に対して、同じ特徴を適用可能である。
【０００８】
また、光学的に透明な感圧接着剤を用いた前面プラスチック基板にドットパターン層が配置された別の実施形態が提供される。ドットアレイは、表面への書き込み時にスタイラスの移動（同義語として経路又は軌跡とも称する）を検出可能な赤外線カメラを備えた改良スタイラスによってのみ検出できる特殊な赤外線インクにより作成される。
【０００９】
さらに、スタイラスの赤外線カメラがドットアレイを検出した際、液晶層による画像の形成時間に対して実時間又は近実時間でデジタル画像を外部処理装置のディスプレイに表示するように、感圧ディスプレイへの書き込み及び描画のデジタルトラッキング軌跡を可能とするシステムの光学的鮮明さを保存する赤外線インクを用いて、背面又は前面透明プラスチック基板にドットアレイが印刷される書き込みタブレットが提供される。
【００１０】
また、ドットパターンが赤外線インクにより印刷された実質的に透明なフィルムで（例えば、前面又は背面として）覆うことができる大型の感圧パネルを作成するために継ぎ目なくタイル状にされた複数の製造可能な小型ｅＷｒｉｔｅｒディスプレイから成るｅＢｏａｒｄ（電子ボード）として既知の大判タイル張りシームレスｅＷｒｉｔｅｒ（米国特許出願第１３／８９７，００４号参照）に対するドットパターン認識層の適用が提供される。この装置は、黒板又は白板の代わりとして使用可能である。ｅＢｏａｒｄへの書き込みは、スタイラスの描画軌跡を別の外部処理装置に送信可能な処理システムを備えた赤外線カメラに取り付けられた特殊なスタイラスによって行われる。白板のコンセプトは、スマートボードとして用いられる窓の一方面上にドットパターンが積層されたガラスベースのポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）プライバシ窓にも適用可能である。このような装置は、オフィス環境等において、白色半透明な状態への切り替えによって白板として使用可能な透明窓として使用できる切り替え可能な機能を有することになる。書き込みは、ドライマーカの位置の検出、その他任意の外部処理装置に保存される電子情報の送信が可能な光学付属品を有する通常のドライマーカによって行われる。
【００１１】
さらに、独自のｅＷｒｉｔｅｒ装置であって、この目的のために設計された特殊なケーシングを有するｅＷｒｉｔｅｒに取り付け可能な外部ドットパターンアクセサリを備えたｅＷｒｉｔｅｒ装置が開示される。外部アクセサリは、赤外線インクで印刷された視認不可能なドットパターンを含む可撓性の透明フィルムを具備する。このフィルムは、ｅＷｒｉｔｅｒに嵌め込まれ、ドットパターン層を平坦且つｅＷｒｉｔｅｒ表面との適当な接触状態に保つ剛性プラスチックフレームによって保持されている。また、ドットアレイコードも使用することにより、フレームは、特殊なスタイラスによって検出可能な特定のコマンドを含み得る。別の実施形態において、この交換可能なユニットは、半透明のインクカラーフィルタを背景として用いるブギーボード（登録商標）書き込み装置を記載した米国特許出願第１３／４７７，６３８号（すべての内容を本明細書に援用）に示される通り、多層装置の背面中のインサートとして、ブギーボード（登録商標）書き込みタブレットに導入可能である。書き込み装置の液晶ディスプレイの半透明性により、テンプレート又はパターンをディスプレイの背後に配置して使用できる。
【００１２】
また、消去機能を備えたｅＷｒｉｔｅｒにドットパターン層が取り付けられた適用を開示する。ユーザが描画の一部を消去可能なｅＷｒｉｔｅｒについては、米国特許第８，１３９，０３９号に記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用する。感圧表面への書き込みに電子スタイラスが用いられる場合は、認識機能を提供するディスプレイの多層構造に対して、ドットパターン認識アレイを備えた層を取り付け可能である。スタイラスは、その光学センサ又は検出器が、書き込み時に追跡されるドットアレイの識別によって書き込みの軌跡を認識、復号化、及び送信できるように設計されている。この特殊なスタイラスの使用により、現行図の既知位置に画像ファイルの背景色で上書きするようにデジタルスタイラスが指示されている状態で、ディスプレイの一部を消去可能である。
【００１３】
当業者には、前面、背面、上面、及び底面等の用語が相対的なものであり、開示の実施形態を制限するものとして用いられるべきではないことが明らかであろう。さらに、当然のことながら、本開示で用いられる半透明、実質的に透明、シースルー、及び光学的に透明（例えば、実質的に透明な基板、シースルーの基板、実質的に透明な液晶層、実質的に透明な導電層、及び透明な感圧接着剤）といった用語は、同義且つ可換であると本明細書で規定される。物品に関連して用いられる透明という用語は、当該物品の特定の光学的鮮明さを要求するものと解釈されるべきではない。さらに、用語「描画」及び「書き込み」は、本開示の全体を通して、同義語として用いられる。
【００１４】
本開示の第１の実施形態では、以下の特徴を具備した電子書き込み装置を取り上げる。液晶層は、ポリマー中に分散された双安定コレステリック液晶材料を含む。導電層は、液晶層の両面に配設されている。実質的に透明な外側ポリマー層は、導電層の一方に隣接して配設されている。ドットパターンは、外側ポリマー層上又は外側ポリマー層を通して光学的に検出可能である。液晶の状態は、外側ポリマー層に書き込み圧力が印加された場合に画像を形成するように変化する。スタイラスは、書き込み圧力を印加する。スタイラスは、ドットパターンを読み取って、外側ポリマー層上での当該スタイラスの移動を示す電気的情報を提供するセンサ及び電子回路を具備する。
【００１５】
ここで、第１の実施形態の具体的な特徴を参照すると、ドットパターンは、ポリマー層若しくは紙材料層中又はポリマー層若しくは紙材料層上に配設されて、ドットパターン層を形成するようになっていてもよい。ドットパターン層は、液晶層が外側ポリマー層に対して配置されるよりも、外側ポリマー層から離れて配置されていてもよい。導電層、外側ポリマー層、及びドットパターン層は、可撓性であってもよい。別の特徴において、光吸収層は、液晶層を通過する光を吸収する。光吸収層は、不透明又は半透明である。また、光吸収層は、ドットパターン層が液晶層に対して配設されるよりも、液晶層から離れて配設されている。別の特徴において、ドットパターン層は、液晶層を通過する光を吸収する光吸収層として機能するようになっていてもよい。別の特徴において、ドットパターンのドットは、ドットパターン層のポリマー中又はポリマー上にインプリントされていてもよい。さらに、ドットパターン層と、隣接する導電層との間に透明な感圧接着剤が配設されていてもよい。ドットパターン層の個々のドットの配置（及び、この配置に対するスタイラスの位置）は、ドットパターン中の個々のドットの位置に基づいて識別されるようになっていてもよい。別の特徴において、液晶層、導電層、外側ポリマー層、及びドットパターン層は、この書き込み装置の一体部分であってもよい。別の特徴では、外側ポリマー層とドットパターン層との間に配設された透明な感圧接着剤層であって、ドットパターン層が、書き込み圧力が印加される書き込み表面を形成する、感圧接着剤層を備える。
【００１６】
ドットパターン層を具備した電子書き込み装置の別の特徴においては、複数の電子書き込み装置がともにタイル状にされ、互いに電気的に相互接続されており、ドットパターン層が、複数の書き込み装置全体にわたって連続的に延びる。
【００１７】
別の特徴を参照すると、ドットパターンは、外側ポリマー層中又は外側ポリマー層上に配設されていてもよい。ドットパターン層は、可視光に対して透明であってもよい。さらに、ドットパターン層のドットは、赤外光中では視認可能であるが可視光中では視認不可能なインクによって形成されていてもよい。別の特徴では、少なくとも液晶層用の剛性ハウジングを備え、ハウジングが、ドットパターン層を受容するスロットを形成するフレームを具備する。さらに別の特徴では、液晶材料を光反射状態又は実質的に透明な状態にして（例えば、画像を消去する）電圧を導電層に印加する駆動（例えば、消去用）電子装置を備える。別の特徴において、導電層は、パターン形成されておらず、液晶層全体にわたって実質的に連続していてもよい。
【００１８】
さらに別の特徴では、スタイラスのセンサが光学センサを含む。スタイラスは、書き込み圧力が印加されたこの電子書き込み装置の書き込み表面上に何も残さないように設計されていてもよい。
【００１９】
別の特徴では、ディスプレイを具備した外部処理装置を備え、外側ポリマー層上でのスタイラスの移動を示す電気的情報が、外部処理装置のディスプレイ上において、この電子書き込み装置上における画像の複製である複製画像を生成することを可能にする。別の特徴において、スタイラス及び外部処理装置は、電気的情報を受信して外部処理装置のディスプレイ上に複製画像を表示する当該外部処理装置に対して、電気的情報をスタイラスが無線送信できるようにするインターフェースを具備する。別の特徴において、この電子書き込み装置上には、スタイラスのセンサ及び電子回路によって読み取られた場合に、画像を保存して、信号を外部処理装置に送信するドットパターンの形態のコマンドが配設されている。信号の外部処理装置への送信は、新たなページを形成するようになっていてもよい。
【００２０】
別の特徴において、部分的な消去の間、スタイラスの光学センサ及び電子回路は、消去する部分を認識して、外部処理装置のディスプレイ上の複製画像の対応部分に背景色を上書きする信号を送信する。
【００２１】
光学センサを有するスタイラスの使用に関する別の特徴は、ドットパターンポリマー層若しくは紙材料層であって、ドットパターンポリマー層若しくは紙材料層上又はドットパターンポリマー層若しくは紙材料層中にドットパターンが形成され、この電子書き込み装置に対してドットパターン層を取付け及び取外し可能な装置を備える、ドットパターンポリマー層又は紙材料層を備える。ドットパターン層は、外側ポリマー層を通して視認可能なテンプレートをさらに備えていてもよい。テンプレートは、ラインの配置、ゲームに使われる画像、外部処理装置により実行される機能、及びこれらの組み合わせから成る群から選択される情報を提供していてもよい。別の特徴において、テンプレート上の情報は、画像の形態の機能を含み、この画像にユーザがスタイラスにより接触することによって、スタイラスが、テンプレートを認識できるとともに、テンプレートを識別する情報を外部処理装置に送信でき、もって、外部処理装置が、この電子書き込み装置に対して挿入されたテンプレートのテンプレート複製を背景として、書き込みの複製画像をこの電子書き込み装置上に表示する。
【００２２】
本開示の第２の実施形態では、以下の特徴を具備した電子書き込みシステムを取り上げる。散乱切り替え可能な液晶層は、ポリマー分散液晶材料（ＰＤＬＣ）を含む。導電層は、液晶層の両面に配設されている。電子駆動回路は、液晶材料を実質的に透明な状態又は不透明な状態にする電圧を導電層に印加する。書き込み表面を形成する導電層の一方に隣接して、透明な基板が配設されている。また、ドットパターンが存在する。スタイラスは、センサ及び電子回路を具備し、消去可能なインクを与える。書き込み表面上におけるスタイラスの移動中、消去可能なインクの画像が書き込み表面に形成され、センサ及び電子回路が、ドットパターンを読み取って、スタイラスの移動を示す電気的情報を提供する。
【００２３】
第２の実施形態の具体的な特徴を参照すると、ドットパターンは、ポリマー層若しくは紙材料層中又はポリマー層若しくは紙材料層上に配設されて、ドットパターン層を形成するようになっていてもよい。基板はガラスで構成されていてもよい。このシステムは、ディスプレイを具備した外部処理装置を備えていてもよく、書き込み表面上におけるスタイラスの移動を示す電気的情報が、外部処理装置のディスプレイ上において、画像の複製である複製画像を生成することを可能にする。別の特徴において、スタイラス及び外部処理装置は、電気的情報を受信して外部処理装置のディスプレイ上に複製画像を表示する当該外部処理装置に対して、電気的情報をスタイラスが無線送信できるようにするインターフェースを具備する。別の特徴は、このシステムを備え、建造物での使用のために構成及び配置された窓である。
【００２４】
本開示の実施形態のその他多くの特徴、利点、及びより深い理解については、添付の図面及び以下の詳細な説明によって得られよう。上述の技術概要が本開示の実施形態を大まかに説明しているのに対して、以下の例示的な実施形態の詳細な説明は、本開示の実施形態をより厳密に説明するとともに、特許請求の範囲に広く規定された本発明の必然的な限定と解釈すべきではない具体的な実施形態を提示していることが了解されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ドットがパターン形成された黒色背面基板に結合されたＣｈＬＣ  ｅＷｒｉｔｅｒディスプレイの好適な実施形態を示した図である。
【図２】ドットパターンが背面プラスチック基板に印刷された感圧ｅＷｒｉｔｅｒ本体を示した図である。
【図３】ドットパターンが前面透明プラスチック基板に印刷されたｅＷｒｉｔｅｒを示した図である。
【図４】ドットアレイが上面プラスチック基板上の実質的に透明な可撓性フィルムの付属品であるｅＷｒｉｔｅｒを示した図である。
【図５】ドットパターン認識を行う透明な上面層を備えた大型のｅＷｒｉｔｅｒ又はｅＢｏａｒｄを構成するタイル状ディスプレイを示した図である。
【図６】多層装置上にドットパターン認識層を有するＰＤＬＣ活性層を用いたガラスベースの切り替え可能なプライバシ窓を示した図である。
【図７】任意選択としてドットパターン層が取り付けられえた交換可能なドットアレイユニットであるブギーボード（登録商標）ｅＷｒｉｔｅｒを示した図である。
【図８】テンプレート認識ドットアレイを示す挿入用途のブギーボード（登録商標）ｅＷｒｉｔｅｒを示した図である。  当然のことながら、本開示の図面の複数図全体を通して、同じ番号は同じ部分を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
上述の所望の特徴のうちの１つ又は複数を有する電子書き込み／描画タブレットの実施形態が提供される。
【００２７】
図１は、コレステリック液晶材料（ＣｈＬＣ）がポリマーネットワーク中に分散し（番号１で示す）、ＣｈＬＣ／ポリマー分散１に対向する導電材料（４及び５）の薄層が被覆された２つの実質的に透明なポリマー基板２及び３間に挟まれた液晶層を具備した多層装置を示している。基板２は、可撓性である。実際には、書き込み装置のすべての層が可撓性であってもよい。本開示のすべての実施形態において、スタイラスによる書き込み圧力が印加される電子書き込み装置の外表面は、書き込み表面と称する。ここでは、基板２の外表面が書き込み表面を構成する。導電層又は電極は、パターン形成される、及び／又はパターン形成されていない、とすることが可能であるが、特にパターン形成されていない（すなわち、書き込みタブレットの視認領域全体にわたって連続している）。コレステリックディスプレイの技術分野において既知の通り（米国特許第５，４３７，８１１号参照（すべての内容を本明細書に援用））、両電極間に小さな電圧パルスが印加されると、ＣｈＬＣの分子は、整列して、暗色背景による光の吸収が可能な隣接する光吸収（例えば、黒色）層又は背景６上で実質的に透明な焦円錐テクスチャとなる。この実質的に透明な状態を永久に維持するのに電圧は不要である。また、コレステリック液晶材料は、双安定である。先の尖ったスタイラスの圧力が上面基板２の書き込み表面に印加されると、誘起された局所的なＣｈＬＣの流れによって、ＣｈＬＣ分子の再編成が促進され、局所的に整列して有色光を反射する平面構成となる（米国特許第６，１０４，４４８号参照）。この光反射平面状態は、それを維持する電圧を要することなく、永久に存在可能である。この特性によって、背景としての暗色層６の黒色との対比により、上面基板７を通して、鮮明な色の書き込みマーク（描画マーク又はライン及びトレースとも同義）を視認可能である。実際には、指の爪又は先が尖ったスタイラス等の任意の剛性器具によって、このディスプレイ上に書き込みマークを作成可能である。ディスプレイ上のこのような書き込み又は描画は、実質的に透明な状態にある液晶層を通して視認される背景に対して、液晶材料の反射状態により形成された書き込みラインが対照をなすことに起因して生じる。
【００２８】
本開示の本実施形態において、層中又は層上にパターン形成されたドットを含む可撓性のポリマードットパターン層６は、任意選択としての感圧透明接着剤８を用いることにより、多層システムの下側（液晶層が書き込み表面に対して配置されるよりも、書き込み表面から離れて）に配置されている。この態様において、ドットパターン層６は、光吸収層としても機能する（すなわち、黒色等の有色又は暗色であってもよい）。ただし、別個のドットパターン層及び光吸収層を使用してもよく、例えば、ドットパターン層がシースルーであって、光吸収層が書き込み表面に対するよりも書き込み表面に近い。一態様において、特殊なスタイラス又はペン９は、インクを含まず、多層システムの書き込み表面の押圧又は書き込み圧力の印加に際して、画像を形成する視認可能なトレース又はラインを残す固体片を具備する。一方、スタイラス９に取り付けられた画像検出装置１０は、多層スタックを通してドットの読み取り又は検出を行える適当な光学センサ（例えば、カメラ）及び電子装置を用いて、ドットパターン層６上における書き込み装置の背面中の符号化パターンを光学的に読み取って、書き込み表面上におけるスタイラスの移動を示す電気的情報を生成する。スタイラスの画像検出装置１０は、ディスプレイを具備した外部処理装置のインターフェース又は無線受信機に対して、スタイラスの書き込み経路又は移動を示す電気的情報を無線送信可能なインターフェースを具備する。外部処理装置の例としては、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（例えば、デスクトップ）、タブレット、ラップトップ、ネットブック、テレビ、接続機能、電子白板、及び適当なソフトウェアを備えた考え得るｅＲｅａｄｅｒ（電子リーダ）、又は液晶層により形成された画像の複製である複製（例えば、デジタル）画像を表示するとともに当該画像を取得又は格納する他の装置が挙げられる。例えば、一態様において、外部処理装置（例えば、ラップトップ）は、プロジェクタへの電気的な接続により、任意選択として、デジタル画像をラップトップ上に表示するとともに、複製画像をスクリーン上に投射することも可能である。
【００２９】
スタイラスの構成は、２０００年１０月２日に出願された米国特許第６，６６３，００８  Ｂ１号（すべての内容を本明細書に援用）に記載の装置と類似していてもよいが、これに限定されない。例えば、この例のスタイラスは、光学素子、関連する電子回路、及び電源を具備する。光学素子は、表面を照射する少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、２次元画像を記録するセンサ（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等の光学センサ）とを具備していてもよい。ＬＥＤは赤外発光ダイオードであってもよく、センサは赤外光感応であってもよい。電源には、スタイラスに搭載されたバッテリを採用してもよい。電子回路は、センサにより記録された画像に基づいてスタイラスの位置を決定する画像処理手段として、例えば、センサから画像を読み取るとともに、これらの画像に基づいて位置決定を実行するようにプログラムされたプロセッサを具備していてもよい。センサ及び電子回路は、ペンのｘ及びｙ位置データ並びにラインの描画の軽重を示す圧力データ等の電気的情報を提供することにより、書き込み装置への書き込みの間（すなわち、液晶層が画像を形成するように当該液晶層に対して書き込み圧力を印加する間）にユーザがスキャンした２次元ドット画像を記録する。スタイラスの電子回路は、ＣｈＬＣ層により画像を形成する書き込み圧力を印加したスタイラスの位置、移動、又は軌跡を決定する。ＣｈＬＣ層への書き込みの後は、小さなパルスの印加によって、ＣｈＬＣの分子をそれぞれ元の実質的に透明な状態に駆動し、ＣｈＬＣ  ｅＷｒｉｔｅｒ上の書き込みマークを消去するようにしてもよい。ただし、ＣｈＬＣ層により表示された書き込みのデジタル画像又は電気的情報はすぐに、画像検出装置１０によって、デジタル画像の画面上での表示及び／又は電気的情報のメモリへの保存が可能な外部処理装置に無線で送信される。
【００３０】
図２は、本開示の別の実施形態を示しており、実質的に透明な背面ポリマー層１１の表面上に符号化ドットパターンが印刷されている（すなわち、参照番号１１は、ドットパターン層である）。このドットパターン層は、透明な導電性ポリマー５（パターン形成されていない導電層）で被覆されている。また、前面透明基板２は、導電ポリマー４の別の層（パターン形成されていない導電層）を支持している。この構成によって、上記説明の通り、ＣｈＬＣ／ポリマー層の電気的駆動が可能である。この装置の表面に表示された書き込みマークのコントラストを向上するには、例えば不透明又は半透明が可能な背面塗装又は光吸収層１２を使用する。フィルム１１のドットアレイは、実質的に透明な当該フィルムのいずれの面にも印刷可能である。別の実施形態において、層１１及び１２は、１つの可撓性背面層として組み合わされ、導電性ポリマー５に対向する表面上にドットアレイが印刷されていてもよい。ドットアレイは、人間の目には見えないが、スタイラスに取り付けられたカメラにより検出可能であってもよい。例えば、ドットは、赤外光中では光学的に検出可能であるが可視光中では検出不可能である。
【００３１】
同様に、図３は、導電層４（パターン形成されていない導電層）で内側が被覆される基板として用いられる書き込み表面を構成する前面透明可撓性フィルム１３上にドットパターンを印刷可能であることを示している。このシートは、積層プロセスにおいて採用され、ここでは、前面基板として採用されている。この場合、ドットアレイは、前面透明基板のいずれの面に印刷されていてもよい。別の構成においては、図２の層１１及び１２の代わりに、暗色の可撓性シート１２のみが用いられる。下側の実質的に透明な基板３は、任意選択である。
【００３２】
図４は、感圧接着剤１４を用いてブギーボード（登録商標）書き込みタブレットの前面に取り付けられたドットアレイ透明シート１５（ドットパターン層）を示している。この構成は、製造プロセスへの使用に好都合となり得る。フィルムは実質的に透明であり、ディスプレイ上の書き込み画像がドットによって分かり難くならないように、ドットパターンの印刷が特殊なインクで行われることを意味する。好ましいインクは、肉眼（可視光）で見えない赤外線インクである。ドットパターンフィルムと前面基板２との結合によって、ディスプレイの前面に力が伝達可能となり、感圧ＣｈＬＣ層上に反射マークが作成される。同時に、スタイラスの関連する電子回路を具備した特殊な赤外光学素子は、スタイラスが移動したドットパターンの部分の当該光学素子による検出に基づいて、スタイラスの描画経路（電気的情報）の読み取り、復号化、及び他の外部処理装置への伝達を行うことができる。当然のことながら、ドットパターン層は、見る人に最も近接した実質的に透明な基板上に形成されている場合又は当該基板の一部として形成されている場合、書き込み表面を構成する。一方、ドットパターンが液晶層よりも見る人から離れて形成されている場合、書き込み表面は、実質的に透明な外側可撓性ポリマー層によって構成される。
【００３３】
ドットパターン認識技術の利点の１つとして、多様なサイズの装置に適用可能であることが挙げられる。この点において、スマートボードとして使用可能な大面積の感圧装置を作成すると同時に、取り付けられたドットアレイを認識する特殊なスタイラスによって描画された画像を記録することを目的に、ＣｈＬＣ書き込みボード表示装置（図５）には、大面積のドットアレイフィルム１６が取り付けられている。米国特許出願第１３／８９７，００４号は、消去用電圧パルスを導電層に印加して液晶を透明又は反射等の所望の状態にすることができる同じ駆動回路１８と一体化された大表示面積の装置を作成する代替として、製造可能なタイル張りの小型ＣｈＬＣディスプレイを使用可能な方法を説明しており、そのすべての内容を本明細書に援用する。本開示の電子装置のいずれかには、適当な上記駆動回路が採用されていてもよい。図５は、タイル状システム上に配置されたドットアレイ層を示しているが、この層は、液晶層が書き込み表面（又は、見る人）から配置されるよりも書き込み表面（又は、見る人）から遠い位置等、前図の開示を用いることにより、多層装置の任意の位置に積層されていてもよい。
【００３４】
別の実施形態は、切り替え可能な「白板」として同様に用いられる（例えば、ガラスベースの）ポリマー分散液晶ＰＤＬＣ（米国特許第４，６８８，９００号参照（すべての内容を本明細書に援用））プライバシ窓装置の（例えば、背面）に対するドットパターン層の適用である。この窓は、建築構造での使用に対して構成及び配置されている（例えば、建造物の内側又は外側の窓）。図６は、任意選択としての感圧接着剤被膜１７によって、実質的に透明なドットパターン認識層１６がガラスシート（１９及び２０）間に積層された状態で、実質的に透明なガラスシート（２０及び２２）上に堆積された２つの導電層（２３及び２４）間にＰＤＬＣ層２１が挟まれた一実施形態を示している。ドットパターン層によって、ドットパターンコードの読み取りにより描画の軌跡を復号化する光学付属品１０を備えたドライマーカ２５を使用可能である。スタイラスの移動を示すこの電気的情報は、スタイラスから無線で外部処理装置（例えば、ラップトップ又はＰＣ）に送信され、当該外部処理装置のディスプレイ上に複製画像（すなわち、ドライマーカに描画された画像又は上記実施形態の液晶層により表示された画像の複製）として表示されるようになっていてもよい。本明細書のすべての実施形態においては、スタイラス及び外部処理装置のインターフェースの使用により、電気的情報の無線送受信が可能となっていてもよい（例えば、米国特許出願第１４／０５７，２６１号に記載されており、そのすべての内容を本明細書に援用するが、本開示に鑑みれば、当業者には明らかと考えられる）。ＰＤＬＣ層は、実質的に透明な状態と不透明な（例えば、光学的に白色の）状態との間で電子的に切り替えられるようになっていてもよい。この適用は、装飾及び機能上の目的から大面積に用いて、外部装置（例えば、ラップトップ、携帯電話等）上の書き込み画像を取得する機能を備えた透明窓又は白板として機能するようになっていてもよい。光シャッタは、建造物の外側の窓を構成する場合、通常使用時に開いて（ＰＤＬＣが実質的に透明）、屋外を視認可能となるが、ＰＤＬＣが不透明の場合には、「白板」又は有色板として動作するようになっていてもよい。
【００３５】
図７は、剛性材料２８をフレームとする実質的に透明な可撓性プラスチックシート２７（ドットパターン層）上にドットアレイが印刷された交換可能なユニット２６を用いることにより、ブギーボード（登録商標）ＬＣＤ  ｅＷｒｉｔｅｒに組み込まれたドットパターンシステムを実行可能な一実施形態を示している。交換可能なユニットは、ブギーボード（登録商標）２９上で摺動して、剛性フレーム集合３１への挿入により、ドットアレイシートの表面をディスプレイ３０の表面と結合する。こうして、ｅＷｒｉｔｅｒ３２は、ドットパターン層が提供する認識機能を有することになる。この設定は、ライン色、ライン厚さの変更、接続機能コマンド、ページ繰り等、スタイラスのカメラに対する具体的な命令を含むドットパターンラベル３３により補完されていてもよい。これらのコマンドは、処理されて、スマートフォン、パーソナルコンピュータ（例えば、デスクトップ）、タブレット、ラップトップ、ネットブック、テレビ、接続機能、電子白板、及び適当なソフトウェアを備えた考え得るｅＲｅａｄｅｒ、又は他の装置等の外部処理装置３４のディスプレイ上に表示されることが明らかである。交換可能なユニットがブギーボード（登録商標）書き込みタブレット２９上に配置されると、ドットパターン形成されたシートとブギーボード（登録商標）書き込みタブレットの表面との結合が厳密になるため、書き込み中に印加された力がＣｈＬＣに対して正確に伝わる。
【００３６】
別の実施形態において、交換可能なユニットは、半透明のインクカラーフィルタを背景として用いるブギーボード（登録商標）書き込み装置を記載した米国特許出願第１３／４７７，６３８号（すべての内容を本明細書に援用）に示される通り、多層装置の背面中のインサートとして、ブギーボード（登録商標）書き込みタブレットに導入されていてもよい。わずかな吸収によって、画像書き込み時のコレステリック反射のコントラストが向上する。書き込み装置の液晶ディスプレイの半透明性により、テンプレート又はパターンをディスプレイの背後に配置して使用できる。ここに記載の適用は、図８に示すように、テンプレートの挿入のコンセプトをドットパターン認識システムと組み合わせたものである。米国特許出願第１３／４７７，６３８号の開示に従う半透明の背景を含む上述の組み合わせのうちのいずれかにおいて取り付けられたドットパターン又はドットパターン層を含むブギーボード（登録商標）書き込み装置３６の背面には、暗色背景テンプレート３５が挿入されていてもよい。ドットパターン層は、任意選択としてのディスプレイ３７、３８の上部及び底部の部分を除いて、書き込み可能なディスプレイの表面全体を覆う。これらの部分は、十分な大きさであって、装置に結合されているインサートの種類に関する情報を電子スタイラスに提供するドットパターン画像を含むインサート３９、４０の２つのコマンド部分に適合する。インサート３５がブギーボード（登録商標）書き込み装置３６上の適所で摺動すると、これらが一体となって、改良型ブギーボード（登録商標）書き込み装置４１（例えば、図７に記載のフレーム等の適当な装置を使用）を構成する。ユーザは、開始画像３９へのタッチによって、使用されているテンプレートの認識をスタイラスが行い、電気的情報及びこのテンプレートの情報を外部処理装置３４に送信できるようにしてもよい。これにより、外部処理装置は、ｅＷｒｉｔｅｒ３６の背面に物理的に取り付けられたテンプレート３５のテンプレート複製に対して、電子書き込み装置への書き込みの複製画像を表示することができる。当該ユーザについて完了したら、終了ボタン４０にデジタルスタイラスでタッチすることにより、画像を保存して、外部処理装置の次のページに進むことができる。
【００３７】
選択的消去機能
米国特許第８，１３９，０３９号は、上述のような画像全体の消去を要さず、描画画像の選択的な消去を可能とする多色デュアルモード描画タブレットの設計を開示しており、そのすべての内容を本明細書に援用する。この設計においては、先の尖ったスタイラスの圧力を用いることにより、平面状態の背景液晶に対して、焦円錐状態の液晶によりパッドに画像が描画される「モードＡ」が提供される。また、圧力を用いることにより、焦円錐状態の背景液晶に対して、平面状態の液晶によりタブレットにカラー画像が描写される「モードＢ」も提供される。モードＢは、モードＡのネガ画像と考えられる。選択的消去のない上記実施形態において、主要な動作モードは、モードＢである。
【００３８】
この多モード手法は、前景色及び背景色という２つの色のみを用いることにより、インスタント装置の別の例示的な実施形態に使用して、電子書き込み装置（同義語として描画タブレットとも称する）上の画像の描画及び消去の両者を行うことができる。このような装置において、１つのモードで描画された描画タブレット上に表示の描画部分は、動作モードを他方のモードに変更した後、描画上に背景色を書き込んで描画画像を本質的に消去することにより消去可能であり、米国特許第８，２２８，３０１号により詳しく記載された通りであって、そのすべての内容を本明細書に援用する。
【００３９】
したがって、例えば、デュアルモード動作を用いる装置は、スタイラスの先端による場合等、圧力を用いた描画動作時に描画パッド全体の電圧を必要としないモードＢでの通常描画の動作を行うようになっていてもよい。これにより、描画プロセス中の電力消費が抑えられるため、通常の動作モードである。
【００４０】
ただし、ユーザが表示画像の一部を消去したい場合、描画パッドは、消去プロセス中に書き込みタブレットの電極に電圧が印加される選択的消去用のモードＡに遷移するようになっていてもよい。これは、装置上に設けられたプッシュスイッチ等のアクチュエータの起動又はタブレットが接続され、ブギーボード（登録商標）書き込みタブレットの電子装置と対になって、タブレットの動作モードをモードＢからモードＡに変更させる遠隔装置上の何らかのメニュー項目等のアクチュエータの起動により行われるようになっていてもよい。
【００４１】
上述の適用のうちのいずれかにおいて、ディスプレイの消去機能は、新たな書き込みページが必要であることを電子スタイラス又は外部処理装置に伝達する無線信号との結合も可能である。この機能は、ｅＷｒｉｔｅｒの消去ボタンに取り付けられたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機を有することにより実行されるようになっていてもよい。ディスプレイの消去が行われると、外部装置に送信された以前の書き込みを保存すると同時に、書き込み準備がなされた新たなページを外部装置のディスプレイ上に作成するコマンドを信号が誘発することになる。この構成の利点は、ｅＷｒｉｔｅｒの消去によって、書き込み画像が保存され、同時にページが変更されることである。
【００４２】
別の方法では、現在の画像の保存及び書き込みできる新たなページの作成をデジタルペン（光学スタイラス）に指示するブギーボード（登録商標）書き込みタブレットの任意の箇所に印刷されたドットパターン画像を使用する。この機能を有効にするには、ユーザがデジタルペンでこの画像にタッチする必要がある。そして、ユーザは、ディスプレイ全体にわずかな電圧を印加するボタンを押圧してｅＷｒｉｔｅｒを消去するようにしてもよい。この適用の１つの利点として、上述の構成のうちのいずれかにおいて追加できる小さなドットパターン形成された画像から直接、電子スタイラスによってコマンドが読み取られるようにブギーボード（登録商標）書き込みタブレットの電子装置を改良する必要がないことが挙げられる。
【実施例１】
【００４３】
実施例１
ブルックストーン（Ｂｒｏｏｋｓｔｏｎｅ）（登録商標）小売店から購入したブギーボード（登録商標）書き込みタブレットを分解して、背面基板から不透明被膜を除去した。また、アセトンワイプを用いてインクを除去した。洗浄後、２ミルの透明な感圧接着剤３Ｍ  ８２１２でディスプレイの背面を被覆した。また、１６０°Ｆまで予備加熱したＧｅｎｅｒａｌ  Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｃｏｒｐのｃａｔｅｎａ  ６５Ｒを用いて、Ｐｅｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ（登録商標）提供の赤外線ドットアレイ付き黒色紙シートをブギーボード（登録商標）書き込みタブレットに積層した。この積層は、ニップ間隙ゼロで行った。また、パーソナルコンピュータにインストールしたＰｅｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ（登録商標）のソフトウェアＰｅｎＨｕｂに対して、Ｐｅｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ（登録商標）から購入したＡＤＰ−６０１電子ペンを組み合わせた。電子装置のインクボールペンは、ブギーボード（登録商標）書き込みタブレットへの圧力書き込みが可能なインクを用いない先の尖ったスタイラスに置き換えた。書き込みマークの書き込み軌跡又は経路を電子スタイラスの赤外線カメラ及び電子装置で検出し、組み合わせたコンピュータに送信して、ＰｅｎＨｕｂソフトウェアで表示した。最終的な装置は、感圧ディスプレイへの書き込み画像の表示と書き込み軌跡を示す電気的情報又は信号のパーソナルコンピュータへの実時間又は近実時間での送信とを同時に行うことができた。
【００４４】
上記開示内容を考慮すれば、開示の実施形態の多くの改良及び変形が当業者には明らかとなろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、以上の具体的な図示及び説明とは異なるように本発明を実施可能であることが了解されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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