(57)【要約】【課題】ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプのデータ入力システムに適用できる、座標検知手段を提供する部材であって、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能なパターン付透明部材を提供する。【解決手段】本発明のパターン付透明部材１は、透明基板２の表面に非可視光線反射性の透明パターン３が形成されてなり、画像表示可能なディスプレイ装置５の表面又は前方に装着されるシート状又は板状の透明部材であって、透明パターン３は、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末６により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明部材１上における入力端末の位置情報を提供可能なパターンであり、透明基板２の表面に形成された非可視光線反射性の透明パターン３が一定の繰返し周期からなる多層構造を含んでいる。【選択図】図１
2008243154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の表面に非可視光線反射性の透明パターンが形成されてなり、画像表示可能なディスプレイ装置の表面又は前方に装着されるシート状又は板状の透明部材であって、
前記透明パターンは、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明部材上における入力端末の位置情報を提供可能なパターンであり、
前記透明基板の表面に形成された非可視光線反射性の透明パターンが一定の繰返し周期からなる多層構造を含んでいるパターン付透明部材。
【請求項２】
前記多層構造が、屈折率の異なる透明材料の積層により形成されてなる請求項１に記載のパターン付透明部材。
【請求項３】
前記多層構造が、低屈折率層と低屈折率層よりも高い屈折率を有する高屈折率層とが交互に積層されてなる請求項１又は２に記載のパターン付透明部材。
【請求項４】
前記非可視光線の波長が、前記多層構造を形成する１層あたりの光路差［（ｄ・ｎ・ｃｏｓθ）・２］
（式中、ｄ：層構造の繰り返し間隔（ｎｍ）、ｎ：平均屈折率、θ：光の入射角（面の法線からの角度））
の整数倍である請求項１〜３のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項５】
前記透明基板の表面に直接透明パターンが形成されてなる請求項１〜４のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項６】
転写により、前記透明基板の上に多層構造パターンが形成されてなる請求項１〜５のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項７】
前記透明基板の全面に形成した多層構造を部分的に除去することにより、前記透明基板の上に多層構造パターンが形成されてなる請求項１〜６のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項８】
前記透明パターンの上に透明なオーバーコート層を有する請求項１〜７のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項９】
前記非可視光線が、赤外線又は紫外線である請求項１〜８のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項１０】
前記透明パターンが８００〜９５０ｎｍに選択反射ピーク波長を有する請求項１〜９のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項１１】
前記透明パターンが２００〜４００ｎｍに選択反射ピーク波長を有する請求項１〜９のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項１２】
前記ディスプレイ装置に装着するための装着手段を備えている請求項１〜１１のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【請求項１３】
前記装着手段が、ディスプレイ装置に接触する接触面側に設けられ、ディスプレイ装置に貼り付けるための接着性又は粘着性を有する貼着具である請求項１２記載のパターン付透明部材。
【請求項１４】
切り離し可能なものである請求項１〜１３のいずれかに記載のパターン付透明部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプのデータ入力システムに適用できる、座標検知手段を提供する部材であって、特に、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能なパターン付透明部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、手書きした文字、絵及び記号などを、情報処理装置が扱うことができる電子データに変換する必要性が高まっており、特に、スキャナーなどの読取装置を経由せず、手書き情報をリアルタイムでコンピューター等へ入力する方式への需要が高まっている。
それに対応して、例えば、手書き入力する為のペン及び被書込面を備えた入力手段と、該入力手段による手書き入力時の入力軌跡を読み取る入力軌跡読取手段と、該入力軌跡情報を電子データ化する入力軌跡変換手段と、該入力軌跡変換手段により変換したデータを情報処理装置に対して送信する入力軌跡データ送信手段を備えた書込型入力装置であって、前記入力軌跡読取手段が、被書込面上に形成された位置情報を提供するマークを、ペンに設置されたセンサーで読み取ることにより行われ、該被書込面が、位置情報を提供するマークとして赤外線を吸収する特殊なドットパターンが印刷されている特殊な用紙であり、前記ペンが該被書込面に対して赤外線を照射する赤外線照射部と、該ドットパターンにより反射された赤外線パターンを検知する赤外線センサーを備えている書込型入力装置が提案されている。
また、書込用パネルに感圧式センサーや静電式のセンサー、光センサーなどを設置し、該パネル表面にスタイラス型ペンや指などを使用して手書きした際の筆圧や静電気、影を検知することで入力軌跡を取得するタイプの書込型入力装置も提案されている。
【０００３】
しかしながら前者の装置では、手書きした内容（入力軌跡）を電子データ化できるが、直接の入力対象は専用の用紙であり、電子データ化された入力軌跡情報を表示するには別途ディスプレイ装置が必要となる。紙の上に軌跡を記録できるよう黒鉛やインキを搭載したペン先を使うことで、軌跡情報を紙上で視認することはできるが、いずれにしろ例えばディスプレイに表示された図表に対して手書き入力をするといった、直感的でインタラクティブな運用には向いておらず、入力時の作業スペースもより広く必要となる。また、紙上に軌跡を記録する場合には、一度手書き入力が終わった用紙は使用できないため、消耗品である入力用紙を常備しておく必要があり、特に移動体用途には不向きである。
一方、後者の装置であると、被書込パネルに感圧式センサーや静電式のセンサーなどを備えるため、入力装置としては前者の装置に比べ小型化が難しく、重量、厚みが増加してしまう。またコスト的にも高価である。加えて、感圧式センサーや静電式のセンサーは、手や袖口が触れた際には、誤作動する可能性があり、通常のノート等に書く時の様に手の平の小指側側面を接触させてしまう書き方をする場合には、不向きなものとなる。このような装置は、書込パネルに透明な材料を用いディスプレイ前面に設置したり、書込パネル自体にディスプレイ機能を持たせることで、例えばディスプレイに表示された図表に対して手書き入力をするといった直感的でインタラクティブな運用が可能となるが、本方式の場合高価であるため大画面化が難しく、またサイズや重量の軽減が難しい為、携帯電話等の移動体用途にも不向きである。
【０００４】
そこで、このような不具合を解決すべく、ディスプレイ装置の表示面に直接手書きした内容を情報処理装置に入力することを可能にしたものであって、コンパクトで安価に製造することが可能な入力装置が望まれていた。これを実現する為には、例えば、前者の書込型入力装置において、被書込手段であるところのドットパターンが印刷された用紙を可視領域の光に対して透明化し、ディスプレイ装置の前方又は前面に設置すればよい。
このような要求を満たす透明シートとして、例えば、特許文献１には、ディスプレイ装置の前面若しくは前方に装着される透明シートであって、入力用電子ペン等による入力軌跡の位置を示すための位置情報を提供可能なマークを所定波長の光を照射されて当該入力軌跡読取手段に読み取り可能な光を発光するインキを用いて印刷したものが開示されている。しかしながら、特許文献１には、そのような透明シートを具現化するインキの種類などは記載されておらず、透明シートのアイデアもしくは願望が記載されているに過ぎず、具体的な透明シートの例示はない。
また、特許文献２には、赤外線領域を反射する特殊インキを印刷した透明部材を用いた座標入力装置が開示されているが、特許文献２にも、そのような装置を具現化するインキの種類などは記載されておらず、アイデアもしくは願望が記載されているに過ぎず、具体的な透明シートの例示はない。
【０００５】
また、特許文献３には、屈折率の異なる樹脂を積層したプラズマディスプレイ前面板用近赤外線反射フィルムが記載され、特許文献４には、多層赤外線反射光学対が記載され、特許文献５には、高屈折率誘電体層と低屈折率誘電体層を積層した反射膜を有する近赤外線カットフィルターが開示されている。しかしながら、特許文献３〜５に記載の多層膜は、熱線反射又は赤外線カット用途にのみ使用され、基材の全面に形成され、パターン形成することや位置情報を提供するマークとして用いることについては何も記載されていない。
【特許文献１】特開２００３−２５６１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３００６号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９９３５号公報
【特許文献４】特表２００２−５０９２７９号公報
【特許文献５】特開２００６−０３０９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、ディスプレイ装置に直接手書きしてデータ入力することができ、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能なパターン付透明部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、透明基板上に、一定の繰返し周期からなる多層構造を含む非可視光線反射性の透明パターンが形成された部材に非可視光線を照射し、その反射光を利用することにより前記の目的を達成することを見出し、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、透明基板の表面に非可視光線反射性の透明パターンが形成されてなり、画像表示可能なディスプレイ装置の表面又は前方に装着されるシート状又は板状の透明部材であって、前記透明パターンは、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明部材上における入力端末の位置情報を提供可能なパターンであり、前記透明基板の表面に形成された非可視光線反射性の透明パターンが一定の繰返し周期からなる多層構造を含んでいるパターン付透明部材を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパターン付透明部材は、ディスプレイ装置に直接手書きしてデータ入力することができ、作業スペースが低減出来ることに加えて、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のパターン付透明部材１は、図１〜３に示すように、透明基板２の表面に非可視光線反射性の透明パターン３が形成されてなり、画像表示可能なディスプレイ装置５の表面又は前方に装着されるシート状又は板状の透明部材であって、透明パターン３は、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末６により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明部材１上における入力端末の位置情報を提供可能なパターンであり、透明基板２の表面に形成された非可視光線反射性の透明パターン３が一定の繰返し周期からなる多層構造を含んでいる。
【００１０】
前記非可視光線としては、赤外線又は紫外線が挙げられ、本発明のパターン付透明部材は、前記透明パターンが８００〜９５０ｎｍに選択反射ピーク波長を有する赤外線反射性の部材や、前記透明パターンが２００〜４００ｎｍに選択反射ピーク波長を有する紫外線反射性の部材として適している。
【００１１】
本発明においては、前記多層構造が、屈折率の異なる透明材料の積層により形成されてなるものであると好ましく、低屈折率層Ａと低屈折率層Ｂよりも高い屈折率を有する高屈折率層とが交互に積層されてなるものであるとさらに好ましい。
本発明において、反射の原理は、多層構造で反射される光の干渉作用（Ｂｒａｇｇ反射）に基づくものであり、用いる材料の屈折率や各層の厚みにより、特定の波長を選択的に反射させることができる。
具体的には、前記非可視光線の波長が、前記多層構造を形成する１層あたりの光路差［（ｄ・ｎ・ｃｏｓθ）・２］
（式中、ｄ：層構造の繰り返し間隔（ｎｍ）、ｎ：平均屈折率、θ：光の入射角（面の法線からの角度））の整数倍であると、前記多層構造は非可視光線反射性である（図４参照）。
【００１２】
低屈折率層Ａ及び高屈折率層Ｂの繰り返し単位の厚みは上記により計算して設定すればよいが、例えば基板面に対し垂直（θ＝０°）に入射するλ＝８５０ｎｍの赤外線を選択的に反射させる場合には、その光学厚みを４２５ｎｍにすればよい。なお光学厚み＝ｄ・ｎである。
繰り返し単位の中で、低屈折率層Ａと高屈折率層Ｂの光学厚みの比率には特に制限は無く、意図して何らかの機能を持たせる場合以外は、通常は同程度の厚みにする方が好ましい。
これら多層構造の積層数は多ければ多いほど、反射作用は大きくなるため、繰り返し単位数は１０層以上が好ましいが、あまり積層数が多くなると工程が増えるばかりでなく、基板からの凹凸の段差も大きくなるため、非可視光線センサーで検知できる範囲でなるべく少なくした方が好ましい。積層数は、通常１０〜８０層の範囲で、好ましくは２５〜５０層の範囲であり、多層構造の光学厚みは、通常、赤外領域を反射する場合４〜３８μｍ、紫外領域を反射する場合１〜１６μｍの範囲で、好ましくは赤外領域に対し１０〜２４μｍ、紫外領域に対し３〜１０μｍの範囲である。
また、本発明のパターン付透明部材は、透明基板の表面に直接透明パターンが形成されてなると好ましい。
【００１３】
以下、本発明のパターン付透明部材における多層構造に用いる材料について説明する。
本発明のパターン付透明部材としては、特に限定されず、多層構造において、相対的に高屈折率層Ａと低屈折率層Ｂとの多層構造が得られるものであれば良い。
この多層構造を形成する材料としては、例えば、無機材料や樹脂系材料が挙げられる。
無機材料としては、低屈折率層Ａ用の材料と高屈折率層Ｂ用の材料に大別できる。
この低屈折率層Ａを形成する無機材料としては、屈折率が１．６以下の材料を通常用いることができ、好ましくは、屈折率の範囲が１．２〜１．６の材料が選択される。
このような材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、六フッ化アルミニウムナトリウムなどが挙げられる。
また、高屈折率層Ｂを形成する無機材料としては、屈折率が１．７以上の材料を用いることができ、好ましくは、屈折率の範囲が１．７〜２．５の材料が選択される。
このような材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、五酸化ニオブ、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化インジウムを主成分とし、酸化チタン、酸化スズ、酸化セリウムなどを少量含有させたものなどが挙げられる。
【００１４】
以上のような無機材料を用いて低屈折率層Ａと高屈折率層Ｂとを積層する方法は、これら材料層を積層した誘電体多層構造が形成される限り特に制限はないが、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法又は湿式塗工などにより、低屈折率層Ａと高屈折率層Ｂとを交互に積層して多層構造を形成することができる。
【００１５】
多層構造を形成する樹脂系材料としては、例えば、屈折率の異なる樹脂を相対的に高屈折率層Ａ及び低屈折率層Ｂの材料として用いれば特に制限は無く、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂に、結晶質、半結晶質、液体結晶質材料、又は非晶質ポリマーを選択することができる。なお、ポリマーは通常完全な結晶質ではないため、ここでいう結晶質又は半結晶質とは、非結晶質ではないポリマーのことであり、結晶質、部分的結晶質、半結晶質などと一般に呼ばれる材料のいずれをも含む。
【００１６】
樹脂系材料の具体例としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びその異性体（例えば２，６−、１，４−、１，５−、２，７−及び２，３−ＰＥＮ）、ポリアルキレンテレフタレート（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）及びポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）などのこれらのコポリマー、ポリイミド（例えばポリアクリルイミド）、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート（例えば３：１のモル比における４，４’−チオジフェノール及びビスフェノールＡのコポリカーボネート、すなわちＴＤＰなどのコポリマーを含む）、ポリメタクリレート（例えばポリイソブチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート及びポリメチルメタクリレート）、ポリアクリレート（例えばポリブチルアクリレート及びポリメチルアクリレート）、アタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）、シンジオタクチックポリアルファメチルスチレン、シンジオタクチックポリジクロロスチレン、これらポリスチレンのいずれかのコポリマー及び配合物、セルロース誘導体（例えばエチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸セルロースブチレート及び硝酸セルロース）、ポリアルキレンポリマー（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン及びポリ（４−メチル）ペンテン）、フッ化ポリマー（例えば、ペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリエトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロピレンコポリマー、フッ化ポリビニリデン及びポリクロロトリフルオロエチレン）、塩素化ポリマー（例えばポリ塩化ビニリデン及びポリ塩化ビニル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、ポリエーテルアミド、アイオノマー樹脂、エラストマー（例えばポリブタジエン、ポリイソプレン及びネオプレン）及びポリウレタン等が挙げられる。
【００１７】
さらにコポリマーの例として、ＰＥＮコポリマー（例えば２，６−、１，４−、１，５−、２，７−及び２，３−ナフタレンジカルボン酸又はそのエステルとしての、（ａ）テレフタル酸又はそのエステル、（ｂ）イソフタル酸又はそのエステル、（ｃ）フタル酸又はそのエステル、（ｄ）アルカングリコール、(ｅ)シクロアルカングリコール（例えばシクロヘキサンジメタノールジオール）、（ｆ）アルカンジカルボキシル酸、及び（ｇ）シクロアルカンジカルボキシル酸（例えばシクロヘキサンジカルボキシル酸）から選ばれる組み合わせのコポリマー）、ポリアルキレンテレフタレートのコポリマー（例えばテレフタル酸又はそのエステルとしての、（ａ）ナフタレンジカルボキシル酸又はそのエステル、（ｂ）イソフタル酸又はそのエステル、（ｃ）フタル酸又はそのエステル、（ｄ）アルカングリコール、(ｅ)シクロアルカングリコール（例えばシクロヘキサンジメタンジオール）、（ｆ）アルカンジカルボキシル酸、及び（ｇ）シクロアルカンジカルボキシル酸（例えばシクロヘキサンジカルボキシル酸）から選ばれる組み合わせのコポリマー）、スチレンコポリマー（例えばスチレンブタジエンコポリマー及びスチレンアクリロニトリルコポリマー）、４ ，４’−ビベンゾイン酸並びにエチレングリコール等が挙げられる。
【００１８】
また、それぞれの各層は上述したポリマー又はコポリマーの２種類以上の配合物（例えばシンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）及びアタクチックポリスチレンの配合物）を含んでよい。
また、高屈折率層Ｂ及び低屈折率層Ａはこれらの２種類以上のポリマーの混合物を用いても良い。
さらに、光や電離放射線、熱等により硬化するモノマーやオリゴマーなどを用いて層を形成した後に硬化させても良い。ポリマーやオリゴマー，モノマーが溶媒に可溶な場合は、溶液で塗布し、乾燥させても良い。
上記樹脂系材料を高屈折率層Ｂ及び低屈折率層Ａに用いる組み合わせの一例としては、高屈折率層Ｂにポリエチレン−２，６−ナフタレート、低屈折率層Ａにポリエチレンテレフタレートなどを使用することが出来る。
【００１９】
以上のような樹脂系材料を用いて低屈折率層Ａと高屈折率層Ｂとを積層する方法は、これら材料を選択して低屈折率層Ａ及び高屈折率層Ｂとなれば特に制限はないが、共押出（同時押出し）、ホットメルトコーティング、薄層シートの熱圧着、コーティング、湿式塗工などが挙げられる。中でも、２種類の材料が類似のレオロジー特性（例えば溶融粘度）を有して、これらを同時押出しできると好ましい。紫外線や電離放射線で硬化可能な材料を用いる場合は多層コーティングなども好適である。
【００２０】
また、本発明のパターン付透明部材は、多層構造を形成する材料の種類に関わらず、転写により、透明基板の上に多層構造パターンが形成されてなると好ましい。転写方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、孔版印刷法、インキジェット印刷法等が挙げられる。
【００２１】
さらに、前記透明基板の全面に形成した多層構造を部分的に除去することにより、多層構造パターンを形成しても良く、蒸着やＣＶＤなどの様に、順次薄層を積層していくような場合には、基板の上にマスキングを行うことにより、透明パターンを形成することが出来る。
マスキングは所定のパターン形状に孔の開いたマスク用シートを、基板の上に重ねたり貼ったりしても良く、光硬化樹脂や電離放射線硬化樹脂などを用いて、必要な部分を硬化させた後不要な部分を除去してマスクパターンを作り、多層構造を形成した後マスクパターンごと除去しても良い。このような場合、マスクパターンが透明で基板との密着性が高く、かつ透明パターンとの密着性が低い場合には、基板の上にマスクパターンを残し、透明パターンだけを除去しても良い。
逆に、透明パターンの材料と基板との密着が悪い場合には、密着性を改善する下地層をパターン形成した上から透明パターンを形成し、下地層が無い部分を機械的、物理的な方法で除去しても良い。
【００２２】
溶液、又は光や電離放射線硬化可能な液体を用いて透明パターンを積層する場合は、パターン印刷によって層形成を繰り返すことで透明パターンを形成しても良い。
光や電離放射線で硬化する材料を用いる場合は、光を照射する際にマスクパターンを用いて、塗布、硬化パターン作成、未硬化部分の除去の３工程を繰り返すことで透明パターンを作成しても良い。
また、別の基板の全面に形成した多層構造を有する透明パターンを、基板の上にパターン転写しても良い。このとき、転写する多層構造に、予めパターン形状に応じた切れこみ等を入れておいても良く、転写される基板側及び／又は転写する多層構造表面に、予め接着層パターンを形成しておいても良い。
また、基板の上の全面に形成された多層構造を有する透明パターンを、機械的、物理的、化学的方法でパターニングしてもよい。機械的方法としてはサンドブラスト、ウェットブラスト等の削り落とす方法、物理的方法としてはレーザー等によるアブレーション、化学的方法としてはエッチングなどが代表的なものである。
これらの方法は使う材料や基板の種類によって適宜選択可能である。
【００２３】
本発明のパターン付透明部材において、該パターンは、センサーを備えた入力端末にて読み取った部分的なパターンから、シート面上における入力端末の位置情報を導き出すことができるよう設定されたものである。
そのようなパターンについては特許文献１及び２にも幾つか例示されており、例えばドットの形状を複数設定し、平面内に於いて、所定範囲内に配置されたこれら複数形状のドットの組み合わせをパターン化したようなもの、縦横に配置した罫線の太さを変えて、所定範囲内の前記罫線の重なり部分の大きさの組み合わせをパターン化したようなもの、ｘ、ｙ座標の値を直接ドットの縦横の大きさと結びつけたもの等が挙げられるが、特に簡素で好適なものとしては、縦横に等間隔に並ぶ基準点を設定して、この基準点に対して上下左右に変位したドットを配置し、これらドットの当該基準点からの相対的な位置関係を利用する方法が挙げられる。この方法はドットのサイズを小さく一定にできるため入力装置の高分解能化に有利である。
【００２４】
本発明のパターン付透明部材において、入力端末に備えられた非可視光線、例えば赤外線センサーにより反射パターンを検知するには、選択反射ピーク波長における赤外線反射率が大きいほうが好ましい。通常は、選択反射ピーク波長において反射率５〜５０％程度であり、２０％以上であると好ましい。
印刷パターンがドットパターンである場合、ドット形状は隣接するドットと容易に区別できれば特に制限はなく、通常は、平面視形状が、円、楕円、多角形などの形状が用いられる。またドットの立体形状についても特に制限はなく、通常円盤状であるが、半球状や凹面状であっても良い。
【００２５】
本発明のパターン付透明部材に用いる透明基板としては、可視光を透過する材料であれば特に限定されないが、光学的不具合の少ない材料で形成されたものが好ましい。所謂フィルム、シート、あるいは板の形態の物が適宜用いられる。具体的には、透明基板の材料としては、ガラスやＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン等の透明樹脂が好適に用いられる。また、蒸着等を行う場合には耐熱性のあるものが好ましい。透明基板の厚みは２０〜５０００μｍ程度の範囲から、材料、要求性能、及び使用形態に応じて適宜選定する。
前記透明基板としてＴＡＣフィルム等の高分子フィルム等の溶媒に溶解乃至膨潤し易い物を用いる場合には、透明パターン印刷時に使用するコーティング液中の溶媒で基板が侵されないように、基板上にバリア層を設けることが好ましい。この場合、バリア層が配向膜を兼ねるようにしても良く、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）等の水溶性物質をバリア層として用いれば良い。
【００２６】
本発明のパターン付透明部材において、ペン型等の入力端末で手書入力する際に、繰り返し入力端末が接触しても耐えられる強度を与えるために、前記透明基板又は透明パターンの上に透明なオーバーコート層を設けても良い。例えば、選択反射波長をλ＝８５０ｎｍとし、平均屈折率をｎ＝１．７とし、多層構造の繰り返し単位数を３０層とすると、透明パターンの厚みはおよそ７．５μｍとなる。この程度の厚み差があると、機械的な磨耗や脱落などがおこりやすいため、パターンの隙間を埋めるようにオーバーコート層を設けるのが好ましい。オーバーコート層の材質としては、特に限定されず、通常の透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、紫外線、電子線、熱等で架橋硬化したアクリル樹脂、珪素系樹脂等が代表的なものである。
【００２７】
さらに、本発明のパターン付透明部材の背後にあるディスプレイ装置の視認性を確保するために、シート表面又は内部に反射防止膜等を設けても良い。反射防止膜の材質としては、特に限定されず、通常のディスプレイ用透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、弗化マグネシウム、弗素系樹脂等の低屈折率物質の薄膜と、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム等の高屈折率物質の薄膜とを該低屈折率の薄膜が最表面になる様積層した誘電体多層膜等が代表的なものである。
【００２８】
本発明のパターン付透明部材を装着するディスプレイ装置は、手書き入力データを処理する情報処理装置に接続されたものであってもよく、独立したものであっても良いが、前者は手書き入力時の軌跡を画面上に表示することができ直感的な入力が可能であるため好ましい。
ここで手書き入力情報を扱う情報処理装置としては、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末などが例示できる。
【００２９】
本発明で用いることができる入力端末６としては、図１に示すように、非可視光線ｉを発し、前記パターンの反射光ｒを検知できるものであれば特に限定されず公知のセンサーを用いれば良く、例えば、ペン型の入力端末６が読取データ処理装置７も具備する例として、特開２００３−２５６１３７号公報に開示されている、インキや黒鉛等を備えないペン先、非可視光線照射部を備えたＣＭＯＳカメラ、プロセッサ、メモリ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術等を利用したワイヤレストランシーバ等の通信インタフェース、及びバッテリ等を内蔵しているものなどが挙げられる。
ペン型入力端末６の動作としては、ペン先を平面視が図２の如くのドットパターンが印刷された透明シート１の前面に接触させてなぞるように描画すると、ペン型入力端末６がペン先に加わった筆圧を検知し、ＣＭＯＳカメラが作動して、ペン先近傍の所定範囲を非可視光線照射部から発する所定波長の非可視光線で照射するとともに、パターンを撮像する（パターンの撮像は、例えば、１秒間に数１０から１００回程度行われる）。ペン型入力端末６が読取データ処理装置７を具備する場合には、撮像したパターンをプロセッサで解析することにより手書き時のペン先の移動に伴う入力軌跡を数値化・データ化して入力軌跡データを生成し、その入力軌跡データを情報処理装置へ送信する。
なお、プロセッサ、メモリ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術等を利用したワイヤレストランシーバ等の通信インタフェース、及びバッテリ等の部材は、図１に示すように、読取データ処理装置７として、ペン型入力端末６の外部に有っても良い。この場合には、ペン型入力端末６は読取データ処理装置７にコード８で接続されていても、電波、非可視光線等を用い無線で読取データを送信しても良い。
この他、入力端末６は、特開２００１−２４３００６号公報に記載された読取器のようなものであっても良い。
【００３０】
本発明において適用できる読取データ処理装置７は、入力端末６で読み取った連続的な撮像データから位置情報を算出し、それを時間情報と組み合わせ、情報処理装置で扱える入力軌跡データとして提供する機能を有するものであれば特に限定されず、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース及びバッテリ等の部材を具備していれば良い。
また、読取データ処理装置７は、特開２００３−２５６１３７号公報のように入力端末６に内蔵されていても良く、また、ディスプレイ装置を備える情報処理装置に内蔵されていても良い。また、読取データ処理装置７は、ディスプレイ装置を備える情報処理装置に無線で位置情報を送信しても良く、コード等で接続された有線接続で送信しても良い。
ディスプレイ装置５に接続された情報処理装置は、読取データ処理装置７から送信されてきた軌跡情報に基づき、ディスプレイ装置５に表示する画像を順次更新することによって、入力端末６で手書き入力した軌跡を、紙の上にペンで書いたかのようにディスプレイ装置上に表示することが出来る。
【００３１】
このように、本発明のパターン付透明部材は、既存のディスプレイ装置にそのまま装着することができ、ディスプレイ装置に組み込むタイプの静電式、感圧式等の位置入力装置よりもその製作を簡単にすることができ、コストも低減できる。また、印刷された位置情報を提供可能なパターンが薄くなったり、傷が付いたりするなどして、位置情報提供の機能が低減した場合であっても、透明シートのみを交換すれば良いので、使用者にとって扱いやすいものとなる。
本発明のパターン付透明部材は、液晶ディスプレイに装着すれば、液晶保護シートとしても使用可能なものとなる。
【００３２】
本発明のパターン付透明部材は、ディスプレイ装置の前面又は前方に対して着脱可能に装着するようにすることもできる。このようにすれば、一つのディスプレイ装置のみならず、別のディスプレイ装置にも装着することができるようになる。また、ディスプレイ装置側には装着のための加工を施さないようにして透明シートを装着することができるようにするために、透明シート自体が、ディスプレイ装置に対する装着手段を備えていると好ましい。なお、この装着手段とは、透明シートと一体に設けられたものであっても、別体に設けられたものであっても良い。
このような装着手段として、例えばバックル状のものをディスプレイ装置のコーナ部に引っ掛けるようなものや、ディスプレイ装置の端部を挟み込むようなものなどが挙げられるが、簡単で好適な具体的態様としては、ディスプレイ装置の前面に装着するような場合において、ディスプレイ装置に接触する接触面側に設けられ、ディスプレイ装置に貼り付けるための接着性又は粘着性を有する貼着具が挙げられる。また、貼着具としては、透明シートに一体的に取り付けられた接着性又は粘着性を有するものや、接触面に直接塗装された接着剤や粘着剤などをも含むものが挙げられる。
【００３３】
本発明のパターン付透明部材は、その製造の利便性を向上するために、透明シートを、切り離し可能なものとすると好ましい。具体的には、鋏などの切断具若しくは専用の切断具などで切り離せるようなものや、ミシン目などを入れることにより手で切り離すことができるようなものなどが挙げられる。このようなものであれば、使用者側で、各使用者所有のディスプレイ装置大きさに対応して切断することができるようになるため、製造者側は、数種の所定のサイズに設定したシートを製造すれば良いからである。さらに、汎用のディスプレイ装置の規格サイズにミシン目を入れるようにしても良い。
また、このような使い方が可能であれば、位置情報を提供するパターンが印刷された一のシートを分割し、それぞれのシートが異なる座標範囲を示すようにすることが可能になる。このようなシートを用いる場合、例えば隣接したディスプレイ装置に対して連続した座標を示すシートを適用すれば、入力データに連続性を与えることが出来る。また、１つの入力装置に対し異なる座標範囲の透明シートを複数切り替えて使用することで、それぞれの透明シートに対し異なる意味を付与することが出来る。
【実施例】
【００３４】
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
ガラス基板上に、座標を提供可能なドットパターン（直径１５０μｍの円形、間隔は約３００μｍ）に対応した孔が形成されたポリイミドシートを重ね、蒸着温度１５０℃にて、ＳｉＯ2とＴｉＯ2を交互に蒸着にて積層した（ＳｉＯ2の屈折率は１．４２〜１．４６、ＴｉＯ2の屈折率は１．８〜２．８）。積層数はそれぞれ２５回、各層の光学厚みは平均して約２１３ｎｍであり、繰り返し単位の平均光学厚みは約４２６ｎｍであった。その後、ポリイミドシートを取り除いて、見た目透明な、赤外線反射多層構造ドットパターンを形成し、パターン付透明部材としてのシートを製造した。
このドットパターンの１つを、赤外対応の分光顕微鏡で観察すると８３０〜８７０ｎｍ付近に反射が見られた。
このシートを、赤外線を照射してその反射パターンを検知し座標を識別するペン型のセンサーで観察したところ、所定のパターンに対応する部分が明るく観察され、座標を検知することが可能であった
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上詳細に説明したように、本発明のパターン付透明部材は、ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプのデータ入力システムに適用できる、座標検知手段を提供する部材であって、作業スペースが低減出来ることに加えて、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能である。このため、手軽に使用することができ、実用性能が高く、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末などの種々の情報処理装置に用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のパターン付透明部材を用いるシステム全体の概略図である。
【図２】本発明のパターン付透明部材においてドットパターンが不規則に配列した例を示す要部拡大平面図である。
【図３】本発明のパターン付透明部材の一実施態様を示す断面図である。
【図４】本発明のパターン付透明部材の多層構造における、入射及び反射状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：パターン付透明部材（透明シート）
２：透明基板
３：透明パターン
５：ディスプレイ装置
６：入力端末（ペン型）
７：読取データ処理装置
８：コード
ｉ：非可視光線（入射光）
ｒ：反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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