(57)【要約】      （修正有）【課題】表示部の視認性が良く、太陽光などの外乱光の影響を受けず誤作動の生じにくい、使用感、携帯性およびデザイン性に優れる電子書籍装置を提供する。【解決手段】電子書籍装置本体１に配置した液晶ディスプレイ２の上側端縁部に受光デバイス３を設け、下側端縁部に発光デバイス４を設け、液晶ディスプレイ２の表示部の表面を通過するように、下側から上側に向かって赤外線を出射し、赤外線が遮られた遮断部位を検出する機能を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書籍データを表示する表示部と、一組の発光デバイスおよび受光デバイスとを有する電子書籍装置であって、上記発光デバイスが上記表示部の下側端縁部に配置され、上記受光デバイスが上記表示画部の上側端縁部に上記発光デバイスに対峙して配置され、上記発光デバイスが上記表示部の表面を通過するように上記表示部の下側から上側に向かって赤外線を出射する機能を有し、上記受光デバイスが上記赤外線が遮られた遮断部位を検出する機能を有することを特徴とする電子書籍装置。
【請求項２】
上記発光デバイスが、光源と、光源に光結合された光導波路とを有するものである請求項１記載の電子書籍装置。
【請求項３】
上記受光デバイスが、光電変換素子と、光電変換素子に光結合された光導波路とを有するものである請求項１または２記載の電子書籍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子化された書籍等の文字や画像等情報（以下「書籍データ」とする）を装置本体に内蔵するメモリに記憶させ、これらを随時呼び出して装置本体のディスプレイに表示することにより、書籍のように文字や画像情報等を読むことができる、いわゆる電子書籍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、書籍を表示する表示部として、ユーザーが触れた個所をＸＹ座標値として認識する感圧式タッチパネルが配置された電子書籍装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、感圧式タッチパネルの表示部には透明性の低い導電フィルムが用いられており、表示部の光透過率が低いため、感圧式タッチパネルを用いた電子書籍装置は、表示される書籍データの視認性が悪く、その改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０３９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような感圧式タッチパネルに対し、一般的な光学式タッチパネルは、座標検出に赤外線を用いているため、表示部の光透過率を高くすることができ、表示される書籍データの視認性を高めることができる。しかし、光学式タッチパネルは、表示部の端部全周に渡ってダイオードを配置する必要があるため、表示部の周縁幅が大きくなり、装置本体のデザインが制限されるという問題がある。また、光学式タッチパネルは、太陽光などの外乱光の影響を受けやすく、これに伴う誤作動が発生するため、デザイン性と携帯性がとりわけ重視される電子書籍装置に採用されていないという現状がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、書籍データの視認性が良く、しかも、太陽光などの外乱光の影響を受けず誤作動の生じにくい、使用感、携帯性およびデザイン性に優れる電子書籍装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、書籍データを表示する表示部と、一組の発光デバイスおよび受光デバイスとを有する電子書籍装置であって、上記発光デバイスが上記表示部の下側端縁部に配置され、上記受光デバイスが上記表示画部の上側端縁部に上記発光デバイスに対峙して配置され、上記発光デバイスが上記表示部の表面を通過するように上記表示部の下側から上側に向かって赤外線を出射する機能を有し、上記受光デバイスが上記赤外線が遮られた遮断部位を検出する機能を有することを特徴とする電子書籍装置をその要旨とする。
【０００７】
本発明者らは、表示部の視認性が高い電子書籍装置を得るため、研究を重ねた。そして、その過程で、上記表示部には、一般的な書籍と同様にページ単位で書籍データが表示されるため、電子書籍装置は、従来から用いられている感圧式タッチパネルのように、表示部上のＸおよびＹ座標の位置を正確に特定することまでは要求されず、書籍における紙送りに相当する動作、すなわち、Ｘ座標上の位置を特定することができれば充分なのではないかと想起した。そこで、Ｘ座標上の位置を特定することができる光学式タッチパネルを用いる電子書籍装置について、さらに研究を重ねた。その結果、表示部の上側端縁部に受光デバイスを設け、下側端縁部に発光デバイスを上記受光デバイスと対峙するように設けた光学式のタッチパネル作製し、これを電子書籍装置に用いると、表示部の視認性が高く、しかも戸外で使用した際にも書籍における紙送りに相当するユーザーの動作を正確に特定することができることを突き止め、本発明に至った。すなわち、本発明は、従来、電子書籍装置に、光学式タッチパネルを用いることができないという常識を打破してなされたものである。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明の電子書籍装置は、従来の常識とは全く異なり、書籍データを表示する表示部と、一組の発光デバイスおよび受光デバイスとを有する電子書籍装置であって、上記発光デバイスが上記表示部の下側端縁部に配置され、上記受光デバイスが上記表示画部の上側端縁部に上記発光デバイスに対峙して配置され、上記発光デバイスが上記表示部の表面を通過するように上記表示部の下側から上側に向かって赤外線を出射する機能を有し、上記受光デバイスが上記赤外線が遮られた遮断部位を検出する機能を有するようになっている。したがって、表示部に感圧式タッチパネルを用いた従来の電子書籍装置に比べ、表示部の書籍データの視認性が高くなり、より複雑な情報をクリアな状態で表示することが可能となる。また、太陽光などの外乱光の影響を受けにくいため、戸外で使用した際であっても、その誤作動を防止できる。さらに、表示部の左右両側端縁部の幅を小さくすることができるため、装置本体をコンパクト化することができ、携帯性に優れるとともに、デザインの幅を広げることができる。そして、発光デバイスおよび受光デバイスが一組であるため、電子書籍装置の軽量化を図ることができ、さらに携帯性が高まる。
【０００９】
また、上記発光デバイスが、光源と、光源に光結合された光導波路とを有するものである場合は、光源の使用数が少ないため、消費電力を少なくすることができるとともに、さらに電子書籍装置の軽量化を図ることができ、より一層携帯性を高めることができる。
【００１０】
さらに、上記受光デバイスが、光電変換素子と、光電変換素子に光結合された光導波路とを有するものである場合には、光の伝送路を一度に作製できるため、製造工数を減らすことができ、電子書籍装置の製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の平面図である。
【図２】本発明の説明図である。
【図３】上記実施例に用いられる発光デバイス４の説明図である。
【図４】上記実施例に用いられる受光デバイス３の説明図である。
【図５】本発明の他の実施例の平面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明を実施するための一形態である電子書籍装置の平面図である。この電子書籍装置は、装置本体１に設けられた液晶ディスプレイ２（表示部の対角サイズ：９．７インチ）の上側端縁部に、ＣＭＯＳイメージセンサと、このＣＭＯＳイメージセンサに光結合された光導波路を含む受光デバイス３が設けられ、液晶ディスプレイ２の下側端縁部に、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）と、このＶＣＳＥＬに光結合された光導波路を含む発光デバイス４が設けられている。５は電源をオンオフする等の操作をするための操作ボタンである。なお、図１は各構成部分を模式的に示したものであり、実際の大きさとは異なっている（以下の図においても同じ）。
【００１４】
より詳しく説明すると、上記電子書籍装置は、装置本体１に内蔵するメモリ（図示せず）に読み込ませた書籍データを、液晶ディスプレイ２に表示させることにより、書籍のように読むことができるものである。そして、上記液晶ディスプレイ２の下側端縁部に設けられる発光デバイス４は、液晶ディスプレイ２の上面を通過し、液晶ディスプレイ２を挟んで対峙する受光デバイス３に入射する赤外線を出射する機能を有しており、上記液晶ディスプレイ２の上側端縁部に設けられる受光デバイス３は、上記赤外線が手やペンなどによって遮られた際に、その遮断部位を検出する機能を有している。したがって、ユーザーが手やペンなどを液晶ディスプレイ２の表面で、書籍における紙送りのように右方向または左方向に動かすと、上記赤外線が順次遮断され、受光光量が減少するため、受光デバイス３が、赤外線が遮断された部位をその順に検出できるようになっている。これにより、液晶ディスプレイ２に表示された電子書籍のページを先に進めたり、前に戻したりすることができる。また、操作ボタン５は、上記の電源のオンオフ等の操作を行うことができる。
【００１５】
なお、この電子書籍装置のブロック構成は、図２に示すようになっており、書籍データやプログラム等が格納されたメモリと、このメモリからプログラムを読み込んで実行する中央演算装置（ＣＰＵ）と、光電変換素子で検知した遮断部位を、遮断信号として符号化して中央装置へ伝達するコントローラＩＣとを備えている。
【００１６】
この構成によれば、表示部が液晶ディスプレイ２で形成されているため、書籍データを色彩豊かにクリアな状態で表すことができる。また、受光デバイス３が液晶ディスプレイ２の上側端縁部に設けられているため、太陽光などの外乱光の影響を受けにくく、戸外で使用した際であっても、その誤作動を防止できる。そして、液晶ディスプレイ２の横側端縁部６に、発光デバイス４および受光デバイス３のいずれも設けられていないため、装置本体１の軽量化を実現できる。さらに、この横側端縁部６の幅を狭くすることができるため、装置本体１のデザイン性を高めることができる。また、発光デバイス４がＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）と、このＶＣＳＥＬに光結合された光導波路とを有するものであるため、光源数を少なくすることができ、消費電力の低減、装置本体の軽量化を図ることができる。また、ＶＣＳＥＬが光伝送性に優れ、光導波路の光伝送損失が低いため、効率よく赤外線を出射することができる。そして、受光デバイス３がＣＭＯＳイメージセンサと、このＣＭＯＳイメージセンサに光結合された光導波路とを有するものであるため、光電変換素子数を少なくしても、赤外線の遮断部位を瞬時に検出することができ、装置本体の軽量化を図ることができる。さらに、受光デバイス３および発光デバイス４が光導波路を有するものであり、光伝送路が光導波路として一度に製造されているため、これらの作製工程において工数が少なく、製造コストが低減されている。また、光学式タッチパネルの他に、操作ボタン５を別途設けているため、電源のオンオフ、複数の書籍データから１つを選択する、外部からの書籍データを読み込ませる等の各種の操作を行うことができる。
【００１７】
本発明に用いられる表示部は、書籍データを表示するためのものであり、赤外線が通過し易いように、その表面が平坦であることが好ましい。また、上記表示部は、四角形状が好ましく、なかでも長方形状であることがさらに好ましい。そして、その対角サイズは、例えば、５〜２０インチであることが携帯性の点で好ましい。上記表示部は、上記の例では液晶ディスプレイ２を用いているが、これ以外にも、例えば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、マイクロカプセル型電気泳動方式電子ペーパー等を用いることができる。
【００１８】
本発明に用いられる発光デバイス４は、従来の光学式タッチパネルに用いられるもののように赤外線を格子状（上下左右の２方向）に出射するのではなく、下から上への１方向にのみ出射するものである。これにより、表示部の横側端縁部６に発光デバイス４を設ける必要がなくなり、その幅を狭くすることができるため、装置本体１のコンパクト化、軽量化を実現できる。例えば、従来の光学式タッチパネルを用いて、表示部の対角サイズが９．７インチの電子書籍装置を製造する場合、横側端縁部６の幅は、片側だけで少なくとも１０ｍｍ以上必要となる。これに対して、本発明の電子書籍装置は、横側端縁部６の幅を２ｍｍ以下にすることができ、さらには横側端縁部６を無くす（０ｍｍとする）こともできるため、横側端縁部６に余分なスペースを割く必要がない。したがって、装置本体１のデザイン性の自由度が高まる。
【００１９】
また、本発明に用いられる発光デバイス４は、上記の例では、図３に示すように、光源８と、この光源８に光結合された光導波路１２とを有している。上記光導波路１２は、アンダークラッド層と、その上に設けられたコアと、このコアの周囲を取り囲むオーバークラッド層を有するものであり、上記光源８の光（赤外線）は、上記コアにより液晶ディスプレイ２の下縁まで導かれ、その端部である凸レンズ１２ａ（発光部）から出射される。この各凸レンズ１２ａ間の距離は１．５ｍｍである。また、図３に示すように導波路１２のコアを曲げ、光源８をコアの端部の凸レンズ１２ａと逆側に配置している。これにより、コアの端部の凸レンズ１２ａ（発光部）を、発光デバイス４の長辺により有効に配置でき、また、長辺の長さをより短くすることができるため、装置本体１のコンパクト化を図ることができる。
【００２０】
上記光源８としては、上記の例では、ＶＣＳＥＬが用いられているが、そのほかにも、発光ダイオード、半導体レーザ等を用いることができる。なかでも、光伝送性に優れる点で、ＶＣＳＥＬが好ましく用いられる。
【００２１】
本発明に用いられる受光デバイス３は、上記の例では、図４に示すように、光電変換素子１０と、この光電変換素子１０に光結合された光導波路１１とを有している。上記光導波路１１は、アンダークラッド層と、その上に設けられた複数のコアと、このコア群の周囲を取り囲むオーバークラッド層とを有するものであり、発光デバイス４から出射された赤外線は、各コアの端部の凸レンズ１１ａ（受光部）で受光され、上記各コアにより光電変換素子１０へ導かれる。したがって、指やペン等で上記赤外線を遮断すると、その位置の光強度が低下するため、光電変換素子１０は、指やペン等で指し示された表示部におけるＸ座標位置を検知し、特定することができる。なお、上記の例では、ＣＭＯＳへ導かれる上記光導波路のコアの本数は１００本であるが、液晶ディスプレイ２のサイズに応じてその本数が適宜に設定され、好ましくは３０〜１７０本であり、さらに好ましくは４０〜１５０本である。また、上記コアの凸レンズ１１ａが設けられる側の端部を細分化し、その細分化された端部のそれぞれに凸レンズ１１ａを設けるようにして、凸レンズ１１ａの数を、ＣＭＯＳへ導かれる上記光導波路のコアの本数より多くするようにしてもよい。このようにすると、表示部におけるＸ座標位置の検知感度をより高めることができる。上記の例では、各凸レンズ１１ａ間の距離を３２０μｍとしている。また、上記受光デバイス３は、図４に示すように導波路のコアを曲げ、光電変換素子１０をコアの端部の凸レンズ１１ａと逆側に配置している。これにより、コアの端部の凸レンズ１１ａを受光デバイス３の長辺により有効に配置でき、また、長辺の長さをより短くすることができるため、装置本体１のコンパクト化を図ることができる。
【００２２】
上記光電変換素子１０としては、上記の例では、ＣＭＯＳイメージセンサが用いられているが、そのほかにも、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や、半導体センサ（ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等）、フォトダイオード、フォトトランジスタ等を用いることができる。なかでも、瞬時に光電変換処理が可能な点で、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や、半導体センサが好ましく用いられる。
【００２３】
本発明に用いられる光導波路（発光デバイス４に用いられる光導波路１２および受光デバイス３に用いられる光導波路１１）は、上記の例では、いずれもフォトリソグラフィ法により得られたものであり、脂環骨格を有するエポキシ系紫外線硬化樹脂からなるアンダークラッド層（厚み２０μｍ）と、アンダークラッド層の表面にパターン形成されたフルオレン骨格を含むエポキシ系紫外線硬化樹脂からなるコア（幅１５μｍ、高さ５０μｍ）と、コアを覆うようにアンダークラッド層上に形成された脂環骨格を有するエポキシ系紫外線硬化樹脂からなるオーバークラッド層（厚み１ｍｍ）とを備えている。なお、このような光導波路（１１，１２）は、フォトリソグラフィのほか、プラズマを用いたドライエッチング法、転写法、フォトブリーチ等によっても作製することができる。
【００２４】
上記光導波路（１１，１２）のコアは、上記の例では、フルオレン骨格を含むエポキシ系紫外線硬化樹脂で形成されているが、アンダークラッド層およびオーバークラッド層より屈折率が高く、近赤外領域の波長に対して透明性の高い材料で形成することもできる。このような材料としては、パターニング性に優れた紫外線硬化樹脂が好ましく用いられ、具体的には、アクリル系、エポキシ系、シロキサン系、ノルボルネン系、ポリイミド系等があげられる。
【００２５】
また、上記コアの断面形状は、パターニング性に優れる点において、台形、四角形であることが好ましい。そして、コア断面の下底のコア幅は、１０〜５００μｍが好ましく、コア断面の上底中点と下底中点を結ぶコア高さは、１０〜１００μｍが好ましい。
【００２６】
上記光導波路（１１，１２）のアンダークラッド層およびオーバークラッド層は、上記の例では、脂環骨格を有するエポキシ系紫外線硬化樹脂で形成されているが、コアより屈折率が低い材料で形成することもできる。また、アンダークラッド層は、例えば、ガラス、シリコン、金属、樹脂等の平坦性を有する基板を兼用する材料を用いることができる。そして、オーバークラッド層は、必ずしもコアの周囲をコアと異なる材料で被覆して形成しなくてもよく、いわゆるエアークラッド層としてもよい。なお、上記コア、アンダークラッド層およびオーバークラッド層を形成する樹脂の屈折率は、樹脂に導入する有機基の種類や含有量によって、増加または減少させることができる。
【００２７】
そして、上記の例では、操作ボタン５を液晶ディスプレイ２下側に設けているが、装置本体１のデザインによっては、装置本体１の側面や、液晶ディスプレイ２の上側に設けるようにしてもよく、全く設けないようにしてもよい。
【００２８】
つぎに、本発明の電子書籍装置の他の実施の形態（装置本体１３）を、図５の平面図に示す。なお、上記実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略している。この実施の形態（装置本体１３）は、上記実施の形態（装置本体１）における発光デバイス４に代えて、複数の発光ダイオード７を有する発光デバイスを用いた例を示したもので、それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の効果を奏している。すなわち、この実施の形態においては、発光デバイスの発光部として、液晶ディスプレイ２の下側端縁部に横一列に配置された複数の発光ダイオード７が設けられている。そのため、射出される赤外線の光量を容易に増減することができる。なお、発光ダイオート７の個数は、液晶ディスプレイ２のサイズに応じて適宜に選択される。
【００２９】
また、本発明の電子書籍装置のさらに他の実施の形態（装置本体１４）を、図６の平面図に示す。なお、上記実施の形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略している。この実施の形態（装置本体１４）は、上記実施の形態（装置本体１）における発光デバイス４に代えて、光源８および導波路部材９を有する発光デバイスを用いた例を示したもので、それ以外は、上記の実施の形態と同様であり、同様の効果を奏している。この実施の形態では、発光デバイスが、光源８と、この光源８の光を反射する反射面を有する導波路部材９とを有しているため、光源８からの光が、導波路部材９の反射面（図示せず）により、その方向が９０°変換されて、液晶ディスプレイ２の表面を通過するよう出射される。なお、光源８および導波路部材９は、上記の例に記載したものと同様のものを使用することができる。上記導波路部材９の材料としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の透明性の高い各種樹脂を用いることができる。この構成によれば、発光デバイス作製工程を簡略化できるため、電子書籍装置製造にかかる時間をより短縮することができ、低コスト化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、使用感、携帯性およびデザイン性に優れる電子書籍装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１      装置本体
２      液晶ディスプレイ
３      受光デバイス
４      発光デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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