(57)【要約】【課題】表示品位を低下させることなく手書き入力を行うことができる表示装置、及び入力システムを提供する。【解決手段】入力装置４を用いて入力された手書きの筆跡を表示可能な表示装置３に関する。筆跡を表示するとともに複数の画素を含む表示部３５と、表示部３５の表示面側に設けられ、入力装置４における先端部の位置情報を規定する位置情報パターンを含む位置情報パターン層３４と、を備える。位置情報パターン層３４は複数の位置情報パターンを含み、位置情報パターンの各々は表示部３５の画素ピッチよりも狭い間隔で第１パターン及び第２パターンが交互に配置されることで構成されている。【選択図】図２
2012256288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置を用いて入力された手書きの筆跡を表示可能な表示装置であって、
前記筆跡を表示するとともに複数の画素を含む表示部と、
前記表示部の表示面側に設けられ、前記入力装置における先端部の位置情報を規定する位置情報パターンを含む位置情報パターン層と、を備え、
前記位置情報パターン層は複数の前記位置情報パターンを含み、該位置情報パターンの各々は前記表示部の画素ピッチよりも狭い間隔で第１パターン及び第２パターンが交互に配置されることで構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記位置情報パターン層には前記入力装置に設けられた照明装置の測定光が照射され、
前記第１パターンは前記測定光を吸収し、前記第２パターンは前記測定光を反射させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記位置情報パターン層を介して前記入力装置における測定光を該入力装置に向けて照明する照明装置が前記表示部と前記位置情報パターン層との間に設けられており、
前記第１パターンは前記測定光を吸収し、前記第２パターンは前記測定光を透過させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記位置情報パターンは、同心円状に配置された前記第１パターン及び前記第２パターンから構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置と、
手書きによる筆跡に関する情報を入力する入力装置と、を備え、
前記入力装置は前記位置情報パターンの撮像画像の階調変化に基づいて該入力装置における先端部の位置情報を検出する位置検出部を有することを特徴とする入力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、及び入力システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパーと呼ばれる薄型軽量の装置形態を有する表示装置の実用化が進められている。外光を拡散的に反射する反射型表示方式により、バックライトを有する透過型液晶表示装置やＥＬディスプレイなどの自発光型表示装置に比べ消費電力が少ないので電池の小型軽量化を図ることができ、表示装置の小型軽量化が可能である。
【０００３】
電子ペーパー方式の表示装置の代表として、電気泳動方式の表示装置がある。加えて、電子ペーパーにおいては、入力装置を用いて手書き文字入力ができたり、表示装置を直感的に操作できるたりすることが望ましい。電子ペーパーに適した薄型軽量の入力装置としては、電子ペーパーの表示面上に、光学的に読み取り可能な位置情報パターン層を設け、ポインタに設置した撮像部によって位置情報パターンを撮像することにより、電子ペーパーの表示面における指示位置を特定する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この入力方式は、表示装置に位置情報パターン層を付加するだけで入力機能を付加できるので、薄型軽量の電子ペーパーに適した入力装置である。この表示装置においては、位置情報パターン層および位置情報パターン画像に表示画像が混ざって撮像されることを防止するために位置情報パターン層と表示装置との間に赤外光反射層を設けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、誘電体多層膜から構成された赤外光反射層によって可視光の透過率が低下してしまい、表示装置への入射光と表示装置からの反射光が共に弱まることで特に反射型の表示装置においては表示品位が大きく低下するといった問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、表示品位を低下させることなく手書き入力を行うことができる表示装置、及び入力システム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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、入力装置を用いて入力された手書きの筆跡を表示可能な表示装置であって、前記筆跡を表示するとともに複数の画素を含む表示部と、前記表示部の表示面側に設けられ、前記入力装置における先端部の位置情報を規定する位置情報パターンを含む位置情報パターン層と、を備え、前記位置情報パターン層は複数の前記位置情報パターンを含み、該位置情報パターンの各々は前記表示部の画素ピッチよりも狭い間隔で第１パターン及び第２パターンが交互に配置されることで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置によれば、画素ピッチよりも狭い間隔で第１パターン及び第２パターンが交互に配置された位置情報パターンを含む位置情報パターン層を備えるので、入力装置側では撮像画像を分析することで位置情報パターンと表示画像とを分離することができる。よって、例えば検出光として赤外光を用いた場合において、位置情報パターン層と表示部の表示画像との間に光量差や波長差が無い場合であっても、位置情報パターン層の下層に赤外線反射層を設ける必要が無く、これにより表示部における可視光の透過率の低下を防止できる。したがって、表示品位を低下させること無く入力装置で入力された筆跡情報を表示可能な表示装置を提供できる。
【００１０】
また、上記表示装置においては、前記位置情報パターン層には前記入力装置に設けられた照明装置の測定光が照射され、前記第１パターンは前記測定光を吸収し、前記第２パターンは前記測定光を反射させるのが好ましい。
この構成によれば、入力装置側から測定光を照射する場合において、表示品位を低下させること無く入力装置で入力された筆跡情報を表示可能な表示装置を提供できる。
【００１１】
また、上記表示装置においては、前記位置情報パターン層を介して前記入力装置における測定光を該入力装置に向けて照明する照明装置が前記表示部と前記位置情報パターン層との間に設けられており、前記第１パターンは前記測定光を吸収し、前記第２パターンは前記測定光を透過させるのが好ましい。
この構成によれば、表示装置側から測定光を照射する場合において、表示品位を低下させること無く入力装置で入力された筆跡情報を表示可能な表示装置を提供できる。
【００１２】
また、上記表示装置においては、前記位置情報パターンは、同心円状に配置された前記第１パターン及び前記第２パターンから構成されるのが好ましい。
この構成によれば、位置情報パターン層上における入力装置の移動方向によって位置情報パターンが変化しないため、位置情報パターンを抽出する処理を同じ条件下で行うことが出来る。よって、位置情報パターンと表示画像とを分離する画像処理を簡便に行うことができる。
【００１３】
本発明の入力システムは、上記手書きによる筆跡に関する情報を入力する入力装置と、を備え、前記入力装置は前記位置情報パターンの撮像画像の階調変化に基づいて該入力装置における先端部の位置情報を検出する位置検出部を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の入力システムによれば、上記表示装置と位置情報パターンの撮像画像の階調変化に基づいて該入力装置における先端部の位置情報を検出する位置検出部とを備えるので、表示品位を低下させること無く入力装置で入力された筆跡情報を表示可能な信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子ペーパーシステムの概略構成を示す図。
【図２】電子ペーパーシステムの電気的な構成を具体的に示すブロック図。
【図３】位置情報パターンの概略構成を示す図。
【図４】位置情報パターンと表示部の画素との配置関係を示す図。
【図５】電気泳動装置の概略構成を示す図。
【図６】撮像部が位置情報パターンを撮像する際の信号強度の波形を示す図。
【図７】第２実施形態に係る電子ペーパーシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図８】位置情報パターンの変形例に係る構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の入力装置、入力システム、及び電子機器に係る一実施例について説明する。図１は本発明の入力装置を含む入力システムに係る構成を示す図である。図１は、入力システムの一例としての電子ペーパーシステムの概略構成を示すものである。
【００１７】
（第１実施形態）
本実施形態に係る電子ペーパーシステム１は、図１に示すように筐体部２と、該筐体部２に設けられた開口部２ａに配置される表示装置３と、表示装置３に所定情報を入力する入力装置４と、を備えている。電子ペーパーシステム１は、後述のように入力装置４を用いてユーザーが表示装置３に対して手書きによる筆跡を入力すると、該筆跡に対応した画像が表示装置３に表示されるものである。
【００１８】
図２は電子ペーパーシステム１の電気的な構成を具体的に示すブロック図である。図２に示すように表示装置３は、表示体モジュール３０と、表示体駆動制御部３１と、表示装置制御部３２と、表示装置無線通信部３３と、を備えている。表示体モジュール３０は、位置情報パターン層３４と、電気泳動表示装置から構成される表示部３５と、を含んでいる。
【００１９】
表示体モジュール３０は図２に示すように、表示部３５の上面に位置情報パターン層３４が積層して形成される。位置情報パターン層３４は、表示部３５の表示光を透過するように可視光を略透過する性質を有するべく、シートもしくは板状の透明樹脂を基材として構成されており、かつ、所定の情報図形を描画するとともに少なくとも赤外線波長帯域の光を吸収可能な位置情報パターン３４ａ（図３参照）が略全面に形成された層である。
【００２０】
位置情報パターン３４ａは、ドットコード等による位置情報パターン（位置情報を符号化したパターン）となっており、位置情報パターン３４ａを検出することで、位置情報パターン３４ａが設けられた表示部３５の表面上における位置を一意に規定できるようになっている。このような手法としては、例えば、特開２００６−２７７４９２号公報や特開２００６−１２７０８１号公報を例示することができる。
【００２１】
図３（ａ）は位置情報パターン層３４上に設けられた位置情報パターン３４ａの概略構成を示す図であり、図３（ｂ）は位置情報パターン３４ａの構成を示す拡大図である。図３（ａ）に示すように位置情報パターン３４ａは、位置情報パターン層３４を構成する基材３４Ａ上の略全面に所定の規則性に基づいて配置されている。
【００２２】
位置情報パターン３４ａは、図３（ｂ）に示すように黒パターン（第１パターン）ＢＰ及び白パターン（第２パターン）ＷＰが同心円状に交互に配置されて構成される。なお、黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰにおけるパターン幅ＷＰは同一となっている（図４参照）。黒パターンＢＰは後述するように入力装置４から照射される測定光（近赤外光域の光）を吸収可能な特性を有している。また、白パターンＷＰは上記近赤外光を反射可能な特性を有している。
【００２３】
一方、黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰは可視光域の光、すなわち表示部３５に表示される画像の光については透過させる特性を有している。これにより表示部３５上に位置情報パターン層３４を設けることにより表示画像の低下を抑えることができる。
【００２４】
上述した特性を有する黒パターンＢＰとして、例えばカーボンブラック等の黒色顔料を含むインキを印刷することで形成される。また、上記特性を有する白パターンＷＰとして、例えばチタニア等の白色顔料を含むインキを印刷することで形成される。
【００２５】
図４は位置情報パターン３４ａと表示部３５の画素Ｇ（図５参照）との配置関係を示す図である。図４に示すように、位置情報パターン３４ａのパターン幅の一例としては、画素ピッチを８５μｍとした時、パターン幅ＷＰを１０〜４０μｍに設定する。このように本実施形態に係る位置情報パターン３４ａは、表示部３５の画素ピッチよりも狭い間隔で黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが交互に配置されることで構成されたものとなっている。
【００２６】
入力装置４は、位置検出部４１と、入力装置無線通信部４２とを備え、ユーザーによる表示装置３に対して手書き入力等の入力操作を検出するためのものである。入力装置４は、タッチペンやスタイラスと同様、ユーザーが手で把持することで使用される態様とされている。すなわち、入力装置４は表示装置３と物理的に分離した形態とされている。
【００２７】
このように位置情報パターン層３４を光学的に読み取る位置検出方式は、入力装置４と表示装置３とを分離することで、表示装置３の構成要素部品を減らし、軽量、薄型化することができるため、電子ペーパーシステム１に適した表示装置３の形態を実現することができる。
【００２８】
入力装置４の位置検出部４１は、照明部（照明装置）５０と、撮像部５１と、画像処理部５２と、位置情報検出部５３と、を備えている。照明部５０は、入力装置４の略先端に配置されるＬＥＤもしくは電球から構成され、近赤外線を含む光を照射するようになっている。照明部５０は、ユーザーに把持された入力装置４の先端部が表示体モジュール３０の表示部３５の表面を指示した場合に、位置情報パターン層３４の位置情報パターン３４ａに光を照射するようになっている。
【００２９】
入力装置４が表示体モジュール３０の表示部３５に触れている位置の検出には、照明部５０から照射されて表示部３５上に形成された位置情報パターン３４ａで反射された光を光学的に読み取る位置検出方式を採用している。具体的に入力装置４は、ユーザーに把持された状態で先端部が表示体モジュール３０の表示部３５の表面を指示した状態で、撮像部５１が位置情報パターン３４ａによる反射光を撮像するようになっている。入力装置４は撮像部５１で撮像した画像情報を処理することで該入力装置４の先端部における表示部３５の上面での位置を検出可能となっている。
【００３０】
撮像部５１は、入力装置４の略先端に配置される撮像素子（ＣＣＤ）により構成される。撮像部５１は、位置情報パターン層３４の所定の領域を撮像して電気信号に変換し、変換した電気信号を画像処理部５２へと送信する。ＣＣＤとしては位置情報パターン３４ａを撮像可能な画素数を有するものを用い、画素数の一例としては数十万〜数百万のものを用いた。なお、撮像部５１に光が入射する入射口付近には、撮像素子の撮像面に表示面の像を形成するための撮像光学系（不図示）が設けられ、赤外光の波長帯域の光のみを透過するフィルタ部材が設けられている。これにより、撮像部５１は位置情報パターン３４による画像を高いＳ／Ｎ比で撮像することができるようになっている。
【００３１】
画像処理部５２は、撮像部５１から送られる電気信号が示す画像をデジタル処理することで位置情報パターン層３４における位置情報パターン３４ａの成分を抽出して、位置情報検出部５３に送るためのものである。位置情報検出部５３は、位置情報パターン３４ａの配置の特徴から上述の手法を用いることで位置情報を取得できるようになっている。
【００３２】
また、位置検出部４１は位置情報検出部５３が取得した位置情報を入力装置無線通信部４２に送信するようになっている。入力装置無線通信部４２は受信した位置情報を表示装置３側へと無線方式により送信可能となっている。
【００３３】
このような構成に基づき、入力装置４は、表示体モジュール３０の表示面（表示部３５）に接触した位置に関する情報（例えば座標）を位置情報パターン層３４に基づいて検出し、検出した位置座標情報を入力装置無線通信部４２から表示装置無線通信部３３を介して表示装置制御部３２に出力することができる。一方、表示装置３は、表示装置制御部３２が位置検出部４１で検出された位置座標情報に基づき表示体駆動制御部３１を介し表示部３５の表示状態を制御することができる。
【００３４】
したがって、本実施形態に係る電子ペーパーシステム１においては、入力装置４が表示体モジュール３０に接触しながら移動した際の軌跡を表示部３５に表示し、手書き入力の様子等を表示部３５に随時表示できるようになっている。
【００３５】
図５は表示部３５を構成する電気泳動装置の概略構成を示す図である。図５に示すように、表示部３５は、画素電極２３、及び透明電極２４からなる１対の電極間に設けられたマイクロカプセル６５と、このマイクロカプセル６５を前記電極２３，２４間に固定するバインダ層６１と、を備えている。マイクロカプセル６５は、液相分散媒２６と電気泳動粒子２５とを含む電気泳動分散液６０を収容している。
【００３６】
本実施形態においては、電気泳動装置が電気泳動分散液６０をマイクロカプセル６５化することにより、その取り扱いが容易になり、製造工程を簡略化することが出来るほか、電気泳動粒子２５の偏在による表示の不均一性を防止するようになっている。
【００３７】
液相分散媒２６としては、比較的高い絶縁性を有する有機溶媒を用いることができる。この有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、シリコン系オイル、フッ素系オイル、オリーブ油等の種々の鉱物油および植物油類、高級脂肪酸エステル等が挙げられ、これらを単独あるいは混合して用いることができる。
【００３８】
前記電気泳動粒子２５としては、有機または無機の顔料粒子、または、これらを含む複合体を用いることができる。本実施形態では、電気泳動粒子２５として白色及び黒色の表示を可能とする二種類の粒子を用いた。
【００３９】
上記画素電極２３は第１基板１１上に形成され、透明電極２４は第２基板１２上に形成されている。すなわち、第１基板１１と第２基板１２とは、互いに対向していて、マイクロカプセル６５、バインダ層６１、画素電極２３、及び透明電極２４を挟持している。
【００４０】
第１基板１１としては、可撓性を有するもの、硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する第１基板１１を用いることにより、可撓性を備えた表示部３５となる。これにより、可撓性を有する電子ペーパーシステム１を構築する上で有用な電気泳動装置を得ることができる。また、第１基板１１は、絶縁材料で構成されたものあり、このような絶縁材料としては、例えばポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４１】
第１基板１１の一方の内面（図５中、上側の面）には、複数の画素電極２３が設けられている。各画素電極２３は、マイクロカプセル６５中の電気泳動分散液６０に電圧を印加する一方の電極として機能するものである。画素電極２３の構成材料としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、コバルト、白金、金、銀、銅、モリブデン、チタン、タンタル等の金属、または、これらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
一方、第１基板１１に対向して設けられる第２基板１２の下面（図５中、下側の面）には、上記透明電極２４が配置されている。第２基板１２は、前記第１基板１１と同様にして、可撓性を有するのが好ましく、その構成材料としては、例えば、各種セルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４３】
第２基板１２、及び透明電極２４は、いずれも光透過性を有するもの、好ましくは実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）なものとされる。これにより、後述のように電気泳動分散液６０中における電気泳動粒子２５の状態を、すなわち、表示部３５が表示する情報を、目視により容易に認識することが可能となる。
【００４４】
透明電極２４の構成材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）のような導電性金属酸化物の他、ポリアセチレンのような導電性樹脂、導電性金属微粒子を含有する導電性樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、前述した画素電極２３も、このような材料を用いて構成することができる。
【００４５】
前記バインダ層６１を構成するバインダ材料としては、例えばポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド等の高分子、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム等の珪素樹脂、その他として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
このような構成に基づき、表示部３５はマイクロカプセル６５中の電気泳動分散液６０に、前記電極２３，２４により電圧を印加することで、電気泳動粒子２５の分布状態を変化させることにより表示手段として機能するようになっている。具体的に本実施形態では、黒色及び白色の電気泳動粒子２５を第１基板１１及び第２基板１２側にそれぞれ移動させることでマイクロカプセル６５内における電気泳動粒子２５の分布状態を変化させることで画素毎に黒色又は白色表示ができるようになっている。
【００４７】
ところで、照明部５０が照射した赤外光は表示部３５によっても反射されるため、撮像部５１が撮像する画像には位置情報パターン層３４に加え、表示部３５による赤外光の反射光が含まれるおそれがある。
【００４８】
具体的に、本実施形態に係る表示部３５を構成する電気泳動表示装置は後述するように電気泳動粒子２５として白粒子及び黒粒子を含み、白黒表示が可能に構成されている。一般に白粒子はチタニア等の光反射波長範囲の広い材料で構成されているため、可視光のみならず、位置情報パターン３４ａの検出波長域である赤外光も反射してしまう。したがって、白表示を行っている表示部３５では可視光のみならず赤外光をも反射するため、撮像部５１は位置情報パターン３４ａ及び表示画像が混じった画像を撮像してしまう。このように撮像部５１が撮像する撮像光量は表示部３５の表示状態によって変動するため、位置情報パターン３４ａを精度良く検出できない場合がある。
【００４９】
これに対し、本実施形態に係る表示装置３においては、黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが同心円状に画素ピッチＷｄよりも狭い間隔で配置されてなる位置情報パターン３４ａを備えるので、撮像部５１が後述のように位置情報パターン３４ａを抽出できるようになっている。
【００５０】
図６は撮像部５１が位置情報パターン３４ａを撮像する際の信号強度の波形を示す図である。図６中のＡは入力装置４の撮像部５１の撮像画像の一部を示すものであり、表示部３５は画素Ｇごとに白と黒の市松模様を表示した状態となっている。また、図６中のＢは撮像画像中の線分ＬＬ´部の撮像信号強度波形を示すものである。なお、表示部３５の表示画像と位置情報パターン３４ａには顕著な反射率差はなく、撮像信号強度にも顕著な振幅差はないものとする。
【００５１】
撮像部５１は階調（白黒）の変化する間隔に基づいて位置情報パターン３４ａを撮像画像から抽出するようにしている。黒表示を行う画素Ｇでは赤外光が概ね吸収されるため、図６のＢに示されるように撮像部５１における黒画像の信号強度はＢ１となる。また、白表示を行う画素Ｇでは赤外光が反射されるため、撮像部５１における白画像の信号強度はＢ２となる。また、黒パターンＢＰでは黒表示の画素Ｇよりも赤外光の吸収率が高いため、撮像部５１における黒パターンＢＰの信号強度は上記黒画像の信号強度Ｂ１よりも低いＢ３となる。また、白パターンＷＰでは白表示の画素Ｇよりも赤外光の反射率が高いため、撮像部５１における白パターンＷＰの信号強度は上記白画像の信号強度Ｂ２よりも高いＢ４となる。
【００５２】
撮像部５１が撮像した画像データ（上記信号強度）は画像処理部５２に送信される。画像処理部５２は上記信号強度を２値化処理する。図６中のＣは画像処理部５２が振幅信号を二値化した波形を示すものである。具体的に、画像処理部５２は上記信号強度Ｂ１、Ｂ３を「０」、上記信号強度Ｂ２、Ｂ４を「１」とする。画像処理部５２は二値化した信号強度（撮像画像の階調）の変化する間隔が位置情報パターン３４ａのパターン幅ＷＰに相当する領域を検出する（図５のＣにおける領域Ｃ１、Ｃ２）。
【００５３】
画像処理部５２は領域Ｃ１のように、階調（白黒）変化の間隔がＷＰである領域が位置情報パターン３４ａ全体の幅である合計５×ＷＰ以上連続している場合、すなわち位置情報パターン３４ａが白表示を行う画素Ｇに平面的に重なった場合、その領域内において位置情報パターン３４ａ（黒白黒白黒；二値化データ「０１０１０」）に一致する箇所を抽出する。これにより画像処理部５２は撮像画像から位置情報パターン３４ａの成分を抽出することができる。
【００５４】
また、画像処理部５２は領域Ｃ２のように、階調（白黒）変化の間隔がＷＰである領域が位置情報パターン３４ａ全体の幅である合計５×ＷＰ未満だけ連続する場合がある。これは位置情報パターン３４ａの少なくとも一部が黒表示を行う画素Ｇに平面的に重なった場合に生じる。
【００５５】
位置情報パターン３４ａの少なくとも一部が黒表示を行う画素Ｇに平面的に重なった場合、画像処理部５２は位置情報パターン３４ａの黒パターンＢＰによる反射光に基づく信号強度Ｂ１及び黒表示画像での反射光に基づく信号強度Ｂ３が二値化処理で区別できないため、階調変化の間隔が５×ＷＰ未満となる。
【００５６】
この場合、画像処理部５２は、その領域内において位置情報パターン３４ａの中心部のパターン（白黒白；２値化データ「１０１」）に一致する箇所を抽出する。
【００５７】
以上のように、画像処理部５２は撮像部５１から表示部３５の表示状態によって位置情報パターン３４ａ及び表示画像が混じった画像データ（信号データ）が送信された場合であっても、階調変化の間隔に基づいて位置情報パターン３４ａの成分を抽出し、位置情報パターン３４ａの位置を特定できるようになっている。
【００５８】
本実施形態に係る位置情報パターン３４ａは上述のように黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが同心円状に配置されてなるので、パターンの形状が方向によらず対称な形状とされている。そのため、位置情報パターン層３４上における入力装置４の移動方向によって位置情報パターン３４ａの形状が変化しないため、入力装置４の撮像部５１は常に同じ状態で黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰに基づく画像を撮像することができる。よって、位置情報パターン３４ａを抽出する画像処理に入力装置４の回転情報を考慮する必要がなくなるため、画像処理が煩雑化するのを防止することができる。
【００５９】
続いて、本実施形態の電子ペーパーシステム１の動作について説明する。なお、本説明では、本発明の特徴である入力装置４を用いて表示部３５に手書き入力を行う動作を中心に説明する。
【００６０】
ユーザーが把持した入力装置４を表示部３５上で移動すると、入力装置４の先端部に設けられた照明部５０から近赤外線を含む光が表示部３５に対して照射される。このとき、照明部５０から照射された赤外光は表示部３５上に積層された位置情報パターン層３４の位置情報パターン３４ａで反射されて入力装置４の撮像部５１により撮像される。このとき撮像部５１が撮像する画像は位置情報パターン３４ａ及び表示画像の成分が混在している。
【００６１】
撮像部５１は撮像した画像を画像処理部５２へと送信する。画像処理部５２は、撮像部５１から送られる電気信号が示す画像について上記処理を行うことで画像信号から位置情報パターン３４ａによる反射光の成分を抽出することができる。これにより、画像処理部５２は、位置情報パターン３４ａが示す描画パターンを抽出し、抽出した結果を位置情報検出部５３へと送信する。位置情報検出部５３は、描画パターンの配置の特徴から符号列を抽出し、この符号列を復号して位置情報を取得する。すなわち、入力装置４は、表示部３５において該入力装置４の先端部が接触した位置に関する情報（例えば座標）を検出することができる。そして、入力装置４は検出した位置座標情報を入力装置無線通信部４２から表示装置無線通信部３３を介して、表示装置制御部３２へと出力する。
【００６２】
位置検出部４１は、位置情報検出部５３が取得した位置情報を入力装置無線通信部４２に送信する。入力装置無線通信部４２は受信した位置情報を表示装置３の表示装置無線通信部３３へと無線方式によって送信する。このように本実施形態では、無線方式により表示装置３側に入力装置４による位置座標情報を出力できるので、入力装置４と表示装置３とを配線で接続する必要が無い。よって、表示装置３に手書き入力を行う際に配線が絡まるといった不具合の発生が防止され、高い操作性を得ることができる。
【００６３】
表示装置３は表示装置無線通信部３３を介して、入力装置４から取得した位置情報を表示装置制御部３２に出力する。表示装置制御部３２は位置検出部４１で検出された位置座標情報に基づき表示体駆動制御部３１を介して表示部３５の表示状態を制御する。
【００６４】
具体的に、表示体駆動制御部３１は、表示部３５のうち、取得した位置座標情報に対応する画素電極２３及び透明電極２４間に印加する電圧を制御し、マイクロカプセル６５内の電気泳動粒子２５を移動させることで、ユーザーが入力装置４を用いて入力した手書きによる筆跡を表示部３５上に表示することができる。
【００６５】
以上述べたように、本実施形態に係る電子ペーパーシステム１によれば、撮像部５１が撮像した黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが同心円状に交互に配置されてなる位置情報パターン３４ａを含む画像を処理して位置情報パターン３４ａを確実に撮像できる。また、検出波長光として赤外光を用いた場合であっても、表示部３５と位置情報パターン層３４との間に赤外線反射層を設けることなく位置情報パターン３４ａを良好に撮像できる。よって、赤外線反射層が不要となることで表示部３５における可視光の透過率の低下が防止されて良好な表示品位を得ることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
続いて本発明の電子ペーパーシステムに係る第２実施形態について説明する。本実施形態と上記第一実施形態との違いは表示装置３側に照明装置を設けた点であり、その他の構成については同様である。そのため、第一実施形態と同一の構成及び部材については同一の符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００６７】
図７は本実施形態に係る電子ペーパーシステム１の電気的な構成を具体的に示すブロック図である。図７に示すように表示装置３は、表示体モジュール３０と、表示体駆動制御部３１と、表示装置制御部３２と、表示装置無線通信部３３と、を備えている。表示体モジュール３０は、位置情報パターン層３４と、表示部３５と、該位置情報パターン層３４及び表示部３５間に設けられる照明層４０と、を含んでいる。
【００６８】
照明層４０は、位置情報パターン層３４及び表示部３５間に挟持された導光板４５と、該導光板４５の端面に設けられた光源４６とを有している。このように光源４６を導光板４５の端面に設けることで表示部３５と光源４６とが平面的に重ならないので、表示部３５の視認性を低下させるといった不具合の発生を防止することができる。
【００６９】
光源４６は入力装置４における上記位置情報パターン層３４の検出波長、つまり撮像部５１の撮像波長である近赤外光を発光するものである。光源４６から出射された光は導光板４５内を伝播し、導光板４５の上面に出射され、位置情報パターン層３４を下面側から照明するようになっている。なお、光源４６は照明制御部３６により、その駆動が制御されるようになっている。
【００７０】
導光板４５としては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等の透明性に優れた樹脂を所定の形状に加工したものを用いることができる。なかでもアクリル樹脂を用いるのが軽量性、透明性の点で好ましい。
【００７１】
位置情報パターン層３４は黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが同心円状に交互に配置されて構成されている。本実施形態においては、黒パターンＢＰは照明層４０から照射される赤外光を吸収するとともに可視光を透過可能な特性を有している。また、本実施形態に係る白パターンＷＰは第一実施形態と異なり、上記近赤外光及び可視光を透過可能な特性を有している。なお、位置情報パターン３４ａは第一実施形態と同様の条件（寸法及びピッチ）で表示部３５上に配置されている。
【００７２】
本実施形態では表示装置３側に設けられた照明層４０が照明されて位置情報パターン層３４を介した赤外光を入力装置４の撮像部５１で撮像するようにしている。ここで、照明層４０が照射した赤外光は下層に設けられた表示部３５によっても反射されるため、撮像部５１が撮像する画像には位置情報パターン層３４に加え、表示部３５による赤外光の反射光が含まれるおそれがある。
【００７３】
これに対し、本実施形態においては、第一実施形態と同様、撮像部５１から表示部３５の表示状態によって位置情報パターン３４ａ及び表示画像が混じった画像データ（信号データ）が送信された場合であっても、画像処理部５２が階調変化の間隔に基づいて位置情報パターン３４ａの成分を抽出し、位置情報パターン３４ａの位置を特定することができる。従って、本実施形態に係る電子ペーパーシステムによれば、表示装置３側に照明層４０を設けた構成であっても、表示部３５と位置情報パターン層３４との間に赤外線反射層を設けることなく位置情報パターン３４ａを良好に撮像できる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、位置情報パターン３４ａとして黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰが同心円状に配置したものを例に説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように所定方向に沿って延びる黒パターンＢＰ及び白パターンＷＰを該所定方向に直交する方向に交互に配置した縦縞状のパターンから構成しても構わない。
【００７５】
また、上記実施形態では、表示装置３の表示部３５として電気泳動表示装置を備える場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、表示部３５としては有機エレクトロルミネッセンス装置又は液晶表示装置を用いても構わない。
【符号の説明】
【００７６】
１…電子ペーパーシステム（入力システム）、３…表示装置、４…入力装置、Ｇ…画素、３４…位置情報パターン層、３４ａ…位置情報パターン、３５…表示部、４１…位置検出部、５０…照明部（照明装置）、５１…撮像部、ＢＰ…黒パターン（第１パターン）、Ｗｄ…画素ピッチ、ＷＰ…白パターン（第２パターン）
【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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