(57)【要約】【課題】  多彩な表示が可能な表示技術を提供する。【解決手段】  ２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置であって、前記表示素子は、不可視光ｘ波長に受光領域を有するｘ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長とは異なる不可視光ｙ波長に受光帯域を有するｙ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長不可視光部の受光に応じたＡ波長の可視光の第１の表示と、前記ｙ波長不可視光部の受光に応じた前記Ａ波長とは異なるＢ波長の可視光の第２の表示と、を行う第１の制御部と、を有する。【選択図】  図２
2013149155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置であって、
前記表示素子は、不可視光ｘ波長に受光領域を有するｘ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長とは異なる不可視光ｙ波長に受光帯域を有するｙ波長不可視光受光部と、
前記ｘ波長不可視光部の受光に応じたＡ波長の可視光の第１の表示と、前記ｙ波長不可視光部の受光に応じた前記Ａ波長とは異なるＢ波長の可視光の第２の表示と、を行う第１の制御部と、
を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１の表示は、前記ｘ波長不可視光受光部の受光に応じて前記Ａ波長の可視光を発光する第１の発光部による表示であり、
前記第２の表示は、前記ｙ波長不可視光受光部の受光に応じて前記Ｂ波長の可視光を発光する第２の発光部による表示であ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Ａ波長の可視光の第１の表示と前記Ｂ波長の可視光の第２の表示とは、
バックライト部と、前記バックライト部に照射された前記Ａ波長の可視色の光を透過する第１の透過部と前記Ｂ波長の可視色の光を透過する第２の透過部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記ｘ波長不可視光受光部と、前記ｙ波長不可視光受光部と、の少なくともいずれかが受光した前記表示素子の前記２次元平面上における位置を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示装置に入力する入力装置であって、
前記ｘ波長の不可視光を発光するｘ波長不可視光発光部と、前記ｙ波長の不可視光を発光するｙ波長不可視光発光部と、前記不可視光の発光を制御する第２の制御部と、を有することを特徴とする入力装置。
【請求項６】
さらに、前記第２の制御部は、前記ｘ波長不可視光発光部と前記ｙ波長不可視光発光部との発光強度を調整することを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示装置と、請求項５又は６に記載の入力装置と、を有する表示システム。
【請求項８】
２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置を用いた表示方法であって、前記表示素子は、不可視光ｘ波長に受光領域を有するｘ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長とは異なる不可視光ｙ波長に受光帯域を有するｙ波長不可視光受光部と、を有し、
前記ｘ波長不可視光部の受光に応じてＡ波長の可視光の第１の表示を行うステップと、
前記ｙ波長不可視光部の受光に応じて前記Ａ波長とは異なるＢ波長の可視光の第２の表示を行うステップと
を有することを特徴とする表示方法。
【請求項９】
コンピュータに、請求項８に記載の表示方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置であって、不可視光受光部において変調された不可視光を受光し、表示状態を変更することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置を用いた表示に対して信号を送る制御装置であって、不可視光発光部において変調された不可視光を発光し、前記表示装置に信号を送信することを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
請求項１０と請求項１１とに記載の装置からなる表示システムであって、請求項１１に記載の制御装置から送信した信号を得ることによって、請求項１０に記載の表示装置の表示状態を変化させることを特徴とする表示システム。
【請求項１３】
コンピュータを請求項１２に記載の表示システムとして機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、入力装置及び表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１のような可視光によるスキャナ一体型のフラットパネルディスプレイがある。
【０００３】
この技術を応用したタッチパネルも、従来知られている。当該タッチパネルを用いて何らかの操作を行う場合、通常、複数の異なる箇所におけるタッチを検出するいわゆるマルチタッチ検出が行われている。これによりユーザは、このタッチパネルを備えた情報処理操作をマルチタッチによって様々に操作できる。
【０００４】
また、画像検出時の黒浮きを防止すると共に検出速度低下時の画面のちらつきを防止するため、表示パネルを備え、この表示パネルの表示画面を通じて画像を検出する表示装置が特許文献２に開示されている。この表示装置では、表示画面から可視光を外部に照射する可視光照射部と、表示画面から不可視光を外部に照射する不可視光照射部と、上記表示パネルを構成する複数の画素の画素ごとに形成された、上記不可視光の反射光を受光する不可視光受光部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１８６５８５号公報
【特許文献２】特許第４４５７１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２に記載の表示装置では、単一の波長を有する不可視光に対してのみ発光及び受光するため、多彩な情報入力が難しく、よくても一つの波長の強度差によってのみの情報入力しかできなかった。
【０００７】
本発明は、複数波長による多彩な情報入力を行うことを可能とすることで多彩な情報入力による色表示が可能な表示技術を提供することを目的とする。また、この表示技術を利用して描画を行うことができる入力装置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】
本発明の一観点によれば、２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置であって、前記表示素子は、不可視光ｘ波長に受光領域を有するｘ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長とは異なる不可視光ｙ波長に受光帯域を有するｙ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長不可視光部の受光に応じたＡ波長の可視光の第１の表示と、前記ｙ波長不可視光部の受光に応じた前記Ａ波長とは異なるＢ波長の可視光の第２の表示と、を行う第１の制御部と、を有することを特徴とする表示装置が提供される。
【０００９】
前記第１の表示は、前記ｘ波長不可視光受光部の受光に応じて前記Ａ波長の可視光を発光する第１の発光部による表示であり、前記第２の表示は、前記ｙ波長不可視光受光部の受光に応じて前記Ｂ波長の可視光を発光する第２の発光部による表示であるが好ましい。
【００１０】
可視光を発光する一般的には、ＲＧＢなどの原色系の３波長帯又はシアン、マゼンダ、
イエローなどの補色系の３波長帯などから選択することができる。可視光は、２波長以上、一般的には３波長、４波長であるが、複数の波長であれば、波長数により限定されない。不可視光の受光に基づいて、対応付けされた画素部（発光部）の発光を行うため、画素部（発光部）における発光させる可視光の輝度が低くても、不可視光の安定した検出が可能になる。従って、黒浮きの発生を抑制することができる。また、検出速度を低下させた場合でも、検出に用いるのは画面表示には利用しない不可視光であるため、画面のちらつきの発生を抑制することができる。
【００１１】
前記Ａ波長の可視光の第１の表示と前記Ｂ波長の可視光の第２の表示とは、バックライト部と、前記バックライト部に照射された前記Ａ波長の可視色の光を透過する第１の透過部と前記Ｂ波長の可視色の光を透過する第２の透過部とにより行われることを特徴とする。
【００１２】
前記ｘ波長不可視光受光部と、前記ｙ波長不可視光受光部と、の少なくともいずれかが受光した前記表示素子の前記２次元平面上における位置を記憶する記憶部を有することが好ましい。
【００１３】
画素の配置位置と画素の発光色との対応関係に基づいて、２次元平面上のカラー画像を表示することができる。
【００１４】
又、本発明は、上記のいずれか１に記載の表示装置に入力する入力装置であって、前記ｘ波長の不可視光を発光するｘ波長不可視光発光部と、前記ｙ波長の不可視光を発光するｙ波長不可視光発光部と、前記不可視光の発光を制御する第２の制御部と、を有することを特徴とする入力装置である。
【００１５】
例えば、ｘ波長の不可視光とｙ波長の不可視光とのいずれを発光させるかなどの制御を行う。不可視光は、発光色の数に合わせて、さらに３以上にすることもできる。
【００１６】
さらに、前記第２の制御部は、前記ｘ波長不可視光発光部と前記ｙ波長不可視光発光部との発光強度を調整することが好ましい。
【００１７】
例えば、ｘ波長の不可視光とｙ波長の不可視光との発光強度を、０〜１の間の任意の値に調整することができる。これにより、対応する色の発光強度を調整するように制御することができる。
【００１８】
また、本発明は、上記のいずれか１に記載の表示装置と、上記に記載の入力装置と、を有する表示システムであっても良い。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、２次元平面上に整列配置された複数の表示素子を有する表示装置を用いた表示方法であって、前記表示素子は、不可視光ｘ波長に受光領域を有するｘ波長不可視光受光部と、前記ｘ波長とは異なる不可視光ｙ波長に受光帯域を有するｙ波長不可視光受光部と、を有し、前記ｘ波長不可視光部の受光に応じてＡ波長の可視光の第１の表示を行うステップと、前記ｙ波長不可視光部の受光に応じて前記Ａ波長とは異なるＢ波長の可視光の第２の表示を行うステップと、を有することを特徴とする表示方法が提供される。
【００２０】
本発明は、コンピュータに、上記に記載の表示方法を実行させるためのプログラムであっても良く、当該プログラムを記憶するコンテンツ読み取り可能な記録媒体であっても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数波長による多彩な情報入力が可能な表示技術を提供することができる。また、この表示技術を利用して多彩な描画が可能な表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による表示装置を用いて描画が可能な表示システムの一構成例を示す外観図である。
【図２】表示素子の内部構成例を示す断面図である。
【図３】ペンの外観構成例を示す図であり、図３（ａ）は、ペンＰの斜視図であり、図３（ｂ）は、ペンＰのケースの部分で長さ方向のある位置に沿って切った断面図である。
【図４】本実施の形態による表示装置の要部構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ペンの一構成例を示す機能ブロック図である。
【図６】本実施の形態による描画処理に流れを示すフローチャート図である。
【図７】本発明の第２の形態による表示装置を用いて描画が可能な表示システムにおける画素の構造を示す図であり、第１の実施の形態における図２に対応する図である。図１等の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、画素の配置の他の例であり、三角形のタイル配置や六角形のタイル配置における１ラインごとに半画素ずらす配置の３原色配置を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の実施の形態による表示装置及び表示システムについて、図面を参照しながら説明を行う。
【００２４】
図１は、本実施の形態による表示装置を用いて描画が可能な表示システムの一構成例を示す外観図である。図１に示すように、本実施の形態による表示システムは、表示装置Ａと、入力装置、例えば描画用のペンＰとを有している。表示装置Ａは、制御部（コントローラ）３と、基板（表示パネル）５と、電源７と、を有している。表示パネル５は、Ｘ−Ｙ２次元平面上にマトリックス状に整列配置された多数の表示素子（画素）１（ｘ１，ｙ１）〜１ｍ，ｎ（ｘｍ、ｙｎ）により構成されている。所要の配線等が設けられており、電源７からの電力に基づいて、制御部３からの制御信号等が、表示素子１に提供される一般的な構成を有している。
【００２５】
図４は、本実施の形態による表示装置Ａの要部構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、表示装置Ａは、制御部（ＣＰＵ：  情報処理部）３と、基板上の表示画素群１７及び不可視光受光部群１５とからなる表示パネル５と、からなる。
【００２６】
制御部３は、例えば、記憶部（メモリ）３０、不可視光受光信号検出部３１、色選択部３３、色強度設定部３５、描画処理部３７、入出力部４１、を備えている。また、従来のタッチパネルのように表示部の表面上に筆圧感知部を設けたり、不可視光受光信号検出部３１により不可視光信号から検出される信号に基づいて筆圧を感知したりしてもよいし、これら検出された不可視光信号の面積の変化によって筆圧や距離を検知してもよい。
【００２７】
表示パネル５は画面上に文字や画像などの情報を表示することができるパネルであり、たとえば電子ペーパ、液晶表示パネル、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイ、またはＦＥＤ（フィールドエミネッセンスデスプレイ）などである。表示パネル５の詳細な内部構成については後述する。表示パネル５は画像の検出機能を有しており、表示装置Ａでは不可視光受光信号検出部３１が表示パネル５の画面上における発光波長に依存する画像の検出を制御する。この例では、不可視光受光信号検出部３１は、ｘ波長、ｙ波長、ｚ波長をそれぞれ独立して検出することができる。
【００２８】
一方、描画処理部３７は、表示パネル５の画面上における情報表示と描画処理とを制御する処理を行う。その他の構成については後述するが、これらの描画処理部３７は、所定のドライバ回路を構成する。入出力部４１は、表示情報Ａへの入力、検出情報の出力および制御のための入出力を行うものであり、さらに、一般的なペンＰの筆圧に相当する表示パネル５表面とペンＰのペン先との距離を依存するペンＰからの発光強度の大小を感知する筆圧感知機能を不可視光信号検出部３１に有する。
【００２９】
図２は、表示素子１の内部構成例を示す断面図である。図２に示すように、表示パネル５は、マトリックス状に整列配置され表示の基本単位である複数の表示素子（画素）１を備えている。各表示素子１には、例えば、Ｒ画素部（発光部）１７ａ及びｘ波長不可視光受光部１５ａ、Ｇ画素部（発光部）１７ｂ及びｙ波長不可視光受光部１５ｂ、Ｂ画素部（発光部）１７ｃ及びｚ波長不可視光受光部１５ｃが設けられている。ここで、ｘ、ｙ、ｚは例示であり、異なる波長帯であれば良いが、発光部の色数によって、基本的にはそれと同じ数の異なる受光波長帯を有する不可視光受光部が設けられる。尚、Ｒ，Ｇ，Ｂ等による可視光発光（もしくは反射光）波長を、Ａ波長、Ｂ波長、Ｃ波長などと称する。
【００３０】
尚、一般的には、可視光の波長は、３８０ｎｍ〜７５０ｎｍである。不可視光とは、可視光外の波長による光のことであり、具体的には、赤外光、遠赤外光、または紫外光などである。より詳細に説明すると、不可視光としては、赤外光が０．７５μｍ〜１ｍｍ、紫外光が１０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度である。赤外光には、波長０．７５μｍ〜２．５μｍの近赤外光、波長２．５μｍ〜４μｍの中赤外光、波長４μｍ〜１０００μｍの遠赤外光があり、紫外光には、波長３８０ｎｍから２００ｎｍの近紫外光、波長１０ｎｍ〜２００ｎｍの遠紫外光、波長１０ｎｍ以下の極遠紫外光などがある。不可視光としては、これらの中から任意に選択しても良いし、波長帯が異なる不可視光のうちから任意に選択しても良い。半導体等の材料のバンドギャップにより、これらの発光波長を調整することができる。
【００３１】
不可視光受光部１５ａから１５ｃまでは、たとえば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの不可視光の受光素子であり、それぞれ不可視光の波長であるｘ波長、ｙ波長、ｚ波長に、受光波長帯（感知波長帯）を有する。これらの不可視光受光部１５ａから１５ｃまでは、表示パネル５に入射した対応する波長の不可視光を感知する。
【００３２】
画素部１７ａから１７ｃまでは、例えば、ＲＧＢのそれぞれ色を発光する発光素子であり、表示パネル５を通じてＲ、Ｇ，Ｂの可視光を表示装置Ａの外部、例えば図２の上方に向けて発する。Ｒ画素部（発光部）１７ａはたとえばＲ発光素子であり、赤色光を発する。Ｇ画素部（発光部）１７ｂはたとえばＧ発光素子であり、緑色光を発する。Ｂ画素部（発光部）１７ｃはたとえばＢ発光素子であり、青色光を発する。これら３原色の発光部により、フルカラーを表示することができる。もちろん、その他の原色、又は、補色を発光する画素部であっても良い。表示パネル５において、不可視光受光部１５ａ〜１５ｃまでは、いずれも従来の表示装置においてはブラックマトリックス（ＢＭ）１１が形成されている箇所に配置されている。本実施の形態においても、ブラックマトリックス１１に不可視光受光部１５ａ〜１５ｃが、ブラックマトリックスとは別の画素部１７ａ〜１７ｃの領域以外に設けられている。
【００３３】
このように、表示パネル５は、３原色の画素部（発光部）に加えて、３種類の異なる不可視光の波長感知帯を有する不可視光受光部１５ａから１５ｃまでを備えている構成であり、異なる波長の色を発光する発光部と異なる波長の不可視光を受光する不可視光受光部とは、対応付けされている。従って、不可視光の波長に依存して、発光色を変更することができる。
【００３４】
表示パネル５では、後述する表示パネル５の外側から、不可視光発光部２３を備えたペンＰなどの入力機構により不可視光が照射され、不可視光受光部１５ａ〜１５ｃまでのそれぞれによって、ｘ、ｙ、ｚのそれぞれの波長の不可視光の強度が検出される。
【００３５】
図３は、ペンＰの外観構成例を示す図である。図３（ａ）は、ペンＰの斜視図であり、図３（ｂ）は、ペンＰのケースの部分で長さ方向のある位置に沿って切った断面図である。図５は、ペンＰの一構成例を示す機能ブロック図である。図５及び図３（ａ）に示すように、ペンＰは、例えば、筒状のケース（筐体）２１と、その一端側に設けられた複数不可視光発光部２３と、例えば、他端側に設けられた不可視光の波長の切替えスイッチ２７と、内蔵電池などの電源２５と、を有している。ペンＰの形状や、各部の配置等は任意である。図３（ｂ）に示すように、ペンＰのケース２１内の複数不可視光発光部２３は、例えば、ケース２１の先端部にｘ波長不可視光発光部２３ａ、ｙ波長不可視光発光部２３ｂ、ｚ波長不可視光発光部２３ｃが配置されている。これらの不可視光発光部は、切替スイッチ２７により、いずれか１つ又はこれらの組み合わせを発光させることができる。また、それぞれの発光強度を、例えば、発光しない最小強度０から最大強度の１までの間で、任意に調整することができるように構成されていると良い。また、点発光ばかりでなく黒板消しのような形状で面発光であってもよい。
【００３６】
このペンＰの発光部側（ペン先）を、表示パネル５面に向けてタッチ又は近接させることで、ｘ波長不可視光発光部２３ａ、ｙ波長不可視光発光部２３ｂ、ｚ波長不可視光発光部２３ｃからの発光を任意に組み合わせて、表示パネルに照射することができる。
【００３７】
尚、表示パネル５の１画素領域は、発光の幅（領域）に対して十分に微細に形成されていることが好ましい。ペンＰの先端からの発光に基づく表示パネル５側における受光強度は、ペンＰの先端が表示パネル５に近づくにつれて高くなるため、ちょうど、一般的なペンを紙などに強く押しつけて文字を書くほど字が太くなるように、表示パネル５に近づけるほど、太い描画が可能になる。また、ペンＰ側の発光強度の調整によっても、描画の太さを変更することができる。この場合、光学的なピント調節機能を圧力により変化させるなどの工夫もできる。
【００３８】
以上のように、表示装置Ａは、表示パネル５の画面において不可視光を波長毎に検出することができる。したがって、画素部（発光部）１７ａ〜１７ｃまでにおける発光させる可視光の輝度が低くても、ペンＰからの不可視光の安定した検出が可能になる。従って、従来技術において発生していた黒浮きを回避することができる。また、検出速度を低下させた場合でも、検出に用いるのは画面表示には利用しない不可視光なので、画面のちらつきが起こることはない。
【００３９】
さらに、不可視光受光部として、複数の異なる波長帯域に感知帯域を有する複数種類の受光部を用い、これら異なる受光部と、ＲＧＢなどの異なる波長の発光部１７ａ〜１７ｃまでにおける発光とを対応させているため、ユーザがペンＰの切替え・調整等により、ＲＧＢと対応させたｘｙｚの発光強度を調整等することで、所望の色の描画を、所望の太さ等で行うことができるため、あたかもカラー電子黒板として利用することができる。
【００４０】
なお、この際、描画色に合わせて筐体２１の内部に設置された多色発光ダイオードなどの可視光多色発光部位（図３の符号２９参照）などにより、描画する色と同じ色に筐体色を変更するようにしたり、ペン先部のみや筐体尾部などにおいて部分的に描画色と同じ色に発光できるようにしたりしてもよい。この筐体色等の変更により、ユーザは現在の描画色を確認することができる。
【００４１】
図６は、本実施の形態による描画処理に流れを示すフローチャート図である。以下に、表示装置Ａの制御部３における処理として、説明を行う。
【００４２】
まず、ステップＳ１において、ユーザがペンＰを利用して、所定の波長、例えばｘ波長不可視光を発光させて表示パネル５上に照射することで描画動作を開始すると（開始）、表示装置Ａは、各画素１に配置されたｘ波長不可視光検出部１５ａによって、Ｒ画素部１７ａに入射したｘ波長不可視光の輝度を検出する（ステップＳ２）。このように、不可視光受光部が不可視光の発光波長を検出する不可視光受光信号検出部３１として機能し、不可視光受光信号検出部３１により検出された不可視光の波長と、それと対応付けされた画素部の発光色とにより、表示に用いられる発光色が選択され、これが色選択部３３として機能する。また、不可視光受光部における不可視光の受光強度は、ペンＰにより表示パネルＰに描画する際の不可視光の発光の強度に依存する。また、各受光強度と、それに対応する発光強度とは、色強度設定部３５において設定されている。この設定値は、記憶部３０に記憶されているが、色強度設定部３５で変更することもできる。
【００４３】
ペンＰからの発光としては、ｘ、ｙ、ｚの３波長などの不可視光の組み合わせによる発光を用いることができる。
【００４４】
ここで、ｘ波長不可視光受光部１５ａは、図２の例ではＲ画像部１７ａに対応するためＲ色が選択され、光強度も検出される（ステップＳ３）。これら一連の処理が、入出力部４１を経由して不可視光受光信号検出部３１で検出され描画処理部３７の色選択部３３として機能する。
【００４５】
現在、不可視光を受光している表示パネル５上の位置、すなわち、図１の表示素子１の２次元平面面上の位置が、表示パネル５の画面におけるタッチ位置となる。受光した不可視光の波長に依存する発光部２３における発光波長の種類、時系列的に変化する表示位置は記憶部３０に記憶することができる。発光色の種類、時系列的に変化する表示位置と、色強度設定部３５において設定された、上記各受光強度と、それに対応する発光強度との関係から、発光部における発光色と発光強度が求まる。このように、記憶部３０に記憶されたデータに基づいて、制御部３により、ある時間内にペンＰにより描画した文字や図形などを所定の色及び強度で表示パネル５上に表示させることができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、カラー描画が可能な表示装置を、簡単な機構で実現することができる。また、その際、表示装置Ａは、表示パネル５の画面において不可視光を受光することで画像等を検出する。したがって、表示パネルの発光部における可視光の輝度が低くても安定した描画のための不可視光の検出が可能になるため、従来技術において発生していた黒浮きの影響を回避することができる。また、検出速度を低下させた場合でも、検出に用いるのは画面表示には利用しない不可視光なので、画面のちらつきが起こることはないという利点がある。
【００４７】
尚、ユーザは、上述した専用ペンに限らず、他の形態の操作デバイスを用いて表示装置Ａ上に描画することも可能である。例えば、表示パネル５上において、任意の位置に移動させることができる操作デバイスであって、不可視光を発光する機能を有する操作デバイスを用いて、表示装置Ａ上に描画することもできる。この操作デバイスは、例えば、表示装置Ａ上の２次元平面上の任意の位置に移動可能な機構を有していても良い。その他の不可視光の調整機構は、ペンＰと同様で良い。また、不可視光を発光する素材を指先に付けたグロ−ブなどを用いて、ユーザーインタフェースを実現してもよい。さらに、カードなどに印刷された不可視光発光画像をバーコード（二次元含む）やスティガノグラフなどによって構成し、それら画像に埋め込まれたＵＲＬなどに基づいて、別途設けられた通信回線を経由してウェブサイトや電子書籍などにアクセスできるようにしてもよい。
【００４８】
より具体的には、表示パネル５の画面上に複数のダイヤル状の操作デバイスを置いて操作したり、画面上に複数のカード状の操作デバイスを置いて操作を行ったりすることができる。ユーザが複雑なダイヤル操作またはカード操作を複数同時に行ったとしても、表示装置Ａは、前述の不可視光によるパターン検出を操作デバイスごとに行えるので、操作を行っている複数のデバイスを弁別することできる。操作デバイスの表面に不可視光の発光によるパターンを形成することで、表示を行わせる場合に、パターンは任意の図形として形成可能である。たとえば、二次元コード、一般的なバーコード、または放射状同心バーコードなどの幾何学模様であってもよい。これらの表示を行うとともに、記憶部３０にパターンの模様を記憶することで、このパターンの模様に基づいて、アクセス先のＵＲＬを含む二次元コードとして読み取り、任意に設けた通信部より、インターネット経由で、上記ＵＲＬにアクセスするようにしても良い。
【００４９】
また、入力デバイスとして、紙などの媒体に、例えばｘ波長不可視光、ｙ波長不可視光、ｚ波長不可視光などで描画等した文字、記号、絵、コードなどを、本実施の形態による表示装置上に設置することで、ｘ波長不可視光、ｙ波長不可視光、ｚ波長不可視光にそれぞれ対応するＲＧＢなどのカラー表示を行わせることもできる。このようにすれば、カラー画像等を、目視はできない不可視光を反射する媒体に基づいて表示させることができ、例えば、一種の暗号解読やウォーターマーク等の機能を発揮させることもできる。
【００５０】
また、上記表示装置Ａを、スマートフォンや携帯電話機、タブレット型ＰＣなどの表示部に利用すると、ペンＰによるカラー描画が可能になる。また、これらの機器の通信機能を利用することで、カラー描画に基づくコンテンツの配信や大型表示装置へのカラー描画のリモート描画機能などに利用することも可能である。
【００５１】
ユーザが操作する操作デバイスは上述したペンＰや、ダイヤル状の操作デバイスまたはカード状の操作デバイスに限らず、マウス型、トラックボール状、消しゴム状、またはクリーナ状であってもよい。これらの操作デバイスに所定の操作部が設けられていれば、その操作に基づき変化した不可視光の発光状態を情報として表示装置Ａに送信することで、表示を行わせることができる。また、本実施の形態では３波長に限定して説明しているが、４波長以上に拡張し、色以外の操作、例えばボタン操作などの実施を可能とするように構成することも可能である。
【００５２】
図７は、本発明の第２の形態による表示装置を用いて描画が可能な表示システムにおける画素の構造を示す図であり、第１の実施の形態における図２に対応する図である。図１等の配置例は、第１の実施の形態と同様で良い。
【００５３】
図７に示すように、本実施の形態による表示パネル１０５はマトリックス状に配置された、表示の基本単位である複数の表示素子（画素）１０１を備えている。各表示素子１０１には、例えば、Ｒ画素部（透過部）１１７ａ及びｘ波長不可視光受光部１１５ａ、Ｇ画素部（透過部）１１７ｂ及びｙ波長不可視光受光部１１５ｂ、Ｂ画素部（透過部）１１７ｃ及びｚ波長不可視光受光部１１５ｃが備えられている。ｘ、ｙ、ｚは例示であり、異なる波長帯であれば良いが、発光部の色数によって、基本的にはそれど同じ数の異なる受光波長帯を有する不可視光受光部が設けられており、不可視光受光部はブラックマトリックスに配置されてもよく、このため図中ではブラックマトリックスとの境界線を明示しない。
【００５４】
不可視光受光部１１５ａから１１５ｃまでは、たとえば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの不可視光の受光素子であり、それぞれ不可視光の波長であるｘ波長、ｙ波長、ｚ波長に、受光波長帯（感知波長帯）を有する。これらの不可視光受光部１１５ａから１１５ｃまでは、表示パネル１０５の表示素子１０１に入射した対応する波長の不可視光を感知する。不可視光とは、可視光外の波長による光のことであり、具体的には、赤外光、遠赤外光、または紫外光などである。
【００５５】
画素部（透過部）１１７ａから１１７ｃまでは、例えば、ＲＧＢのそれぞれ光を透過する透過素子である。表示パネル１０５には、さらに、バックライト部１２１が備えられており、このバックライト部は可視光（赤色光、緑色光、および青色光）を照射する。この可視光のうち特定の光がＲ画素部（透過部）１１７ａ、Ｇ画素部（透過部）１１７ｂ、またはＢ画素部（透過部）１１７ｃを透過して画面外に向かって放出される。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。なお、反射型表示方式であっても減法混色によるＹＣＭを必要であればＢＫを適応させればよい。
【００５６】
上記第１の実施の形態と同様に、ｘ、ｙ、ｚの波長の不可視光のうちの任意の波長の不可視光を発光するペンＰを用いて、表示パネル１０５上に不可視光を任意のパターンで照射すると、不可視光受光部１１５ａ〜１１５ｃまでのそれぞれによって、ｘ、ｙ、ｚのそれぞれの波長の不可視光の強度が検出される。
【００５７】
そして、不可視光受光部１１５ａ〜１１５ｃまでのそれぞれと対応付けされているＲＧＢ画素部（透過部）が透過状態又は遮蔽状態となることで、バックライト１２１からの照射光のうちの所望の色の可視光が表示パネル１０５上で発光し、カラーパターンなどを表示することで、電子黒板などの表示システムとして利用することができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態によれば、カラー描画が可能な表示装置を、簡単な機構で実現することができる。また、その際、表示装置Ａは、表示パネル１０５の画面において不可視光を受光することで画像等を検出する。したがって、表示パネルの透過部における可視光の透過光の輝度が低くても安定した描画のための不可視光の検出が可能になるため、従来技術において発生していた黒浮きの影響を回避することができる。また、検出速度を低下させた場合でも、検出に用いるのは画面表示には利用しない不可視光なので、画面のちらつきが起こることはないという利点がある。
【００５９】
また、本実施の形態では、バックライト等の透過させる光を、一括して透過部において透過させる例について説明したが、バックライト部をＲ光源、Ｂ光源、Ｇ光源に分けて配置するようにしても良い。
【００６０】
また、透過型のバックライトを使用した表示装置ばかりでなく有機ＥＬやプラズマなどの自発光型表示装置に適応してもよく、その際は発光部と同一面に形成しても、透過層として表示装置に重ねる形で設計してもよい。
【００６１】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。当業者は、請求項に示した範囲内において、本発明をいろいろと変更できる。すなわち、請求項に示した範囲内において、適宜変更された技術的手段を組み合わせれば、新たな実施形態が得られる。
【００６２】
（まとめ及び付記）
以上のように、本発明では、多数の表示素子を整列配置した表示装置側において、不可視光受光部の受光波長を複数種類設けるように構成する。そして、受光した不可視光の波長によってコンピュータやスマートフォン等の表示装置に付随した情報処理装置部側で表示色を特定する。表示装置で多数の表示素子のうちのいずれかによって検出される軌跡に従って、情報処理装置部で選択された色を描画する。このとき描画された画像は、装置本体で電子黒板のように認識されて表示されるようにしても良いし、例えば通信回線経由でクラウド上に打ち上げられて保存されてもよいし、描画された画像は共有されるようにしてもよいし、装置により画像が認識されてもよいし、装置により画像が検索可能なように構成されてもよい。
【００６３】
尚、表示色の特定に関しては、不可視光受光部が３波長のセンシングに対応していれば、それぞれの波長の光のオンオフを検出することにより、８色表現が可能である。また、それぞれの波長の光がオンオフではなくアナログ的な量の変化で捕らえられるようにすれば、任意の多色階調表現も可能である。
【００６４】
可視光の表示色としては、一般的には、発光表示装置における加色混法であればＲＧＢなどの原色系の３波長帯又は電子ペーパなどの反射型表示装置における減色混法であればシアン、マゼンダ、イエローなどの補色系の３波長帯などから選択することができる。不可視光の受光に基づいて、対応付けされた画素部（発光部）の発光を行うため、画素部（発光部）における発光させる可視光の輝度が低くても、不可視光の安定した検出が可能になる。従って、黒浮きの発生を抑制することができる。また、検出速度を低下させた場合でも、検出に用いるのは画面表示には利用しない不可視光であるため、画面のちらつきの発生を抑制することができる。
【００６５】
表示装置に画像や文字などを記述するための筆記装置（ペン）側について説明すると、一番簡単な構成の１つとしては、電池と不可視光発光ダイオード等の発光部とケースによって構成される。この構成で、一般的な紙媒体へのペンによる筆記と同様に、表示装置上に不可視光（スポット光）を照射しながら軌跡を描くと、不可視光の波長に応じた不可視光受光素子が反応し画面上の座標が特定される。特定された座標に基づき、素表示装置に特定の不可視光波長に対応する色の画素に基づく色表示がなされる。
【００６６】
この際、筆記装置は、先端部を筆記する色に合わせた発光ダイオードなどを複数同時に光らせるようにして多色としてもよい。また、表示画面に接触した場合のみ、不可視光受光部が感知するようにしたり、色画素が発光するようにしてカラー発光を行わせたりしても良い。
【００６７】
次に、他の応用例をについて説明する。例えば、複数波長の入力によりマルチボタンのペンデバイスなどを実現してもよい。また、回転式のスイッチによるダイヤルを廻すとペン先等にさらに加えられた発光ダイオード（図３−２９）の発光色が変わるように設計してもよく、ペンから発せられる不可視光を特定の周波数（例えば１ＫＨｚなど）で変調し、受光後の電子回路（例えば図４−３１）によるフィルタ回路を用いて受光状態の改善を行ってもよく、不可視光発光部の発する主信号に対し副搬送波として直交振幅変調や直交平衡変調などがかけられた信号を画素単位に受信できるようにし、ペン側の不可視光発光部（例えば図５−２３）は複数の互いに異なる周波数（例えば互いに素である周波数）などで任意に変調された不可視光を発光してもよく、この場合一つの不可視光受光部で複数の情報を任意の変調を分離することにより受信することを可能にしてもよい。より具体的にはＮＴＳＣにおける主信号と副搬送波を用いた輝度信号と色信号と同様の構成を不可視光発光側と受光側に設けて１受光素子ごとに複数の信号を受けられるようにすることも可能である。なお、この変調周波数は照明などの電源周波数に対して影響の低い周波数であることが望ましい。
【００６８】
また、図８（ａ）、（ｂ）のような三角形のタイル配置や六角形のタイル配置、四角形のタイル配置における１ラインごとに半画素ずらす配置、市松模様の配置、短冊状の３原色配置などの任意の配置構成が考えられ、それらの配置によって描画精度が改善することが考えられる。このように、タイリングする画像の配置は任意であり、適切な配置を用いることで、画像の認識率を向上させることが可能である。
【００６９】
また、不可視光発光素子を表示装置の受光素子に合わせた波長で３種類用意し、ペン（筆記側ケース）に設けられたスイッチや表示パネル側の接触スイッチなどの切替により、発光色を切替るとともに不可視光の発光波長を切替るように構成することで、３波長なら８色、４波長なら１６色というように、波長数に応じた多色表現を可能とするように構成してもよく、これらの不可視光は赤外光と紫外光を任意に組み合わせてもよい。
【００７０】
また、例えば、ペンに、回転式のスイッチやスライダーボリュームを設けて複数の抵抗配分を構成し、３波長のそれぞれの波長の発光量をコントロールできるようにすることも可能であり、スイッチ切替で抵抗値を切替えて多色表示できるようにしてもよい。例えば、各波長を２５６段階で制御可能とした場合１６７７万色程度の表現が可能である。この際、不可視光波長の組み合わせに応じた可視光波長による筆記具側ケースやペン先の発光を実現できるように構成してもよく、また周波数変調であれば変調周波数の値や強度を変化させても変調光の強度を変化させてもよい。
【００７１】
尚、発光部は、同波長の可視光、不可視光の透過部であってもよく、この際、不可視光部はブラックマトリックスとして構成されてもよい。
【００７２】
また、図面に記載された構造等は、あくまでも例であり、画素部と不可視光受光部との配置は任意であり、左右や下部、四隅に形成されていてもよい。
【００７３】
また、誘導コイルなどを用いた磁気センサーによる筆記具と併用したり、一装置内に構成したりしてもよく、この場合電磁給電によるバッテリーレスを実現することも可能である。この場合には、素子が１個であっても階調表現が可能である。
【００７４】
また、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能であり、過去の複数の特許と組合せて構成することができる。
【００７５】
また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。尚、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００７６】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【００７７】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであって組み合わせも良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとので実現できるものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、表示装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｐ…描画用のペン、Ａ…表示装置、１…表示素子（表示最小単位の画素）、１５…不可視光受光部（付随するｘ，ｙ，ｚにより各波長を示す。）、１７…画素部（付随するａ，ｂ，ｃにより各色を示す。）、３…制御部（コントローラ）、５…基板（表示パネル）、２１…ケース（筐体）、２３…複数不可視光発光部、２３ａ…ｘ波長不可視光発光部、２３ｂ…ｙ波長不可視光発光部、２３ｃ…ｚ波長不可視光発光部、２５…電源、２７…切替スイッチ、２９…可視光多色発光部、３０…記憶部、３１…不可視光受光信号検出部、３３…色選択部、３５…色強度設定部、３７…描画表示部、４１…入出力部、１０１…表示素子、１１５ａ…ｘ波長不可視光受光部、１１５ｂ…ｙ波長不可視光受光部、１１５ｃ…ｚ波長不可視光受光部、１１７ａ…Ｒ画素部（透過部）、１１７ｂ…Ｇ画素部（透過部）、１１７ｃ…Ｂ画素部（透過部）、１２１…バックライト部。
【図１】
2013149155.tif 000003
【図２】
2013149155.tif 000004
【図３】
2013149155.tif 000005
【図４】
2013149155.tif 000006
【図５】
2013149155.tif 000007
【図６】
2013149155.tif 000008
【図７】
2013149155.tif 000009
【図８】
2013149155.tif 000010