(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶対象物と筆記ペンとを備える筆記記録システムにおいて、
前記記録対象物は、
所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなり、
前記筆記ペンは、
前記記録対象物の前記所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、
前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標値を演算し、
前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標値を演算する座標演算手段と、を備えること、
を特徴とする筆記記録システム。
【請求項２】
前記筆記ペンは、
前記筆記ペンの軸芯を中心とした回転角度を検出する回転角度センサと、
前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記回転角度で補正する第１の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の筆記記録システム。
【請求項３】
前記筆記ペンは、
前記筆記ペンの軸芯の記録対象物に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記傾斜角で補正する第２の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の筆記記録システム。
【請求項４】
前記筆記ペンは、
前記筆記ペンの軸芯の記録対象物に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、
前記周波数弁別部で処理するのに先立って、前記撮像手段で撮像した前記画像を前記筆記ペンの軸芯に対して垂直な平面に投影した画像に前記傾斜角を用いて変換する変換手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の筆記記録システム。
【請求項５】
前記筆記ペンは、
前記撮像手段で撮像した画像を当該画像の反射率変化を表わす波形に変換する波形変換手段と、
前記波形変換手段によって変換された波形と基準となる波形との位相差を求める位相差検出手段と、
前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記位相差で補正する第３の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項６】
前記筆記ペンは、
前記撮像手段が撮像した前記画像を光電変換して画像情報とし、ライン方向が互いに直交するように配置されているｘ軸方向およびｙ軸方向の１次元ラインセンサ、をさらに備え、
前記周波数弁別手段は、前記ｘ軸方向の１次元ラインセンサによって光電変換された前記画像情報からｘ軸方向の周波数分布を変換し、前記ｙ軸方向の１次元ラインセンサによって光電変換された前記画像情報からｙ軸方向の周波数分布に変換すること、を特徴とする請求項１〜５のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項７】
前記記録対象物は、
前記文様が可視光以外の反射率の変化によりなるものであること、を特徴とする請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項８】
前記記録対象物は、
前記文様がエネルギー線を照射したときに可視光以外の領域における発光の強度変化によりなるものであること、を特徴とする請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項９】
前記筆記ペンは、
前記撮像手段が受光するための開口部を円形とすること、を特徴とする請求項１〜８のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項１０】
前記記録対象物は、
情報の記録を可逆的に行える可逆性記録層と、この可逆性記録層を支持する支持体と、を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの一に記載の筆記記録システム。
【請求項１１】
所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなる記憶対象物とともに、座標検出システムを構成する筆記ペンにおいて、
前記記録対象物の前記所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、
前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標を演算し、
前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標を演算する座標演算手段と、
を備えることを特徴とする筆記ペン。
【請求項１２】
所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標を演算し、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標を演算する座標演算手段と、を備える筆記ペンとともに、座標検出システムを構成する記憶対象物において、
前記所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなること、を特徴とする記憶対象物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筆記記録システム及び筆記ペン並びに記録対象物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−３６４５２号公報には、筆記用紙に光学的反射率の異なる文様を付して、これをペン側に設けた発光素子と受光素子で読み取ることにより、ペン先の座標を特定する技術が開示されている。筆記用紙に付された文様は紙面上を交差する２次元座標となる。かかる技術によれば、筆記用紙にペンで書くような動作をするだけで、その筆跡をデジタルデータとして入力できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、紙面上に描かれた２次元情報を検出するために２方向の文様が必要であるため、文様の交差点では、検出感度が低下してしまうという不具合がある。
【０００４】
この発明の目的は、検出感度を向上させた筆記記録システムを提供することにある。
【０００５】
この発明の別の目的は、より自然な筆記が可能である筆記記録システムを提供することにある。
【０００６】
この発明の別の目的は、検出感度をさらに向上させた筆記記録システムを提供することにある。
【０００７】
この発明の別の目的は、高分解能の座標入力を可能とする筆記記録システムを提供することにある。
【０００８】
この発明の別の目的は、文様を筆記の際の邪魔にならないようにすることができる筆記記録システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記憶対象物と筆記ペンとを備える筆記記録システムにおいて、前記記録対象物は、所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなり、前記筆記ペンは、前記記録対象物の前記所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標値を演算し、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標値を演算する座標演算手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
したがって、文様は互いに交差することがないので、検出感度を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記筆記ペンの軸芯を中心とした回転角度を検出する回転角度センサと、前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記回転角度で補正する第１の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
したがって、求めた２次元座標に対するペンの軸芯回りの回転の影響を排除するので、より自然な筆記が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記筆記ペンの軸芯の記録対象物に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記傾斜角で補正する第２の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
したがって、求めた２次元座標に対するペンの傾斜の影響を排除できるので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記筆記ペンの軸芯の記録対象物に対する傾斜角を検出する傾斜角センサと、前記周波数弁別部で処理するのに先立って、前記撮像手段で撮像した前記画像を前記筆記ペンの軸芯に対して垂直な平面に投影した画像に前記傾斜角を用いて変換する変換手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
したがって、求めた２次元座標に対するペンの傾斜の影響を排除できるので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記撮像手段で撮像した画像を当該画像の反射率変化を表わす波形に変換する波形変換手段と、前記波形変換手段によって変換された波形と基準となる波形との位相差を求める位相差検出手段と、前記座標演算手段で求めた前記ｘ座標値および前記ｙ座標値を前記位相差で補正する第３の補正手段と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
したがって、画像の反射率変化を表わす位相も考慮するので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記撮像手段が撮像した前記画像を光電変換して画像情報とし、ライン方向が互いに直交するように配置されているｘ軸方向およびｙ軸方向の１次元ラインセンサ、をさらに備え、前記周波数弁別手段は、前記ｘ軸方向の１次元ラインセンサによって光電変換された前記画像情報からｘ軸方向の周波数分布を変換し、前記ｙ軸方向の１次元ラインセンサによって光電変換された前記画像情報からｙ軸方向の周波数分布に変換すること、を特徴とする。
【００２０】
したがって、光学素子に１次元ラインセンサを用いることで、コストの低減を図ることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記記録対象物は、前記文様が可視光以外の反射率の変化によりなるものであること、を特徴とする。
【００２２】
したがって、文様を不可視のものとして、筆記の際の邪魔にならないようにすることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記記録対象物は、前記文様がエネルギー線を照射したときに可視光以外の領域における発光の強度変化によりなるものであること、を特徴とする。
【００２４】
したがって、文様を不可視のものとして、筆記の際の邪魔にならないようにすることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記ペンは、前記撮像手段が受光するための開口部を円形とすること、を特徴とする。
【００２６】
したがって、開口部を円形としたことにより筆記ペンの姿勢による検出精度の影響を受け難いため、検出精度をさらに向上させることができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、前記記録対象物は、情報の記録を可逆的に行える可逆性記録層と、この可逆性記録層を支持する支持体と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
したがって、記録対象物は筆記内容を消去することができるので、記録対象物を再利用することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなる記憶対象物とともに、座標検出システムを構成する筆記ペンにおいて、前記記録対象物の前記所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標を演算し、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標を演算する座標演算手段と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、所定の領域の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された前記画像をｘ軸方向の周波数分布およびｙ軸方向の周波数分布に変換する周波数弁別手段と、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｘ軸方向の周波数分布から、ｘ座標を演算し、前記周波数弁別手段によって変換された前記ｙ軸方向の周波数分布から、ｙ座標を演算する座標演算手段と、を備える筆記ペンとともに、座標検出システムを構成する記憶対象物において、前記所定の領域の画像を変換した２次元の周波数分布からｘ軸およびｙ軸の座標値を特定できる濃度パターンを含む文様からなること、を特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施の形態である筆記記録システムの全体構成を示す斜視図である。この筆記記録システム１は、筆記ペン２と、記録対象物である特定用紙３とからなり、特定用紙３上に筆記ペン２に筆記することにより、その筆跡データが所定の記憶部に記憶され、また、デジタルデータとして他の図示しない情報機器に転送されるものである。
【００３２】
図２は、筆記ペン２の構成例を示す機能ブロック図である。筆記ペン２には、ペン先またはその近傍に位置する紙面の画像を読み取る撮像部４が設けられている。この撮像部４では、画像が光学素子５に結像して光電変換され、その画像信号は信号処理部６で画像情報として加工される。この加工後の画像信号は、周波数弁別部７で、当該画像の反射率変化を表わす周波数に変換して、２次元のｘ軸方向とｙ軸方向に独立した周波数分布を求める。座標演算部８は、この周波数分布から後述する手法によりペン先の位置の２次元座標を求める。この２次元座標は、記憶部９に一旦記憶された後、通信手段１０で外部の図示しない情報機器に送信される。制御部１１は、撮像部４〜通信手段１０の各部を制御する。ペン先には筆記部１２が設けられ、筆記軌跡は特定用紙３上にも書き込まれる。
【００３３】
図３（ａ）には、
Ｈ＝ｓｉｎ｛２π（ｘ2＋ｙ2）／２｝
の濃度パターンを持つ文様を示している。この文様の中心を原点（０，０）にとっている。このパターンは周波数軸に変更すると、周波数の各ｘ軸、ｙ軸の成分がその座標値に相当する性質をもっている。そして、この文様は同心円状のもので互いに交差することがない。
【００３４】
すなわち、特定用紙３上には、図３（ａ）に示すような、光学的な反射率を変化させた文様で互いに交差することがないものが形成されており、この文様の反射率変化を表わす２次元のｘ軸方向とｙ軸方向の周波数分布から座標演算部８において２次元座標を特定することができる。
【００３５】
なお、筆記ペン２のペン先には筆記部１２が形成されているので、撮像部４でペン先の画像を取り込むことは難しいため、座標演算部８では、画像の中心とペン先とのオフセット分だけ座標値をずらす演算も必要になる。
【００３６】
また、中心部の分解能を向上させるため、図３（ａ）のものに代えて、図３（ｂ）のような文様としてもよい。
【００３７】
図３に示すような文様を特定用紙３に付することにより、２次元座標のｘ軸方向、ｙ軸方向別々の文様を付与する場合に比べて、文様の交差する個所が無く、検出感度を向上させることができる。
【００３８】
図３に示す文様は説明のために可視のものとしているが、光学素子５に感度をもつ波長の反射光であるならば、不可視光であるほうが使用面からは好ましい。すなわち、特定用紙３に付する文様は、可視光以外の反射率の変化によりなるものであることが望ましい。また、エネルギー線を照射したときに可視光以外の領域における発光の強度変化によりなるものであることが望ましい。このように、特定用紙３に付する文様を不可視のものとすれば、筆記の際の邪魔にならないようにすることができる。
【００３９】
図４は、筆記ペン２の概念図である。図４に示すように、筆記ペン２には、筆記ペン２の軸芯回りの回転角速度を検出するジャイロセンサ１３を設けてもよい。図５には、ジャイロセンサ１３を含む機能ブロック図を示す。同図に示すように、ジャイロセンサ１３で検出した筆記ペン２の軸芯回りの回転角速度は、回転角度センサである積分部１４で積分されて、筆記ペン２の軸芯回りの回転角度が求められる。そして、第１の補正部である補正部１５は、前記の座標演算部８で求めた２次元座標を積分部１４で求めた回転角度で補正する。このように、座標演算部８で求めた２次元座標に対する筆記ペン２の軸芯回りの回転の影響を排除するので、より自然な筆記が可能となる。なお、この例では、回転角を検出する手段としてジャイロセンサ１３を用いているが、回転角を検出できれば他の手段を用いてもよい。
【００４０】
図６は、筆記ペン２の概念図である。図６に示すように、筆記ペン２には、筆記ペン２の軸芯の特定用紙３に対する傾斜角を検出する傾斜角センサである傾斜計１６を設けてもよい。図７には、傾斜計１６を含む機能ブロック図を示す。同図に示すように、傾斜計１６で、筆記ペン２の軸芯の特定用紙３に対する傾斜角を検出し、第２の補正部である補正部１７では、前記の座標演算部８で求めた２次元座標を傾斜計１６で求めた傾斜角で補正する。
【００４１】
すなわち、筆記ペン２の軸芯は、筆記中に常に特定用紙３の紙面に対して垂直ではなく、当該紙面に対する傾斜角θ（図６参照）は、逐一変化するのが自然である。このように、筆記ペン２の軸芯が特定用紙３の紙面に対して垂直でなく傾斜していると、撮像部４で得られる画像も特定用紙３上の文様を正確に反映しておらず、結果的に座標演算部８で求める２次元座標の算出値に大きな誤差となる恐れがある。そこで、座標演算部８で求めた２次元座標を傾斜計１６で求めた傾斜角で補正することで、かかる誤差を除去すれば、検出精度をさらに向上させることができる。
【００４２】
また、図８に示すように、周波数弁別部７で処理するのに先立って、傾斜計１６で検出した傾斜角を用いて、光学素子５で読み取った画像信号を変換部１８で筆記ペン２の軸芯に対して垂直な平面に投影した画像の画像信号に変換するようにしてもよい。
【００４３】
特定用紙３に付した文様の反射率変化を表わす周波数が低い領域に入るとき、この周波数だけで座標を特定するのでは検出分解能が低下する。そこで、まず、周波数でおおよその２次元座標を特定しておき、図９に示すように、光学素子で読み取った画像信号を波形変換部２１で当該画像の反射率変化を表わす波形に変換し、この波形と基準となる波形との位相差を位相差検出部２２で求め、第３の補正部である補正部２３で、座標演算部８で求めた２次元座標を位相差検出部２２で求めた位相差で補正するようにしてもよい。これにより、検出精度をさらに向上させることができる。
【００４４】
図１０には、このような処理の例を概念的に示している。すなわち、位相検出部２２で求めた波形と、基準となる波形とを比較し、位相差Фを求めている。図１１は、光学素子５の配置を示す平面図である。１枚の２次元センサによっても光学素子５を実現することができる。しかし、周波数分解能を増やすために解像度を増す必要があり、回路や周辺装置が大掛かりになってしまう。そこで、図１１に示すように、光学素子５を、ライン方向が互いに直交するように開口部２４に配置されている２つの１次元ラインセンサ５ａ，５ｂにより構成し、それぞれの出力を１次元の空間周波数に変換するようにしてもよい。これにより、高解像度化を図りつつも低コスト化を図ることができる。ただし、図１１に示すように、各センサ５ａ，５ｂを開口部２４の中央に配置することができないので、中央部からのずれ量で補正する必要がある。
【００４５】
図１２は、筆記ペン２の概念図である。図１２に示すように、筆記ペン２には、３次元のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを設けてもよい。
【００４６】
光学素子５として２次元センサを用いた場合、受光するための開口部が方形であると、筆記ペン２の軸芯の回転により図１４に示すように開口部内に含まれる特定用紙３の文様の周波数分布が変化してしまい、結果的には誤動作の原因になる。そこで、開口部を図１１に示した開口部２４のように円形とすれば、筆記ペン２の軸芯の回転に影響されずに検出精度を向上させることができる。
【００４７】
特定用紙３は、情報の記録を可逆的に行える可逆性記録層と、この可逆性記録層を支持する支持体と、を備えている。これにより、筆記内容を消去することができるので、特定用紙３を再利用することができる。
【００４８】
可逆的記録層としては、感熱記録方式、磁気記録方式、フォトクロミック記録方式、エレクトロクロミック方式などが利用できる。特に感熱記録方式、すなわち、熱エネルギーにより可逆的に光学特性が変化し、可視情報の記録および消去が可能であるものを好ましい例として挙げることができる。この熱エネルギーにより可逆記録が行えるものとしては、少なくともロイコ染料と顕色剤を含む記録層、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層、さらに低分子または高分子液晶化合物を含む記録層から構成される可逆性記録層を好ましいものとして挙げることができる。
【００４９】
少なくともロイコ染料と顕色剤を含む可逆性記録層としては、樹脂バインダー中にロイコ染料および顕色剤を分散させたものが挙げられる。
【００５０】
この可逆性記録層に用いられるロイコ染料は、例えばフタリド系化合物、アザフタリド系化合物、フルオラン系化合物、フェノチアジン系化合物、ロイコオーラミン系化合物など公知の染料前駆体を挙げることができる。具体的には、特開平５−１２４３６０号公報に記載の公知のロイコ染料を用いることができる。
【００５１】
この可逆性記録層に用いられる顕色剤は、分子内にロイコ染料を発色させる顕色能を有する構造、例えばフェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基等と、分子間の凝集力を制御する構造、例えば長鎖炭化水素基が連結した構造をもつ化合物である。連結部分にはヘテロ原子を含む2価の基を介していても良く、また長鎖炭化水素基中にもヘテロ原子を含む2価の基または芳香族炭化水素基が含まれていても良い。具体的には、特開平５−１２４３６０号公報等に記載されている公知の顕色剤が使用できる。
【００５２】
この可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤を含む樹脂層からなり、記録層を形成する樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、フッソ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリスチレン、スチレン系共重合体、フェノキシ樹脂、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、マレイン酸系共重合体、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ゼラチン、カゼイン類等を挙げることができる。
【００５３】
また記録層皮膜の強度を上げることを目的に、各種硬化剤、架橋剤を添加することもできる。このような硬化剤、架橋剤の例としてイソシアネート基をもつ化合物、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、エポキシ基をもつ化合物、グリオキザール、ジルコニウム化合物等を挙げることができる。さらに電子線硬化性あるいは紫外線硬化性バインダーを用いて記録層を設けることもできる。かかるバインダーとしてはエチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられる。
【００５４】
これらの具体例としては、
１．脂肪族、脂環族、芳香族の多価アルコール及びポリアルキレングリコールのポリ(メタ)アクリレート
２．脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族の多価アルコールにポリアルキレンオキサイドを付加させた多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート
３．ポリエステルポリ(メタ)アクリレート
４．ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート
５．エポキシポリ(メタ)アクリレート
６．ポリアミドポリ(メタ)アクリレート
７．ポリ(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸エステル
８．(メタ)アクリロイル基を側鎖、または末端に有するビニル系またはジエン系化合物
９．単官能(メタ)アクリレート、ビニルピロリドン、(メタ)アクリロイル化合物１０．エチレン性不飽和結合を有するシアノ化合物
１１．エチレン性不飽和結合を有するモノあるいはポリカルボン酸、およびそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等
１２．エチレン性不飽和(メタ)アクリルアミドまたはアルキル置換(メタ)アクリルアミドおよびその多量体
１３．ビニルラクタムおよびポリビニルラクタム化合物
１４．エチレン性不飽和結合を有するモノあるいはポリエーテルおよびそのエステル
１５．エチレン性不飽和結合を有するアルコールのエステル
１６．エチレン性不飽和結合を有するポリアルゴールおよびそのエステル
１７．スチレン、ジビニルベンゼン等1個以上のエチレン性不飽和結合を有する芳香族化合物
１８．(メタ)アグリロイルオキシ基を側鎖、または末端に有するポリオルガノシロキサン系化合物
１９．エチレン性不飽和結合を有するシリコーン化合物
２０．上記１〜１９記載の化合物の多量体あるいはオリゴエステル(メタ)アクリレート変成物等が挙げられる。
【００５５】
紫外線硬化性バインダーを用いて記録層を形成する場合には、光重合開始剤を混合して用いる。光重合開始剤としてはジあるいはトリクロロアセトフェノンのようなアセトフェノン類、1一ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類、アゾ化合物、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩、ビス(トリクロロメチル)トリアジン化合物等が挙げられる。
【００５６】
これらのロイコ染料および顕色剤を用いた可逆性記録層は図１５に示すプロセスで発色・消色する。図１５に示すように、初期の消色状態（Ａ）を加熱すると、温度Ｔ１以上でロイコ染料と顕色剤が溶融混合して発色し（Ｂ）、この状態を急冷すると発色状態のまま固定される（Ｃ）。発色状態（Ｃ）を加熱していくと、発色温度Ｔ1より低い温度Ｔ２で消色し（Ｄ）、冷却すれば初期と同様の消色状態となる。
【００５７】
また、可逆性記録層が有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層は、温度に依存してその透明度が可逆的に変化する記録層であり、この記録層の光散乱性が温度に依存して可逆的に変化する性質を利用し構成される。
【００５８】
この可逆性記録層に用いられる樹脂は、有機低分子物質を均一に分散保持した層を形成すると共に、最大透明時の透明度に影響を与える材料である。このため樹脂母材は透明性が良く、機械的に安定で、且つ成膜性の良い樹脂が好ましい。このような樹脂としては、ポリ塩化ビニル；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−アクリレート共重合体等の塩化ビニル系共重合体；ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニリデン系共重合体；ポリエステル；ポリアミド；ポリアクリレート又はポリメタクリレート或いはアクリレート−メタクリレート共重合体；シリコン樹脂等が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上混合して使用される。
【００５９】
この可逆性記録媒体に用いられる有機低分子化合物としては、一般に融点３０〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃程度のものが使用される。このような有機低分子化合物としてはアルカノール；アルカンジオール；ハロゲンアルカノールまたはハロゲンアルカンジオール；アルキルアミン；アルカン；アルケン；アルキン；ハロゲンアルカン；ハロゲンアルケン；ハロゲンアルキン；シクロアルカン；シクロアルケン；シクロアルキン；飽和または不飽和モノまたはジカルボン酸またはこれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩；飽和または不飽和ハロゲン脂肪酸またはこれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩；アリルカルボン酸またはそれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩；ハロゲンアリルカルボン酸またはそれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩；チオアルコール；チオカルボン酸又はそれらのエステル、アミンまたはアンモニウム塩；チオアルコールのカルボン酸エステル等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上混合して使用される。これらの化合物の炭素数は１０〜６０、好ましくは１０〜３８、特に１０〜３０が好ましい。エステル中のアルコール基部分は飽和していても飽和していなくてもよく、またハロゲン置換されていてもよい。いずれにしても有機低分子化合物は分子中に酸素、窒素、硫黄及ぴハロゲンの少くとも1種、例えば−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ−、−ＣＯＯＲ、−ＮＨ−、−ＮＨ2、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｏ−、ハロゲン等を含む化合物であることが好ましい。
【００６０】
さらに、透明化できる温度の巾を広げるには、上記の有機低分子化合物を適宜組合せるか、または、そうした有機低分子化合物と融点の異なる他の材料とを組合せればよい。これらは、例えば、特開昭６３−３９３７８号公報、特開昭６３−１３０３８０号公報などや、特願昭６３−１４７５４号明細書、特願平１−１４０１０９号明細書で明らかにされているが、これらに限定するものではない。
【００６１】
これらの有機低分子と樹脂とからなる可逆性記録層は図１６に示すプロセスで透明・白濁する。図１６は、熱による透明度の変化を表わすグラフである。同図において、樹脂及びこの樹脂中に分散された有機低分子化合物を主成分とする可逆記録層は、例えばＴ０以下の常温では白濁不透明状態にある。これを温度Ｔ２に加熱すると透明になり、この状態で再びＴ０以下の常温に戻しても透明のままである。更にＴ３以上の温度に加熱すると、最大透明度と最大不透明度との中問の半透明状態になる。次に、この温度を下げて行くと、再び透明状態をとることなく最初の白濁不透明状態に戻る。なお、この不透明状態のものをＴ１〜Ｔ２間の温度に加熱した後、常温即ちＴ０以下の温度に冷却した場合には透明と不透明との中問の状態をとることができる。また、前記常温で透明になったものも再びＴ３以上の温度に加熱した後常温に戻せば再び白濁不透明状態に戻る。
【００６２】
さらに、可逆性記録層が低分子または高分子液晶を含む記録層に用いられる、高分子液晶としては、主鎖または側鎖にメソゲン(液晶性を示す分子)が結合された主鎖型および側鎖型分子液晶等が用いられる。高分子液晶は、通常、重合可能なメソゲン化合物(メソゲンモノマーと呼ぶ)を重合するか、あるいは水素化ポリシリコーン等の反応性ポリマーに付加反応可能なメソゲン化合物を付加させて製造することができる。このような技術は、
Makromo1.Chem.179,p273(1978),Eur,Po1y.J.,18,p651(1982)
およびMo1.Cryst.Liq.Cryst.,169,p167(1989)等に開示されている。この発明の実施の形態に使用される高分子液晶も同様な方法で製造することができる。メソゲンモノマーおよび付加反応可能なメソゲン化合物としては、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゼン系、アゾキシベンゼン系、アゾベンゼン系、アゾメチン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ビフェニルベンゾエート系、シクロヘキシルビフェニル系、ターフェニル系等の剛直な分子(メソゲン)に、好ましくは所定の長さのアルキルスペーサーを介して、アクリル酸エステル基、メタクリル酸エステル基またはビニル基が結合した種々の化合物等が代表的なものとしてあげられる。
【００６３】
このように可逆性記録材料を筆記記録システムに用いる場合、前記したような文様も可逆性記録材料に記録することができる。被筆記物に電子情報が可逆性記録材料上に印字されるとき、同じ装置内で文様も記録することにより、印字と文様の相対関係は一つの装置内の書き込み手段の相対位置精度により保証され、別々に印字されるより精度を向上させられる。もし文様と印字の間がずれると筆跡と印字のずれを引き起こしてしまう。そこで、文様も可逆性記録材料に記録し、印字するのと同時に書き換えれば印字と文様の間の精度は保証される。このとき可逆性記録材料は印字、文様とも同じ層でもよいし、違う層にしてもよいし、また別の材質にしてもよい。文様だけを不可視の可逆性材料を用いると筆跡認識性が向上する。
【００６４】
また、前記の文様を不可逆の印刷としてもよい。この場合は可逆層に書き込んだ印字、筆記軌跡は幾度でも書き換えられるが、文様はこの影響を受けない。つまり、文様の印刷は一度でよく、特別な仕組みを組み込む必要もない。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、文様は互いに交差することがないので、検出感度を向上させることができる。
【００６６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筆記記録システムにおいて、求めた２次元座標に対するペンの軸芯回りの回転の影響を排除するので、より自然な筆記が可能となる。
【００６７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の筆記記録システムにおいて、求めた２次元座標に対するペンの傾斜の影響を排除できるので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００６８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の筆記記録システムにおいて、求めた２次元座標に対するペンの傾斜の影響を排除できるので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００６９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、画像の反射率変化を表わす位相も考慮するので、検出精度をさらに向上させることができる。
【００７０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、光学素子に１次元ラインセンサを用いることで、コストの低減を図ることができる。
【００７１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、文様を不可視のものとして、筆記の際の邪魔にならないようにすることができる。
【００７２】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、文様を不可視のものとして、筆記の際の邪魔にならないようにすることができる。
【００７３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、開口部を円形としたことにより筆記ペンの姿勢による検出精度の影響を受け難いため、検出精度をさらに向上させることができる。
【００７４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかの一に記載の筆記記録システムにおいて、記録対象物は筆記内容を消去することができるので、記録対象物を再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態である筆記記録システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】前記筆記記録システムの筆記ペンの構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】前記筆記記録システムの特定用紙に付された文様を示す平面図である。
【図４】ジャイロセンサを備えた前記筆記ペンの概念図である。
【図５】前記ジャイロセンサを含む前記筆記ペンの機能ブロック図である。
【図６】傾斜計を備えた前記筆記ペンの概念図である。
【図７】前記傾斜計を含む前記筆記ペンの機能ブロック図である。
【図８】前記傾斜計を含む前記筆記ペンの機能ブロック図である。
【図９】前記筆記ペンの機能ブロック図である。
【図１０】図９の機能ブロック図の動作の説明図である。
【図１１】前記筆記ペンの光学素子をなす１次元ラインセンサの配置を示す平面図である。
【図１２】加速度センサを備えた前記筆記ペンの概念図である。
【図１３】前記加速度センサを含む前記筆記ペンの機能ブロック図である。
【図１４】前記筆記ペンの光学素子が受光するための開口部の形状と特定用紙の文様の周波数分布との関係の説明図である。
【図１５】ロイコ染料および顕色剤を用いた可逆性記録層が発色・消色するプロセスを説明するグラフである。
【図１６】有機低分子と樹脂とからなる可逆性記録層が透明・白濁するプロセスを説明するグラフである。
【符号の説明】
１      筆記記録システム
２      筆記ペン
３      記録対象物
５      光学素子
５ａ    １次元ラインセンサ
５ｂ    １次元ラインセンサ
７      周波数弁別部
８      座標演算部
１４    回転角度センサ
１５    第１の補正部
１６    傾斜角センサ
１７    第２の補正部
１８    変換部
２１    位相変換部
２２    位相差検出部
２３    第３の補正部
２５ａ  加速度センサ
２５ｂ  加速度センサ
２５ｃ  加速度センサ
２６    積分部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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