(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の区分パターンにより区分けされた複数の区分領域を有し、それらの区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なる座標認識パターンを一部の前記区分領域にのみ設けた紙状の被筆記媒体と、
この被筆記媒体に沿わせて移動させることで前記被筆記媒体の任意の前記区分領域を指示する指示部材と、
この指示部材の前記被筆記媒体上での相対移動量を前記区分パターンに基づいて検出する相対移動量検出手段と、
前記指示部材により指示された前記絶対座標を前記座標認識パターンに基づいて検出する絶対座標検出手段と、
この絶対座標検出手段により検出された前記絶対座標と前記相対移動量検出手段により検出された前記相対移動量とに基づいて前記指示部材の移動軌跡を検出する軌跡検出手段と、
を備える筆記記録システム。
【請求項２】
前記相対移動量検出手段は、少なくとも２以上の受光素子を前記指示部材に備え、前記指示部材の移動に応じた前記区分パターンからの光を各受光素子で受光し、各受光素子間における光強度変化に基づいて前記指示部材の前記相対移動量を検出する請求項１記載の筆記記録システム。
【請求項３】
前記絶対座標検出手段は、前記被筆記媒体上の画像を光学的に読み取る画像読取手段と前記座標認識パターンの画像を記憶する座標認識パターン記憶手段とこの座標認識パターン記憶手段に記憶された前記座標認識パターンの画像に基づいて前記画像読取手段により読み取られた前記画像が前記座標認識パターンの画像であるか否かを判断するパターン判断手段とを前記指示部材に備え、前記画像読取手段により読み取られた前記画像が前記座標認識パターンの画像であると判断された場合の前記座標認識パターンに基づいて前記絶対座標を検出する請求項１記載の筆記記録システム。
【請求項４】
前記被筆記媒体に設けられる前記区分パターンは直線を二次元方向に等間隔にそれぞれ並べた格子模様であって、前記被筆記媒体に設けられる前記座標認識パターンは前記区分領域毎にそれぞれ対応付けられた前記絶対座標を示す情報をエンコードしたコードシンボルである請求項１ないし３のいずれか一記載の筆記記録システム。
【請求項５】
前記コードシンボルはマトリックス型の二次元コードである請求項４記載の筆記記録システム。
【請求項６】
前記区分パターンと前記座標認識パターンとを不可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した請求項１ないし５のいずれか一記載の筆記記録システム。
【請求項７】
前記指示部材は、前記被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備える請求項１ないし６のいずれか一記載の筆記記録システム。
【請求項８】
前記被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有している請求項１ないし７のいずれか一記載の筆記記録システム。
【請求項９】
前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能である請求項８記載の筆記記録システム。
【請求項１０】
前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含んでいる請求項９記載の筆記記録システム。
【請求項１１】
前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層である請求項９記載の筆記記録システム。
【請求項１２】
前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいる請求項９記載の筆記記録システム。
【請求項１３】
前記座標認識パターンは、前記区分領域毎にそれぞれ対応付けられた前記絶対座標に加えて文書情報に応じても異なる請求項１ないし１２のいずれか一記載の筆記記録システム。
【請求項１４】
前記軌跡検出手段により検出された前記指示部材の前記移動軌跡を外部機器に対して出力する情報出力手段を有する請求項１ないし１３のいずれか一記載の筆記記録システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筆記情報を電子化する筆記記録システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの高度化、ネットワークの高速化に伴いさまざまな書類処理の電子情報化が進んでおり、その量も増加している。このように書類処理を電子情報化するものとしては、いわゆるペンベースコンピュータと呼ばれるものが考えられている。このペンベースコンピュータは、紙を使用せず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の上に座標入力装置である透明パッドを重ねあわせて形成されており、パッドから得られた座標に従い、入力点をＬＣＤに直接表示するものである。
【０００３】
しかしながら、このペンベースコンピュータは、製造コストが高く、また、ＬＣＤはガラス板などを用いるものが多いために、重いと同時に非常に壊れ易いものとなってしまっている。また、ペンベースコンピュータは一般に携帯型の情報機器として利用されるために電池によって駆動されることが多いが、ＬＣＤの表示には多くの電力を消費するため、常時表示することが困難になっている。さらに、ペンベースコンピュータは、電子書類の表示をＬＣＤなどのディスプレイに行なうものであるが、未だにＬＣＤ等の表示装置の解像度は印刷装置による紙等に対する印刷の解像度には及ばず、また、ＬＣＤでは複数ページにわたる書類全体を一覧することは不可能であるという理由から、ペーパーレス化への要求にしたがって利用される電子書類さえも、一旦紙等に印刷されているのが現状であり、紙の使用量の増加の原因となっている。加えて、ＬＣＤや透明パッドの厚さを紙と同様に１ｍｍ程度に形成することは、現状では不可能である。
【０００４】
一方、パーソナルコンピュータ等への電子書類の入力の観点から考えた場合、紙とペンを利用した記入インタフェースは、長く人間が慣れ親しんだものであるため、コンピュータ化が進んだ今日でもキーボードやマウスによる入力に対して依然として大きな利点を持ち続けている。
【０００５】
以上のように、容易な一覧性や慣れ親しんだ記入のし易さ等の紙が持つ長所によって、書類処理の電子化が進んだ今日においてもなお、紙を用いた業務は減少せず、紙の使用量はむしろ増加する傾向にあり、紙の使用量を減少させるような電子機器の開発が要望されている。つまり、紙と同等の表示品質を持つ表示装置と、ペンを用いた筆記動作を記録するとともに紙と同程度の薄さ・軽さを有する座標検出装置とを備えた電子機器が要望されている。
【０００６】
このような要望に応えるため、紙とペンを用いて書類処理の電子情報化を可能とし、業務のコンピュータ化を図ることを可能にする装置が考えられている。このような装置の一例としては、特開平５−２７４０８２号公報に提案されているペン型座標入力装置がある。このペン型座標入力装置は、ペンに設置された光学センサがプレートに印刷された等間隔の直線からなる格子模様を通過する回数をカウントすることによりプレート上のペンの動きを検出し、そのペンが示した座標を検出するものである。
【０００７】
また、別の例としては、特開平７−１４１１０４号公報に提案されているペン型座標入力装置がある。この装置は、絶対座標に応じた高密度なパターンをシートに印刷し、その印刷されたシート上の絶対座標に応じたパターンをＣＣＤ(Charge Coupled Device )などの２次元センサによって検知することで絶対座標を検出するものである。
【０００８】
さらに、別の例としては、特開平８−３６４５２号公報に提案されている筆記ペン及び筆記ペン装置がある。この装置は、筆記用紙上にその筆記用紙の絶対座標に応じたインク濃度でパターンを印刷し、筆記用紙上の反射率をペンに備えられた受光素子によって計測してインク濃度を検出することで絶対座標を検出するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−２７４０８２号公報に提案されているペン型座標入力装置によれば、プレートとペンとが接触している間のペンの動きを検出することはできるが、筆記中にペンがプレート上を離れた場合にはペンの移動を検出できないため、一旦ペンがプレートを離れた後に再びプレートに接触した場合、新しい点の位置がどこにあるのかを判定することが不可能であり、プレート上の任意の位置に入力することができず、使い勝手の悪いものとなっている。
【００１０】
また、特開平７−１４１１０４号公報に提案されているペン型座標入力装置によれば、高密度な２次元パターンを用いて座標情報を表示してシート上におけるペンの絶対値座標を取得することができるので、ペンの空中移動の問題は生じない。しかし、２次元の画像処理はコンピュータの速度が向上した現在でも非常に困難な処理であり、単純に座標を読み取る場合にもペン先が移動する速度に追随して実時間で読み取ることは困難になっている。
【００１１】
さらに、特開平８−３６４５２号公報に提案されている筆記ペン及び筆記ペン装置によれば、多段階のインク濃度を正確に検出する必要があるが、筆記用紙表面の状態は利用状態によって著しく変動し、また周囲の照明条件も大きく変動するためインク濃度の正確な計測は困難になっている。
【００１２】
本発明の目的は、座標を高速、かつ、精緻に検出可能な筆記記録システムを得ることである。
【００１３】
本発明の目的は、紙資源の節約を図ることができ、対環境性に優れた筆記記録システムを得ることである。
【００１４】
本発明の目的は、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れる筆記記録システムを得ることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、所定の区分パターンにより区分けされた複数の区分領域を有し、それらの区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なる座標認識パターンを一部の前記区分領域にのみ設けた紙状の被筆記媒体と、この被筆記媒体に沿わせて移動させることで前記被筆記媒体の任意の前記区分領域を指示する指示部材と、この指示部材の前記被筆記媒体上での相対移動量を前記区分パターンに基づいて検出する相対移動量検出手段と、前記指示部材により指示された前記絶対座標を前記座標認識パターンに基づいて検出する絶対座標検出手段と、この絶対座標検出手段により検出された前記絶対座標と前記相対移動量検出手段により検出された前記相対移動量とに基づいて前記指示部材の移動軌跡を検出する軌跡検出手段と、を備える。
【００１６】
したがって、所定の区分パターンにより区分けされた複数の区分領域を有してそれらの区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なる座標認識パターンを一部の区分領域にのみ設けた紙状の被筆記媒体に沿わせて移動させた指示部材の移動軌跡が、絶対座標検出手段により座標認識パターンに基づいて検出された指示部材に指示された絶対座標と相対移動量検出手段により区分パターンに基づいて検出された被筆記媒体上での指示部材の相対移動量とに基づいて検出される。これにより、指示部材の移動軌跡が、被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けずに一部の区分領域のみに設けた座標認識パターンに基づいて検出される絶対座標に対し、被筆記媒体上での指示部材の相対移動量を補完することで検出されるので、例えば被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けて絶対座標を検出しながら指示部材の移動軌跡を検出する場合に比べて座標を高速に検出可能であるとともに、被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けて絶対座標を検出しながら指示部材の移動軌跡を検出する場合と同様に座標を精緻に検出可能な筆記記録システムが得られる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の筆記記録システムにおいて、前記相対移動量検出手段は、少なくとも２以上の受光素子を前記指示部材に備え、前記指示部材の移動に応じた前記区分パターンからの光を各受光素子で受光し、各受光素子間における光強度変化に基づいて前記指示部材の前記相対移動量を検出する。
【００１８】
したがって、指示部材に備えた少なくとも２以上の受光素子で指示部材の移動に応じた区分パターンからの光を受光し、各受光素子間における光強度変化に基づいて指示部材の被筆記媒体上の相対移動量を検出することにより、指示部材の移動軌跡の検出の高速化が図られる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の筆記記録システムにおいて、前記絶対座標検出手段は、前記被筆記媒体上の画像を光学的に読み取る画像読取手段と前記座標認識パターンの画像を記憶する座標認識パターン記憶手段とこの座標認識パターン記憶手段に記憶された前記座標認識パターンの画像に基づいて前記画像読取手段により読み取られた前記画像が前記座標認識パターンの画像であるか否かを判断するパターン判断手段とを前記指示部材に備え、前記画像読取手段により読み取られた前記画像が前記座標認識パターンの画像であると判断された場合の前記座標認識パターンに基づいて前記絶対座標を検出する。
【００２０】
したがって、座標認識パターン記憶手段に記憶された座標認識パターンの画像に基づいて画像読取手段により読み取られた画像が座標認識パターンの画像であるか否かを判断し、画像読取手段により読み取られた画像が座標認識パターンの画像であると判断された場合の座標認識パターンに基づいて絶対座標を検出することにより、指示部材の移動軌跡を精緻、かつ、高速に検出することが可能になる。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体に設けられる前記区分パターンは直線を二次元方向に等間隔にそれぞれ並べた格子模様であって、前記被筆記媒体に設けられる前記座標認識パターンは前記区分領域毎にそれぞれ対応付けられた前記絶対座標を示す情報をエンコードしたコードシンボルである。
【００２２】
したがって、区分パターンが直線を二次元方向に等間隔にそれぞれ並べた格子模様とされ、座標認識パターンが格子模様で区切られた区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標を示す情報をエンコードしたコードシンボルとされることにより、タブレット等を使用しない利便性に優れた簡単な構成で指示部材の移動軌跡を検出することが可能になる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の筆記記録システムにおいて、前記コードシンボルはマトリックス型の二次元コードである。
【００２４】
したがって、コードシンボルにマトリックス型の二次元コードが適用されることにより、座標認識パターンの作成が容易になる。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記区分パターンと前記座標認識パターンとを不可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した。
【００２６】
したがって、被筆記媒体に対して筆記装置を区分パターンと座標認識パターンとに妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることが可能になることにより、利便性が高くなる。
【００２７】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記指示部材は、前記被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備える。
【００２８】
したがって、筆記内容が視認されることにより、違和感のない処理が可能になる。
【００２９】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有している。
【００３０】
したがって、被筆記媒体を書き換え自在に何回も使用可能にすることにより、紙資源の節約が図れるので、対環境性に優れたシステムの提供が可能になる。
【００３１】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能である。
【００３２】
したがって、情報等が熱可逆的に被筆記媒体の可逆性記録層に対して容易に記録及び消去可能になり、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れるシステムの提供が可能になる。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含んでいる。
【００３４】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【００３５】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層である。
【００３６】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいる。
【００３８】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【００３９】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記座標認識パターンは、前記区分領域毎にそれぞれ対応付けられた前記絶対座標に加えて文書情報に応じても異なる。
【００４０】
したがって、被筆記媒体に予め記された文書情報と指示部材の移動軌跡との連携が可能になる。
【００４１】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記軌跡検出手段により検出された前記指示部材の前記移動軌跡を外部機器に対して出力する情報出力手段を有する。
【００４２】
したがって、情報出力手段により指示部材の移動軌跡が外部機器に対して出力されることにより、指示部材の移動軌跡が外部機器にリアルタイムに送信可能になり、処理の高速化が図られる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図１２に基づいて説明する。ここで、図１は筆記記録システム１の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、この筆記記録システム１は、被筆記媒体である筆記シート２と指示部材であるペン型の筆記装置３とを主体に構成されている。この筆記装置３は、従来の筆記用具（ボールペン等）で紙等に筆記するのと同様に筆記シート２へと筆記することにより、その筆記に基づくデジタルデータである筆跡データを生成し、その生成した筆跡データをデータ転送装置４を介して外部機器（ここでは、パーソナルコンピュータとする。）５に対してワイヤレスデータ通信や有線シリアル通信等により送信するものである。
【００４４】
次に、筆記シート２について説明する。ここで、図２は筆記シート２を示す平面図である。図２に示すように、筆記シート２は、例えば紙状の薄い透明部材である透明プラスチックのシートによって形成されている。また、筆記シート２の表面上には、互いに直交し、等間隔に平行して配置された直線からなる格子模様６が、筆記シート２とは光学的特性（反射率、吸収率、蛍光特性等）の異なる不可視のインクによって印刷されている。つまり、格子模様６には一定の大きさの区分領域６ａが多数形成されることから、格子模様６は区分パターンとして機能することになる。本実施の形態の区分領域６ａは、正方形とされている。不可視のインクとしては、例えば赤外波長に対する蛍光特性を有する日立マクセル社製のステルスインクがある。このインクによれば、人間にはほとんど格子模様６を見ることができず、赤外領域で機械読取可能となるので、可視インクによる筆記や印刷を妨げることなく格子模様６を筆記シート２の表面上に印刷することができる。そのため利用者は、格子模様６に妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることができ、利便性が高くなる。以下、インクは赤外線蛍光特性を持つものとして記述するが、筆記シート２に対して光学特性が検出可能な程度異なっていれば良く、紫外波長に対する蛍光特性を有するRhodamine B等を用いることも可能である。
【００４５】
さらに、筆記シート２の表面上には、多数のコードシンボルＳが、格子模様６と同様に筆記シート２とは光学的特性（反射率、吸収率、蛍光特性等）の異なる不可視のインクによって印刷されている。ここで、図３はコードシンボルＳを示す平面図である。図３に示すように、コードシンボルＳは、マトリックス型の二次元コードであって、本実施の形態の形態においてはＱＲコード（QRCode）が適用されている。各コードシンボルＳは、その一角を格子模様６の区分領域６ａの左上に位置する角に位置付けるように配置されている。なお、図２においてコードシンボルＳは、その一角を格子模様６の区分領域６ａの左上に位置する角に位置付けるように配置されているが、これに限るものではなく、格子模様６の区分領域６ａの右上、右下、左下、中央部等であっても良く、後述する筆記装置３の画像読取装置７の配設位置や利用者の利き手により変更しても良い。
【００４６】
区分領域６ａに配設されたコードシンボルＳのデータ領域には、筆記シート２上の格子模様６の各区分領域６ａ毎に対応付けられた絶対座標がそれぞれエンコードされている。例えば、図２において筆記シート２の左下を原点（0，0）としたとき、右に行くにしたがってｘ座標の値が大きく、また上に行くにしたがってｙ座標の値が大きくエンコードされている。したがって、コードシンボルＳは区分領域６ａ毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なる外観を有することになることから、コードシンボルＳは座標認識パターンとして機能することになる。このようなコードシンボルＳは、詳細は後述するが、筆記装置３によって光学的に読み取られる。なお、本実施の形態のコードシンボルＳにはＱＲコード（QRCode）が適用されているが、同様な二次元コードは他にもいくつか公知であり、例えばAztecCode,VeriCode,MaxiCode等も適用可能である。また、一次元コードや独自コードであっても構わない。
【００４７】
なお、図２においては、説明のために人間に目視可能なように表示しているが、格子模様６とコードシンボルＳとは実際には不可視状態にある。また、図１では目視可能な文字や図等を妨げないように筆記シート２上の格子模様６とコードシンボルＳとは一部のみ表示しているが、実際は全面に印刷されており可視インクによるワープロの文章などとも重畳している。
【００４８】
また、図２に示すように、コードシンボルＳは、筆記シート２の全面に一定間隔Ｄを有して配置されることにより、一部の区分領域６ａのみに印刷されている。この間隔Ｄは、筆記装置３の筆記速度と筆記装置３によるコードシンボルＳの画像読取速度（時間）とに応じて定められる。間隔Ｄは、筆記装置３の筆記速度Ｖｗと筆記装置３によるコードシンボルＳの画像読取時間Ｔｒとの関係によって定められ、例えば、
Ｄ＜Ｖｗ×Ｔｒ
のように定められている。
【００４９】
以上のように筆記シート２を薄い透明プラスチックのシートによって形成し、格子模様６とコードシンボルＳとを不可視のインクによって印刷したことにより、筆記シート２を例えば図面などのトレースに有効に利用することもできる。
【００５０】
なお、筆記シート２を白色の普通紙等により構成しても良く、また、格子模様６とコードシンボルＳとを可視インクで印刷するようにしても良い。さらに、格子模様６とコードシンボルＳとは必ずしも筆記シート２の表面にある必要はなく、表面に透明な保護層を有するようにしても良い。
【００５１】
また、格子模様６とコードシンボルＳとは、利用に先立って工場等からの出荷時にあらかじめ印刷されていても良いし、利用者が利用するにあたってプリンタなどを用いて印刷するようにしても良い。また、ワードプロセッサによる文書や描画ソフトによる図などがあらかじめ目視可能なインクで印刷されていても良い。
【００５２】
さらに、格子模様６は、互いに交差する２方向に平行に設置されて印刷されていれば良く、その方向は必ずしも直交する必要はなく、また、筆記シート２の各辺と平行である必要もない。
【００５３】
さらにまた、コードシンボルＳに二次元コードを用いる場合には、その情報量は十分大きいため、書類の識別番号や作成者などの付属的な文書情報を付与することも可能である。書類識別によって加筆された書類のオリジナルの電子書類番号などを認識することができ、実際に加筆した書類の電子ファイルに加筆されることとなる。
【００５４】
次に、筆記シート２とともに筆記記録システム１を構成する筆記装置３について説明する。ここで、図４は筆記装置３の構造を概略的に示す斜視図である。図４に示すように、筆記装置３には、コードシンボルＳを光学的に読み取る画像読取手段として機能する画像読取装置７が筆記装置３の筐体８の外周面に設けられている。この画像読取装置７は、コードシンボルＳであるＱＲコード等の二次元コードの読み取りに適した二次元センサであるＣＣＤ（図示せず）やこのＣＣＤ上にコードシンボルＳの画像を結像させるための光学系（図示せず）等を主体に構成されている。なお、ＣＣＤの他にも、フォトダイオードアレイやＣＭＯＳ画像センサ等を適用することができる。
【００５５】
また、筆記装置３の筐体８は、従来のボールペン等と同様に円筒形の外観を有しており、この筐体８の先端に筆記手段として機能するペン先９を有している。このペン先９は、フェルトペンやボールペンなどと同様に筆記可能に構成されている。この場合、筆記に用いられるインクは目視可能で筆記シート２に印刷されている格子模様６の検出を妨げないものである。格子模様６が不可視赤外線蛍光インクで印刷されている場合、筆記用インクは赤外光を透過するインクである必要があり、カーボンブラックなどを含まないものである。また、筐体８の内部には、筆記シート２とその筆記シート２上に印刷された格子模様６との光学的特性の違いを検出する格子模様検出装置１０、筆記シート２とペン先９との接触を検出するための筆圧検出装置１１、充電可能な２次電池で構成される電源１２等が設けられている。
【００５６】
格子模様検出装置１０について詳細に説明する。ここで、図５は筆記装置３の格子模様検出装置１０付近を示す横断面図、図６は図５におけるＡ−Ａ’断面図である。図５に示すように、筆記装置３の格子模様検出装置１０は、レーザダイオードやＬＥＤ等で構成される発光素子１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）と、フォトダイオード（ＰＤ）等で構成される受光素子１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）とを組み合わせて構成されている。これらの発光素子１３と受光素子１４との組み合わせは、発光素子１３ａと受光素子１４ａ、発光素子１３ｂと受光素子１４ｂ、発光素子１３ｃと受光素子１４ｃ、発光素子１３ｄと受光素子１４ｄの４組となっている。また、各発光素子１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）はペン先９を中心にして点対称に配置され、各受光素子１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）もペン先９を中心にして点対称に配置されている。さらに、図６に示すように、各発光素子１３（図６では、発光素子１３ａ）にはそれぞれ光ファイバー１５が接続され、各受光素子１４（図６では、受光素子１４ａ）にはそれぞれ光ファイバー１６が接続されており、筆記装置３の先端付近に導かれている。加えて、筆記装置３の先端付近に位置する光ファイバー１５の近傍には集光レンズ１７が設けられており、筆記装置３の先端付近に位置する光ファイバー１６の近傍には集光レンズ１８と光学フィルタ１９とが設けられている。この光学フィルタ１９は、筆記シート２の格子模様６の印刷が赤外光等の不可視波長に感度がある不可視赤外線蛍光インクで行われている場合、それらの波長を通過させるものである。このような光学フィルタ１９を備えることにより、外乱光による検出の妨害が生じにくくなり安定した検出が可能となる。
【００５７】
発光素子１３からの光は、光ファイバー１５によって筆記装置３の先端に導かれ、集光レンズ１７によって筆記シート２の一点を照らす。この輝点に格子模様６が印刷されている場合、インクによって光が反射、散乱あるいは蛍光を発する。筆記シート２からの蛍光は、受光素子１４側の集光レンズ１８、光学フィルタ１９、光ファイバー１６を介して受光素子１４に集められる。受光素子１４は集光された光の強度に応じて電流を生じるため、格子模様６が印刷されている場合と格子模様６が印刷されていない場合とではその電流値が異なることになる。
【００５８】
加えて、このような格子模様検出装置１０には、室内の蛍光灯などの外光の影響等によって筆記シート２の格子模様６が安定した光学特性を示すものとは限らないため、出力電圧の微分回路２０（図７参照）が備えられており、この微分回路２０によって受光素子１４の出力変化を捉え、筆記装置３のペン先９が横切った格子模様６を安定して検出できる構成とされている。ここで、図７は微分回路２０を示す回路図である。図７に示すように、微分回路２０は、発光素子１３によって筆記シート２上の不可視赤外線蛍光インクに生じた蛍光を検出した受光素子１４から出力された電流を電流−電圧変換素子２１によって電圧に変換し、比較器２６においてツェナダイオード２２，２３とコンデンサ２４とによって構成されたΔＶ電圧発生回路２５で発生する電圧と比較し、ΔＶを検出する。この出力信号によって、筆記装置３のペン先９が格子模様６を横切ったことが検出される。
【００５９】
また、図６に示すように、筆圧検出装置１１は、格子模様検出装置１０の受光素子１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）への入力光の強度を計測することにより、筆記シート２とペン先９との距離を測定する構成とされている。例えば、筆記装置３のペン先９が空中にあるときは受光素子１４への入力光の強度は弱くなり、筆記シート２に筆記装置３が近づくと受光素子１４への入力光の強度が強くなることにより、筆記シート２とペン先９との距離が計測される。なお、筆圧検出装置１１としては、このような構成に限るものではなく、ペン先９にそのペン軸に沿った方向にわずかなストロークを持たせるとともに、ストロークの終端にマイクロスイッチ（図示せず）を備えることにより、ペン先９がそのペン軸方向に押圧されてマイクロスイッチを押すことにより、ペン先９と筆記シート２との接触を検知する構成等であっても良い。
【００６０】
次に、筆記装置３に内蔵される各部の電気的接続について図８を参照して説明する。筆記装置３には、制御プログラムを格納するワンチップＣＰＵ等により構成されるマイクロコンピュータを備えて各部を集中的に制御する駆動制御回路２７が内蔵されている。この駆動制御回路２７には、前述した画像読取装置７、格子模様検出装置１０、筆圧検出装置１１の他、ＲＦ無線通信やＩｒＤＡ等の赤外線通信などの無線通信インタフェースであってデータ転送装置４とのデータの送受信を行なうデータ送受信回路２８、ＥＥＰＲＯＭ等により構成される記憶回路２９、絶対座標認識装置３０、画像処理装置３１、座標認識パターン記憶手段として機能するコードシンボル記憶テーブル３２、座標変換装置３３、相対移動量記録装置３４等が接続されている。コードシンボル記憶テーブル３２には、筆記シート２上の所定の座標をコードシンボル化した標準コードシンボルが予め蓄えられている。それぞれの標準コードシンボルは、筆記シート２上の絶対座標を一意に示すように定義されており、例えば、
（x,y）=（0,0）,（0,1）・・・・
などの座標に応じて一意に定められている。
【００６１】
このような構成の筆記装置３において、制御プログラムが駆動制御回路２７に実行させる機能である筆跡記録機能について説明する。ここで、図９は筆跡記録処理の流れを概略的に示すフローチャート、図１０は筆記シート２上に筆記装置３で筆記した状態を示す平面図である。図９に示すように、筆跡記録処理は、まず、電源１２の投入後、筆圧検出装置１１によるペンダウンの検出に待機する（ステップＳ１）。例えば、図１０に示すように筆記シート２上のａ地点において筆記装置３による筆記が開始されると、筆記シート２と筆記装置３のペン先９との距離の計測に基づいてペンダウンが検出される（ステップＳ１のＹ）。
【００６２】
ペンダウンが検出されると（ステップＳ１のＹ）、格子模様検出装置１０による格子模様６の検出が実行される（ステップＳ２）。詳細には、筆記シート２と筆記装置３のペン先９との接触位置における格子模様６の有無に応じて蛍光の強度が変動し、その強度に基づく電気信号が出力される。
【００６３】
続くステップＳ３においては、筆記装置３のペン先９の移動方向検出処理が実行される。移動方向の検出は、複数設置された受光素子１４間の計測時間の遅れと相対向した受光素子１４間の位相のずれとに基づいて実行される。ここで、図１１は格子模様６に対する筆記装置３の移動状態の一例を示す模式図、図１２は図１１における各受光素子１４の電気信号の出力波形を示すタイムチャートである。図１１に示すように、筆記装置３が筆記シート２の格子模様６上を左方向から右方向（矢印で示すＸ方向）に移動した場合において、各受光素子１４における電気信号の出力波形を比較してみると、図１２に示すように、筆記装置３の進行方向先頭に位置する発光素子１３ｃから出射された光を受光する受光素子１４ｃの出力に対し、筆記装置３の進行方向後方に位置する他の発光素子１３ａ，１３ｂ，１３ｄから出射された光を受光する受光素子１４ａ，１４ｂ，１４ｄは位相が遅れて出力される。また、Ｘ方向に直交して相対向する発光素子１３ａから出射された光を受光する受光素子１４ａと発光素子１３ｄから出射された光を受光する受光素子１４ｄとからの出力は同位相になる。
【００６４】
また、図１１で示す下方向から上方向（矢印で示すＹ方向）に移動した場合にも同様であって、特に図示はしないが、筆記装置３の進行方向先頭に位置する発光素子１３ａから出射された光を受光する受光素子１４ａの出力に対し、筆記装置３の進行方向後方に位置する他の発光素子１３ｂ，１３ｃ，１３ｄから出射された光を受光する受光素子１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは位相が遅れて出力されるとともに、Ｙ方向に直交して相対向する発光素子１３ｂから出射された光を受光する受光素子１４ｂと発光素子１３ｃから出射された光を受光する受光素子１４ｃとからの出力は同位相になる。これにより、受光素子１４間の計測時間の遅れと互いに相対向した受光素子１４間の位相のずれとを検出することにより、筆記装置３の横（Ｘ方向）と縦（Ｙ方向）との移動をそれぞれ検出することが可能となる。
【００６５】
格子模様６は筆記シート２上に等間隔に配置されているため、筆記装置３の移動方向が検出された場合には、筆記装置３は検出された移動方向に基づいて横切った格子模様６の数をカウントし（相対座標を追加または減少する。）、相対的な移動を検出する。例えば、右に設置された受光素子１４の信号の立ち上がり時間が左に設置された受光素子１４の信号の立ち上がり時間より早い場合、筆記装置３は右に移動していると判断し、相対座標を一つ増加させる。また、左に設置された受光素子１４の信号の立ち上がり時間が右に設置された受光素子１４の信号の立ち上がり時間より早い場合、筆記装置３は左に移動していると判断し、相対座標を一つ減少させる。このような相対座標は、順次、相対移動量として相対移動量記録装置３４に記録される。ここに、相対移動量検出手段の機能が実行される。
【００６６】
次に、ステップＳ４では、画像読取装置７による筆記シート２上の所定の位置の画像の読み取りが実行される。
【００６７】
続くステップＳ５においては、画像読取装置７によって筆記シート２上のコードシンボルＳの読み取りがなされたか否かが判断される。なお、コードシンボルＳの読み取りがなされたか否かは、画像読取装置７のＣＣＤに結像した画像に対し、画像処理装置３１において画像の２値化、画像の抽出、ゆがみ補正等の画像処理を実行した後、絶対座標認識装置３０においてその画像処理がなされた読み取り画像がコードシンボル記憶テーブル３２に記憶された標準コードシンボルのいずれか一つに一致するか否かによって判断される。ここに、パターン判断手段の機能が実行される。また、画像読取装置７のＣＣＤに結像した全ての画像にコードシンボルＳがあるか否かを認識することは処理速度の点から現実的ではないため、コードシンボルＳの検出は画像の明るさが閾値を超えている場合にのみ検出するようにしても良い。例えば、筆記シート２上のａ地点のように、筆記シート２上のコードシンボルＳを筆記装置３のペン先９が横切らない場合には画像読取装置７によってコードシンボルＳを読み取ることはできず、読み取り画像がコードシンボル記憶テーブル３２に記憶された標準コードシンボルのいずれか一つに一致することはないので（ステップＳ５のＮ）、そのままステップＳ７に進む。
【００６８】
ステップＳ７では、絶対座標が取得されているか否かが判断される。例えば、図１０に示す筆記シート２上のａ地点でペンダウンが検出されてからｂ地点手前まで筆記した場合のように、筆記シート２上のコードシンボルＳを筆記装置３のペン先９が横切ることがない場合にはコードシンボルＳの読み取りが行われず、絶対座標は取得されていないので（ステップＳ７のＮ）、再びステップＳ１に進む。
【００６９】
一方、図１０に示す筆記シート２上のｂ地点のように筆記シート２上のコードシンボルＳを筆記装置３のペン先９が横切った場合には、画像読取装置７によってコードシンボルＳを読み取ることができる。この場合の読み取り画像は絶対座標認識装置３０においてコードシンボル記憶テーブル３２に記憶された標準コードシンボルのいずれか一つに一致すると判断され（ステップＳ５のＹ）、ステップＳ６において絶対座標が取得される。絶対座標は、画像読取装置７によって読み取られたコードシンボルＳを絶対座標認識装置３０においてデコードすることにより取得される。ここに、絶対座標検出手段の機能が実行される。なお、コードシンボルＳを絶対座標認識装置３０においてデコードする際には、コードシンボルＳに文書情報等がエンコードされている場合には、文書情報もデコードされて読み取られる。
【００７０】
このように、ステップＳ６において絶対座標が取得されている場合には（ステップＳ７のＹ）、ステップＳ８に進む。
【００７１】
ステップＳ８では、相対移動記録装置３４に記録された相対座標を座標変換装置３３において絶対座標に変換する。例えば、図１０に示す筆記シート２上のａ地点からｂ地点手前まで筆記した場合に検出された相対座標は、ｂ地点の絶対座標を原点として絶対座標に変換される。また、ｂ地点からｃ地点まで筆記した場合に検出された相対座標も、ｂ地点の絶対座標を原点として絶対座標に変換される。具体的には、ｂ地点の絶対座標を（x,y）=（10,100）とした場合、ｃ地点まではＸ方向の格子模様６を左に１本、Y方向の格子模様６を下に３本横切っているので、ｃ地点の絶対座標は（x,y）=（9,97）である。こうした、筆記装置３の移動軌跡（筆跡）の再現はｘ座標とｙ座標とのそれぞれにおいて行われ、正確な筆跡が再現される。ここに、軌跡検出手段の機能が実行される。
【００７２】
以上の処理により、得られた絶対座標データは記憶回路２９に一時的に記憶される（ステップＳ９）。ステップＳ１〜Ｓ９は、ペンアップが検出されるまで（ステップＳ１のＮ）、繰り返される。
【００７３】
また、記憶回路２９に一時的に記憶された絶対座標データは、データ送受信回路２８とデータ転送装置４とを介してパーソナルコンピュータ５に筆跡データとして送られ、利用される。ここに、情報出力手段の機能が実行される。筆跡データの記憶は利用者が筆記中に自動的に行われ、筆跡データの送信はデータ入力がある程度区切りがついた時点でスイッチ（図示せず）等により利用者によって明示的に指示される。パーソナルコンピュータ５上のソフトウェアでは、筆記装置３からの筆跡データの受信・保存、筆跡の再現、筆順を含む筆跡からの文字認識、筆記シート２に印刷されたデータの元データと筆跡データからの加筆情報との連携が行われる。
【００７４】
なお、本実施の形態の筆記装置３の筐体８を円筒形として図示したが、この場合、筆記する利用者の持ち方によって画像読取装置７や格子模様検出装置１０の向きが一定にならない場合がある。そこで、利用者の持ち方や筆記動作による回転を検出するためにジャイロセンサなどを備えてもよい。また、筆記装置３の筐体８を三角柱型に形成してもよい。
【００７５】
また、移動方向の検出には加速度センサなどのセンサを用いて検出するようにしても良い。このようなセンサとしては、圧電効果やカンチレバーに形成した半導体の抵抗変動を利用した加速度センサを用いることができる。加速度センサを筆記装置３の長軸に対して直交する方向に設置することにより、筆記装置３の移動方向を検出することができる。さらに、センサによる移動方向の検出と格子模様６による移動方向の検出を併用してもかまわない。
【００７６】
さらに、本実施の形態においては、画像処理装置３１を筆記装置３に内蔵しているが、必ずしも内蔵されている必要は無く、外部の装置に内蔵するようにしても良い。また、筆記装置３の電源１２に用いられる電池は充電・再利用可能な２次電池であることが望ましいが、必ずしも２次電池である必要はない。また、電池で駆動せず、一般の家庭用電源を電線で接続し有線で用いることも可能である。この場合、筆記装置３の携帯性は損なわれるが、紙状の筆記シート２とペン型の筆記装置３とを用いた簡単なインタフェースは有用である。
【００７７】
さらにまた、本実施の形態においては、データ送受信回路２８からデータ転送装置４へのデータの転送をＲＦ無線通信やＩｒＤＡ等の赤外線通信などの無線通信により行うようにしたが、ＲＳ２３２Ｃなどに代表される有線シリアル接続による通信・転送も可能である。
【００７８】
また、本実施の形態においては、発光素子１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）と受光素子１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）とをそれぞれ組み合わせて設けたが、発光素子は、シート面を照射し、その蛍光によって各受光素子１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を十分に照らすものであれば良く、一つでもかまわない。また、蛍光灯などの外光によって十分に安定した蛍光が得られる場合、発光素子はなくてもかまわない。また、発光素子は一般に電力消費が大きいため、電源の容量が十分に確保されない場合には間欠的に駆動することもできる。
【００７９】
ここに、格子模様６により区分けされた複数の区分領域６ａを有してそれらの区分領域６ａ毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なるコードシンボルＳを所定の区分領域６ａにのみ設けた紙状の筆記シート２に沿わせて移動させた筆記装置３の移動軌跡が、コードシンボルＳに基づいて検出された筆記装置３に指示された絶対座標と格子模様６に基づいて検出された筆記シート２上での筆記装置３の相対移動量とに基づいて検出される。これにより、筆記装置３の移動軌跡が、筆記シート２上の全領域にコードシンボルＳを設けずに所定の区分領域６ａのみに設けたコードシンボルＳに基づいて検出される絶対座標に対し、筆記シート２上での筆記装置３の相対移動量を補完することで検出されるので、例えば筆記シート２上の全領域にコードシンボルＳを設けて絶対座標を検出しながら筆記装置３の移動軌跡を検出する場合に比べて座標を高速に検出可能であるとともに、筆記シート２上の全領域にコードシンボルＳを設けて絶対座標を検出しながら筆記装置３の移動軌跡を検出する場合と同様に座標を精緻に検出可能な筆記記録システム１が得られる。
【００８０】
次に、本発明の第二の実施の形態を図１３ないし図１５に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、第一の実施の形態の筆記シート２に代えて、被筆記媒体として書換自在な筆記シート４０を用いた点でのみ異なるものである。なお、筆記シート４０は、第一の実施の形態の筆記シート２と略同一の大きさを有し、全体が紙状に形成されたＡ４判サイズとされている。
【００８１】
ここで、図１３は筆記シート４０を示す縦断側面図である。図１３に示すように、この筆記シート４０は、格子模様６とコードシンボルＳとが不可視赤外線蛍光インクで印刷されたベースフィルム４１を有しており、このベースフィルム４１の格子模様６とコードシンボルＳとの上に画像表示層４２と保護層４３とが順次積層されている。このベースフィルム４１は、熱伝導性が良好の白色の樹脂からなり、保護層４３は、透光性の良好な無色の樹脂（例えば、ＰＥＴ樹脂等）からなる。
【００８２】
画像表示層４２は、情報の可視的表示を可逆的に行い表示できる可逆性記録層であり、ＣＴＣ（Color Thermo Chromic）フィルム等を利用した感熱記録方式、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等が利用できる。特に、本実施の形態においては、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熱可逆性記録層が好ましいものとして挙げられる。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とを含む層、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層、低分子または高分子液晶化合物を含む層等のいずれかで構成される可逆性記録層が好ましいものとして挙げられる。
【００８３】
まず、画像表示層４２として少なくともロイコ染料と顕色剤とを含む層を適用した場合について説明する。少なくともロイコ染料と顕色剤とを含む層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ることにより形成されており、ロイコ染料としては、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が挙げられる。具体的には、特開平０５−１２４３６０号公報記載の公知のロイコ染料が使用できる。ロイコ染料は、赤外波長の光を吸収しないため、赤外蛍光インクを用いた格子模様６とコードシンボルＳとの検出を妨げない。
【００８４】
また、顕色剤としては、分子内にロイコ染料を発色させる顕色能を有する構造を有する化合物が挙げられる。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や長鎖炭化水素基が連結した構造を有する化合物である。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０５−１２４３６０号公報等に記載されている公知の顕色剤が使用できる。
【００８５】
さらに、樹脂バインダーとしては、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。
【００８６】
また、画像表示層４２の皮膜の強度を挙げることを目的に、各種硬化剤、架橋剤を添加しても良い。このような硬化剤、架橋剤の例としては、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が挙げられる。
【００８７】
なお、画像表示層４２は、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形成することもできる。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。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コ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）アク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。
【００８８】
紫外線硬化性バインダーを用いて画像表示層４２を形成する場合には、光重合開始剤を混合して用いる。この光重合開始剤としては、ジクロロアセトフェノン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−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。
【００８９】
上述したようなロイコ染料および顕色剤を用いた画像表示層４２は、図１４に示すプロセスで発色・消色する。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。
【００９０】
したがって、画像表示層４２が透明な部分では保護層４３を介してベースフィルム４１の白色が視認され、画像表示層４２が黒色に発色変化した部分ではこの色が保護層４３を介して視認される。これにより、筆記シート４０の画像表示層４２は、加熱により透明状態と黒色状態とに可逆的に変化するように調整されている。このような性質を利用し、筆記シート４０にはワードプロセッサによる文書や描画ソフトによる図などがあらかじめ目視可能状態で印字される。
【００９１】
このような筆記シート４０に対する熱エネルギーによる書込みは、たとえばサーマルヘッドを用いた熱昇華型の印刷装置で印字することが容易である。また、このような熱昇華型の印刷装置によれば、加熱温度や時間等の条件を変更することにより、同じ書込み用サーマルヘッドで消去することも容易となる。したがって、この場合は各種情報が印刷装置で印字できるので、最初から筆記シート４０に固定情報として埋め込むのではなく、印刷時に使用者が適宜設定することができる。すなわち、筆記シート４０は繰り返し利用することができるので、紙資源の節約を図ることができる。
【００９２】
次に、変形例として、画像表示層４２として有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層を適用した場合について説明する。この有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層の光散乱性は、温度に依存してその透明度が可逆的に変化する性質を有している。
【００９３】
このような有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂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あるいはアクリレート-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。
【００９４】
また、この有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層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又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、硫黄及びハロゲンの少なくとも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。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、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、特開昭６３−１３０３８０号などの公報や、特願昭６３−１４７５４号、特願平１−１４０１０９号などの明細書で明らかにされているが、これらに限定されるものではない。
【００９５】
これらの有機低分子化合物と樹脂とからなる有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層で構成される画像表示層４２は、図１５に示すプロセスで透明化または白濁化する。図１５は、熱による透明度の変化を表わしているグラフであり、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画像表示層４２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間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間の状態をとることができる。また、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に常温に戻せば再び白濁不透明状態に戻る。
【００９６】
さらに、変形例として、画像表示層４２に低分子または高分子液晶化合物を含む層を適用した場合について説明する。この画像表示層４２に用いられる高分子液晶化合物としては、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。高分子液晶化合物は、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
Makromol.Chem.,179,p273(1978),Eur,Poly.J.,18,p651(1982)及び
Mol.Cryst.Liq.Cryst.,169,p167(1989)等に開示されている。本発明に使用される高分子液晶化合物も同様な方法で製造することができる。
【００９７】
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挙げられる。
【００９８】
なお、各実施の形態においては、移動方向の検出を受光素子の検出時間差に基づいて行なったが、これに限るものではなく、例えば、横（Ｘ方向）と縦（Ｙ方向）とでそれぞれ蛍光波長の異なる２種類（計４種類）のインクを使用し、筆記装置には各蛍光波長に対応する光学フィルタを二つずつ設けた格子模様検出装置を横（Ｘ方向）用と縦（Ｙ方向）用とにそれぞれ備えるようにしても良い。また、ＣＴＣフィルム等を用いて層状に形成することが可能な筆記シートを使用する場合には、横（Ｘ方向）用と縦（Ｙ方向）用とで格子模様の深さを変えることにより、移動方向の検出を行なうようにしても良い。
【００９９】
さらに、各実施の形態においてはペン型の筆記装置を用いたが、これに限るものではなく、従来知られているマウスと同様の外形に形成するようにしても良い。この場合においても、相対移動しか検出できない従来の光学式マウスとは異なり、絶対座標を入力することが可能となり、使い勝手が向上する。
【０１００】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、所定の区分パターンにより区分けされた複数の区分領域を有してそれらの区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に応じて異なる座標認識パターンを一部の区分領域にのみ設けた紙状の被筆記媒体に沿わせて移動させた指示部材の移動軌跡を座標認識パターンに基づいて検出した絶対座標と区分パターンに基づいて検出した被筆記媒体上での指示部材の相対移動量とに基づいて検出することにより、被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けずに一部の区分領域のみに設けた座標認識パターンに基づいて検出する絶対座標に対して被筆記媒体上での指示部材の相対移動量を補完することで指示部材の移動軌跡を検出するので、例えば被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けて絶対座標を検出しながら指示部材の移動軌跡を検出する場合に比べて座標を高速に検出することができるとともに、被筆記媒体上の全領域に座標認識パターンを設けて絶対座標を検出しながら指示部材の移動軌跡を検出する場合と同様に座標を精緻に検出することができる筆記記録システムを得ることができる。
【０１０１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の筆記記録システムにおいて、指示部材に備えた少なくとも２以上の受光素子で指示部材の移動に応じた区分パターンからの光を受光し、各受光素子間における光強度変化に基づいて指示部材の被筆記媒体上の相対移動量を検出することにより、指示部材の移動軌跡の検出の高速化を図ることができる。
【０１０２】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の筆記記録システムにおいて、座標認識パターン記憶手段に記憶された座標認識パターンの画像に基づいて画像読取手段により読み取られた画像が座標認識パターンの画像であるか否かを判断し、画像読取手段により読み取られた画像が座標認識パターンの画像であると判断された場合の座標認識パターンに基づいて絶対座標を検出することにより、指示部材の移動軌跡を精緻、かつ、高速に検出することができる。
【０１０３】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、区分パターンを直線を二次元方向に等間隔にそれぞれ並べた格子模様とし、座標認識パターンを格子模様で区切られた区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標を示す情報をエンコードしたコードシンボルとすることにより、タブレット等を使用しない利便性に優れた簡単な構成で指示部材の移動軌跡を検出することができる。
【０１０４】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の筆記記録システムにおいて、コードシンボルにマトリックス型の二次元コードを適用することにより、座標認識パターンを容易に作成することができる。
【０１０５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、区分パターンと座標認識パターンとを不可視性を有するインクによって被筆記媒体に印刷することにより、被筆記媒体に対して筆記装置を区分パターンと座標認識パターンとに妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることができるので、利便性を高めることができる。
【０１０６】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、指示部材に被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備えることにより、筆記内容を視認することができるので、違和感なく処理を実行することができる。
【０１０７】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし７のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有していることにより、被筆記媒体を書き換え自在に何回も使用可能にすることができるので、紙資源の節約を図ることができ、対環境性に優れたシステムを提供することができる。
【０１０８】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能であることにより、情報等を熱可逆的に被筆記媒体の可逆性記録層に対して容易に記録及び消去することができるので、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れるシステムを提供することができる。
【０１０９】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含むことにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【０１１０】
請求項１１記載の発明によれば、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層であることにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【０１１１】
請求項１２記載の発明によれば、請求項９記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいることにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【０１１２】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１ないし１２のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、座標認識パターンを区分領域毎にそれぞれ対応付けられた絶対座標に加えて文書情報に応じても異ならせることにより、被筆記媒体に予め記された文書情報と指示部材の移動軌跡とを連携させることができる。
【０１１３】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１ないし１３のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、軌跡検出手段により検出された指示部材の移動軌跡を外部機器に対して出力する情報出力手段を有することにより、指示部材の移動軌跡を外部機器にリアルタイムに送信することができるので、処理の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の筆記記録システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】筆記シートを示す平面図である。
【図３】コードシンボルを示す平面図である。
【図４】筆記装置の構造を概略的に示す斜視図である。
【図５】筆記装置の格子模様検出装置付近を示す横断面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ’断面図である。
【図７】微分回路を示す回路図である。
【図８】筆記装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図９】筆跡記録処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】筆記シート上に筆記装置で筆記した状態を示す平面図である。
【図１１】格子模様に対する筆記装置の移動状態の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１における各受光素子の電気信号の出力波形を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の第二の実施の形態の筆記シートを示す縦断側面図である。
【図１４】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１５】有機低分子と樹脂とからなる可逆性記録層が透明化・白濁化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
２，４０      被筆記媒体
３        指示部材
５        外部機器
６        区分パターン、格子模様
６ａ      区分領域
７        画像読取手段
９        筆記手段
１４      受光素子
３２      座標認識パターン記憶手段
４２      可逆性記録層
Ｓ        座標認識パターン、コードシンボル
【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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