画像書換装置

【課題】積み重ねられた複数の電子ペーパーそれぞれの画像を、積み重ねの順に基づいて書き換えることができる画像書換装置を提供する。
【解決手段】媒体側アンテナを介してデータを送受信する電子ペーパーのこの媒体側アンテナとデータを送受信する装置側アンテナを複数具備したアンテナ部と、アンテナ部が具備する複数の装置側アンテナそれぞれにおいて識別データを受信した際の受信強度、および、複数の装置側アンテナの相互位置に基づいて、アンテナ部と媒体側アンテナとの距離を推定する距離推定部と、積み重ねられた複数の電子ペーパーの並び順を距離推定部で推定された距離に基づいて認識する並び順認識部と、複数の電子ペーパーそれぞれに、並び順認識部で認識された並び順に応じた各画像を表した画像データを送信する画像送信部とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像書換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像の書換えが自在の所謂電子ペーパー側の接点に接点を接触させることでその電子ペーパーに表示させる画像の元となる画像データをこれら接点を通じて送信する画像書換装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、積み重ねられた複数の電子ペーパーそれぞれの画像を、積み重ねの順に基づいて書き換えることができる画像書換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】
【０００５】
請求項１に係る画像書換装置は、
媒体側アンテナと、この媒体側アンテナを介して画像データを受信する画像データ受信部と、この画像データ受信部で受信された画像データが表す画像を表示する、表示と消去とが自在の表示画面と、自他を識別する識別データを、この媒体側アンテナを介して受ける指示に応じて、この媒体側アンテナを介して発信する識別データ発信部とを有する電子ペーパーが有する上記媒体側アンテナに対してデータを送受信する装置側アンテナを複数具備したアンテナ部と、
上記電子ペーパーに上記識別データの発信を上記アンテナ部を介して指示する発信指示部と、
上記アンテナ部が具備する複数の装置側アンテナそれぞれにおける上記識別データの受信強度、およびこのアンテナ部におけるこの複数の装置側アンテナの相互位置に基づいて、このアンテナ部と上記媒体側アンテナとの距離を推定する距離推定部と、
積み重ねられた複数の電子ペーパーの並び順を、各電子ペーパーの媒体側アンテナについて上記距離推定部で推定された距離に基づいて認識する並び順認識部と、
上記複数の電子ペーパーそれぞれに、上記並び順認識部で認識された並び順に応じた各画像を表した画像データを上記アンテナ部を介して送信する画像送信部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る画像書換装置は、
上記識別データ発信部が、上記媒体側アンテナを介して受ける指示に応じた強度で上記識別データを発信するものであり、
上記発信指示部は、上記装置側アンテナにおける識別データの受信強度が、予め決められた受信強度に達しない場合に、上記電子ペーパーに対し、前回の強度より強い強度での上記識別データの再発信を指示するものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る画像書換装置は、
上記アンテナ部が具備する複数の装置側アンテナそれぞれにおける上記識別データの受信信号を、信号強度が小さいほど大きい増幅率で増幅することにより、このアンテナ部と上記媒体側アンテナとの距離に対するこの受信信号の強度の関係を増幅前よりも線形化する線形化増幅部を備え、
上記距離推定部が、上記線形化増幅部によって増幅された受信信号の強度を用いて上記距離を推定するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る画像書換装置は、
上記電子ペーパーが、
上記表示画面への接触位置を認識する位置認識部と、
上記位置認識部によって認識された位置を表す位置データを生成して上記媒体側アンテナを介してこの位置データを発信する位置データ発信部とを有する電子ペーパーであり、
さらに、
上記アンテナ部を介して上記位置データを受信し、この位置データに基づいて、上記表示画面上での描画像を認識する描画像認識部と、
上記描画像認識部で認識された描画像を、上記位置データを発信した電子ペーパーの表示画面に表示されている画像と合成する画像合成部とを備え、
上記画像送信部が、上記画像合成部で合成された画像を表す画像データを、上記位置データを発信した電子ペーパーに対して送信するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る画像書換装置によれば、積み重ねられた複数の電子ペーパーそれぞれの画像を、積み重ねの順に基づいて書き換えることができる。
【００１０】
請求項２、３に係る画像書換装置によれば、複数の電子ペーパーの並び順の認識精度が向上する。
【００１１】
請求項４に係る画像書換装置によれば、表示画像に対する手書きの追記が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像書換システムの模式図である。
【図２】画像書換装置の側面図である。
【図３】画像書換装置の本体の外観斜視図および透視図である。
【図４】電子ペーパーの正面図および透視図である。
【図５】電子ペーパーおよび画像書換装置の内部ブロック図である。
【図６】アンテナ間の水平方向についての位置ズレと、受信強度（電圧）と、これらアンテナ間の垂直方向の距離との関係を示すグラフ図である。
【図７】これら第１から第４までのコイルアンテナそれぞれの中心と、ＩＤ信号を発信したデータ通信用アンテナの中心との位置関係を示す図である。
【図８】受信強度曲線を示すグラフ図である。
【図９】画像書換システムの一利用態様の流れを示す図である。
【図１０】第２実施形態の画像書換装置の側面図である。
【図１１】第２実施形態の画像書換装置に備えられている電子ペーパーの媒体検知部の回路構成図である。
【図１２】第２実施形態の画像書換装置の内部ブロック図である。
【図１３】線形化増幅回路による処理効果を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の画像書換装置の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、画像書換システムの模式図である。
【００１５】
図１に示される画像書換システム４は、画像書換装置１、電子ペーパー２、およびパーソナルコンピュータ３で構成されており、図１には、電子ペーパー２が３枚積み重ねられている様子が示されている。画像書換装置１は、本発明の画像書換装置の第１実施形態である。
【００１６】
図２は、画像書換装置の側面図である。
【００１７】
画像書換装置１は、図２の下方に示される本体１０１と、図２の上方に示される挟込部材１０２とを有している。本体１０１に対する挟込部材１０２の上下動は自在であり、１０枚までの電子ペーパー２をこれら本体１０１と挟込部材１０２との間の空間１ａに挟み込むことができる。挟込部材１０２には、複数の操作ボタンが設けられた操作ボタン部１９（図５参照）が備えられている。
【００１８】
図２には、この空間１ａに３枚の電子ペーパー２が実際に挟み込まれている様子が示されている。
【００１９】
また、図２には、詳しくは後述する、この本体１０１に備えられているアンテナ部１１と、各電子ペーパー２に備えられているデータ通信用アンテナ２１とが互いに向き合う様子が示されている。このデータ通信用アンテナ２１が、本発明にいう媒体側アンテナの一例に相当する。
【００２０】
図３は、画像書換装置の本体の外観斜視図および透視図である。
【００２１】
図３（ａ）には、画像書換装置１の本体１０１の外観斜視図が示されており、図３（ｂ）には、本体１０１の端部の正面からの透視図が示されている。
【００２２】
図３（ｂ）には、挟込部材１０２との間に挟み込んだ電子ペーパー２のＩＤ番号を表すＩＤ信号の受信およびそれら電子ペーパー２で表示させる画像の元となる画像信号の送信に使用されるアンテナ部１１が示されている。また、図３（ｂ）には、このアンテナ部１１から送信されてきた画像信号が表す画像表示を行うために電子ペーパー２が必要とする電力の供給に使用される給電用アンテナ１００が示されている。
【００２３】
ここで、データ通信用アンテナ２１の位置が垂直方向にきちんと重ね合わせられている場合であれば、複数の電子ペーパー２の並び順の検出は、これらと真正面に向き合う１つのリング状のコイルアンテナにより高精度に検出できる。しかしながら、データ通信用アンテナ２１の位置が垂直方向にきちんと重ね合わせられていない場合には、１つのコイルアンテナでは精度は低下する。
【００２４】
そこで、この画像書換装置１では、アンテナ部１０を、同径でリング状の第１から第４までの４つのコイルアンテナ１１１、１１２、１１３、１１４を相互に重なるように配置したものとしている。これにより、メカニズムについては後述するが、複数の電子ペーパー２の垂直方向の並びが多少ずれていても複数の電子ペーパー２の並び順の検出精度の低下が抑えられている。これら第１から第４までの４つのコイルアンテナ１１１、１１２、１１３、１１４が、本発明にいう装置側アンテナの一例に相当する。尚、この画像書換装置１では、径の異なるリング状のコイルアンテナを同心円で配置したものを給電用アンテナ１００として使用している。
【００２５】
図４は、電子ペーパーの正面図および透視図である。
【００２６】
図４（ａ）には、電子ペーパー２の正面図が示されており、図４（ｂ）には、電子ペーパー２の端部の透視図が示されている。
【００２７】
図４（ａ）に示される電子ペーパー２には、表面に画像表示用のディスプレイ２０が設けられている。この電子ペーパー２では、画像書換装置１に挟み込まれている状態でディスプレイ２０を電子ペンでなぞると、後に説明するメカニズムにより、電子ペンの軌跡が直ちに画像としてディスプレイ２０に表示される。
【００２８】
図４（ｂ）に示される電子ペーパー２の端部には、画像書換装置１のアンテナ部１１との間でデータ通信が行われる、１つのリング状のコイルアンテナであるデータ通信用アンテナ２１と、画像書換装置１の給電用アンテナ１００から電力の供給を受ける受電用アンテナ２００とが備えられている。
【００２９】
詳しい説明は後に譲るが、画像書換装置１のアンテナ部１１から電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ１０へは、画像書換装置１が挟み込んでいる電子ペーパー２に表示させる画像の元となる画像信号と、挟み込まれている電子ペーパー２が有するＩＤ番号の送信を要求する指示信号とが送信される。一方、電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１から画像書換装置１のアンテナ部１１へは、電子ペーパー２のＩＤ番号を表すＩＤ信号と、電子ペーパー２のディスプレイ２０上の電子ペンの接触位置を表す位置信号とが送信される。
【００３０】
図５は、電子ペーパーおよび画像書換装置の内部ブロック図である。
【００３１】
図５には、左側に電子ペーパー２のブロック図が示され、右側に画像書換装置１のブロック図が示されている。
【００３２】
図５の左側に示される電子ペーパー２は、前述したデータ通信用アンテナ２１の他に、媒体側受信回路２２、媒体側送信回路２３、媒体側データ処理部２４、ディスプレイコントローラ２５、媒体側メモリ２６、ディスプレイ２０、およびデジタイザ２７を備えている。媒体側受信回路２２と媒体側データ処理部２４を併せたものが、本発明にいう画像データ受信部の一例に相当し、ディスプレイ２０が、本発明にいう表示画面の一例に相当する。また、媒体側送信回路２３と媒体側データ処理部２４を併せたものが、本発明にいう識別データ発信部の一例に相当する。
【００３３】
また、図５に示される電子ペーパー２は、前述した受電用アンテナ２００の他に、電力受信回路２１０を備えている。
【００３４】
図５の右側に示される画像書換装置１は、前述したアンテナ部１１の他にも、装置側受信回路１２、装置側送信回路１３、装置側データ処理部１４、ＭＰＵ１５、装置側メモリ１６、装置側インターフェース（以下、装置側Ｉ／Ｆと称す。）１７、および操作ボタン部１９を備えている。装置側送信回路１３と装置側データ処理部１４を併せたものが、本発明にいう発信指示部の一例に相当する。装置側データ処理部１４とＭＰＵ１５を併せたものが、本発明にいう距離推定部、並び順認識部、画像送信部の一例に相当する。
【００３５】
また、図５に示される画像書換装置１は、前述した給電用アンテナ１００の他に、電力送信回路１１０および電力送信制御部１２０を備えている。
【００３６】
また、図５の右側上段には、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）３が示されており、これらＰＣ３のＰＣ側インターフェース（以下、ＰＣ側Ｉ／Ｆと称す。）３０と画像書換装置１の装置側Ｉ／Ｆ１７との間でも画像データが送受信される。以下、電子ペーパー２に備えられている各機能部と、画像書換装置１に備えられている各機能部とについて詳細に説明する。
【００３７】
電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１と、画像書換装置１のアンテナ部１１との間のデータ通信は、いわゆる電磁誘導方式により行われる。この方式は、公知の技術であるので詳細な説明は省略するが、コイル間の誘導磁束による誘起電圧を利用して交信するというものである。
【００３８】
媒体側受信回路２２では、データ通信用アンテナ２１が受信した信号をアナログデータ化して媒体側データ処理部２４に送信する。また、媒体側送信回路２３では、媒体側データ処理部２４から送信されてきたアナログデータを信号化してデータ通信用アンテナ２１に送信する。
【００３９】
媒体側データ処理部２４では、媒体側受信回路２２から送信されてきたアナログデータが画像データの場合には、それをデジタルデータ化し媒体側メモリ２６に記憶すると共にディスプレイコントローラ２５に送信する。
【００４０】
ディスプレイコントローラ２５では、送信されてきた画像データに応じた画像を、ディスプレイ２０において表示させる。尚、このディスプレイ２０では、所謂電気泳動方式による画像表示が行われている。
【００４１】
一方、媒体側データ処理部２４に送りこまれてきたデータが、電子ペーパー２が有するＩＤ番号の送信を要求する指示データである場合には、媒体側データ処理部２４は、媒体側メモリ２６に記憶されているＩＤデータを媒体側送信回路２３に送信する。また、媒体側データ処理部２４に送りこまれてきたデータが、ディスプレイ２０上の電子ペンの接触位置を表す位置データである場合には、媒体側データ処理部２４は、この位置データを媒体側送信回路２３に送信する。
【００４２】
装置側受信回路１２では、アンテナ部１１が受信した信号をアナログデータ化して装置側データ処理部１４に送信する。また、装置側データ処理部１４からのアナログデータが装置側送信回路１３に送信されてきた場合には、装置側送信回路１３は、受信したアナログデータを信号化してアンテナ部１１に送る。
【００４３】
画像書換装置１の装置側送信回路１３は、電子ペーパー２に表示させる画像の元となる画像信号と、画像書換装置１が挟み込んでいる電子ペーパー２のＩＤ番号の送信を要求する要求信号とをアンテナ部１１を介して電子ペーパー２に送信する。
【００４４】
装置側受信回路１２は、電子ペーパー２からのＩＤ信号や、前述の電子ペンの軌跡を表す位置信号をアンテナ部１１を介して受信する。
【００４５】
ここで、画像書換装置１の装置側データ処理部１４では、この画像書換装置１に複数の電子ペーパー２が挟み込まれている場合には、複数の電子ペーパー２それぞれから送信されてきたＩＤ信号を受信した際の受信強度（電圧）に基づいて、これら複数の電子ペーパー２の並び順を以下の方法により検出する。この並び順は、アンテナ部１１に最も近い電子ペーパー２から最も遠い電子ペーパー２にいたるまでのＩＤ番号の並びをいう。
【００４６】
図６は、アンテナ間の水平方向についての位置ズレと、受信強度（電圧）と、これらアンテナ間の垂直方向の距離との関係を示すグラフ図である。
【００４７】
図６（ａ）には、上方に電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１と、下方にアンテナ部１１を構成する４つのコイルアンテナのうち代表的に取りあげた第１コイルアンテナ１１１とが示されている。これらアンテナの中心の水平方向の位置ズレは位置ズレＥで示され、これらアンテナの垂直方向の距離が距離Ｄで示されている。また、これらデータ通信用アンテナ２１および第１コイルアンテナ１１１は、双方共に径が２４ｍｍのリング状のコイルアンテナである。
【００４８】
図６（ｂ）には、位置ズレＥと受信強度（電圧）Ｖとこれらアンテナ間の距離Ｄとの関係を表す３次元グラフが示されている。
【００４９】
この３次元グラフに示される関係は、データ通信用アンテナ２１が、１Ｖｐｐの発信電圧（周波数１０ＭＨｚ）でＩＤ信号を発信した場合のものである。例えば、これらアンテナの位置ズレＥが５ｍｍで、第１コイルアンテナ１１１における受信電圧Ｖが１００ｍＶの場合には、これらアンテナ間の距離Ｄは約１５ｍｍであると推定される。
【００５０】
ところで、図６（ｂ）に示される３次元グラフは、実際には、０ｍＶから７００ｍＶまでを１ｍＶで刻んだ７００の受信電圧Ｖ毎に位置ズレＥと距離Ｄとの関係を表した関数Ｄ＝ｆｖ（Ｅｎ）（ｖは１〜７００；ｎ＝１、２、３、４）が装置側メモリ１６に記憶されている。また、互いの位置関係が予め決定されている第１から第４までのコイルアンテナ１１１、１１２、１１３、１１４からなるアンテナ部１１上に、このアンテナ部１１と向き合うデータ通信用アンテナ２１を投影させた場合の、このデータ通信用アンテナ２１の中心から第１から第４までの各コイルアンテナ１１１、１１２、１１３、１１４の中心までの距離Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４の関係を表す関数Ｅ４＝ｇ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）も装置側メモリ１６に記憶されている。
【００５１】
図７は、これら第１から第４までのコイルアンテナそれぞれの中心と、ＩＤ信号を発信したデータ通信用アンテナの中心との間の位置関係を示す図である。
【００５２】
図７には、これら第１から第４までのコイルアンテナ１１１、１１２、１１３、１１４それぞれの中心と、ＩＤ信号を発信したデータ通信用アンテナ２１の中心との間の距離Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が示されている。いずれの電子ペーパー２についても、これら距離Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は常に上述の式ｇを満たしている。
【００５３】
この画像書換装置１では、各電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１から時間差をもって送信されてくるＩＤ信号のアンテナ部１１での受信電圧Ｖと、装置側メモリ１６に記憶されている上述の関係式とに基づいて、ＩＤ信号を送信した電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１とアンテナ部１１との間の距離Ｄが演算される。例えば、１つの電子ペーパー２から送信されてきたＩＤ信号をアンテナ部１１で受信した際に、第１コイルアンテナ１１１で得られた受信電圧Ｖ（ｍｖ）が５０ｍｖ、第２コイルアンテナ１１２で得られた受信電圧（ｍｖ）が５１ｍｖ、第３コイルアンテナ１１３で得られた受信電圧（ｍｖ）が５２ｍｖ、第４コイルアンテナ１１４で得られた受信電圧（ｍｖ）が４９ｍｖであった場合には、装置側メモリ１６に記憶されている関数の中からＤ＝ｆ_５０（Ｅ１）、Ｄ＝ｆ_５１（Ｅ２）、Ｄ＝ｆ_５２（Ｅ３）、Ｄ＝ｆ_４９（Ｅ４）、およびＥ４＝ｇ（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が読み出される。そして、これら全ての関係式を成立させる唯一の距離Ｄが算出される。そして、各電子ペーパー２について距離Ｄの大小により並び順が推定される。
【００５４】
ここで、電子ペーパー２から送信されてくるＩＤ信号の受信強度（電圧）は、アンテナ部１１から遠い位置にある電子ペーパー２からのものほど小さくなる。
【００５５】
図８は、受信強度曲線を示すグラフ図である。
【００５６】
図８（ａ）には、電子ペーパー２に信号を発信させた場合の、アンテナ部１１におけるその信号の受信強度と、その信号を発信した電子ペーパー２からアンテナ部までの距離との関係を示す受信強度曲線Ｓが示されている。
【００５７】
図８（ａ）に示される受信強度曲線Ｓからは、アンテナ部１１から離れた電子ペーパー２から送信されてくるＩＤ信号ほどアンテナ部１１における受信強度は低下することが読みとれる。また、図８（ａ）に示される受信強度曲線Ｓからは、アンテナ部１１から離れることによる受信強度の低下の度合いが、アンテナ部１１から一定以上遠く離れた電子ペーパー２から送信されてくるＩＤ信号については極端に小さくなる（図中の範囲Ｇ参照）ことが読みとれる。
【００５８】
また、一般的に、受信強度が小さくなるとＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）比は小さくなる。
【００５９】
このため、アンテナ部１１から遠くにある電子ペーパー２の並び順の検出精度は、ＩＤ信号の受信強度の差が小さいことと、ＳＮ比が低下することとにより低下する。そうなると、これら複数の電子ペーパー２における並び順に応じた画像の表示に支障が出る。
【００６０】
そこで、この画像書換装置１では、受信したＩＤ信号の中に受信強度が閾値未満のものがある場合には、各電子ペーパー２に対して、前回の送信強度の数倍の送信強度でのＩＤ信号の再送信を要求する。
【００６１】
図８（ｂ）には、図８（ａ）に示されるような受信強度曲線Ｓが得られる発信強度の２倍の発信強度で各電子ペーパー２からＩＤ信号が発信された場合に得られた受信強度曲線Ｓ’が示されている。
【００６２】
図８（ｂ）に示される受信強度曲線Ｓ’は、図８（ａ）に示される受信強度曲線Ｓと比べて、全体的に受信強度が上昇すると共に、図８（ｂ）の範囲Ｇに相当する範囲における受信強度の低下の度合いは図８（ａ）の受信強度曲線Ｓにおける度合いよりも大きい。
【００６３】
このため、ＩＤ信号間の受信強度の差も大きくなり、また、受信強度の上昇によりＳＮ比は高くなることから、電子ペーパー２の並び順の検出精度は上昇する。このＩＤ信号の送信強度の上昇は、媒体側送信回路２３において行われる。
【００６４】
このように、前回の送信電圧の、例えば２倍の送信電圧での送信を要求し、これにより受信した受信電圧に基づく距離Ｄの算出は、実際の受信強度を２分の１にした受信強度を用いて行われる。図５に戻って説明を続ける。
【００６５】
装置側Ｉ／Ｆ１７は、ＰＣ側Ｉ／Ｆ３０を介して、ＰＣ３に記憶されている画像データを受け取り装置側データ処理部１４に送信したり、電子ペーパー２で表示された画像の元となる画像データの装置側データ処理部１４からの送信を受けてＰＣ３側に送信する。
【００６６】
電力送信制御部１２０は、ＭＰＵ１５からの電子ペーパー２への電力供給指示を受けて、電力送信回路１１０に、給電用アンテナ１００と電子ペーパー側の受電用アンテナ２００とを介した電子ペーパー２への電力供給を行わせる。受電用アンテナ２００で受電された電力は、電力受信回路２１０を通じて各機能部に分配される。これらアンテナ間の電力供給も、信号の送信と同様の電磁誘導原理を用いて行われれる。
【００６７】
以下、図１に示される、画像書換システム４において、３枚の電子ペーパー２に対して上から順に‘平安時代’、‘鎌倉時代’、および‘室町時代’という文字画像をそれぞれ表示させる。その後、上から順に‘室町時代’、‘鎌倉時代’、および‘平安時代’となるようにオペレータによって入れ替えられた３枚の電子ペーパー２の最上面の電子ペーパー２に表示されている文字画像‘室町時代’の横に電子ペンで‘（戦国時代）’と書き加える。さらに、それらを増刷するという画像書換システムの一利用態様の流れを各機能部の動作の説明と併せて説明する。
【００６８】
図９は、画像書換システムの一利用態様の流れを示す図である。
【００６９】
図９（ａ）には、上から順にＩＤ番号が‘１’、‘２’、‘３’である３枚の未使用の電子ペーパー２が画像書換装置１に挟み込まれている様子が示されている。この状態で、オペレータが操作ボタン部１９に備えられたＩＤボタン１９１を操作すると、画像書換装置１のＭＰＵ１５から電子ペーパー２側へ、ＩＤ番号を表すＩＤ信号の送信要求が出される。ＩＤボタン１９１の操作を受けて、電力制御部１２０からの指示により電力送信回路１１０を通じて交流電圧が給電用アンテナへ印加されることで電子ペーパー２の受電用アンテナに次々に電力が供給される。ＩＤ信号の送信要求をうけて、３枚の電子ペーパー２からは、自身のＩＤ番号を表すＩＤ信号が発信される。画像書換装置１の装置側データ処理回路１４では、装置側受信回路１２で検出された、各電子ペーパー２から送信されてきたＩＤ信号の、アンテナ部１１での受信強度（電圧）と、その内容とに基づいてこれら３枚の電子ペーパー２の並び順を決定する。この並び順は、現在挟み込んでいる電子ペーパー２の並び順として装置側メモリ１６の並び順記憶領域に記憶される。また、決定した並び順はＰＣ３にも送られ、図示は省略したが、ＰＣ３の画面上には、決定された並び順で並べられた、３枚の電子ペーパー２を模した領域が表示される。オペレータは、ＰＣ３の画面上に表示された３つの領域に対して画像を割り当てる編集作業が可能となる。３つの領域に画像が割り当てられると、ＩＤ番号と、そのＩＤ番号を有する電子ペーパー２に表示させる画像の元となる画像データとが対応づけられた対応テーブルが作成される。以下では、ＩＤ番号‘１’の電子ペーパー２に、文字画像‘平安時代’の元となる画像データが対応付けられ、ＩＤ番号‘２’の電子ペーパー２に、文字画像‘鎌倉時代’の元となる画像データが対応づけられ、ＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２に、文字画像‘室町時代’の元となる画像データが対応づけられたものとして話を進める。ＰＣ３での編集終了が画像書換装置１のＭＰＵ１５に知らされると、その対応テーブルはＰＣ３の不図示のメモリに記憶されると共に、画像書換装置１の装置側データ処理部１４に送信されて装置側メモリ１６の対応テーブル記憶領域にも記憶される。その後、オペレータがＷ（ＷＲＩＴＥ）ボタン１９３を操作すると、ＭＰＵ１５では、装置側メモリ１６に記憶されている対応テーブルに記載されている、ＩＤデータ‘１’と、これに対応付けられている画像データ‘平安時代’、ＩＤデータ‘２’と、これに対応づけられている画像データ‘鎌倉時代’、および、ＩＤデータ‘３’と、これに対応づけられている画像データ‘室町時代’の電子ペーパー２側への送信を装置側データ処理部１４に指示する。まず、ＩＤ信号‘１’と画像信号‘平安時代’が、装置側データ処理部１４から装置側送信回路１２およびアンテナ部１１を介して、最もアンテナ部１１に近接したＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１に上述の電磁結合方式により送信される。ＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２では、データ通信用アンテナ２１を介して受信したＩＤ信号‘１’と画像信号‘平安時代’とについては、自己のＩＤ番号‘３’との比較を媒体側データ処理部２４で行う。しかし、ＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２では、受信したＩＤ信号‘１’とはＩＤが不一致のため、受信した画像信号が表す文字画像の表示は行われない。
【００７０】
ＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２で、ＩＤ信号‘１’と画像データ‘平安時代’の受信が行われた際、ＩＤ番号‘３’の電子ペーパー２の直ぐ上の、ＩＤ番号‘２’の電子ペーパー２のデータ通信用アンテナ２１にもこの電磁結合方式によりこれらＩＤ信号‘１’と画像信号‘平安時代’が送信される。これは、ＩＤ番号‘２’の電子ペーパー２の直ぐ上のＩＤ番号‘１’の電子ペーパー２においても同様である。この様に連鎖的に、ＩＤ信号‘１’と画像データ‘平安時代’が送信された各電子ペーパー２では、受信したＩＤ信号と自己のＩＤ番号とを比較する。これらが一致した電子ペーパー２では、受信した画像信号による画像表示が行われる。
【００７１】
図９（ｂ）には、ＰＣ３において編集された、ＩＤ番号‘１’と対応づけられていた文字画像‘平安時代’、ＩＤ番号‘２’と対応づけられていた文字画像‘鎌倉時代’、および、ＩＤ番号‘３’と対応づけられていた文字画像‘室町時代’それぞれが、ＩＤ番号が一致する電子ペーパー２において画像表示されている様子が示されている。
【００７２】
図９（ｃ）には、図９（ｂ）に示される３枚の電子ペーパー２が、オペレータによって年代が逆となるように並べ替えられた様子が示されている。
【００７３】
図９（ｄ）には、オペレータによる年代の並べ替えが行われた３枚の電子ペーパー２が画像書換装置１に挟み込まれた様子が示されている。その後、オペレータによってＩＤボタン１９１が操作されると、これら３枚の電子ペーパー２の並び順が装置側メモリ１６の並び順記憶領域に上書きされて記憶される。これは、装置側データ処理部１４から各電子ペーパー２に対してＩＤ信号の発信を指示し、これを受けて、各電子ペーパー２がＩＤ信号を発信することで行われる。このＩＤ信号を受信した画像書換装置側では、その受信強度から前述したようにして並び順を推定する。さらに、オペレータによってＲ（ＲＥＡＤ）ボタン１９２が操作されると、画像書換装置１に挟み込まれているこれら３枚の電子ペーパー２のＩＤデータと、そのＩＤデータを有する電子ペーパー２に表示されている画像の画像データとが読み出される。これは、装置側データ処理部１４から各電子ペーパー２に対してＩＤ信号と画像信号の送信を指示し、これを受けて、各電子ペーパー２がこれらＩＤ信号と表示画面に表示中の画像の元となっている画像信号を画像書換装置１側に送信することで行われる。各電子ペーパー２から送信されてきたＩＤ信号の内容とこれに対応づけられている画像信号とが装置側メモリ１６の対応テーブル用記憶領域に既に記憶されているＩＤデータについては画像データが上書きされて記憶される。
【００７４】
図９（ｅ）には、現在、最上位の電子ペーパー２のディスプレイ２０に対してオペレータが電子ペン１９５で‘（戦国時代）’を書き加えている様子が示されている。ディスプレイ２０に対する電子ペン１９５の接触位置は、前述したように、図５に示されるデジタイザ２７で検出されて媒体側データ処理部２４に逐次送信される。媒体側データ処理部２４は、その電子ペン１９５による手書きが行われている電子ペーパー２のＩＤ信号と接触位置を表す位置信号とを、画像書換装置１の装置側データ処理部１４に逐次送信する。装置側データ処理部１４では、装置側メモリ１６に記憶されている対応テーブルを参照して送信されてきたＩＤデータに現在対応付けられている画像データが表す画像とその電子ペンの軌跡とを合成した画像を表す合成画像データを逐次生成し、再び装置側メモリ１６に記憶すると共にその電子ペーパー２に逐次送信して画像表示を行わせる。これにより、電子ペン１９５による描画は、直ちに、その電子ペーパー２における表示画像として表示画面２０に表示される。デジタイザ２７が、本発明にいう位置認識部の一例に相当し、媒体側送信回路２３と媒体側データ処理部２４を併せたものが、本発明にいう位置データ送信部の一例に相当する。また、装置側データ処理部１４とＭＰＵ１５を併せたものが、本発明にいう描画像認識部および画像合成部の一例に相当する。
【００７５】
その後、‘Ｃ（ＣＯＰＹ）’ボタン１９４が操作されると、装置側メモリ１６の並び順記憶領域に記憶されている、番目データとＩＤデータとが対応付けられたび並び順データと、装置側メモリ１６の対応テーブル記憶領域に記憶されている、ＩＤデータと画像データとが対応付けられた対応テーブルデータとから、番目データと画像データとが対応づけられたコピー用テーブルが作成される。
【００７６】
図９（ｆ）には、その後、ＩＤ番号がそれぞれ‘４’、‘５’、‘６’の新たな電子ペーパー２が画像書換装置１に挟み込まれている様子が示されている。ＩＤボタン１９１が操作されると、それ以降は自動的に、並び順が推定され、コピー用テーブルに記載されている内容が各電子ペーパー２に送りこまれて各電子ペーパー２において画像が表示される。これに伴い、ＩＤ番号‘４’、‘５’、‘６’と、これらＩＤ番号に対応する画像データとが対応テーブルに追加されて記憶される。また、このコピー動作の解除は不図示の機能解除ボタンを押すことで行われる。以上がこの画像書換システム４における一動作態様の説明である。第１実施形態の画像書換装置１では、電子ペーパー２に表示させる画像を書き換える際の、その書換画像の元となる画像データの送信が互いに非接触のアンテナ間で行われている。また、複数の電子ペーパー２の垂直方向の並びが多少みだれていても、これら複数の電子ペーパー２の並び順が高精度に検出される。
【００７７】
次に、本発明の画像書換装置の第２実施形態について説明する。
【００７８】
第２実施形態の画像書換装置１０と、第１実施形態の画像書換装置１との間の相違点は、第２実施形態の画像書換装置１０には、電子ペーパー２がペーパ差込部１ａに差し込まれたことを自動的に検知する媒体検知部が備えられており、電子ペーパー２が差し込まれたことを媒体検知部で検知すると自動的にＩＤ番号の送信指示が出される点と、このために、第１実施形態に備えられているＩＤボタン１９１が省かれている点とにある。以下では、この相違点について説明する。
【００７９】
図１０は、第２実施形態の画像書換装置の側面図である。尚、図１０では、図２に示される部材と同じ種類の部材には、図２において付されている符号と同じ符号が付されている。
【００８０】
図１０には、下方に示される本体１０１と、上方に示される挟込部材１０３との間の空間１０ａに電子ペーパー２が差し込まれた画像書換装置１０が示されている。この画像書換装置１０では、第１実施形態の画像書換装置１のように、本体１０１に対し挟込部材１０３を上下できない構造であり、空間１０ａへのに差し込みが可能な電子ペーパー２の枚数も第１実施形態の画像書換装置１と比べて少ない。
【００８１】
また、第１実施形態の画像書換装置１では、ＩＤボタン１９１の操作を受て、電力制御部１２０からの指示により電力送信回路１１０を通じて交流電圧が給電用アンテナへ印加されることで、挟み込まれている電子ペーパー２の受電用アンテナに次々に電力が供給される。一方、この第２実施形態の画像書換装置１０では、電子ペーパー２に対する電力供給システムを以下に説明するように電子ペーパー２の自動検知に利用している。尚、ここでは、電子ペーパー２を挟み込むタイプの画像書換装置１を例に挙げて説明したが、画像書換装置が、電子ペーパー２の上にかざして電子ペーパー２で表示される画像を書き換える箱型のものであってもよい。
【００８２】
図１１は、第２実施形態の画像書換装置に備えられている電子ペーパーの媒体検知部の回路構成図である。
【００８３】
図１１に示される媒体検知部１０４は、電圧計１３０、抵抗１４０、電力送信制御部１２０、電力送信回路１１０の構成要素であるＦＥＴスイッチ１１１、給電用アンテナ１００、およびＭＰＵ１５で構成されている。電圧計１３０は、給電用アンテナ１００と直列に繋がれている抵抗１４０に対して並列に繋げられ、電圧計１３０における測定値はＭＰＵ１５でモニタされている。
【００８４】
第２実施形態の画像書換装置１０では、不図示の電源がオンされると、電子ペーパー２に対して実際に電力供給を行う際に給電用アンテナ１００に印加する交流電圧に比べて極く低い交流電圧を印加する。この状態で、給電用アンテナ１００と受電用アンテナ２００とが接近すると、すなわち、電子ペーパー２が空間１０ａに差し込まれると、給電用アンテナ１００のインピーダンスが増加してＭＰＵ１５でモニタされる電圧値は当初に比べ低下する。これにより、ＭＰＵ１５では、電子ペーパー２が空間１０ａに差し込まれたことの自動検知が可能となる。ＭＰＵ１５では、電圧値の低下を検知すると、電力制御部１２０に対し電力供給用の電圧印加を指示する。
【００８５】
次に、本発明の画像書換装置の第３実施形態について説明する。
【００８６】
第３実施形態の画像書換装置２０と第１実施形態の画像書換装置１との間の相違点は、第３実施形態の画像書換装置２０では、第１実施形態の画像書換装置１の装置側受信回路１２と装置側データ処理回路１４との間には配備されていない線形化増幅回路１８が備えられている点である。これに伴い、第３実施形態の画像書換装置２０では、装置側メモリ１６に記憶されている、０ｍＶから７００ｍＶまでを１ｍＶで刻んだ７００の受信電圧Ｖ毎に位置ズレＥと距離Ｄとの関係を表した関数Ｄ＝ｆｖ（Ｅｎ）（ｖは１〜７００；ｎ＝１、２、３、４）で表される三次元グラフも、図７（ｂ）に示される３次元グラフと比べて裾野の傾斜がより急なものを表すこととなる。
【００８７】
図１２は、第２実施形態の画像書換装置の内部ブロック図である。尚、図１２では、図５に示されるブロックと同じ機能を有するブロックには、図５に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００８８】
図１２には、装置側受信回路１２と装置側データ処理回路１４との間に線形化増幅回路１８が示されており、この線形化増幅回路１８では、信号強度が小さい信号ほど大きい増幅率で増幅することにより、ＩＤ信号を送信してきた電子ペーパー２との距離と、その電子ペーパー２から送信されてきたＩＤ信号の受信強度との関係を増幅前よりも線形化する。
【００８９】
図１３は、線形化増幅回路による処理効果を表すグラフ図である。
【００９０】
図１３（ａ）には、この処理が行われない場合の、図８（ａ）に示される受信強度曲線Ｓと同じ曲線が示されており、図１３（ｂ）には、この処理が施された場合の受信強度曲線Ｓ’’が示されている。
【００９１】
線形化増幅回路１８による処理によって、画像書換装置２０のアンテナ部１１から遠い位置にある電子ペーパー２からのＩＤ信号のＡ／Ｄ変換時のデータの切り捨てによる影響が少なくなり、この第３実施形態の画像書換装置２０でも、複数の電子ペーパー２についての並び順が高精度に検出される。
【符号の説明】
【００９２】
１、１０画像書換装置
１１アンテナ部
１２装置側受信回路
１３装置側送信回路
１４装置側データ処理部
１５ＭＰＵ
１６装置側メモリ
１８線形化増幅回路
１００給電用アンテナ
１０４媒体検知部
１１０電力送信回路
１１１第１コイルアンテナ
１１２第２コイルアンテナ
１１３第３コイルアンテナ
１１４第４コイルアンテナ
１２０電力送信制御部
１３０電圧計
１４０抵抗
１９５電子ペン
２電子ペーパー
２０ディスプレイ
２００受電用アンテナ
２１データ通信用アンテナ
２２媒体側受信回路
２３媒体側送信回路
２４媒体側データ処理部
２５ディスプレイコントローラ
２６媒体側メモリ
２７デジタイザ
３パーソナルコンピュータ
４画像書換システム

【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体側アンテナと、該媒体側アンテナを介して画像データを受信する画像データ受信部と、該画像データ受信部で受信された画像データが表す画像を表示する、表示と消去とが自在の表示画面と、自他を識別する識別データを、該媒体側アンテナを介して受ける指示に応じて、該媒体側アンテナを介して発信する識別データ発信部とを有する電子ペーパーが有する前記媒体側アンテナに対してデータを送受信する装置側アンテナを複数具備したアンテナ部と、
前記電子ペーパーに前記識別データの発信を前記アンテナ部を介して指示する発信指示部と、
前記アンテナ部が具備する複数の装置側アンテナそれぞれにおける前記識別データの受信強度、および該アンテナ部における該複数の装置側アンテナの相互位置に基づいて、該アンテナ部と前記媒体側アンテナとの距離を推定する距離推定部と、
積み重ねられた複数の電子ペーパーの並び順を、各電子ペーパーの媒体側アンテナについて前記距離推定部で推定された距離に基づいて認識する並び順認識部と、
前記複数の電子ペーパーそれぞれに、前記並び順認識部で認識された並び順に応じた各画像を表した画像データを前記アンテナ部を介して送信する画像送信部とを備えたことを特徴とする画像書換装置。
【請求項２】
前記識別データ発信部が、前記媒体側アンテナを介して受ける指示に応じた強度で前記識別データを発信するものであり、
前記発信指示部は、前記装置側アンテナにおける識別データの受信強度が、予め決められた受信強度に達しない場合に、前記電子ペーパーに対し、前回の強度より強い強度での前記識別データの再発信を指示するものであることを特徴とする請求項１記載の画像書換装置。
【請求項３】
前記アンテナ部が具備する複数の装置側アンテナそれぞれにおける前記識別データの受信信号を、信号強度が小さいほど大きい増幅率で増幅することにより、該アンテナ部と前記媒体側アンテナとの距離に対する該受信信号の強度の関係を増幅前よりも線形化する線形化増幅部を備え、
前記距離推定部が、前記線形化増幅部によって増幅された受信信号の強度を用いて前記距離を推定するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像書換装置。
【請求項４】
前記電子ペーパーが、
前記表示画面への接触位置を認識する位置認識部と、
前記位置認識部によって認識された位置を表す位置データを生成して前記媒体側アンテナを介して該位置データを発信する位置データ発信部とを有する電子ペーパーであり、
さらに、
前記アンテナ部を介して前記位置データを受信し、該位置データに基づいて、前記表示画面上での描画像を認識する描画像認識部と、
前記描画像認識部で認識された描画像を、前記位置データを発信した電子ペーパーの表示画面に表示されている画像と合成する画像合成部とを備え、
前記画像送信部が、前記画像合成部で合成された画像を表す画像データを、前記位置データを発信した電子ペーパーに対して送信するものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の画像書換装置。

【図１】