表示装置、及び入力システム
【課題】手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い表示装置、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であって、筆跡を表示する表示部３５と、表示部３５の表示面３５ａ側に設けられ、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３４ａと、を備えた表示装置３に関する。位置情報パターン３４ａは、表示面３５ａ上に設けられた透明層３４Ａの内部に形成され、入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムＰから構成される。
【解決手段】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３であって、筆跡を表示する表示部３５と、表示部３５の表示面３５ａ側に設けられ、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３４ａと、を備えた表示装置３に関する。位置情報パターン３４ａは、表示面３５ａ上に設けられた透明層３４Ａの内部に形成され、入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムＰから構成される。
【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。
【０００５】
また、上記位置情報パターンとして、非可視光を再帰反射する材料を含むインキを印刷してなる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術ではパターンが再帰反射することで位置情報パターンの反射光が拡散しないため、強い反射光を得ることができと同時に視野角特性に優れたものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１１６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、パターンに含有する再帰反射材としてのガラスビーズ内で所定の屈折角を得るべく、パターンを空気と接する表層に形成する必要がある。そのため、入力装置として用いるポインタがパターンに直接接触してしまう。この場合、ポインタによる摩擦に対する強度を確保するのが難しく、ポインタの摩擦によりパターンが剥がれることで表示装置としての信頼性が低下するという問題が生じていた。
【０００８】
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、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い表示装置、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】
【０００９】
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と、を備え、前記位置情報パターンは、前記表示面上に設けられた透明層の内部に形成され、前記入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムから構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置によれば、位置情報パターンが透明層の内部に形成されたプリズムから構成されるので、入力装置と位置情報パターンとが直接接触することが防止される。よって、位置情報パターンが入力装置との接触によって磨耗することで入力装置との間で位置情報が良好に規定できなくなるといった不具合の発生を防止できる。したがって、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い表示装置を提供できる。
【００１１】
また、上記表示装置においては、前記プリズムは、前記透明層を構成する透明樹脂基板を加工することで形成され、前記プリズムと前記表示面との間に空気層が介在するのが好ましい。
この構成によれば、透明層が透明樹脂基板から構成されるので、例えば外圧が加わると表示部とともに撓んだ状態となり、プリズムと表示部との間に介在する空気層が確保される。よって、プリズムと空気層との界面で生じる再帰反射特性を安定して確保することができる。
【００１２】
また、上記表示装置においては、前記透明層の表面には、平面視した状態で前記プリズムを除いた領域に反射防止加工が施されているのが好ましい。
一般に反射防止加工は凹凸加工等のアンチグレア処理からなるため、入力装置からの照明光を拡散してしまう。そこで、本発明を採用すればプリズムの直上におけるヘイズ値を小さくすることで照明光の拡散を防止することができ、表示面全体での光反射を抑えつつ、再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００１３】
また、上記表示装置においては、前記位置情報パターンは複数のドットを有し、各ドットが複数の前記プリズムから構成されているのが好ましい。
この構成によれば、位置情報パターンが複数のプリズムから構成されるので、再帰反射によって入力装置側に反射する光量を増加させることができる。
【００１４】
また、上記表示装置においては、前記透明層は、前記表示面に接着層を介して設けられているのが好ましい。
この構成によれば、透明層と表示面との間に設けられた接着層を緩衝層として機能させることができる。
【００１５】
本発明の入力システムは、上記の表示装置と、手書きによる筆跡に関する情報を入力する入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の入力システムによれば、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い入力装置を備えるので、本入力システム自体も信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子ペーパーシステムの概略構成を示す図である。
【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である。
【図３】位置情報パターン層の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は位置情報パターン層の要部を示す拡大図である。
【図５】電気泳動装置の概略構成を示す図である。
【図６】変形例に係るコーナーキューブプリズムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、基材としての透明樹脂からなる基板３４Ａと、該基板３４Ａに形成された位置情報パターン３４ａ（図３参照）が略全面に形成されたものである。基板３４Ａは表示部３５の表示光（可視光）を透過する性質を有するものである。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
入力装置４の位置検出部４１は、照明部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（図３参照）に光を照射するようになっている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。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。
【００２８】
図３は位置情報パターン層３４の概略構成を示す図であり、図３（ａ）は断面構成を示す図であり、図３（ｂ）は平面構成を示す図である。図３（ａ）に示すように位置情報パターン層３４は接着層７０を介して表示部３５の上面に設けられている。接着層７０としては表示部３５と略同等の屈折率のものを用いるのが好ましい。
【００２９】
上記位置情報パターン３４ａは基板３４Ａの内部に形成されたコーナーキューブプリズムＰから構成されるものである。コーナーキューブプリズムは表示部３５の上面、すなわち表示面３５ａとの間に空気を蓄えた空間である空気層Ｋを有している。コーナーキューブプリズムＰは、図３（ｂ）に示すように、光を反射する３つの平面を互いに直角に組み合わせた三角錐の外面等から構成されるものである。プリズム面に入射した所定の光は平面で３回の反射を繰り返した結果、光が最初に入射した方向から１８０度折り返した方向に反射されるようになっている（再帰反射性）。すなわち、コーナーキューブプリズムＰは光を再帰反射させる特性を有したものとなっている。
【００３０】
コーナーキューブプリズムＰの大きさは、例えば一辺が３０μｍ程度とされている。コーナーキューブプリズムＰは例えばプレス加工やナノインプリント技術を用いることで基板３４Ａに直接成形されている。
【００３１】
コーナーキューブプリズムＰは基板３４Ａの内部に形成されているため、入力装置４が位置情報パターン層３４の表面に接触した場合であっても、直接接触することが防止されている。すなわち、入力装置４との接触によって位置情報パターン３４ａが磨耗するといった不具合の発生を防止している。
【００３２】
クレーム２
ところで、位置情報パターン層３４は入力装置４との接触により押圧されて変形する可能性がある。位置情報パターン層３４を構成する基板３４Ａは可撓性を有するため、例えば入力装置４による外圧によって表示部３５とともに撓んだ場合であっても、コーナーキューブプリズムＰと表示部３５との間に介在する空気層Ｋが確保されるようになっている。よって、コーナーキューブプリズムＰと空気層との界面で生じる再帰反射特性を安定して確保できるようになっている。
【００３３】
また、位置情報パターン層３４及び表示部３５間に設けられた接着層７０は緩衝層として機能させることができる。これにより外圧による位置情報パターン層３４及び表示部３５へのダメージを低減させることができる。
【００３４】
なお、位置情報パターン層３４が押圧されることで接着層７０がコーナーキューブプリズムＰ下の空間に入り込んでコーナーキューブプリズムＰ下に空気層が確保できない状態が生じるおそれがある。この場合、コーナーキューブプリズムＰ界面の屈折率が変化し、再帰反射特性が変化してしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態ではコーナーキューブプリズムＰ下の空気層Ｋを確保する空間の高さｄ１を十分確保するようにしている。すなわち、位置情報パターン層３４が変形した場合であっても空間内に空気層Ｋが確保できるようにコーナーキューブプリズムＰを形成可能な厚さの基板３４Ａを用いるようにした。例えば、基板３４Ａの厚みを０．５ｍｍにすれば入力装置４の押圧による表示部３５の破損を防止できるとともに上述のように空気層Ｋを確保することができる。
【００３６】
図４は表示装置３の表示面の構成を示す図であり、図４（ａ）は断面構成を示し、図４（ｂ）は平面構成を示すものである。表示装置３は、一般的な表示体モジュールと同様、表面での光反射を防ぐため、アンチグレア処理（凹凸処理）を施している。本実施形態では、図４（ａ）に示すように位置情報パターン層３４を構成する基板３４Ａの表面側（表示部３５と反対側）にアンチグレア処理による凹凸部３４Ｂを形成している。
【００３７】
ここで、アンチグレア処理が施された面は、入力装置４の照明部５０が照明する赤外光も拡散するため、コーナーキューブプリズムＰを介して入力装置４の撮像部５１に到達する光も拡散光となり、光量が減少してしまい位置情報パターン３４ａの検出精度が低下するといった問題が発生する。
【００３８】
そこで、本実施形態に係る基板３４Ａは、コーナーキューブプリズムＰと平面的に重ならない領域にのみ上記凹凸部３４Ｂを形成している。すなわち、コーナーキューブプリズムＰの形成領域Ａ１におけるヘイズ値を小さくするとともに、コーナーキューブプリズムＰの非形成領域Ａ２のヘイズ値を大きくすることで表示装置３の表示画面全体での光反射を抑えつつ、位置情報パターン層３４での再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００３９】
本実施形態においては、上述のように位置情報パターン３４ａとしてコーナーキューブプリズムＰを採用しているので、入力装置４（照明部５０）から照射された照明光が再帰反射によって該入力装置４の先端部に設けられた撮像部５１は輝度の高い画像が撮像することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。なお、図５においては位置情報パターン層３４を表示部３５に貼着する接着層７０の図示を省略している。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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上述の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。また、表示部３５の反射光は位置情報パターン層３４を透過して撮像部５１に入射する。このように撮像部５１の撮像素子が検出する撮像光量は表示部３５の表示状態によって変動し、位置情報パターン３４ａの成分を抽出する際にノイズとなるおそれがある。
【００５８】
これに対し、本実施形態に係る表示装置３においては、上述のように位置情報パターン層３４の位置情報パターン３４ａをコーナーキューブプリズムから構成しているので、反射光の輝度が再帰反射によって高いものとなる。よって、撮像部５１に入射する光に電気泳動粒子２５（白粒子）による赤外光の反射光が含まれる場合であっても、位置情報パターン層３４による反射光の方が高い輝度を有するため、撮像画像の輝度について判定することで位置情報パターン３４ａの成分を良好に抽出することが可能となっている。
【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波長域の光は表示部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による反射光が入力装置４の撮像部５１により撮像される。
【００６１】
このとき、反射光にはノイズとしての電気泳動粒子２５による反射成分が含まれるが、上述のように本実施形態では位置情報パターン３４ａによる反射光が再帰反射により高輝度であることから光量差を大きくすることで撮像部５１が撮像した画像からノイズを除去し、位置情報パターン３４ａの成分を良好に撮像できる。
【００６２】
また、本実施形態ではアンチグレア処理が施されているものの、コーナーキューブプリズムＰの形成領域Ａ１におけるヘイズ値を小さくするとともに、コーナーキューブプリズムＰの非形成領域Ａ２のヘイズ値を大きくすることで表示装置３の表示画面全体での光反射を抑えつつ、位置情報パターン層３４での再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００６３】
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をデジタル処理することで位置情報パターン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へと出力することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、入力装置４が位置情報パターン層３４の表面に接触した場合であっても、基板３４Ａの内部に形成されたコーナーキューブプリズムＰと入力装置４とが直接接触することが防止される。よって、位置情報パターン３４ａが磨耗することで位置情報が取得できないといった不具合の発生を防止した信頼性の高いものとなる。
【００６８】
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がそれぞれ１つのコーナーキューブプリズムＰから構成される場合について説明したが、図６に示すように複数（本例では２つ）のコーナーキューブプリズムＰから位置情報パターン３４ａを構成するようにしても構わない。この構成によれば、位置情報パターン３４ａにより入力装置４側に反射される検出光の光量を増加させることができ、位置情報パターン３４ａに基づく位置情報を精度良く検出することができる。
【００６９】
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】
【００７０】
１…電子ペーパーシステム、３…表示装置、４…入力装置、Ｋ…空気層、Ｐ…コーナーキューブプリズム、３４ａ…位置情報パターン、３４…位置情報パターン層、３４Ｂ…凹凸部（反射防止加工）、３５…表示部、３５ａ…表示面、５０…照明部、５１…撮像部、７０…接着層、Ａ１…形成領域、Ａ２…非形成領域
【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。
【０００５】
また、上記位置情報パターンとして、非可視光を再帰反射する材料を含むインキを印刷してなる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術ではパターンが再帰反射することで位置情報パターンの反射光が拡散しないため、強い反射光を得ることができと同時に視野角特性に優れたものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１１６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術においては、パターンに含有する再帰反射材としてのガラスビーズ内で所定の屈折角を得るべく、パターンを空気と接する表層に形成する必要がある。そのため、入力装置として用いるポインタがパターンに直接接触してしまう。この場合、ポインタによる摩擦に対する強度を確保するのが難しく、ポインタの摩擦によりパターンが剥がれることで表示装置としての信頼性が低下するという問題が生じていた。
【０００８】
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、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い表示装置、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】
【０００９】
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と、を備え、前記位置情報パターンは、前記表示面上に設けられた透明層の内部に形成され、前記入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムから構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置によれば、位置情報パターンが透明層の内部に形成されたプリズムから構成されるので、入力装置と位置情報パターンとが直接接触することが防止される。よって、位置情報パターンが入力装置との接触によって磨耗することで入力装置との間で位置情報が良好に規定できなくなるといった不具合の発生を防止できる。したがって、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い表示装置を提供できる。
【００１１】
また、上記表示装置においては、前記プリズムは、前記透明層を構成する透明樹脂基板を加工することで形成され、前記プリズムと前記表示面との間に空気層が介在するのが好ましい。
この構成によれば、透明層が透明樹脂基板から構成されるので、例えば外圧が加わると表示部とともに撓んだ状態となり、プリズムと表示部との間に介在する空気層が確保される。よって、プリズムと空気層との界面で生じる再帰反射特性を安定して確保することができる。
【００１２】
また、上記表示装置においては、前記透明層の表面には、平面視した状態で前記プリズムを除いた領域に反射防止加工が施されているのが好ましい。
一般に反射防止加工は凹凸加工等のアンチグレア処理からなるため、入力装置からの照明光を拡散してしまう。そこで、本発明を採用すればプリズムの直上におけるヘイズ値を小さくすることで照明光の拡散を防止することができ、表示面全体での光反射を抑えつつ、再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００１３】
また、上記表示装置においては、前記位置情報パターンは複数のドットを有し、各ドットが複数の前記プリズムから構成されているのが好ましい。
この構成によれば、位置情報パターンが複数のプリズムから構成されるので、再帰反射によって入力装置側に反射する光量を増加させることができる。
【００１４】
また、上記表示装置においては、前記透明層は、前記表示面に接着層を介して設けられているのが好ましい。
この構成によれば、透明層と表示面との間に設けられた接着層を緩衝層として機能させることができる。
【００１５】
本発明の入力システムは、上記の表示装置と、手書きによる筆跡に関する情報を入力する入力装置と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の入力システムによれば、手書き入力に伴う位置情報パターンの磨耗が防止された信頼性の高い入力装置を備えるので、本入力システム自体も信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子ペーパーシステムの概略構成を示す図である。
【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である。
【図３】位置情報パターン層の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は位置情報パターン層の要部を示す拡大図である。
【図５】電気泳動装置の概略構成を示す図である。
【図６】変形例に係るコーナーキューブプリズムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、基材としての透明樹脂からなる基板３４Ａと、該基板３４Ａに形成された位置情報パターン３４ａ（図３参照）が略全面に形成されたものである。基板３４Ａは表示部３５の表示光（可視光）を透過する性質を有するものである。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
入力装置４の位置検出部４１は、照明部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（図３参照）に光を照射するようになっている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。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。
【００２８】
図３は位置情報パターン層３４の概略構成を示す図であり、図３（ａ）は断面構成を示す図であり、図３（ｂ）は平面構成を示す図である。図３（ａ）に示すように位置情報パターン層３４は接着層７０を介して表示部３５の上面に設けられている。接着層７０としては表示部３５と略同等の屈折率のものを用いるのが好ましい。
【００２９】
上記位置情報パターン３４ａは基板３４Ａの内部に形成されたコーナーキューブプリズムＰから構成されるものである。コーナーキューブプリズムは表示部３５の上面、すなわち表示面３５ａとの間に空気を蓄えた空間である空気層Ｋを有している。コーナーキューブプリズムＰは、図３（ｂ）に示すように、光を反射する３つの平面を互いに直角に組み合わせた三角錐の外面等から構成されるものである。プリズム面に入射した所定の光は平面で３回の反射を繰り返した結果、光が最初に入射した方向から１８０度折り返した方向に反射されるようになっている（再帰反射性）。すなわち、コーナーキューブプリズムＰは光を再帰反射させる特性を有したものとなっている。
【００３０】
コーナーキューブプリズムＰの大きさは、例えば一辺が３０μｍ程度とされている。コーナーキューブプリズムＰは例えばプレス加工やナノインプリント技術を用いることで基板３４Ａに直接成形されている。
【００３１】
コーナーキューブプリズムＰは基板３４Ａの内部に形成されているため、入力装置４が位置情報パターン層３４の表面に接触した場合であっても、直接接触することが防止されている。すなわち、入力装置４との接触によって位置情報パターン３４ａが磨耗するといった不具合の発生を防止している。
【００３２】
クレーム２
ところで、位置情報パターン層３４は入力装置４との接触により押圧されて変形する可能性がある。位置情報パターン層３４を構成する基板３４Ａは可撓性を有するため、例えば入力装置４による外圧によって表示部３５とともに撓んだ場合であっても、コーナーキューブプリズムＰと表示部３５との間に介在する空気層Ｋが確保されるようになっている。よって、コーナーキューブプリズムＰと空気層との界面で生じる再帰反射特性を安定して確保できるようになっている。
【００３３】
また、位置情報パターン層３４及び表示部３５間に設けられた接着層７０は緩衝層として機能させることができる。これにより外圧による位置情報パターン層３４及び表示部３５へのダメージを低減させることができる。
【００３４】
なお、位置情報パターン層３４が押圧されることで接着層７０がコーナーキューブプリズムＰ下の空間に入り込んでコーナーキューブプリズムＰ下に空気層が確保できない状態が生じるおそれがある。この場合、コーナーキューブプリズムＰ界面の屈折率が変化し、再帰反射特性が変化してしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態ではコーナーキューブプリズムＰ下の空気層Ｋを確保する空間の高さｄ１を十分確保するようにしている。すなわち、位置情報パターン層３４が変形した場合であっても空間内に空気層Ｋが確保できるようにコーナーキューブプリズムＰを形成可能な厚さの基板３４Ａを用いるようにした。例えば、基板３４Ａの厚みを０．５ｍｍにすれば入力装置４の押圧による表示部３５の破損を防止できるとともに上述のように空気層Ｋを確保することができる。
【００３６】
図４は表示装置３の表示面の構成を示す図であり、図４（ａ）は断面構成を示し、図４（ｂ）は平面構成を示すものである。表示装置３は、一般的な表示体モジュールと同様、表面での光反射を防ぐため、アンチグレア処理（凹凸処理）を施している。本実施形態では、図４（ａ）に示すように位置情報パターン層３４を構成する基板３４Ａの表面側（表示部３５と反対側）にアンチグレア処理による凹凸部３４Ｂを形成している。
【００３７】
ここで、アンチグレア処理が施された面は、入力装置４の照明部５０が照明する赤外光も拡散するため、コーナーキューブプリズムＰを介して入力装置４の撮像部５１に到達する光も拡散光となり、光量が減少してしまい位置情報パターン３４ａの検出精度が低下するといった問題が発生する。
【００３８】
そこで、本実施形態に係る基板３４Ａは、コーナーキューブプリズムＰと平面的に重ならない領域にのみ上記凹凸部３４Ｂを形成している。すなわち、コーナーキューブプリズムＰの形成領域Ａ１におけるヘイズ値を小さくするとともに、コーナーキューブプリズムＰの非形成領域Ａ２のヘイズ値を大きくすることで表示装置３の表示画面全体での光反射を抑えつつ、位置情報パターン層３４での再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００３９】
本実施形態においては、上述のように位置情報パターン３４ａとしてコーナーキューブプリズムＰを採用しているので、入力装置４（照明部５０）から照射された照明光が再帰反射によって該入力装置４の先端部に設けられた撮像部５１は輝度の高い画像が撮像することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。なお、図５においては位置情報パターン層３４を表示部３５に貼着する接着層７０の図示を省略している。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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上述の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。また、表示部３５の反射光は位置情報パターン層３４を透過して撮像部５１に入射する。このように撮像部５１の撮像素子が検出する撮像光量は表示部３５の表示状態によって変動し、位置情報パターン３４ａの成分を抽出する際にノイズとなるおそれがある。
【００５８】
これに対し、本実施形態に係る表示装置３においては、上述のように位置情報パターン層３４の位置情報パターン３４ａをコーナーキューブプリズムから構成しているので、反射光の輝度が再帰反射によって高いものとなる。よって、撮像部５１に入射する光に電気泳動粒子２５（白粒子）による赤外光の反射光が含まれる場合であっても、位置情報パターン層３４による反射光の方が高い輝度を有するため、撮像画像の輝度について判定することで位置情報パターン３４ａの成分を良好に抽出することが可能となっている。
【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波長域の光は表示部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による反射光が入力装置４の撮像部５１により撮像される。
【００６１】
このとき、反射光にはノイズとしての電気泳動粒子２５による反射成分が含まれるが、上述のように本実施形態では位置情報パターン３４ａによる反射光が再帰反射により高輝度であることから光量差を大きくすることで撮像部５１が撮像した画像からノイズを除去し、位置情報パターン３４ａの成分を良好に撮像できる。
【００６２】
また、本実施形態ではアンチグレア処理が施されているものの、コーナーキューブプリズムＰの形成領域Ａ１におけるヘイズ値を小さくするとともに、コーナーキューブプリズムＰの非形成領域Ａ２のヘイズ値を大きくすることで表示装置３の表示画面全体での光反射を抑えつつ、位置情報パターン層３４での再帰反射を良好に生じさせることができる。
【００６３】
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をデジタル処理することで位置情報パターン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へと出力することができる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、入力装置４が位置情報パターン層３４の表面に接触した場合であっても、基板３４Ａの内部に形成されたコーナーキューブプリズムＰと入力装置４とが直接接触することが防止される。よって、位置情報パターン３４ａが磨耗することで位置情報が取得できないといった不具合の発生を防止した信頼性の高いものとなる。
【００６８】
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がそれぞれ１つのコーナーキューブプリズムＰから構成される場合について説明したが、図６に示すように複数（本例では２つ）のコーナーキューブプリズムＰから位置情報パターン３４ａを構成するようにしても構わない。この構成によれば、位置情報パターン３４ａにより入力装置４側に反射される検出光の光量を増加させることができ、位置情報パターン３４ａに基づく位置情報を精度良く検出することができる。
【００６９】
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】
【００７０】
１…電子ペーパーシステム、３…表示装置、４…入力装置、Ｋ…空気層、Ｐ…コーナーキューブプリズム、３４ａ…位置情報パターン、３４…位置情報パターン層、３４Ｂ…凹凸部（反射防止加工）、３５…表示部、３５ａ…表示面、５０…照明部、５１…撮像部、７０…接着層、Ａ１…形成領域、Ａ２…非形成領域
【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と、を備え、
前記位置情報パターンは、前記表示面上に設けられた透明層の内部に形成され、前記入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムから構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記プリズムは、前記透明層を構成する透明樹脂基板を加工することで形成され、前記プリズムと前記表示面との間に空気層が介在す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】
前記透明層の表面には、平面視した状態で前記プリズムを除いた領域に反射防止加工が施されてい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】
前記複数の位置情報パターンを有し、該位置情報パターンの各々が複数の前記プリズムから構成されてい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】
前記透明層は、前記表示面に接着層を介して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５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、を備えることを特徴とする入力システム。
【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と、を備え、
前記位置情報パターンは、前記表示面上に設けられた透明層の内部に形成され、前記入力装置から照明される照明光を再帰反射可能なプリズムから構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記プリズムは、前記透明層を構成する透明樹脂基板を加工することで形成され、前記プリズムと前記表示面との間に空気層が介在す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】
前記透明層の表面には、平面視した状態で前記プリズムを除いた領域に反射防止加工が施されてい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】
前記複数の位置情報パターンを有し、該位置情報パターンの各々が複数の前記プリズムから構成されてい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】
前記透明層は、前記表示面に接着層を介して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５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、を備えることを特徴とする入力システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５６２９１（Ｐ２０１２−２５６２９１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０１６０（Ｐ２０１１−１３０１６０）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]