電子ペン及び電子ペンシステム
【課題】電子ペンを見るだけで電子ペンに設定された色や線の太さなど線種の属性を容易に認識することができる便利な電子ペン及び電子ペンシステムを提供する。
【解決手段】電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備える。
【解決手段】電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブレットに文字や図形を手書き入力したり、タブレットに表示される情報を選択して上位装置に入力するための電子ペン及び電子ペンシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙に対して利用されるような筆記具の操作を模した入力手段として、パーソナルコンピューターに接続されたタブレット上を電子ペンで入力するものや、携帯端末の表示画面上に設けた透明タッチパネル上をスタイラスで入力するものが利用されている。例えば、赤ＬＥＤ、緑ＬＥＤ、青ＬＥＤを使って発色する表示手段と側面スイッチを備え、電子ペンに設定された色で電子ペンの表示手段を発色させるペン型ポインティングデバイスが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、販売支援装置において、電子ペンで文字を書く時の線の太さを選択指定する入力手段を設けた電子ペンが開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５２０８２３号公報
【特許文献２】特開平６−１１０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の構成では、表示手段が電子ペンの端部に配置され、表示領域も小さいため、ユーザによる視認性が悪いという課題や、ＬＥＤ光源を点灯させて表示させるため使用時に電子ペンの消費電力が多くなり、かつ、電子ペンの電源をオフにした状態では電子ペンの色を表示することができないためユーザが色を認識できないという課題があった。
【０００６】
また、線の太さを選択可能な上記の従来の構成では、電子ペンに設定された線の太さを電子ペン使用前にユーザが認識できないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電子ペンの電源がオフにされた状態であっても、電子ペンを見るだけで電子ペンに設定された色や線の太さなど線種の属性を容易に認識することができる便利な電子ペン及び電子ペン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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備える構成としたものである。
【０００９】
さらに、電子的に文字や線を描画する電子ペンと、前記電子ペンによる描画位置を検出し描画される文字や線を表示手段に表示する端末装置とからなる電子ペンシステムであって、前記電子ペンは、当該電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段と、前記属性設定手段により設定した属性情報を当該電子ペン上に表示する表示手段と、前記端末装置との間で前記属性情報の通信を行う通信手段とを備え、前記端末装置は、前記電子ペンとの間で前記属性情報の通信を行う通信手段と、前記電子ペンによる描画を表示する表示手段と、前記電子ペンの描画位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された描画位置に合わせて、前記通信手段により前記電子ペンから受信した属性を有する文字や線を前記端末装置の表示手段に表示する制御手段とを備える構成としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子ペン及び電子ペンシステムによれば、ユーザが電子ペンを見てペンの色や線種などの属性を容易に認識でき、さらに、電子ペンを利用する情報端末装置に対して、電子ペンに設定したペン属性を簡単に反映させることができるので、複数の電子ペンと複数の情報端末装置を使用する状況でも、従来から紙に対して利用されるような筆記具の使用方法と同様な理解しやすい操作方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシステム概観図
【図２】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの基本ブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における電子ペンの基本構成図
【図４】本発明の実施の形態１における電子ペンの表示部の構成図
【図５】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図
【図６】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図
【図７】本発明の実施の形態２における電子ペンの基本構成図
【図８】本発明の実施の形態２における電子ペンの表示部の断面図
【図９】本発明の実施の形態２における電子ペンシステムの動作フロー図
【図１０】本発明の実施の形態３における電子ペンの基本構成図
【図１１】本発明の実施の形態３における電子ペンの表示部の断面図
【図１２】本発明の実施の形態４における電子ペンの基本構成図
【図１３】本発明の実施の形態５における電子ペンの基本構成図
【図１４】本発明の実施の形態５における電子ペン表示部の断面図
【図１５】本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の概要図
【図１６】本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の他の概要図
【図１７】本発明の実施の形態１〜５に用いられる電子ペンのペン先の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な内容について実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施の形態１について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるシステム概観図である。電子ペンシステムは、電子ペンＰと端末装置Ｔとから構成され、端末装置Ｔの端末の表示部１０上に、ペン属性を設定するためのメニューとして、カラーパレットＴｃｐが表示される。
【００１４】
なお、この実施の形態１では濃度を設定する場合についてのみ説明するが、ペン属性の色や線の太さや、実線や破線や二重線などの線種を設定するためのメニューも合わせて端末の表示部１０上に表示させるようにして同様に設定させるようにしてもよい。電子ペンＰで書いた線は設定されたペン属性で端末の表示部１０に表示される。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの基本ブロック図である。電子ペンＰは、色や線種などを表示する表示部１と、表示回路２と、ＣＰＵ３と、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ４と、電源部５と、端末装置Ｔと通信を行う通信部６と、電子ペンＰの電源をオン／オフしたりペン属性を設定するスイッチ７と、ペン先において光を検出する光検出部８を備えている。
【００１６】
図２において、表示回路２は、表示部１の備える複数の電極へ電圧を供給するための回路である。電極へ引加する電圧値や波形パターンを制御することにより、表示セルでの散乱と透過の割合を変化させて、１つの表示層から提供する反射光量を階調制御する。
【００１７】
ＣＰＵ３は、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ４のプログラムとデータによって、電子ペンＰの回路を制御する。
【００１８】
電源部５は、電子ペンＰの回路を動作させるためのエネルギーであり、電池や大容量のキャパシタで構成される。なお、電源部５はコイルで構成される図示していない受電回路と蓄電回路を備え、端末装置Ｔで発生させる電磁波の電磁誘導にて、非接触でエネルギー供給させることもできる。
【００１９】
通信部６は、無線通信回路であり、電子ペンＰと端末装置Ｔとの間で双方向にデータの送受信を行う。ここで、無線通信方式は、公知の無線ＬＡＮである８０２．１１ｂ／ｇやＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＲＦＩＤの近接通信手段などを利用できる。
【００２０】
電子ペンＰはスイッチ７を１つ以上備え、スイッチ７は電子ペンＰの入力手段であり、電子ペンの電源オン／オフの制御やペン属性の設定操作やペン先の押下を検知する。
【００２１】
光検出部８は、ペン先側から外部へ照射された光が、外部で反射してペン先から入力してくる光を検出する。
【００２２】
また、端末装置Ｔは、タブレットＰＣのようなパーソナルコンピューターに準じる装置であり、端末の表示部１０と、表示回路１１と、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１３と、電子ペンＰと通信を行う通信部１４と、電子ペンＰの位置を検出して入力する入力部１５と、電源部１６とを備えている。さらに、端末装置Ｔは、図示していないペン属性設定手段を備えている。また、入力部１５は、抵抗膜によるタッチパネルや、電子ペンの位置を検出する電磁誘導方式のタブレットなどの入力手段で実現する。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１における電子ペンの基本構成図である。図３（Ａ）は電子ペンの概観図であり、本実施の形態１に係る電子ペンＰは、表示部１と、クリップ部９と、保護部材９ａと、ペン先保持部１ｙと、ペン先１ｗとを備えている。
【００２４】
図３（Ｂ）は、クリップ部９を取り付ける前の状態の電子ペンＰの概観図であり、表示部１が１つの表示層を有し、この表示層が電子ペンの軸と同心円上に配置される。また、表示部１の両端面を対向させてできる隙間部Ｓが存在していることを示している。
【００２５】
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の破線Ｘ１−Ｘ２における電子ペンＰの断面図であり、電子ペン筐体１ａの外周面を表示部１が巻くように配置され、表示部１の対向する両端の間で、クリップ部９と電子ペン筐体１ａの間に隙間部Ｓがあることを示している。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態１における電子ペンの表示部の構成図である。図４（Ａ）は電子ペン筐体１ａに巻き付ける前の表示部１を示す図で、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の破線Ｘ３−Ｘ４における表示部１の断面図である。
【００２７】
図４（Ａ）に示すように、本実施の形態１では１つの表示層のみを有し、表示部１の電極は導電部材に接続され、導電部材は接続部１ｊまで引き出されて、コネクタにより電子ペン筐体の内部に取り付けた表示回路に接続している。
【００２８】
図４（Ｂ）に基づいて、本実施の形態１に係る表示部１の詳細について説明する。表示部１は、透明電極１ｅｔを備えた透明フィルム１ｆと、光吸収層１ｇと電極１ｅとを備えたベースフィルム１ｂと、スペーサー部材１ｒと、偏光フィルム１ｄｆで構成し、表示部の周囲を熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの封止材料１ｎで封止してセルとし、そのセルの中に着色材やカイラル材やコレステリック液晶などで構成する表示保持特性のある液晶材料１Ｌを注入し、最後に注入口を封止して表示セルを作成する。
【００２９】
表示セルは、透明電極１ｅｔと電極１ｅの間にかける電圧の大きさによって外光を散乱したり透過したりする液晶材料の性質を利用することで、外光が表示セルで散乱する時には色を表示し、外光が表示セル内を透過して光吸収層１ｇで吸収される時には黒表示となる。
【００３０】
なお、ベースフィルム１ｂに電極１ｅと光吸収層１ｇとスペーサー部材１ｒとを設けてベースとするベースフィルム部と、透明フィルム１ｆに透明電極１ｅｔと偏光フィルム１ｄｆとを設けた表層フィルム部とを貼り合わせる際は、製造プロセスで用いるローラーに密着させた状態で相互のフィルムを接着させることで、表示部１に曲率を持たせるようにする。
【００３１】
また、光吸収層１ｇは、電極１ｅの表面に有色フィルムを貼り合わせたり、電極１ｅの表面に有色の塗料を塗布して構成することができる。また、電極１ｅとして有色（黒色がよい）の導電材料を用いることが好ましい。
【００３２】
接続部１ｊは、透明フィルム１ｆをベースフィルム１ｂより短く加工し、ベースフィルム１ｂの端部に露出させた電極１ｅをパターンニング加工して２個の接続端子を備える。１個の接続端子は線状の電極であり、表示部１とほぼ同じ大きさのベースフィルム１ｂの電極１ｅとつながっている。また、もう一方の接続端子は、ベースフィルム１ｂの電極１ｅの一部をパターニング加工して分割した線状の電極で、この部位の封止材料１ｎをマスクして塗布しないようにし、透明フィルム１ｆの透明電極１ｅｔと接続している。
【００３３】
ここで、線状の電極１ｅと透明電極１ｅｔの間には、電気的接続性を高めるために熱溶融する導電部材１ｐを塗布することができる。さらに、接続端子は金などの金属材料をメッキ処理して、コネクタ接続時の接触抵抗を低下させて接続信頼性を高めることが好ましい。
【００３４】
図５、図６に基づいて、本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図について説明する。なお、実施の形態１においては、表示部１の表示層を１つとしているので、電子ペンＰによって描画される色は１色である。図５では色の濃度を端末装置上に表示されるメニューから選択して設定するものとして、図６では色の濃度を、ペン先１ｗに接続されるスイッチ７の押下により選択して設定するものとして説明する。以下、スイッチ７が０．５秒以下の時間、押下されてスイッチオンになる状態をノックと呼び、２秒以上の時間スイッチオンになる長い押下をホールドと呼ぶものとする。
【００３５】
図５において、端末装置Ｔは、端末の表示部１０に操作メニューを表示する（ステップＳ１１）。例えば、図１のように、ペン属性の１つであるペンの色濃度を設定するためのカラーパレットＴｃｐを表示する。
【００３６】
続いて、電子ペンＰの位置を検出するために入力回路である入力部１５を駆動してペン検出走査を行う（ステップＳ１２）。例えば、端末の表示部１０の周囲を囲むように配置したコイルに交流電流を供給し、電磁波Ｄ１を出力する。
【００３７】
一方、電子ペンは電源をオンにした後（ステップＳ２１）、電子ペンの電源部５に内蔵するコイルとコンデンサにより構成される回路で、端末装置Ｔの入力部１５からの電磁波を受信する（ステップＳ２２）。
【００３８】
なお、この時コイルで受けた電力により、電源部５が備える電池を充電して電子ペンのエネルギーにすることができる。さらに、電磁波Ｄ１を受信した信号により、別のコイルとコイルに接続するコンデンサの接続をスイッチで制御して、コイルから電磁波Ｄ２を端末装置Ｔに向けて出力する。
【００３９】
端末装置Ｔの入力部１５は、行と列方向に複数配置しループコイル状にした位置検出用配線（図示せず）を備え、各ループコイル配線を受信回路に接続してスキャンし、電磁波Ｄ２によって発生する信号レベルによりペン位置を検出する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３において、ペン位置を検出できない時はステップＳ１２のペン検出走査に戻ってペン位置の検出を繰り返す。
【００４０】
ペン位置とメニュー表示位置の関係から座標認識し（ステップＳ１４）、電子ペンＰと端末の表示部１０の対応する位置に、電子ペンＰの位置を示すカーソルが表示回路１１を制御して表示される（ステップＳ１５）。利用者が電子ペンＰで端末装置Ｔの表示部１０上を触れると、ペン先よりつながるスイッチが入り、ペン先が押下されたことを認識する（ステップＳ２３）。ペン先が押下されると電子ペンは内蔵するＲＯＭ／ＲＡＭ４に記録している電子ペンの固有認識番号（以下、ペンＩＤと略す）とペン押下のステータスの情報Ｄ３を通信回路である通信部６より端末装置Ｔに送信する（ステップＳ２４）。
【００４１】
端末装置Ｔは、通信部１４で電子ペンの押下とペンＩＤのデータを受信すると（ステップＳ１６）、ペン属性の濃度を変更するメニュー表示上でペン押下されていれば、その位置に対応するメニュー表示を書き換える（ステップＳ１７）。例えば、本実施の形態１のようにペンの色濃度を変更する場合、明度が異なる濃度領域を備えたカラーパレットＴｃｐにおいて、カラーパレットＴｃｐ内の矩形の濃度領域内を電子ペンをノック操作して押下した時、その矩形の外枠の太さを太くし、かつ、ペンの色濃度を示す領域を、選択した領域と同じ色濃度に変更する。
【００４２】
一方、ステップＳ１６において、ペンの押下とペンＩＤを検出できない時はステップＳ１２のペン検出走査に戻ってペン位置の検出を繰り返す。
【００４３】
端末装置Ｔは、利用者が設定したペンＩＤに対応したペンについての属性設定を変更し（ステップＳ１８）、続いて、ペンの属性データとペンＩＤを含んだデータＤ４を通信部１４より電子ペンＰへ送信し（ステップＳ１９）、電子ペンＰからの応答を待ち（ステップＳ２０）、応答を受信するとステップＳ１２に戻る。
【００４４】
電子ペンＰがペンの属性データとペンＩＤを通信部６で受信すると、通信部６よりペンＩＤと応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信し（ステップＳ２５）、電子ペンの固有のＩＤと受信したペンＩＤが一致する場合は、ＲＯＭ／ＲＡＭ４へペン属性データを保存する（ステップＳ２６）。さらに、表示回路２を制御して表示部１を対応するペン属性の濃度内容に書き換え表示する（ステップＳ２７）。
【００４５】
次に、図６を用いて、電子ペンで選択した色濃度を端末装置Ｔへ反映する方法を説明する。図６において、図５と同じ処理要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４６】
端末装置Ｔは、電子ペンＰの検知（ステップＳ３１）と、電子ペンＰの位置を検出するために入力回路である入力部１５を駆動してペン検出走査（ステップＳ１２）と、ペン位置の検出（ステップ１３）と、座標認識（ステップＳ１４）と、表示書き換え（ステップＳ１５）と、ペン押下とＩＤ検出（ステップＳ１６）を繰り返している。
【００４７】
ここで、電子ペンＰが利用者によるスイッチ７の操作にて、モード選択としてペンの濃度を変更するモードに選択される（ステップＳ４１）。例えば、スイッチ７を１秒以内に連続２回オン・オフさせる（以下、ダブルノックと略記）ことで使用状態からモード選択状態となる（ステップＳ４１）。
【００４８】
本例では、選択モードが濃度選択モードの状態になると（ステップＳ４２）、その後の１回のオン・オフ動作（以下、ノックと略記）で、ノックを繰り返して行うことで、階調数を８段階準備している場合、濃度０レベルから７レベルまで１レベルずつ順番に変更させ（ステップＳ４３）、その変更値に応じて表示回路２を制御して、表示部１を書き換える（ステップＳ４４）。
【００４９】
続いて、スイッチ７のダブルノック操作をＣＰＵ３が検知すると、選択された濃度レベルをペン属性値としてＲＯＭ／ＲＡＭ４に保存し、ペン属性の変更をしたことを意味するＲＯＭ／ＲＡＭ４内のステータスフラグを設定し、ペン属性の設定モードが終了したかどうかを確認する（ステップＳ４５）。電子ペンＰで端末装置Ｔの表示部１０上をタッチすると、電子ペンＰはペン先に接続されたスイッチでペン押下を検知し、ペン属性が変更されているので、通信部６よりペンＩＤとステータスフラグとペン属性（濃度）データＤ６を送信する（ステップＳ４６）。
【００５０】
端末装置Ｔは、通信部１４で電子ペンＰのペン先押下とペンＩＤとペン属性のデータを受信すると（ステップＳ１６）、ペンのステータスフラグを確認し、ペン属性の変更を認識すると（ステップＳ３２）、ペンＩＤに対応するペン属性を受信したデータ値に変更し、ペンの属性を提示している表示部１０の属性表示を書き換える（ステップＳ３３）。例えば、ペンの色濃度を濃度０から濃度４に変更した場合、属性表示を提示する矩形の領域内を濃度０から選択した濃度４に変更し、電子ペンＰの表示部１の濃度と同一にする。
【００５１】
端末装置Ｔはペン属性の変更が完了したので、属性変更の完了を知らせる応答信号Ｄ７を通信部１４から送信する（ステップＳ３４）。続いて、電子ペンＰからの応答信号Ｄ５を待ち（ステップＳ２０）、受信できるとステップＳ１２に戻る。
【００５２】
電子ペンＰは、端末装置Ｔからの応答信号Ｄ７を受信すると通信部６より応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信し（ステップＳ２５）、ペン属性が完了する。
【００５３】
利用者が、端末装置Ｔの動作をペン入力モードにした場合は、電子ペンＰの動きと入力位置に応じて、端末装置Ｔは表示部１０に濃度４の線を描画する。例えば、ペンＩＤがＶ１のペン１が、濃度４の灰色に設定され、ペンＩＤがＶ２のペン２が、濃度７の黒色に設定されている場合、ペン１で表示部１０に描画する線は灰色で書き込み、ペン２で表示部１０に描画する線を黒色で書き込む。
【００５４】
なお、描画する線の太さや線の種類は、検知した電子ペンのＩＤに対応して端末装置Ｔに設定されているペン属性が使用される。
【００５５】
また、上記で電子ペンＰの表示部１にペン濃度を表示する事例を説明したが、電源オフ時に表示部１の濃度レベルを濃度０の白色に変更し、電源オンで濃度レベルを濃度７の黒色、もしくは、前回までに設定している濃度レベル、例えば濃度４の灰色に変更することで、電子ペンＰの電源がオンにされていることを提示することができる。
【００５６】
なお、上記実施例では、表示部１の表示層として液晶材料を使用したが、電気泳動する着色した電子インクと液体の分散媒体を透明なマイクロカプセルに封入したＥＩＮＫ製の電子ペーパーデバイスなどのような電気泳動方式の表示材料を用いても同様の効果が得られる。この場合、電極を備えたフィルムの間に、多数の前記マイクロカプセルを敷き詰めて表示層が構成され、１組の電極により１つの表示層が形成されて１つの表示セルとなる。
【００５７】
以上のように本実施の形態１によれば、電子ペンの外周面に設けられた表示部で、ペンの電源オンとオフを示す白／黒の表示切り替えや、ペン属性として設定した色濃度を表示させて利用者へ提示できる。
【００５８】
さらに、電子ペンシステムと電子ペンの入力におけるペン属性設定が簡単にできるので、特に、個人の使用している電子ペンで、複数の端末装置にペン入力する場合は、電子ペンで設定しているペン属性を端末装置へ反映できるので高い利便性を与えることができる。
【実施例２】
【００５９】
本発明の実施の形態２について図７、図８を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２における電子ペンの基本構成図であり、図８は、本発明の実施の形態２における電子ペンの表示部の断面図である。実施の形態２の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６０】
図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、本実施の形態２に係る電子ペンの表示部１を示している。また、図８（Ａ）は、本実施の形態２に係る表示部１の破線Ｘ５−Ｘ６（図７（Ｂ）参照）における断面図を示し、図８（Ｂ）はＹ１（図７（Ｂ）参照）における矢視図を示している。
【００６１】
図７（Ａ）において、表示部１は、８種類の異なる表示層１ｃ１〜１ｃ８を有し、電子ペンＰの軸と同心円上に表示層を配置している。また、スイッチ７の操作部を電子ペンＰの上端部に備えている。なお、本図においてはクリップ部９を省略している。
【００６２】
図７（Ｂ）において、表示部１は、複数の表示セルを有する表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成される。配線領域１Ｍｅは隙間部Ｓの位置に配置する。
【００６３】
図８（Ａ）において、表示部１は、透明電極１ｅｔとカラーフィルタ１ｃｆと偏光フィルム１ｄｆを備えた透明フィルム１ｆと、光吸収層１ｇと電極１ｅを備えたベースフィルム１ｂと、スペーサー部材１ｒとで構成し、フィルムの周囲を封止してセルを形成し、そのセルの中に液晶材料１ｄを注入し、注入口を封止して表示セルとする。
【００６４】
表示部１の表示面は偏光フィルム１ｄｆを貼り合わせた透明フィルム１ｆであり、透明フィルム１ｆに表示色となるカラーフィルタ１ｃｆと透明電極１ｅｔを積層している。ここで、電極１ｅは表示領域とほぼ同じ大きさの１つの共通電極であり、各透明電極１ｅｔは、カラーフィルタ毎に配置されており、１ｃ１〜１ｃ８の各表示層を制御するための駆動電極となる。
【００６５】
表示部１の背面は基材となるベースフィルム１ｂであり、ベースフィルム１ｂは電極１ｅを備え、透明電極１ｅｔと電極１ｅの間に電圧を供給して、表示セル内の液晶に電界を印加するためのものである。なお、電極１ｅの表面は光吸収する黒色の導電材料が好ましい。
【００６６】
カラーフィルタ１ｃｆと透明電極１ｅｔを積層している透明フィルム１ｆは、電極１ｅを備えるベースフィルム１ｂに対して、スペーサー部材１ｒで等間隔を保つように対向配置し、その表示セル空間内に液晶材料１ｄを充填し、表示部周囲を封止材料１ｎで封止する。
【００６７】
表示セルは、外光を散乱したり透過したりする性質を利用して、外光が表示セルで散乱する時にはカラーフィルタ１ｃｆの色を表示し、外光が表示セル内を透過して光吸収層１ｇで吸収される時には黒表示となる。
【００６８】
このような表示セルを複数個備えた表示部１が図７（Ａ）であり、例えば、表示層１ｃ１を赤色、表示層１ｃ２を橙色、表示層１ｃ３を黄色、表示層１ｃ４を黄緑色、表示層１ｃ５を緑色、表示層１ｃ６を青色、表示層１ｃ７を紫色、表示層１ｃ８を白色というように、カラーフィルタによる８種類の色と、白／黒色の合計９種類の基本色を表示する構成にしている。また、駆動電極へ印加する電圧値や電圧のパターンを変えることで、各色の反射光量を調整し、色濃度を制御することもできる。
【００６９】
例えば、表示セルが透過状態で反射光を最小にした状態から、駆動電極へ電圧５Ｖで印加時間１００μ秒のパルスを印加する。液晶材料１ｄは、加えた電界に反応して動くので、印加するパルス数を増加させることに比例して、より多くの分子レベルの液晶を反射状態に動かすことができる。
【００７０】
また、印加時間１０ｍ秒で駆動電極へ印加する電圧を１Ｖから２４Ｖまで、段階的に制御することで、反射光量を調整することができる。
【００７１】
ここで、電極１ｅは、配線領域１Ｍｅにおいて導電部材１ｐにより表示面側の配線パターンに接続している。複数の駆動電極と電極１ｅは、配線領域１Ｍｅの配線パターンで、接続部１ｊまで引き出されている。なお、配線パターンは、透明フィルム１ｆの備える透明電極１ｅｔから配線部分を残して、その他の不要な部位を除去して作成できる。
【００７２】
図８（Ｂ）は、表示部１の配線領域１Ｍｅを図７（Ｂ）に示すＹ１から見た矢視図である。ここで、配線領域１Ｍｅでは、絶縁部材１ｎａを挟みこんで透明フィルム１ｆとベースフィルム１ｂを接着し、絶縁部材１ｎａにより駆動電極と共通電極を絶縁している。また、接続部１ｊは、表示面側のフィルムよりベースフィルムを短くして、配線パターンを露出させ、その端面の配線パターンを金属メッキ処理してメッキ部１ｑを構成している。
配線領域の接続部１ｊのメッキ部１ｑは、図示していないコネクタで電子ペン筐体１ａの内部に取り付けた表示回路２に接続する。
【００７３】
表示回路２は、表示部１の備える複数の透明電極１ｅｔと電極１ｅとの間に電圧を供給するための回路であり、表示回路は表示層の色の数だけ、独立した出力を備える。
スイッチ７は、ＣＰＵ３に接続され電子ペン上端部に設けられるスイッチ７の操作部のオン／オフを検知する。スイッチ７の操作に応じて、ＣＰＵ３が表示部１に表示する表示層の選択情報を生成し、ＣＰＵ３にて表示回路２を制御させる。
【００７４】
次に、図９に基づいて、本発明の実施の形態２における電子ペンシステムの動作フロー図について説明する。なお、実施の形態２においては、表示部１の表示層を複数色としているので、電子ペンＰによって描画される色は複数色であり、本形態ではスイッチ７を操作することにより色及び線種を選択して設定するものとして説明する。図９において、図６と同じ処理については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７５】
実施の形態２の電子ペンＰは、ペンの上端部に設けたスイッチ７の操作で、電源がオン／オフされる。また、スイッチ７の入力パターンやその回数により、電子ペンにおいて、濃度を含む色や太さや線の種類などのペン属性を設定変更させることができる。
電子ペンＰは、スイッチ７のホールドを検知することで、電源をオフからオンに、オンからオフに切り替える。また、連続するノックをダブルノックとして検知し、電源オン状態でのスチッチ７のダブルノックでモード選択の状態に入る。
【００７６】
電子ペンＰは、ペン属性として、色・濃度選択と太さ・線種選択を備える。電子ペンＰのスイッチ７のダブルノック操作により電子ペンの動作を変更するためのモード選択の状態にして（ステップＳ４１）、電子ペンＰのペン属性（色と濃度や太さと線種など）の変更内容を選択する。ダブルノックで色選択モードにできるが、ダブルノックを連続して行うことで、後述する実施例で説明する太さや線種選択モードにすることもできる。
【００７７】
例えば、色を設定する場合は、モード選択にて色・濃度選択モードにして、利用者が任意の色を電子ペンＰの表示部１を確認しながらスイッチ７をノックすることで設定変更する。
【００７８】
まず、色・濃度選択モードが選択された場合（ステップＳ４２）、まず、スイッチ７をノック操作してペン色を選択する（ステップＳ４３）。また、選択した色に対応したペン色になるように表示回路２を制御して表示部１を書き換える（ステップＳ４４）。１回ノックする度に、表示部１の対応する表示層を制御して、赤色→橙色→黄色→黄緑→緑色→青色→紫→白色と、反射光の表示層を変化させる。
【００７９】
なお、この時、選択していない色の表示層は透過モードで反射光のない状態にし、選択色の表示層は設定の濃度レベルに表示する。白色／黒色の表示層１ｃ８はモノクロ時のペン濃度と電源のオフ時に白色を表示させる。色選択を終えると、ダブルノックすることで濃度選択できる。濃度選択は上記説明と同じなので省略する。
【００８０】
続いて、ダブルノック操作にて、太さ・線種選択モードになる（ステップＳ５０）。まず、太さ選択モードにて、太さを選択する（ステップＳ５１）。１回ノックする度に、太さレベルが１→２→３→４→５と段階的に変更する。この時、変更内容に応じて、白色／黒色の表示層１ｃ８の表示を変更させて利用者へ提示することができる。例えば、最細の時は濃度レベル１に、最太の時は濃度レベル７で表示を書き換える（ステップＳ５２）。
【００８１】
ここで、ダブルノック操作をすると線種選択モードになり、ノック操作にて線種を選択する（ステップＳ５１）。例えば、１回ノックする度に、実線→破線→１点破線→２重線というように、変更する。
【００８２】
この時、表示層の表面の一部へ線種の図柄を印刷しておき（図示なし）、線種に対応した表示層１ｃ１〜１ｃ７を一時的に変更して提示することができる（ステップＳ５２）。次に、ダブルノック操作を２回連続させて、ペン属性の設定を終了されると、設定変更したペン属性をＲＯＭ／ＲＡＭ４に保存し（ステップＳ４５）、ペン属性を電子ペンで変更したことを示すステータスフラグとペンのＩＤを含めたデータＤ６を通信部６で端末装置Ｔへ送信する（ステップＳ４６）。なお、線種の設定の後で、ダブルノック操作を１回だけすると、再度、色・濃度選択モードのステップＳ４２へ戻る。
【００８３】
端末装置Ｔは、ステップＳ１６においてデータＤ６を受信し、ペンステータスの変更を確認すると（ステップＳ３２）、ペンＩＤに対応するペン属性を設定し表示を書き換え（ステップＳ３３）、ペン属性の変更を完了したことを示す応答信号Ｄ７を電子ペンへ送信し（ステップＳ３４）、電子ペンからの応答信号Ｄ５を待ち（ステップＳ２０）、受信できるとステップＳ１２に戻る。
【００８４】
電子ペンは、端末装置Ｔの応答信号Ｄ７を受信すると通信部６より応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信する（ステップＳ２５）。
【００８５】
これにより、例えば、電子ペンの表示部１に赤色を表示して、ペン属性の色を赤色に変更した場合、表示部１０に触れて端末装置Ｔのペン属性を変更する。その後は、電子ペンＰで端末装置Ｔに赤色の線で入力させることができる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態２によれば、電子ペンの外周面に設けられた表示部で、ペン属性として設定した複数の色を提示し、色や濃度と太さや線種を電子ペンで変更させることができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態２では、表示部を８種類の表示層で構成しているが、任意の複数種類の表示層で構成することもできる。
【実施例３】
【００８８】
本発明の実施の形態３について図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態３における電子ペンの基本構成図であり、図１１は、本発明の実施の形態３における電子ペンの表示部の断面図である。実施の形態３の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１０において、実施の形態１、２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８９】
図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）は、本実施の形態３に係る表示部１を示している。また、図１１（Ａ）は、表示部１の破線Ｘ７−Ｘ８（図１０（Ｂ）参照）における断面図を示し、図１１（Ｂ）は、Ｙ２（図１０（Ｂ）参照）における矢視図を示している。
【００９０】
図１０（Ｂ）において、表示部１は、複数の表示セルを有する表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成される。配線領域１Ｍｅは隙間部Ｓの位置に配置する。
【００９１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、表示部１は複数からなる表示層１ｃ１〜１ｃｎを有し、表示層のカラーフィルタが、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）を備える。さらに、表示層１ｃ１〜１ｃｎは電子ペンの外周長さに対して各色の表示幅を細くし、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色の表示層を順に繰り返し電子ペンの軸に対して同心円上に多数配置される。
【００９２】
図１１（Ａ）の表示部１の断面図において、透明電極１ｅｔは、表示領域１Ｍｄで各カラーフィルタの位置に対応して表示層の数だけ分割され、配線領域１Ｍｅにて、同色のカラーフィルタに対応した透明電極１ｅｔ同士を導電材料１ｐでベースフィルム１ｂに設けた配線パターン１ｐｔと接続している。
【００９３】
なお、表示部１において、透明電極１ｅｔは、各表示層のカラーフィルタ１ｃｆ毎に配置しており、駆動電極となる。配線領域１Ｍｅは、スルーホール加工した絶縁フィルムと透明フィルム１ｆとベースフィルム１ｂで構成し、スルーホールに導電部材１ｐを充填して、フィルムを接着する。さらに、圧熱処理を配線領域に施すことで、各駆動電極の配線パターンは導電部材１ｐにより背面の基材となるベースフィルム１ｂ上の配線パターンと接続される。
【００９４】
なお、表示部１は、隣り合う表示層との間に、樹脂材料や封止材料で構成される隔壁を備えることが、より好適である。
【００９５】
図１１（Ｂ）の表示部１の配線領域１Ｍｅの矢視図において、配線領域１Ｍｅと表示回路２を接続するための接続部１ｊは、表示面側のフィルムよりベースフィルム１ｂを長くして、配線パターンを露出させ、その端面の配線パターンを金属メッキ処理してメッキ部１ｑを構成している。接続部１ｊのメッキ部は、図示していないコネクタで表示回路２に接続する。
【００９６】
表示回路２は、表示部１の備える複数の透明電極１ｅｔへ電圧を供給するための回路であり、表示回路は表示層のカラーフィルタの色の種類数毎に独立した出力を備える。
【００９７】
以上のように本実施の形態３によれば、電子ペンの表示部に、基本色の階調を制御して表示させることで、人間の目から見て沢山の色を利用者へ提示できる。例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂの３種類のカラーフィルタで構成し、各色を８階調で駆動制御した場合、５１２色を表示できる。
【００９８】
また、表示層の幅を細く同心円上に配置しているので、見る角度によって色が変化するという不具合を改善できる。
【００９９】
なお、上記実施の形態３では、表示層の表示セルとして細長い矩形の形状を用いたが、湾曲した波線状や幅が一定でない形状を用いても同様の効果が得られる。
【０１００】
また、実施の形態３の電子ペンの色選択、線種選択に関する動作は、実施の形態２の図９の動作フロー図と同じである。
【実施例４】
【０１０１】
本発明の実施の形態４について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態４における電子ペンの基本構成図である。実施の形態４の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１２において、実施の形態１〜３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１０２】
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、本実施の形態４に係る電子ペンの表示部１を示している。また、図１２（Ｃ）は、クリップ部材の概要図である。
【０１０３】
図１２（Ｂ）に示すように、表示部１は、複数の表示セルによる表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成され、配線領域１Ｍｅは電子ペンＰの上端部側に配置されている。
【０１０４】
図１２（Ｂ）において、表示部１は複数からなる表示層１ｃ１〜１ｃｎを有し、表示層のカラーフィルタが、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）を備え、表示層１ｃ１〜１ｃｎは、電子ペンの外周長さに対して各色の表示幅を細くし、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色の表示層を順に繰り返し電子ペンの軸方向に多数配置される。
【０１０５】
本実施の形態４の表示部１を図中の垂直方向で分割した場合の断面の構造は、図１１（Ａ）と同じであり、透明電極１ｅｔは、表示領域１Ｍｄで各カラーフィルタの位置に対応した数だけあり、配線領域１Ｍｅにて、同色のカラーフィルタに対応した透明電極１ｅｔ同士を導電材料１ｐで接続している。
【０１０６】
図１２（Ｃ）は、電子ペンＰのクリップ部材の概要図であり、クリップ部９が保護部材９ａと一体化して構成され、電子ペンに取り付けた表示部１の上端側に位置する配線領域１Ｍｅをペン筐体１ａとクリップ部材の保護部材９ａで固定して保護する。
【０１０７】
以上のように本実施の形態４によれば、表示部の電子ペンの長手方向に生じる隙間部Ｓに設けていた駆動配線のための領域が不要となるため、隙間部Ｓの幅を両端の接合部のみとし最小にすることができる。
【０１０８】
また、実施の形態４の電子ペンの色選択、線種選択に関する動作は、実施の形態２の図９の動作フロー図と同じである。
【実施例５】
【０１０９】
本発明の実施の形態５について図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態５における電子ペンの基本構成図であり、図１４は、本発明の実施の形態５における電子ペン表示部の断面図である。実施の形態５の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１３、図１４において、実施の形態１〜４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１１０】
図１３（Ａ）は、本実施の形態５に係る電子ペンの表示部１を示している。図１３（Ｂ）は、本実施の形態に係る電子ペンの概要図である。
【０１１１】
図１３（Ａ）では、電子ペンＰの表示部１に、例えば、ペン太さ表示１Ｚａで電子ペンに設定された色（例えば、赤色）と字の太さを表示し、線種表示１Ｚｂで設定された線種（例えば、破線）を表示している。本実施の形態５の電子ペンは、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色で構成される表示セルをマトリックス配置した表示部１上に、任意の色と模様を表示できる。
【０１１２】
図１３（Ｂ）に示すように、表示部１は、複数の表示セルによる表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続するＬ字形状の配線領域１Ｍｅから構成される。表示部１はＫｘ行×Ｋｙ列で構成する表示層を有し、表示層が、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）のカラーフィルタを備え、表示セルの幅と長さを電子ペンの外周長さに対して細くし（例えば、セルの幅と長さは０．３ｍｍ以下）、各基本色を順に繰り返してマトリックス状に配置する。
【０１１３】
本実施の形態５の場合、図１４の表示部１の断面図に示すように、駆動のための面状の共通電極は必要なく、表層フィルム部とベースフィルム部との両方に線形状の電極を備え、パッシブマトリックス駆動と同様に、互いの電極を直行交差するように配置し、各表示セルのカラーフィルタの位置に対応して透明フィルム側の行駆動電極をＫｘ個行、ベースフィルム側の列駆動電極をＫｙ個列備える。ここで、選択的に行駆動電極と列駆動電極の間に電圧を印加することで、その交差位置の表示層での反射光量を制御する。
【０１１４】
行と列駆動用の駆動ドライバ回路１ｋを配線領域１Ｍｅに備え、駆動ドライバ回路１ｋの出力端子を表示部１の駆動電極と接続している。また、駆動ドライバ回路１ｋの入力信号は図示していない配線で表示回路２と配線領域１Ｍｅの接続部１ｊを経由して接続している。なお、配線領域１Ｍｅ上に設けた駆動ドライバ回路１ｋは、隙間部Ｓに配置する。
【０１１５】
ここで、駆動ドライバ回路１ｋには、異なる２種類の駆動用電源電圧を供給している。
駆動ドライバ回路１ｋは、表示回路２から供給した同期のためのクロック信号と書き込みのための駆動データを受信し、駆動電極の数の駆動データを受信した後、駆動データと駆動タイミング信号に基づいて駆動電極に３種類の電圧を出力する。
【０１１６】
例えば、＋５ｖ、０ｖ、−５ｖの３種類の電圧を出力する。したがって、書き込みを行う場合、その表示層の行電極に＋５ｖを、列電極に−５ｖを印加することで、その表示層に列電極を基準とした場合、＋１０ｖを印加できる。また、書き込みを行わない電極は０ｖ状態にしておく。
【０１１７】
よって、同一行や同一列の書き込まない表示層には、＋５Ｖもしくは、−５ｖが印加される。つまり、表示セルを構成する液晶や電気泳動材料の応答動作する電圧より駆動用電源電圧を小さくすることで、表示動作を制御できる。
【０１１８】
さらに、行電極に−５ｖを、列電極に＋５ｖを印加することで、逆電位を印加して、もとの状態に表示層を戻すことができる。
【０１１９】
なお、上記実施の形態５では、駆動ドライバ回路１ｋを隙間部に一列で配置したが、駆動ドライバ回路１ｋを薄型で曲がるものを用いて、電子ペンの軸に対して直交する向きで配置しても同様の効果が得られる。
【０１２０】
次に、実施の形態５の電子ペンＰに装着するクリップ部の構成について、図１５、図１６を用いて説明する。
【０１２１】
図１５は、本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の概要図である。図１５（Ａ）は、表示部１とクリップ部９の破線Ｘ１１−Ｘ１２（図１５（Ｃ）参照）の断面図、図１５（Ｂ）は電子ペンＰのペン筐体の断面図、図１５（Ｃ）は、クリップ部９の概観の拡大図である。
【０１２２】
図１５（Ｂ）において、ペン筐体１ａは、電子ペンの長手方向に沿って、平坦部Ｓｆを設けている。さらに、図１５（Ａ）のように、表示部１の隙間部Ｓの配線領域１Ｍｅを構成する部位を、平坦部Ｓｆに重ねるように配置させる。電子ペンＰのペン先と反対にある上端側に配置される表示部１の配線領域１Ｍｅを、クリップ部９で覆うようにする。また、保護部材９ａでクリップ部９と表示部１をペン筐体１ａと固定する。また、電子ペンＰを利用者の洋服のポケットなどにクリップさせるためのクリップ部９の長さを表示部１の長さより長くしている。
【０１２３】
ここで、クリップ部の他の構成について、図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）は、表示部１とクリップ部９の破線Ｘ１３−Ｘ１４（図１６（Ｂ）参照）の断面図、図１６（Ｂ）は、クリップ部９の概要の拡大図である。図１６において、軸方向の保護部材９ｂを追加している。ここで、保護部材９ｂは、透明な円筒形状をしている。
【０１２４】
図１６（Ａ）において、表示部１をペン筐体１ａの平坦部Ｓｆに合わせて取り付け、表示部１の配線領域１Ｍｅの接続部１ｊをペン筐体内部にある表示回路２に接続後、保護部材９ａをペン筐体１ａの上端に取り付ける。保護部材９ｂは、表示部１の外側から電子ペンに挿入して配置し、クリップ部９と保護部材９ａで固定する。
【０１２５】
以上のように、クリップ部を設けることにより、デザイン的に問題となる表示部１にできる隙間部Ｓを利用者から隠して見え難くするとともに、表示機能の性能を左右する配線領域について、外部から受ける衝撃力などのダメージから保護することができる。
【０１２６】
なお、上記実施の形態５では、クリップ部と保護部材９ａを分割して構成したが、二つを一体化した構造や、さらに、組み立てやすく分割した３個以上の部品の構成にしても同様の効果が得られる。
【０１２７】
さらに、上記実施の形態５では、保護部材９ａと保護部材９ｂを分離した構成にしているが、保護部材９ａと保護部材９ｂを一体化した構成や、さらに、クリップ部９まで一体化することもできる。また、保護部材９ｂを円筒形状にしているが、半円筒形状のように、その断面が軸に対して円弧状に開放部を有するものでも同様の効果が得られる。さらに、全てが透明でなく、一部を着色、もしくは、シール貼付することで、隙間部の保護や視覚的遮蔽の効果が得られる。
【０１２８】
もちろん、本実施の形態５に示したクリップ部の構成は、実施の形態１〜４にも使用可能である。実施の形態２の電子ペンＰに使用する場合は、保護部材９ａの端部中心にスイッチ７のための円筒形の穴を設ければよい。
【０１２９】
図１７は、本発明の実施の形態１〜５における電子ペンのペン先の断面図である。図２に示すように、本電子ペンＰは光検出部８を備える。
【０１３０】
図１７は、ペン先保持部１ｙの内部構造を示した断面図であり、本電子ペンＰは、受光センサー９１と、単数もしくは複数の光源９２と、受光用導光部材９３と、光反射膜９４と、光源用導光部材９５を備える。
【０１３１】
光検出部８は、Ｒ・Ｇ・Ｂなどの異なる波長帯域で個別に光レベルを検知する受光センサー９１と、白色ＬＥＤもしくはＲ・Ｇ・Ｂの異なる光波長のＬＥＤを組み合わせて構成する光源９２を有する。なお、受光センサー９１と光源９２は、同一の基板上に設けることができる。
【０１３２】
ここで、受光センサー９１は、受光できる感度波長帯域の広い３個の受光素子に、Ｒ・Ｇ・Ｂの波長に対応した透過波長を制限するためのカラーフィルタを設けて構成することもができる。
【０１３３】
ペン先保持部１ｙは、受光用導光部材９３と光源用導光部材９５と光反射膜９４を備える。受光用導光部材９３は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニ−ル樹脂、あるいはガラスのような透光性材料で構成され、レンズ効果を持たせるように、棒状の先端を球形に加工したものである。
【０１３４】
また、受光用導光部材９３の球状先端部と終端部を除いた側面外周に光反射膜９４を設けている。光反射膜９４は、受光用導光部材９３の表面にアルミニウムや金などの金属を蒸着してコーティングして構成する。もしくは、アルミニウムなどの金属を中空加工した円筒状の部材を受光用導光部材９３に被せることで光反射の機能を受光用導光部材９３に持たせることができる。
【０１３５】
光源用導光部材９５は、受光用導光部材９３と光反射膜９４を保持しており、透光性材料で構成される。
【０１３６】
光源９２より出力した光は、光源用導光部材９５に入射され、ペン先保持部１ｙの筐体の内面や光源用導光部材９５で反射して、ペン先側から電子ペンの外部を照射する。ここで、電子ペンのペン先１ｗが用紙の上にあれば、用紙を照射した光が反射して、受光用導光部材９３に入る。
【０１３７】
受光用導光部材９３に入射した光は、光反射膜９４で反射され受光用導光部材９３の内部を通して、受光センサー９１へ供給される。受光センサー９１で検出したレベルに応じて、電子ペンのペン先から入力した光を光検出部８で検知する。
【０１３８】
このように、電子ペンＰに光検出部８を設けているので、電子ペンのモード選択で色検知モード（図示なし）にしておき、利用者が電子ペンのペン先で触れた場所の色を電子ペンで計測することができる。
【０１３９】
利用者が電子ペンの色選択モードでの色検知を終了させると、端末装置Ｔの動作がペン入力モードである場合は、電子ペンの押下にて、図６や図９のステップＳ４６と同様に、検知した色についてのペン属性と電子ペンで変更したことを示すステータスフラグとペンのＩＤを含めて生成したデータＤ６を通信部６より端末装置Ｔへ送信する。端末装置Ｔは、電子ペンから受信したＩＤに対応するペン属性の色データを保存し、ここで、電子ペンで端末装置Ｔの表示部１０上に触れて線を描画すると、前記で色検知させた色で端末装置Ｔは表示部１０に表示させる。
【０１４０】
したがって、利用者は、端末装置Ｔの表示部１０においてカラーパレットを表示していない部位で写真や図などを表示させて、その上を電子ペンで指定して測色したり、端末装置Ｔ以外の用紙などの現物の表面の色を直接測色し、その色を電子ペンの属性として端末装置Ｔへ設定することもできる。よって、カラーパレットによる色や濃度だけでなく、直感的な色や濃度の選択が電子ペンにて可能となる。
【０１４１】
なお、ペン先保持部１ｙの筐体の内面は、白色や光反射膜にすることが好ましい。また、図示していないが、光源９２の光が直接的に受光センサー９１に入射しないように、受光センサー９１と光源９２の間に遮光のための遮蔽部材を設けることが好ましい。
【０１４２】
また、受光用導光部材９３にスイッチを設け可動させる機構を設け、ペン先で押下したタイミングで色を検出させる。さらに、端末装置Ｔの表示部１０などの自発光している表示部上の色を検知する場合は、光源９２を発光させないで、直接その出力光を測色させることもできる。つまり、受光光量の不足を検知してから、光源を点灯させることで、自発光していないものと自発光するものの両方を測色できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明に係る電子ペンは、外周に沿って無電力でも表示可能な表示部を設けているので、利用者が電子ペンに設定した色などのペン属性を一目で把握できる。また、電子ペンの通信手段で、端末装置とペン属性情報を共有させることができる。
【０１４４】
よって、本発明は、電子ペンを幼児でも使いやすい筆記用具に適用することができる。また、教育現場における先生が生徒の端末装置に手書き添削するような用途に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
Ｐ 電子ペン
Ｔ 端末装置
１、１０ 表示部
２、１１ 表示回路
３、１３ ＣＰＵ
４、１２ ＲＯＭ／ＲＡＭ
５、１６ 電源部
６、１４ 通信部
７ スイッチ
８ 光検出部
９ クリップ部
９ａ、９ｂ 保護部材
１５ 入力部
９１ 受光センサー
９２ 光源
１Ｍｄ 表示領域
１Ｍｅ 配線領域
１Ｚａ ペン太さ表示
１Ｚｂ 線種表示
１ａ 電子ペン筐体
１ｂ ベースフィルム
１ｃ１〜１ｃ８ 表示層
１ｃｆ カラーフィルタ
１ｄ 液晶材料
１ｅ 電極
１ｅｔ 透明電極
１ｆ 透明フィルム
１ｊ 接続部
１ｋ 駆動ドライバ回路
１ｎ 封止材料
１ｎａ 絶縁部材
１ｐ 導電部材
１ｑ メッキ部
１ｒ スペーサー部材
１ｗ ペン先
１ｙ ペン先保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブレットに文字や図形を手書き入力したり、タブレットに表示される情報を選択して上位装置に入力するための電子ペン及び電子ペンシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙に対して利用されるような筆記具の操作を模した入力手段として、パーソナルコンピューターに接続されたタブレット上を電子ペンで入力するものや、携帯端末の表示画面上に設けた透明タッチパネル上をスタイラスで入力するものが利用されている。例えば、赤ＬＥＤ、緑ＬＥＤ、青ＬＥＤを使って発色する表示手段と側面スイッチを備え、電子ペンに設定された色で電子ペンの表示手段を発色させるペン型ポインティングデバイスが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、販売支援装置において、電子ペンで文字を書く時の線の太さを選択指定する入力手段を設けた電子ペンが開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５２０８２３号公報
【特許文献２】特開平６−１１０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の構成では、表示手段が電子ペンの端部に配置され、表示領域も小さいため、ユーザによる視認性が悪いという課題や、ＬＥＤ光源を点灯させて表示させるため使用時に電子ペンの消費電力が多くなり、かつ、電子ペンの電源をオフにした状態では電子ペンの色を表示することができないためユーザが色を認識できないという課題があった。
【０００６】
また、線の太さを選択可能な上記の従来の構成では、電子ペンに設定された線の太さを電子ペン使用前にユーザが認識できないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電子ペンの電源がオフにされた状態であっても、電子ペンを見るだけで電子ペンに設定された色や線の太さなど線種の属性を容易に認識することができる便利な電子ペン及び電子ペン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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備える構成としたものである。
【０００９】
さらに、電子的に文字や線を描画する電子ペンと、前記電子ペンによる描画位置を検出し描画される文字や線を表示手段に表示する端末装置とからなる電子ペンシステムであって、前記電子ペンは、当該電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段と、前記属性設定手段により設定した属性情報を当該電子ペン上に表示する表示手段と、前記端末装置との間で前記属性情報の通信を行う通信手段とを備え、前記端末装置は、前記電子ペンとの間で前記属性情報の通信を行う通信手段と、前記電子ペンによる描画を表示する表示手段と、前記電子ペンの描画位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された描画位置に合わせて、前記通信手段により前記電子ペンから受信した属性を有する文字や線を前記端末装置の表示手段に表示する制御手段とを備える構成としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子ペン及び電子ペンシステムによれば、ユーザが電子ペンを見てペンの色や線種などの属性を容易に認識でき、さらに、電子ペンを利用する情報端末装置に対して、電子ペンに設定したペン属性を簡単に反映させることができるので、複数の電子ペンと複数の情報端末装置を使用する状況でも、従来から紙に対して利用されるような筆記具の使用方法と同様な理解しやすい操作方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシステム概観図
【図２】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの基本ブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における電子ペンの基本構成図
【図４】本発明の実施の形態１における電子ペンの表示部の構成図
【図５】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図
【図６】本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図
【図７】本発明の実施の形態２における電子ペンの基本構成図
【図８】本発明の実施の形態２における電子ペンの表示部の断面図
【図９】本発明の実施の形態２における電子ペンシステムの動作フロー図
【図１０】本発明の実施の形態３における電子ペンの基本構成図
【図１１】本発明の実施の形態３における電子ペンの表示部の断面図
【図１２】本発明の実施の形態４における電子ペンの基本構成図
【図１３】本発明の実施の形態５における電子ペンの基本構成図
【図１４】本発明の実施の形態５における電子ペン表示部の断面図
【図１５】本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の概要図
【図１６】本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の他の概要図
【図１７】本発明の実施の形態１〜５に用いられる電子ペンのペン先の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な内容について実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施の形態１について図１〜図６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるシステム概観図である。電子ペンシステムは、電子ペンＰと端末装置Ｔとから構成され、端末装置Ｔの端末の表示部１０上に、ペン属性を設定するためのメニューとして、カラーパレットＴｃｐが表示される。
【００１４】
なお、この実施の形態１では濃度を設定する場合についてのみ説明するが、ペン属性の色や線の太さや、実線や破線や二重線などの線種を設定するためのメニューも合わせて端末の表示部１０上に表示させるようにして同様に設定させるようにしてもよい。電子ペンＰで書いた線は設定されたペン属性で端末の表示部１０に表示される。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの基本ブロック図である。電子ペンＰは、色や線種などを表示する表示部１と、表示回路２と、ＣＰＵ３と、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ４と、電源部５と、端末装置Ｔと通信を行う通信部６と、電子ペンＰの電源をオン／オフしたりペン属性を設定するスイッチ７と、ペン先において光を検出する光検出部８を備えている。
【００１６】
図２において、表示回路２は、表示部１の備える複数の電極へ電圧を供給するための回路である。電極へ引加する電圧値や波形パターンを制御することにより、表示セルでの散乱と透過の割合を変化させて、１つの表示層から提供する反射光量を階調制御する。
【００１７】
ＣＰＵ３は、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ４のプログラムとデータによって、電子ペンＰの回路を制御する。
【００１８】
電源部５は、電子ペンＰの回路を動作させるためのエネルギーであり、電池や大容量のキャパシタで構成される。なお、電源部５はコイルで構成される図示していない受電回路と蓄電回路を備え、端末装置Ｔで発生させる電磁波の電磁誘導にて、非接触でエネルギー供給させることもできる。
【００１９】
通信部６は、無線通信回路であり、電子ペンＰと端末装置Ｔとの間で双方向にデータの送受信を行う。ここで、無線通信方式は、公知の無線ＬＡＮである８０２．１１ｂ／ｇやＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＲＦＩＤの近接通信手段などを利用できる。
【００２０】
電子ペンＰはスイッチ７を１つ以上備え、スイッチ７は電子ペンＰの入力手段であり、電子ペンの電源オン／オフの制御やペン属性の設定操作やペン先の押下を検知する。
【００２１】
光検出部８は、ペン先側から外部へ照射された光が、外部で反射してペン先から入力してくる光を検出する。
【００２２】
また、端末装置Ｔは、タブレットＰＣのようなパーソナルコンピューターに準じる装置であり、端末の表示部１０と、表示回路１１と、記憶手段であるＲＯＭ／ＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１３と、電子ペンＰと通信を行う通信部１４と、電子ペンＰの位置を検出して入力する入力部１５と、電源部１６とを備えている。さらに、端末装置Ｔは、図示していないペン属性設定手段を備えている。また、入力部１５は、抵抗膜によるタッチパネルや、電子ペンの位置を検出する電磁誘導方式のタブレットなどの入力手段で実現する。
【００２３】
図３は、本発明の実施の形態１における電子ペンの基本構成図である。図３（Ａ）は電子ペンの概観図であり、本実施の形態１に係る電子ペンＰは、表示部１と、クリップ部９と、保護部材９ａと、ペン先保持部１ｙと、ペン先１ｗとを備えている。
【００２４】
図３（Ｂ）は、クリップ部９を取り付ける前の状態の電子ペンＰの概観図であり、表示部１が１つの表示層を有し、この表示層が電子ペンの軸と同心円上に配置される。また、表示部１の両端面を対向させてできる隙間部Ｓが存在していることを示している。
【００２５】
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の破線Ｘ１−Ｘ２における電子ペンＰの断面図であり、電子ペン筐体１ａの外周面を表示部１が巻くように配置され、表示部１の対向する両端の間で、クリップ部９と電子ペン筐体１ａの間に隙間部Ｓがあることを示している。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態１における電子ペンの表示部の構成図である。図４（Ａ）は電子ペン筐体１ａに巻き付ける前の表示部１を示す図で、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の破線Ｘ３−Ｘ４における表示部１の断面図である。
【００２７】
図４（Ａ）に示すように、本実施の形態１では１つの表示層のみを有し、表示部１の電極は導電部材に接続され、導電部材は接続部１ｊまで引き出されて、コネクタにより電子ペン筐体の内部に取り付けた表示回路に接続している。
【００２８】
図４（Ｂ）に基づいて、本実施の形態１に係る表示部１の詳細について説明する。表示部１は、透明電極１ｅｔを備えた透明フィルム１ｆと、光吸収層１ｇと電極１ｅとを備えたベースフィルム１ｂと、スペーサー部材１ｒと、偏光フィルム１ｄｆで構成し、表示部の周囲を熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの封止材料１ｎで封止してセルとし、そのセルの中に着色材やカイラル材やコレステリック液晶などで構成する表示保持特性のある液晶材料１Ｌを注入し、最後に注入口を封止して表示セルを作成する。
【００２９】
表示セルは、透明電極１ｅｔと電極１ｅの間にかける電圧の大きさによって外光を散乱したり透過したりする液晶材料の性質を利用することで、外光が表示セルで散乱する時には色を表示し、外光が表示セル内を透過して光吸収層１ｇで吸収される時には黒表示となる。
【００３０】
なお、ベースフィルム１ｂに電極１ｅと光吸収層１ｇとスペーサー部材１ｒとを設けてベースとするベースフィルム部と、透明フィルム１ｆに透明電極１ｅｔと偏光フィルム１ｄｆとを設けた表層フィルム部とを貼り合わせる際は、製造プロセスで用いるローラーに密着させた状態で相互のフィルムを接着させることで、表示部１に曲率を持たせるようにする。
【００３１】
また、光吸収層１ｇは、電極１ｅの表面に有色フィルムを貼り合わせたり、電極１ｅの表面に有色の塗料を塗布して構成することができる。また、電極１ｅとして有色（黒色がよい）の導電材料を用いることが好ましい。
【００３２】
接続部１ｊは、透明フィルム１ｆをベースフィルム１ｂより短く加工し、ベースフィルム１ｂの端部に露出させた電極１ｅをパターンニング加工して２個の接続端子を備える。１個の接続端子は線状の電極であり、表示部１とほぼ同じ大きさのベースフィルム１ｂの電極１ｅとつながっている。また、もう一方の接続端子は、ベースフィルム１ｂの電極１ｅの一部をパターニング加工して分割した線状の電極で、この部位の封止材料１ｎをマスクして塗布しないようにし、透明フィルム１ｆの透明電極１ｅｔと接続している。
【００３３】
ここで、線状の電極１ｅと透明電極１ｅｔの間には、電気的接続性を高めるために熱溶融する導電部材１ｐを塗布することができる。さらに、接続端子は金などの金属材料をメッキ処理して、コネクタ接続時の接触抵抗を低下させて接続信頼性を高めることが好ましい。
【００３４】
図５、図６に基づいて、本発明の実施の形態１における電子ペンシステムの動作フロー図について説明する。なお、実施の形態１においては、表示部１の表示層を１つとしているので、電子ペンＰによって描画される色は１色である。図５では色の濃度を端末装置上に表示されるメニューから選択して設定するものとして、図６では色の濃度を、ペン先１ｗに接続されるスイッチ７の押下により選択して設定するものとして説明する。以下、スイッチ７が０．５秒以下の時間、押下されてスイッチオンになる状態をノックと呼び、２秒以上の時間スイッチオンになる長い押下をホールドと呼ぶものとする。
【００３５】
図５において、端末装置Ｔは、端末の表示部１０に操作メニューを表示する（ステップＳ１１）。例えば、図１のように、ペン属性の１つであるペンの色濃度を設定するためのカラーパレットＴｃｐを表示する。
【００３６】
続いて、電子ペンＰの位置を検出するために入力回路である入力部１５を駆動してペン検出走査を行う（ステップＳ１２）。例えば、端末の表示部１０の周囲を囲むように配置したコイルに交流電流を供給し、電磁波Ｄ１を出力する。
【００３７】
一方、電子ペンは電源をオンにした後（ステップＳ２１）、電子ペンの電源部５に内蔵するコイルとコンデンサにより構成される回路で、端末装置Ｔの入力部１５からの電磁波を受信する（ステップＳ２２）。
【００３８】
なお、この時コイルで受けた電力により、電源部５が備える電池を充電して電子ペンのエネルギーにすることができる。さらに、電磁波Ｄ１を受信した信号により、別のコイルとコイルに接続するコンデンサの接続をスイッチで制御して、コイルから電磁波Ｄ２を端末装置Ｔに向けて出力する。
【００３９】
端末装置Ｔの入力部１５は、行と列方向に複数配置しループコイル状にした位置検出用配線（図示せず）を備え、各ループコイル配線を受信回路に接続してスキャンし、電磁波Ｄ２によって発生する信号レベルによりペン位置を検出する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３において、ペン位置を検出できない時はステップＳ１２のペン検出走査に戻ってペン位置の検出を繰り返す。
【００４０】
ペン位置とメニュー表示位置の関係から座標認識し（ステップＳ１４）、電子ペンＰと端末の表示部１０の対応する位置に、電子ペンＰの位置を示すカーソルが表示回路１１を制御して表示される（ステップＳ１５）。利用者が電子ペンＰで端末装置Ｔの表示部１０上を触れると、ペン先よりつながるスイッチが入り、ペン先が押下されたことを認識する（ステップＳ２３）。ペン先が押下されると電子ペンは内蔵するＲＯＭ／ＲＡＭ４に記録している電子ペンの固有認識番号（以下、ペンＩＤと略す）とペン押下のステータスの情報Ｄ３を通信回路である通信部６より端末装置Ｔに送信する（ステップＳ２４）。
【００４１】
端末装置Ｔは、通信部１４で電子ペンの押下とペンＩＤのデータを受信すると（ステップＳ１６）、ペン属性の濃度を変更するメニュー表示上でペン押下されていれば、その位置に対応するメニュー表示を書き換える（ステップＳ１７）。例えば、本実施の形態１のようにペンの色濃度を変更する場合、明度が異なる濃度領域を備えたカラーパレットＴｃｐにおいて、カラーパレットＴｃｐ内の矩形の濃度領域内を電子ペンをノック操作して押下した時、その矩形の外枠の太さを太くし、かつ、ペンの色濃度を示す領域を、選択した領域と同じ色濃度に変更する。
【００４２】
一方、ステップＳ１６において、ペンの押下とペンＩＤを検出できない時はステップＳ１２のペン検出走査に戻ってペン位置の検出を繰り返す。
【００４３】
端末装置Ｔは、利用者が設定したペンＩＤに対応したペンについての属性設定を変更し（ステップＳ１８）、続いて、ペンの属性データとペンＩＤを含んだデータＤ４を通信部１４より電子ペンＰへ送信し（ステップＳ１９）、電子ペンＰからの応答を待ち（ステップＳ２０）、応答を受信するとステップＳ１２に戻る。
【００４４】
電子ペンＰがペンの属性データとペンＩＤを通信部６で受信すると、通信部６よりペンＩＤと応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信し（ステップＳ２５）、電子ペンの固有のＩＤと受信したペンＩＤが一致する場合は、ＲＯＭ／ＲＡＭ４へペン属性データを保存する（ステップＳ２６）。さらに、表示回路２を制御して表示部１を対応するペン属性の濃度内容に書き換え表示する（ステップＳ２７）。
【００４５】
次に、図６を用いて、電子ペンで選択した色濃度を端末装置Ｔへ反映する方法を説明する。図６において、図５と同じ処理要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４６】
端末装置Ｔは、電子ペンＰの検知（ステップＳ３１）と、電子ペンＰの位置を検出するために入力回路である入力部１５を駆動してペン検出走査（ステップＳ１２）と、ペン位置の検出（ステップ１３）と、座標認識（ステップＳ１４）と、表示書き換え（ステップＳ１５）と、ペン押下とＩＤ検出（ステップＳ１６）を繰り返している。
【００４７】
ここで、電子ペンＰが利用者によるスイッチ７の操作にて、モード選択としてペンの濃度を変更するモードに選択される（ステップＳ４１）。例えば、スイッチ７を１秒以内に連続２回オン・オフさせる（以下、ダブルノックと略記）ことで使用状態からモード選択状態となる（ステップＳ４１）。
【００４８】
本例では、選択モードが濃度選択モードの状態になると（ステップＳ４２）、その後の１回のオン・オフ動作（以下、ノックと略記）で、ノックを繰り返して行うことで、階調数を８段階準備している場合、濃度０レベルから７レベルまで１レベルずつ順番に変更させ（ステップＳ４３）、その変更値に応じて表示回路２を制御して、表示部１を書き換える（ステップＳ４４）。
【００４９】
続いて、スイッチ７のダブルノック操作をＣＰＵ３が検知すると、選択された濃度レベルをペン属性値としてＲＯＭ／ＲＡＭ４に保存し、ペン属性の変更をしたことを意味するＲＯＭ／ＲＡＭ４内のステータスフラグを設定し、ペン属性の設定モードが終了したかどうかを確認する（ステップＳ４５）。電子ペンＰで端末装置Ｔの表示部１０上をタッチすると、電子ペンＰはペン先に接続されたスイッチでペン押下を検知し、ペン属性が変更されているので、通信部６よりペンＩＤとステータスフラグとペン属性（濃度）データＤ６を送信する（ステップＳ４６）。
【００５０】
端末装置Ｔは、通信部１４で電子ペンＰのペン先押下とペンＩＤとペン属性のデータを受信すると（ステップＳ１６）、ペンのステータスフラグを確認し、ペン属性の変更を認識すると（ステップＳ３２）、ペンＩＤに対応するペン属性を受信したデータ値に変更し、ペンの属性を提示している表示部１０の属性表示を書き換える（ステップＳ３３）。例えば、ペンの色濃度を濃度０から濃度４に変更した場合、属性表示を提示する矩形の領域内を濃度０から選択した濃度４に変更し、電子ペンＰの表示部１の濃度と同一にする。
【００５１】
端末装置Ｔはペン属性の変更が完了したので、属性変更の完了を知らせる応答信号Ｄ７を通信部１４から送信する（ステップＳ３４）。続いて、電子ペンＰからの応答信号Ｄ５を待ち（ステップＳ２０）、受信できるとステップＳ１２に戻る。
【００５２】
電子ペンＰは、端末装置Ｔからの応答信号Ｄ７を受信すると通信部６より応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信し（ステップＳ２５）、ペン属性が完了する。
【００５３】
利用者が、端末装置Ｔの動作をペン入力モードにした場合は、電子ペンＰの動きと入力位置に応じて、端末装置Ｔは表示部１０に濃度４の線を描画する。例えば、ペンＩＤがＶ１のペン１が、濃度４の灰色に設定され、ペンＩＤがＶ２のペン２が、濃度７の黒色に設定されている場合、ペン１で表示部１０に描画する線は灰色で書き込み、ペン２で表示部１０に描画する線を黒色で書き込む。
【００５４】
なお、描画する線の太さや線の種類は、検知した電子ペンのＩＤに対応して端末装置Ｔに設定されているペン属性が使用される。
【００５５】
また、上記で電子ペンＰの表示部１にペン濃度を表示する事例を説明したが、電源オフ時に表示部１の濃度レベルを濃度０の白色に変更し、電源オンで濃度レベルを濃度７の黒色、もしくは、前回までに設定している濃度レベル、例えば濃度４の灰色に変更することで、電子ペンＰの電源がオンにされていることを提示することができる。
【００５６】
なお、上記実施例では、表示部１の表示層として液晶材料を使用したが、電気泳動する着色した電子インクと液体の分散媒体を透明なマイクロカプセルに封入したＥＩＮＫ製の電子ペーパーデバイスなどのような電気泳動方式の表示材料を用いても同様の効果が得られる。この場合、電極を備えたフィルムの間に、多数の前記マイクロカプセルを敷き詰めて表示層が構成され、１組の電極により１つの表示層が形成されて１つの表示セルとなる。
【００５７】
以上のように本実施の形態１によれば、電子ペンの外周面に設けられた表示部で、ペンの電源オンとオフを示す白／黒の表示切り替えや、ペン属性として設定した色濃度を表示させて利用者へ提示できる。
【００５８】
さらに、電子ペンシステムと電子ペンの入力におけるペン属性設定が簡単にできるので、特に、個人の使用している電子ペンで、複数の端末装置にペン入力する場合は、電子ペンで設定しているペン属性を端末装置へ反映できるので高い利便性を与えることができる。
【実施例２】
【００５９】
本発明の実施の形態２について図７、図８を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２における電子ペンの基本構成図であり、図８は、本発明の実施の形態２における電子ペンの表示部の断面図である。実施の形態２の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６０】
図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、本実施の形態２に係る電子ペンの表示部１を示している。また、図８（Ａ）は、本実施の形態２に係る表示部１の破線Ｘ５−Ｘ６（図７（Ｂ）参照）における断面図を示し、図８（Ｂ）はＹ１（図７（Ｂ）参照）における矢視図を示している。
【００６１】
図７（Ａ）において、表示部１は、８種類の異なる表示層１ｃ１〜１ｃ８を有し、電子ペンＰの軸と同心円上に表示層を配置している。また、スイッチ７の操作部を電子ペンＰの上端部に備えている。なお、本図においてはクリップ部９を省略している。
【００６２】
図７（Ｂ）において、表示部１は、複数の表示セルを有する表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成される。配線領域１Ｍｅは隙間部Ｓの位置に配置する。
【００６３】
図８（Ａ）において、表示部１は、透明電極１ｅｔとカラーフィルタ１ｃｆと偏光フィルム１ｄｆを備えた透明フィルム１ｆと、光吸収層１ｇと電極１ｅを備えたベースフィルム１ｂと、スペーサー部材１ｒとで構成し、フィルムの周囲を封止してセルを形成し、そのセルの中に液晶材料１ｄを注入し、注入口を封止して表示セルとする。
【００６４】
表示部１の表示面は偏光フィルム１ｄｆを貼り合わせた透明フィルム１ｆであり、透明フィルム１ｆに表示色となるカラーフィルタ１ｃｆと透明電極１ｅｔを積層している。ここで、電極１ｅは表示領域とほぼ同じ大きさの１つの共通電極であり、各透明電極１ｅｔは、カラーフィルタ毎に配置されており、１ｃ１〜１ｃ８の各表示層を制御するための駆動電極となる。
【００６５】
表示部１の背面は基材となるベースフィルム１ｂであり、ベースフィルム１ｂは電極１ｅを備え、透明電極１ｅｔと電極１ｅの間に電圧を供給して、表示セル内の液晶に電界を印加するためのものである。なお、電極１ｅの表面は光吸収する黒色の導電材料が好ましい。
【００６６】
カラーフィルタ１ｃｆと透明電極１ｅｔを積層している透明フィルム１ｆは、電極１ｅを備えるベースフィルム１ｂに対して、スペーサー部材１ｒで等間隔を保つように対向配置し、その表示セル空間内に液晶材料１ｄを充填し、表示部周囲を封止材料１ｎで封止する。
【００６７】
表示セルは、外光を散乱したり透過したりする性質を利用して、外光が表示セルで散乱する時にはカラーフィルタ１ｃｆの色を表示し、外光が表示セル内を透過して光吸収層１ｇで吸収される時には黒表示となる。
【００６８】
このような表示セルを複数個備えた表示部１が図７（Ａ）であり、例えば、表示層１ｃ１を赤色、表示層１ｃ２を橙色、表示層１ｃ３を黄色、表示層１ｃ４を黄緑色、表示層１ｃ５を緑色、表示層１ｃ６を青色、表示層１ｃ７を紫色、表示層１ｃ８を白色というように、カラーフィルタによる８種類の色と、白／黒色の合計９種類の基本色を表示する構成にしている。また、駆動電極へ印加する電圧値や電圧のパターンを変えることで、各色の反射光量を調整し、色濃度を制御することもできる。
【００６９】
例えば、表示セルが透過状態で反射光を最小にした状態から、駆動電極へ電圧５Ｖで印加時間１００μ秒のパルスを印加する。液晶材料１ｄは、加えた電界に反応して動くので、印加するパルス数を増加させることに比例して、より多くの分子レベルの液晶を反射状態に動かすことができる。
【００７０】
また、印加時間１０ｍ秒で駆動電極へ印加する電圧を１Ｖから２４Ｖまで、段階的に制御することで、反射光量を調整することができる。
【００７１】
ここで、電極１ｅは、配線領域１Ｍｅにおいて導電部材１ｐにより表示面側の配線パターンに接続している。複数の駆動電極と電極１ｅは、配線領域１Ｍｅの配線パターンで、接続部１ｊまで引き出されている。なお、配線パターンは、透明フィルム１ｆの備える透明電極１ｅｔから配線部分を残して、その他の不要な部位を除去して作成できる。
【００７２】
図８（Ｂ）は、表示部１の配線領域１Ｍｅを図７（Ｂ）に示すＹ１から見た矢視図である。ここで、配線領域１Ｍｅでは、絶縁部材１ｎａを挟みこんで透明フィルム１ｆとベースフィルム１ｂを接着し、絶縁部材１ｎａにより駆動電極と共通電極を絶縁している。また、接続部１ｊは、表示面側のフィルムよりベースフィルムを短くして、配線パターンを露出させ、その端面の配線パターンを金属メッキ処理してメッキ部１ｑを構成している。
配線領域の接続部１ｊのメッキ部１ｑは、図示していないコネクタで電子ペン筐体１ａの内部に取り付けた表示回路２に接続する。
【００７３】
表示回路２は、表示部１の備える複数の透明電極１ｅｔと電極１ｅとの間に電圧を供給するための回路であり、表示回路は表示層の色の数だけ、独立した出力を備える。
スイッチ７は、ＣＰＵ３に接続され電子ペン上端部に設けられるスイッチ７の操作部のオン／オフを検知する。スイッチ７の操作に応じて、ＣＰＵ３が表示部１に表示する表示層の選択情報を生成し、ＣＰＵ３にて表示回路２を制御させる。
【００７４】
次に、図９に基づいて、本発明の実施の形態２における電子ペンシステムの動作フロー図について説明する。なお、実施の形態２においては、表示部１の表示層を複数色としているので、電子ペンＰによって描画される色は複数色であり、本形態ではスイッチ７を操作することにより色及び線種を選択して設定するものとして説明する。図９において、図６と同じ処理については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７５】
実施の形態２の電子ペンＰは、ペンの上端部に設けたスイッチ７の操作で、電源がオン／オフされる。また、スイッチ７の入力パターンやその回数により、電子ペンにおいて、濃度を含む色や太さや線の種類などのペン属性を設定変更させることができる。
電子ペンＰは、スイッチ７のホールドを検知することで、電源をオフからオンに、オンからオフに切り替える。また、連続するノックをダブルノックとして検知し、電源オン状態でのスチッチ７のダブルノックでモード選択の状態に入る。
【００７６】
電子ペンＰは、ペン属性として、色・濃度選択と太さ・線種選択を備える。電子ペンＰのスイッチ７のダブルノック操作により電子ペンの動作を変更するためのモード選択の状態にして（ステップＳ４１）、電子ペンＰのペン属性（色と濃度や太さと線種など）の変更内容を選択する。ダブルノックで色選択モードにできるが、ダブルノックを連続して行うことで、後述する実施例で説明する太さや線種選択モードにすることもできる。
【００７７】
例えば、色を設定する場合は、モード選択にて色・濃度選択モードにして、利用者が任意の色を電子ペンＰの表示部１を確認しながらスイッチ７をノックすることで設定変更する。
【００７８】
まず、色・濃度選択モードが選択された場合（ステップＳ４２）、まず、スイッチ７をノック操作してペン色を選択する（ステップＳ４３）。また、選択した色に対応したペン色になるように表示回路２を制御して表示部１を書き換える（ステップＳ４４）。１回ノックする度に、表示部１の対応する表示層を制御して、赤色→橙色→黄色→黄緑→緑色→青色→紫→白色と、反射光の表示層を変化させる。
【００７９】
なお、この時、選択していない色の表示層は透過モードで反射光のない状態にし、選択色の表示層は設定の濃度レベルに表示する。白色／黒色の表示層１ｃ８はモノクロ時のペン濃度と電源のオフ時に白色を表示させる。色選択を終えると、ダブルノックすることで濃度選択できる。濃度選択は上記説明と同じなので省略する。
【００８０】
続いて、ダブルノック操作にて、太さ・線種選択モードになる（ステップＳ５０）。まず、太さ選択モードにて、太さを選択する（ステップＳ５１）。１回ノックする度に、太さレベルが１→２→３→４→５と段階的に変更する。この時、変更内容に応じて、白色／黒色の表示層１ｃ８の表示を変更させて利用者へ提示することができる。例えば、最細の時は濃度レベル１に、最太の時は濃度レベル７で表示を書き換える（ステップＳ５２）。
【００８１】
ここで、ダブルノック操作をすると線種選択モードになり、ノック操作にて線種を選択する（ステップＳ５１）。例えば、１回ノックする度に、実線→破線→１点破線→２重線というように、変更する。
【００８２】
この時、表示層の表面の一部へ線種の図柄を印刷しておき（図示なし）、線種に対応した表示層１ｃ１〜１ｃ７を一時的に変更して提示することができる（ステップＳ５２）。次に、ダブルノック操作を２回連続させて、ペン属性の設定を終了されると、設定変更したペン属性をＲＯＭ／ＲＡＭ４に保存し（ステップＳ４５）、ペン属性を電子ペンで変更したことを示すステータスフラグとペンのＩＤを含めたデータＤ６を通信部６で端末装置Ｔへ送信する（ステップＳ４６）。なお、線種の設定の後で、ダブルノック操作を１回だけすると、再度、色・濃度選択モードのステップＳ４２へ戻る。
【００８３】
端末装置Ｔは、ステップＳ１６においてデータＤ６を受信し、ペンステータスの変更を確認すると（ステップＳ３２）、ペンＩＤに対応するペン属性を設定し表示を書き換え（ステップＳ３３）、ペン属性の変更を完了したことを示す応答信号Ｄ７を電子ペンへ送信し（ステップＳ３４）、電子ペンからの応答信号Ｄ５を待ち（ステップＳ２０）、受信できるとステップＳ１２に戻る。
【００８４】
電子ペンは、端末装置Ｔの応答信号Ｄ７を受信すると通信部６より応答信号Ｄ５を端末装置Ｔへ送信する（ステップＳ２５）。
【００８５】
これにより、例えば、電子ペンの表示部１に赤色を表示して、ペン属性の色を赤色に変更した場合、表示部１０に触れて端末装置Ｔのペン属性を変更する。その後は、電子ペンＰで端末装置Ｔに赤色の線で入力させることができる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態２によれば、電子ペンの外周面に設けられた表示部で、ペン属性として設定した複数の色を提示し、色や濃度と太さや線種を電子ペンで変更させることができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態２では、表示部を８種類の表示層で構成しているが、任意の複数種類の表示層で構成することもできる。
【実施例３】
【００８８】
本発明の実施の形態３について図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の実施の形態３における電子ペンの基本構成図であり、図１１は、本発明の実施の形態３における電子ペンの表示部の断面図である。実施の形態３の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１０において、実施の形態１、２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００８９】
図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）は、本実施の形態３に係る表示部１を示している。また、図１１（Ａ）は、表示部１の破線Ｘ７−Ｘ８（図１０（Ｂ）参照）における断面図を示し、図１１（Ｂ）は、Ｙ２（図１０（Ｂ）参照）における矢視図を示している。
【００９０】
図１０（Ｂ）において、表示部１は、複数の表示セルを有する表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成される。配線領域１Ｍｅは隙間部Ｓの位置に配置する。
【００９１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、表示部１は複数からなる表示層１ｃ１〜１ｃｎを有し、表示層のカラーフィルタが、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）を備える。さらに、表示層１ｃ１〜１ｃｎは電子ペンの外周長さに対して各色の表示幅を細くし、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色の表示層を順に繰り返し電子ペンの軸に対して同心円上に多数配置される。
【００９２】
図１１（Ａ）の表示部１の断面図において、透明電極１ｅｔは、表示領域１Ｍｄで各カラーフィルタの位置に対応して表示層の数だけ分割され、配線領域１Ｍｅにて、同色のカラーフィルタに対応した透明電極１ｅｔ同士を導電材料１ｐでベースフィルム１ｂに設けた配線パターン１ｐｔと接続している。
【００９３】
なお、表示部１において、透明電極１ｅｔは、各表示層のカラーフィルタ１ｃｆ毎に配置しており、駆動電極となる。配線領域１Ｍｅは、スルーホール加工した絶縁フィルムと透明フィルム１ｆとベースフィルム１ｂで構成し、スルーホールに導電部材１ｐを充填して、フィルムを接着する。さらに、圧熱処理を配線領域に施すことで、各駆動電極の配線パターンは導電部材１ｐにより背面の基材となるベースフィルム１ｂ上の配線パターンと接続される。
【００９４】
なお、表示部１は、隣り合う表示層との間に、樹脂材料や封止材料で構成される隔壁を備えることが、より好適である。
【００９５】
図１１（Ｂ）の表示部１の配線領域１Ｍｅの矢視図において、配線領域１Ｍｅと表示回路２を接続するための接続部１ｊは、表示面側のフィルムよりベースフィルム１ｂを長くして、配線パターンを露出させ、その端面の配線パターンを金属メッキ処理してメッキ部１ｑを構成している。接続部１ｊのメッキ部は、図示していないコネクタで表示回路２に接続する。
【００９６】
表示回路２は、表示部１の備える複数の透明電極１ｅｔへ電圧を供給するための回路であり、表示回路は表示層のカラーフィルタの色の種類数毎に独立した出力を備える。
【００９７】
以上のように本実施の形態３によれば、電子ペンの表示部に、基本色の階調を制御して表示させることで、人間の目から見て沢山の色を利用者へ提示できる。例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂの３種類のカラーフィルタで構成し、各色を８階調で駆動制御した場合、５１２色を表示できる。
【００９８】
また、表示層の幅を細く同心円上に配置しているので、見る角度によって色が変化するという不具合を改善できる。
【００９９】
なお、上記実施の形態３では、表示層の表示セルとして細長い矩形の形状を用いたが、湾曲した波線状や幅が一定でない形状を用いても同様の効果が得られる。
【０１００】
また、実施の形態３の電子ペンの色選択、線種選択に関する動作は、実施の形態２の図９の動作フロー図と同じである。
【実施例４】
【０１０１】
本発明の実施の形態４について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態４における電子ペンの基本構成図である。実施の形態４の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１２において、実施の形態１〜３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１０２】
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、本実施の形態４に係る電子ペンの表示部１を示している。また、図１２（Ｃ）は、クリップ部材の概要図である。
【０１０３】
図１２（Ｂ）に示すように、表示部１は、複数の表示セルによる表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続する配線領域１Ｍｅから構成され、配線領域１Ｍｅは電子ペンＰの上端部側に配置されている。
【０１０４】
図１２（Ｂ）において、表示部１は複数からなる表示層１ｃ１〜１ｃｎを有し、表示層のカラーフィルタが、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）を備え、表示層１ｃ１〜１ｃｎは、電子ペンの外周長さに対して各色の表示幅を細くし、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色の表示層を順に繰り返し電子ペンの軸方向に多数配置される。
【０１０５】
本実施の形態４の表示部１を図中の垂直方向で分割した場合の断面の構造は、図１１（Ａ）と同じであり、透明電極１ｅｔは、表示領域１Ｍｄで各カラーフィルタの位置に対応した数だけあり、配線領域１Ｍｅにて、同色のカラーフィルタに対応した透明電極１ｅｔ同士を導電材料１ｐで接続している。
【０１０６】
図１２（Ｃ）は、電子ペンＰのクリップ部材の概要図であり、クリップ部９が保護部材９ａと一体化して構成され、電子ペンに取り付けた表示部１の上端側に位置する配線領域１Ｍｅをペン筐体１ａとクリップ部材の保護部材９ａで固定して保護する。
【０１０７】
以上のように本実施の形態４によれば、表示部の電子ペンの長手方向に生じる隙間部Ｓに設けていた駆動配線のための領域が不要となるため、隙間部Ｓの幅を両端の接合部のみとし最小にすることができる。
【０１０８】
また、実施の形態４の電子ペンの色選択、線種選択に関する動作は、実施の形態２の図９の動作フロー図と同じである。
【実施例５】
【０１０９】
本発明の実施の形態５について図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は、本発明の実施の形態５における電子ペンの基本構成図であり、図１４は、本発明の実施の形態５における電子ペン表示部の断面図である。実施の形態５の基本ブロック図は、実施の形態１と同じく図２となる。図１３、図１４において、実施の形態１〜４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１１０】
図１３（Ａ）は、本実施の形態５に係る電子ペンの表示部１を示している。図１３（Ｂ）は、本実施の形態に係る電子ペンの概要図である。
【０１１１】
図１３（Ａ）では、電子ペンＰの表示部１に、例えば、ペン太さ表示１Ｚａで電子ペンに設定された色（例えば、赤色）と字の太さを表示し、線種表示１Ｚｂで設定された線種（例えば、破線）を表示している。本実施の形態５の電子ペンは、ＲＧＢあるいはＣＭＹＫの基本色で構成される表示セルをマトリックス配置した表示部１上に、任意の色と模様を表示できる。
【０１１２】
図１３（Ｂ）に示すように、表示部１は、複数の表示セルによる表示領域１Ｍｄと表示回路２へ接続するＬ字形状の配線領域１Ｍｅから構成される。表示部１はＫｘ行×Ｋｙ列で構成する表示層を有し、表示層が、Ｒ／赤色・Ｇ／緑色・Ｂ／青色で代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色（例えば、Ｃ／シアン・Ｍ／マゼンタ・Ｙ／イエロー・Ｋ／黒色）のカラーフィルタを備え、表示セルの幅と長さを電子ペンの外周長さに対して細くし（例えば、セルの幅と長さは０．３ｍｍ以下）、各基本色を順に繰り返してマトリックス状に配置する。
【０１１３】
本実施の形態５の場合、図１４の表示部１の断面図に示すように、駆動のための面状の共通電極は必要なく、表層フィルム部とベースフィルム部との両方に線形状の電極を備え、パッシブマトリックス駆動と同様に、互いの電極を直行交差するように配置し、各表示セルのカラーフィルタの位置に対応して透明フィルム側の行駆動電極をＫｘ個行、ベースフィルム側の列駆動電極をＫｙ個列備える。ここで、選択的に行駆動電極と列駆動電極の間に電圧を印加することで、その交差位置の表示層での反射光量を制御する。
【０１１４】
行と列駆動用の駆動ドライバ回路１ｋを配線領域１Ｍｅに備え、駆動ドライバ回路１ｋの出力端子を表示部１の駆動電極と接続している。また、駆動ドライバ回路１ｋの入力信号は図示していない配線で表示回路２と配線領域１Ｍｅの接続部１ｊを経由して接続している。なお、配線領域１Ｍｅ上に設けた駆動ドライバ回路１ｋは、隙間部Ｓに配置する。
【０１１５】
ここで、駆動ドライバ回路１ｋには、異なる２種類の駆動用電源電圧を供給している。
駆動ドライバ回路１ｋは、表示回路２から供給した同期のためのクロック信号と書き込みのための駆動データを受信し、駆動電極の数の駆動データを受信した後、駆動データと駆動タイミング信号に基づいて駆動電極に３種類の電圧を出力する。
【０１１６】
例えば、＋５ｖ、０ｖ、−５ｖの３種類の電圧を出力する。したがって、書き込みを行う場合、その表示層の行電極に＋５ｖを、列電極に−５ｖを印加することで、その表示層に列電極を基準とした場合、＋１０ｖを印加できる。また、書き込みを行わない電極は０ｖ状態にしておく。
【０１１７】
よって、同一行や同一列の書き込まない表示層には、＋５Ｖもしくは、−５ｖが印加される。つまり、表示セルを構成する液晶や電気泳動材料の応答動作する電圧より駆動用電源電圧を小さくすることで、表示動作を制御できる。
【０１１８】
さらに、行電極に−５ｖを、列電極に＋５ｖを印加することで、逆電位を印加して、もとの状態に表示層を戻すことができる。
【０１１９】
なお、上記実施の形態５では、駆動ドライバ回路１ｋを隙間部に一列で配置したが、駆動ドライバ回路１ｋを薄型で曲がるものを用いて、電子ペンの軸に対して直交する向きで配置しても同様の効果が得られる。
【０１２０】
次に、実施の形態５の電子ペンＰに装着するクリップ部の構成について、図１５、図１６を用いて説明する。
【０１２１】
図１５は、本発明の実施の形態５に用いられる電子ペンのクリップ部と隙間部の概要図である。図１５（Ａ）は、表示部１とクリップ部９の破線Ｘ１１−Ｘ１２（図１５（Ｃ）参照）の断面図、図１５（Ｂ）は電子ペンＰのペン筐体の断面図、図１５（Ｃ）は、クリップ部９の概観の拡大図である。
【０１２２】
図１５（Ｂ）において、ペン筐体１ａは、電子ペンの長手方向に沿って、平坦部Ｓｆを設けている。さらに、図１５（Ａ）のように、表示部１の隙間部Ｓの配線領域１Ｍｅを構成する部位を、平坦部Ｓｆに重ねるように配置させる。電子ペンＰのペン先と反対にある上端側に配置される表示部１の配線領域１Ｍｅを、クリップ部９で覆うようにする。また、保護部材９ａでクリップ部９と表示部１をペン筐体１ａと固定する。また、電子ペンＰを利用者の洋服のポケットなどにクリップさせるためのクリップ部９の長さを表示部１の長さより長くしている。
【０１２３】
ここで、クリップ部の他の構成について、図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）は、表示部１とクリップ部９の破線Ｘ１３−Ｘ１４（図１６（Ｂ）参照）の断面図、図１６（Ｂ）は、クリップ部９の概要の拡大図である。図１６において、軸方向の保護部材９ｂを追加している。ここで、保護部材９ｂは、透明な円筒形状をしている。
【０１２４】
図１６（Ａ）において、表示部１をペン筐体１ａの平坦部Ｓｆに合わせて取り付け、表示部１の配線領域１Ｍｅの接続部１ｊをペン筐体内部にある表示回路２に接続後、保護部材９ａをペン筐体１ａの上端に取り付ける。保護部材９ｂは、表示部１の外側から電子ペンに挿入して配置し、クリップ部９と保護部材９ａで固定する。
【０１２５】
以上のように、クリップ部を設けることにより、デザイン的に問題となる表示部１にできる隙間部Ｓを利用者から隠して見え難くするとともに、表示機能の性能を左右する配線領域について、外部から受ける衝撃力などのダメージから保護することができる。
【０１２６】
なお、上記実施の形態５では、クリップ部と保護部材９ａを分割して構成したが、二つを一体化した構造や、さらに、組み立てやすく分割した３個以上の部品の構成にしても同様の効果が得られる。
【０１２７】
さらに、上記実施の形態５では、保護部材９ａと保護部材９ｂを分離した構成にしているが、保護部材９ａと保護部材９ｂを一体化した構成や、さらに、クリップ部９まで一体化することもできる。また、保護部材９ｂを円筒形状にしているが、半円筒形状のように、その断面が軸に対して円弧状に開放部を有するものでも同様の効果が得られる。さらに、全てが透明でなく、一部を着色、もしくは、シール貼付することで、隙間部の保護や視覚的遮蔽の効果が得られる。
【０１２８】
もちろん、本実施の形態５に示したクリップ部の構成は、実施の形態１〜４にも使用可能である。実施の形態２の電子ペンＰに使用する場合は、保護部材９ａの端部中心にスイッチ７のための円筒形の穴を設ければよい。
【０１２９】
図１７は、本発明の実施の形態１〜５における電子ペンのペン先の断面図である。図２に示すように、本電子ペンＰは光検出部８を備える。
【０１３０】
図１７は、ペン先保持部１ｙの内部構造を示した断面図であり、本電子ペンＰは、受光センサー９１と、単数もしくは複数の光源９２と、受光用導光部材９３と、光反射膜９４と、光源用導光部材９５を備える。
【０１３１】
光検出部８は、Ｒ・Ｇ・Ｂなどの異なる波長帯域で個別に光レベルを検知する受光センサー９１と、白色ＬＥＤもしくはＲ・Ｇ・Ｂの異なる光波長のＬＥＤを組み合わせて構成する光源９２を有する。なお、受光センサー９１と光源９２は、同一の基板上に設けることができる。
【０１３２】
ここで、受光センサー９１は、受光できる感度波長帯域の広い３個の受光素子に、Ｒ・Ｇ・Ｂの波長に対応した透過波長を制限するためのカラーフィルタを設けて構成することもができる。
【０１３３】
ペン先保持部１ｙは、受光用導光部材９３と光源用導光部材９５と光反射膜９４を備える。受光用導光部材９３は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニ−ル樹脂、あるいはガラスのような透光性材料で構成され、レンズ効果を持たせるように、棒状の先端を球形に加工したものである。
【０１３４】
また、受光用導光部材９３の球状先端部と終端部を除いた側面外周に光反射膜９４を設けている。光反射膜９４は、受光用導光部材９３の表面にアルミニウムや金などの金属を蒸着してコーティングして構成する。もしくは、アルミニウムなどの金属を中空加工した円筒状の部材を受光用導光部材９３に被せることで光反射の機能を受光用導光部材９３に持たせることができる。
【０１３５】
光源用導光部材９５は、受光用導光部材９３と光反射膜９４を保持しており、透光性材料で構成される。
【０１３６】
光源９２より出力した光は、光源用導光部材９５に入射され、ペン先保持部１ｙの筐体の内面や光源用導光部材９５で反射して、ペン先側から電子ペンの外部を照射する。ここで、電子ペンのペン先１ｗが用紙の上にあれば、用紙を照射した光が反射して、受光用導光部材９３に入る。
【０１３７】
受光用導光部材９３に入射した光は、光反射膜９４で反射され受光用導光部材９３の内部を通して、受光センサー９１へ供給される。受光センサー９１で検出したレベルに応じて、電子ペンのペン先から入力した光を光検出部８で検知する。
【０１３８】
このように、電子ペンＰに光検出部８を設けているので、電子ペンのモード選択で色検知モード（図示なし）にしておき、利用者が電子ペンのペン先で触れた場所の色を電子ペンで計測することができる。
【０１３９】
利用者が電子ペンの色選択モードでの色検知を終了させると、端末装置Ｔの動作がペン入力モードである場合は、電子ペンの押下にて、図６や図９のステップＳ４６と同様に、検知した色についてのペン属性と電子ペンで変更したことを示すステータスフラグとペンのＩＤを含めて生成したデータＤ６を通信部６より端末装置Ｔへ送信する。端末装置Ｔは、電子ペンから受信したＩＤに対応するペン属性の色データを保存し、ここで、電子ペンで端末装置Ｔの表示部１０上に触れて線を描画すると、前記で色検知させた色で端末装置Ｔは表示部１０に表示させる。
【０１４０】
したがって、利用者は、端末装置Ｔの表示部１０においてカラーパレットを表示していない部位で写真や図などを表示させて、その上を電子ペンで指定して測色したり、端末装置Ｔ以外の用紙などの現物の表面の色を直接測色し、その色を電子ペンの属性として端末装置Ｔへ設定することもできる。よって、カラーパレットによる色や濃度だけでなく、直感的な色や濃度の選択が電子ペンにて可能となる。
【０１４１】
なお、ペン先保持部１ｙの筐体の内面は、白色や光反射膜にすることが好ましい。また、図示していないが、光源９２の光が直接的に受光センサー９１に入射しないように、受光センサー９１と光源９２の間に遮光のための遮蔽部材を設けることが好ましい。
【０１４２】
また、受光用導光部材９３にスイッチを設け可動させる機構を設け、ペン先で押下したタイミングで色を検出させる。さらに、端末装置Ｔの表示部１０などの自発光している表示部上の色を検知する場合は、光源９２を発光させないで、直接その出力光を測色させることもできる。つまり、受光光量の不足を検知してから、光源を点灯させることで、自発光していないものと自発光するものの両方を測色できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明に係る電子ペンは、外周に沿って無電力でも表示可能な表示部を設けているので、利用者が電子ペンに設定した色などのペン属性を一目で把握できる。また、電子ペンの通信手段で、端末装置とペン属性情報を共有させることができる。
【０１４４】
よって、本発明は、電子ペンを幼児でも使いやすい筆記用具に適用することができる。また、教育現場における先生が生徒の端末装置に手書き添削するような用途に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
Ｐ 電子ペン
Ｔ 端末装置
１、１０ 表示部
２、１１ 表示回路
３、１３ ＣＰＵ
４、１２ ＲＯＭ／ＲＡＭ
５、１６ 電源部
６、１４ 通信部
７ スイッチ
８ 光検出部
９ クリップ部
９ａ、９ｂ 保護部材
１５ 入力部
９１ 受光センサー
９２ 光源
１Ｍｄ 表示領域
１Ｍｅ 配線領域
１Ｚａ ペン太さ表示
１Ｚｂ 線種表示
１ａ 電子ペン筐体
１ｂ ベースフィルム
１ｃ１〜１ｃ８ 表示層
１ｃｆ カラーフィルタ
１ｄ 液晶材料
１ｅ 電極
１ｅｔ 透明電極
１ｆ 透明フィルム
１ｊ 接続部
１ｋ 駆動ドライバ回路
１ｎ 封止材料
１ｎａ 絶縁部材
１ｐ 導電部材
１ｑ メッキ部
１ｒ スペーサー部材
１ｗ ペン先
１ｙ ペン先保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記電子ペンの上端側に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項３】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に配置される表示手段と、前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備え、
前記表示手段が、複数の電極と、前記電極の間に封入した粘性流体及び粒子性物質を有するカラー電子ペーパーであることを特徴とする電子ペン。
【請求項４】
前記表示手段は、透明電極を有する透明フィルムと、電子インクを含んだマイクロカプセルを前記透明フィルム上に敷き詰めて構成された表示層と、前記表示層に密着させ前記表示層を駆動するための複数の駆動電極を有するベースフィルムと、前記駆動電極に合わせて配置した複数の表示色からなるカラーフィルタとを備え、
前記表示手段が電子ペンの外周に配置される際、前記カラーフィルタの各表示色を、所定幅で並べて前記外周上に配置することを特徴とする請求項３記載の電子ペン。
【請求項５】
前記表示手段は、Ｒ・Ｇ・Ｂで代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色からなるカラーフィルタを備え、前記基本色を順に繰り返して構成され、表示層の階調と各基本色の組み合わせによって階調を有する表示色を作成することを特徴とする請求項４記載の電子ペン。
【請求項６】
前記表示手段は、Ｒ・Ｇ・Ｂで代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色からなるカラーフィルタを備え、複数行及び複数列からなる表示層において前記基本色を順に繰り返すことによりマトリックス状に構成され、表示層の階調と各基本色の組み合わせによって前記電子ペンの属性情報を表示することを特徴とする請求項４記載の電子ペン。
【請求項７】
前記電子ペンを他の物品に保持するクリップ手段を備え、前記クリップ手段を前記隙間部とオーバーラップする位置に配設することを特徴とする請求項１記載の電子ペン。
【請求項８】
前記表示手段及び前記導電手段を外側から覆って保護するとともに前記電子ペンの筐体に前記表示手段及び前記導電手段を固定する保護手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子ペン。
【請求項９】
前記電子ペンは、光源と、棒状の透明樹脂で構成されるとともに先端が球形の導光部材と、前記導光部材の球状の先端部と終端部を除いた側面外周に設けられた光反射膜と、前記導光部材の終端部に設けられた受光センサーとから構成されるペン先を備え、
前記光源から出力した光を前記ペン先から外部に照射し、外部から反射により前記導光部材に入射した光を前記光反射膜により前記受光センサーに導くことにより、前記電子ペンで触れた位置の色を検知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１０】
前記電子ペンは、検知したペン先で触れた位置の色を、前記電子ペンで描画する文字や線の色として設定し、当該色を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項９記載の電子ペン。
【請求項１１】
前記電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段を備え、前記表示手段は、前記属性設定手段により設定された属性を表示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１２】
前記電子ペンは、ユーザが操作するスイッチ手段を備え、前記属性設定手段は前記スイッチ手段の操作に応じて属性を設定することを特徴とする請求項１１記載の電子ペン。
【請求項１３】
前記属性として、色、濃度、太さ、線の種類を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の電子ペン。
【請求項１４】
電子的に文字や線を描画する電子ペンと、前記電子ペンによる描画位置を検出し描画される文字や線を表示手段に表示する端末装置とからなる電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、
当該電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段と、
前記属性設定手段により設定した属性情報を当該電子ペン上に表示する表示手段と、
前記端末装置との間で前記属性情報の通信を行う通信手段とを備え、
前記端末装置は、
前記電子ペンとの間で前記属性情報の通信を行う通信手段と、
前記電子ペンによる描画を表示する表示手段と、
前記電子ペンの描画位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された描画位置に合わせて、前記通信手段により前記電子ペンから受信した属性を有する文字や線を前記端末装置の表示手段に表示する制御手段とを備えることを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項１５】
前記端末装置は、前記電子ペンの属性情報を記憶する記憶手段を備え、
前記端末装置の通信手段により前記記憶手段の属性情報を前記電子ペンに送信するとともに前記電子ペンから受信した属性情報により前記記憶手段の属性情報を更新することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１６】
前記電子ペンは各々ＩＤを有し、前記記憶手段の属性情報は前記電子ペンのＩＤ毎に記憶され、更新されることを特徴とする請求項１５記載の電子ペンシステム。
【請求項１７】
前記属性設定手段は、前記通信手段により前記端末装置から受信した属性情報に基づき当該電子ペンの属性を設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１８】
前記端末装置の表示手段は、前記属性を選択するための操作メニューを表示し、
前記端末装置の通信手段は、前記操作メニューの中から選択された属性を前記電子ペンに送信し、
前記属性設定手段は、受信した属性を当該電子ペンの属性として設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１９】
前記電子ペンは、ユーザが操作するスイッチ手段を備え、
前記属性設定手段は、前記スイッチ手段の操作に応じて当該電子ペンの属性を設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項２０】
前記属性として、色、濃度、太さ、線の種類を含むことを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の電子ペンシステム。
【請求項１】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記表示手段の対向する両端の間に設けた隙間部と、前記隙間部に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項２】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に沿って配置される表示手段と、前記電子ペンの上端側に配置されるとともに前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備えることを特徴とする電子ペン。
【請求項３】
電子的に文字や線を描画する電子ペンであって、電子ペンの外周に配置される表示手段と、前記表示手段に接続して前記表示手段を駆動する駆動信号を供給する導電手段とを備え、
前記表示手段が、複数の電極と、前記電極の間に封入した粘性流体及び粒子性物質を有するカラー電子ペーパーであることを特徴とする電子ペン。
【請求項４】
前記表示手段は、透明電極を有する透明フィルムと、電子インクを含んだマイクロカプセルを前記透明フィルム上に敷き詰めて構成された表示層と、前記表示層に密着させ前記表示層を駆動するための複数の駆動電極を有するベースフィルムと、前記駆動電極に合わせて配置した複数の表示色からなるカラーフィルタとを備え、
前記表示手段が電子ペンの外周に配置される際、前記カラーフィルタの各表示色を、所定幅で並べて前記外周上に配置することを特徴とする請求項３記載の電子ペン。
【請求項５】
前記表示手段は、Ｒ・Ｇ・Ｂで代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色からなるカラーフィルタを備え、前記基本色を順に繰り返して構成され、表示層の階調と各基本色の組み合わせによって階調を有する表示色を作成することを特徴とする請求項４記載の電子ペン。
【請求項６】
前記表示手段は、Ｒ・Ｇ・Ｂで代表される基本の３色、もしくは、他の複数色で構成される基本色からなるカラーフィルタを備え、複数行及び複数列からなる表示層において前記基本色を順に繰り返すことによりマトリックス状に構成され、表示層の階調と各基本色の組み合わせによって前記電子ペンの属性情報を表示することを特徴とする請求項４記載の電子ペン。
【請求項７】
前記電子ペンを他の物品に保持するクリップ手段を備え、前記クリップ手段を前記隙間部とオーバーラップする位置に配設することを特徴とする請求項１記載の電子ペン。
【請求項８】
前記表示手段及び前記導電手段を外側から覆って保護するとともに前記電子ペンの筐体に前記表示手段及び前記導電手段を固定する保護手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子ペン。
【請求項９】
前記電子ペンは、光源と、棒状の透明樹脂で構成されるとともに先端が球形の導光部材と、前記導光部材の球状の先端部と終端部を除いた側面外周に設けられた光反射膜と、前記導光部材の終端部に設けられた受光センサーとから構成されるペン先を備え、
前記光源から出力した光を前記ペン先から外部に照射し、外部から反射により前記導光部材に入射した光を前記光反射膜により前記受光センサーに導くことにより、前記電子ペンで触れた位置の色を検知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１０】
前記電子ペンは、検知したペン先で触れた位置の色を、前記電子ペンで描画する文字や線の色として設定し、当該色を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項９記載の電子ペン。
【請求項１１】
前記電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段を備え、前記表示手段は、前記属性設定手段により設定された属性を表示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ペン。
【請求項１２】
前記電子ペンは、ユーザが操作するスイッチ手段を備え、前記属性設定手段は前記スイッチ手段の操作に応じて属性を設定することを特徴とする請求項１１記載の電子ペン。
【請求項１３】
前記属性として、色、濃度、太さ、線の種類を含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の電子ペン。
【請求項１４】
電子的に文字や線を描画する電子ペンと、前記電子ペンによる描画位置を検出し描画される文字や線を表示手段に表示する端末装置とからなる電子ペンシステムであって、
前記電子ペンは、
当該電子ペンで描画する文字や線の属性を設定する属性設定手段と、
前記属性設定手段により設定した属性情報を当該電子ペン上に表示する表示手段と、
前記端末装置との間で前記属性情報の通信を行う通信手段とを備え、
前記端末装置は、
前記電子ペンとの間で前記属性情報の通信を行う通信手段と、
前記電子ペンによる描画を表示する表示手段と、
前記電子ペンの描画位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された描画位置に合わせて、前記通信手段により前記電子ペンから受信した属性を有する文字や線を前記端末装置の表示手段に表示する制御手段とを備えることを特徴とする電子ペンシステム。
【請求項１５】
前記端末装置は、前記電子ペンの属性情報を記憶する記憶手段を備え、
前記端末装置の通信手段により前記記憶手段の属性情報を前記電子ペンに送信するとともに前記電子ペンから受信した属性情報により前記記憶手段の属性情報を更新することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１６】
前記電子ペンは各々ＩＤを有し、前記記憶手段の属性情報は前記電子ペンのＩＤ毎に記憶され、更新されることを特徴とする請求項１５記載の電子ペンシステム。
【請求項１７】
前記属性設定手段は、前記通信手段により前記端末装置から受信した属性情報に基づき当該電子ペンの属性を設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１８】
前記端末装置の表示手段は、前記属性を選択するための操作メニューを表示し、
前記端末装置の通信手段は、前記操作メニューの中から選択された属性を前記電子ペンに送信し、
前記属性設定手段は、受信した属性を当該電子ペンの属性として設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項１９】
前記電子ペンは、ユーザが操作するスイッチ手段を備え、
前記属性設定手段は、前記スイッチ手段の操作に応じて当該電子ペンの属性を設定することを特徴とする請求項１４記載の電子ペンシステム。
【請求項２０】
前記属性として、色、濃度、太さ、線の種類を含むことを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の電子ペンシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１８０９０（Ｐ２０１１−１８０９０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０３４７（Ｐ２００９−１６０３４７）
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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