JP4068292B2 - 情報処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置を有するパーソナルコンピュータや携帯型情報端末等の情報機器に対する座標入力システムを備えた情報処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの入力装置は、マウスとキーボードを用いるのが一般的であるが、必ずしもこれらの手段を用いるのが最適であるとは言えない。例えば、キーボードとマウスとを持ち替えるのが煩わしい、マウスの操作がやりにくい等があげられる。また、特に携帯型ノートパソコンの場合、マウスを接続するとコードが邪魔になる、付属のマウスの代用となるポインティング手段は、慣れないと操作が難しいという欠点がある。更に、携帯型ノートパソコンを持ち歩く場合などは特に、キーボードを使い難い場面もあり、このような場合、ペン状の装置を手に持って、手書きで文字や図形等を入力できると便利である。
【０００３】
そこで、これらを解決する指またはペン状の筆記用装置を利用した手書き入力方式一つの例として、タッチパネル式のものがあり、広く普及している。その一例としては、導電性ゴム等の抵抗膜からなるフィルム状のセンサをＬＣＤに貼り合わせたものがある（特開平０７−１８２０９１号公報参照）。これは、ペンタッチによるセンサの抵抗値の変化によって、接触された位置を読み取り、検出した座標をコンピュータに入力するものであり、ノートパソコンや携帯型情報端末等で用いられている。
【０００４】
第二の例としては、光学的に座標入力を行うものがある（特開２０００−１０５６７号公報参照）がある。これは、扇形に広がる光源を持つ２つの受発光装置と、表示装置境界に設置された再帰性反射装置とで構成されており、再帰的に反射された光を受光し、その強度分布から、三角測量の原理でペン位置を計測するというものである。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
特開平０７−１８２０９１号公報に記載された方式では、液晶表示装置の上に、空気層を挟んで前記センサフィルムを張り合わせることにより、光吸収および散乱が起こり、解像度およびコントラストの低下が生じることが問題になる。
【０００６】
また、表示画面の厚みが増すことや、屈折特性により、斜めから見た時に指示座標の視覚的ずれが生じることも問題となる。
【０００７】
また、この方式では、複数の物体が画面に触れた場合、座標を検出できなかったり、誤検出したりすることがあるという問題もある。
【０００８】
さらに、この方式では、解像度が低く、あまり細かい文字や図形を入力することができないという欠点があり、文字認識も上手く行かないことがある。
【０００９】
一方、特開２０００−１０５６７１号公報の方式では、プラズマディスプレイやホワイトボード等の大画面の座標入力には適しているが、ノートパソコンを含むパーソナルコンピュータや携帯型情報端末などの小型の画面で用いるには、数ミリの解像度では低く過ぎて不向きである。
【００１０】
また、この方式では、複数の物体が画面に触れた場合、座標を検出できなかったり、誤検出したりすることがある。
【００１１】
さらに、画面に接触したことを感知するセンサを備えていないため、ある程度ペンを画面に近づけると光センサが反応してしまう問題がある。これを解決するためには、画面すれすれで光スキャニングを行う必要があるが、範囲を狭めてしまうと、センサの感度が落ちてしまうことや、画面自体の微妙な歪の問題を生じる。
また、常に光の受発光を行っているため、非使用時に無駄な電力を消費する。
【００１２】
本発明の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置、特に液晶ディスプレイの座標を精緻に検出できるようにすることである。
【００１３】
本発明の別の目的は、表示解像度やコントラストを落とすことなく、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置の座標を検出できるようにすることである。
【００１４】
本発明の別の目的は、表示画面の厚みを増すことなく、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置の座標を検出できるようにすることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置に、座標入力装置以外の物体が触れた場合にも座標の誤検出を起こすことなく、座標入力を行うことである。
【００１６】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端使用時に、ペン状の座標入力装置を用いて、直接表示装置画面を触れることによりポインティングまたはボタンクリックの操作を行うことである。
【００１７】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末使用時に、ペン状の座標入力装置を用いて直接表示装置画面をなぞることにより、精緻な文字または図形を座標入力できるようにすることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末に対して、ペン状の座標入力装置を用いて座標入力を行う時に、効率良く文字認識することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末に対して、ペン状の座標入力装置を用いて座標入力を行う時に、消費電力を低減することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも１枚の平面構造または、曲面構造を持つ透明基板と電気的に発光特性を制御可能である表示層とを構成要素の一部とする表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、前記透明基板の一枚の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、少なくとも一方が透明である一対の基板と、この基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、前記基板間に形成された表示層と、この表示層内に形成された構造支持体と、を具備し、前記透明基板の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、一対の透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、前記透明基板間に形成された液晶層と、前記液晶層内に形成されたスペーサと、を具備する装置を、一対の偏光板で挟みこんだ構造を持つ表示媒体に対して、前記偏光板のうち一方の表面の一部に、少なくともある波長域で透過率が高く、それとは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が座標情報を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記誘電体多層膜材料が、可視光領域では透過率が高く、赤外光領域では反射率が高い光学特性を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置は、前記第二通信部に対して、前記座標入力装置の座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を行う指示部とを備え、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部に対して、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を送信し、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部からの座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を受信し、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示に従って座標情報を送信する手段を持つことを特徴とする。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置は、座標情報または文書情報もしくはその両者を記録する記憶部を備え、前記記憶部は、記録されている情報量を監視する手段を持ち、情報量が一定の閾値を超えない最大量に達すると、前記第一通信部に最大量に達した旨の通知し、座標情報または文書情報もしくはその両者を送信し、記録されている座標情報または文書情報もしくはその両者を消去し、前記第一通信部は、前記記録部より最大量に達した旨の通知を受信し、前記記録部からの通知に従い、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信を行い、前記記録部から座標情報または文書情報もしくはその両者を取得する、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記第一通信部は、前記外部通信装置を発見し、前記外部通信装置を発見すると、前記外部通信装置内の前記第二通信部に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取終了を指示し、前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記処理部に送信し、前記処理部は、前記画像読取装置から座標情報を受信し、読取開始から読取終了までの座標情報で囲まれた領域内に存在する文書情報を前記通信部に送信する、ことを特徴とする。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対してコードシンボルの読取終了を指示し、前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記座標入力装置内の前記第一通信部に送信し、前記座標入力装置内の前記第一通信部は、座標情報を前記外部通信装置に送信し、前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を受信し、前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を前記外部通信装置内にある処理部に送信し、座標情報および文書情報を前記外部通信装置内にある前記記録部に送信し、前記処理部は、座標情報を受信し、座標情報で囲まれた領域内に存在する座標情報および文書情報を前記記録部から受信し、前記記録部は、座標情報および文書情報を受信し、座標情報および文書情報を記録し、前記処理部に座標情報および文書情報を送信する、ことを特徴とする。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置内の前記記録部は、前記外部通信装置内の前記第二通信部以外から座標情報および文書情報を取得することを特徴とする。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項９に記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置内の前記記録部は、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を記録し、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理を前記処理部に対して送信し、前記外部通信装置内の前記処理部は、前記記録部から座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を受信し、処理の記述に従った処理を行う、ことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図１７に基づいて説明する。
【００３９】
図１は、本発明の座標入力システムのシステム概略の一例を示す概略図である。
【００４０】
システム構成を簡単に述べると、座標入力装置本体は、画像読取装置１、接触検知部２、ファンクションキー３、信号処理部４、電力制御部５、および無線モジュール６ａから構成されている。本実施の形態のシステムでは、その座標入力装置本体を用いて、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０の座標検出を行い、検出した座標および入力装置本体の座標指示に用いる一部が画面に触れているか否かの検出信号、およびファンクションキー３からの信号を信号処理部４で処理し、この信号を座標入力装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａと、前記表示装置１０を有するパソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂとの間で、データの無線通信を行う。本実施例では、表示装置１０の例として、カラー透過型液晶表示装置を挙げ、説明を行う。
【００４１】
図２は、前記装置本体のシステム構成の概略図であり、オペレータが操作しやすいよう、ペン状の形状をしており、その先端部１１で座標を指定するようになっている。
【００４２】
座標装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａは、少なくとも無線送信を行うことができ、パソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂは少なくとも無線受信を行うことができる。更に、両無線モジュールとも、送受信能力を有し、双方向で通信を行う実施例も可能である。
【００４３】
前記パソコンまたは携帯型情報端末は無線モジュール６ｂで受信した信号は、中央処理部７に伝送される。前記中央処理部７は、前記情報信号に基づき表示制御部９から前記表示装置１０に表示を行う。中央処理部７はメモリを有し、前記座標装置本体で表示装置１０の画面をなぞっていくことにより、所望の文字列や複数の図形、あるいは画面領域等を選択することが可能である。
【００４４】
また、中央処理部７は、ソフトキーボードおよび、手書き入力した文字に対して文字認識を行うためのパレットソフトを有しており、これによりデジタルデータを入力することが可能である。
【００４５】
次に、本発明の根幹となるスペーサによるコードシンボルによる座標表現と、その座標検出方法について述べる。ます、座標入力装置本体による読取方法について述べる。
【００４６】
画像読取装置１の構成例を図３に示す。画像読取装置１は、照明装置４５、撮像装置４６、および結象光学系４７、とこれらの制御・データ処理等を行う信号処理回路４８とで構成されている。撮像装置４６は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子アレイで構成される。後述するように、これらの素子は、コードシンボルを検出するのに必要な波長特性を持っているか、波長フィルタを被せてあり、撮像する波長域を限定できることが望ましい。また、撮像装置４６には少なくとも１つの結象レンズからなる、結像レンズ系４７を備えることも可能であり、必要に応じてはオートフォーカスを行う機能を備えている実施例も可能である。
【００４７】
照明装置４５は、撮像装置４６のコードシンボル検出感度を向上させるためのものである。バックライトを持たないため、画面が暗い反射型液晶のコードシンボルを検出する場合、これは非常に有効な感度向上手段となる。また、或いは、前述の照明装置４５に対して行う波長選択範囲の波長光で照明を行うと、検出感度をさらに高めることできる。これらについては、コードシンボルを形成するスペーサ材料の項で詳しく説明する。
【００４８】
次に、座標入力装置本体の信号処理部４で行う、信号処理について、チャート図４を参照しつつ述べる。
【００４９】
まず、画像読取装置１で読み取られた画像からコードシンボルをデコードし、コードシンボルの中心座標を得る（Ｓ１）。次に、前記画像読取装置１が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量を算出する（Ｓ２）。この情報を基に、装置本体の先端部１１が指示している座標を算出する（Ｓ３）。コードシンボルに対しての、先端部１１の相対的な指示座標から、表示装置１０の絶対座標を算出するため、コードシンボルの座標情報よりも、細かく座標を指定できる。
【００５０】
次に、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０に関して、コードシンボル形成方法、および、検出感度を高めるための方法について、詳細を述べる。
【００５１】
本発明の実施例として、液晶表示装置１０として、カラー透過型液晶表示装置を用いたものを挙げる。図５は、カラー透過型液晶表示装置の構成を示す概略図で、表示画面に対して垂直方向から見た断面図である。
【００５２】
液晶表示装置は、偏光フィルタ２１、透明基板２２、透明電極２３、配向膜２４、液晶層２５、スペーサ１２、カラーフィルタ２６、およびバックライト２７で構成されている。
【００５３】
偏光フィルタ２１は、出入りする光の偏光をコントロールするものである。
【００５４】
透明基板２２は、電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにするためのものである。
【００５５】
透明電極２３は、液晶ディスプレイを駆動するための電極であり、表示の妨げにならないよう透明度の高い材料が用いられている。
【００５６】
配向膜２４は、液晶分子を一定方向に並べるための膜である。
【００５７】
液晶分子層２５には、液晶分子で構成されていて、透明電極２３にかかる電圧により、分子の配向が制御される。
【００５８】
スペーサ１２は、液晶物質をはさむ２枚の透明基板に、均一なスペースを確保するためのものである。
【００５９】
カラーフィルタ２７は、ＲＧＢ３色の波長フィルタである。
【００６０】
バックライト２８は、ディスプレイの背後から照明を行い、画面を明るくするためのものである。
【００６１】
図５は、カラー透過型液晶表示装置の断面の構成を示す概略図であり、前記各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。また、スペーサ１２は、必ずしもカラーフィルタ２６の境目に、存在している訳ではない。
【００６２】
本発明では、前記スペーサ１２で座標情報を示すコードシンボルを形成する。スペーサ１２を用いて、コードシンボルを形成する方法の一例としては、図１１のように、複数個のスペーサを、座標を示すある規則に基づいて並べ、二次元コードを形成する方法が挙げられる。この場合、後述するような二種類のスペーサを使っていて、白色の正方形の示すスペーサ１２ｂは、前記座標入力システムで読み取るには感度が低いもので、従来のスペーサの如く、単に液晶表示装置の透明基板２２を支持するためのものである。黒色の正方形の示すスペーサ１２ａは、前記座標入力システムで読み取ることができ、このスペーサ１２ａがコードシンボルを形成している。図１１に示す例は、５×５単位のスペーサでコードシンボル１３を形成した場合であるが、入力座標の細かさや、読取装置１の感度に応じて、任意の数のスペーサ単位でコードシンボルを作成することが可能である。図１１の例では、スペーサ１２が格子状に規則正しく並んでいるが、前記二種類のスペーサとも、必ずしもこのように配列される必要はない。特に、感度の低い方のスペーサ１２ｂは、透明基板２２を支持できる適切な濃度で、ほぼ均一に散布されていればよい。また感度の高いスペーサ１２ａの配列も、より多様なコードパターンにすることが可能である。
【００６３】
別の例としては、図１２に示すような、アノト社のアノトパターンのように、表示装置１０上の縦・横の仮想的なグリッド線１４からなる格子に対して、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、前記読取装置１に対して感度の高いスペーサ１２ａを配置していく方法がある。スペーサ１２ａのずれのパターンは各々特異性があり、ずれのパターンが座標位置を示すコードを形成しているという方式である。
【００６４】
図６の例では、コードシンボル１３を形成しているスペーサ１２ａのみが表示されているが、図５に示す前の例のように、座標入力システム１で読み取ることができず、単に表示装置１０の透明基板２２を支持するためのスペーサ１２ｂを、併せて用いる実施例も可能である。更には、コードシンボル１３を形成しているスペーサ１２ａは、単体のスペーサである必要はなく、複数個のスペーサ１２ａを一塊として、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、配置してコードシンボル１３を形成することも可能である。
【００６５】
また、前記二例を組み合わせてコードシンボル１３を形成することも可能である。
【００６６】
コードシンボル１３の検出感度を上げるためには、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａの材料として液晶表示装置１０を構成する他の要素、２１〜２７、および１２ｂに対して、特徴的な光学特性を有することが望まれる。例えば、吸収スペクトルや反射スペクトルに特徴があることである。
【００６７】
図１０は、スペーサ１２が可視光に対しては透明で、赤外領域において、透過率が低いという光学特性を持っている例である。更に、前記画像読取装置１の検出波長域を制限することによって、高感度のスペーサ検出が可能となる。波長域の制限は、撮像装置４６で、所望の特性を持つ撮像素子を用いることや、撮像装置４６に所望の波長フィルタを噛ますことで実現される。
【００６８】
また、特に、前記特徴的なスペクトル特性を示す波長領域が、可視領域ではなく、紫外領域や赤外領域であると、請求項６記載の、装置本体の画像読取装置１の有する照明装置４５を、赤外ＬＥＤ等の非可視光照明にすることができ、表示装置１０の画面表示に対して視覚的に照明の影響を与えることなく、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａを高感度で検出できる。特に、表示装置１０が反射型液晶表示装置の場合、非可視光領域で照明を行ったほうが、視覚的な影響を受け難くなるため望ましい。
【００６９】
また、照明光源４５としてＬＤ（レーザーダイオード）を用いて、波長をさらに制限すれば、より高感度な座標検出を行うことが可能となる。
【００７０】
前記スペーサ１２ａで形成されたコードシンボル１３の画像読取感度を上げることにより、より微細なコードシンボル１３を形成することが可能になる。これは、結果的により精度の高い座標入力が可能となる。
【００７１】
ここで、前述したように、コードシンボル１３は、必ずしも表示装置１０内の全てのスペーサを用いなくてもよい訳であり、複数種の異なる光学特性を有するスペーサを用いて構成することも可能である。
【００７２】
例えば、所望の波長領域で、画像読取装置１に対して感度が高いスペーサ１２ａと、感度が低いスペーサ１２ｂの二種類のスペーサを用いて、感度の高いスペーサだけを検出して、コードシンボル１３を読み取ることが可能であることを意味する。
【００７３】
これを実現する第１の実施例としては、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａと形成しないスペーサ１２ｂを光学特性の異なる別材料を用いることが挙げられる。
【００７４】
また、第２の実施例としては、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａに対して、所望のスペクトル特性を実現するための金属原子、または有機色素分子等をドープすることで実現される。
【００７５】
図１３を基に、上記第１の実施例における製造方法の例を挙げる。まず、スペーサとして所望の光学特性を有する有機色素分子等をドープしたものを用い、透明基板２２に挟まれた液晶層２５に均一に分布させた表示装置５１を用意する。次に、この液晶基板に対して、コードシンボル１３のパターン形状のフォトマスク５０を通して紫外光５０の光照射を行い、マスクされていない領域に存在するスペーサにドープされた色素を劣化させ、光学特性を変化させた表示装置５２を得る。マスクされた領域に存在するスペーサにドープされた色素はその光学特性を保ったままである。この光学特性の差を利用して、感度の高い検出が可能となる。
【００７６】
また、前述したように、前記信号処理部４では、コードシンボル１３をデコードして得られた、コードシンボル１３の中心座標情報の他に、前記画像読取装置１で読み取ったコードシンボルの大きさ、コードシンボル１３の位置、向きおよび歪み量から、座標入力装置本体のポインティングを行う座標入力先端部１１がどこを指しているかを算出しているので、コードシンボル１３よりも微細に座標を検出することができる。逆にこのことを利用すると、コードシンボル１３だけを用いて座標検出を行うよりも、荒いコードシンボル構造で、微細な座標検出／入力が可能である。これは、別の解釈をすると、コードシンボル１３だけで座標検出／入力を行うよりも前記画像読取装置１の検出感度を下げられるということも意味している。これは装置の必要とする座標検出分解能に対して、読取装置１の素子の性能、信号処理部４の計算処理能力に応じて、構成する要素のパラメータにより自由度の多い設計が可能になることを意味している。
【００７７】
以上、本実施例は、液晶表示装置（ＬＣＤ）についての例を挙げたが、これ以外にも、構造支持体を有する表示装置は他に、ネマティック液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電界放出型ディスプレイ等があり、それらの簡単な構成を、図６〜図９にそれぞれ示す。これらの表示装置において、スペーサ１２を用いて、コードシンボルを形成する実施例も可能である。また、図６〜図９の表示装置構成図は概略図であり、描かれている各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。
【００７８】
次に、座標入力装置本体の付加的な仕組みについて、詳細を述べる。
【００７９】
座標入力装置本体に設けられた接触検知部２は、前述した従来の一例（特開２０００−１０５６７１号公報）で挙げたような、ペンを近づけただけでポイントしたと誤認識してしまうという問題は回避するためのもので、座標入力装置本体の、座標指示に用いる先端部１１が表示装置１０の画面に触れているか否かの検出を行うものである。
【００８０】
これを実現する第１の実施例として、図１４のようなボタン状のセンサ装置が挙げられる。表示装置１０に接触することによって、先端部１１がくぼみ、スイッチ５３が導通し、回路に電流が流れて、電流感知部５４で接触を検知できる仕組みである。
【００８１】
第２の実施例として、図１５のフローチャートに示すように、画像読取装置１で読み取ったコードシンボル１３の大きさ、位置、向きおよび歪み量から、ペンの先端１１が液晶表示装置１０の画面に接触しているかを信号処理部４で計算処理によって求める方法がある。
【００８２】
第１の例は、機械的、電気的に簡単な機構で実現できるのが特徴である。第２の例は、前記座標検出の仕組みを利用しているので、座標検出とほぼ同時に計算を行うことができる。また、第１の例のセンサで消費する電力を省くことが可能であるが、接触感知の確実性や、応答時間で第劣る面を持つ。また、第２の例でも、オペレータの触覚的な使い易さを向上させるために、第１の例のように、前記先端部１１が圧力によって、力学的にへこむか変形を起こし、オペレータの触覚に訴える仕組みを有することが望ましい。
【００８３】
また、座標入力装置本体は、ファンクションキー３を備えていて、これにより前記座標入力システムに、様々な機能を付加することが可能である。第１の例として、マウスの右クリックを行うボタンを設けることが挙げられる。このボタンを押した直後一回目に液晶表示装置１０のある座標を指示すると、指示座標を右クリックしたことと同等の処理がなされるというものである。他にも、同様に左ダブルクリックボタンを設ける例が挙げられる。
【００８４】
ファンクションキー３に関する第２の例として、前述したように、中央処理部７にソフトキーボードまたは手書き文字認識ソフトを、表示装置１０に表示させるボタンを設ける例が挙げられる。上記二例は、座標入力システムを有効に利用するためには備えていることが望ましい。
【００８５】
また、ファンクションキー３に関する第３の実施例として、Ｓｈｉｆｔキー、Ｃｔｒｌキー、ＥｓｃキーおよびＤｅｌｅｔｅキー等、通常のキーボード使用時に頻度が高いキーの少なくとも一つをファンクションキー３として備えたものや、オペレータが好みに応じてキーを割り当てることのできる仕組みを備えたファンクションキー３を持つものが挙げられる。
【００８６】
無線通信を行う無線モジュール６としては、赤外線方式、無線電波方式で実現される。前者は、リモコン方式またはＩｒＤＡフォーマット等で実現される。後者は、Bluetoothフォーマットを利用した無線電波方式等で実現される。但し、前者は、赤外領域で画像読取を行う場合は、両者の波長が重ならないよう、注意が必要である。一方、無線電波方式では、前記光学的な問題は無く、しかも無線電波方式では、送信の指向性が無いため、前者に比べて、無線モジュールの位置関係によって通信速度が左右されることが少なくて済む。特にBluetoothフォーマットは、チップサイズ・重量、消費電力が小さいため、装置本体に組み込むのに適している。また、各種省エネモードが定義されているので、通信を行う必要のない時に、送受信電力を削減できるので、装置本体の電池または充電池を長時間使うのにも適している。
【００８７】
無線通信を行う場合、同じ機種の、複数の座標入力システムが、無線の通信可能範囲に存在する場合、誤動作を起こす可能性があるので、無線モジュール６には、相互認証を行う機能を有することが望ましい。認証は、デバイスのコードや、それに加えて暗号を用いて実現される。
【００８８】
本実施例では、オペレータの使用利便性を考慮して、無線方式を挙げているが、本発明の座標入力システムは必ずしも無線でデータをやり取りする必要はなく、有線ケーブルを用いて実現することも可能である。この場合、利便性は減少するが、画像読取装置１で得た画像データを直接中央処理部７に伝送し、中央処理部７でデコード、歪み両等算出、および座標検出を行うことで、座標入力装置本体に設けた信号処理部４で処理するより応答速度の速い座標入力を行い、かつ装置本体を小型・軽量化できる実施例も可能である。また、座標入力装置本体の電源をパソコンまたは携帯型情報端末から供給しているため、座標入力入力装置本体の電池または充電池だけが消耗してしまうことがないことも長所の一つとして挙げられる。
【００８９】
前記、有線ケーブルを用いた場合の電源に関する有用性を考慮して、有線ケーブルで接続できるターミナルを装備した、無線モジュール６を備えた前記座標入力システムも、実施例の一つとして挙げられる。座標入力装置本体の電源消耗時に有線ケーブルを用いて、パソコンまたは携帯型情報端末から、少なくとも電源を供給でき、画像読取データもしくは座標データに加えて、接触感知信号とファンクションキー３のデータを有線で送信することもできることが望ましい。
次に、電力制御部５の働きについて述べる。
図１、２の電力制御部５は、オペレータが座標入力装置本体を握っていることを感知するセンサと、時間をカウントするタイマーと電源のON／OFFや消費電力を制御する制御装置からなる。
【００９０】
前記センサの例としては、手の温度を感知する温度センサや、握る時の圧力を検知する圧力センサが挙げられる。
【００９１】
オペレータが座標入力装置本体を握り、センサの指示値がある閾値を超えることによって、電源が入るようになり、一方手が離れセンサの指示値がある閾値を超えると、前記タイマーが作動し、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入るなどして、消費電力を抑えることができる。このフローチャートを図１６に示す。また、図１７のフローチャートのように、閾値を２つ備え、第一の閾値で無線通信の電力を削減し、第二の閾値で装置全体の電源をＯＦＦにするか、またはスタンバイモードに入る機能を有することが望ましい。通信電力の削減は、Bluetoothフォーマットで無線電波通信を行う場合、Bluetooth規格で定義されているパークモード、スニフモード、ホールドモードの省エネモードを用いて実現される。また、これらの省エネモードを効果的に組み合わせ、２つ以上の閾値処理を行う実施例も可能である。また、他の無線手段で無線通信を行う場合も、同様の省エネモードを定義することが可能である。
【００９２】
オペレータが座標入力装置本体を握っていても、表示装置１０の画面をポイントしていない場合、無線モジュール６で消費される電力は無駄になる。この電力を省く方法として、座標入力装置本体にコードシンボル非検出時間を測定するタイマーを設け、コードシンボル１３を検出しないと、タイマーが作動し、ある閾値を超えると、通信を止めるか、そのデューティーを低くする機能を付加するすることによって実現される。この状態でも、装置本体の通信以外の部分は、通常通りの機能を保持する。また、前記省電力モードでコードシンボル１３を検出すると、通常の通信を再開する機能を有する。これも前記、オペレータの装置把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【００９３】
また、パソコンまたは携帯型情報端末等のホスト側の電源が切られているか、またはスタンバイモードになっていて、座標入力を行えない状態で、前記座標入力装置本体の電源が入っていると、電力が無駄に消費されるので、前記ホスト装置の電源ＯＦＦまたはスタンバイモードであることを検知して、座標入力装置本体の電源を切る機能を有することが望ましい。これは、パソコンまたは携帯型情報端末側から座標入力装置本体に、電源ＯＦＦまたはスタンバイモードに入ることを通知する機能をパソコンまたは携帯型情報端末側に備えるか、または、装置本体にタイマーを設け、パソコンまたは携帯型情報端末側から応答がない場合、タイマーを作動させ、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入る機能を設けることで実現される。これも前記、オペレータの座標入力装置本体の把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【００９４】
以上に挙げた省電力機構を組み合わせることにより、座標入力装置本体の電池または充電池の使用期間を、更に長くすることができる。
【００９５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態を図１８ないし図３６に基づいて説明する。
【００９６】
図１８は、座標入力システムの概略を示す概略図である。
【００９７】
システム構成を簡単に述べると、座標入力装置本体は、画像読取装置１、接触検知部２、ファンクションキー３、信号処理部４、電力制御部５、および無線モジュール６ａから構成されている。この座標入力装置本体を用いて、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０の座標を検出を行い、検出した座標、および入力装置本体の座標指示に用いる一部が画面に触れているか否かの検出信号、およびファンクションキー３からの信号を信号処理部４で処理し、この信号を座標入力装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａと、前記表示装置１０を有するパソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂとの間で、データの無線通信を行う。図１９は、前記装置本体のシステム構成の概略図であり、オペレータが操作しやすいよう、ペン状の形状をしており、その先端部１１で座標を指定するようになっている。
【００９８】
座標装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａは少なくとも無線送信を行うことができ、パソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂは少なくとも無線受信を行うことができる。更に、両無線モジュールとも、送受信能力を有し、双方向で通信を行う実施例も可能である。
【００９９】
前記パソコンまたは携帯型情報端末は無線モジュール６ｂで受信した信号は、中央処理部７に伝送される。前記中央処理部７は、前記情報信号に基づき表示制御部９から前記液晶画面１０に、表示を行う。中央処理部７はメモリを有し、前記座標装置本体で表示装置１０の画面をなぞっていくことにより、所望の文字列や複数の図形、あるいは画面領域等を選択することが可能である。
【０１００】
また、中央処理部７は、ソフトキーボードおよび、手書き入力した文字に対して文字認識を行うためのパレットソフトを有しており、これによりデジタルデータを入力することが可能である。
【０１０１】
次に、本発明の根幹となるスペーサによるコードシンボルによる座標表現と、その座標検出方法について述べる。ます、座標入力装置本体による読取方法について述べる。
【０１０２】
画像読取装置１の構成例を図２０に示す。画像読取装置１は、照明装置４５、撮像装置４６、および結象光学系４７、とこれらの制御・データ処理等を行う信号処理回路４８とで構成されている。撮像装置４６は、例えば、ＣＣＤカメラまたは、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子アレイで構成される。後述するように、これらの素子は、コードシンボルを検出するのに必要な波長特性を持っているか、波長フィルタを被せてあり、撮像する波長域を限定できることが望ましい。また、撮像装置４６には少なくとも１つの結象レンズからなる、結像レンズ系４７を備えることも可能であり、必要に応じてはオートフォーカスを行う機能を備えている実施例も可能である。
【０１０３】
照明装置４５は、撮像装置４６のコードシンボル検出感度を向上させるためのものである。バックライトを持たないため、画面が暗い反射型液晶のコードシンボルを検出する場合、これは非常に有効な感度向上手段となる。また、或いは、前述の照明装置４５に対して行う波長選択範囲の波長光で照明を行うと、検出感度をさらに高めることできる。これらの詳細については、後述する。
【０１０４】
次に、座標入力装置本体の信号処理部４で行う、信号処理について、チャート図２１を参照しつつ述べる。
【０１０５】
まず、画像読取装置１で読み取られた画像からコードシンボルをデコードし、コードシンボルの中心座標を得る（Ｓ１）。次に、前記画像読取装置１が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量を算出する（Ｓ２）。この情報を基に、装置本体の先端部１１が指示している座標を算出する（Ｓ３）。コードシンボルに対しての、先端部１１の相対的な指示座標から、表示装置１０の絶対座標を算出するため、コードシンボルの座標情報よりも、細かく座標を指定できる。
【０１０６】
次に、透明基板または偏光板上にコーティングされた誘電体多層膜が、コードシンボルを形成している表示装置に関して、コードシンボル形成方法、および、検出感度を高めるための方法について、詳細を述べる。
【０１０７】
本発明の実施例の表示装置１０として、カラー透過型液晶表示装置を用いたものを挙げる。図２２および図２３は、カラー透過型液晶表示装置の構成を示す概略図で、表示画面に対して垂直方向から見た断面図である。
【０１０８】
液晶表示装置１０は、偏光板２１、透明基板２２、透明電極２３、配向膜２４、液晶層２５、スペーサ１２、カラーフィルタ２６、およびバックライト２７で構成されている。
【０１０９】
偏光板２１は、出入りする光の偏光をコントロールするものである。
【０１１０】
透明基板２２は、電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにするためのものである。
【０１１１】
透明電極２３は、液晶層にかける電圧を駆動するための電極であり、表示の妨げにならないよう透明度の高い材料が用いられている。
【０１１２】
配向膜２４は、液晶分子を一定方向に並べるための膜である。
【０１１３】
液晶分子層２５には、液晶分子で構成されていて、透明電極２３にかかる電圧により、分子の配向が制御される。
【０１１４】
スペーサ１２は、液晶物質をはさむ2枚の透明基板に、均一なスペースを確保するためのものである。
【０１１５】
カラーフィルタ２７は、ＲＧＢ３色の波長フィルタである。
バックライト２８は、ディスプレイの背後から照明を行い、画面を明るくするためのものである。
【０１１６】
図２２および図２３は、カラー透過型液晶表示装置の断面の構成を示す概略図であり、前記各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。また、スペーサ１２は、必ずしもカラーフィルタ２６の境目に、存在している訳ではない。
【０１１７】
図２２は、本発明の表示媒体の第１の実施例として、カラー透過型液晶表示装置の偏光板２１ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３を形成したものである。
【０１１８】
図２３は、本発明の表示媒体の第２の実施例として、カラー透過型液晶表示装置の透明基板２２ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３を形成したものである。
【０１１９】
本実施例の表示装置１０として液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する２つの実施例を挙げたが、これら以外にも、請求項２に記載の表示媒体として、ネマティック液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電界放出型ディスプレイの透明基板に誘電体多層膜でコードシンボルを形成した表示装置が、それぞれ第３〜第６の実施例として可能である。それらの簡単な構成を、図２４〜図２７にそれぞれ示す。透明基板２２ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３が形成されている。尚、図２４〜図２７の表示装置構成図は概略図であり、描かれている各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。
【０１２０】
上記６つの実施例以外は、全て平面構造を有する透明基板に誘電体多層膜によるコードシンボルを形成したものであったが、本座標入力システムの座標検出原理説明で述べたように、請求項１に記載の表示装置は、曲面構造を持つ透明基板に誘電体多層膜によるコードシンボルを形成することが可能である。第７の実施例として、図２８に示すような、ブラウン管ディスプレイを挙げる。曲面構造を有する画面５６に、誘電体多層膜によるコードシンボルを形成している。パソコンのＣＲＴディスプレイにおいても実施可能である。勿論、平面ブラウン管ディスプレイに対する実施例も可能である。また、図２８は概略図である。
【０１２１】
次に、誘電体多層膜を用いたコードシンボル１３の実施例を挙げる。
第1の実施例として、図３０のように、透明基板または偏光フィルタ１４上に、ある規則に基づいた二次元コードを誘電体多層膜１５で形成する方法が挙げられる。図３０の例は二次元コードの一例であり、必ずしもこのような形状である必要はなく、より多様なコードパターンが実現可能である。
【０１２２】
第２の実施例としては、図３１に示すような、アノト社のアノトパターンのように、透明基板または偏光フィルタ１４上の縦・横の仮想的なグリッド線１６からなる格子に対して、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、格子に対して十分小さな矩形、または円形、あるいは他の形状のコーティングパターンの誘電体多層膜１５を配置していく方法が挙げられる。誘電体多層膜のずれのパターンは各々特異性があり、ずれのパターンが座標位置を示すコードを形成しているという方式である。また、図３１の例とは逆に、ほぼ一面に誘電体多層膜をコーティングした透明基板または偏光フィルタ１４に対して、誘電体多層膜コーティングしていない小領域によってコードシンボル１３を形成する実施例も可能である。
【０１２３】
また、前記２例を組み合わせてコードシンボル１３を形成することも可能である。
【０１２４】
次に、前記２実施例の誘電体多層膜コードパターン１３を、透明基板または偏光板１４に形成する方法について、図３２に示す実施例を挙げる。まず、基板５１は誘電体多層膜をコーティングする前の透明基板または偏光板１４である。前記基板５１に対して、所望のコードパターンの形状をしたマスク４９を基板５１に被せるか、またはマスク４９を前記基板５１上に形成する（Ｓ３１）。パターン部５０は、マスク４９の刳り貫かれている部分か、もしくは、基板５１上のマスクの形成されていない部分に相当する。次に、マスクをした状態で、所望の光学特性を持つよう、誘電体多層膜を形成して行く（Ｓ３２）。誘電体多層膜を形成後、マスクを除去することにより、パターン部５０にだけ誘電体多層膜がコーティングされた基板５２を得る（Ｓ３３）。
【０１２５】
次に、コードシンボルを高感度で検出する方法について述べる。
【０１２６】
コードシンボル１３の検出感度を上げるためには、前記画像読取装置１の検出波長域を制限することによって、高感度の誘電体多層膜部１５の検出が可能となる。波長域の制限は、所望の特性を持つ撮像素子を用いることや、撮像装置に所望の波長フィルタを噛ますことで実現される。
【０１２７】
また、特に、請求項４に記載のように、高い反射スペクトル特性を示す波長領域が、可視領域ではなく、赤外領域であると、請求項８記載の、装置本体の画像読取装置１の有する照明装置を、赤外ＬＥＤ等による照明にすることができ、表示装置１０の画面表示に対して視覚的に照明の影響を与えることなく、コードシンボル１３を形成する誘電体多層膜１５を高感度で検出できる。特に、表示装置１０が反射型液晶表示装置等のあまり明るい表示を行うことができないような表示媒体である場合、非可視光領域で照明を行ったほうが、視覚的な影響を受け難くなるため望ましい。
【０１２８】
また、照明光源としてＬＤ（レーザーダイオード）を用いて、波長をさらに制限すれば、より高感度な座標検出を行うことが可能となる。
【０１２９】
前記誘電体多層膜部１５ので構成されたコードシンボル１３の画像読取感度を上げることにより、より微細なコードシンボルを形成することが可能になる。これは、結果的により精度の高い座標入力が可能となる。
【０１３０】
また、前述したように、前記信号処理部４では、コードシンボル１３をデコードして得られた、コードシンボル１３の中心座標情報の他に、前記画像読取装置１で読み取ったコードシンボルの大きさ、コードシンボル１３の位置、向きおよび歪み量から、座標入力装置本体のポインティングを行う座標入力先端部１１がどこを指しているかを算出しているので、コードシンボル１３よりも微細に座標を検出することができる。逆にこのことを利用すると、コードシンボル１３だけを用いて座標検出を行うよりも、荒いコードシンボル構造で、微細な座標検出／入力が可能である。これは、別の解釈をすると、コードシンボル１３だけで座標検出／入力を行うよりも前記画像読取装置１の検出感度を下げられるということも意味している。これは装置の必要とする座標検出分解能に対して、読取装置１の素子の性能、信号処理部４の計算処理能力に応じて、構成する要素のパラメータにより自由度の多い設計が可能になることを意味している。
【０１３１】
次に、座標入力装置本体の付加的な仕組みについて、詳細を述べる。
【０１３２】
座標入力装置本体に設けられた接触検知部２は、前述した従来の一例（特開２０００−１０５６７１号公報）で挙げたような、ペンを近づけただけでポイントしたと誤認識してしまうという問題は回避するためのもので、座標入力装置本体の、座標指示に用いる先端部１１が表示装置１０の画面に触れているか否かの検出を行うものである。
【０１３３】
これを実現する第１の実施例として、図３３のようなボタン状のセンサ装置が挙げられる。表示装置１０に接触することによって、先端部１１がくぼみ、スイッチ５３が導通し、回路に電流が流れて、電流感知部５４で接触を検知できる仕組みである。
【０１３４】
第２の実施例として、図３４のフローチャートに示すように、画像読取装置１で読み取ったコードシンボル１３の大きさ、位置、向きおよび歪み量から、ペンの先端１１が液晶表示装置１０の画面に接触しているかを信号処理部４で計算処理によって求める方法がある。
【０１３５】
第１の例は、機械的、電気的に簡単な機構で実現できるのが特徴である。第２の例は、前記座標検出の仕組みを利用しているので、座標検出とほぼ同時に計算を行うことができる。また、第１の例のセンサで消費する電力を省く事が可能であるが、接触感知の確実性や、応答時間で第劣る面を持つ。また、第２の例でも、オペレータの触覚的な使い易さを向上させるために、第１の例のように、前記先端部１１が圧力によって、力学的にへこむか変形を起こし、オペレータの触覚に訴える仕組みを有することが望ましい。
【０１３６】
また、座標入力装置本体には、ファンクションキー３を備えていて、これにより前記座標入力システムに、様々な機能を付加することが可能である。第１の例として、マウスの右クリックを行うボタンを設けることが挙げられる。このボタンを押した直後一回目に液晶表示装置１０のある座標を指示すると、指示座標を右クリックしたことと同等の処理がなされるというものである。他にも、同様に左ダブルクリックボタンを設ける例が挙げられる。
【０１３７】
ファンクションキー３に関する第２の例として、前述したように、中央処理部７にソフトキーボードまたは手書き文字認識ソフトを、表示装置１０に表示させるボタンを設ける例が挙げられる。上記二例は、座標入力システムを有効に利用するためには備えていることが望ましい。
【０１３８】
また、ファンクションキー３に関する第３の実施例として、Ｓｈｉｆｔキー、Ｃｔｒｌキー、Ｅｓｃキー及びＤｅｌｅｔｅキー等、通常のキーボード使用時に頻度が高いキーの少なくとも一つをファンクションキー３として備えたものや、オペレータが好みに応じてキーを割り当てることのできる仕組みを備えたファンクションキー３を持つものが挙げられる。
【０１３９】
本実施例では、座標入力装置本体と、表示装置を制御する情報機器との間で無線通信を行っている。オペレータがケーブルの煩わしさを感じることなく、座標入力を行うためにはこの方式が望ましい。無線通信を行う無線モジュール６としては、赤外線方式、無線電波方式で実現される。前者は、リモコン方式またはＩｒＤＡフォーマット等で実現される。後者は、Bluetoothフォーマットを利用した無線電波方式等で実現される。但し、前者は、赤外領域で画像読取を行う場合は、両者の波長が重ならないよう、注意が必要である。一方、無線電波方式では、前記光学的な問題は無く、しかも無線電波方式では、送信の指向性が無いため、前者に比べて、無線モジュールの位置関係によって通信速度が左右されることが少なくて済む。特にBluetoothフォーマットは、チップサイズ・重量、消費電力が小さいため、装置本体に組み込むのに適している。また、各種省エネモードが定義されているので、通信を行う必要のない時に、送受信電力を削減できるので、装置本体の電池または充電池を長時間使うのにも適している。
【０１４０】
無線通信を行う場合、同じ機種の、複数の座標入力システムが、無線の通信可能範囲に存在する場合、誤動作を起こす可能性があるので、無線モジュール６には、相互認証を行う機能を有することが望ましい。認証は、デバイスのコードや、それに加えて暗号を用いて実現される。
【０１４１】
本実施例では、オペレータの使用利便性を考慮して、無線方式を挙げているが、本発明の座標入力システムは必ずしも無線でデータをやり取りする必要はなく、有線ケーブルを用いて実現することも可能である。この場合、利便性は減少するが、画像読取装置１で得た画像データを直接中央処理部７に伝送し、中央処理部７でデコード、歪み両等算出、および座標検出を行うことで、座標入力装置本体に設けた信号処理部４で処理するより応答速度の速い座標入力を行い、かつ装置本体を小型・軽量化できる実施例も可能である。また、座標入力装置本体の電源をパソコンまたは携帯型情報端末から供給しているため、座標入力入力装置本体の電池・または充電池だけが消耗してしまうことがないことも長所の一つとして挙げられる。
【０１４２】
前記、有線ケーブルを用いた場合の電源に関する有用性を考慮して、有線ケーブルで接続できるターミナルを装備した、無線モジュール６を備えた前記座標入力システムも、実施例の一つとして挙げられる。座標入力装置本体の電源消耗時に有線ケーブルを用いて、パソコンまたは携帯型情報端末から、少なくとも電源を供給でき、画像読取データもしくは座標データに加えて、接触感知信号とファンクションキー３のデータを有線で送信することもできることが望ましい。
【０１４３】
本発明の座標入力システムは、無駄な電力を消費しない仕組みを備えている事が望ましい。携帯型情報端末をバッテリー駆動する場合や、本実施例のように、データのやりとりを無線で行う場合は、特にその必要性が高い。図２９に示す電力制御部５の働きについて述べると、電力制御部５は、オペレータが座標入力装置本体を握っていることを感知するセンサと、時間をカウントするタイマーと電源のＯＮ/ＯＦＦや消費電力を制御する制御装置からなる。
【０１４４】
前記センサの例としては、手の温度を感知する温度センサや、握る時の圧力を検知する圧力センサが挙げられる。
【０１４５】
オペレータが座標入力装置本体を握り、センサの指示値がある閾値を超えることによって、電源が入るようになり、一方手が離れセンサの指示値がある閾値を超えると、前記タイマーが作動し、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入るなどして、消費電力を抑えることができる。このフローチャートを図３５に示す。また、図３６のフローチャートのように、閾値を２つ備え、第一の閾値で無線通信の電力を削減し、第二の閾値で装置全体の電源をＯＦＦにするか、またはスタンバイモードに入る機能を有することが望ましい。通信電力の削減は、Bluetoothフォーマットで無線電波通信を行う場合、Bluetooth規格で定義されているパークモード、スニフモード、ホールドモードの省エネモードを用いて実現される。また、これらの省エネモードを効果的に組み合わせ、２つ以上の閾値処理を行う実施例も可能である。また、他の無線手段で無線通信を行う場合も、同様の省エネモードを定義することが可能である。
【０１４６】
オペレータが座標入力装置本体を握っていても、表示装置１０の画面をポイントしていない場合、無線モジュール６で消費される電力は無駄になる。この電力を省く方法として、座標入力装置本体にコードシンボル非検出時間を測定するタイマーを設け、コードシンボル１３を検出しないと、タイマーが作動し、ある閾値を超えると、通信を止めるか、そのデューティーを低くする機能を付加するすることによって実現される。この状態でも、装置本体の通信以外の部分は、通常通りの機能を保持する。また、前記省電力モードでコードシンボル１３を検出すると、通常の通信を再開する機能を有する。これも前記、オペレータの装置把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【０１４７】
また、パソコンまたは携帯型情報端末等のホスト側の電源が切られているか、またはスタンバイモードになっていて、座標入力を行えない状態で、前記座標入力装置本体の電源が入っていると、電力が無駄に消費されるので、前記ホスト装置の電源ＯＦＦ、またはスタンバイモードであることを検知して、座標入力装置本体の電源を切る機能を有することが望ましい。これは、パソコンまたは携帯型情報端末側から座標入力装置本体に、電源ＯＦＦ、またはスタンバイモードに入ることを通知する機能をパソコンまたは携帯型情報端末側に備えるか、または、装置本体にタイマーを設け、パソコンまたは携帯型情報端末側から応答がない場合、タイマーを作動させ、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入る機能を設けることで実現される。これも前記、オペレータの座標入力装置本体の把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【０１４８】
以上に挙げた省電力機構を組み合わせることにより、座標入力装置本体の電池または充電池の使用期間を、更に長くすることができる。
【０１４９】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態を図３７に基づいて説明する。本実施の形態は、前述した各実施の形態を前提とする。
【０１５０】
図３７に、全体の概略構成例を示す。図中、座標入力ペン２０１とマルチファンクションコピア２０２とが記されている。
【０１５１】
座標入力ペン２０１は、筆記用ペン先２０３を備え、ユーザが紙面に筆記を行うとき、画像読取用ＣＣＤ２０４より紙面上に記されたコードシンボル映像を取得する。処理用プロセッサ２０５は、画像読取用ＣＣＤより画像データを受取り、座標を算出し、記録用メモリ２０６に計算結果を蓄える。ユーザが送信ボタン２０７を押すと、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９を通じてマルチファンクションコピア２０２にデータが送信される。
【０１５２】
〔遠隔の受信装置から座標入力装置内に蓄えられたデータの送信を指示する〕
マルチファンクションコピア２０２の操作部２１０よりユーザが座標入力ペン２０１内に蓄えられた情報を取得する指示を行うと、操作部２１０の指示が、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９と、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８を通じて、座標入力ペン２０１内の記録用メモリ２０６に伝達される。記録用メモリは２０６は、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８と、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９を通じて、記録用メモリ内に記録された座標データ及び文書データを記録用ＨＤＤ２１１に送信する。記録用ＨＤＤ２１１は、座標データ及び文書データを受信し、記録する。ユーザは更に操作部より、印刷指示を与えることにより、記録用ＨＤＤ２１１に記録されたデータを印刷することができる。
【０１５３】
〔座標入力ペンの処理状態の確認〕
ユーザが送信ボタン２０７を押して送信するとき、BlueToothモジュールからその通信相手先等のステータス情報が表示液晶２１２に送信される。また、同時に記録用メモリ２０６からはその送信データ量が表示液晶２１２に伝達される。これにより、ユーザはその送信先と、送信データ量を確認することができる。
【０１５４】
〔マルチファンクションコピアからの確認〕
マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９は、表示部２１６に対し、その通信ステータス情報を送信する。これにより、ユーザはマルチファンクションコピア２０２の通信状態を把握することができる。
【０１５５】
〔ペン内メモリが一杯になったらデータ送信〕
座標入力ペン２０１内部にある記録用メモリ２０６のその記録された情報量がある閾値を超えない最大量に達すると、BlueToothモジュール２０８，２０９を通じて、マルチファンクションコピア２０２内の記録用ＨＤＤ２１１に情報を自動的に送信し、送信後、記録用メモリ２０６内のデータを消去する。
【０１５６】
〔BlueToothモジュールが相手を発見すると自動的に送信〕
座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８は、予め、ユーザにより選択されていた送信先であるマルチファンクションコピア２０２を探知することにより、記録用メモリ２０６から記録されている情報を取り出し、マルチファンクションコピア２０２に送信する機能を持つ。
【０１５７】
〔検出した座標領域に対応する処理を行う〕
紙面のある領域を座標入力ペン２０１で示す。例えば、ある箇所を丸く囲むように筆記すると、その筆記による筆圧がスイッチ２１３に伝達され、スイッチに負荷が加えられた時間だけ、画像読取用ＣＣＤ２０４が紙面のコードシンボルを読み取る。読み取られたコードシンボルは処理用プロセッサ２０５に送信され、座標に変換し、BlueToothモジュール２０８、２０９を通じて、マルチファンクションコピア２０２内の処理用プロセッサ２１４に送信される。処理用プロセッサ２１４では、その座標情報に対応した処理が行われる。
【０１５８】
アプリケーション例として、紙が通販カタログであった場合を挙げる。通販カタログの欲しい品物にチェックを記入し、色とサイズと数量と配送先を記入したとする。座標入力ペン２０１内の処理用プロセッサ２０５は、そのコードシンボルより記入が行われた座標を取得し、その座標データを、BlueToothモジュール２０８、２０９を通じてマルチファンクションコピア２０２内の処理用プロセッサ２１４へ送信する。処理用プロセッサ２１４では、その座標に対応する処理として、発注処理が行われる。マルチファンクションコピア２０２内のＦＡＸ・データモジュール２１５を通じて品物が発注される、発注処理を行った旨は印刷部２１６により印刷された通知により確認できる。または、座標入力ペン２０１内の表示液晶２１２にBlueToothモジュール２０９、２０８を通じてステータスが送信され、表示することにより、ユーザの手元にあるペンによりステータスが確認できる。
【０１５９】
〔文書情報を入力する〕
先のような通販カタログのようなアプリケーションでは、予め、マルチファンクションコピア２０２に通販カタログの座標に対応する処理情報が記録されていなければならない。これらの情報はFAXモジュールなどにより外部よりデータを受信することで記録用ＨＤＤ２１１に蓄えられる仕組みになっている。
【０１６０】
【発明の効果】
本発明により、タブレットを使用せずに、表示装置、特に液晶表示装置上で指示した軌跡の座標をリアルタイムで検出し、座標入力を行うことが可能となる。また、表示媒体上の座標を示すコードシンボルをデコードした情報に加えて、コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくともひとつを用いて媒体上の所定の点の位置を検出するので、表示媒体上の座標を精緻に検出することができる。
【０１６１】
本発明では、表示装置の構造支持体、特に液晶表示装置のスペーサで構成した微細構造をもつコードシンボルによって座標を検出するため、従来の方法より高解像度で座標検出および入力が行える。しかも、コントラストや解像度を落とす原因となるフィルムを貼り合わせていないため、表示装置の画質を損ねることなく行うことができる。
【０１６２】
本発明では、座標入力装置本体の撮像装置によって、光学的に画像の読取を行い、その画像信号を基に座標検出を行うため、表示装置に座標入力装置本体以外の物体が接触しても、正しく座標入力を行うことができる。
【０１６６】
請求項１乃至４に記載の情報処理システムは、ユーザが明示的に送信を行うことにより、その筆記データがひとまとまりのデータであることを指示することができる。
【０１６７】
請求項５記載の情報処理システムは、遠隔にある座標入力装置の情報を取得する手段を提供することができる。
【０１６８】
請求項６記載の情報処理システムは、メモリが一杯になったときに、更に座標入力作業が継続できるように自動的に情報を送信する作業を実現できる。
【０１６９】
請求項７記載の情報処理システムは、送信先を発見したときにペン内の電池の消耗により内部に記録されたデータが消去されることを防ぐため、自動的に情報をバックアップすることができる。
【０１７０】
請求項８記載の情報処理システムは、座標入力装置で指定した座標に対応する情報を取り出すことができる。
【０１７１】
請求項９記載の情報処理システムは、座標入力装置で指定した座標に対応する情報を取り出すことができる。
【０１７２】
請求項１０記載の情報処理システムは、外部通信装置内に予め文書情報を読み込んでおく際に、座標入力装置からだけでなく、その他の機器、例えばパーソナルコンピュータ等から文書情報を入力する手段を提供することができる。
【０１７３】
請求項１１記載の情報処理システムは、座標入力装置内で処理を行わず、外部処理装置で行うことで、複雑な処理や高速大量な処理などを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として、座標入力システムの概略を示すブロック図である。
【図２】前記座標入力システムの、座標読取装置本体のシステム構成の概略図である。
【図３】前記座標入力システムの、座標読取装置本体の、画像読取装置のシステム構成の概略図である。
【図４】前記座標入力システムを用いて、液晶表示装置上の座標を検出する過程を説明するチャート図である。
【図５】本発明の表示装置の第１の例である、ＬＣＤの構成の概略図である。
【図６】本発明の表示装置の第２の例である、ネマティック液晶ディスプレイの構成の概略図である。
【図７】本発明の表示装置の第３の例である、有機ＥＬディスプレイの構成の概略図である。
【図８】本発明の表示装置の第４の例である、プラズマディスプレイの構成の概略図である。
【図９】本発明の表示装置の第５の例である、電解放出型ディスプレイの構成の概略図である。
【図１０】本発明の表示装置の構造支持体の透過率の波長特性の例を示す図である。
【図１１】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第１の例を示す図である。
【図１２】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第２の例を示す図である。
【図１３】前記表示装置に、コードシンボルを形成するプロセスの１例を示す図である。
【図１４】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第１の手段の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第２の手段の検出過程を説明するチャート図である。
【図１６】本発明の入力装置本体における電力制御部の第１の動作例を説明するチャート図である。
【図１７】本発明の入力装置本体における電力制御部の第２の動作例を説明するチャート図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態として、座標入力システムの概略を示すブロック図である。
【図１９】前記座標入力システムの、座標読取装置本体のシステム構成の概略図である。
【図２０】前記座標入力システムの、座標読取装置本体の、画像読取装置のシステム構成の概略図である。
【図２１】前記座標入力システムを用いて、液晶表示装置上の座標を検出する過程を説明するチャート図である。
【図２２】本発明の表示装置の第１の例である、透明基板に誘電体多層膜をコーティングしたＬＣＤの構成の概略図である。
【図２３】本発明の表示装置の第２の例である、偏光板に誘電体多層膜をコーティングしたＬＣＤＬＣＤの構成の概略図である。
【図２４】本発明の表示装置の第３の例である、ネマティック液晶ディスプレイの構成の概略図である。
【図２５】本発明の表示装置の第４の例である、有機ＥＬディスプレイの構成の概略図である。
【図２６】本発明の表示装置の第５の例である、プラズマディスプレイの構成の概略図である。
【図２７】本発明の表示装置の第６の例である、電解放出型ディスプレイの構成の概略図である。
【図２８】本発明の表示装置の第７の例である、ＣＲＴディスプレイの構成の概略図である。
【図２９】本発明の表示装置の構造支持体の透過率の波長特性の例を示す図である。
【図３０】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第１の例を示す図である。
【図３１】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第２の例を示す図である。
【図３２】前記表示装置に、コードシンボルを形成するプロセスの１例を示す図である。
【図３３】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第１の手段の構成を示すブロック図である。
【図３４】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第２の手段の検出過程を説明するチャート図である。
【図３５】本発明の入力装置本体における電力制御部の第１の動作例を説明するチャート図である。
【図３６】本発明の入力装置本体における電力制御部の第２の動作例を説明するチャート図である。
【図３７】本発明の第３の実施の形態として、座標入力システムの概略を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 画像読取装置
２ 接触検知部
３ ファンクションキー
４ 信号処理部
５ 電力制御部
６ 無線モジュール
７ 中央処理部
８ 主記憶装置
９ 表示制御部
１０ 表示装置
１１ 先端部
１２ スペーサ
１２ａ 読取装置に対して感度の高いスペーサ
１２ｂ 読取装置に対して感度の低いスペーサ
１３ コードシンボル
１４ 仮想的なグリッド線
２１ 偏光フィルタ
２２ 透明基板
２３ 透明電極
２４ 配向膜
２５ 液晶層
２６ カラーフィルタ
２７ バックライト
２８ コレステリック液晶層
２９ 可視光吸収層
３０ 有機EL媒体
３１ 第１表示電極ライン
３２ 第２表示電極ライン
３３ 保護膜
３４ 反射膜
３５ 誘電体層
３６ アドレ電極
３７ シリコン基板
３８ 絶縁層
３９ 電解放出エミッタ
４０ 蛍光体膜
４１ アノード電極
４２ ゲート電極
４３ エミッタ電極
４４ 降電電極
４５ 照明装置
４６ 撮像装置
４７ 結象光学系
４８ 信号処理回路
４９ フォトマスク
５０ 紫外線
５１ 色素をドープしたスペーサを均一に分布させた表示媒体
５２ コードパターンを作成された表示媒体
５３ スイッチ
５４ 電流検知部
５５ 電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置を有するパーソナルコンピュータや携帯型情報端末等の情報機器に対する座標入力システムを備えた情報処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの入力装置は、マウスとキーボードを用いるのが一般的であるが、必ずしもこれらの手段を用いるのが最適であるとは言えない。例えば、キーボードとマウスとを持ち替えるのが煩わしい、マウスの操作がやりにくい等があげられる。また、特に携帯型ノートパソコンの場合、マウスを接続するとコードが邪魔になる、付属のマウスの代用となるポインティング手段は、慣れないと操作が難しいという欠点がある。更に、携帯型ノートパソコンを持ち歩く場合などは特に、キーボードを使い難い場面もあり、このような場合、ペン状の装置を手に持って、手書きで文字や図形等を入力できると便利である。
【０００３】
そこで、これらを解決する指またはペン状の筆記用装置を利用した手書き入力方式一つの例として、タッチパネル式のものがあり、広く普及している。その一例としては、導電性ゴム等の抵抗膜からなるフィルム状のセンサをＬＣＤに貼り合わせたものがある（特開平０７−１８２０９１号公報参照）。これは、ペンタッチによるセンサの抵抗値の変化によって、接触された位置を読み取り、検出した座標をコンピュータに入力するものであり、ノートパソコンや携帯型情報端末等で用いられている。
【０００４】
第二の例としては、光学的に座標入力を行うものがある（特開２０００−１０５６７号公報参照）がある。これは、扇形に広がる光源を持つ２つの受発光装置と、表示装置境界に設置された再帰性反射装置とで構成されており、再帰的に反射された光を受光し、その強度分布から、三角測量の原理でペン位置を計測するというものである。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
特開平０７−１８２０９１号公報に記載された方式では、液晶表示装置の上に、空気層を挟んで前記センサフィルムを張り合わせることにより、光吸収および散乱が起こり、解像度およびコントラストの低下が生じることが問題になる。
【０００６】
また、表示画面の厚みが増すことや、屈折特性により、斜めから見た時に指示座標の視覚的ずれが生じることも問題となる。
【０００７】
また、この方式では、複数の物体が画面に触れた場合、座標を検出できなかったり、誤検出したりすることがあるという問題もある。
【０００８】
さらに、この方式では、解像度が低く、あまり細かい文字や図形を入力することができないという欠点があり、文字認識も上手く行かないことがある。
【０００９】
一方、特開２０００−１０５６７１号公報の方式では、プラズマディスプレイやホワイトボード等の大画面の座標入力には適しているが、ノートパソコンを含むパーソナルコンピュータや携帯型情報端末などの小型の画面で用いるには、数ミリの解像度では低く過ぎて不向きである。
【００１０】
また、この方式では、複数の物体が画面に触れた場合、座標を検出できなかったり、誤検出したりすることがある。
【００１１】
さらに、画面に接触したことを感知するセンサを備えていないため、ある程度ペンを画面に近づけると光センサが反応してしまう問題がある。これを解決するためには、画面すれすれで光スキャニングを行う必要があるが、範囲を狭めてしまうと、センサの感度が落ちてしまうことや、画面自体の微妙な歪の問題を生じる。
また、常に光の受発光を行っているため、非使用時に無駄な電力を消費する。
【００１２】
本発明の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置、特に液晶ディスプレイの座標を精緻に検出できるようにすることである。
【００１３】
本発明の別の目的は、表示解像度やコントラストを落とすことなく、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置の座標を検出できるようにすることである。
【００１４】
本発明の別の目的は、表示画面の厚みを増すことなく、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置の座標を検出できるようにすることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末の表示装置に、座標入力装置以外の物体が触れた場合にも座標の誤検出を起こすことなく、座標入力を行うことである。
【００１６】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端使用時に、ペン状の座標入力装置を用いて、直接表示装置画面を触れることによりポインティングまたはボタンクリックの操作を行うことである。
【００１７】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末使用時に、ペン状の座標入力装置を用いて直接表示装置画面をなぞることにより、精緻な文字または図形を座標入力できるようにすることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末に対して、ペン状の座標入力装置を用いて座標入力を行う時に、効率良く文字認識することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、パソコンまたは携帯型情報端末に対して、ペン状の座標入力装置を用いて座標入力を行う時に、消費電力を低減することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも１枚の平面構造または、曲面構造を持つ透明基板と電気的に発光特性を制御可能である表示層とを構成要素の一部とする表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、前記透明基板の一枚の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、少なくとも一方が透明である一対の基板と、この基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、前記基板間に形成された表示層と、この表示層内に形成された構造支持体と、を具備し、前記透明基板の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、前記表示媒体は、一対の透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、前記透明基板間に形成された液晶層と、前記液晶層内に形成されたスペーサと、を具備する装置を、一対の偏光板で挟みこんだ構造を持つ表示媒体に対して、前記偏光板のうち一方の表面の一部に、少なくともある波長域で透過率が高く、それとは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が座標情報を示すコードシンボルを形成しており、前記座標入力装置は、人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、第一通信部と、前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、前記外部通信装置は、前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システムである。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記誘電体多層膜材料が、可視光領域では透過率が高く、赤外光領域では反射率が高い光学特性を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置は、前記第二通信部に対して、前記座標入力装置の座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を行う指示部とを備え、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部に対して、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を送信し、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部からの座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を受信し、前記外部通信装置内の前記第二通信部は、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示に従って座標情報を送信する手段を持つことを特徴とする。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置は、座標情報または文書情報もしくはその両者を記録する記憶部を備え、前記記憶部は、記録されている情報量を監視する手段を持ち、情報量が一定の閾値を超えない最大量に達すると、前記第一通信部に最大量に達した旨の通知し、座標情報または文書情報もしくはその両者を送信し、記録されている座標情報または文書情報もしくはその両者を消去し、前記第一通信部は、前記記録部より最大量に達した旨の通知を受信し、前記記録部からの通知に従い、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信を行い、前記記録部から座標情報または文書情報もしくはその両者を取得する、ことを特徴とする。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記第一通信部は、前記外部通信装置を発見し、前記外部通信装置を発見すると、前記外部通信装置内の前記第二通信部に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取終了を指示し、前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記処理部に送信し、前記処理部は、前記画像読取装置から座標情報を受信し、読取開始から読取終了までの座標情報で囲まれた領域内に存在する文書情報を前記通信部に送信する、ことを特徴とする。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システムであって、前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対してコードシンボルの読取終了を指示し、前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記座標入力装置内の前記第一通信部に送信し、前記座標入力装置内の前記第一通信部は、座標情報を前記外部通信装置に送信し、前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を受信し、前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を前記外部通信装置内にある処理部に送信し、座標情報および文書情報を前記外部通信装置内にある前記記録部に送信し、前記処理部は、座標情報を受信し、座標情報で囲まれた領域内に存在する座標情報および文書情報を前記記録部から受信し、前記記録部は、座標情報および文書情報を受信し、座標情報および文書情報を記録し、前記処理部に座標情報および文書情報を送信する、ことを特徴とする。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置内の前記記録部は、前記外部通信装置内の前記第二通信部以外から座標情報および文書情報を取得することを特徴とする。
【００３７】
請求項１１記載の発明は、請求項９に記載の情報処理システムであって、前記外部通信装置内の前記記録部は、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を記録し、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理を前記処理部に対して送信し、前記外部通信装置内の前記処理部は、前記記録部から座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を受信し、処理の記述に従った処理を行う、ことを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図１７に基づいて説明する。
【００３９】
図１は、本発明の座標入力システムのシステム概略の一例を示す概略図である。
【００４０】
システム構成を簡単に述べると、座標入力装置本体は、画像読取装置１、接触検知部２、ファンクションキー３、信号処理部４、電力制御部５、および無線モジュール６ａから構成されている。本実施の形態のシステムでは、その座標入力装置本体を用いて、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０の座標検出を行い、検出した座標および入力装置本体の座標指示に用いる一部が画面に触れているか否かの検出信号、およびファンクションキー３からの信号を信号処理部４で処理し、この信号を座標入力装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａと、前記表示装置１０を有するパソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂとの間で、データの無線通信を行う。本実施例では、表示装置１０の例として、カラー透過型液晶表示装置を挙げ、説明を行う。
【００４１】
図２は、前記装置本体のシステム構成の概略図であり、オペレータが操作しやすいよう、ペン状の形状をしており、その先端部１１で座標を指定するようになっている。
【００４２】
座標装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａは、少なくとも無線送信を行うことができ、パソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂは少なくとも無線受信を行うことができる。更に、両無線モジュールとも、送受信能力を有し、双方向で通信を行う実施例も可能である。
【００４３】
前記パソコンまたは携帯型情報端末は無線モジュール６ｂで受信した信号は、中央処理部７に伝送される。前記中央処理部７は、前記情報信号に基づき表示制御部９から前記表示装置１０に表示を行う。中央処理部７はメモリを有し、前記座標装置本体で表示装置１０の画面をなぞっていくことにより、所望の文字列や複数の図形、あるいは画面領域等を選択することが可能である。
【００４４】
また、中央処理部７は、ソフトキーボードおよび、手書き入力した文字に対して文字認識を行うためのパレットソフトを有しており、これによりデジタルデータを入力することが可能である。
【００４５】
次に、本発明の根幹となるスペーサによるコードシンボルによる座標表現と、その座標検出方法について述べる。ます、座標入力装置本体による読取方法について述べる。
【００４６】
画像読取装置１の構成例を図３に示す。画像読取装置１は、照明装置４５、撮像装置４６、および結象光学系４７、とこれらの制御・データ処理等を行う信号処理回路４８とで構成されている。撮像装置４６は、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子アレイで構成される。後述するように、これらの素子は、コードシンボルを検出するのに必要な波長特性を持っているか、波長フィルタを被せてあり、撮像する波長域を限定できることが望ましい。また、撮像装置４６には少なくとも１つの結象レンズからなる、結像レンズ系４７を備えることも可能であり、必要に応じてはオートフォーカスを行う機能を備えている実施例も可能である。
【００４７】
照明装置４５は、撮像装置４６のコードシンボル検出感度を向上させるためのものである。バックライトを持たないため、画面が暗い反射型液晶のコードシンボルを検出する場合、これは非常に有効な感度向上手段となる。また、或いは、前述の照明装置４５に対して行う波長選択範囲の波長光で照明を行うと、検出感度をさらに高めることできる。これらについては、コードシンボルを形成するスペーサ材料の項で詳しく説明する。
【００４８】
次に、座標入力装置本体の信号処理部４で行う、信号処理について、チャート図４を参照しつつ述べる。
【００４９】
まず、画像読取装置１で読み取られた画像からコードシンボルをデコードし、コードシンボルの中心座標を得る（Ｓ１）。次に、前記画像読取装置１が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量を算出する（Ｓ２）。この情報を基に、装置本体の先端部１１が指示している座標を算出する（Ｓ３）。コードシンボルに対しての、先端部１１の相対的な指示座標から、表示装置１０の絶対座標を算出するため、コードシンボルの座標情報よりも、細かく座標を指定できる。
【００５０】
次に、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０に関して、コードシンボル形成方法、および、検出感度を高めるための方法について、詳細を述べる。
【００５１】
本発明の実施例として、液晶表示装置１０として、カラー透過型液晶表示装置を用いたものを挙げる。図５は、カラー透過型液晶表示装置の構成を示す概略図で、表示画面に対して垂直方向から見た断面図である。
【００５２】
液晶表示装置は、偏光フィルタ２１、透明基板２２、透明電極２３、配向膜２４、液晶層２５、スペーサ１２、カラーフィルタ２６、およびバックライト２７で構成されている。
【００５３】
偏光フィルタ２１は、出入りする光の偏光をコントロールするものである。
【００５４】
透明基板２２は、電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにするためのものである。
【００５５】
透明電極２３は、液晶ディスプレイを駆動するための電極であり、表示の妨げにならないよう透明度の高い材料が用いられている。
【００５６】
配向膜２４は、液晶分子を一定方向に並べるための膜である。
【００５７】
液晶分子層２５には、液晶分子で構成されていて、透明電極２３にかかる電圧により、分子の配向が制御される。
【００５８】
スペーサ１２は、液晶物質をはさむ２枚の透明基板に、均一なスペースを確保するためのものである。
【００５９】
カラーフィルタ２７は、ＲＧＢ３色の波長フィルタである。
【００６０】
バックライト２８は、ディスプレイの背後から照明を行い、画面を明るくするためのものである。
【００６１】
図５は、カラー透過型液晶表示装置の断面の構成を示す概略図であり、前記各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。また、スペーサ１２は、必ずしもカラーフィルタ２６の境目に、存在している訳ではない。
【００６２】
本発明では、前記スペーサ１２で座標情報を示すコードシンボルを形成する。スペーサ１２を用いて、コードシンボルを形成する方法の一例としては、図１１のように、複数個のスペーサを、座標を示すある規則に基づいて並べ、二次元コードを形成する方法が挙げられる。この場合、後述するような二種類のスペーサを使っていて、白色の正方形の示すスペーサ１２ｂは、前記座標入力システムで読み取るには感度が低いもので、従来のスペーサの如く、単に液晶表示装置の透明基板２２を支持するためのものである。黒色の正方形の示すスペーサ１２ａは、前記座標入力システムで読み取ることができ、このスペーサ１２ａがコードシンボルを形成している。図１１に示す例は、５×５単位のスペーサでコードシンボル１３を形成した場合であるが、入力座標の細かさや、読取装置１の感度に応じて、任意の数のスペーサ単位でコードシンボルを作成することが可能である。図１１の例では、スペーサ１２が格子状に規則正しく並んでいるが、前記二種類のスペーサとも、必ずしもこのように配列される必要はない。特に、感度の低い方のスペーサ１２ｂは、透明基板２２を支持できる適切な濃度で、ほぼ均一に散布されていればよい。また感度の高いスペーサ１２ａの配列も、より多様なコードパターンにすることが可能である。
【００６３】
別の例としては、図１２に示すような、アノト社のアノトパターンのように、表示装置１０上の縦・横の仮想的なグリッド線１４からなる格子に対して、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、前記読取装置１に対して感度の高いスペーサ１２ａを配置していく方法がある。スペーサ１２ａのずれのパターンは各々特異性があり、ずれのパターンが座標位置を示すコードを形成しているという方式である。
【００６４】
図６の例では、コードシンボル１３を形成しているスペーサ１２ａのみが表示されているが、図５に示す前の例のように、座標入力システム１で読み取ることができず、単に表示装置１０の透明基板２２を支持するためのスペーサ１２ｂを、併せて用いる実施例も可能である。更には、コードシンボル１３を形成しているスペーサ１２ａは、単体のスペーサである必要はなく、複数個のスペーサ１２ａを一塊として、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、配置してコードシンボル１３を形成することも可能である。
【００６５】
また、前記二例を組み合わせてコードシンボル１３を形成することも可能である。
【００６６】
コードシンボル１３の検出感度を上げるためには、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａの材料として液晶表示装置１０を構成する他の要素、２１〜２７、および１２ｂに対して、特徴的な光学特性を有することが望まれる。例えば、吸収スペクトルや反射スペクトルに特徴があることである。
【００６７】
図１０は、スペーサ１２が可視光に対しては透明で、赤外領域において、透過率が低いという光学特性を持っている例である。更に、前記画像読取装置１の検出波長域を制限することによって、高感度のスペーサ検出が可能となる。波長域の制限は、撮像装置４６で、所望の特性を持つ撮像素子を用いることや、撮像装置４６に所望の波長フィルタを噛ますことで実現される。
【００６８】
また、特に、前記特徴的なスペクトル特性を示す波長領域が、可視領域ではなく、紫外領域や赤外領域であると、請求項６記載の、装置本体の画像読取装置１の有する照明装置４５を、赤外ＬＥＤ等の非可視光照明にすることができ、表示装置１０の画面表示に対して視覚的に照明の影響を与えることなく、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａを高感度で検出できる。特に、表示装置１０が反射型液晶表示装置の場合、非可視光領域で照明を行ったほうが、視覚的な影響を受け難くなるため望ましい。
【００６９】
また、照明光源４５としてＬＤ（レーザーダイオード）を用いて、波長をさらに制限すれば、より高感度な座標検出を行うことが可能となる。
【００７０】
前記スペーサ１２ａで形成されたコードシンボル１３の画像読取感度を上げることにより、より微細なコードシンボル１３を形成することが可能になる。これは、結果的により精度の高い座標入力が可能となる。
【００７１】
ここで、前述したように、コードシンボル１３は、必ずしも表示装置１０内の全てのスペーサを用いなくてもよい訳であり、複数種の異なる光学特性を有するスペーサを用いて構成することも可能である。
【００７２】
例えば、所望の波長領域で、画像読取装置１に対して感度が高いスペーサ１２ａと、感度が低いスペーサ１２ｂの二種類のスペーサを用いて、感度の高いスペーサだけを検出して、コードシンボル１３を読み取ることが可能であることを意味する。
【００７３】
これを実現する第１の実施例としては、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａと形成しないスペーサ１２ｂを光学特性の異なる別材料を用いることが挙げられる。
【００７４】
また、第２の実施例としては、コードシンボル１３を形成するスペーサ１２ａに対して、所望のスペクトル特性を実現するための金属原子、または有機色素分子等をドープすることで実現される。
【００７５】
図１３を基に、上記第１の実施例における製造方法の例を挙げる。まず、スペーサとして所望の光学特性を有する有機色素分子等をドープしたものを用い、透明基板２２に挟まれた液晶層２５に均一に分布させた表示装置５１を用意する。次に、この液晶基板に対して、コードシンボル１３のパターン形状のフォトマスク５０を通して紫外光５０の光照射を行い、マスクされていない領域に存在するスペーサにドープされた色素を劣化させ、光学特性を変化させた表示装置５２を得る。マスクされた領域に存在するスペーサにドープされた色素はその光学特性を保ったままである。この光学特性の差を利用して、感度の高い検出が可能となる。
【００７６】
また、前述したように、前記信号処理部４では、コードシンボル１３をデコードして得られた、コードシンボル１３の中心座標情報の他に、前記画像読取装置１で読み取ったコードシンボルの大きさ、コードシンボル１３の位置、向きおよび歪み量から、座標入力装置本体のポインティングを行う座標入力先端部１１がどこを指しているかを算出しているので、コードシンボル１３よりも微細に座標を検出することができる。逆にこのことを利用すると、コードシンボル１３だけを用いて座標検出を行うよりも、荒いコードシンボル構造で、微細な座標検出／入力が可能である。これは、別の解釈をすると、コードシンボル１３だけで座標検出／入力を行うよりも前記画像読取装置１の検出感度を下げられるということも意味している。これは装置の必要とする座標検出分解能に対して、読取装置１の素子の性能、信号処理部４の計算処理能力に応じて、構成する要素のパラメータにより自由度の多い設計が可能になることを意味している。
【００７７】
以上、本実施例は、液晶表示装置（ＬＣＤ）についての例を挙げたが、これ以外にも、構造支持体を有する表示装置は他に、ネマティック液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電界放出型ディスプレイ等があり、それらの簡単な構成を、図６〜図９にそれぞれ示す。これらの表示装置において、スペーサ１２を用いて、コードシンボルを形成する実施例も可能である。また、図６〜図９の表示装置構成図は概略図であり、描かれている各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。
【００７８】
次に、座標入力装置本体の付加的な仕組みについて、詳細を述べる。
【００７９】
座標入力装置本体に設けられた接触検知部２は、前述した従来の一例（特開２０００−１０５６７１号公報）で挙げたような、ペンを近づけただけでポイントしたと誤認識してしまうという問題は回避するためのもので、座標入力装置本体の、座標指示に用いる先端部１１が表示装置１０の画面に触れているか否かの検出を行うものである。
【００８０】
これを実現する第１の実施例として、図１４のようなボタン状のセンサ装置が挙げられる。表示装置１０に接触することによって、先端部１１がくぼみ、スイッチ５３が導通し、回路に電流が流れて、電流感知部５４で接触を検知できる仕組みである。
【００８１】
第２の実施例として、図１５のフローチャートに示すように、画像読取装置１で読み取ったコードシンボル１３の大きさ、位置、向きおよび歪み量から、ペンの先端１１が液晶表示装置１０の画面に接触しているかを信号処理部４で計算処理によって求める方法がある。
【００８２】
第１の例は、機械的、電気的に簡単な機構で実現できるのが特徴である。第２の例は、前記座標検出の仕組みを利用しているので、座標検出とほぼ同時に計算を行うことができる。また、第１の例のセンサで消費する電力を省くことが可能であるが、接触感知の確実性や、応答時間で第劣る面を持つ。また、第２の例でも、オペレータの触覚的な使い易さを向上させるために、第１の例のように、前記先端部１１が圧力によって、力学的にへこむか変形を起こし、オペレータの触覚に訴える仕組みを有することが望ましい。
【００８３】
また、座標入力装置本体は、ファンクションキー３を備えていて、これにより前記座標入力システムに、様々な機能を付加することが可能である。第１の例として、マウスの右クリックを行うボタンを設けることが挙げられる。このボタンを押した直後一回目に液晶表示装置１０のある座標を指示すると、指示座標を右クリックしたことと同等の処理がなされるというものである。他にも、同様に左ダブルクリックボタンを設ける例が挙げられる。
【００８４】
ファンクションキー３に関する第２の例として、前述したように、中央処理部７にソフトキーボードまたは手書き文字認識ソフトを、表示装置１０に表示させるボタンを設ける例が挙げられる。上記二例は、座標入力システムを有効に利用するためには備えていることが望ましい。
【００８５】
また、ファンクションキー３に関する第３の実施例として、Ｓｈｉｆｔキー、Ｃｔｒｌキー、ＥｓｃキーおよびＤｅｌｅｔｅキー等、通常のキーボード使用時に頻度が高いキーの少なくとも一つをファンクションキー３として備えたものや、オペレータが好みに応じてキーを割り当てることのできる仕組みを備えたファンクションキー３を持つものが挙げられる。
【００８６】
無線通信を行う無線モジュール６としては、赤外線方式、無線電波方式で実現される。前者は、リモコン方式またはＩｒＤＡフォーマット等で実現される。後者は、Bluetoothフォーマットを利用した無線電波方式等で実現される。但し、前者は、赤外領域で画像読取を行う場合は、両者の波長が重ならないよう、注意が必要である。一方、無線電波方式では、前記光学的な問題は無く、しかも無線電波方式では、送信の指向性が無いため、前者に比べて、無線モジュールの位置関係によって通信速度が左右されることが少なくて済む。特にBluetoothフォーマットは、チップサイズ・重量、消費電力が小さいため、装置本体に組み込むのに適している。また、各種省エネモードが定義されているので、通信を行う必要のない時に、送受信電力を削減できるので、装置本体の電池または充電池を長時間使うのにも適している。
【００８７】
無線通信を行う場合、同じ機種の、複数の座標入力システムが、無線の通信可能範囲に存在する場合、誤動作を起こす可能性があるので、無線モジュール６には、相互認証を行う機能を有することが望ましい。認証は、デバイスのコードや、それに加えて暗号を用いて実現される。
【００８８】
本実施例では、オペレータの使用利便性を考慮して、無線方式を挙げているが、本発明の座標入力システムは必ずしも無線でデータをやり取りする必要はなく、有線ケーブルを用いて実現することも可能である。この場合、利便性は減少するが、画像読取装置１で得た画像データを直接中央処理部７に伝送し、中央処理部７でデコード、歪み両等算出、および座標検出を行うことで、座標入力装置本体に設けた信号処理部４で処理するより応答速度の速い座標入力を行い、かつ装置本体を小型・軽量化できる実施例も可能である。また、座標入力装置本体の電源をパソコンまたは携帯型情報端末から供給しているため、座標入力入力装置本体の電池または充電池だけが消耗してしまうことがないことも長所の一つとして挙げられる。
【００８９】
前記、有線ケーブルを用いた場合の電源に関する有用性を考慮して、有線ケーブルで接続できるターミナルを装備した、無線モジュール６を備えた前記座標入力システムも、実施例の一つとして挙げられる。座標入力装置本体の電源消耗時に有線ケーブルを用いて、パソコンまたは携帯型情報端末から、少なくとも電源を供給でき、画像読取データもしくは座標データに加えて、接触感知信号とファンクションキー３のデータを有線で送信することもできることが望ましい。
次に、電力制御部５の働きについて述べる。
図１、２の電力制御部５は、オペレータが座標入力装置本体を握っていることを感知するセンサと、時間をカウントするタイマーと電源のON／OFFや消費電力を制御する制御装置からなる。
【００９０】
前記センサの例としては、手の温度を感知する温度センサや、握る時の圧力を検知する圧力センサが挙げられる。
【００９１】
オペレータが座標入力装置本体を握り、センサの指示値がある閾値を超えることによって、電源が入るようになり、一方手が離れセンサの指示値がある閾値を超えると、前記タイマーが作動し、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入るなどして、消費電力を抑えることができる。このフローチャートを図１６に示す。また、図１７のフローチャートのように、閾値を２つ備え、第一の閾値で無線通信の電力を削減し、第二の閾値で装置全体の電源をＯＦＦにするか、またはスタンバイモードに入る機能を有することが望ましい。通信電力の削減は、Bluetoothフォーマットで無線電波通信を行う場合、Bluetooth規格で定義されているパークモード、スニフモード、ホールドモードの省エネモードを用いて実現される。また、これらの省エネモードを効果的に組み合わせ、２つ以上の閾値処理を行う実施例も可能である。また、他の無線手段で無線通信を行う場合も、同様の省エネモードを定義することが可能である。
【００９２】
オペレータが座標入力装置本体を握っていても、表示装置１０の画面をポイントしていない場合、無線モジュール６で消費される電力は無駄になる。この電力を省く方法として、座標入力装置本体にコードシンボル非検出時間を測定するタイマーを設け、コードシンボル１３を検出しないと、タイマーが作動し、ある閾値を超えると、通信を止めるか、そのデューティーを低くする機能を付加するすることによって実現される。この状態でも、装置本体の通信以外の部分は、通常通りの機能を保持する。また、前記省電力モードでコードシンボル１３を検出すると、通常の通信を再開する機能を有する。これも前記、オペレータの装置把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【００９３】
また、パソコンまたは携帯型情報端末等のホスト側の電源が切られているか、またはスタンバイモードになっていて、座標入力を行えない状態で、前記座標入力装置本体の電源が入っていると、電力が無駄に消費されるので、前記ホスト装置の電源ＯＦＦまたはスタンバイモードであることを検知して、座標入力装置本体の電源を切る機能を有することが望ましい。これは、パソコンまたは携帯型情報端末側から座標入力装置本体に、電源ＯＦＦまたはスタンバイモードに入ることを通知する機能をパソコンまたは携帯型情報端末側に備えるか、または、装置本体にタイマーを設け、パソコンまたは携帯型情報端末側から応答がない場合、タイマーを作動させ、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入る機能を設けることで実現される。これも前記、オペレータの座標入力装置本体の把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【００９４】
以上に挙げた省電力機構を組み合わせることにより、座標入力装置本体の電池または充電池の使用期間を、更に長くすることができる。
【００９５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態を図１８ないし図３６に基づいて説明する。
【００９６】
図１８は、座標入力システムの概略を示す概略図である。
【００９７】
システム構成を簡単に述べると、座標入力装置本体は、画像読取装置１、接触検知部２、ファンクションキー３、信号処理部４、電力制御部５、および無線モジュール６ａから構成されている。この座標入力装置本体を用いて、スペーサがコードシンボルを形成している表示装置１０の座標を検出を行い、検出した座標、および入力装置本体の座標指示に用いる一部が画面に触れているか否かの検出信号、およびファンクションキー３からの信号を信号処理部４で処理し、この信号を座標入力装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａと、前記表示装置１０を有するパソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂとの間で、データの無線通信を行う。図１９は、前記装置本体のシステム構成の概略図であり、オペレータが操作しやすいよう、ペン状の形状をしており、その先端部１１で座標を指定するようになっている。
【００９８】
座標装置本体に取り付けられた無線モジュール６ａは少なくとも無線送信を行うことができ、パソコンまたは携帯型情報端末間に取り付けられた無線モジュール６ｂは少なくとも無線受信を行うことができる。更に、両無線モジュールとも、送受信能力を有し、双方向で通信を行う実施例も可能である。
【００９９】
前記パソコンまたは携帯型情報端末は無線モジュール６ｂで受信した信号は、中央処理部７に伝送される。前記中央処理部７は、前記情報信号に基づき表示制御部９から前記液晶画面１０に、表示を行う。中央処理部７はメモリを有し、前記座標装置本体で表示装置１０の画面をなぞっていくことにより、所望の文字列や複数の図形、あるいは画面領域等を選択することが可能である。
【０１００】
また、中央処理部７は、ソフトキーボードおよび、手書き入力した文字に対して文字認識を行うためのパレットソフトを有しており、これによりデジタルデータを入力することが可能である。
【０１０１】
次に、本発明の根幹となるスペーサによるコードシンボルによる座標表現と、その座標検出方法について述べる。ます、座標入力装置本体による読取方法について述べる。
【０１０２】
画像読取装置１の構成例を図２０に示す。画像読取装置１は、照明装置４５、撮像装置４６、および結象光学系４７、とこれらの制御・データ処理等を行う信号処理回路４８とで構成されている。撮像装置４６は、例えば、ＣＣＤカメラまたは、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子アレイで構成される。後述するように、これらの素子は、コードシンボルを検出するのに必要な波長特性を持っているか、波長フィルタを被せてあり、撮像する波長域を限定できることが望ましい。また、撮像装置４６には少なくとも１つの結象レンズからなる、結像レンズ系４７を備えることも可能であり、必要に応じてはオートフォーカスを行う機能を備えている実施例も可能である。
【０１０３】
照明装置４５は、撮像装置４６のコードシンボル検出感度を向上させるためのものである。バックライトを持たないため、画面が暗い反射型液晶のコードシンボルを検出する場合、これは非常に有効な感度向上手段となる。また、或いは、前述の照明装置４５に対して行う波長選択範囲の波長光で照明を行うと、検出感度をさらに高めることできる。これらの詳細については、後述する。
【０１０４】
次に、座標入力装置本体の信号処理部４で行う、信号処理について、チャート図２１を参照しつつ述べる。
【０１０５】
まず、画像読取装置１で読み取られた画像からコードシンボルをデコードし、コードシンボルの中心座標を得る（Ｓ１）。次に、前記画像読取装置１が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量を算出する（Ｓ２）。この情報を基に、装置本体の先端部１１が指示している座標を算出する（Ｓ３）。コードシンボルに対しての、先端部１１の相対的な指示座標から、表示装置１０の絶対座標を算出するため、コードシンボルの座標情報よりも、細かく座標を指定できる。
【０１０６】
次に、透明基板または偏光板上にコーティングされた誘電体多層膜が、コードシンボルを形成している表示装置に関して、コードシンボル形成方法、および、検出感度を高めるための方法について、詳細を述べる。
【０１０７】
本発明の実施例の表示装置１０として、カラー透過型液晶表示装置を用いたものを挙げる。図２２および図２３は、カラー透過型液晶表示装置の構成を示す概略図で、表示画面に対して垂直方向から見た断面図である。
【０１０８】
液晶表示装置１０は、偏光板２１、透明基板２２、透明電極２３、配向膜２４、液晶層２５、スペーサ１２、カラーフィルタ２６、およびバックライト２７で構成されている。
【０１０９】
偏光板２１は、出入りする光の偏光をコントロールするものである。
【０１１０】
透明基板２２は、電極部からの電気がほかの部分に漏れないようにするためのものである。
【０１１１】
透明電極２３は、液晶層にかける電圧を駆動するための電極であり、表示の妨げにならないよう透明度の高い材料が用いられている。
【０１１２】
配向膜２４は、液晶分子を一定方向に並べるための膜である。
【０１１３】
液晶分子層２５には、液晶分子で構成されていて、透明電極２３にかかる電圧により、分子の配向が制御される。
【０１１４】
スペーサ１２は、液晶物質をはさむ2枚の透明基板に、均一なスペースを確保するためのものである。
【０１１５】
カラーフィルタ２７は、ＲＧＢ３色の波長フィルタである。
バックライト２８は、ディスプレイの背後から照明を行い、画面を明るくするためのものである。
【０１１６】
図２２および図２３は、カラー透過型液晶表示装置の断面の構成を示す概略図であり、前記各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。また、スペーサ１２は、必ずしもカラーフィルタ２６の境目に、存在している訳ではない。
【０１１７】
図２２は、本発明の表示媒体の第１の実施例として、カラー透過型液晶表示装置の偏光板２１ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３を形成したものである。
【０１１８】
図２３は、本発明の表示媒体の第２の実施例として、カラー透過型液晶表示装置の透明基板２２ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３を形成したものである。
【０１１９】
本実施例の表示装置１０として液晶表示装置（ＬＣＤ）に関する２つの実施例を挙げたが、これら以外にも、請求項２に記載の表示媒体として、ネマティック液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、および電界放出型ディスプレイの透明基板に誘電体多層膜でコードシンボルを形成した表示装置が、それぞれ第３〜第６の実施例として可能である。それらの簡単な構成を、図２４〜図２７にそれぞれ示す。透明基板２２ａに誘電体多層膜によるコードシンボル１３が形成されている。尚、図２４〜図２７の表示装置構成図は概略図であり、描かれている各構成要素は、必ずしも描かれているような空間配置をしている訳ではない。
【０１２０】
上記６つの実施例以外は、全て平面構造を有する透明基板に誘電体多層膜によるコードシンボルを形成したものであったが、本座標入力システムの座標検出原理説明で述べたように、請求項１に記載の表示装置は、曲面構造を持つ透明基板に誘電体多層膜によるコードシンボルを形成することが可能である。第７の実施例として、図２８に示すような、ブラウン管ディスプレイを挙げる。曲面構造を有する画面５６に、誘電体多層膜によるコードシンボルを形成している。パソコンのＣＲＴディスプレイにおいても実施可能である。勿論、平面ブラウン管ディスプレイに対する実施例も可能である。また、図２８は概略図である。
【０１２１】
次に、誘電体多層膜を用いたコードシンボル１３の実施例を挙げる。
第1の実施例として、図３０のように、透明基板または偏光フィルタ１４上に、ある規則に基づいた二次元コードを誘電体多層膜１５で形成する方法が挙げられる。図３０の例は二次元コードの一例であり、必ずしもこのような形状である必要はなく、より多様なコードパターンが実現可能である。
【０１２２】
第２の実施例としては、図３１に示すような、アノト社のアノトパターンのように、透明基板または偏光フィルタ１４上の縦・横の仮想的なグリッド線１６からなる格子に対して、仮想的な格子の交差点から、格子の大きさに対して十分小さな範囲でずれた点に、格子に対して十分小さな矩形、または円形、あるいは他の形状のコーティングパターンの誘電体多層膜１５を配置していく方法が挙げられる。誘電体多層膜のずれのパターンは各々特異性があり、ずれのパターンが座標位置を示すコードを形成しているという方式である。また、図３１の例とは逆に、ほぼ一面に誘電体多層膜をコーティングした透明基板または偏光フィルタ１４に対して、誘電体多層膜コーティングしていない小領域によってコードシンボル１３を形成する実施例も可能である。
【０１２３】
また、前記２例を組み合わせてコードシンボル１３を形成することも可能である。
【０１２４】
次に、前記２実施例の誘電体多層膜コードパターン１３を、透明基板または偏光板１４に形成する方法について、図３２に示す実施例を挙げる。まず、基板５１は誘電体多層膜をコーティングする前の透明基板または偏光板１４である。前記基板５１に対して、所望のコードパターンの形状をしたマスク４９を基板５１に被せるか、またはマスク４９を前記基板５１上に形成する（Ｓ３１）。パターン部５０は、マスク４９の刳り貫かれている部分か、もしくは、基板５１上のマスクの形成されていない部分に相当する。次に、マスクをした状態で、所望の光学特性を持つよう、誘電体多層膜を形成して行く（Ｓ３２）。誘電体多層膜を形成後、マスクを除去することにより、パターン部５０にだけ誘電体多層膜がコーティングされた基板５２を得る（Ｓ３３）。
【０１２５】
次に、コードシンボルを高感度で検出する方法について述べる。
【０１２６】
コードシンボル１３の検出感度を上げるためには、前記画像読取装置１の検出波長域を制限することによって、高感度の誘電体多層膜部１５の検出が可能となる。波長域の制限は、所望の特性を持つ撮像素子を用いることや、撮像装置に所望の波長フィルタを噛ますことで実現される。
【０１２７】
また、特に、請求項４に記載のように、高い反射スペクトル特性を示す波長領域が、可視領域ではなく、赤外領域であると、請求項８記載の、装置本体の画像読取装置１の有する照明装置を、赤外ＬＥＤ等による照明にすることができ、表示装置１０の画面表示に対して視覚的に照明の影響を与えることなく、コードシンボル１３を形成する誘電体多層膜１５を高感度で検出できる。特に、表示装置１０が反射型液晶表示装置等のあまり明るい表示を行うことができないような表示媒体である場合、非可視光領域で照明を行ったほうが、視覚的な影響を受け難くなるため望ましい。
【０１２８】
また、照明光源としてＬＤ（レーザーダイオード）を用いて、波長をさらに制限すれば、より高感度な座標検出を行うことが可能となる。
【０１２９】
前記誘電体多層膜部１５ので構成されたコードシンボル１３の画像読取感度を上げることにより、より微細なコードシンボルを形成することが可能になる。これは、結果的により精度の高い座標入力が可能となる。
【０１３０】
また、前述したように、前記信号処理部４では、コードシンボル１３をデコードして得られた、コードシンボル１３の中心座標情報の他に、前記画像読取装置１で読み取ったコードシンボルの大きさ、コードシンボル１３の位置、向きおよび歪み量から、座標入力装置本体のポインティングを行う座標入力先端部１１がどこを指しているかを算出しているので、コードシンボル１３よりも微細に座標を検出することができる。逆にこのことを利用すると、コードシンボル１３だけを用いて座標検出を行うよりも、荒いコードシンボル構造で、微細な座標検出／入力が可能である。これは、別の解釈をすると、コードシンボル１３だけで座標検出／入力を行うよりも前記画像読取装置１の検出感度を下げられるということも意味している。これは装置の必要とする座標検出分解能に対して、読取装置１の素子の性能、信号処理部４の計算処理能力に応じて、構成する要素のパラメータにより自由度の多い設計が可能になることを意味している。
【０１３１】
次に、座標入力装置本体の付加的な仕組みについて、詳細を述べる。
【０１３２】
座標入力装置本体に設けられた接触検知部２は、前述した従来の一例（特開２０００−１０５６７１号公報）で挙げたような、ペンを近づけただけでポイントしたと誤認識してしまうという問題は回避するためのもので、座標入力装置本体の、座標指示に用いる先端部１１が表示装置１０の画面に触れているか否かの検出を行うものである。
【０１３３】
これを実現する第１の実施例として、図３３のようなボタン状のセンサ装置が挙げられる。表示装置１０に接触することによって、先端部１１がくぼみ、スイッチ５３が導通し、回路に電流が流れて、電流感知部５４で接触を検知できる仕組みである。
【０１３４】
第２の実施例として、図３４のフローチャートに示すように、画像読取装置１で読み取ったコードシンボル１３の大きさ、位置、向きおよび歪み量から、ペンの先端１１が液晶表示装置１０の画面に接触しているかを信号処理部４で計算処理によって求める方法がある。
【０１３５】
第１の例は、機械的、電気的に簡単な機構で実現できるのが特徴である。第２の例は、前記座標検出の仕組みを利用しているので、座標検出とほぼ同時に計算を行うことができる。また、第１の例のセンサで消費する電力を省く事が可能であるが、接触感知の確実性や、応答時間で第劣る面を持つ。また、第２の例でも、オペレータの触覚的な使い易さを向上させるために、第１の例のように、前記先端部１１が圧力によって、力学的にへこむか変形を起こし、オペレータの触覚に訴える仕組みを有することが望ましい。
【０１３６】
また、座標入力装置本体には、ファンクションキー３を備えていて、これにより前記座標入力システムに、様々な機能を付加することが可能である。第１の例として、マウスの右クリックを行うボタンを設けることが挙げられる。このボタンを押した直後一回目に液晶表示装置１０のある座標を指示すると、指示座標を右クリックしたことと同等の処理がなされるというものである。他にも、同様に左ダブルクリックボタンを設ける例が挙げられる。
【０１３７】
ファンクションキー３に関する第２の例として、前述したように、中央処理部７にソフトキーボードまたは手書き文字認識ソフトを、表示装置１０に表示させるボタンを設ける例が挙げられる。上記二例は、座標入力システムを有効に利用するためには備えていることが望ましい。
【０１３８】
また、ファンクションキー３に関する第３の実施例として、Ｓｈｉｆｔキー、Ｃｔｒｌキー、Ｅｓｃキー及びＤｅｌｅｔｅキー等、通常のキーボード使用時に頻度が高いキーの少なくとも一つをファンクションキー３として備えたものや、オペレータが好みに応じてキーを割り当てることのできる仕組みを備えたファンクションキー３を持つものが挙げられる。
【０１３９】
本実施例では、座標入力装置本体と、表示装置を制御する情報機器との間で無線通信を行っている。オペレータがケーブルの煩わしさを感じることなく、座標入力を行うためにはこの方式が望ましい。無線通信を行う無線モジュール６としては、赤外線方式、無線電波方式で実現される。前者は、リモコン方式またはＩｒＤＡフォーマット等で実現される。後者は、Bluetoothフォーマットを利用した無線電波方式等で実現される。但し、前者は、赤外領域で画像読取を行う場合は、両者の波長が重ならないよう、注意が必要である。一方、無線電波方式では、前記光学的な問題は無く、しかも無線電波方式では、送信の指向性が無いため、前者に比べて、無線モジュールの位置関係によって通信速度が左右されることが少なくて済む。特にBluetoothフォーマットは、チップサイズ・重量、消費電力が小さいため、装置本体に組み込むのに適している。また、各種省エネモードが定義されているので、通信を行う必要のない時に、送受信電力を削減できるので、装置本体の電池または充電池を長時間使うのにも適している。
【０１４０】
無線通信を行う場合、同じ機種の、複数の座標入力システムが、無線の通信可能範囲に存在する場合、誤動作を起こす可能性があるので、無線モジュール６には、相互認証を行う機能を有することが望ましい。認証は、デバイスのコードや、それに加えて暗号を用いて実現される。
【０１４１】
本実施例では、オペレータの使用利便性を考慮して、無線方式を挙げているが、本発明の座標入力システムは必ずしも無線でデータをやり取りする必要はなく、有線ケーブルを用いて実現することも可能である。この場合、利便性は減少するが、画像読取装置１で得た画像データを直接中央処理部７に伝送し、中央処理部７でデコード、歪み両等算出、および座標検出を行うことで、座標入力装置本体に設けた信号処理部４で処理するより応答速度の速い座標入力を行い、かつ装置本体を小型・軽量化できる実施例も可能である。また、座標入力装置本体の電源をパソコンまたは携帯型情報端末から供給しているため、座標入力入力装置本体の電池・または充電池だけが消耗してしまうことがないことも長所の一つとして挙げられる。
【０１４２】
前記、有線ケーブルを用いた場合の電源に関する有用性を考慮して、有線ケーブルで接続できるターミナルを装備した、無線モジュール６を備えた前記座標入力システムも、実施例の一つとして挙げられる。座標入力装置本体の電源消耗時に有線ケーブルを用いて、パソコンまたは携帯型情報端末から、少なくとも電源を供給でき、画像読取データもしくは座標データに加えて、接触感知信号とファンクションキー３のデータを有線で送信することもできることが望ましい。
【０１４３】
本発明の座標入力システムは、無駄な電力を消費しない仕組みを備えている事が望ましい。携帯型情報端末をバッテリー駆動する場合や、本実施例のように、データのやりとりを無線で行う場合は、特にその必要性が高い。図２９に示す電力制御部５の働きについて述べると、電力制御部５は、オペレータが座標入力装置本体を握っていることを感知するセンサと、時間をカウントするタイマーと電源のＯＮ/ＯＦＦや消費電力を制御する制御装置からなる。
【０１４４】
前記センサの例としては、手の温度を感知する温度センサや、握る時の圧力を検知する圧力センサが挙げられる。
【０１４５】
オペレータが座標入力装置本体を握り、センサの指示値がある閾値を超えることによって、電源が入るようになり、一方手が離れセンサの指示値がある閾値を超えると、前記タイマーが作動し、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入るなどして、消費電力を抑えることができる。このフローチャートを図３５に示す。また、図３６のフローチャートのように、閾値を２つ備え、第一の閾値で無線通信の電力を削減し、第二の閾値で装置全体の電源をＯＦＦにするか、またはスタンバイモードに入る機能を有することが望ましい。通信電力の削減は、Bluetoothフォーマットで無線電波通信を行う場合、Bluetooth規格で定義されているパークモード、スニフモード、ホールドモードの省エネモードを用いて実現される。また、これらの省エネモードを効果的に組み合わせ、２つ以上の閾値処理を行う実施例も可能である。また、他の無線手段で無線通信を行う場合も、同様の省エネモードを定義することが可能である。
【０１４６】
オペレータが座標入力装置本体を握っていても、表示装置１０の画面をポイントしていない場合、無線モジュール６で消費される電力は無駄になる。この電力を省く方法として、座標入力装置本体にコードシンボル非検出時間を測定するタイマーを設け、コードシンボル１３を検出しないと、タイマーが作動し、ある閾値を超えると、通信を止めるか、そのデューティーを低くする機能を付加するすることによって実現される。この状態でも、装置本体の通信以外の部分は、通常通りの機能を保持する。また、前記省電力モードでコードシンボル１３を検出すると、通常の通信を再開する機能を有する。これも前記、オペレータの装置把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【０１４７】
また、パソコンまたは携帯型情報端末等のホスト側の電源が切られているか、またはスタンバイモードになっていて、座標入力を行えない状態で、前記座標入力装置本体の電源が入っていると、電力が無駄に消費されるので、前記ホスト装置の電源ＯＦＦ、またはスタンバイモードであることを検知して、座標入力装置本体の電源を切る機能を有することが望ましい。これは、パソコンまたは携帯型情報端末側から座標入力装置本体に、電源ＯＦＦ、またはスタンバイモードに入ることを通知する機能をパソコンまたは携帯型情報端末側に備えるか、または、装置本体にタイマーを設け、パソコンまたは携帯型情報端末側から応答がない場合、タイマーを作動させ、ある閾値を超えると、自動的に電源が切られるか、不要な電力を消費しないよう、スタンバイモードに入る機能を設けることで実現される。これも前記、オペレータの座標入力装置本体の把握検出による省エネ機構と同様な手段で実現される。
【０１４８】
以上に挙げた省電力機構を組み合わせることにより、座標入力装置本体の電池または充電池の使用期間を、更に長くすることができる。
【０１４９】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態を図３７に基づいて説明する。本実施の形態は、前述した各実施の形態を前提とする。
【０１５０】
図３７に、全体の概略構成例を示す。図中、座標入力ペン２０１とマルチファンクションコピア２０２とが記されている。
【０１５１】
座標入力ペン２０１は、筆記用ペン先２０３を備え、ユーザが紙面に筆記を行うとき、画像読取用ＣＣＤ２０４より紙面上に記されたコードシンボル映像を取得する。処理用プロセッサ２０５は、画像読取用ＣＣＤより画像データを受取り、座標を算出し、記録用メモリ２０６に計算結果を蓄える。ユーザが送信ボタン２０７を押すと、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９を通じてマルチファンクションコピア２０２にデータが送信される。
【０１５２】
〔遠隔の受信装置から座標入力装置内に蓄えられたデータの送信を指示する〕
マルチファンクションコピア２０２の操作部２１０よりユーザが座標入力ペン２０１内に蓄えられた情報を取得する指示を行うと、操作部２１０の指示が、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９と、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８を通じて、座標入力ペン２０１内の記録用メモリ２０６に伝達される。記録用メモリは２０６は、座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８と、マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９を通じて、記録用メモリ内に記録された座標データ及び文書データを記録用ＨＤＤ２１１に送信する。記録用ＨＤＤ２１１は、座標データ及び文書データを受信し、記録する。ユーザは更に操作部より、印刷指示を与えることにより、記録用ＨＤＤ２１１に記録されたデータを印刷することができる。
【０１５３】
〔座標入力ペンの処理状態の確認〕
ユーザが送信ボタン２０７を押して送信するとき、BlueToothモジュールからその通信相手先等のステータス情報が表示液晶２１２に送信される。また、同時に記録用メモリ２０６からはその送信データ量が表示液晶２１２に伝達される。これにより、ユーザはその送信先と、送信データ量を確認することができる。
【０１５４】
〔マルチファンクションコピアからの確認〕
マルチファンクションコピア２０２内のBlueToothモジュール２０９は、表示部２１６に対し、その通信ステータス情報を送信する。これにより、ユーザはマルチファンクションコピア２０２の通信状態を把握することができる。
【０１５５】
〔ペン内メモリが一杯になったらデータ送信〕
座標入力ペン２０１内部にある記録用メモリ２０６のその記録された情報量がある閾値を超えない最大量に達すると、BlueToothモジュール２０８，２０９を通じて、マルチファンクションコピア２０２内の記録用ＨＤＤ２１１に情報を自動的に送信し、送信後、記録用メモリ２０６内のデータを消去する。
【０１５６】
〔BlueToothモジュールが相手を発見すると自動的に送信〕
座標入力ペン２０１内のBlueToothモジュール２０８は、予め、ユーザにより選択されていた送信先であるマルチファンクションコピア２０２を探知することにより、記録用メモリ２０６から記録されている情報を取り出し、マルチファンクションコピア２０２に送信する機能を持つ。
【０１５７】
〔検出した座標領域に対応する処理を行う〕
紙面のある領域を座標入力ペン２０１で示す。例えば、ある箇所を丸く囲むように筆記すると、その筆記による筆圧がスイッチ２１３に伝達され、スイッチに負荷が加えられた時間だけ、画像読取用ＣＣＤ２０４が紙面のコードシンボルを読み取る。読み取られたコードシンボルは処理用プロセッサ２０５に送信され、座標に変換し、BlueToothモジュール２０８、２０９を通じて、マルチファンクションコピア２０２内の処理用プロセッサ２１４に送信される。処理用プロセッサ２１４では、その座標情報に対応した処理が行われる。
【０１５８】
アプリケーション例として、紙が通販カタログであった場合を挙げる。通販カタログの欲しい品物にチェックを記入し、色とサイズと数量と配送先を記入したとする。座標入力ペン２０１内の処理用プロセッサ２０５は、そのコードシンボルより記入が行われた座標を取得し、その座標データを、BlueToothモジュール２０８、２０９を通じてマルチファンクションコピア２０２内の処理用プロセッサ２１４へ送信する。処理用プロセッサ２１４では、その座標に対応する処理として、発注処理が行われる。マルチファンクションコピア２０２内のＦＡＸ・データモジュール２１５を通じて品物が発注される、発注処理を行った旨は印刷部２１６により印刷された通知により確認できる。または、座標入力ペン２０１内の表示液晶２１２にBlueToothモジュール２０９、２０８を通じてステータスが送信され、表示することにより、ユーザの手元にあるペンによりステータスが確認できる。
【０１５９】
〔文書情報を入力する〕
先のような通販カタログのようなアプリケーションでは、予め、マルチファンクションコピア２０２に通販カタログの座標に対応する処理情報が記録されていなければならない。これらの情報はFAXモジュールなどにより外部よりデータを受信することで記録用ＨＤＤ２１１に蓄えられる仕組みになっている。
【０１６０】
【発明の効果】
本発明により、タブレットを使用せずに、表示装置、特に液晶表示装置上で指示した軌跡の座標をリアルタイムで検出し、座標入力を行うことが可能となる。また、表示媒体上の座標を示すコードシンボルをデコードした情報に加えて、コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくともひとつを用いて媒体上の所定の点の位置を検出するので、表示媒体上の座標を精緻に検出することができる。
【０１６１】
本発明では、表示装置の構造支持体、特に液晶表示装置のスペーサで構成した微細構造をもつコードシンボルによって座標を検出するため、従来の方法より高解像度で座標検出および入力が行える。しかも、コントラストや解像度を落とす原因となるフィルムを貼り合わせていないため、表示装置の画質を損ねることなく行うことができる。
【０１６２】
本発明では、座標入力装置本体の撮像装置によって、光学的に画像の読取を行い、その画像信号を基に座標検出を行うため、表示装置に座標入力装置本体以外の物体が接触しても、正しく座標入力を行うことができる。
【０１６６】
請求項１乃至４に記載の情報処理システムは、ユーザが明示的に送信を行うことにより、その筆記データがひとまとまりのデータであることを指示することができる。
【０１６７】
請求項５記載の情報処理システムは、遠隔にある座標入力装置の情報を取得する手段を提供することができる。
【０１６８】
請求項６記載の情報処理システムは、メモリが一杯になったときに、更に座標入力作業が継続できるように自動的に情報を送信する作業を実現できる。
【０１６９】
請求項７記載の情報処理システムは、送信先を発見したときにペン内の電池の消耗により内部に記録されたデータが消去されることを防ぐため、自動的に情報をバックアップすることができる。
【０１７０】
請求項８記載の情報処理システムは、座標入力装置で指定した座標に対応する情報を取り出すことができる。
【０１７１】
請求項９記載の情報処理システムは、座標入力装置で指定した座標に対応する情報を取り出すことができる。
【０１７２】
請求項１０記載の情報処理システムは、外部通信装置内に予め文書情報を読み込んでおく際に、座標入力装置からだけでなく、その他の機器、例えばパーソナルコンピュータ等から文書情報を入力する手段を提供することができる。
【０１７３】
請求項１１記載の情報処理システムは、座標入力装置内で処理を行わず、外部処理装置で行うことで、複雑な処理や高速大量な処理などを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として、座標入力システムの概略を示すブロック図である。
【図２】前記座標入力システムの、座標読取装置本体のシステム構成の概略図である。
【図３】前記座標入力システムの、座標読取装置本体の、画像読取装置のシステム構成の概略図である。
【図４】前記座標入力システムを用いて、液晶表示装置上の座標を検出する過程を説明するチャート図である。
【図５】本発明の表示装置の第１の例である、ＬＣＤの構成の概略図である。
【図６】本発明の表示装置の第２の例である、ネマティック液晶ディスプレイの構成の概略図である。
【図７】本発明の表示装置の第３の例である、有機ＥＬディスプレイの構成の概略図である。
【図８】本発明の表示装置の第４の例である、プラズマディスプレイの構成の概略図である。
【図９】本発明の表示装置の第５の例である、電解放出型ディスプレイの構成の概略図である。
【図１０】本発明の表示装置の構造支持体の透過率の波長特性の例を示す図である。
【図１１】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第１の例を示す図である。
【図１２】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第２の例を示す図である。
【図１３】前記表示装置に、コードシンボルを形成するプロセスの１例を示す図である。
【図１４】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第１の手段の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第２の手段の検出過程を説明するチャート図である。
【図１６】本発明の入力装置本体における電力制御部の第１の動作例を説明するチャート図である。
【図１７】本発明の入力装置本体における電力制御部の第２の動作例を説明するチャート図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態として、座標入力システムの概略を示すブロック図である。
【図１９】前記座標入力システムの、座標読取装置本体のシステム構成の概略図である。
【図２０】前記座標入力システムの、座標読取装置本体の、画像読取装置のシステム構成の概略図である。
【図２１】前記座標入力システムを用いて、液晶表示装置上の座標を検出する過程を説明するチャート図である。
【図２２】本発明の表示装置の第１の例である、透明基板に誘電体多層膜をコーティングしたＬＣＤの構成の概略図である。
【図２３】本発明の表示装置の第２の例である、偏光板に誘電体多層膜をコーティングしたＬＣＤＬＣＤの構成の概略図である。
【図２４】本発明の表示装置の第３の例である、ネマティック液晶ディスプレイの構成の概略図である。
【図２５】本発明の表示装置の第４の例である、有機ＥＬディスプレイの構成の概略図である。
【図２６】本発明の表示装置の第５の例である、プラズマディスプレイの構成の概略図である。
【図２７】本発明の表示装置の第６の例である、電解放出型ディスプレイの構成の概略図である。
【図２８】本発明の表示装置の第７の例である、ＣＲＴディスプレイの構成の概略図である。
【図２９】本発明の表示装置の構造支持体の透過率の波長特性の例を示す図である。
【図３０】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第１の例を示す図である。
【図３１】前記液晶表示装置上に、スペーサを用いてコードシンボルを形成した第２の例を示す図である。
【図３２】前記表示装置に、コードシンボルを形成するプロセスの１例を示す図である。
【図３３】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第１の手段の構成を示すブロック図である。
【図３４】本発明の入力装置本体の一部が、前記表示装置画面に接触したことを感知する第２の手段の検出過程を説明するチャート図である。
【図３５】本発明の入力装置本体における電力制御部の第１の動作例を説明するチャート図である。
【図３６】本発明の入力装置本体における電力制御部の第２の動作例を説明するチャート図である。
【図３７】本発明の第３の実施の形態として、座標入力システムの概略を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 画像読取装置
２ 接触検知部
３ ファンクションキー
４ 信号処理部
５ 電力制御部
６ 無線モジュール
７ 中央処理部
８ 主記憶装置
９ 表示制御部
１０ 表示装置
１１ 先端部
１２ スペーサ
１２ａ 読取装置に対して感度の高いスペーサ
１２ｂ 読取装置に対して感度の低いスペーサ
１３ コードシンボル
１４ 仮想的なグリッド線
２１ 偏光フィルタ
２２ 透明基板
２３ 透明電極
２４ 配向膜
２５ 液晶層
２６ カラーフィルタ
２７ バックライト
２８ コレステリック液晶層
２９ 可視光吸収層
３０ 有機EL媒体
３１ 第１表示電極ライン
３２ 第２表示電極ライン
３３ 保護膜
３４ 反射膜
３５ 誘電体層
３６ アドレ電極
３７ シリコン基板
３８ 絶縁層
３９ 電解放出エミッタ
４０ 蛍光体膜
４１ アノード電極
４２ ゲート電極
４３ エミッタ電極
４４ 降電電極
４５ 照明装置
４６ 撮像装置
４７ 結象光学系
４８ 信号処理回路
４９ フォトマスク
５０ 紫外線
５１ 色素をドープしたスペーサを均一に分布させた表示媒体
５２ コードパターンを作成された表示媒体
５３ スイッチ
５４ 電流検知部
５５ 電源
Claims (11)
- 少なくとも１枚の平面構造または、曲面構造を持つ透明基板と電気的に発光特性を制御可能である表示層とを構成要素の一部とする表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、
前記表示媒体は、
前記透明基板の一枚の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、
前記座標入力装置は、
人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、
この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、
読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、
前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、
前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、
第一通信部と、
前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、
前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、
前記外部通信装置は、
前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システム。 - 表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、
前記表示媒体は、
少なくとも一方が透明である一対の基板と、
この基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、
前記基板間に形成された表示層と、
この表示層内に形成された構造支持体と、を具備し、
前記透明基板の表面の一部に、ある波長域で透過率が高く、前記波長域とは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が前記表示媒体上の座標を示すコードシンボルを形成しており、
前記座標入力装置は、
人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、
この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、
読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、
前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、
前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、
第一通信部と、
前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、
前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、
前記外部通信装置は、
前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システム。 - 表示媒体と、座標入力装置と、外部通信装置と、を備えた情報処理システムにおいて、
前記表示媒体は、一対の透明基板と、前記透明基板の少なくとも一方の内面に設けられ、少なくとも１つの能動素子を有する画素電極と、前記透明基板間に形成された液晶層と、前記液晶層内に形成されたスペーサと、を具備する装置を、一対の偏光板で挟みこんだ構造を持つ表示媒体に対して、前記偏光板のうち一方の表面の一部に、少なくともある波長域で透過率が高く、それとは異なる波長域で反射率が高くなる光学特性を有する誘電体多層膜がコーティングされており、前記誘電体多層膜が座標情報を示すコードシンボルを形成しており、
前記座標入力装置は、
人が手に持って筆記動作を行うことができる装置本体と、
この装置本体に設けられ、前記表示媒体上に形成されたコードシンボルを光学的に読み取る画像読取装置と、
読み取ったコードシンボルをデコードするデコード手段と、
前記画像読取装置が読み取った画像中における前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つを算出する歪み量等算出手段と、
前記デコード後の情報に含まれている前記表示媒体上の座標を示す座標情報と、前記コードシンボルの位置、向きおよび歪み量のうち少なくとも一つとに基づいて、前記表示媒体上での所定の点の位置を検出する座標検出手段と、
第一通信部と、
前記第一通信部に対して座標情報または前記表示媒体の同一性を示す文書情報もしくはその両者の送信先を指示する指示部と、を備え、
前記第一通信部は、前記指示部からの送信先の指示を受信する手段と、外部通信装置に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する手段とを備え、
前記外部通信装置は、
前記座標入力装置から座標情報または文書情報もしくはその両者を受信する第二通信部を備える、ことを特徴とする情報処理システム。 - 前記誘電体多層膜材料が、可視光領域では透過率が高く、赤外光領域では反射率が高い光学特性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の情報処理システム。
- 前記外部通信装置は、
前記第二通信部に対して、前記座標入力装置の座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を行う指示部とを備え、
前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部に対して、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を送信し、
前記外部通信装置内の前記第二通信部は、前記座標入力装置内の前記第一通信部からの座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示を受信し、
前記外部通信装置内の前記第二通信部は、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信先指示に従って座標情報を送信する手段を持つ、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システム。 - 前記座標入力装置は、座標情報または文書情報もしくはその両者を記録する記憶部を備え、
前記記憶部は、記録されている情報量を監視する手段を持ち、情報量が一定の閾値を超えない最大量に達すると、前記第一通信部に最大量に達した旨の通知し、座標情報または文書情報もしくはその両者を送信し、記録されている座標情報または文書情報もしくはその両者を消去し、
前記第一通信部は、前記記録部より最大量に達した旨の通知を受信し、前記記録部からの通知に従い、座標情報または文書情報もしくはその両者の送信を行い、前記記録部から座標情報または文書情報もしくはその両者を取得する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システム。 - 前記座標入力装置内の前記第一通信部は、前記外部通信装置を発見し、前記外部通信装置を発見すると、前記外部通信装置内の前記第二通信部に対して座標情報または文書情報もしくはその両者を送信する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システム。
- 前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取終了を指示し、
前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記処理部に送信し、
前記処理部は、前記画像読取装置から座標情報を受信し、読取開始から読取終了までの座標情報で囲まれた領域内に存在する文書情報を前記通信部に送信する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システム。 - 前記座標入力装置内の前記指示部は、前記画像読取装置に対しコードシンボルの読取開始を指示し、前記画像読取装置に対してコードシンボルの読取終了を指示し、
前記画像読取装置は、読取開始から読取終了までの座標情報を前記座標入力装置内の前記第一通信部に送信し、
前記座標入力装置内の前記第一通信部は、座標情報を前記外部通信装置に送信し、
前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を受信し、
前記外部通信装置の前記第二通信部は、座標情報を前記外部通信装置内にある処理部に送信し、座標情報および文書情報を前記外部通信装置内にある前記記録部に送信し、
前記処理部は、座標情報を受信し、座標情報で囲まれた領域内に存在する座標情報および文書情報を前記記録部から受信し、
前記記録部は、座標情報および文書情報を受信し、座標情報および文書情報を記録し、前記処理部に座標情報および文書情報を送信する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の情報処理システム。 - 前記外部通信装置内の前記記録部は、前記外部通信装置内の前記第二通信部以外から座標情報および文書情報を取得することを特徴とする請求項９記載の情報処理システム。
- 前記外部通信装置内の前記記録部は、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を記録し、座標情報に対応した文書情報に対して行う処理を前記処理部に対して送信し、
前記外部通信装置内の前記処理部は、前記記録部から座標情報に対応した文書情報に対して行う処理の記述を受信し、処理の記述に従った処理を行う、ことを特徴とする請求項９記載の情報処理システム。
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