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JP4011233B2 - Written recording system - Google Patents

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JP4011233B2
JP4011233B2 JP14281399A JP14281399A JP4011233B2 JP 4011233 B2 JP4011233 B2 JP 4011233B2 JP 14281399 A JP14281399 A JP 14281399A JP 14281399 A JP14281399 A JP 14281399A JP 4011233 B2 JP4011233 B2 JP 4011233B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筆記情報を電子化する筆記記録システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータの高度化、ネットワークの高速化に伴いさまざまな書類処理の電子情報化が進んでおり、その量も増加している。このように書類処理を電子情報化するものとしては、いわゆるペンベースコンピュータと呼ばれるものが考えられている。このペンベースコンピュータは、紙を使用せず、LCD(Liquid Crystal Display)等の上に座標入力装置である透明パッドを重ねあわせて形成されており、パッドから得られた座標に従い、入力点をLCDに直接表示するものである。
【0003】
しかしながら、このペンベースコンピュータは、製造コストが高く、また、LCDはガラス板などを用いるものが多いために、重いと同時に非常に壊れ易いものとなってしまっている。また、ペンベースコンピュータは一般に携帯型の情報機器として利用されるために電池によって駆動されることが多いが、LCDの表示には多くの電力を消費するため、常時表示することが困難になっている。さらに、ペンベースコンピュータは、電子書類の表示をLCDなどのディスプレイに行なうものであるが、未だにLCD等の表示装置の解像度は印刷装置による紙等に対する印刷の解像度には及ばず、また、LCDでは複数ページにわたる書類全体を一覧することは不可能であるという理由から、ペーパーレス化への要求にしたがって利用される電子書類さえも、一旦紙等に印刷されているのが現状であり、紙の使用量の増加の原因となっている。加えて、LCDや透明パッドの厚さを紙と同様に1mm程度に形成することは、現状では不可能である。
【0004】
一方、パーソナルコンピュータ等への電子書類の入力の観点から考えた場合、紙とペンを利用した記入インタフェースは、長く人間が慣れ親しんだものであるため、コンピュータ化が進んだ今日でもキーボードやマウスによる入力に対して依然として大きな利点を持ち続けている。
【0005】
以上のように、容易な一覧性や慣れ親しんだ記入のし易さ等の紙が持つ長所によって、書類処理の電子化が進んだ今日においてもなお、紙を用いた業務は減少せず、紙の使用量はむしろ増加する傾向にあり、紙の使用量を減少させるような電子機器の開発が要望されている。つまり、紙と同等の表示品質を持つ表示装置と、ペンを用いた筆記動作を記録するとともに紙と同程度の薄さ・軽さを有する座標検出装置とを備えた電子機器が要望されている。
【0006】
このような要望に応えるため、紙とペンを用いて書類処理の電子情報化を可能とし、業務のコンピュータ化を図ることを可能にする装置が考えられている。このような装置の一例としては、特開平5−274082号公報に提案されているペン型座標入力装置がある。このペン型座標入力装置によれば、ペンに設置された光学センサがプレートに印刷された等間隔の直線からなる格子模様を通過する回数をカウントすることによりプレート上のペンの動きを検出し、そのペンが示した座標を検出するものである。
【0007】
また、別の例としては、特開平8−36452号公報に提案されている筆記ペン及び筆記ペン装置がある。この装置によれば、筆記用紙上にその筆記用紙の絶対座標に応じたインク濃度でパターンを印刷し、筆記用紙上の反射率をペンに備えられた受光素子によって計測してインク濃度を検出することで絶対座標を検出するものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平5−274082号公報に提案されているペン型座標入力装置によれば、プレートとペンとが接触している間のペンの動きを検出することはできるが、筆記中にペンがプレート上を離れた場合にはペンの移動を検出できないため、一旦ペンがプレートを離れた後に再びプレートに接触した場合、新しい点の位置がどこにあるのかを判定することが不可能であり、プレート上の任意の位置に入力することができず、使い勝手の悪いものとなっている。
【0009】
また、特開平8−36452号公報に提案されている筆記ペン及び筆記ペン装置によれば、多段階のインク濃度を正確に検出する必要があるが、筆記用紙表面の状態は利用状態によって著しく変動し、また周囲の照明条件も大きく変動するためインク濃度の正確な計測は困難になっている。
【0010】
本発明の目的は、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることである。
【0011】
本発明の目的は、紙資源の節約を図ることができ、対環境性に優れた筆記記録システムを得ることである。
【0012】
本発明の目的は、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れる筆記記録システムを得ることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、幅の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、前記筆記装置は、それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの光をそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の受光手段と、前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、前記各受光手段から出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を特定する座標検出手段と、前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、を備える。
【0014】
したがって、“0”と“1”との並びが「2N−1」個繰り返す系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の幅を細くして“1”に対応した直線の幅を太くした格子模様が被筆記媒体に記される。また、筆記軌跡が、被筆記媒体上を移動した筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の幅に応じた“0”と“1”との並びにデコードされたN個の系列情報に基づいて検出される座標位置と電気信号に基づいて検出される移動方向とに基づいて検出される。これにより、正確な筆跡を再現することが可能になり、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることが可能になる。
【0015】
請求項2記載の発明は、濃度の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、前記筆記装置は、それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの光をそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の受光手段と、前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、前記各受光手段から出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を検出する座標検出手段と、前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、を備える。
【0016】
したがって、“0”と“1”との並びが「2N−1」個繰り返す系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の濃度を淡くして“1”に対応した直線の濃度を濃くした格子模様が被筆記媒体に記される。また、筆記軌跡が、被筆記媒体上を移動した筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の濃度に応じた“0”と“1”との並びにデコードされたN個の系列情報に基づいて検出される座標位置と電気信号に基づいて検出される移動方向とに基づいて検出される。これにより、正確な筆跡を再現することが可能になり、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることが可能になる。
【0017】
請求項3記載の発明は、蛍光波長の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、前記筆記装置は、それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの一の蛍光波長の光のみをそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の第一の受光手段と、前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの他の蛍光波長の光のみをそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の第二の受光手段と、前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、前記各受光手段とから出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を検出する座標検出手段と、前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、を備える。
【0018】
したがって、“0”と“1”との並びが「2N−1」個繰り返す系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の蛍光波長と“1”に対応した直線の蛍光波長とを異ならせた格子模様が被筆記媒体に記される。また、筆記軌跡が、被筆記媒体上を移動した筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の蛍光波長に応じた“0”と“1”との並びにデコードされたN個の系列情報に基づいて検出される座標位置と電気信号に基づいて検出される移動方向とに基づいて検出される。これにより、正確な筆跡を再現することが可能になり、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることが可能になる。
【0019】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記格子模様を不可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した。
【0020】
したがって、被筆記媒体に対して筆記装置を格子模様に妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることが可能になることにより、利便性が高くなる。
【0021】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記格子模様を可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した。
【0022】
したがって、広く普及している印刷手段を適用することが可能になり、低コストでシステムを提供することが可能になる。
【0023】
請求項6記載の発明は、請求項4記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体を透明部材により構成した。
【0024】
したがって、例えば図面等の原稿に被筆記媒体を重ね合わせてトレースすることが可能になり、入力が容易になる。
【0025】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記筆記装置は、前記被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備える。
【0026】
したがって、筆記内容が視認されることにより、違和感のない処理が可能になる。
【0027】
請求項8記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有している。
【0028】
したがって、被筆記媒体を書き換え自在に何回も使用可能にすることにより、紙資源の節約が図れるので、対環境性に優れたシステムの提供が可能になる。
【0029】
請求項9記載の発明は、請求項8記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能である。
【0030】
したがって、情報等が熱可逆的に被筆記媒体の可逆性記録層に対して容易に記録及び消去可能になり、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れるシステムの提供が可能になる。
【0031】
請求項10記載の発明は、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含んでいる。
【0032】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【0033】
請求項11記載の発明は、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層である。
【0034】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【0035】
請求項12記載の発明は、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいる。
【0036】
したがって、被筆記媒体の情報の書き換えが簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることにより、低コストでユーザビリティの高いシステムの提供が可能になる。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図1ないし図14に基づいて説明する。ここで、図1は筆記記録システム1の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、この筆記記録システム1は、被筆記媒体である筆記パッド2とペン型の筆記装置3とを主体に構成されている。この筆記装置3は、従来の筆記用具(ボールペン等)で紙等に筆記するのと同様に筆記パッド2へと筆記することにより、その筆記に基づくデジタルデータである筆跡データを生成し、その生成した筆跡データをデータ転送装置4を介して情報機器(ここでは、パーソナルコンピュータとする。)5に対して送信するものである。
【0038】
次に、筆記パッド2について説明する。ここで、図2は筆記パッド2を示す平面図である。図2に示すように、筆記パッド2は、例えば紙状の薄い透明部材である透明プラスチックのシートによって形成されるベース部6を備えている。また、そのベース部6の表面上には、互いに直交し、等間隔に平行して配置された直線からなる格子模様7が、ベース部6とは光学的特性(反射率、吸収率、蛍光特性等)の異なる不可視のインクによって印刷されている。不可視のインクとしては、例えば赤外波長に対する蛍光特性を有する日立マクセル社製のステルスインクがある。このインクによれば、人間にはほとんど格子模様7を見ることができず、赤外領域で機械読取可能となるので、可視インクによる筆記や印刷を妨げることなく格子模様7をベース部6の表面上に印刷することができる。そのため利用者は、格子模様7に妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることができ、利便性が高くなる。以下、インクは赤外線蛍光特性を持つものとして記述するが、ベース部6に対して光学特性が検出可能な程度異なっていれば良く、紫外波長に対する蛍光特性を有するRhodamine B等を用いることも可能である。なお、図2においては、説明のために人間に目視可能なように表示しているが、格子模様7は実際には不可視状態にある。
【0039】
続いて、格子模様7について説明する。格子模様7を構成し、等間隔に平行配置されて互いに直交して格子を形成する直線は、筆記パッド2の絶対座標を表すために、M系列(最長系列)に従ったコード“0,1”に応じて太さを違えて印刷されている。ここでは、図2に示すように、格子模様7の幅の太い直線はデジタルデータ“1”、格子模様7の幅の細い直線はデジタルデータ“0”を表すものとする。また、M系列とは、ある長さのシフトレジスタとフィードバックによって生成される符号系列のうち、その周期が最長になる系列をいう。Nをシフトレジスタの段数とすると、
L=2N−1
で示すLビットがM系列の長さ、すなわち最長系列である。このM系列は、あるM系列とそれをシフトさせたM系列との排他的論理和(mod 2)による帰還タップを持つN段の線形帰還シフトレジスタに全ゼロ(例えば、“00000”)以外の初期値を与えることによって生成される。例えば、図3に示すように、
h(x)=x5+x4+x2+x+1
で示す5次の原始多項式に基づく発生回路によれば、初期条件として“10000”から出発すると、発生する系列は、
“10000101011101100011111001101001”
となり、系列長、すなわち周期が“25−1=31”ビットのM系列が得られる。つまり、N=5の場合には、31個の“0,1”の並びが得られることになる。また、この場合、どの5個の“0,1”の並びを取り出してもすべて異なるため、全系列中のどの部分であるかを特定することができる。したがって、M系列に基づいて並べられた“0,1”の「2のN乗マイナス1個」の並びのうち、N個の並びを調べることにより、すべての系列の中のどの位置に相当するかを特定することができることになる。格子模様7は、このようにして生成されたM系列にしたがって印刷される。
【0040】
ここで、図2に示した格子模様7は、N=5とし、図の左下を原点とした場合の筆記パッド2上の格子模様7のパターン例を示すが、実際には筆記パッド2のベース部6を覆うに十分な“N”を選択する。前述したように、例えばN=5の場合のM系列は、
“10000101011101100011111001101001”
として表され、“1”の場合の格子模様7の幅は太く、“0”の場合の格子模様7の幅は細くすることにより、筆記パッド2の格子模様7の印刷幅は、横方向X軸上においては図の左から順に、
“太・細・細・細・細・太・細・太・細・太・太・太・細・太・太・・・”のようにM系列に従っている。また、縦方向Y軸上についても同様に、図の下から順に、
“太・細・細・細・細・太・細・太・細・太・太・太・細・太・太・・・”のようにM系列に従っている。
【0041】
例えば筆記パッド2の大きさをA4サイズとし、格子の間隔を0.3mm(現在の光学式マウス用パッドではこの程度である。)と仮定した場合には、A4の長辺には210mm/0.3mm=700本の直線が存在することになる。この本数は、“210−1=1023”より小さいことから、筆記パッド2の格子模様7は、N=10のM系列にしたがって作成すれば十分である。ここで、10本の格子の間隔は0.3mm×10=3.0mmであり、3mmの移動によってA4のパッド上の絶対位置を検出することができる。このような筆記パッド2の格子模様7によれば、一般に見やすい文字の大きさは3mm程度であることから、1文字を入力する間に絶対座標を取得することが可能になる。
【0042】
このようにベース部6を薄い透明プラスチックのシートによって形成し、格子模様7を不可視のインクによって印刷したことにより、筆記パッド2を例えば図面などのトレースに有効に利用することもできる。
【0043】
なお、ベース部6を白色の普通紙等により構成しても良く、また、格子模様7を可視インクで印刷するようにしても良い。さらに、格子模様7は必ずしもベース部6の表面にある必要はなく、表面に透明な保護層を有するようにしても良い。
【0044】
なお、格子模様7は、利用に先立って工場等からの出荷時にあらかじめ印刷されていても良いし、利用者が利用するにあたってプリンタなどを用いて印刷するようにしても良い。また、ワードプロセッサによる文書や描画ソフトによる図などがあらかじめ目視可能なインクで印刷されていても良い。
【0045】
また、格子模様7は、互いに交差する2方向に平行に設置されて印刷されていれば良く、その方向は必ずしも直交する必要はなく、また、筆記パッド2のベース部6の各辺と平行である必要もない。
【0046】
次に、筆記パッド2とともに筆記記録システム1を構成する筆記装置3について説明する。ここで、図4は筆記装置3の構造を概略的に示す斜視図である。図4に示すように、筆記装置3は、従来のボールペン等と同様の外観をもつ円筒形の筐体8の先端に筆記手段として機能するペン先9を有している。このペン先9は、フェルトペンやボールペンなどと同様に筆記可能に構成されている。この場合、筆記に用いられるインクは目視可能で筆記パッド2に印刷されている格子模様7の検出を妨げないものである。格子模様7が不可視赤外線蛍光インクで印刷されている場合、筆記用インクは赤外光を透過するインクである必要があり、カーボンブラックなどを含まないものである。また、筐体8の内部には、筆記パッド2のベース部6とそのベース部6上に印刷された格子模様7との光学的特性の違いを検出する格子模様検出装置10、筆記パッド2とペン先9との接触を検出するための筆圧検出装置11、充電可能な2次電池で構成される電源12等が設けられている。
【0047】
格子模様検出装置10について詳細に説明する。ここで、図5は筆記装置3の格子模様検出装置10付近を示す横断面図、図6は図5におけるA−A’断面図である。図5に示すように、筆記装置3の格子模様検出装置10は、レーザダイオードやLED等で構成される発光素子13(13a,13b,13c,13d)と、フォトダイオード(PD)等で構成される受光素子14(14a,14b,14c,14d)とを組み合わせて構成されている。これらの発光素子13と受光素子14との組み合わせは、発光素子13aと受光素子14a、発光素子13bと受光素子14b、発光素子13cと受光素子14c、発光素子13dと受光素子14dの4組となっている。また、各発光素子13(13a,13b,13c,13d)はペン先9を中心にして点対称に配置され、各受光素子14(14a,14b,14c,14d)もペン先9を中心にして点対称に配置されている。さらに、図6に示すように、各発光素子13にはそれぞれ光ファイバー15が接続され、各受光素子14にはそれぞれ光ファイバー16が接続されており、筆記装置3の先端付近に導かれている。加えて、筆記装置3の先端付近に位置する光ファイバー15の近傍には集光レンズ17が設けられており、筆記装置3の先端付近に位置する光ファイバー16の近傍には集光レンズ18と光学フィルタ19とが設けられている。この光学フィルタ19は、筆記パッド2の格子模様7の印刷が赤外光等の不可視波長に感度がある不可視赤外線蛍光インクで行われている場合、それらの波長を通過させるものである。このような光学フィルター19を備えることにより、外乱光による検出の妨害が生じにくくなり安定した検出が可能となる。
【0048】
発光素子13からの光は、光ファイバー15によって筆記装置3の先端に導かれ、集光レンズ17によって筆記パッド2の一点を照らす。この輝点に格子模様7が印刷されている場合、インクによって光が反射、散乱あるいは蛍光を発する。筆記パッド2からの蛍光は、受光素子14側の集光レンズ18、光学フィルター19、光ファイバー16を介して受光素子14に集められる。受光素子14は集光された光の強度に応じて電流を生じるため、筆記パッド2の格子模様7とベース部6とではその電流値が異なることになる。
【0049】
加えて、このような格子模様検出装置10は、室内の蛍光灯などの外光の影響等によって筆記パッド2の格子模様7が安定した光学特性を示すものとは限らないため、出力電圧の微分回路20(図7参照)を設け、受光素子14の出力変化を捉えて格子模様7を安定して検出できるようにしている。ここで、図7は微分回路20を示す回路図である。図7に示すように、微分回路20は、発光素子13によって筆記パッド2上の不可視赤外線蛍光インクに生じた蛍光を検出した受光素子14から出力された電流を電流−電圧変換素子21によって電圧に変換し、比較器26においてツェナダイオード22,23とコンデンサ24とによって構成されたΔV電圧発生回路25で発生する電圧と比較し、ΔVを検出する。図8に出力例を示すが、図8(a)が受光素子14の出力波形を示し、図8(b)が微分回路20による変換後の波形を示す。
【0050】
また、図6に示すように、筆圧検出装置11は、格子模様検出装置10の受光素子14(14a,14b,14c,14d)への入力光の強度を計測することにより、筆記パッド2とペン先9との距離を測定する構成とされている。例えば、筆記装置3のペン先9が空中にあるときは受光素子14への入力光の強度は弱くなり、筆記パッド2に筆記装置3が近づくと受光素子14への入力光の強度が強くなることにより、筆記パッド2とペン先9との距離が計測される。なお、筆圧検出装置11としては、このような構成に限るものではなく、ペン先9にそのペン軸に沿った方向にわずかなストロークを持たせるとともに、ストロークの終端にマイクロスイッチ(図示せず)を備えることにより、ペン先9がそのペン軸方向に押圧されてマイクロスイッチを押すことにより、ペン先9と筆記パッド2との接触を検知する構成等であっても良い。
【0051】
次に、筆記装置3に内蔵される各部の電気的接続について図9を参照して説明する。筆記装置3には、制御プログラムを格納するワンチップCPU等により構成されるマイクロコンピュータを備えて各部を集中的に制御する駆動・制御回路27が内蔵されている。この駆動・制御回路27には、前述した格子模様検出装置10と筆圧検出装置11との他、RF無線通信やIrDA等の赤外線通信などの無線通信インターフェースであってデータ転送装置4とのデータの送受信を行なうデータ送受信回路28、EEPROM等により構成される記憶回路29、データバッファ30、相対移動記録装置31、座標変換装置32、前述した筆記パッド2上の格子模様7のパターンを示すM系列を予め記憶するM系列記憶手段として機能するM系列絶対座標テーブル33、相対移動記録バッファ34、データデコーダ35等が接続されている。
【0052】
このような構成の筆記装置3において、制御プログラムが駆動・制御回路20に実行させる機能である筆跡記録機能について説明する。ここで、図10は筆跡記録処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図10に示すように、筆跡記録処理は、まず、電源12の投入後、筆圧検出装置11によるペンダウンの検出に待機する(ステップS1)。筆記パッド2と筆記装置3のペン先9との距離の計測に基づいてペンダウンが検出されると(ステップS1のY)、格子模様検出装置10を駆動し、筆記パッド2と筆記装置3のペン先9との接触位置における格子模様7に基づく電気信号を出力する(ステップS2)。ここに、読取手段の機能が実行される。
【0053】
続くステップS3においては、格子模様の太さの検出処理が実行される。格子模様の太さの検出は、等間隔に並んだ格子模様7の各直線の間隔と格子模様7の各直線の幅との比較を行い、その大小に応じて格子模様7の直線の太さの判断が実行される。ここで、図11は受光素子14における電気信号の出力例を示すタイムチャートである。図11に示すように、Thigh1〜5は受光素子14からの電気信号の出力が高い時間を表し、Tlow1〜4は受光素子14からの電気信号の出力が低い時間を表す。ここで、信号の出力が高くなっているThigh1〜5が格子模様7を検出している時間であって、格子模様7の幅が太い場合には信号の出力時間が長くなっている。また、信号が低くなっているTlow1〜4は、格子模様7を検出していない時間であって、格子模様7の各直線の間隔が等間隔であることから、その時間は一定になっている。また、格子模様7の幅が太い場合の信号の出力時間は格子模様7を検出していない時間より長く、格子模様7の幅が細い場合の信号の出力時間は格子模様7を検出していない時間より短くなっている。そこで、信号の出力が高い時間をThighNとし、その直前の信号の出力が低い時間をTlowNとすると、
ThighN>TlowN
の場合には、検出した格子模様7は太いと識別することができ、
ThighN<TlowN
の場合には、検出した格子模様7は細いと識別することができる。図11の例においては、Thigh1とThigh3とが細いと判断することができる。
【0054】
ここで、図12は格子模様太さ検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図12に示すように、格子模様太さ検出処理は、連続する格子模様7を検出したために電気信号の出力が高い時間(ThighN)と格子模様7を検出しない場合の電気信号の出力が低い時間(TlowN)とを計測し(ステップS31、32)、各時間(ThighN、TlowN)を比較する(ステップS33)。
【0055】
“ThighN>TlowN”である場合には(ステップS33のY)、格子模様7が太いと判断する(ステップS34)。
【0056】
一方、“ThighN<TlowN”である場合には(ステップS33のN)、格子模様7が細いと判断する(ステップS35)。以上により、格子模様太さ検出処理(ステップS3)が終了する。
【0057】
続いて、ステップS4において、移動方向検出処理が実行される。移動方向の検出は、複数設置された受光素子14間の計測時間の遅れと相対向した受光素子14間の位相のずれとに基づいて実行される。ここで、図13は格子模様7に対する筆記装置3の移動状態の一例を示す模式図、図14は図13における各受光素子14の電気信号の出力波形を示すタイムチャートである。図13に示すように、筆記装置3が筆記パッド2の格子模様7上を左方向から右方向(矢印で示すX方向)に移動した場合において、各受光素子14における電気信号の出力波形を比較してみると、図14に示すように、筆記装置3の進行方向先頭に位置する発光素子13cから出射された光を受光する受光素子14cの出力に対し、筆記装置3の進行方向後方に位置する他の発光素子13a,13b,13dから出射された光を受光する受光素子14a,14b,14dは位相が遅れて出力される。また、X方向に直交して相対向する発光素子13aから出射された光を受光する受光素子14aと発光素子13dから出射された光を受光する受光素子14dとからの出力は同位相になる。また、図13で示す下方向から上方向(矢印で示すY方向)に移動した場合にも同様であって、特に図示はしないが、筆記装置3の進行方向先頭に位置する発光素子13aから出射された光を受光する受光素子14aの出力に対し、筆記装置3の進行方向後方に位置する他の発光素子13b,13c,13dから出射された光を受光する受光素子14b,14c,14dは位相が遅れて出力されるとともに、Y方向に直交して相対向する発光素子13bから出射された光を受光する受光素子14bと発光素子13cから出射された光を受光する受光素子14cとからの出力は同位相になる。これにより、受光素子14間の計測時間の遅れと互いに相対向した受光素子14間の位相のずれとを検出することにより、筆記装置3の横(X方向)と縦(Y方向)との移動をそれぞれ検出することが可能となり、かつ、こららの組み合わせによって斜め方向の移動などの任意の移動も検出することが可能になる。ここに、移動方向検出手段の機能が実行される。格子模様7は筆記パッド2のベース部6上に等間隔に配置されているため、筆記装置3の移動方向が検出された場合には、筆記装置3は検出された移動方向に基づいて横切った格子模様7の数をカウントし(相対座標を追加または減少する。)、相対的な移動を検出する。例えば、右に設置された受光素子14の信号の立ち上がり時間が左に設置された受光素子14の信号の立ち上がり時間より早い場合、筆記装置3は右に移動していると判断し、相対座標を一つ増加させる。また、左に設置された受光素子14の信号の立ち上がり時間が右に設置された受光素子14の信号の立ち上がり時間より早い場合、筆記装置3は左に移動していると判断し、相対座標を一つ減少させる。
【0058】
ステップS5においては、データデコーダ35によって、格子模様太さ検出処理により格子模様7が太いと判断された場合にはデジタルデータ“1”をデータバッファ30に記録し、格子模様太さ検出処理により格子模様7が細いと判断された場合にはデジタルデータ“0”をデータバッファ30に記録する。ここに、デコード手段の機能が実行される。続くステップS6においては、移動方向検出処理により検出された筆記装置3の相対的な移動データを相対移動記録バッファ34に一時的に記録した後、相対移動記録装置31に記録する。
【0059】
ステップS7においては、データバッファ30に記録されているデータが絶対座標検出可能な分だけ有るか否か、言いかえれば、筆記パッド2の格子模様7のパターンを形成するM系列のN個の並び分だけのデータがデータバッファ30に記憶されているか否かを判断する。ステップS1〜S6までの処理が繰り返され、筆記パッド2の格子模様7のパターンを形成するM系列のN個の並び分だけのデータがデータバッファ30に記憶された場合には(ステップS7のY)、座標変換装置32において、そのデータバッファ30に記憶されたデータとM系列絶対座標テーブル33に予め記憶されているM系列によって定義された一連の“0,1”の並んだ数列とを比較し、数列中のどの部分にあたるかを検証することにより絶対座標を求める(ステップS8)。ここに、座標検出手段の機能が実行される。たとえば検出されたデータの並びが、“01010”であれば、M系列絶対座標テーブル33に記憶されたM系列である
“10000101011101100011111001101001”
と照らし合わせて、31桁の並びの中で左から5桁目であることがわかる。同様に、検出されたデータ並びが“01101”であれば、右から8桁目であることがわかる。
【0060】
次に、相対移動記録装置31に蓄えられた相対移動量を読み出し(ステップS9)、絶対座標を補正する(ステップS10)。ここに、筆記軌跡検出手段の機能が実行される。例えば、検出されたデータの並びがX方向に“01010”であって、横切った格子線の数が“5”であれば、その“01010”に応じた絶対座標の位置から5カウント移動したことになる。なお、ステップS1〜S10は、ペンアップが検出されるまで(ステップS1のN)、繰り返される。
【0061】
以上の処理により、得られた絶対座標データは記憶回路29に一時的に格納された後、データ送受信回路28とデータ転送装置4とを介してパーソナルコンピュータ5に筆跡データとして送られ、利用される。絶対座標データの記憶は利用者が筆記中に自動的に行われ、絶対座標データの送信はデータ入力がある程度区切りがついた時点でスイッチ(図示せず)等により利用者によって明示的に指示される。パーソナルコンピュータ5上のソフトウェアでは、筆記装置3からの筆跡データの受信・保存、筆跡の再現、筆順を含む筆跡からの文字認識、筆記パッド2に印刷されたデータの元データと筆跡データからの加筆情報との連携が行われる。
【0062】
また、絶対座標データを記憶回路29に記憶する場合の必要なデータ量は、例えばサンプリング周波数1kHzでサンプリングした場合、筆記パッド2上からの蛍光の強度を閾値処理し、2値化した場合には1時間の記憶に1Mbyteで十分である。また、保存に必要なデータ量は、いわゆる圧縮技術を用いることによってさらに1/10程度になることが見込まれる。
【0063】
なお、本実施の形態の筆記装置3の筐体8を円筒形として図示したが、この場合、筆記する利用者の持ち方によって格子模様検出装置10の向きが一定にならない場合がある。そこで、利用者の持ち方や筆記動作による回転を検出するためにジャイロセンサなどを備えてもよい。また、筆記装置3の筐体8を三角柱型に形成してもよい。
【0064】
また、移動方向の検出には加速度センサなどのセンサを用いて検出するようにしても良い。このようなセンサとしては、圧電効果やカンチレバーに形成した半導体の抵抗変動を利用した加速度センサを用いることができる。加速度センサを筆記装置3の長軸に対して直交する方向に設置することにより、筆記装置3の移動方向を検出することができる。さらに、センサによる移動方向の検出と格子模様7による移動方向の検出を併用してもかまわない。
【0065】
次に、本発明の第二の実施の形態を図15ないし図17に基づいて説明する。なお、本発明の第一の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、第一の実施の形態の筆記パッド2に代えて、被筆記媒体として書換自在な筆記パッド40を用いた点でのみ異なるものである。なお、筆記パッド40は、第一の実施の形態の筆記パッド2と略同一の大きさを有し、全体が紙状に形成されたA4判サイズとされている。
【0066】
ここで、図15は筆記パッド40を示す縦断側面図である。図15に示すように、この筆記パッド40は、格子模様7が不可視赤外線蛍光インクで印刷されたベースフィルム41を有しており、このベースフィルム41の格子模様7上に画像表示層42と保護層43とが順次積層されている。このベースフィルム41は、熱伝導性が良好の白色の樹脂からなり、保護層43は、透光性の良好な無色の樹脂(例えば、PET樹脂等)からなる。
【0067】
画像表示層42は、情報の可視的表示を可逆的に行い表示できる可逆性記録層であり、CTC(Color Thermo Chromic)フィルム等を利用した感熱記録方式、磁気記録方式、フォトクロミック記録方式、エレクトロクロミック方式等が利用できる。特に、本実施の形態においては、感熱記録方式、すなわち、熱エネルギーにより可逆的に光学特性が変化し、可視情報の記録および消去が可能である熱可逆性記録層が好ましいものとして挙げられる。この熱エネルギーにより可逆記録が行えるものとしては、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含む層、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層、低分子または高分子液晶化合物を含む層等のいずれかで構成される可逆性記録層が好ましいものとして挙げられる。
【0068】
まず、画像表示層42として少なくともロイコ染料と顕色剤とを含む層を適用した場合について説明する。少なくともロイコ染料と顕色剤とを含む層は樹脂バインダー中にロイコ染料および顕色剤を分散させることにより形成されており、ロイコ染料としては、例えばフタリド系化合物、アザフタリド系化合物、フルオラン系化合物、フェノチアジン系化合物、ロイコオーラミン系化合物など公知の染料前駆体が挙げられる。具体的には、特開平05−124360号公報記載の公知のロイコ染料が使用できる。ロイコ染料は、赤外波長の光を吸収しないため、赤外蛍光インクを用いた格子模様7の検出を妨げない。
【0069】
また、顕色剤としては、分子内にロイコ染料を発色させる顕色能を有する構造を有する化合物が挙げられる。例えば、フェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基等と分子間の凝集力を制御する構造や長鎖炭化水素基が連結した構造を有する化合物である。連結部分にはヘテロ原子を含む2価の基を介していても良く、また長鎖炭化水素基中にもヘテロ原子を含む2価の基または芳香族炭化水素基が含まれていても良い。具体的には、特開平05−124360号号公報等に記載されている公知の顕色剤が使用できる。
【0070】
さらに、樹脂バインダーとしては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、フッソ樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリスチレン、スチレン系共重合体、フェノキシ樹脂、ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体、マレイン酸系共重合体、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、ゼラチン、カゼイン類等を挙げることができる。
【0071】
また、画像表示層42の皮膜の強度を挙げることを目的に、各種硬化剤、架橋剤を添加しても良い。このような硬化剤、架橋剤の例としては、イソシアネート基をもつ化合物、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、エポキシ基をもつ化合物、グリオキザール、ジルコニウム化合物等が挙げられる。
【0072】
なお、画像表示層42は、電子線硬化性あるいは紫外線硬化性バインダーを用いて形成することもできる。かかるバインダーとしては、エチレン性不飽和結合を有する化合物が挙げられる。これらの具体例としては、
1.脂肪族、脂環族、芳香族の多価アルコール及びポリアルキレングリコールのポリ(メタ)アクリレート
2.脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族の多価アルコールにポリアルキレンオキサイドを付加させた多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート
3.ポリエステルポリ(メタ)アクリレート
4.ポリウレタンポリ(メタ)アクリレート
5.エポキシポリ(メタ)アクリレート
6.ポリアミドポリ(メタ)アクリレート
7.ポリ(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸エステル
8.(メタ)アクリロイル基を側鎖、または末端に有するビニル系またはジエン系化合物
9.単官能(メタ)アクリレート、ビニルピロリドン、(メタ)アクリロイル化合物
10.エチレン性不飽和結合を有するシアノ化合物
11.エチレン性不飽和結合を有するモノあるいはポリカルボン酸、およびそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等
12.エチレン性不飽和(メタ)アクリルアミドまたはアルキル置換(メタ)アクリルアミドおよびその多量体
13.ビニルラクタムおよびポリビニルラクタム化合物
14.エチレン性不飽和結合を有するモノあるいはポリエーテルおよびそのエステル
15.エチレン性不飽和結合を有するアルコールのエステル
16.エチレン性不飽和結合を有するポリアルコールおよびそのエステル
17.スチレン、ジビニルベンゼン等1個以上のエチレン性不飽和結合を有する芳香族化合物
18.(メタ)アクリロイルオキシ基を側鎖、または末端に有するポリオルガノシロキサン系化合物
19.エチレン性不飽和結合を有するシリコーン化合物
20.上記1〜19記載の化合物の多量体あるいはオリゴエステル(メタ)アクリレート変成物
等が挙げられる。
【0073】
紫外線硬化性バインダーを用いて画像表示層42を形成する場合には、光重合開始剤を混合して用いる。この光重合開始剤としては、ジクロロアセトフェノンあるいはトリクロロアセトフェノンのようなアセトフェノン類、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類、アゾ化合物、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルフォニウム塩、ビス(トリクロロメチル)トリアジン化合物等が挙げられる。
【0074】
上述したようなロイコ染料および顕色剤を用いた画像表示層42は、図16に示すプロセスで発色・消色する。初期の消色状態(A)を加熱すると温度T1以上でロイコ染料と顕色剤が溶融混合して発色し(B)、この状態を急冷すると発色状態のまま固定される(C)。発色状態(C)を加熱していくと、発色温度T1より低い温度T2で消色し(D)、冷却すれば初期と同様の消色状態となる。
【0075】
したがって、画像表示層42が透明な部分では保護層43を介してベースフィルム41の白色が視認され、画像表示層42が黒色に発色変化した部分ではこの色が保護層43を介して視認される。これにより、筆記パッド40の画像表示層42は、加熱により透明状態と黒色状態とに可逆的に変化するように調整されている。このような性質を利用し、筆記パッド40にはワードプロセッサによる文書や描画ソフトによる図などがあらかじめ目視可能状態で印字される。
【0076】
このような筆記パッド40に対する熱エネルギーによる書込みは、たとえばサーマルヘッドを用いた熱昇華型の印刷装置で印字することが容易である。また、このような熱昇華型の印刷装置によれば、加熱温度や時間等の条件を変更することにより、同じ書込み用サーマルヘッドで消去することも容易となる。したがって、この場合は各種情報が印刷装置で印字できるので、最初から筆記パッド40に固定情報として埋め込むのではなく、印刷時に使用者が適宜設定することができる。すなわち、筆記パッド40は繰り返し利用することができるので、紙資源の節約を図ることができる。
【0077】
次に、変形例として、画像表示層42として有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層を適用した場合について説明する。この有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層の光散乱性は、温度に依存してその透明度が可逆的に変化する性質を有している。
【0078】
このような有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層に用いられる樹脂は、有機低分子物質を均一に分散保持した層を形成すると共に、最大透明時の透明度に影響を与える材料である。このため樹脂母材は透明性が良く、機械的に安定で、且つ成膜性の良い樹脂が好ましい。このような樹脂としては、ポリ塩化ビニル;塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-マレイン酸共重合体、塩化ビニル-アクリレート共重合体等の塩化ビニル系共重合体;ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン-塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニリデン系共重合体;ポリエステル;ポリアミド;ポリアクリレート又はポリメタクリレートあるいはアクリレート-メタクリレート共重合体;シリコン樹脂等が挙げられる。これらは単独であるいは2種以上混合して使用される。
【0079】
また、この有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層に用いられる有機低分子化合物としては、一般に融点30〜200℃好ましくは50〜150℃程度のものが使用される。このような有機低分子化合物としては、アルカノール;アルカンジオール;ハロゲンアルカノールまたはハロゲンアルカンジオール;アルキルアミン;アルカン;アルケン;アルキン;ハロゲンアルカン;ハロゲンアルケン;ハロゲンアルキン;シクロアルカン;シクロアルケン;シクロアルキン;飽和または不飽和モノまたはジカルボン酸又はこれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩;飽和または不飽和ハロゲン脂肪酸またはこれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩;アリルカルボン酸またはそれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩;ハロゲンアリルカルボン酸またはそれらのエステル、アミド又はアンモニウム塩;チオアルコール;チオカルボン酸又はそれらのエステル、アミンまたはアンモニウム塩;チオアルコールのカルボン酸エステル等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上混合して使用される。これらの化合物の炭素数は10〜60、好ましくは10〜38、特に10〜30が好ましい。エステル中のアルコール基部分は飽和していても飽和していなくてもよく、またハロゲン置換されていてもよい。いずれにしても有機低分子化合物は、分子中に酸素、窒素、硫黄及びハロゲンの少なくとも1種、例えば−OH、−COOH、−CONH−、−COOR、−NH−、−NH2、−S−、−S−S−、−O−、ハロゲン等を含む化合物であることが好ましい。さらに、透明化できる温度の巾を広げるには、上記の有機低分子化合物を適宜組合せるか、または、有機低分子化合物と融点の異なる他の材料とを組合せればよい。これらは例えば特開昭63−39378号、特開昭63−130380号などの公報や、特願昭63−14754号、特願平1−140109号などの明細書で明らかにされているが、これらに限定されるものではない。
【0080】
これらの有機低分子化合物と樹脂とからなる有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層で構成される画像表示層42は、図17に示すプロセスで透明・白濁する。図17は、熱による透明度の変化を表わしているグラフであり、樹脂及びこの樹脂中に分散された有機低分子化合物を主成分とする画像表示層42は、例えばT0以下の常温では白濁不透明状態にある。これを温度T2に加熱すると透明になり、この状態で再びT0以下の常温に戻しても透明のままである。更にT3以上の温度に加熱すると、最大透明度と最大不透明度との中間の半透明状態になる。次に、この温度を下げて行くと、再び透明状態をとることなく最初の白濁不透明状態に戻る。なお、この不透明状態のものをT1〜T2間の温度に加熱した後、常温即ちT0以下の温度に冷却した場合には透明と不透明との中間の状態をとることができる。また、常温で透明になったものも再びT3以上の温度に加熱した後に常温に戻せば再び白濁不透明状態に戻る。
【0081】
さらに、変形例として、画像表示層42に低分子または高分子液晶化合物を含む層を適用した場合について説明する。この画像表示層42に用いられる高分子液晶化合物としては、主鎖または側鎖にメソゲン(液晶性を示す分子)が結合された主鎖型および側鎖型分子液晶等が用いられる。高分子液晶化合物は、通常、重合可能なメソゲン化合物(メソゲンモノマーと呼ぶ)を重合するか、あるいは水素化ポリシリコーン等の反応性ポリマーに付加反応可能なメソゲン化合物を付加させて製造することができる。このような技術は
Makromol.Chem.,179,p273(1978),Eur,Poly.J.,18,p651(1982)及び
Mol.Cryst.Liq.Cryst.,169,p167(1989)等に開示されている。本発明に使用される高分子液晶化合物も同様な方法で製造することができる。
【0082】
メソゲンモノマーおよび付加反応可能なメソゲン化合物としては、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、シクロヘキシルベンゼン系、アゾキシベンゼン系、アゾベンゼン系、アゾメチン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ビフェニルベンゾエート系、シクロヘキシルビフェニル系、ターフェニル系等の剛直な分子(メソゲン)に、好ましくは所定の長さのアルキルスペーサーを介して、アクリル酸エステル基、メタクリル酸エステル基またはビニル基が結合した種々の化合物等が代表的なものとして挙げられる。
【0083】
次に、本発明の第三の実施の形態を図18及び図19に基づいて説明する。なお、本発明の第一または第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、第一の実施の形態の筆記パッド2に用いた格子模様7に代えてM系列をインク濃度で表した格子模様51を印刷した筆記パッド50を被筆記媒体として用いた点でのみ異なるものである。
【0084】
ここで、図18は筆記パッド50を示す平面図である。図18に示すように、筆記パッド50は、例えば紙状の薄い透明プラスチックのシートによって形成されるベース部6を備えている。また、そのベース部6の表面上には、互いに直交し、等間隔に平行して配置された直線からなる格子模様51が、ベース部6とは光学的特性(反射率、吸収率、蛍光特性等)の異なる不可視のインクによって印刷されている。なお、図18においては、説明のために人間に目視可能なように表示しているが、格子模様51は実際には不可視状態にある。
【0085】
次に、格子模様51について説明する。図18には、N=5とし、図の左下を原点とした場合の筆記パッド50上の格子模様51のパターン例を示すが、実際には筆記パッド51のベース部6を覆うに十分な“N”を選択する。前述したように、例えばN=5の場合のM系列は、
“10000101011101100011111001101001”
として表され、“1”の場合の格子模様51のインク濃度は濃く、“0”の場合の格子模様51のインク濃度は淡くすることにより、筆記パッド50の格子模様51を印刷したインクの濃度は、横方向X軸上においては図の左から順に、
“濃・淡・淡・淡・淡・濃・淡・濃・淡・濃・濃・濃・淡・濃・濃・・・”のようにM系列に従っている。また、縦方向Y軸上についても同様に、図の下から順に、
“濃・淡・淡・淡・淡・濃・淡・濃・淡・濃・濃・濃・淡・濃・濃・・・”のようにM系列に従っている。
【0086】
このような筆記パッド50上を筆記装置3を移動させた場合、受光素子14における電気信号の出力波形は、例えば図19に示すような波形となる。図19に示すように、筆記装置3がインク濃度の濃い格子模様51上を移動した場合には受光素子14からの電気信号の出力が高くなり、筆記装置3がインク濃度の淡い格子模様51上を移動した場合には受光素子14からの電気信号の出力が低くなる。本実施の形態においては、このような電気信号の出力の違いに基づき、格子模様51のインク濃度が濃いと判断された場合にはデジタルデータ“1”をデータバッファ30に記録し、格子模様51のインク濃度が淡いと判断された場合にはデジタルデータ“0”をデータバッファ30に記録することになる。例えば、図19に示すインクの濃度は、順に“濃、淡、濃、淡、濃…”であることにより、この場合のデジタルデータは、“10101…”とデコードされることになる。
【0087】
したがって、このような筆記パッド50と筆記装置3とを利用することによっても、絶対座標データを得ることができる。
【0088】
なお、特に図示しないが、第二の実施の形態で説明した筆記パッド40の格子模様7を格子模様51に代えても同様の作用効果が得られる。
【0089】
次に、本発明の第四の実施の形態を図20ないし図22に基づいて説明する。なお、本発明の第一及び第二の実施の形態において説明した部分と同一部分については同一符号を用い、説明も省略する。本実施の形態は、第一の実施の形態の筆記パッド2に代えて筆記パッド60を被筆記媒体として用い、筆記装置3に代えて筆記装置70を用いている点で異なっている。
【0090】
ここで、図20は筆記パッド60を示す平面図である。図20に示すように、筆記パッド60は、例えば紙状の薄い透明プラスチックのシートによって形成されるベース部6を備えている。また、そのベース部6の表面上には、互いに直交し、等間隔に平行して配置された直線からなる格子模様61が印刷されている。なお、格子模様61は、蛍光波長の異なる2種類のインクによって印刷されている。
【0091】
次に、格子模様61について説明する。図20には、N=5とし、図の左下を原点とした場合の筆記パッド60上の格子模様61のパターン例を示すが、実際には筆記パッド61のベース部6を覆うに十分な“N”を選択する。前述したように、例えばN=5の場合のM系列は、
“10000101011101100011111001101001”
として表され、“1”の場合の格子模様61のインクの蛍光波長を長く、“0”の場合の格子模様61のインクの蛍光波長を短くすることにより、筆記パッド60の格子模様61を印刷したインクの蛍光波長は、横方向X軸上においては図の左から順に、
“長・短・短・短・短・長・短・長・短・長・長・長・短・長・長・・・”のようにM系列に従っている。また、縦方向Y軸上についても同様に、図の下から順に、
“長・短・短・短・短・長・短・長・短・長・長・長・短・長・長・・・”のようにM系列に従っている。
【0092】
次に、筆記装置70について説明する。ここで、図21は筆記装置70の格子模様検出装置71付近を示す横断面図、図22は図21におけるB−B’断面図である。図21に示すように、筆記装置70の格子模様検出装置71には、四つの受発光装置72(72a,72b,72c,72d)がペン先9を中心にして点対称に配置されている。これらの受発光装置72は、レーザダイオードやLED等で構成される発光素子73と、フォトダイオード(PD)等で構成される二つの受光素子74とを組み合わせて構成されている。より詳細には、受発光装置72は、発光素子73の両端に受光素子74を配して一列に並べて構成されている。さらに、図22に示すように、発光素子73には光ファイバー75が接続され、受光素子74にはそれぞれ光ファイバー76が接続されており、筆記装置70の先端付近に導かれている。加えて、筆記装置70の先端付近に位置する光ファイバー75の近傍には集光レンズ77が設けられており、筆記装置70の先端付近に位置する光ファイバー76の近傍には集光レンズ78が設けられている。さらに、一方の光ファイバー76と集光レンズ78との間には光学フィルタ79が設けられており、他方の光ファイバー76と集光レンズ78との間には光学フィルタ80が設けられている。光学フィルタ79と光学フィルタ80とは、波長選択フィルタであって、所定の波長の光のみを通過させるものである。ここでは、光学フィルタ79は筆記パッド60の格子模様61の印刷に用いる蛍光波長の長いインクから光のみを透過し、光学フィルタ80は筆記パッド60の格子模様61の印刷に用いる蛍光波長の短いインクからの光のみを透過する。このような構成により、発光素子73からの光は、光ファイバー75によって筆記装置70の先端に導かれ、集光レンズ77によって筆記パッド60の一点を照らす。この輝点に格子模様61が印刷されている場合、インクによって光が反射、散乱あるいは蛍光を発する。筆記パッド60の格子模様61の印刷に用いる蛍光波長の長いインクからの光は、光学フィルター79、光ファイバー76を介して一方の受光素子74に集められる。ここに、第一読取手段が実現されている。また、筆記パッド60の格子模様61の印刷に用いる蛍光波長の短いインクからの光は、光学フィルター80、光ファイバー76を介して他方の受光素子74に集められる。ここに、第二読取手段が実現されている。つまり、受発光装置72の各受光素子74は、所定の蛍光波長を受光した場合のみ電流を生じることになる。
【0093】
したがって、筆記パッド60上を筆記装置70が移動した場合、このような電気信号の出力先の違いに基づき、格子模様61のインクの蛍光波長が長いと判断された場合にはデジタルデータ“1”をデータバッファ30に記録し、格子模様61のインクの蛍光波長が短いと判断された場合にはデジタルデータ“0”をデータバッファ30に記録することになる。
【0094】
したがって、このような筆記パッド60と筆記装置70とを利用することによっても、絶対座標データを得ることができる。
【0095】
特に図示しないが、第二の実施の形態で説明した筆記パッド40の格子模様7を格子模様61に代えても同様の作用効果が得られる。
【0096】
なお、各実施の形態においては、移動方向の検出を受光素子の検出時間差に基づいて行なったが、これに限るものではなく、例えば、横(X方向)と縦(Y方向)とでそれぞれ蛍光波長の異なる2種類(計4種類)のインクを使用し、筆記装置には各蛍光波長に対応する光学フィルタを二つずつ設けた格子模様検出装置を横(X方向)用と縦(Y方向)用とにそれぞれ備えるようにしても良い。また、CTCフィルム等を用いて層状に形成することが可能な筆記パッドを使用する場合には、横(X方向)用と縦(Y方向)用とで格子模様の深さを変えることにより、移動方向の検出を行なうようにしても良い。
【0097】
さらに、各実施の形態においてはペン型の筆記装置を用いたが、これに限るものではなく、従来知られているマウスと同様の外形に形成するようにしても良い。この場合においても、相対移動しか検出できない従来の光学式マウスとは異なり、絶対座標を入力することが可能となり、使い勝手が向上する。
【0098】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、“0”と“1”との並びを「2N−1」個繰り返した系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の幅を細くして“1”に対応した直線の幅を太くした格子模様を被筆記媒体に記し、また、被筆記媒体上を移動させた筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の幅に応じて“0”と“1”との並びにデコードしたN個の系列情報に基づいて検出した座標位置と電気信号に基づいて検出した移動方向とに基づいて筆記軌跡を検出することにより、正確な筆跡を再現することができるので、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることができる。
【0099】
請求項2記載の発明によれば、“0”と“1”との並びを「2N−1」個繰り返した系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の濃度を淡くして“1”に対応した直線の濃度を濃くした格子模様を被筆記媒体に記し、また、被筆記媒体上を移動させた筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の濃度に応じて“0”と“1”との並びにデコードしたN個の系列情報に基づいて検出した座標位置と電気信号に基づいて検出した移動方向とに基づいて筆記軌跡を検出することにより、正確な筆跡を再現することができるので、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることができる。
【0100】
請求項3記載の発明によれば、“0”と“1”との並びを「2N−1」個繰り返した系列であるM系列に従い、例えば“0”に対応した直線の蛍光波長と“1”に対応した直線の蛍光波長とを異ならせた格子模様を被筆記媒体に記し、また、被筆記媒体上を移動させた筆記装置が格子模様を横切った場合に出力される電気信号に基づくその格子模様の蛍光波長に応じて“0”と“1”との並びにデコードしたN個の系列情報に基づいて検出した座標位置と電気信号に基づいて検出した移動方向とに基づいて筆記軌跡を検出することにより、正確な筆跡を再現することができるので、簡単な構成で検出精度の高い筆記記録システムを得ることができる。
【0101】
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、格子模様を不可視性を有するインクによって被筆記媒体に印刷することにより、格子模様に妨げられることなく自分が筆記した跡を読み取ることができるので、利便性を高めることができる。
【0102】
請求項5記載の発明によれば、請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、格子模様を可視性を有するインクによって被筆記媒体に印刷したことにより、広く普及している印刷手段を適用することができるので、低コストでシステムを提供することができる。
【0103】
請求項6記載の発明によれば、請求項4記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体を透明部材により構成したことにより、例えば図面等の原稿に被筆記媒体を重ね合わせてトレースすることができるので、入力を容易にすることができる。
【0104】
請求項7記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、筆記装置に被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備えることにより、筆記内容を視認することができるので、違和感のなく処理を実行することができる。
【0105】
請求項8記載の発明によれば、請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有していることにより、被筆記媒体を書き換え自在に何回も使用することができるので、紙資源の節約を図ることができ、対環境性に優れたシステムを提供することができる。
【0106】
請求項9記載の発明によれば、請求項8記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能であることにより、情報等を熱可逆的に被筆記媒体の可逆性記録層に対して容易に記録及び消去することができるので、ユーザビリティが高く、低コストで省資源化が図れるシステムを提供することができる。
【0107】
請求項10記載の発明によれば、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含むことにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【0108】
請求項11記載の発明によれば、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層であることにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【0109】
請求項12記載の発明によれば、請求項9記載の筆記記録システムにおいて、被筆記媒体の可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいることにより、被筆記媒体の情報の書き換えを簡単に、かつ、高品質でできるような材料を用いることができるので、低コストでユーザビリティの高いシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態の筆記記録システムの全体構成を示す模式図である。
【図2】筆記パッドを示す平面図である。
【図3】5次の原始多項式に基づくM系列発生回路を示す回路図である。
【図4】筆記装置の構造を概略的に示す斜視図である。
【図5】筆記装置の格子模様検出装置付近を示す横断面図である。
【図6】図5におけるA−A’断面図である。
【図7】微分回路を示す回路図である。
【図8】(a)は受光素子の出力波形を示すタイムチャート、(b)は微分回路による変換後の波形を示すタイムチャートである。
【図9】筆記装置に内蔵される各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図10】筆跡記録処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図11】受光素子における電気信号の出力例を示すタイムチャートである。
【図12】格子模様太さ検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図13】格子模様に対する筆記装置の移動状態の一例を示す模式図である。
【図14】図13における各受光素子の電気信号の出力波形を示すタイムチャートである。
【図15】本発明の第二の実施の形態の筆記パッドを示す縦断側面図である。
【図16】ロイコ染料および顕色剤を用いた可逆性記録層が発色・消色するプロセスを説明するグラフである。
【図17】有機低分子と樹脂とからなる可逆性記録層が透明・白濁するプロセスを説明するグラフである。
【図18】本発明の第三の実施の形態の筆記パッドを示す平面図である。
【図19】受光素子の電気信号の出力波形の一例を示すタイムチャートである。
【図20】本発明の第四の実施の形態の筆記パッドを示す平面図である。
【図21】筆記装置の格子模様検出装置付近を示す横断面図である。
【図22】図21におけるB−B’断面図である。
【符号の説明】
2,40,50,60 被筆記媒体
3,70 筆記装置
7,51,61 格子模様
9 筆記手段
33 M系列記憶手段
42 可逆性記録層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a writing recording system that digitizes writing information.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the advancement of computers and the speeding up of networks, electronic information processing of various document processes has progressed, and the amount thereof has also increased. Thus, what is called a pen base computer is considered as what converts document processing into electronic information. This pen-based computer does not use paper and is formed by overlaying a transparent pad, which is a coordinate input device, on an LCD (Liquid Crystal Display), etc., and the input point is displayed on the LCD according to the coordinates obtained from the pad. Are displayed directly.
[0003]
However, the pen-based computer is expensive to manufacture, and the LCD is often made of a glass plate, so it is heavy and very fragile. Also, pen-based computers are generally driven by batteries because they are used as portable information devices. However, since a large amount of power is consumed to display an LCD, it is difficult to display constantly. Yes. Furthermore, although a pen-based computer displays electronic documents on a display such as an LCD, the resolution of a display device such as an LCD is still not as high as that of printing on paper by a printing device. Because it is impossible to list the entire document across multiple pages, even electronic documents used in accordance with the demand for paperless printing are once printed on paper. The cause of the increase in quantity. In addition, it is impossible at present to form the thickness of the LCD and the transparent pad to about 1 mm as in the case of paper.
[0004]
On the other hand, from the viewpoint of inputting electronic documents to a personal computer, etc., the entry interface using paper and pen has long been familiar to humans. Still have significant advantages.
[0005]
As described above, due to the advantages of paper such as easy listing and familiar ease of entry, the use of paper does not decrease even today when the computerization of document processing has progressed. The amount of use tends to increase rather, and there is a demand for the development of an electronic device that reduces the amount of paper used. In other words, there is a demand for an electronic device that includes a display device having display quality equivalent to that of paper, and a coordinate detection device that records writing operations using a pen and is as thin and light as paper. .
[0006]
In order to respond to such a demand, an apparatus that enables the computerization of document processing by using paper and a pen and enables computerization of business is considered. As an example of such an apparatus, there is a pen-type coordinate input apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-274082. According to this pen-type coordinate input device, the movement of the pen on the plate is detected by counting the number of times that the optical sensor installed in the pen passes through a lattice pattern composed of equally spaced straight lines printed on the plate, The coordinates indicated by the pen are detected.
[0007]
As another example, there is a writing pen and a writing pen device proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-36452. According to this apparatus, a pattern is printed on writing paper with an ink density corresponding to the absolute coordinates of the writing paper, and the ink density is detected by measuring the reflectance on the writing paper with a light receiving element provided in the pen. In this way, absolute coordinates are detected.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the pen-type coordinate input device proposed in JP-A-5-274082, the movement of the pen while the plate and the pen are in contact can be detected. Since the movement of the pen cannot be detected when leaving the plate, once the pen leaves the plate and then touches the plate again, it is impossible to determine where the new point is located. It cannot be entered at any position above, making it unusable.
[0009]
Further, according to the writing pen and writing pen apparatus proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-36452, it is necessary to accurately detect the multi-stage ink density, but the state of the writing paper surface varies significantly depending on the usage state. In addition, since the surrounding illumination conditions vary greatly, it is difficult to accurately measure the ink density.
[0010]
An object of the present invention is to obtain a writing recording system having a simple configuration and high detection accuracy.
[0011]
An object of the present invention is to obtain a writing recording system that can save paper resources and is excellent in environmental friendliness.
[0012]
An object of the present invention is to obtain a writing recording system that has high usability and can save resources at low cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction is arranged by arranging two types of straight lines having different widths in accordance with the M series, and writing on the writing medium. A writing recording system comprising a writing device, wherein the writing device is They are arranged point-symmetrically, Lattice pattern A plurality of light emitting means for emitting light to each of the light emitting means and the light emitting means are respectively combined with each other and arranged symmetrically with respect to each point to receive light from the lattice pattern by the light emitted from each light emitting means. Output electrical signal Multiple light reception Means, The phase difference between the light receiving means opposed to the delay of the measurement time between the light receiving means for the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting a moving direction of the writing device on the writing medium based on Each light receiving Decoding means for decoding the information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signal output from the means, M-sequence storage means for storing a code arrangement according to the M-sequence, and the M-sequence storage means A coordinate detection means for identifying a coordinate position of the writing device on the writing medium by comparing a code arrangement according to the M series stored in the memory and information decoded by the decoding means; and the moving direction detection Writing locus detecting means for detecting a writing locus from the coordinate position based on the moving direction detected by the means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means.
[0014]
Therefore, the sequence of “0” and “1” is “2”. N In accordance with the M series that is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which the width of the straight line corresponding to “0” is narrowed and the width of the straight line corresponding to “1” is increased is written on the writing medium. In addition, the writing trajectory is decoded as a sequence of “0” and “1” corresponding to the width of the grid pattern based on the electrical signal output when the writing device moved on the writing medium crosses the grid pattern. Further, the detection is based on the coordinate position detected based on the N series information and the moving direction detected based on the electrical signal. Thereby, it becomes possible to reproduce an accurate handwriting, and it becomes possible to obtain a writing recording system with a simple configuration and high detection accuracy.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction is arranged by arranging two types of straight lines having different densities in accordance with the M series, and writing on the writing medium. A writing recording system comprising a writing device, wherein the writing device is They are arranged point-symmetrically, Lattice pattern A plurality of light emitting means for emitting light to each of the light emitting means and the light emitting means are respectively combined with each other and arranged symmetrically with respect to each point to receive light from the lattice pattern by the light emitted from each light emitting means. Output electrical signal Multiple light reception Means, The phase difference between the light receiving means opposed to the delay of the measurement time between the light receiving means for the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting a moving direction of the writing device on the writing medium based on Each light receiving Decoding means for decoding the information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signal output from the means, M-sequence storage means for storing a code arrangement according to the M-sequence, and the M-sequence storage means A coordinate detection means for detecting a coordinate position of the writing device on the writing medium by comparing a code arrangement according to the M series stored in the memory and information decoded by the decoding means; and the moving direction detection Writing locus detecting means for detecting a writing locus from the coordinate position based on the moving direction detected by the means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means.
[0016]
Therefore, the sequence of “0” and “1” is “2”. N In accordance with the M series that is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which the density of a straight line corresponding to “0” is lightened and the density of a straight line corresponding to “1” is increased is written on the writing medium. In addition, the writing trajectory is decoded as a sequence of “0” and “1” corresponding to the density of the grid pattern based on the electrical signal output when the writing device that has moved on the writing medium crosses the grid pattern. Further, the detection is based on the coordinate position detected based on the N series information and the moving direction detected based on the electrical signal. Thereby, it becomes possible to reproduce an accurate handwriting, and it becomes possible to obtain a writing recording system with a simple configuration and high detection accuracy.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction is formed by arranging two types of straight lines having different fluorescence wavelengths according to an M series, and writing on the writing medium. A writing recording system comprising a writing device, wherein the writing device comprises: A plurality of light emitting means that are arranged symmetrically with respect to each other, and are combined with each of the light emitting means and arranged symmetrically with respect to each of the light emitting means. Lattice pattern from Of one fluorescence wavelength Receiving only light Output electrical signals plural first Light reception Means, Each of the light emitting means is combined with each other and arranged symmetrically with respect to each point. Lattice pattern from Other fluorescence wavelengths Receiving only light Output electrical signal plural second Light reception Means, The phase difference between the light receiving means opposed to the delay of the measurement time between the light receiving means for the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting a moving direction of the writing device on the writing medium based on Each light receiving Decoding means for decoding information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signal output from the means, M-sequence storage means for storing a code arrangement according to the M-sequence, and the M-sequence storage A coordinate detection means for detecting a coordinate position of the writing device on the writing medium by comparing a code arrangement in accordance with the M series stored in the means and information decoded by the decoding means; Writing locus detecting means for detecting a writing locus from the coordinate position based on the moving direction detected by the detecting means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means.
[0018]
Therefore, the sequence of “0” and “1” is “2”. N According to the M series which is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which a linear fluorescence wavelength corresponding to “0” and a linear fluorescence wavelength corresponding to “1” are different is written on the writing medium. Also, the writing trajectory is a sequence of “0” and “1” corresponding to the fluorescence wavelength of the lattice pattern based on the electrical signal output when the writing device that has moved on the writing medium crosses the lattice pattern. Detected based on the coordinate position detected based on the N series information and the moving direction detected based on the electrical signal. Thereby, it becomes possible to reproduce an accurate handwriting, and it becomes possible to obtain a writing recording system with a simple configuration and high detection accuracy.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the writing recording system according to any one of the first to third aspects, the lattice pattern is printed on the writing medium with invisible ink.
[0020]
Therefore, it becomes possible to read the traces written by the writing apparatus without being obstructed by the lattice pattern on the writing medium, thereby increasing convenience.
[0021]
The invention according to claim 5 is the writing recording system according to any one of claims 1 to 3, wherein the lattice pattern is printed on the writing medium with visible ink.
[0022]
Therefore, it is possible to apply widely used printing means, and it is possible to provide a system at a low cost.
[0023]
The invention according to claim 6 is the writing recording system according to claim 4, wherein the writing medium is made of a transparent member.
[0024]
Therefore, for example, it becomes possible to superimpose a writing medium on a document such as a drawing and trace it, and input becomes easy.
[0025]
The invention according to claim 7 is the writing recording system according to any one of claims 1 to 6, wherein the writing device includes writing means for leaving a handwriting on the writing medium.
[0026]
Therefore, processing with no sense of incongruity becomes possible by visually recognizing the written content.
[0027]
The invention according to claim 8 is the writing recording system according to any one of claims 1 to 6, wherein the writing medium has a reversible recording layer that is rewritable by reversibly displaying at least information. is doing.
[0028]
Therefore, by making the writing medium rewritable many times, paper resources can be saved, so that it is possible to provide a system with excellent environmental performance.
[0029]
The invention according to claim 9 is the writing recording system according to claim 8, wherein the reversible recording layer of the writing medium is capable of recording and erasing visible information by reversibly changing optical characteristics by heat energy. Is possible.
[0030]
Therefore, information and the like can be recorded and erased easily and reversibly on the reversible recording layer of the writing medium, and it is possible to provide a system that has high usability and can save resources at a low cost.
[0031]
According to a tenth aspect of the present invention, in the writing recording system according to the ninth aspect, the reversible recording layer of the writing medium includes at least a leuco dye and a developer.
[0032]
Therefore, it is possible to provide a low-cost and high usability system by using a material that can easily rewrite the information on the writing medium with high quality.
[0033]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the writing recording system according to the ninth aspect, the reversible recording layer of the writing medium is a resin layer containing particles of an organic low molecular compound.
[0034]
Therefore, it is possible to provide a low-cost and high usability system by using a material that can easily rewrite the information on the writing medium with high quality.
[0035]
A twelfth aspect of the present invention is the writing recording system according to the ninth aspect, wherein the reversible recording layer of the writing medium includes a low-molecular liquid crystal compound or a high-molecular liquid crystal compound.
[0036]
Therefore, it is possible to provide a low-cost and high usability system by using a material that can easily rewrite the information on the writing medium with high quality.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the writing recording system 1. As shown in FIG. 1, this writing recording system 1 is mainly composed of a writing pad 2 which is a writing medium and a pen-type writing device 3. This writing device 3 generates handwriting data, which is digital data based on the writing, by writing on the writing pad 2 in the same manner as writing on paper or the like with a conventional writing instrument (ball pen or the like). The handwritten data is transmitted to an information device (here, a personal computer) 5 via the data transfer device 4.
[0038]
Next, the writing pad 2 will be described. Here, FIG. 2 is a plan view showing the writing pad 2. As shown in FIG. 2, the writing pad 2 includes a base portion 6 formed of a transparent plastic sheet which is a paper-like thin transparent member, for example. Further, on the surface of the base portion 6, a lattice pattern 7 made of straight lines that are orthogonal to each other and arranged in parallel at equal intervals is different from the base portion 6 in terms of optical characteristics (reflectance, absorption rate, fluorescence characteristics). Etc.) are printed with different invisible inks. As an invisible ink, for example, there is a stealth ink manufactured by Hitachi Maxell Corporation having fluorescence characteristics with respect to infrared wavelengths. According to this ink, the lattice pattern 7 can hardly be seen by humans and can be machine-readable in the infrared region, so that the lattice pattern 7 can be applied to the surface of the base portion 6 without obstructing writing or printing with visible ink. Can be printed on. Therefore, the user can read the traces he / she wrote without being obstructed by the lattice pattern 7, and the convenience is enhanced. Hereinafter, the ink is described as having infrared fluorescence characteristics, but it is only necessary that the optical characteristics of the base portion 6 are detectable, and Rhodamine B having fluorescence characteristics with respect to ultraviolet wavelengths can be used. is there. In FIG. 2, for the sake of explanation, it is displayed so as to be visible to humans, but the lattice pattern 7 is actually invisible.
[0039]
Next, the lattice pattern 7 will be described. The straight lines that form the lattice pattern 7 and are arranged in parallel at equal intervals and perpendicular to each other to form a lattice are the codes “0, 1 according to the M sequence (longest sequence) in order to represent the absolute coordinates of the writing pad 2. The print is printed with different thicknesses. Here, as shown in FIG. 2, a thick straight line of the lattice pattern 7 represents digital data “1”, and a thin straight line of the lattice pattern 7 represents digital data “0”. The M sequence refers to a sequence having the longest period among code sequences generated by a shift register having a certain length and feedback. If N is the number of stages in the shift register,
L = 2 N -1
Is the length of the M sequence, that is, the longest sequence. This M sequence is an N-stage linear feedback shift register having a feedback tap based on an exclusive OR (mod 2) of a certain M sequence and an M sequence obtained by shifting the M sequence, except for all zeros (for example, “00000”). Generated by giving an initial value. For example, as shown in FIG.
h (x) = x Five + X Four + X 2 + X + 1
According to the generation circuit based on the fifth-order primitive polynomial shown by the following, when starting from “10000” as the initial condition, the generated sequence is
“10000101011101100011111001101001”
The sequence length, that is, the period is “2”. Five −1 = 31 ”-bit M-sequence is obtained. In other words, when N = 5, 31“ 0, 1 ”sequences are obtained. Since all of the sequences of “0, 1” are extracted, it is possible to specify which part of the entire sequence is. Therefore, “N of 2” of “0, 1” arranged based on the M sequence. It is possible to specify which position in all the series corresponds to N series among the series of “multiple minus one”. The lattice pattern 7 is printed according to the M series generated in this way.
[0040]
Here, the lattice pattern 7 shown in FIG. 2 shows a pattern example of the lattice pattern 7 on the writing pad 2 when N = 5 and the lower left of the drawing is the origin. “N” sufficient to cover part 6 is selected. As described above, for example, the M sequence when N = 5 is
“10000101011101100011111001101001”
The width of the grid pattern 7 in the case of “1” is thick, and the width of the grid pattern 7 in the case of “0” is narrowed. On the axis, from the left in the figure,
It follows the M series as “thick, thin, thin, thin, thin, thick, thin, thick, thin, thick, thick, thick, thin, thick, thick ...”. Similarly, on the vertical Y-axis,
It follows the M series as “thick, thin, thin, thin, thin, thick, thin, thick, thin, thick, thick, thick, thin, thick, thick ...”.
[0041]
For example, assuming that the size of the writing pad 2 is A4 size and the interval of the lattice is 0.3 mm (this is about this with the current optical mouse pad), the long side of A4 is 210 mm / 0. .3mm = 700 straight lines exist. This number is "2 Ten Since it is smaller than −1 = 1023 ″, it is sufficient to create the lattice pattern 7 of the writing pad 2 according to the M series of N = 10. Here, the interval between the ten lattices is 0.3 mm × 10 = The absolute position on the pad of A4 can be detected by moving 3 mm, and according to the lattice pattern 7 of the writing pad 2, the size of characters that are generally easy to see is about 3 mm. Thus, it becomes possible to obtain absolute coordinates while inputting one character.
[0042]
In this way, the base portion 6 is formed of a thin transparent plastic sheet, and the lattice pattern 7 is printed with invisible ink, so that the writing pad 2 can be effectively used for tracing such as drawings.
[0043]
The base unit 6 may be made of white plain paper or the like, and the lattice pattern 7 may be printed with visible ink. Furthermore, the lattice pattern 7 does not necessarily have to be on the surface of the base portion 6 and may have a transparent protective layer on the surface.
[0044]
The grid pattern 7 may be printed in advance at the time of shipment from a factory or the like prior to use, or may be printed using a printer or the like when used by a user. Further, a document by a word processor, a drawing by a drawing software, or the like may be printed in advance with visible ink.
[0045]
Moreover, the lattice pattern 7 should just be installed and printed in parallel with the two directions which mutually cross | intersect, the direction does not necessarily need to orthogonally cross, and it is parallel to each edge | side of the base part 6 of the writing pad 2. There is no need.
[0046]
Next, the writing apparatus 3 which comprises the writing recording system 1 with the writing pad 2 is demonstrated. Here, FIG. 4 is a perspective view schematically showing the structure of the writing apparatus 3. As shown in FIG. 4, the writing apparatus 3 has a pen tip 9 that functions as a writing means at the tip of a cylindrical housing 8 having the same appearance as a conventional ballpoint pen or the like. The nib 9 is configured to be writable in the same manner as a felt pen or a ballpoint pen. In this case, the ink used for writing is visible and does not interfere with the detection of the lattice pattern 7 printed on the writing pad 2. When the lattice pattern 7 is printed with an invisible infrared fluorescent ink, the writing ink needs to be an ink that transmits infrared light and does not contain carbon black or the like. Further, in the housing 8, a lattice pattern detection device 10 that detects a difference in optical characteristics between the base portion 6 of the writing pad 2 and the lattice pattern 7 printed on the base portion 6, the writing pad 2, and A pen pressure detection device 11 for detecting contact with the pen tip 9, a power source 12 including a rechargeable secondary battery, and the like are provided.
[0047]
The lattice pattern detection apparatus 10 will be described in detail. Here, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the vicinity of the lattice pattern detection device 10 of the writing device 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG. As shown in FIG. 5, the lattice pattern detection device 10 of the writing device 3 includes a light emitting element 13 (13a, 13b, 13c, 13d) configured by a laser diode, an LED, and the like, a photodiode (PD), and the like. And a light receiving element 14 (14a, 14b, 14c, 14d). The combination of the light emitting element 13 and the light receiving element 14 includes four sets of the light emitting element 13a and the light receiving element 14a, the light emitting element 13b and the light receiving element 14b, the light emitting element 13c and the light receiving element 14c, and the light emitting element 13d and the light receiving element 14d. ing. The light emitting elements 13 (13a, 13b, 13c, 13d) are arranged point-symmetrically around the pen tip 9, and the light receiving elements 14 (14a, 14b, 14c, 14d) are also centered on the pen tip 9. They are arranged point-symmetrically. Further, as shown in FIG. 6, an optical fiber 15 is connected to each light emitting element 13, and an optical fiber 16 is connected to each light receiving element 14, and is guided near the tip of the writing apparatus 3. In addition, a condensing lens 17 is provided in the vicinity of the optical fiber 15 located near the tip of the writing apparatus 3, and a condensing lens 18 and an optical filter are provided in the vicinity of the optical fiber 16 located near the tip of the writing apparatus 3. 19 is provided. The optical filter 19 passes the wavelengths of the grid pattern 7 on the writing pad 2 when invisible infrared fluorescent ink sensitive to invisible wavelengths such as infrared light is printed. By providing such an optical filter 19, interference with detection due to disturbance light is less likely to occur, and stable detection is possible.
[0048]
The light from the light emitting element 13 is guided to the tip of the writing apparatus 3 by the optical fiber 15 and illuminates one point of the writing pad 2 by the condenser lens 17. When the lattice pattern 7 is printed on the bright spot, the light is reflected, scattered or fluorescent by the ink. The fluorescence from the writing pad 2 is collected on the light receiving element 14 via the condenser lens 18 on the light receiving element 14 side, the optical filter 19 and the optical fiber 16. Since the light receiving element 14 generates a current according to the intensity of the collected light, the current value is different between the lattice pattern 7 of the writing pad 2 and the base portion 6.
[0049]
In addition, such a lattice pattern detection device 10 does not always exhibit stable optical characteristics of the lattice pattern 7 of the writing pad 2 due to the influence of external light such as an indoor fluorescent lamp. A circuit 20 (see FIG. 7) is provided so that the lattice pattern 7 can be detected stably by detecting the output change of the light receiving element 14. Here, FIG. 7 is a circuit diagram showing the differentiation circuit 20. As shown in FIG. 7, the differentiating circuit 20 converts the current output from the light receiving element 14 that has detected the fluorescence generated in the invisible infrared fluorescent ink on the writing pad 2 by the light emitting element 13 into a voltage by the current-voltage conversion element 21. The voltage is converted and compared with the voltage generated in the ΔV voltage generation circuit 25 constituted by the Zener diodes 22 and 23 and the capacitor 24 in the comparator 26 to detect ΔV. FIG. 8 shows an output example. FIG. 8A shows an output waveform of the light receiving element 14, and FIG. 8B shows a waveform after conversion by the differentiation circuit 20.
[0050]
Further, as shown in FIG. 6, the writing pressure detection device 11 measures the intensity of input light to the light receiving elements 14 (14 a, 14 b, 14 c, 14 d) of the lattice pattern detection device 10, thereby The distance from the pen tip 9 is measured. For example, when the pen tip 9 of the writing device 3 is in the air, the intensity of the input light to the light receiving element 14 becomes weak, and when the writing device 3 approaches the writing pad 2, the intensity of the input light to the light receiving element 14 becomes strong. Thus, the distance between the writing pad 2 and the pen tip 9 is measured. The writing pressure detection device 11 is not limited to such a configuration, and the pen tip 9 has a slight stroke in the direction along the pen axis, and a micro switch (not shown) is provided at the end of the stroke. ) To detect the contact between the pen tip 9 and the writing pad 2 by pressing the micro switch while the pen tip 9 is pressed in the pen axis direction.
[0051]
Next, the electrical connection of each part built in the writing apparatus 3 will be described with reference to FIG. The writing device 3 includes a microcomputer composed of a one-chip CPU or the like that stores a control program, and has a built-in drive / control circuit 27 that centrally controls each unit. The drive / control circuit 27 is a wireless communication interface such as RF wireless communication or infrared communication such as IrDA, in addition to the lattice pattern detection device 10 and the pen pressure detection device 11 described above. A data transmission / reception circuit 28 that performs transmission / reception of data, a storage circuit 29 constituted by an EEPROM, a data buffer 30, a relative movement recording device 31, a coordinate conversion device 32, and an M series showing the pattern of the lattice pattern 7 on the writing pad 2 described above Are connected to an M-sequence absolute coordinate table 33, a relative movement recording buffer 34, a data decoder 35, and the like that function as M-sequence storage means for storing in advance.
[0052]
In the writing apparatus 3 having such a configuration, a handwriting recording function that is a function that the control program causes the drive / control circuit 20 to execute will be described. Here, FIG. 10 is a flowchart schematically showing the flow of the handwriting recording process. As shown in FIG. 10, in the handwriting recording process, first, after the power supply 12 is turned on, the pen pressure detection device 11 waits for detection of pendown (step S1). When pen-down is detected based on the measurement of the distance between the writing pad 2 and the pen tip 9 of the writing device 3 (Y in step S1), the lattice pattern detection device 10 is driven, and the writing pad 2 and the pen of the writing device 3 are driven. An electrical signal based on the lattice pattern 7 at the position of contact with the tip 9 is output (step S2). Here, the function of the reading means is executed.
[0053]
In the subsequent step S3, a lattice pattern thickness detection process is executed. The detection of the thickness of the lattice pattern is performed by comparing the interval between the straight lines of the lattice pattern 7 arranged at equal intervals with the width of each straight line of the lattice pattern 7 and depending on the size thereof. Is executed. Here, FIG. 11 is a time chart showing an output example of the electric signal in the light receiving element 14. As shown in FIG. 11, Thigh 1 to 5 represent times when the output of the electrical signal from the light receiving element 14 is high, and Tlow 1 to 4 represent times when the output of the electrical signal from the light receiving element 14 is low. Here, Thigh 1 to 5 in which the signal output is high is the time during which the lattice pattern 7 is detected, and when the width of the lattice pattern 7 is large, the signal output time is long. Further, Tlow1 to 4 where the signal is low are times when the lattice pattern 7 is not detected, and the intervals of the straight lines of the lattice pattern 7 are equal, so the time is constant. . Further, the signal output time when the width of the lattice pattern 7 is thick is longer than the time when the lattice pattern 7 is not detected, and the signal output time when the width of the lattice pattern 7 is narrow does not detect the lattice pattern 7. It is shorter than time. Therefore, when the time during which the signal output is high is ThighN, and the time when the signal output just before is low is TlowN,
ThighN> TlowN
In this case, the detected lattice pattern 7 can be identified as being thick,
ThighN <TlowN
In this case, the detected lattice pattern 7 can be identified as thin. In the example of FIG. 11, it can be determined that Thigh1 and Thigh3 are thin.
[0054]
Here, FIG. 12 is a flowchart schematically showing the flow of the lattice pattern thickness detection process. As shown in FIG. 12, in the grid pattern thickness detection process, a continuous grid pattern 7 is detected, so that the electrical signal output is high (ThighN) and the electrical signal output when the grid pattern 7 is not detected is low. (TlowN) is measured (steps S31, 32), and each time (ThighN, TlowN) is compared (step S33).
[0055]
If “ThighN> TlowN” (Y in step S33), it is determined that the lattice pattern 7 is thick (step S34).
[0056]
On the other hand, if “ThighN <TlowN” (N in step S33), it is determined that the lattice pattern 7 is thin (step S35). The lattice pattern thickness detection process (step S3) is thus completed.
[0057]
Subsequently, in step S4, a moving direction detection process is executed. Detection of the moving direction is executed based on a delay in measurement time between a plurality of light receiving elements 14 and a phase shift between the light receiving elements 14 facing each other. Here, FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a movement state of the writing device 3 with respect to the lattice pattern 7, and FIG. 14 is a time chart showing an output waveform of an electric signal of each light receiving element 14 in FIG. As shown in FIG. 13, when the writing device 3 moves on the lattice pattern 7 of the writing pad 2 from the left direction to the right direction (X direction indicated by the arrow), the output waveform of the electric signal in each light receiving element 14 is compared. Then, as shown in FIG. 14, the output of the light receiving element 14 c that receives the light emitted from the light emitting element 13 c positioned at the head of the writing device 3 in the traveling direction is positioned behind the writing device 3 in the traveling direction. The light receiving elements 14a, 14b, and 14d that receive the light emitted from the other light emitting elements 13a, 13b, and 13d are output with a phase delay. In addition, the outputs from the light receiving element 14a that receives light emitted from the light emitting elements 13a that are orthogonal to each other perpendicular to the X direction and the light receiving element 14d that receives light emitted from the light emitting element 13d have the same phase. The same applies to the case of moving from the lower direction shown in FIG. 13 to the upper direction (Y direction indicated by the arrow). Although not particularly shown, the light is emitted from the light emitting element 13a located at the head of the writing device 3 in the traveling direction. The light receiving elements 14b, 14c, and 14d that receive the light emitted from the other light emitting elements 13b, 13c, and 13d located behind the writing device 3 in the traveling direction are in phase with respect to the output of the light receiving element 14a that receives the emitted light. Output from the light receiving element 14b that receives the light emitted from the light emitting element 13b that is orthogonal to the Y direction and the light receiving element 14c that receives the light emitted from the light emitting element 13c. Are in phase. Thereby, the horizontal (X direction) and vertical (Y direction) movement of the writing device 3 is detected by detecting a delay in measurement time between the light receiving elements 14 and a phase shift between the light receiving elements 14 facing each other. Each of these can be detected, and any combination such as a movement in an oblique direction can be detected by combining these. Here, the function of the moving direction detecting means is executed. Since the lattice pattern 7 is arranged on the base part 6 of the writing pad 2 at equal intervals, when the moving direction of the writing device 3 is detected, the writing device 3 crosses based on the detected moving direction. The number of lattice patterns 7 is counted (the relative coordinates are added or decreased), and the relative movement is detected. For example, when the rise time of the signal of the light receiving element 14 installed on the right is earlier than the rise time of the signal of the light receiving element 14 installed on the left, the writing apparatus 3 determines that the movement is to the right and sets the relative coordinates. Increase by one. When the rise time of the signal of the light receiving element 14 installed on the left is earlier than the rise time of the signal of the light receiving element 14 installed on the right, the writing apparatus 3 determines that the movement is left, and the relative coordinates are determined. Decrease by one.
[0058]
In step S5, when the data decoder 35 determines that the grid pattern 7 is thick by the grid pattern thickness detection process, the digital data “1” is recorded in the data buffer 30, and the grid pattern thickness detection process performs the grid pattern thickness detection process. If it is determined that the pattern 7 is thin, digital data “0” is recorded in the data buffer 30. Here, the function of the decoding means is executed. In subsequent step S6, the relative movement data of the writing apparatus 3 detected by the movement direction detection process is temporarily recorded in the relative movement recording buffer 34 and then recorded in the relative movement recording apparatus 31.
[0059]
In step S7, whether or not there is data recorded in the data buffer 30 as much as absolute coordinates can be detected, in other words, N series of M series forming a pattern of the lattice pattern 7 of the writing pad 2 is arranged. It is determined whether or not enough data is stored in the data buffer 30. When the processes from Steps S1 to S6 are repeated and data for only N arrangements of the M series forming the lattice pattern 7 pattern of the writing pad 2 is stored in the data buffer 30 (Y in Step S7) ) In the coordinate conversion device 32, the data stored in the data buffer 30 is compared with a series of "0, 1" sequences defined by the M series stored in the M series absolute coordinate table 33 in advance. Then, the absolute coordinates are obtained by verifying which part in the numerical sequence corresponds (step S8). Here, the function of the coordinate detection means is executed. For example, if the sequence of detected data is “01010”, it is an M sequence stored in the M sequence absolute coordinate table 33.
“10000101011101100011111001101001”
It can be seen that it is the fifth digit from the left in the 31-digit sequence. Similarly, if the detected data sequence is “01101”, it is found that the data is the eighth digit from the right.
[0060]
Next, the relative movement amount stored in the relative movement recording device 31 is read (step S9), and the absolute coordinates are corrected (step S10). Here, the function of the writing trajectory detection means is executed. For example, if the detected data array is “01010” in the X direction and the number of crossed grid lines is “5”, the data has moved 5 counts from the absolute coordinate position corresponding to “01010”. become. Steps S1 to S10 are repeated until pen-up is detected (N in step S1).
[0061]
The absolute coordinate data obtained by the above processing is temporarily stored in the storage circuit 29 and then sent as handwriting data to the personal computer 5 via the data transmission / reception circuit 28 and the data transfer device 4 for use. . The storage of absolute coordinate data is automatically performed while the user is writing, and the transmission of absolute coordinate data is explicitly instructed by the user by a switch (not shown) or the like when the data input is separated to some extent. The The software on the personal computer 5 receives and stores handwriting data from the writing device 3, reproduces the handwriting, recognizes characters from the handwriting including the stroke order, and adds the original data of the data printed on the writing pad 2 and the handwriting data. Cooperation with information is performed.
[0062]
In addition, when the absolute coordinate data is stored in the storage circuit 29, for example, when sampling is performed at a sampling frequency of 1 kHz, the intensity of fluorescence from the writing pad 2 is thresholded and binarized. 1 Mbyte is sufficient for 1 hour storage. In addition, the amount of data necessary for storage is expected to be about 1/10 by using a so-called compression technique.
[0063]
In addition, although the case 8 of the writing device 3 of the present embodiment is illustrated as a cylindrical shape, in this case, the orientation of the lattice pattern detection device 10 may not be constant depending on how the writing user holds. In view of this, a gyro sensor or the like may be provided in order to detect rotation by a user's holding method or writing operation. Moreover, you may form the housing | casing 8 of the writing apparatus 3 in a triangular prism shape.
[0064]
In addition, the movement direction may be detected using a sensor such as an acceleration sensor. As such a sensor, an acceleration sensor using a piezoelectric effect or resistance variation of a semiconductor formed on a cantilever can be used. By installing the acceleration sensor in a direction orthogonal to the long axis of the writing device 3, the moving direction of the writing device 3 can be detected. Furthermore, the detection of the moving direction by the sensor and the detection of the moving direction by the lattice pattern 7 may be used together.
[0065]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those described in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted. This embodiment is different only in that a rewritable writing pad 40 is used as a writing medium in place of the writing pad 2 of the first embodiment. The writing pad 40 has substantially the same size as the writing pad 2 of the first embodiment, and has an A4 size that is formed in a paper shape as a whole.
[0066]
Here, FIG. 15 is a vertical side view showing the writing pad 40. As shown in FIG. 15, the writing pad 40 has a base film 41 on which a lattice pattern 7 is printed with an invisible infrared fluorescent ink, and an image display layer 42 and a protective film are formed on the lattice pattern 7 of the base film 41. The layer 43 is sequentially laminated. The base film 41 is made of a white resin having a good thermal conductivity, and the protective layer 43 is made of a colorless resin having a good translucency (for example, a PET resin).
[0067]
The image display layer 42 is a reversible recording layer that can reversibly display and display information. The image display layer 42 is a thermal recording method using a CTC (Color Thermo Chromic) film, a magnetic recording method, a photochromic recording method, an electrochromic recording method. Methods can be used. In particular, in the present embodiment, a heat-sensitive recording method, that is, a thermoreversible recording layer in which optical characteristics reversibly change with heat energy and visible information can be recorded and erased is preferred. As a material capable of reversible recording by this thermal energy, at least one of a layer containing a leuco dye and a developer, a resin layer containing particles of an organic low-molecular compound, a layer containing a low-molecular or high-molecular liquid crystal compound, etc. A reversible recording layer composed of is preferable.
[0068]
First, a case where a layer containing at least a leuco dye and a developer is applied as the image display layer 42 will be described. The layer containing at least a leuco dye and a developer is formed by dispersing a leuco dye and a developer in a resin binder. Examples of the leuco dye include phthalide compounds, azaphthalide compounds, fluorane compounds, Known dye precursors such as phenothiazine compounds and leucooramine compounds can be used. Specifically, known leuco dyes described in JP-A No. 05-124360 can be used. Since the leuco dye does not absorb light having an infrared wavelength, it does not hinder the detection of the lattice pattern 7 using the infrared fluorescent ink.
[0069]
Examples of the color developer include compounds having a structure having a color developing ability for developing a leuco dye in the molecule. For example, it is a compound having a structure in which a phenolic hydroxyl group, a carboxylic acid group, a phosphoric acid group or the like and a structure for controlling cohesive force between molecules or a long-chain hydrocarbon group are linked. The connecting part may be through a divalent group containing a hetero atom, and the long chain hydrocarbon group may contain a divalent group or an aromatic hydrocarbon group containing a hetero atom. Specifically, known color developers described in JP-A No. 05-124360 and the like can be used.
[0070]
Further, as the resin binder, for example, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, vinyl chloride vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, fluorine resin, polyimide, polyamide , Polyamideimide, Polybenzimidazole, Polystyrene, Styrene copolymer, Phenoxy resin, Polyester, Aromatic polyester, Polyurethane, Polyacrylate, Polymethacrylate, (Meth) acrylate copolymer, Maleic acid Copolymer, epoxy resin, alkyd resin, silicone resin, phenol resin, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene Oxide, polypropylene oxide, methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, starch, it may be mentioned gelatin, casein, and the like.
[0071]
Further, for the purpose of increasing the strength of the film of the image display layer 42, various curing agents and crosslinking agents may be added. Examples of such curing agents and crosslinking agents include compounds having isocyanate groups, polyamide epichlorohydrin resins, compounds having epoxy groups, glyoxal, zirconium compounds and the like.
[0072]
The image display layer 42 can also be formed using an electron beam curable or ultraviolet curable binder. Examples of such a binder include a compound having an ethylenically unsaturated bond. Specific examples of these are:
1. Poly (meth) acrylates of aliphatic, alicyclic and aromatic polyhydric alcohols and polyalkylene glycols
2. Poly (meth) acrylate of polyhydric alcohol in which polyalkylene oxide is added to aliphatic, alicyclic, aromatic, or araliphatic polyhydric alcohol
3. Polyester poly (meth) acrylate
4). Polyurethane poly (meth) acrylate
5). Epoxy poly (meth) acrylate
6). Polyamide poly (meth) acrylate
7). Poly (meth) acryloyloxyalkyl phosphate ester
8). Vinyl or diene compounds having a (meth) acryloyl group in the side chain or terminal
9. Monofunctional (meth) acrylate, vinylpyrrolidone, (meth) acryloyl compound
10. Cyano compounds having an ethylenically unsaturated bond
11. Mono- or polycarboxylic acids having an ethylenically unsaturated bond, and alkali metal salts, ammonium salts, amine salts thereof, etc.
12 Ethylenically unsaturated (meth) acrylamide or alkyl-substituted (meth) acrylamide and multimers thereof
13. Vinyl lactam and polyvinyl lactam compounds
14 Mono- or polyethers having ethylenically unsaturated bonds and esters thereof
15. Esters of alcohols having ethylenically unsaturated bonds
16. Polyalcohols having ethylenically unsaturated bonds and esters thereof
17. Aromatic compounds having one or more ethylenically unsaturated bonds, such as styrene and divinylbenzene
18. Polyorganosiloxane compounds having (meth) acryloyloxy groups in the side chain or terminal
19. Silicone compound having an ethylenically unsaturated bond
20. Multimers or oligoester (meth) acrylate modified products of the compounds 1 to 19 above
Etc.
[0073]
When the image display layer 42 is formed using an ultraviolet curable binder, a photopolymerization initiator is mixed and used. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones such as dichloroacetophenone or trichloroacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzophenone, Michler ketone, benzoin, benzoin alkyl ether, benzyldimethyl ketal, tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthone, azo Examples thereof include compounds, diaryl iodonium salts, triaryl sulfonium salts, and bis (trichloromethyl) triazine compounds.
[0074]
The image display layer 42 using the leuco dye and developer as described above is colored / decolored by the process shown in FIG. When the initial decolored state (A) is heated, the temperature T 1 As described above, the leuco dye and the developer are melted and mixed to develop a color (B), and when this state is rapidly cooled, the colored state is fixed (C). When the coloring state (C) is heated, the coloring temperature T 1 Lower temperature T 2 When the color is erased (D) and cooled, the color erased state becomes the same as the initial state.
[0075]
Accordingly, the white color of the base film 41 is visually recognized through the protective layer 43 when the image display layer 42 is transparent, and the color is visually recognized via the protective layer 43 when the color of the image display layer 42 is changed to black. . Thereby, the image display layer 42 of the writing pad 40 is adjusted to reversibly change between a transparent state and a black state by heating. Utilizing such a property, a document by a word processor, a drawing by drawing software, and the like are printed on the writing pad 40 in a visible state in advance.
[0076]
Such writing with the thermal energy on the writing pad 40 is easy to print with, for example, a thermal sublimation printing apparatus using a thermal head. Further, according to such a thermal sublimation type printing apparatus, it becomes easy to erase with the same writing thermal head by changing conditions such as heating temperature and time. Therefore, in this case, since various types of information can be printed by the printing apparatus, the user can appropriately set it during printing, instead of embedding it as fixed information in the writing pad 40 from the beginning. That is, since the writing pad 40 can be used repeatedly, paper resources can be saved.
[0077]
Next, as a modification, a case where a resin layer containing particles of an organic low molecular compound is applied as the image display layer 42 will be described. The light scattering property of the resin layer containing the particles of the organic low molecular compound has a property that its transparency reversibly changes depending on the temperature.
[0078]
The resin used for the resin layer containing particles of such an organic low molecular weight compound is a material that forms a layer in which an organic low molecular weight substance is uniformly dispersed and held and affects the transparency at the time of maximum transparency. Therefore, the resin base material is preferably a resin having good transparency, mechanical stability, and good film forming properties. Such resins include polyvinyl chloride; vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic acid copolymer, vinyl chloride-acrylate copolymer. Copolymers and other vinyl chloride copolymers; polyvinylidene chloride, vinylidene chloride-vinyl chloride copolymers, vinylidene chloride copolymers such as vinylidene chloride-acrylonitrile copolymers; polyesters; polyamides; polyacrylates or polymethacrylates or acrylates -Methacrylate copolymer; silicon resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0079]
Moreover, as an organic low molecular weight compound used for the resin layer containing the particle | grains of this organic low molecular weight compound, generally a thing with a melting | fusing point of 30-200 degreeC, Preferably about 50-150 degreeC is used. Such organic low molecular weight compounds include alkanols; alkanediols; halogen alkanols or halogen alkanediols; alkylamines; alkanes; alkenes; alkynes; halogen alkanes; halogen alkenes; Or unsaturated mono- or dicarboxylic acids or their esters, amides or ammonium salts; saturated or unsaturated halogen fatty acids or their esters, amides or ammonium salts; allyl carboxylic acids or their esters, amides or ammonium salts; halogen allyl carboxylic acids Or ester, amide or ammonium salt thereof; thioalcohol; thiocarboxylic acid or ester, amine or ammonium salt thereof; thioalcohol And the like carboxylic acid ester. These may be used alone or in combination of two or more. These compounds have 10 to 60 carbon atoms, preferably 10 to 38 carbon atoms, and particularly preferably 10 to 30 carbon atoms. The alcohol group moiety in the ester may be saturated or not saturated, and may be halogen-substituted. In any case, the organic low molecular weight compound is at least one of oxygen, nitrogen, sulfur and halogen in the molecule, for example, —OH, —COOH, —CONH—, —COOR, —NH—, —NH. 2 , —S—, —S—S—, —O—, halogen and the like are preferable. Furthermore, in order to widen the temperature range at which the transparency can be achieved, the above-mentioned organic low-molecular compound may be appropriately combined, or the organic low-molecular compound may be combined with another material having a different melting point. These are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 63-39378 and 63-130380, and Japanese Patent Application Nos. 63-14754 and 1-140109. It is not limited to these.
[0080]
The image display layer 42 composed of a resin layer containing particles of an organic low molecular compound composed of these organic low molecular compounds and a resin becomes transparent and cloudy in the process shown in FIG. FIG. 17 is a graph showing a change in transparency due to heat. An image display layer 42 mainly composed of a resin and an organic low molecular weight compound dispersed in the resin is, for example, T 0 It is in a cloudy and opaque state at the following normal temperature. This is the temperature T 2 When it is heated, it becomes transparent, and in this state, T 0 It remains transparent even when returned to the normal temperature below. T Three When heated to the above temperature, a translucent state intermediate between maximum transparency and maximum opacity is achieved. Next, when the temperature is lowered, the first cloudy opaque state is restored without taking the transparent state again. This opaque state is T 1 ~ T 2 After heating to a temperature between 0 When cooled to the following temperature, it can take an intermediate state between transparent and opaque. Also, those that become transparent at room temperature are again T Three If it returns to normal temperature after heating to the above temperature, it will return to a cloudy opaque state again.
[0081]
Furthermore, as a modification, a case where a layer containing a low molecular weight or high molecular liquid crystal compound is applied to the image display layer 42 will be described. As the polymer liquid crystal compound used in the image display layer 42, main chain type and side chain type molecular liquid crystals in which mesogens (molecules showing liquid crystallinity) are bonded to the main chain or side chain are used. The polymer liquid crystal compound can be usually produced by polymerizing a polymerizable mesogenic compound (referred to as a mesogenic monomer) or by adding an addition-reactive mesogenic compound to a reactive polymer such as hydrogenated polysilicone. . Such technology
Makromol. Chem., 179, p273 (1978), Eur, Poly. J., 18, p651 (1982) and
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 169, p167 (1989) and the like. The polymer liquid crystal compound used in the present invention can also be produced by a similar method.
[0082]
Examples of the mesogenic monomer and the mesogenic compound capable of addition reaction include biphenyl, phenylbenzoate, cyclohexylbenzene, azoxybenzene, azobenzene, azomethine, phenylpyrimidine, diphenylacetylene, biphenylbenzoate, cyclohexylbiphenyl, Typical examples include various compounds in which acrylate groups, methacrylate groups or vinyl groups are bonded to rigid molecules (mesogens) such as terphenyls, preferably via an alkyl spacer of a predetermined length. As mentioned.
[0083]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used about the part same as the part demonstrated in 1st or 2nd embodiment of this invention, and description is also abbreviate | omitted. The present embodiment uses a writing pad 50 printed with a lattice pattern 51 in which the M series is represented by ink density instead of the lattice pattern 7 used for the writing pad 2 of the first embodiment as a writing medium. It is different only in.
[0084]
Here, FIG. 18 is a plan view showing the writing pad 50. As shown in FIG. 18, the writing pad 50 includes a base portion 6 formed of, for example, a paper-like thin transparent plastic sheet. Further, on the surface of the base portion 6, a lattice pattern 51 composed of straight lines that are orthogonal to each other and arranged in parallel at equal intervals is different from the base portion 6 in terms of optical characteristics (reflectance, absorption rate, fluorescence characteristics). Etc.) are printed with different invisible inks. In FIG. 18, for the sake of explanation, the display is made so as to be visible to humans, but the lattice pattern 51 is actually invisible.
[0085]
Next, the lattice pattern 51 will be described. FIG. 18 shows an example of the pattern of the lattice pattern 51 on the writing pad 50 when N = 5 and the lower left of the drawing is the origin. In practice, the pattern “51” is sufficient to cover the base portion 6 of the writing pad 51. Select N ″. As described above, for example, the M sequence when N = 5 is
“10000101011101100011111001101001”
The ink density of the grid pattern 51 in the case of “1” is high, and the ink density of the grid pattern 51 in the case of “0” is made light, so that the density of the ink printed on the grid pattern 51 of the writing pad 50 is expressed. Are in order from the left of the figure on the horizontal X-axis,
It follows the M series as "Dark / Light / Light / Light / Light / Dark / Light / Dark / Light / Dark / Dark / Dark / Light / Dark / Dark ...". Similarly, on the vertical Y-axis,
It follows the M series as "Dark / Light / Light / Light / Light / Dark / Light / Dark / Light / Dark / Dark / Dark / Light / Dark / Dark ...".
[0086]
When the writing device 3 is moved on such a writing pad 50, the output waveform of the electric signal in the light receiving element 14 is, for example, a waveform as shown in FIG. As shown in FIG. 19, when the writing apparatus 3 moves on the grid pattern 51 having a high ink density, the output of the electrical signal from the light receiving element 14 becomes high, and the writing apparatus 3 is on the grid pattern 51 having a low ink density. Is moved, the output of the electrical signal from the light receiving element 14 becomes low. In the present embodiment, when it is determined that the ink density of the lattice pattern 51 is high based on the difference in the output of the electrical signal, digital data “1” is recorded in the data buffer 30, and the lattice pattern 51 is recorded. When it is determined that the ink density is low, digital data “0” is recorded in the data buffer 30. For example, the ink density shown in FIG. 19 is “dark, light, dark, light, dark,...” In this order, so that the digital data in this case is decoded as “10101.
[0087]
Therefore, absolute coordinate data can also be obtained by using such a writing pad 50 and the writing device 3.
[0088]
Although not particularly illustrated, the same effect can be obtained even if the lattice pattern 7 of the writing pad 40 described in the second embodiment is replaced with the lattice pattern 51.
[0089]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used about the same part as the part demonstrated in 1st and 2nd embodiment of this invention, and description is also abbreviate | omitted. This embodiment is different in that the writing pad 60 is used as a writing medium instead of the writing pad 2 of the first embodiment, and the writing device 70 is used instead of the writing device 3.
[0090]
Here, FIG. 20 is a plan view showing the writing pad 60. As shown in FIG. 20, the writing pad 60 includes a base portion 6 formed of, for example, a paper-like thin transparent plastic sheet. Further, on the surface of the base portion 6, a lattice pattern 61 composed of straight lines that are orthogonal to each other and arranged in parallel at equal intervals is printed. The lattice pattern 61 is printed with two types of inks having different fluorescence wavelengths.
[0091]
Next, the lattice pattern 61 will be described. FIG. 20 shows a pattern example of the lattice pattern 61 on the writing pad 60 in the case where N = 5 and the lower left of the drawing is the origin, but in actuality, it is sufficient to cover the base portion 6 of the writing pad 61. Select N ″. As described above, for example, the M sequence when N = 5 is
“10000101011101100011111001101001”
The grid pattern 61 of the writing pad 60 is printed by increasing the fluorescence wavelength of the ink of the grid pattern 61 in the case of “1” and shortening the fluorescence wavelength of the ink of the grid pattern 61 in the case of “0”. The fluorescence wavelength of the ink obtained on the horizontal X-axis in order from the left of the figure,
It follows the M series like "long, short, short, short, short, long, short, long, short, long, long, long, short, long, long ...". Similarly, on the vertical Y-axis,
It follows the M series like "long, short, short, short, short, long, short, long, short, long, long, long, short, long, long ...".
[0092]
Next, the writing device 70 will be described. Here, FIG. 21 is a transverse sectional view showing the vicinity of the lattice pattern detecting device 71 of the writing device 70, and FIG. 22 is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG. As shown in FIG. 21, in the lattice pattern detection device 71 of the writing device 70, four light emitting / receiving devices 72 (72 a, 72 b, 72 c, 72 d) are arranged point-symmetrically around the pen tip 9. These light emitting / receiving devices 72 are configured by combining a light emitting element 73 formed of a laser diode, an LED, or the like and two light receiving elements 74 formed of a photodiode (PD) or the like. More specifically, the light emitting / receiving device 72 is configured by arranging light receiving elements 74 at both ends of the light emitting elements 73 and arranging them in a line. Further, as shown in FIG. 22, an optical fiber 75 is connected to the light emitting element 73, and an optical fiber 76 is connected to each of the light receiving elements 74, and is led to the vicinity of the tip of the writing apparatus 70. In addition, a condensing lens 77 is provided in the vicinity of the optical fiber 75 located near the tip of the writing apparatus 70, and a condensing lens 78 is provided in the vicinity of the optical fiber 76 located near the tip of the writing apparatus 70. ing. Further, an optical filter 79 is provided between one optical fiber 76 and the condensing lens 78, and an optical filter 80 is provided between the other optical fiber 76 and the condensing lens 78. The optical filter 79 and the optical filter 80 are wavelength selection filters, and allow only light having a predetermined wavelength to pass therethrough. Here, the optical filter 79 transmits only light from an ink having a long fluorescent wavelength used for printing the lattice pattern 61 of the writing pad 60, and the optical filter 80 is an ink having a short fluorescent wavelength used for printing the lattice pattern 61 of the writing pad 60. Only light from is transmitted. With such a configuration, light from the light emitting element 73 is guided to the tip of the writing device 70 by the optical fiber 75 and illuminates one point of the writing pad 60 by the condensing lens 77. When the lattice pattern 61 is printed on the bright spot, the light is reflected, scattered or fluorescent by the ink. Light from the ink having a long fluorescence wavelength used for printing the lattice pattern 61 of the writing pad 60 is collected on one light receiving element 74 via the optical filter 79 and the optical fiber 76. Here, the first reading means is realized. Further, light from the ink having a short fluorescent wavelength used for printing the lattice pattern 61 of the writing pad 60 is collected on the other light receiving element 74 via the optical filter 80 and the optical fiber 76. Here, the second reading means is realized. That is, each light receiving element 74 of the light receiving and emitting device 72 generates a current only when receiving a predetermined fluorescence wavelength.
[0093]
Therefore, when the writing device 70 moves on the writing pad 60, the digital data “1” is determined when it is determined that the fluorescence wavelength of the ink of the lattice pattern 61 is long based on the difference in the output destination of the electrical signal. Is recorded in the data buffer 30, and if it is determined that the fluorescence wavelength of the ink of the lattice pattern 61 is short, the digital data “0” is recorded in the data buffer 30.
[0094]
Therefore, absolute coordinate data can also be obtained by using such a writing pad 60 and the writing device 70.
[0095]
Although not shown in particular, even if the lattice pattern 7 of the writing pad 40 described in the second embodiment is replaced with the lattice pattern 61, the same effect can be obtained.
[0096]
In each embodiment, the detection of the moving direction is performed based on the detection time difference of the light receiving element. However, the present invention is not limited to this. For example, the fluorescence is detected in the horizontal direction (X direction) and the vertical direction (Y direction). Two types of ink with different wavelengths (a total of four types) are used, and the writing device has a lattice pattern detection device provided with two optical filters corresponding to each fluorescence wavelength for horizontal (X direction) and vertical (Y direction). You may make it prepare for each. In addition, when using a writing pad that can be formed in layers using a CTC film or the like, by changing the depth of the lattice pattern for horizontal (X direction) and vertical (Y direction), The movement direction may be detected.
[0097]
Furthermore, although the pen-type writing device is used in each embodiment, the present invention is not limited to this, and the outer shape may be the same as that of a conventionally known mouse. Even in this case, unlike the conventional optical mouse that can only detect relative movement, it is possible to input absolute coordinates, which improves usability.
[0098]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the arrangement of “0” and “1” is “2”. N In accordance with the M series that is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which the width of the straight line corresponding to “0” is narrowed and the width of the straight line corresponding to “1” is widened is written on the writing medium. N series information of “0” and “1” decoded in accordance with the width of the grid pattern based on the electric signal output when the writing apparatus moved on the writing medium crosses the grid pattern. By detecting the writing trajectory based on the coordinate position detected on the basis of the movement direction and the moving direction detected on the basis of the electrical signal, it is possible to reproduce the accurate handwriting, so that the writing recording with high detection accuracy can be achieved with a simple configuration. You can get a system.
[0099]
According to the second aspect of the present invention, the arrangement of “0” and “1” is “2”. N In accordance with the M series which is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which the density of the straight line corresponding to “0” is lightened and the density of the straight line corresponding to “1” is darkened is written on the writing medium. N series information decoded as “0” and “1” in accordance with the density of the grid pattern based on the electrical signal output when the writing apparatus moved on the writing medium crosses the grid pattern. By detecting the writing trajectory based on the coordinate position detected on the basis of the movement direction and the moving direction detected on the basis of the electrical signal, it is possible to reproduce the accurate handwriting, so that the writing recording with high detection accuracy can be achieved with a simple configuration. You can get a system.
[0100]
According to the third aspect of the present invention, the arrangement of “0” and “1” is “2”. N In accordance with the M series which is a series of “−1” repetitions, for example, a lattice pattern in which a linear fluorescence wavelength corresponding to “0” is different from a linear fluorescence wavelength corresponding to “1” is written on the writing medium. The N number of decoded “0” s and “1” s according to the fluorescence wavelength of the lattice pattern based on the electrical signal output when the writing device moved on the writing medium crosses the lattice pattern. By detecting the writing trajectory based on the coordinate position detected based on the series information and the moving direction detected based on the electrical signal, it is possible to reproduce the accurate handwriting, so the detection accuracy is high with a simple configuration. A writing and recording system can be obtained.
[0101]
According to the invention described in claim 4, in the writing recording system according to any one of claims 1 to 3, the lattice pattern is obstructed by the lattice pattern by printing on the writing medium with the ink having invisibility. Since you can read the marks you wrote, you can improve convenience.
[0102]
According to the invention described in claim 5, in the writing recording system according to any one of claims 1 to 3, printing widely spread by printing the lattice pattern on the writing medium with visible ink. Since the means can be applied, the system can be provided at low cost.
[0103]
According to the invention described in claim 6, in the writing recording system according to claim 4, the writing medium can be traced by superimposing the writing medium on a document such as a drawing by configuring the writing medium with a transparent member. Therefore, input can be facilitated.
[0104]
According to the invention described in claim 7, in the writing recording system according to any one of claims 1 to 6, the writing content is visually recognized by providing the writing device with writing means for leaving a handwriting on the writing medium. Therefore, the process can be executed without any sense of incongruity.
[0105]
According to the invention described in claim 8, in the writing recording system according to any one of claims 1 to 6, the writing medium has a reversible recording layer that can be rewritten by reversibly displaying at least information. By having the writing medium, the writing medium can be used rewritable many times, paper resources can be saved, and a system with excellent environmental performance can be provided.
[0106]
According to the invention described in claim 9, in the writing recording system according to claim 8, the reversible recording layer of the writing medium is capable of recording and erasing visible information by reversibly changing optical characteristics by heat energy. As a result, information and the like can be recorded and erased easily and reversibly on the reversible recording layer of the writing medium, providing a system with high usability and low resource consumption. can do.
[0107]
According to a tenth aspect of the present invention, in the writing recording system according to the ninth aspect, the reversible recording layer of the writing medium includes at least a leuco dye and a developer, thereby rewriting information on the writing medium. Therefore, it is possible to provide a system with high usability at a low cost.
[0108]
According to the eleventh aspect of the present invention, in the writing recording system according to the ninth aspect, the reversible recording layer of the writing medium is a resin layer containing particles of an organic low molecular weight compound. Since a material that can rewrite information easily and with high quality can be used, a low-cost and high usability system can be provided.
[0109]
According to the invention described in claim 12, in the writing recording system according to claim 9, the reversible recording layer of the writing medium contains the low-molecular liquid crystal compound or the high-molecular liquid crystal compound. Since a material that can rewrite information easily and with high quality can be used, a low-cost and high usability system can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a writing recording system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a writing pad.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an M-sequence generation circuit based on a fifth-order primitive polynomial.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the structure of a writing apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the vicinity of the lattice pattern detection device of the writing device.
6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a differentiating circuit.
8A is a time chart showing an output waveform of a light receiving element, and FIG. 8B is a time chart showing a waveform after conversion by a differentiation circuit.
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical connection of each part built in the writing apparatus.
FIG. 10 is a flowchart schematically showing a flow of handwriting recording processing.
FIG. 11 is a time chart showing an output example of an electrical signal in the light receiving element.
FIG. 12 is a flowchart schematically showing a flow of a lattice pattern thickness detection process.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a moving state of the writing apparatus with respect to the lattice pattern.
14 is a time chart showing output waveforms of electrical signals of the respective light receiving elements in FIG.
FIG. 15 is a longitudinal side view showing a writing pad according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph illustrating a process in which a reversible recording layer using a leuco dye and a developer develops and decolors.
FIG. 17 is a graph illustrating a process in which a reversible recording layer composed of an organic low molecule and a resin is transparent and cloudy.
FIG. 18 is a plan view showing a writing pad according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a time chart showing an example of an output waveform of an electric signal of the light receiving element.
FIG. 20 is a plan view showing a writing pad according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the vicinity of the lattice pattern detection device of the writing device.
22 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
[Explanation of symbols]
2,40,50,60 Writing medium
3,70 writing device
7, 51, 61 lattice pattern
9 Writing means
33 M-sequence storage means
42 Reversible recording layer

Claims (12)

幅の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、
前記筆記装置は、
それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、
前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの光をそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の受光手段と、
前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、
前記各受光手段から出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、
前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、
このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を特定する座標検出手段と、
前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、
を備える筆記記録システム。
A writing recording system comprising: a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction by arranging two types of straight lines with different widths according to an M series; and a writing device for writing on the writing medium Because
The writing device comprises:
A plurality of light emitting means that are arranged point-symmetrically and emit light to the lattice pattern ;
A plurality of light receiving means that are combined with each of the light emitting means and arranged symmetrically with respect to each other, each receiving light from the lattice pattern by light emitted from each light emitting means, and outputting an electrical signal;
The moving direction of the writing device on the writing medium based on a delay in measurement time between the light receiving means and a phase shift between the light receiving means opposed to each other with respect to the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting
Decoding means for decoding information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signals output from the light receiving means;
M sequence storage means for storing a code sequence according to the M sequence;
Coordinate detection means for comparing the code sequence according to the M series stored in the M series storage means and the information decoded by the decoding means to identify the coordinate position of the writing device on the writing medium; ,
A writing trajectory detecting means for detecting a writing trajectory from the coordinate position based on the moving direction detected by the moving direction detecting means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means;
Written recording system.
濃度の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、
前記筆記装置は、
それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、
前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの光をそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の受光手段と、
前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、
前記各受光手段から出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、
前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、
このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を検出する座標検出手段と、
前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、
を備える筆記記録システム。
A writing recording system comprising: a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction is arranged by arranging two types of straight lines having different densities according to an M series; and a writing device for writing on the writing medium Because
The writing device comprises:
A plurality of light emitting means that are arranged point-symmetrically and emit light to the lattice pattern ;
A plurality of light receiving means that are combined with each of the light emitting means and arranged symmetrically with respect to each other, each receiving light from the lattice pattern by light emitted from each light emitting means, and outputting an electrical signal;
The moving direction of the writing device on the writing medium based on a delay in measurement time between the light receiving means and a phase shift between the light receiving means opposed to each other with respect to the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting
Decoding means for decoding information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signals output from the light receiving means;
M sequence storage means for storing a code sequence according to the M sequence;
Coordinate detecting means for detecting the coordinate position of the writing device on the writing medium by comparing the code sequence according to the M series stored in the M series storage means and the information decoded by the decoding means; ,
A writing trajectory detecting means for detecting a writing trajectory from the coordinate position based on the moving direction detected by the moving direction detecting means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means;
Written recording system.
蛍光波長の異なる二種類の直線をM系列に従って並べることによって二次元方向に形成された格子模様を記された紙状の被筆記媒体と、前記被筆記媒体に筆記する筆記装置とを備える筆記記録システムであって、
前記筆記装置は、
それぞれ点対称に配置され、前記格子模様に対して光を出射する複数の発光手段と、
前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの一の蛍光波長の光のみをそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の第一の受光手段と、
前記各発光手段と各々組み合わされるとともにそれぞれ点対称に配置され、前記各発光手段からの出射光による前記格子模様からの他の蛍光波長の光のみをそれぞれ受光して電気信号を出力する複数の第二の受光手段と、
前記各受光手段から出力される前記電気信号についての前記受光手段間の計測時間の遅れと相対向した前記受光手段間の位相のずれとに基づいて前記被筆記媒体上の前記筆記装置の移動方向を検出する移動方向検出手段と、
前記各受光手段とから出力された前記電気信号に基づいて読み取った前記格子模様の性質を示す情報をデコードするデコード手段と、
前記M系列に従ったコード配列を記憶するM系列記憶手段と、
このM系列記憶手段に記憶された前記M系列に従ったコード配列と前記デコード手段によるデコード後の情報とを比較して前記被筆記媒体上における前記筆記装置の座標位置を検出する座標検出手段と、
前記移動方向検出手段により検出された前記移動方向と前記座標検出手段により検出された前記座標位置とに基づいて、前記座標位置からの筆記軌跡を検出する筆記軌跡検出手段と、
を備える筆記記録システム。
Written recording comprising a paper-like writing medium on which a lattice pattern formed in a two-dimensional direction is arranged by arranging two types of straight lines having different fluorescence wavelengths according to an M series, and a writing device for writing on the writing medium A system,
The writing device comprises:
A plurality of light emitting means that are arranged point-symmetrically and emit light to the lattice pattern;
Wherein arranged in each point symmetry with combined respectively with each of the light emitting means, said plurality of outputs each electrical signal by receiving one fluorescence wavelength of light only from the lattice pattern by the light emitted from the light emitting means a A light receiving means;
Wherein arranged in each point symmetry with combined respectively with each of the light emitting means, said plurality of outputting an electric signal by receiving other fluorescent wavelengths of light respectively only from the lattice pattern by the light emitted from the light emitting means a Two light receiving means;
The moving direction of the writing device on the writing medium based on a delay in measurement time between the light receiving means and a phase shift between the light receiving means opposed to each other with respect to the electrical signal output from each light receiving means A moving direction detecting means for detecting
Decoding means for decoding information indicating the nature of the lattice pattern read based on the electrical signals output from the light receiving means;
M sequence storage means for storing a code sequence according to the M sequence;
Coordinate detecting means for detecting the coordinate position of the writing device on the writing medium by comparing the code sequence according to the M series stored in the M series storage means and the information decoded by the decoding means; ,
A writing trajectory detecting means for detecting a writing trajectory from the coordinate position based on the moving direction detected by the moving direction detecting means and the coordinate position detected by the coordinate detecting means;
Written recording system.
前記格子模様を不可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to any one of claims 1 to 3, wherein the lattice pattern is printed on the writing medium with ink having invisibility. 前記格子模様を可視性を有するインクによって前記被筆記媒体に印刷した請求項1ないし3のいずれか一記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to claim 1, wherein the lattice pattern is printed on the writing medium with visible ink. 前記被筆記媒体を透明部材により構成した請求項4記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to claim 4, wherein the writing medium is made of a transparent member. 前記筆記装置は、前記被筆記媒体上に筆跡を残す筆記手段を備える請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to any one of claims 1 to 6, wherein the writing device includes writing means for leaving a handwriting on the writing medium. 前記被筆記媒体は、少なくとも情報の表示を可逆的に行なうことにより書き換え自在な可逆性記録層を有している請求項1ないし6のいずれか一記載の筆記記録システム。  7. The writing recording system according to claim 1, wherein the writing medium has a reversible recording layer that can be rewritten by reversibly displaying at least information. 前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、熱エネルギーにより可逆的に光学特性を変化させることにより可視情報の記録及び消去が可能である
請求項8記載の筆記記録システム。
9. The writing recording system according to claim 8, wherein the reversible recording layer of the writing medium is capable of recording and erasing visible information by reversibly changing optical characteristics by heat energy.
前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、少なくともロイコ染料と顕色剤とを含んでいる請求項9記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to claim 9, wherein the reversible recording layer of the writing medium includes at least a leuco dye and a developer. 前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、有機低分子化合物の粒子を含有する樹脂層である請求項9記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to claim 9, wherein the reversible recording layer of the writing medium is a resin layer containing particles of an organic low molecular weight compound. 前記被筆記媒体の前記可逆性記録層は、低分子液晶化合物または高分子液晶化合物を含んでいる請求項9記載の筆記記録システム。  The writing recording system according to claim 9, wherein the reversible recording layer of the writing medium includes a low-molecular liquid crystal compound or a high-molecular liquid crystal compound.
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