JP5145829B2

JP5145829B2 - 走査型光書込装置

Info

Publication number: JP5145829B2
Application number: JP2007235868A
Authority: JP
Inventors: 茂彦佐々木; 努石井; 泰則斎藤; 直樹氷治; 政寛佐藤; 恭太郎友田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009069306A

Description

本発明は、走査型光書込装置に関する。

環境負荷の軽減の観点から、リライタブル（再記録）方式の電子ペーパと称せられている記録素子と、この記録素子に画像を記録する記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に開示された記録素子は、ベタ電極と複数のサブ電極との間に液晶層と光導電層とを重ねて配置した光書込型表示媒体であり、この記録素子に画像を記録する記録装置は、ライン状に配置されたＬＥＤアレイ又はレーザアレイからなる第１の光源と、面状に光を発生する第２の光源とを備え、ベタ電極と全てのサブ電極との間に電圧を印加するとともに、記録素子に対して第２の光源を相対的に移動させて記録素子に記録されている画像を消去した後、ベタ電極とサブ電極との間に電圧を印加するとともに、電圧が印加されているサブ電極に対応する部分に光が照射されるように第１の光源を記録素子に対して相対的に走査して記録素子に画像を書き込む。

この構成によれば、電圧を印加していないサブ電極に相当する記録素子の部分では、外光が当っても書込は行われないため、ノイズのない鮮明な画像が得られる。
国際公開第ＷＯ２００４／０６８２３０Ａ１号パンフレット

従って、本発明の目的は、構成が簡素で、表示媒体に高解像度の画像を書き込むことができ、その書き込んだ画像に手書き入力した筆跡を重畳することができる走査型光書込装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の走査型光書込装置を提供する。

［１］主走査方向に１次元又は２次元に配列された複数の発光素子を有する書込ヘッドと、一対の電極間に液晶層と光導電層とを重ねて配置した光書込型表示媒体の前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記光書込型表示媒体の表示面側に配置され、前記光書込型表示媒体の表示内容を目視可能な透明表示パネルと、前記電圧印加手段により前記一対の電極間に前記電圧が印加されているとき、画像データに基づいて前記複数の発光素子の点灯制御を行うとともに、前記書込ヘッドを副走査方向に移動させて前記光書込型表示媒体に画像を書き込み、かつ前記画像データに基づく前記画像の書込前に、前記透明表示パネルを全面点灯させ、その点灯光を前記光書込型表示媒体に照射する露光手段と、前記透明表示パネル上の筆跡を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた前記筆跡を前記透明表示パネルに表示する表示手段とを備えた走査型光書込装置。

［２］前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、複数の分割電極からなり、前記電圧印加手段は、前記一対の電極のうち他方の電極と前記分割電極との間に前記電圧を順次印加し、前記露光手段は、前記他方の電極と前記分割電極との間への前記電圧の印加に同期して前記複数の発光素子の点灯制御を行うとともに、前記書込ヘッドを前記副走査方向に移動させて前記光書込型表示媒体に前記画像を書き込む前記［１］に記載の走査型光書込装置。

［３］さらに、前記光書込型表示媒体が配置される媒体配置面を備え、前記透明表示パネルは、前記媒体配置面に配置された前記光書込型表示媒体を前記媒体配置面に押さえ付ける機能を有する前記［２］に記載の走査型光書込装置。

［４］前記光書込型表示媒体は、表示面に前記書込ヘッドの前記複数の発光素子から光が照射される構成を有し、前記書込ヘッドは、前記電圧が印加されている前記分割電極に対応する前記光書込表示媒体の部分に外光が照射されないように遮光性を有し、前記光書込型表示媒体の前記表示面に前記複数の発光素子から光を照射する前記［３］に記載の走査型光書込装置。

［５］前記光書込型表示媒体は、表示面と反対側の面に前記書込ヘッドの前記複数の発光素子から光が照射される構成を有し、前記書込ヘッドは、前記光書込型表示媒体の前記反対側の面に透光性を有する前記媒体配置面を介して前記複数の発光素子から光を照射する前記［３］に記載の走査型光書込装置。

請求項１に係る走査型光書込装置によれば、構成が簡素で、表示媒体に高解像度の画像を書き込むことができ、その書き込んだ画像に手書き入力した筆跡を重畳することができる。また、透明表示パネルを手書き用とリセット用光源を兼ねることで、構成の簡素化を図ることができる。

請求項２に係る走査型光書込装置によれば、書込時に外光による画像劣化を防ぐことができる。

請求項３に係る走査型光書込装置によれば、透明表示パネルを手書き用と押え板を兼ねることで、構成の簡素化を図ることができる。

請求項４に係る走査型光書込装置によれば、表書込タイプの表示媒体を使用することができる。

請求項５に係る走査型光書込装置によれば、裏書込タイプの表示媒体を使用することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図である。この書込装置１は、走査型光書込装置であり、表示媒体２が配置される略矩形状の装置本体３と、装置本体３上に配置された表示媒体２に、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙに走査して画像を書き込む書込ヘッド４と、表示媒体２の表示面側に配置され、ペン６によって手書き可能な透明表示パネル５とを備えて構成されている。

（装置本体）
装置本体３は、上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｃ〜３ｆを有する略矩形状を有し、上面３ａに形成された凹状の底面に、表示媒体２が配置される媒体配置面３ｇが設けられている。

（表示媒体）
表示媒体２は、略薄型矩形状を有し、無電源で表示画像を保持するメモリ性を有し、積層されたコレステリック液晶等からなる液晶層と光導体層からなる積層体と、積層体の両側に設けられた一対の電極とを備え、一対の電極間への電圧の印加と光の照射によって画像を書き込む光書込型表示媒体である。一対の電極のうち裏面２ｂ側の電極は、副走査方向Ｙに分割された複数の分割電極からなる。この表示媒体２には、画像を表示する表面２ａに光を照射する表書込タイプと裏面２ｂに光を照射する裏書込タイプとがある。本実施の形態では、表書込タイプを用いる。

（透明表示パネル）
透明表示パネル５は、表示媒体２の表示内容が目視可能な透光性を有し、透明表示パネル５の一方（例えば左側）の縁がヒンジ３１によって開閉可能に装置本体３に取り付けられている。

（液晶層の特性）
図２は、コレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す図である。液晶層のコレステリック液晶が示すプレーナ相は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分け、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。反射光の中心波長λおよび反射波長幅Δλは、螺旋ピッチをｐ、螺旋軸に直交する平面内の平均屈折率をｎ、複屈折率をΔｎとすると、それぞれ、λ＝ｎ・ｐ、Δλ＝Δｎ・ｐで表され、プレーナ相のコレステリック液晶層による反射光は、螺旋ピッチに依存した鮮やかな色を呈する。

正の誘電率異方性を有するコレステリック液晶は、図２（ａ）に示すように、螺旋軸がセル表面に垂直になり、入射光に対して上記の選択反射現象を起こすプレーナー相、同図（ｂ）に示すように、螺旋軸がほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック相、および同図（ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレクタが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホメオトロピック相、の３つの状態を示す。

上記の３つの状態のうち、プレーナー相とフォーカルコニック相は、無電界で双安定に存在することができる。従って、コレステリック液晶の相状態は、液晶層に印加される電界強度に対して一義的に決まらず、プレーナー相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、プレーナー相、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化し、フォーカルコニック相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、フォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化する。

一方、液晶層に印加した電界強度を急激にゼロにした場合には、プレーナー相とフォーカルコニック相はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック相はプレーナー相に変化する。

特に、コレステリック液晶に高分子を添加したＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ−ＮｅｔｗｏｒｋｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）構造またはＰＣＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ−ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）構造の液晶層においては、コレステリック液晶と高分子の界面における干渉により（アンカリング効果）、プレーナー相とフォーカルコニック相の無電界における双安定性が向上し、長期間に渡ってパルス信号印加直後の状態を保持することができる。

図３は、一対の電極間に印加される電圧（外部印加電圧）に対する液晶層のスイッチング挙動を示す。なお、実線は露光時、破線は非露光時の挙動を示す。

露光時の液晶層のプレーナー相からフォーカルコニック相への変化の閾値電圧をＶｐｆｅ、非露光時の液晶層のプレーナー相からフォーカルコニック相への変化の閾値電圧をＶｐｆｕ、露光時の液晶層のフォーカルコニック相からプレーナー相への変化の閾値電圧をＶｆｐｅ、非露光時の液晶層のフォーカルコニック相からプレーナー相への変化の閾値電圧をＶｆｐｕとする。

リセット時に、Ｖｆｐｕ以上のリセット用の電圧ＶＨ_１を印加することにより、液晶層のコレステリック液晶はプレーナ相となる。その後、電圧ＶＨ_１の印加を停止しても、プレーナー相はメモリ性があるので、液晶層は高い反射率を保持する。

次に、書込時に、Ｖｐｆｅ以上、Ｖｐｆｕ以下の書込用の電圧ＶＨ_２を印加するが、露光が始まるまで、プレーナ相は保持され、選択反射を示す。

その後、露光を開始すると、液晶層に分配される電圧が増加して、液晶層はプレーナー相からフォーカルコニック相に変化する。その後、露光が終っても、フォーカルコニック相はメモリ性があるので、液晶層は低い反射率を保持する。

一方、露光を受けない部分については、Ｖｆｐｕ以上の電圧ＶＨ_１を印加することにより形成されたプレーナー相が最後まで保持され、選択反射を示し続ける。

図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。表示媒体２は、裏面２ｂに受電端子２０７Ａ，２０７Ｂが露出しており、裏面２ｂが下側に向くように表示媒体２を媒体配置面３ｇに配置した後、透明表示パネル５を閉じることにより、表示媒体２は浮きが生じないように媒体配置面３ｇに密着し、受電端子２０７Ａ，２０７Ｂが装置本体３側に設けた給電端子１５２Ａ，１５２Ｂに接触するように構成されている。なお、表示媒体２の層構成については、後述する。

（書込ヘッド）
書込ヘッド４は、主走査方向Ｘに１次元に配列された複数の発光素子４０ａを有する発光素子アレイ４０と、発光素子アレイ４０を収容する断面コ字状の遮光性を有するケース４１とを備える。また、書込ヘッド４は、副走査方向Ｙに移動できるように装置本体３に設けられている。すなわち、装置本体３の上面３ａには、図１において左右にレール３２を備え、書込ヘッド４がレール３２に沿って移動できるように構成されている。

発光素子アレイ４０は、レーザ、発光ダイオード等の発光素子４０ａを用いることができる。本実施の形態は、例えば、１２００ｄｐｉの分解能を有する半導体レーザアレイを用いる。

また、透明表示パネル５は、透光性を有するＥＬ（electroluminescence）パネル５０と、ＥＬパネル５０の表面側に積層された透光性を有する感圧シート５１とから構成されている。

ＥＬパネル５０は、無機化合物又は有機化合物からなる発光層の両側にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等からなる透明の複数の行電極と複数の列電極を交差するように配置し、行電極と列電極間に電圧を印加すると、行電極と列電極が交差した部分の発光層が発光する。ＥＬパネル５０として、例えば、解像度が３００ｄｐｉ程度の市販の有機ＥＬパネルを用いることができる。

感圧シート５１は、透光性を有する感圧導電ゴムシートの両側にＩＴＯ等からなる透明の複数の行電極と複数の列電極を交差するように配置し、ペン６で所望の位置を押圧したとき、押圧した部分の感圧導電ゴムシートの抵抗値が低下して電極間に電流が流れる。この電流から筆圧を検知することができる。

また、透明表示パネル５は、表示媒体２を浮きが生じないように媒体配置面３ｇに密着させる押さえ板の機能を有するため、例えば、ＥＬパネル５０が平坦性とある程度の剛性を有するのが好ましい。剛性を増すため、ＥＬパネル５０を構成する基板を厚くしてもよく、透明補強板を付加してもよい。透明補強板は、ＥＬパネル５０の周辺のみに設け、表示媒体２の画像表示領域以外の周辺領域を押えてもよい。

（表示媒体の層構成）
図５は、表示媒体２の層構成を示す要部断面図である。同図に示す表示媒体２は、表書込タイプのものであり、対向して配置されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等から形成された透明の第１及び第２の基板２００Ａ，２００Ｂと、第１の基板２００Ａの内側にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等から形成された透明の第１の電極２０１Ａと、第２の基板２００Ｂの内側にＩＴＯ等から形成された透明の複数の第２の電極（分割電極）２０１Ｂと、第１の電極２０１Ａの内側に配置され、印加電圧に応じて反射率が変化するコレステリック液晶からなる液晶層２０２と、液晶層２０２に対し離隔層２０３を介して配置され、光の照射によって抵抗値が小さくなる光導電層２０４と、光導電層２０４と第２の電極２０１Ｂとの間に配置された光吸収層２０５と、第１の電極２０１Ａに延在部２０６を介して接続された受電端子２０７Ａと、複数の第２の電極２０１Ｂに接続された複数の受電端子２０７Ｂとを備える。

光導電層２０４は、電荷輸送層と、この電荷輸送層の両側に積層された一対の電荷発生層とからなる。これにより、液晶層２０２への交流電圧の印加が可能となるため、液晶層２０２の劣化を抑えることができ、駆動電圧の低電圧化、表示媒体２の高寿命化を実現することができる。

第２の電極２０１Ｂは、表示媒体２の１ライン分の画素に対応して設けてもよく、複数ライン分の画素に対応して設けてもよい。第２の電極２０１Ｂを１ライン分の画素に対応して設けた場合は、１つの第２の電極２０１Ｂを選択しているときに発光素子４０ａを主走査方向Ｘに１回走査し、第２の電極２０１Ｂを複数ライン分の画素に対応して設けた場合は、１つの第２の電極２０１Ｂを選択しているときに書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動させつつ発光素子４０ａを主走査方向Ｘに複数回走査すればよい。

図６（ａ）は、第１の実施の形態に係る書込ヘッド４の光出力面を示す図、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、変形例の書込ヘッドの光出力面を示す図である。本実施の形態の書込ヘッド４は、図６（ａ）に示すように、発光素子４０ａが主走査方向Ｘに１次元に配列されているが、主走査方向Ｘに２次元に配列されてもよい。２次元の配列として、例えば、図６（ｂ）に示すように、ノコギリ状に配列されてもよい。具体的には、複数個（例えば３つ）を所定の角度で斜め方向に配列し、この斜め方向の配列を主走査方向Ｘに所定のピッチで配列してもよい。図６（ｂ）に示す各発光素子４０ａの主走査方向Ｘの間隔ｄは等しい。２次元の配列の別の例として図６（ｃ）に示すように、比較的短い１次元配列を複数列、副走査方向Ｙに微小幅ずらして配列されてもよい。具体的には、複数個（例えば８つ）を一組として主走査方向Ｘに配列されるが、１番目の組と２番目の組は副走査方向Ｙに微小幅ずらして配置される。同様に２番目の組と３番目の組も微小幅ずらして配置されるが、ずれる向きを逆にすることにより１番目の組と３番目の組は副走査方向Ｙにおいてずれなく配列される。つまり、奇数番目と偶数番目の組は副走査方向Ｙに微小幅ずれて配置されるが、偶数番目同士、奇数番目同士は副走査方向Ｙにおいてずれなく配置される。図６（ｃ）に示す各発光素子４０ａの主走査方向Ｘの間隔ｄは等しい。また、各発光素子４０ａの副走査方向Ｙの間隔も等しくｄである。図６（ｃ）に示す配置は各発光素子４０ａを８個単位で固定支持するプラスチックパッケージが互いに干渉しないための工夫である。

図７は、書込装置１の制御系を示すブロック図である。書込装置１は、書込装置１全体を制御する露光手段及び表示手段としての制御部１０と、書込ヘッド４を走査するヘッド走査部１１と、発光素子アレイ４０の各発光素子４０ａを駆動する発光素子アレイ駆動部１２と、透明表示パネル５の感圧シート５１により筆跡を読み取る筆跡読取部１３と、ＥＬパネル５０を駆動するＥＬパネル駆動部１４と、表示媒体２の受電端子２０７Ａ，２０７Ｂ間に給電端子１５２Ａ，１５２Ｂを介して電圧を印加する電圧印加部１５と、画像データを記憶する画像記憶部１６とを備える。

電圧印加部１５は、リセットモードのときは、リセット用のパルス電圧ＶＨ_１を発生し、書込モードのときは、書込用のパルス電圧ＶＨ_２を発生する電圧発生部１５０と、電圧発生部１５０から発生したパルス電圧の出力先を切り替えて受電端子２０７Ａ，２０７Ｂ間に印加する切替器１５１とを備える。

制御部１０は、ＣＰＵ、ＣＰＵのプログラムを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、リセットモードを実行した後に書込モードを実行するようになっている。リセットモードのときは、制御部１０は、全ての第２の給電端子１５２Ｂ（第２の受電端子２０７Ｂ）を選択するように切替器１５１を制御し、リセット用のパルス電圧ＶＨ_１を発生するように電圧発生部１５０を制御し、ＥＬパネル５０が全面点灯するようにＥＬパネル駆動部１４を制御する。書込モードのときは、制御部１０は、第２の給電端子１５２Ｂ（第２の受電端子２０７Ｂ）を１つずつ副走査方向Ｙに沿って選択するように切替器１５１を制御し、書込用のパルス電圧ＶＨ_２を発生するように電圧発生部１５０を制御し、発光素子４０ａを主走査方向Ｘに走査するように発光素子アレイ駆動部１２を制御し、書込ヘッド４が副走査方向Ｙに移動するようにヘッド走査部１１を制御する。また、筆跡読取部１３が筆跡を読み取ったときは、筆跡をＥＬパネル駆動部１４を制御してＥＬパネル５０に表示する。

（第１の実施の形態の動作）
図８は、書込処理の動作を示すフローチャートである。操作者が図示しないスタートボタンを押下すると、制御部１０は、リセットモードを実行した後、書込モードを実行する。

（１）リセットモード
リセットモードにおいて、制御部１０は、ヘッド走査部１１により書込ヘッド４を媒体配置面３ｇから外れた初期位置Ｐ_０に移動させる（Ｓ１０）。

続いて、制御部１０は、ＥＬパネル駆動部１４によりＥＬパネル５０の全面を点灯させてリセット光を発生させるとともに（Ｓ１１）、電圧印加部１５により第１の電極２０１Ａと全ての第２の電極（分割電極）２０１Ｂとの間にリセット用のパスル電圧ＶＨ_１を同時に印加させる（Ｓ１２）。制御部１０は、所定の時間経過後、ＥＬパネル５０を消灯させる。

表示媒体２の表面２ａにリセット光が照射されると、リセット光は、第１の基板２００Ａ、第１の電極２０１Ａ、液晶層２０２、及び離隔層２０３を通過し、光導電層２０４に到達する。光導電層２０４は、光が照射されると、抵抗値が小さくなり、それにより、光導電層２０４とのインピーダンス比で決まる液晶層２０２の分圧が増加し、液晶層２０２がプレーナー相となって反射率が大きくなる。このようにして、表示媒体２の液晶層２０２全体がプレーナー相となって初期化される。

（２）書込モード
制御部１０は、画像記憶部１６から画像データを読み出し、画像データに基づいて電圧印加部１５、ヘッド走査部１１及び発光素子アレイ駆動部１２を制御して書込モードを開始する（Ｓ２０）。

電圧印加部１５の切替器１５１は、制御部１０の制御により、第２の電極（分割電極）２０１Ｂを書込ヘッド４の初期位置Ｐ_０側から副走査方向Ｙへ順次切り替える。電圧発生部１５０は、制御部１０の制御により、切替器１５１によって切り替えられた第２の電極（分割電極）２０１Ｂと第１の電極２０１Ａとの間に書込用のパルス電圧ＶＨ_２を印加する（Ｓ２１）。電圧印加部１５が電圧ＶＨ_２を印加する第２の電極（分割電極）２０１Ｂは、書込ヘッド４直下の第２の電極２０１Ｂである。

また、制御部１０は、発光素子アレイ駆動部１２を制御し、書込ヘッド４の発光素子４０ａを主走査方向Ｘに沿って点灯制御を行うとともに、ヘッド走査部１１を制御し、書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動させる（Ｓ２２）。

書込ヘッド４が次の第２の電極（分割電極）２０１Ｂへ移動すると（Ｓ２３：Ｙｅｓ）今まで書込処理していた第２の電極（分割電極）２０１Ｂへの電圧印加を終了する（Ｓ２４）。未書込の第２の電極（分割電極）２０１Ｂが残っていれば（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、再び上記ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を行い、未書込の第２の電極（分割電極）２０１Ｂが残っていなければ（Ｓ２５：Ｎｏ）、書込処理は終了する。

以上のようにして表示媒体２の表面２ａに画像光が投影されると、画像光は、第１の基板２００Ａ、第１の電極２０１Ａ、液晶層２０２及び離隔層２０３を通過し、光導電層２０４に到達する。

光導電層２０４は、光が照射された領域は、光を反射させるプレーナー相が維持され、光が照射されなかった領域は、プレーナー相から光を透過させるフォーカルコニック相に変化する。従って、書込処理が終了した後、液晶層２０２の光が照射された領域は、プレーナー相が維持され、反射率が大きいために照明光が反射して白く見える。光が照射されなかった領域は、液晶層２０２がプレーナー相からフォーカルコニック相に変化するため、照明光が液晶層２０２を通過して光吸収層２０５で吸収されて黒く見える。この白黒のパターンが表示媒体２の表面２ａ側から画像として見える。この画像は、第１及び第２の電極２０１Ａ，２０１Ｂ間への電圧印加を停止した後も長時間保持される。

（３）手書きモード
図９は、筆記処理の動作を示すフローチャートである。利用者がペン６で透明表示パネル５の表面に筆記すると、感圧シート５１のペン６で加圧した位置の行電極と列電極間に筆圧に応じた電流が流れる。筆跡読取部１３は、ペン入力をセンシングし（Ｓ３０）、感圧シート５１に流れる電流の値が所定の値以上、すなわち筆圧が規定値以上であると（Ｓ３１）、ペン先位置（座標）を制御部１０に送る。制御部１０は、ペン先位置に対応するＥＬパネル５０のピクセルを点灯させるようにＥＬパネル駆動部１４を制御する（Ｓ３２）。ＥＬパネル５０は、ＥＬパネル駆動部１４の駆動によってペン先位置に対応するピクセルを点灯させる。編集・追記処理の終了指示があったら（Ｓ３３）、制御部１０は、筆跡と表示画像を合成し、その合成画像を表示媒体２に書き込む（Ｓ３４）。

［第２の実施の形態］
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図、図１１は、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施の形態は、透明表示パネル５と表示媒体２との間に空間を設け、この空間において書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動できるようにしたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、本実施の形態は、図８に示すように、表示媒体２が配置される略矩形状の装置本体３と、透明表示パネル５と表示媒体２との間を移動して画像を書き込む書込ヘッド４と、表示媒体２の表示面側に配置され、ペン６によって手書き可能な透明表示パネル５と、表示媒体２を媒体配置面３ｇに押さえる透明板７とを備えて構成されている。本実施の形態の動作は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

装置本体３は、上面３ａ、下面３ｂ、側面３ｃ〜３ｆを有する略矩形状を有し、上面３ａに形成された凹状の底面に、表示媒体２が配置される媒体配置面３ｇが設けられている。

透明表示パネル５は、表示媒体２の表示内容が目視可能な透光性を有し、透明表示パネル５の一方（例えば左側）の縁がヒンジ３１Ａによって開閉可能に装置本体３に取り付けられている。

透明板７は、表示媒体２の表示内容が目視可能な透光性を有するガラス、樹脂等から形成され、透明板７の一方（例えば左側）の縁がヒンジ３１Ｂによって開閉可能に装置本体３に取り付けられている。

［第３の実施の形態］
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図、図１３は、図１２のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図１３では、給電端子１５２Ａ，１５２Ｂ、受電端子２０７Ａ，２０７Ｂの図示を省略している。

本実施の形態は、表示媒体２の裏面２ｂで書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動できるようにし、面状光源８を付加したものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、本実施の形態は、図１２に示すように、表示媒体２が配置される略矩形状の装置本体３と、装置本体３の表示媒体２が載置される部分を構成し、表面に媒体配置面３ｇを有する透明板３３と、表示媒体２の表示面側に配置され、ペン６によって手書き可能な透明表示パネル５とを備えて構成されている。

書込ヘッド４は、媒体配置面３ｇの裏側で副走査方向Ｙに移動できるように図示しないレールで案内されている。

面状光源８は、例えば、ＥＬパネル、発光ダイオードアレイ等を用いることができる。

図１４は、第３の実施の形態に用いられる表示媒体２の層構成を示す断面図である。本実施の形態の表示媒体２は、裏書込タイプであり、図５に示す表示媒体２に対し、光吸収層２０５を離隔層２０３の位置に配置したものであり、他は図５に示す表示媒体２と同様に構成されている。

図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る書込装置の制御系を示すブロック図である。本実施の形態の書込装置１は、第１の実施の形態と同様に、制御部１０、ヘッド走査部１１、発光素子アレイ駆動部１２、筆跡読取部１３、ＥＬパネル駆動部１４、電圧印加部１５及び画像記憶部１６を備え、さらに、面状光源８を副走査方向Ｙに移動させる面状光源走査部１７と、面状光源８に必要な電源を供給する電源部１８とを備える。

（第３の実施の形態の動作）
次に、第３の実施の形態に係る書込装置１のリセットモードと書込モードについて説明する。なお、手書きモードは、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

操作者が図示しないスタートボタンを押下すると、制御部１０は、リセットモードを実行した後、書込モードを実行する。

（１）リセットモード
まず、リセットモードにおいて、制御部１０は、ヘッド走査部１１により書込ヘッド４を初期位置Ｐ_０に移動させ、面状光源走査部１７により面状光源８を初期位置Ｐ_１に移動させる。

続いて、制御部１０は、電圧印加部１５により第１の電極２０１Ａと全ての第２の電極（分割電極）２０１Ｂとの間にリセット電圧ＶＨ_１を同時に印加させるとともに、電源部１８により面状光源８の全面を点灯させて面状光源走査部１７により面状光源８を副走査方向Ｙに移動させる。所定時間経過後、面状光源８を消灯させる。これにより、表示媒体２は、初期化される。

（２）書込モード
制御部１０は、画像記憶部１６から画像データを読み出し、画像データに基づいて電圧印加部１５、ヘッド走査部１１及び発光素子アレイ駆動部１２を制御して書込モードを開始する。

電圧印加部１５の切替器１５１は、制御部１０の制御により、第２の電極（分割電極）２０１Ｂを書込ヘッド４の初期位置Ｐ_０側から副走査方向Ｙへ順次切り替える。電圧発生部１５０は、制御部１０の制御により、切替器１５１によって切り替えられた第２の電極（分割電極）２０１Ｂと第１の電極２０１Ａとの間に書込用のパルス電圧ＶＨ_２を印加する。電圧印加部１５が電圧を印加する第２の電極（分割電極）２０１Ｂは、書込ヘッド４直上の第２の電極２０１Ｂである。

また、制御部１０は、発光素子アレイ駆動部１２を制御し、書込ヘッド４の発光素子４０ａを主走査方向Ｘに沿って点灯制御を行うとともに、ヘッド走査部１１を制御し、書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動させる。

以上のようにして表示媒体２の裏面２ｂに画像光が投影されると、画像光は、第２の基板２００Ｂ及び第２の電極２０１Ｂを通過し、光導電層２０４に到達する。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各実施の形態間の構成要素を任意に組み合わせることができる。

例えば、リセット用光源として、第１、第２の実施の形態では、ＥＬパネル５０を、第３の実施の形態では、面状光源８を用いたが、書込ヘッド４を用いてもよい。この場合は、書込ヘッド４の全ての発光素子４０ａを点灯させ、書込ヘッド４を副走査方向Ｙに移動させる。

また、上記各実施の形態では、表示媒体２に対して書込ヘッド４を移動させたが、書込ヘッド４を固定にし、表示媒体２を移動させてもよい。

さらに、ペン先位置の検出方法として、上述した感圧シートを用いる方法の他に、電磁誘導方式、静電結合方式、超音波表面弾性波方式、赤外線遮光方式等を用いてもよく、超音波によりペンの１点と書込装置の２点による三角形の各頂点を求める方式を用いてもよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図、である。図２は、コレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す図である。図３は、一対の電極間に印加された電圧に対する液晶層のスイッチング挙動を示す図である。図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る表示媒体の層構成を示す要部断面図である。図６（ａ）は、第１の実施の形態に係る書込ヘッドの光出力面を示す図、図６（ｂ）、（ｃ）は、変形例の書込ヘッドの光出力面を示す図である。図７は、本発明の第１の実施の形態に係る書込装置の制御系を示すブロック図である。図８は、書込処理の動作を示すフローチャートである。図９は、筆記処理の動作を示すフローチャートである。図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る書込装置の概略の構成を示す斜視図である。図１３は、図１２のＣ−Ｃ線断面図である。図１４は、第３の実施の形態に用いられる表示媒体２の層構成を示す断面図である。図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る書込装置の制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１書込装置
２表示媒体
２ａ表面
２ｂ裏面
３装置本体
３ａ上面
３ｂ下面
３ｃ〜３ｆ側面
３ｇ媒体配置面
４書込ヘッド
５透明表示パネル
６ペン
７透明板
８面状光源
１０制御部
１１ヘッド走査部
１２発光素子アレイ駆動部
１３筆跡読取部
１４パネル駆動部
１５電圧印加部
１６画像記憶部
１７面状光源走査部
１８電源部
３１，３１Ａ，３１Ｂヒンジ
３２レール
３３透明板
４０発光素子アレイ
４０ａ発光素子
４１ケース
５０ＥＬパネル
５１感圧シート
１５０電圧発生部
１５１切替器
１５２Ａ，１５２Ｂ給電端子
２００Ａ，２００Ｂ基板
２０１Ａ，２０１Ｂ電極
２０２液晶層
２０３離隔層
２０４光導電層
２０５光吸収層
２０６延在部
２０７Ａ，２０７Ｂ受電端子

Claims

主走査方向に１次元又は２次元に配列された複数の発光素子を有する書込ヘッドと、
一対の電極間に液晶層と光導電層とを重ねて配置した光書込型表示媒体の前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記光書込型表示媒体の表示面側に配置され、前記光書込型表示媒体の表示内容を目視可能な透明表示パネルと、
前記電圧印加手段により前記一対の電極間に前記電圧が印加されているとき、画像データに基づいて前記複数の発光素子の点灯制御を行うとともに、前記書込ヘッドを副走査方向に移動させて前記光書込型表示媒体に画像を書き込み、かつ前記画像データに基づく前記画像の書込前に、前記透明表示パネルを全面点灯させ、その点灯光を前記光書込型表示媒体に照射する露光手段と、
前記透明表示パネル上の筆跡を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取られた前記筆跡を前記透明表示パネルに表示する表示手段とを備えた走査型光書込装置。
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、複数の分割電極からなり、
前記電圧印加手段は、前記一対の電極のうち他方の電極と前記分割電極との間に前記電圧を順次印加し、
前記露光手段は、前記他方の電極と前記分割電極との間への前記電圧の印加に同期して前記複数の発光素子の点灯制御を行うとともに、前記書込ヘッドを前記副走査方向に移動させて前記光書込型表示媒体に前記画像を書き込む請求項１に記載の走査型光書込装置。
さらに、前記光書込型表示媒体が配置される媒体配置面を備え、
前記透明表示パネルは、前記媒体配置面に配置された前記光書込型表示媒体を前記媒体配置面に押さえ付ける機能を有する請求項２に記載の走査型光書込装置。
前記光書込型表示媒体は、表示面に前記書込ヘッドの前記複数の発光素子から光が照射される構成を有し、
前記書込ヘッドは、前記電圧が印加されている前記分割電極に対応する前記光書込表示媒体の部分に外光が照射されないように遮光性を有し、前記光書込型表示媒体の前記表示面に前記複数の発光素子から光を照射する請求項３に記載の走査型光書込装置。
前記光書込型表示媒体は、表示面と反対側の面に前記書込ヘッドの前記複数の発光素子から光が照射される構成を有し、
前記書込ヘッドは、前記光書込型表示媒体の前記反対側の面に透光性を有する前記媒体配置面を介して前記複数の発光素子から光を照射する請求項３に記載の走査型光書込装置。