JP6268256B2 - 筆記タブレット情報記録デバイス - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に援用する２００９年５月２８日出願の米国仮特許出願第６１／１８１７１６号の利益を主張する。

本出願は一般に、得られる画像からデータを捕捉することができる感圧ディスプレイを利用する筆記／描画タブレットに関する。一般に、双安定性液晶ディスプレイ（ＢＬＣＤ）、特にコレステリック液晶ディスプレイ（ＣｈＬＣＥ）は、効率的な電力消費機構であるとともに複数の固有のデバイスで利用することができる低コストの感圧デバイスを作製することができる大きな可能性を秘めていることが分かっている。

紙と鉛筆またはチョークと黒板の代用としての筆記パッドを製造するための様々な技術的手法がある。最も知られている例は玩具である。１９６０年代に登場したＥＴＣＨ−Ａ−ＳＫＥＴＣＨ（商標）が、そのようなデバイスの１つである。このデバイスでは、可動スタイラスが、粉末材料をスクリーン内部から除去して暗線を形成する。画像は、デバイスを逆さにして振って、表面をならすことによって消去される。別の有名な例は、ＭＡＧＮＡ ＤＯＯＤＬＥ（商標）であり、これは、線を引くためのペンとして、先端に磁石を備えるステイラスが使用される磁気泳動デバイスである。このデバイスは、スクリーンの裏側にある細くて長い磁石によって画像を消去される。これらのデバイスは４０００万台以上売れていると報告されている。

近年、Ｉｍｐｒｏｖ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製の感圧コレステリック液晶タブレットＢｏｏｇｉｅ Ｂｏａｒｄ（商標）が市場に現れており、このタブレットでは、尖ったスタイラスまたは指を使用してタブレットの表面上に画像を筆記または描画することができる。タブレットに低電圧パルス電極を印加するボタンを押すことで画像を簡単にかつ瞬時に消去することができるという点で、このタブレットは、従来のタブレット技術に勝る大きな改良をもたらしている。コレステリック液晶タブレットでは、液晶は、特定の間隙で離隔された２つの基板間に挟まれる。上側基板は可撓性があり、下側基板は、吸光（黒または着色）背景で塗装されている。セル間隙は通常、円筒形または球形のプラスチックまたはガラススペーサによって設けられる。ポイントスタイラスまたは指で上側基板を押すと、液晶は局所的に移動される。液晶内で誘発される流れが、スタイラスの位置で、液晶の光学テクスチャを透明色から明るい反射色に変化させる。この反射色は、下側基板の暗い背景に対してコントラストが明瞭である。スタイラスまたは指によって描かれた画像は、消去されるまで半永久的にタブレット上に残る。消去は、基板の内面にある透明導電性電極に電圧パルスを印加することによって達成され、これが、コレステリック液晶を、その色反射状態に関して透明状態に戻るようにドライブする。

上述した原理は、参照により本明細書に援用する米国特許第６１０４４４８号でより詳細に開示されている。参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２００９／００３３８１１号に記載されているように、ポリマー分散液を使用して、画像の感圧性および解像度を制御することができる。他の動作モードは多色画像を含み、選択的消去が、上記の特許出願公開および参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２００９／００９６９４２号に記載されている。

スクリーン上に画像を手で描くための他の手法もあり、それらはデジタル性質のものであるが、上の例とは異なり、描かれた画像は、スタイラスまたは指の下の表面に直接は現れず、デスクトップまたはラップトップスクリーンなど遠隔スクリーン上に現れる。そのような例の１つは、株式会社ワコムのＢａｍｂｏｏ Ｐｅｎ Ｔａｂｌｅｔである。コンピュータスクリーン上にスケッチする、いたずら書きする、または表示された文書に印を付けるために、特殊設計のペンがパッド表面上で使用される。画像は、パッド表面自体では見えない。この筆記方法は、ユーザには不自然である。ユーザは、書いたものを見るのに筆記面から目を離さなければならず、また、作業中断後には、スクリーンの画像がタブレット上のどの位置に対応しているか判断するのが難しいので、作業の再開は困難である。

したがって、上述したコレステリック液晶筆記タブレットと同様の筆記タブレットデバイスであって、描画された画像が、筆記パッド上で直接観察されるが、同時に（またはその後に）コンピュータスクリーン上でも観察できるように電子的に捕捉されてデジタル化され、さらに、後で再現して使用できるように記憶される筆記タブレットデバイスを提供することが望まれる。デバイスが、特殊なスタイラスを用いずに、指や爪など、繋留されていない任意の尖った物体を用いて操作可能であることがさらに有用である。低コストおよび低電力要件など他の特徴がさらなる利点である。

筆記／描画タブレット上に書き込まれた画像をメモリに捕捉するための一体型のデータ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットを含むがこれらに限定されない、本発明の複数の実施形態が提供される。

また、データ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットデバイスであって、タブレットに一体化され、ユーザによって描画面上に描画または筆記された画像の結果をユーザにフィードバック表示するように適合された描画面と、メモリデバイスに記憶するために、描画面に描画または筆記された画像を捕捉するためのデータ捕捉デバイスとを備える筆記／描画タブレットデバイスが提供される。描画面上に描画または筆記された画像のユーザへのフィードバック表示は、電源からの電力の消費を必要としない。

さらに、以下の機能の任意の１つまたは複数を備える上記タブレットデバイスが提供される。

描画面が、描画面上に描画または筆記された画像をフィードバック表示するためのＬＣＤを備える；

描画面が、描画面上に描画または筆記された画像をフィードバック表示するためのコレステリックＬＣＤを備える；

描画面が感圧描画面であり、画像は、描画面に圧力を印加することによって描画面上に描画または筆記され、いくつかの実施形態では、（１）スタイラスを使用して描画面に圧力が印加され、（２）データ捕捉デバイスが、描画面上に描画または筆記された画像をメモリデバイスに捕捉するために、圧力点を電気信号に変換するように適合され、および／または（３）データ捕捉デバイスが、描画面上に描画または筆記された画像をメモリデバイスに捕捉するために利用されるタッチスクリーンデバイスを備える；

データ捕捉デバイスが、描画面上に描画または筆記された画像をメモリデバイスに捕捉するために利用される光学走査デバイスを備える；

データ捕捉デバイスが、描画面上に描画または筆記された画像をメモリデバイスに捕捉するために利用されるタッチスクリーンデバイスを備える；

メモリデバイスが、タブレットデバイスに備えられたフラッシュメモリまたはＲＡＭである。

データインターフェースをさらに備え、メモリデバイスが外部デバイスに含まれ、画像を捕捉するために、データインターフェースを利用してタブレットデバイスと通信する。

データインターフェースをさらに備え、メモリデバイスが外部デバイスに含まれ、画像を捕捉するために、データインターフェースを利用してタブレットデバイスと通信し、メモリデバイスが、外部デバイスに含まれる遠隔ディスプレイ上で画像を再生するために使用される。

メモリデバイスで捕捉される画像の複製を表示するための追加のディスプレイをさらに備え、いくつかの実施形態では、テーブルデバイスは、ユーザが追加のディスプレイを選択したときに、メモリデバイスに事前に記憶されている追加の画像をその追加のディスプレイ上に表示することができるように適合され、いくつかの実施形態では、追加のディスプレイに電力供給するためにタブレットデバイスに電力を供給するための充電式電池をさらに備え、いくつかの実施形態では、充電式電池を充電するための太陽電池をさらに備え、および／または消去アクチュエータをさらに備え、ユーザによる消去アクチュエータの作動が、描画面への電圧の印加によって、描画面に描画または筆記された画像を消去する；

消去アクチュエータをさらに備え、ユーザによる消去アクチュエータの作動が、描画面への電圧の印加によって、描画面上に描画または筆記されている画像を消去する；

感圧データ捕捉面が、抵抗式または誘導式タッチスクリーンを含む；

さらに、メモリデバイスに画像を記憶する前に、データ捕捉デバイスによって捕捉された画像を処理するための処理装置を備える；および／または

メモリデバイスがタブレットに含まれ、いくつかの追加の実施形態では、さらにメモリインターフェースを備え、メモリデバイスが、メモリインターフェースを介してタブレットと通信し、メモリデバイスは、ユーザがタブレットから着脱可能である。

また、データ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットデバイスであって、デバイスに電力供給するための電源と、メモリ記憶デバイスと、タブレットデバイスに一体化され、ユーザによる圧力の印加によって描画面上に描画または筆記された画像の結果をユーザにフィードバック表示するように適合された感圧描画面とを備え、ユーザへのフィードバック表示が、感圧描画面が電気エネルギーを消費することなく提供され、筆記／描画タブレットデバイスがさらに、ユーザによってスイッチが作動されるときに描画面に電気エネルギーを提供することによって描画面から画像を消去するためのスイッチと、描画面上に描画または筆記された画像を、メモリデバイスに記憶するためにデータとして電子的に捕捉するためのデータ捕捉デバイスと、データを受信するためにタブレットデバイスと通信するために、外部デバイスにタブレットデバイスを接続するためのデータインターフェースとを備える筆記／描画タブレットデバイスが提供される。

さらに、データ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットデバイスであって、感圧描画面を備え、感圧描画面が、少なくとも１つの液晶層を有する第１の基板を含み、反射率を永続的に変えるために液晶を局所的に移動させるように描画面にユーザが圧力を印加することによって描画面上に描画または筆記された画像の結果をユーザにフィードバック表示するように適合され、筆記／描画タブレットデバイスがさらに、描画面上に描画または筆記された画像をデータに変換するための第２の基板を含む感圧データ捕捉面と、データを記憶するためのメモリデバイスとを備え、データが、描画面上に描画または筆記された画像を再生するために使用される筆記／描画タブレットデバイスが提供される。

また、以下の特徴の任意の１つまたは複数を備える任意の上記タブレットデバイスが提供される。

さらに、データから画像を表示するための追加のディスプレイを備える。

感圧データ捕捉面が、抵抗式または誘導式タッチスクリーンデバイスを含む；および／または

データをメモリデバイスに記憶する前に、データ捕捉デバイスによって捕捉されたデータを処理するための処理装置をさらに備える。

さらに、表示デバイス上で画像を生成および再生する方法であって、
−描画面上に画像を提示するために、化学層の一部に印加される圧力に応答して、表示デバイスの描画面に組み込まれた化学層の一部分の反射率を変化させるステップと、
−やはり印加圧力を利用することによって、描画面上の画像をデータに変換するステップと、
−表示デバイスに接続されたメモリデバイスにデータを記憶するステップと、
−描画面とは異なるディスプレイ上で画像を再生するステップと
を含む方法が提供される。

さらに、以下の特徴の１つまたは複数を備える上記方法が提供される。
描画面上に画像を提示するのに、電力の印加が必要ない；
画像が、メモリデバイスに記憶されたデータを利用することによって、描画面とは異なるディスプレイで再生される；および／または
化学層がコレステリック液晶材料を含む。

また、本発明のさらなる実施形態が提供され、本明細書では以後、そのうちの全てではないがいくつかをより詳細に説明する。

本明細書で述べる本発明の実施例の特徴および利点は、添付図面を参照しながら以下の説明を読めば当業者に明らかになろう。

タッチスクリーンを備える筆記／描画タブレットの一実施形態の概略図である。 光学スキャンデバイスの一実施形態を示す図である。 動的データアップロード機能を備える筆記／描画タブレットに関するブロック図である。 ローカルメモリを備える筆記／描画タブレットに関するブロック図である。 ＡＳＩＣを備える筆記／描画タブレットに関するブロック図である。 追加のレビューディスプレイを備える筆記タブレットに関するブロック図である。 図７ａは筆記タブレット情報記録デバイスの一実施形態の設計者の構想の正面図であり、図７ｂは図７aの構想の背面図である。

上述した所望の機能のうちの１つまたは複数を備える電子筆記／描画タブレットの一実施形態を提供する。

電子タブレットは、米国特許第６１０４４４８号、および米国特許出願第１２／１５２８６２号、第１２／１５２７２９号）、および第１２／２２０８０５号に開示されているＫｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙｓのレフレックス技術に基づくことができる設計である。上記の特許文献すべてを参照により本明細書に援用し、データ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットの様々な実施形態に利用することができる。これらの参考文献に開示される反射技術は、筆圧をタブレット上の可視トラックに変換することによって、特定の材料、特にコレステリックポリマー組成物系の特殊な感圧性を利用する。いくつかの消費者製品設計は進化しており、紙に書く代わりに使える理想的な代用品と考えられている。本発明の様々な実施形態は、確認されている欠点を克服するために、そのような筆記／描画タブレットにメモリ機能および／またはデータ捕捉機能を組み込むためのいくつかの方法を開示する。

１つの手法は、タブレット描画面上に描画された情報を捕捉するために、タッチスクリーンなど従来技術のデータ捕捉デバイスを使用するものである。例えば、より詳細には以下に説明する図１に示されるように、筆記／描画面の裏側に設けられた単純な低コストのタッチスクリーンを利用することができ、タッチスクリーンの捕捉機能を利用することによってスタイラスの移動を捕捉する。

データ捕捉機能を提供するために本明細書で提案する筆記／描画タブレットと共に使用することができる多くのタッチ入力方法があり、例えば、容量式、誘導式、抵抗式、光学式、音響式、および他の方式のタッチ入力技術によって提供される方法である。抵抗式タッチスクリーンなどのタッチスクリーンは、多くの用途では比較的低解像度の技術を利用しており、そのようなスクリーンはさらに、従来の透明導体であるＩＴＯを使用しなくてよい。なぜなら、筆記面を可撓性にすることができるので、そのようなタッチスクリーンは筆記面の裏側に提供することができるからである。同様に、筆記面は誘導スタイラスに対して透明なので、筆記面の裏側にあるタッチスクリーンは、誘導法など他のタッチスクリーン技術を用いたものでもよい。抵抗法および誘導法は、タブレットの所期の動作に干渉しない例である。

一体型タッチスクリーンを備える筆記／描画タブレットは、ほとんどのそのような用途に関して、デバイス自体に組み込まれた多岐に渡る処理能力を必要としない可能性がある（すなわち最低限の「スマート」を備えていればよい）。筆記／描画タブレット描画面とタッチスクリーンの組合せは、好ましくは、例えばコンピュータや携帯電話など外部デバイスに接続されるように適合され、その場合には、外部デバイスがあらゆる必要な処理能力を提供する（すなわちすべての「スマート」を備える）。あるいは、ある処理能力をタブレット自体が備えることもでき、例えばＡ／Ｄ変換、簡易画像処理、および／またはメモリ管理機能などなんらかの基本的な処理を行う。また、記憶された画像の外部デバイスへの伝送を制御する機能や、追加のディスプレイとしての一体型プレビューディスプレイに表示するための機能もサポートすることができる。

タブレットと外部デバイスの接続は、所期の用途に望ましいように有線でも無線でもよい。すなわち、例を挙げると、有線接続としては、直接の有線接続、すなわちＵＳＢまたは他のシリアルポート接続を利用することができ、またはさらに、いくつかの実施形態に関してはイーサネット接続を利用することができる。無線接続としては、ＷｉＦｉ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、赤外線、または他の接続メカニズムを利用することができる。いくつかの実施形態では、有線接続と無線接続の両方を提供することもできるが、タブレットを低コストに保つ、および電力消費を減らすという要望から、タブレットのいくつかの実施形態では、提供される機能の数が制限されることがある。

多くの用途では、可能であればいつでも外部デバイスの処理能力を利用することによって、記録可能な筆記／描画タブレットのコストを低減することが望まれる。当然、外部デバイスが利用可能でないか、もしくは所期の用途に十分な処理能力を持たないとき、またはより自立型のタブレットを提供するためには、必要であればそのような処理能力をタブレットに組み込むことができる。すなわち、タブレットは、デバイスでの十分な処理を行えるように内部に組み込まれた処理装置（マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または他のタイプの処理装置）を備えることができる。所望のインターフェース（例えばＵＳＢ、イーサネット、ＷｉＦｉ、ブルートゥースなど）を実装するための専用処理装置を利用することができ、既製品として入手可能であってよく、市販のソフトウェア／ファームウェアまたはカスタマイズしたソフトウェア／ファームウェアを備える。タブレットに描画された画像をデジタル化するために処理装置、Ａ／Ｄデバイス、または他の電子機器を提供することができ、そのようなデバイスは、いくつかのタッチスクリーンアプリケーションと共に使用されるものとして知られている。

さらに、タブレットは、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードドライブ、または他のデータ記憶メカニズムなどのメモリデバイスを組み込むことができ、ディスプレイに描画された画像をデバイスに記憶して、コンピュータまたは他のデバイスに後でダウンロードできるようにする。これにより、デバイスは、数百、数千、またはそれよりも多くの画像をメモリに記憶できるようになる。そのようなメモリデバイスは、着脱可能であってよく、例えば、デジタル写真および音楽記憶用の市販のＵＳＢドライブまたはフラッシュメモリである。タブレットの１つの好ましい実施形態は、市販の着脱可能なフラッシュメモリを挿入するためのスロットを含む。

感圧式タッチスクリーン、誘導式タッチスクリーン、光学式タッチスクリーン、音響式タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンなど多くのタッチ入力方法を含めた、データ捕捉機能を得るために筆記タブレットと共に使用することができる多くのデータ捕捉オプションがある。タッチスクリーンは、比較的低解像度のスクリーンでよく、これは、従来の透明導体であるＩＴＯを使用する必要もないことがある（なぜなら、この使用法ではタッチスクリーンは描画面の裏側に設けられ、したがって透明性が必要でないことがあるからである）。タッチスクリーンデバイスは、上述したように最低限の「スマート」を備えることが好ましいが、実施の機能性および／または融通性を高めるための処理を提供することもできる。筆記／描画面とタッチスクリーンの組合せは、コンピュータや携帯電話などの外部デバイスに接続され、外部デバイスは、処理が望まれるときにすべての「スマート」を備える。接続は、上述したように有線でも無線でもよい。要点は、外部デバイスのスマートを使用することによって、記録可能なタブレットのコストをできるだけ低減することである。

１つの好ましい例示的実施形態は、データ捕捉機能のために感圧抵抗式タッチスクリーンを利用し、それにより、スタイラスの位置は、図１に示されるように筆記タブレットの描画面の裏側に設けられた抵抗パッド上の位置によって記録される。図１で、スタイラス２０が電子筆記タブレット描画面１０に圧力を加え、描画面１０は、それぞれ内面に透明導電性電極１２が配置された２つの可撓性基板１１を含む。感圧コレステリック液晶分散液１３が電極間にある。スタイラス２０からの圧力が、弛緩距離１７に比べて小さい間隙距離１８を生じる。これにより液晶が流れて、コレステリックテクスチャを、透明焦点円錐テクスチャから反射性の安定な平面テクスチャに変え、これは、光吸着層３０によって提供される暗い背景、通常は黒い背景に対してコントラストを付けられると、目に見える画像となる。したがって、スタイラス圧力によって引き起こされる液晶の歪によって画像が形成されるので、画像は、筆記面上に描画され、電力消費なしでユーザに表示され、また液晶の双安定性により維持される。

当然、代替実施形態では、光反射性の明るい背景を提供することによって、上述したプロセスのネガ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）として画像を提供することもでき、この背景は、印加電圧下でスタイラス圧力に応答して透明になり、暗い吸光背景が見えるようにする。背景と圧力によって変形された液晶部分とのコントラストにより画像を表示し、それにより所望の画像を生成するために、いずれかの実施形態を使用することができる。

参照により援用する米国特許第６１０４４４８号ならびに米国特許出願第１２／１５２８６２号および第１２／２２０８０５号に開示されるように、画像は、相互接続１４を介して電極１２に電圧パルスを印加することによって消去される。したがって、新たな描画画像を受け取るために画像を消去して液晶を中立状態に戻すためにのみ電力が必要とされる。上述した実施形態を使用した描画段階中の電力消費はほとんど、または全くない。代替実施形態は、様々なコントラスト改良機能、ネガティブモードの提供、または部分消去など、描画プロセスのためにいくらかの電力を利用することもあるが、いずれにせよ、デバイスに利用される液晶の双安定性により、ディスプレイ上に安定な画像を維持するためには電力を必要としない。

本発明の上述した実施形態（図１参照）では、感圧式タッチスクリーン４０は、筆記タブレット１０に隣接して配置されて、一体型の筆記および記録タブレット５０を提供する。抵抗式のものなど感圧式タッチスクリーンの場合には、スタイラス２０からの圧力は、筆記パッド１０を介してタッチスクリーン４０に伝達され、タッチスクリーン上でのスタイラス２０の位置または場所を示す。タッチスクリーンからの抵抗データは、電極４４を介してデジタル記録電子回路に転送される。利用される抵抗式タッチスクリーンのタイプによっては複数の電極４４が存在することもある。この特定の実施形態は、低コストであり、単純であり、非常に薄くかつ軽量にできるため、好ましい。この実施形態では、市販のタッチスクリーンを使用することができ、またはタッチスクリーンとより良く一体化できるようにカスタム設計することもできる。代替実施形態は、例えばタブレットがそのような用途に適合されたスタイラスと一対にされているとき、誘導式タッチスクリーンなど他のタイプのタッチスクリーン技術を利用することができる。

タッチスクリーン以外のデータ捕捉デバイスを使用して画像を捕捉するための別の実施形態は、図２に示されるような１Ｄ走査画像アレイを使用することができる。図２は、そのデバイスの上面図および２つの異なる側面図を示す。図２で、スキャナを備える電子タブレット１００は、１Ｄ光学スキャナ１０２を有する取付台１０５上のタブレット１０１から構成され、スキャナ１０２は、手で、または電子機械式に、タブレットを横切るように引かれる（スワイプされる）。光学スキャナ１０２がスワイプされるとき、例えばマイクロコントローラ、電池、およびＳＤカードを含む適切な電子回路１０３が画像を電子的に捕捉してデジタルで記録する。この実施形態は、タブレットの一部として設計することができ、または例えばアドオン機能として別途製造および販売されることもある。

タッチスクリーン技術を必要としないさらに別の実施形態では、２Ｄ画像光学センサ（例えばデジタルカメラに利用されることがあるものなど）を使用して、タブレットの表側から画像を捕捉してデジタルで記録することができる。あるいは、液晶層の裏側にセンサを配置することによって、液晶層を透過した光の強度を監視することによって画像を捕捉することができ、すなわち画像センサによって画像を捕捉して、タブレット電子回路に伝送し、外部デバイスに記憶および／または伝送する。

上で開示した方法および設計の任意のものにおいて、捕捉されたデータは、デスクトップＰＣ、ラップトップ、ＰＤＡ、または携帯電話に無線または有線リンクを介して送信することができる。別のオプションは、捕捉した画像をデバイス自体のローカルフラッシュメモリまたは内部メモリに記憶することである。本明細書では以後、この機能を行うための本発明のデバイスに関するいくつかの異なる設計をより詳細に説明する。

コンパクト性、一体化、耐久性、低電力、および使いやすさを考慮して、とりわけ、タブレットの以下の実施形態の任意のものを、タブレットに描画された画像を外部デバイスで捕捉するために提供することができる。

１．動的データアップロード機能を備える筆記／描画タブレット
この例示的実施形態の全般的な設計ブロック図が図３に示されている。この設計は、筆記／描画タブレット１０と、タッチスクリーン４０と、関連の電子回路２００とを含む。回路２００は、汎用マイクロコントローラユニットと、ＭＣＵ２０５と、タッチスクリーン制御装置２０１と、タブレット駆動回路２０２と、電池２０３と、フラッシュメモリ２０４と、ＵＳＢポートＩＣ２０６と、ブルートゥースＩＣ２０７とからなる。タッチスクリーンデータ捕捉デバイス４０は筆記／描画面１０と一体化されて、図１に示されるような複合型の筆記および記録タブレット５０を形成する。描画面１０でのすべての筆記および描画が、データ捕捉デバイス４０によって感知されて、データ捕捉制御装置２０１によって座標データに変換され、この座標データは次いでＭＣＵ２０５によって捕捉される。次いで、ＭＣＵ２０５からのデータが、１つのデータ点、データ点の群、または１つの完全な捕捉によって、ＵＳＢポート２０６またはブルートゥースポート２０７を介して、ＰＣ、ラップトップ、ＰＤＡ、または携帯電話などの外部デバイス（図３には図示せず）に送信される。筆記タブレット上の画像は、駆動回路２０２に供給される電圧パルスによって消去される。

２．ローカルメモリを備える筆記／描画タブレット
この例示的実施形態の全般的な設計は、図４でのブロック図に示される。この設計は、筆記／描画面１０と、タッチスクリーンデータ捕捉デバイス４０と、関連の回路３００とを含む。回路３００は、汎用ＭＣＵ２０５と、データ捕捉制御装置２０１と、タブレット駆動回路２０２と、電池２０３と、フラッシュメモリ２０４と、任意選択のＵＳＢポート２０６とを含む。フラッシュメモリ２０４は着脱可能でよく、これは例えば、ＵＳＢフラッシュドライブまたはコンピュータ業界で一般に使用される他のタイプの着脱可能なフラッシュメモリ、例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）、メモリスティック、ＭｉｃｒｏＳＤ、ＭＭＣなどを使用したもの、または例えばラップトップコンピュータで使用されることがあるような内部ハードドライブを使用したものである。タッチスクリーン４０は筆記／描画タブレット１０と一体化されて、図１に示されるような複合型の筆記／記録タブレット５０を形成する。描画面１０でのすべての筆記および描画が、データ捕捉デバイス４０によって感知され、タッチスクリーン制御装置２０１によって座標データに変換され、ＭＣＵ２０５によって捕捉される。典型的には、画像全体が捕捉されて、ローカルフラッシュメモリ２０４に記憶される。次いで、画像ファイルは、ＵＳＢポート２０６を介して、ＰＣ、ラップトップ、ＰＤＡ、または携帯電話などの外部デバイス（図４には図示せず）に転送することができる。このフラッシュメモリ２０４は、外部デバイスにデータを転送するために取り外すことができる（ＳＤカードなど）。そのようなデバイスは、例えばＵＳＢドライブとして機能することもある。

さらに、メモリに記憶された画像は、外部ディスプレイ、またはタブレットと一体化されたレビュー／プレビューディスプレイを介して、タブレットによって再生することができる。例えば、スクロールボタンを提供することができ、スクロールボタンは、全画像セットをダウンロードすることなく、記憶された画像をスクロールして外部ディスプレイ／プレビューディスプレイ上に再び描画する。

さらなる実施形態のために、例えば以下のような様々な追加の機能を利用することができる。

１．ＡＳＩＣ：さらにコストを低減するとともに信頼性を高めるために、ＭＣＵ２０５と、ＵＳＢポート２０６と、タッチスクリーン制御装置２０１と、駆動回路２０２との代わりに、図５に示されるような１つのカスタム集積回路４００（ＡＳＩＣ）を使用することができる。

２．充電式電池：本設計における図３、図４、図５、および図６での電池２０３は、充電式のＬｉ−Ｐｏｌｙ電池（または他の再充電技術）、および／または電池を充電するために使用することができる太陽電池を利用することができる。Ｌｉ−Ｐｏｌｙ電池は、例えば太陽電池またはＵＳＢポートによって充電することができる。そのような設計は、部品の変更または交換なしで数年間もつことがある。これは真の意味で環境に配慮した設計（ｔｒｕｅ ｇｒｅｅｎ ｄｅｓｉｇｎ）である。

３．抵抗式タッチスクリーン：典型的な抵抗式タッチスクリーンは、タッチアクションをサポートするために可撓性基板とガラス基板を用いて形成される。しかし、この適用例ではタッチスクリーンが透明である必要はないので、ガラス基板は必要なく、したがって省くことができる。タッチスクリーンは、筆記／描画タブレットの裏側に、描画面の表示層（１層または複数層）の下に設置することができ、それを支持するために、筆記／描画タブレットの底面にあるプラスチックハウジングを利用することができる。また、そのような設計は、タッチスクリーンを薄く、軽量に、かつ耐久性のあるものにすることができる。また、この例示的実施形態では、光がタッチスクリーンの層を通過する必要がないので、タッチスクリーンの光学的特性は問題でない。タブレット表示層の下で使用することができる他のタッチスクリーン技術は、誘導式タッチスクリーンを含む。誘導技術は、ペン位置を感知するために共振回路を備える特殊なペン（スタイラス）を使用する。対照的に、容量式タッチスクリーンは、ほとんどの場合、表示層の上に適用する必要があり、したがって、描画タブレットに使用するためには透光性を考慮する必要がある。

図７ａは、想定されるデバイスの商業上実現可能な実施形態の一例の概念図を示す。筆記タブレット描画面５０がタッチスクリーンと一体化され、ハウジング５００内に収容され、このハウジング５００はさらに、例えば図３のブロック図２００または図４のブロック図３００で示されるような関連の電子回路を収容する。回路に必要な空間は、例えば図６および図７に示されるような適切なＡＳＩＣチップ４００を使用することで大幅に縮小される。着脱可能なフラッシュメモリを挿入するための任意選択の着脱可能なフラッシュメモリスロット３０４を使用して、ＰＣまたは閲覧用の他のデバイスに画像を転送することができ、または、画像は、記録タブレットのＵＳＢポートを接続するケーブル２１０によって、画像閲覧用のディスプレイを備えるＰＣや同様のデバイスなどの外部デバイス５１０に直接転送することができる。

４．小型ディスプレイ：図６および図７ｂに示されるように、小型ディスプレイ（例えば２．５インチＴＦＴ）などのディスプレイ２２０を、ページレビュー／プレビューのためにデバイスに追加することができる。また、そのようなディスプレイを使用して、タブレットに記憶された画像をスクロールすることもできる。

５．ボタンインターフェース：シンプルなユーザ機能を実現するために、シンプルなユーザインターフェースを提供することができる。例えば、２つまたは３つのアクチュエータ（例えば押しボタン）を備える設計が有用であることがあり、１つのアクチュエータは、画像を記憶する機能をオンにするためのものであり、別の１つのアクチュエータは、画像を消去するためのものであり、第３のアクチュエータは、画像を記憶するためのものである。任意選択で、１つの消去ボタンを利用して、データを記憶してから消去することができる。あるいは、記憶ボタンと消去ボタンの両方が同じ記憶機能をオンにすることも、異なる記憶機能をオンにすることもある。このために、スクロールボタンを提供することができ、または上のアクチュエータの１つを利用することができ、例えば、そのアクチュエータを複数回作動させることによって、またはアクチュエータをある期間にわたって押し続けることによって行われる。

６．ネガティブモード：ネガティブ描画モードは、本明細書に参照により援用する米国特許出願第１２／１５２７２９号で論じられている形態で実装することができる。このモードでは、画像は、筆記回路を使用して電圧Ｖ_ｗを印加することによって、スタイラスを使用して描画することができる。したがって、上述した通常モードとは対照的に、この描画モードには電力が利用される。電圧は、スタイラスでの筆記の期間にわたって印加される。好ましくは、Ｖ_ｗは、連続的なＡＣ電圧または両極性パルスのシーケンスである。筆記タブレットのユーザが見る液晶の表示領域全体に電場が印加されるように、パターン形成された電極またはパターン形成されていない電極に電圧が印加される。電圧Ｖ_ｗは、それが印加されるセル領域を焦点円錐テクスチャにドライブする。すなわち、この領域は、圧力が印加されてセル間隙が減少された、スタイラスの下のセル領域である。その領域内の平坦テクスチャが焦点円錐テクスチャにドライブされる。セル間隙が乱されていない残りのセル部分では、そこに電場が印加されているとしても、材料は平坦テクスチャのままであり、焦点円錐筆記に対する平坦な背景となっている。すなわち、電圧Ｖ_ｗが電極に印加されていても、セル間隙が乱されていない液晶材料は平坦テクスチャのままであり、焦点円錐テクスチャに変換されない。電力は描画操作後に除去することができ、画像は描画面上で維持される。

また、引用した出願に記載されているカラー描画機能も、データ捕捉機能を備える描画タブレットに利用することができることに留意されたい。また、やはり上記出願に記載されている描画の一部分の選択的消去も、データ捕捉機能を備えるタブレットに利用することができる。

実施例１：抵抗式タッチスクリーンを備える記録筆記タブレット
抵抗式タッチスクリーンは、携帯電話や様々な他のタッチスクリーンモニタなどの用途で一般に使用されている。抵抗式タッチスクリーンは、互いに上下に積層され、数ミクロンの間隙で離隔された２つの透明な可撓性基板を備えて製造される。各基板の内面に、透明導電材料、通常はインジウムスズ酸化物ＩＴＯが被覆される。尖ったスタイラスまたは指によって上側基板に圧力が印加されると、圧力が印加された点で、上側基板と下側基板の間に電気接点が形成される。基板の一方、例えば上側基板の導体に電圧が印加されるとき、分圧機能が生成される。スタイラスの座標は、Ｙ方向で一方の基板の導体に電圧を印加し、分圧機能によって生成される電圧を他方の基板の導体から読み取ってＹ座標を求め、次いで、Ｘ方向で他方の基板の導体に電圧を印加し、分圧機能によって生成される電圧を第１の基板の導体から読み取ってＸ座標を求めることによって求めることができる（例えば参照により援用する米国特許第６１７８０４８号参照）。

抵抗式タッチスクリーンの上にコレステリック感圧筆記タブレットを積層することによって、筆記タブレット情報記録デバイスの試作品を作製した。この試作品で使用した感圧筆記スクリーンは、Ｂｏｏｇｉｅ Ｂｏａｒｄ（商標）筆記タブレット（Ｋｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙｓ， Ｉｎｃ．（３４３， Ｐｏｒｔａｇｅ Ｂｌｖｄ．， Ｋｅｎｔ ＯＨ ４４２４０）の一社であるＩｍｐｒｏｖ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの製品）で使用されている品番１５８０００１５１６Ｂであった。使用した抵抗式タッチスクリーンは、４ワイヤ抵抗式タッチスクリーン、すなわちＢｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｔｏｕｃｈ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（３０１ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｃａｎｎｏｎ Ｆａｌｌｓ ＭＮ ５５００９）の品番４００４２９であった。感圧筆記スクリーンのアクティブ領域（５’’×７’’）を抵抗式タッチスクリーンのアクティブ領域（６’’×８’’）よりもわずかに小さいものにして、コレステリック筆記スクリーンを、筆記スクリーンの縁部の周りに貼着したテープによってタッチスクリーンの上に保持した。Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＭＳＰ４３０Ｆ２４８マイクロコントローラを使用した４ワイヤ抵抗式タッチスクリーン制御装置を、ＵＲＬ：http://focus.ti.com/lit/an/slaa384/slaa384.pdf（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｐ．Ｏ． Ｂｏｘ ６５５３０３， Ｄａｌｌａｓ ＴＸ ７５３６５））で得られるＮ ＢｒｅｎｎｅｒおよびＳｕｌｌｉｖａｎによる「Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｐｏｒｔ ＳＬＡＡ３８４−Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００８」に従って実装した。

タッチスクリーン制御装置の出力をシリアルポートを介してＰＣに接続することで、尖ったスタイラスを用いた感圧筆記タブレット上での画像の筆記が、ＳＬＡＡ３８４に含まれるＰＣアプリケーションの実行時にＰＣスクリーン上に同じ画像を描き出すことが観察された。ＰＣスクリーン上に生成された画像は、ＰＣの「プリントスクリーン」機能を使用して保存することができ、アプリケーションウィンドウをクリップボードにコピーし、次いでそのウィンドウを、ペイント（Ｐａｉｎｔ）などの描画アプリケーションにペーストし、そのアプリケーションから、後の再現のために保存することができた。

実施例２：誘導式タッチスクリーンを備える記録筆記テーブル
例えば参照により援用する米国特許第４７８６７６５号（特許文献９）に述べられているように、誘導式タッチスクリーンは、直列に接続されたインダクタとコンデンサの同調回路を含む特殊なスタイラスからなる。このスタイラスは、電源または他のデバイスに接続せず、タブレット内のコイル構成から導出される波の周波数にほぼ等しい共振周波数を有する。タブレット上でのスタイラスの位置は、スタイラス内で誘発されたエネルギーをタブレットに戻して結合させることによって検出される。

株式会社ワコムの誘導式タッチスクリーンモジュールの上にコレステリック感圧筆記タブレットを積層することによって、筆記タブレット情報記録デバイスの試作品を製造した。この試作品で使用したコレステリック感圧筆記スクリーンは、Ｂｏｏｇｉｅ Ｂｏａｒｄ（商標）筆記タブレット（Ｋｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙｓ， Ｉｎｃ．（３４３， Ｐｏｒｔａｇｅ Ｂｌｖｄ．， Ｋｅｎｔ ＯＨ ４４２４０）の一社であるＩｍｐｒｏｖ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの製品）で使用されている品番１５８０００１５１６Ｂであった。使用した誘導式タッチスクリーンは、株式会社ワコム（埼玉県加須市（旧北埼玉郡大利根町）豊野台二丁目５１０番地１）の品番ＳＵ５Ｅ−１３Ｗ０１ＡＳ−０１Ｘであった。実施例１と同様に、タッチスクリーンと、ディスプレイ上に描画された画像を表示するＰＣアプリケーションとの間でインターフェースで連結するために、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＭＳＰ４３０Ｆ２４８マイクロコントローラを使用した。この場合、マイクロコントローラは、タッチスクリーンに含まれるワコム社製タッチ制御装置にインターフェースで連結し、そのタッチ制御装置が、タッチスクリーンを制御してタッチ座標を提供した。コレステリック感圧筆記スクリーンを、ワコム社製タッチセンスモジュールの上に乗せ、テープを用いて、あるいは圧力をかけて所定位置に保持した。ＭＳＰ４３０ Ｆ２４８マイクロコントローラは、タッチスクリーンからのタッチ座標を、シリアルポートを介して、ＳＬＡＡ３８４におけるものと同様のＰＣアプリケーションに中継した。

誘導式タッチスクリーンを備える株式会社ワコムによって提供されるスタイラスによって、コレステリックタブレット上に画像を筆記することができ、それと同時に画像がデジタル化され、記録され、ＰＣに表示されることが観察された。タブレットがスタイラスの圧力にのみ応答し、例えばタブレットの上に置かれた手には応答しないという点で、実施例１の抵抗式タッチスクリーンに勝る誘導式タッチスクリーンの利点が見出された。

実施例３：Ｂａｍｂｏｏ（商標）Ｐｅｎ Ｔａｂｌｅｔと重ね合わせたコレステリック筆記タブレット
情報をデジタルで記録するためにコレステリック筆記タブレットをタッチセンスデバイスと結合するという概念は、株式会社ワコムの市販のＢａｍｂｏｏ（商標）Ｐｅｎ Ｔａｂｌｅｔの使用によって実証された。Ｂａｍｂｏｏ（商標）Ｐｅｎ Ｔａｂｌｅｔは、標準のコンピュータ、ラップトップ、またはデスクトップと共に動作するデバイスである。実施例２で説明した誘導式タッチスクリーン技術を使用して、Ｂａｍｂｏｏ（商標）Ｐｅｎがタブレットとして機能し、特殊な誘導スタイラスを用いて、コンピュータスクリーン上に手書きの情報または描画を表示する。このデバイスに関わる問題は、タブレットデバイス自体では手書きの筆記を見ることができないことである。コレステリックタブレットをＢａｍｂｏｏ（商標）Ｐｅｎ Ｔａｂｌｅｔに追加することでこの問題が解消される。この機能を実証するために、コレステリック感圧筆記スクリーン（Ｉｍｐｒｏｖ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの品番１５８０００１５１６Ｂ）をＢａｍｂｏｏ（商標）Ｔａｂｌｅｔの上に乗せ、圧力をかけて所定位置に保持した。また、コレステリックタブレット上に画像を筆記することで、コンピュータスクリーン上に同じ画像が生成されることが実証された。

本発明の多くの他の例示的実施形態は、上述した機能の様々な組合せによって提供することができる。本発明を、具体的な実施例および実施形態を使用して本明細書で上述してきたが、本発明の所期の範囲から必ずしも逸脱することなく、様々な代替形態を使用することができ、本明細書で説明した要素および／またはステップの代わりに均等形態を使用することができることを当業者は理解されよう。本発明の所期の範囲から逸脱することなく、本発明を特定の状況または特定の要件に適合させるために修正が必要となることがある。本発明は、本明細書で説明した特定の実装形態および実施形態に限定されず、特許請求の範囲は、それによって網羅される（字義通りのものであれ均等なものであれ、また開示されたものであれ開示されていないものであれ）全ての新規の実施形態およびまだ明らかになっていない実施形態を網羅するように、それらの最も広範な妥当な解釈を与えられるものと意図されている。

Claims (6)

1. データ捕捉機能を備える筆記／描画タブレットデバイスであって、
   タブレットデバイスに電力供給するための電源と、
   可撓性ポリマーの透明基板である第１の基板と、第２の基板と、第１の基板の内面と第２の基板の内面に配置された電極と、コレステリック液晶とポリマーとの分散を含んで第１の基板と第２の基板との間に配置されたコレステリック液晶層とを含み、前記タブレットデバイスに一体化された感圧描画面であって、ユーザによって第１の基板に圧力を加えると、感圧描画面上に描画又は筆記された画像を形成するコレステリック液晶の反射率が変化し、画像が電力なしで形成及び保持される、感圧描画面と、
   メモリ格納デバイスと、
   前記メモリ格納デバイスに記憶された画像データに対して前記感圧描画面上に描画または筆記された前記画像を捕捉するように適合されたデータ捕捉デバイスと、
   前記タブレットデバイスのユーザによって作動するのに適合されたスイッチであって、前記メモリ格納デバイスに記憶された前記画像データを消去せずに前記電極に電圧を与えることにより前記感圧描画面上に描画または筆記された前記画像を消去するように適合されたスイッチと、
   前記タブレットデバイスを外部デバイスに接続するように適合されたデータインターフェースであって、メモリ格納デバイスに記憶された画像データを外部デバイスに送信し、前記感圧描画面上に描画または筆記された画像を前記外部デバイス上に再生するようにも適合されたデータインターフェースと、
   を備える、筆記／描画タブレットデバイス。
2. ユーザによって手動で作動され、前記画像の捕捉を引き起こすように構成された別のスイッチをさらに備える、請求項１に記載のタブレットデバイス。
3. 特殊スタイラスをさらに備え、前記特殊スタイラスを用いずに前記感圧描画面上に描画または筆記された画像が、前記画像を前記データ捕捉デバイスに捕捉されることなく、ユーザにフィードバック表示されるように構成される、請求項１に記載のタブレットデバイス。
4. スタイラスをさらに備え、前記データ捕捉デバイスは、前記スタイラスが前記感圧描画面上に描画または筆記された前記画像を形成するために用いられるときに、前記感圧描画面上にスタイラスの位置を電子的に示すタッチスクリーンを含む、請求項１に記載のタブレットデバイス。
5. 前記スタイラスの位置を画像データに変換し、前記メモリ格納デバイスに前記画像を記憶するためのソフトウェアを実行するように構成された処理装置を備える請求項４に記載のタブレットデバイス。
6. 前記メモリ格納デバイスが前記タブレットデバイスに含まれるフラッシュメモリまたはＲＡＭである、請求項１に記載のタブレットデバイス。

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