JPWO2015141106A1 - 光学フィルム、表示パネル及び表示装置 - Google Patents

光学フィルム、表示パネル及び表示装置 Download PDF

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Abstract

読み取り装置によるベゼル部の位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることを目的とする。本開示の光学フィルムは、表示部と、表示部の周囲に形成されたベゼル部と、を有する光学フィルムであって、表示部及びベゼル部には、位置情報を表すパターンが形成されており、ベゼル部の単位面積あたりのパターンの占める面積は、表示部の単位面積あたりのパターンの占める面積よりも小さい。

Description

本開示は、光学フィルム、表示パネル及び表示装置に関する。
例えば、特許文献１のように、ペン型のデバイスを用いて、表示装置の平面上の座標位置を表す位置情報パターンを読み取る技術が知られている。
特開２０１２−２４３２０１号公報
表示装置の画面は、画像等を表示するための表示部と、表示面を取り囲むベゼル部とを含んでいる。ここで、読み取り装置によるベゼル部の位置情報パターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを増やすことが要請されている。
本開示は、読み取り装置によるベゼル部の位置情報パターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることを目的とする。
本開示の光学フィルムは、表示部と、表示部の周囲に形成されたベゼル部と、を有する光学フィルムであって、表示部及びベゼル部には、位置情報を表すパターンが形成されており、ベゼル部の単位面積あたりのパターンの占める面積は、表示部の単位面積あたりのパターンの占める面積よりも小さい。
本開示によれば、ベゼル部での位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置によるベゼル部の位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることができる。
図１は、実施の形態１に係る表示制御システムの外観図である。 図２は、実施の形態１に係る表示制御システムのブロック図である。 図３は、図１の表示パネルの３−３断面図である。 図４は、実施の形態１に係るドットパターンの拡大図である。 図５Ａは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第１の図である。 図５Ｂは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第２の図である。 図５Ｃは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第３の図である。 図５Ｄは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第４の図である。 図６は、実施の形態１に係るドットパターンと単位エリアを説明する図である。 図７は、図１の点線矩形の拡大図である。 図８は、実施の形態１に係るデジタルペンの動作を説明するフローチャートである。 図９は、実施の形態１に係る表示装置の動作を説明するフローチャートである。 図１０Ａは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第１の図である。 図１０Ｂは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第２の図である。 図１０Ｃは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第３の図である。 図１０Ｄは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第４の図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施の形態１）
［１．表示制御システムの構成］
図１は、実施形態１に係る表示制御システム１００の外観図である。表示制御システム１００は、表示装置２００と、光学式デジタルペン（以下、デジタルペン）３００を備えている。表示装置２００は、表示パネル２１０を含んでいる。表示パネル２１０の面上には、画像等を表示する表示部２１０ａと、表示部２１０ａを取り囲むベゼル部２１０ｂに分かれている。図１において、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂとの境界は所定距離の隙間を設けている。
なお、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂとの境界は、隙間を設けなくても構わない。
表示パネル２１０の表示部２１０ａおよびベゼル部２１０ｂには、表示パネル２１０上の位置に関する情報を表すドットパターンが設けられている。デジタルペン３００は、ドットパターンをペン先で光学的に読み取ることによって、デジタルペン３００の先端の位置の表示パネル２１０上の位置に関する情報（以下、位置情報）を検出する。表示装置２００とデジタルペン３００は、無線通信を介して接続しており、デジタルペン３００は、検出した位置情報を表示装置２００に送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００のペン先の位置情報を把握し、様々な表示制御を行う。
表示制御として、例えば、デジタルペン３００の先端を表示パネル２１０上で移動する場合について説明する。このとき、デジタルペン３００は、連続的に読み取ったドットパターンから、デジタルペン３００の先端の軌跡として、連続的な位置情報を検出する。デジタルペン３００は、検出した位置情報を、表示装置２００へと逐次送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００の先端の軌跡に応じて、表示パネル２１０に点を連続的に表示することができる。この機能を用いて、ユーザは、表示パネル２１０に文字や図形等をデジタルペン３００で手書き入力が可能になる。
続いて、表示制御システム１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る表示制御システム１００のブロック図であり、図３は、図１の表示パネル２１０の３−３断面図である。
図２において、表示装置２００は、表示パネル２１０、受信部２３０、表示側マイコン２４０を有している。表示装置２００は、他に電気的構成を有していてもよいが、記載を省略する。
受信部２３０は、デジタルペン３００から送信された信号を受信する。受信部２３０は、受信した信号を、表示側マイコン２４０に送信する。
表示側マイコン２４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリなどから構成されている。表示側マイコン２４０には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。表示側マイコン２４０は、受信部２３０にデジタルペン３００から無線通信を介して送信された信号に基づいて、表示パネル２１０に表示させる内容を制御する。
次に、表示パネル２１０の構成について詳細を説明する。図３に示すように、表示パネル２１０は、光学フィルム２１１、タッチセンサーガラス２１８、液晶パネル２１９を有している。
光学フィルム２１１は、表面から順に、基材としてのＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）フィルム２１３、複数のドット２１２により構成されるドットパターン、ドット平坦化層２１４、ベゼル加飾層２１５、加飾平坦化層２１７を有している。
ＰＥＴフィルム２１３は、表示パネル２１０の表面を保護し、また、ドット２１２等の層を積層するにあたっての基材として機能する。
ＰＥＴフィルム２１３の裏面、図３においては下側には、複数のドット２１２が積層されている。複数のドット２１２はそれぞれ、ＰＥＴフィルム２１３の裏面から、ドット２１２の厚みの分だけ突出している。そして、ＰＥＴフィルム２１３の単位エリアの複数のドット２１２で、１つのドットパターンが形成されている。ドット２１２は、赤外光を吸収する材料、すなわち、赤外光に対する透過率が低い材料、で形成される。
ドット平坦化層２１４は、ドット２１２とドット２１２の間を埋めるように、ＰＥＴフィルム２１３の裏面に積層されている。換言すると、ドット平坦化層２１４は、ＰＥＴフィルム２１３の裏面と複数のドット２１２を覆うように形成されている。ドット平坦化層２１４は、ＰＥＴフィルム２１３の裏面の全面に亘って形成されている。そして、ドット平坦化層２１４の裏面は平坦面となっている。ドット平坦化層２１４は、可視光と赤外光をともに透過する材料により形成されている。ドット平坦化層２１４は、例えば、アクリル系樹脂により形成される。
ベゼル加飾層２１５は、ベゼル部２１０ｂに、ドット平坦化層２１４の周辺部の裏面、すなわち、図３における下側、に積層されている。ベゼル加飾層２１５は、赤外線を拡散反射する単数あるいは複数の混合材料からなる。例えば、ベゼル面の色を白色とするならば、可視光を反射して白色を発現しながら、赤外光も反射する酸化チタンや二酸化チタン等の白色顔料を用いる。
なお、ベゼル加飾層２１５は、複数の層で構成するようにしてもよい。
加飾平坦化層２１７は、ベゼル加飾層２１５によるドット平坦化層２１４の裏面の段差を埋めるために積層されている。加飾平坦化層２１７は、ドット平坦化層２１４の裏面の全面に亘って形成されている。加飾平坦化層２１７の裏面は平坦面となっている。なお、加飾平坦化層２１７は、可視光と赤外光をともに透過する材料により形成されている。加飾平坦化層２１７は、例えば、アクリル系樹脂により形成される。
タッチセンサーガラス２１８は、ユーザのタッチ操作による圧力を検出するセンサを備えたガラスである。タッチセンサーガラス２１８は、加飾平坦化層２１７の裏面、すなわち、図３における下側、に配置される。
液晶パネル２１９は、カラーフィルタ、液晶層などを有している。液晶パネル２１９の裏面には、液晶パネル２１９に光を照射する、不図示のバックライト装置が配置されている。液晶パネル２１９は、表示側マイコン２４０による表示制御に基づき、液晶層の液晶配向を変化させるための電圧を掛ける。これにより、液晶パネル２１９は、バックライト装置からの光の透過量を制御して、各種の表示動作を実行する。
次に、デジタルペン３００の構成について説明する。
デジタルペン３００は、筆記用具のペンと同様の外観形状である。図２において、デジタルペン３００は、円筒状の本体ケース３１０、本体ケース３１０の先端に取り付けられたペン先部３２０を備えている。そして、デジタルペン３００は、本体ケース３１０の内部に、圧力センサ３３０、対物レンズ３４０、イメージセンサ３５０、ペン側マイコン３６０、送信部３７０、照射部３８０を有している。
本体ケース３１０は、円筒状である。ペン先部３２０は、先細り形状である。ペン先部３２０の先端は、表示パネル２１０の表面を傷つけない程度の丸みを帯びている。ペン先部３２０の形状は、ユーザが表示パネル２１０に表示される画像を認識しながらデジタルペン３００に圧力を加えやすい形状であればよい。
圧力センサ３３０は、本体ケース３１０に内蔵され、ペン先部３２０の基端部に連結されている。圧力センサ３３０は、ペン先部３２０に加わる圧力を検出する。具体的には、圧力センサ３３０は、ユーザがデジタルペン３００を用いて表示パネル２１０上に文字などを記入する際の、表示パネル２１０からペン先部３２０に加わる圧力を検出する。圧力センサ３３０は、例えば、デジタルペン３００を用いたユーザの入力動作の有無を判定する際に用いられる。圧力センサ３３０による圧力の検出結果は、ペン側マイコン３６０へ通知する。
照射部３８０は、本体ケース３１０のペン先部３２０の近傍に設けられている。照射部３８０は、例えば、赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成されている。照射部３８０は、本体ケース３１０のペン先部３２０から赤外光を照射するように設けられている。
対物レンズ３４０は、ペン先部３２０側から入射してくる光をイメージセンサ３５０に結像させる。対物レンズ３４０は、本体ケース３１０のペン先部３２０の近傍に設けられている。デジタルペン３００のペン先部３２０を表示装置２００の表示部２１０ａ又はベゼル部２１０ｂに向けた状態で照射部３８０から赤外光を照射すると、赤外光は表示パネル２１０を透過して、表示パネル２１０の裏側に位置する液晶パネル２１９或いは、ベゼル加飾層２１５で拡散反射する。その結果、表示パネル２１０を透過した赤外光の一部が、デジタルペン３００に戻ってくる。対物レンズ３４０には、照射部３８０から出射されて表示装置２００で拡散反射した赤外光が入射する。イメージセンサ３５０は、対物レンズ３４０の光軸上に設けられている。そのため、対物レンズ３４０を通過した赤外光は、イメージセンサ３５０の撮像面に結像される。
イメージセンサ３５０は、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換した画像信号を、ペン側マイコン３６０へ出力する。イメージセンサ３５０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサで構成される。ドットパターンを構成するドット２１２は、赤外光を吸収する材料、すなわち、赤外光に対する透過率が低い材料、で形成されている。そのため、ドットパターンを構成するドット２１２からは、デジタルペン３００へ赤外光がほとんど戻ってこない。他方、ドット２１２とドット２１２間の領域からは、ドット２１２の領域よりも多くの赤外光が戻ってくる。その結果、ドットパターンが黒く表現された光学像が、イメージセンサ３５０に撮像される。
ペン側マイコン３６０は、イメージセンサ３５０が撮像して生成した画像信号に基づいて、デジタルペン３００の表示パネル２１０上の位置情報を特定する。具体的には、ペン側マイコン３６０は、イメージセンサ３５０が撮像して生成した画像信号からドットパターンのパターン形状を取得し、そのパターン形状に基づいてペン先部３２０の表示パネル２１０上の位置を特定する。ペン側マイコン３６０は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されており、メモリには、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。
送信部３７０は、信号を外部に送信する。具体的には、送信部３７０は、ペン側マイコン３６０により特定された位置情報を無線通信先の表示装置２００の受信部２３０へ送信する。
［２．ドットパターン］
次に、ドットパターンの詳細について説明する。図４は、実施の形態１に係るドットパターンの拡大図である。図４において、ドットパターンを光学フィルム２１１のＰＥＴフィルム２１３側から見たときの拡大図である。図４において、ドットパターンのドット２１２の位置を説明するために、光学フィルム２１１上に、光学フィルム２１１上に実際には存在しない仮想の線として、第１基準線２２０と第２基準線２２１を引いている。第１基準線２２０と第２基準線２２１は互いに直交しており、第１基準線２２０と複数の第２基準線２２１により格子が形成される。
ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の周辺に配置される。つまり、ドット２１２は、格子点の近傍に配置される。図５Ａは、ドット２１２の配置パターンを説明する第１の図であり、図５Ｂは、ドット２１２の配置パターンを説明する第２の図であり、図５Ｃは、ドット２１２の配置パターンを説明する第３の図であり、図５Ｄは、ドット２１２の配置パターンを説明する第４の図である。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄにおいて、ドット２１２は、第１基準線２２０の延伸方向をＸ方向とし、第２基準線２２１の延伸方向をＹ方向とした場合に、第１基準線２２０と第２基準線２２１の交点から、Ｘ方向又はＹ方向に沿って、プラス側又はマイナス側へオフセットした位置に配置される。具体的には、光学フィルム２１１では、ドット２１２が、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄの何れかの配置をとるように配置される。図５Ａの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の上側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「１」で表す。図５Ｂの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の右側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「２」で表す。図５Ｃの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の下側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「３」で表す。図５Ｄの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の左側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「４」で表す。以上のように、ドット２１２は、その配置パターンに応じて、「１」から「４」の数値で表される。
図６は、ドットパターンと単位エリアを説明する図である。図６において、ドット２１２を縦６ドット×横６ドットを１つの単位エリア２２２ａ、２２２ｂとして、単位エリアに含まれる３６個のドット２１２で、１つのドットパターンを形成する。単位エリア２２２ａ、２２２ｂに含まれる３６個のドット２１２のそれぞれを、図５Ａ〜図５Ｄに示す「１」〜「４」の何れかの配置とすることによって、互いに異なる情報を持つドットパターンを形成することができる。光学フィルム２１１では、単位エリア２２２ａと単位エリア２２２ｂのドットパターンが、互いに異なるパターンとなっている。このように、全ての単位エリアのドットパターンは、互いに異なるパターンとなるように形成される。
光学フィルム２１１の単位エリアのドットパターンには、位置座標を示している。図６において、単位エリア２２２ａのドットパターンは、単位エリア２２２ａの中心位置の位置座標を示し、単位エリア２２２ｂのドットパターンは、単位エリア２２２ｂの中心位置の位置座標を示す。図６においてペン先部３２０が右下へ斜めに移動すると、デジタルペン３００が読み取る単位エリアは、単位エリア２２２ａから単位エリア２２２ｂへ変化する。この単位エリアの移動によって位置座標の変化を算出する。
次に、表示パネル２１０の表示部２１０ａおよび、ベゼル部２１０ｂにおけるドット２１２のドットの大きさについて説明する。図７は、図１の点線矩形Ｂの拡大図である。図７を用いて、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂのドットの大きさを説明する。図７において、単位エリアの面積は一定で、ドットとドットの間隔は一定のまま、すなわち、図４で説明した格子の大きさは変わらず、表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさとベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさを変化させる。具体的には、表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさとベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさを比べると、ドット２１２ａのほうが大きくなるように設定されている。表示パネル２１０の表示部２１０ａは、液晶パネル２１９により出力される画像を表示する。液晶パネル２１９は、カラー画像を出力するためにカラーフィルタ、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ：赤）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ：緑）、Ｂ（Ｂｌｕｅ：青）のカラーフィルタ、を有している。カラーフィルタとカラーフィルタの間には、色精度を担保するために、所定の幅を有したブラックマトリックスと呼ばれる格子構造が設けられている。表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさは、液晶パネル２１９のブラックマトリックスの幅、例えば４０ミクロン、より十分大きな値、例えば３倍以上の１２５ミクロン、に設定する。これにより、ブラックマトリックスとドットパターンが、デジタルペン３００からの赤外光の照射経路上で重なった場合でも、ドットパターンがブラックマトリックスに埋もれることなく、ペン先部３２０の読み取り精度を確保できる。
一方、ベゼル部２１０ｂには、ブラックマトリックスが存在しない。すなわち、ベゼル部２１０ｂでは、ブラックマトリックスとドットパターンとが、デジタルペン３００からの赤外光の照射経路上で重なってしまうことを考慮する必要がない。そのため、ベゼル部２１０ｂではドット２１２の大きさを考慮しなくてもよい。また、ベゼル部２１０ｂにおいてドット２１２を大きくすると、ブラックマトリックスが無いため、ドットパターンが目視により観察され、ベゼル色の色シフトや色の不均一性が発生し、外観品位が劣化してしまう。特に、白や淡色のベゼル色の場合は外観品位の劣化が顕著になる。そのため、ベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさは８０ミクロン程度の大きさに設定する。ベゼル部２１０ｂでは、ブラックマトリックスがないので、デジタルペン３００による読み取り精度を維持したままドットの大きさを表示部２１０ａよりも小さく設定することができ、色シフト、色の不均一性が大幅に軽減することができる。
以上のように、光学フィルム２１１において、ベゼル部２１０ｂに形成されたドットパターンのドット２１２ｂの大きさを、表示部２１０ａに形成されたドットパターンのドット２１２ａの大きさよりも小さく形成する。これにより、ベゼル部２１０ｂでの位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置であるデジタルペン３００によるベゼル部２１０ｂの位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部２１０ｂのカラーバリエーションを広げることができる。
［３．表示動作］
続いて、表示制御システム１００の表示動作について図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係るデジタルペン３００の動作を説明するフローチャートであり、図９は、本実施の形態に係る表示装置２００の動作を説明するフローチャートである。ユーザが、デジタルペン３００を用いて表示装置２００に文字を入力する場合について説明する。
まず、表示制御システム１００を構成する表示装置２００及び、デジタルペン３００の電源をオンにする。これにより、表示側マイコン２４０は、不図示の電源から電力が供給され、各種の動作を実行するための初期動作を完了させる。同様に、ペン側マイコン３６０は、不図示の電源から電力が供給され、各種の動作を実行するための初期動作を完了させる。表示装置２００と、デジタルペン３００とは、無線通信のペアリング技術を用いて、お互いに無線通信を確立させる。これにより、デジタルペン３００の送信部３７０から、表示装置２００の受信部２３０への通信が可能な状態となる。
続いて、図８を用いて、デジタルペン３００の動作を説明する。
（Ｓ８００）デジタルペン３００のペン側マイコン３６０は、ペン先部３２０の圧力の検出を行う。圧力の検出は、圧力センサ３３０が行う。圧力センサ３３０によって圧力が検出された場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ８１０へ進み、圧力センサ３３０によって圧力が検出されない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ８００へ戻る。
（Ｓ８１０）ペン側マイコン３６０は、ユーザが表示装置２００の表示パネル２１０に対して文字などをペン入力していると判定し、照射部３８０に赤外光の照射を行う。
対物レンズ３４０及びイメージセンサ３５０により、ペン先部３２０の位置にあるドットパターンを検出する。ここで、照射部３８０から照射された赤外光は、液晶パネル２１９或いは、ベゼル加飾層２１５で拡散反射し、一部の赤外光がデジタルペン３００へ戻ってくる。
デジタルペン３００のペン先部３２０が表示パネル２１０の表示部２１０ａ上を指しているとき、赤外光の照射先には、ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、加飾平坦化層２１７、タッチセンサーガラス２１８、液晶パネル２１９が存在する。ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、加飾平坦化層２１７、タッチセンサーガラス２１８は、赤外光を透過する材料により形成されているため、赤外線の大部分を透過することができる。一方、液晶パネル２１９上には拡散反射シートが張られているため、照射された赤外線は液晶パネル２１９上で拡散反射する。これにより、表示部２１０ａに対してデジタルペン３００から照射された赤外光は、一部がデジタルペン３００に戻ってくる。
デジタルペン３００のペン先部３２０が表示パネル２１０のベゼル部２１０ｂ上を指しているとき、赤外光の照射先には、ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、ベゼル加飾層２１５が存在する。ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４は、赤外光を透過する材料により形成されているため、赤外線の大部分を透過することができる。一方、ベゼル加飾層２１５は、赤外光を拡散反射する。これにより、ベゼル部２１０ｂに対してデジタルペン３００から照射された赤外光は、一部がデジタルペン３００に戻ってくる。
表示部２１０ａ及び、ベゼル部２１０ｂにおいて、デジタルペン３００側へ戻る赤外光は、ドットパターンのドット２１２をほとんど透過しない。対物レンズ３４０には主にドット２１２間の領域を透過した赤外光が到達する。そして、赤外光は、対物レンズ３４０を介してイメージセンサ３５０に受光される。対物レンズ３４０は、表示パネル２１０上においてペン先部３２０が指示している位置からの反射光を受光するように配置されている。その結果、表示パネル２１０の表示面上におけるペン先部３２０の指示位置のドットパターンがイメージセンサ３５０により撮像される。このようにして、対物レンズ３４０及びイメージセンサ３５０により、ドットパターンを光学的に読み取る。イメージセンサ３５０の撮像により生成された画像信号は、ペン側マイコン３６０に送信される。
（Ｓ８２０）次に、ペン側マイコン３６０は、受信した画像信号からドットパターンのパターン形状を取得し、そのパターン形状に基づいて、表示パネル２１０上におけるペン先部３２０の位置を特定する。
（Ｓ８３０）ペン側マイコン３６０は、特定した位置を、送信部３７０を介して表示装置２００へ送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００のペン先部３２０の位置を把握することができる。
続いて、図９を用いて、表示装置２００の動作を説明する。デジタルペン３００から送信された位置情報は、表示装置２００の受信部２３０により受信される。受信された位置情報は、受信部２３０から表示側マイコン２４０に送信される。
（Ｓ９００）表示側マイコン２４０は、位置情報を受信したか否かを検出する。位置情報を受信していない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ９００へ戻る。位置情報を受信した場合（Ｙｅｓの場合）、Ｓ９１０へ進む。
（Ｓ９１０）受信した位置情報が表示部２１０ａの位置を示す情報か、ベゼル部２１０ｂの位置を示す情報かを判定する。受信した位置情報が表示部２１０ａの位置の場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ９２０へ進み、受信した位置情報がベゼル部２１０ｂの位置の場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ９３０へ進む。
（Ｓ９２０）表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０に対して表示部２１０ａに対応する表示動作を実行する。具体的には、表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０の表示領域において位置情報に対応する位置の表示内容を変更するように表示パネル２１０を制御する。本実施の形態では、文字入力であるので、表示パネル２１０の表示領域において位置情報に対応する位置に点を表示する。デジタルペン３００でのペン入力が継続されている場合、表示側マイコン２４０は、位置情報を継続的に取得する。これにより、デジタルペン３００のペン先部３２０の移動に追従して、表示パネル２１０の表示領域上におけるペン先部３２０の位置に、点を連続的に表示することができる。すなわち、デジタルペン３００のペン先部３２０の軌跡に応じた文字を表示パネル２１０に表示できる。
（Ｓ９３０）表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０に対してベゼル部２１０ｂに対応する表示動作を実行する。具体的には、表示側マイコン２４０は、得られた位置情報がベゼル部２１０ｂを指し示していることを認識し、オペレーティングシステムの仕様に基づいて、メニュー表示や画面切り替え等の動作を行うよう表示パネル２１０を制御する。メニュー表示は、表示パネル２１０の表示部２１０ａに表示させる。
ステップＳ９００において、所定時間以上、圧力センサ３３０が圧力を検出しない場合には、ペン側マイコン３６０は、ユーザによるペン入力が継続していないと判定して、処理を終了する。そして、ペン側マイコン３６０は、表示側マイコン２４０に対する位置情報の送信を停止する。これにより、表示側マイコン２４０は、ペン入力が継続していないことを把握することができる。そして、表示側マイコン２４０も同様に、処理を終了する。
なお、以上の説明では、表示部２１０ａにおいては文字を記入する場合について説明したが、表示制御システム１００の使い方は、これに限らない。文字や数字に限らず、記号及び図形等を記入できることはもちろんのことであるが、デジタルペン３００を消しゴムのように用いて、表示パネル２１０に表示された文字、及び図形等を消すこともできる。さらには、デジタルペン３００をマウスのように用いて、表示パネル２１０に表示されるカーソルを移動させたり、表示パネル２１０に表示されるアイコンを選択したりすることもできる。すなわち、デジタルペン３００を用いて、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を操作することができる。
以上のように、表示制御システム１００においては、デジタルペン３００が指示する表示パネル２１０上の位置に応じて、表示装置２００への入力が行われ、表示装置２００がその入力に応じて様々な表示制御を行うことができる。
[４．効果等]
以上のように、ベゼル部での位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置であるデジタルペンによるベゼル部の位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることができる。
以上のように、本開示の例示として、本実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
例えば、上記では、位置情報パターンとして、ドットパターンの場合を例示したがこれに限定されない。ドットではなく、所定のマークを規則的に配列して位置情報パターンを形成するようにしてもよい。例えば、ピクセルブロックパターンを用いてもよい。
図１０Ａは、ピクセルブロックパターンを説明する第１の図であり、図１０Ｂは、ピクセルブロックパターンを説明する第２の図であり、図１０Ｃは、ピクセルブロックパターンを説明する第３の図であり、図１０Ｄは、ピクセルブロックパターンを説明する第４の図である。光学フィルム２１１において、例えば、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄのように互いに異なる情報としてデジタルペン３００が識別できるようピクセルブロックパターンを定義すればよい。図１０Ａの配置では、数値化する際には「１」で表す。図１０Ｂの配置では、数値化する際には「２」で表す。図１０Ｃの配置では、数値化する際には「３」で表す。図１０Ｄの配置では、数値化する際には「４」で表す。そして、ベゼル部２１０ｂの単位面積あたりにおけるピクセルブロックパターンが占める面積が、表示部２１０ａの単位面積あたりにおけるピクセルブロックパターンが占める面積よりも小さくなるように設定すればよい。ピクセルブロックパターンが占める面積が異なっていても、同種のパターンであれば、同じ情報としてデジタルペン３００が識別できるようにピクセルブロクパターンを定義する。
このように、位置情報のパターンをドットパターンや、ピクセルブロックパターンを用い、ベゼル部２１０ｂの色を白色等の比較的薄い色にしたとしても、位置情報のパターンを、ユーザの眼に対して目立たなくすることができる。その結果、デジタルペン３００によるベゼル部２１０ｂの位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル面のカラーバリエーションを広げることが可能となる。
本開示は、光学フィルム、表示パネルおよび表示装置等に適用できる。
１００ 表示制御システム
２００ 表示装置
２１０ 表示パネル
２１０ａ 表示部
２１０ｂ ベゼル部
２１１ 光学フィルム
２１２，２１２ａ，２１２ｂ ドット
２１３ ＰＥＴフィルム
２１４ ドット平坦化層
２１５ ベゼル加飾層
２１７ 加飾平坦化層
２１８ タッチセンサーガラス
２１９ 液晶パネル
２２０ 第１基準線
２２１ 第２基準線
２２２ａ，２２２ｂ 単位エリア
２３０ 受信部
２４０ 表示側マイコン
３００ デジタルペン
３２０ ペン先部
３３０ 圧力センサ
３４０ 対物レンズ
３５０ イメージセンサ
３６０ ペン側マイコン
３７０ 送信部
３８０ 照射部
本開示は、光学フィルム、表示パネル及び表示装置に関する。
例えば、特許文献１のように、ペン型のデバイスを用いて、表示装置の平面上の座標位置を表す位置情報パターンを読み取る技術が知られている。
特開２０１２−２４３２０１号公報
表示装置の画面は、画像等を表示するための表示部と、表示面を取り囲むベゼル部とを含んでいる。ここで、読み取り装置によるベゼル部の位置情報パターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを増やすことが要請されている。
本開示は、読み取り装置によるベゼル部の位置情報パターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることを目的とする。
本開示の光学フィルムは、表示部と、表示部の周囲に形成されたベゼル部と、を有する光学フィルムであって、表示部及びベゼル部には、位置情報を表すパターンが形成されており、ベゼル部の単位面積あたりのパターンの占める面積は、表示部の単位面積あたりのパターンの占める面積よりも小さい。
本開示によれば、ベゼル部での位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置によるベゼル部の位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることができる。
図１は、実施の形態１に係る表示制御システムの外観図である。 図２は、実施の形態１に係る表示制御システムのブロック図である。 図３は、図１の表示パネルの３−３断面図である。 図４は、実施の形態１に係るドットパターンの拡大図である。 図５Ａは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第１の図である。 図５Ｂは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第２の図である。 図５Ｃは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第３の図である。 図５Ｄは、実施の形態１に係るドットの配置パターンを説明する第４の図である。 図６は、実施の形態１に係るドットパターンと単位エリアを説明する図である。 図７は、図１の点線矩形の拡大図である。 図８は、実施の形態１に係るデジタルペンの動作を説明するフローチャートである。 図９は、実施の形態１に係る表示装置の動作を説明するフローチャートである。 図１０Ａは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第１の図である。 図１０Ｂは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第２の図である。 図１０Ｃは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第３の図である。 図１０Ｄは、実施の形態１に係るピクセルブロックパターンを説明する第４の図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施の形態１）
［１．表示制御システムの構成］
図１は、実施形態１に係る表示制御システム１００の外観図である。表示制御システム１００は、表示装置２００と、光学式デジタルペン（以下、デジタルペン）３００を備えている。表示装置２００は、表示パネル２１０を含んでいる。表示パネル２１０の面上には、画像等を表示する表示部２１０ａと、表示部２１０ａを取り囲むベゼル部２１０ｂに分かれている。図１において、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂとの境界は所定距離の隙間を設けている。
なお、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂとの境界は、隙間を設けなくても構わない。
表示パネル２１０の表示部２１０ａおよびベゼル部２１０ｂには、表示パネル２１０上の位置に関する情報を表すドットパターンが設けられている。デジタルペン３００は、ドットパターンをペン先で光学的に読み取ることによって、デジタルペン３００の先端の位置の表示パネル２１０上の位置に関する情報（以下、位置情報）を検出する。表示装置２００とデジタルペン３００は、無線通信を介して接続しており、デジタルペン３００は、検出した位置情報を表示装置２００に送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００のペン先の位置情報を把握し、様々な表示制御を行う。
表示制御として、例えば、デジタルペン３００の先端を表示パネル２１０上で移動する場合について説明する。このとき、デジタルペン３００は、連続的に読み取ったドットパターンから、デジタルペン３００の先端の軌跡として、連続的な位置情報を検出する。デジタルペン３００は、検出した位置情報を、表示装置２００へと逐次送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００の先端の軌跡に応じて、表示パネル２１０に点を連続的に表示することができる。この機能を用いて、ユーザは、表示パネル２１０に文字や図形等をデジタルペン３００で手書き入力が可能になる。
続いて、表示制御システム１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る表示制御システム１００のブロック図であり、図３は、図１の表示パネル２１０の３−３断面図である。
図２において、表示装置２００は、表示パネル２１０、受信部２３０、表示側マイコン２４０を有している。表示装置２００は、他に電気的構成を有していてもよいが、記載を省略する。
受信部２３０は、デジタルペン３００から送信された信号を受信する。受信部２３０は、受信した信号を、表示側マイコン２４０に送信する。
表示側マイコン２４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリなどから構成されている。表示側マイコン２４０には、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。表示側マイコン２４０は、受信部２３０にデジタルペン３００から無線通信を介して送信された信号に基づいて、表示パネル２１０に表示させる内容を制御する。
次に、表示パネル２１０の構成について詳細を説明する。図３に示すように、表示パネル２１０は、光学フィルム２１１、タッチセンサーガラス２１８、液晶パネル２１９を有している。
光学フィルム２１１は、表面から順に、基材としてのＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタレート）フィルム２１３、複数のドット２１２により構成されるドットパターン、ドット平坦化層２１４、ベゼル加飾層２１５、加飾平坦化層２１７を有している。
ＰＥＴフィルム２１３は、表示パネル２１０の表面を保護し、また、ドット２１２等の層を積層するにあたっての基材として機能する。
ＰＥＴフィルム２１３の裏面、図３においては下側には、複数のドット２１２が積層されている。複数のドット２１２はそれぞれ、ＰＥＴフィルム２１３の裏面から、ドット２１２の厚みの分だけ突出している。そして、ＰＥＴフィルム２１３の単位エリアの複数のドット２１２で、１つのドットパターンが形成されている。ドット２１２は、赤外光を吸収する材料、すなわち、赤外光に対する透過率が低い材料、で形成される。
ドット平坦化層２１４は、ドット２１２とドット２１２の間を埋めるように、ＰＥＴフィルム２１３の裏面に積層されている。換言すると、ドット平坦化層２１４は、ＰＥＴフィルム２１３の裏面と複数のドット２１２を覆うように形成されている。ドット平坦化層２１４は、ＰＥＴフィルム２１３の裏面の全面に亘って形成されている。そして、ドット平坦化層２１４の裏面は平坦面となっている。ドット平坦化層２１４は、可視光と赤外光をともに透過する材料により形成されている。ドット平坦化層２１４は、例えば、アクリル系樹脂により形成される。
ベゼル加飾層２１５は、ベゼル部２１０ｂに、ドット平坦化層２１４の周辺部の裏面、すなわち、図３における下側、に積層されている。ベゼル加飾層２１５は、赤外線を拡散反射する単数あるいは複数の混合材料からなる。例えば、ベゼル面の色を白色とするならば、可視光を反射して白色を発現しながら、赤外光も反射する酸化チタンや二酸化チタン等の白色顔料を用いる。
なお、ベゼル加飾層２１５は、複数の層で構成するようにしてもよい。
加飾平坦化層２１７は、ベゼル加飾層２１５によるドット平坦化層２１４の裏面の段差を埋めるために積層されている。加飾平坦化層２１７は、ドット平坦化層２１４の裏面の全面に亘って形成されている。加飾平坦化層２１７の裏面は平坦面となっている。なお、加飾平坦化層２１７は、可視光と赤外光をともに透過する材料により形成されている。加飾平坦化層２１７は、例えば、アクリル系樹脂により形成される。
タッチセンサーガラス２１８は、ユーザのタッチ操作による圧力を検出するセンサを備えたガラスである。タッチセンサーガラス２１８は、加飾平坦化層２１７の裏面、すなわち、図３における下側、に配置される。
液晶パネル２１９は、カラーフィルタ、液晶層などを有している。液晶パネル２１９の裏面には、液晶パネル２１９に光を照射する、不図示のバックライト装置が配置されている。液晶パネル２１９は、表示側マイコン２４０による表示制御に基づき、液晶層の液晶配向を変化させるための電圧を掛ける。これにより、液晶パネル２１９は、バックライト装置からの光の透過量を制御して、各種の表示動作を実行する。
次に、デジタルペン３００の構成について説明する。
デジタルペン３００は、筆記用具のペンと同様の外観形状である。図２において、デジタルペン３００は、円筒状の本体ケース３１０、本体ケース３１０の先端に取り付けられたペン先部３２０を備えている。そして、デジタルペン３００は、本体ケース３１０の内部に、圧力センサ３３０、対物レンズ３４０、イメージセンサ３５０、ペン側マイコン３６０、送信部３７０、照射部３８０を有している。
本体ケース３１０は、円筒状である。ペン先部３２０は、先細り形状である。ペン先部３２０の先端は、表示パネル２１０の表面を傷つけない程度の丸みを帯びている。ペン先部３２０の形状は、ユーザが表示パネル２１０に表示される画像を認識しながらデジタルペン３００に圧力を加えやすい形状であればよい。
圧力センサ３３０は、本体ケース３１０に内蔵され、ペン先部３２０の基端部に連結されている。圧力センサ３３０は、ペン先部３２０に加わる圧力を検出する。具体的には、圧力センサ３３０は、ユーザがデジタルペン３００を用いて表示パネル２１０上に文字などを記入する際の、表示パネル２１０からペン先部３２０に加わる圧力を検出する。圧力センサ３３０は、例えば、デジタルペン３００を用いたユーザの入力動作の有無を判定する際に用いられる。圧力センサ３３０による圧力の検出結果は、ペン側マイコン３６０へ通知する。
照射部３８０は、本体ケース３１０のペン先部３２０の近傍に設けられている。照射部３８０は、例えば、赤外線ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成されている。照射部３８０は、本体ケース３１０のペン先部３２０から赤外光を照射するように設けられている。
対物レンズ３４０は、ペン先部３２０側から入射してくる光をイメージセンサ３５０に結像させる。対物レンズ３４０は、本体ケース３１０のペン先部３２０の近傍に設けられている。デジタルペン３００のペン先部３２０を表示装置２００の表示部２１０ａ又はベゼル部２１０ｂに向けた状態で照射部３８０から赤外光を照射すると、赤外光は表示パネル２１０を透過して、表示パネル２１０の裏側に位置する液晶パネル２１９或いは、ベゼル加飾層２１５で拡散反射する。その結果、表示パネル２１０を透過した赤外光の一部が、デジタルペン３００に戻ってくる。対物レンズ３４０には、照射部３８０から出射されて表示装置２００で拡散反射した赤外光が入射する。イメージセンサ３５０は、対物レンズ３４０の光軸上に設けられている。そのため、対物レンズ３４０を通過した赤外光は、イメージセンサ３５０の撮像面に結像される。
イメージセンサ３５０は、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換した画像信号を、ペン側マイコン３６０へ出力する。イメージセンサ３５０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサで構成される。ドットパターンを構成するドット２１２は、赤外光を吸収する材料、すなわち、赤外光に対する透過率が低い材料、で形成されている。そのため、ドットパターンを構成するドット２１２からは、デジタルペン３００へ赤外光がほとんど戻ってこない。他方、ドット２１２とドット２１２間の領域からは、ドット２１２の領域よりも多くの赤外光が戻ってくる。その結果、ドットパターンが黒く表現された光学像が、イメージセンサ３５０に撮像される。
ペン側マイコン３６０は、イメージセンサ３５０が撮像して生成した画像信号に基づいて、デジタルペン３００の表示パネル２１０上の位置情報を特定する。具体的には、ペン側マイコン３６０は、イメージセンサ３５０が撮像して生成した画像信号からドットパターンのパターン形状を取得し、そのパターン形状に基づいてペン先部３２０の表示パネル２１０上の位置を特定する。ペン側マイコン３６０は、ＣＰＵ及びメモリなどから構成されており、メモリには、ＣＰＵを動作させるためのプログラムが実装されている。
送信部３７０は、信号を外部に送信する。具体的には、送信部３７０は、ペン側マイコン３６０により特定された位置情報を無線通信先の表示装置２００の受信部２３０へ送信する。
［２．ドットパターン］
次に、ドットパターンの詳細について説明する。図４は、実施の形態１に係るドットパターンの拡大図である。図４において、ドットパターンを光学フィルム２１１のＰＥＴフィルム２１３側から見たときの拡大図である。図４において、ドットパターンのドット２１２の位置を説明するために、光学フィルム２１１上に、光学フィルム２１１上に実際には存在しない仮想の線として、第１基準線２２０と第２基準線２２１を引いている。第１基準線２２０と第２基準線２２１は互いに直交しており、第１基準線２２０と複数の第２基準線２２１により格子が形成される。
ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の周辺に配置される。つまり、ドット２１２は、格子点の近傍に配置される。図５Ａは、ドット２１２の配置パターンを説明する第１の図であり、図５Ｂは、ドット２１２の配置パターンを説明する第２の図であり、図５Ｃは、ドット２１２の配置パターンを説明する第３の図であり、図５Ｄは、ドット２１２の配置パターンを説明する第４の図である。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄにおいて、ドット２１２は、第１基準線２２０の延伸方向をＸ方向とし、第２基準線２２１の延伸方向をＹ方向とした場合に、第１基準線２２０と第２基準線２２１の交点から、Ｘ方向又はＹ方向に沿って、プラス側又はマイナス側へオフセットした位置に配置される。具体的には、光学フィルム２１１では、ドット２１２が、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄの何れかの配置をとるように配置される。図５Ａの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の上側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「１」で表す。図５Ｂの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の右側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「２」で表す。図５Ｃの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の下側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「３」で表す。図５Ｄの配置では、ドット２１２は、第１基準線２２０と第２基準線２２１との交点の左側の位置に配置される。この配置を数値化する際には「４」で表す。以上のように、ドット２１２は、その配置パターンに応じて、「１」から「４」の数値で表される。
図６は、ドットパターンと単位エリアを説明する図である。図６において、ドット２１２を縦６ドット×横６ドットを１つの単位エリア２２２ａ、２２２ｂとして、単位エリアに含まれる３６個のドット２１２で、１つのドットパターンを形成する。単位エリア２２２ａ、２２２ｂに含まれる３６個のドット２１２のそれぞれを、図５Ａ〜図５Ｄに示す「１」〜「４」の何れかの配置とすることによって、互いに異なる情報を持つドットパターンを形成することができる。光学フィルム２１１では、単位エリア２２２ａと単位エリア２２２ｂのドットパターンが、互いに異なるパターンとなっている。このように、全ての単位エリアのドットパターンは、互いに異なるパターンとなるように形成される。
光学フィルム２１１の単位エリアのドットパターンには、位置座標を示している。図６において、単位エリア２２２ａのドットパターンは、単位エリア２２２ａの中心位置の位置座標を示し、単位エリア２２２ｂのドットパターンは、単位エリア２２２ｂの中心位置の位置座標を示す。図６においてペン先部３２０が右下へ斜めに移動すると、デジタルペン３００が読み取る単位エリアは、単位エリア２２２ａから単位エリア２２２ｂへ変化する。この単位エリアの移動によって位置座標の変化を算出する。
次に、表示パネル２１０の表示部２１０ａおよび、ベゼル部２１０ｂにおけるドット２１２のドットの大きさについて説明する。図７は、図１の点線矩形Ｂの拡大図である。図７を用いて、表示部２１０ａとベゼル部２１０ｂのドットの大きさを説明する。図７において、単位エリアの面積は一定で、ドットとドットの間隔は一定のまま、すなわち、図４で説明した格子の大きさは変わらず、表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさとベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさを変化させる。具体的には、表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさとベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさを比べると、ドット２１２ａのほうが大きくなるように設定されている。表示パネル２１０の表示部２１０ａは、液晶パネル２１９により出力される画像を表示する。液晶パネル２１９は、カラー画像を出力するためにカラーフィルタ、例えば、Ｒ（Ｒｅｄ：赤）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ：緑）、Ｂ（Ｂｌｕｅ：青）のカラーフィルタ、を有している。カラーフィルタとカラーフィルタの間には、色精度を担保するために、所定の幅を有したブラックマトリックスと呼ばれる格子構造が設けられている。表示部２１０ａのドット２１２ａの大きさは、液晶パネル２１９のブラックマトリックスの幅、例えば４０ミクロン、より十分大きな値、例えば３倍以上の１２５ミクロン、に設定する。これにより、ブラックマトリックスとドットパターンが、デジタルペン３００からの赤外光の照射経路上で重なった場合でも、ドットパターンがブラックマトリックスに埋もれることなく、ペン先部３２０の読み取り精度を確保できる。
一方、ベゼル部２１０ｂには、ブラックマトリックスが存在しない。すなわち、ベゼル部２１０ｂでは、ブラックマトリックスとドットパターンとが、デジタルペン３００からの赤外光の照射経路上で重なってしまうことを考慮する必要がない。そのため、ベゼル部２１０ｂではドット２１２の大きさを考慮しなくてもよい。また、ベゼル部２１０ｂにおいてドット２１２を大きくすると、ブラックマトリックスが無いため、ドットパターンが目視により観察され、ベゼル色の色シフトや色の不均一性が発生し、外観品位が劣化してしまう。特に、白や淡色のベゼル色の場合は外観品位の劣化が顕著になる。そのため、ベゼル部２１０ｂのドット２１２ｂの大きさは８０ミクロン程度の大きさに設定する。ベゼル部２１０ｂでは、ブラックマトリックスがないので、デジタルペン３００による読み取り精度を維持したままドットの大きさを表示部２１０ａよりも小さく設定することができ、色シフト、色の不均一性が大幅に軽減することができる。
以上のように、光学フィルム２１１において、ベゼル部２１０ｂに形成されたドットパターンのドット２１２ｂの大きさを、表示部２１０ａに形成されたドットパターンのドット２１２ａの大きさよりも小さく形成する。これにより、ベゼル部２１０ｂでの位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置であるデジタルペン３００によるベゼル部２１０ｂの位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部２１０ｂのカラーバリエーションを広げることができる。
［３．表示動作］
続いて、表示制御システム１００の表示動作について図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係るデジタルペン３００の動作を説明するフローチャートであり、図９は、本実施の形態に係る表示装置２００の動作を説明するフローチャートである。ユーザが、デジタルペン３００を用いて表示装置２００に文字を入力する場合について説明する。
まず、表示制御システム１００を構成する表示装置２００及び、デジタルペン３００の電源をオンにする。これにより、表示側マイコン２４０は、不図示の電源から電力が供給され、各種の動作を実行するための初期動作を完了させる。同様に、ペン側マイコン３６０は、不図示の電源から電力が供給され、各種の動作を実行するための初期動作を完了させる。表示装置２００と、デジタルペン３００とは、無線通信のペアリング技術を用いて、お互いに無線通信を確立させる。これにより、デジタルペン３００の送信部３７０から、表示装置２００の受信部２３０への通信が可能な状態となる。
続いて、図８を用いて、デジタルペン３００の動作を説明する。
（Ｓ８００）デジタルペン３００のペン側マイコン３６０は、ペン先部３２０の圧力の検出を行う。圧力の検出は、圧力センサ３３０が行う。圧力センサ３３０によって圧力が検出された場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ８１０へ進み、圧力センサ３３０によって圧力が検出されない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ８００へ戻る。
（Ｓ８１０）ペン側マイコン３６０は、ユーザが表示装置２００の表示パネル２１０に対して文字などをペン入力していると判定し、照射部３８０に赤外光の照射を行う。
対物レンズ３４０及びイメージセンサ３５０により、ペン先部３２０の位置にあるドットパターンを検出する。ここで、照射部３８０から照射された赤外光は、液晶パネル２１９或いは、ベゼル加飾層２１５で拡散反射し、一部の赤外光がデジタルペン３００へ戻ってくる。
デジタルペン３００のペン先部３２０が表示パネル２１０の表示部２１０ａ上を指しているとき、赤外光の照射先には、ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、加飾平坦化層２１７、タッチセンサーガラス２１８、液晶パネル２１９が存在する。ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、加飾平坦化層２１７、タッチセンサーガラス２１８は、赤外光を透過する材料により形成されているため、赤外線の大部分を透過することができる。一方、液晶パネル２１９上には拡散反射シートが張られているため、照射された赤外線は液晶パネル２１９上で拡散反射する。これにより、表示部２１０ａに対してデジタルペン３００から照射された赤外光は、一部がデジタルペン３００に戻ってくる。
デジタルペン３００のペン先部３２０が表示パネル２１０のベゼル部２１０ｂ上を指しているとき、赤外光の照射先には、ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４、ベゼル加飾層２１５が存在する。ＰＥＴフィルム２１３、ドット平坦化層２１４は、赤外光を透過する材料により形成されているため、赤外線の大部分を透過することができる。一方、ベゼル加飾層２１５は、赤外光を拡散反射する。これにより、ベゼル部２１０ｂに対してデジタルペン３００から照射された赤外光は、一部がデジタルペン３００に戻ってくる。
表示部２１０ａ及び、ベゼル部２１０ｂにおいて、デジタルペン３００側へ戻る赤外光は、ドットパターンのドット２１２をほとんど透過しない。対物レンズ３４０には主にドット２１２間の領域を透過した赤外光が到達する。そして、赤外光は、対物レンズ３４０を介してイメージセンサ３５０に受光される。対物レンズ３４０は、表示パネル２１０上においてペン先部３２０が指示している位置からの反射光を受光するように配置されている。その結果、表示パネル２１０の表示面上におけるペン先部３２０の指示位置のドットパターンがイメージセンサ３５０により撮像される。このようにして、対物レンズ３４０及びイメージセンサ３５０により、ドットパターンを光学的に読み取る。イメージセンサ３５０の撮像により生成された画像信号は、ペン側マイコン３６０に送信される。
（Ｓ８２０）次に、ペン側マイコン３６０は、受信した画像信号からドットパターンのパターン形状を取得し、そのパターン形状に基づいて、表示パネル２１０上におけるペン先部３２０の位置を特定する。
（Ｓ８３０）ペン側マイコン３６０は、特定した位置を、送信部３７０を介して表示装置２００へ送信する。これにより、表示装置２００は、デジタルペン３００のペン先部３２０の位置を把握することができる。
続いて、図９を用いて、表示装置２００の動作を説明する。デジタルペン３００から送信された位置情報は、表示装置２００の受信部２３０により受信される。受信された位置情報は、受信部２３０から表示側マイコン２４０に送信される。
（Ｓ９００）表示側マイコン２４０は、位置情報を受信したか否かを検出する。位置情報を受信していない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ９００へ戻る。位置情報を受信した場合（Ｙｅｓの場合）、Ｓ９１０へ進む。
（Ｓ９１０）受信した位置情報が表示部２１０ａの位置を示す情報か、ベゼル部２１０ｂの位置を示す情報かを判定する。受信した位置情報が表示部２１０ａの位置の場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ９２０へ進み、受信した位置情報がベゼル部２１０ｂの位置の場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ９３０へ進む。
（Ｓ９２０）表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０に対して表示部２１０ａに対応する表示動作を実行する。具体的には、表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０の表示領域において位置情報に対応する位置の表示内容を変更するように表示パネル２１０を制御する。本実施の形態では、文字入力であるので、表示パネル２１０の表示領域において位置情報に対応する位置に点を表示する。デジタルペン３００でのペン入力が継続されている場合、表示側マイコン２４０は、位置情報を継続的に取得する。これにより、デジタルペン３００のペン先部３２０の移動に追従して、表示パネル２１０の表示領域上におけるペン先部３２０の位置に、点を連続的に表示することができる。すなわち、デジタルペン３００のペン先部３２０の軌跡に応じた文字を表示パネル２１０に表示できる。
（Ｓ９３０）表示側マイコン２４０は、表示パネル２１０に対してベゼル部２１０ｂに対応する表示動作を実行する。具体的には、表示側マイコン２４０は、得られた位置情報がベゼル部２１０ｂを指し示していることを認識し、オペレーティングシステムの仕様に基づいて、メニュー表示や画面切り替え等の動作を行うよう表示パネル２１０を制御する。メニュー表示は、表示パネル２１０の表示部２１０ａに表示させる。
ステップＳ９００において、所定時間以上、圧力センサ３３０が圧力を検出しない場合には、ペン側マイコン３６０は、ユーザによるペン入力が継続していないと判定して、処理を終了する。そして、ペン側マイコン３６０は、表示側マイコン２４０に対する位置情報の送信を停止する。これにより、表示側マイコン２４０は、ペン入力が継続していないことを把握することができる。そして、表示側マイコン２４０も同様に、処理を終了する。
なお、以上の説明では、表示部２１０ａにおいては文字を記入する場合について説明したが、表示制御システム１００の使い方は、これに限らない。文字や数字に限らず、記号及び図形等を記入できることはもちろんのことであるが、デジタルペン３００を消しゴムのように用いて、表示パネル２１０に表示された文字、及び図形等を消すこともできる。さらには、デジタルペン３００をマウスのように用いて、表示パネル２１０に表示されるカーソルを移動させたり、表示パネル２１０に表示されるアイコンを選択したりすることもできる。すなわち、デジタルペン３００を用いて、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を操作することができる。
以上のように、表示制御システム１００においては、デジタルペン３００が指示する表示パネル２１０上の位置に応じて、表示装置２００への入力が行われ、表示装置２００がその入力に応じて様々な表示制御を行うことができる。
[４．効果等]
以上のように、ベゼル部での位置情報のパターンを目立たなくすることができ、読み取り装置であるデジタルペンによるベゼル部の位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル部のカラーバリエーションを広げることができる。
以上のように、本開示の例示として、本実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
例えば、上記では、位置情報パターンとして、ドットパターンの場合を例示したがこれに限定されない。ドットではなく、所定のマークを規則的に配列して位置情報パターンを形成するようにしてもよい。例えば、ピクセルブロックパターンを用いてもよい。
図１０Ａは、ピクセルブロックパターンを説明する第１の図であり、図１０Ｂは、ピクセルブロックパターンを説明する第２の図であり、図１０Ｃは、ピクセルブロックパターンを説明する第３の図であり、図１０Ｄは、ピクセルブロックパターンを説明する第４の図である。光学フィルム２１１において、例えば、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄのように互いに異なる情報としてデジタルペン３００が識別できるようピクセルブロックパターンを定義すればよい。図１０Ａの配置では、数値化する際には「１」で表す。図１０Ｂの配置では、数値化する際には「２」で表す。図１０Ｃの配置では、数値化する際には「３」で表す。図１０Ｄの配置では、数値化する際には「４」で表す。そして、ベゼル部２１０ｂの単位面積あたりにおけるピクセルブロックパターンが占める面積が、表示部２１０ａの単位面積あたりにおけるピクセルブロックパターンが占める面積よりも小さくなるように設定すればよい。ピクセルブロックパターンが占める面積が異なっていても、同種のパターンであれば、同じ情報としてデジタルペン３００が識別できるようにピクセルブロクパターンを定義する。
このように、位置情報のパターンをドットパターンや、ピクセルブロックパターンを用い、ベゼル部２１０ｂの色を白色等の比較的薄い色にしたとしても、位置情報のパターンを、ユーザの眼に対して目立たなくすることができる。その結果、デジタルペン３００によるベゼル部２１０ｂの位置情報のパターンの読み取り精度を維持しながらも、ベゼル面のカラーバリエーションを広げることが可能となる。
本開示は、光学フィルム、表示パネルおよび表示装置等に適用できる。
１００ 表示制御システム
２００ 表示装置
２１０ 表示パネル
２１０ａ 表示部
２１０ｂ ベゼル部
２１１ 光学フィルム
２１２，２１２ａ，２１２ｂ ドット
２１３ ＰＥＴフィルム
２１４ ドット平坦化層
２１５ ベゼル加飾層
２１７ 加飾平坦化層
２１８ タッチセンサーガラス
２１９ 液晶パネル
２２０ 第１基準線
２２１ 第２基準線
２２２ａ，２２２ｂ 単位エリア
２３０ 受信部
２４０ 表示側マイコン
３００ デジタルペン
３２０ ペン先部
３３０ 圧力センサ
３４０ 対物レンズ
３５０ イメージセンサ
３６０ ペン側マイコン
３７０ 送信部
３８０ 照射部

Claims (6)

  1. 表示部と、前記表示部の周囲に形成されたベゼル部と、を有する光学フィルムであって、
    前記表示部及び前記ベゼル部には、位置情報を表すパターンが形成されており、
    前記ベゼル部の単位面積あたりの前記パターンの占める面積は、前記表示部の単位面積あたりの前記パターンの占める面積よりも小さい、
    光学フィルム。
  2. 前記パターンは、ドットパターンであり、
    前記ベゼル部の前記ドットパターンのドットの大きさは、前記表示部の前記ドットパターンのドットよりも小さい、
    請求項１に記載の光学フィルム。
  3. 前記ベゼル部の前記ドット間の間隔と前記表示部の前記ドット間の間隔は同じである、
    請求項２に記載の光学フィルム。
  4. 前記パターンは、ピクセルブロックパターンであり、
    前記ベゼル部の単位面積あたりの前記ピクセルブロックパターンの占める面積は、前記表示部の単位面積あたりの前記ピクセルブロックパターンの占める面積よりも小さい、
    請求項１に記載の光学フィルム。
  5. 画像を表示するパネルと、
    前記パネル上に設けられた請求項１に記載の光学フィルムと、を備える、
    表示パネル。
  6. 請求項５に記載の表示パネルと、
    読み取り装置により検出した前記表示部に生成された前記パターンの位置情報を受信する受信部と、
    前記位置情報に基づいて前記表示パネルに表示させる内容を制御する表示側マイコンと、を備える、
    表示装置。
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