JP4862466B2 - 下敷き、入力装置及び筆跡情報取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、下敷き、入力装置及び筆跡情報取得方法に関し、より詳細には、用紙に手書きした内容を電子化するのに用いられる下敷き等に関するものである。

近年、細かなドットが印刷された特殊な用紙に文字や絵を描き、ユーザがこの用紙上に書いた文字等のデータをパソコンや携帯電話等に転送し、この内容の保存や、メール送信を可能にする技術が注目されている。この技術では、この特殊な用紙に例えば０.３ｍｍ程度の間隔にて小さなドットが印刷され、これが例えば所定の大きさのグリッドごとに、全て異なるパターンを描くように構成されている。これを、例えばデジタルカメラを内蔵した専用のペンを用いて読み込むことで、この特殊な用紙上に書かれた文字等の位置を特定することができ、このような文字等を電子情報として利用することが可能となる。

ここで、公報記載の従来技術として、複数のマークを備えた符号化パターンを用紙に形成する技術もある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、符号化パターンを備えた複数のマークの各々は、少なくとも２つの異なる値のうちの１つを表している。そして、符号化パターンは複数の基準位置を備えている。また、複数のマークの各々が１つの基準位置に関連付けられ、各マークの値がその基準位置に対する位置によって決定されている。このような構成により、全てのマークは同じ外形を有して良く、従来よりも符号化パターンを単純化することができ、また、従来よりも符号化パターンの認識が簡単に行われる。

特表２００３−５１１７６１号公報

しかしながら、上述した従来技術において、文字等を電子情報として利用する場合には、細かなドットを印刷した用紙（デジタルペーパ）を用いる必要がある。したがって、細かなドットを印刷していない用紙については、文字等を電子情報として利用するサービスを受けることができない。すなわち、持ち歩けるデジタルペーパの枚数には限りがあり、デジタルペーパが手元に無ければサービスを受けることが出来ない。また、デジタルペーパは、コストも高く入手先も限られてしまう。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、専用の紙を用いずとも所定のサービスを受ける機会を増やすことにある。
また別の目的は、所定のサービスを安価で受け得るようにすることにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される下敷きは、所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷され、ユーザが行う行為による用紙上の指示位置が、コード情報を読み取る読み取り手段により認識可能であることを特徴とするものである。

ユーザが行う行為による用紙上の指示位置が、コード情報を読み取る読み取り手段により用紙を透過して認識可能であることを特徴とすることができる。また、コード情報は、赤外ないしテラヘルツ波に対して吸収性能を持つ色材を含むインクで印刷されていることを特徴とすることができる。また、複数の用紙のうち特定の用紙を区別することを可能にする用紙認識画像を更に備えることを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される入力装置は、所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷され、用紙が載置されて用いられる下敷きと、下敷きに載置された用紙における筆跡情報を下敷きのコード情報を用いて取得するペンデバイスと、を含むものである。

ペンデバイスは、下敷きのコード情報を用紙を透過して認識可能であることを特徴とすることができる。また、他の用紙との区別を可能にするための用紙認識画像が付されている用紙を更に含むことを特徴とすることができる。また、下敷きに設けられ、下敷きに載置されている用紙に向けて光を発する面状発光素子を更に含むことを特徴とすることができる。そして、面状発光素子は、ＥＬ発光シートであることを特徴とすることができる。

更に本発明を別の観点から捉えると、本発明が適用される筆跡情報取得方法は、所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷されている下敷きに用紙の一面を接触させ、用紙の他面から下敷きのコード情報を読み取り、読み取ったコード情報を処理して用紙の他面における筆跡情報を取得することを特徴とするものである。

本発明によれば、専用の紙を用いずとも所定のサービスを受ける機会を増やすことが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるシステムの構成の一例を示したものである。このシステムは、少なくとも、電子文書の印刷を指示する端末装置１００と、電子文書を印刷する際に媒体に付与する識別情報を管理し、この識別情報等を含むコード画像（コードパターン画像）を生成する識別情報管理サーバ２００と、コード画像を印刷する画像形成装置３００と、がネットワーク９００に接続されることにより構成されている。

また、識別情報管理サーバ２００には、識別情報を記憶する記憶装置としての識別情報リポジトリ(repository)２５０が接続されている。
更に、このシステムは、端末装置１００からの指示により画像形成装置３００にて出力される剛体板の印刷物（以下、下敷きともいう）４００と、印刷物４００の上に載置される用紙５００と、用紙５００に文字又は図形を記録し、その文字又は図形の記録情報を読み取るペンデバイス６００（読み取り手段）と、を含む。また、ネットワーク９００には、ペンデバイス６００により読み取られた記録情報を表示する端末装置７００も接続されている。
なお、本明細書では、「電子文書」の文言を用いるが、これは、テキストを含む「文書」を電子化したデータのみを意味するものではない。例えば、絵、写真、図形等の画像データ（ラスタデータかベクターデータかによらない）、その他の印刷可能な電子データも含めて「電子文書」としている。

以下、本システムの動作の概略を説明する。
まず、端末装置１００は、識別情報管理サーバ２００に対し、コード画像を印刷するよう指示する（Ａ）。このとき、端末装置１００からは、用紙サイズ、向き、縮小／拡大、Ｎ−ｕｐ（用紙の１ページ内に電子文書のＮページを割り付ける印刷）、両面印刷等の印刷属性も入力される。なお、端末装置１００からは、ユーザのアプリケーションプログラム（以下、「ユーザＡＰ」という）が印刷物に基づく処理を行う際に用いる付加情報も入力されるように構成できる。ここにいう付加情報としては、例えば媒体に対する処理に用いられる情報を想定することができ、具体的には、複写禁止、複写可能回数等をあげることができる。
これにより、識別情報管理サーバ２００は、識別情報リポジトリ２５０にて管理されている識別情報と、印刷属性に応じて決定された位置情報とを含むコード画像について、画像形成装置３００にその印刷を指示する（Ｂ）。なお、ここにいう識別情報とは、電子文書の画像が印刷された個々の媒体（用紙）を一意に識別する情報をいい、位置情報とは、個々の媒体上の座標位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を特定するための情報をいう。
その後、画像形成装置３００は、識別情報管理サーバ２００からの指示に従い、印刷物４００を出力する（Ｃ）。

一方、ユーザが、印刷物４００の上に用紙５００を載置して、ペンデバイス６００を用いて用紙５００に文字又は図形を記録（筆記）したとする（Ｄ）。これにより、ペンデバイス６００の撮像素子が、印刷物４００上の一定の領域を捕捉し、位置情報及び識別情報を得る。そして、位置情報に基づいて求められた文字又は図形の軌跡情報と、識別情報とが、無線又は有線により端末装置７００へ転送される（Ｅ）。なお、本システムでは、赤外光の吸収率が所定の基準よりも高い不可視トナーを用いて不可視画像を形成し、赤外光の照射及び検知が可能なペンデバイス６００によって不可視画像を読み取ることを可能にしている。
なお、このような構成はあくまで一例であり、識別情報管理サーバ２００の機能を画像形成装置３００の画像処理部にて実現してもよい。また、印刷物４００及び用紙５００については後述する。

次に、本システムの構成及び動作について、より詳細に説明する。
図２は、識別情報管理サーバ２００の構成の一例を示す図である。
識別情報管理サーバ２００は、受信部２０ａと、対応情報管理部２１と、対応情報ＤＢ（データベース）２２と、コード画像生成部２３と、コード画像バッファ２４と、送信部２０ｂと、を備えている。
また、コード画像生成部２３は、位置情報符号化部２３ａと、位置コード生成部２３ｂと、識別情報符号化部２３ｃと、識別コード生成部２３ｄと、コード配置部２３ｅと、パターン格納部２３ｆと、パターン画像生成部２３ｇと、を備えている。

受信部２０ａは、印刷指示、印刷対象の電子文書等の各種情報をネットワーク９００から受信する。
対応情報管理部２１は、対応情報ＤＢ２２への情報の登録、及び、対応情報ＤＢ２２からの情報の読み出しを行う。対応情報ＤＢ２２は、媒体を識別する識別情報等の対応を記憶するデータベースである。
コード画像生成部２３は、コード画像の生成に必要な情報に基づいて、コード画像を生成し、コード画像バッファ２４へ格納する。送信部２０ｂは、コード画像バッファ２４に画像を出力する指示を、ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ等に代表されるＰＤＬ(Page Description Language)として画像形成装置３００へ送信する。

位置情報符号化部２３ａは、位置情報を所定の符号化方式により符号化する。この符号化には、例えば、既知の誤り訂正符号であるＲＳ（リードソロモン）符号やＢＣＨ符号を用いることができる。また、誤り検出符号として、位置情報のＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)やチェックサム値を計算し、それを冗長ビットとして位置情報に付加することもできる。また、疑似雑音系列の一種であるＭ系列符号を位置情報として利用することもできる。Ｍ系列符号は、Ｐ次のＭ系列（系列長２Ｐ−１）の場合、Ｍ系列から長さＰの部分系列を取り出したときに、その部分系列に現われるビットパターンがＭ系列中に一度しか現われない性質を利用して符号化を行うものである。

位置コード生成部２３ｂは、符号化された位置情報を、コード情報として埋め込む形式に変換する。例えば、第三者による解読が困難になるように、符号化された位置情報における各ビットの配置を、疑似乱数等により入れ替えたり暗号化したりすることができる。また、位置コードが２次元配置される場合は、ビット値をコードの配置と同様に２次元配置しておく。

なお、本実施の形態において、位置情報符号化部２３ａは、印刷属性ごとに予め生成され格納された符号化位置情報の中から、印刷属性に応じた符号化位置情報を選択するものとする。用紙サイズ、向き、縮小／拡大、Ｎ−ｕｐ等の印刷が決まれば、用紙上に印刷する位置コードは１つに特定できるからである。
一方、印刷属性が常に同じ場合は、用紙上に印刷する位置コードも常に同じになる。従って、同じ印刷属性での印刷のみを行う場合は、位置情報符号化部２３ａと位置コード生成部２３ｂとをまとめて、１セットの位置コードを格納する位置コード格納部とし、常にその位置コードを用いるようにしてもよい。

識別情報符号化部２３ｃは、識別情報が入力されると、識別情報を所定の符号化方式により符号化する。この符号化には、位置情報の符号化に使用したのと同様の方式を使用することができる。
識別コード生成部２３ｄは、符号化された識別情報を、コード情報として埋め込む形式に変換する。例えば、第三者による解読が困難になるように、符号化された識別情報における各ビットの配置を、疑似乱数等により入れ替えたり暗号化したりすることができる。また、識別コードが２次元配置される場合は、ビット値をコードの配置と同様に２次元配置しておく。

コード配置部２３ｅは、コードと同じ形式に配置された符号化位置情報と符号化識別情報とを合成し、出力画像サイズに相当する２次元コード配列を生成する。このとき、符号化位置情報としては、配置位置により異なる位置情報を符号化した符号を使用し、符号化識別情報としては、位置によらず同じ情報を符号化した符号を使用する。
パターン画像生成部２３ｇは、２次元コード配列における配列要素のビット値を確認し、各ビット値に対応するビットパターン画像をパターン格納部２３ｆより取得して、２次元コード配列を画像化したコード画像として出力する。

なお、これらの機能部分は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。具体的には、識別情報管理サーバ２００の図示しないＣＰＵが、受信部２０ａ、対応情報管理部２１、コード画像生成部２３、送信部２０ｂの各機能を実現するプログラムを外部記憶装置から主記憶装置に読み込んで処理を行う。

次に、この識別情報管理サーバ２００が端末装置１００からの指示に応じて画像形成装置３００に対し画像出力指示を送信する際の動作について説明する。
識別情報管理サーバ２００では、まず、受信部２０ａが、端末装置１００から印刷対象の電子文書の格納場所の指定と印刷属性とを含む印刷指示を受信する。そして、受信した情報のうち、印刷属性は対応情報管理部２１に受け渡され、対応情報管理部２１がこの印刷属性を保持する。

対応情報管理部２１は、コード生成に必要な情報（識別情報及び印刷属性）をコード画像生成部２３に出力する。これにより、位置情報符号化部２３ａで、印刷属性に対応する位置情報が符号化され、位置コード生成部２３ｂで、符号化された位置情報を示す位置コードが生成される。また、識別情報符号化部２３ｃで、識別情報が符号化され、識別コード生成部２３ｄで、符号化された識別情報を示す識別コードが生成される。
そして、コード配置部２３ｅにより出力画像サイズに相当する２次元コード配列が生成され、パターン画像生成部２３ｇにより２次元コード配列に対応するパターン画像が生成される。コード画像生成部２３ｇが生成したコード画像は、コード画像バッファ２４を介して送信部２０ｂに受け渡される。
なお、対応情報管理部２１は、端末装置１００から印刷指示があった電子文書の対応する色材情報を送信部２０ｂに受け渡す。そして、印刷対象の電子文書の文書画像とコード画像との合成画像を色材情報に基づいて画像形成装置３００が媒体の面に印刷し、ユーザは印刷物４００を得ることになる。

次に、画像形成装置３００の概略について説明する。
図３は、画像形成装置３００の構成例を示した図である。図３に示す画像形成装置３００は、所謂タンデム型の装置であって、例えば、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、３１Ｉ（３１）と、各画像形成ユニット３１Ｙ〜３１Ｉにて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト３６とを備えている。また、画像形成装置３００は、中間転写ベルト３６上に転写された重ね画像を媒体（プラスチック板）Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置３１０と、二次転写された画像を媒体Ｐ上に定着させる定着装置３４０と、を備えている。

この画像形成装置３００では、常用色（通常色）であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー像を形成する画像形成ユニット３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃの他に、赤外に吸収を持つ黒（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成ユニット３１Ｋ、不可視のトナー像を形成する画像形成ユニット３１Ｉがタンデムを構成する画像形成ユニットの一つとして設けられている。なお、トナーの組成については、後で詳しく述べる。

本実施の形態において、各画像形成ユニット３１は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム３２の周囲に、これらの感光体ドラム３２を帯電させる帯電器３３と、感光体ドラム３２上に静電潜像を書き込むレーザ露光器３４（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）とが配置されている。また、感光体ドラム３２の周囲には、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム３２上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器３５、感光体ドラム３２上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト３６に転写する一次転写ロール３７、および、感光体ドラム３２上の残留トナーを除去するドラムクリーナ３８等の電子写真用デバイスが順次配設されている。
これらの画像形成ユニット３１は、中間転写ベルト３６の上流側から、黄（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）、不可視（Ｉ色）の順に配置されている。
中間転写ベルト３６は、各種ロールによって図に示すＢ方向に回動可能に構成されている。
二次転写装置３１０は、中間転写ベルト３６のトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１１と、中間転写ベルト３６の裏面側に配置されて二次転写ロール３１１の対向電極をなすバックアップロール３１２とを備えている。
二次転写ロール３１１の下流側には二次転写後の中間転写ベルト３６の表面をクリーニングするベルトクリーナ３２１が設けられている。二次転写ロール３１１の上流側には、画質調整を行なうための画像濃度センサ３２２が配設されている。

次に、この画像形成装置３００の作像プロセスについて説明する。ユーザによりスタートスイッチ（図示せず）がオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置３００をカラープリンタとして構成する場合には、ネットワーク９００から送信されたデジタル画像信号をメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている５色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｉ）のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行わせるようにする。

すなわち、画像処理によって得られた各色の画像記録信号に基づいて画像形成ユニット３１の各々を駆動する。そして、各画像形成ユニット３１では、帯電器３３により一様に帯電された感光体ドラム３２に対し、画像記録信号に応じた静電潜像が、レーザ露光器３４によりそれぞれ書き込まれる。また、書き込まれた各静電潜像を各色のトナーが収容される現像器３５により現像して各色のトナー像が形成される。

そして、各感光体ドラム３２に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３２と中間転写ベルト３６とが接する一次転写位置で、一次転写ロール３７により印加される一次転写バイアスにより感光体ドラム３２から中間転写ベルト３６の表面に一次転写される。このようにして中間転写ベルト３６に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト３６上で重ね合わされ、中間転写ベルト３６の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。

一方、媒体Ｐは、所定のタイミングで二次転写装置３１０の二次転写位置へと搬送され、中間転写ベルト３６（バックアップロール３１２）に対して二次転写ロール３１１が媒体Ｐをニップする。そして、二次転写ロール３１１とバックアップロール３１２との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト３６に担持された重ねトナー像が媒体Ｐに二次転写される。
その後、トナー像が転写された媒体Ｐは定着装置３４０へと搬送され、トナー像の定着が行われる。一方、二次転写後の中間転写ベルト３６は、ベルトクリーナ３２１によって残留トナーが除去される。

ここで、画像形成装置３００で使用されるトナーについて詳細に説明する。
まず、画像形成ユニット３１Ｙにて用いられるＹトナー、画像形成ユニット３１Ｍにて用いられるＭトナー、画像形成ユニット３１Ｃにて用いられるＣトナー、および画像形成ユニット３１Ｋにて用いられるＫトナーとしては、従来から使用されているトナーを用いる。すなわち、Ｋトナーは、赤外光を吸収するカーボンブラックを黒色の色剤とするものである。

また、画像形成ユニット３１Ｉにて用いられる不可視トナーとしては、例えば、特開２００３−１８６２３８号公報に記載された材料を用いることができる。すなわち、結着樹脂と無機材料粒子からなる近赤外光吸収材料とを含むものを用いることが考えられる。
ここで、結着樹脂としては、具体的には、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
また、近赤外光吸収材料としては、少なくともＣｕＯとＰ₂Ｏ₅を含む無機材料粒子を用いることができる。なお、不可視トナー粒子中におけるＣｕＯの含有濃度は、６質量％〜３５質量％の範囲が好ましく、１０質量％〜３０質量％の範囲がより好ましい。更に、無機材料粒子は、不可視トナー中における無機材料粒子の均一分散性と、電子写真用の記録材料として必要となる適度な負極摩擦帯電性とを得るため、ＣｕＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、及びＫ₂Ｏを必須の構成成分とする銅燐酸結晶化ガラスからなることが好ましい。この銅燐酸結晶化ガラスの組成は、ＣｕＯが２０質量％〜６０質量％の範囲であり、Ａｌ₂Ｏ₃が１質量％〜１０質量％の範囲であり、Ｐ₂Ｏ₅が３０質量％〜７０質量％の範囲であり、Ｋ₂Ｏが１質量％〜１０質量％の範囲であることが好ましい。

すなわち、画像形成装置３００は、コード画像を人間の目で容易に識別できない（ほぼ不可視の）色材を使用して形成し、文書画像を人間の目で識別可能な（可視の）色材を使用して形成する。また、不可視の色材としては、特定の赤外領域の波長が可視光量域の波長より多く吸収される特性を有するものを用い、可視の色材としては、可視光領域の波長を多く吸収する特性を有するものを用いる。
なお、本実施の形態では、不可視の色材を利用する例を説明したが、これに限るものではない。例えば、コード画像を、赤外域の波長を吸収するカーボンブラックを使用して形成し、文書画像を、イエロー、マゼンタ、シアンの色材（通常、これらの色材は赤外域の波長の吸収量が少ない）を使用して形成してもよい。

ここで、図４及び図５を参照し、ペンデバイス６００の筆跡情報を取得するための機構及び筆跡情報の取得動作について述べる。
図４は、ペンデバイス６００の構成を示した図である。
このペンデバイス６００は、コード画像が印刷された印刷物４００や印刷物４００の上に載置された用紙５００に通常のペンと同様の操作により文字や図形を記録する筆記部６１と、筆記部６１の動きを監視しペンデバイス６００が用紙に押し付けられていることを検出する筆圧検出部６２とを備えている。また、ペンデバイス６００の全体の電子的な動作を制御する制御部６３と、用紙上のコード画像を読み取るために赤外光を照射する赤外照射部６４と、反射される赤外光を受光することによりコード画像を認識して入力する画像入力部６５とを備えている。

ここで、制御部６３について更に詳しく説明する。
制御部６３は、コード取得部６３１と、軌跡算出部６３２と、情報記憶部６３３とを備えている。コード取得部６３１は、画像入力部６５から入力された画像を解析してコードを取得する部分である。軌跡算出部６３２は、コード取得部６３１により取得したコードに対し、筆記部６１のペン先の座標と画像入力部６５が捕捉した画像の座標とのずれを補正してペン先の軌跡を算出する部分である。情報記憶部６３３は、コード取得部６３１が取得したコードや軌跡算出部６３２が算出した軌跡情報を記憶する部分である。
なお、本実施の形態においては、図示しないが、情報記憶部６３３に記憶された軌跡情報を解析し、筆跡情報を取得する機構も設けられているものとする。

図５は、ペンデバイス６００の主に制御部６３にて実行される処理を示したフローチャートである。ペンデバイス６００を用いて、例えば用紙５００に文字や図形の記録が行われると、制御部６３は、用紙５００の下にある印刷物５００に対してペンによる記録が行われていることの検出信号を筆圧検出部６２から取得する（ステップ６０１）。この検出信号を検出すると、制御部６３は、赤外照射部６４に対し、赤外光を用紙５００に照射するように指示する（ステップ６０２）。赤外照射部６４によって用紙に照射される赤外光は不可視画像にて吸収され、それ以外の部分では反射される。画像入力部６５ではこの反射された赤外光を受光し、赤外光が反射されなかった部分をコード画像として認識する。制御部６３は、画像入力部６５からこのコード画像を入力（スキャン）する（ステップ６０３）。

その後、制御部６３のコード取得部６３１では、ステップ６０４〜ステップ６１０に示すコード画像検出処理が実行される。まず、コード取得部６３１は、入力されたスキャン画像を整形する（ステップ６０４）。このスキャン画像の整形は、傾き補正やノイズ除去等である。そして、整形されたスキャン画像からビットパターンを検出する（ステップ６０５）。また一方で、整形されたスキャン画像から、２次元コード位置決め用のコードである同期コードを検出する（ステップ６０６）。コード取得部６３１は、この同期コード位置を参照して２次元コードを検出する（ステップ６０７）。また、２次元コードからＥＣＣ（Error Correcting Code：誤り訂正符号）等の情報を取り出し復号する（ステップ６０８）。そして、復号した情報を元の情報に復元する（ステップ６０９）。

制御部６３のコード取得部６３１では、以上のようにして復元したコード情報から位置情報及び識別情報を取り出し、取り出した情報を情報記憶部６３３に記憶する（ステップ６１０）。その一方で、軌跡算出部６３２は、情報記憶部６３３に格納された軌跡情報からペン先の軌跡を算出し、情報記憶部６３３に記憶する（ステップ６１１）。
その後、情報記憶部６３３に記憶された軌跡情報から筆跡情報が取得され、端末装置７００へと送信される。

〔第１の実施の形態〕
図６は、第１の実施の形態に係る下敷き４００を説明するための図である。
図６に示す下敷き４００は、例えば樹脂、金属、木材、ガラス又は紙等の薄板状であり、プラスチック板等の剛体板からなる。この剛体板には、用紙を載置するための載置面（一面）が形成されている。また、下敷き４００には、ドット状のコード画像（コード情報）が印刷されている。なお、下敷き４００は、赤外光ないしテラヘルツ電磁波の吸収体、例えばカーボンが含まれていない材質で構成されている。また、コード画像は、赤外光ないしテラヘルツ電磁波を吸収する色材（例えばカーボン等）を含むインクを用いて印刷されている。すなわち、コード画像は、Ｋトナーや赤外吸収透明トナー（i-Toner）で用紙に印刷されている。また、このコード画像は、所定のパターンを有する微細なドット状のコード情報ということもできる。

ここにいう赤外とは、可視光と電波との間に属する電磁波であり、およそ１ｍｍ〜７００ｎｍの波長を持つものである。付言すると、近赤外線は、およそ０．７〜２．５μｍの可視光（赤）に近い電磁波であり、可視光に近い。中赤外線は、およそ２．５〜４μｍの電磁波であり、遠赤外線は、およそ４〜１０００μｍの電磁波である。熱線としての性質を持つ。
また、テラヘルツ電磁波（遠／極遠赤外線、サブミリ波）は、毎秒一兆回振動している電磁波のことをいい、一般に、１０ＴＨｚ〜０．３ＴＨｚ程度の電磁波である。波長に換算すると、３０ｍ〜１０００μｍであり、領域可視光と電波の中間に位置する。物質を良く透過する性質を有する。

次に、第１の実施の形態に係る下敷き４００に印刷されるコード画像の元となるパターンについて説明する。
図７は、コードパターンについて説明するための図である。
まず、コードパターンを構成するビットパターンについて説明する。
図７の（ａ）に、ビットパターンの配置の一例を示す。
ビットパターンとは、情報埋め込みの最小単位である。ここでは、図７の（ａ）に示すように、９箇所の中から選択した２箇所にビットを配置する。図では、黒の四角が、ビットが配置された位置を示し、斜線の四角が、ビットが配置されていない位置を示している。９箇所の中から２箇所を選択する組み合わせは、３６（＝₉Ｃ₂）通りある。したがって、このような配置方法により、３６通り（約５．２ビット）の情報を表現することができる。
ただし、識別情報及び位置情報は、この３６通りのうち３２通り（５ビット）を使用して表現するものとする。

ところで、図７の（ａ）に示した最小の四角は、６００ｄｐｉにおける２ドット×２ドットの大きさを有している。６００ｄｐｉにおける１ドットの大きさは０．０４２３ｍｍなので、この最小の四角の一辺は、８４．６μｍ（＝０．０４２３ｍｍ×２×１０００）である。コードパターンを構成するドットは、大きくなればなるほど目に付きやすくなるため、できるだけ小さいほうが好ましい。ところが、あまり小さくすると、プリンタで印刷できなくなってしまう。そこで、ドットの大きさとして、５０μｍより大きく１００μｍより小さい上記の値を採用している。これにより、プリンタで印刷可能な最適な大きさのドットを形成することができる。つまり、８４．６μｍ×８４．６μｍが、プリンタで安定的に形成可能な最小の大きさなのである。
なお、ドットをこのような大きさにすることで、１つのビットパターンの一辺は、約０．５（＝０．０４２３×２×６）ｍｍとなる。

また、このようなビットパターンから構成されるコードパターンについて説明する。
図７の（ｂ）に、コードパターンの配置の一例を示す。
ここで、図７の（ｂ）に示した最小の四角が、図７の（ａ）に示したビットパターンに相当する。すなわち、識別情報を符号化した識別符号は、１６（＝４×４）個のビットパターンを使用して埋め込まれる。また、Ｘ方向の位置情報を符号化したＸ位置符号と、Ｙ方向の位置情報を符号化したＹ位置符号とは、それぞれ、４個のビットパターンを使用して埋め込まれる。更に、左上角部に、コードパターンの位置と回転を検出するための同期符号が、１つのビットパターンを使用して埋め込まれる。
なお、１つのコードパターンの大きさは、ビットパターンの５個分の幅に等しいため、約２．５ｍｍとなる。本実施の形態では、このように生成したコードパターンを画像化したコードパターン画像を、用紙全面に配置する。

次いで、識別情報及び位置情報を符号化し、符号化された情報からコードパターン画像を生成する処理について説明する。
図８は、このような符号化及び画像生成の処理について説明するための図である。
まず、識別情報の符号化について説明する。
識別情報の符号化には、ブロック符号化方式のＲＳ（リードソロモン）符号が使用される。図７で説明した通り、本実施の形態では、５ビットの情報を表現できるビットパターンを用いて情報を埋め込む。したがって、情報の誤りも５ビット単位で発生するため、ブロック符号化方式で符号化効率が良いＲＳ符号を使用している。ただし、符号化方式はＲＳ符号に限定するものでなく、その他の符号化方式、例えば、ＢＣＨ符号等を使用することもできる。

上述したように、本実施の形態では、５ビットの情報量を持つビットパターンを用いて情報を埋め込む。従って、ＲＳ符号のブロック長を５ビットとする必要がある。そのため、識別情報を５ビットずつに区切り、ブロック化する。図８では、識別情報「００１１１０１１０１００１…」から、第１のブロック「００１１１」と、第２のブロック「０１１０１」とが切り出されている。
そして、ブロック化された識別情報に対し、ＲＳ符号化処理を行う。図８では、「ｂｌｋ１」、「ｂｌｋ２」、「ｂｌｋ３」、「ｂｌｋ４」、…というようにブロック化した後、ＲＳ符号化が行われる。

ところで、本実施の形態において、識別情報は、１６（＝４×４）個のブロックに分けられる。そこで、ＲＳ符号における符号ブロック数を１６とすることができる。また、情報ブロック数は、誤りの発生状況に応じて設計することができる。例えば、情報ブロック数を８とすれば、ＲＳ（１６，８）符号となる。この符号は、符号化された情報に４ブロック（＝（１６−８）÷２）の誤りが発生しても、それを補正することができる。また、誤りの位置を特定できれば、訂正能力を更に向上することができる。なお、この場合、情報ブロックに格納される情報量は、４０ビット（＝５ビット×８ブロック）である。したがって、約１兆種類の識別情報が表現可能である。

次に、位置情報の符号化について説明する。
位置情報の符号化には、擬似乱数系列の一種であるＭ系列符号が使用される。ここで、Ｍ系列とは、Ｋ段の線形シフトレジスタで発生できる最大周期の系列であり、２Ｋ−１の系列長をもつ。このＭ系列から取り出した任意の連続したＫビットは、同じＭ系列中の他の位置に現れない性質を持つ。そこで、この性質を利用することにより、位置情報を符号化することができる。

ところで、本実施の形態では、符号化すべき位置情報の長さから、必要なＭ系列の次数を求め、Ｍ系列を生成している。しかしながら、符号化する位置情報の長さが予め分かっている場合は、Ｍ系列を毎回生成する必要はない。即ち、固定のＭ系列を予め生成しておき、それをメモリ等に格納しておけばよい。
例えば、系列長８１９１のＭ系列（Ｋ＝１３）を使用したとする。
この場合、位置情報も５ビット単位で埋め込むため、系列長８１９１のＭ系列から５ビットずつ取り出してブロック化する。図８では、Ｍ系列「１１０１００１１０１１０１０…」が、５ビットずつブロック化されている。

このように、本実施の形態では、位置情報と識別情報とで、異なる符号化方式を用いている。これは、識別情報の検出能力を、位置情報の検出能力よりも高くなるように設定する必要があるからである。つまり、位置情報は、紙面の位置を取得するための情報なので、ノイズ等によって復号できない部分があっても、その部分が欠損するだけで他の部分には影響しない。これに対し、識別情報は、復号に失敗すると、筆記情報を反映する対象を検出できなくなるからである。

以上のように、識別情報がブロック分割された後、ＲＳ符号により符号化され、また、位置情報がＭ系列により符号化された後、ブロック分割されると、図示するように、ブロックが合成される。即ち、これらのブロックは、図示するようなフォーマットで２次元平面に展開される。図８に示したフォーマットは、図７の（ｂ）に示したフォーマットに対応している。すなわち、黒の四角が同期符号を意味している。また、横方向に配置された「１」、「２」、「３」、「４」、…がＸ位置符号を、縦方向に配置された「１」、「２」、「３」、「４」、…がＹ位置符号を、それぞれ意味している。位置符号は、媒体の位置が異なれば異なる情報が配置されるので、座標位置に対応する数字で示しているのである。一方、グレーの四角が識別符号を意味している。識別符号は、媒体の位置が異なっても同じ情報が配置されるので、全て同じマークで示しているのである。

ところで、図からも分かる通り、２つの同期符号の間には、４個のビットパターンがある。従って、２０（＝５×４）ビットのＭ系列の部分系列を配置することができる。２０ビットの部分系列から１３ビットの部分系列を取り出せば、その１３ビットが全体（８１９１）の中のどの部分の部分系列なのかを特定することができる。このように、２０ビットのうち１３ビットを位置の特定に使用した場合、取り出した１３ビットの誤りの検出又は訂正を、残りの７ビットを使用して行うことができる。即ち、Ｍ系列を生成した時と同じ生成多項式を使用して、２０ビットの整合性を確認することで、誤りの検出と訂正が可能となるのである。
その後、各ブロックにおけるビットパターンが、ドット画像を参照することにより画像化される。そして、図８の最右に示すようなドットで情報を表す出力画像が生成される。

図９は、下敷き４００に用紙５００を重ねた状態を説明するための図である。
図９に示すように、下敷き４００は、用紙５００の下に敷かれて用いられる。そして、用紙５００を透過する光によって下敷き４００のコード画像（ドット状コード情報）をペンデバイス６００（図１参照）で読み取る。ここで、近赤外線では紙の繊維による吸収や散乱が強いため、照射強度の高い方が望ましい。また、ペンデバイス６００（図１参照）には、複数の赤外ＬＥＤや高輝度赤外ＬＥＤを使用することが望ましく、長波長の光源を用いることが望ましい。例えば、ピーク発光波長１１００ｎｍ（１μｍ近赤外線）のＬＥＤを用い、ペンデバイス６００側の読み取りにＣＣＤを用いることで、紙を透過したドット状コード情報を読み取ることができる。なお、ＣＣＤの感度は通常４００〜１０００ｎｍである。

図１０は、用紙（ＰＰＣ用紙、普通紙複写機用紙）の透過スペクトルの実測例を示すグラフであり、縦軸が透過率（％）、横軸が波長（ｎｍ）である。
図１０に示すように、赤外領域（７００ｎｍ〜）では透過率が１５％程度であり、可視領域（３８０〜７８０ｎｍ）に比べて高いことがわかる。すなわち、赤外光源（赤外ＬＥＤ等）及び赤外に感度を持つ素子（ＣＣＤ等）を用いれば、下敷き４００（図９参照）に赤外吸収色材で印刷されたパターンを、用紙５００を透かして読み取ることが可能である。

より長波長の赤外光（中／遠赤外）や、更に長波長のテラヘルツ電磁波を用いれば、用紙５００の透過率は更に高くなる。１１００ｎｍを超える波長に感度のある撮像装置（例えば、光パワーメータや放射温度計、水分計等の検出器ではなく、画像処理素子）としては、赤外線ＣＣＤ（例えば、株式会社ニコン製）等を用いることができる。また、発光素子としては、ピーク発光波長１６５０ｎｍの水分・ガス検出用赤外ＬＥＤ（例えば、浜松ホトニクス株式会社製）を用いることができる。更に、長波長（中/遠赤外線〜テラヘルツ電磁波）では、用紙５００の透過率は更に高くなり、より鮮明にドット状コード情報を捕えることが可能であるが、発光／検出装置が大掛かりとなってしまい、ペンデバイスに仕込むことは容易ではない。したがって、図１０に示すように、７００〜１２００ｎｍでは透過率に大きな変動がないことも考慮し、上述した近赤外線領域を利用する方法がコスト上望ましい。
なお、本実施の形態では、ペンデバイス６００にてコード画像を読み取っているが、それ以外の読み取り手段、例えばスキャナにてコード画像を読み取るように構成することも考えられる。

ここで、第１の実施の形態における変形例を説明する。
図１１は、変形例を説明するための図である。
図１１に示すように、下敷き４００に用いられる用紙５００には、ページ識別画像（ページ識別コード、ページコード）５１０が予め印刷されている。このように構成することにより、ユーザの使い勝手を向上させることができるようになる。

これについて更に説明すると、下敷き４００の領域内の位置情報をドット状コード情報によって検出することは可能であるが、下敷き４００側にコード情報が印刷されているため、下敷き４００に載置した用紙５００を区別することができない。したがって、異なるメモや異なる紙面であることの管理は、ユーザ自身で行う必要がある。ペンデバイス６００によって端末装置７００に取り込まれた軌跡情報は、異なるメモや異なる紙であれば、取り込まれたパターンごとに別のメモとしてユーザが手動でファイルすることになる。端末装置７００に取り込まれるたびに別のメモとして扱うのであれば、単純に取り込まれた画像（パターン）ごとに別のメモとして保存すれば良い。ところが、ある紙にメモした内容に後から追記する場合には、もとのメモとの関連を利用者が整理しなければならず、管理は簡単ではない。そこで、この下敷き４００の面積分の位置情報しか存在しないという問題を解決するために、本実施の形態では、ページ識別画像５１０を用紙５００に予め印刷している。

本実施の形態によれば、ページ識別画像５１０を事前印刷された用紙５００を用いるため、そのような特殊な紙（ページ情報のみの簡便なデジタルペーパ）を持っていることが前提となるが、紙への印刷情報はページ情報のみのため低コストで実現できる。また、位置情報を有する下敷き４００に位置情報を有しない用紙５００を載置することで、位置情報を有する用紙を用いた場合と同様のサービスを受けることができるようになる。

〔第２の実施の形態〕
図１２は、第２の実施の形態に係る下敷き４００を説明するための図である。
図１２に示す下敷き４００には、用紙５００を区別するためのページ識別コード４０１〜４１７が一列に印刷されている。そして、ページ識別コード４０１〜４１７の各々の近傍には、１〜１７の連続番号（ページ番号）の文字が順に付されている。
本実施の形態では、下敷き４００に用紙５００を載せた状態で、ページ識別コード４０１〜４１７のいずれかをペンデバイス６００を用いてチェックすることで、用紙５００の識別が可能になる。そして、用紙５００側には、チェックしたページ識別コード４０１〜４１７に対応するページ番号を、手書きでメモしておく。

なお、この下敷き４００は、１７ページ分の用紙５００に対応できるが、これ以外のページ分に対応可能に構成することも考えられる。また、本実施の形態では、ページ識別コード４０１〜４１７を下敷き４００に印刷しているが、それ以外の物、例えばページ管理シート等のような別の紙（別葉）や薄板に印刷しておくことも考えられる。

このように、本実施の形態では、ページ識別コード４０１〜４１７により、用紙管理をすることが可能である。なお、この場合には、ページ識別コード４０１〜４１７に対応するページ番号を紙にメモすることになる。そして、管理できるページ枚数（同時に識別しておきたいページ数）は、下敷き４００に印刷されているページ識別コードの数になる。これ以上の枚数は、端末装置７００に取り込んだ後にユーザ自身が手動で管理することになる。

〔第３の実施の形態〕
図１３及び図１４は、第３の実施の形態に係る下敷き８００を説明するための図である。
図１３に示す下敷き８００は、図示しない電源から電源コード８１０を通じて電源が供給される例えばＥＬ(electroluminescence)パネル（面状発光素子、発光シート）のような板状光源を備えており、また、図１４に示すように、下敷き８００の発光面には、ドット状コード情報としてのコード画像が印刷されている。そして、ペンデバイス６００の画像入力部６５（図４参照）は、赤外照射部６４（図４参照）からの反射赤外光ではなく、下敷き８００からの光が入力される。すなわち、本実施の形態では、赤外での紙透過光利用ではなく可視光を利用するものである。
この場合、印刷されたドット状コード情報と背景とのコントラストは、用紙５００を透過しても十分に高く、ドット状コード情報の読取りは通常のデジタルペン（ドット状コード情報の赤外光読取り）で十分可能である。ドット状コード情報は、赤外に吸収を持つ色材（カーボンブラックなど）を含むインクで印刷しておく。下敷き８００の発光波長には、ドット状コード情報との分離のために赤外域を含まないことが望ましい。例えば発光波長５４５ｎｍ（緑）や５３０〜６００ｎｍ（黄）、４００〜７００ｎｍ（白）の有機ＥＬパネル等が利用できる。

上述した下敷き４００，８００を利用することで、専用の、ドット状コード情報パターンが印刷されたデジタルペーパを用意しなくとも、通常の紙（パターンの印刷されてない普通の紙）で同様のサービス（手書き情報のＰＣへの取り込み等）を受けることができる。そして、ページ間の区別を必要とする場合も、用紙５００にはページ情報（ページ識別コード）のみ印刷すれば良い。そのため非常に安価にサービスを提供できる。

本実施の形態が適用されるシステムの構成の一例を示す図である。 識別情報管理サーバの構成の一例を示す図である。 画像形成装置の構成例を示した図である。 ペンデバイスの構成を示した図である。 ペンデバイスにて実行される処理を示したフローチャートである。 第１の実施の形態に係る下敷きを説明するための図である。 コードパターンについて説明するための図である。 識別情報及び位置情報の符号化及び画像生成の処理について説明するための図である。 下敷きに用紙を重ねた状態を説明するための図である。 用紙の透過スペクトルの実測例を示すグラフである。 第１の実施の形態の変形例を説明するための図である。 第２の実施の形態に係る下敷きを説明するための図である。 第３の実施の形態に係る下敷きを説明するための図である。 第３の実施の形態に係る下敷きを説明するための図である。

符号の説明

４００，８００…下敷き、４０１〜４１７…ページ識別コード、５００…用紙、５１０…ページ識別画像、６００…ペンデバイス、７００…端末装置

Claims (10)

1. 用紙の下に敷かれて用いられる下敷きであって、
   所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷され、
   ユーザが行う行為による用紙上の指示位置が、前記コード情報を読み取る読み取り手段により認識可能であることを特徴とする下敷き。
2. ユーザが行う行為による用紙上の指示位置が、前記コード情報を読み取る読み取り手段により当該用紙を透過して認識可能であることを特徴とする請求項１に記載の下敷き。
3. 前記コード情報は、赤外ないしテラヘルツ波に対して吸収性能を持つ色材を含むインクで印刷されていることを特徴とする請求項１に記載の下敷き。
4. 複数の用紙のうち特定の用紙を区別することを可能にする用紙認識画像を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の下敷き。
5. 所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷され、用紙が載置されて用いられる下敷きと、
   前記下敷きに載置された用紙における筆跡情報を当該下敷きのコード情報を用いて取得するペンデバイスと、
   を含む入力装置。
6. 前記ペンデバイスは、前記下敷きのコード情報を用紙を透過して認識可能であることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
7. 他の用紙との区別を可能にするための用紙認識画像が付されている用紙を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
8. 前記下敷きに設けられ、当該下敷きに載置されている用紙に向けて光を発する面状発光素子を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
9. 前記面状発光素子は、ＥＬ発光シートであることを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
10. 所定のパターンからなる、位置情報を含むコード情報が印刷されている下敷きに用紙の一面を接触させ、
    前記用紙の他面から前記下敷きのコード情報を読み取り、
    読み取ったコード情報を処理して前記用紙の他面における筆跡情報を取得することを特徴とする筆跡情報取得方法。

Images