CN107206834B - 手写辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种不产生书写者的影子引起的辅助功能的下降而实现手写的辅助的手写辅助装置。本发明的手写辅助装置具备：支撑部件(40)，以使显示书写面(12)中显示的像的镜像图像的平面状的图像显示面(32)位于具有平面状的书写面(12)的书写介质(10)的书写面(12)的上方的方式，支撑具有其图像显示面(32)的图像载体(30)；及半反射镜(20)，配置于书写面(12)与图像显示面(32)之间，反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分透射，图像显示面(32)与书写面(12)隔着半反射镜(20)的平面状的镜面(22)以相等的光学距离配置。

Description

手写辅助装置
技术领域
本发明涉及一种进行用于防止通过手写书写文字时的列和均衡的失调的导向的手写辅助装置。
背景技术
对于需要手写的文件，填写文字时，为了防止列和均衡的失调，非专利文献1中提出有使用投影仪的手写辅助系统。
非专利文献1中提出有如下辅助系统，其用于通过投影仪将成为范本的文字投影到纸上，并描摹该投影的文字，由此书写维持均衡的漂亮的文字。具体而言，通过相机拍摄填写文字的对象，使用该图像，生成从上方观察对象的图像，利用图形用户界面(GUI)在所生成的图像中填写文字，从投影仪将文字投影于对象，并描摹该投影的文字。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：中岛聪太等“利用投影仪的硬笔辅助系统”2009年电子信息通信学会东京支部学生会研究发表会讲演编号：161
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，通过投影仪投影文字时，存在由于实际书写的书写者的手的影子而难以看见投影文字，导致辅助功能下降的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不产生因填写者的影子引起的辅助功能的下降而实现手写的辅助的手写辅助装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的手写辅助装置具备：支撑部件，以显示书写面中显示的图像的镜像图像的平面状的图像显示面位于具有平面状的书写面的书写介质的书写面的上方的方式，支撑具有图像显示面的图像载体；及
半反射镜，配置于书写面与图像显示面之间，反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分透射，
图像显示面与书写面隔着半反射镜的平面状的镜面以相等的光学距离配置。
其中，图像显示面与书写面隔着镜面为相等的光学距离，表示从镜面的任意点，通过该任意点而与镜面垂直相交的垂线与图像显示面的交点为止的光学距离、和相同垂线与书写面的交点为止的光学距离相等。
若图像显示面与书写面隔着镜面以相等的光学距离配置，则书写面、镜面及图像显示面可以相互平行配置，书写面及图像显示面也可以相对于镜面对称地倾斜配置。
显示于书写面的图像的镜像图像是描绘将显示于书写面的图像投影到镜中时在镜面观察到的镜像的图像。
书写介质可以载置于任意的桌子等上，本发明的手写辅助装置也可具备支撑书写介质的支撑台。
半反射镜反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分投射即可，其反射率相对于可见区域的光为1％以上、99％以下的范围，具有使用者能够通过观察半反射镜来辨识显示于图像显示面的镜像图像的镜像，且能够通过半反射镜辨识下方的书写面的反射率及透射率即可。若满足这些条件，则镜面中的反射率可不在整个面区域均匀。
另外，半反射镜的镜面中，相对于可见区域的光的反射率优选为4％以上85％以下。
另外，其中，可见区域为380～780nm的波长范围。
并且，半反射镜的镜面无需相对于可见区域的整个区域具有上述反射率，可相对于可见区域的特定的部分波长区域的光具有上述反射率。此时，半反射镜中，相对于除了可见区域中的特定波长区域以外的波长区域的光的反射率设为充分小于相对于特定波长区域的光的反射率。充分小是指，在辨识基于镜面中的特定波长区域的光的反射的图像时，无法辨识基于除此以外的波长区域的光的反射的图像的程度。具体而言，相对于可见区域的特定的部分波长区域的光的反射率比相对于其他波长的光的反射率高5倍以上即可。
优选半反射镜中与镜面对置的面为防反射面。
其中，防反射面表示具有与镜面的反射率相比充分小的反射率，并不限定于为了抑制反射率而赋予电介质多层膜或微细凹凸结构层等防反射结构的面。防反射面的反射率充分小表示是如下程度的反射率，即，在辨识基于镜面中的反射的图像时，不会因基于与镜面对置的面中的反射的图像而产生重影。
优选具备用于使图像显示面与镜面之间的光学距离、及书写面与镜面之间的光学距离一致的位置调整用标记。
支撑部件可以使图像载体的图像显示面与半反射镜直接对置来支撑图像载体，也可以具备透明支撑板，在该透明支撑板的一面，以面对图像显示面的方式载置图像载体。
其中，所谓使图像载体的图像显示面与半反射镜直接对置，表示在图像显示面与半反射镜之间并不介入其他支撑板等部件。
可具备向图像显示面照射照明光来将图像显示面的镜像图像投影于镜面的光源。
图像载体只要具有图像显示面，则并无特别限制，例如，可以是在一面描绘有镜像图像的薄板，也可以是显示镜像图像的平板显示器。
发明效果
本发明的手写辅助装置具备：支撑部件，以显示书写面中显示的图像的镜像图像的平面状的图像显示面位于具有平面状的书写面的书写介质的书写面的上方的方式，支撑具有图像显示面的图像载体；及半反射镜，配置于书写面与图像显示面之间，反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分透射，并构成为图像显示面与书写面隔着半反射镜的平面状的镜面能够以相等的光学距离配置，从半反射镜的上方观察书写面的使用者能够在书写面上辨识镜像图像的虚像，使用者描摹该图像时也能够不被拿着书写工具的手遮挡而进行显示。本发明的手写辅助装置为非常简单的结构，因此能够以低成本提供，通用性优异。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的手写辅助装置的概略结构的立体图。
图2是表示图1所示的手写辅助装置的概略结构的侧视图。
图3是表示显示于图像显示面及书写面的图像的示意图。
图4是表示设计变更例的手写辅助装置的概略结构的侧视图。
图5是表示本发明的第2实施方式的手写辅助装置的概略结构的侧视图。
图6是表示本发明的第3实施方式的手写辅助装置的概略结构的侧视图。
图7是表示本发明的手写辅助装置中的图像显示面、镜面及书写面的配置的另一例的示意图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的手写辅助装置的概略结构的立体图，图2是表示本实施方式的手写辅助装置1中的书写面、镜面及图像显示面的位置关系的侧视图。
如图1、图2所示，本实施方式的手写辅助装置1具备：支撑部件40，以显示书写面12中显示的图像的镜像图像的平面状的图像显示面32位于具有平面状的书写面12的书写介质10的书写面12的上方的方式，支撑具有图像显示面32的图像载体30；及半反射镜20，配置于书写面12与图像显示面32之间，反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分透射，图像显示面32与书写面12隔着半反射镜20的平面状的镜面22以相等的光学距离配置。
本实施方式中，手写辅助装置1具备：支撑台5，载置书写介质10；及支撑轴(支持棒)2，用于使半反射镜20及图像载体30的支撑部件40位于该支撑台5上。优选半反射镜20与支撑部件40构成为能够沿着支撑轴2上下移动。
图像载体30的支撑部件40具备用于载置图像载体30的支撑板41。支撑板41具有能够将显示于图像载体30的图像显示面32的图像映照于镜面22的透明度，优选为玻璃或亚克力等对可见光透明的透明基板。玻璃或亚克力板的表面的反射率为4％左右，图像显示面的明度会由于经由板而下降，因此优选支撑板41的两面42、44(参考图2)实施有防反射处理。支撑板41的两面42、44相对于可见光(380～780nm)的反射率例如优选小于1％。
本实施方式中，半反射镜20的镜面22为图像载体30侧的面，且书写面12、镜面22及图像显示面32相互平行的位于图像显示面32与镜面22之间的光学距离h1、和镜面22与书写面12之间的光学距离h2相等的位置。即，从镜面22的任意点O，通过该任意点O而与镜面22垂直相交的垂线与图像显示面32的交点A为止的光学距离h1、和相同垂线与书写面12的交点B为止的光学距离h2相等。
本例中，图像显示面32与镜面22之间的光学距离h1以支撑板41的厚度d1与折射率n1之积n1·d1、及支撑板41的下表面44与镜面22之间的距离L1之和表示，即，h1＝n1·d1+L1。并且，镜面22与书写面12之间的光学距离h2以半反射镜20的厚度d2与折射率n2之积n2·d2、及半反射镜20的下表面24与书写面12之间的距离L2之和表示，即，h2＝n2·d2+L2。
通过以上述光学距离h1与h2相等的方式调整半反射镜20的位置及图像载体30的位置，如图2所示，使用者从半反射镜20的上方观察书写面12时，显示于图像载体30的图像显示面32的镜像图像通过镜面22反射而被辨识的镜像与书写面12一致。此时，看似镜像图像的镜像直接投影于书写面12上，但实际上，使用者观察到的是通过镜面22反射的镜像图像的镜像，图像并非从图像载体30直接投影于书写面12。即，使用者在书写面12上辨识到的是显示于图像显示面32的镜像图像的虚像。
另外，以下，将使用者从半反射镜20的上方观察书写面12时的眼睛的位置称作观察部。
图3中，左图是显示于图像载体30的图像显示面32的镜像图像A，右图为重叠在书写面上而被辨识的镜像图像A的镜像，是应显示的图像B。在此例示的图像B表示明信片的封面中应记载地址、收件人姓名等的区域的网格。通过在该显示的网格内书写文字，能够设为整齐的文字列。
半反射镜20具备镜面22及与镜面22对置的面24，是镜面22与对置的面24相互平行配置的部件。半反射镜20只要反射来自上方的光的至少一部分，并使一部分透射即可，如图2所示，只要能够从观察部辨识书写面12，并且，具有能够在该书写面12上重叠通过半反射镜20反射的显示于图像显示面32的镜像图像A的镜像(原本应该显示的图像)B来辨识的反射率及透射率即可。半反射镜的反射率在1％以上99％以下的范围内根据手写辅助装置中的光学系统的结构适当确定即可，优选设为4％以上85％以下的范围。
半反射镜的镜面优选相对于可见区域的整个区域示出上述反射率，但例如相对于可见区域的特定部分波长区域，预先确定有图像显示面的显示色时，相对于该显示色的波长区域的光示出上述反射率即可。例如，图像显示面中以蓝色光进行图像显示时，镜面也可仅反射蓝色波长。
优选半反射镜20的与镜面22对置的面24设为防反射面。防反射面的反射率为基于在与从观察部辨识的镜面对置的面24中的反射的图像不会与基于镜面22中的反射的图像重影的程度的反射率即可，例如设为小于镜面22的反射率的0.1倍。
防反射面相对于可见区域的光的反射率优选设为小于1％，更优选设为0.5％以下。这种成为反射率小于1％的防反射面能够通过电介质多层膜的形成或者微细凹凸结构层的形成等公知的防反射处理来获得。
另外，镜面22中的反射率及与镜面对置的面24中的反射率可不必在整个面区域均匀。
而且，本手写辅助装置1中设置有用于使图像显示面32与镜面22之间的光学距离h1、及书写面12与镜面22之间的光学距离h2一致的位置调整标记。本实施方式的位置调整标记45～48及15～18设置于包含图像显示面32的面上及包含书写面12的面上的相互对应的位置。相互对应的位置是指，将包含图像显示面32的面与包含书写面12的面直接沿上下方向移动来使其直接重叠时相互一致的位置。本实施方式中，图像显示面32侧的位置调整标记设置于密合有图像显示面32的支撑部件40的支撑板41的上表面42。支撑板41的上表面42视作与图像显示面32相同的面。从观察部辨识的图像显示面侧的位置调整标记45～48分别与书写面侧的位置调整标记15～18重叠时，表示满足图像显示面32与书写面12及半反射镜20的镜面22之间的关系h1＝h2，因此用此调整图像显示面32与半反射镜20的位置即可。
图像显示面侧的位置调整标记并不限定于如本实施方式那样设置于支撑部件40的支撑板41中成为与图像载体30的图像显示面32相同的面的上表面42的方式，也可与镜像图像一同显示于图像载体30的图像显示面32本身。
并且，书写面12侧的位置调整标记15～18也可设置于载置有书写介质10的支撑台5上。
或者，也可准备设置有位置调整标记45～48及15～18的专用薄板，将专用薄板安装于图像显示面32及书写面12来进行调整。
另外，即使未设置位置调整标记45～48及15～18，也能够在从观察部观察的同时以使镜像图像的镜像与书写面12一致的方式进行位置调整。
图像载体30只要在一面显示镜像图像，则并无特别限制，例如，可以是在一面描绘有镜像图像的薄板，也可以是显示镜像图像的平板显示器。平板显示器可以通过无线或有线与独立的计算机连接，也可以是平板电脑或者智能手机。
作为显示于书写面12的图像，本实施方式中，可举出书信或明信片的收件人姓名面(表面)或者文字面(背面)的布局或网格、书法模板、图框、文件制作指南等，图像载体30显示对在将这些应显示的图像投影于镜中时可在镜面观察到的镜像进行描绘的图像即镜像图像。
本发明的手写辅助装置通过在书写面显示布局或网格，能够在没有行或网格的直面以整齐的文字列进行填写，能够用于通过显示成为范本的字，描摹该文字来书写均衡的文字，还能够用于通过显示图框来画插图或涂色。
并且，本发明的手写辅助装置不仅能够用于所显示的文字绘图的描摹，还能够用于在政府机关或银行等中，通过将表示应填写的部分的箭头显示于文件面上来作为文件制作导向，辅助文件的制作。
上述实施方式中，以半反射镜20的上表面成为镜面22的方式使用，但也可以以镜面22成为下表面方式使用。图4中示出将下表面作为镜面22的设计变更例的手写辅助装置的侧视图。与图1所示的手写辅助装置1的不同点在于，半反射镜20的上下表面相反，即，半反射镜20的镜面22成为书写面12侧。并且，配置成图像显示面32与镜面22之间的光学距离h21、和镜面22与书写面12之间的光学距离h22相等。
本例中，图像显示面32与镜面22之间的光学距离h21以支撑板41的厚度d1与折射率n1之积n1·d1、支撑板41的下表面44与半反射镜20的和镜面22对置的面24之间的距离L1、及半反射镜20的厚度d2与折射率n2之积n2·d2的和表示，即h21＝n1·d1+L1+n2·d2。并且，镜面22与书写面12之间的光学距离h22以两者的距离L2表示，即，h22＝L2。
通过以上述的光学距离h21与h22相等的方式调整半反射镜20的位置及图像载体30的位置，从观察部观察时，显示于图像载体30的图像显示面32的镜像图像通过镜面22反射而被辨识的镜像与书写面12一致。
图5是表示本发明的第2实施方式的手写辅助装置51的概略结构的侧视图。
第2实施方式的手写辅助装置51在第1实施方式的手写辅助装置1中还具备光源50，其向图像显示面32照射照明光，将图像显示面32的镜像图像投影于镜面22。当图像载体30并非发光显示的载体，而是在表面描绘有图像的纸等载体时，尤其能够通过向图像显示面32照射照明光，将图像明亮地投影于镜面22。本例中，构成为对薄板状的图像载体30，从图像显示面32的背面侧照射照明光，但也可构成为从图像显示面32的表面(图中下表面)侧照射照明光。
而且，本手写辅助装置51具备移动机构52，其在将图像显示面32与镜面22之间的光学距离h1、和书写面12与镜面22之间的光学距离h2维持为相等的关系的状态下，相对于书写面12移动半反射镜20及图像显示面32。移动机构52为具备用于以使图像显示面32的移动成为镜面22的移动的2倍的方式移动的齿轮等的结构。
图6为表示本发明的第3实施方式的手写辅助装置60的概略结构的侧视图。
第1实施方式的手写辅助装置1中，对具备支撑书写介质10的支撑台5的结构进行了说明，但本实施方式的手写辅助装置60不具备支撑台5。可代替具备支撑台5，在支撑轴2的底部具备用于设置于现有的桌子的台钳固定部8，能够将台钳挟持固定于现有的桌子的顶板7，由此设置手写辅助装置60来使用。
并且，第1实施方式的手写辅助装置1中，对具备支撑部件40载置图像载体30的支撑板41的结构进行了说明，但支撑部件40的结构只要是能够支撑图像载体30的形状，则并无特别限定，本实施方式中，如图6所示，作为图像载体30，具备图像载体夹具55，以其图像显示面32直接与半反射镜20对置的方式保持平板电脑或智能手机等平板显示器。如图6所示，图像载体夹具55在至少一边具有开口，从该开口部滑动插入平板电脑或智能手机等，从下表面支承该至少对置的两端。作为图像载体夹具，也可以是从下表面支承平板显示器的至少对置的两端的框部件等。
如本实施方式，在图像显示面32与镜面22之间未介入任何部件时，也配置成图像显示面32与镜面22之间的光学距离h31、和镜面22与书写面12之间的光学距离h32相等。
本例中，图像显示面32与镜面22之间的光学距离h31为图像显示面32与镜面22之间的距离L1，即h31＝L1，镜面22与书写面12之间的光学距离h32以半反射镜20的厚度d2与折射率n2之积n2·d2、及与镜面22对置的面24与书写面12之间的距离L2之和表示，即，h32＝n2·d2+L2。
通过以上述光学距离h31与h32相等的方式调整半反射镜20的位置及图像载体30的位置，从观察部观察时，显示于图像载体30的图像显示面32的镜像图像通过镜面22反射而被辨识的镜像与书写面12一致。
图像显示面、镜面及书写面的位置关系并不限定于之前的实施方式所示的相互平行的结构。图7是表示本发明的手写辅助装置中的图像显示面、镜面及书写面的配置的另一例的示意图。
图7中，图像显示面32与书写面12相对于镜面22对称地倾斜配置。其中，配置成图像显示面32与书写面12的对应的位置彼此相对于镜面22的光学距离相等。与图像显示面32的规定位置对应的书写面12的位置是指，相对于垂直于镜面22的任意点O1的1条垂线K1与图像显示面32相交的点A1，是该垂线K1与书写面12相交的位置B1。与垂直于镜面22的另一任意点O2的垂线K2与图像显示面32相交的点A2对应的书写面12的位置是该垂线K2与书写面12相交的点B2。处于图像显示面32与书写面12的对应的位置彼此相对于镜面22的光学距离相等的关系时，A1O1的光学距离＝B1O1的光学距离，A2O2的光学距离＝B2O2的光学距离。
图7所示的侧视图中，若延长图像显示面32、书写面12及镜面22上的线，则3条延长线在一点P相交。3条延长线构成以该点P为顶点的等腰三角形的相等的两边61、62及对通过该两边61、62构成的角进行等分的中线63。在此示意地示出图像显示面32与镜面22之间的光学距离、及书写面12与镜面22之间的光学距离相等时的这3个面的关系。若支撑部件的支撑板或半反射镜的厚度充分小，则能够忽视支撑板或半反射镜的厚度的光学距离，但严格来讲，需考虑支撑部件的支撑板或半反射镜的厚度量的光学距离。
本结构中，从观察部观察时，显示于图像载体30的图像显示面32的镜像图像通过镜面22反射而被辨识的镜像也与书写面12一致。
符号说明
1、51、60-手写辅助装置，2-支撑轴，5-支撑台，10-书写介质，12-书写面，15、16、17、18-书写面侧的位置调整标记，20-半反射镜，22-镜面，24-半反射镜中与镜面对置的面，30-图像载体，32-图像显示面，40-支撑部件，41-支撑板，45、46、47、48-图像显示面侧的位置调整标记，50-光源。

Claims (13)

1.一种手写辅助装置，其具备：
支撑部件，其以使显示书写面中显示的像的镜像图像的平面状的图像显示面位于具有平面状的该书写面的书写介质的所述书写面的法线方向一侧的方式，支撑具有该图像显示面的图像载体；及
半反射镜，其配置于所述书写面与所述图像显示面之间，该半反射镜反射来自所述图像显示面侧的光的至少一部分，并使一部分透射，
所述图像显示面与所述书写面隔着所述半反射镜的平面状的镜面而以相等的光学距离配置。
2.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
所述书写面、所述镜面及所述图像显示面被配置为相互平行。
3.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
所述书写面及所述图像显示面被配置为关于所述镜面对称地倾斜。
4.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
该手写辅助装置具备支撑所述书写介质的支撑台。
5.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
在所述半反射镜的所述镜面中，对于可见区域的光的反射率为4％以上、85％以下。
6.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
在所述半反射镜的所述镜面中，对于可见区域的特定部分波长区域的光的反射率高达对于其他波长的光的反射率的5倍以上。
7.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
在所述半反射镜中，与所述镜面对置的面为防反射面。
8.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
该手写辅助装置具备位置调整用标记，该位置调整用标记用于使所述图像显示面与所述镜面之间的光学距离及所述书写面与所述镜面之间的光学距离一致。
9.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
所述支撑部件是以使所述图像载体的所述图像显示面与所述半反射镜直接对置的方式支撑该图像载体的部件。
10.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
所述支撑部件具备透明支撑板，在该透明支撑板的一面，以面向所述图像显示面的方式载置有所述图像载体。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的手写辅助装置，其中，
该手写辅助装置具备光源，该光源向所述图像显示面照射照明光，从而将该图像显示面的所述镜像图像映在所述镜面上。
12.根据权利要求1所述的手写辅助装置，其中，
所述图像载体为在一面描绘有所述镜像图像的薄板。
13.根据权利要求1至10中任意一项所述的手写辅助装置，其中，
所述图像载体为显示所述镜像图像的平板显示器。
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