DE202013004870U1

DE202013004870U1 - Structure and method for video recording of lessons and lectures

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Publication number: DE202013004870U1
Application number: DE202013004870U
Authority: DE
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Priority date: 2013-05-25
Filing date: 2013-05-25
Publication date: 2013-10-21
Anticipated expiration: 2023-05-26

Abstract

Aufbau und Methode zur Videoaufzeichnung von Vorträgen und Unterrichten, dadurch gekennzeichnet, daß handschriftliche Notizen und Zeichnungen im optischen Raum zwischen einem Zeigenden und einer Kamera in einer – während der Wiedergabe – lesbaren Form angebracht werden, umfassend eine transparente Schreibfläche, angeordnet auf der optischen Achse zwischen Zeigendem und Kamera eine aufzeichnende bzw. übertragende Kamera; mindestens einen Prozesschritt der Bildumkehr.Structure and method for video recording of lectures and teaching, characterized in that handwritten notes and drawings are placed in the optical space between a pointing and a camera in a readable form during reproduction, comprising a transparent writing surface arranged on the optical axis between Pointing and camera a recording camera; at least one process step of image reversal.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung beschreibt eine Methode, um Schreib- und Zeigeprozesse – im Rahmen von als Video aufgezeichneten oder übertragenen Unterrichten bzw. Vorträgen – unter Aufrechterhaltung des Blickkontaktes von Zeigendem und Betrachter durchzuführen. Die vorliegende Erfindung betrifft darüberhinaus einen Aufbau, enthaltend eine transparente Schreibfläche, ein System zur Aufzeichnung und/oder Übertragung von Videosignalen sowie bildwandelnden Elementen.The invention describes a method to perform writing and pointing processes - as part of video recorded or transmitted lessons or lectures - while maintaining the eye contact of the user and the viewer. The present invention further relates to a structure including a transparent writing surface, a system for recording and / or transmitting video signals and image-converting elements.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Zur Veranschaulichung zunächst nur gedanklicher bzw. gesprochener Inhalte dienen in Unterrichten unter anderem zwei grundlegende Gesten.To illustrate initially only mental or spoken content serve in teaching, among other things, two basic gestures.

Die Repräsentation von gedanklichen Inhalten in Form von Notizen, Abbildungen oder Schaubildern erfolgt zumeist anhand einer Schreib- oder einer Projektionsfläche (im folgenden Demonstrationsfläche genannt). Für das Zeigen anhand einer Demonstrationsfläche ist es für gewöhnlich notwendig, daß sich sowohl Zeigender, wie auch Betrachter voneinander ab- und dieser Fläche zuwenden. Die Notwendigkeit des voneinander abgewendeten Zeigens besteht für alle bekannten Notizsysteme, wie Kreidetafel, Whiteboard und ähnliche, sofern es sich um ein gezieltes Zeigen handeln soll.The representation of mental contents in the form of notes, illustrations or graphs usually takes place on the basis of a writing or a projection surface (hereinafter referred to as a demonstration surface). For demonstration by means of a demonstration surface, it is usually necessary for both the point of view and the observer to turn away from each other and to face that surface. The need for the facing away from each other for all known note systems, such as chalk board, whiteboard and the like, if it is to be a targeted show.

Das Demonstrieren anhand von Gegenständen nutzt räumliche Objekte (im folgenden Demonstrationskörper genannt), die sich während der Veranschaulichung zumeist zwischen einem Zeigenden und einem Betrachter befinden. Der Demonstrationskörper bildet damit nicht nur das inhaltliche, sondern auch räumliche Zentrum der Anschauung und Auseinandersetzung und ermöglicht das einander zugewandte Zeigen.Object-based demonstrations use spatial objects (hereafter referred to as demonstration bodies) that are mostly between a pointing person and a viewer during the illustration. The demonstration body thus forms not only the content but also the spatial center of intuition and discussion and makes it possible to show each other.

Ein Demonstrationskörper hat dabei zwei Bedingungen zu erfüllen. Zum einen sollte der Demonstrationskörper die Sichtlinie zwischen Zeigendem und Betrachtendem nicht verdecken. Daraus ergibt sich, daß ein Demonstrationskörper entweder handhabbar klein, wie z. B. in Form von Tischmodellen ausgeführt ist. Größere Demonstrationskörper, z. B. chemische Apparaturen erlauben das einander zugewandte Zeigen u. a. durch ihre optische Transparenz bzw. ihren lückenhaften Aufbau, der Durchblicke gewährt. Große, intransparente bzw. massive Körper verhindern das dem Betrachter zugewandten Zeigen. Baukörper oder technische Großanlagen können nur wie Demonstrationsflächen benutzt werden, indem der pointiert Zeigende mit Blick auf die Demonstrationsfläche, nicht dem Betrachter zugewandt operiert.A demonstration body has to fulfill two conditions. On the one hand, the demonstration body should not cover the line of sight between the person pointing and watching. It follows that a demonstration body either manageable small, such. B. is executed in the form of table models. Larger demonstration body, z. B. chemical equipment allow facing each other u. a. through their optical transparency or their incomplete structure, which grants views. Large, non-transparent or massive bodies prevent pointing to the viewer. Structures or large-scale technical facilities can only be used as demonstration areas by the pointy pointing operating with a view of the demonstration area, not facing the viewer.

Ein weiteres Kriterium an den Demonstrationskörper ist dessen Konsistenz der Bedeutung, sowohl aus der Perspektive des Zeigenden, als auch aus der Sicht des Betrachters heraus. Der Bedeutungsinhalt des Gezeigten muss sich für beide widerspruchsfrei und unbehindert erschließen lassen. Ein Schriftstück auf einem Tisch behindert – das erste Kriterium erfüllend – zwar nicht die Sichtlinie von sich gegenübersitzendem Zeigendem und Betrachter, jedoch hängt die Lesbarkeit des Schriftstück von dessen jeweiliger Orientierung ab, die während des Zeigens für gewöhnlich mehrmals verändert werden muss.Another criterion for the demonstration body is its consistency of meaning, both from the point of view of the person pointing and from the perspective of the observer. The meaning content of what has been shown must be accessible to both without contradiction and unhindered. While a document on a desk, while meeting the first criterion, does not obstruct the line of sight of the viewer and viewer, the readability of the document depends on its orientation, which usually needs to be changed several times during pointing.

Aus Unterhaltungsfilmen der letzten Jahrzehnte sind einige Szenen bekannt, in denen mit Stiften oder Kreiden auf Fensterscheiben oder transparenten Flächen geschrieben wurde, wobei der Protagonist durch die Fläche hindurch aufgenommen wurde. Ziel jener Szenen ist es, den Arbeitspro zess des Protagonisten darzustellen, nicht jedoch den Inhalt des Geschriebenen als wesentlich oder gar bedeutungskonsistent zu transportieren. Entsprechend wären auch Szenen zu nennen, in denen auf gefrorene oder beschlagene Scheiben geschrieben wird.From entertainment films of recent decades, some scenes are known in which was written with pencils or chalks on window panes or transparent surfaces, with the protagonist was taken through the surface. The goal of these scenes is to portray the protagonist's work process, but not to convey the content of what is written as essential or even meaningful. Accordingly, scenes should be mentioned in which is written on frozen or fogged discs.

Es sind darüberhinaus diverse Fotomontagen bekannt, welche die hier beschriebene Methode lustrieren, ohne jedoch eine technische Umsetzung anzubieten.There are also various photomontages known which lustrieren the method described here, but without offering a technical implementation.

US 3.800.441 offenbart einen in Teilen analogen Aufbau, jedoch unter Verzicht der in der vorliegenden Erfindung als notwendig erachteten Transparenz der Schreibfläche. US 3,800,441 discloses a partially analogous structure but without the transparency of the writing surface which is considered necessary in the present invention.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist Zielsetzung der Erfindung, Inhalte einer Demonstrationsfläche, also Notizen und Abbildungen bedeutungskonsistent und zwischen einem Zeigenden und einem Betrachter anzuordnen, diese Notizen also zu ähnlicher Handhabbarkeit zu bringen, wie die eines Demonstrationskörpers.It is an object of the invention to arrange contents of a demonstration area, ie notes and images meaningful and between a pointing and a viewer, so bring these notes to similar handling, as that of a demonstration body.

Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Erzeugung eines optischen Raumes, in welchem eine transparente Schreibfläche zwischen Zeigendem und Betrachter eingebracht ist. Zwischen Zeigendem und Betrachtender befindet sich darüber hinaus noch mindestens ein Element zur richtigstellenden Bildumkehr der rückseitig unlesbaren Notiz. Erfindungsgemäß wird der Vortrag in Form einer Videoaufzeichnung zumeist asynchron und in jedenm Fall unidirektional zum Betrachter übermittelt.The object is achieved according to the invention by the creation of an optical space in which a transparent writing surface is inserted between the pointing end and the observer. In addition, there is at least one element between the pointing and the viewing person for a corrective image reversal of the note which can not be read on the back. According to the lecture in the form of a video recording is usually transmitted asynchronously and in each case unidirectional to the viewer.

Eine erste Ausführung der Erfindung umfasst eine transparente Schreibfläche durch welche der Zeigende während dessen Vortrag aufgezeichnet wird. Die Schreibfläche ist aus Glas ausgeführt, andere transparente und beschreibbare Medien sind aber ebenso denkbar. Die Notiz auf der Schreibfläche erfolgt mit glashaftenden Schreibmitteln also z. B. Fettkreiden oder geeigneten Boardmarkem. Die Verwendung von trockenabwischbaren Stiften erleichtern die Reinigung der Schreibfläche, jedoch lassen sich auch andere Schreibmittel von der Glasfläche mit entsprechenden Reinigungsmitteln restlos entfernen. Die Bildumkehr des Anschriebs erfolgt in einem nachfolgenden Prozessschritt während der digitalen Nachbearbeitung der aufgezeichneten Demonstration z. B. mit Hilfe eines Computers.A first embodiment of the invention comprises a transparent writing surface through which the pointer is recorded during its presentation. The writing surface is made of glass, other transparent and writable media are also conceivable. The note on the writing surface is done with glassy writing means so z. As fat chalks or suitable board markers. The use of dry-erase markers facilitates cleaning of the writing surface, but other writing means can be completely removed from the glass surface with appropriate cleaning agents. The image reversal of the address takes place in a subsequent process step during the digital post-processing of the recorded demonstration z. B. with the help of a computer.

In einer anderen Ausführung erfolgt die Bildumkehr durch einen vor der Kamera angeordneten Spiegel.In another embodiment, the image reversal is performed by a mirror arranged in front of the camera.

Die Bildumkehr kann auch an anderer Stelle des Prozesses erfolgen. Nutzbar wäre eine kameraintegrierte Betriebsart der Bildumkehr (Effekt). Nutzbar ist auch eine Bildumkehr während der Wiedergabe des vermittelten, noch immer seitenverkehrten Bildes, wie sie z. B. als Betriebsart eines Videobildwerfers in Abhängigkeit seiner Einbauart häufig integriert ist.The image reversal can also be done elsewhere in the process. Usable would be a camera-integrated mode of image reversal (effect). Also useful is a picture reversal during playback of the mediated, still reversed image, as z. B. is often integrated as the operating mode of a video display depending on its installation.

Hilfreich ist es, wenn das optische System so ausgelegt ist, daß sich Bildebene und Projektionsebene entsprechen, d. h. ein senkrecht stehend Zeigender auch in der Projektion als senkrecht stehend erscheint. Andere Geometrien sind aber denkbar.It is helpful if the optical system is designed so that the image plane and the projection plane correspond, ie. H. a vertical pointing pointer also appears in the projection as standing vertically. Other geometries are conceivable.

Die Schreibfläche kann auf der zur Kamera, d. h. zum Betracher orientierten Seite störende Reflexionen aufweisen. So lassen sich auf der Schreibfläche unter Umständen Spiegelbilder sowohl der Kamera als auch anderer Studioaufbauten erkennen. Zu deren Beseitigung sind besondere Maßnahmen zu treffen. In ähnlichen Aufnahmesituationen wird der zur Kamera/Betrachter orientierte Raum, also der Studiobereich verdunkelt. Erfindungsgemäß ist das jedoch nur begrenzt möglich, denn es ist zu gewährleisten, daß die Notizen aus Sicht des Betrachters gut ausgeleuchtet sind. Auch der dicht vor der Schreibfläche operierende Zeigende ist in einer natürlichen Beleuchtungssituation darzustellen.The writing surface can on the camera, d. H. the viewer-oriented page have disturbing reflections. For example, mirror images of both the camera and other studio setups may be detected on the writing surface. Special measures must be taken to eliminate them. In similar situations, the space oriented to the camera / observer, ie the studio area, is darkened. According to the invention, however, this is only possible to a limited extent, because it must be ensured that the notes are well illuminated from the observer's point of view. Also, the pointing device operating close to the writing surface should be displayed in a natural lighting situation.

Erfindungsgemäß wird daher nur der, von der Kamera/dem Betrachter erfasste und von der Schreibfläche reflektierte Raumquerschnitt entweder durch entsprechende Materialien verdunkelt bzw. homogenisiert. Im letzten Fall können – durchaus auch lichtstarke – Reflexionen auftreten, diese enthalten aber keine störenden Strukturinformationen.Therefore, according to the invention, only the spatial cross section detected by the camera / viewer and reflected by the writing surface is either darkened or homogenized by appropriate materials. In the latter case, it is possible for reflections to be quite strong, but they do not contain any disturbing structural information.

Durchdringt die optische Achse lotrecht die Schreibfläche so befindet sich die Kamera immer im Reflexionsbereich und oben beschriebene Maßnahmen sind erforderlich. Eine andere Lösung dieses Problems liegt darin, die Schreibfläche gegenüber der optischen Achse zu kippen und damit auf einen Raumausschnitt zu lenken, der weder die Kamera, noch andere Studioaufbauten enthält. Etwaige Verzerrungen des Schriftbildes sind zu berücksichtigen und durch Drehung der Schreibfläche um andere Achsen zu kompensieren.If the optical axis penetrates the writing surface vertically, the camera is always located in the reflection area and the measures described above are necessary. Another solution to this problem is to tilt the writing surface with respect to the optical axis and thus to direct to a space cutout that contains neither the camera, nor other studio structures. Any distortion of the typeface should be taken into account and compensated by rotation of the writing surface around other axes.

Die Reflexionen können auch vermindert werden, indem die Schreibfläche als Oberflächensegment einer Kugel geformt ist, deren Mittelpunkt das Objektiv der Kamera bildet.The reflections can also be reduced by forming the writing surface as a surface segment of a sphere whose center forms the lens of the camera.

Bei der Aufnahme von Tageslichtsituation können auch Polarisationsfilter Einsatz finden, wie aus der Fotografie für ähnliche Problemstellungen bekannt ist.When recording daylight situation and polarization filters can be used, as is known from the photograph for similar problems.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft veranschaulicht. Es zeigen die ZeichnungenIn the drawings, the subject invention is exemplified. The drawings show

den Aufbau erster Art im Schrägbild the structure of the first kind in the oblique picture

einen an der Kamera montierten Vorsatzspiegel im Schrägbild a mounted on the camera attachment mirror in the oblique view

den Aufbau erster Art aus Sicht des Zeigenden the structure of the first kind from the point of view of the person pointing

einen Aufbau zweiter Art mit reflexionsmindernden Elementen im Schrägbild a construction of the second kind with reflection-reducing elements in the oblique image

einen Aufbau dritter Art mit reflexionsmindernden Elementen im Schrägbild a structure of the third kind with reflection-reducing elements in the oblique image

Detaillierte Beschreibung beispielhafter AusführungsformenDetailed description of exemplary embodiments

Wie in dargestellt, bringt der Zeigende (1) seine Notizen (2) auf einer transparenten Schreibfläche (3) an. Diese Schreibfläche kann aus jedwedem transparenten Material bestehen. Im dargestellten Fall ist die Schreibfläche senkrecht positioniert, andere Lagen sind denkbar. Eine Videokamera (4) zeichnet den Vortrag des Zeigenden auf. Die Bildumkehr erfolgt kameraextern, kameraintern, im Prozess der digitalen Nachbearbeitung oder erst während der Projektion.As in represented, the pointing ( 1 ) his notes ( 2 ) on a transparent writing surface ( 3 ) at. This writing surface can be made of any transparent material. In the case shown, the writing surface is positioned vertically, other layers are conceivable. A video camera ( 4 ) records the lecture of the person pointing. The image reversal takes place camera-external, in-camera, in the process of digital post-processing or only during the projection.

zeigt eine Möglichkeit der Bildumkehr durch Vorsatzelement. Die Videokamera (4) ist an einem Stativ (13) oder ähnlichem fixiert. An diesem Stativ (13) ist auch eine Halterung angebracht, die einen Spiegel (12) trägt. Dieser füllt den Bildbereich der Kamera vollständig aus und lenkt die optische Achse (14) um. Die Bildumkehrt erfolgt vor Aufzeichnung, d. h. es wird ein seitenverkehrtes, aber rückseitig lesbares Bild aufgezeichnet. Diese vorgesetzte Bildumkehr hat den Vorteil, daß eine Nachbearbeitung entfällt und es schon während der Aufzeichnung möglich ist, einen Kontrollmonitor (5 in ) mit einem seitenverkehrten Live-Signal zu betreiben. shows a possibility of image reversal by intent element. The video camera ( 4 ) is on a tripod ( 13 ) or the like. On this tripod ( 13 ) is also a bracket attached, a mirror ( 12 ) wearing. This fills the image area of the camera completely and directs the optical axis ( 14 ) around. The image reversal occurs before recording, ie a reversed but back-readable image is recorded. This superior Image reversal has the advantage that post-processing is eliminated and it is already possible during the recording, a control monitor ( 5 in ) to operate with a reversed live signal.

zeigt den Aufbau aus der Perspektive des Zeigenden (1) dessen Notizen (2) auf der transparenten Schreibfläche (3) durch die Videokamera (4) aufgezeichnet werden. Nach einer – hier nicht dargestellten – Bildumkehr wird das Bildsignal gespiegelt auf den Kontrollmonitor (5) ausgegeben. Die Verwendung eines Kontrollmonitors (5) erleichtert es dem Zeigenden, die tatsächlichen Bildgrenzen des von der Kamera aufgezeichneten Bildes zu erfassen. Die Ausgabe eines gespiegelten Signals erleichtert dem Zeigenden dabei die Koordination, da der Monitor (5) sich im Grunde wie ein Spiegel verhält. shows the structure from the perspective of the pointing ( 1 ) whose notes ( 2 ) on the transparent writing surface ( 3 ) through the video camera ( 4 ) to be recorded. After an image reversal (not shown here), the image signal is mirrored onto the control monitor ( 5 ). The use of a control monitor ( 5 ) makes it easier for the person pointing to capture the actual image boundaries of the image recorded by the camera. The output of a mirrored signal makes it easier for the pointing while the coordination, since the monitor ( 5 ) basically behaves like a mirror.

zeigt einen Studioaufbau unter der Zielsetzung, dem Betrachter eventuell störend erscheinende Reflexionen auf der Schreibfläche zu vermindern. Der Zeigende (1) notiert auf der transparenten Schreibfläche (3). Die Videokamera (4) befindet sich hinter einem Lichtfang (9) aus z. B. schwarzem Stoff, wobei die optische Achse eine Apertur (6) passieren kann und der von der Videokamera (4) aufgenommene Bildbereich nicht beeinträchtigt wird. Die Studiobeleuchtung (7) wird so angeordnet, daß sich deren Reflexionen außerhalb des Bildbereichs der Kamera befinden. Ein neutraler Hintergrund (8) (in der Abbildung nur angeschnitten dargestellt) erhöht die Lesbarkeit der Notizen. shows a studio construction with the objective to reduce the observer possibly disturbing reflections on the writing surface. The pointing ( 1 ) noted on the transparent writing surface ( 3 ). The video camera ( 4 ) is behind a light catch ( 9 ) from z. B. black fabric, wherein the optical axis an aperture ( 6 ) and that of the video camera ( 4 ) is not affected. The studio lighting ( 7 ) is positioned so that its reflections are outside the image area of the camera. A neutral background ( 8th ) (shown in the picture only cut-off) increases the readability of the notes.

zeigt einen Studioaufbau mit der Zielsetzung Reflexionen nicht zu vermindern, sondern zu homogenisieren. Der Zeigende (1) notiert auf der transparenten Schreibfläche (3). Die Videokamera (4) ist hinter einem Diffuser (11) aus durchscheinendem Material, z. B. Gaze verborgen. Die Aufzeichnung, d. h. die Sicht der Kamera (4) ist durch das Material des Diffusers (11) kaum eingeschränkt, so daß eine separate Apertur unnötig ist. Ein Lichtfang (9) bildet hinter dem Diffuser (11) einen neutralen Hintergrund. Auch hinter dem Zeigenden (1) ist ein neutraler Hintergrund (8) angebracht (nur teilweise dargestellt). Die Beleuchtung ist als ein die Schreibfläche umlaufender Rahmen aus Leuchstoffröhren (7) und Reflektoren (10) ausgeführt. Die Beleuchtung (7, 10) koppelt dadurch einerseits Licht auf den Diffuser (11) aus, der den Vortragenden auf großer Fläche bei minimalem Schattenwurf ausleuchtet. Andererseits koppelt die Beleuchtung (7, 10) durch die ungerahmten Ränder der Schreibfläche (3) Licht in diese ein. Durch Totalreflexion wird das Licht im Inneren der Schreibfläche (3) weitergeleitet, bis es an den Notizen (2) auf der Schreibfläche ausgekoppelt wird und diese Notizen (2) aufhellt. shows a studio construction with the purpose of not reducing reflections, but to homogenize. The pointing ( 1 ) noted on the transparent writing surface ( 3 ). The video camera ( 4 ) is behind a diffuser ( 11 ) made of translucent material, eg. B. gauze hidden. The recording, ie the view of the camera ( 4 ) is due to the material of the diffuser ( 11 ), so that a separate aperture is unnecessary. A light catch ( 9 ) forms behind the diffuser ( 11 ) a neutral background. Also behind the pointing ( 1 ) is a neutral background ( 8th ) (only partially shown). The lighting is as a writing surface surrounding the frame of fluorescent tubes ( 7 ) and reflectors ( 10 ). The lighting ( 7 . 10 ) thereby on the one hand couples light to the diffuser ( 11 ), which illuminates the speaker in a large area with minimal shadow. On the other hand, the lighting couples ( 7 . 10 ) through the unframed edges of the writing surface ( 3 ) Light in this one. Through total reflection, the light inside the writing surface ( 3 ) forwarded to the notes ( 2 ) is decoupled on the writing surface and these notes ( 2 ) brightens.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3800441 [0009]

Claims

Structure and method for video recording of lectures and teaching, characterized in that handwritten notes and drawings are placed in the optical space between a pointing and a camera in a readable form during reproduction, comprising a transparent writing surface arranged on the optical axis between Pointing and camera a recording camera; at least one process step of image reversal.

Structure according to claim 1, characterized in that the image reversal is effected by at least one pre-set optical component.

Structure according to claim 2, characterized in that the image reversal is effected by a mirror arranged on the optical axis between the camera and the pointing device.

Structure according to claim 3, characterized in that the mirror is designed as a mounted in front of the camera lens component.

A method according to claim 1, characterized in that the image reversal by processes of digital or electronic type are performed.

Method according to claim 5, characterized in that the image reversal takes place during a digital post-processing of the video material.

Method according to claim 5, wherein the image reversal occurs during the projection / reproduction of the recording

Structure according to claim 1, characterized in that disturbing reflections on the camera-oriented writing surface are reduced by special measures

Structure according to claim 8, characterized in that reflections are diminished by darkening the imaged reflection space.

Structure according to claim 9, characterized in that the camera is mounted behind an aperture.

Structure according to claim 8, characterized in that reflections are reduced by, the imaged reflection space homogenizing media.

Structure according to claim 8, characterized in that reflections are reduced by a curved in at least one direction writing surface.

Structure according to Claim 8, characterized in that reflections are reduced by the optical axis not passing through the writing surface vertically.

Structure according to claim 1, characterized in that the illumination is effected by a homogeneous, illuminated surface in the reflection region of the writing surface.

Structure according to claim 1, characterized in that the illumination of the notes is amplified by coupled out of the writing surface light.