JP6719654B2 - 自筆支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、手書きで文字を書く際の列やバランスの崩れを防ぐためのガイドを行う自筆支援装置に関する。

手書きする必要がある書類に対し、文字を書き込む際に、列やバランスが崩れてしまうのを防ぐため、プロジェクタを用いた手書き支援システムが中島 聡太 他“プロジェクタを用いた硬筆支援システム” 平成２１年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会 講演番号：１６１（以下において、参照文献１とする。）に提案されている。

上記参照文献１には、手本となる文字をプロジェクタで紙に投影し、その投影した文字をなぞることによりバランスのとれた綺麗な文字を書くための支援システムが提案されている。具体的には、カメラで文字を記入する対象を撮影し、その画像を使って、対象を上から見た画像を生成し、生成した画像中にグラフィックユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を用いて文字を記入し、プロジェクタから文字を対象に投影し、その投影した文字をなぞらせるものである。

しかしながら、プロジェクタで文字を投影した場合、実際に記入する記入者の手の影により投影文字が見えにくくなり、支援機能が低減してしまうという問題があった。

上記問題を解決した自筆支援装置が、本出願人により国際公開第２０１６／１２１３６２号明細書において提案されている。国際公開第２０１６／１２１３６２号明細書の装置は、上方の画像表示面において表示される手本となる像の鏡像画像をハーフミラーで反射させ、記入者であるユーザに、その反射像（虚像）を筆記面に一致して視認させるように構成されており、ユーザの手の影で投影文字が見えにくくなるという問題は生じない。

しかしながら、特許文献１の自筆支援装置に関し、反射像が視認し辛くなったり、逆に筆記面が視認し辛くなったりするなど、ユーザによる像の視認性に不具合が生じ、良好な自筆支援機能を発揮できない場合があることが分かってきた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ユーザの影および視認性の不良に伴う自筆支援機能の低下を防ぐことができる自筆支援装置を提供することを目的とする。

本発明の自筆支援装置は、平面状の筆記面を有する筆記媒体の筆記面の上方に、筆記面に表示させる像の鏡像画像を表示する平面状の画像表示面が位置するように画像表示面を有する画像担持体を支持する支持部材と、
筆記面と画像表示面との間に配置される、画像表示面に対向するミラー面を有するハーフミラーとを備え、
画像表示面と筆記面とが、ハーフミラーのミラー面を挟んで等しい光学距離で配置され、
ミラー面よりも筆記面側に、ミラー面側から筆記面側に向けて光を照射して筆記面を照明する筆記面用照明具を備えた自筆支援装置である。

ここで、画像表示面と筆記面とが、ミラー面を挟んで等しい光学距離であるとは、ミラー面の任意の点から、この任意の点を通ってミラー面と垂直に交わる垂線の画像表示面との交点までの光学距離と、同一垂線の筆記面との交点までの光学距離とが等しいことを意味する。
画像表示面と筆記面とがミラー面を挟んで等しい光学距離で配置されていれば、筆記面、ミラー面および画像表示面は、互いに平行に配置されていてもよいし、筆記面および画像表示面が、ミラー面に対して対称に傾きを持って配置されていてもよい。

筆記面に表示させる像の鏡像画像とは、筆記面に表示させる像を鏡に映した際に鏡面に観察される鏡像を描画した画像である。

筆記媒体は、任意の机等の上に載置されればよいが、本発明の自筆支援装置が、筆記媒体を支持する支持台を備えていてもよい。

本発明の自筆支援装置において、筆記面用照明具は、上記筆記面を照明する照度が可変であることが好ましい。
また、筆記面用照明具が、筆記面の中心を挟んで対向する２箇所に配置されていることが好ましい。
筆記面用照明具が、ハーフミラーの周縁部に配置されていることが好ましい。

本発明の自筆支援装置は、筆記面の輝度を測定するセンサと、
センサにより測定された輝度に基づいて、ハーフミラーで反射されて視認される画像表示面の反射像の輝度および、ハーフミラーを透過して視認される筆記面の透過像の輝度の少なくとも一方を制御して、反射像の輝度と透過像の輝度との比を調整する制御部を有することが好ましい。

本発明の自筆支援装置は、画像担持体が、フラットパネルディスプレイにより構成されており、制御部が、フラットパネルディスプレイのバックライトの輝度を変化させることにより、上記反射像の輝度を制御することが好ましい。

制御部は、画像担持体に表示される鏡像画像のＣＭＹＫ信号値のＫ値を変化させることにより、上記反射像の輝度を制御するものであってもよい。

本発明の自筆支援装置は、使用時の筆記具および筆記具を持つユーザの手指の少なくとも一方を含む手元を照明する手元照明具を備えていることが好ましい。
この手元照明具は、ミラー面と筆記面との間に配置された、ミラー面および筆記面の間に、上記ミラー面および筆記目への広がりが制限された照射光を照射することが好ましい。

本発明の自筆支援装置において、手元照明具は、異なる２方向から照射光を照射することが好ましい。

手元照明具の照射光の波長は単色であることが好ましい。

本発明の自筆支援装置は、平面状の筆記面を有する筆記媒体の筆記面の上方に、筆記面に表示させる像の鏡像画像を表示する平面状の画像表示面が位置するように、画像表示面を有する画像担持体を支持する支持部材と、筆記面と画像表示面との間に配置される、画像表示面に対向するミラー面を有するハーフミラーとを備え、画像表示面と筆記面とが、ハーフミラーのミラー面を挟んで等しい光学距離で配置できるように構成されている。係る構成により、ハーフミラーの上方から筆記面をみる使用者は、筆記面に鏡像画像の反射像を視認することができ、使用者がその像をなぞる際にも筆記具を持つ手により陰ることなく表示することができる。

本発明の自筆支援装置は、ミラー面よりも筆記面側に、ミラー面側から筆記面側に向けて光を照射して、筆記面を照明する筆記面用照明具を備えているので、筆記面からの透過像の、ハーフミラーで反射される反射像に対する輝度を調整することができる。輝度調整が可能であるので、透過像と反射像のそれぞれを、使用者に良好に認識させることが可能となる。

すなわち、本発明の自筆支援装置によれば、ユーザの影による支援機能の低下を防止し、かつ、像の視認性の低下に伴う支援機能の低下を防止することができ、良好な自筆支援が可能である。

本発明の第１の実施形態の自筆支援装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示す自筆支援装置の概略構成を示す側面図である。 画像表示面および筆記面に表示される画像を示す模式図である。 第１の実施形態の自筆支援装置の設計変更例の構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態の自筆支援装置の概略構成を示す側面図である。 第２の実施形態の自筆支援装置の制御部による制御構成を示すブロック図である。 本発明の自筆支援装置における画像表示面、ミラー面および筆記面の配置の他の例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の自筆支援装置の概略構成を斜視図であり、図２は、本実施形態の自筆支援装置１における筆記面、ミラー面および画像表示面の位置関係を示す側面図である。
図１、図２に示すように、本実施形態の自筆支援装置１は、平面状の筆記面１２を有する筆記媒体１０の筆記面１２の上方に、筆記面１２に表示させる像の鏡像画像を表示する平面状の画像表示面３２が位置するように画像表示面３２を有する画像担持体３０を支持する支持部材４０と、筆記面１２と画像表示面３２との間に配置される、画像表示面３２に対向するミラー面２２を有するハーフミラー２０とを備え、画像表示面３２と筆記面１２とが、ハーフミラー２０のミラー面２２を挟んで等しい光学距離で配置される。ハーフミラー２０が、画像表示面３２に対向するミラー面２２を有するとは、ハーフミラー２０のミラー面（反射面）が画像表示面に対面するように配置されていることを意味する。

そして、本自筆支援装置１は、ミラー面２２よりも筆記面１２側に、ミラー面２２側から筆記面１２側に向けて光を照射して筆記面１２を照明する筆記面用照明具５０を備えている。

本実施形態においては、自筆支援装置１は、筆記媒体１０が載置される支持台５とその支持台５上にハーフミラー２０および画像担持体３０の支持部材４０を位置させるための支持軸６を備えている。ハーフミラー２０と支持部材４０は支持軸６に沿って上下に移動できるように構成されていることが好ましい。

画像担持体３０の支持部材４０は、画像担持体３０を載置するための支持板４１を備えている。支持板４１は画像担持体３０の画像表示面３２に表示される画像をミラー面２２に写すことができる透明度を有するものであり、ガラスやアクリル等の可視光に透明な透明基板であることが好ましい。ガラスやアクリル板の表面の反射率は４％程度あり、画像表示面の明るさが板を介することにより低減されてしまうため、支持板４１の両面４２、４４（図２参照）は反射防止処理が施されていることが好ましい。支持板４１の両面４２、４４の可視光（３８０〜７８０ｎｍ）に対する反射率は、例えば１％未満であることが好ましい。

本実施形態において、ハーフミラー２０のミラー面２２は、画像担持体３０側の面にあり、筆記面１２、ミラー面２２および画像表示面３２は互いに平行に、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_１と、ミラー面２２と筆記面１２との光学距離ｈ_２とが等しくなるように位置される。すなわち、ミラー面２２の任意の点Ｏから、この任意の点Ｏを通ってミラー面２２と垂直に交わる垂線の画像表示面３２との交点Ａまでの光学距離ｈ_１と、同一垂線の筆記面１２との交点Ｂまでの光学距離ｈ_２とが等しい。

本例において、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_１は、支持板４１の厚みｄ_１と屈折率ｎ_１との積ｎ_１・ｄ_１と、支持板４１の下面４４とミラー面２２との距離Ｌ_１との和すなわち、ｈ_１＝ｎ_１・ｄ_１＋Ｌ_１で表される。また、ミラー面２２と筆記面１２との光学距離ｈ_２は、ハーフミラー２０の厚みｄ_２と屈折率ｎ_２との積ｎ_２・ｄ_２と、ハーフミラー２０の下面２４と筆記面１２との距離Ｌ_２との和、すなわち、ｈ_２＝ｎ_２・ｄ_２＋Ｌ_２で表される。

上記の光学距離ｈ_１とｈ_２が等しくなるようにハーフミラー２０の位置および画像担持体３０の位置が調整されることにより、図２に示すように、ユーザがハーフミラー２０の上方から筆記面１２を見たときに、画像担持体３０の画像表示面３２に表示された鏡像画像がミラー面２２で反射されて視認される反射像が筆記面１２に一致して見える。すなわち、画像表示面３２に表示されている鏡像画像の虚像の像面が筆記面１２に一致している。このとき、筆記面１２に像が直接投影されているかのように見えるが、実際には、使用者は、ミラー面２２で反射された鏡像画像の反射像（虚像）を見ているのであり、画像担持体３０から筆記面１２に像が直接投影されているわけではない。
なお、以下において、使用者がハーフミラー２０の上方から筆記面１２を見る際の目の位置を観察部６０と称する。

図３は、左図が画像担持体３０の画像表示面３２に表示される鏡像画像Ａであり、右図が筆記面に重なって視認される鏡像画像Ａの反射像であり、表示すべき像Ｂである。ここで例示されている像Ｂは、はがきの表書きの住所、宛先等を記載すべき領域のマス目を示している。この表示されたマス目内に文字を書くことにより、整った文字列とすることができる。

ハーフミラー２０は、ミラー面２２となる面とミラー面を備えていない面２４からなる。ハーフミラー２０は、ミラー面に入射する光の一部を反射し、一部を透過させるものであればよく、図２に示すように、観察部から筆記面１２を視認することができ、また、その筆記面１２に、ハーフミラー２０により反射された画像表示面３２に表示される鏡像画像Ａの鏡像（そもそも表示すべき像）Ｂを重ねて視認できる反射率および透過率を有するものであればよい。ハーフミラーの反射率は１％以上９９％以下の範囲で自筆支援装置における光学系の構成により適宜定めればよいが、４％以上８５％以下の範囲とすることがより好ましい。

ハーフミラーのミラー面は、可視域の全域に対して上記反射率を示すものであることが好ましいが、可視域の特定の部分波長域に対して、例えば、画像表示面の表示色が予め定まっている場合には、その表示色の波長域の光に対して上記反射率を示すものであればよい。例えば、画像表示面において青色光で画像表示される場合、ミラー面は青色波長のみを反射するものであってもよい。

ハーフミラー２０の面２４は、反射防止面とされていることが好ましい。反射防止面の反射率は、観察部から視認される面２４での反射による像が、ミラー面２２での反射による像に二重映りしない程度の反射率であればよく、例えばミラー面２２の反射率の０．１倍未満とする。

反射防止面は、可視域の光に対する反射率が１％未満とすることが好ましく、０．５％以下とすることがより好ましい。このような反射率１％未満となる反射防止面は、誘電多層膜の形成、あるいは微細凹凸構造層の形成などの公知の反射防止処理により得ることができる。

なお、ミラー面２２における反射率、および面２４における反射率は必ずしも面全域に亘って均一でなくてもよい。

画像表示面３２、ミラー面２２および筆記面１２の位置は、観察部６０から、鏡像画像の反射像が筆記面１２に一致するように（虚像の像面が筆記面と一致するように）観察しながら調整すればよい。ユーザが筆記面１２に反射像を一致して視認できるとき、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_１、および筆記面１２とミラー面２２との光学距離ｈ_２は一致している。

さらに、本自筆支援装置１には、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_１、および筆記面１２とミラー面２２との光学距離ｈ_２を一致させるために位置調整マークが設けられていてもよい。例えば、画像表示面３２を含む面上および筆記面１２を含む面上の互いに対応する位置に位置調整マークが設け、観察部から視認される画像表示面側の位置調整マークと筆記面側の位置調整マークがそれぞれ重なるように画像表示面３２とハーフミラー２０の位置を調整する。これにより、画像表示面３２と筆記面１２およびハーフミラー２０のミラー面２２との関係ｈ_１＝ｈ_２を満たす位置に容易に調整することができる。

画像担持体３０は、一面に鏡像画像を表示するものでれば、特に制限はないが、例えば、一面に鏡像画像が描かれたシートである。なお、画像担持体３０としては、鏡像画像を表示するフラットパネルディスプレイであってもよい。フラットパネルディスプレイは、別体のコンピュータに無線もしくは有線で接続されたものであってもよいし、タブレット型コンピュータあるいはスマートフォンであってもよい。

筆記面１２に表示させる画像としては、本実施形態においては、手紙やはがきの宛名面（表面）あるいは文面（裏面）のレイアウトやマス目、達筆のナビゲード、お絵かきのフレーム、書類作成ガイドなどが挙げられ、画像担持体３０は、これらの表示させるべき像を鏡に映した際に鏡面に観察される鏡像を描画した画像である鏡像画像を表示する。

本発明の自筆支援装置は、筆記面にレイアウトやマス目を表示することにより、行やマス目のない紙面に整った文字列で記入することができ、手本となる字を表示させることにより、その文字をなぞりバランスのとれた文字を書くために使用することができるほか、お絵かきフレームを表示させ、イラストを書いたり、塗り絵したりするために使用することもできる。
また、本発明の自筆支援装置は、表示された文字や絵をなぞるためのみならず、役所や銀行などにおいて、記入すべき箇所を示す矢印を書類面上に書類作成ガイドとして表示させることにより、書面作成を支援するために用いることもできる。
なお、本発明の自筆支援装置は、書面作成の支援の他、手術支援、手術教育、組立作業支援、実験作業支援などにも適用可能である。

筆記面用照明具５０は、ミラー面２２側から筆記面１２側に向けて光を照射する構成であれば特に制限はない。ここで、「ミラー面２２側から筆記面１２側に向けて光を照射する」とは、筆記面用照明具５０に備えられる光源から出射される光の出射方向がミラー面側から筆記面側に向かっており、ミラー面２２には光が入射しないように光が照射される構成であることを意味する。

本実施形態において、筆記面用照明具５０は、ハーフミラー２０の下面２４の周縁部に複数の光源５２を備えており、光源５２の発光方向が筆記面１２側に向かうように配置されている。光源５２は、例えば、ＬＥＤライトにより構成することができる。

筆記面用照明具５０は、筆記面１２を照明する際の照度が可変である。筆記面用照明具５０による照度が変化すると、それに応じて筆記面１２の輝度が変化する。本実施形態においては、各光源５２の発光量が可変であり、筆記面用照明具５０には単数もしくは複数の光源５２に接続され、これらの発光量を調整する図示しない調光部を備えている。そして、各光源５２の発光量を変化させることにより、照度を変化させることができるように構成されている。なお、数の光源５２のうち同時に点灯する光源の数を変化させるようにして照度を変化させる構成としてもよい。

本実施形態において、光源５２は、矩形状の面２４の周縁を構成する４辺に略等間隔で複数配置されているが、備えられる光源５２が単数であってもよい。しかしながら、少なくとも筆記面１２の中心を挟んで対向する２方向から筆記面１２を照明するように、筆記面１２の中心を挟んで対向する２箇所以上に光源５２が配置されていることが好ましい。
また、筆記面用照明具５０は、ハーフミラー２０に設置されている構成に限らず、例えば、支持軸６に取り付けられていてもよい。

自筆支援装置１において、筆記面用照明具５０を備えることにより、観察部６０から観察される筆記面１２の透過像の輝度と、画像担持体３０により表示される画像のミラー面２２による反射像の輝度の比を調整することが可能となる。特に、筆記面用照明具５０による筆記面１２の照度が可変であれば、輝度の比をより精度よく調整することが可能となる。透過像の輝度、反射像の輝度および両輝度の輝度比が、ヒトの視認能力の範囲となる適切な範囲にあれば、透過像および／または反射像の視認性の低下に伴う支援機能の低下を防止することができる。

ユーザが、筆記面１２および筆記面１２に一致して視認される手本画像（反射像）を観察しながら、手本画像と筆記面の透過像とが良好に視認できるように、筆記面用照明具５０の例えば、ダイヤル式の調光部のダイヤルを回して調整することができる。

なお、図４に示すように、さらに、画像表示面３２に照明光を照射する表示面照明具８０を備えていてもよい。画像担持体３０が発光表示するものでなく、表面に像が描かれた紙等の担持体である場合には、表示面照明具８０により画像表示面３２に照明光を照射することにより、画像をミラー面２２に明るく映すことができる。図４においては、画像担持体３０に対し、画像表示面３２の裏側（図中において表示面の上方）から照明光を照射するように構成されているが、画像表示面３２の表側（図中において表示面の下方）から照明光を照射するように構成されていてもよい。

このような表示面照明具８０を備えることにより、発光表示しない画像担持体３０に担持された像の反射像の輝度を向上させることができる。この表示面照明具８０が、光源の発光量を調整することができる調光部を備えていれば、輝度調整をさらに精度よく行うことができる。この場合にもユーザが筆記面１２および手本画像（反射像）を観察しながら、筆記面の透過像と、手本画像が良好に視認できるように、筆記面用照明具５０および表示面照明具８０の一方または両方の、例えば、ダイヤル式の調光部のダイヤルを回して調整することができる。

さらに、本実施形態の自筆支援装置１は、使用時においてユーザが持つ筆記具７５、およびユーザの手指（手の指）７６の少なくとも一方を含む手元７７を照明する手元照明具７０を備えている。なお、手元７７は、筆記具７５を握るユーザの手指７６および筆記具７５の手指７６に握られた部分とその部分より先端側をいう。

既述の通り、筆記面１２に表示される反射像にはユーザの手指による影は生じない。一方で、ユーザの手元に反射像が一部重なり、ユーザの手元に反射像の一部が表示される場合がある。手元照明具７０によって、手元に表示される反射像の輝度と比較して十分高い輝度で手元を照明することにより、手元に表示された反射像をユーザに視認できないようにできる。手元が照明されて明るくなることにより、反射像の輝度が相対的に低下し、ヒトの目に認知されなくなるからである。
このように手元照明具７０を備えて手元を照らし、手元に表示されている反射像が見えず、筆記具や筆記具を握っているユーザの手指が視認される状態とすることにより、自筆支援装置１を違和感なく使用することができる。

手元照明具７０は、ミラー面２２および筆記面１２を照明することなく、手元７７を照明するように構成された照明具であることが好ましい。ここで、「ミラー面２２および筆記面１２を照明することなく」とは、照明光の主光線がミラー面および筆記面１２に入射されないことを意味し、上記効果に影響のない範囲で照明光の一部がミラー面２２あるいは筆記面１２に入射される場合までを排除するものではない。

本実施形態における手元照明具７０は、自筆支援装置１の高さ方向においてミラー面２２と筆記面１２との間に配置されて、ミラー面２２と筆記面１２との間に支持台５にミラー面２２側および筆記面１２側への広がりが制限された光を照射する。ここでは、ミラー面２２および筆記面１２と略平行に進行する光７２を照射している。手元照明具７０は、ユーザの手元を照明することができればよく、手元をユーザの前方から照明する、もしくは手元を側方から照明するように設けられていることが好ましい。図１に示すように、異なる２方向（前方と側方）にそれぞれ設置されていてもよい。なお、ユーザの手元を側方から照明する場合には、ユーザの利き手とは反対側から照明することが好ましい。右利きの場合にはユーザの左手側から、左利きの場合にはユーザの右手側から手元を照明することが好ましい。

手元照明具７０からの出射光７２は、支持台５に平行なシート状の光であることが好ましく、そのようなシート状の光はＬＥＤ光源と、シリンドリカルレンズを備えた照明光学系とを組み合わせて実現することができる。ＬＥＤ光源から出射された光をシリンドリカルレンズの作用により支持台５に略平行なシート状に広がる光として照射させることができる。

手元照明具７０に備えられる光源は、白色光源を用いてもよいが、単色とすることが好ましい。単色の光源としては、赤色もしくは緑色の光源が好ましく、例えば、６５０ｎｍ超〜７００ｎｍにピーク波長を有する赤色ＬＥＤもしくは５００ｎｍ〜６５０ｎｍにピーク波長を有する緑色ＬＥＤを用いることができる。赤色もしくは緑色により照明された手元は、ユーザに不快な感覚を生じさせることなく、かつ手元をはっきりと見せることが可能となるからである。

なお、手元照明具７０についても、光源の発光量を調整することができる調光部を備えていることが好ましい。手元照明具７０について、調光可能であれば、ユーザは、好みに応じて手元の照度を調整することができる。

手元照明具７０としては、上記実施形態の態様に限らず、先端部が光る筆記具７５を用いてもよい。この場合、筆記具７５に備えられた照明が手元照明具に相当する。

以上の通り、本実施形態の自筆支援装置１は構成されている。本自筆支援装置１は、筆記面用照明具５０を備えたことにより、筆記面１２からの透過像の、ハーフミラー２０で反射される反射像に対する輝度を調整することができ、透過像と反射像のそれぞれを、ユーザに良好に認識させることができる。すなわち、自筆支援装置１における支援機能を低下させず、高いユーザビリティを実現することができる。

自筆支援装置１には、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_１と、筆記面１２とミラー面２２との光学距離ｈ_２とを等しい関係に維持したまま、ハーフミラー２０および画像表示面３２を、筆記面１２に対して移動させる移動機構を備えてもよい。移動機構は、例えば、画像表示面３２の移動がミラー面２２の移動の２倍となるように移動させるためのギヤなどを備えた構成により実現できる。

図５は、本発明の第２の実施形態の自筆支援装置２の概略構成を示す側面図である。
第１の実施形態の自筆支援装置１においては、筆記媒体１０を支持する支持台５を備えた構成について説明したが、本実施形態の自筆支援装置２は、支持台５を備えていない。支持台５を備える代わりに、既存の机に設置するための万力固定部８を支持軸６の底部に備えており、既存の机の天板７を万力で挟み固定することにより、自筆支援装置２を設置して使用することができる。

また、第１の実施形態の自筆支援装置１においては、支持部材４０が画像担持体３０を載置する支持板４１を備えた構成について説明したが、支持部材４０の構成は画像担持体３０を支持できる形状であれば、特に限定されるものではなく、本実施形態においては、図５に示すように、画像担持体として、タブレット型コンピュータやスマートフォンなどのフラットパネルディスプレイ（以下においてディスプレイ３１）をその画像表示面３２が直接ハーフミラー２０に対向するように保持する画像担持体ホルダー４５を備えている。画像担持体ホルダー４５は、図５に示すように、少なくとも一辺に開口を有し、タブレット型コンピュータやスマートフォン等をその開口部からスライド挿入させて、その少なくとも対向する二端を下面から支えるものである。画像担持体ホルダーとしては、フラットパネルディスプレイの少なくとも対向する二端を下面から支える枠部材などであってもよい。

本実施形態のように、画像表示面３２とミラー面２２との間に何も介さない場合にも、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_３１と、ミラー面２２と筆記面１２との光学距離ｈ_３２とが等しくなるように位置される。

本例において、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離ｈ_３１は、画像表示面３２とミラー面２２との距離Ｌ_１、すなわちｈ_３１＝Ｌ_１であり、ミラー面２２と筆記面１２との光学距離ｈ_３２は、ハーフミラー２０の厚みｄ_２と屈折率ｎ_２との積ｎ_２・ｄ_２と、ハーフミラー２０の面２４と筆記面１２との距離Ｌ_２との和、すなわち、ｈ_３２＝ｎ_２・ｄ_２＋Ｌ_２で表される。

上記の光学距離ｈ_３１とｈ_３２が等しくなるようにハーフミラー２０の位置および画像表示面３２の位置が調整されることにより、観察部から画像担持体３０の画像表示面３２に表示された鏡像画像がミラー面２２で反射されて視認される反射像が筆記面１２に一致して見える。

さらに、本実施形態の自筆支援装置２は、筆記面１２の輝度を測定する輝度センサ９０と、輝度センサ９０により測定された輝度に基づいて、ハーフミラー２０で反射されて視認される画像表示面３２の反射像の輝度および、ハーフミラー２０を透過して視認される筆記面１２の透過像の輝度の少なくとも一方を制御して、反射像の輝度と透過像の輝度の比を調整する制御部１００を備えている。

制御部１００は、輝度センサ９０、ディスプレイ３１、筆記面用照明具５０および手元照明具７０と接続されている（図６参照）。制御部１００は、輝度センサ９０により測定された筆記面１２の輝度に基づいて、ディスプレイ３１の表示画面の輝度および筆記面用照明具５０による照度の少なくとも一方を変化させることにより、ユーザが視認する際の表示画像の反射像の輝度Ｍａと筆記面の透過像の輝度Ｍｂを制御し、比Ｍａ／Ｍｂが適切なものとなるように調整する。

輝度ＭａとＭｂとを、０．０１＜Ｍａ／Ｍｂ＜１００、好ましくは０．１＜Ｍａ／Ｍｂ＜１０、より好ましくは０．２＜Ｍａ／Ｍｂ＜８となるように制御する。
また、このとき、１＜Ｍａ＋Ｍｂ＜１００００ｃｄ／ｍ^２とすることが好ましく、３＜Ｍａ＋Ｍｂ＜５０００ｃｄ／ｍ^２とすることがより好ましく、１０＜Ｍａ＋Ｍｂ＜１０００ｃｄ／ｍ^２とすることが特に好ましい。

反射像の輝度Ｍａは、ディスプレイ３１の表示画面の輝度Ｌａを変化させることにより、制御することができる。表示画面の輝度Ｌａと反射像の輝度Ｍａは概ね比例する。ディスプレイ３１の表示画面の輝度Ｌａは、バックライトの明るさを変化させることにより制御することができる。本実施形態において、制御部１００はバックライトの明るさ調整を行うことにより、反射像の輝度Ｍａを制御することとする。ここでは、バックライトの明るさを調整する制御信号値と、表示画面の輝度Ｌａおよび反射像の輝度Ｍａとの関係を予め調べておき、その関係式またはテーブルを備えている。
なお、反射像の輝度Ｍａは、ディスプレイに表示させる画像のＣＭＹＫ信号値のＫ値を変化させることにより、制御することもできる。したがって、制御部１００は、画像のＣＭＹＫ信号値のＫ値を、所望の輝度Ｍａを得られる値に調整して輝度を制御するように構成することもできる。

また、筆記面１２の透過像の輝度Ｍｂは、筆記面用照明具５０による照度Ｉｂを変化させることにより、制御することができる。そして、輝度センサ９０により測定される筆記面１２の輝度Ｌｂは、筆記面用照明具５０による照度Ｉｂにより定まる。したがって、輝度センサ９０による測定される筆記面１２の輝度Ｌｂは筆記面１２の透過像の輝度Ｍｂと相関関係にある。制御部１００は予め筆記面１２の輝度Ｌｂと筆記面１２の透過像の輝度Ｍｂとの関係を調べて得た関係式もしくはテーブルを備えている。これにより、制御部１００は、筆記面の輝度Ｌｂから透過像の輝度Ｍｂを求めることができる。

制御部１００による輝度制御は例えば、以下のようになされる。
まず、初期状態（制御前）の状態で輝度センサ９０により筆記面１２の初期輝度Ｌｂ_０を測定する。このとき、筆記面用照明具５０を点灯させていない状態を初期状態としてもよいが、本実施形態においては、所定の初期照度で点灯させている状態を初期状態として説明する。ディスプレイ３１についてもバックライトの明るさは所定の初期値に設定されているとする。

制御部１００は、輝度センサ９０により得られた初期輝度Ｌｂ_０を受信し、その際の筆記面１２の透過像の初期輝度Ｍｂ_０を、予め記憶部に備えている関係式もしくはテーブルを参照して求める。
また、制御部１００は、ディスプレイ３１のバックライトの明るさの初期値からその際の反射像の初期輝度Ｍａ_０を、予め記憶部に備えている関係式もしくはテーブルを参照して求める。

初期輝度Ｍａ_０、Ｍｂ_０が所望の関係を満たす場合には、良好な状態で筆記面および反射像が視認され、良好な筆記支援が可能であると判断し、調整処理は終了となる。

他方、初期輝度Ｍａ_０、Ｍｂ_０が所望の関係を満たさない場合には、制御部１００は、所望の関係を満たす反射像の輝度Ｍａと透過像の輝度Ｍｂを得るための、バックライトの明るさを調整する制御信号値および／または筆記面用照明具による発光量（照度）を調整する調光信号値を求める。

そして、制御部１００は、制御信号値に応じてディスプレイ３１のバックライトの明るさを調整し、および／または調光信号値に応じて筆記面用照明具５０の発光量を調整する。これによって、所望の関係を満たす反射像の輝度Ｍａと透過像の輝度Ｍｂに設定され、良好な状態で筆記面および反射像が視認可能で、良好な筆記支援が可能になり、調整処理は終了となる。

制御部１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、主記憶装置、補助記憶装置、入出力インターフェースおよび通信インターフェースなどの周知のハードウェア構成を備えたコンピュータに実装されている。コンピュータには輝度制御のための所定のプログラムがインストールされており、このプログラムを実行することにより、既述のように表示画像の反射像の輝度と筆記面の透過像の輝度の比の制御が実現される。制御部１００は、ディスプレイ３１を備えたタブレット型コンピュータなどの携帯型情報端末に実装されていてもよい。

なお、制御部１００は、手元照明具７０とも接続されており、手元照明具７０の光源の発光量、すなわち手元照明具７０による手元の照度を調整することもできる。
手元照明具７０により照明される手元の、観察部から観察される輝度Ｍｃ（以下において、「手元の輝度Ｍｃ」とする。）を、反射像の輝度Ｍａに対し所望の範囲となるように調整することが好ましい。具体的には、反射像の輝度Ｍａおよび透過像の輝度Ｍｂが、Ｍｂ＜１００かつ０．０１＜Ｍａ／Ｍｂである場合、０．０１＜Ｍａ／Ｍｃ＜１００となるようにＭｃを調整することが好ましい。０．１＜Ｍａ／Ｍｃ＜１０となるようにＭｃを調整することがより好ましく、０．２＜Ｍａ／Ｍｃ＜８となるようにＭｃを調整することが特に好ましい。

手元照明具７０の光源の発光量（手元の照度）と輝度Ｍｃとの関係を予め調べておき、その関係式もしくはテーブルを制御部１００の記憶部に記憶しておき、Ｍａ、Ｍｂを設定すると共に、Ｍｃを設定するように構成することができる。かかる構成により、制御部１００は、設定されたＭｃに応じて光源の発光量を調整するように手元照明具７０を制御することができる。

なお、上記実施形態においては、筆記面１２の輝度を測定する輝度センサ９０を備えることとしたが、ハーフミラー２０の上面にカメラを設置し、カメラのＩＳＯ（International Organization for Standardization）感度、Ｆ値、シャッタースピードおよび、撮影された画像の明度から透過像の輝度Ｍｂ、あるいは透過像の輝度Ｍｂと手元の輝度Ｍｃに関連する値を算出し、輝度Ｍｂ、あるいは輝度ＭｂおよびＭｃの制御を行ってもよい。
また、ハーフミラー２０の上部および下部に輝度ディテクターを設置し、それぞれの代表点から反射像の輝度Ｍａ、透過像の輝度Ｍｂ、および手元の輝度Ｍｃに関連する値を取得して、輝度Ｍａ、ＭｂおよびＭｃの制御を行ってもよい。

画像表示面、ミラー面および筆記面の位置関係は、先の実施形態で示したような互いに平行な構成に限らない。図７は、本発明の自筆支援装置における画像表示面、ミラー面および筆記面の配置の他の例を示す模式図である。

図７においては、画像表示面３２と筆記面１２とがミラー面２２に対して対称に傾きを持って配置されている。但し、画像表示面３２と筆記面１２との対応する位置同士のミラー面２２に対する光学距離が等しくなるように配置されている。画像表示面３２の所定位置と対応する筆記面１２の位置とは、ミラー面２２の任意の点Ｏ_１に垂直な１本の垂線Ｋ_１が画像表示面３２と交わる点Ａ_１に対して、その垂線Ｋ_１が筆記面１２と交わる位置Ｂ_１である。ミラー面２２の他の任意の点Ｏ_２に垂直な垂線Ｋ_２が画像表示面３２と交わる点Ａ_２に対応する筆記面１２の位置は、その垂線Ｋ_２が筆記面１２と交わる点Ｂ_２である。画像表示面３２と筆記面１２との対応する位置同士のミラー面２２に対する光学距離が等しい関係にあるとき、Ａ_１Ｏ_１の光学距離＝Ｂ_１Ｏ_１の光学距離、Ａ_２Ｏ_２の光学距離＝Ｂ_２Ｏ_２の光学距離、である。

図７に示す側面図において、画像表示面３２、筆記面１２およびミラー面２２上の線を延長すると、３つ延長線は一点Ｐで交わる。３つの延長線はこの点Ｐを頂点とした二等辺三角形の等しい二辺６１、６２とその二辺６１、６２によりなされる角を等分する中線６３を構成するものとなる。ここでは、画像表示面３２とミラー面２２との光学距離、および筆記面１２とミラー面２２との光学距離がその距離と等しいとしたときの、それら３つの面の関係を模式的に示している。支持部材の支持板やハーフミラーの厚みが十分に小さければ、支持板やハーフミラーの厚みの光学距離は無視できるが、厳密には支持部材の支持板やハーフミラーの厚み分の光学距離を考慮に入れる必要がある。

本構成においても、観察部から画像担持体３０の画像表示面３２に表示された鏡像画像がミラー面２２で反射されて視認される反射像が筆記面１２に一致して見える。

１、２ 自筆支援装置
５ 支持台
６ 支持軸
７ 天板
８ 万力固定部
１０ 筆記媒体
１２ 筆記面
２０ ハーフミラー
２２ ミラー面
２４ ハーフミラーの面
３０ 画像担持体
３１ ディスプレイ
３２ 画像表示面
４０ 支持部材
４１ 支持板
４２、４４ 支持板の面
４５ 画像担持体ホルダー
５０ 筆記面用照明具
５２ 光源
６０ 観察部
６１、６２ 辺
６３ 中線
７０ 手元照明具
７２ 光
７５ 筆記具
７６ ユーザの手指
７７ 手元
８０ 表示面照明具
９０ 輝度センサ
１００ 制御部

Claims (11)

1. 平面状の筆記面を有する筆記媒体の前記筆記面の上方に、該筆記面に表示させる像の鏡像画像を表示する平面状の画像表示面が位置するように該画像表示面を有する画像担持体を支持する支持部材と、
   前記筆記面と前記画像表示面との間に配置される、前記画像表示面に対向するミラー面を有するハーフミラーとを備え、
   前記画像表示面と前記筆記面とが、前記ハーフミラーの前記ミラー面を挟んで等しい光学距離で配置され、
   前記ミラー面よりも前記筆記面側に、前記ミラー面側から前記筆記面側に向けて光を照射して該筆記面を照明する筆記面用照明具を備えた自筆支援装置。
2. 前記筆記面用照明具は、前記筆記面を照明する照度が可変である請求項１に記載の自筆支援装置。
3. 前記筆記面用照明具が、前記筆記面の中心を挟んで対向する２箇所に配置されている請求項１または２に記載の自筆支援装置。
4. 前記筆記面用照明具が、前記ハーフミラーの周縁部に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の自筆支援装置。
5. 前記筆記面の輝度を測定するセンサと、
   該センサにより測定された輝度に基づいて、前記ハーフミラーで反射されて視認される前記画像表示面の反射像の輝度および、前記ハーフミラーを透過して視認される前記筆記面の透過像の輝度の少なくとも一方を制御して、前記反射像の輝度と前記透過像の輝度の比を調整する制御部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の自筆支援装置。
6. 前記画像担持体が、フラットパネルディスプレイにより構成されており、
   前記制御部が、該フラットパネルディスプレイのバックライトの輝度を変化させることにより、前記反射像の輝度を制御する請求項５に記載の自筆支援装置。
7. 前記制御部が、前記画像担持体に表示される前記鏡像画像のＣＭＹＫ信号値のＫ値を変化させることにより、前記反射像の輝度を制御する請求項６に記載の自筆支援装置。
8. 使用時の筆記具および該筆記具を持つユーザの手指の少なくとも一方を含む手元を照明する手元照明具を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の自筆支援装置。
9. 前記手元照明具が、前記ミラー面と前記筆記面との間に配置された、前記ミラー面および前記筆記面の間に、前記ミラー面および前記筆記面への広がりが制限された照射光を照射する請求項８に記載の自筆支援装置。
10. 前記手元照明具が、異なる２方向から照射光を照射する請求項８または９に記載の自筆支援装置。
11. 前記手元照明具の照射光の波長が単色である請求項８から１０のいずれか１項に記載の自筆支援装置。