説明

作業療法訓練支援装置

【課題】使用者の安全性を確保しつつ、運動の機能の回復を図ることのできる作業療法訓練支援装置を提供する。
【解決手段】作業療法訓練支援装置1は、ディスプレイ4と、ディスプレイ4に表示する画像の処理を行うPC3と、ディスプレイ4前方を撮像するカメラ2とを備える。PC3は、カメラ2にて撮像した画像をディスプレイ4に表示するとともに、ディスプレイ4に表示した画像を区画して形成された複数の領域のうち少なくともひとつの領域にターゲット6を表示する。そして、PC3はターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置するか否かをカメラ2にて撮像した画像に基づいて判断する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業療法訓練支援装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、脳または神経系に何らかの影響を受けることによって低下した運動機能、および老化にともなって低下した運動機能を回復させるために、種々のリハビリテーションや治療が行われている。
【0003】
これらのリハビリテーションや治療には、種々の専門家や担当員が必要である。しかしながら、近年、これら専門家や担当員の数は不足しているため、リハビリテーションや治療を受ける機会が少なくなっている。これにより、老人の場合には痴呆を発症しやすくなり、機能回復がさらに困難となるとともに、寝たきりとなりやすくなってしまう場合が多い。
【0004】
またさらに、このような老人が、「リハビリをしなければならない」という義務的な感情にともなう心理的な負担を感じると、運動量はさらに低下しがちとなってしまう。
【0005】
そこで、従来、ゲーム装置やTV装置等を用いて、専門家や担当員が不在であっても、楽しみながら効率よくリハビリテーションを行うことができる訓練装置が開発されている。
【0006】
例えば、特許文献1には、ディスプレイとタッチパネルとを備える機能回復訓練システムが記載されている。この機能回復訓練システムでは、使用者はディスプレイに表示される指示に従ってタッチパネルを指で操作することで、リハビリテーションを行うことができる。
また、特許文献2には、ディスプレイとコントローラとを備える荷重検出装置が記載されている。この荷重検出装置では、ディスプレイに表示される指示に従ってコントローラを操作することで、使用者は身体を動かすリハビリテーションを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−321458号公報
【特許文献2】特開2009−092519号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1に記載の機能回復訓練システムは、指先を動かすものでしかなく、全身を動かした運動を行うためのものではないため、当該システムを用いたリハビリテーションでは、十分な運動機能の回復を図ることは困難である。
【0009】
また、特許文献2に記載の荷重検出装置を用いたリハビリテーションは、器具を用いた作業を行うものであるため、使用者が誤った操作をした場合など、当該器具が破損する等の問題が発生するおそれがある。このため、特に、担当者等が不在である状況の下では、使用者の安全性が十分に確保されないおそれがある。
【0010】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、使用者の安全性を確保しつつ、運動の機能の回復を図ることのできる作業療法訓練支援装置を提供することを目的とする。
【0011】
なお、本発明の作業療法訓練支援装置は、老人だけでなく交通事故や脳溢血などで脳に障害を受けることにより運動機能が低下した患者や、背骨などの神経系に障害を受けることにより運動機能が低下した患者が使用することもできる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の第一態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、画像を表示する表示画面と、前記表示画面の前方を表示画像として撮像する撮像手段とを備える作業療法訓練支援装置であって、前記表示画像を前記表示画面に表示するとともに、前記表示画像を区画して形成された複数の領域のうち少なくともひとつの領域に所定画像を表示する表示手段と、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを前記表示画像に基づいて判断する判断手段とを備えることを特徴としている。
【0013】
具体的には、画像を表示する表示画面と、前記表示画面の前方を表示画像として複数回撮像する撮像手段とを備える作業療法訓練支援装置であって、前記表示画像を前記表示画面に表示するとともに、前記表示画像を区画して形成された複数の領域のうち少なくともひとつの領域に所定画像を表示する表示手段と、前記表示画像のうちの特定の表示画像を基準画像として選択するとともに、前記基準画像が撮像された後に撮像された特定の前記表示画像を評価画像として選択し、前記基準画像と前記表示画像とを対比することで、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴としている。
【0014】
同構成(第一態様にかかる作業療法訓練支援装置)では、所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かについて表示画像に基づいて判断するため、作業療法訓練を行うにあたって、使用者が表示画面に接触したり、操作端末を操作したりする必要はない。したがって、使用者は、表示画面から離れた状態で作業療法訓練を行うことができる。すなわち、同構成によれば、使用者は、表示画面から離れて全身を表示画面に表示させることで、全身を動かしながら行う作業療法訓練を、操作端末等を操作することなく行うことができるようになる。
【0015】
本発明の第二態様は、前記第一態様にかかる作業療法訓練支援装置において、前記表示手段が、前記所定画像を、所定時間の経過毎に異なる領域に表示することを特徴としている。
【0016】
同構成(第二態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、使用者は、所定時間の経過毎に異なる領域に位置するように所定部位を動かすこととなる。このため、より好的に作業療法訓練を行うことができるようになる。
【0017】
本発明の第三態様は、前記第一態様または第二態様にかかる作業療法訓練支援装置において、前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、前記表示手段が、前記所定画像の表示形態を変更することを特徴としている。
【0018】
同構成(第三態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、所定画像が表示される領域に所定部位が位置しているか否かについて、使用者自身が所定画像の表示形態の変更を通じて判断することができる。このため、使用者は楽しみながら作業療法訓練支援装置を使用することができる。
なお、ここで「表示形態を変更」とは、画面に表示している所定画像を消去すること、画面に表示している所定画像とは異なる新たな所定画像を表示すること、画面に表示している所定画像の形状を変更すること等が含まれる。
【0019】
本発明の第四態様は、前記第一態様から第三態様のいずれかにかかる作業療法訓練支援装置において、前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、加点ポイントを加算することを特徴としている。
【0020】
同構成(第四態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、使用者は、加点ポイントを通じて所定画像が表示される領域に所定部位が位置しているか否かを判断することができる。このため、使用者は楽しみながら作業療法訓練支援装置を使用することができる。
【0021】
本発明の第五態様は、前記第一態様から第四態様のいずれかにかかる作業療法訓練支援装置であって、それぞれ加点ポイントが定められた前記使用者の各所定部位を抽出し、前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、前記領域に位置している所定部位に定められる前記加点ポイントを加算することを特徴としている。
【0022】
同構成(第五態様にかかる作業療法訓練支援装置)では、使用者の各所定部位(例えば、右手と左手)にそれぞれ加点ポイントを定め、例えば、所定画像が表示される領域に右手が位置していると判断されたときには右手に対して加点ポイントを加算する一方、所定画像が表示される領域に左手が位置していると判断されたときには左手に対して加点ポイントを加算する。このため、使用者は、動かしやすい特定の部位だけでなく、加点ポイントが定められた各所定部位を動かすようになる。このため、より効果的に作業療法訓練を行うことができる。
【0023】
本発明の第六態様は、前記第一態様から第五態様のいずれかにかかる作業療法訓練支援装置であって、前記撮像手段は複数備えられるものであり、前記判断手段は、前記各撮像手段を通じて撮像される各表示画像に基づいて、前記所定部位と前記表示画面との間の距離を算出し、前記所定部位と前記表示画面との間が所定距離にあるときに、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを判断することを特徴としている。
【0024】
担当員等が存在しない状況の下では、作業療法訓練支援装置の使用中に使用者が表示画面前方から他の場所に移動してしまうことがある。このような状況の下で作業療法訓練支援装置が継続して使用されると、所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かについて誤った判断がなされるおそれがある。この点、同構成(第六態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、使用者が表示画面前方から他の場所に移動した場合、すなわち所定部位と表示画面との間の距離が所定範囲にない場合は、所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が存在するか否かについての判断はなされない。したがって、使用者が表示画面前方から他の場所に移動した場合に、所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かについて誤った判断がなされることを抑制することができるようになる。
なお、所定部位と表示画面との間の距離が所定範囲にない場合は、その旨警告する警告音を発生するようにしてもよい。また、撮像手段による撮像を終了して、表示画面を暗転させてもよい。
【0025】
本発明の第七態様は、画像を表示画面に表示する表示手段と、前記表示画面の前方を表示画像として撮像する複数の撮像手段とを備える作業療法訓練支援装置であって、前記表示手段は、前記複数の撮像手段のうちのひとつの撮像手段を通じて撮像された表示画像を前記表示画面に表示し、前記表示画面に表示される前記表示画像を複数の領域に区画して、前記複数の領域のうち少なくともひとつの領域を選択し、前記表示画面に対して垂直方向に延びる座標において所定範囲を設定し、前記選択した領域において所定画像を前記設定した所定範囲に応じた大きさで表示し、前記複数の撮像手段を通じて撮像される各表示画像に基づいて、使用者の所定部位と前記表示画面との間の距離を算出し、前記所定部位と前記表示画面との間が前記所定範囲にあるときに、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを判断する判断処理を実行することを特徴としている。
【0026】
同構成(第七態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、使用者は、所定範囲に位置するように表示画面との間を動くようになる。すなわち、使用者は、上下左右方向だけでなく、前後方向にも動くこととなる。したがって、使用者の動く範囲を広くして、より好的に作業療法訓練を行うことができるようになる。
【0027】
本発明の第八態様は、第一態様から第七態様のいずれかにかかる作業療法訓練支援装置であって、前記撮像手段は、赤外光を撮像することを特徴としている。
【0028】
同構成(第八態様にかかる作業療法訓練支援装置)によれば、使用者以外のものを使用者の所定部位と誤認して、判断処理を実行してしまうことを抑制することができるようになる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、使用者の安全を確保しつつ、運動機能の回復を図ることのできる作業療法訓練支援装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の第一実施形態にかかる作業療法訓練支援装置の概略構成図。
【図2】同実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理手順を示すフローチャート。
【図3】(a)は、同実施形態にかかるターゲットが表示される領域の拡大図、(b)は同実施形態にかかるターゲットが表示される領域に使用者の手が位置する場合の同領域の拡大図。
【図4】本発明の第二実施形態にかかる作業療法訓練支援装置の概略構成図。
【図5】同実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理手順を示すフローチャート。
【図6】本発明の第三実施形態にかかる作業療法訓練支援装置の概略構成図。
【図7】同実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理手順を示すフローチャート。
【図8】同実施形態にかかる使用者の三次元位置を算出するための処理手順を示すフローチャート。
【図9】同実施形態にかかる使用者とディスプレイとの間の距離を設定するための模式図。
【図10】本発明の第四実施形態にかかる作業療法訓練支援装置の概略構成図。
【図11】同実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理方法を示すフローチャート。
【図12】本発明の第五実施形態にかかる作業療法訓練支援装置の概略構成図。
【図13】同実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理手順を示すフローチャート。
【図14】本発明の第六実施形態にかかるディスプレイに表示する画像の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0031】
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
【0032】
まず、図1を参照しながら、本発明の第一実施形態にかかる作業療法訓練支援装置1について説明する。図1には、本発明の第一実施形態にかかる作業療法訓練支援装置1の概略構成を示す。
【0033】
同図1に示されるように、作業療法訓練支援装置1は、カメラ2(本発明の「撮像手段」に相当)と、このカメラ2に接続されるパーソナルコンピュータとしてのPC3(本発明の「表示手段」および「判断手段」に相当)と、このPC3に接続されるディスプレイ4(本発明の「表示画面」に相当)とを備えている。
【0034】
なお、カメラ2とPC3との接続方法、およびPC3とディスプレイ4との接続方法は、特に限定されるものではなく、例えば、有線方式や無線方式のネットワークを介して接続されていてもよい。
【0035】
カメラ2は、ディスプレイ4の中央上部に配設され、ディスプレイ4前方を撮像する。
ここで、カメラ2の撮像範囲は、ディスプレイ4前方に起立した使用者5の全身が収まる範囲であればよい。
【0036】
このように構成された作業療法訓練支援装置1において、カメラ2にて撮像されたディスプレイ4前方の画像は、PC3に出力される。PC3は、カメラ2から得られた画像情報をディスプレイ4に出力して、表示させる。
【0037】
また、PC3は、カメラ2にて撮像された画像に重畳してターゲット6(本発明の「所定画像」に相当)をディスプレイ4に表示させる。ターゲット6を表示させる位置は、ディスプレイ4に表示する画像の所定位置の点(例えば、左下隅の点)を原点とし、横方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸として表される座標上に設定される。
【0038】
以下、このディスプレイ4に表示する画像の処理手順について図2を参照しながら詳細に説明する。
同図2に示されるように、本処理が開始されると、まず、PC3はプレイ時間Tpの計時を開始し(ステップS100)、次に基準画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得する(ステップS101)。ここで、基準画像とは、本処理が開始される毎にカメラ2によって撮像されるディスプレイ4前方の画像のことである。
【0039】
次に、ターゲット6を表示する座標(Xt,Yt)を設定する(ステップS102)。座標(Xt,Yt)は、予め定められた座標に設定してもよいし、全くのランダムに設定してもよい。また、ターゲット6の形状は予め定められた形状に設定してもよいし、全くのランダムに設定してもよい。本実施形態では、ターゲット6の形状は、X軸方向の長さが「m」、Y軸方向の長さが「n」の長方形状に設定している(図3参照)。
【0040】
そして、PC3は、設定された座標(Xt,Yt)を中心とする領域にターゲット6を表示し、当該ターゲット6の表示時間Tdの計時を開始する(ステップS103)。なお、当該ターゲット6は、上述したPC3内で行われる判断処理のために表示されるものであり、必ずしも使用者5が視認できるようにディスプレイ4に表示する必要はない。そこで、ターゲット6の表示領域には、当該ターゲット6とは別に、何らかの表示物、例えばウイルスを擬人化したキャラクタや、もぐらのキャラクタ等を表示することが好ましい。
【0041】
次に、PC3は、評価画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得し、ディスプレイ4に表示する(ステップS104)。なお、上述のターゲット6は継続して表示する。ここで、評価画像とは、カメラ2によって所定回数(本実施形態では、1秒間に20回〜60回のうち任意の回数)撮像されるディスプレイ4前方の画像である。評価画像の撮像回数が1秒間に20回未満であると、使用者5の動きを適切に捉えることが困難となる。一方、評価画像の撮像回数が1秒間に60回を超えると、PC3が処理すべき画像量が多くなりすぎてしまう。
【0042】
次に、PC3は、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aと、基準画像における領域Aに相当する領域である領域Bの2次元相関係数rを算出する(ステップS105)。
本実施形態では、以下の数式1を用いて2次元相関係数rを算出する。
【数1】

【0043】
図3(a)に、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに相当する基準画像の領域である領域Bの拡大図を示す。また、図3(b)に、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手(本発明の「所定部位」に相当)が位置する場合の領域Aの拡大図を示す。
【0044】
上述したように、PC3は、カメラ2にて撮像された画像をディスプレイ4に表示する際、この画像に重畳してターゲット6をディスプレイ4に表示する。評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域である領域Bの階調値とが異なる場合は、基準画像が撮像されたときから評価画像が撮像されるまでの間に、その領域において何らかの変化があったこと、例えば、図3(b)に示されるように、ターゲット6が表示される領域に使用者5の身体の一部(本発明の「所定部位」に相当。ここでは「手」)が入ってきたことが考えられる。
【0045】
そこで、本実施形態では、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域Bの階調値との2次元相関係数rを算出し(ステップS105)、この2次元相関係数rが基準値C以下であるか否かを判断する(ステップS106)。
【0046】
これにより、この領域に使用者5の身体の一部が位置しているか否かを判断するようにしている。なお、上述した数式1からわかるように、領域Aの階調値と領域Bの階調値とが近いときほど、2次元相関係数rは高い値となる。
基準値Cは、実験等を通じて予め定められる値としてもよいし、当該作業療法訓練支援装置1を設置する環境(例えば、周囲の明るさや背景画像)に応じて変更してもよい。いずれにしても、基準値Cは、0.90〜0.99の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、0.97および0.98が好ましい。基準値Cが0.99を超えたり、0.90を下回ると、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置するか否かについて適切に判断することが困難となる。
【0047】
2次元相関係数rが基準値C以下であると判断する場合(ステップS106:YES)、すなわち、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手が位置していると判断する場合、得点を加算し、加算した得点をディスプレイ4に表示する(ステップS107)。
【0048】
一方、2次元相関係数rが基準値Cを超えていると判断する場合(ステップS106:NO)、すなわち、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手が位置していないと判断する場合、次にターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたか否かを判断する(ステップS108)。
【0049】
なお、最長表示時間Tdmaxは、ターゲット6がステップS109の処理で消去されない場合にディスプレイ4に継続して表示される最も長い時間であり、評価画像の取得周期よりも長い時間に予め設定されている。また、最大表示時間Tdmaxは、1秒〜5秒の範囲が好ましい。より好ましくは、1秒〜3秒の範囲が好ましい。最大表示時間Tdmaxが5秒を超えると、ターゲット6が継続して表示される時間が長すぎて適切に作業療法訓練を行うことができなくなる。一方、最大表示時間Tdmaxが1秒を下回ると、ターゲット6が継続して表示される時間が短すぎ、ターゲット6の表示中に当該ターゲット6が表示される領域に使用者5が手を位置させることは、困難なものとなってしまう。
【0050】
表示時間Tdが最長表示時間Tdmax以下であると判断する場合(ステップS108:NO)、ステップS104以降の処理を実行する。
一方、表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたと判断する場合(ステップS108:YES)、次に現在ディスプレイ4に表示されているターゲット6を消去する(ステップS109)。また、表示時間Tdの計時を終了するとともに、表示時間Tdをクリアする(ステップS109)。
【0051】
次に、PC3は、プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたか否かを判断する(ステップS110)。なお、所定時間Tpcは、作業療法訓練支援装置1を継続して使用するのに適当な時間として予め定められる所定の時間であり、ターゲット6の最長表示時間Tdmaxよりも長い時間に予め設定されている。なお、所定時間Tpcは、30秒〜60秒の範囲が好ましい。所定時間Tpcが60秒を超えると、使用者5が疲れてしまい、作業療法訓練を適切に行うことができなくなってしまう。一方、所定時間Tpcが30秒を下回ると、作業療法訓練の効果を得ることができなくなってしまう。
【0052】
プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたと判断する場合(ステップS110:YES)、この処理を終了する。一方、プレイ時間Tpが所定時間Tpc以下であると判断する場合(ステップS110:NO)、ステップS101以降の処理を実行する。
【0053】
上記実施形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。
(1)上記実施形態によれば、使用者5がディスプレイ4に接触したり、操作端末を操作したりすることなく、使用者5の手がターゲット6の表示される領域に位置しているか否かを判断することができる。したがって、使用者5は、ディスプレイ4から離れて起立し、全身を表示画面に表示した状態で、ターゲット6が表示される領域に向けて手を移動する作業療法訓練を行うことができる。このため、使用者の安全性を確保しつつ、運動機能の回復を図ることができるようになる。
【0054】
(第二実施形態)
以下、本発明を具体化した第二実施形態を上記第一実施形態と異なる点を中心に図4および図5に基づいて説明する。なお、これら図4および図5において、第一実施形態にて説明した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【0055】
図4に示されるように、この第二実施形態の作業療法訓練支援装置1は、ディスプレイ4(本発明の「表示画面」に相当)の中央上部に配設される中央カメラ7(本発明の「撮像手段」に相当)に加えて、ディスプレイ4の片側上部に配設される端側カメラ8(本発明の「撮像手段」に相当)を備えている。
【0056】
中央カメラ7および端側カメラ8は、撮像範囲がディスプレイ4前方に起立した使用者5の全身が収まる範囲となるように配設されている。また、これら中央カメラ7および端側カメラ8は、所定回数(本実施形態では、1秒間に20〜60回のうちの任意の回数)ディスプレイ4前方の画像を撮像して、それぞれPC3に出力している。
【0057】
PC3(本発明の「表示手段」、「判断手段」に相当)は、中央カメラ7および端側カメラ8から出力される画像情報に基づいて、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出し、この距離D2が所定の距離にあるか否かを判断する。そして、距離D2が所定の距離にあると判断したときには第一実施形態にて説明した画像処理を開始し、距離D2が所定の距離にないと判断したときには第一実施形態にて説明した画像処理を実行しないようにしている。
【0058】
以下、図5を参照しながら、この使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出する距離算出処理について説明する。
同図5に示されるように、この距離算出処理が開始されると、まずPC3を用いて想定距離D1を設定する(ステップS200)。想定距離D1は、ディスプレイ4前方に起立した使用者5の全身画像がディスプレイ4に適切な大きさで表示されるために必要な距離である。距離D1は、予め設定されていてもよいし、使用者5や管理者が都度設定するようにしてもよい。
【0059】
ところで、画面上に表示される使用者5の大きさは、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が広いときほど小さくなる。このため、使用者5が、ターゲット6が表示される領域に手を位置させることは、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が大きいときほど困難となる。したがって、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が広いときほど距離D1を小さくなるように設定する一方、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が狭いときほど距離D1を大きくなるように設定することが好ましい。
【0060】
次に、PC3は、以下に説明するステップS201〜S205の処理と並行して、以下に説明するステップS206〜S210の処理を実行する。
【0061】
まず、ステップS201〜S205の処理について説明する。上述したように、想定距離D1を設定した(ステップS200)後、PC3は中央カメラ7が撮像した画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得する(ステップS201)。そして、中央カメラ7が撮像した画像に対して白と黒の2階調に変換する2値化処理を施す(ステップS202)。
【0062】
そして、前回の制御周期で中央カメラ7から取得して2値化処理を施した画像と、今回の制御周期で中央カメラ7から取得して2値化処理を施した画像との差分画像を生成する(ステップS203)。ここで、前回の制御周期で取得した画像と今回の制御周期で取得した画像との間の差分は、白画素として認識される。
【0063】
前回の制御周期で取得した画像と今回の制御周期で取得した画像との間の差分は、ディスプレイ4前方にあるものの動き、すなわちディスプレイ4前方に起立した使用者5の動きに起因したものであると考えられる。そこで、PC3は、この差分画像中に白画素を検出したか否かを判断する(ステップS204)。
白画素を検出したと判断する場合(ステップS204:YES)、この白画素が検出された位置に使用者5が位置しているとして、その座標を(X1,Y1)として記憶する(ステップS205)。
【0064】
一方、白画素を検出していないと判断する場合(ステップS204:NO)、すなわち、前回撮像した画像と今回撮像した画像との間に変化がないと判断する場合、ステップS201〜S204の処理を再び実行する。
【0065】
次に、ステップS206〜S210の処理について説明する。上述したように、想定距離D1を設定した(ステップS200)後、PC3は端側カメラ8の画像を取得する(ステップS206)。そして、端側カメラ8が撮像した画像に対して白と黒の2階調に変換する2値化処理を施す(ステップS207)。
【0066】
そして、前回の制御周期で端側カメラ8から取得して2値化処理を施した画像と、今回の制御周期で端側カメラ8から取得して2値化処理を施した画像との差分画像を生成する(ステップS208)。次に、PC3は、この差分画像中に白画素を検出したか否かを判断する(ステップS209)。
【0067】
白画素を検出したと判断する場合(ステップS209:YES)、この白画素が検出された位置に使用者5が位置しているとして、その座標を(X2,Y2)として記憶する(ステップS210)。
一方、白画素を検出していないと判断する場合(ステップS209:NO)、すなわち、前回撮像した画像と今回撮像した画像との間に変化がないと判断する場合、ステップS206〜ステップS209の処理を再び実行する。
【0068】
このように、ステップS201〜S205の処理、およびステップS206〜S210の処理を実行した後、上述した処理で記憶した座標(X1,Y1)、(X2,Y2)および中央カメラ7と端側カメラ8との間の距離とに基づいて、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出する(ステップS211)。
【0069】
次に、この距離D2が想定距離D1−αよりも大きく、且つ想定距離D1+α以下であるか否かを判断する(ステップS212)。なお、上述したように、使用者5が、ターゲット6が表示される領域に手を位置させることは、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が大きいときほど困難となる。このため、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が広いときほど上述した「α」を小さくなるように設定する一方、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が狭いときほど上述した「α」を大きくなるように設定することが好ましい。
そして、距離D2が想定距離D1−αよりも大きく、且つ想定距離D1+α以下であると判断する場合(ステップS212:YES)、この処理を一旦終了する。この場合は、第一実施形態で説明した画像処理を実行する。
【0070】
一方、距離D2が想定距離D1−α以下である、もしくは想定距離D1+αよりも大きいと判断する場合(ステップS212:NO)、ステップS201以降の処理およびステップS206以降の処理を実行する。
【0071】
上記実施形態によれば、上記(1)に加え、以下に記載する作用効果を奏することができる。
(2)本実施形態によれば、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2が、想定距離D1−αよりも大きく且つ想定距離D1+α以下であることをもって、画像処理が開始される。このため、使用者5がディスプレイ4から離れてしまい、PC3が使用者5を適切に検出することができない状態にあるときに、画像処理が実行されることを抑制することができる。
【0072】
(3)また、ディスプレイ4前方に使用者5以外に動くものがあった場合であっても、そのものとディスプレイ4との間の距離が、想定距離D1−α以下である、または想定距離D1+αよりも大きい場合は、画像処理は開始されない。このため、使用者5以外の動くものが撮像された場合であっても、これが使用者5と誤認されることを抑制することができる。
【0073】
(4)また、前回の制御周期で取得した画像と今回の制御周期で評価画像との差分画像を用いて使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出するようにしているため、簡易な構成で使用者5の位置を算出することができるようになる。
【0074】
(第三実施形態)
以下、本発明を具体化した第三実施形態を上記第一実施形態と異なる点を中心に図6〜図8に基づいて説明する。なお、これら図6〜図8において、第一実施形態にて説明した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【0075】
図6に示されるように、この第三実施形態の作業療法訓練支援装置1は、ディスプレイ4(本発明の「表示画面」に相当)の中央上部に配設される中央カメラ7(本発明の「撮像手段」に相当)に加えて、ディスプレイ4の片側上部に配設される端側カメラ8(本発明の「撮像手段」に相当)を備えている。
【0076】
端側カメラ8は、撮像範囲がディスプレイ4前方に起立した使用者5の全身が収まる範囲となるように配設されている。なお、中央カメラ7および端側カメラ8は、所定回数(本実施形態では、1秒間に20〜60回のうちの任意の回数)ディスプレイ4前方の画像を撮像して、それぞれPC3(本発明の「表示手段」、「判断手段」に相当)に出力している。
【0077】
PC3は、ディスプレイ4の所定位置の点(例えば、ディスプレイ4上の左下隅の点)を原点とし、横方向の座標をX軸、縦方向の座標をY軸、これらX軸およびY軸にそれぞれ直交する方向の座標をZ軸として、ターゲット6(本発明の「所定画像」に相当)を表示する座標(Xt,Yt,Zt)を設定する。
【0078】
なお、本実施形態において、Z軸は、ディスプレイ4上の点を原点とし、奥行き方向を正方向とする軸である。そして、Z軸座標の値が大きい値に設定されたときほど、ディスプレイ4に表示されるターゲット6の領域を小さくするようにしている。
【0079】
そして、PC3は、中央カメラ7および端側カメラ8からそれぞれ取得される画像に基づいて、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出し、この距離D2が上述したように設定されるZ軸座標の値に相当する距離にあるか否かを判断するようにしている。
【0080】
以下、ディスプレイ4に表示する画像の処理手順について図7を参照しながら詳細に説明する。
同図7に示されるように、本処理が開始されると、まず、PC3はプレイ時間Tpの計時を開始し(ステップS300)、次に中央カメラ7にて撮像された基準画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得する(ステップS301)。そして、ターゲット6を表示する座標(Xt,Yt,Zt)を設定する(ステップS302)。
【0081】
次に、PC3は、設定した座標(Xt,Yt)を中心とする領域にターゲット6を表示する(ステップS303)。この際、PC3は、Z軸座標の値が大きい値に設定されたときほど、すなわちターゲット6が使用者5から見て遠くにあるときほど、当該ターゲット6が表示される領域を小さくする。また、当該ターゲット6の表示時間Tdの計時を開始する(ステップS303)。
【0082】
そして、PC3は、評価画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得してディスプレイ4に表示し(ステップS304)、次に、三次元座標算出処理を実行する(ステップS305)。なお、ここで、基準画像および評価画像とは、第一実施形態にて説明したとおり中央カメラ7にて撮像されるディスプレイ4前方の画像であるとする。
【0083】
ここで、図8を参照しながら三次元座標算出処理について説明する。
同図8に示されるように、本処理が開始されると、PC3は、まず以下に説明するステップS330〜S334の処理と並行して、以下に説明するステップS335〜S339の処理を実行する。
【0084】
まず、ステップS330〜S334の処理について説明する。
PC3は、中央カメラ7が撮像した画像のうち、ターゲット6が表示される領域の画像を取得する(ステップS330)。そして、この画像に対して白と黒の2階調に変換する2値化処理を施す(ステップS331)。
【0085】
次に、前回の制御周期で中央カメラ7から取得して2値化処理を施した画像と、今回の制御周期で中央カメラ7から取得して2値化処理を施した画像との差分画像を生成する(ステップS332)。そして、この差分画像中に白画素を検出したか否かを判断する(ステップS333)。
白画素を検出したと判断する場合(ステップS333:YES)、検出した白画素の座標を(X1,Y1)として記憶する(ステップS334)。
【0086】
一方、白画素を検出していないと判断する場合(ステップS333:NO)、すなわち、前回撮像した画像と今回撮像した画像との間に変化がないと判断する場合、ステップS330〜S332の処理を再び実行する。
【0087】
次に、ステップS335〜S339の処理について説明する。
PC3は、端側カメラ8が撮像した画像のうち、ターゲット6が表示される領域の画像を取得する(ステップS335)。そして、この画像に対して白と黒の2階調に変換する2値化処理を施す(ステップS336)。
【0088】
次に、前回の制御周期で端側カメラ8から取得して2値化処理を施した画像と、今回の制御周期で端側カメラ8から取得して2値化処理を施した画像との差分画像を生成する(ステップS337)。次に、PC3は、この差分画像中に白画素を検出したか否かを判断する(ステップS338)。
【0089】
白画素を検出したと判断する場合(ステップS338:YES)、検出した白画素の座標を(X2,Y2)として記憶する(ステップS339)。
一方、白画素を検出していないと判断する場合(ステップS338:NO)、すなわち、前回撮像した画像と今回撮像した画像との間に変化がないと判断する場合、ステップS335〜ステップS337の処理を再び実行する。
【0090】
このように、ステップS330〜S334の処理、およびステップS335〜S339の処理を実行した後、上述の処理で記憶した座標(X1,Y1)および(X2,Y2)に基づいて、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を算出する(ステップS340)。
【0091】
このような三次元座標算出処理を実行した後(ステップS305)、PC3は、次に算出した距離D2が所定範囲にあるか否かを判断する(ステップS306)。次に、距離D2が所定範囲にあるか否かの判断方法について図9を参照しながら説明する。
【0092】
同図9(a)に示されるように、例えば、Z軸座標の値「Zt」が小さい値に設定されたときには、ターゲット6が使用者5から近いところに表示されるように見えるべく、ターゲット6を大きく表示する。このときには、使用者5がディスプレイ4から離れたこと、すなわち使用者5とディスプレイ4との間の距離D2が大きくなったことをもって、使用者5が所定範囲にあると判断する。
一方、Z軸座標の値「Zt」が大きい値に設定されたときには、同図9(b)に示されるように、ターゲット6が使用者5から遠いところに表示されるように見えるべく、ターゲット6を小さく表示する。このときには、使用者5がディスプレイ4に近づいたこと、すなわち使用者5とディスプレイ4との間の距離D2が小さくなったことをもって、使用者5が所定範囲にあると判断する。
【0093】
このように、Z軸座標の値「Zt」が大きい値に設定されたときには、距離D2が小さくなることをもって、Z軸座標の値「Zt」が小さい値に設定されたときには、距離D2が大きくなることをもって使用者5が所定範囲にあると判断する。
なお、画面上に表示される使用者5の大きさは、画角が広いときほど小さくなる。このため、使用者5が、ターゲット6が表示される領域に手を位置させることは、画角が大きいときほど困難となる。したがって、Z軸座標の値「Zt」は、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が広いときほど小さくなるように設定する一方、中央カメラ7および端側カメラ8の画角が狭いときほど大きくなるように設定することが好ましい。
【0094】
距離D2が所定範囲にあると判断する場合(ステップS306:YES)、次に評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域Bの階調値との2次元相関係数rを算出する(ステップS307)。そして、この2次元相関係数rが基準値C以下であるか否かを判断する(ステップS308)。
【0095】
2次元相関係数rが基準値C以下であると判断する場合(ステップS308:YES)、すなわち、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手が位置していると判断する場合、得点を加算し、ディスプレイ4に表示する(ステップS309)。
【0096】
一方、距離D2が所定範囲内にないと判断する場合(ステップS306:NO)、次にターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたか否かを判断する(ステップS310)。
【0097】
また、2次元相関係数rが基準値Cを超えたと判断する場合(ステップS308:NO)も、同様にターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたか否かを判断する(ステップS310)。
【0098】
表示時間Tdが最長表示時間Tdmax以下であると判断する場合(ステップS310:NO)、ステップS304以降の処理を実行する。
一方、表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたと判断する場合(ステップS310:YES)、次に現在ディスプレイ4に表示されているターゲット6を消去する(ステップS311)。また、表示時間Tdの計時を終了するとともに、表示時間Tdをクリアする(ステップS311)。
【0099】
次に、PC3は、プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたか否かを判断する(ステップS312)。プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたと判断する場合(ステップS312:YES)、この処理を終了する。一方、プレイ時間Tpが所定時間Tpc以下であると判断する場合(ステップS312:NO)、ステップS301以降の処理を実行する。
【0100】
上記実施形態によれば、上記(1)に加え、以下に記載する作用効果を奏することができる。
(3)本実施形態によれば、使用者5は、リハビリテーションを行う際、X軸方向およびY軸方向のみならずZ軸方向(前後方向)にも動くこととなる。このため、使用者5が動く範囲が大きくなり、より好的にリハビリテーションを行うことができるようになる。
【0101】
(第四実施形態)
以下、本発明を具体化した第四実施形態を上記第一実施形態と異なる点を中心に図10および図11に基づいて説明する。なお、図10および図11において、第一実施形態にて説明した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【0102】
図10に示されるように、この第四実施形態の作業療法訓練支援装置1は、ディスプレイ4(本発明の「表示画面」に相当)の中央上部に配設される第一カメラ10(本発明の「撮像手段」に相当)および第二カメラ11(本発明の「撮像手段」に相当)に加えて、赤外光を照射する赤外光ライト13を備えている。
【0103】
第一カメラ10および第二カメラ11は、撮像範囲がディスプレイ4前方に起立した使用者5の全身が収まる範囲となるように配設されている。また、第一カメラ10の受光部には、赤外光のみを透過するフィルタ12が取り付けられている。このため、第一カメラ10は、赤外光のみからなる赤外光画像を撮像することとなる。
また、これら第一カメラ10および第二カメラ11は、所定回数(本実施形態では、1秒間に20〜60回のうちの任意の回数)ディスプレイ4前方の画像を撮像して、それぞれPC3(本発明の「表示手段」、「判断手段」に相当)に出力している。
【0104】
本実施形態では、第一カメラ10から出力される画像情報に基づいて、使用者5の動きを検出するようにしている。
以下、ディスプレイ4に表示する画像の処理手順について図11を参照しながら詳細に説明する。
【0105】
同図11に示されるように、本処理が開始されると、まず、PC3はプレイ時間Tpの計時を開始し(ステップS400)、次に第二カメラ11にて撮像された可視光画像に相当)を取得してディスプレイ4に表示する(ステップS401)。
【0106】
そして、第一カメラ10にて撮像された画像を基準画像(本発明の「表示画像」に相当)として取得する(ステップS402)。なお、本実施形態においては、本処理が開始される毎に第一カメラ10によって撮像されるディスプレイ4前方の画像を基準画像とする。
【0107】
次に、ターゲット6を表示する座標(Xt,Yt)を設定し(ステップS403)、設定された座標(Xt,Yt)を中心とする領域にターゲット6を表示して、当該ターゲット6の表示時間Tdの計時を開始する(ステップS404)。
【0108】
次に、PC3は、第二カメラ11にて撮像された可視光画像を取得し、ディスプレイ4に表示し(ステップS405)、そして第一カメラ10にて撮像される赤外光画像を評価画像(本発明の「表示画像」に相当)として取得する(ステップS406)。なお、本実施形態において、評価画像とは、所定回数(本実施形態では、1秒間に20〜60回のうちの任意の回数)第二カメラ11によって撮像されるディスプレイ4前方の画像である。
【0109】
次に、PC3は、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域Bの階調値との2次元相関係数rを算出する(ステップS407)。そして、この2次元相関係数rが基準値C以下であるか否かを判断する(ステップS408)。
【0110】
2次元相関係数rが基準値C以下であると判断する場合(ステップS408:YES)、すなわち、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手が位置していると判断する場合、得点を加算し、加算した得点をディスプレイ4に表示する(ステップS409)。
【0111】
一方、2次元相関係数rが基準値Cを超えていると判断する場合(ステップS408:NO)、すなわち、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aに使用者5の手が位置していないと判断する場合、次にターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたか否かを判断する(ステップS410)。
【0112】
表示時間Tdが最長表示時間Tdmax以下であると判断する場合(ステップS410:NO)、ステップS405以降の処理を実行する。
一方、表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたと判断する場合(ステップS410:YES)、次に現在ディスプレイ4に表示されているターゲット6を消去する(ステップS411)。また、表示時間Tdの計時を終了するとともに、表示時間Tdをクリアする(ステップS411)。
【0113】
次に、PC3は、プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたか否かを判断する(ステップS412)。プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたと判断する場合(ステップS412:YES)、この処理を終了する。一方、プレイ時間Tpが所定時間Tpc以下であると判断する場合(ステップS412:NO)、ステップS402以降の処理を実行する。
【0114】
上記実施形態によれば、上記(1)および(2)に加えて以下に記載する作用効果を奏することができる。
(5)本実施形態によれば、赤外光ライト13から照射されて、使用者5に反射し、第一カメラ10にて撮像される赤外光を用いて使用者5の位置を検出することができる。このため、ディスプレイ4の前方にある使用者5以外のものを使用者5と誤認することを抑制し、使用者5を適切に検出することができる。
【0115】
(第五実施形態)
以下、本発明を具体化した第五実施形態を上記第三実施形態と異なる点を中心に図7、図8、図12および図13に基づいて説明する。なお、図7、図8、図12および図13において、第三実施形態にて説明した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【0116】
図12に示されるように、本実施形態では、中央カメラ7(本発明の「撮像手段」に相当)に隣接する位置に赤外光ライト13が配設されている。また、中央カメラ7の受光部には赤外光のみを透過するフィルタ12が取り付けられている。
【0117】
次に、本実施形態における画像の処理手順について図13を参照しながら図7および図8に示される第三実施形態と異なる点を中心に説明する。
同図13(a)に示されるように、本実施形態では、プレイ時間Tpの計時が開始された(ステップS300)後、端側カメラ8にて撮像された可視光画像を取得し、ディスプレイ4に表示する(ステップS501)。そして、中央カメラ7にて撮像された基準画像を取得する(ステップS301)。
【0118】
また、同13(b)に示されるように、本実施形態では、ターゲット6を表示した(ステップS303)後、端側カメラ8にて撮像された可視光画像を取得し、ディスプレイ4に表示する(ステップS502)。そして、中央カメラ7にて撮像された評価画像を取得する(ステップS304)。
【0119】
上述した本実施形態によれば、上記(1)、(2)、(3)および(5)に加え、以下に示す作用効果を奏することができる。
(6)本実施形態によれば、赤外光を使用して使用者5を検出するとともに、中央カメラ7および端側カメラ8から出力される画像を用いて使用者5とディスプレイ4との距離を検出しているため、使用者5以外のものが使用者として誤認されることを抑制し、より好的に使用者5を検出することができるようなる。
【0120】
(第六実施形態)
以下、本発明を具体化した第六実施形態を上記第一実施形態と異なる点を中心に図1および図14に基づいて説明する。なお、図1および図14において、第一実施形態にて説明した各要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を示しており、それら要素についての重複する説明は割愛する。
【0121】
本実施形態では、使用者5は右手に赤色の手袋を装着するとともに、左手に青色の手袋を装着する。そして、図1に示すように、ディスプレイ4(本発明の「表示画面」に相当)前方に起立する。
以下、このディスプレイ4に表示する画像の処理手順について図14を参照しながら詳細に説明する。
【0122】
同図14に示されるように、本処理が開始されると、まず、PC3(本発明の「表示手段」、「判断手段」に相当)は基準画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得し(ステップS600)、次に、ターゲット6(本発明の「所定画像」に相当)を表示する座標(Xt,Yt)を設定する(ステップS601)。
そして、PC3は、設定された座標(Xt,Yt)を中心とする領域にターゲット6を表示し、当該ターゲット6の表示時間Tdの計時を開始する(ステップS602)。
【0123】
次に、PC3は、評価画像(本発明の「表示画像」に相当)を取得し、ディスプレイ4に表示する(ステップS603)。そして、評価画像において、ターゲット6が表示される領域Aの赤色成分および青色成分を抽出する(ステップS604)。
【0124】
次に、PC3は、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域Bの階調値との2次元相関係数r1を赤色成分で算出する(ステップS605)。
同様に、評価画像においてターゲット6が表示される領域Aの階調値と、基準画像において領域Aに相当する領域Bの階調値との2次元相関係数r2を青色成分で算出する(ステップS606)。
【0125】
そして、PC3は、赤色成分の2次元相関係数r1または青色成分の2次元相関係数r2のいずれかが基準値C以下であるか否かを判断する(ステップS607)。
赤色成分の2次元相関係数r1が基準値C以下であると判断する場合(ステップS607にて「赤色成分:YES」の場合)、赤色の得点を加算して、赤色の得点をディスプレイ4に表示する(ステップS608)。
【0126】
一方、青色成分の2次元相関係数r2が基準値C以下であると判断する場合(ステップS607にて「青色成分:YES」の場合)、青色の得点を加算して、青色の得点をディスプレイ4に表示する(ステップS609)。
この際、青色に加算する得点は、赤色に加算する得点よりも大きくする。このように、左手(青色の手袋が装着されている)をターゲット6が表示される領域Aに位置させた場合の方が、右手(赤色の手袋が装着されている)を領域Aに位置させた場合よりも加算する点数を大きくすることで、使用者5は左手を動かす機会が増えるため、効率よくリハビリテーションを行うことができる。
【0127】
また一方、赤色成分の2次元相関係数r1および青色成分の2次元相関係数r2のいずれも基準値C1を超えたと判断する場合(ステップS607:NO)、ターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたか否かを判断する(ステップS610)。
ターゲット6の表示時間Tdが最長表示時間Tdmax以下であると判断する場合(ステップS610:NO)、ステップS603以降の処理を実行する。
【0128】
一方、表示時間Tdが最長表示時間Tdmaxを超えたと判断する場合(ステップS610:YES)、次に現在ディスプレイ4に表示されているターゲット6を消去する(ステップS611)。また、表示時間Tdの計時を終了するとともに、表示時間Tdをクリアする(ステップS611)。
【0129】
次に、PC3は、プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたか否かを判断する(ステップS612)。プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたと判断する場合(ステップS612:YES)、この処理を終了する。一方、プレイ時間Tpが所定時間Tpc未満であると判断する場合(ステップS612:NO)、ステップS600以降の処理を実行する。
【0130】
上記実施形態によれば、上記(1)および(2)に加え、以下に記載する作用効果を奏することができる。
(6)本実施形態によれば、加算する点数を左手と右手で異なるようにしたため、使用者5は片方の手だけでなく、双方の手を使いながらリハビリテーションを行うことができる。このため、使用者5は効率よくリハビリテーションを行うことができる。
【0131】
(7)また、左手をターゲット6が表示される領域Aに位置させた場合の方が、右手を領域Aに位置させた場合よりも加算する点数を大きくしたため、使用者5は左手を積極的に動かすようになる。このため、使用者5はより効率よくリハビリテーションを行うことができる。
【0132】
(その他の実施形態)
なお、この発明にかかる作業療法訓練支援装置1は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【0133】
・上記第三実施形態では、ターゲット6をディスプレイ4の奥行き方向に表示するようにしたが、本発明のターゲット6の表示方法はこれに限られるものではない。例えば、ディスプレイ4から使用者5の方向へ飛び出すような態様で表示してもよい。
【0134】
・画像処理の実行中、使用者5とディスプレイ4との間の距離D2を常時モニタして、この距離D2が想定距離D1にないと判断されたときに、画像処理を終了するようにしてもよい。
【0135】
・上記第六実施形態では、使用者5が右手に赤色の手袋を装着するとともに、左手に青色の手袋を装着する例について説明したが、本実施形態における作業療法訓練支援装置1の使用方法はこれに限られるものではない。例えば、複数の使用者がそれぞれ異なる色の手袋を装着して、当該作業療法訓練支援装置1を使用することもできる。この使用方法によれば、使用者同士が互いに競い合うことができるため、使用者は当該作業療法訓練支援装置1を用いたリハビリテーションをより楽しく行うことができる。
【0136】
・上記実施形態では、評価画像を1秒間に20回〜60回のうち、任意の回数撮像するようにしたが、評価画像の撮像回数はこれに限られるものではなく、例えば、1秒間に60回を超えても良い。本変形例によれば、使用者5の動きをより正確に検出することができる。また、評価画像の撮像回数を1秒間に20回未満としてもよい。本変形例によれば、PC3の処理量を少なくすることができるようになる。
【0137】
・上記実施形態では、得点を加算するとともに、得点をディスプレイ4に表示するようにしたが、得点の表示方法はこれに限られるものではなく、例えば、プレイ時間Tpが所定時間Tpcを超えたときに、表示するようにしてもよい。
【0138】
・上記実施形態では、2次元相関係数rを用いてターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置したか否かを判断するようにしたが、本発明の判断方法はこれに限られるものではなく、例えば、ターゲット6が表示される領域の輝度を用いて判断するようにしてもよい。
【0139】
・上記実施形態では、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置したときに、ターゲット6を消去するようにしたが、本発明のターゲット6の画像処理方法はこれに限られるものではなく、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置したときにターゲット6の形状を変化させるようにしてもよい。または、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置した場合であってもターゲット6の形状を変化させることなく、得点を加算するだけにしてもよい。
【0140】
・上記実施形態では、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置すると判断したときには、ポイントを加算するようにしたが、本発明のポイントの算出方法はこれに限られるものではない。例えば、処理の開始時に所定のポイントを持たせておき、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置すると判断したときにはポイントを減算するようにしてもよい。また、ターゲット6が表示される領域に使用者5の手が位置すると判断したときに、ポイントを積算するようにしてもよい。
【0141】
・上記実施形態では、カメラから取得した画像を加工することなく基準画像または評価画像としてディスプレイ4に表示するようにしたが、本発明の基準画像または表示画像はこれに限られるものではなく、カメラから取得した画像に加工を施したものであってもよい。例えば、カメラから取得した画像を左右反転させてこれを基準画像または評価画像としてディスプレイ4に表示してもよい。本変形例によれば、左右反転した動きがディスプレイ4に表示されることとなるため、より効果的にリハビリテーションを行うことができるようになる。
【0142】
・上記実施形態では、カメラを1台ないし2台配設するようにしたが、配設するカメラの台数はこれに限られるものではなく、更に多くのカメラを配設してもよい。本変形例によれば、使用者5のZ軸方向における位置を精度よく検出することができる。
【0143】
・上記実施形態では、カメラをディスプレイ4の上部に配設するようにしたが、本発明におけるカメラの配設位置はこれに限られるものではなく、使用者5の全身画像を撮像することができる位置であればよい。例えば、ディスプレイ4と使用者5を挟んで対向する位置に配設してもよい。
【0144】
・上記実施形態では、画像をディスプレイ4に表示するようにしたが、本発明の画像表示方法はこれに限られるものではない。例えば、PC3にプロジェクタを接続して、当該プロジェクタから画像を照射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0145】
1…作業療法訓練支援装置
2…カメラ
3…PC
4…ディスプレイ
5…使用者
6…ターゲット
7…中央カメラ
8…端側カメラ
10…第一カメラ
11…第二カメラ
12…フィルタ
13…赤外光ライト

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を表示する表示画面と、前記表示画面の前方を表示画像として撮像する撮像手段とを備える作業療法訓練支援装置であって、
前記表示画像を前記表示画面に表示するとともに、前記表示画像を区画して形成された複数の領域のうち少なくともひとつの領域に所定画像を表示する表示手段と、
前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを前記表示画像に基づいて判断する判断手段とを備える
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項2】
請求項1に記載の作業療法訓練支援装置において、
前記表示手段は、前記所定画像を、所定時間の経過毎に異なる領域に表示する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の作業療法訓練支援装置において、
前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、前記表示手段は、前記所定画像の表示形態を変更する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業療法訓練支援装置において、
前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、加点ポイントを加算する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の作業療法訓練支援装置であって、
それぞれ加点ポイントが定められた前記使用者の各所定部位を抽出し、
前記所定画像が表示される領域に前記所定部位が位置していると前記判断手段を通じて判断されたときには、前記領域に位置している所定部位に定められる前記加点ポイントを加算する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項に記載の作業療法訓練支援装置であって、
前記撮像手段は複数備えられるものであり、
前記判断手段は、前記各撮像手段を通じて撮像される各表示画像に基づいて、前記所定部位と前記表示画面との間の距離を算出し、
前記所定部位と前記表示画面との間が所定距離にあるときに、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを判断する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項7】
画像を表示画面に表示する表示手段と、前記表示画面の前方を表示画像として撮像する複数の撮像手段とを備える作業療法訓練支援装置であって、
前記表示手段は、前記複数の撮像手段のうちのひとつの撮像手段を通じて撮像された表示画像を前記表示画面に表示し、
前記表示画面に表示される前記表示画像を複数の領域に区画して、前記複数の領域のうち少なくともひとつの領域を選択し、
前記表示画面に対して垂直方向に延びる座標において所定範囲を設定し、
前記選択した領域において所定画像を前記設定した所定範囲に応じた大きさで表示し、
前記複数の撮像手段を通じて撮像される各表示画像に基づいて、使用者の所定部位と前記表示画面との間の距離を算出し、
前記所定部位と前記表示画面との間が前記所定範囲にあるときに、前記所定画像が表示される領域に使用者の所定部位が位置するか否かを判断する判断処理を実行する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか一項に記載の作業療法訓練支援装置であって、
前記撮像手段は、赤外光を撮像する
ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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