(57)【要約】【課題】パーソナルコンピュータを用いて効率よく学習を行うことのできる学習支援装置を提供する。【解決手段】学習支援装置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学習画像６を表示する。そして、ＰＣ３は学習画像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。学習画像６が表示される領域に使用者５の手が位置すると判断するときには、学習画像６に基づく情報を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示画面と、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する撮像手段とを備える学習支援装置であって、
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学習画像を表示する表示手段と、
前記学習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、
前記学習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、前記学習画像に基づく情報を提供する
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の学習支援装置であって、
前記判断手段は、前記学習画像の表示前に前記撮像手段から出力される表示画像を基準画像として記憶し、前記学習画像の表示後に前記撮像手段から出力される表示画像を評価画像として記憶し、前記基準画像における前記領域の諧調値と前記評価画像における前記領域の諧調値との二次元相関係数に基づいて前記領域に前記所定部位が位置するか否かを判断する
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の学習支援装置であって、
前記領域を中心部分と当該中心部分を除く外側部分とに分割し、
前記基準画像における前記領域の外側部分の諧調値と、前記表示画像における前記領域の外側部分の諧調値との二次元相関係数に基づいて、前記領域に前記所定部位が位置するか否か判断する
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の学習支援装置であって、
前記表示手段は、使用者が前記表示画面に表示される学習画像に合わせて身体を動かしたときの当該使用者の運動強度が所定の範囲に収まるように、前記学習画像を前記表示画面に表示させる
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の学習支援装置であって、
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、前記学習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
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項６】
画像を表示画面に表示する表示手段と、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する複数の撮像手段とを備える学習支援装置であって、
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学習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、前記学習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
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の学習支援装置であって、
前記撮像手段は、赤外光を撮像する
ことを特徴とする学習支援装置。
【請求項８】
画像を表示する表示工程と、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する撮像工程とを備える学習支援方法であって、
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学習画像を表示する表示工程と、
前記学習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工程とを備え、
前記表示工程は、前記学習画像を、所定時間の経過毎に異なる領域に表示するものであり、
前記学習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工程を通じて判断されたときには、前記表示工程は、前記学習画像に基づく情報を提供する
ことを特徴とする学習支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、学習支援装置および学習支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、語学の習得等を効果的に行うため、パーソナルコンピュータを利用した種々の装置や方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、学習者の学習履歴を各別に管理し、各学習者の理解度に応じて問題データを各学習者に各別に提示する学習支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５７６１６号公報
【非特許文献１】社団法人  電子情報通信学会、信学技報ＥＴ９７−８７（１９９７−１２）計算課題と記憶課題における身体運動と学習能率の関係に関する検討
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、学習支援装置が、各学習者の理解度を各学習者の正答率等に基づいて解析し、その理解度に応じて出題する問題を選択する。このような装置を用いた学習は、単に理解の進んでいない領域の問題を繰り返し解くというものでしかなく、従来の学習方法と大きく異なるものではない。このため、パーソナルコンピュータを用いた学習方法としては、未だ改善の余地を残すものであった。
このような問題は、特許文献１に記載の発明に限るものではなく、パーソナルコンピュータを利用して学習を効率よく行うための装置であれば、概ね共通したものとなっている。
【０００５】
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、パーソナルコンピュータを用いて効率よく学習を行うことのできる学習支援装置および学習支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する撮像手段とを備える学習支援装置であって、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学習画像を表示する表示手段と、前記学習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、前記学習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、前記学習画像に基づく情報を提供することを特徴とする。
【０００７】
同構成では、使用者が身体を動かし、学習画像が表示される領域に所定部位を位置させると、学習画像に基づく情報が使用者に提供される。例えば、学習画像に対応する音声を発生させたり、学習画像に応じた視覚変化を生じさせることができる。このため、同構成によれば、使用者が学習画像の表示される領域に所定位置が位置するよう学習画像の表示領域に応じて身体を動かし、適切に身体を動かせて所定部位が当該領域に位置した場合は、使用者は、学習画像に応じた視覚変化や聴覚変化を得ることができる。このように身体を動かして視覚的または聴覚的な変化を得ることができるため、使用者は、身体を動かしながら学習画像に関連した情報を視覚または聴覚から得て学習することができる。このように身体を動かしながらの学習では、記憶が定着しやすくなるため、使用者は、楽しみながら効率よく学習を行うことができる。
【０００８】
本発明の第二態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一態様にかかる学習支援装置であって、前記判断手段は、前記学習画像の表示前に前記撮像手段から出力される表示画像を基準画像として記憶し、前記学習画像の表示後に前記撮像手段から出力される表示画像を評価画像として記憶し、前記基準画像における前記領域の諧調値と前記評価画像における前記領域の諧調値との二次元相関係数に基づいて前記領域に前記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。
【０００９】
本発明の第三態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、第二態様にかかる学習支援装置であって、前記領域を中心部分と当該中心部分を除く外側部分とに分割し、前記基準画像における前記領域の外側部分の諧調値と、前記表示画像における前記領域の外側部分の諧調値との二次元相関係数に基づいて、前記領域に前記所定部位が位置するか否か判断することを特徴とする。
【００１０】
同構成によれば、所定の領域に所定部位が位置するか否かについて、外側部分の諧調値に基づいて判断するため、領域全体の諧調値に基づいて判断する場合よりも、感度が高くなる。したがって、領域全体の諧調値に基づいて判断する場合と比較すると、より正確に所定の領域に所定部位が位置するか否かを判断することができる。
【００１１】
本発明の第四態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一態様〜第三態様のいずれかにかかる学習支援装置であって、前記表示手段は、使用者が前記表示画面に表示される学習画像に合わせて身体を動かしたときの当該使用者の運動強度が所定の範囲に収まるように、前記学習画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。
【００１２】
軽い身体運動により身体運動中の心拍数が上昇すると学習能率が向上する傾向にあるが、過度な身体運動により心拍数が上昇しすぎると学習能率が低下することも明らかになりつつある。同構成によれば、運動強度が所定の範囲に収まるように学習画像を表示させるため、学習能率が高い範囲となるように学習画像を表示させることができる。したがって、使用者は効率よく学習を行うことができる。
【００１３】
本発明の第五態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一態様〜第四態様のいずれかにかかる学習支援装置であって、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、前記学習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。
【００１４】
同構成によれば、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。
【００１５】
本発明の第六態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、画像を表示画面に表示する表示手段と、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する複数の撮像手段とを備える学習支援装置であって、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学習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、前記学習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。
【００１６】
同構成によれば、使用者の所定部位と表示画面との間の距離を算出することができる。このため、使用者が、上下左右方向だけでなく、前後方向にも動くように学習画像を表示させることができる。
【００１７】
本発明の第七態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、第一態様〜第六態様のいずれかにかかる学習支援装置であって、前記撮像手段は、赤外光を撮像することを特徴とする。
【００１８】
同構成によれば、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。
【００１９】
本発明の第八態様は、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工程と、前記表示画面に対面する使用者を含む撮像空間を表示画像として撮像する撮像工程とを備える学習支援方法であって、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学習画像を表示する表示工程と、前記学習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工程とを備え、前記表示工程は、前記学習画像を、所定時間の経過毎に異なる領域に表示するものであり、前記学習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工程を通じて判断されたときには、前記表示工程は、前記学習画像に基づく情報を提供することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、パーソナルコンピュータを用いて効率よく学習を行うことのできる学習支援装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる学習支援装置の概略構成図。
【図２】同実施形態にかか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基準画像における選択された領域の拡大図、（ｂ）は、同実施形態にかかる評価画像における選択された領域の拡大図。
【図４】本発明の第二実施形態にかかる学習支援装置の概略構成図。
【図５】同実施形態にかか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学習支援装置の概略構成図。
【図７】同実施形態にかか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３次元座標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模式図。
【図１０】本発明の第四実施形態にかかる学習支援装置の概略構成図。
【図１１】同実施形態にかかる画像の処理方法を示すフローチャート。
【図１２】他の実施形態にかかる学習支援装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（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。
【００２３】
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学習支援装置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学習支援装置１の概略構成を示す。本実施形態では、学習支援装置１を英語学習に用いる場合について説明する。
【００２４】
同図１に示されるように、学習支援装置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に接続される縦幅Ｈ、横幅Ｗのディスプレイ４（本発明の「表示画面」に相当）とを備える。
【００２５】
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。
【００２６】
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に対面する使用者５を含む撮像空間を撮像する。このカメラ２の撮像空間は、ディスプレイ４に対面して起立した使用者５の全身が収まる範囲であればよい。また、カメラ２は、所定時間Ｔｅの経過毎にカメラ２によって撮像空間を撮像する。
【００２７】
ＰＣ３は、中央処理装置（ＣＰＵ）によって回路各部の動作が制御されるもので、その制御プログラムはＰＣ３に搭載されるメモリのＲＯＭ（図示せず）に予め記憶されている。ＰＣ３は、この制御プログラムを通じて学習支援装置１の各種制御を実行する。
【００２８】
カメラ２にて所定時間Ｔｅの経過毎に撮像された撮像空間の画像は、表示画像として都度ＰＣ３に出力され、ＰＣ３のメモリに記憶される。ＰＣ３は、カメラ２から出力された表示画像を都度ディスプレイ４の全体にわたって表示させる。すなわち、ディスプレイ４には、カメラ２から出力される最新の画像が表示される。またＰＣ３は、予めＰＣ３のメモリに記憶された音声を各種制御に応じて発生させる音声発生部３ａを備える。
【００２９】
このようなＰＣ３は、カメラ２にて撮像された画像に重畳して学習画像６をディスプレイ４に表示させる。学習画像６を表示させる位置は、ディスプレイ４に表示する画像（表示画像）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系上に設定される。
【００３０】
以下、ＰＣ３に出力され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は学習時間Ｔｐの計時を開始する（ステップＳ１００）。次に基準画像を取得するとともに、評価画像を取得し、ディスプレイ４に表示する（ステップＳ１０１）。基準画像とは、カメラ２から表示画像としてＰＣ３に出力された画像のうち、本処理の開始時に最も近い時点でカメラ２にて撮像され、ＰＣ３に出力された画像を示す。評価画像とは、カメラ２から表示画像としてＰＣ３に出力された画像のうち、最新の表示画像、すなわちディスプレイ４に表示される画像を示す。
【００３１】
上述したように、表示画像には所定の座標系が設定される。基準画像と評価画像は、いずれも表示画像であるため、これら基準画像と評価画像には、同じ座標系が設定される。
【００３２】
次に、学習画像６を表示する座標（Ｘ，Ｙ）を設定する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＰＣ３は、評価画像を区画して形成される複数の領域（図１参照）のうち、ひとつの領域を選択し、この選択した領域（以下、領域Ｂ）の中心座標を座標（Ｘ，Ｙ）として設定する。
【００３３】
上述したように、基準画像と評価画像には、等しい座標系が設定される。ＰＣ３は、基準画像のうち、領域Ｂに対応する領域（基準画像において、設定した座標（Ｘ，Ｙ）を中心とする領域）を領域Ａとする。
【００３４】
なお、本実施形態では、表示画像を区画する際、各領域について、Ｘ軸方向の長さが「ｍ１」、Ｙ軸方向の長さが「ｎ１」の長方形状を呈する領域となるように区画する（図３参照）。Ｘ軸方向の長さ「ｍ１」は、ディスプレイ４の横幅Ｗ（図１参照）の１／２６〜１０／２６の範囲（Ｗ×１／２６〜Ｗ×１０／２６）が好ましく、ディスプレイ４の横幅Ｗの４／２６〜６／２６（Ｗ×４／２６〜Ｗ×６／２６）の範囲がより好ましい。Ｙ軸方向の長さ「ｎ１」は、ディスプレイ４の縦幅Ｈの１／２０〜８／２０の範囲（Ｈ×１／２０〜Ｈ×８／２０）が好ましく、ディスプレイ４の縦幅Ｈの３／２０〜４．５／２０の範囲（Ｈ×３／２０〜Ｈ×４．５／２０）がより好ましい。
また、領域Ａ，Ｂを、中心領域Ａｃ，Ｂｃと、中心領域Ａｃ，Ｂｃを除く外側領域Ａｅ，Ｂｅとにそれぞれ分割する。中心領域Ａｃ，Ｂｃは、Ｘ軸方向の長さが「ｍ２」、Ｙ軸方向の長さが「ｎ２」の長方形状に設定している。Ｘ軸方向の長さ「ｍ２」は、ｍ１の１／２〜１／２０の範囲（ｍ１×１／２〜ｍ１×１／２０）が好ましく、ｍ１の１／４〜１／１０の範囲（ｍ１×１／４〜ｍ１×１／１０）がより好ましい。Ｙ軸方向の長さ「ｎ２」は、ｎ１の１／２〜１／２０の範囲（ｎ１×１／２〜ｎ１×１／２０）が好ましく、ｎ１の１／４〜１／１０の範囲（ｎ１×１／４〜ｎ１×１／１０）がより好ましい。
【００３５】
ＰＣ３は、ディスプレイ４に評価画像を表示する際、同図１に示されるように、領域Ｂに、学習しようとする英単語に相当する画像（ここでは犬の画像）を座標（Ｘ，Ｙ）を中心として評価画像に重畳して表示する。この犬の画像は、本実施形態における学習画像６に相当する。
【００３６】
このようにＰＣ３は、領域Ｂに学習画像６を表示し、当該学習画像６の表示を開始してからの経過時間である表示時間Ｔｄの計時を開始する（ステップＳ１０３）。
次に、ＰＣ３は、評価画像を取得し、ディスプレイ４に表示する（ステップＳ１０４）。このように、ステップＳ１０４の実行毎に最新の画像を評価画像とするが、評価画像に対しては、都度同じ座標系を設定するとともにステップＳ１０２にて設定した領域Ｂ、外側領域Ｂｅと同等の領域をそれぞれ領域Ｂ、外側領域Ｂｅとして設定する。
【００３７】
次に、ＰＣ３は、評価画像における領域Ｂの外側領域Ｂｅと、基準画像における領域Ａの外側領域Ｂｅ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１を用いて２次元相関係数ｒを算出する。
【数１】
2014238792.tif 000003
【００３８】
図３（ａ）に、基準画像における領域Ａの拡大図を示す。また、図３（ｂ）に、評価画像における領域Ｂの拡大図を示す。なお、同図３（ｂ）には、領域Ｂに使用者５の手（本発明の「所定部位」に相当）が位置する場合を示す。
【００３９】
基準画像における領域Ａの外側領域Ａｅの階調値と、評価画像における領域Ｂの外側領域Ｂｅ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生じたこと、例えば、図３（ｂ）に示されるように、学習画像６が表示される領域に使用者５の身体の一部（ここでは手）が入ってきたという変化が生じたことが考えられる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、基準画像における領域Ａの外側領域Ａｅの階調値と、評価画像における領域Ｂの外側領域Ｂｅ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）。
【００４１】
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。なお、上述した数１からわかるように、外側領域Ａｅの階調値と外側領域Ｂｅ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ている。具体的には、基準値Ｃは、０．５〜１．０の範囲が好ましい。より好ましくは、０．８〜０．９９の範囲が好ましい。基準値Ｃが１．０を超えたり、０．５の範囲未満であると、学習画像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。
【００４２】
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、評価画像における領域Ｂに使用者５の手が位置していると判断する場合、学習画像６に基づく情報を提供し、表示時間Ｔｄをクリアする（ステップＳ１０８）。本実施形態では、犬（本実施形態における学習画像６）に相当する英単語および犬の鳴き声を音声発生部３ａから発生させるとともに、表示した犬が歩き去るようなアニメーションを表示させる。または、犬の画像を犬に相当する英単語「Ｄｏｇ」に変化させる。このように学習画像６に基づく情報を提供する際、学習画像６は消去する。
【００４３】
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、評価画像における領域Ｂに使用者５の手が位置していないと判断する場合、次に学習画像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Ｓ１０７）。
【００４４】
なお、最長表示時間Ｔｄｍａｘは、表示時間ＴｄがステップＳ１０８の処理でクリアされない場合に、学習画像６がディスプレイ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である所定時間Ｔｅよりも長い時間に予め設定されている。
【００４５】
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Ｓ１０７：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Ｓ１０７：ＹＥＳ）、次に現在ディスプレイ４に表示されている学習画像６を消去し、表示時間Ｔｄをクリアするする（ステップＳ１０９）。
【００４６】
次に、ＰＣ３は、学習時間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、学習支援装置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、学習画像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、０．５〜１０秒の範囲が好ましい。より好ましくは、２〜５秒の範囲が好ましい。
【００４７】
学習時間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、学習時間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。
【００４８】
ところで、非特許文献１に記載されるように、近年、軽い身体運動により身体運動中の心拍数が上昇するにつれて学習能率が向上する一方、過度な身体運動により心拍数が上昇しすぎると学習能率が低下することが明らかになりつつある。そこで、本実施形態では、運動強度が所定の範囲におさまるように、最長表示時間Ｔｄｍａｘおよび座標（Ｘ，Ｙ）を設定する。
具体的には、例えば、酸素摂取量で表わすと、使用者５の酸素摂取量が２〜４ＭＥＴｓとなるように最長表示時間Ｔｄｍａｘおよび座標（Ｘ，Ｙ）を設定することが好ましく、酸素摂取量が３ＭＥＴｓとなるように、最長表示時間Ｔｄｍａｘおよび座標（Ｘ，Ｙ）を設定することがより好ましい。
より具体的には、最長表示時間Ｔｄｍａｘが２０秒〜３００秒の範囲に設定されることが好ましく、３０秒〜１２０秒の範囲に設定されることがより好ましい。
【００４９】
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が身体を動かし、学習画像６（本実施形態では犬の画像）が表示される領域に所定部位を位置させると、学習画像６に基づく情報が使用者に提供される。すなわち、使用者５は、犬に相当する英単語および犬の鳴き声に関する音声、表示した犬の画像が歩き去るようなアニメーション等を得ることができる。このため、使用者５が学習画像６が表示される領域に所定部位が位置するよう学習画像６の表示領域に応じて身体を動かし、所定部位が領域に位置した場合は、使用者５は学習画像６に基づいた視覚変化や聴覚変化を得ることができる。このため、使用者５は、身体を動かしながら聴覚や視覚変化を通じて英語学習を行うことができることとなり、楽しみながら、効率よく学習を進めることができる。
【００５０】
（２）また、選択した領域に所定部位が位置するか否かについて、領域Ａの外側領域Ａｅの諧調値と領域Ｂの外側領域Ｂｅの諧調値とに基づいて判断するため、領域Ａの諧調値と領域Ｂの諧調値とに基づいて判断する場合よりも、精度が高い。換言すると、領域Ａの諧調値と領域Ｂの諧調値とに基づいて判断する場合と比較して、より正確に領域Ａに所定部位が位置するか否かを判断することができる。
【００５１】
（３）また、運動強度が所定の範囲におさまるように、最長表示時間Ｔｄｍａｘおよび座標（Ｘ，Ｙ）を設定しているため、使用者５は、身体運動を行い、効率よく学習することができる。
【００５２】
（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。
【００５３】
図４に示されるように、この第二実施形態の学習支援装置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。
【００５４】
中央カメラ７および端側カメラ８は、ディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間を撮像する。この中央カメラ７および端側カメラ８の撮像空間は、ディスプレイ４に対面して起立した使用者５の全身が収まる範囲であればよい。また、これら中央カメラ７および端側カメラ８は、所定時間Ｔｅの経過毎にディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間の画像を撮像して、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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に対面して起立した使用者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。距離Ｄ１を予め設定する場合、距離Ｄ１は、１〜６ｍの範囲が好ましい。より好ましくは、３〜４ｍの範囲が好ましい。
【００５７】
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。
【００５８】
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が撮像してＰＣ３に出力した画像（本発明の「表示画像」に相当）のうち、最新の画像を取得する（ステップＳ２０１）。そして、取得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）。
【００５９】
そして、前回の制御周期で取得して２値化処理を施した画像と、今回の制御周期で取得して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。
【００６０】
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に対面した何らかのものの動き、すなわちディスプレイ４に対面して起立した使用者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）。
【００６１】
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。
【００６２】
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が撮像してＰＣ３に出力した画像（本発明の「表示画像」に相当）のうち、最新の画像を取得する（ステップＳ２０６）。そして、取得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）。
【００６３】
そして、前回の制御周期で取得して２値化処理を施した画像と、今回の制御周期で取得して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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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）。
【００６６】
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、αは、０．５〜１ｍの範囲が好ましい。より好ましくは、０．０〜０．１ｍの範囲が好ましい。
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。
【００６７】
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。
【００６８】
上記実施形態によれば、上記（１）〜（３）に加え、以下に記載する作用効果を奏することができる。
【００６９】
（４）同実施形態によれば、ディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間に使用者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。
【００７０】
（５）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。
【００７１】
（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。
【００７２】
図６に示されるように、この第三実施形態の学習支援装置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。
【００７３】
中央カメラ７および端側カメラ８は、ディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間を撮像する。この中央カメラ７および端側カメラ８の撮像空間は、ディスプレイ４に対面して起立した使用者５の全身が収まる範囲であればよい。また、これら中央カメラ７および端側カメラ８は、所定時間Ｔｅの経過毎にディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間の画像を撮像して、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。
【００７４】
ＰＣ３は、表示画像の所定位置の点（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、学習画像６を表示する座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定する。本実施形態では、中央カメラ７および端側カメラ８からＰＣ３に出力される画像を表示画像とする。また、これら表示画像のうち、中央カメラ７からＰＣ３に出力される画像を特に基準画像や評価画像として本処理に使用する。また、学習画像６を表示する座標は、中央カメラ７から出力される画像に対して設定する。
【００７５】
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に表示される学習画像６の領域を小さくするようにしている。
【００７６】
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。
【００７７】
以下、ＰＣ３に出力され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は学習時間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を取得する（ステップＳ３０１）。そして、学習画像６を表示する座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定する（ステップＳ３０２）。
【００７８】
次に、ＰＣ３は、設定した座標（Ｘ，Ｙ）を中心とする領域に学習画像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、すなわち学習画像６が使用者５から見て遠くにあるときほど、当該学習画像６を小さく表示する。また、当該学習画像６の表示時間Ｔｄの計時を開始する（ステップＳ３０３）。
【００７９】
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に表示する（ステップＳ３０４）。このように、ステップＳ３０４の実行毎に最新の画像を評価画像とするが、評価画像に対しては、都度同じ座標系を設定するとともにステップＳ３０２にて設定した領域Ｂと同等の領域を領域Ｂとする。
次に、３次元座標算出処理を実行する（ステップＳ３０５）。
【００８０】
次に、図８を参照しながら３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。
【００８１】
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が撮像してＰＣ３に出力した画像のうち、最新の画像（評価画像）を第一実施形態にて説明した方法に準じた方法で複数の領域に区画し、領域Ｂ（学習画像６を表示する領域）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）。
【００８２】
次に、前回の制御周期で取得して２値化処理を施した領域Ｂの画像と、今回の制御周期で取得して２値化処理を施した領域Ｂの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）。
【００８３】
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。
【００８４】
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が撮像してＰＣ３に出力した表示画像のうち、最新の画像に対して評価画像と同様の座標系を設定し、複数の領域に区画する。そして、評価画像で設定した座標（Ｘ，Ｙ）に相当する座標を中心とする、領域Ｂに相当する領域の画像を取得する（ステップＳ３３５）。そして、この領域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）。
【００８５】
次に、前回の制御周期で端側カメラ８から取得して２値化処理を施した領域の画像と、今回の制御周期で端側カメラ８から取得して２値化処理を施した領域の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）。
【００８６】
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。
【００８７】
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）。
【００８８】
このような３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。
【００８９】
同図９（ａ）に示されるように、例えば、Ｚ軸座標の値「Ｚ」が小さい値に設定されたときには、学習画像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、学習画像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「Ｚ」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、学習画像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、学習画像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。
【００９０】
このように、Ｚ軸座標の値「Ｚ」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「Ｚ」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。
このため、本実施形態では、Ｚ軸座標の値「Ｚ」と距離Ｄ２との和が所定値Ｄ３になることをもって、距離Ｄ２が所定範囲にあると判断する。
【００９１】
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学習画像６が表示される領域Ｂの階調値と、基準画像における領域Ａ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）。
【００９２】
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）、学習画像６に基づく情報を提供し、表示時間Ｔｄをクリアする（ステップＳ３１０）。具体的には、第一実施形態にて示したように、犬に相当する英単語および犬の鳴き声を音声発生部３ａから発生させるとともに、表示した犬が歩き去るようなアニメーションを表示させる。または、犬の画像を犬を示す英単語「Ｄｏｇ」に変化させる。
【００９３】
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Ｓ３０８：ＮＯ）、および距離Ｄ２が所定範囲内にないと判断する場合（ステップＳ３０６：ＮＯ）、学習画像６の表示時間Ｔｄが最長表示時間Ｔｄｍａｘを超えているか否かを判断する（ステップＳ３０９）。
【００９４】
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Ｓ３０９：ＮＯ）、ステップＳ３０４以降の処理を実行する。
【００９５】
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Ｓ３０９：ＹＥＳ）、次に現在ディスプレイ４に表示されている学習画像６を消去し、表示時間Ｔｄをクリアする（ステップＳ３１１）。
【００９６】
次に、ＰＣ３は、学習時間Ｔｐが所定時間Ｔｐｃを超えたか否かを判断する（ステップＳ３１２）。学習時間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、学習時間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。
【００９７】
第一実施形態にて説明したように、近年、軽い身体運動により身体運動中の心拍数が上昇するにつれて学習能率が向上する一方、過度な身体運動により心拍数が上昇しすぎると学習能率が低下することが明らかになりつつある。そこで、本実施形態では、運動強度が所定の範囲におさまるように、最長表示時間Ｔｄｍａｘおよび座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定することが好ましい。
【００９８】
上記実施形態によれば、上記（１）〜（３）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、使用者５は、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、より好的に運動強度を向上させ、ひいては学習能率を向上させることができるようになる。
【００９９】
（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。
【０１００】
図１０に示されるように、この第四実施形態の学習支援装置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。
【０１０１】
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に対向して起立した使用者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、所定時間Ｔｅの経過毎にディスプレイ４に対面する使用者５を含む撮像空間を撮像して、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。
【０１０２】
本実施形態では、第一カメラ１０および第二カメラ１１からＰＣ３に出力される画像を表示画像とする。特に、第一カメラ１０からＰＣ３に出力される画像をディスプレイ４に表示し、第二カメラ１１からＰＣ３に出力される画像を基準画像や評価画像として本処理に使用する。
以下、ＰＣ３に出力され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。
【０１０３】
同図１１に示されるように、本処理が開始されると、まず、ＰＣ３は学習時間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を取得してディスプレイ４に表示する（ステップＳ４０１）。
【０１０４】
そして、第一カメラ１０にて撮像され、ＰＣ３に出力された画像のうち、本処理の開始時に最も近い時点で撮像された画像を基準画像として取得する（ステップＳ４０２）。また、最新の画像を評価画像として取得する（ステップＳ４０２）。
【０１０５】
次に、第一カメラ１０にて撮像され、ＰＣ３に出力された画像のうち、最新の画像（評価画像）に対して、上述した第一実施形態に準じた方法で学習画像６を表示する座標（Ｘ，Ｙ）を設定する（ステップＳ４０３）。具体的には、評価画像を区画して形成される複数の領域のうち、ひとつの領域を選択し、この選択した領域（以下、領域Ｂ）の中心座標を座標（Ｘ，Ｙ）として設定する。
【０１０６】
第一実施形態と同様に、基準画像と評価画像には、同じ座標系が設定される。ＰＣ３は、基準画像のうち、領域Ｂに対応する領域（基準画像において、設定した座標（Ｘ，Ｙ）を中心とする領域）を領域Ａとする。
【０１０７】
また、第二カメラ１１からＰＣ３に出力される可視光画像のうち、最新の画像に対して、第一カメラ１０からＰＣ３に出力された画像と同様の座標系を設定し、第一カメラ１０からＰＣ３に出力された画像と同様に複数の領域に区画する。そして、座標（Ｘ，Ｙ）に相当する座標を中心とする、領域Ｂに相当する領域に学習画像６を表示して、当該学習画像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ディスプレイ４に表示する（ステップＳ４０５）。このように、ステップＳ４０５の実行毎に最新の可視光画像をディスプレイ４に表示するが、これら可視光画像に対しては、都度同じ座標系を設定するとともにステップＳ４０３、Ｓ４０４にて設定した領域に学習画像６を表示し続ける。
【０１０９】
そして第一カメラ１０にて撮像されＰＣ３に出力される赤外光画像のうち、最新の画像を評価画像として取得する（ステップＳ４０６）。このように、ステップＳ４０６の実行毎に最新の赤外光画像を評価画像とするが、これら評価画像に対しては、都度同じ座標系を設定するとともに、都度ステップＳ４０３にて設定した領域Ｂと等しい位置に領域Ｂを設定する。
【０１１０】
次に、ＰＣ３は、評価画像における領域Ｂの階調値と、基準画像における領域Ａ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）。
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）、学習画像６に基づく情報を提供し、表示時間Ｔｄをクリアする（ステップＳ４１０）。
【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、評価画像において学習画像６が表示される領域Ｂに使用者５の手が位置していないと判断する場合、次に学習画像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Ｓ４０９）。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Ｓ４０９：ＮＯ）、ステップＳ４０５以降の処理を実行する。
【０１１２】
表示時間Ｔｄが最長表示時間Ｔｄｍａｘを超えていると判断する場合（ステップＳ４０９：ＹＥＳ）、次に現在ディスプレイ４に表示されている学習画像６を消去し、表示時間Ｔｄをクリアする（ステップＳ４１１）。
【０１１３】
次に、ＰＣ３は、学習時間Ｔｐが所定時間Ｔｐｃを超えたか否かを判断する（ステップＳ４１２）。学習時間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、学習時間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）〜（３）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。
（７）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に対面する使用者５を含む空間に使用者５以外のものがあった場合、当該使用者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】
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる学習支援装置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。
【０１１６】
・図１２に示されるように、複数の領域を選択し、各領域にそれぞれ異なる学習画像６ａ〜６ｃを表示させてもよい。この場合、学習画像６ａ〜６ｃをディスプレイ４に表示させた後、ＰＣ３は、学習画像６ａ〜６ｃからひとつの学習画像を任意に選択する。例えば、学習画像６ｂを選択した場合、ディスプレイ４に学習画像６ａ〜６ｃを表示させた後、ＰＣ３は、学習画像６ｂを使用者５が選択するよう、何らかの指示を与える。図１２の例で示すと、猫に相当する英単語（ＣＡＴ）の音声を音声発生部３ａから発生させる。その後、学習画像６ｂが表示される領域に使用者５の所定部位が位置する場合のみ、学習画像６ｂに基づく情報を提供し、学習画像６ｂ以外の領域に所定部位が位置する場合は何の変化も与えないようにする。本変形例によれば、使用者５は、学習画像６ｂに基づく情報（本変形例では、猫に関する英単語の音声）を与えられた状態で、学習画像６ａ〜６ｃの中から学習画像６ｂ（猫に関する画像）を選択するという作業を行うこととなる。このため、使用者５は、より好適に学習画像６ｂと学習画像６ｂに基づく情報とを対応づける学習を行うことができる。
【０１１７】
・上記第三実施形態では、学習画像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、本発明の学習画像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。
【０１１８】
・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。
【０１１９】
・上記実施形態では、諧調値の２次元相関係数ｒを用いて学習画像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、輝度の２次元相関係数ｒを用いて判断するようにしてもよい。
【０１２０】
・上記実施形態では、学習画像６に基づく情報を、学習画像６（上記実施形態では犬）に相当する英単語の音声、アニメーション、または当該英単語の画像としたが、学習画像６に基づく情報はこれに限られるものではない。学習画像６に基づく情報として、振動を発生させるようにしてもよい。
【０１２１】
・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。
【０１２２】
・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。
【０１２３】
・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。
【０１２４】
・上記実施形態では、使用者５の手が所定部位に相当するとして説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、使用者５のいずれかの部位を所定部位とすることができる。
【０１２５】
・上記実施形態では、英語学習に用いる例について説明したが、本発明を用いて学習できるものは、英語に限らない。例えば、中国語やフランス語といった他の外国語の学習に用いることもできる。また、語学に限るものではなく、何らかの記憶の定着を促すための学習であれば、他の分野の学習に用いることもできる。
【符号の説明】
【０１２６】
１…学習支援装置
２…カメラ
３…ＰＣ
４…ディスプレイ
５…使用者
６…学習画像
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
【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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