(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔地にある教室をオンライン接続し、リアルタイムに双方向でインタラクティブに授業を行う遠隔協同授業システムにおいて、
各教室の教師と生徒の画像を撮影する複数のカメラと、
各教室の教師と生徒の音声を入力する複数のマイクと、
上記複数のカメラが撮影した画像を受信して、受信した複数の画像をマルチウィンドウ形式で表示する表示部と、
以下の操作卓と制御部とを備えるエージェント部と
を備えたことを特徴とする遠隔協同授業システム
（１）一方の教室の教師と他方の教室の教師とによる会話と、一方の教室の教師と他方の教室の生徒とによる会話と、一方の教室の生徒と他方の教室の生徒とによる会話と、一方の教室の生徒と他方の教室の教師とによる会話と、一方の教室の教師と一方の教室の生徒とによる会話との複数の種類の会話に対応する複数の会話状態ボタンを有して、操作された会話状態ボタンに対応する会話の参加者を示す情報を入力する操作卓、
（２）上記操作卓が入力した会話の参加者を示す情報に基づいて会話の参加者を判断し、判断した会話の参加者を撮影するカメラを上記複数のカメラから選択するとともに、判断した会話の参加者の音声を入力するマイクを上記複数のマイクから選択して、選択したカメラとマイクとを調節制御するカメラ制御部と、上記表示部に会話の参加者を表示して、会話の参加者の音声を出力させる表示制御部とを有する制御部。
【請求項２】
上記会話状態ボタンは、上記話しかける側の参加者から話しかけられる側の参加者へという会話方向に対応して設けられ、
上記操作卓は、操作された会話状態ボタンに対応する会話方向を示す情報を入力し、
上記制御部は、上記操作卓が入力した会話方向を示す情報に基づいて話しかける側の参加者を判断して、判断した話しかける側の参加者を上記表示制御部により話しかけられる側の参加者よりも大きく表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項１記載の遠隔協同授業システム。
【請求項３】
遠隔地にある教室をオンライン接続し、リアルタイムに双方向でインタラクティブに授業を行う遠隔協同授業システムにおいて、
各教室の教師と生徒の画像を撮影する複数のカメラと、
各教室の教師と生徒の音声を入力する複数のマイクと、
上記複数のカメラが撮影した画像を受信して、受信した複数の画像をマルチウィンドウ形式で表示する表示部と、
上記複数のカメラと複数のマイクとの動作を制御するカメラ制御部と、表示部の動作を制御する表示制御部とを有する制御部と、
上記複数のカメラと複数のマイクと表示部のうち少なくともいずれか１つの動作を制御することを指示するボタンを有して、操作されたボタンに対応する制御指示情報を入力する操作卓と
を備え、
上記制御部は、
上記複数のカメラと複数のマイクと表示部のうち少なくともいずれか１つの動作を制御することを支配するコントロール権が自教室の制御部にあるかないかを示す情報を記憶するコントロール権変更記憶部と、
自教室の操作卓と相手教室の操作卓とのいずれか一方の操作卓から制御指示情報を入力して、上記コントロール権変更記憶部が記憶する情報を取り出し、取り出した情報が自教室の制御部にコントロール権があることを示す場合は、制御指示情報に基づいて自教室の複数のカメラと自教室の複数のマイクとの動作を制御するカメラ制御部と自教室の表示部の動作を制御する表示制御部とのうち少なくともいずれか１つの動作を制御し、上記取り出した情報が相手教室の制御部にコントロール権があることを示している場合は、上記自教室の操作卓から入力した制御指示情報を上記自教室と相手教師との間を連結する通信回線を介して相手教室の制御部へ出力する送受信指示判定部とを備えた
ことを特徴とする遠隔協同授業システム。
【請求項４】
上記操作卓は、上記コントロール権を自教室と相手教室との間で移動させることを指示するコントロールボタンを有し、操作されたコントロールボタンから上記コントロール権を移動させることを指示する情報を入力し、
上記送受信指示判定部は、上記操作卓からコントロール権を移動させることを指示する情報を入力して、上記コントロール権変更記憶部が記憶するコントロール権を自教室と相手教室との間で上記自教室と相手教師との間を連結する通信回線を介して移動して、移動後のコントロール権が自教室と相手教室とのどちらにあるかを示す情報を上記コントロール権変更記憶部に記憶することを特徴とする請求項３記載の遠隔協同授業システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠隔地にある教室をオンライン接続し、リアルタイムに双方向でインタラクティブに授業を行う遠隔協同授業システムに関するものである。特に、協同授業に用いる各種機器の操作負担を軽減させることにより、教師による授業を円滑に進めることができるシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報技術の進展によって、マルチメディア化、ネットワーク化が急速に進み、多様な質の情報、即ち、テキストや静止画像に加えて音声、動画等も扱えるようになってきた。マルチメディア情報の駆使により、多彩で効果的な情報交信とプレゼンテーションが可能になってきた。また、物理的に遠く離れた地点をネットワークで結び、映像と音声による遠隔テレビ会議を開くことにより、相互に遠く離れている人たちをあたかも１つの部屋に集めたのと同じ効果が得られるようになってきた。
【０００３】
このような情報技術の進展は、教育の形態、方法にも影響を与えつつある。学校教育の分野では、これまで永年の間、１つの学校、１つの教室内での授業が主体であり、教師から生徒への一方的な知識授与型の授業が行われてきた。ここでは、既成の学習内容を能率的に伝達教授することに重点が置かれ、子供たち各個人の異質的な学識や水準よりも、同質的な学識や水準が重んじられがちであった。
【０００４】
最近、学校の活性化のために従来の枠組みを打ち破る試みがなされている。文部省が公刊した新学習指導要領では「新しい学力観」が唱われている。そこでは、生徒が自分で情報を収集し、解釈し、再構成することにより、生徒の主体的な情報活用能力を育成することが意図されている。ようやく日本の教育界でも、子供たち各個人に異質的で多様な学識と、異質的な水準の存在を認めるようになってきた。こうした子供たちが、クラス間の協同授業を通して、より高次の異質的学識と異質的水準が生みだされることを認めるようになってきた。日本のインターネットの１００校プロジェクトもこのような方向に沿った１施策と言える（「文部省・通産省ネットワーク利用環境提供事業１００校プロジェクト成果発表会資料、（財）コンピュータ教育開発センター、1996.3.9」及び「西谷泉：諸外国のインターネットの利用状況について／ＣＣＶ教育システムの研究（２）、１９９６年度数学教育学会春季年会発表論文集、pp.85-88」）。
【０００５】
図１４は、従来の遠隔教育システムを示す図である。
図１４は、１方向性遠隔教育システムを示している。即ち、１地点から多地点に対して一方的に放送授業を行う場合を示している。例えば、予備校の授業等にこのシステムが用いられている。
【０００６】
図１５は、テレビ会議システムを用いた２方向性遠隔教育システムを示す図である。
このシステムは、テレビ会議システムを使い６台のカメラを使ってモニタに映像を送受信しながら授業をするものである。このテレビ会議システムを用いた遠隔教育システムは、各教室の教師が１人でカメラ操作を行う。また、モニタも各カメラに対応して６台備えられており、各カメラの映像は、各モニタに１対１に表示され、映像の切り替えは存在しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の１方向性遠隔教育システムは、教師から生徒に対して一方的に情報を送信するシステムであり、臨場感を持ってリアルタイムに双方向のコミュニケーションを可能とする教育システムではなかった。
また、従来の２方向性遠隔教育システムにおいて、リアルタイム性及び双方向性を達成するためには、教師が教育システムに用いられているカメラ等を適宜操作する必要があり、教師は、授業の進行と機器の操作という２つの作業をしなければならず、教師の負担が増加してしまうという欠点があった。
【０００８】
この発明は、以上のような欠点を改良するためになされたものであり、創造性を助長する教育システムの方法として教育内容や認知論上の基礎の上に立ち、情報技術を有効に活用するシステムを提案するものである。
【０００９】
また、この発明は、遠隔地にある２つの学校を、映像情報とコンピュータ情報とによってオンライン接続し、臨場感をもって、リアルタイム、双方向コミュニケーションを可能とするものである。この発明では、このようなコンピュータ、ネットワークと映像情報を組み合せたシステムをＣＳＣＷ（Computer Supported Cooperative Work ）の一環としてとらえることができる。
【００１０】
また、この発明は、創造性助長のためのＣＳＣＷモデルを定義し、現場での教師の仕事を支援する機能を備えたシステムを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る遠隔協同授業システムは、遠隔地にある教室をオンライン接続し、リアルタイムに双方向でインタラクティブに授業を行う遠隔協同授業システムにおいて、
自教室の教師と生徒の画像を撮影する複数のカメラと、
自教室の教師と生徒の音声を入力する複数のマイクと、
相手教室から受信した複数の画像をマルチウィンドウ形式で表示する表示部と、
教材として用意されたビデオテープを放映するビデオテープレコーダと、
授業に用いるアプリケーションソフトウェアを動作させるコンピュータと、
教材の詳細を撮影する書画台と、
自教室と相手教室のカメラとマイクと表示部とビデオテープレコーダとコンピュータと書画台とを授業の手順に従って及び教師からの指示に従って制御するエージェント部と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記エージェント部は、教師からの指示を入力する操作卓と、操作卓からの支持に基づいて自教室と相手教室のカメラとマイクと表示部とビデオテープレコーダとコンピュータと書画台のいずれかを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記操作卓は、自教室と相手教室の教師と生徒の会話状態を入力する会話状態ボタンを備え、
上記制御部は、上記会話状態ボタンに基づいてカメラ操作及び画面切り替え操作を行う表示制御部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記操作卓は、書画台操作ボタンを備え、上記制御部は、書画台操作ボタンに基づいて書画台を制御する書画台制御部を備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記操作卓は、ビデオテープレコーダ操作ボタンを備え、上記制御部は、ビデオテープレコーダ操作ボタンに基づいてビデオテープレコーダを制御するビデオテープレコーダ制御部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
上記操作卓は、コンピュータ操作ボタンを備え、上記制御部は、コンピュータ操作ボタンに基づいてコンピュータを制御するコンピュータ制御部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
上記操作卓は、システムスイッチボタンを備え、上記制御部は、システムスイッチボタンに基づいてカメラとマイクと表示部とスピーカとビデオテープレコーダとコンピュータと書画台との電源を制御する電源制御部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記操作卓は、相手教室の操作卓との間で、自教室の制御部の動作を支配するコントロール権を移動変更するコントロールボタンを備え、上記制御部は、上記コントロールボタンに基づいてコントロール権を移動変更して記憶するコントロール権変更記憶部と、コントロール権変更記憶部に記憶されたコントロール権の内容に基づいて自教室と相手教室との操作卓からの指示を送受信するとともに、受信した指示の正当性を判定する送受信指示判定部を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記制御部は、更に、授業の手順を予め記憶し、記憶した授業の手順に基づいて、授業をガイドするガイダンスを表示するとともに、自動的に制御を実行するガイダンス部を備えたことを特徴とする。
【００２０】
上記制御部は、更に、マイクに入力された音声の中から特定の単語を検知して、その特定の単語を発した話者をカメラでズームアップさせるカメラ制御部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記遠隔協同授業システムは、他方の教室とオンライン接続することなく、一方の教室においてオフラインで授業を行うことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
この発明の遠隔協同授業のためのＣＳＣＷ（Computer Supported Cooperative
Work ）システムの概要について、以下に説明する。
コンピュータ、通信回線、及び映像を組合せて使用するところからこのシステムを「ＣＣＶ（Computer, Communication and Visual）教育システム」と呼ぶことにする。システムの基本構成を図１に示す。
また、教室のレイアウトを図２に示す。
１教室に設置される機器はテレビ会議システム１１、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２、液晶プロジェクタ１３及び大画面のスクリーン１４、書画台３３等である。これらの機器を遠隔の２つの学校の教室に設置し、それをＩＮＳ回線（ＩＮＳ１５００）１５で連結する。
テレビ会議システム１１のテレビ２１を図３に示す。
【００２３】
ＣＣＶ教育システムの基本構成を以下に述べる。
（１）テレビ会議システム１１のテレビ２１は、２つの教室の映像を相互に映し出す。マルチウィンドウ機能により、テレビ画面の中に小さなウィンドウ２２を切って自教室の様子や他の見たい映像を映し出すこともできるようにする。相互の教室の雰囲気、生徒の表情などが生き生きと伝達されるような品質の高さが要求される。
カメラは教室の前方に２台設け、１台は教室全景を撮る全景カメラ３１、もう１台は、生徒が発言したり作品を見せたりする時の姿を捉える電動カメラ３２である。作品などを、より詳細に見せるために書画台３３も設ける。また、授業用に前以て収録されたビデオの放映に備えてＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）３４も設ける。
【００２４】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２は、授業の中で使うアニメーションやアプリケーションソフトウェアを双方で同期して動かすために設置する。アニメーションは動的、立体的、或いは、抽象的な対象等を理解させようとする時、そのエッセンスだけを抽出して表現できるために教材として有効である。使い方としては、一方の教師が説明のためにアニメーションやアプリケーションソフトウェアを起動したり停止させ、それを双方の教室の生徒が同時に見られることが必要条件である。そのためにパソコンテレビ会議システム１０を使うことにし、両教室のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２にパソコンテレビ会議システム１０の機能を組み込むとともに、ＩＮＳ回線（６４＊２）１６で結ぶ。又は、ＩＮＳ回線の代りにアナログ回線を利用してもよい。アニメーション等のコンテンツを、予め相手教室のデータベースＤＢに伝送しておくことにより、授業中に大量のデータを伝送しないようにしてもよい。授業中は、単にアニメーションをスタートさせたりストップさせたりするためのコマンド即ち同期をとるためのコマンドのみを伝えることにより伝送遅延のない、かつ、高画質のアニメーションを生徒に提供することができる。
【００２５】
（２）スクリーン１４は、教室の生徒が臨場感をもって協同学習できるようにするための重要な機器である。８０インチから１２０インチのサイズのスクリーン１４を使用する。そこに投影する液晶プロジェクタ１３は、学校の教室という事情から天井に埋め込み、必要な時にだけ天井から下ろして使用する形とする。そのために天井に穴を空け、天吊り機構１７を埋め込んで液晶プロジェクタ１３を吊り下げ、上下できるようにする。この液晶プロジェクタ１３は、普通教室でも暗幕を引かずに見ることができるほどの明るさを持ったものとする。
なお、このスクリーン１４には、テレビ会議システム１１の映像だけでなく、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１２の画面の映像も、映像切替えスイッチＳＷ１８によって映し出せる構造にする。
【００２６】
（３）協同授業を行うには、教師は、授業をＣＳＣＷシステムの操作を行なう。そこで、後述するエージェント部４１によって、教師の負荷を軽減させる。
【００２７】
次に、創造性助長のモデリングについて説明する。
人間の思考モデルには、認知心理学的なアプローチが研究されてきている（「Newell,A.(1990):■Unified theories of cognition■ Harvard University Press.」，「Newell,A.,Show,J.C.$Simon,H.A.(1958): Elements of a theory of human problem solving. Psychological Review,65,pp.151-166」，「守一雄：現代心理学入門１−認知心理学−、１９９５、岩波書店」）。しかしながら、ＣＣＶ教育システムでは、「２つの異なった学校のクラスが協同学習をすることによって、更に、質の高い学習が生まれ、その学習から子供たちは一段と質の高い創造力を獲得する」という考え方を基盤としている（「横地清：協同学習と数学の創造力の育成／ＣＣＶ教育システムの研究（１）、１９９６年度数学教育学会春季年会発表論文集、pp.81-84）。本発明では、このような協同学習を可能とするための要件を抽出し、ＣＳＣＷ的な考え方によって、創造性助長のモデルを図４のように定義する。
【００２８】
図４は、一方の生徒の学習メカニズムとそれを支えるＣＳＣＷ基盤をモデル化したものである。即ち、教室Ａの生徒ａが教師の指導のもと、与えられた課題に対して思考を巡らし、理解しようと務める。そのために発表、議論をしようとし、それに対応するため、自己内での変換が行われる。それらが相手方教室Ｂの生徒ｂへの発表、議論となって表れ、相手方の考えに触発される。それが反応となって生徒ａの思考にインパクトとなってフィードバックされ、より思考が深まり高い次元の理解に達する。この過程で、新しい概念を構成する思考が構成され得る。このことが創造性を助長することに繋がると考える。このメカニズムを下から支えるのがコンピュータ、ネットワーク、液晶プロジェクタ、音声、ミドルウェアソフト、その他の機能によって構成されるＣＳＣＷ基盤である。そして、このＣＳＣＷ基盤に組み込まれたエージェント部４１によって、教師の指導と生徒の学習行動が適切に支援される。
【００２９】
エージェント部４１について説明する。
図５は、遠隔協同授業が行なわれる時、教室Ａと教室Ｂにおける必要動作を示したものである。両教室とも教師がいて、授業を担当するとともに、ＣＳＣＷシステムの操作を行う。ここで、ＣＳＣＷシステムの操作として、以下のような作業が考えられる。
（１）カメラ操作（発表者へのアクセス、ズームアップ等）
（２）パソコン映像（アニメーション）とテレビ会議映像の切替え
（３）授業プロセス順番のガイダンス
（４）システムのスタートアップ／終了
（５）各教室の各種機器の操作のコントロール権の受渡し
（６）書画台、ＶＴＲ、パーソナルコンピュータのコントロール
【００３０】
ＣＳＣＷシステムの操作は、協同授業がスムーズに流れるように、授業の進捗、教室の雰囲気等に合わせて臨機応変にこなさなければならず、相当に忙しいケースが想定される。場合によっては、正常な授業の流れを阻害し、意図された創造性助長の効果を減じさせるかも知れない。このような危険を回避し、かつ、教師の労力を軽減、或いは、無しで済むようにするためにエージェント部４１が存在する。
エージェント部４１は、図１に示したように、操作卓４２と制御部４３から構成されている。操作卓４２は、教師が手元で操作が可能なような携帯型の操作卓である。
図６に、操作卓４２のイメージを示す。
また、図７に、制御部４３の内部構成を示す。
【００３１】
エージェント部４１の説明をする前に、遠隔協同授業の状態について、図８を用いて説明する。
図８は、２つの教室における教師と生徒の会話方向を示す図である。
教室Ａを主体的に捉えると、（１）から（６）の会話方向が存在する。また、（７）から（９）に示したように、書画台、ＶＴＲ、パーソナルコンピュータの３種類の機器が個別に、或いは、同時に動作する。エージェント部４１は、これら６種類の会話方向及び３種類の機器動作状態に基づいて、両教室のテレビやスクリーンに映し出される内容を、操作卓からの指示に基づいて自動的に変更する機能を有している。
【００３２】
次に、図６及び図７を用いてエージェント部４１の動作について説明する。
システムスイッチボタン６０が押された場合、電源制御部５６は、遠隔教育システムに使われる各種機器の電源をオンにする。再びシステムスイッチボタン６０が押された場合、電源制御部５６は、各種機器の電源をオフする。
次に、コントロールＡボタン６１とセパレートボタン６２とコントロールＢボタン６３とモード・コントロール権変更記憶部５０について説明する。
電源の投入後、２つの教室における双方向のコミュニケーションが可能になるが、両教室に教師がそれぞれ存在するため、２人の教師の間でどちらが授業のコントロール権を持つかを決定する必要がある。この授業のコントロール権とは、教師の立場から見れば、授業の主導権を握ることを意味するが、システムの立場から見れば、各種の機器がいずれの教師の操作卓４２により制御されるかどうかということを意味する。即ち、教師Ａがコントロール権を得るということは、教師Ａの持つ操作卓４２により両教室の機器が制御されるということを意味している。遠隔協同授業は、図９に示すような形で進行する。コントロールモードは、教師Ａ又は教師Ｂがコントロール権を持って授業を進める場合をいう。この時、コントロール権を持った教師は、自分の操作卓４２の会話状態ボタン７１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４のいずれかを任意に選択して、各種機器を制御することができる。また、セパレートモードは、２つの教室が個別に授業を進めるモードをいう。セパレートモードの時、教師Ａ及び教師Ｂは、図８に示した（１），（４），（７）から（９）のコントロールを行うことができる。制御部４３のモード・コントロール権変更記憶部５０は、操作卓４２により教師間で定められたモード及びコントロール権を記憶する。このモード及びコントロール権の記憶により、操作卓４２の指示が有効であるか無効であるかを判定する。また、このモードとコントロール権の記憶に基づいて、相手の教師が持つ操作卓４２からの指示が有効であるか無効であるかを判定する。
【００３３】
もし、教師Ａがコントロール権を得たい時は、操作卓４２のコントロールＡボタン６１を押す。この時点で、教師ＡのコントロールＡボタン６１は、点滅状態になる。一方、Ｂ教室の教師Ｂの操作卓４２のコントロールＢボタン６３も、同時に点滅状態となる。教師Ｂがコントロール権を教師Ａに渡すことを同意する場合は、教師Ｂの持つ操作卓４２のコントロールＢボタン６３を押す。教師Ｂが教師Ｂの持つ操作卓４２のコントロールＢボタン６３を押すことにより、教師Ｂの操作卓４２のコントロールＢボタン６３は、継続点灯状態となる。同時に教師Ａの操作卓４２のコントロールＡボタン６１も、点滅状態から継続点灯状態になる。
このようにして、教師Ａは、コントロール権を得たことを確認することができる。
教師Ａがコントロール権を保持している状態で、そのコントロール権を教師Ｂに譲るタイミングは、以下の２つがある。
（１）教師Ａがコントロール権の譲渡を教師Ｂに申し出る場合。
（２）教師Ｂが教師Ａに対してコントロール権の譲渡を要求した場合。
上記（１）の場合、教師Ａは、自分の操作卓４２のコントロールＢボタン６３を押す。コントロールＢボタン６３が点滅状態になる。同時に、教師Ｂの操作卓４２のコントロールＡボタン６１が点滅状態になる。教師ＢがコントロールＡボタン６１を押すことにより、コントロールＡボタン６１が点滅状態から継続点灯状態になる。同時に、教師ＡのコントロールＢボタン６３が点灯状態になり、コントロール権が教師Ｂに渡ったことが互いに確認できる。上記（２）の場合は、教師Ｂの操作卓４２のコントロールＡボタン６１を押す。コントロールＡボタン６１が点滅状態になると同時に、教師Ａの操作卓４２のコントロールＢボタン６３が点滅状態になる。教師ＡがコントロールＢボタン６３を押すことにより、コントロールＢボタン６３が点灯状態になる。同時に、教師ＢのコントロールＡボタン６１が点灯状態となり、教師Ａから教師Ｂにコントロール権が渡ったことを確認できる。もし、点滅状態で相手方がボタンを押さなければ、しばらく点滅してやがて点滅が消える。この場合には、コントロール権の移動は起こらない。
協同で授業を進行させず、各教室とも個々に授業を行う場合には、コントロール権をセパレートモードへ移動する。一方の教師がセパレートボタン６２を押した場合、セパレートボタン６２が点滅状態になる。また、他方の教師のセパレートボタン６２も点滅状態となる。他方の教師が点滅しているセパレートボタン６２を押すことにより、セパレートモードへの同意が互いに確認できる。
前述したように、コントロール権の移動は、教師から見れば授業の主導権を得ることであり、システムから見れば、２つの教室に配置された各種の機器の制御をいずれの操作卓４２からの指示で動作させるかを決定することである。セパレートモードの場合は、各教室の機器は、各教室に配置された操作卓４２からの指示に基づいて制御される。
【００３４】
図６に示す会話状態ボタン７１から会話状態ボタン７６は、図８に示した教師と生徒の６種類の会話方向に対応したボタンである。また、書画台操作ボタン８１は、書画台を操作するボタンである。また、ＶＴＲ操作ボタン８５からＶＴＲ操作ボタン９０は、ＶＴＲを操作するボタンである。また、パーソナルコンピュータ操作ボタン９１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４は、パーソナルコンピュータを操作するボタンである。
【００３５】
会話状態ボタン７１から会話状態ボタン７６のいずれかが押された場合、表示制御部５２は、その押されたボタンの種類によりカメラ操作及び画面切り替え操作を行う。
図１０及び図１１は、表示制御部５２の動作を示す図である。
図１０の（１）は、会話状態ボタン７１が押された場合のスクリーンに映し出される画像を示したものである。図中、？マークは、消極的映し出しを意味しており、必ずしもその映像が映し出される必要はないことを意味している。会話状態ボタン７１は、教師Ａが生徒ａに話しかけている場合に押されるボタンである。この場合には、Ｂ教室は、教師Ａを大映しにし、生徒ａをウィンドウ表示する。
図１０の（２）は、教師Ａが生徒ｂに話しかけている場合を示す。教師Ａが会話状態ボタン７２を押すことにより、教室Ａには、生徒ｂがウィンドウ表示され、教室Ｂには、教師Ａが表示される。
図１０の（３）は、教師Ａから教師Ｂに話しかけている場合である。教室Ａには、教師Ｂがウィンドウ表示され、教室Ｂには、教師Ａが表示される。
図１１の（４），（５），（６）も同様に、教師と生徒の会話方向に対応してスクリーンに映し出される画像を選択している。ここで、特徴となる点は、生徒ａが発言している時は、両教室のスクリーンとも生徒ａを大映しにする点である。生徒ａが教室Ａで発言している場合でも、教室Ａのスクリーンに生徒ａを大映しにすることにより、生徒ａが発言しながら自分の発言状態及び放映状態を見ることにより、通常では体験できない発言状態を作ることができる。
【００３６】
以上のように、画像の選択は、操作卓４２の会話状態ボタン７１から会話状態ボタン７６を押すことにより自動的に行われる。会話状態ボタン７１から会話状態ボタン７６のボタンのいずれかが押されることにより、各教室のカメラ及びマイクがその撮影すべき対象に対して調節制御され、図１０及び図１１に示した画像を表示する。
【００３７】
書画台操作ボタン８１から書画台操作ボタン８４のいずれかが押された場合は、ＶＴＲ制御部５４がその押された内容に基づいて書画台を制御する。ＶＴＲ操作ボタン８５からＶＴＲ操作ボタン９０のいずれかが押された場合は、その内容に従って、ＶＴＲ制御部５４がＶＴＲを制御する。パーソナルコンピュータ操作ボタン９１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４のいずれかが押された場合は、その内容に従って、ＰＣ制御部５５がパーソナルコンピュータを制御する。なお、書画台操作ボタン８１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４に示した各種ボタンは、例示的なものであり、その他必要なボタンを適宜追加することができる。書画台操作ボタン８１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４は、コントロールモードにおいて、コントロール権を有している場合でも、自分の教室のみの書画台とＶＴＲとパーソナルコンピュータを制御するものであり、相手教室の書画台とＶＴＲとパーソナルコンピュータを制御するものではない。
【００３８】
図１２は、教師Ａがコントロール権を有している場合に、書画台操作ボタン８１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４のボタンを押した場合のスクリーンの状態を示す図である。
書画台操作ボタン８１からパーソナルコンピュータ操作ボタン９４のボタンを押した場合には、自教室の機器によって生成された画面が教室Ａと教室Ｂの両方に表示される。一方の教室の書画台とＶＴＲとパーソナルコンピュータによる画面を他方の教室のスクリーンに表示する場合には、コントロール権を獲得してからでなければ、相手教室に表示することができない。
【００３９】
次に、図７に戻り、カメラ制御部５１について説明する。
カメラ制御部５１は、教室において、生徒が発する「はい」という単語を検知し、この単語を発した生徒に対してカメラを回転させ、ズームアップするものである。先生の質問に対して生徒が「はい」という言葉を発して、手を上げるのが一般的な授業形式であり、このような特定の言葉を検知し、その特定の言葉を発した生徒を自動的にズームアップすることにより、教師がマイクやカメラの操作をする必要がなくなる。
送受信指示判定部５７は、操作卓４２とのデータの送受信を行うとともに、相手教室の制御部４３とのデータの送受信を行う。送受信指示判定部５７は、モード・コントロール権変更記憶部５０に記憶されたモード及びコントロール権の有無を判定し、操作卓４２からの指示が自己の制御部４３のものか、相手の制御部４３のものかを判断し、判断した先に必要なデータを送信する。また、相手の制御部４３から送られてきたデータの送り先を判断して、モード・コントロール権変更記憶部５０から電源制御部５６に対して必要なデータを分配する。
ガイダンス部５８は、図示していない入力装置から予め授業の手順を入力し、記憶しておく。ガイダンス部５８は、授業の手順に従って、予定されたスケジュールをテレビやスクリーンにガイド表示する。また、授業の手順に従って、モード・コントロール権変更記憶部５０から電源制御部５６に対して必要な指示を送り、各種機器を自動的に制御する。
【００４０】
以上のように、エージェント部４１を備えることにより、教師間での授業でのコントロール権の受け渡しが第３者を介さず、しかも互いに会話することなく、スムーズに行え、コントロール権の移動による混乱が生じない。また、コントロール権を得た教師は、カメラ制御、表示制御、書画台制御、ＶＴＲ制御、パーソナルコンピュータ制御等を操作卓４２からワンタッチで行うことができ、各種機器の操作負担を軽減することができる。特に、相手方の教室が見えなくても、相手方の教室のカメラ操作が可能である。また、自分の教室の書画台、ＶＴＲ、パーソナルコンピュータの基本的な操作を操作卓４２から行うことが可能になる。
【００４１】
図１３は、エージェント部の動作を示すフローチャート図である。
図１３におけるＳ１からＳ９までの処理は、制御部４３の送受信指示判定部５７の処理である。Ｓ１０は、表示制御部５２から電源制御部５６の処理である。Ｓ１１とＳ１２は、モード・コントロール権変更記憶部５０の処理である。
以下、各ステップについて説明する。
送受信指示判定部５７は、Ｓ１において、操作卓４２又は相手のエージェント部４１から指示を受信する。次に、Ｓ２において、入力された指示がモード変更依頼であるかどうかがチェックされ、Ｓ１２において、モード変更処理が行われる。Ｓ３においては、入力された指示がコントロール権移動の依頼であるかがチェックされ、Ｓ１１において、コントロール権の移動処理が行われる。Ｓ４においては、現在のモードがコントロールモードかセパレートモードかがチェックされ、セパレートモードの場合には、Ｓ５において、セパレートモードにおいて許される指示であるかどうかチェックされ、Ｓ８において、エラー表示がされる。Ｓ５において、入力された指示がセパレートモードで許される指示の場合は、Ｓ１０において、指示に基づく制御が実行される。Ｓ４において、コントロールモードと判定された場合は、Ｓ６において、自分がコントロール権を有しているかどうか判定される。自分がコントロール権を有している場合には、Ｓ１０において、入力された指示が実行される。コントロール権を有していない場合でも、Ｓ７において、相手のエージェント部４１からの指示であるかどうかが判定され、その場合には、Ｓ１０において、入力された指示が実行される。コントロール権を有しておらず、かつ、相手のエージェント部４１からの指示でもない場合は、Ｓ９において、エラーとなる。Ｓ１０の処理は、自己の教室のみの機器を制御する場合と、相手の教室のみの機器を制御する場合と、両方の教室の機器を制御する場合とがある。Ｓ１１，Ｓ１２の処理は、相手の操作卓との交信に基づいて処理が行われる。
【００４２】
この発明の遠隔協同授業システムは、遠隔地にある教室同士の交信を前提にしたシステムであるが、オフラインで使用することもできる。例えば、アニメーション等のデータベースＤＢに蓄積されたコンテンツやＶＴＲ・書画台を相手教室との交信以外の自教室での授業に使用することが考えられる。即ち、この発明の遠隔協同授業システムに用いる各種機器をいわゆる教育視聴覚機器として用いることが考えられる。理科の授業や社会科の授業などの教科学習を行う場合や、学年集会などで発表会を行う場合などに、電動カメラやスクリーンなどを使って発表を映し出すことで、子供の表現力を高めることができる。相手教室との交信は、交信費用がかさむので、限られた時間の利用になるが、オフラインによる１教室での単独の利用は、交信費用を気にせずに、各種機器を使用することができる。オフラインで使用する場合でも、前述したエージェント部が存在することにより、教師の機器操作負担が大幅に減少し、オフラインで使用する場合でも、前述した実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、エージェント部を備えたので、遠隔協同授業における教師の機器操作負担が軽減されるという効果がある。
【００４４】
また、この発明によれば、操作卓により教師が全ての指示を行えるという効果がある。
【００４５】
また、この発明によれば、会話状態ボタンを押すだけで、カメラ操作及び画面切り替え操作を行えるという効果がある。
【００４６】
また、この発明によれば、各種操作ボタンを押すことにより、システムに備えられた書画台、ＶＴＲ、パーソナルコンピュータの操作を容易に行うことができる。
【００４７】
また、この発明によれば、システムスイッチボタンにより各種機器の電源の制御を行える。
【００４８】
また、この発明によれば、コントロール権の受け渡しを容易に、かつ、確実に行うことができ、授業を遠隔に進めることができる。
【００４９】
また、この発明によれば、授業の手順に従って、進行をガイドしたり、自動的に各種機器をコントロールすることができる。
【００５０】
また、この発明によれば、特定の単語を検知することにより、カメラワークを自動的に行うことができ、教師の機器操作の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の遠隔協同授業システムの基本構成図である。
【図２】  この発明の教室のレイアウト図である。
【図３】  この発明のテレビ会議システムを示す図である。
【図４】  この発明の協同授業のモデルを示す図である。
【図５】  この発明のエージェント部の概念図である。
【図６】  この発明の操作卓のイメージ図である。
【図７】  この発明の制御部のブロック図である。
【図８】  この発明の遠隔協同授業の状態図である。
【図９】  この発明の遠隔協同授業の進行図である。
【図１０】  この発明の表示制御部の動作を示す図である。
【図１１】  この発明の表示制御部の動作を示す図である。
【図１２】  この発明の表示制御部の動作を示す図である。
【図１３】  この発明のエージェント部の動作フローチャート図である。
【図１４】  従来の遠隔教育システムを示す図である。
【図１５】  従来のテレビ会議システムを用いた遠隔教育システムを示す図である。
【符号の説明】
１０  パソコンテレビ会議システム、１１  テレビ会議システム、１２  パーソナルコンピュータ、１３  液晶プロジェクタ、１４  スクリーン、１５，１６ＩＮＳ回線、１７  天吊り機構、１８  映像切り替えスイッチ、２１  テレビ、２２  ウィンドウ、３１  全景カメラ、３２  電動カメラ、３３  書画台、３４  ＶＴＲ、４１  エージェント部、４２  操作卓、４３  制御部、５０  モード・コントロール権変更記憶部、５１  カメラ制御部、５２  表示制御部、５３書画台制御部、５４  ＶＴＲ制御部、５５  ＰＣ制御部、５６  電源制御部、５７  送受信指示判定部、６０  システムスイッチボタン、６１  コントロールＡボタン、６２  セパレートボタン、６３  コントロールＢボタン、７１，７２，７３，７４，７５，７６  会話状態ボタン、８１，８２，８３，８４  書画台操作ボタン、８５，８６，８７，８８，８９，９０  ＶＴＲ操作ボタン、９１，９２，９３，９４  パーソナルコンピュータ操作ボタン。
【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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【図１５】
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