JP2005346016A

JP2005346016A - 挙手検知機、およびこれを用いた挙手検知システム

Info

Publication number: JP2005346016A
Application number: JP2004169264A
Authority: JP
Inventors: Akira Kakehi; 昌筧; Shinichi Usui; 信一臼井
Original assignee: WILLWAY KK
Current assignee: WILLWAY KK
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】マルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイムで電子ホワイトボードやパソコンに映写する授業を行なう際に、問題に対する生徒の解答を挙手で確認する場合、それらの挙手を自動的に検知でき、従って手間がかゝらず、ひいては授業効率が大幅に向上するうえに、設備費が非常に安くつき、経済的に有利であり、実用に適した挙手検知機、およびこれを用いた挙手検知システムを提供する。
【解決手段】上記の授業において問題に対する生徒の解答を挙手で確認する手段として、挙手を自動的に検知することができる挙手検知機１は、携帯する人（生徒など）の腕１０に装着される腕装着型機器であって、センサ信号入力装置２と、評価値算出装置３と、短距離無線装置４とを有し、センサ信号入力装置２は、携帯する人の腕１０の上下運動、水平運動、回転運動の変化を検出し、腕１０の振り上げ動作を加速度データとして検出することを特徴としている。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばパソコンでマルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイム
でプロジェクタに取り込んで、電子ホワイトボードに映写する授業を行なう際に、問題に
対する生徒の解答を挙手で確認する場合、それらの挙手を自動的に検知することができる
挙手検知機、およびこれを用いた挙手検知システムに関するものである。

現在、パソコンでマルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイムでプロジェ
クタに取り込んで、電子ホワイトボードに映写する授業を行なっている。電子ホワイトボ
ードを使用しているので、授業を行なっている講師は、パソコンを操作することなく、電
子ホワイトボードの前に立ってマルチメディア教材を操作することができる。マルチメディア教材で出題される問題、例えば３択問題が、電子ホワイトボードに映写されている状況で、講師は生徒に挙手をさせて、Ａは何名、Ｂは何名、Ｃは何名と数え、電子ホワイトボードに電子ペンなどを利用して人数を書き込んでいる。しかし、このように、講師が電子ペンなどを利用して手書きで人数を書き込むと、非常に手間がかゝり、ひいては授業の効率が悪くなるという問題があった。このような場合に、例えば生徒の机に、ネットワークでホストコンピュータと接続されたパソコンを設置し、生徒は、各机上のパソコンを操作して解答を送信するような方法が考えられる。

ここで、このようなパソコンを利用する参加者管理システムに関わる先行特許文献には
、つぎのようなものがある。
特開平１０−２６８７４１号公報この特許文献１記載の参加者管理システムの発明は、先生が生徒の出欠席を容易に把握でき、生徒に発した問題の生徒の回答を先生が容易に把握できるようにしようとする課題に対し、先生端末装置と、複数の生徒端末装置とを通信回線で接続して、先生端末装置では、生徒端末装置から入力される生徒番号を認識して出欠席を認識し、各生徒端末装置から送信される選択肢問題等の選択枝毎の人数を集計し、出欠席とともに選択肢問題等の集計結果を一覧表示するようにしたことを特徴とするものであった。

しかしながら、上記特許文献１記載の参加者管理システムによれば、生徒の各机上にパ
ソコンを設置する必要があり、設備費が非常に高くつくだけでなく、授業の曜日や時限に
よって机に座る生徒が変わる場合には、生徒名を特定するために、何か別の方法を講じな
ければならないという問題があった。

本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、例えばマルチメディア教材を動作さ
せ、その映像をリアルタイムで、電子ホワイトボードやパソコンに映写する授業を行なう
際に、問題に対する生徒の解答を挙手で確認する場合、それらの挙手を自動的に検知する
ことができ、従って手間がかゝらず、ひいては授業効率が大幅に向上するうえに、設備費
が非常に安くついて、経済的に有利であり、実用に適した挙手検知機、およびこれを用い
た挙手検知システムを提供しようとすることにある。

本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、上記のような授業において問題
に対する生徒の解答を挙手で確認する手段として、挙手を自動的に検知することができる
挙手検知機を開発し、本発明を完成するに至ったものである。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１記載の挙手検知機の発明は、携帯する
人（生徒など）の腕（１０）に装着される腕装着型機器であって、センサ信号入力装置（２）と、評価値算出装置（３）と、短距離無線装置（４）とを有し、センサ信号入力装置（２）は、携帯する人の腕（１０）の上下運動、水平運動、回転運動の変化を検出し、腕（１０）の振り上げ動作を加速度データとして検出することを特徴としている。

本発明の請求項２記載の挙手検知機の発明は、上記請求項１記載の挙手検知機であって
、センサ信号入力装置（２）が、ジャイロ（６）と加速度センサ（５）を組み合わせて、
３次元姿勢角度を検出するものであり、ジャイロ（６）は、物体の回転速度を測るセンサ
であり、加速度センサ（５）は、重力を検出するセンサで、水平方向に置かれていると出
力はゼロであり、傾けると、重力がかかって、それに伴う信号を出力するものであり、こ
れら２つを直交するように配置して、水平面に対して何度傾いているかを示す傾斜センサ
として利用することを特徴としている。

本発明の請求項３記載の挙手検知機の発明は、上記請求項１または２記載の挙手検知機
であって、加速度センサ（５）にジャイロ（６）を組み合わせて、モーションセンサ〔（センサ信号入力装置（２）〕を構成し、これによって挙手検知機（１）の３次元姿勢角度を測定して、モーションデータを作成する。ついで、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータを、評価値算出装置（３）のモーションデータ取り込み部（７）に取り込み、モーションデータ演算処理部（８）で処理し、評価値算出装置（３）の評価値算出部（９）では、予め登録された挙手時の行動モデルパターン（腕に装着した挙手検知機のｙ軸方向への加速度と挙手後に静止した腕の状態での検知機の傾斜角）と、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータとを照合し、腕（１０）の振り上げ時の加速度と挙手姿勢時の３次元姿勢角度が、予め設定された挙手に相当する評価値であれば、「挙手判定」の評価をし、短距離無線装置（４）の短距離無線部（１１）へ発信開始メッセージを出力し、発信開始メッセージを受けた短距離無線部（１１）は、各生徒の腕（１０）に取り付けられた挙手検知機（１）に予め登録されている生徒識別コード（２４）を無線で送信することを特徴としている。

本発明の請求項４記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項１〜３のうちのいずれ
か一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムであって、授業で、教師がパソ
コン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエアを操作し、そのアプリケーションに
よる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに投影して生徒に見せる授業形態に
おいて、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と、電子ホワイトボード（２０）のス
クリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、教師が使用するパソコン（２２）と
が設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定
められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、挙手をした生徒の腕（１０）
に装着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信を受けた挙手検知
機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、短距離無線でパソコン（２２）に取り付けられた短距離無線受信部（２３）に送信し、短距離無線受信部（２３）で受信して挙手をし生徒個有の生徒識別コ−ド（２４）は、これをパソコン（２２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名（２６）を取得し、パソコン（２２）の表示部に固有名を表示し、あるいは集計した人数を表示し、これをプロジェクタ（２１）を介して電子ホワイトボード（２０）に表示することを特徴としている。

本発明の請求項５記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項４記載の挙手検知シス
テムにおいて、取得した生徒情報には、短距離無線受信部（２３）で受信した時間を記録
しておき、キャッシュに送られた生徒氏名情報（２６）と受信時間とを、マルチメディア
ソフトが取得し、パソコン（２２）の表示部に固有名を表示し、あるいは集計した人数を
表示し、これをプロジェクタ（２１）を介して電子ホワイトボード（２０）に表示するこ
とを特徴としている。

本発明の請求項６記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項１〜３のうちのいずれ
か一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムであって、授業で、教師がパソ
コン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエアを操作し、そのアプリケーションに
よる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに投影して生徒に見せる授業形態に
おいて、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と、電子ホワイトボード（２０）のス
クリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、教師が使用するパソコン（２２）と
が設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定
められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、各生徒が装着している挙手検
知機（１）を起動させて、モーションデータ検出待機（位置変化情報検出待機）の状態に
あるとき（ステップ：Ｓ３２）、生徒が挙手検知機（１）を腕（１０）に装着した状態で
腕（１０）を動かすと、センサ信号入力装置（２）はモーション（位置変化）を検出し（Ｓ３３）、モーションデータ（位置変化情報）を出力し、評価値算出装置（３）は、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータが検出されると、予め設定した挙手と判定する値とを比較し、挙手と判定すれば（Ｓ３４）、短距離無線装置（４）に、生
徒識別コード（２４）を送信するメッセージを送り（Ｓ３５）、短距離無線装置（４）は
、生徒識別コード（２４）を無線で送信し（Ｓ３６）、教師が使用するパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）は、この生徒識別コード（２４）を受信し、パソコン（２２）側のアプリケーションによって挙手者の集計や挙手者名の表示を行なうことを特徴としている。

本発明の請求項７記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項１〜３のうちのいずれ
か一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムであって、授業で、教師がパソ
コン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエアを操作し、そのアプリケーションに
よる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに投影して生徒に見せる授業形態に
おいて、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と、電子ホワイトボード（２０）のス
クリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、教師が使用するパソコン（２２）と
が設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定
められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、教師が使用するパソコン（２
２）を起動させて、生徒識別コード受信待機の状態にあるとき（Ｓ４２）、生徒が挙手検
知機（１）を腕（１０）に装着した状態で腕（１０）を動かすと、挙手検知機（１）から
の生徒の挙手情報をパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）で「生徒識別コード（２４）」として受信し（Ｓ４３）、パソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）で受信した「生徒識別コード（２４）」は、生徒識別コード記憶部に、受信時間データを加えて保管し（Ｓ４４）、アプリケーションからの生徒名表示要求（Ｓ４５）があれば、生徒識別コード（２４）を生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒識別コード（２４）に該当する生徒の固有名を取得し（Ｓ４６）、取得した生徒の固有名を表示処理し（Ｓ４７）、生徒の固有名をパソコン（２２）の表示部と電子ホワイトボード（２０）とに表示する（Ｓ４８）ことを特徴としている。

本発明の請求項８記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項７記載の挙手検知シス
テムにおいて、アプリケーションからの生徒名表示要求がなく、次の受信待機要求があっ
た場合（Ｓ４９）に、生徒識別コード記憶部に保管したデータを履歴状況記憶部に保管し
（Ｓ５０）、生徒識別コード記憶部を初期化し（Ｓ５１）、次の生徒識別コード（２４）の受信待機を行なう（Ｓ５２）ことを特徴としている。

本発明の請求項９記載の挙手検知システムの発明は、上記請求項１〜３のうちのいずれ
か一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムであって、パソコン（１０２）
にＣＣＤカメラ（１０１）を接続し、講師の授業状況を撮影して、この授業状況の動画像
をリアルタイムにパソコン（１０２）の表示部に表示し、この状態で、講義教室において
生徒が挙手をし、該生徒の腕（１０）に装着されている挙手検知機（１）の作用により、
「挙手判定」の送信がなされると、これを受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４
）は、予め登録された生徒の生徒識別コ−ド（２４）を、短距離無線で講義教室のパソコン（１０２）に取り付けられた短距離無線受信部２３に送信し、挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（１０２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し
、これをパソコン（１０２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名（２６）を取得し、これを合わせてパソコン（１０２）の表示部に表示することを特徴としている。

本発明による上述の挙手検知機および本発明の挙手検知システムの発明によれば、例え
ばマルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイムで電子ホワイトボードやパソ
コンに映写する授業を行なう際に、問題に対する生徒の解答を挙手で確認する場合、それ
らの挙手を自動的に検知することができ、従って手間がかゝらず、ひいては授業効率が大
幅に向上するうえに、設備費が非常に安くついて、経済的に有利であり、実用に適するも
のであるという効果を奏する。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。

図１は、本発明による挙手検知機の実施形態の一例を示すもので、生徒の腕（１０）に
挙手検知機（１）を装着した概略正面図である。図２は、本発明による挙手検知機（１）
の作用を示す説明図である。図３は、本発明による挙手検知機（１）の構成を示す概略図である。図４ａは、本発明による挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムの構成を示すブロック図である。

まず図４ａを参照すると、例えば学校での授業の形態として、教師がパソコン（２２）
で各種のアプリケーションソフトウエアを操作し、そのアプリケーションによる画面を電
子ホワイトボード（２０）のスクリーンに投影して生徒に見せるという形態が普及してい
る。そうした授業形態において、複数の生徒が、図１に示すように、腕（１０）に本発明による挙手検知機（１）を装着して授業に臨む。生徒は教師が挙手を指示した時に、挙手をするか、しないかを選択し、挙手をする必要があれば、挙手をする。ここで、挙手とは
、机（１２）の上、あるいは机（１２）の下にある手（腕１０）を頭上に振り上げる動作を指し、一定の方向を指す。

図３に示すように、挙手後は、挙手検知機（１）の指先方向が上方向（天井方向）を一
定の範囲で向き、また指先方向と反対側になる面は、下方向（床方向）を一定の範囲で向
く。この特性を利用して、本発明による挙手検知機（１）を用いて、つぎの方法で挙手の
判定を行なう。

図２を参照すると、本発明による挙手検知機（１）は、腕時計型機器すなわち腕装着型
機器で、この腕装着型機器は、センサ信号入力装置（２）と、評価値算出装置（３）と、
短距離無線装置（４）とを有している。センサ信号入力装置（２）は、携帯する人（生徒
）の腕（１０）の上下運動、水平運動、回転運動の変化を検出する。この生徒の腕（１０
）の振り上げ動作を加速度データとして検出する。

本発明による挙手検知機（１）において、センサ信号入力装置（２）は、ジャイロ（６）と加速度センサ（５）を組み合わせて、３次元姿勢角度を検出するものである。ジャイロ（６）は、物体の回転速度を測るセンサで、このジャイロ（６）だけでも、原理的には、物体がどれくらい回転したかを測ることが可能である。つまり、時々刻々変化する回転速度から角度を計算し、足し合わせていけば、それで最終的にどれくらい回転したかを知ることができる。一方、加速度センサ（５）は、重力を検出するセンサで、水平方向に置かれていると出力はゼロだが、傾けると、重力がかかって、それに伴う信号を出力する。そこで、これら２つを直交するように配置すると、水平面に対して何度傾いているかを示す傾斜センサとして利用することができる。

加速度センサ（５）にジャイロ（６）を組み合わせて、センサ信号入力装置（２）を構成し、これによって挙手検知機（１）の３次元姿勢角度を測定して、モーションデータを作成する。ついで、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータを、評価値算出装置（３）のモーションデータ取り込み部（７）に取り込み、モーションデータ演算処理部（８）で処理する。

評価値算出装置（３）の評価値算出部（９）では、予め登録された挙手時の行動モデルパターン（腕に装着した挙手検知機のｙ軸方向への加速度と挙手後に静止した腕の状態での検知機の傾斜角）と、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータとを照合し、腕（１０）の振り上げ時の加速度と挙手姿勢時の３次元姿勢角度が、予め設定された挙手に相当する評価値であれば、「挙手判定」の評価をし、短距離無線装置（４）の短距離無線部（１１）へ発信開始メッセージを出力する。発信開始メッセージを受けた短距離無線部（１１）は、各生徒の腕（１０）に取り付けられた挙手検知機（１）に予め登録されている生徒識別コードを無線で送信する。

図４ａを参照すると、本発明による挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムにおい
ては、例えば学校の授業で、教師がパソコン（２２）で各種のアプリケーションソフトウ
エアを操作し、そのアプリケーションによる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリ
ーンに投影して生徒に見せている。

この授業形態においては、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と、電子ホワイト
ボード（２０）のスクリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）が設けられている。
パソコン（２２）のシリアルポートは、電子ホワイトボード（２０）のシリアルポートに
繋がれており、パソコン（２２）のＲＧＢ出力端子はプロジェクタ（２１）のＲＧＢ出力
端子に繋がれている。パソコン（２２）には、授業で使用するアプリケーションや電子ホ
ワイトボード（２０）との間でシリアル通信を行なって処理を実行するためのソフトウエ
アがインストールされている。

いま、教師がパソコン（２２）を起動させると、そのアプリケーションによる画面が、
プロジェクタ（２１）によって電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに投影される。
複数の生徒は、本発明による腕時計型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定
められた所定の向きに装着し、授業に臨む。生徒は教師が挙手を指示した時に、挙手をするか、しないかを選択し、挙手をする必要があれば、挙手をする。そして、挙手をした生徒の腕（１０）に装着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信を受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、短距離無線でパソコン（２２）に取り付けられた短距離無線受信器（２３）に送信する。挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（２２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し、これをパソコン（２２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名情報（２６）を取得する。なおこの場合、取得した生徒氏名情報（２６）には、短距離無線受信部（２３）で受信した時間を記録するのが、好ましい。

こうして、キャッシュに送られた生徒氏名情報（２６）と受信時間とをマルチメディア
ソフトが取得し、パソコン（２２）の表示部に固有名を表示したり、集計した人数を表示
し、これをプロジェクタ（２１）を介して電子ホワイトボード（２０）に表示する。ここで、例えば、マルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイムでプロジェクタ（２１）に取り込んで、電子ホワイトボード（２０）に映写する授業を行なう際に、選択問題の解答を問うために挙手させることがある。例えば、教師から生徒に、「Ａが正解だと思う人は手を挙げて、それでは、Ｂが正解だと思う人は手を挙げて、Ｃが正解だと思う人は手を挙げて」という指示をする。いままでは、この場合に手間がかかるため、指導効果があると分かっていても、正解したグループの生徒名（または不正解のグループの生徒名）を黒板なり、書面に記帳することはない。

しかし、本発明による挙手検知機（１）を使用すると、正解グループと不正解グループ
の生徒名を電子ホワイトボード（２０）に表示または記録することができる。また、この
とき、教師が使用するパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）は、この生徒識別コード（２４）を受信し、パソコン（２２）側のアプリケーションによって挙手者の集計や挙手者名の表示を行なう（図４ｂ参照）。なおこの場合は、通常の挙手と違い、正解に挙手した生徒氏名と、不正解に挙手した生徒氏名とを記録することができるため、生徒指導にも役立てることができる。

図５は、本発明の挙手検知機（１）による挙手検知処理（機能動作）を順に示すフロー
チャートである。

同図を参照すると、上記のような授業形態において、複数の生徒が腕（１０）に、本発
明による挙手検知機（１）を装着して授業に臨んでいる。各生徒が装着している挙手検知
機（１）を起動させる（ステップ：Ｓ３０）。各挙手検知機（１）は初期設定がなされて
おり（Ｓ３１）、モーションデータ検出待機（位置変化情報検出待機）の状態にある（Ｓ
３２）。この状態で、生徒が挙手検知機（１）を腕（１０）に装着した状態で腕（１０）を動かすと、センサ信号入力装置（２）はモーション（位置変化）を検出し（Ｓ３３）、モーションデータ（位置変化情報）を出力する。

評価値算出装置（３）は、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータが
検出されると、予め設定した挙手と判定する値とを比較し、挙手と判定すれば（Ｓ３４）
、短距離無線装置（４）に、生徒識別コードを送信するメッセージを送り（Ｓ３５）、短
距離無線装置（４）は、生徒識別コードを無線で送信する（Ｓ３６）。その後、終了要求
が出されて（Ｓ３７）、つぎの待機状態となる（Ｓ３８）。教師が使用するパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）は、この生徒識別コード（２４）を受信し、パソコン（２２）側のアプリケーションによって挙手者の集計や挙手者名の表示を行なう。

図６は、本発明による挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムにおける、教師が使
用するパソコン（２２）側の挙手検知処理（機能動作）を順に示すフローチャートである
。

同図を参照すると、教師が使用するパソコン（２２）を起動させると（Ｓ４０）、パソ
コン（２２）は初期設定がなされており（Ｓ４１）、生徒識別コード受信待機の状態にあ
る（Ｓ４２）。この状態で、生徒が挙手検知機（１）を腕（１０）に装着した状態で腕（１０）を動かすと、挙手検知機（１）からの生徒の挙手情報をパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）で「生徒識別コード（２４）」として受信する（Ｓ４３）。生徒識別コード（２４）が受信された生徒が挙手した生徒であり、受信しなかった生徒が挙手しなかった生徒である。パソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）で受信した「生徒識別コード（２４）」は、生徒識別コード記憶部に、受信時間データを加えて保管し（Ｓ４４）、アプリケーションからの生徒名表示要求（Ｓ４５）があれば（Ｙｅｓ）、生徒識別コード（２４）を生徒管理データベースに照会し、生徒識別コード２４に該当する生徒の固有名を取得する（Ｓ４６）。取得した生徒の固有名を表示処理し（Ｓ４７）、生徒の固有名をパソコン（２２）の表示部と電子ホワイトボード（２０）とに表示する（Ｓ４８）。ここで、挙手者の総数を計算するなど、表示方法については、使用するアプリケーションに依存する。これに対し、アプリケーションからの生徒名表示要求がなく（Ｎｏ）、次の受信待機要求があった場合（Ｓ４９）は、生徒識別コード記憶部に保管したデータを履歴状況記憶部に保管する（Ｓ５０）。生徒識別コード記憶部を初期化し（Ｓ５１）、次の生徒識別コードの受信待機を行なう（Ｓ５２）。あるいはまた場合によっては、受信待機後に終了する（Ｓ５３）。

本発明による挙手検知機（１）を用いた挙手検知システムのその他の例としては、例え
ば学校での授業の形態として、教師がパソコン（２２）で各種のアプリケーションソフト
ウエアを操作し、マルチメディア教材を動作させ、その映像をリアルタイムでプロジェク
タ（２１）に取り込んで、電子ホワイトボード（２０）に映写する授業を行なう際に、通
常、テストの解答が終了した時点で手を挙げさせ、解答終了者を特定することがある。

例えば、教師から生徒に、「解き終わった人は手を挙げて」という指示をする。この場
合に、本発明による挙手検知機（１）を使用すると、テストの解答に終了した時点で、挙手した生徒の生徒識別コード（２４）に挙手時間データを加えて表示させる手段をとることで、解答が終了した生徒の名前、解答順序が電子ホワイトボード（２０）等に表示され
、生徒の競争意識を喚起することができる。またこのデータを保管することで、テスト問題の生徒別解答時間を収集することができる。また個々の生徒が１回のテストにある問題数点について一問一問終わるごとに挙手するようにすれば、一問一問の解答に要した時間を収集し、教育指導に役立てることができる。

つぎに、通常、教師が、答えが分かる人を特定するために、手を挙げさせることがある
。例えば、教師から生徒に、「答えが分かる人は手を挙げて」という指示をする。この場
合に、本発明による挙手検知機（１）を使用すると、いままでは、解答をさせた生徒以外
の挙手情報は、重要視されなかったが、このシステムを用いることで、分かったと答えた
「分かる」グループと、挙手しない「分からない」グループとを電子ホワイトボード（２
０）に表示または記録することができる。

また、通常、賛否を問うために挙手させることがある。例えば、教師から生徒に、「こ
の議題に賛成の人は手を挙げて」という指示をする。賛成者が何人いるかは、教師が手を
挙げている生徒数を数えて結果を出す。少数ならば短時間で行なうことも可能であるが、
大学の大講堂などでの授業では時間も必要であり、しかも正確さを欠く場合もある。この
場合に、本発明による挙手検知機（１）を使用すると、参加者全員に挙手をさせ、出席者
総数を把握し、その後、賛成者に挙手させることで、容易に詳細な賛成率を掴むことがで
きる。

つぎに、通常、質問を受けるために挙手させることがある。例えば、教師から生徒に、
「ここまでの説明について質問がある人は手を挙げて」という指示をする。生徒が一斉に
手を挙げた場合、通常、どの生徒の質問を受けるかは、教師の裁量になるが、本発明によ
る挙手検知機（１）を使用して、電子ホワイトボード（２０）に挙手順序で生徒名を表示
することで、挙手順序を反映した氏名判断が可能となる。また、教師の指示がなく、任意
の時点で生徒が挙手をして質問することがある。任意の時点で生徒が質問する場合は、生
徒識別コードを受信しても生徒識別コード保管部に保管せず、受信するパソコン（２２）
からリアルタイムにビーブ音を鳴らし、挙手者がいることを教師に音声で知らせると良い
。この仕組みは、手話を使用している生徒がいる場合、教師が生徒に背を向けて板書して
いるような場合でも、質問があることを教師に簡易に伝えることができる。

本発明による挙手検知システムのその他の応用例として、つぎのようなものがある。

生徒管理データベースに生徒属性を持たせ、生徒識別コードから参照することで、属性
別挙手者を表示または記録することができる。例えば男性生徒の挙手数（賛成者数等）、
女性生徒の挙手数という表示または記録が可能である。

図７は、本発明による挙手検知システムのいま１つの実施形態を示す概略平面図である
。

同図を参照すると、例えば自習室（７０）において、生徒を自習させている状況では、
教師が教室にいない場合が多い。このような状況で生徒が仮に挙手をしても、通常は、こ
れを教師が認識することができない。また教室に監視カメラのようなものを設置したとし
ても、モニタを注視していなければならない。そこで、本発明の挙手検知システムを用いることにより取得できる挙手情報を、ネットワークを介して職員室（６０）のような教師が在席する場所で得られるようにすれば、生徒の質問に迅速に対応することが可能となる
。

すなわち、自習室（７０）の前方に電子ホワイトボード（７１）が設置され、パソコン
（７２）のシリアルポートは、電子ホワイトボード（７１）のシリアルポートに繋がれて
いる。パソコン（７２）には、授業で使用するアプリケーションや電子ホワイトボード（７１）との間でシリアル通信を行なって処理を実行するためのソフトウエアがインストールされている。一方、職員室（６０）の前方に電子ホワイトボード（６１）が設置され、パソコン（６２）のシリアルポートは、電子ホワイトボード（６１）のシリアルポートに繋がれている。

この状態で、例えば自習室（７０）において生徒が挙手をし、該生徒の腕（１０）に装
着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信がなされると、これを
受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、自習室（７０）のパソコン（７２）に取り付けられた短距離無線受信部（２３）に送信する。挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（７２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し、これをパソコン（７２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名情報（２６）を取得する。そして、これをリアルタイムでプロジェクタに取り込んで、電子ホワイトボード（７１）に表示するとともに、この挙手情報を、ネットワークを介して職員室（６０）のパソコン（６２）の表示部に表示し、さらには、これをプロジェクタを介して電子ホワイトボード（６１）に表示して、職員室（６０）において教師が、生徒の質問に迅速に対応することが可能となる。

図８は、本発明による挙手検知システムのさらにいま１つの実施形態を示す概略平面図
である。

同図を参照すると、例えばＴＶ会議システムを利用したネットワークを介した授業形態
も普及しつつある。ある講義教室（８０）の授業を他の地点にある複数の受講教室（９０
）でＴＶ会議システムのモニタを見ながら、受講する形態である。現在、多地点にいる生
徒の挙手を掌握することは難しい。

そこで、本発明の挙手検知システムを用いることにより、講義者側の講義教室（８０）
にある講義者（８３）のパソコン（８２）をインターネットなどのネットワークで結び、
ＴＶ会議システムを用いて、現在講義している場所の講義者（８３）のパソコン（８２）
で挙手情報を取得するようにすれば、多地点で受講する生徒の挙手情報を取得することが
できる。たゞし、質問などをネットワークを通じて音声で受ける場合には、ＴＶ会議システムに音声通信の仕組みがあることが必要である。

すなわち、講義教室（８０）の前方に電子ホワイトボード（８１）が設置され、パソコ
ン（８２）のシリアルポートは、電子ホワイトボード（８１）のシリアルポートに繋がれ
ている。パソコン（８２）には、授業で使用するアプリケーションや電子ホワイトボード
（８１）との間でシリアル通信を行なって処理を実行するためのソフトウエアがインスト
ールされている。一方、他の地点にある複数の受講教室（９０）の前方に電子ホワイトボード（９１）が設置され、パソコン（９２）のシリアルポートは、電子ホワイトボード（９１）のシリアルポートに繋がれている。

この状態で、例えば受講教室（９０）において生徒が挙手をし、該生徒の腕（１０）に
装着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信がなされると、これ
を受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、受講教室（９０）のパソコン（９２）に取り付けられた短距離無線受信部（２３）に送信する。挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（９２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し、これをパソコン（９２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名情報（２６）を取得する。そして、これをリアルタイムでプロジェクタに取り込んで、電子ホワイトボード（９１）に表示するとともに、この挙手情報を、インターネットによるネットワークを介して、講義者（８３）のパソコン（８２）の表示部に表示し、さらには、これをプロジェクタを介して電子ホワイトボード（８１）に表示することにより、ＴＶ会議システムを用いて、現在講義している場所の講義者（８３）のパソコン（８２）で挙手情報を取得するようにすれば、多地点で受講する生徒の挙手情報を取得することができる。賛成者数などを教室（８０）（９０）間を越えて取得することが可能である。

図９ａは、本発明による挙手検知システムの応用例を示す概略平面図である。

同図を参照すると、電子ホワイトボードを使用しない場合の挙手検知機（１）の使用方
法としては、まず、パソコン（１０２）にＣＣＤカメラ（１０１）を接続し、講師の授業
状況を撮影する。この授業状況の動画像をリアルタイムにパソコン（１０２）の表示部に表示する。この態で、講義教室において生徒が挙手をし、該生徒の腕（１０）に装着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信がなされると、これを受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を
、短距離無線で講義教室のパソコン（１０２）に取り付けられた短距離無線受信部（２３）に送信する。挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（１０２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し、これをパソコン（１０２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名情報（２６）を取得し、これを合わせてパソコン（１０２）の表示部に表示するものである（図９ｂ参照）。

このような本発明による挙手検知システムの応用例によれば、講師は、例えば大学の講
義室のように、生徒の氏名が分からないような場合でも、挙手者の氏名で解答者を指定す
ることが可能になる。また、この動画像と挙手者氏名を記録しておくことで、どの質問に対し、その生徒が挙手したという記録が残せるため、授業後の生徒指導に役立てることができる。

本発明の実施の形態を示すもので、生徒の腕に挙手検知機を装着した概略正面図である。本発明による挙手検知機の作用を示す説明図である。本発明による挙手検知機の構成を示す概略図である。本発明による挙手検知機を用いた挙手検知システムの構成を示すブロック図、及び挙手検知システムにおけるパソコンの表示画面を示す概略正面図である。本発明の挙手検知機による挙手検知処理を順に示すフローチャートである。本発明による挙手検知機を用いた挙手検知システムにおけるパソコン側の挙手検知処理を順に示すフローチャートである。本発明による挙手検知システムのいま１つの実施形態を示す概略平面図である。本発明による挙手検知システムのさらにいま１つの実施形態を示す概略平面図である。本発明による挙手検知システムの応用例を示す概略正面図、及び挙手検知システムの応用例におけるパソコンの表示画面を示す概略正面図である。

符号の説明

１：挙手検知機
２：センサ信号入力装置
３：評価値算出装置
４：短距離無線装置
５：加速度センサ
６：ジャイロ
７：モーションデータ取り込み部
８：モーションデータ演算処理部
９：評価値算出部
１０：腕
１１：短距離無線部
２０：電子ホワイトボード
２１：プロジェクタ
２２：パソコン
２３：短距離無線受信部
２４：生徒識別コ−ド
２５：生徒管理データベース
２６：生徒（挙手者）の氏名情報
１０１：ＣＣＤカメラ
１０２：パソコン

Claims

携帯する人（生徒など）の腕（１０）に装着される腕装着型機器であって、センサ信号
入力装置（２）と、評価値算出装置（３）と、短距離無線装置（４）とを有し、センサ信
号入力装置（２）は、携帯する人の腕（１０）の上下運動、水平運動、回転運動の変化を
検出し、腕（１０）の振り上げ動作を加速度データとして検出することを特徴とする、挙
手検知機。
センサ信号入力装置（２）が、ジャイロ（６）と加速度センサ（５）を組み合わせて、
３次元姿勢角度を検出するものであり、ジャイロ（６）は、物体の回転速度を測るセンサ
であり、加速度センサ（５）は、重力を検出するセンサで、水平方向に置かれていると出
力はゼロであり、傾けると、重力がかかって、それに伴う信号を出力するものであり、こ
れら２つを直交するように配置して、水平面に対して何度傾いているかを示す傾斜センサ
として利用することを特徴とする、請求項１記載の挙手検知機。
加速度センサ（５）にジャイロ（６）を組み合わせて、モーションセンサ（センサ信号
入力装置２）を構成し、これによって挙手検知機（１）の３次元姿勢角度を測定して、モ
ーションデータを作成する。ついで、センサ信号入力装置（２）から送られたモーション
データを、評価値算出装置（３）のモーションデータ取り込み部（７）に取り込み、モー
ションデータ演算処理部（８）で処理し、評価値算出装置（３）の評価値算出部（９）では、予め登録された挙手時の行動モデルパターン（腕に装着した挙手検知機のｙ軸方向への加速度と挙手後に静止した腕の状態での検知機の傾斜角）と、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータとを照合し、腕（１０）の振り上げ時の加速度と挙手姿勢
時の３次元姿勢角度が、予め設定された挙手に相当する評価値であれば、「挙手判定」の
評価をし、短距離無線装置（４）の短距離無線部（１１）へ発信開始メッセージを出力し
、発信開始メッセージを受けた短距離無線部（１１）は、各生徒の腕（１０）に取り付け
られた挙手検知機（１）に予め登録されている生徒識別コード（２４）を無線で送信することを特徴とする、請求項１または２記載の挙手検知機。
上記請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知シス
テムであって、授業で、教師がパソコン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエア
を操作し、そのアプリケーションによる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーン
に投影して生徒に見せる授業形態において、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と
、電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、
教師が使用するパソコン（２２）とが設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、挙手をした生徒の腕（１０）に装着されている挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信を受けた挙手検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、短距離無線でパソコン（２２）に取り付けられた短距離無線受信部（２３）に送信し、短距離無線受信部（２３）で受信して挙手をした生徒個有の生徒識別コ−ド（２４）は、これをパソコン（２２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理データベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名情報（２６）を取得し、パソコン（２２）の表示部に固有名を表示し、あるいは集計した人数を表示し、これをプロジェクタ（２１）を介して電子ホワイトボード（２０）に表示することを特徴とする、挙手検知システム。
取得した生徒情報には、短距離無線受信部（２３）で受信した時間を記録しておき、キ
ャッシュに送られた生徒氏名情報（２６）と受信時間とを、マルチメディアソフトが取得
し、パソコン（２２）の表示部に固有名を表示し、あるいは集計した人数を表示し、これ
をプロジェクタ（２１）を介して電子ホワイトボード（２０）に表示することを特徴とす
る、請求項４記載の挙手検知システム。
上記請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知シス
テムであって、授業で、教師がパソコン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエア
を操作し、そのアプリケーションによる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーン
に投影して生徒に見せる授業形態において、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と
、電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、
教師が使用するパソコン（２２）とが設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、各生徒が装着している挙手検知機（１）を起動させて、モーションデータ検出待機（位置変化情報検出待機）の状態にあるとき（ステップ：Ｓ３２）、生徒が挙手検知機（１）を腕（１０）に装着した状態で腕（１０）を動かすと、センサ信号入力装置（２）はモーション（位置変化）を検出し（Ｓ３３）、モーションデータ（位置変化情報）を出力し、評価値算出装置（３）は、センサ信号入力装置（２）から送られたモーションデータが検出されると、予め設定した挙手と判定する値とを比較し、挙手と判定すれば（Ｓ３４）、短距離無線装置（４）に、生徒識別コード（２４）を送信するメッセージを送り（Ｓ３５）、短距離無線装置（４）は、生徒識別コード（２４）を無線で送信し（Ｓ３６）、教師が使用するパソコン（２２）の短距離無線受信部（２３）は、この生徒識別コード（２４）を受信し、パソコン（２２）側のアプリケーションによって挙手者の集計や挙手者名の表示を行なうことを特徴とする、挙手検知システム。
上記請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知シス
テムであって、授業で、教師がパソコン（２２）で各種のアプリケーションソフトウエア
を操作し、そのアプリケーションによる画面を電子ホワイトボード（２０）のスクリーン
に投影して生徒に見せる授業形態において、教室の前方に電子ホワイトボード（２０）と
、電子ホワイトボード（２０）のスクリーンに映像を投影するプロジェクタ（２１）と、
教師が使用するパソコン（２２）とが設置され、複数の生徒は、腕装着型の挙手検知機（１）を腕（１０）の手首に、予め定められた所定の向きに装着して、授業に臨ませられており、教師が使用するパソコン（２２）を起動させて、生徒識別コード受信待機の状態にあるとき（Ｓ４２）、生徒が挙手検知機（１）を腕（１０）に装着した状態で腕（１０）を動かすと、挙手検知機（１）からの生徒の挙手情報をパソコン（２２）の短距離無線受信部２３で「生徒識別コード（２４）」として受信し（Ｓ４３）、パソコン（２２）の短距離無線受信部２３で受信した「生徒識別コード（２４）」は、生徒識別コード記憶部に、受信時間データを加えて保管し（Ｓ４４）、アプリケーションからの生徒名表示要求（Ｓ４５）があれば、生徒識別コード（２４）を生徒管理データベース２５に照会し、生徒識別コード（２４）に該当する生徒の固有名を取得し（Ｓ４６）、取得した生徒の固有名を表示処理し（Ｓ４７）、生徒の固有名をパソコン（２２）の表示部と電子ホワイトボード（２０）とに表示する（Ｓ４８）ことを特徴とする、挙手検知システム。
アプリケーションからの生徒名表示要求がなく、次の受信待機要求があった場合（Ｓ４
９）に、生徒識別コード記憶部に保管したデータを履歴状況記憶部に保管し（Ｓ５０）、
生徒識別コード記憶部を初期化し（Ｓ５１）、次の生徒識別コード（２４）の受信待機を行なう（Ｓ５２）ことを特徴とする、請求項７記載の挙手検知システム。
上記請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の挙手検知機（１）を用いた挙手検知シス
テムであって、パソコン（１０２）にＣＣＤカメラ（１０１）を接続し、講師の授業状況
を撮影して、この授業状況の動画像をリアルタイムにパソコン（１０２）の表示部に表示
し、この状態で、講義教室において生徒が挙手をし、該生徒の腕（１０）に装着されてい
る挙手検知機（１）の作用により、「挙手判定」の送信がなされると、これを受けた挙手
検知機（１）の短距離無線装置（４）は、予め登録された生徒識別コ−ド（２４）を、短距離無線で講義教室のパソコン（１０２）に取り付けられた短距離無線受信部２３に送信
し、挙手をした生徒の生徒識別コ−ド（２４）は、パソコン（１０２）に接続した短距離無線受信部（２３）で受信し、これをパソコン（１０２）のハードディスクまたはネットワークを介したデータベースサーバの生徒管理デ−タベース（２５）に照会し、生徒（挙手者）の氏名（２６）を取得し、これを合わせてパソコン（１０２）の表示部に表示することを特徴とする、挙手検知システム。