JP5928676B2 - 作業療法訓練支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業療法訓練支援装置に関するものである。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００１−３２１４５８号公報 特開２００９−０９２５１９号公報

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。

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。

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。

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。

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。より具体的には、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、前記表示画像には、前記所定画像が前記表示画面に表示される前に撮像される基準画像と、前記所定画像が前記表示画面に表示された後に撮像される評価画像とが含まれるものであり、前記判断手段は、基準画像において前記所定画像が表示される領域に対応する領域の各画素の諧調値と、評価画像において前記所定画像が表示される領域の各画素の諧調値とについて、２次元相関係数を算出し、前記算出した２次元相関係数に基づいて、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
より具体的には、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表示座標を設定し、前記選択した領域において設定した前記表示座標に応じて、設定される前記表示座標が所定値より大きい場合には、前記所定画像を、使用者から離れているように見えるべく小さい大きさにて表示するとともに、設定される前記表示座標が所定値より小さい場合には、前記所定画像を、使用者の近くにあるように見えるべく大きい大きさにて表示し、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し、前記判断手段は、設定される前記表示座標が所定値より大きい場合には、前記使用者の所定部位と前記表示画面との間が所定値よりも小さくなったことをもって、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と判断し、設定される前記表示座標が所定値より小さい場合には、前記使用者の所定部位と前記表示画面との間が所定値よりも大きくなったことをもって、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と判断することを特徴としている。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 （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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

（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。

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。

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）。

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）。

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。

（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。

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。

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）。

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）。

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）。

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）。

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。

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。

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）。

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。

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。

（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。

（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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

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

Claims (8)

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、
   前記表示画像には、前記所定画像が前記表示画面に表示される前に撮像される基準画像と、前記所定画像が前記表示画面に表示された後に撮像される評価画像とが含まれるものであり、
   前記判断手段は、基準画像において前記所定画像が表示される領域に対応する領域の各画素の諧調値と、評価画像において前記所定画像が表示される領域の各画素の諧調値とについて、２次元相関係数を算出し、前記算出した２次元相関係数に基づいて、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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表示座標を設定し、
   前記選択した領域において設定した前記表示座標に応じて、設定される前記表示座標が所定値より大きい場合には、前記所定画像を、使用者から離れているように見えるべく小さい大きさにて表示するとともに、設定される前記表示座標が所定値より小さい場合には、前記所定画像を、使用者の近くにあるように見えるべく大きい大きさにて表示し、
   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し、
   前記判断手段は、設定される前記表示座標が所定値より大きい場合には、前記使用者の所定部位と前記表示画面との間が所定値よりも小さくなったことをもって、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と判断し、設定される前記表示座標が所定値より小さい場合には、前記使用者の所定部位と前記表示画面との間が所定値よりも大きくなったことをもって、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と判断する
   ことを特徴とする作業療法訓練支援装置。
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。
   

Images