JP6795534B2 - 物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム - Google Patents

Description

本発明は、多面体の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システムに関する。

一般的に、サイコロのようなブロック体の各面には文字や数字等が描かれている。ブロック体は１つや複数個を転がしたり任意の面を選択して並べたりして、遊びや学習に用いられる。

複数のブロック体の任意の面を選択して並べる遊びとしては、英単語を作るアルファベットブロックがよく知られている(非特許文献１参照)。

また、転がして出た面の表記を用いて漢字や言葉を遊びながら学習することができるものとして、特許文献１や特許文献２のようなものがある。特許文献１には、正１２面体の各面に部首と部首名が表記されており、転がして出た面の部首を使った漢字を書き出すという遊びながら学習することのできるブロック体(漢字サイコロ)が開示されている。特許文献２には９個の６面体の各面にひらがな５０音の文字が割り振られており、転がして出た文字による言葉遊びが行えるブロック体が開示されている。

特開２００９−２９１５７０号公報 特開２０１１−７８５４９号公報

Samuel L. Hill, "US 21798 A", [online], Google Patents, [平成29年12月10日検索], インターネット<URL:https://www.google.com/patents/US21798>

ところで、ブロック体の任意の面の表記を並べて学習する場合も転がして出た面の表記を用いて漢字や言葉を学習する場合も学習者とは別に正誤を判定するものが必要である。それは人であったり、答えの書かれた紙のようなものでも良い。しかし、正解が書かれている紙等から学習者の出した回答を学習者が探し出すというのは、場合によっては手間取ることもあり現実的ではない。そのため、ブロック体のみで独りで遊びながら学習するということはなかなか難しい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、多面体のブロック体を用いて独りでも学習したり遊べたりすることができる物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システムを提供することを解決すべき課題とする。

（１）上記課題を解決するための発明の構成上の特徴は、複数個の、多面体の各面に文字、数字、記号、及び絵のうち少なくとも１以上の表記が表示されたブロック体と、
所定位置に配置された複数個の前記ブロック体を含む映像を撮影するカメラ部と、
前記カメラ部が撮影した映像の画像データに基づき出力映像を作る制御部と、
前記制御部で作られた前記出力映像が表示される表示部と、
を有し、
前記制御部は、
複数個の前記ブロック体に表示された全表記のうち少なくとも２以上の表記を選択し、選択された表記を前記表示部に表示する出題部と、
前記選択された表記が前記表示部に表示されたことに応じて前記所定位置に配置された複数個の前記ブロック体の所定面を読み取り各前記ブロック体の立ち位置及び各前記ブロック体の配列を識別する識別部と、
前記選択された表記と前記識別部で識別された前記立ち位置及び複数個の前記ブロック体の配列に基づく表記とが一致するか判定する判定部と、
前記判定部の結果を前記表示部に表示する結果通知部と、
を有することである。

ここで、立ち位置とは１個のブロック体の特定の面の表記と、その表記の方向とで定まるブロック体の情報を言う。例えば、上面の文字とその文字の方向とで定まるブロック体の情報である。具体的には、ブロック体の立ち位置とはサイコロの目のようなものである。

上記（１）の発明は以下に記す（２）〜（４）の構成のうちの１つ以上を任意に加えて採用できる。

（２）前記ブロック体は六面体である。

（３）前記ブロック体はユーザと前記カメラ部との間に配置される。

（４）本発明の出題システムは、更に、スピーカー部を有し、前記結果通知部は前記判定部の結果を前記スピーカー部で発生させる。

本発明においては、出題は出題部によって行われ、所定位置に並べられたブロック体がカメラ部によって撮影される。そして、撮影された映像に基づき識別部が判定に必要な情報を識別し、出題された表記と所定位置に配置されたブロック体に基づく表記とが判定部によって判定され、結果通知部によって表示部に結果が表示される。そのため、ユーザは所定位置にブロック体を並べることで独りで遊びながら学習することができる。

実施形態１の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム１の構成図である。 実施形態１の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム１をユーザＵが利用する状態を示す説明図である。 １つのブロック体２の一例を示す展開されたブロック体２を示す説明図である。 複数のブロック体２の一例を示す説明図である。 実施形態１の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム１をユーザＵが利用する状態を示す説明図である。 実施形態１の出題システム１を用いた英単語出題プログラムの説明図である。

本発明の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム(以下、「出題システム」と称する)の代表的な実施形態を図１〜図６を参照して説明する。

（実施形態１）
本実施形態の出題システム１は、図１に示すように、５つのブロック体２と、カメラ部３と、制御部４と、表示部５とを有する。本出題システム１は、図２に示すように、５つのブロック体２をユーザＵが直接触るため、ブロック体２を挟んで、ユーザＵの正面にカメラ部３、制御部４、及び表示部５を配置する。なお、制御部４は、後述するがカメラ部３や表示部５との関係で必ずしもユーザＵの正面に配置することに限定されない。

１つのブロック体２は正六面体で、図３に示すように、各面に少なくとも１つのアルファベットが表記されている。ブロック体２に表記されるアルファベットの組み合わせは基本的にそれぞれ異なる。しかし、同じアルファベットが同じブロック体２に複数表記されたり、異なるブロック体２に表記されたりしても良い。なお、図３はブロック体２を各面でバラバラに分解したものである。各面の四辺が凹凸にデザインされており、凹部分に別の面の辺の凸部分をはめ込むことで、図４に示すような六面体のアルファベットブロックが簡単に作れる。また、展開された六面体に、のり付け部分を備える組み立てタイプも採用できる。また、平面から組み立てるタイプに限定されず、木材から正六面体を切り出すなどのように、はじめから正六面体に形成されたブロックも使用できる。アルファベットの表記は直接描くことも後から張ることも考えられる。そして、ブロック体２の材料としてはどのような材料でも良く、ある程度の強度、叩いてつぶれたり投げても分解されたりしない程度が望ましく、組み立てタイプは組み立ての方法に適した素材を採用することが考えられる。

カメラ部３は、所定位置に配置された複数個のブロック体２を含む映像を撮影することができる。ブロック体２の所定位置は、図２に示すようにユーザＵとカメラ部３との間で、カメラ部３の撮影できる範囲内である。カメラ部３は、動画を撮影できるものに限定されず、静止画を撮影できるものでも良い。その場合、一定時間毎に撮影すると良い。また、カメラ部３は必ずしもカラー映像を撮影できる必要はなく、所定位置に配置された複数個のブロック体２を撮影でき、ブロック体２の所定面の表記を読み取る(解析する)ことができる解像度の映像が撮影できるものであれば良い。よって、カメラ部３としては公知のビデオカメラ及びデジタルカメラを含め、タブレット、スマートフォン（以下、「スマフォ」という）、ノートＰＣ、デスクトップＰＣのディスプレイ等に搭載されているカメラを用いることができるので詳細な説明は省略する。

制御部４を説明する前に表示部５について先ず説明する。表示部５には後述する制御部４で作られた出力映像が表示される。表示部５としては、ビデオ入力可能なテレビ画面やＰＣのディスプレイ、あるいはカメラ部３となるカメラを搭載したタブレットやスマフォ等の画面が考えられる。よって、表示部５としては公知のディスプレイ類を採用できるため詳細な説明を省略する。

制御部４は、図１に示すように、出題部４１と識別部４２と判定部４３と結果通知部４４と記憶部４５とを有し、カメラ部３が撮影した映像の画像データに基づき出力映像を作る。出題部４１は、５個のブロック体２に表記された全アルファベットのうち少なくとも２文字以上５文字以下の英単語となる表記を選択し、図５に示すように、選択された英単語を表示部５に表示させる。図５では「ＬＵＮＣＨ」と５文字の英単語が表示されている。

識別部４２は、表示部５に表示された出題(英単語)に応じてユーザＵが所定位置に配置した２個以上５個以下のブロック体２の所定面を読み取る。そして、識別部４２は読み取った所定面から各ブロック体２の立ち位置(特定の面の表記とその表記の方向とで定まる５つのブロック体２のうちのどのブロック体がどの向きで置かれているかの情報)と各ブロック体２の配列を識別し、ユーザＵが配置したアルファベットの文字列を判別する。識別部４２が読み取る所定面は、カメラ部３の位置に基づく。そのため、図２に示すように、カメラ部３が表示部５の下方に配置されている場合は、ユーザＵが視認するブロック体２の面が上面２１であっても識別部４２はカメラ部３に向く別の面２２を読み取る。そして、識別部４２は読み取った面がどのブロック体２のどの面であるかの立ち位置を識別する。立ち位置には、ユーザＵが視認した面の表記について、正しい向きでブロック体２を置いているのかという情報を含んでいる。つまり、別の面２２から読み取った情報によっても上面２１の表記についてユーザＵに対して正しい方向で置かれている状態であることを識別部４２では識別することができる。これは、特に学習を目的として本出題システム１を使用することを考えた場合、文字や数字を違った向きで覚えてしまわないためにも必要な情報である。そのため、各ブロック体２に表記されているアルファベットの表記、その表記の向き、その位置関係はあらかじめ記憶部４５に記憶されている。よって、識別部４２は記憶部４５を参照することで、識別された立ち位置及びブロック体２の配列からユーザＵが視認した(ユーザＵが並べたと思っている)ブロック体２の文字列を導き出すことができる。

具体的に、図５において、ユーザＵはブロック体２の上面２１のアルファベットがユーザＵにとっての左から右に「ＬＵＮＣＨ」となるように５個のブロック体２を並べている。表示部５が表示しているブロック体２の面に表示されている表記は左から「ＬＵＮＣＨ」とはなっていない。カメラ部３はブロック体２のカメラ部３に対向する面２２を撮影している。そのため、所定面として面２２を読み取る。識別部４２は、記憶部４５を参照し、各面２２がどのブロック体２のどの面か(立ち位置を)識別し、各ブロック体の配列からユーザＵが配列した文字列(表記の向きを含めて)を導き出す。

判定部４３は、出題部４１が選択した英単語と識別部４２が導き出した文字列とが一致するかどうかを判定する。表記が正しい場合でも表記の向きが正しくない場合は不一致と判定する。そして、結果通知部４４は判定部４３の結果を表示部５に表示する。結果の表示は、一致、不一致が分かるように表示部５に表示させる以外に、不一致の場合には、どのブロック体２が違っているかを示したり、どのブロック体２が正しいかを示したりするなどが考えられる。例えば、図５に示すように、ユーザＵが配置したブロック体２がカメラ部３で撮影されて表示部５に表示される場合、正誤のブロック体２を正誤が分かるように色づけしたり、矢印表記したり、マルバツ表記したり等が考えられる。本実施形態の出題システム１では、ユーザＵが配列したブロック体２に対して、最初の文字から最後の文字(ユーザＵにとっての左から右)に向かって、正解のブロック体２が色づけされていき、間違っているブロック体２は色づけされない。

次に、本実施形態の出題システム１を用いた簡単な英単語出題プログラムについて説明する。当該プログラム(フローチャート)は一例であり、出題システム１を用いて英単語を出題するプログラムについて英単語を出題するだけに限られず、アルファベット以外の文字、数字、記号、及び絵を含めた様々な出題についての種々のプログラムが考えられる。

英単語出題プログラムは、図６に示すように、開始すると制御部４の出題部４１により、表示部５に出題の英単語が表示される(ステップＳ１００)。ステップＳ１００による英単語の出題後は、識別部４２によりユーザＵが並べるブロック体２からユーザＵが並べた文字列を導き出し(ステップＳ１０１)、判定部４３により出題の文字列とユーザＵの文字列とが一致するか判定し(ステップＳ１０２)、一致する場合は正解であることが分かるように結果通知部４４により表示部５に表示される(ステップＳ１０３)。ステップＳ１０２で一致しないとの結果の場合は、結果通知部４４により表示部５に正誤が分かるように表示する(ステップＳ１０４)。ステップＳ１０３に至るまでは、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４が適宜繰り返される。ステップＳ１０３に至った場合は、ステップＳ１００の出題に戻る。

本実施形態の出題システム１は、出題は出題部４１によって行われる。そして、所定位置に並べられたブロック体２がカメラ部３によって撮影されて識別部４２でブロック体２の立ち位置及びブロック体２の配列が識別される。そして、出題された英単語(文字列)と所定位置に配置されたブロック体２に基づく英単語(文字列)とが判定部４３によって判定され、結果通知部４４によって表示部５に結果が表示される。そのため、ユーザＵは表示部５を見て所定位置にブロック体２を並べることで、ユーザＵ独りで繰り返し遊びながら学習することができる。

また、本出題システム１によれば、図２に示すように、ユーザＵが視認する上面２１以外の面２２からユーザＵが並べた英単語を識別することができるため、カメラの位置がユーザＵの視認する上面２１に限定されず、カメラ部３の配置位置に自由度がある。つまり、タブレットやスマフォのように表示部５とカメラ部３とが一体化したものを利用しても出題システム１を実現しやすい。

（実施形態２）
本実施形態２の出題システムは、基本的な構成は実施形態１の出題システム１と同じ構成及び作用効果を有する。本実施形態２の出題システムは、実施形態１の出題システム１の構成の他に更にスピーカー部を有する。

スピーカー部は、何らかの音を少なくとも２種類発生させることができるものであれば、制御部４と接続可能な別体タイプの公知のスピーカー以外に、タブレット、スマフォ、ノートＰＣ、デスクトップＰＣの本体等に搭載されているスピーカーを利用することができる。

制御部４の結果通知部４４は、表示部５に結果を表示する際、スピーカー部に結果に応じた音声を発生させる。例えば、単純に一致した場合と一致しない場合との２音による判定結果を通知したり、表示部５でブロック体２毎に表示される正誤の表示にあわせて音声を発生させたりすることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック体２の形状として正六面体に限定されないが回転しやすさや遊びやすさ等から正六面体に近い形状であることが望ましい。また、六面体ではなく多面体を採用することができる。その場合も正多面体に限定されない。
そして、ブロック体２の個数としては２個以上であれば出題するレベルに合わせた個数とすることができ、数に制限はない。ブロック体２の数について、例えば、出題を計算式にして回答が２，３桁限定であれば３個とし、長めの文字列が回答になる出題をする可能性があるならば６個や１０個でも良い。

また、ブロック体２に表記されるアルファベットが全ブロック体２の全表記で重複する際は、重複している文字が表記されている面において、重複している文字に影響がない部分に記号、絵柄、数字や文字等を表記し(図２のアルファベット「Ａ」表記の面参照)、記憶部４５のアルファベットと共に記憶する。このようにすることで、ブロック体２の立ち位置が識別しやすくなる効果がある。

そして、実施形態１の出題システム１として、５つのブロック体２を除いたカメラ部３、制御部４、及び表示部５は図１、図２、及び図５に示すような別体に限定されない。これまでも説明したように、カメラ部３、制御部４、及び表示部５を備えたノートＰＣやタブレットやスマフォを採用することができる。

その他に、制御部４の判定部４３による判定結果について、結果通知部４４による表示部５による正誤の表示は、表示部５に表示されたブロック体２に対したものに限定されず、出題した文字に対して正誤の表示を行うこともできる。

さらに、スピーカー部を備える構成において、出題時に出題されたことが分かるように音声を発生させることもできる。また、音楽を流すこともできる。例えば、集中力アップやリラックスできるような音楽を発生させることが考えられる。何らかの音の発生は、本出題システムを利用しているユーザＵが子供の場合、少し離れた場所にいる保護者にも出題システムの状態を認識させやすい。音声に変化があればユーザＵは独りで学習を続けており、音声の変化がなければ子供はどうしたのだろうと意識を向けやすくなる。

１：出題システム、
２：ブロック体、 ２１：上面(ユーザ視認面)、 ２２：上面以外の面
３：カメラ部、
４：制御部、 ４１：出題部、 ４２：識別部、 ４３：判定部、 ４４：結果通知部、
４５：記憶部、
５：表示部。

Claims (4)

1. 複数個の、多面体の各面に文字、数字、記号、及び絵のうち少なくとも１以上の表記が表示されたブロック体と、
   所定位置に配置された複数個の前記ブロック体を含む映像を撮影するカメラ部と、
   前記カメラ部が撮影した映像の画像データに基づき出力映像を作る制御部と、
   前記制御部で作られた前記出力映像が表示される表示部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   複数個の前記ブロック体に表示された全表記のうち少なくとも２以上の表記を選択し、選択された表記を前記表示部に表示する出題部と、
   前記選択された表記が前記表示部に表示されたことに応じて前記所定位置に配置された複数個の前記ブロック体の所定面を読み取り各前記ブロック体の立ち位置及び各前記ブロック体の配列を識別する識別部と、
   前記選択された表記と前記識別部で識別された前記立ち位置及び複数個の前記ブロック体の配列に基づく表記とが一致するか判定する判定部と、
   前記判定部の結果を前記表示部に表示する結果通知部と、
   を有する、物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム。
2. 前記ブロック体は六面体である、請求項１に記載の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム。
3. 前記ブロック体はユーザと前記カメラ部との間に配置される、請求項１又は２に記載の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム。
4. 更に、スピーカー部を有し、
   前記結果通知部は前記判定部の結果を前記スピーカー部で発生させる、請求項１〜３の何れか１項に記載の物理的物体と計算機とを組み合わせた出題システム。