JP2005278147A - 映像通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の場所での会議等に、あたかもその場所にいるかのように遠隔地から参加することが可能な映像通信システムを提供する。
【解決手段】２つ以上の遠隔地の少なくとも１カ所に、モニタとムービーカメラとが一体的に構成した視撮ユニットと、マイクロフォンと、発声装置と、映像と音声を送信し且つリモート操作通信設備７からのデータを受信するデータ送受信手段とを備えたリモート通信設備を設け、他地に、各機器の操作データを送信し、且つリモート通信設備からのデータを受信するデータ送受信手段とを備えて構成されるリモート操作通信設備を設け、操作手段の操作により、リモート通信設備の視撮ユニットを旋回させ、リモート操作通信設備の操作を行う遠隔参加者が撮影している場所近傍を、リモート通信設備の設置場所内の人間に報知させた状態で、リモート操作通信設備のモニタに遠隔参加者が所望する映像を表示させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定の場所で行われている会議等に、あたかも会議等が行われている場所にいるかのように遠隔地から参加することを可能とする映像通信システムに関する。

現在大規模な病院内には、中期・長期の入院児童が継続して教育を受けるために、病院内の学校となる「院内学級」が設置されている場合がある。ただし「院内学級」に所属する生徒は、本来受けるべき全ての学校教育を受けることができるわけではなく、学校教育の機会が制限されることになる。また元々所属していた学校におけるクラスメートとの会話の機会も極めて少なくなる。これらの問題点は教育の進度を遅らせるだけでなく、本人にとっても焦燥感を増す要因ともなり、場合によっては傷病の回復にも影響することがある。

このためできるだけ学校にいるかのような環境をバーチャルに作り出し、入院患児に提供する必要があり、教室側にビデオカメラ，マイク，モニタ，スピーカを備えた設備を設けるとともに、生徒側にビデオカメラ，マイク，モニタ，ヘッドフォンを備えた在宅設備を設け、生徒側の映像と音声を教室側に提供するとともに、教室側の音声を生徒側に供給し、且つ教室側の映像と音声を生徒側に提供するとともに、生徒側の音声を教室側に供給し、生徒側においては教室側のビデオカメラを遠隔操作することができる在宅教育システムが公知となっている（例えば特許文献１参照）。

また遠隔地の生徒及び講師がコンピュータ端末によって、コンピュータ上の仮想現実空間に入り、該仮想現実空間内で生徒が講師の授業を受ける集合参加型教育システムシステムも公知となっている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−１１６６８４号公報 特開２００２−１６９９０１号公報

しかし前述の在宅教育システムでは、例えば病室にいる患児が教室内のビデオカメラを操作して可能な任意の場所を見ることができるが、患者（遠隔地の生徒）がどこを注視しているのかを教室内の講師が判断することは困難であり、結果的に患者に対して学校にいるかのような環境を作り出することができないという欠点があった。

また集合参加型教育システムシステムは、参加者全員が仮想空間上に集合する形態をとっているが、参加者各自が当然自由な視線を選ぶことはできず、またシステムのサーバが造りだす仮想空間上で教室が再現されるものであるため、患児が実際に通っていた学校の教室を再現するものではなく、患者に対して学校にいるかのような環境を作り出することはきわめて困難であるという欠点があった。

上記課題を解決するための本発明の映像通信システムは、２つ以上の遠隔地の少なくとも１カ所に設けられるリモート通信設備３と、他所に設けられるリモート操作通信設備７と、リモート通信設備３とリモート操作通信設備７との間の通信回線８とからなり、リモート通信設備３を、少なくともモニタ１７とムービーカメラ１４とが一体的に取り付けられた視撮ユニット１９と、マイクロフォン１６と、発声装置１８と、ムービカメラ１４からの映像データとマイクロフォン１６からの音声データを送信し、且つリモート操作通信設備７からのデータを受信するデータ送受信手段２１とを備え、視撮ユニット１９を旋回可能に支持して構成し、リモート操作通信設備７を、モニタ３８と、ムービーカメラ３７と、マイクロフォン４３と、発声装置４４と、上記視撮ユニット１９を操作する操作手段４７と、ムービカメラ３７からの映像データとマイクロフォン４３からの音声データと操作手段４７の操作に基づく視察ユニット１９の操作データとを送信し、且つリモート通信設備３からのデータを受信するデータ送受信手段３９とを備えて構成し、リモート通信設備３のムービーカメラ１４による撮影映像と、マイクロフォン１６によって取り込まれた音声とを、リモート操作通信設備７のモニタ３８と発声装置４４によって表示し、且つリモート操作通信設備７のムービーカメラ３７による撮影映像と、マイクロフォン４３によって取り込まれた音声とを、リモート通信設備３のモニタ１７と発声装置１８によって表示し、リモート操作通信設備７の操作手段４７の操作により、リモート操作通信設備７の設置場所から視撮ユニット１９を旋回させ、モニタ１７の向きによってリモート操作通信設備７の操作を行う遠隔参加者が撮影している場所近傍を、リモート通信設備３の設置場所内の人間に認知させる状態で、リモート操作通信設備７のモニタ３８に遠隔参加者が所望する映像を表示させることを第１の特徴としている。

第２に視撮ユニット１９に、マイクロフォン１６と発声装置１８とを一体的に取り付けたことを特徴としている。

第３にリモート通信設備３及びリモート操作通信設備７を、移動可能なスタンド２６又はスタンド４２に一体的に構成してなることを特徴としている。

第４にリモート操作通信設備７側における操作又は遠隔参加者の動作検出によって音声又は光を発生させる報知器２２をリモート通信設備３に設けたことを特徴としている。

第５にリモート通信設備３及びリモート操作通信設備７の設置場所内に、リモート通信設備３のムービカメラ１４又はリモート操作通信設備７のムービカメラ３７による撮影映像を表示するチェックモニタ２４，６０を設けたことを特徴としている。

第６にリモート通信設備３の設置場所及びリモート操作通信設備７の設置場所に、ペン入力装置６５と情報表示手段６６とを設け、リモート通信設備３の設置場所とリモート操作通信設備７の設置場所との間に、一方のペン入力装置６５による入力情報を少なくとも他方の情報表示手段６６に表示させるリモート書込みシステムを設けたことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の映像通信システムの構造によると、リモート通信設備のモニタに、遠隔地の遠隔参加者の顔を表示させるようにリモート操作用通信設備のムービカメラをセットすると、リモート通信設備の設置場所にいる人間は、リモート通信設備のモニタの向きによって、遠隔参加者が撮影している場所近傍、すなわち遠隔参加者が視線を送るリモート通信設備の設置場所内の位置（遠隔参加者の視線）を簡単に認知することができ、リモート通信設備の設置場所内において遠隔参加者をリモート通信設備の設置場所にいる人間と同等に扱うことができるという効果がある。

また遠隔参加者側においてもリモート通信設備の視撮ユニットを旋回させることによって、リモート操作用通信設備のモニタにリモート通信設備の設置場所内の任意の場所を表示させることができ、リモート通信設備の設置場所にいる場合と同様の状態でテレビ会議等を行うことができるという効果がある。

特に視撮ユニットにマイクロフォンと発声装置とを一体的に取り付けることによって、リモート通信設備の設置場所側においては視撮ユニットが向いている方向から遠隔参加者の音声が流れ、リモート通信設備の設置場所にいる人間に、リモート通信設備の設置場所外の遠隔参加者がリモート通信設備の設置場所内に存在しているかのようにリアルに感じさせることができる。

一方遠隔参加者側においては、指向性を持つマイクロフォンを使用することにより、リモート通信設備の設置場所内の音を視撮ユニットが向いている方向から取り込むことになるため、リモート操作用通信設備からの音声によって自分がリモート通信設備の設置場所内に存在しているかのようにリアルに感じることができる。

そしてリモート通信設備とリモート操作用通信設備とを、移動可能なスタンドに一体的に構成することによって、両通信設備の移動が可能となり、遠隔参加者側においては任意の場所で容易に前記テレビ会議等を行うことができる。またリモート通信設備の設置場所内においてもリモート通信設備の設置場所外の人間がより効果的に前記テレビ会議等を行うことができるように通信設備の位置を容易に変更することができ、例えば屋外での行事等に遠隔地から参加させることも可能となる。

さらにリモート操作通信設備側における操作又は遠隔参加者の動作検出によって音声又は光を発生させる報知器をリモート通信設備に設けることによって、遠隔参加者は発言等の意思表示を報知器によって行うことができ、リモート通信設備の設置場所内の人間等と双方向のコミュニケーションを容易に行うことができるという利点がある。

そしてリモート通信設備及びリモート操作通信設備の設置場所内に、リモート通信設備のムービカメラ又はリモート操作通信設備のムービカメラによる撮影映像を表示するチェックモニタを設けることによって、リモート通信設備の設置場所内及びリモート操作通信設備の設置場所内において、お互いへの提供映像を容易にチェックすることができ、通信設備やムービカメラの配置等を変更すること等により、より望ましい映像を容易に送ることができるという効果がある。

またリモート通信設備の設置場所とリモート操作通信設備の設置場所との間に、ペン入力装置による入力情報を少なくとも他方の情報表示手段に表示させるリモート書込みシステムを設けることによって、一方におけるペン入力装置によるペン入力の内容が他方の情報表示手段に表示されるため、映像と音声に加え、仮想的な筆記による情報交換が容易に可能となるという効果がある。

図１は本映像通信システムを使用した遠隔教育システムのシステム概要図である。学校１の所定の教室が本遠隔教育システムを使用する教室２として予め割り当てられている。病院４内の所定の部屋が本遠隔教育システムを使用する院内学級６として割り当てられている。

本遠隔教育システムを使用する各教室２内に、本遠隔教育システムを利用する生徒用のリモート通信設備３が上記各生徒に対して設けられている。院内学級６内に、上記各生徒に対してリモート操作通信設備７が設けられている。教室２内の各リモート通信設備３は、各生徒用のリモート操作通信設備７に１対１に対応している。

学校１と病院４には通信ユニット９が設けられている。本実施形態において通信ユニット９は赤外線による赤外線通信ユニットとなっている。各通信ユニット９は、学校１内及び病院４内に構築されているＬＡＮ回線網１１，１２に接続されている。通信ユニット９はＬＡＮ回線網１１，１２のゲートウェイとなっている。

学校１内及び病院４内共に各所に教室２内のリモート通信設備３又は生徒用のリモート操作通信設備７をＬＡＮ回線網１１又は１２に接続する接続デバイス１３が設けられている。教室２内の各リモート通信設備３と、各リモート通信設備３に対応する各生徒側のリモート操作通信設備７とは、ＬＡＮ回線網１１又は１２及び赤外線回線からなる通信回線８を介してデータ通信可能に接続されている。

本実施形態において、接続デバイス１３によるリモート通信設備３とＬＡＮ回線網１１との接続、及びリモート操作通信設備７とＬＡＮ回線網１２との接続は、光無線によりワイヤレスで行われる。接続デバイス１３は光無線によるワイヤレスＬＡＮのアクセスポイントとなり、１つの接続デバイス１３で複数のリモート通信設備３又はリモート操作通信設備７をＬＡＮ回線網１１又は１２に接続することができる。

図２（ａ）に示されるように、教室２内のリモート通信設備３は、ムービーカメラ１４，マイクロフォン１６，モニタ１７，発声装置であるスピーカ１８とが一体的に取り付けられた視撮ユニット１９と、コントローラ２１と、報知器であるパトライト２２と、操作用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）２３と、チェックモニタ２４がスタンド２６に搭載された構成となっている。

操作用ＰＣ２３は、ＬＡＮ回線網１１に接続される。ムービカメラ１４は、ズームイン／アウト機能と上下揺動及び左右旋回機能が備えられたタイプのものとなっている。ムービカメラ１４は、視撮ユニット１９側に上下揺動及び左右旋回自在に取り付けられている。

ムービカメラ１４の視撮ユニット１９に対する上下揺動及び左右旋回とズームイン及びズームアウトは、ムービカメラ１４側のデバイス（図示しない）によって電気的にコントロールされる。

スタンド２６はキャスタ２７を備え、移動が容易である。スタンド２６には接続デバイス１３との通信インターフェース２８と前記パトライト２２が一体的に取り付けられている。コントローラ２１，操作用ＰＣ２３，チェックモニタ２４はスタンド２６内に収容されている。視撮ユニット１９は、３６０度回転して教室内の映像を取り込むことができるように、スタンド２６の上に旋回台２９を介して旋回可能に取り付けられている。

図３に示されるように、ムービーカメラ１４，マイクロフォン１６，モニタ１７，スピーカ１８，チェックモニタ２４は上記コントローラ２１に接続されている。該コントローラ２１は、対応する生徒側のリモート操作通信設備７側との通信を行う通信部３１と、ムービカメラ１４及びマイクロフォン１６からのデータをデジタル化するＡ／Ｄ変換部３２と、モニタ１７及びスピーカ１８へのデータをアナログ化するＤ／Ａ変換部３３と、旋回台２９とパトライト２２とムービカメラ１４の上下揺動の制御用信号変換を行う制御信号変換部３４と、データの分離や合成等の処理を行う信号制御部３６等から構成されている。

チェックモニタ２４は、上記Ａ／Ｄ変換部３２からのデータに基づき、リモート通信設備３のムービカメラ１４によって撮影されている教室２内の映像表示を行うことが可能となっている。チェックモニタ２４によって教室２内において、教室２内の撮影映像のモニタを行うことができる。

生徒側のリモート操作通信設備７は、図２（ｂ）に示されるように、ムービーカメラ３７と、モニタ３８と、コントローラ３９と、チェックモニタ６０がスタンド４２に搭載されて構成されている。コントローラ３９側には、マイクロフォン４３と発声装置であるヘッドフォン４４とが一体化したヘッドセット４６と、操作ユニット４７とが接続されている。スタンド４２はキャスタ４５を備え、移動が容易となっている。スタンド４２には接続デバイス１３との通信インターフェース４８が一体的に取り付けられている。

ムービカメラ３７は、ズームイン／アウト機能と上下揺動及び左右旋回機能が備えられたタイプのものとなっている。ムービカメラ３７の上下揺動及び左右旋回とズームイン及びズームアウトは、ムービカメラ３７側のデバイス（図示しない）によって電気的にコントロールされる。

リモート操作通信設備７のコントローラ３９は、図３に示されるように、対応する教室２内のリモート通信設備３側との通信を行う通信部４９と、ムービカメラ３７及びマイクロフォン４３からのデータをデジタル化するＡ／Ｄ変換部５１と、モニタ３８及びヘッドフォン４４へのデータをアナログ化するＤ／Ａ変換部５２と、操作ユニット４７により発生するデータや前述の操作用ＰＣ２３側からのデータの制御を行うコントロールプロセッサ６１と、データの分離や合成等の処理を行う信号制御部５３等から構成される。

チェックモニタ６０は、上記Ａ／Ｄ変換部５１からのデータに基づき、リモート操作通信設備７のムービカメラ３７によって撮影されている生徒側（院内学級６内）の映像表示を行うことが可能となっている。チェックモニタ６０によって院内学級６内において、院内学級６内の撮影映像のモニタを行うことができる。

操作ユニット４７は、コントロールプロセッサ６１に接続されている。図２（ｂ）に示されるように、上下左右方向を指示することができるクロススイッチ５４と押しボタンスイッチ５０，５５，５６とが設けられている。

クロススイッチ５４を左右に押すことによって、教室２内の対応するリモート通信設備３におけるムービカメラ１４自体を左右旋回させるデータをコントロールプロセッサ６１から出力させる。クロススイッチ５４を上下に押すことによって、上記ムービカメラ１４自体を上下揺動させるデータをコントロールプロセッサ６１から出力させる。

押しボタンスイッチ５５を押すことによって上記ムービカメラ１４のズーム（ズームイン／アウト）をコントロールするデータをコントロールプロセッサ６１から出力させる。押しボタンスイッチ５０を押すことによって教室２内の上記リモート通信設備３の旋回台２９を左右方向に旋回させるデータをコントロールプロセッサ６１から出力させる。押しボタンスイッチ５６を押すことによって上記リモート通信設備３のパトライト２２を点灯駆動又は消灯させるデータをコントロールプロセッサ６１から出力させる。

教室２内のリモート通信設備３及び生徒側のリモート操作通信設備７は以上のように構成されており、互いに対応する両通信設備３，７は、ムービカメラ１４，３７で撮影した映像とマイクロフォン１６，４３によって取り込んだ音声をＡ／Ｄ変換部３１，５１を介してデジタル化し、信号制御部３６，５３を介して通信部３１，４９に送り、情報通信回線８によって生徒側のリモート操作通信設備７又は教室２内のリモート通信設備３に送信する。

教室２内のリモート通信設備３は、対応する生徒側のリモート操作通信設備７のムービカメラ３７によって撮影された映像がモニタ１７に表示されると共に、上記生徒側のリモート操作通信設備７のマイクロフォン４３によって取り込まれた音がスピーカ１８から鳴らされて音声表示される。

生徒側のリモート操作通信設備７は、対応する教室２内のリモート通信設備３のムービカメラ１４によって撮影された映像がモニタ３８に表示されると共に、上記教室２内のリモート通信設備３のマイクロフォン１６によって取り込まれた音がヘッドフォン４４から鳴らされて音声表示される。音声の再生にヘッドフォン４４が採用されていることによって、病院内での他の患者や患者の安静を妨げることはない。

これにより院内学級６内の生徒は遠隔地の学校１の教室２内の状態をモニタ３８で見ながら学習を行うことができる。教室２内の講師は院内学級６内の生徒の状態をモニタ１７で見ながら授業を進めることができる。

一方前述のような生徒用のリモート操作通信設備７の操作ユニット４７の操作によって、対応するリモート通信設備３の旋回台２９を左右方向に旋回させるデータやムービカメラ１４を上下揺動又は左右旋回させるデータ、パトライト２２を点灯・消灯させるデータ、ムービカメラ１４のズームを制御するデータがコントロールプロセッサ６１から出力されると、コントロールプロセッサ６１からのデータは通信部４９に送られ、情報通信回線８によって教室２内の対応するリモート通信設備３の通信部３１に入力される。

教室２内のリモート通信設備３においては、通信部３１に入力されたデータが制御信号変換部３４を介して旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４に対して出力され、旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４がデータに基づき操作ユニット４７の操作に応じた作動を行う。

これにより院内学級６内の生徒は、操作ユニット４７の操作によって、教室２内のリモート通信設備３の視撮ユニット１９の旋回やパトライト２２の点灯、ムービカメラ１４の上下揺動や旋回やズームを操作することができる。パトライト２２の点灯を予め授業中に発言を求めたり、多数決での意思表示等に使用するルールを設けておくことにより、生徒は、パトライト２２によって自分の意思を教室２側に容易に示すことが可能となる。

そして院内学級６内の生徒は、視撮ユニット１９の旋回や、ムービカメラ１４の上下揺動、ズームの操作により、教室２内において視線を移動させるかのように、教室２内の読みたい文字や見たい場所を、あたかも教室２内にいるかのようにバリエーション豊かに自由に見ることができる。

このとき教室２内のリモート通信設備３のマイクロフォン１６に指向性を持たせることによって、マイクロフォン１６はモニタ１７が向く方向から教室２内の音を取り込むことになる。これによりヘッドフォン４４によって生徒が聞く音は、モニタ１７が向く方向、すなわち視線を中心とした音となり、視線方向と音の方向性が一致し、生徒は教室２内で視線を移動したときのような環境で生徒用のリモート通信設備３により授業を受けることができる。

一方教室２内において講師は、教室２内のリモート通信設備３のモニタ１７に表示される院内学級６内の生徒の状態を見て、且つ教室２内のリモート通信設備３のスピーカ１８から流れる院内学級６内の音や生徒の声等を聞きながら授業を進めることができる。このとき教室用のリモート通信設備３の視撮ユニット１９にはモニタ１７が一体的に組みこまれているため、院内学級６の生徒が撮影場所を変更する、すなわち視線の方向を変更すると、モニタ１７が旋回する。

これによって教室２内の講師は院内学級６内の生徒の視線をモニタ１７の向きから容易に認識することができる。特に生徒側のリモート操作通信設備７を、ムービカメラ３７が生徒の顔を撮影するように調節することで、モニタ１７の向きとモニタ１７に写る生徒の顔の向きとが一致し、教室２内の講師は院内学級６内の生徒の顔の向きで生徒の視線を容易に判断することができ、院内学級６の生徒があたかも教室２内にいるかのような環境となる。

またスピーカ１８も視撮ユニット１９に一体的に組みこまれているため、モニタ１７の方向、つまり生徒の視線方向から生徒の声等が流れてくるため、院内学級６の生徒があたかも教室２内にいるかのような音響環境となる。

以上のように本遠隔教育システムによって、講師及び生徒がお互いにあたかも同一の教室２内にいるかのような仮想環境を作り出すことができ、リアルに遠隔授業を進めることができる。

なお旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４の上下揺動と左右旋回及びズームを、操作ユニット４７によって専用のプロセッサ（コントロールプロセッサ６１）を介して直接コントロールするため、旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４を、遠隔地から短時間で円滑にコントロールすることができる。

このとき教室２内のリモート通信設備３は、旋回台２９の旋回やパトライト２２の点灯やムービカメラ１４の上下揺動，左右旋回，ズームのコントロールデータの処理と、ムービカメラ１４及びマイクロフォン１６から生徒側のリモート操作通信設備７に送信するデータの処理と生徒側のリモート操作通信設備７から送られる映像や音声データの処理を同時に行う場合がある。

この際旋回台２９の旋回やパトライト２２の点灯やムービカメラ１４の上下揺動，左右旋回，ズームのコントロールデータの処理は、制御信号変換部３４によって行われ、リモート操作通信設備７に送信するムービカメラ１４及びマイクロフォン１６からのデータの処理と生徒側のリモート操作通信設備７から送られる映像や音声データの処理は信号制御部３６において行う。

一方生徒側のリモート操作通信設備７は、旋回台２９の旋回やパトライト２２の点灯やムービカメラ１４の上下揺動，左右旋回，ズームのコントロールを行うためのデータの処理と、ムービカメラ３７及びマイクロフォン４３から教室２内の対応するリモート通信設備３に送信するデータの処理と、教室２内の対応するリモート通信設備３から送られる映像や音声データの処理を同時に行う場合がある。

この際旋回台２９の旋回やパトライト２２の点灯やムービカメラ１４の上下揺動，左右旋回，ズームをコントロールするデータの処理は、コントロールプロセッサ６１によって行われ、リモート通信設備３に送信するムービカメラ３７及びマイクロフォン４３からのデータの処理とリモート通信設備３から送られる映像や音声データの処理は信号制御部５３において行う。

以上により教室２内のリモート通信設備３及び生徒側のリモート操作通信設備７はともに、映像や音声のデータは、旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４を上記のように操作するためのデータとは別に処理されるため、旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４の上記操作が、映像や音声の再生に悪影響を及ぼすことはなく、旋回台２９やムービカメラ１２の操作を行いながら、映像や音声の再生が円滑に行われる。

ただしハードウェアの性能や構成によっては、旋回台２９の旋回やムービカメラ１４の上下揺動と左右旋回とズーム、パトライト２２の作動の制御信号の処理の全て又は一部を信号制御部５３，３６に任せることもできる。ハードウェアの性能等によっては映像や音声の再生に悪影響なく、旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４の上下揺動及びズームの操作も円滑に行うことができる。

なお旋回台２９の旋回操作及びパトライト２２の点灯・消灯操作、ムービカメラ１４の上下揺動及びズームの操作は、操作ユニット４７による操作のみではなく、リモート操作通信設備７側にセンサを設け、該センサが生徒の動作を検出することによって、リモート通信設備３側に上記各部２９，２２，１４を作動させるデータを送信することで実現することもできる。この場合は操作ユニット４７の操作が容易ではない患者（生徒）であっても旋回台２９，パトライト２２，ムービカメラ１４の操作を容易に行うことができる。

前述の操作用ＰＣ２３は、所定のリモート操作通信設備７におけるムービカメラ３７の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）を操作することが可能に構成されている。また操作用ＰＣ２３において、所定のリモート操作通信設備７のムービカメラ３７によって撮影されている映像の表示、マイクロフォン４３から入力されている音声を鳴らすこと、コントローラ３９のリモート操作も可能となっている。

このため操作用ＰＣ２３は、所定のリモート操作通信設備７のコントローラ３９に対して、ムービカメラ３７の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）を操作するためのデータをＬＡＮ回線網１１，１２及び通信回線８を介して送信することが可能となっている。

操作用ＰＣ２３からの上記データを通信部４９が受信すると、該データは通信部４９からコントロールプロセッサ６１に送られ、コントロールプロセッサ６１側においてデータ処理してムービカメラ３７に所定の作動を行わせる。

これによって所定のリモート操作通信設備７におけるムービカメラ３７の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）を遠隔から操作することができる。なお操作用ＰＣ２３における前述のような映像表示や音声吹鳴は、特定のコントローラ３９における通信部４９を介した信号制御部５３からのデータをＬＡＮ回線網１１，１２及び通信回線８を介して受信することによって可能となっている。またコントローラ３９のリモート操作は通信部４９を介したデータ通信によって可能となっている。

ただし通常リモート操作通信設備７におけるムービカメラ３７の上記操作等を遠隔から行うことはなく、非常用として操作ＰＣ２３は使用される。なお各リモート操作通信設備７に生徒の手元を撮影するムービカメラを設け、該ムービカメラのリモート操作を教室２内から操作用ＰＣ２３等によって行うように構成することもできる。これによりバーチャル教室感覚がよりリアルなものとなる。

一方操作用ＰＣ２３によって教室２内の所定のリモート通信設備３におけるムービカメラ１４によって撮影されている教室２内の映像の表示、マイクロフォン１６から入力されている音声を鳴らすこと、旋回台２９の旋回操作、ムービカメラ１４のズーム制御や上下揺動及び左右旋回コントロール、パトライト２２の点灯、コントローラ２１のリモート操作等を行うことを可能とすることもできる。

この場合、操作用ＰＣ２３によって教室２内において、教室２内の撮影映像と入力音声のモニタを行いながら旋回台２９やムービカメラ１４の操作を行うことや、コントローラ２１の設定調整等を行うことができ、教室２内の撮影映像を見ながら、旋回台２９やムービカメラ１４の操作によって撮影状態を微調節すること等が可能となる。

さらにＬＡＮ回線網１２に接続して操作用ＰＣ４１を院内学級６側に設けることもできる。この場合操作用ＰＣ４１を、所定のリモート通信設備３におけるムービカメラ１４の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）と、旋回台２９の旋回操作と、パトライト２２の点灯・消灯の操作を行うことを可能とする。

また操作用ＰＣ４１において、所定のリモート通信設備３のムービカメラ１４によって撮影されている映像の表示、マイクロフォン１６から入力されている音声を鳴らすこと、コントローラ２１のリモート操作も可能とする。

このため操作用ＰＣ４１は、所定のリモート通信設備３のコントローラ２１に対して、ムービカメラ１４の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）、又は旋回台２９の旋回、又はパトライト２２の点灯を操作するためのデータをＬＡＮ回線網１１，１２及び通信回線８を介して送信することが可能となっている。

操作用ＰＣ４１からの上記データを通信部３１が受信すると、該データは通信部３１から制御信号変換部３４に送られ、制御信号変換部３４側においてデータ処理してムービカメラ１４や旋回台２９やパトライト２２に所定の作動を行わせる。

これによって所定のリモート通信設備３におけるムービカメラ１４の上下揺動及び左右旋回及びズーム（ズームイン／ズームアウト）、あるいは旋回台２９の旋回、あるいはパトライト２２の点灯・消灯を遠隔から操作することが可能となる。ただし通常リモート通信設備３側の上記操作を遠隔から行うことはなく、非常用として操作ＰＣ４１は使用される。

なお操作用ＰＣ４１における前述のような映像表示や音声吹鳴は、特定のコントローラ２１における通信部３１を介した信号制御部３６からのデータをＬＡＮ回線網１１，１２及び通信回線８を介して受信することによって可能となる。またコントローラ２１のリモート操作は通信部３１を介したデータ通信によって可能となる。

一方操作用ＰＣ４１によって生徒側の所定のリモート操作通信設備７におけるムービカメラ３７によって撮影されている院内学級６内の映像の表示、マイクロフォン４３から入力されている音声を鳴らすこと、コントローラ３９のリモート操作等を行うことを可能とすることもできる。

この場合、操作用ＰＣ４１によって院内学級６内において、院内学級６内の撮影映像と入力音声のモニタを行いながらムービカメラ３７の操作を行うことや、コントローラ３９の設定調整等を行うことができ、院内学級６内の撮影映像を見ながら、ムービカメラ３７の操作によって撮影状態を微調節すること等が可能となる。

本実施形態においては、教室２と院内学級６との間には、リモート書込みシステムが構築されている。該リモート書込みシステムは、教室２内に設置された１つのサーバ端末７０と、院内学級６内に設置されたクライアント端末７１とからなる。クライアント端末７１は、各生徒毎又は全生徒が共通に使用する１台が配置される。サーバ端末７０及びクライアント端末７１はＬＡＮ回線１１又は１２に接続されている。

サーバ端末７０内には、リモート書込みシステムを提供するサーバアプリケーション６７がインストールされている。サーバ端末７０及びクライアント端末７１には、上記サーバアプリケーション６７に対するクライアントアプリケーション６８がインストールされている。

サーバアプリケーション６７はローカルホスト（127.0.0.1）上のクライアントアプリ
ケーション６８や物理的又は仮想的なネットワークを介したホスト（クライアント端末７１）上のクライアントアプリケーション６８等と通信することができる。

各クライアントアプリケーション６８に対してスキャナ５７，プリンタ５８，タブレット６５，モニタ６６が接続されている。サーバ端末７０のクライアントアプリケーション６８には、拡大投影装置６４も接続されている。拡大投影装置６４は、サーバ端末７０側のモニタ６６の表示を拡大して表示する。

タブレット６５は、ペンをタブレット上に接触させて移動させると、移動軌跡のデータをクライアントアプリケーション６８に入力する。ペンのタブレット上の移動はタブレット６５に対する仮想的な記載操作となる。タブレット６５により、該記載操作によってタブレット６５上に記載された文字等のデータがクライアントアプリケーション６８に入力される。

サーバアプリケーション６７は、クライアントアプリケーション６８を介して入力されるタブレット６５上に記載された文字等のデータを通信が確立しているクライアントアプリケーション６８に対して出力する。

クライアントアプリケーション６８は、サーバアプリケーション６７から送られたデータに基づき、タブレット６５上に記載された文字等を接続されているモニタ６６に表示させる。以上により生徒又は講師がタブレット６５上に記載（仮想的）した文字や絵等が教室２側及び生徒側のモニタ６５上に表示され、教室２内の講師と院内学級６内の生徒との間でペン入力（手書き）の所謂チャットが可能となる。

このとき教室２内の拡大投影装置６４は、モニタ６６の表示を拡大して表示するため、生徒や講師がタブレット６５を使用して記載した文字等は教室２において拡大投影装置６４によって拡大表示される。このため教室２においては、モニタ６６が院内学級６内の生徒用の黒板として機能し、教室２内の生徒が黒板に文字等を書くように、院内学級６内の生徒がタブレット６５を使用してモニタ６６に文字等を表示させることができ、講師が添削するようなことができる。

なおタブレットとして液晶モニタが一体的に組み込まれ、液晶モニタ上でペンを移動させて入力を行うタイプ（株式会社ワコム製 液晶ペンタブレット）が公知となっている。このタイプのタブレットをタブレット６５及びモニタ６６として使用することによって、モニタ６６上にペンで記載する感覚で教室２のモニタ６６に文字等を表示させることができる。

サーバアプリケーション６７は、クライアントアプリケーション６８に接続されているスキャナ５７によってスキャンしたドキュメントを、他のクライアントアプリケーション６８に接続されているプリンタ５８（リモートプリンタ）に印刷させることが可能となっている。

これにより例えば教室２内の講師が、試験用紙をスキャナ５７によってスキャンし、リモートプリンタに印刷することによって、院内学級６内の生徒に試験用紙を渡すことができる。また院内学級６内の生徒がプリンタ５８によって印刷された試験用紙に回答を記入し、スキャナ５７によってスキャンし、教室２内のプリンタ５８（リモートプリンタ）に印刷することによって、試験用紙の提出ができる。

上記リモート書込みシステムによって、講師や生徒が黒板代わりの教室２内のモニタ６６に記載（表示）を行ったり、生徒が筆記による試験を受ける等のように、院内学級６の生徒が筆記によって教室２内の授業に参加することができる。

なおスキャナ５７及びプリンタ５８を信号制御部３６，５３に接続するように構成することもできる。この場合はスキャナ５７やプリンタ５８の制御信号を信号制御部３６，５３において処理することになり、信号制御部３６，５３への負担が増加する。このため信号制御部３６，５３がスキャナ５７やプリンタ５８の制御信号を処理できる程度のハードウェア資源が必要となる。

また本実施形態において教室２内のリモート通信設備３及び院内学級６内（生徒側）のリモート操作通信設備７は、共に光無線によるワイヤレスＬＡＮのクライアントとなるため、移動に際してケーブル等の規制はなく、移動範囲は大きい。またアクセスポイント（接続デバイス１３）を様々な場所に設置することによって、教室２内のリモート通信設備３及び生徒側のリモート操作通信設備７をさらに広範囲で移動させることができる。

さらに接続デバイス１３による教室２側又は生徒側の通信設備３，７とＬＡＮ回線網１１又は１２との接続とを電波によるワイヤレスで行うこともできる。この場合電波式の無線ＬＡＮはアンテナの種類により略無指向性とすることができ、通信範囲が広く、且つ光無線ＬＡＮに比して障害物等の悪影響が少なくなるため、特に学校１内において使用することにより、教室用リモート通信設備３の配置の自由度が高くなる。なおアンテナの種類により指向性を持たせ、通信範囲を限定することもできる。

ただし病院４内において上記電波式の無線ＬＡＮを使用する場合は、医療機器に対する電波障害を防止する対策が必要となり、生徒側のリモート操作通信設備７と接続デバイス１３との距離が短いため、電波障害の問題が少ない光無線ＬＡＮが有効といえる。なお電波式無線ＬＡＮを使用する場合は、ホストの特定や暗号化等のセキュリティ対策が望ましい。

上記実施形態は、通信回線８として赤外線回線を使用する例を説明したが、通信回線８は、キャリアとして電波やレーザを使用する無線通信やレーザ通信の回線や、クローズドなＷＡＮやオープンなインターネット等を使用することもできる。

ただし通信ユニット９は回線の種類に応じたタイプのものを使用する必要がある。例えばインターネットを通信回線８として使用する場合は、日本国外に生徒用のリモート操作通信設備７等を配置して上記授業に参加することができる。なおオープンな回線を使用する場合はセキュリティの管理を行うことが望ましい。ただしクローズドな通信回線８を使用することによって、セキュリティの確保は容易となる。

一方図４に示されるように、通常どおり生徒Ｓ１が学習している教室２内に、院内学級６の生徒Ｓが位置するスペースを設け、該スペースに教室用のリモート通信設備３を配置することによって、教室用のリモート通信設備３をロボットとして院内学級６内の生徒Ｓを教室２内にシミュレーションすることができる。

これにより院内学級６の生徒が教室２内にいるかのような環境がさらにリアルに再現される。例えば視撮ユニット１９を旋回させ、隣接又は前後の生徒Ｓ１に向けることによって、生徒同士のコミュニケーションを成立させることもできる。また１つの教室内に、現実に存在する生徒Ｓ１と、複数の教室用のリモート通信設備３とを混在して設けることによって、教室用のリモート通信設備３を介した遠隔地の生徒同士のコミュニケーションも成立するため、他の別の院内学級の生徒同士のコミュニケーションも可能となる。

なお教室２内のリモート通信設備３は、キャスタ２７による移動が容易であるため、他の教室や教室２外に移動させることによって、院内学級６の生徒が、例えば文化祭や体育祭等の学校行事に、見学のみとはなるが容易に参加することもできる。さらに休み時間などにおいて友人ないしは教師等とのコミュニケーションを図ることも容易となる。

この場合も前述のように院内学級６の生徒の視線は教室２内のリモート通信設備３のモニタ１７の向きにより容易に判断することができ、また院内学級６の生徒の意思表示がパトライト２２によって表示されるため、院内学級６の生徒があたかも教室２内にいるかのような環境で上記コミュニケーションを図ることが可能となる。

一方病院４内の生徒の症状によっては、医師から行動範囲の制限や安静を義務付けられている場合がある。この場合でも生徒用のリモート操作通信設備７は、キャスタ４５による移動が容易であるため、生徒側のリモート操作通信設備７を病室７２の生徒の病床７３の近傍まで簡単に移動させ、病床７３において上記のように授業等に参加することができる。

特に病床７３から起き上がれない生徒用には、図５に示されるように、モニタ３８をフレキシブルアーム７４により支持させ、モニタ３８の位置調節を容易に行うことができるように構成してもよい。これにより病床７３から生徒が容易にモニタ３８を見ることができるようにモニタ３８の位置を簡単に調節することができる。この場合ムービカメラ３７はモニタ３８側に一体的に取り付け、生徒を容易に撮影できるように構成することができる。

上記実施形態は、本映像通信システムのリモート通信設備３とスキャナ５７やプリンタ５８等を含むサーバ端末７０を教室２内に、リモート操作通信設備７とスキャナ５７やプリンタ５８等を含むクライアント端末７１を院内学級６内に設けることによって、遠隔地の学校１（教室２）と病院４（院内学級６）との間で遠隔教育を行う遠隔教育システムについて説明したが、本映像通信システムによって、老人宅への訪問代行を行う訪問代行システムを構築することもできる。

現在在宅老人福祉担当者（行政もしくはサービス業者）は可能な限り対象となる各家庭を訪問し、事情聴取やサービス等を行っている。しかし業務効率化や、自治体の合併による担当範囲の拡大等により、在宅老人福祉担当者の物理的移動距離が伸び、容易に各家庭に訪問できなかったり、１つの家庭に費やすことができる時間が短くなる等によって、十分な意思疎通ができない状況が広がりつつある。

上記訪問代行システムによって、在宅老人福祉担当者が上記各家庭を直接訪問することなく、会話を行ったり、筆記による意思の疎通等を行い、老人宅への訪問サービスと同様のサービスを行うことが可能となる。

訪問代行システムは、前述の実施形態におけるリモート操作通信設備７及びクライアント端末７１を、在宅老人福祉担当者による訪問対象となっている各家庭に配置し、前述の実施形態におけるリモート通信設備３及びサーバ端末７０を在宅老人福祉担当者側に配置することによって構築される。

通信ユニット９は、リモート操作通信設備７及びクライアント端末７１が設置された各家庭とリモート通信設備３及びサーバ端末７０が設置された在宅老人福祉担当者側との間の通信が可能な通信回線に対応したものとする必要がある。

これにより在宅老人福祉担当者と上記各老人宅の老人とが、前述の実施形態における講師と生徒のように、モニタ１７，３８を見ながらあたかも在宅老人福祉担当者が老人宅にいるかのように会話等を行うことができる他、タブレット６５とモニタ６６を使用した筆記による意思の疎通や、スキャナ５７とプリンタ５８を使用した資料の配布や回収等を行うことができる。

一方本映像通信システムによって、特別養護老人ホームや老人健康施設、身体障害者施設等の施設入居者に対して仮想外出サービスを提供することもできる。一般的に特別養護老人ホームの入居者は特段の理由無しに外出することができない。また一般の老人健康施設の入居者であっても身体的理由などにより外出できない者も多い。身体障害者施設入居者はごく近くへの外出か、団体行動での外出を強いられている。

上記仮想外出サービスを提供する仮想外出サービスシステムは、前述の実施形態におけるリモート操作通信設備７及びクライアント端末７１を、特別養護老人ホームや老人健康施設、身体障害者施設等の施設内に設置し、前述の実施形態におけるリモート通信設備３及びサーバ端末７０を戸外の自由な場所に持ち出して設置することにより構築される。

これにより上記施設内の入居者は、施設内から持ち出されたリモート通信設備３の旋回台２９やムービカメラ１４等を操作することによって、操作者があたかも外出したかのように戸外にいる相手との会話等が可能となる。またタブレット６５とモニタ６６を使用した筆記による意思の疎通や、スキャナ５７とプリンタ５８を使用したお土産の注文なども可能となる。

この場合リモート通信設備３やサーバ端末７０をバッテリ駆動タイプとする等のように容易に戸外に持ち出すことが可能な構成する必要がある。また通信ユニット９は、無線ＬＡＮや携帯電話による通信等を使用するタイプにする必要もある。

また本映像通信システムによって、非専門医の補助を専門医が行うことができる遠隔医療補助システムを構築することもできる。

現在医師は、消化器外科・眼科・皮膚科といった専門を持ち、専門外の知識を必要とする医療行為は他院を紹介することが一般的である。しかし医師の絶対数が不足するような地方の場合、近隣に専門医がいない場合がある等の問題点もある。この場合遠隔手術システムや、テレビ電話を利用した遠隔指導（例えばリハビリテーションや妊婦指導）を利用することも可能である。

しかし遠隔手術システムは医師法に規定された「対面診療の義務」に違反するとの指摘があるため、実験レベルか、同じ室内での利用に留まらざるを得ない。遠隔手術システムによる遠隔での手術指示に関しては、送信すべき手術画像の種類が多岐にわたり、標準的な手術画像の選択ができないことや、デジタル化に関する符号化複合化処理の時間を０にすることが技術的に不可能であることなどの問題があり、普及していない。

一方患者個人に対する遠隔指導については、医師法に違反しないよう診断行為を避けた形で行われる。この場合患者がテレビ電話に対して移動したり、患者側にいるスタッフがテレビ電話のカメラを移動させたり、ズームを扱うなどの必要があり、取り扱いが容易ではないという問題点があった。

上記遠隔医療補助システムは、非専門医側に前述の実施形態におけるリモート通信設備３及びサーバ端末７０を、専門医側に前述の実施形態におけるリモート操作通信設備７及びクライアント端末７１を設置することによって構築される。これにより専門医は、あたかも非専門医の診察室に行ったかのうように非専門医及び患者と会話を行ったり、筆記による意思疎通や、必要な資料の受け渡しが可能となる。

これにより非専門医に対して専門医師が補助する形でより質の高い医療を提供することができる。患者のみと対面するのではなく、医師（非専門医）を補助する状態となるため、医師法には反することもない。既存のテレビ電話とは異なり、必要な品質の画面を適切な大きさで提供することができる他、専門医側から自由にムービカメラ１４の角度やズームを操作できるため、非専門医もしくは当該非専門医のスタッフのカメラ調節等にかかる負担が軽減され、システムの取り扱いが容易となる。

遠隔教育システムのシステム概要図である。 （ａ）は教室用通信設備の斜視図、（ｂ）は生徒用通信設備の斜視図である 。 教室用通信設備及び生徒用通信設備のブロック図である。 １つの教室内に通常の生徒と複数の教室用通信設備とを混在させた状態を示 す概略図である。 生徒用通信設備の他の実施形態の斜視図である。

符号の説明

３ リモート通信設備
７ リモート操作通信設備
８ 通信回線
１４ ムービーカメラ
１６ マイクロフォン
１７ モニタ
１８ スピーカ（発声装置）
１９ 視撮ユニット
２１ コントローラ（データ送受信手段）
２２ パトライト（報知器）
２４ チェックモニタ
２６ スタンド
３７ ムービーカメラ
３８ モニタ
３９ コントローラ（データ送受信手段）
４２ スタンド
４３ マイクロフォン
４４ ヘッドフォン（発声装置）
４７ 操作ユニット（操作手段）
６０ チェックモニタ
６５ タブレット（ペン入力装置）
６６ モニタ（情報表示手段）

Claims (6)

1. ２つ以上の遠隔地の少なくとも１カ所に設けられるリモート通信設備（３）と、他所に設けられるリモート操作通信設備（７）と、リモート通信設備（３）とリモート操作通信設備（７）との間の通信回線（８）とからなり、リモート通信設備（３）を、少なくともモニタ（１７）とムービーカメラ（１４）とが一体的に取り付けられた視撮ユニット（１９）と、マイクロフォン（１６）と、発声装置（１８）と、ムービカメラ（１４）からの映像データとマイクロフォン（１６）からの音声データを送信し、且つリモート操作通信設備（７）からのデータを受信するデータ送受信手段（２１）とを備え、視撮ユニット（１９）を旋回可能に支持して構成し、リモート操作通信設備（７）を、モニタ（３８）と、ムービーカメラ（３７）と、マイクロフォン（４３）と、発声装置（４４）と、上記視撮ユニット（１９）を操作する操作手段（４７）と、ムービカメラ（３７）からの映像データとマイクロフォン（４３）からの音声データと操作手段（４７）の操作に基づく視察ユニット（１９）の操作データとを送信し、且つリモート通信設備（３）からのデータを受信するデータ送受信手段（３９）とを備えて構成し、リモート通信設備（３）のムービーカメラ（１４）による撮影映像と、マイクロフォン（１６）によって取り込まれた音声とを、リモート操作通信設備（７）のモニタ（３８）と発声装置（４４）によって表示し、且つリモート操作通信設備（７）のムービーカメラ（３７）による撮影映像と、マイクロフォン（４３）によって取り込まれた音声とを、リモート通信設備（３）のモニタ（１７）と発声装置（１８）によって表示し、リモート操作通信設備（７）の操作手段（４７）の操作により、リモート操作通信設備（７）の設置場所から視撮ユニット（１９）を旋回させ、モニタ（１７）の向きによってリモート操作通信設備（７）の操作を行う遠隔参加者が撮影している場所近傍を、リモート通信設備（３）の設置場所内の人間に認知させる状態で、リモート操作通信設備（７）のモニタ（３８）に遠隔参加者が所望する映像を表示させる映像通信システム。
2. 視撮ユニット（１９）に、マイクロフォン（１６）と発声装置（１８）とを一体的に取り付けた請求項１の映像通信システム。
3. リモート通信設備（３）及びリモート操作通信設備（７）を、移動可能なスタンド（２６）又はスタンド（４２）に一体的に構成してなる請求項１又は２の映像通信システム。
4. リモート操作通信設備（７）側における操作又は遠隔参加者の動作検出によって音声又は光を発生させる報知器（２２）をリモート通信設備（３）に設けた請求項１又は２又は３の映像通信システム。
5. リモート通信設備（３）及びリモート操作通信設備（７）の設置場所内に、リモート通信設備（３）のムービカメラ（１４）又はリモート操作通信設備（７）のムービカメラ（３７）による撮影映像を表示するチェックモニタ（２４），（６０）を設けた請求項１又は２又は３又は４の映像通信システム。
6. リモート通信設備（３）の設置場所及びリモート操作通信設備（７）の設置場所に、ペン入力装置（６５）と情報表示手段（６６）とを設け、リモート通信設備（３）の設置場所とリモート操作通信設備（７）の設置場所との間に、一方のペン入力装置（６５）による入力情報を少なくとも他方の情報表示手段（６６）に表示させるリモート書込みシステムを設けた請求項１又は２又は３又は４又は５の映像通信システム。
   

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