(57)【要約】【課題】較正のためのユーザの負担を軽減したうえで、眼電位による視線方向の計測精度を確保可能な視線計測装置等の提供。【解決手段】ウェアラブルデバイス１０は、ユーザの視線方向を計測する視線計測装置として機能する。ウェアラブルデバイス１０の視線計測回路２０は、ユーザの眼球付近に配置された各電極１３〜１５間にて測定される眼電位の値を取得し、眼電位の推移から眼球運動と瞬目を検出する。そして視線計測回路２０は、瞬目に伴う眼電位の値に基づいて眼球運動の較正値を計算し、眼球運動の検出結果を較正値で較正することにより、ユーザの視線方向を算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの視線方向を計測する視線計測装置であって、
前記ユーザの眼球付近に配置された少なくとも二点の電極（１３〜１５）間にて測定される眼電位の値を取得する眼電位測定部（３１）と、
前記眼電位測定部に取得される眼電位の推移から前記ユーザの眼球運動を検出する眼球運動検出部（３２）と、
前記眼電位測定部に取得される眼電位の推移から前記ユーザの瞬目を検出する瞬目検出部（３３）と、
前記瞬目検出部にて検出された瞬目に伴う眼電位の値に基づき、眼球運動の較正値を計算する較正値計算部（３４，２３４）と、
前記眼球運動検出部による眼球運動の検出結果を、前記較正値計算部にて計算された前記較正値で較正することにより、前記ユーザの視線方向を算出する較正部（３５，２３５）と、
を備える視線計測装置。
【請求項２】
前記較正値計算部は、複数回の瞬目の各々にて計測された眼電位の値を用いて、前記較正値を計算する請求項１に記載の視線計測装置。
【請求項３】
前記較正値計算部は、複数回の瞬目の各々にて計測された眼電位の平均値に基づいて、前記較正値を計算する請求項２に記載の視線計測装置。
【請求項４】
前記較正値計算部は、前記瞬目に伴う最新の眼電位の値が、前記較正値を計算した際に用いた過去の眼電位の値から、予め設定された更新閾値を超えて乖離した場合に、最新の眼電位の値に基づいて前記較正値を再計算する請求項１〜３のいずれか一項に記載の視線計測装置。
【請求項５】
ユーザの視線方向を計測する視線計測プログラムであって、
前記ユーザの眼球付近に配置された少なくとも二点の電極（１３〜１５）間にて測定される眼電位の値を取得するステップ（Ｓ１０１，Ｓ１１１）と、
取得された眼電位の推移から前記ユーザの眼球運動を検出するステップ（Ｓ１１２）と、
取得された眼電位の推移から前記ユーザの瞬目を検出するステップ（Ｓ１０２）と、
検出された瞬目に伴う眼電位の値に基づき、眼球運動の較正値を計算するステップ（Ｓ１０６）と、
眼球運動の検出結果を前記較正値で較正することにより、前記ユーザの視線方向を算出するステップ（Ｓ１１３）と、
を少なくとも一つのプロセッサ（２１）に実行させる視線計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、ユーザの視線方向を計測する視線計測装置、及び視線計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、視線方向の計測に関連する技術として、例えば特許文献１には、ユーザの左右の眼球付近に複数の電極を装着させ、左右のそれぞれの眼について眼電位を計測する眼電位生成装置が開示されている。このような眼電位生成装置では、電極と皮膚との間のインピーダンスの変動等に起因し、左右で同じ眼球運動を行った場合でも、眼電位は異なり得る。
【０００３】
そのため、特許文献１の眼電位生成装置は、ユーザが瞬目を行った瞬目区間を検出し、瞬目区間における左眼の電位と右眼の電位との比を用いて、電位の補正値を計算する。そして、左眼の電位又は右眼の電位が計算された補正値によって補正されることで、左右の眼電位の計測特性が揃えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１２４３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の眼電位生成装置は、単に眼電位を計測する構成であり、瞬目の際の左右の眼の電位差をインピーダンスの補正に使用しているだけである。例えば、同一の眼球運動が行われた場合でも、検出される眼電位は、ユーザ毎の個人差や各ユーザの個人内差に起因して異なり得る。そのため、眼電位に基づいて視線方向を求める場合、個人差及び個人内差を較正するための較正値の計算が不可欠であり、較正値の計算にあたっては、ユーザに特別な動作が必要とされていた。
【０００６】
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、較正のためのユーザの負担を軽減したうえで、眼電位による視線方向の計測精度を確保可能な視線計測装置、及び視線計測プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、ユーザの視線方向を計測する視線計測装置であって、ユーザの眼球付近に配置された少なくとも二点の電極（１３〜１５）間にて測定される眼電位の値を取得する眼電位測定部（３１）と、眼電位測定部に取得される眼電位の推移からユーザの眼球運動を検出する眼球運動検出部（３２）と、眼電位測定部に取得される眼電位の推移からユーザの瞬目を検出する瞬目検出部（３３）と、瞬目検出部にて検出された瞬目に伴う眼電位の値に基づき、眼球運動の較正値を計算する較正値計算部（３４，２３４）と、眼球運動検出部による眼球運動の検出結果を、較正値計算部にて計算された較正値で較正することにより、ユーザの視線方向を算出する較正部（３５，２３５）と、を備える視線計測装置とされる。
【０００８】
また、開示された第二の態様は、ユーザの視線方向を計測する視線計測プログラムであって、ユーザの眼球付近に配置された少なくとも二点の電極（１３〜１５）間にて測定される眼電位の値を取得するステップ（Ｓ１０１，Ｓ１１１）と、取得された眼電位の推移からユーザの眼球運動を検出するステップ（Ｓ１１２）と、取得された眼電位の推移からユーザの瞬目を検出するステップ（Ｓ１０２）と、検出された瞬目に伴う眼電位の値に基づき、眼球運動の較正値を計算するステップ（Ｓ１０６）と、眼球運動の検出結果を較正値で較正することにより、ユーザの視線方向を算出するステップ（Ｓ１１３）と、を少なくとも一つのプロセッサ（２１）に実行させる視線計測プログラムとされる。
【０００９】
本開示の発明者らは、瞬目に伴って発生する眼電位の値と、眼球運動に伴って発生する眼電位の値との間に相関があることを見出した。故に、瞬目に伴う眼電位の値を用いることで、眼球運動の較正値が計算可能となり、この較正値を用いれば、眼球運動を精度良く較正して視線方向を算出することが可能となる。このように瞬目による較正が可能となれば、較正のためのユーザの特別な動作は不要になる。したがって、較正のためのユーザの負担を軽減したうえで、眼電位による視線方向の計測精度を確保することができる。
【００１０】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態のウェアラブルデバイスの斜視図である。
【図２】ウェアラブルデバイスの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】視線計測回路に構築される各機能ブロックを示す図である。
【図４】較正値計算部による較正値の計算の詳細を模式的に示す図である。
【図５】較正値計算部による較正値の計算の詳細を模式的に示す図である。
【図６】較正部による視線方向の推定の詳細を模式的に示す図である。
【図７】較正部による視線方向の推定の詳細を図６と比較して示す図である。
【図８】較正部による視線方向の推定の詳細を模式的に示す図である。
【図９】較正部による視線方向の推定の詳細を図８と比較して示す図である。
【図１０】視線計測回路によって実施される較正値設定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】視線計測回路によって実施される視線方向算出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】第二実施形態による較正値の計算の詳細を模式的に示す図である。
【図１３】較正値計算部による較正値の計算の詳細を模式的に示す図である。
【図１４】較正部による視線方向の推定の詳細を模式的に示す図である。
【図１５】較正部による視線方向の推定の詳細を図１４と比較して示す図である。
【図１６】較正部による視線方向の推定の詳細を模式的に示す図である。
【図１７】較正部による視線方向の推定の詳細を図１６と比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１３】
（第一実施形態）
本開示の第一実施形態による視線計測装置の機能は、図１及び図２に示すアイウェア型のウェアラブルデバイス１０によって実現されている。ウェアラブルデバイス１０は、メガネ状に形成されたフレーム１０ａを備えており、ユーザに着用されることによって、ユーザの視線方向を計測する。ウェアラブルデバイス１０は、計測したユーザの視線方向を示す値を、例えばスマートフォン等の電子機器に無線通信によって送信する。尚、以下の説明における視線方向は、頭部を基準としたときの眼球方向を示す指標であり、頭部の回転などのユーザの頭部の動作によっては実質的に変化しない。
【００１４】
ウェアラブルデバイス１０は、電気的な構成として、バッテリ１１、通信モジュール１２、複数（三つ）の電極１３〜１４、及び視線計測回路２０を備えている。ウェアラブルデバイス１０には、ユーザの頭部の姿勢を検出する加速度センサ及びジャイロセンサ、並びに電源スイッチ等がさらに設けられていてもよい。またウェアラブルデバイス１０は、各電極１３〜１５の他に、ユーザの皮膚と接触して視線計測回路２０に接地電位を供給する接地電極をさらに備えていてもよい。接地電極は、例えばフレーム１０ａの耳あて部分等に設けられて、ユーザの皮膚に接触する。
【００１５】
バッテリ１１は、通信モジュール１２及び視線計測回路２０等に電力を供給する電源である。バッテリ１１は、リチウム電池等の一次電池であってもよく、リチウムイオン電池等の二次電池であってもよい。通信モジュール１２は、例えばブルートゥース（登録商標）及び無線ＬＡＮ等による無線通信によって、スマートフォン等の電子機器との間で情報の送受信を行う。
【００１６】
中央電極１３、左側電極１４、及び右側電極１５は、互いに離間した配置にて、フレーム１０ａに設けられている。各電極１３〜１５は、ユーザの眼電位を計測する構成である。ウェアラブルデバイス１０をユーザが装着することにより、各電極１３〜１５は、ユーザの眼球付近に配置され、ユーザの皮膚と接触する。各電極１３〜１５は、高い防錆性及び導電性を備えた例えばステンレス等の金属材料によって形成されている。各電極１３〜１５は、フレーム１０ａ内に埋め込まれた配線を通じて視線計測回路２０と接続されている。
【００１７】
中央電極１３は、フレーム１０ａのブリッジ部分に設けられており、ウェアラブルデバイス１０を装着したユーザの眉間部分と接触する。中央電極１３は、ユーザの左右の角膜の中央を繋ぐ仮想の水平線よりも上方に位置する。中央電極１３は、左側電極１４及び右側電極１５のそれぞれから等しい距離に位置している。
【００１８】
左側電極１４及び右側電極１５は、メガネ状に形成されたウェアラブルデバイス１０の左右のノーズパッドを形成している。左側電極１４及び右側電極１５は、仮想の水平線よりも下方に位置し、仮想の水平線に沿って並んでいる。左側電極１４は、ウェアラブルデバイス１０を装着したユーザの鼻の左側部分と接触する。右側電極１５は、ウェアラブルデバイス１０を装着したユーザの鼻の右側部分と接触する。ユーザの左眼から左側電極１４までの距離は、ユーザの右眼から右側電極１５までの距離と実質的に等しくなる。
【００１９】
視線計測回路２０は、プロセッサ２１、ＲＡＭ２２、及び記憶媒体２３と、電源インターフェース及び信号インターフェース等とによって構成されている。信号インターフェースには、例えば各電極から入力される信号を増幅させるアンプ部、及び信号のノイズを取り除くフィルタ部等が含まれていてもよい。
【００２０】
視線計測回路２０は、記憶媒体２３に記憶された視線計測プログラムをプロセッサ２１によって実行する。視線計測プログラムの実行により、視線計測回路２０には、図３に示す眼電位測定部３１、眼球運動検出部３２、瞬目検出部３３、較正値計算部３４、及び較正部３５が機能ブロックとして構築される。
【００２１】
眼電位測定部３１は、各電極１３〜１５のうちの二点の間の電位を計測し、眼球運動及び瞬目に伴って変化するユーザの眼電位の値を取得する。眼球は、一般的に角膜側が正に帯電しており、網膜側が負に帯電している。故に、ユーザの眼球運動及び瞬目によれば、各電極１３〜１５のうちの二点の間の電位が変化する。眼電位測定部３１は、例えば中央電極１３の電位を基準とした左側電極１４の電位と、中央電極１３の電位を基準とした右側電極１５の電位とを、それぞれ所定の周期にてサンプリングすることで、左右の眼電位の推移を示す時系列データを生成する。眼電位測定部３１は、生成した時系列データを左右の眼球の眼電位信号として、眼球運動検出部３２及び瞬目検出部３３に提供する。
【００２２】
眼球運動検出部３２は、眼電位測定部３１から左右の眼球の眼電位信号を取得し、これらに表れる眼電位の推移から、ユーザの眼球運動を検出する。眼球運動検出部３２は、各眼電位信号の眼電位波形の態様に基づき、眼球運動によって眼球の向きが変化している方向等を特定可能である。
【００２３】
例えば、ユーザの視線方向が上方に変化した場合、正の電荷を帯びた角膜は、左側電極１４及び右側電極１５から離れ、中央電極１３に近づく。故に、各眼電位信号における眼電位は、共に正側に上昇する。反対に、ユーザの視線方向が下方に変化した場合、各眼電位信号における眼電位は、共に負側に低下する。
【００２４】
また、ユーザの視線方向が左方に変化した場合、左眼の角膜が左側電極１４から離れ、右眼の角膜が右側電極１５に近づく。故に、左側電極１４による眼電位信号の眼電位は低下し、右側電極１５による眼電位信号の眼電位は上昇する。反対に、ユーザの視線方向が右方に変化した場合（図３のユーザ参照）、左眼の角膜が左側電極１４に近づき、右眼の角膜が右側電極１５から離れる。故に、左側電極１４による眼電位信号の眼電位は上昇し（図３の眼電位波形参照）、右側電極１５による眼電位信号の眼電位は低下する。
【００２５】
さらに、ユーザの視線方向が例えば１０度、２０度、３０度といったように大きく変化するほど、眼電位信号に表れる眼電位の波形の変化幅も大きくなる（図３の眼電位波形参照）。眼球運動検出部３２は、眼電位の波形から、眼球運動に伴って変化した眼電位の値を検出する。そして眼球運動検出部３２は、眼球運動に伴う眼電位の値と、ユーザの視線方向を示す情報とを、検出結果として較正部３５に提供する。
【００２６】
瞬目検出部３３は、眼電位測定部３１から左右の眼球の眼電位信号を取得し、これらに表れる眼電位の推移から、ユーザの瞬目を検出する。ユーザの瞬目によれば、両方の眼球は上下方向に変化する。故に、ユーザが瞬目を行うと、各眼電位信号に表れる眼電位の波形は、短時間で正負の両側に順に振れる（図３の瞬目波形参照）。瞬目検出部３３は、各眼電位信号における短時間の眼電位の変化に基づき、ユーザが瞬目を行った瞬目区間を特定する。
【００２７】
具体的に、瞬目検出部３３は、眼電位信号における極大値及び極小値を抽出する。抽出された極大値及び極小値の各時刻の差が、瞬目区間を特定するために予め設定された閾値時間（例えば２００ｍｓｅｃ）未満である場合、瞬目検出部３３は、これら極大値及び極小値が瞬目に伴う眼電位の変化であると推定する。瞬目検出部３３は、極大値及び極小値の各計測時刻を含むよう瞬目区間を設定し、この瞬目区間における極大値と極小値との電位差を、瞬目に伴う眼電位の値として記憶する。ユーザが複数回の瞬目を行った場合、瞬目検出部３３は、複数回の瞬目の各々について、瞬目区間の設定、並びに眼電位の値の検出及び記憶を行う。瞬目検出部３３は、瞬目に伴う眼電位の値を、検出結果として較正値計算部３４に提供する。尚、眼電位の値は、左右の眼電位信号から検出される各値のうちの一方であってもよく、又は左右の眼電位信号から検出される各値の平均値であってもよい。
【００２８】
較正値計算部３４は、瞬目検出部３３にて検出された瞬目に伴う眼電位の値に基づき、眼球運動の較正値を計算する。較正値計算部３４は、較正値の精度を確保するため、複数回の瞬目の各々で計測された眼電位の値を用いて、較正値を計算する。較正値計算部３４は、直近で連続する複数回分の瞬目の眼電位について平均値を算出し、算出した平均値に基づいて較正値を計算する。
【００２９】
較正値は、眼球運動に伴う眼電位の値から視線方向を算出するために用いられる。詳記すると、例えば右方１０度に視線方向を向けるといった特定の眼球運動が行われた場合であっても、検出される眼電位は、ユーザ毎に、又はユーザの状態によって異なってくる。このような眼球運動に伴う眼電位の値と、瞬目に伴う眼電位の値と間には、相関が存在しており、瞬目に伴う眼電位の値が大きくなるほど、特定の眼球運動が行われた場合に検出される眼電位も大きくなる。こうした相関に依拠し、較正値計算部３４は、瞬目に伴う眼電位の値に基づいて較正値を計算し、較正部３５に提供する。
【００３０】
較正値計算部３４は、図４に示すように、基準となるテーブルを記憶している。このテーブルは、視線方向と眼電位の値との対応関係を規定した視線方向−眼電位テーブル（以下、「較正テーブル」）。基準となる較正テーブルには、基準となる瞬目波形が関連付けられている。この瞬目波形では、極大値及び極小値の間の眼電位の値が１．０αマイクロボルト（μＶ）とされている。以上の較正テーブル及び瞬目波形は、瞬目に伴って発生する眼電位の値が１．０αμＶである場合に、基準の較正テーブルにて規定された視線方向と眼電位の値との対応関係が成立することを示している。
【００３１】
較正値計算部３４は、瞬目に伴う眼電位の値に基づいて、較正テーブルにて規定される眼電位の値を、基準の値から変更する。第一実施形態では、較正テーブルに規定される眼電位の値が「較正値」に相当する。例えば、ユーザ１の瞬目に伴う眼電位の値が基準の瞬目波形と実質同一の１．０αμＶである場合、較正値計算部３４は、較正テーブルの眼電位の値を基準の値から変更することなく、ユーザ１の較正テーブルとして設定する。そして較正値計算部３４は、設定したユーザ１の較正テーブルを較正部３５（図３参照）に提供する。
【００３２】
一方、ユーザ２の瞬目に伴う眼電位の値は、基準の瞬目波形とは異なっており、１．５αμＶであったとする。この場合、較正値計算部３４は、基準の瞬目波形における眼電位の値と、ユーザ２の瞬目に伴う眼電位の値との比（以下、「眼電位比」）に応じて、較正テーブルの眼電位の値を変更する。具体的に、較正値計算部３４は、基準の較正テーブルに規定された各眼電位の値に、ユーザ２の眼電位比（１．５α／１．０α＝１．５）を乗算した値を、ユーザ２の較正テーブルにおける各眼電位の値として設定する。
【００３３】
以上説明したように、ユーザの瞬目に伴う眼電位の値が大きくなるほど、眼電位比も大きくなる。故に、較正テーブルにて、各視線方向に対応付けられる眼電位の値も、瞬目時の眼電位が大きいほど、大きい値に設定される。その結果、図３に示す眼球運動検出部３２にて同一の眼電位が検出された場合でも、後述する較正部３５にて算出される視線方向は、小さい値となる。
【００３４】
加えて較正値計算部３４は、ユーザがウェアラブルデバイス１０を着用している期間、瞬目検出部３３にて検出された眼電位の値を継続的に取得し、較正テーブルを適宜更新する。較正値計算部３４は、過去の瞬目に伴う眼電位の値と、最新の瞬目に伴う眼電位の値とを比較する。過去の瞬目に伴う眼電位の値は、較正部３５にて使用中の較正テーブルの各値を計算した際に用いられた瞬目時の眼電位の値である。較正値計算部３４は、最新の眼電位の値が過去の眼電位の値から更新閾値を超えて乖離した場合に、較正テーブルの眼電位の値を再計算する。更新閾値は、予め設定された閾値であり、ユーザに個人内差が生じた場合に較正テーブルの更新が行われるよう調整されている。
【００３５】
以上により、例えば図５に示すように、ウェアラブルデバイス１０（図１参照）をユーザが装着した直後にて、瞬目に伴う眼電位の値として２．０αμＶが検出されたとする。この場合、較正値計算部３４は、眼電位比（２．０α／１．０α）を基準の較正テーブルの各眼電位の値に乗算し、装着直後のユーザに対応した較正テーブルを設定する。
【００３６】
その後、ユーザによるウェアラブルデバイス１０（図１参照）の継続使用により、瞬目波形が変化して、瞬目に伴う眼電位の値は１．０αμＶに低下したとする。このとき、最新の眼電位の値（１．０αμＶ）は、過去の眼電位の値（２．０αμＶ）から更新閾値を超えて乖離している。そのため較正値計算部３４は、最新の眼電位の値に基づいて、発生した個人内差に対応する新たな較正テーブルを設定する。較正値計算部３４にて設定された新たな較正テーブルは、図３に示す較正部３５に逐次提供される。
【００３７】
較正部３５は、眼球運動検出部３２による眼球運動の検出結果、即ち、眼球運動に伴う眼電位の値を継続的に取得している。加えて較正部３５は、ユーザの現在の状態に対応した較正テーブルを較正値計算部３４から逐次取得する。較正部３５は、眼球運動に伴う眼電位の値を、較正テーブルに規定された各眼電位の値を参照して較正することにより、ユーザの視線方向を算出する。
【００３８】
例えば図６に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．０αμＶであるユーザ１（図４参照）について、眼球運動検出部３２が３．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部３５は、較正値計算部３４にて設定されたユーザ１の較正テーブルを用いて、検出された３．０αμＶの眼電位の値を較正する。その結果、較正部３５は、ユーザ１の視線方向を、正面から右方に２２度と算出する。
【００３９】
また図７に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．５αμＶであるユーザ２（図４参照）について、眼球運動検出部３２が３．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部３５は、較正値計算部３４にて設定されたユーザ２の較正テーブルを用いて、検出された３．０αμの眼電位の値を較正する。その結果、較正部３５は、ユーザ２の視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。以上のように、瞬目に伴う眼電位の値に基づいて各ユーザに対応した較正テーブルが設定されることで、較正部３５は、眼球運動に伴う眼電位の値からユーザの視線方向を精度良く推定できる。
【００４０】
加えて図８に示すように、瞬目波形の眼電位の値が２．０αμＶである装着直後のユーザ（図５参照）について、眼球運動検出部３２が４．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部３５は、現在のユーザの状態に対応した較正テーブルを用いて、検出された４．０αμＶの眼電位の値を較正する。その結果、較正部３５は、ユーザの視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。
【００４１】
さらに図９に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．０αμＶとなったユーザ（図５参照）について、眼球運動検出部３２が２．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合も、較正値計算部３４による較正テーブルの更新により、較正部３５は、現在のユーザの状態に対応する較正テーブルを用いて、検出された２．０αμＶの眼電位の値を較正できる。その結果、較正部３５は、ユーザの視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。以上のように、ウェアラブルデバイス１０（図１参照）の使用中においても瞬目に伴う眼電位の値に基づいて較正テーブルが更新されることで、較正部３５は、眼球運動に伴う眼電位の値からユーザの視線方向を精度良く推定できる。
【００４２】
以上説明したように、較正テーブルの設定及び更新を行う較正値設定処理と、ユーザの視線方向を算出する視線方向算出処理とが、視線計測回路２０では併行して行われる。これら較正値設定処理及び視線方向算出処理の詳細を、図１０及び図１１に基づき、図２を参照しつつ説明する。図１０及び図１１に示す各処理は、ユーザによるウェアラブルデバイス１０の装着を検知した視線計測回路２０によって開始され、ユーザがウェアラブルデバイス１０を外すまで継続実施される。
【００４３】
まず図１０に基づき、較正値設定処理の詳細を説明する。較正値設定処理のＳ１０１では、眼電位の値の推移を示す眼電位信号を取得し、Ｓ１０２に進む。Ｓ１０２では、Ｓ１０１にて取得の眼電位信号の波形から瞬目に伴う波形を検出し、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３では、Ｓ１０２にて瞬目の検出があったか否かを判定する。Ｓ１０３にて、瞬目の検出が無いと判定した場合、Ｓ１０１に戻る。一方、Ｓ１０３にて、瞬目の検出があったと判定した場合、Ｓ１０４に進む。
【００４４】
Ｓ１０４では、最新の眼電位の値と、過去の眼電位の値とを比較し、Ｓ１０５に進む。Ｓ１０５では、Ｓ１０４の比較結果に基づき、最新の眼電位の値が過去の眼電位の値から更新閾値を超えて乖離しているか否かを判定する。Ｓ１０５にて、最新の眼電位の値が過去の眼電位の値から乖離していないと判定した場合、Ｓ１０１に戻る。その結果、現在の較正テーブの使用が継続される。
【００４５】
一方、Ｓ１０５にて、最新の眼電位の値が過去の眼電位の値から乖離していると判定した場合、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６では、瞬目に伴う最新の眼電位の値に基づき、較正値である較正テーブルの各眼電位の値を再計算し、新たな較正テーブルを設定して、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７では、Ｓ１０６にて新たに設定した較正テーブルで、それまで使用していた較正テーブルを更新し、Ｓ１０１に戻る。
【００４６】
次に図１１に基づき、視線方向算出処理の詳細を説明する。視線方向算出処理のＳ１１１では、眼電位の値の推移を示す眼電位信号を取得し、Ｓ１１２に進む。Ｓ１１２では、Ｓ１１１にて取得の眼電位信号の波形から眼球運動に伴う波形を検出し、Ｓ１１３に進む。Ｓ１１３では、Ｓ１１２にて検出された眼球運動に伴う眼電位の値を、較正値設定処理によって設定された較正テーブルに基づいて較正し、ユーザの視線方向を算出して、Ｓ１１１に戻る。Ｓ１１３にて算出された視線方向を示す情報は、通信モジュール１２により、スマートフォン等に逐次送信される。
【００４７】
ここまで説明した第一実施形態では、瞬目に伴う眼電位の値と、眼球運動に伴う眼電位の値との相関が見出されたことにより、ウェアラブルデバイス１０は、瞬目に伴う眼電位の値を用いて、眼球運動の較正値である較正テーブルの各値を計算できる。そしてウェアラブルデバイス１０は、設定した較正テーブルに基づくことにより、眼球運動に伴う眼電位の値を精度良く較正し、視線方向を算出可能となる。
【００４８】
以上のように、瞬目による較正が可能となれば、例えば各電極１３〜１５のずれやユーザの発汗等に起因して、各電極１３〜１５と皮膚の間のインピーダンスに変化が生じたとしても、較正のためのユーザの特別な動作は不要になる。したがって、ウェアラブルデバイス１０は、較正のためのユーザの負担を軽減したうえで、眼電位による視線方向の計測精度を確保することができる。
【００４９】
さらに、瞬目に伴う眼電位の値を用いて較正テーブルを設定すれば、ユーザがウェアラブルデバイス１０を使用中の較正だけでなく、従来必要とされていたウェアラブルデバイス１０の使用を開始前の較正も、不要になる。その結果、較正のための動作がユーザに要求されないため、較正に係るユーザの負担は、実質的にゼロとなり得る。したがって、ウェアラブルデバイス１０は、個人差の較正に係るユーザの負担をなくすことができ、且つ、自動での逐次較正によって視線の計測精度を維持確保又は向上させることができる。
【００５０】
加えて第一実施形態では、較正値の計算に、複数回の瞬目の各々にて計測された眼電位の値が用いられる。故に、ウェアラブルデバイス１０は、外乱等に起因する較正値の変動を抑えて、妥当性の高い較正値を安定的に計算できる。以上によれば、視線方向の計測精度は、安定的に向上可能となる。さらに、複数回分の瞬目による眼電位の平均値を用いれば、較正値である較正テーブルの各眼電位の値は、いっそう妥当性の高い値となる。
【００５１】
さらに第一実施形態では、ユーザがウェアラブルデバイス１０を継続使用した際に、瞬目に伴う眼電位の値が更新閾値を超えて変化すると、較正テーブルの各値は、瞬目に伴う最新の眼電位の値に基づき、再計算される。こうした較正テーブルの更新によれば、皮膚及び各電極１３〜１５間のインピーダンスの変化や疲労等に起因してユーザに生じる眼電位の大きさが変動したとしても、較正テーブルの各眼電位の値は、発生した個人内差に対応した値となり得る。以上によれば、ウェアラブルデバイス１０は、ユーザに個人内差が生じた場合でも、高精度の視線方向の算出を継続できる。
【００５２】
尚、第一実施形態において、ウェアラブルデバイス１０が「視線計測装置」に相当し、中央電極１３、左側電極１４、及び右側電極１５がそれぞれ「電極」に相当する。
【００５３】
（第二実施形態）
図１２〜図１７に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、較正値計算部２３４による較正値の設定方法、及び較正部２３５による眼電位の較正方法が第一実施形態とは異なっている。以下、第二実施形態の較正値計算部２３４及び較正部２３５にて実施される処理の詳細を順に説明する。
【００５４】
較正値計算部２３４は、図１２及び図１３に示すように、第一実施形態と実質同一の基準となる瞬目波形を記憶している。較正値計算部２３４は、瞬目検出部３３（図３参照）から取得するユーザの瞬目波形と、基準の瞬目波形とに基づいて、較正値を計算する。具体的に、較正値計算部２３４は、基準の瞬目波形の眼電位をユーザの瞬目波形の眼電位で除算することにより、較正値を設定する。
【００５５】
例えば図１２に示すように、ユーザ１の瞬目に伴う眼電位の値が基準の瞬目波形と実質同一の１．０αμＶである場合、較正値計算部２３４は、較正値を１．０とする。また、ユーザ２の瞬目に伴う眼電位の値が１．５αμＶである場合、較正値計算部２３４は、較正値を０．６６…とする。以上のように、ユーザの瞬目に伴う眼電位の値が大きくなるほど、較正値は、小さい値に設定される。較正値計算部２３４は、設定した各ユーザの較正値を、較正部２３５（図１４等参照）に提供する。
【００５６】
加えて較正値計算部２３４は、ユーザがウェアラブルデバイス１０（図１参照）を着用している期間、瞬目検出部３３（図３参照）にて検出された眼電位の値を継続的に取得し、較正値を適宜更新する。較正値計算部２３４は、最新の眼電位の値が過去の眼電位の値から更新閾値を超えて乖離した場合に、較正値を再計算する。
【００５７】
以上により、例えば図１３に示すように、ウェアラブルデバイス１０（図１参照）をユーザが装着した直後にて、瞬目に伴う眼電位の値として２．０αμＶが検出されたとする。この場合、較正値計算部２３４は、較正値を０．５とする。その後、ユーザの瞬目波形が変化して、瞬目に伴う眼電位の値が１．０αμＶに低下した場合、較正値計算部２３４は、最新の眼電位の値に基づき、新たに較正値を１．０に設定する。
【００５８】
図１４〜図１７に示す較正部２３５は、較正値計算部２３４から較正値を随時取得する。較正部２３５には、第一実施形態と実質同一の基準となる較正テーブルが記憶されている。較正部２３５は、眼球運動に伴う眼電位の値をユーザに対応した較正値で較正することにより、較正された眼電位（以下、「較正眼電位」）の値を算出する。そして較正部２３５は、算出した較正眼電位の値と、基準となる較正テーブルとを用いて、ユーザの視線方向を算出する。
【００５９】
例えば図１４に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．０αμＶであるユーザ１（図１２参照）について、眼球運動検出部３２が３．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部２３５は、較正値計算部２３４にて設定されたユーザ１の較正値（１．０）を用いて、検出された３．０αμＶの眼電位の値を較正し、較正眼電位（３．０αμＶ）を求める。そして較正部２３５は、較正眼電位の値と基準となる較正テーブルの各値とに基づき、ユーザ１の視線方向を、正面から右方に２２度と算出する。
【００６０】
また図１５に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．５αμＶであるユーザ２（図１２参照）について、眼球運動検出部３２が３．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部２３５は、較正値計算部２３４にて設定されたユーザ２の較正値（０．６６…）用いて、検出された３．０αμＶの眼電位の値を較正し、較正眼電位（２．０αμＶ）を求める。そして較正部２３５は、較正眼電位の値と基準となる較正テーブルの各値とに基づき、ユーザ２の視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。
【００６１】
加えて図１６に示すように、瞬目波形の眼電位の値が２．０αμＶである装着直後のユーザ（図１３参照）について、眼球運動検出部３２が４．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合、較正部２３５は、現在のユーザの状態に対応した較正値（０．５）を用いて、検出された４．０αμＶの眼電位の値を較正し、較正眼電位（２．０αμＶ）を求める。そして較正部２３５は、較正眼電位の値と基準となる較正テーブルの各値とに基づき、ユーザの視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。
【００６２】
さらに図１７に示すように、瞬目波形の眼電位の値が１．０αμＶとなったユーザ（図１３参照）について、眼球運動検出部３２が２．０αμＶの眼電位を検出したとする。この場合も、較正値計算部２３４による較正テーブルの更新により、較正部２３５は、現在のユーザの状態に対応する較正テーブルを用いて、検出された２．０αμＶの眼電位の値を較正し、較正眼電位（２．０αμＶ）を求める。そして較正部２３５は、較正眼電位の値と基準となる較正テーブルの各値とに基づき、ユーザの視線方向を、正面から右方に１７度と算出する。以上のように、第二実施形態でも、ウェアラブルデバイス１０（図１参照）の使用中において較正値が更新されることで、較正部２３５は、ユーザの視線方向を精度良く推定できる。
【００６３】
ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、瞬目に伴う眼電位の値を用いた較正値の計算が可能である。故に、ユーザの負担を実質的になくしたうえで、眼電位の補正を頻繁に行うことが可能になる。したがって、時間変化に伴う計測精度の低下を防ぎ、眼電位に基づき高精度な視線方向の計測が可能となる。
【００６４】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００６５】
上記実施形態では、三つの電極がユーザの両眼の間に配置されていたが、電極の配置及び個数は、適宜変更可能である。例えば、左眼及び右眼をそれぞれ挟むように、一対ずつの電極が配置されていてもよい。また、基準となる電位を計測する電極は、中央電極１３（図１参照）に限定されず、適宜変更可能である。さらに、上記実施形態では、両眼の眼電位が計測されていたが、視線計測装置は、例えば左眼及び右眼の一方のみの眼電位から、ユーザの視線方向を計測する形態であってもよい。
【００６６】
上記実施形態において、瞬目波形における極大値及び極小値の差分の値が瞬目に伴う眼電位の値として用いられていた。しかし、瞬目に伴う眼電位の値の規定方法は、適宜変更可能である。例えば、瞬目に伴う眼電位の値は、瞬目波形における正側又は負側の絶対値であってもよい。
【００６７】
上記実施形態では、複数回分の瞬目の眼電位を平均した平均値が、較正テーブル及び較正値の設定に用いられていた。しかし、複数回分の瞬目による各眼電位の最大値又は最小値、或いは複数回分の瞬目による各眼電位の中央値が、較正テーブル及び較正値の設定に用いられてもよい。さらに、一回の瞬目の眼電位の値だけに基づいて、較正テーブル及び較正値が計算されてもよい。
【００６８】
上記第一実施形態では、眼球運動に伴う眼電位の値は、較正テーブルを用いて較正されていたが、眼球運動に伴う眼電位の値を較正する具体的な計算処理の方法は、適宜変更可能である。例えば、眼電位の値の較正は、眼電位と視線方向との相関関係を特定の関数で表し、その関数の係数を変更することにより、実現されていてもよい。また、複数の計算処理の方法を組み合わせて、眼球運動に伴う眼電位の値が較正されてもよい。
【００６９】
上記実施形態の較正テーブルに規定された眼電位と視線方向との相関では、眼電位の値が大きくなるに従い、眼電位の増加幅に対し視線方向の増加幅が縮小していた。しかし、較正テーブルにおける眼電位と視線方向との具体的な相関は、例えば電極の配置等に応じて、適正に変更されてよい。例えば、眼電位と視線方向とが概ね正比例の関係であってもよい。さらに、眼電位の値が大きくなるに従い、眼電位の増加幅に対し視線方向の増加幅の拡大する相関関係が較正テーブルに規定されていてもよい。
【００７０】
上記実施形態における較正テーブル及び較正値は、瞬目に伴う眼電位の値に更新閾値を超える乖離が生じた場合に、更新されていた。しかし、較正テーブル及び較正値を更新するタイミングは、適宜変更可能である。例えば、一定時間が経過した場合に、瞬目に伴う最新の眼電位に基づいて較正テーブル又は較正値が更新されてもよい。さらに、瞬目に伴う眼電位が取得される度に、毎回、更新処理が行われてもよい。また、ユーザによって更新を指示する操作が入力された場合に、更新処理が実施されてもよい。或いは、較正テーブル及び較正値等は、ウェアラブルデバイスをユーザが外すまで、更新されなくてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、各眼電位の値に係数「α」を付けて説明していたが、「α」の具体的な値は、ウェアラブルデバイスの電極の材質及び形態等に応じて、適宜変化してよい。また上記実施形態では、正面から右方へ向けられた視線方向の計測を具体例として説明したが、ウェアラブルデバイスは、上下方向及び左方向へ向けられた視線方向についても、当然に較正及び計測可能である。さらに、眼球運動検出部に検出されたユーザの眼電位又は較正眼電位が較正テーブルに規定された各眼電位の中間の値である場合、較正部は、テーブルの各値を適宜補完して、視線方向を計算できる。
【００７２】
上記実施形態では、メガネ型のウェアラブルデバイスに組み込まれた視線計測装置に本開示の特徴部分を適用した例を説明したが、視線計測装置の形態は、メガネ型のウェアラブルデバイスに限定されない。例えば、メガネ型とは異なる態様のウェアラブルデバイス、医療用の視線計測装置、及びパーソナルコンピュータと接続された視線入力装置等に、本開示の特徴部分は適用可能である。さらに、プロセッサによる視線計測プログラムの実行により、ウェアラブルデバイス等で計測された眼電位信号を取得し、視線方向を算出するスマートフォン及びタブレット等の携帯端末が、視線計測装置に相当してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０  ウェアラブルデバイス（視線計測装置）、１３  中央電極（電極）、１４  左側電極（電極）、１５  右側電極（電極）、２１  プロセッサ、３１  眼電位測定部、３２  眼球運動検出部、３３  瞬目検出部、３４，２３４  較正値計算部、３５，２３５  較正部
【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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【図１６】
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【図１７】
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