(57)【要約】【課題】適切に瞬目を検出すること。【解決手段】プログラムであって、眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得ステップと、所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは眼電図信号と眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶部に記憶する記憶ステップと、記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出ステップと、閾値を用いて、眼電図信号又は差分信号から瞬目を検出する検出ステップと、をコンピュータに実行させる。【選択図】図７
2015213734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得ステップと、
所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出ステップと、
前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２】
前記閾値は、前記記憶部に最大値及び／又は最小値が記憶される度に更新される請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
前記記憶ステップは、
極大値である最大値と、極小値である最小値とを前記記憶部に記憶する請求項１又は２記載のプログラム。
【請求項４】
前記閾値算出ステップは、
前記記憶部に記憶された最大値を用いて第１閾値を算出し、前記記憶部に記憶された最小値を用いて第２閾値を算出し、
前記検出ステップは、
前記第１閾値及び前記第２閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する請求項１乃至３いずれか一項に記載のプログラム。
【請求項５】
前記閾値算出ステップは、
前記記憶部に記憶された最大値及び最小値に対し、平均値及び標準偏差を算出する第１算出ステップと、
前記最大値の平均値及び標準偏差に基づく前記第１閾値と、前記最小値の平均値及び標準偏差に基づく前記第２閾値とを算出する第２算出ステップと、
を含む請求項４記載のプログラム。
【請求項６】
前記第２算出ステップは、
前記最大値の平均値に、前記最大値の標準偏差に係数を乗算した値を加算した値を前記第１閾値とし、前記最小値の平均値から、前記最小値の標準偏差に係数を乗算した値を減算した値を前記第２閾値とする請求項５記載のプログラム。
【請求項７】
前記検出ステップは、
前記第１閾値以上の前記最大値の第１時刻と、前記第２閾値以下の前記最小値の第２時刻であって、該第１時刻以降の直近にある第２時刻との差が所定時間以内であれば、瞬目を検出する請求項４乃至６いずれか一項に記載のプログラム。
【請求項８】
前記閾値算出ステップは、
前記眼電図信号又は前記差分信号の強度に基づくモード判定を行う判定ステップと、
判定されたモードに応じて係数を決定する決定ステップと、
前記記憶部に記憶された最大値及び最小値それぞれの平均を算出する第１算出ステップと、
前記最大値の平均及び前記係数に基づく第１閾値と、前記最小値の平均及び前記係数に基づく第２閾値とを算出する第２算出ステップと、
を含む請求項１乃至３いずれか一項に記載のプログラム。
【請求項９】
前記第１算出ステップは、
前記瞬目として検出された過去の眼電図信号又は差分信号の最大値又は最小値を、前記平均の算出処理から除外する請求項８記載のプログラム。
【請求項１０】
眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得部と、
所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出部と、
備える情報処理装置。
【請求項１１】
眉間部と、
一対のノーズパッドを有するフレームと、
前記一対のノーズパッドそれぞれの表面に設けられる第１電極及び第２電極と、
前記眉間部の表面に設けられる第３電極と、
各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得部と、
所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出部と、
前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出部と、
備えるアイウエア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラム、情報処理装置、及びアイウエアに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡のフレームに取り付けられた眼電図入力電極や脳電図入力電極を用いて、睡眠を検出及び防止するためのサングラス型装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６４５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、眼周辺に各電極を接触させ、各電極が検出した眼電位を用いて瞬目を検出する場合、対象者の疲労状態などに応じて眼電位の大きさが変動するため、瞬目を判断するための閾値などの設定が難しく、適切に瞬目を検出できないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、適切に瞬目を検出することができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様におけるプログラムは、眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得ステップと、所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶部に記憶する記憶ステップと、前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出ステップと、前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出ステップと、をコンピュータに実行させる。
【０００７】
また、前記閾値は、前記記憶部に最大値及び／又は最小値が記憶される度に更新されてもよい。
【０００８】
また、前記記憶ステップは、極大値である最大値と、極小値である最小値とを前記記憶部に記憶するようにしてもよい。
【０００９】
また、前記閾値算出ステップは、前記記憶部に記憶された最大値を用いて第１閾値を算出し、前記記憶部に記憶された最小値を用いて第２閾値を算出し、前記検出ステップは、前記第１閾値及び前記第２閾値を用いて、前記眼電図信号から瞬目を検出してもよい。
【００１０】
また、前記閾値算出ステップは、前記記憶部に記憶された最大値及び最小値に対し、平均値及び標準偏差を算出する第１算出ステップと、前記最大値の平均値及び標準偏差に基づく前記第１閾値と、前記最小値の平均値及び標準偏差に基づく前記第２閾値とを算出する第２算出ステップと、を含んでもよい。
【００１１】
また、前記第２算出ステップは、前記最大値の平均値に、前記最大値の標準偏差に係数を乗算した値を加算した値を前記第１閾値とし、前記最小値の平均値から、前記最小値の標準偏差に係数を乗算した値を減算した値を前記第２閾値としてもよい。
【００１２】
また、前記検出ステップは、前記第１閾値以上の前記最大値の第１時刻と、前記第２閾値以下の前記最小値の第２時刻であって、該第１時刻以降の直近にある第２時刻との差が所定時間以内であれば、瞬目を検出してもよい。
【００１３】
また、前記閾値算出ステップは、前記眼電図信号又は前記差分信号の強度に基づくモード判定を行う判定ステップと、判定されたモードに応じて係数を決定する決定ステップと、前記記憶部に記憶された最大値及び最小値それぞれの平均を算出する第１算出ステップと、前記最大値の平均に前記係数を乗算した第１閾値と、前記最小値の平均に前記係数を乗算した第２閾値とを算出する第２算出ステップと、を含んでもよい。
【００１４】
また、前記第１算出ステップは、前記瞬目として検出された過去の眼電図信号又は差分信号の最大値又は最小値を、前記平均の算出処理から除外してもよい。
【００１５】
また、本発明の他の態様における情報処理装置は、眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得部と、所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出部と、前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出部と、備える。
【００１６】
また、本発明の他の態様におけるアイウエアは、眉間部と、一対のノーズパッドを有するフレームと、前記一対のノーズパッドそれぞれの表面に設けられる第１電極及び第２電極と、前記眉間部の表面に設けられる第３電極と、各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する取得部と、所定期間毎の前記眼電図信号の最大値及び／又は最小値、あるいは前記眼電図信号と該眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する閾値算出部と、前記閾値を用いて、前記眼電図信号又は前記差分信号から瞬目を検出する検出部と、備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、適切に瞬目を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１におけるメガネの一例を概略的に示す図である。
【図２】実施例１における処理装置の一例を示すブロック図である。
【図３】使用者に対する電極の接触位置を概略的に示す図である。
【図４】実施例１における増幅部の構成の一例を示す図である。
【図５】バッファアンプを設ける理由を説明するための図である。
【図６】実施例１における増幅部の構成の他の例を示す図である。
【図７】実施例１における外部装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号の一例を示す図である。
【図９】連続で瞬きをした場合の眼電図信号の一例を示す図である。
【図１０】実施例１における瞬目検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１における閾値算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１におけるメガネの他の例を概略的に示す図である。
【図１３】実施例２における外部装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】眼電図信号のノイズを説明するための図である。
【図１５】小さい係数に基づく閾値を用いる場合の瞬目検出を説明するための図である。
【図１６】大きい係数に基づく閾値を用いる場合の瞬目検出を説明するための図である。
【図１７】実施例２におけるモードに応じた係数に基づく閾値の一例を示す図である。
【図１８】実施例２における瞬目検出処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
【００２０】
［実施例１］
図１は、実施例１におけるメガネ１００の一例を概略的に示す図である。メガネ１００は、レンズ１１０及びフレーム１２０を備える。メガネ１００及びフレーム１２０は、アイウエアの一例である。
【００２１】
フレーム１２０は、一対のレンズ１１０を支持する。フレーム１２０は、リム１２２と、眉間部（例えばブリッジ）１２４と、ヨロイ１２６と、丁番１２８と、テンプル１３０と、モダン１３２と、一対のノーズパッド１４０と、第１電極１５２と、第２電極１５４と、第３電極１５６と、接地電極１５８と、電線（不図示）と、処理装置２００と、増幅部２５０とを有する。なお、メガネ１００の種類によっては、一枚レンズを用いることでフレームのブリッジ部分がない場合がある。この場合、一枚レンズの眉間部分を眉間部とする。
【００２２】
一対のノーズパッド１４０は、右ノーズパッド１４２及び左ノーズパッド１４４を含む。リム１２２、ヨロイ１２６、丁番１２８、テンプル１３０、及びモダン１３２は、それぞれ左右一対に設けられる。
【００２３】
リム１２２は、レンズ１１０を保持する。ヨロイ１２６は、リム１２２の外側に設けられ、丁番１２８によりテンプル１３０を回転可能に保持する。テンプル１３０は、使用者の耳の上部を押圧して、この部位を挟持する。モダン１３２は、テンプル１３０の先端に設けられる。モダン１３２は、使用者の耳の上部に接触する。なお、モダン１３２は、必ずしもメガネ１００に設ける必要はない。
【００２４】
第１電極１５２及び第２電極１５４は、一対のノーズパッド１４０のそれぞれの表面に設けられ、眼電位を検出する。例えば、第１電極１５２は、右ノーズパッド１４２に設けられ、第２電極１５４は、左ノーズパッド１４４に設けられる。
【００２５】
第１電極１５２は、使用者の右眼の眼電位を検出する。第２電極１５４は、使用者の左眼の眼電位を検出する。このように、眼電位を検出するための電極を、使用者の皮膚に必然的に接触するノーズパッドの表面に設ける。これにより、使用者の眼の周囲に二対の電極を接触させるのに比べて、使用者の皮膚に与える負担を軽減することができる。
【００２６】
第３電極１５６は、眉間部１２４の表面に設けられ、眼電位を検出する。接地電極１５８は、モダン１３２の表面に設けられる。メガネ１００にモダン１３２がない場合は、接地電極１５８は、テンプル１３０の先に設けられる。実施例１では、接地電極１５８は、左側のモダン１３２の表面に設けられる。第１電極１５２、第２電極１５４及び第３電極１５６が検出する電位は、接地電極１５８が検出する電位を基準としてもよい。
【００２７】
処理装置２００は、例えば、テンプル１３０に設けてもよい。これにより、メガネ１００を正面から見たときのデザイン性を損なうことがない。処理装置２００の設置位置は、必ずしもテンプル１３０である必要はないが、メガネ１００を装着した際のバランスを考慮して位置決めすればよい。処理装置２００は、電線を介して増幅部２５０に接続される。なお、処理装置２００と、増幅部２５０とは、無線を介して接続されてもよい。
【００２８】
増幅部２５０は、第１電極１５２、第２電極１５４及び第３電極１５６の近傍に設けられ、増幅対象の各電極と電線を介して接続される。増幅部２５０は、各電極が検出した眼電位を示す眼電図信号を取得する。例えば、増幅部２５０は、第１電極１５２、第２電極１５４及び第３電極１５６により検出された眼電位を示す眼電図信号を増幅する。
【００２９】
また、増幅部２５０は、眼電図信号を処理する処理部を有していれば、増幅する前又は増幅した後の各眼電図信号に対し、加減処理を行ってもよい。例えば、増幅部２５０は、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位を示す基準眼電図信号を求めてもよい。また、増幅部２５０は、第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位を示す基準眼電図信号を求めてもよい。増幅部２５０により増幅又は処理された信号は、処理装置２００に出力される。
【００３０】
外部装置３００は、通信機能を有する情報処理装置である。例えば、外部装置３００は、使用者が所持する携帯電話及びスマートフォン等の携帯通信端末等である。外部装置３００は、送信部２２０から受信した眼電図信号に基づく処理を実行する。例えば、外部装置３００は、受信した眼電図信号から、使用者の瞬目の回数が増加していることを検出した場合などに、居眠りを防止するための警告を発する。外部装置３００の詳細については後述する。
【００３１】
＜処理装置の構成＞
図２は、実施例１における処理装置２００の一例を示すブロック図である。図２に示すように、処理装置２００は、処理部２１０、送信部２２０、及び電源供給部２３０を有する。第１電極１５２、第２電極１５４、第３電極１５６は、例えば増幅部２５０を介して処理部２１０に接続される。
【００３２】
処理部２１０は、増幅部２５０から増幅された眼電図信号を取得し、処理する。例えば、処理部２１０は、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位を示す基準眼電図信号を処理してもよい。なお、基準眼電図信号は、説明の便宜上「基準」を付したが、眼電図信号に含まれる。また、処理部２１０は、第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位を示す基準眼電図信号を処理してもよい。
【００３３】
このとき、処理部２１０は、右眼及び左眼において、各電極から検出された眼電位に基づいて、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号となるように処理を行ってもよい。
【００３４】
他にも、処理部２１０は、取得した眼電図信号がデジタル化されていなければ、デジタル化処理を行ったり、各電極から増幅された眼電図信号を取得した場合には、眼電図信号の加減処理を行ったりする。また、処理部２１０は、増幅部２５０から取得した眼電図信号をそのまま送信部２２０に送信してもよい。
【００３５】
送信部２２０は、処理部２１０によって処理された眼電図信号を外部装置３００に送信する。例えば、送信部２２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び無線ＬＡＮ等の無線通信、又は有線通信によって眼電図信号を外部装置３００に送信する。電源供給部２３０は、処理部２１０、送信部２２０、及び増幅部２５０に電力を供給する。
【００３６】
図３は、使用者に対する電極の接触位置を概略的に示す図である。第１接触位置４５２は、第１電極１５２の接触位置を表す。第２接触位置４５４は、第２電極１５４の接触位置を表す。第３接触位置４５６は、第３電極１５６の接触位置を表す。水平中心線４６０は、右眼４０２の中心と左眼４０４の中心とを結んだ水平方向の中心線を表す。垂直中心線４６２は、右眼４０２と左眼４０４との中心において水平中心線４６０と直交する中心線を表す。
【００３７】
第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４は、水平中心線４６０よりも下側に位置することが望ましい。また、第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４は、第１接触位置４５２と第２接触位置４５４との中心を結ぶ線分が、水平中心線４６０と平行になるべく配置されることが望ましい。
【００３８】
また、第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４は、第１接触位置４５２から右眼４０２への距離と、第２接触位置４５４と左眼４０４との距離が等しくなるべく配置されることが望ましい。また、第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４は、互いに一定の距離以上離間していることが望ましい。
【００３９】
第３接触位置４５６は、垂直中心線４６２上に位置することが望ましい。また、第３接触位置４５６は、水平中心線４６０よりも上側であって、第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４から離れた位置であることが望ましい。また、例えば、第３接触位置４５６と右眼４０２との距離は、右眼４０２と第１接触位置４５２との距離よりも離間させ、左眼４０４との距離は、左眼４０４と第２接触位置４５４との距離よりも離間させてよい。
【００４０】
眼球は、角膜側が正に帯電しており、網膜側が負に帯電している。したがって、視線が上に移動した場合、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位及び第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位が負となる。視線が下に移動した場合、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位及び第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位が正となる。
【００４１】
視線が右に移動した場合、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位が負となり、第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位が正となる。視線が左に移動した場合、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位が正となり、第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位が負となる。
【００４２】
第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位及び第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位を検出することによって、好適にノイズの影響を軽減することができる。第３接触位置４５６を第１接触位置４５２及び第２接触位置４５４から可能な限り離間させるべく、眉間部１２４は、リム１２２の上端又はその近傍に配置されてもよい。また、眉間部１２４の中心よりも上側に第３電極１５６は設けられてもよい。この場合、第３電極１５６の配置位置として、縦幅の広い眉間部１２４を採用することが望ましい。
【００４３】
なお、処理部２１０は、第３電極１５６を基準とした第１電極１５２の電位を検出する代わりに、基準電極を基準とした第１電極１５２の電位から、基準電極を基準とした第３電極１５６の電位を減じてもよい。そして同様に、処理部２１０は、第３電極１５６を基準とした第２電極１５４の電位を検出する代わりに、基準電極を基準とした第２電極１５４の電位から、基準電極を基準とした第３電極１５６の電位を減じてもよい。
【００４４】
基準電極としては、接地電極１５８を用いてもよい。また、メガネ１００の、第１電極１５２、第２電極１５４及び第３電極１５６から離間した位置に、別途基準電極を設けてもよい。例えば、基準電極は、右側のモダン１３２に設けられてもよい。また、基準電極は、右側のテンプル１３０の使用者の肌に接する部位に設けられてもよい。
【００４５】
なお、基準電極を基準とした第１電極１５２の電位から第３電極１５６の電位を減じる処理、及び基準電極を基準とした第２電極１５４の電位から第３電極１５６の電位を減じる処理は、処理部２１０が実行してもよく、増幅部２５０又は外部装置３００が実行してもよい。この場合、処理対象の電位を示す信号は、増幅部２５０により増幅されている。
【００４６】
＜増幅部の構成＞
次に、増幅部２５０の構成について説明する。図４は、実施例１における増幅部２５０の構成の一例を示す図である。図４に示すように、増幅部２５０は、第１アンプ２６０及び第２アンプ２７０を有する。第１アンプ２６０は、第２アンプ２７０の前段に位置し、バッファアンプとして機能するアンプである。以下、第１アンプ２６０をバッファアンプ２６０とも称する。第２アンプ２７０は、メインのアンプとして機能するアンプである。以下、第２アンプ２７０は、メインアンプ２７０とも称する。メインアンプ２７０により増幅された信号は処理装置２００に有線又は無線を用いて出力される。
【００４７】
増幅部２５０の設置位置は、眉間部１２４部分であることが望ましい。なお、増幅部２５０は、眉間部１２４に埋め込むようにして設けてもよい。前述したとおり、各電極は可能な限り離間させた方が望ましいが、各電極の設置位置はフレーム１２０の形状に依存してしまうため、離間させるにしても限界がある。
【００４８】
このため、各電極の電位差が十分な大きさにならない場合があり、各電極で検出された小さい電位を示す眼電図信号にノイズが混入してしまうと、十分な精度の電位を検出することが困難になってしまう。
【００４９】
そこで、実施例１においては、検出された眼電図信号にノイズが混入する前に増幅することを目的として、増幅部２５０は、第１電極１５２、第２電極１５４及び第３電極１５６の近傍に設けられる。例えば、増幅部２５０は、各電極に近く、比較的フレーム１２０にスペースが存在する眉間部１２４部分に設けることが好ましい。これにより、各電極により検出された眼電図信号が電線を通過する間に、ノイズが混入して眼電図信号の精度を低下させるリスクを減らすことができる。
【００５０】
次に、メインアンプ２７０の前段の位置にバッファアンプ２６０を設ける理由を、図５を用いて説明する。図５は、バッファアンプ２６０を設ける理由を説明するための図である。図５に示す例は、第３電極１５６を用いるが、第１電極１５２及び第２電極１５４においても同様である。
【００５１】
第３電極１５６は、メガネ１００を装着した際、人肌に触れるため、グランドとの間に抵抗Ｒ0が存在すると考えてよい。このとき、抵抗Ｒ0は、例えば数１００ｋΩである。また、メインアンプ２７０には、内部抵抗Ｒ1が存在する。このとき、メインアンプ２７０として通常のアンプを用いると、内部抵抗Ｒ1は、数１０ｋΩ〜数１００ｋΩである。
【００５２】
ここで、理想的にはメインアンプ２７０に電流が流れ込まないことであるが、内部抵抗Ｒ1が抵抗Ｒ0よりも小さいと、電流がメインアンプ２７０側に流れ込む。そうすると、電極の電圧Ｖｉとメインアンプ２７０の電圧Ｖｘとが分圧されて観測されてしまう。そこで、メインアンプ２７０の前段の位置にバッファアンプ２６０を設けてメインアンプ２７０側に電流が流れ込まないようにする。
【００５３】
図６は、実施例１における増幅部の構成の他の例を示す図である。図６に示す増幅部は、符号２５０Ａと表記される。増幅部２５０Ａは、バッファアンプ２６０、メインアンプ２７０、Ａ／Ｄ変換部２８０、及び無線通信部２９０を有する。バッファアンプ２６０及びメインアンプ２７０は、図４に示す機能と同様であるため、以下では、Ａ／Ｄ変換部２８０及び無線通信部２９０について主に説明する。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換部２８０は、メインアンプ２７０により増幅された信号をアナログからデジタルに変換する。Ａ／Ｄ変換部２８０は、デジタル変換した信号を無線通信部２９０に出力する。
【００５５】
無線通信部２９０は、Ａ／Ｄ変換部２８０により変換されたデジタル信号を、無線通信を用いて処理装置２００に送信する。よって、無線通信部２９０は、送信部として機能する。無線通信部２９０は、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び無線ＬＡＮ等の無線通信を用いる。また、無線通信部２９０は、外部装置３００にデジタル信号を直接送信してもよい。
【００５６】
なお、実施例１では、バッファアンプ２６０及びメインアンプ２７０を１つ設ける例を示したが、この場合は各電極からの眼電図信号に対して順番を決めて増幅していけばよい。また、各電極それぞれにバッファアンプ２６０及びメインアンプ２７０を設けてもよい。
【００５７】
＜外部装置の構成＞
次に、外部装置３００の構成について説明する。図７は、実施例１における外部装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、外部装置３００は、通信部３１０、記憶部３２０、及び制御部３３０を有する。
【００５８】
通信部３１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び無線ＬＡＮ等の無線通信、又は有線通信によって眼電図信号を受信する。なお、ここでは、受信した眼電図信号は、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号とする。通信部３１０は、受信した眼電図信号を制御部３３０に出力する。
【００５９】
制御部３３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、各部の制御を行ったり、各種の演算処理を行ったりする。図７に示す例では、制御部３３０は、取得部３４０、閾値算出部３５０、検出部３６０を有する。
【００６０】
取得部３４０は、眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。ここでいう垂直方向とは、顔を基準とした頭の上から下までの方向をいう。取得部３４０は、例えば、通信部３１０が受信した眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。
【００６１】
制御部３３０は、所定期間毎に、眼電図信号の最大値及び／又は最小値を記憶部３２０に記憶するようにする。所定期間は、例えば２００ｍｓｅｃとするが、この限りではない。また、所定期間は、時間窓を用いることで重複を許して時間的に変動するようにしてもよい。
【００６２】
制御部３３０は、各所定期間において、最大値が極大値である場合、及び最小値が極小値である場合に、極大値の最大値及び極小値の最小値を記憶部３２０に記憶するようにするとよい。これにより、ピークを記憶することができるようになるので、後述する閾値の精度を高めることができる。これは、ピークの１セットから瞬目が検出されるという知見に基づく。なお、記憶対象の最大値及び最小値の絶対値に下限を設けてもよい。これにより、閾値に影響を与える最大値及び最小値について、絶対値が小さすぎる最大値及び最小値を記憶することがないので、後述する閾値の精度をさらに高めることができる。また、制御部３３０は、眼電図信号に対して極大値及び極小値を検出し、この極大値及び極小値を記憶部３２０に記憶するようにしてもよい。
【００６３】
記憶部３２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、所定期間毎の眼電図信号の最大値（又は極大値）及び／又は最小値（又は極小値）を記憶する。例えば、記憶部３２０は、最大値用のＦＩＦＯバッファと、最小値用のＦＩＦＯバッファとを有する。ＦＩＦＯバッファは、最大値または最小値のデータにより記憶容量が一杯になったときは、最も古いデータが消去されて最新のデータが記憶されることにより、記憶領域に記憶されるデータが更新される。
【００６４】
また、記憶部３２０は、後述する瞬目検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する。このプログラムは、インターネット、又はＳＤカードなどの記録媒体を介して外部装置３００にインストールされてもよいし、プリインストールされていてもよい。また、このプログラムを記憶する記憶部は、記憶部３２０とは別であってもよい。
【００６５】
閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する。閾値算出部３５０は、例えば処理を簡略化するため、最大値又は最小値の絶対値の平均値等から閾値の絶対値を算出してもよい。
【００６６】
また、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された最大値を用いて第１閾値を算出し、また、記憶部３２０に記憶された最小値を用いて第２閾値を算出してもよい。ここで、第１閾値は、眼が垂直方向の上に動いたことを判定するために用いられ、第２閾値は、眼が垂直方向の下に動いたことを判定するために用いられる。これにより、上方向の眼の動き、下方向の眼の動きそれぞれに閾値を設定できるので、適切な閾値判定を行うことができる。
【００６７】
また、閾値算出部３５０は、第１算出部３５２及び第２算出部３５４を有する。第１算出部３５２は、最大値用のＦＩＦＯバッファに記憶されている最大値の平均値及び標準偏差を算出する。また、第１算出部３５２は、最小値用のＦＩＦＯバッファに記憶されている最小値の平均値及び標準偏差を算出する。
【００６８】
第２算出部３５４は、最大値の平均値及び標準偏差に基づいて第１閾値を算出し、最小値の平均値及び標準偏差に基づいて第２閾値を算出する。これにより、例えば対象者の直近の状態を示す眼電図信号を用いて閾値を設定することができる。また、第１閾値及び第２閾値は、対象者の直近の状態を示す信号の強度に追従して値を変更させることができる。
【００６９】
例えば、第２算出部３５４は、最大値の平均値に、最大値の標準偏差に係数を乗算した値を加算した値を第１閾値とする。第２算出部３５４は、最小値の平均値から、最小値の標準偏差に係数を乗算した値を減算した値を第２閾値とする。これにより、適切な閾値を設定することができる。
【００７０】
以上より、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に最大値及び／又は最小値が記憶される度に、第１閾値及び第２閾値を更新する。これにより、閾値算出部３５０は、過去の眼電図信号に基づいて閾値を設定することができるため、眠くなって眼の動きが遅くなり、眼電図信号が弱くなった場合であっても、その弱くなった信号に応じて閾値を設定することができるので、適切に瞬目を検出することができる。閾値算出部３５０は、算出された第１閾値及び第２閾値を検出部３６０に出力する。なお、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された極大値及び／又は極小値を用いて閾値を算出してもよい。例えば、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された所定個の極大値の平均を第１閾値としたり、記憶部３２０に記憶された所定個の極小値の平均を第２閾値としたりしてもよい。また、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された極大値及び極小値それぞれの標準偏差を用いて第１閾値及び第２閾値を算出してもよい。
【００７１】
検出部３６０は、第２算出部３５４により算出された第１閾値、及び第２閾値を用いて、眼電図信号から瞬目を検出する。例えば、検出部３６０は、第１閾値以上となる記憶部３２０に記憶された最大値の第１時刻と、第２閾値以下となる記憶部３２０に記憶された最小値の第２時刻との差分が所定時間以内であれば、瞬目を検出する。ここで、第２時刻は、第１時刻以降であって直近の時刻とする。所定時間は、例えば５００ｍｓｅｃとするがこの限りではない。
【００７２】
なお、検出部３６０は、右眼、左眼それぞれの眼電図信号を用いて瞬目を検出し、所定範囲内のタイミングで両目において瞬目が検出されたときに最終的な瞬目を検出してもよい。また、検出部３６０は、右眼と左眼は同様の動きをすることを前提とし、双方の眼電図信号の平均を用いて瞬目を検出してもよい。次に、具体的な眼電図信号を用いて瞬目検出アルゴリズムについて説明する。
【００７３】
＜瞬目検出アルゴリズムの例＞
図８は、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号の一例を示す図である。図８に示す眼電図信号Ｓ１は、片側の眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号である。ここで、図８を用いて瞬目検出アルゴリズムを説明する。
【００７４】
（１）所定期間ごとの最大値、最小値を求める
制御部３３０は、眼電図信号Ｓ１の所定期間Ｔ１（例えば５００ｍｓｅｃ）ごとの最大値、最小値を求める。
【００７５】
（２）最大値が極大値である場合、第１ＦＩＦＯバッファに保存する
制御部３３０は、（１）で求めた最大値が極大値である場合、第１ＦＩＦＯバッファ（記憶部３２０）に保存する。
【００７６】
（３）最小値が極小値である場合、第２ＦＩＦＯバッファに保存する
制御部３３０は、（１）で求めた最小値が極小値である場合、第１ＦＩＦＯバッファとは別領域の第２ＦＩＦＯバッファに保存（記憶部３２０）する。なお、（２）及び（３）について、順序は問わない。以降、第１ＦＩＦＯバッファ及び第２ＦＩＦＯバッファをまとめる場合は、単にバッファと称する。図８において、眼電図信号Ｓ１上にある黒点は、各期間において極大値又は極小値として検出された値を表す。なお、極大値及び極小値は、微分を用いて、例えば眼電図信号Ｓ１の差分信号を用いて求めることができる。
【００７７】
（４）バッファの容量分データが保存されたら、平均値及び標準偏差を算出する
第１算出部３５２は、第１ＦＩＦＯバッファに保存されている最大値の平均値（ａ１）及び標準偏差（ｂ１）を算出する。また、第１算出部３５２は、第２ＦＩＦＯバッファに保存されている最大値の平均値（ａ２）及び標準偏差（ｂ２）を算出する。
【００７８】
（５）閾値を算出する
第２算出部３５４は、（４）で算出された平均値及び標準偏差を用いて第１閾値及び第２閾値を算出する。第１閾値（Ｔｈ１）及び第２閾値（Ｔｈ２）は、以下の式で算出される。
Ｔｈ１＝ａ１＋Ｅ×ｂ１・・・式（１）
Ｔｈ２＝ａ２−Ｅ×ｂ２・・・式（２）
ここで、係数Ｅは、例えば２とする。
なお、第１閾値（Ｔｈ１）、第２閾値（Ｔｈ２）の絶対値に下限値を設定しておいてもよい。これにより、眼のわずかな上下運動を瞬きであると誤検出することを防止することができる。
【００７９】
図８において、第１閾値の例として、符号ＴＨ１で表し、第２閾値の例として符号ＴＨ２で表す。図８に示すとおり、眼電図信号の時間経過に伴って、それぞれの閾値が変動し、さらに、眼電図信号の強さ（振幅の大きさ）に追従して閾値が適切に変更される。図８に示す第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２は、閾値の変動を概念的に示したものに過ぎない。
【００８０】
（６）第１閾値以上の最大値、及び第２閾値以下の最小値を特定する
検出部３６０は、（５）で算出された第１閾値以上の最大値を特定する。ここで、閾値判定の対象となる最大値は、第１ＦＩＦＯバッファに記憶されており、閾値判定がまだされていない最大値である。
【００８１】
また、検出部３６０は、（５）で算出された第２閾値以下の最小値を特定する。ここで、閾値判定の対象となる最小値は、第２ＦＩＦＯバッファに記憶されており、閾値判定がまだされていない最小値である。図８において、特定された最大値及び最小値は、四角で囲われた黒点により表される。
【００８２】
（７）瞬目を検出する
検出部３６０は、特定された最大値毎に、この最大値の第１時刻と、特定された最小値の第２時刻であり、この第１時刻以降の直近の第２時刻との差が、所定時間以内であれば、その眼の上下の動きを瞬目とみなして検出する。
【００８３】
図８において、例えば、特定された最大値の時刻ｔ１１と、ｔ１１以降で直近に特定された最小値の時刻ｔ２１との差が所定時間以内であれば、その眼の動きを瞬目として検出する。所定時間は、例えば５００ｍｓｅｃとする。
【００８４】
以上、瞬目検出アルゴリズムを説明したが、このアルゴリズムは、次に説明するように、連続した瞬きでも適切に瞬目を検出することが可能になる。特に、眠たい場合には連続で瞬きが行われることが、実験等により示されている。
【００８５】
＜連続瞬目＞
図９は、連続で瞬きをした場合の眼電図信号の一例を示す図である。図９に示す眼電図信号Ｓ２は、片側の眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号である。図９に示す符号Ｔ１、ＴＨ１、ＴＨ２は、図８に示す同じ符号と同じ意味を有する。
【００８６】
図９に示すように、連続で瞬きをした場合は、眼電図信号がマイナス側に大きく振れる前にプラス側に振れてしまう。なお、図９に示す例では、極小値であっても絶対値が下限値（不図示）よりも小さいもの（図９に示す黒丸を囲む三角で表す値）は、第２ＦＩＦＯバッファへの記憶対象とせず、閾値の算出に用いない。なぜなら、これらの値を用いた場合、閾値が必要以上に小さくなってしまい、瞬目を誤検出してしまう可能性があるからである。
【００８７】
ここで、一般的な考えとして、眼電図信号に対し、単に時系列で極大値の次に来る極小値とのペアで瞬目を検出するとした場合、第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２とを超えるペアは、ｔ３３の極大値とｔ４１の極小値しかない。つまり、図９に示す眼電図信号から瞬目は１回しか検出されない。
【００８８】
これに対し、上述した瞬目検出アルゴリズムによれば、第１閾値以上の最大値ごとに、この最大値以降の直近の最小値との時間差を所定時間と比較することで瞬目を検出する。つまり、差分をとるための最小値は、必ずしも最大値の次に来る最小値である必要がない。
【００８９】
よって、図９に示す例において、１つ目の最大値の時刻ｔ３１と直近の最小値の時刻ｔ４１との差、２つ目の最大値の時刻ｔ３２と直近の最小値の時刻ｔ４１との差、３つ目の最大値の時刻ｔ３３と直近の最小値の時刻ｔ４１との差が、それぞれ所定時間以下となれば、これらは全て瞬目として検出される。これにより、上述した瞬目検出アルゴリズムは、連続で高速な瞬きがなされた場合でも、瞬目の検出漏れを少なくし、適切に瞬目を検出することが可能となる。なお、前述の方法とは逆の方法であるが、最小値を基準にして、最小値ごとに直前の最大値を用いて瞬目を検出してもよい。
【００９０】
＜瞬目検出処理＞
図１０は、実施例１における瞬目検出処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、使用者がメガネ１００を装着して、第１電極１５２、第２電極１５４、第３電極１５６及び接地電極１５８が使用者の皮膚に接触した状態であって、外部装置３００が瞬目検出処理を実行するモードである動作モードに設定された場合に開始する。
【００９１】
ステップＳ１０２で、取得部３４０は、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。
【００９２】
ステップＳ１０４で、制御部３３０は、所定期間経過したかを判定する。所定期間が経過していれば（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）ステップＳ１０６の処理に進み、所定期間が経過していなければ（ステップＳ１０４−ＮＯ）ステップＳ１０２に戻る。
【００９３】
ステップＳ１０６で、制御部３３０は、所定期間における最大値及び／又は最小値を記憶部３２０に記憶する。
【００９４】
ステップＳ１０８で、閾値算出部３５０は、記憶部３２０に記憶された最大値及び／又は最小値を用いて閾値（第１閾値及び第２閾値）を算出する。
【００９５】
ステップＳ１１０で、検出部３６０は、第１閾値以上となる最大値の第１時刻、又は第２閾値以下となる最大値の第２時刻を特定する。このとき、検出部３６０は、第２時刻として、特定した第１時刻以降の直近の最小値の時刻を特定する。
【００９６】
ステップＳ１１２で、検出部３６０は、第２時刻−第１時刻が所定時間より小さいかを判定する。この条件が満たされれば（ステップＳ１１２−ＹＥＳ）ステップＳ１１４に進み、この条件が満たされなければ（ステップＳ１１２−ＮＯ）ステップＳ１０２に戻る。
【００９７】
ステップＳ１１４で、検出部３６０は、第１時刻と第２時刻との間の眼の動きを瞬目として検出する。
【００９８】
以上の処理により、外部装置３００は、適切な閾値を用いて、瞬目を検出することができる。
【００９９】
次に、ステップＳ１０６及びステップＳ１０８における閾値算出処理の詳細について説明する。図１１は、実施例１における閾値算出処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示すステップＳ２０２で、制御部３３０は、所定期間内の最大値は極大値であるか、又は所定期間内の最小値は極小値であるかを判定する。この何れかの条件が満たされれば（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）ステップＳ２０４に進み、この何れの条件も満たされなければ（ステップＳ２０２−ＮＯ）ステップＳ１１０に進む。
【０１００】
ステップＳ２０４で、制御部３３０は、極大値となる最大値又は極小値となる最小値を記憶部（バッファの部分）３２０に記憶する。
【０１０１】
ステップＳ２０６で、第１算出部３５２は、記憶部３２０に記憶された最大値の平均値及び標準偏差を算出する。また、第１算出部３５２は、記憶部３２０に記憶された最小値の平均値及び標準偏差を算出する。
【０１０２】
ステップＳ２０８で、第２算出部３５４は、最大値の平均値及び標準偏差を用いて第１閾値を算出し、最小値の平均値及び標準偏差を用いて第２閾値を算出する。
【０１０３】
以上の処理により、外部装置３００は、対象者の直近の状態を示す眼電図信号の強度に応じて適切な閾値を算出することが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施例において、アイウエアがメガネである場合について説明した。しかし、アイウエアはこれに限定されない。アイウエアは、眼に関連する装具であればよく、メガネ、サングラス、ゴーグル及びヘッドマウントディスプレイならびにこれらのフレームなどの顔面装着具又は頭部装着具であってよい。
【０１０５】
本実施例において、メガネ１００が第３電極１５６を備える例を挙げて説明した。しかし、メガネ１００はこれに限定されない。メガネ１００が、第３電極１５６を備えなくてもよい。この場合、基準電極を基準とした第１電極１５２の電位が示す眼電図及び基準電極を基準とした第２電極１５４の電位が示す眼電図が、外部装置３００に送信されればよい。ここで、接地電極１５８を第３電極１５６の位置に設けて、基準電極としてもよい。また、左モダンに設けられた接地電極１５８を基準電極として用いてもよいし、第１電極１５２及び第２電極１５４から離間した位置に、別途設けられた電極を基準電極として用いてもよい。
【０１０６】
本実施例において、メガネ１００が、リム１２２と一体になっているノーズパッド１４０を備える例を挙げて説明した。しかし、メガネ１００はこれに限定されない。メガネ１００が、リム１２２に備え付けられたクリングスと、クリングスに取り付けられたノーズパッド１４０とを備えてもよい。この場合、ノーズパッド１４０の表面に設けられた電極は、クリングスを介して、フレームに埋設された電線と電気的に接続される。
【０１０７】
本実施例において、第１電極１５２及び第２電極１５４をノーズパッド１４０の中心よりも下側に設ける例を挙げて説明した。しかし、これに限定されない。ノーズパッド１４０が下側に延伸する延伸部を備え、第１電極１５２及び第２電極１５４を延伸部に設けてもよい。これにより、眼及び鼻の位置の個人差によってノーズパッドが眼の真横に位置してしまう使用者であっても、第１電極１５２及び第２電極１５４を眼の位置よりも下に接触させることができる。
【０１０８】
本実施例において、第３電極１５６を眉間部１２４の表面に設ける例を挙げて説明した。しかし、これに限定されない。眉間部１２４が、上側に延伸する延伸部を備え、延伸部に第３電極１５６を設けてもよい。またさらに、延伸部と眉間部１２４との間に延伸部を上下に可動させる可動部を備え、第３電極１５６の位置を上下に調整可能としてもよい。これにより、眼の位置の個人差によって、第３電極１５６の接触位置が眼の近傍になってしまう使用者であっても、調整により第３電極１５６の接触位置を眼から離間させることができる。また、本実施例において、各電極の位置は前述した位置に限られず、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号が取得できる位置に配置されていればよい。
【０１０９】
本実施例では、外部装置３００の例として、処理装置２００と別体の、携帯電話及びスマートフォン等の携帯通信端末を挙げて説明した。しかし、これに限定されない。外部装置３００を、処理装置２００と一体のユニットとしてもよい。この場合、外部装置３００は、アイウエアに一体として設けられる。
【０１１０】
また、本実施例では、電線としてシールドケーブルを用いることで、ノイズの混入を防ぐようにしてもよい。
【０１１１】
また、本実施例では、図１において３つの電極を用いる構成を例示したが、４つ以上の電極を用いる構成であってもよい。図１２は、実施例におけるメガネの他の例を概略的に示す図である。図１２に示すメガネ６００は、４つの電極を用いて眼電図信号を取得するところが図１に示すメガネ１００と異なり、以下、図１に示すメガネ１００と異なるところを説明する。
【０１１２】
図１２に示すメガネ６００は、上部電極６５２と、下部電極６５４と、左部電極６５６と、右部電極６５８とを有する。図１２に示す例において、上部電極６５２及び下部電極６５４は、リム１２２に設けられ、左部電極６５６は、左テンプル１３０に設けられ、右部電極６５８は、右テンプル１３０に設けられるが、必ずしもこの位置にある必要はない。なお、これらの電極は、顔の一部に接触しているとする。
【０１１３】
図１２に示す例では、上部電極６５２及び下部電極６５４の電圧差により、眼の上下方向を検知することができ、左部電極６５６及び右部電極６５８の電圧差により、眼の左右方向を検知することができる。
【０１１４】
［実施例２］
次に、実施例２におけるアイウエアについて説明する。実施例２におけるアイウエアの一例であるメガネの概略は図１に示すメガネ１００と同様である。また、実施例２における処理装置の構成は、図２に示す構成と同様である。
【０１１５】
実施例２における外部装置において、実施例１で説明したように、眼電図信号の差分を用いて極大値と極小値とを求める場合を例にして説明する。さらに、実施例２における外部装置は、ノイズモードを判定し、判定したモードと、求められた極値とを用いて閾値を算出し、この閾値を用いて瞬目検出を行う。以下、実施例２におけるノイズモードの判定や閾値算出について詳しく説明する。
【０１１６】
＜外部装置の構成＞
次に、実施例２における外部装置３００Ａの構成について説明する。図１３は、実施例２における外部装置３００Ａの構成の一例を示すブロック図である。図１３に示すように、外部装置３００Ａは、通信部３１０、記憶部７００、及び制御部７１０を有する。
【０１１７】
通信部３１０は、実施例１と同様に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び無線ＬＡＮ等の無線通信、又は有線通信によって眼電図信号を受信する。なお、ここでは、受信した眼電図信号は、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号とする。通信部３１０は、受信した眼電図信号を制御部７１０に出力する。
【０１１８】
制御部７１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、各部の制御を行ったり、各種の演算処理を行ったりする。図１３に示す例では、制御部７１０は、取得部７２０、差分算出部７３０、閾値算出部７４０、検出部７５０を有する。
【０１１９】
取得部７２０は、眼周辺に接触する各電極により検出された眼電位に基づく眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。取得部７２０は、例えば、通信部３１０が受信した眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。
【０１２０】
差分算出部７３０は、取得部７２０により取得された眼電図信号と、この眼電図信号の所定時間前の眼電図信号との差分信号を算出する。所定時間は、例えば５ｍｓｅｃなどである。信号の差分を取ることにより、ノイズ耐性を強くすることができる。なお、これらの信号の差分をとることは、微分を行うことと同義であるとする。
【０１２１】
制御部７１０は、所定期間毎に、差分信号の最大値及び／又は最小値を記憶部７００に記憶するようにする。また、所定期間は、時間窓を用いることで重複を許して時間的に変動するようにしてもよい。実施例２では、差分信号の最大値、最小値として、極大値、極小値を用い、所定期間として時間窓を用いる例について説明する。
【０１２２】
制御部７１０は、時間窓の移動に伴い、この時間窓に新たに含まれる差分信号の極小値及び極大値を記憶部７００に記憶するようにするとよい。なお、記憶対象の極大値及び極小値の絶対値に下限を設けてもよい。これにより、閾値に影響を与える最大値及び最小値について、絶対値が小さすぎる最大値及び最小値を記憶することがないので、後述する閾値の精度をさらに高めることができる。また、制御部７１０は、眼電図信号の差分信号に対して極大値及び極小値を検出し、この極大値及び極小値を記憶部７００に記憶するようにしてもよい。
【０１２３】
記憶部７００は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、所定期間毎の差分信号の極大値及び／又は極小値を記憶する。例えば、記憶部７００は、極大値用のＦＩＦＯバッファと、極小値用のＦＩＦＯバッファとを有する。ＦＩＦＯバッファは、例えば１０個のデータを保持可能とし、極大値または極小値のデータが１０個記憶されたときは、最も古いデータが消去されて最新のデータが記憶されることにより、記憶領域に記憶されるデータが更新される。
【０１２４】
また、記憶部７００は、後述する瞬目検出処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する。このプログラムは、インターネット、又はＳＤカードなどの記録媒体を介して外部装置３００にインストールされてもよいし、プリインストールされていてもよい。また、このプログラムを記憶する記憶部は、記憶部７００とは別であってもよい。
【０１２５】
閾値算出部７４０は、記憶部７００に記憶された極大値及び／又は最小値を用いて閾値を算出する。閾値算出部７４０は、例えば処理を簡略化するため、極大値又は極小値の絶対値の平均値等から閾値の絶対値を算出してもよい。
【０１２６】
また、閾値算出部７４０は、記憶部７００に記憶された極大値を用いて第１閾値を算出し、また、記憶部７００に記憶された極小値を用いて第２閾値を算出してもよい。例えば、閾値算出部７４０は、実施例１で説明したように、極大値の標準偏差や平均などを用いて第１閾値を算出したり、極小値の標準偏差や平均などを用いて第２閾値を算出したりしてもよい。
【０１２７】
また、閾値算出部７４０は、第１算出部７４２、第２算出部７４４、判定部７４６、及び決定部７４８を有する。
【０１２８】
判定部７４６は、差分算出部７３０から差分信号を取得し、差分信号の強度（振幅）に基づくモードを判定する。ここで、差分信号のモードとは、例えば、低ノイズモードと、高ノイズモードとを含む。判定部７４６は、差分信号の信号強度に応じてモードを判定し、例えば、信号強度の絶対値や平均値が１０未満であれば低ノイズモードであると判定し、信号強度の絶対値や平均値が１０以上であれば高ノイズモードであると判定する。
【０１２９】
なお、判定部７４６は、モードが頻繁に切り替わらないために、所定数又は所定時間同じモードが続いた時にはじめて、そのモードに切り替えたり、過去のモードの履歴に基づくヒステリシスを設けてモードを切り替えたりするとよい。また、判定部７４６は、差分信号から２つのモードを判定するのではなく、３つ以上のモードを判定してもよい。
【０１３０】
決定部７４８は、判定されたモードに応じて係数σを決定する。決定部７４８は、例えば低ノイズモードの場合、係数σをσ１とし、高ノイズモードの場合、係数σをσ２（＜σ１）とする。係数σの数は、モードの数だけ用意されるとよい。
【０１３１】
第１算出部７４２は、極大値用のＦＩＦＯバッファに記憶されている極大値の平均値を算出する。また、第１算出部７４２は、極小値用のＦＩＦＯバッファに記憶されている極小値の平均値を算出する。
【０１３２】
第２算出部７４４は、極大値の平均値及び決定部７４８により決定された係数σに基づいて第１閾値を算出し、極小値の平均値及び決定部７４８により決定された係数σに基づいて第２閾値を算出する。
【０１３３】
例えば、第２算出部７４４は、極大値の平均値に、決定された係数を乗算した値を第１閾値とする。第２算出部７４４は、極小値の平均値に、決定された係数を乗算した値を第２閾値とする。これにより、例えば対象者の直近の状態を示す眼電図信号の差分信号のモードに応じた閾値を設定することができる。モードに応じた閾値を設定する理由については、図１４〜１６を用いて説明する。
【０１３４】
なお、第２算出部７４４は、後述する検出部７５０において、瞬目と検出された差分信号の極大値及び極小値を、ＦＩＦＯバッファから削除してもよい。これにより、信号強度が強いため瞬目として検出された差分信号を、瞬目以外の信号強度を判定するためのモード判定等から除外することができ、適切なモードに基づく適切な閾値判定を行うことができる。
【０１３５】
また、閾値算出部７４０は、記憶部７００に極大値及び／又は極小値が記憶される度に、第１閾値及び第２閾値を更新する。これにより、閾値算出部７４０は、眼電図信号の差分信号に基づき、モードを判定し、判定したモードに応じて閾値を設定することができるため、周囲の環境に適した閾値を設定することができるので、適切に瞬目を検出することができる。閾値算出部７４０は、算出された第１閾値及び第２閾値を検出部７５０に出力する。
【０１３６】
検出部７５０は、第２算出部７４４により算出された第１閾値、及び第２閾値を用いて、眼電図信号の差分信号から瞬目を検出する。例えば、検出部７５０は、第１閾値以上となる記憶部７００に記憶された極大値の第１時刻と、第２閾値以下となる記憶部７００に記憶された極小値の第２時刻との差分が所定時間以内であれば、瞬目を検出する。ここで、第２時刻は、第１時刻以降であって直近の時刻とする。所定時間は、例えば５００ｍｓｅｃとするがこの限りではない。
【０１３７】
なお、検出部７５０は、右眼、左眼それぞれの差分信号を用いて瞬目を検出し、所定範囲内のタイミングで両目において瞬目が検出されたときに最終的な瞬目を検出してもよい。また、検出部７５０は、右眼と左眼は同様の動きをすることを前提とし、双方の差分信号の平均を用いて瞬目を検出してもよい。
【０１３８】
＜閾値算出に用いる係数が一定の値であることによる問題点＞
ここで、図１４〜１６を用いて、閾値算出に用いる係数が一定の値であることによる問題点について説明する。
【０１３９】
図１４は、眼電図信号のノイズを説明するための図である。図１４（Ａ）は、ノイズが小さい（信号強度が小さい）場合の垂直方向の眼電図信号である。図１４（Ｂ）は、ノイズが大きい（信号強度が大きい）場合の垂直方向の眼電図信号である。図１４に示す縦軸は、眼電強度を示す。図１４に示す例では、眼電強度の一例として、例えば眼電図信号の計測値×１．５（Ｖ）÷２０４８を用いる。
【０１４０】
図１５及び図１６において、実施例２における差分信号のモード判定を行わずに、一定の値である係数σを用いた場合の瞬目検出について説明する。図１５は、小さい係数σに基づく閾値を用いる場合の瞬目検出を説明するための図である。図１５（Ａ）は、ノイズが小さいときの差分スペクトルに対する第１閾値及び第２閾値を示す。図１５（Ａ）に示すように、ノイズが小さいため、差分信号のピーク値が小さく、かつ係数σも小さいため、第１閾値ＴＨ２１及び第２閾値ＴＨ２２の絶対値が小さくなる。第１閾値ＴＨ２１及び第２閾値ＴＨ２２の絶対値が小さいことにより、ピークＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、瞬目時の極値ではないが、閾値判定により極値が閾値を超えてしまい、瞬目と誤検出されてしまう。
【０１４１】
他方、図１５（Ｂ）は、ノイズが大きいときの差分スペクトルに対する第１閾値及び第２閾値を示す。図１５（Ｂ）に示すように、ノイズが大きいため、差分信号のピーク値は比較的大きいが、係数σが小さいことで、第１閾値ＴＨ２１及び第２閾値ＴＨ２２は、瞬目を検出できる程度の適切な値になる。したがって、図１５（Ｂ）に示す例では、適切に瞬目を検出することができる。以上より、係数σが小さい値に設定されると、ノイズが大きい時には適切に瞬目を検出することができるが、ノイズが小さい時には瞬目の誤検出が発生してしまう。
【０１４２】
図１６は、大きい係数σに基づく閾値を用いる場合の瞬目検出を説明するための図である。図１６（Ａ）は、ノイズが小さいときの差分スペクトルに対する第１閾値を示す。図１６（Ａ）に示すように、ノイズが小さいため、差分信号のピーク値は比較的小さいが、係数σが大きいことで、第１閾値ＴＨ３１は瞬目を検出できる程度の適切な値になる。したがって、図１６（Ａ）に示す例では、適切に瞬目を検出することができる。
【０１４３】
他方、図１６（Ｂ）は、ノイズが大きいときの差分スペクトルに対する第１閾値を示す。図１６（Ｂ）に示すように、ノイズが大きいため、差分信号のピーク値が高く、かつ係数σも大きいため、第１閾値ＴＨ３１の絶対値が大きくなる。よって、第１閾値ＴＨ３１の絶対値が大きいため、瞬目時の極値であっても、閾値判定により極値が閾値を下回り、瞬目が未検出となってしまう。以上より、係数σが小さい値に設定されると、ノイズが小さい時には適切に瞬目を検出することができるが、ノイズが大きい時には未検出となる瞬目が出てきてしまう。
【０１４４】
そこで、実施例２では、図１５及び図１６で説明した問題を解決すべく、上述したように、差分信号の強度に基づくモードを判定し、判定されたモードに応じて係数を決定し、決定された係数に基づいて閾値を設定することで、瞬目の誤検出と瞬目の未検出との両方を防ぐことが可能になる。
【０１４５】
＜実施例２におけるモード判定と閾値＞
図１７は、実施例２におけるモードに応じた係数に基づく閾値の一例を示す図である。図１７（Ａ）は、低ノイズモードのときの差分信号に対する第１閾値及び第２閾値を示す。図１７（Ａ）に示す例では、判定部７４６は、低ノイズモードと判定し、決定部７４８は、係数σをσ１に決定する。よって、差分信号のピーク値は比較的小さいが、係数σが大きいことで、第１閾値ＴＨ４１及び第２閾値ＴＨ４２が適切な値に設定される。したがって、図１７（Ａ）に示す例では、瞬目の誤検出を防ぎ、瞬目を適切に検出することができる。
【０１４６】
図１７（Ｂ）は、高ノイズモードのときの差分信号に対する第１閾値及び第２閾値を示す。図１７（Ｂ）に示す例では、判定部７４６は、高ノイズモードと判定し、決定部７４８は、係数σをσ２（＜σ１）に決定する。よって、差分信号のピーク値は高いが、係数σが小さいため、第１閾値ＴＨ４１及び第２閾値ＴＨ４２が適切な値に設定される。したがって、図１７（Ｂ）に示す例では、瞬目の未検出を防ぎ、瞬目を適切に検出することができる。
【０１４７】
図１７に示す例のように、実施例２では、眼電図信号の差分信号を用いてモードを判定し、このモードに応じた係数を用いることで、より適切な閾値を設定することができ、その結果、瞬目の誤検出及び未検出防ぐことができるようになる。
【０１４８】
＜瞬目検出処理＞
図１８は、実施例２における瞬目検出処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示すフローチャートは、使用者がメガネ１００を装着して、第１電極１５２、第２電極１５４、第３電極１５６及び接地電極１５８が使用者の皮膚に接触した状態であって、外部装置３００が瞬目検出処理を実行するモードである動作モードに設定された場合に開始する。
【０１４９】
ステップＳ３０２で、取得部７２０は、眼の垂直方向の動きを示す眼電図信号を取得する。
【０１５０】
ステップＳ３０４で、差分算出部７３０は、取得された眼電図信号と、所定時間前の眼電図信号との差分信号を算出する。
【０１５１】
ステップＳ３０６で、判定部７４６は、差分信号に基づいてモード判定を行う。ここでは、事前に設定された複数のモードのうち、いずれかが判定されればよい。
【０１５２】
ステップＳ３０８で、決定部７４８は、判定されたモードに応じて、係数を決定する。予め、係数は、モードごとに対応づけられていればよい。
【０１５３】
ステップＳ３１０で、閾値算出部７４０は、記憶部７００に記憶された極大値の平均に係数を乗算した値を第１閾値とし、記憶部７００に記憶された極小値の平均に係数を乗算した値を第２閾値とする。
【０１５４】
ステップＳ３１２、Ｓ３１４、Ｓ３１６の処理は、図１０に示すＳ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１４それぞれと同様であるため、説明を省略する。
【０１５５】
以上の処理により、外部装置３００Ａは、眼電図信号のモード判定を行い、モードごとに適切な閾値を用いて、瞬目を検出することができる。また、実施例１における変形例は、実施例２に対しても同様に適用できる。また、実施例２におけるモード判定処理と、係数を可変にする処理とは、実施例２における差分信号を、眼電図信号に置き換えることで、実施例１においても適用することができる。
【０１５６】
以上、本発明について実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施例に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１５７】
１００  メガネ
１２０  フレーム
１２４  眉間部
１４０  ノーズパッド
１５２  第１電極
１５４  第２電極
１５６  第３電極
１５８  接地電極
２００  処理装置
３００  外部装置
３２０  記憶部
３３０  制御部
３４０、７２０  取得部
３５０、７４０  閾値算出部
３６０、７５０  検出部
７３０  差分算出部
【図１】
2015213734.tif 000003
【図２】
2015213734.tif 000004
【図３】
2015213734.tif 000005
【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】
2015213734.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１８】
2015213734.tif 000017
【図１５】
2015213734.tif 000018
【図１６】
2015213734.tif 000019
【図１７】
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