JP6594953B2 - 視線移動検出方法、プログラム、情報処理装置及びアイウエア - Google Patents

Description

本発明は、視線移動検出方法、プログラム、情報処理装置、及びアイウエアに関する。

フレーム部分に複数の電極を設け、各電極から眼電位信号を取得するアイウエアが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、眼電位信号から、ユーザの視線方向を検出する装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

米国特許出願公開第２００４／００７０７２９号明細書 特開２０１１−１２５６９２号公報

しかしながら、眼電位信号に基づき視線移動を検出する際、視線移動した後の視線を元に戻す動きも視線移動として検出してしまうため、視線移動を適切に検出することができなかった。

そこで、本発明は、視線移動を適切に検出することができることを目的とする。

本発明の一態様における視線移動方法は、コンピュータが、対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に関する眼電位関連信号を取得する取得ステップと、前記眼電位関連信号が第１閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第１検出ステップと、前記視線移動が検出された第１時点からの経過時間が所定時間以内であるか否かを判定する判定ステップと、前記経過時間の判定結果に基づき、前記第１閾値及び前記第１閾値よりも絶対値が大きい第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する決定ステップと、前記第１時点以降の眼電位関連信号が、決定された閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第２検出ステップと、を実行する。

本発明によれば、視線移動を適切に検出することができる。

実施例におけるメガネの前方からの一例を示す斜視図である。 実施例におけるメガネの後方からの一例を示す斜視図である。 実施例における処理装置の一例を示すブロック図である。 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。 実施例における増幅部の構成の一例を示す図である。 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。 実施例における増幅部の構成の他の例を示す図である。 実施例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。 第１眼電位関連信号の一例を示す図である。 第２眼電位関連信号の一例を示す図である。 第３眼電位関連信号の一例を示す図である。 第４眼電位関連信号の一例を示す図である。 実施例における視線移動の検出処理に関する処理の一例を示すフローチャートである。

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。

［実施例］
図１は、実施例におけるメガネ１００の前方からの一例を示す斜視図である。図２は、実施例におけるメガネ１００の後方からの一例を示す斜視図である。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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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（不図示）は、モダン１３２の表面に設けられてもよい。メガネ１００にモダン１３２がない場合は、接地電極は、テンプル１３０の先に設けられる。実施例において、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、接地電極が検出する電位を基準としてもよい。

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。

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位信号を取得する。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位信号を増幅する。

また、増幅部２５０は、眼電位信号を演算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位信号に対し、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位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位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。

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、パーソナルコンピュータ等である。外部装置３００は、図３に示す送信部２２０から受信した眼電位信号に基づく処理を実行する。例えば、外部装置３００は、受信した眼電位信号から、瞬目や視線移動を検出する。瞬目を検出する場合の応答として、外部装置３００は、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。また、外部装置３００は、検出した視線移動に基づいて、アプリケーションを操作することを可能にしてもよい。

＜処理装置の構成＞
図３は、実施例における処理装置２００の一例を示すブロック図である。図３に示すように、処理装置２００は、処理部２１０、送信部２２０、及び電源部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。処理装置２００の各構成は、一対のテンプルに分散されて設けられてもよい。

処理部２１０は、増幅部２５０から増幅された眼電位信号を取得し、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位信号を処理してもよい。なお、基準眼電位信号は、説明の便宜上「基準」を付したが、概念としては眼電位信号に含まれる。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位信号を処理してもよい。

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、眼の垂直方向及び／又は水平方向の動きを示す眼電位信号となるように処理を行ってもよい。例えば、処理部２１０は、第２電極１５４の電位から第３電極１５６の電位を減算して眼電位信号を生成したり、第１電極１５２の電位から、第２電極１５４及び第３電極１５６の電位の平均を減算して眼電位信号を生成したりしてもよい。

他にも、処理部２１０は、取得した眼電位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位信号を取得した場合には、眼電位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から取得した眼電位信号をそのまま送信部２２０に送信してもよい。

送信部２２０は、処理部２１０によって処理された眼電位信号を外部装置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位信号を外部装置３００に送信する。電源部２３０は、処理部２１０、送信部２２０、及び増幅部２５０に電力を供給する。

図４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

基準電極としては、接地電極を用いてもよい。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。

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。

＜増幅部の構成＞
次に、増幅部２５０の構成について説明する。図５は、実施例における増幅部２５０の構成の一例を示す図である。図５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。

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。

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位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。

そこで、実施例においては、検出された眼電位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、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位信号が電線を通過する間に、ノイズが混入して眼電位信号の精度を低下させるリスクを減らすことができる。

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６を用いて説明する。図６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６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。

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Ｒ_０が存在すると考えてよい。このとき、抵抗Ｒ_０は、例えば数１００ｋΩである。また、メインアンプ２７０には、内部抵抗Ｒ_１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Ｒ_１は、数１０ｋΩ〜数１００ｋΩである。

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Ｒ_１が抵抗Ｒ_０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。

図７は、実施例における増幅部の構成の他の例を示す図である。図７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５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。

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。

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。

なお、実施例では、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位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。

＜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８は、実施例における外部装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図８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。

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位信号を受信する。通信部３１０は、処理装置２００の送信部２２０から受信した眼電位信号を制御部３３０に出力する。

記憶部３２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、右眼及び左眼の眼電位信号の極大値及び／又は極小値を記憶する。また、極大値又は極小値は、それぞれ所定期間毎の最大値又は最小値でもよい。

また、記憶部３２０は、眼電位信号の差分信号の極大値及び／又は極小値を記憶してもよい。また、記憶部３２０は、眼電位信号の隣り合う極値の差の信号に対する極大値及び／又は極小値や、差分信号の隣り合う極値の差の信号に対する極大値及び／又は極小値を記憶してもよい。

例えば、記憶部３２０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、極大値または極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。また、記憶部３２０は、後述する検出部３６０の検出結果を記憶してもよい。

また、記憶部３２０は、後述する視線移動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。

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８に示す例では、制御部３３０は、取得部３４０、判定部３５０、検出部３６０を有する。

取得部３４０は、対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に基づく眼電位関連信号を取得する。眼電位関連信号は、例えば通信部３１０から取得された眼電位信号や、この眼電位信号の差分信号や、眼電位信号又は差分信号の隣り合う極値の差を表す極値差信号を含む。取得された眼電位関連信号は、右眼及び／又は左眼の眼電位関連信号である。なお、眼電位関連信号は、アイウエア側で処理されて、外部装置３００に送信されるようにしてもよい。

差分信号とは、所定の眼電位信号と、この眼電位信号の所定時間前の眼電位信号との差分を表す信号である。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。

極値差信号とは、眼電位信号又は差分信号の隣り合う極値（ピーク値）の差分を表す信号である。この極値差信号を取ることにより、眼が動く直前の信号レベルなどに影響を受けることなく、視線移動などの判定を適切に行うことができる。

取得部３４０は、後述する判定部３５０の判定対象信号を生成するため、信号処理部３４２を有する。信号処理部３４２は、取得された信号が眼電位信号であり、判定対象信号が差分信号や極値差信号である場合に、眼電位信号に基づいて、差分を算出したり、極値を求めたりして、判定対象信号を求めるための処理を行う。信号処理部３４２は、取得した信号が眼電位信号であり、判定対象信号が眼電位信号であれば、特に処理を行わない。取得部３４０は、判定対象信号として取得した眼電位関連信号を判定部３５０に出力する。

制御部３３０は、右眼及び／又は左眼の動きを示す眼電位関連信号の極大値及び極小値を記憶部３２０に記憶するようにする。また、制御部３３０は、所定期間毎に、右眼及び左眼の動きを示す眼電位関連信号の最大値及び／又は最小値を記憶部３２０に記憶するようにしてもよい。

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。

判定部３５０は、眼電位関連信号及び閾値を用いた閾値判定処理を行ったり、経過時間が所定時間以上であるか否かの時間判定処理を行ったり、判定に用いる閾値を決定したりする。そのため、判定部３５０は、閾値判定部３５２と、時間判定部３５４と、決定部３５６とを有する。

閾値判定部３５２は、眼電位関連信号と閾値とを比較し、眼電位関連信号が閾値を超えるか否かを判定する。閾値を超えるとは、眼電位関連信号の絶対値が閾値を超えることを含み、正の眼電位関連信号が正の閾値以上となること、また、負の眼電位関連信号が負の閾値以下となることを含む。また、眼電位関連信号が閾値を超えるとは、眼電位関連信号自体が閾値を超えること、及び眼電位関連信号の極値が閾値を超えることを含む。

なお、閾値は、第１閾値及び第２閾値を含む。第１閾値は、視線移動判定に用いるための閾値であり、第２閾値は、一旦視線移動した後の逆視線移動判定に用いるための閾値であり、第１閾値よりも絶対値が大きい。

閾値判定部３５２が第１閾値又は第２閾値のどちらを用いるかは、決定部３５６により決められる。なお、閾値判定部３５２は、デフォルトでは第１閾値を判定処理に用いる。

時間判定部３５４は、眼電位関連信号が閾値を超えることにより視線移動が検出された場合、視線移動が検出された第１時点からの経過時間が、所定時間以内であるか否かを判定する。所定時間は、視線が例えば正面視に戻る際に要する一般的な時間であればよく、例えば１．０ｓｅｃである。所定時間は、事前実験等により適切な値が設定されればよい。時間判定部３５４は、視線移動が検出される度に経過時間のカウントを開始し、判定処理を行う。

決定部３５６は、時間判定部３５４から取得した経過時間の判定結果に基づき、第１閾値及び第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する。決定部３５６は、決定した閾値を閾値判定部３５２に出力する。

決定部３５６は、例えば、経過時間が所定時間以内であれば、第２閾値を用いると決定し、経過時間が所定時間を経過すれば、第１閾値を用いると決定する。なお、経過時間は、視線移動が検出される度にリセットされてもよく、また、経過時間が所定時間を過ぎた後は、時間のカウントが停止されてもよい。これは、経過時間が所定時間以内かどうかが重要であるため、経過時間が所定時間を過ぎると、経過時間をカウントする必要がなくなるからである。

検出部３６０は、閾値判定部３５２による判定結果に基づいて、視線移動を検出する。例えば、閾値判定部３５２が、眼電位関連信号が第１閾値又は第２閾値を超えると判定した場合に、検出部３６０は、視線移動を検出する。例えば、眼電位関連信号が第２閾値を超える場合は、直前の視線移動の方向とは逆方向の視線移動が検出される。これは、第２閾値が、基本的には、直前の視線移動から逆方向への視線移動を検出するために用いられる閾値だからである。なお、第２閾値は、直前の視線移動と同じ方向の視線移動に用いられてもよい。

以上の検出処理により、一旦視線が移動した後、視線が元に戻る動き（例えば正面視に戻る動き）を視線移動として検出しないようにすることができる。すなわち、視線が移動した後、その視線が元に戻るような動きをするのが通常であるが、上述した視線移動検出アルゴリズムでは、視線が戻るのに要する時間を所定時間として設定する。この所定時間は、元に戻る動きを示す視線移動と、その他の方向（例えば逆方向）への視線移動が混在しうる時間である。したがって、視線検出アルゴリズムでは、特に、元の正面視に戻る動きを示す視線移動と、逆方向への視線移動との違いを判定するために、通常の第１閾値よりも大きい閾値（第２閾値）を設定し、これらの視線移動を切り分けることができるようにする。なお、所定時間が経過した後は、通常の視線移動を検出するため、第１閾値が用いられるとよい。

＜視線移動検出＞
次に、視線移動の検出について説明する。例えば、検出部３６０は、取得した眼電位信号から右眼電図と、左眼電図とに分けて、右眼電図及び左眼電図で負の電位が示された場合には視線が上を向いたことを検出する。

また、検出部３６０は、右眼電図及び左眼電図で正の電位が示された場合には視線が下、右眼電図で負の電位が示され左眼電図で正の電位が示された場合には視線が右、右眼電図で正の電位が示され左眼電図で負の電位が示された場合には視線が左に向いたことを検出する。

また、検出部３６０は、第２電極１５４の電位から第３電極１５６の電位を減算して生成された眼電位信号を用いて、負の電位が示され場合には視線が右、正の電位が示された場合には視線が左を向いたことを検出してもよい。

また、検出部３６０は、第１電極１５２の電位から、第２電極１５４及び第３電極１５６の電位の平均を減算して生成された眼電位信号を用いて、正の電位が示された場合には上、負の電位が示された場合には下を向いたことを検出してもよい。この際に、検出部３６０は、判定部３５０が、上述した第１閾値又は第２閾値を用いて正の電位や負の電位を判定した結果を用いて、視線移動を検出する。

＜具体例＞
次に、眼電位関連信号の具体例を用いて、視線移動検出に用いるピーク（極値）について説明する。図９〜図１２に示すグラフにおいて、縦軸は、眼電位関連信号の強度（以下、眼電強度ともいう。）を表し、横軸は時間を表す。

なお、図９〜１２に示すグラフでは、眼電位関連信号の一例として、第２電極１５４の電位から第３電極１５６の電位を減算して生成された眼電位信号を用いる。よって、図９〜１２に示す例では、検出部３６０は、閾値以上となったときの信号Ｓ１の極値が正であれば、左への視線移動を検出し、信号Ｓ１の極値が負であれば、右への視線移動を検出する。また、眼電位信号の場合の眼電強度のスケールは、例えば計測値×１．５（Ｖ）÷２０４８÷１０００とする。上述したとおり、図９〜１２に示す例では、閾値の判定対象として、眼電位関連信号の極値を用いて説明する。極値が用いられることにより、極値が検出された際に閾値判定が行われればよく、閾値判定が常に行われなくてもよい。

図９は、第１眼電位関連信号の一例を示す図である。図９に示す信号Ｓ１は、両目の左右の動きを示す第１眼電位関連信号であり、閾値Ｔｈ１は、第１閾値であり、閾値Ｔｈ２は、第２閾値である。閾値Ｔｈ１は、例えば１００であり、閾値Ｔｈ２は、例えば３００である。

図９に示す例において、閾値判定部３５２は、時点ｔ１の信号Ｓ１の極値が、第１閾値Ｔｈ１を超えると判定したとする。時間判定部３５４は、この極値の時点ｔ１以降の経過時間をカウントする。図９に示す例では、第１時点ｔ１から、信号Ｓ１が、第２閾値Ｔｈ２を超える極値となる時点ｔ２までの時間をＴ１とすると、この時間Ｔ１は、所定時間ＴＰ以内であるとする。

この場合、時間判定部３５４は、このカウントされた経過時間が所定時間ＴＰ以内であると判定し、決定部３５６は、第２閾値Ｔｈ２を視線移動に用いる閾値として決定し、閾値判定部３５２に通知する。

閾値判定部３５２は、決定部３５６から第２閾値が通知されると、信号Ｓ１の極値が第２閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判定し、判定結果を検出部３６０に出力する。

このとき、検出部３６０は、閾値判定部３５２の判定結果により、信号Ｓ１の絶対値が第２閾値Ｔｈ２を超えたことを認識すると、時点ｔ２の眼の動きとして、時点ｔ１の視線移動とは逆方向の視線移動を検出する。

図１０は、第２眼電位関連信号の一例を示す図である。図１０に示す信号Ｓ２は、両目の左右の動きを示す第２眼電位関連信号であり、閾値については、図９に示す閾値と同様である。

図１０に示す例において、閾値判定部３５２は、時点ｔ１の信号Ｓ２の極値が、第１閾値Ｔｈ１を超えると判定したとする。時間判定部３５４は、この極値の時点ｔ１以降の経過時間をカウントする。なお、時点ｔ１から時点ｔ３までの時間をＴ２とすると、この時間Ｔ２は、所定時間ＴＰ以内であるとする。

この場合、時間判定部３５４は、このカウントされた経過時間が所定時間ＴＰ以内であると判定し、決定部３５６は、第２閾値Ｔｈ２を視線移動に用いる閾値として決定し、閾値判定部３５２に通知する。

閾値判定部３５２は、決定部３５６から第２閾値が通知されると、信号Ｓ２の極値が第２閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判定し、判定結果を検出部３６０に出力する。なお、図１０に示す例では、時点ｔ３の信号Ｓ２の極値は、第１閾値Ｔｈ１を超えるが、第２閾値Ｔｈ２を超えないので、検出部３６０は、時点ｔ３の極値を視線移動として検出しない。

図１１は、第３眼電位関連信号の一例を示す図である。図１１に示す信号Ｓ３は、両目の左右の動きを示す第３眼電位関連信号であり、閾値については、図９に示す閾値と同様である。

図１１に示す例において、閾値判定部３５２は、時点ｔ１の信号Ｓ３の極値が、第１閾値Ｔｈ１を超えると判定したとする。時間判定部３５４は、この極値の時点ｔ１以降の経過時間をカウントする。なお、時点ｔ１から時点ｔ４までの時間をＴ３とすると、この時間Ｔ３は、所定時間ＴＰを過ぎているとする。

この場合、時間判定部３５４は、このカウントされた経過時間が所定時間ＴＰを過ぎたと判定し、決定部３５６は、第１閾値Ｔｈ１を視線移動に用いる閾値として決定し、閾値判定部３５２に通知する。

閾値判定部３５２は、決定部３５６から第１閾値が通知されると、信号Ｓ３の極値が第１閾値Ｔｈ１を超えるか否かを判定し、判定結果を検出部３６０に出力する。なお、図１１に示す例では、時点ｔ４の信号Ｓ３の極値は、第１閾値を超えるので、検出部３６０は、時点ｔ４の極値を視線移動として検出する。

図１２は、第４眼電位関連信号の一例を示す図である。図１２に示す信号Ｓ４は、両目の左右の動きを示す第４眼電位関連信号であり、閾値については、図９に示す閾値と同様である。

図１２に示す例において、閾値判定部３５２は、時点ｔ１の信号Ｓ４の極値が、第１閾値Ｔｈ１を超えると判定したとする。時間判定部３５４は、この極値の時点ｔ１以降の経過時間をカウントする。時間判定部３５４は、このカウントされた経過時間が所定時間ＴＰを過ぎたと判定した場合、決定部３５６は、第１閾値Ｔｈ１を視線移動に用いる閾値として決定し、閾値判定部３５２に通知する。

閾値判定部３５２は、決定部３５６から第１閾値が通知されると、信号Ｓ４の極値が第１閾値Ｔｈ１を超えるか否かを判定し、判定結果を検出部３６０に出力する。なお、図１２に示す例では、時点ｔ１以降の信号Ｓ４の極値は、第１閾値を超えないので、検出部３６０は、視線移動を検出しない。

以上より、視線移動が一度検出されると、所定時間以内であれば、第２閾値が視線移動の判定に用いられ、所定時間が過ぎれば、元の第１閾値が視線移動の判定に用いられる。これにより、視線移動後に、眼が元に戻る動きを視線移動して検出されることを防ぐことができる。他方、所定時間以内においては、閾値を通常の閾値よりも大きく設定することで、逆方向の視線移動を適切に検出することができる。

なお、図９〜１２に示す例では、経過時間の開始時点として、極値の時点を用いたが、閾値を超える時点を経過時間の開始時点として用いてもよい。所定時間は、事前実験等により適切な値が設定されていればよい。また、第１閾値及び第２閾値は、判定対象とする眼電位関連信号に応じて適宜設定されればよい。

＜動作＞
次に、実施例における外部装置３００の動作について説明する。図１３は、実施例における視線移動の検出処理に関する処理の一例を示すフローチャートである。図１３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及び接地電極が使用者の皮膚に接触した状態であって、外部装置３００が視線移動の検出を実行するモードである動作モード（通常モード）に設定された場合に開始する。

図１３に示すステップＳ１０２で、取得部３４０は、メガネ１００から、眼電位関連信号の取得を開始する。

ステップＳ１０４で、閾値判定部３５２は、眼電位関連信号が、第１閾値を超えたか否かを判定する。眼電位関連信号が第１閾値を超えていれば（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）処理はステップＳ１０６に進み、眼電位関連信号が第１閾値を超えていなければ（ステップＳ１０４−ＮＯ）処理はステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１０６で、検出部３６０は、眼電位関連信号が第１閾値を超えることで、視線移動を検出する。視線が上下左右のいずれを向いたかは、眼電位関連信号の種類と、信号が正か負かで判断できる。

ステップＳ１０８で、時間判定部３５４は、視線移動が検出された第１時点からの経過時間が所定時間以内であるか否かを判定する。経過時間が所定時間以内であれば（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）処理はステップＳ１１０に進み、経過時間が所定時間を過ぎていれば（ステップＳ１０８−ＮＯ）処理はステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１１０で、閾値判定部３５２は、眼電位関連信号が、第２閾値を超えたか否かを判定する。眼電位関連信号が第２閾値を超えていれば（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）処理はステップＳ１１２に進み、眼電位関連信号が第２閾値を超えていなければ（ステップＳ１１０−ＮＯ）処理はステップＳ１０８に戻る。

ステップＳ１１２で、検出部３６０は、眼電位関連信号が第２閾値を超えることで、直前の視線移動とは逆方向の視線移動を検出する。処理はステップＳ１０４に戻る。なお、図１３に示す処理は、ユーザから動作モードがＯＦＦにされたときに処理が終了する。

以上、実施例によれば、視線移動の検出を適切に行うことができる。また、実施例によれば、視線移動後の視線が戻る動きを視線移動として検出しない処理や、通常の視線移動を検出する処理とを、閾値の切り替えを用いることで、簡単な仕組みで実現することができる。また、実施例によれば、一旦視線移動した後の逆方向の視線移動については、より適切な閾値を設定することで、視線移動後の逆方向の視線移動を検出することが可能になる。

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。

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。

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。

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。

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、眼の垂直方向及び水平方向の動きを示す眼電位信号が取得できる位置に配置されていればよい。

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。この場合、処理装置２００の検出部による検出結果の送信は、リアルタイムに検出する度に外部装置３００に送信する場合と、所定時間（例えば、一分間）ごとに検出結果を集計して、集計結果を外部装置３００に送信する場合とがある。

リアルタイムに検出結果が送信されることにより、早期に詳細な分析をすることができる。

所定時間ごとに集計結果が送信されることにより、まとめてデータを送信するため消費電力を低減させることができる。

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。

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。この場合、メガネは、上部電極と、下部電極と、左部電極と、右部電極とを有する。例えば、上部電極及び下部電極は、図１に示すリム１２２に設けられ、左部電極は、左テンプル１３０に設けられ、右部電極は、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。また、メガネは、第１電極１５２、第２電極１５４、第３電極１５６の位置に２つの電極を有したりしてもよい。

４つの電極の例では、上部電極及び下部電極の電圧差により、眼の上下方向を検知することができ、左部電極及び右部電極の電圧差により、眼の左右方向を検知することができる。

また、本実施例では、外部装置３００が、視線移動の検出を行う例について説明したが、アイウエア側で第１閾値の視線移動検出を行い、視線移動検出の結果とその時の極値の値及び時間を外部装置に送信してもよい。この場合、外部装置３００側で、経過時間の判定処理と、第２閾値の判定処理とを行い、視線移動検出から所定時間以内に第２閾値を超えていない視線移動についてはキャンセルするようにしてもよい。

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。

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
２００ 処理装置
３００ 外部装置
３２０ 記憶部
３３０ 制御部
３４０ 取得部
３４２ 信号処理部
３５０ 判定部
３５２ 閾値判定部
３５４ 時間判定部
３５６ 決定部
３６０ 検出部

Claims (8)

1. コンピュータが、
   対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に関する眼電位関連信号を取得する取得ステップと、
   前記眼電位関連信号が第１閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第１検出ステップと、
   前記視線移動が検出された第１時点からの経過時間が所定時間以内であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記経過時間の判定結果に基づき、前記第１閾値及び前記第１閾値よりも絶対値が大きい第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する決定ステップと、
   前記第１時点以降の眼電位関連信号が、決定された閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第２検出ステップと、
   を実行する視線移動検出方法。
2. 前記判定ステップは、
   前記視線移動が検出される度に前記経過時間の判定処理を行う、請求項１に記載の視線移動検出方法。
3. 前記決定ステップは、
   前記経過時間が前記所定時間以内であれば、前記第２閾値を用いることを決定し、前記経過時間が前記所定時間を過ぎていれば、前記第１閾値を用いることを決定することを含む、請求項１又は２に記載の視線移動検出方法。
4. 前記第２検出ステップは、
   前記第１時点の視線移動とは逆方向の視線移動を、前記第２閾値の判定結果により検出することを含む、請求項１乃至３いずれか一項に記載の視線移動検出方法。
5. 前記眼電位関連信号は、前記眼電位を示す眼電位信号の差分信号である、請求項１乃至４いずれか一項に記載の視線移動検出方法。
6. コンピュータに、
   対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に関する眼電位関連信号を取得する取得ステップと、
   前記眼電位関連信号が第１閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第１検出ステップと、
   前記視線移動が検出された第１時点からの経過時間が所定時間以内であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記経過時間の判定結果に基づき、前記第１閾値及び前記第１閾値よりも絶対値が大きい第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する決定ステップと、
   前記第１時点以降の眼電位関連信号が、決定された閾値を超えたか否かに基づいて、視線移動を検出する第２検出ステップと、
   を実行させるプログラム。
7. 対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に関する眼電位関連信号を取得する取得部と、
   前記眼電位関連信号に基づく視線移動が検出された第１時点からの経過時間が、所定時間以内であるか否かを判定する時間判定部と、
   前記経過時間の判定結果に基づき、第１閾値及び該第１閾値よりも絶対値が大きい第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する決定部と、
   前記第１時点以降の眼電位関連信号が、決定された閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、
   前記閾値判定部の判定結果に基づいて、視線移動を検出する検出部と、
   を備える情報処理装置。
8. フレームと、
   前記フレームに設けられ、対象者の眼周辺に接触する少なくとも３つの電極と、
   対象者の眼周辺に接触する各電極により検出される眼電位に関する眼電位関連信号を取得する取得部と、
   前記眼電位関連信号に基づく視線移動が検出された第１時点からの経過時間が、所定時間以内であるか否かを判定する時間判定部と、
   前記経過時間の判定結果に基づき、第１閾値及び該第１閾値よりも絶対値が大きい第２閾値のいずれを閾値として用いるかを決定する決定部と、
   前記第１時点以降の眼電位関連信号が、決定された閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、
   前記閾値判定部の判定結果に基づいて、視線移動を検出する検出部と、
   を備えるアイウエア。
   

Images