JP6687639B2 - 情報処理方法、情報処理装置、プログラム及びアイウエア - Google Patents

Description

本発明は、情報処理方法、情報処理装置、プログラム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）。

米国特許出願公開第２００４／００７０７２９号明細書

しかしながら、従来技術では、複数の電極を用いて各眼電位信号を取得する際、個々の電極には次の問題がある。例えば、電極と皮膚とが十分に接触していない場合、電極と皮膚との接触により生じる接触抵抗が不安定になってしまう。この不安定な接触抵抗に起因して、眼電位信号が適切に取得できなくなる。なお、この問題は、眼電位信号に限らず生体信号においても同様の問題が発生する。また、電極と皮膚との接触は、直接的な接触に限らず、化粧品やジェルなどを介した間接的な接触も含む。

そこで、開示技術は、接触抵抗が不安定になり得る複数の電極から各生体信号を取得する場合に、適切な生体信号を取得することを目的とする。

開示技術の一態様における情報処理方法は、制御部を有するコンピュータが実行する情報処理方法であって、前記制御部は、生体信号の検出対象を基準とした位置が対称性を有する複数の生体電極から、各生体信号を取得すること、取得された複数の生体信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１生体信号を特定すること、前記所定期間内の前記第１生体信号の絶対値に基づいて、前記所定期間内の他の生体信号を補正すること、を実行する。

開示技術によれば、接触抵抗が不安定になり得る複数の電極から各生体信号を取得する場合に、適切な生体信号を取得することができる。

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。 各生体電極と皮膚との接触状態が良い場合の各生体信号の例を示す図である。 一方の生体電極の接触状態が良く、他方の生体電極の接触状態が悪い場合の各生体信号の例を示す図である。 補正前の２つの眼電位信号を示す図である。 補正後の２つの眼電位信号を示す図である。 補正前の２つの生体信号の値を示す図である。 補正処理Ａの後の２つの生体信号の値を示す図である。 補正処理Ｂの後の２つの生体信号の値を示す図である。 実施例における補正処理の一例を示すフローチャートである。 実施例における出力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］
本実施例では、生体信号として眼電位信号を例にし、理論的に同様の信号を測定可能な電極の位置としては、メガネに設けられる一対のノーズパッドを例にする。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、設けられなくてもよいし、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や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。また、外部装置３００は、処理装置２００において眼電位信号に基づく所定の判定が行われる場合、判定結果を処理装置２００から取得し、この判定結果に基づく処理を行ってもよい。所定の判定とは、例えば、瞬目や視線移動などである。

＜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。なお、処理装置２００の各部は、一方のテンプルに設けられるのではなく、一対のテンプルに分散して設けられてもよい。

処理部２１０は、例えばプロセッサやメモリを含み、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１電極１５２の電位から第２電極１５４の電位を減算して垂直方向の眼電位信号を生成したり、第１電極１５２の電位と、第２電極１５４の電位との平均を算出して水平方向の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（接触抵抗）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、例えば通信インターフェースであり、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等を受信する。通信部３１０は、処理装置２００の送信部２０４から受信した眼電位信号等を記憶部３２０及び／又は制御部３３０に出力する。

記憶部３２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）であり、眼電位信号の処理に関するデータ等を記憶する。記憶部３２０は、例えば信号記憶部３２２を含み、信号記憶部３２２は、制御部３３０により処理される及び／又は処理された右眼及び左眼の眼電位信号等を記憶する。

また、記憶部３２０は、後述する信号補正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）やメモリを含み、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、少なくとも取得部３３２、特定部３３４、補正部３３６、検出部３３８、比較部３４０、及び出力部３４２を有する。

取得部３３２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信号を、記憶部３２０又は通信部３１０から取得する。以下では、取得された眼電位信号は、第１電極１５２及び第２電極１５４からの各眼電位信号を例にして説明する。なお、各眼電位信号は、例えば第３電極１５６や接地電極を基準にした、第１電極１５２及び第２電極１５４からの各眼電位信号でもよい。

また、対象者の眼周辺に接触される各電極は、検出される各眼電位信号の絶対値が理論的に略同じになる位置に設けられる。本実施例の場合、一対のノーズパッド１４０に設けられた第１電極１５２及び第２電極１５４が、検出される各眼電位信号の絶対値が理論的に略同じになる位置に設けられる各電極に相当する。これは、検出対象の各眼を基準とした第１電極１５２及び第２電極１５４の位置が、対称性を有するからである。また、各電極は、生体信号の検出対象から略同じ距離の位置に設けられてもよい。

特定部３３４は、取得部３３２により取得された複数の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定する。変動が最も大きいとは、例えば、生体信号の振幅が最も大きいことをいう。所定期間は、例えば、予め設定された信号のサンプリング期間や、後述する検出部３３８により検出される生体信号の変動期間や、移動時間窓の期間などである。

例えば、特定部３３４は、所定期間内における各眼電位信号の振幅を比較し、振幅が最大のピークを有する眼電位信号を第１眼電位信号として特定する。

ここで、変動が最も大きい信号を特定する理由について説明する。眼電位信号を含む生体信号は、皮膚と電極との接触状態に左右される接触抵抗（例えば図６に示す抵抗Ｒ_０）によって、検出精度が変わってしまう。例えば、本実施例の場合、ノーズパッドに設置された電極が適切に安定して鼻に接触していれば、接触抵抗の値は小さくなり、その結果、測定される眼電位にほとんど影響を与えず、本来の眼電位を測定することができる。

他方、ノーズパッドに設置された電極が十分に鼻に接触していなければ、接触抵抗の値が大きくなり、その結果、本来測定されるべき眼電位の電圧が接触抵抗により電位降下され、測定される電圧が小さくなってしまう。なお、電極と鼻との接触状態が不安定とは、接触位置がずれたり、電極と鼻との接触時の圧力が変わったりすることである。

よって、変動時の眼電位信号の絶対値（又は振幅）が大きい方が、接触抵抗が安定している状態を示し、この状態を好適な状態と称する。眼電位信号を用いたアプリケーションは、基本的にこの好適な状態を前提として設計されているため、好適な状態で取得された生体信号を用いることで、信頼ある処理結果を提供することが可能になる。

本来であれば、第１電極１５２及び第２電極１５４からの眼電位信号の絶対値は同様の値になるはずであるが、電極と鼻との接触状態によっては、例えば、一方の接触抵抗が低位安定し、他方の接触抵抗が大きく、不安定にあることがある。この場合、一方の眼電位信号は、接触抵抗の影響をほとんど受けないため、その変動が大きく、他方の眼電位信号は、接触抵抗の影響により、その変動が小さくなってしまう。

そこで、上述したように、好適な状態では、接触抵抗が低位安定するため、変動時の眼電位信号の絶対値が大きい（変動が大きい）ことに着目し、制御部３３０は、絶対値が大きい方の眼電位信号（第１眼電位信号）を適切な状態で取得された信号とみなし、この第１眼電位信号に基づいて、他の眼電位信号を補正するようにする。この補正を行うために、制御部３３０は、補正部３３６を有する。

補正部３３６は、特定部３３４により特定された所定期間内の第１眼電位信号の絶対値（又は振幅）に基づいて、所定期間内の他の眼電位信号を補正する。他の眼電位信号とは、取得された複数の眼電位信号のうち、第１眼電位信号とは異なる眼電位信号のことをいう。これにより、好適な状態で取得されていないと推定される眼電位信号を、好適な状態で取得されたと推定される眼電位信号と同様の信号にすることができるようになる。

また、補正部３３６は、他の眼電位信号を、前記第１眼電位信号と同じにする、又は前記他の眼電位信号を、正負の符号を反転させた第１眼電位信号と同じにするよう補正してもよい。以下、この補正処理を補正処理Ａとも称する。これにより、各眼電位信号を、好適な状態で取得された眼電位信号と正負の符号を問わず同じにすることができる。

また、補正部３３６は、所定時点の第１眼電位信号の絶対値と、同時点の他の眼電位信号の絶対値との比に基づく係数を用いて、他の眼電位信号を補正してもよい。以下、この補正処理を補正処理Ｂとも称する。例えば、補正部３３６は、所定期間内の比の平均値等から係数を求め、他の眼電位信号に係数を乗算してもよい。これにより、他の眼電位信号の元データのプロファイルを生かしつつ、好適な状態で取得されたと推定される眼電位信号の強度に合わせることができる。

検出部３３８は、取得部３３２により取得される各眼電位信号の変動を検出する。例えば、検出部３３８は、瞬目や視線移動の検出処理を実行し、瞬目や視線移動が検出されている期間を、上述した所定期間として設定する。瞬目や視線移動の検出方法は、いずれの手法を用いてもよい。瞬目や視線移動の検出方法の一例については、後述する。

検出部３３８により所定期間が設定されることを条件に、特定部３３４は、この所定期間内において、上述した第１眼電位信号の特定処理を行うとよい。これにより、眼電位信号に変動がない場合には、眼電位信号を補正する必要がないため、無駄な処理をしなくて済み、省電力化を図ることができる。

比較部３４０は、取得部３３２により取得された複数の眼電位信号それぞれの変動を比較する。例えば、比較部３４０は、各眼電位信号の変動の具合が同じ程度であるかを調べるために比較を行う。つまり、比較部３４０は、複数の眼電位信号のうち、所定期間内における同時点の２つの眼電位信号の絶対値の比を算出し、この比の平均値が所定範囲内であるか否かを比較結果としてもよい。例えば、２つの眼電位信号を信号Ａと信号Ｂとすれば、信号Ａ／信号Ｂの値（比）の絶対値が所定範囲内（例えば０．７〜１．３）であるか否かが比較結果となる。

出力部３４２は、比較部２４０による比較結果に基づき、電極の接触状態に関する所定の情報を出力する。所定の情報とは、電極の接触具合に対する警告や、接触状態に関し、眼電位信号に基づく判定結果への信頼性に関する情報などである。

例えば、出力部３４２は、比較結果が、予め設定された期間、一方の電極からの眼電位信号の変動が、他の電極からの眼電位信号の変動よりも大きいことを示す場合（比が所定範囲より小さい場合、又は所定範囲より大きい場合）、他の電極の接触状態が良くないことを示す警告を出力する。出力方法については、画面による表示や音声出力、振動等を用いて伝えるなど、様々な手法が用いられてもよい。これにより、電極の装着者に対し、接触状態が悪い電極を知らせることができ、この接触状態を直す契機を与えることができる。

また、出力部３４２は、比較結果が、各眼電位信号の変動が凡そ同じ場合（比が所定範囲内である場合）、補正が不要であるため、眼電位信号の信頼性が高いことを示す情報や、装着時のアイウエア１００のバランスが良い旨を出力してもよい。他方、出力部３４２は、比較結果が、各眼電位信号の変動が異なる場合（比が所定範囲外である場合）、眼電位信号の補正が必要であるため、眼電位信号の信頼性が低いことを示す情報や、装着したアイウエア１００のバランスが悪い旨を出力してもよい。これにより、接触状態に基づく眼電位信号の信頼性を求め、眼電位信号に関する処理結果に、この信頼性を付与したり、アイウエア１００の装着具合をユーザに知らせたりすることができる。

＜瞬目検出＞
次に、検出部３３８による瞬目の検出について説明する。例えば、検出部３３８は、取得した眼電位信号から垂直方向の眼電位信号Ｖｖを求める。眼電位信号Ｖｖは、第３電極１５６の電位から、第１電極１５２及び第２電極１５４の電位の平均を減算して生成されてもよいし、第１電極１５２及び第２電極１５４の電位の平均から生成されてもよい。

検出部３３８は、例えば眼電位信号Ｖｖの極大値から次の極小値までの時間が、所定時間以内である場合に、瞬目と検出する。なお、所定時間は、例えば０．５ｓｅｃとする。なお、上述した瞬目検出処理はあくまでも一例であって、他の瞬目検出のアルゴリズムが用いられてもよい。

＜視線移動検出＞
次に、検出部３３８による視線移動の検出について説明する。例えば、検出部３３８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３３８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３３８は、第１電極１５２の電位から第２電極１５４の電位を減算して生成された眼電位信号Ｖｈを用いて、負の電位が示された場合には視線が右、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３３８は、第３電極１５６の電位から、第１電極１５２及び第２電極１５４の電位の平均を減算して生成された眼電位信号Ｖｖ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。また、検出部３３８は、第１電極１５２の電位及び第２電極１５４の電位の平均を垂直方向の眼電位信号Ｖｖとしてもよい。この場合、検出部３３８は、信号Ｖｖが負の場合は、上を向いたことを検出し、信号Ｖｖが正の場合は、下を向いたことを検出する。なお、上述した視線移動検出処理はあくまでも一例であって、他の視線移動検出のアルゴリズムが用いられてもよい。

＜信号の具体例＞
次に、生体信号の検出対象を基準とした位置が対称性を有する２つの生体電極から取得した各生体信号の具体例について説明する。図９は、各生体電極と皮膚との接触状態が良い場合の各生体信号の例を示す図である。図９に示す例では、各生体電極と鼻とが安定して接触し、適切に圧力がかかっている状態であるため、両方の接触抵抗が十分に小さい。よって、各生体信号Ｖ１、Ｖ２において、接触抵抗による電位降下はほとんどなく、眼の動きに応じた適切な電圧値を有する。

図１０は、一方の生体電極の接触状態が良く、他方の生体電極の接触状態が悪い場合の各生体信号の例を示す図である。図１０に示す例では、一方の生体電極が十分に鼻に接触していないため、接触抵抗が大きくなっており、他方の生体電極の接触状態は良いため、接触抵抗が十分に小さい。よって、一方の生体電極からの信号Ｖ２は、他方の生体電極からの信号Ｖ１と比べて、大きい接触抵抗により電位降下が大きく、測定される電圧が小さくなっている。すなわち、接触状態が弱いことに起因して接触抵抗が大きくなることにより、相対的に測定される電圧が小さくなってしまうため、降下してしまった信号の補正を行うと良い。

＜補正の具体例＞
次に、眼電位信号を用いた補正の具体例について説明する。図１１は、補正前の２つの眼電位信号を示す図である。図１１に示す例では、２つの眼電位信号は、理想的には位相が１８０度ずれた信号である。図１１（Ａ）は、例えば電極１５２から取得される眼電位信号Ｓ１を示し、図１１（Ｂ）は、例えば電極１５４から取得される眼電位信号Ｓ２を示す。図１１に示す例では、装着者は左方向を見て右方向を向く場合の信号の例である。また、図１１に示す例では、電極１５２の接触状態は安定しており、電極１５４の接触状態は不安定である例を示す。この場合、特定部３３４により、眼電位信号Ｓ１が、好適な状態で取得した信号として特定される。

図１１（Ｂ）において、電極１５４と皮膚との接触状態が不安定なことにより、眼電位信号Ｓ２の変動が小さくなっている。この眼電位信号Ｓ２は、理想的には、眼電位信号Ｓ１とは正負の符号が逆になる信号Ｓ３になるはずである。

よって、補正部３３６は、図１１（Ａ）に示す眼電位信号Ｓ１の絶対値に基づいて、眼電位信号Ｓ２を補正する。

図１２は、補正後の２つの眼電位信号を示す図である。図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）に示す眼電位信号Ｓ１と同じ信号を示し、図１２（Ｂ）は、図１１（Ｂ）に示す眼電位信号Ｓ２の補正後の信号を示す。

図１２（Ａ）に示す眼電位信号Ｓ１は、図１１（Ａ）に示す眼電位信号Ｓ１と同じであるが、これは、眼電位信号Ｓ１が、特定部３３４により特定された信号であるため、補正部３３６により補正されないからである。

図１２（Ｂ）に示す眼電位信号Ｓ３は、図１１（Ｂ）に示す眼電位信号Ｓ２が、眼電位信号Ｓ１に基づいて補正された信号である。図１２（Ｂ）に示す例では、補正部３３６は、眼電位信号Ｓ２を、眼電位信号Ｓ１の絶対値が同じで、符号が逆になるように補正する。これにより、変動が小さい眼電位信号は、好適な状態で取得された信号と整合が取れるように補正される。

＜信号値の具体例＞
図１３〜１５は、信号記憶部３２２に記憶される生体信号の値の例を示す。なお、図１３〜１５に示す例では、所定のサンプリングレートでサンプリングされた生体信号の値が記憶される。図１３〜１５に示す一行目は、サンプリングされた順番を示す番号を示し、二行目は、例えば生体信号（Ｃｈ１）からサンプリングされた値を示し、三行目は、例えば生体信号（Ｃｈ２）からサンプリングされた値を示す。図１３〜１５に示す例では、生体信号Ｃｈ１と生体信号Ｃｈ２とは、位相差がない信号である。

図１３は、補正前の２つの生体信号の値を示す図である。図１３に示す例では、所定期間は、例えばサンプリング数が１０個の期間とする。この場合、特定部３３４は、Ｃｈ２の変動（例、１５−１＝１４）よりもＣｈ１の変動（例、３０−３＝２７）の方が大きいため、Ｃｈ１の信号を第１生体信号として特定する。

図１４は、補正処理Ａの後の２つの生体信号の値を示す図である。例えば、補正処理Ａは、変動が小さい生体信号Ｃｈ２の値を、変動が大きい好適な生体信号Ｃｈ１の値と同じになるよう補正する処理である。補正部３３６は、補正処理Ａを行うことにより、複数の生体信号を全て好適な状態で取得された信号にすることができる。

図１５は、補正処理Ｂの後の２つの生体信号の値を示す図である。例えば、補正処理Ｂは、変動が小さい生体信号Ｃｈ２の値に、変動が大きい好適な生体信号Ｃｈ１と生体信号Ｃｈ２との比に基づく係数ｄを乗算して補正する処理である。

図１５に示す例では、補正部３３６は、例えば生体信号Ｃｈ１と生体信号Ｃｈ２との比の平均値を求める。ここでは、比の平均値が、（（４／２）＋（７／３）＋（１５／７）＋，・・・，＋（３０／１５），・・・，）／１０＝２になったとする。次に、補正部３３６は、求めた平均値を係数ｄに設定し、生体信号Ｃｈ２に係数を乗算する。その結果、図１５に示す生体信号Ｃｈ２の値は、図１３に示す生体信号Ｃｈ１の値の２倍になる。これにより、補正部３３６は、補正処理Ｂを行うことにより、検出された元の信号のプロファイルを生かしつつ、好適な状態で取得されていない信号を、好適な状態で取得された信号と同様の強度の信号に補正することができる。

＜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１６は、実施例における補正処理の一例を示すフローチャートである。図１６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、及び第３電極１５６が使用者の皮膚に接触した状態であって、外部装置３００が信号取得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１６、及び図１７に示す処理において、生体信号は、眼電位信号を例にして説明する。

図１６に示すステップＳ１０２で、取得部３３２は、メガネ１００から、複数の眼電位信号の取得を開始する。

ステップＳ１０４で、検出部３３８は、取得された複数の眼電位信号それぞれに対し、所定期間内において変動が生じているか否かを判定する。例えば、検出部３３８は、瞬目や視線移動を検出し、瞬目や視線移動が検出されている期間を、上述した所定期間として設定してもよい。

ステップＳ１０６で、特定部３３４は、取得された複数の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定する。

ステップＳ１０８で、補正部３３６は、所定期間内の第１眼電位信号の絶対値（又は振幅）に基づいて、所定期間内の他の眼電位信号を補正する。これにより、変動が小さい信号を適切な信号の値に補正することが可能になる。

図１７は、実施例における出力処理の一例を示すフローチャートである。図１７に示すフローチャートは、自動で処理されるものでもよいし、出力モードがオンになっている場合に処理されるものでもよい。

ステップＳ２０２で、比較部３４０は、複数の眼電位信号それぞれの変動を比較する。

ステップＳ２０４で、出力部３４２は、比較部３４０による比較結果が、所定の出力条件を満たすか否かを判定する。出力条件が満たされれば（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０６に進み、出力条件が満たされなければ（ステップＳ２０４−ＮＯ）、処理が終了する。

ステップＳ２０６で、出力部３４２は、満たされた出力条件に応じた出力を行う。例えば、出力部３４２は、比較結果が、予め設定された期間、一方の電極からの眼電位信号の変動が、他の電極からの眼電位信号の変動よりも大きいことを示す場合、他の電極の接触状態が良くないことを示す警告を出力してもよい。また、出力部３４２は、比較結果が、各眼電位信号の変動が凡そ同じ場合、補正の必要がないため、眼電位信号の信頼性が高いことを示す情報を出力してもよい。これにより、必要に応じて、比較結果に応じた様々な出力を行うことができる。

以上、本実施例によれば、例えば、理論的に同様の生体信号が取得できる位置に設けられ、接触抵抗が不安定になり得る複数の電極から各生体信号を取得する場合に、適切な生体信号を取得することができる。また、本実施例により取得された適切な生体信号は、生体信号を処理するアプリケーションにおいて好適に用いられ得る。これにより、生体信号が適切になっているため、その生体信号を処理するアプリケーションの処理精度を向上させることができる。

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。

本実施例において、眼電位信号を例に用いて説明したが、眼電位信号の差分信号や極値差信号を用いて処理がなされてもよい。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。

本実施例において、生体信号は、脈拍、心拍、脳波、呼吸、発汗などの生体現象をセンサによって数値化したものであれば適用可能である。

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。

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、補正処理を行う例について説明したが、アイウエア側で上述した補正処理の一部又は全部を行ってもよい。例えば、上述した制御部３３０の機能が、処理装置２００の処理部２１０において実行可能にする。また、特定部３３４、補正部３３６、検出部３３８及び比較部３４０は、外部装置３００ではなく、処理装置２００に設けられてもよい。この場合、処理装置２００が図１６に示すフローチャートを実行する。また、処理装置２００の比較部が。図１７に示すステップＳ２０２を実行し、比較結果が外部装置３００に送信される。

また、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場合、外部装置３００の出力部３４２は、検出結果（例えば、使用者が瞬目したか否か）を出力する。これにより、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場合、外部装置３００の出力部３４２は、所定時間ごとの集計結果をプロットしたグラフ（例えば、棒グラフ、折れ線グラフ又は散布図）を出力する。これにより、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。

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
３３２ 取得部
３３４ 特定部
３３６ 補正部
３３８ 検出部
３４０ 比較部
３４２ 出力部

Claims (9)

1. 制御部を有するコンピュータが実行する情報処理方法であって、
   前記制御部は、
   眼電位信号の検出対象を基準とした位置が対称性を有する複数の生体電極から、各眼電位信号を取得すること、
   取得された複数の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定すること、
   前記所定期間内の前記第１眼電位信号の絶対値に基づいて、前記所定期間内の他の眼電位信号を補正すること、
   前記複数の眼電位信号それぞれの変動を比較すること、
   前記変動の比較結果が、前記複数の眼電位信号のうち、同時点における任意の２つの眼電位信号の絶対値の比の平均値が所定範囲内であるか否かを含む場合、前記複数の生体電極の接触状態に基づく前記２つの眼電位信号の信頼性に関する情報を含む所定の情報を出力すること、
   を実行する情報処理方法。
2. 前記補正することは、
   前記他の眼電位信号を、前記第１眼電位信号と同じにする、又は前記他の眼電位信号を、正負の符号を反転させた第１眼電位信号と同じにする、請求項１に記載の情報処理方法。
3. 前記補正することは、
   所定時点の前記第１眼電位信号の絶対値と、前記所定時点の前記他の眼電位信号の絶対値との比に基づく係数を用いて、前記他の眼電位信号を補正する、請求項１に記載の情報処理方法。
4. 前記特定することは、
   前記所定期間として設定された、前記各眼電位信号の変動が検出された期間内において、前記第１眼電位信号の特定処理を行う、請求項１乃至３いずれか一項に記載の情報処理方法。
5. 前記信頼性に関する情報は、前記眼電位信号に関する補正結果に付与される、請求項１に記載の情報処理方法。
6. 前記検出対象が複数ある場合、
   前記取得することは、
   各検出対象と、各検出対象に対応する各生体電極との距離が略同じである、前記複数の生体電極から、各眼電位信号を取得する、請求項１乃至５いずれか一項に記載の情報処理方法。
7. 眼電位信号の検出対象を基準とした位置が対称性を有する複数の生体電極から、各眼電位信号を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された複数の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定する特定部と、
   前記所定期間内の前記第１眼電位信号の絶対値に基づいて、前記所定期間内の他の眼電位信号を補正する補正部と、
   前記複数の眼電位信号それぞれの変動を比較する比較部と、
   前記変動の比較結果が、前記複数の眼電位信号のうち、同時点における任意の２つの眼電位信号の絶対値の比の平均値が所定範囲内であるか否かを含む場合、前記複数の生体電極の接触状態に基づく前記２つの眼電位信号の信頼性に関する情報を含む所定の情報を出力する出力部と、
   を備える情報処理装置。
8. コンピュータに、
   眼電位信号の検出対象を基準とした位置が対称性を有する複数の生体電極から、各眼電位信号を取得すること、
   取得された複数の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定すること、
   前記所定期間内の前記第１眼電位信号の絶対値に基づいて、前記所定期間内の他の眼電位信号を補正すること、
   前記複数の眼電位信号それぞれの変動を比較すること、
   前記変動の比較結果が、前記複数の眼電位信号のうち、同時点における任意の２つの眼電位信号の絶対値の比の平均値が所定範囲内であるか否かを含む場合、前記複数の生体電極の接触状態に基づく前記２つの眼電位信号の信頼性に関する情報を含む所定の情報を出力すること、
   を実行させるプログラム。
9. フレームと、
   前記フレームに設けられる一対のノーズパッドと、
   前記一対のノーズパッドに設けられる各電極と、
   前記各電極から眼電位信号を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された各電極の眼電位信号のうち、所定期間内において変動が最も大きい第１眼電位信号を特定する特定部と、
   前記所定期間内の前記第１眼電位信号の絶対値に基づいて、前記所定期間内の他の眼電位信号を補正する補正部と、
   複数の眼電位信号それぞれの変動を比較する比較部と、
   前記変動の比較結果が、前記複数の眼電位信号のうち、同時点における任意の２つの眼電位信号の絶対値の比の平均値が所定範囲内であるか否かを含む場合、前記各電極の接触状態に基づく前記２つの眼電位信号の信頼性に関する情報を含む所定の情報を出力する出力部と、
   を備えるアイウエア。

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