JPH02234849A - まばたき検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、居眠りや眼の疲労度等被検者の生理状態を検
出するのに有用なまばたき検出装置に関し、運転者のま
ぶたの開閉状況に基づいて居眠り運転を防止する装置に
用いて好通なものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として、例えば特開昭５９−１２７
１９８号に開示されたもののように、着用者の眼に電磁
波を送波する手段および着用者の眼からの反射波を受波
する手段を備えた眼鏡を用いて、赤外線等の電磁波をま
ぶたと眼の角膜に送波したときにまぶたからの反射波レ
ベルの方が大きくなることに着目して、まぶたの開閉状
態を検知するようにしているものがある。なお、着用者
の眼に電磁波を送波する手段として、近赤外光を放つ発
光素子が使われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このものは着用者の眼に赤外線等の電磁
波を送波する手段を特別に設けるために、電源の省電力
化、装置の小型軽量化に限界がある。

そこで本発明者らは、環境光を光源として眼から乱反射
されてくる環境光の変化、すなわち眼での色調変化によ
ってまばたきを検出することに着目した． しかしながら、本発明者らの実験によると、このものは
色調判別において光源としての環境光に大きく影響を受
けてしまうということが判明した。

本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、発光素子を
持たずに、環境光が影響しても正しくまばたきを検出で
きるまばたき検出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、眼鏡の枠体に設
けられ、着用者の眼の色調を検出し、色調信号を発生す
る色調検出手段と、前記眼鏡の枠体に設けられ、前記色
調検出手段の検出エリア近傍での環境光の強度を検出し
、環境光信号を発生する環境光強度検出手段と、この環
境光強度検出手段からの環境光信号によって、前記色調
検出手段からの色調信号を補正し、この補正した色調信
号に基づいて前記着用者のまばたき状態を検出するまば
たき検出手段とを備えるという技術的手段を採用する。

〔作用］ 色調検出手段が着用者の眼の色調を検出して色調信号を
発生すると共に、環境光強度検出手段が前記色調検出手
段の検出エリア近傍の環境光の強度を検出して環境光信
号を発生する。まばたき検出手段は、この環境光信号に
よって色調信号を補正して、この補正された色調信号に
基づいて前記着用者のまばたき状態を検出する。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例について説明する。第１
図は、本発明を居眠り防止装置に用いた場合の一実施例
を示すシステム構成図である。■は、第２図に示すよう
に異なる光波長域（高城側８５０ｎｓ、低域側６００ｎ
ｍ）に受光感度のピークをそれぞれ持つ、２つのフォト
ダイオードを内蔵した色調検出手段としての色調センサ
である。この色調センサ１への入射光の波長と２つのフ
ォトダイオードに流れるそれぞれの電流の電流比との間
には、１対１の関係があるため、この電流比を求めて色
を判別することができる。また、色調センサ１は、眼鏡
７のレンズ枠に設置され、着用者の眼の色調を検出する
．２は環境光強度検出手段としての照度センサであり、
色調センサ１と同様に眼鏡７のレンズ枠に設置され、色
調センサエの検出エリア近傍に検出エリアを持つ。第１
図においては、眼の下部の皮膚の照度を検出している。

また、照度センサ２は光波長６００ｎｍ付近にピーク惑
度を持っている．３および４はそれぞれ眼鏡７の左右の
フレーム内側（皮膚接触側）に沿って配設された電極で
あり、生体の皮膚抵抗を検出するためのもので、導電性
材料にて構成されている。

５は、前記色調センサｌ，照度センサ２、電極３，４か
らの各信号に基づいて、眼鏡７装着及び生体のまばたき
の各検出処理を行い、まばたき信号を微弱無線を用いて
後述する受信部６に送信する送信部である。この送信部
５は、眼鏡７のフレームに装着される。６は受信部で、
前記送信部５からのまばたき信号に基づき単位時間当た
りのまばたき回数を計測し、まばたき回数が所定範囲内
でない場合、ブザー等で着用者に警報するようにしてい
る。また、受信部６は小型であるため、上衣のポケット
等に入れることができる。５２，６１はそれぞれ送信部
、受信部の電源スイッチである。

次に、第１図を用いて本実施例の動作概要を説明する．
送信部５、受信部６の電源スイッチ５２．６１をそれぞ
れＯＮすると、受信部６はただちに作動を開始する。一
方、送信部５は、電極３，４間の抵抗（皮膚抵抗）を計
測し、抵抗が所定値以下の抵抗値になった時、すなわち
眼鏡７を装着した時に、前記色調センサ１、照度センサ
２および送信部５内蔵の、後述する処理回路に電力が供
給される．そして、生体のまばたきに対応したまばたき
信号を送信部内蔵の処理回路によって作成し、受信部６
へ送信する。受信部６では前述したように単位時間のま
ばたき回数を算出し、その値により着用者に居眠りを報
知する。

上記のように、眼鏡７を装着してからまばたき検出を開
始するようにしているから、眼鏡７の脱着に伴う誤検出
および不要時の作動を禁止でき、さらに省電力化を図る
ことができる。

次に第２図は、第１図に示した送信部５の回路図である
。

第２図において、５工は送信部５内藏回路の電力供給源
である電池である。５２は、送信部５の電源スイッチで
ある。５３は、電池５１の電圧を電源スイッチ５２０Ｎ
時に常時モニタし、所定電圧より低下した時、スビーカ
５４を鳴動させ、着用者に電池電圧低下を知らせる電池
電圧モニタ回路である。

５５は、眼鏡７の左右のフレームに取り付けられた電極
３．４の電極間抵抗を計測し、電極間抵抗が無限大であ
れば、出力電圧＋■を遮断、数百ＭΩ以下であれば出力
電圧＋■を出力する眼鏡装着検出回路である。この眼鏡
装着検出回路５５の出力＋■は、後述する５６，５７．
５８．５９の各回路用電源である。

５６は、色調センサ１の２つのフォトダイオードの光電
流をｌｏｇアンプで増幅し、差動アンブによって２つの
光電流を減算することによって、２つのフォトダイオー
ドを流れる電流の電流比の対数を求め、光波長に対応し
た色調信号ａを出力する色調処理回路である．色調セン
サ１が、眼鏡枠に取り付けられ、着用者の眼の色調を検
出するため、色調信号ａには第３図に示すように着用者
のまばたきによる色調変化が含まれることになる。

５７は、照度センサ２から出力される眼付近の照度信号
を増幅し、ローパスフィルタにより処理して、照度補正
信号ｂとして出力するとともに、照度補正信号ｂが単位
時間当たりに所定値以上の変化をした場合、微分器、第
１の比較器、ワンショットマルチバイブレークの連携に
よって、所定時間、後述する包絡線検波信号ｇの出力を
禁止する照度変化信号ｄを出力する禁止手段としての照
度処理回路である。又、この回路では、照度が所定値以
上でない場合にも包絡線検波信号ｇの出力を禁止する照
度低下信号ｅを作動最低照度設定抵抗５７１と第２の比
較器との連携で出力する。

５８は、色調処理回路５６と照度処理回路５７からの各
出力信号に基づき、後述する方法によってまばたきに対
応するまばたき信号ｈを出力するまばたき検出手段とし
てのまばたき処理回路である。

５９は、まばたき処理回路５８からのまばたき信号ｈに
基づき、周波数変調し、微弱無線を媒体として、まばた
き信号を受信部６に送信する無線回路である。

第２図に示す送信部５の５６〜５８の各処理回路の作動
、すなわちまばたき信号ｈの作成過程を、各処理信号を
用いて説明する。なお、第３図は代表的な処理信号の時
系列特性図である。

まず、時刻ｔ０からｔ１は眼を中心とした顔面付近の照
度が極度に低い場合である。この場合、色調信号ａには
まばたきに対応した変化が見られない。そこで、第２の
比較器での照度補正信号ｂと作動最低照度の設定抵抗５
７１によって設定された作動最低照度電圧Ｃとの比較に
より、照度低下信号ｅの信号レベルは“Ｌ”′となり、
まばたき信号ｈの出力は禁止される。

次に、時刻Ｌ，からｔ　ｔ’は、眼を中心とした顔面付
近の照度が徐々に明るくなり、ある照度で一定になった
場合である。この時、照度低下信号ｅの信号レベルは″
Ｈ″である。

色調信号ａは照度の増加と共に眼付近の色調変化を良好
に検出するようになる．第３図において、極大値の部分
が眼を閉じた時の状態である．しかしながら、この場合
は眼を中心とした顔面付近の照度に変化があるために、
直流成分（基線成分）に変動がみられる．この直流成分
の変動に伴う誤検出を防止するため、まばたき処理回路
５日内の加減算アンプにおいて、色調信号ａと照度補正
信号ｂを照度の増減に応じて加減算処理して、直流成分
の変動を補正した補正信号ｆとする。次に、包路線検波
器では、この補正信号ｆを入力して時定数の大きなフィ
ルタにより包絡線信号ｉ　（第３図参照）を得て、補正
信号ｒと包絡信号ｉを比較して、すなわち包路線検波す
ることにより、徐々に変化した照度変化によって、色調
信号ａに応じた直流成分の変動を除去し、まばたきだけ
に対応した包絡線検波信号ｇとして出力する。この場合
は、包路線検波信号ｇがまばたき信号ｈとして出力され
る． 次の時刻ｔ８からｔ３は、眼を中心とした顔面の照度が
急激に変化した場合である。照度の２、激な変化により
、補正信号ｆには直流成分の補正だけでは補正しきれな
いスパイク状の信号が残ってしまう．補正信号ｆをなま
して得る包絡信号ｉにはなますときの時定数が大きいた
めにスパイク状の信号には追従できず、影響がみられな
いが、補正信号ｒと包絡線信号ｉを比較して得る包絡線
検波信号ｇには、補正信号ｆのスパイク状信号の大きさ
によって、第３図に図示したように影響が出てしまう。

従って、照度の急激に変化に対して、照度処理回路５７
の微分器、第１の比較器、ワンショットマルチバイブレ
ークによって、単位時間あたりに所定値以上の照度変化
があったか判定して、あった場合には照度変化時から所
定時間信号レベルが“Ｌ”となる照度変化信号ｄを作成
し、包絡線検波信号ｇ，に含まれる照度の急激な変化に
伴うノイズがまばたき信号ｈに出力されないように禁止
する．よって、第３図に示したように、まばたき信号ｈ
には照度の急激な変化による影響が出ていない。

上記のようにして、まばたき信号ｈが得られ、送信部５
内蔵の無線回路５９に入力される。

なお、上記実施例においては照度変化に伴う直流成分の
変動を補正しているが、色調信号ａと照度補正信号ｂか
ら色調信号ａに含まれるまばたき成分の大きさを補正す
るようにしてもよい．また、上記実施例に用いた色調検
出手段は、異なる光成長域に受光感度をもつ２つの受光
素子を内蔵した色調センサであったが、これに限られる
ものではなく、色調変化を検出できるものなら何でもよ
い． 上記実施例では、居眠り防止装置に本発明を用いている
が、これに限られるものではなく、例えば眼球の乾湿に
よりまばたき回数が変化することを利用して、生体まわ
りの湿度制御をする装置等にも実施できる． 〔発明の効果〕 以上述べたように、請求項ｌに記載の発明においては、
色調検出手段により開眼状態と閉眼状態の色調のちがい
からまばたきを検出するとともに、色調判別に大きく影
響を及ぼす環境光によって補正するようにしているから
、特別に発光素子を設ける必要もなく、着用者のまばた
きを正しく検出できるという優れた効果がある。

また、請求項２に記載の発明においては、環境光の強度
の変化が所定レベル以上のときにはまばたきの検出を禁
止するようにしているから、環境光変化時の誤検出をな
くすことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を居眠り防止装置に用いたー実施例を示
す構成図、第２図は第１図中の送信部の詳細回路図、第
３図は第２図中の各部信号波形図である． １・・・色調センサ，２・・・照度センサ．５・・・送
信部，６・・・受信部，７・・・眼鏡．５６・・・色調
処理回路，５７・・・照度処理回路，５８・・・まばた
き処理回路。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 （ほか１名） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）眼鏡の枠体に設けられ、着用者の眼の色調を検出
   し、色調信号を発生する色調検出手段と、前記眼鏡の枠
   体に設けられ、前記色調検出手段の検出エリア近傍での
   環境光の強度を検出し、環境光信号を発生する環境光強
   度検出手段と、この環境光強度検出手段からの環境光信
   号によって、前記色調検出手段からの色調信号を補正し
   、この補正した色調信号に基づいて前記着用者のまばた
   き状態を検出するまばたき検出手段とを備えることを特
   徴とするまばたき検出装置。
2. （２）前記環境光強度検出手段からの環境光信号の変化
   を検出し、この変化が所定レベルより大の時に前記まば
   たき検出手段のまばたき検出を禁止する禁止手段を備え
   ることを特徴とする請求項１記載のまばたき検出装置。