ノイズ低減装置、眼電位計測装置、眼科診断装置、視線検出装置、ウェアラブルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、電子めがね、ノイズ低減方法及びプログラム
【課題】眼電位の計測において、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させる。
【解決手段】ノイズ低減装置１００は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部１１０と、サッケード情報取得部１１０で取得されたサッケード情報に基づいて、眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部１２０と、制御部１２９で決定されたフィルタ特性を用いて眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部１３０とを備える。
【解決手段】ノイズ低減装置１００は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部１１０と、サッケード情報取得部１１０で取得されたサッケード情報に基づいて、眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部１２０と、制御部１２９で決定されたフィルタ特性を用いて眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部１３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電位眼原信号からノイズを除去して眼電位信号を出力可能とする眼電位計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、人の眼電位を計測する際に生じるノイズを低減するノイズ低減装置及び方法に関するものである。
【０００３】
近年、人の眼球運動検出方法として、角膜と網膜との間の発生電位を利用するＥＯＧ法が提案されている。
【０００４】
ここで、ＥＯＧ法とは、人間の角膜が網膜に対して正に帯電していることを利用した眼球運動検出方法である。具体的には、人間の眼球付近に電極を貼付し、その電極から計測される電位の変化から眼球運動を検出する。図６３Ａ及び図６３ＢにＥＯＧ法を用いた眼球運動検出方法の例を示す。図６３Ａ及び図６３Ｂは、ユーザの右眼の外側と内側との２箇所に、眼球の中心から等距離離して電極を貼付した場合の例である。
【０００５】
外側の電極Ａに発生する眼電位をＶａ、内側の電極Ｂに発生する眼電位をＶｂとすると、図６３Ａのように、ユーザの眼球が真中位置にある場合は、ＶａとＶｂが等しくなる。その結果、計測される眼電位Ｖａ−ｂは０Ｖとなる。一方、図６３Ｂのように、ユーザが右を見た場合は、電極Ａの方が右眼の角膜に近くなるため、Ｖａ＞Ｖｂとなり、計測眼電位Ｖａ−ｂは正の値を示す。逆に、ユーザが左を見た場合は、Ｖａ＜Ｖｂとなり、計測眼電位Ｖａ−ｂは負の値を示す。つまり、計測眼電位Ｖａ−ｂが正の値を示すならばユーザは右に眼を動かしたことがわかり、負の値を示すならば左に眼を動かしたことがわかる。ＥＯＧ法では、このような計測眼電位Ｖａ−ｂの変化を利用することにより、ユーザの眼球運動を検出する。
【０００６】
このようなＥＯＧ法を用いて眼球運動を検出する際に、検出精度を上げるためには、発生した眼電位信号に含まれるノイズを低減する必要があるが、ノイズ低減方法の例として、以下の特許文献１に記載の技術がある。
【０００７】
特許文献１に開示されているノイズ低減方法では、まず、ユーザに指定位置を注視するように指示を出し、その際の眼電位信号を計測する。眼球運動を意図的に少なくした状態の眼電位信号をドリフトノイズとして扱う。そして、計測の際に、眼電位信号からドリフトノイズとした信号分を減算する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−８５３８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７６４６１号公報
【特許文献３】特開平９−０３４６３１号公報
【特許文献４】特開２００２−２７２６９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】真鍋宏幸，福本雅朗，“ヘッドフォンを用いた常時装用視線インタフェース”，インタラクション２００６，ｐｐ．２３−２４，２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ドリフトノイズは、時間経過による変化が大きいため、ドリフトノイズ低減の精度を上げようとすると、頻繁に補正が必要となる。すなわち上記指定位置を注視した状態で眼電位信号を計測するという行為が頻繁に必要になってしまい、実用的でないという問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献１においては、ドリフトノイズという低周波ノイズの低減に関するものであるが、高周波ノイズについては、特に考慮されていない。
【００１２】
そこで、本発明は、眼電位計測において、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減、すなわちＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態に係るノイズ低減装置は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部と、前記サッケード情報取得部で取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部と、前記制御部で決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部とを備える。
【００１４】
上記構成によれば、眼電位原信号に含まれるノイズを簡単に低減することができるので、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００１５】
一例として、前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力される時間的に隣接する前記サッケード検出信号の時間間隔を、前記サッケード情報として算出する時間間隔算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記時間間隔が第１の値以下の場合に、カットオフ周波数を増加させ、前記時間間隔が第１の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を減少させてもよい。
【００１６】
他の例として、前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力される前記サッケード検出信号の発生頻度を、前記サッケード情報として算出する発生頻度算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記発生頻度が第２の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を増加させ、前記発生頻度が第２の値以下の場合に、カットオフ周波数を減少させてもよい。
【００１７】
また、前記ノイズが、前記眼電位原信号の時間的な基線変動であるドリフトノイズである場合には、前記制御部は、０以上、且つ前記ドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内で前記カットオフ周波数を変更するのが望ましい。
【００１８】
他の例として、前記フィルタ部は、ローパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力された前記サッケード検出信号に基づいて、前記フィルタ部でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域である無発生領域を特定する無発生領域特定部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記無発生領域に含まれないサンプルのフィルタ係数を０にしてもよい。
【００１９】
他の例として、前記フィルタ部は、ローパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、当該サッケード信号の振幅を出力するサッケード検出部と、前記フィルタ部に入力される各サンプルに対して、前記サッケード検出部から検出された振幅に応じて、当該サンプル位置でサッケードが発生していない確率である無発生確率を算出する無発生確率算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記無発生確率が高いサンプルほどフィルタ係数を大きくしてもよい。
【００２０】
また、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する遅延信号生成部と、前記眼電位原信号から前記遅延信号を減算して得られる出力信号を生成する減算部と、前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備えてもよい。
【００２１】
さらに、前記所定の遅延時間は、ユーザが前記較正指標を固視している時間より短くしてもよい。
【００２２】
また、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか一方を施して第１の眼電位信号を出力する第１のフィルタ処理部と、前記第１の眼電位信号、及び前記眼電位原信号から得られる第２の眼電位信号の一方から他方を減算し、出力信号を生成する減算部と、前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備えてもよい。
【００２３】
さらに、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備えてもよい。
【００２４】
さらに、前記サッケード検出部は、前記第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備えてもよい。
【００２５】
さらに、該ノイズ低減装置は、複数のチャネルそれぞれを通して測定された前記眼電位原信号を前記複数のチャネルが属するグループ毎に平均し、グループ毎の平均値を作動増幅して合成信号を生成する合成信号生成部を備えてもよい。そして、前記サッケード検出部は、前記合成信号に含まれるサッケードを検出してもよい。
【００２６】
本発明の一形態に係る眼電位計測装置は、眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号を出力する眼電位測定部と、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減する上記記載のノイズ低減装置とを備える。
【００２７】
本発明の一形態に係る眼科診断装置は、ユーザの網膜状態を診断する。具体的には、上記記載の眼電位計測装置と、前記眼電位計測装置から出力される前記眼電位信号から前記ユーザの網膜異常を検出する診断部とを備える。
【００２８】
本発明の一形態に係る視線検出装置は、眼電位信号からユーザの視線方向を検出する。具体的には、上記記載の眼電位計測装置と、ユーザに対して較正指標を提示する較正指標提示部と、前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標にユーザの視線位置が移動する際の眼球の急速な運動であるサッケード運動を前記眼電位信号から検出し、前記サッケード運動の前後における眼電位の変化量である眼電位変化量を出力するサッケード検出部と、前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標の位置、及び前記サッケード検出部から出力された前記眼電位変化量に基づいて較正パラメータを計算する較正パラメータ計算部と、前記較正パラメータに基づいて、前記眼電位信号からユーザの視線方向を検出する較正部とを備える。
【００２９】
本発明の一形態に係るウェアラブルカメラは、ユーザの視線方向の映像を撮像する。具体的には、撮像部と、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線方向を前記撮像部に撮像させる撮像制御部とを備える。
【００３０】
本発明の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、ユーザの視線方向にマウスを移動させる。具体的には、画像およびマウスを表示する表示部と、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線方向に表示部に表示されているマウスを移動させる表示制御部とを備える。
【００３１】
本発明の一形態に係る電子めがねは、ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させる。具体的には、焦点を変化させることができるレンズと、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線位置に合わせて前記レンズの焦点を変化させる焦点制御部とを備える。
【００３２】
本発明の一形態に係るノイズ低減方法は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを含む。
【００３３】
本発明の一形態に係るプログラムは、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するフィルタ特性を決定するための制御ステップと、前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを、コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、眼電位計測において、より簡便な方法で眼電位信号のＳ／Ｎ比を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る時間間隔算出部の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図８】実施の形態３に係る発生頻度算出部の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態４に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係る無発生領域特定部の動作を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】実施の形態４に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１３Ｂ】実施の形態４に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図１６】実施の形態５に係る無発生確率算出部の動作を示すフローチャートである。
【図１７Ａ】実施の形態５に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１７Ｂ】実施の形態５に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１８】実施の形態５に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】サッケード信号を含む眼電位信号の一例を示す図である。
【図２０】図１９の眼電位信号に高域通過フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２１】実施の形態６に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図２２】図１９の眼電位信号に最大値フィルタ処理（単位処理間隔＝０．２５秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２３】図１９の眼電位信号に最大値フィルタ処理（単位処理間隔＝１．０秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２４】図１９の眼電位信号に最小値フィルタ処理（単位処理間隔＝０．２５秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２５】図１９の眼電位信号に最小値フィルタ処理（単位処理間隔＝１．０秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２６】図１９の眼電位信号から抽出されたサッケード検出信号を説明するための図である。
【図２７】実施の形態７に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図２８】図２２の眼電位信号から図１９の眼電位信号を減算して得られたサッケード検出信号を示す図である。
【図２９】実施の形態８に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３０】図１９の眼電位信号から図２４の眼電位信号を減算して得られたサッケード検出信号を示す図である。
【図３１】実施の形態９に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３２】遅延信号生成部の遅延時間を０．２５秒としたときのサッケード検出信号を示す図である。
【図３３】遅延信号生成部の遅延時間を１．１秒としたときのサッケード検出信号を示す図である。
【図３４】実施の形態１０に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３５】実施の形態１０に係る合成信号生成部の動作を示すフローチャートである。
【図３６Ａ】電極の添付パターンの一例を示す図である。
【図３６Ｂ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３６Ｃ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３６Ｄ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３７】まばたき信号を含む眼電位信号の一例を示す図である。
【図３８】図３７の眼電位信号にメディアンフィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図３９】実施の形態１１に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４０】実施の形態１１に係るフィルタ処理内容決定部の動作を示すフローチャートである。
【図４１】図３９のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４２】図３７の眼電位信号に最小値フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図４３】図４２の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図４４】実施の形態１２に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４５】図４４のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４６】図３７の眼電位信号を図４５のフィルタ処理部に入力して得られたまばたき信号を示す図である。
【図４７】実施の形態１３に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４８】図４７のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４９】図３７の眼電位信号を図４８のフィルタ処理部に入力して得られたサッケード信号を示す図である。
【図５０】実施の形態１４に係る視線検出装置のブロック図である。
【図５１Ａ】対応する眼電位変化量と眼球移動角との組み合わせを複数保持するテーブルを示す図である。
【図５１Ｂ】対応する眼電位変化量と視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを示す図である。
【図５２】ディスプレイに較正指標が表示されている状態を示す図である。
【図５３】実施の形態１４に係る視線検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５４】実施の形態１４に係る視線検出装置の別構成を示す図である。
【図５５】実施の形態１５に係る眼科診断装置のブロック図である。
【図５６】実施の形態１６に係る撮像装置のブロック図である。
【図５７】実施の形態１６に係る撮像装置をユーザが装着した状態を示す図である。
【図５８】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイのブロック図である。
【図５９】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイをユーザが装着した状態を示す図である。
【図６０】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイの表示部に表示される画像の一例を示す図である。
【図６１】実施の形態１８に係る電子めがねのブロック図である。
【図６２】実施の形態１８に係る電子めがねをユーザが装着した状態を示す図である。
【図６３Ａ】ユーザの眼球が正面を向いている状態を示す図である。
【図６３Ｂ】ユーザの眼球が右側を向いている状態を示す図である。
【図６４】眼電位計測におけるドリフトの例を示す図である。
【図６５】眼電位計測におけるドリフトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置１００の構成を表すブロック図である。図１に示されるノイズ低減装置１００は、サッケード情報取得部１１０と、制御部１２０と、フィルタ部１３０とを備える。
【００３８】
サッケード情報取得部１１０は、眼電位原信号からサッケード信号を検出し、サッケード情報を出力する。サッケード情報には、例えば、サッケード信号の有無、サッケード信号の振幅、隣接するサッケード信号の時間間隔、所定時間内に発生するサッケード信号の発生頻度などが含まれる。
【００３９】
制御部１２０は、サッケード情報取得部１１０から出力されるサッケード情報に基づいて、ノイズ低減の際に使用するフィルタ部１３０のフィルタ特性を決定する。制御部１２０によって制御されるフィルタ特性には、例えば、カットオフ特性、又はフィルタ係数等がある。
【００４０】
フィルタ部１３０は、制御部１２０によって適応的に制御されたフィルタ特性を用いて、眼電位原信号に含まれるノイズを低減する。フィルタ部１３０は、例えば、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタである。
【００４１】
制御部１２０は、例えば、サッケード情報のうち、隣接するサッケード信号の時間間隔に応じて、フィルタ部１３０のカットオフ周波数を変更する構成が考えられる。例えば、フィルタ部１３０にローパスフィルタを用いる場合において、サッケード信号の時間間隔が短いほど、カットオフ周波数を増大させる。サッケード信号の時間間隔が短い場合とは、眼球運動が活発であり、眼球運動の周波数が大きい場合である。すなわち、カットオフ周波数を大きくして、低周波数帯域のより広い範囲のノイズを低減したとしても、眼球運動の周波数特性への影響は少ない。
【００４２】
このように時間間隔に応じて、フィルタ部１３０のカットオフ周波数を変更することにより、眼球運動の周波数特性への影響を抑えながら、低周波ノイズの一例であるドリフトノイズを低減することができる。即ち、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減を図ることが可能になる。制御部１２０における、より詳細な処理の内容については後述する。
【００４３】
次に、図２を参照して、実施の形態１に係るノイズ低減装置１００が眼電位信号を計測する手順を説明する。まず、サッケード情報取得部１１０は、眼電位原信号から、サッケード信号の有無、サッケード信号の振幅、隣接するサッケード信号の時間間隔、所定時間内に発生するサッケード信号の発生頻度などのサッケード情報を取得する（Ｓ１００１）。次に、制御部１２０は、サッケード情報取得部１１０で取得されたサッケード情報に基づいて、フィルタ部１３０のフィルタ特性を適応的に制御する（Ｓ１００２）。最後に、フィルタ部１３０は、適応的に制御されたフィルタ特性を用いて、眼電位原信号に含まれるノイズの低減を行う（Ｓ１００３）。
【００４４】
以上に示した実施の形態１によれば、眼電位原信号からサッケード情報を取得し、サッケード情報に基づいて、フィルタ特性を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減を図ることが可能になる。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特にドリフトノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。ドリフトノイズとは、時間的に眼電位原信号の基線が変化する現象である。ドリフトノイズの発生原因としては、例えば、眼電位の計測に用いる電極の材料や、皮膚と電極との接触状況の変化等の要因が挙げられる。ドリフトノイズは低周波ノイズであり、眼球運動と周波数特性が重なる部分があるため、眼電位計測のＳ／Ｎ比低下の大きな要因である。
【００４６】
図６４に実際にユーザに電極を貼付して眼電位を計測した結果を示す。図６４は、複数の指標を図６５に示される順序で１秒毎に表示させたときの眼電位の測定結果である。図６４を参照すれば、時間経過と共に眼電位の基線が変化していることがわかる。そこで、本実施の形態２では、サッケード検出信号の時間間隔を用いて、眼電位原信号からドリフトノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態２に係るノイズ低減装置２００の構成を表すブロック図である。図３に示されるノイズ低減装置２００は、サッケード情報取得部２１０と、制御部２２０と、フィルタ部２３０とを備える。また、サッケード情報取得部２１０は、サッケード検出部２１１と、時間間隔算出部２１２とを備える。このノイズ低減装置２００は、眼電位原信号に含まれるドリフトノイズ等の低周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部２３０にはハイパスフィルタが用いられる。
【００４８】
サッケード検出部２１１は、眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれていた場合に、サッケード検出信号を出力する。サッケード（衝動性眼球運動）とは、解像度の低い周辺網膜に映った対象を、解像度の高い網膜中心窩で捉えるために発生する眼球運動であり、その速度は１００〜５００（°／ｓｅｃ）と非常に大きいことが知られている。
【００４９】
図１９にサッケード信号を含んだ眼電位原信号の波形の例を示す。図１９において、点線で囲った部分がサッケードを示す箇所である。サッケードが発生すると、急峻に電位変化が起こった後、一定時間停留（固視）し、再び元の電位まで戻っている。これは、ある指標Ａからある指標Ｂまで眼球をサッケードによって動かし、再び指標Ｂから指標Ａまで眼球をサッケードによって動かした場合の一例である。一般に人間は０．３秒程度の固視と数十ミリ秒のサッケードを繰り返すことによって、周囲の情報を取得している。
【００５０】
図１９の様な眼電位原信号からサッケード信号を検出する方法の一つとして、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、その差分を求める方法がある。この処理の詳細は、後述する。
【００５１】
図１９に示される眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理を適用することによって得られる出力信号を図２６に示す。図２６に示されるように、サッケードが発生したときのみ、出力信号にピークが現れる。
【００５２】
サッケード検出部２１１は、出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号を、サッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部（図示省略）をさらに備える。そして、サッケード信号を検出したことを示すサッケード検出信号を時間間隔算出部２１２に出力する。
【００５３】
なお、実施の形態２ではサッケード信号の検出方法として、最小値フィルタと最大値フィルタとを使用したが、高域通過フィルタ等のサッケードを検出するものであればどのような手法でも構わない。
【００５４】
時間間隔算出部２１２は、サッケード検出部２１１から出力されたサッケード検出信号を用いて、サッケードの時間間隔を算出する。例えば、内部にサンプリング周波数に応じたタイマーを保持し、サッケード検出信号に応じてタイマーをリセットする構成が考えられる。具体的な処理手順を図４に示す。
【００５５】
まず、サッケード検出信号がＨｉｇｈ、つまり、サッケードが検出されたかどうかを判定する（Ｓ２００１）。真であれば、サッケード検出信号の時間間隔Δｔをリセットする（Ｓ２００２）。一方、偽であれば、時間間隔Δｔに、ノイズ低減装置２００のサンプリング周波数ｆに応じた時間１／ｆを加算して、時間間隔Δｔを更新する（Ｓ２００３）。そして、リセットまたは更新した時間間隔Δｔを出力する（Ｓ２００４）。
【００５６】
制御部２２０は、時間間隔算出部２１２から出力された時間間隔Δｔを用いて、ハイパスフィルタであるフィルタ部２３０で眼電位原信号に適用するカットオフ周波数を決定する。例えば、サッケード検出信号の時間間隔Δｔが短い場合、眼球運動は高周波な信号となって眼電位現信号に現れるため、そのタイミングでカットオフ周波数を大きくすることにより、低周波なドリフトノイズを低減することが考えられる。逆に時間間隔が長い場合は、眼球運動は注視、追従運動等の低周波な運動を行っていると考えられるため、カットオフ周波数を小さくすることにより、眼電位原信号を保護することが考えられる。
【００５７】
具体的な処理手順を図５を用いて説明する。なお、図５の処理は、例えば、図４の処理においてサッケードが検出されたタイミングで、リセット前の時間間隔Δｔを用いて実行される。
【００５８】
まず、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ２１０１）。真であればカットオフ周波数ｆｃから所定値Δｆｃを減算して、カットオフ周波数を小さくする（Ｓ２１０２）。一方、偽であれば、カットオフ周波数ｆｃに所定値Δｆｃを加算して、カットオフ周波数を大きくする（Ｓ２１０３）。すなわち、制御部２２０は、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１以下の場合にカットオフ周波数ｆｃを増加させ、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１よりも大きい場合にカットオフ周波数ｆｃを減少させることになる。
【００５９】
そして、更新されたカットオフ周波数ｆｃを所定の範囲（０以上、Ｍａｘｆｃ以下）にクリップして、その値を出力する（Ｓ２１０４）。ここでＭａｘｆｃは、ドリフトノイズとして想定される最大周波数である。すなわち、制御部２２０は、０以上、且つドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内でカットオフ周波数を変更することになる。
【００６０】
フィルタ部２３０は、制御部２２０から出力されたカットオフ周波数ｆｃを用いて眼電位原信号にハイパスフィルタを適用し、ドリフトノイズ低減後の信号である眼電位信号を出力する。
【００６１】
以上のような実施の形態２に係るノイズ低減装置２００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図６を用いて説明する。
【００６２】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ２２０１）。次に、サッケード検出信号から時間間隔Δｔを取得する（Ｓ２２０２）。次に、得られた時間間隔Δｔからハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを求める（Ｓ２２０３）。そして、新たなカットオフ周波数ｆｃを用いてフィルタ処理を行うことにより、ドリフトノイズを低減する（Ｓ２２０４）。
【００６３】
以上に示した実施の形態２によれば、眼電位原信号からサッケード検出信号の時間間隔Δｔを取得し、時間間隔Δｔに基づいて、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するドリフトノイズを低減することが可能になる。
【００６４】
なお、本実施の形態２では、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１より大きいかどうかでカットオフ周波数ｆｃの増減を決定したが、時間間隔Δｔから直接カットオフ周波数ｆｃを算出しても構わない。または、あらかじめ、時間間隔Δｔとカットオフ周波数ｆｃとの対応関係を示すテーブルを作成しておき、時間間隔算出部２１２で算出された時間間隔Δｔに対応するカットオフ周波数ｆｃをテーブルから抽出して、フィルタ部２３０に通知してもよい。
【００６５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特にドリフトノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。本実施の形態３は、サッケード検出信号の時間間隔ではなく、サッケード検出信号の頻度情報を用いて、眼電位原信号からドリフトノイズを分離する点で実施の形態２と異なる。
【００６６】
図７は、本発明の実施の形態３に係るノイズ低減装置３００の構成を表すブロック図である。実施の形態３に係るノイズ低減装置３００は、サッケード情報取得部３１０と、制御部３２０と、フィルタ部２３０とを備える。また、サッケード情報取得部３１０は、サッケード検出部２１１と、発生頻度算出部３１２とを備える。このノイズ低減装置３００は、眼電位原信号に含まれるドリフトノイズ等の低周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部２３０にはハイパスフィルタが用いられる。
【００６７】
図７において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
発生頻度算出部３１２は、所定時間のサッケード検出信号を記憶しておく内部メモリを備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号を用いて、サッケードの発生頻度を求める。例えば、所定時間内のサッケード検出信号をカウントし、その合計値をサッケードの発生頻度とすることが考えられる。
【００６９】
具体的な処理手順を図８を用いて説明する。まず、サッケードの発生頻度Ｓａｃを０にリセットする（Ｓ３００１）。次に、内部メモリ内の時刻ｔにおけるサッケード検出信号がＨｉｇｈかどうかを判定する（Ｓ３００２）。真であれば、発生頻度Ｓａｃに１を加算し（Ｓ３００３）、偽であれば加算しない。そして、時刻を時刻ｔから1サンプル前の時刻（ｔ−１）に更新し（Ｓ３００４）、更新結果が内部メモリに記憶している所定時間内かどうか、すなわちｔ<Ｔｈ２であるかを判定する（Ｓ３００５）。所定時間内であれば、更新された時刻ｔのサッケード検出信号がＨｉｇｈかどうかを判定するステップＳ３００２に戻り、所定時間外であれば、求めた発生頻度Ｓａｃを出力する（Ｓ３００６）。
【００７０】
制御部３２０は、発生頻度算出部３１２から出力た発生頻度Ｓａｃを用いて、ハイパスフィルタであるフィルタ部２３０で眼電位原信号に適用するカットオフ周波数ｆｃを決定する。例えば、サッケードの発生頻度が大きい場合、眼球運動は高周波な信号となって眼電位原信号に現れるため、カットオフ周波数ｆｃを大きくすることにより、低周波なドリフトノイズを低減することが考えられる。逆にサッケードの発生頻度が小さい場合は、眼球運動は注視、追従運動等の低周波な運動を行っていると考えられるため、カットオフ周波数を小さくすることにより、眼電位原信号を保護することが考えられる。
【００７１】
具体的な処理手順を図９を用いて説明する。まず、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ３１０１）。真であればカットオフ周波数ｆｃに所定値Δｆｃを加算して、カットオフ周波数を大きくする（Ｓ３１０２）。一方、偽であれば、カットオフ周波数ｆｃから所定値Δｆｃを減算して、カットオフ周波数を小さくする（Ｓ３１０３）。すなわち、制御部３２０は、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３よりも大きい場合にカットオフ周波数ｆｃを増加させ、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３以下の場合にカットオフ周波数ｆｃを減少させることになる。
【００７２】
そして、更新されたカットオフ周波数ｆｃを所定の範囲（０以上、Ｍａｘｆｃ以下）にクリップして、その値を出力する（Ｓ３１０４）。ここでＭａｘｆｃは、ドリフトノイズとして想定される最大周波数である。すなわち、制御部３２０は、０以上、且つドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内でカットオフ周波数を変更することになる。
【００７３】
以上のような実施の形態３に係るノイズ低減装置３００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図１０を用いて説明する。
【００７４】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ３２０１）。次に、サッケード検出信号から発生頻度Ｓａｃを取得する（Ｓ３２０２）。そして、得られた発生頻度Ｓａｃからハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを求める（Ｓ３２０３）。そして、新たなカットオフ周波数ｆｃを用いてフィルタ処理を行うことにより、ドリフトノイズを低減する（Ｓ３２０４）。
【００７５】
以上に示した実施の形態３によれば、眼電位原信号からサッケードの発生頻度Ｓａｃを取得し、発生頻度Ｓａｃに基づいて、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するドリフトノイズを低減することが可能になる。
【００７６】
なお、本実施の形態３では、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３より大きいかどうかでカットオフ周波数ｆｃの増減を決定したが、発生頻度Ｓａｃから直接カットオフ周波数ｆｃを算出しても構わない。または、あらかじめ、発生頻度Ｓａｃとカットオフ周波数ｆｃとの対応関係を示すテーブルを作成しておき、発生頻度算出部３１２で算出された発生頻度Ｓａｃに対応するカットオフ周波数ｆｃをテーブルから抽出して、フィルタ部２３０に通知してもよい。
【００７７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特に高周波ノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。高周波ノイズは、例えば、生体の筋電位や脳波、および、外界の電源ノイズ等が挙げられ、眼電位計測のＳ／Ｎ比低下の一つの要因である。そこで、本実施の形態４では、サッケード検出信号を用いて、眼電位原信号から高周波ノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００７８】
図１１は、本発明の実施の形態４に係るノイズ低減装置４００の構成を表すブロック図である。実施の形態４に係るノイズ低減装置４００は、サッケード情報取得部４１０と、制御部４２０と、フィルタ部４３０とを備える。また、サッケード情報取得部４１０は、サッケード検出部２１１と、無発生領域特定部４１２とを備える。このノイズ低減装置４００は、眼電位原信号に含まれる高周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部４３０にはローパスフィルタが用いられる。
【００７９】
図１１において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８０】
無発生領域特定部４１２は、所定時間のサッケード検出信号を記憶しておく内部メモリ部を備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号を用いて、サッケードの無発生領域情報（すなわち、無発生領域を特定するための情報）を求める。例えば、フィルタ部４３０でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域をサッケードの無発生領域とすることが考えられる。
【００８１】
具体的な処理手順を図１２を用いて説明する。まず、サッケードの無発生領域を時刻ＬｔからＲｔと示し、ＬｔとＲｔを現在のサンプリング時刻ｔ（フィルタ対象となるサンプルの時刻）にセットする（Ｓ４００１）。そして、時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号がＬｏｗかどうかを判定する（Ｓ４００２）。真であれば、Ｌｔを時刻ｔ−ｉに更新し（Ｓ４００３）、ｉに１を加算して（Ｓ４００４）次の時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号を調べる（Ｓ４００５）。一方、時刻ｔ−ｉが所定時間外、もしくは、時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号がＨｉｇｈであれば、ステップＳ４００６に移り、Ｒｔの更新を行う。
【００８２】
まず、ｉを１にリセットし（Ｓ４００６）、時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号がＬｏｗかどうかを調べる（Ｓ４００７）。サッケード検出信号がＬｏｗであれば、Ｒｔを時刻ｔ＋ｉに更新し（Ｓ４００８）、ｉに１を加算して（Ｓ４００９）、次の時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号を調べる（Ｓ４０１０）。一方、時刻ｔ＋ｉが所定時間外、もしくは、時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号がＨｉｇｈであれば、サッケードの無発生領域情報を時刻Ｌｔから時刻Ｒｔとして出力する（Ｓ４０１１）。
【００８３】
制御部４２０は、無発生領域特定部４１２から出力されたサッケードの無発生領域情報を用いて、ローパスフィルタであるフィルタ部４３０で眼電位原信号に適用するフィルタ係数を決定する。例えば、フィルタ長５の平滑化フィルタを適用する際に、あるサンプリング時刻ｔにおけるサッケードの無発生領域が時刻ｔ−２から時刻ｔ＋２の場合は、図１３Ａに示されるように、フィルタ係数として（１／５、１／５、１／５、１／５、１／５）を出力する。一方、サッケードの無発生領域が時刻ｔ−１から時刻ｔ＋２の場合は、図１３Ｂに示されるように、フィルタ係数として（０、１／４、１／４、１／４、１／４）を出力する。このように、サッケードの無発生領域情報に基づいて、フィルタ係数を適用的に制御する。
【００８４】
すなわち、制御部４２０は、無発生領域に含まれないサンプル（図１３Ｂの例では、時刻ｔ−２のサンプル）のフィルタ係数を０にする。これにより、ローパスフィルタを適用して時刻ｔのサンプルの高周波ノイズを低減しようとする場合において、信号レベルが極めて大きい時刻ｔ−２のサンプルの影響を排除することができる。
【００８５】
フィルタ部４３０は、制御部４２０から出力されたフィルタ係数を用いて、眼電位原信号にローパスフィルタを適用し、高周波ノイズを低減した眼電位信号を出力する。
【００８６】
以上のような実施の形態４に係るノイズ低減装置４００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図１４を用いて説明する。
【００８７】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ４１０１）。次に、サッケード検出信号からサッケードの無発生領域情報を取得する（Ｓ４１０２）。次に、得られた無発生領域情報からローパスフィルタのフィルタ係数を求める（Ｓ４１０３）。そして、得られたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、高周波ノイズを低減する（Ｓ４１０４）。
【００８８】
以上に示した実施の形態４によれば、眼電位原信号からサッケードの無発生領域情報を取得し、無発生領域情報に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対する高周波ノイズを低減することが可能になる。
【００８９】
また、サッケードの無発生領域のサンプルのみを用いてローパスフィルタを適用するため、サッケード信号を保護しながら高周波ノイズを低減することができる。
【００９０】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特に高周波ノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。本実施の形態４では、サッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを用いて、眼電位原信号から高周波ノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００９１】
図１５は、本発明の実施の形態５に係るノイズ低減装置５００の構成を表すブロック図である。実施の形態５に係るノイズ低減装置５００は、サッケード情報取得部５１０と、制御部５２０と、フィルタ部４３０とを備える。また、サッケード情報取得部５１０は、サッケード検出部２１１と、無発生確率算出部５１２とを備える。このノイズ低減装置５００は、眼電位原信号に含まれる高周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部４３０にはローパスフィルタが用いられる。
【００９２】
図１５において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００９３】
サッケード検出部５１１は、サッケードの有無を示すサッケード検出信号と、サッケード信号の振幅とを出力する。眼電位原信号からサッケード信号の振幅を検出する方法の一つとして、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、その差分を求める方法がある。この処理の詳細は、後述する。
【００９４】
無発生確率算出部５１２は、所定時間のサッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを記憶しておく内部メモリを備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを用いて、サッケードの無発生確率を求める。例えば、所定時間内のサッケード検出信号に囲まれた領域をサッケードの無発生確率１とし、サッケード検出信号がＨｉｇｈとなる度に、サッケード信号の振幅に応じて無発生確率を下げることが考えられる。
【００９５】
ここで、無発生確率とは、サッケード検出信号で示されるサンプル位置において、実際にはサッケードが発生していない確率を示す。すなわち、対応するサッケード信号の振幅が小さい程、無発生確率は高くなる。一方、対応するサッケード信号の振幅が大きい程、無発生確率は低くなる。
【００９６】
具体的な処理手順を図１６を用いて説明する。まず、時刻ｔのサッケード無発生確率Ｐ（ｔ）を１とする（Ｓ５００１）。次に、時刻ｔ−ｉのサッケード無発生確率Ｐ（ｔ−ｉ）に、時刻ｔ−ｉ＋１のサッケード無発生確率Ｐ（ｔ−ｉ＋１）からＡＳ（ｔ−ｉ）／ＭａｘＡＳを減ずることで無発生確率を下げる（Ｓ５００２）。ここでＡＳ（ｔ−ｉ）は、時刻ｔ−ｉにおけるサッケード信号の振幅値、ＭａｘＡＳは、眼電位計測時にあらかじめ求めておいたサッケード信号の振幅の最大値である。
【００９７】
サッケード信号の振幅値ＡＳ（ｔ−ｉ）が０、つまり、サッケードが発生していない場合は、Ｐ（ｔ−ｉ＋１）がＰ（ｔ−ｉ）にコピーされる。そしてＰ（ｔ−ｉ）が０より小さくなれば、０にクリップし（Ｓ５００３）、ｉに１を加算することで（Ｓ５００４）次の時刻ｔ−ｉのサッケード無発生確率を求める。
【００９８】
そして、時刻ｔ−ｉが所定時間外になれば（Ｓ５００５）、同様の手順で時刻ｔ＋ｉのサッケード確率無発生Ｐ（ｔ＋ｉ）を順に求め（Ｓ５００６〜Ｓ５００９）、時刻ｔ＋ｉが所定時間外になれば（Ｓ５０１０）、求めた無発生確率を出力する（Ｓ５０１１）。
【００９９】
なお、本実施の形態では、ＭａｘＡＳは眼電位計測時にあらかじめ求めておいたサッケード信号の振幅の最大値としたが、計測中にこの値を超えるサッケード信号の振幅値が計測されれば、更新するようにしても構わない。
【０１００】
制御部５２０は、無発生確率算出部５１２から出力されたサッケードの無発生確率を用いて、ローパスフィルタであるフィルタ部４３０で眼電位原信号に適用するフィルタ係数を決定する。例えば、ローパスフィルタとしてフィルタ長ｎの平滑化フィルタを適用する際には、時刻ｔ＋ｉフィルタ係数を、以下の式１で算出する。
【０１０１】
【数１】
【０１０２】
フィルタ長５の平滑化フィルタの場合、サンプリング時刻ｔにおけるサッケードの無発生確率が（１、１、１、１、１）の際は、図１７Ａに示されるように、フィルタ係数が（１／５、１／５、１／５、１／５、１／５）と算出される。一方、サッケードの無発生確率が（０．５、１、１、１、１）の場合は、図１７Ｂに示されるように、（１／９、２／９、２／９、２／９、２／９）と算出される。すなわち、制御部５２０は、無発生確率が高いサンプルに対応するフィルタ係数を相対的に大きくし、無発生確率が低いサンプルの対応するフィルタ係数を相対的に小さくする。
【０１０３】
以上のような実施の形態５に係るノイズ低減装置５００が、眼電位原信号を出力する全体の手順を図１８を用いて説明する。
【０１０４】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ５１０１）。次に、得られたサッケード信号の振幅からサッケードの無発生確率を取得する（Ｓ５１０２）。次に、得られた無発生確率からローパスフィルタのフィルタ係数を求める（Ｓ５１０３）。そして、得られたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、高周波ノイズを低減する（Ｓ５１０４）。
【０１０５】
以上に示した実施の形態５によれば、眼電位原信号からサッケードの無発生確率を取得し、無発生確率に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対する高周波ノイズを低減することが可能になる。
【０１０６】
また、サッケード信号の振幅値に応じた無発生確率に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を決定するため、サッケードの誤検出時にも、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【０１０７】
なお、実施の形態５ではサッケード信号の振幅の検出方法として、最小値フィルタと最大値フィルタとを使用したが、高域通過フィルタ等のサッケードを検出するものであればどのような手法でも構わない。
【０１０８】
次に、サッケード検出部２１１において、眼電位原信号中のサッケード信号の検出方法を詳しく説明する。なお、サッケード信号は、上記のノイズ低減装置１００に限らず、医療機器、運転支援機器、およびユーザインタフェース等の分野において、ユーザの眼球運動や状態を検出する上で広く利用されている。そのため、高精度かつ簡易にサッケード信号を検出することは非常に有効である。
【０１０９】
例えば、眼電位原信号からサッケード信号を検出する方法として、以下の特許文献２〜４に記載の技術がある。
【０１１０】
特開平１１−２７６４６１号公報（特許文献２）には、操作者のサッケード信号を検出し、その発生頻度に基づいて操作者の注意力を判定する技術が開示されている。なお、サッケード信号の検出には、遮断周波数が０．０５〜０．１Ｈｚ程度の高域通過フィルタを用いる。
【０１１１】
特開平９−０３４６３１号公報（特許文献３）には、ディスプレイ画面上のポインタと操作者の注視点との手動による位置あわせ作業を不要にするための技術が開示されている。具体的には、ディスプレイ画面上に較正用シンボルを発生させた後の所定時間内にサッケード信号が検出されると、較正用シンボルと操作者の注視点とが一致したと判断してポインタ位置を較正する。なお、サッケード信号の検出には、遮断周波数が０．０５〜０．１Ｈｚ程度の高域通過フィルタを用いる。
【０１１２】
特開２００２−２７２６９３号公報（特許文献４）には、眼球運動信号に基づいてサッケード運動の終了時点を検出する。そして、サッケード運動が終了するごとに、その時点から一定期間内の脳波を単位脳波として脳の複数の部位ごとに順次記憶することにより、眼球停留関連電位を取得する技術が開示されている。なお、サッケード信号の検出には、眼球運動方向が所定時間範囲内で連続して同じであった後に変化したかどうかを判定することにより検出する。
【０１１３】
図３に示されるサッケード検出部２１１に、特許文献２〜４に開示されるようなサッケード検出方法を採用してもよい。しかしながら、特許文献２、３に示す方法では、高域通過フィルタによってサッケード信号を検出している。図１９に示した眼電位原信号が広域通過フィルタを通過すると、図２０に示すように、サッケード信号の振幅が小さくなる場合がある。特に、振幅の小さいサッケード信号は、ノイズ成分と区別がつかなくなる場合がある。
【０１１４】
また、特許文献４に示す方法では、眼球運動方向を検出する際にノイズ成分等の影響により、サッケード運動中であっても眼球運動方向が連続して同じだと判定されない等、誤検出のおそれがある。
【０１１５】
そこで、本発明の実施の形態６〜９では、ユーザの眼電位原信号から高精度かつ簡易に、サッケード信号を検出する方法を説明する。なお、以下の説明では、ユーザに貼付された電極から取得したドリフト信号を含む眼電位原信号からサッケード信号を検出する例を説明するが、実施の形態１４に示されるように、ノイズが除去された眼電位信号からサッケード信号を検出する場合も同様である。
【０１１６】
（実施の形態６）
図２１は、本発明の実施の形態６に係るサッケード検出部６００の構成を表すブロック図である。図２１に示されるサッケード検出部６００は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用する最大値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）６０１と、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用する最小値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）６０２と、減算部６０３とから成る。
【０１１７】
より具体的には、最大値フィルタ部６０１と最小値フィルタ部６０２とが並列に接続されている。最大値フィルタ部６０１は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を施して第１の眼電位信号を出力する。最小値フィルタ部６０２は、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を施して第２の眼電位信号を出力する。そして、減算部６０３は、第１の眼電位信号から第２の眼電位信号を減算して出力信号を生成する。
【０１１８】
なお、本発明は、図６３Ａ及び図６３Ｂに示されるように、眼球の左右に電極を貼付する場合や、眼から離れた位置に電極を貼付する計測方法のように、ユーザのまばたき成分が眼電位原信号に混入されない場合を対象としており、そのような計測方法時のサッケード信号の検出に関して説明する。
【０１１９】
次に、図２１の最大値フィルタ部６０１の処理について説明する。最大値フィルタ部６０１は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対し、以下のフィルタ処理を適用する。
【０１２０】
ｆｍａｘ（ｘ）＝ｍａｘ（ｆｍａｘ（ｘ），ｆ（ｘ＋ｉ））
ｎが奇数の場合（−ｎ／２＜ｉ＜ｎ／２）
ｎが偶数の場合（−ｎ／２≦ｉ＜ｎ／２）または（−ｎ／２＜ｉ≦ｎ／２）
【０１２１】
ここで、ｆｍａｘ（ｘ）は最大値フィルタ処理適用後の眼電位信号、ｎはフィルタタップ数、ｉは整数である。また、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａ及びｂのうち大きい方の値を返す関数である。つまり、最大値フィルタ処理は、眼電位原信号中の任意のサンプルｆ（ｘ）を中心とするｎサンプルのうちの最も振幅の大きいサンプル値を出力する。この処理を眼電位原信号の全てのサンプルについて実行することにより、第１の眼電位信号を得ることができる。
【０１２２】
上記フィルタ処理を、図１９の眼電位原信号に適用した例を図２２に示す。なお、眼電位原信号からサッケード信号を検出するために、最大値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒としている。単位処理間隔は、１回の最大値フィルタ処理の対象となるサンプルが含まれる時間間隔を示す。また、最大値フィルタ部６０１のフィルタタップ数ｎは、単位処理間隔（０．２５秒）に含まれるサンプル数である。すなわち、フィルタタップ数ｎは、単位処理間隔と、眼電位原信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数とに基づいて算出することができる。
【０１２３】
図２２に示すように、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用すると、正の信号は時間方向に広がり、負の信号は時間方向に狭くなる。ただし、最大値フィルタ部６０１の単位処理間隔を一般的な１回の固視時間（０．３秒から０．４秒程度）より大きくすると、図２３に示されるように、負の方向のサッケード波形が破綻する。図２３は、単位処理間隔を１．０秒として最大値フィルタ処理を実行した例である。図２３のようにサッケード波形が破綻すると、サッケード信号を検出できなくなるため、最大値フィルタ部６０１の単位処理間隔は、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。
【０１２４】
なお、実施の形態６では、最大値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒とした例を示したが、一般的な１回の固視時間より短ければどのような値であってもよい。
【０１２５】
次に最小値フィルタ部６０２の処理について説明する。最小値フィルタ部６０２は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対して、以下のフィルタ処理を適用する。
【０１２６】
ｆｍｉｎ（ｘ）＝ｍｉｎ（ｆｍｉｎ（ｘ），ｆ（ｘ＋ｉ））
ｎが奇数の場合（−ｎ／２＜ｉ＜ｎ／２）
ｎが偶数の場合（−ｎ／２≦ｉ＜ｎ／２）または（−ｎ／２＜ｉ≦ｎ／２）
【０１２７】
ここで、ｆｍｉｎ（ｘ）は最小値フィルタ処理適用後の眼電位信号、ｎはフィルタタップ数、ｉは整数である。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａ及びｂのうち小さい方の値を返す関数である。つまり、最小値フィルタ処理は、眼電位原信号中の任意のサンプルｆ（ｘ）を中心とするｎサンプルのうちの最も振幅の小さいサンプル値を出力する。この処理を眼電位原信号の全てのサンプルについて実行することにより、第２の眼電位信号を得ることができる。
【０１２８】
上記フィルタ処理を、図１９の眼電位原信号に適用した例を図２４に示す。
【０１２９】
図２４では、眼電位原信号からサッケード信号を検出するために、最小値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０１３０】
図２４に示すように、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用すると、正の信号は時間方向に狭くなり、負の信号は時間方向に広がる。ここで、最小値フィルタ部２０２の単位処理間隔を一般的な１回の固視時間より大きくすると、図２５に示されるように、正の方向のサッケード波形が破綻する。図２５は、単位処理間隔を１．０秒として最小値フィルタ処理を実行した例である。図２５のようにサッケード波形が破綻すると、サッケード成分を検出できなくなるため、最小値フィルタ部６０２の単位処理間隔は、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。
【０１３１】
なお、実施の形態６では、最小値フィルタ部の単位処理間隔を０．２５秒とした例を示したが、一般的な１回の固視時間より短ければ、どのような値であってもよい。
【０１３２】
次に、減算部６０３の処理について説明する。減算部６０３は、最大値フィルタ部６０１から出力される第１の眼電位信号ｆｍａｘ（ｘ）から、最小値フィルタ部６０２から出力される第２の眼電位信号ｆｍｉｎ（ｘ）を減算することにより、サッケード信号の抽出を行う。
【０１３３】
図２２に示される第１の眼電位信号と、図２４に示される第２の眼電位信号との差分をとった信号を図２６に示す。図２６を参照すれば、サッケードの発生した時間帯を含む検出信号が得られていることがわかる。
【０１３４】
サッケード検出部６００は、図２６に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１３５】
なお、実施の形態６では、最大値フィルタ部６０１及び最小値フィルタ部６０２を用いたが、最大値や最小値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値・最小値に対して、９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１３６】
また、実施の形態６では、最大値フィルタ部６０１及び最小値フィルタ部６０１の単位処理間隔（フィルタタップ数）を同じ値に設定した例を示したが、異なる値を設定してもよい。
【０１３７】
以上に示した実施の形態６の構成によれば、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号から最小値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号を減算してサッケード信号を検出する。その結果、サッケードの発生時刻を含んだサッケード信号を簡易に取得できる。
【０１３８】
（実施の形態７）
図２７は、本発明の実施の形態７に係るサッケード検出部７００の構成を表すブロック図である。
【０１３９】
実施の形態７に係るサッケード検出部７００は、最大値フィルタ処理部（第１のフィルタ処理部）６０１と、減算器６０３とを備える。すなわち、最小値フィルタ部６０２が省略されている点が実施の形態６と異なる。最小値フィルタ部６０２を省略することによって、処理量を抑えつつ、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４０】
図２７において、図２１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。実施の形態７に係るサッケード検出部７００において、眼電位原信号は２つに分岐する。そして、一方は最大値フィルタ部６０１を通過して第１の眼電位信号として減算部６０３に入力し、他方は第２の眼電位信号として減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３が最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号ｆｍａｘ（ｘ）から眼電位原信号ｆ（ｘ）（「第２の眼電位信号」に相当）を減算してサッケード信号を出力する点が実施の形態６と異なる。
【０１４１】
図２２に示される最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号と、図１９に示される眼電位原信号との差分をとった信号を図２８に示す。図２８を参照すれば、サッケードの発生時に検出信号が得られていることがわかる。
【０１４２】
このサッケード検出部７００は、図２８に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１４３】
ただし、負の方向のサッケード成分の検出信号は、サッケード発生時の前後に現れる。そのため、時間的な情報を必要としないサッケードの発生頻度等を求める際には、本実施の形態７は処理量において有効である。
【０１４４】
なお、実施の形態７では、最大値フィルタ部６０１を用いたが、最大値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値に対して９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１４５】
以上に示した実施の形態７の構成によれば、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用した第１の眼電位信号から眼電位原信号を減算してサッケード信号を検出するため、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４６】
（実施の形態８）
図２９は、本発明の実施の形態８に係るサッケード検出部８００の構成を表すブロック図である。
【０１４７】
実施の形態８に係るサッケード検出部８００は、最小値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）６０２と、減算部６０３とを備える。すなわち、最大値フィルタ部６０１が省略されている点が実施の形態６と異なる。最大値フィルタ部６０１を省略することによって、処理量を抑えつつ、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４８】
図２９において、図２１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。実施の形態８に係るサッケード検出部８００において、眼電位原信号は２つに分岐する。そして、一方は最小値フィルタ部６０２を通過して第１の眼電位信号として減算部６０３に入力し、他方は第２の眼電位信号として減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３が眼電位原信号ｆ（ｘ）（「第２の眼電位信号」に相当）から最小値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号ｆｍｉｎ（ｘ）を減算してサッケード信号を出力する点が実施の形態６と異なる。
【０１４９】
図１９に示される眼電位原信号と図２４に示される最小値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号との差分をとった信号を図３０に示す。図３０を参照すれば、サッケードの発生時に検出信号が得られていることがわかる。
【０１５０】
このサッケード検出部８００は、図３０に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１５１】
ただし、正の方向のサッケード信号は、サッケード発生時の前後に現れる。そのため、時間的な情報を必要としないサッケードの発生頻度等を求める際には、実施の形態８は処理量において有効である。
【０１５２】
なお、実施の形態８では、最小値フィルタ部６０２を用いたが、最小値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最小値に対して９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１５３】
以上に示した実施の形態８の構成によれば、眼電位原信号（第２の眼電位信号）から、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用した第１の眼電位信号を減算してサッケード信号を検出するため、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１５４】
（実施の形態９）
次に、実施の形態９に係るサッケード検出部９００のブロック図を図３１に示す。
【０１５５】
実施の形態９に係るサッケード検出部９００は、遅延信号生成部９０１と、減算部６０３とで構成される。遅延信号生成部９０１は、眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する。また、サッケード検出部９００に入力する眼電位原信号は、２つに分岐する。そして、一方は遅延信号生成部９０１を通過して遅延信号として減算部６０３に入力し、他方は減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３は、眼電位原信号から遅延信号を減算してサッケード信号を出力する。この遅延信号生成部９０１を備えることによって、正負の符号付のサッケード信号を簡易に取得できる。
【０１５６】
図３１に示される遅延信号生成部９０１の処理について説明する。遅延信号生成部９０１は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対し、以下の処理を適用する。
【０１５７】
ｆｄｅｌａｙ（ｘ）＝ｆ（ｘ−ｔ）
【０１５８】
ここで、ｆｄｅｌａｙ（ｘ）は遅延処理後の眼電位信号（遅延信号）、ｔは遅延時間である。上記遅延処理を、図１９に示される眼電位原信号に適用することによって遅延信号が得られる。そして、減算部６０３によって、眼電位原信号から遅延信号を減算した例を図３２に示す。なお、眼電位原信号から符号付のサッケード成分を検出するために、遅延時間ｔ＝０．２５秒としている。図３２を参照すれば、サッケードの発生した時間帯を含む符号付のサッケード信号が得られていることがわかる。
【０１５９】
このサッケード検出部９００は、図３２に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１６０】
ここで、遅延時間ｔを一般的な１回の固視時間＝（０．３秒から０．４秒程度）より大きくすると、図３３に示されるように、サッケード信号が破綻する。図３３は、遅延時間ｔとして１．１秒を用いた例である。図３３のようにサッケード信号が破綻すると、サッケード信号を抽出できなくなるため、遅延信号生成部９０１の遅延時間ｔは、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。なお、実施の形態９では、０．２５秒の遅延時間を適用する例を示したが、一般的な１回の固視時間より短い遅延時間であれば、どのような値でも構わない。
【０１６１】
以上に示した実施の形態９の構成によれば、眼電位原信号から遅延信号を生成し、眼電位原信号から遅延信号を減算して符号付のサッケード信号を検出するため、正負のサッケード信号を区別できる点において有効である。
【０１６２】
（実施の形態１０）
次に、実施の形態１０に係るサッケード検出装置のブロック図を図３４に示す。実施の形態１０は、眼電位原信号を多チャンネルで計測する際のサッケード検出装置に関するものである。
【０１６３】
実施の形態１０に係るサッケード検出装置は、多チャンネルの眼電位原信号から合成信号を生成する合成信号生成部１００１と、サッケード検出部１０００とで構成される。
【０１６４】
合成信号生成部１００１は、例えば、Ｎ個のチャネル０ｃｈ〜Ｎｃｈを通して測定された眼電位原信号ＥＯＧ０ｃｈ〜ＥＯＧＮｃｈを、チャネル０ｃｈ〜Ｎｃｈが属するグループ毎に加算平均する。そしてグループ毎の平均値を減算して差動増幅することで、合成信号を生成することが考えられる。具体的な処理手順を図３５に示す。
【０１６５】
まず、眼電位が同位相となる計測チャンネルのグルーピングを行う（Ｓ１０００１）。ここで、眼電位が同位相であるかどうかは、例えば、顔の右側、左側等の計測位置によって判断することができる。なお、計測位置だけではなく、計測された眼電位原信号の特徴から動的に判別しても構わない。次に、グルーピングされた各グループの加算平均をそれぞれ計算する（Ｓ１０００２）。そして、各グループの加算平均値をグループ間で減算することで差動増幅を行い（Ｓ１０００３）、合成信号として出力する（Ｓ１０００４）。
【０１６６】
サッケード検出部１０００は、合成信号生成部１００１が生成した合成信号を用いてサッケード検出信号を生成する。サッケード検出部１０００には、例えば、実施の形態６〜９に係るサッケード検出装置を適用することができる。
【０１６７】
このサッケード検出部１０００は、サッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１６８】
以上に示した実施の形態１０の構成によれば、多チャンネルの眼電位原信号から、Ｓ／Ｎ比の高い合成信号を生成し、その合成信号を用いてサッケード信号を検出するため、サッケード検出の精度を向上できる点において有効である。
【０１６９】
次に、まばたきの影響を考慮した眼電位の計測方法を説明する。ＥＯＧ法等、眼電位の変化を用いて眼球運動を検出する場合、ユーザのまばたきによる信号（以下、「まばたき信号」と呼ぶ）の影響が課題となる。
【０１７０】
まばたき信号は、眼電位の計測方法によって、常に正の方向に発生する場合や、常に負の方向に発生する場合がある。図３６Ａ〜図３６Ｄに、眼電位測定部の貼付パターンと、眼電位原信号の計測方法の例を示す。
【０１７１】
図３６Ａに示される貼付パターンでは、眼の上下に電極を貼付し、眼の上側の電極Ａで計測した眼電位Ｖａと、眼の下側の電極Ｂで計測した眼電位Ｖｂとの差分電位Ｖａ−Ｖｂを計測する。この場合、まばたき信号は常に正の方向に発生する。人のまばたきは、眼球が毎回上方向に移動するからである。
【０１７２】
図３６Ｂに示される貼付パターンでは、眼の上側に電極Ａを貼付し、もう一方はアースや眼電位の影響を受けにくい箇所に電極を貼付することで、電極Ａの眼電位Ｖａを計測する。この場合も、まばたき信号は常に正の方向（基準値よりも大きい値で）に発生する。
【０１７３】
同様に、図３６Ｃに示される貼付パターンでは、眼の上下に電極Ａ、Ｂを貼付し、眼の下側の電極Ｂで計測した眼電位Ｖｂと、眼の上側の電極Ａで計測した眼電位Ｖａとの差分電位Ｖｂ−Ｖａを計測する。この場合は、まばたき信号は常に負の方向に発生する。図３６Ｄに示される貼付パターンでは、眼の下側に電極Ｂを貼付し、もう一方はアースや眼電位の影響を受けにくい箇所に電極を貼付することで、電極Ｂの眼電位Ｖｂを計測する。この場合も、まばたき信号は常に負の方向に発生する。
【０１７４】
図３６Ａ及び図３６Ｂに示される貼付パターンで計測する場合、ユーザがまばたきを行うと、図３７中の領域（ａ）に示すように、正の方向に急峻な電位（これが「まばたき信号」である）が発生する。このまばたき信号を直接、視線位置の検出に利用すると、視線位置が急激に変化し、正しく視線の追跡が行えない。
【０１７５】
そこで、眼電位原信号からまばたき信号（まばたきによる信号の成分）等の影響を低減する方法として、特開平１１−８５３８４号公報（特許文献１）に記載の技術がある。
【０１７６】
特許文献１に記載の技術では、ユーザの眼電位を検出し、注視位置（カーソル）をリアルタイムに入力できるようにすることを目的とする。その際に、眼電位の変動波形に遅れ要素を導入することによって注視位置（カーソル）の時間的変化を平滑化し、まばたきによる注視位置の急変を低減する。
【０１７７】
また、まばたき信号の影響を提供する技術として、真鍋宏幸，福本雅朗，“ヘッドフォンを用いた常時装用視線インタフェース”，インタラクション２００６，ｐｐ．２３−２４，２００６（非特許文献１）に記載の技術がある。
【０１７８】
非特許文献１に記載の技術では、左右合計８個の電極をヘッドフォンに貼付する。８個の電極から得られる眼電位の変化について、時間的に０．４秒のメディアンフィルタを適用することにより、該時間より短いまばたき信号の変化を除去する。
【０１７９】
しかしながら、特許文献６に示す方法のように、眼電位原信号を単に時間的に平滑化するだけでは、視線の追跡を行う上で重要となるサッケード（人間の眼が１つの注視点から次の注視点に素早く移動する運動（飛越運動））の成分変化を示すサッケード波形まで平滑化してしまうという副作用が発生する。
【０１８０】
また、非特許文献１に示すように、眼電位原信号にメディアンフィルタを適用すれば、図３８に示すように、単発で発生したまばたき信号は除去できるが、所定時間以上、連続的に発生したまばたき信号の影響は完全に除去しきれない。また、サッケード波形が一部破綻するという副作用が発生する。
【０１８１】
即ち、まばたき信号の除去とサッケード信号の保存とを考慮した上で、どのような平滑化フィルタをどの時間分どの順で適用するのが最適かは、上述文献では明らかにされていない。
【０１８２】
そこで、実施の形態１１〜１３において、ユーザの眼電位信号から、高精度かつ簡易に、まばたき信号を除去もしくは検出し、さらに、サッケードの信号を検出する方法を説明する。なお、以下の説明では、ユーザに貼付された電極から取得したドリフト信号を含む眼電位原信号からまばたき信号を除去もしくは検出する例を説明するが、ノイズが除去された眼電位信号からまばたき信号を除去もしくは検出する場合も同様である。
【０１８３】
（実施の形態１１）
図３９は、本発明の実施の形態１１に係る眼電位計測装置１１００の構成を表すブロック図である。
【０１８４】
眼電位計測装置１１００は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部（図示省略）と、眼電位の測定方法を示す信号（図中：眼電位計測方法）によってフィルタ処理内容を決定するフィルタ処理内容決定部１１１０と、フィルタ処理内容決定部１１１０から出力されるフィルタ処理内容信号に従って、眼電位原信号にフィルタ処理を適用するフィルタ処理部１１２０とから成る。
【０１８５】
まず、眼電位の測定方法は、あらかじめ実験者やユーザが指定してもよいし、眼電位原信号の変化の傾向から推定されたものであってもよい。
【０１８６】
具体的には、図６３Ａ及び図６３Ｂに示したように、眼球の左右に電極Ａ、Ｂを貼付する計測方法であることをユーザが指定したり、ユーザがまばたきを行った際に、眼電位原信号に常に上方向の信号が発生する場合は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示したような貼付パターンによる計測方法であると推定したりすればよい。
【０１８７】
図４０は、フィルタ処理内容決定部１１１０のフィルタ処理内容決定動作を示すフローチャートである。フィルタ処理内容決定部１１１０は、最初にまばたきの影響を除去するためにフィルタ処理部１１２０でのフィルタの適用順序（後述）を決定する。また、図示しないが、眼電位計測方法の違いに応じて、必要なタップ数（時間）を決定する。また、予め貼付けられた電極が水平方向か垂直方向に貼り付けられているかに応じて、フィルタの適用の有無を変更する。
【０１８８】
具体的には、図３６Ａ及び図３６Ｂの貼付パターンのように、まばたき信号が常に正の方向に発生する計測方法かどうかを判定する（ステップＳ１１００１）。まばたき信号が常に正の電位を示す場合（ステップＳ１１００１でＹｅｓ）、フィルタ処理内容として、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に適用するように決定する（ステップＳ１１００２）。
【０１８９】
まばたき信号が正の電位を示さない場合（ステップＳ１１００１でＮｏ）、図２０Ｃ及び図２０Ｄの貼付パターンのように、まばたき信号が常に負の方向に発生する計測方法かどうかを判定する（ステップＳ１１００３）。まばたき信号が常に負の電位を示す場合（ステップＳ１１００３でＹｅｓ）、フィルタ処理内容として、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に適用するように決定する（ステップＳ１１００４）。
【０１９０】
まばたき信号が負の電位を示さない場合（ステップＳ１１００３でＮｏ）、計測方法がまばたきの影響を受けない場合だと判定し、まばたき信号除去のためのフィルタ処理を行わないことを決定する（ステップＳ１１００５）。なお、計測方法がまばたきの影響を受けない場合の例としては、図６３Ａ及び図６３Ｂのように眼の左右に電極Ａ、Ｂを貼付してその差分を計測する場合や、眼から離れた位置に電極Ａ、Ｂを貼付する場合などが考えられる。
【０１９１】
フィルタ処理内容決定部１１１０は、上記の処理で決定されたフィルタの適用順序、及びフィルタのタップ数ｎや単位処理間隔等の情報を含めて、フィルタ処理内容信号（向き、タップ数ｎ、有無（ｎ＝０として出力しても良い））を出力する。尚、上述フローチャートの判定順は一例であり、その判定順は問わない。
【０１９２】
図４１は、フィルタ処理部１１２０の構成について示す図である。フィルタ処理部１１２０は、フィルタ処理内容決定部１１１０からのフィルタ処理内容信号に応じて、眼電位原信号にフィルタ処理を適用する。
【０１９３】
フィルタ処理部１１２０は、２つの最小値フィルタ部１１２１、１１２４と、２つの最大値フィルタ部１１２２、１１２３と、入力端子から出力端子に至る第１〜第３の経路のうちのいずれに眼電位原信号を出力するかを切り替えるスイッチ１１２５とで構成されている。
【０１９４】
第１の経路は、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用して第１の眼電位信号を出力する最小値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）１１２１と、第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用して第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を出力する最大値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）１１２２とが直列に接続されている。第２の経路は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用して第１の眼電位信号を出力する最大値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）１１２３と、第１の眼電位信号に最小値フィルタ処理を適用して第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を出力する最小値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）１１２４とが直列に接続されている。第３の経路は、眼電位原信号にフィルタ処理を適用せずに出力する経路である。そして、スイッチ１１２５は、フィルタ処理内容決定部１１１０で決定したフィルタ処理内容に従って眼電位原信号の出力先を切り替える。
【０１９５】
スイッチ１１２５は、図４０のステップＳ１１００２で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第１の経路に出力するように、接続先を図４１の上段に切り替える。また、図４０のステップＳ１１００４で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第２の経路に出力するように、接続先を図４１の中段に切り替える。さらに、図４０のステップＳ１１００５で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第３の経路に出力するように、接続先を図４１の下段に切り替える。
【０１９６】
なお、最小値フィルタ部１１２１、１１２４及び最大値フィルタ部１１２２、１１２３の処理内容は実施の形態６の説明と同一であるので、省略する。また、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１、１１２４と最大値フィルタ部１１２２、１１２３とをそれぞれ２組用意したが、それぞれを１組ずつにして、フィルタ処理内容信号に基づいて接続順序を切り替える等によって実現しても構わない。
【０１９７】
次に、眼電位原信号が第１の経路に入力した場合の処理を説明する。まず、図４２は、図３７に示される眼電位原信号に最小値フィルタ部１１２１で最小値フィルタ処理を適用することによって得られる第１の眼電位信号を示す図である。
【０１９８】
なお、眼電位原信号からまばたき信号を除去するために、フィルタ処理内容信号で定められた値に従って最小値フィルタ部１１２１の単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０１９９】
図４２中の領域（ａ）を参照すれば、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用することによって、連続的なまばたき信号、および単発のまばたき信号を除去できていることがわかる。但し、図４２に示される第１の眼電位信号には、最小値フィルタ処理を適用した副作用として、サッケード波形に変形（時間幅の増加）が生じる。
【０２００】
なお、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１の単位処理間隔を０．２５秒として最小値フィルタ処理を実行した例を示したが、一般的な１回のまばたきの時間＝（０．１５秒から０．２秒程度）より長く、かつ、１回の固視時間＝（０．３秒から０．４秒程度）より短ければどのような値であってもよい。
【０２０１】
次に、図４３は、図４２に示される第１の眼電位信号に最大値フィルタ部１１２２で最大値フィルタ処理を適用することによって得られる第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を示す図である。なお、最小値フィルタ部１１２１と同様に、単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０２０２】
図４３に示されるように、第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用することによって、図４２のようなサッケード波形の変形を、元の信号波形の幅に復元することができる。
【０２０３】
最大値フィルタ部１１２３、および最小値フィルタ部１１２４の基本的な処理は、それぞれ最大値フィルタ部１１２２と、最小値フィルタ部１１２１と同じであり、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順にフィルタ処理を行うことによって、サッケード波形に影響を与えずに、負の方向のまばたき信号を除去することができる。
【０２０４】
なお、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１、１１２４、及び最大値フィルタ部１１２２、１１２３を用いた例を示したが、最小値や最大値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値・最小値に対して、９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０２０５】
また、実施の形態１１では、最小値フィルタ処理及び最大値フィルタ処理のフィルタタップ数は同じ値を用いたが、近い値を用いても構わない。つまり、必ずしも厳密に一致していることまでは必要ない。
【０２０６】
複数のフィルタ処理を連続して適用する場合は、まばたき信号の影響を除去するためのフィルタ処理が先に適用され、その後、サッケードの時間波形を復元するためのフィルタ処理が適用されるようにすればよい。
【０２０７】
また、実施の形態１１では、最小値フィルタ処理と最大値フィルタ処理とを連続して適用することによって、まばたき信号を除去すると共にサッケード波形を復元したが、まばたき信号の除去だけを目的とする場合には、どちらか一方のみを適用しても、本発明の範囲を逸脱しない。
【０２０８】
以上に示した実施の形態１１の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従ってフィルタ処理する。その結果、例えば、電極の貼付け向きが逆になったとしても、まばたき信号を適切に除去できる。
【０２０９】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合に、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を簡易に除去しつつ、更に、サッケード波形を復元できる。
【０２１０】
また、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を簡易に除去しつつ、更に、サッケード波形を復元できる。
【０２１１】
上記構成の眼電位計測装置１１００は、図１に示されるノイズ低減装置１００に適用することができる。例えば、眼電位計測装置１１００から出力されるフィルタ処理信号を眼電位原信号として、図１に示されるサッケード情報取得部１１０およびフィルタ部１３０に入力する。これにより、眼電位計測部でまばたき信号を含む眼電位信号を計測したとしても、サッケード情報取得部１１０およびフィルタ部１３０では、まばたき信号を考慮する必要がなくなる。
【０２１２】
（実施の形態１２）
図４４及び図４５は、本発明の実施の形態１２に係る眼電位計測装置１２００の構成を表すブロック図である。
【０２１３】
実施の形態１２では、眼電位原信号からフィルタ処理後の眼電位信号を減算する減算部１２２６をフィルタ処理部１２２０に備える点が実施の形態１１と異なる。この減算部１２２６を備えることによって、フィルタ処理後信号に加えてまばたき信号を出力することができるようになる。
【０２１４】
図４５は、実施の形態１２の眼電位計測装置１２００におけるフィルタ処理部１２２０の一例を示すブロック図である。なお、図４１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０２１５】
減算部１２２６は、眼電位原信号と、フィルタ処理後信号との差分を出力する。これがまばたき信号となる。
【０２１６】
図３７の眼電位原信号から図４３の第２の眼電位信号を減算することによって得られるまばたき信号を図４６に示す。図４６を参照すれば、眼電位原信号からまばたき信号のみを検出できていることがわかる。
【０２１７】
以上に示した実施の形態１２の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従って適切なフィルタ処理を適用する。その結果、どのような計測方法であっても、まばたき信号を検出できる。
【０２１８】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を簡易に検出しつつ、サッケード成分を復元できる。
【０２１９】
また、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を簡易に検出しつつ、サッケード成分を復元できる。
【０２２０】
（実施の形態１３）
図４７及び図４８は、本発明の実施の形態１３に係る眼電位計測装置１３００の構成を表すブロック図である。
【０２２１】
実施の形態１３では、最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理の両方を適用した信号（第２の眼電位信号）から、最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理の一方を適用した信号（第１の眼電位信号）を減算する減算部１３２４、１３２６をフィルタ処理部１３２０に備える点が実施の形態１１と異なる。この減算部１３２６、１３２７を備えることによって、フィルタ処理後信号に加えてサッケード信号を出力することができるようになる。
【０２２２】
図４８は、実施の形態１３に係る眼電位計測装置１３００におけるフィルタ処理部１３２０の一例を示すブロック図である。なお、図４１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０２２３】
減算部１３２６は、最大値フィルタ部１１２２の出力信号から最小値フィルタ１１２１の出力信号を減算することにより、サッケード信号を出力する。同様に、減算部１３２７は、最小値フィルタ部１１２４の出力信号から最大値フィルタ部１１２３の出力信号を減算することにより、サッケード信号を出力する。
【０２２４】
図４３の最大値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号から図４２の最小値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号を減算して得られるサッケード信号を図４９に示す。図４９を参照すれば、眼電位原信号から、サッケード信号のみを検出できていることがわかる。
【０２２５】
以上に示した実施の形態１３の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従ってフィルタ処理する。その結果、どのような計測方法であっても、サッケード信号を検出できる。つまり、当該フィルタ処理部１３２０を図３に示されるサッケード検出部２１１に適用すれば、まばたき信号の影響を受けずに適切なサッケード検出が可能となる。
【０２２６】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用し、さらに、最大値フィルタ処理後の第２の眼電位信号から最小値フィルタ処理後の第１の眼電位信号を減算するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を除去しつつ、サッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２７】
また、実施の形態１３において、最大値フィルタ処理のフィルタタップ数を最小値フィルタ処理のフィルタタップ数より大きくすることで、サッケード信号の発生時刻を含んだサッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２８】
一方、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用し、さらに、最小値フィルタ処理後の第２の眼電位信号から最大値フィルタ処理後の第１の眼電位信号を減算するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を除去しつつ、サッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２９】
また、実施の形態１３において、最小値フィルタ処理のフィルタタップ数を最大値フィルタ処理のフィルタタップ数より大きくすることで、サッケード信号の発生時刻を含んだサッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２３０】
なお、上述各実施の形態１１〜１３では、まばたき信号の除去、まばたき信号の検出、あるいはサッケード信号の検出を主眼とし、先に適用される最小値フィルタ処理および最大値フィルタ処理のフィルタタップ数を説明した。これらは、筋電位やノイズ等の時間幅に合わせることにより、それらを除去する目的で使用することも可能である。
【０２３１】
（実施の形態１４）
図５０は、本発明の実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０の構成を表すブロック図である。図５０に示される視線検出装置１４１０は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部１４０１と、眼電位原信号にノイズ低減処理を施すノイズ低減部１４０２を備えた眼電位計測装置１４００と、眼電位原信号を視線位置（「視線方向」と読み替えることができる。以下同じ）に変換する較正部１４１１と、較正パラメータの更新を指示する較正パラメータ更新指示部１４１２と、較正パラメータ更新指示を受けて較正指標を提示する較正指標提示部１４１３と、眼電位原信号からサッケード信号を検出するサッケード検出部１４１４と、サッケード検出部１４１４から出力された眼電位変化量および較正指標提示部１４１３によって出力された較正指標の位置に基づいて較正パラメータを算出する較正パラメータ計算部１４１５と、眼電位原信号の出力先を較正部１４１１及びサッケード検出部１４１４のいずれかに切り替えるスイッチ１４１６とから成る。
【０２３２】
眼電位計測装置１４００におけるノイズ低減部１４０２には、例えば、実施の形態１〜５に係るノイズ低減装置を適用することができる。また、サッケード検出部１４１４には、例えば、実施の形態６〜１０、１３を適用することができる。
【０２３３】
眼電位測定部は、典型的には、ユーザの眼の周辺に貼付される電極である。具体的な貼付方法は特に限定されないが、例えば、図６３Ａ及び図６３Ｂに示されるように、目尻側貼付される電極Ａと、目頭側に貼付される電極Ｂとを組み合わせて使用してもよい。または、図３６Ａ〜図３６Ｄに示されるように、電極を眼の上下の一方又は両方に貼付してもよい。さらには、電極をこめかみの上下に貼付してもよい。なお、本実施例では、ユーザの眼の周辺に電極を貼付するとしたが、電極を耳周辺に貼付する方法や、皮膚に電極を接触する方法等でも構わない。
【０２３４】
較正部１４１１は、予め保持している較正パラメータを用いて、眼電位原信号からユーザの視線位置を算出する。ここで、較正パラメータとは、眼電位原信号を眼球移動角に変換するためのパラメータであり、そのうちの一つとして、以下の式２で用いられる較正係数αが挙げられる。
【０２３５】
一般的に計測眼電位Ｖａ−ｂは、眼球移動角θが一定の範囲内であれば線形に変化することが知られている。つまり、計測眼電位Ｖａ−ｂは較正係数αと眼球移動角θとを用いて次式２で近似することができる。
【０２３６】
【数２】
【０２３７】
ＥＯＧ法を用いた較正時の動作例を説明する。眼電位原信号として眼電位Ｖｅが較正部１０１に入力された場合、（式２）を用いて眼球移動角θを求める。そして、移動角θからユーザと注視物体との距離等の情報を用いて視線位置を求める。以上の手順により、眼電位から視線位置を求めることができる。なお、ユーザと注視物体との距離を測定する方法は特に限定されないが、例えば、測距センサ等を用いることができる。
【０２３８】
なお、本発明は式２を用いた較正方法に限定されず、図５１Ａに示すような対応する眼電位変化量と眼球移動角との組み合わせを複数保持するテーブルを、較正パラメータとして用いて構わない。さらに、図５１Ｂに示すような対応する眼電位とディスプレイ座標やカメラ座標等の視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを、較正パラメータとして用いて構わない。
【０２３９】
較正パラメータ更新指示部１４１２は、視線検出開始時等のイベントが発生した場合に、較正指標提示部１４１３とスイッチ１４１６とに較正パラメータ更新指示信号を出力する。そして、較正パラメータの更新を終了する際には、較正パラメータ更新指示信号の出力を停止する。
【０２４０】
スイッチ１４１６は、較正パラメータ更新指示に従って、眼電位原信号を較正部１４１１及びサッケード検出部１４１４のどちらに送信するかを切り替える。
【０２４１】
較正指標提示部１４１３は、較正パラメータ更新指示を受けると、較正指標をユーザに提示する。そして、サッケード検出部１４１４からのサッケード検出信号に従って、較正指標の提示位置を変化させる。
【０２４２】
一例として、図５２のようなディスプレイ１０を用いて較正を行う場合、較正パラメータ更新指示を受け付けたことに応じてディスプレイ１０の中心に第１の較正指標２０を表示させる。その後、サッケード検出信号を受け付けると、第２の較正指標３０を左上に表示させる。そして、再びサッケード検出信号を受けると、次の較正指標を右上等に表示させる。このように、ユーザのサッケードに応じて較正指標の位置を変化させることにより、ユーザにサッケードを誘発することができる。このようにしてユーザのサッケードに応じて変化させた較正指標の位置は、較正パラメータ計算部１０５に出力される。
【０２４３】
なお、実施の形態１では、第１及び第２の較正指標２０、３０をディスプレイ１０に表示したが、較正指標を提示する方法はこれに限定されない。例えば、実空間上にレーザポイント等で較正指標を表示させてもよい。さらには、カメラ等を用いて周辺に存在する物体（例えば、人の顔等）から較正指標を選択し、当該較正指標をユーザに認識させるための音声情報を出力するようにしてもよい。つまり、較正指標提示部１４１３は、ユーザが較正指標を特定するための情報を出力するものであればどのようなものであってもよい。
【０２４４】
較正パラメータ計算部１４１５は、サッケード検出部１４１４からのサッケード検出信号を受けると、眼電位変化量と較正指標位置とを用いて較正パラメータの更新を行う。較正パラメータの一つである較正係数αの計算例を示す。まず、較正指標位置と、ユーザと較正指標が表示された物体（典型的には、ディスプレイ）との距離情報等とを用いて、較正指標を見た場合のユーザの眼球移動角θを求める。そして、入力された眼電位変化量Ｖｃおよび眼球移動角θを式２に代入することにより、較正係数αを求めることができる。なお、ユーザとディスプレイとの距離情報の取得方法は特に限定されないが、例えば、測距センサ等を用いてもよいし、ディスプレイから予め定められた距離だけ離れた位置にユーザを立たせてから較正パラメータ更新指示を出力するようにしてもよい。
【０２４５】
次に、図５３を参照して、実施の形態１４に係る視線検出装置１４０１が較正パラメータを更新する手順を説明する。この視線検出装置１４０１は、外部から較正パラメータ更新指示が入力されたことを契機として、新たな較正パラメータを計算する。
【０２４６】
まず、視線検出装置１４０１は、較正パラメータ更新指示の入力を監視する（Ｓ１４００１）。この較正パラメータ更新指示は、較正パラメータ更新指示部１４１２から較正指標提示部１４１３及びスイッチ１４１６に送信される。較正パラメータ更新指示の入力方法は特に限定されないが、例えば、較正パラメータ更新指示部１４１２がユーザからの指示を受け付けてもよいし、視線検出装置１４０１の電源投入時等の所定のタイミングで自動的に当該指示を発行してもよい。
【０２４７】
次に、較正パラメータ更新指示を受け付けた較正指標提示部１４１３（Ｓ１４００１でＹｅｓ）は、ユーザに対して第１の較正指標２０を提示する（Ｓ１４００２）。また、較正指標提示部１４１３は、第１の較正指標２０の位置情報を較正パラメータ計算部１４１５に通知する。同様に、較正パラメータ更新指示を受け付けたスイッチ１４１６は、眼電位原信号の出力先を較正部１４１１からサッケード検出部１４１４に切り替える。
【０２４８】
次に、サッケード検出部１４１４は、スイッチ１４１６を経由して入力される眼電位原信号中にサッケード信号が含まれているか否かを監視する（Ｓ１４００３）。ディスプレイ１０上に第１の較正指標２０が表示されると、ユーザの視線が任意の位置から第１の較正指標２０に移動する。このときにサッケード信号が現れる。
【０２４９】
なお、サッケード信号の検出方法は特に限定されないが、例えば、最大値フィルタ、最小値フィルタ、遅延器等を利用して検出する方法がある。詳細は後述する。サッケード信号が検出されると（Ｓ１４００３でＹｅｓ）、サッケード検出部１４１４は、較正指標提示部１４１３にサッケード検出信号を出力する。同様に、較正パラメータ計算部１４１５にサッケード検出信号及び眼電位変化量Ｖａ−ｂを出力する。
【０２５０】
次に、サッケード検出信号を受け付けた較正指標提示部１４１３は、ユーザに対して全ての較正指標を提示したか否かを判断する（Ｓ１４００４）。提示すべき較正指標の数は予め定められていてもよいし、ユーザに対して較正指標の提示を継続するか否かを問い合わせるようにしてもよい。なお、実施の形態１においては、提示すべき較正指標が２個であるとして説明する。
【０２５１】
現時点では第１の較正指標２０しか提示していないので（Ｓ１４００４でＮｏ）、較正指標提示部１４１３は、次の較正指標を提示する（Ｓ１４００２）。具体的には、第１の較正指標２０をディスプレイ１０上から削除すると共に、第２の較正指標３０をディスプレイ１０上に表示させる。また、第２の較正指標３０の位置情報を較正パラメータ計算部１４１５に通知する。
【０２５２】
次に、サッケード検出部１４１４は、眼電位原信号中にサッケード信号が含まれているか否かを監視する（Ｓ１４００３）。第２の較正指標３０がディスプレイ１０上に表示されると、ユーザの視線が第１の較正指標２０から第２の較正指標３０に移動する。このときにサッケード信号が現れる。
【０２５３】
サッケード信号を検出したサッケード検出部１４１４は、前回と同様に、サッケード検出信号及び眼電位変化量Ｖａ−ｂを出力する。また、第２の較正指標３０を提示した後のステップＳ１４００４において、較正指標提示部１４１３は、全ての較正指標を提示したと判断する（Ｓ１４００４でＹｅｓ）。
【０２５４】
次に、較正パラメータ計算部１４１５は、較正指標提示部１４１３から受信した第１及び第２の較正指標２０、３０の位置情報と、サッケード検出部１４１４から受信した第２の較正指標３０を出力した後の眼電位変化量Ｖａ−ｂとに基づいて、新たな較正パラメータを計算する。具体的には、第１及び第２の較正指標２０、３０の位置情報から眼球移動角θを算出する。そして、眼電位変化量Ｖａ−ｂと眼球移動角θとを式２に代入して、較正係数αを得る。
【０２５５】
なお、実施の形態１４では較正パラメータの更新例として較正係数αの計算方法について説明したが、較正パラメータの更新方法はこれに限定されない。例えば、較正パラメータ計算部１４１５に入力された眼電位変化量と、眼球移動角や較正指標位置とを用いて、図５１Ａ及び図５１Ｂに示すような対応する眼電位変化量と眼球移動角や視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを更新しても構わない。この場合、提示すべき較正指標の総数を増やすことにより、図５１Ａ及び図５１Ｂのテーブルのレコード数が増加するので、より信頼性の高い較正パラメータを得ることができる。
【０２５６】
以上に示した実施の形態１４の構成によれば、眼電位原信号からノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比向上後の眼電位原信号からサッケード信号を検出し、サッケード運動中に発生した眼電位の変化量を用いて較正パラメータの更新を行う。その結果、従来方式の課題であったドリフトの影響を受けずに正しく較正パラメータを求めることができる。
【０２５７】
また、眼電位計測装置におけるノイズ低減によって、眼電位原信号のＳ／Ｎ比が向上するため、視線検出の精度を向上することができる。
【０２５８】
また、ユーザのサッケードを誘発しながら較正パラメータを更新することができる。その結果、ユーザは較正指標を眼で追うだけでよく、較正時のユーザの負担を軽減することができる。
【０２５９】
また、較正パラメータを、図５１Ａ及び図５１Ｂに示されるようなテーブルとして保持することにより、較正時間を短縮することができる。
【０２６０】
また、較正パラメータを眼電位変化量Ｖａ−ｂと眼球移動角θとの関数の傾き（較正係数α）として保持することにより、メモリを削減できる。
【０２６１】
なお、視線検出装置１４１０は、図５４に示すように、視線検出装置１４１０の内部に眼電位計測装置１４００のノイズ低減部１４０１を備える構成であっても構わない。内部にノイズ低減部１４０１を備えることにより、ノイズ低減部１４０１で利用するサッケード情報を、サッケード検出部１４１４から取得することができ、処理量および回路規模を削減できる。
【０２６２】
（実施の形態１５）
次に、図５５を参照して、本発明の実施の形態１５に係る眼科診断装置１５００を説明する。この眼科診断装置１５００は、例えば、ユーザの眼の周辺に電極を貼付し、眼電位を計測することによって網膜常存電位の異常を診断する装置である。具体的には、眼科診断装置１５００は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部１５１１と、眼電位原信号にノイズ低減処理を施すノイズ低減部１５１２を備えた眼電位計測装置１５１０と、診断部１５２０を備える。
【０２６３】
診断部１５２０は、例えば、明順応時の眼電位信号と暗順応時の眼電位信号との比であるＡｒｄｅｎ比を計算し、Ａｒｄｅｎ比の異常から網膜状態を診断することが考えられる。眼電位計測装置１５１０におけるノイズ低減部１５１１には、例えば、実施の形態１〜５に係るノイズ低減装置を適用することができる。
【０２６４】
ただし、実施の形態１５に係る眼電位計測装置１５１０は、上記の用途に限定されない。他の用途としては、眼電位の変化量に応じてスイッチ切替を行う装置や、携帯電話、音楽プレーヤー等のモバイル端末のリモコン操作等にも適用することができる。
【０２６５】
なお、本実施例では、ユーザの眼の周辺に電極を貼付するとしたが、電極を耳周辺に貼付する方法や、皮膚に電極を接触する方法等でも構わない。
【０２６６】
（実施の形態１６）
次に、図５６及び図５７を参照して、本発明の実施の形態１６に係る撮像装置１６００を説明する。この撮像装置１６００は、例えば、ユーザの側頭部に装着され、ユーザの視線方向を撮像する装置である。具体的には、撮像装置１６００は、撮像部１６０１と、視線検出装置１６０２と、撮像制御部１６０３とを備える。
【０２６７】
撮像装置１６００は、例えば、静止画を撮影するカメラであってもよいし、動画を撮影するビデオカメラであってもよい。視線検出装置１６００には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４０１を適用することができる。また、実施の形態１６における眼電位計測部としての電極は、図５７に示されるように、ユーザの左眼のこめかみの上下に添付されている。
【０２６８】
そして、撮像制御部１６０３は、視線検出装置１６０２からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従して撮像部１６０１の向きを変えさせる。これにより、撮像部１６０１にユーザの視線方向を撮像させることができる。
【０２６９】
（実施の形態１７）
次に、図５８および図５９を参照して、本発明の実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイ１７００を説明する。このヘッドマウントディスプレイ１７００は、例えば、めがね形状を有しており、ユーザの眼前に画像を表示し、表示された画像上に示されているマウスをユーザの視線方向に移動させる装置である。具体的には、ヘッドマウントディスプレイ１７００は、表示部１７０１と、表示制御部１７０２と、視線検出装置１７０３とを備える。
【０２７０】
図６０に示すように、表示部１７０１には、各種画像が表示されており、その画像上にマウス１７０４が表示されているものとする。視線検出装置１７０３には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０を適用することができる。
【０２７１】
そして、表示制御部１７０２は、視線検出装置１７０３からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従して表示部１７０１に表示されているマウス１７０４を移動させる。これにより、例えば、処理実行部（図示せず）は、マウス１７０４が指し示すアイコン１７０５に対応付けられた処理（図６０の例では、映像再生処理）を実行することができる。
【０２７２】
（実施の形態１８）
次に、図６１および図６２を参照して、本発明の実施の形態１８に係る電子めがね１８００を説明する。この電子めがね１８００は、ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させることができるめがねである。具体的には、電子めがね１８００は、レンズ１８０１と、焦点制御部１８０２と、視線検出装置１８０３とを備える。
【０２７３】
レンズ１８０１は、ユーザの眼前に位置し、電子的に焦点を変化させることができるレンズである。
【０２７４】
視線検出装置１８０３には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０を適用することができる。
【０２７５】
そして、焦点制御部１８０２は、視線検出装置１８０３からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従してレンズ１８０１の焦点を変化させる。例えば、ユーザが書籍を読むなどのために近くを見ている場合には、焦点制御部１８０２は、近くに焦点が合うようにレンズ１８０１の焦点を制御する。また、ユーザが遠くの風景を見ている場合には、焦点制御部１８０２は、遠くに焦点が合うようにレンズ１８０１の焦点を制御する。
【０２７６】
なお、本実施の形態においては、ユーザの左眼および右眼は同一点を注視しているものとする。このため、視線検出装置１８０３は、眼電位から視線位置を検出することができる。
【０２７７】
ただし、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０は、上記の用途に限定されない。他の用途としては、撮像装置で撮像された映像上に、視線検出装置１４０１で検出されたユーザの視線位置をプロットするような装置や、運転中のドライバーの視線を検出して危険喚起を行う等の装置に適用することもできる。
【０２７８】
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２７９】
上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２８０】
上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成要素を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶さている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０２８１】
上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０２８２】
本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０２８３】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。
【０２８４】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０２８５】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０２８６】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０２８７】
上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
【０２８８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２８９】
本発明は放送や通信および蓄積の分野において、映像や音声を記録再生する機器等として有用である。また、静止画像記録再生機器等としても適用が可能である。さらに、健康医療機器としても適用が可能である。
【符号の説明】
【０２９０】
１００，２００，３００，４００，５００ ノイズ低減装置
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ サッケード情報取得部
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 制御部
１３０，２３０，４３０ フィルタ部
２１１，５１１ サッケード検出部
２１２ 時間間隔算出部
３１２ 発生頻度算出部
４１２ 無発生領域特定部
５１２ 無発生確率算出部
６００，７００，８００，９００，１０００ サッケード検出部
６０１，１１２２，１１２３ 最大値フィルタ部
６０２，１１２１，１１２４ 最小値フィルタ部
６０３，１１２６，１３２６，１３２７ 減算部
９０１ 遅延信号生成部
１００１ 合成信号生成部
１１００，１２００，１３００，１４００，１５１０ 眼電位計測装置
１１１０ フィルタ処理内容決定部
１１２０，１２２０，１３２０ フィルタ処理部
１１２５，１４１６ スイッチ
１４０１ 眼電位測定部
１４０２，１５１２ ノイズ低減部
１４１０，１６０３，１７０３，１８０３ 視線検出装置
１４１１ 較正部
１４１２ 較正パラメータ更新指示部
１４１３ 較正指標提示部
１４１４ サッケード検出部
１４１５ 較正パラメータ計算部
１５００ 眼科診断装置
１５２０ 診断部 １６００ 撮像装置
１６０１ 撮像部
１６０２ 撮像制御部
１７００ ヘッドマウントディスプレイ
１７０１ 表示部
１７０２ 表示制御部
１７０４ マウス
１７０５ アイコン
１８００ 電子めがね
１８０１ レンズ
１８０２ 焦点制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電位眼原信号からノイズを除去して眼電位信号を出力可能とする眼電位計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、人の眼電位を計測する際に生じるノイズを低減するノイズ低減装置及び方法に関するものである。
【０００３】
近年、人の眼球運動検出方法として、角膜と網膜との間の発生電位を利用するＥＯＧ法が提案されている。
【０００４】
ここで、ＥＯＧ法とは、人間の角膜が網膜に対して正に帯電していることを利用した眼球運動検出方法である。具体的には、人間の眼球付近に電極を貼付し、その電極から計測される電位の変化から眼球運動を検出する。図６３Ａ及び図６３ＢにＥＯＧ法を用いた眼球運動検出方法の例を示す。図６３Ａ及び図６３Ｂは、ユーザの右眼の外側と内側との２箇所に、眼球の中心から等距離離して電極を貼付した場合の例である。
【０００５】
外側の電極Ａに発生する眼電位をＶａ、内側の電極Ｂに発生する眼電位をＶｂとすると、図６３Ａのように、ユーザの眼球が真中位置にある場合は、ＶａとＶｂが等しくなる。その結果、計測される眼電位Ｖａ−ｂは０Ｖとなる。一方、図６３Ｂのように、ユーザが右を見た場合は、電極Ａの方が右眼の角膜に近くなるため、Ｖａ＞Ｖｂとなり、計測眼電位Ｖａ−ｂは正の値を示す。逆に、ユーザが左を見た場合は、Ｖａ＜Ｖｂとなり、計測眼電位Ｖａ−ｂは負の値を示す。つまり、計測眼電位Ｖａ−ｂが正の値を示すならばユーザは右に眼を動かしたことがわかり、負の値を示すならば左に眼を動かしたことがわかる。ＥＯＧ法では、このような計測眼電位Ｖａ−ｂの変化を利用することにより、ユーザの眼球運動を検出する。
【０００６】
このようなＥＯＧ法を用いて眼球運動を検出する際に、検出精度を上げるためには、発生した眼電位信号に含まれるノイズを低減する必要があるが、ノイズ低減方法の例として、以下の特許文献１に記載の技術がある。
【０００７】
特許文献１に開示されているノイズ低減方法では、まず、ユーザに指定位置を注視するように指示を出し、その際の眼電位信号を計測する。眼球運動を意図的に少なくした状態の眼電位信号をドリフトノイズとして扱う。そして、計測の際に、眼電位信号からドリフトノイズとした信号分を減算する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−８５３８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２７６４６１号公報
【特許文献３】特開平９−０３４６３１号公報
【特許文献４】特開２００２−２７２６９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】真鍋宏幸，福本雅朗，“ヘッドフォンを用いた常時装用視線インタフェース”，インタラクション２００６，ｐｐ．２３−２４，２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ドリフトノイズは、時間経過による変化が大きいため、ドリフトノイズ低減の精度を上げようとすると、頻繁に補正が必要となる。すなわち上記指定位置を注視した状態で眼電位信号を計測するという行為が頻繁に必要になってしまい、実用的でないという問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献１においては、ドリフトノイズという低周波ノイズの低減に関するものであるが、高周波ノイズについては、特に考慮されていない。
【００１２】
そこで、本発明は、眼電位計測において、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減、すなわちＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態に係るノイズ低減装置は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部と、前記サッケード情報取得部で取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部と、前記制御部で決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部とを備える。
【００１４】
上記構成によれば、眼電位原信号に含まれるノイズを簡単に低減することができるので、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００１５】
一例として、前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力される時間的に隣接する前記サッケード検出信号の時間間隔を、前記サッケード情報として算出する時間間隔算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記時間間隔が第１の値以下の場合に、カットオフ周波数を増加させ、前記時間間隔が第１の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を減少させてもよい。
【００１６】
他の例として、前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力される前記サッケード検出信号の発生頻度を、前記サッケード情報として算出する発生頻度算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記発生頻度が第２の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を増加させ、前記発生頻度が第２の値以下の場合に、カットオフ周波数を減少させてもよい。
【００１７】
また、前記ノイズが、前記眼電位原信号の時間的な基線変動であるドリフトノイズである場合には、前記制御部は、０以上、且つ前記ドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内で前記カットオフ周波数を変更するのが望ましい。
【００１８】
他の例として、前記フィルタ部は、ローパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、前記サッケード検出部から出力された前記サッケード検出信号に基づいて、前記フィルタ部でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域である無発生領域を特定する無発生領域特定部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記無発生領域に含まれないサンプルのフィルタ係数を０にしてもよい。
【００１９】
他の例として、前記フィルタ部は、ローパスフィルタであってもよい。前記サッケード情報取得部は、前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、当該サッケード信号の振幅を出力するサッケード検出部と、前記フィルタ部に入力される各サンプルに対して、前記サッケード検出部から検出された振幅に応じて、当該サンプル位置でサッケードが発生していない確率である無発生確率を算出する無発生確率算出部とを備えてもよい。そして、前記制御部は、前記無発生確率が高いサンプルほどフィルタ係数を大きくしてもよい。
【００２０】
また、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する遅延信号生成部と、前記眼電位原信号から前記遅延信号を減算して得られる出力信号を生成する減算部と、前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備えてもよい。
【００２１】
さらに、前記所定の遅延時間は、ユーザが前記較正指標を固視している時間より短くしてもよい。
【００２２】
また、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか一方を施して第１の眼電位信号を出力する第１のフィルタ処理部と、前記第１の眼電位信号、及び前記眼電位原信号から得られる第２の眼電位信号の一方から他方を減算し、出力信号を生成する減算部と、前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備えてもよい。
【００２３】
さらに、前記サッケード検出部は、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備えてもよい。
【００２４】
さらに、前記サッケード検出部は、前記第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備えてもよい。
【００２５】
さらに、該ノイズ低減装置は、複数のチャネルそれぞれを通して測定された前記眼電位原信号を前記複数のチャネルが属するグループ毎に平均し、グループ毎の平均値を作動増幅して合成信号を生成する合成信号生成部を備えてもよい。そして、前記サッケード検出部は、前記合成信号に含まれるサッケードを検出してもよい。
【００２６】
本発明の一形態に係る眼電位計測装置は、眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号を出力する眼電位測定部と、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減する上記記載のノイズ低減装置とを備える。
【００２７】
本発明の一形態に係る眼科診断装置は、ユーザの網膜状態を診断する。具体的には、上記記載の眼電位計測装置と、前記眼電位計測装置から出力される前記眼電位信号から前記ユーザの網膜異常を検出する診断部とを備える。
【００２８】
本発明の一形態に係る視線検出装置は、眼電位信号からユーザの視線方向を検出する。具体的には、上記記載の眼電位計測装置と、ユーザに対して較正指標を提示する較正指標提示部と、前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標にユーザの視線位置が移動する際の眼球の急速な運動であるサッケード運動を前記眼電位信号から検出し、前記サッケード運動の前後における眼電位の変化量である眼電位変化量を出力するサッケード検出部と、前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標の位置、及び前記サッケード検出部から出力された前記眼電位変化量に基づいて較正パラメータを計算する較正パラメータ計算部と、前記較正パラメータに基づいて、前記眼電位信号からユーザの視線方向を検出する較正部とを備える。
【００２９】
本発明の一形態に係るウェアラブルカメラは、ユーザの視線方向の映像を撮像する。具体的には、撮像部と、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線方向を前記撮像部に撮像させる撮像制御部とを備える。
【００３０】
本発明の一形態に係るヘッドマウントディスプレイは、ユーザの視線方向にマウスを移動させる。具体的には、画像およびマウスを表示する表示部と、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線方向に表示部に表示されているマウスを移動させる表示制御部とを備える。
【００３１】
本発明の一形態に係る電子めがねは、ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させる。具体的には、焦点を変化させることができるレンズと、上記記載の視線検出装置と、前記視線検出装置によって検出された視線位置に合わせて前記レンズの焦点を変化させる焦点制御部とを備える。
【００３２】
本発明の一形態に係るノイズ低減方法は、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを含む。
【００３３】
本発明の一形態に係るプログラムは、ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するフィルタ特性を決定するための制御ステップと、前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを、コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、眼電位計測において、より簡便な方法で眼電位信号のＳ／Ｎ比を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る時間間隔算出部の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図８】実施の形態３に係る発生頻度算出部の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態４に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係る無発生領域特定部の動作を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】実施の形態４に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１３Ｂ】実施の形態４に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５に係るノイズ低減装置のブロック図である。
【図１６】実施の形態５に係る無発生確率算出部の動作を示すフローチャートである。
【図１７Ａ】実施の形態５に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１７Ｂ】実施の形態５に係る制御部のフィルタ係数決定の例を示す図である。
【図１８】実施の形態５に係るノイズ低減装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】サッケード信号を含む眼電位信号の一例を示す図である。
【図２０】図１９の眼電位信号に高域通過フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２１】実施の形態６に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図２２】図１９の眼電位信号に最大値フィルタ処理（単位処理間隔＝０．２５秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２３】図１９の眼電位信号に最大値フィルタ処理（単位処理間隔＝１．０秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２４】図１９の眼電位信号に最小値フィルタ処理（単位処理間隔＝０．２５秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２５】図１９の眼電位信号に最小値フィルタ処理（単位処理間隔＝１．０秒）を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図２６】図１９の眼電位信号から抽出されたサッケード検出信号を説明するための図である。
【図２７】実施の形態７に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図２８】図２２の眼電位信号から図１９の眼電位信号を減算して得られたサッケード検出信号を示す図である。
【図２９】実施の形態８に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３０】図１９の眼電位信号から図２４の眼電位信号を減算して得られたサッケード検出信号を示す図である。
【図３１】実施の形態９に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３２】遅延信号生成部の遅延時間を０．２５秒としたときのサッケード検出信号を示す図である。
【図３３】遅延信号生成部の遅延時間を１．１秒としたときのサッケード検出信号を示す図である。
【図３４】実施の形態１０に係るサッケード検出部のブロック図である。
【図３５】実施の形態１０に係る合成信号生成部の動作を示すフローチャートである。
【図３６Ａ】電極の添付パターンの一例を示す図である。
【図３６Ｂ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３６Ｃ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３６Ｄ】電極の添付パターンの他の例を示す図である。
【図３７】まばたき信号を含む眼電位信号の一例を示す図である。
【図３８】図３７の眼電位信号にメディアンフィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図３９】実施の形態１１に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４０】実施の形態１１に係るフィルタ処理内容決定部の動作を示すフローチャートである。
【図４１】図３９のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４２】図３７の眼電位信号に最小値フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図４３】図４２の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用して得られた眼電位信号を示す図である。
【図４４】実施の形態１２に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４５】図４４のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４６】図３７の眼電位信号を図４５のフィルタ処理部に入力して得られたまばたき信号を示す図である。
【図４７】実施の形態１３に係る眼電位計測装置のブロック図である。
【図４８】図４７のフィルタ処理部のブロック図である。
【図４９】図３７の眼電位信号を図４８のフィルタ処理部に入力して得られたサッケード信号を示す図である。
【図５０】実施の形態１４に係る視線検出装置のブロック図である。
【図５１Ａ】対応する眼電位変化量と眼球移動角との組み合わせを複数保持するテーブルを示す図である。
【図５１Ｂ】対応する眼電位変化量と視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを示す図である。
【図５２】ディスプレイに較正指標が表示されている状態を示す図である。
【図５３】実施の形態１４に係る視線検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５４】実施の形態１４に係る視線検出装置の別構成を示す図である。
【図５５】実施の形態１５に係る眼科診断装置のブロック図である。
【図５６】実施の形態１６に係る撮像装置のブロック図である。
【図５７】実施の形態１６に係る撮像装置をユーザが装着した状態を示す図である。
【図５８】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイのブロック図である。
【図５９】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイをユーザが装着した状態を示す図である。
【図６０】実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイの表示部に表示される画像の一例を示す図である。
【図６１】実施の形態１８に係る電子めがねのブロック図である。
【図６２】実施の形態１８に係る電子めがねをユーザが装着した状態を示す図である。
【図６３Ａ】ユーザの眼球が正面を向いている状態を示す図である。
【図６３Ｂ】ユーザの眼球が右側を向いている状態を示す図である。
【図６４】眼電位計測におけるドリフトの例を示す図である。
【図６５】眼電位計測におけるドリフトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るノイズ低減装置１００の構成を表すブロック図である。図１に示されるノイズ低減装置１００は、サッケード情報取得部１１０と、制御部１２０と、フィルタ部１３０とを備える。
【００３８】
サッケード情報取得部１１０は、眼電位原信号からサッケード信号を検出し、サッケード情報を出力する。サッケード情報には、例えば、サッケード信号の有無、サッケード信号の振幅、隣接するサッケード信号の時間間隔、所定時間内に発生するサッケード信号の発生頻度などが含まれる。
【００３９】
制御部１２０は、サッケード情報取得部１１０から出力されるサッケード情報に基づいて、ノイズ低減の際に使用するフィルタ部１３０のフィルタ特性を決定する。制御部１２０によって制御されるフィルタ特性には、例えば、カットオフ特性、又はフィルタ係数等がある。
【００４０】
フィルタ部１３０は、制御部１２０によって適応的に制御されたフィルタ特性を用いて、眼電位原信号に含まれるノイズを低減する。フィルタ部１３０は、例えば、ローパスフィルタ又はハイパスフィルタである。
【００４１】
制御部１２０は、例えば、サッケード情報のうち、隣接するサッケード信号の時間間隔に応じて、フィルタ部１３０のカットオフ周波数を変更する構成が考えられる。例えば、フィルタ部１３０にローパスフィルタを用いる場合において、サッケード信号の時間間隔が短いほど、カットオフ周波数を増大させる。サッケード信号の時間間隔が短い場合とは、眼球運動が活発であり、眼球運動の周波数が大きい場合である。すなわち、カットオフ周波数を大きくして、低周波数帯域のより広い範囲のノイズを低減したとしても、眼球運動の周波数特性への影響は少ない。
【００４２】
このように時間間隔に応じて、フィルタ部１３０のカットオフ周波数を変更することにより、眼球運動の周波数特性への影響を抑えながら、低周波ノイズの一例であるドリフトノイズを低減することができる。即ち、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減を図ることが可能になる。制御部１２０における、より詳細な処理の内容については後述する。
【００４３】
次に、図２を参照して、実施の形態１に係るノイズ低減装置１００が眼電位信号を計測する手順を説明する。まず、サッケード情報取得部１１０は、眼電位原信号から、サッケード信号の有無、サッケード信号の振幅、隣接するサッケード信号の時間間隔、所定時間内に発生するサッケード信号の発生頻度などのサッケード情報を取得する（Ｓ１００１）。次に、制御部１２０は、サッケード情報取得部１１０で取得されたサッケード情報に基づいて、フィルタ部１３０のフィルタ特性を適応的に制御する（Ｓ１００２）。最後に、フィルタ部１３０は、適応的に制御されたフィルタ特性を用いて、眼電位原信号に含まれるノイズの低減を行う（Ｓ１００３）。
【００４４】
以上に示した実施の形態１によれば、眼電位原信号からサッケード情報を取得し、サッケード情報に基づいて、フィルタ特性を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するノイズ成分の低減を図ることが可能になる。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特にドリフトノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。ドリフトノイズとは、時間的に眼電位原信号の基線が変化する現象である。ドリフトノイズの発生原因としては、例えば、眼電位の計測に用いる電極の材料や、皮膚と電極との接触状況の変化等の要因が挙げられる。ドリフトノイズは低周波ノイズであり、眼球運動と周波数特性が重なる部分があるため、眼電位計測のＳ／Ｎ比低下の大きな要因である。
【００４６】
図６４に実際にユーザに電極を貼付して眼電位を計測した結果を示す。図６４は、複数の指標を図６５に示される順序で１秒毎に表示させたときの眼電位の測定結果である。図６４を参照すれば、時間経過と共に眼電位の基線が変化していることがわかる。そこで、本実施の形態２では、サッケード検出信号の時間間隔を用いて、眼電位原信号からドリフトノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態２に係るノイズ低減装置２００の構成を表すブロック図である。図３に示されるノイズ低減装置２００は、サッケード情報取得部２１０と、制御部２２０と、フィルタ部２３０とを備える。また、サッケード情報取得部２１０は、サッケード検出部２１１と、時間間隔算出部２１２とを備える。このノイズ低減装置２００は、眼電位原信号に含まれるドリフトノイズ等の低周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部２３０にはハイパスフィルタが用いられる。
【００４８】
サッケード検出部２１１は、眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれていた場合に、サッケード検出信号を出力する。サッケード（衝動性眼球運動）とは、解像度の低い周辺網膜に映った対象を、解像度の高い網膜中心窩で捉えるために発生する眼球運動であり、その速度は１００〜５００（°／ｓｅｃ）と非常に大きいことが知られている。
【００４９】
図１９にサッケード信号を含んだ眼電位原信号の波形の例を示す。図１９において、点線で囲った部分がサッケードを示す箇所である。サッケードが発生すると、急峻に電位変化が起こった後、一定時間停留（固視）し、再び元の電位まで戻っている。これは、ある指標Ａからある指標Ｂまで眼球をサッケードによって動かし、再び指標Ｂから指標Ａまで眼球をサッケードによって動かした場合の一例である。一般に人間は０．３秒程度の固視と数十ミリ秒のサッケードを繰り返すことによって、周囲の情報を取得している。
【００５０】
図１９の様な眼電位原信号からサッケード信号を検出する方法の一つとして、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、その差分を求める方法がある。この処理の詳細は、後述する。
【００５１】
図１９に示される眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理を適用することによって得られる出力信号を図２６に示す。図２６に示されるように、サッケードが発生したときのみ、出力信号にピークが現れる。
【００５２】
サッケード検出部２１１は、出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号を、サッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部（図示省略）をさらに備える。そして、サッケード信号を検出したことを示すサッケード検出信号を時間間隔算出部２１２に出力する。
【００５３】
なお、実施の形態２ではサッケード信号の検出方法として、最小値フィルタと最大値フィルタとを使用したが、高域通過フィルタ等のサッケードを検出するものであればどのような手法でも構わない。
【００５４】
時間間隔算出部２１２は、サッケード検出部２１１から出力されたサッケード検出信号を用いて、サッケードの時間間隔を算出する。例えば、内部にサンプリング周波数に応じたタイマーを保持し、サッケード検出信号に応じてタイマーをリセットする構成が考えられる。具体的な処理手順を図４に示す。
【００５５】
まず、サッケード検出信号がＨｉｇｈ、つまり、サッケードが検出されたかどうかを判定する（Ｓ２００１）。真であれば、サッケード検出信号の時間間隔Δｔをリセットする（Ｓ２００２）。一方、偽であれば、時間間隔Δｔに、ノイズ低減装置２００のサンプリング周波数ｆに応じた時間１／ｆを加算して、時間間隔Δｔを更新する（Ｓ２００３）。そして、リセットまたは更新した時間間隔Δｔを出力する（Ｓ２００４）。
【００５６】
制御部２２０は、時間間隔算出部２１２から出力された時間間隔Δｔを用いて、ハイパスフィルタであるフィルタ部２３０で眼電位原信号に適用するカットオフ周波数を決定する。例えば、サッケード検出信号の時間間隔Δｔが短い場合、眼球運動は高周波な信号となって眼電位現信号に現れるため、そのタイミングでカットオフ周波数を大きくすることにより、低周波なドリフトノイズを低減することが考えられる。逆に時間間隔が長い場合は、眼球運動は注視、追従運動等の低周波な運動を行っていると考えられるため、カットオフ周波数を小さくすることにより、眼電位原信号を保護することが考えられる。
【００５７】
具体的な処理手順を図５を用いて説明する。なお、図５の処理は、例えば、図４の処理においてサッケードが検出されたタイミングで、リセット前の時間間隔Δｔを用いて実行される。
【００５８】
まず、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ２１０１）。真であればカットオフ周波数ｆｃから所定値Δｆｃを減算して、カットオフ周波数を小さくする（Ｓ２１０２）。一方、偽であれば、カットオフ周波数ｆｃに所定値Δｆｃを加算して、カットオフ周波数を大きくする（Ｓ２１０３）。すなわち、制御部２２０は、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１以下の場合にカットオフ周波数ｆｃを増加させ、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１よりも大きい場合にカットオフ周波数ｆｃを減少させることになる。
【００５９】
そして、更新されたカットオフ周波数ｆｃを所定の範囲（０以上、Ｍａｘｆｃ以下）にクリップして、その値を出力する（Ｓ２１０４）。ここでＭａｘｆｃは、ドリフトノイズとして想定される最大周波数である。すなわち、制御部２２０は、０以上、且つドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内でカットオフ周波数を変更することになる。
【００６０】
フィルタ部２３０は、制御部２２０から出力されたカットオフ周波数ｆｃを用いて眼電位原信号にハイパスフィルタを適用し、ドリフトノイズ低減後の信号である眼電位信号を出力する。
【００６１】
以上のような実施の形態２に係るノイズ低減装置２００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図６を用いて説明する。
【００６２】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ２２０１）。次に、サッケード検出信号から時間間隔Δｔを取得する（Ｓ２２０２）。次に、得られた時間間隔Δｔからハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを求める（Ｓ２２０３）。そして、新たなカットオフ周波数ｆｃを用いてフィルタ処理を行うことにより、ドリフトノイズを低減する（Ｓ２２０４）。
【００６３】
以上に示した実施の形態２によれば、眼電位原信号からサッケード検出信号の時間間隔Δｔを取得し、時間間隔Δｔに基づいて、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するドリフトノイズを低減することが可能になる。
【００６４】
なお、本実施の形態２では、時間間隔Δｔが所定値ＴＨ１より大きいかどうかでカットオフ周波数ｆｃの増減を決定したが、時間間隔Δｔから直接カットオフ周波数ｆｃを算出しても構わない。または、あらかじめ、時間間隔Δｔとカットオフ周波数ｆｃとの対応関係を示すテーブルを作成しておき、時間間隔算出部２１２で算出された時間間隔Δｔに対応するカットオフ周波数ｆｃをテーブルから抽出して、フィルタ部２３０に通知してもよい。
【００６５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特にドリフトノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。本実施の形態３は、サッケード検出信号の時間間隔ではなく、サッケード検出信号の頻度情報を用いて、眼電位原信号からドリフトノイズを分離する点で実施の形態２と異なる。
【００６６】
図７は、本発明の実施の形態３に係るノイズ低減装置３００の構成を表すブロック図である。実施の形態３に係るノイズ低減装置３００は、サッケード情報取得部３１０と、制御部３２０と、フィルタ部２３０とを備える。また、サッケード情報取得部３１０は、サッケード検出部２１１と、発生頻度算出部３１２とを備える。このノイズ低減装置３００は、眼電位原信号に含まれるドリフトノイズ等の低周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部２３０にはハイパスフィルタが用いられる。
【００６７】
図７において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
発生頻度算出部３１２は、所定時間のサッケード検出信号を記憶しておく内部メモリを備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号を用いて、サッケードの発生頻度を求める。例えば、所定時間内のサッケード検出信号をカウントし、その合計値をサッケードの発生頻度とすることが考えられる。
【００６９】
具体的な処理手順を図８を用いて説明する。まず、サッケードの発生頻度Ｓａｃを０にリセットする（Ｓ３００１）。次に、内部メモリ内の時刻ｔにおけるサッケード検出信号がＨｉｇｈかどうかを判定する（Ｓ３００２）。真であれば、発生頻度Ｓａｃに１を加算し（Ｓ３００３）、偽であれば加算しない。そして、時刻を時刻ｔから1サンプル前の時刻（ｔ−１）に更新し（Ｓ３００４）、更新結果が内部メモリに記憶している所定時間内かどうか、すなわちｔ<Ｔｈ２であるかを判定する（Ｓ３００５）。所定時間内であれば、更新された時刻ｔのサッケード検出信号がＨｉｇｈかどうかを判定するステップＳ３００２に戻り、所定時間外であれば、求めた発生頻度Ｓａｃを出力する（Ｓ３００６）。
【００７０】
制御部３２０は、発生頻度算出部３１２から出力た発生頻度Ｓａｃを用いて、ハイパスフィルタであるフィルタ部２３０で眼電位原信号に適用するカットオフ周波数ｆｃを決定する。例えば、サッケードの発生頻度が大きい場合、眼球運動は高周波な信号となって眼電位原信号に現れるため、カットオフ周波数ｆｃを大きくすることにより、低周波なドリフトノイズを低減することが考えられる。逆にサッケードの発生頻度が小さい場合は、眼球運動は注視、追従運動等の低周波な運動を行っていると考えられるため、カットオフ周波数を小さくすることにより、眼電位原信号を保護することが考えられる。
【００７１】
具体的な処理手順を図９を用いて説明する。まず、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ３１０１）。真であればカットオフ周波数ｆｃに所定値Δｆｃを加算して、カットオフ周波数を大きくする（Ｓ３１０２）。一方、偽であれば、カットオフ周波数ｆｃから所定値Δｆｃを減算して、カットオフ周波数を小さくする（Ｓ３１０３）。すなわち、制御部３２０は、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３よりも大きい場合にカットオフ周波数ｆｃを増加させ、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３以下の場合にカットオフ周波数ｆｃを減少させることになる。
【００７２】
そして、更新されたカットオフ周波数ｆｃを所定の範囲（０以上、Ｍａｘｆｃ以下）にクリップして、その値を出力する（Ｓ３１０４）。ここでＭａｘｆｃは、ドリフトノイズとして想定される最大周波数である。すなわち、制御部３２０は、０以上、且つドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内でカットオフ周波数を変更することになる。
【００７３】
以上のような実施の形態３に係るノイズ低減装置３００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図１０を用いて説明する。
【００７４】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ３２０１）。次に、サッケード検出信号から発生頻度Ｓａｃを取得する（Ｓ３２０２）。そして、得られた発生頻度Ｓａｃからハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを求める（Ｓ３２０３）。そして、新たなカットオフ周波数ｆｃを用いてフィルタ処理を行うことにより、ドリフトノイズを低減する（Ｓ３２０４）。
【００７５】
以上に示した実施の形態３によれば、眼電位原信号からサッケードの発生頻度Ｓａｃを取得し、発生頻度Ｓａｃに基づいて、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対するドリフトノイズを低減することが可能になる。
【００７６】
なお、本実施の形態３では、発生頻度Ｓａｃが所定値ＴＨ３より大きいかどうかでカットオフ周波数ｆｃの増減を決定したが、発生頻度Ｓａｃから直接カットオフ周波数ｆｃを算出しても構わない。または、あらかじめ、発生頻度Ｓａｃとカットオフ周波数ｆｃとの対応関係を示すテーブルを作成しておき、発生頻度算出部３１２で算出された発生頻度Ｓａｃに対応するカットオフ周波数ｆｃをテーブルから抽出して、フィルタ部２３０に通知してもよい。
【００７７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特に高周波ノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。高周波ノイズは、例えば、生体の筋電位や脳波、および、外界の電源ノイズ等が挙げられ、眼電位計測のＳ／Ｎ比低下の一つの要因である。そこで、本実施の形態４では、サッケード検出信号を用いて、眼電位原信号から高周波ノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００７８】
図１１は、本発明の実施の形態４に係るノイズ低減装置４００の構成を表すブロック図である。実施の形態４に係るノイズ低減装置４００は、サッケード情報取得部４１０と、制御部４２０と、フィルタ部４３０とを備える。また、サッケード情報取得部４１０は、サッケード検出部２１１と、無発生領域特定部４１２とを備える。このノイズ低減装置４００は、眼電位原信号に含まれる高周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部４３０にはローパスフィルタが用いられる。
【００７９】
図１１において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８０】
無発生領域特定部４１２は、所定時間のサッケード検出信号を記憶しておく内部メモリ部を備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号を用いて、サッケードの無発生領域情報（すなわち、無発生領域を特定するための情報）を求める。例えば、フィルタ部４３０でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域をサッケードの無発生領域とすることが考えられる。
【００８１】
具体的な処理手順を図１２を用いて説明する。まず、サッケードの無発生領域を時刻ＬｔからＲｔと示し、ＬｔとＲｔを現在のサンプリング時刻ｔ（フィルタ対象となるサンプルの時刻）にセットする（Ｓ４００１）。そして、時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号がＬｏｗかどうかを判定する（Ｓ４００２）。真であれば、Ｌｔを時刻ｔ−ｉに更新し（Ｓ４００３）、ｉに１を加算して（Ｓ４００４）次の時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号を調べる（Ｓ４００５）。一方、時刻ｔ−ｉが所定時間外、もしくは、時刻ｔ−ｉのサッケード検出信号がＨｉｇｈであれば、ステップＳ４００６に移り、Ｒｔの更新を行う。
【００８２】
まず、ｉを１にリセットし（Ｓ４００６）、時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号がＬｏｗかどうかを調べる（Ｓ４００７）。サッケード検出信号がＬｏｗであれば、Ｒｔを時刻ｔ＋ｉに更新し（Ｓ４００８）、ｉに１を加算して（Ｓ４００９）、次の時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号を調べる（Ｓ４０１０）。一方、時刻ｔ＋ｉが所定時間外、もしくは、時刻ｔ＋ｉのサッケード検出信号がＨｉｇｈであれば、サッケードの無発生領域情報を時刻Ｌｔから時刻Ｒｔとして出力する（Ｓ４０１１）。
【００８３】
制御部４２０は、無発生領域特定部４１２から出力されたサッケードの無発生領域情報を用いて、ローパスフィルタであるフィルタ部４３０で眼電位原信号に適用するフィルタ係数を決定する。例えば、フィルタ長５の平滑化フィルタを適用する際に、あるサンプリング時刻ｔにおけるサッケードの無発生領域が時刻ｔ−２から時刻ｔ＋２の場合は、図１３Ａに示されるように、フィルタ係数として（１／５、１／５、１／５、１／５、１／５）を出力する。一方、サッケードの無発生領域が時刻ｔ−１から時刻ｔ＋２の場合は、図１３Ｂに示されるように、フィルタ係数として（０、１／４、１／４、１／４、１／４）を出力する。このように、サッケードの無発生領域情報に基づいて、フィルタ係数を適用的に制御する。
【００８４】
すなわち、制御部４２０は、無発生領域に含まれないサンプル（図１３Ｂの例では、時刻ｔ−２のサンプル）のフィルタ係数を０にする。これにより、ローパスフィルタを適用して時刻ｔのサンプルの高周波ノイズを低減しようとする場合において、信号レベルが極めて大きい時刻ｔ−２のサンプルの影響を排除することができる。
【００８５】
フィルタ部４３０は、制御部４２０から出力されたフィルタ係数を用いて、眼電位原信号にローパスフィルタを適用し、高周波ノイズを低減した眼電位信号を出力する。
【００８６】
以上のような実施の形態４に係るノイズ低減装置４００が、眼電位信号を出力する全体の手順を図１４を用いて説明する。
【００８７】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ４１０１）。次に、サッケード検出信号からサッケードの無発生領域情報を取得する（Ｓ４１０２）。次に、得られた無発生領域情報からローパスフィルタのフィルタ係数を求める（Ｓ４１０３）。そして、得られたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、高周波ノイズを低減する（Ｓ４１０４）。
【００８８】
以上に示した実施の形態４によれば、眼電位原信号からサッケードの無発生領域情報を取得し、無発生領域情報に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対する高周波ノイズを低減することが可能になる。
【００８９】
また、サッケードの無発生領域のサンプルのみを用いてローパスフィルタを適用するため、サッケード信号を保護しながら高周波ノイズを低減することができる。
【００９０】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、眼電位計測におけるＳ／Ｎ比向上に向けて、特に高周波ノイズを低減する装置及び方法に関わるものである。本実施の形態４では、サッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを用いて、眼電位原信号から高周波ノイズを分離する装置及び方法について説明する。
【００９１】
図１５は、本発明の実施の形態５に係るノイズ低減装置５００の構成を表すブロック図である。実施の形態５に係るノイズ低減装置５００は、サッケード情報取得部５１０と、制御部５２０と、フィルタ部４３０とを備える。また、サッケード情報取得部５１０は、サッケード検出部２１１と、無発生確率算出部５１２とを備える。このノイズ低減装置５００は、眼電位原信号に含まれる高周波ノイズを低減する装置であって、フィルタ部４３０にはローパスフィルタが用いられる。
【００９２】
図１５において、上記の実施の形態と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００９３】
サッケード検出部５１１は、サッケードの有無を示すサッケード検出信号と、サッケード信号の振幅とを出力する。眼電位原信号からサッケード信号の振幅を検出する方法の一つとして、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、その差分を求める方法がある。この処理の詳細は、後述する。
【００９４】
無発生確率算出部５１２は、所定時間のサッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを記憶しておく内部メモリを備え（図示省略）、内部メモリに記憶されている所定時間のサッケード検出信号とサッケード信号の振幅とを用いて、サッケードの無発生確率を求める。例えば、所定時間内のサッケード検出信号に囲まれた領域をサッケードの無発生確率１とし、サッケード検出信号がＨｉｇｈとなる度に、サッケード信号の振幅に応じて無発生確率を下げることが考えられる。
【００９５】
ここで、無発生確率とは、サッケード検出信号で示されるサンプル位置において、実際にはサッケードが発生していない確率を示す。すなわち、対応するサッケード信号の振幅が小さい程、無発生確率は高くなる。一方、対応するサッケード信号の振幅が大きい程、無発生確率は低くなる。
【００９６】
具体的な処理手順を図１６を用いて説明する。まず、時刻ｔのサッケード無発生確率Ｐ（ｔ）を１とする（Ｓ５００１）。次に、時刻ｔ−ｉのサッケード無発生確率Ｐ（ｔ−ｉ）に、時刻ｔ−ｉ＋１のサッケード無発生確率Ｐ（ｔ−ｉ＋１）からＡＳ（ｔ−ｉ）／ＭａｘＡＳを減ずることで無発生確率を下げる（Ｓ５００２）。ここでＡＳ（ｔ−ｉ）は、時刻ｔ−ｉにおけるサッケード信号の振幅値、ＭａｘＡＳは、眼電位計測時にあらかじめ求めておいたサッケード信号の振幅の最大値である。
【００９７】
サッケード信号の振幅値ＡＳ（ｔ−ｉ）が０、つまり、サッケードが発生していない場合は、Ｐ（ｔ−ｉ＋１）がＰ（ｔ−ｉ）にコピーされる。そしてＰ（ｔ−ｉ）が０より小さくなれば、０にクリップし（Ｓ５００３）、ｉに１を加算することで（Ｓ５００４）次の時刻ｔ−ｉのサッケード無発生確率を求める。
【００９８】
そして、時刻ｔ−ｉが所定時間外になれば（Ｓ５００５）、同様の手順で時刻ｔ＋ｉのサッケード確率無発生Ｐ（ｔ＋ｉ）を順に求め（Ｓ５００６〜Ｓ５００９）、時刻ｔ＋ｉが所定時間外になれば（Ｓ５０１０）、求めた無発生確率を出力する（Ｓ５０１１）。
【００９９】
なお、本実施の形態では、ＭａｘＡＳは眼電位計測時にあらかじめ求めておいたサッケード信号の振幅の最大値としたが、計測中にこの値を超えるサッケード信号の振幅値が計測されれば、更新するようにしても構わない。
【０１００】
制御部５２０は、無発生確率算出部５１２から出力されたサッケードの無発生確率を用いて、ローパスフィルタであるフィルタ部４３０で眼電位原信号に適用するフィルタ係数を決定する。例えば、ローパスフィルタとしてフィルタ長ｎの平滑化フィルタを適用する際には、時刻ｔ＋ｉフィルタ係数を、以下の式１で算出する。
【０１０１】
【数１】
【０１０２】
フィルタ長５の平滑化フィルタの場合、サンプリング時刻ｔにおけるサッケードの無発生確率が（１、１、１、１、１）の際は、図１７Ａに示されるように、フィルタ係数が（１／５、１／５、１／５、１／５、１／５）と算出される。一方、サッケードの無発生確率が（０．５、１、１、１、１）の場合は、図１７Ｂに示されるように、（１／９、２／９、２／９、２／９、２／９）と算出される。すなわち、制御部５２０は、無発生確率が高いサンプルに対応するフィルタ係数を相対的に大きくし、無発生確率が低いサンプルの対応するフィルタ係数を相対的に小さくする。
【０１０３】
以上のような実施の形態５に係るノイズ低減装置５００が、眼電位原信号を出力する全体の手順を図１８を用いて説明する。
【０１０４】
まず、眼電位原信号からサッケード信号を取得する（Ｓ５１０１）。次に、得られたサッケード信号の振幅からサッケードの無発生確率を取得する（Ｓ５１０２）。次に、得られた無発生確率からローパスフィルタのフィルタ係数を求める（Ｓ５１０３）。そして、得られたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、高周波ノイズを低減する（Ｓ５１０４）。
【０１０５】
以上に示した実施の形態５によれば、眼電位原信号からサッケードの無発生確率を取得し、無発生確率に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を適応的に制御している。その結果、より簡便な方法で、眼電位原信号に対する高周波ノイズを低減することが可能になる。
【０１０６】
また、サッケード信号の振幅値に応じた無発生確率に基づいて、ローパスフィルタのフィルタ係数を決定するため、サッケードの誤検出時にも、高周波ノイズの低減を図ることができる。
【０１０７】
なお、実施の形態５ではサッケード信号の振幅の検出方法として、最小値フィルタと最大値フィルタとを使用したが、高域通過フィルタ等のサッケードを検出するものであればどのような手法でも構わない。
【０１０８】
次に、サッケード検出部２１１において、眼電位原信号中のサッケード信号の検出方法を詳しく説明する。なお、サッケード信号は、上記のノイズ低減装置１００に限らず、医療機器、運転支援機器、およびユーザインタフェース等の分野において、ユーザの眼球運動や状態を検出する上で広く利用されている。そのため、高精度かつ簡易にサッケード信号を検出することは非常に有効である。
【０１０９】
例えば、眼電位原信号からサッケード信号を検出する方法として、以下の特許文献２〜４に記載の技術がある。
【０１１０】
特開平１１−２７６４６１号公報（特許文献２）には、操作者のサッケード信号を検出し、その発生頻度に基づいて操作者の注意力を判定する技術が開示されている。なお、サッケード信号の検出には、遮断周波数が０．０５〜０．１Ｈｚ程度の高域通過フィルタを用いる。
【０１１１】
特開平９−０３４６３１号公報（特許文献３）には、ディスプレイ画面上のポインタと操作者の注視点との手動による位置あわせ作業を不要にするための技術が開示されている。具体的には、ディスプレイ画面上に較正用シンボルを発生させた後の所定時間内にサッケード信号が検出されると、較正用シンボルと操作者の注視点とが一致したと判断してポインタ位置を較正する。なお、サッケード信号の検出には、遮断周波数が０．０５〜０．１Ｈｚ程度の高域通過フィルタを用いる。
【０１１２】
特開２００２−２７２６９３号公報（特許文献４）には、眼球運動信号に基づいてサッケード運動の終了時点を検出する。そして、サッケード運動が終了するごとに、その時点から一定期間内の脳波を単位脳波として脳の複数の部位ごとに順次記憶することにより、眼球停留関連電位を取得する技術が開示されている。なお、サッケード信号の検出には、眼球運動方向が所定時間範囲内で連続して同じであった後に変化したかどうかを判定することにより検出する。
【０１１３】
図３に示されるサッケード検出部２１１に、特許文献２〜４に開示されるようなサッケード検出方法を採用してもよい。しかしながら、特許文献２、３に示す方法では、高域通過フィルタによってサッケード信号を検出している。図１９に示した眼電位原信号が広域通過フィルタを通過すると、図２０に示すように、サッケード信号の振幅が小さくなる場合がある。特に、振幅の小さいサッケード信号は、ノイズ成分と区別がつかなくなる場合がある。
【０１１４】
また、特許文献４に示す方法では、眼球運動方向を検出する際にノイズ成分等の影響により、サッケード運動中であっても眼球運動方向が連続して同じだと判定されない等、誤検出のおそれがある。
【０１１５】
そこで、本発明の実施の形態６〜９では、ユーザの眼電位原信号から高精度かつ簡易に、サッケード信号を検出する方法を説明する。なお、以下の説明では、ユーザに貼付された電極から取得したドリフト信号を含む眼電位原信号からサッケード信号を検出する例を説明するが、実施の形態１４に示されるように、ノイズが除去された眼電位信号からサッケード信号を検出する場合も同様である。
【０１１６】
（実施の形態６）
図２１は、本発明の実施の形態６に係るサッケード検出部６００の構成を表すブロック図である。図２１に示されるサッケード検出部６００は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用する最大値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）６０１と、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用する最小値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）６０２と、減算部６０３とから成る。
【０１１７】
より具体的には、最大値フィルタ部６０１と最小値フィルタ部６０２とが並列に接続されている。最大値フィルタ部６０１は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を施して第１の眼電位信号を出力する。最小値フィルタ部６０２は、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を施して第２の眼電位信号を出力する。そして、減算部６０３は、第１の眼電位信号から第２の眼電位信号を減算して出力信号を生成する。
【０１１８】
なお、本発明は、図６３Ａ及び図６３Ｂに示されるように、眼球の左右に電極を貼付する場合や、眼から離れた位置に電極を貼付する計測方法のように、ユーザのまばたき成分が眼電位原信号に混入されない場合を対象としており、そのような計測方法時のサッケード信号の検出に関して説明する。
【０１１９】
次に、図２１の最大値フィルタ部６０１の処理について説明する。最大値フィルタ部６０１は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対し、以下のフィルタ処理を適用する。
【０１２０】
ｆｍａｘ（ｘ）＝ｍａｘ（ｆｍａｘ（ｘ），ｆ（ｘ＋ｉ））
ｎが奇数の場合（−ｎ／２＜ｉ＜ｎ／２）
ｎが偶数の場合（−ｎ／２≦ｉ＜ｎ／２）または（−ｎ／２＜ｉ≦ｎ／２）
【０１２１】
ここで、ｆｍａｘ（ｘ）は最大値フィルタ処理適用後の眼電位信号、ｎはフィルタタップ数、ｉは整数である。また、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａ及びｂのうち大きい方の値を返す関数である。つまり、最大値フィルタ処理は、眼電位原信号中の任意のサンプルｆ（ｘ）を中心とするｎサンプルのうちの最も振幅の大きいサンプル値を出力する。この処理を眼電位原信号の全てのサンプルについて実行することにより、第１の眼電位信号を得ることができる。
【０１２２】
上記フィルタ処理を、図１９の眼電位原信号に適用した例を図２２に示す。なお、眼電位原信号からサッケード信号を検出するために、最大値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒としている。単位処理間隔は、１回の最大値フィルタ処理の対象となるサンプルが含まれる時間間隔を示す。また、最大値フィルタ部６０１のフィルタタップ数ｎは、単位処理間隔（０．２５秒）に含まれるサンプル数である。すなわち、フィルタタップ数ｎは、単位処理間隔と、眼電位原信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数とに基づいて算出することができる。
【０１２３】
図２２に示すように、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用すると、正の信号は時間方向に広がり、負の信号は時間方向に狭くなる。ただし、最大値フィルタ部６０１の単位処理間隔を一般的な１回の固視時間（０．３秒から０．４秒程度）より大きくすると、図２３に示されるように、負の方向のサッケード波形が破綻する。図２３は、単位処理間隔を１．０秒として最大値フィルタ処理を実行した例である。図２３のようにサッケード波形が破綻すると、サッケード信号を検出できなくなるため、最大値フィルタ部６０１の単位処理間隔は、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。
【０１２４】
なお、実施の形態６では、最大値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒とした例を示したが、一般的な１回の固視時間より短ければどのような値であってもよい。
【０１２５】
次に最小値フィルタ部６０２の処理について説明する。最小値フィルタ部６０２は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対して、以下のフィルタ処理を適用する。
【０１２６】
ｆｍｉｎ（ｘ）＝ｍｉｎ（ｆｍｉｎ（ｘ），ｆ（ｘ＋ｉ））
ｎが奇数の場合（−ｎ／２＜ｉ＜ｎ／２）
ｎが偶数の場合（−ｎ／２≦ｉ＜ｎ／２）または（−ｎ／２＜ｉ≦ｎ／２）
【０１２７】
ここで、ｆｍｉｎ（ｘ）は最小値フィルタ処理適用後の眼電位信号、ｎはフィルタタップ数、ｉは整数である。また、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａ及びｂのうち小さい方の値を返す関数である。つまり、最小値フィルタ処理は、眼電位原信号中の任意のサンプルｆ（ｘ）を中心とするｎサンプルのうちの最も振幅の小さいサンプル値を出力する。この処理を眼電位原信号の全てのサンプルについて実行することにより、第２の眼電位信号を得ることができる。
【０１２８】
上記フィルタ処理を、図１９の眼電位原信号に適用した例を図２４に示す。
【０１２９】
図２４では、眼電位原信号からサッケード信号を検出するために、最小値フィルタ処理の単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０１３０】
図２４に示すように、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用すると、正の信号は時間方向に狭くなり、負の信号は時間方向に広がる。ここで、最小値フィルタ部２０２の単位処理間隔を一般的な１回の固視時間より大きくすると、図２５に示されるように、正の方向のサッケード波形が破綻する。図２５は、単位処理間隔を１．０秒として最小値フィルタ処理を実行した例である。図２５のようにサッケード波形が破綻すると、サッケード成分を検出できなくなるため、最小値フィルタ部６０２の単位処理間隔は、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。
【０１３１】
なお、実施の形態６では、最小値フィルタ部の単位処理間隔を０．２５秒とした例を示したが、一般的な１回の固視時間より短ければ、どのような値であってもよい。
【０１３２】
次に、減算部６０３の処理について説明する。減算部６０３は、最大値フィルタ部６０１から出力される第１の眼電位信号ｆｍａｘ（ｘ）から、最小値フィルタ部６０２から出力される第２の眼電位信号ｆｍｉｎ（ｘ）を減算することにより、サッケード信号の抽出を行う。
【０１３３】
図２２に示される第１の眼電位信号と、図２４に示される第２の眼電位信号との差分をとった信号を図２６に示す。図２６を参照すれば、サッケードの発生した時間帯を含む検出信号が得られていることがわかる。
【０１３４】
サッケード検出部６００は、図２６に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１３５】
なお、実施の形態６では、最大値フィルタ部６０１及び最小値フィルタ部６０２を用いたが、最大値や最小値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値・最小値に対して、９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１３６】
また、実施の形態６では、最大値フィルタ部６０１及び最小値フィルタ部６０１の単位処理間隔（フィルタタップ数）を同じ値に設定した例を示したが、異なる値を設定してもよい。
【０１３７】
以上に示した実施の形態６の構成によれば、眼電位原信号に最大値フィルタ処理と最小値フィルタ処理とをそれぞれ適用し、最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号から最小値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号を減算してサッケード信号を検出する。その結果、サッケードの発生時刻を含んだサッケード信号を簡易に取得できる。
【０１３８】
（実施の形態７）
図２７は、本発明の実施の形態７に係るサッケード検出部７００の構成を表すブロック図である。
【０１３９】
実施の形態７に係るサッケード検出部７００は、最大値フィルタ処理部（第１のフィルタ処理部）６０１と、減算器６０３とを備える。すなわち、最小値フィルタ部６０２が省略されている点が実施の形態６と異なる。最小値フィルタ部６０２を省略することによって、処理量を抑えつつ、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４０】
図２７において、図２１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。実施の形態７に係るサッケード検出部７００において、眼電位原信号は２つに分岐する。そして、一方は最大値フィルタ部６０１を通過して第１の眼電位信号として減算部６０３に入力し、他方は第２の眼電位信号として減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３が最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号ｆｍａｘ（ｘ）から眼電位原信号ｆ（ｘ）（「第２の眼電位信号」に相当）を減算してサッケード信号を出力する点が実施の形態６と異なる。
【０１４１】
図２２に示される最大値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号と、図１９に示される眼電位原信号との差分をとった信号を図２８に示す。図２８を参照すれば、サッケードの発生時に検出信号が得られていることがわかる。
【０１４２】
このサッケード検出部７００は、図２８に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１４３】
ただし、負の方向のサッケード成分の検出信号は、サッケード発生時の前後に現れる。そのため、時間的な情報を必要としないサッケードの発生頻度等を求める際には、本実施の形態７は処理量において有効である。
【０１４４】
なお、実施の形態７では、最大値フィルタ部６０１を用いたが、最大値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値に対して９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１４５】
以上に示した実施の形態７の構成によれば、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用した第１の眼電位信号から眼電位原信号を減算してサッケード信号を検出するため、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４６】
（実施の形態８）
図２９は、本発明の実施の形態８に係るサッケード検出部８００の構成を表すブロック図である。
【０１４７】
実施の形態８に係るサッケード検出部８００は、最小値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）６０２と、減算部６０３とを備える。すなわち、最大値フィルタ部６０１が省略されている点が実施の形態６と異なる。最大値フィルタ部６０１を省略することによって、処理量を抑えつつ、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１４８】
図２９において、図２１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。実施の形態８に係るサッケード検出部８００において、眼電位原信号は２つに分岐する。そして、一方は最小値フィルタ部６０２を通過して第１の眼電位信号として減算部６０３に入力し、他方は第２の眼電位信号として減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３が眼電位原信号ｆ（ｘ）（「第２の眼電位信号」に相当）から最小値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号ｆｍｉｎ（ｘ）を減算してサッケード信号を出力する点が実施の形態６と異なる。
【０１４９】
図１９に示される眼電位原信号と図２４に示される最小値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号との差分をとった信号を図３０に示す。図３０を参照すれば、サッケードの発生時に検出信号が得られていることがわかる。
【０１５０】
このサッケード検出部８００は、図３０に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１５１】
ただし、正の方向のサッケード信号は、サッケード発生時の前後に現れる。そのため、時間的な情報を必要としないサッケードの発生頻度等を求める際には、実施の形態８は処理量において有効である。
【０１５２】
なお、実施の形態８では、最小値フィルタ部６０２を用いたが、最小値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最小値に対して９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０１５３】
以上に示した実施の形態８の構成によれば、眼電位原信号（第２の眼電位信号）から、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用した第１の眼電位信号を減算してサッケード信号を検出するため、サッケード信号を簡易に取得できる。
【０１５４】
（実施の形態９）
次に、実施の形態９に係るサッケード検出部９００のブロック図を図３１に示す。
【０１５５】
実施の形態９に係るサッケード検出部９００は、遅延信号生成部９０１と、減算部６０３とで構成される。遅延信号生成部９０１は、眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する。また、サッケード検出部９００に入力する眼電位原信号は、２つに分岐する。そして、一方は遅延信号生成部９０１を通過して遅延信号として減算部６０３に入力し、他方は減算部６０３に直接入力する。そして、減算部６０３は、眼電位原信号から遅延信号を減算してサッケード信号を出力する。この遅延信号生成部９０１を備えることによって、正負の符号付のサッケード信号を簡易に取得できる。
【０１５６】
図３１に示される遅延信号生成部９０１の処理について説明する。遅延信号生成部９０１は、眼電位原信号ｆ（ｘ）に対し、以下の処理を適用する。
【０１５７】
ｆｄｅｌａｙ（ｘ）＝ｆ（ｘ−ｔ）
【０１５８】
ここで、ｆｄｅｌａｙ（ｘ）は遅延処理後の眼電位信号（遅延信号）、ｔは遅延時間である。上記遅延処理を、図１９に示される眼電位原信号に適用することによって遅延信号が得られる。そして、減算部６０３によって、眼電位原信号から遅延信号を減算した例を図３２に示す。なお、眼電位原信号から符号付のサッケード成分を検出するために、遅延時間ｔ＝０．２５秒としている。図３２を参照すれば、サッケードの発生した時間帯を含む符号付のサッケード信号が得られていることがわかる。
【０１５９】
このサッケード検出部９００は、図３２に示されるような出力信号に基づいてサッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１６０】
ここで、遅延時間ｔを一般的な１回の固視時間＝（０．３秒から０．４秒程度）より大きくすると、図３３に示されるように、サッケード信号が破綻する。図３３は、遅延時間ｔとして１．１秒を用いた例である。図３３のようにサッケード信号が破綻すると、サッケード信号を抽出できなくなるため、遅延信号生成部９０１の遅延時間ｔは、一般的な１回の固視時間より短くする必要がある。なお、実施の形態９では、０．２５秒の遅延時間を適用する例を示したが、一般的な１回の固視時間より短い遅延時間であれば、どのような値でも構わない。
【０１６１】
以上に示した実施の形態９の構成によれば、眼電位原信号から遅延信号を生成し、眼電位原信号から遅延信号を減算して符号付のサッケード信号を検出するため、正負のサッケード信号を区別できる点において有効である。
【０１６２】
（実施の形態１０）
次に、実施の形態１０に係るサッケード検出装置のブロック図を図３４に示す。実施の形態１０は、眼電位原信号を多チャンネルで計測する際のサッケード検出装置に関するものである。
【０１６３】
実施の形態１０に係るサッケード検出装置は、多チャンネルの眼電位原信号から合成信号を生成する合成信号生成部１００１と、サッケード検出部１０００とで構成される。
【０１６４】
合成信号生成部１００１は、例えば、Ｎ個のチャネル０ｃｈ〜Ｎｃｈを通して測定された眼電位原信号ＥＯＧ０ｃｈ〜ＥＯＧＮｃｈを、チャネル０ｃｈ〜Ｎｃｈが属するグループ毎に加算平均する。そしてグループ毎の平均値を減算して差動増幅することで、合成信号を生成することが考えられる。具体的な処理手順を図３５に示す。
【０１６５】
まず、眼電位が同位相となる計測チャンネルのグルーピングを行う（Ｓ１０００１）。ここで、眼電位が同位相であるかどうかは、例えば、顔の右側、左側等の計測位置によって判断することができる。なお、計測位置だけではなく、計測された眼電位原信号の特徴から動的に判別しても構わない。次に、グルーピングされた各グループの加算平均をそれぞれ計算する（Ｓ１０００２）。そして、各グループの加算平均値をグループ間で減算することで差動増幅を行い（Ｓ１０００３）、合成信号として出力する（Ｓ１０００４）。
【０１６６】
サッケード検出部１０００は、合成信号生成部１００１が生成した合成信号を用いてサッケード検出信号を生成する。サッケード検出部１０００には、例えば、実施の形態６〜９に係るサッケード検出装置を適用することができる。
【０１６７】
このサッケード検出部１０００は、サッケード検出信号および振幅情報を生成し、時間間隔算出部２１２、発生頻度算出部３１２、無発生領域特定部４１２、無発生確率算出部５１２に出力する。例えば、サッケード運動に要する時間に相当する時間内におけるサンプル値の変化量が予め定めた閾値を上回った場合にサッケード運動が発生したと判定し、サッケード検出信号を出力する。また、このときのサンプル値の変化量を振幅情報として出力する。
【０１６８】
以上に示した実施の形態１０の構成によれば、多チャンネルの眼電位原信号から、Ｓ／Ｎ比の高い合成信号を生成し、その合成信号を用いてサッケード信号を検出するため、サッケード検出の精度を向上できる点において有効である。
【０１６９】
次に、まばたきの影響を考慮した眼電位の計測方法を説明する。ＥＯＧ法等、眼電位の変化を用いて眼球運動を検出する場合、ユーザのまばたきによる信号（以下、「まばたき信号」と呼ぶ）の影響が課題となる。
【０１７０】
まばたき信号は、眼電位の計測方法によって、常に正の方向に発生する場合や、常に負の方向に発生する場合がある。図３６Ａ〜図３６Ｄに、眼電位測定部の貼付パターンと、眼電位原信号の計測方法の例を示す。
【０１７１】
図３６Ａに示される貼付パターンでは、眼の上下に電極を貼付し、眼の上側の電極Ａで計測した眼電位Ｖａと、眼の下側の電極Ｂで計測した眼電位Ｖｂとの差分電位Ｖａ−Ｖｂを計測する。この場合、まばたき信号は常に正の方向に発生する。人のまばたきは、眼球が毎回上方向に移動するからである。
【０１７２】
図３６Ｂに示される貼付パターンでは、眼の上側に電極Ａを貼付し、もう一方はアースや眼電位の影響を受けにくい箇所に電極を貼付することで、電極Ａの眼電位Ｖａを計測する。この場合も、まばたき信号は常に正の方向（基準値よりも大きい値で）に発生する。
【０１７３】
同様に、図３６Ｃに示される貼付パターンでは、眼の上下に電極Ａ、Ｂを貼付し、眼の下側の電極Ｂで計測した眼電位Ｖｂと、眼の上側の電極Ａで計測した眼電位Ｖａとの差分電位Ｖｂ−Ｖａを計測する。この場合は、まばたき信号は常に負の方向に発生する。図３６Ｄに示される貼付パターンでは、眼の下側に電極Ｂを貼付し、もう一方はアースや眼電位の影響を受けにくい箇所に電極を貼付することで、電極Ｂの眼電位Ｖｂを計測する。この場合も、まばたき信号は常に負の方向に発生する。
【０１７４】
図３６Ａ及び図３６Ｂに示される貼付パターンで計測する場合、ユーザがまばたきを行うと、図３７中の領域（ａ）に示すように、正の方向に急峻な電位（これが「まばたき信号」である）が発生する。このまばたき信号を直接、視線位置の検出に利用すると、視線位置が急激に変化し、正しく視線の追跡が行えない。
【０１７５】
そこで、眼電位原信号からまばたき信号（まばたきによる信号の成分）等の影響を低減する方法として、特開平１１−８５３８４号公報（特許文献１）に記載の技術がある。
【０１７６】
特許文献１に記載の技術では、ユーザの眼電位を検出し、注視位置（カーソル）をリアルタイムに入力できるようにすることを目的とする。その際に、眼電位の変動波形に遅れ要素を導入することによって注視位置（カーソル）の時間的変化を平滑化し、まばたきによる注視位置の急変を低減する。
【０１７７】
また、まばたき信号の影響を提供する技術として、真鍋宏幸，福本雅朗，“ヘッドフォンを用いた常時装用視線インタフェース”，インタラクション２００６，ｐｐ．２３−２４，２００６（非特許文献１）に記載の技術がある。
【０１７８】
非特許文献１に記載の技術では、左右合計８個の電極をヘッドフォンに貼付する。８個の電極から得られる眼電位の変化について、時間的に０．４秒のメディアンフィルタを適用することにより、該時間より短いまばたき信号の変化を除去する。
【０１７９】
しかしながら、特許文献６に示す方法のように、眼電位原信号を単に時間的に平滑化するだけでは、視線の追跡を行う上で重要となるサッケード（人間の眼が１つの注視点から次の注視点に素早く移動する運動（飛越運動））の成分変化を示すサッケード波形まで平滑化してしまうという副作用が発生する。
【０１８０】
また、非特許文献１に示すように、眼電位原信号にメディアンフィルタを適用すれば、図３８に示すように、単発で発生したまばたき信号は除去できるが、所定時間以上、連続的に発生したまばたき信号の影響は完全に除去しきれない。また、サッケード波形が一部破綻するという副作用が発生する。
【０１８１】
即ち、まばたき信号の除去とサッケード信号の保存とを考慮した上で、どのような平滑化フィルタをどの時間分どの順で適用するのが最適かは、上述文献では明らかにされていない。
【０１８２】
そこで、実施の形態１１〜１３において、ユーザの眼電位信号から、高精度かつ簡易に、まばたき信号を除去もしくは検出し、さらに、サッケードの信号を検出する方法を説明する。なお、以下の説明では、ユーザに貼付された電極から取得したドリフト信号を含む眼電位原信号からまばたき信号を除去もしくは検出する例を説明するが、ノイズが除去された眼電位信号からまばたき信号を除去もしくは検出する場合も同様である。
【０１８３】
（実施の形態１１）
図３９は、本発明の実施の形態１１に係る眼電位計測装置１１００の構成を表すブロック図である。
【０１８４】
眼電位計測装置１１００は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部（図示省略）と、眼電位の測定方法を示す信号（図中：眼電位計測方法）によってフィルタ処理内容を決定するフィルタ処理内容決定部１１１０と、フィルタ処理内容決定部１１１０から出力されるフィルタ処理内容信号に従って、眼電位原信号にフィルタ処理を適用するフィルタ処理部１１２０とから成る。
【０１８５】
まず、眼電位の測定方法は、あらかじめ実験者やユーザが指定してもよいし、眼電位原信号の変化の傾向から推定されたものであってもよい。
【０１８６】
具体的には、図６３Ａ及び図６３Ｂに示したように、眼球の左右に電極Ａ、Ｂを貼付する計測方法であることをユーザが指定したり、ユーザがまばたきを行った際に、眼電位原信号に常に上方向の信号が発生する場合は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示したような貼付パターンによる計測方法であると推定したりすればよい。
【０１８７】
図４０は、フィルタ処理内容決定部１１１０のフィルタ処理内容決定動作を示すフローチャートである。フィルタ処理内容決定部１１１０は、最初にまばたきの影響を除去するためにフィルタ処理部１１２０でのフィルタの適用順序（後述）を決定する。また、図示しないが、眼電位計測方法の違いに応じて、必要なタップ数（時間）を決定する。また、予め貼付けられた電極が水平方向か垂直方向に貼り付けられているかに応じて、フィルタの適用の有無を変更する。
【０１８８】
具体的には、図３６Ａ及び図３６Ｂの貼付パターンのように、まばたき信号が常に正の方向に発生する計測方法かどうかを判定する（ステップＳ１１００１）。まばたき信号が常に正の電位を示す場合（ステップＳ１１００１でＹｅｓ）、フィルタ処理内容として、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に適用するように決定する（ステップＳ１１００２）。
【０１８９】
まばたき信号が正の電位を示さない場合（ステップＳ１１００１でＮｏ）、図２０Ｃ及び図２０Ｄの貼付パターンのように、まばたき信号が常に負の方向に発生する計測方法かどうかを判定する（ステップＳ１１００３）。まばたき信号が常に負の電位を示す場合（ステップＳ１１００３でＹｅｓ）、フィルタ処理内容として、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に適用するように決定する（ステップＳ１１００４）。
【０１９０】
まばたき信号が負の電位を示さない場合（ステップＳ１１００３でＮｏ）、計測方法がまばたきの影響を受けない場合だと判定し、まばたき信号除去のためのフィルタ処理を行わないことを決定する（ステップＳ１１００５）。なお、計測方法がまばたきの影響を受けない場合の例としては、図６３Ａ及び図６３Ｂのように眼の左右に電極Ａ、Ｂを貼付してその差分を計測する場合や、眼から離れた位置に電極Ａ、Ｂを貼付する場合などが考えられる。
【０１９１】
フィルタ処理内容決定部１１１０は、上記の処理で決定されたフィルタの適用順序、及びフィルタのタップ数ｎや単位処理間隔等の情報を含めて、フィルタ処理内容信号（向き、タップ数ｎ、有無（ｎ＝０として出力しても良い））を出力する。尚、上述フローチャートの判定順は一例であり、その判定順は問わない。
【０１９２】
図４１は、フィルタ処理部１１２０の構成について示す図である。フィルタ処理部１１２０は、フィルタ処理内容決定部１１１０からのフィルタ処理内容信号に応じて、眼電位原信号にフィルタ処理を適用する。
【０１９３】
フィルタ処理部１１２０は、２つの最小値フィルタ部１１２１、１１２４と、２つの最大値フィルタ部１１２２、１１２３と、入力端子から出力端子に至る第１〜第３の経路のうちのいずれに眼電位原信号を出力するかを切り替えるスイッチ１１２５とで構成されている。
【０１９４】
第１の経路は、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用して第１の眼電位信号を出力する最小値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）１１２１と、第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用して第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を出力する最大値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）１１２２とが直列に接続されている。第２の経路は、眼電位原信号に最大値フィルタ処理を適用して第１の眼電位信号を出力する最大値フィルタ部（第１のフィルタ処理部）１１２３と、第１の眼電位信号に最小値フィルタ処理を適用して第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を出力する最小値フィルタ部（第２のフィルタ処理部）１１２４とが直列に接続されている。第３の経路は、眼電位原信号にフィルタ処理を適用せずに出力する経路である。そして、スイッチ１１２５は、フィルタ処理内容決定部１１１０で決定したフィルタ処理内容に従って眼電位原信号の出力先を切り替える。
【０１９５】
スイッチ１１２５は、図４０のステップＳ１１００２で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第１の経路に出力するように、接続先を図４１の上段に切り替える。また、図４０のステップＳ１１００４で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第２の経路に出力するように、接続先を図４１の中段に切り替える。さらに、図４０のステップＳ１１００５で生成されたフィルタ処理内容信号を受け付けた場合、眼電位原信号を第３の経路に出力するように、接続先を図４１の下段に切り替える。
【０１９６】
なお、最小値フィルタ部１１２１、１１２４及び最大値フィルタ部１１２２、１１２３の処理内容は実施の形態６の説明と同一であるので、省略する。また、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１、１１２４と最大値フィルタ部１１２２、１１２３とをそれぞれ２組用意したが、それぞれを１組ずつにして、フィルタ処理内容信号に基づいて接続順序を切り替える等によって実現しても構わない。
【０１９７】
次に、眼電位原信号が第１の経路に入力した場合の処理を説明する。まず、図４２は、図３７に示される眼電位原信号に最小値フィルタ部１１２１で最小値フィルタ処理を適用することによって得られる第１の眼電位信号を示す図である。
【０１９８】
なお、眼電位原信号からまばたき信号を除去するために、フィルタ処理内容信号で定められた値に従って最小値フィルタ部１１２１の単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０１９９】
図４２中の領域（ａ）を参照すれば、眼電位原信号に最小値フィルタ処理を適用することによって、連続的なまばたき信号、および単発のまばたき信号を除去できていることがわかる。但し、図４２に示される第１の眼電位信号には、最小値フィルタ処理を適用した副作用として、サッケード波形に変形（時間幅の増加）が生じる。
【０２００】
なお、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１の単位処理間隔を０．２５秒として最小値フィルタ処理を実行した例を示したが、一般的な１回のまばたきの時間＝（０．１５秒から０．２秒程度）より長く、かつ、１回の固視時間＝（０．３秒から０．４秒程度）より短ければどのような値であってもよい。
【０２０１】
次に、図４３は、図４２に示される第１の眼電位信号に最大値フィルタ部１１２２で最大値フィルタ処理を適用することによって得られる第２の眼電位信号（フィルタ処理後信号）を示す図である。なお、最小値フィルタ部１１２１と同様に、単位処理間隔を０．２５秒としている。
【０２０２】
図４３に示されるように、第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理を適用することによって、図４２のようなサッケード波形の変形を、元の信号波形の幅に復元することができる。
【０２０３】
最大値フィルタ部１１２３、および最小値フィルタ部１１２４の基本的な処理は、それぞれ最大値フィルタ部１１２２と、最小値フィルタ部１１２１と同じであり、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順にフィルタ処理を行うことによって、サッケード波形に影響を与えずに、負の方向のまばたき信号を除去することができる。
【０２０４】
なお、実施の形態１１では、最小値フィルタ部１１２１、１１２４、及び最大値フィルタ部１１２２、１１２３を用いた例を示したが、最小値や最大値に近い値を選択するフィルタを使用しても構わない。その場合、最大値・最小値に対して、９０％程度の値を選択するものであることが望ましい。
【０２０５】
また、実施の形態１１では、最小値フィルタ処理及び最大値フィルタ処理のフィルタタップ数は同じ値を用いたが、近い値を用いても構わない。つまり、必ずしも厳密に一致していることまでは必要ない。
【０２０６】
複数のフィルタ処理を連続して適用する場合は、まばたき信号の影響を除去するためのフィルタ処理が先に適用され、その後、サッケードの時間波形を復元するためのフィルタ処理が適用されるようにすればよい。
【０２０７】
また、実施の形態１１では、最小値フィルタ処理と最大値フィルタ処理とを連続して適用することによって、まばたき信号を除去すると共にサッケード波形を復元したが、まばたき信号の除去だけを目的とする場合には、どちらか一方のみを適用しても、本発明の範囲を逸脱しない。
【０２０８】
以上に示した実施の形態１１の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従ってフィルタ処理する。その結果、例えば、電極の貼付け向きが逆になったとしても、まばたき信号を適切に除去できる。
【０２０９】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合に、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を簡易に除去しつつ、更に、サッケード波形を復元できる。
【０２１０】
また、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を簡易に除去しつつ、更に、サッケード波形を復元できる。
【０２１１】
上記構成の眼電位計測装置１１００は、図１に示されるノイズ低減装置１００に適用することができる。例えば、眼電位計測装置１１００から出力されるフィルタ処理信号を眼電位原信号として、図１に示されるサッケード情報取得部１１０およびフィルタ部１３０に入力する。これにより、眼電位計測部でまばたき信号を含む眼電位信号を計測したとしても、サッケード情報取得部１１０およびフィルタ部１３０では、まばたき信号を考慮する必要がなくなる。
【０２１２】
（実施の形態１２）
図４４及び図４５は、本発明の実施の形態１２に係る眼電位計測装置１２００の構成を表すブロック図である。
【０２１３】
実施の形態１２では、眼電位原信号からフィルタ処理後の眼電位信号を減算する減算部１２２６をフィルタ処理部１２２０に備える点が実施の形態１１と異なる。この減算部１２２６を備えることによって、フィルタ処理後信号に加えてまばたき信号を出力することができるようになる。
【０２１４】
図４５は、実施の形態１２の眼電位計測装置１２００におけるフィルタ処理部１２２０の一例を示すブロック図である。なお、図４１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０２１５】
減算部１２２６は、眼電位原信号と、フィルタ処理後信号との差分を出力する。これがまばたき信号となる。
【０２１６】
図３７の眼電位原信号から図４３の第２の眼電位信号を減算することによって得られるまばたき信号を図４６に示す。図４６を参照すれば、眼電位原信号からまばたき信号のみを検出できていることがわかる。
【０２１７】
以上に示した実施の形態１２の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従って適切なフィルタ処理を適用する。その結果、どのような計測方法であっても、まばたき信号を検出できる。
【０２１８】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を簡易に検出しつつ、サッケード成分を復元できる。
【０２１９】
また、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を簡易に検出しつつ、サッケード成分を復元できる。
【０２２０】
（実施の形態１３）
図４７及び図４８は、本発明の実施の形態１３に係る眼電位計測装置１３００の構成を表すブロック図である。
【０２２１】
実施の形態１３では、最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理の両方を適用した信号（第２の眼電位信号）から、最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理の一方を適用した信号（第１の眼電位信号）を減算する減算部１３２４、１３２６をフィルタ処理部１３２０に備える点が実施の形態１１と異なる。この減算部１３２６、１３２７を備えることによって、フィルタ処理後信号に加えてサッケード信号を出力することができるようになる。
【０２２２】
図４８は、実施の形態１３に係る眼電位計測装置１３００におけるフィルタ処理部１３２０の一例を示すブロック図である。なお、図４１と同様の構成についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０２２３】
減算部１３２６は、最大値フィルタ部１１２２の出力信号から最小値フィルタ１１２１の出力信号を減算することにより、サッケード信号を出力する。同様に、減算部１３２７は、最小値フィルタ部１１２４の出力信号から最大値フィルタ部１１２３の出力信号を減算することにより、サッケード信号を出力する。
【０２２４】
図４３の最大値フィルタ処理適用後の第２の眼電位信号から図４２の最小値フィルタ処理適用後の第１の眼電位信号を減算して得られるサッケード信号を図４９に示す。図４９を参照すれば、眼電位原信号から、サッケード信号のみを検出できていることがわかる。
【０２２５】
以上に示した実施の形態１３の構成によれば、眼電位原信号の計測方法に応じて眼電位原信号に対するフィルタ処理内容を決定し、その内容に従ってフィルタ処理する。その結果、どのような計測方法であっても、サッケード信号を検出できる。つまり、当該フィルタ処理部１３２０を図３に示されるサッケード検出部２１１に適用すれば、まばたき信号の影響を受けずに適切なサッケード検出が可能となる。
【０２２６】
また、眼電位原信号の正の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最小値フィルタ処理、最大値フィルタ処理の順に連続して適用し、さらに、最大値フィルタ処理後の第２の眼電位信号から最小値フィルタ処理後の第１の眼電位信号を減算するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、正の方向のまばたき信号を除去しつつ、サッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２７】
また、実施の形態１３において、最大値フィルタ処理のフィルタタップ数を最小値フィルタ処理のフィルタタップ数より大きくすることで、サッケード信号の発生時刻を含んだサッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２８】
一方、眼電位原信号の負の方向にまばたき信号が発生するような計測方法の場合は、最大値フィルタ処理、最小値フィルタ処理の順に連続して適用し、さらに、最小値フィルタ処理後の第２の眼電位信号から最大値フィルタ処理後の第１の眼電位信号を減算するようにフィルタ処理内容を決定する。その結果、負の方向のまばたき信号を除去しつつ、サッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２２９】
また、実施の形態１３において、最小値フィルタ処理のフィルタタップ数を最大値フィルタ処理のフィルタタップ数より大きくすることで、サッケード信号の発生時刻を含んだサッケード信号を検出できるという効果を有する。
【０２３０】
なお、上述各実施の形態１１〜１３では、まばたき信号の除去、まばたき信号の検出、あるいはサッケード信号の検出を主眼とし、先に適用される最小値フィルタ処理および最大値フィルタ処理のフィルタタップ数を説明した。これらは、筋電位やノイズ等の時間幅に合わせることにより、それらを除去する目的で使用することも可能である。
【０２３１】
（実施の形態１４）
図５０は、本発明の実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０の構成を表すブロック図である。図５０に示される視線検出装置１４１０は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部１４０１と、眼電位原信号にノイズ低減処理を施すノイズ低減部１４０２を備えた眼電位計測装置１４００と、眼電位原信号を視線位置（「視線方向」と読み替えることができる。以下同じ）に変換する較正部１４１１と、較正パラメータの更新を指示する較正パラメータ更新指示部１４１２と、較正パラメータ更新指示を受けて較正指標を提示する較正指標提示部１４１３と、眼電位原信号からサッケード信号を検出するサッケード検出部１４１４と、サッケード検出部１４１４から出力された眼電位変化量および較正指標提示部１４１３によって出力された較正指標の位置に基づいて較正パラメータを算出する較正パラメータ計算部１４１５と、眼電位原信号の出力先を較正部１４１１及びサッケード検出部１４１４のいずれかに切り替えるスイッチ１４１６とから成る。
【０２３２】
眼電位計測装置１４００におけるノイズ低減部１４０２には、例えば、実施の形態１〜５に係るノイズ低減装置を適用することができる。また、サッケード検出部１４１４には、例えば、実施の形態６〜１０、１３を適用することができる。
【０２３３】
眼電位測定部は、典型的には、ユーザの眼の周辺に貼付される電極である。具体的な貼付方法は特に限定されないが、例えば、図６３Ａ及び図６３Ｂに示されるように、目尻側貼付される電極Ａと、目頭側に貼付される電極Ｂとを組み合わせて使用してもよい。または、図３６Ａ〜図３６Ｄに示されるように、電極を眼の上下の一方又は両方に貼付してもよい。さらには、電極をこめかみの上下に貼付してもよい。なお、本実施例では、ユーザの眼の周辺に電極を貼付するとしたが、電極を耳周辺に貼付する方法や、皮膚に電極を接触する方法等でも構わない。
【０２３４】
較正部１４１１は、予め保持している較正パラメータを用いて、眼電位原信号からユーザの視線位置を算出する。ここで、較正パラメータとは、眼電位原信号を眼球移動角に変換するためのパラメータであり、そのうちの一つとして、以下の式２で用いられる較正係数αが挙げられる。
【０２３５】
一般的に計測眼電位Ｖａ−ｂは、眼球移動角θが一定の範囲内であれば線形に変化することが知られている。つまり、計測眼電位Ｖａ−ｂは較正係数αと眼球移動角θとを用いて次式２で近似することができる。
【０２３６】
【数２】
【０２３７】
ＥＯＧ法を用いた較正時の動作例を説明する。眼電位原信号として眼電位Ｖｅが較正部１０１に入力された場合、（式２）を用いて眼球移動角θを求める。そして、移動角θからユーザと注視物体との距離等の情報を用いて視線位置を求める。以上の手順により、眼電位から視線位置を求めることができる。なお、ユーザと注視物体との距離を測定する方法は特に限定されないが、例えば、測距センサ等を用いることができる。
【０２３８】
なお、本発明は式２を用いた較正方法に限定されず、図５１Ａに示すような対応する眼電位変化量と眼球移動角との組み合わせを複数保持するテーブルを、較正パラメータとして用いて構わない。さらに、図５１Ｂに示すような対応する眼電位とディスプレイ座標やカメラ座標等の視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを、較正パラメータとして用いて構わない。
【０２３９】
較正パラメータ更新指示部１４１２は、視線検出開始時等のイベントが発生した場合に、較正指標提示部１４１３とスイッチ１４１６とに較正パラメータ更新指示信号を出力する。そして、較正パラメータの更新を終了する際には、較正パラメータ更新指示信号の出力を停止する。
【０２４０】
スイッチ１４１６は、較正パラメータ更新指示に従って、眼電位原信号を較正部１４１１及びサッケード検出部１４１４のどちらに送信するかを切り替える。
【０２４１】
較正指標提示部１４１３は、較正パラメータ更新指示を受けると、較正指標をユーザに提示する。そして、サッケード検出部１４１４からのサッケード検出信号に従って、較正指標の提示位置を変化させる。
【０２４２】
一例として、図５２のようなディスプレイ１０を用いて較正を行う場合、較正パラメータ更新指示を受け付けたことに応じてディスプレイ１０の中心に第１の較正指標２０を表示させる。その後、サッケード検出信号を受け付けると、第２の較正指標３０を左上に表示させる。そして、再びサッケード検出信号を受けると、次の較正指標を右上等に表示させる。このように、ユーザのサッケードに応じて較正指標の位置を変化させることにより、ユーザにサッケードを誘発することができる。このようにしてユーザのサッケードに応じて変化させた較正指標の位置は、較正パラメータ計算部１０５に出力される。
【０２４３】
なお、実施の形態１では、第１及び第２の較正指標２０、３０をディスプレイ１０に表示したが、較正指標を提示する方法はこれに限定されない。例えば、実空間上にレーザポイント等で較正指標を表示させてもよい。さらには、カメラ等を用いて周辺に存在する物体（例えば、人の顔等）から較正指標を選択し、当該較正指標をユーザに認識させるための音声情報を出力するようにしてもよい。つまり、較正指標提示部１４１３は、ユーザが較正指標を特定するための情報を出力するものであればどのようなものであってもよい。
【０２４４】
較正パラメータ計算部１４１５は、サッケード検出部１４１４からのサッケード検出信号を受けると、眼電位変化量と較正指標位置とを用いて較正パラメータの更新を行う。較正パラメータの一つである較正係数αの計算例を示す。まず、較正指標位置と、ユーザと較正指標が表示された物体（典型的には、ディスプレイ）との距離情報等とを用いて、較正指標を見た場合のユーザの眼球移動角θを求める。そして、入力された眼電位変化量Ｖｃおよび眼球移動角θを式２に代入することにより、較正係数αを求めることができる。なお、ユーザとディスプレイとの距離情報の取得方法は特に限定されないが、例えば、測距センサ等を用いてもよいし、ディスプレイから予め定められた距離だけ離れた位置にユーザを立たせてから較正パラメータ更新指示を出力するようにしてもよい。
【０２４５】
次に、図５３を参照して、実施の形態１４に係る視線検出装置１４０１が較正パラメータを更新する手順を説明する。この視線検出装置１４０１は、外部から較正パラメータ更新指示が入力されたことを契機として、新たな較正パラメータを計算する。
【０２４６】
まず、視線検出装置１４０１は、較正パラメータ更新指示の入力を監視する（Ｓ１４００１）。この較正パラメータ更新指示は、較正パラメータ更新指示部１４１２から較正指標提示部１４１３及びスイッチ１４１６に送信される。較正パラメータ更新指示の入力方法は特に限定されないが、例えば、較正パラメータ更新指示部１４１２がユーザからの指示を受け付けてもよいし、視線検出装置１４０１の電源投入時等の所定のタイミングで自動的に当該指示を発行してもよい。
【０２４７】
次に、較正パラメータ更新指示を受け付けた較正指標提示部１４１３（Ｓ１４００１でＹｅｓ）は、ユーザに対して第１の較正指標２０を提示する（Ｓ１４００２）。また、較正指標提示部１４１３は、第１の較正指標２０の位置情報を較正パラメータ計算部１４１５に通知する。同様に、較正パラメータ更新指示を受け付けたスイッチ１４１６は、眼電位原信号の出力先を較正部１４１１からサッケード検出部１４１４に切り替える。
【０２４８】
次に、サッケード検出部１４１４は、スイッチ１４１６を経由して入力される眼電位原信号中にサッケード信号が含まれているか否かを監視する（Ｓ１４００３）。ディスプレイ１０上に第１の較正指標２０が表示されると、ユーザの視線が任意の位置から第１の較正指標２０に移動する。このときにサッケード信号が現れる。
【０２４９】
なお、サッケード信号の検出方法は特に限定されないが、例えば、最大値フィルタ、最小値フィルタ、遅延器等を利用して検出する方法がある。詳細は後述する。サッケード信号が検出されると（Ｓ１４００３でＹｅｓ）、サッケード検出部１４１４は、較正指標提示部１４１３にサッケード検出信号を出力する。同様に、較正パラメータ計算部１４１５にサッケード検出信号及び眼電位変化量Ｖａ−ｂを出力する。
【０２５０】
次に、サッケード検出信号を受け付けた較正指標提示部１４１３は、ユーザに対して全ての較正指標を提示したか否かを判断する（Ｓ１４００４）。提示すべき較正指標の数は予め定められていてもよいし、ユーザに対して較正指標の提示を継続するか否かを問い合わせるようにしてもよい。なお、実施の形態１においては、提示すべき較正指標が２個であるとして説明する。
【０２５１】
現時点では第１の較正指標２０しか提示していないので（Ｓ１４００４でＮｏ）、較正指標提示部１４１３は、次の較正指標を提示する（Ｓ１４００２）。具体的には、第１の較正指標２０をディスプレイ１０上から削除すると共に、第２の較正指標３０をディスプレイ１０上に表示させる。また、第２の較正指標３０の位置情報を較正パラメータ計算部１４１５に通知する。
【０２５２】
次に、サッケード検出部１４１４は、眼電位原信号中にサッケード信号が含まれているか否かを監視する（Ｓ１４００３）。第２の較正指標３０がディスプレイ１０上に表示されると、ユーザの視線が第１の較正指標２０から第２の較正指標３０に移動する。このときにサッケード信号が現れる。
【０２５３】
サッケード信号を検出したサッケード検出部１４１４は、前回と同様に、サッケード検出信号及び眼電位変化量Ｖａ−ｂを出力する。また、第２の較正指標３０を提示した後のステップＳ１４００４において、較正指標提示部１４１３は、全ての較正指標を提示したと判断する（Ｓ１４００４でＹｅｓ）。
【０２５４】
次に、較正パラメータ計算部１４１５は、較正指標提示部１４１３から受信した第１及び第２の較正指標２０、３０の位置情報と、サッケード検出部１４１４から受信した第２の較正指標３０を出力した後の眼電位変化量Ｖａ−ｂとに基づいて、新たな較正パラメータを計算する。具体的には、第１及び第２の較正指標２０、３０の位置情報から眼球移動角θを算出する。そして、眼電位変化量Ｖａ−ｂと眼球移動角θとを式２に代入して、較正係数αを得る。
【０２５５】
なお、実施の形態１４では較正パラメータの更新例として較正係数αの計算方法について説明したが、較正パラメータの更新方法はこれに限定されない。例えば、較正パラメータ計算部１４１５に入力された眼電位変化量と、眼球移動角や較正指標位置とを用いて、図５１Ａ及び図５１Ｂに示すような対応する眼電位変化量と眼球移動角や視線位置との組み合わせを複数保持するテーブルを更新しても構わない。この場合、提示すべき較正指標の総数を増やすことにより、図５１Ａ及び図５１Ｂのテーブルのレコード数が増加するので、より信頼性の高い較正パラメータを得ることができる。
【０２５６】
以上に示した実施の形態１４の構成によれば、眼電位原信号からノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比向上後の眼電位原信号からサッケード信号を検出し、サッケード運動中に発生した眼電位の変化量を用いて較正パラメータの更新を行う。その結果、従来方式の課題であったドリフトの影響を受けずに正しく較正パラメータを求めることができる。
【０２５７】
また、眼電位計測装置におけるノイズ低減によって、眼電位原信号のＳ／Ｎ比が向上するため、視線検出の精度を向上することができる。
【０２５８】
また、ユーザのサッケードを誘発しながら較正パラメータを更新することができる。その結果、ユーザは較正指標を眼で追うだけでよく、較正時のユーザの負担を軽減することができる。
【０２５９】
また、較正パラメータを、図５１Ａ及び図５１Ｂに示されるようなテーブルとして保持することにより、較正時間を短縮することができる。
【０２６０】
また、較正パラメータを眼電位変化量Ｖａ−ｂと眼球移動角θとの関数の傾き（較正係数α）として保持することにより、メモリを削減できる。
【０２６１】
なお、視線検出装置１４１０は、図５４に示すように、視線検出装置１４１０の内部に眼電位計測装置１４００のノイズ低減部１４０１を備える構成であっても構わない。内部にノイズ低減部１４０１を備えることにより、ノイズ低減部１４０１で利用するサッケード情報を、サッケード検出部１４１４から取得することができ、処理量および回路規模を削減できる。
【０２６２】
（実施の形態１５）
次に、図５５を参照して、本発明の実施の形態１５に係る眼科診断装置１５００を説明する。この眼科診断装置１５００は、例えば、ユーザの眼の周辺に電極を貼付し、眼電位を計測することによって網膜常存電位の異常を診断する装置である。具体的には、眼科診断装置１５００は、ユーザの眼の周囲に貼付されて眼電位を測定し、眼電位原信号を出力する眼電位測定部１５１１と、眼電位原信号にノイズ低減処理を施すノイズ低減部１５１２を備えた眼電位計測装置１５１０と、診断部１５２０を備える。
【０２６３】
診断部１５２０は、例えば、明順応時の眼電位信号と暗順応時の眼電位信号との比であるＡｒｄｅｎ比を計算し、Ａｒｄｅｎ比の異常から網膜状態を診断することが考えられる。眼電位計測装置１５１０におけるノイズ低減部１５１１には、例えば、実施の形態１〜５に係るノイズ低減装置を適用することができる。
【０２６４】
ただし、実施の形態１５に係る眼電位計測装置１５１０は、上記の用途に限定されない。他の用途としては、眼電位の変化量に応じてスイッチ切替を行う装置や、携帯電話、音楽プレーヤー等のモバイル端末のリモコン操作等にも適用することができる。
【０２６５】
なお、本実施例では、ユーザの眼の周辺に電極を貼付するとしたが、電極を耳周辺に貼付する方法や、皮膚に電極を接触する方法等でも構わない。
【０２６６】
（実施の形態１６）
次に、図５６及び図５７を参照して、本発明の実施の形態１６に係る撮像装置１６００を説明する。この撮像装置１６００は、例えば、ユーザの側頭部に装着され、ユーザの視線方向を撮像する装置である。具体的には、撮像装置１６００は、撮像部１６０１と、視線検出装置１６０２と、撮像制御部１６０３とを備える。
【０２６７】
撮像装置１６００は、例えば、静止画を撮影するカメラであってもよいし、動画を撮影するビデオカメラであってもよい。視線検出装置１６００には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４０１を適用することができる。また、実施の形態１６における眼電位計測部としての電極は、図５７に示されるように、ユーザの左眼のこめかみの上下に添付されている。
【０２６８】
そして、撮像制御部１６０３は、視線検出装置１６０２からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従して撮像部１６０１の向きを変えさせる。これにより、撮像部１６０１にユーザの視線方向を撮像させることができる。
【０２６９】
（実施の形態１７）
次に、図５８および図５９を参照して、本発明の実施の形態１７に係るヘッドマウントディスプレイ１７００を説明する。このヘッドマウントディスプレイ１７００は、例えば、めがね形状を有しており、ユーザの眼前に画像を表示し、表示された画像上に示されているマウスをユーザの視線方向に移動させる装置である。具体的には、ヘッドマウントディスプレイ１７００は、表示部１７０１と、表示制御部１７０２と、視線検出装置１７０３とを備える。
【０２７０】
図６０に示すように、表示部１７０１には、各種画像が表示されており、その画像上にマウス１７０４が表示されているものとする。視線検出装置１７０３には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０を適用することができる。
【０２７１】
そして、表示制御部１７０２は、視線検出装置１７０３からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従して表示部１７０１に表示されているマウス１７０４を移動させる。これにより、例えば、処理実行部（図示せず）は、マウス１７０４が指し示すアイコン１７０５に対応付けられた処理（図６０の例では、映像再生処理）を実行することができる。
【０２７２】
（実施の形態１８）
次に、図６１および図６２を参照して、本発明の実施の形態１８に係る電子めがね１８００を説明する。この電子めがね１８００は、ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させることができるめがねである。具体的には、電子めがね１８００は、レンズ１８０１と、焦点制御部１８０２と、視線検出装置１８０３とを備える。
【０２７３】
レンズ１８０１は、ユーザの眼前に位置し、電子的に焦点を変化させることができるレンズである。
【０２７４】
視線検出装置１８０３には、例えば、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０を適用することができる。
【０２７５】
そして、焦点制御部１８０２は、視線検出装置１８０３からの出力信号を監視し、ユーザの視線の移動に追従してレンズ１８０１の焦点を変化させる。例えば、ユーザが書籍を読むなどのために近くを見ている場合には、焦点制御部１８０２は、近くに焦点が合うようにレンズ１８０１の焦点を制御する。また、ユーザが遠くの風景を見ている場合には、焦点制御部１８０２は、遠くに焦点が合うようにレンズ１８０１の焦点を制御する。
【０２７６】
なお、本実施の形態においては、ユーザの左眼および右眼は同一点を注視しているものとする。このため、視線検出装置１８０３は、眼電位から視線位置を検出することができる。
【０２７７】
ただし、実施の形態１４に係る視線検出装置１４１０は、上記の用途に限定されない。他の用途としては、撮像装置で撮像された映像上に、視線検出装置１４０１で検出されたユーザの視線位置をプロットするような装置や、運転中のドライバーの視線を検出して危険喚起を行う等の装置に適用することもできる。
【０２７８】
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２７９】
上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２８０】
上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成要素を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶さている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０２８１】
上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０２８２】
本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０２８３】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号であるとしてもよい。
【０２８４】
また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０２８５】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０２８６】
また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０２８７】
上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。
【０２８８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２８９】
本発明は放送や通信および蓄積の分野において、映像や音声を記録再生する機器等として有用である。また、静止画像記録再生機器等としても適用が可能である。さらに、健康医療機器としても適用が可能である。
【符号の説明】
【０２９０】
１００，２００，３００，４００，５００ ノイズ低減装置
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０ サッケード情報取得部
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 制御部
１３０，２３０，４３０ フィルタ部
２１１，５１１ サッケード検出部
２１２ 時間間隔算出部
３１２ 発生頻度算出部
４１２ 無発生領域特定部
５１２ 無発生確率算出部
６００，７００，８００，９００，１０００ サッケード検出部
６０１，１１２２，１１２３ 最大値フィルタ部
６０２，１１２１，１１２４ 最小値フィルタ部
６０３，１１２６，１３２６，１３２７ 減算部
９０１ 遅延信号生成部
１００１ 合成信号生成部
１１００，１２００，１３００，１４００，１５１０ 眼電位計測装置
１１１０ フィルタ処理内容決定部
１１２０，１２２０，１３２０ フィルタ処理部
１１２５，１４１６ スイッチ
１４０１ 眼電位測定部
１４０２，１５１２ ノイズ低減部
１４１０，１６０３，１７０３，１８０３ 視線検出装置
１４１１ 較正部
１４１２ 較正パラメータ更新指示部
１４１３ 較正指標提示部
１４１４ サッケード検出部
１４１５ 較正パラメータ計算部
１５００ 眼科診断装置
１５２０ 診断部 １６００ 撮像装置
１６０１ 撮像部
１６０２ 撮像制御部
１７００ ヘッドマウントディスプレイ
１７０１ 表示部
１７０２ 表示制御部
１７０４ マウス
１７０５ アイコン
１８００ 電子めがね
１８０１ レンズ
１８０２ 焦点制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部と、
前記サッケード情報取得部で取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部と、
前記制御部で決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部とを備える
ノイズ低減装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力される時間的に隣接する前記サッケード検出信号の時間間隔を、前記サッケード情報として算出する時間間隔算出部とを備え、
前記制御部は、
前記時間間隔が第１の値以下の場合に、カットオフ周波数を増加させ、
前記時間間隔が第１の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を減少させる
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力される前記サッケード検出信号の発生頻度を、前記サッケード情報として算出する発生頻度算出部とを備え、
前記制御部は、
前記発生頻度が第２の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を増加させ、
前記発生頻度が第２の値以下の場合に、カットオフ周波数を減少させる
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記ノイズは、前記眼電位原信号の時間的な基線変動であるドリフトノイズであり、
前記制御部は、０以上、且つ前記ドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内で前記カットオフ周波数を変更する
請求項２又は３に記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、ローパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力された前記サッケード検出信号に基づいて、前記フィルタ部でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域である無発生領域を特定する無発生領域特定部とを備え、
前記制御部は、前記無発生領域に含まれないサンプルのフィルタ係数を０にする
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記フィルタ部は、ローパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、当該サッケード信号の振幅を出力するサッケード検出部と、
前記フィルタ部に入力される各サンプルに対して、前記サッケード検出部から検出された振幅に応じて、当該サンプル位置でサッケードが発生していない確率である無発生確率を算出する無発生確率算出部とを備え、
前記制御部は、前記無発生確率が高いサンプルほどフィルタ係数を大きくする
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記サッケード検出部は、
前記眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する遅延信号生成部と、
前記眼電位原信号から前記遅延信号を減算して得られる出力信号を生成する減算部と、
前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
前記所定の遅延時間は、ユーザが前記較正指標を固視している時間より短い
請求項７に記載のノイズ低減装置。
【請求項９】
前記サッケード検出部は、
前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか一方を施して第１の眼電位信号を出力する第１のフィルタ処理部と、
前記第１の眼電位信号、及び前記眼電位原信号から得られる第２の眼電位信号の一方から他方を減算し、出力信号を生成する減算部と、
前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項１０】
前記サッケード検出部は、さらに、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備える
請求項９に記載のノイズ低減装置。
【請求項１１】
前記サッケード検出部は、さらに、前記第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備える
請求項９に記載のノイズ低減装置。
【請求項１２】
該ノイズ低減装置は、さらに、複数のチャネルそれぞれを通して測定された前記眼電位原信号を前記複数のチャネルが属するグループ毎に平均し、グループ毎の平均値を作動増幅して合成信号を生成する合成信号生成部を備え、
前記サッケード検出部は、前記合成信号に含まれるサッケードを検出する
請求項７〜１１のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項１３】
眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号を出力する眼電位測定部と、
前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のノイズ低減装置とを備える
眼電位計測装置。
【請求項１４】
ユーザの網膜状態を診断する眼科診断装置であって、
請求項１３に記載の眼電位計測装置と、
前記眼電位計測装置から出力される前記眼電位信号から前記ユーザの網膜異常を検出する診断部とを備える
眼科診断装置。
【請求項１５】
眼電位信号からユーザの視線方向を検出する視線検出装置であって、
請求項１３に記載の眼電位計測装置と、
ユーザに対して較正指標を提示する較正指標提示部と、
前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標にユーザの視線位置が移動する際の眼球の急速な運動であるサッケード運動を前記眼電位信号から検出し、前記サッケード運動の前後における眼電位の変化量である眼電位変化量を出力するサッケード検出部と、
前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標の位置、及び前記サッケード検出部から出力された前記眼電位変化量に基づいて較正パラメータを計算する較正パラメータ計算部と、
前記較正パラメータに基づいて、前記眼電位信号からユーザの視線方向を検出する較正部とを備える
視線検出装置。
【請求項１６】
ユーザの視線方向の映像を撮像するウェアラブルカメラであって、
撮像部と、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線方向を前記撮像部に撮像させる撮像制御部とを備える
ウェアラブルカメラ。
【請求項１７】
ユーザの視線方向にマウスを移動させるヘッドマウントディスプレイであって、
画像およびマウスを表示する表示部と、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線方向に表示部に表示されているマウスを移動させる表示制御部とを備える
ヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１８】
ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させる電子めがねであって、
焦点を変化させることができるレンズと、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線位置に合わせて前記レンズの焦点を変化させる焦点制御部とを備える
電子めがね。
【請求項１９】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、
前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、
前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを含む
ノイズ低減方法。
【請求項２０】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、
前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、
前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを、コンピュータに実行させる
プログラム。
【請求項１】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得部と、
前記サッケード情報取得部で取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御部と、
前記制御部で決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタ部とを備える
ノイズ低減装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力される時間的に隣接する前記サッケード検出信号の時間間隔を、前記サッケード情報として算出する時間間隔算出部とを備え、
前記制御部は、
前記時間間隔が第１の値以下の場合に、カットオフ周波数を増加させ、
前記時間間隔が第１の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を減少させる
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、ハイパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電原位信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力される前記サッケード検出信号の発生頻度を、前記サッケード情報として算出する発生頻度算出部とを備え、
前記制御部は、
前記発生頻度が第２の値よりも大きい場合に、カットオフ周波数を増加させ、
前記発生頻度が第２の値以下の場合に、カットオフ周波数を減少させる
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項４】
前記ノイズは、前記眼電位原信号の時間的な基線変動であるドリフトノイズであり、
前記制御部は、０以上、且つ前記ドリフトノイズの最大周波数以下の範囲内で前記カットオフ周波数を変更する
請求項２又は３に記載のノイズ低減装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、ローパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、サッケード検出信号を出力するサッケード検出部と、
前記サッケード検出部から出力された前記サッケード検出信号に基づいて、前記フィルタ部でのフィルタ対象のサンプルを含み、且つサッケード運動の発生していない時間的に連続した領域である無発生領域を特定する無発生領域特定部とを備え、
前記制御部は、前記無発生領域に含まれないサンプルのフィルタ係数を０にする
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項６】
前記フィルタ部は、ローパスフィルタであり、
前記サッケード情報取得部は、
前記眼電位原信号にサッケード運動を示すサッケード信号が含まれている場合に、当該サッケード信号の振幅を出力するサッケード検出部と、
前記フィルタ部に入力される各サンプルに対して、前記サッケード検出部から検出された振幅に応じて、当該サンプル位置でサッケードが発生していない確率である無発生確率を算出する無発生確率算出部とを備え、
前記制御部は、前記無発生確率が高いサンプルほどフィルタ係数を大きくする
請求項１に記載のノイズ低減装置。
【請求項７】
前記サッケード検出部は、
前記眼電位原信号を所定の時間遅延させて遅延信号を出力する遅延信号生成部と、
前記眼電位原信号から前記遅延信号を減算して得られる出力信号を生成する減算部と、
前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項８】
前記所定の遅延時間は、ユーザが前記較正指標を固視している時間より短い
請求項７に記載のノイズ低減装置。
【請求項９】
前記サッケード検出部は、
前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか一方を施して第１の眼電位信号を出力する第１のフィルタ処理部と、
前記第１の眼電位信号、及び前記眼電位原信号から得られる第２の眼電位信号の一方から他方を減算し、出力信号を生成する減算部と、
前記出力信号のうちの予め定めた閾値を上回る信号をサッケード運動を示すサッケード信号と判定するサッケード判定部とを備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項１０】
前記サッケード検出部は、さらに、前記眼電位原信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備える
請求項９に記載のノイズ低減装置。
【請求項１１】
前記サッケード検出部は、さらに、前記第１の眼電位信号に最大値フィルタ処理及び最小値フィルタ処理のいずれか他方を施して前記第２の眼電位信号を出力する第２のフィルタ処理部を備える
請求項９に記載のノイズ低減装置。
【請求項１２】
該ノイズ低減装置は、さらに、複数のチャネルそれぞれを通して測定された前記眼電位原信号を前記複数のチャネルが属するグループ毎に平均し、グループ毎の平均値を作動増幅して合成信号を生成する合成信号生成部を備え、
前記サッケード検出部は、前記合成信号に含まれるサッケードを検出する
請求項７〜１１のいずれか１項に記載のノイズ低減装置。
【請求項１３】
眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号を出力する眼電位測定部と、
前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のノイズ低減装置とを備える
眼電位計測装置。
【請求項１４】
ユーザの網膜状態を診断する眼科診断装置であって、
請求項１３に記載の眼電位計測装置と、
前記眼電位計測装置から出力される前記眼電位信号から前記ユーザの網膜異常を検出する診断部とを備える
眼科診断装置。
【請求項１５】
眼電位信号からユーザの視線方向を検出する視線検出装置であって、
請求項１３に記載の眼電位計測装置と、
ユーザに対して較正指標を提示する較正指標提示部と、
前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標にユーザの視線位置が移動する際の眼球の急速な運動であるサッケード運動を前記眼電位信号から検出し、前記サッケード運動の前後における眼電位の変化量である眼電位変化量を出力するサッケード検出部と、
前記較正指標提示部によって提示された前記較正指標の位置、及び前記サッケード検出部から出力された前記眼電位変化量に基づいて較正パラメータを計算する較正パラメータ計算部と、
前記較正パラメータに基づいて、前記眼電位信号からユーザの視線方向を検出する較正部とを備える
視線検出装置。
【請求項１６】
ユーザの視線方向の映像を撮像するウェアラブルカメラであって、
撮像部と、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線方向を前記撮像部に撮像させる撮像制御部とを備える
ウェアラブルカメラ。
【請求項１７】
ユーザの視線方向にマウスを移動させるヘッドマウントディスプレイであって、
画像およびマウスを表示する表示部と、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線方向に表示部に表示されているマウスを移動させる表示制御部とを備える
ヘッドマウントディスプレイ。
【請求項１８】
ユーザの視線位置に合わせてレンズの焦点を変化させる電子めがねであって、
焦点を変化させることができるレンズと、
請求項１５に記載の視線検出装置と、
前記視線検出装置によって検出された視線位置に合わせて前記レンズの焦点を変化させる焦点制御部とを備える
電子めがね。
【請求項１９】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、
前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、
前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを含む
ノイズ低減方法。
【請求項２０】
ユーザの眼球運動によって生じる眼電位を示す眼電位原信号から、眼球の急速な運動であるサッケード運動に関する情報であるサッケード情報を取得するサッケード情報取得ステップと、
前記サッケード情報取得ステップで取得された前記サッケード情報に基づいて、前記眼電位原信号に含まれるノイズを低減するためのフィルタ特性を決定する制御ステップと、
前記制御ステップで決定された前記フィルタ特性を用いて前記眼電原位信号に含まれるノイズを低減し、眼電位信号を出力するフィルタステップとを、コンピュータに実行させる
プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【図３６Ｃ】
【図３６Ｄ】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１Ａ】
【図５１Ｂ】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３Ａ】
【図６３Ｂ】
【図６４】
【図６５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【図３６Ｃ】
【図３６Ｄ】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１Ａ】
【図５１Ｂ】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３Ａ】
【図６３Ｂ】
【図６４】
【図６５】
【公開番号】特開２０１１−１２５６９１（Ｐ２０１１−１２５６９１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４２８７（Ｐ２０１０−２５４２８７）
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１２日（２０１０．１１．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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