JPH0738847B2 - Eye movement detection method and doze detection / prevention device - Google Patents

Eye movement detection method and doze detection / prevention device

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JPH0738847B2
JPH0738847B2 JP1041138A JP4113889A JPH0738847B2 JP H0738847 B2 JPH0738847 B2 JP H0738847B2 JP 1041138 A JP1041138 A JP 1041138A JP 4113889 A JP4113889 A JP 4113889A JP H0738847 B2 JPH0738847 B2 JP H0738847B2
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eyelid
magnetic sensor
permanent magnet
detection
prevention device
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JP1041138A
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佳年雄 毛利
喜一郎 光井
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株式会社豊田自動織機製作所
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は眼球運動の検出方法とそれを応用した居眠り検
出・防止装置に関する。
The present invention relates to a method for detecting eye movements and a doze detection / prevention apparatus to which the method is applied.

[従来の技術] 従来、自動車等の運転者の居眠り防止装置として、網膜
視細胞の活動電位を検出したり頭部傾角を検出したりす
ることによって、運転者の居眠り状態を検出し警告する
居眠り防止装置が提案されている。
[Prior Art] Conventionally, as a drowsiness preventive device for a driver of a vehicle or the like, a drowsiness for detecting a driver's drowsiness state and detecting a drowsiness state by detecting an action potential of a retinal photoreceptor cell or a head tilt angle. Prevention devices have been proposed.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら上記した従来の居眠り防止装置は、運転者
が既に居眠り状態に入ってしまった後でそれを検出して
いるので警告時期が遅きに過ぎ、警告以前に事故が発生
する危険があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional drowsiness preventive device detects the driver's drowsiness after it has already entered the drowsiness state, so the warning time is too late and an accident occurs before the warning. There was a risk of occurrence.

一方、上記した居眠り防止装置の他に、医学分野等では
被験者の意識の覚醒レベルを的確に把握したい要望があ
った。意識の覚醒レベルを検出するには脳波を判別すれ
ば可能であるが、脳波の検出、判別のためには頭皮への
多数の面倒な電極接着や大掛かりな回路装置を要し、例
えば多数の患者をモニターする場合や一般の運転者が手
軽に利用する場合などの用途には現実的ではなかった。
On the other hand, in addition to the above-mentioned drowsiness prevention device, there has been a demand in the medical field or the like to accurately grasp the awakening level of the subject's consciousness. To detect the level of consciousness, it is possible to discriminate the EEG, but to detect and discriminate the EEG, a lot of troublesome electrode adhesion to the scalp and a large-scale circuit device are required. It was not practical for applications such as when monitoring a car or when a general driver easily used it.

なお、従来から意識の覚醒レベルの変動と眼球運動パタ
ンの変動との間には深い相関があることが知られてお
り、眼球運動から意識の覚醒レベルを把握できることは
知られているが眼球運動の忠実かつ高感度な検出を可能
とする方法に関する具体的な提案はなかった。
In addition, it has been known that there is a deep correlation between the fluctuation of the consciousness arousal level and the fluctuation of the eye movement pattern, and it is known that the consciousness arousal level can be grasped from the eye movement. There was no specific proposal for a method that enables faithful and highly sensitive detection of.

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、手
軽な方法による眼球運動の忠実かつ高感度な検出方法
と、それを応用した居眠り防止装置とを提供することを
解決すべき課題とするものである。
The present invention has been made in view of such a problem, and it is an object to be solved to provide a faithful and high-sensitivity detection method of eye movements by a simple method, and a dozing prevention device to which the method is applied. It is a thing.

[課題を解決するための手段] 本発明の眼球運動検出方法は、微小な永久磁石をまぶた
に連動させて、前記まぶたに対峙するように眼鏡状支持
枠に磁気センサを装着し、前記磁気センサによって永久
磁石からの磁界変化を検出してまぶたの運動を非接触で
検出することを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In the eye movement detecting method of the present invention, a magnetic sensor is attached to a spectacle-shaped support frame so as to face the eyelid by interlocking a minute permanent magnet with the eyelid, and the magnetic sensor The feature is that the movement of the eyelids is detected in a non-contact manner by detecting the magnetic field change from the permanent magnet.

本発明の居眠り検出・防止装置はまぶたに接触した永久
磁石と、眼鏡状支持枠に配設された磁気センサと、前記
磁気センサの出力信号によって検出したまぶたの運動状
態から被験者の覚醒レベルを判別する判別手段と、前記
覚醒レベルの低下を検出した場合に被験者に警告する警
報手段とを具備している。
The drowsiness detection / prevention device of the present invention discriminates the awakening level of a subject from a permanent magnet in contact with an eyelid, a magnetic sensor arranged on an eyeglass-shaped support frame, and an eyelid motion state detected by an output signal of the magnetic sensor. And a warning means for warning the subject when the decrease in the awakening level is detected.

永久磁石は、磁気テープ状、小薄片状、ワイヤ状、針
状、ゴム磁石板状など各種形状をもつことができる。
The permanent magnet can have various shapes such as a magnetic tape shape, a small thin piece shape, a wire shape, a needle shape, and a rubber magnet plate shape.

磁気センサは、永久磁石と磁気センサとの相対距離変化
による磁界強度変化を検出して最終的に電気信号に変換
するものであれば、半導体磁気センサからアモルファス
磁気センサまでの各種の型式のものを採用することがで
きる。
As the magnetic sensor, various types from a semiconductor magnetic sensor to an amorphous magnetic sensor can be used as long as they detect a change in magnetic field strength due to a change in relative distance between the permanent magnet and the magnetic sensor and finally convert it into an electric signal. Can be adopted.

例えば、磁気センサは磁界変化により磁心の透磁率を変
化させ、磁心に巻回されたコイルのインダクタンス変化
を検出する型式とすることができる。このコイルのイン
ダクタンスは電圧又は電流変化や発振周波数の変化とし
て周知の方法で検出することができる。
For example, the magnetic sensor may be of a type in which the magnetic permeability of the magnetic core is changed by the change of the magnetic field and the inductance change of the coil wound around the magnetic core is detected. The inductance of this coil can be detected by a known method as a change in voltage or current or a change in oscillation frequency.

[作用] 上記したように、意識の覚醒レベルの変動と眼球運動の
パタンの変動との間には深い相関があり、更に、眼球が
まぶたと連動性をもつことも知られている。また、まぶ
たの運動は眼球運動以上に被験者の精神状態を敏感に反
映するものであり、まぶたの運動の検出は覚醒レベルの
検出には最も適した方法といえる。
[Operation] As described above, there is a deep correlation between the fluctuation of the arousal level of consciousness and the fluctuation of the pattern of eye movement, and it is also known that the eyeball is interlocked with the eyelid. The eyelid movement more sensitively reflects the mental state of the subject than the eye movement, and thus the eyelid movement detection can be said to be the most suitable method for detecting the arousal level.

したがって、本発明の居眠り検出・防止装置では、眼鏡
状支持枠に配設された磁気センサによってまぶたと連動
する永久磁石の磁界変化によりまぶたの運動を検出す
る。そして、判別手段は検出したまぶたの運動から半覚
醒レベルに特有な眼球運動パタンを求めることにより居
眠りレベルに入る前の半覚醒レベルを判別し、居眠り状
態に入る前に警報手段を駆動して警告する。
Therefore, in the drowsiness detection / prevention device of the present invention, the movement of the eyelids is detected by the magnetic field change of the permanent magnets interlocking with the eyelids by the magnetic sensor arranged on the spectacle-shaped support frame. Then, the discriminating means discriminates the half awakening level before entering the drowsy level by obtaining the eye movement pattern peculiar to the half awakening level from the detected eyelid movement, and drives the warning means to warn before entering the drowsy state. To do.

[実施例] (第1実施例) 本発明の居眠り検出・防止装置の一実施例を、図面によ
り説明する。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

この居眠り検出・防止装置は第1図に示すように、両ま
ぶたa、bに接着された一対の永久磁石1、2と、眼球
状支持枠3に固定された一対の磁気センサ4、5と、磁
気センサ4、5の出力信号によって検出したまぶたの運
動状態から被験者の覚醒レベルを判別する信号処理判別
装置6と、覚醒レベルの低下を検出した場合に被験者に
警告する警報手段7とからなる。
As shown in FIG. 1, this drowsiness detection / prevention device includes a pair of permanent magnets 1 and 2 bonded to both eyelids a and b, and a pair of magnetic sensors 4 and 5 fixed to an eyeball support frame 3. A signal processing discriminating device 6 that discriminates the awakening level of the subject from the eyelid motion state detected by the output signals of the magnetic sensors 4 and 5, and an alarm means 7 that warns the subject when a decrease in the awakening level is detected. .

永久磁石1、2は各々、直径2mm、軸長2mm程度の小円板
形状の希土類系磁石で構成され第2図及び第3図に示す
ように、両まぶたの中央部に両面テープ11により接着さ
れている。永久磁石1、2は接着された底面側がS極、
反対の頂面側がN極に磁化されている。
The permanent magnets 1 and 2 are each composed of a small disk-shaped rare earth magnet having a diameter of 2 mm and an axial length of about 2 mm, and as shown in FIGS. 2 and 3, adhered to the center of both eyelids with a double-sided tape 11. Has been done. The permanent magnets 1 and 2 have an S-pole on the bottom surface side which is bonded,
The opposite top surface side is magnetized to the N pole.

磁気センサ4、5は第4図に示すように、各々複数の検
出素子と40、50と、検出素子40、50のインダクタンス変
化を検出する検出器41、51とからなる。検出素子40、50
は第2図及び第3図に示すように、眼鏡支持枠3に設け
られた透明板30上に配設されており、通常眼鏡をかけた
状態で測定可能となっている。永久磁石1、2及び検出
素子40、50の間隙は約10mm程度に配設されている。検出
素子40、50は第4図に示すように、磁時歪に調整された
Co系のアモルファス磁心42、52にコイルを所定巻数だけ
巻回したものであり、各コイルの両端は眼鏡支持枠3に
埋め込まれた検出器41、51の入力端に接続されている。
アモルファス磁心42、52は各々、複数本が永久磁石1、
2を中心として放射状に配置され、各コイルは直列に接
続されている。その結果、地磁気や車体内外乱磁界は全
磁心内で相殺されるので、磁石の0.02μmまでの微細振
動まで検出することができる。検出器41、51は検出素子
40、50のインダクタンス変化をリニア増幅する差動アン
プで構成されている。アモルファス磁心42、52の直径は
約0.4mm、軸長は約4mmに形成されている。
As shown in FIG. 4, each of the magnetic sensors 4 and 5 comprises a plurality of detection elements, 40 and 50, and detectors 41 and 51 for detecting the inductance change of the detection elements 40 and 50. Detection element 40, 50
2 is arranged on a transparent plate 30 provided on the spectacle support frame 3 as shown in FIGS. 2 and 3, and can be normally measured while wearing glasses. A gap between the permanent magnets 1 and 2 and the detection elements 40 and 50 is arranged at about 10 mm. The detecting elements 40 and 50 were adjusted to magnetic strain as shown in FIG.
Co-based amorphous magnetic cores 42 and 52 are wound with a predetermined number of turns, and both ends of each coil are connected to the input ends of detectors 41 and 51 embedded in the spectacle support frame 3.
Each of the amorphous magnetic cores 42 and 52 has a plurality of permanent magnets 1,
The coils are arranged in a radial pattern centered at 2, and the coils are connected in series. As a result, the earth's magnetism and the disturbance magnetic field in the vehicle body are canceled out in the entire magnetic core, so that even minute vibrations of the magnet up to 0.02 μm can be detected. Detectors 41 and 51 are detection elements
It is composed of a differential amplifier that linearly amplifies the inductance change of 40 and 50. The amorphous magnetic cores 42 and 52 are formed to have a diameter of about 0.4 mm and an axial length of about 4 mm.

信号処理判別装置6は、警報装置7とともに、コンパク
トケース8に内蔵されており、信号線91、92により検出
器41、51の各出力端に接続されている。また、コンパク
トケース8には小形バッテリーEが内蔵されており、バ
ッテリーEは信号処理判別装置6、警報装置7ととも
に、電源線90を介して検出器41、51に電源電圧を供給し
ている。信号処理判別装置6は第4図に示すように、磁
気センサ4、5から出力された信号電圧V1、V2を高域遮
断した後、A/D変換する前置処理回路61、62と、前置処
理回路61、62から出力されたデジタル信号D1、D2を演算
処理して居眠り警報信号Sを出力するマイコン60とから
なる。
The signal processing discriminating device 6 is housed in the compact case 8 together with the alarm device 7, and is connected to each output end of the detectors 41 and 51 by signal lines 91 and 92. A compact battery E is built in the compact case 8, and the battery E supplies the power supply voltage to the detectors 41 and 51 via the power supply line 90 together with the signal processing determination device 6 and the alarm device 7. As shown in FIG. 4, the signal processing discriminating device 6 includes pre-processing circuits 61 and 62 for A / D converting the signal voltages V1 and V2 output from the magnetic sensors 4 and 5 after high-frequency interruption. It comprises a microcomputer 60 which processes the digital signals D1 and D2 output from the processing circuits 61 and 62 and outputs a drowsiness alarm signal S.

警報装置7は、居眠り警報信号Sを受取って手動により
ターンオフしない限り鳴動し続ける電子ブザーで構成さ
れている。
The alarm device 7 is composed of an electronic buzzer which keeps ringing unless it receives a doze alarm signal S and is manually turned off.

なお、これらの検出器、信号処理部、バッテリーなどは
ハイブリッドIC技術により十分小型化され、すべての眼
鏡の両サイドフレームに装着することも可能である。し
たがって、運転者は両まぶたに微小磁石を自分で接着
し、センサつき眼鏡をかけるだけでも極めて手軽に居眠
りを防止することができる。
It should be noted that these detectors, signal processing units, batteries, etc. are sufficiently miniaturized by the hybrid IC technology and can be mounted on both side frames of all glasses. Therefore, the driver can very easily prevent falling asleep by simply bonding the small magnets to both eyelids and wearing the glasses with the sensor.

以下、この居眠り検出・防止装置の動作を説明する。The operation of the drowsiness detection / prevention device will be described below.

永久磁石1は右まぶたaとともに永久磁石2は左まぶた
bとともに連動し、磁気センサ4のインダクタンスは永
久磁石1の特に垂直方向の変位に伴う磁界強度変化によ
り変化し、磁気センサ5のインダクタンスは永久磁石2
の特に垂直方向の変位に伴う磁界強度変化により変化す
る。磁気センサ4のインダクタンス変化は検出器41によ
り電圧変化に変換され、約60〜80db程度増幅された後、
前置処理回路61で高域成分遮断後にA/D変換されてマイ
コン60に伝送される。同様に、磁気センサ5のインダク
タンス変化は検出器42により電圧変化に変換、増幅され
た後、前置処理回路62で高域成分遮断後にA/Dに変換さ
れてマイコン60に伝送される。
The permanent magnet 1 works together with the right eyelid a and the permanent magnet 2 works together with the left eyelid b, and the inductance of the magnetic sensor 4 changes due to a change in the magnetic field strength associated with the displacement of the permanent magnet 1 especially in the vertical direction, and the inductance of the magnetic sensor 5 becomes permanent. Magnet 2
Changes due to the change in the magnetic field strength that accompanies the vertical displacement. The change in inductance of the magnetic sensor 4 is converted into a change in voltage by the detector 41, and after being amplified by about 60 to 80 db,
After the high frequency component is cut off by the preprocessing circuit 61, it is A / D converted and transmitted to the microcomputer 60. Similarly, the inductance change of the magnetic sensor 5 is converted into a voltage change by the detector 42, amplified, and then converted into A / D after the high frequency component is cut off by the preprocessing circuit 62 and transmitted to the microcomputer 60.

マイコン60は、デジタル信号D1、D2を内蔵のデータプロ
セッサを用いて演算処理し、相互相関関数値Dmを求め
る。なお、この相互相関関数値Dmはデジタル信号D1及び
D2の同時刻値間の相関値を表すものである。
The microcomputer 60 performs arithmetic processing on the digital signals D1 and D2 using a built-in data processor to obtain a cross-correlation function value Dm. The cross-correlation function value Dm is the digital signal D1 and
It represents the correlation value between the same time values of D2.

上記演算処理を詳細に説明すれば、まず、現時点tχ前
後にわたる所定期間(−0.5sec〜+0.5sec)におけるデ
ジタル信号D1、D2の各最大振幅が等しくなるように一方
のデジタル信号D1を乗算補止する。次に、一方のデジタ
ル信号D1の時間軸を上記所定期間内でシフトしつつ2つ
のデジタル信号D1、D2の差を求める。換言すれば上記所
定期間において等間隔にサンプリングされた多数のデジ
タル信号D1の各数値(D1i〜D1n)と、現時点tχにおけ
るデジタル信号D2との各差をそれぞれ求める。次に、求
めた各差を二乗した後、加算して現時点tχの相互相関
関数値Dmとする。第5図〜第7図に磁気センサ4、5か
ら出力される信号電圧V1、V2の波形を示す。ただし、第
5図は覚醒状態、第6図は居眠り前の半覚醒状態、第7
図は居眠り状態を示す。なお、第6図は第5図より縦方
向に28倍程度伸長してあり、第7図は第5図より縦方向
に36倍程度伸長してある。相互相関関数値Dmと意識の覚
醒レベルとの関係を第8図に示す。第8図からわかるよ
うに、意識の覚醒レベルの低下とともに2つのデジタル
信号間D1、D2の相関(相互相関関数値Dm)が低下する。
To explain the above arithmetic processing in detail, first, one of the digital signals D1 is multiplied and complemented so that the maximum amplitudes of the digital signals D1 and D2 in a predetermined period (-0.5 sec to +0.5 sec) over the present time tχ are equal. Stop. Next, the difference between the two digital signals D1 and D2 is obtained while shifting the time axis of one of the digital signals D1 within the predetermined period. In other words, each difference between each of the numerical values (D1i to D1n) of a large number of digital signals D1 sampled at equal intervals in the above-mentioned predetermined period and each of the digital signals D2 at the present time tχ is obtained. Next, the obtained differences are squared and then added to obtain the cross-correlation function value Dm of the present time tχ. 5 to 7 show waveforms of the signal voltages V1 and V2 output from the magnetic sensors 4 and 5, respectively. However, FIG. 5 shows the awake state, FIG. 6 shows the half awake state before dozing, and FIG.
The figure shows a dozing state. It should be noted that FIG. 6 is extended about 28 times in the vertical direction from FIG. 5, and FIG. 7 is extended about 36 times in the vertical direction from FIG. FIG. 8 shows the relationship between the cross-correlation function value Dm and the arousal level of consciousness. As can be seen from FIG. 8, the correlation (cross-correlation function value Dm) between the two digital signals D1 and D2 decreases as the consciousness arousal level decreases.

この実施例では、マイコン60は相互相関関数値Dmが所定
のしきい値レベルTh以下となった場合に、居眠り警報信
号Sを警報装置7に出力し、警報装置7は鳴動して運転
者に警告を与える。
In this embodiment, the microcomputer 60 outputs a drowsiness alarm signal S to the alarm device 7 when the cross-correlation function value Dm becomes less than or equal to a predetermined threshold level Th, and the alarm device 7 sounds to alert the driver. Give a warning.

この居眠り検出・防止装置によれば、両まぶたの運動の
相関性が意識の覚醒レベルの低下とともに減少すること
を利用して居眠りに入る前の半覚醒状態を検出し、警報
装置を作動しているので、事故防止などに有益である。
According to this drowsiness detection / prevention device, the correlation between the movements of both eyelids decreases with a decrease in the wakefulness level of consciousness, thereby detecting a half-awakening state before falling asleep and activating an alarm device. Therefore, it is useful for accident prevention.

(第2実施例) 本発明の居眠り検出・防止装置の他の実施例を第9図及
び第10図に示す。
Second Embodiment Another embodiment of the doze detection / prevention device of the present invention is shown in FIGS. 9 and 10.

この居眠り検出・防止装置は、眼鏡状支持枠3aに支持さ
れた永久磁石1aと、眼鏡状支持枠3aに固定された磁気セ
ンサ4aと、磁気センサ4aからの出力信号によって検出し
たまぶたの運動状態から被験者の覚醒レベルを判別する
信号処理判別装置6aと、覚醒レベルの低下を検出した場
合に被験者に警告する警報装置7aと、磁気センサ4aと信
号処理判別装置6aとをワイヤレス接続するためのFM変調
器8a、送信器8b、受信器8c、FM検波器8dを備えている。
This drowsiness detection / prevention device is a permanent magnet 1a supported by a spectacle-shaped support frame 3a, a magnetic sensor 4a fixed to the spectacle-shaped support frame 3a, and an eyelid motion state detected by an output signal from the magnetic sensor 4a. From the signal processing discriminating device 6a for discriminating the awakening level of the subject, an alarm device 7a that warns the subject when a decrease in the arousal level is detected, and an FM for wirelessly connecting the magnetic sensor 4a and the signal processing discriminating device 6a. The modulator 8a, the transmitter 8b, the receiver 8c, and the FM detector 8d are provided.

眼鏡状支持枠3aの後背部には、磁気センサ4aを内蔵する
樹脂製突起部32が眼鏡状支持枠3aとの一体成型により配
設されており、樹脂製突起部32の頂面に穿設された支持
穴(図示せず)には、L字形で小型の樹脂製弾性フレー
ム33の一端が嵌合されている。樹脂製弾性フレーム33の
他端部は下方に伸びており、その先端には樹脂製薄板34
が固着されている。樹脂製弾性フレーム33の角部には、
実施例1の永久磁石1と同じ永久磁石1aが樹脂製突起部
32に向けて立設されており、永久磁石1aは底面側がS
極、反対の頂面側がN極に磁化されている。樹脂製弾性
フレーム33は弾力性に富んだ樹脂材料で形成されてお
り、被験者が眼鏡状支持枠3aを装着した状態において樹
脂製弾性フレーム33はある程度たわんで樹脂製薄板34を
一方のまぶたaに軽く押付けている。その結果、樹脂製
薄板34は表面が粗面化されてまぶたに良く付着してお
り、まぶたと連動するようになっている。
On the rear part of the spectacles-shaped support frame 3a, a resin-made protrusion 32 having a built-in magnetic sensor 4a is arranged by integral molding with the spectacles-shaped support frame 3a, and is provided on the top surface of the resin-made protrusion 32. One end of an L-shaped small-sized elastic frame 33 made of resin is fitted into the formed support hole (not shown). The other end of the resin elastic frame 33 extends downward, and a resin thin plate 34 is attached to the tip thereof.
Is stuck. At the corners of the resin elastic frame 33,
The same permanent magnet 1a as the permanent magnet 1 of Example 1 has a resin protrusion.
The permanent magnet 1a is erected toward 32 and the bottom side is S
The pole and the opposite top surface side are magnetized to the N pole. The resin elastic frame 33 is formed of a resin material having high elasticity, and the resin elastic frame 33 bends to some extent when the subject wears the spectacle-shaped support frame 3a, and the resin thin plate 34 is placed on one eyelid a. It is pressing lightly. As a result, the resin thin plate 34 has a roughened surface and adheres well to the eyelids, so that it interlocks with the eyelids.

磁気センサ4aは、第10図に示すように、直径が120μm
で軸長が4mmである検出素子40aと、検出素子40aのイン
ダクタンス変化を検出する検出器41aとからなる。検出
素子40aは永久磁石1aに近接するように樹脂製突起部32
に埋め込まれており、検出器41aは眼鏡状支持枠3aの末
端に内蔵されている。検出素子40aはアモルファス高磁
歪ワイヤ42aにコイル43aを所定巻数だけ巻回して構成さ
れており、各コイルの両端は検出器4cの入力端に接続さ
れている。検出素子40aは、溶融したFe77.5Si7.5B15を
水中急冷法で成型したものであり、0.20e程度の交流磁
界に対しても鋭いパルス電圧を発生する機能を有する。
検出器41aは検出素子40aに誘導されるパルス電圧を増幅
するセンスアンプである。また、検出器41aはアモルフ
ァス高磁歪ワイヤ42aが永久磁石1aのある程度以上の変
位に対してパルス電圧を発生するように、コイル43aに
所定の電流を供給してアモルファス高磁歪ワイヤ42aの
内部バイアス磁界を調整する可変バイアス電流供給回路
源も内蔵している。
As shown in FIG. 10, the magnetic sensor 4a has a diameter of 120 μm.
The detection element 40a has an axial length of 4 mm, and the detector 41a detects an inductance change of the detection element 40a. The detection element 40a is made of resin 32 so that it is close to the permanent magnet 1a.
The detector 41a is embedded in the end of the spectacle-shaped support frame 3a. The detection element 40a is configured by winding the coil 43a around the amorphous high magnetostrictive wire 42a by a predetermined number of turns, and both ends of each coil are connected to the input end of the detector 4c. The detection element 40a is formed by melting molten Fe77.5Si7.5B15 by an underwater quenching method, and has a function of generating a sharp pulse voltage even with an AC magnetic field of about 0.20e.
The detector 41a is a sense amplifier that amplifies the pulse voltage induced in the detection element 40a. Further, the detector 41a supplies a predetermined current to the coil 43a so that the amorphous high magnetostrictive wire 42a generates a pulse voltage with respect to a certain amount of displacement of the permanent magnet 1a, and an internal bias magnetic field of the amorphous high magnetostrictive wire 42a. It also contains a variable bias current supply circuit source that adjusts the.

FM変調器8a及び送信器8bは小型バッテリーとともに眼鏡
状支持枠3aに内蔵されており、受信器8c及びFM検波器8d
は信号処理判別装置6a及び警報装置7aとともに、コンパ
クトケース(図示せず)に内蔵されている。信号処理判
別装置6aはA/Dコンバータ内蔵のマイコンで構成されて
いる。
The FM modulator 8a and the transmitter 8b are built in the eyeglass-shaped support frame 3a together with the small battery, and the receiver 8c and the FM detector 8d are included.
Is contained in a compact case (not shown) together with the signal processing determination device 6a and the alarm device 7a. The signal processing discrimination device 6a is composed of a microcomputer with an A / D converter built-in.

次にこの居眠り検出・防止装置の動作を説明する。Next, the operation of this drowsiness detection / prevention device will be described.

まぶたaに連動する永久磁石1aの所定以上の変位により
検出素子40aにはパルス電圧が発生する。
A pulse voltage is generated in the detection element 40a due to the displacement of the permanent magnet 1a which is interlocked with the eyelid a above a predetermined level.

一方、第5図〜第7図に示すように、覚醒状態は半覚醒
状態に比較して非常に振幅が大きく、そして半覚醒状態
は居眠り状態に比較して振幅が大きい。本実施例では、
半覚醒状態ではたまにしか生ぜず覚醒状態では頻繁に生
じる程度に検出素子40aがパルス電圧を発生するような
磁界変化が永久磁石の運動によりアモルファス高磁歪ワ
イヤ42a内に生じるように、コイル43aへ通電される上記
バイアス電流が調節されている。検出素子40aから生じ
たパルス電圧は検出器41aで増幅されてFM変調器8aでFM
信号に変換され、送信器8bから送信される。受信器8cで
受信されたFM信号はFM検波器8dで検波された後、信号処
理判別装置6aに出力される。信号処理判別装置6aは所定
期間あたりのパルス数をカウントし、カウント数が所定
のしきい値を超える場合に警報装置7aに居眠り警報信号
Sを出力する。
On the other hand, as shown in FIGS. 5 to 7, the amplitude in the awake state is much larger than that in the half awake state, and the amplitude in the half awake state is larger than that in the doze state. In this embodiment,
The coil 43a is energized so that the magnetic field change such that the detection element 40a generates a pulse voltage to such an extent that it rarely occurs in the semi-wake state and frequently occurs in the wake state in the amorphous high magnetostrictive wire 42a due to the movement of the permanent magnet. The bias current is adjusted. The pulse voltage generated from the detection element 40a is amplified by the detector 41a and is FM-generated by the FM modulator 8a.
It is converted into a signal and transmitted from the transmitter 8b. The FM signal received by the receiver 8c is detected by the FM detector 8d and then output to the signal processing determination device 6a. The signal processing discriminating device 6a counts the number of pulses per predetermined period, and outputs a doze alarm signal S to the alarm device 7a when the counted number exceeds a predetermined threshold value.

本実施例によれば、永久磁石1aと磁気センサ4aからなる
対を一対だけ設ければよく、更に、信号処理判別装置6a
はパルス数をカウントし、カウント値が所定時間中に所
定しきい値を超えるかどうかを判断するだけであるの
で、構成が簡単となる。なお、信号処理判別装置6aはコ
ンパレータ及びカウンタを有するハードウエアで置換え
ることもできる。
According to this embodiment, only one pair of the permanent magnet 1a and the magnetic sensor 4a needs to be provided, and the signal processing determination device 6a is further provided.
Only counts the number of pulses and judges whether the count value exceeds a predetermined threshold value within a predetermined time, so that the configuration is simple. The signal processing discrimination device 6a can be replaced with hardware having a comparator and a counter.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の眼球運動検出方法は、まぶ
たと連動する永久磁石の運動を眼鏡状支持枠に固定の磁
気センサによって検出するので、まぶたと連動する眼球
運動を忠実かつ高感度に検出することができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the eye movement detecting method of the present invention, the movement of the permanent magnet interlocking with the eyelids is detected by the magnetic sensor fixed to the spectacle-shaped support frame. And it can be detected with high sensitivity.

更に、本発明の居眠り検出・防止装置は、上記方法によ
り検出した眼球運動の状態変化から意識の覚醒レベルの
低下を検出して警告するように構成されているので、被
験者が居眠り状態に入る前に警告することができ、特に
事故防止の観点から有益である。
Further, the doze detection / prevention device of the present invention is configured to detect and warn a decrease in the wakefulness level of consciousness from the change in the state of eye movement detected by the above method, so that the subject does not enter the dozing state. It is especially useful from the perspective of accident prevention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の居眠り検出・防止装置の第1実施例を
示す模式正面図、第2図は第1図の一部模式平面図、第
3図は第1図の模式断面側面図、第4図は第1図実施例
のブロック図、第5図、第6図、第7図は各覚醒レベル
における信号V1、V2の波形図、第8図は各覚醒レベルに
おける相互相関信号値Dmの変化を示す特性図、第9図は
本発明の居眠り検出・防止装置の第2実施例を示す模式
断面側面図、第10図は第2実施例のブロック図である。 1、2……永久磁石 3……眼鏡状支持枠 4、5……磁気センサ 6……信号処理判別装置 (判別手段) 7……警報装置 (警報手段)
FIG. 1 is a schematic front view showing a first embodiment of the doze detection / prevention device of the present invention, FIG. 2 is a partial schematic plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic sectional side view of FIG. FIG. 4 is a block diagram of the embodiment of FIG. 1, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 are waveform diagrams of signals V1 and V2 at each awakening level, and FIG. 8 is a cross-correlation signal value Dm at each awakening level. FIG. 9 is a schematic sectional side view showing a second embodiment of the doze detection / prevention device of the present invention, and FIG. 10 is a block diagram of the second embodiment. 1, 2 ... Permanent magnets 3 ... Eyeglass-shaped support frame 4, 5 ... Magnetic sensor 6 ... Signal processing discriminating device (discriminating means) 7 ... Warning device (warning means)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石をまぶたに連動させ、前記まぶた
に対峙するように眼鏡状支持枠に磁気センサを装着し、
前記磁気センサによっえ永久磁石からの磁界変化を検出
してまぶたの運動を検出することを特徴とする眼球運動
検出方法。
1. A permanent magnet is interlocked with an eyelid, and a magnetic sensor is attached to an eyeglass-shaped support frame so as to face the eyelid,
A method for detecting eye movement, wherein the magnetic sensor detects a magnetic field change from a permanent magnet to detect eyelid movement.
【請求項2】まぶたに接触した永久磁石と、 眼鏡状支持枠に配設された磁気センサと、 前記磁気センサの出力信号によって検出したまぶたの運
動状態から被験者の覚醒レベルを判別する判別手段と、 前記覚醒レベルの低下を検出した場合に被験者に警告す
る警報手段と、 を具備してなる居眠り検出・防止装置。
2. A permanent magnet in contact with the eyelid, a magnetic sensor arranged on the spectacle-shaped support frame, and a discriminating means for discriminating the awakening level of the subject from the motion state of the eyelid detected by the output signal of the magnetic sensor. A drowsiness detection / prevention device comprising: alarm means for warning a subject when the decrease in the awakening level is detected.
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