JPH09262216A - 集中度推定装置 - Google Patents

集中度推定装置

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JPH09262216A JP7436596A JP7436596A JPH09262216A JP H09262216 A JPH09262216 A JP H09262216A JP 7436596 A JP7436596 A JP 7436596A JP 7436596 A JP7436596 A JP 7436596A JP H09262216 A JPH09262216 A JP H09262216A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間に代表される被計測生体の集中度を適確
に推定計測し得る集中度推定装置を提供すること。 【解決手段】 この集中度推定装置は、被計測生体(人
間)1の複数の神経系の活動から複数(各種)の生体情
報101を計測して計測生体情報102を得る複数生体
情報計測部2と、計測生体情報102に関して複数の神
経系における活動状態と集中状態とを対応付けた集中度
ルール設定情報103を設定する集中度ルール設定部3
と、計測生体情報102及び集中度ルール設定情報10
3から被計測生体1の集中度を推定して集中度推定情報
104を得る集中度推定部4と、集中度推定情報104
を被計測生体に関する集中度の結果として表示する集中
度結果表示5部とを備えて成っている。ここでは、被計
測生体(人間)1が物事に集中している度合いをリアル
タイムに推定表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として人間に代
表される生体が物事に集中しているか否かを推定計測す
る集中度推定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、生体として人間が物事に集中す
る際、その神経系として中枢神経,末梢神経,循環神
経,及び運動神経等の様々な部分が活動する。これらの
各種神経の活動は、各種の生体情報として個別に計測す
ることができる。
【0003】このような神経系の活動を計測する技術と
しては、例えば特開平4−335399号公報に開示さ
れた音声自動調節機能を備えた音声出力装置が挙げられ
る。ここでは人間に人体検知センサを設け、これにより
人体が検知されたときに音量を小さく調節して人間及び
装置の間の距離に応じて好適な音量で音声を聴取できる
ようにしている。又、人体検知センサとして、例えば人
間が患者である場合に心電図用の電極や血圧測定用のカ
フ等を用いる技術が例示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した音声出力装置
の場合、複数の生体情報を同時に計測しているが、これ
らの生体情報は集中時だけでなく他の要因によっても活
動するため、人間の心理状態を変化させずに一つの神経
系の活動から人間が集中しているか否かを判断すること
は困難となっている。
【0005】一般に人間が物事に集中しているか否かを
推定するためには、主観評価では人間の集中を妨げるた
め、生体情報を用いた客観評価が必要であるが、得られ
た生体情報と集中の度合いとを関連付けて推定すること
は困難視されており、現状では人間(生体)の集中度を
適確に推定できる装置は開発されていない。
【0006】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、人間に代表される
被計測生体の集中度を適確に推定計測し得る集中度推定
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、被計測
生体の複数の神経系の活動から複数の生体情報を計測し
て計測生体情報を得る複数生体情報計測部と、計測生体
情報に関して複数の神経系における活動状態と集中状態
とを対応付けた集中度ルール設定情報を設定する集中度
ルール設定部と、計測生体情報及び集中度ルール設定情
報から被計測生体の集中度を推定して集中度推定情報を
得る集中度推定部と、集中度推定情報を被計測生体に関
する集中度の結果として表示する集中度結果表示部とを
備えた集中度推定装置が得られる。
【0008】又、本発明によれば、上記集中度推定装置
において、集中度ルール設定部は、複数の生体情報に応
じて被計測生体の内部状態の変化を推定して計測生体情
報に対して集中度ルール設定情報を自動設定する集中度
推定装置が得られる。
【0009】更に、本発明によれば、上記何れかの集中
度推定装置において、複数生体情報計測部は計測生体情
報を複数の神経系として中枢神経,末梢神経,循環神
経,及び体性神経のうちの二つ以上に関する神経情報か
ら得ており、集中度推定部は神経情報に関する活動指標
から集中度推定情報を推定する集中度推定装置が得られ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の集
中度推定装置について、図面を参照して詳細に説明す
る。
【0011】図1は、本発明の一実施例に係る集中度推
定装置の基本構成を示したブロック図である。この集中
度推定装置は、被計測生体(人間)1の複数の神経系の
活動から複数(各種)の生体情報101を計測して計測
生体情報102を得る複数生体情報計測部2と、計測生
体情報102に関して複数の神経系における活動状態と
集中状態とを対応付けた集中度ルール設定情報103を
設定する集中度ルール設定部3と、計測生体情報102
及び集中度ルール設定情報103から被計測生体1の集
中度を推定して集中度推定情報104を得る集中度推定
部4と、集中度推定情報104を被計測生体に関する集
中度の結果として表示する集中度結果表示5部とを備え
て成っている。
【0012】ここで、集中度ルール設定部3は複数の生
体情報に応じて被計測生体の内部状態の変化を推定して
計測生体情報102に対して集中度ルール設定情報10
3を自動設定する。又、複数生体情報計測部2は計測生
体情報102を複数の神経系として中枢神経,末梢神
経,循環神経,及び体性神経のうちの二つ以上に関する
神経情報から得る。更に、集中度推定部4は神経情報に
関する活動指標から集中度推定情報104を推定する。
【0013】一方、複数生体情報計測部2が複数の生体
情報101として得る神経情報には、中枢神経では脳波
を用い、末梢神経では指尖脈波,耳朶脈波,皮膚温度
(以下、単に皮膚温とする)等を用い、循環神経では心
拍,呼吸量等を用い、体性神経では視線,動作等のその
他の要素(例えば皮膚抵抗値,瞬目,瞳孔,注視点,注
視時間等)を用いる場合が挙げられる。このため、複数
生体情報計測部2には、被計測生体(人間)1に装着し
た電極からの生体信号を増幅して計測する増幅器と、非
接触で発光素子や受光素子を用いて視線の動きや注視時
間等を検出する視覚装置と、温度センサを有して非接触
に遠隔で皮膚温を検出できる温度検出装置と、位置セン
サの動作を計測して位置変動を検出する動作計測装置と
を選定して用いれば良い。
【0014】図2は、この集中度推定装置に関するシス
テム構成の一例を示した機能模試図である。ここでのシ
ステム構成では、複数生体情報計測部2Aに上述した動
作計測装置2a1,視覚装置としてのアイカメラ2a
2,及び増幅器としての生体アンプ2a3が備えられ、
集中度ルール設定部3及び集中度推定部4はA/Dコン
バータ及びパーソナルコンピュータ(PC)で一体的に
構成されている。又、被計測生体(人間)1の頭部に位
置変動を検出する位置センサが設けられ、頭部位置計測
が行われてその結果が動作計測装置2a1へ送出される
と共に、被計測生体(人間)1の目には計測用メガネが
かけられて注視,視線の結果がアイカメラ2a2へ送出
されるようになっている。更に、生体アンプ2a3に送
出される複数の生体情報101には脳波,皮膚温,皮膚
抵抗値,心拍,呼吸,瞬目,脈波(指尖脈波,注視点,
及び注視時間),及び瞳孔等の要素が含まれている。
【0015】複数生体情報計測部2Aでは、送出された
各情報を計測生体情報102として集中度ルール設定部
3及び集中度推定部4へ送出してパーソナルコンピュー
タの中に取り込ませ、集中度ルール設定情報103を対
応させて設定した後、集中度の推定を行い、その結果と
して得た集中度推定情報104を集中度の結果を表わす
ものとして集中度結果表示部5に表示させる。
【0016】因みに、複数の生体情報101が脳波,皮
膚温,皮膚抵抗値,心拍,呼吸,瞬目,指尖脈波,注意
点,注意時間,及び頭部位置変動等の要素である場合、
集中度ルール設定情報103に関しては、集中度が高け
れば1)集中する特定の対象に対する脳波の反応が明確
に現れる、2)皮膚温が下がりすぎない程度に低下す
る、3)皮膚抵抗値が上がりすぎない程度に増加する、
4)集中する特定の対象に対して心拍間隔時間が変動す
る、5)呼吸深度が深くなる、6)呼吸間隔が長くな
る、7)瞬目間隔が長くなる、8)指尖脈波の振幅が小
さすぎない程度に減少する、9)注視時間が長い、1
0)特定の範囲を注視する回数が多い、11)頭部位置
と集中する対象との距離が短くなる等の各項目の幾つか
又は全部を満たしているものと定義すれば良い。これに
より、集中度推定部4では計測生体情報102及び集中
度ルール設定情報103に基づいて被計測生体(人間)
1の集中度を推定して集中度推定情報104を得ること
ができる。
【0017】図3は、この集中度推定装置に関するシス
テム構成の他例を示した機能模試図である。ここでのシ
ステム構成は、先の図2に示した構成のものを簡素化し
たもので、複数生体情報計測部2Bが視覚装置としての
アイカメラ2b1及び増幅器としての生体アンプ2b2
を備えて成る点と、被計測生体(人間)1にはその目に
計測用メガネがかけられて視線の結果のみがアイカメラ
2b1へ送出される点と、生体アンプ2b2には複数の
生体情報101として脈波(指尖脈波,注視点,及び注
視時間)のみ送出される点とが相違している。
【0018】図4は、このシステム構成における複数生
体情報計測部2Bに指尖脈波及び注視点を用いたときの
集中度ルール設定部3における集中度ルール設定情報1
03を例示したものである。こうした場合、集中度が高
ければ1)注視の範囲が狭いこと,即ち、注意が発散せ
ずに画面に注目している、2)上記の注視範囲を比較的
長く見ている、3)指尖脈波によって推定された緊張度
が高過ぎも低過ぎもしない等の項目を全部を満たしてい
るものと定義すれば良い。
【0019】そこで、このような集中度ルールに従って
指尖脈波の振幅,単位時間当たりの視線移動距離,注視
範囲毎の注視時間(視線停留時間)に基づいて集中度を
5段階に分けて出力する場合を想定する。具体的に云え
ば、利用者の単位時間当たりの視線移動距離を計測して
設定した範囲内の視線移動であるか否かを判断し、範囲
内に入っている場合にその中での注視時間を求め、この
ような注視時間を1秒未満,3秒未満,5秒未満,10
秒未満,10秒以上の5段階に分けて注視レベルとし
た。
【0020】又、これとは別に緊張状態を表現する指尖
脈波の振幅より利用者の緊張度を15段階に分類し、緊
張度及び注視レベルに基づいて緊張度が6〜10段階の
範囲,即ち、適度な緊張度の場合には集中度=注視レベ
ルであり、緊張度が適度でない場合には集中度=3−
(注視レベルから3を減算した値の絶対値)であるとし
て集中度を求めた。
【0021】図5はこうして求められる集中度に関して
集中度結果表示部5における集中時の表示例を示したも
ので、図6は集中度結果表示部5における非集中時の表
示例を示したものである。
【0022】各図共、図中左上の円の大きさは集中度の
高低を示し、緊張度を表現した枠中の「<」は緊張度が
変化している方向,即ち、図中では緊張度が低下に向か
っていることを示している。又、適正な緊張度及び高い
集中度のとき以外は、表示の色を変えることにより被計
測生体(人間)1や実験者に警告を与えることも可能で
ある。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の集中度推定
装置によれば、被計測生体(人間)から複数の生体情
報,特に複数の神経系の活動から複数の生体情報を計測
して計測生体情報を得ると共に、計測生体情報に関して
複数の神経系における活動状態と集中状態とを対応付け
た集中度ルール設定情報を設定した上、計測生体情報及
び集中度ルール設定情報に基づいて被計測生体(人間)
の集中度を推定して集中度推定情報を得るようにしてい
るので、被計測生体(人間)が物事に集中している度合
いをリアルタイムに推定表示することが可能となる。こ
の結果、例えばシミュレータ等を用いた教育効果の向上
やリハビリテーション等の訓練への適用が有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る集中度推定装置の基本
構成をブロック図により示したものである。
【図2】図1に示す集中度推定装置に関するシステム構
成の一例を示した機能模試図である。
【図3】図1に示す集中度推定装置に関するシステム構
成の他例を示した機能模試図である。
【図4】図3に示すシステム構成に備えられる集中度ル
ール設定部における集中度ルール設定情報の具体例を示
したものである。
【図5】図3に示すシステム構成に備えられる集中度結
果表示部における集中時の表示例を示したものである。
【図6】図3に示すシステム構成に備えられる集中度結
果表示部における非集中時の表示例を示したものであ
る。
【符号の説明】
1 被計測生体(人間) 2,2A,2B 複数生体情報計測部 2a1 動作計測装置 2a2,2b1 アイカメラ 2a3,2b2 生体アンプ 3 集中度ルール設定部 4 集中度推定部 5 集中度結果表示部 101 生体情報 102 計測生体情報 103 集中度ルール設定情報 104 集中度推定情報

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被計測生体の複数の神経系の活動から複
    数の生体情報を計測して計測生体情報を得る複数生体情
    報計測部と、前記計測生体情報に関して前記複数の神経
    系における活動状態と集中状態とを対応付けた集中度ル
    ール設定情報を設定する集中度ルール設定部と、前記計
    測生体情報及び前記集中度ルール設定情報から前記被計
    測生体の集中度を推定して集中度推定情報を得る集中度
    推定部と、前記集中度推定情報を前記被計測生体に関す
    る集中度の結果として表示する集中度結果表示部とを備
    えたことを特徴とする集中度推定装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の集中度推定装置におい
    て、前記集中度ルール設定部は、前記複数の生体情報に
    応じて前記被計測生体の内部状態の変化を推定して前記
    計測生体情報に対して前記集中度ルール設定情報を自動
    設定するものであることを特徴とする集中度推定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の集中度推定装置に
    おいて、前記複数生体情報計測部は前記計測生体情報を
    前記複数の神経系として中枢神経,末梢神経,循環神
    経,及び体性神経のうちの二つ以上に関する神経情報か
    ら得ており、前記集中度推定部は前記神経情報に関する
    活動指標から前記集中度推定情報を推定するものである
    ことを特徴とする集中度推定装置。
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