JPS63258226A - 居眠り検出器 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、例えば自動車運転者が装着する眼鏡に取付
けられ、運転者の危険な居眠り状態を検出する居眠り検
出器に関する。

（ロ）従来の技術 第８図（＾）は、従来の居眠り検出器の回路構成例を示
すブロック図、第８図（Ｂ）は居眠り検出状態を示す波
形図、第８図（Ｃ）は処理動作を示すフロー図である。

従来の居眠り検出器は、第８図（Ａ）で示すように、受
・発光素子から成る反射センサと、検知回路部とから成
り、反射センサと検知回路部はリード線によって接続さ
れている。反射センサ３１は、発光ダイオードより眼球
に対し光を投射し、フォトトランジスタは眼球或いは口
蓋で反射した反射光を受光する。そして、この受光量に
応じて電流が流れ、この電流に対応した電圧が発生する
。

増幅器３２は、この電圧を増幅してコンパレータ３３へ
出力し、コンパレータ３３ではこの出力電圧と基準電圧
（Ｖｔｎ）とを比較し、ＣＰＵ　（セントラルプロセッ
シングユニット）３４へ出力する。

ＣＰＵ３４では、取込んだ電圧が基準電圧よリハイレベ
ルであり、且つ一定時間以上継続する場合（例えば０．
５秒以上継続する場合）に、居眠り状態であると判定し
警報器３５を一定時間鳴動させる機能を有する。

使用に際しては、例えば運転者が居眠り検出器を装備し
た眼鏡を装着する。第８図（Ｃ）で示すように、検出器
の電源スィッチをＯＮすると、計器のシステム初期化が
なされる〔ステップ（以下ｒＳＴＪという）４１〕。そ
して、発光素子より光が眼球に投射され、この反射光を
受光素子が受光することで、瞬き状態が検出される（Ｓ
ｒ４２）。

この反射光の強さが眼球によって反射された光と、口蓋
によって反射された光とに差異がある。

つまり、反射センサからの距離が眼球より口蓋の方が近
く、且つ黒い角膜により反射する光よりも肌色の日型に
より反射された光の方が強いためである。そこで、口蓋
により反射される光の基準電圧を設定し、反射センサよ
り順次、出力される光の強さく受光量）をこの基準電圧
と比較する。例えば、第８図（Ｂ）で示すように、運転
者が覚醒状態にあり瞬きしない状態においては、投射光
は眼球によって反射され、受光量は小さい（基準値以下
の低い電圧が発生する）。また、瞬きによる一回の開眼
時間は極めて短い。従って、この場合は瞬きの開眼時間
が０．５秒以上か否かを判定する５Ｔ４３の判定がＮＯ
となり、Ｓｒ１２へ戻り瞬き状態の検出を続行する。し
かし、運転者が居眠りをしているとすると、開眼時間が
０．５秒を越える瞬きとなる。従って、受光量が大きく
基準電圧を越える高い電圧が０．５秒以上続（ため、Ｓ
ｒ１３の判定がＹＥＳとなり、警報が３秒間鳴動し居眠
り状態を報知する（Ｓｒ４４）。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記、従来の居眠り検出方式では、基準電圧以上の電圧
が一定時間継続した場合、つまり開眼時間が０．５秒以
上継続した場合に限り、居眠り状態と判定する方式であ
る。

ところが、０．５秒以上の開眼時間を伴う長い瞬きをす
る状態とは、一般的には覚醒度が極度に低下し、完全な
居眠り状態に陥っている場合を意味する。従って、この
完全な居眠り状態に入った時点で、居眠り警報を鳴動さ
せることは、本来、覚醒状態を保持するための居眠り検
出器としての実際上の目的が達成されず、有効性が低い
等の不利があった。

この発明は、以上のような問題点を解消させ、例えば運
転者が完全な居眠り状態に入る前の段階で、居眠り警報
を鳴動させる有効な居眠り検出器を提供することを目的
とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この目的を
達成させるために、この発明の居眠り検出器では、次の
ような構成としている。

居眠り検出器は、瞬きを検出する瞬き検出手段と、この
瞬き検出手段により検出された瞬きのうち、所定長さの
開眼時間をもつ瞬きを検出する覚醒度低下検出手段と、
この覚醒度低下検出手段により検出された瞬き回数を算
出する瞬き回数算出手段と、前記瞬き回数が所定回数に
至る所要時間を算出する時間算出手段と、この時間算出
手段により出力された所要時間が所定時間以内である時
、居眠り状態であると決定する居眠り決定手段とから構
成されている。

このような構成を有する居眠り検出器では、完全な居眠
り状態に入る前の段階において、覚醒度が低下し、例え
ば−回の瞬きが０．３秒程度の開眼時間を伴う瞬きを検
出する。そして、この覚醒度の低下した瞬き回数が、例
えば１分間に複数回（５回）検出された時点で、居眠り
警報を鳴動させ居眠り状態に陥る虞れのある旨を報知す
る。

かくして、例えば運転者が完全な居眠り状態に入る前の
段階で、居眠り状態を報知することが可能となり、有効
な居眠り報知が達成できる。

（ホ）実施例 第２図は、実施例居眠り検出器の具体的な回路構成例を
示すブロック図である。

居眠り検出器は、受・発光素子から成る反射センサと、
検知回路部とから成り、反射センサと検知回路部はリー
ド線によって接続され、例えば眼鏡フレームの適所に配
備されている。

反射センサ１は、発光ダイオードより眼球に対し光を投
射し、フォトトランジスタでは眼球或いは口蓋で反射し
た反射光を受光する。そして、この受光量に応じて電流
が流れ、この電流に対応した電圧が発生する。増幅器２
は、この電圧を増幅してコンパレータ３へ出力し、コン
パレータ３ではこの出力電圧と基準電圧（ＶＴＨ）とを
比較し、ＣＰＵ　（セントラルプロセッシングユニット
）４へ出力する。ＣＰＵ４は、取込んだ電圧が基準電圧
（ＶＴ□）よりハイレベルであるか否かを判定し、ハイ
レベルの電圧が例えば０．３秒以上継続する場合に、覚
醒度が低下し開眼時間の長い瞬きであると判定すると共
に、この開眼時間の長い瞬き回数を順次メモリ６に記憶
させる。更に、この瞬き回数が第３図の波形図で示すよ
うに所定回数（５回）に到達した時点で、所定回数に至
る所要時間が一定時間（１分）内であるか否かを判定す
る機能を有する。そして、所定回数が一定時間内である
場合に居眠り状態と決定し、警報器５を一定時間鳴動さ
せる機能を有する。

第１図は、実施例居眠り検出器の具体的な処理動作を示
すフローチャートである。

計器の電源スィッチがＯＮされると、計器が初期化され
（ステップ（以下ｒｓＴ、という）１）、反射センサｌ
の発光素子から光が眼球に投射され、瞬き状態が測定さ
れる（Ｓｒ１）。

Ｓｒ１では、瞬きの幅が０．３秒以上か否かを判定して
いる。つまり、覚醒度が低下し０．３秒以上の閉眼を伴
う瞬きであるか否かを判定している。

仮に、口蓋に反射した光が受光され、基準電圧より高い
電圧が発生した場合であっても、開眼時間が０．３秒以
内である場合は、正常（覚醒状態における）の瞬きであ
るとして、このＳｒ１の判定がＮＯとなり、Ｓｒ１へ戻
り測定が続行される。

今、仮に覚醒度が低下し、０．３秒以上の開眼時間を伴
う瞬きが検出されたとすると、このＳｒ１の判定がＹＥ
Ｓとなり、次のステップ４でフラグが「１」か否かが判
定される。今、フラグは初期化され「０」であるから、
このＳｒ１の判定がＮＯとなり、ここでフラグがｒｌ、
とされ（Ｓｒ１）、同時にタイマーをスタートする（Ｓ
ｒ１）。

そして、Ｓｒ１へ戻り、瞬き状態を検出する。今、０．
３秒以上の開眼時間を伴う２回目の瞬きが検出されたと
すると、Ｓｒ１の判定がＹＥＳとなり、この状態におい
てフラグはｒｌＪであるからＳｒ１の判定がＹＥＳとな
って、この２回目の瞬き検出に所要した時間をメモリ６
の番地Ａに記憶する。

つまり、第４図で示すようにこの所要時間を０番地に格
納する（Ｓｒ１）。そして、タイマーをリセットし、新
たにタイマーを開始させる（Ｓｒ８）。

Ｓｒ１では、メモリの４つの番地に、それぞれ４つの所
要時間データが既に格納されたか否かを判定している。

今、０番地にデータが格納されただけであるから、この
Ｓｒ１の判定がＮｏとなり、ここでメモリの番地「０」
を「１」に置換、ｔ’（ＳＴＩＯ）、更にＢ（４つのメ
モリにデータが全て格納されているか否かを検出するた
めの変数）を「Ｏ」からｒｌＪに置き換える（ＳＴＩＩ
）。

５Ｔ１２では、ｒ１３Ｊが「３」以上か否かを判定して
いる。つまり、メモリの番地（０乃至３番地）すべてに
データが格納されたか否かを判定している。今、「Ｂ」
は「１」であるから、この５７１２の判定がＮｏとなり
、Ｓｒ１へ戻って０．３秒以上継続する開眼時間の長い
瞬きの検出を待機する。３回目の瞬き（０，３秒以上の
瞬き）が検出されると、Ｓｒ１の判定がＹＥＳとなり、
この３回目の瞬き検出に至る所要時間を番地１に格納す
る（Ｓｒ１）。そして、「Ａ」を「２」に置換えると共
に、ｒｆ３Ｊを「２」に置換え（ＳＴ１０乃至５ＴＩＩ
）、以後同様にメモリの４つの番地、つまり５回目の瞬
きが検出され、３番地までデータ（所要時間）が格納さ
れるまで、同様の処理が繰返し実行される。今、３番地
までデータが記憶されたとすると、Ｓｒ１の判定がＹＥ
Ｓとなり、ここで「Ａ」が「０」に置換られる（ＳＴ１
７）。

そして、「Ｂ」を「４」に置換える（ＳＴＩＩ）。

ここにおいて、５Ｔ１２の判定がＹＥＳとなり、メモリ
の内容が加算される。つまり、４つの所要時間データが
加算される（ＳＴ１３）。

５Ｔ１４では、上記加算値が６０秒以内であるか否かを
判定している。つまり、２回目の瞬き回数を検出した時
点から５回目の瞬き回数を検出した時点までの総合時間
が、６０秒以内であるか否かを判定している。仮に、５
回の瞬き回数を検出するのに１分以上の時間が経過した
とすると、この５Ｔ１４の判定がＮｏ、つまり覚醒度が
さほど低下していないと判断し、ＳＴ２へ戻り瞬き状態
を検出を続行する。しかし、仮に１分以内に０．３秒以
上の瞬きを５回検出したとすると、この５Ｔ１４の判定
がＹＥＳとなる。つまり、覚醒度が低下し居眠り状態に
陥る前段階にあると決定（居眠り状態に近い状態にある
と決定）して、警報器５を３秒間鳴動させ、報知する（
ＳＴ１５）。そして、前記ｒ　Ａ　」、「Ｂ」、ｒＦＪ
をそれぞれ「０」に初期化して、次の０．３秒以上の瞬
きの検出を待機する。この実施例では、仮に前記５回目
の瞬きまでの所要時間が１分以上であった場合でも、６
回目の瞬きを検出した時点で、前記３回目の瞬き検出時
点から１分以内であれば、当然警報器は鳴動する。

第６図は、居眠り検出器の他の実施例を示す回路構成ブ
ロック図である。

先の実施例では、ＣＰＵ４を採用しソフトウェアにより
、居眠り検知を実施する場合を例示したが、この実施例
では専用ＬＳＩを採用しハードウェア的に実施する例を
示す。この実施例によれば、先の実施例で必要であった
メモリ６が不用となり、チップサイズの小型化、低コス
ト化を達成し得る。

この居眠り検出器は、反射センサ１１により出力される
受光量を増幅器１２で増幅し、コンパレータ１３により
ハイレベルの電圧を出力する構成は、先の実施例と同様
である。この実施例では、クロック信号を発生する発振
器１４を、分周回路１５に接続し発振器１４から出力さ
れるクロック信号から、１０　Ｈｚの信号と４Ｋｌ＆の
信号を出力する。この分周回路１５は、３進カウンタ１
６及び警報器１７のアンド回路１８に接続されており、
３進カウンクエ６に１０Ｈｚ信号を、警報器のアンド回
路エフに音源用の４Ｋ）Ｉｚを出力する。

前記コンパレータ１３は、インバータ１９に接続し、こ
のインパーク１９はオア回路２０を介して３進カウンタ
１６のＲ端子（リセット端子）に接続してあり、コンパ
レータ１３よりハイレベルの信号が出力された時、イン
バータ１９によってローレベルに反転され、この間、３
進カウンタ１６が１０）［ｚ信号をカウントする。仮に
、瞬き（開眼時間）が０．２秒で停止したとすると、こ
の時点でインパーク１９がハイレベルを出力し、３進カ
ウンタ１６にリセットがかかり、カウントアツプしない
。逆に、３進カウンタ１６が０．３秒の瞬きをカウント
すると、５進カウンタ２１にオーバーフロー信号を出力
すると共に、ホールド回路■２２をホールドし、タイマ
２３を駆動させる。つまり、第７図で示すようにホール
ド回路の２２の出力がローになり、このロー信号がタイ
マ２３のリセット端子に入力され、ここからタイマ２３
が時間計測を開始する。５進カウンタ２１は、３進カウ
ンタエ６が０．３秒の瞬きをカウントアツプした時、こ
のオーバーフロー信号を受けて０．３秒継続する瞬き回
数を計数し、この瞬き回数が５回になった時点で、ホー
ルド回路■２４にオーバーフロー信号を出力すると共に
、ホールド回路■２２にリセットをかけ、タイマ２３を
停止させる。また、ホールド回路■２４は、５進カウン
タ２１のオーバーフロー信号を受け、警報用のオア回路
２５を介して警報用のアンド回路１８に出力する。そし
て、タイマ２３が１分以内であれば、つまり５回の瞬き
回数のトータル時間が６０秒以内であれば、警報器１７
はこのホールド回路■２２により３秒間警報を鳴動させ
る（第７図参照）。

制御回路２６は、警報器１７が３秒間鳴動した後、直ち
にリセット信号を出力して全てを初期状態に設定する。

第５図は、この実施例の処理動作を説明するフローチャ
ートである。

電源スィッチがＯＮされると計器が初期化され（ステッ
プ（以下ｒｓＴＪという）２１）、反射センサ１１の発
光素子から眼球に光が投射され、瞬き状態が検出される
（ＳＴ２２）。５Ｔ２３では、瞬きの開眼時間が０．３
秒以上継続する瞬きであるか否かを判定している。つま
り、覚醒度が低下し、長い開眼時間の瞬きをしているか
否かを判定している。仮に、覚醒状態であり、開眼時間
の短い正常な瞬きである場合は、この５Ｔ２３の判定が
ＮＯとなり、瞬き状態の測定が続行される。

しかし、覚醒度が低下し、瞬きの開眼時間が０．３秒以
上の瞬きが検出されると、このＳｒ１３の判定がＹＥＳ
となり、フラグが「１」か否か判定される（Ｓｒ２４）
。この時点では初期化されフラグは「０」であるから、
５Ｔ２４の判定がＮＯとなり、ここでフラグが「１」に
され（Ｓｒ２５）、タイマがスタートする（Ｓｒ２６）
。そして、０゜３秒以上の瞬き回数、１回がカウントさ
れる（Ｓｒ２７）。Ｓｒ１　Ｂでは、現在の瞬き回数が
５回か否かを判定している。今、瞬き回数は１回である
から、この５７２８の判定がＮＯとなり、５Ｔ２２へ戻
り瞬き状態を測定する。そしてＪ今、仮に５回目の瞬き
（０，３秒以上の閉眼瞬き）が５Ｔ２３で検出されたと
すると、この瞬き５回目がカウントされ（Ｓｒ２７）、
５Ｔ２Ｂの判定がＹＥＳとなり、フラグが「０」にセッ
トされる（Ｓｒ２９）。ここにおいて、５回の瞬き回数
に所要したトータル時間が１分以内であるか否かが判定
され（Ｓｒ３０）、仮に１分以内に５回の瞬きが検出さ
れたとすると、このＳｒ１０の判定がＹＥＳとなり、警
報器が３秒間鳴動する（Ｓｒ３１）。

その後、タイマ、瞬き回数及びカウント値をリセットし
くＳｒ１２）、５Ｔ２２へ戻り再び瞬き状態の測定に入
る。

（へ）発明の効果 この発明では、以上のように、覚醒度が低下した時に発
生する開眼時間の長い瞬き回数を計数し、この瞬き回数
が所定回数になった時点で所定回数に至る所要時間が一
定時間内であるか否かを判定し、居眠り状態か否かを決
定することとしたから、覚・醒度が低下し、開眼時間の
長い瞬きが所定時間内に所定回数検出された時点で、居
眠り警報を鳴動させることができ、完全な居眠り状態に
陥る前の段階で、居眠り状態を報知し得る。

従って、従来のように、被検査者が完全な居眠り状態に
入った直後に、報知する方式に比較して、居眠り報知効
果が裔く、覚醒状態を保持させる居眠り検出器の本来の
目的が達成される等、発明目的を達成した優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例居眠り検出器の処理動作を示すフロー
チャート、第２図は、実施例居眠り検出器の回路構成例
を示すブロック図、第３図は、実施例居眠り検出器によ
り居眠り状態を検出する波形図、第４図は、実施例居眠
り検出器により開眼時間の長い瞬き回数を記憶する説明
図、第５図は、他の実施例居眠り検出器の処理動作を示
すフローチャート、第６図は、他の実施例居眠り検出器
の回路構成例を示すブロック図、第７図は、他の実施例
居眠り検出器により居眠り状態を検出するタイムチャー
ト、第８図（八）は、従来の居眠り検出器の回路構成例
を示すブロック図、第８図（Ｂ）は、従来の居眠り検出
器による居眠り状態を検出する波形図、第８図（Ｃ）は
、従来の居眠り検出器の処理動作を示すフローチャート
である。 １：反射センサ、　　　２：増幅器、 ３：コンパレータ、　　４：ｃＰＵ。 ５：警報器、　　　　６：メモリ。 特許出願人　　　　　　　立石電機株式会社代理人　　
　弁理士　　　中　村　茂　信第２図 第３図 ｋＯＮ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）瞬きを検出する瞬き検出手段と、この瞬き検出手
   段により検出された瞬きのうち、所定長さの開眼時間を
   もつ瞬きを検出する覚醒度低下検出手段と、この覚醒度
   低下検出手段により検出された瞬き回数を算出する瞬き
   回数算出手段と、この瞬き回数算出手段により算出され
   た瞬き回数が所定回数に到達したか否かを判定する回数
   判定手段と、前記瞬き回数が所定回数に至る所要時間を
   算出する時間算出手段と、この時間算出手段により出力
   された所要時間が所定時間以内である時、居眠り状態で
   あると決定する居眠り決定手段とから成る居眠り検出器
   。