ちらつき知覚閾値の測定装置、測定方法及び測定プログラム
【課題】短時間にちらつきの知覚閾値を測定可能な測定装置、測定方法及び測定プログラムを提供する。
【解決手段】測定方法は、一定の周波数で、コントラストを開始値Ａｉから傾きｃｉで変化させて点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者がちらつきを知覚して操作部を操作したときのコントラストの値を仮の閾値Ｒｉとして決定する処理を、複数回繰返すステップと、傾きｃｉ及び所定時間ＴＢの積に仮の閾値Ｒｉを加算した値を、次回の測定期間における開始値Ａｉ＋１として決定するステップと、開始値Ａｉ＋１及び直前の測定期間において使用された傾きｃｉよりも小さい傾きｃｉ＋１を使用して点滅刺激を提示するステップと、得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含む。これにより、従来よりも短い時間でちらつきの知覚閾値を測定することができる。
【解決手段】測定方法は、一定の周波数で、コントラストを開始値Ａｉから傾きｃｉで変化させて点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者がちらつきを知覚して操作部を操作したときのコントラストの値を仮の閾値Ｒｉとして決定する処理を、複数回繰返すステップと、傾きｃｉ及び所定時間ＴＢの積に仮の閾値Ｒｉを加算した値を、次回の測定期間における開始値Ａｉ＋１として決定するステップと、開始値Ａｉ＋１及び直前の測定期間において使用された傾きｃｉよりも小さい傾きｃｉ＋１を使用して点滅刺激を提示するステップと、得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含む。これにより、従来よりも短い時間でちらつきの知覚閾値を測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点滅する刺激に対して人がちらつきを知覚し始める又は知覚しなくなる閾値（以下、ちらつき知覚閾値ともいう）の測定に関し、特に短時間で閾値を測定することができる、ちらつき知覚閾値の測定装置、測定方法及び測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代はストレス社会と言われており、日常生活の中で使える疲労の客観的計測及び評価方法が強く要求されている。従来、人が点滅する光源を見る際の「ちらつき」（フリッカー）の知覚が疲労度により変化する現象、とくに「ちらつき」を知覚することができる境界の点滅周波数（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｉｃｋｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＣＦＦ）が疲労度の増大とともに低下する現象を用いて、疲れの定量的な評価（フリッカー検査）が行なわれている。フリッカー検査では、点滅する光の点滅周波数を時間的に変化（単調に増大又は減少）させて被験者に提示し、点滅が見えない状態から見える状態に変化したとき、又は、点滅が見る状態から見えない状態に変化したときに、被験者にボタン押し等の反応をさせることにより周波数を測定する。フリッカー検査を用いた疲労度の定量的評価は、とくに産業衛生分野で幅広く用いられている。しかし、ＬＥＤ等を装備した専用装置が必要であり、誰もが日常的に手軽に実施することはできなかった。
【０００３】
これに対して本願発明者は、フリッカー検査と同じちらつき知覚原理に基づく精神的疲労度検査を、液晶ディスプレイ及びＣＲＴ等のリフレッシュレートが固定された画像提示装置を用いて行なうことを可能にする技術を開発した（下記特許文献１参照）。この技術では、従来のフリッカー検査で用いられている点滅光の点滅周波数を変化させる代わりに、点滅光のコントラストを変化させることにより、フリッカー知覚を生じさせる。これにより、携帯電話等の携帯端末装置、パーソナルコンピュータ等を用いて、日常的に簡易に精神的疲労の計測が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８８８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフリッカー測定装置では、点滅が見えない状態から見える状態に移行する点を閾値として測定する場合、通常、どのような被験者にも対応できるように、固定した同じ開始点から測定を開始する。したがって、複数回（通常５回）計測を行なう場合、計測に長時間を要する問題がる。この点は、上記特許文献１に開示されたコントラスを用いる方法においても同じである。例えば、図１に示すように、明らかに人が点滅を知覚できない固定した周波数ｆｓから測定を開始する。時間ｔ１〜ｔ５において被験者がちらつきを知覚し、そのときの点滅周波数がｆ１〜ｆ５である。ちらつき知覚閾値は、例えば、得られた測定値ｆ１〜ｆ５の平均値として求められる。
【０００６】
また、従来のフリッカー検査では、ちらつきの知覚を被験者の主観的な報告のみに頼っているため、本当にちらつきを知覚していたのかどうか判定することができない。即ち、客観的なちらつき知覚閥値の測定が難しいという問題がある。通常、点滅光の周波数を高周波数から低周波数に向けて一定の割合で変化させて測定するため、数回のフリッカー検査後には、被験者はボタンを押すタイミングを調整し、恣意的に検査結果を操作することが可能であった。また、ちらつき知覚に明確な正答／誤答の基準がなく、被験者の反応のタイミング（ボタン押下のタイミング）が恣意的になりやすいため、検査結果のばらつきが大きかった。さらに、被験者がちらつきを明らかに知覚できない周波数の刺激を長く見続ける傾向があるため、検査時間が長い上、検査結果がより疲労していないことを示す可能性があった。
【０００７】
したがって、本発明は、ちらつき知覚閾値を従来よりも短時間に測定できる測定装置、測定方法及び測定プログラムを提供することを目的とする。また、本発明は、測定時間の短縮と共に、ちらつき知覚閾値を客観的且つ正確に測定できる測定装置、測定方法及び測定プログラムを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、下記によって達成することができる。
【０００９】
即ち、本発明に係るちらつき知覚閾値の測定方法は、被験者に点滅刺激を提示してこの被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返すステップと、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値として決定する開始値決定ステップと、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含み、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【００１０】
好ましくは、被験者のちらつき知覚閾値を測定する場合、最初の測定期間における他方の開始値として、この被験者に対する前回の測定によって得られたちらつき知覚閾値を、他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値を使用し、他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値を使用してもよい。
【００１１】
より好ましくは、一方は周波数であり、他方は輝度差であり、点滅刺激は、異なる２つの輝度を有する領域を交互に一定の周波数で同じ位置に提示することによって生じる刺激であり、ちらつき知覚閾値の測定方法は、２つの輝度のうちの高い方の輝度を一定にし、低い方の輝度を変化させることによって輝度差を変化させる。
【００１２】
さらに好ましくは、異なる２つの輝度を有する領域は、それぞれ２つの画像上の特定領域であり、２つの画像は、同じパターンで複数の領域に区画され、特定領域は、測定毎にランダムに決定された複数の領域のうちの１つの領域であり、被験者による操作部の操作は、複数の領域のうちの１つの領域を特定領域として選択する操作であり、１回の測定における被験者による選択が正しい場合、開始値決定ステップを実行し、且つ、この測定で使用された傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用し、１回の測定における被験者による選択が正しくない場合、開始値決定ステップを実行せず、且つ、この測定で使用された開始値及び傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【００１３】
本発明に係る別のちらつき知覚閾値の測定方法は、被験者に点滅刺激を提示してこの被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返すステップとを含み、開始値は、複数回の測定の前に被験者に対して行なわれた測定によって得られたちらつき知覚閾値を、他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値であり、他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値である。
【００１４】
本発明に係るちらつき知覚閾値の測定装置は、被験者に点滅刺激を表示する表示部と操作部とを備えたちらつき知覚閾値の測定装置であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に応じて変化させて、点滅刺激を表示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を、１回の測定として、測定を複数回繰返し、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用し、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値とし、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定する。
【００１５】
本発明に係るちらつき知覚閾値の測定プログラムは、操作部及び表示部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、輝度差及び周波数のうちの一方を一定の値にし、他方を開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、表示部に点滅刺激を表示する機能と、点滅刺激を表示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返す機能と、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値として決定する機能と、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定する機能とを実現させ、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、繰返し測定において、測定条件（開始点、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定するので、ちらつき知覚閾値を、従来よりも短時間に且つ精度よく測定することができる。また、正誤を判定できる画像パターンを被験者に提示することによって、測定時間の短縮に加えて、客観的且つ正確にちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００１７】
また、測定開始点を、被験者の過去の測定結果に応じて設定することによって、ちらつき知覚閾値を従来よりも短時間に測定することができる。
【００１８】
実験の結果、従来のフリッカー検査では３〜４分間かかる測定時間を、本発明により測定条件を適応的に設定することによって、約４０秒間に短縮することができた。
【００１９】
これにより、誰もが日常的に手軽に精神的疲労を測定することができ、測定結果をより客観的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のちらつき知覚閾値の測定における点滅条件の変化を示すグラフである。
【図２】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定装置の構成の概要を示すブロック図である。
【図３】ちらつき知覚閾値の測定に使用する２枚の画像を示す図である。
【図４】コントラストを変化させる方法を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定方法における点滅条件の変化を示すグラフである。
【図６】被験者に提示する画像の時間変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定方法を実現するためのプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】ちらつき知覚閾値の測定時間に関する実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明のちらつき知覚閾値の測定方法による測定値と、従来のフリッカー検査値との相関性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図２を参照して、本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定装置１００は、演算処理部（以下、ＣＰＵと記す）１０２、読出専用メモリ（以下、ＲＯＭと記す）１０４、書換可能メモリ（以下、ＲＡＭと記す）１０６、記録部１０８、タイマ１１０、インターフェイス部（以下、ＩＦ部と記す）１１２、バス１１４、表示部１１６、及び操作部１１８を備えている。ＣＰＵ１０２は、測定装置１００全体を制御する。ＲＯＭ１０４は不揮発性の記憶装置であり、測定装置１００の動作を制御するためのプログラム及びデータが記憶されている。ＲＡＭ１０６は、揮発性の記憶装置である。記録部１０８は、通電が遮断された場合にもデータを保持する不揮発性記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等である。ＣＰＵ１０２は、バス１１４を介してＲＯＭ１０４からプログラムをＲＡＭ１０６上に読出して、ＲＡＭ１０６の一部を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１０２は、プログラムにしたがって測定装置１００を構成する各部の制御を行なう。
【００２３】
タイマ１１０は、内部クロックを用いて時刻情報を出力する。ＩＦ部１１２は、ＣＰＵ１０２と表示部１１６及び操作部１１８とのインターフェイスである。バス１１４には、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６、記録部１０８、タイマ１１０、及びＩＦ部１１２が接続されている。各部間のデータ（制御情報を含む）交換は、バス１１４を介して行なわれる。
【００２４】
表示部１１６は、画像を表示するための表示パネル（液晶パネル等）及びそれを駆動するための駆動部を備えている。表示部１１６は、ＩＦ部１１２を介して伝送される画像データを、所定のリフレッシュレートで表示する。ＩＦ部１１２と表示部１１６との間で伝送される画像信号の様式（仕様）に応じてＩＦ部１１２及び駆動部が設計されていれば、画像信号はデジタルであってもアナログであってもよい。操作部１１８は、キー、パッド等を備えており、被験者は操作部１１８を操作して測定装置１００に対し指示を行なう。
【００２５】
測定装置１００として、例えば公知のコンピュータや携帯端末装置（携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等)を使用することができる。
【００２６】
測定装置１００の動作の概要を説明すると、次の通りである。ＣＰＵ１０２は、２つの画像データを所定の周期で交互に、ＩＦ部１１２を介して表示部１１６に伝送する。表示部１１６は、受信した画像データを、所定のリフレッシュレート（例えば６０Ｈｚ）で表示し、被験者に提示する。
【００２７】
２つの画像は、同じパターンにより区画された複数の領域を含み、そのうちの特定領域において相互に輝度が異なり、残りの領域において輝度が同じである多階調の白黒画像である。図３において、第１画像２００と第２画像２１０とは、何れも同じパターン（扇型）で複数の領域に区画されている。相互に対応する領域は、特定領域２０２、２１２を除いて同じ輝度である。例えば、第１画像２００の特定領域２０２は高輝度であり、第２画像２１０の特定領域２１２は低輝度であり、斜線を引いた扇型領域２０４〜２０８、２１４〜２１８は、特定領域２０２、２１２の輝度値の平均値である。背景領域の輝度値は、例えば０である。第１画像２００及び第２画像２１０の各々は、リフレッシュレートの周期（例えば６０Ｈｚの場合、１／６０＝約１６．７ｍｓｅｃ）の２倍の周期（１／３０＝約３３．３ｍｓｅｃ）で表示部１１６に表示される。したがって、ＣＰＵ１０２から表示部１１６に所定のタイミング（点滅周波数）で画像データを伝送すれば、特定領域が点滅する画像を、被験者に提示することができる。この点滅を知覚できるか否かは、点滅周波数及び特定領域の輝度差に依存する。
【００２８】
さらに、ＣＰＵ１０２は、表示部１１６に伝送する２つの画像データを時間と共に変化させ、表示部１１６に表示される画像において、特定領域の輝度差を時間と共に変化させる。例えば、図３に示した第１画像２００及び第２画像２１０における特定領域２０２、２１２の輝度差ΔＬが、時間と共に一定の比率で増大又は減少する２つの画像データを、上記と同様に表示部１１６に伝送する。
【００２９】
例えば、図４に示したように、第１画像２００の特定領域２０２の輝度を最大輝度（Ｌｏｎ）にしたまま、第２画像２１０の特定領域２１２の輝度を、最大輝度Ｌｏｎ０（＝Ｌｏｎ）から０まで、Ｌｏｆｆ１、・・・、Ｌｏｆｆｉ、・・・、Ｌｏｆｆｎ＝０と、一定の比率で減少させる。図４は、ｔ＝０〜Ｔ１の期間で、線形にｎ階調（例えば、ｎ＝２５６）変化させる場合を示す。図４において、時間軸に沿って交互に付した数字“１”及び“２”は、それぞれ第１画像２００及び第２画像２１０が表示されている期間を表す。第１画像２００の特定領域２０２の輝度値が第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値よりも高いので、画像の点滅表示となる。
【００３０】
なお、図４では、Ｔ０の間、１つの輝度差ΔＬｉで第１画像２００及び第２画像２１０が繰返して（２回）表示される場合を示しているが、変化が急激な場合には、１つの輝度差ΔＬｉで第１画像２００及び第２画像２１０は１回だけ表示される。また、デジタル画像の場合には輝度は離散的な値（階調）であるので、表示する画像の輝度差も連続する値にならない場合がある。その場合には、第２画像２１０の特定領域の輝度値には、最も近い整数値（階調値）を用いる。例えば、表示部１１６のリフレッシュレートが６０Ｈｚであり、ΔＴが約３３ｍｓ（１／３０）である場合、輝度変化の傾きが、約３３ｍｓで１階調変化させるときの傾きよりもゆるやかな場合、同じ第２画像２１０が複数回表示される。また、輝度変化の傾きが、約３３ｍｓで１階調変化させるときの傾きよりも急な場合、第２画像２１０の特定領域２１２の輝度を表す階調値は、連続する整数値にならず、とびとびの値（使用されない階調値がある）になる。
【００３１】
被験者は、表示部１１６の表示画面に提示された画像を観察し、画像の一部の領域にちらつきが生じ始めた又はちらつきが無くなったと知覚したときに、その領域を、操作部１１８を操作して指定する。例えば、４つの領域に異なる４つのキーを割り当てておき、何れかのキーを被験者に押させる。この操作情報（データ）は、ＩＦ部１１２を介してＣＰＵ１０２に伝送され、ＣＰＵ１０２は受信したデータをＲＡＭ１０６又は記録部１０８に記憶する。ＣＰＵ１０２は、被験者の操作の正／誤、即ち被験者が指定した領域が、交互に表示されている２つの画像において輝度差を有する特定領域であるか否かを判定する。
【００３２】
被験者が正しく特定領域を指定できなかった場合、条件（特定領域の位置、輝度差の変化の開始値及び傾き）を変更せずに同様の測定を行なう。被験者が正しくちらつき領域を指定できた場合、次の測定は条件を変更して行なう。特定領域の位置を変更し、例えば、図３の第１画像２００及び第２画像２１０において上側の扇型領域２０４、２１４を特定領域とした画像データを使用する。特定領域の位置は、ランダムに変更するのが望ましい。さらに、特定領域の測定開始時の輝度差を変更し、且つ、より緩やかな比率で輝度差を変化させる。
【００３３】
このように、測定装置１００は、被験者に提示する画像の特定領域（輝度差を設ける領域）の位置を不規則に変化させ、特定領域の輝度差を変化させる比率を、被験者がちらつきを正しく知覚できたか否かに応じて適応的に変化させる。
【００３４】
図５〜図７を参照して、測定装置１００用いたちらつき知覚閾値の測定についてより詳細に説明する。
【００３５】
図５を参照して、ＣＰＵ１０２は、各測定期間（第１期間〜第ｉ＋１期間）において、第２画像２１０の特定領域のコントラスト（縦軸）を線形に減少させる。ここで、コントラストは、第１画像２００の特定領域２０２の輝度値に対する第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値の比率（図４を参照すれば、Ｌｏｆｆｉ／Ｌｏｎ）である。したがって、第２画像２１０の特定領域２１２のコントラストを変化させることは、上記した第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値Ｌｏｆｆｉを変化させることに相当する。また、Ｌｏｎが一定であるので、コントラストを変化させることは、輝度差を変化させることに相当する。即ち、輝度差を線形に増大させることは、コントラストを線形に減少させることに等しく、輝度差を線形に減少させることは、コントラストを線形に増大させることに等しい。なお、第１画像２００の特定領域２０２の輝度値が一定の値であるので、このコントラストは正規化されたコントラストと言える。
【００３６】
各期間において、最初の第２画像２１０の特定領域のコントラストＡｉ（以下、開始値ともいう）を、時間と共に減少させ、且つ、第２画像２１０の特定領域のコントラストを変化させる比率ｃｉ（グラフの傾き）を、時間の経過に伴って減少させる。具体的には、第ｉ＋１期間において測定を開始するコントラストＡｉ＋１は、Ａｉ＋１＝Ｒｉ＋Δｃｉ、Δｃｉ＝ＴＢ×ｃｉ によって設定される。ここで、Ｒｉは、第ｉ期間において被験者が特定領域を指定したとき（例えば所定のキーを押したとき）の第２画像２１０の特定領域のコントラストである。ＴＢは、次の測定の開始値を定めるための一定の時間である。即ち、常に時間ＴＢだけ戻って開始値を定め、前の測定で使用したコントラストを重複して用いて測定を行なう。重複時間ＴＢ及び傾きｃｉは予め設定される。
【００３７】
各期間において、表示される２枚の画像における特定領域の位置は、上記したようにランダムに決定される。したがって、例えば、図６に示すように画像が表示される。図６に示した画像は、各期間において、時間経過に伴って左から右に順次表示される。第１期間においては特定領域が右の扇形領域であり、第２期間においては特定領域が左の扇形領域であり、第ｉ期間においては特定領域が上の扇形領域である、というように特定領域が変化する２つの画像データを使用する。
【００３８】
以下、ちらつき知覚閾値の測定方法を実現するためのプログラムの制御構造について説明する。以下において、画素の輝度は階調によって表されるとする。例えば、画素が２５６階調（８ｂｉｔ）で表される場合、最大輝度は階調値“２５５”で表され、最小輝度は階調値“０”で表される。
【００３９】
図７を参照して、ステップ３００において、ＣＰＵ１０２は初期設定を行なう。具体的には、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４又は記録部１０８に記憶されている第１期間における開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、及び、第１〜第Ｎ期間の各期間における傾きｃｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を読出す。複数のｃｉはベクトルとして管理される。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４又は記録部１０８に記憶されている、操作部１１８と画像の区画領域との対応関係の情報（例えば、４つの扇形領域に対応する４つのキーの情報）を読出す。
【００４０】
ステップ３０２において、ＣＰＵ１０２は点滅条件を決定する。即ち、ＣＰＵ１０２は、第ｉ期間の傾きとして、ステップ３００で読出したｃｉを設定し、この値を用いて同じコントラストで画像を表示する時間Ｔ０（図４参照）を計算する。ステップ３０２が最初に実行される場合、Ｃ１が使用される。上記したように、デジタル画像を使用する場合、傾きと階調数との関係で、同じ画像を繰返し表示する場合がある。傾きｃｉは単位時間当たりに変化させるコントラストである。コントラスト“１”が階調の最大値Ｇｍａｘに対応し、コントラスト“０”が最小値Ｇｍｉｎ＝０に対応する。したがって、１秒間に変化する階調数は、ｃｉ×（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）＝ｃｉ×Ｇｍａｘ であり、１階調変化させた画像を表示する時間Ｔ０は、Ｔ０＝１／（ｃｉ×Ｇｍａｘ） となる。
【００４１】
ステップ３０４において、ＣＰＵ１０２は乱数を発生させて、コントラストを変化させる特定領域の位置を決定し、この位置情報をＲＡＭ１０６に記憶する。例えば、図３、図６に示す画像の場合、４つの扇形領域から、特定領域を１つ決定する。乱数を発生する方法には、任意の公知技術（ソフトウェアを用いた擬似乱数を発生する方法、熱雑音を用いる方法等）を使用すればよい。また、乱数を４つの扇形領域に対応させる方法も任意である。例えば、整数の乱数を発生させ、その４の剰余（０、１、２、３）を４つの扇形領域に対応させてもよい。
【００４２】
ステップ３０６において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３０２及びステップ３０４で決定された条件、及び、開始値Ａｉ、重複時間ＴＢを用いて、第ｉ期間において最初に点滅表示する２つの画像データを生成する。また、ＣＰＵ１０２は、現在時刻をタイマ１１０から取得して、ＲＡＭ１０６に記憶する。一方の画像（図３の第１画像２００に対応）において、特定領域の輝度は最大輝度Ｌｏｎ＝Ｇｍａｘであり、他方の画像（図３の第２画像２１０に対応）において、特定領域の輝度は、Ｌｏｎ×Ａｉ である。他の３つの扇形領域の輝度値は、それらの平均値、即ち、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ）／２ である。
【００４３】
ステップ３０８において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３０６において生成した２つの画像データを、ＩＦ部１１２を介して表示部１１６に伝送する。具体的には、特定領域の輝度値が高い画像を伝送し、ΔＴ／２ 後に特定領域の輝度が低い画像データを伝送し、その後これを繰返す。ΔＴ／２は、点滅周期の１／２であり、表示部１１６のリフレッシュ周期（固定されたリフレッシュレートの逆数）以上の時間である。
【００４４】
ステップ３１０において、ＣＰＵ１０２は、操作部１１８が操作されたか否かを判定する。操作されたと判定された場合、受信した操作情報をＲＡＭ１０６に記憶し、ステップ３１６に移行する。操作されていないと判定された場合、ステップ３１２に移行する。
【００４５】
ステップ３１２において、ＣＰＵ１０２は、タイマ１１０から現在時刻を取得し、ステップ３０６でＲＡＭ１０６に記憶した時刻から所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したと判定された場合ステップ３１４に移行する。所定時間が経過していないと判定された場合、ステップ３１０に戻る。これによって、時間Ｔ０の間、同じコントラスト差の２つの画像を交互に表示して、操作部１１８が操作されるのを待つ。
【００４６】
操作部１１８が操作されない場合、ステップ３１４において、新たに画像を生成すべきか否かを判定する。上記したように、被験者が操作しなければ、第２画像２１０の特定領域のコントラストを減少させる。被験者が操作しないまま、その値が０になった場合、それ以上コントラストを減少させることができないので、再度、同じ条件で、ステップ３０８〜３１２を繰返す。
【００４７】
ステップ３１６において、ＣＰＵ１０２は、次の画像ペアを生成する。具体的には、次に生成する第２画像２１０の特定領域の輝度を決定する。第ｉ期間においては、第２画像２１０の特定領域のコントラストは最初の値が開始値Ａｉであり、傾きｃｉで線形に減少するので、各測定期間の開始からｔ秒後のコントラストは、Ａｉ−ｃｉ×ｔ である。ステップ３１６は、時間Ｔ０毎に実行される。第２画像２１０の特定領域の輝度は、Ｌｏｎ×（Ａｉ−ｃｉ×ｔ）となる。この値を用いて、ステップ３０６と同様に第１画像データ及び第２画像データを生成する。第１画像２００においては、特定領域の輝度はＬｏｎで変わらないが、それ以外の扇型領域の輝度（中間値）は、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ−ｃｉ×ｔ）／２ に変更される。第２画像２１０においては、特定領域の輝度が、Ｌｏｎ×（Ａｉ−ｃｉ×ｔ） に変更され、それ以外の扇型領域の輝度は、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ−ｃｉ×ｔ）／２ に変更される。その後、処理はステップ３０８に戻り、ＣＰＵ１０２は、新たに生成した２つの画像データを表示部１１６に交互に伝送し、ステップ３１０〜３１４の処理が繰返される。
【００４８】
ステップ３１８において、ＣＰＵ１０２は、被験者が回答したちらつき領域が正しいか否か、即ち、被験者が操作部１１８を操作して指定した領域が特定領域であるか否かを判定する。具体的には、ステップ３０４でＲＡＭ１０６に記憶された位置情報と、ステップ３１０でＲＡＭ１０６に記憶された操作情報とが一致するか否かを判定する。正しかった場合（一致する場合）、ステップ３２０に移行する。正しくなかった場合（一致しない場合）、処理はステップ３０８に戻り、ＣＰＵ１０２は再度、同じ２つの画像データを表示部１１６に伝送し、ステップ３１０〜３１４の処理が繰返される。
【００４９】
ステップ３２０において、ＣＰＵ１０２は、最後に表示部１１６に伝送した第２画像２１０の特定領域のコントラストをＲＡＭ１０６に記憶し、それまでにステップ３２０が実行されてＲＡＭ１０６に記憶されたコントラストと合わせて、収束したか否かを判定する。収束性の判定は任意の方法で行なえばよい。例えば、ＣＰＵ１０２は、連続して複数回（例えば２回）記憶されたコントラストの差が、所定値以下である場合に収束したと判定することができる。収束したと判定された場合、最後にＲＡＭ１０６に記憶したコントラストをちらつき知覚閾値として記録部１０８に記憶して、処理を終了する。収束していないと判定された場合、ステップ３２２に移行する。
【００５０】
ステップ３２２において、ＣＰＵ１０２は、点滅条件を変更する。具体的には、次に実行する測定期間が第ｉ＋１期間である場合、開始値Ａｉ＋１を、Ａｉ＋１＝Ｒｉ＋Δｃｉ によって計算する。ここで、Ｒｉは、直前の測定期間（第ｉ期間）においてステップ３２０でＲＡＭ１０６に記憶されたコントラスト（第２画像２１０の特定領域のコントラスト）である。Δｃｉは、重複時間ＴＢ、直前の第ｉ期間においてコントラストを線形に変化させるときの傾きｃｉを用いて、Δｃｉ＝ＴＢ×ｃｉ によって計算される。
【００５１】
その後、処理はステップ３０４に戻り、ステップ３２２で設定された条件（開始値Ａｉ＋１）が使用されて、ステップ３０２〜３２０の処理が実行される。
【００５２】
以上により、測定条件（特定領域の位置、開始値、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定し、繰返し測定を行なうことができる。これによって、被験者のちらつき知覚閾値（ちらつきを知覚し始めた時に表示されていた第２画像２１０の特定領域２１２のコントラスト）を、各測定期間において同じコントラストから測定を開始し、同じ傾きでコントラストを変化させる場合よりも、短時間で測定することができる。また、被験者の回答の正誤を判定することによって、被験者の恣意性を排除することができ、客観的に且つ正確なちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５３】
したがって、予め、被験者が疲労していない状態で、上記したようにちらつき知覚閥値を測定して記録し、その後、同じ被験者について同様に測定して得られたちらつき知覚聞値を、疲労していない状態のちらつき知覚聞値と比較することにより、被験者が精神的に疲労しているか否かを判定することができる。
【００５４】
全測定の最初の開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、及び、各期間における傾きｃｉは、表示部１１６のリフレッシュレート等を考慮して適宜設定することができる。好ましくは、最初の開始値Ａ１は、１であり、重複時間ＴＢは、５〜８ｓ（秒）である。また、好ましくは、傾きｃｉは、０．００４〜０．０２ｓ−１である。開始値Ａ１は、１より小さい値であってもよい。
【００５５】
これらの値は、被験者に応じて設定してもよい。例えば、同じ被験者については、前回の測定結果を用いて決定することができる。
【００５６】
上記では、各測定期間においてコントラストを線形に減少させる場合を説明したが、コントラストを線形に増大させてもよい。その場合、各測定期間における開始値Ａｉは、傾きｃｉを負の値に設定して、上記の式を用いて計算すればよい。また、表示する第１画像においては、区画された全領域の輝度を最大輝度に設定する。第２画像においては、特定領域以外の領域の輝度を最小の輝度（最小のコントラスト）に設定し、特定領域の輝度（コントラスト）を最小の輝度（最小のコントラスト）から線形に増大させる。このようにすると、最初、被験者が全領域でちらつきを知覚している状態であり、第２画像の特定領域の輝度が増大すると、被験者は特定領域のちらつきを知覚できない状態になる。このとき、被験者は、特定領域以外の領域ではちらつきを知覚している。したがって、特定領域をランダムに変更すれば、上記と同様に、短時間に、被験者の恣意性を排除して正確にちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５７】
また、正誤を判定するために表示する画像は、図３に示した４つの領域に区画された画像に限定されず、少なくとも２つ以上の領域に区画された画像であればよい。例えば、７つの領域に区画されたセブンセグメント（７つの微小領域のＯＮ／ＯＦＦによって０〜９の数字を表示する）の画像であってもよい。
【００５８】
また、正誤を判定するために表示する画像は、複数の領域に区画された画像でなくてもよい。例えば、一様な背景に、１桁の数字（０〜９）又はアルファベット（Ａ〜Ｚ）のうち何れか１つの文字を表示した２つの画像を用いることができる。この場合、第２画像における文字領域を特定領域として輝度を変化させる。輝度差が小さいと、被験者は文字を認識できない。文字領域の輝度差が減少すると、被験者はちらつきを知覚し、文字を認識することができるようになる。被験者が文字を認識し、対応する数字キー又はアルファベットキーを正しく押したか否かを判定することにより、同様に被験者のちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５９】
また、上記では、画像データをＣＰＵ１０２がリアルタイムに生成する場合を説明したが、これに限定されない。条件（階調数、開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、傾きｃｉ等）の組合せに応じて、可能なパターンの画像データを生成しておき、その一部又は全部を、各画像を特定する情報と対応させて記録部１０８に記憶しておき、適宜、画像を特定する情報を参照して該当する画像データを読出してもよい。
【００６０】
また、２つの画像において、２つの特定領域以外の領域の輝度が、２つの特定領域の平均値である場合を説明したが、これに限定されない。特定領域以外の領域の輝度は、第１画像の特定領域の輝度値と、第２画像の特定領域の輝度値との間の一定値であればよい。
【００６１】
上記では、リフレッシュレートが一定に固定された表示装置を用いて、ちらつき知覚閾値を測定する場合に、測定時間を短縮可能な適応的方法を説明したが、本適応的方法は、従来のフリッカー検査と同様に点滅周波数を変化させてＣＦＦを測定する方法にも適用することができる。従来のフリッカー検査においては、図１に示したように、開始点（開始周波数ｆｓ）から、時間経過に応じて周波数を減少させ、被験者が点滅を知覚できたときの周波数を閾値として決定する。通常、測定開始周波数ｆｓは、どのような被験者にも対応できるように、余裕を持たせて十分に高い値が設定されている。したがって、複数回（例えば、５回）計測を行なう場合、長い時間を要していた。これに対して、測定時間を短縮するために、点滅周波数を変化させて刺激を提示する場合、例えば、図５において縦軸を周波数に置き換えて、同様に測定すればよい。即ち、各測定期間における開始値Ａｉを測定開始周波数とし、傾きｃｉを単位時間当たりの周波数変化量とし、適宜設定された重複時間ＴＢを用いれば、被験者の恣意性を排除することはできないが、同じ開始周波数及び同じ傾きで測定する場合よりも、短い時間でＣＦＦを測定することができる。
【００６２】
上記では、測定時間を短縮するために、各測定期間における測定開始値及び傾きを適応的に決定する場合を説明したが、測定開始値を適切に設定するだけでも測定時間を短縮することができる。上記したように、従来のフリッカー検査においては、測定開始周波数は、どのような被験者にも対応できるように、余裕を持たせて十分に高い値が設定されている。一方、特定の個人に関して測定する場合、必要以上に高い周波数から測定を開始する必要は無く、個人のコンディションにより閾値が変動する振れ幅と、測定自体における閾値の変動の振れ幅とをカバーできる範囲で測定できればよい。一例として、ある被験者の前回の測定値がｆｊであった場合、その値より１０％以上変動することはまれである。したがって、過去の測定値結果を記録しておき、開始測定周波数ｆｊ＋１を、前回の測定値ｆｊを用いてｆｊ＋１＝ｆｊ＋０．１×ｆｊ と設定する。係数０．１は、測定精度が維持される範囲で、減少させることができる。これによって、測定時間を短縮することができる。
【００６３】
同様に、特定の被験者に関してコントラストを変化させて測定する場合に、第１測定期間における開始値Ａ１を、前回の測定結果（ちらつき知覚閾値）Ｒを用いて、Ａ１＝Ｒ＋０．１×Ｒ と設定すれば、測定時間をより短くすることができる。
【００６４】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【実施例１】
【００６５】
以下に実験結果を示し、本発明の有効性を示す。
【００６６】
本発明のちらつき知覚閾値の測定方法（以下、高速ちらつき知覚閾値検査法ともいう）、即ち、測定条件（開始点、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定して測定する方法と、測定条件を変更せずに測定する方法とを用いて、同一の被験者に対してちらつき知覚閾値を測定した。何れの方法においても、被験者に、図３に示したような４つの領域に区分された図形を、コントラストを変化させながら提示し、４つの領域から１つの点滅領域（点滅領域の位置は、繰返し測定毎にランダムに変更）を選択させる４択フリッカー検査を行なった。それぞれの方法で１０回検査した。それぞれの方法において検査に要した時間（開始から測定値が収束するまでの時間）の平均値を図８に示す。左側の棒グラフは、測定条件を変更せずに測定した場合、右側の棒グラフは、測定条件を適応的に変更して測定した場合の結果である。それぞれ、平均値からのばらつきをエラーバーで示している。検定のｐ値が０．０００１６と非常に小さいことから、測定結果は有意である。
【００６７】
具体的な平均値は、測定条件を変更しない場合６６．５±１６．２秒、測定条件を適応的に変更した場合３８．４±５．９秒であった。このように、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法によれば、約４０秒の短時間でちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００６８】
従来の周波数を変化させるフリッカー検査では測定に３〜４分間かかる。測定条件を変更しない場合でも、コントラストを変化させる４択フリッカー検査によって、１分間程度に測定時間を短縮できた。日常的な簡易疲労計測方法として実用化するには、より短時間で測定できることが望ましい。この点に関して、さらに短時間で測定することができる本発明の測定方法が有効である。
【実施例２】
【００６９】
また、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法で計測されるちらつき知覚閾値が、従来のフリッカー検査値と高い相関を持つことを以下に示す。
【００７０】
被験者に第１日目の午後４時（１６:００）から第２日目の午前７時（７:００）まで、終夜の事務作業勤務を行なってもらい、その間の被験者の疲労状態を、３時間おきに従来のフリッカー検査法と、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法で計測した。また、被験者が終夜事務作業勤務終了後４時間の睡眠をとった後、被験者の疲労の回復状態を評価するために、第２日目の午後２時（１４:００）に両検査法で計測した。図９の上段のグラフは、両検査法により計測された疲労計測値の時間推移を示し、図９の下段のグラフは、両計測法で計測された疲労計測値の間の相関解析結果を示している。
【００７１】
図９において、Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｆｌｉｃｋｅｒは、従来のフリッカー検査法による計測値を表し、Ｆａｓｔ Ｆｌｉｃｋｅｒは、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値を表す。縦軸は、実験開始時の測定で正規化したちらつき知覚閾値（各回の計測値を、実験開始時の計測値で除算して得られた値）である。
【００７２】
図９の上段のグラフから、何れの方法でも、未明から朝にかけて、終夜勤務による精神的疲労が経時的に蓄積し、睡眠によって回復する状況を計測できていることが分かる。また、下段のグラフ（散布図）から、相関係数Ｒが０．９５６と１に近い値であり、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値が、従来広く用いられてきたフリッカー検査値と高い正の相関性を持つことが分かる。図９の下段のグラフの直線は、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値をｙ、従来のフリッカー検査法による計測値をｘとした場合、ｙ＝１．５８８ｘ−０．５８９ の直線である。なお、ｐ=０．０００７５と小さいので、測定結果は有意である。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ちらつき知覚閾値の測定装置
１０２ 演算処理部（ＣＰＵ）
１０４ 読出専用メモリ（ＲＯＭ）
１０６ 書換可能メモリ（ＲＡＭ）
１０８ 記録部
１１０ タイマ
１１２ インターフェイス部（ＩＦ部）
１１４ バス
１１６ 表示部
１１８ 操作部
２００ 第１画像
２１０ 第２画像
２０２、２１２ 特定領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点滅する刺激に対して人がちらつきを知覚し始める又は知覚しなくなる閾値（以下、ちらつき知覚閾値ともいう）の測定に関し、特に短時間で閾値を測定することができる、ちらつき知覚閾値の測定装置、測定方法及び測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代はストレス社会と言われており、日常生活の中で使える疲労の客観的計測及び評価方法が強く要求されている。従来、人が点滅する光源を見る際の「ちらつき」（フリッカー）の知覚が疲労度により変化する現象、とくに「ちらつき」を知覚することができる境界の点滅周波数（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｆｌｉｃｋｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＣＦＦ）が疲労度の増大とともに低下する現象を用いて、疲れの定量的な評価（フリッカー検査）が行なわれている。フリッカー検査では、点滅する光の点滅周波数を時間的に変化（単調に増大又は減少）させて被験者に提示し、点滅が見えない状態から見える状態に変化したとき、又は、点滅が見る状態から見えない状態に変化したときに、被験者にボタン押し等の反応をさせることにより周波数を測定する。フリッカー検査を用いた疲労度の定量的評価は、とくに産業衛生分野で幅広く用いられている。しかし、ＬＥＤ等を装備した専用装置が必要であり、誰もが日常的に手軽に実施することはできなかった。
【０００３】
これに対して本願発明者は、フリッカー検査と同じちらつき知覚原理に基づく精神的疲労度検査を、液晶ディスプレイ及びＣＲＴ等のリフレッシュレートが固定された画像提示装置を用いて行なうことを可能にする技術を開発した（下記特許文献１参照）。この技術では、従来のフリッカー検査で用いられている点滅光の点滅周波数を変化させる代わりに、点滅光のコントラストを変化させることにより、フリッカー知覚を生じさせる。これにより、携帯電話等の携帯端末装置、パーソナルコンピュータ等を用いて、日常的に簡易に精神的疲労の計測が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８８８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフリッカー測定装置では、点滅が見えない状態から見える状態に移行する点を閾値として測定する場合、通常、どのような被験者にも対応できるように、固定した同じ開始点から測定を開始する。したがって、複数回（通常５回）計測を行なう場合、計測に長時間を要する問題がる。この点は、上記特許文献１に開示されたコントラスを用いる方法においても同じである。例えば、図１に示すように、明らかに人が点滅を知覚できない固定した周波数ｆｓから測定を開始する。時間ｔ１〜ｔ５において被験者がちらつきを知覚し、そのときの点滅周波数がｆ１〜ｆ５である。ちらつき知覚閾値は、例えば、得られた測定値ｆ１〜ｆ５の平均値として求められる。
【０００６】
また、従来のフリッカー検査では、ちらつきの知覚を被験者の主観的な報告のみに頼っているため、本当にちらつきを知覚していたのかどうか判定することができない。即ち、客観的なちらつき知覚閥値の測定が難しいという問題がある。通常、点滅光の周波数を高周波数から低周波数に向けて一定の割合で変化させて測定するため、数回のフリッカー検査後には、被験者はボタンを押すタイミングを調整し、恣意的に検査結果を操作することが可能であった。また、ちらつき知覚に明確な正答／誤答の基準がなく、被験者の反応のタイミング（ボタン押下のタイミング）が恣意的になりやすいため、検査結果のばらつきが大きかった。さらに、被験者がちらつきを明らかに知覚できない周波数の刺激を長く見続ける傾向があるため、検査時間が長い上、検査結果がより疲労していないことを示す可能性があった。
【０００７】
したがって、本発明は、ちらつき知覚閾値を従来よりも短時間に測定できる測定装置、測定方法及び測定プログラムを提供することを目的とする。また、本発明は、測定時間の短縮と共に、ちらつき知覚閾値を客観的且つ正確に測定できる測定装置、測定方法及び測定プログラムを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、下記によって達成することができる。
【０００９】
即ち、本発明に係るちらつき知覚閾値の測定方法は、被験者に点滅刺激を提示してこの被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返すステップと、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値として決定する開始値決定ステップと、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含み、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【００１０】
好ましくは、被験者のちらつき知覚閾値を測定する場合、最初の測定期間における他方の開始値として、この被験者に対する前回の測定によって得られたちらつき知覚閾値を、他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値を使用し、他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値を使用してもよい。
【００１１】
より好ましくは、一方は周波数であり、他方は輝度差であり、点滅刺激は、異なる２つの輝度を有する領域を交互に一定の周波数で同じ位置に提示することによって生じる刺激であり、ちらつき知覚閾値の測定方法は、２つの輝度のうちの高い方の輝度を一定にし、低い方の輝度を変化させることによって輝度差を変化させる。
【００１２】
さらに好ましくは、異なる２つの輝度を有する領域は、それぞれ２つの画像上の特定領域であり、２つの画像は、同じパターンで複数の領域に区画され、特定領域は、測定毎にランダムに決定された複数の領域のうちの１つの領域であり、被験者による操作部の操作は、複数の領域のうちの１つの領域を特定領域として選択する操作であり、１回の測定における被験者による選択が正しい場合、開始値決定ステップを実行し、且つ、この測定で使用された傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用し、１回の測定における被験者による選択が正しくない場合、開始値決定ステップを実行せず、且つ、この測定で使用された開始値及び傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【００１３】
本発明に係る別のちらつき知覚閾値の測定方法は、被験者に点滅刺激を提示してこの被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、点滅刺激を提示するステップと、点滅刺激を提示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返すステップとを含み、開始値は、複数回の測定の前に被験者に対して行なわれた測定によって得られたちらつき知覚閾値を、他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値であり、他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値である。
【００１４】
本発明に係るちらつき知覚閾値の測定装置は、被験者に点滅刺激を表示する表示部と操作部とを備えたちらつき知覚閾値の測定装置であって、点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、他方を、開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に応じて変化させて、点滅刺激を表示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を、１回の測定として、測定を複数回繰返し、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用し、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値とし、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定する。
【００１５】
本発明に係るちらつき知覚閾値の測定プログラムは、操作部及び表示部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、輝度差及び周波数のうちの一方を一定の値にし、他方を開始値から、単位時間当たりの他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、表示部に点滅刺激を表示する機能と、点滅刺激を表示した状態で、被験者が点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、測定を複数回繰返す機能と、１回の測定で使用された傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、この測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、この測定の次の測定における開始値として決定する機能と、複数の測定によって得られた複数の仮の閾値を用い、被験者のちらつき知覚閾値を決定する機能とを実現させ、１回の測定で使用される傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、この測定の次の測定において使用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、繰返し測定において、測定条件（開始点、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定するので、ちらつき知覚閾値を、従来よりも短時間に且つ精度よく測定することができる。また、正誤を判定できる画像パターンを被験者に提示することによって、測定時間の短縮に加えて、客観的且つ正確にちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００１７】
また、測定開始点を、被験者の過去の測定結果に応じて設定することによって、ちらつき知覚閾値を従来よりも短時間に測定することができる。
【００１８】
実験の結果、従来のフリッカー検査では３〜４分間かかる測定時間を、本発明により測定条件を適応的に設定することによって、約４０秒間に短縮することができた。
【００１９】
これにより、誰もが日常的に手軽に精神的疲労を測定することができ、測定結果をより客観的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のちらつき知覚閾値の測定における点滅条件の変化を示すグラフである。
【図２】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定装置の構成の概要を示すブロック図である。
【図３】ちらつき知覚閾値の測定に使用する２枚の画像を示す図である。
【図４】コントラストを変化させる方法を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定方法における点滅条件の変化を示すグラフである。
【図６】被験者に提示する画像の時間変化を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定方法を実現するためのプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】ちらつき知覚閾値の測定時間に関する実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明のちらつき知覚閾値の測定方法による測定値と、従来のフリッカー検査値との相関性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図２を参照して、本発明の実施の形態に係るちらつき知覚閾値の測定装置１００は、演算処理部（以下、ＣＰＵと記す）１０２、読出専用メモリ（以下、ＲＯＭと記す）１０４、書換可能メモリ（以下、ＲＡＭと記す）１０６、記録部１０８、タイマ１１０、インターフェイス部（以下、ＩＦ部と記す）１１２、バス１１４、表示部１１６、及び操作部１１８を備えている。ＣＰＵ１０２は、測定装置１００全体を制御する。ＲＯＭ１０４は不揮発性の記憶装置であり、測定装置１００の動作を制御するためのプログラム及びデータが記憶されている。ＲＡＭ１０６は、揮発性の記憶装置である。記録部１０８は、通電が遮断された場合にもデータを保持する不揮発性記憶装置であり、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等である。ＣＰＵ１０２は、バス１１４を介してＲＯＭ１０４からプログラムをＲＡＭ１０６上に読出して、ＲＡＭ１０６の一部を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１０２は、プログラムにしたがって測定装置１００を構成する各部の制御を行なう。
【００２３】
タイマ１１０は、内部クロックを用いて時刻情報を出力する。ＩＦ部１１２は、ＣＰＵ１０２と表示部１１６及び操作部１１８とのインターフェイスである。バス１１４には、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６、記録部１０８、タイマ１１０、及びＩＦ部１１２が接続されている。各部間のデータ（制御情報を含む）交換は、バス１１４を介して行なわれる。
【００２４】
表示部１１６は、画像を表示するための表示パネル（液晶パネル等）及びそれを駆動するための駆動部を備えている。表示部１１６は、ＩＦ部１１２を介して伝送される画像データを、所定のリフレッシュレートで表示する。ＩＦ部１１２と表示部１１６との間で伝送される画像信号の様式（仕様）に応じてＩＦ部１１２及び駆動部が設計されていれば、画像信号はデジタルであってもアナログであってもよい。操作部１１８は、キー、パッド等を備えており、被験者は操作部１１８を操作して測定装置１００に対し指示を行なう。
【００２５】
測定装置１００として、例えば公知のコンピュータや携帯端末装置（携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等)を使用することができる。
【００２６】
測定装置１００の動作の概要を説明すると、次の通りである。ＣＰＵ１０２は、２つの画像データを所定の周期で交互に、ＩＦ部１１２を介して表示部１１６に伝送する。表示部１１６は、受信した画像データを、所定のリフレッシュレート（例えば６０Ｈｚ）で表示し、被験者に提示する。
【００２７】
２つの画像は、同じパターンにより区画された複数の領域を含み、そのうちの特定領域において相互に輝度が異なり、残りの領域において輝度が同じである多階調の白黒画像である。図３において、第１画像２００と第２画像２１０とは、何れも同じパターン（扇型）で複数の領域に区画されている。相互に対応する領域は、特定領域２０２、２１２を除いて同じ輝度である。例えば、第１画像２００の特定領域２０２は高輝度であり、第２画像２１０の特定領域２１２は低輝度であり、斜線を引いた扇型領域２０４〜２０８、２１４〜２１８は、特定領域２０２、２１２の輝度値の平均値である。背景領域の輝度値は、例えば０である。第１画像２００及び第２画像２１０の各々は、リフレッシュレートの周期（例えば６０Ｈｚの場合、１／６０＝約１６．７ｍｓｅｃ）の２倍の周期（１／３０＝約３３．３ｍｓｅｃ）で表示部１１６に表示される。したがって、ＣＰＵ１０２から表示部１１６に所定のタイミング（点滅周波数）で画像データを伝送すれば、特定領域が点滅する画像を、被験者に提示することができる。この点滅を知覚できるか否かは、点滅周波数及び特定領域の輝度差に依存する。
【００２８】
さらに、ＣＰＵ１０２は、表示部１１６に伝送する２つの画像データを時間と共に変化させ、表示部１１６に表示される画像において、特定領域の輝度差を時間と共に変化させる。例えば、図３に示した第１画像２００及び第２画像２１０における特定領域２０２、２１２の輝度差ΔＬが、時間と共に一定の比率で増大又は減少する２つの画像データを、上記と同様に表示部１１６に伝送する。
【００２９】
例えば、図４に示したように、第１画像２００の特定領域２０２の輝度を最大輝度（Ｌｏｎ）にしたまま、第２画像２１０の特定領域２１２の輝度を、最大輝度Ｌｏｎ０（＝Ｌｏｎ）から０まで、Ｌｏｆｆ１、・・・、Ｌｏｆｆｉ、・・・、Ｌｏｆｆｎ＝０と、一定の比率で減少させる。図４は、ｔ＝０〜Ｔ１の期間で、線形にｎ階調（例えば、ｎ＝２５６）変化させる場合を示す。図４において、時間軸に沿って交互に付した数字“１”及び“２”は、それぞれ第１画像２００及び第２画像２１０が表示されている期間を表す。第１画像２００の特定領域２０２の輝度値が第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値よりも高いので、画像の点滅表示となる。
【００３０】
なお、図４では、Ｔ０の間、１つの輝度差ΔＬｉで第１画像２００及び第２画像２１０が繰返して（２回）表示される場合を示しているが、変化が急激な場合には、１つの輝度差ΔＬｉで第１画像２００及び第２画像２１０は１回だけ表示される。また、デジタル画像の場合には輝度は離散的な値（階調）であるので、表示する画像の輝度差も連続する値にならない場合がある。その場合には、第２画像２１０の特定領域の輝度値には、最も近い整数値（階調値）を用いる。例えば、表示部１１６のリフレッシュレートが６０Ｈｚであり、ΔＴが約３３ｍｓ（１／３０）である場合、輝度変化の傾きが、約３３ｍｓで１階調変化させるときの傾きよりもゆるやかな場合、同じ第２画像２１０が複数回表示される。また、輝度変化の傾きが、約３３ｍｓで１階調変化させるときの傾きよりも急な場合、第２画像２１０の特定領域２１２の輝度を表す階調値は、連続する整数値にならず、とびとびの値（使用されない階調値がある）になる。
【００３１】
被験者は、表示部１１６の表示画面に提示された画像を観察し、画像の一部の領域にちらつきが生じ始めた又はちらつきが無くなったと知覚したときに、その領域を、操作部１１８を操作して指定する。例えば、４つの領域に異なる４つのキーを割り当てておき、何れかのキーを被験者に押させる。この操作情報（データ）は、ＩＦ部１１２を介してＣＰＵ１０２に伝送され、ＣＰＵ１０２は受信したデータをＲＡＭ１０６又は記録部１０８に記憶する。ＣＰＵ１０２は、被験者の操作の正／誤、即ち被験者が指定した領域が、交互に表示されている２つの画像において輝度差を有する特定領域であるか否かを判定する。
【００３２】
被験者が正しく特定領域を指定できなかった場合、条件（特定領域の位置、輝度差の変化の開始値及び傾き）を変更せずに同様の測定を行なう。被験者が正しくちらつき領域を指定できた場合、次の測定は条件を変更して行なう。特定領域の位置を変更し、例えば、図３の第１画像２００及び第２画像２１０において上側の扇型領域２０４、２１４を特定領域とした画像データを使用する。特定領域の位置は、ランダムに変更するのが望ましい。さらに、特定領域の測定開始時の輝度差を変更し、且つ、より緩やかな比率で輝度差を変化させる。
【００３３】
このように、測定装置１００は、被験者に提示する画像の特定領域（輝度差を設ける領域）の位置を不規則に変化させ、特定領域の輝度差を変化させる比率を、被験者がちらつきを正しく知覚できたか否かに応じて適応的に変化させる。
【００３４】
図５〜図７を参照して、測定装置１００用いたちらつき知覚閾値の測定についてより詳細に説明する。
【００３５】
図５を参照して、ＣＰＵ１０２は、各測定期間（第１期間〜第ｉ＋１期間）において、第２画像２１０の特定領域のコントラスト（縦軸）を線形に減少させる。ここで、コントラストは、第１画像２００の特定領域２０２の輝度値に対する第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値の比率（図４を参照すれば、Ｌｏｆｆｉ／Ｌｏｎ）である。したがって、第２画像２１０の特定領域２１２のコントラストを変化させることは、上記した第２画像２１０の特定領域２１２の輝度値Ｌｏｆｆｉを変化させることに相当する。また、Ｌｏｎが一定であるので、コントラストを変化させることは、輝度差を変化させることに相当する。即ち、輝度差を線形に増大させることは、コントラストを線形に減少させることに等しく、輝度差を線形に減少させることは、コントラストを線形に増大させることに等しい。なお、第１画像２００の特定領域２０２の輝度値が一定の値であるので、このコントラストは正規化されたコントラストと言える。
【００３６】
各期間において、最初の第２画像２１０の特定領域のコントラストＡｉ（以下、開始値ともいう）を、時間と共に減少させ、且つ、第２画像２１０の特定領域のコントラストを変化させる比率ｃｉ（グラフの傾き）を、時間の経過に伴って減少させる。具体的には、第ｉ＋１期間において測定を開始するコントラストＡｉ＋１は、Ａｉ＋１＝Ｒｉ＋Δｃｉ、Δｃｉ＝ＴＢ×ｃｉ によって設定される。ここで、Ｒｉは、第ｉ期間において被験者が特定領域を指定したとき（例えば所定のキーを押したとき）の第２画像２１０の特定領域のコントラストである。ＴＢは、次の測定の開始値を定めるための一定の時間である。即ち、常に時間ＴＢだけ戻って開始値を定め、前の測定で使用したコントラストを重複して用いて測定を行なう。重複時間ＴＢ及び傾きｃｉは予め設定される。
【００３７】
各期間において、表示される２枚の画像における特定領域の位置は、上記したようにランダムに決定される。したがって、例えば、図６に示すように画像が表示される。図６に示した画像は、各期間において、時間経過に伴って左から右に順次表示される。第１期間においては特定領域が右の扇形領域であり、第２期間においては特定領域が左の扇形領域であり、第ｉ期間においては特定領域が上の扇形領域である、というように特定領域が変化する２つの画像データを使用する。
【００３８】
以下、ちらつき知覚閾値の測定方法を実現するためのプログラムの制御構造について説明する。以下において、画素の輝度は階調によって表されるとする。例えば、画素が２５６階調（８ｂｉｔ）で表される場合、最大輝度は階調値“２５５”で表され、最小輝度は階調値“０”で表される。
【００３９】
図７を参照して、ステップ３００において、ＣＰＵ１０２は初期設定を行なう。具体的には、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４又は記録部１０８に記憶されている第１期間における開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、及び、第１〜第Ｎ期間の各期間における傾きｃｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を読出す。複数のｃｉはベクトルとして管理される。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４又は記録部１０８に記憶されている、操作部１１８と画像の区画領域との対応関係の情報（例えば、４つの扇形領域に対応する４つのキーの情報）を読出す。
【００４０】
ステップ３０２において、ＣＰＵ１０２は点滅条件を決定する。即ち、ＣＰＵ１０２は、第ｉ期間の傾きとして、ステップ３００で読出したｃｉを設定し、この値を用いて同じコントラストで画像を表示する時間Ｔ０（図４参照）を計算する。ステップ３０２が最初に実行される場合、Ｃ１が使用される。上記したように、デジタル画像を使用する場合、傾きと階調数との関係で、同じ画像を繰返し表示する場合がある。傾きｃｉは単位時間当たりに変化させるコントラストである。コントラスト“１”が階調の最大値Ｇｍａｘに対応し、コントラスト“０”が最小値Ｇｍｉｎ＝０に対応する。したがって、１秒間に変化する階調数は、ｃｉ×（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）＝ｃｉ×Ｇｍａｘ であり、１階調変化させた画像を表示する時間Ｔ０は、Ｔ０＝１／（ｃｉ×Ｇｍａｘ） となる。
【００４１】
ステップ３０４において、ＣＰＵ１０２は乱数を発生させて、コントラストを変化させる特定領域の位置を決定し、この位置情報をＲＡＭ１０６に記憶する。例えば、図３、図６に示す画像の場合、４つの扇形領域から、特定領域を１つ決定する。乱数を発生する方法には、任意の公知技術（ソフトウェアを用いた擬似乱数を発生する方法、熱雑音を用いる方法等）を使用すればよい。また、乱数を４つの扇形領域に対応させる方法も任意である。例えば、整数の乱数を発生させ、その４の剰余（０、１、２、３）を４つの扇形領域に対応させてもよい。
【００４２】
ステップ３０６において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３０２及びステップ３０４で決定された条件、及び、開始値Ａｉ、重複時間ＴＢを用いて、第ｉ期間において最初に点滅表示する２つの画像データを生成する。また、ＣＰＵ１０２は、現在時刻をタイマ１１０から取得して、ＲＡＭ１０６に記憶する。一方の画像（図３の第１画像２００に対応）において、特定領域の輝度は最大輝度Ｌｏｎ＝Ｇｍａｘであり、他方の画像（図３の第２画像２１０に対応）において、特定領域の輝度は、Ｌｏｎ×Ａｉ である。他の３つの扇形領域の輝度値は、それらの平均値、即ち、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ）／２ である。
【００４３】
ステップ３０８において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３０６において生成した２つの画像データを、ＩＦ部１１２を介して表示部１１６に伝送する。具体的には、特定領域の輝度値が高い画像を伝送し、ΔＴ／２ 後に特定領域の輝度が低い画像データを伝送し、その後これを繰返す。ΔＴ／２は、点滅周期の１／２であり、表示部１１６のリフレッシュ周期（固定されたリフレッシュレートの逆数）以上の時間である。
【００４４】
ステップ３１０において、ＣＰＵ１０２は、操作部１１８が操作されたか否かを判定する。操作されたと判定された場合、受信した操作情報をＲＡＭ１０６に記憶し、ステップ３１６に移行する。操作されていないと判定された場合、ステップ３１２に移行する。
【００４５】
ステップ３１２において、ＣＰＵ１０２は、タイマ１１０から現在時刻を取得し、ステップ３０６でＲＡＭ１０６に記憶した時刻から所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したと判定された場合ステップ３１４に移行する。所定時間が経過していないと判定された場合、ステップ３１０に戻る。これによって、時間Ｔ０の間、同じコントラスト差の２つの画像を交互に表示して、操作部１１８が操作されるのを待つ。
【００４６】
操作部１１８が操作されない場合、ステップ３１４において、新たに画像を生成すべきか否かを判定する。上記したように、被験者が操作しなければ、第２画像２１０の特定領域のコントラストを減少させる。被験者が操作しないまま、その値が０になった場合、それ以上コントラストを減少させることができないので、再度、同じ条件で、ステップ３０８〜３１２を繰返す。
【００４７】
ステップ３１６において、ＣＰＵ１０２は、次の画像ペアを生成する。具体的には、次に生成する第２画像２１０の特定領域の輝度を決定する。第ｉ期間においては、第２画像２１０の特定領域のコントラストは最初の値が開始値Ａｉであり、傾きｃｉで線形に減少するので、各測定期間の開始からｔ秒後のコントラストは、Ａｉ−ｃｉ×ｔ である。ステップ３１６は、時間Ｔ０毎に実行される。第２画像２１０の特定領域の輝度は、Ｌｏｎ×（Ａｉ−ｃｉ×ｔ）となる。この値を用いて、ステップ３０６と同様に第１画像データ及び第２画像データを生成する。第１画像２００においては、特定領域の輝度はＬｏｎで変わらないが、それ以外の扇型領域の輝度（中間値）は、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ−ｃｉ×ｔ）／２ に変更される。第２画像２１０においては、特定領域の輝度が、Ｌｏｎ×（Ａｉ−ｃｉ×ｔ） に変更され、それ以外の扇型領域の輝度は、Ｌｏｎ×（１＋Ａｉ−ｃｉ×ｔ）／２ に変更される。その後、処理はステップ３０８に戻り、ＣＰＵ１０２は、新たに生成した２つの画像データを表示部１１６に交互に伝送し、ステップ３１０〜３１４の処理が繰返される。
【００４８】
ステップ３１８において、ＣＰＵ１０２は、被験者が回答したちらつき領域が正しいか否か、即ち、被験者が操作部１１８を操作して指定した領域が特定領域であるか否かを判定する。具体的には、ステップ３０４でＲＡＭ１０６に記憶された位置情報と、ステップ３１０でＲＡＭ１０６に記憶された操作情報とが一致するか否かを判定する。正しかった場合（一致する場合）、ステップ３２０に移行する。正しくなかった場合（一致しない場合）、処理はステップ３０８に戻り、ＣＰＵ１０２は再度、同じ２つの画像データを表示部１１６に伝送し、ステップ３１０〜３１４の処理が繰返される。
【００４９】
ステップ３２０において、ＣＰＵ１０２は、最後に表示部１１６に伝送した第２画像２１０の特定領域のコントラストをＲＡＭ１０６に記憶し、それまでにステップ３２０が実行されてＲＡＭ１０６に記憶されたコントラストと合わせて、収束したか否かを判定する。収束性の判定は任意の方法で行なえばよい。例えば、ＣＰＵ１０２は、連続して複数回（例えば２回）記憶されたコントラストの差が、所定値以下である場合に収束したと判定することができる。収束したと判定された場合、最後にＲＡＭ１０６に記憶したコントラストをちらつき知覚閾値として記録部１０８に記憶して、処理を終了する。収束していないと判定された場合、ステップ３２２に移行する。
【００５０】
ステップ３２２において、ＣＰＵ１０２は、点滅条件を変更する。具体的には、次に実行する測定期間が第ｉ＋１期間である場合、開始値Ａｉ＋１を、Ａｉ＋１＝Ｒｉ＋Δｃｉ によって計算する。ここで、Ｒｉは、直前の測定期間（第ｉ期間）においてステップ３２０でＲＡＭ１０６に記憶されたコントラスト（第２画像２１０の特定領域のコントラスト）である。Δｃｉは、重複時間ＴＢ、直前の第ｉ期間においてコントラストを線形に変化させるときの傾きｃｉを用いて、Δｃｉ＝ＴＢ×ｃｉ によって計算される。
【００５１】
その後、処理はステップ３０４に戻り、ステップ３２２で設定された条件（開始値Ａｉ＋１）が使用されて、ステップ３０２〜３２０の処理が実行される。
【００５２】
以上により、測定条件（特定領域の位置、開始値、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定し、繰返し測定を行なうことができる。これによって、被験者のちらつき知覚閾値（ちらつきを知覚し始めた時に表示されていた第２画像２１０の特定領域２１２のコントラスト）を、各測定期間において同じコントラストから測定を開始し、同じ傾きでコントラストを変化させる場合よりも、短時間で測定することができる。また、被験者の回答の正誤を判定することによって、被験者の恣意性を排除することができ、客観的に且つ正確なちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５３】
したがって、予め、被験者が疲労していない状態で、上記したようにちらつき知覚閥値を測定して記録し、その後、同じ被験者について同様に測定して得られたちらつき知覚聞値を、疲労していない状態のちらつき知覚聞値と比較することにより、被験者が精神的に疲労しているか否かを判定することができる。
【００５４】
全測定の最初の開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、及び、各期間における傾きｃｉは、表示部１１６のリフレッシュレート等を考慮して適宜設定することができる。好ましくは、最初の開始値Ａ１は、１であり、重複時間ＴＢは、５〜８ｓ（秒）である。また、好ましくは、傾きｃｉは、０．００４〜０．０２ｓ−１である。開始値Ａ１は、１より小さい値であってもよい。
【００５５】
これらの値は、被験者に応じて設定してもよい。例えば、同じ被験者については、前回の測定結果を用いて決定することができる。
【００５６】
上記では、各測定期間においてコントラストを線形に減少させる場合を説明したが、コントラストを線形に増大させてもよい。その場合、各測定期間における開始値Ａｉは、傾きｃｉを負の値に設定して、上記の式を用いて計算すればよい。また、表示する第１画像においては、区画された全領域の輝度を最大輝度に設定する。第２画像においては、特定領域以外の領域の輝度を最小の輝度（最小のコントラスト）に設定し、特定領域の輝度（コントラスト）を最小の輝度（最小のコントラスト）から線形に増大させる。このようにすると、最初、被験者が全領域でちらつきを知覚している状態であり、第２画像の特定領域の輝度が増大すると、被験者は特定領域のちらつきを知覚できない状態になる。このとき、被験者は、特定領域以外の領域ではちらつきを知覚している。したがって、特定領域をランダムに変更すれば、上記と同様に、短時間に、被験者の恣意性を排除して正確にちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５７】
また、正誤を判定するために表示する画像は、図３に示した４つの領域に区画された画像に限定されず、少なくとも２つ以上の領域に区画された画像であればよい。例えば、７つの領域に区画されたセブンセグメント（７つの微小領域のＯＮ／ＯＦＦによって０〜９の数字を表示する）の画像であってもよい。
【００５８】
また、正誤を判定するために表示する画像は、複数の領域に区画された画像でなくてもよい。例えば、一様な背景に、１桁の数字（０〜９）又はアルファベット（Ａ〜Ｚ）のうち何れか１つの文字を表示した２つの画像を用いることができる。この場合、第２画像における文字領域を特定領域として輝度を変化させる。輝度差が小さいと、被験者は文字を認識できない。文字領域の輝度差が減少すると、被験者はちらつきを知覚し、文字を認識することができるようになる。被験者が文字を認識し、対応する数字キー又はアルファベットキーを正しく押したか否かを判定することにより、同様に被験者のちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００５９】
また、上記では、画像データをＣＰＵ１０２がリアルタイムに生成する場合を説明したが、これに限定されない。条件（階調数、開始値Ａ１、重複時間ＴＢ、傾きｃｉ等）の組合せに応じて、可能なパターンの画像データを生成しておき、その一部又は全部を、各画像を特定する情報と対応させて記録部１０８に記憶しておき、適宜、画像を特定する情報を参照して該当する画像データを読出してもよい。
【００６０】
また、２つの画像において、２つの特定領域以外の領域の輝度が、２つの特定領域の平均値である場合を説明したが、これに限定されない。特定領域以外の領域の輝度は、第１画像の特定領域の輝度値と、第２画像の特定領域の輝度値との間の一定値であればよい。
【００６１】
上記では、リフレッシュレートが一定に固定された表示装置を用いて、ちらつき知覚閾値を測定する場合に、測定時間を短縮可能な適応的方法を説明したが、本適応的方法は、従来のフリッカー検査と同様に点滅周波数を変化させてＣＦＦを測定する方法にも適用することができる。従来のフリッカー検査においては、図１に示したように、開始点（開始周波数ｆｓ）から、時間経過に応じて周波数を減少させ、被験者が点滅を知覚できたときの周波数を閾値として決定する。通常、測定開始周波数ｆｓは、どのような被験者にも対応できるように、余裕を持たせて十分に高い値が設定されている。したがって、複数回（例えば、５回）計測を行なう場合、長い時間を要していた。これに対して、測定時間を短縮するために、点滅周波数を変化させて刺激を提示する場合、例えば、図５において縦軸を周波数に置き換えて、同様に測定すればよい。即ち、各測定期間における開始値Ａｉを測定開始周波数とし、傾きｃｉを単位時間当たりの周波数変化量とし、適宜設定された重複時間ＴＢを用いれば、被験者の恣意性を排除することはできないが、同じ開始周波数及び同じ傾きで測定する場合よりも、短い時間でＣＦＦを測定することができる。
【００６２】
上記では、測定時間を短縮するために、各測定期間における測定開始値及び傾きを適応的に決定する場合を説明したが、測定開始値を適切に設定するだけでも測定時間を短縮することができる。上記したように、従来のフリッカー検査においては、測定開始周波数は、どのような被験者にも対応できるように、余裕を持たせて十分に高い値が設定されている。一方、特定の個人に関して測定する場合、必要以上に高い周波数から測定を開始する必要は無く、個人のコンディションにより閾値が変動する振れ幅と、測定自体における閾値の変動の振れ幅とをカバーできる範囲で測定できればよい。一例として、ある被験者の前回の測定値がｆｊであった場合、その値より１０％以上変動することはまれである。したがって、過去の測定値結果を記録しておき、開始測定周波数ｆｊ＋１を、前回の測定値ｆｊを用いてｆｊ＋１＝ｆｊ＋０．１×ｆｊ と設定する。係数０．１は、測定精度が維持される範囲で、減少させることができる。これによって、測定時間を短縮することができる。
【００６３】
同様に、特定の被験者に関してコントラストを変化させて測定する場合に、第１測定期間における開始値Ａ１を、前回の測定結果（ちらつき知覚閾値）Ｒを用いて、Ａ１＝Ｒ＋０．１×Ｒ と設定すれば、測定時間をより短くすることができる。
【００６４】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【実施例１】
【００６５】
以下に実験結果を示し、本発明の有効性を示す。
【００６６】
本発明のちらつき知覚閾値の測定方法（以下、高速ちらつき知覚閾値検査法ともいう）、即ち、測定条件（開始点、及び、周波数又はコントラスト変化の傾き）を適応的に設定して測定する方法と、測定条件を変更せずに測定する方法とを用いて、同一の被験者に対してちらつき知覚閾値を測定した。何れの方法においても、被験者に、図３に示したような４つの領域に区分された図形を、コントラストを変化させながら提示し、４つの領域から１つの点滅領域（点滅領域の位置は、繰返し測定毎にランダムに変更）を選択させる４択フリッカー検査を行なった。それぞれの方法で１０回検査した。それぞれの方法において検査に要した時間（開始から測定値が収束するまでの時間）の平均値を図８に示す。左側の棒グラフは、測定条件を変更せずに測定した場合、右側の棒グラフは、測定条件を適応的に変更して測定した場合の結果である。それぞれ、平均値からのばらつきをエラーバーで示している。検定のｐ値が０．０００１６と非常に小さいことから、測定結果は有意である。
【００６７】
具体的な平均値は、測定条件を変更しない場合６６．５±１６．２秒、測定条件を適応的に変更した場合３８．４±５．９秒であった。このように、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法によれば、約４０秒の短時間でちらつき知覚閾値を測定することができる。
【００６８】
従来の周波数を変化させるフリッカー検査では測定に３〜４分間かかる。測定条件を変更しない場合でも、コントラストを変化させる４択フリッカー検査によって、１分間程度に測定時間を短縮できた。日常的な簡易疲労計測方法として実用化するには、より短時間で測定できることが望ましい。この点に関して、さらに短時間で測定することができる本発明の測定方法が有効である。
【実施例２】
【００６９】
また、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法で計測されるちらつき知覚閾値が、従来のフリッカー検査値と高い相関を持つことを以下に示す。
【００７０】
被験者に第１日目の午後４時（１６:００）から第２日目の午前７時（７:００）まで、終夜の事務作業勤務を行なってもらい、その間の被験者の疲労状態を、３時間おきに従来のフリッカー検査法と、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法で計測した。また、被験者が終夜事務作業勤務終了後４時間の睡眠をとった後、被験者の疲労の回復状態を評価するために、第２日目の午後２時（１４:００）に両検査法で計測した。図９の上段のグラフは、両検査法により計測された疲労計測値の時間推移を示し、図９の下段のグラフは、両計測法で計測された疲労計測値の間の相関解析結果を示している。
【００７１】
図９において、Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｆｌｉｃｋｅｒは、従来のフリッカー検査法による計測値を表し、Ｆａｓｔ Ｆｌｉｃｋｅｒは、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値を表す。縦軸は、実験開始時の測定で正規化したちらつき知覚閾値（各回の計測値を、実験開始時の計測値で除算して得られた値）である。
【００７２】
図９の上段のグラフから、何れの方法でも、未明から朝にかけて、終夜勤務による精神的疲労が経時的に蓄積し、睡眠によって回復する状況を計測できていることが分かる。また、下段のグラフ（散布図）から、相関係数Ｒが０．９５６と１に近い値であり、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値が、従来広く用いられてきたフリッカー検査値と高い正の相関性を持つことが分かる。図９の下段のグラフの直線は、本発明の高速ちらつき知覚閾値検査法による計測値をｙ、従来のフリッカー検査法による計測値をｘとした場合、ｙ＝１．５８８ｘ−０．５８９ の直線である。なお、ｐ=０．０００７５と小さいので、測定結果は有意である。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ちらつき知覚閾値の測定装置
１０２ 演算処理部（ＣＰＵ）
１０４ 読出専用メモリ（ＲＯＭ）
１０６ 書換可能メモリ（ＲＡＭ）
１０８ 記録部
１１０ タイマ
１１２ インターフェイス部（ＩＦ部）
１１４ バス
１１６ 表示部
１１８ 操作部
２００ 第１画像
２１０ 第２画像
２０２、２１２ 特定領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に点滅刺激を提示して該被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記点滅刺激を提示するステップと、
前記点滅刺激を提示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返すステップと、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値として決定する開始値決定ステップと、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含み、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項２】
被験者のちらつき知覚閾値を測定する場合、最初の測定期間における前記他方の開始値として、該被験者に対する前回の測定によって得られたちらつき知覚閾値を、前記他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値を使用し、前記他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値を使用することを特徴とする請求項１に記載のちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項３】
前記一方は周波数であり、
前記他方は輝度差であり、
前記点滅刺激は、異なる２つの輝度を有する領域を交互に一定の周波数で同じ位置に提示することによって生じる刺激であり、
２つの前記輝度のうちの高い方の輝度を一定にし、低い方の輝度を変化させることによって前記輝度差を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項４】
異なる２つの輝度を有する前記領域は、それぞれ２つの画像上の特定領域であり、
２つの前記画像は、同じパターンで複数の領域に区画され、
前記特定領域は、前記測定毎にランダムに決定された複数の前記領域のうちの１つの領域であり、
前記被験者による前記操作部の操作は、複数の前記領域のうちの１つの領域を前記特定領域として選択する操作であり、
１回の測定における前記被験者による前記選択が正しい場合、前記開始値決定ステップを実行し、且つ、該測定で使用された前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用し、
１回の測定における前記被験者による前記選択が正しくない場合、前記開始値決定ステップを実行せず、且つ、該測定で使用された開始値及び傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とする請求項３に記載のちらつき知覚閾値の想定方法。
【請求項５】
被験者に点滅刺激を提示して該被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記点滅刺激を提示するステップと、
前記点滅刺激を提示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返すステップとを含み、
前記開始値は、複数回の前記測定の前に前記被験者に対して行なわれた測定によって得られたちらつき知覚閾値を、前記他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値であり、前記他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値であることを特徴とするちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項６】
被験者に点滅刺激を表示する表示部と操作部とを備えたちらつき知覚閾値の測定装置であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に応じて変化させて、前記点滅刺激を表示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して前記操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を、１回の測定として、前記測定を複数回繰返し、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用し、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値とし、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定装置。
【請求項７】
操作部及び表示部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、
輝度差及び周波数のうちの一方を一定の値にし、他方を開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記表示部に点滅刺激を表示する機能と、
前記点滅刺激を表示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して前記操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返す機能と、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値として決定する機能と、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定する機能とを実現させ、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定プログラム。
【請求項１】
被験者に点滅刺激を提示して該被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記点滅刺激を提示するステップと、
前記点滅刺激を提示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返すステップと、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値として決定する開始値決定ステップと、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定するステップとを含み、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項２】
被験者のちらつき知覚閾値を測定する場合、最初の測定期間における前記他方の開始値として、該被験者に対する前回の測定によって得られたちらつき知覚閾値を、前記他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値を使用し、前記他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値を使用することを特徴とする請求項１に記載のちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項３】
前記一方は周波数であり、
前記他方は輝度差であり、
前記点滅刺激は、異なる２つの輝度を有する領域を交互に一定の周波数で同じ位置に提示することによって生じる刺激であり、
２つの前記輝度のうちの高い方の輝度を一定にし、低い方の輝度を変化させることによって前記輝度差を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項４】
異なる２つの輝度を有する前記領域は、それぞれ２つの画像上の特定領域であり、
２つの前記画像は、同じパターンで複数の領域に区画され、
前記特定領域は、前記測定毎にランダムに決定された複数の前記領域のうちの１つの領域であり、
前記被験者による前記操作部の操作は、複数の前記領域のうちの１つの領域を前記特定領域として選択する操作であり、
１回の測定における前記被験者による前記選択が正しい場合、前記開始値決定ステップを実行し、且つ、該測定で使用された前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用し、
１回の測定における前記被験者による前記選択が正しくない場合、前記開始値決定ステップを実行せず、且つ、該測定で使用された開始値及び傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とする請求項３に記載のちらつき知覚閾値の想定方法。
【請求項５】
被験者に点滅刺激を提示して該被験者のちらつき知覚閾値を測定する方法であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記点滅刺激を提示するステップと、
前記点滅刺激を提示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返すステップとを含み、
前記開始値は、複数回の前記測定の前に前記被験者に対して行なわれた測定によって得られたちらつき知覚閾値を、前記他方の変化が増大である場合には所定の比率で減少させて得られる値であり、前記他方の変化が減少である場合には所定の比率で増大させて得られる値であることを特徴とするちらつき知覚閾値の測定方法。
【請求項６】
被験者に点滅刺激を表示する表示部と操作部とを備えたちらつき知覚閾値の測定装置であって、
前記点滅刺激は、輝度差及び周波数のうちの一方が一定の値であり、他方が変化する刺激であり、
前記他方を、開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に応じて変化させて、前記点滅刺激を表示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して前記操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を、１回の測定として、前記測定を複数回繰返し、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用し、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値とし、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定装置。
【請求項７】
操作部及び表示部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、
輝度差及び周波数のうちの一方を一定の値にし、他方を開始値から、単位時間当たりの前記他方の変化量である傾きを一定にして時間の経過に伴って変化させて、前記表示部に点滅刺激を表示する機能と、
前記点滅刺激を表示した状態で、前記被験者が前記点滅刺激によるちらつきを知覚して前記操作部を操作したときの前記他方の値を仮の閾値として決定する処理を１回の測定として、前記測定を複数回繰返す機能と、
１回の測定で使用された前記傾きと所定の時間とを乗算して得られた値に、該測定で決定された仮の閾値を加算して得られた値を、該測定の次の測定における開始値として決定する機能と、
複数の前記測定によって得られた複数の前記仮の閾値を用い、前記被験者のちらつき知覚閾値を決定する機能とを実現させ、
１回の前記測定で使用される前記傾きの絶対値よりも小さい絶対値を有する新たな傾きを、該測定の次の測定において使用することを特徴とするちらつき知覚閾値の測定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１８７１８１（Ｐ２０１２−１８７１８１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１４１８（Ｐ２０１１−５１４１８）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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