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疲労管理のための 高精度フリッカー検査装置

摂南大学 理工学部 機械工学科

教授 川野 常夫

理工学部

技師 福井 裕

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疲労の測定方法 精神性疲労の測定にはフリッカー検査がよく用いられる

フリッカー検査とは 光を高速で点滅させたとき，光のちらつきが目で判別できるか，できないかの境目の周波数を測る検査

• フリッカー値測定器Ⅱ型 （501c，竹井機器工業製）

従来技術とその問題点

検査画面 LED

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疲労の測定方法 上昇系列

光をゆっくり点滅させたとき，人は光の「ちらつき」が判別できるが，徐々に高速に点滅させると，やがて「ちらつき」がわからなくなる。判別可能な最大点滅周波数をフリッカー値と呼ぶ。

従来技術とその問題点

３５Hz（例）

フリッカー値 高周波数

低周波数

ちらつき

疲労により低下する

周波数の操作を被検者自ら行い，判定を迷うため時間がかかる。しかも，精度向上のため３回繰り返して平均値を求めるため，さらに時間がかかる。

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疲労の測定方法 下降系列

従来技術とその問題点

３５Hz（例）

フリッカー値

高周波数

低周波数

ちらつき

光を高速で点滅させたとき，人は光の「ちらつき」が判別できないが，徐々に点滅周波数を下げると，やがて「ちらつき」がわかるようになる。判別可能な最大点滅周波数をフリッカー値と呼ぶ。 疲労により低

下する 周波数の操作を被検者自ら行い，判定を迷うため時間がかかる。しかも，精度向上のため３回繰り返して平均値を求めるため，さらに時間がかかる。

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従来技術とその問題点

検査結果が被検者の主観によって決まる （１）【検査時間】検査に時間がかかる （２）【曖昧性】ちらつきの判別に迷いが生じる （３）【低精度】検査値のばらつきが大きい （４）【恣意性】気まぐれに申告できる （５）【故意性】自らの意志で作為的に申告できる

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(f2) (f3) (f1) (f4) (f5) (f6) (f7)

POWER

• フリッカー試験器

• FHM

恣意性の排除対策 スマートフォンやタブレットで フリッカー値を測定できるアプリ

点滅周波数の異なる 複数のLEDをつかった フリッカー値測定器

その他のフリッカー値測定器 従来技術とその問題点

恣意性，故意性の問題は残る

株式会社リケン 矢口修 特開平１０－２２９９８１

フリッカーヘルスマネジメント株式会社

曖昧性，所要時間の問題は残る

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新技術（高精度フリッカー検査装置）

LED(φ5mm, Red)

LED ディスプレイ板 17×190×1 mm トレーシングペーパー

(t0.15mm) 30Hz 31Hz

32Hz

40Hz 制 御 用 マ イ コ ン

Aruduino nano

15mm 被検者

φ3mm

LED ドライバ

周波数の変更操作が不要で， しかも判定に迷うことが少ない

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高精度フリッカー検査装置外観

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LEDの点滅周波数の検証 （実際の点滅周波数の測定結果）

隣のLEDと 干渉や混同はなし

高速度カメラにより測定

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従来器との測定値の比較方法

• 測定の順番はランダム．

• 本装置 – LEDと目の距離（30cm，40cm，50cm）

・ 従来器１（フリッカー値測定器Ⅱ型） – 上昇系列，下降系列

・ 従来器２（ヘルスビューワ） – 上昇系列（右目，左目），下降系列（右目，左目）

• フリッカー値 • 所要時間 を記録

• 測定間には5分の休憩

３回繰り返す

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本装置の測定条件

３０ｃｍ，４０ｃｍ，５０ｃｍ

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フリッカー値測定器Ⅱ型 （501c，竹井機器工業製）

ヘルスビューワフリッカー （HE-104，日本アルゴリズム製）

従来のフリッカー値測定器（例）

従来器１ 従来器２

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各測定器でのフリッカー値

本装置による測定値が従来器と ほぼ同等の値であることが分かる

本装置（距離３０cm） 本装置（距離４０cm）

本装置（距離５０cm）

被検者

従来器１

従来器２ 従来器１，２は，上昇系列・下降系列の平均値

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本装置と従来器（上昇系列・下降系列の平均）の比較

n.s. : 有意差なし

n.s. : 有意差なし 上昇系列と下降系列の平均値と同等の評価を得る場合は 本装置と目の距離を４０ｃｍにして測れば良い．

被検者ごとに基準化した値．［各測定値ー測定値の最小値］

本装置

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開発器と従来器（下降系列のみ）の比較 n.s. :有意差なし

n.s. : 有意差なし 下降系列と同等の評価をしたい場合は

クイックフリッカーの距離を３０ｃｍにして測れば良い．

被検者ごとに基準化した値．［各測定値ー測定値の最小値］

本装置

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0

20

40

60

80

100

時間

秒検査に要する時間の比較（その１）

（測定回数１回の場合）

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検査に要する時間の比較（その２） （高精度測定のための繰り返し測定の場合）

0

50

100

150

200

250

300

本装置（距離40cm） 従来器１ 従来器２

時間

秒

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新技術の特徴・従来技術との比較

• 従来技術の以下の問題点を改良することに成功した。

（１）【検査時間】 → 短時間化（従来器の約 ） （２）【曖昧性】 → 曖昧性を自動判定し再検査 （３）【低精度】 → 繰り返し精度の向上 （４）【恣意性】 → 恣意性を自動判別し再検査 （５）【故意性】 → 故意性を自動判別し再検査

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想定される用途

• 【疲労チェッカーとしての用途】 バスやトラック運転手などの仕事前（出発前）疲労検査への応用による過労運転の防止 • 【労務管理としての用途】 一般の仕事における徹夜明けなどの疲労評価と労務管理 • 【教育・実習の用途】 病院や学校における精神性疲労評価実習

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実用化に向けた課題

• 現在、LEDおよび制御部をノートPCに接続し、

キーボードとディスプレイを使用する形式の装置は開発済みである。

• 今後、入力部と出力部を一体化した装置にすることで、原価を抑えることができる。

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企業への期待

• 低コストの完成品を開発するため、生体計測器メーカー、あるいは電子機器メーカーとの共同研究を希望。

• 長距離バス運行会社や長距離トラック輸送会社、病院などにおける労務管理に、本技術の導入が有効と思われる。モニター期間を設け、データの蓄積を希望。

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本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：知覚閾値測定装置、知覚 閾値測定方法及び知覚閾 値測定プログラム

• 出願番号 ：特願2015-019826 • 出願人 ：学校法人常翔学園 • 発明者 ：川野 常夫、福井 裕

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産学連携の経歴

• 1999年-2001年 自動車部品メーカーと共同研究実施 • 2000年-2001年 システム開発企業の委託研究実施 • 2007年 産学官連携事業に採択（バネ製造業） • 2010年-2013年 食品加工メーカーと共同研究実施 • 2012年 デザイン開発企業と共同研究実施 • 2012年-2013年 日用品メーカーと共同研究実施

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お問い合わせ先

摂南大学 研究支援センター

コーディネーター 鈴木 茂夫

ＴＥＬ ０７２－８００ － １１６０

ＦＡＸ ０７２－８００ － １１６１

e-mail shien＠ofc.setsunan.ac.jp