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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