特許 6376799 触覚刺激の知覚閾値の測定装置、測定方法及び測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6376799

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】触覚刺激の知覚閾値の測定装置、測定方法及び測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/18 20060101AFI20180813BHJP

   A61B 5/16 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/18

   A61B5/16 200

【請求項の数】14

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2014-67306(P2014-67306)

(22)【出願日】2014年3月28日

(65)【公開番号】特開2015-188555(P2015-188555A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2017年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】514077811

【氏名又は名称】フリッカーヘルスマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099933

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 敏

(72)【発明者】

【氏名】原田 暢善

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２６３２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３０６２２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／１６−５／１８

Ａ６１Ｂ １０／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

医中誌ＷＥＢ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定する方法であって、
前記触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく当該第２パルスの強度以下であり、
前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを、時間経過にしたがって単調に変化させて、前記被験者に前記触覚刺激を与える測定ステップと、
前記被験者に前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、前記パラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定ステップとを含む、触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項2】

前記キャリア周波数は、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であり、
前記第１パルスの時間幅は、１００ミリ秒であり、
前記パラメータの変化周期は、１秒である、請求項１に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項3】

被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定する方法であって、
前記触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、前記第１パルス及び前記第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、前記第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、前記第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、前記被験者に前記触覚刺激を与える測定ステップと、
前記被験者に前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定ステップとを含む、触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項4】

前記第２パルスは、当該第２パルスの次の第１パルスと連続する、請求項３に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項5】

前記第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度よりも小さい、請求項３に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項6】

前記測定ステップは、前記第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、前記第２パラメータを単調に増大又は単調に減少させるステップである、請求項３から５の何れか１項に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項7】

前記測定ステップは、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータを同時に、単調に増大又は単調に減少させるステップである、請求項３から５の何れか１項に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項8】

前記キャリア周波数は、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であり、
前記第１パルスの時間幅は、１００ミリ秒であり、
パラメータの変化周期は、１秒であり、
前記第１パラメータが固定される場合の前記所定値は、３０ミリ秒である、請求項３から６の何れか１項に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項9】

前記第２パルスの時間幅は、前記第１パルスの時間幅と同じであり、
前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔は、当該第２パルス及び当該第２パルスの次の第１パルスの間の時間間隔と同じである、請求項３に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定方法。

【請求項10】

入力信号にしたがって振動し、被験者に触覚刺激を与える振動手段と、
前記入力信号を生成する信号生成手段と、
被験者の指示を受付ける操作手段とを含み、
前記入力信号は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記入力信号の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度以下であり、
前記信号生成手段は、前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを、時間経過にしたがって単調に変化させて、前記入力信号を生成し、
前記被験者に前記振動手段により前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して前記操作手段を操作したときの前記パラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定手段を、さらに含む、触覚刺激の知覚閾値の測定装置。

【請求項11】

入力信号にしたがって振動し、被験者に触覚刺激を与える振動手段と、
前記入力信号を生成する信号生成手段と、
被験者の指示を受付ける操作手段とを含み、
前記入力信号は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記入力信号の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記信号生成手段は、前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、前記第１パルス及び第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、前記第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、前記第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、前記入力信号を生成し、
前記被験者に前記振動手段により前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して前記操作手段を操作したときの、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定手段を、さらに含む、触覚刺激の知覚閾値の測定装置。

【請求項12】

前記振動手段及び前記操作手段は、自動車のハンドルに配置される、請求項１０又は１１に記載の触覚刺激の知覚閾値の測定装置。

【請求項13】

操作部及び振動部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定させるプログラムであって、
前記触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく当該第２パルスの強度以下であり、
前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、前記被験者に前記触覚刺激を与える機能と、
前記被験者に前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの前記パラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する機能とを実現させる、触覚刺激の知覚閾値の測定プログラム。

【請求項14】

操作部及び振動部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定させるプログラムであって、
前記触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、
前記触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、
前記第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、
前記第２パルスは、前記第１パルスに続き、前記第１パルスと同じ強度を有し、
前記第１パルス及び前記第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、前記第１パルス及び第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、前記第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、前記第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、前記被験者に前記触覚刺激を与える機能と、
前記被験者に前記触覚刺激を与えた状態で、前記被験者が、前記触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する機能とを実現させる、触覚刺激の知覚閾値の測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、触覚刺激の知覚閾値を、従来よりも精度よく且つ簡便に測定することができる測定装置、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、特に「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、特に産業衛生分野で幅広く用いられている。

【0003】

また、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も知られている（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。

【0004】

また、別の疲労計測方法として、聴覚に基づいて身体又は脳神経系統の疲労度を測定する方法も知られている。例えば、下記特許文献２には、身体又は脳神経系統の疲労度を表す指数を測定する聴覚疲労検査機が開示されている。この聴覚疲労検査機は、聴覚刺激を連続させて２つ提示し、その２つの刺激の時間間隔を変化させることで、提示された刺激が２つの刺激として認知される場合の時間間隔と、１つの刺激として知覚される時間間隔との境界値（閾値）を、疲労度の指標として計測する。

【0005】

また、触覚を用いた二点識別法が知られている。この識別法では、金属の棒で皮膚の２点を押さえて刺激を加え、２点間の距離を変化させて、２点として知覚される距離と、１点として知覚される距離の境界値（閾値）を指標とする。二点識別法は触覚系の空間分解能を表す指標である。

【0006】

例えば、下記特許文献３には、感覚疲労検査の被験者に光、音、及び振動による刺激を、個別に又は同時に複数提示し、それに対する被験者の応答から、視覚、聴覚、及び皮膚触覚の融合弁別閾値を求め、被験者の融合弁別閾値の検査値と、これらの融合弁別閾値の基準値とを定量的に一覧図表上に表示して、被験者の感覚疲労の状態を検査する技術が開示されている。具体的には、触覚刺激と聴覚刺激を同時又はそれぞれ単独に提示し、刺激の感覚閾値を用いて疲労計測を行なう。持続時間が１秒という極めて長い時間の刺激を２つ、わずかな時間差で提示し、刺激が連続しているか、２つに分離しているかの閾値を求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−０８８８６２号公報

【特許文献2】実開平６−９６０９号公報

【特許文献3】特開２００６−２６３２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

作業中の人の疲労度、特に自動車の運転中の運転者の疲労度を簡便に評価できれば好ましい。

【0009】

しかし、視覚フリッカー（点滅の知覚閾値）は外部の光環境の攪乱の影響を受け、聴覚フリッカー（２つの音刺激の知覚閾値）は外部環境の騒音の影響を受け、何れも閾値の数値が大きく変化する。したがって、視覚フリッカー又は聴覚フリッカーを用いた疲労計測方法においては、正確な測定値を得るには、測定に良好な周囲環境を準備する必要があり、手間がかかる問題がある。

【0010】

また、視覚フリッカー又は聴覚フリッカーを用いた疲労計測方法は、日常生活の中の労働中、特に自動車運転中に実施すると、一時的にではあるが、測定のために視覚又は聴覚を占有することになるので、安全上の問題がある。

【0011】

これに対して、体性感覚フリッカー（２つの触覚刺激の知覚閾値）は、感覚自体は物体と生体の間の体性感覚環境に依存するので、外界、即ち視覚における光環境の攪乱及び聴覚における騒音により影響されることはない。また、体性感覚は、視覚及び聴覚とは独立しており、作業中に測定を行なうと、測定に注意が向けられ、本来の作業に必要な注意力が低減する可能性はあるが、その程度は軽微であり、自動車運転等の作業を行ないながらの疲労計測も可能である。

【0012】

よって、作業中の人、特に自動車の運転中の運転者の体性感覚フリッカーを測定することが望まれている。しかし、特許文献２及び３によっては、体性感覚フリッカーを効率的に測定することはできない。

【0013】

したがって、本発明は、触覚刺激の知覚閾値を、従来よりも精度よく且つ簡便に測定することができる測定装置、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。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の第１の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定方法は、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定する方法である。触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有し、第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度以下である。この測定方法は、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを、時間経過にしたがって単調に変化させて、被験者に触覚刺激を与える測定ステップと、被験者に触覚刺激を与えた状態で、被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、パラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定ステップとを含む。

【0015】

好ましくは、キャリア周波数は、１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であり、第１パルスの時間幅は、１００ミリ秒であり、パラメータの変化周期は１秒である。

【0016】

より好ましくは、第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく当該第２パルスの強度以下であるのに代えて、０であり、第２パルスの時間幅は、第１パルスの時間幅と同じであり、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔は、当該第２パルス及び当該第２パルスの次の第１パルスの間の時間間隔と同じである。

【0017】

本発明の第２の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定方法は、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定する方法である。触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有する。この測定方法は、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、第１パルス及び第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、被験者に触覚刺激を与える測定ステップと、被験者に触覚刺激を与えた状態で、被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、第１パラメータ及び第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定ステップとを含む。

【0018】

好ましくは、第２パルスは、当該第２パルスの次の第１パルスと連続する。

【0019】

より好ましくは、第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度よりも小さい。

【0020】

さらに好ましくは、測定ステップは、第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、第２パラメータを単調に増大又は単調に減少させるステップである。

【0021】

好ましくは、測定ステップは、第１パラメータ及び第２パラメータを同時に、単調に増大又は単調に減少させるステップである。

【0022】

より好ましくは、キャリア周波数は１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下であり、第１パルスの時間幅は１００ミリ秒であり、パラメータの変化周期は１秒であり、第１パラメータが固定される場合の所定値は、３０ミリ秒である。

【0023】

さらに好ましくは、第２パルスの時間幅は、第１パルスの時間幅と同じであり、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔は、当該第２パルス及び当該第２パルスの次の第１パルスの間の時間間隔と同じである。

【0024】

本発明の第３の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置は、入力信号にしたがって振動し、被験者に触覚刺激を与える振動部と、入力信号を生成する信号生成部と、被験者の指示を受付ける操作部とを含む。入力信号は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、入力信号の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有し、第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度以下である。信号生成部は、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを、時間経過にしたがって単調に変化させて、入力信号を生成する。この測定装置は、被験者に振動部により触覚刺激を与えた状態で、被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作部を操作したときのパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定部を、さらに含む。

【0025】

本発明の第４の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置は、入力信号にしたがって振動し、被験者に触覚刺激を与える振動部と、入力信号を生成する信号生成部と、被験者の指示を受付ける操作部とを含む。入力信号は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、入力信号の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有する。信号生成部は、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、第１パルス及び第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、入力信号を生成する。この測定装置は、被験者に振動部により触覚刺激を与えた状態で、当該被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作部を操作したときの、第１パラメータ及び第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する決定部を、さらに含む。

【0026】

好ましくは、振動部及び操作部は、自動車のハンドルに配置される。

【0027】

本発明の第５の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定プログラムは、操作部及び振動部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定させるプログラムである。触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有し、第２パルスと、当該第２パルスの次の第１パルスとの間の期間における信号レベルは、０より大きく、当該第２パルスの強度以下である。この測定プログラムは、コンピュータ又は携帯端末装置に、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔であるパラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、被験者に触覚刺激を与える機能と、被験者に触覚刺激を与えた状態で、被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときのパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する機能とを実現させる。

【0028】

本発明の第６の局面に係る触覚刺激の知覚閾値の測定プログラムは、操作部及び振動部を備えたコンピュータ又は携帯端末装置に、被験者に触覚刺激を与えて、当該触覚刺激の知覚閾値を測定させるプログラムである。触覚刺激は、一定のキャリア周波数を有し、強度が時間的に変化する刺激であり、触覚刺激の包絡線は、相互に隣接する第１パルス及び第２パルスを含み、第１パルスの時間幅は、２０ミリ秒以上５００ミリ秒以下であり、第２パルスは、第１パルスに続き、第１パルスと同じ強度を有する。この測定プログラムは、コンピュータ又は携帯端末装置に、第１パルス及び第２パルスの間の時間間隔である第１パラメータと、第１パルス及び第２パルスの間の期間における信号レベルである第２パラメータとを、時間経過にしたがって同時に単調に変化させて、又は、第１パラメータを０より大きい所定の値に固定し、第２パラメータを時間経過にしたがって単調に変化させて、被験者に触覚刺激を与える機能と、被験者に触覚刺激を与えた状態で、当該被験者が、触覚刺激により知覚している振動状態が所定の変化を生じたと知覚して操作装置を操作したときの、第１パラメータ及び第２パラメータのうち、変化させていたパラメータの値を触覚刺激の知覚閾値として決定する機能とを実現させる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、触覚刺激の知覚閾値を、従来よりも精度よく簡便に測定することができる。

【0030】

触覚刺激を与えるための振動装置を自動車のハンドルに配置すれば、停車中はもとより、運転中の運転者の触覚刺激の知覚閾値を、安全に測定することができる。

【0031】

また、測定値を、疲労していない状態で予め測定した触覚刺激の知覚閾値（基準値）と比較することにより、運転者の疲労状態を判定して、速やかに運転者に提示することができる。したがって、運転者は、自己の疲労度を客観的に知ることができ、疲労度が大きい場合には、自発的に休憩をとることができる。また、運転者の疲労度が大きい場合には、休憩をとることを促す警告を発することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１の測定装置が自動車のハンドルに装着された状態を示す図である。

【図3】図１の測定装置において実行される触覚刺激の知覚閾値を測定するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

【図4】触覚刺激の知覚閾値の測定に使用される第１パルスシーケンスを示すグラフである。

【図5】特定のパラメータを固定した第１パルスシーケンスを示すグラフである。

【図6】図５のパルスシーケンスの一部を拡大して示すグラフである。

【図7】触覚刺激の知覚閾値の測定に使用される第２パルスシーケンスを示すグラフである。

【図8】特定のパラメータを固定した第２パルスシーケンスを示すグラフである。

【図9】触覚刺激の知覚閾値の測定に使用される第３パルスシーケンスを示すグラフである。

【図10】特定のパラメータを固定した第３パルスシーケンスを示すグラフである。

【図11】触覚刺激の知覚閾値の測定に使用される第４パルスシーケンスを示すグラフである。

【図12】特定のパラメータを固定した第４パルスシーケンスを示すグラフである。

【図13】本発明の第２の実施の形態に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置が自動車のハンドルに装着された状態を示す図である。

【図14】図１３の測定装置において実行される触覚刺激の知覚閾値を測定するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

【図15】携帯端末装置への適用例を示す図である。

【図16】図１５とは別の、携帯端末装置への適用例を示す図である。

【図17】実験で使用した振動装置を示す断面図である。

【図18】連続疲労負荷過程における触覚刺激の知覚閾値の測定結果を示すグラフである。

【図19】連続疲労負荷過程における触覚刺激の知覚閾値の測定結果を示すグラフである。

【図20】連続疲労負荷過程における従来の疲労指標の測定結果を示すグラフである。

【図21】実験結果の回帰分析結果を示すグラフである。

【図22】実験結果の回帰分析結果を示すグラフである。

【図23】フリッカー値に対する刺激外部領域強度変化及び刺激提示頻度変化の相対変化率をプロットしたグラフである。

【図24】各外部刺激環境に関して求めた、触覚閾値とフリッカー値との相互変換式の係数α及びβを示すテーブルである。

【発明を実施するための形態】

【0033】

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。

【0034】

（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置は、制御装置１００、信号処理部１１６、振動部１１８、及び操作部１２０を含む。制御装置１００は、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６、記録部１０８、タイマ１１０、バス１１２、及び信号生成部１１４を含む。

【0035】

ＣＰＵ１０２は、制御装置１００全体を制御する。ＲＯＭ１０４は不揮発性の記憶装置であり、制御装置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。

【0036】

バス１１２には、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６、記録部１０８、タイマ１１０、信号生成部１１４が接続されている。操作部１２０は、所定のインターフェイス（図示せず）を介して、バス１１２に接続される。各部間のデータ（制御情報を含む）交換は、バス１１２を介して行なわれる。ＣＰＵ１０２は、バス１１２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制御装置１００を構成する各部の制御を行なう。

【0037】

タイマ１１０は、内部クロックを用いて現在の時刻情報を出力する。信号生成部１１４は、ＣＰＵ１０２の制御を受けて、触覚刺激の知覚閾値の測定に使用される所定のアナログ信号（以下、測定用信号ともいう）を生成する。測定用信号のパルスシーケンスは、タイマ１１０の時刻情報に基づき生成される。

【0038】

信号処理部１１６は、信号生成部１１４から出力される測定用信号の強度（振幅）を調整し、増幅して出力する。振動部１１８は、入力されるアナログ信号にしたがって振動する。操作部１２０は、ユーザによる制御装置１００への入力を受付ける。

【0039】

図２を参照して、本実施の形態に係る測定装置は、自動車のハンドルに装着される。図２は、自動車のハンドル２００を裏側（フロントガラス側）から見た図である。ハンドル２００の中央部に制御装置１００が配置され、ハンドル２００の一方の側（例えば、自動車が直進する状態のハンドル２００において、運転者から見て右側）に、信号処理部１１６、振動部１１８及び操作部１２０が配置される。

【0040】

振動部１１８は、人が触覚で知覚できる振動数で振動する。振動部１１８には、コイル又は圧電素子（ピエゾ素子）等を用いた種々の機器を使用することができる。信号処理部１１６の増幅率は、振動部１１８の特性に応じて適切に変更されることが好ましい。操作部１２０は、例えばモーメンタリスイッチである。

【0041】

これにより、自動車の運転中に、運転者の触覚刺激の知覚閾値を測定することが可能となる。運転者が指で振動部１１８に触れた状態で測定が開始され、運転者は測定中、指で振動部１１８に触れた状態を維持する。制御装置１００は、所定のパルスシーケンスの測定用信号を生成し、それにより振動部１１８を振動させる。制御装置１００は、測定用信号のパルスシーケンスを時間経過にしたがって変化させ、振動部１１８の振動状態を変化させる。運転者は、触覚により知覚している振動状態が所定の変化をしたと知覚したときに、操作部１２０を操作して、知覚したことを制御装置１００に入力する。制御装置１００は、操作部１２０からの入力を受けたときに、信号生成部１１４から出力している測定用信号の生成条件を、触覚刺激の知覚閾値として決定する。

【0042】

以下、触覚刺激の知覚閾値の測定に関して具体的に説明する。図３を参照して、触覚刺激の知覚閾値の測定プログラムのステップ３００において、ＣＰＵ１０２は、初期設定として、測定用信号のパルスシーケンスを決定するための複数の条件を記憶部からＲＡＭ１０６に読出す。

【0043】

測定用信号は、例えば、図４に示すようなパルスシーケンス（以下、第１パルスシーケンスという）の信号が使用される。第１パルスシーケンスでは、時間Ｔ１の間、一定強度Ａ０を維持した後、時間Ｔ２の間、一定強度Ａ０よりも小さい強度（Ａ０−Ａ１）を維持し、その後元の強度Ａ０に戻り、時間Ｔ１の間、その値を維持する波形が、繰返し周期Ｔ０で、Ｎ回繰返される。第１パルスシーケンスは、隣接する２つのパルスピークが周期的に繰返される波形である。全時間ＴｍはＴｍ＝Ｔ０×Ｎである。

【0044】

ここで、図４の波形は、一定周波数ｆ０のキャリア波形（例えばサイン波）の包絡線を示す。即ち、振動波形の周期は、パルスシーケンスのパルス幅（時間）よりも十分に小さい。例えば、振動波形の周波数ｆ０は２５０Ｈｚ（周期４ｍｓｅｃ）であり、時間Ｔ１は１００ｍｓｅｃである。

【0045】

強度Ａ０を、例えば、感覚的閾値の１０倍である２０ｄＢＳＬ（Ｓｅｎｓａｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ）に固定する場合、第１パルスシーケンスを決定するためのパラメータはＴ０、Ｔ１、Ｔ２、及びＡ１である。ここでは、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）の条件で、パラメータＴ２及びＡ１によりパルスシーケンスを変化させる。具体的には、次の３種類の条件が使用される。なお、信号強度の減少量Ａ１は、強度Ａ０に対する比率（％）で表される。
・時間変化条件：Ａ１を１００％に固定し、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させる。
・強度変化条件：Ｔ２を３０ｍｓｅｃに固定し、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させる。
・時間及び強度変化条件：Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を同時に、同じ値に変化させる。即ち、（Ａ１，Ｔ２）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させる。

【0046】

時間変化条件の第１パルスシーケンスを、「時間変化２刺激シーケンス」という。強度変化条件の第１パルスシーケンスを、「強度変化２刺激シーケンス」という。時間及び強度変化条件の第１パルスシーケンスを、「時間及び強度変化２刺激シーケンス」という。

【0047】

図５に、時間変化２刺激シーケンスを示す。即ち、Ａ１＝１００（％）に固定すると、図４のパルスシーケンスは、図５のパルスシーケンスとなる。パルスの立上り及び立下りには所定の時間を要する。ここでは、図６に示すように、時間変化２刺激シーケンスにおいて、繰返し周期Ｔ０中の最初のパルスの立上り、及びその次のパルスの立下りは、例えば４ｍｓｅｃであり、最初のパルスの立下がり、及びその次のパルスの立上りは、例えば２ｍｓｅｃである。

【0048】

なお、パルスの立上り、立下りは、ここで例示した値に限定されない。パルス幅及び信号生成装置の特性により適切な値に設定すればよい。

【0049】

時間変化２刺激シーケンスを用いる場合には、ステップ３００において、Ｔ１が１００（ｍｓｅｃ）に、Ａ１が１００（％）に、パラメータ（Ｔ２）の上限が３０（ｍｓｅｃ）に設定される。強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、ステップ３００において、Ｔ１が１００（ｍｓｅｃ）に、Ｔ２が３０（ｍｓｅｃ）に、パラメータ（Ａ１）の上限が３０（％）に設定される。時間及び強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、ステップ３００において、Ｔ１が１００（ｍｓｅｃ）に、パラメータ（Ａ１，Ｔ２）の上限が（３０（％），３０（ｍｓｅｃ））に設定される。

【0050】

ステップ３０２において、ＣＰＵ１０２は、測定に使用するシーケンスに応じたパラメータに初期値を設定する。時間変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータ（Ｔ２）の初期値は１（ｍｓｅｃ）である。強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータ（Ａ１）の初期値は１（％）である。時間及び強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータ（Ａ１，Ｔ２）の初期値は、Ａ１＝１（％）及びＴ２＝１（ｍｓｅｃ）である。

【0051】

ステップ３０４において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３００及び３０２での設定に基づき、信号生成部１１４を制御して測定用信号を生成させる。

【0052】

ステップ３０６において、ＣＰＵ１０２は、操作部１２０が操作されたか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、操作部１２０であるスイッチが押下されたことを表す信号を受信したか否かを判定する。信号を受信した場合、操作されたと判定し、制御はステップ３１４に移行する。そうでなければ、制御はステップ３０８に移行する。

【0053】

ここでは、後述するように、繰返し周期Ｔ０中で隣接するパルスの分離度が大きくなるように変化させる。例えば、時間変化２刺激シーケンスを用いる場合には、間隔Ｔ２を１ｍｓｅｃから徐々に増大させる。運転者が、自動車の運転中、例えば右手の中指で振動部１１８に触れているとすると、最初、運転者は振動を１つの刺激として知覚している。その後、ある程度２つのパルスの分離度が大きくなると、運転者は振動を２つの刺激として知覚するようになる。運転者には、振動を２つの刺激として知覚するようになったときに、操作部１２０であるスイッチを、例えば右手の人差指で押してもらう。

【0054】

ステップ３０８において、ＣＰＵ１０２は、タイマからの現在時刻を取得して、繰返し周期Ｔ０が所定回数（Ｎ回）繰返されたか否か、即ち、時間Ｔｍ＝Ｔ０×Ｎが経過したか否かを判定する。経過したと判定された場合、制御はステップ３１０に移行する。そうでなければ、制御はステップ３０４に戻り、現在の条件で測定用信号が生成される。

【0055】

ステップ３１０において、ＣＰＵ１０２は、現在測定用波形の生成に使用されているパラメータが限界値（ここでは上限値）であるか否かを判定する。限界値であれば、ＣＰＵ１０２は本プログラムを終了する。そうでなければ、制御はステップ３１２に移行する。

【0056】

ステップ３１２において、ＣＰＵ１０２は、現在のパラメータを変化させる。例えば、現在のパラメータ値を所定の増分だけ増大させて、新たなパラメータ値とする。時間変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータＴ２の値を１ｍｓｅｃだけ増大させる。強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータＡ１の値を１％だけ増大させる。時間及び強度変化２刺激シーケンスを用いる場合には、パラメータＡ１の値を１％だけ増大させ、パラメータＴ２の値を１ｍｓｅｃだけ増大させる。

【0057】

その後、制御はステップ３０４に戻る。これにより、新たなパラメータ値を用いて、測定用信号が生成される。

【0058】

ステップ３０６で操作を受けたと判定された場合、ステップ３１４において、ＣＰＵ１０２は、現在のパラメータ値を、例えばＲＡＭ１０６に記憶する。

【0059】

以上により、運転者が、指で振動を１つの刺激として知覚している状態から、２つの刺激として知覚するようになったときのパラメータ値を、触覚刺激の知覚閾値として決定することができる。測定された触覚刺激の知覚閾値は、後述するように、疲労程度に応じて変化する。したがって、予め疲労していない状態で、触覚刺激の知覚閾値を測定して基準値として記憶しておけば、任意の疲労状態で触覚刺激の知覚閾値を測定し、基準値と比較することで、その時の疲労度を評価することができる。

【0060】

上記では、運転者が、振動部１１８に右手の中指で触れて、操作部１２０を右手の人差指で操作する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、運転者が、振動部１１８に右手の人差指で触れ、操作部１２０を右手の親指で操作できるように、振動部１１８及び操作部１２０を配置してもよい。また、運転者が左手を用いて測定できるように、振動部１１８、操作部１２０及び信号処理部１１６を配置してもよい。

【0061】

上記では、測定用信号として、図４に示した第１パルスシーケンスを使用する場合を説明したが、これに限定されない。例えば、測定用信号として、図７に示すようなパルスシーケンス（以下、第２パルスシーケンスという）の信号を使用してもよい。

【0062】

第２パルスシーケンスでは、時間Ｔ１の間、一定強度Ａ０を維持した後、時間Ｔ２の間、一定強度Ａ０よりも小さい強度（Ａ０−Ａ１）を維持し、その後元の強度Ａ０に戻り、その値を、繰返し周期Ｔ０の残りの期間維持する。Ｎ回繰返す場合、全時間Ｔｍは、Ｔｍ＝Ｔ０×Ｎである。第２パルスシーケンスは、一定強度のキャリア波形を、所定のタイミングで、所定期間（Ｔ２）減少させた波形（欠落させた波形）である。

【0063】

具体的には、キャリア周波数ｆ０を２５０Ｈｚとし、強度Ａ０を２０ｄＢＳＬに固定する場合、第１パルスシーケンスと同様に、第２パルスシーケンスを決定するためのパラメータはＴ０、Ｔ１、Ｔ２、及びＡ１である。また、第１パルスシーケンスと同様に、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）の条件で、パラメータＴ２及びＡ１によりパルスシーケンスを変化させる。具体的には、第１パルスシーケンスと同様に、信号強度の減少量Ａ１は、強度Ａ０に対する比率（％）として表し、上記した３種類の条件（時間変化条件、強度変化条件、並びに、時間及び強度変化条件）が使用される。

【0064】

時間変化条件の第２パルスシーケンスを、「時間変化欠落シーケンス」という。強度変化条件の第２パルスシーケンスを、「強度変化欠落シーケンス」という。時間及び強度変化条件の第２パルスシーケンスを、「時間及び強度変化欠落シーケンス」という。

【0065】

図８に、時間変化欠落シーケンスを示す。即ち、Ａ１＝１００（％）に固定すると、図７のパルスシーケンスは、図８のパルスシーケンスとなる。パルスの立上り及び立下り時間は、図６と同様に、繰返し周期Ｔ０中の最初のパルスの立上り、及びその次のパルスの立下りは、例えば４ｍｓｅｃであり、最初のパルスの立下がり、及びその次のパルスの立上りは、例えば２ｍｓｅｃである。

【0066】

第２パルスシーケンスを使用する場合、例えば、時間変化欠落シーケンス（図８）を用いる場合には、間隔Ｔ２を１ｍｓｅｃから徐々に増大させる。したがって、最初、被験者は振動を、一様な刺激として知覚しており、ある程度欠落度（Ｔ２の間隔）が大きくなると、刺激の中に欠落を知覚するようになる。被験者には、刺激の中に欠落を知覚するようになったときに、操作部１２０を操作してもらう。したがって、第２パルスシーケンスを使用する場合にも、被験者が、指等で知覚している振動の状態が変化したとき（一様な刺激から、刺激の中に欠落を知覚するようになったとき）のパラメータ値を、触覚刺激の知覚閾値として決定することができる。

【0067】

また、測定用信号として、図９に示すようなパルスシーケンスの信号（以下、第３パルスシーケンスという）を使用してもよい。

【0068】

第３パルスシーケンスでは、時間Ｔ１の間、一定強度Ａ０を維持した後、時間Ｔ２の間、一定強度Ａ０よりも小さい強度（Ａ０−Ａ１）を維持し、その後、元の強度Ａ０に戻り、これらが繰返される。第３パルスシーケンスは、パルスの連続波形である。

【0069】

具体的には、キャリア周波数ｆ０を２５０Ｈｚとし、強度Ａ０を２０ｄＢＳＬに固定する場合、第３パルスシーケンスを決定するためのパラメータはＴ１、Ｔ２、及びＡ１である。また、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）又はＴ１＝Ｔ２、及びパラメータ値を維持する時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）の条件で、パラメータＴ２及びＡ１を変化させることによりパルスシーケンスを変化させる。具体的には、第１パルスシーケンスと同様に、信号強度の減少量Ａ１は、強度Ａ０に対する比率（％）として表し、上記した３種類の条件（時間変化条件、強度変化条件、並びに、時間及び強度変化条件）が使用される。

【0070】

Ｔ１を１００（ｍｓｅｃ）に固定した場合の時間変化条件の第３パルスシーケンスを、「時間変化連続シーケンスＡ」といい、Ｔ１＝Ｔ２とした場合の時間変化条件の第３パルスシーケンスを、「時間変化連続シーケンスＢ」という。Ｔ１を１００（ｍｓｅｃ）に固定した場合の強度変化条件の第３パルスシーケンスを、「強度変化連続シーケンスＡ」といい、Ｔ１＝Ｔ２とした場合の強度変化条件の第３パルスシーケンスを、「強度変化連続シーケンスＢ」という。Ｔ１を１００（ｍｓｅｃ）に固定した場合の時間及び強度変化条件の第３パルスシーケンスを、「時間及び強度変化連続シーケンスＡ」といい、Ｔ１＝Ｔ２とした場合の時間及び強度変化条件の第３パルスシーケンスを、「時間及び強度変化連続シーケンスＢ」という。

【0071】

図１０に、時間変化連続シーケンスＡ及びＢを示す。即ち、Ａ１＝１００（％）に固定すると、図９のパルスシーケンスは、図１０のパルスシーケンスとなる。ここでは、パルスの立上り及び立下り時間は、図６とは異なり、全てのパルスで同じであり、例えば２ｍｓｅｃである。

【0072】

第３パルスシーケンスを使用する場合、例えば、時間変化連続シーケンス（図１０）を用いる場合には、パルス時間Ｔ１及び間隔Ｔ２を下限値から徐々に増大させる。したがって、最初、被験者は振動を、一様な１つの刺激として知覚しており、パルス時間Ｔ１及び間隔Ｔ２がある程度大きくなると、被験者は複数の刺激として知覚するようになる。被験者には、振動を複数の刺激として知覚するようになったときに、操作部１２０を操作してもらう。したがって、第３パルスシーケンスを使用する場合、被験者が、指等で振動を１つの刺激として知覚している状態から、複数の刺激として知覚するようになったときのパラメータ値を、触覚刺激の知覚閾値として決定することができる。

【0073】

また、測定用信号として、図１１に示すようなパルスシーケンスの信号（以下、第４パルスシーケンスという）を使用してもよい。これは、図４に示した第１パルスシーケンスにおいて、信号強度が０である期間において、信号が所定の強度（Ａ０−Ａ２）を有するようにしたものである。Ａ２＝０（％）として所定の強度（Ａ０−Ａ２）をＡ０と等しくすると、図７に示した第２パルスシーケンスになる。したがって、第４パルスシーケンスは、第１パルスシーケンスと第２パルスシーケンスとの中間のシーケンスである。第４パルスシーケンスは、第１パルスシーケンス（Ａ２＝１００（％）の第４パルスシーケンス）と第２パルスシーケンス（Ａ２＝０（％）の第４パルスシーケンス）とを包含するシーケンスでもある。

【0074】

図１１において、繰返し周期Ｔ０を変更して、Ｔ０＝２×（Ｔ１＋Ｔ２）とすれば、強度（Ａ０−Ａ２）の時間Ｔ３＝Ｔ２となる。さらに、Ａ２＝Ａ１とすれば、図１１に示した第４パルスシーケンスは、図９に示した第３パルスシーケンスとなる。したがって、第４パルスシーケンスは、第３パルスシーケンスを包含するシーケンスでもある。即ち、第４パルスシーケンスは、第１〜第３パルスシーケンスを包含するシーケンスである。

【0075】

具体的には、キャリア周波数ｆ０を２５０Ｈｚとし、強度Ａ０を２０ｄＢＳＬに固定する場合、第４パルスシーケンスを決定するためのパラメータはＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ａ１、及びＡ２である。また、パラメータＡ２を所定の値に固定し、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）の条件で、パラメータＴ２及びＡ１によりパルスシーケンスを変化させる。

【0076】

第４パルスシーケンスに関しても、第１パルスシーケンスと同様に、信号強度の減少量Ａ１を強度Ａ０に対する比率（％）として表し、パラメータＡ２を所定の値に固定して、上記した３種類の条件（時間変化条件、強度変化条件、並びに、時間及び強度変化条件）を使用することができる。

【0077】

例えば、図１１においてＡ１＝１００（％）とした場合のパルスシーケンスを図１２に示す。さらに、Ａ２を特定の値、例えば１０％、５０％、又は１００％に設定することができる。

【0078】

図１２においてＡ２＝１０（％）としたパルスシーケンスを「第１中間刺激シーケンス」という。図１２においてＡ２＝５０（％）としたパルスシーケンスを「第２中間刺激シーケンス」という。なお、第１及び第２中間刺激シーケンスにおいては、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）である。第１又は第２中間刺激シーケンスを用いて触覚刺激の知覚閾値を測定する場合には、その他のパラメータは、上記した３種類の条件（時間変化条件、強度変化条件、並びに、時間及び強度変化条件）の何れかの条件にしたがって変化させる。

【0079】

図１２において、Ａ２＝１００（％）とし、繰返し周期Ｔ０＝０．５（ｓｅｃ）とした場合のパルスシーケンスを「第３中間刺激シーケンス」という。なお、第３中間刺激シーケンスにおいては、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）である。第３中間刺激シーケンスを用いて、触覚刺激の知覚閾値を測定する場合には、その他のパラメータは、上記した３種類の条件（時間変化条件、強度変化条件、並びに、時間及び強度変化条件）の何れかの条件にしたがって変化させる。

【0080】

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、測定装置が１つの振動部を含む場合を説明したが、第２の実施の形態では、触覚刺激の知覚閾値の測定における被験者の恣意性を排除し、客観的に測定するために、測定装置は複数の振動部を含む。

【0081】

本実施の形態に係る触覚刺激の知覚閾値の測定装置は、第１の実施の形態に係る測定装置（図１）と同様に構成されている。但し、本実施の形態に係る測定装置は、第１の実施の形態と異なり、図１３に示すように、ハンドル２００の両側に配置され、信号処理部、振動部、及び操作部をそれぞれ含む第１ユニット２２２及び第２ユニット２２４を備える。

【0082】

第１ユニット２２２及び第２ユニット２２４の各々の信号生成部には、それぞれ異なる測定用信号が入力され、増幅されて、対応する振動部に入力される。これによって、第１ユニット２２２及び第２ユニット２２４の各々の振動部は、異なる振動状態を実現する。

【0083】

本実施の形態において実行される測定処理に関して、図１４を参照して説明する。図１４のフローチャートが図３のフローチャートと異なるのは、ステップ３３０及びステップ３３２が追加されているだけである。図１３において、図３と同じ参照番号のステップでは、基本的に図３と同じ処理が実行される。但し、信号処理部、振動部、及び操作部が２組含まれることにより、一部のステップの処理が若干異なる。以下においては、主として異なる点に関して説明する。

【0084】

初期設定及びパラメータに初期値が設定された後、ステップ３０４において、パラメータ値に基づいて測定用信号が生成される。このとき、信号生成部１１４により、２つの測定用信号が生成される。一方の測定用信号（以下、真の測定用信号ともいう）は、第１の実施の形態と同様に、ステップ３１２で変更されたパラメータに基づいて生成される。他方の測定用信号（以下、ダミー信号ともいう）は、最初に生成される測定用信号から変更されない。例えば、ダミー信号は、最初にステップ３０４が実行されて生成された測定用信号と同じパルスシーケンスを維持する。

【0085】

２つの信号処理部うち、一方の信号処理部には真の測定用信号が入力され、他方の信号処理部にはダミー信号が入力される。即ち、各信号処理部に対応する振動部は、真の測定用信号又はダミー信号により振動する。

【0086】

測定の開始時に（例えばステップ３０２において）、ＣＰＵ１０２は、真の測定用信号及びダミー信号をそれぞれ入力する信号処理部（振動部）を決定する。１回の測定中においては、真の測定用信号及びダミー信号がそれぞれ入力される信号処理部は入替ることはない。例えば、最初に、真の測定用信号が第１ユニット２２２の信号処理部に入力された場合（ダミー信号は第２ユニット２２４の信号処理部に入力）、その測定中、パラメータ値が変更されて新たに生成された真の測定用信号は、第１ユニット２２２の信号処理部に入力される。

【0087】

ステップ３０６の判定処理においては、ＣＰＵ１０２は、第１ユニット２２２の操作部及び第２ユニットの操作部の少なくとも一方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、制御はステップ３３０に移行する。そうでなければ、第１の実施の形態と同様に、制御はステップ３０８に移行する。

【0088】

ステップ３３０において、ＣＰＵ１０２は、ステップ３０６で操作されたと判定された操作部が、正しい操作部である（正解）か否か、即ち、真の測定用信号が入力されている振動部に対応する操作部であるか否かを判定する。正解と判定された場合、制御はステップ３１４に移行し、ＣＰＵ１０２は、現在のパラメータ値を記憶する。そうでなければ、即ち、操作されたと判定された操作部が、ダミー信号が入力されている振動部に対応する、又は、２つの操作部が同時に操作された場合、制御はステップ３３２に移行する。

【0089】

ステップ３３２において、ＣＰＵ１０２は、所定の警告メッセージ（例えば、聴覚又は視覚情報）を提示して、制御はステップ３０２に戻る。これによって、間違った操作部が操作された場合、再度測定が開始される。

【0090】

以上により、運転者が、２つの刺激として知覚できていないにもかかわらず、恣意的に操作部を操作したことを検知することができ、その場合の測定値（パラメータ値）を除外することができる。

【0091】

上記では、測定装置が、信号生成部、振動部及び操作部を含むユニットを、２組含む場合を説明したが、これに限定されない。測定装置が３組以上のユニットを含んでいてもよい。その場合にも真の測定用信号とダミー信号とが生成され、複数の振動部のうち、１つの振動部が真の測定用信号により振動し、その他の振動部はダミー信号により振動するようにする。ユニットの数を増やすと、より正確に被験者の恣意性を排除することができ、より客観的に触覚刺激の知覚閾値を測定することができる。

【0092】

例えば、４つのユニットをハンドルに装着し、運転者の右手に２つのユニットを対応させ、左手に残りの２つのユニットを対応させる。例えば、運転者がハンドルをにぎった場合、右手の中指及び薬指が２つの振動部に触れ、中指が触れる振動部に対応する操作部が右手の人差指の近くに配置され、薬指が触れる振動部に対応する操作部が小指の近くに配置されるように、２つのユニットをハンドルに装着する。残りの２つのユニットは、左手の指に対して、同様の位置関係になるように、ハンドルに装着される。運転者には、振動状態の変化を知覚した振動部の近くの操作部を操作させる。

【0093】

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。

【0094】

上記では、第１及び第２パルスシーケンスにおいて、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）に固定したが、これに限定されない。Ｔ１は２０ｍｓｅｃ以上５００ｍｓｅｃ以下であってもよい。

【0095】

また、上記では、第１パルスシーケンスの強度変化２刺激シーケンス、及び第２パルスシーケンスの強度変化欠落シーケンスにおいて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）に固定したが、これに限定されない。Ｔ２は５ｍｓｅｃ以上９０ｍｓｅｃ以下であってもよい。

【0096】

上記では、パラメータＴ２を単調に増大させる場合を説明したが、これに限定されない。パラメータＴ２を上限値から単調に減少させてもよい。その場合には、被験者は、最初に２つの刺激を知覚した状態から、１つの刺激を知覚するようになる。したがって、被験者には、２つの刺激を知覚した状態から、１つの刺激を知覚するようになったときに操作部を操作してもらえば、そのときのパラメータＴ２の値を知覚閾値として決定することができる。

【0097】

同様に、２つの刺激の間のパラメータＡ２を単調に増大させる場合を説明したが、単調に減少させてもよい。その場合にも、上記と同様に、被験者には、２つの刺激を知覚した状態から、１つの刺激を知覚するようになったときに操作部を操作してもらえば、そのときのパラメータＡ１の値を知覚閾値として決定することができる。

【0098】

また、パラメータＴ２及びＡ１を同時に増大させる場合に限らず、同時に減少させてもよい。その場合にも、上記と同様に、被験者には、２つの刺激を知覚した状態から、１つの刺激を知覚するようになったときに操作部を操作してもらえば、そのときのパラメータＴ２及びＡ１の値を知覚閾値として決定することができる。

【0099】

上記では、パラメータＴ２及びＡ１を、それぞれの基準値（パラメータＴ２の基準値はパルス幅１００ｍｓｅｃ、パラメータＡ１の基準値はパルスの高さＡ０）の１〜３０％の範囲で、１％刻みで変化させる場合を説明したが、これに限定されない。例えば、パラメータＴ２及びＡ１の上限値は６０％（パラメータＴ２の基準値をパルス幅１００ｍｓｅｃとすると、パラメータＴ２の上限値は６０ｍｓｅｃ）であってもよい。

【0100】

また、パラメータＴ２及びＡ１を同時に変化させる場合、パラメータＴ２及びＡ１の変化方向が同じであれば（即ち、何れも単調に増大する、又は、何れも単調に減少すれば）、パラメータＴ２の変化の程度とパラメータＡ１の変化の程度とが異なっていてもよい。例えば、パラメータＴ２を１〜３０％の範囲で、０．５％刻みで変化させ、パラメータＡ１を１〜３０％の範囲で、１％刻みで変化させてもよい。その場合、パラメータＡ１は、２回同じ値が設定される。

【0101】

キャリア周波数ｆ０（Ｈｚ）は、２５０Ｈｚに限定されない。キャリア周波数ｆ０は、人が触覚により振動として知覚できる周波数であればよく、好ましくは１００Ｈｚ以上３００Ｈｚ以下の値（１００≦ｆ０≦３００）である。

【0102】

上記では、自動車の運転中に測定を行なうことができるように、ハンドルに測定装置を装着する場合を説明したが、これに限定されない。運転中に、運転者の負担にならず、安全運転が可能な位置であれば、測定装置を、自動車内部のハンドル以外の位置に装着してもよい。

【0103】

また、振動部は、指先に装着可能に構成されてもよい。例えば、手袋の指又は指サックの先端部に振動部１１８を配置してもよい。

【0104】

各部間の信号（測定用信号、操作部の出力信号）の伝送は、有線に限定されず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信を介してもよい。

【0105】

また、制御装置１００として、カーナビゲーションシステムを使用してもよい。例えば、カーナビゲーションシステムが音響の出力端子を備えていれば、その出力端子から測定用信号を出力し、信号処理部（アンプ）に入力すればよい。測定結果から判定された疲労度に応じて、カーナビゲーションシステムの表示部に、所定のメッセージを表示してもよい。

【0106】

また、作業中に測定する場合に限定されない。制御装置１００として、例えば公知のコンピュータ又は携帯端末装置（携帯電話、スマートフォン、ＰＨＳ、ＰＤＡ等）を使用することができる。制御装置１００として、コンピュータを使用する場合、操作部１２０には、例えばコンピュータ用のキーボード又はマウスを使用することができる。

【0107】

制御装置１００として、携帯端末装置を使用する場合、図１５に示すように構成することができる。図１５において、携帯端末装置２３０は、内部に図１の制御装置１００と同様の構成を備えている。信号処理部は任意であり、携帯端末装置２３０の内部に含まれていてもよい。携帯端末装置２３０の上面を構成するタッチパネルディスプレイの一部が操作領域２３２、２３４として使用される。振動部２３６、２３８は、タッチパネルディスプレイと一体に構成されている。

【0108】

ユーザが、指等で振動部２３６、２３８に触れた状態で、携帯端末装置２３０内部のＣＰＵにより、第２の実施の形態と同様に図１３に示したプログラムが実行され、振動部２３６、２３８には、信号生成部により生成された真の測定用信号及びダミー信号が入力される。ユーザは、上記したように、振動部２３６、２３８の一方の振動状態の変化を知覚したときに、操作領域２３２、２３４のうち、対応する領域にタッチする。これによって、第２の実施の形態と同様に、ユーザの恣意性を排除して、触覚刺激の知覚閾値を測定することができる。

【0109】

また、制御装置１００として、携帯端末装置を使用する場合、図１６に示すように構成することもできる。図１６において、携帯端末装置２５０は、内部に図１の制御装置１００と同様の構成を備えている。信号処理部は任意であり、携帯端末装置２５０の内部に含まれていてもよい。携帯端末装置２５０の上面を構成するタッチパネルディスプレイの全面には、多数の振動子２６０が配置されている。図１５と同様に、タッチパネルディスプレイの一部が操作領域２５２、２５４として使用される。

【0110】

ユーザが、指等で振動領域２５６、２５８に触れた状態で、携帯端末装置２３０内部のＣＰＵにより、第２の実施の形態と同様に図１３に示したプログラムが実行され、振動領域２５６、２５８に配置された振動子２６０は、信号生成部により生成された真の測定用信号及びダミー信号が入力される。ユーザは、上記したように、振動領域２５６、２５８の一方の振動状態の変化を知覚したときに、操作領域２５２、２５４のうち、対応する領域にタッチする。これによって、第２の実施の形態と同様に、ユーザの恣意性を排除して、触覚刺激の知覚閾値を測定することができる。

【実施例1】

【0111】

以下に実験結果を示し、本発明の触覚刺激の知覚閾値が、疲労指標として有効であることを示す。

【0112】

被験者に、第１日目の午後２時から第２日目（翌日）の午前８時まで、連続して終夜のデスクワークを行なってもらう疲労負荷実験を行なった。疲労負荷の間、被験者は３時間毎に疲労状態の計測を行なった。被験者は、翌朝の午前８時の計測の後、午前９時から午後１時まで約４時間の仮眠をとり、その後、再度疲労計測を行なった。

【0113】

疲労計測は、同じ被験者について、４種類の方法で行なった。即ち、本発明による触覚刺激の知覚閾値の測定、従来技術として上記したフリッカー値計測、問診票によるＶｉｓｕａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｓｃａｌｅ（以下、ＶＡＳという）、及び「自覚症状しらべ」を用い疲労計測を行なった。

【0114】

ＶＡＳは、日本疲労学会が提唱する公知の疲労評価方法である。紙に印刷した１０ｃｍの線の、左端を「疲れを全く感じない最良の感覚」、右端を「何もできないほど疲れきった最悪の間隔」と規定し、自身の感覚がその両端の間でどのぐらいの場所に位置するかを、主観的にバツ印を記入する形で決定してもらう主観的評価法である。

【0115】

自覚症状しらべも、公知の主観的指標の一つである。これは、現厚生労働省管轄の労働衛生研究所が約２０年前に発表した、疲労過程で発生する身体の自覚症状２５項目に着目し、１項目毎５段階評価で、その状況を評価し、全項目の積算点を疲労の指標とするものである。例えば、「目がしょぼつく」、「肩がこる」、「足がだるい」、などの項目を、「非常によくあてはまる：５点」から「まったくあてはまらない：１点」までの５段階評価で、評価する主観的評価法である。

【0116】

本発明による触覚刺激の知覚閾値の測定に使用した装置は、図１と同様に構成した。振動部１１８には小型スピーカ（４Ω、０．５Ｗ）を用いた。図１７に示すように、スピーカ１３０からコーン（破線で示す）を取り除き、音の発生を阻害した。振動子を構成する、磁石部１３２の上方に配置されたボイスコイル部１３４に振動棒１３６を取付けた。振動棒１３６には、長さが５ｃｍ、断面形状が１辺３ｍｍの正方形のアクリル棒を使用した。

【0117】

測定時に被験者が手を支持できるようにするため及び防音のために、スピーカ１３０の周りに、スピーカ１３０に接触させてブロック１４０を配置した。ブロック１４０の高さは、振動棒１３６の先端とほぼ同じ高さである。

【0118】

制御装置にはコンピュータを使用した。信号処理部には、アッテネータ（減衰器）及びアンプ（増幅器）を使用した。コンピュータで音帯域の信号を生成し、外部のアッテネータに入力して、信号強度を調整した。調整後の信号をアンプに入力して増幅した後、スピーカ１３０に入力し、振動棒１３４を振動させた。

【0119】

被験者が、指を振動棒１３６の先端部に、振動棒１３６に力をかけないように軽く接触させ、指の上に片持ちの形で２４ｇのウエイトをかけた状態で、測定を実行した。測定中、振動以外の情報が聴覚によりもたらされることを防ぐため、被験者にはヘッドホンを装着してもらい、ヘッドホンから６０ｄＢＳＬのホワイトノイズを供給し、聴覚による影響を排除した。

【0120】

上記した第１〜第４パルスシーケンスは、複数のパラメータを含んでいるので、一部のパラメータを固定することにより、種々のパルスシーケンスを実現することができる。振動の強度Ａ０は、２０ｄＢＳＬとした。各条件で５回計測し、最大値及び最小値を除いた３つの測定値の平均値を知覚閾値とした。

【0121】

触覚刺激の知覚閾値の測定値をプロットしたグラフを図１８及び図１９に示す。プロット図形と、測定に使用したパルスシーケンスの関係は、次の通りである。

【0122】

図１８のプロット図形◆は、図４（第１シーケンス）において、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）（繰返し回数Ｎ＝１）としたシーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第１固定条件という。
・図１８の（ａ）の◆
第１固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた（図５の時間変化２刺激シーケンス）。
・図１８の（ｂ）の◆
第１固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた（強度変化２刺激シーケンス）。
・図１８の（ｃ）の◆
第１固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた（時間及び強度変化２刺激シーケンス）。

【0123】

図１８のプロット図形■は、図１１（第４シーケンス）において、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）（繰返し回数Ｎ＝１）、Ａ２＝５０（％）とした第２中間刺激シーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第２固定条件という。
・図１８の（ａ）の■
第２固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた。
・図１８の（ｂ）の■
第２固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた。
・図１８の（ｃ）の■
第２固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた。

【0124】

図１８のプロット図形△は、図１１（第４シーケンス）において、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）（繰返し回数Ｎ＝１）、Ａ２＝１０（％）とした第１中間刺激シーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第３固定条件という。
・図１８の（ａ）の△
第３固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた。
・図１８の（ｂ）の△
第３固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた。
・図１８の（ｃ）の△
第３固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた。

【0125】

図１８のプロット図形×は、図７（第２シーケンス）において、Ｔ０＝１（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）（繰返し回数Ｎ＝１）としたシーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第４固定条件という。
・図１８の（ａ）の×
第４固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた（図８の時間変化欠落シーケンス）。
・図１８の（ｂ）の×
第４固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた（強度変化欠落シーケンス）。
・図１８の（ｃ）の×
第４固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた（時間及び強度変化欠落シーケンス）。

【0126】

図１９のプロット図形◆は、図１８の◆と同じ条件である。

【0127】

図１９のプロット図形■は、図１１（第４シーケンス）において、Ｔ０＝０．５（ｓｅｃ）、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）（繰返し回数Ｎ＝１）、Ａ２＝１００（％）とした第３中間刺激シーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第５固定条件という。
・図１９の（ａ）の■
第５固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた。
・図１９の（ｂ）の■
第５固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた。
・図１９の（ｃ）の■
第５固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた。

【0128】

図１９のプロット図形△は、図９（第３シーケンス）において、Ｔ１＝１００（ｍｓｅｃ）、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）としたシーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第６固定条件という。
・図１９の（ａ）の△
第６固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた（時間変化連続シーケンスＡ）。
・図１９の（ｂ）の△
第６固定条件に加えて、Ｔ２＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた（強度変化連続シーケンスＡ）。
・図１９の（ｃ）の△
第６固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた（時間及び強度変化連続シーケンスＡ）。

【0129】

図１９のプロット図形×は、図９（第３シーケンス）において、Ｔ１＝Ｔ２、各パラメータ値での測定時間Ｔｍ＝１（ｓｅｃ）としたシーケンスでの測定値を表す。この固定条件を第７固定条件という。
・図１９の（ａ）の×
第７固定条件に加えて、Ａ１＝１００（％）とし、Ｔ２（＝Ｔ１）を１ｍｓｅｃ刻みで、１ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃの範囲で変化させた（時間変化連続シーケンスＢ）。
・図１９の（ｂ）の×
第７固定条件に加えて、Ｔ２（＝Ｔ１）＝３０（ｍｓｅｃ）とし、Ａ１を１％刻みで、１％〜３０％の範囲で変化させた（強度変化連続シーケンスＢ）。
・図１９の（ｃ）の×
第７固定条件で、Ａ１（％）及びＴ２（＝Ｔ１）（ｍｓｅｃ）を、（１，１）〜（３０，３０）の範囲で変化させた（時間及び強度変化連続シーケンスＢ）。

【0130】

図１８及び図１９から、１２条件（１２のパルシーケンス）全てにおいて、疲労負荷と共に閾値が増加する傾向、及び、仮眠に伴う休息により減少する傾向が確認できる。このことは疲労負荷に伴い閾値が増大し、休息に伴い閾値が減少することを意味し、１２条件での触覚刺激の提示において、これらの条件で疲労計測が可能であることが確認された。

【0131】

また、図１８から、外部刺激条件によって知覚閾値の変化の仕方に差異があることが確認される。ここで、「外部」とは、パルスシーケンスにおいて、２つの刺激として知覚されるか否かの判定の対象である刺激以外の部分を意味し、具体的には、図１１のパルスシーケンスにおける時間Ｔ３の期間である。「外部刺激条件」とは、図１１のパルスシーケンスにおける時間Ｔ３の期間における信号レベル（Ａ０−Ａ２）を意味する。時間、強度、又は、時間及び強度を変化させて測定した知覚閾値は、ほとんどの場合、プロット図形◆（図１１においてＡ０−Ａ２＝０％）及びプロット図形■（図１１においてＡ０−Ａ２＝５０％）の知覚閾値よりも、プロット図形△（図１１においてＡ０−Ａ２＝９０％）及びプロット図形×（図１１においてＡ０−Ａ２＝１００％）の知覚閾値の方が大きな値を示す。したがって、外部刺激条件を調節することにより、必要に応じて閾値の変化のダイナミックレンジをコントロールすることができる。

【0132】

また、図１９から、刺激頻度条件に関しても、その条件によって知覚閾値の変化の仕方に差異があることが確認され、外部刺激条件を調節することにより、必要に応じて閾値の変化のダイナミックレンジをコントロールすることができる。

【0133】

図２０に、フリッカー値計測、ＶＡＳ、自覚症状しらべの結果を示す。これらは、確立された疲労指標であり、それら値が変化している事実をもって、実験被験者の疲労が増加更新していることが確認された。即ち、フリッカー値計測、ＶＡＳ、及び自覚症状しらべの値は、連続する徹夜のデスクワークとともに、単調に減少又は単調に増加し、仮眠とともに、それまでの変化方向とは逆方向に値が変化することが確認された。

【0134】

図１８及び図１９に示した触覚刺激の知覚閾値のグラフも、図２０のグラフと同様の変化をしている。このように、従来の疲労指標と同様に変化する性質を有していることから、本発明の触覚刺激の知覚閾値の測定方法は、疲労計測手法として有効であることが確認された。

【0135】

知覚閾値の変化と、疲労指標であるフリッカー値、ＶＡＳ、及び自覚症状しらべの値の変化との間の関係を調べるために、全ての組合せで回帰分析を行なった。

【0136】

回帰分析の結果、自覚症状しらべと、刺激外部領域の強度変化条件の中間条件（５０％変化条件）（図１８のプロット図形■）との組合せ、及び、自覚症状しらべと、刺激提示頻度の変化の中間条件で１秒あたり２刺激を提示して間隔及び強度を変化させた場合（図１９のプロット図形■）との組合せの２例を除く、全ての組合せでＰ値が０．０５以下となった。このことから、触覚刺激の知覚閾値の変化は、３つの疲労指標（フリッカー値、ＶＡＳ、及び自覚症状しらべ）の何れとも有意な相関関係を示すことが分かった。

【0137】

一例として、図２１及び図２２に、上記した疲労負荷実験中の第１回〜第８回の測定において、同じ測定時刻に測定した触覚刺激の知覚閾値とフリッカー値とをプロットし、回帰直線を描画したグラフを示す。図２１の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１８の（ａ）〜（ｃ）に示した知覚閾値と図２０に示したフリッカー値との相関を示す。図２１の（ａ）と図１８の（ａ）とにおいて、同じプロット図形は、同じ測定値を表す。図２１の（ｂ）及び図１８の（ｂ）のプロット図形、並びに、図２１の（ｃ）及び図１８の（ｃ）のプロット図形に関しても同様である。図２２の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１９の（ａ）〜（ｃ）に示した知覚閾値と図２０に示したフリッカー値との相関を示す。図２２の（ａ）と図１９の（ａ）とにおいて、同じプロット図形は、同じ測定値を表す。図２２の（ｂ）及び図１９の（ｂ）のプロット図形、並びに、図２２の（ｃ）及び図１９の（ｃ）のプロット図形に関しても同様である。

【0138】

図２１及び図２２からも、触覚刺激の知覚閾値の変化は、フリッカー値と有意な相関関係を示すことが分かる。

【0139】

刺激提示環境（上記の「外部刺激条件」に対応）の、触覚閾値の計測値への影響（疲労感度）に関して検討を行なった。具体的には、触覚閾値と、疲労指標のフリッカー値、ＶＡＳ値、及び自覚症状しらべの値（スコア）との関連を回帰分析で分析した。その結果、２例（自覚症状しらべの値と、刺激外部領域の強度変化条件の中間条件（５０％変化条件）、及び、刺激提示頻度の変化の中間条件で１秒あたり２刺激提示条件において、間隔及び強度の双方を変化させた場合との回帰分析）以外の、全ての触覚閾値の測定条件で、有意（ｐ＜０．０５）に相関関係があることが確認された。なお、刺激外部領域の強度変化条件の中間条件（５０％変化条件）において、間隔及び強度の双方を変化させた場合とは、図１８（ｃ）のプロット図形■を取得したときの条件である。また、刺激提示頻度の変化の中間条件で１秒あたり２刺激提示条件において、間隔及び強度の双方を変化させた場合とは、図１９（ｃ）のプロット図形■を取得したときの条件である。

【0140】

また、疲労指標（フリッカー値、ＶＡＳ値、及び自覚症状しらべの値）に対する触覚閾値の変化の角度が刺激提示環境（外部刺激条件）によって変化することが観察された。外部刺激条件（以下、外部刺激環境ともいう）の触覚閾値への影響を検討するために、疲労指標に対する触覚閾値の変化の角度に対する外部刺激環境の影響に関して検討を行なった。それぞれの測定結果の触覚閾値は、刺激間隔時間（ｍｓｅｃ）、刺激間隔強度（％）、刺激間隔時間（ｍｓｅｃ）＋刺激間隔強度（％）、と単位が異なっているため、相互の比較を行なうために、２刺激条件をコントロール条件（基準条件）として相対比較を行ない、外部刺激環境の変化に伴い、触覚閾値の変化率がどのように変化するかに関して検討を行なった。具体的には、外部刺激環境として、刺激外部領域強度変化（０％（２刺激提示）（図１８のプロット図形◆に対応）、５０％（図１８のプロット図形■に対応）、９０％（図１８のプロット図形△に対応）、１００％（図１８のプロット図形×に対応））、及び、刺激提示頻度変化（１回／秒（２刺激提示）（図１９のプロット図形◆に対応）、２回／秒（図１９のプロット図形■に対応）、連続刺激Ａ（刺激１００ｍｓｅｃ）（図１９のプロット図形△に対応）、連続刺激Ｂ（刺激と間隔とを均一に変化）（図１８のプロット図形×に対応））を採用した。そして、それらの、疲労指標のフリッカー値、ＶＡＳ値、及び自覚症状しらべの値に対する変化率（角度）がどのように変化するかに関して、２刺激条件をコントロール条件（基準条件）として相対比較を行なった。

【0141】

Ｆ値（自由度が３及び１１）は、フリッカー値に対して、外部刺激環境が刺激外部領域強度変化である場合、Ｆ（３／１１)＝２４．０４（ｐ＝０．００１に対応する値）、外部刺激環境が刺激提示頻度変化である場合、Ｆ（３／１１）＝６．５４（ｐ＝０．０２５に対応する値）であった。したがって、外部刺激環境の変化に伴い、フリッカー値に対する触覚閾値の変化、即ち、疲労に対する触覚閾値の感度が有意に変化することが明らかになった。同様に、ＶＡＳ値に対して、外部刺激環境が刺激外部領域強度変化である場合、Ｆ（３／１１）＝２４．０８（ｐ＝０．００１）、外部刺激環境が刺激提示頻度変化である場合、Ｆ（３／１１）＝６．５４（ｐ＝０．０２２）であり、自覚症状しらべ値に対して、外部刺激環境が刺激外部領域強度変化である場合、Ｆ（３／１１）＝１６．０５（ｐ＝０．００３）、外部刺激環境が刺激提示頻度変化である場合、Ｆ（３／１１）＝６．７６（ｐ＝０．０２４）であった。したがって、外部刺激環境の変化に伴い、ＶＡＳ値、及び自覚症状しらべの値に対する触覚閾値の変化、即ち、疲労に対する触覚閾値の感度が有意に変化することが明らかになった。

【0142】

以上のように、外部刺激環境の変化によって、触覚閾値の疲労への感度が有意に変化することが明らかになった。したがって、外部刺激環境を制御することにより、適正な感度領域での触覚閾値を用いた疲労計測が可能となることが明らかになった。

【0143】

図２３の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、フリッカー値に対する刺激外部領域強度変化及び刺激提示頻度変化の相対変化率をプロットした図である。図２３において、「＊」は、相互間のｐ値がｐ＜０．０５であることを表す。同様に、「＊＊」は、相互間のｐ値がｐ＜０．０１であることを表し、「＊＊＊」は、相互のｐ値がｐ＜０．００１であることを表す。

【0144】

上記のように、触覚閾値の測定条件の全てに関して、回帰分析の結果、触覚閾値とフリッカー値との間に有意（ｐ＜０．０５）な相関関係が確認された。それらの相関関係を前提として、フリッカー値の測定値と、触覚閾値との関係式を求めた。即ち、外部刺激環境として刺激外部領域強度変化（０％（２刺激提示）、５０％、９０％、及び１００％）、並びに、刺激提示頻度変化（１回／秒（２刺激提示）、２回／秒、連続刺激Ａ（刺激１００ｍｓｅｃ）、連続刺激Ｂ（刺激と間隔とを均一に変化））に関して、それぞれの回帰直線を求め、それを用いて触覚閾値とフリッカー値との相互変換式を求めた。

【0145】

外部刺激環境が刺激外部領域強度変化である場合、フリッカー値（ｍｓｅｃ単位の周期）をＸ、触覚閾値である刺激間隔時間（ｍｓｅｃ）をＹとして、各測定条件に関して、次のような式が得られた。
０％の条件：Ｙ＝−１．４２Ｘ＋６１．１３
５０％の条件：Ｙ＝−１．３４Ｘ＋５９．３２
９０％の条件：Ｙ＝−１．７７Ｘ＋８１．７８
１００％の条件：Ｙ＝−２．７４Ｘ＋１１９．２０

【0146】

図２４に、各外部刺激環境に関して求めた、触覚閾値とフリッカー値との相互変換式の係数α及びβを示す。変換式は、Ｙ＝αＸ＋βである。

【0147】

フリッカー値による疲労度の評価法として、疲労していない状態で計測したフリッカー値を基準値として、疲労状態で計測したフリッカー値が基準値に対して何パーセント減少したかにより、疲労状態の評価を行なう評価法が知られている。フリッカー値が基準値に対して５％減少すると、健常状態の刺激に対する反射反応の反応速度が１５％減少することが報告されている。また、フリッカー値が基準値に対して１０％減少すると、１の位の足し算を行なうクリペリンテストの成績が極端に減少し始めることが報告されている。上記の関係式を使用すると、触覚閾値の変動によっても、フリッカー値に対応した生体の変化の状態を類推することができる。例えば、フリッカー値の基準値からの５％減少に対応する触覚閾値の増加率を算出すれば、その値と触覚閾値の測定値とを用いて、健常状態の刺激に対する反射反応の反応速度が１５％減少する状態を判定することができる。同様に、フリッカー値の基準値からの１０％減少に対応する触覚閾値の増加率を算出すれば、１の位の足し算を行なうクリペリンテストの成績が極端に減少し始める状態を判定することができる。

【符号の説明】

【0148】

１００ 制御装置
１０２ ＣＰＵ
１０４ ＲＯＭ
１０６ ＲＡＭ
１０８ 記録部
１１０ タイマ
１１２ バス
１１４ 信号生成部
１１６ 信号処理部
１１８ 振動部
１２０ 操作部
２００ ハンドル
２２０ 制御装置
２２２ 第１ユニット
２２４ 第２ユニット
２３０、２５０ 携帯端末装置
２３２、２３４ 操作領域
２３６、２３８ 振動部
２５２、２５４ 操作領域
２５６、２５８ 振動領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】