(57)【要約】【課題】短時間かつ低コストで透明板状体の視認性評価を実施する。【解決手段】透明板状体（ガラス板Ｇ）を介してターゲット刺激を目視した際に得られる閾値コントラストに基づいて、透明板状体の視認性を評価する。また、本発明は、透明板状体（ガラス板Ｇ）を設置するためのホルダ７と、このホルダ７に設置された透明板状体を介して観察される表示手段（モニタ１）と、被験者の応答が入力される入力手段３ａと、表示手段に所定のターゲット刺激を表示させかつ入力手段から入力される被験者の応答を集計して閾値コントラストを算出する制御手段（ＰＣ３）とを備えたことを特徴とする視認性評価装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板状体を介してターゲット刺激を目視した際に得られる閾値コントラストに基づいて、前記透明板状体の視認性を評価することを特徴とする透明板状体の視認性評価方法。
【請求項２】
前記閾値コントラストは、前記ターゲット刺激の閾値コントラスト、または被験者の視点における閾値コントラストの何れかである請求項１に記載の透明板状体の視認性評価方法。
【請求項３】
前記閾値コントラストは、２ＡＦＣ階段法に従って前記ターゲット刺激の有無について被験者試験を行い、その正答率に基づいて求められる請求項１または２に記載の透明板状体の視認性評価方法。
【請求項４】
前記ターゲット刺激は、ガボール刺激である請求項１〜３の何れか一項に記載の透明板状体の視認性評価方法。
【請求項５】
前記透明板状体は、低反射ガラス、防曇ガラスまたは撥水ガラスの何れかである請求項１〜４の何れか一項に記載の透明板状体の視認性評価方法。
【請求項６】
前記閾値コントラストと所定の基準コントラストとの比によって前記透明板状体の視認性を評価する請求項１〜５の何れか一項に記載の透明板状体の視認性評価方法。
【請求項７】
透明板状体を設置するためのホルダと、このホルダに設置された透明板状体を介して観察される表示手段と、被験者の応答が入力される入力手段と、前記表示手段に所定のターゲット刺激を表示させかつ前記入力手段から入力される前記被験者の応答を集計して閾値コントラストを算出する制御手段とを備えたことを特徴とする視認性評価装置。
【請求項８】
前記透明板状体に映り込み刺激を投影するための表示手段をさらに備えた請求項７に記載の視認性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明板状体の視認性評価方法および装置に関し、特に自動車のフロントガラスの視認性評価に好適な透明体状体の視認性評価方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の自動車用窓ガラス（特にフロントガラス）においては、各種の機能ガラス（低反射ガラス、防曇ガラスまたは撥水ガラス等）が使用されるに至っている。これらのガラスは、従来の透明ガラスに比べて運転者の視界を確保でき、運転時における安全性をさらに向上させることができるという利点がある。例えば、低反射ガラスであればダッシュボードがフロントガラスの内面に映り込むことを抑制でき、防曇ガラスであれば結露によってガラス内面が曇るのを防止でき、撥水ガラスであれば雨滴の付着を防止でき、何れも運転者の視界確保に好適である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４２９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上説明した多様な機能性ガラスが登場する一方で、その視認性評価の具体的な手法については未だ開発途上にあるといえる。同じ低反射ガラスであっても自動車への取り付け角度やダッシュボードの着色の違い等によってその視認性は大きく変化し、単純にガラスが持つ物性（透過率、反射率等）だけで評価することはできない。そのため、従来においては、試作車に所望のガラスを取り付け、試験員が各種条件（気象条件、時刻、内装の配色等）の下で自動車に搭乗・試走する等することにより視認性を評価していた。
【０００５】
しかし、このような評価手法では、現在の自動車開発で要求されている開発スピードに追いつくことができず、また試作車の製作に莫大な費用を要するといった問題点があった。なお、上記特許文献１には、表示装置等の物体の視認性評価装置が開示されているが、窓ガラス等で使用される透明板状体の視認性については何ら開示されていない。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するものであり、短時間かつ低コストで実施可能な透明板状体の視認性評価方法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】
【０００７】
以上の目的を達成するために本発明は透明板状体を介してターゲット刺激を目視した際に得られる閾値コントラストに基づいて、前記透明板状体の視認性を評価することを特徴とする透明板状体の視認性評価方法を提供する。
【０００８】
また、本発明の一態様において、前記閾値コントラストは、前記ターゲット刺激の閾値コントラスト、または被験者の視点における閾値コントラストの何れかであることが好ましい。また、前記閾値コントラストは、２ＡＦＣ階段法に従って前記ターゲット刺激の有無について被験者試験を行い、その正答率に基づいて求められることが好ましい。また、前記ターゲット刺激は、ガボール刺激であることが好ましい。また、前記透明板状体は、低反射ガラス、防曇ガラスまたは撥水ガラスの何れかであることが好ましい。また、前記閾値コントラストと所定の基準コントラストとの比によって前記透明板状体の視認性を評価することが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、透明板状体を設置するためのホルダと、このホルダに設置された透明板状体を介して観察される表示手段と、被験者の応答が入力される入力手段と、前記表示手段に所定のターゲット刺激を表示させかつ前記入力手段から入力される前記被験者の応答を集計して閾値コントラストを算出する制御手段とを備えたことを特徴とする視認性評価装置を提供する。さらに、本発明の一態様において、前記透明板状体に映り込み刺激を投影するための表示手段をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
このように本願発明者は、種々の試行錯誤の結果、閾値コントラストを利用することで透明体状体の視認性評価を行えることを見出し、上記透明板状体の視認性評価方法および装置を提供するに至った。
【発明の効果】
【００１１】
以上のとおり本発明は、ターゲット刺激の閾値コントラストまたは被験者の視点における閾値コントラスト等に基づいて透明板状体の視認性を評価することにより、透明板状体の取り付け角度や内装の配色等が予めわかっていれば、試作車等を製作することなく透明板状体の視認性を定量的に評価することができる。なお、本発明は、自動車の開発に利用できるだけでなく、機能性ガラスの性能アピールに利用できることから、機能性ガラスやそれを用いた商品の販売促進活動に活用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る透明板状体の視認性評価装置の一実施形態を示すブロック図である。同図に示す装置は、低反射ガラスの視認性を評価するための装置である。ガラス板Ｇはホルダ７によってその周縁部が固定されるとともに、水平面に対して所望の角度に傾斜した状態で設置される。ガラス板Ｇを挟んで被験者視点６とは反対側に、ターゲット刺激１ａを表示させるためのモニタ１が設置されている。また、ガラス板Ｇの下方には映り込み刺激２ａを表示させるためのモニタ２が設置されている。モニタ１および２に表示される映像の制御および後述の閾値コントラストの算出等は、パーソナル・コンピュータ（以下ＰＣという）３で統合的に行われる。被験者試験における被験者の応答は、キースイッチまたはタッチパネル等の入力手段３ａによってＰＣ３に入力される。
【００１４】
次に、図１に係る視認性評価装置を用いて視認性を評価する方法について説明する。
図２は、本発明に係る透明板状体の視認性評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。まず、ホルダ７にガラス板Ｇを設置する（ステップＳ１）。次いで、モニタ１におけるターゲット刺激の表示／非表示を制御し、２ＡＦＣ（Two Alternative Forced Choice）階段法に基づいた正答率の判定を行う（ステップＳ３）。
【００１５】
例えば、２秒間を１サイクルとし、前半の１秒間でターゲット刺激を表示させ後半の１秒間でターゲット刺激の表示を消す、または前半の１秒間でターゲット刺激の表示を消し後半の１秒間でターゲット刺激の表示を行うという試行を複数回行い、各試行において被験者に前後半の何れでターゲット刺激が表示されたかを強制的に回答させる。次いで、各試行で収集された正答率に基づいて閾値コントラストを求め（ステップＳ４）、その値によってガラス板の視認性能を評価する（ステップＳ５）。すなわち、算出された閾値コントラストの値の大小によって、視認性の良し悪しを定量的に知ることができる。
【００１６】
なお、算出される閾値コントラストは、ターゲット刺激における閾値コントラストであってもよいし、被験者の視点における閾値コントラストであってもよい。また、閾値コントラストと所定の基準コントラストとの比によって透明板状体の視認性を評価するようにしてもよい。このように閾値コントラスト等を用いることで、透明板状体の視認性を評価できることについては、以下の実施例において詳細に述べる。
【００１７】
次に、本発明の実施例について説明する。
図３は、本発明に係る視認性評価装置の一実施例を示すブロック図である。
本実施例では、図１に示した装置を暗室（奥行き２ｍ×高さ２ｍ×幅１．５ｍ）内に設置して使用した。ターゲット刺激呈示用のモニタ１には、ＳＯＮＹ−ＧＤＭ−ＦＷ９００  ２４インチワイド（縦２９６ｍｍ×横４７４ｍｍ）を用いた。映り込み刺激呈示モニタＤは、ＳＯＮＹ−ＧＤＭ−Ｆ５２０  １７インチ（縦２９６ｍｍ×横３９５ｍｍ）である。何れも表示可能な最大輝度は、約１５０ｃｄ／ｍ２である。
【００１８】
刺激生成用のグラフィック・ボード（ＰＣ３に組み込み）は、ＶＳＧ２／５（英国ケンブリッジ・リサーチ・システムズ社製）×２枚を、各モニタに対応させて一枚ずつ用いた。モニタ１，２に表示されるＲＧＢ各色は、各色それぞれ独立に１５ビット（３２７６８階調）でコントロールされ、校正はケンブリッジ・リサーチ・システムズ社製のＶＳＧ  ｏｐｔｉｃａlにより校正した。上記２台の刺激生成用のグラフィック・ボードは、ペンティアムＩＩＩ−１ＧＨｚのＰＣ３で、プログラムで統合的に制御される。
【００１９】
ガラス板Ｇは、その形状が３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形の平板であり、取り付け角度可変のホルダ７に取り付けられている。被験者の居る観察室Ｂと、刺激生成室Ａは暗幕８で全面的に区切られ、暗幕８の中央部には縦１２０ｍｍ×横２４０ｍｍの観察窓８ａが設けられている。暗幕８の観察室Ｂ側には白模造紙９が貼られている。なお、映り込み呈示用のモニタ２上には各種のダッシュボード生地を置くことができ、刺激生成室Ａの天井には対向車のヘッドライトまたは太陽を模擬するためのプロジェクターライト１０が設置されている。映り込み刺激呈示用のモニタ２にはダッシュボードの画像を表示させることも可能である。
【００２０】
モニタ１の表示面とガラスＧとの距離は１．５ｍ、ガラス板Ｇと被験者視点６との距離は０．７５ｍ、ガラス板Ｇとモニタ２の表示面との距離は０．２５ｍとした。観察室Ｂの照明は、必要に応じて、笠にスリット状の方向羽が設けられた２本の蛍光灯により照明され、前面の暗幕８の輝度が５０〜７５ｃｄ／ｍ２になるように設定した。ＰＣ３には被験者が答えを入力するための反応ボックスＣＴ３・レスポンス・ボックス（ケンブリッジ・リサーチ・システムズ社製）が接続されている（図示せず）。
【００２１】
正方形の低反射ガラス評価サンプルはガラス・ホルダ７に嵌め込まれる。取り付け角度は、ガラス板Ｇを垂直に立てた状態から上辺を角度６０度手前に倒し、セダン・タイプの自動車の平均的な取り付け角度に近い、取り付け角６０度（＝入射角３０°（平行入射角３０°））とした。
【００２２】
被験者試験の種類は、３種類のガラス板とガラス板無しとの４条件とした。その内訳は、（１）自動車用の標準的なノーマル合わせガラス（２ｍｍグリーンガラス＋２ｍｍグリーンガラス）、（２）片面低反射合わせガラス（吸収タイプ低反射膜／２ｍｍクリアガラス＋２ｍｍグリーンガラス）、（３）両面低反射合わせガラス（透明低反射膜／２ｍｍＵＶカットグリーンガラス＋２ｍｍＵＶカットグリーンガラス／透明低反射膜）、および（４）ガラス板無しである。それぞれのガラス種類の透過率と反射率は表１に記してあるとおり、入射角６０°において透過率（標準光源Ａに基づく）が６５％前後である。反射率はノーマル・ガラスでは１３％、片面低反射ガラスでは１０％、両面低反射ガラスでは６％である。この様に、入射角３０°とガラス板Ｇが寝ている場合、並行入射光は、ガラス板Ｇを斜めに横切るためその光路が長くなって透過率が５０〜５７％と低下し、反射率は６〜１３％と高くなる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
次に、ターゲット刺激について説明する。
ターゲット刺激呈示用のモニタ１の平均輝度Ａは１．０ｃｄ／ｍ２とし、モニタ１の中心にターゲット刺激１を呈示した。本実施例では、ターゲット刺激１にガボール刺激を用いた。ガボール刺激とは、正弦波をガウス関数で変調した刺激であり、その特徴は平均的な輝度が背景と同一であり、かつ濃淡の境界のエッジが不明瞭である視覚評価の基本的な刺激である（図４および図５参照）。最大振幅Ｂ％、正弦波の周期を視野角１度当りｆ［ＣＰＤ（Cycles Per Degree）］、中心点からのガウス関数の標準偏差σとした場合の中心（０，０）から座標（ｘ、ｙ）だけ離れた点の輝度Ａ´は、次式で定義される。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
今回のガボール刺激の基準パラメータは、被験者視点において、空間周波数２ｃｐｄ、直径（３σ）＝４ｄｅｇｒｅｅ、振幅＝１００％とした。平均輝度(背景輝度)１ｃｄ／ｍ２の輝度ガボールである。中心の輝度は２．０ｃｄ／ｍ２、およそ８本の輝度濃淡の縞模様が見える模様である。呈示時間は１秒間とし、色調はＤ６５白色光源色（ＣＩＥ１９７６ｘｙ表色系に基づきｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２９）とした。
【００２７】
次に、映り込み刺激呈示用のモニタ２について説明する。
本実施例では、映り込み刺激は白色均一刺激とし、色調はターゲット刺激と同じくＣＩＥ１９７６でのＤ６５白色光源色ｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２９とした。現実に車に用いられているダッシュボードの画像をデジタル・カメラで撮像し、その撮像画像をモニタ２に表示させたり、モニタ２の上に置いたダッシュボード素材に照明を当てたりすることで、ダッシュボードの評価を行うことは可能である。また、ダッシュボードの「しぼ」を再現するため、例えばチェッカーパタン状の模様をモニタ２に表示させてもよい。その場合、多階調にすることで濃淡を付けるのが好ましく、また輝度の高低をランダムに変化させる等してもよい。
【００２８】
ターゲット刺激の呈示条件は、表２に示す４条件とした。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
被験者は、２０歳代を２人、５０歳代を２人の４人で実施した。全員色覚正常者である。被験者は反応ボックスを観測室の椅子に座り、前方の観察窓から、上辺を斜めに立てかけられたガラスを通して、ターゲット刺激呈示モニタ上のガボール刺激を観察する。被験者視点では、ガラスで反射した映り込み刺激呈示モニタの画像が重ねあわされて入るので、刺激ターゲットが見難くなる。
【００３１】
次に、被験者試験の手順について説明する。
被験者は観測室の椅子に座り、前方の観察窓からターゲット刺激呈示モニタのガボール刺激を観察する。１回の試行当り、連続して２回の刺激を観察する。１回目か２回目どちらかにテスト刺激が呈示され、もう片方には参照刺激として何も呈示されない。被験者は連続２回の刺激を観察後、どちらにテスト刺激が呈示されたかを反応ボックスのボタンを押して回答する。被験者は１回目または２回目のどちらかを必ず選択するように強制され、回答するまで次の試行は開始されない。被験者の応答終了後、次の試行が開始される。被験者が正答した場合、次回の試行は１段階輝度コントラストが下げられたガボール刺激で実施される。被験者が誤答した場合、次回の試行は３段階輝度コントラストが上げられてガボール刺激が呈示される。
【００３２】
ガボール刺激のコントラストが十分高く、良く判別可能な場合は、被験者は正答し続け、正答率はほぼ１００％に近い。正答を重ねていき、一試行毎に一段階ずつターゲット刺激の輝度コントラストを小さくしていくと、あるコントラスト付近で、被験者がもはや連続２回の刺激呈示のうち、テスト刺激と参照刺激（何も呈示されない）が判別できなくなり、誤答が発生し始める。試行を多数繰り返すうち、被験者は正答率７５％のコントラスト近辺の試行を多数繰り返す。試行回数が２００回に達したところで、１条件の実験が終了する。
【００３３】
図６は、被験者試験の結果を示す。１つの実験条件で記録された、１試行毎のターゲットガボール刺激のコントラストとそのときの正誤答から各コントラストでの正答率（＝正答回数／回答数）を数え、コントラスト−正答率のグラフに載せると、下図のようにコントラストが高いと正答率がほぼ１００％で、コントラストが低くなると正答率が下がり、さらに低ければ正誤半々の５０％前後になる。この確立曲線からプロビット法（文献「Fenney, D.J. :Probit analysis. Cambridge Univ. press, 3rd ed. London (1971)」）に基づいてフィッティングを行い、７５％の正答率の閾値コントラストを算出した。
【００３４】
図７は、プロビット法によって得られた曲線を示す。また、図８に全４条件の実験での閾値評価結果のガラス反射率を横軸にとったグラフ、表３（４刺激呈示条件×４ガラス種類の閾値コントラスト）に閾値の値を示す。被験者数は４人、ガラス種類は４種類である。横軸には各ガラスの反射率（１３,１０,６,０％）をとり、縦軸にガボール閾値コントラストをとってある。明らかに、反射率が低くなるとガボール閾値コントラストは低下し、よりコントラストの低い物体が検出できていることが判る。なお、グラフは４人の被験者の結果の平均を、ガラス板の種類毎に示したものである。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
ノーマルガラスを１００％に規格化して評価した結果が図９である。ノーマルガラスにおける閾値コントラストが請求項に記載の基準コントラストに相当する。ターゲットのサイズや、細かさ、呈示条件を変更した全４条件とも、反射率と閾値コントラストの関係はほぼ同一になった。低反射ガラスは７５％のコントラストの物体を検出可能であり、両面低反射ガラスは６０％のコントラストの物体を検出可能であることが判る。また、同じコントラストの物体の検出能を評価した場合、低反射ガラスは３３％暗い照明下の物体を検出可能であり、両面低反射ガラスは５５％暗い照明下の物体を検出可能であるとも言える。この結果を被験者の視点での評価を実施した。ガラス透過率Ｔｖ／反射率Ｒｖ、ガラス表面での映り込みを考慮した、被験者視点での閾値コントラストは下記の式で計算される。
【００３７】
【数２】
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【００３８】
図１０は、横軸にガラス板の反射率、縦軸に被験者視点での閾値コントラスト比をプロットしたグラフである。同図に示すように、ガラス板の種類に拘わらず、同じ刺激ターゲットの被験者視点での閾値コントラスト比は一定であることが判る。よって、ターゲット刺激の閾値コントラストまたは被験者視点での閾値コントラストを算出することにより、各ガラス板の見易さを算出できることが判った。
【００３９】
なお、図１１〜１４は、本発明に係る視認性評価装置のその他の実施形態を示すブロック図である。図１１に示す構成は、モニタ２の代わりに実際に自動車の内装材として使用されるダッシュボード生地に光源１１から光を当てることで、ガラス板Ｇへの映り込みを再現した装置構成である。
【００４０】
また、撥水ガラスや防曇ガラスの視認性評価の場合（ガラス板による画像の劣化度合いを評価する場合）、映り込み刺激提示用のモニタ２が不要となるため、図１２に示す装置構成を用いることができる。また、図１３に示す構成は、光源１３を設置することでヘッドライトや太陽光のフロントガラスへの映り込みを考慮した視認性評価に好適である。さらに、ターゲット刺激は、図２に示したようにＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰまたはＦＥＤ等の表示手段に表示させる代わりに、図１４に示すようにプロジェクタ１１４からスクリーン１５に投影するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明したとおり、本発明は、自動車用の各種窓ガラス（フロントガラス、リアガラス、ドアガラス等）の視認性評価に使用できる。また、自動車用途だけでなく、鉄道車両、航空機、船舶または建築物等の用途にも適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る透明板状体の視認性評価装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る透明板状体の視認性評価方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る透明板状体の視認性評価装置の一実施例を示すブロック図である。
【図４】ガボール刺激を説明するためのグラフである。
【図５】ガボール刺激を説明するため輝度分布を濃淡で表示した平面図である。
【図６】被験者試験の結果を示すグラフである。
【図７】プロビット・フィッティングによって描画された正当率を示すグラフである。
【図８】閾値コントラストとガラス板の反射率との関係を示すグラフである。
【図９】ＣＴ／ＣＴ（ノーマル）とガラス板の反射率との関係を示すグラフである。
【図１０】閾値コントラスト比とガラス板の反射率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る透明体状体の視認性評価装置のその他の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る透明板状体の視認性評価装置のその他の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る透明板状体の視認性評価装置のその他の実施形態を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る透明板状体の視認性評価装置のその他の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｇ：ガラス板
１，２：モニタ
１ａ：ターゲット刺激
２ａ：映り込み刺激
３：パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）
３ａ：入力手段
４：ターゲット刺激の映像
５：映り込み刺激の映像
６：被験者の視点
７：ホルダ
８：暗幕
８ａ：観察窓
９：白模造紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005207940.tif 000018
【図１２】
2005207940.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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