JP7170274B2 - 心理状態判定装置 - Google Patents

Description

本明細書の技術分野は、人の心理状態を推定する心理状態判定装置に関する。

人の心理状態は、消費行動、乗り物の運転傾向など、種々の活動に影響を与える。人の心理状態は、外部からの刺激によって変動する。そのため、人の心理状態を推定する方法が研究開発されてきている。

特許文献１には、人の瞳孔径から人の感情強度を推定する技術が開示されている。特許文献１には、感情計算部が第２瞳孔径情報を第１瞳孔径情報で正規化することにより、ターゲット画像を観察した観察者の感情の強さを推定するための情報を生成する。観察者の感情の強さを推定するための情報は、第２瞳孔径情報を第１瞳孔径情報で正規化した値が大きいほど観察者の感情の強さが強いことに対応している（特許文献１、特許５４３８５９１号公報の請求項１）。

特開２０１１－２３９８９１号公報

このように、特許文献１の技術では、人の感情強度を推定することはできる。しかし、その感情が、快、不快のいずれであるかを判定することは困難である。人の心理状態が快状態の場合と不快状態の場合とを比較すると、人の活動は全く異なっている。

本明細書の技術が解決しようとする課題は、人の心理状態が快状態、不快状態、中性状態のいずれであるかを判定することのできる心理状態判定装置を提供することである。

第１の態様における心理状態判定装置は、人の瞳孔の径を測定する瞳孔測定部と、人の心理状態を判定する心理判定部と、心理判定部が判定に用いるための期間を設定する期間設定部と、を有する。期間設定部は、基準時刻と、基準時刻から第１時刻までの第１期間と、第１時刻から第２時刻までの第２期間と、を設定する。心理判定部は、瞳孔測定部が第１期間および第２期間に測定した瞳孔の径の変化履歴から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する。

この心理状態判定装置は、人の心理状態を人の瞳孔の径の測定値から判定することができる。仮に、人の瞳孔以外についての測定値を用いないとしても、人の心理状態を判定することができる。そのため、非常に簡便であり、複雑な計測装置がなくとも、この心理状態判定装置は、人の心理状態を判定することができる。

本明細書では、人の心理状態が快状態、不快状態、中性状態のいずれであるかを判定することのできる心理状態判定装置が提供されている。

第１の実施形態の心理状態判定装置の概略構成を示す図である。 第１の実施形態の心理状態判定装置の制御系を示すブロック図である。 人に刺激を提示したときの瞳孔の径の応答性を模式的に示すグラフである。 第１の実施形態の心理状態判定装置が人の心理状態を判定するフローを説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態の心理状態判定装置が人の心理状態を判定するフローを説明するためのフローチャートである。 実験手順を示す図である。 刺激に対する瞳孔の径の変化量を示すグラフである。 第１期間Ｔ１の期間内における瞳孔径の変化量を示すグラフである。 第２期間Ｔ２の期間内における瞳孔径の変化量を示すグラフである。 基準時刻ｔ０からピーク値をとる時刻までの経過時間を示すグラフである。 分類結果を示すグラフである。

以下、具体的な実施形態について、心理状態判定装置を例に挙げて説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。

（第１の実施形態）
１．心理状態判定装置
図１は、第１の実施形態の心理状態判定装置１００の概略構成を示す図である。心理状態判定装置１００は、人の瞳孔の径の経時変化を測定することにより人の心理状態を推定する装置である。図１に示すように、心理状態判定装置１００は、視覚刺激提示部１１０と、聴覚刺激提示部１２０と、瞳孔測定部１３０と、制御部１４０と、を有する。視覚刺激提示部１１０と聴覚刺激提示部１２０とは、人に刺激を提示する刺激提示部である。

視覚刺激提示部１１０は、人に視覚刺激を提示するためのものである。視覚刺激提示部１１０は、例えば、ディスプレイである。視覚刺激提示部１１０は、例えば、人に映像または画像を視覚刺激として提示する。

聴覚刺激提示部１２０は、人に聴覚刺激を提示するためのものである。聴覚刺激提示部１２０は、例えば、スピーカーである。聴覚刺激提示部１２０は、例えば、人に音声指示または音楽を聴覚刺激として提示する。または、その他の聴覚刺激を与えてもよい。聴覚刺激提示部１２０は、例えば、人の心理状態と無関係な音を断続的に提示する。その無関係な音は周期的であってもよい。

瞳孔測定部１３０は、人の瞳孔の径を測定するためのものである。瞳孔測定部１３０は、人の瞳孔を継続的に測定する。そのため、瞳孔測定部１３０は、瞳孔の径の変化履歴を測定する。瞳孔測定部１３０は、例えば、高解像度カメラである。

制御部１４０は、視覚刺激提示部１１０と、聴覚刺激提示部１２０と、瞳孔測定部１３０と、を制御する。また、制御部１４０は、人の心理状態を判定する。

２．制御系
図２は、第１の実施形態の心理状態判定装置１００の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１４０は、視覚刺激制御部１４１と、聴覚刺激制御部１４２と、期間設定部１４３と、瞳孔情報取得部１４４と、瞳孔径算出部１４５と、心理判定部１４６と、を有する。

視覚刺激制御部１４１は、視覚刺激提示部１１０を制御する。そして、視覚刺激制御部１４１は、視覚刺激提示部１１０が人に提示する映像または画像を選択する。また、視覚刺激制御部１４１は、人に映像または画像を提示するタイミングを期間設定部１４３から入力される。

聴覚刺激制御部１４２は、聴覚刺激提示部１２０を制御する。そして、聴覚刺激制御部１４２は、聴覚刺激提示部１２０が人に提示する音声指示または音楽を選択する。また、聴覚刺激制御部１４２は、人に音声指示または音楽を提示するタイミングを期間設定部１４３から入力される。

期間設定部１４３は、心理判定部１４６が判定に用いるための期間を設定する。後述するように、心理判定部１４６は、期間設定部１４３が設定した期間内の瞳孔の径の変化履歴を判定に用いる。期間設定部１４３は、基準時刻と、基準時刻から第１時刻までの第１期間と、第１時刻から第２時刻までの第２期間と、を設定する。基準時刻は、例えば、聴覚刺激提示部１２０が人に音の提示を開始する時刻である。第１時刻は、基準時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻である。第２時刻は、第１時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻である。

瞳孔情報取得部１４４は、瞳孔測定部１３０から人の瞳孔の映像または画像の情報を受信する。人の瞳孔の映像または画像の情報の時刻は、期間設定部１４３が設定する時刻と同期している。瞳孔情報取得部１４４は、人の瞳孔の映像または画像の情報を瞳孔径算出部１４５に送信する。

瞳孔径算出部１４５は、瞳孔情報取得部１４４により取得された人の瞳孔の映像または画像から人の瞳孔の径を算出する。この瞳孔の径の値は、期間設定部１４３が設定する時刻と関連付けられている。このため、瞳孔径算出部１４５は、経過時間とともに人の瞳孔の径の値を出力し続ける。

心理判定部１４６は、人の心理状態を判定する。心理判定部１４６は、期間設定部１４３により設定される基準時刻と第１期間と第２期間とを受信する。また、心理判定部１４６は、期間設定部１４３の時刻と関連付けられた瞳孔の径の値を瞳孔径算出部１４５から受信する。

３．人の心理状態の分類
第１の実施形態では、人の心理状態は、「情動状態」と、「中性状態」と、に分類される。そして、「情動状態」は、「快状態」と、「不快状態」と、に分類される。第１の実施形態では、快状態、不快状態以外のその他の情動状態は取り扱わない。

中性状態とは、人が特に情動を抱いていない通常の状態である。情動状態とは、人がある程度の情動を抱いている状態である。快状態とは、人が快的な気持ちを感じている状態である。不快状態とは、人が不快な気持ちを感じている状態である。

４．刺激に対する瞳孔の径の応答性
図３は、人に刺激を提示したときの瞳孔の径の応答性を模式的に示すグラフである。図３は実験の傾向を模式的に描いたものであるが、実際の実験値を示しているわけではない。図３の横軸は時間である。図３の縦軸は瞳孔の径の変化量である。図３において、実線は快状態を示し、一点鎖線は不快状態を示し、破線は中性状態を示している。

感情と結びつく刺激が人に与えられると、その人の瞳孔は、一瞬縮瞳した後に散瞳し、やがて収束する。ここで、散瞳とは人の瞳孔が拡大することをいう。なお、後述するように、刺激から人が受けた感情によって、人の瞳孔の径の変化の仕方がやや異なっている。

図３には、基準時刻ｔ０と、第１時刻ｔ１と、第２時刻ｔ２とが示されている。基準時刻ｔ０は、感情とは無関係な刺激を人に提示する時刻である。第１時刻ｔ１は、基準時刻ｔ０から０．５秒以上１秒以下の時刻である。第２時刻ｔ２は、第１時刻ｔ１から０．５秒以上１秒以下の時刻である。第１期間Ｔ１は、基準時刻ｔ０から第１時刻ｔ１までの時間である。第２期間Ｔ２は、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの時間である。

期間設定部１４３は、基準時刻ｔ０と第１時刻ｔ１と第２時刻ｔ２とを設定する。これにより、第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２が設定されることとなる。第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２は、心理判定部１４６が人の心理状態を判定するために瞳孔の径を測定するための時間である。

なお、基準時刻ｔ０から１秒後の時刻は、例えば、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの間に含まれる。つまり、瞳孔の径の変化は、１秒程度の時間で変化する。

基準時刻ｔ０では、瞳孔の径の変化量は０ｍｍである。

第１期間Ｔ１では、いずれの状態であっても瞳孔の径は単調に増加する。中性状態のみが、瞳孔の径の上昇がやや抑えられている。第２期間Ｔ２では、いずれの状態であっても瞳孔の径の増加は停止し、その後瞳孔の径は減少に転じている。つまり、第２期間Ｔ２の期間内に、いずれの状態も最大値をとる。そして、快状態の瞳孔の径は、他の状態の瞳孔の径に比べて伸び、より後の時刻で最大値をとる。

実線で示される快状態は、点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｐｍを有する。点Ｐ１は、第１時刻ｔ１における瞳孔の径の値である。点Ｐ２は、第２時刻ｔ２における瞳孔の径の値である。点Ｐｍは、瞳孔の径の最大値である。点Ｐｍは、第２期間Ｔ２の期間内にある。

一点鎖線で示される不快状態は、点Ｎ１、点Ｎ２、点Ｎｍを有する。点Ｎ１は、第１時刻ｔ１における瞳孔の径の値である。点Ｎ２は、第２時刻ｔ２における瞳孔の径の値である。点Ｎｍは、瞳孔の径の最大値である。点Ｎｍは、第２期間Ｔ２の期間内にある。

破線で示される中性状態は、点Ａ１、点Ａ２、点Ａｍを有する。点Ａ１は、第１時刻ｔ１における瞳孔の径の値である。点Ａ２は、第２時刻ｔ２における瞳孔の径の値である。点Ａｍは、瞳孔の径の最大値である。点Ａｍは、第２期間Ｔ２の期間内にある。

第１時刻ｔ１においては、中性状態の点Ａ１の値に比べて、快状態の点Ｐ１および不快状態の点Ｎ１の値が大きい。そのため、中性状態とその他の状態とを区別することができる。なお、快状態の点Ｐ１の値と不快状態の点Ｎ１の値とは近い。

第２時刻ｔ２においては、中性状態の点Ａ２および不快状態の点Ｎ２の値に比べて、快状態の点Ｐ２の値が大きい。そのため、快状態とその他の状態とを区別することができる。なお、不快状態の点Ｎ２の値と中性状態の点Ａ２の値とは近い。

なお、図３は、あくまで傾向を示すグラフに過ぎない。刺激に対する応答は、提示する刺激により図３の曲線から多少なりともずれる。しかし、例えば、第１時刻ｔ１における中性状態とその他の状態とを区別する場合のように、値の差が大きいところを選べば、それぞれの状態を区別することができる。

５．人の心理状態の判定方法
心理判定部１４６が行う人の心理状態の判定方法について説明する。第１の実施形態では、心理判定部１４６は、瞳孔測定部１３０が第１期間Ｔ１および第２期間Ｔ２に測定した瞳孔の径の変化履歴から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する。

ここで、瞳孔の径の変化履歴とは、瞳孔の径の変化量と、基準時刻から瞳孔の径の変化量が最大値をとる時刻までの経過時間と、を含む。時刻ｔにおける人の瞳孔の径の変化量とは、基準時刻ｔ０における人の瞳孔の径から時刻ｔにおける人の瞳孔の径が変化した量のことである。一般に、人の瞳孔は、刺激を受けた後に拡大する傾向にある。そのため、瞳孔の径の変化量は、一般に正の値である。

５－１．第１ステップ
表１に示すように、心理判定部１４６は、第１ステップで人の心理状態を「情動状態」と「中性状態」とに分類する。

心理判定部１４６は、第１期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第１閾値Ｊ１以上である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を情動状態と判定する。

心理判定部１４６は、第１期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第１閾値Ｊ１未満である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を中性状態と判定する。

このように、心理判定部１４６は、瞳孔測定部１３０が第１期間に測定した瞳孔の径の変化量から、人の心理状態が、快状態と不快状態とを含む情動状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する第１ステップを実行する。第１閾値Ｊ１は、図３の点Ａ１と点Ｎ１との間の値であるとよい。

５－２．第２ステップ
表１に示すように、心理判定部１４６は、第２ステップで人の心理状態を「快状態」と「不快状態」とに分類する。

心理判定部１４６は、第２期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第２閾値Ｊ２以上である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を快状態と判定する。

心理判定部１４６は、第２期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第２閾値Ｊ２未満である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を不快状態と判定する。

このように、心理判定部１４６は、瞳孔測定部１３０が第２期間に測定した瞳孔の径の変化量から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。第２閾値Ｊ２は、図３の点Ｐ２と点Ｎ２との間の値であるとよい。

５－３．分類の結果
このように分類の結果、人の心理状態は、「快状態」と「不快状態」と「中性状態」との３種類のうちのいずれかに分類される。

［表１］
第１ステップ 第２ステップ
情動状態 快状態
情動状態 不快状態
中性状態

６．人の心理状態の判定フロー
図４は、第１の実施形態の心理状態判定装置１００が人の心理状態を判定するフローを説明するためのフローチャートである。

まず、期間設定部１４３が、基準時刻を前もって設定する（Ｓ１０１）。次に、視覚刺激提示部１１０および聴覚刺激提示部１２０が、人に視覚刺激および聴覚刺激を提示する（Ｓ１０２）。そして、基準時刻に感情とは無関係な刺激を人に与える。次に、瞳孔情報取得部１４４が基準時刻から人の瞳孔の径を測定するとともに、瞳孔径算出部１４５が基準時刻からの人の瞳孔の径の変化量を算出する（Ｓ１０３）。そして、Ｓ１０４に進む。

心理判定部１４６は、第１期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第１閾値以上である場合に（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、Ｓ１０５に進み、そうでない場合に（Ｓ１０４：Ｎｏ）、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０５では、心理判定部１４６は、人の心理状態を情動状態と判定し、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０６では、心理判定部１４６は、人の心理状態を中性状態と判定する。

心理判定部１４６は、第２期間における瞳孔の径の変化量が予め定めた第２閾値以上である場合に（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、Ｓ１０８に進み、そうでない場合に（Ｓ１０７：Ｎｏ）、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０８では、心理判定部１４６は、人の心理状態を快状態と判定する。Ｓ１０９では、心理判定部１４６は、人の心理状態を不快状態と判定する。

７．第１の実施形態の効果
第１の実施形態の心理状態判定装置１００は、人の心理状態を人の瞳孔の径についての測定値から判定する。判定に必要な測定値としては、人の瞳孔の径のみである。そのため、非常に簡便であり、複雑な計測装置がなくとも、人の心理状態を判定することができる。

８．変形例
８－１．期間設定部
第１の実施形態では、期間設定部１４３は、第１期間の終了時刻および第２期間の終了時刻を保持している。しかし、期間設定部１４３は、第１期間の終了時刻および第２期間の終了時刻について、ユーザー等の外部からの入力を受け付けてもよい。

８－２．視覚刺激または聴覚刺激
第１の実施形態では、心理状態判定装置１００は、視覚刺激提示部１１０と聴覚刺激提示部１２０との両方を有する。視覚刺激提示部１１０と、聴覚刺激提示部１２０とのうち、いずれか一方だけでもよい。

その場合であっても、期間設定部１４３が、基準時刻ｔ０を設定する。この場合の基準時刻ｔ０は、視覚刺激提示部１１０または聴覚刺激提示部１２０が感情とは無関係な刺激を人に与える開始時刻である。

８－３．視覚刺激制御部および聴覚刺激制御部
第１の実施形態では、制御部１４０は、視覚刺激制御部１４１および聴覚刺激制御部１４２を有する。視覚刺激制御部１４１および聴覚刺激制御部１４２は、制御部１４０の外部に存在してもよい。その場合には、制御部１４０は、視覚刺激制御部１４１および聴覚刺激制御部１４２を有さない。

８－４．視覚刺激提示部および瞳孔測定部
第１の実施形態では、視覚刺激提示部１１０と瞳孔測定部１３０とは別体である。視覚刺激提示部１１０と瞳孔測定部１３０とは一体であってもよい。

８－５．視覚刺激提示部
第１の実施形態では、視覚刺激提示部１１０は人から比較的離れた位置に存在する。しかし、視覚刺激提示部１１０は、より人に近い位置であってもよい。例えば、ゴーグル型のディスプレイを用いてもよい。

８－６．瞳孔測定部
瞳孔測定部１３０は、赤外線カメラであってもよい。この場合には、瞳孔測定部１３０は、暗い環境下であっても人の瞳孔の径を測定することができる。

８－７．車両
車両が、第１の実施形態の心理状態判定装置１００を搭載していてもよい。その場合には、運転者が視ている車外の情報が運転者に刺激を提示する。刺激として例えば、他の自動車の運転マナー等が挙げられる。具体的には、他の自動車の運転者に道を譲られたり、危険な運転をする自動車に遭遇した場合が挙げられる。または、その他の刺激として、運転者が告知される交通情報等が挙げられる。この場合の刺激は、自動車が人に与える情報である。

８－８．記憶部
心理状態判定装置１００は、制御部１４０の他に記憶部を有していてもよい。

８－９．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の機械的構成および制御系は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態の心理判定部が行う処理が、第１の実施形態と異なる。したがって、異なる点について説明する。

１．刺激に対する瞳孔の径の応答性
図３を用いて説明する。点Ｐｍをとる時刻は、点Ｎｍをとる時刻および点Ａｍをとる時刻よりも後の時刻である。特に、点Ｐｍをとる時刻と、点Ｎｍをとる時刻とは十分に遠い。そのため、最大値をとる時刻により、快状態の点Ｐｍと不快状態の点Ｎｍとを区別することができる。

２．人の心理状態の判定方法
第２の実施形態では、快状態と不快状態とを判定するための判断基準が第１の実施形態と異なっている。つまり、第２の実施形態の第１ステップの判断基準が第１の実施形態と共通であり、第２の実施形態の第２ステップの判断基準が第１の実施形態と異なっている。そのため、快状態と不快状態とを判定する第２ステップについて説明する。

心理判定部１４６は、基準時刻から第２期間中の瞳孔の径の最大値をとる時刻までの経過時間が予め定めた第３閾値Ｊ３以上である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を快状態と判定する。

心理判定部１４６は、基準時刻から第２期間中の瞳孔の径の最大値をとる時刻までの経過時間が予め定めた第３閾値Ｊ３未満である場合に、その刺激を受けたときの人の心理状態を不快状態と判定する。

このように、心理判定部１４６は、基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。第３閾値Ｊ３は、図３の点Ｐｍの時刻と点Ｎｍの時刻との間の時刻であるとよい。

３．人の心理状態の判定フロー
図５は、第２の実施形態の心理状態判定装置１００が人の心理状態を判定するフローを説明するためのフローチャートである。図５は、Ｓ１０５までは、図４と同じである。そのため、Ｓ１０５の後の処理について説明する。Ｓ１０５では、心理判定部１４６が情動状態と判断し、Ｓ２０７に進む。

心理判定部１４６は、基準時刻から第２期間中の瞳孔の径の最大値をとる時刻までの経過時間が予め定めた第３閾値以上である場合に（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）、Ｓ１０８に進み、そうでない場合に（Ｓ２０７：Ｎｏ）、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０８では、心理判定部１４６は、人の心理状態を快状態と判定する。Ｓ１０９では、心理判定部１４６は、人の心理状態を不快状態と判定する。

４．第２の実施形態の効果
第１の実施形態と同様に、第２の実施形態の心理状態判定装置１００は、人の心理状態を人の瞳孔の径についての測定値から判定する。判定に必要な測定値としては、人の瞳孔の径のみである。そのため、非常に簡便であり、複雑な計測装置がなくとも、人の心理状態を判定することができる。

５．変形例
第２の実施形態を第１の実施形態の変形例と自由に組み合わせてよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。

１．人の心理状態の判定方法
第３の実施形態では、第２ステップを判断する際に、第１の実施形態で用いた瞳孔の径の変化量と、第２の実施形態で用いた散瞳ピーク値までの経過時間と、の両方を用いる。そのために例えば、サポートベクターマシン等、人工知能を用いればよい。ここで、散瞳ピーク値までの経過時間とは、基準時刻から第２期間中の瞳孔の径の最大値をとる時刻までの経過時間である。

このように、心理判定部１４６は、瞳孔測定部１３０が第２期間に測定した瞳孔の径の変化量と、基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間と、から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。

２．変形例
第３の実施形態を第１の実施形態の変形例と自由に組み合わせてよい。

（実験）
１．実験方法
被験者に対して、快状態、不快状態、中性状態、のいずれかの情動を想起させる写真集を用いた。その写真集としてＩＡＰＳを用いた。ＩＡＰＳの各写真は、９段階の閾値を付与されている。閾値が６以上の写真を快状態を想起させる写真と分類した。閾値が４以上６未満の写真を中性状態を想起させる写真と分類した。閾値が４未満の写真を不快状態を想起させる写真と分類した。

被験者は、健康な男性２３名と健康な女性９名の合計３２名であった。被験者の平均年齢は２１．３歳であった。なお、３２名のうち２名のデータを除外した。１人あたり、３００回のセットを実施した。

図６は、実験手順を示す図である。まず、被験者に固視点を５００ｍｓ提示する。次に、被験者にＩＡＰＳの写真を１枚２００ｍｓ呈示する。ここで提示する写真は、閾値が９段階で付与された写真集のうちの１枚をランダムに選んだ写真である。次に、被験者に固視点を６００ｍｓ提示する。

固視点の提示の終了時を基準時刻ｔ０とする。基準時刻ｔ０から１００ｍｓ、被験者に音を提示する。この音はオドボール刺激であり、被験者に特に何らかの情動を想起させるものではない。次に、被験者に固視点を１９００ｍｓ提示する。

次に、被験者は、音と画像との組み合わせについて快状態、不快状態、中性状態のどの情動を感じたかを回答する。また、提示された音が高温だったか低温だったかを回答する。ここまでが１セットである。１セットの終了後には、最初の固視点の提示に戻る。

そして、被験者が回答した快状態、不快状態、中性状態の情報と、被験者の瞳孔の変化履歴と、を比較した。

２．実験結果
２－１．刺激に対する瞳孔の径の応答性
図７は、刺激に対する瞳孔の径の変化量を示すグラフである。図７の横軸は時間である。図７の縦軸は瞳孔の径の変化量である。Ｎ数は３０である。図７には、図３に示した結果と同様の結果が示されている。

２－２．第１期間
図８は、第１期間Ｔ１の期間内における瞳孔径の変化量を示すグラフである。図８の左側から中性状態、不快状態、快状態の順に棒が示されている。図８に示すように、高頻度刺激および低頻度刺激の両方に対して、快状態および不快状態の瞳孔径の変化量は、中性状態の瞳孔径の変化量よりも十分に大きい。

２－３．第２期間
図９は、第２期間Ｔ２の期間内における瞳孔径の変化量を示すグラフである。図９に示すように、高頻度刺激および低頻度刺激の両方に対して、快状態の瞳孔径の変化量は、不快状態および中性状態の瞳孔径の変化量よりも大きい。

２－４．ピークまでの経過時間
図１０は、基準時刻ｔ０からピーク値をとる時刻までの経過時間を示すグラフである。図１０に示すように、高頻度刺激および低頻度刺激の両方に対して、快状態における基準時刻ｔ０からピーク値をとるまでの時間は、不快状態における基準時刻ｔ０からピーク値をとるまでの時間よりも十分に長い。

２－５．分類結果
図１１は、分類結果を示すグラフである。図１１の横軸は散瞳ピークまでの経過時間である。図１１の縦軸は瞳孔径の変化量である。図１１のように分類するために、サポートベクターマシンを用いた。

図１１に示すように、快状態、不快状態、中性状態、の３種類の状態に空間的に分離することができた。

２－６．識別率
２－６－１．第２期間の瞳孔径の変化率
第１の実施形態の心理状態判定装置１００を用いて、被験者の回答と、瞳孔の変化履歴と、を比較した。第１ステップに、第１期間の瞳孔の径の変化率を用い、第２ステップに、第２期間の瞳孔の径の変化率を用いた。そして、分類するためにサポートベクターマシンを用いた。

快状態の識別率は９０．００％であった。不快状態の識別率は６３．３３％であった。中性状態の識別率は８０．００％であった。これら３種類の状態の平均の識別率は７７．７８％であった。

２－６－２．散瞳ピークまでの経過時間
第２の実施形態の心理状態判定装置１００を用いて、被験者の回答と、瞳孔の変化履歴と、を比較した。第１ステップに、第１期間の瞳孔の径の変化率を用い、第２ステップに、散瞳ピークまでの経過時間を用いた。そして、分類するためにサポートベクターマシンを用いた。

快状態の識別率は７３．３３％であった。不快状態の識別率は７０．００％であった。中性状態の識別率は８０．００％であった。これら３種類の状態の平均の識別率は７４．４４％であった。

２－６－３．第２期間の瞳孔径の変化率および散瞳ピークまでの経過時間
第３の実施形態の心理状態判定装置１００を用いて、被験者の回答と、瞳孔の変化履歴と、を比較した。第１ステップに、第１期間の瞳孔の径の変化率を用い、第２ステップに、第２期間の瞳孔の径の変化率および散瞳ピークまでの経過時間の両方を用いた。そして、分類するためにサポートベクターマシンを用いた。

快状態の識別率は９０．００％であった。不快状態の識別率は７０．００％であった。中性状態の識別率は７６．６７％であった。これら３種類の状態の平均の識別率は７８．８９％であった。

（付記）
第１の態様における心理状態判定装置は、人の瞳孔の径を測定する瞳孔測定部と、人の心理状態を判定する心理判定部と、心理判定部が判定に用いるための期間を設定する期間設定部と、を有する。期間設定部は、基準時刻と、基準時刻から第１時刻までの第１期間と、第１時刻から第２時刻までの第２期間と、を設定する。心理判定部は、瞳孔測定部が第１期間および第２期間に測定した瞳孔の径の変化履歴から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する。

第２の態様における心理状態判定装置においては、心理判定部は、瞳孔測定部が第１期間に測定した瞳孔の径の変化量から、人の心理状態が、快状態と不快状態とを含む情動状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する第１ステップを実行する。

第３の態様における心理状態判定装置においては、心理判定部は、瞳孔測定部が第２期間に測定した瞳孔の径の変化量から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。

第４の態様における心理状態判定装置においては、心理判定部は、基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。

第５の態様における心理状態判定装置においては、心理判定部は、瞳孔測定部が第２期間に測定した瞳孔の径の変化量と、基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間と、から、人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行する。

第６の態様における心理状態判定装置においては、第１時刻は、基準時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻である。第２時刻は、第１時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻である。

第７の態様における心理状態判定装置は、人に刺激を提示する刺激提示部を有する。

第８の態様における心理状態判定装置においては、刺激提示部は、人の視覚に刺激を提示する視覚刺激提示部を有する。

第９の態様における心理状態判定装置においては、刺激提示部は、人の聴覚に刺激を提示する聴覚刺激提示部を有する。聴覚刺激提示部は、人の心理状態と無関係な音を断続的に提示する。期間設定部は、聴覚刺激提示部が人に音の提示を開始する時刻を基準時刻に設定する。

第１０の態様における心理状態判定装置においては、聴覚刺激提示部は、人の心理状態と無関係な音を周期的に提示する。

１００…心理状態判定装置
１１０…視覚刺激提示部
１２０…聴覚刺激提示部
１３０…瞳孔測定部
１４０…制御部

Claims (10)

1. 人の瞳孔の径を測定する瞳孔測定部と、
   人の心理状態を判定する心理判定部と、
   前記心理判定部が判定に用いるための期間を設定する期間設定部と、
   を有し、
   前記期間設定部は、
   基準時刻と、
   前記基準時刻から第１時刻までの第１期間と、
   前記第１時刻から第２時刻までの第２期間と、
   を設定し、
   前記心理判定部は、
   前記瞳孔測定部が前記第１期間および前記第２期間に測定した瞳孔の径の変化履歴から、
   人の心理状態が、快状態と、不快状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定すること
   を含む心理状態判定装置。
2. 請求項１に記載の心理状態判定装置において、
   前記心理判定部は、
   前記瞳孔測定部が前記第１期間に測定した瞳孔の径の変化量から、
   人の心理状態が、快状態と不快状態とを含む情動状態と、中性状態と、のいずれであるかを判定する第１ステップを実行すること
   を含む心理状態判定装置。
3. 請求項２に記載の心理状態判定装置において、
   前記心理判定部は、
   前記瞳孔測定部が前記第２期間に測定した瞳孔の径の変化量から、
   人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行すること
   を含む心理状態判定装置。
4. 請求項２に記載の心理状態判定装置において、
   前記心理判定部は、
   前記基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間から、
   人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行すること
   を含む心理状態判定装置。
5. 請求項２に記載の心理状態判定装置において、
   前記心理判定部は、
   前記瞳孔測定部が前記第２期間に測定した瞳孔の径の変化量と、前記基準時刻から瞳孔の径の変化量の最大値に達する時刻までの時間と、から、
   人の心理状態が、快状態と、不快状態と、のいずれであるかを判定する第２ステップを実行すること
   を含む心理状態判定装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の心理状態判定装置において、
   前記第１時刻は、
   前記基準時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻であり、
   前記第２時刻は、
   前記第１時刻から０．５秒以上１秒以下の時間が経過した後の時刻であること
   を含む心理状態判定装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の心理状態判定装置において、
   人に刺激を提示する刺激提示部を有すること
   を含む心理状態判定装置。
8. 請求項７に記載の心理状態判定装置において、
   前記刺激提示部は、
   人の視覚に刺激を提示する視覚刺激提示部を有すること
   を含む心理状態判定装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の心理状態判定装置において、
   前記刺激提示部は、
   人の聴覚に刺激を提示する聴覚刺激提示部を有し、
   前記聴覚刺激提示部は、
   人の心理状態と無関係な音を断続的に提示し、
   前記期間設定部は、
   前記聴覚刺激提示部が人に音の提示を開始する時刻を基準時刻に設定すること
   を含む心理状態判定装置。
10. 請求項９に記載の心理状態判定装置において、
    前記聴覚刺激提示部は、
    人の心理状態と無関係な音を周期的に提示すること
    を含む心理状態判定装置。

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