[인간공학] 점멸융합주파수 (정신적 피로 평가)

점멸융합주파수(CFF, Critical Flicker Fusion frequency)란?

 

빛을 일정한 속도로 점멸시킬 때, 깜박임이 인지되지 않고 연속적인 광(continuous light)으로 인식되는 임계 주파수(Hz)이다.

 

"왜 연속적인 광으로 인식되는 임계 주파수를 알아야 하지??"

 

망막의 시세포(추세포·간상세포)는 자극 후 일정 시간 동안 잔상을 남기는데,
점멸 속도가 빨라지면 이 잔상들이 융합되어 연속광으로 보인다.
이때 깜박임이 사라지는 한계 주파수가 바로 CFF이다.

 

인간의 눈과 뇌는 초당 약 50~60Hz 정도의 시각 변화를 연속광으로 인식하는데,
디스플레이나 조명이 CFF 이하의 주파수로 점멸하면, 
인간은 무의식적으로 깜박임을 감지하고 
시각 피로, 두통, 집중력 저하가 발생할 수 있다.

 

** CFF는 시각 자극이 고정된 상태에서 연속적으로 지각되기 시작하는 주파수를 의미하며, 일반적으로 50-90Hz로 알려져 있다.

(안구 운동이 경계선 자극의 점멸융합주파수에 미치는 영향, 대한인간공학회, 2022)

 

CFF는 시각 자극을 안정적으로 처리할 수 있는 
신경계의 최대 처리 속도를 수치로 표현한 것으로,
정신 피로 측정의 과학적 지표로 쓰인다.

 

정리하면,

점멸융합주파수(CFF)는 인간의 시지각 체계가 깜박임을 인식하지 못하는 임계주파수로,
시각 피로·주의력 저하 등 인간의 중추신경계 피로를 정량적으로 평가할 수 있는 지표이다.
인간공학에서는 이를 조명·디스플레이·작업환경 설계 시 인간의 시각 한계 기준치로 활용하여
플리커 피로 방지 및 작업 효율 향상에 반영한다.

 

아래 참고자료를 보면, 피로가 누적에 따라 점멸융합주파수가 40.54Hz에서 점차 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

※ 참고자료, 모음 포먼트 분석을 통한 정신적 피로 평가, 대한산업시스템공학회, 2013

 실험에서 부과한 정신적 피로 네 수준의 차이 가 유의하게 조절되었음을 확인하기 위해 6점 스케일(1 : “전혀 피곤하지 않다” ~ 6 : “매우 피곤하다”로 구성)의 주관적평가 차트와 시각적 점멸융합주파수(Flicker Fusion Frequency) 측정을 위한 피로도측정기(동산통상, FT-501)가 사용되었다. 시각적 점멸융합주파수란 연속되는 자극이 점멸하는 것으로 보이지 않고 연속적으로 느껴지는 주파수로서 정신적 피로가 높을수록 그 수치가 낮아진다.

 

통계분석결과 중,

점멸융합 주파수에 대한 주효는 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났으나(F3,28 = 1.343, p = 0.284), 피로가 누적에 따라 점멸융합주파수가 낮아지는 것을 확인했다(휴대 : 평균 40.54Hz, P2000 : 평균 38.93Hz, P3000 : 평균 37.18Hz, P4000 : 평균 36.84Hz).