JP6850952B2

JP6850952B2 - 光学素子の作製方法及び光学素子、並びに、色覚特性の検査プログラム、検査装置及び色覚検査画像セット

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Description

本発明は、光学素子の作製方法及び光学素子、並びに、色覚特性の検査プログラム、検査装置及び色覚検査画像セットに関する。

人の視覚に関する障害として、色覚異常が知られている。色覚異常には、例えば、特定の波長帯域の光に対する感度が低い色盲、色弱や、光をまぶしく感じる光過敏症が含まれる。これらの色覚異常は、患者の網膜上の３つの錐体細胞（Ｓ錐体細胞、Ｍ錐体細胞、Ｌ錐体細胞）の感度が、健常者と比較して高い又は低いことによって発生する。Ｓ錐体細胞、Ｍ錐体細胞、Ｌ錐体細胞はそれぞれ、青、緑、赤の光に対して反応する細胞である。色覚異常を矯正する方法として、光の透過特性が患者に合わせて調整された光学素子（カラーレンズ）使用する方法が知られている。患者は、特性が調整されたカラーレンズを有する眼鏡をかけることにより、色覚異常を矯正することができる。

患者に合わせたカラーレンズを作成するためには、患者の青、緑、赤の３つの光に対する色覚特性（感度）を検査する必要がある。しかし、３つの光の感度の組み合わせは無数にあるため、色覚特性の検査は、検査をする者と患者の両方にとって負荷が大きかった。

患者に合わせたカラーレンズを作製する方法として、例えば、特開平６−１８８１９号公報（以下、「特許文献１」と記す。）に、患者の色覚特性を分類する眼鏡の作製方法が記載されている。特許文献１に記載の眼鏡の作製方法では、複数の患者の色覚特性の検査結果に基づいて、色覚特性が３２種に分類されている。患者は、色覚特性が３２種の色覚特性の何れに該当するかが検査される。検査結果に基づいてカラーレンズの特性を決定することにより、患者の色覚異常が矯正される。

また、特開２０００−１１６６０１号公報（以下、「特許文献２」と記す。）には、色覚異常の検査画像をモニタに表示する色覚特性の検査方法が記載されている。特許文献２では、カラーレンズの特性に応じたフィルタ処理が施された検査画像がモニタに表示される。患者が、モニタに表示される複数の検査画像の中から、検査画像内の文字を判別できるものを選択することにより、患者の色覚特性が判定される。

また、特開２０１３−７０７７４号公報（以下、「特許文献３」と記す。）には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた色覚特性の検査方法が記載されている。特許文献３では、基準となる白色ＬＥＤ光源と、赤、青、緑の光の強度を個別に変更可能な比較用のＬＥＤ光源が並べて配置される。患者が白色ＬＥＤ光源から射出された光と比較用のＬＥＤ光源から射出された光が同じ色に見えるときの、赤、青、緑の強度に基づいて、患者の色覚特性が判定される。

特許文献１及び特許文献２に記載の色覚検査方法では、患者の色覚特性が予め定めた分類の何れに該当するかが判定される。そのため、あらかじめ定められた分類に該当しない色覚特性を有する患者や、複数の分類の中間の色覚特性を有する患者に対しては、正確な検査結果が得られないという問題がある。また、特許文献３に記載の色覚検査方法では、ＬＥＤ光源の赤、青、緑の３つの光の強度を個別に変更させる必要がある。そのため、検査時間が長くなり、検査の負荷が大きくなるという問題がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、患者への負荷の少ない色覚異常を矯正する光学素子の作製方法及び光学素子、並びに、色覚特性の検査プログラム、検査装置及び色覚検査画像セットを提供することである。

本発明の一実施形態に係る光学素子作製方法は、少なくとも２種類の色によって形成される元画像に対して第１の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第１のモノクロ画像、および、該元画像に対して前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第２のモノクロ画像を取得する工程と、前記第１のモノクロ画像および前記第２のモノクロ画像に光を照射する工程と、光を照射された前記第１のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する工程と、前記光スペクトルを調整する工程により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する工程と、前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎを取得する工程と、前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を調整し、対象被験者が前記合成投影画像を見たときに所定の条件を満たす前記第１の投影光の光強度Ｘおよび前記第２の投影光の光強度Ｙを取得する工程と、前記参照光強度Ｍ及び前記光強度Ｘに基づいて、透過する光のうち第１の波長範囲の光強度を調整する第１の光学要素と、前記参照光強度Ｎ及び前記光強度Ｙに基づいて、透過する光のうち前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光強度を調整する第２の光学要素と、を備える光学素子を作製する工程と、を含む。

本発明の一実施形態に係る光学素子は、第１の画像および第２の画像に光を照射し、光を照射された前記第１の画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２の画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整し、前記光スペクトルの調整により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示させ、前記第１の投影光の光強度の初期設定値および前記第２の投影光の光強度の初期設定値を、それぞれ、参照光強度Ｍおよび参照光強度Ｎとし、前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を調整し、対象被験者が前記合成投影画像を見たときに前記所定の条件を満たす前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を、それぞれ、光強度Ｘおよび光強度Ｙとした場合、透過する光のうち第１の波長範囲の光強度をＸ／Ｍに調整する第１の光学要素と、透過する光のうち前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光強度をＹ／Ｎに調整する第２の光学要素と、を備える。

本発明の一実施形態に係る検査プログラムは、第１の画像および第２の画像を取得する工程と、第１の画像および第２の画像に光を照射する工程と、光を照射された前記第１の画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２の画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する工程と、前記光スペクトルを調整する工程により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する工程と、前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎを取得する工程と、前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を調整し、対象被験者が前記合成投影画像を見たときに所定の条件を満たす前記第１の投影光の光強度Ｘおよび前記第２の投影光の光強度Ｙを取得する工程と、を含む方法をコンピュータに実行させるための検査プログラムである。

本発明の一実施形態に係る検査装置は、第１の画像及び第２の画像を設定する画像設定部と、前記第１の画像および前記第２の画像に光を照射する光入力部と、光を照射された前記第１の画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２の画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する光スペクトル調整部と、前記光スペクトル調整部により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する画像投影部と、を備える。

本発明の一実施形態に係る色覚検査画像セットは、少なくとも２種類の色によって形成される元画像に対して第１の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第１のモノクロ画像と、該元画像に対して前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第２のモノクロ画像と、を含む。

本発明の実施形態によれば、患者への負荷の少ない色覚異常を矯正する光学素子の作製方法及び光学素子、並びに、色覚特性の検査プログラム、検査装置及び色覚検査画像セットが提供される。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる色覚検査装置の概略図である。図２Ａは、本発明の第１実施形態にかかる元画像を示す図である。図２Ｂは、本発明の第１実施形態にかかる検査画像を示す図である。図２Ｃは、本発明の第１実施形態にかかる検査画像を示す図である。図３は、本発明の第１実施形態にかかるスライドを作製する際に使用する赤色フィルタ及び緑色フィルタの特性を示す図である。図４は、本発明の第１実施形態にかかる色覚検査方法のフローチャートである。図５は、正常な色覚を有する参照被験者の錐体細胞の吸収スペクトルである。図６は、本発明の第１実施形態にかかるカラーコーティングが施された光学素子の断面図である。図７は、本発明の第１実施形態にかかる染色剤が混合された光学素子の断面図である。図８は、本発明の第２実施形態にかかる色覚検査装置の概略図である。図９は、本発明の第３実施形態にかかる色覚検査装置の概略図である。図１０は、本発明の第４実施形態にかかる色覚検査装置の概略図である。図１１は、本発明の第４実施形態の変形例にかかる色覚検査装置の概略図である。図１２Ａは、本発明の実施形態の変形例にかかる元画像を示す図である。図１２Ｂは、本発明の実施形態の変形例にかかる検査画像を示す図である。図１２Ｃは、本発明の実施形態の変形例にかかる検査画像を示す図である。図１３は、本発明の実施形態の変形例にかかる色覚検査装置の概略図である。

本発明に係る光学素子の作製方法を説明する前に、エドウィン・ハーバード・ランド（Edwin Herbert Land）の２色実験について説明する。２色実験は、人の色覚に関する実験である。２色実験では、被写体を赤色のフィルタを通して撮影した画像のスライド（ポジフィルム）Ｒと、緑色のフィルタを通して撮影した画像のスライド（ポジフィルム）Ｇが使用される。各スライドＲ、Ｇの画像は、撮影した被写体像の光強度分布に応じたグレースケールで表されるモノクロ画像である。

スライドＲには赤色の光を照射されて、スクリーンに投影される。また、スライドＧには白色の光が照射されて、スクリーンに投影される。これにより、スクリーン上には、赤色の波長成分のみを有する投影画像と白色の波長成分を有する投影画像が重ねられた合成投影画像が表示される。スクリーンに投影される２つの投影画像の光強度は、合成投影画像を観察する被験者に合わせて適宜調整される。すると、当該被験者には、合成投影画像が、青色や緑色を含むフルカラーの画像として認識される。

この２色実験において、被験者は、赤と白の２色の光によって合成された投影画像に対して青や緑の色を認識している。そのため、被験者の色覚は、単なる３原色（赤、緑、青）の光の線形の足し合わせではなく、脳の認知機能に大きくかかわっていると考えられる。

本発明は、２色実験を応用して被験者の色覚を検査し、被験者の色覚に合わせた光学素子を作製する方法に関する。以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
［色覚検査装置］
図１は、本発明の第１実施形態における色覚検査装置１の概略図を示す。図１に示すように、色覚検査装置１は、第１画像投影部１００、第２画像投影部２００及びコントローラ３００を備える。

コントローラ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２及びＲＯＭ３０３（Read Only Memory）を備えている。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に記憶されるプログラム３０４を実行する。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１がプログラム３０４を実行する際に、一時的なデータの記憶領域として使用される。プログラム３０４は、色覚検査装置を制御するためのアプリケーションや、ＯＳ（Operating System）等を含んでいる。コントローラ３００は、第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００の動作の制御や、第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００とのデータの送受信等を行う。コントローラ３００は、例えば、パソコンや携帯端末機器等の情報処理装置である。

第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００はそれぞれ、スクリーン４００に第１投影画像及び第２画像投影画像を投影する。第１投影画像及び第２投影画像は、スクリーン４００上で合成される。スクリーン４００上で合成された合成投影画像を用いて、色覚異常を有する被験者５００の色覚の検査が行われる。

第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００はそれぞれ、光を投射するプロジェクタ１１０及びプロジェクタ２１０を有する。プロジェクタ１１０、２１０は、光源１１１、２１１を有する。光源１１１、２１１が発する光は、白色光が望ましい。光源１１１、２１１には、例えば、キセノンランプが使用される。なお、第１画像投影部１００及び第２画像投影部２１０は、一つのプロジェクタを共有してもよい。この場合、一つのプロジェクタから投射された光は、ハーフミラー等によって２つに分割される。分割された光は、第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００に供給される。

第１画像投影部１００は、画像設定部１２０、光強度調整部１３０、光強度測定部１４０及び光フィルタリング部１５０を更に有する。第２画像投影部２００は、画像設定部２２０、光強度調整部２３０、光強度測定部２４０を更に有する。

画像設定部１２０、２２０はそれぞれ、透過した光の強度分布を変調するモノクロのスライド１２１、２２１を含む。スライド１２１には、第１投影画像として投影される第１検査画像が形成されている。スライド２２１には、第２投影画像として投影される第２検査画像が形成されている。各スライド１２１、２２１は、予め用意された元画像をフィルタを通して撮影することによって作製される。元画像には、例えば、石原式色覚検査の図が使用される。石原式色覚検査の図は、色覚異常の検査において一般的に使用される図である。石原式色覚検査の図は、色覚が正常な場合、或いは、色覚異常が適切に矯正されている場合に文字（例えば、数字）が認識できるように色付けされている。

図２Ａは、元画像１０を示す。図２Ｂ及び図２Ｃはそれぞれ、スライド１２１に形成された第１検査画像１１及びスライド２２１に形成された第２検査画像１２を示す。画像設定部１２０のスライド１２１は、元画像１０を赤色のフィルタを通して撮影した撮影画像に基づいて作製される。画像設定部２２０のスライド２２１は、元画像１０を緑色のフィルタを通して撮影した撮影画像に基づいて作製される。スライド２２１の作製に使用される元画像１０は、スライド１２１の作製に使用される元画像１０と同じである。元画像１０を撮影する際に、元画像１０は白色光で照明されることが望ましい。具体的には、元画像１０は、分光強度分布が不均一な白色ＬＥＤ光よりも、分光強度分布が均一な太陽光等で照明されることが望ましい。スライド１２１の第１検査画像１１は、元画像１０のうち赤色成分の光強度分布を表すモノクロ画像である。スライド２２１の第２検査画像１２は、元画像１０のうち緑色成分の光強度分布を表すモノクロ画像である。各スライド１２１、２２１の検査画像は、プロジェクタ１１０、２１０によってスクリーン４００に投影される。なお、各スライド１２１、２２１は、色を反転させることなくスクリーン４００に投影させるために、ポジのスライドであることが望ましい。

図３は、スライド１２１、２２１を作製する際に、元画像１０の撮影に使用する赤色フィルタ及び緑色フィルタの特性（透過スペクトル）を示す。図３の横軸は波長を示し、縦軸は各フィルタの透過率を示す。各フィルタの高い透過率を示す波長範囲は、厳密に規定される必要はない。例えば、赤色フィルタは、正常な色覚を有する被験者が赤色フィルタを透過した光を赤色と認識できる特性を有していればよい。また、緑色フィルタは、正常な色覚を有する被験者が緑色フィルタを透過した光を緑色と認識できる特性を有していればよい。

第１画像投影部１００の光フィルタリング部１５０は、赤色の波長帯域の光のみを透過させる赤色フィルタである。光フィルタリング部１５０は、第１画像投影部１００にのみ設けられており、第２画像投影部２００は光フィルタリング部を有していない。これにより、第１投影画像の光スペクトル（分光強度分布）は、第２投影画像とは異なる光スペクトルとなる。詳しくは、第１投影画像は赤色の波長帯域の成分のみを有しているのに対し、第２投影画像は可視光帯域でフラットな分光特性を有する白色光である。

光強度調整部１３０、２３０は、透過する光の強度を調整する。光強度調整部１３０、２３０には、例えば、一対の偏光板が使用される。一対の偏光板のうち一方を光軸の周りで回転させることにより、光強度調整部１３０、２３０に対する光の透過率を変化させ、透過する光の強度を調整することができる。なお、光強度調整部１３０、２３０は、一対の偏光板に限定されない。例えば、光強度調整部１３０、２３０は、ＮＤ（Neutral Density）フィルタであってもよい。

光強度測定部１４０、２４０はそれぞれ、プロジェクタ１１０、２１０からスクリーン４００へ投射される光の強度を測定する。光強度測定部１４０、２４０には、例えば、光センサが使用される。光センサは、スクリーン４００に投射される光の光路上に配置される。このとき、スクリーン４００上の投影画像に影を作らないように、例えば、光センサは投影光の周辺部に配置される。

また、光強度調整部１３０、２３０に一対の偏光板を使用する場合、光強度調整部１３０、２３０が光強度測定部１４０、２４０を兼ねてもよい。一対の偏光板に対する光の透過率は、一方の偏光板の他方の偏光板に対する回転位相差に応じて変化する。例えば、回転位相差が０度の場合に最も光の透過率が高くなり、回転位相差が９０度の場合に光の透過率が略ゼロになる。光強度調整部１３０、２３０に対する光の透過率は、回転位相差から算出することができる。そのため、予め、光強度調整部１３０、２３０に入射される光の強度を測定しておくことにより、回転位相差から光強度調整部１３０、２３０を透過した光の強度を算出することができる。

第１画像投影部１００のプロジェクタ１１０から投射された光は、画像設定部１２０、光フィルタリング部１５０及び光強度調整部１３０を透過して、スクリーン４００に投射される。これにより、画像設定部１２０のスライド１２１の検査画像が、赤色の波長帯域に制限されてスクリーン４００に投影される。なお、画像設定部１２０、光フィルタリング部１５０及び光強度調整部１３０は、光路上に並んで配置されていればよく、どのような順序で配置されていてもよい。

第２画像投影部２００プロジェクタ２１０から投射された光は、画像設定部２２０及び光強度調整部２３０を透過して、スクリーン４００に投射される。これにより、画像設定部２２０のスライド２２１の検査画像がスクリーン４００に投影される。第２画像投影部２００は、光フィルタリング部を有していないため、スクリーン４００に投影される光は白色である。なお、画像設定部２２０及び光強度調整部２３０は、光路上に並んで配置されていればよく、どのような順序で配置されていてもよい。

第１画像投影部１００によって投影された投影画像（第１投影画像）及び第２画像投影部２００によって投影された投影画像（第２投影画像）は、スクリーン４００上で合成される。このとき、第１投影画像と第２投影画像は、互いにズレがなく、大きさが同じになるように調整される。

［色覚検査方法］
次に、色覚検査装置１を用いた被験者５００の色覚検査方法及び色覚異常を矯正する光学素子の作製方法について詳細に説明する。図４は、第１実施形態における色覚検査方法のフローチャートを示す。図４のフローチャートに示される色覚検査方法は、ＣＰＵ３０１がプログラム３０４を実行することによって開始される。

［図４の処理ステップＳ１０１］
処理ステップＳ１０１では、元画像１０に基づいてスライド１２１、２２１のセットが用意される。本実施形態において使用されるスライド１２１、２２１は１セットに限定されない。例えば、描かれている文字や色が互いに異なる複数の元画像各々に基づいて、複数セットのスライド１２１、２２１が用意されてもよい。

［図４の処理ステップＳ１０２］
処理ステップＳ１０２では、スライド１２１、２２１が画像設定部１２０、２２０に装着されて、第１投影画像及び第２投影画像がスクリーン４００に投影される。このとき、第１投影画像は、光フィルタリング部１５０によって赤色の波長帯域に制限されて投影される。一方、第２投影画像は、白色光として投影される。第１投影画像と第２投影画像は、一つの画像に見えるように、スクリーン４００上で合成される。

［図４の処理ステップＳ１０３］
処理ステップＳ１０３では、基準となる第１投影画像の参照光強度Ｍ及び第２投影画像の参照光強度Ｎが取得される。参照光強度Ｍ、Ｎは、例えば、色覚が正常な参照被験者５０１の色覚に基づいて決定される。詳しくは、参照被験者５０１がスクリーン４００に投影された合成投影画像を見ている状態で、色覚を検査する者（以下、「検査員」と記す。）は、光強度調整部１３０、２３０により第１投影画像の光強度及び第２投影画像の光強度を個別に変更する。そして、各投影画像の光強度の組み合わせのうち、参照被験者５１０が合成投影画像に含まれる文字を最も明瞭に認識できる第１投影画像の光強度（参照光強度）Ｍと第２投影画像の光強度（参照光強度）Ｎの組み合わせが記録される。ここで、参照被験者５０１が文字を最も明瞭に認識できる条件は、例えば、参照被験者５０１が文字の色とその背景の色の違いを最も強く視認できる条件である。この条件は、ランドの２色実験において、被験者が合成投影画像をフルカラーの画像として認識する条件に相当する。

なお、参照被験者５０１の色覚には個人差がある。また、合成投影画像を最も明瞭に認識できる条件は、参照被験者５０１が主観によって判断している。そのため、合成投影画像を最も明瞭に認識できる条件が複数ある場合や、参照被験者５０１が特定の光強度の範囲において明瞭さが変化しないと感じる場合がある。従って、参照光強度Ｍと参照光強度Ｎは、複数の参照被験者５０１の検査によって得られた値の平均値とすることが望ましい。

参照被験者５０１の色覚検査によって求められた参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎは、検査員によってコントローラ３００に入力される。或いは、コントローラ３００が光強度測定部１４０、２４０とデータ通信可能に接続されている場合、コントローラ３００は、光強度測定部１４０、２４０から参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎを取得してもよい。

また、処理ステップＳ１０３では、参照被験者５０１の各錐体細胞（Ｓ錐体細胞、Ｍ錐体細胞、Ｌ錐体細胞）の吸収スペクトルがコントローラ３００に記録される。図５は、色覚が正常な参照被験者５０１のＳ錐体細胞の吸収スペクトルｆｓｒ、Ｍ錐体細胞の吸収スペクトルｆｍｒ、Ｌ錐体細胞の吸収スペクトルｆｌｒの一例を示す。図５の横軸は波長を示し、縦軸は光の吸収率を示す。図５に示すグラフは、全錐体細胞の吸収率の最大値で規格化されている。錐体細胞は、光の吸収率が高いほど、その光に対する感度が高いことを意味する。Ｓ錐体細胞は波長４２０ｎｍ付近の光に最大感度を有する。Ｍ錐体細胞は波長５３０ｎｍ付近に最大感度を有する。Ｌ錐体細胞は波長５６０ｎｍ付近に最大感度を有する。参照被験者５０１の錐体細胞の吸収スペクトルは、本実施形態の色覚検査方法とは別の方法により予め測定されたものである。錐体細胞の吸収スペクトルの測定方法は周知であるため、ここでの説明を省略する。

［図４の処理ステップＳ１０４］
処理ステップＳ１０４では、色覚異常を有する対象被験者５００の色覚が検査される。詳しくは、対象被験者５００がスクリーン４００に投影された合成投影画像を見ている状態で、検査員は、光強度調整部１３０、２３０により第１投影画像の光強度を参照光強度Ｍから変更すると共に、第２投影画像の光強度を参照光強度Ｎから変更する。そして、各投影画像の光強度の組み合わせのうち、対象被験者５００が合成投影画像に含まれる文字を最も明瞭に認識できる第１投影画像の光強度Ｘと第２投影画像の光強度Ｙの組み合わせがコントローラ３００に記録される。

なお、対象被験者５００の色覚の特性や、対象被験者５００による明瞭さの判断基準によっては、合成投影画像を最も明瞭に認識できる条件（第１投影画像の光強度と第２投影画像の光強度の組み合わせ）が複数存在する場合がある。この場合、例えば、対象被験者５００が最も明瞭であると認識した複数の第１投影画像の光強度の平均値、及び、複数の第２投影画像の光強度の平均値がそれぞれ、光強度Ｘ及び光強度Ｙとしてコントローラ３００に記録される。或いは、対象被験者５００が合成投影画像を明瞭に認識できる複数の条件のうち、対象被験者５００の好み（色の好み、見易さ等）に応じて何れか一つの条件が選択されてもよい。

また、処理ステップＳ１０４では、対象被験者５００のＳ錐体細胞の吸収スペクトルｆｓ、Ｍ錐体細胞の吸収スペクトルｆｍ、Ｌ錐体細胞の吸収スペクトルｆｌもコントローラ３００に記録される。対象被験者５００の各錐体細胞の吸収スペクトルは、本実施形態の色覚検査方法とは別の方法により測定されたものである。

［図４の処理ステップＳ１０５］
処理ステップＳ１０５では、対象被験者５００の色覚特性が計算される。詳しくは、コントローラ３００により、記録されていた参照光強度Ｍ、Ｎ及び光強度Ｘ、Ｙが読み出され、次の式１、式２により係数Ａ、Ｂが計算される。
（式１）
Ａ＝Ｘ／Ｍ
（式２）
Ｂ＝Ｙ／Ｎ

係数Ａは、参照被験者５０１と対象被験者５００が合成投影画像を最も明瞭に認識できたときの第１投影画像の光強度の比である。係数Ｂは、参照被験者５０１と対象被験者５００が合成投影画像を最も明瞭に認識できたときの第２投影画像の光強度の比である。

また、係数Ａは、参照被験者５０１と対象被験者５００の錐体細胞の赤色の光に対する感度の比に対応する。係数Ｂは、参照被験者５０１と対象被験者５００の錐体細胞の緑色の光に対する感度の比に対応する。そのため、係数Ａ、Ｂを用いることにより、対象被験者５００の錐体細胞の吸収スペクトルが推定される。詳しくは、対象被験者５００のＭ錐体細胞の吸収スペクトルｆｍ及びＬ錐体細胞の吸収スペクトルｆｌは、参照被験者５０１の錐体細胞の吸収スペクトルを用いて、次の式３、式４によって推定される。
（式３）
ｆｍ＝ｆｍｒ／Ｂ
（式４）
ｆｌ＝ｆｌｒ／Ａ

参照光強度Ｍ、Ｎ及び光強度Ｘ、Ｙを決定する際（処理ステップＳ１０３、Ｓ１０４）、第１投影画像は光フィルタリング部１５０で赤色の波長帯域に制限されてスクリーン４００に投影される。一方、第２投影画像は波長帯域が制限されることなく、白色光としてスクリーン４００に投影される。そのため、スクリーン４００に投影される画像の色は赤色と白色である。これに対し、式１及び式２で得られる係数Ａ、Ｂは、参照被験者５０１と対象被験者５００の間の赤色の光に対する感度の比と緑色の光に対する感度の比を表している。このことは、発明者が２色実験の原理を応用して鋭意検討を重ねた結果得られた知見である。

［図４の処理ステップＳ１０６］
本処理ステップＳ１０６では、コントローラ３００により、対象被験者５００の色覚異常の矯正値が決定される。対象被験者５００の色覚異常は、例えば、対象被験者５００に合わせた透過スペクトルを有する光学素子によって矯正される。この場合、矯正値は、光学素子の特性である。光学素子は、眼鏡又はコンタクトレンズのように対象被験者５００の目に装着されて使用される。

例えば、対象被験者５００の赤色の光に対する感度は参照被験者５０１の感度と同程度であり、当該対象被験者５００の緑色の光に対する感度が参照被験者５０１の感度の半分である場合について考える。この場合、対象被験者５００が合成投影画像を明瞭に認識したときの第１投影画像の光強度Ｘは、参照光強度Ｍと同じになる。このとき、係数Ａは１である。一方、対象被験者５００が合成投影画像を明瞭に認識したときの第２投影画像の光強度Ｙは、参照光強度Ｎの２倍となる。このとき、係数Ｂは２となる。この対象被験者５００が参照被験者５０１と同じように画像の色を認識するためには、合成投影画像の緑色成分の光強度が大きく（Ｂ倍）なるように変更される、又は、合成投影画像の赤色成分の光強度が小さく（１／Ｂ倍）なるように変更されればよい。

また、上記の考え方は、対象被験者５００の緑色の光に対する感度が参照被験者５０１の感度と異なる場合や、赤色と緑色の両方の光に対する感度が参照被験者５０１の感度とは異なる場合にも適用できる。

従って、光学素子によって対象被験者５００の色覚異常を矯正する場合、光学素子は、赤色の光に対する透過率をＴＲ、緑色の光に対する透過率をＴＧとした場合、次の式５を満たすように設計すればよい。
（式５）
ＴＧ／ＴＲ＝Ｂ／Ａ
ここで、ＴＲは、Ｌ錐体細胞が最大感度を有する波長５６０ｎｍ付近における透過率である。また、ＴＧは、Ｍ錐体細胞が最大感度を有する波長５３０ｎｍ付近における透過率である。

なお、図５に示すように、Ｌ錐体細胞とＭ錐体細胞の吸収スペクトルは一部の波長帯域で重複している。また、各錐体細胞の吸収スペクトルの波長帯域は個人差を有する。そのため、光学素子を設計する際に、赤色の波長帯域と緑色の波長帯域の境界は、特定の波長に限定されない。例えば、光学素子を設計する際の赤色の波長帯域と緑色の波長帯域の境界は、Ｌ錐体細胞が最大感度を有する波長（約５６０ｎｍ）とＭ錐体細胞が最大感度を有する波長（約５３０ｎｍ）の中間の値であればよい。また、光学素子の透過率は、Ｌ錐体細胞が最大感度を有する波長とＭ錐体細胞が最大感度を有する波長との間において、緩やかに変化するように設計されてもよい。

［光学素子の作製方法］
図４に示すフローチャートに従って光学素子の特性が決定されると、次に、その特性に合わせて光学素子が作製される。光学素子は、透過スペクトルを変更させるものであればよく、その材料や透過スペクトルを変更させる原理については特に限定されない。

例えば、光学素子は、眼鏡のレンズやコンタクトレンズ等の透明な基板にカラーコーティングを施すことによって作製されてもよい。図６は、カラーコーティングが施された光学素子６００の断面図を示す。透明な基板６１０の材料は、例えば、可視光帯域の光を実質的に減衰させることなく透過させる材料であり、例えば、ガラスや樹脂が使用される。基板６１０の表面には、透過する赤色の光の強度を係数Ａだけ変化させるカラーコーティング６１１、及び、透過する緑色の光の強度を係数Ｂだけ変化させるカラーコーティング６１２が施される。各カラーコーティング６１１、６１２の度合い（コーティングの厚さやコーティング材料）は、光学素子６００の透過率が式５を満たすように決定される。また、各カラーコーティング６１１、６１２は、透明材料の表面に形成された誘電体多層膜であってもよい。或いは、各カラーコーティング６１１、６１２は、染色剤が溶かされた染色液に基板６１０を浸漬することによってコーティングされてもよい。また、カラーコーティング６１１、６１２は別々にコーティングされる必要はない。例えば、一つのカラーコーティングによって、赤色と緑色の両方の波長帯域の光強度を変化させてもよい。

なお、カラーコーティング６１１は、赤色の波長帯域以外の光の透過率を変化させることによって、赤色の波長帯域の光の強度を他の帯域の光に対して相対的に変化させるものであってもよい。また、カラーコーティング６１２は、緑色の波長帯域以外の光の透過率を変化させることによって、緑色の波長帯域の光の強度を他の帯域の光に対して相対的に変化させるものであってもよい。また、カラーコーティング６１１によって光強度を変更する波長帯域は、スライド１２１を作製する際に使用した赤色フィルタの透過波長帯域と同じであることが望ましい。また、カラーコーティング６１２によって光強度を変更する波長帯域は、スライド２２１を作製する際に使用した緑色フィルタの透過波長帯域と同じであることが望ましい。

このように、カラーコーティング６１１、６１２を施して光学素子６００を作製する方法では、基板６１０に眼鏡のレンズやコンタクトレンズが利用される。そのため、対象被験者５００の色覚の矯正と同時に、視力の矯正を行うことができる。

また、光学素子６００は、透明な材料に染色剤を混合して作製されてもよい。図７は、染色剤が混合された光学素子６００の断面図を示す。透明材料６２０は、可視光帯域の光を実質的に減衰させることなく透過させる材料であり、例えば、ポリカーボネイトやＰＭＭＡ等の樹脂が使用される。透明材料６２０には、透過する赤色の光の強度を変化させる染色剤６２１と透過する緑色の光の強度を変化させる染色剤６２２とが混合されている。各染色剤６２１、６２２の混合量及び混合比は、光学素子６００の透過率が式５を満たすように決定される。染色剤６２１、６２２が混合された透明材料６２０は、例えば、眼鏡のレンズやコンタクトレンズの形状に成形される。透明材料６２０の成形は、例えば、３Ｄプリンタや金型を用いた射出成型によって行われる。

この光学素子の作製方法では、単に染色剤６２１、６２２を透明材料６２０に混合することによって光学素子を作製することができる。そのため、この方法は、光学素子６００の作製が容易であるというメリットを有する。

作製された光学素子６００は、眼鏡のレンズ又はコンタクトレンズとして対象被験者５００に装着される。光学素子６００によって対象被験者５００の目に入射する光のスペクトルが補正されることにより、対象被験者５００の色覚異常が矯正される。

なお、第１実施形態では、第１投影画像は光フィルタリング部１５０によって赤色の波長帯域に制限され、第２投影画像は波長帯域が制限されないが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第２投影画像の波長帯域が制限されてもよい。

詳しくは、図１に示す色覚検査装置１において、第１画像投影部１００から光フィルタリング部１５０が取り除かれ、第２画像投影部２００に光フィルタリング部が取り付けられてもよい。この場合、第２画像投影部２００に取り付けられる光フィルタリング部は、緑色の波長帯域の光のみを透過させる緑色フィルタである。これにより、第１投影画像は波長帯域が制限されないが、第２投影画像は緑色の波長帯域に制限される。この構成においても、対象被験者５００の色覚を矯正するための係数Ａ、Ｂを取得することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における、色覚検査装置、色覚検査装置を用いた被験者の色覚検査方法及び色覚異常を矯正する光学素子の作製方法について詳細に説明する。

人の色覚異常には、特定の波長帯域の光に対する感度が低い色盲や色弱と呼ばれる症状の他に、特定の波長帯域の光に対する感度が高い光過敏症と呼ばれる症状がある。光過敏症は、アーレンシンドロームとも呼ばれる。アーレンシンドロームを有する被験者は、光をまぶしく感じるために、本を読むことが困難で、学習などの一般生活が困難となっている。アーレンシンドロームは、青色の光に対するＳ錐体細胞の感度が異常に高いことが原因と考えられている。第２実施形態の色覚検査装置は、被験者がアーレンシンドロームを有する場合においても、色覚特性を検査可能な装置である。

図８は、第２実施形態における色覚検査装置２の概略図を示す。第２実施形態の色覚検査装置２は、第１画像投影部１００及び第２画像投影部２００がそれぞれ、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０を有していること以外は、第１実施形態の色覚検査装置１と同じである。説明の便宜の為、第２実施形態の色覚検査装置２のうち、第１実施形態と同等の構成要素には同一の符号を用いることとする。

光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０は、透過させる青色の光の強度を変化させる複数のフィルタを有している。各フィルタは、青色の光の強度を変化させる度合いが互いに異なる。また、各フィルタは、光源１１１、２１１から発せられた光の光路上に択一的に挿入される。光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０は、光源１１１、２１１と光強度測定部１４０、２４０の間に配置されていればよく、その位置は限定されない。例えば、第１画像投影部１００において、画像設定部１２０、光フィルタリング部１５０、光強度調整部１３０及び光入力調整部１６０は、光路上に並んで配置されていればよく、どのような順序で配置されていてもよい。また、第２画像投影部２００において、画像設定部２２０、光強度調整部２３０及び光入力調整部２６０は、光路上に並んで配置されていればよく、どのような順序で配置されていてもよい。

また、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０が有する各フィルタは、青色の光に対する透過率を下げることによって青色の光の強度を変化させるものに限定されない。例えば、各フィルタは、青色の以外の波長帯域の光に対して低い透過率を有し、青色の波長帯域の光の強度を他の帯域の光に対して相対的に上げるものであってもよい。

第２実施形態における色覚検査方法は、図４に示すフローチャートに従って実行される。ただし、第２実施形態における色覚検査方法では、第１実施形態とは異なり、処理ステップＳ１０４において、合成投影画像（第１投影画像及び第２投影画像）の青色の光強度が変更される。詳しくは、第２実施形態では、処理ステップＳ１０４において、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０の複数のフィルタが択一的に光路上に挿入される。このとき、光入力調整部１６０で光路上に挿入されるフィルタと、光入力調整部２６０で光路上に挿入されるフィルタは、同じ特性を有するフィルタである。次いで、対象被験者５００が合成投影画像をまぶしいと感じなくなるまで、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０により合成投影画像の青色の光強度が下げられる。これにより、対象被験者５００のＳ錐体細胞が青色の光に対して過剰な感度を有する場合においても、対象被験者５００が合成投影画像に含まれる文字を最も明瞭に認識できる第１投影画像の光強度Ｘと第２投影画像の光強度Ｙの組み合わせを測定することができる。

また、第２実施形態における色覚検査方法では、処理ステップＳ１０５において、対象被験者５００のＳ錐体細胞の吸収スペクトルが推定される。対象被験者５００のＳ錐体細胞の吸収スペクトルｆｓは、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０において光路上に挿入されたフィルタの青色の光に対する透過率（減衰率）をＤとおくと、次の式６で計算される。
（式６）
ｆｓ＝ｆｓｒ／Ｄ

また、第２実施形態における色覚検査方法では、処理ステップＳ１０６において、光入力調整部１６０及び光入力調整部２６０のフィルタの特性を用いて、光学素子の特性が決定される。詳しくは、光学素子は、式５を満たすと共に、青色の光に対する透過率がＤとなるように設計される。光学素子は、第１実施形態と同様に、透明な基板にカラーコーティングを施すことによって作製されてもよく、透明材料に染色剤を混合することによって作製されてもよい。

このように、第２実施形態によれば、対象被験者５００がアーレンシンドロームを有している場合においても、対象被験者５００の色覚特性を検査することができる。なお、第２実施形態の色覚検査方法の検査対象は、アーレンシンドロームを有する対象被験者５００に限定されない。例えば、第２実施形態の色覚検査方法は、アーレンシンドロームを有していないが、まぶしい光に対して嫌悪感を持つ被験者を対象としてもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態における色覚検査装置について説明する。第１実施形態及び第２実施形態では、プロジェクタ１１０、２１０から投射された白色光を用いて、第１、第２投影画像をスクリーン４００に投影させていた。これに対し、第３実施形態では、スライド１２１、２２１を使用せずに、プロジェクタから第１、第２投影画像が投射される。第３実施形態においても、図４に示すフローチャートに従って色覚検査が実行される。

図９は、第３実施形態における色覚検査装置３の概略図を示す。色覚検査装置３は、第１画像投影部１０３及び第２画像投影部２０３を備える。第１画像投影部１０３はプロジェクタ１１３及び情報処理装置１２３を有する。第２画像投影部２０３はプロジェクタ２１３及び情報処理装置２２３を有する。情報処理装置１２３及び情報処理装置２２３は、例えば、パソコンである。また、情報処理装置１２３及び情報処理装置２２３は、第１実施形態のコントローラ３００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを備える。また、ＲＯＭには、情報処理装置１２３、２２３を制御して色覚検査を実行するためのプログラムが記録されている。プロジェクタ１１３、２１３は、映像信号に基づいてフルカラーの投影画像を投射する所謂データプロジェクタ（ビジネスプロジェクタ、ホームプロジェクタ）である。プロジェクタ１１３、２１３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式、又は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）方式のプロジェクタである。何れの方式のプロジェクタも赤、緑、青のカラーフィルタを有している。プロジェクタに入力する映像信号を変更することによって、投影する画像の赤、緑、青の光の強度を個別に変更することができる。プロジェクタ１１３、２１３はそれぞれ、情報処理装置１２３、２２３から入力された映像信号に基づいた投影画像をスクリーン４００に投射する。プロジェクタ１１３から投射された第１投影画像及びプロジェクタ２１３から投射された第２投影画像は、スクリーン４００上で合成される。なお、第３実施形態の色覚検査装置３は一つの情報処理装置を備えてもよい。この場合、一つの情報処理装置からプロジェクタ１１３、２１３に対し個別に映像信号が出力される。

第３実施形態では、元画像１０の画像データ（元画像データ）及び元画像データの画像処理を行うプログラムが各情報処理装置１２３、２２３に記憶されている。情報処理装置１２３は、元画像データから赤色成分を抽出して第１投影画像データを生成する。赤色成分のみを有する第１投影画像データは、映像信号に変換されてプロジェクタ１１３に入力される。また、情報処理装置２２３は、元画像データから緑色成分を抽出して第２投影画像データを生成する。緑色成分のみを有する第２投影画像データは、グレースケールのモノクロ画像データに変換される。モノクロ画像データは、映像信号に変換されてプロジェクタ２１３に入力される。これにより、プロジェクタ１１３から、赤色の波長帯域の成分を有する第１投影画像がスクリーン４００に投影される。また、プロジェクタ２１３から、白色の第２投影画像がスクリーン４００に投影される。

また、情報処理装置１２３、２２３には、第１投影画像データ及び第２投影画像データの光強度の設定値を変更するプログラムが記憶されている。このプログラムに基づいて第１投影画像データ及び第２投影画像データの光強度の設定値が変更されると、各情報処理装置１２３、２２３から出力される映像信号（例えば、映像信号に含まれる輝度信号）が変更される。これにより、スクリーン４００に投影される第１投影画像及び第２投影画像の光強度の明るさを変更することができる。

また、第３実施形態では、第１投影画像の参照光強度Ｍ及び第２投影画像の参照光強度Ｎは、第１投影画像データ及び第２投影画像データの光強度の設定値に基づいて算出される。また、第１投影画像の光強度Ｘ及び第２投影画像の光強度Ｙは、第１投影画像データ及び第２投影画像データの光強度の設定値に基づいて算出される。これにより、第３実施形態では、図４に示す処理ステップＳ１０３及びＳ１０４において、光強度測定部を用いることなく、参照被験者５０１の参照光強度Ｍ、Ｎ及び対象被験者５００の光強度Ｘ、Ｙを求めることができる。

このように、プロジェクタ１１３、２１３及び情報処理装置１２３、２２３を用いることにより、構成要素の数を減らしつつ、第１実施形態の色覚検査装置１と実質的に同じ構成を実現することができる。

また、第３実施形態では、参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎは、参照被験者５０１の色覚特性以外から求められてもよい。第３実施形態において使用されるプロジェクタ１１３、２１３は、所謂データプロジェクタである。この種のプロジェクタは、予め、色覚が正常な人が投影画像を見る場合を想定して、赤、青、緑の光強度が調整されている。そのため、プロジェクタの光強度のデフォルト値に基づいて参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎが決定されてもよい。ここで、プロジェクタ１１３、２１３の光強度のデフォルト値は、対象被験者５００の色覚検査を行う前の、検査員によって光強度が調整されていない値である。詳しくは、光強度のデフォルト値は、プロジェクタ１１３、２１３の光強度の初期設定値又は工場出荷時の設定値である。

また、第３実施形態では、各情報処理装置１２３、２２３から出力される映像信号の青色の成分の大きさを変更することにより、第１投影画像及び第２投影画像の青色成分の光強度の変更することができる。これにより、第２実施形態と同様に、アーレンシンドロームを有する対象被験者５００の色覚検査を行うことができる。

なお、第３実施形態では、各情報処理装置１２３、２２３が元画像データから第１投影画像データ及び第２投影画像データを生成しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、予め、元画像データに基づいて生成された第１投影画像データ及び第２投影画像データが用意され、情報処理装置１２３、２２３に記憶されていてもよい。

また、第３実施形態では、プロジェクタ１１３、２１３は、情報処理装置１２３、２２３から出力された映像信号に基づいて第１、第２投影画像を投射するが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、情報処理装置１２３、２２３のうち、映像信号の生成に関する機能をプロジェクタ１１３、２１３に組み込んでもよい。これにより、情報処理装置１２３、２２３が不要となり、色覚検査装置３の構成を更に簡素にすることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態における色覚検査装置について説明する。第３実施形態の色覚検査装置３は２つのプロジェクタ１１３、２１３を備えるが、第４実施形態の色覚検査装置４は１つのプロジェクタを備える。

図１０は、第４実施形態における色覚検査装置４の概略図を示す。色覚検査装置４は、プロジェクタ１１４及び情報処理装置１２４を備える。情報処理装置１２４は、例えば、パソコンである。また、情報処理装置１２４は、第１実施形態のコントローラ３００と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭを備える。また、ＲＯＭには、情報処理装置１２４を制御して色覚検査を実行するためのプログラムが記録されている。プロジェクタ１１４は、映像信号に基づいてフルカラーの投影画像を投射する所謂データプロジェクタである。プロジェクタ１１４は、情報処理装置１２４から入力された映像信号に基づいた投影画像をスクリーン４００に投射する。

第３実施形態では、プロジェクタ１１３から投射された第１投影画像及びプロジェクタ１２３から投射された第２投影画像は、スクリーン４００上で合成される。これに対し、第４実施形態では、プロジェクタ１１４から第１投影画像と第２投影画像が交互に投射される。例えば、プロジェクタ１１４が１秒当たり３０フレームの画像を投影可能な場合、投影する画像が１フレーム毎に第１投影画像と第２投影画像との間で切り替えられる。このように、短い時間間隔で投影する画像が切り替えられることにより、被験者５００、５０１にはスクリーン４００に投影された画像が合成投影画像と同じにように認識される。そのため、色覚検査装置４を用いて、第３実施形態と同様に、被験者５００、５０１の色覚検査を行うことができる。

また、第４実施形態では、スクリーン４００に第１及び第２投影画像が表示されるが、本発明はこの構成に限定されない。図１１は、第４実施形態の変形例に係る色覚検査装置４ａの概略図である。図１１に示すように、色覚検査装置４´は、情報処理装置１２４及びモニタ１３４を備える。モニタ１３４は、例えば、液晶ディスプレイ又はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。また、モニタ１３４は、タブレット端末等の携帯端末機器のディスプレイでもよい。この変形例では、モニタ１３４に第１及び第２投影画像が交互に表示される。これにより、色覚検査装置の構成を更に簡素にすることができる。

なお、第４実施形態及びその変形例において、参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎは、参照被験者５０１の色覚特性以外から求められてもよい。色覚検査装置４が備えるプロジェクタ１１４や、色覚検査装置４ａが備えるモニタ１３４は、予め、色覚が正常な人が投影画像を見る場合を想定して、赤、青、緑の光強度が調整されている。そのため、プロジェクタの光強度の初期設定値に基づいて参照光強度Ｍ及び参照光強度Ｎが決定されてもよい。これにより、図４の処理ステップＳ１０３において、参照被験者５０１の色覚特性の検査を省略することができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。

（元画像に関する変形例）
第１〜第４実施形態では、元画像１０として石原式色覚検査の図を用いたが、本発明はこれに限定されない。元画像１０は、例えば、色覚検査時に被験者５００、５０１が最も明瞭に見える条件を特定しやすい画像であればよい。例えば、元画像１０は、子供や識字能力の低い被験者のために、文字の代わりに、図形や動物の絵等が描かれたものであってもよい。

また、元画像１０に使用される色は、様々な種類の色覚異常を検査可能なものが望ましい。例えば、対象被験者５００によって、どの錐体細胞の感度に異常があるか（すなわち、どの色の光に対する感度に異常があるか）、及び、感度がどの程度異常であるかが異なる。発明者は、色覚検査に適した元画像１０の色について鋭意検討を重ねた結果、以下の３種類の元画像１０Ａ〜元画像１０Ｃを使用することにより、ほとんどすべての色覚異常を検査できるという知見を得た。
元画像１０Ａ：ＲＧＢ色空間におけるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の大きさが略同じである色Ａ１と、Ｇ成分とＢ成分の大きさが略同じである色Ａ２との、２つの色Ａ１、Ａ２が使用された元画像。
元画像１０Ｂ：ＲＧ
Ｂ色空間におけるＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分の大きさが略同じである色Ｂ１と、Ｒ成分とＢ成分の大きさが略同じである色Ｂ２との、２つの色Ｂ１、Ｂ２が使用された元画像。
元画像１０Ｃ：ＲＧＢ色空間におけるＧ成分とＢ成分の大きさが略同じである色Ｃ１と、Ｇ成分とＢ成分の大きさが異なる色Ｃ２との、２つの色Ｃ１、Ｃ２が使用された元画像。

元画像１０Ａ〜１０Ｃは、何れも互いに異なる２つの色が使用された画像である。この２つの色がどのように使用されるかは特に限定されない。図１２Ａは、元画像１０Ａの一例を示す図である。図１２Ｂ及び図１２Ｃは、元画像１０Ａに基づいて作製されたスライド１２１の第１検査画像１１Ａ及びスライド２２１の第２検査画像１２Ａを示す。図１２Ａに示すように、元画像１０Ａは、２つの四角形が並んで描かれたものである。２つの四角形は、色Ａ１と色Ａ２で塗り潰されている。なお、色Ａ１と色Ａ２で塗り潰されている図形の形状は四角形に限定されず、三角形状や丸形状であってもよい。また、元画像１０Ｂ、１０Ｃについても同様に、２つの色で塗り潰された図形が並べて配置されたものである。また、元画像１０Ｂ、１０Ｃについても、元画像１０Ａと同様に、対応するスライド１２１、２２１が作製される。

（検査目的に関する変形例）
図４に示す処理ステップＳ１０４では、色覚異常を有する対象被験者５００の色覚特性が検査されるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば、色覚が正常な健常者を対象被験者５００としてもよい。人の色覚特性には、色覚が正常な範囲において個人差が存在する。そのため、健常者の色覚検査を行うことにより、健常者の色覚特性を矯正する光学素子を作製することができる。

また、図４に示す処理ステップＳ１０６では、対象被験者５００に合わせた光学素子の特性が算出されるが、本発明はこれに限定されない。本願発明は、色覚特性を矯正する光学素子の作製以外にも適用できる。例えば、テレビ、パソコンのモニタ、タブレット端末などのディスプレイに表示される画面は、見る人の色覚特性（色覚特性の個人差、又は、色覚異常）によって異なる色で認識される。しかし、見る人の色覚特性に応じてディスプレイに表示させる色や光強度の設定値を調整することにより、色覚特性の個人差を補正することができる。或いは、ディスプレイの設定値の調整により、色覚異常を有する人に、光学素子を用いずにディスプレイに表示される画面を明瞭に認識させることができる。

被験者に合わせてディスプレイの色を調整するための設定値（矯正値）は、例えば、図１１に示す、第４実施形態における色覚検査装置４ａが使用される。色覚異常を有する対象被験者５００の色覚検査を行う場合と同様に、色覚検査装置４ａを用いて被験者の係数Ａ、Ｂが算出される。この係数Ａ、Ｂを用いて、ディスプレイの設定値が、現在の設定値から変更される。例えば、ディスプレイの光強度の設定値が、現在の設定値（例えば、色覚検査時の設定値、又は、デフォルト値）に比べて、赤色の光の強度（輝度）がＡ倍、緑色の光の強度（輝度）がＢ倍となるように変更される。これにより、ディスプレイの色が被験者の色覚特性に合わせて矯正される。

このように色覚検査装置４ａを用いてディスプレイの色を調整することにより、被験者にとってディスプレイに表示される文字や図を見易くする、又は、疲れにくくすることができる。

また、被験者の色覚検査や矯正値の算出は、色覚検査専用の装置で行われる必要はない。例えば、色覚検査に使用する検査画像のセットや、ディスプレイの設定値を変更するプログラム、矯正値を算出するためのプログラム等は、パソコンやタブレット端末などの汎用の情報端末機器や、テレビやパソコンのモニタ等のディスプレイに記憶されていてもよい。これにより、被験者が使用する様々なディスプレイの設定値を、被験者の色覚特性に合わせて調整することができる。

（その他の変形例）
第１〜第４実施形態では、プロジェクタから投射された光は、各光学要素（画像設定部や光強度調整部等）を透過してスクリーン４００に投射されるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、プロジェクタから投射された光は、ミラーで反射されてスクリーン４００に照射されてもよい。これによりスクリーン４００を含む装置全体を小型化することができる。また、色覚検査装置１〜４は、スクリーン上の投影画像の大きさや明るさを変更するための光学系を更に備えてもよい。

また、第１〜第４実施形態では、被験者５００、５０１は、スクリーン４００に対し、色覚検査装置１〜４と同じ側から合成投影画像を観察するが、本発明はこの配置に限定されない。例えば、投影画像はスクリーン４００の裏側に照射され、被験者５００、５０１はスクリーン４００の表側から合成投影画像を観察してもよい。これにより、色覚検査装置１〜４が被験者５００、５０１と干渉することがなくなるため、色覚検査装置１〜４の配置や構成の自由度を上げることができる。

また、色覚検査中に、照明光や太陽光などの外光がスクリーンに照射されることを防止するため、被験者５００、５０１とスクリーン４００との間は、外光から遮蔽されていることが望ましい。また、スクリーン４００は遮光板によって遮光された空間内に配置されてもよい。この場合、被験者５００、５０１は、遮光板に設けられた観察窓からスクリーン４００を観察する。これにより、外光が合成投影画像に重畳することをより確実に防止することができる。

また、第１、第２実施形態では、元画像１０を赤色のフィルタを通して撮影した撮影画像及び緑色のフィルタを通して撮影した撮影画像を用いて１セットの検査画像（スライド１２１、２２１に形成された画像）が作製されるが、本発明の検査画像はこれに限定されない。例えば、検査画像の作製に使用されるフィルタは、３種類の錐体細胞に相当する青色のフィルタ、緑色のフィルタ、赤色のフィルタのうち何れか２つのフィルタが使用される。

例えば、スライド１２１及びスライド２２１は、元画像１０を赤色のフィルタを通して撮影した撮影画像及び青色のフィルタを通して撮影した撮影画像を用いて作製されてもよい。この場合、例えば、第１実施形態の色覚検査装置１を用いて第１及び第２投影画像をスクリーンに投影する場合、第１投影画像は赤色に波長帯域が制限されて投射され、第２投影画像は波長帯域が制限されずに投射される。或いは、第１投影画像は波長帯域が制限されずに投射され、第２投影画像は青色に波長帯域が制限されて投射される。

また、第１、第２実施形態では、光強度調整部１３０、２３０には一対の偏光板が使用されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、光強度調整部１３０、２３０には、開口率を変更可能な絞りや、印加電圧に応じて透過率を変更可能な液晶フィルタが使用されてもよい。或いは、光強度調整部１３０、２３０を使用する代わりに、光源１１１、２１１の出力が変更されてもよい。

また、第１実施形態では、スライド１２１、２２１は、透過する光の強度分布を変調させるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、スライド１２１、２２１は、反射層を有し、反射する光の強度分布を変調してもよい。図１３は、反射する光を変調するスライドを使用した色覚検査装置５の概略図である。図１３に示す色覚検査装置５では、プロジェクタ１１０、２２０から投射された光はスライド１２１、２２１で反射されてスクリーン４００に照射される。これによりスクリーン４００を含む装置全体を小型化することができる。

Claims

互いに異なる少なくとも２種類の色によって形成される元画像に対して第１の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第１のモノクロ画像、および、該元画像に対して前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第２のモノクロ画像を取得する工程と、
前記第１のモノクロ画像および前記第２のモノクロ画像に光を照射する工程と、
光を照射された前記第１のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する工程と、
前記光スペクトルを調整する工程により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する工程と、
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎを取得する工程と、
前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を調整し、対象被験者が前記合成投影画像を見たときに所定の条件を満たす前記第１の投影光の光強度Ｘおよび前記第２の投影光の光強度Ｙを取得する工程と、
を含む色覚特性の検査方法。
前記所定の条件は、前記合成投影画像内の前記少なくとも２種類の色の一方に対応する領域と他方に対応する領域の差異を認識可能な条件である、
請求項１に記載の色覚特性の検査方法。
前記所定の条件は、前記合成投影画像内の前記少なくとも２種類の色の一方に対応する領域と他方に対応する領域の差異について最も高い視認性を与える条件である、
請求項２に記載の色覚特性の検査方法。
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎは、参照被験者が前記合成投影画像を見たときに前記所定の条件を満たす光強度である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎはそれぞれ、前記合成投影画像を表示する工程において表示される前記第１の投影光および前記第２の投影光の光強度の初期設定値である、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
前記第１の波長範囲は赤色の波長範囲であり、前記第２の波長範囲は緑色の波長範囲である、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
前記光スペクトルを調整する工程において、
前記第１の投影光が赤色の波長帯域の成分のみを持つように調整されると共に、前記第２の投影光が可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整される、或いは、
前記第１の投影光が可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整されると共に、前記第２の投影光が緑色の波長帯域の成分のみを持つように調整される、
請求項６に記載の色覚特性の検査方法。
前記光スペクトルを調整する工程において、
前記第１の投影光及び前記第２の投影光の青色の波長帯域の光強度が調整される、
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分とＧ成分が略同じ且つＢ成分の大きさが任意である色と、
前記Ｒ成分と前記Ｇ成分とが異なり且つ前記Ｂ成分の大きさが任意である色と、
を含む、
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分の大きさが略同じである第１の色と、
前記Ｇ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｒ成分の大きさが任意、又は、前記Ｒ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｇ成分の大きさが任意である第２の色と、
を含み、
前記第１の色と前記第２の色とは互いに異なる色である、
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法。
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法において取得された前記参照光強度Ｍ及び前記光強度Ｘに基づいて、光学素子が調整する、透過する光のうち第１の波長範囲の光強度である係数Ａを計算する工程と、
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の色覚特性の検査方法において取得された前記参照光強度Ｎ及び前記光強度Ｙに基づいて、該光学素子が調整する、透過する光のうち前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光強度である係数Ｂを計算する工程と、
を含む光学素子の係数Ａ、Ｂの計算方法。
前記光学素子は、透過する光のうち前記第１の波長範囲の光強度をＸ／Ｍに調整し、
前記光学素子は、透過する光のうち前記第２の波長範囲の光強度をＹ／Ｎに調整する、
請求項１１に記載の光学素子の係数Ａ、Ｂの計算方法。
少なくとも２種類の色によって形成される元画像に対して第１の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第１のモノクロ画像、および、該元画像に対して前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光を照射したときに、該元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じた第２のモノクロ画像を取得する工程と、
前記第１のモノクロ画像および前記第２のモノクロ画像に光を照射する工程と、
光を照射された前記第１のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２のモノクロ画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する工程と、
前記光スペクトルを調整する工程により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する工程と、
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎを取得する工程と、
前記第１の投影光の光強度および前記第２の投影光の光強度を調整し、対象被験者が前記合成投影画像を見たときに所定の条件を満たす前記第１の投影光の光強度Ｘおよび前記第２の投影光の光強度Ｙを取得する工程と、
をコンピュータに実行させるための色覚特性の検査プログラム。
前記所定の条件は、前記合成投影画像内の前記少なくとも２種類の色の一方に対応する領域と他方に対応する領域の差異を認識可能な条件である、
請求項１３に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記所定の条件は、前記合成投影画像内の前記少なくとも２種類の色の一方に対応する領域と他方に対応する領域の差異について最も高い視認性を与える条件である、
請求項１４に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎは、参照被験者が前記合成投影画像を見たときに前記所定の条件を満たす光強度である、
請求項１３から請求項１５の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記第１の投影光の参照光強度Ｍおよび前記第２の投影光の参照光強度Ｎはそれぞれ、前記合成投影画像を表示する工程において表示される前記第１の投影光および前記第２の投影光の光強度の初期設定値である、
請求項１３から請求項１５の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記第１の波長範囲は赤色の波長範囲であり、前記第２の波長範囲は緑色の波長範囲である、
請求項１３から請求項１７の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記光スペクトルを調整する工程において、
前記第１の投影光の光スペクトルが赤色の波長帯域のみを持つように調整されると共に、前記第２の投影光の光スペクトルが可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整される、或いは、
前記第１の投影光の光スペクトルが可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整されると共に、前記第２の投影光の光スペクトルが緑色の波長帯域のみを持つように調整される、
請求項１８に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記光スペクトルを調整する工程において、
前記第１の投影光及び前記第２の投影光の青色の波長帯域の光強度が調整される、
請求項１３から請求項１９の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分とＧ成分が略同じ且つＢ成分の大きさが任意である色と、
前記Ｒ成分と前記Ｇ成分とが異なり且つ前記Ｂ成分の大きさが任意である色と、
を含む、
請求項１３から請求項２０の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分の大きさが略同じである第１の色と、
前記Ｇ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｒ成分の大きさが任意、又は、前記Ｒ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｇ成分の大きさが任意である第２の色と、
を含み、
前記第１の色と前記第２の色とは互いに異なる色である、
請求項１３から請求項２０の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
画像信号に基づく画像を表示する工程と、
前記参照光強度Ｍ及び前記光強度Ｘに基づいて、前記画像信号に基づく画像の前記第１の波長範囲の光強度を調整し、前記参照光強度Ｎ及び前記光強度Ｙに基づいて、前記画像信号に基づく画像の前記第２の波長範囲の光強度を調整する工程と、を更に含む、
請求項１３から請求項２２の何れか一項に記載の色覚特性の検査プログラム。
前記画像信号に基づく画像の光強度を調整する工程において、
前記画像信号に基づく画像の前記第１の波長範囲の光強度をＸ／Ｍに調整し、
前記画像信号に基づく画像の前記第２の波長範囲の光強度をＹ／Ｎに調整する、
請求項２３に記載の色覚特性の検査プログラム。
少なくとも２種類の色によって形成される元画像に対して第１の波長範囲の光を照射したときに、前記元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じたモノクロ画像を第１の画像として設定し、前記元画像に対して前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光を照射したときに、前記元画像から透過または反射によって得られる光の強度分布に応じたモノクロ画像を第２の画像として設定する画像設定部と、
前記第１の画像および前記第２の画像に光を照射する光入力部と、
光を照射された前記第１の画像から透過または反射によって得られる第１の投影光と、光を照射された前記第２の画像から透過または反射によって得られる第２の投影光とが、互いに異なる光スペクトルを持つよう、前記第１の投影光と前記第２の投影光の少なくとも一方の光スペクトルを調整する光スペクトル調整部と、
前記光スペクトル調整部により、互いに異なる光スペクトルを有するに至った前記第１の投影光および前記第２の投影光を重ね合せて表示、または、交互に表示することによって、合成投影画像を表示する画像投影部と、
を備える色覚特性の検査装置。
前記第１の投影光の光強度と前記第２の投影光の光強度の少なくとも一方を変更する投影光強度調整部を更に備える、
請求項２５に記載の色覚特性の検査装置。
前記第１の波長範囲は赤色の波長範囲であり、前記第２の波長範囲は緑色の波長範囲である、
請求項２５又は請求項２６に記載の色覚特性の検査装置。
前記光スペクトル調整部は、
前記第１の投影光を赤色の波長帯域の成分のみを持つように調整すると共に、前記第２の投影光を可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整する、或いは、
前記第１の投影光を可視光帯域全体に亘って光強度を持つように調整すると共に、前記第２の投影光を緑色の波長帯域の成分のみを持つように調整する、
請求項２７に記載の色覚特性の検査装置。
前記光スペクトル調整部は、
前記第１の投影光及び前記第２の投影光の青色の波長帯域の光強度を調整する、
請求項２５から請求項２８の何れか一項に記載の色覚特性の検査装置。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分とＧ成分が略同じ且つＢ成分の大きさが任意である色と、
前記Ｒ成分と前記Ｇ成分とが異なり且つ前記Ｂ成分の大きさが任意である色と、
を含む、
請求項２５から請求項２９の何れか一項に記載の色覚特性の検査装置。
前記元画像を形成する前記少なくとも２種類の色は、
ＲＧＢ色空間におけるＲ成分、Ｇ成分およびＢ成分の大きさが略同じである第１の色と、
前記Ｇ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｒ成分の大きさが任意、又は、前記Ｒ成分および前記Ｂ成分の大きさが略同じ且つ前記Ｇ成分の大きさが任意である第２の色と、
を含み、
前記第１の色と前記第２の色とは互いに異なる色である、
請求項２５から請求項３０の何れか一項に記載の色覚特性の検査装置。