WO2003084448A1

WO2003084448A1 - Verre de correction du daltonisme et procede de fabrication de ce verre

Info

Publication number: WO2003084448A1
Application number: PCT/JP2002/003601
Authority: WO
Inventors: Mie Kobayashi
Original assignee: Sendo Co., Ltd.
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-16
Also published as: AU2002248007A1

Description

色盲捕正メガネ及び色盲補正メガネの製造方法。技術分野 '

本発明の分野は、一種の色盲補正メガネ及び色盲メガネの製造方法に関する。背景技術

従来の技術は、色盲は一種の遺伝性生理欠陥として今だに有数な治療方法がない。本発明の以前、色盲が補正できるかどうかについては研討中であって何人かの研究者は色盲捕正の研究を重ねてきており、いくつかの特許的技術が発明された。その状況について以下に述べる。

目下、色盲の補正はフィルターによって色盲者が某假同色を識別出来るようにしている。 1878年、 Delboent と Springは赤色フィルタ一は色覚異常の人を助けて色を識別することが可能であることに気がついた。数多くの人はこれにより各種の赤色フィルタ一式メガネを設計した。例えば米国特許第 387797号は発光物体と反射物体が発射する色盲眼に到達する射線を変更する方法を通じ、光学フィルターの助けによって色盲の補正を行なつた。ドイツ特許第 3209655号はメガネを 2部分に分け、レンズの上半部には赤と緑色を塗り、下半部には色をつけず、物体を観察する目の動きを通じ、違うフィルタの作用によって色を識別するようにした。これに類似しているのは米国特許第 4300819号、特公昭 59— 148027号などである。現在すベての研究者はただ試験的に違う色のフィルターをもって色盲補正を行なっているだけであって、色盲の補正に使用する検出器はまだない。実は人間の目は可視光 f泉の違うスぺクトルの範囲に対して違った敏感性を持っている。生理学研究によると色盲は色を識別する過程中のある生理過程、網膜あるいは伝導過程あるいは色覚加工過程中で間違レ、が生じてできたものでその客観的表現は可視スぺクトル範囲内の敏感性の異常である。前に述べた色盲補正フィルターチップはある程度の補正効果はあるが、理論的根拠がなく効果も理想的だとは言えない。その主な原因は設計したフィルターチップが各患者の異常に対応してスぺクトル特性曲線を補正していないからである。そのほかに簡単に単色フィルターチップあるいは複合フィルタ一で類別の異なる、程度の違う色盲眼を補正することはできなレ、。異なる患者に対して異なったスぺクトル特性のフィルターメガネを使用すべきである。発明の開示

本発明の目的は、すでに応用されている技術上の欠点を克服し、人体生理特性と色盲形成原因理論によって色盲補正数学モデル模型をつくり、色盲補正を定量検出する方法を提供し、コンピュータシステム（電子頭脳系統）を採用して色盲検出を行ない、検出された色盲補正スペクトル特性曲線によつて色盲補正メガネの製造方法を提供することにある。これによつて、色盲患者が適切な色盲メガネを掛けることができ、色覚が正常色覚になるようにする。

本発明の色盲補正方法では、色覚メカニズム研究の従来の方法を突破し、色覚過程数学的に描写しコンピュータ（電子頭脳）のシユミレーシヨン (模擬）を実現し、色覚と色位相学（トポロジー）研究の基礎のもとで色覚異常突変モデルと色覚インフォメーション伝送連通線路のブロックダイァグラムを作った。色盲補正のコンピュータシュミレーションを通じて色盲と色盲補正の定性、定量的な研究を実現し、色盲補正曲線の測定を完成した。またこれらの結果に従つて四種類 32等級の色盲補正メガネのスぺクトル特性曲線とパラメータを出した。本発明によつて色盲患者がコンピュータ診断と色盲補正曲線の検出を受け、処方通りの適切な色盲メガネを造れば、色盲は補正できる。

多数の臨床経験が裏付けるように、色盲患者だと確実に診断された者の大多数はやはり三色型色覚で、赤、緑、青藍の三原色を識別する事ができるが、ただある波長範囲内の色に対して区別する能力が相当に劣っているだけである。人間の色覚過程は一種の点対点の位相写像と生理過程が構造の安定性を持っていると考えられるので色覚過程の数学モデルを造ったわけである。その根拠としては、色盲の主な原因は色盲患者の色コードの異常であって、その 1は網膜内でカラーインフォメーションに対してコードマトリックス変換を行なう時ある色素のインフォメーションを受取るのが異常であるため、神経細胞が伝送した明度信号と二種類の色度信号の比例の失調をもたらす。その 2は外側膝状体で行なう解読マトリックス変换中、ある層の細胞の性能が異常で、大脳皮層視区の視輻射エネルギー比例の失調をもたらす。実験が裏付けるように、いかなる原因による色覚異常でも外部から三種の錐体状視細胞の刺激値比例を変換さえすれば、大脳皮層視区の色コードをも変換できる。それによつて色の識別能力を改善する目的に達する。

本発明中に提出した色盲補正数学モデルはつぎの通りである。標準赤 ( R)、緑 (G)、青（ B )、錐体状視細胞光刺激値曲線によりそれぞれそのサブセットの所属関数（subordinatg function)を確定すると数 1となる _c

式中の； lは主波長で、 λ Rmax - λ Gmax λ _Bmaxはそれぞれピーク値波長である a_R，な _e， α_Βはそれぞれ重み係数でその値は人種によって異なる。 R， G， B三種のィンフオメーションは網膜内でマトリックス変換を行ない明度信号と色信号を調節する。

L = L_R (R) + L_G (G) + L_B (B) (4)

U = K_O (R- L) (5)

V = _V (B- L) • (6)

その中で Lは明度信号で、 V、 uは色度信号、 Ku、 Kv はそれぞれ重み係数である。上記の三種の信号は視神経織維によってそれぞれ外側膝状態の六層の組織中に伝送される。ここでさらに微分位相解読変換を経て、 R (X), G(X), B (λ), 三原色インフォメーションに調節する。 .

R( )=U/K_U + L (7)

G( ) = L- L_R/L_G · u/ _u - L_B/L_G ■ V/K_v ■ · · (8)

上の三原色ィンフオメーションは視輻射によつて大脳皮層視区に伝送される。正常人の可視光線に対しての感受は上に述べた R ( )， G (X), (え）の和である。

F (1) = R (^) + G( ) + B (^)

その中の； I G [³80, "780]単位は n m， F ( λ )は正常眼の可視スぺクトル範囲内の感受曲線である。

し力し、色盲患者の R ( i)， G ( ), Β (λ)が異常であるため、色覚異常の状態変量 u Vの変化規則が尖点突変モデルに一致し F (L) = L₄ + u L ₂ + VL (10)

その中の Lは明度信号で、 u, Vは色信号である。よって色盲は L， u， Vの異常が外側膝状態で調節した R(;0， G( )， Β (λ)比例失調をおこしたので色盲になると見なすこともできる。すなゎち *(ぇ）=31 (；1)+ヒ0 (λ)+οΒ (λ) (11)

その中の a， b， cが同時刻ですベて 1ではなく時には 1， a, b， c s [0，2] である。

異常感受曲線 F * ( λ )に対しては補正曲線 f ( λ)で色分弁能力が正常になるようにさせる。透過率が 100%を超える光学レンズが存在するため、捕正曲線 ί ( λ )は異常曲線 F * (え）を完全に F ( λ )に捕正することが出来なく一比例常数 δの差ができてくる。

また SF( i) = F*(;i) f (λ) (12)

だから f (X)^ 8F( )/F*( ) (13)

その中の δは色盲補正レンズの透過率影響を及ぼす。すなわち δ <0,9 となる。

本発明は色盲補正検出専門家により上記のモデルに対してシュミレーションを行なった。色盲補正システム過程については図 1に記載した。

本発明はコンピュータで色覚行為の尖点突変モデルのシュミレーションを行なうために、三原色の配合比と飽和度の定量制御が実現できる。三原色の勾配変化はどれも 0— 64で飽和度は 0— 64である。高解像性力ラ一表示器を利用したため、画像の色は真にせまっていて、はっきりしているし、画像も安定している。画像は任意に抽出できるので、受験者の主観的記憶による弊害を防止でき、人と機械の対話を通して色盲の補正が出来るようにし、最後に求められた終端タイプによって確実に補正処方、つまりスぺクトル特性で表わす色盲補正曲線を得られる。

上記の内容をまとめると本発明はつぎの要素からなる。

(1)色盲に成因は色覚コードの異常によるもので、外部から三種の錐体状視細胞の刺激比例を変換すれば大脳皮層視区の色覚コードを変換さえすれば色覚が正常になれる。

( 2 )色覚異常の数字モデル及び補正理論。

(3)色覚インフォメーション伝送連通線路ブロックダイアグラム。

(4)色盲補正スぺクトル特性曲線の測定。

(5)モデルのコンピュータシユミレーシヨン 1色盲捕正診断。

( 6 )四種類 32等級の色盲補正スぺクトル特性曲線及びパラメータによって色盲補正メガネを製造して使用する。

本発明の色盲補正方法及び色盲メガネにより、 300例の色盲患者について色盲補正コンピュータ検出器を用いて検測した結果、四種類 32等級の色盲補正スぺクトル特性曲線とパラメータを得られた。真空蒸着を採用して四種類 32等級の色盲補正メガネを造り出し、そのピーク値波長の誤差は土 10 n mで、透過率の誤差 ± 2 %である。

個人の色覚特性にしたがって; l _R

400 n mを選び重み係数は a _R =600 a _G =300, a _B =200である。

A類色盲捕正スぺクトル特性曲線族の波長が 440 n mの透過率上限極値は 80%、下限極値は 40°/。；波長が 535 n mの透過率上限極値は 40°/。、下限極値は 4%；波長が 600 n mの透過率上限極値は 95%、下限極値は 60%からなる正態分布曲線族である。 B類は波長が 440 n mの透過率上限極値は 40%、下限極値は 3%；波長が 535 n mの透過率上限極値は 5%、下限極値は 3%；波長が 600 n mの透過率上限極値は 95%、下限極値は 60%からなる正態分布曲線族である。 C類は波長が 440 n mの透過率上限極値は 85% 下限極値は 50%；波長が 535 n mの透過率上限極値は 70%、下限極値は 50%；波長が 600 n mの透過率上限極値は 90%、下限極値は 53%からなる正態分布曲線族である。 D類は波長が 440 n mの透過率上限極値は 32% 下限極値 0 %；波長が 535 n mの透過率上限極値は 68%、下限極値は 40%；波長が 600 n mの透過率上限極値は 90%、下限極値は 60%からなる正態分布曲線族である。

上記の四種類スぺクトル特性曲線族はさらに各々 8個の勾配補正曲線に分ける事が出来る。その特徴はそれぞれ表 1〜表 4及び図 2〜図 5に表わす。

A類 8種色盲捕正メガネのスぺクトノレ特性。

項目当波長下での透過率％

番号

1 2 3 4 5 6 7 8 波長

440 80 75 70 65 60 55 50 40

535 40 35 30 25 20 15 9 4

600 95 90 85 80 75 70 65 60 表 2 B類 8種色盲補正メガネのスぺクトル特性。

項目当波長下での透過率％

1 2 3 4 5 6 7 8 波長

440 40 35 30 25 20 15 10 3

535 5 5 5 5 5 5 5 3

600 60 65 70 75 80 85 90 95 表 3 3 C類 8種色盲補正メガネのスぺクトル特性。

項目当波長下での透過率％

番号

1 2 3 4 5 6 7 8 波長

440 85 80 75 70 65 60 55 50

535 70 67 64 61 59 56 53 50

600 90 85 80 75 70 65 60 53 表 4 1 D類 8種色盲捕正メガネのスぺクトル特性。

項目当波長下での透過率％

1 2 3 4 5 6 7 8 波長

440 32 27 22 17 12 7 2 0

535 68 64 60 56 52 48 44 40

600 90 85 80 76 72 68 64 60 本発明の方法で 300名の色盲患者に対して補正検出を行ない、すべての病例はほとんど上記の四種類 32等級の補正スぺクトル特性曲線の範囲に入れる。これによつて真空蒸着を採用し、一連の色盲補正メガネを製造できた。レンズの材料はそれぞれ光学ガラスと C R— 39 を採用した。色盲患者は処方にしたがって色盲補正メガネを掛けると色覚の識別能力はただちに正常になる。

本発明の具体的実施例は本発明に対しての説明であつて制限ではない。当分野に従事するものが本発明の精神によって形を変更したり修正したりしてもやはり本発明の範囲に属するものであると強調する。

本発明によれば、各色盲患者に対応した補正曲線に基づいた色盲補正メガネを提供できるので、色盲患者の要請に応えることが出来る。図面の簡単な説明

図 1は本発明にかかる方法を説明するプロックダイアグラフである。

図 2は A類の色盲補正スぺクトル曲線を示すグラフである。

図 3は B類の色盲補正スぺクトル曲線を示すグラフである

図 4は C類の色盲補正スぺクトル曲線を示すグラフである。

図 5は D類の色盲補正スぺクトル曲線を示すグラフである。産業上の利用可能性

本発明の内容は一種の色盲補正メガネ及ぴ色盲補正メガネの製造で、各色盲患者に対応した補正曲線に基づいた色盲補正メガネを提供できるので、色盲患者の要請に応えることが出来る。

Claims

請求の範囲以下のステップを含む色盲補正メガネの製造方法：（a)所定の色盲をシュミレーシヨンするために次式を用いてコンピュータのプログラミングを行ない、 ί (λ)= δ¥(λ)/^/¥*(λ)

〔上式中、 f (λ)は、 SF( ) = F*( i) f (λ)を満足する補正曲線であり、上記：^(0及ぴ？*—(1)が F(l)=R(A)+G(l)-)-B(l) F*_ )= a R(A) + b G(X)+ c Β(λ) (上式中、 R(;0， G( ), Β(λ)は、それぞれ三種類の錐体状視細胞、赤、青、緑に対するスぺクトル曲線のサブセットの所属関数であり、 a， b, cは、同時に全て 1ではなく、 a, b， c s[0，2]である。）で表され、 δは、レンズの透過率に影響を及ぼす係数である。〕

(b)少なくとも 300人の色覚異常者を無作為に選択し、（c)上記コンビュータを用い上記色覚異常者を検査して少なくとも 300 の異なる補正曲線を得て、（d)少なくとも 300の上記補正曲線をそれらのスぺクトル特性に従い、 A類 (波長 440 nmの透過率が 40〜80%、 535 nmの透過率が 4〜40%、 600 11111の透過率が 60〜95%)、 B類（波長 440nmの透過率が 3〜40%、 535 η mの透過率が 3〜5%、 600nmの透過率が 60〜95%)、 C類（波長 440n mの透過率が 50〜85%、 535 nmの透過率が 50〜70%、 600 nmの透過率が 53 〜90°/。）、 D類（波長 440nmの透過率が 0〜32%、 535 n mの透過率が 40〜 68%、 600 nmの透過率が 60〜90%)、の四種に類別し、（e)人の目の色識別力の違いを考慮し上記類別の各類をさらに 8等級に類別し、（f )上記 32 等級の補正曲線に基づき

各々の色盲検查パターンが各々の捕正曲線に対応するように 32種類の該色盲検査パターンを設計し、（g)上記パターンへの患者の反応を検査し、患者によって識別できないパターンに対応する固有な曲線を決定し、（h)上述のステップ（g)で決定された補正曲線と本質的に同一である透過曲線を有するように被覆されている一組のレンズを患者に提供する。

上記補正曲線と、対応する検查パターンがコンピュータに保存されている 1に記載の色盲補正メガネの製造方法。

上記検査■決定ステップが、上記検查パターンと補正曲線が保存されているコンピュータによってなされる 1に記載の色盲補正メガネの製造方法。上記レンズの透過率が上記補正曲線に従い 440n m、 535 nm, 600nmにおいて調節される 1に記載の色盲補正メガネの製造方法。

A類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 nmにおける透過率の上限極値が 80%下限極値が 40%、 535 n mにおける透過率の上限極値が 40%下限極値が 4°/。、 600 n m における透過率の上限極値が 95%下限極値が 60%である 4に記載の色盲補正メガネの製造方法。 ·

6. B類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 nmにおける透過率の上限極値が 40%下限極値が 3%、 535 nmにおける透過率の上限極値が 5%下限極値が 3%、 600 nmにおける透過率の上限極値 95%下限極値が 60%である 4に記載の色盲捕正メガネの製造方法。

7. C類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 nmにおける透過率の上限極値が 85%下限極値が 50%、 535 nmにおける透過率の上限極値が 70%下限極値が 50%、 600 nm における透過率の上限極が 90%下限極値が 53%である 4に記載の色盲補正メガネの製造方法。

8. D類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 nmにおける透過率の上限極が 32%下限極値が 0 %、 535 n mにおける透過率の上限極値が 68%下限極値が 40%、 600 n m における透過率の上限極値が 90%下限極値が 60%である 4に記載の色盲補正メガネの製造方法。

9. 以下のステップにより決定された補正曲線の等級の一つと本質的に一致する、前もって選んだ透過曲線を有するように被覆した一組のレンズを含む所定の患者のための色盲補正メガネ；（a)所定の色盲をシユミレーシヨンするために次式を用いてコンピュータのプログラミングを行ない、 f (え）

〔上式中、 f (λ)は、 SFU) = F*(;L) f (λ)を満足する補正曲線であり、上記？）及び？*ー（； )が？（1) = 11(；1) + 0(；1) + 8(；0?*—( ）= a R( ) + b G(A)+ c Β (λ) (上式中、 R (え）， G (え）， Β (λ)は、それぞれ三種類の錐体状視細胞、赤、青、緑に対するスぺクトル曲線のサブセットの所属関数であり、 a， b，. cは同時にすベて 1ではなく、 a , b， c G [0，2]である。）で表され、 8はレンズの透過率に影響を及ぼす係数である。〕

(b)少なくとも 300人の色覚異常者を無作為に選択し、（c)上記コンビユータを用い上記色覚異常者を検査して少なくとも 300 の異なる捕正曲線を得て、（d)少なくとも 300の上記捕正曲線をそれらのスぺクトル特性に従い、 A類（波長 440nmの透過率が 40〜80%、 535nmの透過率が 4〜40%、 600nmの透過率が 60〜95°/。）、 B類（波長 440nmの透過率が 3〜40°/。、 535nra の透過率が 3〜5%、 600nraの透過率が 60〜95%)、 C類（波長 440nmの透過 0 率が 50〜85°/。、 535の透過率が 50~70。/。、 600 n mの透過率が 53〜90%)、 D類（波長 440 n mの透過率が 0〜32%、 535 n mの透過率が 40〜68%、 600 11 111の透過率が60〜90%)、の四類に類別し、（e )人の目の色識別力の違いを考慮し上記類別の各類をさらに 8等級に類別し、（ f )上記 32等級の補正曲線に基づき各々の色盲検査パターンが各々の補正曲線に対応するように 32種類の該色盲検査パターンを設計し、（g )上記パターンへの患者の反応を検査し、患者によって識別できないパターンに対応する固有な曲線を決定し、（h )上述のステップ（g )で決定された補正曲線と本質的に同一である透過曲線を有するように被覆されている一組のレンズを患者に供給する。

10. A類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 n mにおける透過率の上限極値が 80%下限極値が 40%、 535 n mにおける透過率の上限極値が 40° /。下限極値が 4%、 600 n m における透過率の上限極値が 95%下限極値が 60%である 9に記載の色盲補正メガネ。

11. B類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 n mにおける透過率の上限極値が 40%下限極値が 3%、 535 n mにおける透過率の上限極値が 5%下限極値が 3%、 600 n mにおける透過率の上限極値が 95%下限極値が 60%である 9に記載の色盲補正メガネ。

12. C類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 n mにおける透過率の上限極値が 85%下限極値が 50%、 535 n mにおける透過率の上限極値が 70%下限極値が 50%、 600 n m における透過率の上限極値が 90%下限極値が 53%である 9に記載の色盲捕正メガネ。

13. D類の上記スぺクトル曲線の等級の一つと本質的に一致する透過曲線を有するレンズに関し、 440 n mにおける透過率の上限極：が 32%下限極値が 0 %、 535 n mにおける透過率の上限極値が 68%下限極値が 40%、 600 n m における透過率の上限極値が 90%下限極値が 60%である 9に記載の色盲補正メガネ。