(57)【要約】【課題】色覚障害者の色識別性を向上させると共に、色再現性の低減を抑制し、色覚正常者による色の違和感を低減することができる色覚障害者用照明システムを提供する。【解決手段】白色光源１１と赤色補助光源１２と緑色補助光源１３と青色補助光源１４とを有する光源部１と、各光源１１〜１４の調光レベルを制御する制御部３とを備え、白色光源１１で照射された視対象物４の物体色は、色度図上で色座標Ｐ１に位置し、制御部３は、色座標Ｐ１が含まれるマックアダムの楕円Ｍ１内かつ、色座標Ｐ１が含まれる混同色線Ｌ１から外れた色座標Ｐ３と特定し、白色光源１１と緑色補助光源１３との混色光で照射された視対象物４の物体色が、色座標Ｐ３に位置するように緑色補助光源１３の調光レベルを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光源および、赤色と青色と緑色とのうち１種類以上の補助光源を有する光源部と、
前記白色光源および前記補助光源の出力を制御する制御部とを備え、
少なくとも前記白色光源で照射された対象物の物体色は、色度図上で第１の座標に位置し、
前記制御部は、前記第１の座標が含まれるマックアダム楕円内かつ、前記第１の座標が含まれる混同色線から外れた第２の座標を特定し、前記白色光源と前記補助光源との混色光で照射された前記対象物の物体色が、前記第２の座標に位置するように前記白色光源または前記補助光源の出力を制御することを特徴とする色覚障害者用照明システム。
【請求項２】
前記第１の座標は、当該第１の座標が含まれる前記マックアダム楕円の長径の一端に位置し、
前記第２の座標は、前記マックアダム楕円の長径の他端に位置することを特徴とする請求項１記載の色覚障害者用照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色覚障害者用照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の目の視細胞は、その形態から杆体と錐体とに分類される。錐体は、赤錐体，緑錐体，青錐体の３種類に分類され、各錐体は異なる分光吸収特性を有する。各錐体の分光吸収特性は視物質の性質に依存し、赤錐体は赤視物質、緑錐体は緑視物質、青錐体は青視物質を発現しており、目に入った光がどのような波長成分を有するかに応じて、各視物質を介して各錐体が刺激され、色として知覚される。そして、赤視物質，緑視物質，青視物質のうち、いずれかの機能が損なわれた状態を色覚障害という。
【０００３】
色覚障害の大多数は、赤視物質の遺伝子に変異を生じた第１色覚障害（色覚障害全体の約２５％）または、緑視物質の遺伝子に変異を生じた第２色覚障害（色覚障害全体の約７５％）のいずれかである。赤視物質または緑視物質のどちらの機能が失われても、緑〜赤の波長域で色の差を感じにくいという似た症状になるため、赤緑色覚障害と総称されている。一方、青視物質の遺伝子に変異を生じた第３色覚障害は、色覚障害全体の約０．０２％と少ない。
【０００４】
色覚障害のうち大多数を占める赤緑色覚障害（第１色覚障害，第２色覚障害）は、緑〜赤の波長域において、明度が類似した色を見分けること、つまり対象物の色識別が困難になっている。特に、光の波長域において、黄緑〜黄の波長域を中心に短波長側および長波長側の色が略同一に見えており、「緑と赤」，「黄緑と黄」の差を区別して認識することが困難となっている。また、「紫と青」の差を区別して認識することも困難となっている。このような色覚障害者の色の見え方である色覚特性は、色覚障害者の個々に応じて異なる。
【０００５】
そこで、色覚障害者が見分けることが困難な２つの色（赤と緑）のうち、一方の色を透過するフィルタを装着した矯正メガネを用いることにより、色を見分ける方法が提案されている（非特許文献１参照）。例えば赤色フィルタを用いた矯正メガネで赤色のコントラストを明るく強調または、緑色フィルタを用いた矯正メガネで緑色のコントラストを明るく強調することで色を見分けることができる。
【０００６】
しかし、非特許文献１の例では、例えば赤色フィルタを用いた場合、赤の波長域は透過し、緑の波長域は吸収されるため、赤色は明るく見えるようになる。しかし、同じ色相でより明るい別の色が相対的に暗くなり、異なった色に見えるようになるため、赤色以外の別の色を識別することが困難な状態になるという問題があった。
【０００７】
そこで、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤの光出力を調整することで、色覚障害者による対象物の色識別を向上させることができる色覚障害者用照明装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１の色覚障害者用照明装置は、白色光源に波長４７０ｎｍ付近に発光ピークを持つ青色ＬＥＤと、波長６３０ｎｍ付近に発光ピークを持つ赤色ＬＥＤを付加している。そして、その発光強度を調整することで、色覚障害者の個々の色覚特性に合わせて色の識別度合いを調整できるようにしている。
【０００９】
これは、赤錐体の相対的な感度が低下する波長域かつ青錐体の相対的な感度が保たれている波長域において、赤色ＬＥＤの光により赤錐体の相対的な反応度合いを高めることで、赤錐体と青錐体の反応度合いの差を大きくする。それによって、緑〜赤の波長域で色識別を可能にするものである。同様に、青錐体の相対的な感度が低下する波長域で、青色ＬＥＤの光により青錐体の相対的な反応度合いを高めることで、赤錐体と青錐体の反応度合いの差を大きくし、青〜紫の波長域で色識別を可能にするものである。
【００１０】
また、５７０〜６１０ｎｍの波長の光を発する緑赤中間帯（アンバー色）ＬＥＤを備える照明装置が提案されている（特許文献２参照）。アンバー色のＬＥＤを備えることで、赤錐体の相対的な反応度合いを高め、赤錐体と青錐体の反応度合いの差を大きくし、緑〜赤の波長域で色識別を可能にするものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】岡部正隆，他１名，「色覚の多様性と色覚バリアフリーなプレゼンテーション」細胞工学Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．９，２００２年
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−４７４６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５８８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１の色覚障害者用照明装置は、赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤの両方を付加している。そのため、白色光のみの場合と比べ、赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤの光による混色光は黒体軌跡から遠くなり、色再現性が低下するので、色覚正常者にとって違和感のある照明となる。
【００１４】
また、特許文献２の照明装置は、白色光に必要な青色光成分がなく、色覚正常者にとって違和感が生じることとなる。また、アンバー色のＬＥＤにより色を変化させることで、色覚障害者の色識別性を改善させても、色覚正常者にとっては違和感が生じる可能性がある。
【００１５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、色覚障害者の色識別性を向上させると共に、色再現性の低減を抑制し、色覚正常者による色の違和感を低減することができる色覚障害者用照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の色覚障害者用照明システムは、白色光源および、赤色と青色と緑色とのうち１種類以上の補助光源を有する光源部と、白色光源および補助光源の出力を制御する制御部とを備え、少なくとも白色光源で照射された対象物の物体色は、色度図上で第１の座標に位置し、制御部は、第１の座標が含まれるマックアダム楕円内かつ、第１の座標が含まれる混同色線から外れた第２の座標を特定し、白色光源と補助光源との混色光で照射された前記対象物の物体色が、第２の座標に位置するように白色光源または補助光源の出力を制御することを特徴とする。
【００１７】
この色覚障害者用照明システムにおいて、第１の座標は、第１の座標が含まれるマックアダム楕円の長径の一端に位置し、第２の座標は、前記マックアダム楕円の長径の他端に位置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明では、色覚障害者の色識別性を向上させると共に、色再現性の低減を抑制し、色覚正常者による色の違和感を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の色覚障害者用照明システムのブロック構成図である。
【図２】同上の概略構成を示す図である。
【図３】同上の白色光源の分光分布図である。
【図４】同上の各補助光源の分光分布図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）第１〜第３色覚障害者の混同色線を示す色度図である。
【図６】演算部の動作を示す色度図である。
【図７】マックアダムの楕円を示す色度図である。
【図８】分光反射率を示す図である。
【図９】マックアダムの楕円を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（実施形態）
本実施形態の色覚障害者用照明システムのブロック構成図を図１、概略構成図を図２に示す。本実施形態の色覚障害者用照明システムは、光源部１と操作部２と制御部３とで構成されており、光源部１の光で視対象物４（対象物）を照射する。
【００２２】
光源部１は、白色光源１１と赤色補助光源１２と青色補助光源１３と緑色補助光源１４と、図示しない点灯回路とで構成されている。また、光源部１は、部屋５の天井５ａに設けられ、台５ｃの上に置かれた視対象物４を照射する。本実施形態では、白色光源１１は三波長形昼色白色蛍光灯で構成され、各補助光源１２〜１４はＬＥＤで構成されている。図３に白色光源１１の分光分布図、図４に各補助光源１２〜１４の分光分布図を示す。図３に示すＧ１は、白色光源１１の周波数特性を相対強度で示している。図４に示すＧ２は赤色補助光源１２の周波数特性を相対強度で示し、Ｇ３は緑色補助光源１３の周波数特性を相対強度で示し、Ｇ４は青色補助光源１４の周波数特性を相対強度で示している。なお、光源部１を構成する各光源１１〜１４は、蛍光灯などの放電灯または白熱灯またはＬＥＤなど特に限定されない。
【００２３】
操作部２は、入力部２１とメモリー２２とで構成されている。また、操作部２は、部屋５の壁面５ｂに設けられ、光源部１にケーブルで接続されている。入力部２１は、色入力部２１ａと色覚障害入力部２１ｂとで構成されている。
【００２４】
色入力部２１ａは、白色光源１１のみで照射された視対象物４の物体色の色度を示す色座標データが入力される。この色座標データは色覚正常者が視対象物４を見た際に知覚する物体色である。なお、物体色とは、非発光物体から反射または透過してきた光が目に入って感じられる色を示す。色入力部２１ａに入力する色座標データは、ユーザーが色座標を直接入力してもよいし、予めメモリー２２に格納された色リストの中から選択して入力してもよい。また、色度センサー（図示なし）を用いて、視対象物４の色度の色座標をセンシングするように構成してもよい。そして、本実施形態の視対象物４は互いに異なる複数の色度で構成されており、色入力部２１には、色覚障害者が見分けたい２つの色度の色座標データが入力される。なお、色入力部２１には３つ以上の色座標データを入力してもよい。
【００２５】
色覚障害入力部２１ｂは、色覚障害者の色覚障害タイプ（第１〜第３色覚障害）が入力される。本実施形態では、色覚障害者は第１色覚障害であるとして以下説明する。
【００２６】
制御部３は、演算部３１と光源制御部３２とメモリー３３とで構成されている。また、制御部３は操作部２と同一の筐体に内蔵されている。
【００２７】
メモリー３３には、色度図データと、各光源１１〜１４の光源色の色座標データと、第１〜第３色覚障害者毎の混同色線のデータとが格納されている。
【００２８】
混同色線とは、２色型色覚障害者が見分けることができない色（混同色）を色度図上に示した軌跡である。図５（ａ）は第１色覚障害者の混同色線、図５（ｂ）は第２色覚障害者の混同色線、図５（ｃ）は第３色覚障害者の混同色線を示している。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１〜第３色覚障害者毎に各々異なった混同色線が存在する。なお、図５（ａ）に示す第１色覚障害者の混同色線は、ｘｙ色度図上でｘ＝０．７４７，ｙ＝０．２５３を通る線で構成されている。図５（ｂ）に示す第２色覚障害者の混同色線は、ｘｙ色度図上でｘ＝１．０８０，ｙ＝−０．０８０を通る線で構成されている。そして、メモリー３３には、第１〜第３色覚障害者毎の混同色線の色座標データが格納されている。
【００２９】
演算部３１は、メモリー３３に格納された色度図データおよび各光源１１〜１４の色座標データと、入力部２１で入力される視対象物４の物体色の色座標データおよび色覚障害タイプとから、各光源１１〜１４の調光レベルを演算する。そして、演算部３１の演算結果に基づいて光源制御部３２が各光源１１〜１４の調光レベルを制御することで、色覚障害者における視対象物４の見分けたい色度の色識別性を向上させる。
【００３０】
以下図６に示す色度図を用いて、演算部３１の動作について説明する。
【００３１】
まず、演算部３１はメモリー３３から色度図データを読み出す。そして、演算部３１は、入力部２１で入力された視対象物４の物体色の色度を示す色座標データを読み出す。本実施形態では、入力部２１で入力される色座標データは、Ｐ１（第１の座標），Ｐ２として以下説明する。なお、色座標Ｐ１の色度は緑系，色座標Ｐ２の色度は赤系である。
【００３２】
次に、演算部３１は、入力部２１で入力された色覚障害タイプに対応した混同色線の色座標データをメモリー３３から読み出す。本実施形態の色覚障害者は、第１色覚障害であるので、演算部３１は、メモリー３３から第１色覚障害者の混同色線の色座標データを読み出す。なお、図６には、第１色覚障害者の混同色線の一部Ｌ１，Ｌ２を示している。
【００３３】
ここで、演算部３１は、色座標Ｐ１，Ｐ２が同一の混同色線上に位置しているか否かを判定する。
【００３４】
色座標Ｐ１，Ｐ２が異なる混同色線上に位置している場合または、色座標Ｐ１が含まれる混同色線と色座標Ｐ２が含まれる混同色線とが所定の距離より遠い場合、第１色覚障害者は色座標Ｐ１，Ｐ２の色度を見分けることができる。したがって、演算部３１は演算動作を終了し、白色光源１１のみで視対象物４を照射する。
【００３５】
色座標Ｐ１，Ｐ２が同一の混同色線上に位置している場合または、色座標Ｐ１が含まれる混同色線と色座標Ｐ２が含まれる混同色線とが所定の距離より近い場合、第１色覚障害者は色座標Ｐ１，Ｐ２の色度を見分けることができない。もしくは、見分けることが困難である。本実施形態では、色座標Ｐ１，Ｐ２が同一の混同色線Ｌ１上に位置しているため、第１色覚障害者は、色座標Ｐ１，Ｐ２の色度を見分けることができない。
【００３６】
そこで、本実施形態の色覚障害者用照明システムは、白色光源１１と各補助光源１２〜１４との混色光を視対象物４に照射することで、視対象物４の物体色の色座標を変動させる。そして、変動後の色座標が各々異なる混同色線上に位置することで、第１色覚障害者の色識別性を向上させる。本実施形態では、緑系物体色の色度（色座標Ｐ１）と赤系物体色の色度（色座標Ｐ２）のうち、緑系物体色の色度（色座標Ｐ１）を変動させる。以下に、色座標Ｐ１を変動させる方法について説明する。
【００３７】
演算部３１は、所定の演算式に基づいて色座標Ｐ１を中心としたマックアダムの楕円Ｍ１を導出する。マックアダムの楕円とは、図７に示すように色度図上に描かれた楕円Ｍを示しており、１９４２年にマックアダムが発表したものである。マックアダムの楕円Ｍは、ｘｙ色度図上で色覚正常者が色の違いを区別することができない範囲を等色実験の結果から示したものである。すなわち、対象色刺激の色度から各方向における標準偏差の距離を円周として描いた楕円のことである。また、標準偏差の約３倍に相当する範囲が、色の識別閾（色差があると認識できる限界）に相当する。本実施形態では、標準偏差の３倍の範囲であるマックアダムの楕円Ｍ１を演算して用いている。なお、図６，図７は見やすくするために楕円の大きさを１０倍に拡大して表示しており、これを用いて以下説明する。
【００３８】
そして、演算部３１は、マックアダムの楕円Ｍ１と、視対象物４の色座標Ｐ１，Ｐ２と、混同色線Ｌ１と、各光源１１〜１４の色座標Ｐｗ，Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂとに基づいて、色座標Ｐ１の目標色度となる色座標Ｐ３（第２の色座標）を以下の方法で特定する。
【００３９】
演算部３１は、マックアダムの楕円Ｍ１内で、混同色線Ｌ１から外れた色座標をＰ３と特定する。ここで、色座標Ｐ３は混同色線Ｌ１から離れるほど、第１色覚障害者の色識別性が向上する。したがって、色座標Ｐ１が含まれる混同色線Ｌ１から最も遠くなるように、演算部３１は、マックアダムの楕円Ｍ１における長径方向の一端に位置する色座標をＰ３と特定する。
【００４０】
次に、白色光源１１と各補助光源１２〜１４との混色光で視対象物４が照射されたときの緑系物体色の色度が色座標Ｐ３となるように、演算部３１は白色光源１１および各補助光源１２〜１４の調光レベルを演算する。そして、演算部３１が演算した各光源１１〜１４の調光レベルに基づいて、光源制御部３２は各光源１１〜１４の調光レベルを制御し、視対象物４に各光源１１〜１４の混色光を照射する。
【００４１】
ここで、物体の分光反射率を、図８を用いて説明する物体は光の波長に応じてその光の反射率が変動し、その特性を分光反射率という。また、物体の色によって分光反射率の特性が異なる。図８には、色座標Ｐ１に位置する緑系物体色の分光反射率Ｒ１、色座標Ｐ２に位置する赤系物体色の分光反射率Ｒ２を示す。色座標Ｐ１，Ｐ２に位置する色度（緑系，赤系）に、緑色補助光源１３の光（図４のＧ３参照）を照射した場合、色座標Ｐ１の色度（緑系）は反射率が高いのに対して、色座標Ｐ２の色度（赤系）の反射率は低い。
【００４２】
すなわち、緑色補助光源１３の光を視対象物４に照射した場合、色座標Ｐ１に位置する緑系物体色は反射率が高い（図８のＲ１参照）ので、色度が色座標Ｐ１から緑色補助光源１３の光源色の色座標Ｐｇに向かってずれる（色座標が変動する）。一方、色座標Ｐ２に位置する赤系物体色は反射率が低い（図８のＲ２参照）ので、色度は色座標Ｐ２からほとんどずれない。
【００４３】
このように、白色光源１１に加えて、緑色補助光源１３の調光レベルを調整して緑色補助光源１３を点灯させ、その混色光で視対象物４を照射することで、緑系物体色の色度の色座標をＰ１からＰ３に変動させることができる。なお、本実施形態では緑色補助光源１３のみの調光レベルを制御することで、色座標をＰ１からＰ３へ変動させることができるので、赤色補助光源１２および青色補助光源１４は消灯を維持したままとなる。
【００４４】
緑系物体色は、色度が色座標Ｐ１からＰ３に変動するので、混同色線Ｌ１から外れて混同色線Ｌ２上に位置することとなる。一方、赤系物体色は、色度が色座標Ｐ２から移動しないので、混同色線Ｌ１上に位置したままとなる。したがって、第１色覚障害者であっても、色座標Ｐ３に位置する緑系物体色と、色座標Ｐ２に位置する赤系物体色との弁別が容易となる。
【００４５】
なお、白色光源１１と緑色補助光源１３との混色光によって赤系の物体色の色度が色座標Ｐ２から移動した場合であっても、その移動量は僅かであるので、混同色線Ｌ２とは異なる混同色線上に位置する。そのため、第１色覚障害者であっても緑系の物体色と赤系の物体色との弁別が容易となる。
【００４６】
また、色座標Ｐ１，Ｐ３は、同一のマックアダムの楕円Ｍ１内に位置している。そのため、色覚正常者であっても物体色の色度の変動による違和感が低減されるので、色覚正常者にはほとんど影響を与えない。
【００４７】
なお、本実施形態では対象色刺激の色度から各方向における標準偏差の３倍の範囲をマックアダムの楕円Ｍ１を色の識別閾として用いているが、３倍に限定するものでなく、他の倍数であってもよい。
【００４８】
したがって、本実施形態の色覚障害者用照明システムは、色覚障害者の色識別性を向上させると共に、色再現性の低減を抑制し、色覚正常者による色の違和感を低減することができる。白抜き
なお、本実施形態では、緑色補助光源１３の調光レベルのみを制御することで、視対象物４の物体色の色度を変動させている。しかし、上記同様の制御方法で、赤色補助光源１２，青色補助光源１４や白色光源１１の調光レベルを制御することで物体色の色度を変動させてもよい。また、３つの補助光源１２〜１４のうち複数点灯させ、白色光源１１との混色光を視対象物４に照射することで物体色の色度を変動させてもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、視対象物４の物体色の２つの色度（色座標Ｐ１，Ｐ２）のうち、色座標Ｐ１の色度（緑系物体色）を変動させたが、色座標Ｐ２の色度（赤系物体色）を変動させてもよい。また、色座標Ｐ１，Ｐ２の両方の色度を変動させてもよく、変動後における互いの物体色の色度が異なる混同色線上に位置していればよい。
【００５０】
また、本実施形態では、第１色覚障害者の色識別性を向上させたが、同様の考え方で第２，第３色覚障害者にも対応することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、白色光源１１のみを点灯させた状態の物体色の色度（色座標Ｐ１）を初期状態としているが、少なくとも白色光源１１を点灯させていればよく、各補助光源１２〜１４を点灯させていてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では、色座標Ｐ１からマックアダムの楕円Ｍ１の長径方向に位置する色座標Ｐ３を特定している。そのため、色度の変動量を大きくすることができるので、色覚障害者の色識別性を向上させることができる。
【００５３】
さらに、図９に示すように、色座標Ｐ１が長径の一端に位置するマックアダムの楕円Ｍ２を演算してもよい。そして、各光源１１〜１４の混色光で視対象物４を照射した場合、物体色の色度の色座標Ｐ３が、マックアダムの楕円Ｍ２の長径の他端に位置するように制御する。それによって、物体色の色度の変動量を最大にし、色覚障害者の色識別性をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１    光源部
２    操作部
３    制御部
１１  白色光源
１２  赤色補助光源
１３  緑色補助光源
１４  青色補助光源
２１  入力部
２１ａ  色入力部
２１ｂ  色覚障害入力部
２２  メモリー
３１  演算部
３２  光源制御部
３３  メモリー
【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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