(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二色型色覚の混同色線上に存在する同明度の２つの色を表示するカラーディスプレイ、カラーディスプレイに表示される二色型色覚の混同色線上に存在する２つの色を二分探索法により選択し、加法混合により制御するコンピュータ、表示された２つの色の異同を入力する入力装置、からなる色覚検査装置。
【請求項２】
さらに、二色型色覚異常者の混同色線と直交する色線上に存在する２つの色を表示し、これらの２つの色の識別の可否により色覚能力を判定する、請求項１の色覚検査装置。
【請求項３】
測定対象色と、色度図上で前記測定対象色を中心とし、前記測定対象色付近で予測されるMacAdamの楕円の長径よりもやや大きな直径の円の複数の直径の各々の直径の上に存在する、前記測定対象色と同明度の色を二分探索法により選択し、これらの２つの色を加法混合により制御するコンピュータ、２つの色を表示するカラーディスプレイ、表示された２つの色の異同を入力する入力装置、からなり、これらの２つの色の識別の可否により色識別可能な範囲を求める、色識別能力調査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は色覚検査装置および色識別能力調査装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
色覚は個人に固有のものであるため個人差があり、他人がどのように認識しているかを知ることはきわめて困難であり、まして定量化することはできないと考えられている。
色覚の個人差のもっとも極端な例として色覚異常と呼ばれる事象があり、最も極端な場合は全ての色の区別ができない。
【０００３】
色覚異常の検査方法として、色の点によって数字等のパターンを印刷した石原色覚検査表が１９３３年に第１４回国際眼科学界で推薦され、以後ほとんど唯一の方法として使用されてきた。
しかしながら、この検査方法は印刷物を反射光で見るため、印刷インクの退色、印刷紙の風化による変色の問題に加えて照明条件の確保が困難であるため、検査結果に対する信頼性が必ずしも高くはない。
また、検査は検査表から文字が読みとれるか否かを検査するため、定性的な判定は可能であっても、読みとりにくさがどの程度か、いいかえれば色覚異常の程度がどれぐらいなのかを定量的に知ることはできない。
【０００４】
そればかりでなく、石原色覚検査が有しているより大きな問題は検査者と被検査者が対面して行うため被検査者のプライバシーの保全が不確実であるということであり、時として色覚差を理由とした就職差別等の人権侵害の問題が生じる。
【０００５】
また、厳密な色覚検査は単色光を用いた等色試験によって行われるが、この検査は装置が大掛かりになるだけでなく、定量的な検査は非常に困難である。
【０００６】
【発明の概要】
本発明ではこれらの従来の色覚検査法が有している問題を解決することを目的とし、被検査者のプライバシーを十分に確保しながら、検査結果に対する信頼性が高く、定量的に色覚異常の程度を知ることができる色覚検査装置を提供する。
【０００７】
本出願では、等色試験を管理された発光色を有するコンピュータディスプレイを利用して行う。
この等色試験は被験者のみがコンピュータを用いるという環境で行われるためプライバシーが確保される。また、発光色が管理されているため、検査結果に十分な信頼性があるばかりでなく、二分探索法により定量的な検査結果を得ることができ、矛盾検査により検査結果から誤差を排除することが可能になる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
はじめに、図１により色の表現方法について説明する。
色彩の表現に例えばＪＩＳに規定されているような規格番号で指定する方法もあるが、この方法では色全体を一瞥することができないため実用的には１９３１年に国際照明委員会（ＣＩＥ:Comission Internationale de l'Eclairage）が規定した「ＸＹＺ表色系」に基づく「ＣＩＥ１９３１色度図（以下単に「色度図」）」が一般に採用されている。
【０００９】
図１に「色度図」の概略図を示すが、この図はｘ−ｙ軸で色度（色相，彩度）を表現し、図示されないＹ軸で明度を表現しており、形状は色立体に類似している。自然界に存在する全ての色は色度図の座標値で表現可能であり、色度図からその色の主波長成分や彩度を読みとることができる。
【００１０】
色度図上において、人間の可視範囲は図に示すような馬蹄形１をしており、上部は緑色（Ｇ），左下部は青色（Ｂ），右下部は赤色（Ｒ）とされており、馬蹄形の中央部は白色（Ｗ）であり、外側は不可視色である黒色となっている。なお、この図において馬蹄形１に沿って記載されている数字はnmで表したその色の波長である。
なお、図１において「ＣＲＴ」と表現された３角形２はＣＲＴディスプレイによる色表現範囲であり、「ＴＦＴ」と表現された３角形３はＴＦＴ液晶ディスプレイによる色表現範囲である。
【００１１】
次に、図２により色覚異常について説明する。
大多数の人は色を表現するのに３色（赤，青，黄あるいはＲ，Ｇ，Ｂ）を必要とし、このような色覚は３色型色覚と呼ばれる。
しかし、色の表現に３色を必要としない色覚があり、このような色覚は色盲と呼ばれている。
また、２色のみによって表現できる色覚は２色型色覚と呼ばれ、１色のみによって表現できる色覚は１色型色覚と呼ばれる。
【００１２】
色度図と関係付けた２色型色覚を図２に示す。
図２（ａ）に示す収束点Ｐから引いた直線上に配置された色が識別できない色覚異常を第１種２色型色覚（Ｐ）と呼んでいる。
図２（ｂ）に示す収束点Ｄから引いた直線上に配置された色が識別できない色覚異常を第２種２色型色覚（Ｄ）と呼んでいる。
図２（ｃ）に示す収束点Ｔから引いた直線上に配置された色が識別できない色覚異常を第３種２色型色覚（Ｔ）と呼んでいる。
また、３色型色覚であっても３色の比率が通常と大きく異なっている色覚を異常３色型色覚と呼び、このような色覚は色弱と呼ばれている。
【００１３】
これらの収束点Ｐ，Ｄ，Ｔは混同色中心と呼ばれ、各々
Ｐ：ｘ＝０.７４７，ｙ＝  ０.２５３，ｚ＝０.０００
Ｄ：ｘ＝１.０８０，ｙ＝−０.０８０，ｚ＝０.０００
Ｔ：ｘ＝０.１７５，ｙ＝  ０.００４，ｚ＝０.８２１
であることが確認されている。
【００１４】
本出願の発明は混同色直線と呼ばれるこれらの直線上に存在する色と無彩色をコンピュータによりディスプレイ上に表示し、有彩色が表示されているか否かを被験者自身に判断させた結果により色覚異常の判定を自動的に行う。
コンピュータ上の色はＲ，Ｇ，Ｂ３色を各々８ビット（２５６）の階調で合計２４ビット（１６,７７７,２１６）の色によって表現される。
なお、グラフィック用のコンピュータの中にはＲ，Ｇ，Ｂ３色を各々１０ビット（１０２４）の階調で合計３０ビット（１,０７３,７４１,８２４）の色によって表現するものもある。
なお、コンピュータ上で表現される色と色度図との関係は国際照明委員会の国際規格「６１９６６−２−１」で一義的に規定されており、この関係に基づき色度図上の色がコンピュータで表示される。
【００１５】
本発明の実施例である色覚検査法及び色覚検査装置を図３により説明する。
図３に示すのは混同色中心Ｐに係る第１種２色型色覚（Ｐ）の異常を検査する場合であり、色度図上に混同色中心Ｐと白色の中心点Ｃを通る混同色直線Ｐ−Ｃを引き、混同色直線Ｐ−Ｃが三角形２と交わる２点のうち混同色中心Ｐから遠い方の点（緑色）をＰ1とし、近い方の点（赤色）をＰ1'とする。
【００１６】
これらの点Ｐ1に対応する有彩色（緑色）をコンピュータ上で合成し、ＣＲＴディスプレイ４上に同明度の無彩色（灰色）と並べて図４に示すように長方形５及び６として有彩色及び無彩色が表示される。
これらの長方形５及び６に表示された色の一方は、必ず無彩色であり、長方形５及び６ともに無彩色が表示されることもある。図４の例では長方形５が有彩色、長方形６が無彩色となっているが、当然に逆の配色もある。
２つの長方形の境界には長方形５の色と長方形６の色を直接に比較できないようにするため黒線７が配置されている。
【００１７】
被験者はＣＲＴディスプレイ４上に表示された長方形５の色と長方形６の色を比較し、色が異なると判断したときにコンピュータの左ボタンをクリック操作する。判断結果のコンピュータへの入力手段はマウスの左ボタンに限定されるものではなく、キーボード上の適当なキー、専用のスイッチ等慣用されている適当な入力手段を用いることができるが、被験者のプライバシーを保全するためには、マウスのボタンを操作するようにすることにより、操作が秘匿される。
【００１８】
操作が行われた場合にコンピュータは被験者が長方形５の色と長方形６の色が異なっていると判断したと認識し、所定時間（例えば２秒）以内に操作が行われなかった場合にコンピュータは被験者が長方形５の色と長方形６の色が異なっていないと判断したと認識する。
２秒という表示時間は被験者が思考するには不十分であり直感的に判断せざるを得ない時間にしてある。
【００１９】
被験者が操作を行った場合には、コンピュータは被験者が一方が有彩色であると認識したと判定する。
また、被験者が操作を行わなかった場合には、コンピュータは被験者が無彩色である灰色のみが表示されたと認識した、あるいは有彩色が表示されたと認識できなかったと判定する。
【００２０】
被験者の判断が正当であった場合には、二分探索（binary search, dichotomizing search）によりさらに詳細な検査を行う。（「二分探索」については「岩波情報科学辞典」参照）
二分探索を図５で説明する。なお、この説明では被験者の操作には誤りがなく、自らの判断に対応する操作を正しく行ったものとして説明する。
この図においてＣ及びＰ1は各々図３に示された混同色直線Ｃ−Ｐ上に存在する点Ｃ及びＰ1である。また、各々１，１／２，１／４・・・と記載されている点はＣ点を０、Ｐ1点を１とした場合に混同色直線Ｃ−Ｐ上に存在している点である。
【００２１】
被験者が点Ｐ1とＣとの色が異なっていないと判断した場合には点Ｐ1−Ｃ間についてそれ以上の検査を行う必要はない。
被験者がＰ1とＣとの色が異なっていると判断した場合には点Ｃ−Ｐ1間の中間に位置する点Ｐ2について同様な検査を行う。
【００２２】
点Ｐ2の色と点Ｃの色が異なっていると被験者が判断した場合には点Ｐ2−Ｃの中間に位置する点Ｐ3について同様な検査を行い、以降同様な検査を詳細に行う。
点Ｐ2の色と点Ｃの色が異なっていないと被験者が判断した場合には点Ｐ2−Ｃ間についてそれ以上の検査を行う必要はない。その代わりに点Ｐ1−Ｐ2の中間に位置する点Ｐ6について同様な検査を行う。
【００２３】
このような検査を行うことにより、最終的にどの点の色までを点Ｃと異なると判断できるかが判定される。その精度はｎ回の検査によって２−ｎの点までの判定を行うことができる。
同様にして、同じ収束点Ｐに関する第１種２色型色覚（Ｐ）上の点Ｐ1'について同様な検査が行われ、さらに混同色中心Ｄに関する第２種２色型色覚（Ｄ）及び混同色中心Ｔに関する第３種２色型色覚（Ｔ）についても同様な検査が行われる。
【００２４】
第１種２色型色覚（Ｐ），第２種２色型色覚（Ｄ）及び第３種２色型色覚（Ｔ）についての検査は順番に行われるのではなく、適当に混ぜて行われる。
【００２５】
これらの検査が誤りなく行われれば、検査精度を２−ｎとした場合に最低限必要な検査回数は（ｎ＋１）×２(方向)×３(混同色中心)回である。
したがって、図５に示したように［ｎ＝４］すなわち１／１６の精度の検査結果は（４＋１）×２×３＝３０回の検査により得ることができる。
【００２６】
このようにして得られた結果は定量的なものであり、その結果を色度図に記入することにより、色覚の状態を視覚的に表現することができる。
さらに、異常３色型色覚も色度図上に記入することによりその内容を具体的に表現することができる。
【００２７】
しかしながら、被験者の操作がすべて正しいとは限らない。
被験者の操作の中には単純な誤操作、操作の遅れ、見過ごしあるいは虚偽操作等により被験者の判断内容とコンピュータの判定内容が一致しないこともあり得る。
このような誤操作が行われた場合には、操作内容に矛盾が発生する。
【００２８】
例えば、被験者がＰ5について判別できたと操作し、Ｐ3について判別できたとの操作を行わなかった場合にはこの操作には矛盾が存在することになる。そのような場合にはＰ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4，Ｐ5についての検査全体をやり直して再度行う。
この方法を矛盾検査と呼ぶが、この方法を採用することにより検査回数は増えることになるが、検査結果に対する信頼性は著しく向上する。
【００２９】
［本発明の応用実施例］
本発明の応用実施例を図６により説明する。
図６にＭで示したのはどれだけ離れると色が異なって見えるかを色度図の２５の点について表したものであり、「MacAdamの楕円」と呼ばれる。この楕円は正確な楕円であり、したがって、長軸及び短軸を有している。なお、この楕円は実際にはもっと小さいものであり、表示の便のため１０倍に拡大して示してある。
【００３０】
これらの楕円外の色を人間は異なっていると認識するが、同じ色であるかあるいは異なった色であるかを弁別する色弁別閾はこの楕円のほぼ３倍の広がりを有している。いいかえれば、それぞれの楕円の３倍の範囲内に存在する色を用いれば厳密に同じ色を使用しなくても同じ色を使用したと認識する。
【００３１】
MacAdamの楕円の形状にみられるように色弁別閾は混同色線上のみに存在するのではなく楕円状の拡がりを有しており、言い換えれば混同色線に直交する直線上にも拡がりを有している。
したがって、混同色線上の検査と同様に中心点Ｃにおいて混同色線と直交する直線上に存在する色についても同様な検査を行えばより正確な検査結果を得ることができる。
【００３２】
この検査を行うためには装置の動作が規制されている必要がある。
そのために、表示装置の直線性を補正するγ補正、輝度の調整を検査開始前に行っておく。
【００３３】
以上の実施例はＣＲＴを用いる場合について説明したが、その理由は現段階ではＣＲＴのみが発光色について標準化されており、他の表示装置ＬＣＤ，ＰＬＤ，ＬＥＤ，ＥＬについては標準化されていないことによる。
しかしながら、これらの表示装置あるいはその他の表示装置についても発光色についての標準化がなされれば、本発明において使用可能であることはもちろんのことである。
また、精密な検査結果を必要としない場合には標準化されていない表示装置を使用することが可能である。
【００３４】
［MacAdamの楕円の利用例］
上述したように、MacAdamの楕円の３倍の範囲である色識別閾内に存在する色を人間は同じ色であると認識するため、各々の色についてMacAdamの楕円の３倍の範囲が分かれば、工業的あるいは表現的分野において使用する色についての条件が緩和される。
しかしながら、図６に示した「MacAdamの楕円」はわずか２５にすぎないが、当然のこととしてその数は色度図上に存在する無限色について、すなわち無限個存在する。
【００３５】
そのため、ある色について必要な色弁別閾を求め、その結果を工業的あるいは表現的分野で利用することは困難である。従来は試行錯誤によって色弁別閾を求めており、極めて非効率的である。
また、このようにして得られた色弁別閾は定性的なものにすぎず、定量的なものではないため、結果の転用はできずその都度求める必要がある。
【００３６】
この色弁別閾を求めるのに本発明の方法が利用可能であり、以下に簡単に説明する。
▲１▼  中心となる色Ｏをディスプレイに表示するためのＯに対応する２４ビットあるいは３０ビットのコンピュータデータを決定する。
▲２▼  Ｏを中心とする円Ｑ上に等間隔（図では１６）の点Ｑ1〜Ｑ16のコンピュータデータを求める。この場合円Ｑの直径は予想される「MacAdamの楕円」の長径よりもやや大きなものとする。
▲３▼  各々の直径を仮想の混同色線として扱って、標準的な色覚を有する被験者によって色識別可能な範囲Ｅ1〜Ｅ16を求める。これらの範囲はMacAdamによれば楕円(Ellipse)になる。
【００３７】
図７の利用例で適用する二分探索を図８で説明する。なお、この説明では被験者の操作には誤りがなく、自らの判断に対応する操作を正しく行ったものとして説明する。
この図においてＯ及びＱは各々図７に示された任意の直径上の仮想の混同色直線上に存在する点Ｏ及びＱ１，・・・である。また、各々１，１／２，１／４・・・と記載されている点はＯ点を０、Ｑ点を１とした場合に仮想の混同色直線Ｏ−Ｑ上に存在している点である。
【００３８】
（ａ）に示すのは被験者が点Ｏの色と点Ｑの色が異なると判断した場合であり、点Ｒ１，点Ｒ２と検査し最終的な色識別可能範囲として点Ｒを得る。
（ｂ）に示すのは被験者が点Ｏの色と点Ｑの色が異なると判断しなかった場合であり、その場合は色識別可能範囲は仮想の混同色直線Ｏ−Ｑの外にあることになる。その場合はＯ−Ｑ＝Ｑ−Ｒ１の点Ｒを定め、Ｑ−Ｒ１について（ａ）の場合と同様にして点Ｒ２，点Ｒ３と検査し最終的な色識別可能範囲として点Ｒを得る。
【００３９】
こうして得られた楕円の中の色の違いを人間は認識できないから、工業的分野あるいは印刷・テレビジョン等の表現的分野において使用する色を選択あるいは制限する場合に利用価値がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  色度図の説明図。
【図２】  色覚異常の説明図。
【図３】  色覚検査の説明図。
【図４】  表示画面例。
【図５】  二分探索法の説明図。
【図６】  MacAdamの楕円の説明図。
【図７】  応用例の説明図。
【図８】  応用例の二分探索法の説明図。
【符号の説明】
１  色度図曲線
２  ＣＲＴディスプレイによる色表現範囲
３  ＴＦＴ液晶ディスプレイによる色表現範囲
４  ＣＲＴディスプレイ
５，６  長方形
７  黒線
Ｃ，Ｏ  中心点
Ｐ，Ｄ，Ｔ  混同色中心
Ｍ  MacAdamの楕円
Ｑ  円
Ｅ  楕円
【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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