原著論文

86

光吸収フィルタ（遮光眼鏡）によるコントラスト変化
Contrast change with absorption filters
田中恵津子（杏林アイセンター）
小田 浩一（杏林アイセンター、東京女子大学

現代教養学部人間科学科）

Etsuko Tanaka（Kyorin Eye Center）
Koichi Oda（Kyorin Eye Center, Tokyo Woman's Christian University,
Dept. of Communication）

要旨：
目的：光吸収フィルタは、その波長透過特性によって、視対象の輝度そのものを下げたり、周囲との輝度コントラストに変化をもたらして視認性に影響する。本研究では光吸収フィルタによって生じる輝度やコントラスト変化が、対象の色によってどのように異なるかを定量的に観察した。方法：
マンセル色票 25 枚 (JIS 色名帳 ( 高彩度編 ), 財団法人日本色彩研究所 ) を、色評価用蛍光ランプで照明し、光吸収フィルタ ( 東海光学 CCP-YL, FL, YG) あり条件となし条件で輝度測定した。また、白または黒の背景色と各色票とのコントラストを計算しフィルタによる変化を比較した。結果と考察：
フィルタによる色票の輝度低下は短波長を主成分とする色 ( 青 ) で最大の低下が (YL 50%, FL 47%,YG 70%)、長波長を主成分とする色 ( 赤 ) で最小の低下 (YL 20%, FL 38%, YG 61%) がみられた。
コントラストは、白背景では、青・緑の色票で上昇する一方で、赤・黄の色票で低下した。反対に黒背景では、青・緑色票で低下、赤・黄色票でコントラストが上昇した。光吸収フィルタによるコントラスト変化はいつも改善されるとは限らず、フィルタの波長透過特性と視対象の色によって異なる。

キーワード ： 光吸収フィルタ

遮光眼鏡

輝度コントラスト色Abstract

Purpose: Absorption filters or tinted lenses, which improve vision by reducing the luminance oftargets and stray light, and possibly by enhancing the contrast of targets, are well-known low
vision aids in Japan. The aim of this study is to determine the amount of luminance and contrast
change for differently colored targets when absorption filters are used and the color dependenceof these changes. Methods: Twenty-five Munsell color chips were illuminated by FLR20SW/
MA (Toshiba), and the luminance of each chip with and without absorption filters was recorded.
The three filters used were CCP-YL(orange), CCP400-FL(light brown) and CCP-YG(dark yellow).
The Michelson contrast was calculated for each chip against either a white or black background.
Results and Discussion: Reflecting the spectral transmission properties of the filters, theluminance reduction was large with short-wave colors, YL 50%, FL 47%, YG 70%, and small withlong-wave colors, YL 20%, FL 38%, YG 61%. Against a white background, the contrast of the
連絡先：ets@lab.twcu.ac.jp

受稿：2012/1/24

受理：2012/5/1

田中・小田視覚リハ研究1（2） 87

blue and green chips increased whereas that of the yellow and red chips decreased. The size ofthese contrast changes was ± 6%. Against black background, however, the contrast of the blueand green chips decreased and that of the yellow or red chips increased. The contrast changebrought about by a filter is not always in the direction of enhancement but is dependent on boththe spectral characteristics of the filter and that of visual targets.

Key Words：absorption filter, tinted lenses, luminance, contrast, color

1．はじめにる研究は、多く報告されているが（Eperjesi etal., 2002; Wolffsohn et al., 2002; 阿曽沼・不光吸収フィルタは、眼に入射する光の光量を二門 , 2007）、客観的な指標をもとに適した下げ、また波長特性を変化させるフィルタであフィルタの種類まで割り出していけるほどの知る。ロービジョン患者が光吸収フィルタ（遮光見までは得られていない。

眼鏡）によって見やすくなる、あるいは不快

本研究では、患者の眼内環境や感度特性の要感が減る、と感じるには、この眼内へ入る入因を分析する前段階として、光吸収フィルタに射光の物理変化に加えて、瞳孔径（Chung &よっておこる刺激の物理的なコントラストの変Pease, 1999）の影響や、乱反射の原因となる化を量的に測定することを目的とした。
これは、物質や構造（Boyce & Sanford, 2000）といっロービジョンケアの臨床場面で、フィルタをかた、光が眼内に入ってから受容細胞に到達するけることで生じる見えの変化をより明確に理解までの環境の影響もある。さらに受容細胞以降するのに必要と考えたからである。視認性の改の視覚処理機構の特性が直接的に見えに反映さ善の理由として、フィルタによる視対象の輝度れる場合もある。特に後者については、その機コントラストの改善があるという想定は一般的序については完全には解明されないまま現象だなものと思われるが、フィルタの分光特性を考け確認されているものも含まれる。例えば、黄えるとコントラストの変化は単調なものである色に対してより明るく感じる感覚特性（Kelly,はずがない。測定対象は，様々な視対象に対応

1990; Rabin & Wiley, 1996; Wolffsohn etさせるため，マンセル表色系の全色相を含む色al., 2000）や、黄色フィルタによって空間周票セットを使用し，できるだけ多くの種類の波波数中間帯域のコントラスト感度が上昇した

長分布を含むようにした．光吸収フィルタは、り（de Fez et al., 2002）、検出時間が短縮

日本国内で頻用される東海光学遮光眼鏡シリーされたりする特性（Kinney et al., 1983）、高ズの中から波長特性の異なる３種類のフィルタ

齢者や網膜色素変性患者の暗順応を助ける特を選択した。

性（Collins, 1989; Lynch & Brilliant, 1984;
Van den Berg, 1990）、錐体細胞が障害されると光量増加で羞明感覚が生じる特性（田中 ,2010）、などがある。

2.

方法

マンセル色票 25 枚（JIS 色名帳（高彩度編）の「あざやかな」の配列、財団法人日本色彩研

ロービジョンケアの臨床では、ロービジョ

究所製作）（表 1）と背景色の白領域の輝度を、ン患者の眩しさへの対応として光吸収フィル

光吸収フィルタを通した条件と通さない条件でタ（遮光眼鏡）は頻繁に利用されるが、選定方計測した。測定対象を照明する光源は色評価法が客観的データではなく患者自身の自覚的快用白色蛍光ランプ（東芝社製 FLR20SW/ MA）適さに依るところが多いことが問題視されていを、測光用の輝度計は Minolta 社製 LS-110 をる。患者の自覚的快適さを反映する指標を探使用した。光源の相関色温度は 4200K、平均

88

図１

フィルタの波長透過特性計測に使用したフィルタ、東海光学社製 CCP-YL,CCP400-FL, CCP-YG の波長透過特性。（東海光学）算出した。

3.

結果

3.1.

フィルタによる色票の輝度変化フィルタを通すと、程度には差があるもののすべての色票で輝度が低下した。25 種類のすべての色票（背景色の白は除く）の平均輝度は、YL 条件ではフィルタなしの 68.8% に、FL 条
件では同 58.1% に、YG 条件では同 35.5% に低下した。背景色の白は、YL 条件ではフィルタなしの 66.4% に、FL 条件では同 57.8% に、YG 条件では同 35.6% に低下した。
表１

測定に使用した色票

輝度低下の度合いが色票間でどれだけ違うかを調べるために、フィルタなしの輝度値を１としたときの透過率をフィルタごとに図２にまと演色評価数（Ra）は 97 であった。光吸収フィめた。透過率の上下限は、それぞれ、YL では

ルタは東海光学社製 CCP-YL（オレンジ系）,50.2%（10B（ 青 ）） ～ 80.3%（10R（ 赤 ））、CCP400-FL（茶色系）, CCP-YG（濃い黄色系）FL では 52.9%（10B（青）～ 62.4%（10R（赤））、の３種類を使用した。各フィルタの波長透過特YG では 29.1%（5B（緑味の青）,10B（青））性は図１に示す。

～ 38.6%（10R（赤））であった。いずれのフ輝度測定は各条件７回とし、中央５値の平均

ィルタも短波長を主成分とする青系の色票条件値を代表値とした。フィルタによる輝度コント（側垣 , 1989）で最低の透過率、長波長を主成ラストの変化は、背景色白または黒と各色票の分とする赤系の色票条件で最高の透過率を示し輝度からマイケルソンコントラストを計算してていたが、両者の輝度透過率の差がもっとも大フィルタの有無の間で比較した。背景色の輝度きかったのは YL であった。

は、白は実測値を用い、黒は、フィルタなし条

各色票の輝度は、ほとんどが平均値同様 YL,件では 3cd/m2 を、フィルタあり条件ではそのFL, YG の順番で輝度が低くなった。10B（青），値にそれぞれ白の透過率を適用し理論値として5B（緑味の青），10BG（青緑），5BG（青緑）

田中・小田視覚リハ研究1（2） 89

CCP-YL
CCP-FLCCP-YG（フィルタなし）

輝度（相対値）

10.80.6▲

0.40.20青10B 5B

緑赤黄色
図２

紫G G 0G 5G GY GY GY 10Y .5Y 5Y YR YR 10R .5R .5R RP RP 10P .5P 5P 0PB 5PB 5PB (白)777 2 10 51 7. 2.
10 5
10B 5B 1
10 7.5 5票

フィルタ条件による色票の輝度の違い測定した各色票の輝度を、フィルタ条件ごとにプロットしたグラフである。シンボルの違いはフィルタの違いを表しており、○は YL、△は FL、□は YG 条件を、シンボルなしはフィルタなし条件を示す。プロットはフィルタなしを１としたときの輝度比率である。色票条件の並びは、青から赤までは波長に対応する順番に相当するが、紫色は、それに従ってはいない。の青系の色票で FL 条件が YL 条件より輝度がィルタを通すことで上昇し、マンセルの色相 R高くなっているところがあるが、FL が短波長を含む色票（赤色系）とのコントラストは低下側で YL より高い波長透過特性を持つ（図１）した。コントラストの上昇と低下が切り替わることが反映していると考えられた。

色票は３つのフィルタでほぼ一致していた。コ

3.2.

ントラスト変化の量は、今回の実測値の中では、輝度コントラストの変化白背景および黒背景と各色票との間で生じ上昇も低下も YL で最も顕著で、白背景条件でる輝度コントラストを算出し、フィルタなしは最大で約±６% の変化がみられた（10R（黄条件と各フィルタ条件のコントラストの差を味の赤）と白条件のコントラスト変化で 6.3%求めた（図３a, b）。平均輝度を、背景およびの低下、10BG（青緑）と白の変化で 5.9% のフィルタごとに全色票の平均値としてまとめ上昇）。フィルタによる輝度低下の割合を色票ると、白背景（フィルタなし : 64.6 ± 8.5cd/間で比較したときに、YL ではその差が最も大m ,, YL: 43.0 ± 6.2, FL: 37.4 ± 5.1, YG:

きく（図２）、この特性が反映したものと考え23.0 ± 3.3）
、黒背景（フィルタなし : 15.6 ±られた。また、YG は FL より短波長主成分系

8.5, YL: 10.5 ± 6.2, FL: 8.4 ± 5.0, YG: 5.2での白背景に対するコントラスト上昇が高い± 3.2）であった。図３に示した棒グラフでは、が、長波長主成分系の色でのコントラスト低下

上向きの部分がフィルタを介したことでコントは同等に押さえられていた。色票の透過率と背ラストが上昇したことを、下向きがフィルタに景色の透過率との差が短波長主成分系の色票でよってコントラストが下がったことを示していは YG の方が FL より大きかったためと考えらる。同じ背景でも色票によってコントラストがれた。

2

上昇する色条件、低下する色条件があることがわかった。

一方で、背景を黒にすると、フィルタによるコントラスト変化の極性は背景を白にした場合

白背景の場合は、全フィルタ条件とも、マンの逆になった。短波長主成分系の色と黒の組みセルの色相 B を含む色票（青色系）や色相 G合わせでは、フィルタを通すことでコントラスを含む色票（緑色系）とのコントラストはフトが低下し、長波長主成分系のコントラストが

90

図3a

図3b

図３

背景とフィルタ条件による各色票のコントラスト変化

フィルタをかけることで各色標と背景とのコントラストがどのように変化するかをプロットしたグラフで、(a) は背景が白、(b) は背景が黒の場合である。白背景の輝度は実測値、黒背景の輝度はフィルタなし条件で 3cd/m2 を当てはめ、透過率は白の透過率を適用して算出した。

若干上昇した。

4.

考察

4.1 フ ィルタによる輝度変化とコントラスト変化を想定すると、これらの数値は、それぞれのフィルタによって視界内に生じる全体的な輝度低下の程度を予測するものであり、選択時の有用な情報の一つとなると考えられた。メーカが各フィルタに対して提示している「視感透過率」

短波長カットの特性を持つ光吸収フィルタをは、今回の実測値とほぼ一致した数値であった。

通したときの色票の輝度変化は、フィルタの波

視感透過率は波長ごとに分光視感効率とフィル長透過特性（図 1）を反映して、それぞれ低下タの分光透過率を掛けて積分したものを分光視の度合いが異なった。輝度変化をフィルタなし感効率関数の積分値で除したものであるが、臨の輝度に対する比率でみると（図 2）、今回使床場面では、フィルタによる輝度変化の予測値

用した 25 色票の平均は、YL では 68.8%、FLとして視感透過率が目安になると考えられた。

では 58.1%、YG では 35.5% であった。これフィルタがコントラストに及ぼす影響をみらは、それぞれ同フィルタ内の白色条件の輝度ると、色相によって背景とのコントラストの比率とほぼ一致した。フィルタ使用の臨床場面変化の仕方が異なった（図３）。マンセルの色田中・小田
相 B を含む色票（青色系）や色相 G を含む色視覚リハ研究1（2） 91することが考えられる。

票（緑色系）と白背景とのコントラストはフィ

コントラストの変化は、波長による透過率のルタによって上昇する一方で、マンセルの色相違いによって生じた。長波長カット、バンドパ

R を含む色票（赤色系）と白背景では低下しス型なども考え得る中、光吸収フィルタの殆どた。つまり、輝度低下の度合いが相対的に大きは短波長カットの特性を持つ。短波長カットでい青色系、緑色系と、それより明るい色やそれあることの利点について先行研究では、瞳孔より輝度低下の度合いが相対的に小さい色と対は短波長の光量に敏感に反応するのでそれを比する領域では、フィルタによってコントラスカットすると瞳孔径が広く明るさが保たれる

トは上昇し（Luria, 1972; Steen et al., 1993;（Chung & Pease, 1999）ことや、ベイリング

Wolffson et al., 2000; Wolffson et al., 2002）

効果の低減（Yap, 1984; Zigman, 1990）があ、輝度低下の度合いが相対的に小さい赤色系とるという報告、または黄色に対してより明るそれより明るい色が対比する領域ではコントラく感じる感覚特性がある（Kelly, 1990; Rabin

ストは低下すると考えられる。例えば、青空の& Wiley, 1996; Wolffsohn et al., 2000）とい中にある白い建物や、緑の葉の上の赤や白の花う報告がある。しかし、ベイリング効果に関しといった領域のコントラストは上昇するが、赤ては、Rayleigh 散乱として知られる「波長よい夕焼け空を背景にした白い建物や、白地に赤り小さな粒子による短波長光優位の散乱」は文字で書かれた看板などは、コントラストは低眼内においては当てはまらないという報告も下する。一方、各色票と組み合わせる色を明色あり（Whitaker & Steen, 1993; Steen et al.,ではなく暗色にした場合は、コントラスト変化

1993）、必ずしも短波長カットである必要は明は前述とは逆の方向になり、定性的には、青やらかにされてはいない。光吸収フィルタを利用

緑と暗色の領域ではコントラストは低下、赤とする場面での景観の色相が、青や緑が暗くなる暗色の領域は上昇する（図 3b）。このようなフことでコントラスト上昇が生じるバランスで存ィルタによるコントラスト変化が、光吸収フィ在している可能性や、利用者側の感度特性をふルタ使用者の見えに少なからず関係している可

まえた視点で、今後さらに着目していく必要が能性がある。

あると考える。

コントラストの変化量を観察すると、今回使

4.2

ロービジョンケア臨床への応用用したフィルタの中では、YL 使用時に最大値ロービジョン患者が訴えるまぶしさへの対応を示し、上昇も低下もフィルタなしのコントラとして、光吸収フィルタは頻用されるが、そのストより６% 程度の変化がみられた。コント

選定には本人の自覚判断に依るところが大きラスト変化の絶対量とそれが見えに及ぼす大きい。これには、効果をもたらす機序が完全にはさについては、個々の感度とその場にある色の明らかになっていないこと、客観的評価に有効配列によって異なるので解釈は難しいが、輝度な指標が明確にならないこと、そして、本人がコントラストの閾上弁別閾値は、一般的に、極日常生活内で使用する視環境を病院や販売店と端に低いコントラスト条件をのぞけば、もともいった環境では再現することができず効果を予とコントラストが低い対象のものほど弁別閾測しにくいことが関係している。選定の基準を値が低く、僅かなコントラスト上昇が見えに患者本人の自覚応答に頼るとしても、ロービジ反映することが知られている（Burton, 1981;

ョンケア担当者は、光吸収フィルタの特性を可Legge & Kersten, 1987）。ベースがより低コ能な限り選定に活用すべきであろう。今回測定

ントラストの領域に着目するとコントラストのした、フィルタによって色票の輝度がどう変化変化は知覚されやすいということになる。一般するかという物理特性は、光吸収フィルタによ的に ND フィルタよりも光吸収フィルタが好まる見えの変化の一部を理解するための知識としれる理由の一つとして、このような視野内の部て重要だと考える。

分的に生じるコントラスト上昇を使用者が知覚

具体的には、光吸収フィルタをかけると、視92
界内の対象の配色によってコントラストが上昇するだけでなく、低下もすることがあるということである。ロービジョンの補助具として頻用される短波長カットフィルタの場合は、青緑系の色＋白などの明るい色の配色と、赤系の色＋黒などの暗い色の配色については、フィルタなしの状態でみるよりもコントラストが上昇し視認性が高まる。一方、青緑系の色＋暗い色の配色と赤系の色＋明るい色の組み合わせではコントラストが低下し視認性が下がるのである。この特性や原理は、臨床現場においても着目する意義は高い。補助具として光吸収フィルタを選定する際には、見やすくなる配色と見えにくくなる配色の組み合わせがあり、それがどのようなものかについて使用者に説明することは重要であろう。

５.

まとめ

光吸収フィルタ（遮光眼鏡）は、短波長カットの波長透過特性を反映して、入射光の輝度そのものを低下させると同時に、視対象のコントラストを変化させるが、いつもコントラストが改善されるわけではない。
「短波長を主成分とする色（青など）と明色」「長波長を主成分とする色（赤など）と暗色」の組み合わせではコントラストが強調され、「長波長を主成分とする色（赤など）と明色」「短波長を主成分とする色（青など）と暗色」では反対にコントラストが低下する。

文献1）阿曽沼早苗・不二門尚（2007）遮光眼鏡とロービ
ジョン .  新しい眼科 , 24（9）, 179-186.
2）Boyce, P. R. & Sanford, L. J.（2000）Lightingto Enhance Visual capabilities. In Silverstone,B., Lang, M. A., Rosenthal, B. P. & Faye, E.
E.（Eds.）, The Lighthouse Handbook on Vision
Impairment and Vision Rehabilitation, Oxford
University Press, New York, 617-636.
3）Burton, G. J.（1981）Contrast Discrimination by
the human visual system, Biological Cybernetics ,40（1）, 27-38.
4）Chung, S. T. L. & Pease, P. L.（1999）Effectof Yellow Filters on Pupil Size.  Optometry andVision Science , 76（1）, 59-62.

5）Collins, M.（1989）The onset of prolonged glare
recovery with age. Ophthalmic and PhysiologicalOptics , 9, 368-371.
6）de Fez, M. D., Luque, M. J. & Viqueira,  V.（2002）  Enhancement of Contrast Sensitivity and Lossesof Chromatic Discrimination with Tinted Lenses.  
Optometry and Vision Science , 79（9）, 590597.
7）E perjesi, F., Fowler, C. W. & Evans, B. J. W.
（2002）Do tinted lenses or filters improve visualperformance in low vision?   A review of theliterature. Ophthalmic and Physiological Optics ,22, 68-77.
8）Kelly, S. A.（1990）Effect of yellow-tinted lenses
on brightness. Journal of the Optical Society ofAmerica. A , 7（10）, 1905-1910.
9）Kinney, J. A. S., Schlichting, C. L., Neri, D. F. &Kindness, S. W.（1983）Reaction Time to Spatial
Frequencies Using Yellow and LuminanceMatched Neutral Goggles.American Journal ofOptometry and Physiological Optics , 60（2）,132-138.
10）Legge, G. E. & Kersten, D.（1987）Contrast
discrimination in peripheral vision. Journal of theOptical Society of America . A, 4（8）, 15941598.
11）L uria, S. M. （1972） Vision with Chromatic
Filters. American Journal of Optometry andArchives of American Academy of Optometry ,49, 818-829.
12）Lynch, D. & Brilliant, R.（1984）An evaluationof the Corning CPF550 lens. OptometricMonthly , 75, 36-42.
13）日本色彩研究所（2002）JIS 色名帳 [ 第２版 ]. 日
本規格協会 JIS 色名帳委員会（監修）, 財団法人
日本規格協会 , 東京 .
14）Rabin, L.T.C.J. & Wiley, R.（1996）Differencesin apparent contrast in yellow and white light.  
Ophthalmic and Physiological Optics , 16（1）,68-72.
15）側 垣博明・高浜幸太郎・納谷嘉信（1989）マン
セル色票の分光反射率分布の推定 . 日本色彩学会
誌 , 13（2）, 150-152.
16）Steen, R., Whitaker, D., Elliott, D. B. & Wild, J.
M.（1993）Effect of filters on disability glare.  
Ophthalmic and Physiological Optics , 13（4）,371-376.
17）田 中伸茂（2010）特集 眼が眩しい - 網脈絡膜疾患 . あたらしい眼科 , 27（5）, 607-612.
18）東海光学株式会社「遮光プラスチックレンズ : 遮光眼鏡商品ラインナップ : EyeLife（遮光眼鏡）: 東海光学株式会社」<http://www.tokaiopt.jp/lens/lens5s.php>, 2012.4.25 アクセス .
19）Whitaker, D. & Steen, R.（1993）Light Scatterin the Normal Young, Elderly, and Cataractous
Eye Demonstrates Little Wavelength田中・小田
Dependency. Optometry and Vision Science , 70（11）, 963-968.
20）Van den Berg, T. J. T. P.（1990）Red glasses
and visual function in retinitis pigmentosa.
Documenta Ophthalmologica , 73, 255-274.
21）Wolffsohn, J. S., Cochrane, A. L. , Khoo, H.,
Yoshimitsu, Y. & Shirley, W. U.  （2000）
Contrast Is Enhanced by Yellow Lenses
Because of Selective Reduction of shortWavelength Light. Optometry and Vision
Science , 77, 73-81.

視覚リハ研究1（2） 9322）W olffsohn, J. S., Dinardo, C. & Vingrys, J.
（2002）Benefit of coloured lensees for agerelated macular degeneration. Ophthalmic andPhysiological Optics , 22, 300-311.
23）Yap, M.（1984）The effect of a yellow filtero n c o n t r a s t s e n s it iv it y . Ophthalmic andPhysiological Optics , 4, 227-232.
24）Zigman, S.（1990）Vision enhancement usinga short wavelength light-absorbing filter. Optometry
and Vision Science , 67, 100-104.