色弁別補助装置
【課題】色覚異常者に対する補助道具として用いられている静的な色フィルタ手法では、裸眼時には区別できた色の組み合わせが、逆に装着後には区別が困難になる（仮性同色となる）色の組み合わせが存在していた。【解決手段】 フィルタ自体の色特性を可変にして、フィルタの透過特性を知覚可能な速さで変化させることにより、その２種類の状態より、視覚対象物の知覚色が色彩あるいは輝度の変化として知覚されるため、使用者が客観的な色名を判断する際の有力な情報とすることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色覚異常者（各種色弱、色盲）の補助装置に関するものである。より詳しくは、特定の色（複数の波長の組み合わせも含む）の透過率を選択的に変化させる素子を用いて色弁別の能力を補助するものである。代表的な形態としては眼鏡状となる。
【背景技術】
【０００２】
これまで、色覚補正眼鏡などの名称で、色覚異常の矯正用道具として着色した眼鏡および着色したコンタクトレンズに関する特許・実用新案が多く出されている。これらの原理の本質は、着色したフィルタ、すなわち、特定の波長の光を吸収あるいは反射するフィルタを通すことにより、裸眼時において仮性同色（混同色）となる色のスペクトルを変化させ、仮性同色を区別しやすくするものである。
【０００３】
また特定波長の光フィルタ機能を電子的に制御するものとして下記特許文献１があり、テレビ画面などの表示装置を見る際に、液晶を用いた色フィルタに電圧を印加するようにし、その印加電圧を調整して利用者にとって適度なフィルタ特性を設定可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６８０８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原理的に上記補助道具の透過特性等は静的なものであり、そのため裸眼時には区別できた色の組み合わせが、逆に装着後には区別が困難になっている（仮性同色となって）色の組み合わせが存在する。つまり、これまでの静的な如何なるフィルタにおいても本質は同じであり、裸眼時に区別が困難であった特定の色範囲をフィルタで別の領域に移しているにすぎないのである。
【０００６】
上記の特許文献１においても、一度調整した以降は固定した着色フィルタを装着しているのと同じであるので、前記の弊害は避けられない。単にテレビ視聴の補助だけであれば重大な問題になることは少ないが、屋内外での生活で色弁別が不十分なためによる不便や危険を十分に軽減することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、特定の色の透過率を選択的に制御可能な光学手段と、該光学手段に制御信号を与える制御手段と、該制御手段の動作を指示する操作手段を備え、前記制御信号は周期的繰り返しの選択制御するよう出力するかあるいは単一パルス的に選択制御するよう出力され、該周期的繰り返し選択制御および該単一パルス的選択制御は、本装置の使用者が知覚可能な周期あるいは時間幅で行われることを特徴とする色弁別補助装置に関する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記光学手段は互いに異なる複数の光学特性を切替え可能な液晶素子であることを特徴とする請求項１記載の色弁別補助装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、フィルタを交換すること無くフィルタ自体の色特性が可変であるので、フィルタの透過特性を知覚可能な速さで変化、あるいは、その変化を周期的に変調することにより、その２種類の状態より、特定の波長を多く含む領域の知覚色が色彩あるいは輝度の変化として知覚されるため、使用者が客観的な色名を判断する際の有力な情報とすることが可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、本装置を簡単にかつ安価、軽量に実現することが可能となる。
【００１１】
透過分光特性を動的に制御できる液晶素子の具体例としては、二色性色素を混合させた液晶素子（ゲストホスト型）、カイラル液晶などにおいて自発的に形成される螺旋周期構造やホログラフィック高分子分散型液晶素子などのように人工的に形成した周期構造に起因する波長選択性の反射を用いる液晶素子、複屈折効果を用いる液晶素子（電界制御複屈折型、超ねじれネマチック液晶、スメクチック液晶など）、現在主流の民生用ディスプレイのようにマトリックス表示とマイクロカラーフィルタ技術を用いた液晶素子などが利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による色弁別補助装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明にかかる色弁別補助装置の一実施形態を示す図である。なお、眼球（４）は装置使用者の眼を模式的に示したものである。図１に示される如く、実施形態における色弁別補助装置は、電気的に透過分光特性を制御できる光学フィルタ（１）と、光学フィルタ（１）に印加する電圧を制御する印加電圧制御部（２）と、印加電圧制御部の動作を操作する操作部（３）を備えている。印加電圧制御部（２）と操作部（３）は外観上区別がつかないような一体型、あるいは、使用者の利便性を考え、分離した形態が考えられる。その場合、印加電圧制御部（２）と操作部（３）の接続は有線あるいは無線技術の利用が可能である。
【００１４】
印加電圧制御部（２）は素子駆動用の電圧を発生させる。眼鏡に応用する場合で左右のフィルタを独立に駆動したい場合は、二系統用意する。また、素子が積層されている場合、それぞれの系統において、積層した各素子が独立駆動できる回路になっている必要がある。
【００１５】
光学フィルタ（１）は、２色性色素を混合した液晶、すなわち、ゲストホスト型液晶素子を用いることが出来る。その場合、異なる波長を制御対象にしたゲストホスト型液晶素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。例えば、シアン、マゼンダ、イエローの２色性色素を用いた三種類の素子を積層させると、減法混色の原理により多くの知覚色を制御できることになる。
光学フィルタ（１）は、液晶素子中の周期構造（例えば、カイラル液晶の自発的に形成される螺旋構造やホログラフィック高分子分散型液晶素子のように人工的に形成した周期構造）による特定波長の光の反射を利用する素子を用いることが出来る。特性の異なる素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。
光学フィルタ（１）は、偏光子と組み合わせて液晶の複屈折変化により透過光の色の変化を利用する液晶素子を用いることが出来る。一例としては、電界制御複屈折型液晶、超ねじれネマチック液晶、スメクチック液晶を用いたものなどが利用できる。特性の異なる素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。また、電界制御複屈折型液晶においては印加電圧を調節することにより同一素子で制御対象波長を変更できる。
光学フィルタ（１）は、民生用液晶ディスプレイのように素子を空間的に微細なＲＧＢ各色を制御する領域に分割し、加法混色の原理で透過光の色を制御する液晶素子を用いることが出来る。
【００１６】
図１は使用者がある対象物（５）を観察している模式図である。対象物（５）と使用者の眼（４）の間に光学フィルタ（１）を設置する。すなわち、使用者は光学フィルタ（１）を通して対象物（５）を見ていることになる。
用途によって、光学フィルタ（１）などの装置を眼鏡型にし、使用者の頭部で保持する形態、シート状に使用者が手で保持する形態、シート状のフィルタをスタンドなどで自立させる形態などが考えられる。
【００１７】
使用者が対象物（５）を観察し、色の弁別に不安を抱いたとき、操作部（３）を操作し光学フィルタ（１）の透過分光特性を変化させる。その結果、眼（４）に入ってくる像は光学フィルタ（１）の特性変化を受け、使用者は光学フィルタ（１）で変調される色を多く含んだ領域を輝度変化あるいは色変化として知覚される。
もちろん既に説明したように、複数の素子を積層することにより、一つの光学フィルタで複数の色に対応できる。また空間的に三原色に対応する領域に分割した素子でも同じように複数の色に対応できる。
【００１８】
本発明により、環境に応じていく種類ものレンズの脱着を繰り返す事無く、電気的にフィルタの特性を変化させ、使用者の色弁別を補助する事が可能となる。すなわち、単一パルス的な変化、あるいは、周期的なフィルタ特性変化を生じさせることにより、特定の色がそのタイミングあるいは周期で明滅し、周期的な強度・色彩変化として色の情報を使用者に伝える事が可能となる。
通常、２種類の画像として識別可能な繰り返し周期は、おおよそ１０Ｈｚ以下である。すなわちそれ以上速い速度では人間の視覚の残像効果で１枚の画像に見えてしまう。また単一パルス的表示時間ではおおよそ０．２秒以上が必要である。
【００１９】
本発明に係る眼鏡において、左右のフィルタ特性を異なる状態に制御し、両眼の知覚差を色弁別に用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は特定の色透過率を変化させられる液晶と、その透過率を選択的に制御させる駆動回路により簡単に構成することができるので、屋内外に関わらず簡便に携帯し使用できる。また使用者は色弁別結果に自信が持てなくなったときに、専用の眼鏡を付け外しして確認する必要がないので、精神的な負担からも開放される。装置も前述したように構成が簡単なので実用化する上で特に大きな障害となるものはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による色弁別補助装置の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 光学フィルタ２ 印加電圧制御部３ 操作部４ 使用者の眼５ 視覚対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色覚異常者（各種色弱、色盲）の補助装置に関するものである。より詳しくは、特定の色（複数の波長の組み合わせも含む）の透過率を選択的に変化させる素子を用いて色弁別の能力を補助するものである。代表的な形態としては眼鏡状となる。
【背景技術】
【０００２】
これまで、色覚補正眼鏡などの名称で、色覚異常の矯正用道具として着色した眼鏡および着色したコンタクトレンズに関する特許・実用新案が多く出されている。これらの原理の本質は、着色したフィルタ、すなわち、特定の波長の光を吸収あるいは反射するフィルタを通すことにより、裸眼時において仮性同色（混同色）となる色のスペクトルを変化させ、仮性同色を区別しやすくするものである。
【０００３】
また特定波長の光フィルタ機能を電子的に制御するものとして下記特許文献１があり、テレビ画面などの表示装置を見る際に、液晶を用いた色フィルタに電圧を印加するようにし、その印加電圧を調整して利用者にとって適度なフィルタ特性を設定可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６８０８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原理的に上記補助道具の透過特性等は静的なものであり、そのため裸眼時には区別できた色の組み合わせが、逆に装着後には区別が困難になっている（仮性同色となって）色の組み合わせが存在する。つまり、これまでの静的な如何なるフィルタにおいても本質は同じであり、裸眼時に区別が困難であった特定の色範囲をフィルタで別の領域に移しているにすぎないのである。
【０００６】
上記の特許文献１においても、一度調整した以降は固定した着色フィルタを装着しているのと同じであるので、前記の弊害は避けられない。単にテレビ視聴の補助だけであれば重大な問題になることは少ないが、屋内外での生活で色弁別が不十分なためによる不便や危険を十分に軽減することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、特定の色の透過率を選択的に制御可能な光学手段と、該光学手段に制御信号を与える制御手段と、該制御手段の動作を指示する操作手段を備え、前記制御信号は周期的繰り返しの選択制御するよう出力するかあるいは単一パルス的に選択制御するよう出力され、該周期的繰り返し選択制御および該単一パルス的選択制御は、本装置の使用者が知覚可能な周期あるいは時間幅で行われることを特徴とする色弁別補助装置に関する。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記光学手段は互いに異なる複数の光学特性を切替え可能な液晶素子であることを特徴とする請求項１記載の色弁別補助装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、フィルタを交換すること無くフィルタ自体の色特性が可変であるので、フィルタの透過特性を知覚可能な速さで変化、あるいは、その変化を周期的に変調することにより、その２種類の状態より、特定の波長を多く含む領域の知覚色が色彩あるいは輝度の変化として知覚されるため、使用者が客観的な色名を判断する際の有力な情報とすることが可能となる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、本装置を簡単にかつ安価、軽量に実現することが可能となる。
【００１１】
透過分光特性を動的に制御できる液晶素子の具体例としては、二色性色素を混合させた液晶素子（ゲストホスト型）、カイラル液晶などにおいて自発的に形成される螺旋周期構造やホログラフィック高分子分散型液晶素子などのように人工的に形成した周期構造に起因する波長選択性の反射を用いる液晶素子、複屈折効果を用いる液晶素子（電界制御複屈折型、超ねじれネマチック液晶、スメクチック液晶など）、現在主流の民生用ディスプレイのようにマトリックス表示とマイクロカラーフィルタ技術を用いた液晶素子などが利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による色弁別補助装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明にかかる色弁別補助装置の一実施形態を示す図である。なお、眼球（４）は装置使用者の眼を模式的に示したものである。図１に示される如く、実施形態における色弁別補助装置は、電気的に透過分光特性を制御できる光学フィルタ（１）と、光学フィルタ（１）に印加する電圧を制御する印加電圧制御部（２）と、印加電圧制御部の動作を操作する操作部（３）を備えている。印加電圧制御部（２）と操作部（３）は外観上区別がつかないような一体型、あるいは、使用者の利便性を考え、分離した形態が考えられる。その場合、印加電圧制御部（２）と操作部（３）の接続は有線あるいは無線技術の利用が可能である。
【００１４】
印加電圧制御部（２）は素子駆動用の電圧を発生させる。眼鏡に応用する場合で左右のフィルタを独立に駆動したい場合は、二系統用意する。また、素子が積層されている場合、それぞれの系統において、積層した各素子が独立駆動できる回路になっている必要がある。
【００１５】
光学フィルタ（１）は、２色性色素を混合した液晶、すなわち、ゲストホスト型液晶素子を用いることが出来る。その場合、異なる波長を制御対象にしたゲストホスト型液晶素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。例えば、シアン、マゼンダ、イエローの２色性色素を用いた三種類の素子を積層させると、減法混色の原理により多くの知覚色を制御できることになる。
光学フィルタ（１）は、液晶素子中の周期構造（例えば、カイラル液晶の自発的に形成される螺旋構造やホログラフィック高分子分散型液晶素子のように人工的に形成した周期構造）による特定波長の光の反射を利用する素子を用いることが出来る。特性の異なる素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。
光学フィルタ（１）は、偏光子と組み合わせて液晶の複屈折変化により透過光の色の変化を利用する液晶素子を用いることが出来る。一例としては、電界制御複屈折型液晶、超ねじれネマチック液晶、スメクチック液晶を用いたものなどが利用できる。特性の異なる素子を積層することにより、複数の波長を同時に制御できる光学フィルタとして用いることが出来る。また、電界制御複屈折型液晶においては印加電圧を調節することにより同一素子で制御対象波長を変更できる。
光学フィルタ（１）は、民生用液晶ディスプレイのように素子を空間的に微細なＲＧＢ各色を制御する領域に分割し、加法混色の原理で透過光の色を制御する液晶素子を用いることが出来る。
【００１６】
図１は使用者がある対象物（５）を観察している模式図である。対象物（５）と使用者の眼（４）の間に光学フィルタ（１）を設置する。すなわち、使用者は光学フィルタ（１）を通して対象物（５）を見ていることになる。
用途によって、光学フィルタ（１）などの装置を眼鏡型にし、使用者の頭部で保持する形態、シート状に使用者が手で保持する形態、シート状のフィルタをスタンドなどで自立させる形態などが考えられる。
【００１７】
使用者が対象物（５）を観察し、色の弁別に不安を抱いたとき、操作部（３）を操作し光学フィルタ（１）の透過分光特性を変化させる。その結果、眼（４）に入ってくる像は光学フィルタ（１）の特性変化を受け、使用者は光学フィルタ（１）で変調される色を多く含んだ領域を輝度変化あるいは色変化として知覚される。
もちろん既に説明したように、複数の素子を積層することにより、一つの光学フィルタで複数の色に対応できる。また空間的に三原色に対応する領域に分割した素子でも同じように複数の色に対応できる。
【００１８】
本発明により、環境に応じていく種類ものレンズの脱着を繰り返す事無く、電気的にフィルタの特性を変化させ、使用者の色弁別を補助する事が可能となる。すなわち、単一パルス的な変化、あるいは、周期的なフィルタ特性変化を生じさせることにより、特定の色がそのタイミングあるいは周期で明滅し、周期的な強度・色彩変化として色の情報を使用者に伝える事が可能となる。
通常、２種類の画像として識別可能な繰り返し周期は、おおよそ１０Ｈｚ以下である。すなわちそれ以上速い速度では人間の視覚の残像効果で１枚の画像に見えてしまう。また単一パルス的表示時間ではおおよそ０．２秒以上が必要である。
【００１９】
本発明に係る眼鏡において、左右のフィルタ特性を異なる状態に制御し、両眼の知覚差を色弁別に用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は特定の色透過率を変化させられる液晶と、その透過率を選択的に制御させる駆動回路により簡単に構成することができるので、屋内外に関わらず簡便に携帯し使用できる。また使用者は色弁別結果に自信が持てなくなったときに、専用の眼鏡を付け外しして確認する必要がないので、精神的な負担からも開放される。装置も前述したように構成が簡単なので実用化する上で特に大きな障害となるものはない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による色弁別補助装置の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 光学フィルタ２ 印加電圧制御部３ 操作部４ 使用者の眼５ 視覚対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の色の透過率を選択的に制御可能な光学手段と、該光学手段に制御信号を与える制御手段と、該制御手段の動作を指示する操作手段を備え、前記制御信号は周期的繰り返しの選択制御するよう出力するかあるいは単一パルス的に選択制御するよう出力され、該周期的繰り返し選択制御および該単一パルス的選択制御は、本装置の使用者が知覚可能な周期あるいは時間幅で行われることを特徴とする色弁別補助装置。
【請求項２】
前記光学手段は互いに異なる複数の光学特性を切替え可能な液晶素子であることを特徴とする請求項１記載の色弁別補助装置。
【請求項１】
特定の色の透過率を選択的に制御可能な光学手段と、該光学手段に制御信号を与える制御手段と、該制御手段の動作を指示する操作手段を備え、前記制御信号は周期的繰り返しの選択制御するよう出力するかあるいは単一パルス的に選択制御するよう出力され、該周期的繰り返し選択制御および該単一パルス的選択制御は、本装置の使用者が知覚可能な周期あるいは時間幅で行われることを特徴とする色弁別補助装置。
【請求項２】
前記光学手段は互いに異なる複数の光学特性を切替え可能な液晶素子であることを特徴とする請求項１記載の色弁別補助装置。
【図１】
【公開番号】特開２００８−７０４００（Ｐ２００８−７０４００Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４６２６０（Ｐ２００６−２４６２６０）
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【出願人】（０００１２５３４７）学校法人近畿大学 (389)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１２日（２００６．９．１２）
【出願人】（０００１２５３４７）学校法人近畿大学 (389)
【Ｆターム（参考）】
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