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Kitasato University School of Allied Health Sciences Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 緒言 近年、高精細、高コントラストなど高スペック化 やブルーライト調整機能など、様々なコンセプト をもつ電子端末機器が登場 ・ 4K, 8K ・ Retina display ・ etc 人の特性から考える視点も重要になってきている Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences ディスプレイの精細度は高い方がいい？ sQCIF (Sub-QCIF) CGA（2色） PC-98ノーマル・DCGA VGA (Video Graphics Array) SVGA (Super-VGA) XGA HD（またはFWXGA） SXGA (Super-XGA) UXGA (Ultra-XGA) FHD（フルHD） 2K WQXGA (Wide-QXGA) QUXGA (Quad-Ultra-XGA) 4K 8K 128×96 640×200 640×400 640×480 800×600 1024×768 1366×768 1280×1024 1600×1200 1920×1080 2048×1080 2560×1600 3200×2400 4096×2160 8192×4320 12,288 128,000 256,000 307,200 480,000 786,432 1,049,088 1,310,720 1,920,000 2,073,600 2,211,840 4,096,000 7,680,000 8,847,360 35,389,440 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 本日の構成 1. 2. 文字品種と電子ディスプレイの精細度 が可読性に影響を与えるか 加齢による眼球光学系と可読性変化 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences × × Hisatake Y, Kawamorita T, Kanno Y, Takahashi S, Ito M, Takahashi H.IDW 2014 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 対象 健常青年 15名（男性1名、女性14名） 平均年齢 21.3±1.2歳 矯正視力1.2以上 矯正：眼鏡あるいはコンタクトレンズ 《除外対象》 眼科的疾患のある人 矯正視力1.2未満 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 高精細ディスプレイ（JDI社） サイズ ： 精細度 ： 輝度 ： 照度 ： 視距離 ： 6.1・7.1型（WQXGA） 101 ppi, 201 ppi, 403 ppi, 498 ppi 310 cd/m2 室内 403 lx，ディスプレイ面230 lx 30 cm Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 使用文字 フォント種類 ： ゴシックフォントH, 秀英角ゴ銀L, 秀英明朝L フォントサイズ： 10 pt, 7 pt, 6 pt, 5 pt, 3 pt 文章 ： 芥川 龍之介「河童」 約200文字 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 可読性の評価 ロービジョン患者，屈折矯正手術後等への術後 視機能評価法として，多く報告されている iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 読書速度 1秒間に読むことのできる文字数 文字数 読書速度 ＝ (文字数/秒) 読書時間(秒) Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 臨界文字サイズ 方法 臨界文字サイズ 読書速度を落とさずに読むことのできる最小の 文字サイズ（注：視力値とは異なる） 臨界文字サイズ ｌｏｇＭＡＲ 例） ○ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 ゴシックフォントHにおける精細度と読書速度 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 秀英角ゴ銀Lにおける精細度と読書速度 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 秀英明朝Lにおける精細度と読書速度 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 読書速度と精細度比較 101 ppi 498 ppi Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 考察 精細度と読書速度 精細度の高い方が読書速度が速く、小さいフォントサイ ズで差が顕著 臨界文字サイズは、低精細では6 pt、高精細では5 pt 精細度の向上により、視認性が向上しているためと思わ れる．長時間の読書や高速移動時ナビゲーション等の計 器など、視認時間が問われる場面に向く Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 考察 精細度と読書速度 考察 フォントと可読性 フォントの種類について、高精細・低精細に関わらず、 ゴシックHに比べて秀英ゴシックが速く、特に小さい文 字でその傾向が強い フォントの種類により注意力が変化するという既報＊もあ り、フォントが視認性に影響していると思われる フォントの特徴に差があると思われる （秀英明朝Lでは低精細度で読書速度が低下しやすい） ＊http://www.wired.com/2012/09/typefaces-driver-distraction/ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 小括 結論 液晶ディスプレイの精細度が高い方が、読書速 度が速く、小さいフォントサイズで差が顕著 フォントの種類について、高精細・低精細に関 わらず、ゴシックHに比べて秀英ゴシックが速く、 特に小さい文字でその傾向が強かった Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 課題 結論 可読性は精細度約500 ppiでも向上した どこまで必要？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 本日の構成 1. 2. 文字品種と電子ディスプレイの精細度 が可読性に影響を与えるか 加齢による眼球光学系と可読性変化 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences ヒト水晶体の構造 Gullstrand精密模型眼 調節弛緩時 屈折力： 19.1 D 前面曲率半径： 10.0 mm 後面曲率半径： -6.0 mm 厚： 3.6 mm iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences ヒト水晶体の構造 Gullstrand精密模型眼 調節時 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences ヒト水晶体の構造 Gullstrand精密模型眼 最大調節時 屈折力： 33.1 D 前面曲率半径： 5.3 mm 後面曲率半径： -5.3 mm 厚： 4.0 mm iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences ヒト水晶体の構造 Gullstrand精密模型眼 核屈折率： 1.406 皮質屈折率： 1.386 ＊厳密には3次元的な屈折 率分布を有し、非球面形状 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 水晶体形状と加齢変化 加齢 力学特性の低下 ・ 弾性の低下 老視 （近見視機能低下） 光学特性の低下 ・ 収差の増加 ・ 散乱の増加 ・ 透過率の低下 視機能低下 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 加齢と自覚的調節力 加齢 15 調節力（D） 平均値 10 水晶体 弾性↓ 5 調節力↓ 0 老視 10 20 30 40 年齢（歳） 50 60 Atchison, Optics of human eye, 2002 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 老視はどのように見える？ 調節力のある眼 老視眼 Zemaxを用いたシミュレーション, φ 3.0 mm, 3 D defocus Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 眼球収差とは？ レンズを通る光線が一点に集まらず不完全な像ができること ➜ぼやけの原因 収差小 収差大 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差とは？ 理想波面 実際の波面 理想波面と実際の波面の距離（光路長）の差 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差はどのように計測される？ ハルトマン・シャック式 OPD式 Tscherning式 Ray trace式 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差はどのように評価される？ 波面が進んでいる部分 波面が遅れている部分 わかりやすいが定量性が不十分？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差はどのように評価される？ より定量的に評価したいが どうやって？ Frederic Zernike 「Wikipediaより引用」 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差はどのように評価される？ Zernike多項式 n 0 1 次数 正弦波 周波数 2 3 4 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 波面収差はどのように評価される？ Zernike多項式 Tilt 球面成分 直（倒）乱視成分 斜乱視成分 コマ収差 Trefoil収差 ・ ・ ・ 球面収差 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences Root Mean Square （RMS）とは？ 収差量をシンプルに表現する RMS = Σ (C ) √ n,m m 2 n Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 加齢と眼球全体の高次収差 眼球全体RMS（μm） Ito M, Shimizu K, et al：10th International Orthoptic Congress. 2004 n=227 1 r= 0.562, p< 0.0001 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 年齢（歳） Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 加齢白内障の年齢割合 他の疾患に比べ桁外れに多く，無視できない 何が問題か？ iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障になると・・・ 散乱 まぶしい 収差 見にくい 眼鏡度数変化 見にくい Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障と散乱 iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 眼球散乱はどのように計測される？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences デンシトメトリーの代表例 核白内障眼 37.1 健常眼 7.1 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 網膜結像特性の計測 OQASⅡ（Visiometrics社） Optical Quality Analysis System Double Pass法 Artal P et al., PLoS ONE, 2011 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障と散乱 健常眼 OSI；0.4 （1.2） 核白内障例 OSI；3.5 （0.8） 皮質白内障例 OSI；16.9 （0.5） Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 水晶体のモデル化 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障と散乱 CODE Vを用いた白内障眼モデル（幾何光学） 正常眼 核白内障 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障によって屈折度が大きく変化 眼鏡面屈折度変化（D） 9.0 前嚢 前皮質 核 6.0 3.0 後嚢 後皮質 0.0 -3.0 -6.0 -9.0 -0.02 -0.01 0 屈折率変化 0.01 0.02 入射瞳3.0mm Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 白内障は動体視力を大きく低下させる 清水，日本眼科医会生涯教育講座，2012 -0.4 -0.2 0 iCeye 0.2 白内障術後 正常 0.4 0.6 0.8 白内障 1 0 20 40 60 視標速度（km/h） Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 加齢と視機能 神経系コントラスト伝達特性 の低下 眼球光学系コントラスト伝達特性 の低下 iCeye Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 可読性は？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 対象 健常青年40名（34.2±16.5歳) 矯正視力1.2以上 矯正度数：等価球面度数 -2.25±2.78 D 円柱度数 -0.52±0.61 D 屈折矯正した後（40歳以上には、老視の影響を考 慮し、屈折度補正を行った上で行った 北里大学医療衛生学部倫理委員会承認後、実験前には、十分な 説明を行い、同意が得られた被験者に対して、実施 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 使用ディスプレイ 方法 使用ディスプレイおよび環境 Color Edge CG243W-B（Eizo社） サイズ： 24.1型 解像度： 1920×1200（画素ピッチ0.27 mm） 応答速度： 5 ms(中間諧調域) 表示色： 8 bit（DVI 29ピン） 輝度ムラが少なく、高画質、広視野角 In Plane Switching方式ノングレアパネ ル（視野角178°） 株式会社ナナオのHPより引用 http://www.eizo.co.jp/products/ce/cn/index.html 環境設定 室内照度約500 lx、画面輝度約100 cd/㎡、検査距離30 cm Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 可読性の評価 眼科領域では、従来可読性の評価検査として、 MN Read Acuity Chart J1（はんだや）等、多くの 読書速度チャートがある Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 読書速度チャート 国内で利用されるMN Read Acuity Chart J （はんだや）は、ミネソタチャートが基準になって おり，3行、計30文字の音読速度を計測する Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 本実験の試作プログラム （協力： EIZO株式会社） 従来の検査 今回の検査 字体の 文章の 正確な 変更 ランダム化 時間測定 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 本実験の試作プログラム （協力： EIZO株式会社） ・文字サイズは大きい順から小さい順に表示 ・文章内容はランダムに表示 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 方法 本実験の使用フォント 方法 使用した文字種類 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 読書速度（文字/秒） 結果 文字品種と読書速度 8 ANOVA, p < 0.01 6 4 ゴシック メイリオ 2 明朝体 0 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 logMAR 0.2 0.0 -0.2 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 読書速度と文字種類 結果 文字品種と読書速度 読書速度（文字/秒） 6.6 ANOVA, p = 0.05 6.4 6.2 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 明朝体 ゴシック体 メイリオ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 文字品種と臨界文字サイズ ANOVA, p ＜ 0.05 0.8 臨界文字サイズ LogMAR Scheffe test, p ＜ 0.05 0.6 0.4 0.2 0.0 明朝体 ゴシック体 メイリオ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 加齢と読書速度 良 10 LogMAR0.2 ゴシック体 8 読書速度 （文字 / 秒） 6 4 2 悪 y = -0.0358x + 6.3544 R² = 0.35, p < 0.01 0 0 20 40 60 年齢（歳） 80 n = 39 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果 加齢と臨界文字サイズ 傾き 0.0062 0.0033 0.0084 明朝体 ゴシック体 メイリオ 明朝体 0.0 0.0 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 1.0 y = 0.0062x + 0.1665 R² = 0.1846 1.2 ＬｏｇＭＡＲ 0.0 0.4 0 20 40 年齢（歳） 60 80 0.8 1.4 1.4 1.4 0.6 1.0 y = 0.0084x + 0.0691 1.2 R² = 0.2588 y = 0.0033x + 0.1323 R² = 0.1623 1.2 メイリオ -0.2 ゴシック -0.2 ＬｏｇＭＡＲ ＬｏｇＭＡＲ -0.2 年齢依存性 高い 低い 高い p 0.006 0.011 0.001 0 20 40 年齢（歳） 60 80 0 50 年齢（歳） 100 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結果のまとめ 明朝体は、ゴシック体・メイリオに比べ、読書 速度が遅く、臨界文字サイズが大きい（小さ くなると読みにくい） 加齢とともに読書速度が低下する 加齢の影響は、明朝体で大きく、また小さな 文字のメイリオも読みにくい Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 考察 文字品種と可読性 明朝体は、ゴシック体・メイリオに比べ、読書 速度が遅く、臨界文字サイズが大きい（小さ くなると読みにくい） 間 人 間 人 ⇒ゴシック体は明朝体に比べ文字の幅が広い 《ゴシック》 《明朝体》 明朝体は、空間周波数が高いため、見えづらい Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 考按 加齢と可読性 加齢とともに読書速度が低下する Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 考按 加齢と可読性 加齢の影響は、明朝体で大きく、また小さな 文字のメイリオも読みにくい メイリオは、最近PCや携帯等に取り入れらており、読みやすさを 重視して作られたゴシック系デザイン．直線部分と曲線部分が ハッキリし、やや膨らんだ印象の字形． 最近使われるようになった字体であるため、高齢者 で見慣れていない？ 文字が詰まりすぎていて読み分け困難（Crowding phenomenon）が起こっている？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 小括 加齢によって読書速度は、低下する 読みやすい字体は、ゴシック体・メイリオ ただし、今後高精細ディスプレイでの検証 が必要 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 課題 加齢変化，個体差を意識した 視認性の最適な条件とは？ Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 結語 結論 電子ディスプレイの精細度と文字品種は、可読性 に影響を与える 電子ディスプレイおよび表示する文字品種には 眼球および視覚系の加齢変化を考慮した設計が 望まれる Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 謝辞（敬称略） 株式会社ジャパンディスプレイ 久武雄三、菅野佳弘、川村哲也 大日本印刷株式会社 高橋仁一、伊藤正樹、高橋怜子 EIZO株式会社 斉藤慎治、森脇浩史、荒井郁美 北里大学 清水公也、魚里 博、伊藤美沙絵 元卒業研究生 鈴木英美、村上木湖、山崎光悦 Department of Orthoptics and visual Science Kitasato University School of Allied Health Sciences 北里大学医療衛生学部視覚機能療法学専攻講師 川守田 拓志 E-mail: [email protected] Department of Orthoptics and visual Science
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