内因性光感受性網膜神経節細胞と杆体の色知覚への寄与の定式化と五元測色学の構築

• 研究課題/領域番号: 18H04111
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分61:人間情報学およびその関連分野
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 岡嶋 克典 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60377108)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円); 2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2018年度: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
• キーワード: 感性情報学 / 心理物理学 / 色彩工学

研究成果の概要

五種類の光受容体、L錐体、M錐体、S錐体、杆体、内因性光感受性網膜神経節細胞（メラノプシン）の刺激量を個別に増減できる装置とプログラムを作成し、眼光学系の個人差を考慮する際にipRGCや杆体に対しても黄斑色素の影響を加味する手法を改善して実験の精緻化を実現し、個人差の影響を排除したうえで、中心視における色知覚に関する実験とそのメカニズムの解明を進めた。また二色覚の色の見えにおける杆体とメラノプシンの寄与についても実験的に検討した。さらに、不快グレアにメラノプシンが与える影響も定量化した。キセノンランプとDMDならびに特殊なフィルタと複数のプロジェクタを用いた2次元分光表示システムも試作した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

三種の錐体、杆体、内因性光感受性網膜神経節細胞（ipRGC：メラノプシン）の５つの応答量をそれぞれ独立に設定可能な色刺激の分光分布を簡便に生成するための数学的アルゴリズムを開発し、作成した色刺激を用いて色弁別や色の見え評価の実験を実施し、色知覚における杆体とメラノプシンの影響を定量化し、5種の光受容体の応答量に対応する５原色に基づく新たな色覚理論を提案した。また今回のような色覚実験を行う際は個人の分光感度を測定・考慮する必須であることを示すとともに、測色値が同じ色がモニタと印刷物で見えが異なる「異デバイス間の色再現の問題」の原因も解明し、色彩工学の観点からも意義が高い成果が得られた。

研究成果

• [国際共同研究] グラナダ大学(スペイン)
• [国際共同研究] グラナダ大学(スペイン)
• [国際共同研究] グラナダ大学(スペイン)
• [国際共同研究] カリフォルニア大学(米国)
• [国際共同研究] カナダ国立研究所(NRC)(カナダ)
• [雑誌論文] メラノプシン細胞が不快グレアに与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 東洋邦、高橋良香、岡嶋克典
  • 雑誌名: 照明学会誌 巻: 106
  • NAID: 130008122172
  • 査読あり
• [雑誌論文] 市街地におけるプロビーム道路灯プロトタイプの開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 萩原亨、浜岡秀勝、江湖俊介、岡嶋克典、小林正自
  • 雑誌名: 交通工学論文集 巻: 6 号: 3 ページ: 11-20
  • DOI: 10.14954/jste.6.3_11
  • NAID: 130007826089
  • ISSN: 2187-2929
  • 年月日: 2020-04-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Perfect appearance match between self-luminous and surface colors can be performed with isomeric spectra (2020)
  • 著者名/発表者名: A. Kagimoto and K. Okajima
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 18350-18350
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75510-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spectral Image Processing for Museum Lighting Using CIE LED Illuminants (2019)
  • 著者名/発表者名: Miguel A. Martinez-Domingo, Manuel Melgosa, Katsunori Okajima, Victor Jesus Medina, and Francisco Jose Collado-Montero
  • 雑誌名: Sensors 巻: 19 号: 24 ページ: 5400-5400
  • DOI: 10.3390/s19245400
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] AR food changer using deep learning and cross-modal effects (2019)
  • 著者名/発表者名: Junya Ueda, Katsunori Okajima
  • 雑誌名: AIVR2019 IEEE Catalog 巻: CFP19O53-ART ページ: 110-117
  • DOI: 10.1109/aivr46125.2019.00025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hemodynamic responses related to intrinsically photosensitive retinal ganglion cells in migraine (2019)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamakawa, Atsumichi Tachibana, Muneto Tatsumoto, Katsunori Okajima, Shuichi Ueda, Koichi Hirata
  • 雑誌名: NeuroScience Research 巻: S0168-0102 (19) ページ: 30550-30554
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.11.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] プロジェクタカメラ系における反射面の事前知識を用いたオンライン反射色推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西澤昌宏、岡嶋克典
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J102-A
  • 査読あり
• [雑誌論文] A quantitative analysis of the contribution of melanopsin to brightness perception (2019)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamakawa, Sei-ichi Tsujimura, Katsunori Okajima
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44035-3
  • NAID: 120006707812
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] メラノプシン細胞の効果を考慮した明るさ知覚の個人差解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山川昌彦、岡嶋克典
  • 学会等名: 日本色彩学会
• [学会発表] Color appearance match can be performed among custom-made five-dimensional metamers (2022)
  • 著者名/発表者名: Akari Kagimoto, Katsunori Okajima
  • 学会等名: Vision Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] 色覚特性の違いによる色名応答－1型・2型2色覚と3色覚の特徴 (2021)
  • 著者名/発表者名: 取和幸、長澤和弘、岡嶋克典
  • 学会等名: 日本色彩学会
• [学会発表] 照明環境の不快グレアにおけるメラノプシン細胞の影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 東洋邦、瀬川かおり、岡嶋克典
  • 学会等名: 照明学会
• [学会発表] 中心視におけるメラノプシン細胞と杆体細胞の色知覚への影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鍵本明里、岡嶋克典
  • 学会等名: 照明学会
• [学会発表] 個人差を考慮した５元メタメリックカラーマッチング (2021)
  • 著者名/発表者名: 鍵本明里、岡嶋克典
  • 学会等名: 日本視覚学会
• [学会発表] 質感と色の五次元理論 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡嶋克典
  • 学会等名: 日本色彩学会
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of lighting on visual appearance of Japanese woodblock print painting (Ukiyo-e) for Spanish observers (2020)
  • 著者名/発表者名: Shino Okuda, Satoko Taguchi, Katsunori Okajima, Luis Gomez-Robledo, Manuel Melgosa
  • 学会等名: International Colour Association (AIC2020)
  • 国際学会
• [学会発表] 不快グレアにおけるメラノプシン細胞の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 東洋邦、高橋良香、岡嶋克典
  • 学会等名: 照明学会全国大会
• [学会発表] The Role of Intrinsically Photosensitive Retinal Ganglion Cells in Brightness Perception (2020)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Yamakawa, Katsunori Okajima
  • 学会等名: International Display Workshop (IDW'20)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 異種デバイス間カラーマッチングにおけるメラノプシン細胞と杆体細胞の寄与 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鍵本明里、岡嶋克典
  • 学会等名: 日本視覚学会冬季大会
• [学会発表] 中心周辺拮抗型受容野フィルタを用いた光沢の検出と制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 永田雅人、岡嶋克典
  • 学会等名: 日本視覚学会冬季大会
• [学会発表] Image processing method for renewing old objects using deep learning (2020)
  • 著者名/発表者名: Runa Takahashi, Katsunori Okajima
  • 学会等名: Electronic Imaging (EI2020)
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of ipRGCs and rods on color matching between object and luminous colors (2019)
  • 著者名/発表者名: Akari Kagimoto, Katsunori Okajima
  • 学会等名: Vision Science Society (VSS2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Opponent modulation of mRGCs and rods in unique-hue color channels (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Okajima, Yoshika Takahashi, Graham Fielder, Alan Robertson
  • 学会等名: International Colour Vision Society (ICVS2019)
  • 国際学会
• [学会発表] A Weak Melanopsin Contribution to Color Perception (2019)
  • 著者名/発表者名: Sei-ich Tsujimura, Katsunori Okajima
  • 学会等名: Asian Color Association (ACA2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Visibility Index Function for Driving (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Okajima
  • 学会等名: International Display Workshop (IDW'19)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Gloss-detection image filter based on center-surround receptive fields (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Okajima, M. Nagata
  • 学会等名: European Conference on Visual Perception (ECVP2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Opponent modulation of mRGCs and rods in unique-hue color channels (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Okajima, Y. Takahashi, G.Fielder, A. Robertson
  • 学会等名: 25rd Symposium of the International Colour Vision Society (ICVS2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Color appearance during color adaptation after changing the lighting color (2018)
  • 著者名/発表者名: S.Okuda, K.Okajima
  • 学会等名: European Conference on Visual perception (ECVP2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Individual Differences of IPRGC's Contribution in Brightness Perception (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Yamakawa, S. Tsujimura, K. Okajima
  • 学会等名: Asia Color Association (ACA2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Precise Surface Color Estimation Using a Non-Diagonal Reflectance Matrix on an Adaptive Projector-Camera System (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Nishizawa, Katsunori Okajima
  • 学会等名: ISMAR2018
  • 国際学会
• [学会発表] Human visual processing in driving (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Okajima
  • 学会等名: 25th International Display Workshops (IDW '18)
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 照明ハンドブック（第３版） (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡嶋克典、他107名
  • 総ページ数: 562
  • 出版者: オーム社
  • ISBN: 9784274225703
• [産業財産権] 照明方法 (2021)
  • 発明者名: 東洋邦、岡嶋克典
  • 権利者名: 東洋邦、岡嶋克典
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2021-161090
  • 出願年月日: 2021