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発明の名称 携帯用光照射装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−39916
公開日 平成11年(1999)2月12日
出願番号 特願平9−194469
出願日 平成9年(1997)7月18日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清 (外1名)
発明者 小山 恵美 / 中野 紀夫 / 松原 穂澄
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 光源からの光を面状の拡散光射出面から拡散光として射出して眼球付近を照射する携帯用光照射装置であって、拡散光射出面を形成する光拡散材と、この光拡散材の背方に空間を介して対向する反射板と、該反射板の光拡散材側の面に配された乱反射部とを備え、上記光源は光拡散材と反射板との間の空間に光を供給するものであることを特徴とする携帯用光照射装置。
【請求項2】 拡散光射出面の輝度平均値を2,000〜4,000cd/m2 とするとともに輝度最大値を8,000cd/m2 未満としていることを特徴とする請求項1記載の携帯用光照射装置。
【請求項3】 拡散光射出面の周縁部を除く領域における輝度の最大最小比が5未満であるとともに、2mmの距離の2点間の輝度差が上記領域内において2,500cd/m2 未満であることを特徴とする請求項1または2記載の携帯用光照射装置。
【請求項4】 乱反射部は反射板の表面に直接形成されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項5】 乱反射部は光源から離れるに従って乱反射光量を増大させるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項6】 反射板はその光拡散材側の面が白色であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項7】 光源を囲んで光供給方向を規制する金属製反射板を備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項8】 光拡散材と反射板との対向間隔が光源から離れるに従って狭くなっていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項9】 光拡散材の内面の光源側の部分に光反射部が設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項10】 光拡散材にプリズムシートが積層されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項11】 光拡散材に有害光線遮断用フィルターが積層されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項12】 外縁の一辺が中央が凹となった弧状となっていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
【請求項13】 拡散光射出面が湾曲面となっていることを特徴とする請求項1〜12のいずれかの項に記載の携帯用光照射装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体リズムの調整や覚醒レベルの上昇のために眼球へ光刺激を与えるのに用いる携帯用光照射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生体リズム(体内時計)の異常や睡眠覚醒リズムの異常などに対処する療法として高照度光を数時間照射する高照度光療法が知られている。この高照度光療法は、季節性感情障害、内因性鬱病、睡眠覚醒リズム障害、痴呆患者に多く見られる異常行動を伴う生体リズム障害といった病的異常のほか、時差ぼけや交替勤務に伴う疲労などの非病的異常にも有効である。
【0003】ここにおいて、高照度光療法は人工的光源としては高い照度の光刺激を上記リズムの異常に応じたタイミングで被治療者の眼に与えることで行うものであり、この時に用いる光照射装置としては必要とする照度が高いことから、大型のものが多い。しかし病的異常でも軽度で日常生活が可能なもの、たとえば軽症の季節性感情障害や睡眠覚醒リズム障害などや非病的異常に対しては、光照射装置の前で過ごさなくてはならないために日常生活ができなくなるよりも、特表平3−501936号公報などにも示されているような眼球付近を明るく照射する携帯可能な光照射装置を用いて、該装置を身体に装着することで日常生活を営みながら光治療を受けることができるようにしておくのが好ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の携帯可能な光照射装置は、光源として点光源乃至線状光源からなる高輝度光源を用い、該光源をたとえばバイザーのひさし部分に配置して光源からの直接光或いは反射面による反射光で眼球付近を照射するという形態のものであったことから、視野内に高輝度の光源またはその虚像が存在してきわめて眩しいものとなっている。この場合、被治療者にしてみれば眼に対する負担が大きい上に眼を細めてしまうために受光量が減ってしまうものであり、有効な光治療を受けることができない。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、生体リズム調整に必要な高い照度の光刺激を眼に与えるにあたって、眼に対する負担が小さく、しかも携帯性が良好で使用に煩わしさや不快感がなくて、生体リズム調整等を目的とした光照射を容易に行うことができる携帯用光照射装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、光源からの光を面状の拡散光射出面から拡散光として射出して眼球付近を照射する携帯用光照射装置であって、拡散光射出面を形成する光拡散材と、この光拡散材の背方に空間を介して対向する反射板と、該反射板の光拡散材側の面に配された乱反射部とを備え、上記光源は光拡散材と反射板との間の空間に光を供給するものであることに特徴を有している。面状の拡散光射出面を備える上に反射板及び乱反射部の存在で該面内での輝度分布差が小さいために、光治療に求められる高照度を確保した時にも被治療者は眩しいと感じることがなく、眼に対する負担を小さくすることができるものであり、しかも導光板を用いたものに比して軽量化を図ることができる。
【0007】この場合、拡散光射出面の輝度平均値は2,000〜4,000cd/m2 とするとともに輝度最大値を8,000cd/m2 未満とすることが望ましく、また拡散光射出面の周縁部を除く領域における輝度の最大最小比が5未満であるとともに、2mmの距離の2点間の輝度差が上記領域内において2,500cd/m2 未満であることが望ましい。例え輝度平均値が3,000cd/m2 で必要な照度を得られるように光拡散部を設計しても、視野内に高輝度の光源またはその虚像が存在する場合には、輝度最大値が9,000cd/m2 、拡散光射出面の周縁部を除く領域における輝度の最大最小比が14、そして2mmの距離の2点間の輝度差が上記領域内において5,000cd/m2 という状態になり、眩しさが増してしまうからである。これに伴い、小型高照度で眩しくない光を得るには、視野内に高輝度の光源が存在しないように、たとえば光源は拡散光射出面から端部にずらして設計するといった設計を行うことが重要である。
【0008】乱反射部は反射板の表面に直接形成されたものであってもよい。また乱反射部は光源から離れるに従って乱反射光量を増大させるものであることが輝度むらの低減で有利である。そして反射板はその光拡散材側の面が白色であることが輝度の向上と輝度むらの防止の点で好ましい。
【0009】光源を囲んで光供給方向を規制する反射板は金属製であることが放熱の点で有利である。光拡散材と反射板との対向間隔を光源から離れるに従って狭くしたり、光拡散材の内面の光源側の部分に光反射部を設けておくのも輝度むらの低減に有効である。
【0010】また光拡散材にプリズムシートを積層しておくと光射出量の向上に有利であり、さらに光拡散材に有害光線遮断用フィルターを積層しておくと、有害光による影響を避けることができる。外縁の一辺が中央が凹となった弧状となっていたり、拡散光射出面が湾曲面となっているのも好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】図2及び図3に本発明の実施形態の一例を示す。これは人体頭部に装着されるサンバイザーのひさし5部分の下面に装着した状態の光照射装置1を示しており、平板状に形成されているとともに上縁部分がひさし5部分に回動自在に連結されている光照射装置1は、その上部内に内蔵する光源2からの光をサンバイザーの着用者側に向けた片面、つまり着用者の眼球付近に位置することになる面である拡散光射出面3から拡散光として射出する。
【0012】図1に光照射装置1の縦断面を示す。偏平な中空体として形成されている該光照射装置1は、その上部が反射板10で、背面と底面と側面とが反射板11で、前面が光拡散材12で形成されており、直径が2〜3mmのきわめて細い冷陰極管からなる光源2が上部内に配設されている。上記反射板10,11は合成樹脂板あるいは金属板からなるとともに白色塗装や鏡面加工等によって少なくとも内面が高い反射率を持つようにされている。なお、光源2を囲む反射板10は放熱の点から鏡面加工された金属製であることが望ましい。また、反射板11は反射率を高くすると同時に後述の輝度むらの低減の点から白色塗装されたもの、もしくは素材自体が白色であるものが好ましい。そして反射板11の内面には、ポリエチレンフィルムやアクリル薄板の上にアクリル系インクでドットパターンを印刷することで形成した乱反射部13が配設されている。背面側の反射板11と所定間隔を介して対向している光拡散材12は、合成樹脂製の乳白色板もしくは乳白色シートあるいはマット加工が施された半透明シート(フィルム)で形成されてている。これら反射板10,11及び光拡散材12は、軽量化の点で有利な接着固定で組み立てられているが、強度的な点では周縁を囲む固定枠を利用して組み立てたものであってもよい。また、拡散光射出面3は、両眼への光刺激を同時に与えることができるようにするために、15cm2 以上の面積を持つものとしておく。
【0013】このように形成された光照射装置1は、光源2を点灯させた時、反射板10,11による反射と乱反射部13による乱反射ですべての光が光拡散材12側に向かい、光拡散材12の表面である拡散光射出面3より拡散光として射出する。この拡散光は、拡散光射出面3の輝度が低く且つ各部での輝度差が小さくて明るいながらも眩しさを感じないものとなっており、サンバイザーの装着者の眼球に十分な光刺激を与えることができる。なお、生体リズム調整の点からすれば、眼球付近での照度が2,000ルクス以上、好ましくは3,000ルクス以上であることが望まれるとともに、光や明るさについての感受性は人によって異なるために眼球付近での照度を変更することができるようになっていることが好ましい。サンバイザーに回動自在に取り付けたものでは、その回動で眼球付近での照度を変更することができる点で有利であり、また角度の変更は視界を保つのに有効である。
【0014】ここにおいて、光治療には眩しさ感(ギラギラ感)のない光が好ましく、この点からは光拡散材12の表面全域から出る拡散光の輝度差が小さい(輝度むらが少ない)ことが好ましい。そして輝度差を小さくするという点に関しては、一般に透明アクリル板で形成される導光板を用いて、該導光板の背面側に反射部及び乱反射部を、前面側に光拡散部を設け、導光板の端面から入射させた光源からの光を導光板内部における全反射を利用して光源から遠いところに光を送ることができるようにしたものの方が有利である。導光板を持たずに空気が介在するだけのものでは上記全反射を利用することができず、光源2に近い方の輝度が光源2から離れた部分の輝度よりも若干高くなってしまう。
【0015】従って上記光照射装置1は、光治療の点では本来的には不利な構成であり、実際、導光板を用いた輝度差の少ないものAと、導光板を用いていないために輝度差が若干多いものBとを、図4に示すように眼球から30cm離して見た場合、まぶしさ感の程度はAの方が小さい。しかし、光照射装置1を眼球近くに配置する場合は、上記Aのものは図2に示すようにまぶしさ感の程度が大きくなるのに対して、上記Bのものはまぶしさ感の程度がほとんど変わらず、A,B両者でのまぶしさ感の程度に差がなくなってしまうことが実験で確認されたものであり、眼球付近に配置して近距離から眼球に光刺激を与える場合、導光板の有無が機能的な差異を生じさせることはなく、却って、導光板を用いないものBの部品数が少なくてすむことや軽量化を図ることができる等の点で好ましいものとなっている。
【0016】ちなみに上記光照射装置1は、拡散光射出面3の面積が30cm2 のものであれば、重量を6gに抑えることができるが、透明アクリル板からなる導光板を用いたものでは拡散光射出面3の面積が同じであると、18gとなった。また、拡散光射出面3の輝度平均値が2,000〜4,000cd/m2 であれば、拡散光射出面3が眼球の近傍に位置しても眩しさを感ずる虞れは少なく、さらに部分的に輝度が高くとも輝度最大値を8,000cd/m2 未満としておくことで眼にかかる負担は小さくなる。また、眩しさは輝度のレベルだけでなく、輝度のばらつきにも左右される。そして輝度のばらつきも拡散光射出面3全体としてのばらつきと、局所的なばらつきとがあるが、前者に関しては前述のように眼球近傍に配置する場合、輝度の最大最小比を5未満とすることで輝度分布の偏りによる違和感を感じることがないものとなり、後者に関しては2mmの距離の2点間の輝度差を2,500cd/m2 未満とすることで、輝度の変化がなだらかなものとなって輝度の最大部分と最小部分との輝度の比が上記条件内において最大であっても眼における負担は小さくすることができる。もっとも照射部2の周辺領域で視野の端となる部分では輝度がかなり低くなっていても視覚的にさほど影響を与えないために、周辺領域を除いた領域、つまり視野で常時とらえることができることになる領域での輝度分布差を上記条件内に納めればよい。
【0017】図5は乱反射部13として溝状加工を施した透明部材を用いたものを示しており、図6は凹凸突起を形成した透明部材を乱反射部13としたものを示している。また乱反射部13は図7に示すように反射板11の表面に乱反射パターンを直接印刷することで形成したり、図8や図9に示すように反射板11の表面に溝状加工やプリズム様凹凸を形成することで得てもよい。
【0018】導光板を用いていないために拡散光射出面3(光拡散材12)における光源2に近い側の輝度が光源2から遠い側の輝度よりどうしても高くなる輝度むらは、図10に示すように、光拡散材12の裏面の光源2に近い部分に反射材15を配して、光源2からの直接光が拡散光射出面3より射出することがないようにしたり、図11(a)(b)に示すように、光拡散材12と反射板11との間の前後間隔を光源2から遠ざかるにつれて狭くなるようにしたり、図12に示すように、反射板11の背面側から底面側にかけてを曲面で形成したりすることによって、抑えることができる。
【0019】図13に示すように、光源2に近い側では反射板11表面に乱反射部13を設けずにおくことや、図14(a)(b)(c)に示すように、光源2から遠くなるほど乱反射量が増大するようにドットパターンや溝状加工を形成した乱反射部13を用いてもよいのはもちろんであり、さらには下部側にも光源2を内蔵させたものであってもよい。
【0020】また、図15に示すように、光拡散材12の背面側あるいは前面側にプリズムシート16を配置することも好ましい。フィルム表面にプリズム角を設けたプリズムシート16は、乱反射部13での乱反射光を集光して光拡散板13と垂直方向の光量を増大させるために拡散光射出面3からの光射出量の向上を得ることができる。図16に示すように、紫外線カットフィルターのように眼に有害な光を遮断するフィルター17を設けておくのもよい。
【0021】光照射装置1はフラットな矩形板状のものでもなくてもよい。たとえば図17に示すように、下縁側が弧状となるようにしたものであってもよく、また図18(a)(b)に示すように、拡散光射出面3を顔のカーブに添う曲面としていると、眼球により近い位置に配置したり、眼球方向に向かう光の量を多くすることができる。
【0022】なお、拡散光射出面3を眼球付近に配置するためにサンバイザーに光照射装置1を取り付けたものを示したが、上記配置を実現するための構成は図示例に限るものではなく、また上記配置にしても、光照射装置1をひさし5部分に埋め込んだり、ひさし5そのものを構成するようにしてもよいものであり、この場合、図17や図18に示した形状のものを特に好適に用いることができる。さらに光源2は図示例においてひさし5側となる上端部側に配置しているが、下端部側にあってもよいものであり、複数の光源2を設けたものであってもよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項1記載の発明は、光源からの光を面状の拡散光射出面から拡散光として射出して眼球付近を照射する携帯用光照射装置であって、拡散光射出面を形成する光拡散材と、この光拡散材の背方に空間を介して対向する反射板と、該反射板の光拡散材側の面に配された乱反射部とを備えるとともに、光拡散材と反射板との間の空間に光を供給する光源を備えていることから、面状の拡散光射出面を備える上に反射板及び乱反射部の存在で該面内での輝度分布差が小さいために、光治療に求められる高照度を確保した時にも被治療者は眩しいと感じることがなく、眼に対する負担を小さくすることができるものであり、これに伴って被治療者は長時間にわたる光刺激をストレスなく受けることができるために、生体リズム調整に関して高い治療効果を得ることができるものである。しかも光拡散材と反射板との間に導光板を用いたものに比して軽量化を図ることができ、このために眼球付近に拡散光射出面を位置させることも容易となるとともに、重量的な負荷によるストレスを被治療者が受けることがなくて長時間の使用も快適に行うことができる。
【0024】この場合、拡散光射出面の輝度平均値は2,000〜4,000cd/m2 とするとともに輝度最大値を8,000cd/m2 未満とすることで、光治療に必要な照度を確保しつつ高輝度光による眩しさをなくすことができ、さらに拡散光射出面の周縁部を除く領域における輝度の最大最小比が5未満であるとともに、2mmの距離の2点間の輝度差が上記領域内において2,500cd/m2 未満であることが、面状の光射出面における輝度のばらつきに起因する眩しさをなくして眼における負担を非常に小さくすることができる点で望ましい。
【0025】乱反射部は反射板の表面に直接形成されたものであってもよい。部品数の削減及び軽量化を図ることができる。また乱反射部は光源から離れるに従って乱反射光量を増大させるものであることが輝度むらの低減で有利である。そして反射板はその光拡散材側の面が白色としておくと、輝度の向上を得られると同時に、乱反射成分が多くなるために拡散光射出面での輝度むらを低減することができる。
【0026】光源を囲んで光供給方向を規制する反射板は金属製としておくことで、光源の保護の点で有利となる上に放熱の点でも有利となる。光拡散材と反射板との対向間隔を光源から離れるに従って狭くしたり、光拡散材の内面の光源側の部分に光反射部を設けておくのも輝度むらの低減に有効である。
【0027】また光拡散材にプリズムシートを積層しておくと拡散光射出面と直交する方向の光が増えるために眼球への光刺激の点で有利であり、さらに光拡散材に有害光線遮断用フィルターを積層しておくと、有害光が眼に与える好ましくない刺激を避けることができる。外縁の一辺が中央が凹となった弧状となっていると、拡散光射出面を顔面に邪魔されずに眼球により近づけることができるために、少ない輝度の光で有効な結果を得ることができる。
【0028】また、拡散光射出面が湾曲面となっていても、眼球との距離を短くすることがことができると同時に眼球方面に向かう光の量を多くすることができるために、光治療に有利なものとなる。




 

 


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