(57)【要約】  光源およびコントローラを備え、哺乳類、特にヒトの被験体によって知覚されたときに、当該被験体において緊張緩和を誘発するための照明信号（１５）を提供するように構成された照明システムが提供される。当該信号は、パルス持続時間（Ｔ１７）を有し、かつ、パルス間時間間隔（１９）によって分離された複数の光パルス（１７）を含む。当該光パルスは、刺激持続時間（Ｔ２１）を有し、かつ、刺激間時間間隔（２３）によって分離された刺激（２１）にグループ化されている。前記刺激は、刺激作用シーケンス持続時間（Ｔ２５）を有し、かつ、シーケンス間時間間隔（２７）によって分離された刺激作用シーケンス（２５）にグループ化されている。照明信号、方法、およびコンピュータ・プログラムも提供される。
2015502813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源およびコントローラを備え、哺乳類、特にヒトの被験体によって知覚されたときに、前記被験体において緊張緩和を誘発するための照明信号を提供するように構成された照明システムであって、
前記信号が、パルス持続時間を有し、かつ、パルス間時間間隔によって分離された複数の光パルスを含み、
前記光パルスが、刺激持続時間を有し、かつ、刺激間時間間隔によって分離された刺激にグループ化されており、
前記刺激が、刺激作用シーケンス持続時間を有し、かつ、シーケンス間時間間隔によって分離された刺激作用シーケンスにグループ化されており、
前記光パルス持続時間が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、前記パルス間時間間隔が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒続き、
前記刺激持続時間が、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、前記刺激間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続き、
前記刺激作用シーケンス持続時間が、およそ数十秒から数分であり、前記シーケンス間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続いて、前記刺激間時間間隔よりも長い、照明システム。
【請求項２】
前記パルス持続時間および前記パルス間時間間隔が、約４０〜１００Ｈｚの範囲内のパルス繰返し率を提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
少なくともいくつかの刺激が、約３００ミリ秒から約３０秒の範囲内の刺激持続時間を有する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
少なくともいくつかの刺激間時間間隔が、約２秒から約３０秒の範囲内の刺激間時間間隔の持続時間にわたって続く、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
少なくともいくつかの刺激作用シーケンス持続時間が、約３０秒から約５分の範囲内にある、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
少なくともいくつかのシーケンス間時間間隔が、およそ５秒から約４５秒のシーケンス間時間間隔の持続時間にわたって続く、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
少なくともいくつかのパルスおよびパルス間時間間隔の前記持続時間が、約０.２〜０.８の範囲内の光パルス・デューティ・サイクルを提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
約０.２以上の実効光レベル変調度、および／または、約５０ルクス以上の実効光レベル変調を有する少なくともいくつかの光パルスを提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
少なくともいくつかの光パルスが、約７００から６００ナノメートルの範囲（赤から橙色）内の限定されたスペクトルを有する光か、または、約４０００Ｋ以上の色温度を有する白色光を提供する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記被験体の挙動に影響を与えるように構成された前記被験体へのさらなる照明信号を提供する少なくとも１つのさらなる光源をさらに備える、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１１】
パルス持続時間を有し、かつ、パルス間時間間隔によって分離された複数の光パルスを含む照明信号であって、
前記光パルスが、刺激持続時間を有し、かつ、刺激間時間間隔によって分離された刺激にグループ化されており、
前記刺激が、刺激作用シーケンス持続時間を有し、かつ、シーケンス間時間間隔によって分離された刺激作用シーケンスにグループ化されており、
前記光パルス持続時間が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、前記パルス間時間間隔が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒続き、
前記刺激持続時間が、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、前記刺激間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続き、
前記刺激作用シーケンス持続時間が、およそ数十秒から数分であり、前記シーケンス間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続いて、前記刺激間時間間隔よりも長い、照明信号。
【請求項１２】
光源を備える照明システムを作動させる方法であって、照明信号を提供するステップを含み、前記照明信号が、
パルス持続時間を有し、かつ、パルス間時間間隔によって分離された複数の光パルスを含み、
前記光パルスが、刺激持続時間を有し、かつ、刺激間時間間隔によって分離された刺激にグループ化されており、
前記刺激が、刺激作用シーケンス持続時間を有し、かつ、シーケンス間時間間隔によって分離された刺激作用シーケンスにグループ化されており、
前記光パルス持続時間が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、前記パルス間時間間隔が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒続き、
前記刺激持続時間が、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、前記刺激間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続き、
前記刺激作用シーケンス持続時間が、およそ数十秒から数分であり、前記シーケンス間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続いて、前記刺激間時間間隔よりも長い、方法。
【請求項１３】
哺乳類の被験体、特にヒトの被験体を、前記照明信号で照明するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記被験体の挙動に影響を与えるように構成された前記被験体へのさらなる照明信号を提供するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ可読記憶媒体の上に実装され、コンピューティング・デバイス上で稼動されたときに、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光源およびコントローラを備え、哺乳類、特にヒトの被験体によって知覚されたときに、当該被験体において緊張緩和を誘発するための照明信号を提供するように構成された照明システムに関する。本開示は、さらに、照明信号、方法、およびコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間は、多くの状況において、ストレスを経験し、興奮し、および／または、通常、覚醒した状態になることがあるが、その一方で、緊張緩和状態を人間は望み、または、緊張緩和状態が人間には有益である。このような状況の例とは、たとえば医師もしくは歯科医の待合室において、ストレスがかかる可能性がある体験を待ち構えること、病気もしくは手術から回復の途上にあること、または、一般に、緊張緩和および／もしくは睡眠を所望することである。
【０００３】
たとえば概日リズムの調節において、光レベルが、哺乳類、特にヒトの挙動に影響を与え得ることがよく知られている。たとえば、米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号は、光変調デバイスを開示している。少なくとも１つの低周波発振器を使用し、光変調器における強度パラメータ、色パラメータ、またはそれらの両方を駆動するために使用される発振信号を生み出す。当該発振信号は、ベース信号と混合され得る。強度パラメータまたは色パラメータのいずれかを駆動する変調信号は、簡単なものでも、複雑なものでもあり得る。対応する光変調デバイスに各々が関連付けられた複数の光投影デバイスを有するシステムもまた提供される。このような光変調システムは、様々な用途に使用され得る。特に、米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号は、人間においてストレスを低減するために、または、緊張緩和を誘発するために、脳波の周波数に対応する周波数範囲における、光強度または光色の段階的な変調の使用を教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．Ｐａｓｔｏｒ他、「Ｈｕｍａｎ  ｃｅｒｅｂｒａｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｄｕｒｉｎｇ  ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ  ｖｉｓｕａｌ−ｅｖｏｋｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ」、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ、２３（３７）：１１６２１〜７、２００３
【非特許文献２】Ａ．Ｋ．Ｐｒｏｂａｄｎｉｇｋ他、「Ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  Ｉｍｐｅｒｃｅｐｔｉｂｌｅ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｆｌｉｃｋｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ」、Ｃｏｎｆ  Ｐｒｏｃ  ＩＥＥＥ  Ｅｎｇ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ  Ｓｏｃ、２０１１：３６９２〜５、２０１１
【非特許文献３】Ｃ．Ｍａｃｋａｙ他、「Ａｎ  ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｅｌｆ−ｒｅｐｏｒｔｅｄ  ｓｔｒｅｓｓ  ａｎｄ  ａｒｏｕｓａｌ」、Ｔｈｅ  Ｂｒｉｔｉｓｈ  ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｓｏｃｉａｌ  ａｎｄ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ、１７（３）：２８３〜４、１９７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、さらなる改善が所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書では、請求項１による照明システムが提供される。照明信号が人間によって知覚されたときに、当該人間において、緊張緩和の感覚が誘発されることが分かっている。同じことが、ヒト以外の他の哺乳類の被験体にも当てはまると考えられている。当該システムは、被験体に当該信号を施与して、このような緊張緩和を誘発することを実現する。
【０００８】
緊張緩和の感情の源は、一連の急速な知覚インパルスの変動の刺激を知覚することによって呼び起こされる覚醒の増大または脳活動一般の増大の期間と、刺激が存在しないことを認識したときの緊張緩和の期間とが交互に来ることに起因しており、ここで、刺激間時間間隔が連続的に発生する際に、緊張緩和のレベルは深まる傾向にあり、連続的刺激によって生じる脳活動または覚醒のレベルは低下する傾向にある。その結果、より深い緊張緩和の傾向が生じる。この傾向は、シーケンス間時間間隔によって同様に分離された刺激作用シーケンスに刺激をグループ化することによる、異なるタイム・スケールにおける同様のプロセスによって増幅される。
【０００９】
ミリ秒パルスは、一般に、ヒトによって検出可能である。約４０〜１００Ｈｚの範囲内の断続的な光信号は、ヒトの視覚系（眼および脳）によって解像され、覚醒を惹起する。たとえば、Ｍ．Ｐａｓｔｏｒ他、「Ｈｕｍａｎ  ｃｅｒｅｂｒａｌ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｄｕｒｉｎｇ  ｓｔｅａｄｙ−ｓｔａｔｅ  ｖｉｓｕａｌ−ｅｖｏｋｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ」、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ、２３（３７）：１１６２１〜７、２００３を参照されたい。６０Ｈｚを超えるパルス繰返し率を有する信号は、意識的には継続的なものとして知覚され得るものの、脳においては、依然として一般に、一定の信号レベルではなく、むしろ一連の個々の信号としての検出を示す神経反応をもたらし、所望される初期の脳活動を惹起する。たとえば、Ａ．Ｋ．Ｐｒｏｂａｄｎｉｇｋ他、「Ｒｅｖｅａｌｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｎｅｕｒａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  Ｉｍｐｅｒｃｅｐｔｉｂｌｅ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｆｌｉｃｋｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ」、Ｃｏｎｆ  Ｐｒｏｃ  ＩＥＥＥ  Ｅｎｇ  Ｍｅｄ  Ｂｉｏｌ  Ｓｏｃ、２０１１：３６９２〜５、２０１１を参照されたい。
【００１０】
４０〜６０Ｈｚのパルス繰返し率が好ましく、その理由は、これが、点滅として意識的に検出可能であり、したがって、被験体が、信号をはっきりと意識し得るためである。このことは、被験体による覚醒の感情の受容を高めることが考えられ、覚醒の程度を下げ得、および／または、意図しない不安の見込みを低減し得る。したがって、緊張緩和を誘発する有効度が高められ得る。
【００１１】
短い一連のパルスは、少なくとも潜在意識的に、既に検出されていることが考えられるが、当該パルスは、「雑音」と心理的にみなされ、したがって無視されることが考えられる。約３００ミリ秒（ｍｓ）の刺激持続時間が、一般に、刺激を「信号」として検出することを確保するのに、そして、覚醒の所望される神経反応を生じるのに充分であることが分かっている。より長い刺激持続時間は、被験体による刺激の意識と、それと共に刺激のインパクトおよび受容とを増大させる。典型的に数十秒、たとえば約３０ｓよりも長い、延長された刺激持続時間は、その付加価値が限られてしまい、不快感の作用すら生じるおそれがあり、このことは、緊張緩和効果を低減し、好ましくは回避されるべきである。
【００１２】
したがって、約１〜１０秒の範囲内、たとえば、約２〜５ｓの範囲内の刺激持続時間が好ましい。意識的検出を上回るまで、たとえば約６０Ｈｚを上回るまで、パルス繰返し率を高めることによっても不快感が回避され得ることが注記される。
【００１３】
改善された効果を得るために、その後の刺激は、互いの継続としてではなく別個のエンティティとして、はっきりと検出されるべきである。このことは、各刺激内におけるパルス間時間間隔よりも著しく長い刺激間時間間隔を用いることで達成され得る。数秒の、たとえば２秒、好ましくは少なくとも３秒の刺激間時間間隔が、一般に充分であることが分かっている。個々の刺激の心理的分離を高めるために、数十秒までの、より長い時間間隔が用いられ得る。より一層長い、たとえば約３０秒よりも長い時間間隔は、信号の効果を低減することが考えられ、その理由は、新たな刺激毎に、前の刺激の効果とその不在とがあまりにも減衰してしまい、あたかも前の刺激とその効果とが「忘れられた」かのようになってしまうことが考えられるためである。したがって、約２〜３０秒の範囲内の刺激間時間間隔が好ましく、より好ましくは、およそ約１０秒以下、たとえば約８〜１２ｓまたは約３〜６ｓの範囲内にある。
【００１４】
刺激と同様に、刺激の個々のシーケンスも、好ましくは、はっきりと特定可能であるべきである。およそ数十秒の刺激作用シーケンス持続時間が効果的であることが判明している。数分を超える、延長された持続時間は、効率の減衰、および／または、不快感さえも招き得る。したがって、少なくともいくつかの刺激作用シーケンス持続時間が、約３０秒から約５分の範囲内にあることが好ましい。約４５〜９０秒のシーケンス持続時間が、特に効果的であることが判明している。
【００１５】
シーケンス間時間間隔の長さは、シーケンス自体よりも短いが、個々の刺激から刺激のシーケンスを識別することを容易にするだけ充分に長いことが考えられる。したがって、シーケンス間時間間隔は、およそ５秒から約４５秒であり得る。約５〜２０秒の範囲であって、好ましい範囲が約８〜１２ｓであり、約１３〜１６ｓの範囲内である、範囲が効果的であることが分かっている。
【００１６】
信号の長さは、所定の数のシーケンスの持続時間、および／または、所定の持続時間を有し得る。約１０分の持続時間が、緊張緩和を達成するのに充分である傾向にある。より長い信号は、より深い緊張緩和をもたらし得る。４５分を超える持続時間は、その付加価値が限られてしまうように思われ、したがって、４５分よりも短い、たとえば３０分以下が好ましい。約１５〜２５分、たとえば約２０分の信号持続時間が、信頼可能な態様で効果的であって、短く予測可能な持続時間として経験されるのに、また、それによって不快感倦怠および／または疲労を防止するのに容認可能な持続時間として充分であるように思われ、そのため、このような持続時間が、特に好ましいことが考えられる。
【００１７】
パルス持続時間およびパルス間時間間隔は、特定のパルス・デューティ・サイクルを提供するように構成され得、ここで、デューティ・サイクルは、デューティ・サイクル＝（パルス持続時間）／（パルス持続時間＋パルス間時間間隔）によって、または、パルスとその後のパルス間時間間隔とのサイクルに比しての、パルスの「オン」時間の割合によって算出される。デューティ・サイクルは、主として光がオンであるように、約０.２〜０.８の範囲内、好ましくは０.５〜０.８の範囲内であり得る。このことにより、不快感の見込みがほとんどない状態で、良好な効果がもたらされる。
【００１８】
この照明システムは、被験体に信号を施与して、当該被験体の緊張緩和を誘発することを実現する。
【００１９】
被験体による信号の検出を改善するために、デバイスは、約０.２以上の実効光レベル変調度、または、約５０ルクス以上の実効光レベル変調を有する少なくともいくつかの光パルスを提供するように構成され得る。光レベル変調は、パルスによってもたらされるレベル差であり、すなわち、レベル変調＝（パルス・オンにおけるレベル−パルス・オフにおけるレベル）である。実効光レベル変調は、背景光レベルを超える光レベル変調である。変調度は、パルスによって提供されるレベルを基準とした実効レベル変調、または、パルスによって提供されるレベルを基準とした、パルスと背景との差を表し、結果的に、１から０の間の数を生じ、すなわち、変調度＝（パルス・オンにおけるレベル−パルス・オフにおけるレベル）／（パルス・オンにおけるレベル＋パルス・オフにおけるレベル）である。
【００２０】
変調度は、約０.３よりも大きいこと、および／または、光レベル変調は、周囲光を超える約２００ルクスよりも高い、たとえば３００ルクスであることが好ましい。人工的に照らされた部屋における周囲光が、一般に、約２００〜３００ルクスであるため、パルス中の光レベルは、約４００〜５００ルクスの範囲内の値まで高められ得るが、より高い値が使用されてよい。しかしながら、約５０ルクスの光レベル変調に対応する約０.２５の変調度で、約２００ルクスの背景照明レベルを変更することが充分であると考えられる。
【００２１】
特定の光色または色範囲が好適に用いられ得るが、約７００から６００ナノメートルの範囲（赤から橙色）内の限定されたスペクトルを有する光か、または、約４０００ケルビン以上の色温度を有する白色光が、非常に効果的であることが分かっている。
【００２２】
本文において、「光」は、一般に可視スペクトルを包含する約８００ナノメートルから約４００ナノメートルの波長を有する電磁放射線を意味することが注記される。
【００２３】
信号は、被験体の挙動に影響を与えるように構成された別の信号上に重畳されて提供され得る。したがって、特定の実施形態において、このシステムは、被験体の挙動、特に、被験体のメラトニンおよび／またはコルチゾール・サイクルに影響を与えるように構成された被験体へのさらなる照明信号を提供する少なくとも１つのさらなる光源を備え得る。このようなシステムは、時差ぼけ、または、季節性情動障害に苦しむ回復途上の患者および／または被験体を治療するのに特に有益である。
【００２４】
このシステムは、たとえば、信号で部屋の少なくとも一部を照明するための、部屋照明システムにおいて実装され得る。
【００２５】
コントローラは、たとえば、異なる持続時間のパルス、刺激、シーケンス、信号、および／または、それぞれの時間間隔のうちの１つもしくは複数を有するなどの、信号の異なる変形体を提供するようにプログラム可能であり得る。デバイスは、たとえば、信号を適合させるために、コントローラと対話するための、および／または、コントローラをプログラミングするためのユーザ・インターフェイスを備え得る。プログラムは、入力ユーザ・データに依存して光源を調節するための所定の変更機能を含み得る。このようなプログラムは、異なる被験体と共に使用するために、システムのカスタマイズおよび／または個人専用化を行なうために使用され得る。プログラムは、ユーザ・インターフェイスを介して手動で提供され得、および／または、データ記憶媒体、たとえばＣＤ、ＤＶＤ、メモリ・カード、ＵＳＢスティック、器具の内部メモリなどから得られることが考えられる。
【００２６】
プログラムおよび／またはリアル・タイムの動作制御もまた、遠隔データ記憶媒体および／またはインターネットに接続された、接続およびダウンロード・オプションを介して提供され得る。インターネットを介したリアル・タイムの動作制御は、遠隔の人間、たとえば療法士による光信号の制御および／または施与を可能にする。
【００２７】
このシステムは、１つまたは複数の設定、機能、プログラムなどを格納するためのメモリを好適に備え得る。このシステムは、たとえばデータ記憶媒体上など、メモリ内に格納されたデータを外に出すための出力を含み得る。このことは、このようなデータの、別のシステムへの可搬性、および／または、このようなデータの、他の人々との共有を可能にする。
【００２８】
上記に従って、請求項１１による信号が提供され、請求項１２による方法が提供される。この信号は、信号を知覚する、哺乳類、特にヒトの被験体において緊張緩和を誘発するために、有利にも使用され得る。この方法を用いて、信号が提供され得る。
【００２９】
被験体の緊張緩和を誘発するために、この方法は、被験体を、照明信号に従って、光源からの光で照明するステップを含み得る。
【００３０】
この方法はさらに、たとえば被験体の概日リズムに影響を与えるために、および／または、季節性情動障害を治療するために、被験体の挙動に影響を与えるように構成された被験体へのさらなる照明信号を提供するステップを含み得る。
【００３１】
信号中に、パルス持続時間、刺激持続時間、シーケンス持続時間、および／または、それぞれの時間間隔が一定である必要はなく、その反対に、変動し得ることが注記される。このような変動は、決定性のおよび／またはランダムな１つまたは複数のパターンに従って、これらのパラメータのうちの１つまたは複数が増加および／または減少することを含み得る。さらに、信号のタイミングにおける変動と同じく、またはそれに加えて、光レベル、デューティ・サイクル、変調度、および／または、色温度に関しての信号強度を、決定性のおよび／またはランダムな１つまたは複数のパターンに従って変動させることができる。
【００３２】
上記の実施態様について、例としてこの発明の実施形態を示す図面を参照して、さらなる詳細および利点と共に、以下にさらに解説する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本明細書で提供される照明信号で、ベッド内の人間を照明する照明システムを示す図である。
【図２】照明信号の構築を示す図である。
【図３】本明細書で提供されるシステムおよび方法の制御実験における例示的使用の結果を示す図である。
【図４】本明細書で提供されるシステムおよび方法の制御実験における例示的使用の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図面においては、同様の特徴が、同様の参照符合で特定され得ることが注記される。図面が概略的なものであって、必ずしも縮尺通りであるとは限らない旨、および、本発明を理解するのに必要とされない詳細が省略されていることが考えられる旨がさらに注記される。「上向きに（ｕｐｗａｒｄ）」、「下向きに（ｄｏｗｎｗａｒｄ）」、「下方に（ｂｅｌｏｗ）」、「上方に（ａｂｏｖｅ）」などの用語は、図面において配向された実施形態に関するものである。さらに、少なくとも実質的に同一の要素、または、少なくとも実質的に同一の機能を実施する要素は、同じ数字で表記される。
【００３５】
図１は、光源３およびコントローラ５を備え、ここではベッド９上に横たわっている人間７を当該光源３からの光１１で照明するように構成された照明システム１を示す。コントローラ５は、当該コントローラ５による実行用にプログラムが格納され得る任意のメモリ１３に結合されている。コントローラ５は、たとえば、メモリ１３内のプログラムを実行すると、照明信号を提供するために光源３を作動させるように構成されている。光源３は、かなりの出力パワーを実現し、かつ、発せられた光のパワー、色、および／または、色温度に対する高速切り替えおよび正確な制御をも可能にする１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え得る。システム１は、コントローラに結合された複数個の光源３を備え得る。示された実施形態において、光源３は、細長い形状に配列された複数のＬＥＤを備える。しかしながら、他の好適に制御可能な光源が設けられてよい。システム１はここで、被験体７の挙動に影響を与えるように、特に、被験体の概日リズムに影響を与えるように構成された被験体へのさらなる照明信号３１を提供するさらなる光源３０も備える。
【００３６】
照明信号１５は、周期変動性の光刺激作用を送出する。図２には、信号１５のタイミングの図形表現が示され、ここで、各列は、波線によって示されるように、連続的により大きなスケールで詳細を描写している。図２は、信号１５が、パルス持続時間Ｔ１７を有し、かつ、パルス間時間間隔の持続時間Ｔ１９を有するパルス間時間間隔１９によって分離されている複数の連続的光パルス１７を（下から上へ）含むことを示す。光パルス１７は、刺激持続時間Ｔ２１を有し、かつ、刺激間時間間隔の持続時間Ｔ２３を有する刺激間時間間隔２３によって分離された刺激２１にグループ化されている。刺激２１は、刺激作用シーケンス持続時間Ｔ２５を有し、かつ、シーケンス間時間間隔の持続時間Ｔ２７を有するシーケンス間時間間隔２７によって分離される刺激作用シーケンス２５にグループ化されている。
【００３７】
光パルス持続時間Ｔ１７およびパルス間時間間隔の持続時間Ｔ１９は、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、刺激持続時間Ｔ２１は、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、刺激間時間間隔２３は、およそ数秒から数十秒続き、刺激作用シーケンス持続時間Ｔ２５は、およそ数十秒から数分であり、シーケンス間時間間隔２７は、およそ数秒から数十秒続いて、刺激間時間間隔よりも長い。
【００３８】
したがって、光刺激作用信号１５は、ランダムであることが考えられる刺激間時間間隔２３によって分離された光刺激２１の一連のシーケンス２５を含む。数秒間（検証実験では、たとえば２秒であり、以下を参照されたい）のみにわたって続くことが考えられる光刺激２１中に、光パルス１７は、光源３のＬＥＤをパルシングさせることによって与えられる、周期変動性の光１１を提供する。刺激作用パルス１７の周波数は、典型的に、４０から６０Ｈｚの範囲内であり得る。光刺激作用が与えられない刺激間時間間隔２７は、典型的に、約十秒間続く。このようなシーケンス２５の各々の総持続時間は、約１分である。
【００３９】
このタイプの視覚刺激作用の背景にある基本原理は、脳活動に対する光の影響についての研究、特に、周期変動性の視覚刺激作用が被験体に提示されたときに生じる脳活動の同調（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）についての研究に依拠している。光信号１５を有する照明によって脳活動を変調させることにより、挙動は影響を受ける（以下も参照されたい）。刺激間時間間隔２３によって提供された刺激間における比較的長い休止を有する一連の短い光刺激２１を適用することによって、被験体における覚醒レベルを低下させ、緊張緩和をもたらし、場合によっては、眠気を招くことすらある。この効果は、認知性疲労（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｆａｔｉｇｕｅ）のメカニズムに対する刺激２１の影響からの結果に起因する。信号１５のランダム性は、疲労を促進することが考えられ、したがって、緊張緩和を促進および／または深めることが考えられる。
【００４０】
例として実験を行った。この実験には、５名の人間（Ｓ１からＳ５）が参加した。彼らには、自身の眼からほぼ１メートル離れて位置付けられた光源３の前に座るように求めた。光源３は、３×４構成に配列されており、かつ、白色拡散スクリーンを経由して光る１２個のＬＥＤから成る。この光源の色温度は４４４１Ｋであり、光輝度は４６０Ｃｄ／ｍ２であった。
【００４１】
１０個の視覚刺激作用シーケンス２５を有する信号１５に、参加者らを暴露した。各シーケンスは、１０個の２秒長の光刺激作用期間、たとえば、２秒の持続時間Ｔ２１を有し、かつ、３から６秒のランダムな時間間隔持続時間を有する時間間隔（刺激間時間間隔２３を参照）で分離されている刺激２１から成る。２個の連続する刺激作用シーケンス（シーケンス２５を参照）間において、約１３から１６秒続く休止（シーケンス間休止２７を参照）が存在した。各刺激作用のセッションは、約１３分間続いた。
【００４２】
各被験体は、３つの刺激作用セッションに参加した。各セッション中に、照明についての異なる条件が試験された。これらの条件とは以下の通りであった。
【００４３】
Ａ：周期変動性の光刺激作用。このセッションでは、図２による信号１５に、各被験体を暴露した。１０個の視覚刺激作用シーケンス２５の各々において、（パルス間時間間隔１９を含む）光パルス１７の繰返し周波数が、まず、組Ｆ＝｛４０、４２、４４、４６、４８、５２、５４、５６、５８、６０Ｈｚ｝からランダムに選択され、対応する光刺激作用期間は、当該選択された周波数で点滅する光源の刺激２１から成るものであった。ランダムな周波数の選択は、組Ｆ内の周波数の全てが信号１５内で使用されるような選択であった。
【００４４】
Ｂ：雑音。このセッションでは、（刺激２１に対応する）各光刺激作用期間において、ランダムな順序で光強度を変動させた。アレイ内の全てのＬＥＤは、ガウス雑音によって駆動された。強度の変化は知覚され得なかった。雑音が、脳活動に影響を与えないと考えられているため、このセッションは、対照条件として使用した。
【００４５】
Ｃ：スイッチ・オフされた光（光なし）。光刺激作用期間が提供されなかったため、このセッション条件を、さらなる比較のために使用した。
【００４６】
各被験体に対し、概日変動の影響を回避するために、３つのセッション（Ａ−信号１５、Ｂ−雑音、Ｃ−光なし）が異なる日の同じ時間に生じるようにした。セッション間で、部屋内の照明条件、実験の場所および持続時間を一定に保った。参加者には、静かに座り、動かないように自制して、光源３が発光するか否かに関係なく当該光源３に注意を向けるように指示した。
【００４７】
各セッションの開始時（刺激作用前）および終了時（刺激作用後）において、被験体には、Ｃ．Ｍａｃｋａｙ他、「Ａｎ  ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｅｌｆ−ｒｅｐｏｒｔｅｄ  ｓｔｒｅｓｓ  ａｎｄ  ａｒｏｕｓａｌ」、Ｔｈｅ  Ｂｒｉｔｉｓｈ  ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｓｏｃｉａｌ  ａｎｄ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ、１７（３）：２８３〜４、１９７８からのストレス形容詞チェック・リスト（Ｓｔｒｅｓｓ  Ａｄｊｅｃｔｉｖｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｌｉｓｔ：ＳＡＣＬ）に従った、ストレスおよび緊張緩和の主観的知覚を測定するアンケートに記入するように要請した。
【００４８】
図３は、信号１５への暴露前および暴露後の、ＳＡＣＬによって測定された覚醒レベル間の差Δ（Ａｒ）を示しており、信号１５（Ａ）、雑音（Ｂ）、および光なし（Ｃ）による周期変動性の光の３つの条件について、それぞれの統計的分散量が示された状態で、被験体間におけるΔ（Ａｒ）の広がりを示している。図４は、覚醒Ａｒ０（刺激作用前）の初期レベルに対する差Δ（Ａｒ）の散布図におけるデータを示しており、当該データには、線形フィッティングが施されている（正方形および実線：信号１５（Ａ）、円形および開放線：雑音（Ｂ）、十字形および線なし：光なし（Ｃ））。
【００４９】
図３および図４は、雑音条件（Ｃ）が覚醒レベルを変化させなかったことを示している。このことは予想されていた結果であり、その理由は、雑音条件において、光強度の変化が知覚され得なかったため、および／または、脳によって無視されたためである。信号１５による周期変動性の光（Ｂ）の条件、および、光なしの条件（Ｃ）の場合の両方では、覚醒レベルが低下した。しかしながら、周期変動性の光（Ｂ）の分散量が、光なしの条件（Ｃ）の分散量よりも著しく小さいことが明らかである。或る被験体にとっては、静かに座っていることが緊張緩和を生じるものの、他の被験体にとっては、このことが効果を有さず、０.３２という非常に低い相関性を招いた。これとは際立って対照的に、システム１からの信号１５を有する周期変動光１１への暴露は、ＳＡＣＬスケールにおいて７ポイントというほぼ一定値分だけ、被験体における覚醒レベルの低下を生じ、約０.７９という高い相関係数を有した。
【００５０】
デバイス１および／または信号１５は適合され得、たとえばコントローラ５の好適なプログラミングによって、たとえば治療を受けるべき被験体に対して個人専用にされ得る。たとえば、光源３の光出力および／または信号１５は、たとえば被験体の年齢の結果として、変化する光強度に適合する被験体の眼の能力に適合させることが考えられ、その理由は、瞳孔サイズと、瞳孔サイズの達成可能な変動量との両方が、年齢と共に著しく低下する傾向にあるためである。この適合には、１つの刺激２１当たりの光パルス１７の数を増大させること、刺激持続時間Ｔ２１を延長すること、および／または、１つのパルス１７当たりの光レベルを上昇させることが含まれ得るが、光パルス１７のデューティ・サイクルを増大させること、および／または、パルス繰返し率の適合も使用されてよい。
【００５１】
このシステムは、治癒を促し、患者が病院に滞在する長さを短縮するために、患者の治癒室において適用され得る。異なる年齢群の患者に適合することが可能であるという性質は、当該システムを、リハビリテーション、子供または高齢者（老人）の病院だけでなく、老齢者介護施設に好適なものにする。このシステムは、来るべき診察および／または検査結果のストレス下に患者が一般に置かれている待合室および処置室（ｉｎｔａｋｅ  ｒｏｏｍ）においても適用され得る。
【００５２】
緊張緩和を補助するシステム１および方法は、たとえば、人を容易に入眠させることを助けるために、家庭でも使用され得る。システム１は、独立型システムとして提供され得、たとえば専用の照明器具に組み込まれ得、また、既存の照明システムに組み込まれ得る。たとえば、光源を備える既存の照明システムを変更する方法は、光源に結合され、かつ、照明信号１５を提供するために光源を制御するように構成されたコントローラ５を、既存のシステムに設けることを含み得る。この変更の方法は、信号１５に従って光１１を発するために、１つまたは複数の付加的な光源３を既存のシステムに設けることを含み得る。
【００５３】
このシステム、特に光源３は、バッテリ作動式であり得る。このシステムが、ヒトが装着することのできるデバイス、たとえばヘッド・ギアか、または、携帯型デバイス、たとえば、トーチ状デバイス、もしくはモバイル電気通信デバイスなどの手持ち式器具を備え得、様々な所在地において、たとえば、当該システムを使用することによって、時差ぼけ後の睡眠を得るための体内時計のリセットが補助され得る旅行時に、他人に影響を及ぼすことのない使用、個人的使用、および／または、信号１５の自己施与を容易にすることが注記される。
【００５４】
当業者は、何らかの変更によって、本明細書に記載された実施形態を、他のアーキテクチャ、ネットワーク、または技術に拡張することができる。
【００５５】
この開示の一実施形態は、コンピュータ・システムと共に使用するために、プログラム・プロダクトとして実装され得る。プログラム・プロダクトのプログラム（複数可）は、（本明細書に記載された方法を含む）実施形態の機能を規定し、様々なコンピュータ可読記憶媒体の上に包含され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的記憶媒体であり得る。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、以下のものに限定されないが、（ｉ）その上で情報が永続的に格納される、書込み不可能な記憶媒体（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭドライブによって可読なＣＤ−ＲＯＭディスク、ＲＯＭチップ、または任意のタイプのソリッド・ステート不揮発性半導体メモリなどの、コンピュータ内の読取り専用メモリ・デバイス）、および、（ｉｉ）その上で可変情報が格納される、書込み可能な記憶媒体（たとえば、ディスケット・ドライブもしくはハード・ディスク・ドライブ内のフロッピー（登録商標）・ディスク、または、任意のタイプのソリッド・ステート・ランダム・アクセス半導体メモリ、フラッシュ・メモリ）を含む。
【００５６】
任意の１つの実施形態に関連して記載された任意の特徴が、単独で使用され得るか、または、記載された他の特徴と共に組み合わせて使用され得ること、また、実施形態のうちの任意の他の実施形態の１つもしくは複数の特徴と、または、実施形態のうちの任意の他の実施形態の任意の組み合わせと、組み合わせて使用されてもよいことが理解されるべきである。さらに、この発明は上記の実施形態に限定されず、この発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内で変形させてよい。
【００５７】
当業者は、図面、開示内容、および添付の特許請求の範囲を検討することによって請求項に係る発明を実践する際に、開示された実施形態に対する他の変形体を理解して、施行することが可能である。請求項において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数であることを除外しない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、本請求項に列挙されたいくつかの項目の機能を遂行し得る。或る測定値が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの測定された値の組み合わせを有利にも使用することができない旨を示すものではない。コンピュータ・プログラムは、他のハードウェアと共に供給されたか、または、他のハードウェアの一部として供給された光学記憶媒体またはソリッド・ステート媒体などの、好適な媒体上に格納／分散され得るが、インターネットまたは他のワイヤードもしくはワイヤレスな電気通信システムを介してなど、他の形式で分散されることも考えられる。請求項内のいずれの参照符合も、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
2015502813.tif 000003
【図２】
2015502813.tif 000004
【図３】
2015502813.tif 000005
【図４】
2015502813.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月10日(2014.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源およびコントローラを備え、哺乳類、特にヒトの被験体によって知覚されたときに、前記被験体において緊張緩和を誘発するための照明信号を提供するように構成された照明システムであって、
前記信号が、パルス持続時間を有し、かつ、パルス間時間間隔によって分離された複数の光パルスを含み、
前記光パルス持続時間が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、前記パルス間時間間隔が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒続く、照明システムにおいて、
前記光パルスが、刺激持続時間を有し、かつ、刺激間時間間隔によって分離された刺激にグループ化されており、前記刺激が、刺激作用シーケンス持続時間を有し、かつ、シーケンス間時間間隔によって分離された刺激作用シーケンスにグループ化されており、
前記刺激持続時間が、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、前記刺激間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続き、前記刺激作用シーケンス持続時間が、およそ数十秒から数分であり、前記シーケンス間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続いて、前記刺激間時間間隔よりも長いことを特徴とする、照明システム。
【請求項２】
前記パルス持続時間および前記パルス間時間間隔が、約４０〜１００Ｈｚの範囲内のパルス繰返し率を提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
少なくともいくつかの刺激が、約３００ミリ秒から約３０秒の範囲内の刺激持続時間を有する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
少なくともいくつかの刺激間時間間隔が、約２秒から約３０秒の範囲内の刺激間時間間隔の持続時間にわたって続く、請求項１に記載の照明システム。
【請求項５】
少なくともいくつかの刺激作用シーケンス持続時間が、約３０秒から約５分の範囲内にある、請求項１に記載の照明システム。
【請求項６】
少なくともいくつかのシーケンス間時間間隔が、およそ５秒から約４５秒のシーケンス間時間間隔の持続時間にわたって続く、請求項１に記載の照明システム。
【請求項７】
少なくともいくつかのパルスおよびパルス間時間間隔の前記持続時間が、約０.２〜０.８の範囲内の光パルス・デューティ・サイクルを提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項８】
約０.２以上の実効光レベル変調度、および／または、約５０ルクス以上の実効光レベル変調を有する少なくともいくつかの光パルスを提供するように構成される、請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
少なくともいくつかの光パルスが、約７００から６００ナノメートルの範囲（赤から橙色）内の限定されたスペクトルを有する光か、または、約４０００Ｋ以上の色温度を有する白色光を提供する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記被験体の挙動に影響を与えるように構成された前記被験体へのさらなる照明信号を提供する少なくとも１つのさらなる光源をさらに備える、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１１】
光源を備える照明システムを作動させる方法であって、照明信号を提供するステップを含み、前記照明信号が、
パルス持続時間を有し、かつ、パルス間時間間隔によって分離された複数の光パルスを含み、前記光パルス持続時間が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒であり、前記パルス間時間間隔が、およそ数ミリ秒から数十ミリ秒続く、方法において、
前記光パルスが、刺激持続時間を有し、かつ、刺激間時間間隔によって分離された刺激にグループ化されており、前記刺激が、刺激作用シーケンス持続時間を有し、かつ、シーケンス間時間間隔によって分離された刺激作用シーケンスにグループ化されており、
前記刺激持続時間が、およそ数百ミリ秒から数十秒であり、前記刺激間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続き、前記刺激作用シーケンス持続時間が、およそ数十秒から数分であり、前記シーケンス間時間間隔が、およそ数秒から数十秒続いて、前記刺激間時間間隔よりも長いことを特徴とする、方法。
【請求項１２】
哺乳類の被験体、特にヒトの被験体を、前記照明信号で照明するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記被験体の挙動に影響を与えるように構成された前記被験体へのさらなる照明信号を提供するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
コンピュータ可読記憶媒体の上に実装され、コンピューティング・デバイス上で稼動されたときに、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された、コンピュータ・プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
たとえば概日リズムの調節において、光レベルが、哺乳類、特にヒトの挙動に影響を与え得ることがよく知られている。たとえば、米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号は、光変調デバイスを開示している。少なくとも１つの低周波発振器を使用し、光変調器における強度パラメータ、色パラメータ、またはそれらの両方を駆動するために使用される発振信号を生み出す。当該発振信号は、ベース信号と混合され得る。強度パラメータまたは色パラメータのいずれかを駆動する変調信号は、簡単なものでも、複雑なものでもあり得る。対応する光変調デバイスに各々が関連付けられた複数の光投影デバイスを有するシステムもまた提供される。このような光変調システムは、様々な用途に使用され得る。特に、米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号は、人間においてストレスを低減するために、または、緊張緩和を誘発するために、脳波の周波数に対応する周波数範囲における、光強度または光色の段階的な変調の使用を教示している。
ＷＯ２００９／０２３９６８は、覚醒状態を高め、季節性情動障害などの光に関連する精神的状態に影響を与える、概日リズムを変調するための人工光システムを開示している。このシステムは、緑色光および／または赤色光の光源と、青色光の光源とを備え、当該光源の両方は、コンピュータによって制御されて、所定の光の条件をもたらす。より具体的に、コンピュータは、青色光のパルスと、赤色連続光または赤色パルス光とを提供するようにプログラミングされて、青色光の効能を高め、青色光ハザードを低減し、ストロボ効果を回避する。
米国特許第５３０６２２８号は、ユーザの脳波が所定の周波数をとるように誘導するためのデバイスであって、再生デバイスと、ステレオ・イヤホンと、ユーザの各眼の前の眼鏡上に装着された少なくとも１つのライトとを含むデバイスを開示している。３つの別個の制御信号が、単一の制御トラック上に重畳されて事前に記録されている。このコンポジット信号は、再生デバイスによって読み取られ、デコーダ／コントローラ内のフィルタによって別個の制御信号に分解される。１つの制御信号が、第１のＬＥＤを駆動し、別の制御信号が、第２のＬＥＤを駆動する。第１および第２の制御信号内の正弦波の数が、光強度を決定する。第３の制御信号は、２つのスピーカーに交互に渡され、当該スピーカー間の切り替えは、第１および第２の制御信号の状態によって制御される。従来のイヤホンと、従来のテープ・プレーヤーが使用され得る。また、方法も開示されており、この方法によると、制御信号は、事前に記録され、再生され、フィルタリングされ、ライトおよびスピーカーに適用される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１３０８１２号
【特許文献２】ＷＯ２００９／０２３９６８
【特許文献３】米国特許第５３０６２２８号
【国際調査報告】
2015502813.tif 000007
2015502813.tif 000008
2015502813.tif 000009
2015502813.tif 000010
2015502813.tif 000011