(57)【要約】【課題】視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を診断および緩和するための装置およびこれに対応する方法が提供される。【解決手段】複数の狭帯域光源を組み合わせ、色制御が可能なランプを構成する。このランプの設定を調整する方法により、特定の被験者が読むまたは書くといった作業を行っている間に、この被験者にとって最適な照明が見出される。色付き眼鏡などの視聴補助器具を提供された場合に被験者がさらされるであろう、予測される視覚刺激をシミュレートするためにこのランプを用いることにより、このような補助器具のデータベースから最適な選択がなされるか、あるいは新たな処方が規定される。特に、視覚失読症、黄斑変性および視覚的に誘発された偏頭痛の症状が緩和される。
2004524067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を定量的に診断および／または緩和するための装置であって、可視スペクトルのそれぞれのスペクトル成分を放射するために配置された複数の光源と、前記スペクトル成分の重み付けされた混合体を選択して照明を提供するための制御手段とを含み、使用の際、前記照明は観察者が見る面を照明するために配置され、前記混合体は前記光源の少なくとも２つから放射されるスペクトル成分の加法的な組み合わせであり、制御手段は前記少なくとも２つの光源のそれぞれからの前記面に当たる照明量を変化させるための手段を提供し、これにより、使用の際、少なくとも１つの前記視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するために前記スペクトル成分の組み合わせが提供されることを特徴とする装置。
【請求項２】
生理学的不全が視覚失読症である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
病理学的異常が視覚的に誘発された偏頭痛である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
病理学的異常が黄斑変性である請求項１に記載の装置。
【請求項５】
スペクトル成分が主波長を有し、前記主波長は、観察者の目に入る光の各第１の三刺激値に寄与するとともに、観察者の目に入る光の第２および第３の三刺激値のそれぞれへの前記主波長による寄与の２乗平均の平方根に対する、前記第１の三刺激値への前記寄与の割合を実質的に最大化する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１のスペクトル成分が４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
第１のスペクトル成分が５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項５に記載の装置。
【請求項８】
第２のスペクトル成分が５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
６１０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に主波長を有するスペクトル成分を含む請求項６〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記各光源が、前記スペクトル成分の１つを提供するために配置された少なくとも１つのそれぞれの発光ダイオードを含む請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
スペクトル成分が、５０ｎｍを超えない半値幅を持つスペクトルパワー分布を有する請求項５に記載の装置。
【請求項１２】
各光源からの照明は、面に当たる前に、前記面に間隔をおいて設けられた２点に当たる光の相対的強度が前記スペクトル成分のそれぞれについて実質的に同一となるように拡散される請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの活性照明スペクトル、周囲照明スペクトル、ターゲットまたは照明される面の反射スペクトル、少なくとも１つのフィルタの透過スペクトルおよび可視スペクトルを覆う面の透過スペクトルの併用効果を計算するための手段をさらに含み、これにより、使用の際、被験者の網膜反応の予測が可能となるとともに、活性光源および／または被験者が使用するフィルタの処方の最適化が可能となる請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
被験者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常を診断するための方法であって、可視スペクトル内で異なるスペクトル成分を放射するために複数の光源を配置することを含み、
（ａ）個々のスペクトル成分またはこれらの所定の割合を含む異なるレベルの複数の各発光体のもとにおいて、一連のターゲットを用いて被験者の作業能力を評価する工程、
（ｂ）前記各発光体の最適レベルを記録する工程および
（ｃ）工程（ｂ）において記録された各発光体のそれぞれのレベルを組み合わせ、結果として生じる前記発光体の加法的な混合を得る工程を連続的に実施することを特徴とする方法。
【請求項１５】
各スペクトル成分のレベルに徐々に変化を与えるとともに、被験者の作業能力を実質的に最適化する前記発光体の混合を確立するためにこれらを組み合わせるさらなる工程を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
選択されたフィルタの性能をシミュレートする方法であって、
（ａ）読み取り面を見るための透過において前記フィルタが用いられる際に観察者によって観察されるであろう色調の三刺激値を規定する工程、
（ｂ）狭帯域カラー光源を含む色制御が可能なランプを提供する工程、
（ｃ）観察者が前記ランプを用いて見るための読み取り面を照明する工程および
（ｄ）使用の際、規定された三刺激値が観察者により観察されるように、各光源によって提供される照明のレベルを選択する工程を含む方法。
【請求項１７】
前もって処方されたフィルタおよび照明条件の範囲をシミュレートする工程をさらに含み、これにより、観察者は前記条件下で使用するための１つまたはそれ以上のフィルタを選択することができる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
観察者の作業能力を最適化するためのフィルタを処方および／または選択する工程をさらに含む請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
眼鏡、コンタクトレンズ、色付きオーバーレイ、または人間の視覚系の色に関連する障害によって引き起こされる異常を緩和する目的を有するその他のあらゆる着色物に用いられるフィルタおよび／または反射防止コーティングの処方に適用される請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
観察者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するための方法であって、可視スペクトル内で異なるスペクトル成分を放射するために複数の光源を配置することと、照明を提供するために前記各スペクトル成分の重量を制御することとを含み、観察者が見る面を加法的に照明するために少なくとも２つの光源を配置し、前記少なくとも２つの光源のそれぞれからの前記面に当たる照明量を変化させ、少なくとも１つの前記視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するために前記スペクトル成分の組み合わせを提供することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読むまたは書くといった所与の作業用の照明の提供または濾過に関し、特に、作業を行っている被験者が被り得る、失読症等のようなある特定の生理学的不全、または偏頭痛もしくは黄斑変性等のような病理学的異常の症状の緩和の促進に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚系の反応は、それが受ける刺激によって影響を受けることが知られている。このような刺激の閾値は個人個人で異なり、悪条件下においては著しく作業能力を低下させ得る。過度に刺激された場合、視覚系は多様に反応する。生じ得る多くの好ましくない影響のうち、次の２つの例を挙げることができる。すなわち、十分な収斂性における低下と、像の調節能力または融合能力の低下である。また、視覚失読症が発症したり、偏頭痛が起こり得る。視覚失読症とは、視知覚障害または視覚化障害によって読み書き能力が損なわれた状態である。したがって、人によっては、例えば学校での読み書きといった特定の作業において、スペクトル分布を変更することにより視覚刺激を加減する必要があることは明らかである。要約すると、周囲照明の色が、失読症、癲癇および偏頭痛等の障害の作用に主要な影響を及ぼすことが十分に立証されている。失読症の場合、患者によっては、障害の一側面を誘発する波長の光を遮断するために透明な色付きオーバーレイ(overlay) でページを覆うことにより、読み障害を緩和することが可能である。このようなオーバーレイは、一般に様々な量の赤色光、緑色光または青色光などの単純な原色を除去し、これらは読むことを促進し得る一方で、書くことに関しては全く価値を持たない。
【０００３】
特許文献１では、特別に選択された広帯域フィルタを挿入することにより、読み物材料を支持する面を照らすための蛍光灯からの光のスペクトル分布を変更する装置が記載されている。選択されたフィルタの位置を調整することにより、異なる色およびそれらの彩度を選択することができる。
【０００４】
特許文献２では、一般用途向けの照明制御システムが記載されているが、このシステムにおいては、色の異なる複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）からの特定の光量を混合することにより、制御された照明の色空間における座標が、所定の点の軌跡に従うよう配列されている。
【特許文献１】
米国特許第5,855,428 号公報
【特許文献２】
米国特許出願2001/0005319 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の文献１，２は、光に比較的狭いスペクトル分布を与えるという特徴を有する光源を本明細書に記載される生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和する用途に使用することによりもたらされる利点を、どちらも明らかにしていない。このことは、光に１７ｎｍ〜約５０ｎｍの典型的なスペクトル帯域幅を与えるレーザ光源、スーパールミネセントＬＥＤおよび従来の有色ＬＥＤにおいても当てはまる。上述の症状の定量的診断および緩和のためにＬＥＤなどの加色光源を用いる照明を提供することが、本発明の目的である。
【０００６】
本発明の目的は、視覚系に生理学的不全または病理学的異常を有する可能性がある観察者に対し、その症状を緩和するために、最適な照明を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、前述の生理学的不全または病理学的異常を１つまたはそれ以上有する患者が着用する眼鏡のレンズ用の色の処方を指定するための手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
制御可能な特殊な光源を特定の作業に用いることは、作業時の照明を、例えば周囲の状態を考慮に入れて正確に調整することができるため、他の形式の処置（例えば色付眼鏡）にとっても好ましい可能性がある。黄斑変性または白内障等のある種の眼病においては、特にその人物の視力が比較的悪い場合、最適な作業能力は視覚刺激入力に直接関連するため、特殊な光もまた特に重要である。特殊な刺激調節もまた、偏頭痛の予防および治療に非常に有用であり、注意欠陥多動症候群およびある種の癲癇においても利用可能であろう。被験者にとって色付き眼鏡を使用することが望ましい場合、制御可能な光源は、本明細書に記載されているように、色付きレンズの好適なフィルタ特性を決定するのに有用な器具である。
【０００９】
したがって、本発明の１つの局面によると、観察者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を定量的に診断および／または緩和するための手段であって、可視スペクトルのそれぞれのスペクトル成分を放射するために配置された複数の光源と、前記スペクトル成分の重み付けされた混合体を選択して照明を提供するための制御手段とを含み、使用の際、前記照明は観察者が見る面を照明するために配置され、前記混合体は前記光源の少なくとも２つから放射されるスペクトル成分の加法的な組み合わせであり、制御手段は前記少なくとも２つの光源のそれぞれからの前記面に当たる照明量を変化させるための手段を提供し、これにより、使用の際、少なくとも１つの前記視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するために前記スペクトル成分の組み合わせが提供されることを特徴とする手段が提供される。
【００１０】
上記の生理学的不全は、視覚失読症、視覚的に誘発された偏頭痛または黄斑変性であり得る。
【００１１】
好ましくは、スペクトル成分は主波長を有し、前記主波長は、観察者の目に入る光の各第１の三刺激値に寄与するとともに、観察者の目に入る光の第２および第３の三刺激値のそれぞれへの前記主波長による寄与の２乗平均の平方根に対する、前記第１の三刺激値への前記寄与の割合を実質的に最大化する。
【００１２】
有利には、第１のスペクトル成分は４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの間に位置する主波長を含んでもよい。別のスペクトル成分は、５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの間に位置する主波長を含んでもよい。第３のスペクトル成分は、６１０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に主波長を有するスペクトル成分を含んでもよい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態において、各光源は、前記スペクトル成分の１つを提供するために配置された少なくとも１つのそれぞれの発光ダイオードを含む。好ましくは、スペクトル成分は、５０ｎｍを超えない半値幅を持つスペクトルパワー分布を有する。
【００１４】
有利には、各光源からの照明は、見られる面に当たる前に、前記面に間隔をおいて設けられた２点に当たる光の相対的強度が前記スペクトル成分のそれぞれについて実質的に同一となるように拡散される。
【００１５】
本発明の更なる局面によると、少なくとも２つの活性照明スペクトル、周囲照明スペクトル、ターゲットまたは照明される面の反射スペクトル、少なくとも１つのフィルタの透過スペクトルおよび可視スペクトルを覆う面の透過スペクトルの併用効果を計算するための手段が提供され、これにより、使用の際、被験者の網膜反応の予測が可能となるとともに、活性光源および／または被験者が使用するフィルタの処方の最適化が可能となる。
【００１６】
本発明の別の局面によると、被験者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常を診断するための方法は、可視スペクトル内で異なるスペクトル成分を放射するために複数の光源を配置することを含み、
（ａ）個々のスペクトル成分またはこれらの所定の割合を含む異なるレベルの複数の各発光体のもとにおいて、一連のターゲットを用いて被験者の作業能力を評価する工程、
（ｂ）前記各発光体の最適レベルを記録する工程および
（ｃ）工程（ｂ）において記録された各発光体のそれぞれのレベルを組み合わせ、結果として生じる前記発光体の加法的な混合を得る工程を連続的に実施することを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記の方法は、各スペクトル成分のレベルに徐々に変化を与えるとともに、被験者の作業能力を実質的に最適化する前記発光体の混合を確立するためにこれらを組み合わせるさらなる工程を含む。
【００１８】
本発明のさらに別の局面によると、選択されたフィルタの性能をシミュレートする方法は、
（ａ）読み取り面を見るための透過において前記フィルタが用いられる際に観察者によって観察されるであろう色調の三刺激値を規定する工程、
（ｂ）狭帯域カラー光源を含む色制御が可能なランプを提供する工程、
（ｃ）観察者が前記ランプを用いて見るための読み取り面を照明する工程および
（ｄ）使用の際、規定された三刺激値が観察者により観察されるように、各光源によって提供される照明のレベルを選択する工程を含む。
【００１９】
好ましくは、上記の方法は、前もって処方されたフィルタおよび照明条件の範囲をシミュレートする工程を含み、これにより、観察者は前記条件下で使用するための１つまたはそれ以上のフィルタを選択することができる。また、上記の方法は、観察者の作業能力を最適化するためのフィルタを処方および／または選択する工程をさらに含む。
【００２０】
本発明によると、眼鏡、コンタクトレンズ、色付きオーバーレイ、または人間の視覚系の色に関連する障害によって引き起こされる異常を緩和する目的を有するその他のあらゆる着色物に用いられるフィルタおよび／または反射防止コーティングの処方が可能になる。
【００２１】
好適な実施形態の説明
以下、図１〜図５を参照して本発明を説明する。
【００２２】
図１は、いわゆるスペクトル三刺激値を波長λの関数として示している。これらの曲線は、可視域における純粋なスペクトル色の全てに対応するために必要とされる理想的な原色量を表しており、人間の目の色感度特性に関連している。一般に関数
【数１】
2004524067.tif 000003
と呼ばれる曲線１は、人間の網膜の赤色感錐体の応答度を主として含んでいる。青色感錐体の応答度は、適切に測定され、これもまたこの第１の三刺激曲線（図２を参照）に含まれている。曲線２は、緑色錐体および赤色感錐体の応答度曲線のほぼ総計であり、関数
【数２】
2004524067.tif 000004
と呼ばれ、実際には目の全体的なスペクトル感度に対応している。曲線３は、青色感錐体のスペクトル特性
【数３】
2004524067.tif 000005
を本質的に含んでいる。これらの曲線から、
【数４】
2004524067.tif 000006
曲線が可視域の青領域において副極大を有していることは明らかであろう。人間の視覚系に対する色刺激は、いわゆる三刺激値（Ｘ、ＹおよびＺ）の３つの値で便利に表すことができ、これらはそれぞれ、各刺激曲線に絡みついた、網膜錐体に達するスペクトルパワー分布の可視スペクトルに渡る積分を伴う。例えば、以下の通りである。
【００２３】
【数５】
2004524067.tif 000007
２組の更なる曲線が図１に示されている。これらのうち１つは、破線４および５からなる。線４は、ある正規化を行った後の
【数６】
2004524067.tif 000008
および
【数７】
2004524067.tif 000009
と
【数８】
2004524067.tif 000010
との２乗平均の平方根の割合を表し、線５は、同様の基準に基づき、
【数９】
2004524067.tif 000011
および
【数１０】
2004524067.tif 000012
と
【数１１】
2004524067.tif 000013
との２乗平均の平方根の割合を表している。
【００２４】
これらの関数を計算する目的は、結果として生ずる人間の視覚系の刺激による効果が上記三刺激値の１つに対する変化として実質的に表され、その他の２つに対する変化がこれと比較して最小限である可視スペクトル内の点を求めることである。上記２つの曲線が示しているのは、ＸおよびＹと比較したＺに対する最大変化については波長約４７０ｎｍにおける人間の視覚系の刺激を用いるべきであるということと、ＸおよびＺと比較したＹに対する最大変化については波長約５２０ｎｍにおける人間の視覚系の刺激が最も効果的であるということである。Ｘについては明確な選択肢はないが、約６４０ｎｍの波長が、全体的な感度を過度に失うことなく良好な赤の彩度を達成することが分かっている。
【００２５】
本発明の目的は、人の視覚系の色刺激を制御する手段を提供することであるため、Ｘ、ＹおよびＺの値の最適な割合を確立することが可能である。これが達成されれば、通常の照明の下で経験される被験者の視覚的な、もしくは視覚に関連する障害および／または症状を実質的に緩和することができる。それぞれ４７０ｎｍ、５２０ｎｍおよび約６４０ｎｍに実質的に位置する制御可能な狭帯域光源を組み合わせることにより、この目的が容易に達成されることは明らかであろう。これらの波長はいずれも、市販のＬＥＤにより実質的に得られ、その帯域は、一般に１７ｎｍから４７ｎｍまで様々である。このような放射スペクトルの典型例を、４７０ｎｍにピークを有する（本明細書においては青と定義する）Ｚについては曲線６として、５２４ｎｍにピークを有する（本明細書においては緑と定義する）Ｙについては曲線７として、スペクトルの赤部分において約６４０ｎｍにピークを有するＸについては曲線８として図１に示す。上述の理由により、赤の波長は他の２つの波長ほど重要ではない。
【００２６】
上記に規定したこれら３つの異なる種類のＬＥＤからの光を組み合わせることにより、広範囲の色調を達成することができる。異なる様々な方法で配置された１つまたはそれ以上の各タイプのＬＥＤを含み、特定の色の各グループが調整可能な信号により制御されたランプを用いて、読むことまたは書くことといった特定の作業を行っている任意の被験者のための照明を最適化することができる。例えば、失読症を持つ人の読み障害は、赤色感錐体の刺激を低減することによって赤色照明を部分的にまたは完全に除去することにより、事実上大幅に緩和され得る。
【００２７】
本発明の実施の形態は、あらゆる患者に最適な照明を作成するために色を混合することができるように光学アセンブリ内において作動される、多色発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを使用する。異なる色、典型的には赤色、緑色および青色のＬＥＤのアレイが、上記に略述した原理に従って、個別にまたは一緒に作動されるため、１つの原色を選択すること、または様々なＬＥＤを組み合わせて異なる色相および照度を得ることが可能である。この種の照明の主たる利点は、読むことおよび書くことの両方に用いることが可能であるということである。
【００２８】
色の選択が可能なランプは、照明を各使用者に適したものにするためのより大きな柔軟性および機会をもたらす。これは、周囲照明の制約が一部の人々の読み書き障害の原因となっている、職場および学校環境において重要な用途を有し得る。
【００２９】
図３は、多数の構成部品を本発明の原理に従って組み合わせ、色制御が可能な光源を作成するための可能な方法を図式的に示している。
【００３０】
ＬＥＤアレイ１１は、６４０ｎｍに放射スペクトルピークを有する赤色放射源１２、５２４ｎｍに放射スペクトルピークを有する緑色放射源１３および４７０ｎｍに放射スペクトルピークを有する青色放射源１４で構成される。これらのＬＥＤは、各タイプのＬＥＤによって照明される読み取り面１５における領域が概ね同一となるように分散されている。上記読み取り面のあらゆる任意の点における色の混合に実質的な差異がないことを確実にするため、放射される光の光路中に拡散体１６が配置されている。この拡散体は、いくつかの異なる形態を取り得る。レンズ形スクリーンまたはマイクロレンズアレイ、およびその他の種類の効率的な光散乱媒体が効果的であることが分かっている。例えば、短距離における屈折率変化を含む材料が非常に効果的である。
【００３１】
個々のＬＥＤを均一に分散させることによる効果は、拡散体１６の作用と共に、読み取り面１５において非常に均一な光の混合をもたらす。照明の効果的な領域を拡大するためには、発散レンズアセンブリ１８が非常に効果的であり得る。従来のメニスカスレンズとしてこれを示すが、フレネルレンズなど、小型の同等品を用いてもよい。
【００３２】
制御ユニット１９は、青色については出力２０、緑色については出力２１、赤色については出力２２を介してＬＥＤの各グループを駆動する前に、多数の異なる入力を受ける。その最も単純なレベルにおいて、赤色、緑色および青色ＬＥＤからの光出力の設定には、可変抵抗器２３、２４および２５がそれぞれ用いられる。これまでに示した構成部品が、色制御が可能なランプを構成している。被験者は、これを用いて被験者の読み書き作業能力に最適な赤色、緑色および青色発光体の特定の組み合わせを選択することができる。
【００３３】
実際には、このようなランプのより高度なタイプにより、ＬＥＤアレイから要求される光出力は、周囲環境を考慮したものに適合される。図３において、レンズ２６は、カメラ２８の受光面２７上に画像を形成する。これは、カラーフィルタアレイの後方のＣＣＤまたはその他の光検出器アレイであってもよい。公知の原理を用いて、ＣＣＤからの映像信号を分析し、面１５における照明レベルの読み取りを、その色の混合に加えて行うことができる。カメラのカラーフィルタアレイの各構成部品を通過して赤色、緑色および青色ＬＥＤ光の組み合わせに変換される光の測定を可能にする特定のマトリクスが存在する。この一部は、面１５に当たる周囲光によるものである。各タイプのＬＥＤから要求される出力は、それに応じて制御ユニット１９により調整される。面１５の照明の監視にカメラ２８を用いた結果、得られるシステムもまた、光学効率またはＬＥＤ効率の変化といったその他のばらつきに対して安定化されている。
【００３４】
図３に示す装置は、特にブロック２９として示されるコンピュータと併用した場合、診断器具として非常に有用であり得る。とりわけ、このコンピュータを用いて、面１５の照明の選択された色調を、これが被験者にとって最適化された際に蓄積することができる。
【００３５】
図４は、例えば視覚失読症を持つ人物といった特定の被験者に最適な照明を設定するための本発明による方法を要約した形で概略的に示している。
【００３６】
この方法の第１の工程は、異なる様々な読解試験のための最良の照明条件を決定することである。これは、図３の面１５において、読み物材料を上記発光体のうちの１つにより照明することにより行われる。輝度を被験者が最適な輝度が見出されたと納得するまで高める。この設定を確立するためには、最適値を通過し、輝度を若干下げる必要がある場合がある。この工程は、発光体（ＬＥＤ群）のそれぞれに対して個別に繰り返される。赤色照明の最適レベルは、ある特定の被験者にとっては最大値の５０％である可能性が高い一方、緑色および青色発光体は最高値であっても十分許容される。各発光体の個別の設定は、被験者に大きく依存する。工程２は、上記の制御から直接得られた、またはコンピュータに自動的に転送された各発光体の最適レベルを記録する。
【００３７】
いったん個々の最適条件が確立されると、各原色発光体の記録されたレベルは、上記方法の工程３において組み合わされる。工程４は、被験者にとって最適な混合が確立されるまで、各原色（赤、緑および青）に対して徐々に若干の調整を行うことによりこの混合体を微調整する。このような段階的変更は、特定の発光体を減少あるいは増加させる両方向において行われ、被験者の作業能力に改善があったか否かを判定する。工程３および工程４を繰り返すことにより、最良の組み合わせが見出される。
【００３８】
本発明の重要な目的の一つは、被験者が着用する眼鏡のレンズまたはコンタクトレンズ用に提供されるフィルタの最適な処方を得るために、図３に示す構成を診断器具として用いることである。被験者の目に到達する光の色は、図３に示すシステムによって記録され、コンピュータ２９に蓄積される。この記録は、ＬＥＤ光源の設定に関する情報および、もしあれば、測定がなされた際の周囲照明の色およびレベルを典型的に含む。カラーカメラ２８に関する予備知識または使用により、読み取り面１５のあらゆる着色にも対応が可能である。
【００３９】
実際には、利用可能なフィルタの処方は限られている。典型的なフィルタ特性を図５に示す。曲線４１は、赤色吸収（青色着色）フィルタの透過百分率を、これに入射する光の波長λの関数Ｔ（λ）として表している。我々の関心は、被験者がこのフィルタを通して物を見る際、各錐体に対するそれぞれの目の網膜における反応を知ることである。これを計算するためには、全ての波長における各三刺激曲線に網膜に到達する光のスペクトル分析を乗じ、この結果を可視スペクトルに渡って積分しなければならない。得られる結果は、ＣＩＥ１９３１色度図により規定されるように、特定の色調に対する三刺激値の一つとなる。これは、以下を含む多数の構成要素で構成される。
【００４０】
１）  読むまたは書く際に被験者が使用するであろう照明のスペクトル（これは日光またはタングステンランプもしくは蛍光ランプからの光である可能性があり、いずれも異なるスペクトルを有する）、
２）  読まれている材料のバックグラウンド反射スペクトルおよび
３）  該当する三刺激曲線。
【００４１】
各三刺激値に対応する反応について、要求される積分は以下の様になる。
【００４２】
【数１２】
2004524067.tif 000014
式中、Ｉ（λ）は照明スペクトル、Ｔ（λ）はフィルタの透過スペクトル、Ｒ（λ）は照明された基板の反射スペクトル、
【数１３】
2004524067.tif 000015
は該当するスペクトル曲線である図１の曲線１である。三刺激値ＹおよびＺについては、２つの更なる積分が計算される。
【００４３】
異なる照明スペクトルを用いて、かつ原則として介在する透過フィルタを使用することなく、同様の三刺激値が得られることは、当業者には明らかであろう。実際、照明スペクトルが図３に示す赤色、緑色および青色ＬＥＤにより得られる三原色発光体の組み合わせで構成される場合、このスペクトルは、３つの明確なピークを有する。既に説明したように、図１および図２において、これらの各ピークは、三刺激値の一つにのみ特に大きな影響を有する。
【００４４】
本発明の更なる目的は、予測される照明条件下でフィルタを使用することによって得られる視覚系への効果をシミュレートする照明を提供することにより、あらゆる特定のフィルタの効果をシミュレートすることである。したがって、図３の読み取り面１５の反射特性を考慮してＬＥＤ出力を調整し、上記においてＩ（λ）Ｔ（λ）Ｒ（λ) により示した積分により、関数のその部分をシミュレートしなければならない。実際は、Ｉ（λ）Ｔ（λ）は以下の式で置き換えられる。
【００４５】
【数１４】
2004524067.tif 000016
式中、ｒ、ｇおよびｂは各原色発光体の構成要素を表し、Ｒ（λ）、Ｇ（λ）およびＢ（λ）は、図１において曲線８、７および６としてそれぞれ示される、これらの各スペクトルパワー分布である。
【００４６】
利用可能なフィルタ特性の全ての選択肢について、選択された特定の照明下の被験者に対する効果をシミュレートする値ｒ、ｇおよびｂが存在する。図４に示す方法を用いて被験者にとって最適な三刺激値を確立した後、最良の色調を選択または処方すればよい。利用可能なフィルタの選択を処方するための簡便な方法を提供するために、全ての標準的なフィルタのデータベースをコンピュータ２９に保持してもよい。図３に示す装置を用いたシミュレーションにより被験者が経験する、その利用可能なフィルタの正確な効果は、
このことから、個人の目の相対的な色反応を判定するために、図３に示す装置を用いることが可能であることが分かる。この場合、上記ｒ、ｇおよびｂの値を調整することにより、既知の色反射面は白く見えるようなっている。これを表す式は以下の通りである。
【００４７】
【数１５】
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式中、ＣＣ[ ｆ（λ）] はスペクトルの色座標変換、ＣＣp は知覚された白色反応、Ｅr （λ）、Ｅg （λ）およびＥb （λ）は目の反応である。既知の面および器具の設定ならびに正常な目の反応については、知覚された白色は、ＣＣp ＝[ ０. ３３，０. ３３，０. ３３] を持つ白色の実際の色座標と一致する。
【００４８】
異なる色反応を有する目については、ＣＣp は色空間の異なる位置に存在し、この位置と基準の白色との間のベクトルが、目の相対的な色反応の測定値となる。
【００４９】
さらに図１を参照すると、三刺激値Ｘを最低値に低減するためには、エネルギーが約５０５ｎｍに集中している光源が必要であることも分かる。このような設備は、ランプが診断用の機能を有し、Ｘ刺激が全く存在しないことが望まれる状況において特に有用であると実証される可能性がある。
【００５０】
図３に示す実施の形態は、所望の領域に照明を拡げるために発散レンズを導入しているが、拡散体および適切に配置されたＬＥＤの組み合わせを選択し、あらゆる特定の領域を照明することが可能であるため、これはランプの動作に不可欠な構成部品ではない。本明細書において示されている実施の形態は比較的狭帯域の放射スペクトルを有するＬＥＤを利用しているが、これに代わる発光体として、レーザ光源などのその他の装置を用いてもよい。さらに、面１５の照明色の分析にカメラ２８が用いられているが、実際は、適切なカラーフィルタを通してこの面から光を受光する一連のフォトダイオードで置き換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】人間の視覚系の反応を、視覚系に入射した光の波長の関数として示す。追加の曲線は、本発明の説明を補助するために示されている。
【図２】人間の網膜における色受容体すなわち錐体の感度特性を示す更なる曲線を示す。
【図３】色制御が可能な照明源を提供するために本発明により構築された装置を図式的に示す。
【図４】図３に示す装置を使用するための本発明による好適な方法をフローチャート形式で示す。
【図５】１つの種類の錐体に対する相対的な刺激を低減するために処方された、本発明の典型的な色付きレンズの透過スペクトルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年6月6日(2002.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を定量的に診断および／または緩和するための装置であって、可視スペクトルのそれぞれのスペクトル成分を放射するために配置された複数の光源と、前記スペクトル成分の重み付けされた混合体を選択して照明を提供するための制御手段とを含み、スペクトル成分が主波長を有し、前記主波長は、観察者の目に入る光の各第１の三刺激値に寄与するとともに、観察者の目に入る光の第２および第３の三刺激値のそれぞれへの前記主波長による寄与の２乗平均の平方根に対する、前記第１の三刺激値への前記寄与の割合を実質的に最大化することを特徴とする装置。
【請求項２】
生理学的不全が視覚失読症である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
病理学的異常が視覚的に誘発された偏頭痛である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
病理学的異常が黄斑変性である請求項１に記載の装置。
【請求項５】
使用の際、前記照明は観察者が見る面を照明するために配置され、前記混合体は前記光源の少なくとも２つから放射されるスペクトル成分の加法的な組み合わせであり、制御手段は前記少なくとも２つの光源のそれぞれからの前記面に当たる照明量を変化させるための手段を提供し、これにより、使用の際、少なくとも１つの前記視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するために前記スペクトル成分の組み合わせが提供される請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１のスペクトル成分が４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項１に記載の装置。
【請求項７】
第１のスペクトル成分が５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第２のスペクトル成分が５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの間に位置する主波長を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
６１０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲に主波長を有するスペクトル成分を含む請求項６〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記各光源が、前記スペクトル成分の１つを提供するために配置された少なくとも１つのそれぞれの発光ダイオードを含む請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
スペクトル成分が、５０ｎｍを超えない半値幅を持つスペクトルパワー分布を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
各光源からの照明は、面に当たる前に、前記面に間隔をおいて設けられた２点に当たる光の相対的強度が前記スペクトル成分のそれぞれについて実質的に同一となるように拡散される請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの活性照明スペクトル、周囲照明スペクトル、ターゲットまたは照明される面の反射スペクトル、少なくとも１つのフィルタの透過スペクトルおよび可視スペクトルを覆う面の透過スペクトルの併用効果を計算するための手段をさらに含み、これにより、使用の際、被験者の網膜反応の予測が可能となるとともに、活性光源および／または被験者が使用するフィルタの処方の最適化が可能となる請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
被験者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常を診断するための方法であって、可視スペクトル内で異なるスペクトル成分を放射するために複数の光源を配置することを含み、
（ａ）個々のスペクトル成分またはこれらの所定の割合を含む異なるレベルの複数の各発光体のもとにおいて、一連のターゲットを用いて被験者の作業能力を評価する工程、
（ｂ）前記各発光体の最適レベルを記録する工程および
（ｃ）工程（ｂ）において記録された各発光体のそれぞれのレベルを組み合わせ、結果として生じる前記発光体の加法的な混合を得る工程を連続的に実施することを特徴とする方法。
【請求項１５】
各スペクトル成分のレベルに徐々に変化を与えるとともに、被験者の作業能力を実質的に最適化する前記発光体の混合を確立するためにこれらを組み合わせるさらなる工程を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
選択されたフィルタの性能をシミュレートする方法であって、
（ａ）読み取り面を見るための透過において前記フィルタが用いられる際に観察者によって観察されるであろう色調の三刺激値を規定する工程、
（ｂ）狭帯域カラー光源を含む色制御が可能なランプを提供する工程、
（ｃ）観察者が前記ランプを用いて見るための読み取り面を照明する工程および
（ｄ）使用の際、規定された三刺激値が観察者により観察されるように、各光源によって提供される照明のレベルを選択する工程を含む方法。
【請求項１７】
前もって処方されたフィルタおよび照明条件の範囲をシミュレートする工程をさらに含み、これにより、観察者は前記条件下で使用するための１つまたはそれ以上のフィルタを選択することができる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
観察者の作業能力を最適化するためのフィルタを処方および／または選択する工程をさらに含む請求項１６または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
眼鏡、コンタクトレンズ、色付きオーバーレイ、または人間の視覚系の色に関連する障害によって引き起こされる異常を緩和する目的を有するその他のあらゆる着色物に用いられるフィルタおよび／または反射防止コーティングの処方に適用される請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
観察者が有する複数の視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するための方法であって、可視スペクトル内で異なるスペクトル成分を放射するために複数の光源を配置することと、照明を提供するために前記各スペクトル成分の重量を制御することとを含み、観察者が見る面を加法的に照明するために少なくとも２つの光源を配置し、前記少なくとも２つの光源のそれぞれからの前記面に当たる照明量を変化させ、少なくとも１つの前記視覚的に誘発された生理学的不全および／または病理学的異常の症状を緩和するために前記スペクトル成分の組み合わせを提供することを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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2004524067.tif 000070
2004524067.tif 000071
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