(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の発光パターンのもとで明滅を繰り返す個々のホタルの動きを動画像として取得する撮像手段と、
該撮像手段が取得した個体別の動画像を連続する多数のデジタル静止画像として取り込むコンピュータと、
該コンピュータが取り込んだ個体別のデジタル静止画像をその濃度変位量を解析した個体別発光データとして蓄積することでデータベースを構築してこれを保持するデータ保持手段と、
該データ保持手段から検索されたそれぞれの個体別発光データを各別に高速フーリエ変換輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めたホタルの明滅特性としてスペクトル解析して得られる解析データに基づいて作成されたゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトと、
該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタルの前記個体数に対応する数を備え、かつ、ホタルの発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色加工された各発光ダイオードをゆらぎ現象を伴わせて個体別に点滅制御してホタルの発光パターンを再現する発光再現手段とで構成したことを特徴とするホタルの発光パターン再現システム。
【請求項２】
ホタルの個体別の明滅状況を個体別に動画像として取得する撮像プロセスと、
得られた個体別の前記動画像を連続する多数のデジタル静止画像としてコンピュータの側に取り込むデジタル画像取込みプロセスと、
前記コンピュータの側に個体別に取り込まれたそれぞれの前記デジタル静止画像を画像濃度変位量解析システムを利用して時系列データに変換してデータ保持手段に個体別の発光データとして蓄積するデータベース構築プロセスと、
それぞれの個体別発光データを各別に高速フーリエ変換輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めた前記ホタルの明滅特性としてスペクトル解析して得られる解析データに基づいて作成されるゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトの作成プロセスと、
該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタルの前記個体数に対応する数を備え、かつ、ホタルの発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色加工された各発光ダイオードをゆらぎ現象を伴わせて個別に点滅制御して前記ホタルの発光パターンを再現する発光再現プロセスとからなることを特徴とするホタルの発光パターン再現方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明滅するホタルの発光パターンをより自然に近い状態で再現できるようにしたホタルの発光パターン再現システム及びその再現方法に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
現代人は、各種のストレスに晒されており、このようなストレスが解消できる癒し効果を求めて旅に出て温泉に入ったり森林浴をしたりするなど、緊張した精神状態を開放するための種々の工夫を凝らしながら日々の生活を送っている。
【０００３】
ところで、いわゆるゆらぎと称される現象は、癒し効果とも深い関係にあることが学問的にも解明されてきている。特に、小川のせせらぎなどのような自然界に普遍的に存在する「１／ｆゆらぎ」や、クラッシック音楽などに含まれる「１／ｆゆらぎ」は、人の心拍の間隔などのような生理現象（人体のリズム）にも少なからざる影響を与えることから、人の精神状態に安らぎをもたらす癒し効果の付与に大きく寄与しているといわれている。
【０００４】
このため、従来より、「１／ｆゆらぎ」現象を疑似的に生成して照明器具の照明に応用したり、小川のせせらぎなどの自然音をデジタル化してＢＧＭ（環境音楽）として再現するなど、「１／ｆゆらぎ」現象を応用した各種の癒し手法が提供されるに至っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来からある「１／ｆゆらぎ」現象を取り込んだ各種の癒し手法による場合には、「１／ｆゆらぎ」を擬似的に再現し得たとしても、自然界に存在する実際の「１／ｆゆらぎ」を自然に近い状態のもとで再現するものではないことから、得られる癒し効果も必ずしも十分なものであるとはいえない不都合があった。
【０００６】
また、上記従来手法は、これを装置的に実現しようとする場合、構造的に複雑化して操作性に劣るばかりでなく、コスト的にも安価とはいえず、誰もが場所をとらずに簡単に癒し効果を得ることができる利便性や低廉性に欠ける不具合もあった。
【０００７】
本発明は、従来手法にみられた上記課題に鑑みてなされたもので、太古の昔から人類が慣れ親しんでいる自然現象の一つであるホタルの明滅が「１／ｆゆらぎ」を含むとの知見に基づき、ホタルの発光パターンを再現して癒し効果を得ることができるようにしたホタルの発光パターン再現システム及びその再現方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を具現化すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（再現システム）は、所定の発光パターンのもとで明滅を繰り返す個々のホタルの動きを動画像として取得する撮像手段と、該撮像手段が取得した個体別の動画像を連続する多数のデジタル静止画像として取り込むコンピュータと、該コンピュータが取り込んだ個体別のデジタル静止画像をその濃度変位量を解析した個体別発光データとして蓄積することでデータベースを構築してこれを保持するデータ保持手段と、該データ保持手段から検索されたそれぞれの個体別発光データを各別に高速フーリエ変換輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めたホタルの明滅特性としてスペクトル解析して得られる解析データに基づいて作成されたゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトと、該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタルの前記個体数に対応する数を備え、かつ、ホタルの発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色加工された各発光ダイオードをゆらぎ現象を伴わせて個体別に点滅制御してホタルの発光パターンを再現する発光再現手段とで構成したことに構成上の特徴がある。
【０００９】
また、第２の発明（再現方法）は、ホタルの個体別の明滅状況を個体別に動画像として取得する撮像プロセスと、得られた個体別の前記動画像を連続する多数のデジタル静止画像としてコンピュータの側に取り込むデジタル画像取込みプロセスと、前記コンピュータの側に個体別に取り込まれたそれぞれの前記デジタル静止画像を画像濃度変位量解析システムを利用して時系列データに変換してデータ保持手段に個体別の発光データとして蓄積するデータベース構築プロセスと、それぞれの個体別発光データを各別に高速フーリエ変換輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めた前記ホタルの明滅特性としてスペクトル解析して得られる解析データに基づいて作成されるゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトの作成プロセスと、該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタルの前記個体数に対応する数を備え、かつ、ホタルの発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色加工された各発光ダイオードをゆらぎ現象を伴わせて個別に点滅制御して前記ホタルの発光パターンを再現する発光再現プロセスとからなることに構成上の特徴がある。
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における第１の発明（システム）の一例についての機能ブロック図を、図２は、該機能ブロック図に対応させた装置的な構成説明図をそれぞれ示す。
【００１２】
これらの図によれば、その全体は、明滅を繰り返す個々のホタル１７の動きを動画像として個体別に取得を自在に形成された撮像手段１１と、撮像手段１１が取得した個体別の動画像を連続する多数のデジタル静止画像として取り込むコンピュータ２１と、該コンピュータ２１が取り込んだ個体別のデジタル静止画像をその濃度変位量を解析した個体別発光データとして蓄積することでデータベースを構築してこれを保持するデータ保持手段２２と、該データ保持手段２２から検索されたそれぞれの個体別発光データからホタルの明滅特性として得られる解析データに基づいて作成されたゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトと、該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタル１７の個体数に対応する数の各発光ダイオード３４をゆらぎ現象を伴わせて個体別に点滅制御してホタルの発光パターンを再現する発光再現手段３１とで構成されている。
【００１３】
このうち、撮像手段１１は、所定の発光パターンのもとで明滅を繰り返す個々のホタル１７の動きを連続する動画像として個体別に取得できる撮像部１２と、動画像をデジタル化するＡ／Ｄ変換部１３とを備えたデジタルビデオカメラやＣＣＤカメラなどで形成されている。
【００１４】
また、コンピュータ２１は、ＲＡＭやハードディスク（ＨＤＤ）などで構成されるデータ保持手段２２と、格納ソフトの支援のもとで必要な演算制御処理を行う演算制御手段（ＣＰＵ）２３とのほか、キーボードなどからなる操作部２４とＬＣＤなどからなる表示部２５とを少なくとも備えて形成されており、撮像手段１１により取得された個体別の動画像を連続する多数のデジタル静止画像として取り込むことができるようになっている。
【００１５】
しかも、データ保持手段２２は、コンピュータ２１の側に取り込まれた個体別のデジタル静止画像をその濃度変位量を解析した個体別発光データとして蓄積することでデータベースを構築することができるようになっている。
【００１６】
ゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトは、データ保持手段２２から検索されるそれぞれの個体別発光データ（時系列データ）を各別に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めたホタル１７の明滅特性としてスペクトル解析し、その結果得られる解析データに基づいて作成されている。
【００１７】
一方、発光再現手段３１は、個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタルの個体数に対応する数の各発光ダイオード（ＬＥＤ）３４をゆらぎ現象を伴わせて個体別に点滅制御することにより、個々のホタルの発光パターンの再現を自在にして形成されている。なお、図３は、発光ダイオード３４を点滅させるための主電子回路例を示すものであり、ＮＰＮトランジスタ３５からの信号の入力状況に応じて発光ダイオード３４を点滅制御できるようになっている。
【００１８】
これをより具体的に説明すれば、発光再現手段３１は、あらかじめＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体２７からダウンロードさせてある個体別発光パターン再現ソフトによりコンピュータ２１を介して駆動制御されるようになっており、該コンピュータ２１からの制御信号をＤ／Ａ変換部３２を介してアナログ変換してアンプ３３で増幅させた上で、個々の発光ダイオード３４をゆらぎ現象を伴うように点滅制御することができるようになっている。なお、発光再現手段３１は、マイクロコンピュータなどで形成することもでき、この場合にあっては、発光再現手段３１自体に例えばコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどからなる記録媒体２７にプログラムとして記録させてある個体別発光パターン再現ソフトをダウンロードすることにより、各発光ダイオード３４をゆらぎ現象を伴うように点滅制御することができる。
【００１９】
しかも、この場合における発光ダイオード３４は、ホタル１７の発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色に特殊加工したものが用いられている。これにより、発光ダイオード３４を点滅させた際には、ゆらぎ現象を伴わせて明滅する、より自然に近いホタルの発光パターンを再現することができる。
【００２０】
次に、第２の発明（ホタルの発光パターン再現方法）につき、図１〜図３を参酌しながら図４に示すフローチャートに基づいて第１の発明（ホタルの発光パターン再現システム）の作用とともに説明する。
【００２１】
すなわち、ホタルの発光パターンの再現は、ホタル１７の個体別の明滅状況を個体別に動画像として取得する撮像プロセスと、得られた個体別の動画像をデジタル静止画像としてコンピュータ２１の側に取り込むデジタル画像取込みプロセスと、コンピュータ２１の側に個体別に取り込まれたそれぞれのデジタル静止画像を公知の画像濃度変位量解析システムを利用して時系列データに変換してデータ保持部２２に個体別に蓄積するデータベース構築プロセスと、個体別の時系列データからホタルの明滅特性として得られる解析データに基づいて作成される個体別発光パターン再現ソフトの作成プロセスと、該個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで各発光ダイオード３４の点滅を制御する発光再現プロセスとを経ることにより行われる。
【００２２】
このうち、デジタルビデオカメラやＣＣＤカメラなどの撮像手段１１を用いて行われる撮像プロセスは、野外で集団で群れているホタルの中の１匹の動きを時間分解能１／３０秒のもとで光学的にフォーカスして撮影したり、図２に示すように実験暗室１５の空間１６内にホタル１７を例えば２区画に仕切って雌雄各１匹をそれぞれに各別に入れて時間分解能１／３０秒のもとでその動きを撮影するなどして行われる。
【００２３】
このような撮像プロセスを経ることにより、例えばゲンジホタルやヘイケホタルの単独明滅時、集団明滅時、自然環境下あるいは人工的な飼育環境下など、所定の発光パターンのもとで明滅を繰り返す個々のホタル１７の動きを様々な条件のもとで時間分解能１／３０秒の個体別の動画像として取得することができる。
【００２４】
このようにして取得された個体別の動画像は、Ａ／Ｄ変換部１３を含む公知の動画処理ボードを介してデジタルデータに変換するデジタル静止画像取込みプロセスを経る処理を行うことにより、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのコンピュータ２１の側に、例えばサンプリング周波数３０Ｈｚで、ホタル１個体につき１０２４フレーム（時間にして３４．２秒間）のデジタル静止画像として取り込まれる。
【００２５】
コンピュータ２１の側に取り込まれた個体別のそれぞれのデジタル静止画像は、公知の画像濃度変位量解析システムを利用したデータベース構築プロセスを経ることにより、その時系列データが発光パターンの輝度変動に関する個体別発光データとしてデータ保持手段２２に蓄積されてデータベースが構築される。
【００２６】
この場合、データベース構築プロセスにおいては、対象となるホタル１７が常に動いていることから、カーソルで解析領域を指定してホタル１７の発光器官の最大輝度を経時的に追跡することにより時系列データを得ている。該時系列データは、ＦＦＴ解析し、「１／ｆｎ ゆらぎ」を評価するためのパワースペクトルや雌雄間の生体信号を生物学的に観察するための相互相関関係などを算出した上で、個体別発光データとして個体別のデータベースが構築されることになる。
【００２７】
図５と図６とは、データベース構築プロセスにおける個体別時系列データと個体別発光データとの対応関係を示すグラフ図であり、個体別の濃度変位量（輝度変動）を解析して時系列処理をした図５に示す個体別時系列データ１８は、画像濃度変位量解析システムを利用して図６に示す個体別発光データ（発光パターン）１９としてデータ保持手段２２に個体別に蓄積され、これにより個体別のデータベースが構築されることになる。
【００２８】
この場合、個体別発光データ１９は、図６からも明らかなように、ホタル１７の個々の発光区間Ａの間に発光休止区間Ｂ１〜Ｂ６ を入れることで個体別の発光パターンとして形成されることになる。
【００２９】
一方、ゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトの作成プロセスは、既に述べたようにデータ保持手段２２を検索して取得される図６に示すような個々の個体別発光データ（発光パターン）１９からホタルの明滅特性として得られる解析データに基づいて作成される。この際、個体別発光データ（発光パターン）１９には、それぞれの発光休止区間Ｂ１〜Ｂ６をホタルの明滅特性に対応させてゆらがせることにより、その発光パターンにホタル１７と同様な不規則性を付与することができる。
【００３０】
これをより詳しく説明すれば、データ保持手段２２から検索されるそれぞれの個体別発光データ（発光パターン）１９は、コンピュータ２１を操作することにより各別に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）輝度変動、明滅間隔及び明滅輝度差変動を含めたホタルの明滅特性としてスペクトル解析され、その結果得られる解析データに基づいてゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトが作成されることになる。なお、このようにして作成されたゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体２７にプログラムとして記録させておくこともできる。
【００３１】
また、発光再現プロセスは、ゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトの支援のもとで、ホタル１７の個体数に対応する数の各発光ダイオード３４をゆらぎ現象を伴わせて個体別に点滅制御してホタル１７の発光パターンを再現することにより行われる。
【００３２】
この場合、ホタル１７の発光パターンの再現は、コンピュータ２１が保持するゆらぎ現象を伴うホタルの個体別発光パターン再現ソフトにより生成される制御信号が発光再現手段３１を経ることでアナログ化された発光制御信号に変換され、この発光制御信号に基づいてホタル１７の個体数に対応する数の各発光ダイオード３４のそれぞれがゆらぎ現象を伴って個体別に点滅制御されることで行われることになる。
【００３３】
つまり、発光再現手段３１が備える各発光ダイオード３４は、ダウンロードされた個体別発光パターン再現ソフトに取り込まれているホタル１７の個体数と一致させてあるばかりでなく、明滅を繰り返すそれぞれのホタル１７の発光パターンに個別に対応させてもあるので、個々の発光ダイオード３４も個々のホタル１７との対応関係をとりながら不規則的に点滅制御されることになる。
【００３４】
特に、発光ダイオード３４には、ホタル１７の発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色に特殊加工したものが用いられているので、個々の発光ダイオード３４を点滅させた際にゆらぎ現象を伴わせたより自然に近いホタルの明滅動作を再現することができる。
【００３５】
なお、発光再現手段３１がマイクロコンピュータなどで形成されている場合には、発光再現手段３１自体に例えばコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどからなる記録媒体２７にプログラムとして記録させてある個体別発光パターン再現ソフトをダウンロードすることにより、各発光ダイオード３４をゆらぎ現象を伴うように点滅制御することで、ホタル１７の発光パターンを再現することもできる。
【００３６】
このため、本発明によれば、各発光ダイオード３４は、ホタル１７の発光パターンである「１／ｆゆらぎ」などを含むゆらぎ現象を伴わせてその点滅が制御されることになり、これを目視する人々に対し自然界でホタル１７に接すると同様な優れた癒し効果を付与することができる。
【００３７】
したがって、本発明は、人々に対し自然に近い癒し効果を与えるヒーリング機器や各種のケア施設において自然を疑似体験できる装置としてのほか、人工物に囲まれた医療施設における医療ホスピス装置や自然環境の乏しい都会の子供達に自然を疑似体験させてやることができる科学教育装置などとしても効果的に適用することができる。
【００３８】
また、本発明は、簡単な構造のもとで装置化することができるので、操作性にすぐれているばかりでなく、コスト的にも安価なものとすることもできるので、誰もが場所をとらずに簡単に癒し効果を得ることができるといった利便性や低廉性を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上に述べたように第１の発明（再現システム）と第２の発明（再現方法）とによれば、「１／ｆゆらぎ」を含むゆらぎ成分を伴った自然界におけるホタルの明滅現象に近い発光パターンのもとで、ホタルの発光色に近い発光色が得られるように白濁黄緑色加工された個々の発光ダイオードを点滅制御することができるので、各種の施設に設置することにより人々に対し天然のホタルに接したと同じ状況のもとで発光ダイオードが点滅する様を目視しながらゆらぎ現象がもたらす癒し効果を与えることができる。
【００４０】
また、第１の発明（再現システム）によれば、は、装置的に簡素化して優れた操作性を付与することができるばかりでなく、コスト的にも安価なものとすることができる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における第１の発明の一例についての機能ブロック図。
【図２】図１に対応させた装置的な構成説明図。
【図３】発光ダイオードを点滅させるために例示した電子回路図。
【図４】本発明における第２の発明の一例についての処理手順を示すフローチャート図。
【図５】データベース構築プロセスにおいて用いられる個体別時系列データを示すグラフ図。
【図６】図５との対応のもとで個体別発光データ（発光パターン）を示すグラフ図。
【符号の説明】
１１ 撮像手段
１２ 撮像部
１３ Ａ／Ｄ変換部
１５ 実験暗室
１６ 空間
１７ ホタル
１８ 個体別時系列データ
１９ 個体別発光データ（発光パターン）
２１ コンピュータ
２２ データ保持手段
２３ 演算制御手段
２４ 操作部
２５ 表示部
２７ 記録媒体
３１ 発光再現手段
３２ Ｄ／Ａ変換部
３３ アンプ
３４ 発光ダイオード
３５ ＮＰＮトランジスタ
【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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【図６】
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