JP2000512520A - 対話型光フィールド装置 - Google Patents

対話型光フィールド装置

Info

Publication number
JP2000512520A
JP2000512520A JP10501795A JP50179598A JP2000512520A JP 2000512520 A JP2000512520 A JP 2000512520A JP 10501795 A JP10501795 A JP 10501795A JP 50179598 A JP50179598 A JP 50179598A JP 2000512520 A JP2000512520 A JP 2000512520A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
human eye
sensor
light source
field device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10501795A
Other languages
English (en)
Inventor
ゴールドマン,ニール
Original Assignee
エンライトゥンド テクノロジーズ アソシエイツ,インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エンライトゥンド テクノロジーズ アソシエイツ,インコーポレーテッド filed Critical エンライトゥンド テクノロジーズ アソシエイツ,インコーポレーテッド
Publication of JP2000512520A publication Critical patent/JP2000512520A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/0613Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0618Psychological treatment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C5/00Constructions of non-optical parts
    • G02C5/001Constructions of non-optical parts specially adapted for particular purposes, not otherwise provided for or not fully classifiable according to technical characteristics, e.g. therapeutic glasses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0044Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0083Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus especially for waking up
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/0635Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
    • A61N2005/0643Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
    • A61N2005/0645Applicators worn by the patient
    • A61N2005/0647Applicators worn by the patient the applicator adapted to be worn on the head
    • A61N2005/0648Applicators worn by the patient the applicator adapted to be worn on the head the light being directed to the eyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N2005/065Light sources therefor
    • A61N2005/0651Diodes
    • A61N2005/0652Arrays of diodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B2027/0178Eyeglass type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 眼鏡(10)または安全眼鏡などの眼鏡型装置は、着用者の眼球の後部に対話型光フィールド(ILF)を形成するように埋込み光ファイバ(18)または光導波体メッシュ付きのレンズ(16)を備える。着用者が眼鏡によって明確に見ることができるように、瞳孔の周辺から制御ずみの光を主像(すなわち、外側環境光景)が瞳孔に垂直に入る形で入射させる。このILF装置は上記埋込み光ファイバメッシュを用いて瞳孔の動きを監視する。着用者の脳が刺激されて日周期の睡眠リズムを自然光の影響に関わりなく調節または維持する。この装置は、例えばジェットラグの悪影響の緩和、睡眠障害の緩和、交代制勤務者の新勤務時間への切換え援助などに応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 対話型光フィールド装置 発明の背景 発明の技術分野 この発明は、概括的には、人間に光と眼球動き監視特性とにより刺激を同時に 与えることに関する。より詳細にいうと、この発明は人間の日周期リズムおよび 覚醒性に影響する反応を人間に誘発する方法および装置を対象とする。 従来技術の説明 地球上の生物のもっとも基本的な特徴は物理的環境の24時間周期の変動に適応 するための変化のしかたである。人間の生化学的、生理学的および行動学的変数 の全体の大部分は約24時間周期でリズム状に変動する。哺乳類では視床下部の開 花上核(SCN)にある24時間周期(すなわち日周期)時計によってこれら日周期 のリズムが時間的に体系化されていることが現在では十分に立証されている。こ の日周期の器官系は、生体と外部環境との周期性を維持するとともに、多様な生 化学的過程の体内における時間上の調和を維持する。明暗のサイクルは、内因性 時計、すなわち固有周期が24時間と常に少し異なる(例えば23乃至25時間)内因 性時計を24時間の期間内に生ずる地球自転に起因する物理的環境の変動に同期さ せる主要な環境動因である。自然の明暗サイクルに日周期のリズムが引き込まれ るのは日周期ペースメーカーが光に反応することに基づいている。すなわち、夜 早い期間に与えられた光パルスは日周期の時計に相遅れを生じさせ、夜遅くなっ て光に曝されると相進みを生じさせる。哺乳類においては網膜視床下部路(RHT )と呼ばれる特殊な神経路が明暗環境に関する情報を網膜からSCNに直接に伝え ている。 正常状態では、日周期リズム性、睡眠、および明暗サイクル相互間には安定な 相関係がある。自然条件のもとに生きている動物においては、通常の明暗サイク ルを基準として睡眠と日周期のリズム性が正常相から離れることはめったに起こ らない。しかし、人間は睡眠−覚醒サイクルおよび明暗サイクルの正常な同期性 を、短時間(すなわち「ジェットラグ」症候群と呼ばれる複数時間ゾーン横断旅 行のあと)か長時間(すなわち交代制勤務就労者に生ずる)かを間わず、日常的 に乱している。また、人間は眠る時間であることを示す日周期の時計器官系から の信号を無視したり、長時間にわたる覚醒時に生ずる睡眠の恒常的必要性を無視 したりすることができる。これら交代制勤務およびジェットラグが人間の健康、 安全、業績および生産性に及ぼす急性および慢性の悪影響は数多くの文献で証拠 づけられてきた。 発明の概要 したがって、この発明の目的は自然光の影響に関わりなく日周期のリズムを調 節したり維持したりすることのできる眼鏡型装置を提供することである。 この発明のもう一つの目的は瞳孔に近づけてかける対話型光フィールド(ILF )装置、すなわち眼球後部に達する光を監視するとともに調節し、周囲の物理的 環境に対する明確認識視野を維持するILF装置を提供することである。 この発明によると、眼鏡または保護眼鏡のような眼鏡型装置に、光ファイバメ ッシュ埋込みレンズを備えるか、内部または表面に形成した薄い誘電体媒質内に 光導波体列を有するレンズを備える。いずれの場合も、この眼鏡型装置着用者の 眼球後部(網膜の領域)に対話型光フィールド(ILF)を形成することを目的と している。眼鏡または保護眼鏡を通じて着用者が明確に見えるためには、主要な 像(すなわち外部環境の光景)を瞳孔に垂直に入射させる角度で瞳孔周辺から制 御ずみの光線を入射させなければならない。眼球に光線を導くのに、上記光ファ イバまたは光導波体の端部にプリズム様の構成物を配置することもできる。上記 ILFの伝達のための光ファイバメッシュまたは光導波体列は着用者瞳孔の動きの 追跡にも用いる。ファイバメッシュ中のファイバまたは光導波体が着用者から見 て透明になるように、それら構成要素の屈折率をレンズ媒質の屈折率と一致させ る。これらファイバまたは光導波体は投光制御のための光送出体および光受容体 として作用する。これらファイバまたは光導波体の中には、周囲外部環境の状態 検出のために外向きになっているものもあり、眼球後部への投光の調節のために 内向きになっているものもある。眼球が緩やかな回転を示したり、瞳孔が動かな くなったり、眼の閉じられている時間が長すぎたりした場合に着用者に警報を発 する睡眠警報システムも含まれている。この装置の対話性を高めるために眼球内 の上記以外のパラメータをILF装置で計測する。明確認識視野を維持しながら光 子流束 を最小に抑え生物学的反応を維持するために、メッシュ密度、光の強度、周波数 および波形、並びに投光パターンを選択的に組み合わせる。また、これら目的の 達成のために、光パルスを時間的、空間的およびスペクトル的に調節する。光強 度および光子流量に関する線量率および線量もすべて制御する。それに必要な電 子回路ハードウェアは耳と顔との間に位置する眼鏡の腕部にはめ込む。 図面の簡単な説明 上記のおよびそれら以外の目的、側面および利点は、図面を参照して次に述べ るこの発明の好適な実施例の詳細な説明からよりよく理解されよう。 図1はこの発明の対話型光フィールド装置の前部の背面斜視図である。 図2はファイバ端部アレーを示す図1と同様の背面斜視図である。 図3は図1に示した前部に結合される側部の側面図である。 発明の好適な実施例の詳細な説明 この発明は生物学的反応を引き起こすために、すなわち着用者の日周期睡眠リ ズムに影響を及ぼすために眼球の後部に全面照射光を伝達する。着用者に周囲環 境が明確に見えるようにするために、照射光の導入を瞳孔の周囲から、外の光景 が通常の眼鏡の場合と同様に瞳孔に「方線方向」または「垂直」に入射するよう に、行う。 第1種スタイルズ−クロフォード効果によって、対象点から瞳孔に垂直に入射 する光線の方が瞳孔の周辺から入射する光線よりも視覚刺激効果が大きい。この ことは、網膜錐体内側部分に斜めに入ってくる周辺光線が錐体軸と平行に入って くる光線ほどには効率的に錐体外側部分に伝達されないことと関連しているもの と見られる。すなわち、この発明は着用者が周辺環境を明確に見れるようにする ことについて上記第1種スタイルズ−クロフォード効果を利用している。 また、この発明は、網膜錐体内側部分に斜めに入ってくる周辺光線が錐体軸方 向入射光線とは異なる色彩知覚をもたらすという第2種スタイルズ−クロフォー ド効果も利用する。この効果または近接の神経節との相互作用が交叉上核または 体内生物時計への生物学的信号に刺激を与える。 用途によっては、この発明は3時間乃至6時間の光線照射を要する。最近の人 体実験および動物実験によって生物学的反応の誘起に緑色光は太陽光線並みの多 スペクトラム照射と同程度の効果を示すことが明らかになっているので、発光ダ イオード(LED)ほかの単色光源をこの眼鏡型装置に用いるのが好ましい。 また、この発明はLEDおよび光ファイバ結合器または光導波体結合器を用い耳 と顔面との間の眼鏡型装置に具合よくはめ込んだ所要電子回路によって実現でき る。互いに異なる色の高出力LED多数をメラトニン抑制誘起に必要な強度を得る ために用いることができる。この発明の目的の一つは眼球外部照射の際にエネル ギー損失が生じないように眼球表面の一部だけを照射することである。ILFを光 ファイバまたは光導波体で光の軸ずれモードで動かすことによって視覚の明確性 を改善できる。すなわち、瞳孔のすぐ前にある光ファイバまたは光導波体は眼球 に明るい光を伝達することはない。すなわち、網膜錐体への直接の入力は外部か らであり、日周期の入力は常に側面から(垂直軸からずれた形)となる。 次に、図1および図2を参照すると、この好適な実施例は、概括的に参照数字 10で表示した眼鏡型または保護眼鏡型装置である。ハウジングは保護眼鏡10 の形を区画するフレーム12を有し、鼻掛け部14を備える。レンズ16はプラ スチックなど眼鏡用透明体の中の光ファイバマトリックス18で視覚の明確性を 最大にするように構成する。あるいは、光導波体列をレンズ16の中または表面 上に慣用のリソグラフィ、堆積およびエッチング手法により形成し、後述の光フ ァイバマトリックス18と同様の作用をさせることができる。 光ファイバマトリックス18の形状およびレンズ16の曲率は視覚明確性を最 大にするように選ぶ。ファイバ18または光導波体の屈折率をレンズ16の材料 の屈折率にほぼ一致させて着用者からほぼ透明に見えるようにするのが好ましい 。しかし、屈折率の正確な一致は好ましくない。光透過損失を生ずるからである 。 動作の際には、LEDほかの光源からの好適波長500nm乃至560nmの光を、眼球後 部における平均光強度を12乃至900μW/cm2にするのに十分な強度で光ファイバ または光導波体端部に入射させる。図2に示すとおり、アレー18の個々の光フ ァイバ20(または光導波体)は光を瞳孔に向けるように好ましくは45°傾いた ファイバ端部を有する。傾斜切断端部形成においてパーシャルミラー手法または 端部改変手法を用いることができる。光導波体の場合は眼球への光線の抽出のた めに導波体端部にプリズム様の構成を形成することができる。可視光源の遊休サ イクルの間に赤外線の授受を必要に応じて行えるように全体の実効長を短くする 。 図3を参照すると、図1および図2に示した保護眼鏡または眼鏡の前部10に 結合する腕部または側面部が示してある。このILF装置の動作に必要な電子回路 全部を図3に示すような腕部にはめ込むのが好ましい。この腕部は端部31で前 面部31に直接に結合するように設計してある。反対側端部には着用者頭部に本 装置を留めるための耳掛け32が設けてある。図示の単純化のために片方の腕部 30だけを示す。しかし、実際にはこの装置は着用者頭部の両側に一つずつ、す なわち一対の腕部を備える。好適な実施例では各腕部30は他方と鏡像の関係に ある。しかし、着用者の両眼球のために必要な電子回路を腕部32の片方だけに 収容することもできる。 光ファイバ束22を個々の結合器34にそれぞれ接続する。光センサ36で光 ファイバ束22の個々にファイバからの光を検出する。低解像度で高速動作の電 荷結合素子を光センサ36の代わりに用いることもできる。例えばLEDなどの光 源38を光ファイバ束22の個々のファイバへの光導入のために用いる。この発 明の装置はファイバ束22への光の光源として種々のスペクトル成分を発生する LEDを用いることもでき、また白色光光源を用いることもできる。光センサ36 および光源38はプログラム可能な中央処理装置(CPU)40で制御する。バッ テリーなどの電源42を配線44経由で種々の部品への電源供給線に接続する。 電源42は内付でも外付けでもよい。CPU40には補助センサおよび入力/出力 ユニット46を設ける。 図3では保護眼鏡腕部30の中に発光、受光および制御用部品全部が示してあ るが、用途によっては、これら発光、受光および制御用部品全部をレンズ16と の間の光線授受用の光ファイバとともにウォークマン型の携帯装置に収容するこ ともできる。その構成は着用者頭部から電磁界を離すように回路を配置すること が重要である場合にとくに有用である。 瞳孔追跡に必要となるタイミング応答はMHz領域になる。周波数を上げる必要 がある場合はLED38のデューティサイクルを速くしなければならない。現在で は応答速度ナノ秒のデバイスはごく普通であるので、これは間題にならない。瞳 孔追跡には100マイクロ秒オン、100マイクロ秒オフのサイクルを用いるのが好ま しい。これは、光ファイバ交叉間のサンプル時点数の最小値を10としたときの光 ファイバマトリックスを走査する瞳孔の最大速度(頻繁な眼球の動き(FEM)ま たは急な動きの速度)に基づく。これは控え目な見方である。したがって、着用 者の使い やすさと着用効果のためにタイミングの微調整が必要である。視覚への支障を最 小に抑えるために、中央部の光ファイバを遮光状態にしてオン状態の発生頻度を 個々の着用者について増加したり調節したりする必要があろう。視覚への支障は 反応時間効果を遅延させるための後部マスキングでも軽減でき、それによってフ ィールド全体にわたり画像を均一化できる。 上記マトリックス中のファイバ20または光導波体の端部の位置に対する瞳孔 の位置を把握するためにCPU40を用いる。位置探知光信号の効率的授受を可能 にしてこのILF装置が可視光でも赤外光でも動作できるようにするために、光フ ァイバ端部レンズ化手法を用いることができる。 着用者を脳の近傍の長期にわたる電磁波照射から保護するために、腕部30に 十分な遮へい部材を備えるのが好ましい。上記回路は高強度スプリアスバースト から着用者を保護するために安全設計にしてある。この安全設計は、例えば、光 センサ36の出力値および所定のカットオフ値を用いてLED38への電流を制限 することにより達成できる。 結合器34は光源38からの光を多数の光ファイバに分割するとともに単体LE Dの光を光ファイバ束22中の限られた数のファイバに導く。CPU40は瞳孔の画 像データを処理してその追跡を制御し、エネルギー消費、寸法および重量につい て本装置のシステムを最適化する。検出速度は眼がフリッカーを認識できないほ どに速い。 上述の好適な実施例では、光ファイバ束22または光導波体を、眼球後部への 光の伝達並びに眼球および外部光景からファイバへの反射光の検出の両方にデュ アルモードで用いている。光ファイバ結合体などの光分割器を反射光検出用の光 検出器36またはCCDへの反射光の一部の取出しに用いることもできる。上記反 射光は眼球表面上の反射発生点の関数となる。したがって、光ファイバ20また は光導波体全部から得られる反射光の値の分布図は瞳孔位置、虹彩の大きさおよ び開き具合、並びに瞼の閉じ具合を正確に示す。ファイバ20を用いる場合は、 リボン状配置にしたプラスチック製のものとなろう。リボン状配置はもう一つの リボンの実用的結合を可能にするので結合全部を一斉に形成できる。その場合、 光センサ36は上記リボンの中心間距離に合致した光検出器アレーまたはCCDで 構成する。同様に、光ファイバリボンをLEDに直接に結合するのに発光ダイオー ドアレ ー38を用いる。代替的実施例では、一本おきの光ファイバを光源(LEDアレー 38に結合する)に用い、残りの光ファイバを光検出ダイオードアレー36に結 合する。 各フォトダイオードセンサ36にアドレス可能であり発光ダイオードアレー3 8の各LEDを制御可能であるので、瞳孔の中点の位置の特定およびその中点の追 跡にCPU40を用いることができる。CPU40が測定するこれ以外のパラメータに は瞼の閉じ具合と瞳孔の直径がある。また、CPU40は、高いレベルの視覚明確 性の維持の目的のために、瞳孔の前で中央部光ファイバ用のシステムをオフ状態 にすることができる。アレー38のLEDの各々を制御できるので、照射パターン は任意に選べる。照射に多様な寸法形状があり得るので、用途ごとに最適のパタ ーンを用いる。このシステムは数マイクロ秒乃至数十マイクロ秒程度の「オン」 サイクルと、それに続く数ミリ秒程度の「オフ」サイクルで動作できなければな らない。タイミングは調節可能とするのが望ましい。 補助ユニット46には赤外線鼓膜温度計から成る温度追跡センサを設けること ができる。その種のセンサは市販されており、心臓近傍の血流で測定した身体中 心部の温度と良好な相関を示す。第2の温度追跡モジュールには適切に取り付け た熱流束センサを採用できる。したがって、この補助センサおよび入出力ユニッ ト46は、眼球温度、角膜屈折率変化、瞳孔変化および反応並びに眼球後部にお ける細胞中色素の移動を測定できる。この発明のILF装置は、適切な数値雑音フ ィルタで温度の時間導関数を追跡し照射サイクルのリアルタイム反応を把握して 温度サイクルと正しく一致させることによって、温度サイクルを実効的に動作に 取り込んでいる。 周囲環境から白色雑音成分を減算することによって、このユニットの応用範囲 が広がる。相シフト発生のために光強度の十分な昼光中でこの装置を用いる場合 は、遮断機構を日周期相シフトに含めることができる。この発明のILF装置にお いては、光ファイバ20のいくつかで外部光環境をサンプリングできるようにし 放射計に結合できる。そのためには、光波フィルタ付きフォトダイオードセンサ 36またはフィルタ組合せフォトダイオードアレーを一体化して、周囲環境照射 状況のプロフィールを把握できるようにしなければならない。適切な閾値が得ら れると、フォトダイオード信号が光源38をオフにするのの十分な値になるであ ろ う。また、着用者の暗期間には警報を送り、外部照射が強すぎる場合はその警報 は継続する。 この発明の実施において考慮すべき重要な点は、対象領域を最大にするために 瞳孔を広げた状態に保つことである。十分なオフ時間を有するごく短いパルスを 用いて、眼球および脳が対象領域全体照射でなく夜間の像または低照度の像を保 持するようにすることができる。動物実験によると総線量値も線量率と同様に重 要であると見られる。したがって、眼球後部で網膜錘体のある領域のまわりに十 分な数の光子が拡散し、しかも視覚経路が正しく刺激されることがないようにパ ルス長を制限することが狙いである。桿状体が外部像を固定するのに十分な時間 を有する場合はこの手法は有用である。視覚明確性の改善のために照射領域を代 替領域に変更したりパルス幅を変えたりする変更が可能である。視覚明確性の改 善の調査のために左右の眼の間の位相遅れを利用することもできる。もう一つの 手法では、光パターンおよび入射角のより正確な制御のために能動光学系を用い る。夜間の視覚明確性を最大にするための光強度および空間パターンの自動調整 の手段として瞳孔収縮監視の手法を用いることもできる。 補助ユニット46は入出力(I/O)ユニットと兼ねるのが好ましい。この構成 要素は側面ユニット(図示してない)の外側のLEDディスプレイに英数字情報を 供給するとともにその側面ユニット隣接の超小型スイッチから入力信号を取り込 む機能を有する。その側面ユニットから受話器への可聴周波数信号出力もある。 この受話器の中に鼓膜温度計用の赤外線検出ファイバを収容することもできる。 上記可聴周波数信号出力は着用者が眠気を催した場合の目覚まし信号の送出など 、警報および指令システムの一部として使う。第3のI/O機能は外部PCへのリン ク結合器としての機能である。電池42は着用者頭部両側に内付けにすることも でき、またポケット収容型の単一の外付け型のものでもよい。この電池は詰替え 容易な再充電式のものとする。 例 1 この発明は交代制勤務の悪影響を緩和するのに有用な簡便で廉価な対話型光伝 達システムに利用できる。この装置は、自動化して覚醒度監視のための眼球の緩 やかな動きの監視および瞬き頻度の監視を含めることができる。また、着用者の 日周期を追跡できる非接触検出器を収容できる。このILF装置は着用者が眠りに つ いたり催眠術にかかったりするおそれがある場合に警報を発する警報装置として も作用する。 例 2 次の応用例は国際間のジェット機による旅行を対象とする。この発明のILF装 置に将来の航空会社マルチメディアユニットと互換性ある関連のソフトウェアお よびハードウェアを収容する。この発明の技術を眼鏡型仮想現実装置に取り込ん で、着用者が娯楽サービスを受けている間に日周期ソフトのための所要光子刺激 を生ずるようにすることができる。この考え方は、既存システムに挿入可能な携 帯ラジオ型ヘッドホンと同様である。これによって、普通の消費者がILF装置を 携行可能になる。多くの場合、新たな時間ゾーンへの日周期相シフトを達成する のに2日以上かかるからである。同様に、この発明の装置は戦闘などにおける部 隊の急派にも有用である。 例 3 この発明の装置は睡眠障害症患者、潜水艦乗組員、季節関連障害症患者などに も応用できる。利点として、人間を対象とする時計生物学者が、引込み、相シフ トおよび刺激に導く正確な仕組みおよびパラメータ(作用スペクトル)の研究を 費用効率のごく良好な方法で行う道具として使用できることが挙げられる。また 、この装置は眼球の正常機能時にリアルタイムパラメータを生ずる視力測定用の 装置にもなりうる。 この発明を一つの好適な実施例について上に述べてきたが、添付の請求の範囲 各項の真意と範囲を逸脱することなくこの発明を変形で実施できることを当業者 は認識するであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.透明レンズと、 前記透明レンズの上または中に配置され、人間の眼に実質的に透明な光搬送体 マトリックスと、 前記光搬送体マトリックスに結合され、前記人間の眼で反射された光を検出す る光センサと、 前記光搬送体によって前記人間の眼に伝達される光を発生する光源と、 前記光搬送体を前記光センサおよび前記光源に結合する手段と、 前記光搬送体マトリックスの中の前記光搬送体の少なくとも一部からの光を前 記人間の眼にその眼の瞳孔と90°以下の鋭角をなして導く手段と を含む対話型光フィールド装置。 2.前記光搬送体マトリックスの中の前記光搬送体を光ファイバと光導波体とか ら成る群から選んだ請求項1記載の対話型光フィールド装置。 3.前記センサを光検出器アレーと電荷結合デバイスとから成る群から選んだ請 求項1記載の対話型光フィールド装置。 4.前記光源を白色光光源と発光ダイオードとから成る群から選んだ請求項1記 載の対話型光フィールド装置。 5.前記光源が、赤、緑、青から成る群から選んだ色の光を発生できる発光ダイ オードを含む請求項4記載の対話型光フィールド装置。 6.前記光源が500nm乃至560nmの範囲の波長で光を発生する請求項1記載の対話 型光フィールド装置。 7.前記光源をパルス状に駆動する手段をさらに含む請求項1記載の対話型光フ ィールド装置。 8.前記光を導く手段を、光伝達体の端部の光伝達経路に配置したプリズムと前 記光伝達体端部の角度形成部分とから成る群から選んだ請求項1記載の対話型光 フィールド装置。 9.前記光源と前記光センサとを前記透明レンズに結合した腕部に配置し、それ ら光源と光センサとに電力を供給するように前記腕部の中に配置した電源をさら に含む請求項1記載の対話型光フィールド装置。 10.前記光源および前記光センサに接続され、前記光源からの光の強度と長さ とを制御するとともに前記光センサの検出した光を分析するコンピュータ利用の 制御器をさらに含む請求項1記載の対話型光フィールド装置。 11.フレームと、 そのフレームに配置された透明レンズと、 前記透明レンズの上または中に配置され、人間の眼に実質的に透明な光搬送体 のマトリックスと、 前記光搬送体マトリックスに結合され、前記人間の眼で反射された光を検出す る光センサと、 前記光搬送体によって前記人間の眼に伝達される光を発生する光源と、 前記光搬送体を前記光センサおよび前記光源に結合する手段と、 前記光搬送体マトリックスの中の前記光搬送体の少なくとも一部からの光を前 記人間の眼にその眼の瞳孔と90°以下の鋭角をなして導く手段と、 前記フレームに結合され、そのフレームを着用者の頭部に保持する腕部と を含む対話型光フィールド装置つきの眼鏡型装置。 12.前記人間の眼の温度を測定する温度測定手段をさらに含む請求項11記載 の眼鏡型装置。 13.前記温度測定手段が温度センサと赤外線温度センサとを含む請求項12記 載の眼鏡型装置。 14.前記光源および前記光センサが前記腕部に配置され、それら光源および光 センサのための電源をさらに含む請求項11記載の眼鏡型装置。 15.人間の眼の前に透明なレンズを配置する過程と、 前記透明なレンズの上または中に配置した光搬送体のマトリックスからの光を 前記人間の眼に瞳孔と90°以下の鋭角をなして導く過程と、 前記人間の眼からの反射光を検出する過程と を含み、人間の眼を対話型光フィールドに曝す方法。 16.前記光を導く過程の期間に前記光をパルス状に供給する過程を含む請求項 15記載の方法。 17.前記人間の眼の瞳孔の位置を算定する過程をさらに含む請求項15記載の 方法。 18.前記検出する過程で検出された光のパターンを分析する過程をさらに含む 請求項15記載の方法。 19.前記検出された光の前記パターンに応答して覚醒警報または眠気警報を供 給する過程をさらに含む請求項15記載の方法。
JP10501795A 1996-06-13 1997-06-13 対話型光フィールド装置 Pending JP2000512520A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/662,539 1996-06-13
US08/662,539 US5805267A (en) 1996-06-13 1996-06-13 Interactive light field for programmed non-visual stimulation and monitoring
PCT/US1997/010130 WO1997047993A1 (en) 1996-06-13 1997-06-13 Interactive light field

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000512520A true JP2000512520A (ja) 2000-09-26

Family

ID=24658126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10501795A Pending JP2000512520A (ja) 1996-06-13 1997-06-13 対話型光フィールド装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5805267A (ja)
EP (1) EP0904553A4 (ja)
JP (1) JP2000512520A (ja)
EA (1) EA000721B1 (ja)
NO (1) NO985503D0 (ja)
WO (1) WO1997047993A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508106A (ja) * 2000-09-08 2004-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 人間被験者の注意力の制御方法及びこの方法に使用する光源
JP2011215306A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 光照射装置及び光照射方法
JP2012513803A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光療法システム及び方法
JP2014508585A (ja) * 2011-02-04 2014-04-10 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 眼鏡フレーム及びコンタクトレンズを備える光線療法システム
JP2014509227A (ja) * 2011-02-04 2014-04-17 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 光線療法用の眼鏡
WO2015170663A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 アルプス電気株式会社 眼球検出装置及び眼鏡型電子機器

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923398A (en) * 1995-06-15 1999-07-13 Enlightened Technologies, Inc. Interactive light field for non-visual stimulation
US6350275B1 (en) * 1997-06-09 2002-02-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Devices for treating circadian rhythm disorders using LED's
GB9721506D0 (en) * 1997-10-10 1997-12-10 Virulite Limited Treatment of diseases
US6623512B1 (en) * 1998-07-27 2003-09-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Circadian rhythm reset method and device
GB2352182A (en) * 1999-06-05 2001-01-24 Peter Carr Photic stimulator with eye-movement cue
WO2001064005A2 (de) * 2000-02-08 2001-09-07 Bernd Michael Pohlmann Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung der senso-motorischen informationsverarbeitung eines benutzers
KR100935313B1 (ko) * 2000-09-08 2010-01-06 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 발광 시스템 및 광 소스 또는 광 소스들의 조합체
GB2378656A (en) * 2001-08-14 2003-02-19 Stephen Bryce Hayes Means for modulation of circadian rhythms
WO2004096364A1 (en) * 2003-05-01 2004-11-11 Flinders Technologies Pty Ltd Apparatus for administering light stimulation
EP1749234A4 (en) * 2004-04-23 2009-04-29 Physician Engineered Products EYE MASK WITH PHOTOELECTRIC EFFECT
GB0414113D0 (en) * 2004-06-24 2004-07-28 Virulite Distrib Ltd Cosmetic uses of electromagnetic radiation
CA2482240A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-27 Claude Choquet Body motion training and qualification system and method
GB2425874A (en) * 2005-05-06 2006-11-08 Cambridge Consultants Eye-wear incorporating a segmented display
GB0512038D0 (en) * 2005-06-14 2005-07-20 Dougal Gordon Therapeutic and cosmetic uses of electromagnetic radiation
US9307925B2 (en) 2005-06-16 2016-04-12 Aaken Laboratories Methods and systems for generating electrical property maps of biological structures
JP2010500077A (ja) * 2006-08-07 2010-01-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光生物学的状態に影響を与えるためのシステムおよび方法
WO2009073811A2 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Rensselaer Polytechnic Institute System and method to quantify circadian entrainment disruption
GB0812753D0 (en) * 2008-07-14 2008-08-20 Dougal Gordon R P Electromagnetic radiation and its therapeutic effect
CN102300604B (zh) * 2008-12-30 2015-06-17 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于向受试者提供光疗的系统和方法
AU2009334348A1 (en) 2008-12-30 2011-08-18 Koninklijke Philips Electronics, N.V. System and method for providing light therapy to a subject
ES2930370T3 (es) 2009-10-08 2022-12-09 Delos Living Llc Sistema de iluminación LED
WO2011089540A1 (en) * 2010-01-21 2011-07-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for influencing a biological rhythm of a person
CN102892464B (zh) * 2010-05-14 2016-06-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 被配置为向受试者提供光疗的睡眠面罩和系统
RU2584132C2 (ru) * 2010-10-08 2016-05-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Защитные очки, система и способ для обеспечения обратной связи
CN103269751B (zh) 2010-12-21 2016-10-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 光治疗设备
US9715242B2 (en) 2012-08-28 2017-07-25 Delos Living Llc Systems, methods and articles for enhancing wellness associated with habitable environments
USD745596S1 (en) * 2013-11-08 2015-12-15 Ebs Technologies Gmbh Stimulation glasses
US9474902B2 (en) 2013-12-31 2016-10-25 Nano Retina Ltd. Wearable apparatus for delivery of power to a retinal prosthesis
AT515197B1 (de) * 2014-02-11 2015-07-15 Pocket Sky Og Tragbare Vorrichtung zur Lichtemission
EP3111411A4 (en) 2014-02-28 2017-08-09 Delos Living, LLC Systems, methods and articles for enhancing wellness associated with habitable environments
AT516326B1 (de) * 2014-09-29 2016-07-15 Pocket Sky Og Vorrichtung zur Signalübermittlung zum Auge
CN104307089B (zh) * 2014-10-31 2017-09-22 无锡优创生物科技有限公司 一种用于生物钟调节眼镜的环境光自适应调节方法
CN104353169B (zh) * 2014-10-31 2017-07-07 无锡优创生物科技有限公司 一种生物钟调节眼镜
US10317672B2 (en) * 2014-12-11 2019-06-11 AdHawk Microsystems Eye-tracking system and method therefor
US10213105B2 (en) 2014-12-11 2019-02-26 AdHawk Microsystems Eye-tracking system and method therefor
AU2016202287B2 (en) 2015-01-13 2021-04-01 Delos Living Llc Systems, methods and articles for monitoring and enhancing human wellness
US11338107B2 (en) 2016-08-24 2022-05-24 Delos Living Llc Systems, methods and articles for enhancing wellness associated with habitable environments
CN106324857A (zh) * 2016-10-28 2017-01-11 广西大学 一种可调节带led灯的阅读眼镜
US11526034B1 (en) * 2017-02-01 2022-12-13 Ram Pattikonda Eyewear with flexible audio and advanced functions
RU2763922C2 (ru) * 2017-04-06 2022-01-11 Константин РОГГАЦ Очки дополненной реальности (др) и способ добавления виртуальных изображений в изображение, видимое носителю очков по меньшей мере через одно стекло очков
WO2019046580A1 (en) 2017-08-30 2019-03-07 Delos Living Llc SYSTEMS, METHODS AND ARTICLES FOR EVALUATING AND / OR IMPROVING HEALTH AND WELL-BEING
WO2019171216A1 (en) * 2018-03-07 2019-09-12 Elon Littwitz Augmented reality device and/or system and/or method for using same for assisting in walking or movement disorders
EP3850458A4 (en) 2018-09-14 2022-06-08 Delos Living, LLC AIR CLEANING SYSTEMS AND PROCEDURES
WO2020176503A1 (en) 2019-02-26 2020-09-03 Delos Living Llc Method and apparatus for lighting in an office environment
WO2020198183A1 (en) 2019-03-25 2020-10-01 Delos Living Llc Systems and methods for acoustic monitoring
CN111679432B (zh) * 2020-05-29 2022-04-12 维沃移动通信有限公司 显示模组及增强现实ar设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4568159A (en) * 1982-11-26 1986-02-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy CCD Head and eye position indicator
US5060062A (en) * 1990-05-02 1991-10-22 Dotson Robert S Electronic vision aid device
US5270748A (en) * 1992-01-30 1993-12-14 Mak Technologies, Inc. High-speed eye tracking device and method
DE4417762C1 (de) * 1994-05-20 1995-10-12 Juergen Prof Dr Med Lamprecht Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren und Empfangen von Bildinformation mittels eines Bildschirms

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508106A (ja) * 2000-09-08 2004-03-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 人間被験者の注意力の制御方法及びこの方法に使用する光源
JP2012513803A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光療法システム及び方法
JP2011215306A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp 光照射装置及び光照射方法
JP2014508585A (ja) * 2011-02-04 2014-04-10 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 眼鏡フレーム及びコンタクトレンズを備える光線療法システム
JP2014509227A (ja) * 2011-02-04 2014-04-17 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 光線療法用の眼鏡
WO2015170663A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 アルプス電気株式会社 眼球検出装置及び眼鏡型電子機器
JPWO2015170663A1 (ja) * 2014-05-09 2017-04-20 アルプス電気株式会社 眼球検出装置及び眼鏡型電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
NO985503L (no) 1998-11-25
NO985503D0 (no) 1998-11-25
EP0904553A4 (en) 2001-03-28
EA199800985A1 (ru) 1999-06-24
EA000721B1 (ru) 2000-02-28
WO1997047993A1 (en) 1997-12-18
US5805267A (en) 1998-09-08
EP0904553A1 (en) 1999-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000512520A (ja) 対話型光フィールド装置
US5923398A (en) Interactive light field for non-visual stimulation
EP2670482B1 (en) Light therapy system including spectacle frames and contact lenses
RU2600223C2 (ru) Очки для фототерапии
US7347551B2 (en) Optical system for monitoring eye movement
CA2208737C (en) Portable illumination device for modifying circadian rhythms
JP6159263B2 (ja) 照射特性を調整可能にして少なくとも1つの眼における少なくとも1つのパラメータを捕捉する光学的測定装置及び方法
US7553021B2 (en) Optical system for monitoring eye movement
EA018695B1 (ru) Офтальмологические очки с возможностью характеризации конвергенции глаз пользователя
US20230148959A1 (en) Devices and Methods for Sensing Brain Blood Flow Using Head Mounted Display Devices
WO2021262452A1 (en) Phototherapy and photobiomodulation device
WO2006011870A1 (en) Optical system for monitoring eye movement
CN220455801U (zh) 一种用于眼球追踪的图像扫描系统
US20230293905A1 (en) Light irradiation system, wearable device, installation-type light irradiation device, and light irradiation method
WO2018201008A1 (en) Non-mydriatic mobile retinal imager
US20230035935A1 (en) Devices, Systems, and Methods for Calibrating an Optical Measurement Device
KR20230031952A (ko) 타깃 사용자의 거동을 결정하기 위한 디바이스 및 컴퓨터-구현 방법
CN118045296A (zh) 一种近视光照系统、近视光照设备及其控制方法
AU2012212144A1 (en) Light therapy system including spectacle frames and contact lenses