JP2023510080A - 光フィルタ及びその方法 - Google Patents

Abstract

光フィルタ（１００）は、バインダマトリックス（１１０）の少なくとも１つの層と、複数の透明結晶（１２０）とを含む。複数の透明結晶（１２０）は、バインダマトリックス（１１０）の少なくとも１つの層において不規則に且つ側方に分散され、それにより、光フィルタ（１００）を通る光は、異なる波長に分離され、且つ／又は異なる向きに偏波される。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、偏波光フィルタ、偏波光及びフィルタを使用する方法に関する。

疾患を治し、傷を治すための電磁放射の可視スペクトル、即ち有色光の使用は、光線療法として知られている。可視光は、多くの電磁周波数に分解することができ、周波数は、異なる色、即ち赤、オレンジ、黄色、緑、青、藍、紫及びそれらの全ての振動に関連する。各色は、別個の波長、周波数及びエネルギー量を特徴とする。光線療法の教示によれば、それぞれ固有の波長及び振動を有するこれらの可視色は、障害のある臓器又は生命システムに選択的に適用される場合、身体によって要求される必要な治癒エネルギーを提供する。異なる光の波長は、皮膚の異なる深さまで浸透し、人体における生化学過程及びホルモン過程の主要なアクチベータである電気インパルス及びエネルギー場を生成する。

様々なタイプの光線療法の中でも、偏波光線療法（ＰＬＴ）は、偏波光放射を利用して疾患又は傷を治療する。光が偏波する場合、個々の光粒子を振動させ、且つ同じ方向に移動させ、体内のより深部への浸透を可能にする。

上記の背景に鑑みて、本発明の目的は、光線療法の改良された装置及び方法を提供することである。

したがって、本開示は、よりよい生体刺激効果を有する光線療法の装置及び方法を教示する。

本発明の例示的な一実施形態は、バインダマトリックスの少なくとも１つの層と、複数の透明結晶とを含む光フィルタである。複数の透明結晶は、バインダマトリックスの少なくとも１つの層において不規則に且つ側方に分散され、それにより、光フィルタを通る光は、異なる波長に分離され、且つ／又は異なる向きに偏波される。

別の例示的な実施形態は、少なくとも１つの方向に照明するように適合された光源と、光源の少なくとも１つの照明方向に配置される少なくとも１つの光フィルタとを含む照明装置である。光フィルタは、バインダマトリックスの少なくとも１つの層と、複数の透明結晶とを含む。複数の透明結晶は、少なくとも１つのバインダマトリックスにおいて不規則に且つ側方に分散され、それにより、光フィルタを通る光は、異なる波長に分離され、且つ／又は異なる向きに偏波される。

別の例示的な実施形態は、急性痛又は慢性痛の治療を、それを必要としている対象において行う方法であり、照明装置を使用して、対象に向かって光を照らすことと、光フィルタを使用して、光を異なる波長に分離し、且つ／又は光を異なる向きに偏波することと、異なる波長及び／又は向きの光を対象に照らすこととを含む。

別の例示的な実施形態は、血液循環の改善を、それを必要として対象において行う方法であり、照明装置を使用して、対象に向かって光を照らすことと、光フィルタを使用して、光を異なる波長に分離し、且つ／又は光を異なる向きに偏波することと、異なる波長及び／又は向きの光を対象に照らすこととを含む。

他の例示的な実施形態も本明細書で考察される。

図１Ａは、例示的な実施形態による光フィルタの断面図を示す図である。 図１Ｂは、例示的な実施形態による光フィルタの断面図を示す図である。 図２Ａは、例示的な実施形態による光フィルタを通る光線の束の光路の概略図を示す図である。 図２Ｂは、例示的な実施形態による光フィルタを通る光線の束の光路の概略図を示す図である。 図３は、例示的な実施形態による光装置の断面図を示す図である。 図４は、例示的な実施形態による、対象の急性痛又は慢性痛を治療する方法の流れ図を示す図である。 図５は、血液微小循環顕微鏡下で観測された対象の爪郭の毛細血管の画像を示す図である。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「含む」は、続く要素を含むことを意味するが、他の要素を除外しない。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「種々の形状」は、限定されないが、球体、立方体、直方体、円柱体、円錐体、三角柱、五角柱、六角柱、方錐、四面体、八面体、粉体及び他の多角形又は不規則な形状を含む。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「不規則性」は、規則に従った構成に従わず、ランダムな性質であり得る様式又はパターンを意味する。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「側方に」は、側方に向かう方向を意味する。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「透明」は、少なくとも部分的に光学的にクリアであり、その物質が特定量の光線を透過させる性質を有することを意味する。透過可能な光線の量は、ユーザの用途に従って決定することができる。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「結晶」は、限定されないが、ガラス、結晶及びプラスチックを含む固体材料を指す。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「光」は、無線波、マイクロ波、赤外線波、可視光、紫外線放射、Ｘ線及びガンマ線を含む全ての形態の電磁放射を指す。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合、「高度の散乱」は、０．００１ｃｄ以上の散乱光の平均強度を指す。

例示的な実施形態は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折され、光線療法に向けて異なる波長に分離され、且つ異なる向きに偏波される光をもたらす解決策を提供する。

例示的な実施形態による光フィルタは、光源から発せられた光を異なる波長及び異なる向きに変換して、刺激を与えて治癒を加速させ、回復を促進することにより、既存の治療効果の改善を可能にするために使用される。

以下の説明では、同じ番号が異なる図の同じ構成要素を示すために採用される。

ここで、図１を参照すると、バインダマトリックス１１０の層と、複数の透明結晶１２０とを含む光フィルタ１００が示されている。多くの透明結晶１２０は、バインダマトリックス１１０においてランダム及び不規則に且つ側方に分散される。バインダマトリックス１１０の層は、透明結晶１２０を一緒に保持して、バインダマトリックス１１０内の複数の透明結晶１２０の相対位置を維持する。幾つかの例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、バインダマトリックス１１０の層内でランダムに分布する。

幾つかの例示的な実施形態では，光フィルタ１００は、透明結晶１２０が内部に分散されたバインダマトリックス１１０の２つ以上の層を含み得る。図１Ｂを参照すると、例えば、光フィルタ１００は、一緒に付着した３層のバインダマトリックス１１０、即ち１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃを含む。幾つかの他の例示的な実施形態では、バインダマトリックス１１０の層の幾つかは、内部に分散された結晶１２０を含まなくてよい。更に別の例示的な実施形態では、光フィルタ１００は、バインダマトリックス１１０の少なくとも１つの層に付着したガラスの少なくとも１つの層を含み得る。

幾つかの例示的な実施形態では、バインダマトリックス１１０は、高い透光及び光学的明澄度を可能にする高度の透明度を有する透明ポリマーで作られる。更なる例示的な実施形態では、透明ポリマーは、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート－１，４－シクロヘキサン２メチルエステル（ＰＥＴＧ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、液体シリコーンゴム、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、メチルメタクリレートアクロニトリフブタジエンスチレン（ＭＡＢＳ）、イオノマー樹脂、ポリプロピレン、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、スチレンメタクリル酸メチル（ＳＭＭＡ）、アクリロニトリルスチレン（ＳＡＮ）、エポキシ又はそれらの組合せからなる群から選択される。

幾つかの例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、ガラス、結晶又はプラスチックで作られて、高度の透光を可能にする。更なる例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、二酸化ケイ素で作られる。幾つかの例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、図１に示すような種々の形状を有し得る。種々の形状は、限定されないが、球体、立方体、直方体、円柱体、円錐体、三角柱、五角柱、六角柱、方錐、四面体、八面体、粉体及び他の多角形又は不規則な形状又はそれらの任意の組合せを含む。幾つかの例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、種々のサイズを有し得る。更なる例示的な実施形態では、透明結晶１２０は、０．０１ｍｍ～５ｍｍの粒子サイズを有する。そのような細かい粒子サイズでは、透明結晶は、砂様又は粉体の形態であり得る。透明結晶の粒子サイズが小さいほど、光の散乱が大きくなる。

例示的な実施形態では、光フィルタ１００は、０．０１ｍｍ～２０ｍｍの厚さを有する。更なる例示的な実施形態では、光フィルタ１００は、０．１ｍｍ～２ｍｍの厚さを有する。光フィルタ１００の厚さは、光フィルタを透過する光の分散角に影響する。光フィルタが厚いほど、光の分散角が小さくなり、より合焦された光線になる。フィルタ厚の選択は、ユーザの要件に従って選択することができる。

ここで、図２Ａを参照すると、光フィルタ１００を通る光線の束の光路が示されている。光源は、例えば、蛍光、発光ダイオード（ＬＥＤ）光、白熱光、レーザ光、ＵＶ光、加熱による赤外線放射又は赤外線ＬＥＤ光であり得る。光フィルタ１００は、光源２１０と物体２２０との間に置かれる。光フィルタ１００は、光源２１０に面する第１の表面１３０と、物体２２０に面する、第１の表面とは逆の第２の表面１４０とを含む。光源２１０によって生成された光線は、光フィルタ１００の第１の表面１３０に入り、光フィルタ１００を透過し、光フィルタ１００の第２の表面から出て物体２２０に達する。図２Ａに示すこの例示的な実施形態では、光源２１０から放射された入射光線２３０の束は、光フィルタ１００の第１の表面１３０に入る。光線２３０がバインダマトリックス１１０を通る際、光線の幾らかは、バインダマトリックス１１０においてランダムに分散された複数の透明結晶１２０を透過する。透明結晶１２０は、種々の形状及びサイズを有し得る。プリズムとしての形状の透明結晶１２０を透過すると、光線は、プリズムを異なる角度で出る、異なる波長を有する異なる色に分離される。光線は、光フィルタ１００の第２の表面から出る際に更に屈折し、光が物体２２０に達する際、異なる角度で分離された異なる波長を有する屈折光線２５０を生じさせる。加えて、光線が複数の透明結晶１２０を透過する際、光の屈折及び／又は反射によって偏波も生じる。光ビームがある材料から別の材料に渡る際、例えば空気からバインダマトリックスに、バインダマトリックスから透明結晶に且つその逆に渡る際、屈折が生じる。ビーム路は、２つの材料の表面においてその向きを変え、屈折ビームは、いくらかの程度の偏波を得る。入射光線は、種々の形状及びサイズの透明結晶１２０を透過し、ときに更に複数の透明結晶を透過してから、光フィルタ１００から出て伝達されるため、光フィルタから出る屈折及び／又は反射した光線２４０は、高度に散乱され、且つ異なる向きで偏波される。

図２Ｂは、光フィルタのバインダマトリックス１１０内においてランダムに分散された複数の透明結晶１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ及び１２０Ｅを透過する光線２６０（点線として示される）の一例を示す。透明結晶１２０Ａを透過すると、光線２６０は、幾つかの光線、例えば異なる角度で透明結晶１２０Ａから出てくる、異なる波長を有する光線２６２及び２６４（点線として示される）に分離される。光線２６２は、透明結晶１２０Ｂを透過し、透明結晶１２０Ｂから出てくるとき、その光路が更に屈折する。光線２６４は、透明結晶１２０Ｅの表面によって反射され、反射された光線は、透明結晶１２０Ｃに入る。透明結晶１２０Ｃに入ると、光線２６４は、透明結晶から出てくる前に透明結晶１２０Ｃ内で複数の内部反射を受け得る。図２Ｂに示す幾つかの状況では、光線２６４は、透明結晶１２０Ｄを透過するとき、別の複数の内部反射を更に受け得る。加えて、光線２６２及び２６４が複数の透明結晶を透過するとき、光の屈折及び／又は反射によって偏波も生じる。したがって、光フィルタから現れた光線は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折され、異なる波長に分離され、且つ異なる向きに偏波される。

ここで、図３を参照すると、照明装置３００は、ある方向に照明するように適合された光源３１０と、光源３１０の照明方向に配置される光フィルタ１００とを含む。光フィルタ１００は、バインダマトリックス１１０の層と、バインダマトリックス１１０の層において不規則に且つ側方に分散された複数の透明結晶１２０とを含む。示されるこの例示的な実施形態では、照明装置３００は、筐体３２０と、一端部における開口部３３０とを更に含む。光フィルタ１００は、開口部３３０の近傍で筐体３２０に設置され、筐体内に閉じられた内部空間３４０を画定する。光源３１０は、開口部３３０に対向する筐体３２０の先端部に取り付けられる。光源３１０は、筐体３２０の長さに平行に延びる軸において照明するように光学的に位置合わせされ、光フィルタ１１０は、軸に沿って位置決めされる。光源３１０が光線を放射すると、光フィルタ１１０を透過した光線は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折され、異なる波長に分離され、且つ異なる向きに偏波される。

幾つかの例示的な実施形態では、光源３１０は、蛍光、ＬＥＤ光、白熱光、レーザ光、ＵＶ光、加熱による赤外線放射又は赤外線ＬＥＤ光であり得る。幾つかの例示的な実施形態では、照明装置は、光源３１０をオン及びオフにするスイッチを更に含む。幾つかの実施形態では、光源は、種々の方向から照明し得、フィルタは、光源の１つ又は複数の照明方向に配置され得る。

図４は、急性痛又は慢性痛の治療を、それを必要とする対象において行う方法であって、照明装置を使用して、対象に向かって光を照らすこと（ステップ４１０）と、光フィルタを使用して、光を異なる波長に分離し、且つ／又は光を異なる向きに偏波すること（ステップ４２０）と、異なる波長及び／又は異なる向きの光を対象に照らすこと（ステップ４３０）とを含む方法を示す。例示的な実施形態では、照明装置は、光源を含む。光が光源から生成され、対象を照らす。

本明細書及び特許請求の範囲に記載のように、「急性痛又は慢性痛」は、人間又は動物等の対象の急性（即座の）痛又は慢性（進行中の）痛を指す。急性痛又は慢性痛は、対象の体の１つ又は複数の部位で生じ得る。体の部位の例には、限定されないが、頭、首、皮膚、四肢、背中、間接及び臓器がある。例示的な実施形態では、急性痛又は慢性痛は、以下の１つ又は複数を含む：歯痛、痛風、リウマチ痛、椎間板ヘルニアの起因した痛み、腰痛、関節痛、膝関節痛、胸痛、座骨神経痛、湿疹に起因した痛み、睡眠中の四肢の麻痺、手首痛、癌関連の背中の痛み、首の痛み、痔の痛み、三叉神経痛、頭痛、阻血性壊死痛、頚腕痛、足の痛み、腕の痛み、骨盤痛、腰部炎症、足底筋膜炎、腓腹筋痛及び麻痺、胃痛、膝関節痛、癌治療の後遺症に起因した痛み又は上記症状の組み合わせ。

例示的な実施形態では、光フィルタは、光源と対象との間に位置決めされる。更なる例示的な実施形態では、光フィルタは、照明装置内部に収容される。光フィルタを透過した光は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折され、異なる波長に分離され、且つ異なる向きに偏波される。

例示的な実施形態では、光は、光フィルタから現れ、異なる波長に分離され、異なる向きに偏波された光を含む。濾波された光は、対象が異なる波長及び／又は異なる向きの光の光線療法を受けるように対象を照らす。

本開示の教示によれば、異なる向きから体の部位に当たる光波は、異なる生物学的効果をもたらすことが確認されている。

以下の実施例は、本発明の例示的な実施形態及び態様を実証して更に示すために提供され、本発明の範囲の限定として解釈されるべきではない。

実施例１：対象の急性痛又は慢性痛の痛み軽減のためのＬＥＤ治療
上述したように、光フィルタと共にＬＥＤ光源を使用して、急性痛又は慢性痛を有する対象の痛み軽減へのＬＥＤ治療の効果を評価した。

急性痛又は慢性痛を有する対象を、対象が濾波ＬＥＤ治療を受けるように光フィルタがＬＥＤ光源の照明方向に設置されたＬＥＤ光源下に配置した。各治療セッションについて５０分間、合計で８日間、濾波光の照射を実行した。

異なるタイプの急性痛又は慢性痛を有する対象の痛み軽減への濾波ＬＥＤ治療の有効性を以下の表１に示す。３０人の対象のうち、対象の９７％は、合計で８日以下の濾波ＬＥＤ治療を受けた後、痛みの低下を報告した。幾人かの対象では、濾波ＬＥＤ治療を受ける前又は受けた後の痛みの程度（１～１０の尺度）を記録し、それを表１に示す。

実施例２：対象の血液循環を改善するためのＬＥＤ治療
別の例示的な実施形態は、血液循環の改善を、それを必要としている対象において行う方法を含む。方法は、照明装置を使用して、対象に向かって光を照らすことと、光フィルタを使用して、光を異なる波長に分離し、且つ／又は光を異なる向きに偏波することと、異なる波長及び／又は向きの光を対象に照らすこととを含む。例示的な実施形態では、照明装置は、光源を含む。光は、光源から生成され、対象を照らす。一実施形態では、光源は、蛍光、ＬＥＤ光、白熱光、レーザ光、ＵＶ光、加熱による赤外線放射又は赤外線ＬＥＤ光であり得る。

上述した光フィルタと共にＬＥＤ光源を使用する、対象の血液循環改善へのＬＥＤ治療の効果を、血液微小循環顕微鏡（ＤＭＸ９８０ ＤｉｇｉＬｅｎｓ、倍率３２０×）を使用して血液微小循環テストによって評価した。対象が濾波ＬＥＤ治療を受けるように光フィルタがＬＥＤ光源の照明方向に設置されたＬＥＤ光源下に対象を配置した。各対象への濾波光の照射を２秒～２０秒の持続時間で実行した。対象の指先を血液微小循環顕微鏡下に配置することにより、照射前及び照射後の対象の爪郭の血管の血液循環を調べた。

図５は、倍率３２０×の血液微小循環顕微鏡下で観測された対象の爪郭の毛細血管の画像を示す。濾波光で対象を照射した後、２～３倍の対象の爪郭の毛細血管での血液循環の増大が記録された。

本発明の例示的な実施形態についてこうして十分に説明した。説明は、特定の実施形態を参照したが、本発明は、これらの具体的な詳細の変形形態を用いて実施され得ることが当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明は、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。

Claims (18)

1. 光フィルタであって、
   ａ）バインダマトリックスの少なくとも１つの層と、
   ｂ）複数の透明結晶と
   を含み、
   前記複数の透明結晶は、前記バインダマトリックスの少なくとも１つの層において不規則に且つ側方に分散され、
   それにより、前記光フィルタを通る光は、異なる波長に分離され、且つ／又は異なる向きに偏波される、光フィルタ。
2. 前記光フィルタを通る前記光は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折される、請求項１に記載の光フィルタ。
3. 前記透明結晶は、種々の形状及びサイズを有する、請求項１に記載の光フィルタ。
4. 前記光フィルタの厚さは、０．０１ｍｍ～２０ｍｍの範囲である、請求項１に記載の光フィルタ。
5. 前記光フィルタの厚さは、０．１ｍｍ～２ｍｍの範囲である、請求項１に記載の光フィルタ。
6. 前記透明結晶は、０．０１ｍｍ～５ｍｍの粒子サイズを有する、請求項１に記載の光フィルタ。
7. 前記透明結晶は、ガラス、結晶又はプラスチックで作られる、請求項１に記載の光フィルタ。
8. 前記透明結晶は、二酸化ケイ素で作られる、請求項１に記載の光フィルタ。
9. 前記バインダマトリックスは、透明ポリマーで作られる、請求項１に記載の光フィルタ。
10. 透明ポリマーは、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴＧ、ＰＶＣ、液体シリコーンゴム、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレン、ポリスチレン、ＭＡＢＳ、イオノマー樹脂、ポリプロピレン、ＦＥＰ、ＳＭＭＡ、ＳＡＮ、エポキシ又はそれらの組合せからなる群から選択される、請求項７に記載の光フィルタ。
11. 照明装置であって、
    ａ）少なくとも１つの方向に照明するように適合された光源と、
    ｂ）前記光源の前記少なくとも１つの照明方向に配置される少なくとも１つの光フィルタであって、バインダマトリックスの少なくとも１つの層と、複数の透明結晶とを含む、少なくとも１つの光フィルタと
    を含み、
    前記複数の透明結晶は、前記少なくとも１つのバインダマトリックスにおいて不規則に且つ側方に分散され、
    それにより、前記光フィルタを通る光は、異なる波長に分離され、且つ／又は異なる向きに偏波される、照明装置。
12. 前記光フィルタを通る前記光は、複数の内部反射及び複数の偏波を含めて、高度に散乱及び／又は屈折される、請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記透明結晶は、種々の形状及びサイズを有する、請求項１１に記載の照明装置。
14. 前記光フィルタの厚さは、０．０１ｍｍ～２０ｍｍの範囲である、請求項１１に記載の照明装置。
15. 前記透明結晶は、０．０１ｍｍ～５ｍｍの粒子サイズを有する、請求項１１に記載の照明装置。
16. 前記バインダマトリックスは、透明ポリマーで作られる、請求項１１に記載の照明装置。
17. 急性痛又は慢性痛の治療を、それを必要としている対象において行う方法であって、
    ａ．照明装置を使用して、前記対象に向かって光を照らすことと、
    ｂ．光フィルタを使用して、前記光を異なる波長に分離し、且つ／又は前記光を異なる向きに偏波することと、
    ｃ．前記異なる波長及び／又は向きの光を前記対象に照らすことと
    を含む方法。
18. 血液循環の改善を、それを必要としている対象において行う方法であって、
    ａ．照明装置を使用して、前記対象に向かって光を照らすことと、
    ｂ．光フィルタを使用して、前記光を異なる波長に分離し、且つ／又は前記光を異なる向きに偏波することと、
    ｃ．前記異なる波長及び／又は向きの光を前記対象に照らすことと
    を含む方法。

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