JP6320507B2 - 生理神経圧縮が低減された照明システム及び関連方法 - Google Patents

生理神経圧縮が低減された照明システム及び関連方法 Download PDF

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Description

本発明は、生理神経圧縮が低減された光を与える複数のシステム及び複数の方法に関する。
光源によって発せられた光の合計量、または放射束は、観察者に十分に感知されることはなく、そのことが、発せられた光の実際の明るさと感知された明るさとの間の差異をもたらす。感知された明るさが低減されることは、多数の要因に起因する。第1に、人間の目は、感知される光波長に応じて異なるレベルの感度を有する。しかしながら、感知された明るさが低減される他の理由は、生理神経圧縮と称される生物学的現象である。
観察者の目は、複数の桿体細胞及び複数の錐状体細胞を含む数千個の光受容細胞を備える。さらに、3つのタイプ、すなわち、長い、中間及び短い錐状体細胞が存在する。複数の錐状体細胞の各タイプは、光波長の異なる範囲により応答する。長錐状体細胞は、約564−580ナノメートル、中間錐状体細胞は約534−545ナノメートル、短錐状体細胞は約420−440ナノメートルのピーク応答性を有する。生理神経圧縮は、錐状体細胞に入射した光が2つまたはそれより多くのタイプの錐状体細胞における複数の応答を生成する2つまたはそれより多くの光波長を含む場合に生じる。これが生じた場合、錐状体細胞と通信を行う生理神経細胞は、脳の視覚皮質に送信されるべき信号に視覚的情報を一体化し、次に、さらに脳の視覚皮質は、視覚的情報を解釈して観察者に視覚的情報をコヒーレントに理解させる。生理神経細胞が1つのタイプより多くの錐状体細胞からの情報を一度に解釈した場合、これは、受信された視覚的情報の合計の感知された明るさを低減させる。
例えば、長錐状体細胞が一単位の標準化された明るさを有する視覚的情報を与え、短錐状体細胞も一単位の標準化された明るさを有する視覚的情報を与えた場合、生理神経細胞は、一単位よりも小さい明るさを有する視覚的情報を視覚皮質に送信する。このように、現在の照明装置は動作する。従って、生理神経圧縮を回避し、それにより、光の感知された明るさを増大させるために、このように光を発する照明装置が必要とされている。
この背景情報は、本発明と関連する可能性があると出願人が考える情報を明らかにするために与えられる。先述の情報のうちいずれかが本発明に対する従来技術を構成すると理解されることは、必ずしも意図されるものではなく、また、そのように解釈されてもならない。
上述の内容を踏まえると、本発明の複数の実施形態は、生理神経圧縮が低減された光を生成するシステムに関する。システムは、第1の色に対応する第1の波長範囲内の光を発するように動作可能な第1の光源と、第2の色に対応する第2の波長範囲内の光を発するように動作可能な第2の光源とを含んでもよい。システムは、第1の光源及び第2の光源の各々と機能的に結合されるコントローラをさらに含んでもよい。第1の色は、第2の色の反対色であってもよい。さらに、コントローラは、第1の光源及び第2の光源のうちの1つを交互に動作させるように構成されてもよい。さらに、コントローラは、第1及び第2の光源の各々を、観察者の視覚皮質の応答時間より短いが、観察者の生理神経細胞の応答時間より長いデューティサイクルで、交互に動作させるように構成されてもよい。生理神経細胞は、複数の感光細胞及び物質と脳の視覚皮質との間における視覚的情報の感知、送信または変換に関連付けられた、または、何らかの形でこれらを容易にする、任意の生理的要素であってもよい。さらに、複数の光源の発する順序は、光の感知された明るさを変化させるように変更されてもよい。
本発明の他の実施形態は、生理神経圧縮が低減された光を生成するシステムに関し、主に複数の長錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第1の光源と、主に複数の中間錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第2の光源と、主に複数の短錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第3の光源と、を含む。システムは、第1の光源、第2の光源及び第3の光源の各々と機能的に結合されるコントローラをさらに含んでもよい。コントローラは、第1の光源、第2の光源及び第3の光源の少なくとも2つの組み合わせを、観察者の視覚皮質の応答時間より短いが、観察者の複数の生理神経細胞の応答時間より長いデューティサイクルで、交互に動作させるように構成されてもよい。
本発明の他の実施形態は、照明システムを用いて、生理神経圧縮が低減された光を発する方法を目的とし、当該システムは、主に複数の長錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第1の光源と、主に複数の中間錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第2の光源と、主に複数の短錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第3の光源と、第1の光源、第2の光源及び第3の光源の各々と機能的に結合されるコントローラと、を備える。方法は、第1の光源、第2の光源及び第3の光源のうちの1つを第1の期間にわたって動作させる第1の段階を含んでもよい。方法は、第1の光源、第2の光源及び第3の光源のうち、第1の期間の間に動作させられた光源と反対色の1つを、第2の期間にわたって動作させる段階を続けてもよい。第1の期間及び第2の期間の合計の間における経過時間は、視覚皮質の応答時間より短い。さらに、第1の期間及び第2の期間の各々の間における経過時間は、複数の生理神経細胞の応答時間より長い。
人間の複数の錐状体細胞の標準化された反応性スペクトルを示す。
本発明の実施形態に係るランプの斜視図である。
従来的な照明システムの感知された明るさと、本発明の感知された明るさとの対比を示す。
図2のランプの分解斜視図である。
本発明の実施形態の動作期間範囲を示す。
視覚的ディスプレイを有する表示装置を示す。 本発明の実施形態に係る生理神経圧縮が低減された光を発する方法を示すフローチャートである。
レイテンシ期間をさらに含む、図7の実施形態に係る光を発する方法を示すフローチャートである。
本発明の他の実施形態に係る生理神経圧縮が低減された光を発する方法を示すフローチャートである。
レイテンシ期間をさらに含む、図9の実施形態に係る光を発する方法を示すフローチャートである。
ここで、本発明は、本発明の複数の好適な実施形態が示される複数の添付図面を参照して、以下、より十分に説明される。しかしながら、本発明は、多数の異なる形で具現され得るものであり、本明細書において説明される複数の実施形態に限定されるものとして解釈されてはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように与えられる。当業者は、本発明の複数の実施形態の以下の説明が例示的なものであり、決して限定的であることを意図するものではないことを認識する。本発明の複数の他の実施形態は、本開示の利益を有するこのような当業者に対して、容易にこれら自体の示唆を与えることとなる。同様の複数の番号は、全体を通して、同様の複数の要素を指す。
以下の詳細な説明は、例示目的のために多くの具体例を含むが、当業者であれば誰でも、以下の複数の詳細に対する多くの変形及び変更が本発明の範囲内にあることを理解するであろう。従って、以下の本発明の複数の実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の一般性を損なうことなく、かつ、これらに対して限定を加えることなく、説明されるものである。
本発明のこの詳細な説明において、当業者は、「上」、「下」、「より高い」、「より低い」及び複数の他の同様の用語のような方向に関する用語が、複数の図面を参照して、読者の便宜上用いられていることに留意すべきである。また、当業者は、本発明の複数の原理を逸脱することなく、位置、向き及び方向を伝えるために、説明が他の用語を含み得ることに注意すべきである。
さらに、当業者は、「ランプ」、「照明」、「電球」及び複数の他の同様の用語のような、照明システムについての説明が、複数の図面を参照して、読者の便宜上用いられることに留意すべきである。光を生成するシステムは、本発明の範囲内に含まれる。
本発明の実施形態は、様々な図及び添付の文章によって図示及び説明されるように、光を発する照明システムを与え、これは、照明システムによって発せられた光の感知された明るさが、光の観察者の生理神経細胞の生理神経圧縮によって低減されることを抑制するように構成される。照明システムは、複数の光受容細胞が応答する波長範囲に対応する波長範囲を有する光を交互に発することによって、生理神経圧縮を低減させる。より詳細には、照明システムは、長錐状体細胞、中間錐状体細胞及び短錐状体細胞のような複数の錐状体細胞の複数の応答波長範囲に対応する複数の波長範囲を有する光を交互に発するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、照明システムは、桿体細胞、及びメラノプシンを含む光の感知に関与する他の複数の生理的要素のような、複数の他の光受容細胞の複数の応答波長範囲に対応する複数の波長範囲を有する光を発するように構成されてもよい。さらに、いくつかの個体が、第4のタイプの錐状体細胞を有するものとして、つまり、4色視を有するものとして、特定されている。照明システムは、上述された複数の生理的要素のうちいずれか、及び将来発見されるあらゆる生理的要素が応答可能な波長範囲内の光を発するように構成されてもよい。さらに、照明システムは、複数の波長範囲内の光を発することを交互に行ってもよく、ここで、複数の発光要素は、観察者の視覚皮質の応答時間より短いが、複数の生理神経細胞の応答時間より長いデューティサイクルを有する。
ここで図1を参照すると、光の複数の波長のおおよその光受容吸光度のグラフが示される。グラフからわかるように、S錐状体細胞、すなわち小錐状体細胞は、概して青色光に対応する約420ナノメートルで、ピーク吸光性を有する。M錐状体細胞、すなわち中間錐状体細胞は、概して緑色光に対応する約534ナノメートルにおいて、ピーク吸光性を有する。L錐状体細胞、すなわち長錐状体細胞は、概して赤色光に対応する約564ナノメートルにおいて、ピーク吸光性を有する。上述されたように、生理神経圧縮は、2つまたはそれより多くのタイプの錐状体細胞が応答可能であり、かつ、吸光する光を、光の観察者の目の網膜の複数の生理神経細胞(PC)が感知した場合に生じる。PCが2つまたはそれより多くのタイプの錐状体細胞から視覚的情報を受信した場合、PCは、2つのタイプの錐状体細胞の各々によって個々に感知された光の明るさを圧縮しつつ、複数の錐状体細胞からの視覚的情報を解釈し、同時に、感知された色を決定する。明るさの圧縮は、PCに、感知された色及び感知された明るさを含む視覚的情報を脳の視覚皮質に送信させ、ここで、感知された明るさは、2つのタイプの錐状体細胞の各々によって個々に感知された明るさの合計よりも小さい。
ここで図3を参照すると、2つまたはそれより多くのタイプの錐状体細胞によって主に吸光される複数の光波長を同時に含む多色光の感知された明るさは、以下の式によって近似され得る。
Figure 0006320507
これは、プロット310によって表される。対照的に、本発明に係る照明システムの感知された明るさは、以下の式によって近似され得る。
Figure 0006320507
これは、プロット320によって表される。プロット320の感知された明るさは、本発明に係る照明システムが、プロット310で表される従来的な照明システムの感知された明るさと同じものを、これより大幅に低い輝度で実現可能な態様を表し、これは、照明システムの発光素子による電力消費の低減をもたらす。さらに、感知された明るさのこのような増大は、照明システムが、より少ない発光素子を含み、このような照明システム製造における材料コストを低減させることを可能とし得る。さらに、発光素子の効率が温度上昇によって低減された複数のシステムにおいては、本発明に係る照明システムは、概して、従来的な照明システムより少ない熱を生成し、システムの電気効率をさらに向上させる。さらに、照明システムの発光素子の温度低減は、発光素子を長寿命化させる。
従って、本発明に係る照明システムは、主に単一のタイプの錐状体細胞によって吸光され、他の複数のタイプの錐状体細胞によっては概して吸光されず、または非常に低い割合でのみ吸光されるように構成される、概してモノクロ光を発するように構成される1つまたは複数の光源を含んでもよい。さらに、照明システムは、単一のタイプの錐状体細胞に関連付けられた吸光範囲に対応する波長範囲内の光を含む瞬間光を発するように構成されてもよい。照明システムは、一連の瞬間光を発するようにさらに構成されてもよく、ここで、一連の中の各瞬間光は、単一のタイプの錐状体細胞に関連付けられた吸光範囲に対応する波長範囲内にあるが、光に関連付けられたタイプの錐状体細胞は、一連の中の複数の瞬間光の間で変化する。さらに、瞬間光の期間は、複数のPCによって区別可能に感知され得るようなものであり、つまり、期間は、複数のPCの応答時間より長い。さらに、瞬間光の期間は、視覚皮質によって区別されずに感知され得るようなものであり、これにより、視覚皮質は、一連の中の連続的な瞬間光の色を混合する。つまり、期間は、視覚皮質の応答時間より短い。
ここで図2を参照すると、本発明の実施形態に係る照明システムが示される。本実施形態において、照明システムは、ランプ200を含んでもよい。ランプ200は、概して、電球の標準の形状に合致するように構成されてもよい。ランプ200は、ベース210と、ヒートシンク220と、光学部材230とを含んでもよい。後述されるように、ランプ200は、1つまたは複数の光源240と、生理神経圧縮が低減された光を生成するように構成される関連回路とを含んでもよい。
ベース210は、当技術分野において公知の任意のタイプの電球取付具であってもよく、限定されないが、エジソン、バイオネット、バイポスト、バイピン及び楔取付具を含む。さらに、ベース210は、様々なサイズ及び構成の上述された取付具に合致するように構成されてもよい。ベース210は、アルミニウムのような導電性材料で形成されてもよい。複数の代替的実施形態において、ベース210は、銀、銅、金、導電性合金等のような、他の導電性材料で形成されてもよい。複数の内部電線(図示せず)が、光ソケット(図示せず)との接触部として機能するために、ベース210に取り付けられてもよい。
ヒートシンク220は、ランプ200の放熱性能を増大させるように構成されてもよい。従って、ヒートシンク220は、光源240及び関連回路のような、ランプ200の任意の発熱要素と熱的に連通するように配置されてもよい。さらに、ヒートシンク220は、その放熱性能を向上させる複数の機能を含む形状となるように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、ヒートシンク220は、ヒートシンクの表面積を増大させるために、複数のフィン222を含んでもよい。さらに、ヒートシンク220は、アルミニウム、銅、スチール、熱伝導性ポリマ等のような、任意の熱伝導性材料で形成されてもよい。
光学部材230は、光源240によって発せられた光が光学的チャンバに入るように、光学的チャンバを画定するように構成されてもよい。光学部材230は、光源240によって発せられた光が光学的チャンバを横断し、光学部材230を介してランプ200の周囲環境へと伝達されるように配置されてもよい。光学部材230は、任意の形状または構成に形成されてもよい。さらに、光学部材230は、電球の標準化された形状と合致するように形成されてもよい。さらに、光学部材230は、光学的に透明または透光であるように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、光学部材230は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、発明の名称を「Light Bulb Having Wide Angle Light Dispersion Using Crystalline Material」とする、2004年8月9日に出願された米国特許第7,319,293号において説明されるような拡散技術を組み込むことによって、光拡散要素として動作するように構成されてもよい。さらに、いくつかの他の実施形態において、光学部材230は、光拡散プラスチックまたはポリマで形成されてもよく、光拡散コーティングを含んでもよく、または、取り付けられもしくは組み込まれた複数の拡散粒子を有してもよい。
光源240は、光を発するように構成される任意のデバイスであってもよい。光源240は、1つまたは複数の発光素子を含んでもよい。複数の発光素子は、発光半導体、白熱電球、ハロゲンランプ、ガスランプ、蛍光ランプを含む、発光可能な任意のデバイスであってもよい。本実施形態において、複数の発光素子は、発光半導体であってもよく、より詳細には、発光ダイオード(LED)であってもよい。
ここで図4に戻ると、ランプ200の複数の内部コンポーネントを示すランプ200の分解図が示される。図示されるように、上述された複数のコンポーネントに加えて、ランプ200は、ハウジング250と、プリント回路ボード(PCB)260と、複数のばねワイヤコネクタ270と、複数のネジ280と、ホルダ290とをさらに含んでもよい。
PCB260は、複数の光源240の1つまたは複数にパワーを供給し、これらを駆動及び制御する専用回路を含んでもよい。PCB260は、駆動回路とパワー回路とを含んでもよい。PCB260上の回路は、複数の光源240にパワーを供給し、これらを駆動する手段として機能してもよい。一実施形態において、駆動回路は、複数の光源240の各々と機能的に結合されるコントローラを含むように構成されてもよい。一実施形態において、コントローラは、第1の光源240'及び第2の光源240''と機能的に結合されてもよい。コントローラは、複数の光源240が光を発するデューティサイクルを有するように、第1の光源240'及び第2の光源240''の各々を動作させるように構成されてもよい。さらに、コントローラは、生理神経圧縮を低減させるデューティサイクルを有する第1の光源240'及び第2の光源240''の各々を動作させるように構成されてもよい。
ここで図5を参照すると、本発明の実施形態に係る照明システムの動作期間を示すグラフ500が示される。グラフ500の第1のプロット510は、人間のPC応答時間のおおよその分布である。PC応答時間は、概して、約2ミリ秒未満であってもよい。グラフ500の第2のプロット520は、人間の視覚皮質応答時間のおおよその分布である。視覚皮質応答時間は、概して、少なくとも約20ミリ秒とみなされてもよい。グラフ500において、第1のプロット510及び第2のプロット520の各々の間に存在する領域は、個別の応答時間の各々の間の間隔を表す。この間隔は、要素530によって示され、本発明の実施形態に係る照明システムの動作期間範囲を画定する。動作期間範囲は、約2ミリ秒から約20ミリ秒であってもよい。いくつかの実施形態において、動作期間は、約20ミリ秒、約16.67ミリ秒、約10ミリ秒、約8.33ミリ秒、約6.67ミリ秒、約5.56ミリ秒、約5ミリ秒、約4.17ミリ秒、約3.33ミリ秒または約2.22ミリ秒であってもよい。
動作期間範囲530に属する時間長にわたって第1の光を発する光源は、複数のPCによって個別に感知され、視覚皮質に送信される。第1の光は、例えば、錐状体細胞のような人間の光受容細胞が応答する波長範囲に対応する波長範囲を有する光であってもよい。さらに、動作期間範囲530に同様に属する時間長にわたって、それに続く第2の光を発する光源も、複数のPCによって個別に感知される。同様に、第2の光は、錐状体細胞のような人間の光受容細胞が応答する波長範囲に対応する波長範囲を有する光であってもよい。第2の光に応答する特定のタイプの光受容細胞は、本明細書で上述されたように、第1の光に応答する光受容細胞のタイプと異なってもよい。
第1の光及び第2の光が十分に高速で連続的に発せられた場合、各光は複数のPCによって個別に感知及び送信されるにも関わらず、視覚皮質は、複数の光を組み合わせられた態様で感知し、複数の光を組み合わせ光として感知する。組み合わせ光の複数の特性は、各々が色に対応する第1の光及び第2の光の各々の複数の波長が、組み合わせられてメタマーと機能的に等しいものを形成し得るようなものであってもよく、メタマーは、第1及び第2の光の各々の色のおおよそ混合、組み合わせまたは平均である明らかな色を有する。対照的に、単一のタイプの光受容細胞のみが、所与の時にアクティブとなるため、組み合わせ光の明るさは、複数のPCによって圧縮されない。従って、組み合わせ光の感知された明るさは、図3のプロット320によって近似されてもよく、これは、プロット310によって近似されるように、第1の光及び第2の光が同時に発せられる照明システムで感知された明るさの増大を表す。
ここで再び図4を参照すると、PCB260の駆動回路のコントローラは、図5に表されるように動作期間範囲530内のデューティサイクルを有するように、複数の光源240を動作させるように構成されてもよい。より詳細には、コントローラは、動作期間範囲530内のデューティサイクルで、第1の光源240'を動作させるように構成されてもよい。さらに、第1の光源240'は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有する光を発するように構成されてもよい。例えば、第1の光源240'は、概して緑色光に対応する波長範囲を有する光を発してもよい。従って、観察者の複数の中間錐状体細胞は、第1の光源240'によって発せられた光に応答してもよい。さらに、第2の光源240''は、概して青色光源に対応する波長範囲を有する光を発してもよい。従って、観察者の複数の小錐状体細胞は、第2の光源240''によって発せられた光に応答してもよい。
第1の光源240'及び第2の光源240''の各々が可視スペクトルの任意の色に対応する波長範囲を有する光を発してもよいことは、予期され、かつ、本発明の範囲内である。いくつかの実施形態において、複数の光源240は、モノクロ光を発するように構成されてもよい。いくつかのさらなる実施形態において、複数の光源240は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応するモノクロ光を発するように構成されてもよい。いくつかのさらなる実施形態において、複数の光源240は、多色光を発するように構成されてもよい。さらに、複数の光源240は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有する光の構成要素を含む多色光を発するように構成されてもよい。さらに、コントローラは、多色光を発するように構成される複数の光源240と機能的に結合され、これらは、コントローラが、複数の光源240を、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有する光を発するように、選択的に動作させてもよい。さらに、ランプ200は、任意の数の光源240を含んでもよく、2つの光源240'、240''を含むランプ200の描写は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことが予期される。例えば、限定するものではないが、ランプ200は、第3の光源(図示せず)を含んでもよく、ここで、第1の光源240'は、概して赤色光に対応する波長範囲のような、長いタイプの錐状体細胞のような第1の光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有するモノクロ光を発するように構成される。さらに、第2の光源240''は、概して緑色光に対応する波長範囲のような、中間タイプの錐状体細胞のような第2の光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有するモノクロ光を発するように構成されてもよい。またさらに、第3の光源は、概して青色光に対応する波長範囲のような、短いタイプの錐状体細胞のような第3の光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲を有するモノクロ光を発するように構成されてもよい。コントローラは、第1の光源240'、第2の光源240''及び第3の光源の各々と機能的に結合されてもよく、これにより、動作期間範囲530内のデューティサイクルで、複数の光源240の各々を交互に動作させる。
さらに、いくつかの実施形態において、コントローラは、複数の光源240を選択的に動作させるように構成されてもよく、これにより、複数の光源240の各々によって、つまり、ランプ200によって発せられた光の複数の特性を変更し、処理し、または、これらを他に変化させる。例えば、いくつかの実施形態において、コントローラは、複数の光源240によって発せられた光の平均照明強度を変化させてもよく、これにより、ランプ200によって発せられた光の感知された明るさを変化させる。例えば、コントローラは、パルス幅変調(PWM)を用いて、照明強度を最大照明強度より低減させるために、複数の光源240によって発せられた光の照明強度を概して低減させ、それにより、ランプ200によって発せられた光の感知された明るさを低減させてもよい。さらに、ランプは、特定色の光源240が異なる色の他の光源240のデューティサイクルより大きくなるように、様々な光源240のデューティサイクルを変化させてもよく、それにより、ランプ200によって発せられた光の感知された色に影響を与える。さらに、いくつかの実施形態において、複数の光源240は、複数の光源240の各々のデューティサイクルの第1の比率に従って動作させられる場合に、概して白色光を発するように構成されてもよく、かつ、赤色光源及び青色光源を含んでもよい。白色光は、それ自体に関連付けられた色温度を有してもよい。コントローラは、複数の他の光源240のデューティサイクルに対して赤色光源のデューティサイクルを増大させることによって、白色光の色温度を概して低減させるように構成されてもよい。さらに、コントローラは、複数の他の光源240のデューティサイクルに対して青色光源のデューティサイクルを増大させることによって、白色光の色温度を上昇させるように構成されてもよい。一実施形態において、複数のデューティサイクルの第1の比率は、約6000ケルビンの色温度を有する白色光を生成してもよい。複数の他の実施形態において、複数のデューティサイクルの第1の比率は、約2000ケルビン、約2500ケルビン、約2700ケルビン、約2800ケルビン、約2900ケルビン、約3000ケルビン、約3100ケルビン、約3200ケルビン、約3300ケルビン、約3350ケルビン、約3500ケルビン、約4000ケルビン、約4500ケルビン、約5000ケルビン、または約5500ケルビンの色温度を有する白色光を生成してもよい。
続いて図4を参照すると、PCB260は、少なくとも部分的にハウジング250及びヒートシンク220の各々の内部に配置され、かつ、これによって支持されるように構成されてもよい。さらに、ハウジング250は、少なくとも部分的にベース210及びヒートシンク220の各々の内部に配置され、かつ、これによって支持されるように構成されてもよい。ヒートシンク220は、それ自体における複数の光源240の配置を容易にするように構成されてもよい。さらに、ホルダ290は、ヒートシンク220と連携するように構成されてもよく、これにより、複数の光源240を固定し、複数の光源240がランプ200の他の複数の要素に対して移動することを防止する。ヒートシンク220及びホルダ290の各々は、複数のネジ280と連携するように構成されてもよく、これにより、複数の光源240の固定をさらに容易にする。締結具、溶接、接着剤等を含む任意の固定装置が、複数の光源240の固定に利用可能であり、ヒートシンク220及びホルダ290の各々は、これらと連携されるように構成されてもよいことが予期される。複数のばねワイヤコネクタ270は、複数の光源240を、PCB260及びその複数の構成要素と電気的に通信を行うように配置するように構成されてもよい。複数のばねワイヤコネクタ270は、PCB260の回路と複数の光源240との間の電気的接続を容易にするように構成されてもよい。
他の複数の本発明の複数の実施形態において、特定の複数のタイプの光受容細胞が応答する光を発する方法は、ランプ、照明または他の従来的な照明装置以外の複数の照明装置に適用可能である。いくつかの実施形態において、異なる複数の色を有する光を発するように構成される装置は、PC圧縮を低減させた光を発するように構成されてもよい。このような複数の装置は、限定的ではないが、コンピュータ制御デバイスディスプレイ、ディスプレイアダプタ、プロジェクタ及び発光可能な任意の他の装置のような複数のディスプレイを含んでもよい。より詳細には、可視媒体を通して情報を伝達するために発光に依存する複数の装置は、本発明の範囲内に含まれる。さらに、本発明は、装置が、1つのタイプの光受容細胞が応答する色を有する光を発することが可能な限りにおいて、バックライト、エッジ照明または装置の明るさを増大させる任意の他の補助光源に依存する装置に用いられてもよい。
ここで図6を参照すると、上述された実施形態が示される。図6において、視覚的ディスプレイ610を有する表示装置600が示される。視覚的ディスプレイ610は、当技術分野において公知の視覚的モードで情報を伝達する任意のタイプの表示装置であってもよく、限定されないが、液晶ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、有機発光ダイオードディスプレイ、カソード光線チューブディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ、干渉モジュラーディスプレイ、表面伝導電子エミッタディスプレイ、量子ドットディスプレイ、カーボンナノチューブディスプレイ、レーザディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイスディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び当技術分野において公知の任意の他のタイプのディスプレイを含む。説明のみの目的で、限定するものではないが、視覚的ディスプレイ610は、複数のピクセルを備える液晶ディスプレイであってもよく、各ピクセルは、光受容細胞が応答する波長範囲に対応する波長範囲内の光を発することが可能である。さらに、各ピクセルは、図5の要素530によって示される動作範囲内で、発光可能であってもよく、発光を終了してもよい。
表示装置600は、視覚的ディスプレイ610の動作を制御するように構成される表示装置アダプタ620をさらに含んでもよい。本実施形態において、表示装置アダプタ620は、視覚的ディスプレイ610とは個別にかつこれから分離され、かつ、これと電気的に接続されるものとして示される。いくつかの実施形態において、視覚的ディスプレイ610及び表示装置アダプタ620は、単一の構造的要素に一体化され得ることが理解される。
表示装置アダプタ620は、視覚的ディスプレイ610の複数のピクセルの各々と通信を行い、かつ、これを選択的に動作させることが可能であってもよい。画像、ビデオまたは他の視覚的情報が表示装置アダプタ620によって受信された場合、表示装置アダプタ620は、反対色である色のような、受信された視覚的情報のどの部分が生理神経圧縮を受けるかを決定してもよい。ディスプレイアダプタは、次に、視覚的ディスプレイ610の関連する複数のピクセルを動作させてもよく、これにより、本明細書で上述されたように、かつ、後述されるように、2つまたはそれより多くの光受容細胞の応答波長範囲に関連付けられた波長を有する一連の2つまたはそれより多くの光を発する。視覚的ディスプレイ610によって発せられた光によって示された視覚的情報自体は、生理神経圧縮に起因して感知された明るさが低減させることなく、表示装置アダプタ620によって受信された情報を正確に表す。
ここで図7を参照すると、生理神経圧縮を低減させる光を発する照明装置を動作させる方法を示すフローチャートが示される。方法700は、図3のプロット320によって示されたように、感知された明るさを有するように光を発する照明装置を動作させる方法を示す。方法は、ブロック710から開始する。ブロック720において、照明装置は、第1の期間にわたって第1の光を発してもよい。第1の光は、動作期間範囲に対応するデューティサイクルを有するように、図5の要素530によって説明されたように、第1の時間長にわたって動作させられてもよい。つまり、第1の光は、生理神経細胞の応答時間より長いが、視覚皮質の応答時間より短い時間長にわたって光を発してもよい。さらに、第1の光は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する複数の波長の範囲内の波長範囲を有するモノクロ光を発してもよい。
方法は、ブロック730に続いてもよく、ここで、照明装置は、第2の期間にわたって第2の光を発してもよい。同様に、第2の期間は、動作期間範囲に対応する時間長であってもよい。さらに、第2の光は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する複数の波長の範囲内の波長範囲を有するモノクロ光を発してもよい。いくつかの実施形態において、第2の光は、第1の光に応答する光受容細胞のタイプとは異なるタイプの光受容細胞において、応答させてもよい。
ブロック740において、照明装置は、光を発し続けるか否かを決定してもよい。この決定は、本明細書で上述されたランプ200について説明されたように、コントローラを含み得る回路によって実行されてもよい。決定は、外部電源による照明装置への電力の継続的な受信に基づいてなされてもよい。複数の他の実施形態において、決定は、照明装置によって受信される通信に基づいてなされてもよい。このような複数の実施形態において、照明装置は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、発明の名称を「Wireless Pairing System and Associated Methods」とする2012年5月3日出願の米国特許出願第13/463,020号において説明されるような、このような通信を実現するために必要な通信回路を含んでもよい。照明装置が発光し続けることが決定された場合、方法は、ブロック720に戻ってもよい。照明装置が発光を継続しないことがしないことが決定された場合、方法は、ブロック750において終了してもよい。
ここで図8を参照すると、図7に示された方法と同様の、生理神経圧縮を低減させる光を発する照明装置を動作させる方法800を示すフローチャートが示される。図8の方法800において、照明システムは、光源から順次発光される間にレイテンシ期間を含むように構成されてもよい。照明システムは、本明細書で上述されたように、照明装置であってもよい。レイテンシ期間は、照明システムの複数の光源がいずれも光を発するために動作させられない期間として特徴づけられてもよい。このようなレイテンシ期間を含む目的は、照明システムによって発せられた光の観察者のPCが、照明システムによってこれまでに発せられた光に関連する光の情報を視覚皮質に送信することを停止できるようにするためである。複数のPCの放電時間におおよそ対応する時間長、すなわち、レイテンシ期間がおおよそ等しくなるように構成され得る時間長が一度経過すると、照明装置は、それに続く光を発するように光源を動作させてもよい。複数のPCの放電時間は、概して、約50ナノ秒とみなされてもよい。
方法800は、ブロック810から開始してもよい。ブロック820において、照明装置は、第1の期間にわたって第1の光を発してもよい。第1の光は、本明細書で上述されたように、動作期間範囲に対応するデューティサイクルを有するように、第1の時間長にわたって動作させられてもよい。ブロック830において、照明装置は、次に、照明装置が照明装置のあらゆる光源を動作させないことにより照明装置に発光させないレイテンシ期間に入ってもよい。方法は、ブロック840に続いてもよく、ここで、照明装置は、第2の期間にわたって第2の光を発してもよい。同様に、第2の期間は、動作期間範囲に対応する時間長であってもよい。さらに、第2の光は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する複数の波長の範囲内の波長範囲を有するモノクロ光を発してもよい。いくつかの実施形態において、第2の光は、第1の光に応答する光受容細胞のタイプとは異なるタイプの光受容細胞において、応答させてもよい。
ブロック850において、照明装置は、光を発し続けるか否かを決定してもよい。この決定は、本明細書で上述されたランプ200について説明されたように、コントローラを含み得る回路によって実行されてもよい。照明装置が発光し続けることが決定された場合、方法は、ブロック860に続いてもよく、ここで、照明装置は、他のレイテンシ期間に入ってもよい。ブロック860のレイテンシ期間は、ブロック830のレイテンシ期間におおよそ等しい。方法は、次に、ブロック820に戻ってもよい。しかしながら、ブロック850において、照明装置が発光を継続しないことが決定された場合、方法は、ブロック870において終了してもよい。
ここで図9を参照すると、生理神経圧縮を低減させる光を発する照明装置を動作させる方法900を示すフローチャートが示される。本実施形態において、照明システムは、複数の第3の光源を含む照明装置であってもよい。複数の光源の各々は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲内の光を発するように構成されてもよい。より詳細には、第1の光源は、複数の長いタイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して赤色に対応する波長範囲を有する光を発するように構成されてもよく、第2の光源は、複数の中間タイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して緑色に対応する波長範囲を有する光を発してもよく、第3の光源は、複数の短いタイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して青色に対応する波長範囲を有する光を発してもよい。
方法900は、ブロック910から開始してもよい。ブロック920において、照明装置は、第1の期間にわたって第1の光を発するように、第1の光源を動作させてもよい。第1の期間は、本明細書で上述されたように、動作期間範囲内であってもよい。方法は、次に、ブロック930に続いてもよく、ここで、照明装置は、第2の期間にわたって第2の光を発するように第2の光源を動作させてもよい。第2の期間は、同様に、本明細書で上述されたように動作期間内であってもよい。方法は、ブロック940に続いてもよく、ここで、照明装置は、第3の期間にわたって第3の光を発するように第3の光源を動作させてもよい。繰り返すと、第3の期間は、本明細書で上述されたように、動作期間内であってもよい。
さらに、第1の期間、第2の期間及び第3の期間の各々は、おおよそ等しくてもよく、または、異なりつつも、なお動作期間範囲内であってもよい。照明装置は、第1、第2及び第3の期間を選択的に変化させることにより、視覚皮質によって感知される光の色を変化させてもよく、ここで、期間が長いほど、感知された色は、期間に関連付けられた光の色とより密接に関連して見える。例えば、第1の期間が第2の期間及び第3の期間のいずれかよりも相対的に長い場合、本明細書で上述されたように、組み合わせ光は、より赤い色に見える。従って、組み合わせ光の色は、当技術分野において公知なように、複数の色の加算原理に従って制御可能である。
方法は、ブロック950に続いてもよく、ここで、照明装置は、光を発し続けるか否かを決定してもよい。この決定は、本明細書で上述されたランプ200について説明されたように、コントローラを含み得る回路によって実行されてもよい。照明装置が発光し続けることが決定された場合、方法は、ブロック920に戻ることによって継続してもよい。しかしながら、照明装置が発光を継続しないことが決定された場合、方法は、ブロック960において終了してもよい。
ここで図10を参照すると、図9に示された方法と同様の、生理神経圧縮を低減させる光を発する照明装置を動作させる方法1000を示すフローチャートが示される。図10の方法1000において、照明システムは、複数の光源からのそれに続く発光の間にレイテンシ期間を含むように構成されてもよい。本実施形態の照明システムは、図9に示される実施形態のものと同様であってもよく、ここで、照明システムは、複数の第3の光源を含む照明装置であってもよい。複数の光源の各々は、光受容細胞が応答可能な波長範囲に対応する波長範囲内の光を発するように構成されてもよい。より詳細には、第1の光源は、複数の長いタイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して赤色に対応する波長範囲を有する光を発するように構成されてもよく、第2の光源は、複数の中間タイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して緑色に対応する波長範囲を有する光を発してもよく、第3の光源は、複数の短いタイプの錐状体細胞が応答する波長範囲に対応する、概して青色に対応する波長範囲を有する光を発してもよい。さらに、本実施形態の照明システムは、本明細書で上述されたように、具体的には、図8に示される実施形態で説明したように、複数の照明装置の各々の動作間にレイテンシ期間を含むように構成されてもよい。
方法1000は、ブロック1010から開始してもよい。ブロック1020において、照明装置は、第1の期間にわたって第1の光を発するように、第1の光源を動作させてもよい。第1の期間は、本明細書で上述されたように、動作期間範囲内であってもよい。方法1000は、次に、ブロック1030に続いてもよく、ここで、照明装置は、次に、照明装置が照明装置のあらゆる光源を動作させないことにより、照明装置に発光させないレイテンシ期間に入ってもよい。レイテンシ期間は、図8に示されるレイテンシ期間と同じように特徴づけられてもよい。方法1000は、次に、ブロック1040に続いてもよく、ここで、照明装置は、第2の期間にわたって第2の光を発するように第2の光源を動作させてもよい。方法1000は、ブロック1050に続いてもよく、ここで、照明装置は、他のレイテンシ期間に入る。方法1000は、さらにブロック1060に続いてもよく、ここで、照明装置は、第3の期間にわたって第3の光を発するように、第3の光源を動作させてもよい。第1、第2及び第3の光の期間の各々は、本明細書で上述されたように、異なる長さであってもよい。
方法1000は、ブロック1070に続いてもよく、ここで、照明装置は、光を発し続けるか否かを決定してもよい。この決定は、本明細書で上述されたランプ200について説明されたように、コントローラを含み得る回路によって実行されてもよい。照明装置が発光し続けることが決定された場合、方法1000は、ブロック1080に続いてもよく、ここで、照明装置は、他のレイテンシ期間に入ってもよい。方法1000は、次に、ブロック1020に戻ってもよい。しかしながら、ブロック1070において、照明装置が発光を継続しないことが決定された場合、方法は、ブロック1090において終了してもよい。
本発明の例示的な複数の態様のうちのいくつかは、本明細書において説明された複数の問題及び説明されていないが当業者であれば発見可能な他の複数の問題を解決する際に有益たり得る。
上述の説明は十分な具体性を含むが、これらは、あらゆる実施形態の範囲に対する限定としてではなく、示されたこれらの複数の実施形態の例として解釈されるべきである。多くの他の派生及び変形が、様々な実施形態の教示内で可能である。本発明は、例示的な複数の実施形態を参照して説明されたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変化を加えることが可能であり、これらの要素を均等物で置換可能であることが理解されよう。さらに、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、これらの必須範囲から逸脱することなく、多くの修正を加えることが可能である。従って、本発明は、本発明を実施するために予期される最良のまたは単なるモードとして開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付された特許請求の範囲の範囲に属する全実施形態を含むことが意図される。また、複数の図面及び説明において、例示的な本発明の複数の実施形態が開示されており、複数の具体的な用語が用いられているが、これらは、他に示されない限り、総括的及び記述的な意味でのみ用いられ、限定の目的ではなく、従って、本発明の範囲はこれらにより限定されるものではない。さらに、第1、第2などの用語を用いることは、順序または重要性を示すのではなく、むしろ、第1、第2などの用語は、1つの要素を他のものから区別するために用いられる。さらに、「a」、「an」などの用語を用いることは、量の限定を示すものではなく、むしろ、言及された事項の少なくとも1つが存在することを示すものである。
こうして、本発明の範囲は、所与の複数の例によってではなく、添付された特許請求の範囲及びこれらの法的な均等物によって決定されるべきである。

Claims (17)

  1. 第1の色に対応する第1の波長範囲内の光を発するように動作可能な第1の光源と、
    第2の色に対応する第2の波長範囲内の光を発するように動作可能な第2の光源と、
    前記第1の光源及び前記第2の光源の各々と機能的に結合されるコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、2ミリ秒から20ミリ秒の範囲内における動作期間内のデューティサイクルで、前記第1の光源及び前記第2の光源の各々を交互に動作させ、
    前記コントローラは、前記第1の光源及び前記第2の光源の動作間におけるレイテンシ期間を含み、
    前記第1の光源の動作の期間及び前記第2の光源の動作の期間の合計の間における経過時間は、視覚皮質の応答時間より短く、
    前記第1の光源の動作の期間及び前記第2の光源の動作の期間の各々は、複数の生理神経細胞の応答時間より長い、
    生理神経圧縮が低減された光を生成するシステム。
  2. 前記第1の光源及び前記第2の光源は、
    赤及び緑の反対色のペアと、
    黄色及び青色の反対色のペアと
    からなるグループから選択される反対色のペアを含む、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記レイテンシ期間は、50ナノ秒以上である、
    請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記第1の光源及び前記第2の光源によって発せられた前記光は、感知された明るさを有する組み合わせ光として、観察者によって感知可能であり、
    前記コントローラは、前記第1の光源及び前記第2の光源が発する順序を修正することによって、前記組み合わせ光の前記感知された明るさを制御する、
    請求項1から3のいずれか1項に記載のシステム。
  5. 前記コントローラは、
    前記第1の光源及び前記第2の光源の少なくとも1つの動作期間を低減させることと、
    前記第1の光源及び前記第2の光源の動作間におけるレイテンシ期間を増大させること
    とのうちの少なくとも1つによって、
    前記組み合わせ光の前記感知された明るさを制御する、
    請求項4に記載のシステム。
  6. 前記システムの前記感知された明るさは、
    Figure 0006320507
    におおよそ等しく、
    Bは、感知された明るさであり、
    Lは、輝度である、
    請求項4または5に記載の照明システム。
  7. 主に複数の長錐状体細胞において応答を生成する光を発するように構成される第1の光源と、
    主に複数の中間錐状体細胞において応答を生成する光を発する第2の光源と、
    主に複数の短錐状体細胞において応答を生成する光を発する第3の光源と、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源の各々と機能的に結合されるコントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうち少なくとも2つを交互に動作させ、
    前記コントローラは、前記少なくとも2つの光源を、2ミリ秒から20ミリ秒の範囲内における動作期間内の期間にわたって、交互に光を発するように動作させ、
    前記少なくとも2つの光源の動作の期間の合計の間における経過時間は、視覚皮質の応答時間より短く、
    前記少なくとも2つの光源の動作の期間の各々は、複数の生理神経細胞の応答時間より長い、
    生理神経圧縮が低減された光を生成するシステム。
  8. 前記コントローラは、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうち少なくとも2つの動作間にレイテンシ期間を含む、
    請求項7に記載のシステム。
  9. 前記レイテンシ期間は、50ナノ秒以上である、
    請求項8に記載のシステム。
  10. 前記第1の光源は、赤色を有する光を発し、
    前記第2の光源は、緑色を有する光を発し、
    前記第3の光源は、青色を有する光を発する、
    請求項7から9のいずれか1項に記載のシステム。
  11. 前記コントローラは、前記第1の光源及び前記第2の光源の各々を、紫色の組み合わせ光を交互に生成するように動作させ、
    前記コントローラは、前記第1の光源及び前記第3の光源の各々を、黄色の組み合わせ光を交互に生成するように動作させ、
    前記コントローラは、前記第2の光源及び前記第3の光源を、淡青色である組み合わせ光を交互に生成するように動作させる、
    請求項7から10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 前記コントローラは、前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源を、白色光を順次生成するように動作させ、
    前記第1の光源、続いて前記第2の光源、続いて前記第3の光源の一連の動作をさせる期間は、前記動作期間の範囲内である、
    請求項7から11のいずれか1項に記載のシステム。
  13. 前記コントローラは、前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源を、別個に複数の可変な時間長にわたって動作させ、
    前記コントローラは、約6000ケルビン未満の色温度を有する組み合わせ光を生成するべく、前記第1の光源及び前記第2の光源の少なくとも1つを、前記第3の光源より長い時間長にわたって動作させ、
    前記コントローラは、約6000ケルビンより高い色温度を有する組み合わせ光を生成するべく、前記第3の光源を、前記第1の光源より長い時間長にわたって動作させる、
    請求項7から12のいずれか1項に記載のシステム。
  14. 主に複数の長錐状体細胞において応答を生成する光を発する第1の光源と、
    主に複数の中間錐状体細胞において応答を生成する光を発する第2の光源と、
    主に複数の短錐状体細胞において応答を生成する光を発する第3の光源と、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源の各々と機能的に結合されるコントローラと、
    を備える照明システムを用いて生理神経圧縮が低減された光を発する方法であって、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうちの1つを、第1の期間にわたって動作させる段階と、
    前記第1の光源及び前記第2の光源のいずれも、前記第1の期間及び第2の期間の間のレイテンシ期間にわたって動作させない段階と、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうち、前記第1の期間の間動作させられる光源の反対色である1つを、前記第2の期間にわたって動作させる段階と、
    を備え、
    前記第1の期間、前記第2の期間及び前記レイテンシ期間の合計の間における経過時間は、20ミリ秒未満であり、
    前記第1の期間及び前記第2の期間の各々の間における経過時間は、2ミリ秒より長く、
    前記方法は、
    前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうち、前記第1の期間及び前記第2の期間のいずれかの間、動作させられなかった1つを、第3の期間にわたって動作させる段階をさらに備え、
    前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間の合計の間における経過時間は、視覚皮質の応答時間より短く、
    前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間の各々は、複数の生理神経細胞の応答時間より長い、
    方法。
  15. 前記レイテンシ期間は、50ナノ秒以上である、
    請求項14に記載の方法。
  16. 前記レイテンシ期間は、第1のレイテンシ期間であり、
    前記第2の期間及び前記第3の期間の間における第2のレイテンシ期間にわたって、前記第1の光源、前記第2の光源及び前記第3の光源のうちいずれも動作させない段階をさらに備え、
    前記第1の期間、前記第2の期間、前記第3の期間、前記第1のレイテンシ期間及び前記第2のレイテンシ期間の合計の間における経過時間は、20ミリ秒未満であり、
    前記第1の期間、前記第2の期間及び前記第3の期間の各々は、2ミリ秒より長い、
    請求項14または15に記載の方法。
  17. 前記第1のレイテンシ期間及び前記第2のレイテンシ期間の各々は、50ナノ秒以上である、
    請求項16に記載の方法。
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