JP7241090B2 - 光メラノピックアクティビティインジケータ - Google Patents

光メラノピックアクティビティインジケータ Download PDF

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Description

本発明は、光インジケータ(light indicator)、及びそのような光インジケータを含むパーツキット(kit of parts)に関する。
サーカディアンリズムに対する光の影響が、当技術分野で知られている。例えば、WO2016145064は、個人のサーカディアン結果(circadian outcome)に影響を及ぼすための装置であって、当該装置は、個人の片方又は両方の目に対して配置されるアイウェア物品を含み、アイウェア物品は、アイウェアに入射する光のスペクトル成分を制御可能に減衰させるように構成される1つ以上のフィルタ要素を有し、スペクトル成分は、サーカディアン活性(circadian-active)波長範囲内にあり、1つ以上のフィルタ要素は、個人のサーカディアン結果に関連する情報に少なくとも基づいて制御される、装置を述べている。関連するシステム、方法及びコンピュータプログラムプロダクトが提供される。
我々の睡眠/目覚め周期にとって重要なことは、メラトニン、すなわち、夜間に睡眠を促すホルモンである。メラトニンは、我々が通常の就寝時間の頃(及び就寝時間中)にのみ生成する睡眠補助ホルモンである。夕方及び夜間の光の暴露は、メラトニンの自然な生成を抑制する。したがって、光はいわゆる非視覚的反応(non-visual response)を調整しているようである。これらの反応には、サーカディアン反応(circadian response)(例えば、生理学及び挙動(behavior)における24時間のリズム)として知られているもの、及び光の急性効果(例えば、メラトニン抑制及び覚醒度(alertness)の増加)が含まれる。
最近、新しい光受容体、すなわち、内因性光感受性網膜神経節細胞(ipRGC: intrinsically photosensitive retinal ganglion cell)が述べられている。この新しい光受容体は、哺乳類の非視覚的反応において重要な役割を果たすようである。この光受容体に存在する光色素(photo pigment)はメラノプシンであり、その作用スペクトルは約470~500nmにおいて感度のピークを示す。その主要な役割のため、光に対する非視覚的反応は、短波長又は青色に富んだ白色光源への曝露(exposure)によって高められることができる。しかしながら、非視覚的反応を高めることが常に望ましいとは限らない。(特に就寝前の時間において)睡眠の質に対する夜間の光の悪影響があり得るようである。これらの発見は、メラトニンホルモンの抑制と関係がある。さらに、夜間の光は覚醒度を高めることが知られており、睡眠時間には望ましくない。メラノプシン光受容体の活性化に起因する非視覚的反応はまた、メラノピック活性化(melanopic activation)又はメラノプシン活性化(melanopsin activation)として示されてもよい。
現在、専用の分光光度計及び/又は特定のセンサと専用のソフトウェアの使用に頼らずに所与の発光体(illuminant)のメラノピック活性化の量を決定することは不可能である。これは、消費者が光源のメラノピックアクティビティ(melanopic activity)の指標を得ることを事実上不可能にするか、又はそれを複雑及び/若しくは高価なものにする。
したがって、本発明の一態様は、特定の位置におけるメラノピック活性放射(melanopic active radiation)(これは、当該位置におけるメラノピック照度(melanopic illuminance)とも呼ばれる)を容易に検出及び/又は評価する代替的なソリューションを提供することであり、当該ソリューションは、好ましいことにさらに、上述した不利な点の1つ以上を少なくとも部分的に取り除く。本発明は、従来技術の不利な点の少なくとも1つを克服若しくは改善すること、又は有用な代替物を提供することを目的として有してもよい。
とりわけ、本発明の基本的な考え方は、所与の発光体のメラノピックアクティビティの量を示すのに役立つ色素(pigment)を提供することにある。本発明の潜在的用途は、チェッカーチャート(checker chart)が光源のメラノピックアクティビティの概算を得るために使用されることができる、いわゆる「メラノピックアクティビティチェッカー(melanopic activity checker)」の形態である。本発明は、光源のメラノピックアクティビティの「およその(ballpark)」推定を提供してもよく、これにより、ユーザが、この光源が特定の基準を満たすか超えるかを判断することを可能にしてもよい。
第1の態様では、メラノプシン活性放射(melanopsin active radiation)を評価するのに使用するための光インジケータであって、(a)感知領域を有する光インジケータ要素であって、光インジケータ要素は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する感知領域を照らす光の少なくとも一部を反射するように構成される、及び、440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲内の1つ以上の波長を有する感知領域を照らす光の少なくとも一部を吸収するように構成される光反射要素を含む、光インジケータ要素と、(b)感知領域に隣接して構成される非感知領域であって、非感知領域は、グレー階調(shades of gray)の明度、好ましくは、黒からグレーの明度に対応する範囲内の明度を有する中間色を持つ、非感知領域と、を備える、光インジケータが提供される。評価は、光インジケータの感知領域上のメラノプシン活性放射のフラックス(flux)又は感知領域上のメラノピック照度(melanopic illuminance)を評価することを含んでもよい。
用語「明度(lightness)」は、光を反射する表面又は物体の外観を指し、具体的には、白色の明るさに対する表面の明るさを指す。用語「明るさ(brightness)」は、物体から反射される(又は光源から生じる)光の見かけの量(apparent amount)を指す。測色(colorimetry)及び色理論(color theory)において、色値(value)又は色調(tone)としても知られる、明度は、色又は色空間の明るさの知覚の変化の表現である。これは、任意のカラーアピアランスモデル(color appearance model)のカラーアピアランスパラメータのうちの1つである。様々な表色系が、この特性の明示的な項を持つ。マンセル表色系(Munsell color model)は、色値の項を使用し、HSL表色系、HCL色空間及びCIE Lab色空間は、明度の項を使用する。https://en.wikipedia.org/wiki/Lightnessを参照されたい。「黒」の明度は、定義により、0であり、「グレー」の明度は、定義により、50、すなわち、黒と白の中間であり、白は、100である。(英語で色の名前として無彩色の「グレー」の使用が初めて記録に見られるのは、700年であったことに留意されたい。このグレーの色調は、白と黒の中間のグレーの色調であるため、グレーの標準として広く使用されている。)https://en.wikipedia.org/wiki/Shades_of_grayを参照されたい。
本明細書において、「中間(neutral)」色は、文字通り色がないことを意味する、実質的に無彩色のグレー階調(substantially achromatic shade of gray)を指す。中間色は、実質的に色相(hue)がなく、実質的に0の彩度(color saturation)(例えば、CIELAB色空間においてクロマ(chroma)≦5、及び0と100の間(すなわち、それぞれ黒と白の間)の明度)を有する。https://en.wikipedia.org/wiki/Grey及びhttps://en.wikipedia.org/wiki/Shades_of_grayを参照されたい。
このような光インジケータを使用すると、ソファー、机等の場所におけるメラノプシン活性放射の量を評価することができる。特に、このような光インジケータを使用すると、当該光の光束に対する、相対的なメラノピック光フラックス(relative melanopic light flux)を、ユーザがこの相対的なメラノピックフラックスを知りたいと望む特定の位置において簡単に検出することが可能であり得る。このような光インジケータを使用すると、ユーザがこのフラックスを知りたいと望む特定の位置における絶対的なメラノピックフラックスを簡単に評価することも可能であり得る。このようにして、このような位置における光が、例えば、起きている状態を維持するために所望の閾値を超える、又は例えば夜間等に所望の閾値を下回るメラノプシン活性放射の量を有するかが、(ユーザによって)簡単に検出されることができる。また、照明デバイスが、所望のメラノプシン活性放射の量に応じて特定の場所における用途に適し得るかどうかを簡単にチェックすることもできる。光インジケータは、例えば、背景内にスポット若しくはパッチ、又は背景内に複数のスポットを備えたストリップ状又はカード状の要素であってもよい。スポット及び背景の色及び/又は明るさが比較されることができる。例えば、オブジェクト/色の明度とオブジェクト/色の入射光のフラックスとの間の所定の、例えば較正された関係に基づいて、ユーザは、閾値が超えられるか否かを判断することができ、又は(ある範囲内で)定量的にフラックスを決定することさえできる。スポットは、メラノプシン活性放射に対して本質的に選択的である特定の材料を含み、該放射は、本質的に約440~530nmの範囲内の強度のみを有してもよく、約470~500nmの範囲内の最大値を有してもよい。
上記のように、光インジケータは、斯くして、光インジケータの感知領域上のメラノプシン活性放射を評価するために使用されてもよい。メラノプシン活性放射は、特に、メラノプシンの吸収スペクトル(内の吸収帯)の範囲内の1つ以上の波長を有する(可視)放射である。メラノプシン活性放射は、特に、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する、特に470~500nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を(少なくとも)有する光と見なされる。したがって、日光はそのようなメラノプシン活性放射を含むが、その強度及び相対含有量は、日没及び日の出に伴うローから正午におけるハイへと経時的に変化する。メラノプシン活性放射は、ipRGCによって吸収される(可視)放射であってもよい。
光束は、光源によって発せられる単位時間あたりの光量(luminous energy)であり、ルーメンで表される。表面、例えば、感知領域に入射する光束は、照度(illuminance)として示されてもよく、ルーメン毎平方メートル、すなわち、ルクスで表される。光束及び照度の両方の量は、約380~780nmの波長範囲内の可視スペクトルに関連し、人間の明るさの知覚と相関するように(明所視感度(photopic sensitivity)V(λ)とも呼ばれる)光度関数(luminosity function)によって波長ごとに重み付けされる。同様に、(本明細書ではメラノプシン活性放射のフラックスとも呼ばれる)メラノピックフラックス及び(本明細書では感知領域上のメラノプシン活性放射のフラックスとも呼ばれる)メラノピック照度の量は、約440~530nm、特に470~500nmの波長範囲内の可視スペクトルのメラノプシン活性放射部分に関連するフラックス及び照度として定義されることができる。メラノピックフラックス及びメラノピック照度は、https://www.wellcertified.com/sites/default/files/resources/WELL%20Building%20Standard%20v1%20with%202017%20Q4%20addenda.pdfにおいてダウンロード可能であり、参照により本明細書に組み込まれる、Q4 2017付録付きWELL Building Standard v1の表L2に数値で示される又は図5Aに示されるようにメラノピック感度関数(melanopic sensitivity function)m(λ)で波長ごとに重み付けされる。
感知領域上のメラノピックフラックスの信頼できる推定のために、感知領域上のメラノピックフラックスが評価されるべき光の伝播の方向に本質的に垂直に感知領域を位置付けることが望ましくあり得る。感知領域は、例えば、4~500mm等、4~1000mmのサイズを有してもよい。さらに、感知領域は、連続した領域であってもよい。感知領域は、対称的又は非対称的であってもよい。例えば、感知領域は、正方形又は円形であってもよいが、他の(多角形)形状も可能であり得る。
感知領域は、光インジケータ要素に含まれる。言い換えれば、光インジケータは、感知領域を含む光インジケータ要素を備える。
光インジケータ要素は、ある実施形態では、メラノプシン活性放射の波長範囲において、比較的低い吸収、斯くして、比較的高い反射を有し得る材料を含む。材料は、ある実施形態では、可視範囲内の本質的にすべての他の波長において、比較的高い吸収、斯くして、比較的低い反射を有してもよい。
用語「可視」、「可視光」又は「可視発光」は、約380~780nmの範囲内の波長を有する光を指す。したがって、材料は、メラノプシン活性放射の範囲内の1つ以上の波長を除いて、可視内のすべての波長に対して相対的に均一な吸収を有してもよい。ある実施形態では、470~500nmの範囲内の吸収は、平均して、可視内の他の波長、すなわち、380~470nm及び500~780nmにおける平均吸収よりも少なくとも2倍低くてもよく、例えば、少なくとも4倍低くてもよい。特に、440~530nmの範囲内の吸収は、平均して、可視内の他の波長、すなわち、380~440nm及び530~780nmにおける吸収の平均よりも少なくとも2倍低くてもよい。
代替的又は追加的に、470~500nmの範囲内、さらに特に440~530nmの範囲内の反射は、平均して、可視内の他の波長、すなわち、380~470nm及び500~780nm、又はさらに特に380~440nm及び530~780nmの範囲内の平均反射よりも少なくとも2倍高くてもよく、例えば、少なくとも8倍等、少なくとも4倍高くてもよい。
したがって、光インジケータ要素は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する感知領域を照らす光の少なくとも一部を反射するように構成される、及び、440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲内の1つ以上の波長を有する感知領域を照らす光の少なくとも一部を吸収するように構成される光反射要素を含む。感知領域は、光反射要素の表面であってもよい。「440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する感知領域を照らす光の少なくとも一部を反射する」という表現は、例えば、この波長範囲において、例えば10~120nmの範囲から選択される半値全幅を持つ、反射帯域があることを意味してもよい。
以下に示されるように、光インジケータはまた、複数の感知領域を備えてもよい。したがって、光インジケータは、ある実施形態では、複数の光インジケータ要素を含んでもよい。
さらに、光インジケータは、感知領域に隣接して構成される非感知領域を備え、非感知領域は、黒色、オフブラック色又はグレー階調を持つ。オフブラック色は、純粋な黒とわずかにだけ異なる黒階調であり、中間(無彩色)配色の一部と見なされる。オフブラック色は、グレー階調のサブセット、すなわち、グレー階調の「暗い」サブセットと見なされてもよい。https://en.wikipedia.org/wiki/Shades_of_blackを参照されたい。感知領域及び隣接する非感知領域の組み合わせは、メラノプシン活性放射の強度を評価するために使用されてもよい。背景は、例えば、感知領域及び非感知領域によって反射された光の明度比較に基づいて、ユーザが、例えば、メラノピックフラックスがある所定のメラノピックフラックスよりも高いか低いかを評価することができるように選択されてもよい。非感知領域のグレー階調は、特定のメラノピックフラックスが感知領域及び非感知領域において本質的に同じ明度をもたらし得るように選択されてもよい。この場合、光インジケータのユーザは、感知領域及び非感知領域の明度の比較に基づいて、特定の位置においてフラックスが大きいか小さいかをチェックすることができる。感知領域の明度の方が低い場合、フラックスは、所定のメラノピックフラックスよりも低く、感知領域の明度の方が高い場合、フラックスは、所定のメラノピックフラックスよりも高い。
特に、470~500nmの範囲内の波長を有する光は、内因性光感受性網膜神経節細胞の主な吸収がこのスペクトル範囲内にあり得るため、サーカディアンリズムに対して影響を及ぼし得る。したがって、感知領域内の光吸収材料の反射がこの波長範囲内で最大である場合が特に望ましくあり得る。したがって、特定の実施形態では、光反射要素は、470~500nmの波長範囲から選択される波長において最大反射を有する反射スペクトルを有する。さらに、特定の実施形態では、光反射要素は、470~500nmの波長範囲から選択される波長における最大反射及び10~120nmの範囲から選択される半値全幅を持つ反射スペクトルを有する。さらに、470~500nmの範囲外、特に440~530nmの範囲外の吸収は、それぞれ470~500nm及び440~530nmのスペクトル範囲よりも高い、例えば、少なくとも2倍高い。440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲内の反射スペクトルにおける反射は、平均で、440~530nmの波長範囲内の最大反射における反射よりも少なくとも2倍小さい。
特定の実施形態では、光反射要素は、470~500nmの全波長範囲で感知領域を照らす光の少なくとも一部を反射する。したがって、これは、この470~500nmの全波長範囲にわたり感知領域が反射性であること、特に470~500nmの範囲内のすべての波長において、この範囲外の可視内のすべての波長における反射率よりも大きい反射率を有することを意味する。
非感知領域は黒色であってもよく、これは、4%以下の平均反射を意味してもよい。本明細書において、反射の平均値を示す場合、特に、関連する波長範囲内の反射値の少なくとも80%が、平均反射率の値の+/-50%の範囲内にあり、少なくとも80%が+/-20%の範囲内にあることであってもよい。約20%の反射を下回る場合、特に、少なくとも80%が+/-10%の範囲内(しかしながら、もちろん正)であってもよい。したがって、平均反射を8%と仮定した場合、反射が平均化される関連する範囲の少なくとも80%にわたり、反射は、0%より大きくあり得るが、18%以下である。ある実施形態では、非感知領域は、4~80%の範囲から選択される可視波長範囲(斯くして、440~530nmの波長範囲を含む)内の平均反射を有する。可視波長範囲内の反射値の80%が平均反射からある範囲内にあるという特性と組み合わせ、これは、非感知領域が、斯くして、特に黒色、オフブラック色又はミディアム及びライトグレーまでのグレー階調を持ってもよいことを意味する。非感知領域は、特に、本質的に中間の背景(essentially neutral background)を提供してもよい。
非感知領域及び感知領域は隣接している。これは、領域間の距離が、ある実施形態では、最大0.5mm等、最大1mmであってもよいことを意味してもよい。非感知領域は、ある実施形態では、感知領域を囲んでもよい。感知領域は、ある実施形態では、非感知領域上の光反射要素のコーティング又は他のタイプの堆積であってもよく、後者の領域は、前者の領域よりも大きくても(斯くして、本質的に感知領域を囲んでも)よい。したがって、ある実施形態では、非感知領域は、「背景(background)」として示されてもよい。感知領域及び非感知領域は、本質的に同じ平面にあってもよい。
上記のように、背景は中間色であり、特にグレー階調の明度に対応する範囲内の明度を有する。したがって、背景は、特に、黒とミドルグレーの間、又は黒とライトグレーの間の明度を有する中間色を持ってもよい。用語「中間色」に代えて、用語「無彩色」が適用されてもよい。このような中間色は、(CIELAB空間で)クロマ≦5を持ってもよい。
ある実施形態では、光反射要素は、色素を含む。ここで、色素という用語は、特に、(本明細書で定義される吸収及び/又は反射率の特徴を考慮して)非白色であり、(太陽光の照射の下)可視内で本質的に非発光性である着色材料を指す。
特定の実施形態では、光反射要素は、フォトルミネッセント材料を含んでもよいことに留意されたい。代替的又は追加的に、光インジケータは、任意選択的に(黒色)色素と組み合わせて、フォトルミネッセント材料を含んでもよい。そのような実施形態では、色素は、フォトルミネッセント材料に到達する光の強度を制御するために使用されてもよい。
しかしながら、上記のように、特に光反射要素は、色素を含んでもよい。色素は、それが本質的に所望のスペクトル特性を示すようなものであってよい。任意選択的に、光学フィルタが、反射及び/又は吸収特性を調整するために適用されてもよい。用語「色素」は、複数の異なる色素を指してもよい。
メラノプシン活性放射のスペクトル範囲内で本質的に反射し、本質的に中間(neutral)であって、該スペクトル範囲外の光を吸収し得る適切な色素は、(複合酸化物系顔料(complex inorganic color pigment)としても知られる)混合金属酸化物色素等の1つ以上の酸化物色素を含んでもよい。適切な金属は、コバルト、鉄、三価クロム、スズ、アンチモン、チタン、マンガン及びアルミニウムのうちの1つ以上を含んでもよい。代替的又は追加的に、色素は、(上記の金属等)同じ(金属)カチオン又は異なる(金属)カチオンの組み合わせを有する、塩化物、炭酸塩、酢酸塩、又は異なる(複合)アニオンを持つ異なる塩の組み合わせであってもよい。特定の実施形態では、色素は、銅塩を含む。特に、銅塩は適した色(right color)を持ち、メラノプシン活性放射の波長範囲内で反射するが、他の可視波長内で(実質的に)吸収し得る。さらなる特定の実施形態では、色素は、塩基性炭酸銅、塩基性塩化銅、水酸化銅、及び酢酸銅(II)のうちの1つ以上を含む。また、それらの組み合わせ及び/又は混合塩が適用されてもよい。例えば、色素は、ある実施形態では、CuCO(OH)を含んでもよい。したがって、適切な色素は、緑青であってもよい。
光反射要素は、ある実施形態では、(コーティング等の)層、又は(複数コーティング等の)複数の層であってよい。光反射要素は、プレスされた材料、セラミック材料、結晶性材料、多結晶性材料等であってもよい。光反射要素は、透過セットアップ(transmissive setup)で構成されてもよい、すなわち、メラノプシン活性光の当該部分が、光反射要素を介して透過されてもよく、又は光反射要素は、例えば、高い色素含有量及び/又は長い経路長(例えば、厚い層の場合)等により、吸収が十分に高い場合、本質的に非透過性であってもよい。
特定の実施形態では、光反射要素は、光透過性材料を含み、色素は、任意選択的に第2の色素と共に、光透過性材料に埋設される。例えば、色素は、ポリマー材料、セラミック材料又はガラス材料、特にPMMA、PET、PC等のポリマー材料内に分散されてもよい。そのようなポリマー材料は、それ自体が光透過性であってもよい。光反射要素の光透過性は、光反射要素の厚さ及び光反射要素中の色素の濃度に依存してもよい。任意選択的に、第2の色素が適用されてもよい。第2の色素という用語は、特に、(青みがかった/緑色であってもよい)色素の異なる色合いを提供するために使用され得る、黒色色素等、黒色又は白色色素を指してもよい。特定の実施形態では、第2の色素は、カーボンブラック、又は黒色酸化鉄(マースブラック(Mars black))等の黒色である。
上記のように、ある実施形態では、(周囲の)非感知領域を有する単一の感知領域が、メラノプシン活性放射のフラックスを評価ために使用されてもよい。しかしながら、メラノプシン活性放射による照明下で異なるコントラストが知覚され得る、隣接する非感知領域を伴う感知領域の複数の組み合わせを使用することが有用であり得る。ここで、感知領域及び非感知領域の異なる組み合わせが、フラックスが所定のレベルよりも高いか低いかを判断するために選択されてもよい。基本的に、ある実施形態では、感知領域の反射は様々であって、隣接する非感知領域の反射は一定に保たれてもよく、又は感知領域の反射は本質的に一定に保たれ、隣接する非感知領域の反射は様々であってもよい。しかしながら、組み合わせが適用されてもよく、光インジケータのある実施形態に含まれてもよい。
したがって、ある実施形態では、光インジケータは、それぞれの感知領域を有する複数の光インジケータ要素を備え、2つ以上の感知領域は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有するメラノプシン活性放射に対して相互に異なる反射率を有してもよい。例えば、光インジケータは、すべてメラノプシン活性放射に対して相互に異なる反射率を有する、2~6個等、2~8個の異なる感知領域を備えてもよい。これらの実施形態では、それぞれの非感知領域は、本質的に反射率が同一であってもよい。したがって、ある実施形態では、感知領域を取り囲む本質的に単一の非感知領域が存在してもよい。感知領域は、特に、線形アレイ等のアレイで構成されてもよい。
上記のように、ある実施形態では、複数の感知領域は、相互に異なる感知領域を有してもよい。異なる反射率は、例えば、ある実施形態では、ポリマー材料等のホスト材料中の色素の異なる濃度及び/又は色素と他の材料の異なる比率等、光反射要素と他の材料の異なる組み合わせによって得られてもよい。他の材料は、黒色色素等、黒色色素及び/又は白色色素であってよい。したがって、第2の色素が適用されてもよい。用語「第2の色素」は、複数の異なる第2の色素を指してもよい。このようにして、青緑色の色素のさまざまな色合いが作成されてもよい。したがって、ある実施形態では、光インジケータは、第2の色素及び光反射要素の組み合わせを含む光インジケータ要素を有する1つ以上の感知領域を有し、組合せは、感知領域を照らし、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する光の少なくとも一部を反射してもよい。特に、ある実施形態では、黒色の第2の色素が適用されてもよい。
上記のように、代替的に、本質的に同じ感知領域には、互いについての非感知領域が設けられてもよい。そのような実施形態では、各々がある感知領域を囲んでもよい、非感知領域は、異なるオフブラック色等、相互に異なるグレー階調を有してもよい。オフブラック色は、本質的に、黒と白の間の任意の階調であってもよい。したがって、非感知領域を得るために、白色及び黒色の色素が、所望のオフブラック色を得るために使用されてもよい。
したがって、ある実施形態では、光インジケータは、それぞれの感知領域及びそれぞれの感知領域に隣接する非感知領域を有する複数の光インジケータ要素を備え、2つ以上の感知領域は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有するメラノプシン活性放射に対して(本質的に)同じ反射率を有してもよい。特に、2つ以上の感知領域に対する非感知領域は、グレー階調の明度に対応する範囲内の明度を有する中間色からなる群から選択される異なる色を持つ。ある実施形態では、2つ以上の感知領域に対する非感知領域は、黒色、オフブラック色及びグレー階調からなる群から選択される異なる色を持ってもよい。「2つ以上の感知領域は同じ反射率を有する」という表現は、これらの感知領域が、関連する波長範囲にわたり平均反射率の約10%以内等、メラノプシン活性放射のさまざまな波長に対して本質的に同じ又は同様の反射率を有することを示す。この実施形態の利点は、感知領域が本質的に全て同じであり、光インジケータを生成する際により容易であり得ることである。
反射率を調整するために、例えば、色素の混合物が使用されてもよく、ポリマー材料等のバインダー中の色素の濃度が適用されてもよく、異なる材料組成等の層を有する層状構造が適用されてもよい。
感知領域及び非感知領域は、本質的に、同じ又は類似の粗さを有してもよい。例えば、より小さい粗さを有する領域は、より高い粗さを有する粗さの約70~100%の範囲、例えば、少なくとも90%等、80~100%の範囲内の粗さを有してもよい。
さらに、ある実施形態では、感知領域及び非感知領域は、同じ又は同等の光沢度、好ましくは視覚的に同じ光沢度を有するが、特に少なくとも同じ光沢カテゴリ(マット、サテン、半光沢、高光沢)の表面仕上げを有してもよい。したがって、特定の実施形態では、感知領域及び非感知領域は、同等の光沢度、好ましくは視覚的に同じ光沢度を有するが、少なくとも同じ光沢カテゴリ(マット、サテン、半光沢、高光沢)の表面仕上げを有する。さらなる特定の実施形態では、感知領域及び非感知領域の(表面仕上げの)光沢度は、最大30GUである。
非感知領域及び感知領域の組み合わせは、メラノプシン活性放射の特定のフラックスの下で、明度コントラストを示さなくてもよいが、最小偏移フラックス(smallest deviating flux)において最小明度コントラストを示してもよい。したがって、所定のフラックス/又は定性的指標(qualitative indication)は、非感知領域及び感知領域の組み合わせに起因してもよい。したがって、光インジケータは、感知領域及び非感知領域の1つ以上の組み合わせについて、知覚される明度の差を評価するための情報を含んでもよい。代替的に、そのような指標は、別個のマニュアルに、光インジケータのパッケージに、又は別のパッケージに含められてもよい。また、そのような情報へのリンクが提供されてもよい。例えば、リンクは、QRコード又は他のタイプの(マトリックス)バーコードとして提供されてもよい。したがって、さらなる態様では、本明細書に述べられる光インジケータ及び参照情報を含むパーツキットが提供される。参照情報は、(i)光インジケータ、データキャリア、及び他の有形要素のうちの1つ以上で利用可能であってもよく、及び/又は(ii)インターネットサイトへのリファレンスを介してインターネットでアクセス可能であって、リファレンスは、光インジケータ、データキャリア、及び他の有形要素のうちの1つ以上で利用可能であってもよく、参照情報は、感知領域上のメラノピックフラックスの定性分析及び定量分析の1つ以上を可能にする情報を含んでもよい。したがって、参照情報又はそのような参照情報へのリファレンスは、光インジケータ、データキャリア、及び他の有形要素のうちの1つ以上で利用可能であってもよい。ある実施形態では、他の有形要素は、光インジケータのマニュアル及び光インジケータのパッケージからなる群から選択されてもよい。さらに、さらなる実施形態では、他の有形要素は、照明デバイスのマニュアル及び照明デバイスのパッケージからなる群から選択される。特定の実施形態では、パーツキットは(さらに)、照明デバイス、照明デバイスのパッケージ、又はそのような照明デバイスを含む照明デバイスのパッケージを含んでもよい。
上記のように、ある実施形態では、光インジケータは、本明細書で規定される複数の光インジケータ要素を備え、参照情報は、ユーザが、複数の光インジケータ要素の感知領域のうちの1つ以上の感知領域上のメラノプシン活性放射のフラックスの定性分析及び定量分析の1つ以上を行うことを可能にする情報を含んでもよい。
例えば、参照情報は、(感知領域及び非感知領域の組み合わせの目視検査後)ユーザが、感知領域の1つと隣接する非感知領域との間の(最小)コントラストのユーザによる判定に基づいて定性分析及び定量分析の1つ以上を行うことを可能にする情報を含んでもよい。
光インジケータは、例えば、家庭、オフィス、プラント、公共スペース等で使用されてもよく、例えば、ある場所におけるメラノプシン活性放射のフラックスが所望通りであるか、高すぎるか、低すぎるかを評価するために使用されてもよい。
本明細書における用語「放射」は、特に、可視波長範囲内の波長を有する光を指す。
ここで、本発明の実施形態を、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して、単なる例として説明する。
図1a~1dは、いくつかの実施形態及び変形形態を概略的に示す。 図2a及び2bは、いくつかのさらなる実施形態及び変形形態を概略的に示す。 図3a及び3bは、いくつかの態様を概略的に示す。 図4a~4dはまた、いくつかの態様及び実施形態を概略的に示す。 図5aは、さらにヒトの眼の水晶体及び眼内媒体(interocular media)の透過について補正された、メラノプシン色素の正規化吸収スペクトルを示し、図5bは、酢酸銅の正規化反射スペクトルを示す。
概略図は必ずしも縮尺どおりではない。
とりわけ、本発明は、例えば、黒色背景上の色素の(本明細書では、光インジケータ要素としても示される)複数のパッチからなる、視覚的インジケータを提供し、色素の反射率曲線は、メラノプシン色素の吸光度に非常に類似し、パッチは各々、さまざまな反射率レベル(20%、40%、60%、80%、100%等)に設定される。(パッチの目視検査後)ユーザが、背景から依然認識できる最後のパッチに基づいて、現在の発光体のメラノピックアクティビティの総量の指標を得ることができる、付随する表が提供されてもよい。
図1aは、メラノピックフラックスを評価する際に使用するための光インジケータ100の一実施形態を概略的に示す。光インジケータ100は、光インジケータ要素110及び非感知領域130を備える。光インジケータ要素110は、感知領域111を含む。光インジケータ要素110は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する感知領域111を照らす光の少なくとも一部を反射するように構成される、及び、440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲内の1つ以上の波長を有する感知領域111を照らす光の少なくとも一部を吸収するように構成される光反射要素120を含む。非感知領域130は、感知領域111に隣接して構成され、非感知領域130は、黒色、オフブラック色又はグレー階調を持つ。光反射要素120は、ある実施形態では、色素121、例えば、塩基性炭酸銅、塩基性塩化銅、水酸化銅及び酢酸銅(II)のうちの1つ以上を含んでもよい。
図1b及び1cは、光インジケータ要素110のいくつかの変形形態、例えば、吸収及び反射材料の層、すなわち、440~530nmの波長範囲の少なくとも一部で反射し、440-530nm範囲外の可視範囲全体を本質的に吸収する層、を概略的に示す。この440~530nmの範囲内において、光反射要素は、光を吸収してもよいが、この範囲外よりも程度は低く、特に本質的により低程度であってもよい。図1cは、光反射要素120が、光透過性材料122を含み、色素は、任意選択的に第2の色素と共に、光透過性材料122に埋設される実施形態を概略的に示す。
したがって、ある実施形態では、視覚的インジケータは、少なくとも1つのパッチを含み、パッチの少なくとも1つは、100以上等の所定のメラノピックルクスレベルについてパッチが背景からちょうど識別できるように作成されてもよい。
図2a及び2bは、それぞれの感知領域111を有する複数の光インジケータ要素110を備え、2つ以上の感知領域111は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有するメラノプシン活性放射に対して相互に異なる反射率を有する、光インジケータ100の実施形態を概略的に示す。特に、光インジケータ要素110のうちの1つ以上は、第2の色素及び光反射要素120の組み合わせを含み、組合せは、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する感知領域111を照らす光の少なくとも一部を反射してもよい。これらの図はまた、そのような光インジケータ100、及びキャリア上の参照情報1400又はキャリア上のそのような参照情報1400へのリファレンス参照を備える、パーツキット1000の実施形態を示す。参照情報1400は、(i)光インジケータ100(図2a参照)、データキャリア1410(図2a参照)、及び他の有形要素1420(図2b参照)のうちの1つ以上で利用可能であってもよく、及び/又は(ii)インターネットサイトへのリファレンスを介してインターネットでアクセス可能であって、リファレンスは、光インジケータ100、可能な変形形態としてデータキャリア1410(図2a参照)、及び他の有形要素1420のうちの1つ以上で利用可能であってもよく、参照情報1400は、感知領域111上のメラノピックフラックスの定性分析及び定量分析の1つ以上を可能にする情報を含んでもよい。図2aにおける参照符号1410は、例えば、参照情報1400を含む又はそのような参照情報へのリンクを含むUSBスティックであってもよい。図2bの参照符号1420は、例えば、ランプのパッケージであってもよい。パッケージ上の光インジケータ100及びパッケージ上の参照情報1400を使用することにより、ランプが構成される(configured)空間内のある場所におけるメラノプシン活性放射フラックスを評価してもよい。
上記のように、本発明は、とりわけ、所与のスペクトルにおける短波長エネルギ(440~530nm)の絶対量の推定を提供する(例えば、「カラーチェッカーチャート」の形態の)システムを提案する。選択された波長範囲は、ipRGCのピーク感度に対応する。図3aは、メラノピック感度曲線と一致する、440~530nmの範囲内にピークを持つ反射率特性を有する色素を有する、一実行例における本発明の可能な原理を示す。しかしながら、本発明は、カラーチェッカーチャートでの使用に限定されず、スマートデバイス、例えば、スマートフォン又はタブレットを使用して適用されてもよい。ここでは、スマートデバイスのカメラがセンサとして機能し、所与のスペクトルにおける短波長エネルギ量の推定を提供する。図3aの参照符号Aは、約470~500nm等の関連する波長帯域を示し、参照符号Bは、y軸が反射率、x軸が波長(nm)である、色素の反射率を概略的に示す。
本発明の原理の適用は簡単であり得る。カラーチェッカーチャートとして使用される場合、メラノピックアクティビティチェッカーは、所与の光源の下に保持される。その後、目視検査により、このスペクトルのメラノピックアクティビティの量を推定することができる。本発明は、高精度を提供することが意図されていないが、代わりに、用途に応じて、「低メラノピックアクティビティ」対「高メラノピックアクティビティ」の指標を与える(図3bの矢印参照)よりカテゴリ的なアプローチを採用する。この例が図3bに与えられている。2つのパッチが設けられ、発光体が低メラノピック活性化を有する場合、2つのパッチは同一に見える。しかしながら、発光体が高メラノピック活性化を有する場合(図3bの一番上)、右側のパッチは異なって見える。図3bは、パッチ使用の実施形態を概略的に示す。図の左側は、さまざまな発光体の下の2つの色素(黒色色素及び「メラノピック」色素)を示す。図の右側は、低メラノピック活性化(下)及び高メラノピック活性化(一番上)を伴う、スペクトルパワー分布の簡略化された例を示す。
メラトニン生成を抑制する所与の光スペクトルの効果は、メラノプシン効果係数(MEF)の観点で表されることができる。この係数は、照明システムによって放出される光のスペクトルパワー分布(SPD(λ))にメラノピック感度関数(m(λ))を乗算し、SPD(λ)と明所視感度(V(λ))との積で除算され、m(λ)及びV(λ)の曲線下面積によって正規化されることによって計算される。式1を参照されたい(また、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、WO2016146688、特に、この参照文献の図1及び付随する情報も参照されたい)。
(式1)
Figure 0007241090000001
これは、
(式2)
Figure 0007241090000002
と簡単化されることができる。同様に、
(式3)
Figure 0007241090000003
とされることができる。
それゆえに、上述で示した総和は、380~780nmの可視域にわたっている。定義により、等エネルギ(equi-energy)光源のMEF(メラノピック等価係数)MEFEEは、1に等しい。等エネルギ光源は、すべての(可視)波長に対してSPD(λ)=定数(例えば、1)を有する。
代替的に、ヒトに対する光の生物学的影響は、提唱されている代替測定基準の等価メラノピックルクス(EML: Equivalent Melanopic Lux)で測定されることができる。この基準では、従来のルクスの場合のように錐体細胞に対してではなく、ipRGCに対して重み付けが行われる。この代替測定基準は、https://www.wellcertified.com/sites/default/files/resources/WELL%20Building%20Standard%20v1%20with%202017%20Q4%20addenda.pdfにおいてダウンロード可能であり、参照により本明細書に組み込まれる、Q4 2017付録付きWELL Building Standard v1に開示されている。
図4a及び4bにおいて、参照符号111、120及び121の後のインデックスa、b、c及びdは、それぞれの感知領域、吸収要素及び色素を示す。すべての感知領域について、隣接する非感知領域は同一であることに留意されたい。したがって、これらの実施形態では、複数の感知領域120(すなわち、120a、120b、120c、120d、...)を有する単一の非感知領域130が事実上存在する。ここでは、例として、4つの感知領域120が示されている。しかしながら、より多い又はより少ない感知領域120が使用されてもよい。
図4cは、それぞれ図4a及び4bのレンダリングで使用される低MEF(曲線B)スペクトル及び高MEF(曲線A)スペクトルを示している。両方のスペクトルは同じルクスレベル(約175ルクス)であるが、MEFレベルは異なる。高MEFスペクトル(曲線A)は、1.07のMEFを有し、低MEFスペクトル(曲線B)は、0.3のMEFを有する。
したがって、とりわけ、本発明は、色素の反射率曲線が、メラノプシン光受容体の吸光度に非常に類似し、パッチが各々、さまざまな反射率レベル(20%、40%、60%、80%、100%等)に設定される、黒色背景上の色素の複数のパッチを備える視覚的インジケータ、及び、(パッチの目視検査後)ユーザが、背景から依然認識できる最後のパッチに基づいて、現在の発光体のメラノピックアクティビティの総量の指標を得ることができる、付随する表を提供し、インジケータは、光源のメラノピックアクティビティの「およその」推定を提供し、これにより、ユーザは、この光源が特定の基準を満たすか超えるかを判断することを可能にする。
代替的な実施形態が図4dに概略的に示されている。ここで、光インジケータ100は、それぞれの感知領域111及びそれぞれの感知領域111に隣接する非感知領域130を有する複数の光インジケータ要素110を備え、2つ以上の感知領域111は、特に440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する、メラノプシン活性放射に対して同じ反射率を有する。2つ以上の感知領域111に対する非感知領域130は、黒色、オフブラック色及びグレー階調からなる群から選択される異なる色を持つ。異なる非感知領域130は、それぞれ参照符号130a、130b、130c、130d、130e、...で示されている。5つより多い又は少ない組み合わせが適用されてもよい。異なる色合いは、黒色及び白色色素の異なる混合比で得られることができる。グレー階調の明度に対応する範囲内の明度を有する中間色は、黒色及び白色セグメントの異なる混合比で得られることができる。
図5aは、代表的な年齢及び黄斑色素密度について、水晶体及び眼間媒体の透過について補正された、ヒトの眼におけるメラノプシン色素の正規化吸収スペクトルを示す。
図5bは、酢酸銅の正規化反射スペクトルを示す。図から導かれることができるように、メラノプシン光受容体の吸収スペクトルとの類似性は非常に良好である。したがって、この色素は、本明細書で述べられる比較テストに非常によく適用され得る。
用語「複数」は、2つ以上を指す。
「実質的に全ての光(substantially all light)」、又は「実質的に成る(substantially consists)」などにおける、本明細書の「実質的に(substantially)」という用語は、当業者には理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に(entirely)」、「完全に(completely)」、「全て(all)」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、この形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、95%以上、特に99%以上、更に特に99.5%以上などの、100%を含めた90%以上にも関連し得る。用語「含む(comprise)」は、用語「含む(comprise)」が「から成る(consists of)」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び/又は」は、特に、「及び/又は」の前後で言及された項目のうちの1つ以上に関連する。例えば、語句「項目1及び/又は項目2」、及び同様の語句は、項目1及び項目2のうちの1つ以上に関連し得る。用語「含む(comprising)」は、一実施形態では、「から成る(consisting of)」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして1つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。
更には、明細書本文及び請求項での、第1、第2、第3などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。
本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作時のデバイスに限定されるものではない。
上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「含む(to comprise)」及び活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。文脈上別段の意味を有することが明らかな場合を除き、明細書及び特許請求の範囲を通じて、「含む(comprise)」、「含んでいる(comprising)」等の用語は、排他的(exclusive)又は網羅的な(exhausitive)意味ではなく、包含的な(inclusive)意味、すなわち、「含むがそれに限定されない(including, but not limited to)」という意味で解釈されるべきである。要素に先行する冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、同一のハードウェアのアイテムによって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。
本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び/又は添付図面に示される特徴のうちの1つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び/又は添付図面に示される特徴のうちの1つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。
本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、3つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、1つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。

Claims (13)

  1. メラノプシン活性放射の量を評価するのに使用するための光インジケータであって、メラノピック活性放射は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する放射を含み、当該光インジケータは、
    感知領域を有する光インジケータ要素であって、前記光インジケータ要素は、可視波長範囲内のメラノプシンの吸収帯の波長範囲から選択される1つ以上の波長を有する前記感知領域を照らす光の少なくとも一部を反射するように構成される、及び、可視波長範囲内のメラノプシンの吸収帯の波長範囲外の可視波長範囲内の1つ以上の波長を有する前記感知領域を照らす光の少なくとも一部を吸収するように構成される光反射要素を含む、光インジケータ要素、
    を備え、
    可視波長範囲内のメラノプシンの吸収帯は、440~530nmであり、可視波長範囲内のメラノプシンの吸収帯の波長範囲内の前記感知領域における光の平均反射は可視波長範囲内の他の波長における平均反射よりも少なくとも2倍高く、
    当該光インジケータは、
    前記感知領域に隣接して構成される非感知領域であって、前記非感知領域は、グレー階調に対応する範囲内の明度を有する無彩色を持ち、無彩色は、CIELAB空間でクロマ≦5を持つ、非感知領域、
    を備える、光インジケータと、
    前記光インジケータ、データキャリア、及び他の有形要素のうちの1つ以上で利用可能な参照情報又は参照情報へのリファレンスと、
    を備える、パーツキットであって、
    前記参照情報は、前記光インジケータの感知領域上のメラノプシン活性放射の量の定性分析及び定量分析の1つ以上を可能にする情報を含む、パーツキット
  2. 前記メラノプシン活性放射の量は、メラノピックフラックス又はメラノピック照度である、請求項1に記載のパーツキット
  3. 前記光反射要素は、470~500nmの波長範囲から選択される波長を有する最大値を持ち、10~120nmの範囲から選択される半値全幅を持つ反射帯域を有する反射スペクトルを有し、440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲内の反射スペクトルにおける反射は、平均で、前記反射帯域の前記最大値における反射よりも少なくとも2倍小さく、
    前記非感知領域は、4~80%の範囲から選択される440~530nmの波長範囲外の可視波長範囲における平均反射を有する、請求項1又は2に記載のパーツキット
  4. 前記光反射要素は、色素を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のパーツキット
  5. 前記色素は、塩基性炭酸銅、塩基性塩化銅、水酸化銅及び酢酸銅(II)のうちの1つ以上を含む、請求項4に記載のパーツキット
  6. 前記光反射要素は、光透過性材料を含み、前記色素は、前記光透過性材料に埋設される、請求項4又は5に記載のパーツキット
  7. 前記光反射要素は、第2の色素を含み、前記第2の色素は、黒色である、請求項4乃至6のいずれか一項に記載のパーツキット
  8. 当該光インジケータは、それぞれの感知領域を有する複数の光インジケータ要素を備え、2つ以上の感知領域は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有するメラノプシン活性放射に対して相互に異なる反射率を有する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のパーツキット
  9. 当該光インジケータは、それぞれの感知領域及び前記それぞれの感知領域に隣接する非感知領域を有する複数の光インジケータ要素を備え、2つ以上の感知領域は、440~530nmの波長範囲から選択される1つ以上の波長を有するメラノプシン活性放射に対して同じ反射率を有し、前記2つ以上の感知領域に対する前記非感知領域は、グレー階調の明度に対応する範囲内の明度を有する中間色からなる群から選択される異なる色を持つ、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のパーツキット
  10. 記参照情報は、前記複数の光インジケータ要素の感知領域のうちの1つ以上の感知領域上のメラノプシン活性放射の量の定性分析及び定量分析の1つ以上をユーザに可能にする情報を含む、請求項8又は9に記載のパーツキット。
  11. 前記参照情報は、ユーザが、前記感知領域の1つと前記非感知領域との間の最小コントラストの目視判定により前記定性分析及び前記定量分析の1つ以上を行うことを可能にする情報を含む、請求項10に記載のパーツキット。
  12. 前記他の有形要素は、前記光インジケータのマニュアル及び前記光インジケータのパッケージからなる群から選択される、請求項乃至11のいずれか一項に記載のパーツキット。
  13. 前記他の有形要素は、照明デバイスのマニュアル及び照明デバイスのパッケージからなる群から選択される、請求項乃至12のいずれか一項に記載のパーツキット。
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