JP2006289055A

JP2006289055A - 美容処理装置

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Publication number: JP2006289055A
Application number: JP2005351186A
Authority: JP
Inventors: Toshio Oshiro; 俊夫大城
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】発光ダイオードからの光を皮下にまで浸透させ、真皮細胞に直接作用することにより細胞の若返りを図る美肌回復トリートメント装置に関するもので、特別な冷却機構無しに高い効果の得られる装置を提供する。
【解決手段】顔面に光を照射する、二次元的に発光ダイオード１０を配したマトリックス構造体２の面状光照射装置１であり、装置形状、照射面での冷却空気流通のための間隙７、発光ダイオードの配列などに関する新規技術を提示することにより、従来技術の課題であった照射面体および受光面体での冷却問題を解決するとともに、利便性に優れた均一かつ美肌回復効果の大きい面状光照射装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被験者の皮膚に面状発光ダイオードマトリックスからの光を照射し、皮膚を活性化させて美肌効果を得るための美肌回復トリートメント装置に関し、特に被験者の顔面部に照射する装置に関する。更には被験者の精神的・肉体的な負担を軽減してかつ利便性と性能を高めた美肌回復トリートメント装置に関する。

人体が光を浴びると、酵素やホルモンが特定の波長の光に反応して刺激を受け、体内にダイナミックな反応を引き起こして生物学的な機能を変えることができることは知られており（例えば非特許文献１参照）、医療分野にも積極的に応用されている。また本発明者はレーザー治療において、この光生物学的活性化反応を応用した治療を開発し、低反応レベルレーザー治療（ＬｏｗｒｅａｃｔｉｖｅｌｅｖｅｌＬａｓｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ：ＬＬＬＴ）と命名した。これは現在では国際的な慣用語となっている（例えば非特許文献２参照）。当該低反応レベルレーザー治療を美容目的に応用すれば、その部位の血液循環および皮膚の代謝を向上させる。そのためその部位は活性化され、例えばアザ、シミやソバカスなどの色素細胞が分解し、正常な色の皮膚が蘇る美肌効果を得ることができる。そのためにレーザー光を応用した装置として、既に特許文献１や特許文献２が提供されている。
ジェイコブ・リバーマン著、飯村大助訳「光の医学」日本教文社、平成１２年５月２５日、ｐ．８大城俊夫著「大城医博のレーザー美容」日東書院、２００１年７月１０日、ｐ．６８−７７特開２００３−１７５１１６号（全文）特開２００４−１４１３２７号（全文）

しかしこのレーザー治療は強い熱反応を伴うため、照射された部位に痛みや熱を発生する恐れがある。またレーザー光の特徴である単色性や指向性から、万一被験者の眼に照射されれば失明に繋がりかねない。そのため当該レーザー治療は医師などによる専門家の指導の下で行われねばならなかった。特に美肌効果を得るために顔面全体に照射する場合は、必然的にレーザー光が眼に入る危険性が高いものである。更にレーザー光の照射面積はスポット的なものであるため、広範囲な部位の美肌効果を得るためには、長い治療時間を必要とした。

そのため、光による美肌回復トリートメント効果を維持しつつ、より簡便で安全な装置として、多数の発光ダイオードで構成された発光ダイオードマトリックス装置が考案されている。これは発光ダイオードからの光が皮膚のコラーゲンなどを作り出す細胞を活性化し、小ジワを取り、肌にハリを持たせ、老化を防止する効果をもつからである。これを実現する装置が発明された（例えば特許文献３）が、この装置は発光ダイオードマトリックスでの発熱を冷却するために照射面全域への通水を必要としており、装置が大掛かりになるだけでなく水の利用が不可能な治療室では使用できない。また適切な通水流量の管理が必要である。これを改善するものとしてファンによる空気冷却法が発明されているが（例えば特許文献４）、これは照射体の背面に冷却の強制ファンを装備させるものである。そのため長時間の治療を受ける被験者にとってファンの音は煩わしいだけでなく、このファンにより顔の前面が塞がれることによる閉塞感がある。
ＵＳ第５７２８０９０号（第１ページ）特開２００２−０６５８７５（第４ページ）

（請求項１の手段）上記課題を解決するため、本発明に関わる面状光照射装置は、半円筒状の形態を有した面状光照射装置において、その内面に複数個の発光ダイオードを列状に配した発光ダイオードアレイをそれとは垂直の方向に発光ダイオードアレイの間に間隙を設けて複数列配置して内側に向けて光を照射する発光ダイオードマトリックスを形成させ、発光ダイオードアレイ間の前記間隙の面積は前記発光ダイオードマトリックスの全面積に対して５〜３５％を占めることを特徴として構成される。

（請求項２の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、単位面積当りの平均的な照射密度は４〜２０ｍＷ／ｃｍ^２、光総出力は６〜３２Ｗで、かつ調節可能であることを特徴として構成される。

（請求項３の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、半円筒状の曲率半径が１４０ｍｍから１９０ｍｍであることを特徴として構成される。

（請求項４の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、発光ダイオードアレイが顔面を跨って横断する方向に走行することを特徴として構成される。

（請求項５の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、少なくとも一部の発光ダイオードの発光スペクトルが４００から９００ｎｍであることを特徴として構成される。

（請求項６の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、前記発光ダイオードの照射光波長が、前記発光ダイオードアレイ単位で異なることを特徴として構成される。

（請求項７の手段）また、本発明に関わる面状光照射装置は、面状光照射装置を三次元的に自由自在に移動させるためのアームを、面状光照射装置に備えたことを特徴として構成される。

本発明によれば、次のような優れた効果が発揮できる。
１．本発明の請求項１の発明によれば、発光ダイオードマトリックスから、美肌回復トリートメントに必要な光エネルギーを被験者の皮膚に照射しながら、発光ダイオードの出力を安定化させてかつ被験者に光熱による不快感を与えないための冷却は、発光ダイオードアレイ間の間隙から装置内に流れ込む空気の自然対流で行われる。従って特別な冷却水の通水は必要としない。また十数分から数十分の処置時間の間、被験者は顔面間近に設置された冷却ファンの騒音に悩まされることはないし、間隙から前部を透視できるので閉塞感もない。
２．本発明の請求項２の発明によれば、美肌回復トリートメントに必要かつ充分な照射光量が均一に得られ、また被験者皮膚の光感受性に応じて調節が可能である。
３．本発明の請求項３の発明によれば、面状光照射部と顔面の間で最適な距離を維持できるので、均一かつ効率の高い照射ができるとともに、充分な冷却効果を得ることができる。

４．本発明の請求項４の発明によれば、厳しい外部環境に常時曝されるために最も美肌回復施療を必要とする被験者の顔面に光を照射することができる。また発光ダイオードアレイが顔面を跨って横断する方向に走行し、これを縦方向に複数列配列して面状光照射装置を構成できるため、シンプルな部材構成からなりかつ装置を容易に組立てることができる。またそのために安価に装置を製作することができる。
５．本発明の請求項５の発明によれば、皮膚の活性化に有効な光を照射することができる。特に６４０ｎｍ近傍の赤色光は皮膚内へ浸透し易いため、真皮細胞にまで到達して細胞を活性化することによりコラーゲンを作り出すため、優れた美肌効果が得られる。
６．本発明の請求項６の発明によれば、発光ダイオードアレイの発光ダイオードがアレイ単位で照射光波長を変えられるため、被験者に種々の波長の光を切り替えて、あるいは同時に照射することができる。また照射部位に適した光波長を選択出来る。更に少なくとも発光ダイオードアレイ単位では同一発光波長の発光ダイオードであるため、装置部材をシンプルに構成できる。
７．本発明の請求項７の発明によれば、当該照射装置は上下・左右・前後の三次元に移動可能なアームを介してスタンドなどの支柱に固定されており、顔面からもっとも適した位置に迅速かつ簡易に配置できるため、被験者、施療者の両者にとって利便性を向上できる。

本発明の第一の実施形態について図面に添って説明する。図１は本実施形態における面状光照射装置１と被験者１００との関係を示した正面図、図２は概観図である。発光ダイオード（以降ＬＥＤと呼ぶ）マトリックス２（図３）を内面に配置した本体部３を支持するための縦方向に走る４本の縦フレーム４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、頭頂部で固定具５に一箇所に結合される。また固定具５は、周知の技術により面状光照射装置１を三次元的に自在に動かすためのアーム（図示せず）に接続されている。これにより装置１は自由自在に移動可能であるとともに、設置位置を一旦決定後には被験者が不注意に接触した程度では容易に動かない構造となっている。またこの結合部（固定具５）からの縦フレーム４ａ〜４ｄは落下傘状に下降し、本体部３を把持している。本体部３の最上段と固定具５の間は、被験者の顔面に沿って上昇する冷却空気が上方に排出されるように開口されている。

本体部３は主として顔上半分部を照射するための本体上部３ａと、その下に連続して繋がっている頬部と首部を照射する本体下部３ｂから構成される。本体部３は全体としては被験者１００の前方半面を覆う半円筒形状であり、その骨格は縦フレーム４群と、それを横に跨ぐ多数の細長い半フープ状の横フレーム６群から構成される。各々の横フレーム６の内側には、ＬＥＤ１０（図５）が複数個一列にフレキシブル基板１１の上に配列されてＬＥＤアレイ１２が形成されている。本実施形態では、ＬＥＤアレイ１列が横フレーム１本を形成する。このＬＥＤアレイ１２が縦に複数列配列された集合体として、二次元的にＬＥＤ１０を配したＬＥＤマトリックス２を構成する。

本体部３の骨格構造をなす半円筒の曲率半径は１５０ｍｍとした。これは被験者の顔の水平断面平均半径を８９ｍｍ（周長として５６０ｍｍ）、鼻の高さ２４ｍｍ、鼻と照射面との間隔を３７ｍｍとしたものである（８９＋２４＋３７＝１５０）。間隔３７ｍｍは不用意な被験者の動きによっても鼻がＬＥＤに接触しないような距離としたが、後述する使用例から光の均一な照射の観点からも適切なものであることが確認された。なおこの場合主要な照射部位である頬部、額部と照射面との平均的な間隔は約４５ｍｍであった。

搭載したＬＥＤ素子は汎用性の高いものの中から、高輝度で広指向特性（指向半値角が広く、±１５度）を有するＡｌＧａＩｎＰの赤色系（中心波長６４０ｎｍ）ＬＥＤを採用した。広指向性としたのはＬＥＤが離散して配列されているため、隣り合うＬＥＤからの拡散光により、受光部位での照射強度の均一性が損なわれないようにするためである。本実施形態で採用したＬＥＤでは９５％の強度角度（垂直方向に対する照射強度が９５％以上を維持できる広がり角度）が片側１５度づつ得られる。従って照射面と受光面の間隔を４５ｍｍと想定すれば、９５％以上の照射強度が得られる照射幅は±１２．０ｍｍとなる（ｔａｎ（１５度）×４５＝１２．０）。これは後述する上下列のＬＥＤアレイ間のピッチ１０ｍｍより広いため、上下列のＬＥＤの照射がお互いに重なりあい、均一な照射が得られることを意味する。

本体上部３ａおよび本体下部３ｂのフレームは連続して繋がり、一体となっている。本体部３の横フレーム６の円周長は、４７０ｍｍの湾曲円筒部とその両側で接線方向に直線状に延びる各々５５ｍｍの平板部からなる（従って全周長は５８０ｍｍ）。本体部３の円筒の全長（縦方向）は２８０ｍｍである。

図３は、図１の面状光照射装置１のＡ部を、被験者側から観察した拡大図である。図３において横フレーム６ａ、６ｂ…は水平方向に走り、この横フレームは縦フレーム４に取付けられる。同図において横フレーム６ａ上の４個のＬＥＤ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで一つのグループを形成し、電気線１３ａ、１３ｂから電源を供給される。また１列の横フレーム６の高さ（幅）は７ｍｍであり、上下に３ｍｍの空気流通溝としての間隙７が設けられており、従って上下間のＬＥＤのピッチは１０ｍｍとなる。本体は２等分され、上部３ａ、下部３ｂ共にこのアレイが各々１４列並列に設置されている。

ＬＥＤアレイ上のＬＥＤ配列ピッチは、横フレームの縦方向配列ピッチ１０ｍｍより密な平均６ｍｍとした。また照射密度は最大２０ｍＷ／ｃｍ^２とした。本実施形態では後述するＬＥＤの配列から総照射面積は１３４４ｃｍ^２であることから、光としての総出力が最大２７Ｗで、かつ出力が可変となるように電流駆動回路を設計した。

電気配線の概略図を図４に示すが、４個のＬＥＤが直列に接続され、さらにそれを一つのグループとして複数列が並列に配置され、主配線１４ａ、１４ｂから電流の供給を受ける。図５は図１のＢ−Ｂ矢視図であり、１本の横フレーム６の断面図を示す。最外層には冷却フィン（ヒートシンク）を兼ねた剛性のあるアルミニウム製の固定板２０がフープ状に形成されている。その内側には中間層としてフレキシブル基板１１があり、その上に複数個のＬＥＤ１０が搭載され、ＬＥＤアレイ１２を形成している。最内層には透明保護カバー２１を設け、被験者１００とＬＥＤ１０の無用な接触を防止している。

本体上部３ａでは顔の正面を中心に円周長さ４３２ｍｍに亘って、７２個／列のＬＥＤがほぼ均一に配置され、これで一列のアレイを構成して縦方向に１４列配列されている。本体下部３ｂではＬＥＤ配列部の円周長さは若干長く、８８個／列のＬＥＤアレイが円周長さ５２８ｍｍに亘って設置され、１４列配列されている。従って本実施例では総数２２４０個（７２×１４＋８８×１４）のＬＥＤでマトリックス２が構成されており、当該実施例では約１．７個／ｃｍ^２のＬＥＤ密度となる。

次に本発明に関わる間隙７の効果について説明する。自然対流による空気の流れを図２で説明する。ＬＥＤでの発熱量の多くは最外層のアルミニウム製の固定板（ヒートシンク機能を兼ねる）２０に吸引され、その外側を流れる自然上昇空気流３０により冷却される。残りの発熱量は被験者１００に向かって内側に放射される。そのため本体部３の内側にも上昇気流を発生し、本体下部３ｂの下側から空気３１が流れ込みながら、被験者１００と本体部３との間を上昇し、本体上部３ａの頂部開放口から排気される。しかしこのような本発明に関わる間隙（空気流通溝）７を設けない装置では、被験者１００の顔面部皮膚に充分な冷却効果をもたらさず、被験者の頬部の皮膚温度は平均体温に近いものとなって被験者の全身に発汗状態をもたらし、不快感を訴えた。そのため本発明者は、被験者に負担をもたらすことなく美容回復効果を充分に維持できる装置を鋭意研究し、本発明に至った。本発明では各横フレーム６の間に間隙７を設け、ここから空気流３３が本体部３内側へ流れ込み、空気流３１と合流して排気流３２として排出される。

（使用例１）間隙７の効果と最適値を検討するため、上述の図１から図５に示した第一の実施形態の装置を使用した。間隙の調節は、間隙７の一部あるいは全部を塞ぐことによった。いずれの実験においても室温は２５℃であり、照射開始時の被験者の頬部および額部の温度は約３３．８度、脇下の体温は３６．５度であった。また光を被験者に照射する時間は１５分とした。照射光量は１８ｍＷ／ｃｍ^２に調節した。図６（ａ）に間隙が３０％（横フレーム幅７ｍｍに対し、各横フレーム毎に３ｍｍの間隙を設ける）における頬部および額部の温度上昇曲線をＤおよびＥ、間隙が０％の場合を各々ＦおよびＧに示す。また照射開始前の被験者体温をＨで示す。その結果、間隙が０％の場合、３０％の場合の、額部の到達温度は各々３７．８℃（Ｇ）、３７．６℃（Ｅ）であり大差が無かったが、その上昇曲線には明らかな差異が認められた。またいずれの場合も被験者は３７．０℃を超える辺りから痛みを感じたが、間隙０％の場合の方が強いものであった。

頬部の最終到達温度は３６．７℃（Ｆ）と３６．３℃（Ｄ）であり、いずれも体温近辺ではあったが、差異を認めた。しかしそれ以上に被験者は間隙０％の場合は照射開始後７分の辺りから背中部での発汗を訴えた。これは全身での血液循環が皮膚温度の冷却および均一化効果をもたらし、局部で発生した熱量を運び去って汗として発散されるためであろう。従って照射部位での温度上昇自体は緩和されるが、皮膚が受けた熱量は他の部位での発汗に繋がるため、間隙０％の場合被験者の不快感は増大したものと推定される。従来生体の局部にレーザー光を照射した時の光熱反応の指標としては、（１）皮膚の温度が４２℃を超えると蛋白変性が発生するのでこの温度を大きく超えてはならない、（２）４０℃以下で皮膚は活性化される、などが知られている。しかし顔面全体などの広い範囲を照射する場合は従来のこのような指標が当てはまらず、被験者の外気に曝された皮膚表面温度が体温に近づいた辺りから発汗量が急激に増大し、また体温を超えた部位では痛みを感じることは、今回本発明者が見出したものである。

種々の間隙における１５分後の頬部到達温度を図６（ｂ）に示す。その結果間隙の値については、頬部を体温以下に維持できる５％以上設ければ、十数分程度の照射時間（施療時間）では、光熱反応に伴う被験者の不快感は許容できるレベルのものであった。一方間隙を空け過ぎると照射密度が低下し、また均一性が得られなくなってくるため、冷却効果が飽和してくる間隙３５％程度が限度と思われた。

（使用例２）本体部３と被験者１００の間隔について検討した。結果を図７に示すが、２つの山が得られた。これはＬＥＤの光拡散角度と配列ピッチの関係でこのような現象を生じたと思われるが、いずれにしても照射面から３０〜８０ｍｍの辺りの光照射密度が高く、その前後では照射強度は低下している。このことから頭の半径を８９ｍｍ、鼻の高さを２４ｍｍとして、間隙を約３０〜８０ｍｍとした１４０〜１９０ｍｍの曲率半径を有した半円筒状の形態が望ましいことが確認された。

（使用例３）使用例１〜２での検討結果から、本発明に関わる装置を用いて、２０名の被験者に対し、１５分×週２回のペースで施療した。なお被験者によって皮膚の光感受性に差異があり、光感受性の高い被験者では施療直後の顔面に赤味が認められた。そのため施療効果と過剰照射のバランスから、被験者に対応して４〜２０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲で光量を調節した（４ｍＷ／ｃｍ^２より低い照射光量では施療効果が認められなかった）。その結果特別な不快感の訴えは無く、その内１５名の被験者は７〜１０回目に肌ツヤの回復や若返り感を訴え、本発明の効果を認めた。

次に第二の実施形態について説明する。本実施形態おいて、まず上述した第一実施形態の本体部の上部および下部は各々１０列とし（従ってこの部分の円筒長さは２００ｍｍ）、この部分には６４０ｎｍの赤色ＬＥＤを配した。その上で更にその下位に、上胸部を照射する第３部分を設けた。この部分も本体部と同じ曲率半径としたが、円周長は４００ｍｍとし、ＬＥＤは正面を中心に±１８０ｍｍで、本体部と同様なピッチでＬＥＤアレイを２０列に配した（従ってこの部分の高さは２００ｍｍ）。

更にこの第３部分のＬＥＤは、上述の赤色６４０ｎｍのＬＥＤアレイと、新たに８３０ｎｍの近赤外ＬＥＤアレイを交互に配した。この部分に近赤外ＬＥＤを配したのは、近赤外線がもつ神経や血管への作用を活用するためである。顔面部位へ照射する時は、眼の安全性の観点から可視光線である赤色が望ましいが、眼から遠く離れた部位に対しては近赤外線の活用が可能である。この近赤外線は、血液やリンパ液の流れを改善するとともに神経細胞内液の流れをも改善し発痛物質を除去するために、首・肩・胸部での痛みの緩和が可能になる。なお２種の波長のＬＥＤが交互に配列されるため、同一波長のＬＥＤの高さ方向配列ピッチは２０ｍｍとなるが、この部分は首を主体として照射面からより離れており、ＬＥＤ光がより広がるため均一性の課題は小さい。

なお間隙面積の全照射面積に対する比率を５〜３５％に維持できれば、ＬＥＤアレイ毎に間隙を設けることは必ずしも必要ではない。また間隙を縦方向に設けてもよいが、全てのＬＥＤに十分な冷却が得られるように、空気流の流れについて配慮せねばならない。自然対流で上昇する空気流によって冷却する方が均一な冷却が得られ易いため、一般的には実施形態に示したように横方向の間隙が望ましい。更に図８は新たな形態を有した横フレームを用いる第三の実施形態を示す。図においてＬＥＤアレイは第一の実施形態と同様に１０ｍｍピッチで上下方向に配列されるが、例えば横フレーム６ａ’はＬＥＤアレイ１０ａ’、１０ｂ’、１０ｃ’の３列のアレイで構成される。従って横フレーム６ａ’の幅は２７ｍｍあり、その下には３ｍｍの間隙を空けて、次の横方向フレーム６ｂ’が配されている。ＬＥＤアレイ１０ａ’と１０ｂ’、１０ｂ’と１０ｃ’は完全に分離されたものではないが、代わりにアレイ方向に細長いスリット形状の間隙７’が設けられている。またこの間隙７’は図に示すように千鳥足状に設けられている。全照射面積に対する間隙の面積比率は第一の実施形態より低減するが、依然２５％前後の間隙面積を有する。このように構成することにより横フレーム内のスリット状の間隙７’は打ち抜き加工で製作することが出来、装置全体の低廉化につながる。

更に、単位面積当りの照射光量を変えずに照射面積を増やすことは望ましくないことが判った。何故なら、放射・対流により直接被験者にもたらされた熱量、あるいは体内で光から変換された熱量は循環血液により運び去られ、最終的には発汗等の形で放散されるが、その放散総量は生体のメカニズムとして限界がある。従って被験者に照射する総照射光量も制約をうけることになり、本発明者の研究結果では３２Ｗ以下が望まれた。この照射総光量を限度に、必要な部位を照射すればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に適用されるものである。例えば、縦方向のＬＥＤアレイを複数列横に配列し、隣り合うアレイ間に間隙を設けてＬＥＤマトリックスを形成してもよい。なおこの場合には半円筒状の形態を更に２分割（すなわち個々は１／４円筒状）し、中央部にヒンジを設けて両者を接続することにより、両側の面状光照射体を鳥の翼のように開閉可能とすることが出来る。更にアームの上下方向への移動距離を大きくすれば、顔部以外の部位、例えば胸部や脚部への適用も可能になる。従ってこの場合は、肌の消炎や浄化効果を有する４６５ｎｍの青色光を配するなど、その部位の施療に効果のある他の波長の光を発するＬＥＤを共存させてもよく、その波長に合った施療効果を得ることが出来る。また顔面専用であっても、耳部までを覆うようにしてもよい。耳部にもいわゆるツボといわれるものがあり、この部位を光エネルギーで刺激することができる。また発光ダイオードの照射の強度角度は、第一の実施形態に示した±１５度に限定されるものではなく、もっと広角のものも利用できる。但しこの時は照射ムラが発生しないように、ＬＥＤ配列ピッチ、照射面から非照射体までの距離、単位ＬＥＤの光出力値を選定しなければならない。

しかし本発明の主要な狙いは、特に目立ち易い顔部の美肌回復トリートメントにあり、そのため眼の安全を確保せねばならず、可視光線である５９０〜７７０ｎｍの橙から赤色系の光がベースとなる。更にそれを補助するものとして、コリや痛みを緩和する近赤外線や、傷の炎症を鎮静する青色光を照射することが望まれ、従って４００〜９００ｎｍの波長を発光するダイオードの中から選定されることが望ましい。更に施療したい内容は身体部位によってほぼ決められるため、アレイ単位で搭載する発光ダイオードの発色光を選定できるようにすれば、安価な装置で効率のよい施療を提供できる。

また図１に示した本実施形態では被験者は座位であるが、ベッドなどに仰向けになり、上から照射するようにしてもよい。また本体部とアームの接続固定箇所は図１の頭頂の固定部に限らず、本体の側面でもよい。また半円筒状とは円筒パイプを縦割りした形状であり、凡そ人間の顔の形状に合致できるものであればよく、断面が厳密な円形であることを要求するものではない。更に例えば三面鏡のように平板のＬＥＤマトリックス数面で照射装置を構成した場合は、各面の垂直線の交点となる仮想中心から、各照射面の平均的な距離を１４０〜１９０ｍｍになるように形成すればよい。

更にＬＥＤアレイの把持とヒートシンクを兼ねたアルミニウム製の固定板に代わって、熱伝導性がよく剛性の高い熱伝導性セラミックス板を使用してもよい。また光の照射は常時点灯ではなく、短期間に点滅するパルス光であってもよく、この場合は瞬間的により強い照射強度が得られるため、表皮下のより深い皮膚まで光を到達させることができる。更に被験者の皮膚温度を測定して警報を発してもよいし、温度測定結果により照射のための電力量や、パルス点滅の場合においては照射時間間隔を自動調節できるようにしてもよい。また実施形態ではＬＥＤの配置は矩形をなす格子型としたが、菱形で構成された千鳥足配置でもよい。また本体上部は被験者の頭頂部の形状に合わせ、図１の縦フレームに沿って、一部円錐状としてもよい。

本発明に関わる第一の実施形態における本体部と被験者の関係を示した正面図である。第一の実施形態の概観図である。ＬＥＤマトリックスの配列状況を示す本体部内側の部分拡大図である。ＬＥＤマトリックスの電気配線の部分概略図である。ＬＥＤアレイを示す概略図である（図１のＢ−Ｂ矢視図）。ＬＥＤアレイ間の間隙と、被験者の頬部および額部の温度上昇の関係を示す図である。ＬＥＤアレイ間の間隙と、１５分照射後の被験者頬部温度の関係を示す図である。照射本体部からの距離と非照射部位での照射強度の関係を示す図である。横フレームの別の実施形態を示す図である。

符号の説明

１面状光照射装置２ＬＥＤマトリックス
３本体部４縦フレーム
５固定具６横フレーム
７間隙１０ＬＥＤ
１１フレキシブル基板１２ＬＥＤアレイ
２０固定板３０、３１、３２、３３空気流
１００被験者

Claims

半円筒状の形態を有した面状光照射装置において、その内面に複数個の発光ダイオードを列状に配した発光ダイオードアレイをそれとは垂直の方向に発光ダイオードアレイの間に間隙を設けて複数列配置して内側に向けて光を照射する発光ダイオードマトリックスを形成させ、発光ダイオードアレイ間の前記間隙の面積は前記発光ダイオードマトリックスの全面積に対して５〜３５％を占めることを特徴とする面状光照射装置。
単位面積当りの平均的な照射密度は４〜２０ｍＷ／ｃｍ^２、光総出力は６〜３２Ｗであり、かつ調節可能なことを特徴とする請求項１記載の面状光照射装置。
前記半円筒状の曲率半径が１４０ｍｍから１９０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載の面状光照射装置。
前記発光ダイオードアレイが顔面を跨って横断する方向に走行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状光照射装置。
前記発光ダイオードのうち、少なくとも一部の発光ダイオードの発光スペクトルが４００から９００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状光照射装置。
前記発光ダイオードの照射光波長が、前記発光ダイオードアレイ単位で異なることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状光照射装置。
前記面状光照射装置を三次元的に自由自在に移動させるためのアームを、前記面状光照射装置に備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の面状光照射装置。