照明设备、照明系统及其使用技术方案

一种照明设备，包括被配置成生成具有在2500‑20000K的范围内的颜色相关温度（CCT）的白光发射频谱的源光的光源，并且包括被配置成控制用于在460‑490nm的波长范围内的第一发射峰与430‑460nm的波长范围内的第二发射峰之间的比率的方面调谐源光的照明元件的控制单元。因此，提供了一种具有可调谐/可调节频谱的照明设备，其可以在具有在430‑460nm的第二波长范围内的蓝色峰、但是具有蓝色危害风险的能量高效照明的第一操作状态，与具有有着在460‑490nm的第一波长范围内的蓝色峰的生物刺激物的不那么高效但安全、健康的照明的第二操作状态之间进行切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】照明设备、照明系统及其使用
本专利技术涉及一种用于发出具有可调节频谱的光的照明设备。本专利技术还涉及一套零件、包括这样的照明设备的照明系统以及照明设备和照明系统二者的使用。
技术介绍
光是生命的重要部分并且以各种方式—在视觉上、心理学上和生理上—影响我们。光对人类最明显的影响是允许实现视觉：我们从世界接收的83%的信息都经过我们的眼睛。近几十年来，关于光的生物学或者非成像效果被了解了很多，例如，识别了一种驻留在眼睛视网膜中的细胞类型内的新感光体。它被称为黑视素并且调控光的生物学效果。当眼睛的光（被眼睛感知的光）到达这些细胞时，发生复杂的化学反应，其产生经由单独的神经通路发送至我们的生物钟—视交叉上核（SCN）—的电脉冲。SCN进而调控诸如睡眠之类的各种各样的身体过程的昼夜（每日）和周年（季节）节律以及对于健康的休息活动模式至关重要的一些重要的激素，诸如褪黑素和皮质醇。人们谈论生成生物过程的昼夜节律的昼夜系统。感光体对蓝光，尤其是对在440与490nm之间的光最为敏感，在470-480nm的波长范围内具有峰值敏感度。生物钟控制我们的生物节律，并且在自然条件下，光使我们的内部身体时钟与地球的24小时亮暗旋转循环同步。在没有规则的24小时亮暗循环的情况下，我们的内部时钟将以其自身的周期自主地运行，该自身的周期因人而异。人的平均周期为大约24.2小时，比自然亮暗循环稍慢。在不通过光进行重置的情况下，即使这个小小的差异也将产生反复性（recurrent）周期，在所述反复性周期期间，身体生理机能（通过例如褪黑素、皮质醇和核心体温）会在白天告诉身体是时候睡眠，并且在夜晚告诉身体是时候醒着。这种情形可以与东西向旅行期间的时差相比较，并且与诸如疲劳、头痛以及降低的警觉性和幸福感之类的负面影响相关联。当前，人们在室内花费越来越多的时间，即他们时间的大约80%。结果，他们经受太少的日光而不能重置他们的生物钟。研究表明尤其在住院的人和疗养院里的老年人中的这些影响。然而，对于北半球国家，越来越多的办公室也被提及，因为特别是在冬季的办公室里，员工几乎看不到任何日光。为了补偿日光，如在实验室和实地研究中显示的，具有增强的生物分量或者仅仅较高强度水平的照明解决方案可以重置身体节律。因此，主要生活在室内的人类需要令人愉快的白色的工作光（该工作光也提供对于足够蓝光的暴露）来调控他们的生物节律和激素分泌过程。然而，在室内和室外二者，人类暴露于较高剂量的蓝光的一般问题是人眼中的视网膜损伤的风险。该效果被称为“蓝色危害风险”。例如，在晴朗的夏日，人们会暴露于该蓝光危害，并且诸如比佛达姆研究（theBeaverDamstudy）的多个研究显示：暴露于大量阳光是发展出（最终导致失明的）视网膜疾病黄斑变性的原因之一。处于风险中的人是显示出视网膜损伤的迹象的老年人以及非常年幼的儿童（直到10岁），因为这些儿童还没有发育出内部保护机制，该机制是过滤蓝光的晶状体。在室外，限制蓝色危害风险的一般措施是人类戴上太阳眼镜。在室内，来自现有技术的限制蓝色危害风险的一种已知措施是使用可被调光的照明设备。一种用于发出具有可调节频谱的光的工作灯从US20120176767A1中已知。该已知的光源包括多个发光设备（LED）。各种的LED的组合输出使得光源具有一白色发射频谱，该白色发射频谱具有向人们提供观看舒适性的强度和色调或者色度。该已知工作灯发出的发射频谱在亮度上可调光并且在颜色上可调节，以增强视敏度和改善照明对人眼的舒适性。然而，该已知的照明设备具有下述缺点：蓝色危害风险的降低相对差，因为该已知的工作灯针对的是对于人眼的舒适性和视敏度的改善，而不是针对蓝色危害风险的降低。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供一种照明设备，其包括如在开篇段落中描述的类型的光源，在该照明设备中，上面提到的缺点中的至少一个被抵消。此外，如在开篇段落中描述的类型的照明设备包括被配置成生成具有在2500-20000K的范围内的颜色相关温度（CCT）的白光发射频谱的源光的光源，并且包括控制单元，其配置成控制照明元件，用于在460-490nm的波长范围内的第一发射峰与430-460nm的波长范围内的第二发射峰之间的比率的方面调谐源光，该照明元件为可调谐滤光器、可切换照明元件、可调光照明元件中的至少一种，通过在长于490nm的波长范围内的发射频谱的调节，对第一和第二发射峰之间的比率的调谐引起的白色发射频谱的CCT的漂移被逆转。一种典型的待控制的照明元件是可调光蓝色照明元件、可切换蓝色照明元件和可调谐蓝光滤光器中的至少一个。优选地，照明元件是光源的可调光照明元件和/或光源的可切换照明元件。然后，照明元件优选地包括第一照明元件和第二照明元件，该第一照明元件在操作期间发出具有在460-490nm的波长范围内的第一最大发射峰的光，该第二照明元件在操作期间发出具有在430-460nm的波长范围内的第二最大发射峰的光。控制发光元件的控制单元可以例如为开关、电源钮、脉宽调制（PWM）单元、幅度调制（AM）单元、电流控制单元。控制滤光器的方式可以是经由可变电压源，具有与由光源发出的光的传播方向横切的可变厚度或者掺杂浓度的滤光器的横向漂移，所述光穿过所述滤光器。该照明设备的特征还在于，白色发射频谱的CCT不受第一和第二发射峰之间的比率的调谐的影响，或者换言之与该调谐没有因果关系。为了达到该效果，照明设备的传感器测量初始频谱的频谱组成，并且据此计算CCT。随后，后续光谱的频谱在该频谱的较长波长范围（即绿色至红色部分）中在发射强度上得到调适，以补偿和/或逆转由初始和后续频谱之间的第二发射峰中的差异造成的对CCT的影响和/或CCT的漂移。用户应当理解的是，如果一个人想要或者需要从能量高效的照明切换至更安全更健康的照明以限制蓝色危害风险，并且所述切换涉及第一和第二发射峰之间的不同比率，而不改变发射频谱的CCT。如果两个人在同一房间，特别地这被理解：当所述切换代表第一个人被进行时，所述切换不被第二个人察觉到，因为CCT保持不变。诸如已知的工作灯之类的当前的白色LED灯通常使用具有被磷光体转换成白光的450nm的峰值波长的蓝色泵浦LED。该选择被做出以具有最高效率的白光，这对于许多顾客而言是一关键的产品属性。这样的已知照明设备具有两个重要的缺陷，因为450nm波长处的蓝色LED峰：-与波长间隔415nm-455nm有显著的重叠，在该波长间隔中人眼对于损伤（即所述蓝色危害风险）敏感；-在波长范围450-500nm中具有未最大化的能量含量，该波长范围负责人类的生物刺激，人类的敏感度在大约475nm处达到峰值。本专利技术描述了具有可调谐/可调节频谱的照明设备的使用，该照明设备可以用于下述极端情况：能量高效的照明的第一操作状态（其具有在430-460nm的第二波长范围内的蓝色峰，但是具有蓝色危害风险）；或者不那么高效但安全、健康的照明的第二操作状态（其具有有着在460-490nm的第一波长范围内的蓝色峰的生物刺激物）。由实验看出，具有例如有着在460-490nm的第一波长范围内的峰值波长的蓝色LED的照明设备降低30%的蓝色危害风险，并且它增加20%的生物刺激物。然而，相比于具有有着在430-460nm的第二波长范围内的发射峰的蓝色LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
照明设备，包括：‑ 光源，其配置成生成具有在2500‑20000K范围内的颜色相关温度（CCT）的白光发射频谱的源光；‑ 控制单元，其配置成控制照明元件，用于在460‑490nm波长范围内的第一发射峰与430‑460nm波长范围内的第二发射峰之间的比率的方面调谐所述源光，所述照明元件为可调谐滤光器、可切换照明元件、可调光照明元件中的至少一种，对所述第一发射峰和第二发射峰之间的比率的调谐引起的白色发射频谱的CCT的漂移通过在长于490nm的波长范围内的发射频谱的调节而被逆转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 EP 14198292.61.照明设备，包括：-光源，其配置成生成具有在2500-20000K范围内的颜色相关温度（CCT）的白光发射频谱的源光；-控制单元，其配置成控制照明元件，用于在460-490nm波长范围内的第一发射峰与430-460nm波长范围内的第二发射峰之间的比率的方面调谐所述源光，所述照明元件为可调谐滤光器、可切换照明元件、可调光照明元件中的至少一种，对所述第一发射峰和第二发射峰之间的比率的调谐引起的白色发射频谱的CCT的漂移通过在长于490nm的波长范围内的发射频谱的调节而被逆转。2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，所述照明元件是可调光蓝光发射照明元件、可切换蓝光发射照明元件、可调谐蓝光滤光器中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，所述照明元件是所述光源的可调光照明元件、所述光源的可切换照明元件中的至少一种，并且包括-在操作期间发出具有在460-490nm波长范围内的第一最大发射峰的光的第一照明元件，以及-在操作期间发出具有在430-460nm波长范围内的第二最大发射峰的光的第二照明元件。4.根据权利要求3所述的照明设备，其特征在于，所述第一照明元件包括第一LED，并且在于，所述第二照明元件包括第二LED。5.根据权利要求1、2、3或4所述的照明设备，其特征在于，所述第一发射峰在465-475nm的波长范围内，并且所述第二发射峰在445-455nm的波长范围内。6.根据前述权利要求中任意一项所述的照明设备，其特征在于，所述白色发射频谱的褪黑素抑制不受所述第一发射峰和第二发射峰之间的比率的调谐的影响，在于对于相互调谐的发射频谱，下述要求基本得到满足：I1*R1+I2*R2≈常数，其中I1为所述第一发射峰处的发射频谱的强度；R1为所述第一发射峰处的褪黑素响应；I2为所述第二发射峰处的发射频谱的强度；R2为所述第二发射峰处的褪黑素响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：JPW巴艾詹斯，W瓦格曼斯，BMI范德赞德，KMH伦斯森，MPJ皮特斯，RC布罗尔斯马，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL