不管与用户的距离如何,都能保持眼睛处的黑视素勒克斯水平的照明系统技术方案

技术编号:22948087 阅读:86 留言:0更新日期:2019-12-27 17:51
本发明专利技术提供了一种照明系统(1000),包括:‑照明设备(100),被配置为提供光(101);‑传感器(150),被配置为感测选自下列中的一个或多个的用户有关参数,(a)照明设备(100)与用户(1)之间的距离参数(d)和(b)用户(1)的眼睛(2)的眼睛活动参数;以及‑控制系统(200),被配置为根据用户有关参数控制选自光(101)的光谱功率分布和光(101)的光强度I的一个或多个照明属性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不管与用户的距离如何,都能保持眼睛处的黑视素勒克斯水平的照明系统
本专利技术涉及一种照明系统。本专利技术还涉及一种控制尤其是这种照明系统的光的方法,并且涉及一种计算机程序产品。
技术介绍
具有可调节的褪黑激素抑制作用的照明系统是本领域已知的。比如,US2015/0195885描述了一种发光装置,该发光装置包括第一LED组件、第二LED组件和控制设备,其中控制设备被布置为在第一操作模式下操作第一LED组件和第二LED组件,在第一操作模式中第一LED组件和第二LED组件的组合发射(i)在目标相关色温的六个MacAdam椭圆内,并且(ii)体现第一褪黑激素抑制毫瓦每百流明值,其中控制设备被布置为在第二操作模式下操作第一LED组件和第二LED组件,在第二操作模式中第一LED组件和第二LED组件的组合发射(i)在目标相关色温的六个MacAdam椭圆内,并且(ii)体现第二褪黑激素抑制毫瓦每百流明值,其至少比第一褪黑激素抑制毫瓦每百流明值大大约10%,并且其中发光装置包括以下特征(a)至(c)中的至少一个:(a)第一LED组件和第二LED组件中的至少一个包括至少一个被布置为激发至少一个发光材料的发射的LED,(b)当在第一操作模式下操作时,第一LED组件和第二LED组件的组合发射体现至少约为80的显色指数(CRI)值,(c)发光装置包括计时器、时钟、光传感器和至少一个用户输入元件中的至少一个元件,其中,所述至少一个元件被布置成触发第一操作模式和第二操作模式之间的切换。
技术实现思路
褪黑激素对我们的睡眠/清醒周期至关重要,是一种在夜间期间促进睡眠的激素。褪黑激素是一种睡眠支持激素,我们仅在我们的平时就寝时间附近(和期间)产生该激素。傍晚和夜晚期间暴露于光抑制褪黑激素的自然产生。当光的光谱向较低的CCT和强度水平移动时(比如在黎明和黄昏期间),这减少了褪黑激素抑制并使光较少干扰睡眠。在白天期间,具有高相关色温(CCT,在本文中也被指示为“色温”)和强度的自然日光使人们精力旺盛,从而使他们清醒和警觉。当前具有可调CCT的基于高性能LED的照明装置能够在一定程度上模拟日光的不同阶段,即,光谱功率分布的变化和CCT的变化。除了众所周知的视锥细胞和视杆细胞外,人眼还具有含有光感受器的黑视蛋白(melanopsin),影响在特定波长范围内敏感的昼夜节律和褪黑激素分泌。图1中提供了经典感受器(视杆细胞和视锥细胞)和黑视素(melanopic)感受器的相对光谱灵敏度(另参见R.J.Lucas等人,“测量和使用黑视蛋白时代的光测量和使用”,神经科学趋势,第37卷第1期,2014年1月,第1-9页;http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223613001975,报告“CIETN003:2015:关于昼夜节律和神经生理学光度学的第一届国际研讨会的报告,2013年”,网址为http://cie.co.at/index.phpi_ca_id=978(链接至excel工具箱http://files.cie.co.at/784_TN003_Toolbox.xls))。如果黑视素波长范围内的光谱功率缺乏或较低,则暴露于光将不怎么抑制褪黑激素产生,从而能够实现更快的入睡和更加稳固的睡眠。如果增加黑视素范围内的光谱功率,则夜间暴露于光将导致更强的褪黑激素抑制。通常,当黑视素范围内的功率(和夜间抑制褪黑激素的能力)增加时,暴露于光可以被称为是在生物学上更活性的和更警觉的。给定光谱在抑制褪黑激素产生的有效性可以以黑视蛋白有效性因子(MEF)表示。该因子通过将照明系统发射的光的光谱功率分布(SPD(λ))乘以黑视素灵敏度函数(m(λ))除以SPD(λ)与视敏度(V(λ))的乘积而被计算,由m(λ)和V(λ)曲线下的面积归一化,参见等式1(并且另参见图1)。这可以简化为如。因此,以上指示的总和在380-780nm的可见范围内。根据定义,等能量光源MEFEE的MEF等于1。特别是,对于所有(可见)波长,等能量光源具有SPD(λ)=常数(例如1)。对于任何种类的发光辐射,光通量(Φv,以流明表示)定义为:其中Km等于最大光谱发光功效683.002lm/W,并且V(λ)等于明视发光效率函数。通过组合式3和4,可以根据以下公式从发光通量计算定义为的黑视素通量或黑视素通量Φmel黑视素照度(Emel)定义为每单位面积(A)的黑视素通量,并且可以根据以下公式计算:其中Ev表示以明视勒克斯表示的照度(Φv/A)。Lucas等人于2014年(黑视蛋白时代的光测量和使用;神经科学趋势,2014年1月,第37卷,第1期,第1-9页)介绍了一种以“(等效)黑视素照度”Ez量化光的新的方式,Ez根据以下公式以(等效)黑视素勒克斯表示:这里,表示黑视素灵敏度函数,但现在根据而被归一化,另参见Lucas等人于2014年引用的照度工具箱的手册(附录1)。根据定义,在1m2的面积上产生1(明视)流明的等能量光源被称为产生一个(1)“(等效)黑视素勒克斯”的(等效)黑视素照度,并且因此也具有一个(1)“(等效)黑视素流明”的黑视素通量。根据此定义,可以根据以下公式从Emel(如式6中定义)计算具有MEFt的MEF值和Ev的照度的测试光条件t的Ez值(以黑视素勒克斯表示),类似地,可以根据以下公式从Φmel(如式5中定义)计算出具有MEFt的MEF值和Φv的发光通量的测试光条件t的黑视素通量Φz(以黑视素流明表示),由于可能期望考虑到昼夜节律,因此将期望配备例如移动设备(例如智能电话、平板电脑和膝上型电脑),其具有适配屏幕的光谱光输出的解决方案,以为用户提供预定的黑视素勒克斯水平。这里的理由是,这些解决方案允许在用户的眼睛位置处具有较低或较高的黑视素通量,以便防止对生物钟的不期望的破坏,或者强化生物钟。然而,这样的解决方案似乎受制于以下事实:不仅强度(诸如由黑视素通量评估)可能是相关的,而且用户与源(诸如屏幕)之间的距离也可能是相关的。在照明
,术语“强度”和“通量/功率”经常可互换地使用,并且彼此相关,因为强度=单位立体角的通量/功率。距离可能对在眼睛位置处接收的黑视素通量具有实质影响。换句话说,当用户以小距离(或者比显示器可以被优化至的平均距离更小的距离)观看显示器时,随时间改变以便对昼夜节律具有低的影响(比如减少用户在夜间期间接收的蓝色含量)的光谱分布可能不具有期望的效果。然后,蓝色含量可能仍然比期望值更高(高得多)。另外,似乎还有另一个因素可能影响用户的实际黑视素激活,即瞳孔大小。较小的瞳孔大小可能导致更少的光到达视网膜,而较大的瞳孔大小可能导致更多的光到达视网膜。因此,旨在控制用户真正暴露于其的黑视素水平的系统可能特别需要两种类型的信息:系统的光输出以及与用户的距离或用户的眼睛接收到的光。特别地,在实施例中,可以使用三种类型的信息本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种发光系统(1000),包括:/n-照明设备(100),被配置为提供光(101);/n-传感器(150),被配置为感测选自下列中的一个或多个的用户有关参数,(a)所述照明设备(100)与用户(1)之间的距离参数d和(b)用户(1)的眼睛(2)的眼睛活动参数;以及/n-控制系统(200),被配置为根据所述用户有关参数控制选自下列的一个或多个照明属性,(i)光(101)的光谱功率分布和(ii)光(101)的光强度I,用于将用户处的黑视素照度保持恒定在黑视素勒克斯值的预定范围内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 EP 17171046.01.一种发光系统(1000),包括:
-照明设备(100),被配置为提供光(101);
-传感器(150),被配置为感测选自下列中的一个或多个的用户有关参数,(a)所述照明设备(100)与用户(1)之间的距离参数d和(b)用户(1)的眼睛(2)的眼睛活动参数;以及
-控制系统(200),被配置为根据所述用户有关参数控制选自下列的一个或多个照明属性,(i)光(101)的光谱功率分布和(ii)光(101)的光强度I,用于将用户处的黑视素照度保持恒定在黑视素勒克斯值的预定范围内。


2.根据权利要求1所述的发光系统(1000),其中,所述眼睛活动参数包括瞳孔大小、瞳孔大小变化、眼睑闭合和眼睑闭合变化中的一个或多个。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统(200)被配置为线性地或指数地缩放光(101)的所述光强度I与所述距离参数d的比例。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统(200)被配置为在所述距离参数d的范围的至少一部分内,在一模式下保持I/(αdn)的值恒定,其中I是所述照明设备(100)的光(101)的发光功率,并且其中0<α≤1且1≤n≤2,和/或其中所述发光系统(1000)被配置为在所述距离参数d的范围的至少一部分内保持Φmel/(αdn)的值恒定,其中Φmel是所述照明设备(100)的光(101)的黑视素通量,并且其中0<α≤1且1≤n≤2。


5.根据权利要求4所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统被配置为在所述距离参数d的范围的至少一部分内,在一模式下保持所述I/(αdn)的值恒定,并且在所述距离参数d的范围的至少另一部分内保持所述Φmel/(αdn)的值恒定。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统(200)被配置为保持预定的黑视素照度(Emel),其中,发光系统(1000)还包括用户接口(400),所述用户接口(400)被配置为允许用户确定所述预定的黑视素照度(Emel)。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统(200)被配置为控制所述黑视素照度(Emel)不大于(第一)预定最大黑视素照度值和/或不小于(第二)预定最小黑视素照度值。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的发光系统(1000),其中,所述控制系统(200)被配置为根据所述用户有关参数控制选自下列的所述一个或多个照明属性,(i)光(101)的所述光谱功率分布,和(ii)光(101)的所述光强度(I),同时保持一个或多个其他照明属性恒定,其中,所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员:T博拉LJM施兰根J索曼M卢卡森
申请(专利权)人:昕诺飞控股有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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