[發明專利]晝夜節律照明設備

在審

• 申請號: 201910363351.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110278629A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 馬嘉佑;游俊德
• 申請（專利權）人: 阿列德拉公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 陳建春

本申請公開了晝夜節律照明設備，其包括：殼體；包含第一光源和第二光源的兩個光源；和控制邏輯；其中，第一光源具有顯色指數CRI>80及在410?490nm波長范圍具有光譜功率分布SPD>20％和在低于400nm波長范圍具有SPD<3％；第二光源具有CRI>80及在410?490nm波長范圍具有SPD<5％和在低于400nm波長范圍具有SPD<3％；所述控制邏輯能夠通過在保持所述設備的固定總功率消耗的同時調節第一光源和第二光源的輸出百分比而連續調整所述設備的色溫；及所述控制邏輯能夠根據晝夜節律自動調整所述設備的色溫。

技術領域

本發明屬于照明設備領域，尤其涉及一種晝夜節律(晝夜)照明設備。

背景技術

眾所周知，晝夜節律影響包括人類的動物的行為。研究已表明，基于晝夜節律的照明設備的晝夜節律照明可提高醫院中患者的康復。晝夜節律照明這樣起作用：富藍光的光刺激人體的意識和警惕水平，因而適合工作時間；藍光減少的光將人體壓制到較低警惕水平，因而適合下班時間。此外，已確定人對光譜的晝夜節律反應曲線不同于人的視覺反應曲線。圖1示出了六種不同光源的光譜功率分布(SPD)(來源：International Well BuildingInstitute,https://standard.wellcertified.com/sites/default/files/Melanopic％20Ratio.xlsx)。每一圖左部的鐘形曲線為晝夜節律反應曲線或黑視素(melanopic)曲線。每一圖右部的鐘形曲線為視覺反應曲線或適光曲線。從這些圖可以看出，日光具有最均勻分布的SPD。人造光源的SPD彼此不同。一些光源(如4000K LED)在450-490nm藍光范圍具有明顯更高的SPD。人造光源的SPD在可見光范圍(視覺反應曲線下面覆蓋的區域)也大大不同。

倘若不同光源具有不同的SPD，則怎樣選擇高晝夜節律照明使用的光源和怎樣選擇低晝夜節律照明使用的光源？在確定光源的晝夜節律質量時一個常用的度量為黑視素-適光比，也稱為M/P比。其將黑視素曲線下的加權SPD與適光曲線下的加權SPD進行比較。圖1中的六種光源的M/P比如圖2中所示。具有較高M/P比的光源被認為更適合高晝夜節律照明應用。從圖2可以看出，日光具有最高的M/P比即1.128，這可導致M/P比是光源的晝夜節律質量的良好度量的結論。然而，由于下述兩個原因，在確定照明設備的晝夜節律質量時僅M/P比并不足夠。首先，具有高M/P比的光源起初可能不是好光(在一般照明的意義上)。考慮在藍光波長范圍具有幾乎95％SPD的藍光，其因而具有極高的M/P比(比日光高得多)。然而，由于其有限的SPD范圍，藍光并非一般晝夜節律照明的好選擇。這導致適合高晝夜節律模式的照明設備不僅需要在黑視素曲線下具有可觀的SPD而且需要具有良好的總照明質量的意見。僅基于其M/P比判斷照明設備的晝夜節律質量并不足夠?？傉彰髻|量的測量應是良好晝夜節律光源條件的一部分。一個普遍接受的光質量度量是顯色指數(CRI)。

M/P比的第二限制在于沒有考慮在UV波長(<400nm)的SPD。在UV范圍具有強SPD的照明設備，無論其M/P比如何，由于UV光導致皮膚癌的風險，其均不適合一般晝夜節律照明使用。有建議在評估良好的一般晝夜節律照明設備時還包括UV譜功率條件。

已提出精心設計的晝夜節律照明設備應同時滿足下述五個實質條件。第一，應提供無論其照明模式或色溫如何均具有高CRI的高質量光。第二，其應無UV或者具有可忽略的UV SPD。第三，好的晝夜節律照明設備應支持至少兩種照明模式：高晝夜節律照明模式(用于高生物意識)及低晝夜節律照明模式(用于使生物意識平靜下來)。高晝夜節律照明模式需要使用富藍光光源，低晝夜節律照明模式需要使用藍光減少光源。第四，其應支持從高晝夜節律照明模式到低晝夜節律照明模式的逐漸過渡，反之亦然。從富藍光的光突然切換到藍光減少的光不自然也不舒適。如果光從富藍光模式逐漸并連續地變化到藍光減少模式，對人眼更舒適。第五，晝夜節律照明設備提供根據晝夜節律時間表自動調整其光的裝置。