个人化光照控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光照系统，包括:用于启动哺乳动物的生理节奏状态或者健康状态，包括具有存储器、处理器、至少一个输入端和至少一个输出端的至少一个计算单元。此夕卜，光照系统包括至少一个具有光谱和亮度敏感度的光传感器和通过与计算单元的至少一个输入端的连接而提供信息的装置。而且，该计算单元具有计算装置，其布置成收集、存储和处理来自至少光传感器的数据，制定操作信息，以及比较所述操作信息和关于哺乳动物的生理节奏状态或安康状态的状态信息，并且该计算装置比较操作信息和状态信息以供激活装置产生至少一个输出信号。
【背景技术】
[0002]人类和一般哺乳动物的生产力对于工业世界而言是必要的，人类和世界的安康也是如此。用于优化人类和一般哺乳动物使用其资源的方式的装置对于使人类和哺乳动物更好和更有效的执行是必要的。因此，这种机器和更好的程序已经证实对于人类是有益的。
[0003]众所周知，社会已经构建有自身的工作进度表，其中各种各样的生产以固定时间开始并且持续特定时期。
[0004]同时，已经知道每个个体具有其时型或昼夜节律类型，这是个体节奏，在大部分情况下，其会或多或少地脱离与安排的工作时间的日节奏的同步。
[0005]除了在工作进度表期间的简单效果之外，还认识到光条件能够提高个体用户感受到的整体安康，从而增加用户的效率或输出。
[0006]通常，这里的灯或光源被设计成提供使人类或哺乳动物能够看见物体的光。这通过提供发射光的光源实现，该光直接或者通过反射刺激眼睛视网膜中的经典的光感受器、视杆细胞和视锥细胞。
[0007]因此，由眼睛中的晶状体在视网膜上形成的图像导致视杆细胞和视锥细胞给大脑发送承载关于所看见的形状和颜色的信息的信号。这个过程几乎是立即的。
[0008]此外，视网膜还具有第三光感受器:感光神经节细胞、感光视网膜神经节细胞(pRGC)、或者自主感光视网膜神经节细胞(ipRGC)。
[0009]pRGC随时间或者以不同于经典的感受器的累积形式而响应于光，并且pRGC不是形成图像的。因此，这种PRGC给大脑提供关于环境光强度和颜色的信息。
[0010]虽然已经实现了一些技术努力以描述“昼夜节律起搏器”，但是这些努力实施起来过度复杂、不切实际、或者仅仅是一种系统，该系统被限制为它们能够使用的某些有限制的情形的。
[0011]在专利申请US 2005/0015122中公开了一种用于控制目标的昼夜节律循环的光照系统。该系统基于成本函数和数学模型(例如，昼夜节律循环的Jewett-Kronauer模型)使用最优化方案通过应用基于模型的预测控制技术及其变型，给出了一种方法和系统的指
B
寸ο
[0012]然而，该系统和用在该系统中的控制信号关注于光强度，并且对于颜色的使用存在不足。
[0013]此外，系统和控制信号关注于让目标“回归自然状态”，并且对于增加用于目标安康的能量存在不足。
[0014]此外，公开的该系统和控制信号并未提供如何实现功能性的光照环境的任何启示，所述光照环境能够被实施并且还用作能够在私人住所、办公室、工厂或者医院(这里仅举出几个例子)中的房间使用的普通光照系统。
[0015]此外，公开的该系统和控制信号并未提供如何将光源或灯配置成提供可变颜色的任何启示，并且特别是如何将颜色和强度进行必要地且持续地独立改变或者一起改变的任何启示。
[0016]最后，公开的该系统和控制信号并未提供如何减少功耗和随后的C02排放的任何启示。
【发明内容】
_7] 发明目的
[0018]本发明的目的在于提供一种克服提及的现有技术的任何提及的缺点的系统。
[0019]本发明的目的是提供一种光照系统，其能够收集和处理关于哺乳动物(特别是人)周围的当前光条件的输入，以产生改变哺乳动物周围的光条件的输出，从而提供更好的光照环境，并且从而增加哺乳动物的安康或活力和/或减少提供所要求的光所需要的资源，例如电力。
[0020]光条件主要被理解为诸如亮度和色温的条件，但是均匀性、稳定性和平滑过渡等通常也被理解为包括在光条件下。
[0021]本发明的目的是提供一种产生至少部分根据24小时循环调节昼夜节律的光的灯。
[0022]本发明的再一目的是提供一种灯，其能够用来调节来自松果体的荷尔蒙褪黑素。
[0023]本发明的又一目的是提供一种产生将调节瞳孔大小的光的灯。
[0024]本发明的目的是提供一种与系统相互作用和/或响应于该系统的灯，所述系统能够收集和处理关于哺乳动物(特别是人)周围的当前光条件的输入，以产生改变哺乳动物周围的光条件的输出，从而提供更好的光照环境，并且从而增加哺乳动物的安康或活力和/或减少提供所要求的光所需要的资源，例如电力。本发明的目的是一种光照系统，其是智能型的和/或学习型的，并且能够根据用户之前的行为而调节光。
[0025]本发明的目的包括以下组合中的一个或多个:优化用户的视觉条件、增加靠近用户或者用户周围区域中的光照质量、改善物理工作环境、稳定用户生物节奏(例如，昼夜节律)、增加用户的总体安康程度、减少维持足够或优化的光照所要求的能耗从而减少温室气体(例如，C02)或颗粒物质的排放。
[0026]本发明的主要目的是提供对人的精神状态具有积极影响的光照条件。
【发明内容】
[0027]
[0028]因此，这通过将被公开的光照系统、将被公开的灯或光源和/或将被公开的光照系统和灯或光的组合而获得。
[0029]特别地，本发明的目的根据一种用于启动哺乳动物的昼夜节律状态或者安康状态的变化的光照系统实现，其包括:
[0030]-至少一个计算单元，其具有存储器、处理器、至少一个输入端和至少一个输出端，
[0031]-至少一个具有光谱和亮度敏感度的光传感器，其具有用于通过与计算单元的至少一个输入端的连接而提供信息的装置，
[0032]该计算单元具有计算装置，该计算装置布置成收集、存储和处理来自至少光传感器的数据，制定操作信息，以及比较所述操作信息和关于哺乳动物的昼夜节律状态或安康状态的状态信息，并且该计算装置比较操作信息和状态信息以用于激活产生至少一个输出信号的装置，至少一个连接器，其用于与至少一个光源通信以及该控制至少一个光源，
[0033]-该计算单元配置用于计算，并且至少一个输出信号配置成将至少一个光源或者灯的设置输出为
[0034]-范围在2700-7000K之间的色温；
[0035]-范围在10至1000流明之间的强度；以及
[0036]-在色温和强度的所有值处大于92的Ra-指数。
[0037]因此，实现本发明的一个或多个目的。
[0038]特别地，本发明的目的根据一种发射光的灯实现，其包括:外罩、反射器、至少一个光源、扩散器，
[0039]-外罩配置成固定反射器，
[0040]-该反射器配置成反射和/或引导来自至少一个光源的通过扩散器的光，以及
[0041]其中所述灯还包括具有至少一个连接器的光控制单元，该光控制单元用于本文所述的光照系统通信以及接收来自所述光照系统的调整信息，并且该光控制单元配置成改变至少一个光源，使得从灯发射的光具有:
[0042]-范围在2700-7000K之间的色温；
[0043]-范围在10至1000流明之间的强度；以及
[0044]-在色温和强度的所有值处大于92的Ra-指数。
[0045]因此，实现本发明的一个或多个目的。
[0046]特别地，本发明的目的根据本文所述的光照系统和灯或光源的套件实现。
[0047]在以下，将公开分离的单元、元件或子系统。
[0048]本发明的一个方面，一种用于启动哺乳动物的昼夜节律状态或者安康状态的变化的光照系统，其包括:
[0049]-至少一个计算单元，其具有存储器、处理器、至少一个输入端和至少一个输出端，
[0050]-至少一个具有光谱和亮度敏感度的光传感器，其具有用于通过与计算单元的至少一个输入端的连接而提供信息的装置，
[0051]-该计算单元具有计算装置，该计算装置布置成收集、存储和处理来自至少光传感器的数据，制定操作信息，以及比较所述操作信息和关于哺乳动物的昼夜节律状态或安康状态的状态信息，并且该计算装置比较操作信息和状态信息以用于激活用于产生至少一个输出信号的装置。
[0052]因此，光照系统提供影响哺乳动物的昼夜节律或安康的系统，哺乳动物可以是人类或者被描述成个人用户。
[0053]通过动态地且适应性地调整用户周围的光，光照系统将用于优化用户视觉条件，优化或者加强工作场所的光照的质量，改变或者稳定用户的生物日节奏，增加用户的整体安康和整体健康条件，降低提供所需要的光所需的能耗，从而降低气体排放，例如co2。
[0054]根据本发明的实施方式，光传感器是测量有限的几mm2或cm 2区域的点或斑传感器。
[0055]根据本发明的实施方式，光传感器通过测量至少光通过部分或者整个球体和典型的半球体而测量环境光。
[0056]根据本发明的实施方式，光传感器测量可见光的至少部分频谱。典型地，光传感器对于400nm和1200nm之间的波长范围敏感。
[0057]根据本发明的实施方式，光传感器测量Ix的一部分至数千个Ix或者其中的子范围的光强度。
[0058]根据本发明的实施方式，光传感器具有色度传感器和照度传感器，或者光传感器是集成的色度和照度传感器。
[0059]光传感器和计算单元之间的连接器能够将操作数据或信息从光传感器传送至计算单元。在一个实施方式中，连接器是线缆。在一个实施方式中，连接器是无线连接。
[0060]根据本发明的实施方式，光传感器集成在计算单元中，或者直接附接至计算单元。在实施方式中，光学波导利用或者不利用改变视角的透镜布置而将光引导到光传感器。
[0061]根据本发明的实施方式，光传感器或光学波导附接至固定器，该固定器可以是一副眼镜或其他类型的头盔。
[0062]根据本发明，计算单元是为微处理器和用于连接至光传感器的相关装置。
[0063]根据本发明，计算单元是多功能微型计算机，例如，笔记本电脑、手持计算机、PDA、PC或类似物。
[0064]根据本发明，计算单元是电话，例如所谓的智能电话。
[0065]根据本发明的实施方式，计算单元是显示器或附接至显示器或与显示器通信的装置。
[0066]根据本发明的实施方式，计算单元具有I/O设备或者用于附接至I/O设备或与其通信的装置。
[0067]根据本发明的实施方式，计算单元具有用于显示和用于检索输入的触摸屏。
[0068]根据本发明的实施方式，计算单元是计算装置，例如，PC、存储器和/或用于检索和发送原始数据或信息的输入/输出装置。
[0069]应该理解，计算装置至少具有用于比较来自操作信息的至少一个数据和来自状态信息的至少一个数据的装置。
[0070]操作信息涉及光照系统检索同时在环境中操作光照系统的信息。操作信息可以是关于背景光的信息，包括关于从光传感器获得的色度和强度的数据。
[0071]操作信息可以随时间改变。计算单元可以具有用于检索、存储和处理随时间变化的操作信息的装置。
[0072]状态信息指关于哺乳动物的状态的数据或信息，其中状态可以是实际状态或者期望状态。状态信息可以是预先存储的关于个人用户的静态信息。
[0073]在一个实施方式中，状态信息是个人用户是A类型人或者B类型人的信息。
[0074]在一个实施方式中，状态信息是个人用户已经从一个时区行进到另一时区的信息，即，可能经历了时差。
[0075]在一个实施方式中，状态信息是动态的且被持续测量。
[0076]在一个实施方式中，状态信息是个人用户的褪黑素的水平。
[0077]在一个实施方式中，状态信息是哺乳动物的皮肤的一部分的传导性。
[0078]在一个实施方式中，状态信息是基于与个人用户的安康有关的预先限定的可选选项选择的个人用户输入。
[0079]在一个实施方式中，存在在一端具有“非常劳累”并且在另一端具有“非常有活力”的滑动条。可以存在在一端具有“唤醒我”并且在另一端具有“让我入睡”的另一个滑动条。因此，状态信息被提供至光照系统。
[0080]根据实施方式，输出信息是产生的用以驱动指示器的电信号，该指示器为用户显示“不够亮”或“太过亮”的标签和指令以便移动。
[0081]根据实施方式，输出信息是形成为文本的信号，该文本从具有指令的一系列预先限定的文本串预先选择并且显示在显示器或者计算机屏幕上。该指令可以在范围内变化并且表述从“太多红光-寻找蓝光”、“过亮的红光-减少红光”等。
[0082]根据实施方式，输出信号是适于奖励或惩罚哺乳动物的激励物。因此，输出信号可以激活给养设备，所述给养设备能够递送食物、药品、药物、激励物以及类似物。
[0083]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，其中所述光照系统还包括用于与至少一个光源通信和控制该至少一个光源的至少一个连接器。
[0084]因此，光照系统能够通过至少一个连接器根据输出信号控制至少一个光源的强度或色度。
[0085]在一个实施方式中，连接器是能够发送控制信号的电线。
[0086]在一个实施方式中，连接器是能够利用至少一个通信标准通信与光源通信的无线连接。
[0087]在一个实施方式中，光照系统配置成提供输出信号，其将模仿自然唤醒光，该唤醒光的强度逐步增加并且色温从红色朝着蓝色增加。
[0088]在一个实施方式中，光照系统配置成提供输出信号，其将模拟自然的“入睡”光，该唤醒光的强度逐步降低并且色温从蓝色朝着红色降低。
[0089]在一个实施方式中，光照系统配置成提供输出信号，其使具有蓝色的色温的“能量光”，该能量光为约6500K并且强度为500-1000流明。备选地，其变型覆盖更短或更长的时间。
[0090]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，其中光照系统还包括:
[0091]-至少一个光控制单元，其具有与所述输出的连接并且具有与至少一个光源的连接，该光源能够发出可变色度和/或亮度的光。
[0092]光照系统是以下系统，其能够基于用户特定需要和/或期望以及在各种环境(例如，在工作期间和在空闲期间)下的情况，控制和优化独立用户周围的光。
[0093]根据实施方式，至少一个光控制单元与至少一个光源集成。
[0094]根据实施方式，光控制单元是微型计算机的集成电路，光源是计算机屏幕显示器。
[0095]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为光源由具有不同色度发射的至少两个光发射器构成。
[0096]因此，本发明能够使光源发出色度在至少两个光发射器的至少极限之间的光。
[0097]根据实施方式，使用具有树形色度发射的三个光发射器的光源，从而使得光源能够覆盖色温的区域。
[0098]在一个实施方式中，一个发射器是红色LED，另一个发射器是蓝色LED，第三个发射器是黄色LED。
[0099]在一个实施方式中，多个发射器以形成光源的形式布置并且由一个光控制单元控制。
[0100]在一个实施方式中，使用相同的光发射器，但是至少一个发射器由彩色层或者涂层覆盖，从而产生彩色偏移。
[0101]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为光源具有用于扩散、混合或调配来自至少一个光发射器的光的扩散器。
[0102]因此，本发明能够使来自不同发射器光混合以形成均匀且宜人的光源。
[0103]扩散器可以是喷砂玻璃、塑料或类似物。扩散器可以是半透明玻璃或塑料。
[0104]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为光照系统还包括:
[0105]-至少一个用户接口，其具有与计算单元的连接以使计算装置可获得个人数据。
[0106]因此，用户将能够输入计算单元所需要的信息以处理状态信息和操作信息。
[0107]在一个实施方式中，用户接口是具有用于输入指令的字母数字键盘。
[0108]在一个实施方式中，用户接口是具有字母数字触摸区域或者专门设计的触摸区域的触摸屏，该专门设计的触摸区域具有包括性别、年龄、A人、B人的预先限定的输入区域。
[0109]另外的实施方式包括能够用来调整色温、强度、定时、预先存储的光分布图以及类似物的滚动条、把手、按钮，其一直是固定的或者随时间变化。
[0110]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为光照系统还包括:
[0111]-至少一个计算接口，其用来连接至用于检索和存储信息的至少一个第二计算单
J L ο
[0112]因此，实施方式使得光照系统能够访问保存有信息(例如，关于用户的医学数据)的远程数据库或数据流设备并与其共享信息。
[0113]计算接口可以是诸如USB或其变型的通信电线。
[0114]计算接口可以是诸如W1-F1、蓝牙或类似物的无线连接。
[0115]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为光照系统还包括:
[0116]-至少一个生物计量传感器单元，其具有与计算单元的连接以提供生物计量数据至计算装置。
[0117]因此，使得状态信息能够被光照单元获得和使用。
[0118]根据一个实施方式，生物计量传感器是电导传感器，其具有用于接触哺乳动物的皮肤的装置，从而允许与整个压力水平或焦虑水平有关的信息。
[0119]在一个实施方式中，生物计量传感器是配置成测量血压的传感器。
[0120]在一个实施方式中，生物计量传感器是配置成测量脉搏的传感器，从而提供关于活动和随时间变化的信息或者用户的整个安康状态的变化。
[0121]在一个实施方式中，生物计量传感器是配置成测量荷尔蒙或传递质的至少一个水平的传感器。荷尔蒙或传递质可以是褪黑素，从而提供关于用户的昼夜节律的状态信息。
[0122]荷尔蒙或传递质可以是血清素，从而提供关于用户的开心水平的状态信息。
[0123]荷尔蒙或传递质可以是皮质醇，从而提供关于用户的压力水平的状态信息。
[0124]根据本发明的实施方式，光照系统是特别的，因为该光照系统还包括:
[0125]至少一个活动传感器单元，其提供活动数据至计算装置。
[0126]因此，提供诸如活动的状态信息，例如，睡眠、行走、工作、坐着、打字、休息和其他类型的用户活