控制有源滤光装置的方法与流程

本发明涉及一种用于控制有源滤光装置的方法，该有源滤光装置包括有源滤光器和被安排成用于控制该有源滤光器的滤光器控制器。本发明进一步涉及一种网络系统和一种计算机程序产品，该网络系统至少包括有源滤光装置和远程实体，该计算机程序产品包括有源滤光装置的滤光器控制器可访问的一个或多个存储的指令序列。

背景技术：

根据其光谱范围(紫外线、可见光、ir)，光辐射对于人、并且具体地对于包括安装在眼镜架中的光学镜片的光学设备的配戴者而言可能是有害的和/或不舒适的。

相反，一些光辐射对于人的保健是有益的，但通常在预定时间段期间具有最大接收剂量。

因此，似乎需要提供一种被安排成用于管理配戴者环境中的光发射的方法和对应的设备。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供一种能够在不需要使用包括多个传感器的复杂系统的情况下管理配戴者环境中的光发射的高效方法。

为此，本发明提出了一种用于控制有源滤光装置的方法，该有源滤光装置包括有源滤光器和被安排成用于控制该有源滤光器的滤光器控制器，该方法包括：

-配戴者位置提供步骤，在此步骤过程中，提供配戴者的位置，

-发光绘图提供步骤，在此步骤过程中，提供与该配戴者的环境中的光源有关的发光绘图，该发光绘图至少取决于该配戴者的位置，

-曝光量分布确定步骤，在此步骤过程中，至少基于该发光绘图和该配戴者位置来确定该配戴者的曝光量分布的至少一部分，

-有源滤光器控制步骤，在此步骤过程中，该滤光器控制器根据所确定的该配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器。

有利地，本发明允许提供一种用于实时地并且不需要使用包括多个嵌入式传感器的复杂系统来管理配戴者的环境中的光发射的方法。

归因于该本发明，配戴者的曝光量分布可以受限于配戴者位置、是基于配戴者的环境中的光源的发光绘图并且可选地基于配戴者参数。这允许优化配戴者的舒适性和/或(视觉)健康。

根据该方法的可以单独或组合地进行考虑的进一步的实施例：

-其中随时间检查该配戴者位置的演变，并且根据该配戴者位置随时间的演变以及一天中的时辰来更新该发光绘图；

-该发光绘图是3d绘图；

-该有源滤光器被配置成用于控制头戴式显示装置的控制器装置，该头戴式显示装置包括发光源，该发光源被安排成用于当该配戴者配戴着该头戴式显示装置时向该配戴者的眼睛发射光，该控制器装置被适配成用于控制该发光源所发射的光的发射光谱和/或强度；

-该控制器装置被配置成通过控制发光源提供在465nm与520nm之间的发射来提供时间生物学调节和/或情感障碍调节；

-该发光绘图提供步骤至少包括在由以下各项组成的清单中选择的步骤：

·发光绘图限定步骤，在此步骤过程中，基于预定光源数据限定该配戴者的环境中的该发光绘图，

·发光绘图测量步骤，在此步骤过程中，至少一个光强度传感器测量该配戴者的环境中的该发光绘图，

·发光绘图计算步骤，在此步骤过程中，至少基于预定光源数据的光源参数来限定该配戴者的环境中的该发光绘图，

·发光绘图建模步骤，在此步骤过程中，基于多个光源模型来对该配戴者的环境中的该发光绘图进行建模，这些光源模型至少取决于预定光源数据的光源参数，

·发光绘图下载步骤，在此步骤过程中，通过从远程实体处的发光绘图数据库中下载光源数据来确定该配戴者的环境中的该发光绘图；

-通过家庭自动化装置来至少控制该配戴者的环境中的多个光源，并且其中该发光绘图提供步骤包括：

·光源数据接收步骤，在此步骤过程中，从该家庭自动化装置接收光源数据，该家庭自动化装置被配置成用于至少控制这些光源，

·计算步骤，在此步骤过程中，基于所接收到的光源数据来计算与该配戴者的环境中的光源有关的该发光绘图；

-这些光源包括自然光源和/或人造光源；

-该有源滤光器被配置成用于根据该配戴者的环境中的这些光源来适配该配戴者的曝光量分布；

-该有源滤光器控制步骤包括：

·命令产生步骤，在此步骤过程中，根据所确定的光强度产生命令，该命令指定了这些光源有待产生的至少一种环境光效应，

·命令发送步骤，在此步骤过程中，将所产生的命令发送至该家庭自动化装置；

-该配戴者的环境中的该发光绘图取决于该配戴者的环境中的在以下光源参数清单当中的至少一个光源参数，该清单由以下各项组成：这些光源的数目、这些光源的激活状态、这些光源的空间分布、这些光源的取向、这些光源的辐射率、这些光源的发射角、这些光源的发射光谱；

-该方法进一步包括配戴者参数提供步骤，在此步骤过程中，提供至少一个配戴者参数，并且其中根据该至少一个配戴者参数来控制该有源滤光器；

-该配戴者参数至少包括：该配戴者的年龄、和/或该配戴者的睡眠类型、和/或该配戴者的活动、和/或该配戴者的眼病、和/或该配戴者的生理障碍；并且

-该方法进一步包括预定阈值提供步骤，在此步骤过程中，提供预定阈值，并且其中：

·该光强度确定步骤包括光剂量确定步骤，在此步骤过程中，至少基于该发光绘图、时间、以及该配戴者位置来确定预定时间段内该配戴者的环境的至少一部分的光强度，并且

·该有源滤光器控制步骤包括比较步骤，在此步骤过程中，将所确定的光剂量与该预定阈值进行比较，并且在此步骤过程中，该滤光器控制器根据所确定的光剂量与该预定阈值之间的比较结果来控制该有源滤光器。

本发明的另一个目的涉及一种网络系统，该网络系统至少包括有源滤光装置和远程实体，

-该有源滤光装置和该远程实体被配置成彼此通信，并且

-该远程实体包括存储装置，该存储装置被适配成用于存储至少一个计算机程序产品，该至少一个计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，该一个或多个存储的指令序列在被该有源滤光器的该滤光器控制器执行时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的光强度来控制该有源滤光器，

和/或

-该远程实体包括被适配成用于至少存储预定光源数据的存储装置，该预定光源数据在被该有源滤光器的该滤光器控制器使用时，致使该滤光器控制至少根据所确定的光强度来控制该有源滤光器。

本发明的另一个目的涉及一种网络系统，该网络系统至少包括上文限定的有源滤光装置并且包括远程实体，

-该有源滤光装置和该远程实体被配置成彼此通信，并且

-该远程实体包括存储装置，该存储装置被适配成用于存储至少一个计算机程序产品，该至少一个计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，该一个或多个存储的指令序列在被该有源滤光器的该滤光器控制器执行时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器，

和/或

-该远程实体包括被适配成用于至少存储预定光源数据的存储装置，该预定光源数据在被该有源滤光器的该滤光器控制器使用时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器。

根据另外一个方面，本发明涉及一种包括一个或多个存储的指令序列的计算机程序产品，该一个或多个存储的指令序列是有源滤光装置的滤光器控制器可访问的并且当被该滤光器控制器执行时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的光强度来控制该有源滤光装置的有源滤光器。

本发明进一步涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质承载了根据本发明的计算机程序产品的一个或多个指令序列。

此外，本发明涉及一种使计算机执行本发明的方法的程序。

本发明还涉及一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有记录在其上的程序；其中该程序使该计算机执行本发明的方法。

本发明进一步涉及一种包括处理器的装置，该处理器被适配成用于存储一个或多个指令序列并且实施根据本发明的方法的步骤中的至少一个步骤。

如从以下讨论中明显的是，除非另有具体规定，否则应认识到，贯穿本说明书，使用如“运算”、“计算”、“产生”或类似术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程，该动作和/或过程对在该计算系统的寄存器和/或存储器内表现为物理(如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在该计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示装置内类似地表现为物理量的其他数据。

本发明的实施例可以包括用于执行在此所述操作的设备。此设备可以是为所期望的目的而专门构建的，或此设备可以包括通用计算机或现场可编程门阵列(“fpga”)或被存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“dsp”)。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、cd-rom、磁光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、磁性或光学卡，或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦合到计算机系统总线上的介质。

此处所提出的方法和显示器并非本来就与任何具体的计算机或其他设备相关。不同通用系统都可以与根据此处的传授内容的程序一起使用，或者其可以证明很方便地构建更专用的设备以执行所希望的方法。各种这些系统所希望的结构将从以下描述中得以明了。此外，本发明的实施例并没有参照任何具体的编程语言而进行描述。应了解的是，各种编程语言都可以用来实现如在此描述的本发明的传授内容。

附图说明

参照以下附图，本发明的其他特征和优点将从以下非限制性实施例的描述中变得明显，其中：

-图1是在根据本发明的用于控制hmd装置或自动化装置的方法中使用的有源滤光装置的框图；

-图2是流程图，表示了根据本发明的实施例的方法的步骤；

-图3是流程图，表示了根据本发明的第二实施例的方法的步骤；并且

-图4表示根据本发明的联网数据处理装置。

附图中的要素仅是为了简洁和清晰而展示的并且不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些要素的尺寸可以相对于其他尺寸被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

本发明涉及一种用于控制被安排在配戴者的环境中的有源滤光装置的方法。图1上展示了有源滤光装置的实例。

有源滤光装置10(在图1上示出)包括有源滤光器12以及被安排成用于控制有源滤光器12的滤光器控制器14。滤光器控制器14可以包括处理电路，该处理电路包括处理器。该处理器可以包括一个或多个微处理器、微控制器、以及被配置成用于执行在本文中所描述的这些功能的其他模拟和/或数字电路部件。处理器可以包括一个或多个存储器(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存等)，该一个或多个存储器被配置成用于存储在由该有源滤光装置的使用者或经销商在制造过程中或在制造之后提供的软件应用和/或数据。

有源滤光器12可以是偏振器和/或滤色器、即被配置成用于透射或吸收预定波长或预定光谱范围。例如，该有源滤光器可以包括由电活性材料制成的层，使得滤光器的透射率可以在由单独电极感应出的电的作用下变化。该层可以由胆甾型液晶制成，该层的每一面被透明的导电层覆盖。

在该配戴者的环境中进一步安排了多个光源16。这些光源16包括自然光源和/或人造光源。每个光源可以至少通过以下光源参数来表征：例如，其激活状态、其位置、其空间分布、其光谱分布、其取向、其辐射率、其发射角、其发射光谱及其相干特性或扩散特性。

参照图2，该方法至少包括：

-配戴者位置提供步骤s10，在此步骤过程中，提供配戴者的位置，

-发光绘图提供步骤s12，

-曝光量分布确定步骤s14，

-有源滤光器控制步骤s16，在此步骤过程中，该滤光器控制器根据所确定的该配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器。

在配戴者位置提供步骤s10过程中，例如通过位置确定应用(如gps应用)，提供配戴者的位置。gps应用可以在任何给定的时刻与嵌入配戴者所配戴的装置中的有源滤光装置10进行通信并且提供其位置。

在发光绘图提供步骤s12过程中，提供与配戴者的环境中的光源有关的发光绘图。该发光绘图至少取决于该配戴者的位置。

优选地，该发光绘图是3d绘图。

另外，该发光绘图取决于配戴者的环境中的在以下光源参数清单中的至少一个光源参数：例如这些光源的数目、这些光源的激活状态、这些光源的空间分布、这些光源的取向、这些光源的辐射率、这些光源的发射角、这些光源的发射光谱。

可以基于预定光源数据来限定和/或通过至少一个光强度传感器来测量该发光绘图。该预定光源数据可以至少包括每个光源的光源参数。

另外，该发光绘图可以至少基于预定光源数据的光源参数来计算、和/或基于多个光源模型来建模，这些光源模型至少取决于该预定光源数据的光源参数。

而且，可以通过从远程实体处的发光绘图数据库中下载光源数据来确定该发光绘图。

有利的是，随时间检查该配戴者位置的演变，并且根据该配戴者位置随时间的演变以及一天中的时辰来更新该发光绘图，以便更准确地确定该配戴者的曝光量分布。为此，有源滤光装置10优选地包括提供时间标记的计时器18。还基于该时间标记来确定配戴者的曝光量分布。

在曝光量分布确定步骤s14过程中，至少基于该发光绘图和该配戴者位置来确定该配戴者的曝光量分布的至少一部分。配戴者的曝光量分布是由配戴者的环境中的光源发射的并到达他的光。其至少取决于配戴者的环境中的光源的光源参数，例如配戴者的环境中的所有光源的激活状态、位置、空间分布、光谱分布、辐射率、取向、发射光谱、发射角。

根据本发明的第一实施例，有源滤光装置10被配置成用于当配戴者配戴着头戴式显示(hmd)装置22时控制头戴式装置22的控制器装置20。

hmd显示器的控制器装置20被配置成在任何给定时刻与有源滤光装置10通信。

头戴式显示装置22至少包括发光源24，该发光源被安排成用于当配戴者配戴着该头戴式装置时向该配戴者的至少一只眼睛发射光。

hmd装置22的控制器装置20被适配成用于控制发光源24发射的光的发射光谱和/或强度。

例如，该控制器装置可以被配置成通过控制发光源提供在465nm与520nm之间的发射来提供时间生物学调节和/或情感障碍调节。

根据本发明的与前一个实施例可相容的第二实施例，在配戴者的环境中安排了家庭自动化装置30。家庭自动化装置30被配置成用于至少控制配戴者的环境中的多个光源16。

在这种情况下，发光绘图提供步骤s12可以包括：

-光源数据接收步骤s20，以及

-计算步骤s22。

在光源数据接收步骤s20过程中，从该家庭自动化装置30接收光源数据，该家庭自动化装置被配置成用于至少控制这些光源。

接着在计算步骤s22过程中，基于所接收到的光源数据来计算与配戴者的环境中的光源有关的发光绘图。

而且，有源滤光器可以被配置成用于根据配戴者的环境中的光源来适配该配戴者的曝光量分布，例如以便增大或减少到达该配戴者的光、和/或至少修改光源参数，例如其激活状态、其位置、其空间分布、其光谱分布、其取向、其辐射率、其发射角、其发射光谱及其相干特性或扩散特性。

优选地，有源滤光器控制步骤s16包括：

-命令产生步骤s24，以及

-命令发送步骤s26。

在该命令产生步骤s24过程中，根据预定光源数据和/或所确定的光强度产生命令。

在实例中，该命令指定了这些光源有待产生的至少一种环境光效应，例如降低/增大至少一个光源的强度、和/或将遮挡件向下/向上放以减小/增加配戴者环境的自然光的辐射率。然后，在命令发送步骤s26过程中向该家庭自动化装置发送所产生的命令。

该有源滤光装置的有源滤光器还取决于配戴者的环境中的任意光源。因此，该有源滤光装置可以被配置成用于根据配戴者的环境中的光源来控制有源滤光器。

优选地，根据本发明的方法进一步包括配戴者参数提供步骤，在此步骤过程中，提供至少一个配戴者参数。

另外，根据该至少一个配戴者参数来控制该有源滤光器。例如，配戴者参数可以是以下清单中的一项或多项：

-配戴者的年龄，

-配戴者的睡眠类型，

-配戴者的活动，

-配戴者的眼病，

-配戴者的生理障碍。

睡眠类型是睡眠正时、睡眠稳定性、睡眠持续时间、睡眠需求、睡眠质量、早困、换班的适应能力的重要预测指标。

睡眠类型是人类的属性，反映了其身体功能(激素水平、体温、认知能力、进食和睡眠)在一天中的什么时间活跃、变化或达到一定水平。

睡眠类型通常仅仅被归结为睡眠习惯，是将人称为“云雀”和“猫头鹰”，其分别是指早晨型人(那些醒很早并且在一天的清晨最清醒的人)和晚上型人(那些晚上最清醒的人并且偏爱晚睡的人)。

接着，可以控制该有源滤光器，以便考虑配戴者的活动，例如以便防止时差感，其光需求取决于其生理障碍和/或其眼病和/或其年龄。

另外，该方法可以进一步包括预定阈值提供步骤，在此步骤过程中，提供预定阈值。

接着，该曝光量分布确定步骤s14可以包括光剂量确定步骤，在此步骤过程中，至少基于该发光绘图、时间、以及该配戴者位置来确定预定时间段内该配戴者的环境的至少一部分的曝光量分布。

并且有源滤光器控制步骤s16可以包括比较步骤，在此较步骤过程中，将所确定的光剂量与该预定阈值进行比较，并且在此步骤过程中，该滤光器控制器根据所确定的光剂量与该预定阈值之间的比较结果来控制该有源滤光器。

因此，光危害阈值或光需求阈值可以由从业者根据配戴者相关参数、或者通过预先计算来自动限定，例如：

-每日、每周或每月最大光危害剂量，并且特别是有毒的蓝色辐射、紫外辐射、红外辐射、激光辐射，

-短时间段内允许的最大光照射剂量，特别是有毒的蓝色辐射、紫外辐射、红外辐射、激光辐射，

-每日最低光照剂量，为了满足配戴者的光需求。

这些阈值可以根据该发光绘图和该配戴者位置随时间更新。

该发光绘图和该配戴者的位置允许针对多个波长进行连续确定：

-到达配戴者的准时发光强度，和/或

-在预定时间段期间，到达配戴者的光剂量。

根据本发明的实施例，根据本发明的有源滤光装置10是眼镜的一部分。具体而言，该眼镜包括有源滤光器12和被安排成用于控制有源滤光器12的滤光器控制器14。

该眼镜可以是任何眼镜，如矫正眼镜、非矫正眼镜、太阳眼镜、头戴式装置(如头戴式显示装置)。

滤光器控制器14根据所确定的该配戴者的曝光量分布来控制有源滤光器12。

有源滤光器12还被配适成用于根据配戴者环境中的光源来适配配戴者的曝光量分布。

在实例中，该控制器装置可以被配置成根据到达配戴者的光剂量来控制有源滤光器。

在实例中，该控制器装置可以被配置成在指定时间段期间通过控制该有源滤光器提供在465nm与520nm之间的发射来提供时间生物学调节和/或情感障碍调节。

本发明的另一个目的是一种网络系统，该网络系统至少包括如上文所描述的有源滤光装置以及如图4所展示的远程实体。

该有源滤光装置和该远程实体被配置成彼此无线地通信。

另外，该远程实体包括存储装置。

该存储装置被适配成用于存储至少一个计算机程序产品，该至少一个计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，该一个或多个存储的指令序列在被该有源滤光器的滤光器控制器执行时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的光强度来控制该有源滤光器。

根据本发明的网络系统的、与前一个实施例相容的另一个实施例，该远程实体的存储装置包括被适配成用于至少存储预定光源数据的存储装置，该预定光源数据在被该有源滤光器的滤光器控制器使用时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的光强度来控制该有源滤光器。

在实施例中，该存储装置被适配成用于存储至少一个计算机程序产品，该至少一个计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，该一个或多个存储的指令序列在被该有源滤光器的滤光器控制器执行时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器。

根据本发明的网络系统的、与前一个实施例相容的另一个实施例，该远程实体的存储装置包括被适配成用于至少存储预定光源数据的存储装置，该预定光源数据在被该有源滤光器的该滤光器控制器使用时，致使该滤光器控制器至少根据所确定的配戴者的曝光量分布来控制该有源滤光器。

上文已经借助实施例对本发明进行了描述，而不限制随附权利要求书中所限定的总体发明概念。

在参考前述说明性实施例之后，许多修改和变化将对本领域的普通技术人员是明显的，这些实施例仅以举例方式给出并且无意限制本发明的范围，本发明的范围仅是由所附权利要求书来确定的。

例如，“发光”绘图可以扩展到与其他电磁波(例如紫外辐射、红外辐射…)有关的更广泛的绘图。