34]本公开的另一个非限制实施例涉及用于包括光源的照明系统的系统和方法。优选地，所述光源被配置为发射具有光谱分布模式的光，所述光谱分布模式具有位于约400nm至约430nm之间的紫色尖峰(在一些实施例中在约400nm和约440nm之间)。适于连接至所述光源的陷波滤光片。所述陷波滤光片可被配置为过滤由所述光源发射的光，使得生物活性波段发射的辐照度小于来自所述光源的，对应于CNight光谱分布模式的第一滤波配置中的可见光范围内的总辐照度的约百分之六(6%)。在一些是实例中，所述生物活性波段发射选自由以下组成的组中的辐照度:小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之四(4% )、小于百分之二(2% )和小于百分之一(1% )。第二非滤波配置对应于CDay光谱分布模式。所述生物活性波段发射的辐照度大于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之四(4%)。
[0035]本公开的另一个非限制实施例涉及具有光源的系统和方法，光源包括多个离散波长发光LED芯片。在⑶ay模式中，所述多个LED芯片一起构成完整的可见光光谱。在一些实施例中，一个或多个所述离散波长发光LED芯片被配置为在CNight模式下选择性地关闭，使得生物活性波段发射的辐照度小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之一(1%)。在一些实施例中，生物活性波段范围可发射选自由以下组成的组的辐照度:小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之六(6% )、百分之四(4%)、百分之二(2% )，和百分之一(1%)。LED芯片中的一或多个可为单色。在一些实施例中，LED芯片中的一或多个为近单色。在一些实施例中，完整的可见光光谱优选地包括用于紫色、蓝色、绿色、黄色和红色波长的离散波长芯片。优选地，蓝色LED芯片被配置为在所述CNight模式下选择地关闭。
[0036]本公开的另一个非限制实施例涉及用于包括第一和第二单独控制的紫色LED芯片组的光源的系统和方法。所述第一紫色LED芯片组被配置为在CDay模式下打开并涂覆有吸收紫色光并发射覆盖400-700nm范围的可见光光谱的磷光体。在一些是实例中，所述第二 LED芯片组被配置为在CNight模式下打开并涂覆有不同磷光体或磷光体的组合，所述不同磷光体或磷光体的组合限制生物活性波段内的光，使得所述生物活性波段发射的辐照度小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之一(1%)。在一些实施例中，生物活性波段范围可发射选自由以下组成的组的辐照度:小于来自所述光源的，在所述可见光范围内总辐照度的百分之六(6%)、百分之四(4%)、百分之二(2%)，和百分之一(1 % )。通过在所述第一组和第二组涂覆磷光体的LED之间切换来实现日间-夜间模式照明。在一些实施例中，所述紫色LED芯片上所使用的涂覆材料不是常规稀土磷光体，但具有类似的吸收和发射特性。所述紫色LED芯片上所使用的涂覆材料可包括胶体量子点和/或烧基纳米晶体。
[0037]本公开的另一个非限制实施例涉及用于照明系统的系统和方法，该系统包括光源，该光源包括通过第一和第二通道发射光的多个LED芯片。在一些是实例中，所述第一通道涂覆有磷光体或磷光体组，在所述CNight模式期间限制在生物活性波段中的光传输，使得所述生物活性波段发射的辐照度小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之一(1%)。在一些实施例中，在生物活性波段范围可发射选自由以下组成的组的辐照度:小于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之六(6% )、百分之四(4% )、百分之二(2% )，和百分之一(1% )。所述第二通道被配置为在述⑶ay模式期间打开且不具有磷光体涂层。所述CDay模式中的所述生物活性波段发射的辐照度大于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之四(4%)。所述CDay模式中的所述生物活性波段发射选自由以下组成的组中的辐照度:大于来自所述光源的，在所述可见光范围内的总辐照度的百分之六(6% )和大于百分之十(10% )。
[0038]本规范中描述的主题的一或多个执行的细节于附图和以下描述中阐明。其它特点、方面和优势将从描述、图和权利要求书中显而易见。注意下列图的相关尺寸可未按比例尺画出。
【附图说明】
[0039]在全部图中，参照号码可被重复使用以指示参照元件间的大体对应。提供的图是为了说明本文中描述的范例实施例，且并未打算限制本公开的范围。
[0040]图1A示出了包括PAR38LED的照明系统的实施例的主视图。
[0041]图1B示出了包括MR16LED的照明系统的实施例的主视图。
[0042]图2示出了 LED灯的实施例的主视图。
[0043]图3示出了陷波滤光片的实施例的顶视图。
[0044]图4示出了带多个安装的顶棚镶板的工作场所的范例。
[0045]图5A示出了滤光板的实施例的底视图。
[0046]图5B示出了带可移动滤光片的LED芯片阵列的实施例的底视图。
[0047]图6A示出了在非过滤位置包括MR16LED的照明系统的实施例的侧视图。
[0048]图6B示出了在过滤位置包括MR16LED的照明系统的实施例的侧视图。
[0049]图6C示出了在非过滤位置包括LED阵列的照明系统的实施例的侧视图。
[0050]图6D示出了在过滤位置包括LED阵列的照明系统的实施例的侧视图。
[0051 ]图7A示出了包括MR16LED和控制系统的LED照明系统。
[0052]图7B示出了包括LED芯片阵列和控制系统的LED照明系统。
[0053]图8示出了由约440nm的脉冲LED产生的跨过可见光谱的过滤的和非过滤的光的强度。
[0054]图9示出了由约415nm的脉冲LED的一些色温变化产生的沿着光谱的光的相关强度。
[0055]图10示出了由包括430nm至500nm的陷波滤光片的约415nm的脉冲LED的一些变化产生的沿着光谱的光的相关强度。
[0056]图11A表示在具有440nm脉冲的LED上的455至490nm陷波滤光片的透光百分比。
[0057]图11B表示在具有440nm脉冲的LED上的500nm子带截止滤光片的透光百分比。
[0058]图11C表示在带有415nm脉冲的LED上的430至500nm陷波滤光片的透光百分比。
[0059]图12A表示用于配有455至490nm陷波滤光片的约440nm脉冲LED的光谱仪测量。
[0060]图12B表示用于配有500nm子带截止滤光片的约440nm脉冲LED的光谱仪测量。
[0061]图12C表示用于没有滤光片的约415nm脉冲LED的光谱仪测量。
[0062]图12D表示用于配有430至500nm陷波滤光片的约415nm脉冲LED的光谱仪测量。
[0063]图13A示出了暴露于由约440nm脉冲LED产生的过滤掉455至490nm的过滤光和非过滤光的十二个对象的褪黑素水平。
[0064]图13B示出了暴露于由约440nm脉冲LED产生的过滤掉455至490nm的过滤光和非过滤光的九个对象的褪黑素水平。
[0065]图14示出了暴露于由大约440nm脉冲LED产生的过滤光和非过滤光的四个对象的褪黑素水平。
[0066]图15示出了暴露于由大约440nm脉冲LED产生的过滤光和非过滤光以及由大约415nm脉冲LED产生的过滤光的四个对象的褪黑素水平。
[0067]图16示出了非过滤的和过滤的Soraa MR16光源光谱。
[0068]图17示出了在进行过滤及未进行过滤的生物活性波段中的总照度与在可见光的波长而不在生物活性波段内的总辐照度的百分比。
【具体实施方式】
[0069]在下列具体描述中，参考形成本公开的一部分的附图。在具体描述中，附图和权利要求书中描述的的说明性实施例并不是为了限制。可在不违背本文所呈现的主题的精神和范围的前提下利用其它实施例以及作出其它改变。应了解，本公开的方面(在本文中大体描述的和图中示出的)，可在种类繁多的不同配置中被安排、替换、结合和设计，且都被明晰地仔细考虑并形成本公开的部分。例如，可通过使用本文中陈述的任何数量的方面执行系统或装置，实践方法。另外，可通过使用除了本文中所述之外的或者不同于本文中所述的其它结构、功能、或结构和功能，执行该系统或装置，或实践该方法。对于相关领域技术人员以及拥有本公开的技术人员而言会发生的，对本文说明的发明性特点的变更或进一步修改，以及对本文中所述的本公开原理的其他应用，被认为符合本公开范围。
[0070]本公开的优势将通过多种途径实现。以下为本规范中使用的一些术语提供了定义:
[0071]“昼夜节奏”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指在生命体的生理过程中的约24小时的循环。如上所讨论，哺乳动物的主昼夜起搏器(生物钟)位于视交叉上核(SCN)，位于下丘脑中的一群细胞。SCN通过眼睛接收关于照明的信息。各眼的视网膜包括特殊光敏视网膜神经节细胞(RGC)和传统的光敏视杆和视锥。这些RGC包括被称为黑视素的感光色素，且落入眼睛中的关于环境光明和黑暗的时间的信息被RCG黑视素感光色素转换并通过被称为视网膜下丘脑束并引导至SCN的神经通路传输。
[0072]基础和人体昼夜生理学的研究已经描述了这种前往内生的生物钟以及其它大脑区域的独特的非视觉感光通路(NVPP)。一些研究表明了从多色白光中过滤短波长(蓝色)光(<530nm)衰减了夜间由光诱发的对褪黑素分泌的抑制。近来的工作表明了将区别地影响该系统的特定的蓝色光谱波段(<480nm)过滤可使暴露于夜间光的老鼠的昼夜中断的标志(包括褪黑素、皮质醇和生物钟基因表达)正常化。对人类对象的类似处理(使用带有短波长<480nm的低通滤光片的护目镜)，产生了等量的内分泌和生物钟基因节奏的存量，并在模拟的夜班中对警觉性和感知表现的测量有提高，且这近来在12小时夜班的护士和核电站控制室操作人员的现场试验中被证实。
[0073]在SCN主生物钟之外的体内细胞中发现昼夜节奏，换句话说，在遍及全身的各种组织中的基因表达也符合昼夜节奏模式。在本公开的语境中，“生物钟基因”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指符合这种表达模式并在具体细胞生理学中负责维护昼夜摆动的基因。据估计约25%的人类基因组表达出了这种周期性。
[0074]在本公开的语境中，“生物活性段”或“生物活性波段”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指约430至500nm范围内的可见光光谱的波长，或本文中描述的范围的细分，且本公开描述了在该波段中减少辐照度的效果。
[0075]在本公开的语境中，针对对象进行的“保护昼夜神经内分泌功能”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指维护在生理过程中观察的昼夜摆动的幅度、相位和周期性，其包括但不仅限于，可呈现于暴露于地球物理光明/黑暗循环的对象中的褪黑素和皮质醇分泌和生物钟基因表达。
[0076]生物钟基因的表达产物的“正常化水平”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指表达水平的提高或降低，以便与在暴露于规律的地球物理光明/黑暗循环的同一对象中发现的产物水平更紧密地对应。更具体而言，关于褪黑素，它指维护被保持在黑暗中的同一个人的至少50%的水平。
[0077]在本公开中，褪黑素水平的正常化涉及与在夜间暴露于光的对象中的呈现的水平相比，提高的褪黑素水平。在皮质醇的背景下，其包括与在夜间暴露于光的对象中的呈现的水平相比，降低的皮质醇水平。
[0078]参照本公开，“对象”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般是哺乳动物，优选地人类。当对象是女性人类对象时，可实现特殊有益效果，而当对象怀孕时，将实现更多有益效果。
[0079]“约”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般在指+/_5nm的波长范围的语境中。在本公开的语境中，“滤光片”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般是能基本阻挡一定范围的非透射波长的光的装置。
[0080]“视网膜暴光”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指发生在对象的视网膜上的光冲击。
[0081]“黑夜”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指黑暗的自然时间，更具体而言，指地球物理光明/黑暗循环的黑暗阶段。在夏天，在近赤道玮度，这大约等于约21点(下午9点)至约6点(上午6点)，这是褪黑素产生的尖峰时刻。“夜间”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指该阶段期间的任意时间；优选地，本公开的所述方法是全部在夜间实践的。
[0082]“昼夜夜间”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指个人生物钟的夜间阶段和个人是否与光明和黑暗的环境的白天/黑夜循环同步化的昼夜节奏。
[0083]“昼夜日间”是广义术语并在本文中用作其一般含义，且，例如，一般指个人生物钟的白天阶段和个人是否与光明和黑暗的环境的白天/黑夜循环同步的昼夜节奏。
[0084]在本公开的语境中，照明系统或其它照明设备可被设计为在昼夜日间提供特定特征，而在昼夜夜间提供其它特征，从而考虑生物系统在昼夜日间和昼夜夜间对光的不同敏感度。可替代地，照明系统可在白天提供特定特征，而在黑夜提供其它特征，从而考虑生物系统在白天和黑夜对光的不同敏感度。
[0085]“昼夜日间模式”(或“⑶ay模式”)是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指照明系统或照明设备，其被配置成提供具有适于昼夜日间的特征属性的照明。
[0086]“昼夜夜间模式”(或“CNight模式”)是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指照明系统或照明设备，其被配置成提供具有适于昼夜夜间的特征属性的照明。
[0087]“脉冲(pump) ”是广义术语并在本文中用作其一般含义，并且例如，一般指在光谱的限定范围内产生光的高强度尖峰的LED芯片的品质。
[0088]研究表明，在轮班时间表的夜间时间期间的光照暴露对轮班工人的健康具有显著的负面影响。光的有害作用可由可见光谱中蓝光部分的一个小的分量造成。可通过过滤这种用来照亮轮班工作环境的分量来降低轮班工作的有害作用。蓝光分量的过滤使荷尔蒙分泌的节奏正常，并在夜间工作屋内提高警觉和警惕表现。Casper等人的美国专利第7，520, 607和Casper等人的美国专利第7，748, 845号描述了阻止视网膜暴露于特定波长的光的装置和方法通过完全引用而并入于此。Rahman等人描述了光谱调制是如何在夜间衰减非过滤的光照射的负面生理作用，Shadab A.Rahman, Shai Marcu, ColinM.Shapiro, Theodore J.Brown, Robert F.Casper。光谱调制衰减了由夜间光暴露引起的分子、内分泌和神经行为中断。Am J Physicol Endocrinal Me tab 300:E518_E527，2011 通过完全引用而并入于此。另外，随附的材料通过引用而并入于此，且形成本公开的部分。
[0089]如下所述，在一些实施例中，现在可实现更有效的方法。近来研究已经识别出前往内生的生物钟以及其它大脑区域的独特的非视觉感光通路(NVPP)。该系统在解剖学上和功能上与调解有意识的视觉的通路不同。具体而言，涉及的感光细胞的活动光谱与视觉的视杆和视锥不同。将可见光光谱的特定窄波段过滤可使暴露于夜间光的对象中的昼夜中断标志(包括褪黑素、皮质醇和生物钟基因表达)正常化。具有将小于480nm的短波长滤除的低通滤光片的护目镜已经产生了等量内分泌和生物钟基因节奏的存量，并在模拟的夜班中对警觉性和感知表现的测量有提高。这些结果近来在12小时夜班的护士和核电站控制室操作人员的现场试验中被证实。除在警觉性和表现的即刻提高外，正常昼夜组织(包括正常褪黑素分泌)的存量，应转化为与夜班工作中长期昼夜中断相关的健康风险的大幅度减小。
[0090]本文中描述的实施例一般涉及与照明系统相关的系统、装置和方法。更具体而言，一些实施例与特定光谱的室内LED照明系统相关的，所述照明系统提供不含与昼夜中断相关的光谱分量的可用室内照明。在一些其它实施例中，也可使用LED照明系统以外的照明系统。例如，可在一些实施例中使用可在特定波长范围内提供希望的光强的光源。在一些实施例中，LED照明系统在夜间使用而不产生显著的昼夜中断的情况下，在警觉性和表现方面，以及长期改善夜班工人健康高潜力方面提供即可的提高，并可在需要夜班的广大并发展的现代经济部分具有显著潜在应用。
[0091]图1A示出了包括PAR38LED的照明系统100的实施例的主视图。图1B示出了包括MR16LED的照明系统100的实施例的主视图。图2示出了 LED灯110的实施例的主视图。图3示出了陷波滤光片120的实施例的顶视图。在一些实施例中，LED照明系统100可包括LED灯110和陷波滤光片120以移除光谱中的有害部分。在一些实施例中LED灯110可包括PAR38LED。在一些实施例中，LED灯110可包括MR16LED。在一些实施例中LED灯110可包括LED阵列。在一些实施例中，LED灯110可包括本领域技术人员已知的其它类型LED。LED灯110可包括灯罩112和多个LED114。灯罩112可将LED114以优选的配置定向，并将LED114连接至电源。在一些实施例中，灯罩112也可将陷波滤光片120连接至LED灯110。在一些实施例中，LED照明系统100可基本阻挡影响昼夜中断的特定波段(可包括，例如，约460至480nm)，但仍提供实用的接近白色的照明。LED照明系统100可减小夜班工人中的病理性昼夜中断，无论工作场所环境和工作时间表。本领域技术人员应了解本文描述的实施例可使用其它光源替代LED，这可包括，例如卤素灯或磷光灯。在一些实施例中，如图1A所说明，LED灯110可为Par38LED。在一些实施例中，如图1B所说明，LED灯110可为MR16LED。
[0092]在一些实施例中，LED照明系统100包括光谱陷波滤光片