一种动态照明装置的制作方法

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种动态照明装置。

背景技术：

视觉健康已经成为人们共同关心的一个重要问题。根据2015年6月北京大学中国健康发展研究中心《国民健康视觉报告》的研究，2012年我国5岁以上总人口中，我国近视和远视患病群体多为学生和上班族。近视和远视的患病人数大约5亿，其中近视的总患病人数在4.5亿左右。

目前常用的照明设备，通常只能提供一种或有限的几种可选的照明参数，比如一档或几档固定的照度、光强度、色温等，当然也有支持手动进行照明参数线性调整的设备。但即使是可调光的照明设备，也仅是在人为操作下进行调光控制，改变光强度、色温等。而使用者通常不会在使用过程中主动频繁的对照明设备进行调光操作。因此无论是现有可调光或者不可调光的照明设备，在实际使用中往往都是在单一照明参数下为使用者提供照明。

然而，在单一照明参数下，人眼的眼部结构，包括瞳孔、睫状肌和晶状体都长期处于一个状态，造成人眼视觉疲劳，从而影响到视觉健康。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种动态照明装置，能够自动动态改变控制发光的电气参数，输出动态变化的照明光，通过照明光入射使用者的眼部，使得使用者的眼部生理结构也随着照明光的变化进行相应变化，从而有效解决用户长期用眼容易视觉疲劳的问题，有效保护使用者的视觉健康。照明光的动态变化可以被使用者本人感知或不感知，可以相应的用于视觉训练或日常照明使用的不同应用场景。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种动态照明装置，包括：

供电输出模块，用于根据照明控制信号输出第一供电信号；所述第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的电气参数；

一个或多个照明部，用于在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的光信号，从而所述动态照明装置输出动态变化的照明光，并通过所述动态变化的照明光入射使用者的眼部，使得使用者眼部结构随所述照明光的动态变化而动态改变。

优选的，所述照明部具体用于，在所述第一供电信号驱动下产生在任一0.1秒时间段内，照度的变化率不大于0.02的照明光。

优选的，所述照明部具体用于，在所述第一供电信号驱动下产生在任一0.1秒时间段内，色温的变化不大于10k的照明光。

优选的，所述照明部具体用于，在所述第一供电信号驱动下产生在任一0.1秒时间段内，照度的变化率大于0.02且小于0.2的照明光。

进一步优选的，所述供电输出模块还用于，根据照明控制信号输出与所述第一供电信号交替输出的第二供电信号；

所述一个或多个照明部还用于，

在所述第二供电信号驱动下产生恒定或动态改变的第二光信号，从而所述动态照明装置在间断输出第一动态变化的照明光的间断时间内，输出恒定的或第二动态变化的照明光；

其中，所述第二动态变化具体为：在任一0.1秒时间段内，所述第二动态变化的照明光的照度的变化率不大于0.02。

优选的，所述多个照明部具体用于，在所述第一供电信号驱动下同时产生动态改变的光信号；或者在所述第一供电信号驱动下分时产生动态改变的光信号。

优选的，所述照明部中包括多个发光体，所述发光体为一种或多种，所述电气参数包括：电流和/或电压；

所有发光体或部分发光体在所述第一供电信号驱动下改变发光体的发光照度或色温。

优选的，所述照明部中包括多个发光体，所述发光体为一种或多种，所述电气参数包括：电源的通、断状态；

所述部分发光体在所述第一供电信号驱动下点亮或者关闭。

优选的，所述装置还包括输入电源接口；

所述输入电源接口的输出端与供电输出模块的输入端相接，所述输入电源接口用于向所述动态照明装置接入外部电源。

优选的，所述装置还包括存储器，与所述供电输出模块相连接；

所述存储器用于对照明控制信号进行存储；

所述供电输出模块获取所述存储器中存储的所述照明控制信号。

优选的，所述装置还包括输入装置，与所述供电输出模块相连接；

所述输入装置接收用户输入的照明控制指令，根据所述照明控制指令生成所述照明控制信号，并发送给所述供电输出模块。

本发明实施例提供的一种动态照明装置，能够自动动态改变控制发光的电气参数，输出动态变化的照明光，通过照明光入射使用者的眼部，使得使用者的眼部生理结构也随着照明光的变化进行相应变化，从而有效解决用户长期用眼容易视觉疲劳的问题，有效保护使用者的视觉健康。

附图说明

图1为本发明实施例提供的动态照明装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种动态照明装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种动态照明装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种动态照明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

为了更好的理解本发明所提出的动态照明装置的工作原理，首先对人眼结构随光线变化的原理进行说明：

当射入人眼光线的照度、色温、光强度、光通量、角度等参数发生改变时，人眼的虹膜将随光线变化主动调整瞳孔的大小，从而控制光通量。虹膜的运动会带动睫状肌运动，睫状肌的运动也将带动晶状体的运动，从而产生视觉领域内所谓的“眼睛视光系统三联动”。上述虹膜、睫状肌和晶状体的联动运动将使眼睛的生理结构发生改变，即在虹膜、睫状肌和晶状体的形状和/或尺寸上发生改变。

本发明的动态照明装置即是基于上述原理所提出的。

本实施例提供的一种动态照明装置如图1所示，包括：供电输出模块1、照明部2、存储器3和输入电源接口4。

输入电源接口4的输出与供电输出模块1的输入相接，通过输入电源接口4向动态照明装置接入外部电源，具体可以采用市电或电池供电。

存储器3与供电输出模块1相连接。存储器3存储有照明控制信号。照明控制信号可以是预置存储在存储器3中的，也可以是通过动态照明装置中的输入装置(图中未示出)接收用户输入的照明控制指令，根据照明控制指令生成的照明控制信号，发送到供电输出模块1，并存储在存储器3中。

存储器3可以是rom芯片或任何其他类型的固态非易失性半导体存储器。对存储器中写入预设的照明控制信号的方式可以通过有线的输入方式来实现，还可以通过连接于存储器的接口，例如红外接口、蓝牙接口、usb接口等来实现。

供电输出模块1从存储器3中读取照明控制信号，根据照明控制信号输出第一供电信号；所述第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的电气参数；在为多组电气参数的情况下，多组电气参数分为多路输出。

电气参数具体可以是指电流和电压，包括电压的电压值、变化率、电流的电流大小、变化率等；或者也可以是电压和电流二者其中的任一个；还可以是指供电输出模块输出的通、断状态。

动态照明装置中可以包括一个或多个照明部2，在第一供电信号驱动下产生动态改变的光信号，从而动态照明装置输出动态变化的照明光，并通过动态变化的照明光入射使用者的眼部，使得使用者眼部结构随所述照明光的动态变化而动态改变。

当供电输出模块1输出的多组电气参数分为多路输出的情况下，多个照明部2可以分别接入多路输出中的一路，多个照明部2所输出的动态改变的光信号可以使同时产生的，也可以是分时产生的。

因此，动态变化的照明光的输出可以是连续输出的，也可以是间断输出的。照明光的动态变化，可以包括照度的动态变化、色温的动态变化等。

动态照明装置输出照明光的动态变化的模式可以包括被使用者感知或不感知两种，其中，被使用者感知模式可以相应的用于视觉训练场景中，不被使用者感知模式可以用于日常照明的应用场景。

在一个实现动态变化照明光间断输出的具体方案中，供电输出模块1除了输出第一供电信号之外，还输出与第一供电信号分时交替输出的第二供电信号，第二供电信号的电参数包括一组或多组预设固定或动态改变电气参数；一个或多个照明部2在第二供电信号驱动下产生恒定或动态改变的第二光信号，从而所述动态照明装置在间断输出第一动态变化的照明光的间断时间内，输出恒定的或第二动态变化的照明光。其中第一动态变化的照明光是可以被用户感知到动态变化的，恒定的或第二动态变化的照明光是不可被用户感知到动态变化的。因此在本方案中，可以实现可感知和不可感知变化的照明光的交替输出。

下面分别具体的对于可感知照明光动态变化及不可感知照明光动态变化的工作模式进行说明。

在不被使用者感知动态变化的模式下，动态照明装置可以应用于日常照明的应用场景中：

受第一供电信号驱动，照明部2产生动态改变的光信号，使得动态照明装置输出的照明光也相应发生动态变化。如果改变的是照度，则在任何一个0.1秒的时间段内，照度的变化率不大于0.02；如果改变的是色温，则在任何一个0.1秒的时间段内，色温的变化不大于10k。

这样设定的依据是，眼睛具有视觉惰性，即光象一旦在视网膜上形成，视觉将会对这个光象的感觉维持一个有限的时间，这种生理现象叫做视觉暂留。对于不同环境下不同亮度，视觉暂留时间的长短有所差异，亮度越强，视觉暂留时间越短。而针对对于照明装置使用环境，在中等亮度的环境下，视觉暂留时间约为0.1至0.4秒。因而在0.1秒时间范围内，通过设定照度的变化率不大于0.02或者色温变化量不大于10k，以保证光线在每一个视觉暂留时间内的变化都是微小的，使得照明装置的使用者无法察觉到照明光线发生变化，从而对使用者的正常使用不会产生任何影响。

照度或色温的变化都需要在控制一定范围内，以满足进行照明的需求。如果是改变照度，则照度的变化范围在50lux至10000lux之间；如果是改变色温，则色温的变化范围在2500k至6500k之间。

此外，在改变照度的情况下，为了达到使使用者的眼部生理结构因照明光而发生变化的目的，照明光的照度变化量也需要达到一定的比例，需要满足输出的照明光的照度的最小值和最大值的比值不大于50％。在这里所说的照度的变化是动态的，在不同的动态变化时间段内，照度可以是持续增强或持续减弱的，还可以是呈波动增强或呈波动减弱的。通过照明光入射使用者的眼部，使得使用者的眼部生理结构也随着照明光照度的变化进行相应变化，从而有效解决使用者长期用眼容易视觉疲劳的问题。

在改变色温的情况下，除了能够通过照明光色温的变化解决使用者长期用眼容易视觉疲劳的问题，还可以通过控制光线色温变化，对处于该环境中的使用者的工作效率、脑疲劳度等产生有益影响。

在被使用者感知照明光动态变化的模式下，可以将本实施例提出的动态照明装置用于进行视觉训练的应用场景中：

优选的，动态照明装置采用可被感知的动态变化照明光间断输出的实现方式。

受第一供电信号驱动，照明部2产生动态改变的光信号，使得动态照明装置输出的照明光在任何一个0.1秒的时间段内，照度的变化率都大于0.02且小于0.2。

同样基于上述所述视觉暂留的原理，通过设定在0.1秒时间范围内，照度的变化率大于0.02且小于0.2，以保证光线在每一个视觉暂留时间内的变化都是可以被使用者所感知的，并且又不会变化太大造成使用者感觉不适甚至引起视觉损伤。

为达到较好的视觉训练效果，第一供电信号的输出时长单次不超过10秒，也就是说可被感知动态变化的照明光的输出时长单次不超过10秒。在两次可被感知动态变化的照明光的输出时段之间，输出不可被感知动态变化的照明光，可以是恒定的照明光，也可以是动态变化的照明光，只要是满足不可被感知的照度、色温等参数的变化条件即可。

在优选的实施例中，可被感知动态变化的照明光，与不可被感知动态变化的照明光交替输出，相邻时段内，可被感知动态变化的照明光的输出时长不超过不可被感知动态变化的照明光的输出时长的10％。

因此，通过对动态照明装置输出照明光照度变化率的合理设定，使得使用者可以主观感知到照明光的动态变化，可以应用于视觉系统的训练。

输出照明光的动态变化是与第一供电信号的变化是直接相关的，因此是可以通过控制信号进行设定的，在优选的实现方式中，可以设定动态变化为规律变化。

本实施例中，照明部2中可以包括有一个或多个发光体20，发光体20可以为同一种，也可以为不同种。多种发光体可以是具有不同色温的发光体，如黄光led和白光led。此外发光体20还可以采用除led以外类型的光源，例如钨丝灯珠、oled类型照明器件等。

下面分别以三个具体的例子，对本发明实施里提出的动态照明装置的几种具体实现进行说明。

在第一个例子中，如图2所示，动态照明装置包括一个照明部2，照明部2与供电输出模块1的输出相连接，可以接收供电信号。输入电源接口4的输出与供电输出模块1的输入相接，通过输入电源接口4向动态照明装置接入外部电源。存储器3与供电输出模块1相连接。存储器3存储有照明控制信号。

照明部2中具有100个独立发光体20，在本例中可以为同种发光体，如白光led，每个发光体20的电源输入都是独立连接供电输出模块1，由供电信号控制接通和关断的。

在一个具体的例子中,可以通过供电信号控制首先开启其中50个发光体20，随后每0.1秒增加开启一个发光体20，直到全部发光体20都点亮，之后每0.1秒控制关闭一个发光体，直至减少到50个。也可以是通过供电信号控制首先开启全部100个发光体20，随后每0.1秒关闭一个发光体20，直至减少到50个。由此可以实现动态照明装置输出照明光的照度的动态变化。

以上所例举的变化,也可以是按比例的逐步增加或减小每次开启或关闭的发光体个数，以保持各段内照度变化率都相同。

在本例中，动态照明装置输出照明光在任何一个0.1秒的时间段内照度的变化率都不大于0.02，因此照明光的动态改变并不会被使用者察觉，可以满足日常照明的需求。本例中提供的动态照明装置，能够输出动态变化的照明光，入射使用者的眼部，使得使用者的眼部生理结构也随着照明光的变化进行相应变化，从而有效解决用户长期用眼容易视觉疲劳的问题。

在第二个例子中，如图3所示，动态照明装置包括两个照明部，分别为第一照明部21和第二照明部22。第一照明部21与第二照明部22分别与供电输出模块1的输出相连接。输入电源接口4的输出与供电输出模块1的输入相接，通过输入电源接口4向动态照明装置接入外部电源。存储器3与供电输出模块1相连接。存储器3存储有照明控制信号。

第一照明部21中包括40个发光体20，第二照明部22中包括50个发光体20，第一照明部21中全部发光体20的电源输入都是统一控制接通/关断的，第二照明部22中50个发光体20共分为10组，每5个为一组同时接通/关断。在本例中可以为同种发光体，如白光led。

通过供电信号控制首先开启第一照明部21中全部发光体20，保持25秒；随后每0.1秒增加开启第二照明部22中的一组发光体20，直到全部发光体都点亮，此过程中照明光动态变化，共用时1秒；保持25秒90颗led全部点亮；再每0.1秒控制关闭第二照明部22中的一组发光体20，直至第二照明部22中的发光体20都关闭，此过程中照明光动态变化，共用时1秒。此时第一照明部21中全部发光体20都维持在点亮状态，第二照明部22中全部发光体20都维持在关闭状态。保持25秒后，再重复第二照明部22中发光体20逐组开启、保持和关闭的过程。由此可以实现动态照明装置输出照明光的照度的动态变化。

在本例中，动态照明装置输出照明光的动态输出，在每个重复周期内，恒定输出时间为两个间隔的25秒，动态输出时间为两个间隔的1秒。在动态输出的任何一个0.1秒的时间段内照度的变化率都大于0.02且小于0.2，因此照明光的动态改变能够被使用者察觉，可以用于使用者的视觉系统的训练。

本例中的恒定输出时间，在其他具体实施例中也可以为非恒定的照明光输出，但在该时间段内输出的光线需要满足0.1秒的时间段内照度的变化率不大于0.02，即照明光的动态改变不能被使用者所察觉，可实现可感知动态变化照明光的间断输出，即可用于使用者的视觉系统的训练。

本例中提供的动态照明装置，能够交替输出可被感知动态变化的照明光与不可被感知动态变化的照明光，通过动态变化的照明光入射使用者的眼部，使得使用者的眼部生理结构也随着照明光的变化进行相应变化，从而有效缓解用户长期用眼容易视觉疲劳的问题，有助于改善视觉系统的机能。

在第三个例子中，如图4所示，动态照明装置包括两个照明部2，分别为第一照明部21和第二照明部22。第一照明部21与第二照明部22分别与供电输出模块1的输出相连接。输入电源接口4的输出与供电输出模块1的输入相接，通过输入电源接口4向动态照明装置接入外部电源。存储器3与供电输出模块1相连接。存储器3存储有照明控制信号。

第一照明部21和第二照明部22中各包括25个发光体20，其中第一照明部21中采用黄光led，第二照明部22采用白光led，第一照明部21中全部发光体20的电源输入都是统一控制接通/关断的，第二照明部22中25个发光体逐一独立控制接通/关断。

通过供电信号控制首先开启其中第一照明部21中全部的黄光led，随后每0.1秒增加开启第二照明部22的一个白色led，直到全部发光体都点亮；之后每0.1秒控制关闭一个白色led，直至全部白色led都被关闭。重复白色led逐一开启和关闭的过程，同时黄色led持续保持点亮，由此可以实现照明部输出光信号的色温动态变化。

在本例中，动态照明装置输出照明光在任何一个0.1秒的时间段内色温的变化都不大于10k，因此照明光的动态改变并不会被使用者察觉，可以满足日常照明的需求。通过输出色温动态变化的照明光，从而有效解决用户长期用眼容易视觉疲劳的问题。

本实施例提供的动态照明装置，可以应用于工作、教学等不同环境中，以提供使用者所需的色温变化。

以本例为例，可以应用于教学环境中。在教学开始前或刚开始的时候，可以控制采用色温较暖的光线进行照明，使人在这样的环境下感到比较放松；随着时间推移控制动态照明设备自动动态调整照明色温逐渐增加，使环境照明光线由暖光逐渐变为冷光。在色温较高的情况下，人的注意力更加容易集中，因此有利于在教学环境中有效率的进行学习。但因为色温较高的环境中分辨率较高，所以长期处于色温较高的环境中，更加容易视疲劳，所以可以随着课程进度，在课程结束时再控制动态照明输出调整为暖光，使人在视觉系统和注意力上都能够得到放松。通过合理的动态照明的光线色温改变，能有利于缓解脑疲劳度，提高工作效率。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。