CN102440075B - Biolux照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种biolux照明装置，包括：用于对暗适应时间进行计数的计时器；用于感应目标移动的传感器；具有可调节亮度的灯；以及在其中设置暗适应时间并且控制所述计时器、所述传感器和所述灯的控制单元。该控制单元执行如下控制：当通过传感器传送目标感应信号时，控制灯以设置的最大亮度等级发光；当灯的亮度等级达到最大亮度等级时，控制计时器开始计时，从而每当计时器产生计时信号时以设置的暗适应阈限值内的照度来降低灯的亮度等级。当灯的亮度等级达到设置的标准亮度等级时，该控制单元控制计时器停止计时，以保持设置的标准亮度等级。本发明如此配置的照明装置使得即使当调节照度时仍可避免灯下的人意识到照度变化，并因此确保灯下人的舒适感而不考虑感应灯的存在，同时达到节能效果。

Description

BIOLUX照明装置
技术领域
本发明一般地涉及用于办公室、通道、楼梯间或入口的biolux(″biolux″＝″bio″+″lux″，即生物照度)照明装置，更具体地，涉及能够避免使人意识到照度变化并且极大节能的biolux照明装置。
背景技术
目前可使用的照明装置以如下方式驱动：当传感器探测到目标移动时开启而未探测到时关闭。然而，当人走出探测范围时这种传统照明装置恰好关闭，他/她可能会由此感觉不安或不舒服。尤其是，如果办公室配备的是传感器驱动照明装置(其中，灯是借助传感器根据办公室空间区划来驱动)，在远离人员的特定空间提供的一些灯会关闭、变暗，而有人员逗留的特定空间的一些灯则持续开启，使得该逗留人员可能变得紧张并因照度变化而分心。
此外，当有人在办公室工作时，探测传感器探测到此人而允许开启状态。此时，若此人长时间待在办公室，保持开启状态自然增加能耗。
此外，目前使用的传感器驱动照明装置中，灯根据探测传感器对目标的探测而开启或关闭，使得当传感器未探测到目标时，灯关闭且该空间处于黑暗状态。这种情况下，如果有人进入该空间，他/她可能会感到不安。而且，如果这种空间是例如停车场或楼梯间等地方，此人可能处于遭遇事故的危险中。
而且，由于当行走在特定区域的人在被探测到之后快要走出探测区域时，照明装置直接关闭，但此人尚未走出该区域，会因为照明装置关闭而感觉不安。
因此，本发明已考虑到出现在相关领域的上述问题，本发明目的在于提供一种能够避免使人意识到照度变化并且极大节能的biolux照明装置。
此外，本发明另一目的是提供一种biolux照明装置，使得即使未探测到人，灯光仍保持在一定亮度等级。
发明内容
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种biolux照明装置，其包括：用于对暗适应时间进行计数的计时器；用于感应目标(例如，人)移动的传感器；具有可调节亮度的灯；以及控制单元，其中设置暗适应阈限值并且控制所述计时器、所述传感器以及所述灯，其中所述控制单元执行如下控制：当接收到来自所述传感器的目标感应信号时，控制所述灯以设置的最大亮度等级发光；当所述灯的亮度等级达到所述最大亮度等级时，控制所述计时器开始计时，从而每当所述计时器产生计时信号时，以设置的暗适应阈限值内的照度来降低所述灯的亮度等级；以及当所述灯的亮度等级达到设置的标准亮度等级时，控制所述计时器停止计时，以保持所述设置的标准亮度等级。
所述biolux照明装置中，如果未接收到来自所述传感器的所述目标感应信号，那么所述控制单元配置成：控制所述计时器重新开始计时，从而每当所述计时器产生计时信号时，以所述设置的暗适应阈限值内的照度连续地降低所述灯的亮度等级；以及当所述灯的亮度等级从所述设置的标准亮度等级达到设置的最小亮度等级时，控制所述计时器停止计时以保持所述设置的最小亮度等级。
所述biolux照明装置中，将光适应时间和光适应阈限值分别附加地设置于所述计时器和所述控制单元，从而当接收到来自所述传感器的所述目标感应信号时，所述控制单元控制所述计时器开始计时，从而每当所述计时器产生计时信号时，以设置的光适应阈限值内的照度使所述灯的亮度等级提升至所述设置的最大亮度等级。
所述biolux照明装置中，根据所述照度将所述暗适应时间、光适应时间、暗适应阈限值以及光适应阈限值设置为各种数值。
所述biolux照明装置中，将从所述最大亮度等级至所述标准亮度等级采用的所述暗适应阈限值设置成大于从所述标准亮度等级至所述最小亮度等级采用的所述暗适应阈限值。
所述biolux照明装置中，将从所述最大亮度等级至所述标准亮度等级采用的所述暗适应时间设置成短于从所述标准亮度等级至所述最小亮度等级采用的所述暗适应时间。
根据本发明，所述biolux照明装置提供如下效果：当人待在特定空间时，所述灯的亮度等级降低至所述设定的标准亮度等级，因此在避免使人意识到照度变化的同时极大的节约能耗。
此外，所述biolux照明装置还提供如下效果：当调节所述照度时，不但避免使灯光照射下的人意识到照度的变化，而且当相邻biolux照明装置的灯照度改变时避免使人感到不安。
而且，所述biolux照明装置中，允许其照度保持在最小亮度等级，因而提供避免使人在某区域走动时感觉不安的效果。
附图说明
图1为示出了照度与电能之间关系的图；
图2为示出了感觉与刺激之间关系的图；
图3为示出了根据本发明实施例biolux照明装置的构造的视图。
主要附图标记
301：计时器
302：运动传感器
303：亮度等级可调节灯
304：控制单元
具体实施方式
图1为示出了照度与电能之间关系的图。如图1所示可知，随着能耗快速增加，照度相应地快速上升，但是在一定照度等级(LA)以上，响应于能耗的增长，照度提升缓慢。
就是说，虽然一定照度等级以上能耗变高，但是在该照度等级以上，照度上升得不如能耗增加的那样多。
图2为示出了感觉与刺激之间关系的图。如图2所示，人体持续地对外界刺激予以反应。这里，根据影响人体的各种外界刺激而存在感知外界刺激的不同感觉器官。然而，感觉器官不能够无限度地感知所有等级的刺激，但是能够感知影响人体的最小等级刺激，这里，最小等级刺激在生物术语中称为阈限值。简言之，如果在阈限值内的一定等级刺激作用于人体，人体的感觉器官根本不能意识到这种刺激。
本发明中用于照度的感觉为视觉。由于视觉也属于感觉，而眼睛是感知视觉的感觉器官，如果照度发生变化，为与之适应，感觉器官对变化的照度作出反应。如果照度降低，眼睛虹膜增大瞳孔尺寸，并且调整视网膜视细胞的敏感性。就是说，对视细胞的阈限值进行控制。视细胞灵敏度由一种称为视紫红质的物质控制，所述视紫红质被光分解以产生使人能够感受视觉的能量。
如果照度降低，视紫红质会与此同时地合成并在视细胞的视杆细胞中积聚，从而使人适应黑暗。眼睛适应黑暗的现象称为暗适应，而眼睛适应光的现象称为光适应。虽然随着照度适当地变化视细胞已察觉到照度的改变，但如果为使视觉适应变化的照度而在很短时间内运用这种机制，那么人体能够不经历有关细胞灵敏度的实际感觉(例如感觉不安)就适应照度变化。
根据韦伯-费勒(Weber-Fechner)定律(涉及感觉(perception)对刺激的反应研究)，感觉量与刺激感觉的物理刺激的对数成比例。也就是，随着刺激强度增加，感觉变弱。人体产生反应的刺激量与初始刺激成比例，并且随着刺激强度增加，反应量降低。就是说，高照度引起高阈限值，而低照度引起低阈限值；低照度需要长的适应时间，而高照度需要短的适应时间。根据该原理，可预想由于明亮状态下反应量小，可以以大幅度的照度变化，黑暗状态下反之亦然。
图3为示出了根据本发明实施例biolux照明装置的构造的视图。如图3所示，biolux照明装置包括对暗适应时间进行计数的计时器301，探测目标的传感器302，亮度可调灯303，以及控制上述计时器、传感器和灯的操作的控制单元304。
计时器301对设置的暗适应时间进行计数。暗适应时间随照度而改变，所以根据照度来设置暗适应时间。biolux照明装置设置最大亮度等级、标准亮度等级以及最小亮度等级。考虑电能与照度之间的关系(其中，如图1所示，虽然电能增加，但照度的增长却减缓)确定标准亮度等级。考虑到能耗，将标准亮度等级确定为与最大亮度等级无较大区别。因此，将从最大亮度等级至标准亮度等级采用的暗适应时间设置成明显小于从标准亮度等级至最小亮度等级采用的暗适应时间的值。这是因为当照度高时，适应时间短。
传感器302探测目标并且将探测信号传送给控制单元。传感器可以是探测目标移动的运动传感器，或者是不考虑目标移动而能够探测目标的传感器。
灯303的亮度可调节，并且在控制单元控制下对其亮度等级进行调节。灯优选地是亮度可调LED。或者，灯可包括例如白炽灯、荧光灯、卤素灯等的多个传统灯，从而以切换方法调节灯的亮度。
控制单元304设置暗适应阈限值，并且控制单元304用于进行如下控制：在接收到来自传感器的探测信号时控制灯以设置的最大亮度等级发光；当灯的亮度等级达到最大亮度等级时控制计时器开始计时，使得每当计时器生成计时信号时以设置的暗适应阈限值内的照度来降低灯的亮度等级。当灯的亮度等级达到设置的标准亮度等级时，该控制单元控制计时器停止计时以保持设置的标准亮度等级。
当人走开使得传感器无法探测到目标存在的情况下，控制单元控制计时器重新开始计时，使得每当计时器生成计时信号时以设置的暗适应阈限值内的照度连续地降低灯的亮度等级，并且当灯的亮度等级从设置的标准亮度等级达到设置的最小亮度等级时，控制计时器停止计时以保持设置的最小亮度等级。
这里，阈限值内的照度是指不足以使人感觉到照度变化的值，从而将从最大亮度等级至标准亮度等级采用的阈限值设置成大于从标准亮度等级至最小亮度等级采用的阈限值。
这是因为明亮状态下随着亮度等级进一步上升，反应量变小，使得即使照度大幅度变化，人们也无法感觉到。
由于从标准亮度等级达到最小亮度等级过程的照度低于从最大亮度等级达到标准亮度等级过程的照度，因此将其阈限值设置为较小的值。
此外，将暗适应阈限值和暗适应时间设置成适合最大亮度等级、标准亮度等级以及最小亮度等级的设置值。
根据本控制方法，如果有人逗留在某个空间，为节能而将照度以不足以使人感觉到照度变化的等级降低，然后控制照度以获得具有最高能效的标准亮度等级，从而使人未感觉到照度变化的同时获得高能效。
此外，如果人走开使得传感器无法探测到目标存在，那么灯的亮度等级以暗适应阈限值内的照度连续地降低，从而使照度达到最小亮度等级。因此，当多个biolux照明装置设在例如办公室的宽阔空间，即使相邻区域的人离开，布置在相应区域的biolux照明装置的灯的亮度等级会缓慢地降低，从而即使该相邻区域的邻近区域人员(与该离开人员邻近的人员)周围的biolux照明装置的亮度等级随即改变，该人员仍能够在未感觉到不安的情况下工作。
此外，即使某个空间无人逗留，仍保持最小亮度等级，从而当有人进入该空间，不会因为黑暗而感到不安。
同时，在有人进入某个空间的情况下，附加地将光适应时间设置到计时器，并且附加地将光适应阈限值设置到控制单元，从而当接收到来自传感器的探测信号时，控制单元能够控制计时器运行计时操作，使得每当计时器产生计时信号时，以光适应阈限值内的照度来提升灯的亮度等级，从而使亮度等级达到设置的最大亮度等级。
当灯的亮度基本保持在最小亮度等级以后，即使有人进入某个空间，灯的亮度等级并非快速而是缓慢地提升。因此，当多个biolux照明装置布置在例如办公室的宽阔空间，即使有人进入某个空间，布置在相应区域的biolux照明装置的灯的亮度等级会缓慢地提升，从而即使当其周围的灯的亮度等级随即改变，待在邻近该空间的人能够在未感觉到不安的情况下工作。此外，进入该空间的人也会感到舒适，因为布置在该空间的biolux照明装置的灯的亮度等级并非立即而是缓慢地变化，从而使其能够适应该明亮状态。

Claims (6)

1.一种biolux照明装置，其包括：
用于对暗适应时间进行计数的计时器；
用于感应目标的传感器；
亮度等级可调节的灯；以及，
控制单元，其中设置暗适应阈限值并且控制所述计时器、所述传感器和所述灯，其中所述控制单元执行如下控制：当接收到来自所述传感器的目标感应信号时，控制所述灯以设置的最大亮度等级发光；当所述灯的亮度等级达到所述最大亮度等级时，控制所述计时器开始计时，从而每当所述计时器产生对暗适应时间进行计数的计时信号时，以设置的暗适应阈限值内的照度来降低所述灯的亮度等级；以及当所述灯的亮度等级达到考虑电能与照度的关系而设置的标准亮度等级时，控制所述计时器停止计时，以保持所述设置的标准亮度等级。
2.如权利要求1所述的biolux照明装置，其中当未接收到来自所述传感器的所述目标感应信号时，所述控制单元配置成：控制所述计时器重新开始计时，从而每当所述计时器产生计时信号时，以所述设置的暗适应阈限值内的照度连续地降低所述灯的亮度等级；以及当所述灯的亮度等级从所述设置的标准亮度等级达到设置的最小亮度等级时，控制所述计时器停止计时，以保持所述设置的最小亮度等级。
3.如权利要求1或2所述的biolux照明装置，其中将光适应时间和光适应阈限值分别附加地设置于所述计时器和所述控制单元，从而当接收到来自所述传感器的所述目标感应信号时，所述控制单元控制所述计时器开始计时，使得每当所述计时器产生计时信号时，以设置的光适应阈限值内的照度使所述灯的亮度等级提升至所述设置的最大亮度等级。
4.如权利要求2所述的biolux照明装置，其中将所述暗适应时间和所述暗适应阈限值设置为取决于所述最大亮度等级、所述标准亮度等级以及所述最小亮度等级的各种数值。
5.如权利要求1或2所述的biolux照明装置，其中将从所述最大亮度等级至所述标准亮度等级采用的所述暗适应阈限值设置成大于从所述标准亮度等级至最小亮度等级采用的所述暗适应阈限值。
6.如权利要求1或2所述的biolux照明装置，其中将从所述最大亮度等级至所述标准亮度等级采用的所述暗适应时间设置成小于从所述标准亮度等级至最小亮度等级采用的所述暗适应时间。
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