CN103270817A - 夜灯 - Google Patents

Abstract

具有运动检测器的夜灯。本发明公开了一种照明系统，该照明系统包括：光源，其配置成产生具有在[550nm,700nm]范围内的波长的光；传感器，其配置成检测对象的活动；以及控制器，其配置成基于传感器的检测结果控制光源的工作状态。本发明还公开了一种提供光的方法。

Description

夜灯

技术领域

本发明涉及照明系统，尤其涉及在夜间使用的照明系统和方法。

背景技术

很久以来就已知的是，诸如排尿之类的夜间生物活动破坏睡眠质量的连续性。醒来排尿的人常常有这样的经历：在房间里跌跌撞撞并且摸索灯开关，并且最后当灯打开时，人几乎完全醒来。

褪黑素是这样一种激素，其显示出日循环并且被认为是生物节奏的阶段的标记。褪黑素通常称为影响人类的警觉性的睡眠激素。相对低的褪黑素水平刺激警觉性，而相对高的褪黑素水平增加睡意。

也已经发现在常规照明条件下行走和逗留约1分钟就长得足以改变褪黑素水平，因此一些人可能发现比其他人更难以重新入睡。一些宾馆已经安装了单独的夜光照明器，并且一些家庭使用具有弱光的装饰夜灯。然而，并未特别选择波长来保持褪黑素水平恒定以拥有更好的睡眠质量。

夜尿症被定义为每周三天或更多天每晚需要起床排尿两次或更多次。在最近关于社区居住的老年人中自己报告的夜尿症的研究中，55%的参与者承认夜尿症，并且23%的参与者承认夜尿症且难以重新入睡。承认夜尿症并且难以重新入睡的参与者更可能报告差的睡眠质量、日间瞌睡、增加的疾病负担、一次或多次跌倒以及与初级睡眠障碍有关的症状。对于每个夜晚仅醒来一次不患有夜尿症的人来说，睡眠质量也可能被破坏，并且他可能难以重新入睡。

因此，需要一种能够提供适当的照明条件的照明系统，该适当的照明条件对于夜间生物活动足够安全并且也能够将褪黑素保持在恒定水平以拥有更好的睡眠质量，使得受影响的人，尤其是承认夜尿症的人可以获得更好的睡眠质量。

发明内容

本发明的一个目的是解决或者至少减轻上文讨论的问题中的至少一个。

根据一个实施例，提供了一种照明系统，该照明系统包括：光源，其配置成产生具有在[550nm,700nm]范围内的波长的光；传感器，其配置成检测对象的活动；以及控制器，其配置成基于传感器的检测结果控制光源的工作状态。

在一个实施例中，光源的工作状态可以简单地为打开或关闭。然而，在一些其它实施例中，光源的工作状态可能意指光源在不同的工作状态下提供具有不同光强的光。

由于更长波长的光太弱而不能调节褪黑素水平（尽管不是完全无效），并且所述实施例的照明系统能够发射在[550nm,700nm]范围内更长波长的光，因此在所述实施例的照明系统提供的照明条件下褪黑素水平将不会被太多地抑制，并且受到夜间生物活动影响的人的睡眠质量将不会受太多影响。

已经发现红色光不能帮助人在黑暗中更好地观察，并且在家中或呆在宾馆中的人在夜间偏好暖黄色光而不是绿色或红色光。考虑到这一点，可选地，所述实施例的照明系统发射的光可以具有在[600nm,625nm]范围内的波长。

所述实施例的照明系统可以在检测到人的相关活动时打开光源并且在未检测到活动时关闭光源，从而不需要所述人来摸索灯开关，并且进一步降低了睡眠激素被干扰的可能性。

可选地，在所述实施例的照明系统中，传感器进一步配置成检测对象的活动水平，并且控制器进一步配置成控制光源以产生具有与所检测到的对象的不同活动水平相对应的不同光强度的光。通常，老年人比更年轻的人需要更高的光强度来安全地观察，使得通过基于所检测的活动水平设定光强度并且考虑所涉及的人的年龄，可以为各种人将光强设定到更适当的值，该更适当的值对于在夜间走动是足够安全的但是并不高到干扰人的褪黑素水平，从而该照明系统可以更适用于不同年龄的人。

根据另一个实施例，提供了一种提供光的方法，该方法包括如下步骤：

      i).  通过传感器检测对象的活动；以及

     ii).  基于传感器的检测结果控制光源的工作状态，其中处于一定工作状态中的光源产生的光具有在[550nm,700nm]范围内的波长。

可选地，本发明的照明方法进一步包括下述步骤：检测对象的活动水平；以及控制光源以产生具有与所检测到的对象的不同活动水平相对应的不同光强度的光。

此外，提供一组计算机可执行指令以执行根据本发明的方法的步骤中的任一个。

附图说明

当与附图一起阅读下文中对本发明示例性实施例的详细描述时，从该详细描述中更容易理解本发明的目的、优点和效果以及特征，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的照明系统的框图；

图2示出了根据本发明实施例的照明系统的光源的具体结构；

图3示出了根据本发明另一实施例的照明系统的光源的具体结构；以及

图4示意性示出了根据本发明实施例的照明方法的流程图。

具体实施方式

尽管本发明涵盖了各种修改和可替代的构造，但是本发明的实施例在附图中示出并且将在下文中详细描述。然而，应当理解具体描述和附图并不意在将本发明限制为所公开的具体形式。相反，所要求保护的发明的范围旨在包括落入在所附权利要求中表明的本发明范围内的其所有修改和可替代的构造。

图1示意性示出了根据本发明实施例的照明系统100的框图。照明系统100包括光源110、传感器120和控制器130。

光源110可以是单个灯、多个灯、光带、结合了灯的光导板或者光导条，或者这些灯或其它适用灯或照明器的任何组合。光源110可以发射波长在[550nm,700nm]范围内的光。已知短波长光趋于比长波长光更有效抑制褪黑素，并且因此更可能干扰睡眠质量。已经发现蓝光比绿光更有效得多地抑制褪黑素。具有更长波长的光太弱而不能调节褪黑素水平（尽管不是完全无效）。由于这些原因，光源110照射的光的波长被选择在[550nm,700nm]的范围内，这可以最小化睡眠质量干扰。

此外，由于红色光并不帮助人在黑暗中更好地观察，并且在家中或呆在宾馆中的人在夜间偏好暖黄色光而不是绿色或红色光，因此可选地根据本发明实施例，光源110可以发射波长在[600nm,625nm]范围内的光，该波长范围可以更适合在家中或呆在宾馆中的人。

传感器120可以检测对象的活动，所述对象例如是需要照明系统100的光的人。在本发明实施例中，传感器120可以是用于检测对象的活动或对象的存在的声学传感器。应当注意，传感器120不限于声学传感器，即，在本发明的保护范围内也可以使用能够检测对象的活动或存在的任何其它传感器，例如超声传感器、IR传感器、编码的光传感器、成像相机或者其任何组合。词语“活动”不仅涵盖对象的“运动”也涵盖对象的“存在”。

根据本发明的实施例，被检测到的对象的活动可以包括人的步频。应当注意，活动不限于步频，即，在本发明的保护范围内，传感器也可以检测能够一定程度地反映人的性质的任何其它活动。

控制器130可以基于传感器120检测到的活动控制光源110在不同工作状态中工作。工作状态可以是通电或断电，但是也可以在于产生具有不同光强度的光。作为一个例子，控制器130在检测到对象的活动时打开光源110的至少一部分，并且在未检测到人的活动时关闭光源110的所述至少一个部分。控制器打开光源110的靠近人的部分以便为存在于光源附近的人提供光照，并且当所述人不再位于光源110附近时关闭光源110的所述部分，使得诸如打开或关闭光源110之类的睡眠干扰活动是不必要的，并且进一步减少了对睡眠激素的可能干扰。

可选地，光源100照射的光的光强度被特别选择。基于以下标准选择光强度：照明系统的光水平对于人在夜间走动应当足够安全但不高到干扰人的褪黑素水平。根据本发明的实施例，照明系统100在诸如光源所安装的地板或墙壁的目标区域提供的平均照度是大约40lux(勒克斯)，这为安全行走提供足够的光水平，但是并不高到使得人难以在此后重新开始其睡眠。

根据本发明的实施例，传感器120可以检测对象的活动水平，并且控制器130可以基于所检测的活动水平设定光源110发射的光的强度水平。通常，与更年轻的人相比，老年人可能需要更高的光强度来安全地观察；因此，为了考虑到人的年龄来提供适当的光强度，控制器130可以使用可能在一定程度上反应人的年龄的此人的活动水平来控制来自光源110的光的光强度，使得该照明系统的光水平可以适用于所有类型的人。

可选地，照明系统100还可以包括接口，该接口配置成接收可以从用户输入并且代表用户偏好的信号。控制器130可以存储该信号，并且不仅基于传感器120的检测结果，而且还考虑该信号来控制光源110以产生不同的光。由于这一点，提供了个性化配置的优点。

可选地，控制器130可以将来自光源110的光的光强度设定为如下两个光强度之一：可能适用于老年人的第一高强度；以及可能适用于更年轻的人的第二低强度。当所检测的活动水平高（这至少一定程度上意味着所涉及的人可能属于年龄更轻的群体）时，控制器130可以将光强度设定为第二强度，而如果所检测的活动水平低（这可能意味着此人可能属于年龄更大的群体），则控制器130可以将光强度设定为第一强度。应当理解较高的活动水平和较低的活动水平也可以与人的活动而不是年龄相关。例如，较高活动水平可能与走得快的人相关，这需要更高的光照水平以提供更宽的覆盖范围和更好的光照；较低的活动水平可能与走得慢的人相关，在这种情况下更窄的覆盖范围和更低的光照水平是足够的。

有几种确定所检测的活动水平是高还是低的方式。例如，可能存在例如基于先前实验或者本领域技术人员的知识的预定阈值；并且比所述阈值高的活动水平可以归属于高活动水平，反之亦然。

根据本发明的实施例，当照明系统适用于仅有限数量的人将使用该照明系统的地方（例如，在具有预定数量的人的家庭情况下）时，可以为使用该照明系统100的人预先设定来自光源110的光的光强度。也就是说，传感器120可以检测人的活动水平，并且控制器130可以将所检测的人的活动水平与该人提前设定的光强度相关联。当照明系统100工作时，控制器130可以将光源110的光强度设定为与所检测的活动水平相关联的预设光强度。

在照明系统100中，所发射的LED光的波长被选择为约625nm以提供最小的褪黑素抑制，从而在LED光中行走的人的褪黑素水平可能很好地维持，并且他们重新入睡没有问题。此外，照明系统100还包括在需要时打开光源110的控制器130，使得诸如打开灯开关之类的干扰睡眠的人类活动是不必要的。

照明系统100可以用于各种应用中，其中由于所述应用的空间限制需要各种类型的光源。图2和3示出了能够用在照明系统100中的各种类型的光源110。

图2示出了根据本发明实施例的照明系统100的光源110的具体结构。光源110是线条灯（light line），其包含在线方向上布置的多个间隔开的LED。来自LED线条灯的光可以被漫射，从而该照明系统可以提供均匀的光输出。当实际使用该LED线条灯时，它可以设于墙壁的下端并且它从卧室延伸到浴室，以便在夜间生物活动期间为人提供适当的光条件。可选地，由于LED线条灯从卧室延伸到浴室，在检测到此人的活动时，控制器130可以打开线条灯的靠近人存在的部分。图2中还示出，传感器120可以包括多个传感器单元，它们也可以与LED一起布置。

图3示出了根据本发明另一实施例的照明系统100的另一种类型的光源110的具体结构。光源110包括根据对实际应用的空间的要求而布置的至少一个光导条，光源110的所述至少一个条是光导300。光导300包括LED 310，其处于该光导的一端以向光导300中输入光。平行于光导300的线性方向延伸的光导300的一侧320（该侧320实际上可以沿着墙壁延伸）涂敷有高反射材料，使得LED 310发射的光从光导300的相反侧330出射并且在夜间照亮人行走的地板。光导300还包括反射器340，其设置在LED 310周围以用于将入射在该反射器上的光反射到光导中。

由于在光导的线性方向上传输的光有损耗，所涂敷的材料的密度不均匀分布以提供均匀的光照输出。通常，在侧320的靠近LED的部分上所涂敷的反射材料的密度小于在远离LED 330的部分上的密度。根据图3的光源，所需LED的数量已经大大减少，使得这种设备的成本可以低于图2所示结构的成本。

可选地，面板技术用在第二实施例中，使得从光导出来的光能够被更均匀地漫射，导致对睡眠激素的干扰减小。

图4示出根据本发明实施例的照明方法400的流程图。照明方法400可以由本发明的照明系统100执行。照明方法400开始于步骤S410，其中发生由传感器检测对象的活动。该传感器可以是如上所述的照明系统的传感器120，或者可以是选自包括下述的群组的任何一个或多个传感器：能够检测对象的活动或存在的声学传感器、超声传感器、IR传感器、编码的光传感器、成像相机或它们的任何组合。所述对象可以是需要借助该照明方法产生的光的人，诸如夜间生物活动中涉及的且需要夜间照明条件的人。如上所述，被检测的对象的活动可以包括人的步频。应当注意，活动不限于步频；在本发明的保护范围内，传感器也可以检测能够一定程度地反映人的性质的任何其它活动。

然后，该方法进行到步骤S420，该步骤基于传感器的检测结果控制光源的工作状态，其中处于工作状态中的光源产生的光具有在[550nm,700nm]范围内的波长。

具体而言，当已经检测到对象的活动时，打开光源的至少一个部分，并且当未检测到活动时，关闭光源的所述至少一个部分。应当注意，可以通过照明系统的控制器执行步骤S420。

如上所述，具有长波长的光太弱而不能调节褪黑素水平（尽管不是完全无效）；光源在其被打开之后发射的光应当具有在550nm-700nm范围内的长波长。此外，考虑到所谈论的人应当感觉舒服，所述波长可以选择在600nm-625nm范围内。

如上所述，借助该照明方法产生的光的光强度应当被特别选择，使得借助该照明方法提供的平均照度约为40lux，该平均照度是足以用于安全行走但是并不高到使得人难以重新入睡的光水平。

根据本发明的实施例，在步骤S410中，传感器还监测对象的活动水平，并且该照明方法还包括基于所检测的活动水平设定光源发射的光的强度的步骤。如上所述，不同年龄组群的人可能需要具有不同光强度的光，不同光强度可以通过根据所检测的活动水平设定光强度实现，所检测的活动水平可以至少一定程度上反映人的年龄。借助该照明方法产生的光水平可适合于所有种类的人。

可选地，当在仅有限数量的人需要借助该照明方法产生的光条件的地方（例如在具有预定数量的人的家庭情况下）执行该照明方法时，该方法还可以包括为这些人预设光的光强度的步骤。即，传感器可以检测人的活动水平，并且所检测的人的活动水平可以与人提前设定的光强度相关联。然后，当在步骤S410中检测到活动时，光源的光强度被设定为与所检测到的活动水平相关联的预设光强度。

可选地，当在该照明方法中设定光的强度水平时，可以将来自光源的光的光强度设定为如下两个光强度之一：可能适用于老年人的第一高强度；以及可能适用于更年轻的人的第二低强度。当所检测到的活动水平高（这至少在一定程度上意味着该人可能更年轻）时，将光强度设定为第二强度，而如果所检测到的活动水平低（这意味着该人年龄更大），则将光强度设定为第一强度。

本发明还提供了配置成执行上述步骤的一组计算机可执行指令。尽管已经在计算机可执行指令的背景下讨论了本发明，但是应当理解所述指令可以在硬件电路、计算机程序代码或者硬件电路和计算机程序代码的任何组合中实现。

应当注意，前述实施例应当被解释为对本发明的说明而不是限制意义；本领域技术人员可以设计替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。词语“包括”并不排除未在权利要求中列出的元件或步骤。在元件之前的词语“一”或“一个”并不排除存在多个这种元件。本发明可以借助包括若干不同元件的硬件实现，或者借助适当编程的计算机实现。在列出若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以特别地在同一硬件项中体现。诸如第一、第二、第三之类的词语的使用并不代表任何顺序，而是相反它们可以被理解为名称。

Claims (14)

1.一种照明系统，包括：

光源，其配置成产生具有在[550nm,700nm]范围内的波长的光；

传感器，其配置成检测对象的活动；以及

控制器，其配置成基于所述传感器的检测结果控制所述光源的工作状态。

2.权利要求1的照明系统，其中所述光源还配置成产生具有在[600nm,625nm]范围内的波长的光。

3.权利要求1或2的照明系统，其中所述传感器进一步配置成检测对象的活动水平，并且所述控制器进一步配置成控制光源以产生具有与所检测到的对象的不同活动水平相对应的不同光强度的光。

4.权利要求1或2的照明系统，其中所述光源产生的光在目标区域具有至少40lux的平均照度。

5.权利要求1或2的照明系统，进一步包括：

接口，其配置成接收代表对象的偏好的信号；

其中所述控制器进一步配置成存储该信号并且考虑到所述信号来控制所述光源。

6.权利要求3的照明系统，其中所述光源能够产生具有第一光强度和第二光强度中任一种的光，所述第二光强度比所述第一光强度低，并且所述控制器还配置成在所检测到的活动水平高时控制所述光源以产生具有第一强度的光，以及在所检测到的活动水平较低时控制所述光源以产生具有第二强度的光。

7.权利要求1-2中任一项的照明系统，其中所述传感器选自包括下述的传感器群组：声学传感器、IR传感器、超声传感器和成像相机传感器。

8.权利要求1-2中任一项的照明系统，其中所述对象的活动包括所述对象的步频。

9.一种提供光的方法，包括如下步骤：

i).通过传感器检测对象的活动；

ii).基于传感器的检测结果控制光源的工作状态，其中处于工作状态中的光源产生的光具有在[550nm,700nm]范围内的波长。

10.权利要求9的方法，其中所述光具有在[600nm,625nm]范围内的波长。

11.权利要求9或10的方法，其中步骤i)进一步包括如下步骤：

检测对象的活动水平；

并且步骤ii)进一步包括如下步骤：

控制光源以产生具有与所检测到的对象的不同活动水平相对应的不同光强度的光。

12.权利要求9或10的方法，其中所述光源产生的光在目标区域具有至少40lux的平均照度。

13.权利要求11的方法，其中所述光源能够产生具有第一光强度和第二光强度中任一种的光，所述第二光强度比所述第一光强度低，并且所述控制器还配置成在所检测到的活动水平高时控制所述光源以产生具有第一强度的光，以及在所检测到的活动水平较低时控制所述光源以产生具有第二强度的光。

14.一组计算机可执行指令，其能够执行权利要求9-13中任一项的步骤。 

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