CN107432061A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于照射目标对象的照明装置，其目的是将人的注意力吸引至此目标对象。它交替地提供相对快的动态光输出分量和相对慢的动态光输出分量，前者主要地用于触发人对目标对象的注意力，然而后者主要地用于增强目标对象的视觉外表，由此保持某人对那个对象的注意力。为此目的，照明装置布置成提供主要光输出，其交替地包含第一光输出分量和第二光输出分量。照明装置包含用于在一时间间隔后在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换的切换控制器。主要光输出具有在10%的富余量内随时间保持恒定的感知光强度。第一和第二光输出分量的每个由光输出特性表征。第一光输出分量的光输出特性依照第一波形随时间变化，并且第二光输出分量的光输出特性依照第二波形随时间变化。第一和第二波形的每个由时间常数表征。时间常数对于第一波形具有第一值并且对于第二波形具有第二值，第一值低于第二值。用于在第一和第二光输出分量之间切换的时间间隔是在0.1秒和30秒之间。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及一种照明装置，其用于照射目标对象以旨在将注意力吸引至该目标对象。

背景技术

在许多日常情况下，吸引人的注意力至对象是期望的，或者这甚至会是必须的。例如，零售商想要将可能顾客的注意力吸引至他正在销售的商品。另外，当人们正在参与交通时，他们的注意力应该被吸引至交通信号。

照明可以被用于吸引注意力，例如以闪烁的和/或颜色改变的照射的形式，这可以被共同地称作“动态照明”或“动态照射”。

WO-2008/139364公开了一种在服装架中使用的光系统。此系统配置成从用于吸引人的注意力的所谓“卖俏模式”（动态光）切换至所谓“服务模式”（功能静态光）。在“卖俏模式”中该光系统以斜坡或锯齿形的光输出的形式提供脉动光。

动态照明的另一示例，以在广告领域中用于吸引观察者的注意力的照明装置的形式，被公开于DE-102005059492。此照明装置具有由驱动器电路控制的一个或多个LED，并且其布置成提供第一脉冲序列，该第一脉冲序列由若干个强光脉冲组成，所述强光脉冲之间具有短的中间时间周期，该中间时间周期等于脉冲持续时间。在某一时间周期后，第二脉冲序列被提供，其具有与第一脉冲序列不同的脉冲频率。

本发明的目的是提供一种依照开篇段落的照明装置，该照明装置提高动态照明的吸引力和可接受性从而更好引起人们注意。

发明内容

发明人已经发现，动态（例如脉动）光效果在恒定频率的单调重复很快导致目标对象的不舒服、烦躁和降低的吸引力。

另外发明人已经认识到，利用已知光系统，注意力已经被吸引并且已经被提示接近目标对象的人会迅速地放开他的注意力，或者甚至会无法回想起他的注意力最初被吸引到的对象。例如，通过探测到人类的存在而被触发，WO-2008/139364的光系统从动态光输出（即卖俏模式）切换至静态光输出（即服务模式）。换言之，在某人的注意力已经被吸引至目标对象（由探测到人代表）之后，系统从卖俏模式切换至服务模式，由此除去导致对注意力的实际吸引的效果（此效果为动态光输出）。

基于前述见解，本发明的目的已经由一种用于提供主要光输出的照明装置实现，该主要光输出交替地包含第一光输出分量和第二光输出分量。该主要光输出具有感知光强度，该感知光强度在10%的富余量内随时间保持恒定。第一光输出分量和第二光输出分量的每个由主要光输出特性表征。第一光输出分量的主要光输出特性随着时间依照第一波形变化，并且第二光输出分量的主要光输出特性随着时间依照第二波形变化。第一波形和第二波形的每个由时间常数表征。该时间常数对于第一波形具有第一值并且对于第二波形具有第二值，第一值比第二值低。该照明装置进一步包含用于在一时间间隔后在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换的切换控制器。用于在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换的该时间间隔是在0.1秒和30秒之间。

在工作中，本发明的照明装置交替地提供相对快的动态光输出分量（为该第一光输出分量）和相对慢的动态光输出分量（为该第二光输出分量），然而该主要光输出不表现接通-切断闪烁行为，因为该主要光输出的感知光强度在10%的富余量内，诸如在5%的富余量内，在2%的富余量内，或甚至在1%的富余量内，随时间保持恒定。

术语“感知光强度”指的是由普通人类观察者感知的光强度。如果光强度不随时间变化或者如果光强度中的任何变化超过闪变融合阈值（该闪变融合阈值定义为这样的频率，间歇光刺激在该频率下对于普通人类观察者看上去是完全稳定的，该频率例如为100Hz的频率），感知光强度被认为随时间恒定。例如典型地工作在1kHz或更高频率的如本领域中所知的光的脉冲宽度调制将仍然被认为具有随时间恒定的感知光强度。

相对快的动态光输出分量主要地用于触发人对目标对象的注意力，然而相对慢的动态光输出分量主要地用于增强目标对象的视觉外表，由此保持某人对那个对象的注意力。

两个光输出分量的动态行为由相同类型的主要光输出特性表征。在本发明的上下文中，光输出特性是表征光输出的参数。光输出特性的示例是颜色、显色指数和R9显色值。在此上下文中，术语“颜色”指的是在CIE 1976（L*a*b*）颜色空间中的点，其中维度L*涉及亮度，反映人类沿着亮度-暗度轴对颜色的主观亮度感知，并且维度a*和b*涉及色度。注意，术语“颜色”的前述定义涵盖诸如光强度、色点、相关色温、色调、色彩度、色度和饱和度的特性。

在本发明的照明装置中，存在至少一个光输出特性（不是该感知光强度），其对于第一光输出分量和第二光输出分量两者依照一波形是时间相关的，该波形可以具有任何形状，诸如脉冲波、正弦波、S形波（即其中幅度依照S曲线改变的波形）、三角形波或锯齿形波。这个具体光输出特性被标记为“主要光输出特性”。

第一光输出分量和第二光输出分量的波形的每个可以由相同类型的时间常数表征。在本发明的上下文中，时间常数是表征光输出的时间相关性的参数。时间常数的示例是后续脉冲之间的时间、在半峰值处的脉冲宽度和每个时间单位的改变量。

被选择来表征在第一个光输出分量中的主要光输出特性的时间相关性的时间常数的类型也应该被用于表征在第二光输出分量中的相同光输出特性的主要时间相关性。所选择类型的时间常数具有与第一波形有关的第一值以及与第二波形有关的第二值，第一值比第二值低。所选择时间常数的第一值和第二值可以差异至少两倍，诸如差异3至5倍，或者差异10倍。

对于第一光输出分量，该时间常数可以具有第一值，该第一值如此短，使得该主要光输出特性的时间变化在人类直接视觉中将是难以察觉的。例如，第一光输出分量可以包含频率在30H和70Hz之间（诸如在40Hz和60Hz之间）的光脉冲。在那个频率范围人类可以只是潜意识地、或只是在他的周边视觉并且不是在他的直接视觉中察觉到正在改变的光输出。

用于在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换的时间间隔是在0.1秒和30秒之间，诸如在0.5秒和10秒之间，或甚至在1秒和5秒之间。

在本发明的照明装置中，切换控制器决定该装置何时在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换，并且它可以具有改变第一光输出分量和第二光输出分量的主要光输出特性的附加功能。

在第一光输出分量和第二光输出分量之间切换或者可以直接地发生，或者可以经由中间光输出分量发生。对于这种可选择的中间光输出分量，主要光输出特性也可以是以某一时间常数与时间相关的，但是它也可以是不作为时间的函数改变的光输出分量。

在第一光输出分量和第二光输出分量之间的实际转变可以或者是瞬间的，或者是平滑的。关于后者，典型转变曲线可以是正弦或S形的（即，经由S形状的曲线）。转变时间可以例如是至少100毫秒，或至少200毫秒。

为了确保从一个光输出分量到后续光分量切换时的平滑转变，在切换的时刻对于两个分量而言，该主要光输出特性可以是相同的。

发明人发现，动态地改变时间常数进一步提高吸引力，同时保持高的注意力并且阻止或限制不舒服和烦躁。

第一光输出分量和第二光输出分量可以分别进一步由次级光输出特性表征。例如，主要光输出特性可以是显色指数，然而次级光输出特性是色点。第一光输出分量和第二光输出分量的显色指数分别依照第一波形和第二波形随时间改变，然而色点在10SDCM的富余量内，优选地在5SDCM的富余量内，或者甚至在2SDCM的富余量内保持恒定。术语“SDCM”指的是颜色匹配的标准偏差。与在色度图中某个色点比较，与此具体色点具有相等色差的那些色点位于一椭圆形上，其中这种椭圆形的尺度用一数目的SDCM表达。

本发明的照明装置可以是交互式照明装置，其中时间相关性例如由人的存在触发。时间相关性也可以被链接到传感器，以用于测量人离目标对象的距离并且用于改变光效果的时间相关性。例如，如果一人位于离目标对象某一距离处，第二模式可以被使用以吸引他的注意力，然而如果该人向目标对象走近则逐渐改变至第一模式以提高吸引力。

本发明的照明装置可以被用于广告。其可以为货架灯或聚光灯，其用于在诸如超市或商店的零售环境中照射货物。其可以为冰箱或冰柜的部分以提高对软饮料和冰淇淋的注意力，从而诱使人购买这些产品。

本发明的照明装置可以用于照射产品或产品包装，但是也可以用于照射广告媒体，诸如贴纸、标签、海报、海报框和广告牌。

照明装置的时间相关性可以被链接至其他广告媒体，诸如链接至在电视或广播商业广告中使用的典型声音效果或旋律。另外，线上广告可以以这种方式被链接至这种“在产品上广告”。

照明装置的时间相关性还可以与另一多感观触发器（诸如声音或触觉触发器，例如一人在诸如智能电话的便携装置上听到的音乐节拍）链接和/或同步。并且，手持设备（诸如移动电话或条形码扫描器）可以以同步的方式以相同节拍振动。

照明装置可以通过考虑周围照明条件被进一步地改善。诸如背景或环境光的周围光可以（部分地）照射目标对象和/或在目标对象附近的其他对象。对可见性以及烦躁的感知阈值取决于总体光强度，主要取决于周围光的绝对水平但是也取决于照明装置的输出与该周围光之间的比例。在一实施例中，照明装置包含控制器，以调整光输出的时间常数从而优化取决于周围光的总体效果。控制器可以通过从一数目的预先设定中选择而被人工地操作，或者照明装置可以包含周围光传感器，其用于向控制器提供控制信号以进行自动调整（再一次经由预先设定）。

附图说明

本发明的示例现在将参考附图予以详细地描述，在附图中：

图1图示可以用于表征光输出分量的波形的时间常数的若干不同示例；

图2（a）至2（c）分别示出，对于依照本发明的照明装置的第一实施例，第一光输出分量、第二光输出分量和主要光输出的时间相关的光输出；

图3（a）至3（c）分别示出，对于依照本发明的照明装置的第二实施例，第一光输出分量、第二光输出分量和主要光输出的时间相关的光输出；

图4（a）至4（c）分别示出，对于依照本发明的照明装置的第三实施例，第一光输出分量、第二光输出分量和主要光输出的时间相关的光输出；

图5（a）至5（c）示出具有随时间变化的主要光输出特性的光输出分量的不同示例。

图6示出在依照本发明的照明装置的实施例中使用的两种不同的多个LED的光谱分布；

图7（a）至7（d）图示照明装置的时间相关的光输出，该照明装置具有如图6中示出的两种不同的多个LED；

图8（a）和（b）示出在依照本发明的照明装置的实施例中使用的两种不同的多个LED的光谱分布。

应该注意，这些图是示意性的并且不按比例绘制。为了清楚和方便起见，这些图的各部分的相对尺寸和比例可能已在尺寸上放大或减少地示出。

具体实施方式

图1图示时间常数的若干不同示例，这些时间常数可以各自被用于表征第一光输出分量和第二光输出分量的波形。示出的示例是后续脉冲之间的时间（Ta）、在半峰值处的脉冲宽度（Tb）和每个时间单位的改变量（[C3-C1]/Tc）。

对于依照本发明的照明装置的实施例，图2示出第一光输出分量（见图2（a））、第二光输出分量（见图2（b））和主要光输出（见图2（c））的时间相关的光输出。

在此实施例中主要光输出特性是显色指数，该显色指数随时间变化；对于第一光输出分量，其依照第一波形211随时间变化，并且对于第二光输出分量，其依照第二波形212随时间变化。第一波形211和第二波形212都是由脉冲序列组成的脉冲波，其中每个脉冲具有相同持续时间。

在图2的实施例中，被选择以表征两个波形的该时间常数是两个后续脉冲之间的时间。对于第一波形211，此时间常数具有第一值TC-1，其等于1秒，并且对于第二波形212，该时间常数具有第二值TC-2，其等于2秒。换言之，该时间常数的第一值低于时间常数的第二值。

由波形210表征的主要光输出是通过在第一光输出分量和第二光输出分量之间直接地切换获得的。第一光输出分量被维持时间间隔TI-1，其等于3秒，并且第二光输出分量被维持时间间隔TI-2，其等于6秒。换言之，用于从第一光输出分量切换至第二光输出分量的时间间隔是3秒，然而用于从第二光输出分量切换至第一光输出分量的时间间隔是6秒，二者在0.1秒至30秒的范围内。

在图2中示出的波形是脉冲波，该脉冲波代表不同显色指数的突发序列。明显地，代替显色指数作为主要光输出特性的示例，其他主要光输出特性也可以被选择。

对于依照本发明的照明装置的另一实施例，图3示出第一光输出分量（见图3（a））、第二光输出分量（见图3（b））和主要光输出（见图3（c））的时间相关的光输出。

再一次，主要光输出特性是显色指数，该显色指数随时间变化；对于第一光输出分量，其依照第一波形311随时间变化，并且对于第二光输出分量，其依照第二波形312随时间变化。在这个情况下，第一波形311和第二波形312都是三角形波。

在图3的实施例中，被选择以表征每个所述两个波形的时间常数是最低和最高强度值之间的时间。对于第一波形311，此时间常数具有第一值TC-1，其等于0.5秒，并且对于第二波形312，该时间常数具有第二值TC-2，其等于2秒。换言之，该时间常数的第一值低于该时间常数的第二值。

由波形310表征的主要光输出是通过在第一光输出分量和第二光输出分量之间直接地切换获得的。第一光输出分量被维持时间间隔TI-1，其等于0.5秒，并且第二光输出分量被维持时间间隔TI-2，其在此示例中等于3秒。换言之，用于从第一光输出分量切换至第二光输出分量的时间间隔是0.5秒，然而用于从第二光输出分量切换至第一光输出分量的时间间隔是3秒，二者在0.1秒至30秒的范围内。

与图2和3类似，对于依据本发明的照明装置的再一实施例，图4示出第一光输出分量（图4（a）中的波形411）、第二光输出分量（图4（b）中的波形412）和主要光输出（图4（c）中的波形410）的时间相关的光输出。

在此实施例中，第一光输出分量和第二光输出分量相对于基线值B依照正弦波在显色指数中变化，其中对于这两个光输出分量，在显色指数中的变化发生在相同长度（2秒）的时间周期P内。

在图4的实施例中，被选择以表征两种波形的时间常数是正弦波形的波长。对于第一光输出分量，该时间常数在图4（a）用TC-1表明，并且对于第二光输出分量，该时间常数在图4（b）中用TC-2表明。清楚地，该时间常数的第一值（TC-1）低于该时间常数的第二值（TC-2）。

由波形410表征的主要光输出是通过在第一光输出分量和第二光输出分量之间直接地切换获得的，其中每个光输出分量被维持在相同时间间隔TI期间，在此示例中该时间间隔等于4秒。

图4（a）和4（b）示出光输出分量的两个示例，该光输出分量在某个时间周期期间相对于基线强度值B在显色指数中变化。在某个时间周期期间相对于基线强度值B在强度中变化的光输出分量的另外示例被示出于图5（a）至5（c）。

图6涉及依据本发明的照明装置的另外实施例。此实施例的照明装置包含第一多个磷光体转换白光LED（例如Luxeon® 3014装置，CRI 80）和第二多个RGB白光LED（例如Luxeon® 3030装置）。第一多个磷光体转换白光LED布置成发射由光谱分布610表征的光，并且第二多个RGB白光LED布置成发射由光谱分布620表征的光。光谱分布610和620二者对应于这样的白光，其具有约3000K的相关色温以及基本相同的显色指数。然而，与光谱分布610相比，光谱分布620在光谱的绿光部分（在约500nm和600nm之间）并且特别是在光谱的红光部分（在约600nm和700nm之间）是更强的。

在工作中，此实施例的照明装置分别在第一光输出分量610和第二光输出分量620之间切换。换言之，照明装置在两光输出之间切换，这两种光输出具有基本相同的显色指数和相关的色温，但是这两种光输出具有不同的光谱输出功率，特别是在光谱的红光部分。当然，主要光输出作为一整体仍然具有这样的感知光强度，其在10%的富余量内随时间保持恒定，使得普通人类观察者不体验到任何接通-切断闪烁行为。

图7（a）示出照明装置可以如何在这两种光输出之间切换，其中710指示第一多个磷光体转换白光LED的光输出，并且720指示第二多个RGB白光LED的光输出。图7（b）示出在红光强度中对应的时间相关的改变。在此图中，在0.5秒后照明装置已经完全地从第一多个磷光体转换白光LED的光输出切换至第二多个RGB白光LED的光输出，并且所发射红光的强度增加至约三倍。在接下来的0.5秒期间照明装置切换回到第一多个磷光体转换白光LED的光输出，并且所发射红光的强度相应地降低。

注意，在此实施例中主要光输出特性是所发射红光的强度，并且图7（b）示出照明装置的第一光输出分量的第一波形。照明装置的第二光输出分量的第二波形不被分开地示出于图7，但是它具有与第一波形相似的过程，只是时间常数更长。该波形具有“转变到高”部分（图7（b）中的730），“保持高”部分（图7（b）中的740），“转变到低”部分（图7（b）中的750）和“保持低”部分（图7（b）中的760）。在此实施例中，保持部分是相同的，并且转变部分730和750是对称的S形转变。在其他实施例中，这可以是不同的，使得保持和/或转变部分具有不同的特性。

图7（c）示出照明装置的主要光输出，其中每两秒照明装置从第一光输出分量切换至第二光输出分量，并且反之亦然。

图7（d）示出可替换的主要光输出，其中至少第一波形具有不同的保持和转变部分。取决于所使用的时间尺度，图7（d）的主要光输出可以被认为是模拟人的心跳。

在与参照图6和图7描述的照明装置相似的照明装置中，两种多个LED都是磷光体转换LED，但是具有不同的相关色温。这图示于图8（a），其中第一多个磷光体转换白光LED布置成发射由光谱分布810表征的光，并且第二多个磷光体转换白光LED布置成发射由光谱分布820表征的光。光谱分布810和820对应于这样的白光，其分别具有约5600K和约3000K的相关色温。在此实施例中，主要光输出特性是相关色温。

在工作中，此照明装置分别在第一光输出分量810和第二光输出分量820之间切换。换言之，其在具有不同的相关色温的两种光输出之间切换。当比较光谱分布810和820时，清楚的是当从光谱分布810切换至光谱分布820时，对于绿色、黄色、橘色和红色（对应于约520nm和更长的波长）的颜色增强被获得，然而蓝光饱和度被减少，这导致颜色对比度的增强。

在如参照图6和图7描述的照明装置那样的又一照明装置中，两种多个LED被选择，使得它们均布置成发射相同相关色温的白光，然而一种所述多个LED在约400nm和420nm之间的光谱范围中具有更强的发射。这图示于图8（b），其中与光谱范围830相比，光谱分布840在约400nm和420nm之间光谱范围中具有更强的分量。在此实施例中，主要光输出特性是在约400nm和425nm之间的光谱范围中的光强度。

当从光谱分布830切换至光谱分布840时，受照射的白色表面将看上去更加清新，特别是如果此表面是包含增白剂的材料（诸如一件衣服或任何其他织物）的一部分，从而增强与受照射表面的不同颜色部分的颜色对比度。

尽管本发明已经在附图和前述说明书中详细地予以图示和描述，这种图示和描述被认为是图示性或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时，可以理解和达成对所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包含”不排除其他元件，并且不定冠词“一”（“a”或“an”）不排除多个。某些措施被列举于相互不同的从属权利要求中的纯粹事实不表明这些措施的组合不能够被有利地使用。权利要求中的任何参考符号不应该被解释为限制范围。

Claims (13)

1.一种用于提供主要光输出的照明装置，该主要光输出交替地包含第一光输出分量和第二光输出分量，

其中该主要光输出具有在10%的富余量内随时间保持恒定的感知光强度，

其中该第一光输出分量和第二光输出分量的每个由主要光输出特性表征，该主要光输出特性对于该第一光输出分量依照第一波形随时间变化，并且对于该第二光输出分量依照第二波形随时间变化，

其中该第一波形和第二波形的每个由时间常数表征，该时间常数对于该第一波形具有第一值并且对于该第二波形具有第二值，该第一值低于该第二值，并且

其中该照明装置进一步包含用于在一时间间隔后在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的切换控制器，该时间间隔是在0.1秒和30秒之间。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中该时间常数的第一值和第二值差异至少两倍。

3.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中用于在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的该时间间隔是在0.5秒和10秒之间。

4.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成改变该第一光输出分量和该第二光输出分量的该主要光输出特性。

5.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成经由中间光输出分量在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换。

6.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成在切换时刻从一个光输出分量切换至后续光输出分量，使得在该切换时刻该主要光输出特性对于两种分量是相同的。

7.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成依照正弦或S形转变曲线，在至少100毫秒的切换时间期间，从该第一光输出分量和该第二光输出分量其中一个切换至另一个。

8.根据权利要求1至7的任何一项所述的照明装置，其中该主要光输出特性是显色指数。

9.根据权利要求8所述的照明装置，其中该第一光输出分量和该第二光输出分量具有在10SDCM的富余量内随时间保持恒定的色点。

10.根据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成接收存在探测信号，并且其中该时间常数的第一值、该时间常数的第二值以及用于在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的该时间间隔中的任何一个取决于该存在探测信号。

11.依据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该照明装置用于在零售环境中照射目标对象，其中该切换控制器布置成接收控制信号，该控制信号代表链接到该目标对象的广告媒体，并且其中该时间常数的第一值、该时间常数的第二值以及用于在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的该时间间隔中的任何一个取决于该控制信号。

12.依据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，其中该切换控制器布置成接收声音触发信号或触觉触发信号，并且其中该时间常数的第一值、该时间常数的第二值以及用于在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的该时间间隔中的任何一个取决于该声音触发信号或该触觉触发信号。

13.依据前述权利要求中任何一项所述的照明装置，进一步包含周围光传感器，其用于提供控制信号至控制器，以基于周围光水平调整该时间常数的第一值、该时间常数的第二值以及用于在该第一光输出分量和该第二光输出分量之间切换的该时间间隔中的任何一个。