CN107666750B - 一种动态变化的照明方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种动态变化的照明方法，所述方法包括：动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；所述第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的第一电气参数；所述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的第二电气参数；所述动态照明装置的一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号，从而所述动态照明装置间断输出第一动态变化的照明光。

Description

一种动态变化的照明方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种动态变化的照明方法。

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。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态变化的照明方法，能够自动动态改变控制照明部发光的电气参数，使动态照明装置交替输出可被感知动态变化的照明光和不可感知变化的照明光，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，也可用于视觉系统的训练，保护使用者的视觉健康。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种动态变化的照明方法，包括：

动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；所述第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的第一电气参数；所述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的第二电气参数；

所述动态照明装置的一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号，从而所述动态照明装置间断输出第一动态变化的照明光。

优选的，所述动态照明装置输出的第一动态变化照明光入射使用者的眼部，使得使用者感知所述照明光的动态变化，并且使所述使用者眼部结构随所述照明光的第一动态变化而动态改变。

优选的，所述动态照明装置间断输出第一动态变化的照明光的第一动态变化具体为：

在任一0.1秒时间段内，所述第一动态变化的照明光的照度的变化率大于0.02且小于0.2。

优选的，所述方法还包括：所述动态照明装置的一个或多个照明部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，任一段所述第一动态变化的照明光的输出时长，不超过这一段照明光到下一段第一动态变化的照明光之间的间断时间的10％；并且不超过前一段第一动态变化的照明光到这一段照明光之间的间断时间的10％

优选的，第一动态变化的照明光的输出时长单次不超过10秒。

优选的，所述动态变化的照明光的照度的变化范围在5l ux至10000l ux之间。

优选的，所述动态照明装置输出动态变化的照明光具体为：

所述动态照明装置输出的第一动态变化的照明光在单次输出时长内，照度的最小值和最大值的比值不大于50％。

优选的，所述多个照明部在所述第一供电信号驱动下同时产生动态改变的第一光信号；或者

所述多个照明部在所述第一供电信号驱动下分时产生动态改变的第一光信号。

优选的，所述照明部中包括多个发光体；

所述电气参数包括：电流和/或电压；所述一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号具体为：所述一个或多个照明部中的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；或者

所述电气参数包括：电源的通、断状态；所述一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号具体为：所述一个或多个照明部中的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，所述照明部由一种或一种以上的发光体构成。

优选的，所述动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号具体为：

所述动态照明装置的供电输出模块接收用户输入的照明控制指令，生成所述照明控制信号，并根据所述照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；或者

所述动态照明装置的供电输出模块根据预设的所述照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号。

本发明实施例提供的动态变化的照明方法，能够自动动态改变控制照明部发光的电气参数，使动态照明装置交替输出可被感知动态变化的照明光和不可感知变化的照明光，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，也可用于视觉系统的训练，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变化的照明方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的动态变化的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。

本发明提供了一种动态变化的照明方法，用于动态照明装置中，通过动态照明装置向使用者提供可以被用户感知到动态变化和不可被感知动态变化的交替改变的照明光。

为了更好的理解本发明所提出的动态变化的照明方法，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。

本发明的动态变化的照明方法即是基于上述原理所提出的。

图1为本实施例提供的动态变化的照明方法的流程图，如图1所示，动态变化的照明方法包括如下步骤：

步骤10，动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；

具体的，动态照明装置的供电输出模块是用于向照明部提供驱动电源信号的模块。驱动电源信号包括第一供电信号和第二供电信号，两种供电信号交替输出。交替可以是规律性的，也是以是非规律性的，或者随机的。第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的第一电气参数，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的第二电气参数。在为多组电气参数的情况下，多组电气参数分为多路输出。优选的，第一供电信号的输出时长单次不超过10秒。

上述所述的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。

供电输出模块交替输出第一供电信号和第二供电信号，可以是根据使用者的输入指令输出的，也可以是根据预先设定进行输出。

在第一种方案中，供电输出模块可以接收用户输入的照明控制指令，生成照明控制信号，并根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号。

接收用户输入照明控制指令可以具体通过有线或无线方式来实现。

比如，通过感应用户触摸动态照明设备上设置的照明模式选择按键，或者通过无线传输接收用户操作远程控制设备进行的照明控制指令的远程输入。

在第二中方案中，动态照明装置的供电输出模块根据预设的照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号。

预设的照明控制信号可以存储在动态照明装置的存储器中，由供电输出模块对存储器进行读取获得。存储器可以是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。

步骤20，动态照明装置的一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的光信号，从而动态照明装置间断输出第一动态变化的照明光；

具体的，动态照明装置中照明部可以是一个也可以为多个，与供电输出模块相连接。当为多个时，可以是多个照明部根据同一组电气参数控制驱动，也可以是多个照明部分别由多路输出的多组电气参数控制驱动。因此，多个照明部在第一供电信号驱动下可以同时产生第一动态改变的光信号，也可以分时产生第一动态改变的光信号。

动态照明装置的一个或多个照明部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。

进一步的，在每个照明部中都包括有一个或多个发光体，这些发光体在供电信号的驱动下分时点亮或关闭或者改变其发光照度，从而整体对每个照明部的光信号输出的变化产生作用。

输出给多个照明部中的每一个照明部的供电信号，可以是对该照明部中全部发光体输出同一组电气参数，也可以是对一部分发光体输出一组电气参数，对另一部分发光体输出另一组电气参数，也就是说，在本实施例提供的方法中，对于照明部、发光体都可以独立控制的。

下面，对于第一动态变化的照明光的输出时段先进行详细说明。

在一个具体的例子中，可以通过动态改变输出给照明部中的所有发光体或部分发光体的电流和电压，或者二者其中的任一个，来改变这些发光体的发光照度，从而实现照明部输出第一光信号的第一动态变化。

在一个优选的实施例中,可以向照明部中的全部发光体，如200颗LED，提供动态变化的电流输入来实现输出光信号的动态变化。比如，首先，先以初始电流输入驱动照明部,使得动态照明装置中的200颗LED全部点亮。随后在动态照明过程中，每0.1秒对每颗发光体都增加初始电流的5％的输入电流，以驱动发光体输出动态变化的光信号。设定电流持续增加的持续时间2秒，由此照明部输出的第一光信号在该持续时间内是动态增加的。假设照度变化与电流变化是成正比的，则2秒内输出第一光信号的照度动态增加了100％。之后，每0.1秒对每颗发光体减小初始电流的5％的输入电流，以驱动发光体输出光信号是动态变化的。设定电流持续减小的持续时间2秒，由此照明部输出的光信号在该持续时间内是动态减少的。假设照度变化与电流变化是成正比的，则2秒内输出光信号的照度动态减少了50％

在另一个具体的例子中，可以通过动态接通或断开电输出模块到照明部中部分发光体的供电输出来实现。

在一个优选的实施例中，照明部中具有200个独立发光体，每个发光体的电源输入都是独立控制接通和关断的。首先，通过供电信号控制首先开启其中100个发光体，使动态照明装置开启点亮。随后进入动态照明过程，每0.1秒增加开启10个发光体，直到全部发光体都点亮。之后每0.1秒控制关闭20个发光体，直至减少到100个。重复发光体开启和关闭的过程，由此可以实现照明部输出第一光信号的第一动态变化。

以上所例举的变化,可以是按固定比例的逐步增加或减小发光体的光信号输出照度变化量，也可以是非固定比例的动态改变发光体的光信号输出照度变化量。

无论采用对照明部进行独立或统一控制，或者是对发光体采用独立或统一控制，为了使得在第一动态变化照明光的输出时段内，使用者能够感知光线变化，从而对使用者的眼部视觉系统进行训练，照明部在每个第一动态变化时段内，其整体的光信号输出造成的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需要大于0.02且小于0.2。

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。

为达到可被感知的间断输出的效果，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，当采用第二动态变化的照明光输出的方案时，在第二动态变化照明光的输出时段内，使用者不能感知光线变化，因此要求其整体的光信号输出造成的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需要不大于0.02。

基于相同的原理，在0.1秒时间范围内，通过设定照度的变化率不大于0.02，以保证光线在每一个视觉暂留时间内的变化都是足够微小的，无法被使用者所感知的。

由此，实现输出照明光的动态变化间断的可以被用户所感知。

下表1中给出了一个100秒照明输出的例子，可以看到在不同时段，照度的变化率不同，相应的，照度的变化能够或不能够被用户所感知。

照明时间(s)	照度变化率(每0.01s)	是否可感知
			0-25	0.01	否
25-27	0.15	是
			27-52	0	否
52-54	0.1	是
			54-80	0.015	否
80-81	0.15	是
			81-100	0.008	否

表1

为照明应用需要，输出照明光的照度的变化也需要在一定范围内，通常本实施例所提出的动态照明装置的使用环境都是室内，因此在本例中规定照度的变化范围在5lux至10000lux之间。

进一步的，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。至少在可以被用户感知动态变化的照明光输出时段内，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％。

在具体的实现方式中，照度的变化是动态的，在各个动态变化时间段内，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。

换句话说，在输出照明光照度的变化呈增强(包括持续增强或波动增强)的动态变化时段内，照度的上升变化率不小于100％；在输出照明光照度的变化呈减弱(包括持续减弱或波动减弱)的动态变化时段内，照度的下降变化率不小于50％。

当然输出照明光照度的第一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。

为了达到良好的视觉训练效果，规定可被感知动态变化的照明光的输出时长单次不超过10秒。并且相邻输出的可被感知动态变化的照明光和不可被感知动态变化的照明光，可被感知动态变化的照明光的输出时长都不超过不可被感知动态变化的照明光的输出时长的10％。

比如，在一个具体的例子中，动态照明装置在某一设定模式下，交替输出动态变化的照明光和恒定的照明光，每次输出动态变化的照明光的时长为2秒，每次输出恒定的照明光的时长为25秒。

进一步的，一个照明部中所包括的发光体，可以是同一种，也可以是不同种。比如可以在一个照明部中同时设置有黄光LED和白光LED。

步骤30，动态照明装置输出的第一动态变化照明光入射使用者的眼部，使得使用者感知所述照明光的动态变化，并且使所述使用者眼部结构随所述照明光的第一动态变化而动态改变。

通过上述步骤10和步骤20产生的交替输出的不可被感知动态变化的照明光和可被感知动态变化的照明光，其中照明光的动态变化能够使得使用者眼部结构，包括虹膜、睫状肌和晶状体中的一个或几个，随照明光的动态变化而动态改变，能够有效解决用户长期用眼容易视觉疲劳的问题。并且通过对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间断的动态变化，也可以用于视觉系统的训练。

本发明实施例提供的动态变化的照明方法，能够自动动态改变控制照明部发光的电气参数，使动态照明装置交替输出可被感知动态变化的照明光和不可感知变化的照明光，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，保护了使用者的视觉健康；通过合理控制照明光的动态变化率，使得使用者本人能够主观的间断的感知光线变化，从而可以用于视觉系统的训练。

相应的，本发明实施例还提供了用以实现上述动态变化的照明方法的动态照明装置。动态照明装置的结构示意图具体如图2所示。

本实施例提供的动态照明装置包括：供电输出模块1、照明部2、存储器3和输入电源接口4。

动态照明装置中可以包括一个或多个照明部2，在本例中示为两个，分别为第一照明部21和第二照明部22。

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中可以存储有预设的照明控制信号，供电输出模块1从存储器中读取预设的照明控制信号。

供电输出模块1根据照明控制信号向照明部2交替输出第一供电信号和第二供电信号，动态照明装置的一个或多个照明部2在第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号，从而动态照明装置在该时段内输出第一动态变化的照明光；动态照明装置的一个或多个照明部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，从而动态照明装置在该时段内输出恒定的或第二动态变化的照明光。

图2中所示第一照明部21和第二照明部22分别单独与供电输出模块1的两个输出相连接，可以接收不同的供电信号，从而可以各自独立控制产生动态改变的光信号，其共同作用使得动态照明装置输出动态变化的照明光；或者各自独立控制产生恒定的光信号，其共同作用使得动态照明装置输出恒定的照明光。

进一步的，照明部2包括一个或多个发光体20，同样可以由供电控制器2统一或者单独进行控制。

发光体具体可以为一种或多种,图中第二照明部22中示出了包括两种不同种类发光体的情况。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。

通过应用本实施例提供的动态照明装置，能够通过自动动态改变控制照明部发光的电气参数，使动态照明装置交替输出可被感知动态变化的照明光和不可感知变化的照明光。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。该动态照明装置间断性地提供可感知光线变化的照明光，因此还能用于视觉系统的训练。

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。

Claims (9)

1.一种动态变化的照明方法，其特征在于，所述方法包括：

动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；所述第一供电信号的电参数包括一组或多组动态改变的第一电气参数；所述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的第二电气参数；

所述动态照明装置的一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号，从而所述动态照明装置间断输出第一动态变化的照明光；

其中，在任一0.1秒时间段内，所述第一动态变化的照明光的照度的变化率大于0.02且小于0.2，并且，所述动态照明装置输出的第一动态变化的照明光在单次输出时长内，照度的最小值和最大值的比值不大于50％；

所述动态照明装置输出的第一动态变化照明光入射使用者的眼部，使得使用者感知所述照明光的动态变化，并且使所述使用者眼部结构随所述照明光的第一动态变化而动态改变。

2.根据权利要求1所述的动态照明方法，其特征在于，所述方法还包括：所述动态照明装置的一个或多个照明部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。

3.根据权利要求2所述的动态照明方法，其特征在于，任一段所述第一动态变化的照明光的输出时长，不超过这一段照明光到下一段第一动态变化的照明光之间的间断时间的10％；并且不超过前一段第一动态变化的照明光到这一段照明光之间的间断时间的10％。

4.根据权利要求1或3所述的动态照明方法，其特征在于，第一动态变化的照明光的输出时长单次不超过10秒。

5.根据权利要求1所述的动态照明方法，其特征在于，所述照明光的照度的变化范围在5lux至10000lux之间。

6.根据权利要求1所述的动态照明方法，其特征在于，所述多个照明部在所述第一供电信号驱动下同时产生动态改变的第一光信号；或者

所述多个照明部在所述第一供电信号驱动下分时产生动态改变的第一光信号。

7.根据权利要求1或6所述的动态照明方法，其特征在于，所述照明部中包括多个发光体；

所述电气参数包括：电流和/或电压；所述一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号具体为：所述一个或多个照明部中的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；或者

所述电气参数包括：电源的通、断状态；所述一个或多个照明部在所述第一供电信号驱动下产生动态改变的第一光信号具体为：所述一个或多个照明部中的部分发光体在所述第一供电信号驱动下点亮或者关闭。

8.根据权利要求1所述的动态照明方法，其特征在于，所述照明部由一种或一种以上的发光体构成。

9.根据权利要求1所述的动态照明方法，其特征在于，所述动态照明装置的供电输出模块根据照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号具体为：

所述动态照明装置的供电输出模块接收用户输入的照明控制指令，生成所述照明控制信号，并根据所述照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号；或者

所述动态照明装置的供电输出模块根据预设的所述照明控制信号交替输出第一供电信号和第二供电信号。

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