CN112088033B - 具有昼夜节律效果的显示照明系统 - Google Patents
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Abstract
用于显示数字内容的显示系统。显示系统具有一个或多个LED基的照明通道，其适应于在第一操作模式下产生引起昼夜节律的蓝光输出且在第二操作模式下产生引起较少昼夜节律的蓝光输出。引起昼夜节律的蓝光具有第一刺激昼夜节律能量特征，第一刺激昼夜节律能量特征与第一操作模式下产生的光的相关联的第一光谱功率分布有关，并且引起较少昼夜节律的蓝光输出具有第二刺激昼夜节律能量特征，第二刺激昼夜节律能量特征与第二操作模式下产生的光的相关联的第二光谱功率分布有关。用本文描述的显示系统来产生数字显示内容的公开方法。该方法能在第一操作模式下产生引起昼夜节律的蓝光输出且在第二操作模式下产生引起较少昼夜节律的蓝光输出。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求以下申请的优先权:2018年1月11日提交的美国临时申请号为62/616,401的申请；2018年1月11日提交的美国临时申请号为62/616,404的申请；2018年1月11日提交的美国临时申请号为62/616,414的申请；2018年1月11日提交的美国临时申请号为62/616,423的申请；2018年2月23日提交的美国临时申请号为62/634,798的申请；2018年7月30日提交的美国临时申请号为62/712,182的申请；2018年7月30日提交的美国临时申请号为62/712,191的申请；2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为62/757,672的申请；2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为62/757,664的申请；2018年11月9日提交的美国临时专利申请号为62/758,411的申请；以及2018年3月2日提交的国际专利申请号为PCT/US2018/020787的申请；2018年3月2日提交的PCT/US2018/020790的申请；2018年3月2日提交的PCT/US2018/020792申请；2018年3月2日提交的PCT/US2018/020793申请；2019年1月11日提交的PCT/US2019/013356申请；以及在2019年1月11日提交的PCT/US2019/013359申请，其全部内容通过引用合并于此，如同本文完整阐述一样。
技术领域
本发明在数字显示器装置领域中。特别地，本发明涉及提供在数字显示系统中使用的照明系统的装置和方法，该数字显示系统可以提供可控的生物效果。
背景技术
本领域已知多种多样的发光装置，包括例如白炽灯泡、荧光灯和诸如发光二极管(“LED”)的半导体发光装置。
用于数字内容的显示器可依赖于产生单独的颜色点的像素阵列。由于白色光源(可以是LED基)，显示器可以是背光式的，然后在像素水平进行过滤以产生如期望的彩色像素。可替代地，不以白光的背光照明和下游过滤为基础的显示器可以包括在在每个彩色像素处直接发光的像素水平的LED。
有多种方法可用来描述从发光装置发出的光，一种常用的方法是1931CIE(国际照明委员会)色度图。1931CIE色度图根据两个CIE参数x和y绘制出人类的色彩感知。光谱颜色围绕轮廓空间的边缘分布，该轮廓空间包括人眼感知到的所有色相。边界线表示光谱颜色的最大饱和度，内部部分表示包括白光的不饱和颜色。该图还描绘了具有相关色温的普朗克轨迹，也称为黑体轨迹(BBL)，相关色温表现出色度坐标(即颜色点)，色度坐标相当于不同温度下来自黑体的辐射。因此，在BBL上或附近产生光的光源可以根据它们的相关色温(CCT)来描述。这些光源用通常利用1,800K到10,000K之间的CCT值的普通光源，为人类观察者出产令人愉悦的“白光”。
将显色指数(CRI)描述为正在由光源产生的光的颜色的活跃的指示。实际上，CRI是当用相对于参考光源(通常是黑体辐射体或日光光谱)的特定的灯照明时，物体表面颜色变化的相对度量。用于特定光源的CRI值越高，光源就越好地呈现用于照明的各种对象的颜色。
可以通过本领域已知的标准度量来表征显色性能。可以基于用于99个颜色评估样本(“CES”)的光源的色彩还原来计算保真度指数(Rf)和色域指数(Rg)。99个CES提供了统一的色彩空间覆盖范围，旨在成为光谱灵敏度中性色调(neutral)，并提供相当于各种真实对象的颜色样本。Rf值的范围从0到100且表示保真度，光源用保真度呈现与参考光源相比的颜色。实际上，Rf是当用相对于参考光源(通常是黑体辐射体或日光光谱)的特定的灯照明时，物体表面颜色变化的相对度量。用于特定光源的Rf值越高，光源就越好地呈现用于照明的各种对象的颜色。色域指数Rg评估与参考光源相比的光源使99个CES饱和或不饱和的程度。
相对于常见的白炽灯或荧光灯，LED有可能展现出非常高的功率效率。大多数LED是基本上单色的光源，其似乎发出具有单种颜色的光。因此，大多数LED发出的光的光谱功率分布围绕“峰值”波长紧密地居中，“峰值”波长是LED的光谱功率分布或“发射光谱”达到如同由光探测器检测到的最大值的单个波长。LED通常具有约10nm至30nm的半峰全宽波长范围，相对于人眼可见的光的宽的范围(约380nm至800nm)而言相对较窄。
为使用LED来产生白光，已经提供了包括两个或多个LED的照明系统，每个LED发出不同颜色的光。不同的颜色组合以产生白光的期望的强度和/或颜色。例如，通过同时给红色、绿色和蓝色LED通电，所产生的组合的光可能显示为白色或接近白色，这取决于例如源头的红色、绿色和蓝色LED的相对强度、峰值波长和光谱功率分布。由于远离LED的峰值波长的区域中的光谱功率分布存在差距，所以红色、绿色和蓝色LED的聚合发射通常为普通的照明应用提供较差的显色性。
通过利用一种或多种发光材料(例如荧光体)，还可将由一个或多个LED发射的某些光转换为一种或多种其他颜色的光来产生白光。未由一种或多种发光材料转换的LED发出的光与由一种或多种发光材料发出的其他颜色的光的组合可以产生白色或接近白色的光。
已经提供了可以发射具有在范围内不同CCT值的白光的LED灯。这样的灯利用两个或多个具有或不具有发光材料的LED，用增大或减小的各自的驱动电流来增大或减小各个LED发出的光的数量。通过可控地改变灯中各种LED的功率，可以将发出的全部的光调谐到不同的CCT值。可以提供足够的显色值和效率的CCT值的范围受到LED的选择的限制。
白色的人造照明装置发出的光的光谱轮廓可以影响昼夜节律的生理机能、机敏性和认知能力水平。明亮的人造光可用于多种治疗应用，例如治疗季节性情感障碍(SAD)、某些睡眠问题、抑郁、时差、帕金森患者的睡眠障碍、与倒班工作关联的健康影响以及人的生物钟的重置。人工照明装置可能会改变自然过程、干扰褪黑激素的产生或破坏昼夜节律节律。通过扰乱可能依赖于昼夜自然循环的生物过程，蓝光与其他有色光相比可能更倾向于影响活生物体。在傍晚和晚上暴露在蓝光下可能对人的健康有害。在较低波长内的某些蓝光或品蓝色光可能会对人眼和皮肤造成危害，例如对视网膜造成损害。
提供能够在同时实现高效率、高光通量、良好的显色性和可接受的颜色稳定性的同时，横跨一系列CCT值的白光的LED灯仍然面临着巨大的挑战。提供能够提供期望的照明性能，同时允许控制昼夜节律的能量性能的照明装置，这也是一个挑战。
发明内容
在一些方面，本发明提供用于显示数字内容的显示系统，其中该显示系统包括一个或多个LED基的照明通道，其适应于在第一操作模式下产生引起昼夜节律的蓝光输出且在第二操作模式下产生引起较少昼夜节律的蓝光输出。引起昼夜节律的蓝光具有第一昼夜节律能量特征，该第一昼夜节律能量特征与第一操作模式下产生的光的相关联的第一光谱功率分布有关，且引起较少昼夜节律的蓝光可以具有第二昼夜节律能量特征，该第二昼夜节律能量特征与第二操作模式下产生的光的相关联的第二光谱功率分布有关。在某些实施方式中，LED基的照明通道可以在显示系统的像素阵列中提供单独的像素。在一些实施方式中，可将单独的像素设置为微型LED像素或OLED像素。在某些实施方式中，可以在不同的操作模式下使用不同类型的像素的不同组合，以产生更多或更少的引起昼夜节律的蓝光输出。在一些实施方式中，在第一操作模式下使用第一类型的像素以提供具有第一昼夜节律能量特征的第一光谱功率分布。在其他实施方式中，LED基的照明通道可以为显示系统中的背光系统提供白光源。在某些实施方式中，可将用于背光系统的白光源设置为包括LED和相关联的发光介质的白光通道，该发光介质在1931CIE色度图的普朗克轨迹的±7DUV内的白色颜色点处产生组合的白光。在一些实施方式中，显示系统可具有两个或更多个在不同操作模式下使用的白色照明通道，以产生更多或更少的引起昼夜节律的蓝光输出。在进一步的实施方式中，可将用于背光系统的白光源设置为多个照明通道的组合，多个照明通道中的每个包括LED和相关联的发光介质，该发光介质在颜色点处产生组合的光，和在1931CIE色度图上的普朗克轨迹的±7DUV范围内的白色颜色点处产生组合的白光的多个照明通道的组合。在某些实施方式中，可以在不同的操作模式下使用显示系统的多个照明通道的不同组合，以产生更多的或更少的引起昼夜节律的蓝光输出。
用本文描述的显示系统产生数字显示内容的本发明方法。在某些实施方式中，该方法包括在第一操作模式下产生引起昼夜节律的蓝光输出和在第二操作模式下产生引起较少昼夜节律的蓝光输出。
如所附权利要求书中所限定，一般发明和随后的进一步的发明仅是示例性和说明性的，并且不限制本发明。鉴于本文提供的细节，本发明的其他方面对于本领域技术人员将是显而易见的。在附图中，相似的附图标记指示贯穿不同的视图的相应的部分。所有的标注和注释都在此引用中合并，如同在本文中充分阐述一样。
附图说明
当结合附图阅读时，将进一步理解概要以及以下的具体实施方式。出于说明本发明的目的，在附图中示出了本发明的示例性实施方式；然而，本发明不限于所公开的特定方法、组合物和装置。此外，附图不一定按比例绘制。在附图中：
图1示出了根据本发明的显示系统的方面；
图2示出了根据本发明的显示系统的方面，包括其中照明系统的方面；
图3a、3b、3c和3d示出了根据本发明的显示系统的方面，包括一些示例性照明通道的光谱功率分布；
图4示出了根据本发明的显示系统的方面；
图5示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图6示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图7示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图8示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图9示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图10示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图11示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图12示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图13示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图14示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由装置的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图15示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色点；
图16示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图17A和17B示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图18示出了与一些现有技术和一些理论光源相比的根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统在各种操作模式下产生的白光的一些光特征；
图19示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图20示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图21示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的光谱功率分布的方面；
图22A-22B示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图23示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图24示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图25示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图26示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；
图27示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围；和
图28示出了根据本发明的显示系统的一些方面，包括由显示系统的组件产生的光的一些合适的颜色范围。
附图中的所有描述和标注在此通过引用并入本文，如同本文充分阐述一样。
具体实施方式
参考结合以下构成本发明的一部分的附图和示例的详细描述，可以更容易地理解本发明。应当理解，本发明不限于本文描述和/或示出的特定装置、方法、应用、条件或参数，并且本文所使用的术语出于仅通过示例来描述特定示例的目的，而不旨在限制要求保护的发明。而且，如在包括所附权利要求的说明书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数，并且除非上下文明确指出，否则对特定数值的引用至少包括该特定值。如本文所用的术语“多个”指超过一个。当表示一系列数值时，另一示例包括从一个特定数值和/或至另一特定数值。类似地，当通过使用先行词“约”将数值表示为近似值时，将理解的是，特定数值形成另一个示例。所有范围都是包括在内的和可以组合的。
术语“刺激昼夜节律能量特征”是指可能对实验对象具有生物效果的光谱功率分布的任何特征。在某些方面，本发明的照明系统的方面的刺激昼夜节律能量特征可以包括在一个或多个特定波长范围内的CS、CLA、EML、BLH、CER、CAP、LEF、昼夜节律功率、昼夜节律通量和相关功率量中的一个或多个。
应当理解，在不同的示例的上下文中的本发明(为清楚起见，在此描述)的某些特征也可以在单个示例性实施方式中组合提供。相反地，也可以单独地或以任何子组合来提供本发明(为简洁起见，在单个示例性实施方式的上下文中进行了描述)的各种特征。此外，关于在范围内阐述的数值包括该范围内的每个值和所有值。
1931CIE色度图是一个二维色度空间，其中每个可见的颜色都由具有x和y坐标的点表示，x和y坐标在本文也称为(ccx，ccy)坐标。完全饱和的(单色的)颜色出现在图的外部边缘，而不饱和的颜色(表示波长的组合)出现在图的内部。如本文所用的术语“饱和的”意味着具有至少85％的纯度，术语“纯度”具有本领域技术人员众所周知的含义，并且用于计算纯度的过程是本领域技术人员众所周知的。普朗克轨迹，或黑体轨迹(BBL)是本领域技术人员已知的，并且随着黑体的温度从约1000K变化至10,000K，普朗克轨迹或黑体轨迹(BBL)跟随白炽黑体在色度空间中呈现出的颜色。黑体轨迹从低温处(约1000K)的深红色变成橙色、黄白色、白色，以及最后在非常高的温度下变成青白色。将对应于色度空间中特定颜色的黑体辐射体的温度称为“相关色温”。通常，对应于约2700K至约6500K的相关色温(CCT)的光被视为“白”光。特别地，如本文所用的“白光”通常表示具有在具有2700K和6500K之间的CCT的黑体轨迹上的点的10阶麦克亚当椭圆(MacAdam ellipse)内的色度点的光。但是，应该理解，如果需要，可以使用白光的更严格或更宽松的定义。例如，“白光”可以表示具有在具有2700K和6500K之间的CCT的黑体轨迹上的点的七阶麦克亚当椭圆内的色度点的光。在CIE 1960色度图中可以测量距黑体轨迹的距离，并用如本文其他地方所提及的符号Δuv或DUV或duv来表示该距离。如果色度点在普朗克轨迹的上方，则DUV用正数表示；如果色度点在轨迹下方，则DUV用负数表示。如果DUV是充分的正数，则在同一CCT下光源可能会呈现绿色或黄色。如果DUV是充分的负数，则在同一CCT下光源可能会呈现紫色或粉红色。观察者可能更喜欢在特定的CCT值的普朗克轨迹上方或下方的光，而在普朗克轨迹上方或下方的光或多或少地适合于在不同设置或操作模式下在显示系统上显示数字内容。DUV计算方法对本领域普通技术人员来说是众所周知的，并且其在ANSI C78.377，美国电灯国家标准—固态照明(SSL)产品的色度规范中更完整地描述，出于所有目的，通过引用将其全部内容合并于此。CIE标准光源D65光源旨在代表平均日光并具有约为6500K的CCT，光谱功率分布在ISO/CIE联合标准，ISO 10526：1999/CIE S005/E-1998，用于比色法的CIE标准光源中有更完整的描述，出于所有目的，通过引用将其全部内容合并于此。
本发明中描述的颜色点可以在由1931CIE色度图上的几何形状限定的颜色点范围内，该1931CIE色度图围住了一组限定的ccx，ccy色坐标。应当理解的是，对于颜色点范围，在任何描述或示出的边界中的任何间隙或开口都应该用直线封闭以连接相邻的端点，以便为每个颜色点范围限定封闭的边界。
光源发出的光可以由色度图上的点来表示，该色度图(例如1931CIE色度图)具有在图的X-Y轴上表示为(ccx，ccy)的色坐标。色度图上的区域可以表示具有相似色度坐标的光源。
可以使用显色指数(“CRI”)，也称为CIE Ra值来表征光源在照明对象中准确地重现颜色的能力。光源的Ra值是当照明八个参考颜色R1-R8时，照明系统的色彩还原与参考黑体辐射体或日光光谱的色彩还原比较的相对测量值的修正平均值。因此，Ra值是当物体被特定的灯照明时，物体表面颜色变化的相对度量。如果由照明系统照亮的一组测试颜色的色坐标与相等CCT的参考光源辐射的相同测试颜色的坐标相同，则Ra值等于100。对于小于5000K的CCT，在CRI计算过程中使用的参考光源是黑体辐射体的SPD；对于大于5000K的CCT，使用从日光数学模型计算出的假想的SPD。选择这些参考源以分别地近似于白炽灯和日光。日光通常具有接近100的Ra值，白炽灯泡具有约为95的Ra值，荧光灯通常具有约为70至85的Ra值，而单色光源的Ra值基本上为零。对于一般普通的照明应用，通常认为Ra值小于50的光源非常差，并且其通常仅在经济问题妨碍其他替代选择的应用中使用。在国际照明委员会，1995年，Technical Report:Method of Measuring and Specifying Colour RenderingProperties of Light Sources，CIE No.13.3-1995，奥地利维也纳：国际照明委员会中，更完整的描述了CIE Ra值的计算，出于所有目的，通过引用将其全部内容合并于此。除Ra值外，还可以基于呈现饱和红色参考颜色R9，也称为测试颜色样本9(“TCS09”)的能力的程度来评估光源，该饱和红色参考颜色R9具有R9显色值(“R9值”)。还可以基于呈现其他颜色R10-R15的能力的程度来评估光源，颜色R10-R15分别地包括例如黄色、绿色、蓝色、白种人肤色(R13)、树叶绿色和亚洲肤色(R15)的实际颜色。通过计算色域面积指数(“GAI”)，可以进一步评估光源。连接来自二维空间中确定的CIE Ra值的显色点将形成色域面积。通过将光源形成的色域面积除以参考源(使用与用于CRI的颜色相同的一组颜色)形成的色域面积来计算色域面积指数。GAI使用等能量光谱(Equal Energy Spectrum)，而不是黑体辐射体作为参考源。通过使用由与光源相等CCT下的黑体辐射体形成的色域面积，可以计算与黑体辐射体有关的色域面积指数(“GAIBB”)。
可以使用照明工程学会产品ID：TM-30-15(本文中称为“TM-30-15标准”),IESMethod for Evaluating Light Source Color Rendition中描述的度量来表征光源在照明对象中准确地重现颜色的能力，出于所有目的，通过引用将其全部内容合并于此。TM-30-15标准包括可以基于对99个颜色评估样本(“CES”)的光源的色彩还原来计算的保真度指数(Rf)和色域指数(Rg)。99个CES提供了统一的色彩空间覆盖范围，旨在成为光谱灵敏度中性色调，并提供相当于各种真实物体的颜色样本。Rf值的范围从0到100，表示与参考光源相比光源呈现颜色的保真度。Rg值提供了光源相对于参考光源提供的色域的度量。Rg的范围取决于正在测试的光源的Rf值。参考光源根据CCT来选择。对于小于或等于4500K的CCT值，使用普朗克辐射。对于大于或等于5500K的CCT值，使用CIE日光光源。在4500K和5500K之间，使用普朗克辐射与CIE日光光源的比例混合，根据以下公式：
其中Tt是CCT值，Sr，M(λ，Tt)是比例混合参考光源，Sr，P(λ，Tt)是普朗克辐射，以及Sr，D(λ，Tt)是CIE日光光源。
昼夜节律照明度(CLA)是昼夜节律作用光，加权的入射角膜的光的光谱加权辐照明度的度量，以反映在一小时的暴露后通过急性褪黑激素抑制和CS测量的人类昼夜节律系统的光谱敏感性，CS是从开始(CS＝0.1)到饱和(CS＝0.7)的角膜的光谱加权辐照明度的效力。对CLA的值进行缩放使得产生1000勒克斯(lux)(视觉勒克斯)的2856K的白炽光源(称为CIE光源A)将产生1000单位的昼夜节律勒克斯(CLA)。CS值是转换后的CLA值，且相当于在褪黑激素生产的中间点期间对2.3mm直径的瞳孔曝光一小时后的相关的褪黑激素抑制。通过以下式子计算CS，
Rea等人，“Modelling the spectral sensitivity of the human circadiansystem”，《照明研究与技术》，2011年；0：1-12，以及Figueiro等人，“Designing withCircadian Stimulus”，2016年10月，LD+A杂志，北美照明工程学会，对CLA的计算进行了更全面的描述，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。Figueiro等人描述在一天早些时候的至少一小时内，眼睛曝光的CS等于或大于0.3有效地刺激昼夜节律系统且与改善睡眠、改善行为和情绪有关。
相等的黑色素勒克斯(EML)提供了人类的昼夜节律和神经生理光反应的感光输入的度量，如在Lucas等人的“在黑视蛋白时代测量和使用光”(“Measuring andusing lightin the melanopsin age”)，神经科学趋势，2014年1月，第37卷，第1版，1-9页中描述，出于所有目的，将其全部内容，包括所有附录通过引用并入本文。通过基于32岁标准观察者的预受体过滤，将黑色素勒克斯加权为λmax 480nm的光色素，在附录A，Lucas等人，2014年，用户指南：辐照明度工具箱(2013年10月18日，牛津)，曼彻斯特大学，卢卡斯分校，的补充资料中完整地描述，出于所有目的，通过引用将其全部内容合并于此。EML值在本文的表和图中示出为黑色素勒克斯与光通量之比，其中光通量被认为是1000流明(lumens)。对于使用者的生物效果，可能希望在早晨提供具有较高EML的照明，而在下午晚些时候和傍晚提供较低的EML。
蓝光危害(BLH)提供对于因辐射暴露的光化学引起的视网膜损伤的措施的潜在的度量。为评估对光源和灯具的蓝光危害，在IEC/EN 62471，灯和灯系统的光生物安全性和技术报告IEC/TR 62778：IEC 62471的应用中描述了蓝光危害，出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文。可以以(加权的功率/勒克斯)μW/cm2/lux为单位表示BLH因数。
在一些方面，本发明涉及提供具有特定视觉能量和昼夜节律能量性能的光的照明装置和方法。在本领域已知许多优点，其中的一些优点描述在Ji Hye Oh，Su Ji Yang和Young Rag Do，“Healthy,natural,efficient and tunable lighting:four-packagewhite LEDs for optimizing the circadian effect,color quality and visionperformance”，光：科学与应用(2014)3：el41-el49中，出于所有目的，将其所有内容，包括补充信息并入本文。可以根据光通量与辐射通量之比(S(λ))来计算辐射照明效率(“LER”)，即正在评估的光源的光谱功率分布，公式如下：
可以通过昼夜节律的光通量与辐射通量之比来计算辐射的功效(“CER”)，公式如下：
可以通过CER与LER之比来定义昼夜节律行为因子(“CAF”)，公式如下：
术语“blm”是指生物流明(biolumens)，用于测量昼夜节律通量的单位，也称为昼夜节律流明。术语“lm”是指视觉流明。V(λ)是适应光的光谱发光效率函数，C(λ)是昼夜节律光谱灵敏度函数。本文中的计算使用了生物钟光谱敏感度函数C(λ)，其来自Gall等人，2004年CIE光与健康研讨会论文集：非视觉效果，2004年9月30日至10月2日；维也纳，奥地利，2004年，CIE：维也纳，2004年，pp29-132，出于所有目的将其全部内容并入本文。通过整合昼夜节律光谱灵敏度函数中的光(毫瓦特)的数量，并将该值除以适应光的流明的数量，可以得到特定光源褪黑激素抑制效果的相对度量。通过将适应光的流明除以100，可以得到缩放的相对测量值，其表示为每百流明的褪黑激素抑制毫瓦。在本申请、附图和附表全文中使用了与前述计算方法一致的术语“每百流明的褪黑激素抑制毫瓦”。
光源提供照明的能力基于可见光谱中红色部分(尤其是660nm附近)的光源的光谱功率密度，该照明允许临床观察发绀(cyanosis)。AS/NZS 1680.2.5室内照明部分2.5：医院和医疗任务，澳大利亚标准，1997年定义发绀观察指数(“COI”)，出于所有目的，其全部内容，包括所有附录通过引用并入本文。COI可用于约3300K至约5500K的CCT，并且其值优选小于约3.3。如果在660nm附近的光源输出太低，则患者的皮肤颜色可能会显得更暗，并可能被错误地诊断为发绀。如果在660nm处的光源输出太高，则它可能会掩盖任何发绀，并且当它存在时可能无法诊断它。COI是无量纲的数字并由光源的光谱功率分布计算得出。50％和100％的氧饱和度下，通过计算测试光源下观察到的血液与在参考灯(4000K普朗克光源)下观察到的血液之间的色差并将结果取平均值来计算COI值。COI值越低，在考虑中的光源照明下的颜色外观结果的变化越小。
可以通过根据电视照明一致性指数(“TLCI-2012”或“TLCI”)的值Qa，如EBU Tech3355，灯具的比色特征评估方法，欧洲广播联盟(“EBU”)，日内瓦，瑞士(2014)和EBU Tech3355-sl(光谱辐射测定学简介)，来表征在照明对象中光源准确地重现颜色的能力，出于所有目的，通过引用将其全部内容，包括所有附录并入本文。TLCI将测试光源与参考光源进行比较，该参考光源被指定为其色度落在普朗克或日光轨迹上并且具有色温，该色温是测试光源的CCT的色温。如果CCT小于3400K，则假定为普朗克辐射体。如果CCT大于5000K，则假定为日光辐射体。如果CCT在3400K和5000K之间，则假定为混合光源，其是3400K的普朗克与5000K的日光之间的线性插值。因此，有必要计算普朗克和日光辐射体的光谱功率分布。两种操作的数学运算在本领域中是已知的，并且在CIE技术报告15：2004，比色法第3版，国际照明委员会(2004)中更完整地描述，出于所有目的，将其全部内容并入本文。
显示器
本发明的各方面涉及适于在像素水平上产生和显示一种或多种颜色的显示系统，其可用于帮助引起和/或调节观看显示器或其它近似的显示器的人的昼夜节律周期。显示系统可以是计算机显示器或电视显示器。可以将用于显示系统像素的照明系统布置为产生显示器中像素的颜色，该显示器随着时间影响昼夜节律。照明系统可以适应于产生引起昼夜节律的光(例如，青色，在485nm处和/或附近的能量)的蓝色频率，该光通过昼夜节律周期引起与“唤醒”人相关的活动(例如，通过激发本质上感光性的视网膜神经节细胞(ipRGC)来实现褪黑激素抑制，从而在观察者中产生、引起或保持醒着的和警觉的状态)。它也可以适应于随时间而减少引起昼夜节律的蓝色频率，以减少“唤醒”效应。可以进一步使照明系统适合于具有两个或更多个单独的蓝色频率，使得可以在显示器的像素中使用一个或两个来产生蓝色。蓝色频率中的一个可以是标准蓝色(例如，约450nm附近的大量能量，约450nm附近的窄带发射)，使得显示器像素产生标准的显示颜色，而另一个蓝色频率可能是引起昼夜节律的蓝色(例如，青色发射，约485nm附近的大量能量，约485nm左右的窄带或宽带发射)，该蓝色旨在在唤醒人之前以更显著的方式影响昼夜节律。利用这种显示器，可以根据显示器颜色标准将显示器像素颜色从标准颜色改变以准确地表示颜色，从而显示相似但不一定是标准颜色的颜色以产生人的昼夜节律节奏的效果。尽管非标准的蓝色像素可能不是标准的，并且可能无法根据标准的调色板显示计算机产生的内容，但是在许多情况下用户可能会接受颜色，因为这些颜色仍然可以接受，同时也会引起昼夜节律节奏，以在使用特殊颜色模式下的显示器时唤醒人。
与显示器中使用的典型蓝色相比，引起昼夜节律的蓝色在更长的波长处可能具有大量的能量。发明人已经认识到，蓝色和青色区域(例如，典型显示器蓝色和典型显示器绿色之间的波长)中的较长波长既可以用于在计算机产生的内容中产生可接受的颜色，又可以对人的昼夜节律节奏产生更大的影响。在实施例中，可以在窄带中提供能量(例如，最大能量在460nm至500nm、460nm至480nm、470nm至480nm、或490nm至500nm之间的典型LED窄带发射光谱)。在实施例中，能量可以更广泛地散布(例如，通过使用荧光体或量子点结构)，使得在460nm和500nm之间的区域中产生大量的能量。在这样的宽的宽度系统中，最大能量可能会落入460nm至500nm的区域内，也可能不会落入该区域内。例如，该峰值可能在450nm的典型显示器蓝色处或附近，并且在460nm至500nm的区域中也具有大量的能量。大量的能量可以是大于最大能量的10％、20％、30％、40％或50％的强度。例如，大量的能量可能落在460和470nm、470nm和480nm、或490nm和500nm的区域内。
根据本发明原理的计算机显示器可以包括微型LED阵列，其中微型LED阵列包括由包括产生红色、绿色和蓝色的LED的微型LED形成的像素阵列。在实施例中，蓝色LED可以是引起昼夜节律节奏的蓝色LED(如本文所述)。如果在像素阵列中仅布置三种颜色，则用于像素的引起昼夜节律的蓝色可能不会落入用于显示器的标准色域内，但是在影响昼夜节律节奏时通常将产生可接受的颜色。在实施例中，像素阵列包括两个不同颜色的产生蓝色的LED，一个具有用于显示器的标准颜色，一个可能不在用于显示器的标准色域内，但其适应于影响昼夜节律节奏以引起唤醒效果。这种布置将包括微型LED阵列的像素阵列中的每个像素四种颜色。在实施例中，计算机显示器仅包括具有昼夜节律节奏影响蓝色的微型LED的一部分。可以用不同的颜色产生的LED、带有滤光片的白色LED、带有荧光体的LED等来构建微型LED像素。
在实施例中，引起昼夜节律的蓝色微型LED可以具有窄的发射特征，其中基本上所有的能量都在约120nm以上产生，并且具有约40nm的半峰全宽(FWHM)。图3a示出了这种微型LED的示例光谱功率分布。在实施例中，引起昼夜节律的蓝色微型LED可以具有更宽的发射特征。图3c示出了这样的示例光谱功率分布。通过将荧光体添加到微型LED系统、使用许多窄带发射微型LED等，可以发展更宽的发射。在实施例中，可以将滤光片与微型LED关联。例如，期望的蓝色颜色点可以包括一个发射带，该发射带比通过单个窄发射微型LED实现的发射带更宽，因此可以使用荧光体或多个窄带LED来扩大发射，然后可以使用滤光片将更宽的发射减小到所需的程度。
标准颜色计算机显示器可以使用具有窄发射特征的蓝色LED，例如图3b中所示。在实施例中，可以用例如图3d所示的宽带蓝色代替标准蓝色，以增加一些青色到发射(即，稍长的波长能量)中。该配置还可以包括滤光片以切断长尾(long tail)，但在昼夜节律蓝色发射区域中保持一些发射。
根据本发明原理的计算机显示器可以包括LCD背光像素阵列。通常，LCD背光显示器具有产生宽带颜色的背光(例如，白色LED、白色荧光)或产生窄带颜色的背光(例如，红色、绿色和蓝色LED)。制造商通常采用一种布置，其中背光是宽带白光LED基的系统，且LCD阵列的每个像素都与色彩滤光片(例如红色、绿色和蓝色)相关联，从而为显示器的每个像素产生全色域。在实施例中，LCD像素阵列包括滤光片以基于产生白光的背光系统来产生每个像素三种颜色。像素滤光片将白光过滤成红色、绿色和蓝色。背光通常还会产生恒定量的光，并且改变每个子像素颜色的LCD以调节子像素颜色的强度(例如，基于子像素水平的极化设置的256级)。在实施例中，蓝色滤光片适应于传输更有效地影响昼夜节律节奏的光(例如485nm)。在实施例中，每个像素包括用于第四子像素颜色的第四滤光片。第四像素使用昼夜节律蓝通(blue pass)滤光片，使得与通过像素阵列中标准蓝色滤光片的光相比，传输子像素滤光片的光以更显著的方式影响昼夜节律周期。通过第四滤光器配置，可以将显示器设置为使用一种和/或其他蓝色来形成在像素中的蓝色。
在其他实施例中，背光按顺序产生红色、绿色和蓝色，并且每个像素位置仅使用一个LCD，使得将以对于像素来说期望的相应的所需颜色的顺序打开该一个LCD。顺序照明系统可以包括引起昼夜节律的蓝色以影响昼夜节律节奏。顺序照明系统可以进一步包括两种不同颜色的蓝色(例如标准蓝色和昼夜节律蓝色)和通过所有四种颜色的顺序周期。在实施例中，在顺序的每个周期中可以或可以不包括昼夜节律的蓝色。减少包含的周期的数量可能会影响像素的感知组合颜色以及昼夜节律节奏的效果。
在一个或多个LCD配置的实施例中，可以修改背光以包括在昼夜蓝色区域处的增强的发射。例如，背光灯它自身可以包括青色LED，使得它在昼夜节律的蓝色区域产生足够的发射，从而可以产生用于显示器的足够的颜色并影响人的昼夜节律节奏。为此目的，背光可以包括宽带发射源(例如，如图3c所示)或窄发射源(例如，如图3a所示)。然后可以调节与昼夜节律蓝色像素相关的滤光片，以在区域中传输期望带宽的光。习惯上，显示器中使用的背光在此期望的区域中不会产生许多发射，因此可能需要更改照明系统以在此区域包含更多的发射。
根据本发明原理的计算机显示器可以包括OLED像素阵列，其中OLED阵列包括由OLED子像素形成的像素阵列。OLED可以包括产生红色、绿色和蓝色的OLED。在其他实施例中，OLED可以产生白光，并且可包括滤光片以仅使对于子像素期望的特定颜色通过。在实施例中，蓝色OLED或滤光片可以适应于产生引起昼夜节律节奏的蓝色。如果在像素阵列中仅排列三种颜色，则用于像素的蓝色可能不会落入显示器的标准颜色之内，但是在影响昼夜节律节奏时通常将会产生可接受的颜色。在实施例中，像素阵列可包括两个不同颜色的蓝色OLED，一个具有用于显示器的标准颜色，一个可能不在用于显示器的标准色域内，但其适应于影响昼夜节律节奏唤醒周期。这种布置将包括OLED阵列的像素阵列中的每个像素四种颜色。在实施例中，计算机显示器仅包括具有昼夜节律节奏作用的蓝色的OLED的一部分。
在实施例中，引起昼夜节律的OLED可以在该区域中产生宽带的光并且被过滤。在实施例中，引起昼夜节律的OLED可产生窄带发射并且可能被过滤或不被过滤。
本发明的方面涉及计算机显示器像素阵列中多于三种标准颜色的内含物。多于三种的颜色可以包括添加一种或多种颜色，该一种或多种颜色旨在提供可在标准色域和修改的色域之间切换的显示器。对像素颜色的修改可以适应于产生像素颜色，该像素颜色可以影响人的昼夜节律，同时将显示器保持为用于呈现数字内容的有效的计算机显示器。可以使用，或者自动地(例如基于感知到的环境、基于当日时间、基于时间表)使用与显示器相关联的计算机处理器或通过用户界面，以在两种模式之间切换。这样的系统也可以在同时地操作标准蓝色和昼夜节律蓝色的模式或通过快速切换模式(例如，通过脉宽调制来调节每个的表面上的强度)下运行。可以通过计算机系统来调节修改的颜色像素阵列，以随时间改变像素的颜色，从而有助于调节人的昼夜节律周期。基于描述显示器(例如，如本文所述的可穿戴传感器、睡眠传感器)的用户的数据源，控制系统可以进一步运转。
图1示出了各种配置的计算机显示器102的一些示例。每个配置包括一系列像素106，将其定位和控制以显示计算机产生的内容。一种配置是台式计算机显示器102a。桌面配置包括外部设备104(例如键盘、鼠标、绘图板、蓝牙连接装置、WiFi连接装置)。桌面或任何其他配置可以从个人装置(例如，用户的可穿戴装备、睡眠传感器)接收数据，并调整由像素106发出的光的颜色和/或强度。设备102b是小型触摸屏设备(例如，电话、个人数字助理)。设备102c是平板设备，其可以具有触摸屏。显示器也可以是电视，其可以是互联网设备、无线电接收器设备、有线电视设备、卫星电视设备等等。
图2示出了根据本发明原理的可以内置于显示器中的昼夜节律照明像素构造的各种示例。这些示例是在像素水平别的各种显示技术的基本构造的简化示例。展示的三个示例是微型LED 200、OLED 230和背光LCD 240。这些示例中的每一个都使用像素技术，该像素技术在标准显示色域的外面的像素水平且在已知的影响人的昼夜节律的颜色点或频率下产生光。
微型LED基的计算机显示器可以以一系列微型LED像素200为基础。显示器的区域中的每个微型LED像素200可以包括产生不同颜色的微型LED200、为每个像素中的每个微型LED供能和控制每个微型LED的电极208、以及基底208。基于在微型LED的构造中使用的材料，每个微型LED可以发射特定颜色的光。作为辅助示例，可将一个或多个微型LED布置为照射用于颜色转换的荧光体，或者可将它们布置为传输通过滤光片的光。在实施例中，像素中的微型LED可以是红色、绿色和昼夜节律蓝色。昼夜节律蓝色可以是显示器中使用的标准蓝色色域之外的蓝色。它可以是具有本文公开的昼夜节律照明系统的光谱特征的蓝色。在像素中仅包括三种颜色的配置中，显示器的颜色色域可能总是在标准显示器色域之外。对于较少关心显示的内容的确切颜色，而更关心接收影响用户的昼夜节律节奏而仍然具有产生合理颜色的光的用户来说，这是可以接受的。在另一个实施例中，像素可以包括四种颜色：红色，绿色，标准显示器蓝色和昼夜蓝色。这种配置使其自身通向可以在标准蓝色和昼夜节律蓝色之间切换的控制系统。例如，可以在早晨时候使用昼夜节律蓝色，然后显示器可以在晚些时候切换到标准蓝色。在随后的几个小时中，可以将标准蓝色调低以进一步减少昼夜节律节奏的刺激。两种蓝色可能以同步的方式淡入和淡出。随着系统转变到标准蓝色，两者都可以同时进行以减少昼夜节律蓝色。
OLED基的计算机显示器可以以一系列OLED像素230为基础。在每个像素中OLED像素230可具有三个可单独控制的OLED212。每一个可发出相似的颜色(例如白色)，且每一个可与不同的色彩滤光片211光学地相关联以产生红色、绿色和昼夜节律蓝色。在替代构造中，每个OLED发射器可以产生其自己的颜色(例如，通过不同的材料、通过荧光体转换)。每个OLED像素可以由电极214(以向每种颜色供能以及控制每种颜色)和基底216构成。在实施例中，颜色组包括昼夜节律蓝色(例如，如本文所述)。在实施例中，颜色组仅具有三种颜色，包括昼夜节律蓝色，并且显示器产生标准显示器色域之外的颜色。在实施例中，颜色组具有四种颜色，包括标准蓝色和昼夜节律蓝色，使得控制系统可以选择激活和控制如本文所述的哪种蓝色。
背光LCD基的计算机显示器可以以一系列背光LCD像素240为基础。LCD显示器的构造可以包括用于各个像素的多个通道的液态晶体206，其中每个液态晶体与过滤来自背光210的光的滤光片相关联。在这种配置中，背光210发出白光，并且滤光片将白光切换成特定的颜色，通常是红色、绿色和蓝色。在实施例中，颜色过滤层210中的蓝色滤光片是昼夜节律蓝色滤光片。在实施例中，过滤层210包括与两个单独的液态晶体相关联的两个蓝色滤光片：一个用于昼夜节律蓝色，而一个用于标准显示器蓝色。在实施例中，颜色组包括昼夜节律蓝色(例如，如本文所述)。在实施例中，过滤颜色组仅具有三种颜色，包括昼夜节律蓝色，并且显示器产生标准显示器色域之外的颜色。在实施例中，过滤颜色组具有四种颜色，包括标准蓝色和昼夜节律蓝色，使得控制系统可以选择激活和控制哪种蓝色。
在实施例中，LCD像素可以布置有背光210，该背光210顺序地循环通过不同的颜色，并且在该布置中的液态晶体层可以仅具有每个像素一个液态晶体，并且它可以不包括过滤层。当背光顺序地通过其颜色时，可以打开液态晶体以发出正确的颜色。通过快速在颜色之间循环，用户的眼睛可以整合颜色并将其感知为结合的颜色。例如，将液态晶体保持在“打开”或传输模式，并在强度相同的红色和蓝色之间快速循环会使得人将像素感知为紫色。在这样的构造中，背光210可以包括一个或多个昼夜节律蓝光发射器。在实施例中，背光210包括标准显示蓝色和昼夜节律蓝色。
本发明的另一方面涉及计算机显示器边缘照明系统或外部设备。边缘照明系统可以围绕计算机显示器并发射影响使用或接近计算机显示器的人的昼夜节律的光。边缘照明系统可以包括类似于本文所述的显示器照明系统或本文所述的平板照明系统的照明系统。边缘照明系统可以与显示器的像素配合(例如，通过与两个装置相关联的计算机系统)。可以另外对它进行单独地控制(例如，如本文所述)。
用于显示系统的昼夜节律照明系统的类型
可在根据本发明原理的显示系统中使用的照明系统包括，例如2通道、3通道、4通道、5通道或6通道LED基的色彩调谐系统。多通道系统内的单独的通道可能具有特定的颜色点和用于由通道产生的光输出的光谱功率分布。如本文所用，术语“通道”是指从LED(微型LED、OLED)，通过任何过滤的或其他组件直到光退出显示系统的产生光的路径中的所有组件。
在一些实施方式中，可以使用具有两个白光通道的2通道系统。两个白光通道可以是在以下申请中更完整地描述：2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为No.62/757,664，标题为(“Two-Channel Tunable Lighting Systems with Controllable EquivalentMelanopic Lux and Correlated Color Temperature Outputs”)的申请；和2019年1月11日提交的国际专利申请号为PCT/US2019/013356，标题为“具有可控的等效黑度勒克斯和相关色温输出的两通道可调照明系统”(“Two-Channel Tunable Lighting Systems WithControllable Equivalent Melanopic Lux And Correlated Color TemperatureOutputs”)的申请，出于所有目的，将其全部内容结合于此。
白光通道
在一些方面，本发明提供了结合两个白色照明通道的显示系统，两个白色照明通道在本文中可以被称为第一照明通道和第二照明通道。白色照明通道可用于使利用色彩过滤的显示系统背光，以产生数字显示。
第一照明通道
在一些方面，本发明提供在照明系统中使用的第一照明通道。第一照明通道可以具有在约4000K和约6500K之间的CCT值的第一颜色点。在一些实施方式中，第一颜色点可以具有约4000K的CCT。在某些实施方式中，第一颜色点可以具有约4000K、约4100K、约4200K、约4300K、约4400K、约4500K、约4600K、约4700K、约4800K、约4900K、约5000K、约5100K、约5200K、约5300K、约5400K、约5500K、约5600K、约5700K、约5800K、约5900K、约6000K、约6100K、约6200K、约6300K、约6400K或约6500K的CCT。
在一些实施方式中，第一照明通道可具有一个或多个LED，该一个或多个LED具有第一峰值波长在约440nm和约510nm之间的发射。在某些实施方式中，第一照明通道可具有一个或多个LED，该一个或多个LED具有第一峰值波长约450nm的发射。
在一些实施方式中，第一照明通道可以具有带有约4000K的CCT值的第一颜色点。第一照明通道可以具有颜色点范围304A的第一颜色点，该颜色点范围可以通过1931CIE色度图上的多边形区域限定，该多边形区域通过以下ccx，ccy色坐标限定：(0.4006，0.4044)、(0.3736，0.3874)、(0.3670，0.3578)、(0.3898，0.3716)，其与具有目标CCT及公差为3985±275K且目标duv及公差为0.001±0.006的ANSI C78.377-2008标准4000K标称CCT白光相关，如美国国家标准ANSI C78.377-2008“固态照明产品色度规范”(“Specifications for theChromaticity of Solid State Lighting Products”)，国家电气制造商协会，美国国家标准照明组中更完整地描述的那样，出于所有目的将其全部内容并入本文。在一些实施方式中，可将用于第一颜色点的合适的颜色点范围描述为1931CIE色度图颜色空间中的麦克亚当椭圆颜色范围，如在图14中示意性地示出，其示出了1931CIE色度图上的颜色点范围402、黑体轨迹401和恒定ccy坐标的线条403。在图14中，用长轴“a”、短轴“b”和相对于线条403的椭圆旋转角θ来描述麦克亚当椭圆范围。在一些实施方式中，用于第一颜色点的颜色点范围可以是范围304B(颜色范围402的一个实施例)，并且示出为相对于线条403的可将其限定为具有中心点(0.3818，0.3797)、长轴“a”为0.01565、短轴“b”为0.00670和椭圆旋转角θ为52.70°的单个5阶麦克亚当椭圆。在一些实施方式中，对于第一颜色点的颜色点范围可以是范围304C(颜色范围402的一个实施例)，并且示出为相对于线条403可将其限定为具有中心点(0.3818，0.3797)、长轴“a”为0.00939、短轴“b”为0.00402和椭圆旋转角θ为53.7°的单个3阶麦克亚当椭圆。在进一步的实施方式中，对于每个标称CCT值所选择的边界，第一颜色点可以在表57中描述的颜色点范围内。在其他实施方式中，第一颜色点的颜色点范围可以是1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(ccx，ccy)坐标(0.0.3670，0.3575)、(0.3737，0.3875)、(0.4007，0.4047)和(0.3898，0.3720)的多边形限定。在其他实施方式中，第一颜色点的颜色点范围可以是1931CIE色度图上的区域，该区域由以3985K的CCT为中心且duv＝+0.9845的4阶麦克亚当椭圆限定。在其他实施方式中，第一颜色点的颜色点范围可以是1931CIE色度图上的区域，该区域由连接(ccx，ccy)坐标(0.3703，0.3590)、(0.3851，0.3679)、(0.3942，0.3972)和(0.3769，0.3864)的多边形限定。
在一些实施方式中，第一照明通道可以具有某些光谱功率分布。表44中示出了一些示例性第一照明通道的某些方面。表46、48、50、52和53提供了表44中所示的示例性第一照明通道的光谱功率分布的各个方面和示例性第一照明通道的平均值(显示为“示例性第一通道平均值”)，其示出了波长范围内的光谱功率的比率和为每个示例性第一照明通道选择的任意参考波长范围或其平均值，并标准化为值100.0，表53除外，其中表53的值标准化为1.000。在某些实施方式中，第一照明通道可以具有带有光谱功率的第一光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增加或减小与表46、48、50、52和53示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，第一照明通道可具有落在如一个或多个表46、48、50、52和53示出的波长范围中的每一个的最小值(示为“最小”)和最大值(示为“最大”)之间的光谱功率分布，在进一步的实施方式中，第一照明通道可具有落在如表46、48、50、52和53的一个或多个示出的波长范围中的每一个的最小值少5％、10％、20％或30％的值(示为“最小”)和最大值多5％、10％、20％或30％的值(示为“最大”)之间的光谱功率分布。图5、9、10和12描绘了本文所述的示例性第一照明通道的第一光谱功率分布的各方面。图12描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“5000K Ch1”的光谱功率分布1600。图10描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“4000K Ch3”的光谱功率分布1400。图9描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“4000K Ch2”的光谱功率分布1300。图9描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“4000KCh4”的光谱功率分布900。图5进一步描绘了一些示例性波长范围901A、901B、901C、901D和901E，其对应于表53中所示的波长范围。如表53所示，在一些实施方式中，第一照明通道可以具有特定的光谱功率值，该光谱功率值在波长范围901A、901B、901C、901D和901E的一个或多个中，或未在图5中示出的，或在表53中示出，但在本文其他地方描述的其他波长范围内。
在一些方面，第一照明通道可以具有第一白光，该第一白光具有带有CCT和EML值的第一颜色点，该CCT和EML值落入可能的成对的CCT和EML值的范围内(在本文中也称为CCT-EML范围)。在图13中以图形形式示出了本发明的第一照明通道的合适的CCT-EML范围1710，其同样示出了表3中示出的示例性第一照明通道的示例性点的成对的CCT和EML。表1和2示出了用于颜色点的CCT和EML值，该颜色点通过一些市售的固定的CCT、LED驱动的白光系统产生，该白光系统具有接近80的Ra值。
第二照明通道
在一些方面，本发明提供用于在照明系统中使用的第二照明通道。第二照明通道可以具有在约1800K和约2700K之间的CCT值的第二颜色点。在一些实施方式中，第一颜色点可以具有约2400K的CCT。在一些实施方式中，第一颜色点可以具有约1800K、约1900K、约2000K、约2100K、约2200K、约2300K、约2400K、约2500K、约2600K或约2700K的CCT。
在一些实施方式中，第二照明通道可具有一个或多个LED，该LED具有第二峰值波长在约380nm和约420nm之间的发射。在某些实施方式中，第二照明通道可具有一个或多个LED，该LED具有第二峰值波长约410nm的发射。在一些方面，与第一照明通道中的LED相比，第二照明通道中的LED使用不同的峰值波长可以有助于本发明的照明系统的期望性能。
在本发明的一些实施方式中，第二照明通道可以产生具有在合适的颜色点范围内的第二颜色点的光。在某些实施方式中，对于每个标称CCT值所选择的边界，第二颜色点可以在表57中描述的颜色点范围内。在一些实施方式中，第二颜色点可以在由区域限定的颜色点范围内，该区域由连接1931CIE色度图上的(ccx，ccy)坐标的多边形界定，坐标为(0.4593，0.3944)、(0.5046，0.4007)、(0.5262 0.4381)和(0.4813 0.4319)。在进一步的实施方式中，第二颜色点可以在颜色点范围内，该颜色点范围由以2370K的CCT值为中心且duv＝-0.3的4阶麦克亚当椭圆界定的区域限定。在进一步的实施方式中，第二颜色点可以在由区域限定的颜色点范围内，该区域由连接1931CIE色度图上的(ccx，ccy)坐标的多边形界定，坐标为(0.4745，0.4025)、(0.4880，0.4035)、(0.5036，0.4254)和(0.4880，0.4244)。
在一些实施方式中，第二照明通道可以具有某些光谱功率分布。表44中示出了一些示例性第二照明通道的某些方面。表45、47、49、51和53提供了表44中所示的示例性第二照明通道的光谱功率分布的各个方面和示例性第二照明通道的平均值(显示为“示例性第二通道平均值”)，其示出了波长范围内的光谱功率之比，和为每个示例性第二照明通道选择的任意参考波长范围或其平均值，并标准化为值100.0，表53除外，其中表53的值标准化为1.000。在某些实施方式中，第二照明通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表45、47、49、51和53的一个或多个示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，第二照明通道可具有落在如一个或多个表45、47、49、51和53示出的波长范围中的每一个的最小值(示为“最小”)和最大值(示为“最大”)之间的光谱功率分布，在进一步的实施方式中，第二照明通道可具有落在如一个或多个表45、47、49、51和53示出的波长范围中的每一个的最小值少5％、10％、20％或30％的值(示为“最小”)和最大值多5％、10％、20％或30％的值(示为“最大”)之间的光谱功率分布。图7描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“2400K Ch2”的光谱功率分布1100。图8描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“2400K Ch3”的光谱功率分布1200。图11描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“1800KCh1”的光谱功率分布1500。图6描绘了表44中列出的和本文其他地方进一步表征的示例性照明通道“2400K Ch3”的光谱功率分布1000。图6进一步描绘了一些示例性波长范围1001A、1001B、1001C、1001D和1001E，其对应于表53中所示的波长范围。如表53所示，在一些实施方式中，第二照明通道可以具有特定的光谱功率值，该光谱功率值在波长范围1001A、1001B、1001C、1001D和1001E的一个或多个，或未在图6中示出的，或在表12中示出，但在本文其他地方描述的其他波长范围内。
色彩照明通道
在一些实施方式中，3通道的LED基的色彩调谐系统可以包括通道，如2018年7月30日提交的美国临时专利申请号为62/712,182和2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为62/757,672，标题为“具有高显色性和生物效应的白光可切换系统”(“SwitchableSystems for White Light with High Color Rendering and Biological Effects”)的申请中所述，出于所有目的将其全部内容并入本文。
在一些实施方式中，4通道、5通道和6通道的LED基的色彩调谐系统可以包括通道，如在2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为62/757,672，标题为“具有高显色性和生物效应的白光可切换系统”(“Switchable Systems for White Light with High ColorRendering and Biological Effects”)的申请中所更完整地描述那样，出于所有目的将其全部内容并入本文。
在一些实施方式中，显示系统可以包括用于本领域技术人员已知的数字显示系统中使用的红色、蓝色和绿色颜色点的标准照明通道，例如此处描述和图3b示出的那些，并且另外的照明通道的每个包括青色照明通道，该青色照明通道具有在青色区域中具有颜色点的输出。标准照明通道可具有基本上所有光谱能量分布的光发射，该光谱能量分布包含在约120nm的波长范围内，且半峰全宽(FWHM)约为40nm。在某些实施方式中，青色照明通道可以包括青色照明元件和通道，如在2018年3月2日提交的国际专利申请号为PCT/US2018/020792的申请中所述，如同由LED(具有约430nm至约460nm之间的峰值波长)驱动的短蓝泵(short-blue-pumped)青色通道(其中称为“绿色”)，和由LED(具有约460nm至约485nm之间的峰值波长)驱动的长蓝泵(long-blue-pumped)青色通道(在此称为“青色”)。在进一步的实施方式中，青色照明通道可以包括青色照明元件和通道，如在2018年11月8日提交的美国临时申请号为62/757,672的申请中所述的那样，如同长蓝泵青色和短蓝泵青色。在一些实施方式中，显示系统可以包括至少一个包括短蓝泵青色通道的照明通道，和至少一个包括长蓝泵青色通道的照明通道。
在一些实施方式中，青色照明通道可以具有光谱功率分布。表1-4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和对每个颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0。在某些实施方式中，青色照明通道的光谱功率分布落在相对于任意参考波长范围的特定波长范围内的最小值和最大值之间。在一些实施方式中，短蓝泵青色可以落入在表1、表2或表1和2都示出的波长范围中短蓝泵青色最小值1和短蓝泵青色最大值1之间的值内。在其它实施方式中，短蓝泵青色可以落入在表1示出的波长范围中短蓝泵青色最小值1和短蓝泵青色最大值2之间的值内。在一些实施方式中，长蓝泵青色照明通道可以产生具有光谱功率分布的光，该光谱功率分布落入表1、表2或表1和2都示出的波长范围中长蓝泵青色最小值1和长蓝泵青色最大值1之间的值内。表3和4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和对短蓝泵青色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于可以在本发明的一些实施方式中使用的短蓝泵青色通道。示例性的短蓝泵青色通道1具有表5中示出的ccx，ccy色坐标。在某些实施方式中，短蓝泵青色通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表3和4中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，长蓝泵青色通道可以产生具有某些光谱功率分布的青色光。表3和4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和为长蓝泵青色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于长蓝泵青色通道的数个非限制性实施例。示例性的长蓝泵青色通道1具有表5中示出的ccx，ccy色坐标。在某些实施方式中，长蓝泵青色通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表3和4中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
蓝色通道
在本发明的一些实施方式中，照明系统可以包括产生具有落在蓝色颜色范围内的蓝色颜色点的光的蓝色通道。在某些实施方式中，合适的蓝色颜色范围可以包括蓝色颜色范围301A-F。图22A描绘了蓝色颜色范围301A，该蓝色颜色范围301A由连接普朗克轨迹(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的无穷远点的ccx，ccy色坐标的线条、来自4000K和无穷大CCT的普朗克轨迹、4000K的恒定CCT的线条、紫色线条和光谱轨迹限定。图22A还描绘了蓝色颜色范围301D，该蓝色颜色范围301D由连接(0.3806，0.3768)和(0.0445，0.3)的线条、490nm的单色点和(0.12，0.068)之间的光谱轨迹、连接普朗克轨迹(0.242，0.24)和(0.12，0.068)的无穷远点的ccx，ccy色坐标的线条和来自4000K和无穷大CCT的普朗克轨迹限定。蓝色颜色范围也可以是范围301A和301D的组合。图25描绘了蓝色颜色范围301B，该蓝色颜色范围301B可以由20000K的CCT处的60阶麦克亚当椭圆，普朗克轨迹的下方的40个点限定。图26描绘了蓝色颜色范围301C，该蓝色颜色范围301C由1931CIE色度图上的多边形区域限定，该多边形区域由以下ccx，ccy色坐标限定：(0.22，0.14)、(0.19，0.17)、(0.26，0.26)和(0.28，0.23)。图10描绘了蓝色颜色范围301E和301F。蓝色范围301E由连接(0.231，0.218)、(0.265，0.260)、(0.2405，0.305)和(0.207，0.256)的线条限定。
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在某些实施方式中，本文所述的青色照明通道，包括本文所述的短蓝泵青色通道和长蓝泵青色通道，可以产生具有落入青色颜色范围内的青色颜色点的光输出。在某些实施方式中，合适的青色颜色范围可以包括青色颜色范围303A-E，其可以在图22B、23和24中看到。青色颜色范围303A由连接ccx，ccy色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线条、9000K的恒定CCT线条、9000K和1800K之间的普朗克轨迹、1800K的恒定CCT线条以及1931CIE色度图上的光谱轨迹限定。青色颜色范围303B可以由区域限定，该区域由连接(0.360，0.495)、(0.371，0.518)、(0.388，0.522)和(0.377，0.499)的线条界定。青色颜色范围303C由连接ccx，ccy色坐标(0.18，0.55)和(0.27，0.72)的线条、9000K的恒定CCT线条、9000K和4600K之间的普朗克轨迹、4600K的恒定CCT线条以及光谱轨迹限定。青色颜色范围303D由4600K的恒定CCT线条、光谱轨迹、1800K的恒定CCT线条以及4600K和1800K之间的普朗克轨迹限定。在一些实施方式中，长蓝泵青色通道可以提供青色区域303E内的颜色点，该青色区域303E由连接(0.497，0.469)、(0.508，0.484)、(0.524，0.472)和(0.513，0.459)的线条限定。
在一些实施方式中，青色色彩通道中的LED可以是具有峰值发射波长在约535nm或小于约535nm的LED。在一些实施方式中，LED发射具有在约360nm和约535nm之间的峰值发射波长的光。在一些实施方式中，青色色彩通道中的LED可以由InGaN半导体材料形成。在一些实施方式中，在长蓝泵青色通道中使用的LED可以是具有在约360nm和约535nm之间、在约380nm和约520nm之间、在约470nm和约505nm之间、约480nm、约470nm、约460nm、约455nm、约450nm或约445nm的峰值发射波长的LED。在某些实施方式中，用于长蓝泵青色通道中的LED可以具有在约460nm与515nm之间的峰值波长。在一些实施方式中，长蓝泵青色通道中的LED可以包括色区1、2、3、4或5的一个或多个LUXEON反蓝色LED(LXML-PB01、LXML-PB02)，其具有从460nm至485nm的峰值波长，或色区1、2、3、4或5的LUXEONEON反青色LED(LXML-PE01)，其具有从460nm至485nm的峰值波长。在一些实施方式中，短蓝泵青色通道可以具有峰值波长在约405nm至约485nm之间、在约430nm至约460nm之间、在约430nm至约455nm之间、在约430nm至约440nm之间、约440nm至约450nm、约440nm至约445nm或约445nm至约450nm的LED。在短蓝泵青色通道中使用的LED可以具有约10nm和约30nm之间的半峰全宽波长范围。在一些优选的实施方式中，短蓝泵青色通道可以包括色区编码3、4、5或6的一个或多个LUXEON Z颜色线条品蓝色LED(产品代码LXZ1-PR01)、色区编码为1或2的一个或多个LUXEON Z颜色线条品蓝色LED(LXZ1-PB01)、或色区3、4、5或6的一个或多个LUXEON品蓝色LED(产品代码LXML-PR0l和LXML-PR02)(Lumileds Holding B.V.,阿姆斯特丹，荷兰)。
黄色通道
在本发明的一些实施方式中，照明系统可以包括黄色通道，该黄色通道产生具有落在黄色颜色范围内的黄色颜色点的光。无界限的图17A和图17B描绘了用于本发明的黄色通道的实施方式的合适的黄色颜色范围的一些方面。在一些实施方式中，黄色通道可产生具有落入黄色颜色范围1401内的黄色颜色点的光，黄色颜色范围1401具有边界，该边界限定在从普朗克轨迹到光谱轨迹的5000K的恒定CCT线、光谱轨迹以及从5000K至550K的普朗克轨迹的1931CIE色度图上。在某些实施方式中，黄色通道可以产生具有落在黄色颜色范围1402内的黄色颜色点的光，黄色颜色范围1402具有边界，该边界通过连接(ccx，ccy)坐标(0.47，0.45)、(0.48，0.495)、(0.41，0.57)和(0.40，0.53)的多边形限定在1931CIE色度图上。在一些实施方式中，黄色通道可以产生具有在示例性黄色颜色点1403A-D其中一处的颜色点的光，黄色颜色点1403A-D在图17B中示出，并在本文其他地方更完整地描述。
紫罗兰色通道
在本发明的一些实施方式中，照明系统可以包括紫罗兰色通道，该紫罗兰色通道产生具有落在紫罗兰色颜色范围内的紫罗兰色颜色点的光。无界限的图16描绘了用于本发明的紫罗兰色通道的实施方式的合适的紫罗兰色颜色范围的一些方面。在一些实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有落在紫罗兰色颜色范围1301内的紫罗兰颜色点的光，紫罗兰色颜色范围1301具有边界，该边界限定在1600K的CCT和无穷大CCT之间的普朗克轨迹、普朗克轨迹上的无穷大CCT点与光谱轨迹上470nm单色点之间的线条、470nm单色点与紫色的线条之间的光谱轨迹、从光谱轨迹到1600K的恒定CCT线条的紫色的线条、以及紫色的线条和普朗克轨迹上1600K的CCT点之间的1600K的恒定CCT线条的普朗克轨迹的1931CIE色度图上。在某些实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有落在紫罗兰色颜色范围1302内的紫罗兰色颜色点的光，该紫罗兰色颜色范围1402具有边界，该边界通过以6500K的CCT为中心和DUV＝-40点的40阶麦克亚当椭圆限定在1931CIE色度图上。在一些实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有在示例性紫罗兰色颜色点1403A-D其中一处的颜色点的光，紫罗兰色颜色点1303A-D在图16中示出，并在本文其他地方更完整地描述。
红色通道
在本发明的一些实施方式中，照明系统可以包括红色通道，该红色通道产生具有落在红色颜色范围内的红色颜色点的光。在某些实施方式中，合适的红色颜色范围可以包括红色颜色范围302A-D。图22B描绘了红色颜色范围302A，该红色颜色范围302A由在1600K的恒定CCT线和紫色的线条之间的光谱轨迹、紫色的线条、连接ccx，ccy色坐标(0.61，0.21)和(0.47，0.28)的线条和1600K的恒定CCT线限定。图23描绘了对于本发明的一些实施方式的一些合适的颜色范围。图25示出了红色颜色范围302B，该红色颜色范围302B可以由1200K的CCT处的20阶麦克亚当椭圆，普朗克轨迹的下方的20个点限定。图24描绘了适合于本发明的一些实施方式的一些更多的颜色范围。红色颜色范围302C由1931CIE色度图上的多边形区域限定，该多边形区域由以下ccx，ccy色坐标限定：(0.53，0.41)、(0.59，0.39)、(0.26，0.26)和(0.58，0.30)。在图26中示出了红色颜色范围302C，该红色颜色范围302C由1931CIE色度图上的多边形区域限定，该多边形区域由以下ccx，ccy色坐标限定：(0.53，0.41)、(0.59，0.39)、(0.26，0.26)和(0.58，0.30)。图27示出了红色颜色范围302D，该红色颜色范围302D由连接ccx，ccy色坐标(0.576，0.393)、(0.583，0.400)、(0.604，0.387)和(0.597，0.380)的线条限定。
色彩通道的光谱功率分布：
在利用LED发射约360nm和约535nm之间的波长的基本上饱和光的实施方式中，显示系统可以包括用于每个LED的合适的受体发光介质，以产生具有在本文所述的合适的蓝色颜色范围301A-F、红色颜色范围302A-D、青色颜色范围303A-E、紫罗兰色颜色范围1301、1302和黄色颜色范围1401、1402的光。每个照明通道发出的光(从每个LED串发射出的光，即从一个或多个LED和相关联的受体发光介质发射的光)可以具有合适的光谱功率分布(“SPD”)，该光谱功率分布具有光谱功率，该光谱功率具有在约380nm至约780nm的可见波长光谱范围内或在约320nm至约800nm的可见和近可见波长光谱范围内的功率的比率。尽管不希望受任何特定理论的束缚，但推测这种发光二极管与受体发光介质结合使用，以在合适的颜色范围301A-F、302A-D、303A-E、1301、1302、1401和1402内产生不饱和光，为来自单个显示系统的CCT的预定范围内的白光提供改善的显色性能。进一步地，尽管不希望受任何特定理论的束缚，但推测这种发光二极管与受体发光介质结合使用，以在合适的颜色范围301A-F、302A-D、303A-E、1301、1302、1401和1402内产生不饱和光，为来自单个显示系统的CCT的预定范围内的白光提供改善的灯光呈现性能，提供更高的EML性能和显色性能。表1-4和7-15中示出了用于本发明的照明通道的光谱功率分配比率的一些合适的范围。该表列出了在波长范围内的光谱功率的比率，和对每个颜色范围选择的任意参考波长范围，除非另有说明，否则将其标准化为数值100.0。
在某些实施方式中，本发明的照明通道的每个产生彩色光，该彩色光落在相对于任意参考波长范围的特定波长范围内的最小值和最大值之间。表1、2和7-15示出了用于本发明的蓝色、红色、短蓝泵青色、长蓝泵青色、黄色和紫罗兰色通道的一些示例性最小和最大光谱功率值。在某些实施方式中，蓝色照明通道可以产生具有光谱功率分布的光，该光谱功率分布落入表1、表2或表1和2都示出的波长范围中蓝色最小值1和蓝色最大值1之间的值内。在一些实施方式中，红色照明通道可以产生具有光谱功率分布的光，该光谱功率分布落入表1、表2或表1和2都示出的波长范围中红色最小值1和红色最大值1之间的值内。在一些实施方式中，红色通道可以产生具有光谱功率分布的红光，该光谱功率分布落入表7-9的一个或多个中示出的波长范围内的示例性红色通道最小值和示例性红色通道最大值之间的范围内。在一些实施方式中，短蓝泵青色可以落入在表1、表2或表1和2都示出的波长范围中短蓝泵青色最小值1和短蓝泵青色最大值1之间的值内。在其它实施方式中，短蓝泵青色可以落入在表1示出的波长范围中短蓝泵青色最小值1和短蓝泵青色最大值2之间的值内。在一些实施方式中，长蓝泵青色照明通道可以产生具有光谱功率分布的光，该光谱功率分布落入表1、表2或表1和2都示出的波长范围中长蓝泵青色最小值1和长蓝泵青色最大值1之间的值内。在一些实施方式中，黄色通道可以产生具有光谱功率分布的黄光，该光谱功率分布落入表13-15的一个或多个中示出的波长范围内的示例性黄色通道最小值和示例性黄色通道最大值之间的范围内。在一些实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有光谱功率分布的紫罗兰光，该光谱功率分布落入表10-12的一个或多个中示出的波长范围内的示例性紫罗兰色通道最小值和示例性紫罗兰色通道最大值之间的范围内。尽管不希望受任何特定理论的束缚，但推测因为与利用更多的饱和颜色的照明装置和方法相比，用于产生具有颜色点(该颜色点在蓝色、长蓝泵青色、短蓝泵青色、黄色和紫罗兰色范围内)的光的光谱功率分布在可见波长范围内包含更高的光谱强度，所以这可以提高R1-R8以外的测试颜色的显色性。2018年3月2日提交的国际专利申请号为PCT/US2018/020792的申请公开了可能适合于本发明的一些实施方式的一些额外的红色、蓝色、短的泵送的蓝色(在那里称为“绿色”)和长的泵送的蓝色(在那里称为“绿色”)通道元件的方面，出于所有目的，将其全部内容并入本文。
在一些实施方式中，短蓝泵青色通道可以产生具有某些光谱功率分布的青色光。表3和4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和为短蓝泵青色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于可以在本发明的一些实施方式中使用的短蓝泵青色通道。示例性的短蓝泵青色通道1具有表5中示出的ccx，ccy色坐标。在某些实施方式中，短蓝泵青色通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表3或4中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，长蓝泵青色通道可以产生具有某些光谱功率分布的青色光。表3和4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和为长蓝泵青色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于长蓝泵青色通道的数个非限制性实施例。示例性的长蓝泵青色通道1具有表5中示出的ccx，ccy色坐标。在某些实施方式中，长蓝泵青色通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表3和4中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，红色通道可以产生具有某些光谱功率分布的红色光。表3-4和7-9示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和为短蓝泵青色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于可以在本发明的一些实施方式中使用的红色通道。示例性红色通道1的ccx，ccy色坐标为(0.5932，0.3903)。在某些实施方式中，红色照明通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与用于红色通道1-11和示例性红色通道平均值的表3-4和7-9中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，蓝色通道可以产生具有某些光谱功率分布的蓝色光。表3和表4示出了在波长范围内的光谱功率的比率，和为蓝色颜色范围选择的任意参考波长范围，并将其标准化为数值100.0，用于可以在本发明的一些实施方式中使用的蓝色通道。示例性蓝色通道1的ccx，ccy色坐标为(0.2333，0.2588)。在某些实施方式中，蓝色通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与表3和4中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，黄色照明通道可以具有某些光谱功率分布。表13-15示出了在波长范围内的光谱功率的比率和任意参考波长范围，对于示例性黄色照明通道，黄色通道1-6，选择任意参考波长范围并将其标准化为100.0的值。表5示出了用于本发明的一些实施方式的示例性黄色照明通道的一些方面。在某些实施方式中，黄色照明通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与用于黄色通道1-6和示例性黄色通道平均值的一个或多个表13-15中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，紫罗兰色照明通道可以具有某些光谱功率分布。表13-15示出了在波长范围内的光谱功率的比率和任意参考波长范围，对于示例性紫罗兰色照明通道，紫罗兰色通道1-5，选择任意参考波长范围并将其标准化为100.0的值。表5示出了用于本发明的一些实施方式的示例性紫罗兰色照明通道的一些方面。在某些实施方式中，紫罗兰色照明通道可以具有带有光谱功率的光谱功率分布，该光谱功率在除了参考波长范围的一个或多个波长范围内，该参考波长范围增大或减小与用于紫罗兰色通道1-6和示例性紫罗兰色通道平均值的一个或多个表12-15中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
在一些实施方式中，本发明的照明通道可各自产生具有光谱功率分布的彩色光，该光谱功率分布具有特定特征。在某些实施方式中，一些照明通道的光谱功率分布可以具有峰值，强度相对较高的点以及谷值，强度相对较低的点，它们落在某些波长范围内并且具有它们之间的强度的某些相对比率。
表38和39和图19示出了用于本发明的一些实施方式的示例性紫罗兰色照明通道的一些方面。在某些实施方式中，紫罗兰峰值(VP)存在于约380nm至约460nm的范围内。在更多的实施方式中，紫罗兰谷值(Vv)存在于约450nm至约510nm的范围内。在一些实施方式中，绿色峰值(GP)存在于约500nm至约650nm的范围内。在某些实施方式中，红色谷值(Rv)存在于约650nm至约780nm的范围内。表38示出了用于本发明的示例性紫罗兰色照明通道的峰与谷的相对强度，在表中将VP值指定为1.0的任意值。表38还示出了每个峰或谷处的波长。表39示出了用于示例性紫罗兰色照明通道和其最小值、平均值和最大值的光谱功率分布的峰与谷的特定对之间的强度的相对比率。在某些实施方式中，紫罗兰色照明通道可以具有带有Vv、GP和Rv的相对强度的光谱功率分布，该Vv、GP和Rv增大或减小与用于一个或多个紫罗兰色通道1-5和示例性紫罗兰色通道平均值的表38中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有带有峰强度和谷强度的光谱功率分布的紫罗兰光，峰强度和谷强度落入表38中示出的示例性紫罗兰色通道最小值和示例性紫罗兰色通道最大值之间。在更多的实施方式中，紫罗兰色通道可以产生具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的相对比率的光谱功率分布的紫罗兰光，峰强度和谷强度落入表39中示出的示例性紫罗兰色通道最小值和示例性紫罗兰色通道最大值之间。在某些实施方式中，紫罗兰色通道可以具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的相对比率的光谱功率分布，该峰强度和谷强度增大或减小与用于一个或多个紫罗兰色通道1-5和示例性紫罗兰色通道平均值的表39中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
表40和41和图20示出了用于本发明的一些实施方式的示例性黄色照明通道的一些方面。在某些实施方式中，紫罗兰色峰值(VP)存在于约330nm至约430nm的范围内。在更多的实施方式中，紫罗兰谷值(Vv)存在于约420nm至约510nm的范围内。在一些实施方式中，绿色峰值(GP)存在于约500nm至约780nm的范围内。表40示出了用于本发明的示例性黄色照明通道的峰与谷的相对强度，在表中将GP值指定为1.0的任意值。表40还示出了每个峰或谷处的波长。表41示出了用于示例性黄色照明通道和其最小值、平均值和最大值的光谱功率分布的峰与谷的特定对之间的强度的相对比率。在某些实施方式中，黄色照明通道可以具有带有VP和Vv的相对强度的光谱功率分布，该VP和Vv增大或减小与用于一个或多个黄色通道1-6和示例性黄色通道平均值的表40中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，黄色通道可以产生具有带有峰强度和谷强度的光谱功率分布的黄光，峰强度和谷强度落入表40中示出的示例性黄色通道最小值和示例性黄色通道最大值之间。在更多的实施方式中，黄色通道可以产生具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的相对比率的光谱功率分布的黄光，峰强度和谷强度落入表41中示出的示例性黄色通道最小值和示例性黄色通道最大值之间。在某些实施方式中，黄色通道可以具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的强度的相对比率的光谱功率分布，该峰强度和谷强度增大或减小与用于一个或多个黄色通道1-6和示例性黄色通道平均值的表41中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
表42和43和图21示出了用于本发明的一些实施方式的示例性红色照明通道的一些方面。在某些实施方式中，蓝色峰值(BP)存在于约380nm至约460nm的范围内。在更多的实施方式中，蓝色谷值(Bv)存在于约450nm至约510nm的范围内。在一些实施方式中，红色峰值(Rp)存在于约500nm至约780nm的范围内。表42示出了用于本发明的示例性红色照明通道的峰与谷的相对强度，在表中将Rp值指定为1.0的任意值。表42还示出了每个峰或谷处的波长。表43示出了用于示例性红色照明通道的光谱功率分布的峰与谷的特定对之间的强度的相对比率和示例性红色照明通道的最小值、平均值和最大值。在某些实施方式中，红色照明通道可以具有带有BP和Bv的相对强度的光谱功率分布，该BP和Bv增大或减小与用于一个或多个红色通道1、3-6和9-17和示例性红色通道平均值的表42中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。在一些实施方式中，红色通道可以产生具有带有峰强度和谷强度的光谱功率分布的红光，峰强度和谷强度落入表42中示出的示例性红色通道最小值和示例性红色通道最大值之间。在更多的实施方式中，红色通道可以产生具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的相对比率的光谱功率分布的红光，峰强度和谷强度落入表43中示出的示例性红色通道最小值和示例性红色通道最大值之间。在某些实施方式中，红色通道可以具有带有特定对的峰强度和谷强度之间的强度的相对比率的光谱功率分布，该峰强度和谷强度增大或减小与用于一个或多个红色通道1、3-6和9-17和示例性红色通道平均值的表43中示出的值相比的30％以内、20％以内、10％以内或5％以内。
发光材料和发光介质
当被各自的包括发光材料的LED串激发时，发光材料的混合物可用于具有期望的饱和的颜色点的发光体介质中，例如在2016年1月28日提交的共同待审PCT/US2016/015318，标题为“LED灯转换的组成”(“Compositions for LED Light Conversions”)中公开的发光材料，通过引用将其全部内容并入本文，如同在此完整阐述一样。习惯上，通过利用全部的发光材料与掺入它的密封剂材料的不同比例，沿着LED串输出光颜色点与相关联的受体发光介质的饱和颜色点之间的连接线，可以产生所需的组合输出光。在光学路径上增加发光材料的数量将使输出光颜色点移向发光介质的饱和颜色点。在某些情况下，可以通过按比例混合两种或多种发光材料来实现受体发光介质的期望的饱和颜色点。可以通过本领域已知的方法确定达到期望的饱和颜色点的合适比例。一般而言，可以将任何发光材料的混合物视为单一发光材料，因此可以调节混合物中发光材料的比例，以继续满足具有不同峰值发射波长的LED串的目标CIE值。响应于在LED串中使用的选择的LED，可以针对期望的激发来调谐发光材料，该LED串可具有约360nm至约535nm的范围内的不同的峰值发射波长。用于调谐发光材料的反应的合适的方法在本领域中是已知的，并且例如可以包括改变荧光体内的掺杂剂的浓度。在本发明的一些实施方式中，可以向发光介质提供两种类型的发光材料的组合。响应于相关联的LED串发射，第一类型的发光材料在约515nm至约590nm之间的峰值发射处发光。响应于相关联的LED串发射，第二类型的发光材料在约590nm至约700nm之间的峰值发射处发射。在某些情况下，本文公开的发光介质可以由该段中描述的第一和第二类型的至少一种发光材料的组合形成。在实施方式中，响应于相关联的LED串发射，第一类型的发光材料可以在约515nm、525nm、530nm、535nm、540nm、545nm、550nm、555nm、560nm、565nm、570nm、575nm、580nm、585nm或590nm的峰值发射处发射光。在优选的实施方式中，第一类型的发光材料可以在约520nm至约555nm之间的峰值发射处发射光。在实施方式中，响应于相关联的LED串发射，第二类型的发光材料可以在约590nm、约595nm、600nm、605nm、610nm、615nm、620nm、625nm、630nm、635nm、640nm、645nm、650nm、655nm、670nm、675nm、680nm、685nm、690nm、695nm或700nm的峰值发射处发射光。在优选的实施方式中，第一类型的发光材料可以在约600nm至约670nm之间的峰值发射处发射光。第一和第二类型的一些示例性发光材料在本文其他地方公开并称为组合物A-F。表6示出了一些示例性发光材料和性能的方面。
当由本发明的照明通道中的各自的LED串激发时，组合物A-F的混合物可以用于具有期望的饱和的颜色点的发光介质中。在一些实施方式中，组合物A-F中的一种或多种的一种或多种混合物可用于产生发光介质。在一些实施方式中，组合物A、B和D中的一种或多种，和组合物C、E和F中的一种或多种可组合以用于产生发光介质。在一些优选的实施方式中，用于发光介质的密封剂包括基质材料，该基质材料的密度约1.1mg/mm3且折射率为约1.545或约1.4至约1.6。在一些实施方式中，组合物A可具有约1.82的折射率和约18微米至约40微米的颗粒大小。在一些实施方式中，组合物B可具有约1.84的折射率和约13微米至约30微米的颗粒大小。在一些实施方式中，组合物C可具有约1.8的折射率和约10微米至约15微米的颗粒大小。在一些实施方式中，组合物D可具有约1.8的折射率和约10微米至约15微米的颗粒大小。用于组合物A、B、C和D的合适的荧光体材料可从荧光体制造商处商购，例如Mitsubishi Chemical Holdings公司(日本，东京)、Intematix公司(加利福尼亚州，弗里蒙特)、默克公司的EMD Performance Materials(德国，达姆施塔特)以及Phosphor TechCorporation(肯内索，GA)。
引起昼夜节律的蓝色性能
在某些方面，显示系统中的引起昼夜节律的蓝光可以具有引起昼夜节律的能量特征，其导致用户的生物效果。引起昼夜节律的蓝色，以及包括引起昼夜节律的蓝色在内的全部光发射可以具有第一刺激昼夜节律能量特征，该第一刺激昼夜节律能量特征与引起昼夜节律的蓝色或全部光发射的相关联的第一光谱功率分布有关，同时来自引起较少昼夜节律的蓝色和相关的全部光发射可以具有第二刺激昼夜节律能量特征，该第二刺激昼夜节律能量特征与引起昼夜节律的蓝色或全部的光发射的相关联的第二光谱功率分布有关。
在某些实施方式中，第一刺激昼夜节律能量特征和第二刺激昼夜节律能量特征可以分别是在第一波长值和第二波长值之间的相关联的第一光谱功率分布和第二光谱功率分布中光谱功率的百分比，在其中形成大于第一波长值且小于或等于第二波长值的特定波长范围。在一些情况下，与分别在第一和第二光谱功率分布中从320nm<λ≤800nm的总能量相比，第一和第二刺激昼夜节律能量特征可以是在470nm<λ≤480nm、480nm<λ≤490nm和490nm<λ≤500nm的波长范围内的光谱功率百分比中的一个或多个。在一些实施方式中，与第一光谱功率分布的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在470nm<λ≤480nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约2.50至约6.00之间、在约3.00和约5.50之间、在约3.00和约4.00之间、在约3.50和约4.00之间、约3.0、约3.1、约3.2、约3.3、约3.4、约3.5、约3.6、约3.7、约3.8、约3.9、约4.0、约4.1、约4.2、约4.3、约4.4、约4.5、约4.6、约4.7、约4.8、约4.9、约5.0、约5.1、约5.2、约5.3、约5.4、约5.5、约5.6、约5.7、约5.8、约5.9或约6.0。在某些实施方式中，与第一光谱功率分布的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在480nm<λ≤490nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约4.0至约6.5之间、在约4.5和约5.5之间、在约4.4和约4.6之间、在约5.2和约5.8之间、约4.0、约4.1、约4.2、约4.3、约4.4、约4.5、约4.6、约4.7、约4.8、约4.9、约5.0、约5.1、约5.2、约5.3、约5.4、约5.5、约5.6、约5.7、约5.8、约5.9、约6.0、约6.1、约6.2、约6.3、约6.4或约6.5。在一些实施方式中，与第一光谱功率分布的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在490nm<λ≤500nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约3.5至约6.0之间、在约4.0和约5.0之间、在约4.5和约5.5之间、在约4.5和约5.0之间、约3.5、约3.6、约3.7、约3.8、约3.9、约4.0、约4.1、约4.2、约4.3、约4.4、约4.5、约4.6、约4.7、约4.8、约4.9、约5.0、约5.1、约5.2、约5.3、约5.4、约5.5、约5.6、约5.7、约5.8、约5.9或约6.0。在一些实施方式中，与第二光谱功率分布的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在470nm<λ≤480nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约0.025至约0.080之间、在约0.030和约0.060之间、在约0.050和约0.070之间、在约0.050和约0.060之间、约0.025、约0.030、约0.035、约0.040、约0.045、约0.050、约0.055、约0.56、约0.57、约0.58、约0.59、约0.060、约0.61、约0.62、约0.63、约0.64、约0.065、约0.66、约0.67、约0.68、约0.69、约0.070、约0.075或约0.080。在某些实施方式中，与第二光谱功率分布的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在480nm<λ≤490nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约0.10至约0.30之间、在约0.10和约0.15之间、在约0.20和约0.25之间、在约0.13和约0.24之间、约0.10、约0.11、约0.12、约0.13、约0.14、约0.15、约0.016、约0.17、约0.18、约0.19、约5.5、约0.21、约0.22、约0.23、约0.24、约0.25、约0.26、约0.27、约0.28、约0.29或约0.30。在一些实施方式中，与第二光谱功率分布中的320nm<λ≤800nm的总能量相比，在490nm<λ≤500nm的波长范围内的光谱功率的百分比可以在约0.25至约0.75之间、在约0.25至约0.40之间、在约0.55至约0.70之间、在约0.30至约0.35之间、约0.25、约0.26、约0.27、约0.28、约0.29、约0.30、约0.31、约0.32、约0.33、约0.34、约0.35、约0.36、约0.37、约0.38、约0.39、约0.40、约0.41、约0.42、约0.43、约0.44、约0.45、约0.46、约0.47、约0.48、约0.49、约0.50、约0.51、约0.52、约0.53、约0.54、约0.55、约0.56、约0.57、约0.58、约0.59、约0.60、约0.61、约0.62、约0.63、约0.64、约0.65、约0.66、约0.67、约0.68、约0.69、约0.70、约0.71、约0.72、约0.73、约0.74或约0.75。
在本发明的更多方面，第一和第二刺激昼夜节律能量特征可以与特定波长范围内的光谱能量有关。在某些实施方式中，特定波长范围内的光谱能量集中可通过向固有地感光性视网膜神经节细胞(ipRGCs)提供光刺激来导致生物效果，ipRGC表示黑素视蛋白，它是一种可以直接响应于光的色素，除了某些图像形成功能外，还可以与非图像形成功能(例如昼夜节律性光合和瞳孔大小控制)相关联。ipRGC对波长在约400nm至约600nm之间的光敏感，具有峰值灵敏度，并响应于具有约480nm至490nm的波长的光。在某些实施方式中，第一刺激昼夜节律能量特征和第二刺激昼夜节律能量特征可以分别是在第一波长值和第二波长值之间的第一光谱功率分布和第二光谱功率分布中光谱功率的百分比，在其中形成大于第一波长值且小于或等于第二波长值的特定波长范围。在一些实施方式中，第一波长值可以是约400nm、约410nm、约420nm、约430nm、约440nm、约450nm、约460nm、约470nm、约480nm、约490nm、约500nm、约510nm、约520nm、约530nm、约540nm、约550、约560nm、约570nm、约580nm、约590nm或约600nm。在一些实施方式中，第二波长值可以是约410nm、约420nm、约430nm、约440nm、约450nm、约460nm、约470nm、约480nm、约490nm、约500nm、约510nm、约520nm、约530nm、约540nm、约550nm、约560、约570nm、约580nm、约590nm、约600nm或约610nm。在某些实施方式中，第一波长值可以是440nm，第二波长值可以是490nm，以及特定的波长范围是440＜λ≤490nm，如为示例性第一和第二照明通道的值的表3中所示，表3示出了与380<λ≤780nm范围内的总光谱能量相比的在440<λ≤490nm范围内的光谱能量百分比。在进一步的实施方式中，可以为在第一和第二波长值之间的第一光谱功率分布和第二光谱功率分布中的光谱功率的百分比的第一刺激昼夜节律能量特征和第二刺激昼夜节律能量特征选择其他第一和第二波长值，包括但不限于约400至约410、约410至约420、约420至约430、约430至约440、约440至约450、约450至约460、约460至约470、约470至约480、约480至约490、约490至约500、约500至约510、约510至约520、约520至约530、约530至约540、约540至约550、或约550至约560的波长范围(nm)。
在某些实施方式中，照明系统的一个或多个刺激昼夜节律能量特征可以是第一、第二和第三白光的EML值。在本发明的一些方面，照明系统可以提供第一光谱功率分布的第一EML值与第二光谱功率分布的第二EML值的比率。在一些实施方式中，第一EML值与第二EML值的比率可以是在约2.0和约5.5之间、在约3.0和约5.0之间、在约2.8和约3.8之间、约2.6和约3.3之间、在约4.0和约5.5之间、约4.5和约5.5之间、约5.5和约6.5之间、约6.5至约7.5、约7.5至约8.5、约8.5至约9.5、约2.0至约10.0、约3.0至约10.0、约4.0至约10.0、约5.0至约10.0、约6.0和约10.0之间、约7.0和约10.0之间、约8.0和约10.0之间或约9.0和约10.0之间。在进一步的实施方式中，第一EML值与第二EML值的比率可以是约2.0、约2.1、约2.2、约2.3、约2.4、约2.5、约2.6、约2.7、约2.8、约2.9、约3.0、约3.1、约3.2、约3.3、约3.4、约3.5、约3.6、约3.7、约3.8、约3.9、约4.0、约4.1、约4.2、约4.3、约4.4、约4.5、约4.6、约4.7、约4.8、约4.9、约5.0、约5.1、约5.2、约5.3、约5.4、约5.5、约5.6、约5.7、约5.8、约5.9、约6、约6.1、约6.2、约6.3、约6.4、约6.5、约6.6、约6.7、约6.8、约6.9、约7、约7.1、约7.2、约7.3、约7.4、约7.5、约7.6、约7.7、约7.8、约7.9、约8、约8.1、约8.2、约8.3、约8.4、约8.5、约8.6、约8.7、约8.8、约8.9、约9、约9.1、约9.2、约9.3、约9.4、约9.5、约9.6、约9.7、约9.8、约9.9或约10.0。
在某些实施方式中，第一光谱功率分布具有第一刺激昼夜节律能量特征，并且第二光谱功率分布具有第二刺激昼夜节律能量特征。在一些实施方式中，第一刺激昼夜节律能量特征可以是第一百分比，该第一百分比包括在440nm与490nm之间的第一光谱功率分布中的在380nm与780nm之间的光谱功率的百分比。在某些实施方式中，第二刺激昼夜节律能量特征可以是第二百分比，该第二百分比包括在440nm与490nm之间的第二光谱功率分布中的在380nm与780nm之间的光谱功率的百分比。在本发明的照明系统的某些实施方式中，第一百分比可以是在约15％和约25％之间、在约16％和约22％之间、约16％、约17％、约18％、约19％、约20％、约21％、约22％、约23％、约24％或约25％。在本发明的照明系统的进一步的实施方式中，第二百分比可以是在约0.9％和约1.05％之间、约0.85％和约0.95％之间、约0.85％和约0.90％之间、约0.90％和约0.95％之间、约0.90％、约0.91％、约0.92％、约0.93％、约0.94％、约0.95％、约0.96％、约0.97％、约0.98％、约0.99％、约1.00％、约1.01％、约1.02％、约1.03％、约1.04％或约1.05％。在一些实施方式中，照明系统可具有第一百分比与第二百分比的比率，该比率在约13和约30之间、在约15和约25之间、在约20和约25之间、在约20和约30之间、在约18和约22之间、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23、约24、约25、约26、约27、约28、约29或约30。
用于控制昼夜节律照明的用户界面和控制系统的类型
可以以不同的方式随时间而控制照明系统影响人的昼夜节律,该照明系统可以根据本发明的原理在计算机显示系统和/或昼夜节律显示系统中使用。可以自动地或手动地调节照明系统。可以基于传感器数据、活动数据、社交媒体数据等来调整照明系统。
在实施例中，由于将显示系统安装在照明装置的环境中，因此联网特征会在打给一个或多个显示系统通电后自动加入，并且显示系统可以自动进行调试(commission)自身，例如通过连接到全部的控制平台和/或其他显示系统。因此，装置中的显示系统可以自调试和自配置，以在环境中的显示系统和远程操作员(例如云端中)之间创建网络连接。显示系统可以配置在主要的/从属的、环形、网状或对等网络中，通过这些网络，自主控制特征可以加入到环境中。在实施例中，可以使用到平台或其他远程操作员的网络连接来启用远程控制特征。
在实施例中，可以在包括显示系统的部署的照明装置中的组件之间使用网络通信。一旦安装和调试，就可以将照明装置的控制移交给平台的操作员，例如建筑物的所有者、居住者、房东、租户等。在实施例中，切换(handoff)可以包括使用身份和证明特征，例如使用允许许可用户操作照明装置的键、密码或其类似物。在实施例中，操作员可以使用平台的远程控制界面来远程操作照明装置。远程控制界面可以使用照明项目数据结构作为有关照明装置的属性、配置、控制功能和其他元素的知识的来源，使得可以使用与照明装置设计相同的平台来控制照明装置。远程控制界面可以包括操作指导特征，例如指导用户完成照明装置的操作。
在实施例中，可以为包括本发明的显示系统的照明装置提供自主控制系统，通过该自主控制系统，照明装置可以，例如基于在环境中(例如从一个或多个传感器)本地收集的信息来控制照明系统的各种特征。例如，自主控制系统可以自动调整用于光源的控制参数，包括但不限于显示系统，以实现更好地遵循用于照明装置的总体规格，可以根据检测到的空间使用模式来调整时间变量，可以基于空间的变化(例如油漆、地毯和织物的颜色变化)等来调整照明性能。
在操作过程下，照明装置可以包括操作反馈系统，该操作反馈系统配置为收集关于照明装置的信息，该操作反馈系统可以包括用于征求和接收用户反馈(例如，关于安装的满意度或指示期望的改变)的界面，且其可以包括照明装置传感系统，例如包括光传感器、运动传感器、温度传感器等，以收集有关环境中实际照明条件、环境中居住者活动或其类似的信息。照明装置传感系统收集的信息可以转发到照明平台的验证系统，例如用于验证安装是否按设计操作，包括通过比较环境中各个位置的光属性与照明设计环境中提供的规范和要求，例如照明项目数据结构中反映的规范和要求。在实施例中，可以将来自规范和要求的差异提供给自主控制系统和/或远程控制系统，从而可以自主地或者由照明装置的本地或远程操作者进行调节，以使得能够调节(例如颜色、强度、色温、光束方向和其他因素)，以使照明装置更好地满足规范和要求。操作反馈系统还可以获得导致在照明设计环境中重新访问照明设计的反馈，这可能会引起进一步的迭代，从而导致用于显示系统的控制参数发生变化，并在更新的安装和操作指导下自动对附加的或替代的显示系统进行订购。
在实施例中，远程控制可以启用领域可编程照明系统，例如用于诸如博物馆(艺术品定期改变的地方)、商店(商品转移的地方)或其类似地点，以及根据用于访客的规范(可能包括让客人选择美化的滤光片)的可定制环境(例如酒店房间中的个性化照明)或用于办公室环境中员工的工作站的个性化照明的过渡环境。这样的特征可以使照明装置能够改变用于多用途环境、多租户环境和照明环境可能需要随着时间而实质上改变或类似环境的配置(例如，在不同的美化的滤光片之间)。
在实施例中，照明系统可以包括导航特征，诸如与信标相关联，其中照明系统与一个或多个设备交互以跟踪空间内的用户。显示系统及其位置可以与地图相关联，例如设计环境中照明空间的地图。可以从照明设计环境向一个或多个其他位置或导航系统提供该地图，使得显示系统的位置可以用作空间内的已知位置或关注点。
在实施例中，可将照明装置设计为用于与一个或多个外部系统协调的操作，该外部系统可以用作照明装置的输入，例如音乐、视频和其他娱乐内容(例如使照明与声音协调)。输入可以包括语音控制输入，该语音控制输入可以包括用于评估来自语音模式的音调或情绪的系统，以基于同样的语音模式来调整照明。
在实施例中，输入还可以包括来自可穿戴设备的输入，诸如使得能够基于诸如指示健康状况、情绪状态、情绪等的生理因素来调节照明控制参数(自主地或者具有远程或本地控制特征)。来自可穿戴设备的输入可以在操作反馈系统中使用，以测量对照明环境的反应(以实现对照明装置的自动调整)，也测量对情绪、健康状况、能量、健康因素和类似物的影响。
在实施例中，为了使照明装置(包括其中包含的显示系统)以动态方式最适合其环境，平台可以配置为基于各种实时数据来改变照明装置(包括但不限于本发明的显示系统，例如通过使用定制的调谐系统)的设置或参数。在实施例中，可以获得用作环境的情绪状态或压力水平的指标的数据，并且照明装置可以相应地对该状态或压力水平做出响应。在实施例中，可以通过诸如智能手表、臂章或类似物的可穿戴设备来收集关于环境的数据；例如，可以收集有关加速度、位置、外界光特征和心率以及其他可能的数据。在实施例中，可以将数据提供给平台进行分析，包括使用机器学习，例如在给定的照明条件下观察压力、情绪等生理指标。该分析可以启用基于模型的控制(例如，房间中用户的给定心情或状态链接到适合该状态的一组控制参数的位置)。在实施例中，可以使用机器学习；例如，随着时间，通过用于照明对象和灯具的参数(例如颜色、色温、照明模式、照明分布等)的变化，机器学习系统可以使用至少部分地基于生理数据和由可穿戴设备收集的其他数据的结果的反馈，来选择和/或促进改善压力、情绪、满意度等的各种量度的照明安装参数。这可以基于用户或环境的当前状况在机器学习系统的控制下实时发生。在实施例中，由生理监测器或可穿戴设备收集的至少部分数据可用作输入以在照明对象上处理逻辑，该照明对象改变照明水平或其他参数以适应照明对象所在的环境中用户的“情绪状态”。在实施例中，存在保持和管理功能而不对电池造成明显消耗的存储器。
在实施例中，输入可以包括从照明装置环境中的传感器以及反映有关用户信息的传感器获取数据的系统，诸如一个或多个生理传感器(包括可穿戴设备，例如臂章、腕带、胸带、眼镜、衣服和类似物)、用户使用的各种设备上的传感器、环境传感器等。这些可以包括感测温度、压力、环境照明条件、局部照明条件、照明光谱特征、湿度、紫外光、声音、颗粒、污染物、气体(例如氧气、二氧化碳、一氧化碳和氡气)、辐射、物体或物品的位置、运动(例如速度、方向和/或加速度)中的一种或多种。在使用一个或多个可穿戴或生理传感器的地方，它们可能会感测人的温度、血压、心率、氧饱和度、活动类型、活动水平、皮肤电反应、呼吸频率、胆固醇水平(包括HDL、LDL和甘油三酸酯)、激素或肾上腺水平(例如皮质醇、甲状腺、肾上腺素、褪黑激素等)、组胺水平、免疫系统特征、血液酒精水平、药物含量、大量和微量营养素、心情、情绪状态、睡意等中的一个或多个。
在实施例中，平台可以连接或集成关于用户信息的数据源，例如包括社交网络(FacebookTM、LinkedlnTM、TwitterTM等、病历的来源(23&MeTM等)、生产率、协作和/或日历软件(GoogleTM、OutlookTM、日程安排应用程序等)、有关网页浏览和/或购物活动的信息、媒体流服务的活动(NetflixTM、SpotifyTM、YouTubeTM、PandoraTM等)、健康记录信息和有关照明装置空间的用户的偏好或特征的其它见识来源，包括心理的、人口统计学的和其它的特征。
在实施例中，平台可以使用来自来源的信息，该来源表明模式，例如涉及时间段的模式(每日模式、每周模式、季节性模式等)、涉及文化因素或规范的模式(诸如指示不同地区的使用模式或偏好)、涉及个性和偏好的模式、与社会群体有关的模式(例如家庭和工作组模式)等。在实施例中，平台可以利用从上述提及的各种来源收集到的数据，以提出建议和/或优化(例如在计算机控制下，自动地)照明装置的设计、订购、实现、部署和/或操作，例如基于对用户行为的理解或预测。这可能包括涉及实现最佳睡眠时间和持续时间、设置最佳进餐时间、满足白天自然光照射需求以及维持可忍受的人造光照射水平(例如夜间)的建议或优化。在实施例中，平台可以预知用户需求并优化照明装置以提高生产率、警觉性、情感健康、满意度、安全性和/或睡眠。在进一步的实施例中，平台可以基于该信息根据环境的用户需求来控制本发明的一个或多个显示系统。
在实施例中，平台可以存储空间利用数据结构，该空间利用数据结构指示人们如何随着时间使用照明装置的空间，例如指示哪些走廊更易通行等。这可以告知对空间的认识，例如指示什么是入口，什么是通道，什么是工作空间等，其可用于建议对照明设计的改变或更新。在实施例中，传感器可以用于收集和读取人们在空间中的位置，例如使用一个或多个摄像机、IR传感器、微波传感器、激光雷达、超声波等。在实施例中，平台可以收集并读取人们已进行的调整，例如激活工作灯和指示空间中的个体如何使用照明器材的其他活动。通过这些示例，可以使用总计使用信息来优化照明设计并调整其他照明设计。基于这些因素，可以动态调整空间，并且可以更新装置的照明模型以反映实际的设施。
在实施例中，显示系统的控制能力可以包括控制参数的动态配置，诸如提供光源的调光曲线，包括但不限于根据设计者或其他用户的偏好定制的本发明的显示系统。这可以包括一种或多种模式下的选择，例如本文其他地方描述的对情绪或审美因素具有期望效果、具有期望的健康效果、满足功能要求或类似的模式。
为了真正实现昼夜节律的作用，可能需要长时间暴露，然而在许多实施方式中，黑色素通量可能至少需要是10：1，在进一步的实施方式中可能需要是20：1、50：1、100：1或更大的比例。根据本发明将认识到，大多数常规系统简单地从温暖CCT调整到冷CCT，其可能仅提供2：1或3：1的黑色素通量的比率，这可能不足以提供健康效果。在实施例中，平台可以包括用于本发明的显示系统的光谱调谐目标，本发明可以基于本地安装环境来优化该比率。这些目标以及光的强度的调节(例如4∶1)可以提供更高的比率，例如10∶1或更大的比率，并因此提供更大的黑色素通量比率。
在第二种模式中，并与上述模式结合或不结合时，平台可以维持转移房间中的光的偏向的能力。在实施例中，本发明的一个或多个显示系统在照明环境中的受控制的变化可有助于产生通常在外面的照明偏向。
在实施例中，可以提供各种其他可编程模式，例如可将使用彩色光源的不同组合的显示系统设置，以实现充分用于功效、效率、颜色质量、健康影响(例如，昼夜节律行为)或满足其他要求的给定的混合颜色输出。在实施例中，可编程模式还可以包括可编程的调光曲线、颜色调谐曲线等(例如允许各种控制界面，例如超低电压(ELV)控制器或电压基的调光器影响装置的颜色，例如定制的调整曲线提供响应于调光水平的起点、终点以及调光和/或颜色调谐路径)。在实施例中，可编程模式可以使用常规调谐机构，例如简单的插值系统(其通常使用两个或三个白色颜色LED)可在零伏至十伏的模拟系统上调光，并具有用于在温暖的和冷的CCT之间调节装置的CCT的第二电压基的输入。本文所述的显示系统可以在1931CIE色度图上的各种x、y坐标处提供颜色点的调谐范围。由于显示系统产生的可能的白色或非白色颜色的宽广范围，因此可以由可在CIE图上指定特定的x、y坐标的平台控制它们。如同DMXTM和Dali 2.0TM之类的照明控制协议可以实现此结果。
在实施例中，对于LED驱动器，可编程颜色曲线可以是输入，诸如通过平台的界面、或者通过桌面软件界面、移动电话、平板电脑应用等，其使用户能够定义颜色调谐曲线的起点和中止点，并能够指定如何通过辅助输入，例如对装置的电压基的输入(例如，0至10伏输入)来控制它。这些可能包括预限定的曲线，以及设置起点、终点和路标以限定定制的曲线。例如，示例性颜色曲线可以具有在黑体曲线上方偏置的约8000K的起点，和跨越约2700K的黑体的颜色曲线，并在黑体曲线下方约1800K结束。类似地，可以对另一示例性曲线进行编程，使得4000K的起点远在黑体上方，而4000K的终点远在黑体下方。通过这些示例，任何调节都只能进行色调上调节，而不是CCT的调节。进一步的示例可以包括永远不会产生白色颜色的曲线，例如从紫色开始并以橙色结束。在这些情况的任何一种情况下，都可以通过平台、台式机、移动电话或平板电脑的界面将这些曲线编程到显示系统中。在实施例中，可以设计、存储然后激活曲线，例如使用辅助(补充的)0至10伏输入。
在实施例中，可以使用三通道温暖调光模式，例如在2018年7月30日提交的美国临时专利申请号为62/712,182的申请中更完整地描述的模式，对于“完全开启”的CCT落在3000K和2500K之间的目标应用程序，出于所有目的，该申请的全部内容并入本文。通过这些示例，随着装置调光(通过ELV控制或响应于0至10伏输入)，CCT可以逐渐减小到2500K和1800K之间。在某些实施例中，可在黑体曲线下方进行色调调节。替代实施例可以使用如本文其他地方所述的青色通道(长蓝泵青色或短蓝泵青色)以及如本文其他地方所述的红色通道以及如本文其他地方所述的4000K白色通道来实现温暖调光模式，该温暖调光模式允许在黑体曲线上方和下方的调节。在三通道温暖调光模式的一些实施例中，白色通道可具有围绕约3500K至约6500K的相关色温的黑体轨迹上任何点的7阶麦克亚当椭圆内的颜色点。
在某些实施例中，本发明的显示系统可以包括4通道颜色系统，如本文其他地方以及2018年11月8日提交的美国临时专利申请号为62/757,672的申请和2018年7月30日提交的美国临时申请号为62/712,191的申请所述，通过引用将其全部内容整体并入本文，如同在此完全阐述一样，包括其范围内的3000K至1800K的CCT白色颜色点，用调光百分比来调整颜色的驱动器中也可以包括可编程模式。在某些方面，这可能与常规控制模式相似，除了颜色控制将不在辅助0至10伏的通道上，而是可以通过主要的0至10伏输入通道或ELV控制器激活。在实施例中，“开始”颜色点可以是装置“完全打开”时的颜色点。在实施例中，“结束”颜色点可以是装置最大调光处的颜色点。因此，全范围颜色改变是可能的，例如从紫色到橙色，其受制于0至10伏或ELV调光信号。
在实施例中，可以提供优化模式。通过4通道颜色系统，有多种方法来创建CIE图上的单个x-y点。在实施例中，最大效率模式通常可以是使用具有最接近目标x、y坐标的x、y坐标的颜色的模式。但是为了最佳的颜色质量，利用第四通道(从而需要来自相反“角落”中的颜色的更多光)可能有助于提供期望的光谱功率分布。为了最大的褪黑激素抑制(对于希望模仿昼夜节律照明的系统)，可能需要3500K及以上的CCT的较高的青色通道内容物，并将3500K以下的青色和蓝色内容物降至最低。根据本发明将认识到，常规系统要么需要专业用户来理解实现这些效果所必需的色彩平衡(然后他们逐个通道地实现色彩平衡)，要么为了最大的效率和色彩质量而将系统设计为副产品。
在实施例中，本文提供了数字电源系统(包括固件驱动的电源转换和LED电流控制)，该数字电源系统控制多通道颜色系统(例如4通道颜色系统)，并允许可以计算各个通道之间的正确色彩平衡的“模式”的内含物提供优化的输出。在实施例中，可以围绕功效、颜色质量、昼夜节律效应和其他因素中的一个或多个进行优化。其他模式也是可能的，例如对于对比度、特定显示要求的优化。根据本发明将理解，这不是详尽的列表，而是代表可以通过平台(或者移动、平板或桌面应用程序)的界面进行接合的可能的模式，其中色彩调谐曲线可以是指定的，使得该曲线用于指定显示系统中控制器和数字PSU之间的界面。在实施例中，这些模式可以考虑每个显示系统的实际测量的颜色，并计算所选择模式的正确平衡，例如基于加载到数字PSU微处理器中的算法。
在实施例中，可以使用机器学习，例如基于各种反馈措施，例如涉及心情(由用户陈述或由一个或多个传感器测量)、噪音水平(例如基于期望的噪音水平指示空间的成功利用)、投资回报率(例如显示系统旨在促进零售商品的地方)、报告的疼痛商品、测量的健康水平、用户的表现水平(包括健身、健康和教育表现及其它)、睡眠水平、维生素D商品、褪黑激素水平等。在实施例中，可以基于外部信息来操作或控制包括显示系统的照明装置，例如基于季节性照明环境、天气、气候，集体情绪指标(诸如基于股票市场数据、新闻提要或情绪指数)、社交网络数据的分析等。这可以包括对系统的控制以反映或影响居住者的心情。
示例
示例1-13和35的通用模拟方法
模拟了具有三个、四个、五个和六个LED串驱动的照明通道(具有特定颜色点)的显示系统。对于每个装置，选择具有特定发射的LED串和受体发光介质，然后为1800K到1000K之间的普朗克轨迹上或附近的选定数量的代表点计算白光呈现能力。在每个代表点计算Ra、R9、R13、R15、LER、Rf、Rg、CLA、CS、EML、BLH因子、CAF、CER、COI和昼夜节律属性值。
通过Scilab(Scilab Enterprises，凡尔赛，法国)、LightTools(Synopsis公司，山景城，加利福尼亚州)和使用Python(Python软件基础，Beaverton，OR)创建的定制软件进行计算。用LED发射光谱以及一种或多种发光介质的激发和发射光谱来模拟每个LED串。对于包含荧光体的发光介质，模拟还包括荧光体颗粒的吸收光谱和颗粒大小。准备了在蓝色、短蓝泵青色和红色区域内产生组合发射的LED串，通过使用以下LED的光谱：色区编号3、4、5或6的LUXEON Z颜色线条品蓝色LED(产品代码LXZ1-PR01)、色区编号为1或2的一个或多个LUXEON Z颜色线条品蓝色LED(LXZ1-PB01)、或色区3、4、5或6的一个或多个LUXEON品蓝色LED(产品代码LXML-PR0l和LXML-PR02)(Lumileds Holding B.V.,阿姆斯特丹，荷兰)。准备了产生带有长蓝泵青色区域内的颜色点的组合发射的LED串，通过使用以下LED的光谱：色区1、2、3、4或5的LUXEON反蓝色LED(LXML-PB01、LXML-PB02)，其具有从460nm至485nm的峰值波长，或色区1、2、3、4或5的LUXEON反青色LED(LXML-PE01)，其具有从460nm至485nm的峰值波长。也可以使用其他制造商的类似LED，例如OSRAM GmbH和Cree公司。模拟产生具有黄色和紫色区域内颜色点的组合发射的LED串，通过使用具有约380nm至约420nm之间的峰值波长的LED的光谱，例如一个或多个410nm峰值波长的紫罗兰色LED、一个或多个LUXEON Z UVLED(产品代码LHUV-0380-、LHUV-0385-、LHUV-0390-、LHUV-0395-、LHUV-0400-、LHUV-0405-、LHUV-0410-、LHUV-0415-、LHUV-0420-)(Lumileds Holding B.V.,阿姆斯特丹，荷兰)、一种或多种LUXEON UV FC LED(产品代码LxF3-U410)(Lumileds Holding B.V.,阿姆斯特丹，荷兰)、一个或多个LUXEON UV U LED(产品代码LHUV-0415-)(Lumileds HoldingB.V.,阿姆斯特丹，荷兰)。
发射、激发和吸收曲线可从商购荧光体制造商获得，例如Mitsubishi ChemicalHoldings公司(日本东京)、Intematix公司(加利福尼亚州弗里蒙特)、默克公司的EMDPerformance Materials(德国达姆施塔特)以及Phosphor Tech Corporation(肯内索，GA)。LED串中使用的发光介质是组合物A、B和D中的一种或多种以及组合物C、E和F中的一种或多种的组合，如本文其他地方更完整地描述。本领域技术人员将认识到，可以将LED和发光混合物的各种组合进行组合，以产生具有1931CIE色度图上期望的颜色点的组合发射和期望的光谱功率分布。
示例1
模拟具有四个LED串的显示系统。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的蓝色通道1的颜色点和特征的蓝色通道的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5和7-9中示出的红色通道1的颜色点和特征的红色通道的组合发射。第三LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的短蓝泵青色色彩通道1的颜色点和特征的短蓝泵青色色彩通道的组合发射。第四LED串由具有约505nm的峰值发射波长的青色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的长蓝泵青色通道1的颜色点和特征的长蓝泵青色通道的组合发射。
表16-19示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现特征。表18示出了在高CRI模式下仅使用第一、第二和第三LED串产生的白光颜色点的数据。表16示出了在最高CRI模式下使用所有四个LED串产生的白光颜色点的数据。表17示出了在高EML模式下仅使用第一、第二和第四LED串产生的白光颜色点的数据。表19示出了在高EML模式和高CRI模式下以相似的近似CCT值产生的白光颜色点之间的属性比较。
示例2
进行进一步的模拟以优化示例1的显示系统的输出。计算通道的信号强度比率，以在每个CCT点产生100流明的总光通量输出的白光。表20-22示出了每个通道的相对流明输出以及光呈现特征。
示例3
模拟具有四个LED串的显示系统。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的蓝色通道1的颜色点和特征的蓝色通道的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5和7-9中示出的红色通道1的颜色点和特征的红色通道的组合发射。第五LED串由具有约380nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和13-15中示出的黄色通道1的颜色点和特征的黄色色彩通道的组合发射。第六LED串由具有约380nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和10-12中示出的紫罗兰色通道1的颜色点和特征的紫罗兰色通道的组合发射。
表23-24示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现特征。表23示出了在低EML模式下使用第一、第二、第五和第六LED串(即蓝色、红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。表24示出了在EML非常低的模式下使用第二、第五和第六LED串(即红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。
示例4
模拟具有四个LED串的显示系统。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的蓝色通道1的颜色点和特征的蓝色通道的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5和7-9中示出的红色通道1的颜色点和特征的红色通道的组合发射。第五LED串由具有约400nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和13-15中示出的黄色通道2的颜色点和特征的黄色色彩通道的组合发射。第六LED串由具有约400nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和10-12中示出的紫罗兰色通道2的颜色点和特征的紫罗兰色通道的组合发射。
表25-26示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现特征。表25示出了在低EML模式下使用第一、第二、第五和第六LED串(即蓝色、红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。表26示出了在EML非常低的模式下使用第二、第五和第六LED串(即红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。
示例5
模拟具有四个LED串的显示系统。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的蓝色通道1的颜色点和特征的蓝色通道的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5和7-9中示出的红色通道1的颜色点和特征的红色通道的组合发射。第五LED串由具有约410nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和13-15中示出的黄色通道3的颜色点和特征的黄色色彩通道的组合发射。第六LED串由具有约410nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和10-12中示出的紫罗兰色通道3的颜色点和特征的紫罗兰色通道的组合发射。
表27-28示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现特征。表27示出了在低EML模式下使用第一、第二、第五和第六LED串(即蓝色、红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。表28示出了在EML非常低的模式下使用第二、第五和第六LED串(即红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。
示例6
模拟具有四个LED串的显示系统。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5中示出的蓝色通道1的颜色点和特征的蓝色通道的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表3-5和7-9中示出的红色通道1的颜色点和特征的红色通道的组合发射。第五LED串由具有约420nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和13-15中示出的黄色通道4的颜色点和特征的黄色色彩通道的组合发射。第六LED串由具有约420nm的峰值发射波长的紫罗兰色LED驱动，使用受体发光介质，并产生具有前面所述的和表5和10-12中示出的紫罗兰色通道4的颜色点和特征的紫罗兰色通道的组合发射。
表29示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现特征。表29示出了在EML非常低的模式下使用第二、第五和第六LED串(即红色、黄色和紫罗兰色通道)产生的白光颜色点数据。
示例7
模拟具有六个LED照明通道的显示系统。六个照明通道是示例1和示例3的照明通道的组合：蓝色通道1、红色通道1、短蓝泵青色通道1、长蓝泵青色通道1、黄色通道1和紫罗兰色通道1。如以上参考示例1和3所示，可以用不同照明通道的组合，在各种操作模式下操作该装置。表30-31示出了在不同操作模式下各种标称CCT值下的EML和CS值，以及通过在相同标称CCT下的操作模式之间进行切换可以实现的％变化。
示例8
模拟具有六个LED照明通道的显示系统。六个照明通道是示例1和示例4的照明通道的组合：蓝色通道1、红色通道1、短蓝泵青色通道1、长蓝泵青色通道1、黄色通道2和紫罗兰色通道2。如以上参考示例1和4所示，可以用不同照明通道的组合，在各种操作模式下操作该装置。表32-33示出了在不同操作模式下各种标称CCT值下的EML和CS值，以及通过在相同标称CCT下的操作模式之间进行切换可以实现的％变化。
示例9
模拟具有六个LED照明通道的显示系统。六个照明通道是示例1和示例5的照明通道的组合：蓝色通道1、红色通道1、短蓝泵青色通道1、长蓝泵青色通道1、黄色通道3和紫罗兰色通道3。如以上参考示例1和5所示，可以用不同照明通道的组合，在各种操作模式下操作该装置。表34-35示出了在不同操作模式下各种标称CCT值下的EML和CS值，以及通过在相同标称CCT下的操作模式之间进行切换可以实现的％变化。
示例10
模拟具有六个LED照明通道的显示系统。六个照明通道是示例1和示例6的照明通道的组合：蓝色通道1、红色通道1、短蓝泵青色通道1、长蓝泵青色通道1、黄色通道4和紫罗兰色通道4。如以上参考示例1和6所示，可以用不同照明通道的组合，在各种操作模式下操作该装置。表36-37示出了在不同操作模式下各种标称CCT值下的EML和CS值，以及通过在相同标称CCT下的操作模式之间进行切换可以实现的％变化。
示例11
在一些实施方式中，本发明的显示系统可以包括如本文其他地方所述的三个照明通道。在某些实施方式中，三个照明通道包括红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。可以在EML非常低的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。显示系统可以进一步包括控制系统，该控制系统配置为控制在红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道中产生的光的相对强度，以产生在约4000K和约1400K的CCT之间的普朗克轨迹附近的多个点处的白光。
示例12
在一些实施方式中，本发明的显示系统可以包括如本文其他地方所述的四个照明通道。在某些实施方式中，四个照明通道包括红色照明通道、黄色照明通道、紫罗兰色照明通道和蓝色照明通道。在一些实施方式中，可以在EML非常低的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。在进一步的实施方式中，可以在低EML的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。在某些实施方式中，当显示系统沿着普朗克轨迹附近的颜色点的路径提供白光时，显示系统可以沿一个方向或两个方向在低EML和EML非常低的操作模式之间转换。在进一步的实施方式中，当显示系统沿着普朗克轨迹附近的颜色点的路径改变白光的CCT时，显示系统可以沿一个方向或两个方向在低EML和EML非常低的操作模式之间转换。在一些实施方式中，低EML操作模式可用于在约10000K至约1800K之间的CCT值的普朗克轨迹附近产生白光。在进一步的实施方式中，EML非常低的操作模式可用于在约4000K至约1400K之间的CCT值的普朗克轨迹附近产生白光。
示例13
在一些实施方式中，本发明的显示系统可以包括如本文其他地方所述的五个照明通道。在某些实施方式中，五个照明通道包括红色照明通道、黄色照明通道、紫罗兰色照明通道、蓝色照明通道和长蓝泵青色照明通道。在一些实施方式中，可以在EML非常低的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。在进一步的实施方式中，可以在低EML的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用红色照明通道、黄色照明通道和紫罗兰色照明通道。在更进一步的实施方式中，可以在高EML的操作模式下操作显示系统，在该操作模式下使用蓝色照明通道、红色照明通道和长蓝泵青色照明通道。在某些实施方式中，当显示系统沿着普朗克轨迹附近的颜色点的路径提供白光时，显示系统可以在低EML、EML非常低和高EML的操作模式之间转换。在进一步的实施方式中，当显示系统沿着普朗克轨迹附近的颜色点的路径改变白光的CCT时，显示系统可以在低EML、EML非常低和高EML的操作模式之间转换。在一些实施方式中，低EML操作模式可用于在约10000K至约1800K之间的CCT值的普朗克轨迹附近产生白光。在进一步的实施方式中，EML非常低的操作模式可用于在约4000K至约1400K之间的CCT值的普朗克轨迹附近产生白光。在更进一步的实施方式中，高EML的操作模式可用于在约10000K至约1800K之间的CCT值的普朗克轨迹附近产生白光。
示例14-34的通用模拟方法
模拟了示例性的第一和第二照明通道以及具有成对的第一和第二照明通道的照明系统。模拟的照明系统可以用于为本发明的显示系统中的背光系统提供一个或多个白光源。对于每个照明通道，选择具有特定发射的LED串和受体发光介质，然后计算光谱功率分布以及各种光呈现特征和刺激昼夜节律能量特征。在每个代表点计算Ra、R9、R13、R15、LER、Rf、Rg、CLA、CS、EML、BLH因子、CAF、CER、COI、GAI、GAI15、GAIBB和刺激昼夜节律特征。表3-12和图9-16示出了光谱功率分布的特征和方面。
通过Scilab(Scilab Enterprises，凡尔赛，法国)、LightTools(Synopsis公司，山景城，加利福尼亚州)和使用Python创建的自定义软件(Python软件基础，Beaverton，OR)进行计算。用LED发射光谱以及一种或多种发光介质的激发和发射光谱来模拟每个照明通道。发光介质可以包括荧光体、量子点或其组合的发光组合物，并基于吸收/发射光谱和颗粒大小进行模拟。使用具有在约440nm与约510nm之间的峰值波长的LED的光谱来模拟示例性第一照明通道，例如峰值波长为450nm的蓝色LED、色区3、4、5或6(Lumileds Holding B.V.，荷兰阿姆斯特丹)的一种或多种LUXEON Z颜色线条品蓝色LED(产品代码LXZ1-PR01)、色区编号1或2(Lumileds Holding B.V，荷兰阿姆斯特丹)的一种或多种LUXEON Z颜色线条蓝色LED(LXZ1-PB01)、色区3、4、5或6(Lumileds Holding B.V，荷兰阿姆斯特丹)的一种或多种LUXEON品蓝色LED(产品代码LXML-PR01和LXML-PR02)、色区1、2、3、4或5(Lumileds HoldingB.V，荷兰阿姆斯特丹)的一种或多种LUXEON反蓝色LED(LXML-PB01、LXML-PB02)，或色区1、2、3、4或5(Lumileds Holding B.V.，荷兰阿姆斯特丹)的一种或多种LUXEON反青色LED(LXML-PE01)。模拟示例性第二照明通道，通过使用峰值波长在约380nm至约420nm之间的LED光谱，例如一种或多种410nm峰值波长紫光LED、一种或多种LUXEON Z UV LED(产品代码LHUV-0380-、LHUV-0385-、LHUV-0390-、LHUV-0400-、LHUV-0400-、LHUV-0405-、LHUV-0410-、LHUV-0415-、LHUV-0420-)(Lumileds Holding B.V.，阿姆斯特丹，荷兰)、一种或多种LUXEON UV FC LED(产品代码LxF3-U410)(Lumileds Holding B.V.，阿姆斯特丹，荷兰)、一个或多个LUXEON UV U LED(产品代码LHUV-0415-)(Lumileds Holding B.V.，阿姆斯特丹，荷兰)。也可以使用其他制造商的类似LED，例如OSRAM GmbH和Cree公司，它在期望的峰值波长处提供饱和输出。
用于荧光体和量子点的发射、激发和吸收曲线可从商业制造商获得，例如Mitsubishi Chemical Holdings公司(日本东京)、Intematix公司(加利福尼亚州弗里蒙特)、默克公司的EMD Performance Materials(德国达姆施塔特)以及Phosphor TechCorporation(肯内索，GA)。将第一和第二照明通道中使用的发光介质模拟为如本文其他地方更完整地描述的发光组合物的一种或多种的组合。本领域技术人员将认识到，可以将LED和发光混合物的各种组合进行组合以产生具有1931CIE色度图上期望的颜色点的组合发射和期望的光谱功率分布。
示例14
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56中示出为“4000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56与图8中示出为“2400K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例15
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图9中示出为“4000K Ch2”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图8中示出为“2400K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例16
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图10中示出为“4000K Ch3”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图8中示出为“2400K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例17
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图5中示出为“4000K Ch4”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图8中示出为“2400K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例18
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图12中示出为“5000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图8中示出为“2400K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例19
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56中示出为“4000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56与图7中示出为“2400K Ch2”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例20
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图9中示出为“4000K Ch2”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图7中示出为“2400K Ch2”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例21
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图10中示出为“4000K Ch3”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图7中示出为“2400K Ch2”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例22
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图5中示出为“4000K Ch4”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图7中示出为“2400K Ch2”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例23
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图12中示出为“5000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图7中示出为“2400K Ch2”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例24
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56中示出为“4000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56与图6中示出为“2400K Ch3”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例25
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图9中示出为“4000K Ch2”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图6中示出为“2400K Ch3”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例26
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图10中示出为“4000K Ch3”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图6中示出为“2400K Ch3”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例27
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图5中示出为“4000K Ch4”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图6中示出为“2400K Ch3”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例28
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图12中示出为“5000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图6中示出为“2400K Ch3”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例29
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56中示出为“4000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56与图11中示出为“1800K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例30
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图9中示出为“4000K Ch2”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图11中示出为“1800K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例31
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图10中示出为“4000K Ch3”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图11中示出为“1800K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例32
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图5中示出为“4000K Ch4”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图11中示出为“1800K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例33
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56以及图12中示出为“5000K Ch1”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56以及图11中示出为“1800K Ch1”的特征的第二照明通道的照明系统。表54和表55中示出了这对第一和第二照明通道的EML斜率和EML比率值。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例34
模拟具有表44、46、48、50、52、53和56中示出为“示例性第一通道平均值”的特征的第一照明通道和表44、45、47、49、51、53和56中示出为“示例性第二通道平均值”的特征的第二照明通道的照明系统。第一照明通道在(0.3735，0.3719)的ccx，ccy坐标处具有第一颜色点。第二照明通道在(0.5021，0.4137)的ccx，ccy坐标处具有第二颜色点。第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一个或多个荧光体、量子点或其混合物的相关联的发光介质。
示例35
模拟具有三个LED串的显示系统以用于温暖调光操作模式。第一LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生1931CLE色度图(ccx，ccy)坐标为(0.3818，0.3797)的白色颜色点的组合发射。第二LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生1931CIE色度图颜色点为(0.5932，0.3903)的红色颜色点的组合发射。第三LED串由具有约450nm至约455nm的峰值发射波长的蓝色LED驱动，使用受体发光介质，并产生1931CIE色度图颜色点为(0.373，0.4978)的青色颜色点的组合发射。
下表58和59示出了本示例的显示系统产生的红色和青色颜色点的光谱功率分布，和示出为在380nm至780nm的纳米级波长范围内的光谱功率，和为每个颜色范围选择并被标准化为数值100.0的任意参考波长范围。表60示出了用于普朗克轨迹附近的白光颜色点的代表性选择的装置的光呈现和昼夜节律属性特征。
表7
表7(续)
表8
表9
表10
表11
表12
| 320＜λ≤400 | 400＜λ≤500 | 500＜λ≤600 | 600＜λ≤700 | 700＜λ≤780 | |
| 紫罗兰色通道1 | 54802 | 100.0 | 96.4 | 68.5 | 6.1 |
| 紫罗兰色通道2 | 104.3 | 100.0 | 34.4 | 24.0 | 2.1 |
| 紫罗兰色通道5 | 92.7 | 100.0 | 32.3 | 23.8 | 2.1 |
| 紫罗兰色通道3 | 22.7 | 100.0 | 22.7 | 14.5 | 1.3 |
| 紫罗兰色通道4 | 6.5 | 100.0 | 59.9 | 35.6 | 2.5 |
| 示例性紫罗兰色通道最小值 | 6.5 | 100.0 | 22.7 | 14.5 | 1.3 |
| 示例性紫罗兰色通道平均值 | 154.9 | 100.0 | 49.2 | 33.3 | 2.8 |
| 示例性紫罗兰色通道最大值 | 548.2 | 100.0 | 96.4 | 68.5 | 6.1 |
表13
表14
表15
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表23
表24
表25
表25(续)
表26
表27
表27(续)
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表28
表29
表30
表31
表32
表33
表34
表35
表36
表37
表38
表39
表40
表41
表42
表43
表44
表45
表46
表47
表48
表49
表50
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表51
表52
表52(续)
表53
| 400＜λ≤470nm | 470＜λ≤510nm | 530＜λ≤570nm | 600＜λ≤630nm | 630＜λ≤780nm | |
| 2400K Ch3 | 14.063 | 1.000 | 12.431 | 18.374 | 16.714 |
| 2400K Ch2 | 7.136 | 1.000 | 6.611 | 10.443 | 9.461 |
| 2400K Ch1 | 7.971 | 1.000 | 6.693 | 11.715 | 5.576 |
| 1800K Ch1 | 1.990 | 1.000 | 7.873 | 16.512 | 43.711 |
| 400＜λ≤470nm | 470＜λ≤510nm | 530＜λ≤570nm | 600＜λ≤630nm | 630＜λ≤780nm | |
| 示例性第二通道最小值 | 1.990 | 1.000 | 6.611 | 10.443 | 5.576 |
| 示例性第二通道平均值 | 7.790 | 1.000 | 8.402 | 14.261 | 18.866 |
| 示例性第二通道最大值 | 14.063 | 1.000 | 12.431 | 18.374 | 43.711 |
| 400＜λ≤470nm | 470＜λ≤510nm | 530＜λ≤570nm | 600＜λ≤630nm | 630＜λ≤780nm | |
| 4000K Ch4 | 0.475 | 1.000 | 0.0693 | 0.746 | 1.268 |
| 4000K Ch2 | 0.652 | 1.000 | 0.830 | 0.906 | 1.643 |
| 4000K Ch3 | 0.575 | 1.000 | 0.799 | 0.825 | 1.385 |
| 5000K Ch1 | 0.634 | 1.000 | 0.652 | 0.596 | 1.493 |
| 400＜λ≤470nm | 470＜λ≤510nm | 530＜λ≤570nm | 600＜λ≤630nm | 630＜λ≤780nm | |
| 示例性第二通道最小值 | 0.475 | 1.000 | 0.652 | 0.596 | 1.268 |
| 示例性第二通道平均值 | 0.584 | 1.000 | 0.744 | 0.769 | 1.447 |
| 示例性第二通道最大值 | 0.652 | 1.000 | 0.830 | 0.906 | 1.643 |
表54
表55
表56
表57
表57(续)
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表60
本领域普通技术人员将理解，可以在本文公开的装置和系统中的组件的制造中使用多种材料。任何合适的结构和/或材料都可以用于本文所述的各种特征，并且技术人员将能够基于各种考虑因素来选择合适的结构和材料，包括本文所公开的系统的预期用途，除其他考虑因素外，还将考虑使用它们的目的以及打算使用它们的设备和/或附件。常规的聚合物、金属-聚合物复合材料、陶瓷和金属材料适用于各种部件。确定适合用于本文所述的特征和元件的材料(在下文发现和/或开发的)也将被认为是可接受的。
当本文中将范围用于物理性质(例如分子重量)或化学性质(例如化学公式)时，旨在包括其中特定示例的范围的所有组合和子组合。
在本文中引用或描述的每个专利、专利申请和出版物的公开内容通过引用将其全部内容结合到本文中。
本领域普通技术人员将理解，可以对本发明的示例进行许多改变和修改，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下做出这样的改变和修改。因此，意图是所附权利要求覆盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这样的等同变化。
Claims (33)
1.一种用于显示数字内容的显示系统，其中显示系统包括：
背光，所述背光包括一个或多个LED基的照明通道，一个或多个LED基的照明通道适应于在第一操作模式下产生第一蓝光输出且在第二操作模式下产生第二蓝光输出；
由所述背光照亮的像素阵列，像素中的每个包括多个子像素，所述多个子像素具有不同的颜色点；
其中，第一蓝光输出具有第一刺激昼夜节律能量特征，所述第一刺激昼夜节律能量特征与所述第一操作模式下产生的光的相关联的第一光谱功率分布(SPD)有关，所述第一SPD具有在380nm至780nm之间的第一总SPD功率，以及在440nm至490nm之间的第一蓝色SPD功率；第二蓝光输出具有第二刺激昼夜节律能量特征，所述第二刺激昼夜节律能量特征与第二操作模式下产生的光的相关联的第二SPD有关，第二SPD具有在380nm至780nm之间的第二总SPD功率，以及在440nm至490nm之间的第二蓝色SPD功率；
其中，第一蓝色SPD功率与第一总SPD功率的第一百分比的范围为15％至25％之间；并且其中，所述第一百分比和第二蓝色SPD功率与第二总SPD功率的第二百分比的比率范围为13至30之间。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中一个或多个LED基的照明通道在显示系统的像素阵列中提供单独的像素。
3.根据权利要求2所述的显示系统，其中将单独的像素设置为微型LED像素或OLED像素。
4.根据权利要求2所述的显示系统，其中在第一操作模式和第二操作模式中使用不同类型的像素的不同组合。
5.根据权利要求4所述的显示系统，其中在第一操作模式下使用第一类型的像素，而在第二操作模式下不使用第一类型的像素。
6.根据权利要求1所述的显示系统，其中LED基的照明通道为显示系统中的背光系统提供一个或多个白光源。
7.根据权利要求6所述的显示系统，其中将一个或多个白光源设置为包括LED和相关联的发光介质的白色照明通道，发光介质在1931CIE色度图的普朗克轨迹的±7DUV内的白色颜色点处产生组合的白光。
8.根据权利要求6所述的显示系统，其中显示系统包括两个或更多个白色照明通道，其中在第一操作模式下使用的第一白色照明通道和在第二操作模式下使用的第二白色照明通道。
9.根据权利要求6所述的显示系统，其中将用于背光系统的一个或多个白光源设置为多个照明通道的组合。
10.根据权利要求9所述的显示系统，其中，多个照明通道中的每个包括LED和相关联的发光介质，所述发光介质在颜色点处产生组合的光，其中多个照明通道的组合在1931CIE色度图的普朗克轨迹的±7DUV内的白色颜色点处产生组合的白光。
11.根据权利要求10所述的显示系统，其中在第一操作模式和第二操作模式下使用不同类型的多个照明通道的不同组合。
12.根据权利要求1所述的显示系统，其中显示系统是基于外部信息来操作或控制的。
13.根据权利要求12所述的显示系统，其中所述外部信息包括季节性照明环境、天气、气候、集体情绪指标、社交网络数据的分析的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的显示系统，其中所述外部信息包括一个或多个集体情绪指标，所述集体情绪指标从包含股票市场数据、新闻提要和情绪指数的组中选择。
15.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述显示系统用于反映或影响在所述显示系统附近的一个或多个用户的情绪。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的显示系统，其中所述显示系统是基于数据来控制的，所述数据从所述显示系统附近的照明装置环境中的传感器获取。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的显示系统，其中所述显示系统是基于来自一个或多个传感器的数据来控制的，所述一个或多个传感器反映关于所述显示系统附近的一个或多个用户的信息。
18.根据权利要求17所述的显示系统，其中一个或多个传感器包括由一个或多个用户使用的各种设备上的传感器和环境传感器中的一个或多个。
19.根据权利要求17所述的显示系统，其中一个或多个传感器配置为感测温度、压力、环境照明条件、照明光谱特征、湿度、紫外光、声音、颗粒、气体、辐射、物体或物品的位置、运动中的一种或多种。
20.根据权利要求18所述的显示系统，其中一个或多个用户使用的各种设备上的传感器包括结合在臂章、腕带、胸带、眼镜或衣服中的一个或多个可穿戴设备。
21.根据权利要求18所述的显示系统，其中一个或多个用户使用的各种设备上的传感器配置为感测人的温度、血压、心率、氧饱和度、活动类型、活动水平、皮肤电反应、呼吸频率、胆固醇水平、激素水平、组胺水平、免疫系统特征、血液酒精水平、药物含量、大量和微量营养素、心情、情绪状态、警觉和睡意中的一个或多个。
22.根据权利要求1至11中任一项所述的显示系统，其中：
第一刺激昼夜节律能量特征是特定波长范围的光谱功率占第一波长值和第二波长值之间相关联的第一光谱功率分布的百分比，第二刺激昼夜节律能量特征是特定波长范围的光谱功率占第一波长值和第二波长值之间相关联的第二光谱功率分布的百分比，其中特定波长范围是大于第一波长值并且小于或等于第二波长值。
23.根据权利要求22所述的显示系统，其中分别与第一光谱功率分布和第二光谱功率分布中320nm<λ≤800nm的总能量相比，第一刺激昼夜节律能量特征和第二刺激昼夜节律能量特征包括470nm＜λ≤480nm、480nm＜λ≤490nm和490nm＜λ≤500nm的波长范围内的光谱功率的百分比的一个或多个。
24.根据权利要求22所述的显示系统，其中第一波长值为400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm或600nm。
25.根据权利要求22所述的显示系统，其中第二波长值为410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm、600nm或610nm。
26.根据权利要求22所述的显示系统，其中第一波长值为440nm，第二波长值为490nm，其中特定波长范围为440＜λ≤490nm。
27.根据权利要求22所述的显示系统，其中特定波长范围包括选自由400至410、410至420、420至430、430至440、440至450、450至460、460至470、470至480、480至490、490至500、500至510、510至520、520至530、530至540、540至550和550至560组成的波长范围的组中的范围，其中波长以nm为单位。
28.根据权利要求1至11中任一项所述的显示系统，其中：
第一刺激昼夜节律能量特征包括第一光谱功率分布的第一黑色素勒克斯(EML)值；和
第二刺激昼夜节律能量特征包括第二光谱功率分布的第二EML值。
29.根据权利要求28所述的显示系统，其中第一EML值与第二EML值的比率包括2.0和5.5之间、3.0和5.0之间、2.8和3.8之间、2.6和3.3之间、4.0和5.5之间、4.5和5.5之间、5.5和6.5之间、6.5至7.5、7.5至8.5、8.5至9.5、2.0至10.0、3.0至10.0、4.0至10.0、5.0至10.0、6.0和10.0之间、7.0和10.0之间、8.0和10.0之间、或9.0和10.0之间的比率。
30.根据权利要求28所述的显示系统，其中第一EML值与第二EML值的比率包括2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9或10.0。
31.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述第一百分比为16％至22％之间、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％。
32.根据权利要求1所述的显示系统，其中第二蓝色SPD功率与第二总SPD功率的所述第二百分比为0.9％至1.05％之间、0.85％至0.95％之间、0.85％至0.90％之间、0.90％至0.95％之间、0.90％、0.91％、0.92％、0.93％、0.94％、0.95％、0.96％、0.97％、0.98％、0.99％、1.00％、1.01％、1.02％、1.03％、1.04％或1.05％。
33.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述第一百分比和第二蓝色SPD功率与第二总SPD功率的所述第二百分比的比率为15至25之间、20至25之间、20至30之间、18至22之间、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30。
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