CN114830637A - 基于凝视的显示器照明系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法，所述方法包括提供像素化表面；提供至少一个传感器，所述传感器配置为追踪用户的至少一只眼睛相对于表面的运动；基于追踪的运动，来检测表面的一个或多个部分，并调整与一个或多个检测的部分相关的一个或多个属性，从而当用户凝视一个或多个部分时，提供青色和长红色近红外(NIR)照明之一的剂量。

Description

基于凝视的显示器照明系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月18日提交的美国临时专利申请号62/950,002的优先权，以上临时专利申请的公开内容以引用方式全文并入与此。

技术领域

本公开内容整体上涉及通过基于眼睛聚焦区域(EFR)的人工照明来调节生物活动的系统和方法。

背景技术

昼夜节律是由基于大脑的生物钟产生和调节的生物过程。这些生物过程包括体温、消化、某些激素的释放以及人的清醒/睡眠周期。在没有外部提示的情况下，人类的昼夜节律大约每24小时运行一次。基于特定的光照，人的昼夜节律可能变得不同步(例如，与当地的昼夜周期不同步)。昼夜节律系统对短波长(蓝色)光更敏感，因此长时间暴露于这种光会影响各种生物生理功能。

夜晚的光照会抑制褪黑激素的分泌，使人保持警惕，从而延缓睡眠。许多人每天花几个小时在显示器前，这可能损害昼夜节律(例如，通过刺激对蓝光敏感的神经节细胞光感受器)，降低睡眠质量，并削弱第二天的警觉性。某些光线会加剧白内障、眼睑癌、翼状胬肉和软玻璃膜疣以及与年龄相关黄斑变性(AMD)。可见蓝光甚至可能对人类视网膜有害。而孩子们在使用诸如看电视、玩电脑游戏或浏览网络内容等媒体时受到的影响更为严重。因此，需要更好地控制用户设备的光照，并更好地保持24小时周期的同步或转换。

发明内容

本发明公开的系统和方法用于影响EFR(增强型全速率)内和/或外的显示器的照明，所述EFR根据一组传感器的一个或多个输出信号来确定。因此，本发明公开的一个或多个方面涉及一种方法，所述方法用于：提供像素化表面；提供至少一个传感器，所述传感器配置为追踪用户的一只或两只眼睛相对于表面的运动，基于追踪的运动，来检测表面的一个或多个部分；以及调整与一个或多个检测的部分相关的一个或多个属性，从而当用户凝视一个或多个部分时，提供青色和长红色近红外(NIR)照明之一的剂量。

方法通过包括一个或多个硬件处理器的系统来实现，所述硬件处理器由机器可读指令和/或其他部件配置。系统包括一个或多个处理器和其他部件或介质，例如，机器可读指令可以在其上执行。所描述的任何技术和架构的实施方式可以包括方法或过程、装置、设备、机器、系统或存储在计算机可读存储设备上的指令。

附图说明

以下附图和描述中阐述了特定实施方式的细节。在整个说明书中，相同的附图标记可以指代相同的元件。根据以下包括附图和权利要求的描述，其他特征将是显而易见的。然而，附图仅用于说明和描述，并不旨在作为对本发明限制的定义。

图1例示了系统的实例，所述系统根据一个或多个示例性实施方式来确定基于凝视的照明。

图2例示了根据一个或多个示例性实施方式的色彩空间的色域和色度。

图3例示了根据现有技术的色彩空间。

图4例示了根据一个或多个示例性实施方式的系统的示例，其中背光补充像素化表面。

图5例示了根据一个或多个示例性实施方式的双通道背光的光谱功率分布(SPD)的示例。

图6例示了根据一个或多个示例性实施方式，基于等值黑视素勒克斯(EML)交付率的标准红绿蓝(sRGB)双通道照明的不同覆盖范围。

图7A-7F根据一个或多个示例性实施方式，逐步例示双通道照明的极端色域和中间色域。

图8例示了根据一个或多个示例性实施方式的四通道背光的SPD示例。

图9例示了根据一个或多个示例性实施方式，基于白点实现的EML比率的示例。

图10例示了根据一个或多个示例性实施方式，基于EML交付率的sRGB四通道照明的不同覆盖范围。

图11例示了根据一个或多个示例性实施方式的四通道照明的中间色域。

图12例示了根据一个或多个示例性实施方式，用于提供基于凝视的生物活性照明的过程。

具体实施方式

正如本申请书中所使用的那样，词语“可以”以许可的意义使用(即，意味着有可能)，而不是强制的意义(即，意味着必须)。词语“包括”，“包含”和“包括”等表示包括，但不限于。正如本文所使用的，“a”，“an”和“the”的单数形式包括复数引用，除非上下文另有明确规定。正如本文所使用的，词语“数”应指一或大于一的整数(即，多个)。

正如本文所使用的，两个或多个部件或组件是“耦合”的说法，意味着这些部件只要存在联结，便可通过一个或多个中间部件或组件，直接或间接地结合或一起操作。正如本文所使用的，“直接耦合”是指两个元件彼此直接接触。

除非特别说明，从讨论中可以看出，在整个本说明书中，使用诸如“处理”，“计算”，“计算”，“确定”或类似词语是指特定装置的行动或过程，如专用计算机或类似的特殊用途电子处理/计算设备。

图1例示了系统10，所述系统10配置为影响用户的生物活动(例如，黑色素瘤分泌、瞳孔直径或其他可测量属性)。系统10可以包括处理器20、电子存储器22、外部资源24、可佩戴传感器40、远程传感器42、眼睛传感器50和显示器70，显示器70可以包括背光60和面板65(并且可以构成包括处理器20的同一设备的一部分)。在一些示例性实施方式中，显示器70可以包括多个显示器，包括如左和右屏幕。

光对人类的生物效应可以用等值黑视素勒克斯(EML)来衡量。在傍晚和夜间，电灯的较低EML值可能有益于减少某些光线(例如，在非适宜时间)抑制褪黑激素对健康的不利影响。术语“昼夜刺激能量”(CSE)在本文中更多的是指光谱功率分布(SPD)的所有特性，所述特性可能对受试者产生生物影响。例如，背光60和/或显示器70可以产生CSE，包括昼夜刺激(CS)、昼夜照度(CLA)、EML、蓝光危害(BLH)、昼夜辐射效能(CER)、昼夜作用因子(CAF)、昼夜辐射效能(LEF)、昼夜功率、昼夜通量和一个或多个其他波长范围的功率中的一个或多个。将CSE以剂量、数量、等分试样和体积应用于生物系统(例如，哺乳动物或其他用户)可称为CSE给药。例如，可以用波长在464和510纳米(nm)之间的光来实现CSE给药。

在某些情况下，暴露在大量蓝光下可能会对人眼造成损害。BLH是一种已知的风险，对BLH的测量，提供了衡量潜在视网膜损伤的方法，所述视网膜损伤是由辐射暴露导致的光化学诱导的。所述辐射暴露是导致光感受器损伤的一个因素。据报道，蓝光似乎会减少视网膜神经节细胞中三磷酸腺苷(ATP)的能量产生。这会对线粒体功能和氧化应激有负面影响，已证实氧化应激会降低神经节细胞的存活率。由于神经节细胞在同步昼夜节律中起着重要作用，所述神经节细胞的破坏会抑制眼睛确定昼夜长短的能力。视网膜神经节细胞的死亡进一步导致视力受损。也有越来越多的证据表明，过度的蓝光照射可能会对人体皮肤造成损害：可能会导致皱纹、皮肤松弛恶化和色素沉着问题。蓝光穿透皮肤时会破坏DNA，导致炎症、分解健康胶原蛋白和弹性蛋白，以及色素沉着过度。还有报道指出，夜间过多的蓝光会对人体的自然睡眠周期产生负面影响。

蓝光并不是可见光谱中唯一可用于影响人体生物生理功能的光。最近的研究表明，可能包括长红色和近红外剂量的治疗：长红色的典型光谱在625nm至700nm之间，峰值波长大于640-670nm，近红外的典型范围在700nm至1400nm之间(典型峰值波长：850nm、940nm、1064nm)，可能通过改善眼睛健康、皮肤健康、头发生长和认知功能来影响生物生理功能。对应于人眼的光谱灵敏度可以认为是基于1931标准观察者的颜色匹配函数(CIE 1931 2°颜色匹配的XYZ三基色刺激值)，所述函数表明700nm以上的光对颜色感知的影响基本上可以忽略不计。换句话说，所述函数对照明系统发出的光的1931CIE色度图上的整体(ccx，ccy)色点没有显著影响。在一些方面，本发明涉及可以提供长红色和近红外能量(“LRNE”)的长红色和近红外照明通道。长红色和近红外通道可以提供可见LRNE和不可见LRNE中的一种或两种。可见LRNE是指具有波长在约625nm至约700nm之间的光谱功率的光。不可见LRNE是指具有波长大于或等于约700nm的光谱功率的光。本发明的长红色和NIR通道可以是一个或多个涉及色彩调谐和提供白光的红色通道的一部分，或者是可以独立于色彩调谐要求操作的单独通道。人眼对红色、长红色和近红外的感知方式可能因许多的因素而不同，所述因素包括但不限于年龄、暴露前对眼睛的刺激、眼睛健康和总体健康状况。相应地，在长红色的结束和近红外的开始之间会有重叠。本领域的普通技术人员和熟练工匠将认识到变化是狭义的，不会在条款中产生实质性的不确定性。因此，术语LRNE包含了长红色和近红外的全部内容。

此外，LRNE可能通过减少、限制、抵消或改善与蓝光过度照射有关的一些负面影响而获益。本文公开了提供LRNE治疗剂量的方法和系统，以解决生物状态，或者作为预防或健康补充手段，来限制或避免情绪、神经、免疫和生物状态或系统中的至少一种。生物活性照射是指LRNE和CSE中的一种或两种，并且将LRNE和CSE中的至少一种导向生物系统，所述生物系统可以是特定器官或身体的任何部分。

生物活性照射可由控制系统(如本文所述)控制，其中至少一个控制器，例如计算设备，所述设备从各种源接收包括固定、可变和动态变化的输入，并且与系统和方法相关的处理器根据所述控制系统，应用LRNE和CSE中的至少一个。控制输入数据是以下至少一种输入：用户、服务器、数据库，所述数据源自决策引擎并由至少一个传感器收集。这些输入通过信号通信提供给处理器。处理器可以位于治疗设备的本地、或远离治疗设备，处理过程可以在本地和远离治疗设备下进行。本文公开的控制系统可以调整生物活性照射的等分试样的量以及时间。响应输入的等分试样和频率的控制可用于动态调整CSE或LRNE对用户的治疗或健康补充应用。可将对用户的生物活性照射的动态调整视为个性化的，从而从照明安装环境中的传感器以及反映用户信息的传感器，如一个或多个生理传感器(例如，传感器40和42)中获取数据。控制系统可以具有平台内的模块，这些模块可以连接或集成关于用户的信息的数据源，如下所述。

本文公开了另外的方法和系统，用于将生物活性照射作为补充和治疗剂量之一离线提供给：

A.通过刺激视网膜神经节眼细胞中的线粒体产生更多的ATP能量，来减轻年龄相关性黄斑变性的影响。ATP产量的增加已被证明可以减缓与衰老相关的视力下降。LRNE还可以通过保护角膜和视网膜来改善青光眼的影响，青光眼是一种破坏神经节细胞的疾病。

B.解决生物状态，或者作为预防或健康补充手段，来限制或避免生物状态。实例包括但不限于防止眼睛前部的液体积聚，所述液体积聚是已知会导致神经节细胞死亡的青光眼的主要并发症。事实证明，当视神经受损时，LRNE可以防止视网膜神经节细胞的死亡，从而避免本来会发生的视力丧失。

C.通过应用LRNE疗法来改善皮肤健康和外观。LRNE可以通过增加受损组织的血流量来减少急性和慢性炎症。LRNE可用于增加天然胶原蛋白的生成，使皮肤看起来更年轻、更健康。暴露在LRN剂量下的大鼠经历了胶原蛋白的合成以及新生骨的增加。患有痤疮或色素脱失疾病(如白癜风)的患者可能会从接受LRN治疗中受益，因为LRN治疗可以控制皮脂分泌(导致痤疮)，并可以刺激黑色素细胞增殖(增强皮肤再色素沉着)。受伤、烧伤或结疤的皮肤如果暴露在LRN下也会更快地修复，因为红光能显著增加拉伸强度和伤口收缩，同时减少炎症。

D.LRNE会影响许多其他生物生理功能，所述功能包括但不限于毛发生长和认知功能。LRNE疗法可与通常用于治疗脱发的激素调节药物联合使用，或作为其替代疗法。LRNE暴露已经被证明是头发再生的一种治疗方法。研究还表明，LRNE暴露可能会改善认知功能，而且副作用很少。在一项研究中，那些暴露于LRNE的人反应更快，记忆力更好，情绪更积极，并且能够更快地学习新信息。这些对人类大脑的有益作用可能与LRNE增加脑血流量、增加氧气利用率以及促进ATP能量产生有关。

E.LRNE疗法可能能够抵消、限制或改善过度CSE和蓝光照射的负面影响。当人类吸收来自太阳的自然蓝光时也吸收来自太阳的自然红光，两者共同提供许多健康益处。然而，人工蓝光如CSE本身的过载可能是决定性的。这种损害可以通过LRN暴露来减轻。

在一些示例性实施方式中，背光60可以形成一组集成电路(IC)的一部分。在一些示例性实施方式中，背光60可以如使用发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、迷你LED、微型LED或其他合适的光源来实现。在一些示例性实施方式中，背光60可以实现直接背光(也称为全阵列)，例如，将LED放置在面板65后面。在其他实施方式中，背光60可以是侧光式的，例如，LED沿着屏幕的相对侧放置。

色度是颜色质量的客观规范，与亮度无关。色度可以通过色调和色彩(或饱和度)参数来表征。显示器70发出的光可以用绘制在色度图上的点来表示，例如图3中示例性描述的1931国际照明委员会(CIE)色度坐标系统。可用的颜色空间可以包括1976CIELUV、CIE1931红绿蓝(RGB)色彩空间和/或CIE 1931XYZ色彩空间。色度图上的区域可以表示具有相似色度坐标的光源。例如，图3描绘了一般红色区域200、一般橙色区域202、一般黄色区域204、一般绿色区域206、一般蓝色区域208和一般紫色区域210；但是这些区域仅仅是简单的概括，因为已知包括这些颜色的可见光在相应的波长上连续传播。也就是说，色度坐标标度100可以包括一定范围的波长，例如在360nm和780nm之间。

1931CIE色度图以参数x和y来描绘人类的色彩感知，这些参数也分别被称为u'和v'，如图7和11所示。光谱颜色分布在轮廓100的边缘周围，所述轮廓100包括人眼感知的所有色调。轮廓100代表光谱颜色的最大饱和度，而内部部分代表饱和度较低的颜色，包括白光。

色度坐标标度100可以包围sRGB三角形102、三角形106、三角形108和簇104，如图2所示。簇104可以包括多个颜色色度，每个颜色色度代表对应于背光60的单个LED(例如，一个LED 62)的屏幕片段中的不同像素。三角形102可以包括由标准sRGB监视器覆盖的色彩空间的典型部分。三角形106可以包括包围簇104的最小色域。并且三角形108可以包括高EML色域。色域是可实现的颜色和色调的整个范围，例如从RGB到CMYK颜色。

尽管图2中未示出。较低或最低的EML色域将是另一个三角形，所述三角形要么与sRGB三角形102相同，要么是包围sRGB三角形102的更大的三角形。在一些示例性实施方式中，显示器70可以配置为在最高EML色域和最低EML色域之间产生混合，例如，50％是低EML色域，50％是高EML色域，这将有效地产生适合中间某处的三角形。三角形106示例性地描绘了一种这样的混合。

在一些示例性实现中，处理器20的一个或多个组件可以嵌入显示器70的处理设备(例如，图形处理器(GPU))中。例如，RGB像素值可以从处理器20，从GPU或从嵌入在显示器70中的另一个处理器接收。

图1的电子存储22包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储22的电子存储介质可以包括与系统10集成(即，基本上不可移动)提供的系统存储器，和/或可移动存储，所述可移动存储通过如端口(例如，USB端口、火线端口等)可移动地连接到系统10或驱动器上(例如，磁盘驱动器等)。电子存储22可以(全部或部分地)是系统10内的独立组件，或者电子存储22可以(全部或部分地)与系统10的一个或多个其他部件(例如，用户界面(UI)设备18、处理器20等)集成。在一些示例性实施方式中，电子存储22可以与处理器20一起位于服务器中、位于作为外部资源24的一部分的服务器中、位于UI设备18中，和/或位于其他位置。电子存储22可以包括存储控制器和一个或多个光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁可读存储介质(例如，磁带、磁硬盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如，EPROM、RAM等)、固态存储介质(例如，闪存驱动器等)，和/或其他电子可读存储介质。电子存储22可以存储软件算法、存储由处理器20获得和/或确定的信息、存储经由UI设备18和/或其他外部计算系统接收的信息、存储从外部资源24接收的信息和/或能够使系统10如本文所述起作用的其他信息。

外部资源24可以包括信息源(例如，数据库、网站等)、参与系统10的外部实体、系统10之外的一个或多个服务器、网络、电子存储、与Wi-Fi技术相关的设备、与蓝牙技术相关的设备、数据输入设备、电源(如电池供电或线路供电连接，例如直接连接到110伏交流电，或通过交流/直流转换间接连接)、发射/接收元件(例如，配置为发射和/或接收无线信号的天线)、网络接口控制器(NIC)、显示控制器、GPU和/或其他资源。在一些实施方式中，这里归于外部资源24的部分或所有的功能可以由系统10中包括的其他部件或资源提供。处理器20、外部资源24、UI设备18、电子存储22、网络和/或系统10的其他部件可以配置为经由有线和/或无线连接相互通信，所述连接例如网络(例如，局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)、无线接入网(RAN)、公共交换电话网(PSTN)等)、蜂窝技术(例如，GSM、UMTS、LTE、5G等)、Wi-Fi技术、另一种无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、红外线(IR)、紫外线(UV)、可见光、厘米波、毫米波等)、基站和/或其他资源。

系统10的UI设备18可以配置为在一个或多个用户和系统10之间提供接口。UI设备18配置为向一个或多个用户提供信息和/或从一个或多个用户接收信息。UI设备18包括用户界面和/或其他部件。UI可以是和/或包括图形UI(GUI),所述图形UI配置为呈现视图和/或字段，所述视图和/或字段配置为接收关于系统10的特定功能的输入和/或选择，和/或提供和/或接收其他信息。在一些示例性实施方式中，UI设备18的UI可以包括与处理器20和/或系统10的其他部件相关联的多个单独的接口。适合纳入UI设备18中的接口设备的示例包括触摸屏、键盘、触敏和/或物理按钮、开关、键盘、旋钮、控制杆、显示器、扬声器、麦克风、指示灯、声音警报、打印机和/或其他接口设备。本发明还设想UI设备18包括可移动存储接口。在此实例中，信息可以从可移动存储(例如，智能卡、闪存驱动器、可移动磁盘)加载到UI设备18中，这使用户能够自定义UI设备18的实现。

在一些示例性实施方式中，UI设备18配置为向系统10提供UI、处理能力、数据库和/或电子存储。这样，UI设备18可以包括处理器20、电子存储22、外部资源24和/或系统10的其他部件。在一些示例性实施方式中，UI设备18连接到网络(例如，互联网)。在一些示例性实施方式中，UI设备18不包括处理器20、电子存储22、外部资源24和/或系统10的其他部件，而是经由专用线路、总线、交换机、网络或其他通信手段与这些部件通信。所述通信可以是无线或有线的。在一些示例性实施方式中，UI设备18是膝上型电脑、台式电脑、智能手机、平板电脑和/或其他UI设备。

使用若干通信协议中的任何一种，数据和内容便可以通过通信接口和通信路径，在系统10的各种组件之间进行交换。在一个实例中，数据可以使用一种用于通过分组交换互联网络传送数据的协议来进行交换，所述协议使用例如互联网协议组，也称为TCP/IP。数据和内容可以仅基于源主机和目的主机地址，使用数据报(或分组)从源主机传送到目的主机。为此，互联网协议(IP)定义了数据报封装的寻址方法和结构。当然，也可以使用其他协议。互联网协议的实例包括互联网协议版本4(IPv4)和互联网协议版本6(IPv6)。

在一些示例性实施方式中，处理器20可以可通信地耦合到显示器70。在一些示例性实施方式中，处理器20和/或显示器70可以各自构成用户设备的部件(例如，在相同或单独的外壳中)、消费电子设备、移动电话、智能手机、个人数据助理、数字平板/平板计算机、可佩戴设备(例如，手表)、增强现实(AR)护目镜、虚拟现实(VR)护目镜、反射显示器、个人计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、工作站、服务器、高性能计算机(HPC)、车辆(例如，嵌入式计算机，所述嵌入式计算机例如在仪表板中，或在汽车或飞机的就座乘客前面)、游戏或娱乐系统、机顶盒、任何光源、监视器、电视(TV)、面板、宇宙飞船或任何其他设备。外壳，可以包括在其处理器20和/或显示器70内，所述外壳可以包括或不包括眼睛传感器50，所述眼睛传感器配置为通过追踪用户的一只或两只眼睛相对于面板65的像素化表面的移动，来确定用户的凝视或EFR。

在一些示例性实施方式中，处理器20可以配置为在系统10中提供信息处理能力。处理器20可以包括数字处理器、模拟处理器、设计用于处理信息的数字电路、设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子处理信息的其他机制中的一个或多个。尽管处理器20在图1中例示为单一实体，但这仅用于说明目的。在一些示例性实施方式中，处理器20可以包括多个处理单元。这些处理单元可以在物理上位于同一设备(例如，服务器)内，或者处理器20可以代表多个设备(例如，一个或多个服务器、UI设备18、作为外部资源24的一部分的设备、电子存储22和/或其他设备)协同工作的处理功能。

如图1所示，处理器20配置为通过机器可读指令执行一个或多个计算机程序部件。计算机程序部件可以包括信息部件30、评估部件32、剂量确定部件34、背光控制部件36、控制面板部件38和/或其他部件中的一个或多个。处理器20可以配置为通过以下方式执行部件30、32、34、36和/或38：软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用于在处理器20上配置处理能力的其他机制。

应该理解的是，尽管部件30、32、34、36和38在图1中例示为共同位于单个处理单元内，但是在包括多个处理单元的处理器20的示例性实施方式中，部件30、32、34、36和/或38中的一个或多个可以远离其他部件。例如，在一些示例性实施方式中，每一个处理器的部件30、32、34、36和38中可以包括独立且不同的处理器集。下面描述的由不同部件30、32、34、36和/或38提供的功能是为了说明而非限制目的，因为部件30、32、34、36和/或38中的任何一个可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以去除部件30、32、34、36和/或38中的一个或多个，并且所去除部件的部分或全部功能可以由其他部件30、32、34、36和/或38提供。作为另一个例子，处理器20可以配置为执行一个或多个附加部件，所述附加部件可以执行下面归于部件30、32、34、36和/或38之一的部分或所有功能。

在一些示例性实施方式中，显示器70的一个或多个方面可以基于大图像投射器(Eidophor)、电致发光、电子纸、LED、液晶显示器(LCD)(例如，扭曲向列(TN)、板内切换(IPS)、高级边缘场切换(AFFS)、多象限垂直配向技术(MVA)、图像垂直调整(PVA)、高级超级视图(ASV)、平面线切换(PLS)和TFT双晶体管像素(DTP)或单元技术)、阴极射线管(CRT)、等离子体、数字光处理(DLP)、硅上液晶(LCoS)、有机发光半导体(OLED)、微米发光二极管、有机发光晶体管(OLET)、表面传导电子发射器、场发射、激光电视、微机电系统(MEMS)、量子点、铁液晶、厚膜电致发光、伸缩式像素和/或激光供电磷光体技术。在一些示例性实施方式中，评估部件32可以使用传感器50的一个或多个输出信号，来确定用户正在凝视这些显示设备中的一个或多个的像素化表面以阅读文本。因此，尽管一些示例性实施方式可以仅提供促进健康的光，但是其他实施方式可以进一步提供促进阅读理解的光。

在一些示例性实施方式中，眼睛传感器50可以包括一个或多个照相机、投影仪和相应的控制软件。这样，传感器50可以投影面板65的区域，用户凝视聚焦在所述区域，例如，以确定用户正在观看哪组像素。例如，投影仪可以在眼睛上产生光的图案(例如，红外光或NIR光)，然后照相机可以用所述图案拍摄用户眼睛的图像。算法(例如，可以包括机器学习或其他图像处理技术)可以确定EFR。在另一个实例中，眼睛传感器50可以包括可操作以发射第一类型光的第一光源，可操作以发射第二类型光的第二光源，可操作以捕获用户眼睛的图像以及捕获用户眼睛对第一类型光的反射的一个或多个照相机，与一个或多个照相机相关联的主透镜，位于一个或多个照相机和主透镜之间的光圈装置，以及与第一光源、第二光源和一个或多个照相机通信的评估部件32。评估部件32可配置为控制第一光源、第二光源和一个或多个照相机，并处理捕获的图像，以检测用户的凝视方向。当用户佩戴显示器70时，第一类型的光可以是光线，并且导向用户的眼睛。当用户佩戴显示器70时，第二类型的光可以是光线，并用于漫射照亮用户的眼睛。第一和第二类型的光可以是脉冲和/或不同波长的光。主透镜或另一光学元件可用于将光从用户眼睛反射到一个或多个照相机、透镜或其他光学元件，所述光学元件位于用户眼睛和一个或多个照相机之间的反射光的光路上。在一些实例中，传感器50可以用于实现亮瞳眼动追踪和暗瞳眼动追踪。

用户相对于显示器70的屏幕的EFR可以基于指定的位置(例如，通过可经由UI设备18与处理器20通信的定点设备)。否则，眼睛传感器50可以用于追踪用户眼睛的位置和运动。当凝视EFR时，背光控制部件36和/或面板控制部件38可以配置显示器70，以产生所述EFR内的特定(例如，高)分辨率成像、特定白光(例如，大约6500K)和特定(例如，高EML)色域。这些部件还可以使显示器70在EFR周围和外部(例如，较低的EML色域)生成特定剂量颜色。在其他实施方式中，这些特定剂量颜色可以在EFR内部提供。

每个EFR可以对应于用户眼睛视网膜的中心，即视网膜中央凹。视网膜位于用户眼睛的后部，所述视网膜包含数百万个光受体，所述光受体将光转化为电气信号，并将所述电气信号发送到大脑的视觉中心。由于其几何形状，视网膜包含两大类光感受器，所述光感受器称为视锥细胞和视杆细胞。视网膜的最中心部分，称为视网膜中央凹，其只包含视锥细胞。

更具体地，剂量部件34的一些示例性实施方式可以确定EFR内部的长红NIR能量(LRNE)的剂量和EFR外部的CSE的剂量。在其他示例性实施方式中，剂量部件34可以确定EFR外部的LRNE的剂量以及EFR内部的CSE的剂量。在其他示例性实施方式中，剂量部件34可以确定EFR外部的LRNE的剂量以及EFR内部的CSE的剂量。在其他示例性实施方式中，剂量部件34可以确定EFR内部的LRNE和CSE的剂量。并且在其他示例性实施方式中，剂量部件34可以确定EFR外部的LRNE和CSE的剂量。

在一些示例性实施方式中，面板65可以包括像素化表面。例如，表面可以具有屏幕的可寻址子部分，所述子部分可以被控制以响应确定的EFR。面板65可以实现中心凹成像，这是一种数字图像处理技术，所述技术根据一个或多个EFR来改变图像分辨率或图像上的细节量。EFR可以对应于用户的视网膜中央凹，并且可以以不同的方式指定其位置。例如，眼睛传感器50可以精确地测量眼睛的位置和运动，以确定EFR。在另一个实例中，眼睛传感器50可以引起用户眼睛的视网膜中央凹区的投影。在另一个实例中，眼睛传感器50可以测量眼睛的旋转或运动，例如，通过测量附着在眼睛上的物体(例如，一种隐形眼镜)的运动，不直接接触眼睛的光学追踪，或者使用放置在眼睛周围的电极测量电势。

可以将面板65的像素制造成任何合适的技术。每个像素可以包括一个、两个或多个波段。每个波段可以有一定的颜色深度或位深度。例如，基于RGB颜色的图像具有3个波段，红色波段(R)、绿色波段(G)和蓝色波段(B)。每个R、G和B波段位深可以为8位或更多。因此，在本实例中，每个像素的总位深可以为24位或更多。在另一个实例中，红外(IR)图像具有I波段，即IR波段。这一波段可以具有12位的位深度。为了计算方便，所述波段可以存储在16位内。因此，在此实例中，每个像素可以具有16位的总位深。

如上所述，显示器70可以包括AR系统或VR系统。这种示例性实施方式可以是透射的或反射的。在一些示例性实施方式中，AR显示器70可以通过波导管、微棱镜、级联镀膜镜或视网膜激光器来实现。例如，AR可以包括衍射波导管或反射波导管。AR或VR系统可以执行光学投影，并与手持设备交互。此系统可以是耳机、头戴式显示器(HMD)、眼镜、隐形眼镜、虚拟视网膜显示器或其他合适的固定装置。

在一些示例性实施方式中，可佩戴传感器40可以形成挂件、臂带、腕带、适配器、追踪器、手表、胸带、眼镜、衣服、耳机、配戴式追踪装置等的一部分。

在一些示例性实施方式中，远程传感器42可以包括用户环境(例如，汽车、办公室、房间、浴室等)的一个或多个环境传感器，所述传感器收集关于环境中的实际照明条件(例如，房间照明和/或季节性照明条件)、环境中居住者的活动等的信息。

在此公开的任何传感器可以通过可佩戴传感器40和/或通过远程传感器42来实现。例如，这些传感器可以包括曝光传感器、运动传感器、温度传感器、摄像机、红外(IR)传感器、微波传感器、激光雷达(LIDAR)、麦克风、嗅觉传感器、触觉传感器、身体分泌传感器(例如，信息素)、超声波传感器和/或另一种传感装置中的一个或多个。

在一些示例性实施方式中，眼睛传感器50可以追踪用户对监视器、VR头戴式耳机、AR头戴式耳机或另一个(例如，可佩戴的)设备的凝视。在其他实施方式中，眼睛传感器50可以安装在淋浴器中，从而在用户洗澡时追踪用户的凝视，如本文所公开的，淋浴器的瓷砖配置为基于这种凝视而发出有益的光。在一些示例性实施方式中，眼睛传感器50可以与显示器70集成，以检测用户头部的当前方向以及用户凝视的方向。例如，用户头部的方向可以使用光学传感器和加速计来捕获，用户凝视的当前方向则可以使用诸如照相机之类的光学眼动追踪设备来捕获。在这个或另一个实例中，眼睛传感器50可以向处理器20提供用户的当前视图，处理器20然后可以调整图形进行相应处理(例如，以确保正在呈现的当前图像帧是基于用户的当前视角)。眼睛的凝视线对应于眼睛的光轴，而期望的视线由视网膜位置(例如，稍微离轴的视网膜中央凹)确定的。使用对视网膜中央凹位置的估计，可以从凝视线估计视线。视网膜中央凹的位置可以是假设的(例如，基于通过电子存储22获得的人口数据)或者通过校准估计。在一些示例性实施方式中，可以将眼睛传感器50显式校准，例如要求用户注视一组目标，或者可以将所述眼镜传感器隐式校准，例如依赖于推断用户何时注视已知场景点。校准可以在每次观看期间重新执行，或者当用户与显示器70交互时，可以存储和检索校准数据。

在一些示例性实施方式中，系统10可以设计用于与一个或多个外部系统协调的操作，例如，房间照明、音响设备、视频和其他娱乐系统、天气系统、气候系统、集体情绪指示器(例如，基于股票市场数据、新闻馈送或情绪指数)、社交网络数据的分析和其他计算机系统。在一些示例性实施方式中，显示器70可以配置为模拟日出、季节性情感障碍(SAD)灯和/或筒灯。对于SAD，标准推荐是30分钟10000勒克斯(lux)。但是一些示例性实施方式可以导致用低至100lux的光水平(例如蓝光)进行20分钟的有效治疗(例如SAD或支持昼夜节律)。

在一些示例性实施方式中，显示器70可以由处理器20控制，处理器20可以传达各种光水平、定时和配置，例如，以实现期望的生物活性照明。这种显示属性可以基于一天中的确定时间、此时显示器70的确定地理位置、照明的预期效果、用户的估计生物钟、个人偏好、基础设备的能力、反馈机制、传感器输入和/或其他因素中的一个或多个而变化。

显示器70可以用于以不同方式治疗或影响用户的生物系统和用户全天受到曝光的周期。举例来说，背光控制部件36和/或面板控制部件38可以自动、半自动或手动来调整用户的曝光量(例如，基于传感器数据、活动数据、社交媒体数据等)。因此，系统10可以是自动调整显示参数的自主控制系统。例如，系统10可以包括基于信息集合的操作反馈系统，所述信息是关于实际照明条件(例如，征求和接收用户反馈和/或期望的改变)的。

可佩戴设备的输入可用于操作反馈系统中，例如测量对照明条件的反应(例如实现照明装置的自动调节)，以及测量对情绪、健康状况、能量、健康因素等的影响。

在一些示例性实施方式中，信息部件30可以从用户(例如，经由UI设备18)、服务器(例如，经由外部资源24可访问)、数据库(例如，电子存储22)、决策引擎(例如，处理器20的部件)和传感器(例如，传感器40、42和/或50)中的一个或多个获得输入信息。例如，信息部件30可以获得实况语音或存储的语音记录，从而使评估部件32能评估用户的语气或情绪，并且剂量确定部件34能基于此调整照明剂量。

在一些示例性实施方式中，信息部件30可以经由可佩戴传感器40和/或远程传感器42和/或经由UI设备18获得关于用户的数据(例如，生理数据)。此数据可以包括用户的加速度、用户的位置(例如，基于GPS或经由另一定位系统)、用户的方向或角速度(例如，基于陀螺仪)、用户暴露于其中的环境光特性、用户行走的步数、用户的睡眠历史、用户的心率、用户的血压、室温、个人体温、用户的氧饱和度、用户的活动类型，用户的活动水平、皮肤电反应、呼吸率、胆固醇水平、气压、局部照明条件、照明光谱特征、湿度、紫外线(UV light)、声音(例如，以分贝测量的环境噪声)、粒子、污染物、气体、辐射、用户的激素或肾上腺水平(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、宏量和微量营养素、情绪、情绪状态、警觉性、睡意和/或与用户相关的其他属性。因此，剂量确定部件34的一些示例性实施方式可以跨多个照明数据来管理剂量，包括台灯、工作监视器、家庭监视器、移动电话、智能眼镜和/或头顶办公室灯泡的使用。这种管理甚至可以基于用户诸如环境声级和健康指标(例如，血压、压力水平等)等的因素。

在一些示例性实施方式中，信息部件可以获得与用户相关的社交媒体数据，例如，包括社交网络(例如，脸书(Facebook^TM)、领英(LinkedIn^TM)、推特(Twitter)等)、病历源(例如，23&Me^TM等)、生产力、协作和/或日历软件(例如，谷歌(Google^TM)、Outlook^TM、日程安排应用等)、关于网页浏览和/或购物活动的信息、媒体流服务上的活动(例如，网飞(Netflix^TM)、Spotify^TM、YouTube^TM、Pandora^TM等)、健康记录信息和其他见解来源，所述见解来源是关于显示器70的用户的偏好或特征的，其包括消费心理、人口统计数据和其他特征。因此，显示器70发出的辐射可以基于用户以前暴露于光线的情况、用户的一个或多个人口统计数据(例如，种族)和/或用户的一个或多个其他人口统计数据(例如，年龄，包括青少年和/或更小的儿童，他们甚至在暴露于同一组照明时可能遭受更严重的褪黑激素抑制)。

在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以基于由信息部件30获得的任何数据来确定剂量。此数据可以是用户提供的(例如，通过UI设备18)参数，例如个人信息(例如，性别、年龄等)、健康目标和光发射目标。

在一些示例性实施方式中，评估部件32可以基于由眼睛传感器50追踪的眼睛运动，来确定用户正在凝视的面板65的一个或多个部分(这里也称为EFR)。

在一些示例性实施方式中，评估部件32可以经由可佩戴传感器40和/或远程传感器42测量关于用户的身体活动、环境噪声、激素水平和/或胰岛素水平。当用户凝视EFR时，剂量确定部件34可以基于满足一个或多个标准的这些测量，来调整一个或多个显示属性。例如，一个这样的标准可以是噪声阈值，超过这个阈值，用户的压力就会增加，睡眠就会中断。

在一些示例性实施方式中，评估部件32可以经由可佩戴传感器40和/或远程传感器42，来测量用户在至少一个第一时间帧内对青色波长的暴露和/或用户在至少一个第二时间帧内对LRNE波长的暴露。当用户凝视EFR时，剂量确定部件34可以基于满足一个或多个标准的这些测量，来调整一个或多个显示属性。预期的LRNE波长可以与国际专利申请PCT/US2019/060634的表A-1、A-2和/或A-3中列出的波长相同，其公开内容以引用方式并入于此。

在一些示例性实施方式中，评估部件32可以使用许多传感器数据，来训练机器学习模型，所述传感器数据是从许多不同用户或同一用户的大量数据中积累的。此模型可以从传感器的输出中学习模式，以更好地确定与显示器70相关联的操作参数。

昼夜节律系统对短波长(蓝色)光非常敏感，峰值光谱灵敏度在460nm左右。在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以确定波长为480nm至490nm的长蓝光的剂量。因此，剂量确定部件34可以用有益的蓝光(和/或富含蓝光的白光)代替有害的蓝光，例如在褪黑激素水平自然较低的白天。这种或其它提供的光对用户的一些益处包括更好的记忆巩固、警觉性、警惕性和对语言材料的记忆。剂量确定部件34可以帮助促使人们重置他们的生物钟。

在一些示例性实施方式中，剂量确定部件34可以产生特定的蓝色和/或紫外线波段，所述波段使用户皮肤中的分子分解成一氧化氮以降低血压。例如，剂量部件34可以基于部件32的评估，来确定包括CSE和/或LRNE的剂量。在一些示例性实施方式中，剂量确定部件34可以产生波长为490nm至520nm的青色的剂量。在这些或其他实施方式中，剂量确定部件34可以产生有助于细胞再生的(例如，长)红光。

在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以基于由信息部件30获得的一个或多个生理因素来确定剂量。这些因素可以包括健康状况、情绪状态、心情、精力、健康因素和/或另一个特征。

在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以为用户确定剂量，以平衡人工蓝光和LRNE的暴露，例如，以支持类似于来自自然日光暴露的健康益处。例如，特定蓝色波长的光可以降低血压，增加血流量，并改善整体内皮功能。结果表面，收缩压和血管阻力降低。

在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以确定将在用户眼睛处提供光的剂量，例如，最大为580lux(lx)。在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以确定包括不同波段组合(例如，所述波段组合可能比每个单独的波段更有益)的剂量，包括(I)可见光、(ii)IR、(iii)NIR、(iv)长或深蓝以及(v)青色的不同组合。这些波段中的一个或多个可以由与显示器70的发射不同的次级电子发射体(例如，IR和/或UV发射)产生。

在一些示例性实施方式中，显示器70可以配置为发射LRNE和CSE中的一个或多个，范围从恒定开启到一组微脉冲，每个微脉冲的持续时间小于1.0或0.1秒(s)。光脉冲可用于向一组用户提供生物活性照射。一个或多个这样的脉冲可以具有10Hz至0.5MHz的频率。发射脉冲的数量可以从单个脉冲变化到到40万个脉冲(或更多)。在这一组或其他组脉冲序列发射期间，SPD和亮度可以各自保持恒定或变化。在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以确定脉冲序列(例如，基于可变信号和/或基于另一图像的短时脉冲、长时脉冲、方波、正弦波)，所述脉冲序列包括任何合适的光波形。

确定光脉冲序列发射的剂量确定部件34的部分可以是包括发射器的独立设备。在其他示例性实施方式中，光脉冲发射器可以集成到显示器70中。

本文公开的光脉冲序列可以是基于凝视的并可用于主动相移(例如，处理时差，无论是在时区转换之前、之中还是之后)、个人设备(例如，调整个人)、飞机照明系统(例如，将乘客和机组人员调整到目的地时区)、精神健康治疗(例如，治疗季节性情绪失调(SAD)、抑郁症、多动症(ADHD)、阿尔茨海默氏症、自闭症或其他疾病)、支持健康人群的正常昼夜节律，使用闭环控制(例如，当与生物传感器集成时)、医院、健康和保健、空间站、航天器(例如，在火星或任何其他地外地方的载人旅行中)的节律的稳定，航天器中缺乏正常的24小时昼夜周期，并且使人们容易起床(例如，在他们需要醒来之前抑制褪黑激素，同时不中断他们的睡眠)。在一些示例性实施方式中，剂量部件34可以确定比自然有更多益处的辐射(例如，通过脉冲和其他比单纯的阳光照射效果更好的照明方法，例如通过平衡和/或控制人工蓝光和LRNE的照射以支持健康益处)。

人体的昼夜节律系统对短脉冲光最为敏感，其间有相当长的黑暗期。当与亮度相匹配时，本发明所公开的光脉冲序列可以匹配甚至超过持续光的相移能力。在一些配置中，占空比可以低至1/100，000，从而有效最小化在这种有益健康的实施方式中消耗的能量。发明人还观察到，可以对睡眠中的人使用脉冲序列来改变他们的昼夜节律，而不扰乱他们的睡眠结构。

在一些示例性实施方式中，剂量确定部件34可以如在促进睡眠健康的辐射和促进大脑健康的辐射之间区分剂量的优先次序，从而有效地提供不同的光配方。这些不同的配方可以使用UI上的独立参数滑块进行修改。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36和/或面板控制部件38可以调整一个或多个显示属性。例如，在确定EFR之后，可以在EFR内或在另一个区域(例如，外围、在视距上方等)中调整显示属性，从而当用户凝视EFR时，提供青色和LRNE照明之一的剂量。

因为在EFR外部颜色感知和分辨率较低，所以背光组件36和/或面板组件38的一些示例性实施方式可以控制显示器70，从而真彩色(即，准确着色)并不总是在EFR外部提供。例如，可以将颜色调成青色，以便在EFR外部有更多的EML。因此，背光组件36和/或面板组件38的一些示例性实施方式可以控制显示器70，从而真彩色在EFR内部提供。如本文所述，对EFR外部的受控照明和/或颜色的描述意味着显示器70屏幕的其余部分。例如，屏幕的其余部分可以保持较高或较低的分辨率。在另一个实例中，屏幕的其余部分可以保持在较高EML和较低EML之一。在一些示例性实施方式中，显示器70可以配置为在用户视锥细胞的2度和10度范围内生成真彩色，但是其他地方的颜色精度可能会相对降低。

在一些示例性实施方式中，背光60可以包括迷你(例如，亚毫米)LED，这一技术介于微型LED和标准LED技术之间。标准尺寸的LED(例如，用于LCD)，其尺寸约为1000微米，而迷你LED的尺寸约为200微米。较小尺寸的迷你LED可以允许在黑光灯60中放置数百甚至数千个LED，实际数量取决于显示器70的屏幕尺寸。背光60可以通过面板65的像素发送光，所述面板65可以包含更详细的图像信息。在光通过RGB滤光器之后到达屏幕表面之前，可以另外添加颜色。

在一些示例性实施方式中，背光60的LED 62可以与像素的图像信息同步地以小组方式变亮或变暗。背光部件36和/或面板部件38的一些示例性实施方式可以通过降低EFR外部的亮度和/或EML，将照明控制到低功率模式。这些部件中的一个或多个可以通过降低背光60的亮度或完全关闭背光60的部分，来增强背光60的动态范围(例如，更黑的黑色，实现白色与黑色像素的比率大于90∶1),背光60的部分影响面板65的像素，以显示黑色或其他黑色。在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以在执行此局部调光时，调制同一部分(例如，单元67)中的色域和光谱内容。在这些或其他实施方式中，背光控制部件36可以关闭EFR外部(例如，在用户的周边视觉中)的某些红外发射像素，否则这些像素是打开的。

在一些示例性实施方式中，确定部件34可以确定对于EFR具有正常RGB、对于屏幕的其余部分具有正常CSE的剂量，从而有效地以不同方式控制不同的单元组。例如，可以为用户视野以上的单元确定高亮度的长蓝光，例如，从墙板发射(即，而不是垂直照明)。由于用户屏幕的大部分(例如，90％)通常是白色的，所以确定部件34可以代替为那些屏幕部分确定高EML剂量。这里使用的单元是由不同的背光LED 62照明的像素的集合。例如，每个LED62可以同时使用不同的参数(例如，颜色、亮度等)驱动。

人类用眼睛很小的一部分就能看到最高分辨率的东西。因此，背光控制部件36和/或面板部件38的一些示例性实施方式可以控制显示器70，从而降低EFR外部的分辨率。

面板部件38的一些示例性实施方式可以控制面板65，从而在EFR外部调整抖动。

在一些示例性实施方式中，背光60可以包括几个(例如，几十个、几百个或者甚至几千个)LEDs 62的网格或阵列，如图4所示。一组LEDs 62可以形成通道。例如，背光60可以实现一个、两个、四个、六个或n个通道，n是任意自然数。LED 62可以每个都比面板65的屏幕小得多，但比每个像素大得多，每个LED具有预定的一对多到一组像素的映射。这组像素可以形成单元67，如图4所示，每个单元具有许多像素(例如，数百、数千或甚至几百万)。因此，在四通道实施方式中，显示器70的每个单元可以有四个LED。在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以配置为通过以不同方式驱动每个通道，来改变背光60的光谱。每个彩色像素的颜色可以是该像素上的滤光器的透射光谱乘以背光的光谱的函数。这一乘法可以导致三角形色域的角显著移动(例如，从sRGB空间的绿色和蓝色角更接近色度图中的青色)。

通常，相关色温(CCT)在约2700开尔文(K)至约6500K的光被认为是白光。许多显示器通常为6500K的白点。不同的显示器可能具有不同的白点，例如6300K或6000K。在双通道架构中，白点看起来总是相同的。如上所述，90％屏幕的可能经常是白色的(例如，在办公室工作的计算机显示器中)，因此背光控制部件36和/或面板控制部件38的一些示例性实施方式在改变该白色的黑视素含量时，可能导致相同的外观，即用户无法注意到变化。这样，背光控制部件36和/或面板控制部件38可以匹配用户期望从显示器70输出的正常颜色，同时最小化在EML模式之间切换时的显著变化量。

图5描绘了用于双通道驱动器(例如，使用LED技术，但是此驱动器可以以其他方式实现)的背光SPD，以生成此光谱。例如，背光控制部件36可以100％驱动一个通道，而0％驱动另一个通道。在另一实例中，背光控制部件36可以以相反的百分比驱动这些通道。并且，在另一个实例中，背光控制部件36可以通过将驱动权重从一个通道转移到另一个通道，以中间值(例如，一个通道90％，另一个通道10％)驱动上述通道。因此，所公开的双通道配置可以最大化和最小化所传递的EML，同时将白点保持在6500K。面板的白点可以由色度来表征，所有其他色度都基于这个使用极坐标的色度。

第一照明通道可以包括具有450nm峰值波长的LED和具有一种或多种荧光体、量子点或其混合物的相关发光介质。第二照明通道可以包括具有410nm峰值波长的LED和具有一种或多种荧光体、量子点或其混合物的相关发光介质。

在一个常规(例如办公室)工作人员的实例中，背光控制部件36可以在上午的某个时间点(例如上午9点到11点之间)产生最大EML。在另一个夜班工人的实例中，背光控制部件36可以基于该另一用户的生物钟的精确定时，从而在一天的晚些时候提供最大EML。

图6示例性地描绘了接近100％的峰值sRGB覆盖，其中EML交付率为1。在一些示例性实施方式中，背光控制部件36因此可以驱动背光70，并且面板65可以驱动其像素，从而使今天的大部分时间都在全sRGB覆盖范围内(例如，从上午11点到下午5点)。然后，背光部件36和/或面板部件38可以缓慢地(例如，在一两个小时内)转换为低EML模式，以防止在夜间褪黑激素的抑制，从而支持健康的睡眠时间表。这些部件可以实现更高百分比的sRGB覆盖，以更好地反映用户应该从显示器70期望得到什么，似乎显示器70只是典型的显示器一样。如图6所示，显示器70可以达到几乎1.5的最小(min)/最大(max)比率，同时能够几乎完全覆盖sRGB。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以通过调整背光光谱，来确定由面板65的像素呈现的色域。这种调整可以在不调整面板65的一个或多个部分的滤光器(例如，在彩色RGB像素上)的情况下执行，并且所述调整可以导致高EML和低EML模式之间的切换。在这些或其他实施方式中，背光控制部件36可以通过在这两种模式中提供不同的色域覆盖(例如，色域110)，来持续地执行诸如这样的调整。其他实施方式可以提供其他范围内的色域覆盖(例如，在其他模式极值之间)。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以调节背光60，使得面板65的像素呈现高EML色域。例如，高EML色域108可以是两个极值中较小的一个(如图7A-7F中示例性描绘的)，并且在其他示例中，所述色域可以是两个极值中较大的一个。相应地，背光控制部件36可以通过确定最小色域来最大化EML，所述最小色域完全包含或包围对应于LED 62的所有色度(例如，簇104)。这个最大EML色域可以显示应该在面板65的该区域中显示的所有颜色。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以通过首先确定可能受背光60影响的一组彩色像素(例如，红色、绿色和蓝色)来确定封闭色域。这组像素可以用矩阵形式表示，例如，每个像素的下标范围从Ro、Go和Bo到Rn、Gn和Bn，n是任何自然数。因此，系统10可经配置以执行三角测量，以基于某一背光来确定驱动像素的值，从而保持目标像素色彩。这种输出色度的保存可以通过例如使用矩阵运算来完成。

封闭色域可以通过合适的算法来确定。例如，一些实施方式可以执行凸包算法。在另一个实例中，面板控制部件38可以将像素投影到色彩空间的角度表示中，其原点聚焦在红色角落周围(例如，在图2的右下角)。这个红色角落预计不会有明显的移动。然后，面板控制部件38可在三角形108的最短边的中点和所述红色角落之间划一条线，所述线将是零方向，然后面板控制部件38可将这条线从右角投影到每种颜色，以确定此线和零线之间的角度。因此，最大和最小角度将指示色域。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以基于所确定的封闭色域，来确定来自背光60的光谱的参数。面板65可以驱动每个彩色像素。但是，为了设置特定的颜色，面板65可以考虑sRGB空间中的目标颜色，背光光谱已经改变。例如，面板65可以基于背光参数和像素显示参数之间的映射，使像素显示粉红色。也就是说，面板65可以将像素驱动为紫色，从而使背光的效果会导致在该像素处显示粉红色。因此，背光控制部件36的一些实施方式可以将输入RGB转换成局部RGB，从而使面板控制部件38随后设置面板65的像素。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以通过调整背光光谱，来确定面板65的像素要呈现的色域。这种调整可以在不调整一个或多个部分的滤光器(例如，在彩色RGB像素上)的情况下执行，并且所述调整可以导致高EML和低EML模式之间的切换。背光控制部件36可以通过在这两种模式中提供不同的色域覆盖，来持续地执行诸如这样的调整。其他实施方式可以提供其他范围内(例如，在其他模式极值之间)的色域覆盖。在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以基于用户是否正看着屏幕的该部分，在每个单元的基础上选择光谱。并且像素离该EFR越远，偏离所选光谱的失真量可能越高。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以通过调整背光光谱，来调整EFR外部的区域中的一个或多个显示属性，从而使所述区域中的每个像素的颜色从最初确定的颜色失真为更接近青色或长红色NIR(LRN)的颜色，并且每个像素的亮度降低。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以调节背光60，使得面板65的像素呈现高EML色域，在一些实例中，所述色域是两个极值中较小的一个，而在其他实例中，所述色域是两个极值中较大的一个。相应地，背光控制部件36可以通过确定最小多边形(例如，三角形高EML色域108)来最大化EML，所述最小多边形完全包含或包围对应于LED 62的色彩空间(例如，簇104)的所有色度。这个最大EML色域可以显示应该在面板65的该区域中显示的所有颜色。

在一些示例性实施方式中，背光控制部件36可以在每个区域或每个单元的基础上实时做出色域决定。每个区域可以有像素级别的颜色映射和背光设置的适当配对，以产生准确的颜色，同时根据整个系统的期望输出来优化EML。也就是说，背光控制部件36可以在像素级别和背光设置上进行颜色映射的适当配对。例如，假设RGB色度不是sRGB监视器的传统RGB色度，GPU可以确定像素的特定色度，然后面板65可以确定各个RGB像素的透射水平以满足该色度。在GPU中完成的计算可以基于RGB色度基本上是sRGB空间的角的假设。例如，为了实现特定的蓝色，面板65的实施方式将需要特定量的蓝色、特定量的绿色和特定量的红色。如果面板65移动色域的角，则为了实现GPU想要的颜色，而不是使用GPU作为RGB坐标或RGB向量以传输的权重，则面板控制部件38可能需要执行映射，因为色域已经失真。也就是说，在这个例子中，面板控制部件38可能需要设置像素，从而使每个RGB转换到已经改变的某个水平，因为黑光灯也已经改变。这样，背光控制部件36和面板控制部件38可以协调功能，使得用户所看到的内容与所预期的内容相匹配，所述预期的内容基于从GPU发出的RGB坐标，所述坐标遍及面板65的整个屏幕。

图7A-7F示例性地描绘了当背光控制部件36调整高EML模式和低EML模式之间的权重时，色域覆盖的变化。在此实例中，图7A描绘了初始的、最高的EML模式，而图7F描绘了最终的、最低EML模式(但这并不是为了限制，因为低EML模式可能是第一个，而高EML模式是最后一个)。这个色域覆盖范围代表了不同模式下的不同色彩性能。例如，具有饱和蓝色和绿色的高EML模式，可以通过代表良好sRGB覆盖的三角形过渡，直到随着色域310过渡到较低EML模式，色彩空间转向紫罗兰色、黄色和橙色。图7描绘了双通道背光配置，但是类似的实例可以用四通道背光配置来演示(例如，图11)；四通道背光配置可以产生更好的色域。双通道系统(例如，两个LED而不是四个)可以更简单(例如，在用于通道的适当混合的算法决策，所述混合是为设置正确颜色)，并且占用更少的背光60空间来执行所公开的颜色混合。具有四通道驱动器的背光60的实施方式可以更好地执行(例如，就更好的sRGB覆盖和EML极值的更大范围而言，同时具有更大的灵活性)。

在图7A-7F中，描绘了sRGB色域302、最大EML色域308、最小EML色域307、中间光谱色域310和sRGB 315内的覆盖区域。如图7A所示，中间色域310可以收缩到与色域308在一个端点会聚(并因此能够重叠)。类似地，如图7F所示，中间色域310可以增长到与色域307在另一端点会聚(并因此能够重叠)。

与图5相似，图8也示例性地描述了背光60的SPD，但当背光60配置为有四个通道时相反。因此，公开的四通道配置可以最大化和最小化所传递的EML，同时将白点保持在6500K。图5和图8可用于证明背光控制部件36可以调整背光60的SPD，从而对人体昼夜节律系统产生积极影响。这种调整可以包括调节用户暴露于这种光的量、光谱、时间和持续时间。在另一个示例性调整中，背光控制部件36可以调整背光光谱的白点，同时保持表面像素的色度。

图11示例性地描绘了四通道LED色度图。更具体地，在该图中描绘了sRGB色域302’、最小EML色域307’、中间光谱色域310’和sRGB 315’内的覆盖区域。

如图9所示，背光控制部件36可以确定白点温度。该确定可以自动选择，或者基于用户输入(例如，经由UI设备18)。在传统显示器上，白点温度通常是静态的，或者可以用软件滤波器进行微调。但是所公开的背光可以调节白点，例如，同时保留所有1600万种可获得的颜色。但是背光控制部件36可以在该温度下引起高和低EML模式之间的大范围变化。例如，背光控制部件36可以在上午产生高EML，所述高EML为10000K，比率为3，然后在上午11点至下午12点之间将白点温度缓慢降至6000K，然后在下午12点至工作日结束之间，温度可以保持不变，同时沿着EML比率一直向下移动至最小EML比率线。继续此实例，当一天进入下午和晚上时，背光控制部件36会使最小EML比率线向左移动至更暖的白点温度和更低的EML比率。在图9的例子中，6500K时的最大EML与2500K时的最小EML之比为2.56/0.53，即4.88。在这个或另一个示例中，背光控制部件36可以在清晨输出较低的亮度，随着一天的进行过渡到较高的亮度，并且在晚上降低到较低的亮度。

图10示例性地描绘了迷你LED实施方式，其中高EML区域具有较小的色域覆盖。在一些示例性实施方式中，背光控制部件可以使面板65显示高EML的白色，并且要求良好的色域覆盖的饱和度更高的颜色可能必须具有较低的EML色域。因此，饱和的红色和蓝色可能需要在具有这些饱和颜色的区域中具有较低的EML。

图12例示了根据一个或多个示例性实施方式，基于用户的凝视来控制光的方法400。方法400可以用包括一个或多个计算机处理器和/或其他部件的计算机系统来执行。处理器由机器可读指令配置，以执行计算机程序部件。下面给出的方法400的操作旨在说明。在一些示例性实施方式中，方法400可以使用一个或多个未描述的附加操作来完成，和/或不使用所讨论的一个或多个操作来完成。此外，图12与下面描述的方法400的操作顺序并不是限制性的。在一些示例性实施方式中，方法400可以在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、设计用于处理信息的数字电路、设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子处理信息的其他机制)中实现。处理设备可以包括一个或多个设备，所述设备响应以电子方式存储在电子存储介质上的指令，以执行方法400的部分或所有操作。处理设备可以包括一个或多个设备，所述设备通过硬件、固件和/或软件进行配置，以专门设计用于执行方法400的一个或多个操作。

在方法400的操作402中，可提供像素化表面。作为实例，表面可以是LCD面板，所述面板由LED 62阵列提供的背光光谱进行补充。在一些示例性实施方式中，操作402通过获得或制造面板65来执行(如图1中所示并在此描述)。

在方法400的操作404中，提供至少一个传感器，所述传感器可以配置为追踪用户的一只或两只眼睛相对于表面的运动。例如，眼睛传感器50可以产生输出信号，从而确定用户的EFR。在一些示例性实施方式中，操作404由与评估部件32相同或相似的处理器部件执行(如图1所示，并在此描述)。

在方法400的操作406中，可以调整与表面的部分相关的显示属性，所述表面的部分是基于所追踪的运动确定的，从而使用户凝视该部分时提供青色和/或LRNE照明的剂量。例如，评估部件32可以测量用户凝视表面的持续时间，使背光控制部件36和/或面板控制部件38可以基于此测量来调整一个或多个显示属性。这些属性可以包括波长、持续时间、SPD和亮度中的至少一个。在另一实例中，背光部件36可以基于产生第一EML量的第一色域和产生大于第一量的第二EML量的第二色域之间的色域，来控制背光光谱的一个或多个属性。在一些示例性实施方式中，操作406由处理器部件执行(例如，如图1所示和本文所述)。

这里描述的技术可以在数字电子电路中实现，或者在计算机硬件、固件、软件或者以上所述的组合中实现。这些技术可以作为计算机程序产品实现，即具体体现在信息载体中的计算机程序，例如，在机器可读存储设备中，在机器可读存储介质中，在计算机可读存储设备中或在计算机可读存储介质中，由例如可编程处理器、计算机或多台计算机的数据处理装置，来执行或控制操作。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写，包括编译语言或解释语言，并且所述计算机程序可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。计算机程序可以部署在一台计算机上执行，也可以部署在一个站点的多台计算机上执行，也可以部署在多个站点上并通过通信网络连接。

这些技术的方法步骤可以由一个或多个可编程处理器来执行，所述可编程处理器执行计算机程序，以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行这些技术的功能。方法步骤也可以由专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或SIC(专用集成电路)来执行，并且技术的装置可以实现为专用逻辑电路。

举例来说，适于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，计算机或可操作地耦合所述大容量存储设备，以从中接收数据，或向其传输数据，或两者兼有。适于包含计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储设备，例如可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充，或并入专用逻辑电路中。

这里使用的条件语言，例如“可以”、“能够”、“可能”、“也许”、“例如”等，除非另外特别说明，或者在使用的上下文中另有理解，通常意在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些特征、元素和/或步骤。因此，这种条件语言通常并不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、条件和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括用于决策的逻辑，所述逻辑在有或没有作者输入或提示的情况下，决定这些特征、条件和/或步骤是否包括在任何特定实施例中，或将在任何特定实施例中执行。术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词，并且是以开放的方式广泛使用，并且不排除附加的条件、特征、动作、操作等。此外，术语“或”是在其包含的意义上(而非排其他性)使用的，因此，当用于例如连接一系列元件时，术语“或”表示列表中的一个、一些或所有元件。

虽然已经描述了某些示例性实施例，但是这些实施例仅通过实例的方式呈现，并且并不旨在限制本发明公开的范围。因此，上述描述并不意味着任何特定的装置、特征、步骤、模块或块是必要的或不可或缺的。实际上，本发明描述的新颖方法和系统可以以各种其他形式来实施；此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本发明描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改进。所附权利要求及其对等物旨在涵盖落入本发明的特定精神和特定范围的形式或修改。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：

提供像素化表面；

提供至少一个传感器，所述传感器配置为追踪用户的至少一只眼睛相对于表面的运动；

基于追踪的运动来检测表面的一个或多个部分；以及

调整与一个或多个检测到的部分相关的一个或多个属性，从而当用户凝视一个或多个部分时，提供青色和长红色近红外(NIR)照明之一的剂量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定当前时间、当前日期、凝视时表面的当前地理位置以及用户的估计生物钟，

其中，根据确定的内容调整一个或多个属性。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

测量用户凝视该表面的持续时间，

其中，根据测量结果调整一个或多个属性。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

经由用户附接的传感器和至少一个远程传感器中的至少一个，以测量关于用户的身体活动、环境噪声、激素水平和胰岛素水平中的至少一个，

其中，当用户凝视一个或多个部分时，以基于满足一个或多个标准的测量来调整一个或多个属性。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

经由用户附接的传感器和至少一个远程传感器中的至少一个，以测量关于用户在至少一个第一时间帧内暴露于青色波长下，以及在至少一个第二时间帧内暴露于长红色NIR波长下中的至少一个，

其中，当用户凝视一个或多个部分时，以基于满足一个或多个标准的测量来调整一个或多个属性。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个调整的属性是波长、持续时间、光谱功率分布(SPD)和亮度中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面是监视器、手持显示器、可佩戴眼镜、增强现实(AR)屏幕和虚拟现实(VR)屏幕之一。

8.根据权利要求1的方法，其中，表面是液晶显示器(LCD)，所述液晶显示器辅以由发光二极管(LED)阵列提供的背光光谱，所述背光光谱的一个或多个属性基于色域，所述色域的范围在导致第一数量的等值黑视素勒克斯(EML)的第一色域和导致大于所述第一数量的第二数量的EML的第二色域之间，并且

其中，每个色域完全包含色彩空间上的多边形内的所有色度。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

确定背光光谱的一个或多个属性和与一个或多个部分相关的一个或多个属性之间的映射，所述映射用于满足一个或多个部分中每个像素的目标颜色。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，表面的预定数量的像素对应于阵列的每个LED，色度表示对应于阵列的一个LED的一组彩色像素。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：调节背光光谱，而不调节一个或多个部分中的彩色像素上的滤光器。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，以调节背光光谱来调节白点，同时保持表面的像素的色度。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，通过调整所述阵列的两个或更多个通道的驱动权重，来执行第一色域和第二色域之间的色域的范围。

14.根据权利要求4所述的方法，其中，用户附接的曝光传感器是挂件、适配器、配戴式追踪装置和追踪器中的一种，并且其中至少一个远程曝光传感器是房间传感器。

15.根据权利要求4所述的方法，其中，身体活动包括用户行走的步数、用户的心率和用户的血压中的至少一项，其中，环境噪声以分贝为测量单位，相应的标准是噪声阈值，超过所述阈值，压力增加，睡眠中断，并且其中激素水平至少部分基于压力引起皮质醇。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，通过调节背光光谱的一个或多个属性，在一个或多个部分之外的区域中调整一个或多个属性，从而(i)区域中的每个像素的颜色从最初确定的颜色，失真为更接近青色或长红色NIR(LRN)的颜色，以及(ii)每个像素的亮度降低。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，像素离一个或多个部分越远，失真量越大。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个经调整的属性包括提供光脉冲序列。

19.一种系统，其包括：

像素化表面；

至少一个传感器，传感器配置为追踪用户的一只或两只眼睛相对于表面的运动；

非暂时性记录介质，其包括用于影响用户生物活动的指令；和

可操作地耦合到记录介质的处理器，所述处理器用于执行以下指令：

基于追踪的运动来检测表面的一个或多个部分；以及

调整与一个或多个检测到的部分相关的一个或多个属性，从而当用户凝视一个或多个部分时，提供青色和长红色近红外(NIR)照明之一的剂量。

20.一种非暂时性计算机可读介质，其包括能够由至少一个处理器执行的指令，所述指令用于执行一种方法，所述方法包括：

提供像素化表面；

提供至少一个传感器，所述传感器配置为追踪用户的一只或两只眼睛相对于表面的运动；

基于追踪的运动来检测表面的一个或多个部分；以及

调整与一个或多个检测到的部分相关的一个或多个属性，从而当用户凝视一个或多个部分时，提供青色和长红色近红外(NIR)照明之一的剂量。

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