CN115442937A - 一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统，包括：交流电源、开关、多个照明装置、控制中心和云端数据平台；多个照明装置通过开关连接交流电源；每个照明装置分别通过通信网络连接到控制中心，并通过控制中心接入云端数据平台；控制中心从云端数据平台获得控制程序，根据控制程序生成对每个照明装置的控制指令；各个照明装置分别接收控制中心下发的控制指令，对控制指令解析得到控制信息，并根据控制信息在每30分钟的时间内至少输出一次视觉信息；一次视觉信息的信息周期为3‑30秒，在信息周期内照明装置的色温发生变化，包括出现色温的峰值和/或谷值。

Description

一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统

技术领域

本发明涉及照明系统技术领域，尤其涉及一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统。

背景技术

视觉健康是世界范围性的公共卫生问题。近视是视觉健康问题中最突出的一个，尤其是在青少年人群中。

近视的本质是眼球前后轴加长、眼球角膜曲率过大，外界光线不能聚焦在眼底视网膜上，也就是说眼睛的结构已经发生了改变。大量的研究表明，发生近视的原因主要是调节滞后引发的远视性离焦引起的，所以控制远视性离焦，让物像落在视网膜上是防控近视的最有效方法。

目前对于远视性离焦的控制干预手段，尤其是针对青少年人群的远视性离焦的控制干预手段主要有以下几种：

1、阿托品药物：通过阿托品滴入眼中，达到松弛睫状肌，起到散大瞳孔、放松调节的作用。但是到目前为止，阿托品的作用机制并不十分清楚，临床应用仍存在很大的不确定性。

2、角膜塑形镜：通过角膜塑形镜的“硬”接触，使得中央角膜变平坦、中周边角膜变陡峭，从而达到减少周边远视离焦的目的。但是角膜塑形镜需要直接与眼睛接触，不当使用会增加眼睛炎症的风险，且价格贵，验配复杂。

3、红光治疗仪：把自然光中对人体有益的介于630-650纳米波长的红光集成起来代替自然光，在安全功率和有效时间的限制条件下照射视网膜，促使视网膜产生和分泌更多的多巴胺，从而抑制眼轴增长。该技术手段尚在研究中，不成熟，长期的有效性和安全性尚未可知；且设备属于专业医疗设备，操作复杂，不适于普通家用，使用不当甚至会损伤正常的视网膜和脉络膜成分及组织，加重近视。

在一些公共区域，例如教室、图书馆等场所，是广大受众人群，尤其是学生发生长时间用眼的地方。如果能够在这些场所布设一种设备，既能控制远视性离焦的发生，又能够安全、简单的操作和使用，不直接接触人体，可普及性高，势必具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统，通过云端数据平台和控制中心控制多组照明装置的间歇性输出变化的视觉信息，利用色温调节来促进照明系统环境下的使用者的视焦调节，从而能够有效缓解调节滞后的发生，有效降低或避免因调节滞后引发的远视性离焦的发生。

为此，本发明实施例提供了一种促进视焦调节的照明系统包括：所述照明系统包括：交流电源、开关、多个照明装置、控制中心和云端数据平台；

多个照明装置通过所述开关连接交流电源；

每个所述照明装置分别通过通信网络连接到控制中心，并通过所述控制中心远程接入所述云端数据平台；

所述控制中心从所述云端数据平台获得控制程序，根据所述控制程序生成每个照明装置的控制指令；各个照明装置分别接收控制中心下发的控制指令，对所述控制指令解析得到控制信息，并根据所述控制信息在每30分钟的时间内至少输出一次视觉信息；

一次所述视觉信息的信息周期为3-30秒，在所述信息周期内，照明装置的色温发生变化；所述变化包括出现色温的峰值和/或谷值。

优选的，每个照明装置包括：受控发光体、驱动器和控制器；

所述控制器对所述控制信息解析得到控制信号，并将所述控制信号发送给驱动器；所述控制信息包括：设定的色温、视觉信息的输出频率、信息周期长度、信息周期内色温的变化参数；所述变化参数包括：峰值、谷值、变化时间和保持时间；

所述驱动器根据所述控制指令驱动所述受控发光体按照设定的色温进行照明，并根据视觉信息的输出频率在每30分钟的时间内至少输出一次所述视觉信息；

其中，在所述信息周期内，所述受控发光体由设定的色温变化至所述峰值，变化时间为1-5秒，在所述峰值保持1-5秒后，再由所述峰值变化至所述设定的色温，变化时间为1-5秒；和/或，在所述信息周期内，所述受控发光体由设定的色温变化至所述谷值，变化时间为1-5秒，在所述谷值保持1-5秒后，再由所述谷值变化至所述设定的色温，变化时间为1-5秒。

优选的，在非信息周期内，照度在100-1000lux优选的，所述云端数据平台存储各个照明装置的照明装置ID和位置信息，根据所述照明装置的位置信息自动生成各个照明装置的控制程序；

或者，所述云端数据平台接收可编程输入装置输入的编程指令信息，根据所述编程指令信息创建、修改或删除各个照明装置的控制程序。

优选的，所述云端数据平台接收用户终端发送的照明装置调控请求；所述照明装置调控请求包括：照明装置ID和视觉信息调控需求信息；

所述云端数据平台根据所述照明装置调控请求创建、修改或删除具有相应照明装置ID的照明装置的控制程序。

优选的，所述照明装置、控制中心和云端数据平台分别包括各自的通信模块；

所述照明装置通过通信模块接入通信网络连接到控制中心；

所述控制中心通过通信模块接入通信网络，远程连接到所述云端数据平台。

优选的，所述控制中心获取多个照明装置通过所述开关接通或关断与交流电源连接的信息，生成反馈信息发给云端数据平台；所述反馈信息包括照明装置的照明装置ID和位置信息；

所述云端数据平台根据所述反馈信息对各个照明装置的使用信息进行统计和分析。

优选的，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体；

所述驱动器具体包括：第一电源芯片和第一可调电阻、第二电源芯片和第二可调电阻；每个电源芯片包括调光控制引脚，所述第一可调电阻连接所述第一电源芯片的调光控制引脚，所述第二可调电阻连接所述第二电源芯片的调光控制引脚；

所述第一可调电阻和第二可调电阻根据所述控制信号调节阻值，从而改变所述第一电源芯片和第二电源芯片的调光控制引脚的电压，使得电源芯片中驱动输出MOS开关管的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度改变，用以改变第一电源芯片对所述第一色温发光体的输出电流，以及改变第二电源芯片对所述第二色温发光体的输出电流。

优选的，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体；所述驱动器具体包括：第一电源芯片、第二电源芯片、脉宽调制控制芯片和脉宽调制信号发生电路；

所述脉宽调制控制芯片与脉宽调制信号发生电路相连接，所述脉宽调制信号发生电路与所述第一电源芯片、第二电源芯片相连接；

所述脉宽调制控制芯片根据所述控制信号分别控制调整所述脉宽调制信号发生电路产生的两个脉冲宽度调制信号的脉冲宽度，所述第一电源芯片、第二电源芯片分别根据两个脉冲宽度调整对所述第一色温发光体和第二色温发光体的输出电压。

优选的，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体，所述第一色温发光体和所述第二色温发光体分别为一组或多组可控硅发光二极管；所述驱动器具体包括：可控硅调光器；

所述可控硅调光器接收控制信号，根据所述控制信号分别控制所述第一色温发光体和第二色温发光体的可控硅调光器的导通角,从而调节输出给所述可控硅发光二极管的输出电压。

本发明实施例提供的促进视焦调节的照明系统，通过云端数据平台和控制中心控制多组照明装置的间歇性输出变化的视觉信息，以色温调节来促进照明系统环境下的使用者的视焦调节，从而能够有效缓解调节滞后的发生，有效降低或避免因调节滞后引发的远视性离焦的发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种促进视焦调节的照明系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一个信息周期内照明系统中一个照明装置的色温的变化示意图；

图3为本发明实施例提供的另一个信息周期内照明系统中一个照明装置的色温的变化示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供了一种促进视焦调节的照明系统，照明系统包括：交流电源10、开关20、多个照明装置30、控制中心40和云端数据平台50；

多个照明装置30通过开关20连接交流电源10；在实际实施中，依据实际应用场景，可以是多个照明装置30由同一个开关20控制连接交流电源10，也可以是每个照明装置30由一个独立的开关20控制连接交流电源10，还可以是几个照明装置30为一组由一个开关20控制连接交流电源10。各个照明装置30在具体实施中，可以根据使用需求设置在同一空间内或者在不同的空间内。

例如，在图书馆中，多个照明装置30可以由同一个开关20控制连接交流电源；又如，在教学楼中，每个照明装置30设置在一间教室中，由一个开关20控制连接交流电源。在以上图1中仅以第一种情况为例示出。

每个照明装置30分别通过通信网络连接到控制中心40，并通过控制中心40远程接入云端数据平台50。进一步的，本发明中的照明装置30、控制中心40和云端数据平台50分别包括各自的通信模块；照明装置30通过通信模块接入通信网络连接到控制中心40；控制中心40通过通信模块接入通信网络，远程连接到云端数据平台50。

云端数据平台50存储各个照明装置30的照明装置ID和位置信息，根据照明装置30的位置信息按照设定的照明需求自动生成各个照明装置30的控制程序；或者，云端数据平台50接收可编程输入装置输入的编程指令信息，根据编程指令信息创建、修改或删除各个照明装置30的控制程序。

控制中心40从云端数据平台50获得控制程序，根据控制程序生成每个照明装置30的控制指令。

各个照明装置30分别接收控制中心40下发的控制指令，对控制指令解析得到控制信息，并根据控制信息在每30分钟的时间内至少输出一次视觉信息。一次视觉信息的信息周期为3-30秒，在信息周期内，照明装置的色温发生变化，包括出现色温的峰值和/或谷值。在非信息周期内，照度在100-1000lux。在优选的例子中，信息周期内色温的峰值大于5300K，信息周期内色温的谷值小于3300K。在非信息周期内，设定的色温的范围在3500K-5000K。

此外，本发明还可以通过控制中心40获取多个照明装置30通过开关20接通或关断与交流电源10连接的状态信息，生成反馈信息发给云端数据平台50；反馈信息包括照明装置30的照明装置ID和位置信息；云端数据平台50就能够根据反馈信息对各个照明装置30的使用信息进行统计和分析。

本发明中的每个照明装置30包括：受控发光体1、驱动器2和控制器3；

控制器3对控制信息解析得到控制信号，并将控制信号发送给驱动器2；控制信息包括：设定的色温、视觉信息的输出频率、信息周期长度、信息周期内色温的变化参数；变化参数包括：峰值、谷值、变化时间和保持时间；

驱动器2根据控制指令驱动受控发光体1按照设定的色温进行照明，并根据视觉信息的输出频率在每30分钟的时间内至少输出一次所述视觉信息；其中，在信息周期内，受控发光体1由设定的色温变化至所述峰值，变化时间为1-5秒，在所述峰值保持1-5秒后，再由峰值变化至所述的色温，变化时间为1-5秒；和/或，在信息周期内，受控发光体1由设定的色温变化至谷值，变化时间为1-5秒，在谷值保持1-5秒后，再由谷值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒。

也就是说，在非信息周期的时段，照明系统以设定的色温进行照明，在信息周期的时段，色温发生变化，且在信息周期内会出现色温的峰值或谷值。

例如，在一个信息周期中，出现色温的峰值，色温由设定的色温变化至峰值，变化时间为1-5秒，并在峰值保持1-5秒，然后，再由峰值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒。整个信息周期为3-15秒。

图2所示为一个具体的例子，可以看到，在这个信息周期的长度为3秒，其中，在信息周期的第1秒内，色温由设定的4700K变到8400K，在在信息周期的第2秒，保持输出8400K的色温，在信息周期的第3秒内，色温由设定的8400K变回到4700K。

又例如，在一个信息周期中，出现色温的谷值，色温由设定的色温变化至谷值，变化时间为1-5秒，并在谷值保持1-5秒，然后，再由谷值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒。整个信息周期为3-15秒。

图3所示为一个具体的例子，可以看到，在这个信息周期的长度为3秒，其中，在信息周期的第1秒内，色温由设定的4700K变到2700K，在信息周期的第2秒，保持输出2700K的色温，在信息周期的第3秒内，色温由设定的2700K变回到4700K。

再例如，在一个信息周期中，出现色温的峰值和谷值，色温由设定的色温变化至峰值，变化时间为1-5秒，并在峰值保持1-5秒，然后，再由峰值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒；随后，色温由设定的色温变化至谷值，变化时间为1-5秒，并在谷值保持1-5秒，然后，再由谷值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒。整个信息周期为6-30秒。

还例如，在一个信息周期中，出现色温的谷值和峰值，色温由设定的色温变化至谷值，变化时间为1-5秒，并在谷值保持1-5秒，然后，再由谷值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒；随后，色温由设定的色温变化至峰值，变化时间为1-5秒，并在峰值保持1-5秒，然后，再由峰值变化至设定的色温，变化时间为1-5秒。整个信息周期为6-30秒。

根据研究表明，有机体的知觉系统对于视觉信息的外在变化，知觉反应时间不超过5秒，平均在2-3秒，因而设定整个信息周期在3-30秒可以有效的使有机体对视觉信息的变化产生反应，达到刺激视觉系统做出相应反应的目的。

上述峰值和谷值的变化，能对照明系统使用者的视焦产生调节作用。

本发明中，受控发光体1可以为一组或多组，光源类型可以具体包括钨丝灯珠、传统的发光二极管(LED)、可控硅发光二极管、有机发光二极管(OLED)等。

本发明实现信息周期内色温的变化输出通过控制信号控制驱动器2驱动受控发光体1实现。

在一个具体照明系统的实现中，每组受控发光体1至少包括第一色温发光体和第二色温发光体，它们的产生色温不同。驱动器2具体包括：第一电源芯片和第一可调电阻、第二电源芯片和第二可调电阻；每个电源芯片包括调光控制引脚，第一可调电阻连接第一电源芯片的调光控制引脚，第二可调电阻连接第二电源芯片的调光控制引脚；第一可调电阻和第二可调电阻根据控制信号调节阻值，从而改变第一电源芯片和第二电源芯片的调光控制引脚的电压，使得电源芯片中驱动输出MOS开关管的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度改变，用以改变第一电源芯片对第一色温发光体的输出电流，以及改变第二电源芯片对第二色温发光体的输出电流。

在另一个具体照明系统的实现中，每组受控发光体1至少包括第一色温发光体和第二色温发光体，它们的产生色温不同；驱动器2可以具体包括：第一电源芯片、第二电源芯片、脉宽调制控制芯片和脉宽调制信号发生电路；脉宽调制控制芯片与脉宽调制信号发生电路相连接，脉宽调制信号发生电路与第一电源芯片、第二电源芯片相连接。脉宽调制控制芯片根据控制信号控制调整脉宽调制信号发生电路产生的两个脉冲宽度调制信号的脉冲宽度，第一电源芯片、第二电源芯片分别根据两个脉冲宽度调整对所述第一色温发光体和第二色温发光体的输出电压。

在又一个具体照明系统的实现中，每组受控发光体1至少包括第一色温发光体和第二色温发光体，它们的产生色温不同，第一色温发光体和所述第二色温发光体分别为一组或多组可控硅发光二极管；驱动器2具体包括可控硅调光器。可控硅调光器接收控制信号，根据控制信号控制第一色温发光体和第二色温发光体的可控硅调光器的导通角,从而调节输出给可控硅发光二极管的输出电压。

本发明实施例提供的促进视焦调节的照明系统，通过云端数据平台和控制中心控制多组照明装置的间歇性输出变化的视觉信息，利用色温调节来促进照明系统环境下的使用者的视焦调节，从而能够有效缓解调节滞后的发生，有效降低或避免因调节滞后引发的远视性离焦的发生。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(PROM)、硬盘、可移动磁盘、只读存储器(PROM)(CD-ROM)、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用色温调节促进视焦调节的照明系统，其特征在于，所述照明系统包括：交流电源、开关、多个照明装置、控制中心和云端数据平台；

多个照明装置通过所述开关连接交流电源；

每个所述照明装置分别通过通信网络连接到控制中心，并通过所述控制中心远程接入所述云端数据平台；

所述控制中心从所述云端数据平台获得控制程序，根据所述控制程序生成每个照明装置的控制指令；各个照明装置分别接收控制中心下发的控制指令，对所述控制指令解析得到控制信息，并根据所述控制信息在30分钟的时间内至少输出一次视觉信息；

一次所述视觉信息的信息周期为3-30秒，在所述信息周期内，照明装置的色温发生变化；所述变化包括出现色温的峰值和/或谷值。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，每个照明装置包括：受控发光体、驱动器和控制器；

所述控制器对所述控制信息解析得到控制信号，并将所述控制信号发送给驱动器；所述控制信息包括：设定的色温、视觉信息的输出频率、信息周期长度、信息周期内色温的变化参数；所述变化参数包括：峰值、谷值、变化时间和保持时间；

所述驱动器根据所述控制指令驱动所述受控发光体按照设定的色温进行照明，并根据视觉信息的输出频率在每30分钟的时间内至少输出一次所述视觉信息；

其中，在所述信息周期内，所述受控发光体由设定的色温变化至所述峰值，变化时间为1-5秒，在所述峰值保持1-5秒后，再由所述峰值变化至所述设定的色温，变化时间为1-5秒；和/或，在所述信息周期内，所述受控发光体由设定的色温变化至所述谷值，变化时间为1-5秒，在所述谷值保持1-5秒后，再由所述谷值变化至所述设定的色温，变化时间为1-5秒。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，在非信息周期内，照度在100-1000lux。

4.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述云端数据平台存储各个照明装置的照明装置ID和位置信息，根据所述照明装置的位置信息自动生成各个照明装置的控制程序；

或者，所述云端数据平台接收可编程输入装置输入的编程指令信息，根据所述编程指令信息创建、修改或删除各个照明装置的控制程序。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述云端数据平台接收用户终端发送的照明装置调控请求；所述照明装置调控请求包括：照明装置ID和视觉信息调控需求信息；

所述云端数据平台根据所述照明装置调控请求创建、修改或删除具有相应照明装置ID的照明装置的控制程序。

6.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述照明装置、控制中心和云端数据平台分别包括各自的通信模块；

所述照明装置通过通信模块接入通信网络连接到控制中心；

所述控制中心通过通信模块接入通信网络，远程连接到所述云端数据平台。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述控制中心获取多个照明装置通过所述开关接通或关断与交流电源连接的信息，生成反馈信息发给云端数据平台；所述反馈信息包括照明装置的照明装置ID和位置信息；

所述云端数据平台根据所述反馈信息对各个照明装置的使用信息进行统计和分析。

8.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体；

所述驱动器具体包括：第一电源芯片和第一可调电阻、第二电源芯片和第二可调电阻；每个电源芯片包括调光控制引脚，所述第一可调电阻连接所述第一电源芯片的调光控制引脚，所述第二可调电阻连接所述第二电源芯片的调光控制引脚；

所述第一可调电阻和第二可调电阻根据所述控制信号调节阻值，从而改变所述第一电源芯片和第二电源芯片的调光控制引脚的电压，使得电源芯片中驱动输出MOS开关管的脉冲宽度调制信号的脉冲宽度改变，用以改变第一电源芯片对所述第一色温发光体的输出电流，以及改变第二电源芯片对所述第二色温发光体的输出电流。

9.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体；所述驱动器具体包括：第一电源芯片、第二电源芯片、脉宽调制控制芯片和脉宽调制信号发生电路；

所述脉宽调制控制芯片与脉宽调制信号发生电路相连接，所述脉宽调制信号发生电路与所述第一电源芯片、第二电源芯片相连接；

所述脉宽调制控制芯片根据所述控制信号分别控制调整所述脉宽调制信号发生电路产生的两个脉冲宽度调制信号的脉冲宽度，所述第一电源芯片、第二电源芯片分别根据两个脉冲宽度调整对所述第一色温发光体和第二色温发光体的输出电压。

10.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述受控发光体至少包括第一色温发光体和第二色温发光体，所述第一色温发光体和所述第二色温发光体分别为一组或多组可控硅发光二极管；所述驱动器具体包括：可控硅调光器；

所述可控硅调光器接收控制信号，根据所述控制信号分别控制所述第一色温发光体和第二色温发光体的可控硅调光器的导通角,从而调节输出给所述可控硅发光二极管的输出电压。

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