CZ2018330A3 - Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu - Google Patents

Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu Download PDF

Info

Publication number
CZ2018330A3
CZ2018330A3 CZ2018-330A CZ2018330A CZ2018330A3 CZ 2018330 A3 CZ2018330 A3 CZ 2018330A3 CZ 2018330 A CZ2018330 A CZ 2018330A CZ 2018330 A3 CZ2018330 A3 CZ 2018330A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
led
blue
light
turquoise
led chips
Prior art date
Application number
CZ2018-330A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ308363B6 (cs
Inventor
Hynek Medřický
Original Assignee
Hynek Medřický
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hynek Medřický filed Critical Hynek Medřický
Priority to CZ2018-330A priority Critical patent/CZ2018330A3/cs
Priority to EA202190180A priority patent/EA202190180A1/ru
Priority to AU2019299671A priority patent/AU2019299671B2/en
Priority to BR112020027029-6A priority patent/BR112020027029A2/pt
Priority to CN201980042374.0A priority patent/CN112312964A/zh
Priority to US17/257,210 priority patent/US11585493B2/en
Priority to SG11202012730QA priority patent/SG11202012730QA/en
Priority to JP2020570044A priority patent/JP7224379B2/ja
Priority to KR1020207038142A priority patent/KR102571161B1/ko
Priority to CA3102352A priority patent/CA3102352C/en
Priority to MX2020014326A priority patent/MX2020014326A/es
Priority to PCT/IB2019/055694 priority patent/WO2020008397A1/en
Priority to EP19763106.2A priority patent/EP3817807A1/en
Publication of CZ308363B6 publication Critical patent/CZ308363B6/cs
Publication of CZ2018330A3 publication Critical patent/CZ2018330A3/cs
Priority to IL279888A priority patent/IL279888A/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0618—Psychological treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0044—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/05—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy
    • A61M2205/051—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy with radiation therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0626—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/065—Light sources therefor
    • A61N2005/0651—Diodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/065—Light sources therefor
    • A61N2005/0651—Diodes
    • A61N2005/0652—Arrays of diodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/065—Light sources therefor
    • A61N2005/0657—Natural light sources, e.g. captured sunlight
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0658—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662—Visible light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0658—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used
    • A61N2005/0662—Visible light
    • A61N2005/0663—Coloured light

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu obsahuje alespoň jeden bílý LED čip vyzařující světlo o vlnové délce 380 až 700 nm s teplotou chromatičnosti 3800 až 4200 K a alespoň jeden monochromatický modrý LED čip vyzařující světlo o vlnové délce 470 až 480 nm, přičemž LED čipy jsou připojeny na zdroj elektrického proudu. Zdroj LED osvětlení dále obsahuje alespoň jeden monochromatický tyrkysový LED čip vyzařující světlo o vlnové délce 490 až 500 nm, přičemž součet výkonu modrých LED čipů a tyrkysových LED čipů tvoří 4,5 až 6 % součtu výkonu bílých LED čipů nebo příkon modrých LED čipů a tyrkysových LED čipů činí 10 až 20 % celkového příkonu, přičemž poměr výkonu modrých LED čipů a tyrkysových LED čipů je 0,8 až 1,2 : 0,8 až 1,2.

Description

Oblast techniky
Světelný zdroj, jež nabuzuje kognitivní výkon člověka.
Dosavadní stav techniky
Světlo je považováno za jeden z nej důležitějších faktorů ovlivňujících cirkadiánní systém u člověka. S rozvojem průmyslu a technologií si lidstvo uměle prodlužuje den, a to hlavně v zimních měsících. Chodíme spát v pozdních večerních hodinách nebo pracujeme ve večerních směnách, při kterých musíme být naprosto bdělý. Většina z nás, ať už v domácnosti nebo v kancelářích si však svítí nevhodným osvětlením, které nás nenabudí, když to zrovna potřebujeme.
Biologické hodiny neboli centrální oscilátor řídící cirkadiánní rytmy nacházející se v suprachiazmatických jádrech (SCN), jsou ovlivňovány světlem nepřímo přes sítnici oka. Oko tedy kromě vidění zprostředkovává i informaci o světle. Epifýza syntetizuje neurohormon melatonin, který se u člověka uplatňuje jako časový ukazatel pro synchronizaci a stabilizaci cirkadiánních rytmů a cyklického střídání spánku a bdění. SCN prostřednictvím melatoninových receptorů získávají zpětnou informaci o množství melatoninu, který v organismus cirkuluje. Bylo prokázáno, že ne všechny složky světla na nás působí stejným dojmem. Modré světlo s vlnovou délkou 460-480 nm na nás působí nabuzujícím dojmem, oproti tomu červené světlo s vlnovou délkou 610-700 nm nás uklidňuje a utlumuje a mělo by se vyskytovat pouze v noci, když se chystáme ke spánku a nechceme již být výkonní. Modré světlo má bezpochyby důležitý význam, nicméně může narušovat cirkadiánní rytmy, ovlivňovat neuroendokrinní systémy a podílet se na rozvoji civilizačních chorob. Obecně lze říci, že čím vyšší je teplota chromatičnosti (CCT), tím více obsahuje světlo modré složky. Platí, že v případě použití modrého světla je k dosažení žádaného efektu potřebné stimulovat výrazně nižší intenzitou světla než v případě bílého světla. Dvacetiminutová stimulace jasným bílým světlem vede k aktivaci stejných oblastí mozku, jako stejné stimulace s modrým světlem se lOOnásobně nižší intenzitou.
Modré světlo slouží jako modulátor mnoha funkcí včetně pozornosti, nabuzení, reakčního času, pracovního výkonu a nálady. Prokognitivní účinky světla jsou vedeny přes thalomo-kortikální projekce, mozkový kmen a vzestupné neurony retikulámího aktivačního systému. Bylo dokázáno, že zlepšení pozornosti po večerní aplikaci modrého světla dokonce přetrvává i do následujícího dne. Modré světlo má kromě pozornosti vliv i na komplexnější kognitivní činnost. Byl prokázán významný vliv modrých LED diod na vizuoprostorovou schopnost rotovat objekty ve 3D.
Účinky modrého světla na kognitivní funkce byly porovnány s účinky kofeinu. Modré světlo a kofein byly testovány a srovnávány i v reálné situaci řízení v nočním dálničním provozu. Dobrovolníci v průběhu 400 km trasy dostali 200 mg kofeinu nebo jim na palubní desce celou dobu svítilo modré světlo o vlnové délce 468 nm. Kontrolou byla bezkofeinová alternativa kávy. Obě testované skupiny byly efektivnější než skupina bezkofeinové kávy. (SMOTEK, Michal a kol. Vliv Modrého světla na cirkadiánní systém, spánek a kognitivní výkonnost. Národní ústav duševního zdraví)
Je nespočetně mnoho výrobců, kteří vyrábějí LED osvětlení. Společnost Seoul Semiconductor přišla na svět se světlem SunLike, které vyzařuje světelné spektrum podobné dennímu světlu. Došlo k odstranění modrých vlnových délek přidáním fialových LED čipů. Objekty osvětlené tímto světlem se jeví jako osvětlené sluncem za dne. Klasická LED s luminoforem s přidáním modrého, žlutého a červeného čipu má velký propad v tyrkysové oblasti a v červené oblasti.
- 1 CZ 2018 - 330 A3
Tudíž toto světlo není vhodné pro kognitivní výkon, a navíc má velmi špatnou hodnotu indexu podání barev. Světlo s označením HUE od značky Philips má vysokou teplotu chromatičnosti (až 6000 K), ale světelné spektrum má podobné, jako výše zmíněné světlo čili má velký propad v tyrkysové oblasti a není tak vhodné pro nabuzení kognitivního výkonu. Dále se velmi často kombinují LED tvořené červeným, zeleným a modrým čipem, tzv. RGB LED. Bílé světlo vzniká překryvem všech částí viditelného spektra, konkrétně červené, modré a zelené. Pomocí těchto kombinovaných diod je možné dosáhnout široké škály barevného spektra. Světelné spektrum vytvořené mícháním barev má však propad v tyrkysové až zelené oblasti a také v oranžové oblasti, tudíž také nedochází k nabuzení kognitivního výkonu.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je zdroj LED osvětlení, které zvyšuje kognitivní výkonnost člověka během pracovního režimu nebo při jakékoliv činnosti, kdy musíme být bdělí, či se dokonce potřebujeme maximálně soustředit a podávat duševní výkony, jako např. při studiu, řešení náročných úkolů, delším soustředění atp.
Kognitivní zdroj LED osvětlení je tvořen třemi typy LED čipů: bílými čipy, což jsou modré čipy překryté luminofory, monochromatickými modrými LED čipy a tyrkysovými monochromatickými LED čipy. LED čip se skládá z polovodičů, tvořených slitinami. Typickým polovodičem použitelným pro modré LED je s výhodou polovodič typu multiple quantum well Nitrid Indium-Galium (InGaN), Zině Selenide (ZnSe) nebo Silicon carbide (SiC) a polovodičem pro tyrkysové LED je opět s výhodou polovodič typu multiple quantum well InGaN pouze s vyšším přídavkem In, kdy se světelné spektrum posouvá do tyrkysové oblasti.
Bílý LED čip vyzařuje spojité pásové spektrum viditelného světla vlnových délek 440 nm až 700 nm a teploty chromatičnosti CCT 3800 až 4200 K a CRI alespoň 97. Modrý LED čip vyzařují světlo o vlnové délce 470 až 480 nm s maximem vyzařování v 475 nm a tyrkysový LED čip vyzařují světlo o vlnové délce 490 až 500 nm s maximem vyzařování v 495 nm.
Kognitivní zdroj LED osvětlení obsahuje alespoň jeden bílý LED čip, alespoň jeden modrý LED čip a alespoň jeden tyrkysový LED čip. S výhodou je použito více čipů v závislosti na velikosti a potřebné výkonnosti světelného zdroje. Čipy jsou s výhodou osazeny na plošný spoj, který tvoří úsek, kde technologická délka úseku plošného spoje je 5 až 8 cm. Úseky plošných spojů se po překryvu okrajových plošek spojují pájením. Spojené plošné spoje tvoří variabilně dlouhý světelný pásek. Každý úsek obsahuje několik LED čipů zapojených do série, jednotlivé úseky jsou v pásku zapojeny paralelně.
Kognitivní zdroj obsahuje LED čipy o přesně vyváženém poměru výkonů bílých LED čipů s modrými a tyrkysovými LED čipy, kdy poměr mezi bílými LED čipy : modrými LED čipy : tyrkysovými LED čipy činí 1: 0,03 až 0,05 : 0,03 až 0,05. Kognitivní zdroj LED osvětlení má volitelné poměry výkonů jednotlivých LED čipů, kdy LED čipy o nižším výkonu se osází ve vyšším počtu pro dorovnání jejich nižších intenzit vyzařování pro zajištění potřebného výkonu daného LED čipy.
Tento nalezený poměr překvapivě zajistí vyplnění celkového vyzařovaného spektra kognitivního zdroje LED osvětlení až do úrovně obou světelných maxim samotného bílého LED čipu v oblasti modrozeleného přechodu, tedy vlnových délek světla modré a tyrkysové oblasti. Toto specifické přidání modrých a tyrkysových monochromatických LED čipů způsobí/zajistí velké přiblížení vyzařovaného světla ke slunečnímu záření, kdy dojde k většinovému dorovnání intenzit světelného záření v oblasti modrozeleného přechodu a ve spektrální oblasti světla 440 až 650 nm k dorovnání na 80 % intenzity světelného záření vyzařovaného sluncem doložené obr. 1.
-2CZ 2018 - 330 A3
Celý systém kognitivního zdroje LED osvětlení je nastaven tak, že k vyzařovanému světelnému záření z bílých LED čipů je přimícháno 4,5 až 6 % modrého a tyrkysového světelného záření s výhodou o shodné intenzitě záření. To zajistí dorovnání intenzit záření v oblasti modrozeleného přechodu vůči červené oblasti na úroveň slunečního svitu. Vytvořené kombinované světelné záření kognitivního zdroje LED osvětlení disponuje CRI 89 a teplotou chromatičnosti 4500 až 4700 K, sluneční záření disponuje teplotou chromatičnosti 4982 K a CRI 99,5.
Světelný zdroj s výhodou používá alespoň dva světelné pásky. Bílý pásek, který je osazen pouze bílými LED čipy. Modrý pásek, který obsahuje monochromatické modré LED čipy s monochromatickými tyrkysovými LED čipy o shodném výkonu a výkon jednoho bílého LED čipu je s výhodou 0,17 W. Ve druhém světelném pásku se s výhodou střídají monochromatické modré LED čipy s monochromatickými tyrkysovými LED čip o stejném výkonu, přičemž jsou modré s tyrkysovými LED čipy s výhodou v poměru 1:1. Světelný výkon jednoho modrého nebo tyrkysového čipu je s výhodou 0,09 W.
Délka světelného pásku i počet LED čipů může být variabilní, musí být však dodržen poměr světelného výkonu bílých LED čipů: (modré + tyrkysové) 1 : 0,03 až 0,05. Světelný výkon modrých a tyrkysových LED čipů činí s výhodou 4,5 až 6 % světelného výkonu bílých LED čipů, resp. Příkon modrých a tyrkysových LED čipů činí 13 až 15 % z příkonu bílých LED čipů. Bylo zjištěno, že samotné bílé LED čipy měly příkon 85 až 87 % celkového příkonu a po zapnutí modro-tyrkysového pásku se příkon zvýšil o 13 až 15 %.
Kognitivní zdroj LED osvětlení s výhodou obsahuje alespoň dva světelné pásky, sestávající s tištěného spoje osázeného bílými, modrými a tyrkysovými čipy, napojených na předřadník, který je napojený na proudový zdroj. Za předřadníkem je s výhodou zapojen stmívač pro regulaci přiváděného proudu soužícího ke stmívání intenzity vyzařování jednotlivých světelných pásků.
Objasnění výkresů
Obr. 1 Světelné spektrum denního slunečního světla.
Obr. 2 Světelné spektrum klasické LED o teplotě chromatičnosti 4000 K s CRI 80.
Obr. 3 Světelné spektrum bílého LED čipu s teplotou chromatičnosti 3957 K a CRI 98.
Obr. 4 Světelné spektrum bílého LED pásku s teplotou chromatičnosti 3806 K a CRI 97,8.
Obr. 5 Schéma elektrického zapojení světelného zdroje pro zvýšení kognitivního výkonu.
Obr. 6 Obrázek tištěného spoje s LED čipy dle příkladu 1.
Obr. 7 Světelné spektrum světelného pásku s monochromatickými modrými a tyrkysovými čipy.
Obr. 8 Spektrofotometrické spektrum vyzařované kognitivním zdrojem LED osvětlení dle příkladu 4.
Obr. 9 Spektrofotometrické spektrum vyzařované kognitivním zdrojem LED osvětlení dle příkladu 2.
Obr. 10 Detail spektra obr. 9.
Obr. 11 Spektrofotometrické spektrum vyzařované kognitivním zdrojem LED osvětlení dle příkladu 1.
-3 CZ 2018 - 330 A3
Obr. 12 Detail spektra obr. 11.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Zdroj obsahuje dva světelné pásky a modré a tyrkysové LED čipy o stejném světelném výkonu.
Bílý LED čip 1 sestával z modrého LED čipu 2 o polovodičovém složení InGaN překrytého luminoforem. Luminofory byly s výhodou použity s komerčním názvem ZYP630G3, vyzařující světlo s maximem vlnové délky v 628 nm a ZYP555G3, vyzařující světlo vlnové délky s maximem v 555 nm, které byly rozptýleny do silikonového pouzdra, jež byl nanesen přes modrou LED diodu. Pouzdro LED diody může mít různou geometrie, s výhodou byl úhel stěny pouzdra LED diody nakloněn o 20° vůči rovině.
Bylo vytvořeno kognitivní LED osvětlení se dvěma metrovými světelnými pásky 5 a 6, které sestávaly z plošných spojů osázených LED čipy, přičemž pásky byly napojeny na předřadníky 9, které byly připojeny k proudovému zdroji 10. Bílý světelný pásek 5 byl osazen 240 bílými LED čipy 1, které byly situovány ve dvou řadách, přičemž jeden plošný spoj 4 o délce 5 cm byl osazen 12 bílými LED čipy L Bílý LED čip 1 sestával z modrého LED čipu 2 o polovodičovém složení InGaN, překrytým luminoforem s označením ZYP555G3 a ZYP63063 v poměru 1:2. Vyzářené světlo z bílého LED čipu 1 tvořilo spojité pásové spektrum o vlnových délkách 380 až 700 nm s teplotou chromatičnosti 3957 K a CRI 98. Bílý světelný pásek 5 s bílými LED čipy 1 měl světelný výkon 41 W/m. Světelný pásek 6 pro modré a tyrkysové čipy o délce 1 m byl osazen 55 monochromatickými modrými LED čipy 2 o polovodičovém složení InGaN s maximem vyzařování v 475 nm a 55 monochromatickými tyrkysovými LED čipy 3 o polovodičovém složení InGaN s maximem vyzařování v 495 nm. Jeden plošný spoj 4 o délce 7,2 cm byl osazen čtyřmi modrými LED čipy 2 a čtyřmi tyrkysovými LED čipy 3, které se vzájemně po jednom střídaly. Světelný pásek 6 pro modré a tyrkysové čipy měl výkon 3 W/m. Poměr svítivosti LED čipů bílých: modrých : tyrkysových byl 1 : 0,3 : 0,3. Poměr čipů byl 4 : 1: 1.
U tohoto zdroje byly ručním spektrometrem UPRtek změřeny charakteristické parametry, vyzařované světlo mělo CRI 89 s teplotou chromatičnosti 4603 a spektrum vyzařovaného světla bylo v rozsahu 420 až 760 nm, dimenzovaná oblast záření z oblasti 460 až 650 nm tvořila 80 % světelné intenzity slunečního záření, jak je viditelné na obr. 10.
Dále byl změřen odběr kognitivního LED osvětlení, který činil 80,2 W.
Příklad 2
Zdroj obsahuje dva světelné pásky a modré a tyrkysové LED čipy o různém světelném výkonu.
Bylo vytvořeno kognitivní LED osvětlení s dvěma metrovými světelnými pásky, světelný pásek 5 bílých čipů a světelný pásek 6_modrých a tyrkysových čipů, které sestávaly z plošných spojů osázených LED čipy, přičemž pásky 5 , 6 byly napojeny na předřadníky 9, které byly připojeny k proudovému zdroji 10. Světelný pásek 5_bílých čipů byl osazen 240 bílými LED čipy 1 ve dvou řadách, přičemž jeden plošný spoj 4 o délce 5 cm byl osazen 12 bílými LED čipy L Bílý LED čip 1 sestával z modrého LED čipu 2 o polovodičovém složení ZnS, překrytým luminoforem s označením ZYP555G3 a ZYP63063 v poměru 1:2. Výsledné vyzářené světlo z bílého LED čipu J. tvořilo spojité pásové spektrum o vlnových délkách 380 až 700 nm s teplotou chromatičnosti 4000 K a. Jeden bílý LED čip 1 měl výkon 0,17 W, tzn. že celý metrový bílý pásek měl výkon 41 W/m.
-4CZ 2018 - 330 A3
Světelný pásek 6_modrých a tyrkysových čipů o délce 1 m byl osazen 110 monochromatickými modrými LED čipy 2 o polovodičovém složení InGaN s maximem vyzařování v 475 nm se světelným výkonem 4 mW a 55 monochromatickými tyrkysovými LED čipy 3 o polovodičovém složení s maximem vyzařování v 495 nm se světelným výkonem 7 mW, tzn. že celý metrový světelný pásek 6_modrých a tyrkysových čipů měl výkon 825 mW/m. Jeden plošný spoj 4 o délce 7,2 cm byl osazen šesti modrými LED čipy 2 a dvěma tyrkysovými LED čipy 3. Barevné LED čipy se střídaly vždy 2 modré a 1 tyrkysový. U tohoto zdroje byly ručním spektrometrem UPRtek změřeny charakteristické parametry, vyzařované světlo mělo CRI 91,3 s teplotou chromatičnosti 4397 a spektrum vyzařovaného světla bylo v rozsahu 420 až 760 nm, dimenzovaná oblast záření z oblasti 460 až 650 nm tvořila 78 % světelné intenzity slunečního záření, jak je viditelné na obr. 10.
Dále byl změřen odběr kognitivního LED osvětlení, který činil 77,2 W.
Příklad 3
Zdroj obsahuje tři světelné pásky a modré a tyrkysové LED čipy o různém světelném výkonu.
Byly vytvořeny tři metrové světelné pásky, světelný pásek 5 bílých čipů, světelný pásek pro modré čipy a světelný pásek pro tyrkysové čipy, na kterých byly umístěny LED čipy. Světelný pásek 5 bílých čipů byl osazen 240 bílými LED čipy 1, přičemž jeden plošný spoj 4 o délce 5 cm byl osazen 12 bílými LED čipy 1, umístěných za sebou. Bílý LED čip 1 sestával z modrého LED čipu 2 o polovodičovém složení ZnS, překrytým luminoforem s označením ZYP555G3 a ZYP63063 v poměru 1:2. Výsledné vyzářené světlo z bílého LED čipu 1 mělo teplotu chromatičnosti 4000 K a vlnová délka světla byla 380 až 700 nm. Jeden bílý LED čip 1 měl výkon 0,17 W, tzn. že celý metrový bílý pásek měl výkon 41 W/m.
Světelný pásek pro modré čipy o délce 1 m byl osazen 219 monochromatickými modrými LED čipy 2 o polovodičovém složení InGaN s maximem vyzařování v 475 nm o celkovém světelném výkonu 1,5 W/m, o výkonu jednoho čipu 7 mW. Světelný pásek pro tyrkysové LED čipy o délce Im byl osazen 110 monochromatickými tyrkysovými LED čipy 3 a polovodičovém složení InGaN s maximem vyzařování v 495 nm a celkovém světelném výkonu 1,4 W/m, o výkonu jednoho čipu 12 mW. U tohoto zdroje byly ručním spektrometrem UPRtek změřeny charakteristické parametry, vyzařované světlo mělo CRI 90 s teplotou chromatičnosti 4650 a spektrum vyzařovaného světla bylo v rozsahu 420 až 760 nm, dimenzovaná oblast záření z oblasti 460 až 650 nm tvořila 80 % světelné intenzity slunečního záření.
Dále byl změřen odběr kognitivního LED osvětlení, který činil 80 W.
Příklad 4
Zdroj obsahuje tři čipy.
Kruhový světelný zdroj byl osazen třemi LED čipy, jedním bílým LED čipem ]_ o výkonu 2 W s teplotou chromatičnosti 3957 K a CRI 98 spojitého pásového spektra viditelného světla vlnových délek 440 nm až 700 nm, jedním modrým LED čipem 2 o výkonu 60mW a tyrkysovým LED čipem o výkonu 60 mW. Bílý LED čip j_vyzařoval spojité pásové spektrum viditelného světla vlnových délek 440 nm až 700 nm a teploty chromatičnosti CCT 3800 až 4200 K a CRI 98. Modrý LED čip 2 byl tvořen InGaN s maximem vyzařování v 475 nm a tyrkysový LED čip 3 byl tvořen InGaN s maximem vyzařování v 495 nm. U tohoto zdroje byly ručním spektrometrem UPRtek změřeny charakteristické parametry, vyzařované světlo mělo CRI 89,5 s teplotou chromatičnosti 4810 a spektrum vyzařovaného světla bylo v rozsahu 420 až 760 nm, dimenzovaná oblast záření z oblasti 460 až 650 nm tvořila 81 % světelné intenzity slunečního záření, jak je viditelné na obr. 8.
-5 CZ 2018 - 330 A3
Průmyslová využitelnost
Světelný zdroj nabuzující kognitivní výkon člověka je tedy vhodný všude tam, kde je potřeba velkého soustředění a pozornosti.

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu, obsahující alespoň jeden bílý LED čip (1) vyzařující světlo o vlnové délce 380 až 700 nm s teplotou chromatičnosti 3800 až 4200 K a alespoň jeden monochromatický modrý LED čip (2) vyzařující světlo o vlnové délce 470 až 480 nm, přičemž LED čipy jsou připojeny na zdroj elektrického proudu, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jeden monochromatický tyrkysový LED čip (3) vyzařující světlo o vlnové délce 490 až 500 nm, přičemž součet výkonu modrých LED čipů (2) a tyrkysových LED čipů (3) tvoří 4,5 až 6 % součtu výkonu bílých LED čipů (1) nebo příkon modrých LED čipů (2) a tyrkysových LED čipů (3) činí 10 až 20 % celkového příkonu, přičemž poměr výkonu modrých LED čipů (2) a tyrkysových LED čipů (3) je 0,8 až 1,2 : 0,8 až 1,2.
  2. 2. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že bílý LED čip (1) je tvořen modrým LED čipem (2) překrytým luminofory.
  3. 3. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že poměr výkonu modrých LED čipů (2) a tyrkysových LED čipů (3) je 1:1.
  4. 4. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že součet výkonu modrých LED čipů (2) a tyrkysových LED čipů (3) tvoří 5 % součtu výkonu bílých LED čipů (1).
  5. 5. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že čtyři bílé LED čipy (1), jeden modrý LED čip (2) a jeden tyrkysový LED čip (3) jsou umístěny na 1,25 cm plošného spoje (4, 7) .
  6. 6. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že čtyři bílé LED čipy (1), dva modré LED čipy (2) a jeden tyrkysový LED čip (3) jsou umístěny na 1,25 cm plošného spoje (4, 7), přičemž modrý LED čip (2) má o polovinu menší výkon než tyrkysový LED čip (3).
  7. 7. Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že čtyři bílé LED čipy (1), jeden modrý LED čip (2) a dva tyrkysové LED čipy (3) jsou umístěny na 1,25 cm plošného spoje (4, 7), přičemž tyrkysový LED čip (3) má o polovinu menší výkon než modrý LED čip (2).
CZ2018-330A 2018-07-03 2018-07-03 Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu CZ2018330A3 (cs)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-330A CZ2018330A3 (cs) 2018-07-03 2018-07-03 Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu
JP2020570044A JP7224379B2 (ja) 2018-07-03 2019-07-03 認知能力を向上させかつ太陽光特性を備えたｌｅｄ光源
KR1020207038142A KR102571161B1 (ko) 2018-07-03 2019-07-03 향상된 인지 능력과 태양광 특성을 가진 led 광원
BR112020027029-6A BR112020027029A2 (pt) 2018-07-03 2019-07-03 Fonte de iluminação led para desempenho cognitivo melhorado e com propriedades de luz solar
CN201980042374.0A CN112312964A (zh) 2018-07-03 2019-07-03 用于改善认知能力并具有日光特性的led照明源
US17/257,210 US11585493B2 (en) 2018-07-03 2019-07-03 LED lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
SG11202012730QA SG11202012730QA (en) 2018-07-03 2019-07-03 A led lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
EA202190180A EA202190180A1 (ru) 2018-07-03 2019-07-03 Светодиодный источник освещения с характером солнечного света для улучшения познавательной деятельности
AU2019299671A AU2019299671B2 (en) 2018-07-03 2019-07-03 A led lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
CA3102352A CA3102352C (en) 2018-07-03 2019-07-03 A led lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
MX2020014326A MX2020014326A (es) 2018-07-03 2019-07-03 Una fuente de iluminacion led para desempe?o cognitivo mejorado y con propiedades de la luz solar.
PCT/IB2019/055694 WO2020008397A1 (en) 2018-07-03 2019-07-03 A led lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
EP19763106.2A EP3817807A1 (en) 2018-07-03 2019-07-03 A led lighting source for improved cognitive performance and with sun-light properties
IL279888A IL279888A (en) 2018-07-03 2020-12-30 LED lighting source to improve cognitive performance and with sunlight characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2018-330A CZ2018330A3 (cs) 2018-07-03 2018-07-03 Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ308363B6 CZ308363B6 (cs) 2020-06-24
CZ2018330A3 true CZ2018330A3 (cs) 2020-06-24

Family

ID=67851196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2018-330A CZ2018330A3 (cs) 2018-07-03 2018-07-03 Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu

Country Status (14)

Country Link
US (1) US11585493B2 (cs)
EP (1) EP3817807A1 (cs)
JP (1) JP7224379B2 (cs)
KR (1) KR102571161B1 (cs)
CN (1) CN112312964A (cs)
AU (1) AU2019299671B2 (cs)
BR (1) BR112020027029A2 (cs)
CA (1) CA3102352C (cs)
CZ (1) CZ2018330A3 (cs)
EA (1) EA202190180A1 (cs)
IL (1) IL279888A (cs)
MX (1) MX2020014326A (cs)
SG (1) SG11202012730QA (cs)
WO (1) WO2020008397A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309539B6 (cs) * 2020-12-17 2023-03-29 Hynek Medřický Bíle svítící svítidlo pro každodenní činnost, regenerující sítnici oka v reálném čase, která je poškozovaná modrým světlem
KR102582461B1 (ko) 2021-06-30 2023-09-25 솔라미션 주식회사 투광등용 햇빛등 엘이디 어레이 및 이를 이용한 엘이디 햇빛 투광등
CN113465742B (zh) * 2021-06-16 2023-05-02 华格照明科技（上海）有限公司 一种基于照度优化的白光光源光照颜色分辨能力量化方法及系统
KR20230010334A (ko) 2021-07-12 2023-01-19 솔라미션 주식회사 전조등용 햇빛등 엘이디 어레이 및 이를 이용한 엘이디 햇빛 전조등

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7135664B2 (en) * 2004-09-08 2006-11-14 Emteq Lighting and Cabin Systems, Inc. Method of adjusting multiple light sources to compensate for variation in light output that occurs with time
WO2008069101A1 (ja) * 2006-12-08 2008-06-12 Sharp Kabushiki Kaisha 光源、光源システムおよび照明装置
US7802901B2 (en) * 2007-09-25 2010-09-28 Cree, Inc. LED multi-chip lighting units and related methods
US8436526B2 (en) * 2008-02-11 2013-05-07 Sensor Electronic Technology, Inc. Multiwavelength solid-state lamps with an enhanced number of rendered colors
CN103486493A (zh) * 2012-06-13 2014-01-01 普罗斯电器（中国）有限公司 集成封装的led植物照明模组
US8779669B2 (en) * 2012-08-24 2014-07-15 Abl Ip Holding Llc Chaotic approach to control of lighting
EP3064039B1 (en) * 2013-10-28 2020-05-13 GE Lighting Solutions, LLC Lamps for enhanced optical brightening and color preference
KR101493447B1 (ko) * 2013-11-29 2015-02-16 공주대학교 산학협력단 학습능력 향상을 위한 상황인지 기반 ｌｅｄ 조명제어시스템
US10288233B2 (en) * 2013-12-10 2019-05-14 Gary W. Jones Inverse visible spectrum light and broad spectrum light source for enhanced vision
ES2671553T3 (es) * 2014-05-13 2018-06-07 Coelux S.R.L. Fuente de luz y sistema de iluminación que imita la luz solar
JP6877342B2 (ja) * 2014-12-16 2021-05-26 シグニファイ ホールディング ビー ヴィＳｉｇｎｉｆｙ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｂ．Ｖ． 照明装置、照明システム、並びに前記照明装置及び前記照明システムの使用
FR3032515B1 (fr) * 2015-02-05 2017-01-27 Maquet Sas Equipement d'eclairage a stimulation optimale des fonctions non visuelles.
US20160278304A1 (en) * 2015-03-27 2016-09-29 Neu-Tech, LLC Apparatus and Method for Accelerating Horticultural Growth with LEDs
US9844116B2 (en) * 2015-09-15 2017-12-12 Biological Innovation & Optimization Systems, LLC Systems and methods for controlling the spectral content of LED lighting devices
US9788387B2 (en) * 2015-09-15 2017-10-10 Biological Innovation & Optimization Systems, LLC Systems and methods for controlling the spectral content of LED lighting devices
CN106994209B (zh) * 2016-01-22 2023-11-03 北京大学第六医院 一种治疗抑郁发作的光源和光治疗设备
TWI580890B (zh) * 2016-05-25 2017-05-01 國立中正大學 光源模組
CN107565006B (zh) * 2017-08-30 2021-05-18 合肥工业大学 一种具有日光可见光部分光谱结构的led光源及灯具

Also Published As

Publication number Publication date
CA3102352C (en) 2023-11-07
KR102571161B1 (ko) 2023-08-25
CZ308363B6 (cs) 2020-06-24
CA3102352A1 (en) 2020-01-09
EA202190180A1 (ru) 2021-04-14
CN112312964A (zh) 2021-02-02
WO2020008397A1 (en) 2020-01-09
MX2020014326A (es) 2021-03-09
EP3817807A1 (en) 2021-05-12
IL279888A (en) 2021-03-01
SG11202012730QA (en) 2021-01-28
US11585493B2 (en) 2023-02-21
JP2021536097A (ja) 2021-12-23
US20210164624A1 (en) 2021-06-03
JP7224379B2 (ja) 2023-02-17
AU2019299671B2 (en) 2022-07-14
KR20210028167A (ko) 2021-03-11
AU2019299671A1 (en) 2021-01-07
BR112020027029A2 (pt) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2018330A3 (cs) Zdroj LED osvětlení pro zvýšení kognitivního výkonu
TWI417486B (zh) White light source and the use of its white light source system
US9844116B2 (en) Systems and methods for controlling the spectral content of LED lighting devices
US10716182B2 (en) Methods of providing tunable warm white light
WO2019139636A1 (en) Multi-channel systems for providing tunable light with high color rendering and biological effects
TW201939765A (zh) 具有黑視素發射光譜之發光設備
EP3845033A1 (en) Cyan enriched white light
US12005267B2 (en) Illumination apparatus
CN105823009A (zh) 一种照明装置及包括该照明装置的灯具
Liu et al. Advances in higher color quality and healthier white LEDs
Aladov et al. Concerning Biological Equivalent of Radiation of Light-Emitting Diode and Lamp Light Sources with Correlated Colour Temperature of 1800 K-10000 K
WO2019035830A1 (en) MULTI-CHANNEL WHITE LIGHT DEVICE FOR HIGH-COLOR RENDERABLE WHITE LED ACCORDING LIGHT DELIVERY
WO2022111307A1 (zh) 光源模组、灯具
WO2020027783A1 (en) Systems and methods for providing tunable warm white light
WO2020028195A1 (en) Switchable systems for white light with high color rendering and biological effects
US20220203118A1 (en) Lighting devices, systems, methods for stimulating circadian rhythms
Kalustova et al. Space of visual and circadian parameters of RGBW lighting systems
RU136239U1 (ru) Светодиод белого света с улучшенной фотобиологической безопасностью
JP7381960B2 (ja) 発光装置
CN114501722B (zh) 节律光谱的调制方法
WO2019035831A1 (en) MULTI-CHANNEL WHITE LIGHT DEVICE FOR PROVIDING COLOR STRONG TUNABLE WHITE LIGHT
EA039957B1 (ru) Светодиодный источник освещения с характером солнечного света для улучшения познавательной деятельности
CN113261121A (zh) Led模块