照明装置

摘要

在一种照明装置中，控制单元从早于起床设定时刻的第一时刻开始点亮光源；执行第一控制模式以在从第一时刻到基于起床设定时刻而确定的第二时刻上增加光源的调光比；以及执行第二控制模式以在从第二时刻到基于起床设定时刻而确定的第三时刻上进一步增加光源的调光比。当将第一控制模式和第二控制模式下的调光比的变化曲线应用于由方程式Y(t)＝d+(a‑d)/(1+(t/c)b)所表示的函数时，在第一控制模式下，相比于第一时刻，时刻c更加靠近第二时刻，而在第二控制模式下，相比于第三时刻，时刻c更加靠近第二时刻。

权利要求

1.一种照明装置，包括：

光源，所述光源的调光比是能够调整的；以及

控制单元，所述控制单元被配置为控制所述光源，

其中，所述控制单元被配置为在早于起床设定时刻的第一时刻开始点亮所述光源，并且执行从所述第一时刻到基于所述起床设定时刻而确定的第二时刻使所述光源的所述调光比增加的第一控制模式，以及执行从所述第二时刻到基于所述起床设定时刻而确定的第三时刻使所述光源的所述调光比进一步增加的第二控制模式，其中，所述控制单元被配置为根据以下方程式所表示的时间函数来变化所述第一控制模式和所述第二控制模式中的调光比：Y(t)＝d+(a-d)/(1+(t/c)b)

其中Y(t)是所述调光比；t是时间；a是最大调光比；b是最大斜率；c表示对应于调光比随时间的变化变为最大斜率b的时间点的值；并且d是最小调光比，其中，在所述第一控制模式中，所述时间t表示在所述第一时刻与所述第二时刻之间经过的时间，所述值c是自所述第一时刻起经过的时间，并且相比于所述第一时刻，对应于所述值c的时间点更接近所述第二时刻，并且其中，在所述第二控制模式中，所述时间t表示在所述第二时刻与所述第三时刻之间经过的时间，所述值c是自所述第二时刻起经过的时间，并且相比于所述第三时刻，对应于所述值c的时间点更接近所述第二时刻。

2.根据权利要求1所述的照明装置，还包括被配置为使用户能够设定所述第二时刻和所述第三时刻中的至少一个时刻的输入单元。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，所述光源的相关色温是能够调整的，并且其中，所述控制单元从所述第一时刻到所述第三时刻使所述光源的所述相关色温增加。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，在从所述第二时刻到所述第三时刻的时间段期间的每时间的所述相关色温的增加量比在从所述第一时刻到所述第二时刻的时间段期间的每时间的所述相关色温的增加量大。

5.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述调光比的变化与所述相关色温的变化之间的关系是线性的。

6.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述调光比的变化与所述相关色温的变化之间的关系是线性的。

说明书

照明装置

技术领域

[0001] 本公开内容涉及一种用于实施适用于唤醒的照明环境的照明装置。

背景技术

[0002] 传统上，公知存在一种从早于预设的起床时刻的预先确定的时间开始逐渐增加光源的亮度以使得睡眠中的人可以在起床时刻被舒服地唤醒的唤醒式照明设备(例如，见公开号为H4-264289的日本专利申请)。此外，还公知存在有一种通过利用至少三种类型的照度(即，低照度、中间照度和高照度)来从低照度缓慢地变化为中间照度并从中间照度快速地变化为高照度的照明设备(例如，见公开号为H7-318670的日本专利申请)。根据该照明设备，当将睡眠中的人的睡眠状态从深度睡眠状态引导至浅睡眠状态时，可能会使睡眠中的人的生物节律进入活跃期。

[0003] 然而，由于很多人通常在意识被逐渐唤醒之后起床，所以从他们醒来到真正起床需要花点时间，尽管存在个体差异。因而，例如，如在上述照明设备中，当从中间照度快速变化到高照度时，在从低照度到中间照度的照度变化期间未被充分唤醒的人可能会由于之后的快速照度变化而感到不舒服。

发明内容

[0004] 鉴于以上情况，本公开内容提供了一种用于借助照明光来使得睡眠中的人舒服地醒来并有效地获得觉醒感直至他/她起床为止的照明装置。

[0005] 根据本公开内容的一个方面，本发明提供了一种照明装置，包括：具有可变的调光比的光源；以及被配置为控制光源的点亮的控制单元。

[0006] 控制单元被配置为在早于起床设定时刻的第一时刻开始光源的点亮，并且执行第一控制模式以在从第一时刻到基于起床设定时刻而确定的第二时刻上增加光源的调光比，以及执行第二控制模式以在从第二时刻到基于起床设定时刻而确定的第三时刻上进一步增加光源的调光比。

[0007] 控制单元被配置为根据以下方程式所表示的关于时间的函数来变化第一控制模式和第二控制模式中的调光比，

[0008] Y(t)＝d+(a-d)/(1+(t/c)b)

[0009] (Y(t)：调光比，t：时间，a：最大调光比，b：最大斜率，c：对应于调光比的变化随时间变为最大斜率b的时间点的值，d：最小调光比)。

[0010] 在第一控制模式中，时间t表示在第一时刻和第二时刻之间经过的时间，值c是自第一时刻起经过的时间，并且相比于第一时刻，对应于值c的时间点更接近第二时刻。

[0011] 在第二控制模式中，时间t表示在第二时刻和第三时刻之间经过的时间，值c是自第二时刻起经过的时间，并且相比于第三时刻，对应于值c的时间点更接近第二时刻。

[0012] 采用这样的配置，在第一控制模式中，通过将调光比的变化模式从逐渐变化的模式切换为急剧变化的模式，可以使睡眠中的人舒服地醒来。此外，在第二控制模式中，通过将调光比的变化模式从急剧变化的模式切换为逐渐变化的模式，这个人可以有效地获得觉醒感直至他/她起床为止。

附图说明

[0013] 附图仅以举例的方式而非限制的方式描绘了根据本发明的教导的一个或多个实施方式。在附图中，相似的附图标记表示相同或相似的部件。

[0014] 图1是示出了应用采用了根据本发明的实施例的照明装置的照明系统室内空间的图。

[0015] 图2A到图2C示出了照明装置，其中，图2A是照明装置的透视图，图2B是移除了封盖的照明装置的底视图，图2C是沿着图2B中的线IIc-IIc’的横截面图。

[0016] 图3是采用了照明装置的照明系统的框图。

[0017] 图4示出了应用采用照明装置的照明系统的室内空间的照明信息。

[0018] 图5是示出了照明装置中的调光比的变化例的时间图。

[0019] 图6是示出了照明装置中的调光比的另一个变化例的时间图。

[0020] 图7是示出了照明装置中的调光比和相关色温的变化例的时间图。

[0021] 图8是示出了照明装置中的调光比与相关色温的关系的图。

具体实施方式

[0022] 在下文中，将参考图1至图7来描述根据本发明的实施例的照明装置。如图1中所示，根据本公开内容的实施例的照明装置1用于照明系统10，并且适当地用在放置了床B的卧室中，从而向包括墙面Wa和地板面F1的室内空间照射光。将结合照明装置1被用作吸附在天花板表面Ce(安装面)的顶灯的配置实例来描述本实施例。然而，照明装置1不限于顶灯，并且例如可以是射灯、壁灯或台灯，只要它们可以照射睡眠中的人的周围。

[0023] 可以由对终端11进行操控的用户M(Ma或Mb)来控制照明装置1的开启操作。终端11起到了用于输入起床设定时刻(将在后面介绍)的输入终端的作用。用户M可以通过操作终端11来记录和设定照明装置1的各种控制模式。终端11可以是用于照明装置1的远程控制器或者可以是诸如智能手机或平板终端之类的信息通信终端。如果终端11是信息通信终端，那么终端11优选地通过互联网IT连接到诸如外部服务器之类的外部终端12。

[0024] 如图2A到图2C所示，照明装置1包括主体2、被设置为围绕主体2的中心部的环状的光源(LED)3，以及提供于光源3的光发射侧并被配置为控制从光源3发射的光的分布的光学部件5。照明装置1还包括提供于光学部件5的光发射侧并被配置为对从光学部件5发射的光进行漫射和照射的漫射部件(封盖)6。

[0025] 光源3由两个同心的列的LED组3a和LED组3b组成，每个LED组包括被设置为环状的多个LED。外周的LED组3a由照射具有相对较高的色温的光的LED芯片组成。内周的LED组3b由照射具有相对较低的色温的光的LED芯片组成。在本实施例中，将设置有两列LED组的配置例示为光源3。然而，本发明不限于此。或者，可能会采用一列LED组或者三列或更多列LED组。每个LED组可以是包括容纳于其中的LED的荧光灯类型的LED照明设备。

[0026] 光源3的LED上覆盖有转换从LED芯片发射的光的波长的波长转换材料并且形成LED封装。例如，将基于GaN的蓝色LED芯片(发射蓝光)用作LED芯片。将密封目的的光传输树脂材料与用于发射具有中性的白色或灯泡色的光的磷光剂的混合物用作波长转换材料。从光源3照射的光的色温范围可以从日光色到灯泡色(从7100K到2600K)。将发射日光色(具有例如约6500K的色温)的光的LED芯片适当地用作照射具有相对较高的色温的光的LED组3a。将发射灯泡色(具有例如约2700K的色温)的光的LED芯片适当地用作照射具有相对较低的色温的光的LED组3b。通过控制LED组3a和LED组3b的调光比，光源3可以适当地变化照射光的色温。

[0027] 主体2是具有圆形的顶视图的被附接在天花板表面Ce的板状部件，其上表面(吸附表面)面向天花板表面Ce。主体2的实例包括具有微小厚度的压铸的部件和由铁板、铝板等组成的部件和用模子制作成指定形状的整体。在主体2的上表面的中心区域提供了安装支架(未示出)，并且所述安装支架与安装在天花板表面Ce上的天花板挂钩相连。光源3被设置在主体2的与天花板表面Ce相对的表面上。

[0028] 将被固定在安装表面上所提供的电源连接器的电源单元21设置在主体2的中心部位。在电源单元21的外周侧提供用于开启光源3的点亮电路22和用于安装光源3的LED的基座23。通过将诸如具有指定的硬度的铝板和钢板之类的板按压和切割为以上提及的形状而形成主体2。在主体2的表面(其上设置有LED)上可以涂覆具有高可见光反射率的白色涂料，或者可以汽相沉积反射性金属材料。

[0029] 电源单元21是通用适配器，并且经由电源连接器等连接到商用的AC电源。点亮电路22包括将由电源单元21提供的AC电流转换并整流为具有适用于光源3的指定电压的DC电流的电压变换器、电容器和控制IC。基座23由诸如玻璃环氧树脂等之类的绝缘材料制成。在基座23(其上安装有电源3)的表面上形成指定的布线图。基座23可以是基于树脂的基座、陶瓷制作的基座或者基于诸如铝等之类的金属的基座。此外，可以将柔性基座等用作基座23。将点亮电路22配置为响应于用户的操纵而单独开启外围的LED组3a和内围的LED组3b。可以分别将LED组3a和LED组3b中的LED逐个分开或者划分为多个组，以便可以进行部分点亮或选择性的点亮。

[0030] 在基座23中提供有用于控制光源3的开启操作的控制单元4。响应于接收自终端11的无线信号，控制单元4开启或关闭光源3。本文中所使用的术语“无线”包括红外线、电波和可见光。控制单元4利用例如PWM(脉冲宽度调制)控制或模拟调光控制来进行光源3的调光控制。控制单元4包括微型计算机41。本文中所使用的术语“调光比”表示光源3的亮度与其最大亮度之比。例如，如果控制单元利用PWM控制来进行光源3的调光控制，那么由PWM信号的占空比来确定调光比。

[0031] 光学部件5是覆盖了被设置为环状的光源3的全部LED的槽状透镜部件。光学部件5由诸如丙烯醛基树脂等之类的透光树脂制成。在本实施例中，光学部件5由半圆形的槽状透镜部件组成，所述半圆形的槽状透镜部件覆盖了光源3的外周的LED组3a和光源3的内周的LED组3b两者。

[0032] 封盖6形成为穹顶状以便覆盖主体2的前表面，并且由例如树脂材料制成，所述树脂材料通过将光漫射粒子或颜料添加到诸如丙烯醛基树脂等之类的透光材料中而获得。替代通过添加光漫射粒子或颜料的方式，可以通过以下方式来形成封盖6：使玻璃基座或树脂基座的前表面或后表面经过喷砂过程从而成为粗糙的表面；使玻璃基座或树脂基座的前表面或后表面经过表面纹理处理；或者使玻璃基座或树脂基座的前表面或后表面经过微凹形成过程从而形成细微的凸凹状。

[0033] 如图3中所示的，控制单元4包括用于计时的计时器42和用于存储数据(例如，计时器42所计时间内的光源3的调光比，和过去的照明信息)的存储器43。照明装置1还包括用于向终端11发送并从终端11接收控制信号或其他信号的收发器单元44。

[0034] 终端11包括用于在就寝时刻和起床时刻设定照明装置1的调光模式的输入单元13；用于显示输入内容的显示单元14；以及用于与照明装置1通信的收发器单元15(或终端接收器单元)。输入单元13是输入接口，并且通过例如按钮类型的开关、触控面板等来进行配置。收发器单元15利用例如红外线通信方法、ZigBee(注册的商标)通信方法(WPAN(无线个人局域网)标准之一)或者其他通信方法来进行通信。终端11还包括控制单元16，在控制单元16中收纳有用于控制以上提及的各个部件的微型计算机16a、计时器16b和存储器16c。

[0035] 照明装置1的控制单元4借助终端11在早于用户预先设定的起床设定时刻的第一时刻开始点亮光源3。控制单元4执行作为点亮光源3的控制模式的两种控制模式，即为将在下文中进行描述的第一控制模式和第二控制模式。第一控制模式在第一时刻到基于起床设定时刻而确定的第二时刻上使得光源3的调光比的增加。第二控制模式在从第二时刻到基于起床设定时刻而确定的第三时刻使得光源3的调光比进一步增加。

[0036] 在此，可以将第一控制模式和第二控制模式下的调光比的变化曲线应用于以下方程式1所表示的函数(回归曲线)。

[0037] Y(t)＝d+(a-d)/(1+(t/c)b)…方程式1

[0038] (Y(t)：调光比，t：时间，a：最大调光比，b：最大斜率，c：对应于调光比的变化随时间变为最大斜率b的时间点的值(时刻)，d：最小调光比)。

[0039] 该回归曲线被称为如图4中所示的S型曲线。当在y轴上绘出调光比Y(t)并在x轴上绘出时间t时，这个实例的调光比的变化曲线在最大调光比a和最小调光比b处近似具有渐近线。在早于对应于最大斜率b的时刻c的时间绘出向下凸的曲线，并且在晚于时刻c的时间绘出向上凸的曲线。此外，在以上回归曲线的时间t内，将光源3的照明起始时间设为0秒。然而，将在下文中进行描述的调光比的变化曲线示出了相对于时间的调光比，并且比起床设定时刻(由用户预先设定)要早预先确定的时间(例如，2100秒(35分钟))对应于0秒。

[0040] 图5示出了根据本实施例的照明装置1的调光比的变化曲线。首先，用户M通过利用终端11来设定任意的起床设定时刻T。在早于起床设定时刻T的时间，照明装置1的控制单元4设定第一时刻T1以开始光源3的照明，设定第二时刻T2以提供适于使用户M唤醒的照明环境，并设定第三时刻T3以提供适于唤醒用户M的照明环境。可以由终端11的控制单元16来执行控制单元4的操作。

[0041] 在本实施例中，例如第一时刻T1比起床设定时刻T早35分钟，第二时刻T2比起床设定时刻T早5分钟。可以通过用户M输入起床设定时刻T来自动设定第一时刻T1和第二时刻T2，或者第一时刻T1和第二时刻T2两者之一或两者可以是用户可设定的。在这个实例中，第三时刻T3与起床设定时刻T相同。然而，第三时刻T3可以是不同于起床设定时刻T的时间，并且可以由用户M来设定。

[0042] 根据本实施例，在从第一时刻T1到第二时刻T2所执行的第一控制模式中，相比于第一时刻T1，回归曲线中的时刻c更加靠近第二时刻T2。亦即，由于时刻c是对应于第一控制模式的调光比的变化曲线中的最大斜率b的值，因此时刻c表示第一控制模式中调光比不断增大的比率最大时的时刻(如图5中的时刻c1所示)，并且相比于第一时刻T1，时刻c1更靠近第二时刻T2。

[0043] 亦即，在第一控制模式中，调光比的变化曲线从第一时刻T1到第二时刻T2是向下凸的。因此，通过在照明开始后立即维持低调光比并且逐渐增大调光比以增加到达用户M的光的量，用户M的睡眠状态变为浅睡眠状态。随后，在时刻c1靠近第二时刻T2之后，通过给用户M光刺激(通过大幅增加调光比)，照明装置1可以使得用户M在第二时刻T2感受到平缓的唤醒。

[0044] 然后，在从第二时刻T2到第三时刻T3的所执行第二控制模式中，相比于第三时刻T3，回归曲线中的时刻c更靠近第二时刻T2。亦即，由于时刻c是对应于第二控制模式的调光比的变化曲线中的最大斜率b的值，所以时刻c表示第二控制模式中调光比不断增大的比率最大时的时刻(如图5中的时刻c2所示)，并且相比于第三时刻T3，时刻c2更靠近第二时刻T2。

[0045] 亦即，在第二控制模式中，调光比的变化曲线从第二时刻T2到第三时刻T3是向上凸的。因此，通过在第二时刻T2之后的短时间内大幅增加调光比以进一步增加到达用户M的光的量，照明装置1通过增加用户M唤醒后所接收的光的量来唤醒用户的意识。随后，在时刻c2靠近第二时刻T2之后，通过逐渐增加调光比，有可能使用户M平缓地达到足够的唤醒感而起床。

[0046] 根据如上所述配置的照明装置1，在第一控制模式中，通过将调光比的变化模式从逐渐变化的模式切换到剧烈变化的模式，可以使得睡眠中的人被舒服地唤醒。此外，在第二控制模式中，通过将调光比的变化模式从剧烈变化的模式切换到逐渐变化的模式，用户M可以有效地获得觉醒感直至他/她起床。

[0047] 此外，例如如图6所示，通过允许用户M任意设定地第二时刻T2，用户M可以根据他/她的起床模式来适当地调整唤醒或起床的时间。另外，通过设定第二时刻T2和第三时刻T3两者，有可能更加精细地设定唤醒时刻和起床时刻。图6还例示了图5中所示的第二时刻示T2’和此时的调光比变化曲线。

[0048] 在照明装置1中，如上所述，将光源3配置为使相关色温是可变的。因此，如图7中所示，控制单元4从第一时刻T1到第三时刻T3增加光源3的相关色温。优选的是，控制相关色温不断增加模式(图7中的虚线曲线)以遵循类似于调光比的变化模式(图7中的实线曲线)的S型曲线。

[0049] 例如，当照明光的相关色温高而室内空间较暗时，给人一种压抑的印象。另一方面，当照明光的相关色温低而室内空间明亮时，可能会给人一种沉闷的印象。在以上实施例中，例如，当仅控制调光比时，如果用户M的意识微微唤醒，室内亮度和相关色温之间的关系可能会引起用户M不舒服。因此，如上所述，通过增加相关色温以及调光比，有可能会抑制如上所述的用户M的不舒服感觉。

[0050] 优选地，在从第二时刻T2到第三时刻T3的时间段中，与从第一时刻T1到第二时刻T2的时间段相比，每时间的相关色温的增加变大。亦即，在相关色温的变化曲线中，如图7所示，第二时刻T2和第三时刻T3之间的斜率e2大于第一时刻T1和第二时刻T2之间的斜率e1。通常，通过利用公知的具有唤醒人意识的较好效果的高色温光，在从第二时刻T2到第三时刻T3的时间段内，能够进一步提高同一时间段内的唤醒效果。

[0051] 此外，优选地，调光比的变化与相关色温的变化之间的关系基本上是线性的(如图8所示)。在这种情况下，有可能提供自然的照明环境，而避免由于室内亮度的变化与相关色温的变化之间的关系引起的用户M不舒服。

[0052] 可以以各种方式修改本发明而无需限于以上所述实施例。例如，如果通过互联网IT将终端11的收发器单元15连接到外部终端12，那么可以将照明系统10(见图1)连接到各个网络系统和云系统，并且例如用户可以比较和参考信息。此外，例如，有可能引入一种服务，用于提出建议或者针对照明信息来设置目标值(例如，在以上所述睡眠控制模式下设置色温)。

[0053] 尽管上述内容已经说明了所认为是最佳模式和/或其他实例，但是应当理解的是，其中，可以做出各种变形，并且可以以各种形式和实例来实施本文所公开的主题，并且可以将本文所公开的主题应用于许多应用(本文仅描述了其中的部分应用)。本文的目的是通过以下的权利要求书来要求保护落入本教导的真实范围内的任何和全部修改以及变型。