减少生理性神经压缩的照明系统及相关方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于产生能减少生理性神经压缩的光的系统。该系统包括第一光源240’，可操作地发射在对应第一感光体的第一波长范围内的光；和第二光源240”，可操作地发射在对应第二感光体的第二波长范围内的光。该系统还包括控制器，功能性地与每个第一光源240’和第二光源240”相连。该控制器用于在小于视觉皮层的响应时间而大于生理性神经细胞的响应时间的工作周期内轮流操作第一光源240’和第二光源240”之一，工作周期可选地包括光源的操作之间的延迟时段。该系统还包括对应第三感光体的第三光源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少生理性神经压缩的照明系统及相关方法
本专利技术涉及用于提供减少生理性神经压缩的光的系统和方法。
技术介绍
光源发射的光的总量，或辐射通量，从未被观察者完全感知，导致所发射的光的实际亮度和被感知的亮度之间存在差异。被感知的亮度的减少是由多个因素造成的。首先，人眼具有不同程度的敏感性，这取决于被感知的光的波长。然而，被感知的亮度减少的另一个原因是一种被称为生理性神经压缩(physioneuralcompression)的生物现象。观察者的眼睛包括数千个感光细胞，感光细胞包括棒细胞和锥细胞。此外，锥细胞有三种类型，即长锥细胞、中锥细胞和短锥细胞。每种类型的锥细胞对不同范围的波长的光更敏感。长锥细胞的峰值响应大约在564-580纳米，中锥细胞大约在534-545纳米，短锥细胞大约在420-440纳米。生理性神经压缩在光照射到锥细胞，且包括两个或更多波长的光在两个或更多类型的锥细胞中产生反应时发生。生理性神经压缩发生时，与锥细胞相通信的神经细胞被迫将视觉信息整合成一个信号，传送到大脑的视觉皮层，大脑继而进一步解释视觉信息，使观察者有一个连贯的视觉信息的理解。当神经细胞每次从超过一种类型的锥细胞解释信息，它就减少了对视觉信息的总和的感知亮度的接收。例如，若长锥细胞提供具有一个单位的正常亮度的视觉信息，同时短锥细胞也提供具有一个单位的正常亮度的视觉信息，则神经细胞将少于一个单位亮度的视觉信息传送到视觉皮层。这就是目前的照明设备的操作方式。基于此，有必要提供一种照明设备来避免生理性神经压缩，从而增加光亮度。本背景信息披露了申请人认为可能与本专利技术有关联的信息。不应该认为上述内容构成本申请的现有技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例涉及减少生理性神经压缩的系统。该系统可包括第一光源，可操作地发射在第一波长范围内的光，第一波长对应第一颜色；第二光源，可操作地发射在第二波长范围内的光，第二波长对应第二颜色。该系统还可包括控制器，功能性地与每个第一光源和第二光源相连。第一颜色可以是第二颜色的互补色。此外，控制器可用于轮流操作第一光源和第二光源之一。另外，控制器可用于在小于观察者的视觉皮层的响应时间而大于观察者的生理性神经细胞的响应时间的工作周期内轮流操作每个第一和第二光源。生理性神经细胞可能是任何以任何方式相关或有利于感知、传输或转换感光细胞物质和大脑视觉皮层之间的视觉信息生理元素。此外，光源的发射顺序可被改变，以改变光的可感知亮度。本专利技术的另一个实施例涉及一种用于产生能减少生理性神经压缩的光的系统，包括：第一光源，用于发射在长锥细胞中产生响应的光；第二光源，用于发射在中锥细胞中产生响应的光；和第三光源，用于发射在短锥细胞中产生响应的光。该系统还可包括控制器，功能性地与每个第一光源、第二光源和第三光源相连。控制器可用于在小于观察者的视觉皮层的响应时间而大于观察者的生理性神经细胞的响应时间的工作周期内轮流操作第一光源、第二光源和第三光源中的至少两个光源。本专利技术的另一个实施例公开了一种利用照明系统产生能减少生理性神经压缩的光的方法，该照明系统包括第一光源，用于发射在长锥细胞中产生响应的光；第二光源，用于发射在中锥细胞中产生响应的光；第三光源，用于发射在短锥细胞中产生响应的光；及控制器，功能性地与每个第一光源、第二光源和第三光源相连。该方法包括以下步骤：在第一时段操作第一光源、第二光源和第三光源之一；继而在第二时段操作第一光源、第二光源和第三光源中与第一时段操作的光源呈互补色的一个光源。第一时段和第二时段所经过的时间的总和小于视觉皮层的响应时间。此外，每个第一时段和第二时段所经过的时间大于生理性神经细胞的响应时间。附图说明图1示出了人类的锥细胞的正常响应光谱；图2为本专利技术的一个实施例的立体图；图3示出了传统照明系统的亮度与可感知亮度；图4为图2所示的灯泡的立体分解图；图5示出了本专利技术的一个实施例的可操作时段范围；图6示出了本专利技术的一个实施例中的显示设备；图7为本专利技术的一个实施例的发射降低生理性神经压缩的光的方法的流程图；图8为图7所示实施例的进一步包括延迟时段的发光方法的流程图；图9为本专利技术的另一个实施例的发射降低生理性神经压缩的光的方法的流程图；和图10为图9所示实施例的进一步包括延迟时段的发光方法的流程图。具体实施方式下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的元素。尽管已描述了所披露的主题事项的实施例示例，然而本领域内技术人员很容易理解可代替地使用实现所披露主题事项的许多其它方法。在前面的描述中已记载了所披露主题事项的多个方面。为了便于说明，给出具体的数目、系统和配置以提供对主题事项的透彻理解。然而，本领域内技术人员可从实践本公开明确主题事项得益而无需具体细节。在其它情形下，将公知的特征、组件或模块省去、简化、组合或分割以不混淆所披露的主题事项。贯穿本说明和权利要求，用语“包括”、“包含”等应以包含性的意义来解释而不是排他性或穷尽性的意义，即，其含义为“包括，但不限于”。在本详细描述部分中，使用单数或复数的用语也分别包括复数或单数。此外，在用于本申请中时，用语“在此”、“以上”、“以下”及类似意义的用语指的是作为整体的本申请而不是本申请任何特定部分。此外，本领域技术人员应该理解，涉及照明系统，如“照射器”、“光源”、“灯泡”和其他类似的术语是用于方便读者参考附图。产生光的任何系统均包括在本专利技术的范围内。本专利技术的一个实施例，如图片和相关文字所示，提供了一种通过发射能减少观察者的生理性神经细胞的生理性神经压缩的光以降低亮度的照明系统。该照明系统通过轮流发射具有对应于感光细胞响应的波长范围的光来减少生理性神经压缩。具体地，该照明系统可轮流发射具有对应锥细胞，例如长锥细胞、中锥细胞和短锥细胞的响应波长范围的波长的光。在某些实施例中，该照明系统可用于发射具有对应其他感光细胞，如视杆细胞，以及其他涉及感光的生理元素，包括黑视蛋白的响应波长范围的波长的光。此外，某些特例可具有四种类型的锥细胞，因此具有四色的视觉。该照明系统可配置为在一个波长范围内发射光，在该波长范围内任何上述生理元件以及任何未来发现的生理元件均能响应。此外，该照明系统可在小于视觉皮层的响应时间而大于生理性神经细胞的响应时间的波长范围的工作周期内发射光。参考图1，图1示出了光的波长的近似感光度图。图中可见，S锥细胞，或短锥细胞，具有约420纳米的感光峰值，对应于蓝色光。M锥细胞，或中锥细胞，具有约534纳米的感光峰值，对应于绿色光。L锥细胞，或长锥细胞，具有约564纳米的感光峰值，对应于红色光。如前所述，生理性神经压缩在观察者眼睛视网膜的生理性神经细胞(PCs)的两种或两种以上类型的锥细胞反应和吸收光时发生。当PC从两种或两种以上类型的锥细胞接收光信息的时候，PC同时解释锥细胞的视觉信息以确定感知的颜色，并压缩每个单独类型的锥细胞感知的光的亮度。亮度压缩使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生能减少生理性神经压缩的光的系统，包括：第一光源(240’)，可操作地发射在第一波长范围内的光，所述第一波长对应第一颜色；第二光源(240”)，可操作地发射在第二波长范围内的光，所述第二波长对应第二颜色；及控制器，功能性地与每个所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)相连；其中，视觉皮层的响应时间和生理性神经细胞响应时间的差定义了可操作时段范围；及其中，所述控制器用于根据所述可操作时段范围内的工作周期轮流操作每个所述第一和第二光源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.14 US 13/830,3901.一种用于产生能减少生理性神经压缩的光的系统，包括：第一光源(240’)，可操作地发射在第一波长范围内的光，所述第一波长对应第一颜色；第二光源(240”)，可操作地发射在第二波长范围内的光，所述第二波长对应第二颜色；及控制器，功能性地与每个所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)相连；其中，所述控制器用于根据可操作时段范围内的工作周期轮流操作每个所述第一和第二光源，所述可操作时段范围在2毫秒到20毫秒；及其中，所述控制器用于包括对所述第一和第二光源的操作之间的延迟时段；及其中，所述控制器还用于操作每个具有减少生理性神经压缩的工作周期的所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)包括一对选自红色和绿色互补对及黄色和蓝色互补对的互补色。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述延迟时段大于或等于50纳秒。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)发射的光可被观察者感知，作为具有可感知亮度的组合光，其中所述控制器用于通过改变所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)的发射顺序来控制所述组合光的可感知亮度。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器通过减少所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)中至少之一的操作时段和增加操作所述第一光源(240’)和所述第二光源(240”)的延迟时段这两种方式中至少之一来控制所述组合光的可感知亮度。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统的可感知亮度约等于：其中，B为可感知亮度，L为亮度。7.一种用于产生能减少生理性神经压缩的光的系统，包括：第一光源(240’)，用于发射在长锥细胞中产生响应的光；第二光源(240”)，用于发射在中锥细胞中产生响应的光；第三光源，用于发射在短锥细胞中产生响应的光；及控制器，功能性地与每个所述第一光源(240’)、所述第二光源(240”)和所述第三光源相连；其中，所述控制器用于轮流操作所述第一光源(240’)、所述第二光源(240”)和所述第三光源中的至少两个光源；其中，视觉皮层的响应时间和生理性神经细胞响应时间的差定义了一个可操作时段范围，所述可操作时段范围在2毫秒到20毫秒；及其中，所述控制器用于在所述可操作时段范围内的时段中轮流操作所述光源；及其中，所述可操作时段范围包括第一时段、第二时段和第三时段；所述第一时段、所述第二时段和所述第三时段所经过的时间的总和小于所述视觉皮层的响应时间，每个所述第一时段、所述第二时段和所述第三时段所经过的时间大于所述生理性神经细胞的响应时间。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器用于包括对所述第一光源(240’)、所述第二光源(240”)和所述第三光源中至少两个光源的操作之间的延迟时段。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述延迟时段大于或等于50纳秒。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一光源(240’)用于发射红色光，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·S·马克西克，大卫·E·巴尔丁，罗伯特·R·索莱尔，伊莱扎·卡塔尔·格鲁夫，马修·里根，
申请(专利权)人：照明科学集团公司，
类型：发明
国别省市：美国;US