[发明专利]影响光生物学状态的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及影响脊椎动物(vertebrate)的光生物学状态的系统。本发明还涉及包括该系统的发光装置、背光装置、显示装置和方法。

背景技术

已知人的生理节奏控制重要的过程，如醒和睡的日常周期。这个生物钟例如通过经荷尔蒙褪黑激素(其与睡眠相关联)暴露到光来使其定时与外部环境对齐。当光碰到眼睛视网膜时，褪黑激素的合成减少。然而，有时需要影响生理节奏，如暂时延长清醒的时段(例如，当驾驶汽车时)。

专利申请DE 10232797A1公开了一种用于增加驾驶员的警惕性的系统。该系统包括用于感测代表驾驶员的注意力水平的参数的传感器，并包括发出电磁辐射以触发人眼中负责人的生理节奏的受体(receptor)的光源。受体的触发抑制了褪黑激素的产生并增加了驾驶员的警惕性。

该已知系统具有以下缺点：其可能改变驾驶员的生理节奏或时期(phase)，这导致舒适度(well-being)下降。

发明内容

本发明的目的是改善用户的舒适度。

根据本发明的第一方面，通过用于影响脊椎动物的光生物学状态的系统来实现此目的，该系统包括：

-光源，用于发出影响脊椎动物的光生物学状态的光；

-传感器，被布置为感测代表脊椎动物的生物状态的第一生物物理参数并生成代表第一生物物理参数的反馈信号，以及

-控制电路，被布置为从传感器接收该反馈信号，并生成控制光源的控制信号，用于影响脊椎动物的光生物学状态以便生成脊椎动物的预定光生物学状态，

通过组合第二参数与第一生物物理参数来生成控制信号，第二参数是第二生物物理参数或表征脊椎动物与装置的交互的交互参数，该第二参数代表脊椎动物的另一生物状态。

脊椎动物的光生物学状态是受光影响的状态，如警觉度、睡眠、压抑度、生理节奏以及荷尔蒙皮质醇和褪黑激素的浓度。

根据本发明的措施的效果是基于第一生物物理参数和第二参数二者的控制信号允许更准确和精细地操纵光生物学状态，这改善了脊椎动物的舒适度。在已知系统中，一旦感测到驾驶员的注意力水平下降就增加他的警惕性。这可能导致对驾驶员的过分刺激，尤其在长途驾驶期间更是如此，这导致驾驶员生理节奏的改变而带来了时差或压抑的感觉。使用第二参数使得系统能够考虑例如先前测量的生物物理参数，或允许考虑例如与第一生物物理参数有关的不同生物物理参数的测量值。例如，使用先前测量的生物物理参数或者不同的生物物理参数允许检测这样的生物物理参数的趋势，该生物物理参数可能早已表示必须受影响的脊椎动物的光生物学状态正在改变。当观测到的生物物理参数的改变在与所需的预定光生物学状态相比的不同方向上发展时，与光生物学参数的改变已经在所需的预定光生物学状态的方向上发展的情况相比，不同的控制信号可能是必需的。例如，第一生物物理参数和第二参数之间的配合使得系统能够精确地确定用户处于生理节奏的什么时期，使得可能预测当光生物学状态不受影响时用户的条件将如何、以及需要什么来获得合适的光生物学状态。这可防止对脊椎动物的过分刺激，并增加其舒适度。

可替换地，第二参数可以是表征脊椎动物与装置的交互的交互参数。例如，人在计算机上工作的击键速率，或者人在驾驶汽车时的驾车行为可以作为他生物状态的代表。这个交互参数也使得系统能够确定例如用户当前处于生理节奏的什么时期以及需要什么动作来获得预定的光生物学状态。

该系统还具有以下优点，其允许逐渐改变脊椎动物的生理节奏，例如，在跨越时区之后，或者例如当适应夜班时。因为第二参数的使用允许检测生物物理参数的趋势，可变化此趋势以将脊椎动物带回他选择的生理节奏或时期。不是对脊椎动物强制施加新的生理节奏，而是逐渐改变当前生理节奏内的生物物理参数的趋势，这使得能够将当前生理节奏或者时期逐渐改变为选择的生理节奏，同时保持脊椎动物的相对高的舒适度水平。

在系统的实施例中，传感器在脊椎动物的身体之上或之中感测第一生物物理参数。此实施例具有以下优点：在脊椎动物的身体上感测允许相对准确的测量，这使得控制信号能够更精确地控制光生物学状态。这允许控制光生物学状态的变化量和方向并防止光生物学状态的突然改变，由此增加脊椎动物的舒适度。