[发明专利]用于产生生物调整光的可调LED灯

说明书

发明概要

本发明涉及光源；且更具体而言，涉及用于产生生物调整光的发光二极管(LED)灯。

本文提供了用于产生可调整和/或生物调整光输出的LED灯以及制造所述灯的方法的示例性实施方案。举例来说，在一个实施方案中，所述LED灯包含用于以在多个光输出配置(例如，睡前配置、相移配置和一般照明配置)中的一个配置中驱动LED晶粒的驱动电路。所述LED灯可还包含输出选择控制器和/或输入传感器，其电耦接到所述驱动电路以选择光输出配置。因而，所述LED灯可调以产生适合变化的生物情境的不同水平的光谱输出，同时维持商业可接受的光质量和显色指数。

在下文描述各种方面和替代实施方案。

附图简述

本文并入的附图形成说明书的部分。所述图与此书面描述一起进一步用来解释根据本发明的LED灯的原理，且使相关领域技术人员能够制造及使用根据本发明的LED灯。在所述图中，相似参考数字指示相同或功能上类似的元件。

图1图示对比多色光的预测褪黑素抑制作用光谱的常见光源的光谱。

图2是根据本文提出的一个实施方案的LED灯的透视图。

图3是图2的LED灯的分解图。

图4是图2的LED灯的部分的分解图。

图5是图2的LED灯的部分的分解图。

图6是图2的LED灯的部分的分解图。

图7是图2的LED灯的部分的分解图。

图8是根据本发明的LED灯的示意过程图。

图9图示在本文提出的一个实施方案中使用的薄荷色LED晶粒的相对辐射功率曲线。

图10A和图10B提出用于在本文提出的一个实施方案中使用的薄荷色LED晶粒的颜色分区数据(color bin data)。

图11示出了在提出的一个实施方案中使用的红色、青色和蓝色LED晶粒的相对光谱功率分布。

图12示出了根据提出的另一实施方案的LED灯在睡前配置中的功率谱分布。

图13示出了根据提出的一个实施方案的LED灯在相移配置中的功率谱分布。

图14示出了根据提出的一个实施方案的LED灯在一般照明配置中的功率谱分布。

图15是根据提出的另一实施方案的LED灯的分解图。

图16示出了LED灯在睡前配置中的替代功率谱分布。

图17示出了LED灯在相移配置中的替代功率谱分布。

图18示出了LED灯在一般照明配置中的替代功率谱分布。

详细描述

褪黑素是松果体在夜间分泌的激素。褪黑素调节睡眠模式且帮助维持身体的生理节律。抑制褪黑素造成睡眠障碍、扰乱生理节律，且也可造成例如高血压、心脏病、糖尿病和/或癌症的多种病。蓝光和多色光的蓝光分量已示出抑制褪黑素的分泌。此外，褪黑素抑制已示出波长相依性，以及约420nm与约480nm之间的波长的峰值。因而，遭受睡眠障碍或生理节律破坏的个人在使用具有蓝光(420nm到480nm)分量的多色光源时继续加重其病情。

图1的曲线A图示褪黑素抑制的作用光谱。如曲线A所示，在约460nm左右的波长下体验到预测最大抑制。换句话说，具有在约420nm与约480nm之间的光谱分量的光源预期导致褪黑素抑制。图1也图示常见光源的光谱。举例来说，曲线B示出了白炽光源的光谱。如曲线B所表明，白炽光源造成少量的褪黑素抑制，因为白炽光源缺乏主要蓝色分量。图示荧光光源的光谱的曲线C示出了主要蓝色分量。因而，预测荧光光源比白炽光源导致更多的褪黑素抑制。图示白色发光二极管(LED)光源的光谱的曲线D示出了量大于荧光或白炽光源的大量蓝色分量光。因而，预测白色LED光源比荧光或白炽光源导致更多的褪黑素抑制。

由于曾经普遍存在的白炽灯泡被荧光光源(例如，紧凑型荧光灯泡)和白色LED光源替换，更多个人可能开始遭受睡眠障碍、生理节律失调和其它生物系统破坏。一个解决方法可为简单滤除光源的全部蓝色分量(420nm到480nm)。然而，此过分简单的方法会形成具有不可接受的显色性质的光源，且会有害地影响用户的适光响应。