技术摘要：
本发明公开了一种生理节奏友好的LED光源。另外，本发明公开了用于提供生理节奏友好的LED光源的方法和设备。形成一种光源，以包括第一LED发射(例如，发射第一光谱的一个或多个LED)和第二LED发射(例如，发射第二光谱的一个或多个LED)，其中，将第一和第二LED发射以第一比  全部
背景技术：
识别与生理节奏系统相连的人眼中的不可见感光器(所谓的视网膜特化感光神经 节细胞，或“ipRGC”)，已在各种光谱对人的健康和舒适的作用方面引起相当大的兴趣。高生 理节奏刺激可以导致积极的效果，例如，重置睡眠模式、改善情绪、增加警惕性和认知能力， 以及减轻季节性情感抑郁症。然而，时间丢失的生理节奏刺激还会与内部生物钟的中断和 褪黑素抑制相关，并可以与诸如癌症、心脏病、肥胖症和糖尿病的疾病相关。 生理节奏刺激与糖皮质激素升高和褪黑素抑制相关，并且，对蓝色波长范围中的 光最敏感。由于基于蓝原色磷转换的发白光LED的发光二极管(LED)照明产品占优势，所以， 已经产生这样的情况：包含最多LED的照明源具有比其旨在替换的传统源更高级别的生理 节奏刺激。 另外，照明产品是几乎不可调节的(仅除了变暗以外)，并且，传统的照明产品相对 于每日或生理节奏周期无法解决对人的影响。更差地，表面上可调节的传统的照明产品在 可调节的范围内无法产生良好的显色性。 所需要的是一种或多种用于构造照明产品的技术，其中，可控制发光(例如，LED发 光)，以在提供所需的光质量方面(例如，相关色温(CCT)和显色指数(CRI))的同时，提供不 同级别的生理节奏刺激。还需要一种照明系统，其中，光发射的第一比例和第二比例是这样 的，使得从第一比例改变成第二比例可在将CRI保持高于80且将CCT保持在指定范围内的同 时，改变相对生理节奏刺激。 上述传统技术无法以有效的方式实现生理节奏友好的LED光源。因此，需要改进的 方法。
技术实现要素：
关于人的生理节奏(昼夜节律)系统刺激，可通过以与自然出现的方式(一天中的 日光作用)类似的方式刺激生理节奏光循环，来实现积极的好处并避免有害的作用，即，与 早晨和中午的高蓝色含量相关的明亮照明等级，以及夜晚的更低的光级和大幅减少的蓝色 含量。 本文公开的实施方式描述了如何制造和使用不同LED发射光谱的各种组合，以及 如何制造可调节以在保持合理的显色性(CRI＞80且R9＞0)和白色点的同时，在从高生理节 奏刺激光到低生理节奏刺激光的范围中循环的白光源。 5 CN 111544779 A 说　明　书 2/30 页 在第一方面中，提供这样的光源，其包括特征在于第一发射的至少一个第一LED发 射源；以及特征在于第二发射的至少一个第二LED发射源；其中，第一发射和第二发射被构 造成提供第一组合发射和第二组合发射，第一组合发射的特征在于第一SPD和部分Fv1及 Fc1；第二组合发射的特征在于第二SPD和部分Fv2及Fc2；Fv1表示从400nm到440nm波长范围 内的第一SPD的功率部分；Fc1表示从440nm到500nm波长范围内的第一SPD的功率部分；Fv2 表示从400nm到440nm波长范围内的第二SPD的功率部分；Fc2表示从440nm到500nm波长范围 内的第二SPD的功率部分；第一SPD和第二SPD具有高于80的显色指数；Fv1至少是0.05；Fc2 至少是0.1；Fc1比Fc2小至少0.02。 在第二方面中，提供这样的显示系统，其包括特征在于第一发射的第一LED发射 源；以及被构造为发出第一SPD的显示器，第一SPD的特征在于400nm到435nm范围内的功率 的第一部分Fv1；其中，该显示系统的特征在于至少70％的NTSC的颜色范围；第一SPD基本上 是白色(白光)的，其中CCT的范围是从3000K到9000K；并且Fv1至少是0.05。 在第三方面中，提供这样的光源，其包括被构造为发出一次发射的LED装置；与该 一次发射光学耦合的一种或多种波长转换材料；其中，该一次发射的一部分由波长转换材 料吸收，以产生二次发射；其中，一次发射和二次发射的组合产生白光，其特征在于具有CCT 和显色指数的SPD；其中，SPD功率的至少5％在从400nm到435nm的波长范围内；其中，SPD的 生理节奏刺激小于具有相同色温的参考发光体的生理节奏刺激的80％；并且其中，白光的 特征在于高于80的显色指数。 在第四方面中，提供这样的照明系统，其包括被构造为发出特征在于一次SPD的一 次发射的LED装置；与该一次发射光学耦合的至少一个磷光体，其中，该至少一个磷光体的 特征在于蓝青色波长区域内的可饱和吸收；其中，LED装置被构造成由被构造为使一次发射 变暗的功率信号控制；其中，在第一功率级，该系统发出第一SPD，其特征在于从440nm到 500nm的波长范围内的光谱功率的第一部分fc1；其中，在第二功率级，该系统发出第二SPD， 其特征在于从440nm到500nm的波长范围内的光谱功率的第二部分fc2；并且其中，第二功率 级小于第一功率级，并且，第二部分fc2小于第一部分fc1的80％。 附图说明 本领域的技术人员将理解，这里描述的附图仅是为了说明的目的。这些图的目的 并不是限制本公开的范围。 图1A是示出了根据一些实施方式的用来调节生理节奏友好的LED光源的生理节奏 刺激波长范围的图示。 图1B示出了光源对生理节奏系统的影响如何依比例决定相关措施。 图1C示出了根据一些实施方式的对于峰值在465nm的生理节奏刺激波长范围的不 同的半峰全宽，对由原色LED(发紫光至蓝光)和发绿光及发红光的磷光体一起组成的3300K 的白光源的相对生理节奏刺激。 图1D示出了根据一些实施方式的对由原色LED(发紫光至蓝光)和发绿光及发红光 的磷光体一起组成的，标准化至在600nm发射的3300K的白光源的SPD。 图1E示出了根据一些实施方式的根据原色LED发射峰值波长，对3300K下的基于两 个磷光体的LED白光源的生理节奏刺激。 6 CN 111544779 A 说　明　书 3/30 页 图1F示出了根据一些实施方式的对于暴露90分钟，预测的褪黑素抑制与在眼光水 平处的照明的关系。 图2A示出了根据一些实施方式的用于构造生理节奏友好的LED光源的波长组合的 LED光谱功率分布(SPD)。 图2B示出了根据一些实施方式的与用于构造生理节奏友好的LED光源的第一LED 发射相应的SPD。 图2C示出了根据一些实施方式的与用于构造生理节奏友好的LED光源的第二LED 发射相应的SPD。 图3A是示出了根据一些实施方式由生理节奏友好的LED光源在三种不同的色温下 表现出的显色特性的图。 图3B是示出了根据一些实施方式从生理节奏友好的LED光源在三种不同的色温下 产生的相对生理节奏刺激的图。 图4A示出了根据一些实施方式用来产生可基于可测量方面和/或环境变化调节的 LED白光源的光带的一个实例。 图4B示出了具有30nm半峰全宽(FWHM)且峰值在465nm的更窄带的(高斯)生理节奏 刺激范围。 图4C1和图4C2分别示出了根据一些实施方式的第一紫色充能(泵浦)双磷光体LED 和第二紫色充能(泵浦)蓝磷光体LED。 图4D1示出了图4C1和图4C2的单独的和组合的基于LED的发射光谱。 图4D2示出了根据一些实施方式的生理节奏刺激的颜色特性和水平的差异。 图4E1和图4E2分别示出了根据一些实施方式的第一紫色充能(泵浦)双磷光体LED 和第二发蓝光的LED。 图4F1示出了图4D1和图4D2的单独的和组合的基于LED的发射光谱。 图4F2示出了根据一些实施方式的生理节奏刺激的颜色特性和水平的差异。 图4G示出了对于某些光源根据色温变化的生理节奏刺激。 图4H示出了根据一些实施方式的具有两组不同的LED的光带，用时钟控制该LED， 以调节LED发射波长的比例，从而实现生理节奏友好的LED光源。 图4I示出了根据一些实施方式的用于两个具有白色屏幕的显示系统的SPD。 图4J示出了根据一些实施方式的预测的褪黑素抑制。 图4K示出了根据一些实施方式的由白色屏幕发出的光谱。 图4L1和图4L2示出了根据一些实施方式的对于典型的LED照亮的液晶显示器的情 况。 图4M示出了计算的相对生理节奏刺激和相对显示功效。 图4N1和图4N2示出了根据一些实施方式的将磷光体系统调节为更好地以所选择 的一次峰值发射波长工作的情况。 图5A是示出了根据一些实施方式的如由生理节奏友好的LED光源产生的x-y色度 空间中的线性色度曲线的图表。 图5B是示出了根据一些实施方式的如由生理节奏友好的LED光源产生的白光边界 区域的形状的图表。 7 CN 111544779 A 说　明　书 4/30 页 图5C1至图5C4示出了根据一些实施方式的独立控制的两组LED的特征。 图6A示出了根据一些实施方式的使用生理节奏友好的LED光源的LED灯的分解图， 并且图6B示出了其装配图。 图7示出了根据一些实施方式的如在使用生理节奏友好的LED光源的LED灯中使用 的多轨道驱动控制系统的示意图。 图8示出了根据一些实施方式的两串混合物理布置的以形成如在LED灯中使用的 双轨道、生理节奏友好的布置的LED。 图9A提供了根据一些实施方式的与各种标准相应的灯形的选择。 图9B至图9I提供了根据一些实施方式的与各种形状相应的天花板凹槽的选择。 图10A至图10I示出了根据一些实施方式的灯应用的形状中的本公开的实施方式。 图11A示出了根据一些实施方式的LED白光源的初始SPD，以及去除蓝光之后的过 滤的SPD。 图11B示出了根据一些实施方式的LED白光源的初始SPD，以及在用磷光体吸收蓝 光并将其转换成黄光之后的转换的SPD。 图12示出了根据一些实施方式的具有3000K的CCT和大约90的CRI的LED白光源的 发射光谱，以及可饱和的红磷的发射和吸收光谱。 图13示出了根据一些实施方式的一种可以的将LED白光源与这种可饱和的磷光体 组合的方式。 图14A和图14B分别示出了根据一些实施方式的LED照明系统的光谱和色度特性。 图15A1至图15I示出了照明应用。