[发明专利]减少生理性神经压缩的照明系统及相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于提供减少生理性神经压缩的光的系统和方法。

背景技术

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(physioneural compression)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发明有关联的信息。不应该认为上述内容构成本申请的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

本发明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。

本发明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为本发明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示出了本发明的一个实施例的可操作时段范围；

图6示出了本发明的一个实施例中的显示设备；

图7为本发明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为本发明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