[发明专利]用于减少睡眠惯性或控制警觉的照明设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过光辐射来减少睡眠惯性和控制警觉的照明设备及方法。

背景技术

过去十年来，清楚的是，通过眼睛(除了视觉之外)给予人对象的光辐射在控制多种生物节律上有很大的重要性，就这个意义而言，人的光生物学的知识极大地增加。其结果，光辐射不仅对于许多身体机能有影响，还对心理表现和心情有影响。

发现显示，褪黑素的敏感性因通过眼睛被给予的光辐射而受到抑制。褪黑素为一种显示日常周期的激素、并被认为是生物节律期的标志。在白天，褪黑素水平相对低。褪黑素水平在傍晚增加，并在夜里达到最大值，然后其在白天期间(即人通常是醒着的时段)逐渐再次减少到最小值水平。褪黑素通常被称为影响人对象的警觉的睡眠激素。由此，当控制褪黑素周期时，由于缺少警觉而犯错误的风险减少了。在自然的日常周期中，在生物节律通常的“黑暗”小时内抑制褪黑素是可能的。通常，在此时段只有人工照明是可用的。

在24小时社会中，许多人不得不在夜里工作和驾驶并保持警觉以便良好且安全地进行，并且不得不在不正常的时间内良好睡眠。在这些情况下，许多人犯错误的风险增加了，例如导致汽车事故、和/或可能忍受扭曲的睡眠行为。

从执行或安全的观点来看，睡眠惯性和警觉的降低是不希望的。通常，睡眠惯性在醒来后持续30分钟。对于飞行员和军人来说，这种睡眠惯性的持续性可能迟延或甚至危及操作。

WO02/20079批露了一种控制人对象警觉的方法、以及一种该方法中所使用的光源。该方法包括在暴露期间将人对象暴露于合适的光辐射下。实验显示，对于在420-460nm范围的光，即在光谱的蓝色部分中的光，具有特别高的敏感性。

发明内容

本发明的一个目的在于通过增加照明的刺激效果被体验的速度来改进现有技术的方法和光源。

为此，批露了一种布置为通过光辐射来减少睡眠惯性和/或控制警觉的照明设备。该照明设备包括一个或多个用于产生第一照明输出和第二照明输出的光源。第一照明输出包括主波长范围为590-770nm的光。第二照明输出包括主波长范围为400-560nm的光。因而，使用了彩色光。可替代地，第一照明输出包括色温低于4100K的白光，即暖白光。第二照明输出于是包括色温高于4900K的白光，即冷白光。可以组合这些可替代物或相继地使用这些可替代物。作为一个实例，第一照明输出可以包括范围为590-770nm的主波长，并且随后的第二照明输出可以包括色温高于4900K的白光。而且，第一照明输出可以包括色温低于4100K的白光，并且第二照明输出可以包括范围为400-560nm的主波长。照明设备还包括控制器，该控制器被配置成控制一个或多个光源以将所述人的所述眼睛在第一时间间隔期间暴露于第一照明输出且在第二时间间隔期间暴露于第二照明输出。第二时间间隔终止于比第一时间间隔晚的时间点。选择时间间隔以使得第一和第二时间间隔中的至少一个短于60秒。

照明设备可以是光疗法的专用设备，但也可以具体化为另一设备，例如装饰性照明设备、办公室照明、电视机屏幕、电脑监视器等。照明设备中所使用的光源可以是荧光、白炽、卤素、高强度放电(HID)、发光二极管(LEDs)或其它光源。对于这样的设备，时间间隔的至少一个等于或短于50毫秒有利于避免视觉不适。

还批露了一种减少人的睡眠惯性和/或控制人的警觉的方法。人的眼睛暴露于第一照明输出和第二照明输出。第二时间间隔终止比所述第一时间间隔晚的时间点。

如前述所限定的将人首先暴露于第一照明输出相对于将人暴露于第二照明输出提供了增强效果。这实现了睡眠惯性持续时间减少和/或人获得警觉的时间减少。这些效果可以例如通过测量以下而得以测量：被暴露的人的眼睛(一只或两只)的眨眼频率、或者通过测量眼睑运动(例如使用Optalert系统，http://www.optalert.com/)、反应时间测试、身体活动、EEG、眼电图、心率(变异性)、皮肤电导、皮肤温度、核心体温、唾液组分(皮质醇、褪黑素等)、打字频率或任意其它的人与设备的交互。另外，归因于先前暴露于第一照明输出的第二照明输出效果的增强使得能够减小第二照明输出所需的光强度，从而改进了舒适性。通过使时间间隔/期间的至少一个等于或短于60秒，人可以暴露于在第一和第二照明输出之间相对频繁的变化。并不期望受到理论限制，认为这样的更短的脉冲增强了生物活性，因为活性依赖于照明输出之间的差异。

应当认识到，第一照明输出和第二照明输出可以包括窄带光或非窄带光。重要地，主波长分别处于所指示的590-770nm和400-560nm范围内。