TWI796057B - Phototherapy device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本發明是有關於一種光源裝置與顯示裝置,特別是一種用於給予固定週期/頻率的視覺刺激的光源裝置或顯示裝置。The present invention relates to a light source device and a display device, in particular to a light source device or a display device for giving visual stimulation with a fixed cycle/frequency.
阿茲海默症(Altzheimer’s Disease)的患者約佔失智症總病患的六-八成。阿茲海默症的病理特徵包括異常蛋白質的堆積,例如β類澱粉蛋白(β-amyloid)在神經元之間產生的類澱粉斑塊(amyloid plaque),以及tau蛋白質在細胞內不正常聚集所形成的神經纖維纏結(tangles)。類澱粉斑塊可以干擾細胞與細胞之間神經突觸所發出的訊號,而神經纖維纏結會使營養物質無法在細胞中傳送,導致細胞死亡。一般而言,人體內的膠淋巴液,例如微膠細胞(microglia)、星狀膠細胞(astrocyte)正常運作時,腦脊髓液(cerebrospinal fluid, CSF)可以帶走堆積的異常蛋白質,並由肝臟代謝這些異常蛋白質。但是當膠淋巴液運作不正常時,異常蛋白質堆積在腦細胞中無法清除,最後造成神經退化而形成阿茲海默症,造成失智。Patients with Alzheimer's disease (Altzheimer's Disease) account for about 60-80% of the total dementia patients. The pathological features of Alzheimer's disease include the accumulation of abnormal proteins, such as amyloid plaques produced by β-amyloid between neurons, and abnormal accumulation of tau protein in cells. The formation of neurofibrillary tangles (tangles). Amyloid plaques can interfere with the signaling from cell-to-cell synapses, and neurofibrillary tangles can prevent nutrients from being transported through cells, leading to cell death. Generally speaking, when the colloidal lymphatic fluid in the human body, such as microglia and astrocytes, is functioning normally, the cerebrospinal fluid (CSF) can take away the accumulated abnormal proteins and send them to the liver Metabolize these abnormal proteins. But when the colloidal lymph fluid is not working properly, the abnormal protein accumulates in the brain cells and cannot be removed, and finally causes neurodegeneration to form Alzheimer's disease, resulting in dementia.
目前治療阿茲海默症的非侵入式刺激信號是以聲光刺激來誘發伽瑪腦波,以活化微膠細胞,進而清除異常蛋白質堆積,以緩和認知衰退。但是現行聲光刺激訊號極為單調,長期觀看或聆聽也易造成疲倦或不適,難以長期施作影響使用者使用意願。The current non-invasive stimulation signal for the treatment of Alzheimer's disease uses sound and light stimulation to induce gamma brain waves to activate microglial cells, thereby removing abnormal protein accumulation, and alleviating cognitive decline. However, the current sound and light stimulation signals are extremely monotonous, and long-term viewing or listening can easily cause fatigue or discomfort, and it is difficult to affect the user's willingness to use them for a long time.
本發明提供一種光源裝置,藉由給予特定週期/頻率的視覺刺激來治療或減緩病症。The present invention provides a light source device for treating or alleviating diseases by giving visual stimulation of a specific cycle/frequency.
根據本發明的一些實施例,提供一種光源裝置,包括:一第一光源,在一第一週期的一第一時段中提供一第一光束;以及一第二光源,在所述第一週期的一第二時段中提供一第二光束,其中所述第一光束和所述第二光束在所述第一週期內交替出射,所述第一光束與所述第二光束的混光的演色值大於或等於85。According to some embodiments of the present invention, there is provided a light source device, comprising: a first light source that provides a first light beam during a first period of a first cycle; and a second light source that provides a light beam during a first period of the first cycle A second light beam is provided in a second period, wherein the first light beam and the second light beam are emitted alternately in the first period, and the color rendering value of the mixed light of the first light beam and the second light beam is Greater than or equal to 85.
根據本發明的另一些實施例,提供一種顯示裝置,包括一光源裝置,所述光源裝置包括:一第一光源,在第一週期的第一時段中提供一第一光束;以及一第二光源,在所述第一週期的第二時段中提供一第二光束,其中所述第一光束和所述第二光束在所述第一週期內交替出射,所述第一光束與所述第二光束的混光的演色值大於或等於85。According to some other embodiments of the present invention, a display device is provided, including a light source device, and the light source device includes: a first light source that provides a first light beam during a first period of a first cycle; and a second light source , providing a second light beam during the second period of the first cycle, wherein the first light beam and the second light beam alternately emerge in the first cycle, the first light beam and the second light beam The color rendering value of the mixed light of the beam is greater than or equal to 85.
根據本發明的一些實施例,提供一種光源裝置,包括:一第一光源,在一第一週期的一第一時段中提供一第一光束;以及一第二光源,在所述第一週期的一第二時段中提供一第二光束,其中所述第一光束與所述第二光束在所述第一週期內交替出射,所述第一光束和所述第二光束具有相同色溫。According to some embodiments of the present invention, there is provided a light source device, comprising: a first light source that provides a first light beam during a first period of a first cycle; and a second light source that provides a light beam during a first period of the first cycle A second light beam is provided in a second period, wherein the first light beam and the second light beam are emitted alternately in the first period, and the first light beam and the second light beam have the same color temperature.
基於上述,本發明提供一種光源裝置與顯示裝置,藉由提供至少兩種不同光線組合的一光線週期,給予固定週期/頻率的視覺刺激來治療阿茲海默症,以較舒適的光刺激組合,克服現有非侵入性刺激訊號乏味及難以長期施作的問題,並應用於日常生活的照明與顯示。Based on the above, the present invention provides a light source device and a display device, by providing a light cycle of at least two different light combinations, giving visual stimulation with a fixed cycle/frequency to treat Alzheimer's disease, and using a more comfortable combination of light stimulation , to overcome the problems of the existing non-invasive stimulation signals being boring and difficult to perform for a long time, and to apply it to the lighting and display of daily life.
請參考以下實施例及隨附圖式,以便更充分地了解本發明,但是本發明仍可以藉由多種不同形式來實踐,且不應將其解釋為限於本文所述之實施例。而在圖式中,為求明確起見對於各構件以及其相對尺寸可能未按實際比例繪製。Please refer to the following examples and accompanying drawings for a more complete understanding of the present invention, however, the present invention may be practiced in many different forms and should not be construed as being limited to the examples described herein. In the drawings, for the sake of clarity, the components and their relative dimensions may not be drawn to scale.
圖1是根據本發明的一些實施例的一種光源裝置的示意圖。圖2是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。請同時參考圖1與圖2。如圖1所示,光源裝置100包括:第一光源110與第二光源120。根據一些實施例,第一光源110與第二光源120為陣列式發光二極體,或其他可以發射光束的元件,本發明並不以此為限。其中,第一光源110用以提供第一光束L1,第二光源120用以提供第二光束L2,第一光束L1和第二光束L2被配置為交替發出以提供光刺激。如圖2所示,第一光源110被配置為在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束201,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束202。其中,第一時段T11和第二時段T12構成第一週期T1,且第一光束201與第二光束202在第一週期T1內交替出射。根據一些實施例,第一週期T1所對應的第一頻率f1為35-45Hz,即f1=1/T1=35-45Hz。根據一些實施例,第一週期T1所對應的第一頻率f1為40Hz,但本發明並不以此為限。在本實施例中,第一時段T11的時長與第二時段T12的時長為相等,即第一光束201與第二光束202具有相同的占空比,即T11/T1=T12/T1。在另一實施例中,第一光束201和第二光束202可具有不同的占空比。Fig. 1 is a schematic diagram of a light source device according to some embodiments of the present invention. FIG. 2 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. Please refer to Figure 1 and Figure 2 at the same time. As shown in FIG. 1 , the
在本實施例中,第一光束201於第一時段T11中和第二光束202於第二時段T12中分別為連續光束。根據一些實施例,第一光束201與第二光束202的光波長在380-1050nm之間,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第一光束201與第二光束202為單色光,或是包含多個單色光的混合光、或是全光譜光,但不以此為限。In this embodiment, the
在本實施例中,第一光束201與第二光束202具有相同的色溫與相同的光譜。根據一些實施例,第一光束201與第二光束202的色溫在2000-7000K之間,但不以此為限。根據一些實施例,第一光束201與第二光束202的差別在於,第一光束201與第二光束202具有不同的光強度,即第一光束201的光強度可以大於或小於第二光束202的光強度。In this embodiment, the
在本實施例中,第一光束201與第二光束202的光強度差異小於一閥值。若第一光束201的光強度為I1,第二光束202的光強度為I2,則光強度差異D定義為
。根據一些實施例,第一光束201與第二光束202的光強度差異D小於10%。在一些實施例中,第一光束201與第二光束202的光強度差異D小於5%。在一些實施例中,第一光束201與第二光束202的光強度差異D小於2.5%。
In this embodiment, the light intensity difference between the
當第一光束201與第二光束202以第一週期T1依序出光時,由於第一光束201與第二光束202的色溫與光譜相同,而僅在光強度中具有差異,因此,光源裝置100所發射的第一光束201和第二光束202會分別以不同光強度但相同的第一頻率f1閃爍,以提供光刺激,且第一光束201和第二光束202所混合的光具有高演色值(color rendering index,CRI),即CRI≧85。由於第一光束201與第二光束202的光強度僅具有小於閥值的差異,例如第一光束201與第二光束202的光強度小於10%或更小,因此對待治療的患者而言,所接收到的光強度變化相對較小,可減少患者眼睛的負擔。藉由改變光源裝置100中第一光源110與第二光源120所發出的第一光束201與第二光束202的照射週期,可以調整患者所接受的光刺激,進而產生誘發伽瑪腦波,活化微膠細胞的效果。在後續實施例中,將陸續說明各種實施方式。When the
圖3是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。圖3所示的光訊號時序圖與圖2類似,第一光源110在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束301,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束302。第一光束301與第二光束302的光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。FIG. 3 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. The light signal timing diagram shown in FIG. 3 is similar to that in FIG. 2. The
圖3與圖2的差異處在於,第一光束301與第二光束302具有相同的色溫,但是第二光束302具有與第一光束301不同的光譜。也就是說,第一光束301與第二光束302具有不同的波長組成,且第一光束301和第二光束302在第一週期T1中交替照射。在另一實施例中,第一光束301和第二光束302混合成高演色值(例如CRI≧85)的光,對患者進行視覺刺激,以誘發產生伽瑪腦波。由於第一光束301與第二光束302具有相同的色溫與不同的光譜,因此針對不同的使用目的,第一光束301與第二光束302可以具有不同的光強度。在一些實施例中,若光源裝置100作為顯示器用,則第一光束301與第二光束302可具有相同的光強度,以避免使用者看到明暗變化的畫面。在另一些實施例中,若光源裝置100作為提供照明用,則第一光束301與第二光束302可具有不同的光強度,且光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小,以使使用者接受到具有亮度變化的光刺激。The difference between FIG. 3 and FIG. 2 is that the
圖4是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。圖4所示的光訊號時序圖與圖2類似,第一光源110在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束401,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束402。第一光束401與第二光束402的光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。此外,第一光束401與第二光束402具有相同的色溫與相同的光譜。在另一些實施例中,第一光束401與第二光束402具有相同的色溫與不同的光譜。FIG. 4 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the invention. The light signal timing diagram shown in FIG. 4 is similar to FIG. 2, the
圖4與圖2的差異處在於,第一光束401與第二光束402其中一者為連續光束,另一者為具有一閃爍頻率的閃爍光束,又稱為脈衝寬度調變(pulse width modulation,PWM)光束。在本實施例中,第一光束401在第一時段T11中為連續光束,第二光束402在第二時段T12中為具有一閃爍頻率的閃爍光束,且第一光束401和第二光束402混合成具有高演色值(CRI≧85)的光。在另一些實施例中,第二光束402在第二時段T12中為連續光束,而第一光束401在第一時段T11中為具有一閃爍頻率的閃爍光束,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第二光束402在第二時段T12的閃爍頻率範圍為>500Hz,優選為500-2000Hz,但並不以此為限。在本實施例中,第一時段T11的時長等於第二時段T22的時長,第一時段T11的時長與第二時段T12的時長的和等於第二週期的時長,即第一時段T11和第二時段T12分別占第一週期T1的50%。在另一實施例中,第一時段T11或第二時段T12可占第一週期T1的40-60%,但並不以此為限。當第二光束402的閃爍頻率的範圍為500-2000Hz時,此頻率已超過人眼的辨識頻率,因此雖然第二光束402為閃爍光束,但患者並不易察覺光束的閃爍。在本實施例中,光源裝置100在第一週期T1中的第一時段T11中所產生的第一光束401可以提供連續光束的光刺激,而在第一週期T1中的第二時段T12中所產生的第二光束402中可以提供閃爍光束的光刺激。The difference between FIG. 4 and FIG. 2 is that one of the
圖5是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。圖5所示的光訊號時序圖與圖4類似,第一光源110在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束501,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束502。其中,第一光束501與第二光束502具有不同的光強度,光強度的差異值小於一閥值,例如小於10%或更小。此外,第一光束501與第二光束502具有相同的色溫與相同的光譜且混合出具有高演色值(CRI≧85)的光。FIG. 5 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. The light signal timing diagram shown in FIG. 5 is similar to that in FIG. 4. The first
圖5與圖4的差異處在於,第一光束501在第一時段T11與第二光束502在第二時段T12皆為具有閃爍頻率的閃爍光束,第一光束501具有第一閃爍頻率,第二光束502具有第二閃爍頻率。在一實施例中,第一光束501的第一閃爍頻率不同於第二光束502的第二閃爍頻率。在另一實施例中,第一光束501的第一閃爍頻率相同於第二光束502的第二閃爍頻率,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第一光束501與第二光束502的閃爍頻率的範圍分別為>1000Hz,優選為1000-2000Hz,但並不以此為限。根據一些實施例,第一光束501與第二光束502可具有相同的占空比,或是具有不同的占空比。根據一些實施例,第一光束501與第二光束502的占空比為40-60%,優選為50%,但並不以此為限。在本實施例中,光源裝置100在第一週期T1中的第一時段T11中所提供的第一光束501與在第一週期T1的第二時段T12中所提供的第二光束502均可以提供閃爍光束的刺激。The difference between FIG. 5 and FIG. 4 is that the
圖6是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。圖5所示的光訊號時序圖與圖6類似,第一光源110在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束601,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束602。第一光束601與第二光束602的光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。FIG. 6 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. The light signal timing diagram shown in FIG. 5 is similar to that in FIG. 6. The first
圖6與圖5的差異處在於,第一光束601與第二光束602具有相同的色溫但是不同的光譜。因此,在本實施例中,光源裝置100在第一週期T1所提供的光束會具有以第一週期T1產生色溫相同、光譜不同的光束且交替出射混合出具有高演色值(CRI≧85)的光,以對患者產生視覺刺激。由於第一光束601與第二光束602具有相同的色溫與不同的光譜,因此針對不同的使用目的,第一光束601與第二光束602可以具有不同的光強度。在一些實施例中,若光源裝置100作為顯示器用,則第一光束601與第二光束602可具有相同的光強度,以避免使用者看到明暗變化的畫面。在另一些實施例中,若光源裝置100作為提供照明用,則第一光束601與第二光束602可具有不同的光強度,且光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小,以使使用者接受到具有亮度變化的光刺激。The difference between FIG. 6 and FIG. 5 lies in that the
在圖2至圖6的實施例中,第一光束201、301、401、501、601與第二光束202、302、402、502、602其中一者,可以是在一波長範圍內為白光或等能白光,或是在一波長範圍內具有連續光譜。根據一些實施例,等能白光可以是在一給定波長範圍內,每個波長均具有相同能量,例如在400-800nm範圍內,所有波長均具有相同能量。根據一些實施例,在一波長範圍內具有連續光譜,而在給定波長範圍內,每個波長所帶有的能量可不相同,例如在400-800nm範圍內,所有波長均具有不同能量。2 to 6, one of the
圖7是根據本發明的一些實施例的聲光訊號時序圖。請同時參考圖1與圖7。根據一些實施例,光源裝置100更包含聲源150,用以產生一聲波脈衝S,所述聲波脈衝S的發射週期與所述第一週期T1相同。如圖7所示,在第一週期T1中的第一時段T11中,第一光源110發射出第一光束701,在第一週期T1中的第二時段T12中,第二光源120發射出第二光束702。此處的第一光束701與第二光束702可以是圖2至圖6中所述的各種實施例,因此此處不再贅述。第一光束701與第二光束702也可以是下文中所提到的其他實施例組合,且並不以此為限。另一方面,在第一週期T1中,聲源150發出了寬度為W的聲波脈衝703。根據一些實施例,聲波脈衝703可以在第一週期T1中的任意位置,例如在第一時段T11中,或是在第二時段T12中,或是部份在第一時段T11中且部份在第二時段T12中。根據一些實施例,聲波脈衝703的時間長度小於第一週期T1,優選為0.1-0.25T1,本公開並不以此為限。因此在第一週期T1中,不但同時具有第一光束701與第二光束702的光刺激,也同時具有聲源所發出的聲波脈衝703所產生的聲音刺激。因此,在第一週期T1中,光源裝置100可以同時提供聲光刺激,以加強對使用者腦部的刺激。FIG. 7 is a timing diagram of acousto-optic signals according to some embodiments of the present invention. Please refer to Figure 1 and Figure 7 at the same time. According to some embodiments, the
圖8A至圖8C是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。請同時參考圖1與圖8A至8C。圖8A所示的光訊號時序圖與圖2類似,第一光源110在第一週期T1的第一時段T11中提供第一光束801,第二光源120被配置為在第一週期T1的第二時段T12中提供第二光束802。第一光束801與第二光束802具有不同的光強度,兩者的光強度差異值小於一閥值,例如小於10%或更小。8A to 8C are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. Please refer to FIG. 1 and FIGS. 8A to 8C at the same time. The light signal timing diagram shown in FIG. 8A is similar to FIG. 2, the first
如圖1所示,光源裝置100更包括第三光源130與第四光源140。第三光源130用以提供第三光束L3,第四光源用以提供第四光束L4。第三光源130和第四光源140與第一光源110和第二光源120相似,被配置為交替發出光束以產生光刺激,且至少其中一組光束(L1+L2或L3+L4)可混合出具高演色值(CRI≧85)的光。根據一些實施例,第三光束L3與第四光束L4可具有不同的光強度,且光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。根據一些實施例,第三光源130與第四光源140為陣列式發光二極體,或其他可以發射類似光束的元件,本發明並不以此為限。如圖8B所示,第三光源130被配置為在第二週期T2的第三時段T21中提供第三光束803。第四光源140,被配置為在第二週期T2的第四時段T22中提供第四光束804,且第三光束803與第四光束804在第二週期T2內交替出射。在本實施例中,第三時段T21的時長等於第四時段T22的時長,第三時段T21的時長與第四時段T22的時長的和等於第二週期的時長,即第三時段T21和第四時段T22分別占第二週期T2的50%。根據一些實施例,第二週期T2所對應的第二頻率f2可不同於第一週期T1所對應的第一頻率f1。根據一些實施例,第二週期T2所對應的第二頻率f2為55-65Hz,即f2=1/T2=55-65Hz,如圖8C所示。根據一些實施例,第二週期T2所對應的第二頻率f2為60Hz,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第三時段T21的時長與第四時段T22的時長可為相等或不相等,本發明並不以此為限。As shown in FIG. 1 , the
在此實施例中,第一光束801與第二光束802可為圖2至圖6中所述的各種實施例,與下文中所提到的其他實施例組合,且並不以此為限。因此此處不再贅述。此處的第三光束803與第四光束804可為圖2至圖6中所述的各種實施例,與下文中所提到的其他實施例組合,且並不以此為限。在一些實施例中,第一光束801與第二光束802具有相同的第一色溫,且第一光束801和第二光束802的混光具有高演色值(CRI≧85),第三光束803與第四光束804具有相同的第二色溫,且第三光束803和第四光束804的混光具有高演色值(CRI≧85)。在另一些實施例中,第一光束801和第二光束802的混光具有高演色值(例如CRI≧85),但第三光束803和第四光束804的混光可不具有高演色值(例如CRI<85)。根據一些實施例,第一色溫與第二色溫可為相同或不相同,本發明並不以此為限。根據一些實施例,當第一色溫與第二色溫相同時,第一光束801、第二光束802、第三光束803、第四光束804的光譜均不相同。In this embodiment, the
當光源裝置100同時發出兩組不同週期或頻率的光線,例如圖8A至圖8C的第一週期T1與第二週期T2,此時光源裝置100可以對患者施行兩種不同頻率的光刺激,增加對患者腦部的刺激。When the
圖9是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。根據一些實施例,圖1中的第一光源110與第二光源120可具有相同或不同的螢光物組成,因此可以同時發出兩種不同的光束,例如白光與藍光的組合,本發明並不以此為限。如圖9所示,在第一週期T1的第一時段T11中,第一光源110所發出的第一光束901是由白光901A與藍光901B所組合。在第一週期T1的第二時段T12中,第二光源120所發出的第二光束902是由白光902A與藍光902B所組合。根據一些實施例,第一光束901與第二光束902的光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。第一光束901的光強度為白光901A與藍光901B的光強度的和,第二光束902的光強度為白光902A與藍光902B的光強度的和。根據一些實施例,第一光束901的白光901A與第二光束902的白光902A可具有相同的色溫與相同或不相同的光譜,本公開並不以此為限。根據一些實施例,第一光束901的藍光901B與第二光束902的藍光902B可具有相同的色溫與相同或不相同的光譜,本發明並不以此為限。根據一些實施例,在第一光束901中,白光901A與藍光901B的光強度比與第二光束902中,白光902A與藍光902B的光強度比可為相同或不相同,本發明並不以此為限。本實施例所述的第一光束901與第二光束902的白光與藍光的組合,可以應用至前述各實施例中,並不以此為限。FIG. 9 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. According to some embodiments, the first
圖10是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。根據一些實施例,圖1中的第一光源110與第二光源120可具有相同或不同的光源組成,因此可以發出藍光、綠光與紅光的組合。如圖10所示,在第一週期T1的第一時段T11中,第一光源110所發出的第一光束1001是由藍光1001A、綠光1001B與紅光1001C所組合。在第一週期T1的第二時段T12中,第二光源120所發出的第二光束1002是由藍光1002A、綠光1002B與紅光1002C所組合。根據一些實施例,第一光束1001與第二光束1002的光強度差異小於一閥值,例如小於10%或更小。而第一光束1001的光強度為藍光1001A、綠光1001B與紅光1001C的光強度的和,第二光束1002的光強度為藍光1002A、綠光1002B與紅光1002C的光強度的和。根據一些實施例,第一光束1001的藍光1001A與第二光束1002的藍光1002A可具有相同的色溫與相同或不相同的光譜,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第一光束1001的綠光1001B與第二光束1002的綠光1002B可具有相同的色溫與相同或不相同的光譜,本發明並不以此為限。根據一些實施例,第一光束1001的紅光1001C與第二光束1002的紅光1002C可具有相同的色溫與相同或不相同的光譜,本發明並不以此為限。根據一些實施例,在第一光束1001中,藍光1001A、綠光1001B與紅光1001C的光強度比與第二光束1002中,藍光1002A、綠光1002B與紅光1002C的光強度比可為相同或不相同,本發明並不以此為限。本實施例所述的第一光束1001與第二光束1002的藍光、綠光與紅光的組合,可以應用至前述各實施例中,並不以此為限。FIG. 10 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. According to some embodiments, the first
圖11是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。根據一些實施例,圖1中的第一光源110與第二光源120分別發出單色光或白光,其中單一光線的顏色在相同x、y座標範圍的4個麥克亞當橢圓內時,可具有不同的光譜。因此,可以利用兩種不同光譜的週期性變化以調製新的光線。如圖11所示,在第一週期T1的第一時段T11中,第一光源110發出第一光束1101,在第一週期T1的第二時段T12中,第二光源120發出第二光束1102。根據一些實施例,第一光束1101與第二光束1102的光譜不同,色座標差異在4個麥克亞當橢圓內。根據一些實施例,當光源裝置100被應用於顯示器時,第一光束1101與第二光束1102的光強度相同(強度差異小於10%)。根據一些實施例,當光源裝置100被應用於體外光刺激時,第一光束1101與第二光束1102的光強度不同。本實施例所述的第一光束1101與第二光束1102的組合,可以應用至前述各實施例中,並不以此為限。不論是單光源或雙光源組成的白光,其演色值愈高對於使用者的嚮應較佳,當CRI>85時更為顯著。FIG. 11 is a timing diagram of optical signals according to some embodiments of the present invention. According to some embodiments, the first
圖12是美國國家標準協會(American national standard institute,ANSI)所定義的同色溫的色座標型態的示意圖。請參照圖12,在本實施例中,同色溫的定義是依照美國國家標準協會的定義。換言之,依照此一標準設計之同色溫的光源,對人眼而言的顏色差異不易察覺。其中,圖12示意圖中所繪示的美國國家標準協會定義的色座標型態的詳細座標值請參照表1如下:
表1
圖13A與圖13B是根據本發明的一些實施例的光譜分佈。如圖13A所示,光譜(A)與光譜(B)具有相同色溫,在本實施例中,光譜(A)的色溫為5529K,光譜(B)的色溫為5400K,但是具有不同的光譜分佈。光譜(A)的強度峰值約在波長450nm,光譜(B)的強度峰值約在波長460nm處。其中,光譜(A)的演色值CRI為81,光譜(B)的演色值CRI為86,光譜(A)與光譜(B)混光後的演色值為86。如圖13A所示,光譜(A)的生理刺激值(Circadian Action Factor,CAF)範圍為CAF=0.65-0.75,光譜(B)的生理刺激值範圍為CAF=0.85-0.95,因此在色溫相同的情形下,不同光頻譜的光具有不同的生理刺激值。13A and 13B are spectral distributions according to some embodiments of the invention. As shown in FIG. 13A, spectrum (A) and spectrum (B) have the same color temperature. In this embodiment, spectrum (A) has a color temperature of 5529K and spectrum (B) has a color temperature of 5400K, but they have different spectral distributions. Spectrum (A) has an intensity peak at about 450nm, and spectrum (B) has an intensity peak at about 460nm. Among them, the color rendering value CRI of spectrum (A) is 81, the color rendering value CRI of spectrum (B) is 86, and the color rendering value of spectrum (A) and spectrum (B) after mixing light is 86. As shown in Figure 13A, the range of the physiological stimulation value (Circadian Action Factor, CAF) of the spectrum (A) is CAF=0.65-0.75, and the range of the physiological stimulation value of the spectrum (B) is CAF=0.85-0.95, so in the same color temperature In some cases, lights of different light spectrums have different physiological stimulation values.
如圖13B所示,圖中的兩個光譜分別為光譜(A)與光譜(C)。光譜(C)的色溫為4919K,且光譜(C)在波長範圍400-7000nm之間為全光譜,因此光譜(C)的演色值為97。光譜(A)與光譜(C)混光後的演色值為90。As shown in FIG. 13B , the two spectra in the figure are Spectrum (A) and Spectrum (C) respectively. The color temperature of Spectrum (C) is 4919K, and Spectrum (C) is a full spectrum in the wavelength range of 400-7000nm, so the color rendering value of Spectrum (C) is 97. The color rendering value of spectrum (A) and spectrum (C) after mixing is 90.
圖14A與圖14B是根據本發明的一些實施例的演色值與腦電圖訊號的關係。圖14A是使用單一光源以一固定閃爍頻率,在本實施例中,閃爍頻率為40Hz,以測量在不同演色值(color rendering index,CRI)中,腦電圖(electroencephalography,EEG)在40Hz處的訊號強度。在圖14A中,光源的色溫均在5000K左右。當光源的演色值由60逐漸增加至接近100時,腦電圖在40Hz處的訊號也對應增強,代表光源的演色值越高對使用者的響應較佳,特別是當演色值CRI≥85時,訊號強度都在4以上,表示訊號強度相對於演色值CRI<85時更為顯著。14A and 14B are the relationship between the color rendering value and the EEG signal according to some embodiments of the present invention. FIG. 14A is a single light source with a fixed flicker frequency. In this embodiment, the flicker frequency is 40 Hz to measure the electroencephalogram (electroencephalography, EEG) at 40 Hz in different color rendering values (color rendering index, CRI). signal strength. In FIG. 14A , the color temperatures of the light sources are all around 5000K. When the color rendering value of the light source gradually increases from 60 to close to 100, the EEG signal at 40Hz also increases correspondingly, which means that the higher the color rendering value of the light source, the better the response to the user, especially when the color rendering value CRI≥85 , the signal strength is above 4, which means that the signal strength is more significant than when the color rendering value CRI<85.
圖14B與圖14A相似,但是圖14B是使用雙光源以一固定閃爍頻率交替閃爍,在本實施例中,閃爍頻率為40Hz,以測量在不同演色值(CRI)中,腦電圖(EEG)在40Hz處的訊號強度。如圖14B所示,當光源的演色值小於85時,腦電圖在40Hz處的訊號(0.86-0.99)明顯小於光源的演色值大於85時的腦電圖在40Hz處的訊號(>1.79),代表光源的演色值越高對使用者的響應較佳。由圖14B可知,當演色值CRI≥85時,訊號強度都在1.5以上,表示訊號強度相對於演色值CRI<85時更為顯著。Fig. 14B is similar to Fig. 14A, but Fig. 14B uses two light sources to flash alternately at a fixed flicker frequency. In this embodiment, the flicker frequency is 40 Hz to measure the electroencephalogram (EEG) in different color rendering values (CRI). Signal strength at 40Hz. As shown in Figure 14B, when the color rendering value of the light source is less than 85, the EEG signal at 40 Hz (0.86-0.99) is significantly smaller than the EEG signal at 40 Hz when the color rendering value of the light source is greater than 85 (>1.79) , which means that the higher the color rendering value of the light source, the better the response to the user. It can be seen from FIG. 14B that when the color rendering value CRI≥85, the signal strength is above 1.5, indicating that the signal strength is more significant than when the color rendering value CRI<85.
在圖14A與圖14B中,在CRI≥85時,圖14A的EEG訊號強度(>4)均比圖14B的EEG訊號強度(1.79-2.98)強。由於在圖14A中是使用單光源進行閃爍,因此亮度差異較為明顯,所得到的EEG訊號也會較為強烈。而在圖14B中,由於是以雙光源進行交替閃爍,因此亮度差異較不明顯,所得到的EEG訊號相對於單光源閃爍時的EEG訊號(如圖14A所示)會較弱。但是在實際使用上,以單光源進行閃爍,由於明暗對比較明顯,會對使用者的眼睛造成較大的負擔。以雙光源進行閃爍,由於亮度變化相對較小,因此對使用者的眼睛幾乎不會造成負擔,因此更適合融入日常生活環境中。In FIG. 14A and FIG. 14B , when CRI≥85, the EEG signal strength (>4) in FIG. 14A is stronger than the EEG signal strength (1.79-2.98) in FIG. 14B . Since a single light source is used for flashing in FIG. 14A , the brightness difference is more obvious, and the obtained EEG signal will be stronger. In FIG. 14B , since two light sources are used to flash alternately, the brightness difference is less obvious, and the obtained EEG signal will be weaker than the EEG signal obtained when a single light source is flashed (as shown in FIG. 14A ). However, in actual use, flickering with a single light source will cause a greater burden on the eyes of the user due to the obvious contrast between light and dark. Flashing with dual light sources, since the brightness change is relatively small, it will hardly burden the user's eyes, so it is more suitable for integration into the daily life environment.
圖15A至圖15B是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。根據一些實施例,圖1中的第一光源110與第二光源120中的單一顯示像素具有不同單色光組合的週期變化。此時,單一顯示像素可以有兩種不同的組合變化,例如同時發出不同單色光,或是依序發出不同單色光。如圖15A所示,在第一週期T1的第一時段T11中,第一光源110同時發出紅光1201A、綠光1201B與藍光1201C。在第一週期T1的第二時段T12中,第二光源120同時發出紅光1202A、綠光1202B與藍光1202C。如圖15B所示,在第一週期T1的第一時段T11的第一部份T11A、第二部份T11B、第三部份T11C,第一光源110依序發出紅光1211A、綠光1211B與藍光1211C。在第一週期T1的第二時段T12中的第一部份T12A、第二部份T12B、第三部份T12C,第二光源120依序發出紅光1212A、綠光1212B與藍光1212C。根據一些實施例,紅光1211A與紅光1212B的波長不同,且其色座標差異可在4個麥克亞當橢圓內。根據一些實施例,綠光1211B與綠光1212B的波長不同,且其色座標差異可在4個麥克亞當橢圓內。根據一些實施例,藍光1211C與藍光1212C的波長不同,且其色座標差異可在4個麥克亞當橢圓內。根據一些實施例,當光源裝置100被應用於顯示器時,第一光束1201與第二光束1202的光強度相同。根據一些實施例,當光源裝置100被應用於體外光刺激時,第一光束1201與第二光束1202的光強度不同。本實施例所述的第一光束1201與第二光束1202的組合,可以應用至前述各實施例中,並不以此為限。15A-15B are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. According to some embodiments, a single display pixel in the first
圖16是根據本發明的一些實施例的一種顯示裝置的示意圖。請參照圖16,本實施例的顯示裝置1300包括一背光元件1310以及一顯示器1320。顯示器1320可為液晶顯示面板或其它合適的空間光調變器(spatial light modulator)。背光元件1310可為上述所提到的光源裝置100中的各式實施例,用以提供顯示器1320的背光。根據一些實施例,背光元件1310為直下式背光元件,或側光式背光元件,本發明並不以此為限。當背光元件1310包括前述光源裝置100的各式實施例時,顯示器背光的光線週期為由兩種不同的光線所組成。因此當使用者使用此顯示器時,便可同時接受光刺激。在另一實施例中,顯示裝置的光源來自顯示器的發光單元,各發光單元所發出的光線如以上實施例在一週期時間中交替出射。Fig. 16 is a schematic diagram of a display device according to some embodiments of the present invention. Referring to FIG. 16 , a
圖17是根據本發明的一些實施例的一種顯示裝置的示意圖。如圖17所示,顯示裝置1400具有一光源裝置1410。光源裝置1410類似於圖1中的光源裝置100,可以以一週期交替發射兩種不同光線。在本實施例中,光源裝置1410所發出的光束為紅外光。Fig. 17 is a schematic diagram of a display device according to some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 17 , the
在一些實施例中,以上所述光源裝置或顯示裝置更可進一步結合眼動感測器,以追蹤使用者的眼部E運動,光源裝置1410可以產生對應第一週期,閃爍頻率為40Hz的紅外光,在使用者的視線範圍周圍提供閃爍頻率為40Hz的紅外光或其他不可見光的刺激。In some embodiments, the above-mentioned light source device or display device can be further combined with an eye movement sensor to track the user's eye E movement, and the
綜上所述,本發明以兩種以上的光線組合以於一週期時間內交替發射,提供具有治療效果的光刺激。藉由不同形式的光線組合,可有效提供多樣化的治療方式。To sum up, the present invention combines more than two kinds of light to emit alternately within a period of time, so as to provide light stimulation with therapeutic effect. By combining different forms of light, it can effectively provide a variety of treatment methods.
100:光源裝置
110:第一光源
120:第二光源
130:第三光源
140:第四光源
150:聲源
201、301、401、501、601、701、801、901、1001、1101、L1:第一光束
202、302、402、502、602、702、802、902、1002、1102、L2:第二光束
703、S:聲波脈衝
803、L3:第三光束
804、L4:第四光束
901A、902A:白光901B、902B:藍光
1001A、1002A、1201A、1202A、1211A、1212A:紅光
1001B、1002B、1201B、1202B、1211B、1212B:藍光
1001C、1002C、1201C、1202C、1211C、1212C:綠光
1300:顯示裝置
1310:背光元件
1320:顯示器
1400:顯示裝置
1410:光源裝置
T1:第一週期
T2:第二週期
T11、T21:第一時段
T12、T22:第二時段
T11A、T12A:第一部份
T11B、T12B:第二部份
T11C、T12C:第三部份
100: light source device
110: The first light source
120: Second light source
130: The third light source
140: The fourth light source
150:
圖1是根據本發明的一些實施例的一種光源裝置的示意圖。 圖2至圖6是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。 圖7是根據本發明的一些實施例的聲光訊號時序圖。 圖8A至圖8C是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。 圖9至圖11是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。 圖12是美國國家標準協會所定義的同色溫的色座標型態的示意圖。 圖13A與圖13B是根據本發明的一些實施例的具有相同色溫的光譜分佈。 圖14A與圖14B是根據本發明的一些實施例的演色值與腦電圖訊號的關係。 圖15A至圖15B是根據本發明的一些實施例的光訊號時序圖。 圖16是根據本發明的一些實施例的一種顯示裝置的示意圖。 圖17是根據本發明的一些實施例的一種顯示裝置的示意圖。 Fig. 1 is a schematic diagram of a light source device according to some embodiments of the present invention. 2 to 6 are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. FIG. 7 is a timing diagram of acousto-optic signals according to some embodiments of the present invention. 8A to 8C are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. 9 to 11 are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. FIG. 12 is a schematic diagram of color coordinates of the same color temperature defined by the American National Standards Institute. 13A and 13B are spectral distributions with the same color temperature according to some embodiments of the present invention. 14A and 14B are the relationship between the color rendering value and the EEG signal according to some embodiments of the present invention. 15A-15B are timing diagrams of optical signals according to some embodiments of the present invention. Fig. 16 is a schematic diagram of a display device according to some embodiments of the present invention. Fig. 17 is a schematic diagram of a display device according to some embodiments of the present invention.
201、L1:第一光束
202、L2:第二光束
T1:第一週期
T11:第一時段
T12:第二時段
201, L1:
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