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      基于光生物效應(yīng)的led健康照明評(píng)價(jià)方法及健康照明燈的制作方法

      文檔序號(hào):9504672閱讀:393來源:國知局
      基于光生物效應(yīng)的led健康照明評(píng)價(jià)方法及健康照明燈的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及一種光生物效應(yīng)評(píng)價(jià)方法,特別是涉及一種基于光生物效應(yīng)的LED健 康照明評(píng)價(jià)方法及LED健康照明燈。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展,人類對(duì)照明光質(zhì)量的要求已經(jīng)從視觀清晰生動(dòng)、安全 發(fā)展到現(xiàn)在對(duì)健康的要求。有效評(píng)價(jià)照明現(xiàn)場的光生物效應(yīng),有益于制定和改進(jìn)更符合人 類生活需要的照明標(biāo)準(zhǔn),對(duì)推進(jìn)健康照明、舒適照明、節(jié)能照明的綠色照明工程有一定的 理論意義和實(shí)際意義。
      [0003] 目前照明光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)的評(píng)價(jià)方法兩大類,一類是以褪黑激素的抑制作用 為依據(jù)的響曲線,這類方法的缺陷在于需要長時(shí)間照明和高強(qiáng)度的光照有效果,對(duì)于實(shí)際 照明場景的評(píng)價(jià),缺乏即時(shí)性,同時(shí)在低照度情況下,該方法失效;另一類是基于瞳孔大 小改變的光譜響應(yīng)曲線,這類方法的缺陷是目前尚不能證明瞳孔大小的改變是單獨(dú)由于 ipGRC作用發(fā)生改變,還是ipRGC與視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞共同作用的結(jié)果,即無法有效完全 分離照明的視覺通道和非視覺通道。
      [0004] 而以心率及心率變化來評(píng)價(jià)光環(huán)境變化時(shí)人的光生物效應(yīng)可以有效分離視覺通 道參量和非視覺通道參量,使光生物效應(yīng)具有即時(shí)性,將該方法應(yīng)用于照明燈控制系統(tǒng)中, 可以很方便的實(shí)現(xiàn)健康照明。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005] 本發(fā)明的目的在于為了解決上述評(píng)價(jià)方法的不足而提供一種在LED光源照明條 件下能更準(zhǔn)確衡量人體光生物效應(yīng)的健康評(píng)價(jià)方法及基于該評(píng)價(jià)方法的LED健康照明燈。
      [0006] 為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種基于光生物效應(yīng)的LED健康照 明燈,包括LED發(fā)光光源、與LED發(fā)光光源相連接的驅(qū)動(dòng)電源、控制裝置、采用基 于人體在LED光源照明條件下的生理參數(shù)變化獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù) 鞏屬修正的光照度測量模塊,以及數(shù)據(jù)處理模塊組成的光通量測量儀和背景亮度測量模 塊,對(duì)不同光譜成分的LED光源進(jìn)行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源的B/P 值存儲(chǔ)在光通量測量儀中,測量時(shí),先測量明視覺照度,等效照度為實(shí)測的明視覺照度值與 B/P值的乘積,根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的照明效果,通過驅(qū)動(dòng)控制裝置對(duì)LED發(fā)光光源進(jìn)行色溫、 亮度調(diào)節(jié)。
      [0007] 進(jìn)一步的,光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù):
      A與光源的||_:有 關(guān)。
      [0008] 進(jìn)一步的,光生物等效光通量為:
      為絕對(duì)光譜能量分布,:?等效最大光譜光效函數(shù);
      [0009] 進(jìn)一步的,所述背景亮度測量儀(6)直接測量背景亮度值。
      [0010] 進(jìn)一步的,通過調(diào)節(jié)光源的光譜成分和色溫、亮度改變B/P值。
      [0011] 本發(fā)明還提供了一種基于光生物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:基 于人體在LED光源照明條件下的生理參數(shù)變化獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)鞏七,對(duì)不 同光譜成分的LED光源進(jìn)行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源的B/P值存儲(chǔ) 在光通量測量儀中,測量時(shí),先測量明視覺照度,等效照度為實(shí)測的明視覺照度值與B/P值 的乘積;按照人體對(duì)于自然光的適應(yīng)性,根據(jù)實(shí)際測量獲得的不同時(shí)段某處的B/P及等效 光生物效應(yīng),將光生物效應(yīng)的貢獻(xiàn)值與自然光環(huán)境進(jìn)行比較,調(diào)整LED光源的光譜成分,色 溫及亮度。
      [0012] 進(jìn)一步的,光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù):
      A與光源的有 關(guān)。
      [0013] 進(jìn)一步的,光生物等效光通量為:
      為絕對(duì)光譜能量分布,等效最大光譜光效函數(shù);
      [0014] 進(jìn)一步的,所述背景亮度測量儀(6)直接測量背景亮度值。
      [0015] 進(jìn)一步的,通過調(diào)節(jié)光源的光譜成分和色溫、亮度改變B/P值。
      【附圖說明】
      [0016] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖; 圖2為基于心率光生物效應(yīng)響應(yīng)曲線; 圖中:1、LED發(fā)光光源;2、驅(qū)動(dòng)電源;3、控制裝置;4、光通量測量模塊;5、數(shù)據(jù)處理模 塊;6、背景亮度測量模塊。
      【具體實(shí)施方式】
      [0017] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,并給出【具體實(shí)施方式】。
      [0018] 如圖1所示,本發(fā)明基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈包括LED發(fā)光光源1、與LED 發(fā)光光源相連接的驅(qū)動(dòng)電源2、控制裝置3、采用基于人體在LED光源照明條件下的生理參 數(shù)變化獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)鞏々修正的光通量測量模塊4,以及數(shù)據(jù)處理模塊 5組成的光通量測量儀和背景亮度測量模塊6。
      [0019] 對(duì)不同光譜成分的LED光源進(jìn)行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源 的B/P值(光生物效應(yīng)與明視覺效應(yīng)的比值)存儲(chǔ)在光通量測量儀的內(nèi)存中,測量明視覺照 度,等效光生物效應(yīng)為實(shí)測的明視覺照度值與B/P值的乘積,根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的光生物照 明效果,通過驅(qū)動(dòng)控制裝置對(duì)LED發(fā)光光源進(jìn)行色溫、亮度調(diào)節(jié)。
      [0020] 基于人體在LED光源照明條件下的生理參數(shù)變化獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函 數(shù)為:
      式中A為系數(shù),與光源的有關(guān),通過進(jìn)行基于生理參數(shù) (心率,血壓)變化的光生物實(shí)驗(yàn),獲得數(shù)據(jù),擬合得到A值;光生物等效光通量為:
      為絕對(duì)光譜能量分布,等效最大光譜光效函數(shù)。 [002 ; 根據(jù)建立明視覺光譜光視效率V ( λ )的基礎(chǔ),以及實(shí)驗(yàn)心理學(xué)中物理量與感受量之間 的對(duì)數(shù)關(guān)系,兩者等效光通量的差值,可以轉(zhuǎn)化為兩者引起生理參數(shù)變化的比值。
      [0022] LED健康照明燈,通過調(diào)節(jié)光源的光譜成分和色溫、亮度改變?chǔ)?Ρ值,Β/Ρ值的范 圍在0. 5到5. 0之間變化。所述的LED健康照明燈,將適用于老人健康,兒童健康,夜間照 明,辦公工作效率高,學(xué)生注意力集中,自然光等要求的B/P值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理模塊的存儲(chǔ) 器中,可以按照不同的模式調(diào)整光源參數(shù),滿足相關(guān)情景的照明需求。
      [0023] LED發(fā)光光源1至少包括兩個(gè)光源模塊,通過測量獲得的當(dāng)前光生物等效照度,對(duì) 控制模塊發(fā)送控制命令,調(diào)節(jié)光源模塊的光譜參數(shù)。
      [0024] 所述的數(shù)據(jù)處理模塊具有年月日等事件信息和地域的位置信息,可根據(jù)具體的時(shí) 間和地域信息及背景亮度測量儀測得的背景信息計(jì)算并輸出控制信號(hào)到控制裝置,控制光 源的驅(qū)動(dòng)信號(hào),達(dá)到光生物效應(yīng)健康照明要求。
      [0025] 實(shí)施例1 :學(xué)校教室光生物效應(yīng)照明,教室結(jié)構(gòu)五行十列,窗朝北,不同時(shí)段教室 內(nèi)的B/P及等效光生物效應(yīng)如表1。
      [0026] 表1不同時(shí)段教室內(nèi)的B/P及等效光生物效應(yīng)
      在自然采光環(huán)境下B/P值與4000K~6500K熒光燈接近,按照人體對(duì)于自然光的適應(yīng) 性,人在自然光環(huán)境下,感覺最舒適,根據(jù)實(shí)際測量獲得的如表1所示不同時(shí)段教室內(nèi)的B/ P及等效光生物效應(yīng),將光生物效應(yīng)的貢獻(xiàn)值與自然光環(huán)境進(jìn)行比較,調(diào)整LED光源的光譜 成分,色溫。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈,包括LED發(fā)光光源(1 )、與LED發(fā)光光源相 連接的驅(qū)動(dòng)電源(2)、控制裝置(3)、采用基于人體在LED光源照明條件下的生理參數(shù)變化 獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)修正的光照度測量模塊(4),以及數(shù)據(jù)處理模塊(5) 組成的光通量測量儀和背景亮度測量模塊(6),其特征在于:對(duì)不同光譜成分的LED光源進(jìn) 行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源的B/P值存儲(chǔ)在光通量測量儀中,測量 時(shí),先測量明視覺照度,等效照度為實(shí)測的明視覺照度值與B/P值的乘積,根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn) 的照明效果,通過驅(qū)動(dòng)控制裝置對(duì)LED發(fā)光光源進(jìn)行色溫、亮度調(diào)節(jié)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈,其特征在于:光生物效 應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)目光源的有關(guān)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈,其特征在于: 光生物等效光通量為:為絕對(duì)光譜能量分布,等效最大光譜光效函 數(shù);4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈,其特征在于:所述背景 亮度測量儀(6)直接測量背景亮度值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明燈,其特征在于:通過調(diào)節(jié) 光源的光譜成分和色溫、亮度改變B/P值。6. -種基于光生物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:基于人體在LED光源 照明條件下的生理參數(shù)變化獲得的光生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)鞏4,對(duì)不同光譜成分的LED 光源進(jìn)行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源的B/P值存儲(chǔ)在光通量測量儀中, 測量時(shí),先測量明視覺照度,等效照度為實(shí)測的明視覺照度值與B/P值的乘積;按照人體對(duì) 于自然光的適應(yīng)性,根據(jù)實(shí)際測量獲得的不同時(shí)段某處的B/P及等效光生物效應(yīng),將光生 物效應(yīng)的貢獻(xiàn)值與自然光環(huán)境進(jìn)行比較,調(diào)整LED光源的光譜成分,色溫及亮度。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所沭的某干光牛物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:光 生物效應(yīng)光譜響應(yīng)函數(shù)^,A與光源的有關(guān)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:光 生物等效光通量為:%絕對(duì)光譜能量分布,%等效最大光譜光效函 數(shù);9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:所 述背景亮度測量儀(6)直接測量背景亮度值。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光生物效應(yīng)的LED健康照明評(píng)價(jià)方法,其特征在于:通 過調(diào)節(jié)光源的光譜成分和色溫、亮度改變B/P值。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光生物效應(yīng)的LED?健康照明評(píng)價(jià)方法及LED健康照明燈包括LED發(fā)光光源、與LED發(fā)光光源相連接的驅(qū)動(dòng)電源、控制裝置(3)、采用基于人體在LED光源照明條件下的生理參數(shù)變化獲得的光譜響應(yīng)函數(shù)???????????????????????????????????????????????修正的光照度測量模塊,以及數(shù)據(jù)處理模塊組成的光通量測量儀和背景亮度測量模塊。其特征在于對(duì)不同光譜成分的LED光源進(jìn)行光生物等效評(píng)價(jià),先將不同光譜成分的LED光源的B/P值存儲(chǔ)在光通量測量儀的內(nèi)存中,測量明視覺照度,等效照度為實(shí)測的明視覺照度值與B/P值的乘積,根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的光生物照明效果,通過驅(qū)動(dòng)控制裝置對(duì)LED發(fā)光光源進(jìn)行光譜、色溫、亮度調(diào)節(jié),以滿足不同照明需求。
      【IPC分類】H05B37/02, G01J3/28
      【公開號(hào)】CN105258797
      【申請?zhí)枴緾N201510714783
      【發(fā)明人】倪強(qiáng), 吳一新, 劉楊, 王帥
      【申請人】橫店集團(tuán)得邦照明股份有限公司
      【公開日】2016年1月20日
      【申請日】2015年10月29日
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