一種模擬自然光生物效應的照明燈制造技術

本實用新型專利技術涉及一種模擬自然光生物效應的照明燈，它包括發光光源、與發光光源電連接的驅動電源，控制驅動電源的控制裝置，以及與控制裝置信號連接的控制信號發生器；發光光源至少包括第一分光源和第二分光源，第一分光源發射光的C/P值大于3.0，第二分光源發射光的C/P值小于2.5；驅動電源分別控制各個分光源發光的強度。本實用新型專利技術具有的特點：有益于人體健康的照明燈，特別是適用于室內辦公室、家庭等人居環境及飛機、潛艇照明等封閉環境。?（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種有 益于人體健康的照明燈，特別是適用于室內辦公室、家庭等人居環境及飛機、潛艇照明等封閉環境的一種模擬自然光生物效應的照明燈。
技術介紹
生活中，旅客在環球航行中的時差問題、晚班工人在換班中的不適應、宇航員太空中的晝夜不分等等，都證明了人體缺少正常的自然光照射所引起的生理不適應。采用LED光源用于照明存在諸多優點而備受青睞，比如其具有節能、環保、壽命長、響應快、耐開關沖擊、易配光等優點，近來由于LED光源光效的提升和價格的迅速下降而加速滲透到室內照明領域。然而，LED光源小而亮，且含有較強的藍光波譜，會造成一定的燈光污染。因此，LED光源對人身健康的利弊也越來越被重視。目前飛利浦公司推出了一款動態情景照明系統，可根據室內光線的自然變化，調節多種不同色溫的白光，通過對燈光亮度和色溫的控制，提高人的舒適感。也有類似的采用LED仿太陽光的照明系統，用來模擬不同時間太陽光的色溫。但由于同樣的色溫可由多種光譜組成，且與司辰效應曲線不具有直接對應性。而本專利技術人專利技術的一種模擬自然光生物效應的照明燈，以調節人的生理參數相關的司辰效應比值(C/P值)為基礎，并結合光的強度調節，和前述兩者不一樣，更符合人體健康的需求。
技術實現思路
本技術的目的在于解決上述問題而提供一種模擬自然光生物效應的照明燈，通過控制組合光源的各個分光源的光強度，來控制組合光源最終的C/P值和光的強度隨控制信號的變化而變化，達到模擬自然光的效果，并提升照明光源的有利作用，降低弊端，減少光污染，有利于身體的健康，提高光舒適度。本技術解決現有技術問題所采用的技術方案是一種模擬自然光生物效應的照明燈，包括發光光源、與發光光源電連接的驅動電源，以及控制驅動電源的控制裝置，其特征在于還包括與控制裝置信號連接的控制信號發生器；所述的發光光源至少包括第一分光源和第二分光源，所述的第一分光源發射光的C/P值大于3. 0，第二分光源發射光的C/P值小于2. 5 ；所述的控制裝置內存儲一組C/P值和光的強度信息數據，即模擬自然光信息；所述的控制信號發生器發送控制信息到控制裝置，所述的控制裝置根據輸入的控制信息輸出對應于每一種分光源光的強度大小的控制信號到驅動電源，所述的驅動電源分別控制各個分光源發光的強度，使發光光源形成具有相應C/P值和光的強度的光源。人體中存在的第三種感光細胞(司辰感光神經細胞)的發現，正好可以幫助人類了解并解決現有技術存在的問題。司辰感光神經細胞是一種非視覺感光神經細胞，其感光信號的傳輸通道有別于先前發現的第一條視覺神經通道(它傳遞來自視椎神經和視桿神經的信號)。與第一條神經傳遞通道并行的第二條神經通道，將司辰細胞的感應信號的一部分經過視神經交叉系統之后傳至松果體，調節褪黑素的分泌，起到管理時間的作用，協調和控制人在不同時間的活動節律。根據國際照明委員會發布的報告，司辰細胞的光譜光效率曲線的峰值在464nm左右。在白天工作時間，峰值波長為464nm左右的藍光通過眼睛刺激，能抑制人體褪黑素的分泌，使人精神振奮，有利于提高工作效率；而休息時間，特別是晚上，人體需要放松，應該減少藍光的刺激。而太陽、火光等自然光源的變化恰恰與人的光生物學特性相一致，使人們在白天工作時間能精神振奮，休息時間又能很好的放松休息。據此本專利技術人專利技術一種光源，是由至少兩種分光源組成的一個光譜可變的發光光源。并以此為基礎設計成一種模擬自然光的、可隨使用需要自動變化C/P值和光的強度的照明燈，使人體能達到最佳的工作或休息狀態。其中，司辰效應比值C/P值是指司辰效應Circadian rhythm與明視覺效應Photopic vision之比值,用來評價光源的非視覺生物效應的強弱。計算公式如下3616f8V(/l)c(/lW/lC/P = ^: WV^ 683f3sQP(A)F(A)dA其中，P(A)為照明燈的光譜能量分布，C(A)為司辰效應的光譜光效率曲線，V(A)為明視覺光譜光效函數。C/P值和光的強度之間存在一定的關聯關系。其中，本技術中所述光的強度與光強度不是一個概念，光強度是光度的基本量，而光的強度僅是光的大小的一種參數，本技術中光的強度可以是光通量、光強度、光照度或亮度等。作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本技術采用如下技術措施所述的控制裝置根據輸入的控制信號確定相應的C/P值和光的強度，并通過脈寬調制方式，將C/P值和光的強度換算成分別對應于各個分光源的電信號占空比值輸出；所述的驅動電源根據輸入的電信號占空比信號控制各個分光源的光的強度，進而控制發光光源的總C/P值和光的強度。采用脈寬調制(PWM)方式控制各個分光源的光的強度，調制頻率為200Hz以上，避免了光源出現頻閃，也保證了光源使用的可靠性。脈寬調制方式克服了傳統電壓或電流幅度控制方式的不足，可實現光源C/P值和光的強度的分別控制。如兩個分光源信號占空比的比值一定，則發光光源的C/P值保持不變，但光的強度會隨著分光源電信號占空比的增大而變大、減小而變小；保持兩個分光源光的強度信號的占空比之和不變，但改變兩者的比值，則發光光源總光的強度保持不變，但C/P值可變化。所述發光光源由兩種白光LED分光源組合而成,其特征在于第一分光源發射光的C/P值大于4. 0，或第二分光源發射光的C/P值小于I. 5。前者高C/P值的照明燈能提高老年人的光刺激，有利老年人的健康，存儲器中的C/P信息可為專門的老年人適用C/P數據；后者低C/P值的照明燈更有利于夜間或兒童的使用。所述的發光光源包括紅光LED、綠光LED、藍光LED，其中，紅光LED的C/P值小于I.0，綠光LED的C/P值小于2. 0，藍光LED的C/P值大于3. 0 ;所述的紅光LED、綠光LED、藍光LED，分別是單色帶狀光譜的光源，或者為可見區寬波段光譜的光源組成。在所述的第二分光源出射光前面增設具有藍光截止功能的光學器件，該光學器件的截止波長在480nm至560nm之間，阻止小于該截止波長的光出射，而大于該截止波長的光能夠從分光源中出射。光學器件的截止波長是指在短波長區，相對光譜透射比為50%值所對應的波長。該光學器件可以是透射器件(如濾光片或濾光膜)，也可以是反射器件(如反光鏡或反射膜)。阻止短波長的透射器件可以是吸收短波長光或者反射短波長光的光學元件。所述的控制信號發生器為時間信號發生器，具有年、月、日、時、分、秒等時間信息，并將具體時間信號發送給控制裝置，所述的控制裝置可設置地域的經緯度信息，并根據具體時間信號和地域的經緯度信息計算輸出控制信號，控制各個分光源，達到所要求的C/P值和光的強度。所述的控制信號發生器可以是遙控裝置，遙控裝置與控制裝置之間通過無線電波或紅外光波連接；也可以是開關、碼盤或可調電阻器等機械或電子裝置，發送開關量、編碼值或電信號到控制裝置。所述的控制裝置包括微處理器、存儲器及I/O接口電路，所述的地域的經緯度信 息存儲在存儲器上。微處理器根據控制信號發生器發送的控制信號，控制發光光源的C/P值和光的強度。為了進一步改善模擬自然光的可調范圍，發光光源的第二分光源發射光的C/P值為零(特別是適用于夜間照明)。這里的零不是絕對值，可存在一定的偏差，只要能夠達到幾乎為零的效果即可。本技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模擬自然光生物效應的照明燈，包括發光光源（1）、與發光光源（1）電連接的驅動電源（2），以及控制驅動電源（2）的控制裝置（3），其特征在于：還包括與控制裝置（3）信號連接的控制信號發生器（4）；所述的發光光源（1）為組合光源，至少包括第一分光源和第二分光源，所述的第一分光源發射光的C/P值大于3.0，第二分光源發射光的C/P值小于2.5；所述的驅動電源（2）分別控制各個分光源。

【技術特征摘要】
1.一種模擬自然光生物效應的照明燈，包括發光光源(I)、與發光光源(I)電連接的驅動電源(2)，以及控制驅動電源(2)的控制裝置(3)，其特征在于 還包括與控制裝置(3)信號連接的控制信號發生器(4)； 所述的發光光源(I)為組合光源，至少包括第一分光源和第二分光源，所述的第一分光源發射光的C/P值大于3. 0,第二分光源發射光的C/P值小于2. 5 ； 所述的驅動電源(2)分別控制各個分光源。2.根據權利要求I所述的一種模擬自然光生物效應的照明燈，其特征在于所述的第一分光源和第二分光源都為白光LED,其中第一分光源發射光的C/P值大于4. 0,或第二分光源發射光的C/P值小于I. 5。3.根據權利要求I所述的一種模擬自然光生物效應的照明燈，其特征在于所述的發光光源(I)包括所述的第一、第二和第三分光源，所述的第一分光源為紅光LED,第二分光源為藍光LED，第三分光源為綠光LED，其中，紅光LED的C/P值小于I. 0，綠光LED的C/P值小于2. 0，藍光LED的C/P值大于3. 0 ;所述的紅光LED、綠光LED、藍光LED，分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牟同升，王建平，
申請(專利權)人：杭州浙大三色儀器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：