專利名稱：一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光的方法及照度計(jì)，屬于光度輻射度測(cè)
量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人眼視網(wǎng)膜上除了存在視錐、視桿兩種感光細(xì)胞外，還存在神經(jīng)節(jié)感光細(xì)胞。神經(jīng)節(jié)細(xì)胞感光與人腦內(nèi)的生物鐘相關(guān)，是由大腦松果體分泌褪黑激素所致。正常人的生物節(jié)律與晝夜交替的24小時(shí)相吻合，隨著晝夜交替，褪黑激素大量分泌和被抑制，從而使人們白天工作，夜間睡覺(jué)休息。人體內(nèi)的褪黑激素達(dá)到一定量時(shí)，人會(huì)感到疲勞而昏昏欲睡。而人眼接受的光會(huì)抑制松果體分泌褪黑激素，使人減緩疲勞，保持正常的工作狀態(tài)。所以如果周圍環(huán)境照度太低，容易造成疲勞和精神不振；而強(qiáng)光照射、照度太高則會(huì)使控制生物鐘的細(xì)胞節(jié)律發(fā)生混亂，導(dǎo)致生物鐘紊亂、作息不規(guī)律，甚至?xí)円诡嵉?。所以人眼視覺(jué)可對(duì)周圍照明效果進(jìn)行最直接的評(píng)價(jià)，良好的照明環(huán)境必須要適應(yīng)人體的生物鐘規(guī)律。照度計(jì)被廣泛地應(yīng)用于照明環(huán)境測(cè)量領(lǐng)域。但目前市場(chǎng)上銷售的照度計(jì)只有明視覺(jué)、暗視覺(jué)照度計(jì)，它們所測(cè)量的照度為人們?cè)谙鄳?yīng)視覺(jué)環(huán)境下的照度及變化，遵循國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)推薦的明視覺(jué)和暗視覺(jué)光譜響應(yīng)。但其并不能測(cè)量與人體生物鐘效應(yīng)作用光相關(guān)的照度。它們?cè)跍y(cè)量人體生物鐘視覺(jué)效應(yīng)的作用光的照度時(shí)，由于測(cè)光探頭所選取的光譜匹配與生物鐘視覺(jué)光譜存在較大偏差，由此造成測(cè)量結(jié)果存在較大誤差，用于評(píng)價(jià)人體生物鐘視覺(jué)照度的可信度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上存在的技術(shù)不足而提出的一種可以評(píng)價(jià)人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光的方法及照度計(jì)，其測(cè)光探頭的光譜響應(yīng)與人體生物鐘視覺(jué)效應(yīng)光譜光視效率曲線相匹配，其特征在于，包括:與人體生物鐘視覺(jué)光譜光視效率曲線相匹配的照度計(jì)測(cè)光探頭
(I)，光電放大模塊(2)，數(shù)據(jù)處理模塊(3)，數(shù)據(jù)鎖定模塊(4)和讀數(shù)顯示器(5)五部分。測(cè)光探頭⑴是由余弦修正器(11) J(A)校正器(12)和硅光電池(13)組成。通過(guò)余弦修正器(11)的作用，在光照度的測(cè)量過(guò)程中，使得測(cè)光探頭接收不同角度的光輻射的照度滿足余弦關(guān)系。通過(guò)(λ)校正器，將測(cè)光探頭的光譜響應(yīng)曲線與人體生物鐘視覺(jué)光譜光視效率曲線相匹配，使得測(cè)量的結(jié)果和人體生物鐘效應(yīng)感受到的光照度值一致。硅光電池接收到經(jīng)過(guò)余弦修正器(11)和P (λ )校正器共同修正后的光的輻射后產(chǎn)生光電信號(hào)，經(jīng)過(guò)光電放大模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，將生物鐘視覺(jué)光照度在顯示器上顯示。數(shù)據(jù)鎖定模塊(4)的作用，是在測(cè)量照度時(shí)鎖定某一時(shí)刻的數(shù)值，以使數(shù)據(jù)記錄方便。本發(fā)明中所述的生物鐘視覺(jué)效應(yīng)是區(qū)別于CIE明視覺(jué)、暗視覺(jué)以及中間視覺(jué)以外的一種視覺(jué)效應(yīng)，是根據(jù)人體的生物鐘晝夜節(jié)律對(duì)光譜的敏感程度而確定的。人體生物鐘視覺(jué)對(duì)光譜的響應(yīng)曲線如附

圖1所示。本發(fā)明中所述測(cè)光探頭的光電探測(cè)器采用硅光電池，硅光電池的光譜靈敏度S(A)最大值在紅外光(850 950nm)，截止波長(zhǎng)為llOOnm。硅光電池的光譜靈敏度S ( λ )曲線如圖2所示，其光敏面尺寸為5X5 1OX 10mm。本發(fā)明所述的校正器，使得探測(cè)器光譜響應(yīng)與人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)光譜光視效率曲線相匹配，其采用濾光片匹配法，具體匹配過(guò)程如下:(1)根據(jù)盧瑟條件
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征在于:包括測(cè)光探頭(I)，光電放大模塊(2)，數(shù)據(jù)處理模塊(3)，數(shù)據(jù)鎖定模塊(4)和讀數(shù)顯示器(5)五部分。測(cè)光探頭⑴由余弦修正器校正器(12)和硅光電池(13)組成。利用人體與工作、睡眠相關(guān)的視覺(jué)效應(yīng)，校正器將硅光電池的光譜響應(yīng)曲線匹配成人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)光譜響應(yīng)曲線Ρμ)，使測(cè)量結(jié)果和人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)感光一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征在于:根據(jù)人體生物鐘晝夜節(jié)律對(duì)光譜的響應(yīng)曲線，提出了Ρμ)的濾光片匹配方法和以等能白E光源為基礎(chǔ)的匹配精度的誤差評(píng)價(jià)方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征在于:確定了人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)最大光譜光視效能
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征是:照度計(jì)測(cè)光探頭的光譜響應(yīng)曲線與人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)的光譜響應(yīng)曲線內(nèi)相匹配，匹配所選用的濾光片是由有色玻璃濾光片QB12、QB23等構(gòu)成，QB12、QB23等有色玻璃濾光片的厚度為1.2 2.5mm,直徑為12 20mm。具體匹配方法是: (1)根據(jù)盧瑟條件:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征是:所述測(cè)光探頭的光電探測(cè)器是硅光電池，其光敏面尺寸為IOX 10mm，所述余弦修正器為天藍(lán)色的漫透射玻璃片或塑膠片，其峰值波長(zhǎng)為450 480nm，帶寬為150 180nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征是:提出了硅光電池探測(cè)器與濾光片組合后的光譜靈敏度與P(A)符合程度的誤差評(píng)價(jià)方法，即以等能白E光源為基礎(chǔ)，其匹配精度的誤差評(píng)價(jià)為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光照度的方法及照度計(jì)，其特征在于利用人體與工作、睡眠相關(guān)的視覺(jué)效應(yīng)，發(fā)明了一種用于測(cè)量人體生物鐘效應(yīng)作用光的方法及照度計(jì)。它包括測(cè)光探頭(1)，光電放大模塊(2)，數(shù)據(jù)處理模塊(3)，數(shù)據(jù)鎖定模塊(4)和讀數(shù)顯示器(5)五部分。測(cè)光探頭(1)是由余弦修正器(11)、與人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)光譜響應(yīng)曲線相匹配的校正器(12)和硅光電池(13)組成，使得測(cè)量結(jié)果和人體生物鐘效應(yīng)視覺(jué)感光一致。
文檔編號(hào)G01J1/42GK103115675SQ201310027259
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者曾珊珊, 金尚忠, 魯玉紅, 邵茂豐, 鄭健 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院