專利名稱：Led模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及LED智能光照裝置，尤指一種LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)證實人類的生理活動在正常情況下需要適當(dāng)陽光的照射。即紫外波段的中長波紫外線在一定強度下的照射。適量的紫外線照射可使皮膚中的脫氧膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素 D，維生素D可增強鈣磷在體內(nèi)的吸收，能幫助骨骼的生長發(fā)育，成長期的兒童多曬太陽，多在戶外活動，有利于預(yù)防佝僂病。近來在白領(lǐng)階層中佝僂病的發(fā)生率有所增加，這是因為上下班坐車，工作環(huán)境全封閉，辛勤一周后的雙休日不出門少曬陽光。其次，不同波長的UV — A、UV — B波段能夠治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、紅斑狼瘡、銀屑病、硬皮病、白癜風(fēng)、玫瑰糠疹和皮膚T細(xì)胞性淋巴瘤等皮膚病。僅對紅斑狼瘡的治療研究表明，用紫外線治療的病人可以顯著減輕癥狀和減少綜合癥發(fā)生的危險，而且隨著治療時間的延長，治療的有效性不斷增強。紫外線是一種波長10 400納米的輻射線，室外的紫外線照射主要來自陽光，它的波長為290 400納米。紫外線按其波長可分為三個部分A紫外線波長位于0.32 0.40微米之間，B紫外線波長位于0. 0.32微米之間，C紫外線波長位于0.01 0. 微米之間；C紫外線幾乎都被臭氧層所吸收，影響不大。紫外線對人類的影響主要表現(xiàn)為A 紫外線和B紫外線的綜合作用。用紫外線燈照射而合成維生素D就像直接曬太陽。紫外線的作用是化學(xué)效應(yīng)，如果直接接受紫外線照射，時間久了容易得皮膚癌，而接受太陽照射則不同，因為大氣層里含有臭氧，能除去紫外線里對人體的有傷害的東西。這就是農(nóng)村里種地的人雖然長年累月在太陽底下曬，非但沒有得皮膚癌，反而合成了維生素D而身體很健康的原因。而近年來南極上空因出現(xiàn)了臭氧層空洞，科學(xué)家把一些動物放在那里，曬了一段時間，就得了皮膚癌；在其它地區(qū)臭氧層也在變薄，陽光中紫外線強度在不斷增加，對人類及動植物都構(gòu)成威脅。在市場方面，由于種種客觀條件限制，許多人在日常活動中無法正常的接受日照， 沒有時間或日照太強，而適當(dāng)?shù)娜照沼质侨祟惥S持正常生理活動所必須的，因此就需要這樣一個裝置來替代陽光，尤其對沒有條件正常接受日照的人群更是如此居住在地球兩極附近的人于冬季長夜時期、地下作業(yè)的相關(guān)工種職業(yè)人群，長期陰雨天氣氣候地區(qū)生活的人群等；還有處于生長發(fā)育快速階段的少年兒童，各種由于缺少陽光照射而患病的人群。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種節(jié)能環(huán)保、且對人體無害的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，包括模擬合成LED光源裝置、電源及智能控制裝置，兩者以控制線路相連，且共同安裝于承載裝置上；其中，模擬合成LED光源裝置包括若干種不同波段的LED紫外發(fā)光單元。進一步，所述電源及智能控制裝置包括為所述LED紫外發(fā)光單元供電的電源單元、用于控制所述LED紫外發(fā)光單元發(fā)光的控制單元和用于顯示所述控制單元的控制狀態(tài)信息的顯示單元。進一步，所述控制單元包括用于收發(fā)控制指令的通訊模塊及接口、若干個相互獨立的通斷和光源強度調(diào)節(jié)控制模塊，每一個控制模塊單獨控制一種波段的所述LED紫外發(fā)光單元，通過頻率混合可模擬發(fā)射人體或動物生理所需的紫外光譜。進一步，若干種不同波段的所述LED紫外發(fā)光單元通過焊接、壓接或接插件插接等工藝集成安裝于平面、曲面或柔性電路板上。進一步，所述平面、曲面或柔性電路板設(shè)置有用于固定安裝于所述承載裝置上的固定安裝接口。進一步，所述承載裝置上設(shè)置有防護罩，該防護罩將所述模擬合成LED光源裝置扣裝在其罩體內(nèi)。進一步，所述防護罩采用不吸收紫外光且紫外光穿透性良好的材料制成，或者采用對紫外光有一定衰減率的材料制成。進一步，所述防護罩采用紫外玻璃制成。進一步，所述承載裝置的正面上設(shè)置有用于安裝所述模擬合成LED光源裝置、電源及智能控制裝置的固定安裝接口或固定座；所述承載裝置的背面上設(shè)置有與外部連接及固定用的連接結(jié)構(gòu)。本實用新型可替代自然陽光照射人體滿足一定的生理光照需求，比天然陽光安全且可控；可為居住在無陽光或光照不足地區(qū)的人群提供適宜的模擬自然曬太陽的環(huán)境，通過人工合成可對光的頻帶進行選擇，加上電源可調(diào)控制光強，更好地控制頻率及其強度、更
安全可靠。

圖1為LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為LED紫外發(fā)光單元非相干光頻率混合前頻譜分布對比圖；圖3為LED紫外發(fā)光單元非相干光頻率混合后頻譜分布對比圖。
具體實施方式
如圖3所示，本實用新型LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，包括模擬合成LED光源裝置3，電源及智能控制裝置2以及承載裝置1。模擬合成LED光源裝置3和電源及智能控制裝置2以控制線路相連(圖中未示)，模擬合成LED光源裝置3和電源及智能控制裝置2共同安裝于承載裝置1上。模擬合成LED光源裝置3包括了多種的不同波段 LED紫外發(fā)光單元4，本實施例中，LED紫外發(fā)光單元包括A紫外線頻譜LED紫外發(fā)光單元和B紫外線頻譜LED紫外發(fā)光單元，實際使用中，可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，并且LED紫外發(fā)光單元4的總數(shù)量、各個不同波段的數(shù)量均可根據(jù)實際使用需要進行調(diào)節(jié)。若干種不同波段的LED紫外發(fā)光單元4通過焊接、壓接或接插件插接等工藝集成安裝于平面、曲面或柔性電路板8上，平面、曲面或柔性電路板8上設(shè)置有用于固定安裝于承載裝置1上的固定安裝接[0022]電源及智能控制裝置2通過控制線路可對模擬合成LED光源裝置的光源強度及開啟關(guān)閉進行控制。電源及智能控制裝置2包括為LED紫外發(fā)光單元3供電的電源單元、用于控制LED紫外發(fā)光單元3發(fā)光的控制單元和用于顯示控制單元的控制狀態(tài)信息的顯示單元。控制單元設(shè)置有無線通訊裝置可實現(xiàn)通訊功能，控制單元包括用于收發(fā)控制指令的通訊模塊及接口、若干個相互獨立的通斷和光源強度調(diào)節(jié)控制模塊，每一個控制模塊單獨控制一種波段的LED紫外發(fā)光單元，以實現(xiàn)對每一波段的LED紫外發(fā)光單元開啟、關(guān)閉及強度調(diào)節(jié)等功能。承載裝置1帶有防護罩5或類似結(jié)構(gòu)，該防護罩將模擬合成LED光源裝置3扣裝在其罩體內(nèi)，組裝安裝后可對模擬合成LED光源裝置3進行保護。防護罩5采用不吸收紫外光且紫外光穿透性良好的材料制成，或者采用對紫外光有一定衰減率的材料制成。材料可選擇專用的紫外玻璃。承載裝置1的正面上設(shè)置有用于安裝模擬合成LED光源裝置3、電源及智能控制裝置2的固定安裝接口或固定座6 ；承載裝置1的背面上設(shè)置有與外部連接及固定用的連接結(jié)構(gòu)7，通過連接結(jié)構(gòu)7可將本實用新型LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置與外部結(jié)構(gòu)固定安裝，固定連接方式采用法蘭連接，緊配合連接、螺絲連接、粘接等方式。本實用新型LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，所涉及領(lǐng)域包括了生理學(xué)、生物物理學(xué)、射線生物學(xué)及射線生理學(xué)等學(xué)科。根據(jù)人體的正常生理日照需求，同時依據(jù)法定部門的人體可接收紫外光頻譜、強度及時間極限或相關(guān)安全與健康標(biāo)準(zhǔn)。對本實用新型的模擬合成LED光源裝置、電源及智能控制裝置進行設(shè)計，使LED光源照射的頻譜、 強度及時間可控并且限定在上述法定部門的要求范圍內(nèi)。同時依據(jù)安全與健康條例規(guī)定的人體可接收的紫外光頻譜及頻帶，制定紫外光LED的發(fā)光頻帶。而后根據(jù)現(xiàn)有紫外光LED 的發(fā)光單元特性頻譜，利用非相干光頻率混合性質(zhì)，模擬合成自然陽光的頻譜。生產(chǎn)替代自然陽光的模擬太陽的人造光照環(huán)境。本實用新型還可用于非野生動物的保育，如動物園及飼養(yǎng)動物的保健理療設(shè)備。模擬合成自然陽光原理見圖2，LED紫外發(fā)光單元非相干光頻率混合前頻譜分布對比圖。圖中橫坐標(biāo)為光波長λ ；縱坐標(biāo)為光的相對強度P。Α、B、C曲線為多種不同波段 LED紫外發(fā)光單元所發(fā)頻譜，W為人體生理日照需求光譜。經(jīng)非相干光頻率混合后，頻譜分布對比圖變?yōu)閳D3，即諸多LED紫外發(fā)光單元所發(fā)光經(jīng)非相干光頻率混合后的頻譜與自然光的頻譜分布對比圖。紫外發(fā)光單元所發(fā)光混合后成為D頻譜曲線，與自然光的W頻譜曲線較為接近，基本達到模擬的目的，在通過頻譜強度的單獨調(diào)節(jié)模擬效果會更好。本實用新型原理及優(yōu)點由于LED照明基礎(chǔ)研究及生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)在通過在LED照明燈的生產(chǎn)過程工藝中加入不同性質(zhì)的熒光物質(zhì)，已有可能按照不同的發(fā)光頻段制造LED光源，也就是說LED光源的發(fā)光頻譜可調(diào)節(jié)。再結(jié)合對人類正常生理活動有益A紫外線和B紫外線的頻率特性并通過頻率模擬及混合技術(shù)，用相應(yīng)不同發(fā)光頻段的LED光源混合出近似或相似A紫外線和B紫外線的發(fā)光光譜，與自然光相比不僅可以制造出符合A紫外線和B紫外線頻率特性的LED光源；而且還可以避開對人體有害的紫外發(fā)光頻段。另一方面，照明功率可通過電源進行調(diào)節(jié)，因此光照的強度也可控，通過智能控制可更有效保證照射的安全、可靠及效率。這些功能都是對比自然光和普通紫外光燈的優(yōu)勢。除此之外，LED光源可用直流干電池驅(qū)動，可以小型輕便化，又是一個優(yōu)勢。 總結(jié)以上得出的實用新型優(yōu)點其一、可替代自然陽光照射人體滿足一定的生理光照需求，比天然陽光安全且可控；可為居住在無陽光或光照不足地區(qū)的人群提供適宜的模擬自然曬太陽的環(huán)境。另一方面，在太陽紫外線照射強烈的地區(qū)容易發(fā)生照射灼傷，增加室內(nèi)人造照射確有必要，此裝置優(yōu)勢明顯。其二、由于人工合成可對光的頻帶進行選擇，加上電源可調(diào)控制光強，更好地控制頻率及其強度、更安全可靠。此外，可隨時隨地使用只需要直流供電，方便操作；且LED燈的壽命又具有巨大的優(yōu)勢。
權(quán)利要求1.LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，該裝置包括模擬合成 LED光源裝置、電源及智能控制裝置，兩者以控制線路相連，且共同安裝于承載裝置上；其中，模擬合成LED光源裝置包括若干種不同波段的LED紫外發(fā)光單元。
2.如權(quán)利要求1所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述電源及智能控制裝置包括為所述LED紫外發(fā)光單元供電的電源單元、用于控制所述LED 紫外發(fā)光單元發(fā)光的控制單元和用于顯示所述控制單元的控制狀態(tài)信息的顯示單元。
3.如權(quán)利要求2所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述控制單元包括用于收發(fā)控制指令的通訊模塊及接口、若干個相互獨立的通斷和光源強度調(diào)節(jié)控制模塊，每一個控制模塊單獨控制一種波段的所述LED紫外發(fā)光單元，通過頻率混合可模擬發(fā)射人體或動物生理所需的紫外光譜。
4.如權(quán)利要求1所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，若干種不同波段的所述LED紫外發(fā)光單元通過焊接、壓接或接插件插接等工藝集成安裝于平面、曲面或柔性電路板上。
5.如權(quán)利要求4所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述平面、曲面或柔性電路板設(shè)置有用于固定安裝于所述承載裝置上的固定安裝接口。
6.如權(quán)利要求1所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述承載裝置上設(shè)置有防護罩，該防護罩將所述模擬合成LED光源裝置扣裝在其罩體內(nèi)。
7.如權(quán)利要求7所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述防護罩采用不吸收紫外光且紫外光穿透性良好的材料制成，或者采用對紫外光有一定衰減率的材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述防護罩采用紫外玻璃制成。
9.如權(quán)利要求1所述的LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，所述承載裝置的正面上設(shè)置有用于安裝所述模擬合成LED光源裝置、電源及智能控制裝置的固定安裝接口或固定座；所述承載裝置的背面上設(shè)置有與外部連接及固定用的連接結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種LED模擬合成陽光人體生理補光智能光照裝置，其特征在于，該裝置包括模擬合成LED光源裝置、電源及智能控制裝置，兩者以控制線路相連，且共同安裝于承載裝置上；其中，模擬合成LED光源裝置包括若干種不同波段的LED紫外發(fā)光單元，通過頻率混合可模擬發(fā)射人體或動物生理所需的紫外光譜。本實用新型可替代自然陽光照射人體滿足一定的生理光照需求，比天然陽光安全且可控；可為居住在無陽光或光照不足地區(qū)的人群提供適宜的模擬自然曬太陽的環(huán)境，通過人工合成可對光的頻帶進行選擇，加上電源可調(diào)控制光強，更好地控制頻率及其強度、更安全可靠。
文檔編號A61N5/06GK202113502SQ20112016895
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請人:中海陽新能源電力股份有限公司