[发明专利]一种模拟自然光变换的光源设备

说明书

本发明专利提出一种模拟自然光变换的光源设备，目的是改善特殊环境条件下人们缺光导致的各种心理和生理问题。本发明设备包括光源板模块(1)和启动控制模块(2)；光源板模块(1)采用LED贴片技术，包含可见光(10)、紫外(11)、红外(12)三种贴片灯珠，其中紫外(11)和红外(12)贴片灯珠单独控制。各波段发光光谱是根据前期对春夏交替时节晴天不同时刻太阳光谱各项特征的考察所得数据设计；启动控制模块(2)实现可触摸模式，设计普通生活(22)、作业(23)、老年(24)、时差调整(25)四个可调控光照模式，利用现有的嵌入式技术或者可编程智能灯光控制技术，实现对光谱波段的智能调控。

技术领域

本发明专利提出一种模拟自然光变换的光源设备，可应用于空间站，潜艇，地下和水下设施，大型客机，长期不见太阳光的地下室，无窗的生活、工作和娱乐场所，北方地区的冬季，解决这些特殊环境条件下人员缺光导致的各种心理和生理问题。也适用于生物节律退化的部分老年人和时差引起的生物钟紊乱的人群，提高生活质量和工作效率。

背景技术

太阳光是人类赖以生存的必须条件，是重要的环境因素。人类在进化的过程中形成了许多适应光照的机制，光环境对人的生理和心理有着显著的影响。光对人的生理作用是主要通过神经系统影响生理功能，例如生物节律、免疫力等。光也能直接影响人的心理，不同的光源、光色、和照度对人的心理影响不同。在缺光的特殊环境下，人们产生多种负面心理问题和生理疾病。人体的时钟基因，在大脑中央的时钟索上，负责调节人体的生物节律。人的生物节律，即生物钟周期运转是24小时零2分钟。如早晨4-5点钟人的体温最低；早晨6点人的血压开始迅速上升；上午10点人的警觉性最强；下午3点半人的反应最灵敏；18点血压又开始上升；晚上19点体温比早晨高出0.5度；胰岛素分泌和血糖的维持都在各个不同时间节点上表达清晰，所以有饥饿感和进食的需求；当自然光变暗了，体内开始分泌褪黑激素，褪黑激素经过2-3小时的分泌，人可以入睡了，这时如果有强烈的灯光刺激就会影响褪黑素分泌从而影响睡眠。

自然光调节人的生物节律是最好的。电灯对人体生物钟改变是最大的，不良的照射对人体危害大。蓝光可以抑制褪黑素的分泌，可以用于治疗失眠，即在早晨7-9点用蓝光照射2小时可以抑制褪黑素在白天分泌。对于上夜班的人早晨下班回家途中可以带墨镜回家，减少眼睛接触自然光，可以促进褪黑素分泌，能够回家尽快入睡。对于出国的人如果有1小时的时差的话，需要一天的倒时差才能适应，如果12小时的时差需要5天的调整期，如果出国向西走的话可以迎着太阳晒，抑制褪黑素分泌，可尽快倒好时差。接触自然光线最佳运动时间是上午9-10点，下午16点。总之，自然光线对人体生物钟，对人的饮食和糖代谢，预防肿瘤都有很重要的作用。

随着照明产业的发展，LED光源具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，被称为第四代光源，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。嵌入式LED灯光控制系统、可编程智能灯光控制器、物联网LED智能照明控制系统等的应用和推广，使得LED灯能实现多线程同步控制，应用更便捷，更加人性化。

LED面板灯具有高效节能、明亮匀光、超薄超轻、稳定耐用等优质特性，目前被广泛应用在酒店、会议室、工厂或办公室、商业用途、住宅或者公共设施、学校、医院需要节能及高显色性指数照明的地方。本发明设备的光源板模块是基于LED面板灯的全光谱光源设计。

本专利提出的可模拟自然光变换的光源设备，光谱波段随一天不同时刻模拟自然光的变换，而紫外光谱段与红外光谱段单独控制。针对不同需求，分为普通模式、作业模式、老年模式、时差模式，目的是实现不同需求、不同人群对光环境的可控调节，提供一种更加科学优越的光源，对人体生理、心理及生物节律产生一定的影响，具有广阔的应用价值。

发明内容

本发明的目的是给出一种可模拟自然光变换的光源设备。根据不同时刻的自然光光谱特征，调控器程序能自动调控光源灯片，从而形成时钟控制的可调光源。