專利名稱：一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量人體生物鐘效應作用光的方法及照度計，屬于光度輻射度測
量領域。
背景技術：
人眼視網膜上除了存在視錐、視桿兩種感光細胞外，還存在神經節(jié)感光細胞。神經節(jié)細胞感光與人腦內的生物鐘相關，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，夜間睡覺休息。人體內的褪黑激素達到一定量時，人會感到疲勞而昏昏欲睡。而人眼接受的光會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；而強光照射、照度太高則會使控制生物鐘的細胞節(jié)律發(fā)生混亂，導致生物鐘紊亂、作息不規(guī)律，甚至晝夜顛倒。所以人眼視覺可對周圍照明效果進行最直接的評價，良好的照明環(huán)境必須要適應人體的生物鐘規(guī)律。照度計被廣泛地應用于照明環(huán)境測量領域。但目前市場上銷售的照度計只有明視覺、暗視覺照度計，它們所測量的照度為人們在相應視覺環(huán)境下的照度及變化，遵循國際照明委員會(CIE)推薦的明視覺和暗視覺光譜響應。但其并不能測量與人體生物鐘效應作用光相關的照度。它們在測量人體生物鐘視覺效應的作用光的照度時，由于測光探頭所選取的光譜匹配與生物鐘視覺光譜存在較大偏差，由此造成測量結果存在較大誤差，用于評價人體生物鐘視覺照度的可信度降低。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上存在的技術不足而提出的一種可以評價人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種測量人體生物鐘效應作用光的方法及照度計，其測光探頭的光譜響應與人體生物鐘視覺效應光譜光視效率曲線相匹配，其特征在于，包括:與人體生物鐘視覺光譜光視效率曲線相匹配的照度計測光探頭
(I)，光電放大模塊(2)，數據處理模塊(3)，數據鎖定模塊(4)和讀數顯示器(5)五部分。測光探頭⑴是由余弦修正器(11) J(A)校正器(12)和硅光電池(13)組成。通過余弦修正器(11)的作用，在光照度的測量過程中，使得測光探頭接收不同角度的光輻射的照度滿足余弦關系。通過(λ)校正器，將測光探頭的光譜響應曲線與人體生物鐘視覺光譜光視效率曲線相匹配，使得測量的結果和人體生物鐘效應感受到的光照度值一致。硅光電池接收到經過余弦修正器(11)和P (λ )校正器共同修正后的光的輻射后產生光電信號，經過光電放大模塊、數據處理模塊，將生物鐘視覺光照度在顯示器上顯示。數據鎖定模塊(4)的作用，是在測量照度時鎖定某一時刻的數值，以使數據記錄方便。本發(fā)明中所述的生物鐘視覺效應是區(qū)別于CIE明視覺、暗視覺以及中間視覺以外的一種視覺效應，是根據人體的生物鐘晝夜節(jié)律對光譜的敏感程度而確定的。人體生物鐘視覺對光譜的響應曲線如附
圖1所示。本發(fā)明中所述測光探頭的光電探測器采用硅光電池，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，使得探測器光譜響應與人體生物鐘效應視覺光譜光視效率曲線相匹配，其采用濾光片匹配法，具體匹配過程如下:(1)根據盧瑟條件
權利要求
1.一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征在于:包括測光探頭(I)，光電放大模塊(2)，數據處理模塊(3)，數據鎖定模塊(4)和讀數顯示器(5)五部分。測光探頭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、睡眠相關的視覺效應，校正器將硅光電池的光譜響應曲線匹配成人體生物鐘效應視覺光譜響應曲線Ρμ)，使測量結果和人體生物鐘效應視覺感光一致。
2.根據權利要求1所述的一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征在于:根據人體生物鐘晝夜節(jié)律對光譜的響應曲線，提出了Ρμ)的濾光片匹配方法和以等能白E光源為基礎的匹配精度的誤差評價方法。
3.根據權利要求1所述的一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征在于:確定了人體生物鐘效應視覺最大光譜光視效能
4.根據權利要求1所述的一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征是:照度計測光探頭的光譜響應曲線與人體生物鐘效應視覺的光譜響應曲線內相匹配，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)根據盧瑟條件:
5.根據權利要求1所述的一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征是:所述測光探頭的光電探測器是硅光電池，其光敏面尺寸為IOX 10mm，所述余弦修正器為天藍色的漫透射玻璃片或塑膠片，其峰值波長為450 480nm，帶寬為150 180nm。
6.根據權利要求1所述的一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征是:提出了硅光電池探測器與濾光片組合后的光譜靈敏度與P(A)符合程度的誤差評價方法，即以等能白E光源為基礎，其匹配精度的誤差評價為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量人體生物鐘效應作用光照度的方法及照度計，其特征在于利用人體與工作、睡眠相關的視覺效應，發(fā)明了一種用于測量人體生物鐘效應作用光的方法及照度計。它包括測光探頭(1)，光電放大模塊(2)，數據處理模塊(3)，數據鎖定模塊(4)和讀數顯示器(5)五部分。測光探頭(1)是由余弦修正器(11)、與人體生物鐘效應視覺光譜響應曲線相匹配的校正器(12)和硅光電池(13)組成，使得測量結果和人體生物鐘效應視覺感光一致。
文檔編號G01J1/42GK103115675SQ201310027259
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權日2013年1月21日
發(fā)明者曾珊珊, 金尚忠, 魯玉紅, 邵茂豐, 鄭健 申請人:中國計量學院