专利名称：一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量人体生物钟效应作用光的方法及照度计，属于光度辐射度测
量领域。
背景技术：
人眼视网膜上除了存在视锥、视杆两种感光细胞外，还存在神经节感光细胞。神经节细胞感光与人脑内的生物钟相关，是由大脑松果体分泌褪黑激素所致。正常人的生物节律与昼夜交替的24小时相吻合，随着昼夜交替，褪黑激素大量分泌和被抑制，从而使人们白天工作，夜间睡觉休息。人体内的褪黑激素达到一定量时，人会感到疲劳而昏昏欲睡。而人眼接受的光会抑制松果体分泌褪黑激素，使人减缓疲劳，保持正常的工作状态。所以如果周围环境照度太低，容易造成疲劳和精神不振；而强光照射、照度太高则会使控制生物钟的细胞节律发生混乱，导致生物钟紊乱、作息不规律，甚至昼夜颠倒。所以人眼视觉可对周围照明效果进行最直接的评价，良好的照明环境必须要适应人体的生物钟规律。照度计被广泛地应用于照明环境测量领域。但目前市场上销售的照度计只有明视觉、暗视觉照度计，它们所测量的照度为人们在相应视觉环境下的照度及变化，遵循国际照明委员会(CIE)推荐的明视觉和暗视觉光谱响应。但其并不能测量与人体生物钟效应作用光相关的照度。它们在测量人体生物钟视觉效应的作用光的照度时，由于测光探头所选取的光谱匹配与生物钟视觉光谱存在较大偏差，由此造成测量结果存在较大误差，用于评价人体生物钟视觉照度的可信度降低。
发明内容
本发明的目的就是为了解决以上存在的技术不足而提出的一种可以评价人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为:一种测量人体生物钟效应作用光的方法及照度计，其测光探头的光谱响应与人体生物钟视觉效应光谱光视效率曲线相匹配，其特征在于，包括:与人体生物钟视觉光谱光视效率曲线相匹配的照度计测光探头
(I)，光电放大模块(2)，数据处理模块(3)，数据锁定模块(4)和读数显示器(5)五部分。测光探头⑴是由余弦修正器(11) J(A)校正器(12)和硅光电池(13)组成。通过余弦修正器(11)的作用，在光照度的测量过程中，使得测光探头接收不同角度的光辐射的照度满足余弦关系。通过(λ)校正器，将测光探头的光谱响应曲线与人体生物钟视觉光谱光视效率曲线相匹配，使得测量的结果和人体生物钟效应感受到的光照度值一致。硅光电池接收到经过余弦修正器(11)和P (λ )校正器共同修正后的光的辐射后产生光电信号，经过光电放大模块、数据处理模块，将生物钟视觉光照度在显示器上显示。数据锁定模块(4)的作用，是在测量照度时锁定某一时刻的数值，以使数据记录方便。本发明中所述的生物钟视觉效应是区别于CIE明视觉、暗视觉以及中间视觉以外的一种视觉效应，是根据人体的生物钟昼夜节律对光谱的敏感程度而确定的。人体生物钟视觉对光谱的响应曲线如附
图1所示。本发明中所述测光探头的光电探测器采用硅光电池，硅光电池的光谱灵敏度S(A)最大值在红外光(850 950nm)，截止波长为llOOnm。硅光电池的光谱灵敏度S ( λ )曲线如图2所示，其光敏面尺寸为5X5 1OX 10mm。本发明所述的校正器，使得探测器光谱响应与人体生物钟效应视觉光谱光视效率曲线相匹配，其采用滤光片匹配法，具体匹配过程如下:(1)根据卢瑟条件
权利要求
1.一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征在于:包括测光探头(I)，光电放大模块(2)，数据处理模块(3)，数据锁定模块(4)和读数显示器(5)五部分。测光探头⑴由余弦修正器校正器(12)和硅光电池(13)组成。利用人体与工作、睡眠相关的视觉效应，校正器将硅光电池的光谱响应曲线匹配成人体生物钟效应视觉光谱响应曲线Ρμ)，使测量结果和人体生物钟效应视觉感光一致。
2.根据权利要求1所述的一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征在于:根据人体生物钟昼夜节律对光谱的响应曲线，提出了Ρμ)的滤光片匹配方法和以等能白E光源为基础的匹配精度的误差评价方法。
3.根据权利要求1所述的一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征在于:确定了人体生物钟效应视觉最大光谱光视效能
4.根据权利要求1所述的一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征是:照度计测光探头的光谱响应曲线与人体生物钟效应视觉的光谱响应曲线内相匹配，匹配所选用的滤光片是由有色玻璃滤光片QB12、QB23等构成，QB12、QB23等有色玻璃滤光片的厚度为1.2 2.5mm,直径为12 20mm。具体匹配方法是: (1)根据卢瑟条件:
5.根据权利要求1所述的一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征是:所述测光探头的光电探测器是硅光电池，其光敏面尺寸为IOX 10mm，所述余弦修正器为天蓝色的漫透射玻璃片或塑胶片，其峰值波长为450 480nm，带宽为150 180nm。
6.根据权利要求1所述的一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征是:提出了硅光电池探测器与滤光片组合后的光谱灵敏度与P(A)符合程度的误差评价方法，即以等能白E光源为基础，其匹配精度的误差评价为
全文摘要
本发明涉及一种测量人体生物钟效应作用光照度的方法及照度计，其特征在于利用人体与工作、睡眠相关的视觉效应，发明了一种用于测量人体生物钟效应作用光的方法及照度计。它包括测光探头(1)，光电放大模块(2)，数据处理模块(3)，数据锁定模块(4)和读数显示器(5)五部分。测光探头(1)是由余弦修正器(11)、与人体生物钟效应视觉光谱响应曲线相匹配的校正器(12)和硅光电池(13)组成，使得测量结果和人体生物钟效应视觉感光一致。
文档编号G01J1/42GK103115675SQ201310027259
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月21日 优先权日2013年1月21日
发明者曾珊珊, 金尚忠, 鲁玉红, 邵茂丰, 郑健 申请人:中国计量学院