基于led的模拟阳光增补仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：一种基于LED的模拟阳光增补仪，包括控制部、LED发光部与供电部；所述控制部实现LED光参数的调节，并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出；所述供电部为控制部与LED发光部供电。本实用新型通过计算机辅助实现人工模拟阳光照射，改善人体机能，起到预防、治疗疾病，消除人体亚健康状态的作用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种医疗保健仪器，具体涉及一种基于LED的模拟阳光增补仪。 基于LED的模拟阳光增补仪
【背景技术】
[0002] 人体皮肤中所含的维生素 D3源是通过获取阳光中的紫外线来制造，再经转换产 生维生素 D，因此，通过适当时间地沐浴于阳光下有助于人体获得维生素 D，这也是人体维 生素 D的主要来源。维生素 D可以帮助人体摄取和吸收钙、磷，使小朋友的骨骼长得健壮 结实；对婴儿软骨病、佝偻病有预防作用；对大人则有防止骨质疏松、类风湿性关节炎等功 效。研究表明，除获取维生素 D外，适当时间的阳光照射对人体还能够起到相当多的正面作 用，例如：1、阳光中的紫外线有很强的杀菌能力，通过阳光照射可有效杀除皮肤上的细菌， 增加皮肤的抵抗力、预防皮肤病。2、紫外线的照射可以深入到细胞层，增加吞噬细胞活力， 从而增强人体免疫功能的作用。3、阳光照射能够促进人体的血液循环、增强人体新陈代谢、 调节中枢神经，从而使人体感到舒展而舒适，在调解人体生命节律以及心理方面也有一定 的作用。4、阳光中的紫外线可以刺激骨髓制造红血球，提高造血功能，从而防止贫血。
[0003] 虽然晒太阳对人类生活而言是一件再平常不过的事，但对于现代城市中长期工作 在室内空间的人群或是从事地下、极地等特殊工种的人群，要接受充足时间的阳光照射就 不是那么容易了。基于阳光的增补治疗并不普遍，也不是想象中那样简单。
[0004] 研究数据显示：不同时段、不同波长的阳光对人体所起的作用亦会有所不同。
[0005] 上午6?9时，这一时段阳光以温暖柔和的红外线占上峰，紫外线相对薄弱。红外 线温度较高，对人体主要起温热作用，可使身体发热，促进血液循环和新陈代谢，增强人体 活力。
[0006] 上午9?10时，下午4?5时，这两个时段的照射特点是紫外线中的A光束成分 较多，这时是储备体内"阳光维生素"--维生素 D的大好时间；同时还可以促进肠道钙、磷 的吸收，增强体质，有利于促进骨骼正常钙化。
[0007] 阳光光谱中，有3种射线可用来锻炼身体：波长在760毫微米以上的红外线、波长 在400?760毫微米的可见光线、波长在180?400毫微米的紫外线。 实用新型内容
[0008] 针对现代人群对阳光增补的需求，本实用新型提出一种基于LED的模拟阳光增补 仪，通过计算机辅助实现人工模拟阳光照射，改善人体机能，起到预防、治疗疾病，消除人体 亚健康状态的作用。本实用新型是通过如下技术方案实现的：
[0009] -种基于LED的模拟阳光增补仪，包括控制部、LED发光部与供电部；所述控制部 实现LED光参数的调节，并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出；所述供 电部为控制部与LED发光部供电。
[0010] 本实用新型的技术方案进一步包括：
[0011] 所述LED发光部包括由多个LED单元组成的LED矩阵，所述LED单元至少包括三 基色LED单元。所述三基色为红、蓝、绿，通过三色的混合形成全色可见光，这种白光有良好 的显色性能、较宽的色温范围。
[0012] 进一步的，所述LED单元还包括紫外LED单元，用于模拟补充紫外光照射。
[0013] 进一步的，所述控制部包括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输 出的处理模块；连接于处理模块与LED发光部之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部 进行驱动的驱动模块。
[0014] 进一步的，所述驱动模块包括驱动芯片、开关电路与若干RGB驱动单元；
[0015] 所述驱动芯片，设有与所述处理模块连接的输入端，以及红、蓝、绿三色控制信号 输出端；
[0016] 所述RGB驱动单元分成若干相互并联的小组，各小组由若干RGB驱动单元串接而 成，各RGB驱动单元与LED单元--对应；
[0017] 所述开关电路包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端相对应、并由所对应的控制信 号输出端控制其通断的第一、第二、第三开关管；所述第一开关管的受控端与红色控制信号 输出端连接，所述第二开关管的受控端与蓝色控制信号输出端连接，第三开关管的受控端 与绿色控制信号输出端连接。
[0018] 进一步的，所述处理模块包括
[0019] 调用单元，用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序；
[0020] 定时控制单元，用于光照时间的倒计时，实现光照参数随时间的变换与计时结束 时关闭光源；
[0021] 颜色调控单元，用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节；
[0022] 亮度调控单元，用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
[0023] 进一步的，所述LED发光部的光输出方向上还设有滤光部，所述滤光部用于滤除 合成光中对人体不利部分。
[0024] 进一步的，所述滤光部至少包括设于LED发光部上的滤镜，所述滤镜为覆盖于LED 发光部上的整块滤光镜片或设于各LED单元上若干滤光镜片。
[0025] 进一步的，所述供电部包括电池与电源转换模块，所述电源转换模块至少包括为 控制部供电的第一升压电路、为LED发光部供电的第二升压电路，所述第一升压电路输入 端与电池电极直接相连，所述第二升压电路输入端与电池电极通过开关连接。上述方案采 用电池作为电源，便可兼顾产品的小巧性与便携性，随时随地为不同人群补充太阳光；供电 部根据阳光增补仪内部电路的电压需求，相应设有不同电压输出的升压电路，令到电源转 换模块各路输出具有更高独立性，不会因单一电路的故障而使其它电路产生连锁损毁。
[0026] 进一步的，所述的基于LED的模拟阳光增补仪配设有与人体部位形状相符的硅胶 护具。硅胶具有良好的生物相容性，对人体组织无刺激性、无毒性、无过敏反应，机体排异反 应极少；同时，硅胶能耐高温、可消毒、加工成型方便，将其制成与人体部位相符的形状，既 可在LED光照下起到保护人体皮肤的作用，又便于清洁与消毒。
[0027] 本实用新型的有益效果是：率先提出日光增补概念，通过分析太阳光照角度运动 规律及四季变化规律，结合人体子午流注制定最佳照射程序，利用LED模拟阳光作用于人 体不同部位，随时随地为不同人群补充太阳光，改善人体各方面的机能。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1为本实用新型的组成框架示意图。
[0029] 图2为本实用新型的整体结构示意图。
[0030] 图3为本实用新型与硅胶护具结合的结构示意图。
[0031] 图4为处理模块的电路结构示意图。
[0032] 图5-1为驱动芯片及外围电路结构示意图。
[0033] 图5-2为开关电路结构示意图。
[0034] 图5-3为RGB驱动电路结构示意图。
[0035] 图6为LED阵列结构示意图。
[0036] 图7为供电部的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0037] 如下结合附图1-7,对本申请方案作进一步描述：
[0038] 如图1-4所示，一种基于LED的模拟阳光增补仪，包括控制部1、LED发光部2与供 电部3 ;所述控制部1实现LED光参数的调节，并驱动LED发光部2模拟太阳光光谱、变化 规律进行光输出；所述供电部3为控制部1与LED发光部2供电。
[0039] 所述LED发光部2包括由多个LED单元组成的LED矩阵，如图6所示，所述LED单 元包括三基色LED单元21与紫外LED单元22。
[0040] 所述控制部1包括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输出的处理 模块11 ;连接于处理模块11与LED发光部2之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部 2进行驱动的驱动模块12。
[0041] 如图4所示，处理模块及外围电路结构，所述处理模块11可优选采用型号 ARM32F1031的单片机芯片，其同样可采用其它能满足设计需求的可编程单片机芯片。
[0042] 所述处理模块11包括
[0043] 调用单元11-1，用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序；
[0044] 定时控制单元11-2,用于光照时间的倒计时，实现光照参数随时间的变换与计时 结束时关闭光源；
[0045] 颜色调控单元11-3,用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节；
[0046] 亮度调控单元11-4,用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
[0047] 根据太阳光模拟程序，本实用新型会动态调节LED光输出的色温、亮度，以实现人 工模拟太阳光照射的变化。
[0048] 所述LED发光部2的光输出方向上还设有滤光部5，所述滤光部5用于滤除合成光 中对人体不利部分。
[0049] 所述滤光部5包括设于LED发光部2上的滤镜，所述滤镜为覆盖于LED发光部2 上的整块滤光镜片。
[0050] 所述的基于LED的模拟阳光增补仪配设有筒形的硅胶护具7,方便使用者配带于 手臂或是腿上。
[0051] 所述驱动模块12包括驱动芯片12-1、开关电路12-2与若干RGB驱动单元12-3 ;
[0052] 如图5-1所示，所述驱动芯片12-1，设有与所述处理模块11连接的输入端，以及 红、蓝、绿三色控制信号输出端OUTR、OUTB、OUTG ;
[0053] 如图5-3所示，所述RGB驱动单元12-3分成若干相互并联的小组，各小组由若干 RGB驱动单元12-3串接而成，各RGB驱动单元12-3与LED单元--对应；
[0054] 如图5-2所示，所述开关电路12-2包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端0UTR、 OUTB、0UTG相对应、并由所对应的控制信号输出端控制其通断的第一、第二、第三开关管 QR1、QB1、QG1 ;所述第一开关管QR1的受控端RCL与红色控制信号输出端0UTR连接，所述 第二开关管QB1的受控端BCL与蓝色控制信号输出端0UTB连接，第三开关管QG1的受控端 GCL与绿色控制信号输出端0UTG连接。
[0055] 如图7所示，所述供电部3包括电池31与电源转换模块32,所述电源转换模块32 包括为控制部1供电的第一升压电路32-1、为LED发光部2供电的第二升压电路32-2,所 述第一升压电路输入端与电池31电极直接相连，所述第二升压电路输入端与电池31电极 通过开关连接。
[0056] 上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷 同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
【权利要求】
1. 一种基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：包括控制部、LED发光部与供电部； 所述控制部实现LED光参数的调节，并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输 出；所述供电部为控制部与LED发光部供电。
2. 根据权利要求1所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述LED发光部 包括由多个LED单元组成的LED矩阵，所述LED单元至少包括三基色LED单元。
3. 根据权利要求2所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述LED单元还 包括紫外LED单元。
4. 根据权利要求3所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述控制部包 括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输出的处理模块；连接于处理模块与 LED发光部之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部进行驱动的驱动模块。
5. 根据权利要求4所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述驱动模块包 括驱动芯片、开关电路与若干RGB驱动单元； 所述驱动芯片，设有与所述处理模块连接的输入端，以及红、蓝、绿三色控制信号输出 端； 所述RGB驱动单元分成若干相互并联的小组，各小组由若干RGB驱动单元串接而成，各 RGB驱动单元与LED单元--对应； 所述开关电路包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端相对应、并由所对应的控制信号输 出端控制其通断的第一、第二、第三开关管；所述第一开关管的受控端与红色控制信号输出 端连接，所述第二开关管的受控端与蓝色控制信号输出端连接，第三开关管的受控端与绿 色控制信号输出端连接。
6. 根据权利要求5所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述处理模块包 括 调用单元，用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序； 定时控制单元，用于光照时间的倒计时，实现光照参数随时间的变换与计时结束时关 闭光源； 颜色调控单元，用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节； 亮度调控单元，用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
7. 根据权利要求5所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述LED发光部 的光输出方向上还设有滤光部，所述滤光部用于滤除合成光中对人体不利部分。
8. 根据权利要求7所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述滤光部至少 包括设于LED发光部上的滤镜，所述滤镜为覆盖于LED发光部上的整块滤光镜片或设于各 LED单元上若干滤光镜片。
9. 根据权利要求8所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：所述供电部包括 电池与电源转换模块，所述电源转换模块至少包括为控制部供电的第一升压电路、为LED 发光部供电的第二升压电路，所述第一升压电路输入端与电池电极直接相连，所述第二升 压电路输入端与电池电极通过开关连接。
10. 根据权利要求1至9任一项所述的基于LED的模拟阳光增补仪，其特征在于：配设 有与人体部位形状相符的硅胶护具。
【文档编号】H05B37/02GK203886018SQ201420214451
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】聂萍, 吴正红 申请人:聂萍