夜间节律光谱的调制方法与流程

1.本发明涉及发光光谱领域，尤其涉及一种夜间节律光谱的调制方法。


背景技术：

2.室内光环境对人体健康有着巨大的影响。实证研究表明，光照会对人的视觉、生理功能、行为造成影响。根据研究，光照的这种影响与光敏视网膜神经节细胞(iprgcs)有关。光信号由iprgcs传递至昼夜节律中枢scn，即可实现对人体生物钟与各种生理活动的调节和控制。对人体而言，当其每日得到较为适宜的时间和强度的光照刺激，可以很好地校准人体内部生物钟节律周期。若没有得到合适强度和时间的光照刺激，则会破坏这一平衡状态，进而给人体带来很大危害。研究表明，iprgcs细胞是被其内部的光敏蛋白——视黑素所激活的。研究者根据此点建立了视黑素光谱光视效能函数来计算“视黑素光通量”，进而被改进为视黑素等效勒克斯(eml)。一般以eml作为评价标准，进行节律光谱的设计。
3.影响光照节律效应的主要因素包括光谱构成、光照强度、光照时长等。现有研究中，多通过调整光强度、色温来调整光照节律效应。然而采用这种方法就不可避免地影响视觉上的变化，如色温、显色性等，降低了视觉效应。因此，往往难以同时调节节律刺激效应和视觉效应。
4.此外，参照上海团体标准t/sieata《中小学教室照明质量分级评价》的规定，夜间的视黑素等效勒克斯eml的值应小于等于130，平均照度大于等于300lx，满足aaaaa级要求。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种夜间节律光谱的调制方法，其具有较高的显色指数，同时具有适宜的节律刺激水平。
6.为了解决本发明的技术问题，本发明提供了一种夜间节律光谱的调制方法，其包括：
7.(1)提供白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，将其布设在基板上；
8.(2)调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量，使得各led的光通量达到预设范围，即得到具有预设光通量的夜间节律光谱；
9.其中，所述白光led的光通量占预设光通量的比例为61.8～69.3％，所述蓝光led的光通量占预设光通量的比例为0.72～0.88％，所述绿光led的光通量占预设光通量的比例为28.6～37.31％，所述蓝绿光led的光通量占预设光通量的比例为0～1.8％。
10.作为上述技术方案的改进，步骤(2)包括：
11.(2.1)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
12.(2.2)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到具有预设光通量的夜间节律光谱。
13.作为上述技术方案的改进，所述白光led的色温为2600～3000k。
14.作为上述技术方案的改进，所述蓝光led的峰值波长为450～460nm。
15.作为上述技术方案的改进，所述绿光led的峰值波长为540～555nm。
16.作为上述技术方案的改进，所述蓝绿光led的峰值波长为490～500nm。
17.作为上述技术方案的改进，所述白光led的色温为2700k，所述蓝光led的峰值波长为455nm。
18.作为上述技术方案的改进，所述绿光led的峰值波长为550nm，所述蓝绿光led的峰值波长为495nm。
19.作为上述技术方案的改进，所述白光led的光通量占预设光通量的比例为61.83～66.35％，所述蓝光led的光通量占预设光通量的比例为0.82～0.87％，所述绿光led的光通量占预设光通量的比例为31.06～37.31％，所述蓝绿光led的光通量占预设光通量的比例为0～1.77％。
20.作为上述技术方案的改进，所述夜间节律光谱的视黑素等效勒克斯值小于120，显色指数ra大于等于87。
21.实施本发明，具有如下有益效果：
22.本发明采用白光led、蓝光led、绿光led、蓝绿光led四色通道，通过对各通道光通量的调节，得到了较低节律刺激水平的夜间节律光谱，该调制方法简单易行。在保障高显色指数、通用照明白光需求的同时，也有效降低了夜间照明的节律刺激水平。
附图说明
23.图1是本发明实施例1～2、对比例1～4中四种led的光谱图；其中，1为峰值波长为455nm的蓝光，2为峰值波长为495nm的蓝绿光，3为峰值波长为550nm的绿光，4为色温为2700k的白光；
24.图2是本发明实施例1的光谱图；
25.图3是本发明实施例2的光谱图；
26.图4是本发明对比例1的光谱图；
27.图5是本发明对比例2的光谱图；
28.图6是本发明对比例3的光谱图；
29.图7是本发明对比例4的光谱图；
30.图8是本发明对比例5的光谱图。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式对本发明作进一步地详细描述。
32.发明人在节律光谱的研究过程中，偶然发现通过白光、蓝光、绿光、蓝绿光四通道进行混色，通过简单的调节各通道的光通量(或光通量)，即可得到高视觉效应与低节律刺激效应的夜间节律光谱。故提出本发明。
33.具体的，本发明中夜间节律光谱的调制方法包括以下步骤：
34.s1：提供白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，将其布设在基板上；
35.其中，白光led为目前市面上常见的白光led，其色温为2600～3000k，示例性的为
2650k、2700k、2750k、2800k、2850k、2900k、2950k或3000k，但不限于此。优选的，白光led的色温为2700k。
36.蓝光led的峰值波长为450～460nm，示例性的为450nm、452nm、454nm、456nm、458nm或460nm，但不限于此。优选的，蓝光led的峰值波长为455nm。
37.绿光led的峰值波长为540～555nm，示例性的为541nm、543nm、545nm、547nm、550nm、552nm或554nm，但不限于此。优选的，绿光led的峰值波长为550nm。
38.蓝绿光led的峰值波长为490～500nm，示例性的为492nm、494nm、496nm或498nm，但不限于此。优选的，蓝绿光led的峰值波长为495nm。
39.其中，基板可为光源板，但不限于此。优选的，布设led时，保持各led之间间距均匀。
40.s2：调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量，使得各led的光通量达到预设范围，即得到具有预设光通量的夜间节律光谱；
41.具体的，s2包括：
42.s21：分别调节白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；
43.具体的，单独点亮某一led，保持其他led关闭，调节电流，通过照度仪测量照度，得到照度值即可通过计算得到相应的光通量，达到所需的光通量后，关闭。按照上述方法分别调节每个led的光通量。需要说明的是，调节顺序不分先后。
44.调节结束后，各led的光通量所占总光通量的比例如下：
45.白光led的光通量占总光通量的比例为61.8～69.3％，示例性的为62.3％、63.4％、64.8％、65.3％、66.7％、66.9％、67.5％、68.6％或69.1％，但不限于此。优选的，白光led的光通量为占总光通量的比例为61.83～66.35％。
46.蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.72～0.88％，示例性的为0.75％、0.77％、0.79％、0.83％、0.85％或0.86％，但不限于此。优选的，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.82～0.87％。
47.绿光led的光通量占总光通量的比例为28.6～37.31％，示例性的为28.8％、29.5％、30.6％、31.5％、32.4％、33.8％、34.3％、35.5％、36.7％或37.2％，但不限于此。优选的，绿光led的光通量占总光通量的比例为31.06～37.31％。
48.蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为0～1.8％。示例性的为0％、0.05％、0.4％、0.6％、0.8％、1.1％、1.4％或1.6％，但不限于此。优选的，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为0～1.77％。
49.s22：同时启动白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到具有预设光通量的夜间节律光谱；
50.具体的，调节各led的光通量结束后，同时开启各led，各led所发出光混合，即得到了夜间节律光谱。具体的，该光谱的光通量可根据具体的照明环境所需而定。示例性的，在一个实施例中，预设光通量为200lm，但不限于此。需要说明的是，在其他条件不变的情况下，光通量与平均照度之间存在正相关性，即光通量增加，则平均照度增加，经换算，本实施例中预设光通量为200lm，满足平均照度大于300lx的要求。
51.具体的，根据本发明方法构建得到的夜间节律光谱，其视黑素等效勒克斯值(eml值)＜120，显色指数ra＞80。研究表明，eml值低于120时，具有较低的节律刺激，有效降低对
褪黑素的分泌影响，即不会干扰人体自身的节律，该环境尤其适用于晚自习场景，夜间加班场景等，有助于改善人体因节律刺激高导致夜间失眠的问题。
52.下面以具体实施例对本发明进行说明：
53.实施例1
54.本实施例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
55.(1)将白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led布设在光源板上；
56.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长为550nm，蓝绿光led的峰值波长为495nm；
57.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
58.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为66.35％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.82％，绿光led的光通量占总光通量的比例为31.06％，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为1.77％。
59.(3)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到夜间节律光谱。
60.实施例2
61.本实施例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
62.(1)将白光led、蓝光led和绿光led布设在光源板上；
63.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长为550nm；
64.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
65.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为61.83％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.87％，绿光led的光通量占总光通量的比例为37.31％。
66.(3)同时启动所述白光led、蓝光led和绿光led，即得到夜间节律光谱。
67.对比例1
68.本对比例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
69.(1)将白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led布设在光源板上；
70.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长为550nm，蓝绿光led的峰值波长为495nm；
71.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
72.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为88.09％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.59％，绿光led的光通量占总光通量的比例为1.01％，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为10.31％。
73.(3)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到夜间节律光谱。
74.对比例2
75.本对比例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
76.(1)将白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led布设在光源板上；
77.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长
为550nm，蓝绿光led的峰值波长为495nm；
78.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
79.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为76.06％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.72％，绿光led的光通量占总光通量的比例为17.63％，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为5.59％。
80.(3)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到夜间节律光谱。
81.对比例3
82.本对比例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
83.(1)将白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led布设在光源板上；
84.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长为550nm，蓝绿光led的峰值波长为495nm；
85.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
86.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为74.18％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.74％，绿光led的光通量占总光通量的比例为20.24％，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为4.85％。
87.(3)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到夜间节律光谱。
88.对比例4
89.本对比例提供一种夜间节律光谱的调制方法，其包括以下步骤：
90.(1)将白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led布设在光源板上；
91.其中，白光led的色温为2700k，蓝光led的峰值波长为455nm，绿光led的峰值波长为550nm，蓝绿光led的峰值波长为495nm；
92.(2)分别调节所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led的光通量；其中，在调节其中一个led的光通量时，其他led保持关闭；
93.具体的，白光led的光通量占总光通量的比例为70.82％，蓝光led的光通量占总光通量的比例为0.78％，绿光led的光通量占总光通量的比例为24.89％，蓝绿光led的光通量占总光通量的比例为3.53％。
94.(3)同时启动所述白光led、蓝光led、绿光led和蓝绿光led，即得到夜间节律光谱。
95.对比例5
96.选用常规的3500k白光led(深圳市恒一光电科技有限公司5730白光灯珠)。
97.将实施例1～2、对比例1～5的夜间节律光谱保持在色温3500k、平均照度300lx条件下进行测试，具体如结果见下表：
[0098] rar9eml实施例191.163.1119.9实施例28753.7115.1对比例194.2161.32142.94对比例296.3158.45130.2对比例395.2266.63128.2
对比例493.0972.09124.64对比例593.072.0147.5
[0099]
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。