一种光照模组及使用该光照模组的智能睡眠设备的制作方法

本发明涉及光学、电子设备技术及相关医疗领域，特别涉及一种光照模组及使用该光照模组的智能睡眠设备。

背景技术：

睡眠是人类生活必不可少的一部分，它对于机体的修复、降低人类抑郁的风险、促进人脑的记忆、阻止人类的发病率和保持人类警觉性的功能有重要作用。据世界卫生组织对14个国家两万余名在基层医疗就诊者调查发现，有27％的人有睡眠问题。偶尔失眠，对身体无多大损害，但长期失眠对人们的精神和躯体将产生巨大的危害。高品质的睡眠是健康生活的重要基础，研究表明睡眠质量比睡眠时间更重要，大部分失眠是可预防、可改善的。

对于睡眠障碍的治疗方法包括中西医类的药物、心理辅导疗法、针灸治疗等等治疗方法，其中，主要还是依靠药物治疗，其能在短时间内有效的改善睡眠质量，但其副作用和对药物的依赖性也不能忽视。而认知行为干预是一种心理疗法，主要是针对患者错误或歪曲的认识问题上，通过改变患者对人对己对事的看法来改善其所呈现出的问题症结所在。其次也有通过音乐疗法，通过声音对患者进行干预，其原理是使人放松，从而达到诱导患者进入更深层次的睡眠的目的。但由于每个人对于音乐的应激反应不同，该方法并不具有普适性。且该干预方法容易使患者产生“免疫”，而不能起到很好的效果。

目前，人们研发出一种智能睡眠设备，通过光照眼球从而调控视网膜非成像视觉感光细胞以改善睡眠，随之出现了用于该种睡眠设备上的发光模组。如中国专利申请第201510549793.7号专利公开的一种新的用于智能睡眠设备上的多区域照射发光模组结构，所述发光模组为一个以上的led灯珠，发光模组从两个以上不同方向射入使用者眼睛。然而，上述发光模组照射存在诸多缺陷，眼珠的不同位置接收到来至光源的光照强度不一致，例如眼珠中心的位置接收到的强度大，而边缘位置接收到的强度小，为了达到有效的照射效果，边缘位置需要照射的时间就长，而中心位置接收的光照过多反而造成浪费，导致发光模组的光照接收率不高。

故基于上述情况，现在急需研发提供一种方案，以提高光照的接收率，使得眼球均匀接收光照，也有利于对眼睛的保护。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种光照模组，使用于智能睡眠设备时可有效提高光照接收率，使得眼球均匀接收光照，利于保护眼睛。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种光照模组，包括有光源、分别设置于光源两侧的导光板与fpc板、紧贴导光板的扩散膜、以及靠近fpc板设置的防漏光膜、与pcb板连接的控制处理器；所述控制处理器通过pcb板以对光源进行控制；所述光源为复数led灯珠通过导线连接而成的光条，其中，从光条中间位置向光条两端延伸，灯珠的数量由稀疏向密集渐变。

优选地，所述光条分为三个分区，分别为中心区、次中心区、以及末端区；光条以中间位置为界，左右部分的灯珠呈对成设置。

优选地，所述灯条末端区灯珠的排列密度大于次中心区灯珠的排列密度；而次中心区的灯珠的排列密度大于中心区灯珠的排列密度。

优选地，所述控制处理器包括有多个控制器，用于控制每个分区灯珠的发光。

优选地，所述控制器为导电电极，用于给分区的灯珠提供电力以驱动其发光，其中每个分区配置独立的控制器。

优选地，所述控制处理器还连接有存储器，存储器中存储有年龄与褪黑素抑制率对照表、褪黑素抑制率与光照度对照表以及不同光谱的光照度数据。

优选地，所述导光板包括有包括有基板、网点，导光板通过网点破坏光源发出的光线的全反射，从而让光线从导光板出来，将线光源转变为面光源，使得光源发光均匀。

优选地，所述扩散膜包括有抗刮伤层、透明pet基材层以及扩散层。

本发明另一技术方案为：

一种智能睡眠设备，包括有上述方案描述的光照模组。

优选地，所述睡眠设备还包括有电源、连接电源的电路板；所述电路板上设置有控制模块、与控制模块连接的按键触摸模块、热感应开关模块以及发光模组亮度检测模块与产品电量监测模块、环境光亮度感光模块、以及软件算法模块。

本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过光条上灯珠的疏密排布设设置，且通过分区，由不同控制器分别控制不同分区内灯珠的发光，从而可以使得眼珠各个点位置接收到光条的光照度相等。将该光照模组使用于智能睡眠设备时可有效提高光照接收率，使得眼球均匀接收光照，利于保护眼睛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明光照模组的剖切示意图；

图2是本发明光照模组的光条示意图；

图3是本发明光照模组的光条灯珠排布分区的示意图；

图4是本发明光照模组的光条使用示意图；

图5是本发明光照模组的光照度原理示意图；

图6是本发明光照模组的扩散膜结构示意图；

图7是使用本发明光照模组的智能睡眠眼镜原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明通过光条上灯珠的疏密排布设设置，且通过分区，由不同控制器分别控制不同分区内灯珠的发光，从而可以使得眼珠各个点位置接收到光条的光照度相等。将该光照模组使用于智能睡眠设备时可有效提高光照接收率，使得眼球均匀接收光照，利于保护眼睛。

具体地，参照图1-图3所示，本发明光照模组包括有光源30、分别设置于光源30两侧的导光板31与fpc板32、紧贴导光板31的扩散膜33、以及靠近fpc板32设置的防漏光膜34、与pcb板32连接的控制处理器，控制处理器通过pcb板以对光源30进行控制。所述光源30为复数led灯珠通过导线连接而成的光条300，其中，从光条300中间位置向光条两端延伸，灯珠301的数量由稀疏向密集渐变。具体地，在光条300中间位置处，灯珠301数量呈稀疏不规则排布，灯珠301数量少，随着光条300向两端延伸，灯珠301数量逐渐增多，逐渐密集呈不规则排布。在本发明实施例中，光条以中间位置为界，左右部分的灯珠呈对成设置。

具体地，所述控制处理器包括有多个控制器，将光条300上的灯珠301进行分区，控制器用于控制每个分区灯珠的发光。本发明实施例中，所述控制器为导电电极，用于给分区的灯珠提供电力以驱动其发光。每个分区可以配置独立的控制器，也可以多个分区配置一个控制器，以使得多个分区的灯珠能同步发光。参照图2、图3所示，本发明实施例中，光条300左右部分的灯珠301呈对成设置，所以对成设置的分区可以共用同一个控制器。如图3所示，光条分为三个分区，分别为中心区302、次中心区303、以及末端区304，图中用虚线隔开，分区也可以相互交叉，即某个灯珠可以同时分在次中心区303和末端区304；中心区302为基础参考区，灯珠数量少，次中心区303灯珠数量逐渐增加，末端区304灯珠数量比次中心区303的数量多，且排布更为密集。具体地，末端区304灯珠的排列密度大于次中心区303灯珠的排列密度；而次中心区303的灯珠的排列密度大于中心区302灯珠的排列密度。其中，中心区单独配置一个控制器，用于控制灯珠的发光时间。

如图4所示，先确定光条300中间位置lo到眼珠中心位置o的距离h，如图5，根据光照度公式：

e＝i*cosi/r²(1)

其中，i为光源的发光强度。

图5中，眼珠中心位置o点接收到的光条中间位置处光源的光照度eo1为：

eo1＝io*cos0°/h²

即：eo1＝io/h²，io为光条中间位置处灯珠的发光强度。

则眼珠中心位置o点接收到光条的光照度eo＝eo1+eo2+eo3+…..eon；

显然，正常情况下，在每个灯珠的放光强度i相等的情况下，眼珠中心位置接收到的光条的光照度将是最大。本发明实施例中，通过光条上灯珠的设置与分区，由不同控制器分别控制不同分区内灯珠的发光，从而可以使得眼珠各个点位置接收到光条的光照度相等。

作为本发明一实施例，所述控制处理器还连接有存储器，存储器中存储有年龄与褪黑素抑制率对照表、褪黑素抑制率与光照度对照表以及不同光谱的光照度等数据信息。从而根据年龄可查找到对应最佳的褪黑素抑制率，进而根据褪黑素以及光源的光谱等相关信息，得到对使用者最佳的光照数据，由控制器控制光照模组进行照射，以达到最佳的照射使用效果。

所述防漏光膜34将fpc板32包裹于内，从而避免光源30和导光板31漏光；在另一实施例中，所述防漏光膜设置于光源与fpc板之间，包覆一侧光源，以防止光源漏光。

所述导光板包括有包括有基板、网点，导光板通过网点破坏光源发出的光线的全反射，从而让光线从导光板出来，将线光源转变为面光源，使得光源发光均匀。导光板为平板形或者弧形，或者不规则曲面形状，导光板的厚度为0.7mm-1mm之间。

所述扩散膜33贴近所述导光板，用于将导光板中射出的不均匀光线转换成均匀分布、模糊网点的面光线，同时起到遮蔽导光板的作用。如图6所示，扩散膜33包括有抗刮伤层330、透明pet基材层331以及扩散层332，其中，所述扩散层332中设置有分散的扩散粒子3320。光线从最下方的抗刮伤层入射，再穿透高透明的pet基材。然后，被分散在扩散涂层中的扩散粒子所散射形成均匀的面光源。所述扩散粒子为球状，光线在经过这些粒子时被聚焦到一定的出射角度内，从而达到增强出射光亮度的功能。同时，扩散层中粒径大小不同的扩散粒子也保证了光线不会从扩散膜中直射出去，从而起到了雾化的效果。

本发明实施例中，所述扩散膜的厚度常规为90um，100um等，可以根据具体情况定制。所述扩散膜的pet基材层厚度为25um-100um，可视具体情况定制,所述扩散层中的扩散粒子的平均粒径为1um-1.5um。

本发明另一实施例为一种包括有上述光照模组的智能睡眠设备，参照图7所示，所述睡眠设备还包括有电源、连接电源的电路板。其中，所述电源包括有为整机设备供电的整机可充电电池模块、设置于整机设备上为发光模组供电的发光模组可充电电池模块以及充电管理模块。所述电路板上设置有控制模块、与控制模块连接的按键触摸模块、热感应开关模块以及发光模组亮度检测模块与产品电量监测模块、环境光亮度感光模块、以及软件算法模块。

本发明实施例中，所述电路板上的控制模块与光照模组共用同一个控制处理器，控制各模块进行工作，实现各模块相应的功能，并使发光模组进行安全并有效地发光照射。

所述按键触摸模块接受用户的触控操作进行相应的开关；所述热感应模块通过感应是否有人体接触靠近，以进行开关的开启工作。

所述环境光亮度感光模块实时监测外界环境的光亮度，并通过软件算法模块计算出当前环境光下的最优亮度，由控制处理器控制光照模组发出最优亮度的光。

具体地，环境光亮度感光模块对外界环境的光亮度进行实时感应监测，并将外界环境当前的光亮度信息传递给算法模块，算法模块接收到感光模块的传送的相关信息，通过执行光线照射优化算法，判断何种亮度的发光模组亮度是当前环境下的最优亮度计算出最优亮度，然后把最优亮度相关信息传递给控制处理器，由控制处理器控制光照模块进行调整，从而保证光线在危害性和有效性的最佳平衡点。从而，通过用软硬件结合算法，实现间歇性照射，找到危害性和有效性之间的最安全平衡点。具体地，环境光亮度感光模块包括有投光器和受光器，利用投光器将光线通过透镜进行聚焦，经传输到受光器的透镜，再到接收感应器，感应器将收到的光线信号转变成电信信号，将所述电信信号与算法模块中预先设置的最大值与最小值进行比较。若高于预设最大值，则按照算法模块里面的最大值执行发光模组亮度照射；若低于最小值，则按照算法模块里面的最小值执行发光模组亮度照射；若在最大值和最小值之间，则按照算法模块里面的光线相对应调节值进行。

根据时间t内光源的辐照能量e＝n·h·v＝p·t，其中p为光源的辐照功率，n为光子个数，h为普朗克常量，v为光子的频率，v＝c/λ，c为光子的速度，即光速，λ为光子的波长。由此可算得时间t内的光子数n，即n＝p·t·λ/h·c,进而可得到单位面积s，单位时间t内的光子强度pd＝n/s·t＝p·λ/s·h·c；而辐照强度i＝p/s。根据光谱特性曲线(光谱特性曲线为现有技术，不再详细描述)，可得波长为λk的光子强度pdk为：

pdk＝s(λk)·i(λk)·λk·ε/h·c

其中，i(λk)为相对光谱中波长为λk时的辐照强度，s(λk)为波长为λk的相对光谱灵敏度值，ε为光子透过率。根据光强与褪黑素分泌的关系曲线(光强与褪黑素分泌的关系曲线为现有技术，不再详细描述)，可以计算得到褪黑素分泌值ms为：

ms＝a2+(a1-a2)/[ε+(pdk/x1/2)^m]…………………………(2)

其中，a1为褪黑素分泌最小值，a2为褪黑素分泌最大值，x1/2为褪黑素分泌值为(a1+a2)/2时所对应的光子强度，m为a1与a2之间的曲线斜率。

作为本发明另一实施例，所述算法模块根据公式(1)对光照模组进行调节，如调节光源的照射时间t和或调节光源波长λ，从而得到合适的褪黑素分泌值ms，进而达到有效调节睡眠的作用。

电路板上的控制模块接收到开关指令信息后，控制发光模组驱动光源，如图4所示，光源打开后，光线经过导光板将线光源变成面光源，通过扩散膜扩散，进入眼球100，通过发出对褪黑素有促进或抑制的光对眼球进行投射。视网膜中的非成像视觉的感光细胞接受光信号，其中，非成像视觉的感光细胞是在视网膜中的自感光视网膜神经节细胞(iprgc)，这类细胞可以接收光信号，并投射到大脑的生物钟调节器-视交叉上核(scn)，通过scn控制松果体调节包括褪黑素在内的多种激素的分泌水平，从而调节人体生物钟节律和睡眠。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明实施例提供的上述技术方案的全部或部分可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述程序可以存储在可读取的存储介质中，该存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。