非视觉光传感器的制作方法

本发明涉及光生物安全领域，具体的说，是涉及一种非视觉光传感器。

背景技术：

人眼视网膜存在杆状细胞和锥状细胞，锥状细胞在亮度水平大于3cd/m²的情况下起作用，由此定义了明视觉；杆状细胞在亮度水平小于0.001cd/m²的情况下被激活，由此定义了暗视觉。1924年由国际照明委员会cie承认的基于人眼对各种波长λ的光的相对灵敏度为光谱光视效率函数。明视觉光谱光视效率函数v(λ)，最大值在555nm处，暗视觉光谱光视效率函数v’(λ)，最大值在507nm处。

光传感器，用于将光信号转换为电信号进行识别。光传感器可以检测环境光的强度、照度。目前市场上所有光传感器都是针对与人眼视觉光的，是由光电池及修正滤光片组成，滤光片对光电池光谱功率函数进行“人眼校正”，得到的光谱曲线接近cie推荐的视觉光谱光视效率曲线。

在2002年，美国布朗(brown)大学的davidberson等人在大鼠的视网膜上发现了第三种感光细胞——视网膜神经节感光细胞(intrinsicallyphotosensitiveretinalganglioncells—iprgcs)。这种感光细胞控制了许多的非视觉生物效应，例如生理节律、体温、心率、皮质醇的分泌，褪黑激素的分泌以及警觉性等等。

目前，在蓝光危害以及非视觉生物效应的研究已成为当今研究的焦点，2017年诺贝尔生理学或医学奖和本发明密切相关，也即人类生物钟是由光通过非视觉效应来校正的，未来的照明标准也应当同时考虑视觉与非视觉两者，满足人类对视觉舒适度、心里、生理、光健康等各方面的要求。但至今却尚未出现非视觉光传感器，可见人们对非视觉光生物效应的认识不够深，普通百姓也无法在选择室内照明灯光时同时考虑以上两者，故本发明旨在为非视觉光效应的研究、人体生理节律的研究、蓝光危害的研究等方面提供一种非视觉领域光学辐射测量的传感器。

技术实现要素：

本的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种非视觉光传感器。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种非视觉光传感器，包括叠放在一起的光电探测器、人眼视觉函数v(λ)a修正片、人眼视觉函数v(λ)b修正片、和起带通滤光片作用的深蓝玻璃；所述带通指在“紫蓝带”380nm-500nm波长范围的光透过率显著高于500nm-650nm范围的光透过率；所述“显著”，是指380nm-500nm之间的光谱面积大于500nm-650nm之间的光谱面积10倍以上。

还包括与所述光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片、人眼视觉函数v(λ)b修正片、和起带通滤光片作用的深蓝玻璃叠放在一起的短波通滤光片，所述短波通滤光片的截止波长不短于650nm。

叠放在一起的各部件最终合成的光透过率曲线，与人眼的非视觉光谱响应曲线做对比，峰值的差值小于18nm，半峰宽相差小于20％。

所述光电探测器、人眼视觉函数v(λ)a修正片、人眼视觉函数v(λ)b修正片组成普通照度计中的视觉光探头，所述视觉光探头与深蓝玻璃依次叠加，或所述视觉光探头、深蓝玻璃、短波滤光片依次叠加。

所述光电探测器、人眼视觉函数v(λ)a修正片、人眼视觉函数v(λ)b修正片、深蓝玻璃、短波通滤光片之间依次相互接触或留有间隙，所述间隙为0.1-50mm，所述间隙中的介质为空气或透明无色玻璃。

所述光电探测器位于最底部，人眼视觉函数v(λ)a修正片、人眼视觉函数v(λ)b修正片、深蓝玻璃、短波滤光片按照任意次序依次叠放。

所述的深蓝玻璃为型号为qb3的钴蓝玻璃，所述深蓝玻璃4为有机材料。

所述的深蓝玻璃4为型号在业内称为宝蓝的深蓝有机玻璃，所述深蓝玻璃4为有机材料。

其包含的各种滤光片，采用真空镀膜技术在玻璃上蒸镀，也即除光电探测器外，其它滤光片或不再是整块滤光玻璃做成，而是用光学镀膜的方法镀在另外的透明材料上或镀在其它滤光片表面或镀在光电探测器的表面，最后得到的非视觉光传感器，其光透过率曲线以最接近人眼的非视觉光谱响应曲线为最佳。

本发明的有益效果：

1.现有技术需要测量光源的非视觉效应时，需要先测得光源的光谱，再计算得出光源的非视觉效应，这一过程非常繁琐，有了本发明，就省却了此步骤，使得对于光源的非视觉效应的测量步骤变得简洁；

2.有了本发明，当要测量光源的非视觉效应时，无需使用积分球来测量光源的功率，然后再结合光谱数据推算出光源的非视觉效应；

3.有了本发明，可研制系列涉及人眼非视觉效应的仪器，且本发明的传感器核心部件成本很低，不超过人民币20元，成本低廉，使得后期的推广有了现实可能性；

4.本发明能和普通照度计联合使用，从而更加全面反应光源的视觉与非视觉的信息。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图

图2是实施例一中深蓝玻璃为qb3时各主要光学元件的透过率曲线；

图3是短波通滤光片的透过率曲线；

图4是实施例二的结构示意图，即在图1的基础上，滤光片间有空气间隙或插入普通透明玻璃片；

图5是深蓝玻璃型号为dtb400时的结构示意图；

图6是深蓝玻璃型号为dtb400时各主要光学元件的透过率曲线；

图7是实施例四的结构示意图。

图中：1—光电探测器，2—人眼视觉函数v(λ)a修正片，3—人眼视觉函数v(λ)b修正片，4—深蓝玻璃，5—短波通滤光片，6—深蓝玻璃qb3光透过率曲线，7—人眼视觉函数v(λ)曲线，8—qb3*v(λ)复合曲线，9—人眼非视觉函数c(λ)曲线，10—短波通滤光片的透过率曲线，11—视觉光探头，12—滤光片之间的透明介质(典型如空气或透明无色玻璃，也即其光透过率在380nm-1200nn波长范围基本不变或对本发明无影响)，13—深蓝玻璃dtb400光透过率曲线，14—dtb400*v(λ)复合曲线。

具体实施方式

实施例一：参见图1—3。

一种非视觉光传感器，包括叠放在一起的光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3、和起带通滤光片作用的深蓝玻璃4；所述带通指在“紫蓝带”380nm-500nm波长范围的光透过率显著高于500nm-650nm范围的光透过率；这里所谓“显著”，是指380nm-500nm之间的光谱面积大于500nm-650nm之间的光谱面积10倍以上。最终合成的光透过率曲线以最接近人眼的非视觉光谱响应曲线为最佳，这里所谓接近，指峰的位置相差小于18nm,半峰宽相差小于20％；这里所谓“深蓝玻璃”，是业内术语，指这种玻璃有颜色蓝黑特征，这一特征能帮助快速肉眼选材。

本实施例中，所述光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3、深蓝玻璃4、短波滤光片5依次叠加。

本实施例中，将光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3自下而上依次叠加在一起，就形成了普通照度计的视觉光探头11的结构，在视觉光探头11的基础上，增加深蓝玻璃4及短波通滤光片5，便构成了非视觉光传感器。具体来讲，视觉光探头11是普通照度计的标准配件，市场有售。光电探测器1实际上是硅光电池，它的光谱响应曲线和人眼视觉函数v(λ)曲线7有很大差别，故须增加人眼视觉函数v(λ)a修正片2，人眼视觉函数v(λ)b修正片3，三者叠在一起才构成普通照度计的视觉光探头11。此视觉光探头11对光的响应曲线与人眼视觉函数v(λ)曲线7相似。相似度越高，表明视觉光探头11的质量越好。在此视觉光探头11的基础上再加上深蓝玻璃4，本实施例中，深蓝玻璃的材料是一种型号为qb3的钴蓝玻璃，其的光透过率曲线即深蓝玻璃qb3光透过率曲线6。此时，将深蓝玻璃4与视觉光探头11合在一起，其复合光透过曲线就是qb3*v(λ)复合曲线8，我们可看到，qb3*v(λ)复合曲线8和人眼非视觉函数c(λ)曲线9非常相似，具体来讲，就是峰位置相差小于12nm,半峰宽相差小于12％，故可用于定量测量光源的非视觉效应。但在图2中在700nm位置，qb3*v(λ)复合曲线8出现不必要的小峰，这对测量精度产生坏的影响。这种类型的峰可通过类似短波通滤光片5滤掉，短波通滤光片5叠放在深蓝玻璃4的表面。短波通滤光片5的截止波长不适于650nm.申请人相信，若深蓝玻璃4特别订制，qb3*v(λ)复合曲线8和人眼非视觉函数c(λ)曲线9会更接近。总之，各个叠加在一起的部件，其光透过率曲线以最接近人眼的非视觉光谱响应曲线为最佳。

上述表述即一种非视觉光传感器结构。

实施例二：参见图4。

本实施例中，所述光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3、深蓝玻璃4、短波通滤光片5之间依次相互接触或留有间隙，所述间隙为0.1-50mm，所述间隙中的介质12为空气或透明无色玻璃。

实施例三：参见图5、6。

本实施例中，所述和实施例一相似，在视觉光探头11的基础上再加上深蓝玻璃4，其材料是一种型号为dtb400的深蓝玻璃，其的光透过率曲线即深蓝玻璃dtb400光透过率曲线13。此时，将深蓝玻璃4与视觉光探头11合在一起对，其复合光透过曲线就是dtb400*v(λ)复合曲线14，我们可看到，dtb400*v(λ)复合曲线14和人眼非视觉函数c(λ)曲线9非常相似，可用于定量测量光源的非视觉效应。由于在图6中，dtb400*v(λ)复合曲线14没有出其它小峰，故无需再另加短波通滤光片5。

此即另一种非视觉光传感器的做法。

实施例四：参见图7。

所述光电探测器1、人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3、深蓝玻璃4、短波滤光片5按照任意次序依次叠放。本实施例中，按照图7所示方式叠放。由于光学原理上，各种滤光片的叠放次序并不影响这些滤光片的总效果，故如图7所示，滤光片的叠放顺序不影响非视觉光传感器的性能。原则上来说，所述光电探测器1位于最底部，人眼视觉函数v(λ)a修正片2、人眼视觉函数v(λ)b修正片3、深蓝玻璃4、短波滤光片5按照任意次序依次叠放。

上述各实施例中，其包含的各种滤光片，采用真空镀膜技术在玻璃上蒸镀，也即除光电探测器1外，其它滤光片或不再是整块滤光玻璃做成，而是用光学镀膜的方法镀在另外的透明材料上或镀在其它滤光片表面或镀在光电探测器1的表面，最后得到的非视觉光传感器，其光透过率曲线以最接近人眼的非视觉光谱响应曲线为最佳。

以上所述仅为本的实施例，并非因此限制本的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本的专利保护范围内。