CN108211131A - 一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多途径调节人体生物节律的光照装置，包括支架、设置在所述支架上的控制单元、发光单元和音乐播放单元，所述控制单元输出控制信号到所述发光单元，控制所述发光单元发出光线的光参数；所述发光单元设置在所述支架的设定位置上，将其发出的、按所述控制单元输出的控制信号产生的光线形成光线束并投射到佩戴所述支架的人体的非视觉区域；所述音乐播放单元接收所述控制单元发送的音频数据并播放；所述控制单元依据当前使用者的脑电波的特定成分的参数值选择与其节奏相近或相同的音频数据发送给所述播放单元。实施本发明的一种多途径调节人体生物节律的光照装置，具有以下有益效果：能够通过光照、音频等多个神经通路协同作用人体神经系统，实现更为精准、高效、安全的生物节律调节功能。

Description

一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置

技术领域

本发明涉及医疗或保健设备领域，更具体地说，涉及一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置。

背景技术

感知光的变化并做出相应反应是生命体的基本特征，也是人类顺应自然、保持生命与健康的本能。2003年发现的视网膜神经节感光细胞(Intrinsically photosensitiveretinal ganglion cells-ipRGCs)对于揭示通过光作用调整人体生物节律的机理意义重大。根据研究，人眼的光信号感知功能，包括与视网膜锥状和杆状细胞相关联的视觉功能以及与ipRGCs相关的非视觉功能，前者主要将视觉光信号传递到大脑形成视觉图像、色彩及其变化，而后者则主要将非视觉光信号传递到下丘脑的松果体中参与生物钟的调节，从而产生对于人体生理、心理健康的调整作用。现有技术中，也有一些利用光照防治疾病或者调节生物节律的专用装置或者装置系统，尽管所采用的技术形式和装置形态各不相同，但是不外乎蓝光刺激人眼视网膜调整人体生物钟的原理。现有技术中的这些装置可能也有一定的效果，但是不可否认的是，其缺陷也是明显的，例如，仅仅通过光照强度和光照时间来控制发出光的强度的总和以及不加区分地照射视觉区域和非视觉区域，可能存在影响使用者视力的情况等等，更为重要的是无法实现精准的、可验证的人体生物节律调节，因而使得其存在调节效果不精细、不可控、安全系数不高的缺点。此外，研究还发现，某些特定的音乐的节奏可激发相应的人体脑电波频率成分，起到调节相应人体生物节律的作用；特别是，当同时利用特定的光照和特定的音乐作用人体，对于调节人体生物节律的效果，可比两者单独作用时更佳。但是，现有技术中尚未发现有多途径协同调节人体生物节律的光照装置或者技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的调节效果不精细、不可控、效率不高、安全性不高的缺陷，提供一种调节效果精细、可控、效率更好、安全性更好的一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置，包括佩戴在人体上的支架、设置在所述支架上的控制单元、发光单元和音频播放单元，所述控制单元输出控制信号到所述发光单元，控制所述发光单元发出光线的光参数；所述发光单元设置在所述支架的设定位置上，将其发出的、按所述控制单元输出的控制信号产生的光线形成光线束并投射到佩戴所述支架的人体的非视觉区域；所述音频播放单元接收所述控制单元发送的音频数据，并将其播放；其中，所述控制单元依据当前使用者的脑电波的特定成分的参数值选择与其节奏相近或相同的音频数据发送给所述音频播放单元。

更进一步地，所述控制单元包括参数取得模块、调制模块和通信模块，所述参数取得模块选择所述光参数并形成调制信号传输到所述调制模块，所述调制模块使用所述调制信号对所述发光单元的驱动信号进行调制，得到调制后的光驱动信号并传输到所述发光单元，驱动所述发光单元发出符合所述光参数的光；所述参数取得模块还选择不同乐曲的音频数据发送给所述播放模块；所述通信模块接收由外部设备检测并处理得到的当前使用所述光照装置的人体的脑电波中设定成分的参数，将其传输到所述参数取得模块，作为所述参数取得模块选择所述光参数和所述音频数据的依据。

更进一步地，所述非视觉区域包括人体瞳孔范围内与成像无关的区域和眼睛周边的区域；所述光参数包括：中心波长及其光谱成分、光强度、光谱功率密度、光强度的时间调制频率、光强度的时间调制占空比、LED的发光位置或/和LED的发射和停止时间。

更进一步地，所述脑电波中设定成分的参数包括其中的脑波、例如β波或γ波的频率值，所述参数取得模块在选择所述光参数时使得该参数中的光强度的时间调制频率与所述接收到的β波或γ波的最大功率谱密度对应的频率接近或相等；所述参数取得模块在选择所述音频数据时使得该音频的节奏与所述接收到的β波或γ波的最大功率谱密度对应的频率接近或相等。

更进一步地，所述通信模块定时与外部设备进行数据交换，并定时将接收到的数据传输到所述参数取得模块单元。

更进一步地，所述发光单元包括多个，分别设置在所述支架上的设定位置；每个发光单元发出光线的指向区域由其所在位置和该发光单元本身的结构确定。

更进一步地，所述发光单元包括至少一个灯组，每个灯组包括至少一个LED和将该灯组中的LED发出的光聚焦形成平行光束的光学结构；所述光学结构的安装位置和角度决定了其发出光束的指向角度。

更进一步地，所述灯组包括围绕所述发射结构中轴位置均匀分布的、分别由不同调制后的驱动信号驱动的、具有不同光波长的红光LED、黄光LED和绿光LED。

更进一步地，所述多个灯组分别由不同的驱动信号驱动，多个驱动信号的叠加受所述控制单元输出的控制信号的约束。

更进一步地，所述支架包括眼镜支架，所述发光单元设置在所述眼镜支架的镜片框宽度方向的中间位置的上边沿或下边沿上，并具有设定的角度，使得所述发光单元发出的光束指向该位置对应的瞳孔的非视觉区域；所述音频播放单元设置在所述眼镜支架的腿的末端或佩戴时接近使用者耳朵的位置，所述音频播放单元包括一个扬声器或与耳机配合使用的输出接口。

实施本发明的一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置，具有以下有益效果：由于使用了控制单元对发光单元发出的光进行控制，且在上述控制单元能够对光参数进行选择，因此其发出光线的光强度、中心波长、调制频率、调制波形、占空比等等较为关键的参数都能够逐一进行选择，从而形成一个其特性由多个参数组合而成的光线，进而使得使用该光线照射人眼不同的非视觉区域，通过激活该区域的神经网络而产生不同的生物节律调节功能及其效果；实现因调节对象、因症状、因调节需要选择光照参数的精细、可控、安全效果；同时，音频播放模块的存在不仅使得其能够结合当前使用者的脑电波中的设定成分选择特定的音频节奏，激发特定的神经网络，强化调节特定生物节律的效果；更为重要的是，通过带有反馈检测功能的多途径协同作用，效果相形益彰，比单独使用一种调节方法的作用更精细、更高效、更安全。

附图说明

图1是本发明一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置实施例中该装置的结构示意图；

图2是所述实施例中一个灯组中的LED位置示意图；

图3是所述实施例中灯组与瞳孔位置的侧面示意图；

图4是所述实施例中灯组与瞳孔位置的正面示意图；

图5是所述实施例中灯组的光束结构示意图；

图6是所述实施例中该装置的功能模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置实施例中，该多途径协同调节人体生物节律的光照装置包括佩戴在人体上的支架16、设置在所述支架上的控制单元(包括参数取得模块10、调制模块11和通信模块12)、发光单元(即灯组1、灯组2、灯组3、灯组4、灯组5、灯组6、灯组7、灯组8组成的部件)和音频播放单元18，所述控制单元输出控制信号到所述发光单元，控制所述发光单元发出光线的光参数；所述发光单元设置在所述支架16的设定位置上，将其发出的、按所述控制单元输出的控制信号产生的光线形成光线束并投射到佩戴所述支架的人体的非视觉区域；所述音频播放单元18接收所述控制单元发送的音频数据，并将其播放；其中，所述控制单元依据当前使用者的脑电波的特定成分的参数值选择与其节奏相近或相同的音频数据发送给所述播放单元18。在本实施例中，上述发光单元并不总是包括上述灯组全部，实际上，图1仅仅只是给出了一种较佳的例子。在本实施例中，上述4个位置(即灯组1和灯组2所在位置、灯组3和灯组4所在位置、灯组5和灯组6所在位置以及灯组7和灯组8所在位置)中的任何一个的结构或结构组合，均可以视为一个发光单元；因此在图1中，可以认为其包括4个发光单元。所以在本实施例中的一些情况下，可能上述发光单元并不是如图1所示的数量，例如，在一些情况下，可能只有灯组1和灯组2构成的一个发光单元，而在另外一些情况下，可能只有灯组1和灯组2以及灯组5和灯组6构成的两个发光单元。同时，在本实施例中，上述一个发光单元中也并不是一定要包括两个灯组，也可以只有一个灯组，或者也可以有3个灯组。但是不管发光单元的多少，这些发光单元所在的位置及其形成光束的指向是一定，位置就是上述4个位置的组合，光束指向则一定是指向费视觉区域，不过可能指向该非视觉区域的不同位置而已。而对于上述音频播放单元18而言，当没有接收到所述控制单元传输的音频数据时，该音频播放单元18并不工作；而当上述控制单元向上述音频播放单元18传输音频数据时，该音频播放单元18开始工作，将音频数据转换为声音播出。值得一提的是，在本实施例中，上述控制单元是依据其接收到的当前使用者的脑电波的特定成分的参数值选择与其节奏相近或相同的音频数据发送给所述音频播放单元18的。如果在整个系统开始工作时，控制单元并没有接收到由外部设备传输而来的当前使用者的脑电波的特定成分的参数值，则可以根据用户设定，选择不输出音频数据，也可以选择输出缺省的音频数据。此外，在图1中，还包括环境光传感器19，上述环境光传感器19用于感知外,界环境当前的光照强度，以便于在具有较强光照的外界环境中，适当减少控制单元输出光强度参数，对发光单元输出的光强度进行调节；即可以依据外界环境的光照强度适当地对上述发光单元发出的光照强度进行微调。

在本实施例中，所述非视觉区域包括人体瞳孔范围内与成像无关的区域和眼睛周边的区域；而如前所述，发光单元本身要在所述控制单元输出的控制信号的作用下，发出指定光参数的光线，这些光参数包括：中心波长及其光谱成分、光强度、光谱功率密度、光强度的时间调制频率、光强度的时间调制占空比、发光LED的位置或/和LED的发射和停止时间等。当只有一个发光单元时，控制信号控制该发光单元，使其发出的光线能够符合述参数值；而当具有多个发光单元时，可以使得每个发光单元发出的光在中心波长及其光谱成分、光强度的时间调制频率和光强度的时间调制占空比上相同，且与上述控制信号定义的这些参数值相同，而在光强度、光谱功率密度上，则可以将控制信号定义的这些参数分配到每个发光单元，使每个发光单元的这些参数值较低，但叠加起来等于控制信号定义的参数值即可。

此外，如图1所示，在本实施例中，所述支架16包括眼镜支架，所述发光单元设置在所述眼镜支架的镜片框宽度方向的中间位置的上边沿或下边沿上，并具有设定的角度，使得所述发光单元发出的光束指向该位置对应的瞳孔的非视觉区域。在此基础上，上述播放单元18设置在上述眼镜支架的腿的末端或该眼镜支架腿上当该眼镜支架佩戴在人体上时靠近使用者耳朵的位置上。为了便于使用者能够较为清晰地听到上述音频播放单元18播放的音频信号，营造一个便于使用者更加放松的环境，在本实施例中，上述音频播放单元18包括至少一个设置在接近人体耳朵的微型扬声器，实现音频信号的播放；也可以包括一个耳机输出接口，使其能够利用耳机实现声音的再现。

在本实施例中，每个发光单元发出光线的指向区域由其所在位置和该发光单元本身的结构确定。而所述发光单元包括至少一个灯组，每个灯组包括至少一个LED和将该灯组中的LED发出的光聚焦形成平行光束的光学结构(图中未示出)；所述光学结构的安装位置和角度决定了其发出光束的指向角度。在本实施例中，当上述安装位置确定时，通过调节灯组的角度，例如，与安装位置的水平线的角度，能够确保该灯组发出的光线束指向非视觉区域。在本实施例中，上述灯组的光束结构和灯组与瞳孔之间的位置关系请参见图3、图4和图5，其中，图3是脸部侧面看去灯组的安装位置示意图，图4是脸部正面看去灯组的安装位置示意图。分别以通过眼睛瞳孔中心的水平线为轴，对应于每个眼睛的4个灯组相对于该水平轴线上下左右对称；在图3中，一个较佳实施例的典型数据包括：框架近鼻侧上下缘最大间距4cm；框架上下缘到瞳孔水平面对称距离2cm；框架上下缘发光点所在垂直面到瞳孔水平距离1.5cm；框架上下缘LED到瞳孔直线与瞳孔向前水平面夹角角度53度。而图5是灯组光束示意图，每个灯组的LED经过准直、聚焦透镜后呈一定发散角的光束，相对于通过眼睛瞳孔中心的水平轴线对称，但是每个光束的轴线并不与上述经过眼睛瞳孔中心的水平轴线相交，以便确保LED发出的光束射在眼睛视觉区域以外，一个较佳实施例的典型数据包括：LED发光角18度；上下缘的左右两发光孔中心间距7cm；两发光孔间距1.5cm。在本实施例，灯组的gaunt学结构和灯组的安装结构可以包括多种，但是不管哪种结构，其目的都是使得灯组的光学性能满足上述将其光线投射到非视觉区域并不影响或不会大幅影响使用者视觉的目的。

在本实施例中，当一个灯组包括多个LED时，这些LED围绕光学结构的中轴线设置。请参见图2，在图2中所述灯组包括围绕所述反射结构中轴位置均匀分布的、分别由不同调制后的驱动信号驱动的、具有不同光波长的红光LED、黄光LED和绿光LED。如上所述，所述多个灯组分别由不同的驱动信号驱动，多个驱动信号的叠加受所述控制单元输出的控制信号的约束。换句话说，对于多个灯组而言，其驱动信号是独立的，这些驱动信号可以是不同的或相同的，但是这些驱动信号分别在个灯组上产生的光线，在其能量的总和上是受到上述光参数的能量相关的参数约束的，而其频率、色调等方面的参数是一致的，同时也是受到上述光参数中的相关参数约束的。

具体来讲，所述控制单元包括参数取得模块10、调制模块11和通信模块12，所述参数取得模块10选择所述光参数并形成调制信号传输到所述调制模块11，所述调制模块11使用所述调制信号对所述发光单元的驱动信号进行调制，得到调制后的光驱动信号并传输到所述发光单元，驱动所述发光单元发出符合所述光参数的光；所述通信模块12接收由外部设备检测并处理得到的当前使用所述光照装置的人体的脑电波中设定成分的参数，将其传输到所述参数取得模块，作为所述参数取得模块选择所述光参数的依据。其中，所述脑电波中设定成分的参数包括其中的β波或γ波的频率值，所述参数取得模块在选择所述光参数时使得该参数中的光强度的时间调制频率与所述接收到的β波或γ波的频率接近或相等。在本实施例中的一种情况下，控制单元在开始工作时(此时还未进行光照)可以依据使用者输入的某些参数，例如，年龄等，选择一套事先设定的较为通用的光参数值来控制发出光，而当光照进行一定时间后，通过别的设备取得使用者当前(已经进行光照)的脑电波中的设定成分的参数值，并将得到的参数值通过上述通信模块12传输到上述参数取得模块10，参数取得模块10根据接收到的上述脑电波的设定成分的值，选择对应的参数值对上述用于照射的光进行控制。例如，依据当前脑电波的β波或γ波的频率值，所述参数取得模块在选择所述光参数时使得该参数中的光强度的时间调制频率与所述接收到的β波或γ波的频率接近或相等。

在调整上述光输出的同时，由于上述参数取得模块10已经通过上述通信模块12取得上述脑电波中设定成分的参数值，也就可以根据该参数值选择其节奏相同或相近于上述参数值的乐曲数据，将其传输到上述播放单元18，进行播放。值得一提的是，对于一个节奏而言，并不是只有一个音频文件。也就是说，对于一个节奏，可能存储有多个音频文件，上述参数取得单元10可以维持在较长时间内，即使节奏不变，也能输出不同的音频文件。

图6示出了本实施例中该光照装置的结构示意图。在图6中，通信模块12接收外部设备发送的使用者脑电波特定成分的参数值，并将其传输给参数取得模块10，参数取得模块10依据接收到的脑电波的特定成分的参数值，选择与该参数值匹配或对应的光参数或光参数中的某些对应的参数值，将其传输到调制模块11，调制模块11根据接收到的这些参数，将其直接或分配到发光单元中的现有的各个灯组(图6中的1、2…7、8)，形成各灯组的调制后的驱动信号，并输出到各灯组。同时，上述参数取得模块10将依据接收到的脑电波特定成分的参数值选择的乐曲数据传输到播放单元18，进行播放，营造一个使得使用者放松或舒缓的环境。在图6中，电源13与参数取得单元直接连接，并通过该单元为其他各单元供电。在本实施例中，调制后的驱动信号是由上述调制模块11产生一个波形参数符合光参数中相关参数(例如占空比)要求的载波，并使用光参数中的其他参数(例如调制频率)对其进行调制得到的。

更具体地讲，在本实施例中，如图1所示，该装置包括适合佩戴在人脸上的支架16，以及固定在支架16上的参数取得模块10、调制模块11、通信模块12、电源模块13、LED灯组1至8、环境光传感器19以及播放模块18。所述电源模块13电性连接所述参数取得模块10、调制模块11、通信模块12、LED灯组1至8、环境光传感器19以及播放模块18；所述通信模块12与所述参数取得模块10连接，所述调制模块11与所述参数取得模块10连接，LED灯组1至8与所述调制模块11连接；参数取得模块10还与上述播放模块18连接。调制模块11用于通过输出不同的驱动信号控制所述LED灯组1至8输出具体光参数；所述参数取得模块10用于调用组合式光照参数，所述参数取得模块10将组合式光照参数传输给所述调制模块11进行执行。LED灯组1至8用于输出经所述调制模块11调制后的光；所述通信模块12用于提供与外部智能设备及其APP的通信接口。在本实施例中，播放模块18的播出形式也可以有很多种，例如，耳边播放以及环境播放音响式等，播放模块18还可以通过接收通信模块12的信号来开启和关闭的。

在本实施例中，所述支架16为眼镜支架，眼镜轮廓略大于现有市场使用的常规眼镜，不但支持调节对象在未佩戴眼镜情况下使用，而且支持调节对象在已佩戴眼镜情况下使用，不影响正常使用效果。所述支架16设计满足不同使用者的使用情况，扩大使用范围，提高装置实用性和有效性。参数取得模块10包括核心处理器及简易输入按键，分别与调制模块11、通信模块12、电源模块13直接连接，与LED灯组1至8间接连接，起到实时调控整个装置。LED灯组固定于所述支架16的镜圈的相对上下位置，所述LED灯组每组包括一个或二个或三个LED灯，所述LED灯组的发光体前端到达人眼虹膜的距离为12-16mm。这个距离是灯组通过支架16的位置来调节的。作为一个优选的例子，所述LED灯组的发光体前端到达人眼虹膜的距离为14mm，可以有效的控制对人眼周边视网膜的刺激。

多组LED灯组可以分别照不同区域，以便调节该区域对应的眼脑神经网络，起到调节不同生物节律的功能。当多组灯同时照射，分布式的光照可减少功率密度，具有降低光照损伤风险的功能；多组灯组1、灯组2、灯组3、灯组4、灯组5、灯组6、灯组7、灯组8可实现多波长组合，增加剌激的范围，同时组合多色光可降低单色光造对视觉区刺激造成的不适。上述有关结构设计的有益效果是：允许一定范围的眼部运动，如眼睛睁大或者旋转等，而不至于降低调节效果或者造成调节对象的不适。即在本实施例中，灯组1或2或3或4或5或6或7或8可输出不同频率不同波长不同照度的光波，多组L灯组1或2或3或4或5或6或7或8可实现不同组合，在瞳孔处形成复合光。在本实施例中，参数取得单元10内含特定多个的模式可以选择使用预先设置好的组合式光照参数，达到特定调节防治效果。

经所述调制模块11调制后所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8发出的光照射到眼睛，每4组LED灯组1、2、3、4或5、6、7、8照射单眼，在本实施例中，实测角膜表面有效光照度范围为2-2000lux，从瞳孔入射的光功率范围8-800uw/cm。

其中，灯组1或2或3或4或5或6或7或8上的各个LED发光体均倾斜一定角度指向瞳孔，避免直射黄斑区，同时保证有效照射周边视网膜的各个不同区域包括鼻区和侧区且不影响正常视觉。

所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8上的各个LED可具有高指向性。例如可为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，或是平头封装外加聚光透镜等装置，且不加散射剂，发光角为15度-20度，保证眼珠活动时瞳孔不脱离所述LED灯组发光覆盖范围，同时防止过多杂散光照射黄斑附近。可认为光斑在虹膜表面的直径和虹膜直径基本相等。

调制模块11控制所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8输出的具体光参数，具体调制方式主要包括：时间频率、发光强度、占空比；最终调制效果表现为：光谱组合、频谱组合、强度组合。所述调制模块11控制所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8输出的具体光参数，包括实现单组LED灯的频率调制、波长调制、强度调制、占空比调制和综合多组LED灯的对比度调制、色温调制、功率调制。调制光均在人眼可接受范围内且满足了光生物学研究的常规需求，包括固定频率40Hz的蓝光。同时，所述调制模块11与所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8受所述控制模块10命令实时同步工作，稳定快速地调制输出光。

在本实施例中，每个LED灯组可由3个不同波长的LED组成。例如红光(中心波长650nm)、黄绿光(中心波长530nm)、蓝光(中心波长460nm)。

所述调制模块11可调制所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8输出的具体光参数，包括单组LED灯的频率调制范围为0Hz-80Hz，波长调制范围为450nm-670nm，照度调制范围为2-2000lux，占空比调制范围为0-100％。所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8可输出不同频率不同波长不同强度的光波。具体的，输出工作频率范围为:0Hz-80Hz,大于24H_z人眼一般不能明显感觉到闪烁；输出波长范围为450nm-670nm，表现为例如红光(中心波长650nm)、黄绿光(中心波长530nm)、蓝光波长(中心波长460nm)三种不同波长的光；输出在角膜处有效照度范围为2-2000lux,其大小应保证在人眼可接受范围内。

所述通信模块12(在本实施例中，是蓝牙通信模块)提供与智能设备及其APP的通信接口，可实现控制模块10与外接智能设备的实时连接通信，进一步扩展装置的功能。

所述电源模块13带有人体生物节律调节装置正常工作监控功能和人体生物节律调节装置启动保护功能。所述电源模块13受所述控制模块10调控，提供常规稳定的直流电源，用于整个人体生物节律调节装置供电，并带有人体生物节律调节装置正常工作监控功能和装置启动保护功能。所述电源模块13带有装置正常工作监控功能，人体生物节律调节装置工作过程中若出现所述电源模块13不能提供稳定电流或电压低于额定电压状况，所述电源模块13上提示灯会闪烁发出电源故障警告，指示用户应进行充电。所述电源模块13带有人体生物节律调节装置启动保护功能，当所述人体生物节律调节装置启动时，所述电源模块13通过特定的电流使所述控制模块处于缓冲设置状态，从而控制所述LED灯组1到8需要一定时间延迟后才能达到有效运行所需的最大强度，保证人眼有足够的时间适应人体生物节律调节装置发出的光。

在本实施例中，调制模块11组合了光调制技术与光谱混频技术，采用可调谐调制模式。调制工作频率范围为0Hz-80Hz，可调；调制波长范围为450nm-670nm，可选；调制照度范围为2lux-2000lux，可调。综合考虑不同LED灯组的占空比调制及不同调制方式的最多8组LED灯组排列组合，可实现高精度多变量大范围的光调制。

在本发明中，通过经过调制的光照射非视觉区域的方式，激发大脑的非视觉信息通路细胞，可以有效的影响和调节人体生物节律，调整人体相关激素分泌失调、脑电波紊乱、生物钟错乱等情况，改善因人体生物节律失调引致的一系列病症。装置设计的LED的入射位置，发光角度，发光强度等具有特殊性，只有极少数的光影响视网膜的黄斑区，绝大部分照射在周边视网膜上，使用者在短时间使用后即可适应。整体装置支架设计符合人们日常用眼习惯规律，不影响人们的正常活动。

支架16采用眼镜形状，眼镜轮廓略大于现有市场使用的常规眼镜。所述LED灯组1或2或3或4或5或6或7或8可分布在相应的位置，总共最多可达八组，每组包括可包括一至三个个LED，分别安装于眼镜支架两边镜圈的上下。具体的，通过眼镜支架平面几何对称中心与瞳孔中心的直线为主轴线，灯组1、灯组2为位于经主轴线的纵平面镜框上缘，灯组3、灯组4位于经主轴线的纵平面镜框下缘，灯组5～灯组8与灯组1～灯组4形成左右对称位于相应位置。

眼镜中间节点9为支撑点，可根据调节对象的脸和鼻子形状的不同进行适当调节。同时节点9带有定位软胶，可以很好的贴合在两眉骨间，固定LED发光体前端到人眼虹膜的距离与角度。

在本发明中，通过动物实验，验证了40Hz、460nm左右蓝光对于AD病的治疗效果。以特定光照为唯一变量进行对比实验，其中实验组加入每天约1小时的特定光照，对照组无光照。经过35天实验后发现，特定光照后的AD鼠Tau蛋白等主要AD症指标有显著改善情况，即病症得到好转；与对照组(无光组)对比(100％)，多项指标的好转百分度均大于50％。这一动物实验结果很好的支持了本发明。在动物实验基础上，开展了对于AD病人的临床有效性验证，以临床广泛采用的MMSE、MOCA量表参考为例，发现AD病人得分显著提高。例如，上述治疗模式工作周期为一小时，具体实施流程为：打开所述电源模块13的开关，所述电源模块13在装置启动保护功能下正常启动，操作所述参数取得模块10上的简易输入按键，选择AD病治疗模式。所述光调制模块11根据装置内部已存储AD病治疗模式信息，最多8组所述LED灯组同时启动，初始频率为0Hz，波长650nm，照度10lux，表现为红光。待15分钟后，所述光调制模块11改变调制方式，具体表现为时间频率、发光强度、占空比等参数变化。具体为调节波长至460nm、照度为8lux、时间调制频率40Hz，照射20分钟左右测量脑电波γ波，找出40Hz附近最大频率成分(即功率谱密度最大值对应频率大小)，调整调制频率到该频率，再进行照射。上述步骤可反复进行，其间可通过检测频率，找到最佳频率点，即调制频率与所产生的γ波频率最为接近。利用上述最佳频率照射，直到照射时间达到60分钟。

综上所述，本发明增加了蓝光刺激效果测量与视觉损伤风险限定环节，并将调整效果测量作为发光装置参数控制的信号反馈，实现动态控制；将可取得最低调整效果的发光参数作为参数实施控制的下限、将可承受风险的数值转化为发光参数的控制上限，提高控制的精度；并进一步，将蓝光刺激效果测量、视觉损伤风险限定单元与发光装置单元一起，共同形成完整的测量—反馈—判断控制回路。具体实施方法为，在现有技术既有的发光及其控制单元基础上，引入脑电波测试仪，采用实测脑电波信号作为人体生物节律的实时表征，结合临床医学经验评测人体有关生物节律指标的变化量，进而量化评估光照调节人体生物节律的效果，确保光照调整人体生物节律的实际有效性；在蓝光视觉损伤风险评估方面，根据动物视觉实验结果、使用者实际感受、临床经验等因素，限定组合式光照参数的可调节范围，确保光照风险的可控性。

在发光灯组的整体参数控制方面，采用多发光参数的菜单组合，即光源位置、光源波长、光源开启时间的程序化设定与控制；在人体生物节律调节装置上，按照需要实现多种不同的人体生物节律调节，即利用多个组合式光照参数组合的其整体综合效应，实现使用者因身体状况(症状、原因)因人、因时，按需调整人体生物节律调节装置的功能。

在发光灯组的单个发光参数控制方面，在视觉损伤风险允许范围内，尽量实现大动态范围的参数可调，而利用不同的技术手段分别实现每个LED单元的发光强度、时间调制频率、调制占空比、发光时间等参数在动态范围内的定量调整，以便最大限度地满足不同程度生物节律调节需要。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，包括佩戴在人体上的支架、设置在所述支架上的控制单元、发光单元和音频播放单元，所述控制单元输出控制信号到所述发光单元，控制所述发光单元发出光线的光参数；所述发光单元设置在所述支架的设定位置上，将其发出的、按所述控制单元输出的控制信号产生的光线形成光线束并投射到佩戴所述支架的人体的非视觉区域；所述音频播放单元接收所述控制单元发送的音频数据，并将其播放；其中，所述控制单元依据当前使用者的脑电波的特定成分的参数值选择与其节奏相近或相同的乐曲的音频数据发送给所述音频播放单元。

2.根据权利要求1所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述控制单元包括参数取得模块、调制模块和通信模块，所述参数取得模块选择所述光参数并形成调制信号传输到所述调制模块，所述调制模块使用所述调制信号对所述发光单元的驱动信号进行调制，得到调制后的光驱动信号并传输到所述发光单元，驱动所述发光单元发出符合所述光参数的光；所述参数取得模块还选择适当参数的乐曲音频数据发送给所述播放模块；所述通信模块接收由外部设备检测并处理得到的当前使用所述光照装置的人体的脑电波中设定成分的参数，将其传输到所述参数取得模块，作为所述参数取得模块选择所述光参数和所述音频的依据。

3.根据权利要求2所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述非视觉区域包括人体瞳孔范围内与成像无关的区域和眼睛周边的区域；所述光参数包括：中心波长及其光谱成分、光强度、光谱功率密度、光强度的时间调制频率、光强度的时间调制占空比、发光LED的位置或/和LED发射和结束时间。

4.根据权利要求3所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述脑电波中设定成分的参数包括其中的β波或γ波的频率值，所述参数取得模块在选择所述光参数时，使得该参数中的光强度的时间调制频率与所述接收到的β波或γ波的功率谱密度最大值对应的频率接近或相等；所述参数取得模块在选择所述音频时，使得该音频的节奏与所述接收到的β波或γ波功率谱密度最大值对应的的频率接近或相等。

5.根据权利要求4所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述通信模块定时与外部设备进行数据交换，并定时将接收到的数据传输到所述参数取得模块单元。

6.根据权利要求5所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述发光单元包括多个，分别设置在所述支架上的设定位置；每个发光单元发出光线的指向区域由其所在位置和该发光单元本身的结构确定。

7.根据权利要求6所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述发光单元包括至少一个灯组，每个灯组包括至少一个LED和将该灯组中的LED发出的光聚焦形成平行光束的光学结构；所述光学结构的安装位置和角度决定了其发出光束的指向角度。

8.根据权利要求7所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述灯组包括围绕所述反射结构中轴位置均匀分布的、分别由不同调制后的驱动信号驱动的、具有不同光波长的红光LED、黄光LED和绿光LED。

9.根据权利要求8所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述多个灯组分别由不同的驱动信号驱动，多个驱动信号的叠加受所述控制单元输出的控制信号的约束。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的多途径协同调节人体生物节律的光照装置，其特征在于，所述支架包括眼镜支架，所述发光单元设置在所述眼镜支架的镜片框宽度方向的中间位置的上边沿或下边沿上，并具有设定的角度，使得所述发光单元发出的光束指向该位置对应的瞳孔的非视觉区域；所述音频播放单元设置在所述眼镜支架的腿的末端或佩戴时接近使用者耳朵的位置，所述音频播放单元包括一个扬声器或与耳机配合使用的输出接口。