CN108414083B - 一种可人眼透射率修正的多功能照度传感器及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可人眼透射率修正的多功能照度传感器及设计方法，方法包括拟合四种人眼响应函数表达式；根据目标函数及光电探测器响应值选择合适滤光片或其组合，并拟合滤光片透射率表达式；计算光电探测器响应值与滤光片透射率乘积，并归一化；计算归一化乘积及目标函数的中心波长、半峰宽、380‑780nm积分面积，比较判断误差大小；选择与人眼透射率一致或相近滤光片；将滤光片组与光电探测器组装成传感器。装置包括：Si光电二极管、同轴设置的可旋转年龄修正滤光片和多功能照度滤光片。本发明能测量16种年龄修正的照度，可丰富完善光生物安全领域的探测传感器。
Description
技术领域
本发明涉及照明与光生物安全领域，尤其涉及可根据不同年龄段人眼透射率进行照度修正的，能够同时测量蓝光危害、节律效应、暗视觉及明视觉照度的传感器设计方法及装置。
背景技术
随着人工照明技术的快速发展以及生活水平的提高，人们对光源的要求不再仅仅关注于发光效率与显色质量，光生物安全已成为当前光源技术的研究焦点。光生物安全主要包括蓝光危害与节律效应。蓝光危害是指人眼在400-500nm波段蓝光的照射下，因光化学作用对视网膜的损伤；节律效应也称为非视觉效应，是指可见光中的蓝光成分通过抑制松果体分泌褪黑色素、刺激肾上腺分泌皮质醇，进而改变人体生理节律，调节警觉度和生物钟。目前研究已公认人眼视网膜有三种感光细胞，即：特化感光神经节细胞(ipRGC)、杆状细胞、锥状细胞，分别对应节律效应、暗视觉、明视觉。
世界卫生组织爱眼协会报告：全球每年超过3万人因蓝光辐射导致失明。中华医学会眼科学分会数据显示：4.2亿中国网民，63.5％因蓝光辐射有视力下降、白内障、失明等不同程度的眼疾。CIE S 009/E:200,IDT和IEC/TR 62778分别给出了蓝光危害加权因子数据及蓝光危害因子计算公式(CIE：国际照明委员会、IEC：国际电工技术委员会)。2001年Brainard G C等人测定出了第一条非视觉生物光谱响应曲线。2002年，Berson等发现视网膜上与视觉无关的特化感光神经节细胞(ipRGC)。CIE TN 003:2015、ISO/TC274N 201、2016年美国医学会等均呼吁关注人造光源的节律效应(ISO/TC274：国际标准化组织/光与照明技术委员会)。2017年生物钟的相关研究荣获诺贝尔奖，掀起了节律效应的研究高潮。目前，尚未见到直接探测评估光源蓝光危害、节律效应的照度计，有必要开发相关传感器。
CIE分别在1924年与1951年给出了明视觉和暗视觉光谱光效率函数。暗视觉光谱光效率函数V’(λ)由视网膜上能够感知光强弱的杆状细胞决定，峰值在507nm处，对应于0.001cd/m2以下亮度。明视觉光谱光效率函数V(λ)由视网膜上能够分辨颜色的锥状细胞决定，峰值位于555nm，对应于1cd/m2以上亮度。利用光电探测器及滤光片拟合明视觉和暗视觉光谱光效率函数，制备对应传感器，已有成熟产品，例如美国的PMA2131暗视觉传感器、日本S7686硅光电二极管明视觉传感器。
CIE 203-2012A给出了不同年龄人眼透射率曲线图，以及人眼透射率随年龄变化的计算公式。随着年龄的增长，人眼透射率下降明显，同一光源透过不同年龄人眼，在视网膜上的光谱分布及强度区别较大。光源的相应波段光线必须透过人眼角膜、晶状体、玻璃体照射至视网膜，才能引起相应细胞感光及光化学损伤。可见，在探测相关照度时有必要根据不同年龄人眼透射率进行修正。然而，当前所有照度计均未进行人眼透射率修正。
因此，有必要提出一种可进行人眼透射率修正的、能够同时测量蓝光危害照度、节律效应照度、暗视觉照度、明视觉照度的多功能照度传感器设计方法，同时给出相关传感器装置的设计。以便精确测量、全面评估各种照明显示设备光线品质，促进相关行业健康发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前市面上的普通照度计仅可测量明视觉照度，没有考虑不同年龄人眼透射率区别引起误差的问题。另外，未见蓝光危害照度传感器、节律效应照度传感器及暗视觉照度传感器的相关产品及文献资料报道。提供一种能够同时测量蓝光危害照度、节律效应照度、暗视觉照度及明视觉照度，并可进行不同年龄段的人眼透射率修正的多功能照度传感器的设计方法，并利用该方法设计一种可人眼透射率修正的多功能照度计装置。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
本发明提供了可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，包括下述步骤：
步骤1，拟合四种人眼响应函数表达式：
1a)根据可见光波段蓝光危害因子数据，拟合蓝光危害加权函数B(λ)表达式；
1b)根据修正后的节律作用函数数据，利用OriginPro软件拟合节律作用函数C(λ)表达式；
1c)根据暗视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合暗视觉光谱光效函数V′(λ)表达式；
1d)根据明视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合明视觉光谱光效函数V(λ)表达式；
步骤2，根据光电探测器件选择滤光片或其组合，拟合透射率表达式：
2a)选择光谱响应范围、感光灵敏度合适的光电探测器件；
2b)在滤光片产品手册中对照透射率曲线图，寻找峰值型滤光片、长波通或短波通滤光片作为四种照度计的修正滤光片；
2c)分别拟合峰值型滤光片透射率，得到拟合公式；
步骤3，计算光电探测器响应值与滤光片透射率乘积，并归一化：
3a)根据拟合表达式，利用Excel计算光电探测器在380-780nm波段响应值与滤光片组透射率乘积；
3b)利用Excel，将乘积峰值按照一定比例换算为1，其他数据按相同比例换算；
步骤4，计算分析，判断误差大小：
4a)计算蓝光危害加权函数B(λ)、节律作用函数C(λ)、暗视觉光谱光效函数V′(λ)、明视觉光谱光效函数V(λ)四种人眼响应函数中心波长、半峰宽、380-780nm积分面积；
4b)根据探测器响应值与滤光片透射率归一化乘积，计算中心波长、半峰宽和380-780nm积分面积；
4c)比较归一化乘积与目标函数计算结果之间的误差，判断是否重新选择更为合适的滤光片；
步骤5，选择与人眼透射率一致或相近滤光片：
5a)根据给出的人眼透射率随年龄变化的计算公式，计算婴幼儿童(1-15岁，以1岁近似该年龄段人眼透射率)、青年(16-44岁，以30岁透射率近似)、中年(45-59岁，以50岁透射率近似)及老年(60岁以上，以70岁透射率近似)人眼透射率。
5b)比较各种滤光片及其组合透射率与不同年龄段人眼透射率曲线的相似程度选择合适的年龄修正滤光片；
步骤6，滤光片组与光电探测器组装成传感器。
本发明还提供了使用上述可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，设计的一种能够同时测量蓝光危害照度、节律效应照度、暗视觉照度及明视觉照度，并可进行四个年龄段的人眼透射率修正的多功能照度传感器装置。该装置包括同轴设置的可旋转年龄修正滤光片和多功能照度滤光片；和一个设置于多功能照度滤光片下方的光电探测器。
所述可旋转年龄修正滤光片，是将婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片、青年人眼睛透射率修正滤光片、中年人眼睛透射率修正滤光片和老年人眼睛透射率修正滤光片均制作成等半径的1/4圆，组合成可旋转年龄修正滤光片。
所述多功能照度滤光片，是将蓝光危害照度修正滤光片、节律效应照度修正滤光片、暗视觉照度修正滤光片、明视觉照度修正滤光片均制作成尺寸为S5980/S5981四封装Si光电二极管的1/4，组合成多功能照度滤光片。
所述多功能照度滤光片为固定型多功能照度滤光片或可旋转型多功能照度滤光片；所述光电探测器为S5980/S5981四封装Si光电二极管或单封装Si光电二极管。
所述S5980/S5981四封装Si光电二极管、固定型多功能照度滤光片以及可旋转年龄修正滤光片同轴设置，且固定型多功能照度滤光片与可旋转年龄修正滤光片面积大小不等。
所述单封装Si光电二极管偏心于可旋转型多功能照度滤光片的一个象限，且可旋转型多功能照度滤光片与可旋转年龄修正滤光片面积大小相等。
所述光电探测器采用光谱响应范围320-1100nm，960nm感光灵敏度为0.72A/W的Si光电二极管。
所述可旋转年龄修正滤光片采用金黄色玻璃JB1、橙色玻璃CB1和385nm高性能长波通滤光片。
本发明的优点是：通过不同年龄人眼透射率的修正，照度测量更加精细准确。多功能照度计可全方位测量、研究照明与光生物安全。多功能照度计探测器、滤光片均比较常见价格低廉，集成度高，成本较低。
附图说明
图1为可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法流程图；
图2为四种带通滤光片归一化透射率；
图3为蓝光危害照度传感器设计原理图；
图4为节律响应照度传感器设计原理图；
图5为暗视觉照度传感器设计原理图；
图6为明视觉照度传感器设计原理图；
图7为不同年龄段人眼及年龄修正滤光片透射率；
图8为固定型多功能照度修正滤光片结构示意图；
图9为可旋转年龄修正滤光片结构示意图；
图10为四个Si光电二极管封装型多功能照度传感器组装示意图；
图11为可旋转型多功能照度修正滤光片结构示意图；
图12为单个Si光电二极管多功能照度传感器组装示意图。
图中：1、DTB435带通滤光片归一化透射率曲线；2、DTB470带通滤光片归一化透射率曲线；3、DTB500带通滤光片归一化透射率曲线；4、DTB545带通滤光片归一化透射率曲线；5、蓝光危害加权函数B(λ)；6、节律作用函数C(λ)；7、暗视觉光谱光效函数V′(λ)；8、明视觉光谱光效函数V(λ)；9、S5980/S5981Si光电二极管归一化光谱响应曲线；10、S5980/S5981Si光电二极管透过DTB435带通滤光片后的归一化光谱响应曲线；11、S5980/S5981Si光电二极管透过DTB470带通滤光片后的归一化光谱响应曲线；12、S5980/S5981Si光电二极管透过DTB500带通滤光片后的归一化光谱响应曲线；13、S5980/S5981Si光电二极管透过DTB545带通滤光片后的归一化光谱响应曲线；14、婴幼儿童眼睛透射率(1岁)；15、青年人眼睛透射率(30岁)；16、中年人眼睛透射率(50岁)；17、老年人眼睛透射率(70岁)；18、金黄色玻璃JB1可见光波段透射率曲线；19、橙色玻璃CB1可见光波段透射率曲线；20、蓝光危害照度修正滤光片(DTB435)；21、节律效应照度修正滤光片(DTB470)；22、暗视觉照度修正滤光片(DTB500)；23、明视觉照度修正滤光片(DTB545)；24、婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片(由金黄色玻璃JB1与375nm高性能长波通滤光片组成)；25、青年人眼睛透射率修正滤光片；26、中年人眼睛透射率修正滤光片；27、老年人眼睛透射率修正滤光片；28、可旋转年龄修正滤光片；29、固定型多功能照度滤光片；30、S5980/S5981四封装Si光电二极管；31、可旋转型多功能照度滤光片；32、单封装Si光电二极管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
参见图1所示，本实施例的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法步骤如下：
1a)根据GB/T 20145-2006给出的可见光波段蓝光危害因子数据，利用OriginPro软件的Fit Multi-peaks功能，拟合蓝光危害加权函数B(λ)5表达式，结果为：
式中λ代表可见光波段波长，单位为nm。
1b)根据2011年Enezi J等人文章(A melanopic spectral efficiency functionpredicts the sensitivity of melanopsic photoreceptors to polychromaic lights[J].J Biol Rhythm,2011,26:314-324)中修正后的节律作用函数6数据，利用OriginPro软件拟合节律作用函数C(λ)6表达，结果为：
1c)根据CIE在1951年给出的暗视觉光谱光效函数7数据，利用OriginPro软件拟合暗视觉光谱光效函数V′(λ)7表达式，结果为：
1d)根据CIE在1924年给出的明视觉光谱光效函数8数据，利用OriginPro软件拟合明视觉光谱光效函数V(λ)8表达式，结果为：
步骤2，选择合适滤光片或其组合，拟合透射率表达式：
2a)以S5980/S5981Si光电二极管30作为光电探测器件，并绘制S5980/S5981 Si光电二极管归一化光谱响应曲线9；见图3所示；
2b)利用DTB435带通滤光片(中心波长435±2nm、短波截止340±5nm、长波截止540±5nm、半峰宽100±5nm、厚度4mm)作为蓝光危害照度修正滤光片20；利用DTB470带通滤光片(中心波长470±2nm、短波截止340±5nm、长波截止600±5nm、半峰宽115±5nm、厚度4mm)作为节律效应照度修正滤光片21；利用DTB500带通滤光片(中心波长500±2nm、短波截止380±5nm、长波截止630±5nm、半峰宽100±5nm、厚度4mm)作为暗视觉照度修正滤光片22；利用DTB545带通滤光片(中心波长545±2nm、短波截止420±5nm、长波截止670±5nm、半峰宽100±5nm、厚度4mm)作为明视觉照度修正滤光片23；
2c)分别拟合DTB435带通滤光片归一化透射率曲线1、DTB470带通滤光片归一化透射率曲线2、DTB500带通滤光片归一化透射率曲线3、DTB545带通滤光片归一化透射率曲线4(曲线见图2所示)表达公式，拟合公式为：
式中y0为背景噪音，A1、A2、......An为每个高斯函数的幅值，XC1、XC2、......XCn为每个高斯函数的均值，w1、w2、……wn为高斯函数的方差，x为波长，y为峰值型滤光片透射率。
步骤3，计算光电探测器响应值与滤光片透射率乘积并归一化：
3a)根据拟合表达式，利用Excel分别计算380-780nm波段S5980/S5981四封装Si光电二极管30响应值与DTB435带通滤光片归一化透射率、DTB470带通滤光片归一化透射率、DTB500带通滤光片归一化透射率、DTB545带通滤光片归一化透射率乘积。
3b)利用Excel，分别将380-780nm波段S5980/S5981Si光电二极管响应值与DTB435带通滤光片归一化透射率乘积、S5980/S5981Si光电二极管响应值与DTB470带通滤光片归一化透射率乘积、S5980/S5981Si光电二极管响应值与DTB500带通滤光片归一化透射率乘积、S5980/S5981Si光电二极管响应值与DTB545带通滤光片归一化透射率乘积，按照一定比例换算至峰值为1。
步骤4，计算分析，判断误差大小
4a)计算蓝光危害加权函数B(λ)5、节律作用函数C(λ)6、暗视觉光谱光效函数V′(λ)7、明视觉光谱光效函数V(λ)8四种人眼响应函数计算中心波长、半峰宽、380-780nm积分面积。计算结果见表1：
表1四个人眼函数相关计算结果
4b)计算S5980/S5981 Si光电二极管透过DTB435带通滤光片后的归一化光谱响应曲线10、S5980/S5981 Si光电二极管透过DTB470带通滤光片后的归一化光谱响应曲线11、S5980/S5981 Si光电二极管透过DTB500带通滤光片后的归一化光谱响应曲线12、S5980/S5981 Si光电二极管透过DTB545带通滤光片后的归一化光谱响应曲线13的中心波长、半峰宽、380-780nm积分面积，见图3-图6所示。计算结果见表2：
表2光电探测器加照度修正滤光片后的计算结果
4c)计算四个人眼响应函数与Si光电二极管加照度修正滤光片的偏差，计算结果见表3，根据滤光片选择合适的判断指标依据：蓝光危害和节律效应中心波长及半峰宽偏差≤±15nm，积分面积相对误差≤5％；明视觉和暗视觉中心波长及半峰宽偏差≤±10nm，积分面积相对误差≤5％分析知，不需重新选择更为合适的滤光片。
表3偏差计算结果
步骤5，选择四个不同年龄段人眼睛透射率修正滤光片：
5a)根据CIE 203-2012A给出的人眼透射率随年龄变化的计算公式计算婴幼儿童(1-15岁，以1岁透射率近似)人眼透射率14、青年(16-44岁，以30岁透射率近似)人眼透射率15、中年(45-59岁，以50岁透射率近似)人眼透射率16及老年(60岁以上，以70岁透射率近似)人眼透射率17，见图7所示。计算公式为：
式中λ为波长，单位nm；a为年龄；Dτ(λ)为光密度；τ为透射率，单位％。
5b)将四个年龄段人眼透射率曲线与玻璃产品手册中多种滤光片透射率比较，选择2mm厚的金黄色玻璃JB1和385nm高性能长波通滤光片组合作为婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片24；订做增厚型金黄色玻璃JB1，使透射率和青年人眼睛透射率(30岁)15接近，作为青年人眼睛透射率修正滤光片25；橙色玻璃CB1镀增透膜，使透射率和中年人眼睛透射率(50岁)16接近，作为中年人眼睛透射率修正滤光片26；利用2mm厚橙色玻璃CB1作为老年人眼睛透射率修正滤光片27。
选择金黄色玻璃JB1的金黄色玻璃JB1可见光波段透射率曲线18和选择增厚型橙色玻璃CB1的橙色玻璃CB1可见光波段透射率曲线19见图7所示。
步骤6，组装可人眼透射率修正的多功能照度传感器：
6a)将婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片24、青年人眼睛透射率修正滤光片25、中年人眼睛透射率修正滤光片26、老年人眼睛透射率修正滤光片27均制作成等半径的1/4圆，组合成可旋转年龄修正滤光片28，见图9所示；
6b)将蓝光危害照度修正滤光片(DTB435)20、节律效应照度修正滤光片(DTB470)21、暗视觉照度修正滤光片(DTB500)22、明视觉照度修正滤光片(DTB545)23均制作成尺寸为S5980/S5981四封装Si光电二极管30的1/4，组合成固定型多功能照度滤光片29，见图8所示；
6c)从下至上依次组装S5980/S5981四封装Si光电二极管30、固定型多功能照度滤光片29以及可旋转年龄修正滤光片28，得四个Si光电二极管封装型多功能照度传感器装置，见图10所示。
本实例装置四个Si光电二极管封装型多功能照度传感器，可旋转年龄修正滤光片28中心有旋转轴，与固定多功能照度滤光片29及S5980/S5981四封装Si光电二极管30同轴。使用方法为：首先旋转年龄修正滤光片28，使婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片24正对蓝光危害照度修正滤光片(DTB435)20；此时顺时针四个Si光电二极管依次测量婴幼儿童蓝光危害照度、青年人节律效应照度、中年人暗视觉照度、老年人明视觉照度；年龄修正滤光片28顺时针旋转90度，依次测量婴幼儿童节律效应照度、青年人暗视觉照度、中年人明视觉照度、老年人蓝光危害照度；再次将修正滤光片28顺时针旋转90度，依次测量婴幼儿童暗视觉照度、青年人明视觉照度、中年人蓝光危害照度、老年人节律效应照度；再次将修正滤光片28顺时针旋转90度，依次测量婴幼儿童明视觉照度、青年人蓝光危害照度、中年人节律效应照度、老年人暗视觉照度。
本发明的一个实施例中，单探测器多功能照度传感器设装置如下：
本实施例仅选用一个单封装Si光电二极管32作为光电探测器。将蓝光危害照度修正滤光片(DTB435)20、节律效应照度修正滤光片(DTB470)21、暗视觉照度修正滤光片(DTB500)22、明视觉照度修正滤光片(DTB545)23均制作成尺寸与实施例1中，可旋转年龄修正滤光片28等大，结构相同的，可旋转型多功能照度滤光片31，见图11所示。
从下至上依次组装单封装Si光电二极管32、可旋转型多功能照度滤光片31以及可旋转年龄修正滤光片28，其中可旋转型多功能照度滤光片31与可旋转年龄修正滤光片28同轴，单封装Si光电二极管32偏心于圆形可旋转型多功能照度滤光片31的一个象限，得单个Si光电二极管多功能照度传感器装置，见图12所示。
使用方法为：首先顺时针旋转多功能照度滤光片31，至蓝光危害照度修正滤光片(DTB435)20正对单封装Si光电二极管32，顺时针旋转年龄修正滤光片28，至婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片24正对单封装Si光电二极管32，测量婴幼儿童蓝光危害照度；然后依次旋转年龄修正滤光片28 90°、180°、270°，测量青年人蓝光危害照度、中年人蓝光危害照度、老年人蓝光危害照度。同理，依次旋转多功能照度滤光片31与年龄修正滤光片28，测量其他12种四个年龄段的另外三种照度。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤1，拟合四种人眼响应函数表达式：
1a)根据可见光波段蓝光危害因子数据，利用OriginPro软件拟合蓝光危害加权函数B(λ)表达式；
1b)根据修正后的节律作用函数数据，利用OriginPro软件拟合节律作用函数C(λ)表达式；
1c)根据暗视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合暗视觉光谱光效函数V′(λ)表达式；
1d)根据明视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合明视觉光谱光效函数V(λ)表达式；
步骤2，根据光电探测器件选择滤光片或其组合，拟合透射率表达式；
2a)选择光谱响应范围、感光灵敏度合适的光电探测器件；
2b)在滤光片产品手册中对照透射率曲线图，寻找峰值型滤光片、长波通或短波通滤光片作为四种照度计的修正滤光片；
2c)分别拟合峰值型滤光片透射率；
步骤3，计算光电探测器响应值与滤光片透射率乘积，并归一化：
3a)根据拟合表达式，利用Excel计算光电探测器在380-780nm波段响应值与滤光片组透射率乘积；
3b)利用Excel，将乘积峰值按照一定比例换算为1，其他数据按相同比例换算；
步骤4，计算分析，判断误差大小：
4a)计算蓝光危害加权函数B(λ)、节律作用函数C(λ)、暗视觉光谱光效函数V′(λ)和明视觉光谱光效函数V(λ)四种人眼响应函数中心波长、半峰宽和380-780nm积分面积；
4b)根据探测器响应值与滤光片透射率归一化乘积，计算中心波长、半峰宽和380-780nm积分面积；
4c)比较归一化乘积与目标函数计算结果之间的误差，判断是否重新选择更为合适的滤光片；
步骤5，选择与人眼透射率一致或相近滤光片：
5a)根据国际照明委员会CIE给出的人眼透射率随年龄变化的计算公式，计算婴幼儿童、青年、中年及老年人眼透射率；其中，婴幼儿童：1-15岁，以1岁透射率近似该年龄段人眼透射率；青年：16-44岁，以30岁透射率近似；中年：45-59岁，以50岁透射率近似；老年：60岁以上，以70岁透射率近似；
5b)比较各种滤光片及其组合透射率与不同年龄段人眼透射率曲线的相似程度选择合适的年龄修正滤光片；
步骤6，滤光片组与光电探测器组装成传感器。
2.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1a)中，蓝光危害加权函数B(λ)的拟合表达式如下：
式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。
3.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1b)中，节律作用函数C(λ)拟合表达式如下：
式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。
4.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1c)中，暗视觉光谱光效函数V′(λ)拟合表达式如下：
式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。
5.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1d)中，明视觉光谱光效函数V(λ)拟合表达式如下：
式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。
6.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤2)中，滤光片透射率拟合表达式如下：
式中y0为背景噪音，A1、A2、......An为每个高斯函数的幅值，XC1、XC2、......XCn为每个高斯函数的均值，w1、w2、......wn为高斯函数的方差，x为波长，y为峰值型滤光片透射率。
7.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤5a)中，人眼透射率随年龄变化的计算公式如下：
式中，λ为波长，单位nm；a为年龄；Dτ(λ)为光密度；τ为透射率，单位％。
8.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤4c)中，滤光片选择合适的判断指标依据为：蓝光危害和节律效应中心波长及半峰宽偏差≤±15nm，积分面积相对误差≤25％；明视觉和暗视觉中心波长及半峰宽偏差≤±10nm，积分面积相对误差≤5％。
9.一种权利要求1-8任一项所述方法设计的可人眼透射率修正的多功能照度传感器，其特征在于，包括同轴设置的可旋转年龄修正滤光片和多功能照度滤光片；和一个设置于多功能照度滤光片下方的光电探测器；
所述可旋转年龄修正滤光片，是将婴幼儿童眼睛透射率修正滤光片、青年人眼睛透射率修正滤光片、中年人眼睛透射率修正滤光片和老年人眼睛透射率修正滤光片均制作成等半径的1/4圆，组合成可旋转年龄修正滤光片；
所述可旋转年龄修正滤光片采用金黄色玻璃JB1、橙色玻璃CB1和385nm高性能长波通滤光片；
所述多功能照度滤光片，是将蓝光危害照度修正滤光片、节律效应照度修正滤光片、暗视觉照度修正滤光片、明视觉照度修正滤光片均制作成尺寸为S5980/S5981四封装Si光电二极管的1/4，组合成多功能照度滤光片。
10.根据权利要求9所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器，其特征在于，所述多功能照度滤光片为固定型多功能照度滤光片或可旋转型多功能照度滤光片；所述光电探测器为S5980/S5981四封装Si光电二极管或单封装Si光电二极管，光谱响应范围320-1100nm，960nm感光灵敏度为0.72A/W；
所述S5980/S5981四封装Si光电二极管、固定型多功能照度滤光片以及可旋转年龄修正滤光片同轴设置，且固定型多功能照度滤光片与可旋转年龄修正滤光片面积大小不等；
所述单封装Si光电二极管偏心于可旋转型多功能照度滤光片的一个象限，且可旋转型多功能照度滤光片与可旋转年龄修正滤光片面积大小相等。
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