CN113125009B - 一种蓝光危害值测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓝光危害值测试装置用于检测发光设备的蓝光危害值，包括，外壳，光电探测器，测距传感器，处理器，显示模块和/或无线通信模块，所述处理器，分别和光电探测器，测距传感器，以及显示模块和/或无线通信模块电连接；所述光电探测器，配置为测试被测发光设备的蓝光强度值，并将蓝光强度值发送给处理器；所述测距传感器，配置为测试被测发光设备到蓝光危害值测试装置的距离，并将距离值发送给处理器；所述处理器根据接收到的所述蓝光强度值和所述距离值计算得到蓝光危害值，并将蓝光危害值发送给显示模块，和/或通过无线通信模块发送给外接设备。本发明中的蓝光危害值测试装置价格低廉，方便携带，且操作简便，能够满足一般工程师和消费者测试蓝光危害值的需求。

Description

一种蓝光危害值测试装置及方法

技术领域

本发明属于光谱测试领域，具体涉及一种蓝光危害值测试装置及方法。

背景技术

随着社会的发展进步，电子产品已经成为人们生活必备品，必需品。无处不在的电子屏幕、LED灯，充斥着我们的生活、学习，以及工作的环境中。长此以往，视力、眼部健康逐渐在面临着巨大的风险挑战。蓝光对人眼睛视网膜细胞的伤害，是导致孩子们视力模糊的重要因素。

关注蓝光重要的一点就是要测试蓝光危害值，而通常蓝光危害的测试是根据IEC62471 和IEC62778推荐的方法进行的。需要专业的昂贵的亮度测试仪，在特定的环境下测试，测试周期也比较长，对一般工程师或消费者也不能快速给出直观的结果。因此，需要一种价格低廉、携带方便而且操作简便的蓝光危害值测试工具来满足一般工程师和消费者测试蓝光危害值的需求。

发明内容

本发明的目的，就是解决上述现有技术中存在的问题，提出了一种蓝光危害值测试装置，及方法。

本发明的技术方案一：一种蓝光危害值测试装置用于检测发光设备的蓝光危害值，包括，外壳，光电探测器，测距传感器，处理器，显示模块和/或无线通信模块，所述处理器，分别和光电探测器，测距传感器，以及显示模块和/或无线通信模块电连接；所述光电探测器，配置为测试被测发光设备的蓝光强度值，并将蓝光强度值发送给处理器；所述测距传感器，配置为测试被测发光设备到蓝光危害值测试装置的距离，并将距离值发送给处理器；所述处理器根据接收到的所述蓝光强度值和所述距离值计算得到蓝光危害值，并将蓝光危害值发送给显示模块，和/或通过无线通信模块发送给外接设备。

进一步的，所述蓝光危害值＝光谱灵敏度修正因子*距离修正因子*蓝光强度值。

进一步的，所述光谱灵敏度修正因子可根据专业测试蓝光危害值的亮度测试仪测得的蓝光危害值以及光电探测器测得的蓝光强度值校准得到。

进一步的，所述距离修正因子，可根据预先校准的函数关系和测得的距离计算得到。

进一步的，所述光电探测器的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合，与蓝光危害的曲线相同或相近。

进一步的，所述曲线相同或相近的要求是，所述光电探测器的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合的峰值波长区间是415～455nm，曲线半宽度区间是35～65nm。

进一步的，在所述外壳顶部表面上设置有探测孔；在所述探测孔的正下方，外壳内部空间的底部放置光电探测器。

进一步的，所述探测孔与所述光电探测器形成的立体角Φ≈D/H；所述D为探测孔的直径，所述H为探测孔到其正下方的光电探测器的距离；所述立体角Φ设置在0.02～0.10rad 范围内。

技术方案二：一种使用蓝光危害值测试装置测试蓝光危害值的方法，包括，测试被测发光设备的蓝光强度值；测试被测发光设备到蓝光危害值测试装置的距离值；根据所述距离值计算距离修正因子；蓝光危害值＝光谱灵敏度修正因子*距离修正因子*蓝光强度值；其中，所述光谱灵敏度修正因子可根据专业测试蓝光危害值的亮度测试仪测得的蓝光危害值以及蓝光危害值测试装置内的光电探测器测得的蓝光强度值校准得到。

进一步的，所述距离修正因子，可根据预先校准的函数关系和测得的距离计算得到。

进一步的，校准光谱灵敏度修正因子时，获取专业测试蓝光危害值的亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值；以及获取蓝光危害值测试装置内的光电探测器在标准距离位置测得的蓝光强度值；所述光谱灵敏度修正因子＝亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值/(蓝光危害值测试装置内的光电探测器在标准距离位置测得的蓝光强度值*距离修正因子)；在标准距离位置时，距离修正因子设置为1。

进一步的，所述距离修正因子与距离的函数关系，是在光谱灵敏度修正因子得出以后，蓝光危害值测试装置在距被测发光设备多个距离值时，计算对应的距离修正因子，并根据多个距离值分别对应的多个距离修正因子总结出距离修正因子与距离的函数关系。

进一步的，某个距离值对应的距离修正因子＝亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值/(蓝光危害值测试装置内的光电探测器在该距离值位置测得的蓝光强度值*光谱灵敏度修正因子)。

本发明的有益效果为：本发明中的蓝光危害值测试装置采用光谱响应曲线与蓝光危害的曲线相同或相近的光电探测器，并将该蓝光危害值测试装置测试得的结果与专业测试蓝光危害值的亮度测试仪测试得到的结果进行校准，使得蓝光危害值测试装置测试到的结果与真实值在误差范围内。本发明中的蓝光危害值测试装置价格低廉，方便携带，且操作简便，能够满足一般工程师和消费者测试蓝光危害值的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置结构示意图；

图2为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置内部电路结构示意图；

图3为本发明实施例优选的蓝光曲线和光电探测器第一通道光谱响应曲线的示意图；

图4为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置校准方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置结构示意图。

如图1所示，蓝光危害值测试装置1包括，外壳17，光电探测器11，无线通信模块12，测距传感器14，处理器19，显示模块15，以及电源模块13。其中，光电探测器11，无线通信模块12，测距传感器14，处理器19，以及电源模块13均设置在外壳17内部。显示模块15，设置在外壳顶部171的表面，配置为方便用户观测测试结果。无线通信模块12，配置为可将蓝光危害值测试装置1测得的测试结果发送给外接设备，其中，外接设备可以是用户终端，或外接显示设备等，无线通信模块12可以是wifi模块，或蓝牙模块等。

电源模块13为光电探测器11，无线通信模块12，显示模块15，处理器19，以及测距传感器14提供电能。由于蓝光危害值测试装置1需要方便携带，因此，蓝光危害值测试装置1内的电源模块13设置为电池，具体可以是可充电电池。

测距传感器14，配置为测试被测试物体到蓝光危害值测试装置1的距离，例如，当蓝牙危害值测试装置1对着LED灯具测试蓝光危害值时，测距传感器14通过测距孔18也对着LED灯具，测距传感器14测得的距离即为LED灯具到蓝光危害值测试装置1的距离。其中测距孔18为测距传感器14上方的且设置在外壳的顶部171上的通孔。

光电探测器11，设置在外壳17内的底部，配置为测试LED灯具的蓝光强度。在光电探测器11的正上方，外壳顶部171上设置有探测孔16，该探测孔16配置为用于被测试LED 灯的光线穿过外壳17到达光电探测器11。探测孔16的直径为D，探测孔16到光电探测器 11的距离是H，因此，探测孔16与光电探测器11形成的立体角Φ≈D/H，经过多次试验Φ的取值在0.02～0.10rad范围内，蓝光危害值测试装置1测得的蓝光危害值误差较小。测距孔18和探测孔16之间的距离越小越好，其目的是防止测距孔18和探测孔16之间的距离远，导致光电探测器11在测LED灯具的蓝光时，而测距传感器14测得的距离是其他物体到蓝光危害值测试装置1距离，影响蓝光危害值的准确性。

图2为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置内部电路结构示意图。

如图2所示，蓝光危害值测试装置1内部电路中的处理器19，分别和光电探测器11，无线通信模块12，测距传感器14，显示模块15，以及电源模块13电连接。

光电探测器11为了获得足够准确的蓝光强度，光电探测器11的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合，需要与蓝光危害的曲线相同或相近，其中曲线相同或相近的标准是光电探测器11的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合的峰值波长区间是415～455nm，曲线半宽度区间是35～65nm。

图3为本发明实施例优选的蓝光曲线和光电探测器第一通道光谱响应曲线的示意图。当第一通道光谱响应曲线符合峰值波长区间是415～455nm，曲线半宽度区间是35～65nm，则可使用该光电探测器11的第一通道来测试蓝光强度。

光电探测器11将测得的LED灯具的蓝光强度发送给处理器19，测距传感器14将测得的被测LED灯具到蓝光危害值测试装置1的距离数据发送给处理器19，处理器19根据LED灯具的蓝光强度和距离数据，计算得到蓝光危害值，计算公式如下：

B_hazard＝K_sensitivity×K_距离×Value_sensor

其中，Value_sensor是光电探测器11测得的LED灯具的蓝光强度；K_sensitivity是光谱灵敏度修正因子，在测试之前修正得到；K_距离是距离修正因子，该距离修正因子与被测LED灯具到蓝光危害值测试装置1的距离存在一定的函数关系，可根据测试到的距离计算得到。需要设置光谱灵敏度修正因子和距离修正因子的原因是光电探测器11的光谱响应曲线很难做到与蓝光的光谱响应曲线完全一致，因此需要进行修正，以使测试结果处在能够接受的误差范围内，例如蓝光危害值测试装置1测试到的蓝光危害值在标准值的90％～110％之间，则认为符合设计要求。

在蓝光危害值测试装置1计算得到该蓝光危害值B_hazard，处理器19可将该蓝光危害值B_hazard发送给显示模块15进行显示，显示模块15上还可显示测得的距离信息。当无线通信模块12外接用户终端，或外接显示设备时，处理器19可将该蓝光危害值B_hazard通过无线通信模块12发送给外接的用户终端，或外接显示设备。

图4为本发明实施例优选的蓝光危害值测试装置校准方法示意图。

如图4所示，蓝光危害值测试装置1的校准方法如下：

步骤S41，对光谱灵敏度修正因子K_sensitivity进行修正；

进行校准的前提是，光电探测器11的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合，需要与蓝光危害的曲线相同或相近。

修正K_sensitivity的具体方法是，由于专业测试蓝光危害的亮度测试仪是在距离被测 LED灯具200mm的位置进行测试，所以将蓝光危害值测试装置1放置在距离被测LED灯具200mm的位置，此时K_距离设置为1。同样在距离200mm的位置亮度测试仪测得的标准蓝光危害值为B_hazard_标准，光电探测器11测得的Value_sensor值为Value_sensor_200，则K_sensitivity＝B_hazard_标准/Value_sensor_200。

步骤S42，对距离修正因子K_距离进行修正；

具体的，选择一段理想测试距离，例如100mm～300mm，在该距离之外，即使是专业测试蓝光危害的亮度测试仪也会出现误差。选择多个距离点进行测试，例如，先选择距离150mm，光电探测器11测得的Value_sensor值为Value_sensor_150，则距离150mm的K_距离_150 为：

K_距离_150＝B_hazard_标准/(K_sensitivity*Value_sensor_150)。

同样的方法，可计算出多个多个距离下的K_距离，经过多次测试，可总结出K_距离与距离x之间函数关系，例如K_距离＝a*x+b，或K_距离＝a*x²+b，或其他函数关系。

至此光谱灵敏度修正因子K_sensitivity，以及距离修正因子K_距离均修正完成，此时，可通过校准后的蓝光危害值测试装置1来测试蓝光危害值，在出厂时，可通过该蓝光危害值测试装置1测得的测试蓝光危害值与专业测试蓝光危害的亮度测试仪测得的标准蓝光危害值进行比较，判断误差率是否满足。其中，误差率＝(测试蓝光危害值-标准蓝光危害值) /标准蓝光危害值。

如果经过多次测试比较，误差率在-10％～10％范围内，则认为该蓝光危害值测试装置1 符合设计要求，可以出厂；如果有误差率不在-10％～10％范围内的情况，则认为该蓝光危害值测试装置1不符合设计要求，需要分析误差率不符合要求的，如有必要可重新进行校准，并重新比较误差率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种蓝光危害值测试装置用于检测发光设备的蓝光危害值，包括，外壳，光电探测器，测距传感器，处理器，显示模块和/或无线通信模块，其特征在于，

所述处理器，分别和光电探测器，测距传感器，以及显示模块和/或无线通信模块电连接；

所述光电探测器，配置为测试被测发光设备的蓝光强度值，并将蓝光强度值发送给处理器；

所述测距传感器，配置为测试被测发光设备到蓝光危害值测试装置的距离，并将距离值发送给处理器；

所述处理器根据接收到的所述蓝光强度值和所述距离值计算得到蓝光危害值，并将蓝光危害值发送给显示模块，和/或通过无线通信模块发送给外接设备；

所述蓝光危害值＝光谱灵敏度修正因子*距离修正因子*蓝光强度值；

其中，所述光谱灵敏度修正因子可根据专业测试蓝光危害值的亮度测试仪测得的蓝光危害值以及光电探测器测得的蓝光强度值校准得到，所述距离修正因子，可根据预先校准的函数关系和测得的距离计算得到。

2.根据权利要求1所述的蓝光危害值测试装置，其特征在于，

所述光电探测器的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合，与蓝光危害的曲线相同或相近。

3.根据权利要求2所述的蓝光危害值测试装置，其特征在于，

所述曲线相同或相近的要求是，所述光电探测器的一个通道的光谱响应曲线或几个通道的光谱响应曲线组合的峰值波长区间是415～455nm，曲线半宽度区间是35～65nm。

4.根据权利要求1所述的蓝光危害值测试装置，其特征在于，

在所述外壳顶部表面上设置有探测孔；

在所述探测孔的正下方，外壳内部空间的底部放置光电探测器。

5.根据权利要求4所述的蓝光危害值测试装置，其特征在于，

所述探测孔与所述光电探测器形成的立体角Φ≈D/H；

所述D为探测孔的直径，所述H为探测孔到其正下方的光电探测器的距离；

所述立体角Φ设置在0.02～0.10rad范围内。

6.一种使用蓝光危害值测试装置测试蓝光危害值的方法，其特征在于，包括，

测试被测发光设备的蓝光强度值；

测试被测发光设备到蓝光危害值测试装置的距离值；

根据所述距离值计算距离修正因子；

蓝光危害值＝光谱灵敏度修正因子*距离修正因子*蓝光强度值；

其中，所述光谱灵敏度修正因子可根据专业测试蓝光危害值的亮度测试仪测得的蓝光危害值以及蓝光危害值测试装置内的光电探测器测得的蓝光强度值校准得到，所述距离修正因子，可根据预先校准的函数关系和测得的距离计算得到。

7.根据权利要求6所述的蓝光危害值测试方法，其特征在于，

校准光谱灵敏度修正因子时，获取专业测试蓝光危害值的亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值；以及获取蓝光危害值测试装置内的光电探测器在标准距离位置测得的蓝光强度值；

所述光谱灵敏度修正因子＝亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值/(蓝光危害值测试装置内的光电探测器在标准距离位置测得的蓝光强度值*距离修正因子)；

在标准距离位置时，距离修正因子设置为1。

8.根据权利要求7所述的测试蓝光危害值的方法，其特征在于，

所述距离修正因子与距离的函数关系，是在光谱灵敏度修正因子得出以后，蓝光危害值测试装置在距被测发光设备多个距离值时，计算对应的距离修正因子，并根据多个距离值分别对应的多个距离修正因子总结出距离修正因子与距离的函数关系。

9.根据权利要求8所述的测试蓝光危害值的方法，其特征在于，

某个距离值对应的距离修正因子＝亮度测试仪在标准距离位置测得的蓝光危害值/(蓝光危害值测试装置内的光电探测器在该距离值位置测得的蓝光强度值*光谱灵敏度修正因子)。

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