CN114413195A - 一种便携式阳光光谱补充仪 - Google Patents

Abstract

本发明适用于太阳能技术领域，提供了一种便携式阳光光谱补充仪，包括：壳体，所述壳体正面设置有呈矩阵排列的多个通光孔；设置在所述壳体内且朝向所述通光孔的多个灯珠；罩设在所述灯珠上的反射罩；其中，多个所述灯珠包括多个红光灯、多个红外光灯、多个黄光灯、多个绿光灯，所述灯珠呈矩阵排列，相邻两所述灯珠的发光颜色不同。本发明实施例通过将多个红光灯、红外光灯、黄光灯和绿光灯按特定的组合排列成矩阵，经过反射罩的反射和折射在壳体外部融合成一种粉红色光斑，该粉红色光斑相当于太阳光通量的75‑80％，且没有紫外线和蓝光，很好的弥补了室内光照和室外太阳光的光照之间的差距。

Description

一种便携式阳光光谱补充仪

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，尤其涉及一种便携式阳光光谱补充仪。

背景技术

由于现代工业化的高速发展，大部分的人们工作都是在室内，因长时间室内工作或者因缺少必要阳光照射，容易引起的各类亚健康状况，例如：视力退化；飞蚊症；线粒体破裂加速形成大量自由基；含铜、铁、锌、钙、硒关键酶和辅酶代谢活性下降引起的全身亚健康状态；磷脂酰肌醇、磷脂酰胆碱、磷酸甘油酯生成不足引起脑皮层功能激活不全引起的情绪低落、心理倦怠、疲劳感和记忆力注意力不稳定；体温过低、缓解内脏动力不足引起的疼痛、生长激素受体老化引起的生长发育不全、皮肤老化、毛发发根组织不稳定和生长缓慢等等。

为解决长时间室内工作而缺少必要阳光照射的问题，市场出现了光照设备，例如医院眼科视觉电生理检查治疗仪，该治疗仪在眼科医生指导下，对多色图片、动画(光斑、光点)的刺激获取患者反馈，确诊和治疗眼底黄斑、瞳孔、睫状肌、眼球肌肉的功能失调和病变。但是，该治疗仪机器体积大，费用高，必须专人专科使用，且由于大多数使用者为青少年，每所医院配备数量有限，课后和假期经常排队等候治疗，治疗不方便。市场还出现了其它光照设备，例如发光眼镜，将低功耗LED发光条和眼镜框镶嵌结合对眼睛进行光补充和通过光波偏振和协振原理抵御蓝光的通过，以防蓝光损伤为宣传核心词，由于低通量，效果不明显；使用危险系数大，曾经因佩戴期间反应不及时造成交通事故，现已经变为娱乐产品。

上述的光照设备虽然也发光，但和室外阳光比还是有很大的差距，不能从根本上解决长时间室内工作而缺少必要阳光照射的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种便携式阳光光谱补充仪，旨在解决弥补室内光照和室外光照之间的差距的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种便携式阳光光谱补充仪，包括：

壳体，所述壳体正面设置有呈矩阵排列的多个通光孔；

设置在所述壳体内且朝向所述通光孔的多个灯珠，所述灯珠与所述通光孔一一对应；

罩设在所述灯珠上的反射罩；

其中，多个所述灯珠包括多个红光灯、多个红外光灯、多个黄光灯、多个绿光灯，所述灯珠呈矩阵排列，相邻两所述灯珠的发光颜色不同，且所述红光灯和所述红外光灯排布在所述矩阵的上部和下部，所述黄光灯和所述绿光灯排布在所述矩阵的中部。

可选地，所述灯珠包括四个所述红光灯、两个所述红外光灯、三个所述黄光灯和三个所述绿光灯，所述红外光灯设置在两个所述红光灯之间，三个所述黄光灯排列成三角形，三个所述绿光灯排列成三角形。

可选地，所述红光灯发射的红光的波长为650nm-660nm、所述红外光灯发射的红外光的波长为840nm-850nm、所述黄光灯发射的黄光的波长580nm-585nm、所述绿光灯发射的绿光的波长492nm-497nm。

可选地，所述反射罩为磨砂面漫反射罩。

可选地，所述反射罩为90°发光有机玻璃透镜。

可选地，相邻两所述灯珠的中心间距为23-33mm，所述反射罩的直径为20-22mm，所述反射罩的高度为13-15mm。

可选地，所述壳体内设置有电池，所述电池与所述灯珠之间设置有隔热层。

可选地，所述隔热层由气凝胶粉末或石墨片制成。

可选地，所述壳体包括前壳和后壳，所述通光孔设置在所述前壳上，所述后壳上设置有转动的支架和/或手托。

可选地，所述壳体设置有调节光强度的调节控制组件。

本发明实施例通过将多个红光灯、红外光灯、黄光灯和绿光灯按特定的组合排列成矩阵，经过反射罩的反射和折射在壳体外部融合成一种粉红色光斑，该粉红色光斑相当于太阳光通量的75-80％，且没有紫外线和蓝光，很好的弥补了室内光照和室外太阳光的光照之间的差距，在满足人体安全吸收距离的前提下，通过照射可补充人体所必须的有益光照，进而可避免因缺少必要光照而造成的亚健康状况情况发生。

附图说明

图1是本发明实施例提供的正面立体图；

图2是本发明实施例提供的爆炸图；

图3是本发明实施例提供的十二种光源矩阵排列图；

图4是本发明实施例提供的支架收纳状态的背面立体图；

图5是本发明实施例提供的支架打开状态的背面立体图；

图6是本发明实施例提供的前壳的立体图；

图7是本发明实施例提供的后壳的立体图；

图8是本发明实施例的分光分色测试报告一；

图9是本发明实施例的分光分色测试报告二；

图10是本发明实施例的分光分色测试报告三；

图11是本发明实施例的分光分色测试报告四。

图中，10、壳体；101、通光孔；102、散热孔；11、前壳；12、后壳；121、收纳槽；122、转轴；1221、环槽；13、支架；20、灯板；30、灯珠；31、红光灯；32、红外光灯；33、黄光灯；34、绿光灯；40、反射罩；50、电池；60、隔热层；70、手托；71、吊环；80、卡扣；90、调节控制组件；91、按键板；92、加减按键；93、显示面板；94、开关键。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例将多个红光灯、红外光灯、黄光灯和绿光灯呈矩阵排列，使相邻两所述灯珠的发光颜色不同，且所述红光灯和所述红外光灯排布在所述矩阵的上部和下部，所述黄光灯和所述绿光灯排布在所述矩阵的中部，本发明实施例通过将多个红光灯、红外光灯、黄光灯和绿光灯按特定的组合排列成矩阵，经过反射罩的反射和折射在壳体外部融合成一种粉红色光斑，该粉红色光斑相当于太阳光通量的75-80％，且没有紫外线和蓝光，很好的弥补了室内光照和室外太阳光的光照之间的差距，在满足人体安全吸收距离的前提下，通过照射可补充人体所必须的有益光照，进而可避免因缺少必要光照而造成的亚健康状况情况发生。因此，本发明提供的便携式阳光光谱补充仪实质为太阳能模拟装置。

如图1-图3、图6、图7所示，本发明提供一种便携式阳光光谱补充仪，包括：

壳体10，所述壳体10正面设置有呈矩阵排列的多个通光孔101；

设置在所述壳体10内且朝向所述通光孔101的多个灯珠30，所述灯珠30与所述通光孔101一一对应；

罩设在所述灯珠30上的反射罩40；

其中，多个所述灯珠30包括多个红光灯31、多个红外光灯32、多个黄光灯33、多个绿光灯34，所述灯珠30呈矩阵排列，相邻两所述灯珠30的发光颜色不同，且所述红光灯31和所述红外光灯32排布在所述矩阵的上部和下部，所述黄光灯33和所述绿光灯34排布在所述矩阵的中部。

本发明中，矩阵的上部、中部和下部，只是说明一个相对的位置关系，并不是绝对的上、中、下的概念，可参考图3所示矩阵排列图，将图3所示矩阵排列图旋转90°后，实质上也是本发明的技术方案，相当于将本发明的便携式阳光光谱补充仪从侧面放倒，也是本发明的保护范围。

本发明中，壳体10可以由塑胶材料注塑而成，使用塑胶材料，例如ABS、PC、PBT、PA66等，可以减轻壳体10及整个便携式阳光光谱补充仪的重量。壳体10包括前壳11和后壳12，壳体10正面位于前壳11，通光孔101设置在前壳11上。将壳体10拆分成前壳11和后壳12，可以简化壳体10的结构，从而简化制作壳体10的模具，使模具结构更简单，开模和注塑成本更低；前壳11和后壳12可以分开，也有利于壳体10内其它零配件的安装。前壳11与后壳12可通过倒扣、螺钉等连接。

当然，壳体10也可以由金属材料制成，壳体10抗撞击能力强，能更好的保护壳体10内的其它零配件，也更易散热，前壳11和后壳12可以通过压铸制作而成。

更进一步地，还可在壳体10侧面设置散热孔102，用于给壳体10内散热，散热孔102呈条状、圆孔状或其它形状。

通光孔101为垂直开设在壳体10正面的通孔，每一个通光孔101对应一个灯珠30，灯珠30朝向通光孔101，光可从通光孔101射出。

反射罩40将灯珠30罩设在反射罩40内，灯珠30发出的光从反射罩40的一端全部进入反射罩40内通过反射罩40的全反射后从另一端射出，可放大光通量，最大化利用光能。该反射罩40还起到了光纤的作用，使光能在反射罩40内传输。

本发明的一个可选实施例中，所述反射罩40为磨砂面漫反射罩40。反射罩40靠近灯珠30的一端设置成磨砂面，光线在该磨砂面发生漫反射，使更多的光线可以进入反射罩40，最大化利用光能。

本发明的一个可选实施例中，所述反射罩40为90°发光有机玻璃透镜。本实施例中，90°发光有机玻璃透镜可使光在反射罩40内发生全反射，最大化的放大光通量，最大化利用光能，并可在距离90°发光有机玻璃透镜7.5cm处发生矩阵式光融合，生成粉红色光。

本发明的一个可选实施例中，反射罩40一端插入通光孔101内，且反射罩40的外径与通光孔101的内径相适配，使反射罩40与通光孔101只有少量间隙或过渡配合，从而可以防止外部的灰尘或水珠等异物进入壳体10内。

本发明的一个可选实施例中，通光孔101处可设置由透明玻璃或透明亚克力等材料制成的遮挡片，封堵通光孔101，防止外部的灰尘或水珠等异物进入壳体10内的同时，不影响光线射出。

更进一步地，在壳体10内设置灯板20，灯板20为PCB板，多个灯珠30设置在灯板20朝向通光孔101一侧，使灯珠30与通光孔101一一对应。灯板20为PCB板，灯板20上设置有光源控制芯片，用于控制各个灯珠30的开启、关闭、强弱等等，灯珠30焊接在灯板20上，且与光源控制芯片连接。

灯珠30的发光颜色，可用专有发光芯片输入调制参数产生设定波段光谱，形成红光灯31、红外光灯32、黄光灯33和绿光灯34。灯珠30的发光颜色，也可以通过制造LED的材料不同，产生具有不同能量的光子，控制LED所发出光的波长，形成红光灯31、红外光灯32、黄光灯33和绿光灯34。

本发明的一个可选实施例中，将相邻两灯珠30的发光颜色设置成不同，且红光灯31和红外光灯32排布在灯板20的上部和下部，黄光灯33和绿光灯34排布在灯板20的中部，形成特定的组合排列成矩阵。矩阵式组合实现矩阵式光融合形成自然界并不存在的粉红色光，粉红色光是人眼的错觉，在自然界并不存在，也没有可测得波长。

具体地，灯珠30排列成的矩阵，由四个所述红光灯31、两个所述红外光灯32、三个所述黄光灯33和三个所述绿光灯34组成，所述红外光灯32设置在两个所述红光灯31之间，三个所述黄光灯33排列成三角形，三个所述绿光灯34排列成三角形。如图3所示，该矩阵为四行三列的矩阵，三个黄光灯33排列成的三角形为顶部朝上的正三角形，三个绿光灯34排列成的三角形为顶部朝下的倒三角形。并且，黄光灯33和绿光灯34的位置可以互换，三个绿光灯34排列成的三角形为顶部朝上的正三角形，三个黄光灯33排列成的三角形为顶部朝下的倒三角形。

具体地，所述红光灯31发射的红光的波长为650nm-660nm、所述红外光灯32发射的红外光的波长为840nm-850nm、所述黄光灯33发射的黄光的波长580nm-585nm、所述绿光灯34发射的绿光的波长492nm-497nm。

具体地，相邻两所述灯珠30的中心间距为23-33mm，所述反射罩40的直径为20-22mm，所述反射罩40的高度为13-15mm。

本发明实施例通过上述的矩阵排列、波长选择和尺寸设置，保证在距离壳体107.5cm-65cm的范围内形成稳定的粉红色光斑,以满足人体的安全吸收距离。在距离壳体1065cm时，粉红色光斑的有效直径范围为165cm。

图8-图11是便携式阳光光谱补充仪的分光分色测试报告，该便携式阳光光谱补充仪使用四个发射波长为660nm红光的红光灯31、三个发射波长为585nm黄光的黄光灯33、三个发射波长为497nm绿光的绿光灯34和两个发射波长为850nm红外光的红外光灯32，并且，灯珠30的中心间距的行距32mm、列距23mm，反射罩40的直径为21，反射罩40的高度为14.5。

本发明的另一个可选实施例中，灯珠30排列成的矩阵，由六个所述红光灯31、四个所述红外光灯32、五个所述黄光灯33和五个所述绿光灯34组成，所述红外光灯32设置在两个所述红光灯31之间，五个所述黄光灯33和五个所述绿光灯34分别排列成正W形和倒W形。

本发明实施例中，多个红光灯31、红外光灯32、黄光灯33和绿光灯34按特定的组合排列成矩阵，经过反射罩40的反射和折射在壳体10外部融合成一种粉红色光斑，粉红色光相当于太阳光通量的75-80％，且没有紫外线和蓝光，而室内的蓝光在手机等屏幕、等离子发光设备上就可以得到充足照射，人每天需要的紫外线大约在15-30分钟就够了，人们在上下班的路上完全可以吸收足够的紫外线，因此，本发明提供的便携式阳光光谱补充仪可以很好的弥补了室内光照和室外太阳光的光照之间的差距，且光强度低于太阳光，可避免因过强光照刺激造成不可逆身体损伤及过度生长发育。

本发明实施例通过将多个红光灯31、红外光灯32、黄光灯33和绿光灯34按特定的组合排列成矩阵，经过反射罩40的反射和折射在壳体10外部融合成一种粉红色光斑，该粉红色光斑相当于太阳光通量的75-80％，且没有紫外线和蓝光，很好的弥补了室内光照和室外太阳光的光照之间的差距，在满足人体安全吸收距离的前提下，通过照射可补充人体所必须的有益光照，进而可避免因缺少必要光照而造成的亚健康状况情况发生。

在本发明的一个可选实施例中，灯板20的电源接口可直接连接外部交流电源或与电池50连接，为灯珠30等电子元器件供电。

在本发明的一个可选实施例中，所述壳体10内设置有电池50，该电池50为充电电池或干电池，可直接更换，充电电池50可以取下充电或不拆卸的情况下直充。由于灯板20上设置有灯珠30和光源控制芯片等发热器件，尤其是灯珠30发热量大，可在灯板20远离灯珠30的一侧设置隔热层60。如果不设灯板20，则隔热层60设置在灯珠30与电池50之间。隔热层60设置在电池50与灯板20之间，可以防止电池50过热导致电池50使用寿命降低。

具体地，所述隔热层60由气凝胶粉末或石墨片制成。

如图2、图4、图5、图7所示，在本发明的一个可选实施例中，所述后壳12上设置有转动的支架13和/或手托70。

后壳12上设置有U字型的收纳槽121，收纳槽121由后壳12的表面凹陷而成，且设置在后壳12的边缘，外侧面开口，使收纳槽121的横截面呈L型，收纳槽121的端部设置有转轴122，支架13也呈U字型，支架13两端设置有与转轴122适配的轴孔，支架13两端略微撑开使轴孔套在转轴122上，使支架13与后壳12枢接后，U字型支架13可转动打开或收纳在收纳槽121中。其中，转轴122与后壳12可一体成型，也可固定安装在后壳12上。转轴122中部设置环槽1221，减少转轴122的表面积，使支架13两端的轴孔更容易套在转轴122上。

在本发明的一个可选实施例中，还可以在后壳12上设置手托70，手托70通过卡扣80与后壳12连接，具体地，手托70上开设腰形孔，卡扣80穿过腰形孔与后壳12固定连接，本发明中，手托70的高度可以调节，从而方便用户携带和使用。

本发明中，设置支架13后，可以打开支架13，使支架13与壳体10构成三角形，便于将便携式阳光光谱补充仪放置在工作台、放置台或其它平台上。不使用便携式阳光光谱补充仪时，收纳支架13，使后壳12表面无凸出部，便于平放或收纳便携式阳光光谱补充仪。

本发明中，手托70上还可设置吊环71，可将便携式阳光光谱补充仪挂在支撑物上，使便携式阳光光谱补充仪的应用环境更广。

在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，所述壳体10设置有调节光强度的调节控制组件90。

具体地，调节控制组件90包括按键板91、加减按键92、显示面板93和开关键94，显示面板93安装在前壳11上，加减按键92和开关键94安装在按键板91上，且与显示面板93电性连接，按键板91与灯板20上的光源控制芯片电性连接。

加减按键92包括“+”和“-”两个按键。

本发明实施例提供的便携式阳光光谱补充仪，操作步骤如下：

1、安装电池后，产品没有任何功能，静态电流小于100uA；

2、长按开关键2秒，打开便携式阳光光谱补充仪，十二个光源开启，显示面板默认显示10分钟。

3、短按“-”或“+”，时间以单次5分钟变动。调节范围为0分钟-95分钟。

4、长按“+”和“-”2秒，取消定时功能，光源会长亮；

5、再单击“+”或“-”，取消光源常亮功能，显示面板显示定时10分钟；

6、时间调整好后，进行照射使用，到达设定时间，光源自动关闭；

7、长按开关键2秒，关闭便携式阳光光谱补充仪。

本发明提供的便携式阳光光谱补充仪可以和普通照明用灯光共同使用，也可单独作为光照设备，本发明的便携式阳光光谱补充仪尤其适用于缺少光照的人群。

本发明提供的便携式阳光光谱补充仪每次照射使用10-20分钟，每日两次即可达到每日所需最低日照效果的光通量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体正面设置有呈矩阵排列的多个通光孔；

设置在所述壳体内且朝向所述通光孔的多个灯珠，所述灯珠与所述通光孔一一对应；

罩设在所述灯珠上的反射罩；

其中，多个所述灯珠包括多个红光灯、多个红外光灯、多个黄光灯、多个绿光灯，所述灯珠呈矩阵排列，相邻两所述灯珠的发光颜色不同，且所述红光灯和所述红外光灯排布在所述矩阵的上部和下部，所述黄光灯和所述绿光灯排布在所述矩阵的中部。

2.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述灯珠包括四个所述红光灯、两个所述红外光灯、三个所述黄光灯和三个所述绿光灯，所述红外光灯设置在两个所述红光灯之间，三个所述黄光灯排列成三角形，三个所述绿光灯排列成三角形。

3.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述红光灯发射的红光的波长为650nm-660nm、所述红外光灯发射的红外光的波长为840nm-850nm、所述黄光灯发射的黄光的波长580nm-585nm、所述绿光灯发射的绿光的波长492nm-497nm。

4.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述反射罩为磨砂面漫反射罩。

5.如权利要求1-4任一项所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述反射罩为90°发光有机玻璃透镜。

6.如权利要求5所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，相邻两所述灯珠的中心间距为23-33mm，所述反射罩的直径为20-22mm，所述反射罩的高度为13-15mm。

7.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述壳体内设置有电池，所述电池与所述灯珠之间设置有隔热层。

8.如权利要求7所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述隔热层由气凝胶粉末或石墨片制成。

9.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述壳体包括前壳和后壳，所述通光孔设置在所述前壳上，所述后壳上设置有转动的支架和/或手托。

10.如权利要求1所述的便携式阳光光谱补充仪，其特征在于，所述壳体设置有调节光强度的调节控制组件。

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