CN106644063A - 一种便携式快速蓝光危害检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式快速蓝光危害检测仪，该便携式快速蓝光危害检测仪用于测试光线或光源对人眼视网膜的蓝光危害，包括光电探测装置以及仿人眼聚焦装置，所述光电探测装置与仿人眼聚焦装置连接端设计为可拆卸的凸凹卡合接口，圆形凸出台外直径与圆形凹进槽内直径相同，所述凸凹接口可有效卡合连接；所述光电探测装置包括余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、数码显示器等，所述光电探测装置可定量测量光线对人眼视网膜的蓝光危害值，所述仿人眼聚焦装置两端具有两个特定大小形状的探测孔，所述仿人眼聚焦装置可灵活拆卸，方便定位，便于携带。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，特别涉及一种测试光线或光源对人眼的蓝光危害的便携式快速蓝光危害检测仪。
背景技术
随照明技术的发展，白炽灯逐渐被市场淘汰，高效节能的荧光灯和LED作为照明光源，被广泛应用在室内外照明场所，以及电子显示产品上。荧光灯和LED会释放出大量的蓝光，目前商用白光LED更是因其蓝光芯片加黄光荧光粉技术合成白光，光线中更是不可避免的具有较强的蓝光成分。蓝光对人体造成诸多伤害，会造成视网膜蓝光病变影响视力甚至造成失明，蓝光对人体夜间褪黑激素的产生有明显的抑制作用，扰乱人体生理节律，降低人的免疫力、警觉性，增加癌症、肥胖、心脏病、高血压等病症的发病率。
由于蓝光对人体造成诸多的危害，众多相关科研机构和政府部门呼吁大众使用低色温低蓝光成分的光源，为此国际电工委（IEC）2006年发布的光生物安全标准IEC62471-2006，将蓝光危害单独列出。我国也将在2017实施灯具新国标GB7000.1-2015，新国标中对蓝光危害也做了强制性要求。市场上灯具参差不齐，无蓝光危害的灯具更是少之又少。因此，需要有一款便捷实时监测蓝光危害的装置，让消费者能够简单及时地了解到灯具产品的蓝光危害程度，理性选择灯具。目前市场上均是采用分光光度仪来监测蓝光值，不仅设备昂贵、体积较大，而且不能直观获得蓝光危害的程度，难以在市场上推广，给用户带来不便。
发明内容
本发明需要的目的是针对上述存在的问题，提供一种便携式快速蓝光危害检测仪，较现有技术，其具有成本低廉、速度快、便于携带安装、可瞬时显示，方便消费者及时观看的优点。
为实现上述目的，本发明提供了一种便携式快速蓝光危害检测仪，包括仿人眼聚焦装置和光电探测装置，仿人眼聚焦装置和光电探测装置可拆卸连接，光电探测装置包括余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器和数码显示器，仿人眼聚焦装置接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给余弦校正器，经余弦校正器校正的光线传递给视网膜蓝光危害光学修正片，经视网膜蓝光危害光学修正片过滤的光线传递到光电池，经光电池产生感应电流，并将所述感应电流传递给所述功率控制器，所述功率控制器将所述感应电流放大，并传输到所述驱动器，所述驱动器连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
其中，所述仿人眼聚焦装置是一中空圆柱体，中空圆柱体的上端开口直径大于下端开口直径。所述中空圆柱体下端开口直径等于人眼瞳孔直径2.2mm，所述孔径张角为0.011rad，所述孔径张角与人眼接收蓝光张角相同，所述孔径长度为200mm，所述中空圆柱体上端开口直径为4.4mm，所述孔径张角为0.011rad。
优选的，所述中空圆柱体的上端面表面平整，所述中空圆柱体下端面上位于下端开口外侧设置有圆形凹进槽，在光电探测装置相对应的位置设置有圆形凸出台，所述圆形凹进槽内直径与所述光电探测装置的圆形凸出台外直径相同。所述光电探测装置与仿人眼聚焦装置连接端设计为凸凹卡合接口，凸出接口外直径与凹进接口内直径相同，所述凸凹接口可有效卡合连接。
其中，所述余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器、数码显示器集成在外壳中，其中外壳与仿人眼聚焦装置连接一端设置探测头，探测头包括遮光盖和中间设置的斜坡遮光板，余弦校正器安装在斜坡遮光板中间，在斜坡遮光板上端连接圆形凸出台，在斜坡遮光板外侧连接遮光盖，在余弦校正器下方设置视网膜蓝光危害光学修正片，在视网膜蓝光危害光学修正片下方设置光电池，其中光电池安装在外壳的小凹槽中，遮光盖安装在外壳的大凹槽中。
所述的视网膜蓝光危害光学修正片由多种折射率高低不同的无机非金属电介质采用物理真空镀膜技术沉积法在石英基片上构成；所述的视网膜蓝光危害光学修正片薄膜层数至少30层，通过至少30层膜层干涉实现光透过曲线；所述的光电池对可见光具有光电响应，所述的光电池为对可见光具有良好光电响应特性的硅电池；所述驱动器将放大的电流转换为数值大小连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
所述仿人眼聚焦装置用于模仿人眼聚焦功能接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给所述光电池，所述余弦校正器用于校正从所述仿人眼聚焦装置传递到所述光电池上的光因角度不同反射率不同产生的余弦空间角度响应偏差，所述视网膜蓝光危害光学修正片用于将经所述余弦校正器传递过来的光线进行过滤，所述光电池用于对经所述视网膜蓝光危害光学修正片过滤后辐射到其表面的可见光产生感应电流，并将所述感应电流传递给所述功率控制器，所述功率控制器将所述感应电流放大，并传输到所述驱动器，所述驱动连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
所述仿人眼聚焦装置与光电探测装置之间通过凸凹卡口连接，所述仿人眼聚焦装置有圆形凹进槽，所述光电探测装置探测端有圆形凸出台，所述圆形凸出台与所述中空圆柱体下端面圆形凹进槽直径相适配，能够完全卡合。
人眼瞳孔直径2.2mm参考 GB.T 20145-2006 4.2.1 瞳孔直径，5.3.3 测量不确定度表4蓝光部分，IEC TR 62778-2012 7.2 Conditions for the radiance measurement。孔径长度为200mm，所述中空圆柱体上端开口孔径直径为4.4mm，所述孔径张角为0.011rad，与IEC TR 62778-2012 7.2 Conditions for the radiance measurement一般照明推荐测试条件一致。
所述视网膜蓝光危害光学修正片的光透过曲线与所述光电池光电感应曲线耦合之后的修正光电感应曲线归一化后与国际电工委（IEC）2006年发布的光生物安全标准IEC62471-2006中视网膜蓝光危害加权函数B(λ)一致。
所述功率控制器以标准光源为标准参考，将所述标准光源照射下所述光电池产生的光电流放大，使所述放大的电流作为标准值，以此对所述的便携式快速蓝光危害检测仪定标。
所述光电池选择对可见光具有良好光电感应特性的硅光电池。
本发明的一种便携式快速蓝光危害检测仪，用于测试光线或光源对人眼视网膜的蓝光危害值，光电探测装置可定量测量光线对人眼视网膜的蓝光危害值，所述仿人眼聚焦装置两端具有两个特定大小形状的探测孔，所述仿人眼聚焦装置可灵活拆卸，方便定位，便于携带。
本发明所提供的一种便携式快速蓝光检测仪包括仿人眼聚焦装置和光电探测装置，光电探测装置包括余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器、数码显示器，由于通过光电池和视网膜蓝光危害光学修正片耦合出蓝光视网膜危害曲线，不仅结构简单、方便携带安装，还具有成本低廉、反应速度快、瞬时显示的特点，方便消费者及时查看。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的仿人眼聚焦装置结构示意图；
图4是本发明的光电探测装置结构示意图；
图5是本发明的探测头结构示意图；
图6是本发明视网膜蓝光危害归一化曲线和光电池响应归一化曲线；
图7是本发明视网膜蓝光危害光学修正片透过率归一化曲线；
其中，1-仿人眼聚焦装置，2-光电探测装置，3-探测头，4-外壳，5-遮光盖，6-上端开口，7-下端开口，8-上端面，9-圆形凹进槽，10-圆形凸出台，11-余弦校正器，12-视网膜蓝光危害光学修正片，13-光电池，14-小凹槽，15-大凹槽，16-斜坡遮光盖，17-功率控制器，18-驱动器，19-数码显示器，20-开关功能键。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
本发明的一种便携式快速蓝光危害检测仪，包括仿人眼聚焦装置1和光电探测装置2，仿人眼聚焦装置1和光电探测装置2可拆卸连接，光电探测装置2包括余弦校正器11、视网膜蓝光危害光学修正片12、光电池13、功率控制器17、驱动器18和数码显示器19，仿人眼聚焦装置1接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给余弦校正器11，经余弦校正器11校正的光线传递给视网膜蓝光危害光学修正片12，经视网膜蓝光危害光学修正片12过滤的光线传递到光电池13，经光电池13产生感应电流，并将所述感应电流传递给所述功率控制器17，所述功率控制器17将所述感应电流放大，并传输到所述驱动器18，所述驱动器18连接到所述数码显示器19，所述数码显示器19显示视网膜蓝光危害值。
其中，所述仿人眼聚焦装置1是一中空圆柱体，中空圆柱体的上端开口6直径大于下端开口7直径。所述中空圆柱体下端开口7直径等于人眼瞳孔直径2.2mm，所述孔径张角为0.011rad，所述孔径张角与人眼接收蓝光张角相同，所述孔径长度为200mm，所述中空圆柱体上端开口6直径为4.4mm，所述孔径张角为0.011rad。
优选的，所述中空圆柱体的上端面8表面平整，所述中空圆柱体下端面上位于下端开口7外侧设置有圆形凹进槽9，在光电探测装置2相对应的位置设置有圆形凸出台10，所述圆形凹进槽9内直径与所述光电探测装置2的圆形凸出台10外直径相同。所述光电探测装置2与仿人眼聚焦装置1连接端设计为凸凹卡合接口，凸出接口外直径与凹进接口内直径相同，所述凸凹接口可有效卡合连接。
其中，所述余弦校正器11、视网膜蓝光危害光学修正片12、光电池13、功率控制器17、驱动器18、数码显示器19集成在外壳4中，其中外壳4与仿人眼聚焦装置1连接一端设置探测头3，探测头3包括遮光盖5和中间设置的斜坡遮光板16，余弦校正器11安装在斜坡遮光板16中间，在斜坡遮光板16上端连接圆形凸出台10，在斜坡遮光板16外侧连接遮光盖5，在余弦校正器11下方设置视网膜蓝光危害光学修正片12，在视网膜蓝光危害光学修正片12下方设置光电池13，其中光电池13安装在外壳4的小凹槽14中，遮光盖5安装在外壳4的大凹槽15中。
所述的视网膜蓝光危害光学修正片12由多种折射率高低不同的无机非金属电介质采用物理真空镀膜技术沉积法在石英基片上构成；所述的视网膜蓝光危害光学修正片12薄膜层数至少30层，通过至少30层膜层干涉实现光透过曲线；所述的光电池13对可见光具有光电响应，所述的光电池13为对可见光具有良好光电响应特性的硅电池；所述驱动器18将放大的电流转换为数值大小连接到所述数码显示器19，所述数码显示器19显示视网膜蓝光危害值。
所述仿人眼聚焦装置用于模仿人眼聚焦功能接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给所述光电池，所述余弦校正器用于校正从所述仿人眼聚焦装置传递到所述光电池上的光因角度不同反射率不同产生的余弦空间角度响应偏差，所述视网膜蓝光危害光学修正片用于将经所述余弦校正器传递过来的光线进行过滤，所述光电池用于对经所述视网膜蓝光危害光学修正片过滤后辐射到其表面的可见光产生感应电流，并将所述感应电流传递给所述功率控制器，所述功率控制器将所述感应电流放大，并传输到所述驱动器，所述驱动连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
所述仿人眼聚焦装置与光电探测装置之间通过凸凹卡口连接，所述仿人眼聚焦装置有圆形凹进槽，所述光电探测装置探测端有圆形凸出台，所述圆形凸出台与所述中空圆柱体下端面圆形凹进槽直径相适配，能够完全卡合。
人眼瞳孔直径2.2mm参考 GB.T 20145-2006 4.2.1 瞳孔直径，5.3.3 测量不确定度表4蓝光部分，IEC TR 62778-2012 7.2 Conditions for the radiance measurement。孔径长度为200mm，所述中空圆柱体上端开口孔径直径为4.4mm，所述孔径张角为0.011rad，与IEC TR 62778-2012 7.2 Conditions for the radiance measurement一般照明推荐测试条件一致。
所述视网膜蓝光危害光学修正片的光透过曲线与所述光电池光电感应曲线耦合之后的修正光电感应曲线归一化后与国际点工委（IEC）2006年发布的光生物安全标准IEC62471-2006中视网膜蓝光危害加权函数B(λ)一致。
所述功率控制器以标准光源为标准参考，将所述标准光源照射下所述光电池产生的光电流放大，使所述放大的电流作为标准值，以此对所述的便携式快速蓝光危害检测仪定标。
所述光电池选择对可见光具有良好光电感应特性的硅光电池。
本发明的一种便携式快速蓝光危害检测仪，用于测试光线或光源对人眼视网膜的蓝光危害值，光电探测装置可定量测量光线对人眼视网膜的蓝光危害值，所述仿人眼聚焦装置两端具有两个特定大小形状的探测孔，所述仿人眼聚焦装置可灵活拆卸，方便定位，便于携带。
本发明所提供的一种便携式快速蓝光检测仪包括仿人眼聚焦装置和光电探测装置，光电探测装置包括余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器、数码显示器，由于通过光电池和视网膜蓝光危害光学修正片耦合出蓝光视网膜危害曲线，不仅结构简单、方便携带安装，还具有成本低廉、反应速度快、瞬时显示的特点，方便消费者及时查看。
其中图1是本发明的便携式快速蓝光检测仪原理的示意图。本发明提供一种便携式快速蓝光检测仪，用于测试光线或光源对人眼视网膜的蓝光危害值。该仿人眼聚焦装置1用于模仿人眼聚焦功能接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给该余弦校正器11，该余弦校正器11用于校正从该仿人眼聚焦装置1传递过来的光因角度不同反射率不同产生的余弦空间角度响应偏差，经该余弦校正器11校正后的光辐射到该视网膜蓝光危害光学修正片12，该视网膜蓝光危害光学修正片12将该余弦校正器11传递过来的光线进行过滤，该视网膜蓝光危害光学修正片12过滤后的光线照射到该光电池13，该光电池13用于将该视网膜蓝光危害光学修正片12过滤后辐射到其表面的可见光产生感应电流，该感应电流传递给该功率控制器17，该功率控制器17将该感应电流放大，并传输到该驱动器18，该驱动器18连接到该数码显示器19，该数码显示器19显示视网膜蓝光危害值。
由于视网膜蓝光危害光学修正片12的透过谱线对光电池13的光电感应曲线的耦合，使该便携式快速蓝光危害检测仪的光电探测曲线与视网膜蓝光危害光学曲线相一致，实现光线对视网膜蓝光危害值的直接测量，其具有设备简单、成本低廉、速度快、便于携带安装、可瞬时显示，方便消费者及时观看的优点。
如图2所示，本发明较佳实施方式中的便携式快速蓝光危害检测仪包括仿人眼聚焦装置1和光电探测装置2。参照图3和图4，图3和图4分别是仿人眼聚焦装置1和光电探测装置2探测头3的示意图，仿人眼聚焦装置1和光电探测装置2通过凸凹卡口连接，仿人眼聚焦装置1下端有圆形凹进槽9，光电探测装置探测头3上侧有圆形凸出台10，圆形凹进槽9的内直径与圆形凸出台10外直径相同，恰好能够完全卡合，圆形凹进槽9与圆形凸出台10也可做成螺丝口通过旋进方式连接。仿人眼聚焦装置1的上端面8表面光滑平整，便于测试时贴近待测光源表面。
参照图3，图3是仿人眼聚焦装置1的结构示意图。整个仿人眼聚焦装置1选择黑色遮光材料构成一个圆柱外形，上端有一个直径为4.4mm的上端开口6，下端除有圆形凹进槽9外，还有一个直径为2.2mm的下端开口7，上端开口6和下端开口7相通，构成一个0.011弧度的张角， 2.2mm直径等于人眼瞳孔大小，0.011弧度等于人眼接收蓝光视场大小。该张角以内为空心，光线可以直接通过该张角，因仿人眼聚焦装置1选择黑色遮光材料，该张角与装置1外壁之间可以无填充物也可以用黑色材料填充。置于仿人眼聚焦装置1下侧的光电探测装置2只能通过直径为2.2mm的孔径探测到张角为0.011弧度内的光线，与人眼接收光线特性相似。
参照图4，图4是光电探测装置2的示意图，光电探测装置2由探测头3、外壳4和设置在外壳4内部的电路部件组成，探测头3和电路部件通过导线连接，功率控制器17、驱动器18、数码显示器19、开关功能键20属于电路部件，其中功率控制器17和驱动器18置于外壳4内部，显示器数码显示器19和开关功能键20置于外壳4上表面，本发明的便携式快速蓝光危害检测仪由两节7号电池供电，7号电池置于外壳4下侧，图中未标出。
参照图5，图5是探测头3的示意图，探测头3有上下两部分组成，该上部件由遮光盖5、圆形凸出台10、斜坡遮光盖16和余弦校正器11组成，其中遮光盖5、圆形凸出台10、斜坡遮光盖16通过注塑成型成为一个本体，余弦校正器11与斜坡遮光盖16紧密卡合。该下部件由视网膜蓝光危害光学修正片12、光电池13、小凹槽14、大凹槽15组成，光线通过仿人眼聚焦装置1照射余弦校正器11上，余弦校正器11通过均匀散射入射光线校正由于光线从不同角度照射到视网膜蓝光危害光学修正片12产生的余弦角度反射效应所造成的偏差，经校正后的光线照射到视网膜蓝光危害光学修正片12上，经视网膜蓝光危害光学修正片12过滤，不同色光透过率不同，透过的色光照射到光电池13上，光电池13产生感应电流通过导线传输到电路部件功率控制器17中，功率控制器17将感应电流放大，该放大的感应电流传输到驱动器18，该驱动器18连接到数码显示器19，该数码显示器19显示视网膜蓝光危害值。其中光电池13置于小凹槽14中，小凹槽14四壁用于支撑和固定光电池13，大凹槽15用于与上部遮光盖5卡合。
参照图6，图6为视网膜蓝光危害和光电池响应归一化曲线，从中可以看到不同色光对人眼视网膜蓝光危害不同，不同色光在光电池13上光电响应也不同，通过在制定对特定光线透过率的视网膜蓝光危害光学修正片12可以实现对光电池13响应曲线的修正，实现耦合后的光电池响应曲线与视网膜蓝光危害曲线一致，从而视网膜蓝光危害的测定。
参照图7，图7为视网膜蓝光危害光学修正片12透过谱归一化曲线，该视网膜蓝光危害光学修正片12通过物理真空镀膜技术在石英基片上沉积30余层纳米透明介电膜，通过不同折射率膜层的干涉效应实现对不同色光的调节。
以上所述仅为本发明的较佳实例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围内。
Claims (8)
1.一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：包括仿人眼聚焦装置和光电探测装置，仿人眼聚焦装置和光电探测装置可拆卸连接，光电探测装置包括余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器和数码显示器，仿人眼聚焦装置接收外界可见光线，并将接受到的光线传递给余弦校正器，经余弦校正器校正的光线传递给视网膜蓝光危害光学修正片，经视网膜蓝光危害光学修正片过滤的光线传递到光电池，经光电池产生感应电流，并将所述感应电流传递给所述功率控制器，所述功率控制器将所述感应电流放大，并传输到所述驱动器，所述驱动器连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
2.如权利要求1所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述仿人眼聚焦装置是一中空圆柱体，中空圆柱体的上端开口直径大于下端开口直径。
3.如权利要求2所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述中空圆柱体的上端面表面平整，所述中空圆柱体下端面上位于下端开口外侧设置有圆形凹进槽，在光电探测装置相对应的位置设置有圆形凸出台，所述圆形凹进槽内直径与所述光电探测装置的圆形凸出台外直径相同。
4.如权利要求3所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述余弦校正器、视网膜蓝光危害光学修正片、光电池、功率控制器、驱动器、数码显示器集成在外壳中，其中外壳与仿人眼聚焦装置连接一端设置探测头，探测头包括遮光盖和中间设置的斜坡遮光板，余弦校正器安装在斜坡遮光板中间，在斜坡遮光板上端连接圆形凸出台，在斜坡遮光板外侧连接遮光盖，在余弦校正器下方设置视网膜蓝光危害光学修正片，在视网膜蓝光危害光学修正片下方设置光电池，其中光电池安装在外壳的小凹槽中，遮光盖安装在外壳的大凹槽中。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述的视网膜蓝光危害光学修正片由多种折射率高低不同的无机非金属电介质沉积在石英基片上构成。
6.如权利要求5所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述的视网膜蓝光危害光学修正片薄膜层数至少30层，通过至少30层膜层干涉实现光透过曲线。
7.如权利要求6所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述的光电池对可见光具有光电响应，所述的光电池为对可见光具有良好光电响应特性的硅电池。
8.如权利要求7所述的一种便携式快速蓝光危害检测仪，其特征在于：所述驱动器将放大的电流转换为数值大小连接到所述数码显示器，所述数码显示器显示视网膜蓝光危害值。
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