基於led的模擬陽光增補儀的製作方法
2023-10-19 07:46:47
基於led的模擬陽光增補儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：一種基於LED的模擬陽光增補儀，包括控制部、LED發光部與供電部；所述控制部實現LED光參數的調節，並驅動LED發光部模擬太陽光光譜、變化規律進行光輸出；所述供電部為控制部與LED發光部供電。本實用新型通過計算機輔助實現人工模擬陽光照射，改善人體機能，起到預防、治療疾病，消除人體亞健康狀態的作用。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種醫療保健儀器，具體涉及一種基於LED的模擬陽光增補儀。 基於LED的模擬陽光增補儀
【背景技術】
[0002] 人體皮膚中所含的維生素 D3源是通過獲取陽光中的紫外線來製造，再經轉換產 生維生素 D，因此，通過適當時間地沐浴於陽光下有助於人體獲得維生素 D，這也是人體維 生素 D的主要來源。維生素 D可以幫助人體攝取和吸收鈣、磷，使小朋友的骨骼長得健壯 結實；對嬰兒軟骨病、佝僂病有預防作用；對大人則有防止骨質疏鬆、類風溼性關節炎等功 效。研究表明，除獲取維生素 D外，適當時間的陽光照射對人體還能夠起到相當多的正面作 用，例如：1、陽光中的紫外線有很強的殺菌能力，通過陽光照射可有效殺除皮膚上的細菌， 增加皮膚的抵抗力、預防皮膚病。2、紫外線的照射可以深入到細胞層，增加吞噬細胞活力， 從而增強人體免疫功能的作用。3、陽光照射能夠促進人體的血液循環、增強人體新陳代謝、 調節中樞神經，從而使人體感到舒展而舒適，在調解人體生命節律以及心理方面也有一定 的作用。4、陽光中的紫外線可以刺激骨髓製造紅血球，提高造血功能，從而防止貧血。
[0003] 雖然曬太陽對人類生活而言是一件再平常不過的事，但對於現代城市中長期工作 在室內空間的人群或是從事地下、極地等特殊工種的人群，要接受充足時間的陽光照射就 不是那麼容易了。基於陽光的增補治療並不普遍，也不是想像中那樣簡單。
[0004] 研究數據顯示：不同時段、不同波長的陽光對人體所起的作用亦會有所不同。
[0005] 上午6?9時，這一時段陽光以溫暖柔和的紅外線佔上峰，紫外線相對薄弱。紅外 線溫度較高，對人體主要起溫熱作用，可使身體發熱，促進血液循環和新陳代謝，增強人體 活力。
[0006] 上午9?10時，下午4?5時，這兩個時段的照射特點是紫外線中的A光束成分 較多，這時是儲備體內"陽光維生素"--維生素 D的大好時間；同時還可以促進腸道鈣、磷 的吸收，增強體質，有利於促進骨骼正常鈣化。
[0007] 陽光光譜中，有3種射線可用來鍛鍊身體：波長在760毫微米以上的紅外線、波長 在400?760毫微米的可見光線、波長在180?400毫微米的紫外線。 實用新型內容
[0008] 針對現代人群對陽光增補的需求，本實用新型提出一種基於LED的模擬陽光增補 儀，通過計算機輔助實現人工模擬陽光照射，改善人體機能，起到預防、治療疾病，消除人體 亞健康狀態的作用。本實用新型是通過如下技術方案實現的：
[0009] -種基於LED的模擬陽光增補儀，包括控制部、LED發光部與供電部；所述控制部 實現LED光參數的調節，並驅動LED發光部模擬太陽光光譜、變化規律進行光輸出；所述供 電部為控制部與LED發光部供電。
[0010] 本實用新型的技術方案進一步包括：
[0011] 所述LED發光部包括由多個LED單元組成的LED矩陣，所述LED單元至少包括三 基色LED單元。所述三基色為紅、藍、綠，通過三色的混合形成全色可見光，這種白光有良好 的顯色性能、較寬的色溫範圍。
[0012] 進一步的，所述LED單元還包括紫外LED單元，用於模擬補充紫外光照射。
[0013] 進一步的，所述控制部包括用於運行太陽光模擬程序的、並產生對應控制信號輸 出的處理模塊；連接於處理模塊與LED發光部之間的、用於根據所述控制信號對LED發光部 進行驅動的驅動模塊。
[0014] 進一步的，所述驅動模塊包括驅動晶片、開關電路與若干RGB驅動單元；
[0015] 所述驅動晶片，設有與所述處理模塊連接的輸入端，以及紅、藍、綠三色控制信號 輸出端；
[0016] 所述RGB驅動單元分成若干相互並聯的小組，各小組由若干RGB驅動單元串接而 成，各RGB驅動單元與LED單元--對應；
[0017] 所述開關電路包括與紅、藍、綠三色控制信號輸出端相對應、並由所對應的控制信 號輸出端控制其通斷的第一、第二、第三開關管；所述第一開關管的受控端與紅色控制信號 輸出端連接，所述第二開關管的受控端與藍色控制信號輸出端連接，第三開關管的受控端 與綠色控制信號輸出端連接。
[0018] 進一步的，所述處理模塊包括
[0019] 調用單元，用於調取內存中存儲有的太陽光模擬程序；
[0020] 定時控制單元，用於光照時間的倒計時，實現光照參數隨時間的變換與計時結束 時關閉光源；
[0021] 顏色調控單元，用於實現對LED光輸出的顏色進行變化調節；
[0022] 亮度調控單元，用於實現對LED光輸出亮的度進行變化調節。
[0023] 進一步的，所述LED發光部的光輸出方向上還設有濾光部，所述濾光部用於濾除 合成光中對人體不利部分。
[0024] 進一步的，所述濾光部至少包括設於LED發光部上的濾鏡，所述濾鏡為覆蓋於LED 發光部上的整塊濾光鏡片或設於各LED單元上若干濾光鏡片。
[0025] 進一步的，所述供電部包括電池與電源轉換模塊，所述電源轉換模塊至少包括為 控制部供電的第一升壓電路、為LED發光部供電的第二升壓電路，所述第一升壓電路輸入 端與電池電極直接相連，所述第二升壓電路輸入端與電池電極通過開關連接。上述方案採 用電池作為電源，便可兼顧產品的小巧性與便攜性，隨時隨地為不同人群補充太陽光；供電 部根據陽光增補儀內部電路的電壓需求，相應設有不同電壓輸出的升壓電路，令到電源轉 換模塊各路輸出具有更高獨立性，不會因單一電路的故障而使其它電路產生連鎖損毀。
[0026] 進一步的，所述的基於LED的模擬陽光增補儀配設有與人體部位形狀相符的矽膠 護具。矽膠具有良好的生物相容性，對人體組織無刺激性、無毒性、無過敏反應，機體排異反 應極少；同時，矽膠能耐高溫、可消毒、加工成型方便，將其製成與人體部位相符的形狀，既 可在LED光照下起到保護人體皮膚的作用，又便於清潔與消毒。
[0027] 本實用新型的有益效果是：率先提出日光增補概念，通過分析太陽光照角度運動 規律及四季變化規律，結合人體子午流注制定最佳照射程序，利用LED模擬陽光作用於人 體不同部位，隨時隨地為不同人群補充太陽光，改善人體各方面的機能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 圖1為本實用新型的組成框架示意圖。
[0029] 圖2為本實用新型的整體結構示意圖。
[0030] 圖3為本實用新型與矽膠護具結合的結構示意圖。
[0031] 圖4為處理模塊的電路結構示意圖。
[0032] 圖5-1為驅動晶片及外圍電路結構示意圖。
[0033] 圖5-2為開關電路結構示意圖。
[0034] 圖5-3為RGB驅動電路結構示意圖。
[0035] 圖6為LED陣列結構示意圖。
[0036] 圖7為供電部的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 如下結合附圖1-7,對本申請方案作進一步描述：
[0038] 如圖1-4所示，一種基於LED的模擬陽光增補儀，包括控制部1、LED發光部2與供 電部3 ;所述控制部1實現LED光參數的調節，並驅動LED發光部2模擬太陽光光譜、變化 規律進行光輸出；所述供電部3為控制部1與LED發光部2供電。
[0039] 所述LED發光部2包括由多個LED單元組成的LED矩陣，如圖6所示，所述LED單 元包括三基色LED單元21與紫外LED單元22。
[0040] 所述控制部1包括用於運行太陽光模擬程序的、並產生對應控制信號輸出的處理 模塊11 ;連接於處理模塊11與LED發光部2之間的、用於根據所述控制信號對LED發光部 2進行驅動的驅動模塊12。
[0041] 如圖4所示，處理模塊及外圍電路結構，所述處理模塊11可優選採用型號 ARM32F1031的單片機晶片，其同樣可採用其它能滿足設計需求的可編程單片機晶片。
[0042] 所述處理模塊11包括
[0043] 調用單元11-1，用於調取內存中存儲有的太陽光模擬程序；
[0044] 定時控制單元11-2,用於光照時間的倒計時，實現光照參數隨時間的變換與計時 結束時關閉光源；
[0045] 顏色調控單元11-3,用於實現對LED光輸出的顏色進行變化調節；
[0046] 亮度調控單元11-4,用於實現對LED光輸出亮的度進行變化調節。
[0047] 根據太陽光模擬程序，本實用新型會動態調節LED光輸出的色溫、亮度，以實現人 工模擬太陽光照射的變化。
[0048] 所述LED發光部2的光輸出方向上還設有濾光部5，所述濾光部5用於濾除合成光 中對人體不利部分。
[0049] 所述濾光部5包括設於LED發光部2上的濾鏡，所述濾鏡為覆蓋於LED發光部2 上的整塊濾光鏡片。
[0050] 所述的基於LED的模擬陽光增補儀配設有筒形的矽膠護具7,方便使用者配帶於 手臂或是腿上。
[0051] 所述驅動模塊12包括驅動晶片12-1、開關電路12-2與若干RGB驅動單元12-3 ;
[0052] 如圖5-1所示，所述驅動晶片12-1，設有與所述處理模塊11連接的輸入端，以及 紅、藍、綠三色控制信號輸出端OUTR、OUTB、OUTG ;
[0053] 如圖5-3所示，所述RGB驅動單元12-3分成若干相互並聯的小組，各小組由若干 RGB驅動單元12-3串接而成，各RGB驅動單元12-3與LED單元--對應；
[0054] 如圖5-2所示，所述開關電路12-2包括與紅、藍、綠三色控制信號輸出端0UTR、 OUTB、0UTG相對應、並由所對應的控制信號輸出端控制其通斷的第一、第二、第三開關管 QR1、QB1、QG1 ;所述第一開關管QR1的受控端RCL與紅色控制信號輸出端0UTR連接，所述 第二開關管QB1的受控端BCL與藍色控制信號輸出端0UTB連接，第三開關管QG1的受控端 GCL與綠色控制信號輸出端0UTG連接。
[0055] 如圖7所示，所述供電部3包括電池31與電源轉換模塊32,所述電源轉換模塊32 包括為控制部1供電的第一升壓電路32-1、為LED發光部2供電的第二升壓電路32-2,所 述第一升壓電路輸入端與電池31電極直接相連，所述第二升壓電路輸入端與電池31電極 通過開關連接。
[0056] 上述優選實施方式應視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷 同、近似或以此為基礎作出的技術推演、替換、改進等，均應視為本專利的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：包括控制部、LED發光部與供電部； 所述控制部實現LED光參數的調節，並驅動LED發光部模擬太陽光光譜、變化規律進行光輸 出；所述供電部為控制部與LED發光部供電。
2. 根據權利要求1所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述LED發光部 包括由多個LED單元組成的LED矩陣，所述LED單元至少包括三基色LED單元。
3. 根據權利要求2所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述LED單元還 包括紫外LED單元。
4. 根據權利要求3所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述控制部包 括用於運行太陽光模擬程序的、並產生對應控制信號輸出的處理模塊；連接於處理模塊與 LED發光部之間的、用於根據所述控制信號對LED發光部進行驅動的驅動模塊。
5. 根據權利要求4所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述驅動模塊包 括驅動晶片、開關電路與若干RGB驅動單元； 所述驅動晶片，設有與所述處理模塊連接的輸入端，以及紅、藍、綠三色控制信號輸出 端； 所述RGB驅動單元分成若干相互並聯的小組，各小組由若干RGB驅動單元串接而成，各 RGB驅動單元與LED單元--對應； 所述開關電路包括與紅、藍、綠三色控制信號輸出端相對應、並由所對應的控制信號輸 出端控制其通斷的第一、第二、第三開關管；所述第一開關管的受控端與紅色控制信號輸出 端連接，所述第二開關管的受控端與藍色控制信號輸出端連接，第三開關管的受控端與綠 色控制信號輸出端連接。
6. 根據權利要求5所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述處理模塊包 括 調用單元，用於調取內存中存儲有的太陽光模擬程序； 定時控制單元，用於光照時間的倒計時，實現光照參數隨時間的變換與計時結束時關 閉光源； 顏色調控單元，用於實現對LED光輸出的顏色進行變化調節； 亮度調控單元，用於實現對LED光輸出亮的度進行變化調節。
7. 根據權利要求5所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述LED發光部 的光輸出方向上還設有濾光部，所述濾光部用於濾除合成光中對人體不利部分。
8. 根據權利要求7所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述濾光部至少 包括設於LED發光部上的濾鏡，所述濾鏡為覆蓋於LED發光部上的整塊濾光鏡片或設於各 LED單元上若干濾光鏡片。
9. 根據權利要求8所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：所述供電部包括 電池與電源轉換模塊，所述電源轉換模塊至少包括為控制部供電的第一升壓電路、為LED 發光部供電的第二升壓電路，所述第一升壓電路輸入端與電池電極直接相連，所述第二升 壓電路輸入端與電池電極通過開關連接。
10. 根據權利要求1至9任一項所述的基於LED的模擬陽光增補儀，其特徵在於：配設 有與人體部位形狀相符的矽膠護具。
【文檔編號】H05B37/02GK203886018SQ201420214451
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】聶萍, 吳正紅 申請人:聶萍