CN203886018U - 基于led的模拟阳光增补仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:一种基于LED的模拟阳光增补仪,包括控制部、LED发光部与供电部;所述控制部实现LED光参数的调节,并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出;所述供电部为控制部与LED发光部供电。本实用新型通过计算机辅助实现人工模拟阳光照射,改善人体机能,起到预防、治疗疾病,消除人体亚健康状态的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗保健仪器,具体涉及一种基于LED的模拟阳光增补仪。
背景技术
人体皮肤中所含的维生素D3源是通过获取阳光中的紫外线来制造,再经转换产生维生素D,因此,通过适当时间地沐浴于阳光下有助于人体获得维生素D,这也是人体维生素D的主要来源。维生素D可以帮助人体摄取和吸收钙、磷,使小朋友的骨骼长得健壮结实;对婴儿软骨病、佝偻病有预防作用;对大人则有防止骨质疏松、类风湿性关节炎等功效。研究表明,除获取维生素D外,适当时间的阳光照射对人体还能够起到相当多的正面作用,例如:1、阳光中的紫外线有很强的杀菌能力,通过阳光照射可有效杀除皮肤上的细菌,增加皮肤的抵抗力、预防皮肤病。2、紫外线的照射可以深入到细胞层,增加吞噬细胞活力,从而增强人体免疫功能的作用。3、阳光照射能够促进人体的血液循环、增强人体新陈代谢、调节中枢神经,从而使人体感到舒展而舒适,在调解人体生命节律以及心理方面也有一定的作用。4、阳光中的紫外线可以刺激骨髓制造红血球,提高造血功能,从而防止贫血。
虽然晒太阳对人类生活而言是一件再平常不过的事,但对于现代城市中长期工作在室内空间的人群或是从事地下、极地等特殊工种的人群,要接受充足时间的阳光照射就不是那么容易了。基于阳光的增补治疗并不普遍,也不是想象中那样简单。
研究数据显示:不同时段、不同波长的阳光对人体所起的作用亦会有所不同。
上午6~9时,这一时段阳光以温暖柔和的红外线占上峰,紫外线相对薄弱。红外线温度较高,对人体主要起温热作用,可使身体发热,促进血液循环和新陈代谢,增强人体活力。
上午9~10时,下午4~5时,这两个时段的照射特点是紫外线中的A光束成分较多,这时是储备体内“阳光维生素”——维生素D的大好时间;同时还可以促进肠道钙、磷的吸收,增强体质,有利于促进骨骼正常钙化。
阳光光谱中,有3种射线可用来锻炼身体:波长在760毫微米以上的红外线、波长在400~760毫微米的可见光线、波长在180~400毫微米的紫外线。
实用新型内容
针对现代人群对阳光增补的需求,本实用新型提出一种基于LED的模拟阳光增补仪,通过计算机辅助实现人工模拟阳光照射,改善人体机能,起到预防、治疗疾病,消除人体亚健康状态的作用。本实用新型是通过如下技术方案实现的:
一种基于LED的模拟阳光增补仪,包括控制部、LED发光部与供电部;所述控制部实现LED光参数的调节,并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出;所述供电部为控制部与LED发光部供电。
本实用新型的技术方案进一步包括:
所述LED发光部包括由多个LED单元组成的LED矩阵,所述LED单元至少包括三基色LED单元。所述三基色为红、蓝、绿,通过三色的混合形成全色可见光,这种白光有良好的显色性能、较宽的色温范围。
进一步的,所述LED单元还包括紫外LED单元,用于模拟补充紫外光照射。
进一步的,所述控制部包括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输出的处理模块;连接于处理模块与LED发光部之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部进行驱动的驱动模块。
进一步的,所述驱动模块包括驱动芯片、开关电路与若干RGB驱动单元;
所述驱动芯片,设有与所述处理模块连接的输入端,以及红、蓝、绿三色控制信号输出端;
所述RGB驱动单元分成若干相互并联的小组,各小组由若干RGB驱动单元串接而成,各RGB驱动单元与LED单元一一对应;
所述开关电路包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端相对应、并由所对应的控制信号输出端控制其通断的第一、第二、第三开关管;所述第一开关管的受控端与红色控制信号输出端连接,所述第二开关管的受控端与蓝色控制信号输出端连接,第三开关管的受控端与绿色控制信号输出端连接。
进一步的,所述处理模块包括
调用单元,用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序;
定时控制单元,用于光照时间的倒计时,实现光照参数随时间的变换与计时结束时关闭光源;
颜色调控单元,用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节;
亮度调控单元,用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
进一步的,所述LED发光部的光输出方向上还设有滤光部,所述滤光部用于滤除合成光中对人体不利部分。
进一步的,所述滤光部至少包括设于LED发光部上的滤镜,所述滤镜为覆盖于LED发光部上的整块滤光镜片或设于各LED单元上若干滤光镜片。
进一步的,所述供电部包括电池与电源转换模块,所述电源转换模块至少包括为控制部供电的第一升压电路、为LED发光部供电的第二升压电路,所述第一升压电路输入端与电池电极直接相连,所述第二升压电路输入端与电池电极通过开关连接。上述方案采用电池作为电源,便可兼顾产品的小巧性与便携性,随时随地为不同人群补充太阳光;供电部根据阳光增补仪内部电路的电压需求,相应设有不同电压输出的升压电路,令到电源转换模块各路输出具有更高独立性,不会因单一电路的故障而使其它电路产生连锁损毁。
进一步的,所述的基于LED的模拟阳光增补仪配设有与人体部位形状相符的硅胶护具。硅胶具有良好的生物相容性,对人体组织无刺激性、无毒性、无过敏反应,机体排异反应极少;同时,硅胶能耐高温、可消毒、加工成型方便,将其制成与人体部位相符的形状,既可在LED光照下起到保护人体皮肤的作用,又便于清洁与消毒。
本实用新型的有益效果是:率先提出日光增补概念,通过分析太阳光照角度运动规律及四季变化规律,结合人体子午流注制定最佳照射程序,利用LED模拟阳光作用于人体不同部位,随时随地为不同人群补充太阳光,改善人体各方面的机能。
附图说明
图1为本实用新型的组成框架示意图。
图2为本实用新型的整体结构示意图。
图3为本实用新型与硅胶护具结合的结构示意图。
图4为处理模块的电路结构示意图。
图5-1为驱动芯片及***电路结构示意图。
图5-2为开关电路结构示意图。
图5-3为RGB驱动电路结构示意图。
图6为LED阵列结构示意图。
图7为供电部的电路结构示意图。
具体实施方式
如下结合附图1-7,对本申请方案作进一步描述:
如图1-4所示,一种基于LED的模拟阳光增补仪,包括控制部1、LED发光部2与供电部3;所述控制部1实现LED光参数的调节,并驱动LED发光部2模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出;所述供电部3为控制部1与LED发光部2供电。
所述LED发光部2包括由多个LED单元组成的LED矩阵,如图6所示,所述LED单元包括三基色LED单元21与紫外LED单元22。
所述控制部1包括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输出的处理模块11;连接于处理模块11与LED发光部2之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部2进行驱动的驱动模块12。
如图4所示,处理模块及***电路结构,所述处理模块11可优选采用型号ARM32F1031的单片机芯片,其同样可采用其它能满足设计需求的可编程单片机芯片。
所述处理模块11包括
调用单元11-1,用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序;
定时控制单元11-2,用于光照时间的倒计时,实现光照参数随时间的变换与计时结束时关闭光源;
颜色调控单元11-3,用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节;
亮度调控单元11-4,用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
根据太阳光模拟程序,本实用新型会动态调节LED光输出的色温、亮度,以实现人工模拟太阳光照射的变化。
所述LED发光部2的光输出方向上还设有滤光部5,所述滤光部5用于滤除合成光中对人体不利部分。
所述滤光部5包括设于LED发光部2上的滤镜,所述滤镜为覆盖于LED发光部2上的整块滤光镜片。
所述的基于LED的模拟阳光增补仪配设有筒形的硅胶护具7,方便使用者配带于手臂或是腿上。
所述驱动模块12包括驱动芯片12-1、开关电路12-2与若干RGB驱动单元12-3;
如图5-1所示,所述驱动芯片12-1,设有与所述处理模块11连接的输入端,以及红、蓝、绿三色控制信号输出端OUTR、OUTB、OUTG;
如图5-3所示,所述RGB驱动单元12-3分成若干相互并联的小组,各小组由若干RGB驱动单元12-3串接而成,各RGB驱动单元12-3与LED单元一一对应;
如图5-2所示,所述开关电路12-2包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端OUTR、OUTB、OUTG相对应、并由所对应的控制信号输出端控制其通断的第一、第二、第三开关管QR1、QB1、QG1;所述第一开关管QR1的受控端RCL与红色控制信号输出端OUTR连接,所述第二开关管QB1的受控端BCL与蓝色控制信号输出端OUTB连接,第三开关管QG1的受控端GCL与绿色控制信号输出端OUTG连接。
如图7所示,所述供电部3包括电池31与电源转换模块32,所述电源转换模块32包括为控制部1供电的第一升压电路32-1、为LED发光部2供电的第二升压电路32-2,所述第一升压电路输入端与电池31电极直接相连,所述第二升压电路输入端与电池31电极通过开关连接。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明,凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等,均应视为本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:包括控制部、LED发光部与供电部;所述控制部实现LED光参数的调节,并驱动LED发光部模拟太阳光光谱、变化规律进行光输出;所述供电部为控制部与LED发光部供电。
2.根据权利要求1所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述LED发光部包括由多个LED单元组成的LED矩阵,所述LED单元至少包括三基色LED单元。
3.根据权利要求2所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述LED单元还包括紫外LED单元。
4.根据权利要求3所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述控制部包括用于运行太阳光模拟程序的、并产生对应控制信号输出的处理模块;连接于处理模块与LED发光部之间的、用于根据所述控制信号对LED发光部进行驱动的驱动模块。
5.根据权利要求4所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述驱动模块包括驱动芯片、开关电路与若干RGB驱动单元;
所述驱动芯片,设有与所述处理模块连接的输入端,以及红、蓝、绿三色控制信号输出端;
所述RGB驱动单元分成若干相互并联的小组,各小组由若干RGB驱动单元串接而成,各RGB驱动单元与LED单元一一对应;
所述开关电路包括与红、蓝、绿三色控制信号输出端相对应、并由所对应的控制信号输出端控制其通断的第一、第二、第三开关管;所述第一开关管的受控端与红色控制信号输出端连接,所述第二开关管的受控端与蓝色控制信号输出端连接,第三开关管的受控端与绿色控制信号输出端连接。
6.根据权利要求5所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述处理模块包括
调用单元,用于调取内存中存储有的太阳光模拟程序;
定时控制单元,用于光照时间的倒计时,实现光照参数随时间的变换与计时结束时关闭光源;
颜色调控单元,用于实现对LED光输出的颜色进行变化调节;
亮度调控单元,用于实现对LED光输出亮的度进行变化调节。
7.根据权利要求5所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述LED发光部的光输出方向上还设有滤光部,所述滤光部用于滤除合成光中对人体不利部分。
8.根据权利要求7所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述滤光部至少包括设于LED发光部上的滤镜,所述滤镜为覆盖于LED发光部上的整块滤光镜片或设于各LED单元上若干滤光镜片。
9.根据权利要求8所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:所述供电部包括电池与电源转换模块,所述电源转换模块至少包括为控制部供电的第一升压电路、为LED发光部供电的第二升压电路,所述第一升压电路输入端与电池电极直接相连,所述第二升压电路输入端与电池电极通过开关连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的基于LED的模拟阳光增补仪,其特征在于:配设有与人体部位形状相符的硅胶护具。
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CN201420214451.0U CN203886018U (zh) | 2014-04-29 | 2014-04-29 | 基于led的模拟阳光增补仪 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107982644A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-04 | 北京航空航天大学 | 一种led可穿戴式骨质疏松治疗仪 |
JP2018161380A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 東芝情報システム株式会社 | 肌美容器 |
CN113440733A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-28 | 成都市第五人民医院 | 利用蓝光调节人体血压的装置及使用该装置的方法 |
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