本實用新型屬于燈光照明技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種通過精確控制光輻射來減少睡眠慣性的照明喚醒設(shè)備。

背景技術(shù)：

睡眠是人類維持個體生存所必需的生理功能。正常的睡眠是機體復原、整合和鞏固記憶的重要環(huán)節(jié)。由于人類晚上暴露在人造光中，推遲了晝夜節(jié)律，入睡時間越來越晚，睡眠時間越來越短，因此睡眠質(zhì)量及睡眠醒后的身體狀態(tài)，顯得尤為重要。人的身體從睡眠狀態(tài)過渡到清醒狀態(tài)時，心跳、血壓、體溫、呼吸頻率、腦電波都會發(fā)生變化，如果采用不正當?shù)膯拘逊绞?，會違背身體的自然狀態(tài)，產(chǎn)生嚴重的睡眠慣性，而睡眠慣性對日常生活的影響是不可忽視的。

目前的喚醒方式包括自然睡醒和睡眠喚醒。自然睡醒是人體通過對外界環(huán)境的感應，從深度睡眠中舒緩醒來。這種方式順應了身體的自然狀態(tài)，但這種起床時間不定。常見的睡眠喚醒方式是鬧鐘喚醒，鬧鐘將人叫醒是對健康不利的，突如其來的鬧鐘鈴聲會造成這些狀態(tài)的急劇變化，違背了身體的自然狀態(tài)，可能產(chǎn)生心慌、情緒低落、感覺沒睡醒、強烈懸空感等不適癥狀。

公告號CN102438689B公開了一種減少人的睡眠慣性和/或控制人的警覺的方法和照明喚醒設(shè)備，通過選定特定波長和色溫的第一、二照明輸出，控制兩個照明輸出的照明間隔，減少人的睡眠慣性和/或控制人的警覺。但該技術(shù)方法和照明喚醒設(shè)備，主要用于人體睡醒后的照明治療。

公開號CN104066240A公開了一種智能喚醒燈具，根據(jù)客戶需求調(diào)整第一LED燈和第二LED燈的亮滅、亮度和色溫的比例、以及亮度與色溫的漸變狀態(tài)。但該喚醒燈具，其目的是使得視網(wǎng)膜適應光線變化，保護視網(wǎng)膜，同時沒有給出明確的燈光控制方法，不同用戶使用效果不同。

目前，還沒有一個通過精確光輻射控制，以減少睡眠慣性為目的照明喚醒設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種通過精確控制多種顏色的LED的光輻射強度，模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光譜和亮度，配合人體喚醒時間的用于減少睡眠慣性的照明喚醒設(shè)備及方法。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型所述的用于減少睡眠慣性的照明喚醒設(shè)備，其特點是：包括微控制單元、恒流發(fā)生器、音頻單元、存儲器、通信模塊及由若干種不同顏色的LED光源構(gòu)成的LED發(fā)光裝置，所述微控制單元連接恒流發(fā)生器、音頻單元、存儲器和通信模塊，所述恒流發(fā)生器連接LED發(fā)光裝置，所述微控制單元通過PWM方式控制恒流發(fā)生器來調(diào)節(jié)LED發(fā)光裝置輸出的光譜和亮度，實現(xiàn)LED發(fā)光裝置輸出模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光線。

為了更好減少被照射人的睡眠慣性，所述微控制單元控制恒流發(fā)生器來調(diào)節(jié)LED發(fā)光裝置輸出的光譜和亮度，應滿足如下要求：

（1）設(shè)所述微控制單元控制LED發(fā)光裝置開始產(chǎn)生光輸出的時刻為t0，被照射人的睡醒時刻為t1，應滿足10分鐘≤t1-t0≤40分鐘；

（2）設(shè)t0時刻LED發(fā)光裝置輸出的白光色溫為T0，被照射人眼睛接收到LED發(fā)光裝置的照度為L0；t1時刻LED發(fā)光裝置輸出的白光色溫為T1，被照射人眼睛接收到LED發(fā)光裝置的照度為L1，應滿足2000K≤T0≤4000K，6000K≤T1≤8000K，L0≤10lux，200lux≤L1≤600lux；

（3）從t0至t1期間，LED發(fā)光裝置輸出色溫和亮度隨時間變化的混合白光，以時間為橫坐標軸，色溫隨時間變化曲線應處于坐標點（t0, T0）、（t1, T0）和（t1, T1）所組成的三角形里面，混合白光輸出的亮度隨時間變化曲線應處于坐標點（t0, L0）、（t1, L0）和（t1, L1）所組成的三角形里面。

為了使本實用新型能夠很好地模擬太陽光剛升起時的晨曦光譜和亮度，所述LED發(fā)光裝置由至少三種不同顏色的LED光源構(gòu)成，且每種顏色的LED光源可以是LED單色光源，也可以是添加了熒光粉后的寬譜LED光源。而且，所述恒流發(fā)生器能夠輸出至少三路恒定電流，每路恒定電流各與一種顏色的LED光源電連接。

為了便于聲音的控制，所述音頻單元包括音頻播放模塊和聲音驅(qū)動器，通過所述微控制單元控制聲音驅(qū)動器從存儲器中讀取聲音信息并發(fā)送到音頻播放模塊進行播放。

為了使LED發(fā)光裝置能夠發(fā)出均勻的混光，所述LED發(fā)光裝置上設(shè)置有光學透鏡。而且，進一步的，所述光學透鏡的前方設(shè)置有勻光膜。

為了使本實用新型的使用可靠，所述LED發(fā)光裝置上設(shè)置有散熱器。

為了提高調(diào)光品質(zhì)，PWM的頻率大于10KHz。

本實用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和效果：

1. 本實用新型通過調(diào)節(jié)包含多種顏色LED光源的LED發(fā)光裝置，模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光譜和亮度，并輔助輕柔音樂，讓深度睡眠的人自然睡醒，順應身體的自然狀態(tài)，從而能夠有效減少睡眠慣性，提高被照射人醒后的精神狀態(tài)，改善被照射人的季節(jié)性情緒失調(diào)；

2. 本實用新型不需要用戶對光譜進行設(shè)置，產(chǎn)品自帶光譜模擬程序，使用非常方便。

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型照明喚醒設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型構(gòu)成LED發(fā)光裝置的五種顏色的LED的光譜圖。

圖3為本實用新型LED發(fā)光裝置剛點亮時的光譜圖。

圖4為本實用新型LED發(fā)光裝置的混合白光的色溫隨時間的變化曲線圖。

圖5為本實用新型30分鐘時LED發(fā)光裝置輸出的光譜圖。

圖6為本實用新型被照射人眼睛處接收到LED發(fā)光裝置的混合白光的亮度隨時間的變化曲線圖。

圖7為本實用新型照明喚醒設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的用于減少睡眠慣性的照明喚醒設(shè)備，包括微控制單元30、恒流發(fā)生器20、音頻單元40、存儲器50、通信模塊60及由若干種不同顏色的LED光源構(gòu)成的LED發(fā)光裝置10，所述微控制單元30連接恒流發(fā)生器20、音頻單元40、存儲器50和通信模塊60，所述恒流發(fā)生器20連接LED發(fā)光裝置10，所述微控制單元30通過PWM方式控制恒流發(fā)生器20來調(diào)節(jié)LED發(fā)光裝置10輸出的光譜和亮度，實現(xiàn)LED發(fā)光裝置10輸出模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光線。其中，所述音頻單元40包括音頻播放模塊和聲音驅(qū)動器，通過所述微控制單元30控制聲音驅(qū)動器從存儲器50中讀取聲音信息并發(fā)送到音頻播放模塊進行播放。所述通信模塊60可以是wifi、藍牙、zigbee等無線模塊模塊，也可以是基于RS485、RS232、I²C通信接口標準的有線通信模塊，主要用于收發(fā)控制指令，微控制單元執(zhí)行控制指令。所述存儲器50用于存儲控制指令、控制程序和聲音信息。為了提高調(diào)光品質(zhì)，PWM的頻率大于10KHz。

為了更好減少被照射人的睡眠慣性，控制方式與被照射人的睡醒時刻有關(guān)。為了在被照射者睡醒前，模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光譜和亮度照射沉睡的人。設(shè)所述微控制單元控制LED發(fā)光裝置開始產(chǎn)生光輸出的時刻為t0，被照射人的睡醒時刻為t1，應滿足10分鐘≤t1-t0≤40分鐘；且設(shè)t0時刻LED發(fā)光裝置輸出的白光色溫為T0，被照射人眼睛接收到LED發(fā)光裝置的照度為L0；t1時刻LED發(fā)光裝置輸出的白光色溫為T1，被照射人眼睛接收到LED發(fā)光裝置的照度為L1，應滿足2000K≤T0≤4000K，6000K≤T1≤8000K，L0≤10lux，200lux≤L1≤600lux；從t0至t1期間，LED發(fā)光裝置輸出色溫和亮度隨時間變化的混合白光，以時間為橫坐標軸，色溫隨時間變化曲線應處于坐標點（t0, T0）、（t1, T0）和（t1, T1）所組成的三角形里面，混合白光輸出的亮度隨時間變化曲線應處于坐標點（t0, L0）、（t1, L0）和（t1, L1）所組成的三角形里面。

如圖2，LED發(fā)光裝置10由五種不同顏色的LED光源構(gòu)成，其中三種為窄譜LED單色光源，分別為490nm藍光11、520nm綠光12、720nm紅光13；另外兩種為添加了熒光粉后的寬譜白光LED光源，分別為色溫6000K的冷白光14和色溫為3000K的暖白光15。LED發(fā)光裝置10中五中不同顏色的LED光源，最大功率總合為80W。恒流發(fā)生器20具備五路恒定700mA的電流輸出，每一路電流輸出各與一種顏色的LED光源連接。通信模塊為藍牙無線通信模塊，與手機APP智能終端進行通信。

本實用新型所述的用于減少睡眠慣性的方法如下：

1. 將照明喚醒設(shè)備安裝于被照射人眼睛外2.0m-2.5m處；

2. 被照射人通過手機APP智能終端，提前設(shè)定好喚醒時間，手機APP智能終端給通信模塊發(fā)送控制指令，存儲器存儲控制指令；

3. 在被照射人睡醒前30分鐘時，照明喚醒設(shè)備開始工作：微控制單元讀取存儲器中的控制指令，通過PWM方式控制恒流發(fā)生器，分別調(diào)節(jié)LED發(fā)光裝置中五中顏色的LED光源的亮度。LED發(fā)光裝置開始點亮時，五中不同顏色的LED混光成圖3所示光譜，色溫為3400K，隨著時間增加，混合白光的色溫按照圖4曲線增加，第30min時，五中不同顏色的LED混光成圖5所示光譜，色溫為6500K；被照射人眼睛接收到LED發(fā)光裝置的混合白光的亮度隨時間的變化曲線如圖6所示；

4. 當照明喚醒設(shè)備工作30分鐘時，微控制單元控制聲音驅(qū)動器從存儲器中讀取聲音信息并發(fā)送到音頻播放模塊進行播放，使被照射人伴隨輕柔音樂，在照明喚醒設(shè)備模擬的晨曦光線照射下自然睡醒。

如圖7，本實用新型所述的照明喚醒設(shè)備，還可以增加散熱器90，提高設(shè)備可靠性，該散熱器90是安裝在LED發(fā)光裝置10上；而且，為了使LED發(fā)光裝置中不同顏色的LED光源可以均勻混光，在LED發(fā)光裝置10上還可以增加光學透鏡80和勻光膜70，且勻光膜70是設(shè)置在光學透鏡80的前方。

本實用新型通過精確控制多種顏色的LED的光輻射強度，模擬太陽光剛剛升起時的晨曦光譜和亮度，配合人體喚醒時間，播放輕柔的聲音，讓被照射人自然醒來，從而有效地減少人體睡眠慣性。

本實用新型是通過實施例來描述的，但并不對本實用新型構(gòu)成限制，參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變化，如對于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應該屬于本實用新型權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。