[发明专利]一种可人眼透射率修正的多功能照度传感器及设计方法

权利要求书

1.一种可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，拟合四种人眼响应函数表达式：

1a)根据可见光波段蓝光危害因子数据，利用OriginPro软件拟合蓝光危害加权函数B(λ)表达式；

1b)根据修正后的节律作用函数数据，利用OriginPro软件拟合节律作用函数C(λ)表达式；

1c)根据暗视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合暗视觉光谱光效函数V′(λ)表达式；

1d)根据明视觉光谱光效函数数据，利用OriginPro软件拟合明视觉光谱光效函数V(λ)表达式；

步骤2，根据光电探测器件选择滤光片或其组合，拟合透射率表达式；

2a)选择光谱响应范围、感光灵敏度合适的光电探测器件；

2b)在滤光片产品手册中对照透射率曲线图，寻找峰值型滤光片、长波通或短波通滤光片作为四种照度计的修正滤光片；

2c)分别拟合峰值型滤光片透射率；

步骤3，计算光电探测器响应值与滤光片透射率乘积，并归一化：

3a)根据拟合表达式，利用Excel计算光电探测器在380-780nm波段响应值与滤光片组透射率乘积；

3b)利用Excel，将乘积峰值按照一定比例换算为1，其他数据按相同比例换算；

步骤4，计算分析，判断误差大小：

4a)计算蓝光危害加权函数B(λ)、节律作用函数C(λ)、暗视觉光谱光效函数V′(λ)和明视觉光谱光效函数V(λ)四种人眼响应函数中心波长、半峰宽和380-780nm积分面积；

4b)根据探测器响应值与滤光片透射率归一化乘积，计算中心波长、半峰宽和380-780nm积分面积；

4c)比较归一化乘积与目标函数计算结果之间的误差，判断是否重新选择更为合适的滤光片；

步骤5，选择与人眼透射率一致或相近滤光片：

5a)根据国际照明委员会CIE给出的人眼透射率随年龄变化的计算公式，计算婴幼儿童、青年、中年及老年人眼透射率；其中，婴幼儿童：1-15岁，以1岁透射率近似该年龄段人眼透射率；青年：16-44岁，以30岁透射率近似；中年：45-59岁，以50岁透射率近似；老年：60岁以上，以70岁透射率近似；

5b)比较各种滤光片及其组合透射率与不同年龄段人眼透射率曲线的相似程度选择合适的年龄修正滤光片；

步骤6，滤光片组与光电探测器组装成传感器。

2.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1a)中，蓝光危害加权函数B(λ)的拟合表达式如下：

式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。

3.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1b)中，节律作用函数C(λ)拟合表达式如下：

式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。

4.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1c)中，暗视觉光谱光效函数V′(λ)拟合表达式如下：

式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。

5.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤1d)中，明视觉光谱光效函数V(λ)拟合表达式如下：

式中，λ代表可见光波段波长，单位为nm。

6.根据权利要求1所述的可人眼透射率修正的多功能照度传感器设计方法，其特征在于，所述步骤2)中，滤光片透射率拟合表达式如下：

式中y₀为背景噪音，A₁、A₂、......A_n为每个高斯函数的幅值，X_C1、X_C2、......X_Cn为每个高斯函数的均值，w₁、w₂、......w_n为高斯函数的方差，x为波长，y为峰值型滤光片透射率。