CN104806915A - 一种智能模拟动态自然光的视力保健灯 - Google Patents

Abstract

本发明为了高效、科学地保证用眼卫生，提供了一种智能模拟自然光的视力保健灯，包括控制器、计时器、传感器和LED发光装置，所述视力保健灯还包括光学组件，该LED发光装置包括多个由能发出多种颜色的LED发光器构成的发光体矩阵，所述控制器接收到所述计时器和传感器输出的时间信息和环境参数值，控制所述LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温进行调节，LED发出的光经过上述调节以后的再透过所述光学组件进行照射。其促使瞳孔的收缩或扩张，并籍此而促使眼睛虹膜内的肌肉调节，使眼肌自然舒展收缩，并有效地刺激视网膜的显色细胞的活跃，进而保持了视神经的兴奋，对延缓眼睛显色***的机能退化有着积极的作用。

Description

一种智能模拟动态自然光的视力保健灯

技术领域

本发明涉及一种护眼保健装置，具体来说是一种智能模拟动态自然光的视力保健灯。 

背景技术

近视指的是外来的光线，经眼球的屈光***(主要是角膜及水晶体)屈折后，没有精准的聚焦在视网膜上，而是落在视网膜之前，使得视物不清晰。而引发近视眼病的原因虽说有很多方面的因素，但受外界环境因素而造成近视的却占了大部分，其中照明光源的不科学而造成眼肌长期处于疲劳状态进而致其调节功能的下降更应引起人们的注意，这是因为眼肌调节功能的下降会直接影响到眼球屈光***的调节不到位进而引起近视。 

时下，普遍观念认为，在光线比较适中且较为稳定的照明下学习或工作是护眼(防近视)一种方式，从国际标准照明协会(CIE)的对于标准照明体的规定和标准光源的推荐中我们可以看到，对于最好的人造光源要求就是能够最大限度的模拟特定时间的自然光(在我国大部分地区的上午8点至10点和下午3点至5点的自然光线是最为理想的光源)；对此，专利局公告号为CN2405114Y名为“多功能全自动防近视台灯”就公开了一种护眼台灯，该文献记载了为稳定光照面的亮度而设置一自动调光电路，可根据光照面的亮暗而自动调节光亮度，确保光照面上有较为稳定的光照度，并以此而来达到防近视的目的。这是一种常识，但人们同时也忽略了一个小节，就是在用眼的同时缺乏一种对眼肌煅练的意识，即通常是在用眼感到疲劳后才借助闭眼或望远等方式来调节眼肌，这也是现有视力保健灯的通病。 

众所周知，人眼在看东西时瞳孔会随着光线的强弱而变化，但当长期相对固定在某种环境下看东西时瞳孔也就相对稳定，久而久之，用于调节瞳孔的虹膜中的肌肉就会产生疲劳而影响其调节功能，进而造成视力的下降。鉴此，本申请人认为，视力保健从用眼环境来说，模拟自然光的光源即保证一个合适的光照度固然重要，但显然，从眼肌保健的角度来说，改变光照面的亮度促使瞳孔的收缩并籍此缓解眼肌疲劳，以及通过色温的变化来使显色细胞显得更活跃，使视神经更兴奋，确保了整个眼球的屈光***能处于良好的工作环境中，这对于视力保健、防止视力下降也是非常必要的。 

此外，目前的视力保健灯发出的光不能动态地、智能地随着环境而变化，放在阴天环境下的室内和晴天环境下的室内照射情况都相同。这种照射显然不符合用眼卫生。 

发明内容

本发明的目的是要公开一种智能模拟动态自然光的视力保健灯，具有在用眼工作的同时籍由光线的变化来促使眼肌进行保健煅练的功能，达到缓解眼肌疲劳而护眼的目的。 

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能模拟自然光的视力保健灯，包括控制器、计时器、传感器和LED发光装置，其特征在于，该LED发光装置包括多个由能发出多种颜色的LED发光器构成的发光体矩阵，所述控制器接收到所述计时器输出的时间信息，控制并调节LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温。 

进一步地，各所述LED发光体矩阵位于视力保健灯的不同部位，从而调节LED发光装置所发出的光的角度。 

进一步地，所述视力保健灯还包括传感器，所述控制器还接收所述传感器输出的环境参数值。 

进一步地，所述视力保健灯还包括光学组件，所述光学组件采用滤光片和/或柔光片。 

进一步地，所述能发出多种颜色的LED发光器均匀交错地分布在它们所在的发光体矩阵内。 

进一步地，所述传感器包括光照传感器。 

进一步地，所述能发出多种颜色的LED发光器包括能发出660nm、610nm、570nm、550nm、460nm、440nm和410nm的LED发光器。 

进一步地，所述视力保健灯还包括音频播放单元、存储器和声音驱动单元，所述控制器根据计时器输出的时间信息，控制声音驱动单元从所述存储器中读取声音信息，并发送到音频播放单元进行播放。 

进一步地，所述视力保健灯还包括散热装置或散热设计结构。 

本发明的有益效果为：照射的光是通过LED光源发出的，其本身无频闪；LED照射的光随时间变化，从而一方面是光源亮度的亮暗变化，促使瞳孔的收缩或扩张，并籍此而促使眼睛虹膜内的肌肉调节，使眼肌自然舒展收缩，避免因长时间定格在某一状态下而产生眼肌紧张或痉挛并致其调节功能的下降，有效地缓解眼疲劳。另一方面是光源色温的变化，它有效地刺激视网膜的显色细胞的活跃，进而保持了视神经的兴奋，对延缓眼睛显色***的机能退化有着积极的作用。另外，照射时根据室内环境光照而对LED照射的光的照度和色温进行智能修正，更符合用眼卫生标准，能够科学、有效地提供利于视力的高效阅读照明工具。最后，通过控制电路来调节光源的亮度和色温的变化，进一步模拟动态自然光，促使光照度保持在一定舒适度的情况下产生光变化，能够起到有效调节人体植物神经***的效果，符合当代人体工学设计思想。 

具体实施方式 

根据本发明的一个实施例，提供了一种智能模拟动态自然光的视力保健灯，包括控制器、计时器、传感器和LED发光装置，其特征在于，该LED发光装置包括多个由能发出多种颜色的LED发光器构成的发光体矩阵，所述控制器接收到所述计时器输出的时间信息，控制并调节LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温。 

在一个优选的实施例中，每个LED发光体的照度和色温都随着计时器输出的时间信息而改变：在早上和晚上时照度和色温较低；而在中午时，照度和色温最高。在从早上到中午以及从中午到晚上的时间段内，照度和色温均匀地发生变化。例如，当在早上8:00打开视力保健灯时，LED发光体的照度为10LUX、色温为3000；然后，从该照度和色温开始逐渐提高，到12:00时，照度为500LUX、色温为5000；从该照度和色温开始再逐渐降低，到晚上5:00时，照度为50LUX，色温为3000。 

在另一个优选的实施例中，各所述LED发光体矩阵位于视力保健灯的4不同部位，从而调节LED发光装置所发出的光的角度。这4个部位的LED发光体矩阵被设置在视力保健灯的左上、左下、右上和右下这四个部分，而这四个部分可以是被均匀划分的，也可以是被按照不规则或不对称的分割线划分的。在视力保健灯工作时，各LED发光体有两种工作方式：一种工作方式是：在某一时刻，只有4个部位之一内的所有LED发光体发光；另一种工作方式是：在某一时刻，上述每个部位的LED发光体根据所在的不同部位而使其中的某些LED发光体工作而另一些LED发光体不工作，且上述工作的LED发光体随着时间的流逝而发生照度和色温的改变。上述工作方式中各LED发光体的发光与否以及其照度和色温的调整和控制，由控制器根据预先设定的LED发光***置（坐标）、工作与否、色温、照度等信息构成的信息表实现。 

上述计时器采用计数器实现，例如，555计数器。这种计数器的参数设置（包括计时时间或倒计时时间）可以通过固化在该视力保健灯内的ROM完成，也可以通过在该视力保健灯上通过单片机编程或DSP编程、ARM编程等方式实现。在一个实施例中，上述计时器被设置成24小时计数器。在一个优选的实施例中，上述计时器被设置成每隔5分钟向控制器输出一次计时信号，用于向控制器提供当前的时间信息。 

在某些实施例中，上述视力保健灯还包括光照传感器。其中，光照传感器又称照度传感器、光照度传感器或光照强度传感器。在一个实施例中，采用HA2003这种高精度的光照强度作为光照传感器，体积小巧，IP65防护等级设计，可选用电压或电流输出。上述光照传感器、温度传感器、气体传感器以及湿度传感器都是用于采集视力保健灯工作的环境参数，以向控制器提供当前天气为阴天或晴天，或者提供表示当前所在的环境的光亮度的信息。 

控制器在接收到所述计时器和传感器输出的时间信息和环境参数值以后，控制所述LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温进行调节。这种调节的方式是按照预先存储在该视力保健灯内的ROM中的对照表为基础并利用传感器的环境参数修正完成的。在一个实施例中，该对照表存储了24小时内每隔5分钟照度和色温的值，其中照度在400LUX至1000LUX的范围内变化而色温则是从低值为3000K-4000K变化至高值为5000K-6000K。例如，中午12:00时存储的照度为900LUX、色温为5500k，然后，当到达中午12:00时，根据传感器采集到当前室内环境光的光照度500LUX，对读取出来的上述900LUX这一照度进行修正，例如修正为450LUX，然后按照450LUX的照度、5500k的色温设置LED发光体。LED发光体发出的光经过上述调节以后的再透过光学组件进行照射。 

在一个优选的实施例中，所述光学组件采用滤光片和/或柔光片。所述滤光片用于滤掉眩光，例如，采用眩光片。所述柔光片采用掺有杂质的玻璃，例如毛玻璃。采用这些滤光片和/或柔光片，能够使LED发光器发出的光变得柔和、不刺眼。 

在一个优选的实施例中，所述能发出多种颜色的LED发光器均匀交错地分布在它们所在的发光体矩阵内。 

所述能发出多种颜色的LED发光器包括能发出如下一种波长范围的光：760-------622纳米、622-------597纳米、597-------577纳米、577-------492纳米、492-------450纳米、450-------435纳米。 

在一个实施例中，所述视力保健灯还包括声音提示功能。该功能是通过其内部音频播放单元、存储器和声音驱动单元实现的：所述控制器根据计时器输出的时间信息，控制声音驱动单元从所述存储器中读取声音信息，并发送到音频播放单元进行播放。例如，当计时器输出当前时间为12:00时，语音提醒使用者已到达午休时间，请适当休息然后再继续学习和工作。这种提示还可以是播放适当的音乐，帮助保健灯的使用者调节情绪，以达到从紧张的状态向舒缓状态过度的效果。 

在一个优选的实施例中，所述视力保健灯还包括散热装置。这种散热装置可以是独立的散热片。在另一个优选的实施例中，所述视力保健灯还包括在灯罩背部设置的散热孔等散热设计结构。上述散热结构或散热装置都是为了给LED发光器提供适当的工作环境，避免工作时间过长导致其温度过高，进而影响LED正常发光。 

上面以文字说明的方式阐释了本发明一些具体实施方式的结构，并非详尽无遗或限制于上述所述具体形式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种智能模拟自然光的视力保健灯，包括控制器、计时器、LED发光装置，其特征在于，该LED发光装置包括多个由能发出多种颜色的LED发光器构成的发光体矩阵，所述控制器接收到所述计时器输出的时间信息，控制并调节LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温。

2.根据权利要求1所述的视力保健灯，其特征在于，各所述LED发光体矩阵位于视力保健灯的不同部位，从而调节LED发光装置所发出的光的角度。

3.根据权利要求1所述的视力保健灯，其特征在于，所述视力保健灯还包括传感器，所述控制器还接收所述传感器输出的环境参数值。

4.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述视力保健灯还包括光学组件，所述光学组件采用滤光片和/或柔光片。

5.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述能发出多种颜色的LED发光器均匀交错地分布在它们所在的发光体矩阵内。

6.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述传感器包括光照传感器。

7.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述能发出多种颜色的LED发光器包括能发出660nm、610nm、570nm、550nm、460nm、440nm和410nm的LED发光器。

8.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述视力保健灯还包括音频播放单元、存储器和声音驱动单元，所述控制器根据计时器输出的时间信息，控制声音驱动单元从所述存储器中读取声音信息，并发送到音频播放单元进行播放。

9.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，所述视力保健灯还包括散热装置或散热设计结构。

10.根据权利要求1-3之一所述的视力保健灯，其特征在于，LED发光体矩阵中的每个LED发光体的照度和色温的调节不同步。