CN108799892A - 一种仿超视区自然视环境台灯及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿超视区自然视环境台灯及其控制方法，包括：光调节装置，阵矩灯盘及光探测器；其中，所述阵矩灯盘包括七种可见光与A紫外光灯源组合成的多光谱阵矩灯组，用于产生及调控模拟自然光谱；所述光探测器将所探区域照度传递给所述光调节装置，所述光调节装置包括照度调控模块及预置有超视区光环境数据的光谱节律调控模块，所述照度调控模块用于启动、控制多光谱阵矩灯组实现照度的调控，所述光谱节律调控模块用于控制多光谱阵矩灯组实现光谱节律的调控。本发明提供一种以智能技术调控模拟超视区的自然光照度、光谱、节律变化的照明及自然光视远及追逐视训练装置的台灯，形成抑制近视发生的眼球发育窗口关键期的健康小视环境的作业区。

Description

一种仿超视区自然视环境台灯及控制方法

技术领域

本发明涉及视环境调节技术领域，特别涉及一种仿超视区自然视环境台灯及控制方法。

背景技术

流行病学调查表明，全世界近视的发生率仍在逐年上升，有资料显示目前全世界已有14亿人患近视，预计至2020年将增长至25亿，中国大陆近视人群比例达47％，与美国、日本、新加坡及中国港台地区同属全球近视率最高区域。近期美国、新加坡、澳大利亚、中国等多地区的流行病学调查研究发现，患有近视的儿童较正视眼儿童户外活动时间短，还发现每天2至3小时的室外活动并接触自然光可以提升眼部的多巴胺水平，产生阻止眼球拉长的效果，证实了室内外视环境的不同与近视发生的相关性。许多横断面研究报道了不同种族、不同地域、不同年龄青少年近视患病情况，发现城市青少年近视患病率明显高于农村，更发现牧区近视最少；我们对伊犁哈萨克族视力调查发现，牧区哈萨克视力明显好于其它区域的哈萨克；国际调查也发现游牧的马赛人(Maasa)极少见有近视，大部分裸眼视力超过2.5，且很多超过4.0；2015年8月2日，中央电视台“挑战不可能”节目组接待了Masai部落丹尼尔兄弟，他们在长城上从800米远认出人形，通过严格评判视力应超过6.0；2015年12月3日蒙古国“鹰眼”巴特夫妇PK丹尼尔兄弟，分辨千米之外的形体及数百米外的车牌，视力应超过7.0；2016年12月27日我国内蒙巴林右旗的青格乐与南迪兄弟俩挑战***夫妇，从350米处飞过来的无人机上辨认E字母方向，视力应超过8.0；如果把裸眼视力超过2.5称为超视力，而他们的生活区域则为超视力高发区(简称超视区)，其共同点都是内陆草原的牧区；如果视环境与近视发生之间存在必然联系，这些地方也应该算是相对“最健康的视环境”区域了。

目前，市面已出现了全光谱卤素灯、也有用LED全光谱灯具、“太阳光谱型LED护眼平板灯”等，也有一种利用LED模仿自然光的方法及***的制作方法(文档序号：8183107)的最新专利，但均未有智能“健康光环境”模拟***与具体制作方法；尤其在人类近视主要形成的***时段的家庭作业用照明***，仍处在造成近视可能的非健康状态。

世界近视的发生率仍在逐年上升，通过美国、新加坡、澳大利亚、中国等多地区的流行病学调查研究发现，患有近视的儿童较正视眼儿童户外活动时间短。前期，我们从光环境改变与近视发生的相关性进行了系列研究。

我们认为，地球生物体的光感觉***是根据自然光照的光谱及节律变化长期进化形成的。人工光源的出现，极大的改变了人类所处的自然光照环境及固有的正常昼夜生物节律。2006年我们通过动物实验证实，日光灯长时照射(光照明/暗为18h/6h)对大鼠视功能有一定影响。同期我们还对新疆伊犁哈萨克族人进行调查，结果显示城市哈萨克族人裸眼视力18％(50眼)视力1.0以上，而牧区人群59％(319眼)视力在1.0以上，牧区哈萨克族与城市哈萨克族光照环境时间、屈光正视状态有显著性差异，两者具有相关性。2012年我们研究中发现，除光照节律改变外，人工光源与自然光的光谱有较大差异，2014年我们实验观察了在自然白光LED光环境(实验采用瑞佳鸿自然白光LED，色温：4000-4500k，发光原理：蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光)、全光谱光环境(实验采用SOLUX卤素灯，色温：4700k)、自然光环境中幼兔眼轴发育、血清多巴胺及视网膜多巴胺含量变化等。结果发现：在相同光照时间下，自然白光LED光环境中幼兔眼轴较全光谱光环境及自然光环境幼兔眼轴明显延长，差异具有显著性(P＜0.05)，说明不同光谱的光环境会对眼球发育造成影响。在全光谱灯环境中，延长光照组兔眼轴较自然节律全光谱组有增长，且差异有统计学意义(P＜0.05)，说明光照节律对眼轴的延长有一定程度的影响。我们认为，目前人类已无法回归返璞归真的原始光环境，但可以通过模拟自然光环境(光谱变化、光照节律)，来抑制眼的近视化。人工光源光谱对健康的影响逐渐被认识，也出现了全光谱卤素灯及“太阳光谱型LED护眼平板灯”灯，国际调查也发现Maasa人裸眼视力很多超过4.0，中央电视台也报道了Masai部落丹尼尔兄弟严格评判视力超过6.0，蒙古国巴特夫妇视力超过7.0，而我国巴林右旗的青格乐、南迪兄弟视力超过8.0。这些超常视力的共同点都是来自内陆草原。2006年我们通过对新疆伊犁哈萨克族人进行调查，发现伊犁城市和牧区哈萨克人饮食及民族习惯相同，小学教育课程、作业相同，城市哈萨克族人由于人工光源活动时间延长，71％(105例)人工光源照射超过6小时。牧区人群主要依自然界昼夜交替活动，87％(242例)人工光源照射仅为1-2小时。结果显示城市哈萨克族人裸眼视力18％(50眼)视力1.0以上，而牧区人群59％(319眼)视力在1.0以上，牧区哈萨克族与城市哈萨克族光照环境时间、屈光正视状态有显著性差异，两者具有相关性；还发现城市哈萨克以室内活动为主，牧区以室外活动为主。

2009年我们承担国家自然科学基金课题，应用日光灯照明(光照明/暗为18h/6h)与自然光对照，发现光照组大鼠与对照组比较表现为眼视觉电生理振幅降低，Max-R a,b波振幅显著下降，下降幅度分别为：54.26％、65.35％，Cone-R a,b波振幅下降，幅度分别为35.76％、38.46％，Ops OS值、30Hz Flicker N1-P1振幅下降。人工光照(日光灯，光照明/暗为18h/6h)对大鼠眼压的影响，表现为光照组眼压峰值提前，峰值出现于夜间23:30左右，而对照组峰值出现于夜间03:00左右，差异有统计学意义(P<0.05)。人工光源延时照射对大鼠视网膜影响表现为视网膜功能下降，视网膜细胞超微结构改变。视网膜生物钟基因Cry2受光照因素影响表达发生变化，而且适应周围环境照明变化。

2012年我们承担国家自然科学基金课题：将1月龄的幼兔分为光照组(人工光源照射，每天18小时)，对照组(每天自然光照射)。实验进行四个月，观察兔眼轴、眼压、视网膜褪黑素及视网膜钟基因水平。结果显示：光照组、对照组兔的眼轴长度分别为16.65±0.35mm，15.74±0.54mm，其中，光照组和对照组组间比较有统计学差异(P<0.05)；光照组眼压昼夜波动紊乱，无明显的峰谷；光照组视网膜褪黑素表达低于对照组，差异有统计学意义(p<0.05)；模型组Cry-2表达高于对照组表达(P<0.05)。2014年我们承担国家自然科学基金课题观察了在自然白光LED光环境(实验采用瑞佳鸿自然白光LED，色温：4000-4500k，发光原理：蓝光LED发光二极管激发黄色荧光粉产生白光)、

人工全光谱光环境(实验采用SOLUX卤素灯，色温：4700k)、自然光环境中幼兔眼轴发育、血清多巴胺及视网膜多巴胺含量变化等。实验所用自然白光LED灯光谱主要集中在360-700nm，峰值波长在450nm、550nm附近，全光谱灯光谱范围较宽，为380nm-760nm，峰值波长约在600nm附近，其光谱范围接近自然光光谱范围。

结果发现：在相同光照时间下，自然白光LED光环境中幼兔眼轴较全光谱光环境及自然光环境幼兔眼轴明显延长，差异具有显著性(P＜0.05)，在自然白光LED光环境中生长的幼兔较全光谱光环境及自然光环境下生长的幼兔眼视网膜结构发生改变，视网膜及血清多巴胺分泌减少。全光谱卤素灯光环境中幼兔眼轴长度及视网膜多巴胺含量较自然光环境无明显统计学差异，说明不同于自然光光谱的光环境会对眼球发育造成影响。在全光谱灯环境中，延长光照组兔眼轴较自然节律全光谱组有增长，且差异有统计学意义(P＜0.05)，说明光照时间延长对眼轴的延长有一定程度的影响。同时我们比较夏季及冬季生长于自然光环境下的幼兔，两组兔眼轴及多巴胺含量有轻微差异，但无统计学意义，未发现不同季节的自然光环境对眼球发育影响有差异。同时我们对长江下游某地区室内、外的光照与同期超视区的室内、外光照进行了对比，发现了之间的差异，为高仿自然光环境提供了参考数据。

目前，我国教室照明基本淘汰了白炽灯，教室照明主要依赖日光灯与自然白LED灯。

日光灯光谱主要集中在450nm～570nm，峰值波长在503nm附近，亮度变化明显，频闪大，稳定性差，、不仅在可见光区有一个主峰值波长，而且在紫外光区还有3个明显的次峰值波长，其中第一个次峰的峰值波长为313.641nm。第二个次峰的峰值波长为334.811nm。第三个次峰的峰值波长为365.029nm在紫外区有一定辐射。

自然白LED灯光谱主要集中在360-700nm，峰值波长在450nm、550nm附近，含有紫光、蓝光和光谱能量较高的中波长光绿光，相对缺乏短波长紫外光和长波长光红光。

我们通过动物实验发现，日光灯与自然白LED灯均可造成部分动物视网膜损害，也可诱发近视形成。

现已有全光谱卤素灯(如SOLUX卤素灯，色温：4700k)，灯光谱范围较宽，为380nm-760nm，峰值波长约在600nm附近，包含短波长紫外光、紫光，能量较高的中波长黄光和绿光和长波长光线红光，但光谱峰值明显偏于红光范围；混合光的“太阳光谱型LED护眼平板灯”的光谱及照度不会变化，无法实现调节一日之中的光谱跟随自然光的变化。

发明内容

为了解决上述背景中的技术问题，本发明提供一种以智能技术调控模拟超视区的自然光照度、光谱、节律变化的照明及自然光视远及追逐视训练装置的台灯，形成抑制近视发生的眼球发育窗口关键期(***)的健康小视环境的作业区。

本发明的技术方案是这样实施的：

本发明提供一种仿超视区自然视环境台灯，包括：光调节装置，阵矩灯盘及光探测器；

其中，所述阵矩灯盘与所述光调节装置相连，所述阵矩灯盘包括七种可见光与A紫外光灯源组合成的多光谱阵矩灯组，用于产生及调控模拟自然光谱；

所述光探测器与所述光调节装置相连，将所探区域照度传递给所述光调节装置，所述光调节装置包括照度调控模块及光谱节律调控模块，所述照度调控模块用于启动、控制所述多光谱阵矩灯组实现照度的调控，所述光谱节律调控模块用于控制所述多光谱阵矩灯组实现光谱节律的调控。

优选地，还包括台灯底座及设置在台灯底座上面板的灯盘支架，所述灯盘支架包括立柱、斜柱及配重；

所述阵矩灯盘依次包括外罩、反光镀膜层、多光谱阵矩灯组、补矫调光装置及混光器，其中，所述多光谱阵矩灯组为由可发七种可见光与A紫外光的不同LED发光晶体组成的LED晶体阵矩；所述阵矩灯盘通过斜柱设置在立柱上，所述斜柱的一端与所述阵矩灯盘的外罩侧面连接，所述斜柱的另一端设置有配重。

优选地，所述补矫调光装置进行光谱再调整时，以安装混光器后的光源投射的光谱为准，调整至接近自然光的连续光谱状态，并以每段最强时平齐为基点，通过光调节装置进行程序化调控；所述混光器由反射碗与磨砂玻片组成，补矫调光装置出来的色光，经无序的漫反射、折射，形成全光谱的高仿自然的混合光。

优选地，所述台灯底座的上面板还设置有光探测器、触摸式操控面板、附件支架插座口；所述台灯底座的侧面板设置有数据导入查看插口、USB插口、电源输入插口及手机电源输出插口。

优选地，所述台灯底座还设置有电源装置，所述电源装置包括变压器、整流器及滤波器，所述整流器用于将交流电变为直流电，并尽可能加大电容器及其它滤波电器，使电源频闪降至最低；所述电源装置为内置式电源或外置式电源。

优选地，还包括附件装置，所述附件装置包括追逐视训练器与自然光反射视远镜；

所述附件装置包括可旋转固定在所述台灯底座上的附件支柱，所述附件支柱上对称设置有第一可折叠支架及第二可折叠支架；

所述第一可折叠支架包括连接所述附件支柱的第一折边及与所述第一折边连接的第二折边，所述第二折边的另一端设置有前屏，所述前屏设置有双眼视孔，所述前屏的内侧面为镜面结构且镜面结构上设置有作为追逐视训练视标的符号，形成追逐视训练器；

所述第二可折叠支架包括连接所述附件支柱的第三折边及与所述第三折边连接的第四折边，所述第四折边的另一端设置有后屏，所述后屏为双镜面结构，追逐视训练时，后屏作为德罗斯特效应的对镜。

优选地，还包括镜反射、风幕***，将前屏折叠后，所述后屏作为自然光反射视远镜，利用镜反射、风幕***实现作业区不在窗下的白天自然光引进及视远环境，晚间利用与其他镜面互反射，形成视远镜像。

本发明还提供一种仿超视区自然视环境台灯的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：光探测器检测所在环境中的光信号并将其处理转化成对应的输出电压信号传递给光调节装置，用于判断作业区光线照度；

步骤2：当检测到作业区光线照度小于等于作业区光线照度标准时，启动照度调控模块，所述照度调控模块根据自然光变化，自动调节照度；

步骤3：启动光谱节律调控模块，所述光谱节律调控模块根据预设的超视区自然光谱变化规律，通过对所述多光谱阵矩灯组的七色及A紫外的不同发光源进行调控，实现室内小环境高度模仿超视区自然光的效果。

优选地，所述作业区光线照度标准为180Lx。

优选地，所述步骤3中，预设超视区自然光谱变化规律时，根据高纬度夏时自然光照变化节律设定，将已采集的超视力高发区的春分、夏至、秋分、冬至期的日间各时段室内外自然光光谱进行分析，找出共有特征，并与同期长江下游城市光谱比进行对比，结合高纬度夏季昼夜节律，制定动态调控程序，设定光谱变化规律预案，实现高度接近超视力高发区的模拟光环境。

实施本发明的有益效果主要有：

1、我们设计通过智能高度模拟超视区的自然视环境台灯，采用多光谱LED阵列，通过相关控制模块软件对七色及部分紫外线调控的高仿超视区的光谱及节律，创造适合儿童***眼球健康发育的作业区“健康光环境”，达到的预防与抑制近视的效果；

2、用多光源组合的阵矩方法产生模拟自然光谱，通过相关控制模块软件对七色及A紫外的不同发光源实现自动调控，根据模拟超视区(目前发现的居民普遍视力较好，超视力集中的地方)自然光谱变化，并用直流电减少光源频闪，实现作业区小环境高度模仿超视区自然光的效果，由于将室内小环境高度模仿为超视区光照环境，符合人眼进化时期的光照环境，应该对视觉***发育，预防近视均有较好的支撑，应属“健康照明光源”；

3、利用相对镜面的德罗斯特效应(Droste effect)，产生无限循环逐个加大距离而变小的反射图像；儿童作业间隙，通过反复辨识由大变小、由近及远的镜中德罗斯特图像(可设视标符号等)，进行追逐视训练增加裸眼图像辨识力，实现了儿童作业间隙便利的追逐视训练；

4、利用镜反射、风幕***，实现作业区不在窗下的白天自然光引进及视远环境，晚间利用与其他镜面互反射，形成视远镜像。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的侧面示意图；

图2为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的正面示意图；

图3为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的阵矩灯盘示意图；

图4为一现有技术中，一种仿超视区自然视环境台灯的原理示意图；

图5为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的附件装置正面示意图；

图6为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的附件装置正面示意图；

图7为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的前屏的外侧面示意图；

图8为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的前屏的内侧面示意图；

图9为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的后屏示意图；

图10为一个实施例中，一种仿超视区自然视环境台灯的上面板示意图；

图11为一个实施例中，某长江下游城市与超视力高发区短波蓝光对比图。

1-阵矩灯盘、2-灯盘支架、21-立柱、22-斜柱、23-配重、3-台灯底座、31-上面板、32-触摸式操控面板、33-光探测器、34-附件支架插座口、4-附件装置、41-附件支柱、42-前屏、421-前屏的外侧面、422-前屏的内侧面、423-双眼视孔、424-符号、442-第一折边、441-第二折边、452-第三折边、451-第四折边、5-电源装置、11-外罩、12-反光镀膜层、13-多光谱阵矩灯组、14-补矫调光装置、15-混光器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

我们认为，人工光源的应用，促进了人类的室内活动的开展，电光源的出现在推动了城市化进程的同时，也促使人类将更广泛活动由室外转入室内，完全改变了人类进化过程中视觉***的所处的自然视环境，而目前最接近自然视环境的是内陆草原牧区的“超视区”；如果把目前城市室内的视环境与“超视区”室外视环境比较，可以发现的主要不同为：

1、城市室内照明光源的光谱及照度是不会变化的，并且室内自然采光不同位置及时段差别极大，而自然光是变化的；

2、从以户外活动，人眼处于视远、交替调节、追逐视(追视)为主的状态，改变为以室内人造光源下的视近、固定调节、平面注视为主的状态；

3、改变了地球自转形成的日照、地球公转形成二十四节气的年照、月球公转的月照等光照时相规律固有的正常生物节律；

4、造成了所处的自然光照中晨昏、季节、纬度的变化环境形成的光谱变化规律的改变。

城市环境与超视区的视环境相比，从光照强度、周期节律、频率及光波长、交替性视远等属性特征均存在较大差异。偏离人眼接受的自然最佳视环境，则能引起眼球发育异常。目前人类城市家庭从傍晚至午夜，多以人工光源照明延续活动数小时，已大大的颠覆了进化过程中形成的生命钟节律，前期我们的动物实验表明延长光照时间可导致幼兔眼轴延长；并且目前最常用日光灯及自然白光LED灯光谱与自然光差异极大，自然光光谱范围在380-760nm，峰值波长在490nm附近，且不同地区、晨昏、季节、纬度的变化都导致光谱的改变，而人工光源光谱并不能相应变化，即使实验中使用的全光谱卤素灯的光谱范围也只是接近某个时段的自然光，光谱及照度是不会变化的，故城市光环境可能从光谱及照明节律、交替性视远方面均影响了眼球的发育，也是近视发生的主要原因。

在我国近视高发，，在高中生已近80％以上，减少近视诱发因素是我们刻不容缓的责任。我们认为，进化过程中的“原生态”是人类适应的最健康的环境，人类近视发生发展最关键的年龄段是***，也是城市儿童尤其我国目前学习任务较重的年龄段，让城市***学生“返璞归真”或弃城归牧已无可能，但可以利用科技进步，通过高度模拟自然光环境(包括光谱变化、光照节律)与视远、交替调节、追逐视为主的视状态，创造孩子们***(人类近视发生、发展的关键期)家庭作业区(主要为台灯照明)的高仿超视区视环境，从而抑制眼的近视化趋势。

目前我国小学、初中生家庭作业区房间一般为3×3M，3×4M左右，部分书桌还无法置于窗前，学生在室内的视距均小于5米(人类眼睛400倍焦距，即无限远焦距视距)，大部分做作业时，也不能方便的实现交替(视远、近，追逐视)视；室内眼睛所接触的光为玻璃滤过后光，有别于室外散射自然光。我们认为，目前人类已无法回归返璞归真的原始光环境，但可以通过模拟超视区光环境(光谱、光节律、照度)及建立室内视远、追逐视训练装置，来抑制眼的近视化。

人类科技的不断进步使得高仿自然环境得以实现，本发明将家庭内儿童作业区高度模仿为超视区的视环境，符合人眼进化时期的视环境要素，对视觉***发育，预防近视均有较好的支撑。

如图1～11所示，本实施例提供一种高仿超视力高发区(简称超视区)自然视环境台灯，包括光调节装置，阵矩灯盘1及光探测器33；

其中，所述阵矩灯盘1与所述光调节装置电性相连，所述阵矩灯盘1包括七种可见光与A紫外光灯源组合成的多光谱阵矩灯组13，用于产生及调控模拟自然光谱。

所述光探测器33与所述光调节装置电性相连，将所探区域照度传递给所述光调节装置，所述光调节装置包括照度调控模块及预置有超视区光环境数据的光谱节律调控模块，所述照度调控模块用于启动、控制所述多光谱阵矩灯组13实现照度的调控，所述光谱节律调控模块用于控制所述多光谱阵矩灯组13实现光谱节律的调控。其中，所述光调节装置设置于台灯底座3内。优选地，所述超视区光环境数据为超视区自然光谱变化规律的数据。

本实施例中，台灯为家庭儿童作业区提供智能调控照明，可检测所在环境中的光信号并能够将其处理转化成对应的输出电压信号的传感器，在感测作业区光线照度后，传输处理芯片(光调节装置)为智能调控提供信息。照度调控模块能自动启动与照度调节；照度低于预定值(桌面≦180Lx)，根据要求光源自动启动，阴天室外低于光照标准时，启动后按预定程序节律自动调节光照度变化；晚间按高纬度夏时自然光照节律变化。预置有超视区光环境数据的光谱节律调控模块通过发光源实现智能化自动调控，根据模拟超视力集中区自然光谱变化，及夏季高纬度昼夜节律，并用直流电减少光源频闪，生产适合儿童家庭作业用的高度模拟超视力高发区的自然光台灯，实现儿童作业区高度模仿自然光小环境，从而达到的预防与抑制近视的效果。

另外，如图1和图2所示，本实施例还包括台灯底座3及设置在台灯底座3上面板31的灯盘支架2，所述灯盘支架2包括立柱21、斜柱22及配重23。所述台灯底座3为26×24×5cm盒式底座。

如图3和图4所示，所述阵矩灯盘1依次包括外罩11、反光镀膜层12、多光谱阵矩灯组13、补矫调光装置14及混光器15。其中，所述多光谱阵矩灯组13为由可发七种可见光与A紫外光的不同LED发光晶体组成的LED晶体阵矩，形成全光谱灯阵，由于实现了各光谱段作为独立光源并可调控，也就实现了整个灯阵光谱、节律、照度的调控。每种晶体管由光谱节律调控模块单独控制，在开关打开后作业区光线照度标准域低于预定照度光源时自动启动，启动后由预置光谱节律自动调节每只LED晶体照度。所述阵矩灯盘1内置补矫调光装置14及混光器15，形成作业区全光谱的高仿自然的混合光。优选地，所述补矫调光装置14为纠光滤膜，所述混光器15为散、返混光板。其它实施例中，所述补矫调光装置14可以为其它滤光、纠光装置。其中，所述七种可见光为七种颜色不一的光组成，即红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫。颜色不同，波长也不同：波长最长的是红色光，接下来是橙、黄、绿、靛、蓝、紫。也就是说紫色光波长最短。紫外光被划分为A射线、B射线和C射线(简称UVA、UVB和UVC)，波长范围分别为400～315nm，315～280nm，280～100nm。所述A紫外光为A射线紫外光。优选地，所述反光镀膜层12与外罩11的内侧轮廓贴合，覆盖外罩11内侧全部表面。

如表1所示，在限定太阳辐射照度的国际标准草案中将紫外光谱的范围划分：

表1

其它实施例中，也可以采用其它紫外光，部分紫外线对人体的具有保健作用，如波长在280～320纳米的月波紫外线照射人体后，能引起皮肤肌体的光化学过程和光电反应，使皮肤产生许多活性物质，从而起到健康保健的作用。采用紫外线照射调节高级神经的功能、改善睡眠、降低血压。经常接受紫外线照射能加强白血球的吞噬能力，增强人的免疫功能。

如图1和图2所示，所述阵矩灯盘1通过斜柱22设置在立柱21上，所述斜柱22的一端与所述阵矩灯盘的外罩11侧面连接，所述斜柱22的另一端设置有圆柱形的配重23。

另外，不同光谱光源与要求偏差较大时，可以通过所述补矫调光装置14进行光谱再调整，这种调整应以整体(安装混光器15后)的光源投射的光谱为准，调整至接近自然光的连续光谱状态，并以每段最强时平齐为基点(利用调光片衰减过强光谱)，光调节装置的光谱节律调控模块以此为基础，进行程序化调控。优选地，补矫调光装置14为补矫调光片(膜)。作为一优选实施例，所述混光器15由反射碗(罩)与磨砂玻片组成，补矫调光装置14出来的色光，经无序的漫反射、折射，形成全光谱的高仿自然的混合光。

另外，如图10所示，所述台灯底座3的上面板31还设置有光探测器33、触摸式操控面板32及附件支架插座口34；所述光探测器33置于底座顶面，将所探照度随时传递光调节装置单独控制，由光调节装置参照预置光谱、节律数据，调控每只LED晶体照度。优选地，所述光探测器33为光感探头。其中，所述触摸式操控面板32包括手动操控区及自动操控区，所述自动操控区设置有开关控制键及春夏秋冬四个控制键；所述手动操控区设置有开关控制键、照度控制键及色温控制键，所述照度控制键包括强弱两个控制键，所述色温控制键包括冷暖两个控制键。

如图1所示，所述台灯底座3的侧面板设置有数据导入查看插口、USB插口、电源输入插口及手机电源输出插口。

另外，所述台灯底座3内设置有电源装置5，所述电源装置5包括变压器、整流器及滤波器，所述整流器用于将交流电变为直流电，并尽可能加大电容器及其它滤波电器，使电源频闪降至最低。所述电源装置5为内置式电源或外置式电源，安全起见，小学生优选使用外置式电源。对小学生为了安全，选用外置式，中学生可选择置于底座内。

另外，如图5～图9所示，还包括附件装置4，所述附件装置4包括追逐视训练器与自然光反射视远镜。所述附件装置4包括可旋转固定在所述台灯底座3上的附件支柱41，所述附件支柱41上对称设置有第一可折叠支架及第二可折叠支架；所述第一可折叠支架包括连接所述附件支柱41的第一折边442及与所述第一折边442连接的第二折边441，所述第二折边441的另一端设置有前屏42，所述前屏42设置有双眼视孔423，所述前屏的外侧面421为非镜面结构，所述前屏内侧面422为镜面结构且镜面结构上设置有作为追逐视训练视标的符号424，形成追逐视训练器；所述第二可折叠支架包括连接所述附件支柱41的第三折边452及与所述第三折边452连接的第四折边451，所述第四折边451的另一端设置有后屏43，所述后屏为双镜面结构，追逐视训练时，后屏作为德罗斯特效应的对镜。优选地，所述双镜面结构为双面高抛光不锈钢镜，避免了玻璃对部分自然光谱的吸收。所述追逐视训练器利用相对镜面的德罗斯特效应(Droste effect)，产生无限循环逐个加大距离而变小的反射图像；儿童作业间隙，通过反复辨识由大变小、由近及远的镜中德罗斯特图像(可设视标符号等)，逐渐增加辨识力。

如图6所示，另外，还包括镜反射、风幕***，将前屏42折叠后，所述后屏43作为自然光反射视远镜，利用其万向功能和镜反射、风幕窗(避免了玻璃对部分光谱的吸收)，反射窗口自然光到桌面。本实施例，利用镜反射、风幕***实现作业区不在窗下的白天自然光引进及视远环境，晚间利用与其他镜面互反射，形成视远镜像。优选地，所述风幕***为采用低噪音风幕机形成的风幕窗。

本实施例还提供一种仿超视区自然视环境台灯的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：光探测器33检测所在环境中的光信号并将其处理转化成对应的输出电压信号传递给光调节装置，用于判断作业区光线照度；

步骤2：当检测到作业区光线照度小于等于作业区光线照度标准时，启动照度调控模块，所述照度调控模块根据自然光变化，自动调节照度，保证作业区光线照度达到标准；其中，所述作业区光线照度标准为180Lx。

优选地，作业区光线照度(桌面光线照度)≦180Lx时，自动启动无频闪光源，并按高纬度夏时自然光照节律变化。其它实施例中，仿超视区自然视环境台灯根据要求光源自动启动后，室外为阴天时，可以启动后按预定程序节律自动调节光照度变化；室外为晚间时，按高纬度夏时自然光照节律变化。其中，所述高纬度是指地球表面南北纬度60度到南北极之间的区域。

步骤3：当室外为阴天或夜晚时，启动光谱节律调控模块，所述光谱节律调控模块根据预设的超视区自然光谱变化规律，通过对所述多光谱阵矩灯组13的七色及A紫外的不同发光源进行调控，实现室内小环境高度模仿自然光的效果。具体的，所述自动光谱节律调控模块对灯管的强弱进行程序化调控，按事先选择的超视区自然光谱变化规律自动变化，通过对七色及A紫外的不同发光源实现调控，实现作业区高度接近超视区自然光的光谱构成比例，并模拟超视区春、夏、秋、冬不同季节的光谱日间变化规律。

其中，预设超视区自然光谱变化规律时，将已采集的超视力高发区的春分、夏至、秋分、冬至期的日间各时段室内外自然光光谱进行分析，找出共有特征，并与同期长江下游城市光谱比进行对比，结合高纬度夏季昼夜节律，制定动态调控程序，设定超视区自然光谱变化规律预案，实现光谱高度接近超视力高发区(近视率极低、超视力集中的地域)的高度模拟光环境。其中，所述高纬度是指地球表面南北纬度60度到南北极之间的区域。

如图11所示，本实施例对长江下游某地区教室、一般室内、外的光照与同期超视力高发区的室内、外光照进行了对比之后，发现了之间的差异，为高仿自然光环境提供了参考数据。

根据统计结果，发现两地区晴朗天气下室外光谱中，在8:00短波长蓝光，9:00短波长和长波长蓝光，10:00短波长和长波长蓝光，11:00短波长蓝光，12:00短波长蓝光，13:00短波长蓝光，14:00短波长蓝光，15:00短波长蓝光，17:00短波长和长波长蓝光相对光谱比较有统计学意义，可以作为本实施例中，自然光谱变化的调整依据。具体实施时，不同地区根据当地的具体统计情况设定超视区自然光谱变化规律。

本实施例将室内小环境高度模仿为超视区的视环境，符合人眼进化时期的视环境要素，对视觉***发育，预防近视均有较好的支撑。通过设计智能高度模拟超视力高发区的自然光环境(光谱变化、光照节律)及建立室内视远***来抑制眼的近视化。进化过程中的“原生态”是人类适应的最健康的环境，人类近视发生发展最关键的年龄段是***，也是城市儿童尤其我国目前学习任务较重的年龄段，让城市***学生“返璞归真”或弃城归牧已无可能，但可以利用科技进步，通过高度模拟自然光环境(包括光谱变化、光照节律)与视远、交替调节、追逐视为主的视状态，创造孩子们***(人类近视发生、发展的关键期)的高仿超视区视环境，从而抑制眼的近视化趋势。

在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文实施例提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。

最后需要指出的是，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仿超视区自然视环境台灯，其特征在于，包括：光调节装置、阵矩灯盘及光探测器：

其中，所述阵矩灯盘与所述光调节装置相连，所述阵矩灯盘包括七种可见光与A紫外光灯源组合成的多光谱阵矩灯组，用于产生及调控模拟自然光谱；

所述光探测器与所述光调节装置相连，将所探区域照度传递给所述光调节装置，所述光调节装置包括照度调控模块及光谱节律调控模块，所述照度调控模块用于启动、控制所述多光谱阵矩灯组实现照度的调控，所述光谱节律调控模块用于控制所述多光谱阵矩灯组实现光谱节律的调控。

2.根据权利要求1所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：还包括台灯底座及设置在所述台灯底座上面板的灯盘支架，所述灯盘支架包括立柱、斜柱及配重；

所述阵矩灯盘依次包括外罩、反光镀膜层、多光谱阵矩灯组、补矫调光装置及混光器，其中，所述多光谱阵矩灯组为由可发七种可见光与A紫外光的不同LED发光晶体组成的LED晶体阵矩；所述阵矩灯盘通过所述斜柱设置在所述立柱上，所述斜柱的一端与所述阵矩灯盘的外罩侧面连接，所述斜柱的另一端设置有所述配重。

3.根据权利要求2所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：所述补矫调光装置进行光谱再调整时，以安装混光器后的光源投射的光谱为准，调整至接近自然光的连续光谱状态，并以每段最强时平齐为基点，通过光调节装置进行程序化调控；所述混光器由反射碗与磨砂玻片组成，补矫调光装置出来的色光，经无序的漫反射、折射，形成全光谱的高仿自然的混合光。

4.根据权利要求2所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：所述台灯底座的上面板还设置有光探测器、触摸式操控面板及附件支架插座口；所述台灯底座的侧面板设置有数据导入查看插口、USB插口、电源输入插口及手机电源输出插口。

5.根据权利要求2所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：所述台灯底座还设置有电源装置，所述电源装置包括变压器、整流器及滤波器，所述整流器用于将交流电变为直流电，并尽可能加大电容器及其它滤波电器，使电源频闪降至最低；所述电源装置为内置式电源或外置式电源。

6.根据权利要求1所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：还包括附件装置，所述附件装置包括追逐视训练器与自然光反射视远镜；

所述附件装置包括可旋转固定在所述台灯底座上的附件支柱，所述附件支柱上对称设置有第一可折叠支架及第二可折叠支架；

所述第一可折叠支架包括连接所述附件支柱的第一折边及与所述第一折边连接的第二折边，所述第二折边的另一端设置有前屏，所述前屏设置有双眼视孔，所述前屏的内侧面为镜面结构且镜面结构上设置有作为追逐视训练视标的符号，形成追逐视训练器；

所述第二可折叠支架包括连接所述附件支柱的第三折边及与所述第三折边连接的第四折边，所述第四折边的另一端设置有后屏，所述后屏为双镜面结构，追逐视训练时，后屏作为德罗斯特效应的对镜。

7.根据权利要求6所述的仿超视区自然视环境台灯，其特征在于：还包括镜反射、风幕***，将前屏折叠后，所述后屏作为自然光反射视远镜，利用镜反射、风幕***实现作业区不在窗下的白天自然光引进及视远环境，晚间利用与其他镜面互反射，形成视远镜像。

8.一种仿超视区自然视环境台灯的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：光探测器检测所在环境中的光信号并将其处理转化成对应的输出电压信号传递给光调节装置，用于判断作业区光线照度；

步骤2：当检测到作业区光线照度小于等于作业区光线照度标准时，启动照度调控模块，所述照度调控模块根据自然光变化，自动调节照度；

步骤3：启动光谱节律调控模块，所述光谱节律调控模块根据预设的超视区自然光谱变化规律，通过对所述多光谱阵矩灯组的七色及A紫外的不同发光源进行调控，实现室内小环境高度模仿超视区自然光的效果。

9.根据权利要求8所述的仿超视区自然视环境台灯的控制方法，其特征在于：所述作业区光线照度标准为180Lx。

10.根据权利要求8所述的仿超视区自然视环境台灯的控制方法，其特征在于：所述步骤3中，预设超视区自然光谱变化规律时，根据高纬度夏时自然光照变化节律设定，将已采集的超视力高发区的春分、夏至、秋分、冬至期的日间各时段室内外自然光光谱进行分析，找出共有特征，并与同期长江下游城市光谱比进行对比，结合高纬度夏季昼夜节律，制定动态调控程序，设定光谱变化规律预案，实现高度接近超视力高发区的模拟光环境。