一种节电保健台灯的自动调光方法转让专利
申请号 : CN200810065071.4
文献号 : CN101257748B
文献日 : 2010-04-14
发明人 : 宗鹏晖
申请人 : 宗鹏晖
摘要 :
本发明为了解决在传统台灯光源下长时间阅读时人眼容易产生疲劳及对视力的损害问题，提供一种节电保健台灯的自动调光方法，该台灯包括台灯本体1及灯罩2，灯罩内同时并联有节能日光灯3及白炽灯4。本台灯可自动调光，台灯出厂时，设置有默认的发光亮度参数及色度参数，台灯在使用中，感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数色度参数；并对台灯的日光灯及白炽灯的发光亮度自动进行调节，以达到用户阅读所需的合适亮度及色度。本发明提供的台灯克服了白炽灯及日光灯光源各自的缺陷，并将二者的优点结合起来，让台灯发出使人眼舒适的光线，可起到对视力的保护作用，还通过自动调光方式，可以有效地节省电能。
权利要求 :
1.一种节电保健台灯的自动调光方法，该台灯包括台灯本体(1)及灯罩(2)，灯罩(2)内同时并联有节能日光灯(3)及白炽灯(4)，其中白炽灯(4)为两只白炽灯泡，分别安装在灯罩(2)两端内，台灯本体内有调压装置(5)，可调节日光灯(3)及白炽灯(4)的输入电压，台灯本体(1)表面的台灯灯光覆盖区域内有感光元件(6)，可测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度及光线色度，台灯本体(1)表面的台灯灯光覆盖区域内有红外感应器(7)，可检测台灯光照范围内的活动物体；
所述台灯通过以下步骤进行自动调光：
(A)台灯出厂时，设置好台灯使用的默认环境的可见光初始亮度L及光线色度C，调压装置(5)根据上述参数设置日光灯(3)及白炽灯(4)各自的初始默认输入电压，在该电压下，台灯在无其它光源的室内可发出有益于人眼正常阅读的灯光亮度及光线色度的混合光线；
(B)感光元件(6)自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1及光线色度参数C1；
(C)调压装置(5)对参数L1、C1及参数L、C的关系进行分析，并进行如下调节：
如果参数L1大于L，持续降低日光灯(3)的输入电压，否则持续增加日光灯(3)的输入电压，直到测量的L1与L相等；
如果参数C1大于C，持续降低白炽灯(4)的输入电压，否则持续增加白炽灯(3)的输入电压，直到测量的参数C1与C相等；
(D))调压装置(5)记录调节后的参数L1及C1的数值，在台灯关闭后再次打开时，恢复上次记录的参数L1及C1的数值。
2.根据权利要求1所述的台灯的自动调光方法，其特征在于，红外感应器(7)检测到台灯光照范围内的无活动物体超过一定时间时，向调压装置(5)发送节电信号，台灯进入节电状态。
3.根据权利要求1所述的台灯的自动调光方法，其特征在于，在日光灯(3)及白炽灯(4)的输入电压不变时，感光元件(6)自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1突然降低到一定限度，调压装置向日光灯(3)及白炽灯(4)的输入波动电压，使台灯灯光不停闪烁，直到感光元件(6)自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1恢复到原值时，调压装置将日光灯(3)及白炽灯(4)的输入电压恢复正常，使台灯正常发光。
说明书 :
技术领域
本发明涉及台灯自动调节领域，尤其涉及一种节电保健台灯的自动调光方法。
背景技术
台灯是我们生活中的常用照明工具，传统的台灯灯管采用日光灯或白炽灯，这两种灯管各有优缺点，日光灯比较节电，尤其是节能型日光灯，相同功率的日光灯发光亮度是白炽灯的好几倍，而且日光灯发出的光线接近自然光，更受人们欢迎，是目前台灯的主流产品。但日光灯发光光源有频闪，发出的光线是闪烁的，虽然一般用户难以注意到，但长期下去这种闪烁光线对用户视力有伤害。而白炽灯通过其内部的钨丝在高温下发光，耗电量较大并发热，而且发出的光线带黄色，与自然光线有一定差距，属于已淘汰的产品。由于台灯是大部分人在阅读及写字时的常用照明工具，使用的频率高、时间长，传统的台灯多采用日光灯管，长期使用容易使人眼睛疲劳，尤其青少年长期使用这种台灯容易造成近视。如何对这种台灯进行改进，使台灯光源在满足人眼舒适度的状况下，也能降低对眼睛的损害，以达到节电保健的作用，是需要解决的一个问题。
发明内容
为了解决在传统台灯光源下长时间阅读时人眼容易产生疲劳及对视力的损害问题，本发明提供一种节电保健台灯的自动调光方法，该台灯包括台灯本体1及灯罩2，灯罩内同时并联有节能日光灯3及白炽灯4。其中白炽灯4为两只白炽灯泡，分别安装在灯罩2两端内，台灯本体内有调压装置5，可调节日光灯3及白炽灯4的输入电压，台灯本体1表面的台灯灯光覆盖区域内有感光元件6，可测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度及光线色度，台灯本体1表面的台灯灯光覆盖区域内有红外感应器7，可检测台灯光照范围内的活动物体，如人体。
上述白炽灯4为圆柱型灯管，与日光灯管并列安装在灯罩2内。传统的白炽灯的灯管主体部分是球型的灯泡，这里采用与日光灯外形基本相同的圆柱型灯管，便于白炽灯与日光灯并列安装，而且发光方向一致。这里的白炽灯4还可以是两只传统的白炽灯泡，分别安装在灯罩2两端内。用这种方法直接使用现成的白炽灯泡，降低了产品生成成本。
上述台灯的自动调光方法的步骤如下：
(A)台灯出厂时，设置好台灯使用的默认环境的可见光初始亮度参数L及光线色度参数C，用户也可自定义这个参数，调压装置5根据上述参数设置日光灯3及白炽灯4各自的初始默认输入电压，在该电压下，台灯在无其它光源的室内可发出有益于人眼正常阅读的灯光亮度及光线色度的混合光线；
(B)感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1及光线色度参数C1；
(C)调压装置5对参数L1、C1及参数L、C的关系进行分析，并进行如下调节：
如果参数L1大于L，持续降低日光灯3的输入电压，否则持续增加日光灯3的输入电压，直到测量的参数L1与L相等；
如果参数C1大于C，持续降低白炽灯4的输入电压，否则持续增加白炽灯3的输入电压，直到测量的参数C1与C相等；
(D))调压装置(5)记录调节后的参数L1及C1的数值，在台灯关闭后再次打开时，恢复上次记录的参数L1及C1的数值。
对上述发明的进一步改进在于：红外感应器7检测到台灯光照范围内的无活动物体超过一定时间时，向调压装置5发送节电信号，台灯进入节电状态。
对上述发明的进一步改进在于：在日光灯3及白炽灯4的输入电压不变时，感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1突然降低到一定限度，调压装置5向日光灯3及白炽灯4的输入波动电压，使台灯灯光不停闪烁，直到感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1恢复到原值时，调压装置将日光灯3及白炽灯4的输入电压恢复正常，使台灯正常发光。
本发明可带来如下有益效果：
本发明提供的台灯克服了白炽灯及日光灯光源各自的缺陷，并将二者的优点结合起来，让台灯发出使人眼舒适的光线，而且同时起到对视力的保护作用，而且台灯的自动调光装置可根据环境的光线强度自动调节发光的亮度，无人使用台灯时自动降低亮度直至关灯，以达到节电的作用。
说明书附图
图1为本发明的节电保健台灯技术原理示意图；
图2为本发明的节电保健台灯外型结构示意图。
上述白炽灯4为圆柱型灯管，与日光灯管并列安装在灯罩2内。传统的白炽灯的灯管主体部分是球型的灯泡，这里采用与日光灯外形基本相同的圆柱型灯管，便于白炽灯与日光灯并列安装，而且发光方向一致。这里的白炽灯4还可以是两只传统的白炽灯泡，分别安装在灯罩2两端内。用这种方法直接使用现成的白炽灯泡，降低了产品生成成本。
上述台灯的自动调光方法的步骤如下：
(A)台灯出厂时，设置好台灯使用的默认环境的可见光初始亮度参数L及光线色度参数C，用户也可自定义这个参数，调压装置5根据上述参数设置日光灯3及白炽灯4各自的初始默认输入电压，在该电压下，台灯在无其它光源的室内可发出有益于人眼正常阅读的灯光亮度及光线色度的混合光线；
(B)感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1及光线色度参数C1；
(C)调压装置5对参数L1、C1及参数L、C的关系进行分析，并进行如下调节：
如果参数L1大于L，持续降低日光灯3的输入电压，否则持续增加日光灯3的输入电压，直到测量的参数L1与L相等；
如果参数C1大于C，持续降低白炽灯4的输入电压，否则持续增加白炽灯3的输入电压，直到测量的参数C1与C相等；
(D))调压装置(5)记录调节后的参数L1及C1的数值，在台灯关闭后再次打开时，恢复上次记录的参数L1及C1的数值。
对上述发明的进一步改进在于：红外感应器7检测到台灯光照范围内的无活动物体超过一定时间时，向调压装置5发送节电信号，台灯进入节电状态。
对上述发明的进一步改进在于：在日光灯3及白炽灯4的输入电压不变时，感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1突然降低到一定限度，调压装置5向日光灯3及白炽灯4的输入波动电压，使台灯灯光不停闪烁，直到感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1恢复到原值时，调压装置将日光灯3及白炽灯4的输入电压恢复正常，使台灯正常发光。
本发明可带来如下有益效果：
本发明提供的台灯克服了白炽灯及日光灯光源各自的缺陷，并将二者的优点结合起来，让台灯发出使人眼舒适的光线，而且同时起到对视力的保护作用，而且台灯的自动调光装置可根据环境的光线强度自动调节发光的亮度，无人使用台灯时自动降低亮度直至关灯，以达到节电的作用。
说明书附图
图1为本发明的节电保健台灯技术原理示意图；
图2为本发明的节电保健台灯外型结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1给出了本发明的节电保健台灯的技术原理示意图，图2是本发明的节电保健台灯外型结构示意图。该台灯外型与传统台灯无异，不同之处在于采用了日光灯及白炽灯的双灯管混合光源，并通过智能分析自动判断台灯的使用环境，对发光的亮度及色度进行自动调节，以达到节电保健的目的。
日光灯由于接近自然光，更受用户欢迎，已经在渐渐代替白炽灯成了照明光源的主流产品，为了发展节约型社会，节能性日光灯又在渐渐走进我们的生活，一般来说节能型日光灯发光亮度是普通白炽灯的3-5倍，因此节能效果非常明显。但日光灯也有致命的缺陷，那就是其光源有频闪，而这各占频闪是人肉眼难以觉察到的，长时间在日光灯下看书写字，容易使人眼睛疲劳，长期下来，容易引发多种眼睛疾病，对青少年的威胁更大，是导致青少年近视的主要因素之一。
在本发明中，台灯本体1的灯罩2内采用节能日光灯3及白炽灯4双灯管光源，这里的白炽灯可采用与日光灯外形基本相同的圆柱型灯管，便于白炽灯与日光灯并列安装，而且发光方向一致。如采用标准灯管，管径15mm，长度287mm，其中日光灯灯管额定消耗功率在6-15W之间选择，推荐用13W，白炽灯灯管额定消耗功率在15-40W之间选择，推荐用25W。
上述的白炽灯4还可以是两只传统的白炽灯泡，这样就可以直接使用现成的产品，因为圆柱型灯管的白炽灯比较少见，灯泡可分别安装在灯罩2的两端内。用这种方法直接使用现成的白炽灯泡，降低了本台灯产品生成成本。
本发明的台灯还要支持发光亮度的自动调节，这种调节通过改变灯管的输入电压来实现。因此台灯本体内有调压装置5，可调节日光灯3及白炽灯4的输入电压。调压装置5可以实现两种调节方法，一是调节双灯管的共同输入电压，这样双灯管的发光亮度同幅度变化。二是分别独立调节日光灯3及白炽灯4的输入电压，这样可任意独立调节日光灯及白炽灯各自的亮度。在第二种调节方法下，调压装置5就比较复杂，但功能更强，更符合用户的个性化需求，本发明推荐第二种调试方法。
本台灯的调光方式可分为手工调节及自动调节，见图2，通过台灯底座8上的功能旋钮实现，9为功能开关，可在“自动-关灯-手动”状态之间由用户选择，在处于“手动”状态时，用户可通过旋钮10调节日光灯3的亮度，通过旋钮11调节白炽灯4的亮度，以达到合适的光线亮度及色度。
当上述的功能开关在处于“自动”状态时，旋钮10及旋钮11功能失效，由调压装置5对日光灯3及白炽灯4的电压自动调节，以实现对双灯管亮度的自动调节，具体调节方法如下：
(A)台灯出厂时，由厂商设置好台灯使用的默认环境的可见光初始亮度参数L及光线色度参数C，其实就是默认的双灯管发光功率，其中采用13W日光灯管及25W白炽灯管，并调节合适的输入电压，使默认的发光功率为：日光灯管为8W，白炽灯管为15W。这个默认值适合于夜晚室内无其它光源的情况下的合适的发光亮度。用户也可自定义这个参数，调压装置5根据上述参数设置日光灯3及白炽灯4各自的初始默认发光亮度，即默认的输入电压，在该电压下，台灯在无其它光源的室内可发出有益于人眼正常阅读的灯光亮度及光线色度的混合光线。如用户经常使用的台灯时室内还有其它光源，可适调低默认的发光亮度，以节省电能，同时也不至于发光过亮。
(B)台灯底座8上感光元件6，台灯打开时发出的光线可直接照射到感光元件6上，由于它在台灯灯光覆盖区域内，可自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1及光线色度参数C1；这个参数可以用相对等级值表示，如正常分为10级，双管最大功率发光时亮度为L10，只有白炽灯管发光时色度为C10；注意如果台灯被环境中其它光源照射，感光元件6测量的上述参数可能会超过10；
(C)在本台灯正常打开使用时，调压装置5对参数L1、C1及参数L、C的关系进行分析，并进行如下调节：
如果参数L1大于L，说明有外部环境光线，则持续降低日光灯3的输入电压，降低其发光功率，否则持续增加日光灯3的输入电压，直到测量的参数L1与L相等；这样台灯自身降低的发光亮度部分由环境光线来补偿，维持照射到用户看书写字的光线亮度不变，并起到有效的节电作用。
如果参数C1大于C，说明有外部环境光线中有白炽灯发出的黄色光，持续降低白炽灯4的输入电压，降低其发光功率，否则持续增加白炽灯3的输入电压，直到测量的参数C1与C相等；这样台灯自身降低的发光色度部分由环境光线来补偿，维持照射到用户看书写字的光线亮度不变，并起到有效的节电作用。
(D)调压装置5记录调节后的参数L1及C1的数值，在台灯关闭后再次打开时，恢复上次记录的参数L1及C1的数值。如果功能开关9处于自动状态，则在此基础上重新测量并调节上述参数。
对上述的发明可进一步改进，可台灯底座8安装红外感应器7，主要是感应台灯周围是否有活动物体，选择红外感应器7的感觉范围，如台灯光光照范围内的区域空间，当检测到台灯光照范围内的无活动物体超过一定时间时，如5分钟，向调压装置5发送节电信号，台灯进入节电状态。该技术方案有利于台灯的节电，如果无活动物体，说明用户可能离开或体息了，不再使用台灯了，此时降低亮度甚至自动关灯，可有效地节省电能，当然用户如果希望台灯常开，将功能开关拨到“手动”就可以了。
对上述的发明可进一步改进，在日光灯3及白炽灯4的输入电压不变时，感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1突然降低到一定限度，调压装置5向日光灯3及白炽灯4的输入波动电压，使台灯灯光不停闪烁，直到感光元件6自动测量出台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1恢复到原值时，调压装置将日光灯3及白炽灯4的输入电压恢复正常，使台灯正常发光。发生上述状况可能是用户离光源太近，一般情况下也就是在阅读写字时离书本太近，遮挡了照射到感光元件6的光线，台灯就通过闪烁发出报警信号，提醒用户不要靠得过近。当然也可以采用蜂鸣器报警，更增强效果，这对青少年养成正确的台灯下阅读习惯很有帮助。
上述结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出各种变化，均视为本发明的实施，本发明的保护范围以权利要求书为准。
图1给出了本发明的节电保健台灯的技术原理示意图，图2是本发明的节电保健台灯外型结构示意图。该台灯外型与传统台灯无异，不同之处在于采用了日光灯及白炽灯的双灯管混合光源，并通过智能分析自动判断台灯的使用环境，对发光的亮度及色度进行自动调节，以达到节电保健的目的。
日光灯由于接近自然光，更受用户欢迎，已经在渐渐代替白炽灯成了照明光源的主流产品，为了发展节约型社会，节能性日光灯又在渐渐走进我们的生活，一般来说节能型日光灯发光亮度是普通白炽灯的3-5倍，因此节能效果非常明显。但日光灯也有致命的缺陷，那就是其光源有频闪，而这各占频闪是人肉眼难以觉察到的，长时间在日光灯下看书写字，容易使人眼睛疲劳，长期下来，容易引发多种眼睛疾病，对青少年的威胁更大，是导致青少年近视的主要因素之一。
在本发明中，台灯本体1的灯罩2内采用节能日光灯3及白炽灯4双灯管光源，这里的白炽灯可采用与日光灯外形基本相同的圆柱型灯管，便于白炽灯与日光灯并列安装，而且发光方向一致。如采用标准灯管，管径15mm，长度287mm，其中日光灯灯管额定消耗功率在6-15W之间选择，推荐用13W，白炽灯灯管额定消耗功率在15-40W之间选择，推荐用25W。
上述的白炽灯4还可以是两只传统的白炽灯泡，这样就可以直接使用现成的产品，因为圆柱型灯管的白炽灯比较少见，灯泡可分别安装在灯罩2的两端内。用这种方法直接使用现成的白炽灯泡，降低了本台灯产品生成成本。
本发明的台灯还要支持发光亮度的自动调节，这种调节通过改变灯管的输入电压来实现。因此台灯本体内有调压装置5，可调节日光灯3及白炽灯4的输入电压。调压装置5可以实现两种调节方法，一是调节双灯管的共同输入电压，这样双灯管的发光亮度同幅度变化。二是分别独立调节日光灯3及白炽灯4的输入电压，这样可任意独立调节日光灯及白炽灯各自的亮度。在第二种调节方法下，调压装置5就比较复杂，但功能更强，更符合用户的个性化需求，本发明推荐第二种调试方法。
本台灯的调光方式可分为手工调节及自动调节，见图2，通过台灯底座8上的功能旋钮实现，9为功能开关，可在“自动-关灯-手动”状态之间由用户选择，在处于“手动”状态时，用户可通过旋钮10调节日光灯3的亮度，通过旋钮11调节白炽灯4的亮度，以达到合适的光线亮度及色度。
当上述的功能开关在处于“自动”状态时，旋钮10及旋钮11功能失效，由调压装置5对日光灯3及白炽灯4的电压自动调节，以实现对双灯管亮度的自动调节，具体调节方法如下：
(A)台灯出厂时，由厂商设置好台灯使用的默认环境的可见光初始亮度参数L及光线色度参数C，其实就是默认的双灯管发光功率，其中采用13W日光灯管及25W白炽灯管，并调节合适的输入电压，使默认的发光功率为：日光灯管为8W，白炽灯管为15W。这个默认值适合于夜晚室内无其它光源的情况下的合适的发光亮度。用户也可自定义这个参数，调压装置5根据上述参数设置日光灯3及白炽灯4各自的初始默认发光亮度，即默认的输入电压，在该电压下，台灯在无其它光源的室内可发出有益于人眼正常阅读的灯光亮度及光线色度的混合光线。如用户经常使用的台灯时室内还有其它光源，可适调低默认的发光亮度，以节省电能，同时也不至于发光过亮。
(B)台灯底座8上感光元件6，台灯打开时发出的光线可直接照射到感光元件6上，由于它在台灯灯光覆盖区域内，可自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1及光线色度参数C1；这个参数可以用相对等级值表示，如正常分为10级，双管最大功率发光时亮度为L10，只有白炽灯管发光时色度为C10；注意如果台灯被环境中其它光源照射，感光元件6测量的上述参数可能会超过10；
(C)在本台灯正常打开使用时，调压装置5对参数L1、C1及参数L、C的关系进行分析，并进行如下调节：
如果参数L1大于L，说明有外部环境光线，则持续降低日光灯3的输入电压，降低其发光功率，否则持续增加日光灯3的输入电压，直到测量的参数L1与L相等；这样台灯自身降低的发光亮度部分由环境光线来补偿，维持照射到用户看书写字的光线亮度不变，并起到有效的节电作用。
如果参数C1大于C，说明有外部环境光线中有白炽灯发出的黄色光，持续降低白炽灯4的输入电压，降低其发光功率，否则持续增加白炽灯3的输入电压，直到测量的参数C1与C相等；这样台灯自身降低的发光色度部分由环境光线来补偿，维持照射到用户看书写字的光线亮度不变，并起到有效的节电作用。
(D)调压装置5记录调节后的参数L1及C1的数值，在台灯关闭后再次打开时，恢复上次记录的参数L1及C1的数值。如果功能开关9处于自动状态，则在此基础上重新测量并调节上述参数。
对上述的发明可进一步改进，可台灯底座8安装红外感应器7，主要是感应台灯周围是否有活动物体，选择红外感应器7的感觉范围，如台灯光光照范围内的区域空间，当检测到台灯光照范围内的无活动物体超过一定时间时，如5分钟，向调压装置5发送节电信号，台灯进入节电状态。该技术方案有利于台灯的节电，如果无活动物体，说明用户可能离开或体息了，不再使用台灯了，此时降低亮度甚至自动关灯，可有效地节省电能，当然用户如果希望台灯常开，将功能开关拨到“手动”就可以了。
对上述的发明可进一步改进，在日光灯3及白炽灯4的输入电压不变时，感光元件6自动测量台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1突然降低到一定限度，调压装置5向日光灯3及白炽灯4的输入波动电压，使台灯灯光不停闪烁，直到感光元件6自动测量出台灯灯光覆盖区域内的光线亮度参数L1恢复到原值时，调压装置将日光灯3及白炽灯4的输入电压恢复正常，使台灯正常发光。发生上述状况可能是用户离光源太近，一般情况下也就是在阅读写字时离书本太近，遮挡了照射到感光元件6的光线，台灯就通过闪烁发出报警信号，提醒用户不要靠得过近。当然也可以采用蜂鸣器报警，更增强效果，这对青少年养成正确的台灯下阅读习惯很有帮助。
上述结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出各种变化，均视为本发明的实施，本发明的保护范围以权利要求书为准。