CN102980654A - 光线照度检测与指示装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种简单、明了、且可靠的光线照度检测与指示装置及方法，包括光线照度测量、应用场景设定、光源类型识别、照度信息指示、控制等功能。在测量光线照度时，将光线照度按人眼感觉的不同进行分级，并连续指示当前光线照度水平与实际所需照度范围的相对关系，而且对不同应用场景，以及同一应用场景在不同光源类型下都采用了不同的照度等级划分。本发明将测量所得光线照度数据转换成为让用户容易理解的、符合实际应用情况和使用习惯的照度等级的指示信息和报警信息，用户可以很方便地根据指示信息调整光线照度、身体姿态或应用场景以让光线照度最符合用户实际使用情况，从而保护视力，又避免了对用户正常的学习、工作或生活的干扰。

Description

光线照度检测与指示装置及方法

技术领域

本发明涉及一种光线照度检测与指示装置及方法，尤其涉及一种用于保护视力的光线照度检测与指示装置及方法。

背景技术

近些年来，我国学生群体的近视比率在不断上升。一个重要的原因是在用眼强度很大的学习、工作和生活中环境光线照度不合适。很多时候光线太暗，也有些时候是光线太亮。通常，光线不合适有两方面的原因：一是所处环境内的光线本身不合适（如太亮或太暗），二是由于身体姿态（如坐姿或头姿）不正确挡住光线，让本来合适的光线照到目标区域时变暗了。

然而，光线是否合适一般只有专业的人士借助于专业的仪器才能判断。其原因在于光线照度的测量是蛮专业的事情，而且不同应用场景对照度的要求不尽然相同。另外，即使照度相同，人眼对不同光源的感觉也很不一样。因此，普通用户在日常学习、生活和工作中难易判断光线是否合适。

现有的大量专业设备可以测量光线照度，但这些设备并不能说明所测得的光线照度意味着什么。目前也有很多公开的技术方案用于检测照度并告诉用户当前光线照度对于人眼来说是过暗、合适、还是过亮。但所有这些方案的根本问题是：它们忽视了用户实际使用情况的复杂性。首先，人眼对于光线照度的感觉并不总是适宜用两、三个状态来区分，通常有一定的连续性。其次，不同的学习、工作和生活场景对于光线照度的要求不同。再则，如前面所述，人眼对于不同光源的感觉是不同的。这些技术方案由于没有合理地对待这些方面，难于得到普遍应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、明了、且可靠的光线照度检测与指示装置及方法，在测量光线照度时，将光线照度按人眼感觉的不同来分级，并连续指示当前光线照度水平与实际所需照度范围的相对关系，而且对不同应用场景，以及同一应用场景在不同光源类型下都采用了不同的照度等级划分。本发明将测量所得光线照度数据转换成为让用户容易理解的、符合实际应用情况和使用习惯的照度等级的指示信息和报警信息，从而让普通用户在学习、工作和日常生活中可以很方便地改善照明情况或调整身体姿态以保护视力。

下面为实现本发明目的的第一个方案。

一种光线照度检测与指示装置，包括：

一个测量单元，包括一个独立的光传感器或一个由光敏器件和相关软硬件构成的光传感器模块，用于测量光线照度；以及

一个指示报警单元，包含至少一个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和至少一个指示当前光线照度水平的指示符号，用于向用户提供指示信息以反映测得的当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，所述照度等级包含至少二个等级；以及

一个控制单元，控制所述测量单元进行照度测量，控制所述指示报警单元提供指示信息。

进一步的，所述控制单元将测得的光线照度与所述照度等级的照度范围比较，并根据比较结果控制所述指示报警单元提供指示信息以反映当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，如果测得的光线照度超出实际所需照度范围，所述指示报警单元还以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

进一步的，所述光线照度检测与指示装置区分光源类型，对于所述光源类型的识别由所述控制单元根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下的每一个照度等级都有一个相对应的照度范围，但所述指示报警单元提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下实际所需照度范围的相对关系。

进一步的，所述光线照度检测与指示装置预定义了至少2个应用场景，还包含了一个设置单元，用于让用户设定所述光线照度检测与指示装置的实际应用场景，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围。

进一步的，所述指示报警单元的工作模式包含一个指示模式，在该模式时，所述指示报警单元为所有应用场景提供指示信息以反映当前光线照度与各个应用场景下实际所需照度范围的相对关系。

进一步的，所述指示报警单元的工作模式包含一个报警模式，在该模式时，用户须通过所述设置单元来设定实际应用场景，所述控制单元将测得的光线照度与用户设定的那个应用场景所对应的照度范围比较，并根据比较结果控制所述指示报警单元提供指示信息以反映当前光线照度与该应用场景下实际所需照度范围的相对关系。如果当前光线照度超出用户设定的那个应用场景所需照度范围，所述指示报警单元以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

进一步的，所述光线照度检测与指示装置区分光源类型，对于所述光源类型的识别由所述控制单元根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围，但所述指示报警单元提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下相应照度范围的关系。

 下面为实现本发明目的的第二个方案。

一种光线照度检测与指示方法，包括步骤：

(a)测量光线照度；

(b)用至少一个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和至少一个指示当前光线照度水平的指示符号，向用户提供指示信息以反映测得的当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，所述照度等级包含至少二个等级。

进一步的，将测得的光线照度与所述照度等级的照度范围比较，并根据比较结果提供指示信息以反映当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，如果测得的光线照度超出实际所需照度范围，那么以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

进一步的，所述光线照度检测与指示方法区分光源类型，对于所述光源类型的识别由根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下的每一个照度等级都有一个相对应的照度范围，但按所述光线照度检测与指示方法提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下实际所需照度范围的相对关系。

进一步的，所述光线照度检测与指示方法预定义了至少2个应用场景，用户可以设定所述光线照度检测与指示方法的实际应用场景，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围。

进一步的，照度信息提示的模式包含一个指示模式，在该模式时，按所述光线照度检测与指示方法的系统为所有应用场景提供指示信息以反映当前光线照度与各个应用场景下实际所需照度范围的相对关系。

进一步的，照度信息提示的模式包含一个报警模式，在该模式时，用户须设定实际应用场景，之后，将测得的光线照度与用户设定的那个应用场景所对应的照度范围比较，并根据比较结果提供指示信息以反映当前光线照度与该应用场景下实际所需照度范围的相对关系。如果当前光线照度超出用户设定的那个应用场景所需照度范围，那么以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

进一步的，所述光线照度检测与指示方法区分光源类型，对于所述光源类型的识别由根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围，但按所述光线照度检测与指示方法提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下相应照度范围的关系。

 本发明的有益效果是：

本发明提供了一种新的光线照度检测与指示装置及方法，由于在将光线照度按人眼感觉的不同进行分级的同时，尽可能连续地指示当前光线照度水平与实际所需照度范围的相对关系，所以用户可以非常清楚地知道当前光线照度是否合适，以及在多大程度上适合或偏离实际所需照度范围。与此同时，本发明还考虑了人眼在不同应用场景下对不同类型的光线感觉的差异性，因此给用户提供的照度指示信息既简单、明了，又准确、可靠。根据本发明的装置或方法，在光线合适时尽量不打扰使用者，光线不合适时及时地提醒用户当前光线照度如何偏离实际所需的照度范围。普通用户可以很容易地理解指示信息，并据此调整光线、身体姿态或应用场景以得到最符合实际使用情况的光线照度，从而保护视力。

通过参照结合附图所进行的如下描述以及权利要求书中的内容，并且随着对本发明的更全面的理解，本发明的其它目的和效果将是显而易见的。

附图说明

本发明通过实例的方式, 参照附图进行详尽的解释，其中:

图1为按本发明的光线照度检测与指示装置的第一种结构示意图； 

图2为只有一个照度门限时实际所需照度范围的示意图；

图3为按本发明的光线照度检测与指示装置的第一种结构的照度信息指示的示意图；

图4为按本发明的光线照度检测与指示装置的第二种结构示意图；

图5为两种光源下三个应用场景所对应的各个照度范围的示意图；

图6为按本发明的光线照度检测与指示装置的第二种结构在指示模式下的照度信息指示的示意图；

图7为按本发明的光线照度检测与指示装置的第二种结构在报警模式下的照度信息指示的示意图。

具体实施方式

下面详细说明本发明第一个实施例。在此实施例中，光线照度检测与指示装置不区分应用场景和光源类型。

如图1所示，光线照度检测与指示装置由一个用于测量光线照度的测量单元1、一个用于提供有关照度信息的指示报警单元2、以及一个控制单元3构成。

如图2所示，实际所需照度范围由“下限”确定。这个数据保存于光线照度检测与指示装置内部的硬件或固件中。

如图3所示，光线照度检测与指示装置的指示信息包含一个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和一个指示当前光线照度水平的指示箭头。照度分太暗和合适二个等级，“太暗”对应于照度从零至下限的区域，“合适”对应于照度不小于下限的区域。

报警由蜂鸣器来实现。

在光线照度检测与指示装置正常工作时，指示报警单元2显示照度的二个等级及其范围（如图3），同时，测量单元1测得的光线照度水平由指示报警单元2的指示箭头显示，箭头的位置随着照度的变化而左右移动。用户据此可以很清楚地知道当前照度所属等级，以及当前照度在多大程度上适合或偏离实际所需照度。

控制单元3将当前照度水平与照度范围的下限比较，并根据比较结果控制指示报警单元2向用户发出更为明确的指示和报警信息，以反映当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系（如太暗或合适）。具体情况是：如果照度低于下限，那么文字“太暗”高亮或闪烁直至状态发生改变，如果此状态持续一段较短时间T1（如3秒）不变，那么启动报警；如果照度高于下限，那么文字“合适”高亮或闪烁直至状态发生改变。任何时候，用户可以根据这些明确的指示信息调整光线照度或身体姿态以确保目标区域的光线照度符合实际需要。时间段T1也可以是随实际光线照度与“合适”等级相偏离的程度而变化的值。

下面详细说明本发明第二个实施例。在此实施例中，光线照度检测与指示装置包含三个应用场景，能区分二种光源类型，指示报警单元包含两个工作模式（即照度信息提示模式）。

如图4所示，光线照度检测与指示装置由一个用于测量光线照度的测量单元1、一个用于设定应用场景、光源类型、指示报警单元的工作模式（即照度信息提示模式）的设置单元2、一个用于提供有关应用场景和照度信息的指示报警单元3、以及一个控制单元4构成。

光线照度检测与指示装置所包含的三个应用场景分别为 “精细试验”，“读书写字”和“休闲阅读”，能区分的二种光源类型为自然光和灯光。如图5所示，对于每一种光源类型，每个应用场景都有相应的照度范围数据，包括下限，准下限，准上限和上限。所有这些照度范围数据都保存在光线照度检测与指示装置内部的硬件或固件中。需要说明的是，图5仅仅示意各个应用场景所对应的照度范围不同，而不表示这些照度范围之间的相对位置。

如图6和图7所示，光线照度检测与指示装置的指示信息包含一个或多个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和一个或多个指示当前光线照度水平的指示箭头。对于每一个应用场景，照度分太暗、偏暗、合适、偏亮和太亮五个等级，“太暗”对应于照度从零至下限的区域，“偏暗”对应于照度从下限至准下限的区域，“合适”对应于照度从准下限至准上限的区域，“偏亮”对应于照度从准上限至上限的区域，“太亮”对应于照度大于上限的区域。

报警由蜂鸣器来实现。

在光线照度检测与指示装置正常工作时，用户通过设置单元2设定光源类型和指示报警单元3的工作模式。指示报警单元包含两个工作模式分别是“指示模式”和“报警模式”。

如果指示报警单元3的工作模式为“指示模式”，指示报警单元3同时显示当前光源类型下三个应用场景的各个照度等级及其范围（如图6），测量单元1测得的光线照度水平由指示报警单元3的指示箭头显示，箭头的位置随着照度的变化而左右移动。用户据此可以很清楚地知道当前照度对于各个应用场景而言是否适合，以及在多大程度上适合或偏离各个应用场景实际所需照度。

如果指示报警单元3的工作模式为“报警模式”，用户还须通过设置单元2设定应用场景，指示报警单元3显示在当前光源类型下用户所设定的那个应用场景的各个照度等级及其范围（如图7），测量单元1测得的光线照度信息经过适当处理后由指示报警单元3的指示箭头显示，箭头的位置随着照度的变化而左右移动。用户据此可以很清楚地知道当前照度对于当前应用场景是否适合，以及在多大程度上适合或偏离当前应用场景实际所需照度。此外，控制单元4将当前照度与当前光源类型下用户设定的那个应用场景的光线照度范围比较，并根据比较结果控制指示报警单元3向用户发出更为明确的指示和报警信息，以反映当前光线照度与当前应用场景实际所需照度范围的相对关系（如太暗、偏暗、合适、偏亮、或太亮）。具体情况是：如果照度低于下限，那么文字“太暗”高亮或闪烁直至状态发生改变，如果此状态持续一段较短时间T2（如3秒）不变，那么启动报警；如果照度高于下限而低于准下限，那么文字“偏暗”高亮或闪烁直至状态发生改变，如果此状态持续一段较长时间T3（如10分钟）不变，那么启动报警；如果照度高于准下限而低于准上限，那么文字“合适”高亮或闪烁直至状态发生改变；如果照度高于准上限而低于上限，那么文字“偏亮”高亮或闪烁直至状态发生改变，如果此状态持续一段较长时间T4（如10分钟）不变，那么启动报警；如果照度高于上限，那么文字“太亮”高亮或闪烁直至状态发生改变，如果此状态持续一段较短时间T5（如3秒）不变，那么启动报警。任何时候，用户可以根据这些明确的指示信息调整光线照度、身体姿态、或应用场景以确保目标区域的光线照度符合实际需要。时间段T2，T3，T4和T5也可以是随当前光线照度与用户设定的应用场景所对应的照度范围中“合适”等级相偏离的程度而变化的值。

报警模式特别适用于对目标区域光线照度的持续监测，当光线合适时最小程度地打扰用户正常的学习、工作或生活；当光线不合适时最及时地提醒用户调整光线亮度、身体姿态或应用场景。

需要指出的是，按照本发明的照度检测与指示装置及方法，其照度的测量在时间上可以是连续的或周期性的，各种有关照度的指示信息和报警信息在时间上可以是连续的（如指示符号或指示文字或指示灯持续亮，或持续的声音）或间歇性的（如闪烁的符号或文字或指示灯，或“嘀.嘀”的声音）。

虽然本发明实施例中所述方案是用来测量和指示光线照度的，但很显然，这个方案也可用于其它需要测量和指示的情况，如气压、湿度等。

应当注意的是，上述实施例用于说明、而非限制本发明，并且，经过对本发明结合具体实施例进行描述，对于在本技术领域熟练的人士，根据上文的叙述作出的许多替代、修改和变化将是显而易见的。因此，当这样的替代、修改和变化落入所附的权利要求的精神和范围内时，应该被包括在本发明中。此外，不应当将权利要求中的任何参考标记解释为限制权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种光线照度检测与指示装置，包括：

一个测量单元，包括一个独立的光传感器或一个由光敏器件和相关软硬件构成的光传感器模块，用于测量光线照度；以及

一个指示报警单元，包含至少一个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和至少一个指示当前光线照度水平的指示符号，用于向用户提供指示信息以反映测得的当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，所述照度等级包含至少二个等级；以及

一个控制单元，控制所述测量单元进行照度测量，控制所述指示报警单元提供指示信息。

2.根据权利要求1所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述控制单元将测得的光线照度与所述照度等级的照度范围比较，并根据比较结果控制所述指示报警单元提供指示信息以反映当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，如果测得的光线照度超出实际所需照度范围，所述指示报警单元还以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

3.根据权利要求1或2所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述光线照度检测与指示装置区分光源类型，对于所述光源类型的识别由所述控制单元根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下的每一个照度等级都有一个相对应的照度范围，但所述指示报警单元提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下实际所需照度范围的相对关系。

4.根据权利要求1所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述光线照度检测与指示装置预定义了至少2个应用场景，还包含了一个设置单元，用于让用户设定所述光线照度检测与指示装置的实际应用场景，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围。

5.根据权利要求4所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述指示报警单元的工作模式包含一个指示模式，在该模式时，所述指示报警单元为所有应用场景提供指示信息以反映当前光线照度与各个应用场景下实际所需照度范围的相对关系。

6.根据权利要求4所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述指示报警单元的工作模式包含一个报警模式，在该模式时，用户须通过所述设置单元来设定实际应用场景，所述控制单元将测得的光线照度与用户设定的那个应用场景所对应的照度范围比较，并根据比较结果控制所述指示报警单元提供指示信息以反映当前光线照度与该应用场景下实际所需照度范围的相对关系，如果当前光线照度超出用户设定的那个应用场景所需照度范围，所述指示报警单元以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的光线照度检测与指示装置，其特征在于：所述光线照度检测与指示装置区分光源类型，对于所述光源类型的识别由所述控制单元根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围，但所述指示报警单元提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下相应照度范围的关系。

8.一种光线照度检测与指示方法，包括步骤：

(a)测量光线照度；

(b)用至少一个指示光线照度分级情况以及各照度等级的照度范围的指示条，和至少一个指示当前光线照度水平的指示符号，向用户提供指示信息以反映测得的当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，所述照度等级包含至少二个等级。

9.根据权利要求8所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：将测得的光线照度与所述照度等级的照度范围比较，并根据比较结果提供指示信息以反映当前光线照度与实际所需照度范围的相对关系，如果测得的光线照度超出实际所需照度范围，那么以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

10.根据权利要求8或9所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：所述光线照度检测与指示方法区分光源类型，对于所述光源类型的识别由根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下的每一个照度等级都有一个相对应的照度范围，但按所述光线照度检测与指示方法提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下实际所需照度范围的相对关系。

11.根据权利要求8所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：所述光线照度检测与指示方法预定义了至少2个应用场景，用户可以设定所述光线照度检测与指示方法的实际应用场景，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围。

12.根据权利要求11所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：照度信息提示的模式包含一个指示模式，在该模式时，按所述光线照度检测与指示方法的系统为所有应用场景提供指示信息以反映当前光线照度与各个应用场景下实际所需照度范围的相对关系。

13.根据权利要求11所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：照度信息提示的模式包含一个报警模式，在该模式时，用户须设定实际应用场景，之后，将测得的光线照度与用户设定的那个应用场景所对应的照度范围比较，并根据比较结果提供指示信息以反映当前光线照度与该应用场景下实际所需照度范围的相对关系，如果当前光线照度超出用户设定的那个应用场景所需照度范围，那么以声音、光、或机械振动中一种或几种组合的形式启动报警以引起用户注意。

14.根据权利要求11至13中任意一项所述的光线照度检测与指示方法，其特征在于：所述光线照度检测与指示方法区分光源类型，对于所述光源类型的识别由根据测得的光线特性自动确定来实现或由用户人工设定来实现，在每一种光源类型下，每一个所述应用场景都对应于一组反映其特定照度分级情况的照度等级及其照度范围，但按所述光线照度检测与指示方法提供的指示与报警信息只反映测得的光线照度与当前光源类型下相应照度范围的关系。

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