CN103244904B - 一种灯具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种灯具及其控制方法，该灯具包括光学元件以及位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过所述光学元件后输出的光线包括分别向所述灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度；所述方法包括：确定使用者与所述灯具之间的相对位置；以及根据所述相对位置，控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度。本发明实施例能够实现全方向照射，且同时能够抑制间接眩光。

Description

一种灯具及其控制方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种灯具及其控制方法。

背景技术

LED因为其节能环保、体较小、效率高的特性，已经在日常生活中越来越普及，不论衣食住行各方面都可以看到它的踪影，随着半导体材料工艺和光学设计的进步，LED的亮度大幅提升，在显示器、照明灯具中已经大规模采用此项绿色节能产品。

但是因为LED的高亮度，随之而来的问题就是严重的眩光。眩光可以分为直接眩光和间接眩光。直接眩光的原因是LED的高亮度集中在很小的发光面积上，使得单位面积的光强度过高，灯具中如果没有做任何保护措施，直视LED会造成眼睛不适。间接眩光则是由于发出的光线照射到被照物（例如书本、家具等）后，经由该被照物表面反射至眼睛里造成不适。而实际上间接眩光的问题不单独存在LED灯具上，一般传统的灯具中也存在相同的眩光问题。

防止间接眩光的手段可以是控制光线的角度以改变光输出的分布，减少通过被照物表面反射至眼睛的光线。2012年8月14日公开的公开号为US8,240,886B2的专利文献中公开了一种控制改变光输出分布的技术方案，该技术方案中的光源产生的光线经过光源元件反射后产生第一角度光线区域和第二角度光线区域，第二角度大于第一角度。但现有技术中仍然都是利用一个光源实现改变光输出分布，这在光照射范围和照射方向上存在一定局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灯具及其控制方法，能够实现全方向照射，且同时能够抑制间接眩光。

为实现上述目的，本发明一方面提供一种灯具的控制方法，所述灯具包括光学元件以及位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过所述光学元件后输出的光线包括分别向所述灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度；所述方法包括：

确定使用者与所述灯具之间的相对位置；以及

根据所述相对位置，控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度。

在一种优选的实施例中，所述每个灯源的第一部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的外侧，所述控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度包括控制降低面对且远离所述使用者的至少一个灯源的亮度；或者

所述每个灯源的第一部分光线偏向所述区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的内侧；所述控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度包括：控制降低面对且临近所述使用者的至少一个灯源的亮度。

在一种优选的实施例中，所述确定使用者与所述灯具之间的相对位置包括：通过侦测感应装置侦测所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

在一种优选的实施例中，所述确定使用者与所述灯具之间的相对位置包括：根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

在一种优选的实施例中，所述根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置包括：由所述使用者按下的按钮的位置标识，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

在一种优选的实施例中，所述多个灯源排列在多边形或环形的不同位置处。

在一种优选的实施例中，所述在控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度以后，所述方法还包括：提升除所述至少一个灯源以外的其他灯源的亮度。

在一种优选的实施例中，所述控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度包括：关闭所述至少一个灯源中的部分或全部。

在一种优选的实施例中，所述每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于或等于50度，所述每个灯源的第二部分光线的辐射角度小于或等于30度。

本发明另一方面还提供一种灯具，包括光学元件和位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过所述光学元件后输出的光线包括分别向所述灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度,所述灯具还包括：

相对位置确定装置，用于确定使用者与所述灯具之间的相对位置；以及

亮度控制装置，用于根据确定的所述相对位置，控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度。

在一种优选的实施例中，所述相对位置确定装置包括：侦测感应装置，用于侦测所述相对位置。

在一种优选的实施例中，所述侦测感应装置包括温度传感器。

在一种优选的实施例中，所述相对位置确定装置包括：操作装置，根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述相对位置。

在一种优选的实施例中，所述操作装置包括：具有位置标识的按钮，所述使用者在按下按钮后根据按钮的位置标识，确定所述相对位置。

在一种优选的实施例中，在亮度控制装置控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度以后，还提升除所述至少一个灯源以外的其他光源的亮度。

在一种优选的实施例中，所述每个灯源的第一部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的外侧，该亮度控制装置控制降低面对且远离所述使用者的至少一个灯源的亮度；或者

所述每个灯源的第一部分光线偏向所述区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的内侧，该亮度控制装置控制降低面对且临近所述使用者的至少一个灯源的亮度。

与现有技术相比，本发明提供的灯具及其控制方法中，灯具中设置多个灯源，这些灯源设置在不同的方位，以便实现全方向照射；同时根据使用者与灯具之间的相对位置，降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度，进而降低因为照射角度的关系对使用者造成眩光的灯源的亮度，有效抑制间接眩光。

附图说明

图1A为本发明实施例中灯源和光学元件的一种具体结构示意图；

图1B为本发明实施例中灯源和光学元件的一种具体结构示意图；

图2为本发明实施例中灯源的具体排布的俯视示意图；

图3为本发明实施例中灯源的另一种排布俯视示意图；

图4为本发明实施例中灯源的再一种排布俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的灯具的控制方法的示意图；

图6为本发明实施例中一种灯具的具体结构示意图；

图7为图6中灯具的使用状态示意图；

图8为本发明实施例中另一种灯具的具体结构示意图；

图9为图8中灯具的使用状态示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

本发明的一个实施例提供一种灯具的控制方法，该灯具包括光学元件以及位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过光学元件后输出的光线包括：向该灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中，每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度。

图1A示出了一种具体结构的灯源，该灯源1的中心法线为虚线N1，这里的中心法线是指灯源发光面中心处的法线。灯源1发出的光线经过对应的光学元件2后输出的光线包括辐射角度为θ1的第一部分光线和辐射角度为θ2的第二部分光线。第一部分光线的辐射角度θ1大于第二部分光线的辐射角度θ2。其中，第一部分光线的辐射角度θ1以及第二部分光线的辐射角度θ2的大小会与灯源位于所在灯具的位置以及灯源相对使用者的位置等有关系。发明人经过实验发现，对于一般的灯具（例如台灯）而言，灯源的第一部分光线的辐射角度θ1大于或等于50度，灯源的第二部分光线的辐射角度θ2小于或等于30度的效果最佳，比较符合使用者的阅读视角。

需要说明的是，在图1A中并未明确示出光学元件2的具体形态，实际上为实现上述目的光学元件可以有很多种具体的形态，例如图1B中示出的光学元件中采用了一种基于透镜原理的光学元件。

请参见图1B，该光学元件2’由聚光透镜21和散光透镜22组成，灯源1’发出的光线经过散光透镜22透射后形成辐射角度θ1的第一部分光线，灯源1’发出的光线经过聚光透镜21透射后形成辐射角度为θ2的第二部分光线，由于散光透镜22对光线具有发散作用，聚光透镜对光线具有汇聚作用，因此使得辐射角度θ1大于辐射角度为θ2。

本发明实施例中的灯具可以包括多个如图1A或图1B中的灯源，并且这些灯源位于不同的方位，该灯具还包括光学元件。通过在不同方位设置多个灯源可以实现灯具的全方向照射。

为了实现多个灯源位于不同的方位，在实际中可以将多个灯源排列在多边形或者环形的不同位置处，灯源的形状也可以灵活选择，例如可以是点光源或者线光源。

此外，多个灯源的排列还可以体现为于一个方位上排列有多层灯源，或者多个灯源于不同方位上的排列形成不封闭的区域等等。

图2示出了一种灯源的具体排布的俯视示意图，在图2的排布方案中，灯源以点光源为例，在图中记为1a，多个灯源1a排列成四边形，可以认为多个灯源1a排列在四边形r1的四角，同时也可以认为多个灯源1a排列在四边形r2的四边。

图3示出了灯源的另外一种排布俯视示意图，在图3的排布方案中，灯源以线光源为例，在图中记为1b，多个灯源1b排列成四边形，可以认为多个灯源1b排列在四边形r3的四边。

当然，在本发明实施例中，灯源的排布方式不限于四边形，还可以是例如三角形、五边形等的多边形，也可以是环形。其中环形包括圆形和椭圆形等。此外，图3中作为线光源的灯源的形状为直线型，实际中还可以为成段的弯曲形状。

图4示出了灯源的再一种排布俯视示意图，在图4的排布方案中，灯源形状为弧形的线光源为例，在图中记为1c，多个灯源1c排成环形，可以多个灯源1c排列在弧形r4的不同弧段处。

需要说明的是，在本发明实施例的灯具中，多个灯源可以共用光学元件，也可以为每个灯源单独设置光学元件，还可以有些灯源分组共用该组的光学元件、而其他灯源单独设置光学元件。

参见图5，本发明实施例提供的灯具的控制方法包括：

步骤S501：确定使用者与灯具之间的相对位置；以及

步骤S502：根据使用者与灯具之间的相对位置，控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度。

实际上，灯具在使用过程中，间接眩光来自于灯具发出的光线中以较大角度入射到桌面上并反射后入射到人眼中的光线，而以较大角度入射到桌面上的光线来自于每个灯源发出的光线经过光学元件后辐射角度较大的第一部分光线，其中，偏向使用者的第一部分光线更容易被人眼接收，也就更容易造成间接眩光。因此，控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度，可以有效抑制间接眩光。

为实现上述方法，本发明实施例中的灯具可以增加相对位置确定装置和亮度控制装置。其中，相对位置确定装置用于确定使用者与灯具之间的相对位置，亮度控制装置用于根据确定的使用者与灯具之间的相对位置，控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度。

在本发明实施例中，降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度可以具体实现为：关闭第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源中的部分或全部，即：可以全部关闭第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源；也可以只将第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源中部分关闭、而其他部分仅仅降低一定的亮度但不关闭。

在实际中，灯具中每个灯源的第一部分光线和第二部分光线的偏向与灯源围成的区域之间关系是可以灵活设置的。

例如第一种方式是：每个灯源的第一部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所有灯源围成的区域的外侧。

请参照图6，图6中特别地以灯源为直线型的线光源、灯源排列在四边形的不同位置处为例，每个灯源1b经过对应的光学元件（图中未示）后输出的光线包括辐射角度为θ1的第一部分光线和辐射角度为θ2的第二部分光线，第一部分光线的辐射角度θ1大于第二部分光线的辐射角度θ2。从图6中可以看出，每个灯源的辐射角度较大的第一部分光线偏向灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所有灯源围成的区域的外侧。

当采用第一种方式的灯具方案时，可以控制降低面对使用者且远离使用者的至少一个灯源的亮度，以避免间接眩光。这是因为在第一种方式的灯具中，面对使用者且远离使用者的灯源所产生的第一部分光线会偏向使用者，这部分光线就是引起间接眩光的光线。

请参照图7，图7中的灯具与图6中的灯具相同，在图7中示出了使用者p1,为了更好的指明降低亮度的灯源，图7中将多个灯源进一步用1b1、1b2、1b3和1b4进行区分。其中，使用者坐在临近灯源1b3的一侧，此时面对使用者p1的灯源包括灯源1b1和灯源1b3，其中灯源1b1远离使用者，因此控制降低灯源1b1的亮度。在图7中降低灯源1b1的亮度以关闭灯源1b1实现，所以灯源1b1的轮廓以虚线表示。

灯具的第二种方式是：每个灯源的第一部分光线偏向灯源围成的区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧。

请参照图8，图8中特别地以灯源为直线型的线光源、灯源排列在四边形的不同位置处为例，每个灯源1b经过对应的光学元件（图中未示）后输出的光线包括辐射角度为θ1的第一部分光线和辐射角度为θ2的第二部分光线，第一部分光线的辐射角度θ1大于第二部分光线的辐射角度θ2。从图8可以看出，每个灯源的辐射角度较大的第一部分光线偏向灯源围成的四边形区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向灯源围成的四边形区域的内侧。

当采用第二种方式的灯具方案时，可以控制降低面对使用者且临近使用者的至少一个灯源的亮度，以实现避免间接眩光。这是因为在第二种方式的灯具中，面对使用者且临近使用者的灯源所产生的第一部分光线会偏向使用者，这部分光线就是引起间接眩光的光线。

请参照图9，图9中的灯具与图8中的灯具相同，在图9中示出了使用者p2，为了更好的指明降低亮度的灯源，图9中将多个灯源进一步用1b1、1b2、1b3和1b4进行区分。其中，使用者坐在了临近灯源1b4的一侧，此时面对使用者p2的灯源包括灯源1b2和灯源1b4，其中灯源1b4临近使用者，因此控制降低灯源1b4的亮度。在图9中降低灯源1b4的亮度以关闭灯源1b4实现，所以灯源1b4的轮廓以虚线表示。

需要说明是，在上述第一种方式和第二种方式中，本发明实施例优选采用第一种方式，因为第一种方式的灯具能够较好的保证照明区域的亮度均匀。

在上述两种方式中，面对使用者的灯源包括正对使用者的灯源也包括虽然与使用者呈一定角度但是其发出的光线在仍然至少有一部分偏向使用者一侧的灯源。例如当灯源为三个时，当使用者坐在临近其中一个灯源时，另外两个灯源就是面对使用者的灯源。

对于某些照明场景，照明品质至关重要，在控制降低灯具中的某个或某些灯源的亮度时，如果不采取其他措施会造成照明品质的下降，因此本发明一个优选的实施例中，在控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度以后，还对除了降低亮度的灯源以外的其他灯源提高亮度，以保持照明品质。

在实际中，确定使用者的相对位置有很多种，可以通过手动操作确定使用者的相对位置，也可以自动侦测使用者的相对位置。

例如，对于自动侦测使用者的相对位置方式，可以通过侦测感应装置侦测使用者与灯具之间的相对位置实现，这里的侦测感应装置可以为温度传感器、图像传感器等。相应的，为了实现这种侦测方式，需要在灯具中设置侦测感应装置，以侦测使用者与灯具之间的相对位置。

对于手动操作确定使用者的相对位置方式，可以根据使用者进行的包含位置信息的操作，确定使用者与灯具之间的相对位置。

这里所说的包含位置信息的操作可以是一种按下按钮的操作，该按钮可以设置为多个，每个按钮具有一个位置标识，每个位置标识对应使用者的一个相对位置。这样由使用者按下按钮的位置标识，即可确定使用者与灯具之间的相对位置。

在实际中，上述按钮可以是灯具中为确定使用者相对位置额外设置的按钮，也可以将上述按钮同时充当灯具的开关。当按钮同时充当灯具开关时，使用者根据自己的位置按下一个按钮后，灯具中除了产生间接眩光的灯源以外，其他灯源会开启工作。

为了进一步方便灯具的使用，上述按钮的位置优选满足如下条件：距离使用者最近的按钮的位置标识与使用者的相对位置相一致，这样使用者就无需事先了解每个按钮的位置标识，而只需要按下距离自己当前位置最近的按钮，灯具即可确定使用者当前的相对位置。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (14)

1.一种灯具的控制方法，其特征在于，所述灯具包括光学元件以及位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过所述光学元件后输出的光线包括分别向所述灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度；所述方法包括：

确定使用者与所述灯具之间的相对位置；以及

根据所述相对位置，控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度；

其中，当所述每个灯源的第一部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的外侧时，控制降低面对且远离所述使用者的至少一个灯源的亮度；或者，当所述每个灯源的第一部分光线偏向所述区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的内侧时，控制降低面对且临近所述使用者的至少一个灯源的亮度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定使用者与所述灯具之间的相对位置包括：通过侦测感应装置侦测所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定使用者与所述灯具之间的相对位置包括：根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置包括：由所述使用者按下的按钮的位置标识，确定所述使用者与所述灯具之间的所述相对位置。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述多个灯源排列在多边形或环形的不同位置处。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于或等于50度，所述每个灯源的第二部分光线的辐射角度小于或等于30度。

7.如权利要求1中任意一项所述的方法，其特征在于，在控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度以后，所述方法还包括：提升除所述至少一个灯源以外的其他灯源的亮度。

8.如权利要求1中任意一项所述的方法，其特征在于，所述控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度包括：关闭所述至少一个灯源中的部分或全部。

9.一种灯具，其特征在于，包括光学元件和位于多个方位的多个灯源，每个灯源发出的光线经过所述光学元件后输出的光线包括分别向所述灯源中心法线两侧发射的第一部分光线和第二部分光线，其中每个灯源的第一部分光线的辐射角度大于对应的第二部分光线的辐射角度,所述灯具还包括：

相对位置确定装置，用于确定使用者与所述灯具之间的相对位置；以及

亮度控制装置，用于根据确定的所述相对位置，控制降低第一部分光线偏向所述使用者的至少一个灯源的亮度；

其中，当所述每个灯源的第一部分光线偏向所有灯源围成的区域的内侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的外侧时，该亮度控制装置控制降低面对且远离所述使用者的至少一个灯源的亮度；或者，当所述每个灯源的第一部分光线偏向所述区域的外侧，每个灯源的第二部分光线偏向所述区域的内侧时，该亮度控制装置控制降低面对且临近所述使用者的至少一个灯源的亮度。

10.如权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述相对位置确定装置包括：侦测感应装置，用于侦测所述相对位置。

11.如权利要求10所述的灯具，其特征在于，所述侦测感应装置包括温度传感器。

12.如权利要求9所述的灯具，其特征在于，所述相对位置确定装置包括：操作装置，所述操作装置根据所述使用者进行的包含位置信息的操作，确定所述相对位置。

13.如权利要求12所述的灯具，其特征在于，所述操作装置包括：具有位置标识的按钮，所述使用者在按下所述按钮后根据所述按钮的所述位置标识，确定所述相对位置。

14.如权利要求9至13中任意一项所述的灯具，其特征在于，在亮度控制装置控制降低第一部分光线偏向使用者的至少一个灯源的亮度以后，还提升除所述至少一个灯源以外的其他光源的亮度。