CN104235788B - 照明度调整系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明度调整系统，包括：第一光源，用以发射第一光线于阅读面；第二光源，用以发射第二光线于该阅读面，该阅读面具有阅读照明度；第一感测单元，用以感测非该第二光源发射光线的环境照明度，该非第二光源包括该第一光源；以及控制单元，用以依据该阅读照明度与该环境照明度计算指标值，并调整该第一光源的亮度使该指标值于预定范围内。

Description

照明度调整系统
技术领域
本发明相关于一种照明度调整系统，特别是室内灯具于阅读区域内为减低眩光而自动调整照明度的系统。
背景技术
眩光对于生理和心理有严重的危害性，而且对于劳动生产率也有明显的影响。眼睛在视野内遇到非常强烈的光或光不太强而背景很暗，这时会引起可见度降低，以致于难以看到物体；还会引起眼睛流泪、疼痛，甚至眼脸痉挛等。眩光形成的方式，可分为直接眩光、间接眩光、对比眩光等。直接眩光是正在观察物体的方向或接近于这一方向存在发光体时所引起的眩光，一般会以加灯罩避免直视，或是将灯源的光均化来改善。间接眩光是在不观察物体方向存在发光体时所引起的眩光，通常指的是灯源反射至眼睛中所产生的不适感，特别是亮面书籍或桌面，间接眩光会比较明显，一般会调降亮度，或是所谓的防眩膜片来减少这部份的眩光。
另一种是由环境光与灯具产生的对比眩光，是在灯具设计中比较没有着墨的地方，也比较容易被使用者忽略，长期处于不适当的对比眩光的环境下阅读，对视力的影响不容忽视。本发明就此问题进行一种照明度调整系统的设计。
发明内容
本发明提供一种照明度调整系统，能够减少对比眩光对阅读者的影响。
本发明提供一种照明度调整系统，包括：
第一光源，用以发射第一光线于阅读面；
第二光源，用以发射第二光线于该阅读面，该阅读面具有阅读照明度；
第一感测单元，用以感测非该第二光源发射光线的环境照明度，该非第二光源包括该第一光源；以及
控制单元，用以依据该阅读照明度与该环境照明度计算指标值，并调整该第一光源的亮度使该指标值于预定范围内。
较佳的，该第二光源具有遮蔽片与发光体，该遮蔽片具有第一面与第二面，该发光体邻近该第一面，该第一感测单元邻近该第二面，该遮蔽片用以遮蔽该发光体的光线。
较佳的，还包括第二感测单元，该第二感测单元用以感测该阅读照明度。
较佳的，该阅读照明度大于第一值。
较佳的，该第二光源具有底座，该底座设置于该阅读面上，该第二感测单元设置于该底座上。
较佳的，该指标值与该阅读照明度除以该环境照明度的比值为正比例关系。
较佳的，该控制单元与该第一感测单元设置于该第二光源内，该第二光源还包括传送单元，该第一光源还包括接收单元，该控制单元将调整指令由该传送单元传送给该接收单元，该第一光源依据该调整指令调整固定亮度，该系统通过重复量测该环境照明度与调整该固定亮度使该指标值落于该预定范围内。
较佳的，当该指标值在该预定范围外且该第一光源的亮度已到达不可调整的极限，该控制单元发送警示以提醒手动调整该第二光源。
较佳的，该第二光源为显示器的背光源，该阅读面为该显示器的屏幕，该第一感测单元设置于该显示器的壳体上。
较佳的，该显示器为手持式显示器，该第一感测单元与该屏幕设置于同一 面上。
与现有技术相比，本发明提供的照明度调整系统，包括用户提供环境照明的第一光源，该系统能够根据阅读照明度和环境照明度计算指标值，并调整第一光源的亮度使指标值于预定范围内，进而减少对比眩光对阅读者的影响。
附图说明
图1为本发明系统的第一实施例；
图2为本发明系统的第二实施例。
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。
评价眩光的重要方式之一就是通过计算统一眩光值或统一眩光指数(UnifiedGlare Rating，UGR)，UGR为国际照明委员会(International Commission onIllumination,CIE)建议的眩光计算方法，为结合艾因霍恩(Einhorn)与霍普金森(Hopkinson)公式及Guth位置参数，所计算出的统一眩光指数为以人因参数为基础，以预测出视觉对于环境不舒适的光源眩光。统一眩光指数(UGR)的定义如下式：
其中Li为第i个光源区的亮度；ωi为第i个光源区的立体角；Lb为背景亮度；Pi为至第i个光源区方位的Guth位置参数，与观察者至光源的横向与纵向正切函数值相关。
统一眩光指数UGR和主观感觉的关系：
UGR<9:感觉黑
UGR>10:感觉适中
UGR>16:感觉疲倦
UGR>22:开始感觉不舒服
UGR>28:感觉非常不舒服
从上述统一眩光指数UGR和主观感觉的关系中可以看到统一眩光值UGR在10至15左右的时候，可以保证使用者的视觉感受比较舒适，不会受到眩光的影响。
图1示本发明照明度调整系统的第一实施例，照明度调整系统包括：第一光源10、第二光源30、第一感测单元332与控制单元312，第一光源10为环境光源，在此实施例中第一光源10可以为设置于天花板100的室内照明灯，第一光源10也可以是壁灯或其他非第二光源30的灯具，其主要用以供应环境照明，其发射的光线会照在阅读面210上。非第二光源包括第一光源，非第二光源用于提供环境照明，非第二光源还可以包括除第一光源外的其它提供环境照明的光源，例如，太阳光或者除第一光源外的其它灯具。在本发明中第一光源10的亮度可由控制单元312调整，第二光源30可以为设置于桌面20上台灯，第二光源30也可以是立灯或是吊灯的型式，其主要用以提供光线于阅读面210上，阅读面210具有一个阅读照明度，阅读照明度可以依视觉应用的方式设定在对应应用模式对应的预定范围上，具体的，阅读照明度可以设定为大于第一值，例如在精密工作时，需要将第一值设定为大于1000流明，阅读照明度也可以设定为大于第一值而小于第二值，例如一般阅读时可设定第一值大于500流明，第二值在1000流明，当然，第二值与第一值可以根据实际的应用情况进行设定。第一感测单元332用以感测非第二光源30发射光线的环境照明度，控制单元312用以依据阅读照明度与环境照明度计算指标值，调整第一光源10的亮度使指标 值于预定范围内便可适当的减少对比眩光对阅读者的影响。
指标值可使用UGR来精准估算眩光值，也可用其他种类似的眩光指标进行估算眩光值，原则上指标值会与光源区亮度除以背景亮度的比值为正比例关系，于本发明中，指标值与阅读照明度除以环境照明度的比值为正比例关系，此处，阅读照明度对应于上述光源区亮度，环境照明度对应于上述背景亮度。
第一实施例中的第二光源30为台灯，具有遮蔽片(此处为灯罩330)与发光体331，灯罩330原则上以遮蔽发光体的光线为主，灯罩330具内表面(第一面)与外表面(第二面)，发光体331设置于邻近内表面，第一感测单元332设置于邻近外表面，灯罩330用以遮蔽发光体331的光线使得第一感测单元332不会直接收到发光体331所发出的光线，第一感测单元332所侦测到的照明度约略等于人眼感受到环境光的亮度。
第二光源30还可包含底座310与支撑臂320，底座310可设置于阅读面上，支撑臂320的一端耦接底座310，另一端耦接灯罩330，本发明的系统还可包括第二感测单元311，第二感测单元311设置于底座310上，第二感测单元311用以感测阅读照明度。参阅UGR的公式，本发明的指标值可设定成与阅读照明度除以环境照明度的比值为正比例关系。本发明的第二光源30还可包括传送单元313，控制单元312、传送单元313与第二感测单元311可设置于底座310，第一光源10还可包括接收单元(未图示)，控制单元312依据第一感测单元332感测到的环境照明度以及第二感测单元311感测到的阅读照明度估算要调整的级距，由传送单元传送调整指令给接收单元，第一光源10依据调整指令调整亮度，使指标值落于预定范围内。调整指令中包括要调整的级距。
调整亮度的方式可以是预先依据依事先量测好的级距直接调整第一光源10 的亮度，一次性地使指标值落于预定范围内；或是第一光源10依据调整指令每次调整一个固定亮度，重复第一感测单元332与第二感测单元311的感测与步进式的调整，直到指标值落于预定范围内，如此可以避免强烈的光线变化，使人眼更为疲劳。此处的指标值可以利用UGR来估算，预定范围约为10至15左右，如果用其他的指标值调整则需要比对实际状况来设计预定范围。
依据上述的调整步骤对第一光源10的亮度进行，若第一光源10的亮度已到达不可调整的极限，但指标值仍在预定范围外，则控制单元312发送警示提醒，以使得使用者手动调整第二光源30，警示的方式可以是另外设置蜂鸣器或是以灯光亮暗交错作为提醒。
图1中的另一种实施方式可以利用行动装置50来达成，行动装置50一般具有相机、传送单元与控制单元，具有相机的手机可安装光感测的应用程式，例如Android Play(安卓游戏)中的Luxmeter(照度计)，可进行照明度的量测，使用者可以往复的利用行动装置50在灯罩330的上方测到的环境照明度与阅读面210感测阅读照明度，控制单元估算由传送单元传送调整指令给接收单元，第一光源10依据调整指令调整亮度，指标值落于预定范围内。
图2揭露本发明的第二实施例，第一光源10为环境光源与第一实施例相同，显示器(例如，行动装置40)具有屏幕410与第一感测单元420，行动装置40内部还包括背光源、控制单元以及传送单元(未图示)，背光源即为第二光源，背光源可提供阅读照明度于上述屏幕410上，第一感测单元420设置于行动装置40的壳体上，第一感测单元420可以量测第一光源10照明的环境照明度、第一感测单元420可以与屏幕410设置于同一面上，控制单元依据第一感测单元420感测到的环境照明度以及屏幕410的阅读照明度估算要调整的级距，由 传送单元传送调整指令给第一光源10的接收单元，第一光源10依据调整指令调整亮度，使指标值落于预定范围内。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的照明度调整系统，包括用户提供环境照明的第一光源，该系统能够根据阅读照明度和环境照明度计算指标值，并调整第一光源的亮度使指标值于预定范围内，进而减少对比眩光对阅读者的影响。
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 (9)

1.一种照明度调整系统，其特征在于，包括：
第一光源，用以发射第一光线于阅读面；
第二光源，用以发射第二光线于该阅读面，该阅读面具有阅读照明度；
第一感测单元，用以感测非该第二光源发射光线的环境照明度，该非第二光源包括该第一光源；以及
控制单元，用以依据该阅读照明度与该环境照明度计算指标值，并调整该第一光源的亮度使该指标值于预定范围内，以减少对比眩光对阅读者的影响；
其中，该指标值与该阅读照明度除以该环境照明度的比值为正比例关系；该指标值使用统一眩光指数(UGR)来精准估算眩光值，该统一眩光指数(UGR)的定义如下式：
其中Li为第i个光源区的亮度；ωi为第i个光源区的立体角；Lb为背景亮度；Pi为至第i个光源区方位的Guth位置参数，与观察者至光源的横向与纵向正切函数值相关。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二光源具有遮蔽片与发光体，该遮蔽片具有第一面与第二面，该发光体邻近该第一面，该第一感测单元邻近该第二面，该遮蔽片用以遮蔽该发光体的光线。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第二感测单元，该第二感测单元用以感测该阅读照明度。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该阅读照明度设定为大于第一值，当处于精密工作模式时，该第一值设定为1000流明，当处于一般阅读模式时，该第一值设定为500流明。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该第二光源具有底座，该底座设置于该阅读面上，该第二感测单元设置于该底座上。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该控制单元与该第一感测单元设置于该第二光源内，该第二光源还包括传送单元，该第一光源还包括接收单元，该控制单元将调整指令由该传送单元传送给该接收单元，该第一光源依据该调整指令调整固定亮度，该系统通过重复量测该环境照明度与调整该固定亮度使该指标值落于该预定范围内。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当该指标值在该预定范围外且该第一光源的亮度已到达不可调整的极限，该控制单元发送警示以提醒手动调整该第二光源。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第二光源为显示器的背光源，该阅读面为该显示器的屏幕，该第一感测单元设置于该显示器的壳体上。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，该显示器为手持式显示器，该第一感测单元与该屏幕设置于同一面上。
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