CN105674155A - 荧幕辅助照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种荧幕辅助照明装置，包括灯架、第一发光源、第二发光源、切换器、第一光感测器以及第二光感测器。灯架包括支撑轴以及设置于支撑轴上的灯罩。第一发光源设置于灯罩的第一表面上，并朝第一出光方向发光。第二发光源设置于灯罩的第二表面上，并朝第二出光方向发光。第一出光方向与第二出光方向不同。切换器设置于灯架上，用以切换第一发光源与第二发光源。第一光感测器设置于灯罩上，用以侦测荧幕后方的背景光源的亮度值。第二光感测器设置于灯罩上，用以侦测环境光源的照度值。当荧幕后方的背景光源的亮度值小于第一设定值时，启动第一发光源；当环境光源的照度值小于第二设定值时，启动第二发光源。

Description

荧幕辅助照明装置
技术领域
本发明是有关于一种照明装置，且特别是有关于一种荧幕辅助照明装置。
背景技术
近年来网络信息爆炸，信息的取得管道已由传统书面媒体大幅度由电子媒体取代，消费者使用荧幕频率日趋增加，大至电视、计算机显示器，小至平板计算机、手机等，日常生活已与荧幕脱离不了关系。
然而，过暗的背景环境会造成荧幕的亮度过亮，因而产生强烈的对比眩光，或是环境光源过亮时经由荧幕反射至眼睛而造成不适的间接眩光，皆会加速眼睛使用上的疲劳。因此，有必要针对背景环境的光源亮度以及照射位置进行改善，以减少对比眩光及间接眩光发生的机率。
因此，有必要设计出一种新的荧幕辅助照明装置，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明有关于一种荧幕辅助照明装置，用以侦测荧幕后方的背景光源的亮度值，以提供合适的背景灯光，以及用以侦测荧幕周围的环境光源的照度值，以提供合适的照明灯光。
为达上述目的，本发明提供了一种荧幕辅助照明装置，包括：
灯架，包括支撑轴以及设置于该支撑轴上的灯罩；
第一发光源，设置于该灯罩的第一表面上，并朝第一出光方向发光；
第二发光源，设置于该灯罩的第二表面上，并朝第二出光方向发光，该第一出光方向与该第二出光方向不同；
切换器，设置于该灯架上，用以切换该第一发光源与该第二发光源；
第一光感测器，设置于该灯罩上，用以侦测该荧幕后方的背景光源的亮度值：以及
第二光感测器，设置于该灯罩上，用以侦测环境光源的照度值，
其中，当该荧幕后方的该背景光源的亮度值小于第一设定值时，启动该第一发光源；当该环境光源的照度值小于第二设定值时，启动该第二发光源。
较佳的，该第一出光方向垂直于该第二出光方向。
较佳的，当该第一发光源处于荧幕使用模式时，该灯罩相对于该支撑轴旋转至该荧幕后方，且该第一发光源的该第一出光方向朝向该荧幕后方；当该第二发光源处于桌面使用模式时，该灯罩相对于该支撑轴旋转至该荧幕前方，且该第二发光源的该第二出光方向垂直于该荧幕的法线方向并朝向桌面。
较佳的，该切换器包括第一导电片、第二导电片以及转向接头，该第一导电片与该第二导电片设置在该支撑轴的第一侧与第二侧，且该转向接头设置在该支撑轴的轴套内，用以电性连接该第一导电片或该第二导电片，该轴套枢接于该灯罩与该支撑轴之间。
较佳的，当该第一发光源处于荧幕使用模式时，该转向接头旋转至该支撑轴的该第一侧，并与该第一导电片电性连接，以启动该第一发光源；当该第二发光源处于桌面使用模式时，该转向接头旋转至该支撑轴的该第二侧，并与该第二导电片电性连接，以启动该第二发光源。
较佳的，该转向接头包括金属球体以及弹性件，该弹性件设置于该轴套的容置槽内，用以抵压该金属球体，以使该金属球体弹性接触于该第一导电片与该弹性件之间或该第二导电片与该弹性件之间。
较佳的，该第一导电片与该第二导电片分别设有用以容纳该金属球体的部分表面的限位凹口。
较佳的，还包括亮度控制器，电性连接该第一发光源以及该荧幕，用以接收该荧幕所输出的荧幕亮度讯号，并根据该荧幕亮度讯号以及该第一光感测器所侦测到的该背景光源的亮度值，控制该第一发光源的亮度，以补强该背景光源的亮度值。
较佳的，还包括亮度控制器，电性连接该第二发光源，并根据该第二光感测器所侦测到的该环境光源的照度值，控制该第二发光源的亮度，以补强该环境光源。
较佳的，该第一光感测器设置于该灯罩的该第一表面上，且该灯罩于该第一发光源与该第一光感测器之间设有隔板；和/或，该第二光感测器设置于该灯罩的该第二表面上，且该灯罩于该第二发光源与该第二光感测器之间设有隔板。
与现有技术相比，本发明提供一种荧幕辅助照明装置，于其灯罩上设置第一光感测器，用以侦测荧幕后方的背景光源的亮度值，并可根据背景光源的亮度值来调整合适的背景光源，以减少对比眩光产生。并且，于该灯罩上另外设置第二光感测器，用以侦测荧幕周围的环境光源的照度值，并可根据此照度值来调整合适的照明灯光，以减少间接眩光产生。此外，该荧幕辅助照明装置中设置了切换器，让使用者依照使用情况调整灯罩的方向时，同时自动切换不同的使用模式，因此使用上更为方便、有效。
附图说明
图1A和图1B分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置的立体图及其灯罩部分的剖面示意图。
图2A和图2B分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置于不同使用模式下的操作示意图。
图3A和图3B分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置的模式切换方式的示意图。
图4A为本发明实施例的荧幕辅助照明装置的电路方块图。
图4B为本发明另一实施例的荧幕辅助照明装置的电路方块图。
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。
在本发明实施例中，提出一种荧幕辅助照明装置，其针对荧幕使用时的灯光环境进行改善。一般而言，正确使用荧幕包含了坐姿、荧幕设定及灯光环境，其中灯光环境的亮度常被疏忽而造成眼睛使用上的疲劳。建议使用荧幕时背景光源的亮度需适中，目光可及的背景物(例如墙壁)的亮度约为荧幕亮度的三分之一为宜，以减少对比眩光或间接眩光产生。
为了侦测背景亮度，本发明的荧幕辅助照明装置于灯罩上设置第一光感测器，用以侦测荧幕后方的背景光源的亮度值，并可根据背景光源的亮度值来调整合适的背景灯光，以减少对比眩光产生。此外，为了侦测环境光源，本发明的荧幕辅助照明装置于灯罩上另外设置第二光感测器，用以侦测荧幕周围的环境光源的照度值，并可根据此照度值来调整合适的照明灯光，以减少间接眩光产生。另外，本发明的荧幕辅助照明装置还可根据反馈的荧幕亮度讯号及光传感器所侦测到的背景光源的亮度值，调整发光源的亮度，以提供合适的背景灯光。
以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。
请参照图1A和图1B，其分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置100的立体图及其灯罩118部分的剖面示意图。荧幕辅助照明装置100包括灯架110、第一发光源120、第二发光源122、切换器130、第一光感测器140以及第二光感测器142。灯架110包括支撑轴112、轴套114以及藉由轴套114设置于支撑轴112上的灯罩118。第一发光源120设置于灯罩118的第一表面S1上，并朝第一出光方向X发光。第二发光源122设置于灯罩118的第二表面S2上，并朝第二出光方向Y发光。第一出光方向X与第二出光方向Y不同，例如互相垂直或相交预定角度。
如图1A所示，灯罩118的一端具有延伸臂116，此延伸臂116以轴套114固定在支撑轴112上，并且延伸臂116及轴套114能相对于支撑轴112旋转。然而，本发明不限定以单一延伸臂116及单一轴套114连接于灯罩118与支撑轴112之间，亦可采用三连杆、四连杆或其他的可活动构件连接，使灯罩118与支撑轴112之间不仅只有单一轴向旋转运动，还可有多轴向旋转、支架伸展及回缩等运动。
此外，灯罩118利用隔板格成多个容置空间，用以放置第一发光源120与第二发光源122，并可使第一发光源120与第二发光源122朝向不同的出光方向发光。第一发光源120与第二发光源122可为发光二极管阵列、荧光灯管或其他照明光源，本发明对此不加以限制。
请参照图1B，灯罩118例如设有十字交叉的第一隔板115与第二隔板117，其中第一隔板115将第二隔板117分为两个区域，而第二隔板117也将第一隔板115分为两个区域。第一发光源120设置于第一隔板115的表面115a上(也就是第一表面S1上)，并朝第一隔板115的法线方向(也就是第一出光方向X)发光。此外，第二发光源122设置于第二隔板117的表面117a上(也就是第二表面S2上)，并朝第二隔板117的法线方向(也就是第二出光方向Y)发光。也由于第一发光源120与第二发光源122被十字交叉的第一隔板115与第二隔板117分开，因此第一发光源120的第一出光方向X与第二发光源122的第二出光方向Y不仅能相互垂直，且彼此不会相互干扰。
另外，请参照图1B，第一光感测器140设置于第一隔板115的表面115a上(也就是第一表面S1上)，用以侦测背景光源的亮度值，且由于第一发光源120与第一光感测器140之间以第二隔板117隔开，因此可避免第一发光源120发出的光直接入射至第一光感测器140，而造成第一光感测器140无法准确量测背景光源的亮度值。再者，第二光感测器142设置于第二隔板117的表面117a上(也就是第二表面S2上)，用以侦测环境光源的照度值，且由于第二发光源122与第二光感测器142之间以第一隔板115隔开，因此可避免第二发光源122发出的光直接入射至第二光感测器142，而造成第二光感测器142无法准确量测环境光源的照度值。
请参照图2A及图2B，其分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置100于不同使用模式下的操作示意图。荧幕辅助照明装置100的支撑轴112可直立地(或横向地)设置在显示器150的荧幕152后方或是设置在显示器150下方的桌面D或平面上，而灯罩118的高度大致上高于显示器150的高度，以使灯罩118可相对于支撑轴112旋转而水平移转到显示器150的后方(远离使用者；如图2A所示)或前方(靠近使用者；如图2B所示)。
在本实施例的图2A中，将灯罩118相对于支撑轴112旋转至荧幕152后方，且第一发光源120的第一出光方向X朝向荧幕152后方的使用模式称为「荧幕使用模式」，此时，使用者与荧幕152相对，第一发光源120大致上朝向荧幕152后方的方向发射第一光线L1，且第一光线L1由背景物W反射后朝荧幕152的方向行进，以做为荧幕152的背景光源LB。同时，在「荧幕使用模式」时，第一光感测器140设置于灯罩118上并朝向荧幕152后方，用以侦测荧幕152后方的背景光源LB的亮度值。在本实施例中，当荧幕152后方的背景光源LB的亮度值小于第一设定值时，表示环境灯光过暗，则启动第一发光源120，以补强荧幕152后方的背景光源LB的亮度。
上述的背景光源LB不限定由第一发光源120产生，亦可由环境光源产生。此外，上述的背景光源LB的亮度值包括由荧幕152后方投射至背景物W并由背景物W反射后朝荧幕152行进的光产生，亦可包括由荧幕152后方直接朝荧幕152行进的光产生，本发明不限定必须设置照明光源在荧幕152的后方才可称之为背景光源LB，也不限定荧幕152前方必须要设置照明光源并对背景物W投射光线才可产生背景光源LB，而是无论是直射或被反射，只要能包含由荧幕152后方朝荧幕152行进的光皆可称之为背景光源LB。
在本实施例的图2B中，将灯罩118相对于支撑轴112旋转至荧幕152前方，且第二发光源122的第二出光方向Y垂直于荧幕152的法线方向且朝向桌面D的使用模式称为「桌面使用模式」。相对于「荧幕使用模式」，「桌面使用模式」不需提供背景光源LB，而是提供桌面D的照明光源。此时，使用者坐在荧幕152的前方(与荧幕152相对)，可能在使用键盘或是看书，第二发光源122大致上朝向桌面D发射第二光线L2，且第二光线L2由键盘或书本反射后朝反方向行进而入射至使用者的眼睛，以做为阅读或打字用的照明光源。同时，在「桌面使用模式」时，第二光感测器142设置在灯罩118上并朝向桌面D，用以侦测环境光源LS对桌面D的照度值。在本实施例中，当环境光源LS对桌面D的照度值小于第二设定值，表示环境光源LS对桌面D的照度不够，则启动第二发光源122，以补强环境光源LS。
上述环境光源LS的照度值不限定为环境光源LS对桌面D投射光线的照度值，亦可为对键盘、书本或荧幕显示面投射光线的照度值，当第二光感测器142朝向桌面D时，才会侦测环境光源LS对桌面D的照度值，因此，必须要视第二光感测器142所要侦测的对象为何，再来侦测环境光源LS对此被照物的照度值。
除了上述的「荧幕使用模式」与「桌面使用模式」之外，本发明还可增加其他的使用模式，不限定只能使用上述两种。此外，在「荧幕使用模式」时，除了以第一发光源120来补强背景光源LB之外，还可同时以第一发光源120及第二发光源122来补强背景光源LB，或是以第二发光源122来补强背景光源LB，本发明对此不加以限制。另外，上述的使用模式可藉由机械式或电子式切换器130进行切换，以达到手动或自动切换的功能。以下特以实施例做为范例进行说明，但本发明不以此为限。
请参照图3A及图3B，其分别为本发明实施例的荧幕辅助照明装置100的模式切换方式的示意图。切换器130包括第一导电片131、第二导电片133以及转向接头135。第一导电片131与第二导电片133设置在支撑轴112的第一侧A1与第二侧A2，第一侧A1与第二侧A2例如是相对两侧或在相隔预定距离的两个位置上。转向接头135设置于支撑轴112的轴套114内，用以电性连接第一导电片131或第二导电片133，且轴套114枢接于灯罩118的延伸臂116与支撑轴112之间。
在图3A中，当第一发光源120处于荧幕使用模式时，转向接头135旋转至支撑轴112的第一侧A1，并与第一导电片131电性连接，以启动第一发光源120。也就是说，电源供应端的电流可经由切换器130导通而传导至第一发光源120，以发出第一出光方向X的光线。
在图3B中，当第二发光源122处于桌面使用模式时，转向接头135旋转至支撑轴112的第二侧A2，并与第二导电片133电性连接，以启动第二发光源122。也就是说，电源供应端的电流可经由切换器130导通而传导至第二发光源122，以发出第二出光方向Y的光线。
在本实施例中，转向接头135包括金属球体136以及弹性件137。金属球体136与弹性件137皆具有导电性。弹性件137设置于轴套114的容置槽C内，用以抵压金属球体136，以使金属球体136弹性接触于第一导电片131与弹性件137之间或第二导电片133与弹性件137之间。
第一导电片131与第二导电片133分别设有用以容纳金属球体136的部分表面的限位凹口132及134，此二限位凹口132、134可使金属球体136稳固地定位在预定的位置上，以维持良好的电性连接质量。在图3A中，当使用者欲旋转转向接头135时，必须先克服金属球体136的阻力，使突出于容置槽C外的金属球体136能压缩弹性件137并回到容置槽C内后，才能顺利转动转向接头135。
在图3B中，等到金属球体136到达第二侧A2并再度被弹性件137推入另一个限位凹口134内时才能停止移动，且金属球体136与第二导电片133电性连接，以达到自动切换的功能。
上述的金属球体136及弹性件137兼具电性连接以及卡位的功能，让使用者依照使用情况调整灯罩118的方向时，同时自动切换不同的使用模式，使用上更为方便、有效。上述的切换器130亦可以采用其他类型的转向接头135，本发明对此不加以限制。
此外，当第一导电片131与第二导电片133皆未与金属球体136接触时，则转向接头135处于不导电状态，以关闭电源。
接着，请参照图4A，其为本发明实施例的荧幕辅助照明装置100的电路方块图。在上述的「荧幕使用模式」下，荧幕辅助照明装置100还包括亮度控制器144，亮度控制器144用以控制第一发光源120的亮度。在本实施例中，亮度控制器144的二输入端In分别电性连接荧幕152以及第一光感测器140，且亮度控制器144的输出端Out电性连接第一发光源120。亮度控制器144用以接收荧幕152所输出的荧幕亮度讯号，并根据荧幕亮度讯号以及第一光感测器140所侦测到的背景光源LB的亮度值，判断目前的背景光源LB的亮度是否足够。例如：背景光源LB的亮度控制在荧幕亮度的三分之一为宜。因此，可将第一设定值设定在荧幕亮度的三分之一左右，当背景光源LB的亮度值小于荧幕亮度的三分之一时，启动第一发光源120并控制第一发光源120的亮度，以补强背景光源LB的亮度值。
在实施例中，亮度控制器144可藉由USB、WIFI、蓝芽等有线或无线传输方式得到荧幕152目前的亮度讯号，或是藉由光感测的方式得到荧幕目前的亮度讯号。
此外，请参照图4B，其为本发明另一实施例的荧幕辅助照明装置100的电路方块图。在上述的「桌面使用模式」下，荧幕辅助照明装置100的亮度控制器144还可用以控制第二发光源122的亮度。亮度控制器144的输入端In电性连接第二光感测器142，且亮度控制器144的输出端Out电性连接第二发光源122。在实施例中，第二光感测器142朝向桌面，以侦测环境光源LS对桌面的照度。亮度控制器144用以接收第二光感测器142所侦测到的环境光源LS的照度值，以判断目前荧幕周围的环境光源LS的照度值是否足够。例如：环境光源LS的照度值可控制在对人眼不会产生间接眩光的范围内，借以设定第二设定值。当环境光源LS的照度值过低而小于第二设定值时，启动第二发光源122并控制第二发光源122的亮度，以补强环境光源LS。
本发明上述实施例所揭露的荧幕辅助照明装置，于灯罩上设置第一光感测器，用以侦测荧幕后方的背景光源的亮度值，并可根据背景光源的亮度值来调整合适的背景光源，以减少对比眩光产生。此外，本发明上述实施例所揭露的荧幕辅助照明装置，于灯罩上另外设置第二光感测器，用以侦测荧幕周围的环境光源的照度值，并可根据此照度值来调整合适的照明灯光，以减少间接眩光产生。也由于在本发明的荧幕辅助照明装置中设置了切换器，让使用者依照使用情况调整灯罩的方向时，同时自动切换不同的使用模式，因此使用上更为方便、有效。
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 (10)

1.一种荧幕辅助照明装置，其特征在于，包括：
灯架，包括支撑轴以及设置于该支撑轴上的灯罩；
第一发光源，设置于该灯罩的第一表面上，并朝第一出光方向发光；
第二发光源，设置于该灯罩的第二表面上，并朝第二出光方向发光，该第一出光方向与该第二出光方向不同；
切换器，设置于该灯架上，用以切换该第一发光源与该第二发光源；
第一光感测器，设置于该灯罩上，用以侦测该荧幕后方的背景光源的亮度值；以及
第二光感测器，设置于该灯罩上，用以侦测环境光源的照度值；
其中，当该荧幕后方的该背景光源的亮度值小于第一设定值时，启动该第一发光源；当该环境光源的照度值小于第二设定值时，启动该第二发光源。
2.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，该第一出光方向垂直于该第二出光方向。
3.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，当该第一发光源处于荧幕使用模式时，该灯罩相对于该支撑轴旋转至该荧幕后方，且该第一发光源的该第一出光方向朝向该荧幕后方；当该第二发光源处于桌面使用模式时，该灯罩相对于该支撑轴旋转至该荧幕前方，且该第二发光源的该第二出光方向垂直于该荧幕的法线方向并朝向桌面。
4.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，该切换器包括第一导电片、第二导电片以及转向接头，该第一导电片与该第二导电片设置在该支撑轴的第一侧与第二侧，且该转向接头设置在该支撑轴的轴套内，用以电性连接该第一导电片或该第二导电片，该轴套枢接于该灯罩与该支撑轴之间。
5.如权利要求4所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，当该第一发光源处于荧幕使用模式时，该转向接头旋转至该支撑轴的该第一侧，并与该第一导电片电性连接，以启动该第一发光源；当该第二发光源处于桌面使用模式时，该转向接头旋转至该支撑轴的该第二侧，并与该第二导电片电性连接，以启动该第二发光源。
6.如权利要求4所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，该转向接头包括金属球体以及弹性件，该弹性件设置于该轴套的容置槽内，用以抵压该金属球体，以使该金属球体弹性接触于该第一导电片与该弹性件之间或该第二导电片与该弹性件之间。
7.如权利要求6所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，该第一导电片与该第二导电片分别设有用以容纳该金属球体的部分表面的限位凹口。
8.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，还包括亮度控制器，电性连接该第一发光源以及该荧幕，用以接收该荧幕所输出的荧幕亮度讯号，并根据该荧幕亮度讯号以及该第一光感测器所侦测到的该背景光源的亮度值，控制该第一发光源的亮度，以补强该背景光源的亮度值。
9.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，还包括亮度控制器，电性连接该第二发光源，并根据该第二光感测器所侦测到的该环境光源的照度值，控制该第二发光源的亮度，以补强该环境光源。
10.如权利要求1所述的荧幕辅助照明装置，其特征在于，该第一光感测器设置于该灯罩的该第一表面上，且该灯罩于该第一发光源与该第一光感测器之间设有隔板；和/或，该第二光感测器设置于该灯罩的该第二表面上，且该灯罩于该第二发光源与该第二光感测器之间设有隔板。
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