CN109152151A - 保护视力的多媒体教室的照明方法及智能照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种保护视力的多媒体教室的照明方法及智能照明控制系统，涉及照明领域，以缓解现有的多媒体教室存在着投影屏幕与环境背景亮度对比差异大、变化快，容易引起视觉疲劳，有损视力的技术问题。本发明保护视力的方法包括：选取多媒体教室进行实验；记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等生理信号；分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等生理信号与视觉疲劳程度的关联性；确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，并可以通过控制系统自动调节。达到缓解视觉疲劳，提高视觉舒适度，保护视力的目的。

Description

保护视力的多媒体教室的照明方法及智能照明控制系统

技术领域

本发明涉及照明领域，尤其涉及一种保护视力多媒体教室等室内的照明的方法及智能照明控制系统。

背景技术

据报道，我国学生近视呈现高发、低龄化趋势，严重影响孩子的身心健康，因此全社会需要行动起来，共同呵护好孩子的眼睛，让他们拥有一个光明的未来。2010年第六次全国学生体质健康调查报告表明：我国学生视力不良检出率继续上升，并出现低龄化倾向，小学、初中、高中和大学生的近视率分别为40.89％、67.33％、79.20％、84.72％，小学年龄段近视检出率明显升高。预计2020年我国学生视力不良总数为1.524亿，至2030年约为1.804亿。

近视的发病原因主要有遗传和环境因素。在环境因素中，光照环境是不可忽视的重要因素。全国多媒体教室普及率达到了80％。研究表明城市学校的学生平均每天在校时间长达7～8小时，有的农村学校甚至超过了10小时，因此，多媒体教室已经成为学生学习和进行各种活动的主要场所，其光环境质量的好坏直接影响学生的眼部健康。多名学者对多媒体教室的光环境进行了调查研究，结果表明多媒体教室的光环境不容乐观。

多媒体教室内的投影屏幕、黑板、黑板周边墙面各部分材料光反射特性不同，反射进入人眼的光量也不相同，光对比度大。人眼虽有适应性的特点，但当视野内光线明暗急剧变化时，眼睛难以适应。此外，多媒体教室的投影仪在播放幻灯片时，投影屏幕与环境亮度对比差异大、变化快，明暗变化剧烈，眼睛也难以适应这种屏幕上明暗和动态的变化，容易引起视觉疲劳，有损视力。

综上，针对多媒体教室的视力保护目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供保护视力的多媒体教室的照明方法及智能照明控制系统，以缓解现有的多媒体教室存在着投影屏幕与环境亮度对比差异大、变化快，容易引起视觉疲劳，有损视力的技术问题。本发明能够缓解视觉疲劳，提高视觉舒适度，保护视力。

第一方面，本发明实施例提供了保护视力的多媒体教室的照明方法，包括以下步骤：

选取多媒体教室进行实验；

记录观测者的生理信号；

分析生理信号与视觉疲劳程度的关联性；

确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，从而保护视力。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述选取多媒体教室进行实验，具体包括：

选取多张不同灰度的马赛克画面，按灰度等级由低至高分别投射到投影屏幕上；

测量投影屏幕每张灰度马赛克画面的亮度数据，同时测量环境的亮度数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述记录观测者的生理信号，具体包括：

利用生理信号仪和眼动仪记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述分析生理信号与视觉疲劳程度的关联性，具体包括：

根据皮尔逊相关系数分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小与视觉疲劳程度的关联性。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值区间，具体包括：

以韦伯定律和视觉疲劳客观值，作为投影屏幕亮度和环境亮度比值的理论基础，找出适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该保护视力的多媒体教室的照明方法还包括：根据适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，生成投影屏幕亮度与环境亮度的对应关系表，基于该对应关系表建立调节环境亮度模式；所述调节环境亮度模式包括调节环境亮度功能对应的照明控制参数，照明控制参数包括开启LED灯的数量、LED灯的色温和照度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该保护视力的多媒体教室的方法还包括：利用光传感器实时监测投影屏幕亮度值，查找与所述投影屏幕亮度值对应的环境亮度值，根据所述环境亮度值利用人工照明对实际环境亮度值进行调节，以提高人眼视看舒适度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在监测到投影屏幕亮度变化时，查找预存在调节环境亮度模式中对应比例的照明控制参数；根据查找到的照明控制参数，发送控制指令至至少一个LED灯，LED灯执行相应的动作，以进行环境亮度调节；当人工照明调节的环境亮度使之满足适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值，维持该照明模式。

第二方面，本发明实施例提供了多媒体教室的智能照明控制系统，包括：上位机、主控模块以及与主控模块通信连接的光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块；所述上位机与所述主控模块通讯连接；

所述上位机用于对主控模块发送数据和命令；

所述主控模块用于接收和存储上位机的命令，并查找预存在其上调节环境亮度功能对应的照明控制参数，向智能调节环境亮度模块发送数据和命令；

所述主控模块还用于对所述光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块的工作状态以及光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块的之间的数据进行相互协调控制。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光环境监测与分析模块包括光传感器模块以及照明数据库模块，所述智能调节环境亮度模块包括照明控制模块和配方化的LED灯。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的照明方法及智能照明控制系统，其中，该保护视力的方法，包括：选取多媒体教室进行实验；记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数；分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数与视觉疲劳程度的关联性；确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。因此，本发明实施例提供的技术方案，缓解了现有的多媒体教室存在着投影屏幕与环境背景亮度对比差异大、变化快，容易引起视觉疲劳，有损视力的技术问题，能够缓解视觉疲劳，提高视觉舒适度，保护视力。

需要指出的是，投影屏幕与传统黑板(深绿色)与墙面、天花亮度对比值差异太大。不利于照明改变明暗来适应投影的ppt(演示文档)画面的变化和人眼适应度之间的比值关系，改变黑板为灰板或白板是配合本发明的方法之一。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的照明方法的技术路线图；

图2示出了本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的照明方法的流程图；

图3示出了本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的照明方法的具体流程图；

图4示出了本发明实施例提供的一种保护视力的多媒体教室的智能照明控制系统的示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种保护视力的多媒体教室的智能照明控制系统的控制方法的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

多媒体教室内的投影屏幕、黑板、黑板周边墙面各部分材料光反射特性不同，反射进入人眼的光量也不相同。投影屏幕与传统黑板(深绿色)与墙面、天花亮度对比值差异太大。不利于照明改变明暗来适应投影的ppt画面的变化和人眼适应度之间的关系。人眼虽有适应性的特点，但当视野内光线明暗急剧变化时，眼睛是难以很好地适应。此外，多媒体教室的投影仪在播放幻灯片时，明暗变化剧烈，眼睛并不能很好的适应明暗视觉的转化，容易引起视觉疲劳，有损视力。

基于此，本发明实施例提供了保护视力的多媒体教室的方法及智能照明控制系统，以缓解现有的多媒体教室存在着容易引起视觉疲劳，损伤视力的技术问题，能够缓解视觉疲劳，提高视觉舒适度，保护视力。此外，适合人眼视看范围的光环境不仅缓解对大、中、小学学生视力保护和视觉疲劳，亦可保证学生的学习效率，因此改变黑板为灰板或白板并找出适宜的投影幕亮度和环境亮度比值还可以提高学生的学习效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种保护视力的多媒体教室的方法进行详细介绍。

实施例一：

图1示出了本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的方法的技术路线图。

参照图1，该方法主要包括以下部分：

步骤S101：多媒体教室环境测量；

步骤S102：生理信号测量与视觉疲劳实验；

其中，生理信号包括但不限于脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数。

具体的，通过脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数和视觉疲劳实验确定脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数与视觉疲劳的关联性。

步骤S103：投影屏幕亮度与环境亮度比值实验；

具体的，步骤S103包括：

A环境亮度适宜范围确定；

B不同投影屏幕亮度与环境亮度的比值确定。

本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的方法，基于提升视觉舒适度、缓解视觉疲劳实验的研究成果，投影屏幕与传统黑板(深绿色)与墙面、天花亮度对比值差异太大。不利于照明改变明暗来适应投影的ppt画面的变化和人眼适应度之间的比值关系。通过改变黑板为灰板或白板及改变投影屏幕的环境亮度并利用人工补光对环境亮度进行改变以适应投影仪屏幕(投影屏幕)亮度变化，使教室投影屏幕与环境亮度保持合适比值，起到提升视觉舒适度、缓解视觉疲劳、保护视力的作用。

在一个实施例中，该方法在具体应用时，可以通过以下步骤实施：

(1)建立该地区多媒体教室光环境数据库，所述多媒体教室光环境数据库通过测量该地区多个多媒体教室光环境实际情况；

(2)根据实测的多媒体光环境状况，调整投影屏幕周围环境灰度；

(3)通过人工照明，根据具体投影屏幕的亮度，结合LED灯调节环境亮度，根据脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等生理信号与视觉疲劳的关联性，设定几种维持视觉舒适的投影屏幕亮度与环境亮度比值。

具体的，该方法通过以下步骤执行：一、根据多媒体教室光环境数据库，分为中、小学多媒体教室和大学多媒体教室两类。二、分析教室具体情况，做出相应规划方案，如大学多媒体教室只需考虑投影屏幕与环境(灰板、白板以及周边墙面)的亮度比值，改变多媒体教室环境亮度的灰度；中、小学多媒体教室根据需要可能还需考虑人眼视看的高低与各种反射出的光对视看环境的影响。三、根据方案实施，通过调节的LED灯人工照明来调节投影屏幕投影出的图像内容亮度急剧变化时与环境的亮度差值。四、当投影屏幕反射出的光变化缓慢，在人眼适应范围内不需要人工照明补足时，关闭调节的LED灯。

实施例二：

图2示出了本发明实施例提供的保护视力的多媒体教室的方法的流程图，应用于多媒体教室等室内，该多媒体教室包括投影屏幕。本发明的保护范围并不局限于此，还应包括凡室内使用投影屏幕的其他如会议室等多媒体空间。

如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201：选取多媒体教室进行实验；

这里的多媒体教室包括大学多媒体教室和中小学多媒体教室，选取时，多媒体教室的投影屏幕与黑板之间的距离为预设间隔距离。

需要指出的是，预设间隔距离可以根据调研的多媒体教室的统计设置，以提高方法的普适性。

步骤S202：记录观测者的生理信号；

具体的，记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数；

步骤S203：分析生理信号与视觉疲劳程度的关联性；

具体的，分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数与视觉疲劳程度的关联性；

步骤S204：确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。

这里的比值可以是一个具体值，也可以是一个区间。

本发明实施例提供的保护视力的方法，包括：选取多媒体教室进行实验；记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等生理信号；分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等生理信号与视觉疲劳程度的关联性；确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。因此，本发明实施例提供的技术方案，缓解了现有的多媒体教室存在着容易引起视觉疲劳，损伤视力的技术问题，能够缓解视觉疲劳，提高视觉舒适度，保护视力。进一步的，该方法还可以包括：收集目标地区的多媒体教室光环境数据资料，建立多媒体教室光环境数据库；所述多媒体教室光环境数据库通过测量该地区多个多媒体教室光环境实际情况。

实施例三：

图3示出了本发明实施例提供了保护视力的多媒体教室的方法的具体流程图。

如图3所示，这里以预设距离为5m为例对该保护视力的方法进行详细说明。该方法包括：

步骤S301：选取多张不同灰度的马赛克画面，按灰度等级由低至高分别投射到投影屏幕上；

步骤S302：测量投影屏幕每张灰度马赛克画面的亮度数据，同时测量环境的亮度数据；

由于黑板的反射系数较低，当投影屏幕反射的光较亮时，黑板反射的光仍然较暗，由于黑板周边墙面的反射系数较低，当投影屏幕反射的光较暗时，墙面反射的光仍然较亮。

因此，这里将黑板和墙面统一为中间灰度的环境亮度环境；

需要说明的是，可以通过人工照明对环境亮度环境的亮度数据进行调节。此外，该步骤S302还可以包括：采用视疲劳主观测试量表记录观测者视疲劳情况。

步骤S303：利用生理信号仪和眼动仪记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小；

其中，这里的生理信号包括眼动参数和生理指标；所述眼动参数包括水平眼电HEO、眨眼频率、眨眼时间、眨眼速度、注视持续时间、瞳孔大小、眼跳频率、眼跳持续时间、眼跳幅度、眼跳速度与加速度等。所述生理指标包括脑电、眼电等。

本实施例中，眼动仪采用iView X型号眼动仪；生理信号仪采用MP150型16导生理信号仪。

步骤S304：根据皮尔逊相关系数分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小与视觉疲劳程度的关联性。

具体的，分别根据皮尔逊相关系数分析上述各项眼动参数、生理指标与视觉疲劳程度的关联性，进而筛选出关联度最高和变化最明显的眼动参数和生理指标作为研究参数项。上式中，X表示眼动参数或者生理指标的测量值，即X可以是上述脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数的任意一项，当然X例如还可以是眨眼频率、眨眼速度；Y表示主管疲劳量表测试值，N表示测量次数。筛选出本次的参数项为眨眼频率、眨眼时间、眨眼速度、脑电信号、眼电信号。

具体实施时，根据皮尔逊相关系数分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数与视觉疲劳程度的关联性，然后从上述多个生理信号中筛选出关联度最高和变化最明显的至少一个生理信号作为本次研究的参数项。需要说明的是，这里为了描述方便仅以脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数为例，不代表对本实施例的限制。

步骤S305：以韦伯定律和视觉疲劳客观值，作为投影屏幕亮度和环境亮度比值的理论基础，找出适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。

具体的，以韦伯定律(对比度灵敏曲线)和视觉疲劳客观值F(S)＝a_ssC_ss(s)+a_czC_cz(s)+a_msC_ms(s)，作为投影屏幕亮度和环境亮度比值的理论基础，找出适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值。

上式中，C_ss是空间特性，C_cz是视差特性，C_ms是时间特性；a_ss、a_cz、a_ms分别为特性系数。结合测试者主观评价量表，可以通过Matlab求多元回归系数的方法获得这些马赛克画视觉客观疲劳值。

视觉疲劳客观值可以较为准确的预测视看图片的客观疲劳值，记录此时观测者的眨眼频率、眨眼时间、眨眼速度、脑电信号、眼电信号。通过改变背景亮度值，同时记录观测者的眨眼频率、眨眼时间、眨眼速度、脑电信号、眼电信号。通过对变化的数据进行分析，筛选出人眼疲劳变化率较大且为舒缓疲劳的投影屏幕与环境亮度的比值区间，既定为适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值。

进一步的，该方法还可以包括优化步骤：对所述适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值进行优化。

具体实施时，上述优化步骤包括以下步骤：

第一步：收集该地区多媒体教室光环境数据资料，建立多媒体教室光环境数据库。第二步：选取典型的多媒体教室进行实验，分析该多媒体教室的光环境数据，得出改进该多媒体教室的具体策略，所述改进策略包括改变环境亮度的灰度或者通过LED灯调节环境亮度。第三步：对改进后的所述多媒体教室进行二次实验，对光环境进行测量，并用iView X眼动仪和MP150型16导生理信号仪记录学生(观测者)的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小等参数。第四步：根据皮尔逊相关系数分析各项眼动数据参数、生理指标与视觉疲劳程度的关联性。第五步：以韦伯定律(对比度灵敏曲线)和视觉疲劳客观值，作为投影屏幕亮度和环境亮度比值的理论基础，优化适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值。

进一步的，该方法还包括：当投影屏幕亮度变化时，调节环境亮度，以使所述投影屏幕亮度与环境亮度的比值位于所述比值区间内。

在一个实施例中，可以通过以下步骤实现：利用光传感器实时监测投影屏幕亮度值，查找与所述投影屏幕亮度值对应的环境亮度值，根据所述环境亮度值利用人工照明对实际环境亮度值进行调节，以提高人眼舒适度。这里的人工照明可以采用LED灯。

换言之，基于上述找出的适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值，利用LED灯调节发光强度调节环境亮度的亮度，使投影屏幕与环境亮度至少属于这个比值的区间。具体而言，基于上述找出的适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值，结合该多媒体教室具体的光环境情况，根据需要可调整环境亮度的灰度以及结合LED灯光对环境亮度进行调节，得到投影屏幕亮度与环境亮度合适比值，维持视觉舒适度，保护视力。

进一步的，该方法还包括：根据适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值，生成投影屏幕亮度与环境亮度的对应关系表，基于该对应关系表建立调节环境亮度模式。所述调节环境亮度模式包括调节环境亮度功能对应的照明控制参数，照明控制参数包括开启LED灯的数量、LED灯的色温和照度。

进一步的，该方法还包括：在监测到投影屏幕亮度变化时，查找预存在调节环境亮度模式中对应比例的照明控制参数；根据查找到的照明控制参数，发送控制指令至至少一个LED灯，LED灯执行相应的动作，以进行调节环境亮度；当人工照明调节的环境亮度使之满足适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值时，维持该照明模式。

通过监测投影屏幕的亮度值，查找与之对应的环境亮度值，再获取调节环境亮度模式下的照明控制参数进行人工补光，使之满足适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值；并判定补光结果是否满足上述适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值；当是，维持该照明模式。

相比于现有的多媒体教室的投影仪在播放幻灯片时，明暗对比强烈(包括白底黑字)变化剧烈，眼睛难以适应，容易引起视觉疲劳，有损视力。本发明实施例能通过改变照明方式缓解这一问题。

实施例四：

多媒体教学日益取代传统的黑板书写的教学模式，教育部相关调查资料表明，我国学校的多媒体教室普及率达到了80％，多媒体教室已经成为学生学习和进行各种活动的主要场所，其在视觉特征、照明参数及对人的健康的影响方面和传统板书教学有较大的差异，传统的教室照明方法、照明设备和系统已经无法更好的满足多媒体教学空间的需求，基于对多媒体教室光环境现状调研，在照明数量、对比度以及视度方面均无法满足使用需求。在我国学生群体的视力不良检出率逐年上升并倾向低龄化的环境下，研究如何实现减小视觉疲劳、提高视觉舒适度的多媒体教室照明环境成为预防学生群体近视、保证眼部健康所亟待解决的课题。

基于多媒体教学空间的特征，应当从视觉疲劳、视觉舒适度方面进行全面研究，以满足以视觉功效及健康照明的要求。多媒体教室光环境分布与传统教学空间有较大差异，在教学过程中时刻处于动态和变化的过程，对于人眼来说，由于照明等级、亮度分布、亮度对比以及变化率等问题，使得与视觉舒适度、疲劳程度相关的各种眼动参数都产生了与传统教室光环境的差别，在保证使用功能前提下，缓解视觉疲劳、预防近视的多媒体教学空间需要基于以多媒体终端光度、色度变化为关键点，从照明指标、评价方法、照明设备及控制手段等多方面进行深入研究，形成完整的有利于保护视力的健康照明系统。

基于此，本发明实施例提供了一种保护视力的多媒体教室等室内的投影屏幕与环境亮度比值的智能照明控制系统，采用上述的保护视力的多媒体教室等室内投影屏幕与环境亮度比值的方法，能够调节投影屏幕与环境亮度比值；

参照图4，该智能照明控制系统包括：上位机、主控模块以及与主控模块通信连接的光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块。光环境监测与分析模块包括：光传感器模块和照明数据库模块。智能调节环境亮度模块包括：照明控制模块和配方化的LED灯。所述上位机用于对主控模块发送数据和命令，所述主控模块用于接收和存储上位机的命令，并查找预存在其上调节环境亮度功能对应的照明控制参数，向照明控制模块发送数据和命令。其中，所述照明控制参数包括所述开启的LED灯的数量，以及需要开启的LED灯对应的照度、色温参数。

进一步的，该智能照明控制系统基于视觉疲劳及提升视觉舒适度实验的研究成果为依据，调节整体光环境与投影屏幕亮度的比值；换句话说，该智能照明控制系统以缓解视觉疲劳及提升视觉舒适度实验的研究成果为参照来进行整体光环境与屏幕亮度的比值调节。该系统可随时保持多媒体教室在进行多媒体教学时，整体光环境与屏幕亮度的比值能自动调节到人眼最佳舒适度。解决了使用多媒体教室时，因多媒体显示终端与周边环境不恰当的亮度比及亮度变化而带来的不舒适感。

进一步的，所述的主控模块可以通过管理人员手动操作，进入手动控制模式，批量的控制LED灯的照度的变化或者开关，也可以单独的控制每一个LED灯的照度的变化或者开关。

进一步的，所述的主控模块在接收到调节环境亮度功能命令时，查找预存在其上调节环境亮度功能对应的照明控制参数，向照明控制模块发送数据和命令，实现自动控制。这里主控模块根据接收到的命令差值预存在主控模块上调节环境亮度功能对应的照明控制参数。

进一步的，所述的主控模块用于对所述光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块的工作状态以及光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块的之间的数据进行相互协调控制。

进一步的，所述主控模块包括：照度显示模块，在所述调节环境亮度功能开启后，在所述主控模块上显示LED灯的照明控制条画面；

具体的，所述照度显示模块在所述主控模块上显示调节环境亮度对应的LED灯以及LED灯的照度、色温控制条。

进一步的，智能调节环境亮度模块用于在监测到用户对调节环境亮度功能选项的选择操作时，光环境监测与分析模块对投影屏幕光环境进行实时监测并分析，查找预存在主控模块中与该投影屏幕亮度对应的环境亮度的照明控制参数；

进一步的，智能调节环境亮度模块根据查找到的照明控制参数，发送控制指令至该至少一个照明控制模块，控制该至少一个LED灯执行相应的动作，以进行调节环境亮度。

具体的，所述光环境监测与分析模块用于对投影屏幕亮度进行实时监测；所述主控模块基于光环境实时监测结合数据库模块分析，把参数数据调整值转化为实时调整信号，输出至智能调节环境亮度模块具进行调光。

主控模块还用于对照明参数进行手动输入和调整，LED灯具照明参数调节范围不同于一般教室照明灯具，是基于提升视觉舒适度、缓解视觉疲劳实验的研究成果，调整数据与照明数据库对应。

进一步的，所述光传感器模块用于监测投影屏幕的亮度，照明数据库模块内置基于视觉舒适度实验研究成果的照明参数匹配比例和计算模型。

本发明实施例提供的调节投影屏幕与环境亮度比值的智能照明控制系统，既可满足多媒体教学时的视觉功能需求，同时能够根据研究数据和理论模型，调节室内环境与多媒体显示设备之间的照明参数关系，最大程度减少视觉疲劳度的增加，提高视觉舒适度，利用成熟的单片机、计算机及LED调光控制技术，与配方化LED灯产品的结合，保证了系统应用的可实现性。

下面结合图5对该系统的控制方法进行简要说明：

具体包括以下步骤：

步骤S501：在调节环境亮度功能开启后，在主控模块上显示调节环境亮度LED灯的照明控制条画面；

步骤S502：在光传感器模块监测到投影屏幕亮度变化时，查找预存在照明数据库模块中与选择的调节该环境选项对应的照明控制参数；

步骤S503：根据查找到的照明控制参数，发送控制指令至该至少一个LED灯，控制该至少一个LED灯执行相应的动作，以进行调节环境亮度；

步骤S504：当人工照明调节的环境亮度使之满足适合人眼的比值，维持该照明模式。

本发明实施例提供的智能照明控制系统，与上述实施例提供的保护视力的方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的驱动方法的具体工作过程，可以参考前述实施例中驱动电路的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，还应包括凡室内使用投影屏幕的其他如会议室等多媒体空间。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取多媒体教室进行实验；

记录观测者的生理信号；

分析生理信号与视觉疲劳程度的关联性；

确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，从而保护视力。

2.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，所述选取多媒体教室进行实验，具体包括：

选取多张不同灰度的马赛克画面，按灰度等级由低至高分别投射到投影屏幕上；

测量投影屏幕每张灰度马赛克画面的亮度数据，同时测量环境的亮度数据。

3.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，所述记录观测者的生理信号，具体包括：

利用生理信号仪和眼动仪记录观测者的脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小。

4.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，所述分析生理信号与视觉疲劳程度的关联性，具体包括：

根据皮尔逊相关系数分析脑电信号、眼电信号、眨眼时间、瞳孔大小与视觉疲劳程度的关联性。

5.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，所述确定适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值区间，具体包括：

以韦伯定律和视觉疲劳客观值，作为投影屏幕亮度和环境亮度比值的理论基础，找出适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，达到保护视力的目的。

6.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，还包括：

根据适合人眼视看的投影屏幕亮度与环境亮度的比值，生成投影屏幕亮度与环境亮度的对应关系表，基于该对应关系表建立调节环境亮度模式；所述调节环境亮度模式包括环境亮度与屏幕亮度对应比值的照明控制参数，照明控制参数包括开启LED灯的数量、LED灯的色温和照度。

7.根据权利要求1所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，还包括：

利用光传感器实时监测投影屏幕亮度值，查找与所述投影屏幕亮度值对应的环境亮度值，根据所述环境亮度值利用人工照明对实际环境亮度值进行调节，以提高人眼视看的舒适度。

8.根据权利要求6所述的保护视力的多媒体教室的照明方法，其特征在于，还包括：

在监测到投影屏幕亮度变化时，查找预存在调节环境亮度模式中对应比例的照明控制参数；根据查找到的照明控制参数，发送控制指令至至少一个LED灯，LED灯执行相应的动作，以进行环境亮度调节；当人工照明调节的环境亮度使之满足适合人眼视看的投影屏幕与环境亮度的比值，维持该照明模式。

9.一种多媒体教室的智能照明控制系统，基于权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，包括：上位机、主控模块以及与主控模块通信连接的光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块；所述上位机与所述主控模块通讯连接；

所述上位机用于对主控模块发送数据和命令；

所述主控模块用于接收和存储上位机的命令，并查找预存在其上调节环境亮度功能对应的照明控制参数，向智能调节环境亮度模块发送数据和命令；

所述主控模块还用于对所述光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块的工作状态以及光环境监测与分析模块、智能调节环境亮度模块之间的数据进行相互协调控制。

10.根据权利要求9所述的多媒体教室的智能照明控制系统，其特征在于，所述光环境监测与分析模块包括光传感器模块以及照明数据库模块，所述智能调节环境亮度模块包括照明控制模块和配方化的LED灯。