CN112933420A - 一种智能的保健台灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多功能台灯领域，具体为一种智能的保健台灯，包括：LED光源，由多个发射波长在380nm‑780nm的LED芯片结合而成；控制器，与LED光源相连，调节不同发射波长的LED芯片的输出功率：储存器，与控制器相连，预存若干种保健照明对应的波段光谱和照度参数；模式切换开关，与控制器相连，切换不同的保健照明；所述控制器控制所述LED光源在无外界光源干扰的环境内输出所述保健照明需要的光谱和照度。通过具备灵活可变的光源，使得保健台灯能输出多种保健照明所需的光谱。使台灯具有更多的功能，并解决了传统保健光疗设备功能和效果单一，适用性弱的问题。

Description

一种智能的保健台灯

技术领域

本发明涉及多功能台灯领域，更具体地，涉及一种智能的保健台灯。

背景技术

光具有一定的能量，并有与之相对应的波长，不同波长的光对人体组织有不同的效应。使用光治疗疾病早已广泛的应用于临床中，主要是通过红光用于皮肤的治疗。使用彩光同样对皮肤具有保健作用，有选择地利用某些波长的光，能对人体组织造成光化效应和刺激作用。通过某些波长的光照射，能使皮的肤蛋白合成加快，糖原含量增加，刺激胶元再生，核糖核酸活性增加以及成纤维细胞代谢加快，促进上皮细胞再生愈合，修复皮肤，消除炎症等效果。

不同的光具有不同的光谱，虽然知道光谱中不同的波段会对人体造成不同光化效果，以至于产生效果不同，但现有光保健设备通常为单一的波段或单一的治疗功能，这些光治疗设备需要配合专业的指导人员才能使用，且由于针对性强，无法适应大部分健康人群。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种智能的保健台灯，用于解决传统保健光疗功能和效果单一，适用性弱的问题。

本发明采取的技术方案是，一种智能的保健台灯，包括：LED光源，由多个发射波长在380nm-780nm的LED芯片结合而成；控制器，与LED光源相连，调节不同发射波长的LED芯片的输出功率：储存器，与控制器相连，预存若干种保健照明对应的光谱和照度参数；模式切换开关，与控制器相连，切换不同的保健照明；所述控制器控制所述LED光源在无外界光源干扰的环境内输出所述保健照明需要的光谱和照度。

采用可见光范围内的光源有助于避免紫外光对人体造成的伤害，所述LED芯片具有不同的波段，有助于相互组合形成各种各样的光谱，具体通过控制的控制可形成单一波段组成的光谱和波段组成的光谱。正是具备灵活可变的光源，使得保健台灯能输出多种保健照明所需的光谱。为了在各种保健照明模式中快速切换，通过将LED光源调节为各种保健照明所需的控制参数预先储存在储存器中，在切换保健照明时，控制器能快速对各个LED芯片进行控制。

本技术方案是，所述保健台灯还包括：环境光谱感应器，与控制器相连，用于采集当前环境光谱；环境照度感应器，与控制器相连，用于采集当前环境照度；在具有环境光照下，所述控制器控制LED光源通过波段补充，将局部环境改变为符合保健照明需要的光谱和照度。由于不同的光谱具有不同的保健效果，所以在具有光照环境下使用时，应充分考虑原有的照明环境，对保健照明光谱带来的影响，为了消除环境对保健照明带来的影响，优先通过利用LED光源的调节优势，改变环境照明，具体是通过对局部环境光线进行波段补充，使其转变为保健照明所需的光谱，然后再进一步通过增强局部范围内的照度，形成良好保健照明。

本技术方案是，所述LED光源包括：多组由LED芯片组成的光源组；每个所述光源组的LED芯片在发射波长为440-470nm、520-545nm、610-630nm、650-730nm四个波段至少各具有一个。不同的保健照明需要不同波段组成的光谱和照度，为了保证保健台灯的功能多样性，所述四个波段至少各有一个LED芯片。

本技术方案是，所述LED光源包括：调光区，控制器控制调光区内的光源组形成与环境照度相同的具有波段补充作用的补充照明，将消除环境光照的影响；增光区，控制器控制增光区内的光源组输出环境照明结合补充照明后形成的保健照明的光谱，提高保健照明的照度；所述调光区和增光区具有光源组数量由控制器分配。

为了使LED光源形成补充照明能与环境照明融合，并补充环境光谱对保健光谱的缺失，控制器根据环境照度将光源组划分为增光区，所述调光区在调节保健照明时先运行，形成照度与环境照度一致，波段为环境光谱相比保健光谱的缺失波段，将局部的环境光谱调节成保健光谱。光谱调节完毕后，检测保健照明的照度与环境照度的差异，通过增光区直接输出照度更高的保健光谱，将整体照度提升至保健照明所需的照度。

本技术方案是，所述LED光源设置在可调灯罩中；所述可调灯罩设有能运动的环形挡片，用于调节LED光源的照射范围；所述可调灯罩收缩，形成针对视觉和整体的大范围光保健；

所述可调灯罩展开，形成避免对眼睛造成影响的小范围光保健。所述环形挡片的作用一方面是使高功率需求的保健照明的光线集中，提升保健照明的效果；另一方面是保护眼睛，避免不适合眼睛的保健照明对人眼造成伤害。

本技术方案是，所述控制器包括：模拟计算器，与环境光谱感应器和环境照度感应器相连，分析环境光谱与所述保健照明所需光谱之间波段差异，模拟出将环境光谱调节至所述保健照明所需光谱的补全光谱，并形成所述每个光源组的功率比例控制参数；功率比例控制器，与模拟计算器和LED光源相连，控制LED光源中每个光源组的功率比例。模拟计算器是通过对环境光谱进行分析，模拟计算出所需的LED芯片，各个芯片所需的功率和形成组合后各个LED芯片所形成的功率比例。然后通过功率比例控制器，保持功率比例输出进行其他调节。

本技术方案是，控制器还包括：整体功率调节器，用于LED光源的照度输出；所述模拟计算器计算补全光谱达到环境照度时所需的第一补充照度，并形成将环境照度调节至保健照明所需照度所需的第二补全照度，输出照度控制参数；所述整体功率调节器根据照度控制参数，所述调光区按第一补充照度所需的功率输出，所述增光区按第二补充照度所需的功率输出。

在调节整体的功率输出，为了使补全照明能与环境照明顺利融合，所以LED光源的补全照明的照度需要环境照度一致。在功率比例控制器保持功率比例的控制下，通过形成整体功率调节器调节整体的功率以实现功率的调整，使补全照明达到第一补全照度。在局部环境内保持原有环境照度下，进一步通过输出保健照明所需的光谱且并输出更高的照度，以获得保健照度。

本技术方案是，所述保健照明包括：护眼保健，色温为4000-6000K的全光谱照明，照度为400lx-800lx，可调灯罩收起；皮肤保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度为130-500lx，可调灯罩展开；视网膜保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度控制在100-130lx，可调灯罩收起；抗抑郁保健，色温为4000-6000K的全光谱照明，且照度为800-1000lx，可调灯罩收起。护眼保健可以长时间持续，皮肤保健持续时间为100-150s，视网膜保健为10-15s，抗抑郁保健持续时间为10-15min。皮肤保健、视网膜保健、抗抑郁保健结束后，自动切换为护眼保健。

本技术方案是，所述控制器设有环境监测模块，所述当前环境照度：低于500lx可进行皮肤保健；低于130lx可进行视网膜保健；低于1000lx可进行抗抑郁保健。环境照度过高会对保健照明造成不可忽略的严重影响，为了保证保健照明有效，通过限制当前环境照度能有效避免在环境条件不好的情况下进行无效的保健照明。

本技术方案是，所述保健台灯还包括光谱模拟显示器，所述显示器设置保健台灯上，与控制器相连，用于检测显示或模拟显示当前保健光谱的光谱曲线。每个人对不同照度的室内照明的敏感度、舒适度和适应度都不同，而绝大部分的使用者都缺乏专业的光学知识，他们无法表达出他们需要的照度变化从而让设备识别。所以一般的照明系统即使允许设置很多的参数，对大多数使用者而言都难以起效。通过光谱曲线的显示，能帮助使用者容易了解光谱，图像量化自己需要的光谱，从而进一步提升对功能的认识和对控制的理解。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过具备灵活可变的光源，使得保健台灯能输出多种保健照明所需的光谱。使台灯具有更多的功能，解决了传统保健光疗设备功能和效果单一，适用性弱的问题；并通过局部环境的调节，消除环境照明对保健照明造成的影响，提交了保健照明的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中图1的控制器局部示意图。

图3为本发明中图1的光源局部示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

本实施例是一种智能的保健台灯，包括：LED光源，由多个发射波长在380nm-780nm的LED芯片结合而成；控制器，与LED光源相连，调节不同发射波长的LED芯片的输出功率：储存器，与控制器相连，预存若干种保健照明对应的光谱和照度参数；模式切换开关，与控制器相连，切换不同的保健照明；控制器控制LED光源在无外界光源干扰的环境内输出保健照明需要的光谱和照度。

采用可见光范围内的光源有助于避免紫外光对人体造成的伤害，LED芯片具有不同的波段，有助于相互组合形成各种各样的光谱，具体通过控制的控制可形成单一波段组成的光谱和波段组成的光谱。正是具备灵活可变的光源，使得保健台灯能输出多种保健照明所需的光谱。为了在各种保健照明模式中快速切换，通过将LED光源调节为各种保健照明所需的控制参数预先储存在储存器中，在切换保健照明时，控制器能快速对各个LED芯片进行控制。在没有外界光源干扰的情况下，控制器能通过直接调取控制参数快速进行保健照明。每个光源组的LED芯片的数量及种类相同，LED光源至少包括两个光源组。每个LED芯片均与控制器相连，控制器能具体控制每一个LED芯片的输出功率，并通过对每个LED芯片的控制实现对LED光源的控制。

储存器预存若干种保健照明对应的光谱和照度参数，包括控制LED光源输出若干种保健照明时，保健照明需要达到的保健光谱曲线。保健光谱所需的波段、波段组成和保健所需的照度，以及控制器需要控制的指定波段的LED芯片和具体每个芯片所需输出的功率，通过LED芯片合成，形成LED光源输出保健光谱时所需的光谱和照度。包括输出每种保健照明前需要满足的启动条件，如当前环境影响，与上次相同保健照明之间的时间间隔等。包括保健照明的过程控制，如保健过程中单一波段持续或多种波段组合交替进行，一次保健照明的时长等。模式切换开关，与控制器相连，主动选择一种保健照明后，若满足该种保健照明的启动环境，同时该保健照明未处于时间间隔，启动该种保健照明。选择保健照明后未启动时，可随时更改其他种类的保健照明，完成一种保健照明后，30分钟内不能再次启动其他的保健照明。

保健台灯还包括：环境光谱感应器，与控制器相连，用于采集当前环境光谱；环境照度感应器，与控制器相连，用于采集当前环境照度；在具有环境光照下，控制器控制LED光源通过波段补充，将局部环境改变为符合保健照明需要的光谱和照度。由于不同的光谱具有不同的保健效果，所以在具有光照环境下使用时，应充分考虑原有的照明环境，对保健照明光谱带来的影响，为了消除环境对保健照明带来的影响，优先通过利用LED光源的调节优势，改变环境照明，具体是通过对局部环境光线进行波段补充，使其转变为保健照明所需的光谱，然后再进一步通过增强局部范围内的照度，形成良好保健照明。

LED光源包括：多组由LED芯片组成的光源组；每个光源组的LED芯片在发射波长为440-470nm、520-545nm、610-630nm、650-730nm四个波段至少各具有一个。不同的保健照明需要不同波段组成的光谱和照度，为了保证保健台灯的功能多样性，四个波段至少各有一个LED芯片。LED芯片形成多个光源组，具有多种组合如：组合1，将380-780nm均分为5个范围，以接近的间隔选择5种发射波长的LED芯片：440nm、530nm、570nm、615nm、730nm；组合2，将380-780nm均分为10个范围，以接近的间隔选择10种发射波长的LED芯片：408nm、450nm、468nm、530nm、570nm、562nm、625nm、680nm、730nm、770nm等。

LED光源包括：调光区，控制器控制调光区内的光源组形成与环境照度相同的具有波段补充作用的补充照明，将消除环境光照的影响；增光区，控制器控制增光区内的光源组输出环境照明结合补充照明后形成的保健照明的光谱，提高保健照明的照度；调光区和增光区具有光源组数量由控制器分配。

为了使LED光源形成补充照明能与环境照明融合，并补充环境光谱对保健光谱的缺失，控制器根据环境照度将光源组划分为增光区，调光区在调节保健照明时先运行，形成照度与环境照度一致，波段为环境光谱相比保健光谱的缺失波段，将局部的环境光谱调节成保健光谱。光谱调节完毕后，检测保健照明的照度与环境照度的差异，通过增光区直接输出照度更高的保健光谱，将整体照度提升至保健照明所需的照度。

LED光源设置在可调灯罩中；可调灯罩设有能运动的环形挡片，用于调节LED光源的照射范围；可调灯罩收缩，形成针对视觉和整体的大范围光保健；

可调灯罩展开，形成避免对眼睛造成影响的小范围光保健。环形挡片的作用一方面是使高功率需求的保健照明的光线集中，提升保健照明的效果；另一方面是保护眼睛，避免不适合眼睛的保健照明对人眼造成伤害。

LED光源设置在可调灯罩中；可调灯罩下部边缘设有能收缩或伸展的环形挡片，环形挡片伸展时，环形挡片在可调灯罩下方形成阻隔，减少照明光线向外散射，形成聚光式照射，减少光线对使用者眼睛的影响；当环形挡片收缩，LED光源的光线向外散射，营造出相对较大的局部照明区域。环境光谱感应器和环境照度感应器设置在LED光源的上方，且位于LED光源被遮挡的可调灯罩背面，以使采集的数据，不容易受到LED光源的影响。

控制器包括：模拟计算器，与环境光谱感应器和环境照度感应器相连，分析环境光谱与保健照明所需光谱之间波段差异，模拟出将环境光谱调节至保健照明所需光谱的补全光谱，并形成每个光源组的功率比例控制参数；功率比例控制器，与模拟计算器和LED光源相连，控制LED光源中每个光源组的功率比例。模拟计算器是通过对环境光谱进行分析，模拟计算出所需的LED芯片，各个芯片所需的功率和形成组合后各个LED芯片所形成的功率比例。然后通过功率比例控制器，保持功率比例输出进行其他调节。

控制器还包括：整体功率调节器，用于LED光源的照度输出；模拟计算器计算补全光谱达到环境照度时所需的第一补充照度，并形成将环境照度调节至保健照明所需照度所需的第二补全照度，输出照度控制参数；整体功率调节器根据照度控制参数，调光区按第一补充照度所需的功率输出，增光区按第二补充照度所需的功率输出。

在调节整体的功率输出，为了使补全照明能与环境照明顺利融合，所以LED光源的补全照明的照度需要环境照度一致。在功率比例控制器保持功率比例的控制下，通过形成整体功率调节器调节整体的功率以实现功率的调整，使补全照明达到第一补全照度。在局部环境内保持原有环境照度下，进一步通过输出保健照明所需的光谱且并输出更高的照度，以获得保健照度。

保健照明包括：护眼保健，色温为4000K-6000K的全光谱照明，照度为400lx-800lx，可调灯罩收起；皮肤保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度为130-500lx，可调灯罩展开；视网膜保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度控制在100-130lx，可调灯罩收起；抗抑郁保健，色温为4000K-6000K的全光谱照明，且照度为800-1000lx，可调灯罩收起。护眼保健可以长时间持续，皮肤保健持续时间为100-150s，视网膜保健为10-15s，抗抑郁保健持续时间为10-15min。皮肤保健、视网膜保健、抗抑郁保健结束后，自动切换为护眼保健。

上述保健照明实施过程中，具体为，护眼保健，所需波段组合为色温为4000-6000K的全光谱，所需照度为400lx-800lx，采用发散照射，持续时间无限长，无时间间隔，为默认状态；皮肤保健，所需波段为670-730nm的光谱照明，所需照度为130-500lx，采用聚光照射，持续时间为100-150秒，时间间隔为12小时；视网膜保健，所需波段为670-730nm的光谱照明，所需照度为100-130lx，采用发散照射，持续时间10-15s，时间间隔8小时；抗抑郁保健，波段组合为色温为4000-6000K的全光谱照明，所需照度为800-1000lx，采用发散照射，持续时间为10-15分钟，时间间隔8小时等等。除护眼保健外，其他保健照明结束后或启动前为护眼保健。

控制器设有环境监测模块，当前环境照度：低于500lx可进行皮肤保健；低于130lx可进行视网膜保健；低于1000lx可进行抗抑郁保健。环境照度过高会对保健照明造成不可忽略的严重影响，为了保证保健照明有效，通过限制当前环境照度能有效避免在环境条件不好的情况下进行无效的保健照明。

保健台灯还包括光谱模拟显示器，显示器设置保健台灯上，与控制器相连，用于检测显示或模拟显示当前保健光谱的光谱曲线。每个人对不同照度的室内照明的敏感度、舒适度和适应度都不同，而绝大部分的使用者都缺乏专业的光学知识，他们无法表达出他们需要的照度变化从而让设备识别。所以一般的照明系统即使允许设置很多的参数，对大多数使用者而言都难以起效。通过光谱曲线的显示，能帮助使用者容易了解光谱，图像量化自己需要的光谱，从而进一步提升对功能的认识和对控制的理解。

实施例2

本实施例是使用保健台灯的系统控制过程：使用者将保健台灯通电，启动电源开关，保健台灯以护眼保健所需的光谱和照度直接输出，控制器获取环境光谱感应器和环境照度感应器的数据，在模拟计算器中形成环境光谱的模拟曲线和照度数据，通过模式切换，输入其他需要进行的保健照明，调取储存器的数据。若当前无外界光源干扰，调取储存器中所需的LED芯片数据，控制LED芯片按储存器中的功率输出。若当前存在外界光源，判断是否满足该保健照明的启动照度条件，若不满足，一段时间间隔后再进行检测；若条件满足，将环境光谱曲线输入模拟计算器，通过模拟计算器对比环境光谱曲线与保健照明曲线之间的波段差异，提取缺失波段对应的LED芯片，结合LED芯片功率变化的曲线，计算出将环境光谱补全至保健光谱所需的缺失波段对应的LED芯片的功率比例控制参数，以及在该功率比例下，达到环境照度所需的光源组。划分出先将环境照明调节至保健照明所需光谱的光源组为调光组，通过功率比例控制器固定调光组内指定LED芯片的功率比例。调光组在与环境照度一致的状态下与局部环境照明融合，将局部环境照明的光谱调节成保健所需的保健光谱。

将局部环境照明的光谱调节成保健光谱后，根据当前照度，模拟计算器分析出将当前照度补充至保健照度所需的照度，并根据照度在LED光源除调光区外的中光源组中，划分出的足够的光源组形成增光组，增光组通过功率比例控制器，直接以模拟计算器分析的照度需求输出保健照明所需的光谱，将局部环境的照度再次调整至保全光谱所需的照度，并对使用者进行保健照明，持续时间结束后，该保健照明状态进入时间间隔状态，并自动切换至护眼保健，并在一定时间内不再能触发其他保健照明。缺失波段是指缺少某一波段或者某一相同的波段，波峰位置间存在差异。

LED光源采用可见光范围内的光源有助于避免紫外光对人体造成的伤害，采用LED芯片相互组合形成各种各样的光谱灵活多变。不同的光谱具有不同的保健效果，所以在具有光照环境下使用时，应充分考虑原有的照明环境，消除环境对保健照明带来的影响。为了提高对环境光谱的调整质量，提升光线融合后的效果，使两者的合成更协调。补全照明的照度采用与环境照度一致。并通过图像显示，帮助使用者容易了解光谱，从而进一步提升对功能的认识和对控制的理解。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能的保健台灯，其特征在于，包括：

LED光源，由多个发射波长在380nm-780nm的LED芯片结合而成；

控制器，与LED光源相连，调节不同发射波长的LED芯片的输出功率：

储存器，与控制器相连，预存若干种保健照明对应的光谱和照度参数；

模式切换开关，与控制器相连，切换不同的保健照明；

所述控制器控制所述LED光源在无外界光源干扰的环境内输出所述保健照明需要的光谱和照度。

2.根据权利要求1所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述保健台灯还包括：

环境光谱感应器，与控制器相连，用于采集当前环境光谱；

环境照度感应器，与控制器相连，用于采集当前环境照度；

在具有环境光照下，所述控制器控制LED光源通过波段补充，将局部环境改变为符合保健照明需要的光谱和照度。

3.根据权利要求2所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述LED光源包括：

多组由LED芯片组成的光源组；

每个所述光源组的LED芯片在发射波长为440-470nm、520-545nm、610-630nm、650-730nm四个波段至少各具有一个。

4.根据权利要求3所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述LED光源包括：

调光区，控制器控制调光区内的光源组形成与环境照度相同的具有波段补充作用的补充照明，将消除环境光照的影响；

增光区，控制器控制增光区内的光源组输出环境照明结合补充照明后形成的保健照明的光谱，提高保健照明的照度；

所述调光区和增光区具有光源组数量由控制器分配。

5.根据权利要求1所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，

所述LED光源设置在可调灯罩中；

所述可调灯罩设有能运动的环形挡片，用于调节LED光源的照射范围；

所述可调灯罩收缩，形成针对视觉和整体的大范围光保健；

所述可调灯罩展开，形成避免对眼睛造成影响的小范围光保健。

6.根据权利要求4所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述控制器包括：

模拟计算器，与环境光谱感应器和环境照度感应器相连，分析环境光谱与所述保健照明所需光谱之间波段差异，模拟出将环境光谱调节至所述保健照明所需光谱的补全光谱，并形成所述每个光源组的功率比例控制参数；

功率比例控制器，与模拟计算器和LED光源相连，控制LED光源中每个光源组的功率比例。

7.根据权利要求6所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，控制器还包括：

整体功率调节器，用于LED光源的照度输出；

所述模拟计算器计算补全光谱达到环境照度时所需的第一补充照度，并形成将环境照度调节至保健照明所需照度所需的第二补全照度，输出照度控制参数；

所述整体功率调节器根据照度控制参数，所述调光区按第一补充照度所需的功率输出，所述增光区按第二补充照度所需的功率输出。

8.根据权利要求5所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述保健照明包括：

护眼保健，色温为4000-6000K的全光谱照明，照度为350lx-600lx，可调灯罩收起；

皮肤保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度为130-500lx，可调灯罩展开；

视网膜保健，具有波段为670-730nm的光谱照明，照度控制在100-130lx，可调灯罩收起；

抗抑郁保健，色温为4000-6000K的全光谱照明，且照度为800-1000lx，可调灯罩收起。

9.根据权利要求8所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述控制器设有环境监测模块，所述当前环境照度：

低于500lx可进行皮肤保健；

低于130lx可进行视网膜保健；

低于1000lx可进行抗抑郁保健。

10.根据权利要求1所述的一种智能的保健台灯，其特征在于，所述保健台灯还包括光谱模拟显示器，所述显示器设置保健台灯上，与控制器相连，用于检测显示或模拟显示当前保健光谱的光谱曲线。

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