CN202488804U - 一种采用led光源的护眼台灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用LED光源的护眼台灯，它包括底座、灯罩、两端分别与底座和灯罩连接的连接体、设置在灯罩内的发光体，以及与发光体电连接的驱动电源、控制驱动电源的控制装置；发光体为LED组合光源，其至少包括第一分光源和第二分光源，第一分光源发射光的C/P值大于2.5，第二分光源发射光的C/P值小于2.5，控制装置控制使发光光源发射光的C/P值处于第一分光源的C/P值和第二分光源的C/P值之间，或者等于其中某一个值。本实用新型具有的实质性特点：通过控制组合光源的各个分光源的光的强度，来控制组合光源最终的总C/P值和光的强度随时间的变化而变化，达到仿自然光的效果，适应人体生理的周期变化。

Description

一种采用LED光源的护眼台灯

技术领域

本实用新型涉及一种采用LED光源的护眼台灯。

背景技术

生活中，旅客在环球航行中的时差问题、晚班工人在换班中的不适应、宇航员太空中的昼夜不分等等，都证明了人体缺少正常的自然光照射所引起的生理不适应。

采用LED光源用于照明存在诸多优点而备受青睐，比如其具有节能、环保、寿命长、响应快、耐开关冲击、易配光等优点，近来由于LED光源光效的提升和价格的迅速下降而加速渗透到室内照明领域。然而，GaN为芯片的白光LED光源小而亮，且含有较强的蓝光光谱。LED光源对人身健康的利弊也越来越被重视，在光谱的380-500nm之间，大量的高能短波蓝光能够穿透我们的晶状体和玻璃体，直抵视网膜最最重要的黄斑区域。蓝光增大了它对视网膜的损坏作用从而引起视网膜功能退化，甚至引起光敏感细胞的凋亡。光敏感细胞的凋亡将会导致视力逐渐下降甚至完全丧失。而不同年龄段的人眼晶状体的光谱透射特性不同，儿童的短波(近紫外和蓝光)透射比高，所以高强度的短波光对儿童学习需要长期用的台灯尤其需注意。

传统的台灯主要关注工作面上是否有足够的照度和光照均匀性等。其中LED台灯采用了直流电源供电，解决了传统台灯的频闪问题，出射光采用散射板提高光照均匀性等。但LED光源由于光线投射过于集中，人眼长时间使用容易感到疲劳。也有LED护眼台灯可以调节色温及发光亮度，比如通过安装红、绿、蓝等多色LED来取代单一白光的可调式照明。但这些灯具的光源发光调节方式与司辰效应比值(C/P值)的变化没有直接对应，不能真正反映人体的健康要求，且对LED的发光波长没有严格规定。

飞利浦公司有一款办公室动态情景照明系统，可根据室内光线的自然变化，调节多种不同色温的白光，通过对灯光亮度和色温的控制，提高人的舒适感。但由于同样的色温可由多种光谱组成，且与司辰效应曲线不具有直接对应性。则这些照明灯对人眼健康的保护作用不明显，没有从光生物学角度考虑人体的健康。而本发明人发明的一种采用LED光源的护眼台灯，以调节人的生理参数司辰效应比值(C/P值)为基础，并结合光的强度调节，更符合人眼对环境光的需求，更好的保护人体的健康。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用LED光源的护眼台灯，其发光体为至少两种分光源(各个分光源发射不同的光谱)组合成一个光谱可变的发光体，能随控制信号变化司辰效应比值(C/P值)，适应人体对光照的生理需求，使人体能达到最佳的工作或休息状态。同时，还增加了发射特定波长红光的LED光源，通过特定波长红光的辐照，提高细胞色素氧化酶的代谢功能，促进视网膜功能的改善，保护眼睛健康。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种采用LED光源的护眼台灯，

包括底座、灯罩、两端分别与底座和灯罩连接的连接体、设置在灯罩内的发光体，其特征在于：还包括与发光体电连接的驱动电源、控制驱动电源的控制装置；

所述发光体为LED组合光源，其至少包括第一分光源和第二分光源，所述的第一分光源发射光的C/P值大于2.5，第二分光源发射光的C/P值小于2.5；

所述控制装置输出分别对应于第一分光源和第二分光源的控制信号，所述的驱动电源接收控制信号驱动第一分光源和第二分光源发光，使发光光源发射光的C/P值处于第一分光源的C/P值和第二分光源的C/P值之间，或者等于其中某一个值。

所述的LED发光体还包括第三分光源，所述第三分光源是发射峰值波长为660nm-690nm的红光光源。

所述的灯罩至少在前侧面和底面是透光面，所述第三分光源至少包括一个发光模块，至少有一个所述的发光模块设置在灯罩的前侧面出光，所述的第一分光源和第二分光源都从所述灯罩的底面出光。对应这样的发光体布置方式，第三分光源调节开关可根据实际需要选择前侧面的发光模块和/或底面的发光模块发光，满足普通照明和人脸部、眼睛直接照射的需求，可促进人体皮肤的微循环，提高细胞色素氧化酶的代谢功能，促进视网膜功能的改善，保护眼睛健康。

所述的控制装置中设有微处理器、存储器和时钟电路，所述的存储器内存有一组C/P值和光的强度信息，即模拟接近自然光信息；所述的微处理器根据时间信息输出对应于每一种分光源光的强度的控制信号到驱动电源，从而控制各个分光源光的强度，使发光光源形成具有相应C/P值和光的强度的光源。

为了进一步完善本实用新型方案，所述的时钟电路可以是晶体振荡器，或是带处理电路的独立时钟模块，其中设有年、月、日、时、分、秒的具体时间信号，所述的存储器上设置地域、季节参数，所述的微处理器接收时间信号并结合地域的经纬度信息而计算出的控制信号。所述控制装置的存储器可以是微处理器自带的或外扩的。为了防止数据的丢失，所述的控制装置还包括断电保护模块。

本实用新型所述的一种采用LED光源的护眼台灯，则是在对氮化镓(GaN)基蓝光LED的发射光谱处于人眼视网膜光化学损伤的敏感作用光谱位置研究的基础上，结合人体第三种感光细胞的特性设计而成的。

其中，司辰效应值C/P指司辰效应Circadian rhythm与明视觉Photopic vision效应之比值，用来评价光源的非视觉生物效应的强弱。其中，司辰效应比值C/P值是指司辰效应Circadian rhythm与明视觉效应Photopic vision之比值，用来评价光源的非视觉生物效应的强弱。计算公式如下：

$C/P=\frac{3616{\∫}_{380}^{780}P\left(\mathrm{\λ}\right)C\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{683{\∫}_{380}^{780}P\left(\mathrm{\λ}\right)V\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}$

其中，P(λ)为照明灯的光谱能量分布，C(λ)为司辰效应的光谱光效率曲线，V(λ)为明视觉光谱光效函数。

C/P值和光的强度之间存在一定的关联关系。其中，本实用新型中所述光的强度与光强度不是一个概念，光强度是光度的基本量，而光的强度仅是光的大小的一种参数，本实用新型中光的强度可以是光通量、光强度、光照度或亮度等。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，一种采用LED光源的护眼台灯，还包括设置在底座上的调节器，所述调节器为机械开关量信号调节器和/或模拟量信号调节器，可以是开关、码盘等开关量调节器，或者是可调电阻器等模拟信号调节器，或是两者的组合。所述控制装置接收调节器产生的开关量信号、并发送对应控制信号到驱动电源，驱动各个分光源发光，使发光光源形成具有相应C/P值和光的强度的光源。

所述调节器中的第三分光源调节开关可控制第三分光源与第一分光源、第二分光源一起发光，或单独发光，灵活使用。

所述控制装置中设有遥控接收器，所述的遥控接收器通过无线电波或红外光波信号与遥控装置连接，所述控制装置通过遥控接收器接收遥控装置产生的控制信号、并发送对应控制信号到驱动电源，使发光体具有相应的C/P值和光的强度。

所述的控制装置通过脉宽调制方式控制各分光源的光的强度，脉冲宽度或占空比与各分光源的光的强度相对应，能分别控制发光光源的C/P值和光的强度。采用脉宽调制(PWM)方式控制各个分光源的光的强度，调制频率为200Hz以上，避免了光源出现频闪，也保证了光源使用的可靠性。脉宽调制方式克服了传统电压或电流调制的不足，可实现光源C/P值和光强度值的分别调制。如各个分光源的占空比信号比值一定，则发光体的C/P值保持不变，但光的强度会随着分光源占空比的增大而变大、减小而变小；保持各个分光源的占空比之和不变，但改变相互间的比值，则发光体的光的强度保持不变，但C/P值可变化。

所述的调节器中设有模式选择开关，所述模式至少包括工作模式、休息(放松)模式或睡眠模式三种可选择的照明方式，所述控制装置接收模式信号、并发送对应控制信号到驱动电源，控制相应的C/P值和光的强度。工作模式下需要适当的蓝光照射；在休息模式下，应减少蓝光的照射；晚间睡眠需要用灯时，可选择睡眠模式，仅由第三分光源的红光LED发射特定红光光谱。

一种采用LED光源的护眼台灯，包括设置在底座上的时钟，该时钟输出时间信号到控制装置，控制装置接收时钟输出的时间信号、并发送对应控制信号到驱动电源，控制发光体发光，产生随时间变化的C/P值和光的强度值。该时钟可以是机械式或电子式时钟。

一种采用LED光源的护眼台灯，还包括散射板，所述的散射板设置在发光体的光出射处，散射板用于使出射光均匀柔和，减少对人眼的刺激。

本实用新型具有的实质性特点：

1、通过控制组合光源的各个分光源的光的强度，来控制组合光源最终的总C/P值和光的强度随时间的变化而变化，达到仿自然光的效果，适应人体生理的周期变化。

2、设置模式选择开关和第三分光源调节开关调节选择工作模式、休息(放松)模式、睡眠模式等，更符合特定情况对光的需求。

3、避免了短波蓝光对人眼的伤害，而红外光照射有利于人眼视网膜的健康，能促进细胞色素氧化酶的代谢功能。

4、第三分光源包括一个或多个发光模块，至少有一个发光模块设置在台灯前侧面，结构新颖，有利于对人体脸部和眼睛的直接照射。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利做进一步的说明：

图1是本实用新型的一实施例的立体结构示意图。

图2是本实用新型的系统组成结构示意图。

图3是本实用新型的另一实施例的灯罩结构示意图。

图4是本实用新型的底座面板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：一种采用LED光源的护眼台灯，如图1和图2所示，它包括底座8、灯罩6、两端分别与底座8和灯罩6的连接体7、调节器5，还包括设置在灯罩6内的发光体1、与发光体1电连接的驱动电源2，以及控制驱动电源的控制装置3。其中驱动电源2和控制装置3可以在底座8、连接体7或灯罩6中，调节器5安装在底座8上。

发光体1为LED组合光源，至少包括第一分光源、第二分光源，第一分光源发射光的C/P值大于2.5，第二分光源发射光的C/P值小于2.5。所述控制装置3至少输出两种信号，通过驱动电源2驱动第一分光源和第二分光源的光的强度，使发光光源1发射光的C/P值处于第一分光源的C/P值和第二分光源的C/P值之间，或者等于其中某一个值。

由各个分光源组合成为一组发光模组，由单组或多组发光模组组成为台灯的发光体1。

控制装置3包括微处理器、存储器和时钟电路，其中存储器内存有一组C/P值和光的强度信息，即模拟接近自然光信息；微处理器根据时间信息输出对应于每一种分光源光的强度的控制信号到驱动电源2，从而控制各个分光源光的强度，使发光光源1形成具有相应C/P值和光的强度的光源。

具体的来说，控制装置3根据输入的时间信号确定相应的C/P值和光的强度，并通过脉宽调制方式，将C/P值和光的强度换算成分别对应于各个分光源的电信号占空比值输出；驱动电源2根据输入的占空比信号控制各个分光源的光的强度，进而控制发光体1的总C/P值和光的强度。

时钟电路4中设有年、月、日、时、分、秒的具体时间信号，控制装置3中设有地域的经纬度信息，控制装置3输出的控制信号为：控制装置3接收时间信号并结合地域的经纬度信息而计算出的控制信号。

也可以在底座8上设置独立时钟4，该时钟4输出时间信号到控制装置3，控制装置3根据该时间信号控制发光体1发光，产生随时间变化的C/P值和光的强度值，该时钟4可以是机械式或电子式时钟，可带数字显示屏。该台灯供电采用220V交流市电。

实施例2：一种采用LED光源的护眼台灯，所述的LED发光体1还包括第三分光源，所述第三分光源是发射峰值波长为660nm-690nm的红光光源。

具体来说，第一分光源和第二分光源为白光LED，第三分光源的C/P值为零且发射波长为670nm的较优。为了达到组合光源仿自然光效果而要求的C/P值，则第一分光源和第二分光源的C/P值必然一个比较高，即在400nm至520nm的区间内的相对光谱功率(强度)较高；另一个相对比较低(甚至为零)。

如图3所示，灯罩6至少在前侧面和底面是透光面，所述第三分光源包括两个发光模块1-31和1-32，其中一个发光模块1-32设置在灯罩6的前侧面出光，即第三分光源的发光主要从前侧面的透光面出射，所述的第一分光源和第二分光源都从灯罩6的底面出光。对应这样的发光体布置方式，可根据实际需要选择前侧面的发光模块和/或底面的发光模块发光，满足照明和脸部照射的需求。本专利申请中提到的前侧面、底面都是相对于附图来说的。其余结构同实施例1。

实施例3：如图4所示，设置在底座8上的调节器5包括开关按钮5-1、模式选择开关5-2和/或第三分光源调节开关5-3。开关按钮5-1、模式选择开关5-2和第三分光源调节开关5-3都与控制装置3电连接。

控制装置3根据手动控制模式选择开关5-2或第三分光源调节开关5-3输入的控制信号，并通过脉宽调制方式，换算成脉宽调制信号输出到驱动电源2，将C/P值和光的强度换算成分别对应于相应的分光源的电信号占空比值输出；所述的驱动电源2根据输入的占空比信号控制相应分光源的光的强度，进而控制相应分光源的C/P值和光的强度。其余结构同实施例1。

也就是说控制装置3至少接收三种信号：第一种为实施例1和2中提到的，接收时钟电路或独立时钟4的信号；第二种信号和第三种信号分别接收模式选择开关5-2和第三分光源调节开关5-3发送的信号。则控制装置3根据三种控制信号，分别使发光体形成三种形式的光效：第一种为模拟接近自然光效果，第二种根据需要选择工作模式、休息模式或睡眠模式的光效，第三种则单独控制第三分光源。

具体举例来说，台灯插上电源后，打开总的开关按钮5-1，触发控制装置3，默认为自动调节使用模式(即控制装置3根据时钟电路输出的信息而工作)。控制装置3根据时间信号的不同，控制各分光源的光的强度，从而调节发光体1的总C/P值和光的强度，到达模拟仿自然光的变化照射效果。此时，根据使用环境的需要手动调节模式选择开关5-2来选择工作、休息或睡眠模式的灯光。也可以根据使用环境的特殊需要，打开第三分光源调节开关5-3，选择开启底面朝下的红光LED模块1-31或前侧面红光LED模块1-32；或者将朝下红光LED模块1-31和前侧面红光LED模块1-32一起开启，用于人体需要放松时，可获得适量的红光照射，有利于促进脸部细胞的代谢和美容。

工作模式需要适当的蓝光照射，以保持人体兴奋的状态，提高工作效率，其发光体1的C/P值控制在4.5，主要由第一分光源和第二分光源的发射光组成；在看电视等放松状态下，可选择休息模式，减少蓝光的照射，其发光体1的C/P值控制在1.5，同时第三分光源发射红光；晚间睡眠需要用灯时，可选择睡眠模式，发光体1的C/P值控制在0，仅开启第三分光源，晚间开灯尽量不影响人体褪黑素的分泌，有助于睡眠。

图1

图2

图3

图4

Claims (10)

1.一种采用LED光源的护眼台灯，包括底座（8）、灯罩（6）、两端分别与底座（8）和灯罩（6）连接的连接体（7）、设置在灯罩（6）内的发光体（1），其特征在于：还包括与发光体（1）电连接的驱动电源（2）、控制驱动电源（2）的控制装置（3）；

所述发光体（1）为LED组合光源，其至少包括第一分光源和第二分光源，所述的第一分光源发射光的C/P值大于2.5，第二分光源发射光的C/P值小于2.5；

所述控制装置（3）输出分别对应于第一分光源和第二分光源的控制信号，所述的驱动电源（2）接收控制信号驱动第一分光源和第二分光源发光，使发光体（1）发射光的C/P值处于第一分光源的C/P值和第二分光源的C/P值之间变化，或者等于其中某一个值。

2.根据权利要求1所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的LED发光体（1）还包括第三分光源，所述第三分光源是发射峰值波长为660nm-690nm的红光光源。

3.根据权利要求2所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的灯罩（6）至少在前侧面和底面是透光面，所述第三分光源至少包括一个发光模块，至少有一个所述的发光模块设置在灯罩（6）的前侧面出光，所述的第一分光源和第二分光源都从所述灯罩（6）的底面出光。

4.根据权利要求1所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的控制装置（3）中设有微处理器、存储器和时钟电路；所述的微处理器根据时间信息输出对应于每一种分光源光的强度的控制信号到驱动电源（2）。

5.根据权利要求1所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于还 包括设置在底座（8）上的调节器（5），所述调节器（5）为机械开关量信号调节器和/或模拟量信号调节器，所述控制装置（3）接收调节器（5）产生的开关量信号、并发送对应控制信号到驱动电源（2）。

6.根据权利要求3和5所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述调节器（5）设有第三分光源调节开关（5-3），所述第三分光源调节开关（5-3）控制第三分光源与第一分光源、第二分光源一起发光，或单独发光。

7.根据权利要求4或5所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的控制装置（3）中设有遥控接收器，所述遥控接收器通过无线电波或红外光波信号与遥控装置信号连接，所述控制装置（3）通过遥控接收器接收遥控装置产生的控制信号、并发送对应控制信号到驱动电源（2）。

8.根据权利要求4或5或7所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的控制装置（3）通过脉宽调制方式控制各分光源的光的强度，调制频率为200Hz以上，脉冲宽度或占空比与各个分光源的光的强度相对应，能分别控制发光光源（1）的C/P值和光的强度。

9.根据权利要求5所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于所述的调节器（5）中设有模式选择开关（5-2），所述模式至少包括工作模式、休息/放松模式或睡眠模式，所述控制装置（3）接收模式信号、并发送对应控制信号到驱动电源（2）。

10.根据权利要求1所述的一种采用LED光源的护眼台灯，其特征在于还包括设置在底座（8）上的时钟（4），所述控制装置（3）接收时钟（4）输出的时间信号、并发送对应控制信号到驱动电源（2）。 

Images