TWI587050B - 螢幕輔助照明裝置 - Google Patents

Description

螢幕輔助照明裝置

本發明是有關於一種照明裝置，且特別是有關於一種螢幕輔助照明裝置。

近年來網路資訊爆炸，資訊的取得管道已由傳統書面媒體大幅度由電子媒體取代，消費者使用螢幕頻率日趨增加，大至電視、電腦顯示器，小至平板電腦、手機等，日常生活已與螢幕脫離不了關係。

然而，過暗的背景環境會造成螢幕的亮度過亮，因而產生強烈的對比眩光，或是環境光源過亮時經由螢幕反射至眼睛而造成不適的間接眩光，皆會加速眼睛使用上之疲勞。因此，有必要針對背景環境的光源亮度以及照射位置進行改善，以減少對比眩光及間接眩光發生的機率。

本發明係有關於一種螢幕輔助照明裝置，用以偵測螢幕後方之背景光源之亮度值，以提供合適的背景燈光。

本發明係有關於一種螢幕輔助照明裝置，用以偵測 螢幕周圍之環境光源的照度值，以提供合適的照明燈光。

根據本發明之一方面，提出一種螢幕輔助照明裝置，包括一燈架、一第一發光源、一第二發光源、一切換器、一第一光感測器以及一第二光感測器。燈架包括一支撐軸以及設置於支撐軸上之一燈罩。第一發光源設置於燈罩之第一表面上，並朝一第一出光方向發光。第二發光源設置於燈罩之第二表面上，並朝一第二出光方向發光。第一出光方向與第二出光方向不同。切換器設置於燈架上，用以切換第一發光源與第二發光源。第一光感測器設置於燈罩上，用以偵測螢幕後方之一背景光源之亮度值。第二光感測器設置於燈罩上，用以偵測環境光源之照度值。當螢幕後方之背景光源之亮度值小於一第一設定值時，啟動第一發光源；當環境光源之照度值小於一第二設定值時，啟動第二發光源。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧螢幕輔助照明裝置

110‧‧‧燈架

112‧‧‧支撐軸

114‧‧‧軸套

115‧‧‧第一隔板

116‧‧‧延伸臂

117‧‧‧第二隔板

115a、117a‧‧‧表面

118‧‧‧燈罩

120‧‧‧第一發光源

122‧‧‧第二發光源

130‧‧‧切換器

131‧‧‧第一導電片

133‧‧‧第二導電片

132、134‧‧‧限位凹口

135‧‧‧轉向接頭

136‧‧‧金屬球體

137‧‧‧彈性件

140‧‧‧第一光感測器

142‧‧‧第二光感測器

144‧‧‧亮度控制器

150‧‧‧顯示器

152‧‧‧螢幕

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

X‧‧‧第一出光方向

Y‧‧‧第二出光方向

A1‧‧‧第一側

A2‧‧‧第二側

C‧‧‧容置槽

D‧‧‧桌面

W‧‧‧背景物

In‧‧‧輸人端

Out‧‧‧輸出端

第1A及1B圖分別繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置的立體圖及其燈罩部分的剖面示意圖。

第2A及2B圖，其分別繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置於不同使用模式下的操作示意圖。

第3A及3B圖分別繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置的模式切換方式的示意圖。

第4A圖繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置的電 路方塊圖。

第4B圖繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置的電路方塊圖。

在本發明之一實施例中，提出一種螢幕輔助照明裝置，其針對螢幕使用時之燈光環境進行改善。一般而言，正確使用螢幕包含了坐姿、螢幕設定及燈光環境，其中燈光環境的亮度常被疏忽而造成眼睛使用上之疲勞。建議使用螢幕時背景光源的亮度需適中，目光可及的背景物(例如牆壁)的亮度約為螢幕亮度的三分之一為宜，以減少對比眩光或間接眩光產生。

為了偵測背景亮度，本發明之螢幕輔助照明裝置於燈罩上設置第一光感測器，用以偵測螢幕後方之一背景光源之亮度值，並可根據背景光源之亮度值來調整合適的背景燈光，以減少對比眩光產生。此外，為了偵測環境光源，本發明之螢幕輔助照明裝置於燈罩上另外設置第二光感測器，用以偵測螢幕周圍之環境光源的照度值，並可根據此照度值來調整合適的照明燈光，以減少間接眩光產生。另外，本發明之螢幕輔助照明裝置還可根據回饋的螢幕亮度訊號及光感測器所偵測到的背景光源之亮度值，調整發光源的亮度，以提供合適的背景燈光。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。

請參照第1A及1B圖，其分別繪示依照本發明一實 施例之螢幕輔助照明裝置100的立體圖及其燈罩118部分的剖面示意圖。螢幕輔助照明裝置100包括一燈架110、一第一發光源120、一第二發光源122、一切換器130、一第一光感測器140以及一第二光感測器142。燈架110包括一支撐軸112、一軸套114以及藉由軸套114設置於支撐軸112上之一燈罩118。第一發光源120設置於燈罩118之第一表面S1上，並朝一第一出光方向X發光。第二發光源122設置於燈罩118之第二表面S2上，並朝一第二出光方向Y發光。第一出光方向X與第二出光方向Y不同，例如互相垂直或相交一預定角度。

如第1A圖所示，燈罩118的一端具有一延伸臂116，此延伸臂116以軸套114固定在支撐軸112上，並且延伸臂116及軸套114能相對於支撐軸112旋轉。然而，本發明不限定以單一延伸臂116及單一軸套114連接於燈罩118與支撐軸112之間，亦可採用三連桿、四連桿或其他的可活動構件連接，使燈罩118與支撐軸112之間不僅只有單一軸向旋轉運動，還可有多軸向旋轉、支架伸展及回縮等運動。

此外，燈罩118利用隔板格成多個容置空間，用以放置第一發光源120與第二發光源122，並可使第一發光源120與第二發光源122朝向不同的出光方向發光。第一發光源120與第二發光源122可為發光二極體陣列、螢光燈管或其他照明光源，本發明對此不加以限制。

請參照第1B圖，燈罩118例如設有十字交叉的第 一隔板115與第二隔板117，其中第一隔板115將第二隔板117分為兩個區域，而第二隔板117也將第一隔板115分為兩個區域。第一發光源120設置於第一隔板115的表面115a上(也就是第一表面S1上)，並朝第一隔板115的法線方向(也就是第一出光方向X)發光。此外，第二發光源122設置於第二隔板117的表面117a上(也就是第二表面S2上)，並朝第二隔板117的法線方向(也就是第二出光方向Y)發光。也由於第一發光源120與第二發光源122被十字交叉的第一隔板115與第二隔板117分開，因此第一發光源120的第一出光方向X與第二發光源122的第二出光方向Y不僅能相互垂直，且彼此不會相互干擾。

另外，請參照第1B圖，第一光感測器140設置於第一隔板115的表面115a上(也就是第一表面S1上)，用以偵測背景光源之亮度值，且由於第一發光源120與第一光感測器140之間以第二隔板117隔開，因此可避免第一發光源120發出的光直接入射至第一光感測器140，而造成第一光感測器140無法準確量測背景光源之亮度值。再者，第二光感測器142設置於第二隔板117的表面117a上(也就是第二表面S2上)，用以偵測環境光源的照度值，且由於第二發光源122與第二光感測器142之間以第一隔板115隔開，因此可避免第二發光源122發出的光直接入射至第二光感測器142，而造成第二光感測器142無法準確量測環境光源的照度值。

請參照第2A及2B圖，其分別繪示依照本發明一實 施例之螢幕輔助照明裝置100於不同使用模式下的操作示意圖。螢幕輔助照明裝置100的支撐軸112可直立地(或橫向地)設置在顯示器150的螢幕152後方或是設置在顯示器150下方的桌面D或平面上，而燈罩118的高度大致上高於顯示器150的高度，以使燈罩118可相對於支撐軸112旋轉而水平移轉到顯示器150的後方(遠離使用者；如第2A圖所示)或前方(靠近使用者；如第2B圖所示)。

在本實施例之第2A圖中，將燈罩118相對於支撐軸112旋轉至螢幕152後方，且第一發光源120之第一出光方向X朝向螢幕152後方的使用模式稱為「螢幕使用模式」，此時，使用者與螢幕152相對，第一發光源120大致上朝向螢幕152後方的方向發射第一光線L1，且第一光線L1由背景物W反射後朝螢幕152的方向行進，以做為螢幕152的背景光源LB。同時，在「螢幕使用模式」時，第一光感測器140設置於燈罩118上並朝向螢幕152後方，用以偵測螢幕152後方之一背景光源LB之亮度值。在一實施例中，當螢幕152後方之背景光源LB之亮度值小於一第一設定值時，表示環境燈光過暗，則啟動第一發光源120，以補強螢幕152後方之背景光源LB的亮度。

上述的背景光源LB不限定由第一發光源120產生，亦可由環境光源產生。此外，上述的背景光源LB之亮度值包括由螢幕152後方投射至背景物W並由背景物W反射後朝螢幕152行進的光產生，亦可包括由螢幕152後方直接朝螢幕152 行進的光產生，本發明不限定必須設置一照明光源在螢幕152的後方才可稱之為背景光源LB，也不限定螢幕152前方必須要設置一照明光源並對背景物W投射光線才可產生背景光源LB，而是無論是直射或被反射，只要能包含由螢幕152後方朝螢幕152行進的光皆可稱之為背景光源LB。

在本實施例之第2B圖中，將燈罩118相對於支撐軸112旋轉至螢幕152前方，且第二發光源122之第二出光方向Y垂直於螢幕152之法線方向且朝向桌面D的使用模式稱為「桌面使用模式」。相對於「螢幕使用模式」，「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。此時，使用者坐在螢幕152的前方(與螢幕152相對)，可能在使用鍵盤或是看書，第二發光源122大致上朝向桌面D發射第二光線L2，且第二光線L2由鍵盤或書本反射後朝反方向行進而入射至使用者的眼睛，以做為閱讀或打字用的照明光源。同時，在「桌面使用模式」時，第二光感測器142設置在燈罩118上並朝向桌面D，用以偵測環境光源LS對桌面D的照度值。在一實施例中，當環境光源LS對桌面D的照度值小於一第二設定值，表示環境光源LS對桌面D的照度不夠，則啟動第二發光源122，以補強環境光源LS。

上述之環境光源LS之照度值不限定為環境光源LS對桌面D投射光線的照度值，亦可為對鍵盤、書本或螢幕顯示面投射光線的照度值，當第二光感測器142朝向桌面D時，才會偵 測環境光源LS對桌面D的照度值，因此，必須要視第二光感測器142所要偵測的對象為何，再來偵測環境光源LS對此被照物的照度值。

除了上述的「螢幕使用模式」與「桌面使用模式」之外，本發明還可增加其他的使用模式，不限定只能使用上述兩種。此外，在「螢幕使用模式」時，除了以第一發光源120來補強背景光源LB之外，還可同時以第一發光源120及第二發光源122來補強背景光源LB，或是以第二發光源122來補強背景光源LB，本發明對此不加以限制。另外，上述的使用模式可藉由機械式或電子式切換器130進行切換，以達到手動或自動切換的功能。以下特以一實施例做為範例進行說明，但本發明不以此為限。

請參照第3A及3B圖，其分別繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置100的模式切換方式的示意圖。切換器130包括一第一導電片131、一第二導電片133以及一轉向接頭135。第一導電片131與第二導電片133設置在支撐軸112之第一側A1與第二側A2，第一側A1與第二側A2例如是相對兩側或在相隔一預定距離的兩個位置上。轉向接頭135設置於支撐軸112之軸套114內，用以電性連接第一導電片131或第二導電片133，且軸套114樞接於燈罩118之延伸臂116與支撐軸112之間。

在第3A圖中，當第一發光源120處於螢幕使用模式時，轉向接頭135旋轉至支撐軸112之第一側A1，並與第一導電片131電性連接，以啟動第一發光源120。也就是說，電源供 應端的電流可經由切換器130導通而傳導至第一發光源120，以發出第一出光方向X的光線。

在第3B圖中，當第二發光源122處於一桌面使用模式時，轉向接頭135旋轉至支撐軸112之第二側A2，並與第二導電片133電性連接，以啟動第二發光源122。也就是說，電源供應端的電流可經由切換器130導通而傳導至第二發光源122，以發出第二出光方向Y的光線。

在一實施例中，轉向接頭135包括一金屬球體136以及一彈性件137。金屬球體136與彈性件137皆具有導電性。彈性件137設置於軸套114之一容置槽C內，用以抵壓金屬球體136，以使金屬球體136彈性接觸於第一導電片131與彈性件137之間或第二導電片133與彈性件137之間。

第一導電片131與第二導電片133分別設有用以容納金屬球體136之部分表面的限位凹口132及134，此二限位凹口132、134可使金屬球體136穩固地定位在預定的位置上，以維持良好的電性連接品質。在第3A圖中，當使用者欲旋轉轉向接頭135時，必須先克服金屬球體136的阻力，使突出於容置槽C外的金屬球體136能壓縮彈性件137並回到容置槽C內後，才能順利轉動轉向接頭135。

在第3B圖中，等到金屬球體136到達第二側A2並再度被彈性件137推入另一個限位凹口134內時才能停止移動，且金屬球體136與第二導電片133電性連接，以達到自動切換的 功能。

上述的金屬球體136及彈性件137兼具電性連接以及卡位的功能，讓使用者依照使用情況調整燈罩118的方向時，同時自動切換不同的使用模式，使用上更為方便、有效。上述的切換器130亦可以採用其他類型的轉向接頭135，本發明對此不加以限制。

此外，當第一導電片131與第二導電片133皆未與金屬球體136接觸時，則轉向接頭135處於不導電狀態，以關閉電源。

接著，請參照第4A圖，其繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置100的電路方塊圖。在上述的「螢幕使用模式」下，螢幕輔助照明裝置100更包括一亮度控制器144，用以控制第一發光源120之亮度。在一實施例中，亮度控制器144的二輸入端In分別電性連接螢幕152以及第一光感測器140，且亮度控制器144的輸出端Out電性連接第一發光源120。亮度控制器144用以接收螢幕152所輸出之一螢幕亮度訊號，並根據螢幕亮度訊號以及第一光感測器140所偵測到的背景光源LB之亮度值，判斷目前的背景光源LB的亮度是否足夠。例如：背景光源LB的亮度控制在螢幕亮度的三分之一為宜。因此，吾入可將第一設定值設定在螢幕亮度的三分之一左右，當背景光源LB之亮度值小於螢幕亮度的三分之一時，啟動第一發光源120並控制第一發光源120之亮度，以補強背景光源LB之亮度值。

在一實施例中，亮度控制器144可藉由USB、WIFI、藍芽等有線或無線傳輸方式得到螢幕目前的亮度訊號，或是藉由光感測的方式得到螢幕目前的亮度訊號。

此外，請參照第4B圖，其繪示依照本發明一實施例之螢幕輔助照明裝置100的電路方塊圖。在上述的「桌面使用模式」下，螢幕輔助照明裝置100之亮度控制器144還可用以控制第二發光源122之亮度。亮度控制器144的輸入端In電性連接第二光感測器142，且亮度控制器144的輸出端Out電性連接第二發光源122。在一實施例中，第二光感測器142朝向桌面，以偵測環境光源LS對桌面的照度。亮度控制器144用以接收第二光感測器142所偵測到的環境光源LS的照度值，以判斷目前螢幕周圍之環境光源LS的照度值是否足夠。例如：環境光源LS的照度值可控制在對入眼不會產生間接眩光的範圍內，藉以設定第二設定值。當環境光源LS的照度值過低而小於第二設定值時，啟動第二發光源122並控制第二發光源122之亮度，以補強環境光源LS。

本發明上述實施例所揭露之螢幕輔助照明裝置，於燈罩上設置第一光感測器，用以偵測螢幕後方之一背景光源之亮度值，並可根據背景光源之亮度值來調整合適的背景光源，以減少對比眩光產生。此外，本發明上述實施例所揭露之螢幕輔助照明裝置，於燈罩上另外設置第二光感測器，用以偵測螢幕周圍之環境光源的照度值，並可根據此照度值來調整合適的照明燈光， 以減少間接眩光產生。也由於在本發明之螢幕輔助照明裝置中設置了切換器，讓使用者依照使用情況調整燈罩的方向時，同時自動切換不同的使用模式，因此使用上更為方便、有效。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧螢幕輔助照明裝置

110‧‧‧燈架

112‧‧‧支撐軸

114‧‧‧軸套

116‧‧‧延伸臂

118‧‧‧燈罩

120‧‧‧第一發光源

122‧‧‧第二發光源

130‧‧‧切換器

X‧‧‧第一出光方向

Y‧‧‧第二出光方向

Claims (13)

1. 一種螢幕輔助照明裝置，包括：一燈架，包括一支撐軸以及設置於該支撐軸上之一燈罩，該燈罩可相對於該支撐軸旋轉至一螢幕前方或該螢幕後方；一第一發光源，設置於該燈罩之第一表面上，並朝一第一出光方向發光，該第一發光源之該第一出光方向朝向該螢幕後方；一第二發光源，設置於該燈罩之第二表面上，並朝一第二出光方向發光，該第二發光源之該第二出光方向朝向該螢幕下方所在之平面；一切換器，設置於該燈架上，用以隨該燈罩之轉向而切換該第一發光源與該第二發光源；一第一光感測器，設置於該燈罩上，用以偵測該螢幕後方之一背景光源之亮度值：以及一第二光感測器，設置於該燈罩上，用以偵測一環境光源之照度值，其中，當該螢幕後方之該背景光源之亮度值小於一第一設定值時，啟動該第一發光源；當該環境光源之照度值小於一第二設定值時，啟動該第二發光源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該第一出光方向垂直於該第二出光方向。
3. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中當該第一發光源處於一螢幕使用模式時，該燈罩相對於該支撐軸旋轉至該螢幕後方，且該第一發光源之該第一出光方向朝向該螢幕後方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中當該第二發光源處於一桌面使用模式時，該燈罩相對於該支撐軸旋轉至該螢幕前方，且該第二發光源之該第二出光方向垂直於該螢幕之法線方向並朝向該螢幕下方所在之平面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該切換器包括一第一導電片、一第二導電片以及一轉向接頭，該第一導電片與該第二導電片設置在該支撐軸之第一側與第二側，且該轉向接頭設置在該支撐軸之一軸套內，用以電性連接該第一導電片或該第二導電片，該軸套樞接於該燈罩與該支撐軸之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之螢幕輔助照明裝置，其中當該第一發光源處於一螢幕使用模式時，該轉向接頭旋轉至該支撐軸之該第一側，並與該第一導電片電性連接，以啟動該第一發光源。
7. 如申請專利範圍第5項所述之螢幕輔助照明裝置，其中當該第二發光源處於一桌面使用模式時，該轉向接頭旋轉至該支撐軸之該第二側，並與該第二導電片電性連接，以啟動該第二發光源。
8. 如申請專利範圍第5項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該轉向接頭包括一金屬球體以及一彈性件，該彈性件設置於該軸套之一容置槽內，用以抵壓該金屬球體，以使該金屬球體彈性接觸於該第一導電片與該彈性件之間或該第二導電片與該彈性件之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該第一導電片與該第二導電片分別設有用以容納該金屬球體之部 分表面的一限位凹口。
10. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，更包括一亮度控制器，電性連接該第一發光源以及該螢幕，用以接收該螢幕所輸出之一螢幕亮度訊號，並根據該螢幕亮度訊號以及該第一光感測器所偵測到的該背景光源之亮度值，控制該第一發光源之亮度，以補強該背景光源之亮度值。
11. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，更包括一亮度控制器，電性連接該第二發光源，並根據該第二光感測器所偵測到的該環境光源之照度值，控制該第二發光源之亮度，以補強該環境光源。
12. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該第一光感測器設置於該燈罩之該第一表面上，且該燈罩於該第一發光源與該第一光感測器之間設有一隔板。
13. 如申請專利範圍第1項所述之螢幕輔助照明裝置，其中該第二光感測器設置於該燈罩之該第二表面上，且該燈罩於該第二發光源與該第二光感測器之間設有一隔板。