照明燈及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種照明燈及其工作方法，所述照明燈包括光源；所述照明燈進(jìn)一步包括：光強(qiáng)檢測模塊，所述光強(qiáng)檢測模塊用于檢測所述光源發(fā)出的照明光和環(huán)境光在工作面上的反射光的光強(qiáng)I測，并傳送到計(jì)算模塊；計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)＝f(I測)，并傳送到判斷模塊；判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷接收到的光照度E實(shí)是否處于設(shè)定范圍內(nèi)，判斷結(jié)果傳送到控制模塊；控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源。本發(fā)明具有節(jié)能、減少眼疲勞等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
照明燈及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及燈，特別涉及照明燈及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，學(xué)生近視眼發(fā)病率居高不下，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，環(huán)境因素與近視眼發(fā)病率關(guān)聯(lián)密 切，其中教室照明是影響近視眼發(fā)病率最重要的因素之一。若光線太強(qiáng)，如陽光或非常亮的 光源等照射書面時(shí)，會引起強(qiáng)烈反射，刺激眼睛，使眼睛不適，而且難以看清字體，相反，若 光線過弱時(shí)，使書面照明不足，眼睛不能清晰地看清字體，頭部就會向前湊近書本。以上兩 種情況均易使眼睛疲勞，而眼睛的過度調(diào)節(jié)或痙攣都能夠形成近視。
[0003] 為了改善這一狀況，提供給學(xué)生健康的照明環(huán)境，有關(guān)主管部門相繼頒布了國家 標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定教室環(huán)境的照明。其中一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)是要求教室的平均照度要大 于等于300Lx(勒克斯），對于有些特殊專用教室要求大于等于500Lx(勒克斯）。
[0004] 為了滿足學(xué)校照明的規(guī)定，對光源的選擇尤為重要?，F(xiàn)階段常用的產(chǎn)品有普通日 光燈和三基色熒光燈，部分地區(qū)的學(xué)校采用了燈管型的LED光源。這些學(xué)校的照明方案中， 普通日光燈、三基色熒光燈光源的品質(zhì)較差，不但光源直射眼睛，存在著頻閃和嚴(yán)重的炫 光，非常容易造成眼睛疲勞，而且光源的壽命低、光衰減嚴(yán)重，能耗高，維護(hù)成本高，照度達(dá) 不到國家規(guī)定。部分學(xué)校采用了新型的LED光源，但只關(guān)心發(fā)光效率，降低能耗及維護(hù)成本， 對于光源頻閃的改善僅僅是使其頻率更高，也不能很好的滿足不同教學(xué)模式要求。
[0005] 現(xiàn)今學(xué)校照明設(shè)計(jì)對于工作面環(huán)境光的變化基本沒有處理，造成真實(shí)的照明環(huán)境 往往不能滿足要求，在不同環(huán)境光的狀況下，桌面照度要么偏高太多，要么偏低太多。個(gè)別 廠家的產(chǎn)品在教室里布置單獨(dú)的感光傳感器用來識別環(huán)境光變化情況，根據(jù)設(shè)定的閾值來 開關(guān)燈源，能夠解決部分由于環(huán)境光變化引起的照度變化問題。
[0006] 現(xiàn)有的教室或者工作面采用的照明方案主要單純的從光源本身來設(shè)計(jì)，選用不同 功率的燈光來滿足不同照明要求，設(shè)計(jì)時(shí)常常以理想環(huán)境來進(jìn)行模擬，驗(yàn)收通常也回避環(huán) 境光的影響。同時(shí)，現(xiàn)有的方案所選用的日光燈光源容易老化，維護(hù)更換成本較高，對于環(huán) 境光變化帶來的工作面照度的影響缺少有效反饋的手段。另一方面環(huán)境光對相對封閉空間 (如教室)而言，產(chǎn)生的影響條件是非常復(fù)雜的，不同位置的影響情況也是不一樣的。
[0007] 傳統(tǒng)的光源缺少有效的光功率調(diào)節(jié)手段也是制約設(shè)計(jì)照度穩(wěn)定性方案的一個(gè)重 要原因。為了真正解決光源本身問題及環(huán)境光帶來的工作面照度達(dá)不到要求，進(jìn)而影響學(xué) 生學(xué)習(xí)、工作效率以及增加近視率這一問題，有必要采用一種技術(shù)手段來全面的解決上述 情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種節(jié)能、輸出穩(wěn)定的照明 燈。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0010] -種照明燈，所述照明燈包括光源;所述照明燈進(jìn)一步包括：
[0011] 光強(qiáng)檢測模塊，所述光強(qiáng)檢測模塊用于檢測所述光源發(fā)出的照明光和環(huán)境光在工 作面上的反射光的光強(qiáng)I測，并傳送到計(jì)算模塊；
[0012]計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)=f(I測)，并傳 送到判斷模塊；
[0013] 判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷接收到的光照度E實(shí)是否處于設(shè)定范圍內(nèi)，判斷 結(jié)果傳送到控制模塊；
[0014] 控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源的工作參 數(shù)。
[0015] 根據(jù)上述的照明燈，可選地，所述光強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括：
[0016] 光闌，所述光闌設(shè)置在所述反射光的光路上；
[0017] 傳感器，所述傳感器用于將穿過所述光闌的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到計(jì)算 模塊。
[0018] 根據(jù)上述的照明燈，可選地，所述光強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括：
[0019]光會聚器件，所述光會聚器件設(shè)置在所述光闌與傳感器之間的反射光光路上。
[0020] 根據(jù)上述的照明燈，優(yōu)選地，所述光會聚器件為凸透鏡或菲涅爾透鏡或羅紋透鏡， 所述凸透鏡的凸面與所述工作面相對。
[0021] 根據(jù)上述的照明燈，優(yōu)選地，所述凸透鏡的焦距為11.8mm-425mm。
[0022 ]根據(jù)上述的照明燈，優(yōu)選地，所述光源是LED或無極燈。
[0023] 根據(jù)上述的照明燈，優(yōu)選地，所述照明燈為面板燈，所述光強(qiáng)檢測模塊設(shè)置在所述 面板燈的側(cè)部。
[0024] 本發(fā)明的目的還在于提供了一種上述照明燈的工作方法，該發(fā)明目的通過以下技 術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：
[0025] 根據(jù)上述的照明燈的工作方法，所述工作方法包括如下步驟：
[0026] (A1)所述光源通電，照明燈工作；
[0027] (A2)光強(qiáng)檢測模塊獲得所述光源產(chǎn)生的照明光以及環(huán)境光在工作面上的反射光 I測，并傳送到計(jì)算模塊；
[0028] (A3)所述計(jì)算模塊根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)=f (I測），并傳送到判斷 豐旲塊；
[0029] (A4)判斷模塊判斷接收到的光照度取是否處于設(shè)定范圍內(nèi)：
[0030] 若判斷結(jié)果為是，則結(jié)束；
[0031] 若判斷結(jié)果為否，判斷結(jié)果傳送到控制模塊；
[0032] (A5)控制模塊根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源，回到步驟(A2)，直到所述 光照度取處于所述設(shè)定范圍內(nèi)。
[0033] 根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述光源的調(diào)整方式為：
[0034] 若光照度高于設(shè)定范圍的最大值，降低所述光源的工作電流；
[0035] 若光照度低于設(shè)定范圍的最小值，提高所述光源的工作電流
[0036] 若光照度處于設(shè)定范圍內(nèi)，保持所述光源的工作參數(shù)。
[0037] 根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述光照度
P為 所述工作面的反射比，S為所述光強(qiáng)檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強(qiáng)檢 測模塊的反射光接收面相對所述工作面的法線間的夾角，a，b分別為常數(shù)。
[0038] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：
[0039] 通過實(shí)時(shí)檢測工作面照度去動態(tài)調(diào)節(jié)光源的光能輸出，從而維持工作面照度的穩(wěn) 定性。
[0040] 當(dāng)環(huán)境中的照明情況發(fā)生變化時(shí)，如白天、黑夜、晴天、陰天等不同自然光照明狀 況，可以維持工作面照度的恒定，進(jìn)而可以避免由于照明環(huán)境變化帶來的用眼疲勞；另一方 面，智能調(diào)光還能有助于提高節(jié)能效果，減少碳排放，保護(hù)環(huán)境。
【附圖說明】
[0041] 參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這 些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。 圖中：
[0042] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的照明燈的基本結(jié)構(gòu)圖；
[0043] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的工作方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1-2和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施 和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解 下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可 選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0045] 實(shí)施例1:
[0046] 圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例1的照明燈的基本結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述照明 燈包括：
[0047] 邊框11、光源21及導(dǎo)光板31，所述光源21設(shè)置在所述邊框11的內(nèi)壁，所述導(dǎo)光板31 嵌入所述邊框11內(nèi)，并與所述光源21相對設(shè)置；
[0048]位移檢測模塊41，所述位移檢測模塊用于檢測所述光源和導(dǎo)光板之間的距離的變 化，并傳送到調(diào)整模塊;所述位移檢測模塊可采用光纖光柵位移傳感器、光電式位移檢測等 豐旲塊；
[0049] 調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊用于根據(jù)接收到的距離變化信息去調(diào)整所述光源的工作 參數(shù)，如工作電流，從而降低光源的發(fā)熱量，使所述距離的變化維持在一定范圍內(nèi)，避免光 源損壞。
[0050] 光強(qiáng)檢測模塊，所述光強(qiáng)檢測模塊用于檢測所述光源發(fā)出的照明光和環(huán)境光在工 作面上的反射光的光強(qiáng)I測，并傳送到計(jì)算模塊;所述工作面是課桌、辦公桌、書桌、黑板面、 投影幕布等，利用工作面從事學(xué)習(xí)、研究等工作。
[0051] 計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于根據(jù)接收到的光強(qiáng)1測而得出光照度E實(shí)=f(I；i)，并傳 送到判斷模塊；
[0052] 判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷接收到的光照度E實(shí)是否處于設(shè)定范圍內(nèi)，判斷 結(jié)果傳送到控制模塊；
[0053] 控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源的工作參 數(shù)。
[0054]為了提高反射光的接收能力，進(jìn)一步地，所述光強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括：
[0055] 光闌，所述光闌設(shè)置在所述反射光的光路上；
[0056] 傳感器，所述傳感器用于將穿過所述光闌的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到計(jì)算 豐旲塊。
[0057] 為了進(jìn)一步提高共走面反射光的接收能力，以準(zhǔn)確反映光照度，進(jìn)一步地，所述光 強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括：
[0058]光會聚器件，所述光會聚器件設(shè)置在所述光闌與傳感器之間的反射光光路上。
[0059] 為了降低成本及提高器件的可靠性，進(jìn)一步地，所述光會聚器件為凸透鏡或菲涅 爾透鏡或羅紋透鏡，所述凸透鏡的凸面與所述工作面相對。
[0060] 做了做到光源和工作面的距離與工作面大小、傳感器面積大小間的平衡，所述凸 透鏡的焦距優(yōu)選為11.8mm-425mm。
[0061] 圖2示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例1的照明燈的工作方法的流程圖，如圖2所示，所 述工作方法包括如下步驟：
[0062] (A1)所述光源通電，照明燈工作；
[0063] (A2)光強(qiáng)檢測模塊獲得所述光源產(chǎn)生的照明光以及環(huán)境光在工作面上的反射光 I測，并傳送到計(jì)算模塊；
[0064] (A3)所述計(jì)算模塊根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)=f·(I測）如
，并傳送到判斷模塊;P為所述工作面的反射比，S為所述 光強(qiáng)檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強(qiáng)檢測模塊的反射光接收面相對所 述工作面的法線間的夾角，a，b分別為常數(shù)，可通過理論計(jì)算或者標(biāo)定得出；
[0065] (A4)判斷模塊判斷接收到的光照度取是否處于設(shè)定范圍內(nèi)：
[0066]若判斷結(jié)果為是，則結(jié)束；
[0067] 若判斷結(jié)果為否，判斷結(jié)果傳送到控制模塊；
[0068] (A5)控制模塊根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源，如調(diào)節(jié)光源的工作參數(shù)或 驅(qū)動方式，回到步驟(A2)，直到所述光照度取處于所述設(shè)定范圍內(nèi)。
[0069] 在上述工作方法中，還包括如下步驟：
[0070] (B1)所述光源產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到所述導(dǎo)光板，所述導(dǎo)光板膨脹，縮短了導(dǎo)光板和 光源間的間距；
[0071] (B2)利用位移檢測模塊檢測所述導(dǎo)光板和光源間的距離的變化，并傳送到控制模 塊；
[0072] (B3)控制模塊根據(jù)接收到的距離的變化及設(shè)定值，調(diào)整所述光源的工作參數(shù)，如 工作電流，從而降低光源的發(fā)熱量。
[0073] 通過上述方法，使得工作面照度的恒定，同時(shí)，光源由于發(fā)熱而引出的形變量控制 在允許范圍內(nèi)，防止光源損壞。
[0074] 實(shí)施例2:
[0075] 根據(jù)實(shí)施例1所述的照明燈及其工作方法在面板燈的應(yīng)用例。
[0076] 在該應(yīng)用例中，光源采用LED，位移檢測模塊采用壓電晶體，通過檢測壓電晶體的 電荷，可獲知壓電晶體的形變量，從而得出導(dǎo)光板和LED間的相對位移量。光強(qiáng)檢測模塊設(shè) 置在面板燈的邊框上，具體包括:光闌設(shè)置在所述反射光的光路上;傳感器用于將穿過所述 光闌的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到計(jì)算模塊;光會聚器件設(shè)置在所述光闌與傳感器之 間的反射光光路上。光會聚器件采用平凸透鏡，焦距為11.8mm-425mm，凸面與工作面相對。
[0077] 在上述照明燈的工作過程中，光照度與光強(qiáng)度間的映射關(guān)系關(guān)
光源的調(diào)節(jié)方式為:若光照度高于設(shè)定范圍的最大值，降低所述光源的工作電流;若光照度 低于設(shè)定范圍的最小值，提高所述光源的工作電流;若光照度處于設(shè)定范圍內(nèi)，保持所述光 源的工作參數(shù)。
[0078] 控制模塊根據(jù)接收到的形變量及設(shè)定值，調(diào)整所述光源的工作參數(shù)，如工作電流， 從而降低光源的發(fā)熱量，具體調(diào)整方式為：
[0079] 若形變量超過設(shè)定值，降低所述光源的工作電流；
[0080]若形變量不超過設(shè)定值，保持所述光源的工作參數(shù)。
[0081] 根據(jù)本實(shí)施例達(dá)到的益處在于:實(shí)時(shí)檢測工作面的光照度，并根據(jù)光照度去實(shí)時(shí) 調(diào)整光源的工作參數(shù)，使得工作面的光照度恒定，降低了眼疲勞，節(jié)能減排。實(shí)時(shí)檢測導(dǎo)光 板和光源的間距，在導(dǎo)光板由于吸收光源產(chǎn)生的熱量而膨脹到設(shè)定值時(shí)，需要降低光源的 工作電流，也即降低了光源的發(fā)熱量，有效地防止了由于導(dǎo)光板進(jìn)一步膨脹而擠壞光源的 現(xiàn)象發(fā)生，延長了照明燈中光源的使用壽命。
[0082] 實(shí)施例3:
[0083]根據(jù)實(shí)施例1所述的照明燈及其工作方法在熒光燈中的應(yīng)用例。
[0084] 與實(shí)施例2不同的是:在該應(yīng)用例中，位移檢測模塊采用光纖光柵位移傳感器。光 照度與光強(qiáng)度間的映射關(guān)系為：
，使用校準(zhǔn)過的照度計(jì)獲知 工作面的光照度，以及光強(qiáng)檢測模塊獲得的光強(qiáng)度，通過二次函數(shù)擬合，從而得出各系數(shù)a， b，c。使用調(diào)光器去調(diào)整熒光燈的光亮度。
[0085] 上述實(shí)施例僅是示例性地給出了光源可以采用LED、熒光燈，當(dāng)然還可以是其他類 型的出光可調(diào)的光源，如無極燈。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種照明燈，所述照明燈包括光源;其特征在于:所述照明燈進(jìn)一步包括： 光強(qiáng)檢測模塊，所述光強(qiáng)檢測模塊用于檢測所述光源發(fā)出的照明光和環(huán)境光在工作面 上的反射光的光強(qiáng)I測，并傳送到計(jì)算模塊； 計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊用于根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)=f(Iii)，并傳送到 判斷模塊； 判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷接收到的光照度E實(shí)是否處于設(shè)定范圍內(nèi)，判斷結(jié)果 傳送到控制模塊； 控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源的工作參數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述光強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括： 光闌，所述光闌設(shè)置在所述反射光的光路上； 傳感器，所述傳感器用于將穿過所述光闌的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到計(jì)算模塊。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明燈，其特征在于:所述光強(qiáng)檢測模塊進(jìn)一步包括： 光會聚器件，所述光會聚器件設(shè)置在所述光闌與傳感器之間的反射光光路上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明燈，其特征在于:所述光會聚器件為凸透鏡或菲涅爾透鏡 或羅紋透鏡，所述凸透鏡的凸面與所述工作面相對。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明燈，其特征在于:所述凸透鏡的焦距為11.8mm-425mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述光源是LED或無極燈。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述照明燈為面板燈，所述光強(qiáng)檢測模 塊設(shè)置在所述面板燈的側(cè)部。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的照明燈的工作方法，所述工作方法包括如下步驟： (Al)所述光源通電，照明燈工作； (A2)光強(qiáng)檢測模塊獲得所述光源產(chǎn)生的照明光以及環(huán)境光在工作面上的反射光I測，并 傳送到計(jì)算模塊； (A3)所述計(jì)算模塊根據(jù)接收到的光強(qiáng)I測而得出光照度E實(shí)=f(I$〇,并傳送到判斷模塊； (A4)判斷模塊判斷接收到的光照度E實(shí)是否處于設(shè)定范圍內(nèi)： 若判斷結(jié)果為是，則結(jié)束； 若判斷結(jié)果為否，判斷結(jié)果傳送到控制模塊； (A5)控制模塊根據(jù)接收到的判斷結(jié)果去調(diào)整所述光源，回到步驟(A2)，直到所述光照 度取處于所述設(shè)定范圍內(nèi)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述光源的調(diào)整方式為： 若光照度高于設(shè)定范圍的最大值，降低所述光源的工作電流；若光照度低于設(shè)定范圍的最小值，提高所述光源的工作電流 若光照度處于設(shè)定范圍內(nèi)，保持所述光源的工作參數(shù)。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于:所述光照違 P為所述工作面的反射比，S為所述光強(qiáng)檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強(qiáng) 檢測模塊的反射光接收面相對所述工作面的法線間的夾角，a，b分別為常數(shù)。
【文檔編號】H05B37/02GK105898965SQ201610367139
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】佘檢求, 羅飛, 張兵, 呂棟
【申請人】浙江久良教育科技股份有限公司