带坐姿监测功能的无影台灯的制作方法
【专利摘要】带坐姿监测功能的无影台灯。本发明包括U形灯体和支撑体两部分，U形灯体上设置了左右两个灯头，每个灯头里有个LED光源。两个灯头分别设置在书写区域的两侧上方，灯头的后端(远离书写者的一端)与一个共同的连接体的两端分别连接，俯视视角上看构成一个U字形的灯体。U字形灯体的两侧或者后部有环境补光灯。在两个灯头相对的靠近前端处设置有红外线发射二极管和红外线接收二极管，两者位置相互对应，形成一道看不见的红外监测光束，当使用者头部低于规定的规范距离，阻断红外线监测光束，红外线监测报警器电路会声音提醒。上述U字形灯体的支撑体是灯杆加一个充当底座的写字板，其表面不反光，角度微前倾，便于书写。
【专利说明】带坐姿监测功能的无影台灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带坐姿监测功能的无影台灯，属于书写照明灯具领域。
【背景技术】
[0002]近视是困扰学生的大问题，对学生的学习工作生活都有不小的影响。近视的成因中，书写习惯不正确及用光不科学是最主要的原因。比如新入学的小学生，往往趴着书写，其原因是，手部遮挡光线造成手影，为了看清字不由自主的趴下写字，加之这样的动作又相对舒服，久而久之养成趴着写字的习惯。现在的课本多为铜版纸印刷，表面光亮，对灯光有强烈反射作用，会造成视觉疲劳和视物不清，也是加深近视的原因。现有的台灯样式各种各样，使用时候高低和摆放也不规范，这些都需要使用中有个合理指导。前面提到的小学生喜欢趴着写字的问题现在是靠家长提醒来解决，但家长不能总在身边提醒，应该靠孩子养成自觉纠正的好习惯。另外书写区和周边光照的强烈对比也是造成视觉疲劳的原因，往往书写区亮度达到，但由于室内不开其他灯光，造成周边是黑暗的，这样也是不科学的用光。现在市场上还没有专门的无影台灯产品，但是有红外线监测坐姿的台灯，靠灯柱上或者灯罩上的红外感应传感器实现，把红外线发射二极管和红外线接收二极管做在一起，红外线发射二极管发射红外线，遇到人体后反射，红外线接收二极管感知到后发出声音提醒端正坐姿。但是这样的方式不够精准，不能准确有效的去监测学生的坐姿。
【发明内容】
[0003]本发明专利的目的是提供一种防止手影和书页眩光产生，又能监测使用者坐姿及对书写环境的周边进行补光功能的台灯。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:本发明包括U形灯体和支撑体两部分，U形灯体上设置了左右两个灯头，每个灯头里有LED光源，LED光源可以是点光源形式或者面光源形式。如果是面光源形式，LED发光元件配合产生面光源的磨砂片或者导光板配件使用。两个灯头分别设置在书写区域的两侧上方，灯头的后端与一个共同的连接体的两端分别连接，俯视视角上看构成一个U字形的灯体。所述的连接体可以是中空的壳体，内部可以设置有电源电路和控制电路；也可以是连杆的形式，连接体主要功能是将两个灯头连接为一个整体，俯视看连接体的形状，可以是直线的，也可以是向后方弯曲的弧形，与灯头组成U字形灯体。U字形灯体的两侧或者后部有环境补光灯，可以采用LED光源，照亮书写区周边环境，减小视野里的明暗对比，减轻视觉疲劳。在两个灯头相对的靠近前端处设置有红外线发射二极管和红外线接收二极管，两者位置相互对应，形成一道看不见的红外监测光束，当使用者头部低于规定的规范距离，阻断红外线监测光束，红外线监测报警器电路会感应到信号变换，发出警报声提醒使用者抬起头来，端正坐姿。上述U字形灯体的支撑体可以是传统的一个灯杆加一个灯座方式，也可以是一到四根灯杆加一个充当底座的写字板，其表面不反光，角度微前倾，便于书写。
[0005]采用本发明带来的有益效果是，光照更科学更合理，无反光和眩光，无手影；书写环境明暗对比度小，减轻视觉疲劳；有红外坐姿监测，监控使用者写字距离，助其养成良好读写习惯。
[0006]以下结合附图做进一步说明:
[0007]图1是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的立体图；
[0008]图2是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的俯视图；
[0009]图3是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的红外线发射管和红外线接收管剖面示意图；
[0010]图4是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的红外线监测报警器电路图
[0011]图5是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的正视图；
[0012]图6是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的LED面光源磨砂材料方案示意图；
[0013]图7是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的LED面光源导光板方案示意图；
[0014]图8是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的后视图；
[0015]图9是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的照明光源电路图；
[0016]图10是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的灯体结构的第2个实施例
[0017]图11是本发明带坐姿监测功能的无影台灯的灯体结构的第3个实施例
[0018]图中各部件名称对应的标号如下:
[0019]左灯头I ;右灯头2 ;连接体3 ;灯杆4 ;灯座5 ;红外线发射管6 ;红外线接收管7 ；套管8 ;红外线滤镜9 ;LED光源10 ；LED电路板11 ;磨砂灯罩12 ;导光板13 ;环境补光灯14 ；电源插座15 ;电源开关16 ；LED驱动器17 ;转轴18 ；U形支架19
【具体实施方式】
[0020]在图1中，本发明的主体由U形灯体和支撑体两部分组成。U形灯体的开口端，也就是朝向使用者的一端定义为前方向，U形灯体由左灯头1、右灯头2和连接体3组成，两个灯头的后端分别与连接体3的两端连接在一起，构成U字形灯体。连接体3是中空的壳体，内部布置有控制电路、电源电路等，连接体3的主要作用是连接两个灯头成为一个整体。支撑体是由灯杆4和灯座5组成，灯杆数量可以从I根到4根，灯座5是一个写字板，其表面略微前倾，角度在2度到10度内，表面磨砂处理无反光。U形灯体位于灯座5正上方，两个灯头的灯光分别从左上方和右上方两个方向投光到灯座5，形成立体交叉照明，类似医院无影灯的原理，消除了手影，使得视物清晰，不会因为看不清字而疲劳，并且由于是左右两个方向投光，避免了书页的直接反光进入眼睛造成的眩光，让光照更合理。另外图1中可以看到其中一个灯头靠近前端的内侧设置有红外线发射头6。
[0021]在图2中，俯视方向看，左灯头1、右灯头2和连接体3构成U字形灯体。红外线监测报警器的红外线发射二极管和红外线接收二极管相对的分别设置在两个灯头的靠近前端处，也就是U形灯体靠近开口端的位置，两者位置相互对应、轴线一致。通电后，红外线发射管6发出红外线，另一个灯头的红外线接收管7接收，形成一道水平的横向的看不见的红外线监测光束，这道光束距离书写区域是30公分左右的规范书写距离，当人的头部距离书写区过近阻挡了红外线监测光束，红外线接收管7会感应到，红外线监测报警器电路会触发声光报警提醒端正坐姿保持距离。需要说明的是，红外线发射管6和红外线接收管7可以互换两个二极管的位置，即左灯头I安装红外线接收管7，右灯头2安装红外线发射管6。这种红外线发射管6和红外线接收头管分立的形式和现有的反射原理的红外监测传感器比起来，使用起来更精确严格。红外线发射管6是红外线发射二极管VDl和套管8以及红外线滤镜9组成，套管8让光线的发射汇聚成光束以增强发射光强，如图3所示红外线发射二极管VDl在套管8的管孔一端，另一端开孔处有一个红外线滤镜9，可以防尘。红外线接收管7的结构也一样，由红外线接收二极管VD2和套管8，以及红外线滤镜9组成，红外线滤镜9可以减少外界杂光对信号接收的干扰。
[0022]图4中，红外线监测报警器电路由交流降压整流电路，红外发射电路，红外光电转换电路，继电器控制的声光报警电路等组成。220伏交流电压经过变压器降压后输出12伏交流电压，经过Dl?D4整流、电容Cl滤波，然后由三端稳压电路UA78H12A稳压，输出12伏特直流电压提供给后续电路。
[0023]C2和C3为滤波电容，发光二极管D5作电源指示灯，Rl降压限流，使D5正常工作。
[0024]红外线发射二级管VDl和PRl组成红外发光电路，可调电阻RPl用作降压限流用，通过调节RPl的大小，使得红外发光二极管VDl的工作电流限制在90毫安之内，以免电流过大烧毁。VD2为红外线接收二极管，也就是光敏二极管，和R2组成光电转换器，在红外线发射二极管VDl和红外线接收二极管VD2之间形成一道红外线光路，当光路不被遮挡的时候，VD2将VDl的红外信号变为电信号，VD2呈低阻抗，A点电压小于等于0.35伏，VTl呈截止状态，B点高电平，IC处于复位状态。当红外线光路被遮挡，VD2呈高阻抗状态，A点电位升高，VTl饱和导通，B点电位小于等于0.4伏，ICl置位，ICl的3脚高电平。
[0025]ICl采用时基集成电路555，在它的触发端2脚的电压低于0.33伏，555处于置位状态，该上跳变脉冲使得VT2饱和导通，继电器K吸合，常闭触电Kl开，二极管发光；常开触点K3闭合，蜂鸣器发出报警音，从而实现红外探测声光报警。D6为续流二极管，作用是抑制继电器线圈产生的反电动势，保护晶体管。
[0026]图5中，本发明的正视图上可以看到，LED光源10分别在两个灯头的下方，可以是点光源，也可以是面光源，照射角度向着灯座5。两个LED光源10从左右上方斜向下照射，构成多方位的光照环境，消除了手影的产生，让视物更清晰。由于侧向照明，也避免了书页的反光直接照射到人的眼睛，避免了书页眩光。
[0027]图6所示是LED光源10的用磨砂材料产生面光源的方案，LED电路板11是带有LED发光二极管阵列的电路板，LED电路板11照射在磨砂灯罩12上，磨砂灯罩12可以是塑料的，比如PC等透明材料，表面通过涂层或者做磨砂表面处理，这样当LED电路板11上的LED灯照射在上面就形成均匀柔和的面光源，避免直视LED灯珠的刺眼感觉。
[0028]图7中，LED光源10的用导光板产生面光源的方案，通过LED电路板11 (单排阵列)把光投射到导光板13的侧面，导光板把进入的光线均匀的分散到表面形成面光源，导光板13是广泛用于液晶面板和广告灯箱的技术，故此不赘述其原理。
[0029]图8中，在U形灯体的后部，也就是连接体3的后部，设置有环境补光灯14，图中示例为后部设置了两组，环境补光灯14是LED阵列组成，对台灯后方的环境和周边的区域进行照亮，减少书写区域和环境区域的明暗对比，缓解眼睛疲劳。U形灯体的后部还设置有电源插座15、开关16。
[0030]图9中，是整个台灯中照明光源的电路示意图。220v交流电依次经过开关K和LED驱动器17变为低压直流电给LED灯供电，LED驱动器是现有成熟技术，有成品直接选用。图中LEDl和LED2灯组分别对应左灯头I和右灯头2中LED电路板11。LED3和LED4灯组对应环境补光灯14里的LED阵列。
[0031]图10中，是整个台灯的结构实施例2，左灯头I和右灯头2分别通过转轴18与连接体3连接，在运输过程中，两个灯头可以折叠，便于运输，减少包装箱体积。
[0032]图11中，是整个台灯的结构实施例3，连接体可以使连杆支架的形式，例如金属管折弯的U形支架19，U形支架19的两端通过转轴18与两个灯头连接，U形支架的数量可以
是一根到三根。
【权利要求】
1.一种带坐姿监测功能的无影台灯，由左灯头、右灯头、连接体、灯杆、灯座、LED光源、及红外线监测报警器电路组成，其特征是:左灯头、右灯头内分别有LED光源，左灯头和右灯头的后端分别与连接体的两端连接构成U形灯体，红外线监测报警器的红外线发射二极管和红外线接收二极管分别相对的设置在两个灯头靠近前端处。
2.根据权利要求1所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于所述连接体是内部中空的壳体。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于左灯头、右灯头的后端和连接体的两端是固定连接。
4.根据权利要求1所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于所述的红外线监测报警器的红外线发射二极管与套管和红外线滤镜同轴组成红外线发射管，红外线监测报警器的红外线接收二极管与套管和红外线滤镜同轴组成红外线接收管。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于连接体3的后部有环境补光灯，是I到4组LED阵列光源。
6.根据权利要求1所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于左灯头和右灯头的后端通过转轴与连接体活动连接。
7.根据权利要求1所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于所述的连接体是I到3根金属管折弯的U形支架。
8.根据权利要求1所述的带坐姿监测功能的无影台灯，其特征在于所述的灯座是个表面磨砂无反光的略微前倾2度到10度以内角度的写字板。
【文档编号】F21V33/00GK103899969SQ201210572094
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2012年12月26日
【发明者】王傲立 申请人:王傲立