局部全般照明模式及具有该模式的台灯的制作方法

本发明涉及照明领域，特别是一种局部全般照明模式及具有该模式的台灯。

背景技术：

随着我国教育素质的提高，现在学生学业繁重的同时也更趋向于多元化媒体学习任务，这无形中增加青少年近视的机率，目前中国近视患者人数已多达6亿，其中，7～12岁小学生、13～15岁初中生、16～18岁高中生及19～22岁大学生的视力不良率分别为45.7％、74.4％、83.3％和87.7％。中国己经成为青少年近视率全球第一的国家，视觉健康形势极为严峻。

2014年全国学生体质健康调研与监测结果显示，小学生、初中生、高中生和大学生视力不良率分别为45.71％、74.36％、83.28％和86.36％。2018年《中国义务教育质量监测报告》显示，我国四年级、八年级学生视力不良检出率分别为36.5％、65.3％。部分区域学生视力不良问题突出，视力不良检出率四年级超过60％，八年级超过80％。

众所周知，现有的台灯是把灯光集中在一小块区域内，便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯、节能灯泡，led灯珠，这种台灯明暗对比强度大，长时间使用容易引起眼部疲劳，从而引发眼部疾病，特别是青少年，长期使用高照度的台灯，容易引起视觉疲劳，长期的疲劳造成近视。随着用户对保护眼睛的要求越来越高，市面上流行的护眼台灯，是通过调节明暗的方式，避免刺激眼睛，但台灯明暗光斑依然明显。无论何种台灯，对造成眼部疲劳的缺陷依然存在。另外，有部分消费者在使用台灯时，同时会开启房间内的大灯，这样虽然可以部分缓解视觉疲劳，但明显降低了作业者的专注度，影响作业效率。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的缺陷，提供一种方案，在缓解视觉疲劳、保护视力的同时提高大脑的专注度，是通过如下技术方案实现的。

一种局部全般照明模式，提供位于室内的台灯，所述台灯包括多个灯，每个灯发射的光源形成发光层，所述模式包括多个光源：主光源、从光源和辅助光源，其中，同光强照射高度低主光源照射形成第一发光层，第一发光层为照度高，照射面积小的发光层，同光强照射的高度高于主光源的从光源照射形成第二发光层，所述第二发光层覆盖第一发光层，为照度低，照射面积大的发光层，辅助光源照射墙体或者媒介从多个角度反射形成的第三发光层，第三发光层覆盖第一和第二发光层，所述模式使台灯的照射范围更大且形成照度更均匀的光层。

进一步的，所述主光源、从光源和辅助光源可调节不同的高度和角度。

进一步的，所述主光源、从光源为同向照射，辅助光源与主光源、从光源的照射角度相反或呈现一定的角度。

进一步的，所述模式提供的台灯同步点亮主光源、从光源和辅助光源，可调节主光源、从光源和辅助光源的亮度及色温。

进一步的，台灯的机构控制模块使机械运动改变力臂主光源、从光源和辅助光源的位置和角度，使第一发光层、第二发光层及第三发光层的照度和照射范围改变。

进一步的，所述室内的壁面介质包括：墙壁或天花板壁面，壁面为哑光层。

具有局部全般照明模式的台灯，包括底座，所述底座上固定安装主杆，主灯、多个从灯分别通过支杆与主杆连接，所述主灯发射的光源形成第一发光层，其中第一从灯发射的光源形成第二发光层，从灯的位置高于主灯，从灯所产生的第二发光层覆盖第一发光层，第二从灯发射的辅助光源由介质反射形成的第三发光层覆盖第二发光层和第一发光层。

进一步的，同光强照射高度低的主灯向下照射形成第一发光层，第一发光层位于下层，为照度高，照射面积小的发光层，同光强照射高度高第一从灯向下形成第二发光层，第二发光层覆盖第一发光层，且为照度低，照射面积大的发光层，同光强相反方向照射的第二从灯从多个角度反射墙体或者媒介形成的第三发光层，覆盖第一发光层和第二发光层，使台灯形成照射范围更大且形成均匀度更好的光层。

进一步的，台灯底座上的控制旋钮控制主灯和多个从灯，实现台灯的主灯和多个从灯同步点亮，调节主灯和从灯的色温和亮度。

进一步的，连接主灯与多个从光的支架用于调节主灯和从灯的高度和角度，第二从灯设置在第一从灯背部。

本发明的有益效果是：通过主灯和从灯形成局部的全般照明的模式,三个层次的光让照射范围更大，每个层次的有不同的照度，并且每个层次的照度更均匀，整个空间三个层次光的照度从作业面到周围由亮到暗逐渐变化，极大提升了作业的专注度和效率，同时又保证了视觉舒适度，在单位时间内减少瞳孔频繁收缩造成眼部肌肉的疲劳，从而减少视觉疲劳，极有益视力健康。

附图说明

图1是本发明的台灯结构示意图。

图2是本发明的全般照明模式示意图。

图3a是本发明具体实施例的台灯功率15w的照度表。

图3b是现有技术的台灯功率15w的照度表。

图4a是本发明具体实施例的台灯功率8.5w的照度表。

图4b是现有技术的台灯功率8.5w的照度表。

图5a是本发明具体实施例的台灯功率5w的照度表。

图5b是现有技术的台灯功率5w的照度表。

图6a是本发明具体实施例中c平面配光曲线图。

图6b是现有技术台灯的c平面配光曲线图。

图7a是本发明实施例中的三维光强分布模型图。

图7b是现有技术台灯的三维光强分布模型图。

图8a是本发明实施例中的空间等照度曲线图。

图8b是现有技术台灯的空间等照度曲线图。

图9a是本发明实施例中的照度距离图表。

图9b是现有技术台灯的照度距离图表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明涉及照明领域，特别是台灯，针对台灯提供的一种局部全般照明模式，需要位于室内的台灯，台灯包括多个灯，每个灯发射的光源形成发光层。如图2所示，上述台灯可提供一种局部全般照明模式，模式包括多个光源：主光源、从光源和辅助光源，其中，同光强照射高度低主光源照射形成第一发光层a，第一发光层a为照度高，照射面积小的发光层，同光强照射高度低的从光源照射形成第二发光层b，所述第二发光层b覆盖第一发光层a，为照度低，照射面积大的发光层，辅助光源照射墙体或者媒介形成反射光层c从多个角度反射形成的第三发光层c’，第三发光层c’覆盖第一发光层a和第二发光层b，本发明的实施例所述的模式使台灯照射范围更大且形成照度均匀度更优于单光源的光层。

本发明的实施例中，室内的壁面介质包括：墙壁或天花板壁面，壁面为哑光层。通过利用光的反射，开启本发明的模式，使用户处于一个比较舒适的用光环境。

主光源、从光源和辅助光源可调节不同的高度和角度。通过高度和角度来调节各发光层的大小，亮度等。

所述主光源、从光源为同向照射，辅助光源与主光源、从光源的照射角度相反或呈现一定的角度。

如图1-2所示，是本发明具体实施例中具有局部全般照明模式的一种台灯，包括底座2，底座2上固定安装主杆4，主灯8和从灯9分别通过支杆(5、6、7)与主杆4连接，主灯8发射的光源形成第一发光层a，从灯发射的光源形成第二发光层b和第三发光层c，从灯9的位置高于主灯7，从灯所产生的第三发光层覆盖第二发光层，第二发光层覆盖第一发光层，底座2上的控制旋钮3同时控制主灯和从灯。

在本发明的实施例中，底座上的供电口1给台灯供电，控制旋钮3长按，台灯的主照光和辐照光同步点亮，短按控制旋钮3可以同步给主照光和辐照光切换3000k，4000k，5000k三种不同的色温，旋转控制旋钮可以同步调节主照光和辐照光的亮度，主照光与辐照光都可以调节不同的高度和角度，可以满足使用者的不同使用需求。以上是本发明的其中一种控制方式，在实施本发明的过程中，并不限于上述的控制方案以及色温模式。

同时控制主灯和从灯可通过一种智能mcu，可假设一种方案来实现来光源控制，在本发明的其中的一个具体实施例中，例如：主控mcu采用armcortex-m3,running@96mhz,with128kbytesram的芯片，具有高性能32位risc内核，最高频率240mhz，支持dsp指令，集成fpu支持浮点运算,fft加速器：最大支持1024点复数fft/ifft运算，或者是2048点的实数fft/ifft运算,集成224kbsram(含4kbtcm)，32kb(i-cache)，32kb(d-cache)内置16mbitspiflash，存储代码及数据,内置efuse配置存储器,2线sdp(serialdebugport)调试口，具备断点调试和代码追踪能力，具有上述性能的mcu足以为台灯提供同步控制的功能，即同步控制主灯和从灯，也就是说从技术上是可以实现的。

台灯的机构控制模块使机械运动改变力臂主光源、从光源和辅助光源的位置和角度，使第一发光层、第二发光层及第三发光层的照度和照射范围改变。机构运动控制模块使机械运动改变力臂相关位置，如图1中的支架,使灯的照射范围合理，人的视野更舒服。机构控制模块，通过机械力臂改变灯光的范围，使运动舒适,达到智能，通过机构控制模块，可控制主灯和从灯的高度、角度、以及主灯和从灯的距离，主灯和从灯的间隔距离为一定范围，如设定间隔在10cm时，从灯的光层包括主灯的发光层，发光层之间的亮度差别不明显，间隔距离在25cm左右时，发光层之间亮度差别比较大，但从灯的发光层范围更大，除覆盖住灯的发光层外，还可以覆盖人体，使人体在发光层内，能更好实现本发明的效果。

以下通过实验数据来说明本发明的照明模式。

实验主要依据国家标准gb/t9473-2017《读写作业台灯性能要求》注：30cm的照度均匀度算法：中心照度值/30cm照度最小值，50cm的照度均匀度算法：30cm照度最大值/50cm照度最小值照度均匀度数值越小，均匀度越好。

如图3a～3b所示，以本产品的主灯和从灯均以15w为标准，以及现有台灯安装同样灯泡的情况下，通过在光圈内取零界点，本发明的台灯(以下简称台灯)与现有的台灯相比(以下简称对比台灯)：对比台灯在中心照度为1549lx，本台灯的中心照度是1027lx，在距离中心30cm时，对比台灯的照度均匀度是1.97，而本台灯的照度均匀度是1.57，50cm对比台灯的照度均匀度是3.07，而本台灯的照度均匀度是1.96。也就是说，在功率15w时，本台灯在照度均匀度上明显优于对比台灯。

如图4a～4b所示，以本产品的主灯和从灯均以8.5w为标准，以及现有台灯安装同样灯泡的情况下，通过在光圈内取零界点，本发明的台灯(以下简称本台灯)与现有的台灯相比(以下简称对比台灯)：对比台灯在中心照度为954lx，本台灯的中心照度是622lx，在距离中心30cm时，对比台灯的照度均匀度是1.97，而本台灯的照度均匀度是1.62，50cm对比台灯的照度均匀度是3.01，而本台灯的照度均匀度是1.92。也就是说，即便是功率较小8.5w时，本台灯在照度均匀度上也明显优于对比台灯。

如图5a～5b所示，以本产品的主灯和从灯均以5w为标准，以及现有台灯安装同样灯泡的情况下，通过在光圈内取零界点，本发明的台灯(以下简称本台灯)与现有的台灯相比(以下简称对比台灯)：对比台灯在中心照度为614lx，本台灯的中心照度是391lx，在距离中心30cm时，对比台灯的照度均匀度是1.96，而本台灯的照度均匀度是1.62，50cm对比台灯的照度均匀度是3.03，而本台灯的照度均匀度是1.98。也就是说，即便在功率5w这样的情况下，本台灯照度均匀度效果依然明显优于现有的台灯。低于5w的台灯难以用于看书学习，本发明实施例不再具体说明。

基于上述分析，当本发明实施例中的发光层叠加时，照度均匀度有了明显的提高。

如图6a～6b所示，现有台灯光束角(50％imax)是102.9度，扩散角(10％imax)是159.2度；本台灯光束角(50％imax)和扩散角(10％imax)均是360.0度，通过c平面配光曲线图对比，本台灯的照射角度明显大于现有台灯照射的角度。

如图7a～7b所示，通过同等空间同角度三维光强分布模型图对比，本台灯的光强分布空间明显大于现有台灯的光强分布空间。

如图8a～8b所示，现有台灯在空间平面最大照度及所在角度是165.261lx,oeg,垂直面最大光强及所在角度是165.261cd,oeg,本台灯在空间平面最大照度及所在角度是223.766lx,oeg,垂直面最大光强及所在角度是223.766cd,oeg,通过空间等照度曲线图对比，本台灯在空间平面及垂直面最大光强及所在角度都明显大于现有台灯。

如图9a～9b所示，现有台灯光束角102.9度，中心高度在1米至5米时光斑直径在2.512米至12.559米。本台灯光束角227.6度。

中心高度在1米至5米时无明显光斑。通过对比，本台灯的照射角度和面积都大于现有台灯。

通过以上配光曲线图的参数对比，本专利产品比现有产品照射面积明显增加，并加强了光在同等空间内的均匀度。

结合图6a～9b，以及表1：配光曲线对比表，单光源是现有台灯，多光源是本发明的实施例(下同)：

从上表可以看出，本发明的多层光在光通量，有效光通量均有较大的提升，由于多层光的光域广，因此，本发明的有益效果在于，可解决长期使用台灯造成的用眼疲劳问题。在相同条件的坐姿眼高，高低光照的结合，主灯和从灯光形成一定比例的混合，光的明暗过度更均匀，光更柔和，在单位时间内减少瞳孔频繁收缩造成眼部肌肉的疲劳，从而减少视觉疲劳，高低双层的光照，照射范围更大，照度更均匀，防眩光，主照光和辐照光不同高度，角度的调节，不同色温，亮度的调节，可以根据不同使用者调节到最舒适的状态，使用的视觉舒适度会更好。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。