一种自动调节角度的显示屏补光灯的制作方法

文档序号:26145564发布日期:2021-08-03 14:31阅读:79来源:国知局
一种自动调节角度的显示屏补光灯的制作方法

本发明是分案申请,分案申请基础是申请号为202010688102.2、申请日为2020.07.16、发明名称是“一种自动调节角度的显示屏补光灯”的发明申请案。

本申请涉及照明装置的领域,尤其是涉及一种自动调节角度的显示屏补光灯。



背景技术:

传统照明装置多是固定式且体积较大,例如吊灯、嵌灯、台灯等。当使用者在使用带屏幕的电子设备时,比如桌机、笔记本电脑等,传统照明设备发出光线由于与屏幕形成的夹角较大,容易在屏幕表面发生反射而造成眩光,因此人们发明一种显示屏补光灯以小夹角对显示屏进行补光。

针对上述中的相关技术,发明人认为,在环境亮度发生变化时,人们通常为了防止发生眩光,或者照亮键盘而转动补光灯以调整照明角度,但是在进行调整时通常只能凭借人的感觉进行调整,而无法准确判断获取屏幕光照强度与转动距离的关系以指导转动角度的确定。



技术实现要素:

为了使得补光灯能够自动调整到具有较好护眼效果的角度,本申请提供一种自动调节角度的显示屏补光灯。

本申请提供的一种自动调节角度的显示屏补光灯,采用如下的技术方案:

一种自动调节角度的显示屏补光灯,用于照明笔记本电脑,包括灯具和夹具,所述灯具的底部发光,所述夹具包括用于固定灯具的灯头固定件、用于与显示屏边缘相固定的夹持部、连接灯头固定件与夹持部的转动机构、用于驱动灯头固定件朝向或远离夹持部转动的驱动机构、以及用于控制驱动机构的控制电路,所述控制电路包括:

检测模块,包括设置于灯具上的光照传感器,用于检测显示屏亮度,并基于显示屏亮度发出检测信号;

控制模块,包括用于输出预设信号的预设电压输出源,所述控制模块接收检测信号并基于检测信号和预设信号的相对大小输出控制信号;

执行模块,连于控制模块,并基于控制信号控制驱动机构驱动灯头固定件朝向或远离夹持部转动。

通过采用上述技术方案,笔记本电脑由显示屏和键盘组成,夹持部将灯具固定在显示屏的顶部,并使得灯具的底部朝向键盘或者显示屏发光。灯头固定件与灯具相固定,转动灯头固定件的位置时,灯头固定件将与灯具同步运动。在灯具发生转动时,灯具的照亮区域将发生改变。检测模块对显示屏的亮度进行检测,并发出相应的检测信号,检测信号的强度与显示屏的亮度成正比。预设信号相当于检测信号的变化阈值,对应于一个预设亮度,控制模块对检测信号和预设信号进行比较,并基于比较结果输出控制信号。

当检测信号的强度大于预设信号时,即显示屏的亮度高于预设亮度,此时控制信号控制执行模块以驱动驱动机构,驱动机构驱动灯头固定件朝向夹持部转动,即灯具的照亮区域将从键盘转向显示屏。因为在昏暗环境中,当显示屏的亮度较高时,显示屏发出的光线足够照亮键盘,此时灯具所需要做的,是对显示屏进行补光,以降低人眼接收到的光线中的蓝光比例,从而达到护眼效果。

当检测信号的强度小于预设信号时,即显示屏的亮度低于预设亮度,此时控制信号控制执行模块以驱动驱动机构,驱动机构驱动灯头固定件背离夹持部转动,即灯具的照亮区域将从显示屏转向键盘。在昏暗环境中,当显示屏的屏幕亮度较低时,比如看展示黑暗场景的电影,显示屏发出的蓝光较少,对显示屏补光的需求不高,如果进行补光,将会导致屏幕反光过亮,无法看清画面,影响观看效果。而与此同时,由于显示屏的屏幕亮度较低且环境亮度低,需要对键盘进行补光。因此,此时灯具的照亮区域将从显示屏转向键盘,减少了对显示屏的补光,增加了对键盘的补光。

优选的,所述灯壳上设置有开口和与开口形状相适配的挡片,所述挡片安装于开口内且一端与灯壳在开口处的边缘转动连接,所述光照传感器安装于挡片朝向开口内部的一侧。

通过采用上述技术方案,挡片与灯壳的边缘转动连接,在平时能够将挡片转向灯壳,使得挡片覆盖在开口处并与灯壳相结合形成统一整体。光照传感器在挡片内朝向开口内部的一侧,当挡片向外翻转而出时,露出光照传感器,此时光照传感器正对着显示屏以检测显示屏的光照强度。此外,挡片能够遮挡补光灯发出的补光,避免补光灯发出的补光对光照传感器检测屏幕光强度的结果造成影响。同时,挡片能够对光照传感器起到一定的保护作用。

优选的,所述灯壳上设置有校距装置,所述校距装置包括设置于灯壳内的转动电机、设置于挡片上的测距传感器、以及连于测距传感器的控制单元,所述转动电机的转轴通过齿轮传动机构与挡片的转轴相连,所述测距传感器用于检测挡片到显示屏之间的距离并发出相应的测距信号,所述控制单元接收测距信号并基于测距信号控制转动电机的转动以保持测距传感器与显示屏的距离固定。

通过采用上述技术方案,转动电机为挡片提供一定的阻尼,避免挡片受到重力等外力时发生摆动。同时,转动电机发生转动时,将会带动挡片朝向灯壳内部或者外部翻转。测距传感器用于检测挡片到显示屏之间的距离,控制单元接收测距信号。当控制模块和执行模块控制灯壳和灯头固定件发生转动时,光照传感器与显示屏之间的距离将会发生改变,此时测距信号相应发生改变,控制单元控制转动电机的转动,以使得测距传感器与显示屏的距离固定,从而保证光照传感器与显示屏之间的距离固定。

优选的,所述转动机构包括两个在夹持部上相对设置的挡块、设置于灯头固定件外表面且位于挡块之间的转动块、以及穿过挡块和转动块的固定轴,所述转动块的两端分别抵接于两个挡块的相对侧面,所述固定轴的两端分别与挡块固定连接,所述固定轴与转动块转动连接。

通过采用上述技术方案,固定轴的两端与挡块相固定,且固定轴的中部穿过转动块,使得转动块与固定轴转动连接,从而使得灯头固定件能够围绕固定轴转动,从而调整灯具光线与显示屏所形成的角度。

优选的,所述挡块朝向灯头固定件的一面为位于灯头固定件转动路径上的斜面,所述转动块围绕固定轴转动时灯头固定件靠近或远离斜面,所述驱动机构包括设置于斜面上的永磁块、以及设置于灯头固定件朝向斜面一侧的电磁铁,所述执行模块控制电磁铁正向通电或反向通电以使得吸动或推开电磁铁。

通过采用上述技术方案,斜面位于灯头固定件的转动路径上,因此对转动块和灯头固定件的转动角度进行了限制。同时,由于永磁块位于斜面上,也就是位于转动块的转动路径上,与作为转动中心的转动轴具有一定的距离,因此永磁块与转动中心形成一个力臂。电磁铁位于灯头固定件上,在通电时将与永磁块产生吸力或者斥力,从而对于灯头固定件和挡块均产生一个转动力矩。当该转动力矩足够大时,将会克服转动块和挡块之间的摩擦力而使得转动块发生转动,从而改变灯具的照射角度。

优选的,所述灯具包括连于夹具的灯壳、用于发出氛围补光的氛围补光灯、用于发出屏幕补光的屏幕补光灯、用于搭载氛围补光灯和屏幕补光灯并固定于灯壳内的灯板、以及用于控制屏幕补光灯发光并固定在灯板上的控制器,所述灯壳的顶部设置有若干供氛围补光穿出并照向环境的氛围灯孔,所述灯壳的底部设置有供屏幕补光穿出的出光缝隙。

通过采用上述技术方案,当灯具通过夹具固定在显示屏上时,灯具的氛围补光灯通过氛围灯孔向环境发出氛围补光,由于氛围灯孔朝上设置,因此氛围补光不会直射入人眼中,不会对人眼产生直接眩光。氛围补光在显示屏的外周产生散射光线,从而使得人眼除了接收显示屏发出的光线外,还会接收到显示屏顶部的补光,从而使得增大眼部的受光视角,并降低人眼部接收到的光线中蓝光的比例,降低眼部疲劳。

优选的,所述灯头固定件为方管,所述灯头固定件的侧壁上设置有供所述灯具嵌入的缺口,所述灯具与所述灯头固定件卡扣连接。

通过采用上述技术方案,在使用时,将灯壳抵接于灯头固定件的缺口处并用力压入,灯头固定件的缺口被灯壳撑大变形,直至灯壳完全嵌入灯头固定件,此时灯头固定件形变恢复,并与灯壳卡扣连接。由于灯壳的各个侧面之间圆角连接,因此灯壳能够方便地嵌入灯头固定件中。此外,灯头固定件和灯壳形成方形卡接结构,不会发生相对转动,从而确定了补光灯相对于灯头固定件的照射角度。

优选的,所述灯头固定件的内侧壁上设置有与电磁铁的供电端电性相连的灯头金属触点,所述灯壳上设置有与灯头金属触点相对应的灯壳金属触点,所述控制器与灯壳金属触点电性相连并向灯壳金属触点供电。

通过采用上述技术方案,当灯壳卡接入灯头固定件上时,通过微调灯壳的位置,使得灯头固定件上的金属触点与控制器的金属触点相接触,从而使得灯头固定件上的电磁铁通电。这种可拆卸连接的设置,方便各组件分别进行生产加工,以及后期维护时单个部件的替换。

优选的,所述夹持部包括底座、以及通过扭转机构转动连接于底座的平衡座,所述挡块设置于底座上,所述底座上设置有夹板,所述夹板与平衡座配合形成供显示屏边缘嵌入的夹持腔,所述扭转机构驱动夹板和平衡座相互靠近以夹紧显示屏边缘。

优选的,所述平衡座包括平衡壳,所述扭转机构包括固定于底座上的限位杆和套设于限位杆上的扭簧,所述限位杆穿出底座并与平衡壳转动连接,所述扭簧两端的扭臂分别与底座和平衡壳相固定,所述扭簧驱动平衡壳朝向夹板的方向转动。

通过采用上述技术方案,限位杆的两端与底座固定连接,对套设于其外的扭簧起到支撑作用,以阻止扭簧在受力时发生侧向扭曲而无法产生扭转作用。扭簧的两个扭臂,一个固定于底座上,一个固定于平衡壳上,通过扭臂初始位置的设置,使得分别固定于两个扭臂上的底座和平衡壳具有相向转动的趋势,从而使得夹持腔内的物体被夹紧固定。

附图说明

图1是本申请实施例中一种显示屏多功能补光灯具的整体示意图;

图2是本申请实施例中一种显示屏多功能补光灯具的使用状态图;

图3是本申请实施例中灯具的爆炸图;

图4是图3中b处的放大图;

图5是图3中c处的放大图;

图6是图2中a处的放大图;

图7是本申请实施例中夹具的整体示意图;

图8是本申请实施例中夹具的爆炸图。

附图标记说明:

1、灯具;11、灯壳;111、底壁;112、顶壁;113、前侧壁;114、后侧壁;115、开口;116、挡片;117、校距装置;1171、测距传感器;1172、光照传感器;12、氛围补光灯;13、屏幕补光灯;14、灯板;141、横向板;142、纵向板;143、type-c连接器;15、堵头;16、护线座;161、通孔;171、夹壁;172、夹槽;181、氛围灯孔;182、出光缝隙;191、卡接壁;192、卡槽;193、透光板;194、聚光弧面;

2、夹具;21、灯头固定件;211、缺口;212、插口;22、夹持部;221、底座;222、平衡座;2221、平衡壳;2222、配重块;223、夹板;224、夹持腔;23、转动机构;231、挡块;232、转动块;233、固定轴;234、斜面;24、扭转机构;241、限位杆;242、扭簧;25、防滑垫片;26、驱动机构;261、永磁块;262、电磁铁;263、灯壳金属触点;264、灯头金属触点;

3、显示屏;4、键盘。

具体实施方式

以下结合附图1-8,对本申请作进一步详细说明。

人体眼部产生不适感或疲劳感,一部分原因是视野中的亮度不均匀造成。对于笔记本电脑而言,在昏暗环境中,当显示屏3的屏幕亮度较低时,意味着显示屏3发出的蓝光较少,对屏幕补光的需求不高。但是,昏暗环境中需要对键盘4进行补光,以便于使用者看清键盘4。当显示屏3的亮度较高时,显示屏3发出的光线足够照亮键盘4,此时灯具1所需要做的,是对显示屏3进行补光,以降低人眼接收到的光线中的蓝光比例,从而达到护眼效果。

本申请实施例公开一种自动调节角度的显示屏3补光灯。参照图1和图2,自动调节角度的显示屏3补光灯包括用于对环境和显示屏3进行补光的灯具1、以及用于将灯具1固定在显示屏3上的夹具2。

参照图3和图4,灯具1包括连于夹具2的灯壳11、用于发出氛围补光的氛围补光灯12、用于发出屏幕补光的屏幕补光灯13、用于搭载氛围补光灯12和屏幕补光灯13并固定于灯壳11内的灯板14、以及可拆卸连接于灯壳11两端的堵头15。

灯壳11呈长条形的管状结构,可以由钢材料、塑料、铝合金等材料制成,在本实施例中选用纯铝材料,纯铝材料的导热性能好,在纯金属中仅次于银、铜和金,能够对氛围补光灯12和屏幕补光灯13进行快速散热,降低密闭的灯壳11大量积聚热量导致灯珠的使用寿命下降。同时,纯铝的抛光表面对白光的反射率达80%以上,能够降低灯壳11对光的吸收,提高氛围补光和屏幕补光的传出率。灯壳11包括有底壁111、顶壁112、前侧壁113和后侧壁114,底壁111和顶壁112相对设置,且前侧壁113和后侧壁114分别设置于底壁111的相对两端并分别连于顶壁112的相对两端。灯壳11各壁的连接处平滑过渡,在本实施例中为圆角连接。

灯板14包括横向板141和纵向板142,横向板141和纵向板142均为长条形方板且呈十字交错。氛围补光灯12安装于纵向板142垂直于横向板141的侧面上,屏幕补光灯13安装于横向板141的底面上,在本实施例中,屏幕补光灯13为无蓝光led灯带。参照图5,横向板141上还设置有若干用于控制屏幕补光灯13和氛围补光灯12发光亮度和色温的控制器、以及用于为灯和控制器供电的type-c连接器143。灯壳11的后侧壁114中部嵌设有护线座16,护线座16上设置有用于与type-c连接器143对准的通孔161,以供type-c接头穿入通孔161与type-c连接器143连接。继续参照图4,灯壳11的前侧壁113和后侧壁114上均设置有两个相对的夹壁171,相对的夹壁171配合形成夹槽172,夹槽172的槽宽与横向板141的厚度相适配,横向板141的两端分别设置于夹槽172内并抵接于夹壁171,横向板141能够沿夹槽172滑动并与滑槽滑移连接。在安装时,将横向板141对准夹槽172,并将横向板141推入夹槽172即可。

参照图3,灯壳11的顶壁112设置有若干供氛围补光穿出并照向环境的氛围灯孔181,氛围灯孔181为圆孔且排列设置于顶壁112,氛围灯孔181的间距在靠近顶壁112两端的方向上逐渐增大。根据人的眼部结构特点,显示屏3正面进入到人眼部的光量较多,为了减小显示屏3正面与背景环境之间的亮度差异,因此相比于两侧需要更多的补光,故在灯具1中部的氛围灯孔181的设置更为密集,以降低眩光的产生。

参照图4,灯壳11的底壁111和后侧壁114的连接处设置有开口115、与开口115形状相适配的挡片116、以及校距装置117,挡片116安装于开口115内,且挡片116的一端与灯壳11在开口115处的边缘转动连接,在本实施例中,挡片116的一端设置有一轴体,轴体的两端嵌入灯壳11并与灯壳11转动连接。

参照图6,校距装置117包括设置于灯壳11上的转动电机(图上未示出)、设置于挡片116上的测距传感器1171、以及连于测距传感器1171的控制单元,转动电机的转轴通过齿轮传动机构与挡片116的转轴相连,测距传感器1171用于检测挡片116到显示屏3之间的距离并发出相应的测距信号,控制单元接收测距信号并基于测距信号控制转动电机的转动以保持测距传感器1171与显示屏3的距离固定。

参照图4,灯壳11的底壁111沿底壁111的长度方向设置有出光缝隙182,出光缝隙182供屏幕补光穿出以照向显示屏3。底壁111在出光缝隙182的两侧分别设置有卡接壁191,两个卡接壁191相对设置并与底壁111配合形成卡槽192。卡槽192内卡接有透光板193,透光板193为亚克力制成的长条状方形板,卡槽192的宽度和深度均与透光板193相适配,透光板193在卡槽192内滑动并与卡槽192滑移连接。透光板193上设置有漫射波纹,以使得从透光板193透射出的屏幕补光变成柔和的漫射光,对显示屏3发出的光进行补光,以降低蓝光在眼部接收光照中的比例,从而起到保护眼部,并降低眼部疲劳的作用。卡接壁191的相对侧面上设置有聚光弧面194,聚光弧面194在远离透光板193的方向上朝向屏幕补光灯13弯曲,用以将屏幕补光灯13射向灯壳11前侧壁113和后侧壁114方向上的光线朝向透光板193会聚,从而提高透光板193的出光量。

参照图7,夹具2包括用于固定所述灯具1的灯头固定件21、用于与显示屏3边缘相固定的夹持部22、连接灯头固定件21与夹持部22的转动机构23、用于驱动灯头固定件21朝向或远离夹持部22转动的驱动机构26、以及用于控制驱动机构26的控制电路。

参照图8,灯头固定件21为方管,方管内部的空腔形状与灯壳11的形状相适配。灯头固定件21的侧壁沿灯头固定件21的长度方向设置有供灯具1嵌入的缺口211,灯具1与灯头固定件21卡扣连接。在使用时,将灯壳11抵接于灯头固定件21的缺口211处并用力压入,灯头固定件21的缺口211被灯壳11撑大变形,直至灯壳11完全嵌入灯头固定件21,此时灯头固定件21形变恢复,并与灯壳11卡扣连接。由于灯壳11的各个侧面之间圆角连接,因此灯壳11能够方便地嵌入灯头固定件21中。

灯头固定件21上设置有供type-c接头穿入以与灯具1相连的插口212,在将安装时,将插口212和护线座16上的通孔161对准,即可将type-c接头穿入灯壳11并与type-c连接器143相连。

继续参照图7和图8,夹持部22包括底座221和通过扭转机构24转动连接于底座221的平衡座222,转动机构23包括两个在底座221上相对设置的挡块231、设置于灯头固定件21外表面且位于挡块231之间的转动块232、以及穿过挡块231和转动块232的固定轴233,在本实施例中,固定轴233为穿过挡块231和转动块232的机丝,且机丝远离栓头的一端与螺母螺纹连接,螺母将机丝锁定在挡块231上。转动块232与机丝转动连接,且转动块232朝向挡块231的侧面与挡块231相抵接,使得挡块231与转动块232之间的摩擦力能够阻止转动块232自重导致的转动。在使用时,只需要手动掰动灯具1,使得灯具1受到的外力大于转动块232与挡块231之间的摩擦力,即可需要调整灯具1的照射角度。

挡块231朝向灯头固定件21的一面为位于灯头固定件21转动路径上的斜面234,转动块232围绕固定轴233正向或反向转动时灯头固定件21将靠近或远离斜面234。驱动机构26包括设置于斜面234上的永磁块261、以及设置于灯头固定件21朝向斜面234一侧的电磁铁262(参照图3),在实施例中,永磁块261嵌设于挡块231上且靠近斜面234的一端为北极,电磁铁262安装于灯头固定件21内且一端的磁极朝向永磁块261设置。参照图7,灯头固定件21的内侧壁上设置有与电磁铁262的供电端电性相连的灯头金属触点264,参照图3,灯壳11上设置有与灯头金属触点264相对应的灯壳金属触点263,控制器与灯壳金属触点263电性相连并向灯壳金属触点263供电。

控制电路设置于灯管内的控制器中,包括有检测模块、控制模块和执行模块。

参照图6,检测模块包括设置于灯具1上的光照传感器1172,在本实施例中,光照传感器1172位于挡片116设置有测距传感器1171的一侧。光照传感器1172用于检测显示屏3的亮度,并基于显示屏3的亮度发出检测信号。在灯具1发生转动时,灯具1的照亮区域将发生改变。检测模块对显示屏3的亮度进行检测,并发出相应的检测信号,检测信号的强度与显示屏3的亮度成正比。

控制模块包括用于输出预设信号的预设电压输出源,控制模块接收检测信号并基于检测信号和预设信号的相对大小输出控制信号;预设信号相当于检测信号的变化阈值,对应于一个预设亮度,控制模块对检测信号和预设信号进行比较,并基于比较结果输出控制信号。

执行模块连于控制模块,并基于控制信号控制驱动机构26驱动灯头固定件21朝向或远离夹持部22转动。

当检测信号的强度大于预设信号时,即显示屏3的亮度高于预设亮度,此时控制信号控制执行模块以使得电磁铁262朝向永磁块261的磁极磁性为南极,电磁铁262吸附永磁体以驱使灯头固定件21朝向斜面234转动,此时灯具1的照亮区域将从键盘4转向显示屏3,使得灯具1对显示屏3进行补光,以减低人眼接收到光线中蓝光所占的比例。

当检测信号的强度小于预设信号时,即显示屏3的亮度低于预设亮度,此时控制信号控制执行模块以使得电磁铁262朝向永磁块261的磁极磁性为北极,电磁铁262与永磁体相互排斥,驱动机构26驱动灯头固定件21背离斜面234转动,即灯具1的照亮区域将从显示屏3转向键盘4,从而对键盘4进行补光。

参照图7和图8,平衡座222包括平衡壳2221和设置于平衡壳2221内部的配重块2222,平衡壳2221包括两个相对平行的端面和连接端面的弧形侧面,端面的形状呈为水滴状,限位杆241与端面的细端转动连接,端面的粗端与配重块2222固定相连。在本实施例中,配重块2222为圆柱状的实心铁块,且两端与分别与平衡壳2221的端面相连。

继续参照图7和图8,扭转机构24包括固定于底座221上的限位杆241和套设于限位杆241上的扭簧242,限位杆241的两端均穿出底座221并与平衡壳2221转动连接,扭簧242一端的扭臂与底座221固定相连,另一端的扭臂与平衡壳2221固定相连。底座221上设置有夹板223,夹板223与平衡座222配合形成供显示屏3边缘嵌入的夹持腔224,扭簧242驱动平衡座222靠近夹板223以夹紧显示屏3边缘。特别的,夹板223、平衡壳2221和底座221位于夹持腔224内的部分均设置有防滑垫片25。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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