照明燈及其工作方法
【專利摘要】本發明提供了一種照明燈及其工作方法，所述照明燈包括光源；所述照明燈進一步包括：光強檢測模塊，所述光強檢測模塊用于檢測所述光源發出的照明光和環境光在工作面上的反射光的光強I測，并傳送到計算模塊；計算模塊，所述計算模塊用于根據接收到的光強I測而得出光照度E實＝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實是否處于設定范圍內，判斷結果傳送到控制模塊；控制模塊，所述控制模塊用于根據接收到的判斷結果去調整所述光源。本發明具有節能、減少眼疲勞等優點。
【專利說明】
照明燈及其工作方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及燈，特別涉及照明燈及其工作方法。
【背景技術】
[0002] 目前，學生近視眼發病率居高不下，經調研發現，環境因素與近視眼發病率關聯密 切，其中教室照明是影響近視眼發病率最重要的因素之一。若光線太強，如陽光或非常亮的 光源等照射書面時，會引起強烈反射，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，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，而眼睛的過度調節或痙攣都能夠形成近視。
[0003] 為了改善這一狀況，提供給學生健康的照明環境，有關主管部門相繼頒布了國家 標準、地方標準來規定教室環境的照明。其中一個關鍵的指標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] 為了滿足學校照明的規定，對光源的選擇尤為重要。現階段常用的產品有普通日 光燈和三基色熒光燈，部分地區的學校采用了燈管型的LED光源。這些學校的照明方案中， 普通日光燈、三基色熒光燈光源的品質較差，不但光源直射眼睛，存在著頻閃和嚴重的炫 光，非常容易造成眼睛疲勞，而且光源的壽命低、光衰減嚴重，能耗高，維護成本高，照度達 不到國家規定。部分學校采用了新型的LED光源，但只關心發光效率，降低能耗及維護成本， 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模式要求。
[0005] 現今學校照明設計對于工作面環境光的變化基本沒有處理，造成真實的照明環境 往往不能滿足要求，在不同環境光的狀況下，桌面照度要么偏高太多，要么偏低太多。個別 廠家的產品在教室里布置單獨的感光傳感器用來識別環境光變化情況，根據設定的閾值來 開關燈源，能夠解決部分由于環境光變化引起的照度變化問題。
[0006] 現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計，選用不同 功率的燈光來滿足不同照明要求，設計時常常以理想環境來進行模擬，驗收通常也回避環 境光的影響。同時，現有的方案所選用的日光燈光源容易老化，維護更換成本較高，對于環 境光變化帶來的工作面照度的影響缺少有效反饋的手段。另一方面環境光對相對封閉空間 (如教室)而言，產生的影響條件是非常復雜的，不同位置的影響情況也是不一樣的。
[0007] 傳統的光源缺少有效的光功率調節手段也是制約設計照度穩定性方案的一個重 要原因。為了真正解決光源本身問題及環境光帶來的工作面照度達不到要求，進而影響學 生學習、工作效率以及增加近視率這一問題，有必要采用一種技術手段來全面的解決上述 情況。

【發明內容】

[0008] 為了解決現有技術中存在的上述不足，本發明提供了一種節能、輸出穩定的照明 燈。
[0009] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0010] -種照明燈，所述照明燈包括光源;所述照明燈進一步包括：
[0011] 光強檢測模塊，所述光強檢測模塊用于檢測所述光源發出的照明光和環境光在工 作面上的反射光的光強I測，并傳送到計算模塊；
[0012]計算模塊，所述計算模塊用于根據接收到的光強I測而得出光照度E實=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實是否處于設定范圍內，判斷 結果傳送到控制模塊；
[0014] 控制模塊，所述控制模塊用于根據接收到的判斷結果去調整所述光源的工作參 數。
[0015] 根據上述的照明燈，可選地，所述光強檢測模塊進一步包括：
[0016] 光闌，所述光闌設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換為電信號，并傳送到計算 模塊。
[0018] 根據上述的照明燈，可選地，所述光強檢測模塊進一步包括：
[0019]光會聚器件，所述光會聚器件設置在所述光闌與傳感器之間的反射光光路上。
[0020] 根據上述的照明燈，優選地，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] 根據上述的照明燈，優選地，所述凸透鏡的焦距為11.8mm-425mm。
[0022 ]根據上述的照明燈，優選地，所述光源是LED或無極燈。
[0023] 根據上述的照明燈，優選地，所述照明燈為面板燈，所述光強檢測模塊設置在所述 面板燈的側部。
[0024] 本發明的目的還在于提供了一種上述照明燈的工作方法，該發明目的通過以下技 術方案得以實現：
[0025] 根據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)光強檢測模塊獲得所述光源產生的照明光以及環境光在工作面上的反射光 I測，并傳送到計算模塊；
[0028] (A3)所述計算模塊根據接收到的光強I測而得出光照度E實=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定范圍內：
[0030] 若判斷結果為是，則結束；
[0031] 若判斷結果為否，判斷結果傳送到控制模塊；
[0032] (A5)控制模塊根據接收到的判斷結果去調整所述光源，回到步驟(A2)，直到所述 光照度取處于所述設定范圍內。
[0033] 根據上述的工作方法，優選地，所述光源的調整方式為：
[0034] 若光照度高于設定范圍的最大值，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] 若光照度處于設定范圍內，保持所述光源的工作參數。
[0037] 根據上述的工作方法，優選地，所述光照度
P為 所述工作面的反射比，S為所述光強檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強檢 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。
[0038] 與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：
[0039] 通過實時檢測工作面照度去動態調節光源的光能輸出，從而維持工作面照度的穩 定性。
[0040] 當環境中的照明情況發生變化時，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，進而可以避免由于照明環境變化帶來的用眼疲勞；另一方 面，智能調光還能有助于提高節能效果，減少碳排放，保護環境。
【附圖說明】
[0041] 參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這 些附圖僅僅用于舉例說明本發明的技術方案，而并非意在對本發明的保護范圍構成限制。 圖中：
[0042] 圖1是根據本發明實施例1的照明燈的基本結構圖；
[0043] 圖2是根據本發明實施例1的工作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0044]圖1-2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施 和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員 應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的范圍內。本領域技術人員應該理解 下述特征能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明并不局限于下述可 選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
[0045] 實施例1:
[0046] 圖1示意性地給出了本發明實施例1的照明燈的基本結構圖，如圖1所示，所述照明 燈包括：
[0047] 邊框11、光源21及導光板31，所述光源21設置在所述邊框11的內壁，所述導光板31 嵌入所述邊框11內，并與所述光源21相對設置；
[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光板之間的距離的變 化，并傳送到調整模塊;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] 調整模塊，所述調整模塊用于根據接收到的距離變化信息去調整所述光源的工作 參數，如工作電流，從而降低光源的發熱量，使所述距離的變化維持在一定范圍內，避免光 源損壞。
[0050] 光強檢測模塊，所述光強檢測模塊用于檢測所述光源發出的照明光和環境光在工 作面上的反射光的光強I測，并傳送到計算模塊;所述工作面是課桌、辦公桌、書桌、黑板面、 投影幕布等，利用工作面從事學習、研究等工作。
[0051] 計算模塊，所述計算模塊用于根據接收到的光強1測而得出光照度E實=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實是否處于設定范圍內，判斷 結果傳送到控制模塊；
[0053] 控制模塊，所述控制模塊用于根據接收到的判斷結果去調整所述光源的工作參 數。
[0054]為了提高反射光的接收能力，進一步地，所述光強檢測模塊進一步包括：
[0055] 光闌，所述光闌設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換為電信號，并傳送到計算 豐旲塊。
[0057] 為了進一步提高共走面反射光的接收能力，以準確反映光照度，進一步地，所述光 強檢測模塊進一步包括：
[0058]光會聚器件，所述光會聚器件設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 透鏡的焦距優選為11.8mm-425mm。
[0061] 圖2示意性地給出了本發明實施例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)光強檢測模塊獲得所述光源產生的照明光以及環境光在工作面上的反射光 I測，并傳送到計算模塊；
[0064] (A3)所述計算模塊根據接收到的光強I測而得出光照度E實=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 光強檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強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，可通過理論計算或者標定得出；
[0065] (A4)判斷模塊判斷接收到的光照度取是否處于設定范圍內：
[0066]若判斷結果為是，則結束；
[0067] 若判斷結果為否，判斷結果傳送到控制模塊；
[0068] (A5)控制模塊根據接收到的判斷結果去調整所述光源，如調節光源的工作參數或 驅動方式，回到步驟(A2)，直到所述光照度取處于所述設定范圍內。
[0069] 在上述工作方法中，還包括如下步驟：
[0070] (B1)所述光源產生的熱量傳導到所述導光板，所述導光板膨脹，縮短了導光板和 光源間的間距；
[0071] (B2)利用位移檢測模塊檢測所述導光板和光源間的距離的變化，并傳送到控制模 塊；
[0072] (B3)控制模塊根據接收到的距離的變化及設定值，調整所述光源的工作參數，如 工作電流，從而降低光源的發熱量。
[0073] 通過上述方法，使得工作面照度的恒定，同時，光源由于發熱而引出的形變量控制 在允許范圍內，防止光源損壞。
[0074] 實施例2:
[0075] 根據實施例1所述的照明燈及其工作方法在面板燈的應用例。
[0076] 在該應用例中，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，從而得出導光板和LED間的相對位移量。光強檢測模塊設 置在面板燈的邊框上，具體包括:光闌設置在所述反射光的光路上;傳感器用于將穿過所述 光闌的反射光轉換為電信號，并傳送到計算模塊;光會聚器件設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，光照度與光強度間的映射關系關
光源的調節方式為:若光照度高于設定范圍的最大值，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;若光照度處于設定范圍內，保持所述光 源的工作參數。
[0078] 控制模塊根據接收到的形變量及設定值，調整所述光源的工作參數，如工作電流， 從而降低光源的發熱量，具體調整方式為：
[0079] 若形變量超過設定值，降低所述光源的工作電流；
[0080]若形變量不超過設定值，保持所述光源的工作參數。
[0081] 根據本實施例達到的益處在于:實時檢測工作面的光照度，并根據光照度去實時 調整光源的工作參數，使得工作面的光照度恒定，降低了眼疲勞，節能減排。實時檢測導光 板和光源的間距，在導光板由于吸收光源產生的熱量而膨脹到設定值時，需要降低光源的 工作電流，也即降低了光源的發熱量，有效地防止了由于導光板進一步膨脹而擠壞光源的 現象發生，延長了照明燈中光源的使用壽命。
[0082] 實施例3:
[0083]根據實施例1所述的照明燈及其工作方法在熒光燈中的應用例。
[0084] 與實施例2不同的是:在該應用例中，位移檢測模塊采用光纖光柵位移傳感器。光 照度與光強度間的映射關系為：
，使用校準過的照度計獲知 工作面的光照度，以及光強檢測模塊獲得的光強度，通過二次函數擬合，從而得出各系數a， b，c。使用調光器去調整熒光燈的光亮度。
[0085] 上述實施例僅是示例性地給出了光源可以采用LED、熒光燈，當然還可以是其他類 型的出光可調的光源，如無極燈。
【主權項】
1. 一種照明燈，所述照明燈包括光源;其特征在于:所述照明燈進一步包括： 光強檢測模塊，所述光強檢測模塊用于檢測所述光源發出的照明光和環境光在工作面 上的反射光的光強I測，并傳送到計算模塊； 計算模塊，所述計算模塊用于根據接收到的光強I測而得出光照度E實=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實是否處于設定范圍內，判斷結果 傳送到控制模塊； 控制模塊，所述控制模塊用于根據接收到的判斷結果去調整所述光源的工作參數。2. 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述光強檢測模塊進一步包括： 光闌，所述光闌設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換為電信號，并傳送到計算模塊。3. 根據權利要求2所述的照明燈，其特征在于:所述光強檢測模塊進一步包括： 光會聚器件，所述光會聚器件設置在所述光闌與傳感器之間的反射光光路上。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述光源是LED或無極燈。7. 根據權利要求1所述的照明燈，其特征在于:所述照明燈為面板燈，所述光強檢測模 塊設置在所述面板燈的側部。8. 根據權利要求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)光強檢測模塊獲得所述光源產生的照明光以及環境光在工作面上的反射光I測，并 傳送到計算模塊； (A3)所述計算模塊根據接收到的光強I測而得出光照度E實=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實是否處于設定范圍內： 若判斷結果為是，則結束； 若判斷結果為否，判斷結果傳送到控制模塊； (A5)控制模塊根據接收到的判斷結果去調整所述光源，回到步驟(A2)，直到所述光照 度取處于所述設定范圍內。9. 根據權利要求8所述的工作方法，其特征在于，所述光源的調整方式為： 若光照度高于設定范圍的最大值，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 若光照度處于設定范圍內，保持所述光源的工作參數。10. 根據權利要求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為所述光強檢測模塊的用于接收所述反射光的面積，i所述光強 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。
【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