鄭盛梅

摘 要：隨著人們生活水平的提高及對(duì)身體健康的重視，LED無影臺(tái)燈越來越受到人們的關(guān)注與喜愛。LED以其無頻閃、無紫外與紅外光、光源比較小等特點(diǎn)，成為無影臺(tái)燈的優(yōu)選光源，國內(nèi)關(guān)于LED無影臺(tái)燈的專利與產(chǎn)品也越來越多地涌現(xiàn)。目前無影臺(tái)燈的設(shè)計(jì)主要利用的是多光源，可調(diào)角度，大面積光源以及反射光等方案。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，LED無影臺(tái)燈的設(shè)計(jì)能更人性化，照明均勻度與舒適度能進(jìn)一步提升，更好地為人們的工作與學(xué)習(xí)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：LED無影臺(tái)燈 專利 產(chǎn)品

中圖分類號(hào)：TN383 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（c）-0036-02

1 背景資料

隨著人們生活水平的提高及對(duì)身體健康的重視，人們對(duì)照明的要求也越來越高，不止是要求可以看清物體而已，還要求光線是柔和的，沒有眩光的，對(duì)真實(shí)色彩的還原性是很高的，亮度可以調(diào)節(jié)的，并且可以實(shí)現(xiàn)無影效果。

臺(tái)燈是人們?nèi)粘９ぷ髋c學(xué)習(xí)過程中一個(gè)重要的工具，其主要功能是在工作臺(tái)面上提供足夠的、均勻的照度。臺(tái)燈對(duì)人們視力健康的影響很重要，一盞好的臺(tái)燈可以大大緩解用眼疲勞，保護(hù)視力。LED由于其高光效、長壽命、對(duì)環(huán)境不會(huì)造成汞污染等特性而在室內(nèi)及室外照明中得到大力推廣與應(yīng)用。LED的以下幾個(gè)特點(diǎn)使其特別適用于在臺(tái)燈上的應(yīng)用。

（1）光源無頻閃。

普通的熒光燈由于是交流供電，光源是有頻閃的。頻閃的光源會(huì)導(dǎo)致眼部的肌肉頻繁地收縮、擴(kuò)張，達(dá)到一定的時(shí)間眼睛就會(huì)產(chǎn)生眼酸的感覺，即視覺疲勞，還會(huì)產(chǎn)生想睡覺的感覺。這一點(diǎn)對(duì)青少年的傷害尤其嚴(yán)重，因?yàn)樗麄兩眢w處于發(fā)育成長期，眼部肌肉的耐久度沒有成年人持續(xù)時(shí)間長，所以小孩子在光源頻閃的環(huán)境下看書、寫字，大約30 mm以后就會(huì)產(chǎn)生眼酸的感覺，不想學(xué)習(xí)了要睡覺，或者學(xué)不下去了。困乏的身體會(huì)讓孩子趴在桌子上看書寫字，時(shí)間久了就會(huì)形成假性近視或者真性近視惡化。LED是直流供電，不會(huì)產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象。沒有頻閃的光線，不會(huì)讓眼部肌肉頻繁活動(dòng)，可以延長眼睛產(chǎn)生視覺疲勞的時(shí)間，對(duì)提高工作與學(xué)習(xí)的效率以及保護(hù)視力都是很有好處的。

（2）沒有紫外與紅外光。

LED發(fā)出的光都是在可見光譜范圍內(nèi)，沒有紫外與紅外光成分。沒有紫外光就不會(huì)招來蚊蟲，而沒有紅外光就不會(huì)在照射范圍內(nèi)產(chǎn)生熱量。由于臺(tái)燈通常都是很靠近頭和手的，如果產(chǎn)生熱量比較大的話會(huì)讓人感覺不舒服，尤其是夏天的時(shí)候。

（3）光源比較小。

LED是點(diǎn)光源，單顆的體積比較小，可以靈活地做不同的排布，在平面上排成各種形狀，甚至排成立體結(jié)構(gòu)，還能進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)，與合適的透鏡或者反射器結(jié)合在一起，以達(dá)到最佳的照明效果。并且LED光源的方向性比較好，可以只照亮需要照亮的區(qū)域，不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成光污染，影響到周圍需要休息的人。

綜上所述，LED在臺(tái)燈中的應(yīng)用，不論從人體的舒適角度而言，還是從實(shí)際的照明效果而言，都有無可比擬的優(yōu)勢，LED無影臺(tái)燈的發(fā)明、制造和使用也成為近幾年科研和市場化的熱點(diǎn)。

2 國內(nèi)專利分析

LED技術(shù)成熟以及成本降低到可以在照明領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用也就是近幾年的事，所以國內(nèi)關(guān)于LED無影臺(tái)燈的專利都是集中在近3年，而且大部分都是以個(gè)人名義而非公司名義申請(qǐng)的。該文總結(jié)了專利發(fā)明人所利用的不同原理和方法來實(shí)現(xiàn)無影的效果，認(rèn)為主要可以分為以下幾大方式。

2.1 多光源方式

此類關(guān)于無影臺(tái)燈的專利主要利用的原理是用多個(gè)光源從不同角度照亮臺(tái)燈下的物體，以達(dá)到消除陰影的目的。比如專利201120368407.1描述了一款無影臺(tái)燈，光源由5個(gè)發(fā)散的散光源組成（見圖1（a））。再比如專利201220053199.0中的臺(tái)燈發(fā)光部分為下端開口的梯形支架，其左右兩內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)裝有LED燈陣，交叉照射容易形成影子的位置，從而均勻照明（見圖1（b））。并且此發(fā)明中的梯形兩腰之間的支架為可伸縮機(jī)構(gòu)，如收音機(jī)天線的結(jié)構(gòu)或者其他可調(diào)整長度的結(jié)構(gòu)，便于用戶根據(jù)實(shí)際的使用情況來調(diào)整兩LED燈陣之間的距離，達(dá)到無影的效果。

2.2 調(diào)角度方式

中國專利201020670419.5提出了一種折疊式無影臺(tái)燈，照明組件設(shè)置成由多顆LED燈芯組成環(huán)形LED陣列，照明組件支架與支持支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)折疊機(jī)構(gòu)，能根據(jù)用戶需要展開成不同的角度，有效避免了黑影的形成。

2.3 大面積光源方式

專利201220324869.8中的臺(tái)燈燈頭由頂燈和中燈兩部分組成，頂燈固定在臺(tái)燈柱頂部，中燈固定在臺(tái)燈柱中部，中燈的外形呈長圓弧形，頂燈和中燈上分布有LED陣列。使用的時(shí)候?qū)o影臺(tái)燈放在使用者的正前方，呈長圓弧形的中燈可以消除桌面上的陰影。

2.4 反射光方式

專利201520875508.6中的LED臺(tái)燈包括燈座和光源，還包括位于光源上方的柔光板和用于連接燈座與柔光板的燈桿，光源包括單個(gè)或少數(shù)個(gè)大功率LED，光源向上照射柔光板，柔光板下表面具有多個(gè)聚光或者發(fā)散光的凹陷，光源發(fā)出的光被柔光板反射，在桌面上或地面上形成的照明區(qū)，就類似于無影燈照射的情況，光照均勻柔和。

3 產(chǎn)品分析

市場上LED無影臺(tái)燈的產(chǎn)品主要是利用多個(gè)LED光源從不同的方向或者位置照射工作臺(tái)面以達(dá)到無影的效果。該文對(duì)目前市場上比較常見的LED無影臺(tái)燈做了收集與整理，分析如下。

圖2展示了兩款某品牌的護(hù)眼燈。這兩款燈的發(fā)光單元都是由布置在側(cè)面的LED燈珠發(fā)出的光經(jīng)過導(dǎo)光板和擴(kuò)散板的作用而形成均勻、柔和的光線。上邊這款是將5個(gè)LED發(fā)光單元排列在一個(gè)圓形平面上，整個(gè)燈頭可以在水平面內(nèi)左右90°旋轉(zhuǎn)，方便看書、用電腦等不同需要；同時(shí)也可以在垂直平面內(nèi)180°旋轉(zhuǎn)，不用時(shí)可以把燈盤收起來，節(jié)省空間。每一個(gè)發(fā)光單元是采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)小燈珠（總共120顆）均勻密布于發(fā)光板之上，而且出光面采用的是進(jìn)口優(yōu)質(zhì)柔光面板，照射面更大，光斑更均勻。5個(gè)發(fā)光單元組成的大圓盤，不但桌面光照范圍大，而且光線非常均勻柔和，減少陰影。下邊這款的燈頭由3個(gè)LED發(fā)光單元組成，每個(gè)發(fā)光單元可以在垂直平面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，淡化翻書、寫字時(shí)造成的陰影。而且整個(gè)燈桿可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整燈頭的高度，達(dá)到最佳的無影效果。此品牌的臺(tái)燈所采用的多個(gè)燈頭相互照射的設(shè)計(jì)，可以使得光線均勻，并且導(dǎo)光板對(duì)光線進(jìn)行導(dǎo)光與柔光雙重處理，把本來強(qiáng)烈刺眼的光變得均勻柔和，不會(huì)直射眼睛，也沒有反射，有效達(dá)到無影的效果。

日本Twinbird公司于2015年發(fā)布了兩款可有效消除重影的LED臺(tái)燈。臺(tái)燈分為立式和夾式，開關(guān)在燈泡的背面，采用的是推拉式設(shè)計(jì)，燈泡與底座之間采用了軟軸材料，方便調(diào)整照射角度。Twinbird稱，這兩款臺(tái)燈與舊款產(chǎn)品相比，增加了LED素子數(shù)量，能夠有效消除重影，提高光的質(zhì)量，在讀書或使用電腦時(shí)能夠減輕眼疲勞。而且由于LED燈與普通的熒光燈相比發(fā)光效率更高，發(fā)熱量更少，非常適宜在夏天使用。另外，LED燈不會(huì)發(fā)出紫外線，因此不會(huì)招來蚊蟲。這兩款LED燈的顯色指數(shù)為Ra70，燈泡壽命為4萬小時(shí)，燈光顏色為白色。

意大利設(shè)計(jì)師Hana Jung和Alessandro Recchi共同設(shè)計(jì)了一款LED臺(tái)燈。底長12 cm，寬15 cm，高22 cm，還可根據(jù)需要選擇壁掛。它的構(gòu)造非常簡單，鋁制底座及“腰身”自然過渡，厚度僅僅為3 mm。除了外觀出色，最重要的是采用無影燈的概念，LED燈均勻分布在360°的圓環(huán)內(nèi)，既美觀，又有效消除倒影。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著人們經(jīng)濟(jì)生活水平的提高和對(duì)健康的重視，以及隨著LED技術(shù)的進(jìn)步與普及，LED無影臺(tái)燈正得到越來越廣泛的關(guān)注與使用，無論是在專利的申請(qǐng)方面，還是產(chǎn)品的市場推廣方面，都有很多的案例。無影臺(tái)燈可以利用多光源，可調(diào)角度，大面積光源以及反射光等方式實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)面的均勻以及無陰影，無眩光照明，不但保護(hù)視力，還能提高人們的工作與學(xué)習(xí)效率。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，LED無影臺(tái)燈的設(shè)計(jì)能更人性化，照明均勻度與舒適度能進(jìn)一步提升，更好地為人們的工作與學(xué)習(xí)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 邢麗冬，錢志余，錢露，等.基于圖像跟蹤的LED無影燈自動(dòng)調(diào)光方法的研究[J].中國機(jī)械工程，2012（8）：923-927.

[2] 楊坤，邵蕾，周凱，等.整體反射式無影燈的LED改造[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進(jìn)展，2015（2）：121-123.

[3] 羅秉東，王亞軍，宋寧亮，等.實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈照明高均勻性的LED配光設(shè)計(jì)與仿真[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2014（1）：80-83.