柔和光高架臺燈的制作方法

專利名稱：柔和光高架臺燈的制作方法
專利說明柔和光高架臺燈 本發明涉及照明領域，尤其是室內桌面照明臺燈。中小學生眼睛處于發育敏感期，光環境是否適宜對視功能是否正常起決定作用。從目前情況看，中小學生晚上在家學習使用的臺燈(無論何種光源)，其光源底面一般距桌面的高度在300～500mm左右，少數高度較高者也在99厘米以下。臺燈由燈具及其支撐裝置構成，這里僅指包括放置在桌面上使用的可移動式和與桌子相連接的固定式兩類臺燈。國家標準GB9473-1988《民用臺燈通用技術條件》中對作為讀書寫字用的臺燈提出遮光性要求“臺燈處于正常工作位置時，眼睛距臺燈基底的底平面垂直方向上400mm，離光源中心水平距離600mm處，水平方向應看不到燈罩內壁及光源。“這種高底下使用桌面臺燈存在以下幾個問題一是桌面照度近燈處亮遠燈處暗。即便是在一本16K翻開的書本面上，如其左上角處于臺燈光源下(300mm高)，則其右下角的光照度與左上角相差150lx(光照度單位勒克斯)；二是桌面內外明暗對比度大；三是不透光燈罩上下照度差竟相差100倍；四是光源和光照區局部相對較亮，加劇了上述明暗對比。無頻閃燈雖消除頻閃，但眼疲勞并不主要是燈光頻閃造成的，由于其提高了頻閃頻率使光源亮度增加，加劇了視野內明暗區的對比度，反而對眼睛不利；五上述國標中所述距燈底面高400mm為眼位。但廣大中小學生的眼位多數達不到400mm。初中、小學生大多數眼位低于400mm。由于中小學生使用臺燈時并不知道光線直射入眼的危害，往往在視野內能看見燈罩內壁及光源的情況下學習，從而加劇全視網膜內明暗區的對比度。中國專利200320111161.5利視臺燈(授權公告日2004.12.8，公告號CN2662063Y)。方案包括有燈基底、支撐桿、照明部，其特征是燈基座的水平延伸與照明部的平面延伸線向臺燈架的開口端延伸成銳角相交，……。該方案有益效果是照明部軸線設置與人體相背，照明光線與人眼視線同向，為背向光。這種設計使眼底視網膜看不到光源，無眩光入眼，但是卻使全視野入眼光線的明暗區對比仍然明顯。
以往對學生近視眼的認識局限在調節過度，睫狀肌痙攣，睫狀肌不能放松導致近視的范圍內。長期以來眼科界對產生近視眼的機理尚不明確，存在各種說法的探索。在前述調節過度理論的指導下，各種各樣以解除睫狀肌痙攣，放松睫狀肌，鍛煉睫狀肌的防治近視眼的方法紛紛推出，有化學藥物的，如各種滴眼液貼眼藥；有物理儀器或方法的，在近距離給人一個可前后移動圖案，并有亮光或亮點刺激視網膜，還有OK鏡等。這些防治方法，都能使患者眼睛在治療后較快呈現出遠視力有所提高效果。遺憾的是這些方法統統表現出只有短期療效的不足，研制者們認為應該讓中小學生近視患者堅持長期使用，就能把短期療效集合成一個長期效果。這些防治方法，除占用學生時間外其治療過程與學習無關，學生治療后仍然回到原來的學習環境中，這些方法不宜被學生長期堅持使用，時間一長倒成了學生的累贅。這此林林總總的治療方法包括推行多年的眼保健操，給人以這樣的啟示即這些防治方法不能說一概無效，有積極正確的成分所在，不能一概否定。研制者大都經過一番艱苦努力才有所收獲。但是，這些方法的短暫療效又不能不引起人們的思考和懷疑，事實勝于雄辯，所以也不能囫圇吞棗一概肯定。這說明人們對近視眼病因的認識還不全面不深刻，沒有觸及事物變化的本質。
眼睛是動物的感光器官，是在大自然環境中受太陽光的刺激而發展進化的。因而眼睛是光的產物，人眼更是如此，隨著人類的進化，眼感受外部世界認知事物，已成為人的最主要的感覺器官。近視眼現象的大量產生無疑也是在現代的光環境中產生的。用唯物的觀點分析，就是因為光環境不合理不平衡，才導致近視眼的產生，所以防治近視眼的實質應該是“治療”光環境。這才是人類應該探尋的防治近視眼的正確途徑和方法。研究證明近視眼的產生主要是由光線和視距兩方面因素造成的。兩者都是給視網膜造成不正常的光刺激。動物實驗近視研究發現不合理的光線(形覺剝奪)和不合適的視距(深度凹透鏡誘導)“對眼底視網膜產生的病理極為相似”(席曉勍等，實驗性近視組織病理及超微結構觀察《眼科新進展》2001.10.21.5329-331)。這進一步說明形覺剝奪和深度凹透鏡誘導造成近視眼的作用機理可看作是相同的。
形覺剝奪。“使進入眼內光亮度約減至原來的1/2log單位”(北京醫科大學第一醫院朱小松等，實驗性近視眼研究。《國外醫學眼科學分冊》1993.17.291-94)。人眼視覺分為光覺、色覺和形覺。其中光覺是基礎，只有在具備光覺的條件下，才能產生色覺和形覺，形覺是對光覺的綜合反應。(閻洪祿《眼生理學》北京人民衛生出版社2001.ISB7-117-04549-3253，260)。形覺剝奪其實質就是削弱入眼光線強度，是一種弱光入眼現象。凡是在視野內存在相對暗區，就會導致視網膜上相對應區域產生弱光效應，即視覺刺激不足。視網膜、脈絡膜等一整套視覺系統不能正常工作，時間一長則導致眼后鞏膜組織重組脈絡膜萎縮，視網膜后延，形成近視眼。因此從光線上看，消除視野內的弱光暗區就是防治近視眼的關鍵所在。
深度凹透鏡誘導，其實質就是視距太近，物象焦點過度后移。動物實驗表明不同屈光度的凹透鏡誘導會產生相對應的不同程度的近視眼(席曉勍等。凹透鏡誘導雞屈光變化的研究《中華眼科雜志》2003.1.39.148—49)，由于屈光度高的深度凹透鏡誘導產生的近視眼的眼底病理改變與形覺剝奪產生的近視眼的眼底病理改變極為相似。深度凹透鏡誘導在視網膜上形成的聚光面積比淺度凹透鏡誘導時形成的聚光面積要大。因此前者在視網膜上的單位面積光線密度比后者要小，或稱對視網膜的刺激強度比后者要弱。這種弱刺激與形覺剝奪產生的弱刺激又極為相似。因此，我們可以得出認識，眼底視網膜獲得的光刺激強度相對越低，越會導致眼球擴大眼軸延長，形成軸性(真性)近視眼。在前述朱小松等實驗性近視眼研究中還揭示選擇性遮蓋局部區域的入眼光線會導致局部相對應區域的眼球局部擴張。說明在視網膜內接受光刺激的反應是相對獨立的。即在視覺環境中，某一區域有弱光暗區，在眼內視網膜相對應的區域就會產生局部擴張的病理變化。這就為解釋和防治近視眼提供了依據。
用上述觀點來觀察分析廣大中小學生的視覺環境就會發現，弱光暗區入眼現象大量存在。特別是晚間在家學習使用臺燈時，因為臺燈過低而導致燈下相對較亮，桌面遠燈區、桌子旁邊及燈罩上區域都明顯存在弱光暗區現象。同時因為光源在視野內局部相對較亮有眩光效應，加劇了視網膜上對眼不利的明暗對比度。弱光暗區促使了眼軸前后徑延長。
最近的研究發現去除形覺剝奪近視眼上的眼遮蓋物后，能使動物近視眼產生恢復效果，即讓接受弱光刺激造成近視的眼睛獲得正常充足的光線后，會使脈絡膜增厚，使視網膜前移縮短了眼前后徑。近視程度逐漸減輕(首都醫科大學附屬北京同仁醫院眼科中心劉麗綜述視網膜、脈絡膜在雞形覺剝奪近視眼發病機制中的作用《眼科》2004.13.5306-309)。因此，讓廣大中小學生近視患者在視野內消除弱光暗區，使他們獲得充足均勻的光線將有利于遠視力恢復。“形覺剝奪FDM形成的因素非常薄弱，形覺剝奪產生的使眼軸增長的信號很易被正常的視覺活動所消除(山東大學齊魯醫院眼科程振英等。形覺剝奪時限對豚鼠近視形成的影響《中華眼科雜志》2004.3.40.3183-185)，這進一步說明了充足光線對近視眼康復的重要性。
解決學生視野內弱光暗區問題實在是幫助廣大中小學生搶救性保護他們正受傷害的視力的迫切之舉。
動物實驗還證明強迫動物近距離用眼所造成的實驗性近視眼，比形覺剝奪誘導出的實驗性近視眼要輕得多，前者只有-1～-2D之間，而后者卻在-10～-30D之間。(北京醫科大學第一醫院朱小松等，實驗性近視眼研究。《國外醫學眼科學分冊》1993.17.291-94)，這進一步說明近視眼的形成最主要的原因就是光線因素，(其危害性最大)是視野內弱光暗區造成的，因此，防治學生近視眼要從消除弱光暗區做起就顯得十分重要和必要了。
中國專利申請200510018796.4號《高架桌面臺燈》(2005年11月30日公開)提出光源設在視野以上的方案。但如果光源處于讀寫時眼位垂線之前，在桌面書本面上就會有反射眩光入眼，如光源設在讀寫時眼位垂線上方或后上方，就必須有一定前后距離，足夠的高度才能保證學習者站立空間及安全。本發明的目的是為了消除中小學生晚間在家學習時視野內的弱光暗區，使學習者眼睛獲得均勻柔和而無直射或反射眩光的良好光線，以保護青少年視覺健康防治近視眼。
本發明的方案是由燈具及其支撐裝置構成，包括(可移動式)和與桌子固定連接的兩類臺燈，其特征是光源設置在或可調節設置在垂直高度(光源底平面與地面平行)距臺燈底座基底面或距桌面100厘米至180厘米；光源底平面幾何中心的垂線距邊墻或距臺燈底座遠端(可移動式)或距與桌面坐人邊平行的對邊(與桌子固定連接式)的前后水平距離40厘米至120厘米。
光源功率總和在36瓦(含)至300瓦之間。
在支撐裝置旁邊設有反光層。
在支撐裝置或臺燈底座上連接有防近架。
支持裝置設有單根或2至4根支撐桿。
在支撐裝置上設有一上一下兩塊平面反光鏡組。
支持裝置底座分別是重力底座或是藏書架型底座，也可把支撐裝置下部與桌子(含桌腿、桌面及桌面上物品)相連接。
本發明的有益效果是無入眼直射眩光和反射眩光，眼感覺光線舒適柔和，糾正了長期以來晚間在家學習使用矮架臺燈，視野內存在弱光暗區，不利于學生視力保護的現象。原來依靠懸吊或側墻設置燈具方式不方便設置在本發明所述光源設置區域，由本發明方案支撐設置的高架臺燈實現了在該區域方便設置光源，在理論上認識到的弱光暗區對眼睛的傷害，通過本發明方案得以解決，其前景有較好的社會經濟效益。附圖標記說明


圖1普通臺燈光幅射范圍。
圖2是圖1側視圖。
圖3是本發明申請保護范圍，光源設置區域側視圖。
圖4是光源組合的光源底平面幾何中心示意圖。
圖5臺燈支撐裝置底部與重力臺燈底座連接。
圖6臺燈支撐裝置底部與桌面固定連接。
圖7臺燈支撐裝置下部與桌后腿連接。
圖8臺燈支撐裝置下部與桌前腿連接。
圖9臺燈支撐裝置底部以活動類夾夾持桌面邊端。
圖10臺燈支撐裝置下部與桌面上藏書架連接。
圖11臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其底部各設一重力底座。
圖12臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其下部與桌子兩后腿連接。
圖13臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其下部與兩夾持桌面的活動夾連接。
圖14臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其下部與重力底座連接。
圖15臺燈支撐裝置為雙支撐桿，在雙支撐桿上設有一上一下兩塊互相反射光線的平面鏡。
圖16是圖15的側視圖，說明通過兩平面鏡的遠視視線走向。
圖17是臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其上設有防近架。
圖18是圖17的側視圖。
圖19，臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其上框架懸掛有桌邊反光層。
圖20臺燈支撐裝置為單支撐桿，其下部與單層藏書架連接，藏書架設有防近架和閱讀書架。
圖21臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其下部與雙層桌面藏書架連接，同時設有一上一下兩塊平面鏡、防近架、閱讀書架和反光層。
圖22臺燈支撐裝置為雙支撐桿，其下部與桌后腿連接，其上設有一下一下兩塊平面鏡和反光層，該方案閱讀書架設置在桌面上，防近架連接在桌子左右兩側。
具體實施方式
可以有多種。基本要求是光源必須設在指定區域內，其它方面可以有所選擇和側重。具體實施例基本由燈具及其支撐裝置13構成，無論何種支撐方式，本發明方案的特點都在于整體臺燈的重量都通過支撐裝置落在桌面上或桌子上，類型基本分為兩類，一種是可移動式，完全是放置在桌面上使用的臺燈，另一種是與桌子(包括桌子各部位及桌面上固定的物品如藏書架、反射鏡架等)固定連接的固定式臺燈。
光源1設置在或可調節設置在垂直高度(以光源1底平面與地面平行時)距可移動式臺燈底座(無論是重力底座7或是藏書架底座12)基底面，或距固定式臺燈所連接的桌子的面板2上100厘米至180厘米；在水平方向的前后長度以光源1底平面幾何中心(注這個中心是指光源整體底平面面積的幾何中心)的垂線為準，距邊墻19或距可移動式臺燈底座7或12的遠端及距與桌面2坐人邊平行的對邊40厘米至120厘米區域內。(參見圖3)光源1功率總和在36瓦(含)至300瓦之間，這個功率總和是光源燈管(泡)的功率總和。這個范圍要根據照明面積的大小，即桌面的大小來選擇，另還要根據使用者的年齡用眼光環境，是否是近視及其患病程度來選擇，當然可使用光源功率調節裝置，但必須說明使用方法，避免用錯。在產品說明中應說明一般視力正常情況(照明以照度衡量)應在750lx(照明單位勒克斯)，背光房間應在750-1000lx之間，視力不正常屬單純性近視眼者照度應在-3.0D(300度)以下者按1000lx，-3.0D(300度)以上者應用2000lx至3000lx。
光源1左右方向(與桌子左右方向平行的方向)的長度在40厘米至150厘米之間，這主要是因為必須避開頭部遮擋光線，所以光源左右方向長度應在40厘米以上，而又必須在桌面左右長度以內為宜。此時光線將從上方和左右后上方輻射到讀寫面，這樣設置還有一好處是當學習者頭部過低時會阻擋更多的光線而形成讀寫區域較暗，不便讀寫，進而自己控制姿勢防止用眼太近。
在支撐裝置13旁邊設有反光層17，這主要是為治療近視眼或學習桌旁反光條件不好所設計的，反光層可用淺色白色或淺綠淺藍色軟質材料，也可在其上設置色彩鮮艷的圖畫風景照片及美術作品，因為已患近視者眼內周邊視網膜在過去長期感受到弱光刺激，所以設置反光層就很重要。
在支撐裝置13或臺燈底座7、12上連接有防近架15，這主要是為了解決學生讀寫時用眼太近的問題，防近架為球門型或“一”字型。
支撐裝置13可設有單根或2至4根支撐桿，這可以根據產品簡易復雜程度安全牢固和需要而選擇。
在支撐裝置13上，設有一上一下兩塊互相反射光線的平面反光鏡組。在學習休息時通過反光鏡可以觀看選定或設置的室內外的遠視目標，使眼看近系統得以休息，看遠系統得以鍛煉。
下面結合附圖詳細介紹幾個實施例子。
一、簡易型可移動高架燈(參見圖3、圖14)這種方案，僅考慮光照因素，未設置其它功能。
支撐裝置13為豎桿側彎，橫向伸出，其端頭連接光源1，在支撐裝置13和底部設一重力底座7。重力底座7的大小及重量以該燈向任何方向傾斜20°不會倒為準。(國標為10°)支撐裝置13中的豎直桿的結構可以用單根或雙桿，可以大小管套合連接設孔固定高度可調，也可一桿到底高度固定。橫桿也是如此。但無論以上何種方案都必須保證光源1底平面(與地面平行時)距重力底座7的基底面，或距桌面2的垂直高度在100厘米至180厘米，此方案可以設在110厘米至130厘米之間。光源1底平面幾何中心6距重力底座7的遠端邊的水面距離，以幾何中心6的垂線測量，在40厘米至120厘米之間，此方案可設在60厘米，因為一般家用書桌前后寬度約為60厘米，作為光源1采用的燈管可使用三基色直管熒光燈18瓦兩根并列設置。此方案為最簡易最經濟方案，當然，這適用于視力正常的學生使用。
二、簡易型與桌子連接的固定式高架臺燈(參見圖7、圖10)由于支撐裝置13下部與桌子固定連接，省去了重力底座7，因此更加簡便，為了簡單，支撐裝置13可采用單桿或雙桿，光源1還是采用三基色直管熒光燈18瓦兩支。由于與桌子固定連接光源1的高度和前后長度，可以預先根據桌面高度選定，高度宜選130厘米至140厘米之間，前后長度讓光源底面幾何中心6垂線處在桌面坐人邊緣正上方為宜。其它要求同前。
三、以藏書架為底座的高架臺燈(參見圖20、圖21)每個學生學習桌前都堆滿了書，采用本設計方案即整潔了桌面，又利用書的重量作為臺燈底座配重。當然雙層書架12更實用些。特別是對那些已經患上近視眼的中小學生，按圖21方案使用對眼睛比較有利。反光層17設在光源1輻射面上，基本上視野內看不到暗區，一上一下兩塊平面反射鏡，使學生學習疲勞時可以看遠一些，盡管在室內，但能看4-5米距離，對眼也是非常有利的，對已患近視又在300度以下者，可安裝兩支30瓦全光譜熒光燈。其它要求如前所述。
四、小型書桌上連接高架臺燈(參見圖22)該方案，結構簡單適合桌面長度1米以下者。
總之，本發明方案一目了然，所屬領域技術人員，足以理解，不難實施。
權利要求
1.一種柔和光高架臺燈，由燈具及其支撐裝置構成，包括可移動式和與桌子固定連接的兩類臺燈，其特征是光源(1)設置在或可調節設置在垂直高度(光源(1)底平面(5)與地面平行)距臺燈底座(7或12)基底面或距桌面(2)100厘米至180厘米；光源(1)底平面幾何中心(6)的垂線距邊墻(19)或距臺燈底座(7或12)遠端(可移動式)或距與桌面(2)坐人邊平行的對邊(與桌子固定連接式)的前后水平距離40厘米至120厘米。
2.根據權利要求1所述的柔和光高架臺燈，其特征是光源(1)功率總和在36瓦(含)至300瓦之間。
3.根據權利要求2所述的柔和光高架臺燈，其特征是在支撐裝置(13)旁邊設有反光層(17)。
4.根據權利要求3所述的柔和光高架臺燈，其特征是在支撐裝置(13)或臺燈底座(7、12)上連接有防近架(15)。
5.根據權利要求4所述的柔和光高架臺燈，其特征是支撐裝置(13)設有單根或2至4根支撐桿。
6.根據權利要求5所述的柔和光高架臺燈，其特征是在支撐裝置上設有一上一下兩塊平面反光鏡組(14)。
7.根據權利要求1-6所述的柔和光高架臺燈，其特征是支撐裝置(13)分別是重力底座(7)或是藏書架型底座(12)，也可把支撐裝置(13)下部與桌子(含桌腿、桌面及桌面上物品)相連接。
全文摘要
一種柔和光高架臺燈，屬室內照明領域。普通臺燈由于使用矮支撐桿，導致桌面上近燈區亮遠燈區暗，桌面內外燈罩上下明暗對比度大，這種暗區弱光入眼被近年來動物近視眼實驗模型證實會導致眼前后徑增長，形成軸性近視眼。為了消除學生晚間在家學習時視野內存在的暗區弱光，避免直射或反射眩光入眼，本發明采取將支撐裝置支撐的光源設在距燈底面或距桌面高100厘米至180厘米，光源底面幾何中心距燈底座遠端或距桌面坐人邊對邊40厘米至120厘米的方案，使入眼光線均勻柔和，有利于保護學生視力。
文檔編號F21W131/30GK1978981SQ200510126548
公開日2007年6月13日 申請日期2005年11月29日 優先權日2005年11月29日
發明者陳憲 申請人:陳憲