專利名稱：自動(dòng)光源調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源調(diào)整裝置，尤其涉及一種可隨著操作環(huán)境的光線亮度，自動(dòng)將光線照度調(diào)整為適于使用者觀看的范圍內(nèi)的自動(dòng)光源調(diào)整裝置。
隨著科技的發(fā)展，各類顯示器已廣泛而普遍地與人們現(xiàn)代的生活發(fā)生關(guān)聯(lián)。諸如電腦屏幕、電視螢?zāi)唬蚴歉黝悆x器的顯示裝置，都是我們?cè)谏钪谐?huì)接觸到的電子產(chǎn)品。由于這類商品的使用特性，通常使用者在操作如同電腦，或電視等儀器時(shí)，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的注視著螢光屏。而這些顯示器通常由受激發(fā)的電子，撞擊顯示屏上預(yù)先涂的螢光物質(zhì)以產(chǎn)生影像。而在電子撞擊螢光物質(zhì)的同時(shí)，亦會(huì)伴隨著產(chǎn)生一些傷害人體的輻射線、靜電，以及強(qiáng)烈而刺眼的光線。在這些因顯示器所引起的問題中，對(duì)眼睛傷害最強(qiáng)烈的，要屬長(zhǎng)期單調(diào)而強(qiáng)烈光線的刺激。在一些醫(yī)學(xué)研究中證實(shí)，當(dāng)眼睛長(zhǎng)時(shí)間曝露于強(qiáng)烈光線與不當(dāng)照明的環(huán)境下，眼球受到長(zhǎng)時(shí)間不適宜的光線刺激，會(huì)引發(fā)眼球黏膜發(fā)炎從而使的眼球紅腫、充血，以及眼肌疲勞而誘發(fā)近視等眼科疾病。
針對(duì)上述顯示器所造成的問題，傳統(tǒng)上會(huì)以一層安置在顯示器前的護(hù)目鏡，來排除這些危害健康的因子。如

圖1所示的護(hù)目鏡，其中包含濾光鏡102、接地線103與外框104。使用時(shí)將外框104套入顯示器的外緣，并利用濾光鏡102阻隔有害的輻射線直接被人體吸收。一般而言，濾光鏡102的材質(zhì)可以是鉛玻璃，或是金屬絲網(wǎng)等可以阻隔輻射線的材質(zhì)。至于護(hù)目鏡上所產(chǎn)生的靜電，將通過接地線103排除在護(hù)目鏡之外。如此即可實(shí)現(xiàn)排除有害物質(zhì)，維護(hù)人體健康的目的。
雖然傳統(tǒng)的護(hù)目鏡可以有效地隔絕輻射線，并排除其上所產(chǎn)生的靜電，但是對(duì)于眼睛的保護(hù)仍欠周全。當(dāng)使用者曝露于不適當(dāng)?shù)墓庹窄h(huán)境下，諸如，持續(xù)曝露于太強(qiáng)或太弱的光線下，常會(huì)造成發(fā)眼球黏膜發(fā)炎、紅腫、充血，以及眼肌疲勞并誘發(fā)近視等眼科疾病。因此已知技術(shù)雖然解決了輻射線與靜電的問題，但是對(duì)于不良的照明，與長(zhǎng)時(shí)間單調(diào)的顯示器光源所造成人體的傷害，卻提不出有效的防范方法。故，亟需要一種能夠適應(yīng)環(huán)境光源的變化狀態(tài)，而即時(shí)調(diào)整使用者環(huán)境光源的照度的裝置，以保護(hù)人體的健康。
本發(fā)明的目的在于提供一種可隨環(huán)境光線亮度而自動(dòng)調(diào)整光源亮度，以符合肉眼所能感覺舒適的亮度范圍，并同時(shí)達(dá)到保護(hù)人體健康的效果。
本發(fā)明揭露了一種可隨著外界環(huán)境光線變化，自動(dòng)將光源的亮度調(diào)整至適合肉眼范圍的裝置。利用光線采集裝置檢測(cè)環(huán)境光線的變化，并以模擬信號(hào)模擬所檢測(cè)出的環(huán)境光線亮度。再以模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將所檢測(cè)出的環(huán)境光線亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字檢測(cè)信號(hào)，以便于以后的處理器進(jìn)行運(yùn)算處理。再將該數(shù)字檢測(cè)信號(hào)與一個(gè)符合肉眼舒適感覺的預(yù)設(shè)亮度加以比較，若檢測(cè)信號(hào)的亮度較預(yù)設(shè)亮度為高，則調(diào)低光源產(chǎn)生裝置的照度；若檢測(cè)信號(hào)的亮度較預(yù)設(shè)亮度為低，則調(diào)高光源產(chǎn)生裝置的照度。以使使用者工作環(huán)境的光線，能夠即時(shí)地自動(dòng)調(diào)整至今肉眼感覺舒適的范圍。
圖1為傳統(tǒng)的護(hù)眼裝置。
圖2為本發(fā)明中自動(dòng)光源調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖3為本發(fā)明中自動(dòng)光源調(diào)整裝置的調(diào)整流程圖。
圖4為本發(fā)明中外置式自動(dòng)光源調(diào)登裝置的系統(tǒng)示意圖。
圖5為本發(fā)明中內(nèi)置式自動(dòng)光源調(diào)整裝置的系統(tǒng)示意圖。
本發(fā)明是利用光學(xué)探頭檢測(cè)周圍環(huán)境的亮度(照度)，并將所檢測(cè)出的照度以模擬信號(hào)的方式加以模擬。一般而言，是利用不同電壓來模擬不同的照度。再將用來模擬環(huán)境光線的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而當(dāng)環(huán)境的光線亮度以數(shù)字的信號(hào)表示后，即能夠利用微處理機(jī)來對(duì)這些數(shù)字資料加以運(yùn)算。接著以微處理機(jī)將此由光學(xué)探頭所檢測(cè)出的環(huán)境亮度，與一個(gè)適合肉眼的光線強(qiáng)度的預(yù)設(shè)值加以比較，若是環(huán)境的光照不足，則增加環(huán)境光源的光照強(qiáng)度；若是環(huán)境的光照太強(qiáng)烈，則降低環(huán)境光源的光照強(qiáng)度。
上述的環(huán)境光源種類十分廣泛，舉凡顯示器自身所發(fā)出的光線，或是顯示器周邊的臺(tái)燈等皆可現(xiàn)之為環(huán)境光源。以下將以應(yīng)用與電腦上的光源調(diào)整裝置來說明本發(fā)明的實(shí)施例，并舉出外置式與內(nèi)置式兩個(gè)實(shí)施例，以闡明本發(fā)明的應(yīng)用，但并不表示本發(fā)明只能應(yīng)用在此領(lǐng)域中。
參閱圖2所示的光源調(diào)整裝置，其中包含護(hù)目鏡200、光線采集裝置204、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器210、電腦主機(jī)214、顯示器216與臺(tái)燈218。護(hù)目鏡200具有傳統(tǒng)護(hù)目鏡的所有功能，鏡片202由可以阻擋輻射線的材質(zhì)制成(例如，鉛玻璃、金屬絲網(wǎng))，以防止由顯示器216所發(fā)出的輻射線直接被人體吸收。再將光線采集裝置204安裝于護(hù)目鏡200上，當(dāng)然這并不是光線采集裝置204唯一的安裝位置，以靠近使用者眼部為原則下，可依照實(shí)際應(yīng)用時(shí)的需要選擇光線采集裝置204的位置。一般而言，許多光感應(yīng)元件都可以作為本發(fā)明所提出的光線采集裝置，例如光敏電阻、光敏晶體管，或光電池等。上述元件都可根據(jù)光照的變化，而產(chǎn)生電壓或電阻等元件特征的改變。再通過電源及接地線206的作用，一方面可將護(hù)目鏡200上所產(chǎn)生的靜電排除，而另一方面則可提供光線采集裝置204必要的電源。附帶提一下的是，雖然上述的光感應(yīng)元件都可以作為光線采集裝置，但不同的元件各自有不同的特性。以光敢電阻為例，其光照特性為非線性曲線且變化有一定的惰性，對(duì)光照的敏感程度不如光電池。因此，使用者可依不同的光感應(yīng)精確度的要求，選擇合適的光感應(yīng)元件。
如圖2所示，使用者在操作電腦時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)光線采集裝置204。此時(shí)光線采集裝置204會(huì)將操作環(huán)境的光照，依照其強(qiáng)弱程度的不同，轉(zhuǎn)換成模擬形式的模擬信號(hào)輸出，例如以不同的電壓值來表示照度的大小。接著將由此檢測(cè)出的照度轉(zhuǎn)換而得的模擬信號(hào)，經(jīng)由信號(hào)線208傳送給模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器210進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器210會(huì)將模擬形式的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模擬信號(hào)，再將該數(shù)字的模擬信號(hào)經(jīng)由傳輸線212傳送給電腦主機(jī)214。
由于人眼所能夠適應(yīng)的光線范圍豹在60lux～100lux(照度)左右，而最佳的視覺范圍則約在78lux～83lux之間。依據(jù)人眼感覺舒適的照度范圍下，給定電腦主機(jī)214一個(gè)預(yù)定照度。當(dāng)電腦主機(jī)214接收到由該數(shù)字的模擬信號(hào)所代表的檢測(cè)照度時(shí)，會(huì)將此檢測(cè)照度與預(yù)設(shè)照度加以比較，并依比較的結(jié)果調(diào)整顯示器216或臺(tái)燈218的亮度，直到由光線采集裝置204所檢測(cè)出的檢測(cè)照度與預(yù)設(shè)照度相同為止。
圖3顯示了本發(fā)明中自動(dòng)光源調(diào)整裝置的調(diào)整流程。此調(diào)整的流程起始于步驟302，接著通過光線采集裝置接收外界環(huán)境的工作光線，如步驟304所示。再將所檢測(cè)出的工作光線，由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，如步驟306所示，隨后將該數(shù)字工作光線信號(hào)傳送給處理裝置，以產(chǎn)生量化的工作光線照度檢測(cè)值，如步驟308所示。
基本上，處理裝置在步驟308處所接收到的信號(hào)為光線收集裝置所發(fā)送出的數(shù)字電壓信號(hào)。而本發(fā)明的調(diào)整目標(biāo)，是根據(jù)環(huán)境所檢測(cè)出的照度，把光源調(diào)整成適合人眼的范圍。因此需要將數(shù)字檢測(cè)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字檢測(cè)照度信號(hào)，而其間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可由下列所提出的公式得到I＝aVB (1)上述公式用以表示特定的光感應(yīng)元件，在某照度下所對(duì)應(yīng)的電屬性。其中I為電流強(qiáng)度，a為由不同光感應(yīng)元件所決定的常數(shù)，V為外加電壓，而B則為照度。因此當(dāng)外加電壓V固定時(shí)，在給定的常數(shù)a下，感應(yīng)元件受到照度為B的光源的照射，將會(huì)相對(duì)應(yīng)地產(chǎn)生1的感應(yīng)電流強(qiáng)度。接著考慮光感應(yīng)元件至處理裝置間的阻抗，即可得到感應(yīng)電流與感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，以歐姆定律為例V＝IR(2)代入上式，因此可以得到Vd＝aRVrB(3)其中Vd為光線采集裝置所傳送給處理裝置的電壓值，Vr為供給光線采集裝置的外部電壓。故經(jīng)由(3)式，處理裝置即可將數(shù)字的檢測(cè)電壓信號(hào)Vd，轉(zhuǎn)換為數(shù)字的檢測(cè)照度信號(hào)B。
然后對(duì)由環(huán)境亮度所產(chǎn)生的檢測(cè)照度值L’，與適于眼睛工作范圍的設(shè)定照度值L進(jìn)行比較，如步驟310所示。若L＞L’，則表示使用者工作的環(huán)境亮度不足，而按照L與L’C的差值增加環(huán)境光源的顯示強(qiáng)度，如步驟314所示若L＜L‘，則表示使用者工作的環(huán)境亮度太高，而按照L’與L的差值減弱環(huán)境光源的顯示強(qiáng)度，如步驟312所示。最后跳離此調(diào)整光源步驟，如316所示。
圖4表示了一種外置式的光源調(diào)整裝置，其中包含光線采集裝置404、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器406、轉(zhuǎn)換器信號(hào)傳輸接口408、處理器信號(hào)傳輸接口410、處理器412，與信號(hào)處理裝置414。光線采集裝置404檢測(cè)出使用者所處的工作場(chǎng)合的環(huán)境光線402，將其轉(zhuǎn)換成模擬形式的模擬信號(hào)，并傳送至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器406中。接著模擬/數(shù)侄轉(zhuǎn)換器406，將該模擬的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模擬信號(hào)，并通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器406的信號(hào)傳輸接口與處理器412的信號(hào)傳輸接口，將數(shù)字的模擬信號(hào)傳送給處理器412。處理器412將會(huì)依照由模擬信號(hào)所換算出的檢測(cè)照度(見上述說明)，與一個(gè)適合于眼睛工作范圍的預(yù)設(shè)照度，相比較而得的結(jié)果，產(chǎn)生一個(gè)光源照度控制信號(hào)。再通過信號(hào)處理裝置414，將光源照度控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成可為不同光源所接受的信號(hào)形式，以控制顯示裝置416(例如，電腦屏幕、電視螢?zāi)?，與照明裝置(例如，臺(tái)燈)418的照明亮度。
在此實(shí)施例中，處理器412可以是個(gè)人電腦中的微處理器，也可是單一功能的集成電路。而模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器406則是單獨(dú)存在的裝置，并通過其自身的信號(hào)傳輸接口408及處理器的信號(hào)傳輸接口(如RS-232)410，與處理器412相連。因此，本光源調(diào)整裝置可有較大的使用彈性與攜帶能力，隨時(shí)與處理器結(jié)合，以提供即時(shí)的光源照度調(diào)整能力。
圖5表示了一種內(nèi)置式的光源調(diào)整裝置，其中包含光線采集裝置504、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506、處理器508與信號(hào)處理裝置510。光線采集裝置504檢測(cè)出使用者所處的工作場(chǎng)合的環(huán)境光線562，將其轉(zhuǎn)換成模擬形式的模擬信號(hào)，并傳送至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506中。由于此實(shí)施例將模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506與處理器508，整合于同一臺(tái)硬件裝置中，因此模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506會(huì)將該模擬的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模擬信號(hào)，并直接傳送入處理器508中。處理器508將會(huì)依照由模擬信號(hào)所換算出的檢測(cè)照度(見上述說明)，與一個(gè)適合于眼睛工作范圍的預(yù)設(shè)照度，相比較而得的結(jié)果，產(chǎn)生一個(gè)光源照度控制信號(hào)。再通過信號(hào)處理裝置510，將光源照度控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成可為不同光源所接受的信號(hào)形式，以控制顯示裝置512(例如，電腦屏幕、電視螢?zāi)?與照明裝置(例如，臺(tái)燈)514的照明亮度。
在此實(shí)施例中，處理器508可以是個(gè)人電腦中的微處理器，也可是單一功能的集成電路。而模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506則與處理器508整合于單一的裝置中。若以個(gè)人電腦為例，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器506即可制作成一片接口卡。因此，本光源調(diào)整裝置在省略的許多傳輸接口之后，可以得到較佳的工作效率。
本發(fā)明以一較佳實(shí)施例說明如上，僅用于藉以幫助了解本發(fā)明的實(shí)施，非用以限定本發(fā)明的精神，而熟悉此項(xiàng)技術(shù)者理解了本發(fā)明的精神后，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些更動(dòng)和修改以及等效的變化和替換，因此，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，所述裝置至少包含光線采集裝置，用以接收環(huán)境光線，并以模擬信號(hào)表示該環(huán)境光線的照度強(qiáng)弱；處理器，耦合于所述光線采集裝置，并根據(jù)所述模擬信號(hào)產(chǎn)生所述環(huán)境光線的檢測(cè)照度，以比較該檢測(cè)照度輿預(yù)設(shè)照度的照度差異，并依所述照度差異產(chǎn)生光源調(diào)整信號(hào)；及光源產(chǎn)生裝置，耦合于所述處理器，并根據(jù)所述光源調(diào)整信號(hào)，提供符合該預(yù)設(shè)照度的光照。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，所述模擬信號(hào)包含一種以電壓表示所述環(huán)境光線的照度強(qiáng)弱的模擬形式的模擬信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，還包含模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收所述模擬形式的模擬信號(hào)，并將所述模擬形式的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的模擬信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，還包含信號(hào)傳輸接口，用以接收所述數(shù)字的模擬信號(hào)，并把所述數(shù)字的模擬信號(hào)傳輸給所述處理器。
5.如權(quán)利要求4所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，還包含信號(hào)處理裝置，用以根據(jù)所述數(shù)字的模擬信號(hào)，產(chǎn)生可控制所述光源產(chǎn)生裝置的照度大小的光源調(diào)整信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述光線采集裝置包含一種由光敏電阻所構(gòu)成的光學(xué)探頭。
7.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述光線采集裝置包含一種由光敏晶體管構(gòu)成的光學(xué)探頭。
8.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述光線采集裝置包含一種由光電池所構(gòu)成的光學(xué)探頭。
9.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述光源產(chǎn)生裝置包含監(jiān)視器。
10.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述光源產(chǎn)生裝置包含照明裝置。
11.如權(quán)利要求1的自動(dòng)光源調(diào)整裝置，其特征在于，上述預(yù)設(shè)照度的范圍約在60lux～100lux之間。
12.一種可根據(jù)環(huán)境亮度而自動(dòng)調(diào)整光源的裝置，該裝置至少包含光線采集裝置，用以接收環(huán)境光線，并以模擬形式的模擬信號(hào)表示該環(huán)境光線的照度強(qiáng)弱；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以接收所述模擬形式的模擬信號(hào)，并將所述模擬形式的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字的模擬信號(hào)；處理器，耦合于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并根據(jù)所述數(shù)字的模擬信號(hào)產(chǎn)生所述環(huán)境光線的檢測(cè)照度，比較所述檢測(cè)照度與預(yù)設(shè)照度的照度差異，并依所述照度差異產(chǎn)生光源調(diào)整信號(hào)；及光源產(chǎn)生裝置，耦合于所述處理器，并根據(jù)所述光源調(diào)整信號(hào)，提供符合所述預(yù)設(shè)照度的光照。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，還包含信號(hào)處理裝置，用以根據(jù)所述數(shù)字的模擬信號(hào)，產(chǎn)生可控制所述光源產(chǎn)生裝置的照度大小的光源調(diào)整信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，上述光源產(chǎn)生裝置包含監(jiān)視器。
15.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，上述光源產(chǎn)生裝置包含照明裝置。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，上述預(yù)設(shè)照度的范圍約在60lux～100lux之間。
17.一種自動(dòng)調(diào)整光源的方法，該方法至少包含下列步驟接收使用者操作環(huán)境周圍的工作光線；把所述工作光線轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的工作光線信號(hào)；利用所述工作光線信號(hào)，產(chǎn)生量化的工作光線照度檢測(cè)值；比較所述工作光線照度檢測(cè)值與預(yù)設(shè)照度值；依據(jù)所述工作光線照度檢測(cè)值與所述預(yù)設(shè)照度值的差異程度，產(chǎn)生照度調(diào)整信號(hào)；及根據(jù)所述照度調(diào)整信號(hào)，控制光源產(chǎn)生裝置的照度，使光源產(chǎn)生器的照度能符合所述預(yù)設(shè)照度值的要求。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，上述預(yù)設(shè)照度值的范圍約在60lux～100lux之間。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，上述光源產(chǎn)生裝置包含監(jiān)視器。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于上述光源產(chǎn)生裝置包含照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可隨著外界環(huán)境光線變化,自動(dòng)將光源的亮度調(diào)整至適合肉眼范圍的裝置,它包含用以接收環(huán)境光線并產(chǎn)生模擬信號(hào)的光線采集裝置、將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。再利用處理器對(duì)模擬信號(hào)所代表的環(huán)境亮度,與預(yù)設(shè)適合肉眼的亮度加以比較。然后依照比較的結(jié)果,調(diào)整光源的照度大小,使其能夠符合適于肉眼的照度要求。
文檔編號(hào)G05D25/02GK1268684SQ9910418
公開日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月24日
發(fā)明者邱全成, 徐曄 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)集團(tuán)(上海)電子技術(shù)有限公司