各向同性阅读照明装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种各向同性阅读照明装置，本实用新型专利技术在分析现有阅读照明技术的基础上，提出了各向同性阅读照明技术。也即通过不同角度和方向的光线向阅读介质照射，使人眼在不同的方向和角度都能获得均衡一致的亮度，把光线入射方向对人眼的损害降到最低，减小人眼视觉疲劳，从而降低在照明环境下阅读的近视发病几率。

Isotropic reading lighting device

The utility model relates to an isotropic reading lighting device. Based on the analysis of the existing reading and lighting technology, the utility model proposes isotropic reading lighting technology. It is through the different angle and direction of light irradiation to the reading medium, the human eye can obtain brightness balanced in different directions and angles, the damage to the incident direction of the human eye to a minimum, reduce human eye fatigue, thereby reducing the incidence of myopia in the lighting environment.

【技术实现步骤摘要】
各向同性阅读照明装置
本技术涉及一种各向同性阅读照明装置。
技术介绍
视力下降、眼睛近视是现在中小学生的一个普遍问题，而阅读照明是影响学生视力的一个重要环节。为了改善在阅读中的照明质量，目前主要采用了这样几种方法：一、在光源的前面增加毛玻璃类的光学材料，使光源发出的光线通过毛玻璃类的光学器件进行散射，散射后的光线照射在书本等阅读介质上时，不能形成明显的光点，从而减少对眼睛的刺激；二、在光源的前面增加一类光学材料，把点光源转变为平行光，在阅读介质上形成平行光照射，从而降低点光源在阅读介质上形成的局部眩光区；三、增加光源到阅读介质间的距离，消除阅读介质暗区入眼情况，降低暗区入眼引起的轴性近视；四、选择阅读角度，调整光线与阅读介质法线的角度以及视线与阅读介质法线角度，减小眩光。以上四种方法虽然用不同的方式降低眩光的形成，增加阅读的舒适度，但都有一个共同的缺陷，就是阅读时对光线的各向异性感受。在上述四种阅读照明方法中，由于光源是点光源或局部光源，在阅读介质的不同微小区域会形成不同的入射角度和入射方向，对于阅读介质的某一微小区域，以不同的角度和不同的方向看，会有不同的亮度；随不同的视角和方向不同，人眼的感受的明暗程度也不同；对于阅读介质的某微小区域，阅读者感受到阅读照明具有各向异性的特征。由于阅读照明的各向异性的特征，对于阅读介质的整个区域，阅读者会感受到明暗差异，这种明暗差异长时间作用在眼睛的视网膜上，会引起眼睛肌肉紧张和疲劳，诱发近视。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种减轻眼睛肌肉紧张和视觉疲劳，为阅读者提供良好的阅读环境，降低近视发病几率的各向同性阅读照明装置。本技术各向同性阅读照明装置，包括：将阅读介质上的区域划分为多个微小区域，在各微小区域100，以微小区域的中点为原点构建一个三维直角坐标，阅读界面的法线方向为z轴，阅读界面上规定相互垂直的两条线一为x轴，另一个为y轴。微小区域的入眼光线为101，入射光线在xy平面上的投影为投影直线102，入射光线与z轴的夹角为角度夹角，投影直线与x轴的夹角为方向夹角，通过对发光器件的布置和在发光器件上设置光学元件使得无论角度夹角和方向夹角如何变化，保持入眼光线的亮度不变。本技术各向同性阅读照明装置，包括：阅读介质照射在阅读介质上的发光器件，将阅读介质上的区域划分为多个微小区域，在各微小区域(100)，以微小区域的中点为原点构建一个三维直角坐标，阅读界面的法线方向为z轴，阅读界面上相互垂直的两条线一为x轴，另一个为y轴；微小区域的入眼光线(101)，入射光线在xy平面上的投影为投影直线(102)，入射光线与z轴的夹角为角度夹角，投影直线与x轴的夹角为方向夹角；多个小功率光源，分散成线性布置在阅读介质上方任一平行平面的前方和左右方的上沿或均匀分布在阅读介质上方任一平行平面前面和左右面，在多个小功率光源上设有光学元件，使得无论角度夹角和方向夹角如何变化，保持入眼光线的亮度不变。进一步地，所述光学元件，包括由三层构成，分外层、中间层和里层，光源放在外层和中间层之间，外层使用不透明的具有漫反射特性的反光材料，对光源的光线进行反射；中间层和里层为具有散射特性的透明材料，反射光和光源的入射光经过中间层透射，使光线的方向散乱；散乱的光线再经过里层透射。进一步地，所述的各向同性照明装置总体上为一个U型结构，最外层为木质结构，在木质结构的内表面粘贴轻质反光铝箔材料，使灯光照射在铝箔后进行反射，中间层和里层为透光不透明的亚克力板，亚克力板做成U型，亚克力板同时具有透光和散光的性能，当灯光照射或经铝箔反射到中间层亚克力板上，中间层亚克力板对光线进行透射、散射和漫射，中间层亚克力板散射和漫射出来的光线照射到里层的亚克力板上，里层的亚克力板对光线再次进行透射、散射和漫射，光线照射到阅读介质上的光线具有各向同性。进一步地，灯与中间层亚克力板距离为5～10毫米。有益效果本技术在分析现有阅读照明技术的基础上，提出了各向同性阅读照明技术。在阅读介质上的每一微小区域上，从不同的角度和方向看，眼睛感受的是同样的亮度，即各向同性。对于阅读介质的整个区域，如果每个微小区域都能够保持阅读照明的各向同性，无论视线和阅读介质处于什么角度和方向，阅读者感受到的是一个亮度均匀的区域，在眼睛的视网膜上具有均衡光感，从而减轻眼睛肌肉紧张和视觉疲劳，为阅读者提供良好的阅读环境，降低近视发病几率。本技术能使阅读者感受到阅读介质不同的角度和方向都具有一致的亮度；能够最大程度降低光线方向对阅读者视力的危害；各向同性阅读照明技术与光谱相结合，能够得到较理想的阅读照明光线。附图说明图1是本技术各向同性阅读照明装置的入射角度图；图2是本技术各向同性阅读照明装置的入射角度图；图3是本技术各向同性阅读照明装置的结构示意图。100阅读介质上一个微小区域；101入眼光线；102入眼光线在xy平面上的投影；103入眼光线与阅读介质法线夹角；104入眼光线在xy平面上投影与x轴的夹角；200阅读介质上一个微小区域；201入射光线；202入射光线在xy平面上的投影；203入射光线与阅读介质法线的夹角；204入射光线在xy平面上投影与x轴的夹角；300阅读介质；301由不同方向朝阅读介质入射的光线；302发光装置。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。以阅读介质上的某一微小区域(微小区域的半径可以任意地小)为例，在图1中，有阅读介质上的某一微小区域100，以微小区域100的中点为原点构建一个三维直角坐标，阅读界面的法线方向为z轴，阅读界面上规定相互垂直的两条线一为x轴，另一个为y轴。微小区域100的入眼光线为101，光线101在xy平面上的投影为直线102。光线101与z轴的夹角为103，直线102与x轴的夹角为104。夹角103在本技术中简称为角度，夹角104在本技术中简称为方向。则夹角103和夹角104两个参数能够唯一确定入眼光线101的路径。各向同性的含义是，无论夹角103还是夹角104如何变化，入眼光线101的亮度不变；人眼从不同的方向和角度观察阅读介质上的某一微小区域，而这一微小区域的亮度不变，即各向同性。如果阅读介质上的每一微小区域都具有各向同性的照明特性，则视线和阅读介质无论是什么角度和方向，都不会影响阅读时的视觉感受，这直接带来了两个好处，一是阅读时两眼位置前后左右的变化不会引起阅读介质上任意微小区域的亮度变化，二是阅读时视线和阅读介质间的方向和夹角在动态变化，而这种动态变化也不会引起阅读介质上任意微小区域的亮度变化。即阅读介质上每个微小区域的亮度与人眼的位置和视线的角度及方向无关。阅读者在阅读过程中依靠眼睛的分辨能力来获取信息，分辨能力使用分辨率来表示。人眼的分辨率和亮度具有直接的关系。视觉装置会根据阅读介质的亮度进行调节以获得最佳的分辨率，如果阅读介质的亮度不均衡，随着视线的移动阅读介质的阅读聚焦区域的亮度发生变化，必然引起视觉装置的调节，阅读介质亮度不均衡性越大，视觉装置调节越频繁，越容易引起视觉疲劳，反之，如果阅读介质的亮度均衡，随着视线的移动阅读基值的阅读聚焦区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向同性阅读照明装置，其特征在于，包括：阅读介质照射在阅读介质上的发光器件，将阅读介质上的区域划分为多个微小区域，在各微小区域(100)，以微小区域的中点为原点构建一个三维直角坐标，阅读界面的法线方向为z轴，阅读界面上相互垂直的两条线一为x轴，另一个为y轴；微小区域的入眼光线(101)，入射光线在xy平面上的投影为投影直线(102)，入射光线与z轴的夹角为角度夹角，投影直线与x轴的夹角为方向夹角；多个小功率光源，分散成线性布置在阅读介质上方任一平行平面的前方和左右方的上沿或均匀分布在阅读介质上方任一平行平面前面和左右面，在多个小功率光源上设有光学元件，使得无论角度夹角和方向夹角如何变化，保持入眼光线的亮度不变。

【技术特征摘要】
1.一种各向同性阅读照明装置，其特征在于，包括：阅读介质照射在阅读介质上的发光器件，将阅读介质上的区域划分为多个微小区域，在各微小区域(100)，以微小区域的中点为原点构建一个三维直角坐标，阅读界面的法线方向为z轴，阅读界面上相互垂直的两条线一为x轴，另一个为y轴；微小区域的入眼光线(101)，入射光线在xy平面上的投影为投影直线(102)，入射光线与z轴的夹角为角度夹角，投影直线与x轴的夹角为方向夹角；多个小功率光源，分散成线性布置在阅读介质上方任一平行平面的前方和左右方的上沿或均匀分布在阅读介质上方任一平行平面前面和左右面，在多个小功率光源上设有光学元件，使得无论角度夹角和方向夹角如何变化，保持入眼光线的亮度不变。2.根据权利要求1所述的各向同性阅读照明装置，其特征在于，所述光学元件，包括由三层构成，分外层、中间层和里层，光源放在外层和中间层之间，外层使用不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪原，刘俊灵，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：四川,51