*1001：【屏幕挂灯】

观看了一堆屏幕挂灯的评测，结果竟然没有见到一款理想的产品！那么问题在哪里？我从几个方面去分析。

（1）屏幕挂灯的主要目的就是照亮桌面上的键盘区域，而避免照到屏幕和眼睛。这就要取决于挂灯光线的出射角，而几乎所有的产品都没有被认真设计这个出射角，难道那些设计者都没有那个实力去实现一个完美的出射角吗？还是他们根本就没有认真考虑这一项性能？我所见到的产品，对此都有描述，都自称是限制了出射角，甚至还会给出多少度的出射角，结果一看实际的光路，主光出射角的确有所收敛，保持了一个比较合理的出射角，而散光的出射角经常就会接近170°了！而且主光与散光之间的比例也会保持，这样，当把亮度调大以后，散光的强度也会直线上升，结果就会造成屏幕反光；另一方面，外侧的出射角几乎全都设计失误，出射角太大，使得光线可以直接射入眼睛！这样的设计比比皆是，而我就看到了一款产品，相对来说，比较认真地考虑了这个问题，就是【七彩蘑菇】。

（2）关于挂灯的控制问题，根本就不该画蛇添足。挂灯对于操作人员来说近在咫尺，伸手可及，有什么必要非要设计一个无线遥控器？这不仅增加了故障率，占据了更多的桌面空间，而且还需要电池供电，而这种遥控器的耗电量要远大于电视遥控器，结果使用3AAA电池的遥控器，电池就需要经常更换；设计了锂电池的遥控器，续航也只能维持3个月。一旦遥控器没电，连灯都点不亮了，就必须要充电，这会非常误事，也相当麻烦的。而且，锂电池还有寿命问题，过几年就需要更换，也是一个潜在的麻烦。

此外，关于挂灯的控制项目，实际上不需要太多，有开关、亮度调节这两项基本功能就可以正常使用了，如果再加上色温调节，就已经相当完善了，设计多余的控制，不仅大大增加了故障率，还会消耗更多的电池，而且几乎无用。例如，环境光线感应功能，这个功能出现在很多的高价产品中。他们设计了环境光传感器，利用这个传感器来自动恒亮，或者加上自动恒色温，这在实用意义上毫无价值。环境光线有多大照度，使用者希望挂灯有多亮，应该完全遵守使用者的设定，而没有必要自动调节；人走熄灯，完全不符合挂灯的使用逻辑。因为屏幕挂灯会被当作室内唯一的照明台灯，人离开了电脑，并不意味着就需要熄灯，这时还需要开着灯给室内照明，怎们会需要人走熄灯呢？定时熄灯，完全没有必要，除非是人睡过去了，这不大可能，因为，坐在电脑桌旁的人不可能在工作中睡过去，要睡觉，总会关闭电脑，离开桌子，这时，他也会关灯。等等。所有设计的多余功能，都抬高了挂灯的价格，以至于把此类产品的价格不断推高，越来越高，最后出现了明基ScreenBar Halo2那样的高价（1390￥）。而实际上，这种产品的利润太高了，从哪个方面来讲，它都不值如此高昂的价格。

（3）高阶屏幕挂灯都设计了背光，不仅照亮了桌面，还要照亮显示器背后的墙面。这样做的目的是为了减小显示器的背景照度比例，缓解眼睛的疲劳程度。从医学上讲，这个原理并没有错，但是各个厂家的设计却相当不好。例如上述的昂贵的明基挂灯，设计了一个有3个发光面的背光盒，它的效果是照亮了屏幕背后中间一块的墙壁，而墙面的照度会向显示器的边缘逐步减弱，到了边缘几乎没有了照度，仍然保持黑暗，这种效果实际上并没有达到设计初衷，根本就是失败的设计。还有些品牌的挂灯，在灯管的背后设计了一条灯带，以此来照亮墙壁，但是，实际的效果仍然是仅仅照亮了背墙的中心区，因为挂灯的长度较短，到了显示器的两侧边缘，照度也是相当弱了，达到的效果依然不好。更有一些厂家，把背景灯设计成了RGB LED，用彩色流光来表达酷炫效果，而完全背离了背景光的意义，不仅没有缓解眼睛疲劳，反而还增加了光线干扰。他们还设计了上百种不同的流光效果，简直就是愚蠢至极的设计思想。

（4）挂灯的防蓝光实际上是一个噱头，因为，他们根本就没有防蓝光措施，而仅仅是在那里喊口号而已。LED自身的蓝光量就注定了挂灯会发出多少蓝光，他们并没有增加蓝光滤镜，哪里来的防蓝光功能？另外，关于显色性，如果LED发出的光线是自然白光，那么显色性就会非常自然；相反，如果LED发出的光线缺少一些波长的光，显色性就会有所缺失。而如今的现代白光LED，发光光谱都十分接近自然光，因此显色性都不错，根本没有必要担忧这个问题，尤其是那些可以调节色温的挂灯，通过适当的设置，显色性会更好一些。而从使用目的上来分析，显色性指标也不是特别重要的，挂灯的目的是照亮桌面，让操作者能看清键盘上的字符，即便把挂灯当作台灯来作细致的工作，照明才是第一重要的，显色必然是次要的。因此，根本就没有必要过分重视显色性Ra的大小。

从屏幕挂灯这种产品的性质上来说，它就是一种灯具，根本不值上千的价格，它的结构简单，完全有可能自己设计，自己制作，用DIY的办法来成就它。这不仅可以节省一笔资金，而更重要的是能够达到更加理想的效果。

首先就说挂灯的灯管设计。绝大多数的挂灯都利用了圆管形铝型材。他们把这种型材切割一段，在其侧面开一条长口，作为灯光的出射口，然后，在内部安置一条灯板，让灯板上的LED颗粒正对或者侧对出射口，让灯光射出灯管；侧对方案会增加一条反光板，来把灯光反射出去；正对出射口的方案会在LED前面贴上一条凸透镜来集光，让出射光线更集中一些。这样的设计所得到的结果，就是过大的光线出射角和两侧大角度的散射光，过大的角度导致了灯管的旋转方向无所适从，把出射口转向内，光线就会明显照亮屏幕；把灯管转向外，光线就会直刺人眼，怎样调整都没有一个理想的照明状态。而作为屏幕挂灯，最重要的要求就是保证一个合理的光线出射角，向内不会照射到屏幕，向外不会直射人眼。

要满足这样的要求，必须要严格约束光线的出射角度，并且还要避免那些杂散光线，尽可能去掉它们或者衰减它们。从几何学来分析，要想让漫射发光LED发出的光线能全部被侣顺过来，成为整齐的扩散光束是极其困难的！不管你用什么办法，用什么特殊透镜，也不可能让所有的光线都向设定的方向射出。因为，散射光线的出射角度非常杂乱，不同角度射出的光线会产生混乱的光束，这必然造成漫散射的效果。那么，假如让光线通过一条窄缝射出，情况就会大大改变。直射的光线会直接射出，些微倾斜的光线会直接倾斜射出，而倾斜角度更大的光线就会打在两侧的板壁上，出现一连串的反射现象。每一次反射都会降低光的强度，那么，出射角度越大的光线，反射的次数就会越多，衰减也会越大，最后射出遮光板的光线已经衰弱了；而出射角度较小的光线，反射的次数会减少，最后从窄缝中射出的散光也会减弱。这道窄缝的深度越大，出射的光线就会越整齐，形成以一道明亮的光带，这是我们最理想的效果。然而，处于结构的限制，我们没有可能让遮光板遮挡屏幕画面，这就不得不减小窄缝的深度，即减少遮光板的深度，这时，出射的光带两边的散射光就会增多，但是尽管如此，也远比现在的挂灯产品的效果好上很多。结论就是：设置黑色的挡光板，构成一条窄缝，减小窄缝的宽度，达到一个较小的出射角，向内不会照射屏幕，向外不会照射人眼，让人眼不可能看到光源。当前产品的光线出射角都设计得太大了。

如此一来，用一根铝合金管这种结构就完全不合适了。在圆管内部根本不可能安装较深的遮光板，而更合理的设计是，采用一种n形铝型材来构建灯管，并把LED灯珠安装在型材的最里面，利用型材来散热，在内部安装两块黑色的遮光板，让遮光板构成一定的角度，例如15°。这种灯管也可以使用两条角铝经过加工来制作，把角铝加工成长短边，把两条角铝的短边叠在一起固定好，就构成了尺寸可以随便设计的n形铝型材。这样的灯管必须要有两个可调角度的支架来固定。我发现了，所有的产品都设计了一个中间支架，结果固定不稳，但是，人们的模仿心里和墨守成规的心态竟然百分百地模仿这样的设计，没有一家设计双支架来稳定挂灯。那么，我的设计就采用双支架，分别在灯管的两端来固定。

灯管的结构非常简单。它的内部仅有一个灯条，没有其他任何东西。它和两端的支架相连接。支架的前板用螺栓固定在灯管上，后端安装了一个CNC铰链，铰链也用长螺栓连接紧固，当拧松螺栓以后，铰链就能够转动了，可以任意调节灯管的悬挂角度，调节光带照射的位置，这一点非常重要。支架的后板固定了第二个直角板，这块板材直接贴合在显示器的边缘背板上，并且通过双面不干胶粘贴在显示器上。在固定板的中部有一个n形板，卡在显示器的顶边上，限制灯架的位置。这样的固定方式最大的优点就是不会挤压显示器的边缘；而且固定效果非常牢靠，远胜于现在所有产品千篇一律的夹具的效果。另外，我所设计的屏幕挂灯，灯管距离显示器正面板的尺寸较大，可以达到100mm，这远大于当前产品的设计（20-60mm），这样设计的优点是，最大可能避免散射光线照射到显示器上，更好地照射键盘和桌面区域。这些设计有效地改善了挂灯的最终效果。

关于背光，首先我要肯定背光的作用，有了背光能有效地提高眼睛的舒适度。但是，完美的背光是出现在显示器的四周，包括两侧和顶部，而不是集中在中央区域。那么，要想达到这样的效果，用一个小盒来安装不同光线出射角的LED灯珠根本达不到目的，这样的设计必然造成中央一块集中照明区，而边缘几乎还是黑暗的。较好的办法是，在显示器后背的背板周边，安装大半圈或一圈LED灯板。在这些灯板上安排均布的LED贴片，它们能发出漫射光线，有效地照亮大面积的墙面。这样的设计效果要好很多，但是此方案不能成为产品，因为，灯板的尺寸必须要按照显示器的背板形状来定制。由于背光的亮度较低，LED发热量小，也就大大简化了散热设计，根本不必考虑散热问题，但为了稳定，可以在灯板的背后贴一块铝板作为散热板。这样的灯板可以分成3-5条，分别用不干胶贴在显示器的背板左右侧和底部、顶部。

如此，我的屏幕挂灯已经不是一个独立的组件了，而是一套组件。它们的控制件最好做成一个小长条形控制盒，贴装在显示背板的底缘，伸手就能摸到，方便了调节，又不会占用桌面空间，使用非常方便。在控制盒当中有一个开关电源和一套控制电路。电路的主要作用就是LED恒流驱动，可以直接使用产品驱动模块，并且增加两个调光电位器。电源开关我还是主张使用220VAC开关，因为这样设计能彻底关死挂灯，而不像产品那样，关灯以后还会有一定的耗电，白白消耗能源。如果使用一个固态继电器来作AC开关，再安装一个锂电池来作启动，就能用轻触开关来控制电源了，锂电池的消耗非常少，可以设计一个微电流充电电路。还有一种办法是利用双向可控硅来作AC开关，这时的控制电流非常小，也能使用微动开关来作通断控制，也是可以的，省去了锂电池，更为简单。还有一种办法是，用电容降压制作一个备用电源来启动固态继电器，也能省掉锂电池。我所需要的控制非常简单，主灯和背光灯的开关控制和亮度调节，仅此而已。如此，仅仅需要购买一卷3M强力不干胶就是全部的成本了。

Jack