CN103982802A - 一种led黑板灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED黑板灯，其包括有设于黑板斜上方的LED灯架，LED灯架的底部固定有LED灯条，所述LED灯条包括有多个LED灯珠，所述LED灯珠上罩设有透镜，透镜内开设有凹陷部，所述LED灯珠位于凹陷部内，凹陷部的深度由远离黑板的一侧向靠近黑板的一侧依次递减。其中，透镜将均匀散射的光线转换为大角度偏光的配光分布，使得经由凹陷部投射出的光线在黑板表面从上到下呈由弱到强的分布，从而弥补了传统黑板灯因为距离黑板上方较近、距离黑板下方较远所导致的黑板表面由上至下的照度衰减，同时在黑板表面从左到右的大角度配光保证了黑板长度方向的照度均匀度，提高了LED黑板灯的光利用率，有效减少眩光。

Description

一种LED黑板灯

技术领域

本发明涉及LED灯具，尤其涉及一种LED黑板灯。 

背景技术

黑板在教室的教学活动中起着非常重要的作用，现在的大部分中小学甚至是大学主要还是以黑板板书教学为主。因此一个比较好的黑板灯或者是照明设计对黑板来说显得尤为重要，然而如果黑板灯照射到黑板上的平均照度比较低、照度不均匀，则会影响黑板内容的可视条件，并容易引起观看者的视觉疲劳。针对该情况，就要求黑板灯具有较合理的配光、光强分布以及安装位置。 

传统的黑板灯一般只是使用两根荧光灯管，并且黑板灯安装在黑板斜上方的位置，该黑板灯距离黑板上方较近、距离黑板下方较远，使得黑板表面由上至下的照度逐渐衰减，且黑板表面的照度平均值偏低；好一点的黑板灯会使用支架灯来作为照明灯具，但是支架灯通常安装在黑板上沿，存在着方向可控性不强和光利用率比较低的缺点，同时支架灯的灯具离讲台很近，会产生比较大的眩光，所以现有的黑板照明灯具，具有照度均匀度差、存在眩光等缺陷。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能提高照度均匀度、提高灯具光利用率、减少眩光的LED黑板灯。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。 

一种LED黑板灯，其包括有设于黑板斜上方的LED灯架，LED灯架的底 部固定有LED灯条，所述LED灯条包括有多个LED灯珠，所述LED灯珠上罩设有透镜，透镜内开设有凹陷部，所述LED灯珠位于凹陷部内，凹陷部的深度由远离黑板的一侧向靠近黑板的一侧依次递减。 

优选地，透镜的数量是多个，多个透镜与多个LED灯珠一一对应。 

优选地，透镜朝向LED灯条的端面为趋近于椭圆形的多边形端面，该端面的长轴方向与LED灯条的长度方向相同。 

优选地，透镜的数量是一个，透镜以及该透镜的凹陷部均沿LED灯条的长度方向延伸，多个LED灯珠均位于凹陷部内。 

优选地，LED灯架远离黑板的一侧设有第一反射板，LED灯架靠近黑板的一侧设有第二反射板，第一反射板和第二反射板均向黑板方向倾斜，并且第一反射板的倾斜角度大于第二反射板。 

优选地，第一反射板由LED灯架向外延伸的长度大于第二反射板。 

优选地，LED灯架上开设有第一滑槽，第一反射板的边缘弯折而形成第一卡接部，第一卡接部卡合于第一滑槽内。 

优选地，LED灯架上开设有第二滑槽，第二反射板的边缘弯折而形成第二卡接部，第二卡接部卡合与第二滑槽内。 

优选地，第一反射板和第二反射板相对的两个表面分别设有漫反射层。 

优选地，灯架、第一反射板和第二反射板均为铝型材。 

本发明公开的LED黑板灯，其中的LED灯条在安装透镜之后，由透镜将均匀散射的光线转换为大角度偏光的配光分布，使得经由凹陷部投射出的光线在黑板表面从上到下呈由弱到强的分布，从而弥补了传统黑板灯因为距离黑板上方较近、距离黑板下方较远所导致的黑板表面由上至下的照度衰减，进而实现黑板上光斑均匀的效果，提高光利用率，使得LED黑板灯照度均匀度得以提升， 有效减少眩光。 

附图说明

图1为LED黑板灯在使用状态下的结构图。 

图2为LED黑板灯的分解图。 

图3为图2中沿B-B线的剖视图。 

图4为透镜的一种实施方式的立体图。 

图5为透镜的另一实施方式的立体图。 

图6为LED灯条在安装透镜之前的配光分布图。 

图7为LED灯条在安装透镜之后的配光分布图。 

图8为LED黑板灯的立体图。 

图9为图8中A部分的放大图。 

图10为透镜5的尺寸参考图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。 

本发明公开了一种LED黑板灯，结合图1至图3所示，其包括有设于黑板100斜上方的LED灯架1，LED灯架1的底部固定有LED灯条4，所述LED灯条4包括有多个LED灯珠40，所述LED灯珠40上罩设有透镜5，透镜5内开设有凹陷部50，并且LED灯珠40位于凹陷部50内，凹陷部50的深度由远离黑板100的一侧向靠近黑板100的一侧依次递减，通过该凹陷部50由深到浅的结构而实现偏光设置。其中，LED灯条4在安装透镜5之前的配光分布图如图6所示，LED灯珠40发出的光线均匀向四周散射，而LED灯条4安装透镜5 之后的配光分布如图7所示，上述结构的透镜5将均匀散射的光线转换为大角度偏光的配光分布，使得经由凹陷部50投射出的光线在黑板100表面从上到下呈由弱到强的分布，从而弥补了传统黑板灯因为距离黑板100上方较近、距离黑板100下方较远所导致的黑板100表面由上至下的照度衰减，进而达到黑板100上光斑均匀的效果，使得黑板100表面照度均匀度得以提升。 

请参照图10，上述透镜5的优选尺寸参考如下：令透镜5的高度为H，凹陷部50的平均高度为h，在凹陷部50的端面上，由透镜5的中心线至凹陷部50边缘的两个短轴的长度均为a，由透镜5的中心线至凹陷部50边缘的两个长轴的长度分别为b、c，透镜5端面的长轴长度为d，其短轴长度为e，上述各长度值需满足： 

$\left\{\begin{array}{c}e/3<H<d;\\ a/2<h{<b}^3/3+2c;\\ b/4<a<c^2;\\ 2e/3<d<2e.\end{array}\right.$

作为透镜5的一种优选方式，结合图3和图4所示，透镜5的数量是多个，多个透镜5与多个LED灯珠40一一对应，即每个LED灯珠40上罩设一个透镜5，该透镜5在满足上述不等式组的条件时，透镜5朝向LED灯条4的端面为趋近于椭圆形的多边形端面，该端面的长轴方向与LED灯条4的长度方向相同，进而实现沿LED灯条4长度方向进行150°大角度配光，并且LED灯条4与黑板100平行设置，进而保证了黑板100的照度均匀度。在该优选方式下，结合透镜5内外曲面的结构特征，使得均匀散射的光线转换为大角度偏光的配光分布。此处应当说明的是，透镜端面采用多边形端面这一特征仅是本发明的一个较佳实施例，并不用于限制本发明，在对偏光角度的精准度要求不高 的其他实施例中，该透镜的端面也可以是椭圆。 

作为透镜5的另一种优选方式，结合图3和图5所示，透镜5的数量是一个，透镜5以及该透镜5的凹陷部50均沿LED灯条4的长度方向延伸，多个LED灯珠40均位于凹陷部50内，因此，该LED灯条4配备一个透镜5即可，以便于安装。 

为了更好地提高LED黑板灯的照度均匀度，结合图1、图2和图8所示，LED灯架1远离黑板100的一侧设有第一反射板2，LED灯架1靠近黑板100的一侧设有第二反射板3，第一反射板2和第二反射板3均向黑板100方向倾斜而起到导光的作用，并且第一反射板2的倾斜角度大于第二反射板3，LED灯条4发出的光线通过第一反射板2和第二反射板3反射后照射至黑板100上，使得黑板100获得均匀照度，同时，第一反射板2和第二反射板3均安装在LED灯架上1，进而提高了LED灯架的利用率，此外，LED灯条4发出的光线通过第一反射板2和第二反射板3反射后投向黑板100，使得LED灯条4与黑板100之间可以存在较远距离，进而减少眩光。 

传统的偏光灯具主要采用截光的方式去除照明区域之外的杂散光，为避免因截光而造成光损失，在本实施例中，第一反射板2向黑板100倾斜的角度为82°,第二反射板3向黑板100倾斜的角度为30°。上述两个反射板的倾斜角度是根据反射板反射之后的出射光方向与反射板安装位置的几何关系得出，主要的效果是使得黑板100下边缘以外的杂散光能够投射到黑板100的下半部分，黑板100上边缘外的光线能够投射到黑板100的中间区域，不仅去除了黑板100之外的杂散光，还有效减小黑板100上、下部分的照度差别。 

进一步地，第一反射板2由LED灯架1向外延伸的长度大于第二反射板3，使得由第一反射板2反射至黑板100的光线具有足够的照度。 

对于透镜5、第一反射板2和第二反射板3的结合所产生的有益效果在于： 

1、由于LED灯条4的光强最大点偏向于黑板100下半部分，所以在黑板100下边缘以外的光线相比上边缘要多，这部分的光线第一会对老师产生眩光，第二也造成了一定的光通量浪费，通过一个相对较长的第一反射板2把这部分光线反射到黑板100的下半部分，在减少眩光的同时也能对黑板100下半部分进行照度补充，实现比较高的照度均匀度。 

2、由于透镜5偏光设计很难实现光强分布的完全偏移，LED灯条4的光强最大点虽然偏向于黑板100的下半部分，但是在黑板100的上边缘会有少量杂散光的存在，在第二反射板3的作用下，可以使原本偏离黑板上边的光线，通过第二反射板3的截光及反射作用投射到黑板100上。 

因此，第一反射板2和第二反射板3主要是处理杂散光并改变其光线分布，在最大限度减少眩光的同时，也能补充黑板下半部分的照度，减少了灯具的能源损耗。 

关于第一反射板2和第二反射板3的安装方式，结合图8和图9所示，LED灯架1上开设有第一滑槽10，第一反射板2的边缘弯折而形成第一卡接部20，第一卡接部20卡合于第一滑槽10内。LED灯架1上开设有第二滑槽11，第二反射板3的边缘弯折而形成第二卡接部30，第二卡接部30卡合与第二滑槽11内。通过LED灯架1上的两个滑槽有助于将第一反射板2和第二反射板3安装在LED灯架1上。 

作为一种优选方式，灯架1、第一反射板2和第二反射板3均为铝型材，并且在第一反射板2和第二反射板3相对的两个表面分别设有漫反射层，该漫反射层可以通过阳极氧化、白漆、喷粉等方式制成。 

本发明公开的LED黑板灯，其安装于黑板100前侧的斜上方，安装高度为 2.4m，与黑板100的距离为0.6m，黑板100尺寸为3m*1.2m，黑板100上边缘高度为2.2m，LED黑板灯的长度为1.2m，在本例中使用两盏LED黑板灯，发光面竖直向下安装，针对不同长度的黑板100可通过增加LED黑板灯的数量来进行调节，其中，LED灯架1两端可以套设灯头，使得LED灯架1在灯头内可以360°旋转，所以针对不同宽度的黑板100可通过适当调整LED灯架1的安装角度来保证黑板100的照度均匀度，通过测试，本发明LED黑板灯对黑板100的照度均匀度为0.82，由此可知，本发明应用到黑板照明上可以达到一个非常均匀的照明效果，再结合第一反射板2和第二反射板3，进一步提高灯具光利用率以及进一步减少眩光。通过上述结构的LED黑板灯，解决了黑板照明中照度均匀度偏低的问题，改善了学生对黑板内容的可视度和舒适度，并且在最大程度上减少了黑板灯对老师和学生产生的眩光，提高了教学的效率，此外，由于透镜的透光率可以达到92％改善了传统反射型黑板灯光利用率低60％-70％的缺点，同时LED黑板灯还能实现较高的可靠性和长寿命。 

以上只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。 

Claims (10)

1.一种LED黑板灯，包括有设于黑板斜上方的LED灯架，所述LED灯架的底部固定有LED灯条，所述LED灯条包括有多个LED灯珠，所述LED灯珠上罩设有透镜，其特征在于，所述透镜内开设有凹陷部，所述LED灯珠位于凹陷部内，所述凹陷部的深度由远离黑板的一侧向靠近黑板的一侧依次递减。

2.如权利要求1所述的LED黑板灯，其特征在于，所述透镜的数量是多个，多个透镜与多个LED灯珠一一对应。

3.如权利要求2所述的LED黑板灯，其特征在于，所述透镜朝向LED灯条的端面为趋近于椭圆形的多边形端面，该端面的长轴方向与LED灯条的长度方向相同。

4.如权利要求1所述的LED黑板灯，其特征在于，所述透镜的数量是一个，所述透镜以及该透镜的凹陷部均沿LED灯条的长度方向延伸，多个LED灯珠均位于凹陷部内。

5.如权利要求1所述的LED黑板灯，其特征在于，所述LED灯架远离黑板的一侧设有第一反射板，所述LED灯架靠近黑板的一侧设有第二反射板，所述第一反射板和第二反射板均向黑板方向倾斜，并且第一反射板的倾斜角度大于第二反射板。

6.如权利要求5所述的LED黑板灯，其特征在于，所述第一反射板由LED灯架向外延伸的长度大于第二反射板。

7.如权利要求5所述的LED黑板灯，其特征在于，所述LED灯架上开设有第一滑槽，所述第一反射板的边缘弯折而形成第一卡接部，所述第一卡接部卡合于第一滑槽内。

8.如权利要求5所述的LED黑板灯，其特征在于，所述LED灯架上开设有第二滑槽，所述第二反射板的边缘弯折而形成第二卡接部，所述第二卡接部卡合与第二滑槽内。

9.如权利要求5所述的LED黑板灯，其特征在于，所述第一反射板和第二反射板相对的两个表面分别设有漫反射层。

10.如权利要求5所述的LED黑板灯，其特征在于，所述灯架、第一反射板和第二反射板均为铝型材。