CN112555710B - 一种控制灯具向上光为零的光学结构和具有其的灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了控制灯具向上光为零的光学结构，包括：格栅板，所述格栅板上排列设有若干格栅孔，每一所述格栅孔非照明面的一侧设有同一朝向的凹面反射镜，所述格栅孔的两侧设有反射墙；透镜板，所述透镜板上设有若干凹透镜，所述透镜板和所述格栅板叠合设置，且每一所述凹透镜对应处于所述格栅孔内，所述凹透镜对应所述凹面反射镜的一侧设有全反射挡墙，光源设置在所述凹透镜的凹腔内。能够有效控制向上光和杂散光。

Description

一种控制灯具向上光为零的光学结构和具有其的灯具
技术领域
本发明涉及灯具，特别是涉及一种控制灯具向上光为零的光学结构和具有其的灯具。
背景技术
随着照明行业的快速发展，人们对灯具性能的要求也越来越高，特别是对灯具应用配光要求也越来越高。然而在户外泛光照明的过程中，光污染，光侵扰的一系列问题总是出现在泛光灯户外照明应用过程中。因此能够通过好的光学结构消除灯具杂散光和向上光的污染也是对场地照明将具有非常重要的意义。
在场地类(足球场，橄榄球场等)应用过程中，目前用大仰角的泛光灯一般都是使用对称性配光加反射罩子，然而这种照明方式对向上光和杂散光的解决方式不是很彻底，灯具发出很大部分的光线无法很好的控制。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种控制灯具向上光为零的光学结构,能够有效控制向上光和杂散光。
本发明还提出一种具有上述光学结构的灯具。
本发明第一方面实施例的控制灯具向上光为零的光学结构，其特征在于，包括：格栅板，所述格栅板上排列设有若干格栅孔，每一所述格栅孔非照明面的一侧设有同一朝向的凹面反射镜，所述格栅孔的两侧设有反射墙；透镜板，所述透镜板上设有若干凹透镜，所述透镜板和所述格栅板叠合设置，且每一所述凹透镜对应处于所述格栅孔内，所述凹透镜对应所述凹面反射镜的一侧设有全反射挡墙，光源设置在所述凹透镜的凹腔内。
根据本发明实施例的控制灯具向上光为零的光学结构，至少具有如下有益效果：光源发出不同角度的光线，光线经过凹透镜的时候，其中：从非照明面一侧穿出的光线，当入射角比较大是时候，经过全反射挡墙的时候，由于入射角比较大，光线经过全反射挡墙的全反射作用，从照明面射出；从非照明面一侧穿出的光线，当入射角比较小是时候，光线穿过凹透镜，照射到凹面反射镜的反射面上，经过凹面反射镜的反射作用，从照明面射出；而从照明面一侧穿出的光线，穿过透镜的时候，经过凹透镜的折射作用，从照明面射；通过在格栅孔的两侧设有反射墙，这样可以控制场地球场的溢散光控制在球场边缘附近，减少位于居民区附近球场的光污染和光侵扰；通过格栅板和透镜板的配合作用，能在光线射出凹透镜后直接有效干涉光线的走向，从而有效的控制向上光和杂散光。
根据本发明第二方面实施例的灯具，包括：灯具本体和本发明上述第一方面实施例的光学结构。
根据本发明实施例的灯具至少具有如下有益效果：通过引入上述的光学结构，更加有效能在发光面控制杂散光，达到零向上光，灯具整体的外形重量和大小将更小更轻，重要地是在实际的应用中，将更少的看到灯具的发光面作为眩光源，降低场地的眩光值。
根据本发明的一些实施例，所述灯具本体包括散热器、灯板和透光面板，所述透光面板盖装在所述散热器的出光面上，且与所述散热器之间形成安装腔，所述灯板安装在所述安装腔内，且与所述散热器导热相连，所述灯板的板面上设有若干LED，所述光学结构盖设在所述灯板的板面上，且每一所述LED位于对应所述凹透镜的凹腔内。
根据本发明的一些实施例，所述散热器上设有呼吸器。
根据本发明的一些实施例，所述透光面板与所述散热器的贴合面之间设有防水胶圈，所述透光面板与所述散热器之间并通过连接将固定连接。
根据本发明的一些实施例，所述透光面板为玻璃面板。
根据本发明的一些实施例，所述散热器的上缘设有遮光灯罩。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例控制灯具向上光为零的光学结构示意图；
图2为格栅板的结构示意图；
图3为透镜板的结构示意图；
图4为光源发出的向上光线经过光学结构被全反射挡墙全反射射出的示意图(光线的偏折角度最大的时候)；
图5为光源发出向上光线经过光学结构被凹面反射镜反射射出的示意图(光线的偏折角度较大的时候)；
图6为光源发出向上光线经过光学结构被凹透镜折射射出的示意图(光线的偏折角度不是很大的时候)；
图7为光源向两侧发出的光线经过凹透镜折射到前方的示意图(光线的偏折角度不是很大的时候)；
图8为光源向两侧发出的光线经过凹透镜折射后到达反射墙经过一次反射到正前方(光线的偏折角度较大的时候)；
图9为光源向两侧发出的光线经过凹透镜折射后到达反射墙经过多次折射和反射到斜前方(光线的偏折角度最大的时候)；
图10为灯具的结构示意图；
图11为灯具的爆炸图。
附图标记：
栅板100、格栅孔110、凹面反射镜120、反射墙130；
透镜板200、凹透镜210、全反射挡墙220；
光源300、散热器410、灯板420、透光面板430、防水胶圈440、呼吸器411、LED421。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1到图3所示，根据本发明实施例的控制灯具向上光为零的光学结构，包括：
格栅板100，格栅板100上排列设有若干格栅孔110，每一格栅孔110非照明面的一侧设有同一朝向的凹面反射镜120，格栅孔110的两侧设有反射墙130；
透镜板200，透镜板200上设有若干凹透镜210，透镜板200和格栅板100叠合设置，且每一凹透镜210对应处于格栅孔110内，凹透镜210对应凹面反射镜120的一侧设有全反射挡墙220，光源300设置在凹透镜210的凹腔内。
具体的，光源发出不同角度的光线，光线经过凹透镜的时候，其中：
如图4所示，当光源300发出的光线从非照明面一侧穿出，当入射角比较大是时候，光线经过全反射挡墙220的时候，由于光线的入射角比较大，光线经过全反射挡墙220的全反射作用，从照明面射出。
如图5所示，当光源300发出的光线从非照明面一侧穿出，当入射角比较小是时候，光线穿过凹透镜210，照射到凹面反射镜120的反射面上，经过凹面反射镜120的反射作用，从照明面射出。
如图6所示，当光源300发出的光线从照明面一侧穿出，穿过透镜的时候，经过凹透镜210的折射作用，从照明面射出。
如图7所示，光源300向两侧的光线(偏折角度不是很大的时候)，经过凹透镜210后折射到前方，从照明面射出。
如图8所示，光源300向两侧发出的光线经过凹透镜210折射后到达反射墙130经过一次反射到正前方，从照明面射出(光线的偏折角度较大的时候)。
如图9所示，光源300向两侧发出的光线经过凹透镜210折射后到达反射墙130经过多次折射和反射到斜前方(光线的偏折角度最大的时候)。
通过在格栅孔110的两侧设有反射墙130，这样可以控制场地球场的溢散光控制在球场边缘附近，减少位于居民区附近球场的光污染和光侵扰。
综上，本发明的光学结构，通过格栅板100和透镜板200的配合作用，能在光线射出凹透镜210后直接有效干涉光线的走向，使得射出的光线最终都从照射面射出，避免了光线从其他非照射面射出，从而有效的控制向上光和杂散光。
根据本发明第二方面实施例灯具，包括：灯具本体和根据本发明上述第一方面实施例的光学结构。通过引入上述的光学结构，更加有效能在发光面控制杂散光以及零向上光，灯具整体的外形重量和大小将更小更轻，重要地是在实际的应用中，将更少的看到灯具的发光面作为眩光源，降低场地的眩光值。
在本发明的一些具体实施例中，灯具本体包括散热器410、灯板420和透光面板430，透光面板430盖装在散热器410的出光面上，且与散热器410之间形成安装腔，灯板420安装在安装腔内，且与散热器410导热相连，灯板420的板面上设有若干LED421，光学结构盖设在灯板420的板面上，且每一LED421位于对应凹透镜210的凹腔内。
具体的，在图10和图11中，灯板420的板面的LED421位于对应凹透镜210的凹腔内，发出的光线经过本发明的光学结构作用，经过透光面板430基本全从照射面射出。灯具正常安装在灯杆上，射出的光线几乎没有超过向上光的分界线的，所以向上光为零，同时有效的控制了杂散光。
在本发明的一些具体实施例中，散热器410上设有呼吸器411。通过设置呼吸器411，实现安装腔内外气压平衡。
在本发明的一些具体实施例中，透光面板430与散热器410的贴合面之间设有防水胶圈440，透光面板430与散热器410之间并通过连接将固定连接。
通过设置防水胶圈440，使得安装腔成为一个防水空间，可以使得灯具安装在室外免受雨水侵蚀。
在本发明的一些具体实施例中，透光面板430为玻璃面板。
在本发明的一些具体实施例中，散热器410的上缘设有遮光灯罩，进一步对向上的光进行反射。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种控制灯具向上光为零的光学结构，其特征在于，包括：
格栅板，所述格栅板上排列设有若干格栅孔，每一所述格栅孔非照明面的一侧设有同一朝向的凹面反射镜，所述格栅孔的两侧设有反射墙；
透镜板，所述透镜板上设有若干凹透镜，所述透镜板和所述格栅板叠合设置，且每一所述凹透镜对应处于所述格栅孔内，所述凹透镜对应所述凹面反射镜的一侧设有全反射挡墙，光源设置在所述凹透镜的凹腔内；
当光源发出的光线从非照明面一侧穿出，部分光线经过所述全反射挡墙的全反射作用从照明面射出；部分光线穿过所述凹透镜照射到所述凹面反射镜的反射面上，经过所述凹面反射镜的反射作用，从照明面射出；
当光源发出的光线从照明面一侧穿出，经过所述凹透镜的折射作用，从照明面射出；
光源向两侧的光线，部分光线经过所述凹透镜后折射到前方从照明面射出；部分光线经过所述凹透镜折射后到达所述反射墙经过一次反射到正前方，从照明面射出；部分光线光源向两侧发出的光线经过所述凹透镜折射后到达所述反射墙经过多次折射和反射到斜前方。
2.一种灯具，其特征在于，包括：灯具本体和权利要求1所述的光学结构。
3.根据权利要求2所述的灯具，其特征在于：所述灯具本体包括散热器、灯板和透光面板，所述透光面板盖装在所述散热器的出光面上，且与所述散热器之间形成安装腔，所述灯板安装在所述安装腔内，且与所述散热器导热相连，所述灯板的板面上设有若干LED，所述光学结构盖设在所述灯板的板面上，且每一所述LED位于对应所述凹透镜的凹腔内。
4.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于：所述散热器上设有呼吸器。
5.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于：所述透光面板与所述散热器的贴合面之间设有防水胶圈，所述透光面板与所述散热器之间并通过连接将固定连接。
6.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于：所述透光面板为玻璃面板。
7.根据权利要求3所述的灯具，其特征在于：所述散热器的上缘设有遮光灯罩。
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