CN113266779A - 光束准直模组及照明灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种光束准直模组，包括：截光格栅组，所述截光格栅组包括若干阵列排设的截光格栅单元，每个所述截光格栅单元分别由透光部和非透光部组成，所述透光部的横截面面积由所述截光格栅单元的入光侧向出光侧方向逐渐减小；准直透镜组，配置于所述截光格栅组的出光侧，包括若干阵列排设准直透镜单元，每个所述准直透镜单元分别对应一个所述截光格栅单元，经所述截光格栅单元聚光后的光束通过所述准直透镜单元，形成准直的平行光束出射。本发明揭示了一种照明灯具，包括上述光束准直模组和RGB导光模组(第二光源组以及导光板)，用于模拟真实的天空效果及太阳光斑效果，能提供人眼舒适的照明环境。

Description

光束准直模组及照明灯具
技术领域
本发明属于照明设备技术领域，具体涉及一种光束准直模组以及照明灯具。
背景技术
近几年，市场上关于仿自然的照明灯具逐渐增多，国内外企业的相关方案多种多样，但均存在以下几个普遍缺陷：灯具较厚、光斑截止性较差以及光斑位置不可调。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种光束准直模组以及照明灯具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光束准直模组以及照明灯具，用于模拟真实的天空效果及太阳光斑效果，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一实施例中，提供了一种光束准直模组，包括：
截光格栅组，所述截光格栅组包括若干阵列排设的截光格栅单元，每个所述截光格栅单元分别由透光部和非透光部组成，所述透光部的横截面面积由所述截光格栅单元的入光侧向出光侧方向逐渐减小；
准直透镜组，配置于所述截光格栅组的出光侧，包括若干阵列排设准直透镜单元，每个所述准直透镜单元分别对应一个所述截光格栅单元，经所述截光格栅单元聚光后的光束通过所述准直透镜单元，形成准直的平行光束出射。
作为本发明的进一步改进，位于所述截光格栅组的出光侧的非透光部上设置有若干定位孔，所述准直透镜组的入光侧设置有若干定位柱，所述定位柱与所述定位孔相配合实现所述截光格栅组与所述准直透镜组之间的相对固定。
作为本发明的进一步改进，所述截光格栅组的出光侧表面与所述准直透镜组的入光侧表面之间保持有一定间隙，且所述间隙大小可调节。
在上述技术方案中，因为后续与第一光源组配合使用时，第一光源组的LED是有一定尺寸的面光源，准直透镜组对其的准直效果以及控光效率跟LED到准直透镜组之间的间距有直接关系，因此需留有间隙并且该间隙大小可调，保证在实际应用时可以调整到最佳效果。
作为本发明的进一步改进，所述截光格栅单元的透光部的横截面积呈方形或圆形结构。
作为本发明的进一步改进，所述准直透镜单元为中心轴对称形状，包括透镜前表面平面入光面和透镜后表面自由曲面出光面，所述透镜前表面平面入光面中心正对所述截光格栅单元的透光部的出光侧中心。
本申请一实施例提供了一种照明灯具，包括：
灯具基座，具有一侧开口的收容空间；
第一光源组，被配置于所述收容空间内；
上述的光束准直模组，被配置于所述收容空间内且所述截光格栅组入光侧完全覆盖所述第一光源组设置；
导光板，被固定于所述灯具基座上，且能封闭所述收容空间的开口。
作为本发明的进一步改进，还包括第二光源组，所述第二光源组被配置于所述导光板的两端，所述第二光源组发出的光线，耦合至所述导光板，经所述导光板散射后从所述导光板的出光面朝各个方向出射漫射光。
作为本发明的进一步改进，所述第二光源组可以为彩色光源组，所述彩色光源组包括能够出射模拟蓝天光谱的RGB发光芯片。
作为本发明的进一步改进，所述第一光源组包括若干第一LED芯片，每个所述截光格栅单元分别对应至少一个所述第一LED芯片。
作为本发明的进一步改进，所述灯具基座包括背板以及设于所述背板周围的外壳，若干所述第一LED芯片阵列排设于所述背板表面。
作为本发明的进一步改进，还包括驱动模组，所述驱动模组固定于所述背板远离所述第一LED芯片一侧，且连接所述第一光源组和所述第二光源组。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、利用单元化的光束准直模组进行阵列，得到大面积的准直光束，进而实现仿自然的太阳光斑效果；
2、通过调制RGB光源三色比例，得到近似天空色，并通过导光板导光，进而实现仿天空的效果。
3、采用单元化设计(截光格栅组、准直透镜组、第一光源组)，并进行有效阵列组合，实现了截止良好的光斑效果，同时也实现了较薄的灯具厚度；通过多光源共透镜的方式实现了光斑位置可调；通过RGB混色导光的方式得到了较为真实的天空效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1中一种光束准直模组的立体结构图；
图2是本申请实施例1中一种光束准直模组的光路示意图；
图3是本申请实施例1中一种光束准直模组的剖面示意图；
图4是本申请实施例1中一种光束准直模组的配光角度分布示意图；
图5是本申请实施例2中一种照明灯具的立体结构图；
图6是本申请实施例2中一种照明灯具的另一视角立体结构图；
图7是本申请实施例2中一种照明灯具的结构爆炸图；
图8是本申请实施例2中一种照明灯具的防太阳光斑效果图；
图9是本照明灯具实现光斑位置可调的光路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施例1
参考图1至图4所示，本实施例1中提供了一种光束准直模组30，包括截光格栅组31和准直透镜组32。
截光格栅组31被构造成方形结构，包括若干阵列排设的截光格栅单元311，每个截光格栅单元311分别由透光部3111和非透光部3112组成，透光部3111的横截面积呈方形或圆形结构，且透光部3111的横截面面积由截光格栅单元311的入光侧向出光侧方向逐渐减小，位于截光格栅组31的出光侧的非透光部3112上设置有若干定位孔，位于截光格栅组31的入光侧的非透光部3112上设置有若干限位孔3113和限位柱3114，用于实现与光源组之间的相互固定和限位。
准直透镜组32配置于截光格栅组31的出光侧，同样被构造成方形结构，包括若干阵列排设准直透镜单元321，每个准直透镜单元321分别对应一个截光格栅单元311，准直透镜单元321为中心轴对称形状，包括透镜前表面平面入光面3211和透镜后表面自由曲面出光面3212，透镜前表面平面入光面3211中心正对截光格栅单元311的透光部3111的出光侧中心，经截光格栅单元311聚光后的光束通过准直透镜单元321，形成准直的平行光束出射；位于准直透镜组32的入光侧设置有若干定位柱323，定位柱323与截光格栅组31上的定位孔相配合实现截光格栅组31与准直透镜组32之间的相对固定。
其中，截光格栅组31的出光侧表面与准直透镜组32的入光侧表面之间保持有一定间隙，且该间隙大小可调节。
通过光束准直模组，准直每颗LED芯片(多颗LED芯片构成光源组)所经过本光束准直模组的光束，增强光束的方向性，在目标接受面上得到清晰截止的光斑，其中截光格栅组31的作用在于，吸收LED芯片出射的大角度光线，保证自透光部3111的出光侧出射的光线的光束角近似平行。
参考图4所示，通过光束准直模组，得到近似平行光的小角度光束，从而实现清晰截止的仿太阳光斑效果。
实施例2
参考图5至图8所示，本实施例2中提供了一种照明灯具，包括灯具基座，第一光源组20，光束准直模组30，导光板40以及第二光源组50。
灯具基座包括背板11以及设于背板11周围的外壳12，背板11和外壳12围合成具有一侧开口的收容空间，背板11的上表面上固定有驱动第一光源组20和第二光源组50发光的驱动模组60，背板11的上表面上还设置有挂架70，安装灯具时，挂架70与墙体固定，灯具与挂架70卡合固定。
第一光源组20被配置于收容空间内，包括若干第一LED芯片，若干第一LED芯片阵列排设于背板11的下表面，第一LED芯片为白光LED芯片。
光束准直模组30被配置于收容空间内，包括截光格栅组31和准直透镜组32，截光格栅组31的入光侧完全覆盖第一光源组20设置。
截光格栅组31被构造成方形结构，包括若干阵列排设的截光格栅单元311，每个截光格栅单元311分别由透光部3111和非透光部3112组成，透光部3111的横截面积呈方形或圆形结构，且透光部3111的横截面面积由截光格栅单元311的入光侧向出光侧方向逐渐减小，位于截光格栅组31的出光侧的非透光部3112上设置有若干定位孔，位于截光格栅组31的入光侧的非透光部3112上设置有若干限位孔3114和限位柱3113，用于实现与光源组之间的相互固定和限位。
准直透镜组32配置于截光格栅组31的出光侧，同样被构造成方形结构，包括若干阵列排设准直透镜单元321，每个准直透镜单元321分别对应一个截光格栅单元311，准直透镜单元321为中心轴对称形状，包括透镜前表面平面入光面3211和透镜后表面自由曲面出光面3212，透镜前表面平面入光面3211中心正对截光格栅单元311的透光部3111的出光侧中心，经截光格栅单元311聚光后的光束通过准直透镜单元321，形成准直的平行光束出射；位于准直透镜组32的入光侧设置有若干定位柱323，定位柱323与截光格栅组31上的定位孔相配合实现截光格栅组31与准直透镜组32之间的相对固定。
其中，截光格栅组31的出光侧表面与准直透镜组32的入光侧表面之间保持有一定间隙，且该间隙大小可调节。每个截光格栅单元311分别对应一个第一LED芯片。
导光板40通过导光板固定件41固定于灯具基座上，且位于光束准直模组30的出光面一侧，能封闭收容空间的开口，导光板40优选为纳米导光板。
第二光源组50被配置于导光板40的两端，第二光源组50可以为彩色光源组，彩色光源组包括能够出射模拟蓝天光谱的RGB发光芯片；第二光源组50发出的光线，耦合至导光板40，经导光板40散射后从导光板40的出光面朝各个方向出射漫射光。
第一光源组20通过光束准直模组30的作用，配合第二光源组50，能够提供仿自然光且模拟蓝天效果的明亮，使人感到舒适的照明环境，参图8所示，本申请的照明灯具可以应用于医院、酒店、地铁站或地下室等常年无阳光场所等。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、利用单元化的光束准直模组进行阵列，得到大面积的准直光束，进而实现仿自然的太阳光斑效果；
2、通过调制RGB光源三色比例，得到近似天空色，并通过导光板导光，进而实现仿天空的效果。
3、采用单元化设计(截光格栅组、准直透镜组、第一光源组)，并进行有效阵列组合，实现了截止良好的光斑效果，同时也实现了较薄的灯具厚度；通过多光源共透镜的方式实现了光斑位置可调(参考图9所示)，透镜的物面的不同位置放置多颗LED，经透镜准直之后投射到不同的方向，从而改变光斑照射位置；通过RGB混色导光的方式得到了较为真实的天空效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种光束准直模组，其特征在于，包括：
截光格栅组，所述截光格栅组包括若干阵列排设的截光格栅单元，每个所述截光格栅单元分别由透光部和非透光部组成，所述透光部的横截面面积由所述截光格栅单元的入光侧向出光侧方向逐渐减小；
准直透镜组，配置于所述截光格栅组的出光侧，包括若干阵列排设准直透镜单元，每个所述准直透镜单元分别对应一个所述截光格栅单元，经所述截光格栅单元聚光后的光束通过所述准直透镜单元，形成准直的平行光束出射。
2.根据权利要求1所述的光束准直模组，其特征在于，位于所述截光格栅组的出光侧的非透光部上设置有若干定位孔，所述准直透镜组的入光侧设置有若干定位柱，所述定位柱与所述定位孔相配合实现所述截光格栅组与所述准直透镜组之间的相对固定。
3.根据权利要求1所述的光束准直模组，其特征在于，所述截光格栅组的出光侧表面与所述准直透镜组的入光侧表面之间保持有一定间隙，且所述间隙大小可调节。
4.根据权利要求1所述的光束准直模组，其特征在于，所述截光格栅单元的透光部的横截面积呈方形或圆形结构。
5.根据权利要求1所述的光束准直模组，其特征在于，所述准直透镜单元为中心轴对称形状，包括透镜前表面平面入光面和透镜后表面自由曲面出光面，所述透镜前表面平面入光面中心正对所述截光格栅单元的透光部的出光侧中心。
6.一种照明灯具，其特征在于，包括：
灯具基座，具有一侧开口的收容空间；
第一光源组，被配置于所述收容空间内；
权利要求1～5任一所述的光束准直模组，被配置于所述收容空间内且所述截光格栅组入光侧完全覆盖所述第一光源组设置；
导光板，被固定于所述灯具基座上，且能封闭所述收容空间的开口。
7.根据权利要求6所述的照明灯具，其特征在于，还包括第二光源组，所述第二光源组被配置于所述导光板的两端，所述第二光源组发出的光线，耦合至所述导光板，经所述导光板散射后从所述导光板的出光面朝各个方向出射漫射光。
8.根据权利要求7所述的照明灯具，其特征在于，所述第一光源组包括若干第一LED芯片，每个所述截光格栅单元分别对应至少一个所述第一LED芯片。
9.根据权利要求8所述的照明灯具，其特征在于，所述灯具基座包括背板以及设于所述背板周围的外壳，若干所述第一LED芯片阵列排设于所述背板表面。
10.根据权利要求9所述的照明灯具，其特征在于，还包括驱动模组，所述驱动模组固定于所述背板远离所述第一LED芯片一侧，且连接所述第一光源组和所述第二光源组。
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