CN210979713U - 一种光利用率高的透镜及黑板灯照明系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光利用率高的透镜及黑板灯照明系统，涉及教室照明技术领域，本实用新型光利用率高的透镜包括透镜体，透镜体按照左右方向依次设有第一反射区域和第二反射区域，第一反射区域内设置有若干反射凹面A，第二反射区域内设置有若干反射凹面B，反射凹面A和反射凹面B均为自由曲面，反射凹面A和反射凹面B的曲率均顺着从上到下、从两侧端到中间的方向逐渐增大，且底部曲率最大，反射凹面A的最大宽度d1小于反射凹面B的最大宽度d2，黑板灯照明系统中的两侧灯具均安装该透镜，本实用新型具有可将黑板两侧光线收窄、提高黑板两侧光照强度、光线利用率的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及教室照明技术领域，更具体的是涉及一种光利用率高的透镜及黑板灯照明系统。
背景技术
对于教室而言，照明是其中的重点和难点，青少年正是长身体的时候，如果照明效果不达标，非常有可能造成近视。现如今我国青少年近视率逐年升高，不良灯光“难辞其咎”。假如教育灯光不进行改革，青少年的视力问题将持续困扰大家。考虑到目前校园教室内照明灯具的单一，以及常用照明灯具所存在的光源老化、灯具污染、房间污染等问题，我们应该对现有照明格局进行一定的改变。LED光源作为目前新兴的照明用具，具有高光效、长寿命、维护成本低等一系列优点，是目前应该研究和发展的方向。
由于关乎到学生和老师眼睛健康问题，教室黑板灯照明对于均匀性、平均照度以及眩光要求非常严格，一般要求黑板灯的平均照度大于500lx，均匀性大于0.7，整体教室照明情况下均匀性大于0.8。为减少眩光，提高光照均匀性，灯具中的反光碗可采用具有若干水滴状反射凹面的透镜，该反射凹面的曲率顺着从上到下、从两侧端到中间的方向逐渐增大，反射凹面底部曲率最大，合理优化各区域曲率大小关系，达到良好的光照均匀性，教室里采用多个这样具有若干相同水滴状反射凹面透镜的灯具，虽然光照均匀性好，但是研究发现位于两侧灯具中的透镜反射的光线有部分是位于黑板外侧的，光线利用率低，黑板两端的光强不集中，照度较低。其次，根据国家标准，黑板灯安装位置为：灯具距黑板平行间距为700mm-1000mm，距黑板上缘垂直距离为100mm-200mm，而实际装灯测试发现，使用单颗透镜组合形式、长条形透镜形式、C形反射器形式时，老师在靠近黑板面向学生讲课时，灯具在该700mm-1000mm的平行间距位置对于老师是有眩光影响的。
故如何解决上述技术问题，对于本领域技术人员来说很有现实意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决现有教室黑板照明用的两侧灯具对光线利用率低，黑板两端的光强不集中，照度较低的技术问题，本实用新型提供一种光利用率高的透镜及黑板灯照明系统。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种光利用率高的透镜，包括透镜体，透镜体按照左右方向依次设有第一反射区域和第二反射区域，第一反射区域内设置有若干反射凹面A，第二反射区域内设置有若干反射凹面B，反射凹面A和反射凹面B均为自由曲面，反射凹面A和反射凹面B的曲率均顺着从上到下、从两侧端到中间的方向逐渐增大，且底部曲率最大，反射凹面A的最大宽度引小于反射凹面B的最大宽度d2。
进一步地，反射凹面A和反射凹面B的表面均镀有金属反射膜。
一种黑板灯照明系统，包括位于黑板斜上方的水平布置的透镜A和透镜B，透镜A设有两个且位于两侧端，透镜B至多一个且位于两透镜A之间，透镜A采用上述的光利用率高的透镜，两透镜A中的第二反射区域均位于靠近黑板侧端的一侧。
进一步地，透镜B中设置有若干反射凹面C，反射凹面C的结构与反射凹面A的结构相同。
进一步地，还包括用于分别安装透镜A和透镜B的灯具，灯具上设置有若干与反射凹面A、反射凹面B及反射凹面C一一对应的光源。
进一步地，灯具距黑板平行间距D为50mm-500mm，灯具距黑板上缘垂直距离H为100mm-200mm。
本实用新型的有益效果如下：
1、将透镜体划分为第一反射区域和第二反射区域，其中第一反射区域的反射凹面A最大宽度小于第二反射区域的反射凹面B最大宽度，由于反射凹面A和反射凹面B均为自由曲面，且根据它们的曲率变化规律，当反射凹面B比反射凹面A更宽时，部分通过反射凹面B反射的光线照到黑板侧端时分布范围就会收窄，减小照射角度，将这部分原本照射到黑板外侧的光线收在黑板内，从而提高光线利用率，黑板两端的光强更加集中，照度较高。
2、在黑板灯照明系统中采用该光利用率高的透镜，即透镜A，分布在黑板两侧即可，且将透镜A中的第二反射区域靠近黑板侧端的一侧，布置合理，从而将光线反射到黑板区域内，而用于反射光线到黑板中间区域的透镜B采用原有设计即可，保证光照均匀性。
3、针对该结构的透镜，为减少对老师的眩光影响，经过测试，将安装透镜A和透镜B的灯具设置到距黑板平行间距为50mm-500mm的位置即可，光源发出的光线经反射凹面A、反射凹面B和反射凹面C反射后直接照射到黑板上，减少老师在光照区域内的范围，从而减少眩光。
附图说明
图1是本实用新型一种光利用率高的透镜的结构示意图；
图2是图1中A-A处的剖视结构示意图；
图3是本实用新型一种黑板灯照明系统反射光线后的光线分布示意图；
图4是灯具在教室内安装位置的示意图；
图5是透镜B反射光线后的光线分布示意图。
附图标记：1-透镜体，2-第一反射区域，3-第二反射区域，4-反射凹面A，5-反射凹面B，6-黑板，7-透镜A，8-透镜B，9-反射凹面C，10-灯具，11-光源。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1到2所示，本实施例提供一种光利用率高的透镜，包括透镜体1，透镜体1按照左右方向依次设有第一反射区域2和第二反射区域3，第一反射区域2内设置有若干反射凹面A4，第二反射区域3内设置有若干反射凹面B5，反射凹面A4和反射凹面B5均为自由曲面，反射凹面A4和反射凹面B5的曲率均顺着从上到下、从两侧端到中间的方向逐渐增大，且底部曲率最大，反射凹面A4的最大宽度引小于反射凹面B5的最大宽度d2。
作为本实用新型的一种优选技术方案：
反射凹面A4和反射凹面B5的表面均镀有金属反射膜，例如镀铝，起到反射光线作用。
本实施例中，将透镜体划分为第一反射区域和第二反射区域，其中第一反射区域的反射凹面A最大宽度小于第二反射区域的反射凹面B最大宽度，反射凹面A采用原有设计的水滴状反射凹面即可，反射凹面B形状类似椭圆，由于反射凹面A和反射凹面B均为自由曲面，且根据它们的曲率变化规律，当反射凹面B比反射凹面A更宽时，部分通过反射凹面B反射的光线照到黑板侧端时分布范围就会收窄，减小照射角度，将这部分原本照射到黑板外侧的光线收在黑板内，从而提高光线利用率，黑板两端的光强更加集中，照度较高。
实施例2
如图1到5所示，本实施例提供一种黑板灯照明系统，包括位于黑板6斜上方的水平布置的透镜A7和透镜B8，透镜A7设有两个且位于两侧端，透镜B8至多一个且位于两透镜A7之间，透镜A7采用实施例1中所述的光利用率高的透镜，两透镜A7中的第二反射区域3均位于靠近黑板6侧端的一侧。
作为本实用新型的一种优选技术方案：
透镜B8中设置有若干反射凹面C9，反射凹面C9的结构与反射凹面A4的结构相同。
作为本实用新型的一种优选技术方案：
还包括用于分别安装透镜A7和透镜B8的灯具10，灯具10上设置有若干与反射凹面A4、反射凹面B5及反射凹面C9一一对应的光源11。
作为本实用新型的一种优选技术方案：
灯具10距黑板6平行间距D为50mm-500mm，灯具10距黑板6上缘垂直距离H为100mm-200mm。
本实施例中，在黑板灯照明系统中采用该光利用率高的透镜，即透镜A，分布在黑板两侧即可，且将透镜A中的第二反射区域靠近黑板侧端的一侧，布置合理，光源发出光线经反射凹面A、反射凹面B和反射凹面C反射后直接照射到黑板上，透镜A中的反射凹面B用于将光线反射到黑板两端区域，透镜A中的反射凹面A和透镜B中的反射凹面C用于将光线反射到中间区域，因此反射凹面C采用原有设计的水滴状反射凹面，即反射凹面C的结构与反射凹面A的结构相同即可，保证光照均匀性，这里的透镜B根据情况可不设置，仅设置两个透镜A也可。
根据光线出射角度及分布范围，这里每个透镜A上的反射凹面A可设置6个，且反射凹面B可设置4个，每个透镜B上的反射凹面C设置10个。
经过测试，将安装透镜A和透镜B的灯具设置到距黑板平行间距为50mm-500mm的位置即可，其垂直距离按照国家标准设置即可，光源发出的光线经反射凹面A、反射凹面B和反射凹面C反射后直接照射到黑板上，减少老师在光照区域内的范围，从而减少眩光。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种光利用率高的透镜，包括透镜体(1)，其特征在于，透镜体(1)按照左右方向依次设有第一反射区域(2)和第二反射区域(3)，第一反射区域(2)内设置有若干反射凹面A(4)，第二反射区域(3)内设置有若干反射凹面B(5)，反射凹面A(4)和反射凹面B(5)均为自由曲面，反射凹面A(4)和反射凹面B(5)的曲率均顺着从上到下、从两侧端到中间的方向逐渐增大，且底部曲率最大，反射凹面A(4)的最大宽度d1小于反射凹面B(5)的最大宽度d2。
2.根据权利要求1所述的一种光利用率高的透镜，其特征在于，反射凹面A(4)和反射凹面B(5)的表面均镀有金属反射膜。
3.一种黑板灯照明系统，其特征在于，包括位于黑板(6)斜上方的水平布置的透镜A(7)和透镜B(8)，透镜A(7)设有两个且位于两侧端，透镜B(8)至多一个且位于两透镜A(7)之间，透镜A(7)采用如权利要求1所述的光利用率高的透镜，两透镜A(7)中的第二反射区域(3)均位于靠近黑板(6)侧端的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种黑板灯照明系统，其特征在于，透镜B(8)中设置有若干反射凹面C(9)，反射凹面C(9)的结构与反射凹面A(4)的结构相同。
5.根据权利要求4所述的一种黑板灯照明系统，其特征在于，还包括用于分别安装透镜A(7)和透镜B(8)的灯具(10)，灯具(10)上设置有若干与反射凹面A(4)、反射凹面B(5)及反射凹面C(9)一一对应的光源(11)。
6.根据权利要求5所述的一种黑板灯照明系统，其特征在于，灯具(10)距黑板(6)平行间距D为50mm-500mm，灯具(10)距黑板(6)上缘垂直距离H为100mm-200mm。
Applications Claiming Priority (2)
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| CN201921666602 | 2019-09-30 | ||
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| CN201922142309.5U Active CN210979713U (zh) | 2019-09-30 | 2019-12-04 | 一种光利用率高的透镜及黑板灯照明系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN210979713U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112228788A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-15 | 佛山电器照明股份有限公司 | 一种条形灯及黑板照明系统 |
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2019
- 2019-12-04 CN CN201922142309.5U patent/CN210979713U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN112228788A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-15 | 佛山电器照明股份有限公司 | 一种条形灯及黑板照明系统 |
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