CN212430565U - 一种近距离照明的光学模组及灯具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种近距离照明的光学模组及灯具，包括灯体，所述灯体内设置有光源驱动、发光板、聚光透镜、分光片、以及遮光格栅；所述灯体内通过散热板分隔，所述光源驱动设置在所述散热板一表面，所述发光板设置在所述散热板另一表面；所述发光板的光源依次通过所述聚光透镜、分光片、遮光格栅向外投射。其有益效果在于：通过发光板、聚光透镜、分光片、遮光格栅设置，距离照明区域近，照明区域内高照度、高均匀性，灯具眩光指数低，灯具表面亮度低，安装灵活。

Description

一种近距离照明的光学模组及灯具

技术领域

本申请涉及LED照明领域，特别涉及一种近距离照明的光学模组及灯具。

背景技术

随着科技的不断发展，人们对于各种生活用品的要求也逐渐提升，现有学校应用的黑板灯，通常是直接在黑板的上方设有若干个LED灯，再在灯上罩设有反射罩，但是仍存在以下问题：现有的黑板灯通常采用泛光透镜照明，其安装距离远约0.8m，灯具表面亮度大，眩光值大，UGR约35.6，安装方式固定，无法灵活调节。此外，黑板灯安装在老师的头顶前上方，此种结构的黑板灯有直射光线进入老师的眼睛，因此容易造成老师的视觉疲劳。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提供了一种近距离照明的光学模组，包括灯体，所述灯体内设置有光源驱动、发光板、聚光透镜、分光片、以及遮光格栅；所述灯体内通过散热板分隔，所述光源驱动设置在所述散热板一表面，所述发光板设置在所述散热板另一表面；所述发光板的光源依次通过所述聚光透镜、分光片、遮光格栅向外投射。

可选地，所述灯体内部两侧沿光源投射方向依次设有第一插槽、第二插槽、第三插槽，所述发光板插设在第一插槽内且与所述散热板相邻或抵接设置，所述聚光透镜固定在所述发光板上；所述分光片、所述遮光格栅分别设置在所述插设在第二插槽、第三插槽内进行固定。

可选地，所述聚光透镜设置有定位销、卡扣，所述聚光透镜通过定位销、卡扣安装在所述发光板上。

可选地，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽均倾斜设置在灯体内。

可选地，所述聚光透镜上表面挖设有用于放置光源的入射槽，所述入射槽底部为聚光凸面，所述聚光透镜下表面挖设有沿所述入射槽轴向设置第一扩散面，所述第一扩散面周围还连接有第二扩散面，且所述第二扩散面与所述聚光透镜上表面之间还连接有反射面。

可选地，所述第一扩散面为倾斜面或弧形面，且所述第一扩散面的横向曲线的倾斜角度为0-40度；所述第一扩散面的横向曲线的曲率沿光线方向逐渐减小；所述第一扩散面的纵向曲线可以是直线或内凹形曲线。

可选地，所述反射面的横向曲线为非对称曲线，所述反射面的纵向曲线为对称曲线。

可选地，所述第一扩散面、第二扩散面为蚀纹面或珠点面。

可选地，所述分光片的远离聚光透镜的一表面设置有至少一个变形非球面。

可选地，所述变形非球面的横向曲线的曲率为0.2-0.5，所述变形非球面的纵向曲线的曲率为0.5-1.25。

可选地，所述分光片与所述聚光透镜不接触设置。

可选地，所述遮光格栅一侧面与所述分光片相邻或抵接设置，所述遮光格栅另一侧面向外投射光源。

可选地，所述遮光格栅截面为楔形。

此外，本申请还提供一种灯具，包括上述的一种近距离照明的光学模组，还包括灯座、以及两件将所述灯座与灯体的两侧连接的旋转组件，所述灯座向下口设置，且所述灯体沿所述灯座开口处伸入灯座设置，所述灯座、灯体通过旋转组件转动连接。

可选地，所述旋转组件包括固定在灯座的第一旋转件、以及固定在灯体的第二旋转件，所述第二旋转件设置有转动台阶，所述第一旋转件通过转轴转动连接在转动台阶上。

可选地，所述灯座上还连接有壁装支架，所述壁装支架包括内套筒、外套筒、装饰外壳，所述外套筒一端通过螺栓固定在墙体上，所述装饰外壳套接在所述外套筒上，所述内套筒一端伸入所述外套筒内部设置，所述内套筒另一端通过螺栓固定在所述灯座上，所述内套筒、外套筒通过螺栓进行固定。

根据权利要去14所述的一种灯具，其特征在于，所述灯座还连接有至少一件吊装支架，所述吊装支架一端设置有滑块，所述滑块与设于所述灯座顶部的滑槽滑动连接；所述吊装支架另一端固定在墙体上。

本申请的一种近距离照明的光学模组及灯具，其有益效果在于：

1、本申请通过发光板、聚光透镜、分光片、遮光格栅设置，将光线折射到黑板，使灯具矩黑板0.2m内，节省空间，同时使老师面对学生时，灯具不在视觉范围内，不会造成视线干扰。

2、本申请的发光板的光源，通过聚光透镜、分光片、遮光格栅依次整形；使光源高效准确的照射在黑板区域，使黑板区域内高照度的同时，也具有高均匀性。

3、本申请的光学组件和灯具，通过将分光片聚光透镜不接触设置，使在聚光透镜上的过亮的发光点在分光片上以面的形式散开，得以弱化。通过该设置可以明显得到灯具表面亮度降低的效果。

4、本申请的第一扩散面由横向与纵向两个面上不同曲率和倾斜角度的曲线放样而成，横向曲面起到将光收紧且偏光于黑板的作用，纵向方向上曲面将光展开，这样光可以较宽且均匀的照明到较近的区域。

5、本申请的反射面的横向曲线使由反射面出射的光与中部凸起聚光结构出射的光柔和连接，使之达到均匀过渡的目的；反射面的在纵向曲线方向上，两侧光都集中于向前投射，光角度小，使照明距离远。

6、本申请的灯具，可通过旋转组件，将灯座和灯体进行转动，调节灯体的光源角度，以适应各种角度、大小的黑板。

7、本申请的灯具，可进行壁装或吊装，当壁装时，水平方向自由调节。满足在不同形式的黑板上同时满足使用。

附图说明

图1为本申请实施例的灯具的装配图；

图2本申请实施例的灯具横向示意图；

图3为本申请实施例的灯具纵向示意图；

图4本申请实施例的灯具的爆炸图；

图5本申请实施例的灯具的爆炸截面图；

图6申请实施例的灯体的装配截面图；

图7本申请实施例的聚光透镜的纵向方向的示意图；

图8本申请实施例的聚光透镜的横向方向的示意图；

图9本申请实施例的光学模组的横向光线示意图；

图10申请实施例的光学模组的纵向光线示意图；

图11施例的光学模组的光线投射示意图；

图12申请实施例的旋转组件的爆炸示意图；

图13申请实施例的壁装支架的结构示意图；

图14申请实施例的吊装支架及灯具的示意图；

图15申请实施例的灯具的UGR数据表；

图16本申请实施例的灯具照度分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

在如图1-6实施例中，本申请提供了一种近距离照明的光学模组，包括灯体1，灯体1内设置有光源驱动2、发光板3、聚光透镜4、分光片5、以及遮光格栅6；灯体1内通过散热板分隔，光源驱动2设置在散热板11一表面，发光板3设置在散热板11另一表面；发光板3的光源依次通过聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6向外投射。在本实施例中，本申请的光源驱动2、发光板3、聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6依次设置在灯体1内，灯体1内部通过散热板11分隔成两部分，灯体1内一部分用于放置光源驱动2，灯体1内另一部分依次安装发光板3、聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6。发光板3一表面与散热板11相邻或抵接设置，发光板3产生的热量通过散热板11进行散热；发光板3另一表面向外投射光源。其中，散热板11可以倾斜设置，散热板11也可水平设置，在本实施例中，散热板11进行倾斜设置；使发光板3的光源倾斜向外投射光源。发光板3可以是呈阵列分布的SMD贴片灯。在本实施例中，本申请通过发光板3、聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6设置，将光线折射到黑板，使灯具矩黑板0.2m内，节省空间，同时使老师面对学生时，灯具不在视觉范围内，不会造成视线干扰。本申请的发光板3的光源，通过聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6依次整形；使光源高效准确的照射在黑板区域，使黑板区域内高照度的同时，也具有高均匀性。

在一些实施例中，参见图5-6，灯体1内部两侧沿光源投射方向依次设有第一插槽12、第二插槽13、第三插槽14，发光板3插设在第一插槽内且与散热板11相邻或抵接设置，聚光透镜4固定在发光板3上；分光片5、遮光格栅6分别设置在插设在第二插槽13、第三插槽14内进行固定。在本实施例中，发光板3、分光片5、遮光格栅6依次设置在第一插槽12、第二插槽13、第三插槽14进行固定。第一插槽12、第二插槽13、第三插槽14均倾斜设置在灯体1内；第一插槽12、第二插槽13、第三插槽14保持与散热板11相同斜率；使分光片5、遮光格栅6倾斜度与发光板3相同。第一插槽12为设置灯体1内部两侧的插槽，且第一插槽12与散热板11相邻设置；发光板3两侧插设在第一插槽12上，且发光板3没有设置光源的一表面与散热板11相邻或抵接设置。聚光透镜4设置有定位销、卡扣，聚光透镜4通过定位销、卡扣安装在发光板3上。聚光透镜4的定位销、卡扣设置在聚光透镜4的第二扩散面的延伸板上，定位销、卡扣的数量均为两个，两个定位销分设在聚光透镜4两侧，两个卡扣设置在聚光透镜4另外两侧。发光板3上设置有与定位销连接的定位孔，与卡扣连接的卡槽；聚光透镜4通过定位销定位在定位孔、卡扣卡接在卡槽内，与发光板3固定连接。其中，发光板3上的一个SMD贴片灯对应一个聚光透镜4，多个聚光透镜4呈阵列安装在发光板3上。

在一些实施例中，参见图7-11，聚光透镜4上表面挖设有用于放置光源的入射槽，入射槽底部为聚光凸面43，聚光透镜4下表面挖设有沿入射槽轴向设置第一扩散面44，第一扩散面44周围还连接有第二扩散面45，且第二扩散面45与聚光透镜4上表面之间还连接有反射面46。在本实施例中，聚光透镜4的入射光源通过聚光凸面43和反射面46投射；聚光凸面43为轴对称的凸起曲面，起到收聚光线的作用，并将收聚的光线折射到第一扩散面44上进行投射。反射面46接收来自入射槽侧面的光源，并将光源反射到第二扩散面45对外投射。聚光凸面43照射的较近的区域，外侧反射面46照射较远的区域；使照明区域光照准确连续，且眩光降低。第一扩散面44为倾斜面或弧形面，且第一扩散面44的横向曲线的倾斜角度为0-40度。参见图7-11，第一扩散面44的横向曲线将光均匀的照射到较近的区域。在第一扩散面44的纵向曲线将光展开，这样光可以较宽的照明到较近的区域。在本实施例中，倾斜角度为20度，使光线投射均匀投射到黑板上。

在上述实施例的一种实施方式中，第一扩散面为倾斜面或弧形面，且所述第一扩散面的横向曲线的倾斜角度为0-40度；第一扩散面的横向曲线的曲率沿光线方向逐渐减小；第一扩散面的纵向曲线可以是直线或内凹形曲线。本申请的第一扩散面44由横向与纵向两个面上不同曲率和倾斜角度的曲线放样而成。在横向平面上，曲线呈斜坡型，且越靠近照明区域的方向上曲率逐渐减小，曲线倾斜的方向指向照明区域方向。在纵向平面上，曲线呈直线型，可选的，该曲线也可呈内凹型。

在上述实施例的一种实施例中，反射面的横向曲线为非对称曲线，反射面的纵向曲线为对称曲线。横向曲线靠近照明区域侧和远离照明区域侧照射的区域有所不同，远离照明区域一侧将光照射到照明区域最远处，靠近照明区域一侧的光由较远处过渡到较近处，使由反射面出射的光与中部凸起聚光结构出射的光柔和连接，使之达到均匀过渡的目的。因两侧光照明区域不同，为了达到该效果设定，因此反射面为非对称曲面。在纵向曲线方向上，两侧光都集中于向前投射，光角度小，使照明距离远。

在上述实施例的一种实施方式中，第一扩散面、第二扩散面可以是蚀纹面或珠点面，起到柔化光线作用。

在一些实施例中，参见图9-10，分光片5的远离聚光透镜4的一表面设置有至少一个变形非球面。在本实施例中，分光片5远离聚光透镜4的一表面即为分光片5的出光面，分光片5的出光面设置多个变形非球面结构，多个变形非球面结构呈阵列分布在分光片5表面上。变形非球面的横向曲线的曲率为0.2-0.5，在本实施例中，如图8所示，变形非球面的横向曲线的曲率为0.35，起到将二次聚光透镜4出射的光线再次柔化的作用。变形非球面的纵向曲线的曲率为0.5-1.25，在本实施例中，如图7所示，本变形非球面的纵向曲线的曲率为0.75，起到将光在纵向方向上扩宽、保证区域照明均匀的作用。

在上述实施例的一种实施方式中，分光片5与聚光透镜4不接触设置。一些光源在聚光透镜4表面聚集使得聚光透镜4表面亮度过亮，所以本申请通过将分光片5远离聚光透镜4，使过亮的点在分光片5上以面的形式散开，得以弱化。通过该设置可以明显得到灯具表面亮度降低的效果。

在一些实施例中，遮光格栅6一侧面与分光片5相邻或抵接设置，遮光格栅6另一侧面向外投射光源。遮光格栅6截面为楔形。在本实施例中，遮光格栅6的楔形截面为在靠近照明区域一侧较低，远离照明区域一侧较高，从而使照明区域更亮，而使远离照明区域减少眩光。其中，遮光格栅6设置有50°的遮光角度，使光源准确投射到照明区域。保证照明区域无遮挡正常出光，而使遮光格栅6远离照明区域设置为50°的遮光角度，减小远离照明区域的眩光

在如图所示的实施例中，本申请还提供了一种灯具，参见图1-5，包括上述的一种近距离照明的光学模组，还包括灯座7、以及两件将灯座7与灯体1的两侧连接的旋转组件8，灯座7向下口设置，且灯体1沿灯座7开口处伸入灯座7设置，灯座7、灯体1通过旋转组件8转动连接。灯座7可以通过旋转组件8与灯体1固定连接或者转动连接，根据照明区域位置进行转动。

在上述实施例的一些实施例中，参见图12，旋转组件8包括固定在灯座7的第一旋转件81、以及固定在灯体1的第二旋转件82，第二旋转件82设置有转动台阶，第一旋转件81通过转轴83转动连接在转动台阶上。在本实施例中，本申请通过旋转组件8，将灯座7和灯体1转动连接。第一旋转件81设置在第二旋转件82的转动台阶上，通过转轴83连接，其中，转轴83可以是阻尼较大的阻尼转轴83，使第一旋转件81在不转动时，固定在一个位置上。转轴83也可以是连接在第一旋转件81、第二旋转件82之间的螺栓，第一旋转件81、第二旋转件82可在螺栓的锁定范围内进行转动。其中，第一旋转件81、第二旋转件82相互呈弧形设置，使第二旋转件82可在第一旋转件81上进行转动。第一旋转件81上还设置有刻度尺，可用于检测转动的角度，或根据需要的角度进行转动。

在上述实施例的一些实施例中，参见图13，灯座7上还连接有壁装支架9，壁装支架9包括内套筒91、外套筒92、装饰外壳93，外套筒92一端通过螺栓固定在墙体上，装饰外壳93套接在外套筒92上，内套筒91一端伸入外套筒92内部设置，内套筒91另一端通过螺栓固定在灯座7上，内套筒91、外套筒92通过螺栓进行固定。在本实施例中，灯座7可通过壁装支架9固定在墙体上，其中，壁装支架9可通过内套筒91、外套筒92进行配合伸缩设置，可根据实际照明区域进行调节，以扩大照明区域。其中，在内套筒91上可设置有线性固定槽或者多个整齐排列的第一固定孔，外套筒92上设置有与所述固定槽或第一固定孔相应设置的第二固定孔，将外套筒92和内套筒91调节在合适位置后，通过螺栓锁入第二固定孔和固定槽或第一固定孔进行固定。

在上述实施例的一些实施例中，参见图14，灯座7还连接有至少一件吊装支架10，吊装支架10一端设置有滑块，滑块与设于灯座7顶部的滑槽滑动连接；吊装支架10另一端固定在墙体上。在本实施例中，灯座7可通过吊装支架10固定在墙体上，吊装支架10一端与墙体固定连接，吊装支架10另一端通过滑块连接在灯座7顶部。其中，吊装支架10的数量可以为一个或多个；在本实施例中，吊装支架10的数量为2个；两个吊装支架10分别设置在灯座7的两端，同时，两个吊装支架10可通过滑块在灯座7上进行转动。

本申请的一种近距离照明的光学模组及灯具，如图15-16，通过发光板3、聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6设置，将光线折射到黑板，使灯具矩黑板0.2m内，节省空间，同时使老师面对学生时，灯具不在视觉范围内，不会造成视线干扰。发光板3的光源，通过聚光透镜4、分光片5、遮光格栅6依次整形；使光源高效准确的照射在黑板区域，使黑板区域内高照度的同时，也具有高均匀性。本申请的光学组件和灯具，通过将分光片5聚光透镜4不接触设置，使在聚光透镜4上的过亮的发光点在分光片5上以面的形式散开，得以弱化。通过该设置可以明显得到灯具表面亮度降低的效果。本申请的灯具，可通过旋转组件8，将灯座7和灯体1进行转动，调节灯体1的光源角度，以适应各种角度、大小的黑板。本申请的灯具，可进行壁装或吊装，当壁装时，水平方向自由调节。满足在不同形式的黑板上同时满足使用。目前行业黑板灯在4H8H情况下UGR达到35.6。本发明通过光学组件多次配光，如图15，在相同的4H8H情况下，本申请灯具的UGR只有11.9，具有明显降低的效果。同时，在相同35W功率下，目前行业黑板灯平均照度604，均匀性0.72。本申请的灯具通过聚光透镜与分光片高效准确的照明，将照度平均照度提升到803，均匀性提升到0.87，光参数得到明显提升。

参见图1-3所示，本申请的横向方向如图2所示方向，纵向方向如图3所示方向，横向曲线、横向曲面均为图2所示方向相同的曲线、曲面；纵向曲线、纵向曲面均为图3所示方向相同的曲线、曲面。本申请的曲面可以由横向曲线或纵向曲面拟合而成。本申请的横向曲线、纵向曲线为相对概念，其转置、互换或其他转换而形成曲面，采用本技术方案均在本申请的保护范围内。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (17)

1.一种近距离照明的光学模组，其特征在于，包括灯体，所述灯体内设置有光源驱动、发光板、聚光透镜、分光片、以及遮光格栅；所述灯体内通过散热板分隔，所述光源驱动设置在所述散热板一表面，所述发光板设置在所述散热板另一表面；所述发光板的光源依次通过所述聚光透镜、分光片、遮光格栅向外投射。

2.根据权利要求1所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述灯体内部两侧沿光源投射方向依次设有第一插槽、第二插槽、第三插槽，所述发光板插设在第一插槽内且与所述散热板相邻或抵接设置，所述聚光透镜固定在所述发光板上；所述分光片、所述遮光格栅分别设置在所述插设在第二插槽、第三插槽内进行固定。

3.根据权利要求2所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述聚光透镜设置有定位销、卡扣，所述聚光透镜通过定位销、卡扣安装在所述发光板上。

4.根据权利要求2所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述第一插槽、第二插槽、第三插槽均倾斜设置在灯体内。

5.根据权利要求1所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述聚光透镜上表面挖设有用于放置光源的入射槽，所述入射槽底部为聚光凸面，所述聚光透镜下表面挖设有沿所述入射槽轴向设置第一扩散面，所述第一扩散面周围还连接有第二扩散面，且所述第二扩散面与所述聚光透镜上表面之间还连接有反射面。

6.根据权利要求5所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述第一扩散面为倾斜面或弧形面，且所述第一扩散面的横向曲线的倾斜角度为0-40度；所述第一扩散面的横向曲线的曲率沿光线方向逐渐减小；所述第一扩散面的纵向曲线可以是直线或内凹形曲线。

7.根据权利要求5所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述反射面的横向曲线为非对称曲线，所述反射面的纵向曲线为对称曲线。

8.根据权利要求5所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述第一扩散面、第二扩散面为蚀纹面或珠点面。

9.根据权利要求1所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述分光片的远离聚光透镜的一表面设置有至少一个变形非球面。

10.根据权利要求9所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述变形非球面的横向曲线的曲率为0.2-0.5，所述变形非球面的纵向曲线的曲率为0.5-1.25。

11.根据权利要求9所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述分光片与所述聚光透镜不接触设置。

12.根据权利要求1所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述遮光格栅一侧面与所述分光片相邻或抵接设置，所述遮光格栅另一侧面向外投射光源。

13.根据权利要求12所述的一种近距离照明的光学模组，其特征在于，所述遮光格栅截面为楔形。

14.一种灯具，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的一种近距离照明的光学模组，还包括灯座、以及两件将所述灯座与灯体的两侧连接的旋转组件，所述灯座向下口设置，且所述灯体沿所述灯座开口处伸入灯座设置，所述灯座、灯体通过旋转组件转动连接。

15.根据权利要求14所述的一种灯具，其特征在于，所述旋转组件包括固定在灯座的第一旋转件、以及固定在灯体的第二旋转件，所述第二旋转件设置有转动台阶，所述第一旋转件通过转轴转动连接在转动台阶上。

16.根据权利要求14所述的一种灯具，其特征在于，所述灯座上还连接有壁装支架，所述壁装支架包括内套筒、外套筒、装饰外壳，所述外套筒一端通过螺栓固定在墙体上，所述装饰外壳套接在所述外套筒上，所述内套筒一端伸入所述外套筒内部设置，所述内套筒另一端通过螺栓固定在所述灯座上，所述内套筒、外套筒通过螺栓进行固定。

17.根据权利要求14所述的一种灯具，其特征在于，所述灯座还连接有至少一件吊装支架，所述吊装支架一端设置有滑块，所述滑块与设于所述灯座顶部的滑槽滑动连接；所述吊装支架另一端固定在墙体上。

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