CN217235414U - 一种光学组件及采用该组件的黑板灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光照明领域领域，特别是涉及一种光学组件及采用该组件的黑板灯，所述光学组件，包括反光组件和透镜，所述反光组件用于将光源发出的光束反射至所述透镜的表面，所述透镜使穿过其本身的光束发生折射，所述反光组件与所述透镜配合，反射/折射光束以特定角度射向黑板表面，使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生，采用本新型所述的一种光学组件，通过设置所述反光组件，使光源发出的绝大多数的光束被所述反光组件反射至所述透镜的表面，所述透镜进一步对光束进行约束，使光束按照设定好的光路射向黑板的表面，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。

Description

一种光学组件及采用该组件的黑板灯

技术领域

本实用新型涉及光照明领域领域，特别是涉及一种光学组件及采用该组件的黑板灯。

背景技术

黑板并非特指黑色的板面，传统意义上讲它是一个可以用粉笔反复书写的平面，板面坚硬，多用于教学。黑板一般用木板或磨砂玻璃等制成的，可以用粉笔等特定的书写材料在上面写字。多为黑色，墨绿色，白色或米黄色。

黑板灯是悬挂在黑板前方的天花板上为黑板提供光源的灯具。

在《GBT36876-2018中小学校普通教室照明设计安装卫生要求》规定：黑板灯采用吊杆安装方式，灯具平行于黑板安装，灯具距黑板平行间距d=700mm~1000mm,距黑板上缘垂直距离h=100mm~200mm。

现有技术的黑板灯，一般使用荧光灯管，该类黑板灯按照国家规范安装后，距离黑板上方较近、距黑板下方较远，使得黑板灯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，这就使得现有黑板灯存在照度不够、均匀度低的缺点。

为解决这一问题，市场上出现一种照射角度可调黑板灯，此类黑板灯通过调整光源的位置，使光束倾斜照射黑板，解决传统黑板灯存在的照度不够、均匀度低的问题。但依然存在不足，此类黑板灯直接将光源倾斜设置，一方面，在使用过程中容易产生眩光，影响教师的教学工作，另一方面，由于此类黑板灯必须以特定的角度安装，增加了安装成本和安装难度。

所以，现在亟需一种光学组件，既能解决现有技术中的黑板灯照度不够、均匀度低的问题，又能解决黑板灯在使用过程中容易产生眩光，影响教师的教学工作以及安装不便的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中使用的黑板灯存在的，照度不够、均匀度低以及在使用过程中容易产生眩光，影响教师的教学工作和安装不便的问题提供一种光学组件及采用该组件的黑板灯。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种光学组件，包括反光组件和透镜，所述反光组件用于将光源发出的光束反射至所述透镜的表面，所述透镜使穿过其本身的光束发生折射和/或反射，所述反光组件与所述透镜配合，反射/折射光束以特定角度射向黑板表面，使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。

采用本新型所述的一种光学组件，通过设置所述反光组件，使光源发出的绝大多数的光束被所述反光组件反射至所述透镜的表面，所述透镜进一步对光束进行约束，使光束按照设定好的光路射向黑板的表面，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。

优选地，所述反光组件包括反光板，所述反光板的截面形状呈圆弧状，且所述反光板的凹面与所述透镜对应。采用这种结构设置，提高了本新型的光照利用率。

优选地，所述反光板上还设置有若干第一反光片，所述第一反光片用于反射光源发出的无法由所述反光板反射至所述透镜表面的光线。采用这种结构设置，进一步提高了本新型的光照利用率。

优选地，所述反光板靠近光源的部位，所述第一反光片设置的间距小，远离光源的部位所述第一反光片设置的间距大。采用这种结构设置，更进一步提高本新型的光照利用率。

优选地，密集区域的所述第一反光片导光面的面积小于稀疏区域的所述第一反光片导光面的面积。采用这种结构设置，再进一步提高本新型的光照利用率。

优选地，在相邻所述第一反光片之间还设置有第二反光片，所述第二反光片用于反射光源发出的经所述第一反光片反射后未射至所述透镜表面的光束。

优选地，所述反光组件还包括漫反射板，所述漫反射板用于提高黑板上部的照度。从而进一步提高了本新型的照度均匀度。

优选地，所述透镜靠近光源的区域折射率小，远离光源的区域折射率大。采用这种结构设置，使射向黑板表面的光束分布更加均匀，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求。

本申请还公开了一种采用上述光学组件的黑板灯，

一种黑板灯，包括壳体组件，所述壳体组件包括灯壳和吊杆，所述吊杆的一端与教室顶板连接，另一端与所述灯壳连接，并使所述灯壳的开口面与黑板的表面平行，在所述灯壳内设置有发光组件和反光组件。采用这种结构设置，提高了本新型的实用性。

优选地，所述发光组件设置在所述灯壳的上部。采用这种结构设置，避免了所述发光组件发出的光束直接照射人眼，导致眩光的产生。

优选地，所述灯壳上还设置有遮光板，所述遮光板遮挡所述发光组件发出的直射黑板的光线。采用这种结构设置，进一步避免了所述发光组件发出的光束直接照射人眼，导致眩光的产生。

优选地，所述反光板倾斜设置在所述灯壳内，反射所述发光组件发出的光束到所述透镜的表面。

优选地，所述反光组件与所述灯壳为可拆卸的连接。采用这种结构设置，提高了本新型的实用性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述的一种光学组件，通过设置所述反光组件，使光源发出的绝大多数的光束被所述反光组件反射至所述透镜的表面，所述透镜进一步对光束进行约束，使光束按照设定好的光路射向黑板的表面，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。；

2、本实用新型所述的一种光学组件，所述反光组件包括反光板，所述反光板的截面形状呈圆弧状，且所述反光板的凹面与所述透镜对应，所述反光板上还设置有若干第一反光片，所述第一反光片用于反射光源发出的无法由所述反光板反射至所述透镜表面的光线，所述反光板靠近光源的部位，所述第一反光片设置的间距小，远离光源的部位所述第一反光片设置的间距大，密集区域的所述第一反光片导光面的面积小于稀疏区域的所述第一反光片导光面的面积，在相邻所述第一反光片之间还设置有第二反光片，所述第二反光片用于反射光源发出的经所述第一反光片反射后未射至所述透镜表面的光束，采用这种结构设置，提高了本新型的光照利用率；

3、本实用新型所述的一种光学组件，所述反光组件还包括漫反射板，所述漫反射板用于提高黑板上部的照度，采用这种结构设置，所述漫反射板，调整射向黑板上部区域的光束的总量，从而提高黑板上部区域的照度。从而进一步提高了本新型的照度均匀度；

4、本实用新型所述的一种光学组件，所述透镜靠近光源的区域折射率小，远离光源的区域折射率大采用这种结构设置，使射向黑板表面的光束分布更加均匀，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求；

5、本实用新型所述的一种黑板灯，包括壳体组件，所述壳体组件包括灯壳和吊杆，所述吊杆的一端与教室顶板连接，另一端与所述灯壳连接，并使所述灯壳的开口面与黑板的表面平行，在所述灯壳内设置有发光组件和反光组件，将所述灯壳的开口面设置为与黑板的表面平行，一方面，可有效避免所述发光组件发出的光束，直射教师的眼睛导致产生眩光，影响教师的教学工作，另一方面，本新型在安装时不需要调整光源照射黑板的角度，降低了安装的难度与成本，提高了本新型的实用性；

6、本实用新型所述的一种黑板灯，所述发光组件设置在所述灯壳的上部，所述灯壳上还设置有遮光板，所述遮光板遮挡所述发光组件发出的直射黑板的光线，采用这种结构设置，避免了所述发光组件发出的光束直接照射人眼，导致眩光的产生；

7、本实用新型所述的一种黑板灯，所述反光板倾斜设置在所述灯壳内，反射所述发光组件发出的光束到所述透镜的表面，所述反光组件与所述灯壳为可拆卸的连接，采用这种结构设置，提高了本新型光能利用率的同时，使本新型有更好的实用性。

附图说明

图1是一种光学组件及使用该组件的黑板灯的结构示意图；

图2是图1中所述一种光学组件及使用该组件的黑板灯另一视角的示意图；

图3是图2中所述A-A的剖面结构示意图；

图4是所述反光组件反射光束射向所述透镜的光路图；

图5是所述光学组件相配合反射光束射向黑板表面的光路图。

图中标记：1-壳体组件，2-灯壳，3-吊杆，4-发光组件，5-反光组件，6-遮光板，7-反光板，8-第一反光片，9-第二反光片，10-透镜，11-漫反射板。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。

实施例1

如图3至图5所示，一种光学组件，包括反光组件5和透镜10，所述反光组件5用于将光源发出的光束反射至所述透镜10的表面，所述透镜10使穿过其本身的光束发生折射和/或反射，所述反光组件5与所述透镜10配合，反射/折射光束以特定角度射向黑板表面，使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。

采用本新型所述的一种光学组件，通过设置所述反光组件5，使光源发出的绝大多数的光束被所述反光组件5反射至所述透镜10的表面，所述透镜10进一步对光束进行约束，使光束按照设定好的光路射向黑板的表面，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生。

具体地，在本实施例中发明人考虑到眩光产生的最直接原因是，在视野中某—局部地方出现过高的亮度或前后发生过大的亮度变化。在现有技术中将光源直接倾斜设置方式，光源发出的光线不受约束，未射入黑板的光线向四面八方发散，容易进入教师的眼中，导致眩光的产生，所以，在本实施例中，发明人设置所述反光组件5和所述透镜10，通过所述反光组件5和所述透镜10相配合，约束光束射向黑板表面的路径，从而避免了眩光的产生；同时，所述反光组件5将光源发出的大部分的光束反射至所述透镜10的表面，所述透镜10进一步对光束射向黑板表面的路径进行调整，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足国家规范要求。（此处需要说明：在《GBT36876-2018中小学校普通教室照明设计安装卫生要求》规定：黑板面维持平均照度不低于500lx，照度均匀度不低于0.8；维持平均照度：照明装置必须进行维护的时刻，在规定表面上的平均照度；照度均匀度：规定表面上的最小照度与平均照度之比。）

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述反光组件5包括反光板7，所述反光板7的截面形状呈圆弧状，且所述反光板7的凹面与所述透镜10对应。采用这种结构设置，提高了本新型的光照利用率。

在本实施例中，发明人将所述反光板7的截面形状设置为圆弧状，如此所述反光板7形成类似凹面镜的结构，当所述反光板7接收光源发出的光束后，可使发散的光束在所述透镜10的入射面汇聚，进一步的所述透镜10将汇聚在其入射面的光束反射/折射至黑板的表面，提高了黑板表面的维持平均照度，避免了光束射向其他地方发生光能的损失，从而提高了本新型的光照利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述反光板7上还设置有若干第一反光片8，所述第一反光片8用于反射光源发出的无法由所述反光板7反射至所述透镜10表面的光线。采用这种结构设置，进一步提高了本新型的光照利用率。

具体地，在本实施例中，发明人考虑到，将所述反光板7的截面形状设置为圆弧状后，可有效提高射向所述透镜10入射面的光量，从而提高本新型的光照利用率，但依然存在不足，由于所述反光板7的截面呈圆弧状，部分光束射向其表面时，存在入射角度过大或过小的问题，导致这部分光束无法经所述反光板7的调整射向所述透镜10的入射面，造成了光能的损失。基于此，发明人设置了所述第一反光片8，采用所述第一反光片8对这部分入射角度过大或者过小的光束进行调整，使其能够射向所述透镜10的入射面，从而进一步提高本新型的光照利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述反光板7靠近光源的部位，所述第一反光片8设置的间距小，远离光源的部位所述第一反光片8设置的间距大。

在本实施例中，发明人考虑到，所述反光板7越靠近光源时，射向其表面的光束越多并且其入射的角度更加复杂，在此区域如设置的所述第一反光片8的数量不足，则会导致对光束的调整不够彻底，造成光能的损失。所以，在本实施例中，发明人将靠近光源的所述第一反光片8设置更加密集，远离光源的所述第一反光片8设置更加稀疏，通过在光束集中区域增设所述第一反光片8的方式，使不同入射角度的光束均可通过所述第一反光片8调节，使其射向所述透镜10的入射面，从而更进一步提高本新型的光照利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，密集区域的所述第一反光片8导光面的面积小于稀疏区域的所述第一反光片8导光面的面积。

在上述方案中，发明人通过在光束集中区域增设所述第一反光片8的方式，使不同入射角度的光束均可通过所述第一反光片8调节，从而提高了本新型的光照利用率。但依然存在不足，本新型在实际应用中，发明人发现，在光束集中区域，所述第一反光片8的导光面设置面积也会影响其对光束的调节能力，具体在于：

当光束集中区域所述第一反光片8的导光面面积设置过大，一方面，相邻的所述第一反光片8的导光面会被遮挡，导致其对光束的调节能力降低，另一方面，当光束集中区域的所述第一反光片8导光面的面积过大，每一个所述第一反光片8单元截获光束的能力会更强，这样导致原本能够被正确反射至所述透镜10入射面的光束被所述第一反光片8影响射向其他地方，造成光能被浪费。所以，在本实施例中，进一步将密集区域的所述第一反光片8导光面的面积设置成小于稀疏区域的所述第一反光片8导光面的面积，一方面，避免相邻的所述第一反光片8的导光面被遮挡，影响其对光束的调节能力，另一方面，避免了所述第一反光片8截获过多的光束，使原本能够被正确反射的光束射向其他地方，造成光能被浪费。如此，再进一步提高本新型的光照利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，在相邻所述第一反光片8之间还设置有第二反光片9，所述第二反光片9用于反射光源发出的经所述第一反光片8反射后未射至所述透镜10表面的光束。

实施例2

如图3至图5所示，本实用新型所述的一种光学组件，所述反光组件5还包括漫反射板11，所述漫反射板11用于提高黑板上部的照度。从而进一步提高了本新型的照度均匀度。

按照《GBT36876-2018中小学校普通教室照明设计安装卫生要求》规定：黑板灯采用吊杆3安装方式，灯具平行于黑板安装，灯具距黑板平行间距d=700mm~1000mm,距黑板上缘垂直距离h=100mm~200mm，这使得黑板灯处于黑板表面的斜上方，为了使黑板的表面能够被黑板灯均匀照亮，黑板灯发出的光线需要倾斜照射黑板，这使得射向黑板中下部光束的总量大于射向黑板上部光束的总量，导致黑板上部区域存在“灯下黑”的情况，影响使用体验，所以，在本实施例中，所以，在本实施例中，发明人设置所述漫反射板11，调整射向黑板上部区域的光束的总量，从而提高黑板上部区域的照度。从而进一步提高了本新型的照度均匀度。

实施例3

如图3至图5所示，本实用新型所述的一种光学组件，所述透镜10靠近光源的区域折射率小，远离光源的区域折射率大。采用这种结构设置，使射向黑板表面的光束分布更加均匀，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求。

在本实施例中，发明人进一步考虑了光源设置的位置，对黑板表面的维持平均照度和照度均匀度的影响，在黑板灯设置位置固定的前提下，光源不管如何设置光束始终是可以射向黑板的上边缘的，而靠近黑板的下边缘区域光束则难以到达，造成光源发出的光束在黑板的表面分布不均，基于此，在本实施例中，发明人将所述透镜10靠近光源区域的折射率设置成小于远离光源的区域折射率，如此保证光束始终可以射向黑板的下部区域，从而使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求。

实施例4

如图1至图3所示，本实用新型所述的一种黑板灯，包括壳体组件1，所述壳体组件1包括灯壳2和吊杆3，所述吊杆3的一端与教室顶板连接，另一端与所述灯壳2连接，并使所述灯壳2的开口面与黑板的表面平行，在所述灯壳2内设置有发光组件4和反光组件5。

在本实施例中，将所述灯壳2的开口面设置为与黑板的表面平行，一方面，可有效避免所述发光组件4发出的光束，直射教师的眼睛导致产生眩光，影响教师的教学工作，另一方面，本新型在安装时不需要调整光源照射黑板的角度，降低了安装的难度与成本，提高了本新型的实用性。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述发光组件4设置在所述灯壳2的上部。采用这种结构设置，可使光源远离人体的眼部，从而避免眩光的产生。

在本实施例中，发明人考虑到，在上述方案中将所述灯壳2的开口面与黑板的表面平行设置，并设置所述反光组件5和所述透镜10使光束反射/折射至黑板的表面，可避免有效避免眩光的产生，但是依然存在不足，由于教师个体之间的差异，某些体形比较高大的教师在使用本新型授课时，其眼部会更接近光源，导致所述发光组件4发出的光束未经所述反光组件5反射直接进入人体的眼睛，或者经过反射后的光束还未到达黑板表面就被人体眼部接收，造成眩光的产生。基于此，在本实施例中，发明人将所述发光组件4靠所述灯壳2的上边缘设置，使光源尽量远离使用者的眼部，避免光束直接被人眼接收，同时，采用这样的结构设置，使光束射入黑板下部的入射角更小，避免了经过反射和折射后的光束还未到达黑板表面就被人体眼部接收，从而防止了眩光的产生。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述灯壳2上还设置有遮光板6，所述遮光板6遮挡所述发光组件4发出的直射黑板的光线。采用这种结构设置，进一步避免了所述发光组件4发出的光束直接照射人眼，导致眩光的产生。

在本实施中，所述遮光板6设置在灯壳2的开口上，遮挡了所述发光组件4发出的直射黑板表面的光线，一方面，避免可所述发光组件4发出的光束直接被人眼接收，造成眩光的产生，另一方面，所述遮光板6的设置还能提高光能利用率。具体地，所述发光组件4发出的光束，遇到所述遮光板6后，在所述遮光板6的表面发生发射，使原本不受约束四向发射的光束射向所述反光组件5，经所述反光组件5和所述透镜10的反射/折射后，光束按照预定的光路射向黑板表面，这样，使原本不能照射黑板表面的光束在所述遮光板6、所述反光组件5和所述透镜10的配合下射向黑板，从而提高了光能利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述反光板7倾斜设置在所述灯壳2内，反射所述发光组件4发出的光束到所述透镜10的表面。将所述反光板7倾斜设置后，可使所述发光组件4发出的光束更容易被反射至所述透镜10的入射面，进一步提高了光能利用率。

作为优选的实施方案，在上述方式基础上，进一步的，所述反光组件5与所述灯壳2为可拆卸的连接。采用这种结构设置，提高了本新型的实用性。

具体的，本新型在实际使用过程中其使用环境相对复杂，虽然在《GBT36876-2018中小学校普通教室照明设计安装卫生要求》中限定了黑板灯的安装规范，提高了本新型的通用性，但依然存在不足，实际应用中黑板的规格尺寸各有不同，导致本新型的通用性还存在一定欠缺，所以，在本新型中发明人将所述反光组件5与所述灯壳2设置为可拆卸的连接，这样，在实际使用中，可根据黑板的真实尺寸调整所述反光组件5的规格型号，从而提高本新型的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光学组件，其特征在于，包括反光组件（5）和透镜（10），所述反光组件（5）用于将光源发出的光束反射至所述透镜（10）的表面，所述透镜（10）使穿过其本身的光束发生折射和/或反射，所述反光组件（5）与所述透镜（10）配合，反射/折射光束以特定角度射向黑板表面，使黑板表面的维持平均照度和照度均匀度能够满足要求的同时避免眩光的产生，所述透镜（10）靠近光源的区域折射率小，远离光源的区域折射率大。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述反光组件（5）包括反光板（7），所述反光板（7）的截面形状呈圆弧状，且所述反光板（7）的凹面与所述透镜（10）对应。

3.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述反光板（7）上还设置有若干第一反光片（8），所述第一反光片（8）用于反射光源发出的无法由所述反光板（7）反射至所述透镜（10）表面的光线。

4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述反光板（7）靠近光源的部位，所述第一反光片（8）设置的间距小，远离光源的部位所述第一反光片（8）设置的间距大。

5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，密集区域的所述第一反光片（8）导光面的面积小于稀疏区域的所述第一反光片（8）导光面的面积。

6.根据权利要求3-5任一项所述的光学组件，其特征在于，在相邻所述第一反光片（8）之间还设置有第二反光片（9），所述第二反光片（9）用于反射光源发出的经所述第一反光片（8）反射后未射至所述透镜（10）表面的光束。

7.根据权利要求2所述的光学组件，其特征在于，所述反光组件（5）还包括漫反射板（11），所述漫反射板（11）用于提高黑板上部的照度。

8.一种黑板灯，其特征在于，包括壳体组件（1），所述壳体组件（1）包括灯壳（2）和吊杆（3），所述吊杆（3）的一端与教室顶板连接，另一端与所述灯壳（2）连接，并使所述灯壳（2）的开口面与黑板的表面平行，在所述灯壳（2）内设置有发光组件（4）和反光组件（5），所述发光组件（4）设置在所述灯壳（2）的上部，所述灯壳（2）上还设置有遮光板（6），所述遮光板（6）遮挡所述发光组件（4）发出的直射黑板的光线。

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