CN110274168B - 一种透镜模组格栅照明灯具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透镜模组格栅照明灯具,该灯具的后盖为后灯罩兼电路板;每个发光单元包括由固定在后盖前表面的多个单颗LED白光光源构成的LED白光光源;透镜模组安装在后盖的前方,且各单颗LED白光光源与透镜模组上的透镜单元位置一一对应;格栅位于透镜模组的前方,且与后盖固定连接;发光单元、模组单元与格栅的网格位置一一对应;电源通过电源支架固定在后盖上。本发明能够有效减少光通量损失,提高照度,并控制眩光,且结构简单,成本低廉,可应用于教室照明,以及工厂、家庭、办公室等工作场合的照明。
Description
技术领域:
本发明属于照明技术领域,涉及一种透镜模组格栅照明灯具,特别是指一种高光效、防眩光的教室模组灯具。
背景技术:
我国儿童、青少年近视发病率的问题非常严峻,已经成为严重影响公众健康及生活质量的公共卫生问题。产生近视的诱因有很多,根据目前广大研究者的理论与实验研究发现,光环境对近视的影响作用很大,儿童和青少年群体大部分时间在学校度过,因此改善教室照明光环境对于降低儿童青少年近视率,提高国民健康水平具有重大意义。
近期行业在销售的护眼照明灯,包括灯罩、发光元件、格栅网和供电器件,灯罩为具一开口的罩体,发光元件和供电器件安装在灯罩内;格栅网设置于灯罩的开口处,格栅网包括垂直交叉排列的格栅条,格栅条的形状为上宽下窄的锥形。扩散罩为聚碳酸酯罩或玻璃罩,格栅条的表面覆有反射膜。但是扩散板和格栅网大大降低通光量,结构复杂,增大成本。
目前公开使用的一种格栅模组及灯具,格栅模组包括用于使光线分散的蜂窝状或者网格状格栅,格栅具有入光侧和出光侧,在入光侧和出光侧中的至少一侧设有光学元件,光学元件为平面镜片或者球面镜片或者非球面镜片或者不规则形状镜片,通过格栅及光学元件的组合,使得光线经过该格栅模组之后亮度更加均匀,且达到防眩光的效果。然而,灯源经过光学元件和格栅模组出光,增大光通量的损失,无法实现精准配光,导致光分布不均匀,影响灯具使用环境中的光分布均匀性。
发明内容:
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效提高通光量的透镜模组格栅照明灯具。
为了解决上述技术问题,本发明的透镜模组格栅照明灯具包括:后盖,多个透镜模组、格栅、电源;所述的后盖为后灯罩兼电路板;每个发光单元包括由固定在后盖前表面的多个单颗LED白光光源构成的LED白光光源;透镜模组安装在后盖的前方,且各单颗LED白光光源与透镜模组上的透镜单元位置一一对应;格栅位于透镜模组的前方,且与后盖固定连接;发光单元、模组单元与格栅的网格位置一一对应;电源通过电源支架固定在后盖上。
所述的透镜单元采用会聚式照明透镜,该透镜具有反光面和透射面,并且在光入射的一侧加工有圆柱形的进光孔,LED单颗光源位于该进光孔的位置;LED单颗光源发出的光线中,发光角较大的光线入射透镜单元后折射到反光面,经反光面产生全反射,反射的光线经透射面折射后投射到外部;发光角度较小的光线进入透镜单元后直接入射到透射面并投射到外部。
所述的反光面采用抛物面,透射面采用球面。
所述后盖的前表面还包括LED特殊光源。
每个发光单元还包括LED特殊光源。
所述的单颗LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为(0.1~0.5):(0.2~0.8):(0.02~0.3),特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为(0.05~0.2):(0.95~0.8),波长范围覆盖440~680nm;LED特殊光源中包括峰值波长范围在360~800nm的LED单色光源中的至少1种。
所述的LED特殊光源中包括峰值波长在360~800nm范围内的至少一种波段的LED单色光源。所述的LED特殊光源中包括两种波段的红光LED光源,分别为740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源的功率比为0.1:0.4:0.5。
所述的LED特殊光源中包括三种波段的红光LED光源,分别为720nm红光LED光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源、760nm红光LED光源的功率比为2:4:6:7。
所述的LED特殊光源中包括一种波段为400nm的紫光LED光源;LED白光光源与400nm紫光LED光源的功率比为0.88:0.12。
所述的LED特殊光源中包括两种波段的红光LED光源,分别为720nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源、720nm红光LED光源与760nm红光LED光源的功率比为0.15:0.55:0.3。
所述的LED特殊光源中四种波段的紫光LED光源和五种波段的红光LED光源,分别为360nm紫光LED光源、380nm紫光LED光源、400nm紫光LED光源、430nm紫光LED光源、680nm红光LED光源、700nm红光LED光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;360nm紫光LED光源、380nm紫光LED光源、400nm紫光LED光源、430nm紫光LED光源、LED白光光源、680nm红光LED光源、700nm红光LED光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源、760nm红光LED光源的功率比为0.08:0.12:0.06:0.11:0.2:0.08:0.07:0.1:0.1:0.08。
本发明采用格栅网与透镜模组相结合,各LED单颗光源与透镜单元位置一一对应的方式,能够有效减少光通量损失,提高照度,并控制眩光。透镜单元特殊形状的会聚式照明透镜,能够实现精准配光,优化遮光角,提高出光均匀度;格栅网的使用能够有效减少眩光,降低视觉不舒适度。本发明灯具结构简单,成本低廉,可应用于教室照明,以及工厂、家庭、办公室等工作场合的照明。由于猕猴和人的亲缘关系最近,其视觉***和眼球构造和人的高度相似。本发明采用猕猴进行动物学实验验证本发明采用LED白光光源与LED特殊光源结合的使用效果。实验证明,采用本发明LED光源进行照明能够有效防控轴性近视。
附图说明:
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例1的***图;
图2为本发明实施例1的侧视图;
图3为本发明实施例1的仰视图;
图4为本发明实施例1的俯视图;
图5为本发明实施例1的整体图;
图6为本发明的格栅网;
图7为本发明实施例2的侧视图;
图8为本发明实施例2的仰视图;
图9为本发明实施例2的俯视图;
图10为本发明实施例2的整体图;
图11为本发明实施例2的格栅网;
图12为透镜单元的剖视图。
图13a~图13f为六个实验组照明光源的光谱图。
具体实施方式:
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
参阅图1至图6所示,本发明优选的一个实施例是护眼照明灯具,包括:后盖1、透镜模组4、格栅5、挂臂61、挂臂62、电源支架8、电源9。如图1所示,后盖1为后灯罩兼电路板;后盖1的前表面包括多个发光单元21以及特殊发光区域3。多个发光单元21构成白光发光区域2;透镜模组4安装在后盖1的前方;格栅5与后盖1固定连接,具有控制眩光和聚光的作用。一对螺丝柱71穿过格栅5的螺丝孔53和后盖1的螺丝孔与挂臂61固定连接,另一对螺丝柱72穿过格栅5的螺丝孔52和后盖1的螺丝孔与挂臂62固定连接,将格栅5和透镜模组4固定。电源支架8固定在后盖1上,电源9安装在电源支架8上;透镜模组格栅照明灯具可以安装于教室内,作为教室照明灯具。
所述的每个发光单元21包括多个固定在后盖1前表面的单颗LED白光光源211;透镜模组4包括多个模组单元4-1;格栅5由垂直交叉的格栅条形成网格状格栅;发光单元21、模组单元4-1与格栅5的网格53位置一一对应。每个发光单元21内的单颗LED白光光源211与模组单元4-1内的透镜单元41位置一一对应,实现精准配光,提高光照度,增大光分布均匀度;同时,透镜模组4具有防止触电和防尘的作用。
特殊发光区域3的光谱与白光发光区域2的光谱组合,具有保护人眼视力和预防近视的作用。
实施例2
参阅图7至图11所示,本发明优选的实施例2包括:后盖1,透镜模组4,格栅5,挂臂61、62,两个电源支架8,电源9,卡扣11,螺丝孔12。后盖1为后灯罩兼电路板,后盖1的前表面包括多个发光单元21;每个发光单元21内包含多个焊接固定在后盖1前表面的单颗LED白光光源和LED特殊光源;透镜模组4包括多个模组单元4-1;格栅5由垂直交叉的格栅条形成网格状格栅;发光单元21、模组单元4-1与格栅5的网格53位置一一对应。每个发光单元21内的单颗LED白光光源211和LED特殊光源与模组单元4-1内的透镜单元41位置一一对应,实现精准配光,提高光照度,增大光分布均匀度;同时,透镜模组4具有防止触电和防尘的作用。LED特殊光源和LED白光光源发射的光谱组合,具有保护人眼视力和预防近视的作用;带有透镜模组4和发光单元21的后盖1通过螺丝孔8、螺钉和卡扣11安装固定在格栅5上,具有控制眩光和聚光的作用,提高有效作业区域照度。两个电源支架8通过穿过后盖1上螺丝孔的螺钉与固定在格栅5的螺丝柱连接;电源9安装在电源支架8上。
如图7所示,所述的透镜单元41采用会聚式照明透镜,该透镜采用PMMA作为光学材料制作。所述的透镜单元41具有反光面411和透射面412,并且在光入射的一侧加工有圆柱形的进光孔,进光孔的侧壁413和光入射面414为光洁面保证透光性,且进光孔的孔径大于LED单颗光源的发光区域尺寸;
所述的反光面411采用抛物面、二次曲面或者其他非球面;采用抛物面的优点为有利于出射光的均匀性并且易于加工降低成本。
所述的反光面411可以镀高反射膜,以增加能量利用率。
所述的透射面412采用球面,有利于压缩光线的出射角度,提高照射范围内的照度值,并且加工成本低。
LED单颗光源位于透镜单元41的进光孔位置。LED单颗光源发出的光线中,发光角较大的光线入射透镜单元41后折射到反光面411,经反光面411产生全反射,反射的光线经透射面412折射后投射到外部;发光角度较小的光线进入透镜单元41后直接入射到透射面412并投射到外部。
本发明采用年龄为3个月至24个月的健康猕猴进行实验,将猕猴分为7组,每组不少于6个猕猴。采用自然光照明的一组猕猴作为对照组,采用下述六种LED白光光源与LED特殊光源组合方式照明的6组猕猴作为实验组。实验前和饲养6-24个月后分别对对照组和实验组猕猴的眼轴长度进行检测,检测结果如下:
所述的LED特殊光源可以包括360nm紫光LED光源、380nm紫光LED光源、400nm紫光LED光源、430nm紫光LED光源、680nm红光LED光源、700nm红光LED光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.1:0.3:0.6,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.09:0.91;360nm紫光LED光源、380nm紫光LED光源、400nm紫光LED光源、430nm紫光LED光源、LED白光光源、680nm红光LED光源、700nm红光LED光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源、760nm红光LED光源的功率比为0.08:0.12:0.06:0.11:0.2:0.08:0.07:0.1:0.1:0.08。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.01%。
所述的LED特殊光源可以包括720nm红光LED光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.4:0.4:0.2,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.1:0.9;LED白光光源、720nm红光LED光源、740nm红光LED光源、760nm红光LED光源的功率比为0.1:0.2:0.3:0.4。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.02%。
所述的LED特殊光源可以包括720nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.3:0.5:0.2,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.11:0.89;LED白光光源、720nm红光LED光源与760nm红光LED光源的功率比为0.15:0.55:0.3。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.025%。
所述的LED特殊光源可以包括740nm红光LED光源和760nm红光LED光源;LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.4:0.51:0.09,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.13:0.87。LED白光光源、740nm红光LED光源和760nm红光LED光源的功率比为0.1:0.4:0.5。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.03%。
所述的LED特殊光源可以包括400nm紫光LED光源;LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.13:0.77:0.1,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.15:0.85;LED白光光源与400nm紫光LED光源的功率比为0.88:0.12。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.05%。
所述的LED特殊光源可以包括LED白光光源的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.3:0.65:0.05,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.2:0.8;白光LED光源、720nm红光LED光源与760nm红光LED光源的功率比为0.15:0.55:0.3。实验组猕猴与对照组猕猴相比,眼轴长度缩短0.06%。
通过控制会聚式照明透镜的深度以及口径可以达到控制光线的出射角度的目的,通过对出射角度的控制可以保证不同距离下照明范围的要求。反光面411采用抛物面,同时透射面412采用球面,能够有效地提升照明范围内的均匀性以及LED光源2的光能利用率,同时也可以更加准确的控制出光角度。
本发明不仅指条形灯,还包括平面灯,黑板灯等。灯具应用场所包括学校、医院、儿童房等对健康光环境要求较高的场所。灯具内部各区域光源排布形状不局限于多边形,包括圆形等类似结构。所述特殊光源3可以是COB封装形式或SMD光源模组形式。尽管结合以上优选实施方案具体展示和介绍了本发明,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书限定的本发明的构思和范围内,在形式和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种透镜模组格栅照明灯具,包括:后盖(1)、多个透镜模组(4)、格栅(5)、电源(9);所述的后盖(1)为后灯罩兼电路板;每个发光单元(21)包括由固定在后盖(1)前表面的多个单颗LED白光光源(211)构成的LED白光光源;其特征在于透镜模组(4)安装在后盖(1)的前方,且各单颗LED白光光源(211)与透镜模组(4)上的透镜单元(41)位置一一对应;格栅(5)位于透镜模组的(4)前方,且与后盖(1)固定连接;发光单元(21)、模组单元(4-1)与格栅(5)的网格(53)位置一一对应;电源(9)通过电源支架(8)固定在后盖(1)上;后盖(1)的前表面还包括LED特殊光源(3);每个发光单元(21)包括LED特殊光源(3);所述的单颗LED白光光源(211)的封装胶体中掺杂特定荧光粉,特定荧光粉中硅酸盐荧光粉、YAG荧光粉、氮化物荧光粉的重量比例为0.3:0.65:0.05,特定荧光粉与封装胶体的混合重量比例为0.2:0.8;所述的LED特殊光源包括720nm红光LED光源和760nm红光LED光源;白光LED光源、720nm红光LED光源与760nm红光LED光源的功率比为0.15:0.55:0.3。
2.根据权利要求1所述的透镜模组格栅照明灯具,其特征在于所述的透镜单元(41)采用会聚式照明透镜,该透镜具有反光面(411)和透射面(412),并且在光入射的一侧加工有圆柱形的进光孔,LED单颗光源位于该进光孔的位置;LED单颗光源发出的光线中,发光角较大的光线入射透镜单元(41)后折射到反光面(411),经反光面(411)产生全反射,反射的光线经透射面(412)折射后投射到外部;发光角度较小的光线进入透镜单元(41)后直接入射到透射面(412)并投射到外部。
3.根据权利要求2所述的透镜模组格栅照明灯具,其特征在于所述的反光面(411)采用抛物面,透射面(412)采用球面。
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