一种防眩光照明装置、其制造方法及教室灯

技术领域

本发明涉及照明灯具技术领域，特别涉及一种具有防眩光效果的照明装置。

背景技术

“眩光”是一种不良的照明现象，当光源的亮度极高或是背景与视野中心的亮度差较大时，就会产生“眩光”。“眩光”现象不仅影响观看，而且对视力健康都有影响。

UGR(Unified Glare Rating)，统一眩光值，是照明设计中照明质量评价的一个主要内容之一。UGR值越小舒适度越高，UGR 19为感觉舒适与不舒适的界限值，UGR 16为刚刚可接受值，教室照明的教室灯具的UGR值要求不高于16。

现有教室灯实现UGR值小于16一般采用防眩光板加格栅网罩或单独格栅网罩实现。格栅网罩的照明灯具存在以下两个问题：1.格栅网罩效果比较好，但需要电镀，此工艺价格贵、污染环境；2.注塑格栅网罩防眩效果一般、防眩效果不佳；3.不点灯情况下给人以冰冷的视觉感受。

当然，在防眩光板照明灯具的技术领域，都是采用单片防眩光板来实现防眩光的效果，而一片防眩光板难以达到UGR16。对于如何降低UGR值的研究大都集中在对于防眩光微结构的改良，如CN208351028U的实用新型专利公开了一种具有双重角锥微结构的防眩光扩散板，实现叠合降低大角度光线的作用，降低大角度光线对人体的危害，可实现UGR值小于16，以满足中小学教室对眩光值的要求。这些研究大都将防眩光微结构复杂化，从而增加了防眩光板的加工工艺，提高了生产成本。

因此急需提出一种新的具有防眩光效果的照明装置。

发明内容

本发明提供了一种防眩光照明装置，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种防眩光照明装置，包括光源组件以及防眩光组件，其中，所述防眩光组件包括至少两片防眩光板，所述防眩光板在近出光面一侧设置有由若干微结构组成的微阵列。

本发明通过两层防眩光板能够显著降低照明灯具的UGR值，相对于现有的格栅网罩的照明灯具需要采用电镀的工艺，以及相对于现有技术中单片防眩光板中对于微结构的改进而言，本发明的防眩光板采用常用的微结构，防眩光板的制造工艺也更加简单，降低了加工难度，因此成本相对更低。

较佳的，所述微结构为圆锥、三棱锥、四棱锥、五棱锥、六棱锥或八棱锥中的一种，或其组合。

较佳的，当所述微结构为锥形微结构时，锥形结构的锥角选自20-50°，进一步的锥形结构的锥角优选25°-45°，能够显著降低防眩光板的UGR值。

较佳的，该两层防眩光板之间抵靠连接，靠近光源组件一侧的第一片防眩光板将原朗伯体配光角度缩小，出光面一侧的第二片防眩光板将未缩小的大角度光线进行抑制，从而将照明装置的UGR值控制在16以下。

较佳的，同一层防眩光板的锥形微结构的锥角可以相同或不同，当同一层防眩光板的锥形微结构具有相同的锥角时能够降低防眩光板的加工难度，不同的防眩光板的锥形微结构的锥角不同，通过不同的防眩光板的锥形微结构的锥角的组合，达到降低UGR值的效果。

较佳的，同一层防眩光板的锥形微结构具有相同的锥角，不同的防眩光板的锥形微结构的锥角相同。

较佳的，在一片所述防眩光板中，相邻两个所述锥形结构之间的间距为0.01mm-3mm。

较佳的，所述防眩光板的数量为2-5层，通过多层防眩光板的组合以进一步的降低灯具的UGR值。

较佳的，所述防眩光板以平行于出光面的方式设置。

较佳的，所述光源组件与所述防眩光组件之间还设置有一扩散板。

较佳的，每一所述防眩光板的微结构均以朝向出光面一侧进行设置。

一种包含如上任一所述的防眩光照明装置的教室灯。

本发明还提供了一种防眩光照明装置的制造方法，包括：提供一种防眩光板，所述防眩光板一侧设置有由若干微结构组成的微阵列；以及提供一种防眩光照明装置，所述照明装置包括光源组件以及防眩光组件，所述防眩光组件包括至少两片所述的防眩光板，所述的防眩光板的微结构朝向出光面一侧设置。

较佳的，所述防眩光板的制造方法包括：(1)采用激光直刻、化学腐蚀、CNC加工、光刻技术中的任一种工艺将若干微结构加工在模具上；(2)采用UV转印技术、挤出成型、热压成型和印刷工艺中的任意一种方法将模具上的微结构复制在本体上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的照明装置以及灯具，通过设置两块防眩光板，能够显著降低照明装置的UGR值，相对于现有的单片防眩光板的照明灯具或者采用格栅工艺网罩的照明灯具，本发明不需要用到复杂的锥形微结构，也不需要用到昂贵的电镀工艺，从而降低了防眩光板的加工难度，即本发明的照明装置以及灯具的制造工艺更加简单，因此成本相对更低。

第二，本发明的照明装置以及灯具，通过靠近光源组件一侧的第一片防眩光板将原朗伯体配光角度缩小，通过靠近出光面一侧的第二片防眩光板将未缩小的大角度光线进行抑制，从而达到降低UGR值的技术效果；两片防眩光板的锥角相同或者不同时，均能够将UGR值控制在16以下，符合教室灯的相关照明标准。

第三，本发明的照明装置以及灯具的制造方法，由于不需要用到复杂的锥形微结构，也不需要使用电镀工艺，因此降低了防防眩光板的加工难度，即本发明的照明装置以及灯具的制造工艺更加简单。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的照明装置的爆炸结构示意图；

图2是本发明实施例1的防眩光板的正视结构示意图；

图3是本发明实施例1的防眩光板的侧视结构示意图；

图4是本发明实施例1中涉及的单片眩光板时的配光曲线图；

图5是本发明实施例1的照明装置的配光曲线图；

图6(A)-图6(E)是本发明实施例1防眩光板的不同微结构示意图；

图7是本发明实施例1的防眩光板微结构的锥角结构示意图；

图8是本发明实施例1中微结构的不同角度与UGR值的关系曲线图；

图9是本发明实施例1中涉及的无防眩光板的配光曲线图；

图10是本发明实施例2的教室灯的整体结构示意图；

图11是本发明实施例2的教室灯的另一整体结构示意图；

图12是本发明实施例3中涉及的防眩光板的制造工艺流程图；

图13是本发明实施例3的防眩光板模具的制造工艺的另一流程图。

附图标记：防眩光组件1；光源组件2；壳体3；第二片防眩光板11；第一片防眩光板12。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

本实施例提供一种防眩光照明装置，参见图1-图9，所述照明装置包括光源组件2以及防眩光组件1，其中，防眩光组件1包括两片防眩光板，防眩光板在近出光面一侧设置有由若干微结构组成的微阵列。通过两层防眩光板能够显著降低照明灯具的UGR值，并且将UGR值降低至不高于16。相对于现有的格栅网罩的照明灯具以及具有单片防眩光板的照明灯具，本实施例采用两片防眩光板，防眩光板的制造工艺更加简单，降低了加工难度，因此成本相对更低。

本实施例以四棱锥的微结构为例，光源组件2装配于一壳体3内，防眩光组件1装配于壳体3的开口处，该两层防眩光板之间抵靠连接，靠近光源组件一侧的第一片防眩光板12将原朗伯体配光角度缩小，出光面一侧的第二片防眩光板11将未缩小的大角度光线进行抑制，一片防眩光板与两片防眩光板的光路以及配光曲线图如图4与图5所示。当然，在其他实施例中，上述的微结构还可以选择三棱锥、五棱锥、六棱锥或八棱锥中的一种，或其组合，如图6(A)-图6(E)所示，给出了微结构的几种具体实施方式的示意图，微结构可以根据实际的制造工艺进行选择。

其中，靠近光源组件2一侧的第一片防眩光板的相邻的锥形结构之间的间距为0.1mm，外侧防眩光板的锥形结构之间的间距为1mm。并且，两片防眩光板的若干微结构同时朝向出光面一侧设置，只有朝向出光面一侧排列的微结构才具有抑制光线的作用。

本实施例中，四棱锥的锥角α为20°-50°，多棱锥的锥角α指的是棱锥斜面和多边形底面的夹角，如图7所示。本实施例测试了不同锥角对应的UGR值，如图8所示，其中，当锥角在25°-45°时，能够显著降低UGR值，锥角为30°-35°时，防眩光板的UGR值最低。

具体的，同一层防眩光板的锥形微结构的锥角可以相同或不同，当同一层防眩光板的锥形微结构具有相同的锥角时能够降低防眩光板的加工难度。在一些实施例中不同的防眩光板的锥形微结构的锥角不同，在一些实施例中不同的防眩光板的锥形微结构的锥角也可以相同，通过两片防眩光板的锥形微结构的锥角的组合，将照明装置的UGR值降低在16以下。

本实施例中，防眩光板设置有两片，当然，在其他实施例中，防眩光的数量为3-5层，通过层防眩光板的组合以进一步的降低照明装置的UGR值，可以根据实际的生产工艺、成本控制而选择防眩光板的数量和锥形微结构。

本实施例中的照明装置还包括一扩散板4，如图1所示，其中，扩散板4设置在光源组件2与防眩光组件1之间，扩散板4以平行于出光面的方式设置，将点光源扩散为面光源。

本实施例测试了当照明灯具未设置防眩光板、设置一片防眩光板以及设置两片防眩光板的UGR值，测试结果如表一所示：

表一

备注：

1.此数据基于出光面为545mm*545mm的普通平板灯。

2.此UGR计算基于国际标准的4H8H-705020进行计算。

3.不同平板灯具的UGR数值可能存在±0.5的差异。

5.4H8H752 UGR@1000、4H8H752 UGR@3200是UGR值的设定条件，即其他条件不变的情况下只改变防眩光板。

由此可见，双片防眩光板能能够将照明装置的UGR值将至16以下，从而符合教室灯的标准。由于两片防眩光板的配置即可实现对于UGR的控制，因此不需要对单片防眩光板的微结构进行复杂的设计，也不需要用到格栅网罩中的电镀工艺，因此，本实施例可以降低防眩光组件的加工难度，从而降低照明装置的生产成本。其中，无防眩光板、单片防眩光板、双片防眩光板的光路示意图以及配光曲线图分别参见图9以及图4、图5。

实施例2

本实施例提供了一种教室灯，包括实施例1中的防眩光照明装置，参见图10、图11，其中的教室灯通过吊杆组件固定至教室室内的顶部。其中，防眩光组件1可以通过螺钉以及边框固定至壳体，以形成照明装置的出光面。通过两片防眩光板，能够将UGR值控制在16以下，符合相关标准。

实施例3

本实施例提供了一种防眩光板的制造方法，包括：提供一种防眩光板，所述防眩光板一侧设置有由若干微结构组成的微阵列；以及提供一种防眩光照明装置，所述照明装置包括光源组件以及防眩光组件，所述防眩光组件包括至少两片所述的防眩光板，所述的防眩光板的微结构朝向出光面一侧设置。

参见图12、图13为本实施例的防眩光板的制造方法的工艺流程图。本实施例中，所述防眩光板的制造方法主要包括：

步骤S1：采用激光直刻、化学腐蚀、CNC加工、光刻技术中的任一种工艺将若干微结构加工在模具上，如一辊轮。当然其它方法也可，此处不作限制。

其中，激光直刻是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。某些具有亚稳态能级的物质，在外来光子的激发下会吸收光能，使处于高能级原子的数目大于低能级原子的数目——粒子数反转，若有一束光照射，光子的能量等于这两个能相对应的差，这时就会产生受激辐射，输出大量的光能。激光加工好的模具通过电镀、UV转印等工艺完成薄膜产品制作。

化学腐蚀是指在材料工业中，指用化学试剂腐蚀金属、玻璃等工件，或腐蚀和研磨配合进行，以获得一定形状、尺寸和表面光洁度的方法。例如用强酸腐蚀刻划线条，用氧化铬化学软膏研磨工件表面等。

还可通过光刻技术将微结构加工在模具上，提供一涂覆有光刻胶的光刻胶板，包括步骤：S1.1将若干微结构转换成机器语言并输入光刻机；S1.2光刻机输出基于微结构的紫外线图形照射光刻胶板，光刻胶与紫外线发生反应；S1.3通过显影液将光刻胶板上与紫外线发生过反应的光刻胶去除，形成具有微结构的光刻胶板；S1.4通过电铸工艺制造基于光刻胶板的模具。

本实施例中，模具的材料为镍，通过在光刻胶板上电沉积镍实现模具的制造，在其它实施例中也可以为其它材料，此处不作限制。

步骤S3：通过UV转印技术将模具上的微结构转印在本体上。具体的，先在模具上涂一层UV胶水，取一片本体贴覆在模具的UV胶水上，再通过辊轴将本体与模具压紧，再将本体与模具放入光固机进行固化，最后将本体脱模即得到防眩光板。在其他实施方式中，还可以通过挤出成型或热压成型或印刷工艺将模具上的微结构转印在本体上。

进一步的，本实施例以辊轮为例阐述防眩光板的制造方法如下：

S1.将若干微结构加工在辊轮上；可通过激光直刻、化学腐蚀、CNC加工、光刻中任意一种加工方法将微结构加工在辊轮上，当然其它方法也可，此处不作限制；S2.对辊轮进行表面处理；S3.通过UV转印技术或挤出成型或热压成型或印刷工艺将辊轮上的微结构转印在本体上。

其中，步骤S3包括：将本体平行于辊轮装配，在辊轮或本体上涂一层UV胶水，通过辊轮与本体的相互挤压使UV胶水均匀涂布于本体上，然后经过光固化机进行固化，最后将本体与辊轮脱离即得到防眩光板。

在另一实施例中，步骤S3包括：将防眩光板母粒如PS PET PCTG PC PMMA等光学材料加入料斗加温至熔融状态，通过挤出机压力从辊轮压合处挤出并冷却成形。

本实施例的防眩光板的加工工艺，相对于现有的格栅网罩以及具有复杂微结构的单片防眩光板而言，降低了防眩光板的加工难度，因而能够有效降低生产成本。

以上公开的仅为本发明优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。