CN214540255U - 光学系统及照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学系统及照明装置，该光学系统包括光源及光斑成像元件，光源发出光斑成像光束；所述光斑成像元件包括第一光学透镜和第二光学透镜，第一光学透镜设置于所述光源一侧且具有凸面或凹面或凹凸面；第二光学透镜包括入光面和出光面，所述入光面接收通过第一光学透镜的光斑成像光束，所述入光面由多个微透镜单元组成，所述多个微透镜单元排成阵列，每个微透镜单元均为凹面且形成穹顶状的自由曲面；本实用新型有益效果在于通过第一光学透镜和第二光学透镜的配合，以及第二光学透镜中入光面的多个微透镜单元的阵列组合及不同形状的微透镜单元设计，可以实现多种光斑的成像要求，满足不同的照明需求。

Description

光学系统及照明装置

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种光学系统及照明装置。

背景技术

LED具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于照明领域，如LED路灯、LED吸顶灯、LED筒灯、LED射灯、LED灯泡、LED线性灯、LED手术照明灯等等。LED照明装置一般包括LED电源、LED光源、散热结构和光学成像装置，目前的光学成像装置一般均采用二次光学透镜来实现，而一次光学透镜基本上是封装在LED光源上，此种光学设计很难满足现有的照明需求。无法满足不同的照明领域里需要不同的光斑需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的之一在于克服现有技术的以上缺点和不足，提供一种光学系统。

一种光学系统，包括光源，发出光斑成像光束；以及

光斑成像元件，设置在所述光斑成像光束的照射路径上，所述光斑成像元件包括：

第一光学透镜，设置于所述光源一侧且具有凸面或凹面或凹凸面；以及

第二光学透镜，包括入光面和出光面，所述入光面接收通过第一光学透镜的光斑成像光束，所述入光面由多个微透镜单元组成，所述多个微透镜单元排成阵列，且每一该微透镜单元的外轮廓呈三角形、矩形、圆形、椭圆形或多边形，每个微透镜单元均为凹面且形成穹顶状的自由曲面。

在其中一个实施例中，所述第二光学透镜的出光面为凸面、自由曲面或者平面。

在其中一个实施例中，所述第一光学透镜具有凸面，该凸面为非球面。

在其中一个实施例中，所述光斑成像元件的成像距离为0.3m-5m。

在其中一个实施例中，所述光斑成像元件的材质为透明玻璃、水晶、透明塑胶或可控光学液体。

本实用新型的主要目的之二在于克服现有技术的以上缺点和不足，提供一种应用光学系统的照明装置。

一种照明装置，该照明装置包括光源组件、散热板和外壳，所述光源组件包括光学系统，所述光源装设在散热板上，所述散热板和光斑成像元件依次装设在所述外壳上。

在其中一个实施例中，所述光源为LED发光二极管。

在其中一个实施例中，所述外壳的内壁上依次设有多个环状凸台，所述多个环状凸台的内径随着所述光斑成像光束的路径延伸变大。

在其中一个实施例中，所述外壳内壁末端为网格状曲面，所述网格状曲面反射部分所述光斑成像光束。

本实用新型光学系统包括光源及光斑成像元件，光源发出光斑成像光束；光斑成像元件设置在所述光斑成像光束的照射路径上，所述光斑成像元件包括第一光学透镜和第二光学透镜，第一光学透镜设置于所述光源一侧且具有凸面或凹面或凹凸面；第二光学透镜包括入光面和出光面，所述入光面接收通过第一光学透镜的光斑成像光束，所述入光面由多个微透镜单元组成，所述多个微透镜单元排成阵列，且每一该微透镜单元的外轮廓呈三角形、矩形、圆形、椭圆形或多边形，每个微透镜单元均为凹面且形成穹顶状的自由曲面；本实用新型有益效果在于通过第一光学透镜和第二光学透镜的配合，以及第二光学透镜中入光面的多个微透镜单元的阵列组合及不同形状的微透镜单元设计，可以实现多种光斑的成像要求，满足不同的照明需求。

附图说明

图1为本实用新型光学系统的示意图；

图2为图1本实用新型光学系统中第二光学透镜的结构示意图；

图3为图1本实用新型光学系统中第二光学透镜的另一种结构示意图；

图4为图1本实用新型光学系统中第二光学透镜的第三种结构示意图；

图5为本实用新型照明装置的示意图；

图6为图5本实用新型照明装置的剖视图；

图7为图5本实用新型照明装置的另一角度剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型提供一种光学系统，包括光源1和光斑成像元件2，该光源1发出光斑成像光束，所述光斑成像元件2设置在所述光斑成像光束的照射路径上。所述光源1为LED发光二极管，LED发光二极管上会封装一个初次光学透镜，属于本领域的常规技术。

更具体地，所述光斑成像元件2包括第一光学透镜21和第二光学透镜22，所述第一光学透镜21设置在所述光源1和第二光学透镜22之间。所述第一光学透镜21的形状为单面凸透镜、双面凸透镜、凸凹透镜或凹凸透镜中的一种，本实施例用单面凸透镜做示例来进行说明；可以理解的是，凸凹透镜是入光面为凸面，出光面为凹面，而凹凸透镜则相反，比如花生米透镜属于凹凸透镜的一种，其中出光面也可以为自由曲面或者球面。

请参阅图1至图4，所述第二光学透镜22包括入光面221和出光面222，所述入光面221接收通过第一光学透镜21的光斑成像光束，所述入光面221由多个微透镜单元2211组成，所述多个微透镜单元2211排成阵列，且每一该微透镜单元2211的外轮廓呈三角形、矩形、圆形、椭圆形或多边形，每个微透镜单元2211均为凹面且形成穹顶状的自由曲面。图2为矩形阵列、图3为三角形阵列、图4为多边形阵列。可以理解的是，多个微透镜单元2211的大小和距离可以根据具体的光斑要求进行设计和调整，多个微透镜单元2211的凹面或者自由曲面的角度也可以进行调整或者根据不同的要求出现差异，不限定每个微透镜单元的大小一致或者角度一致，本实施例仅用相同的大小和距离进行示范。

本实用新型通过第一光学透镜21和第二光学透镜22的配合，以及第二光学透镜22中入光面221的多个微透镜单元2211的阵列组合及不同形状的微透镜单元2211设计，可以实现多种光斑的成像要求，满足不同的照明需求。

更具体地，所述第二光学透镜22的出光面222为凸面、自由曲面或者平面，出光面222为凸面或者自由曲面时光斑尺寸较平面小，可以在相同距离内调整出不同大小的光斑。

更具体地，所述光斑成像元件2的成像距离为0.3m-5m，光斑的大小与距离呈正比，可以满足不同距离的照明需要。

更具体地，所述光斑成像元件2的材质为透明玻璃、水晶、透明塑胶或可控光学液体。

请参阅图5至图7，本实用新型提供一种照明装置，该照明装置包括光源组件、散热板3和外壳4，所述光源组件包括以上光学系统，其中，所述光源1装设在散热板上3，所述散热板3和光斑成像元件2依次装设在所述外壳4上，所述光斑成像元件2包括第一光学透镜21和第二光学透镜22，所述第一光学透镜21设置在所述光源1和第二光学透镜22之间。所述光源1为LED发光二极管。该光源1发出光斑成像光束并通过光斑成像元件2成像不同形状的光斑。

更具体地，所述外壳4的内壁上依次设有多个环状凸台41，所述多个环状凸台41的内径沿着所述光斑成像光束的路径延伸变大。该凸台41的可以用于调节或用于安装第二光学透镜22，使得第二光学透镜22与第一光学透镜21之间的距离方式改变。

更具体地，所述外壳4内壁末端为网格状曲面42，该网格状曲面42的大小不一，所述网格状曲面42反射部分所述光斑成像光束，达到聚集光线的效果。

更具体地，所述外壳4的外侧上设置有至少两个卡块43，该至少两个卡块43用于安装卡扣支架，便于整个照明装置的安装和拆卸。

更具体地，请参阅图2和图6，所述外壳4靠近所述网格状曲面42顶端出设置有卡槽44，所述第二光学透镜22的外缘设置有卡持部223，所述卡持部223插入到卡槽44内并旋转固定。可以理解的是，所述卡槽44对应设有插入部，该插入部的作用在于卡持部223的插入然后旋入卡槽44内，属于常规的插接方式，此处不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光学系统，其特征在于，包括：

光源，发出光斑成像光束；以及

光斑成像元件，设置在所述光斑成像光束的照射路径上，所述光斑成像元件包括：

第一光学透镜，设置于所述光源一侧且具有凸面或凹面或凹凸面；以及

第二光学透镜，包括入光面和出光面，所述入光面接收通过第一光学透镜的光斑成像光束，所述入光面由多个微透镜单元组成，所述多个微透镜单元排成阵列，且每一该微透镜单元的外轮廓呈圆形、椭圆形或多边形，每个微透镜单元均为凹面且形成穹顶状的自由曲面。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述第二光学透镜的出光面为凸面、自由曲面或者平面。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于：所述第一光学透镜具有凸面，该凸面为非球面。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述光斑成像元件的成像距离为0.3m-5m。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于：所述光斑成像元件的材质为透明玻璃、水晶、透明塑胶或可控光学液体。

6.一种照明装置，其特征在于，该照明装置包括光源组件、散热板和外壳，所述光源组件包括权利要求1-5中任一项所述的光学系统，所述光源装设在散热板上，所述散热板和光斑成像元件依次装设在所述外壳上。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述光源为LED发光二极管。

8.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述外壳的内壁上依次设有多个环状凸台，所述多个环状凸台的内径随着所述光斑成像光束的路径延伸变大。

9.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于：所述外壳内壁末端为网格状曲面，所述网格状曲面反射部分所述光斑成像光束。

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