一种光学系统及应用此光学系统的照明灯具的制作方法

本实用新型涉及一种光学装置，具体的涉及一种用于混光、匀光且具有防串光作用的光学系统及照明灯具。

背景技术：

相对于荧光灯，LED光源具有体积小、低功耗、寿命长、光效高等优点，是节能环保的新一代光源。目前市面上有很多用LED光源制成的日光灯管，来代替荧光灯管。用LED作发光源的日光灯管具有反应快、亮度高、无频闪、无噪音、使用寿命长、通用性好等优点，已在居家室、办公室、商场、公共场所、交通工具等地得到了广泛使用。

在实际应用中，通常会混合来自多个光源的光，且每个光源的发射颜色可能不同，因此需要考虑三个技术问题，第一：不同光源的光混匀的问题；第二：光源经过导光体发出后，光线准直问题；第三：光束相互影响，导致串光的问题。因此需要针对以上问题进行逐一解决。

现有技术中，美国专利名称为Light mixing lenses and systems，专利申请号为US13/729459的实用新型专利，提供了一个光学系统，包括多个彼此相邻的光学模块，每个所述光学模块包括：一个导光体，所述导光体用于接收一个其近端光源发出的光，引导所接收的光至少部分通过其一个或多个外表面的反射到达其远端，并提供一个使光束离开所述导光体的输出面，所述导光体包括一个非旋转对称截面，以及一个用于接收至少部分离开导光体的光的透镜，所述透镜使所接收的光形成输出光束，其中每个所述光学模块相对一个或多个其他光学模块相关的纵轴旋转，以及其中，所述光学模块相对另一个光学模块进行定位和导向，如此可使每个光学模块的输出光束至少部分与至少一个其他光学模块的输出光束在目标表面重叠，由此在所述目标表面提供一个照明模式，一个光分布，所述光分布显示每个所述导光体的横截面形状的减少的现象，并且包括一个与每个所述导光体的横截面几何形状不同的横截面几何形状。

该实用新型通过将导光体设计为具有非旋转对称截面，且每个光学模块相对一个或多个其他光学模块相关的纵轴旋转从而改变光的发散，使得多个光源发射不同波长的光，经过该光学系统后，投射出均匀的光束。虽然采用该方法能够起到一定的匀光效果，但是光源是否充分混匀更多是取决于导光体的导光面或者是光源自身，仅仅通过改变导光体的横截面形状或者仅仅使每个导光体旋转一定的角度无法实现光束的充分混匀，且多个导光体的光束透过对应的透镜会产生串光，影响投影效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光学系统，能够形成丰富的光学效果，且能够有效防止串光，提高光斑均匀度。

本实用新型的另一个目的在于提供一种应用该光学系统的灯具，使得所述灯具能够实现串光、提高光斑均匀度。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种光学系统，所述光学系统包括基板、光源、导光体和透镜，所述光源安装在基板上，所述光源包括多组发光阵列，所述每组发光阵列对应设置一个导光体，所述导光体包括入射面，导光面以及输出面，所述发光阵列发出的光通过导光体的入射面进入，经过导光面匀光处理，再从输出面输出，从所述导光体出来的光通过透镜形成光束射出，所述光学系统还包括蜂窝盖，所述蜂窝盖包括多个通孔，所述通孔套在所述透镜的镜头上，所述通孔的横截面与所述透镜的镜头的最大横截面尺寸相匹配，所述通孔排列在蜂窝盖上的整体形状与所述光源排列在基板上的整体形状匹配。

所述光源可以提供不同的颜色，在所述光学系统的作用下，将一个或多个不同颜色的光实现充分混匀，且保证光能够正常投射出，同时能够减少光源的损耗，使光源利用率最高，所述光源固定在基板上，所述基板可以为普通固定板或能够固定光源的固定元器件。

所述透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，可以选用透镜或者采用相关的透镜系统，所述透镜或透镜系统可包括凹透镜、凸透镜、物镜、变焦透镜、或其他光学元件，这些光学元件适于影响共同光束，最终使光输出成像于投影屏或物体上。所述透镜或透镜系统可具有关于共同光束的发散特性或聚集特性，共同光束可被聚焦光学器件折射或衍射。所述透镜包括镜头，所述镜头设于导光体输出面一端，使得光束透过导光体的输出面后从透镜镜头射出。

所述导光体可以设置成多种形状，其包括入射面，导光面以及输出面，所述入射面为靠近发光阵列的一端，入射面设置相应的扣合机构，能够与发光阵列实现耦合，防止光束的损耗。所述导光面为光束传导的主要输送通道，光束从入射面进入导光体后，经过导光面匀光处理，再从输出面输出，最终通过透镜将充分混匀的光束投影在指定区域。

本实用新型的光学系统包括固定在基板上的光源，所述基板可以为普通固定板，当光源发出光束后，由于光源与导光体的入射面耦合，以保证光束基本全部进入导光体中，在导光体的作用下实现光束的充分混合。

所述光学系统还包括蜂窝盖，使得本实用新型所述的光学系统出射的光斑在某些角度，形状与蜂窝盖一致，达到更加丰富的效果。由于在一定角度范围时，一个镜头出来的光会串到另一个镜头那里，导致光斑周围出现虚光，形成串光，因此通过设置蜂窝盖，且蜂窝盖具有一定的高度，能够有效防止串光。所述蜂窝盖包括多个通孔，所述透镜包括多个透镜，每个透镜对应一个导光体，因此，实现每个光束的光不会相互干扰，形成更好的光效。

所述每个蜂窝盖的通孔都套在一个透镜上，实现一一对应的匹配方式。所述通孔具有一定的高度，通孔的横截面与所述透镜镜头的最大横截面形状尺寸相匹配，保证了透镜的整个镜头都能完全深入通孔中，有效避免了串光。

所述光源包括多组发光阵列，所述基板上固定有多组发光阵列，所述至少一组发光阵列对应一个导光体，为了使光源分布更加合理，且使得整个系统的格式更加紧凑，所述通孔排列在蜂窝盖上的整体形状与所述光源排列在基板上的整体形状匹配，使得每个组件形成一一对应的关系，布局更加紧凑。

进一步的，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔之间为无缝贴合安装。

为了减小光源发出的光束在光效处理过程中的损耗，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔之间为无缝贴合安装。避免了漏光，或者相互串光的影响。

进一步的，所述蜂窝盖包括上蜂窝盖和下蜂窝盖，其中，靠近光源端为下蜂窝盖，所述下蜂窝盖的轴向高度为h1≥H-L/tanα，其中，

H：透光镜镜头与导光体输出面的垂直距离；

L：两个导光体中间点之间的距离的一半；

α：导光体输出面的发散角的一半。

当发光角度2α可以是0~180°之间，即α可以是10°或20°或30°或40°或50°或60°或70°或80°，或者是0°＜α＜90°之间的任意值；两个导光体中心距离为40mm＜2L＜100mm，即20＜L＜50mm，其中2L可以为50mm或60mm或70mm或80mm或90mm，或是40mm＜2L＜100mm之间的任意值，都可达到本实用新型的技术效果。

为了进一步防止光束之间的串光，保证形成均匀光斑，本实用新型所述的蜂窝盖具有一定的高度，包括上蜂窝盖和下蜂窝盖，其中上蜂窝盖靠近透镜镜头的输出面，而下蜂窝盖靠近光源端。由于不同的发光阵列或者导光体输出面的形状都会对光束的发散角产生影响，且光束的不同发散角会形成不同的串光效应，因此，本实用新型根据导光体输出面的发散角的角度设置下蜂窝盖的形状，有效避免串光。

光束发散角是用来衡量光束从束腰向外发散的速度。具有非常小发散角的光束，例如光束半径在很长的传输距离内接近常数，被称为准直光束。光束的发散角越大，光束之间相互影响的可能性就越高，导致串光的机会也会越大，因此，通过测定导光体输出面的发散角从而计算出来下蜂窝盖的轴向高度更加准确、有效的防止串光。因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述导光体输出面的发散角2α越大，L/tanα则更小，因此需要设置的下蜂窝盖的轴向高度h1越高，相反，所述导光体输出面的发散角2α越小，L/tanα则更大，需要设置的下蜂窝盖的轴向高度h1越低。因此，本实用新型下蜂窝盖的轴向高度的灵活设置，可以有效避免串光的同时，还能够在最大程度上减小下蜂窝盖的轴向高度，在避免串光的同时还能够减小整个光学系统的体积。

另一方面，两个导光体之间的距离越小，光束相互影响的可能性越大，引起串光的可能性就越大，因此下蜂窝盖的轴向高度可以设置相对较高；而两个导光体之间的距离越大，光束相互影响的可能性越小，引起串光的可能性就越小，因此下蜂窝盖的轴向高度可以设置较低。因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述相邻两导光体之间的距离2L越大，L/tanα则更大，因此需要设置的下蜂窝盖的轴向高度h1越低；相反，所述相邻两导光体之间的距离2L越小，L/tanα则更小，因此需要设置的下蜂窝盖的轴向高度h1越高。

因此，导光体之间的距离与下蜂窝盖的轴向高度h1的设置成反比，而导光体输出面的发散角2α的大小与下蜂窝盖的轴向高度h1的设置成正比，因此本实用新型所述公式的设置，能够更加有针对性的防止串光，且在最大程度上减小发光系统的体积。

进一步的，所述上蜂窝盖的轴向高度为8~45mm。

所述上蜂窝盖设置在透镜出光面上侧，上蜂窝盖同样设置一定的高度，用于将每个发光阵列隔离开，进一步防止串光。

进一步的，所述光学系统还包括雾化结构，所述雾化结构是设于所述导光体输出面的砂面，或者是设于所述导光体输出面和所述镜头之间的雾化片。

由于不同波长的光直接照射出来，可能会分色明显。为了使光束混光更加均匀，本实用新型所述的光学系统还增加了雾化结构，所述雾化结构设于导光体的输出面，使得光源经过导光体混匀后，再经过雾化结构，进一步使得混色均匀，且能够呈现出均匀的白光，且柔光染色效果更好。

所述雾化结构可以是设置在导光体输出面上的雾化片，或者直接将导光体输出面做成砂面，实现均匀混光。

进一步的，所述发光阵列相对其他至少一组发光阵列具有一定角度的偏转，使得光源由导光体处理后，射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀光斑。

为了达到更好的匀光效果，所述发光阵列相对其他至少一组发光阵列具有一定角度偏转，本实用新型所述的光源包括多组发光阵列，其中每组发光阵列相对角度不同，会形成不同的汇光效果。由于本实用新型通过从源头上进行光源的偏转，进而使得不同颜色的光在汇合后能够实现更好的混合效果，使得光束最终发射成为均匀光束。

所述偏转是指两组以上的发光阵列之间相对具有一定的偏转角度，所述发光阵列包括能够发出多种波长光或者多种图形，所述发光阵列之间相对具有一定的偏转角度，实现了不改变导光体形状结构的情况下，使光束能够达到充分混匀的效果。

进一步的，所述发光阵列均按同一方向排列。

本实用新型的一些实施例中，可以采用发光阵列全部按照同一方向进行排列，即多个发光阵列相互之间没有角度的偏转，但是可以全部按照同样的偏转角度进行排列。

进一步的，所述导光体至少一部分导光面具有扭转结构，使得光源在具有扭转结构的导光体处理后，射出的若干光束产生均匀光斑。

由于导光面是光束经由的主要输送通道，因此，通过对导光面的改进能够更为直接的改善光混合的效果。本实用新型设置所述导光体至少一部分导光面具有扭转结构，导光体经过扭转之后,在同等高度条件下，光束在导光体内经过的路径变长，全反射次数就会变多，混光就更加均匀。

所述导光体为扭转结构，或者至少一部分导光面具有扭转结构时，所述扭转结构为导光面与光轴呈一定夹角的轴向扭转结构。

所述导光体的扭转可以是整体的轴向扭转，也可以只是导光体的部分导光面为轴向扭转结构。所述光轴为所述发光阵列从发射端至输出端射出的轴线，或者与该轴线相互平行的轴线，也称为光源输出轴。所述扭转结构为导光面的表面呈现扭转或者导光体整体呈现扭转结构，使得导光体的导光面相对光轴具有一定的夹角，所述夹角可根据光束混合效果设置多种角度，且所述轴向扭转的方式多样，且可以将导光体的不同区域设计为相同或者不同的轴向扭转方式。

本实用新型设计成轴向扭转结构，使得光源经过导光面后，会造成一定程度的偏转，实现不同波长光束的混匀，且所述轴向扭转不会影响光源输出的方向，因此不会造成光源的损耗。

上述设计的同时，所述导光体至少一部分导光面具有扭转结构的同时，所述发光阵列相对其他至少一组发光阵列具有一定的偏转角度，其中导光面的扭转结构可以为上述所说的螺旋式扭转结构和/或带纹理，或者是螺旋式扭转结构和/或带筋条的扭转结构。因此，可以采用发光阵列的相对偏转或者导光面的扭转两种方式结合从而实现光源的充分混合，且组合方式灵活，任意一种方法都能实现光源的混合，且不会造成光源的损耗。

进一步的，所述导光体的入射面为任意形状，所述导光体输出面为圆形，或导光体输出面为正2n边形，n为大于1的自然数。

与入射面不同的是，所述输出面是为了使经过导光面的发生全反射的光束通过输出面后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型采用输出面接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束为类圆形或圆形，或者根据用户自身的需求设置为正多边形的结构，使得光源具有多个对称中心，容易形成均匀光斑，另外可以形成不同的光效，满足不用场合的需求。

进一步的，所述导光体的入射面为正方形或长方形。

所述光源上设有相应的元器件能够与导光体的入射面实现耦合，以减小光源的损失。所述光源的光发出后，进入导光体的入射面，本实用新型选用所述导光体的入射面的横截面为正方形或长方形，使得光束在导光体中经过多次全反射，形成更好的混光效果。

进一步的，所述偏转角度范围为0°＜β＜360°。

进一步的，所述偏转角度为90°和/或180°和/或270°。

进一步的，所述导光体扭转后，其输出面相对入射面偏转角度为γ，0°＜γ＜90°。

所述导光体的扭转能够使得光束混合更加均匀，最终形成均匀光斑。优选的，所述导光体扭转后，其输出面相对入射面偏转角度0°＜γ＜90°。

进一步的，所述轴向扭转结构为螺旋式扭转结构。

所述螺旋式扭转结构为导光体的导光面设置为呈螺旋式旋转的纹路或者整体的扭曲，增加导光面的长度，提高均匀度。

进一步的，所述轴向扭转结构为筋条式扭转。

所述筋条式扭转为所述导光面的表面设有筋条纹路，所述筋条凸出导光面一定的高度，当光源射入导光体后，所述不同颜色或者图案的光束会有部分射到凸起的筋条上，使得同一光源的光束在导光面上产生全反射，且所述筋条的扭转方向是以光轴为中心，因此光束相互混合后，最终还会引导光束射出导光体，不会引起光能的损耗或者只是极少部分的损耗。

进一步的，所述筋条式扭转由光源入射端至光源输出端方向呈螺旋式扭曲。

为了使光束在导光面内发生多次全反射实现充分混合，本实用新型选用筋条式的扭转结构分布在导光面，可以是局部，也可以是全部覆盖，本实用新型采用螺旋式扭曲方式，能够引导光束沿着光轴朝着光源输出方向射出。

进一步的，所述筋条与光轴偏转角δ为0°~90°范围。

所述筋条与光轴的偏转角度直接决定了筋条在导光面的分布密度。而筋条的分布密度会导致光束的偏转次数和偏转方向，因此分布密度过大或过小都会直接影响到出光效率和光的混合效果，因此本实用新型设置所述偏转角δ的范围为0°~90°，保证出光率的前提下，实现光源的充分混匀。

进一步的，所述扭曲的高度约为总长的一半。

所述扭曲的高度是指扭曲部分在导光面上所占高度，同样也代表了所述筋条在导光面覆盖的面积，所述高度越高混光效果越好，但是在设定的高度内光束已经充分混匀了，设置过高会导致生产成本的增加，因此，本实用新型设置所述扭曲的高度约为总长的一半。

进一步的，所述多组发光阵列排列在基板上的整体形状为三角形或正方形或长方形或正六边形或正八边形或圆形或类圆形的形状，和所述通孔排列在蜂窝盖上的整体形状为三角形或正方形或长方形或正六边形或正八边形或圆形或类圆形的形状。

所述多组发光阵列排列形成多种几何图形，有三种情况的实施例，一种情况为导光体至少一部分导光面具有扭转结构时，所述多组发光阵列相对光轴的偏转角度相同，即相互之间没有角度的偏转，此时多组发光阵列排列形成多种几何图形，经过在导光体内形成偏转之后，最终混合在一起，达到光源混匀的效果。

第二种情况为，所述导光体的导光面不发生扭转时，所述多组发光阵列相对光轴的偏转角度不相同，即相互之间形成不同的偏转角度，且多组发光阵列排列形成多种几何图形，不同波长光束的发射角度不同，由导光体发出后，相互之间发生偏移，实现光束的充分混匀。

另一种情况是导光体至少一部分导光面具有扭转结构时，所述多组发光阵列相对光轴的偏转角度不相同，即相互之间形成不同的偏转角度，且多组发光阵列排列形成多种几何图形，因此在这三重作用之下，能够产生更好的混光效果。

因此，无论是何种方式的设置，都能产生很好的光束混匀效果。

进一步的，所述轴向扭转结构为纹理扭转。

纹理扭转为导光面设置多种扭转形态的纹理，如横向扭转，纵向扭转都属于本实用新型的保护范围。通过纹理的设置，使得部分光束经过导光面时发生光线的偏移，从而达到光束混匀的效果。

所述纹理扭转与导光面的扭转为两种既可以并列又可以单独设置的实施例，都能够实现光线的混匀。

进一步的，所述纹理扭转为所述导光面由光源入射端至光源输出端方向具有扭转纹理。

所述扭转纹理可以为螺旋状的扭转纹理，使得所述导光面由光源入射端至光源输出端方向具有螺旋上升的纹理。所述纹理与筋条的不同之处在于，所述纹理主要分布在导光面的表面，通常意义上物体表面的纹理即物体表面呈现凹凸不平的沟纹。对于沟纹而言，实际上也可以在导光面表面绘出纹理或图案，同时在触觉上给人以凹凸不平感即可。凹凸不平的图案可以是规则的也可以是不规则的。

而筋条与纹理的不同之处在于，所述筋条可以与导光体表面一体成型，或者是额外附加在导光体表面的凸起，所述筋条的凸起相对纹理的凹凸不平更加明显，且同样对光束的偏移起到很好的作用。

进一步的，所述导光体的扭转结构包括多个所述导光体相对其他一个或多个导光体呈一定角度的旋转。

本实用新型所述导光体自身具有扭转结构的同时，将导光体旋转一定的角度，使得光束具有更好的偏移效果，从而实现更加充分的混光。

进一步的，所述发光阵列为LED芯片阵列。

所述LED灯片包括四种不同波长的光，所述四种波长的光的排列形成“田”字形，阵列的LED芯片G、R、B、W包含分别发射绿色、红色、蓝色和白色光的常规的绿色、红色、蓝色和白色LED芯片。为了进一步增强由LED芯片封装产生的白色光质量，利用了包括一个红色LED芯片(R)、一个绿色芯片(G)、一个蓝色LED芯片(B)和一个白色LED芯片(W)在内的四个LED芯片。除此之外，随着技术的进步，其他颜色的LED芯片同样也能实现光效的混匀。随着LED芯片设计的进步，可以在阵列中使用不同数目的LED芯片和/或不同颜色的LED芯片以便优化光束混匀效果或者实现不同的光束混匀效果。

因此，本实用新型的一些实施例中，采用导光体的导光面自身扭转的方式，使得LED所带不同波长的光束进入导光体后各自发生不同程度的偏转，最终实现光束的混匀。

在导光体的导光面不具有扭转结构的情况下，所述LED芯片相对其他至少一组LED芯片具有一定程度的旋转，因此不同波长的光束所发出的角度会不同，当光束通过导光体后，不同波长的光束也会相互影响发生偏移，从而实现光束的混匀。

另外，也可采用导光体的导光面自身扭转的方式，所述LED芯片相对其他至少一组LED芯片具有一定程度的旋转，使得LED所带不同波长的光束进入导光体后各自发生不同程度偏转的同时，不同波长的光束所发出的角度不同，当光束通过导光体发生偏转后，不同波长的光束由于发射角度不同，也会相互影响发生偏移，从而实现光束的混匀。

进一步的，所述导光体的输出面为类圆形或圆形。

与入射面不同的是，所述输出面是为了使经过导光面的发生偏折的光束通过输出面后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型的一些实施例中，采用输出面接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束更加均匀。

进一步的，所述导光体的横截面面积从入射面至输出面逐渐增大。

所述导光体的横截面随着与光线入射表面的距离增加而增加，因此所述导光体可以分段式设计，也可以一体式设计，分段式设计时，每段的横截面可以包括不同的形状和/或横截面积，一体式设计时，可以是导光体整体的由大变小，实现聚光作用。

本实用新型的有益效果：

（1）通过设置蜂窝盖，且蜂窝盖具有一定的高度，能够有效防止串光。且每个蜂窝盖的通孔都套在一个透镜上，实现一一对应的匹配方式，保证了透镜的整个镜头都能完全深入通孔中，有效避免了串光。

（2）导光体之间的距离与下蜂窝盖的轴向高度H1的设置成反比，而导光体输出面的发散角2α的大小与下蜂窝盖的轴向高度H1的设置成正比，因此本实用新型所述公式h1≥H-L/tanα的设置，能够更加有针对性的防止串光，且在最大程度上减小发光系统的体积。

（3）由于本实用新型通过从源头上进行光源的偏转，进而使得不同颜色或图案的光在汇合后能够实现更好的混合效果，使得光束最终发射成为均匀光束。

（4）本实用新型将导光体设计成轴向扭转结构，使得光源经过导光面后，会造成一定程度的偏转，实现不同波长光束的混匀，且所述轴向扭转不会影响光源输出的方向，因此不会造成光源的损耗。

附图说明

图1为本实用新型光学系统爆炸图。

图2为本实用新型导光体剖视图。

图3为本实用新型光学系统立体示意图。

图4为LED阵列旋转90°示意图。

图5为基板上设置的光源示意图。

图6为导光体和发光阵列配合示意图。

图7为LED阵列旋转180°示意图。

图8为LED阵列旋转270°示意图。

图9为发光阵列之间相互偏转示意图。

图10为扭转的导光体示意图。

图11为扭转的导光体又一示意图。

图12为蜂窝盖计算公式标示图。

图13为基板上设置的光源又一示意图。

图14为本实用新型实施例的一种照明灯具立体图。

图15为本实用新型实施例的一种照明灯具俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例1

一种光学系统，如图1~2所示，所述光学系统包括基板1、光源2、导光体3和透镜4，所述光源2安装在基板1上，所述光源2包括多组发光阵列21，所述每组发光阵列21对应设置一个导光体3，所述导光体3包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述发光阵列21发出的光通过导光体3的入射面31进入，经过导光面32匀光处理，再从输出面33输出，从所述导光体3出来的光通过透镜4形成光束射出，所述光学系统还包括蜂窝盖5，所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述通孔10套在所述透镜4的镜头上，所述通孔10的横截面与所述透镜4的镜头的最大横截面尺寸相匹配，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源2排列在基板1上的整体形状匹配。

所述光源2可以提供不同的颜色或者不同图案，在所述光学系统的作用下，将一个或多个不同颜色或不同图案的光实现充分混匀，且保证光能够正常投射出，同时能够减少光源的损耗，使光源利用率最高，所述光源2固定在基板1上，所述基板1可以为普通固定板或能够固定光源2的固定元器件。

所述透镜4是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，可以选用透镜或者采用相关的透镜系统，所述透镜或透镜系统可包括凹透镜、凸透镜、物镜、变焦透镜、或其他光学元件，这些光学元件适于影响共同光束，最终使光输出成像于投影屏或物体上。所述透镜或透镜系统可具有关于共同光束的发散特性或聚集特性，共同光束可被聚焦光学器件折射或衍射。所述透镜4包括镜头，所述镜头设于导光体的输出面一端，使得光束透过导光体3的输出面后从透镜4镜头射出。

所述导光体3可以设置成多种形状，包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述入射面31为靠近发光阵列21的一端，入射面31设置相应的扣合机构，能够与发光阵列21实现耦合，防止光束的损耗。所述导光面32为光束传导的主要输送通道，光源2从入射面31进入导光体3后，经过导光面32匀光处理，再从输出面输出，最终通过透镜4形成光束射出，最终将充分混匀的光束投影在指定区域。

本实用新型的光学系统包括固定在基板1上的光源2，所述基板1可以为普通固定板，当光源2发出光束后，由于光源2与入射面31耦合，将光束基本全部引入导光体3中，在导光体3的作用下实现光束的充分混合。

所述光学系统还包括蜂窝盖5，使得本实用新型所述的光学系统出射的光斑在某些角度，形状与蜂窝盖5一致，达到更加丰富的效果。由于在一定角度范围时，一个镜头的光会串到另一个镜头那里，导致光斑周围出现虚光，形成串光，因此通过设置蜂窝盖5，且蜂窝盖5具有一定的高度，能够有效防止串光。所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述透镜4包括多个微透镜4，每个微透镜4对应一个导光体3，因此，实现每个光束的光不会相互干扰，形成更好的光效。

所述每个蜂窝盖5的通孔10都套上一个透镜4的镜头，实现一一对应的匹配方式。所述通孔10具有一定的横截面积，通孔10接近圆形，通孔10的横截面与所述透镜4镜头的最大横截面尺寸相匹配，保证了透镜4的整个镜头都能完全深入通孔10中，有效避免了串光。

所述光源2包括多组发光阵列21，所述基板1上固定有多组发光阵列21，所述至少一组发光阵列21对应一个导光体3，为了使光源2分布更加合理，且使得整个系统的格式更加紧凑，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源2排列在基板1上的整体形状匹配，使得每个组件形成一一对应的关系，布局更加紧凑。

进一步的，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。

为了减小光源2发出的光束在光效处理过程中的损耗，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。避免了漏光，或者相互串光的影响。

进一步的，如图1、图3及图12所示，所述蜂窝盖5包括上蜂窝盖51和下蜂窝盖52，其中，靠近光源2端为下蜂窝盖52，所述下蜂窝盖52的轴向高度为h1≥H-L/tanα，其中，

H：透光镜镜头与导光体3输出面的垂直距离；

L：两个导光体3中间点之间的距离的一半；

α：导光体3输出面的发散角的一半。

当发光角度2α=120°，即α=60°，两个导光体中心距离为2L=70mm，即L=35mm，透光镜镜头在最小角度时，与导光体输出面的垂直距离H为60mm，那么h1=39.8mm；当发光角度2α=120°，即α=60°，两个导光体中心距离为2L=50mm，即L=25mm，透光镜镜头在最小角度时，与导光体输出面的垂直距离H为30mm，那么h1=15.6mm。

为了进一步防止光束之间的串光，保证形成均匀光斑，本实用新型所述的蜂窝盖5具有一定的高度，包括上蜂窝盖51和上蜂窝盖52，其中上蜂窝盖51靠近透镜镜头的输出面，而上蜂窝盖52靠近光源端。由于不同的发光阵列会或者导光体3输出面的形状都会对光束的发散角产生影响，且光束的不同发散角或形成不同的串光效应，因此，本实用新型根据导光体3输出面的发散角设置上蜂窝盖52的形状，有效避免串光。

光束发散角是用来衡量光束从束腰向外发散的速度。具有非常小发散角的光束，例如光束半径在很长的传输距离内接近常数，被称为准直光束。光束的发散角越大，光束之间相互影响的可能性就越高，导致串光的机会也会越大，因此，通过测定导光体3输出面的发散角从而计算出来的上蜂窝盖52的轴向高度更加准确、有效的防止串光，因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述导光体3输出面的发散角2α越大，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高，相反，所述导光体3输出面的发散角2α越小，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低。因此，本实用新型上蜂窝盖52的轴向高度的灵活设置，可以有效避免串光的同时还能够在最大程度上减小上蜂窝盖52的轴向高度，蜂窝盖体积在避免串光的同时还能够减小整个光学系统的体积。

另一方面，两个导光体3之间的距离越小，光束相互影响的可能性越大，引起串光的可能性就越大，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置相对较高；而两个导光体3之间的距离越大，光束相互影响的可能性越小，引起串光的可能性就越小，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置较低。因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述相邻两导光体3之间的距离L越大，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低；相反，所述相邻两导光体3之间的距离2L越小，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高。

因此，导光体3之间的距离与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成反比，而导光体3输出面33的发散角2α的大小与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成正比，因此本实用新型所述公式的设置，能够更加有针对性的防止串光，且在最大程度上减小发光系统的体积。

进一步的，所述上蜂窝盖51的轴向高度为8mm。

进一步的，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度的偏转，使得光源2由导光体3处理后，射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀图案。

为了达到更好的匀光效果，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度偏转，本实用新型所述的光源2包括多组发光阵列21，其中每组发光阵列21相对角度不同，会形成不同的汇光效果。由于本实用新型通过从源头上进行光源2的偏转，进而使得不同颜色或图案的光在汇合后能够实现更好的混合效果，使得光束最终发射成为均匀光束。

所述偏转是指两组以上的发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，所述发光阵列21包括能够发出多种波长光或者多种图形，所述发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，实现了不改变导光体3形状结构的情况下，使光束能够达到充分混匀的效果。

进一步的，如图4~5所示，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21的偏转角度为90°。

所述发光阵列21的偏转可以使光束经过偏转后射进导光面32中，并在导光面32中发生进一步的偏折，实现光束的混匀，所述发光阵列21偏转角度任意，可以形成多种偏转阵列，并使得整体光斑的效果更加丰富。

进一步的，如图5所示，所述多组发光阵列21排列形成椭圆形。

进一步的，所述导光体3的入射面31为任意形状，所述导光体3输出面33为圆形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型采用输出面33接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束更加均匀，或者根据用户自身的需求设置为正多边形的结构，使得光源2具有多个对称中心，容易形成均匀光斑，另外可以形成不同的光效，满足不用场合的需求。

进一步的，所述发光阵列21为LED芯片阵列。

所述LED灯片包括四种不同波长的光，所述四种波长的光的排列形成“田”字形，阵列的LED芯片G、R、B、W包含分别发射绿色、红色、蓝色和白色光的常规的绿色、红色、蓝色和白色LED芯片。为了进一步增强由LED芯片封装产生的白色光质量，利用了包括一个红色LED芯片(R)、一个绿色芯片(G)、一个蓝色LED芯片(B)和一个白色LED芯片(W)在内的四个LED芯片。除此之外，随着技术的进步，其他颜色的LED芯片同样也能实现光效的混匀。随着LED芯片设计的进步，可以在阵列中使用不同数目的LED芯片和/或不同颜色的LED芯片以便优化光束混匀效果或者实现不同的光束混匀效果。

在本实用新型的实施例中，所述LED芯片相对其他至少一组LED芯片具有一定程度的旋转，因此不同波长的光束所发出的角度会不同，当光束通过导光体3后，不同波长的光束也会相互影响发生偏移，从而实现光束的混匀。

进一步的，如图6所示，所述导光体3的入射面31为正方形。

所述光源2上设有相应的元器件能够与导光体3的入射面31实现耦合，以减小光源2的损失。所述光源2的光发出后，进入导光体3的入射面31，所述导光体3的入射面31的形状最好为不规则图形，使得光源2进入后能够实现不同程度的偏转，而导光体3的入射面31的横截面形状越接近圆形，所述光束的偏转角度就越小，达不到光束混匀的效果，因此，选用所述导光体3的入射面31的横截面为为正方形或长方形，使得光束在导光体3中发生偏折，形成更好的混光效果。

进一步的，如图6所示，所述导光体3的输出面33为圆形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型的一些实施例中，采用输出面33接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束更加均匀。

进一步的，如图6所示，所述导光体3的横截面面积从入射面31至输出面33逐渐增大。

所述导光体3的横截面随着与光线入射表面的距离增加而增加，因此所述导光体3可以分段式设计，也可以一体式设计，分段式设计时，每段的横截面可以包括不同的形状和/或横截面积，一体式设计时，可以是导光体3整体的由大变小，实现聚光作用。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述至少一组发光阵列相对其他至少一组发光阵列的偏转角度为180°。

实施例3

如图8所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述至少一组发光阵列相对其他至少一组发光阵列的偏转角度为270°。

实施例4

如图9所示，如图13所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述发光阵列21均按同一方向排列，即多个发光阵列相互之间不发生偏转。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述光学系统还包括雾化结构，所述雾化结构是设于所述导光体输出面的砂面，或者是设于所述导光体输出面和所述镜头之间的雾化片。

实施例6

一种光学系统，如图1~2所示，所述光学系统包括基板1、光源22、导光体3和透镜4，所述光源22安装在基板1上，所述光源22包括多组发光阵列21，所述每组发光阵列21对应设置一个导光体3，所述导光体3包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述发光阵列21发出的光通过导光体3的入射面31进入，经过导光面32匀光处理，再从输出面33输出，从所述导光体3出来的光通过透镜4形成光束射出，所述光学系统还包括蜂窝盖5，所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述通孔10套在所述透镜4的镜头上，所述通孔10的横截面与所述透镜4的镜头的最大横截面尺寸相匹配，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源22排列在基板1上的整体形状匹配。

所述光源22可以提供不同的颜色或者不同图案，在所述光学系统的作用下，将一个或多个不同颜色或不同图案的光实现充分混匀，且保证光能够正常投射出，同时减少能够光源22的损耗，使光源22利用率最高，所述光源22固定在基板1上，所述基板1可以为普通固定板或能够固定光源22的固定元器件。

所述透镜4可具有关于共同光束的发散特性或聚集特性，共同光束可被聚焦光学器件折射或衍射。所述透镜4包括镜头，所述镜头设于导光体3输出面33一端，使得光束透过导光体3的输出面33后从透镜4镜头射出。

如图2所示，所述导光体3包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述入射面31为靠近发光阵列21的一端，入射面31设置相应的扣合机构，能够与发光阵列21实现耦合，防止光束的损耗。所述导光面32为光束传导的主要输送通道，光源22从入射面31进入导光体3后，经过导光面32匀光处理，再从输出面33输出，最终通过透镜4形成光束射出，最终将充分混匀的光束投影在指定区域。

本实用新型的光学系统包括固定在基板1上的光源22，所述基板1可以为普通固定板，当光源22发出光束后，由于光源22与导光体3的入射面31耦合，将光束基本全部引入导光体3中，在导光体3的作用下实现光束的充分混合。

所述光学系统还包括蜂窝盖5，使得本实用新型所述的光学系统出射的光斑在某些角度，形状与蜂窝盖5一致，达到更加丰富的效果。由于在一定角度范围时，一个镜头的光会串到另一个镜头那里，导致光斑周围出现虚光，形成串光，因此通过设置蜂窝盖5，且蜂窝盖5具有一定的高度，能够有效防止串光。所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述透镜4包括多个微透镜4，每个微透镜4对应一个导光体3，因此，实现每个光束的光不会相互干扰，形成更好的光效。

如图1所示，所述每个蜂窝盖5的通孔10都套上一个透镜4的镜头，实现一一对应的匹配方式。所述通孔10具有一定的横截面积，通孔10接近圆形，通孔10的横截面与所述透镜4镜头的最大横截面尺寸相匹配，保证了透镜4的整个镜头都能完全深入通孔10中，有效避免了串光。

如图1所示，所述光源22包括多组发光阵列21，所述基板1上固定有多组发光阵列21，所述至少一组发光阵列21对应一个导光体3，为了使光源22分布更加合理，且使得整个系统的格式更加紧凑，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源22排列在基板1上的整体形状匹配，使得每个组件形成一一对应的关系，布局更加紧凑。

进一步的，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。

为了减小光源22发出的光束在光效处理过程中的损耗，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。避免了漏光，或者相互串光的影响。

进一步的，如图1、图3及图12所示，所述蜂窝盖5包括上蜂窝盖51和下蜂窝盖52，其中，靠近光源22端为下蜂窝盖52，所述下蜂窝盖52的轴向高度为h1≥H-L/α，其中，

H：透光镜镜头与导光体3输出面33的垂直距离；

L：两个导光体3中间点之间的距离的一半；

α：导光体3输出面33的发散角的一半。

包括上蜂窝盖51和上蜂窝盖52，其中上蜂窝盖51靠近透镜镜头的输出面，而上蜂窝盖52靠近光源端。由于不同的发光阵列会或者导光体3输出面的形状都会对光束的发散角产生影响，且光束的不同发散角或形成不同的串光效应，因此，本实用新型根据导光体3输出面的发散角设置上蜂窝盖52的形状，有效避免串光。

光束发散角是用来衡量光束从束腰向外发散的速度。具有非常小发散角的光束，例如光束半径在很长的传输距离内接近常数，被称为准直光束。光束的发散角越大，光束之间相互影响的可能性就越高，导致串光的机会也会越大，因此，通过测定导光体3输出面的发散角从而计算出来的上蜂窝盖52的轴向高度更加准确、有效的防止串光，因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述导光体3输出面的发散角2α越大，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高，相反，所述导光体3输出面的发散角2α越小，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低。因此，本实用新型上蜂窝盖52的轴向高度的灵活设置，可以有效避免串光的同时还能够在最大程度上减小上蜂窝盖52的轴向高度，蜂窝盖体积在避免串光的同时还能够减小整个光学系统的体积。

另一方面，两个导光体3之间的距离越小，光束相互影响的可能性越大，引起串光的可能性就越大，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置相对较高；而两个导光体3之间的距离越大，光束相互影响的可能性越小，引起串光的可能性就越小，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置较低。因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述相邻两导光体3之间的距离L越大，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低；相反，所述相邻两导光体3之间的距离2L越小，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高。

因此，导光体3之间的距离与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成反比，而导光体3输出面的发散角2α的大小与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成正比，因此本实用新型所述公式的设置，能够更加有针对性的防止串光，且在最大程度上减小发光系统的体积。

进一步的，所述上蜂窝盖51的轴向高度为45mm。

进一步的，如图10所示，所述导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构，使得光源22在具有扭转结构的导光体3处理后，射出的若干光束产生均匀图案。

由于导光面32是光束经由的主要输送通道，因此，通过对导光面32的改进能够更为直接的改善光混合的效果。本实用新型设置所述导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构，所述扭转结构可以为导光面32的无规则扭曲或者呈一定规则的扭转，但是扭转的同时，需要保证光源22射出轴不会因为扭转发生变化，进一步防止光的损耗，使得光源22经过导光面32处理后，在导光面32上发生光束的碰撞和偏移实现混匀，最终使得射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀图案或者均匀颜色的光束。

如图10所示，所述导光体3为扭转结构，或者至少一部分导光面32具有扭转结构时，所述扭转结构为导光面32与光轴呈一定夹角的轴向扭转结构。

所述导光体3的扭转可以是整体的轴向扭转，也可以只是导光体3的部分导光面32为轴向扭转结构。所述光轴为所述发光阵列21从发射端至输出端射出的轴线，或者与该轴线相互平行的轴线，也称为光源22输出轴。所述扭转结构为导光面32的表面呈现扭转或者导光体3整体呈现扭转结构，使得导光体3的导光面32相对光轴具有一定的夹角，所述夹角可根据混合效果设置多种角度，且所述轴向扭转的方式多样，且可以设置导光体3的不同区域设计为相同或者不同的轴向扭转方式。

本实用新型设计成轴向扭转结构，使得光源22经过导光面32后，会造成一定程度的偏转，实现不同波长光束的乱序混匀，且所述轴向扭转不会影响光源22输出的方向，因此不会造成光源22的损耗。

进一步的，所述导光体3的入射面31为长方形，所述导光体3输出面33正十边形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型采用输出面33设置为正十边形的结构，使得光源22具有多个对称中心，容易形成均匀光斑，另外可以形成不同的光效，满足不用场合的需求。

进一步的，如图10~11所示，所述导光体3扭转后，其输出面33相对入射面31偏转角度为γ，γ=45°。

所述导光体3的扭转能够使得光束混合更加均匀，最终形成均匀光斑，为了避免偏转角度太大可能造成光能耗的损失。优选的，所述导光体3扭转后，其输出面33相对入射面31偏转角度为45°。

除了本实施例采用的45°外，其他实施例还可采用10°或30°或50°或60°或70°或80°也可达到本实用新型所述的混光均匀的技术效果。

进一步的，所述轴向扭转结构为螺旋式扭转结构。

所述螺旋式扭转结构为导光体3的导光面32设置为呈螺旋式旋转的纹路或者整体的扭曲，增加光源22的碰撞和混合。

进一步的，所述轴向扭转结构为筋条式扭转。

所述筋条式扭转为所述导光面32的表面设有筋条纹路，所述筋条凸出导光面32一定的高度，当光源22射入导光体3后，所述不同颜色或者图案的光束会有部分射到凸起的筋条上，使得同一光源22的光束在导光面32上产生碰撞，且所述筋条的扭转方向是以光轴为中心，因此光束相互碰撞，实现光束的充分混匀后，最终还会引导光束射出导光体3，不会引起光能的损耗或者只是极少部分的损耗。

进一步的，所述筋条与光轴偏转角δ为0°~90°范围。

所述筋条与光轴的偏转角度直接决定了筋条在导光面32的分布密度。而筋条的分布密度会导致光束的偏转次数和偏转方向，因此分布密度过大或过小都会直接影响到出光效率和光的混合效果，因此本实用新型设置所述偏转角的范围为0°~90°，保证出光率的前提下，实现光源22的充分混匀。

进一步的，所述扭曲的高度约为总长的一半。

所述扭曲的高度是指扭曲部分在导光面32上所占高度，同样也代表了所述筋条在导光面32覆盖的面积，所述高度越高混光效果越好，但是在设定的高度内光束已经充分混匀了，设置过高会导致生产成本的增加，因此，本实用新型设置所述扭曲的高度约为总长的一半。

进一步的，所述发光阵列21为LED芯片阵列。

所述LED灯片包括四种不同波长的光，所述四种波长的光的排列形成“田”字形，阵列的LED芯片G、R、B、W包含分别发射绿色、红色、蓝色和白色光的常规的绿色、红色、蓝色和白色LED芯片。为了进一步增强由LED芯片封装产生的白色光质量，利用了包括一个红色LED芯片(R)、一个绿色芯片(G)、一个蓝色LED芯片(B)和一个白色LED芯片(W)在内的四个LED芯片。除此之外，随着技术的进步，其他颜色的LED芯片同样也能实现光效的混匀。随着LED芯片设计的进步，可以在阵列中使用不同数目的LED芯片和/或不同颜色的LED芯片以便优化光束混匀效果或者实现不同的光束混匀效果。

因此，本实施例采用导光体3的导光面32自身扭转的方式，使得LED所带不同波长的光束进入导光体3后各自发生不同程度的偏转，最终实现光束的混匀。

进一步的，所述导光体3的输出面33为类圆形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型的一些实施例中，采用输出面33接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束更加均匀。

进一步的，所述导光体3的横截面面积从入射面31至输出面33逐渐增大。

所述导光体3的横截面随着与光线入射表面的距离增加而增加，因此所述导光体3可以分段式设计，也可以一体式设计，分段式设计时，每段的横截面可以包括不同的形状和/或横截面积，一体式设计时，可以是导光体3整体的由大变小，实现聚光作用。

实施例7

本实施例与实施例6的不同之处在于，所述光学系统还包括雾化结构，所述雾化结构是设于所述导光体3输出面33的砂面，或者是设于所述导光体3输出面33和所述镜头之间的雾化片。

实施例8

本实施例与实施例6的不同之处在于，所述导光体3的扭转结构包括多个所述导光体3相对其他一个或多个导光体3呈一定角度的旋转。

所述导光体3自身具有扭转结构的同时，将导光体3旋转一定的角度，使得光束具有更好的偏移效果，从而实现更加充分的混光。

实施例9

本实施例与实施例6的不同之处在于，所述轴向扭转结构为纹理扭转。

纹理扭转为导光面32设置多种扭转形态的纹理，如横向扭转，纵向扭转都属于本实用新型的保护范围。通过纹理的设置，使得部分光束经过导光面32时发生光线的偏移，从而达到光束混匀的效果。

所述纹理扭转与导光面32的扭转为两种既可以并列又可以单独设置的实施例，都能够实现光线的混匀。

进一步的，所述纹理扭转为所述导光面32由光源2入射端至光源2输出端方向具有扭转纹理。

所述扭转纹理可以为螺旋状的扭转纹理，使得所述导光面32由光源2入射端至光源2输出端方向具有螺旋上升的纹理。所述纹理与筋条的不同之处在于，所述纹理主要分布在导光面32的表面，通常意义上物体表面的纹理即物体表面呈现凹凸不平的沟纹。对于沟纹而言，实际上也可以在导光面32表面绘出纹理或图案，同时在触觉上给人以凹凸不平感即可。凹凸不平的图案可以是规则的也可以是不规则的。

而筋条与纹理的不同之处在于，所述筋条可以与导光体3表面一体成型，或者是额外附加在导光体3表面的凸起，所述筋条的凸起相对纹理的凹凸不平更加明显，且同样对光束的偏移起到很好的作用。

实施例10

本实施例与实施例6的不同之处在于，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度的偏转，使得光源2由导光体3处理后，射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀图案。

为了达到更好的匀光效果，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度偏转，本实用新型所述的光源2包括多组发光阵列21，其中每组发光阵列21相对角度不同，会形成不同的汇光效果。由于本实用新型通过从源头上进行光源2的偏转，进而使得不同颜色或图案的光在汇合后能够实现更好的混合效果，使得光束最终发射成为均匀光束。

所述偏转是指两组以上的发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，所述发光阵列21包括能够发出多种波长光或者多种图形，所述发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，实现了不改变导光体3形状结构的情况下，使光束能够达到充分混匀的效果。

进一步的，如图4~5所示，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21的偏转角度为90°。

所述发光阵列21的偏转可以使光束经过偏转后射进导光面32中，并在导光面32中发生进一步的偏折，实现光束的混匀，所述发光阵列21偏转角度任意，可以形成多种偏转阵列，并使得整体光斑的效果更加丰富。

实施例11

一种光学系统，如图1~2所示，所述光学系统包括基板、光源2、导光体3和透镜4，所述光源2安装在基板上，所述光源2包括多组发光阵列21，所述每组发光阵列21对应设置一个导光体3，所述导光体3包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述发光阵列21发出的光通过导光体3的入射面31进入，经过导光面32匀光处理，再从输出面33输出，从所述导光体3出来的光通过透镜4形成光束射出，所述光学系统还包括蜂窝盖5，所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述通孔10套在所述透镜4的镜头上，所述通孔10的横截面与所述透镜4的镜头的最大横截面尺寸相匹配，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源2排列在基板上的整体形状匹配。

所述光源2可以提供不同的颜色或者不同图案，在所述光学系统的作用下，将一个或多个不同颜色或不同图案的光实现充分混匀，且保证光能够正常投射出，同时减少能够光源2的损耗，使光源2利用率最高，所述光源2固定在基板上，所述基板可以为普通固定板或能够固定光源2的固定元器件。

所述透镜4是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，可以选用透镜4或者采用相关的透镜4系统，所述透镜4或透镜4系统可包括凹透镜4、凸透镜4、物镜、变焦透镜4、或其他光学元件，这些光学元件适于影响共同光束，最终使光输出成像于投影屏或物体上。所述透镜4或透镜4系统可具有关于共同光束的发散特性或聚集特性，共同光束可被聚焦光学器件折射或衍射。所述透镜4包括镜头，所述镜头设于导光体3输出面33一端，使得光束透过导光体3的输出面33后从透镜4镜头射出。

所述导光体3可以设置成多种形状，包括入射面31，导光面32以及输出面33，所述入射面31为靠近发光阵列21的一端，入射面31设置相应的扣合机构，能够与发光阵列21实现耦合，防止光束的损耗。所述导光面32为光束传导的主要输送通道，光源2从入射面31进入导光体3后，经过导光面32匀光处理，再从输出面33输出，最终通过透镜4形成光束射出，最终将充分混匀的光束投影在指定区域。

本实用新型的光学系统包括固定在基板上的光源2，所述基板可以为普通固定板，当光源2发出光束后，由于光源2与导光体3的入射面31耦合，将光束基本全部引入导光体3中，在导光体3的作用下实现光束的充分混合。

所述光学系统还包括蜂窝盖5，使得本实用新型所述的光学系统出射的光斑在某些角度，形状与蜂窝盖5一致，达到更加丰富的效果。由于在一定角度范围时，一个镜头的光会串到另一个镜头那里，导致光斑周围出现虚光，形成串光，因此通过设置蜂窝盖5，且蜂窝盖5具有一定的高度，能够有效防止串光。所述蜂窝盖5包括多个通孔10，所述透镜4包括多个微透镜4，每个微透镜4对应一个导光体3，因此，实现每个光束的光不会相互干扰，形成更好的光效。

所述每个蜂窝盖5的通孔10都套上一个透镜4的镜头，实现一一对应的匹配方式。所述通孔10具有一定的横截面积，通孔10接近圆形，通孔10的横截面与所述透镜4镜头的最大横截面尺寸相匹配，保证了透镜4的整个镜头都能完全深入通孔10中，有效避免了串光。

所述光源2包括多组发光阵列21，所述基板上固定有多组发光阵列21，所述至少一组发光阵列21对应一个导光体3，为了使光源2分布更加合理，且使得整个系统的格式更加紧凑，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状与所述光源2排列在基板上的整体形状匹配，使得每个组件形成一一对应的关系，布局更加紧凑。

进一步的，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。

为了减小光源2发出的光束在光效处理过程中的损耗，所述镜头横截面最大的部位与所述通孔10之间为无缝贴合安装。避免了漏光，或者相互串光的影响。

进一步的，如图1、图3及图12所示，所述蜂窝盖5包括上蜂窝盖51和下蜂窝盖52，其中，靠近光源2端为下蜂窝盖52，所述下蜂窝盖52的轴向高度为h1≥H-L/α，其中，

H：透光镜镜头与导光体3输出面33的垂直距离；

L：两个导光体3中间点之间的距离的一半；

α：导光体3输出面33的发散角的一半。

包括上蜂窝盖51和上蜂窝盖52，其中上蜂窝盖51靠近透镜镜头的输出面，而上蜂窝盖52靠近光源端。由于不同的发光阵列会或者导光体3输出面的形状都会对光束的发散角产生影响，且光束的不同发散角或形成不同的串光效应，因此，本实用新型根据导光体3输出面的发散角设置上蜂窝盖52的形状，有效避免串光。

光束发散角是用来衡量光束从束腰向外发散的速度。具有非常小发散角的光束，例如光束半径在很长的传输距离内接近常数，被称为准直光束。光束的发散角越大，光束之间相互影响的可能性就越高，导致串光的机会也会越大，因此，通过测定导光体3输出面的发散角从而计算出来的上蜂窝盖52的轴向高度更加准确、有效的防止串光，因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述导光体3输出面的发散角2α越大，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高，相反，所述导光体3输出面的发散角2α越小，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低。因此，本实用新型上蜂窝盖52的轴向高度的灵活设置，可以有效避免串光的同时还能够在最大程度上减小上蜂窝盖52的轴向高度，蜂窝盖体积在避免串光的同时还能够减小整个光学系统的体积。

另一方面，两个导光体3之间的距离越小，光束相互影响的可能性越大，引起串光的可能性就越大，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置相对较高；而两个导光体3之间的距离越大，光束相互影响的可能性越小，引起串光的可能性就越小，因此上蜂窝盖52的轴向高度可以设置较低。因此在本实用新型的公式中，在其他变量确定的情况下，所述相邻两导光体3之间的距离L越大，L/tanα则更大，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越低；相反，所述相邻两导光体3之间的距离2L越小，L/tanα则更小，因此需要设置的上蜂窝盖52的轴向高度h1越高。

因此，导光体3之间的距离与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成反比，而导光体3输出面的发散角2α的大小与上蜂窝盖52的轴向高度h1的设置成正比，因此本实用新型所述公式的设置，能够更加有针对性的防止串光，且在最大程度上减小发光系统的体积。

进一步的，所述上蜂窝盖51的轴向高度为25mm。

进一步的，如图5所示，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度的偏转，使得光源2由导光体3处理后，射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀图案。

为了达到更好的匀光效果，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定角度偏转，本实用新型所述的光源2包括多组发光阵列21，其中每组发光阵列21相对角度不同，会形成不同的汇光效果。由于本实用新型通过从源头上进行光源2的偏转，进而使得不同颜色或图案的光在汇合后能够实现更好的混合效果，使得光束最终发射成为均匀光束。

所述偏转是指两组以上的发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，所述发光阵列21包括能够发出多种波长光或者多种图形，所述发光阵列21之间相对具有一定的偏转角度，实现了不改变导光体3形状结构的情况下，使光束能够达到充分混匀的效果。

进一步的，如图10~11所示，所述导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构，使得光源2在具有扭转结构的导光体3处理后，射出的若干光束产生均匀图案。

由于导光面32是光束经由的主要输送通道，因此，通过对导光面32的改进能够更为直接的改善光混合的效果。本实用新型设置所述导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构，所述扭转结构可以为导光面32的无规则扭曲或者呈一定规则的扭转，但是扭转的同时，需要保证光源2射出轴不会因为扭转发生变化，进一步防止光的损耗，使得光源2经过导光面32处理后，在导光面32上发生光束的碰撞和偏移实现混匀，最终使得射出的若干光束具有一定角度的偏移并产生均匀图案或者均匀颜色的光束。

所述导光体3为扭转结构，或者至少一部分导光面32具有扭转结构时，所述扭转结构为导光面32与光轴呈一定夹角的轴向扭转结构。

所述导光体3的扭转可以是整体的轴向扭转，也可以只是导光体3的部分导光面32为轴向扭转结构。所述光轴为所述发光阵列21从发射端至输出端射出的轴线，或者与该轴线相互平行的轴线，也称为光源2输出轴。所述扭转结构为导光面32的表面呈现扭转或者导光体3整体呈现扭转结构，使得导光体3的导光面32相对光轴具有一定的夹角，所述夹角可根据混合效果设置多种角度，且所述轴向扭转的方式多样，且可以设置导光体3的不同区域设计为相同或者不同的轴向扭转方式。

本实用新型设计成轴向扭转结构，使得光源2经过导光面32后，会造成一定程度的偏转，实现不同波长光束的乱序混匀，且所述轴向扭转不会影响光源2输出的方向，因此不会造成光源2的损耗。

上述设计的同时，所述导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构的同时，所述发光阵列21相对其他至少一组发光阵列21具有一定的偏转角度，其中导光面32的扭转结构可以为上述所说的螺旋式扭转结构和/或带纹理，或者是螺旋式扭转结构和/或带筋条的扭转结构。因此，可以采用发光阵列21的相对偏转或者导光面32的扭转两种方式结合从而实现光源2的充分混合，且组合方式灵活，任意一种方法都能实现光源2的混合，且不会造成光源2的损耗。

进一步的，所述导光体3的入射面31为任意形状，所述导光体3输出面33为圆形，或导光体3输出面33为正十二边形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型采用输出面33接近圆形或者直接设置为圆形，使得射出的光束更加均匀，或者根据用户自身的需求设置为正多边形的结构，使得光源2具有多个对称中心，容易形成均匀光斑，另外可以形成不同的光效，满足不用场合的需求。

进一步的，所述导光体3的入射面31为正方形。

本实用新型选用所述导光体3的入射面31的横截面为为正方形，使得光束在导光体3中发生偏折，形成更好的混光效果。

进一步的，所述偏转角度范围为β=90°。

所述发光阵列21的偏转可以使光束经过偏转后射进导光面32中，并在导光面32中发生进一步的偏折，实现光束的混匀，所述发光阵列21偏转角度任意，可以形成多种偏转阵列，并使得整体光斑的效果更加丰富。

进一步的，如图11所示，所述导光体3扭转后，其输出面33相对入射面31偏转角度为γ，γ=80°。

所述导光体3的扭转能够使得光束混合更加均匀，最终形成均匀光斑，为了避免偏转角度太大可能造成光能耗的损失。优选的，所述导光体3扭转后，其输出面33相对入射面31偏转角度为80°。

进一步的，所述轴向扭转结构为螺旋式扭转结构。

所述螺旋式扭转结构为导光体3的导光面32设置为呈螺旋式旋转的纹路或者整体的扭曲，增加光源2的碰撞和混合。

进一步的，所述轴向扭转结构为筋条式扭转。

所述筋条式扭转为所述导光面32的表面设有筋条纹路，所述筋条凸出导光面32一定的高度，当光源2射入导光体3后，所述不同颜色或者图案的光束会有部分射到凸起的筋条上，使得同一光源2的光束在导光面32上产生碰撞，且所述筋条的扭转方向是以光轴为中心，因此光束相互碰撞，实现光束的充分混匀后，最终还会引导光束射出导光体3，不会引起光能的损耗或者只是极少部分的损耗。

进一步的，所述筋条式扭转由光源2入射端至光源2输出端方向呈螺旋式扭曲。

一方面为了使光束在导光面32内发生多次偏转实现充分混合，本实用新型选用筋条式的扭转结构分布在导光面32，可以是局部，也可以是全部覆盖，另一方面，为了尽量减少光束在导光面32内发生偏转造成的损失，本实用新型采用螺旋式扭曲方式，能够引导光束沿着光轴朝着光源2输出方向射出。

进一步的，所述筋条与光轴偏转角δ为0°~90°范围。

所述筋条与光轴的偏转角度直接决定了筋条在导光面32的分布密度。而筋条的分布密度会导致光束的偏转次数和偏转方向，因此分布密度过大或过小都会直接影响到出光效率和光的混合效果，因此本实用新型设置所述偏转角的范围为0°~90°，保证出光率的前提下，实现光源2的充分混匀。

进一步的，所述扭曲的高度约为总长的三分之二。

所述扭曲的高度是指扭曲部分在导光面32上所占高度，同样也代表了所述筋条在导光面32覆盖的面积，所述高度越高混光效果越好，但是在设定的高度内光束已经充分混匀了，设置过高会导致生产成本的增加，因此，本实用新型设置所述扭曲的高度约为总长的三分之二。

进一步的，所述多组发光阵列21排列在基板上的整体形状为正八边形，所述通孔10排列在蜂窝盖5上的整体形状为正八边形。

所述多组发光阵列21排列形成不同的几何图形，一方面能够加强光的聚合，另外排列方式的设置能够使光束之间相互影响，产生更多的偏移，实现更好的混光效果。

所述多组发光阵列21排列形成多种几何图形，本实施例为导光体3至少一部分导光面32具有扭转结构时，所述多组发光阵列21相对光轴的偏转角度相同，此时多组发光阵列21排列形成多种几何图形，经过在导光体3内形成偏转之后，最终混合在一起，达到光源2混匀的效果。

进一步的，所述导光体3的扭转结构包括多个所述导光体3相对其他一个或多个导光体3呈一定角度的旋转。

本实施例中，所述导光体3自身具有扭转结构的同时，将导光体3旋转一定的角度，使得光束具有更好的偏移效果，从而实现更加充分的混光。

进一步的，所述发光阵列21为LED芯片阵列。

所述LED灯片包括四种不同波长的光，所述四种波长的光的排列形成“田”字形，阵列的LED芯片G、R、B、W包含分别发射绿色、红色、蓝色和白色光的常规的绿色、红色、蓝色和白色LED芯片。为了进一步增强由LED芯片封装产生的白色光质量，利用了包括一个红色LED芯片(R)、一个绿色芯片(G)、一个蓝色LED芯片(B)和一个白色LED芯片(W)在内的四个LED芯片。除此之外，随着技术的进步，其他颜色的LED芯片同样也能实现光效的混匀。随着LED芯片设计的进步，可以在阵列中使用不同数目的LED芯片和/或不同颜色的LED芯片以便优化光束混匀效果或者实现不同的光束混匀效果。

因此，本实施例中，采用导光体3的导光面32自身扭转的方式，使得LED所带不同波长的光束进入导光体3后各自发生不同程度的偏转，最终实现光束的混匀。

本实施例中，采用导光体3的导光面32自身扭转的方式，所述LED芯片相对其他至少一组LED芯片具有一定程度的旋转，使得LED所带不同波长的光束进入导光体3后各自发生不同程度的偏转的同时，不同波长的光束所发出的角度不同，当光束通过导光体3发生偏转后，不同波长的光束由于发射角度不同，也会相互影响发生偏移，从而实现光束的混匀。

进一步的，所述导光体3的输出面33为圆形。

与入射面31不同的是，所述输出面33是为了使经过导光面32的发生偏折的光束通过输出面33后能够集中射出，且射出的光束更加均匀，本实用新型的一些实施例中，采用输出面33设置为圆形，使得射出的光束更加均匀。

进一步的，所述导光体3的横截面面积从入射面31至输出面33逐渐增大。

所述导光体3的横截面随着与光线入射表面的距离增加而增加，因此所述导光体3可以分段式设计，也可以一体式设计，分段式设计时，每段的横截面可以包括不同的形状和/或横截面积，一体式设计时，可以是导光体3整体的由大变小，实现聚光作用。

实施例12

本实施例与实施例11的不同之处在于，所述导光体3的入射面31为六边形，所述导光体3输出面33为正方形。

且所述多组发光阵列21相对光轴的偏转角度不相同，即相互之间形成不同的偏转角度，所述偏转角度有90°，也有180°，也有270°，且多组发光阵列21排列形成正方形，因此在这三重作用之下，能够产生更好的混光效果。

实施例13

本实施例与实施例11的不同之处在于，所述多组发光阵列21相对光轴的偏转角度不相同，即相互之间形成不同的偏转角度，所述偏转角度有90°，也有180°，也有270°，且多组发光阵列21排列形成三角形，因此在这三重作用之下，能够产生更好的混光效果。

实施例14

本实施例与实施例11的不同之处在于，如图9和图13所示，所述多组发光阵列之间相对光轴的偏转角度相同，即多组发光阵列之间没有角度的偏转。

实施例15

本实施例与实施例11的不同之处在于，所述光学系统还包括雾化结构，所述雾化结构是设于所述导光体3输出面33的砂面，或者是设于所述导光体3输出面33和所述镜头之间的雾化片。

实施例16

本实施例提供一种照明灯具，所述照明灯具可以是照明用的灯具，或者舞台灯、或照射灯，可以用于家居照明或者特定场所的照明或者实现不同的灯光效果，所述灯具应用实施例1~15任一项所述的光学系统来实现。

实施例17

本实施例提供一种照明灯具，如图14所示，所述灯具包括底座100和安装在底座100上的支架200，所述支架200呈U字型，所述支架200上安装有灯具组件300，所述灯具组件300与支架200转动连接，使得所述灯具组件300能够相对支架200上下转动。

如图15所示，所述灯具组件300包括灯架301，在灯架301顶端设有三个出光镜头302，其中灯架301内部对应每个出光镜头位置设置一组如实施例1~15任意一组光学系统，其中蜂窝盖303一般比出光镜头302高，从而进一步防止串光，使得出光效果更好。

除了本实施采用的三组光学系统组成的照明灯具外，还可以根据需求选用单独一组光学系统或者两组或者多组光学系统的组合，都可实现很好的混光效果，且同时能够有效防止串光。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本实用新型精神内做其它变化等用在本实用新型的设计，只要其不偏离本实用新型的技术效果均可。这些依据本实用新型精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。