副光斑小的光学系统及相应灯具的制作方法

本实用新型涉及灯具技术领域，具体是指一种副光斑小的光学系统及相应灯具。

背景技术：

通常，射灯的光束角主要有15度、24度和36度三个常规角度。而应用在酒店照明领域的射灯要求比较高，主要要求光斑过渡均匀同时副光斑要尽量小，并且考虑到节能方面的要求光学系统效率一般都在68%～80%左右。

目前，市面上的射灯的光学系统基本上为tir透镜加二级反射器方案、反射器加二级反射器方案两种，上述两种常见的光学系统很难设计成副光斑小的光斑效果。

还有一种凸透镜加二级反射器的光学方案，该方案的光学特性可以收缩副光斑，但应用在射灯这种小角度光束角的系统中，光学效率很低，一般都在45%以下。这个效率不符合灯具的节能需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种副光斑小的光学系统及相应灯具。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种副光斑小的光学系统，所述的光学系统包括沿光源的出光方向依次设置的第一凸透镜和第二凸透镜，所述的第一凸透镜距光源第一间距设置，所述的第二凸透镜距所述的第一凸透镜第二间隔设置，所述的第一凸透镜的直径与高度比值为2～2.75，用于将光源的光束角收窄至40°～50°。

较佳地，所述的第二凸透镜的直径与高度比值为3～21，用于收窄灯具的光束角至≤40°。

较佳地，所述的第一凸透镜和第二凸透镜的直径比值为0.5～0.7。

较佳地，所述的光源的发光面直径或线径与所述的第二凸透镜的直径比值≤0.2。

较佳地，所述的第一凸透镜和光源之间设置第一支架，所述的第一凸透镜和第二凸透镜之间设置第二支架。

较佳地，所述的第一支架和第二支架均为黑色支架。

较佳地，所述的光学系统包括光阑，所述的光阑设置于所述的第二凸透镜。

较佳地，所述的光学系统包括光学辅助件，所述的光学辅助件设置于所述的第二凸透镜的前方，所述的光学辅助件为柔光片、拉伸透镜或蜂窝板的一种或多种。

较佳地，所述的第一间距为2.5～3.5mm；所述的第二间距为10～12mm。

本实用新型还提供了一种副光斑小的灯具，所述的灯具设置所述的光学系统。

较佳地，所述的灯具为射灯。

采用了本实用新型的副光斑小的光学系统及相应灯具，能够实现光束角≤40°，并能够解决副光斑问题且能够保持较高的光学效率。

附图说明

图1为本实用新型的副光斑小的光学系统的结构示意图。

图2为本实用新型的副光斑小的射灯的结构示意图。

图3a和图3b分别为使用本实用新型的光学系统和tir光学系统的光效图。

附图标记

1射灯

2壳体

3光源

4第一凸透镜

5第二凸透镜

6第一支架

7第二支架

8光阑

9光学辅助件。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来做进一步的描述。

如图2所示，为本实用新型提供的一种副光斑小且效率高的射灯1，该射灯1的光束角≤40°，包括壳体2和置于壳体2中的本实用新型的光学系统。

如图1～2所示，为本实用新型提供的副光斑小且效率高的光学系统的实施例，其中，所述的光学系统包括沿光源3的出光方向依次设置的第一凸透镜4和第二凸透镜5，所述的第一凸透镜4距光源3第一间距设置，所述的第二凸透镜5距所述的第一凸透镜4第二间隔设置，所述的第一凸透镜4的直径与高度比值为2～2.75，用于将光源的光束角收窄至40°～50°。

根据折射原理可知，凸透镜可以收缩大角度光线，收缩光斑范围。来自光源的90%的光线会入射到第一凸透镜4上，可以收窄光源的光束角至40°～50°左右。

为将灯具的光束角收窄至≤40°，所述的第二凸透镜5的直径与高度比值为3～21。第一凸透镜出射的光线90%入射到第二凸透镜上，通过第二凸透镜后，光束角达到设计需求，即≤40°。

并且，所述的第一凸透镜4和第二凸透镜5的直径比值优选为0.5～0.7。所述的光源3的发光面直径或线径与所述的第二凸透镜5的直径比值优选为≤0.2，光源3可以使用常用的cob光源，此时光源发光面为圆形；但光源3也适用于csp等中小功率光源整列而成的光源模组，此时光源发光面为多边形，以线径表示其尺寸。所述的第一间距优选为2.5～3.5mm；所述的第二间距优选为10～12mm。透镜可以采用pc材质制成。

例如，cob发光面直径6.3mm，第一凸透镜直径22mm，第一凸透镜距cob发光面3mm，第二凸透镜直径32mm，第二凸透镜距第一凸透镜11mm。

如图1～2所示，所述的第一凸透镜4和光源3之间设置第一支架6，所述的第一凸透镜4和第二凸透镜5之间设置第二支架7。为了吸收杂散光，所述的第一支架6和第二支架7的表面颜色优选为黑色，光斑效果更佳。

如图2所示，所述的光学系统包括光阑8，所述的光阑8设置于所述的第二凸透镜5。所述的光学系统包括光学辅助件9，所述的光学辅助件9设置于所述的第二凸透镜5的前方，所述的光学辅助件为柔光片、拉伸透镜或蜂窝板的一种或多种，以达到不同的光学效果。

将本实用新型的光学系统及灯具与tir透镜方案对比，副光斑范围明显收窄，（副光斑为峰值光强0%～10%范围内的视场角），同时光学效率可达到75%左右。其中，光斑对比效果如3a～3b所示。

采用了本实用新型的副光斑小的光学系统及相应灯具，能够实现光束角≤40°，并能够解决副光斑问题且能够保持较高的光学效率。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

技术特征：

1.一种副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的光学系统包括沿光源的出光方向依次设置的第一凸透镜和第二凸透镜，所述的第一凸透镜距光源第一间距设置，所述的第二凸透镜距所述的第一凸透镜第二间隔设置，所述的第一凸透镜的直径与高度比值为2～2.75，用于将光源的光束角收窄至40°～50°。

2.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的第二凸透镜的直径与高度比值为3～21，用于收窄灯具的光束角至≤40°。

3.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的第一凸透镜和第二凸透镜的直径比值为0.5～0.7。

4.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的光源的发光面直径或线径与所述的第二凸透镜的直径比值≤0.2。

5.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的第一凸透镜和光源之间设置第一支架，所述的第一凸透镜和第二凸透镜之间设置第二支架。

6.根据权利要求5所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的第一支架和第二支架均为黑色支架。

7.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的光学系统包括光阑，所述的光阑设置于所述的第二凸透镜。

8.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的光学系统包括光学辅助件，所述的光学辅助件设置于所述的第二凸透镜的前方，所述的光学辅助件为柔光片、拉伸透镜或蜂窝板的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的副光斑小的光学系统，其特征在于，所述的第一间距为2.5～3.5mm；所述的第二间距为10～12mm。

10.一种副光斑小的灯具，其特征在于，所述的灯具设置权利要求1至9中任一项所述的光学系统。

11.根据权利要求10所述的副光斑小的灯具，其特征在于，所述的灯具为射灯。

技术总结
本实用新型涉及一种副光斑小的光学系统，所述的光学系统包括沿光源的出光方向依次设置的第一凸透镜和第二凸透镜，所述的第一凸透镜距光源第一间距设置，所述的第二凸透镜距所述的第一凸透镜第二间隔设置，所述的第一凸透镜的直径与高度比值为2～2.75，用于将光源的光束角收窄至40°～50°。本实用新型还提供了相应的灯具。采用了本实用新型的副光斑小的光学系统及相应灯具，能够实现光束角≤40°，并能够解决副光斑问题且能够保持较高的光学效率。

技术研发人员：祝文雪
受保护的技术使用者：西蒙电气(中国)有限公司
技术研发日：2019.11.12
技术公布日：2020.10.13