[实用新型]一种光学系统和灯具

说明书

本实用新型提供一种光学系统和灯具。灯具中光学系统包括：光源，所述光源为点光源；准直光学元件；第二菲涅尔透镜，所述第二菲涅尔透镜为柱形拉伸菲涅尔透镜，其入光面或出光面为连续排布的柱面阵列；第三菲涅尔透镜，所述第三菲涅尔透镜为分光菲涅尔透镜，其入光面或出光面为连续排布的正三棱柱阵列，所述正三棱柱的轴线和所述第二菲涅尔透镜的柱面轴线相互垂直；所述光源发出的光依次经过准直光学元件、第二菲涅尔透镜及第三菲涅尔透镜后出射形成彩虹光斑。该光学系统，通过准直透镜和拉伸透镜的组合可以由点光源形成弧形的光斑，再结合分光透镜形成的彩虹光斑出光效果好。同时采用多层菲涅尔透镜，使得整个光学系统更为轻薄、小巧。

技术领域

本实用新型涉及一种光学系统，特别是一种用于灯具可以形成彩色照明效果的光学系统,以及相关灯具。

背景技术

随着人们生活质量的提高，对照明效果的欣赏水平也逐渐提高，在装饰灯领域往往需要一些彩色发光效果作为装饰和其他应用场合时使用。如桥梁、建筑外墙、幕墙等场景。彩虹，是气象中的一种光学现象，当太阳光照射到半空中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱(从外至内)：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。由于彩虹的美和它是个难得出现的自然现像，人们一直认为彩虹是一个美丽美好幸福的象征，因此可以形成彩虹光斑效果的照明灯具也深受大众的喜爱。

现在市场上的彩虹灯一般是通过RGBW多色光源拼接或者投影产生，其控制以及结构系统繁琐复杂，成本较高。也有采用白光光源结合普通三棱镜形成彩虹光斑的，但是其采用的是块状三棱锥，只能对光束进行分光无法形成弯曲细长的彩虹形式，且考虑到和光源的距离，以及条形光源本身的体积，造成灯具整体体积较大，从而无法适用于各种照明场景。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了至少解决上述问题之一，提供一种可形成彩虹光斑的小型化的光学系统，以及具有该光学系统的照明灯具。

本实用新型为实现上述功能，所采用的技术方案是提供一种光学系统，其特征在于，包括：

光源，所述光源为点光源；

准直光学元件；

第二菲涅尔透镜，所述第二菲涅尔透镜为柱形拉伸菲涅尔透镜，其入光面或出光面为连续排布的柱面阵列；

第三菲涅尔透镜，所述第三菲涅尔透镜为分光菲涅尔透镜，其入光面或出光面为连续排布的正三棱柱阵列，所述正三棱柱的轴线和所述第二菲涅尔透镜的柱面轴线相互垂直；

所述光源发出的光依次经过准直光学元件、第二菲涅尔透镜及第三菲涅尔透镜后出射形成彩虹光斑。

进一步地，所述准直光学元件为第一菲涅尔透镜。

进一步地，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜平行设置。

进一步地，所述第二菲涅尔透镜的柱面为圆柱面,其圆弧的圆心位于靠近所述光源一侧。

进一步地，所述阵列排布的正三棱柱设置在所述第三菲涅尔透镜的入光面，所述第二菲涅尔透镜和所述光源光轴垂直，所述第三菲涅尔透镜相对于第二菲涅尔透镜倾斜设置，倾斜角度为15～25°。

进一步地，所述倾斜角度为20°。

进一步地，所述第三菲涅尔透镜为厚度渐变的楔形板。

进一步地，所述第三菲涅尔透镜的厚度由靠近光源一侧向远离光源一侧逐渐增厚，厚度变化的角度0°≤α≤3°,随着角度的增大,彩虹光斑变短变粗。

进一步地，所述第三菲涅尔透镜的厚度由远离光源一侧向靠近光源一侧逐渐增厚，厚度变化的角度0°≤β≤8°,随着角度的增大,彩虹光斑变长变细。