1.本发明涉及照明成像设备技术领域，具体而言，涉及一种成像变光系统和照明灯具。
背景技术：
2.随着科技的发展和进步，用户的生活质量逐渐提高，对照明设备的要求也逐渐增多，不仅仅是简单提供照明，也要求照明设备能够提供不同色温的照明，要求照明设备能够营造氛围，在某些场景下需要照明设备提供小角度大光强的照明。
3.由于led灯采用发光二极管作为光源，具有节能环保，使用寿命长等优点，在各种场景的应用越来越广泛，且led光源多为朗伯光源，在使用中会受到环境的影响导致光源发出的光线不能充分利用，为达到更好的光线利用效果，通常会使用透镜二次配光，使光线更有效的利用。但是采用透镜进行二次配光，其光束角固定，导致照明灯具应用场景单一且无法适应需要不同光束角的应用场景。
4.也就是说，现有技术中照明灯具存在应用场景单一的问题。
技术实现要素：
5.本发明的主要目的在于提供一种成像变光系统和照明灯具，以解决现有技术中照明灯具存在应用场景单一的问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种成像变光系统，包括：光源，光源用于发出光；匀光透镜，匀光透镜位于光源的一侧且用于接收光；截光结构，截光结构位于匀光透镜的出光侧，截光结构具有孔径可变的截光孔，截光孔的中心在成像变光系统的光轴上；成像系统，成像系统设置在截光结构远离匀光透镜的一侧，且成像系统与匀光透镜同轴。
7.进一步地，截光孔的面积连续可变。
8.进一步地，截光结构为板状结构，板状结构具有多个孔径不同的截光孔，多个截光孔的中心可切换地设置在成像变光系统的光轴上。
9.进一步地，匀光透镜的配光角度大于等于60
°
且小于等于65
°
。
10.进一步地，匀光透镜为全反射透镜，全反射透镜的内侧外周面为全反射面，且全反射面反射后的光线为交叉光线。
11.进一步地，全反射面为自由曲面。
12.进一步地，匀光透镜的一侧表面具有凹槽，光源的至少一部分位于凹槽内，且凹槽的底面为入光面，入光面为凸面，匀光透镜的远离凹槽的一侧表面为出光面，出光面上具有多个凸起微结构。
13.进一步地，凸起微结构呈向日葵阵列排布；和/或入光面的曲率半径与凹槽的槽口直径的比值大于等于2且小于等于4；和/或凹槽的最大深度与凹槽的槽口直径的比值大于等于0.8且小于等于1.2。
14.进一步地，截光结构位于成像系统的物面上；和/或截光结构与匀光透镜之间的距离大于等于15毫米且小于等于25毫米；和/或成像系统与截光结构之间的距离大于等于10毫米且小于等于20毫米。
15.进一步地，成像系统包括：第一透镜，第一透镜具有正光焦度；第二透镜，第二透镜具有负光焦度；第三透镜，第三透镜具有正光焦度；第四透镜，第四透镜具有负光焦度。
16.进一步地，成像系统还包括光阑，光阑设置在第二透镜与第三透镜之间。
17.进一步地，光阑到第二透镜和第三透镜的距离相同。
18.进一步地，第二透镜、第三透镜之间的距离与第三透镜、第四透镜之间的距离相等。
19.进一步地，第一透镜的物侧面为凸面；和/或第一透镜的像侧面为凸面；和/或第二透镜的物侧面为凹面；和/或第二透镜的像侧面为凸面；和/或第三透镜的物侧面为凸面；和/或第三透镜的像侧面为凸面；和/或第四透镜的物侧面为凹面；和/或第四透镜的像侧面为平面。
20.进一步地，第一透镜的物侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；和/或第一透镜的像侧面的曲率半径值大于等于75毫米且小于等于85毫米；和/或第二透镜的物侧面的曲率半径值大于等于75毫米且小于等于85毫米；和/或第二透镜的像侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；和/或第三透镜的物侧面的曲率半径值大于等于50毫米且小于等于60毫米；和/或第三透镜的像侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；和/或第四透镜的物侧面的曲率半径值大于等于95毫米且小于等于105毫米。
21.进一步地，第一透镜与第二透镜形成胶合透镜。
22.根据本发明的另一方面，提供了一种照明灯具，包括：上述的成像变光系统；壳体，成像变光系统设置在壳体内。
23.应用本发明的技术方案，成像变光系统包括光源、匀光透镜、截光结构和成像系统，光源用于发出光；匀光透镜位于光源的一侧且用于接收光；截光结构位于匀光透镜的出光侧，截光结构具有孔径可变的截光孔，截光孔的中心在成像变光系统的光轴上；成像系统设置在截光结构远离匀光透镜的一侧，且成像系统与匀光透镜同轴。
24.光源用于发出光，且光经过匀光透镜后光线重新分配，达到二次配光的目的，以使光线分布地更均匀，在截光结构的作用下能够控制光线进入到成像系统的最大入射角度，同时由于截光孔的孔径可变，通过控制截光孔的孔径以改变成像变光系统的光束角，可根据不同的应用场景来调节光束角的大小，能够适应需要不同光束角的应用场景。成像系统的设置使得成像变光系统能够清晰成像。
25.照明灯具包括上述及下述的成像变光系统和壳体，成像变光系统设置在壳体内。光源、匀光透镜、截光结构和成像系统间隔设置在壳体内，壳体对成像变光系统起到保护和支撑的作用，同时还可以遮挡外界的杂散光，保证成像变光系统清晰成像。
附图说明
26.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
27.图1示出了本发明的一个可选实施例的照明灯具的结构示意图；以及
28.图2示出了图1中照明灯具的一个角度的剖视图；
29.图3示出了图1中照明灯具的另一个角度的剖视图；
30.图4示出了图2中的成像变光系统的一个角度的视图；
31.图5示出了图2中的成像变光系统的另一个角度的视图；
32.图6示出了图4中截光结构的一个角度的整体结构示意图；
33.图7示出了图4中匀光透镜的一个角度的结构示意图；
34.图8示出了图4中匀光透镜的一个角度的剖视图；
35.图9示出了图1中成像系统中光路走势的示意图；
36.图10示出了实施例一中截光孔的孔径为12毫米时形成的光斑图；
37.图11示出了图10中的成像变光系统在截光孔的孔径为12毫米时的配光图；
38.图12示出了实施例一中截光孔的孔径为18毫米时形成的光斑图；
39.图13示出了图12中的成像变光系统在截光孔的孔径为18毫米时的配光图；
40.图14示出了实施例一中截光孔的孔径为25毫米时形成的光斑图；
41.图15示出了图14中的成像变光系统在截光孔的孔径为25毫米时的配光图；
42.图16示出了本发明的一个可选实施例的成像系统形成的点到点的锐利成像效果图；
43.图17示出了现有技术中成像系统形成的发散的成像效果图；
44.图18示出了本发明的实施例二中照明灯具的结构示意图；
45.图19示出了本发明的实施例二中成像变光系统的一个角度的视图；
46.图20示出了本发明的实施例二中成像变光系统的另一个角度的视图。
47.其中，上述附图包括以下附图标记：
48.10、光源；20、匀光透镜；21、全反射面；22、凹槽；23、入光面；24、出光面；25、凸起微结构；30、截光结构；31、截光孔；32、枢转连接柱；33、调节件；331、围孔段；332、调节段；40、成像系统；41、第一透镜；42、第二透镜；43、第三透镜；44、第四透镜；45、光阑；50、壳体；51、调节孔。
具体实施方式
49.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
50.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
51.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
52.为了解决现有技术中照明灯具存在应用场景单一的问题，本发明提供了一种成像变光系统和照明灯具。
53.如图1至图16所示，成像变光系统包括光源10、匀光透镜20、截光结构30和成像系
统40，光源10用于发出光；匀光透镜20位于光源10的一侧且用于接收光；截光结构30位于匀光透镜20的出光侧，截光结构30具有孔径可变的截光孔31，截光孔31的中心在成像变光系统的光轴上；成像系统40设置在截光结构30远离匀光透镜20的一侧，且成像系统40与匀光透镜20同轴。
54.光源10用于发出光，且光经过匀光透镜20后光线重新分配，达到二次配光的目的，以使光线分布地更均匀，在截光结构30的作用下能够控制光线进入到成像系统40的最大入射角度，同时由于截光孔31的孔径可变，通过控制截光孔31的孔径以改变成像变光系统的光束角，可根据不同的应用场景来调节光束角的大小，能够适应需要不同光束角的应用场景。成像系统40的设置使得成像变光系统能够清晰成像。
55.如图1至图3所示，照明灯具包括上述及下述的成像变光系统和壳体50，成像变光系统设置在壳体50内。光源10、匀光透镜20、截光结构30和成像系统40间隔设置在壳体50内，壳体50对成像变光系统起到保护和支撑的作用，同时还可以遮挡外界的杂散光，保证成像变光系统清晰成像。
56.在图2所示的具体实施例中，壳体50为筒状结构，光源10设置在筒状结构的筒底面，筒状结构的开口作为照明灯具的出光口。
57.实施例一
58.在图4、图5和图6所示的具体实施例中，截光结构30为板状结构，板状结构具有至少两个孔径不同的截光孔31，至少两个截光孔31的中心可切换地设置在成像变光系统的光轴上。通过将不同孔径的截光孔31在成像变光系统的光轴上切换，以使得匀光透镜20与成像系统40之间的截光孔的孔径改变，达到截光孔31的孔径可变的目的。
59.在图2所示的具体实施例中，截光结构30可转动地设置在壳体50上，且截光结构30的中心位于壳体的侧壁上，各个截光孔31的中心到截光结构30的中心的距离均相同。
60.在图2所示的具体实施例中，截光结构30上具有枢转连接柱32，枢转连接柱32可以与截光结构30枢转连接，枢转连接柱32也可以与壳体50枢转连接，此处不做具体限制。
61.如图4和图6所示，板状结构具有多个截光孔31，各截光孔31的孔径不同。截光结构30上所有的截光孔31的孔径均不相同，使得截光结构30能够提供多种不同的光束角。
62.在本实施例中，匀光透镜20的配光角度大于等于60
°
且小于等于65
°
。若匀光透镜20的配光角度小于60
°
时，光线趋于集中，经成像系统40传输后，接收面能量分布不均匀，容易造成中心过亮，边缘暗的情况。若配光角度大于65
°
时，容易导致很多光线无法通过截光孔31，导致整个成像变光系统效率下降，接收面上的整体亮度降低。将匀光透镜20的配光角度控制在60
°
至65
°
的范围内，有利于保证光线顺利通过截光孔31，同时接收面上能量均匀分布，使得接收面的亮度不会过低且均匀分布。
63.在本实施例中，匀光透镜20为全反射透镜，全反射透镜的内侧外周面为全反射面21，且全反射面21反射后的光线为交叉光线。在光源之后放置匀光透镜20，能够提高成像变光系统的效率，光路采用交叉光线设计，光源发出的15
°
至30
°
的光线在靠近光轴的方向射出，光源发出的30
°
至45
°
的光线在与光轴平行的方向射出，光源发出的45
°
至90
°
的光线向远离光轴的方向射出，有利于光线均匀分散。
64.需要说明的是，上述的光源发出的15
°
至30
°
是指光线与光轴之间的夹角在15
°
至30
°
的范围内。
65.可选地，光源10为cob光源(高功率集成面光源)。
66.可选地，匀光透镜20为tir(全反射)大角度匀光透镜。
67.具体的，全反射面21为自由曲面。将全反射面21设置为自由曲面，有利于对全反射面21的控制，以使得光线交叉射出。
68.如图8所示，匀光透镜20的一侧表面具有凹槽22，光源10的至少一部分位于凹槽22内，且凹槽22的底面为入光面23，入光面23为凸面，匀光透镜20的远离凹槽22的一侧表面为出光面24，出光面24上具有多个凸起微结构25。凹槽22的设置有利于容置光源10，光源10发出的光直接射向匀光透镜20的内部，减少了光能量的损失。入光面23为凸面，有利于对光线起到汇聚作用，以减小光线的入射角，有利于光线全部穿过截光孔31。同时在出光面24上设置多个凸起微结构25有利于光线充分混合，使得匀光透镜20射出的光线均匀分散。
69.在图7所示的具体实施例中，凸起微结构25呈向日葵阵列排布。凸起微结构25呈向日葵阵列排布，也就是说以出光面24的中心为起点，凸起微结构25均匀外周分布，以使得光轴的周向上对光线的作用相同，有利于光线均匀分散。
70.可选地，入光面23的曲率半径与凹槽22的槽口直径的比值大于等于2且小于等于4。入光面23的曲率半径与凹槽22的槽口直径的比值小于2就使得入光面23的曲率半径过小，不利于对光线进行汇聚。若入光面23的曲率半径于凹槽22的槽口直径的比值大于4就使得入光面23的曲率半径过大，对光线的汇聚程度过大，导致截光孔31对光线的影响较小。将入光面23的曲率半径于凹槽22的槽口直径的比值限制在合理的范围内，有利于入光面12对光线进行汇聚，同时改变截光孔31后，光束角跟随改变。
71.可选地，凹槽22的最大深度与凹槽22的槽口直径的比值大于等于0.8且小于等于1.2。这样设置有利于对光源发出的光到入光面23的距离控制在合理的范围内，在保证匀光透镜20的尺寸在合理范围内的同时使光源10到入光面23之间具有一定的距离，有利于光源10发出光均匀照射到入光面23以及全反射面21处，有利于光均匀分布。
72.需要说明的是，光源10发出的光一部分直接射入到入光面23中，一部分光经过凹槽22的槽侧壁射入到全反射面21处，有利于光均匀分散。
73.在本实施例中，截光结构30位于成像系统40的物面上。截光结构30上的截光孔31用于控制光斑的大小。将截光结构30设置在成像系统40的物面上，由于物像共轭，所以截光孔31的大小影响光斑的大小，大孔成大像，对应大角度光斑，也就是大的光束角，小孔成小像，对应小角度光斑，也就是小的光束角。
74.可选地，截光结构30与匀光透镜20之间的距离大于等于15毫米且小于等于25毫米。若截光结构30与匀光透镜20之间的距离小于15毫米，就使得匀光透镜20于截光结构30之间的距离较小，容易导致匀光透镜20的边缘大角度光线不易进入到截光孔31内，导致部分光线损失，容易造成接收面亮度较低。若截光结构30与匀光透镜20之间的距离大于25毫米就导致截光结构30与匀光透镜20之间的距离过大，导致整个成像变光系统的尺寸较大，不利于成像变光系统的小型化。将截光结构30与匀光透镜20之间的距离限制在15毫米至25毫米的范围，在保证大部分光线能顺利穿过截光孔31的同时有利于成像变光系统的小型化。
75.可选地，成像系统40与截光结构30之间的距离大于等于10毫米且小于等于20毫米。通过将成像系统40与截光结构30之间的距离限制在10毫米至20毫米的范围内，有利于
光线顺利进入到成像系统40的同时有利于成像变光系统的小型化。
76.如图2至图5所示，成像系统40包括第一透镜41、第二透镜42、第三透镜43和第四透镜44，第一透镜41具有正光焦度；第二透镜42具有负光焦度；第三透镜43具有正光焦度，第四透镜44具有负光焦度。截光孔31后方设置4片式的成像系统40，将截光孔31成像于无限远，从而实现光斑大小随截光孔31的大小变化。具有正光焦度的第一透镜41能够对光线起到汇聚作用，有利于大角度光线射入至成像系统40内，减少光能量的浪费。而搭配具有负光焦度的第二透镜42不仅能够对光线进行适当扩散，同时第一透镜41与第二透镜42具有相反的色散属性，二者搭配使用时色差相互补偿，达到消除色差的目的。将第四透镜44设置为负透镜，有利于增大整个成像变光系统的放大率。
77.优选地，第一透镜41与第二透镜42形成胶合透镜。将第一透镜41与第二透镜42胶合设置，减小了两个透镜之间的空气间隔，有利于成像变光系统的小型化，同时使各种像差得到充分矫正。
78.如图2至图5所示，成像系统40还包括光阑45，光阑45设置在第二透镜42与第三透镜43之间。光阑45的设置有利于消除杂散光，改善成像质量，使成像变光系统的光斑均匀过度，使成像变光系统达到照明级应用。
79.优选地，光阑45为孔径光阑。
80.可选地，光阑45到第二透镜42和第三透镜43的距离相同。这样设置有利于组装光阑45、第二透镜42和第三透镜43，减少组装过程中的干涉。
81.在一个可选实施例中，光阑45到第二透镜42的距离为5毫米，光阑45到第三透镜43的距离为5毫米。
82.可选地，第二透镜42、第三透镜43之间的距离与第三透镜43、第四透镜44之间的距离相等。这样设置有利于第二透镜42、第三透镜43、第四透镜44之间的组装，减少组装过程中的干涉。
83.在一个可选实施例中，第二透镜42到第三透镜43的距离为10毫米，第三透镜43与第四透镜44之间的距离为10毫米。
84.在图2所示的具体实施例中，第一透镜41的物侧面为凸面，第一透镜41的像侧面为凸面。第二透镜42的物侧面为凹面，第二透镜42的像侧面为凸面。第三透镜43的物侧面为凸面，第三透镜43的像侧面为凸面。第四透镜44的物侧面为凹面，第四透镜44的像侧面为平面。第一透镜41的物侧面设置为凸面，有利于对光线汇聚，有利于大角度光线射入成像系统40内。而对透镜的面型的合理设计，有利于光线平缓过渡，减少光线发生大角度偏折，减少杂散光的产生，有利于清晰成像，同时使得成像系统40具有较大的视场角。
85.具体的，第一透镜41的物侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；第一透镜41的像侧面的曲率半径值大于等于75毫米且小于等于85毫米；第二透镜42的物侧面的曲率半径值大于等于75毫米且小于等于85毫米；第二透镜42的像侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；第三透镜43的物侧面的曲率半径值大于等于50毫米且小于等于60毫米；第三透镜43的像侧面的曲率半径值大于等于55毫米且小于等于65毫米；第四透镜44的物侧面的曲率半径值大于等于95毫米且小于等于105毫米。将各个透镜的曲率半径值控制在合理的范围内，在保证成像系统40清晰成像的同时使得成像变光系统可以实现点到点的锐利成像。
86.具体的，第四透镜44的中心厚度大于等于12毫米且小于等于17毫米，优选为15毫米。
87.可选地，第一透镜41的材料为冕牌玻璃，第二透镜42的材料为火石玻璃，第三透镜为塑料。
88.在图6所示的具体实施例中，截光孔31为3个，且3个截光孔31的孔径分别为12毫米、18毫米和25毫米。
89.如图10和图11所示，选取孔径为12毫米的截光孔31时，1米处光斑的直径为370毫米，光束角为20
°
。
90.如图12和图13所示，选取孔径为18毫米的截光孔31时，1米处光斑的直径为560毫米，光束角为28
°
。
91.如图14和图15所示，选取孔径为25毫米的截光孔31时，1米处光斑的直径为800毫米，光束角为35
°
。
92.可选地，成像变光系统的有效焦距大于等于30毫米且小于等于35毫米。
93.实施例二
94.与实施例一的区别是，截光结构30的结构不同。
95.如图18至图20，截光孔31的面积连续可变。截光结构30仅具有一个截光孔31，且截光孔31的孔径可连续调节。例如截光孔31的孔径可从10毫米至30毫米连续变化。
96.在图19和图20所示的具体实施例中，截光结构30包括多个调节件33，多个调节件33活动设置在壳体50上，多个调节件33围成截光孔31，通过转动调节件的位置来调节截光孔31的面积。
97.在图19和图20所示的具体实施例中，调节件33为四个，两个调节件33为一组相对且间隔设置，第一组内的两个调节件33的排布方向与另外两个调节件33的排布方向垂直，以从不同的方向对截光孔31的面积进行调节。
98.如图19和图20所示，调节件33包括围孔段331和调节段332，围孔段331为半圆形结构，调节段332为长条状结构，调节段332由半圆形结构的弧面段伸出，而半圆形结构的直面段与另一个调节件33相对且间隔设置。壳体50具有多个调节孔51，调节段332穿设在调节孔51内。
99.显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
100.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
101.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
102.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。