[发明专利]光纤照明耦合系统

说明书

一种光纤照明耦合系统，包括LED芯片、耦合透镜、塑料光纤、PCB、LED芯片座和透镜座，LED芯片座安装在PCB上，在该LED芯片座底部开设有安装孔，LED芯片通过安装孔安装在PCB上，透镜座一端安装在LED芯片座内，在透镜座两端面之间开设有通孔，该通孔与安装孔的中心线重合，在通孔内靠近LED芯片处设置耦合透镜，塑料光纤从通孔内另一端插入。本发明采用高折射率光学玻璃材料其象差较小，采用近半球，物方数值孔径大，对光接收能力大，因此有较好的效率，同时有体积小，重量轻，用玻璃材料抵抗LED芯片热量对透镜及光纤的影响。

技术领域

本发明为LED照明领域，具体涉及光纤照明耦合系统。

背景技术

传统的LED照明有一个较大的缺点，其电源离灯很近，在要求防火防漏电场景其装置复杂、成本较高、维修也较麻烦，在用于文物照明、水下照明等要求防火防漏电的照明领域，采用传统的LED照明容易引发危险，随着LED冷光源的发展，其功率不断增长，已出现100流明及以上芯片，为实现光纤照明提供了条件，但是采用光纤照明需要对耦合聚光系统有很高的要求，避免损耗，提高耦合效率，耦合聚光系统的选择直接影响到光纤导光率及光照强度，光温度等参数，因此需要提供一种高利用率的一种塑料光纤照明耦合系统。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出光纤照明耦合系统，具体技术方案如下：一种光纤照明耦合系统，其特征在于：包括LED芯片(1)、耦合透镜(2)、塑料光纤(3)、PCB(4)、LED芯片座(5)和透镜座(6)，所述LED芯片座(5)安装在所述PCB(4)上，在该LED芯片座(5)底部开设有安装孔，所述LED芯片(1)通过所述安装孔安装在所述PCB(4)上，所述透镜座(6)一端安装在所述LED芯片座(5)内，在所述透镜座(6)两端面之间开设有通孔，该通孔与所述安装孔的中心线重合，在所述通孔内靠近所述LED芯片(1)处设置所述耦合透镜(2)，所述塑料光纤(3)从所述通孔内另一端插入，所述耦合透镜(2)为半球透镜，该耦合透镜(2)材料折射率n在1.55～1.85之间，该耦合透镜(2)的球面半径为1.02～1.41mm之间。

为更好的实现本发明，可进一步为：所述耦合透镜(2)为光学玻璃材质ZF13或SF11，所述耦合透镜(2)由第一平面和第二球面组成，该耦合透镜(2)的第二面球面半径R为1.159mm，透镜中心厚度H为1.055mm，该透镜通光孔径为外径为该透镜边缘厚度d为0.26mm，前焦距fl为0.1～0.2mm。

进一步地：所述塑料光纤(3)直径为1～3mm。

进一步地：所述塑料光纤(3)直径为1mm，1.5mm，2mm，2.5mm或者3mm。

进一步地：在所述耦合透镜(2)的平面和球面上分别镀有增透膜，镀膜面反射率小于0.5％。

进一步地：所述耦合透镜(2)涉及的波长为380nm～2000nm。

进一步地：所述LED芯片(1)的发光面为0.6～1.5mm X 0.6～1.5mm。

本发明的有益效果为：本发明采用高折射率光学玻璃材料其象差较小，采用近半球，物方数值孔径大，对光接收能力大，因此有较好的效率，同时有体积小，重量轻，用玻璃材料抵抗LED芯片热量对透镜及光纤的影响。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为LED光线耦合示意图；

图3为耦合透镜结构示意图；

图4为耦合透镜未镀膜时材料折射率与耦合效率的变化趋势；

图5为耦合镀膜后的耦合效率与材料折射率变化趋势；

图6为耦合镀膜后增加的耦合效率与材料折射率变化趋势；

图7为耦合透镜中心厚度H和第二面半径R与耦合效率的灰度差图。