[實用新型]一種光纖照明用LED耦合裝置

有效

• 申請號: 201220334093.8
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN202927750U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 蘇成悅;付倩;周鎮
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: F21V13/02
• 分類號: F21V13/02;F21V7/08;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本實用新型涉及光纖照明應用領域，特別涉及一種光纖照明用LED耦合裝置。?

背景技術

光纖照明系統因其設計自由度高、使用安全可靠、壽命長和維護簡單等優點，成為照明技術的新寵。20世紀80年代低成本高性能聚合物光纖的成功開發，使得光纖照明逐漸普及，且由于其光電分離特性，廣泛應用于室內裝飾、水景、建筑和易燃易爆等特殊照明場所。LED因其壽命長、能耗低、響應時間短、體積小和耐抗擊等優點，被譽為21世紀綠色照明光源。將LED與光纖照明技術有機結合，充分發揮半導體照明和光纖照明的優勢，是當今光纖照明的發展趨勢。?

傳統光源金鹵燈等的耦合系統多采用橢圓反射器，LED光源發光特性不同，目前耦合系統多采用透鏡組。反射器的光效高達90%以上，有些特殊鍍膜的甚至可達95%以上，而常用的PMMA透鏡光效最高94%，多透鏡疊加后光效將下降到80%左右，甚至更低。反射器耦合系統的效率將高于透鏡組耦合系統。?

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種耦合光效高、設計加工簡單和體積小的基于橢圓反射器的光纖照明用LED耦合裝置。?

本實用新型的技術方案如下：?

一種光纖照明用LED耦合裝置，其包括光筒體，以及放置于光筒體內的橢圓反射器、LED光源和光纖固定端口；其特征在于所述LED光源放置于橢圓反射器的左焦點處，光纖固定端口位于橢圓反射器的右焦點處。

所述橢圓反射器內設有散熱片，所述LED光源安裝在散熱片兩側。?

所述的橢圓反射器的形狀由如下方法確定：結合放置在光纖固定端口的光纖的光纖數值孔徑角，采用逼近算法計算得不同偏心率橢圓反射器外形結構，運用切割移位法改進，光學建模仿真得到一組偏心率和光纖直徑匹配的耦合裝置結構參數。?

所述逼近算法是對于給定橢圓偏心率，任意選取橢圓長半軸，根據橢圓幾何結構關系和光纖數值孔徑角，計算得橢圓短半軸、切割高度和切割處截面半徑；當長半軸選取恰當，則切割處截面半徑等于結合反射器大小和系統散熱預先設定的反射器開口半徑，得橢圓反射器初步外形結構；?

所述切割移位法是將橢圓反射器切割為完全相同的兩個橢圓反射片，兩個橢圓反射片通過固定件固定在兩側安裝有LED光源的散熱片兩側，并繞與光軸垂直且過橢圓反射器切割所得兩個左焦點的兩個軸旋轉調整；

所述光學建模仿真是在光學仿真軟件中對單一直徑光纖建立不同偏心率橢圓反射器耦合裝置模型，比較耦合光效，得出偏心率和光纖直徑匹配的橢圓反射器。

所述的橢圓反射器為金屬材料，內表面電鍍有金屬薄膜形成反光面。?

所述的散熱片采用高導熱能力材料制備。?

本實用新型相對于現有技術具有如下優點和效果：本實用新型提供一種基于橢圓反射器的光纖照明用LED光源耦合裝置，采用逼近算法獲得橢圓初步結構參數，保證了光纖端面接受到的光線最大化且不大于光纖數值孔徑角，使光纖入射端面接受到的無法有效傳輸的光線照度最小化，以免損壞光纖端面。將兩顆LED燈珠安裝在散熱片兩側，類似金鹵燈的側發光，便于光線耦合。該橢圓反射器耦合裝置具有耦合光效高、設計加工簡單和體積小等優點，在諸如室內裝飾和礦燈等光纖照明場所具有良好的應用前景。?

附圖說明

圖1為橢圓反射器耦合裝置結構截面圖；?

圖2?為橢圓反射器耦合裝置內部結構立體圖；

圖3為橢圓反射器結構參數示意圖；

圖4為橢圓反射器豎直方向移動示意圖；

圖5為橢圓反射器旋轉移動示意圖；?

圖6為耦合光效和橢圓偏心率關系曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施作進一步的詳細描述?

如圖1和圖2所示，本實用新型光纖照明用LED光源耦合裝置，其包括光筒體1，以及放置于光筒體1內的橢圓反射器2、散熱片3、LED光源4、光纖固定端口5，還包括置于光纖固定端口5的光纖6。LED光源4放置于橢圓反射器2的左焦點處，光纖6的入射端面放置于橢圓反射器2的右焦點處。LED光源4安裝在散熱片3的兩側。

光纖6為直徑10mm、數值孔徑NA=0.5的大孔徑聚合物光纖，則光纖的數值孔徑角?。?

本實施方式中，所述反射器2通過如下步驟確定：?