[发明专利]一种用于光纤照明的准直耦合系统

说明书

本发明提供一种用于光纤照明领域的单透镜准直耦合系统，包括LED芯片、耦合透镜、光纤，所述LED芯片发出的光通过耦合透镜准直进入光纤，LED芯片、耦合透镜和光纤的中心轴处于同一轴线，LED芯片位于耦合透镜的前焦点；所述LED芯片的发光面呈中心对称且面积为0.36～2.25mm²，耦合透镜是呈中心轴对称的近半球体透镜，耦合透镜包括近光源面和远光源面，近光源面是曲率半径大于15mm的球面或非球面，远光源面是曲率半径为1～1.35mm之间的球面或非球面；所述透镜的前焦距离为0.1～0.3mm，所述透镜的中心厚度为0.7～1.2mm；所述透镜采用折射率在1.6～1.85之间的固体材料制成。本发明提供的耦合系统结构简单，体积小，重量轻以及生产成本低，同时还能保证较高耦合效率。

技术领域

本发明涉及光纤照明领域，具体地涉及一种用于光纤照明的准直耦合系统。

背景技术

随着LED冷光源的发展，其功率不断增长，已出现100流明及以上的LED芯片。传统的LED照明由于其电源离灯很近，在要求防火防漏电的场合，其灯源存在装置复杂、成本高且维修困难、使用寿命短等问题。

近年来兴起的光纤照明是采用光导纤维将经过耦合系统准直的光束传导至任意区域的一种高科技技术，可以实现光和电的分离。在防火防漏电的场合，如石油、化工、泳池等场合，可以将易产生热量和带电的光源放置在安全和易维修的地方，即可克服上述问题。

传统的光纤照明，以金卤素灯等为光源，耦合系统多采用反射器。目前，基于LED芯片功率的增长，以及其寿命长、响应时间短、能耗低、耐冲击等特性，越来越多的研究者将目光投向LED，采用LED作为光纤照明系统的光源。当采用LED作为光纤照明的光源时，市面上的光纤照明耦合系统主要采用透镜组。光束透过多个透镜，光耦合效率大大降低，同时透镜组作为耦合系统，导致耦合系统结构和装配工艺复杂，成本也大大增加。

发明内容

为解决透镜组耦合系统的耦合效率低下，耦合系统结构和装配工艺复杂的问题，本发明提供一种用于光纤照明领域的单透镜准直耦合系统，

本发明的技术方案为：

一种用于光纤照明的准直耦合系统，包括LED芯片、耦合透镜、光纤，所述LED芯片发出的光通过耦合透镜准直进入光纤，所述LED芯片、耦合透镜和光纤的中心轴处于同一轴线，所述LED芯片位于耦合透镜的前焦点；所述LED芯片在靠近耦合透镜一侧具有发光面，所述发光面呈中心对称且面积为0.36～2.25mm²，所述耦合透镜是呈中心轴对称的近半球体透镜，所述耦合透镜包括近光源面和远光源面，近光源面是曲率半径大于15mm的球面或非球面，远光源面是曲率半径为1～1.35mm之间的球面或非球面；所述耦合透镜的前焦距离为0.1～0.3mm，所述耦合透镜的中心厚度为0.7～1.2mm；所述耦合透镜采用折射率在1.6～1.85之间的固体材料制成。

本发明的进一步改进在于，所述光纤为直径为1.5～3mm光纤。

本发明的进一步改进在于，所述耦合透镜材料为折射率是1.6～1.85的玻璃。

本发明的进一步改进在于，所述耦合透镜的近光源面和远光源面镀有增透膜。

本发明的进一步改进在于，所述耦合透镜的近光源面为平面。

本发明的进一步改进在于，所述耦合透镜还包括边缘面，耦合透镜的边缘厚度为0.2～0.5mm。

本发明的进一步改进在于，所述发光面为0.6～1.5mm×0.6～1.5mm的正方形。

本发明的进一步改进在于，还包括密封套管，所述密封套管内部固定有耦合透镜，所述密封套管的一端固定有LED芯片，密封套管的另一端固定有光纤。

本发明的进一步改进在于，所述密封套管的内部涂有反光材料层。