一种侧发光塑料光纤耦合结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种侧发光塑料光纤耦合结构，包括一个以上的LED芯片、一个以上的聚光杯、一个以上的导光光纤单元和一根侧发光塑料光纤；一个LED芯片、一个聚光杯以及一个导光光纤单元对应组成一个发光单元；一个以上的发光单元对应一根侧发光塑料光纤；所述导光光纤单元包括导光光纤进光端面和导光光纤出光端面，所述侧发光塑料光纤包括侧发光塑料光纤进光端面和侧发光塑料光纤出光端面；所述聚光杯包括一个小口径和一个大口径，所述LED芯片出光面的光从聚光杯小口径处入射，被聚光后从大口径射出进入导光光纤单元进光端面，将所有导光光纤单元对应的导光光纤单元的出光端面作为一个出射端，与侧发光塑料光纤的进光端面相连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及装饰照明领域，特别是一种侧发光塑料光纤耦合结构。
技术介绍
侧发光塑料光纤在装饰照明中是一项新兴技术，用LED作为光源，光线进入侧发光塑料光纤中通过全内反射传输，侧发光塑料光纤纤芯有一定的内部结构，光线在传输过程中会散射出一部分光能，从而使LED点光源变成线光源以及面光源，相对于传统的LED装饰照明，其可以使光电相隔离，使用更安全。但是，由于LED光源具有较大的发散角，而侧发光塑料光纤的数值孔径较小，若采用专利200820203896和专利201410294632.3的方式，将会出现如下问题：第一，光能量不能有效利用，大约75％左右的光能量被浪费，第二，由于侧发光塑料光纤在传输过程中部分能量通过散射被损耗，导致侧发光塑料光纤前端亮，随着传输距离的增加而变暗，侧发光塑料光纤导光不均匀的现象。
技术实现思路
技术目的：本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种侧发光塑料光纤耦合结构。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种侧发光塑料光纤耦合结构，包括一个以上的LED芯片、一个以上的聚光杯、一个以上的导光光纤单元和一根侧发光塑料光纤；一个LED芯片、一个聚光杯以及一个导光光纤单元对应组成一个发光单元；一个以上的发光单元对应一根侧发光塑料光纤；所述导光光纤单元包括导光光纤进光端面和导光光纤出光端面，所述侧发光塑料光纤包括侧发光塑料光纤进光端面和侧发光塑料光纤出光端面；所述聚光杯包括一个小口径和一个大口径，所述LED芯片出光面的光从聚光杯小口径处入射，被聚光后从大口径射出进入导光光纤单元进光端面，将所有导光光纤单元对应的导光光纤单元的出光端面作为一个出射端，与侧发光塑料光纤的进光端面相连接；所述LED芯片尺寸与聚光杯小口径尺寸相适配，所述导光光纤单元进光端面的尺寸与聚光杯大口径相适配，所有导光光纤单元的出光端面的面积总和与侧发光塑料光纤进光端面相适配。本技术中，所述LED芯片包括R、G、B三种颜色的LED芯片，或者单一红色的LED芯片，或者单一绿色的LED芯片，或者单一蓝色的LED芯片。本技术中，所述聚光杯小口径为圆形。本技术中，所述聚光杯小口径为方形。本技术中，所述聚光杯为空心结构，聚光杯内表面镀有反射膜。本技术中，所述聚光杯的侧面是一复合型抛物面。本技术中，所述聚光杯为实心结构。本技术中，所述侧发光塑料光纤末端设有反射镜。本技术中，一个发光单元对应的一个导光光纤单元为一根导光光纤或者多根导光光纤组成的一束导光光纤。有益效果：本技术在侧发光塑料光纤的末端加入反射镜或者LED芯片、聚光杯和光纤的组合结构，有效增加侧发光塑料光纤的发光均匀度。本技术结构简单，具有较好的市场潜力。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是本技术的结构原理图；图2是本技术提供的一种小口径为圆形的空心聚光杯结构和原理图；图3是本技术提供的一种小口径为圆形的实心聚光杯结构和原理图；图4是本技术提供的一种小口径为方形的空心聚光杯结构和原理图；图5是本技术提供的一种小口径为方形的实心聚光杯结构和原理图；图6是本技术提供的一种导光光纤单元的结构和原理图；图7是本技术提供的一种导光光纤与侧发光塑料光纤的结构和原理图；图8是带有圆形小口径实心聚光杯的侧发光塑料光纤耦合结构示意图；图9是带有圆形小口径空心聚光杯的侧发光塑料光纤耦合结构示意图；图10是带有方形小口径实心聚光杯的侧发光塑料光纤耦合结构示意图；图11是带有两组耦合装置的侧发光塑料光纤耦合结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细说明。实施例1：如图1所示，本实施例包括LED芯片101、LED芯片的发光面102、聚光杯103、小口径104、大口径105、导光光纤106、导光光纤进光端面107、导光光纤包层108、导光光纤纤芯109、导光光纤出光端面110、侧发光塑料光纤进光端面111、侧发光塑料光纤出光端面112、侧发光塑料光纤包层113、侧发光塑料光纤纤芯114、侧发光塑料光纤115、聚光杯长度116、最大接受角117、LED芯片101、聚光杯103和导光光纤106依次相连，一个以上的导光光纤106包含在侧发光塑料光纤115内部，进一步的，光线从LED芯片101的发光面102出光，在聚光杯103的小口径104处进光，被聚光后进入导光光纤进光端面107，将所对应的导光光纤出光端面110的所有导光光纤106作为一个出射端，与侧发光塑料光纤115上的侧发光塑料光纤进光端面111相连接。一个LED芯片、一个聚光杯以及一个导光光纤对应组成一个发光单元，一个发光单元对应的一个导光光纤单元为一根导光光纤或者多根导光光纤组成的一束导光光纤，本实施例中导光光纤单元以一根导光光纤为例。本实施例中，大口径105选择圆形结构。聚光杯最大接受角117为θ，其大小与导光光纤的数值孔径相匹配，导光光纤的数值孔径NA大小可以通过公式(1)求得：NA=n12-n02---(1)]]>公式(1)中，n1表示导光光纤包层的折射率，n0表示导光光纤纤芯的折射率。因此，聚光杯最大接受角可以由公式(2)给出：NA＝sinθ(2)可以通过公式(3)和(4)得知聚光杯尺寸：(Dd)2=(1sinθ)2---(3)]]>L=d·(1+sinθ)2tanθ·sinθ---(4)]]>(3)式中，D为聚光杯大口径，d表示聚光杯小口径，其大小为芯片的外接圆。(4)式中，L表示聚光杯长度116。导光光纤纤芯应与聚光杯大口径尺寸相等。因此，从LED芯片发出的三种颜色的光用过聚光杯把数值孔径降为与导光光纤数值孔径相同后导入导光光纤进光端面并在导光光纤中导光。这样三条导光光纤分别传输RGB三种颜色的光并通过紧密贴合后导入侧发光塑料光纤，侧发光塑料光纤的数值孔径大小如公式(1)，是由侧发光塑料光纤纤芯的折射率与侧发光塑料光纤包层所决定，其大小与导光光纤的数值孔径相匹配，此时，侧发光塑料光纤将发光，其发出的色彩可根据改变3种LED芯片电流强弱而变化，达到多彩色传输。若不考虑聚光杯与导光光纤的材料吸收所导致的能量损耗，那么进入侧发光塑料光纤的能量值为LED芯片能量的总和。在侧发光塑料光纤传输过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧发光塑料光纤耦合结构，其特征在于，包括一个以上的LED芯片、一个以上的聚光杯、一个以上的导光光纤单元和一根侧发光塑料光纤；一个LED芯片、一个聚光杯以及一个导光光纤单元对应组成一个发光单元；一个以上的发光单元对应一根侧发光塑料光纤；所述导光光纤单元包括导光光纤进光端面和导光光纤出光端面，所述侧发光塑料光纤包括侧发光塑料光纤进光端面和侧发光塑料光纤出光端面；所述聚光杯包括一个小口径和一个大口径，所述LED芯片出光面的光从聚光杯小口径处入射，被聚光后从大口径射出进入导光光纤单元进光端面，将所有导光光纤单元对应的导光光纤单元的出光端面作为一个出射端，与侧发光塑料光纤的进光端面相连接；所述LED芯片尺寸与聚光杯小口径尺寸相适配，所述导光光纤单元的进光端面的尺寸与聚光杯大口径相适配，所有导光光纤单元的出光端面的面积总和与侧发光塑料光纤进光端面相适配。

【技术特征摘要】
1.一种侧发光塑料光纤耦合结构，其特征在于，包括一个以上的LED芯片、一个以
上的聚光杯、一个以上的导光光纤单元和一根侧发光塑料光纤；一个LED芯片、一个
聚光杯以及一个导光光纤单元对应组成一个发光单元；一个以上的发光单元对应一根
侧发光塑料光纤；所述导光光纤单元包括导光光纤进光端面和导光光纤出光端面，所
述侧发光塑料光纤包括侧发光塑料光纤进光端面和侧发光塑料光纤出光端面；所述聚
光杯包括一个小口径和一个大口径，所述LED芯片出光面的光从聚光杯小口径处入射，
被聚光后从大口径射出进入导光光纤单元进光端面，将所有导光光纤单元对应的导光
光纤单元的出光端面作为一个出射端，与侧发光塑料光纤的进光端面相连接；
所述LED芯片尺寸与聚光杯小口径尺寸相适配，所述导光光纤单元的进光端面的尺寸
与聚光杯大口径相适配，所有导光光纤单元的出光端面的面积总和与侧发光塑料光纤
进光端面相适配。
2.根据权利要求1所述的一种侧发光塑料光纤耦合结构，其特征在于，所述LED芯
片包括R、G、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，左惟涵，
申请(专利权)人：徐州旭海光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32