CN103091790B - Led光源光纤连接器 - Google Patents

Abstract

一种LED光源光纤连接器，包括光源，该光源由R、G、B三色LED组成，安装于散热型底板上，并且在该光源周围设有一反光碗，而反光碗的一端设有一自会聚准直聚焦透镜组，该光源发出的光线经反光碗将光线汇聚后由自会聚准直聚焦透镜组将光线能量聚焦于设于自会聚准直聚焦透镜组前的光纤插芯中心的多模光纤上，并通过此多模光纤将光线传输出去，通过上述设置可以提高该LED光源光纤连接器光能的传输效率，同时结构简单紧凑并易于安装与拆卸，完全可适用于彩色图像显示的高亮光源及普通照明光源。

Description

LED光源光纤连接器

技术领域

本发明有关一种采用多模光纤混色产生LED白光光源的LED光纤连接器，特别是指应用于图像显示领域和照明领域，传输大功率的可见光光能的LED光源光纤连接器。

背景技术

在绿色能源时代，随着LED技术的发展，由于LED具有发光效率较高、体积小、寿命长、彩色色域相对冷阴极灯管更宽、相对激光二极管成本低等优势，所以在图像显示技术中越来越多的采用LED作为光源。

在图像显示光源中，白光通常是采用单支蓝色LED加荧光粉产生，其色域宽的优势难以体现。采用R、G、B三色LED的色域相对来说更宽，同时采用光纤来混光并传导大功率光能更利于保证色度均匀，并且色调与色域也易于控制。另外，利用光纤结构还可以灵活设计其在显示系统中的结构与位置。

此前也有通过光纤将大功率的单只LED二极管发光能量传输的LED光源光纤连接器，但LED光源光纤连接器的损耗较大，并且结构也较为复杂，不利于组装和拆卸，因此LED和光纤耦合的优势难以充分体现出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用R、G、B三色LED二极管光源、结构简单紧凑、内部光路精确耦合、传输效率高、安装与拆卸简单方便的LED光源光纤连接器。

为实现上述目的，实施本发明的LED光源光纤连接器包括一光源，该光源由R、G、B三色LED组成，该LED安装于一底板上，并且在该光源周围设有一反光碗，而反光碗的一端设有一自会聚准直聚焦透镜组，该光源发出的光线经反光碗将光线汇聚后由自会聚准直聚焦透镜组将光线能量聚焦于设于自会聚准直聚焦透镜组前的陶瓷插芯中心的多模光纤上，并通过此多模光纤将光线传输出去，其中该LED光源光纤连接器还设有前套筒，该前套筒安装在底板上，并且该前套筒内设有一收容空间，光源、反光碗及自会聚准直聚焦透镜组均收容于该前套筒内，该LED光源光纤连接器的另一端还设有一后套筒，该后套筒内容设有一光纤夹紧环，光纤插芯的一端收容于该光纤夹紧环内，前套筒由固定螺丝固定在底板上，并且后套筒上设有扣环，前套筒和后套筒通过此扣环扣紧。

依据上述主要特征，该前套筒内还设有一光纤定位环，该光纤定位环中间设有一通孔，光纤插芯固定于该通孔中。

依据上述主要特征，该自会聚准直聚焦透镜组背离光源的顶端呈圆锥形，而光纤插芯相对的一端设有一锥形缺口，以将自会聚准直聚焦透镜组的前端容设在该锥形缺口中。

依据上述主要特征，自会聚准直聚焦透镜组的光能输入端镀有高效增透膜，自会聚准直聚焦透镜组的其它面镀有全反射膜。

依据上述主要特征，自会聚准直聚焦透镜组的背离光源的一端的锥形面一端形成一输出顶部，该输出顶部设有一个直径小于光纤直径的平面。

依据上述主要特征，光纤插芯嵌入光纤夹紧环中而成为一整体，光纤夹紧环由弹性材料制成，并且光纤夹紧环中设有紧固楔，光纤装入光纤夹紧环后由紧固楔压紧。

依据上述主要特征，R、G、B三基色LED发光二极管精确焊接在具有散热功能的底板上，高速脉冲控制电路通过底板上的引线控制LED发光二极管。

依据上述主要特征，散热型底板在设置发光二极管表面的另外一表面设有散热片

与现有技术相比较，本发明通过设置反光碗、自会聚准直聚焦透镜组和光纤插芯，可以精确聚焦可见光波段的光线，从而可以提高该LED光源光纤连接器光能的聚焦效率，同时结构简单紧凑并易于安装与拆卸，完全可适用于彩色图像显示的高亮光源及普通照明光源。

附图说明

图1为实施本发明的LED光源光纤连接器的剖视示意图。

图2为图1的圈中所示的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体实施方式进行说明。

请参阅图1所示，为实施本发明的LED光源光纤连接器的剖视示意图，该LED光源光纤连接器包括：光源101、底板112、反光碗104、自会聚准直聚焦透镜组105、光纤插芯108、多模光纤110、光纤定心环103、光纤夹紧环102、前套筒106、后套筒107、固定螺丝113及散热片111。

在具体实施时，该光源101可为3只LED发光二极管或多只发光二极管，并且LED发光二极管包括R、G、B三基色LED发光二极管，并且该LED发光二极管安装于底板112上，并且在该LED发光二极管组周围设有一反光碗104，而反光碗104的一端设有一自会聚准直聚焦透镜组105，该LED发光二极管发出的光线经反光碗104将光线汇聚后由自会聚准直聚焦透镜组105将RGB三色光线能量聚焦于设于自会聚准直聚焦透镜组105前端的光纤插芯108中心的多模光纤110上，并通过此多模光纤110将光线传输出去。

同时，该LED光源光纤连接器还设有前套筒106，该前套筒106安装在底板112上，并且该前套筒106内设有一收容空间(未标号)，光源101、反光碗104及自会聚准直聚焦透镜组105均收容于该前套筒106的此收容空间内。另外，该前套筒106内还设有一光纤定位环103，该光纤定位环103中间设有一通孔(未标号)，光纤插芯108固定于该通孔中。

如图2所示，该自会聚准直聚焦透镜组105背离LED发光二极管的顶端呈圆锥形，而光纤插芯108相对的一端(即输入部分)设有一锥形缺口(未标号)，以将自会聚准直聚焦透镜组105的前端容设在该锥形缺口中，并且自会聚准直聚焦透镜组105的输出锥形部分和光纤插芯108的输入部分的锥形缺口具有同样的曲率，如此使二者紧密吻合，使光能传输过程损失最小。再者，自会聚准直聚焦透镜组105的锥形面具有特殊曲率使光功率能够聚焦输出顶部，并且输出顶部有一个直径小于光纤直径的平面，如此使输出光功率聚焦于锥尖的小平面上。

该LED光源光纤连接器的另一端还设有一后套筒107，该后套筒107内容设有一光纤夹紧环102，光纤插芯108的一端收容于该光纤夹紧环102内。

该R、G、B三色光线在多模光纤110中混合成白光，同时可以通过设于该LED光源光纤连接器外围的高速脉冲控制电路(未图示)调节R、G、B三基色LED发光二极管的亮度比例，从而可以调节输出高亮光源的色温、色域、色调等参数。

该多模光纤通过光纤夹紧环102固定，并且光纤插芯108固定在光纤夹紧环102上，并由光纤定心环102定位，如此R、G、B三基色LED发射的光能经反光碗104的准直汇聚再经自会聚准直聚焦透镜组105而将光能精确送入多模光纤110中，只要精度能够保证，则完全可以保证具有较高的光能传输效率，同时此种固定结构简单紧凑，不受LED光源光纤连接器安装与拆卸的影响。

为提高光能的传输效率，该自会聚准直聚焦透镜组105的光能输入端镀有高效增透膜，自会聚准直聚焦透镜组105的其它面镀有全反射膜，如此使可见光波长范围内的光能不会外泄，以提高光能的传输效率。

光纤插芯108嵌入光纤夹紧环102中并成一体，光纤夹紧环102由弹性材料制成，多模光纤110装入光纤夹紧环102并由设于光纤夹紧环102的紧固楔1020压紧后不会在外力拉动下产生轴向移动。前套筒106由螺钉113固定在底板112上，前套筒106和后套筒107之间由设于前套筒106上第第一扣环1060及设于后套筒107上的第二扣环1070相扣合，光纤定心环103由精加工材料制成，可精确定位光纤插芯108。前套筒106与后套筒107扣紧后对由弹性材料制成的光纤夹紧环102有横向挤紧作用，使多模光纤110不会产生轴向移动。

另外，R、G、B三基色LED发光二极管精确焊接在具有散热功能的底板112上，高速脉冲控制电路(未图示)通过底板112上的引线(未图示)控制LED发光二极管，并且散热型底板112在安装LED发光二极管的背面设有散热片111，如此保证LED发光二极管工作时产生的热量及时散发出去。

由上述的说明可以看出，实施本发明的LED光源光纤连接器光能的聚焦效率由反光碗、自会聚准直聚焦透镜组和光纤插芯的联接机械尺寸决定，安装与拆卸简单可靠、结构简单紧凑，完全可适用于彩色图像显示的高亮光源及普通照明光源。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED光源光纤连接器，包括一光源，该光源由R、G、B三色LED组成，该光源安装于一散热型底板上，并且在该光源周围设有一反光碗，而反光碗的一端设有一自会聚准直聚焦透镜组，该光源发出的光线经反光碗将光线汇聚后由自会聚准直聚焦透镜组将光线能量聚焦于设于自会聚准直聚焦透镜组前的光纤插芯中心的多模光纤上，并通过此多模光纤将光线传输出去，其中该LED光源光纤连接器还设有前套筒，该前套筒安装在底板上，并且该前套筒内设有一收容空间，光源、反光碗及自会聚准直聚焦透镜组均收容于该前套筒内，并且该LED光源光纤连接器的另一端还设有一后套筒，该后套筒内容设有一光纤夹紧环，光纤插芯的一端收容于该光纤夹紧环内，该前套筒由固定螺丝固定在底板上，并且后套筒上设有扣环，前套筒和后套筒通过此扣环扣紧。

2.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：该前套筒内还设有一光纤定位环，该光纤定位环中间设有一通孔，光纤插芯固定于该通孔中。

3.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：该自会聚准直聚焦透镜组背离光源的顶端呈圆锥形，而光纤插芯相对的一端设有一锥形缺口，以将自会聚准直聚焦透镜组的前端容设在该锥形缺口中。

4.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：自会聚准直聚焦透镜组的光能输入端镀有高效增透膜，自会聚准直聚焦透镜组的其它面镀有全反射膜。

5.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：自会聚准直聚焦透镜组的背离光源的一端的锥形面一端形成一输出顶部，该输出顶部设有一个直径小于光纤直径的平面。

6.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：光纤插芯嵌入光纤夹紧环中而成为一整体，光纤夹紧环由弹性材料制成，并且光纤夹紧环中设有紧固楔，光纤装入光纤夹紧环后由紧固楔压紧。

7.如权利要求1所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：R、G、B三基色LED发光二极管焊接在底板上，高速脉冲控制电路通过底板上的覆铜引线控制LED发光二极管。

8.如权利要求7所述的LED光源光纤连接器，其特征在于：底板本身为散热型底板，并在设置发光二极管表面的另外一表面设有散热片。