CN103557455A - 一种光纤背入透镜式照明灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤背入透镜式照明灯，该光纤背入透镜式照明灯包括：主光纤、光纤分路器、子光纤、光学系统和出光板，其中，所述子光纤通过所述光纤分路器与所述主光纤相连接，所述光学系统包括多个光学单元，所述光学单元中设置有光学透镜，所述子光纤伸入各自对应的光学单元中，所述出光板连接在所述光学系统的下方。本发明所述的光纤背入透镜式照明灯通过光学系统和出光板的配合使用，能够实现不同的照明需求，扩大了照明灯的应用范围。

Description

一种光纤背入透镜式照明灯

技术领域

本发明涉及一种光纤背入透镜式照明灯。

背景技术

目前的照明灯中，光源发出的光需要通过光纤导出后直接经出光面射出，照明效果较为单一，而且光纤导出的光是束光，光的照明范围比较窄，光线比较强，容易产生眩光，有的光源的出光面比较单调，和优雅的环境不协调。

发明内容

为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新照明灯。

本发明提供了一种光纤背入透镜式照明灯，包括：主光纤、光纤分路器、子光纤、光学系统和出光板，其中，所述子光纤通过所述光纤分路器与所述主光纤相连接，所述光学系统包括多个光学单元，所述光学单元中设置有光学透镜，所述子光纤伸入各自对应的光学单元中，所述出光板连接在所述光学系统的下方。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述光学透镜为至少一个凹透镜，所述凹透镜位于所述子光纤与所述出光板之间，以使得所述光纤发出的光经所述凹透镜到达所述出光板。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述光学透镜为凸透镜和凹透镜的组合，其中，所述凸透镜光轴和所述凹透镜的光轴为共轴，所述凸透镜位于所述凹透镜与所述子光纤之间，所述凹透镜位于所述凸透镜与所述出光板之间，并且其中，所述凹透镜与所述凸透镜之间的距离大于所述凸透镜的焦距。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述光学透镜为凹透镜的组合，所述凹透镜的光轴为共轴。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述光学透镜为塑胶透镜或玻璃透镜。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述主光纤和所述子光纤为多模光纤。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述出光板为光扩散板，所述光扩散板为亚克力板或PC板。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述出光板的轮廓为圆形或方形。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述光学系统外设置有壳体，所述壳体与所述出光板可拆卸连接。

可选地，根据本发明的光纤背入透镜式照明灯，所述可拆卸连接为螺纹连接或卡扣连接。

本发明所述的光纤背入透镜式照明灯通过光学系统和出光板的配合使用，能够实现不同的照明需求，扩大了照明灯的应用范围。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：

图1为本发明所述光纤背入透镜式照明灯的结构示意图；

图2为出光板的轮廓示意图；

图3为悬臂梁型的卡扣连接示意图；

图4为圆筒型的卡扣连接示意图；

图5为球型的卡扣连接示意图；

图6为壳体中的光学透镜全部为一个凹透镜的光学系统结构示意图；

图7为子光纤导出的光经过凹透镜的光路示意图；

图8为壳体中的光学透镜都为一个凸透镜和一个凹透镜组合的光学系统结构示意图；

图9为子光纤导出的光经过一个凸透镜和一个凹透镜的光学系统的光路示意图；；

图10为壳体中的光学透镜都为两个凹透镜组合的光学系统结构示意图；以及

图11为子光纤导出的光经过两个凹透镜组合的光学系统的光路示意图。

其中，附图中各标记的含义为：

主光纤100、光纤分路器200、子光纤300、壳体400、光学系统500、出光板600、凹透镜520、凸透镜510。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

图1示出了本发明所述光纤背入透镜式照明灯的结构示意图。如图1所示，所述光纤背入透镜式照明灯包括主光纤100、光纤分路器200、子光纤300、光学系统500和出光板600，其中，所述子光纤300通过所述光纤分路器200与所述主光纤100相连接，进入所述主光纤100的光线通过所述光纤分路器200分配到许多所述子光纤300中，所述光学系统500包括多个光学单元，所述子光纤300中的光线输送到对应的各自的光学单元中，然后从出光板透射出来。所述光学单元中还设置有光学透镜，用来对进入光学单元的光线进行调整或变换。所述出光板600连接在所述光学系统的下方，用来将光学系统中的光射出实现照明效果，同时为光学系统提供保护作用。

根据照明效果的需求，光学透镜可以选择不同的光学透镜类型，例如，需要较为柔和的照明效果时，可以选择使用诸如凹透镜520或者其他能够对光线进行扩散的透镜组件。此时，由所述子光纤300导出的束光经过位于壳体400中的光学透镜后进行扩束，扩束光经过所述出光板600后透射出来以达到照明的效果，防止了眩光，使得光线变得柔和。

在选择使用凹透镜520来对光线进行扩散时，所述凹透镜520的数目可以为根据照明需求选择使用一个或多个，凹透镜的数量越多，对光束的扩散效果越强，扩散的范围也就越大。所使用的凹透镜为可以为平凹透镜或双凹透镜，平凹透镜为一面凹一面平的透镜，双凹透镜为两面都是凹的透镜。除了凹透镜，本发明的另一个实施例中选择使用凹透镜520和凸透镜510的组合，通过合理布置两者的关系，实现对光线的扩散作用。

本发明所述光纤背入透镜式照明灯中，所述主光纤100和所述子光纤300为多模光纤。多模光纤的纤芯直径比较粗，可传输多种模式的光，入射光进入纤芯的角度多，向前传播的路径也多。从工作波长可将光纤分为紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤，照明的光都为可见光，所述照明灯使用的光纤为可观光纤。在折射率分布上光纤常见为阶跃型光纤、近阶跃型光纤、渐变型光纤。所述光纤的材料为石英玻璃，此光纤具有成本低、透光性好和便于加工的优点。

本发明所述光纤背入透镜式照明灯中，所述光学透镜为塑胶透镜或玻璃透镜。所述光学透镜按材料可以分为硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜和玻璃透镜。硅胶透镜耐温比较高，常直接用于封装LED发光器件，但是一般硅胶透镜体积较小，直径为3-10mm；PMMA透镜俗称亚克力透镜，为塑胶透镜，此透镜的生产效率高，透光率高；PC透镜为聚碳酸酯透镜，为塑胶透镜，此透镜的生产效率高，相较于PMMA透镜透光率低；玻璃透镜具有透光率高、耐高温等优点。

在需要较为柔和的照明需求时，所述出光板600可以选择使用对光线具有漫透射作用的光扩散板。光扩散板中加入有光干涉的扩散粒子，使得光线在通过基材时因折射率不同实现多次折射，从而把光线均匀的分散，反射，散射，调整光传播得方向，使得点光源变成面光源，因损失部分的光使得光线更加柔和没有眩光。可以选择使用亚克力板或PC板作为光扩散板。亚克力光扩散板是以聚甲基丙烯酸甲酯为基材，加入扩散剂而制成的；PC光扩散板是以聚碳酸酯为基材，加入扩散剂而制成的一种光学PC耐力板。

所述出光板600的轮廓可以设计成任何形状，例如圆形、方形、三角形、棱形等规则的几何形状或者如图2中所示的不规则形状。所述出光板的出光面可以为平面，也可以设计成具有高低起伏的非平面从而形成各种立体形状。例如，当所述照明灯置于优雅的环境中时，可将所述出光板的出光面设计成假山等具有艺术的三维立体形状。还可以在所述出光板的出光面上贴有滤光片，以根据需要透过不同颜色的光。

本发明所述照明灯中，进一步地包括壳体400，所述光学单元位于壳体400中。如图1中所示，所述壳体400包围在所述光学单元周围，其下端部与所述出光板600连接，对所述的光学单元形成保护。在所述壳体上设置有容纳所述子光纤300通过的孔，使得所述子光纤300能够经由壳体伸入光学单元中。所述壳体400优选为由不透明材料制成，从而可进一步防止进入光学单元内的光线因透射而损失。

本发明所述光纤背入透镜式照明灯中，所述壳体400与所述出光板600诸如螺纹连接或卡扣连接等可拆卸连接。螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。螺纹连接为将螺钉直接旋入所述透镜模组和所述出光板400的螺纹孔中，达到将所述透镜模组和所述出光板400紧密连接的效果。卡扣连接分为悬臂梁型的卡扣连接（如图3所示）、圆筒型的卡扣连接（如图4所示）和球型的卡扣连接（如图5所示）。当所述透镜模组和所述出光板400使用卡扣连接时，卡扣连接的方式可选为悬臂梁型的卡扣连接或圆筒型的卡扣连接。

根据本发明提出的光学系统组合方法可选因素较多，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。为了具体的描述本发明，选择以下实施例进行示例性说明。

实施例1

图6示出了壳体中的光学透镜为一个凹透镜的光学系统结构示意图。如图6中所示，壳体400中的光学透镜为凹透镜520，所述凹透镜520位于所述子光纤300与所述出光板600之间，子光纤300导出的平行光经过凹透镜520的扩散后经出光板600射出，本实施例中采用的出光板为光扩散板。图7示出了子光纤导出的光经过凹透镜的光路示意图。如图7所示，子光纤300导出的平行光经过壳体400中的凹透镜520，沿着凹透镜520的虚焦点扩散出去，使得光束得以扩散。扩散的光经过出光板600的进一步漫透射，使射出的光线变得柔和。

实施例2

图8示出了壳体中的光学透镜为一个凸透镜和一个凹透镜组合的光学系统结构示意图。如图8中所示，所述壳体400内安装有一个凸透镜510和一个凹透镜520，两者共轴。为了实现光的扩散，所述凸透镜510设置在所述子光纤300与所述凹透镜520之间，所述凹透镜520设置在所述凸透镜510与所述出光板600之间，且凹透镜520位于凸透镜510的焦点之外。图9示出了子光纤导出的光经过光学透镜系统的光路示意图。如图9所示，子光纤导出的平行光经过凸透镜510以后在其焦点处进行会聚，经过焦点继续传播就会变成发散光，该发散光经过位于凸透镜焦点之外的凹透镜后变的更加发散。所述凹透镜520或凸透镜510的相对位置是可以调节的，从而可以根据光的扩散范围来改变两者的间距，实现光线的不同扩散效果，调整照明效果。在所述出光板600上贴有滤光片，可以根据需要透过不同颜色的光线。

实施例3

图10示出了壳体中的光学透镜为两个凹透镜组合的光学系统结构示意图。如图10中所示，所述壳体400内安装有两个凹透镜520，两者共轴，且两个凹透镜520均位于所述子光纤300与所述出光板600之间。图11示出了子光纤导出的光经过光学透镜系统的光路示意图。如图11所示，子光纤300导出的平行光经过第一个凹透镜520后沿着凹透镜的虚焦点扩散出去，发散光经过第二个凹透镜520后扩散的范围更大。两个凹透镜之间的距离也是可以调节的，通过移动其中一个凹透镜或者同时移动两个凹透镜，改变两者之间的相对位置，可以改变光线的扩散范围。出光板上还可以贴有滤光片，根据需要透过不同颜色的光线。

根据本发明所述的光纤背入透镜式照明灯通过光学系统和出光板的配合使用，能够实现不同的照明需求，扩大了照明灯的应用范围。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种光纤背入透镜式照明灯，其特征在于包括：主光纤（100）、光纤分路器（200）、子光纤（300）、光学系统（500）和出光板（600）；其中，

所述子光纤（300）通过所述光纤分路器（200）与所述主光纤（100）相连接；

所述光学系统（500）包括多个光学单元，所述光学单元中设置有光学透镜；

所述子光纤（300）伸入各自对应的光学单元中；

所述出光板（600）连接在所述光学系统（500）的下方。

2.根据权利要求1所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述光学透镜为至少一个凹透镜（520），所述凹透镜（520）位于所述子光纤（300）与所述出光板（600）之间，以使得所述子光纤（300）发出的光经所述凹透镜（520）到达所述出光板（600）。

3.根据权利要求1所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述光学透镜为凸透镜（510）和凹透镜（520）的组合，其中，所述凸透镜（510）光轴和所述凹透镜（520）的光轴为共轴，所述凸透镜（510）位于所述凹透镜（520）与所述子光纤（300）之间，所述凹透镜（520）位于所述凸透镜（510）与所述出光板（600）之间，并且其中，所述凹透镜（520）与所述凸透镜（510）之间的距离大于所述凸透镜（510）的焦距。

4.根据权利要求2所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述光学透镜为凹透镜（520）的组合，所述凹透镜（520）的光轴为共轴。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的照明灯，其特征在于：所述光学透镜为塑胶透镜或玻璃透镜。

6.根据权利要求1所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述主光纤（100）和所述子光纤（300）为多模光纤。

7.根据权利要求1所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述出光板（600）为光扩散板，所述光扩散板为亚克力板或PC板。

8.根据权利要求7所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述出光板（600）的轮廓为圆形或方形。

9.根据权利要求1所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述光学系统（500）外设置有壳体（400），所述壳体（400）与所述出光板（600）可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的光纤背入透镜式照明灯，其特征在于：所述可拆卸连接为螺纹连接或卡扣连接。

Images