一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法

1.本发明涉及光纤照明、光学系统设计领域，具体涉及一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法。


背景技术：

2.目前，光纤照明应用通常是采用多根光纤导光，实现照明、装饰等，对不同环境的照明或是不同场景的装饰设计主要是通过多根光纤输出头的设计来实现的，每根光纤输出头相当于一个像素点。对于复杂图案的设计有时需要用到数量庞大的光纤，这对于资源合理利用来说是一种浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，在一根粗径光纤中将包层去除的开孔设计，实现多点照明，配合开孔口的光学系统设计，实现复杂图案的装饰功能。
4.为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
5.一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，在单根粗径光纤中的若干处将包层去除，在包层去除的点处形成开口，折射率、入射角将不满足全反射条件，而出现部分反射、部分透射，其中透射的光束形成该点的照明光源，则在光纤路径上每一开口处相当于提供了一个点光源，从而形成多样化的照明方式。
6.在包层去除形成的开口处，设置不同的材料结构设计，使各开口的点光源的出射光照度、出射光方向、出射光谱有不同的设计。
7.进一步的，在包层去除形成的每个点光源处配合的安装有特殊设计的灯罩，得到图案复杂的装饰效果。
8.其中，开口处的材料结构设计为球面透镜型输出结构，能够扩展光线范围。
9.其中，开口处的材料结构设计为透射光栅输出结构，能够对光纤进行分光输出，同时改变传输方向。
10.其中，开口处的材料结构设计为滤光片输出结构，选择不同颜色光谱输出，能够得到不同颜色的照明。
11.其中，开口处的材料结构设计为多层膜系透光结构，能够扩展光谱输出选择范围。
12.作为优选的方案，在单根粗径光纤传输路径上，各开口形成的点光源处进行同一耦合输出结构设计或是依情况综合多种结构的多样性设计，能够得到单根光纤的多点照明或装饰效果。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明通过在粗径光纤中将包层去除的开孔设计，设置不同的材料结构设计，使各开口的点光源的出射光照度、出射光方向、出射光谱可以有不同的设计。同时，还可以在包层去除形成的每个点光源处配合的安装有特殊设计的灯罩，得到图案复杂的装饰效果。
本发明提供的技术方案可应用于各类大范围环境下的照明、装饰中，如水下照明、建筑装饰等。
附图说明
15.图1：在光纤路径的开口处形成点光源的设计图。
16.图2：耦合输出结构类型图。
17.图3：单光纤多样化照明结构图。
具体实施方式
18.以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
19.一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，在单根粗径光纤中的若干处将包层去除，在包层去除的点处形成开口，折射率、入射角将不满足全反射条件，而出现部分反射、部分透射，其中透射的光束形成该点的照明光源，则在光纤路径上每一开口处相当于提供了一个点光源，从而形成多样化的照明方式。
20.在包层去除形成的开口处，设置不同的材料结构设计，使各开口的点光源的出射光照度、出射光方向、出射光谱有不同的设计。
21.还可以在包层去除形成的每个点光源处配合的安装有特殊设计的灯罩，得到图案复杂的装饰效果。
22.本发明的原理为，光纤传光是利用特定纤芯和包层的设计实现光信号在纤芯内的全反射，从纤头几乎无损失地传输到纤尾，当光纤路径中某处出现破裂，则破坏了全反射条件，部分光将从此处漏出，形成漏光。若利用这种破裂进行主动的漏光设计，可在一根光纤上得到多点照明。
23.本发明在单根粗径光纤中某处将包层去除，则在该点处折射率、入射角将不满足全反射条件，故会出现部分反射、部分透射，其中透射的光束形成该点的照明光源，如图1所示。
24.满足
25.n0sinθ1＝n1sinθ226.n0sinθ3＝n1sin(90
°‑
θ2)
27.光纤路径上每一开口处相当于提供了一个点光源，若在每点配合特殊设计的灯罩，则可得到图案复杂的装饰效果，而无需用多根光纤的点光源共同设计，节约了光纤材料成本，简化了光纤布置设计。在单根粗径光纤中某处将包层去除，并在其上设置不同的材料结构设计，使每处照明点的出射光照度、出射光方向、出射光谱都有不同的设计。
28.图1中开口处的m是特殊结构的耦合输出设计，如图2所示，(a)为球面透镜型输出结构，可扩展光线范围，(b)为透射光栅输出结构，可对光纤进行分光输出，同时改变传输方向，(c)为滤光片输出结构，可选择不同颜色光谱输出，(d)为多层膜系透光结构，可扩展光谱输出选择范围。
29.在单根粗径光纤传输路径上，每一漏光孔处进行同一耦合输出结构设计，或是依
情况综合多种结构的多样性设计，可以得到单根光纤的多点照明或装饰效果，如图3所示。
30.该技术方案可应用于各类大范围环境下的照明、装饰中，如水下照明、建筑装饰等。
31.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。


技术特征：
1.一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：在单根粗径光纤中的若干处将包层去除，在包层去除的点处形成开口，折射率、入射角将不满足全反射条件，而出现部分反射、部分透射，其中透射的光束形成该点的照明光源，则在光纤路径上每一开口处相当于提供了一个点光源，从而形成多样化的照明方式。2.根据权利要求1所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：在包层去除形成的开口处，设置不同的材料结构设计，使各开口的点光源的出射光照度、出射光方向、出射光谱有不同的设计。3.根据权利要求1所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：在包层去除形成的每个点光源处配合的安装有特殊设计的灯罩，得到图案复杂的装饰效果。4.根据权利要求2所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：其中，开口处的材料结构设计为球面透镜型输出结构，能够扩展光线范围。5.根据权利要求2所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：其中，开口处的材料结构设计为透射光栅输出结构，能够对光纤进行分光输出，同时改变传输方向。6.根据权利要求2所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：其中，开口处的材料结构设计为滤光片输出结构，选择不同颜色光谱输出，能够得到不同颜色的照明。7.根据权利要求2所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：其中，开口处的材料结构设计为多层膜系透光结构，能够扩展光谱输出选择范围。8.根据权利要求1所述的通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，其特征在于：在单根粗径光纤传输路径上，各开口形成的点光源处进行同一耦合输出结构设计或是依情况综合多种结构的多样性设计，能够得到单根光纤的多点照明或装饰效果。

技术总结
本发明涉及一种通过光纤包层设计实现多样化照明的方法，在单根粗径光纤中的若干处将包层去除，在包层去除的点处形成开口，折射率、入射角将不满足全反射条件，而出现部分反射、部分透射，其中透射的光束形成该点的照明光源，则在光纤路径上每一开口处相当于提供了一个点光源，从而形成多样化的照明方式。通过本发明的方案，可使用单根光纤得到图案复杂的装饰效果。本发明提供的技术方案可应用于各类大范围环境下的照明、装饰中，如水下照明、建筑装饰等。饰等。饰等。


技术研发人员：张健 赵静 魏峘 覃翠 余辉龙 何睿清 姜男澜 吴利婷
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2021.07.19
技术公布日：2021/9/28