一种将点光源转化为面光源的光纤织物及其编织方法与流程

1.本发明涉及光纤编织技术领域，尤其涉及一种将点光源转化为面光源的光纤织物及其编织方法。


背景技术：

2.光线在不同介质中（折射率不同）传播时，如果光线入射角大于临界角时会发生全反射现象，可以使光线沿单一方向传播，这是生产制作塑料光纤的原理；如果入射光线小于临界角，光线会发生折射和反射现象。
3.利用上述原理，将一定能量的点光源发射的光线，经光纤传导至光纤织物，通过调整光纤的折弯角度，使得光线在光纤内传播时入射光线小于临界角，产生折射和反射现象，折射光线自织物表面透射出形成发光面光源，但现有的光纤织物各个部分的光纤折弯角度相同，导致远离光源的部分发光强度较多，使得整个光纤织物的发光不均匀，在应用时效果不佳。
4.部分发光光纤织物是通过破坏光纤表层使得光线内部的光透射出光纤达到发光效果的，但被破坏的光纤织物使用寿命短，且同样存在发光不均匀的情况。
5.光纤织物是婴儿蓝光照射时光源的良好载体，为了保证婴儿照射蓝光的效果，要保证光纤织物发光均匀，若可以让光纤织物有较长的使用寿命以减少成本则更佳，基于此，申请人提出了一种将点光源转化为面光源的光纤织物及其编织方法来解决以上技术问题。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术中的不足，提供了一种将点光源转化为面光源的光纤织物及其编织方法，以解决上述技术问题。
7.本发明通过下述技术方案得以解决：一种将点光源转化为面光源的光纤织物，包括若干根光纤和单根高分子聚合纤维，所述高分子聚合纤维以不同间距形成阶梯状结构，所述光纤均匀排列且与所述高分子聚合纤维交织形成光纤织物，所述光纤至少一端集束固定在集束头内部，还包括点光源，所述点光源与所述集束头之间还设置有凸透镜，所述凸透镜将所述点光源的光转换成平行光线后垂直射入所述集束头的受光端面。
8.优选的，所述集束头为柱状。
9.优选的，所述受光端面垂直所述集束头中轴线。
10.优选的，所述集束头与所述光纤织物之间的光纤外侧设置有柔性保护套管。
11.优选的，所述高分子聚合纤维为高透明度的高分子聚合纤维。
12.优选的，所述光纤的直径范围为0.2~0.3mm。
13.优选的，所述高分子聚合纤维的直径不大于0.3mm。
14.优选的，所述光纤的集束数量为100~1000根。
15.优选的，所述光纤织物的宽度范围为10~2000mm。
16.优选的，所述光纤织物单向入光时，所述光纤织物的长度不超过50cm，所述光纤织物双向入光时，所述光纤织物的长度不超过100cm。
17.一种将点光源转化为面光源的光纤织物的编织方法，包括以下几个步骤：步骤a：将若干根光纤作为经纱安装在光纤编织装置上并均匀排列，将高透明度的高分子聚合纤维作为纬纱，启动装置，经纱被分成上下两层；步骤b：根据纬纱与入光端距离设定阶段并纬压力；步骤c：将纬纱穿过上下两层经纱；步骤d：光纤编织装置根据步骤b中设定的并纬压力对高分子聚合纤维施压使得光纤发生弯曲，随后上下两层经纱交错以互换位置；步骤e：重复步骤c~步骤d直至达到本阶段编织长度；步骤f：重复步骤b~步骤e直至达到本次编织所需长度；步骤g：关闭装置，将编织好的光纤织物取下，将光纤一端集束固定在集束头内部，将集束头、凸透镜、点光源顺次安装好进行测试，根据测试结果投入生产或修改各阶段并纬压力后继续测试。
18.优选的，步骤b中各个阶段并纬压力如表1所示。
19.优选的，步骤c中各个阶段光纤发生弯曲后的弯曲半径如表1所示。
20.优选的，步骤e中各个阶段编织长度均为30mm。
21.优选的，步骤g中点光源安装在凸透镜的焦点处，使得点光源的光线经凸透镜后转换成平行光线。
22.本发明的一种将点光源转化为面光源的光纤织物，所述高分子聚合纤维以不同间距形成阶梯状结构，所述光纤均匀排列且与所述高分子聚合纤维交织形成光纤织物，所述光纤至少一端集束固定在集束头内部，还包括点光源，所述点光源与所述集束头之间还设置有凸透镜，所述凸透镜将所述点光源的光转换成平行光线后垂直射入所述集束头的受光端面，所述受光端面垂直所述集束头中轴线。
23.表1. 光纤发光织物编织参数
本发明的有益效果在于：通过设定不同阶段的并纬压力，使得光纤产生不同半径的弯曲，光线在光纤内传播时产生折射，折射光线自织物表面透射出形成均匀的发光面，同时保证光纤的表面保护层不受损伤，达到无损发光目的，延长光纤的使用寿命。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
25.图1是本发明的整体结构示意图。
26.图2是本发明的立体结构示意图。
27.图3是本发明的光纤织物截面示意图。
28.图4是本发明的受光端面放大图。
29.图中：1、光纤，2、高分子聚合纤维，3、集束头，4、点光源，5、凸透镜，6、柔性保护套管，7、受光端面，8、入光端，9、光纤织物。
具体实施方式
30.以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施
例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。
31.实施例1：如图1至图4所示，本发明的一种将点光源转化为面光源的光纤织物，包括若干根光纤1和单根高分子聚合纤维2，所述光纤1的直径范围为0.2~0.3mm，所述高分子聚合纤维2的直径不大于0.3mm，所述高分子聚合纤维2为高透明度的高分子聚合纤维2，所述高分子聚合纤维2以不同间距形成阶梯状结构，所述光纤1均匀排列且与所述高分子聚合纤维2交织形成光纤织物9，所述光纤织物9的宽度范围为10~2000mm，所述光纤织物9单向入光时，所述光纤织物9的长度不超过50cm，所述光纤织物9双向入光时，所述光纤织物9的长度不超过100cm，所述光纤1至少一端集束固定在集束头3内部，所述光纤1的集束数量为100~1000根，所述集束头3为柱状，所述集束头3与所述光纤织物9之间的光纤1外侧设置有柔性保护套管6，还包括点光源4，所述点光源4与所述集束头3之间还设置有凸透镜5，所述凸透镜5将所述点光源4的光转换成平行光线后垂直射入所述集束头3的受光端面7，所述受光端面7垂直所述集束头3中轴线。
32.其中光纤集束数量是根据光源型号确定，100~1000根光纤集束对应的集束直径为3~12mm，目前的光源可以满足该直径范围，根据光损情况，在编织时，单向入光的光纤织物长度一般不超过50cm，双向入光的光纤织物一般不超过100cm，若超过该数值后，可能出现光纤织物发光均匀度不够或整体亮度不足的情况，实际编织时，根据光源强度、产品用途等进行各参数的选择。
33.一种将点光源转化为面光源的光纤织物的编织方法，包括以下几个步骤：步骤a：将若干根光纤1作为经纱安装在光纤编织装置上并均匀排列，将高透明度的高分子聚合纤维2作为纬纱，启动装置，经纱被分成上下两层；步骤b：根据纬纱与入光端8距离设定阶段并纬压力；步骤c：将纬纱穿过上下两层经纱；步骤d：光纤编织装置根据步骤b中设定的并纬压力对高分子聚合纤维2施压使得光纤1发生弯曲，随后上下两层经纱交错以互换位置；步骤e：重复步骤c~步骤d直至达到本阶段编织长度，编织长度为30mm；步骤f：重复步骤b~步骤e直至达到本次编织所需长度；步骤g：关闭装置，将编织好的光纤织物9取下，将光纤1一端集束固定在集束头3内部，将集束头3、凸透镜5、点光源4顺次安装好进行测试，点光源4安装在凸透镜5的焦点处，使得点光源4的光线经凸透镜5后转换成平行光线，根据测试结果投入生产或修改各阶段并纬压力后继续测试。
34.本实施例中的各阶段并纬压力及光纤1发生弯曲后的弯曲半径如表2所示。
35.表2. 实施例1光纤发光织物编织参数
阶段与入光端距离（mm）纬纱间距（mm）光纤弯曲半径（mm）发光强度（cd/
㎡
）并纬压力（n）10~309.819.5800.8231~608.514.7901.1361~907.511.51001.3491~1206.28.11201.55121~1505.66.61201.96151~1803.53.41352.27181~2103.13.11302.58211~2402.72.81182.8
9241~2702.32.41002.910271~3001.92.1803.5
实施例2：在实施例1的基础上，将各阶段并纬压力及光纤1发生弯曲后的弯曲半径调整为如表3所示。
36.表3. 实施例2光纤发光织物编织参数
阶段与入光端距离（mm）纬纱间距（mm）光纤弯曲半径（mm）发光强度（cd/
㎡
）并纬压力（n）10~309.919.7780.76231~608.614.9881.06361~907.611.7981.26491~1206.38.31181.465121~1505.76.81181.866151~1803.63.61332.167181~2103.23.21282.468211~2402.82.91162.769241~2702.42.5982.8610271~3002.02.2783.46
本实施例中，各阶段并纬压力较实施例1均有所减少，使得纬纱间距增大，从而导致光纤弯曲半径增大，整个光纤织物9的发光强度减弱。
37.实施例3：在实施例1的基础上，将各阶段并纬压力及光纤1发生弯曲后的弯曲半径调整为如表4所示。
38.表4. 实施例3光纤发光织物编织参数
阶段与入光端距离（mm）纬纱间距（mm）光纤弯曲半径（mm）发光强度（cd/
㎡
）并纬压力（n）10~309.719.3820.84231~608.414.5921.14361~907.411.31021.34491~1206.17.91221.545121~1505.56.41221.946151~1803.43.21372.247181~2103.03.01322.548211~2402.62.71202.849241~2702.22.31022.9410271~3001.82.0823.54
本实施例中，各阶段并纬压力较实施例1均有所增加，使得纬纱间距减小，从而导致光纤弯曲半径减小，整个光纤织物9的发光强度增强。
39.上述实施例为较优实施例，通过采用上述实施例中的各阶段并纬压力进行光纤织物的编织，可使得编织成的光纤织物透光更加均匀，亮度合适，稳定性更好。
40.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范
围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。