专利名称：一种光纤-led同轴连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤与LED连接器，特别是一种自准直式的光纤-LED同轴连接器，适用于 采用LED与光纤配合使用的各种灯具。
背景技术：
随着LED行业的发展，由于LED具有发光效率高，体积小，发光方向性好、寿命长等优点 ，而这些恰恰弥补了传统的白炽灯能源利用率低，体积过大的缺点。传统的白炽灯逐渐退出 市场，LED逐渐得到广泛应用。
上个世纪70年代，光纤产业的兴起为人们提供了一种新的传导光能和信息的方式。光纤 具有体积小，重量轻，传输效率高，损耗小易于铺设等优点，逐渐取代了昂贵的金属材料成 为主要的通信材料。目前随着能源危机与资源的到来，LED与光纤的结合以求达到能量的高 效传输的系统已经在某些领域有些应用。
然而目前的这些应用由于光纤和LED的连接或者过于简单，LED发出的光大部分都浪费了 ，耦合效率不高，或者结构过于复杂，不方便组装和拆卸，所以这些应用并没有体现LED与 光纤耦合的巨大优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、耦合效率高、安装和拆卸方便、安全性 能好、易于扩展移植应用的光纤-LED同轴联接器。
本发明的技术解决方案是 一种光纤-LED同轴连接器，其特征在于，前端外套筒和后端 外套筒相互配合衔接构成腔体，LED底座置于前端外套筒内，LED底座与光纤端部之间安装聚 光透镜，光纤固定器安装在于该腔体内，用于固定LED底座、聚光透镜和光纤。
其中，所述光纤固定器包括定心环和夹紧环，定心环将所述LED底座、聚光透镜、光纤 端部固定，夹紧环固定所述腔体内除该光纤端部外的其余光纤段。
其中，所述前端外套筒与后端外套筒通过螺纹连接，两者之间通过螺纹旋紧和松开实现 对光纤的夹紧与松开。其中，所述LED底座包括LED芯片、反光碗、芯片引线和电极引线，LED芯片置于反光碗 焦点位置，以尽可能收集LED芯片侧面发光和对光线准直平行射出，所述电极引线穿过LED底 座上的过孔，与所述LED芯片的芯片引线连接。其中，所述LED底座还包括散热体，所述LED芯片和反光碗置于散热体中心位置上。其中，所述聚光透镜由定心环的内部凸起结构即限位环来限定，聚光透镜距光纤端面的 距离由限位环的长度来控制，可采用胶将其固定在定心环内。其中，所述散热体采用导热性能高的材料制成。其中，所述LED芯片表面可封装有一薄层保护胶体，以保护芯片不受损坏。其中，所述定心环用可精确加工的金属或合金材料制成，通过它和LED底座的精确配合 ，保证光纤与LED芯片的同轴对准，提高耦合效率。其中，所述夹紧环用弹性材料加工，利用前后端外套筒的旋紧对橡胶产生轴向的压縮和 横向的膨胀，从而在横向对光纤有加紧作用，并保证光纤不产生发生轴向的移动。本发明的有益效果如下述光纤和LED同轴度高本发明采用三种方法保证同轴对准。首先，LED底座和定心环的精确配合，保证了光纤 轴心和LED中心在同一直线上，即横向对准。其次，夹紧环为弹性材质，它具有一定长度， 利用其固有的减震和缓冲作用防止外界应力对光纤同轴的不良作用。再者，装配时，旋紧两 套筒相当于在轴向压縮橡胶，橡胶便在横向上对光纤有夹紧作用，从而防止光纤的轴向移动 ，即轴向对准。这样也有利于将LED发出的光线耦合到光纤里去，提高耦合效率。耦合效率高本发明采用反光碗收集LED芯片向各个方向发射的光并对光线进行准直平行射出，之后 利用聚光透镜将平行入射光聚焦进光纤，这样便可达到很高的耦合效率。 安装和拆卸简单方便本发明采用直插式的装配方法，光纤顺序插入后端外套筒、夹紧环、定心环，再在定心 环的穿孔处放置聚光透镜，此即完成后端部件连接；LED芯片、反光碗、散热体整体封装成 LED底座，再安装在前端外套筒内；然后前端外套筒与后端外套筒通过螺纹连接固定，此即 完成安装。拆卸与安装顺序相反。减小光纤-LED连接器的体积本发明可直接采用LED芯片进行光纤耦合，而不使用公知普通大功率LED较大的塑料透镜 封装结构。普通大功率LED (带封装透镜)发光面直径约为10mm，导致后续耦合透镜太大，而本发明LED芯片发光面减小到lmn^lmm左右，需要的耦合(聚光)透镜较小，这样便使连 接器的大小大为减小。 制造和加工简单本发明连接部分采用的部件如夹紧环、定心环均采用简单孔轴构件，前端外套筒、后端 外套筒的螺纹配合，加工都比较简单。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步具体说明(图l为本发明的结构剖视图。图2为本发明的主要结构装配图。图3为本发明的LED底座结构示意图。主要元件说明12、 LED底座 122、反光碗 124、芯片引线13、 后端外套筒15、 定心环16、 光纤11、前端外套筒 121、 LED芯片 123、散热体 125、电极引线 14、夹紧环 151、限位环 17、聚光透镜具体实施方式
如图l、 2所示，本发明提出一种自准直式的光纤-LED同轴连接器，包括前端外套筒ll和 后端外套筒13，以及放置于前端外套筒11内的LED底座12和放置于后端外套筒13内的光纤固 定器、聚光透镜17。光纤固定器由定心环15和夹紧环14组成。前端外套筒ll和后端外套筒 13通过螺纹连接。本发明装配采用直插式结构，如图2并参照图3所示，装配时可细分为分四步。第一步， 只需将光纤依次插入后端外套筒13、夹紧环14、定心环15;第二步，将聚光透镜17从定心环 15另一端穿孔放入，并与限位环151接触；第三步将封装好的LED底座12，包括LED芯片121、 反光碗122、散热体123、芯片引线124和电极引线125放在前端外套筒11内；第四步，LED底 座12和定心环15配合好，然后将前端外套筒11和后端外套筒13扭紧。此即完成装配，拆卸时6与此顺序相反。这种可拆式的结构使用起来非常方便。如图3所示LED底座部分，由LED芯片121、反光碗122、由散热体123、芯片引线124和电 极引线125如图1、 3中所示整体封装。其中，反光碗122置于LED底座12中央，外端直径约等 于光纤16直径；LED芯片121置于反光碗焦点位置处，利用反光碗收集LED芯片向各个方向发 射的光并对光线进行准直；LED芯片121外不封装塑胶透镜，以减小发光面积，但可以有一薄 层透明保护胶体，以保护LED芯片不受磨损。聚光透镜17直径等于或大于光纤16直径，它和限位环151接触，其焦距约等于限位环的 长度，用于将反光碗122准直的平行光聚焦进光纤，从而提高耦合效率。本发明通过加工时提高LED底座12和定心环15的配合等级如H7/h6，来保证光纤和LED芯 片的同轴度，也能提高耦合效率。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种光纤-LED同轴连接器，其特征在于，前端外套筒和后端外套筒相互配合衔接构成腔体，LED底座置于前端外套筒内，LED底座与光纤端部之间安装聚光透镜，光纤固定器安装在于该腔体内，用于固定LED底座、聚光透镜和光纤。
2 根据权利要求1所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述光 纤固定器包括定心环和夹紧环，定心环将所述LED底座、聚光透镜、光纤端部固定，夹紧环 固定所述腔体内除该光纤端部外的其余光纤段。
3 根据权利要求2所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述前 端外套筒与后端外套筒通过螺纹连接，两者之间通过螺纹旋紧和松开实现对光纤的夹紧与松开。
4 根据权利要求1所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述 LED底座包括LED芯片、反光碗、芯片引线和电极引线，所述LED芯片置于反光碗焦点位置， 所述电极引线穿过LED底座上的过孔，与所述LED芯片的芯片引线连接。
5 根据权利要求4所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述 LED底座还包括散热体，所述LED芯片和反光碗置于散热体中心位置上。
6 根据权利要求2所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述聚 光透镜的位置由定心环的内部凸起结构即限位环来限定，聚光透镜距光纤端面的距离由限位 环的长度来控制，可采用胶将其固定在定心环内。
7 根据权利要求5所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述散热体采用导热性能高的材料制成。
8 根据权利要求6所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所述 LED芯片表面可封装有一薄层保护胶体，以保护芯片不受损坏。
9 根据权利要求2或3所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，定 心环用可精确加工的金属或合金材料制成。
10 根据权利要求2或3所述的光纤-LED同轴连接器，其特征在于，所 述夹紧环用弹性材料加工，利用前后端外套筒的旋紧对所述夹紧环产生轴向的压縮和横向的 膨胀，从而在横向对光纤有加紧作用，并保证光纤不产生发生轴向的移动。
全文摘要
本发明提出一种光纤-LED同轴连接器，包括前端外套筒和后端外套筒相互配合衔接构成腔体，LED底座置于前端外套筒内，LED底座与光纤端部之间安装聚光透镜，光纤固定器安装在于该腔体内，用于固定LED底座、聚光透镜和光纤。光纤固定器包括定心环和夹紧环，LED作为聚光透镜的输入，光纤作为光线输出的传导体。LED底座上封装了LED芯片、散热体、芯片引线、电极引线和反光碗。反光碗对LED输出光进行准直，聚光透镜将光线聚焦到光纤内，定心环和LED底座精确加工配合保证光纤和LED芯片的同轴，从而有效提高耦合效率。同时，本连接器机械连接结构简单、紧凑，安装与拆卸简单方便。
文档编号F21V8/00GK101629700SQ20091030596
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者珏 侯, 鑫 刘, 陈 刘, 刘德明, 许云路, 卫 谈, 重 郑 申请人:华中科技大学