CN215489288U - 发光组件以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种发光组件以及电子设备，发光组件用于装饰电子设备，该发光组件包括侧光光纤和激光器封装体，侧光光纤包括进光端面，激光器封装体与侧光光纤耦合，激光器封装体封装有垂直腔面发射激光器，激光器封装体包括透光部，垂直腔面发射激光器发出的激光经透光部出射，并直接经进光端面进入侧光光纤。本申请实施例提供的发光组件利用垂直腔面发射激光器体积小、发光角度小等特性，能够缩小激光器封装体的体积，且在激光器封装体和侧光光纤体积较小的同时，依然能够有较高的耦合效率，从而保证侧光光纤中有足够的光通量用于发光装饰。

Description

发光组件以及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，具体涉及一种发光组件以及电子设备。

背景技术

随着消费者需求的日益增长，关于智能手机以及手表等电子设备的外观装饰方面的需求也越来越高。为了实现产品外观的差异化，各手机厂家通常在一些细节上做出改变，比如外壳的材质和颜色、侧面框架的结构和颜色，按键的形状以及手机背面摄像头的形状和位置等等。然而，这些装饰技术一般都不具有光学效果，导致外观表现力不佳。

实用新型内容

本申请的目的在于提出一种发光组件以及电子设备，以解决上述问题。本申请通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本申请实施例提供了一种发光组件，用于装饰电子设备，该发光组件包括侧光光纤和激光器封装体，侧光光纤包括进光端面，激光器封装体与侧光光纤耦合，激光器封装体封装有垂直腔面发射激光器，激光器封装体包括透光部，垂直腔面发射激光器发出的激光经透光部出射，并直接经进光端面进入侧光光纤。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括壳体以及第一方面所述的发光组件，发光组件设于壳体。

相较于现有技术，本申请实施例提供的发光组件包括侧光光纤以及与侧光光纤耦合的激光器封装体，激光器封装体封装有垂直腔面发射激光器，垂直腔面发射激光器发出的激光经透光部出射并经由进光端面进入侧光光纤，而后从侧光光纤的侧面均匀出射，实现侧光光纤的通体发光，达到线发光的装饰效果。而且，垂直腔面发射激光器具有体积小、发光角度小等特性，能够缩小激光器封装体的体积，且在激光器封装体和侧光光纤体积较小的同时，依然能够有较高的耦合效率，从而保证侧光光纤中有足够的光通量用于发光装饰，使得发光组件能够适用于移动终端、智能穿戴设备等对尺寸要求较为严格的电子设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的发光组件的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的发光组件的剖面图。

图3是本申请另一实施例提供的发光组件的剖面图。

图4是本申请实施例提供的发光组件中连接座的结构示意图。

图5是本申请另一实施例提供的发光组件的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

针对现有的装饰技术一般不具有光学效果、外观表现力不佳的不足，在一些相关技术中采用LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)作为发光光源，LED直接布置在需要发光装饰的待装饰平面的下方，待装饰平面一般进行半透化处理，这样一方面能够让部分光线透射出来，另外一方面能够让发光光源本身隐藏起来，从而能够实现发光装饰效果。在另一些相关技术中，以LED作为光源，导光膜作为导光介质，LED放置在导光膜的侧面，导光膜布置在装饰窗口区，然后将LED的发光耦合进导光膜内并在导光膜内进行传输，如此可以使将LED的点光源转变成均匀的面发光，形成一定区域的发光装饰。在另一些相关技术中，以LD(Laser Diode，激光二极管)或者LED作为光源，光纤作为导光介质，光源布置在光纤一端，光纤布置在装饰区范围内，然后将光源的光线耦合进光纤内，光线在光纤内进行传输并最终通过光纤的端面或者侧面出射，形成点发光或者线发光装饰。

然而，LD通常为圆柱体状器件，其尺寸较大，直径一般在3.8mm以上，从体积以及形状的角度来看，LD都不适合用于在手机或者手表等对尺寸要求较为严格的电子设备中。另一方面，LED的发光角度大，一般会超过120°，导致其与光纤的耦合效率较低，一般在20％以下，尤其在光纤的直径较小时，其耦合效率更低。

有鉴于此，在进行了大量的研究后，发明人提出了一种可用于装饰电子设备的发光组件，电子设备可以为移动终端或者智能穿戴设备等。该发光组件包括侧光光纤以及与侧光光纤耦合的激光器封装体，激光器封装体封装有垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称“VCSEL”)，垂直腔面发射激光器发光的激光经透光部出射并经由进光端面进入侧光光纤，而后从侧光光纤的侧面均匀出射，实现侧光光纤的通体发光，达到线发光的装饰效果。而且，垂直腔面发射激光器具有体积小、发光角度小等特性，能够缩小激光器封装体的体积，且在激光器封装体和侧光光纤体积较小的同时，依然能够有较高的耦合效率，从而保证侧光光纤中有足够的光通量用于发光装饰，使得发光组件能够适用于移动终端、智能穿戴设备等对尺寸要求较为严格的电子设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请一并参阅图1和图2，本申请实施例提供的发光组件100包括侧光光纤110和激光器封装体120，侧光光纤110包括进光端面111，激光器封装体120与侧光光纤110耦合，激光器封装体120封装有垂直腔面发射激光器130，激光器封装体120包括透光部121，垂直腔面发射激光器130发出的激光经透光部121出射，并直接经进光端面111进入侧光光纤110。

激光能够自侧光光纤110的进光端面111传输至另一端，并在传输过程中从侧光光纤110的侧面均匀出射，实现侧光光纤110的通体发光，达到发光的装饰效果。激光器封装体120能够很好地保护内部的垂直腔面发射激光器130，隔离外部干扰。需要说明的是，垂直腔面发射激光器130区别于LED以及激光由边缘射出的边发射激光器等光源，其具有体积小、发光角度小等特性，能够缩小激光器封装体120的体积，且在激光器封装体120和侧光光纤110体积较小的同时，依然能够有较高的耦合效率，从而保证侧光光纤110中有足够的光通量用于发光装饰，使得发光组件100能够适用于智能手机、智能手表等对尺寸要求较为严格的电子设备中。进一步地，经透光部121出射的光线直接经进光端面111进入侧光光纤110，也即侧光光纤110直接连接于激光器封装体120，能够将侧光光纤110输入端的损耗降至最小，使得进入侧光光纤110的光功率最大。

在一些实施例中，垂直腔面发射激光器130为发射波长在390nm-780nm之间的激光器，也即垂直腔面发射激光器130发出的激光波长在390nm-780nm之间。由于激光的波长在侧光光纤110中传输时保持不变，所以侧光光纤110最终出射的光线的波长也在390nm-780nm之间，符合可见光的波长范围，使得发光组件100可以作为装饰使用。

在其他一些实施例中，侧光光纤110的制成材料中包括波长转换材料，则垂直腔面发射激光器130发出的激光波长可以大于780nm，即可以利用红外波段的激光激发波长转换材料产生可见光，从而同样可以实现装饰效果。

在一些实施例中，垂直腔面发射激光器130发出的激光光斑为圆形，其光斑直径在8μm-100μm之间，且垂直腔面发射激光器130的发散角小于或者等于30°，远小于LED的发散角，能够大大增加激光器封装体120和侧光光纤110之间的耦合效率。当然，在其他一些实施方式中，垂直腔面发射激光器130发出的激光光斑也可以为椭圆形等其他形状。

在一些实施例中，激光器封装体120呈长方体状，且激光器封装体120的长度小于或者等于1mm，也即激光器封装体120的最大尺寸小于或者等于1mm，使得激光器封装体120的整体体积较小且形状规整，从而使得激光器封装体120兼具了LED光源体积小和LD能够发出激光的优点。

本实施例中，激光器封装体120的宽度小于或者等于0.5mm，激光器封装体120的高度在0.3mm-0.6mm之间。作为一种示例，激光器封装体120的长度等于1mm，宽度等于0.5mm，高度等于0.3mm。

在一些实施例中，侧光光纤110的外径小于或者等于1mm，使得发光组件100能够应用于智能手表、智能手环等对尺寸要求较为严格的电子设备。

本实施例中，侧光光纤110可以包括纤芯和包层，纤芯的制成材料中掺杂有散射颗粒，掺杂浓度可以在10ppm-1000ppm之间，散射颗粒的尺寸可以在10nm到5000nm之间。包层包覆于纤芯的外周，以起到保护纤芯的作用，且包层可以通过破坏工艺形成漏光孔隙，例如砂纸打磨、激光打点、溶液腐蚀或者刀刻等破坏工艺。进光端面111设于纤芯，纤芯能够将自进光端面111入射的激光传输至远离进光端面111的另一端。激光在纤芯中传输时会碰撞散射颗粒，使得激光的传播方向发生改变，导致部分光的传播方向不满足全反射条件从而能够从纤芯的侧面射出，并经由包层的漏光孔隙出射至包层外，实现侧光光纤110的侧发光效果。

作为一种示例，侧光光纤110可以为塑料光纤，且塑料光纤的数值孔径大于或者等于0.5，以使得侧光光纤110和激光器封装体120之间具有较高的耦合效率。塑料光纤的纤芯直径一般不小于240μm，包层直径一般不小于250μm。塑料光纤的纤芯制成材料可以是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)或者PS(聚苯乙烯)等，纤芯中掺杂的散射颗粒可以是有机硅树脂散射颗粒；塑料光纤的包层制成材料可以是PMMA，以及Teflon(特氟龙)、FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)和PFA(过氟烷基化物)等氟树脂。

作为另一种示例，侧光光纤110可以为玻璃光纤，玻璃光纤的数值孔径大于或者等于0.1，以使得侧光光纤110和激光器封装体120之间具有较高的耦合效率。玻璃光纤的纤芯直径一般不小于50μm，包层直径一般不小于60μm。玻璃光纤的纤芯制成材料可以是石英玻璃或者硅酸盐玻璃等，纤芯中掺杂的散射颗粒可以是SiO₂、MgO、SiN、ZrO₂等颗粒；玻璃光纤的包层制成材料也可以是石英玻璃或者硅酸盐玻璃等。

请参阅图2，在一些实施例中，透光部121位于进光端面111的正投影范围内，也即进光端面111可以完全覆盖透光部121，使得经透光部121出射的光线可以全部经进光端面111进入侧光光纤110。

本实施例中，激光器封装体120除透光部121外的其他区域为不透光区域，也即垂直腔面发射激光器130发出的激光仅能通过透光部121出射至激光器封装体120外。进一步地，垂直腔面发射激光器130位于透光部121的正投影范围内，以避免激光器封装体120对垂直腔面发射激光器130出射的激光造成遮挡。

在其他一些实施例中，透光部121也可以部分位于进光端面111的正投影范围内，此时可以在侧光光纤110和激光器封装体120的连接处包覆连接座，以防止透光部121出射的光纤泄露至侧光光纤110外，关于连接座的详细结构请参考下方实施例的详细记载，在此不再赘述。

在一些实施例中，激光器封装体120包括封装壳体122和基板123，封装壳体122盖设于基板123形成密封腔124，封装壳体122设有透光部121，垂直腔面发射激光器130设于基板123并位于密封腔124内，进光端面111连接于封装壳体122。如此，可以实现垂直腔面发射激光器130的密封封装，防止垂直腔面发射激光器130受到外部干扰，且封装结构简单，易于加工制造。

本实施例中，封装壳体122可以由不透光的硅树脂类材料、热固性材料、热塑性材料等制成，例如塑料、陶瓷或金属材料等。封装壳体122开设有通孔125，透光部121嵌设于通孔125内，且透光部121的外表面可与封装壳体122相互平齐，使得透光部121可抵接于进光端面111。透光部121可以是透过可见光的透明体，例如透镜。

基板123可以为陶瓷基板，陶瓷基板具有高导热特性，可以提高激光器封装体120的散热效果。当然在其他一些实施方式中，基板123也可以是树脂基板或者塑料基板等。基板123内还可以设置有连接线路，并通过该连接线路与垂直腔面发射激光器130电连接。如此，可通过基板123向垂直腔面发射激光器130输入驱动信号，以驱动垂直腔面发射激光器130发出激光。

本实施例中，垂直腔面发射激光器130的功率大于或者等于5mw。激光器封装体120内可以封装有一个或者多个的垂直腔面发射激光器130。随着垂直腔面发射激光器130数量的增多，激光器封装体120的发光强度越大，发光组件100所需的总功率也越大。当激光器封装体120内封装多个垂直腔面发射激光器130时，多个垂直腔面发射激光器130可以阵列排布于基板123，且均位于透光部121的正投影范围内，确保封装壳体122不会对垂直腔面发射激光器130发出的激光造成遮挡。

请参阅图3，在一些实施例中，封装壳体122设有装配槽126，透光部121位于装配槽126的正投影范围内，侧光光纤110插设于装配槽126内。由此，可以提高侧光光纤110和激光器封装体120的连接稳定性，且透光部121位于装配槽126的正投影范围内，可以确保经透光部121出射的光线可以全部进入侧光光纤110。

本实施例中，装配槽126可以由封装壳体122的外表面下凹形成，通孔125位于装配槽126的范围内，透光部121嵌设于通孔125内，并可与装配槽126的槽底相互平齐，使得当侧光光纤110插设于装配槽126内时，透光部121可抵接于进光端面111。装配槽126内还可以填充有透明胶水，以进一步地提高侧光光纤110和激光器封装体120的连接稳定性。

在其他一些实施例中，封装壳体122无需开设装配槽126，侧光光纤110可以通过透明胶水直接固定于封装壳体122的外表面，同样可以实现侧光光纤110和激光器封装体120的耦合连接。

请一并参阅图2和图4，在一些实施例中，发光组件100还包括连接座140，连接座140包覆于激光器封装体120和侧光光纤110的连接处外，同样也可以实现侧光光纤110和激光器封装体120的耦合连接。

在一些实施例中，连接座140可以包括第一座体141和第二座体142，第一座体141盖设于第二座体142，并形成位于第一座体141和第二座体142之间的第一安装腔143和第二安装腔144，第一安装腔143和第二安装腔144相互连通。激光器封装体120适配于第一安装腔143，以固定激光器封装体120；侧光光纤110适配于第二安装腔144，具体地，侧光光纤110的外径可以等于第二安装腔144的内径，以固定侧光光纤110。在装配过程中，可以先将激光器封装体120和侧光光纤110分别固定于第一安装腔143和第二安装腔144内，然后再盖合第一座体141和第二座体142，即可完成激光器封装体120和侧光光纤110的耦合连接。

本实施例中，连接座140还可以包括定位柱145，定位柱145凸起设于第一座体141，并朝向第二座体142，第二座体142设有对应于定位柱145的定位孔(图4视角下未示出)，通过定位柱145和定位孔的配合可以实现第一座体141和第二座体142的对准定位。第二座体142可以为平板状结构，第一安装腔143和第二安装腔144完全设置于第一座体141，第二座体142可用于遮盖第一安装腔143和第二安装腔144。

定位柱145的数量可以为多个，多个定位柱145沿第一座体141的边缘间隔设置。作为一种示例，第一座体141大致为矩形板状结构，定位柱145的数量可以包括四个，四个定位柱145分别设于第一座体141的四个转角处。

在一些实施例中，第二座体142可以为印制电路板，且第二座体142可与垂直腔面发射激光器130电连接，从而可以通过第二座体142向垂直腔面发射激光器130输入驱动信号。具体地，基板123可以直接焊接于第二座体142，如此第二座体142可以通过基板123与垂直腔面发射激光器130建立电连接关系。

请参阅图5，本实施例中，激光器封装体120的数量可以为一个或者两个。当激光器封装体120的数量包括两个时，两个激光器封装体120可以分别耦合于侧光光纤110的长度方向两端，通过两个激光器封装体120的配合，可以使得侧光光纤110最终出射的光线呈现多种颜色，提高发光组件100的外观表现力。例如，其中一个激光器封装体120封装有红光激光器，另外一个激光器封装体120封装有蓝光激光器，当仅有红光激光器开启时，侧光光纤110发出红光；当仅有蓝光激光器时，侧光光纤110发出蓝光；而当红光激光器和蓝光激光器同时开启时，侧光光纤110发出绿光。

请一并参阅图1和图6，本申请实施例还提供了一种电子设备200，包括壳体210以及发光组件100，发光组件100设于壳体210，且侧光光纤110发出的光线可以出射至壳体210外，以对电子设备200进行发光装饰。电子设备200可以为智能穿戴设备或者移动终端，移动终端包括但不限于智能手机、平板电脑、多媒体播放器等，智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环等等。

作为一种实施方式，电子设备200为智能手机，电子设备200还可以包括功能模组220，功能模组220设置于壳体210，并至少部分露出于壳体210外。功能模组220包括摄像头模组、闪光灯模组、指纹识别模组中的至少一种，侧光光纤110可环绕于功能模组220的外周，以对功能模组220进行装饰。

作为另一种实施方式，电子设备200为智能手表，壳体210可以为表壳，侧光光纤110可以环绕于表壳的外周，以对表壳进行装饰。当然，当电子设备200为智能手表时，发光组件100也可以安装于表带，侧光光纤110可以沿表带的长度方向延伸，以对表带进行装饰。

本申请实施例提供的电子设备200通过发光组件100进行装饰，利用垂直腔面发射激光器130具有体积小、发光角度小等特性，能够缩小激光器封装体120的体积，符合电子设备200轻薄化的结构设计要求；且在激光器封装体120和侧光光纤110体积较小的同时，激光器封装体120和侧光光纤110依然能够有较高的耦合效率，从而保证侧光光纤110中有足够的光通量用于发光装饰。

关于发光组件100的详细结构特征，请参阅上述实施例的相关描述。由于电子设备200包括上述实施例中的发光组件100，因而具有发光组件100所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种发光组件，用于装饰电子设备，其特征在于，所述发光组件包括：

侧光光纤，所述侧光光纤包括进光端面；以及

激光器封装体，与所述侧光光纤耦合，所述激光器封装体封装有垂直腔面发射激光器，所述激光器封装体包括透光部，所述垂直腔面发射激光器发出的激光经所述透光部出射，并直接经所述进光端面进入所述侧光光纤。

2.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述透光部位于所述进光端面的正投影范围内。

3.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述激光器封装体呈长方体状，所述激光器封装体的长度小于或者等于1mm。

4.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述侧光光纤的外径小于或者等于1mm。

5.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述激光的光斑直径在8um-100um之间；所述垂直腔面发射激光器的发散角小于或者等于30°。

6.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述激光器封装体包括封装壳体和基板，所述封装壳体盖设于所述基板形成密封腔，所述透光部设于所述封装壳体，所述垂直腔面发射激光器设于所述基板并位于所述密封腔内，所述进光端面连接于所述封装壳体。

7.根据权利要求6所述的发光组件，其特征在于，所述封装壳体设有装配槽，所述透光部位于所述装配槽的正投影范围内，所述侧光光纤插设于所述装配槽内。

8.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述发光组件还包括连接座，所述连接座包覆于所述激光器封装体和所述侧光光纤的连接处外。

9.根据权利要求8所述的发光组件，其特征在于，所述连接座包括第一座体和第二座体，所述第一座体盖设于所述第二座体，形成位于所述第一座体和所述第二座体之间的第一安装腔和第二安装腔，所述第一安装腔和所述第二安装腔相互连通，所述激光器封装体适配于所述第一安装腔，所述侧光光纤适配于所述第二安装腔。

10.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述侧光光纤为塑料光纤或者玻璃光纤，所述塑料光纤的数值孔径大于或者等于0.5，所述玻璃光纤的数值孔径大于或者等于0.1。

11.根据权利要求1所述的发光组件，其特征在于，所述侧光光纤的两端分别耦合有所述激光器封装体。

12.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及如权利要求1-11任一项所述的发光组件，所述发光组件设于所述壳体。

13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为移动终端或者智能穿戴设备。

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