发光模组的制作方法
【专利摘要】一种发光模组，包括一光源及与该光源耦合设置的扩散光纤，所述扩散光纤的外壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿该扩散光纤朝远离光源的一端的方向逐渐增大。与现有技术相比，本发明提供的发光模组中扩散光纤的外壁上设置刻痕并设置该刻痕的分布密度该扩散光纤靠近光源的一端朝远离光源的一端的方向逐渐增大，所述刻痕渐进式的分布变化使得该扩散光纤沿轴向上的出光强度趋于相等，从而提升所述发光模组出光的均匀性。
【专利说明】
发光模组
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发光元件，尤其涉及一种利用光源耦合扩散光纤的发光模组。
【背景技术】
[0002] 发光二极管是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管 以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作 为光源而广泛应用于照明领域。
[0003] 现有的发光模组一般包括基板、设置在基板上的发光二极管以及设置在发光二极 管阵列出光路径上的扩散板，发光二极管发出的光线经扩散板的入光面进入该扩散板进而 出射。然而，进入该扩散板的光线容易扩散不均，导致靠近光源一端的光强大于远离光源一 端的光强，进而导致整个发光模组出光不均匀而影响其出光效果。故，需进一步改进。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，有必要提供出光均匀的发光模组。
[0005] -种发光模组，包括一光源及与该光源耦合设置的扩散光纤，所述扩散光纤的外 壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿该扩散光纤朝远离光源的一端的方向逐渐增 大。
[0006] 与现有技术相比，本发明提供的发光模组中扩散光纤的外壁上设置刻痕并设置该 刻痕的分布密度该扩散光纤靠近光源的一端朝远离光源的一端的方向逐渐增大，所述刻痕 渐进式的分布变化使得该扩散光纤沿轴向上的出光强度趋于相等，从而提升所述发光模组 出光的均匀性。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明一实施方式提供的发光模组的组装示意图。
[0008] 图2为图1所示发光模组的分解示意图。
[0009] 图3为图1所述发光模组的剖面示意图。
[0010] 图4为图1所示发光模组中扩散光纤的剖面示意图。
[0011]图5为本发明另一实施方式提供的发光模组中扩散光纤的剖面示意图。
[0012] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0013] 请参阅图1至图3,为本发明发光模组100的一较佳实施例。该发光模组100包括 光源10、设置在该光源10 -侧的连接部20、及该光源10耦合的扩散光纤30。
[0014] 具体的，本实施例中，该光源10为一发光二极管封装结构。该光源10包括一基板 11、设置在基板11上的发光二极管芯片12和覆盖该发光二极管芯片12的封装层13。该封 装层13具有一出光面131。可以理解的，其他实施例中，该光源10也可包括多个发光二极 管芯片12，例如将RGB三种芯片配合该封装层13封装成型该光源10。可以理解的，其他 实施例中该光源10也可为激光二极管。
[0015] 该连接部20设置在该光源10和扩散光纤30之间。该连接部20包括一承载部21 及与该承载部21连接的光耦合部22。
[0016] 具体的，该承载部21大致呈方形环状。该承载部21于其中部定义一定位孔210用 以收容定位所述光源10。该承载部21包括相互对接的上承载部211和下承载部212。该 上承载部211和该下承载部212形状相同，二者配合围设形成所述定位孔210。本实施例 中，该上承载部211与该下承载部212均呈U型。
[0017] 该上承载部211包括一第一本体2111和设置在该第一本体2111相对两侧的两第 一定位部2112。该两第一定位部2112的高度均大于该第一本体2111的高度。本实施中， 该第一本体2111的上表面与该两第一定位部2112的上表面齐平。该第一本体2111的下 表面高于该两第一定位部2112的下表面。
[0018] 该下承载部212包括一第二本体2121和设置在该第二本体2121相对两侧的两第 二定位部2122。该两第二定位部2122的高度均大于该第二本体2121的高度。本实施中， 该第二本体2121的下表面与该两第二定位部2122的下表面齐平。该第二本体2121的上 表面低于该两第二定位部2122的上表面。
[0019] 所述光耦合部22夹设在该承载部21与扩散光纤30之间。该光耦合部22大致呈 梯形块状。该光耦合部22沿承载部21朝扩散光纤30的方向的宽度逐渐减小。该光耦合 部22中部形成一光耦合孔221。该光耦合孔221沿该承载部21朝扩散光纤30的方向贯穿 该光親合部22。该光親合孔221包括靠近所述承载部21 -端的导光孔222和靠近扩散光 纤30 -端的收容孔223。该导光孔222和该收容孔223彼此连通。具体的，该导光孔222 的孔径沿朝向收容孔223的方向逐渐减小。优选的，该导光孔222大致呈锥形。该导光孔 222的最大孔径小于所述定位孔210的孔径，使得该光耦合部22抵接该承载部21的端面部 分外露。可以理解的，该光耦合部22位于该导光孔222的内部上还可进一步涂覆有增强光 反射效果的材料，如铝（A1)、银（Ag)、铜（Cu)等金属。该收容孔223具有均一的孔径。优 选的，该收容孔223大致呈圆形。该收容孔223的孔径等于该导光孔222的最小孔径，该收 容孔223的孔径与所述扩散光纤30的直径相互匹配。
[0020] 本实施例中，该光耦合部22包括相互对接的上光耦合部224和下光耦合部225， 也即该光耦合部22沿水平方向被一分为二。该上光耦合部224和该下光耦合部225形状 和尺寸均相同，该上光親合部224和该下光親合部225相对的表面各自形成一半槽。该上 光耦合部224和该下光耦合部225的两个半槽配合形成所述光耦合孔221。本实施例中， 所述上承载部211和所述上光耦合部224 -体成型，所述下承载部212和所述下光耦合部 225 -体成型。可以理解的，其他实施例中，该承载部21和该光耦合部22也可先分别成型 然后连接固定在一起。
[0021] 所述扩散光纤30与该光耦合部22连接固定并自该光耦合部22远离所述承载部 21的一端延伸而出。具体的，该扩散光纤30的耦合端31收容固定在所述光耦合部22的 收容孔223中。该扩散光纤30包括管芯32及包覆该管芯32的包覆层33。该扩散光纤30 具有一中心线C-C。本实施例中，所述光源10的光轴与所述扩散光纤30的管芯32的中心 线C-C重合，即所述光源10与所述扩散光纤30正对设置。
[0022] 具体的，所述管芯32可由硅材料制成，如玻璃等。所述包覆层33的折射率小于所 述管芯32的折射率，以提高所述扩散光纤30的数值孔径（NA，numerical aperture)。所 述包覆层33可为低折射率高分子材料（polymer)，诸如可有UV或者热固化的含氟丙稀酸酯 (fluoroacrylate)或者娃氧树脂（silicone)。可以理解的，其他实施例中，该管芯32和包 覆层33之间还可设置一纳米结构层（图未示）以进一步加强沿着所述扩散光纤30传播的 光线的萃取效率。
[0023] 请参阅图4和5,所述包覆层33被蚀刻形成具有多个刻痕34以将沿着所述扩散光 纤30传播的光线萃取自其周缘表面出射，也即该扩散光纤30的外壁上蚀刻形成所述多个 刻痕34。该刻痕34的分布密度沿该扩散光纤30朝远离光源10的自由端35的方向逐渐 增大，使得该扩散光纤30沿轴向上的出光强度趋于相等，从而提升所述发光模组100出光 的均匀性。所述刻痕34为V型槽或者U型槽。可以理解的，其他实施例中，该刻痕34的蚀 刻深度也可沿该扩散光纤30朝远离光源10的自由端35的方向逐渐增大。可以理解的，其 他实施例中，所述扩散光纤30外壁厚度也可沿该扩散光纤30朝远离光源10的自由端的方 向逐渐减小来进一步提升所述发光模组100出光的均匀性(如图5所示)。此外，该扩散光 纤30的远离所述光源10的自由端35的端面351也可设置成斜面来将光线反射至扩散光 纤30的周缘表面进而出射，从而加强沿着所述扩散光纤30传播的光线的萃取效率。
[0024] 组装时，先将封装成型的光源10设置在下承载部212的第二本体2121上，将扩散 光纤30的耦合端31收容在所述下光耦合部225的半槽中，然后将上承载部211覆盖对接 在该下承载部212上，及将该上光耦合部224覆盖对接在该下光耦合部225上，至此即可完 成所述发光模组100的组装。
[0025] 而对于所述扩散光纤30耦合端31的设置位置需满足以下条件：R/h = tan(arcsin(ΝΑ));其中R为所述光源10出光面131的中心点至该出光面131边缘的距离； h为光源10出光面131的中心点至扩散光纤30耦合端31的距离；ΝΑ为所述扩散光纤30 的数值孔径，所述扩散光纤30的耦合端31中心与所述光耦合部22位于导光孔222处上的 任一点P的连线和所述扩散光纤30的中心线C-C之间的夹角为Θ，sin θ =NA(如图3所 示）；从而使得该光耦合部22将所述光源10发出的光线耦合至所述扩散光纤30的所述数 值孔径Na的范围内。
[0026] 与现有技术相比，本案中的发光模组100中扩散光纤30的外壁上设置刻痕34并 设置该刻痕34的分布密度沿该扩散光纤30朝远离光源10的自由端35的方向逐渐增大， 该刻痕34渐进式的分布变化使得该扩散光纤30沿轴向上的出光强度趋于相等，从而提升 所述发光模组100出光的均匀性。此外，由于连接部20是上下两个对称式结构，因此可以 采用单一模具分别成型，在简化制程的同时也可节省模具的制造成本。
[0027] 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做 出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范 围。
【主权项】
1. 一种发光模组，包括一光源及与该光源耦合设置的扩散光纤，其特征在于：所述扩 散光纤的外壁上形成有若干刻痕，若干刻痕的分布密度沿该扩散光纤朝远离光源的一端的 方向逐渐增大。2. 如权利要求1所述的发光模组，其特征在于：若干刻痕的蚀刻深度沿所述扩散光纤 朝远离光源的一端的方向逐渐增大。3. 如权利要求1所述的发光模组，其特征在于：所述扩散光纤的外壁厚度沿该扩散光 纤朝远离光源的一端的方向逐渐减小。4. 如权利要求1所述的发光模组，其特征在于：该扩散光纤远离所述光源的一端的端 面相对于该扩散光纤轴线所在的水平面为为斜面。5. 如权利要求1所述的发光模组，其特征在于：还包括设置在所述光源和所述扩散光 纤之间的光耦合部，该光耦合部沿所述光源朝所述扩散光纤方向上的宽度逐渐减小，所述 光親合部中部形成一光親合孔，该光親合孔沿该光源朝扩散光纤的方向贯穿该光親合部， 所述光源发出的光线经该光耦合孔耦合至所述扩散光纤。6. 如权利要求5所述的发光模组，其特征在于：该光耦合孔包括靠近所述光源一端的 导光孔和靠近所述扩散光纤的收容孔，该导光孔和该收容孔彼此连通，该导光孔的孔径沿 朝向收容孔的方向逐渐减小，该收容孔具有均一的孔径，该收容孔的孔径等于该导光孔的 最小孔径，所述扩散光纤具有一耦合端，该耦合端定位在该收容孔中。7. 如权利要求6所述的发光模组，其特征在于：所述光源具有一出光面，所述扩散光纤 具有一中心线，所述光源的光轴与所述扩散光纤的中心线重合，所述扩散光纤耦合端的设 置位置需满足以下条件：R/h = tan(arCsin(NA));其中R为所述光源出光面的中心点至该 出光面边缘的距离；h为光源出光面的中心点至扩散光纤耦合端中心的距离；NA为所述扩 散光纤的数值孔径，所述扩散光纤的耦合端中心与所述光耦合部位于导光孔处上的任一点 的连线和所述扩散光纤的中心线之间的夹角为Θ，sin θ =NA。8. 如权利要求6所述的发光模组，其特征在于：所述光耦合部包括相互对接的上光耦 合部和下光耦合部，该上光耦合部和该下光耦合部形状和尺寸均相同，该上光耦合部和该 下光耦合部相对的表面各自形成一半槽，所述两个半槽配合形成所述耦合孔。9. 如权利要求5所述的发光模组，其特征在于：还包括一承载部，该承载部设置在该光 耦合部远离所述扩散光纤的一端并抵接该光耦合部，该承载部的中部形成一定位孔，所述 光源收容定位在该定位孔中，该定位孔与该光耦合孔相互贯通，该光耦合孔的最大孔径小 于所述定位孔的孔径，该光耦合部抵接该承载部的端面部分外露。10. 如权利要求9所述的发光模组，其特征在于：该承载部包括相互对接的上承载部和 下承载部，该上承载部和该下承载部形状相同，二者配合围设形成所述定位孔。
【文档编号】F21S2/00GK105864673SQ201510030355
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】张仁淙
【申请人】鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司