CN113820907B

CN113820907B - 导光件和电子设备

Info

Publication number: CN113820907B
Application number: CN202111128245.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡亲明
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2021-09-26
Filing date: 2021-09-26
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2041-09-26
Also published as: CN113820907A

Abstract

本申请公开了一种导光件和电子设备，属于电子设备技术领域。所述导光件具有相对的第一端和第二端，所述第一端的端面为出光面，所述第二端的端面为入光面，所述入光面的中心轴线和所述出光面的中心轴线的距离大于0；其中，所述入光面的第一方向上设有依次排列的、齿尖朝向所述出光面的锯齿形槽，所述锯齿形槽的高度与第一距离正相关，所述第一距离为所述锯齿形槽与所述入光面的中心轴线之间的距离。

Description

导光件和电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种导光件和电子设备。

背景技术

目前，手机等设备的前置摄像头、传感器等器件通常会放置在手机等设备的正上方顶部，由于超大屏占比的趋势及要求，非显示区域面积被压缩，整机的顶部空间极其有限，在没有多余空间情况下，前摄(即前置摄像头)的补光灯部分(包括LED灯和导光件等)，也同传感器件一起，放置在屏显示区域的下方。

但是，以上补光灯部分存在以下问题：

透过屏的前摄补光灯的导光柱，存在亮度衰减大(屏的透过率<10％)的问题，同时由于超远距离导光，光路为二次反射，会导致光的损耗大，而光损大会造成传感器接收能量小，引起灵敏度差。

由上，现有导光柱存在导致光能利用率低等问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种导光件和电子设备，能够解决现有导光柱导致光能利用效率低的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种导光件，所述导光件具有相对的第一端和第二端，所述第一端的端面为出光面，所述第二端的端面为入光面，所述入光面的中心轴线和所述出光面的中心轴线的距离大于0；

其中，所述入光面的第一方向上设有依次排列的、齿尖朝向所述出光面的锯齿形槽，所述锯齿形槽的高度与第一距离正相关，所述第一距离为所述锯齿形槽与所述入光面的中心轴线之间的距离。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：上述的导光件。

在本申请实施例中，通过设置所述导光件具有相对的第一端和第二端，所述第一端的端面为出光面，所述第二端的端面为入光面，所述入光面的中心轴线和所述出光面的中心轴线的距离大于0；其中，所述入光面的第一方向上设有依次排列的、齿尖朝向所述出光面的锯齿形槽，所述锯齿形槽的高度与第一距离正相关，所述第一距离为所述锯齿形槽与所述入光面的中心轴线之间的距离；能够实现把不同角度入光的光线，平行入射到出光面，有效改善LED发光中心与出光面中心不对称导致的光能损失，提升光能利用效率；很好的解决了现有导光柱导致光能利用效率低的问题。

附图说明

图1是本申请实施例的导光件结构示意图一；

图2是本申请实施例的导光件结构示意图二；

图3是本申请实施例的导光件结构示意图三；

图4是本申请实施例的第一区域光路示意图；

图5是本申请实施例的第二区域光路示意图；

图6是本申请实施例的导光件结构示意图四；

图7是本申请实施例的导光件纵向光路示意图；

图8是本申请实施例的导光件结构示意图五；

图9是本申请实施例的部分导光件结构示意图一；

图10是本申请实施例的部分导光件结构示意图二；

图11是本申请实施例的鳞甲光路示意图；

图12是本申请实施例的部分导光件结构示意图三；

图13是本申请实施例的图案层示意图；

图14是本申请实施例的量子点薄膜与导光件成型示意图；

图15是本申请实施例的部分电子设备结构示意图一；

图16是本申请实施例的部分电子设备结构示意图二。

具体实施方式

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地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的导光结构进行详细地说明。

本申请实施例提供了一种导光件，如图1至图7所示，所述导光件1具有相对的第一端和第二端，所述第一端的端面为出光面2，所述第二端的端面为入光面3，所述入光面3的中心轴线和所述出光面2的中心轴线的距离大于0；

其中，所述入光面3的第一方向上设有依次排列的、齿尖朝向所述出光面2的锯齿形槽4，所述锯齿形槽4的高度与第一距离正相关，所述第一距离为所述锯齿形槽4与所述入光面3的中心轴线之间的距离。

在此说明，锯齿形槽的高度越高，对应的曲面斜率越大，光线偏折角度越大。如图3至图5所示，越靠近边缘的光线被偏折的角度越大，从而保证能够尽量直接由入光面到出光面射出。如图3所示，由上到下为：第一区域5(比如入光面3的左边)的光线倾斜入射、中间区域7的光线居中入射、第二区域6(比如入光面3的右边)的光线倾斜入射。具体的，所述入光面的中心轴线和所述出光面的中心轴线的距离大于0，且小于或等于1mm。

本申请实施例中，如图3至图5所示，所述齿尖沿所述第一方向向靠近所述入光面3边缘的方向延伸。

这样能够使得光线被偏折后直接从出光面射出。

本申请实施例中，如图1至图8所示，所述入光面3包括第一区域5、第二区域6和中间区域7，所述中间区域7位于所述第一区域5和第二区域6之间，所述第二区域6的面积小于所述第一区域5的面积，且大于所述中间区域7的面积；所述第一区域5的外边缘与所述出光面2的中心轴线之间的距离大于所述第二区域6的外边缘与所述出光面2的中心轴线之间的距离。具体的，所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值；所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值。

这样能够较好的解决以往菲涅尔纹旋转对称结构容易造成的亮暗条纹。

本申请实施例中，如图3和图6所示，所述第一区域5内的至少一个锯齿形槽4的高度、在第二方向上是按照第一规则逐渐变化的；其中，所述第二方向为在水平面上垂直于所述第一方向的方向。具体的，所述第一方向为由所述第一区域5的外边缘指向所述第二区域6的外边缘的方向；所述第一区域5内的锯齿形槽4可以为波浪形结构。本申请实施例中，第二区域内的至少一个锯齿形槽的高度也可以是类似第一区域中的锯齿形槽这样变化的，但并不以此为限。

这样可以尽量保证设于所述入光面的光线均匀的垂直射出出光面。

本申请实施例中，如图1和图2所示，各个所述锯齿形槽4的交界处16设有遮光结构。这样能够有效控制杂光。

如图1至图8所示，所述导光件1包括：设于所述第一端和第二端之间基座8和传导部9，所述传导部9设于所述基座8的第一侧面，所述基座8的第二侧面设有光源放置槽10，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置；所述入光面3位于所述光源放置槽10内；其中，所述传导部9上与所述基座8连接且靠近所述出光面2的中心轴线的一侧为夹角小于或等于70°的结构。图8中的夹角以70°为例。

也就是针对导光件的传导部分，即中间腰线位置，做收口处理，以满足出光部分的扩散需求。

本申请实施例中，如图9至图11所示，所述的导光件1，还包括：设于所述出光面2上的出光增强结构11；其中，所述出光增强结构11包括：依次相连的至少两个弯曲结构12，所述至少两个弯曲结构12的曲率沿所述第一方向、按照第二规则逐渐变化；所述至少两个弯曲结构12均向背离所述出光面2的方向凸起。具体的，弯曲结构由所述出光面的边缘到中心轴线的曲率半径逐渐变大。出光增强结构也可称为鳞甲结构，鳞甲结构沿所述第一方向为波浪线结构。

这样能够加强边沿光线利用，增强均匀出光；在此说明，曲率半径越大对应的曲率越小。如图9所示，出光增强结构11沿中轴M对称，两边曲率较大(对应的曲率半径较小)；如图10所示，出光增强结构11整体具体可利用sin(θ)曲线变化阵列。

进一步的，如图13和图14所示，所述的导光件1还包括：设于所述出光增强结构上的量子点薄膜13，所述量子点薄膜13的折射率小于所述导光件1的折射率。

这样能够降低耗能、提高出光颜色的色纯度以及增强光线扩展。如图14所示，量子点薄膜13设于导光件1上。量子点薄膜13和导光件1设于触摸屏C和上框架D之间。

本申请实施例中，所述量子点薄膜与所述导光件可以是一体注塑成型的。这样可以减少装配时间，提升装配效率。

如图12和图13所示，所述的导光件还包括：设于所述量子点薄膜13上的图案层14；所述图案层14的透明度由所述图案层14的边缘至中心逐渐变大。具体可以是，在量子点薄膜上外边做大黑点后加盖全黑层，实现边沿全部为暗面；这样可以消除出光光晕，控制有效出光面积。图12中图案层14对应于印刷图案区域，量子点薄膜13设于出光面2上。如图13所示，图案层可以包括印刷量子点薄膜13外沿得到的黑色区域S。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图15所示，包括：上述的导光件1。本申请实施例提供的电子设备能够实现上述导光件所实现的各个功能，为避免重复，这里不再赘述。

进一步的，如图15所示，所述的电子设备，还包括：设于所述导光件1的光源放置槽10内的光源15；其中，所述光源15的中心轴线P与所述导光件1的入光面的中心轴线相一致，也就是距离为0。这样使得所述光源15的中心轴线P与所述导光件1的出光面2的中心轴线Q之间相距距离大于0；进一步的，该距离小于或等于1mm。从而，保证能够最大程度保持光源直射，并一次出光，提高效率。

此外，还可以在导光件的传导部上进行侧壁平面抛光，以增强反射。

下面对本申请实施例提供的导光件和电子设备进行举例说明，光源以LED为例。

针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种导光件，具体可实现为一种新型前置补光灯条的光学方案，保持现有架构下，提升光学出光色纯度、光能利用效率，并降低功耗要求；改进以往光效低及光晕大等问题。

本方案主要涉及：1、LED中心移至离导光件的出光面轴心最近位置，针对错位，导光柱(对应于导光件)的入光面，增加一种微型结构(包含上述锯齿形槽4)，横纵不同面型阵列，可利用数学建模，把不同角度入光的光线，平行入射到出光面，有效改善LED发光中心与出光面中心不对称导致的光能损失，因采用左右两部分做非旋转对称(对应于上述第一区域5、第二区域6和中间区域7)，可较好解决以往菲涅尔纹旋转对称结构容易造成的亮暗条纹；2、导光柱侧面结构(对应于上述传导部9上与所述基座8连接且靠近所述出光面2的中心轴线的一侧的结构)，利用光扩散能量守恒，导光部分的侧身，由宽变窄(对应于上述夹角小于或等于70°)，实现光线利用与扩散；3、出光面部分，增加鳞甲结构(对应于上述出光增强结构)，进一步实现光线均匀扩散；4、出光面部分，增加量子点薄膜(覆盖在鳞甲结构上)，提高出光效率，提升出光纯度；5、膜片(对应于量子点薄膜)增加渐变丝印(对应于上述图案层14)，消除出光光晕，控制有效出光面积；6、膜片与导光件通过IML(模内镶件注塑)工艺，一次成型，提升装配效率。具体的，本方案涉及以下四部分：

部分1、布局与导光柱的设计；实现结构如图15所示，结构功能说明如下。

101：布局，LED中心移至出光面轴心错位最小区域，受限极值外观，LED可向内偏移1mm；最大程度保持LED直射，并一次出光，提高效率；进一步可以对侧壁N(见图15)进行平面抛光，增强反射。

部分2、导光柱的设计；

导光柱入光部分，整体结构为准直聚焦作用；针对LED错位1mm设计：

201，入光地面(即入光面)，整体交界的横纵条纹(对应于上述各个所述锯齿形槽4的交界处16，具体可参见图1和图2：每个小方格对应一个槽，两个槽之间就是交界处)做遮光处理(比如双色处理，对应于设置上述遮光结构)，切割成矩形面；使得光线从矩形入射，有效控制杂光。

202、导光柱横向部分，入光面针对性的做非旋转对称，如图3所示，分为三部分，左、中、右(依次对应于上述第一区域5、中间区域7、第二区域6)，长度占比上，左边＞右边＞中间；偏折角度上，左边＞右边＞中间；即：对于距离较远的左边区域，为加强光线的聚光度，加大此处的曲面斜率(锯齿形槽的高度比较大)，实现光线大角度的偏折(对应图4)；对于距离较近的右边区域，则控制准直偏移角度较小(锯齿形槽的高度比较小)，整体曲率较平(对应图5)；对应于上述所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值；所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值。

203、导光柱纵向部分，对于第一区域，如图6所示，为波浪形结构(对应于上述第一区域5内的至少一个锯齿形槽4的高度、在第二方向上是按照第一规则逐渐变化的)；关于光路图(纵向光路图)可如图7所示。204、导光柱传导部分(对应于上述传导部)，针对出光部分有扩散需求，如图8所示，导光件的传导部分，即中间腰线位置，做收口处理，角度可为70度(对应于导光部分的侧身，由宽变窄)。

205、导光柱顶部出光(即上述出光面)部分；

如图9和图10所示，增加鳞甲结构(对应于上述出光增强结构11)，引导光线均匀扩散出光；具体中间可做凹面扩散，两边做聚焦处理(具体如图9和图11，弯曲结构12的中间曲率半径大，边缘曲率半径小)，可加强边沿光线利用；

具体的，鳞甲结构可为中心对称排列，且从边缘到中间，鳞甲(对应于上述弯曲结构12)变化从曲率大(就是曲率半径小)过渡到小，实现中间光源扩散角度大(就是中间光线往边上移动)，边上光源角度小(就是边上光线聚焦)，增强均匀出光；关于鳞甲光路图可如图11所示。

3、膜片设计，可如图12所示；

可利用量子点薄膜13，光致发光；具体由于其发光效率可为130％，比单纯LED白光耗能降低可达25％，提高出光颜色的色纯度150％。

301：量子膜部分(即量子点薄膜13)，厚度可为0.1mm；其基材可选用低折射率材料，比如折射率小于1.4，低于导光柱的折射率，这样可以在界面处增强光线扩展。

302：出光区域(即出光面)，如图13所示，可利用CTP(计算机直接制版)印刷工艺，超小的黑点(直径可为0.005mm)，实现消除边角光晕；同时CTP工艺叠加印刷的特点，可实现外边做大黑点后加盖全黑层(即黑点从内到外，逐渐变大)，实现边沿全部为暗面，对应于增加渐变丝印(即上述图案层)；

4、膜片和导光柱成型；

可如图14所示，利用IML工艺，把膜片和导光柱一体注塑成型，减少装配时间。

由上，可如图16所示，LED(对应于光源15)的出光面，与导光件1出光面直线轴心错位0.1mm，并在导光件上增加光学结构(对应于以上微型结构)，并以量子膜(即量子点薄膜13)增强出射光学性能，丝印图案有效减小光晕，利用IML(模内镶件注塑)工艺，把量子膜与导光件通过注塑做成一体，提升装配效率。

如图16所示，电子设备还包括：触摸屏C和上框架D，导光件1位于所述触摸屏C和上框架D形成的容置空间内。

综上，本方案可在不影响前摄拍照功能的前提下，实现柔光补光作用，在有限的结构堆叠空间情况下，有效提升色纯度、光能利用效率，降低功耗要求；对于补光灯条的透过玻璃后的光晕问题，通过膜片设计有效改善；概括来说，本方案在导光柱的入光、传导以及出光分别做了改进。

在此说明，本方案可用在各种便携设备或固定设备上，在需要扩展前置摄像头的场景下均可运用。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种导光件，其特征在于，所述导光件具有相对的第一端和第二端，所述第一端的端面为出光面，所述第二端的端面为入光面，所述入光面的中心轴线和所述出光面的中心轴线的距离大于0；

其中，所述入光面的第一方向上设有依次排列的、齿尖朝向所述出光面的锯齿形槽，所述锯齿形槽的高度与第一距离正相关，所述第一距离为所述锯齿形槽与所述入光面的中心轴线之间的距离；

所述入光面包括第一区域、第二区域和中间区域，所述中间区域位于所述第一区域和第二区域之间，所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最小值；所述第一区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值大于所述第二区域内的各个锯齿形槽的高度中的最大值，且所述第一区域对应的偏折角度大于所述第二区域对应的偏折角度，所述第二区域对应的偏折角度大于所述中间区域的偏折角度。

2.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，所述齿尖沿所述第一方向向靠近所述入光面边缘的方向延伸。

3.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，所述第二区域的面积小于所述第一区域的面积，且大于所述中间区域的面积；

所述第一区域的外边缘与所述出光面的中心轴线之间的距离大于所述第二区域的外边缘与所述出光面的中心轴线之间的距离。

4.根据权利要求3所述的导光件，其特征在于，所述第一区域内的至少一个锯齿形槽的高度、在第二方向上按照第一规则逐渐变化；

其中，在水平面上所述第二方向为垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，各个所述锯齿形槽的交界处设有遮光结构。

6.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，所述导光件包括：设于所述第一端和第二端之间基座和传导部，所述传导部设于所述基座的第一侧面，所述基座的第二侧面设有光源放置槽，所述第一侧面与所述第二侧面相对设置；所述入光面位于所述光源放置槽内；

其中，所述传导部上与所述基座连接且靠近所述出光面的中心轴线的一侧为夹角小于或等于70°的结构。

7.根据权利要求1所述的导光件，其特征在于，还包括：设于所述出光面上的出光增强结构；

其中，所述出光增强结构包括：依次相连的至少两个弯曲结构，所述至少两个弯曲结构的曲率沿所述第一方向、按照第二规则逐渐变化；所述至少两个弯曲结构均向背离所述出光面的方向凸起。

8.根据权利要求7所述的导光件，其特征在于，还包括：设于所述出光增强结构上的量子点薄膜，所述量子点薄膜的折射率小于所述导光件的折射率。

9.根据权利要求8所述的导光件，其特征在于，还包括：设于所述量子点薄膜上的图案层；所述图案层的透明度由所述图案层的边缘至中心逐渐变大。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的导光件。