CN115685573A - 一种场镜、显示装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种场镜、显示装置及电子设备，场镜包括多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅；多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第一波段光汇聚光栅和第一波段光预偏光栅；第一波段光汇聚光栅及第一波段光预偏光栅均为反射型光栅，且第一波段光预偏光栅设置在第一波段光汇聚光栅远离场镜入光面的一侧。通过采用反射型光栅作为至少波段光对应的预偏光栅和汇聚光栅，减小了场镜中透射型光栅的数量，则避免了由场镜出光面一侧入射的外界光线需要经历多次透射后再反射回场镜的出光面，因此可以明显减少透射衍射的发生，提升本申请实施例提供的场镜所在的显示装置的显示效果。

Description

一种场镜、显示装置及电子设备

【技术领域】

本申请涉及显示技术领域，其特别涉及一种场镜、显示装置及电子设备。

【背景技术】

随着计算机技术与显示技术的发展，通过计算机仿真系统来体验虚拟世界的虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术、将显示内容融合到真实环境背景中的增强现实(Augmented Reality,AR)技术、混合现实(Mixed Reality,MR)技术及裸眼三维显示技术已经迅猛发展。

上述技术的发展依赖于显示装置的显示性能的可靠性，而上述技术所需的显示装置中通常需要设置场镜来对显示用的光线进行汇聚。场镜中的多层光栅会使得入射至显示装置的外界光被多次反射及透射，最终形成杂乱的衍射条纹，影响显示装置的显示性能。

【申请内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种场镜、显示装置及电子设备，以解决以上问题。

第一方面，本申请实施例提供一种场镜，包括多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅；

其中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第一波段光汇聚光栅和第一波段光预偏光栅；所述第一波段光汇聚光栅及所述第一波段光预偏光栅均为反射型光栅，且所述第一波段光预偏光栅设置在所述第一波段光汇聚光栅远离所述场镜入光面的一侧。

在第一方面的一种实现方式中，所述第一波段光预偏光栅设置在所述场镜中其他所述汇聚光栅及所述预偏光栅远离所述场镜入光面的一侧。

在第一方面的一种实现方式中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第二波段光汇聚光栅和第二波段光预偏光栅，所述第二波段光汇聚光栅及所述第二波段光预偏光栅均为透射型光栅，且所述第二波段光预偏光栅设置在所述第二波段光汇聚光栅靠近所述场镜入光面的一侧。

在第一方面的一种实现方式中，所述第一波段光的波长范围大于所述第二波段光的波长范围。

在第一方面的一种实现方式中，所述场镜所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅均为反射型光栅；且同一波段光对应的所述汇聚光栅及所述预偏光栅中，所述预偏光栅设置在所述汇聚光栅远离所述场镜入光面的一侧。

在第一方面的一种实现方式中，所述场镜用于接收红光、蓝光及绿光；多个波段光分别对应的汇聚光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光汇聚光栅，多个波段光分别对应的预偏光栅中还包括第二波段光预偏光栅及第三波段光预偏光栅；

所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光的颜色不同，且所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

在第一方面的一种实现方式中，所述第一波段光为红光。

在第一方面的一种实现方式中，所述第一波段光预偏光栅的预偏角范围为[37°,43°]。

在第一方面的一种实现方式中，所述第二波段光为绿光，所述第二波段光预偏光栅的预偏角范围为[67°,73°]。

在第一方面的一种实现方式中，所述第三波段光为蓝光，所述第三波段光预偏光栅的预偏角范围为[27°,33°]。

第二方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括如第一方面提供的发光模组及场镜；所述场镜设置在所述发光模组的出光面一侧且所述发光模组用于向所述场镜发射多个波段光；所述场镜包括多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅；

其中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第一波段光汇聚光栅和第一波段光预偏光栅；所述第一波段光汇聚光栅及所述第一波段光预偏光栅均为反射型光栅，且所述第一波段光预偏光栅设置在所述第一波段光汇聚光栅远离所述发光模组的一侧。

在第二方面的一种实现方式中，所述第一波段光预偏光栅设置在所述场镜中其他所述汇聚光栅及所述预偏光栅远离所述发光模组的一侧。

在第二方面的一种实现方式中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第二波段光汇聚光栅和第二波段光预偏光栅，所述第二波段光汇聚光栅及所述第二波段光预偏光栅均为透射型光栅，且所述第二波段光预偏光栅设置在所述第二波段光汇聚光栅靠近所述发光模组的一侧。

在第二方面的一种实现方式中，所述第一波段光的波长范围大于所述第二波段光的波长范围。

在第二方面的一种实现方式中，所述场镜所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅均为反射型光栅；且同一波段光对应的所述汇聚光栅及所述预偏光栅中，所述预偏光栅设置在所述汇聚光栅远离所述发光模组的一侧。

在第二方面的一种实现方式中，所述发光模组用于向所述场镜发射红光、蓝光及绿光；多个波段光分别对应的汇聚光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光汇聚光栅，多个波段光分别对应的预偏光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光预偏光栅；

所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光的颜色不同，且所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

在第二方面的一种实现方式中，所述第一波段光为红光。

在第二方面的一种实现方式中，所述第一波段光预偏光栅的预偏角范围为[37°,43°]。

在第二方面的一种实现方式中，所述第二波段光为绿光，所述第二波段光预偏光栅的预偏角范围为[67°,73°]。

在第二方面的一种实现方式中，所述第三波段光为蓝光，所述第三波段光预偏光栅的预偏角范围为[27°,33°]。

在第二方面的一种实现方式中，所述显示装置还包括：

空间光调制器，设置在所述发光模组与所述场镜之间。

在第二方面的一种实现方式中，所述显示装置还包括：

偏光片，设置在所述场镜远离所述发光模组的一侧。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括如第二方面提供的显示装置。

在本申请实施例中，通过采用反射型光栅作为至少波段光对应的预偏光栅和汇聚光栅，则增加了场镜中反射型光栅的数量，而减小了场镜中透射型光栅的数量。由于减少了场镜中透射型光栅的数量，则避免了由场镜出光面一侧入射的外界光线需要经历多次透射后再反射回场镜的出光面，因此可以明显减少透射衍射的发生，提升本申请实施例提供场镜所在的显示装置的显示效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景；

图2为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景；

图3为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景；

图4为本申请实施例提供的一种场镜的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种场镜的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种场镜的示意图；

图7为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图10为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请权利要求及实施例所描述的“基本上”、“近似”、“大约”、“约”、“大致”“大体上”等词语，是指在合理的工艺操作范围内或者公差范围内，可以大体上认同的，而不是一个精确值。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述波段光等，但这些波段光等不应限于这些术语。这些术语仅用来将波段光等彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一波段光也可以被称为第二波段光，类似地，第二波段光也可以被称为第一波段光。

本案申请人通过细致深入研究，对于现有技术中所存在的问题，而提供了一种解决方案。

图1为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景，图2为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景，图3为本申请实施例提供的一种场镜的应用场景。

如图1-图3所示，本申请实施例提供一种场镜，可以应用于显示装置001，场镜在显示装置001中的主要作用是可以对其所接收到的光线的传播方向进行调整。具体地，包含本申请实施例所提供的场镜的显示装置001可以应用于如图1所示的抬头显示设备、如图2所示的近眼显示设备、如图3所示的裸眼三维显示设备等。应用本申请实施例所提供场镜的显示装置001具体可以实现虚拟现实显示、增强显示显示、全息投影显示等。

图4为本申请实施例提供的一种场镜的示意图。

如图4所示，本申请实施例所提供的场镜01包括多个波段光分别对应的汇聚光栅20及分别对应的预偏光栅10，即，场镜01包括分别对应多个波段光的多个汇聚光栅20且场镜01包括分别对应多个波段光的多个预偏光栅10。

例如，场镜01可以包括对应第一波段光L1的第一波段光汇聚光栅21及第一波段光预偏光栅11、对应第二波段光L2的第二波段光汇聚光栅22及第二波段光预偏光栅12、对应第三波段光L3的第三波段光汇聚光栅23及第三波段光预偏光栅13。

需要说明的是，第一波段光L1、第二波段光L2、第三波段光L3分别为对应不同波长范围的不同颜色的光，例如，第一波段光L1、第二波段光L2及第三波段光L3中，一者为波长范围在760nm-622nm的红光、一者为波长范围在577nm-492nm的绿光、一者为波长范围在450nm-435nm的蓝光。

需要进一步说明的是，某一波段光对应的预偏光栅10可以使得该波段的光发生偏折，某一波段光对应的汇聚光栅20可以使得该波段的光汇聚。例如，第一波段光预偏光栅11可以使得入射至第一波段光预偏光栅11的第一波段光L1发生偏折，第二波段光预偏光栅12可以使得入射至第二波段光预偏光栅12的第二波段光L2发生偏折，第三波段光预偏光栅13可以使得入射至第三波段光预偏光栅13的第二波段光L2发生偏折；第一波段光汇聚光栅21可以使得入射至第一波段光汇聚光栅21的第一波段光L1发生汇聚，第二波段光汇聚光栅22可以使得入射至第二波段光汇聚光栅22的第二波段光L2发生汇聚，第三波段光汇聚光栅23可以使得入射至第三波段光汇聚光栅23的第三波段光L3发生汇聚。

场镜01的入光面接收到的显示用光线L0可以先经过预偏光栅10偏折一定的角度后，再经过汇聚光栅20后汇聚。预偏光栅的作用是使垂直入射的光线偏折一定的角度，避免光线垂直入射到汇聚光栅上而无法被汇聚光栅偏折汇聚。因此，包含预偏光栅10和汇聚光栅20的场镜01对光线传播方向的调整效果更好。

需要说明的是，场镜01的入光面是场镜01中用于接收显示用光线L0的一面，场镜01的出光面是场镜01中用于出射显示用光线L0的一面。

其中，在本申请实施例中，场镜01所包括的多个汇聚光栅20及多个预偏光栅10中，至少第一波段光汇聚光栅21及第一波段光预偏光栅11均为反射型光栅，且第一波段光预偏光栅11设置在第一波段光汇聚光栅21远离场镜01入光面的一侧。即在本申请实施例所提供的场镜01中，至少一个波段的光所对应的预偏光栅10及汇聚光栅20为反射型光栅；为反射型光栅且对应于同一个波段的光的预偏光栅10与汇聚光栅20中，预偏光栅10设置在汇聚光栅20远离场镜01入光面的一侧。

如图4所示，场镜01的入光面接收到的显示用光线L0中的第一波段光L1先传输至第一波段光预偏光栅11，而由于第一波段光预偏光栅11为反射型光栅，则第一波段光L1被第一波段光预偏光栅11反射后再传输至第一波段光汇聚光栅21。第一波段光L1在第一波段光预偏光栅11处被反射的同时，也发生了偏折；且第一波段光L1在第一波段光汇聚光栅21处被反射的同时，进一步偏折后汇聚。

此外，可以通过调整第一波段光预偏光栅11中的光栅朝向角和第一波段光汇聚光栅21中的光栅朝向角，使得由场镜01入光面入射的显示用光线L0中的第一波段光L1先透射过第一波段光汇聚光栅21后，再传输至第一波段光预偏光栅11后被反射，而第一波段光L1在第一波段光预偏光栅11处反射后传输至第一波段光汇聚光栅21后被汇聚，且第一波段光L1在第一波段光汇聚光栅21处汇聚后传输至第一波段光预偏光栅11处透射。

在本申请实施例中，当某一波段光所对应的预偏光栅10及汇聚光栅20均为反射型光栅时，由场镜01入光面入射的显示用光线L0中的该波段光先透射过该波段光汇聚光栅20后传输至该预偏光栅10处发生偏折后，再反射至该波段光汇聚光栅20，该波段光在该汇聚光栅20处对进一步偏折后形成汇聚光出射。

由于场镜01中的光栅具有对光线的角度和波长的选择特性，若由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’在场镜01中的多个光栅处发生了透射及反射，则衍射条纹会呈现杂乱的彩虹纹，进而影响场镜01所在显示装置001的显示效果。

在本申请实施例中，通过采用反射型光栅作为至少波段光对应的预偏光栅10和汇聚光栅20，则使得场镜01中具备了反射型光栅且反射型光栅可以替代至少部分透射型光栅，而减小了场镜01中透射型光栅的数量。由于减少了场镜01中透射型光栅的数量，则避免了由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’需要经历多次透射后再反射回场镜01的出光面，因此可以明显减少透射衍射的发生，提升本申请实施例提供场镜01所在的显示装置001的显示效果。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，第一波段光预偏光栅11设置在场镜01中其他汇聚光栅20及预偏光栅10远离场镜01入光面的一侧。可以理解为，第一波段光预偏光栅11是场镜01所包括的多个预偏光栅10及多个汇聚光栅20中最接近场镜01出光面一侧的光栅。

由于第一波段光预偏光栅11为反射型光栅，则由场镜01的出光面一侧入射来的外界光线L0’中的部分波段的光会在第一波段光预偏光栅11处即被反射，进一步减小了由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’中至少部分波段的光透射过光栅的次数，从而减弱透射衍射导致的彩虹纹现象。

此外，由于至少部分波段的外界光线L0’入射场镜01后在遇到的第一个光栅处即被反射，该些波段的外界光线L0’被反射及透射的次数明显减小，则该些波段的外界光线L0’因为菲涅尔效应而改变偏振状态的问题明显改善。当入射至场镜01的外界光线L0’的偏振状态可控时，可以利用偏光片过滤掉该些被光栅反射的外界光线L0’，则即便该些外界光线L0’导致了衍射条纹也可以被偏光片过滤掉。

在本实施例对应的一些技术方案中，由场镜01的入光面一侧入射至场镜01的显示用光线L0中的第一波段光L1的波长范围大于其他波段光的波长范围，即第一波段光预偏光栅11可以反射波长范围更大的第一波段光L1。而第一波段光预偏光栅11设置在场镜01中其他汇聚光栅20及预偏光栅10远离场镜01入光面的一侧，则第一波段光预偏光栅11可以直接反射由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’中的第一波段光L1，也就是反射由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’中波长范围更大的光。

图5为本申请实施例提供的一种场镜的示意图。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，场镜01所包括的多个汇聚光栅20中还包括第二波段光汇聚光栅22，且场镜01所包括的多个预偏光栅10中还包括第二波段光预偏光栅12。第二波段光汇聚光栅22及第二波段光预偏光栅12均为透射型光栅，且第二波段光预偏光栅12设置在第二波段光汇聚光栅22靠近场镜01入光面的一侧。即在本实施例所提供的场镜01中，至少一个波段的光所对应的预偏光栅10及汇聚光栅20为透射型光栅；为透射型光栅且对应于同一个波段的光的预偏光栅10与汇聚光栅20中，预偏光栅10设置在汇聚光栅20靠近场镜01入光面的一侧。

如图5所示，场镜01接收到的由其入光面一侧入射的显示用光线L0中的第二波段光L2先传输至第二波段光预偏光栅12，而由于第二波段光预偏光栅12为透射型光栅，则第二波段光L2被第二波段光预偏光栅12透射后再传输至第二波段光汇聚光栅22。第二波段光L2在第二波段光预偏光栅12处被透射的同时，也发生了偏折；且第二波段光L2在第二波段光汇聚光栅22处被透射的同时，进一步偏折后汇聚。

即在本申请实施例中，当某一波段光所对应的预偏光栅10及汇聚光栅20均为透射型光栅时，由场镜01的入光面一侧入射至场镜01的显示用光线L0中的该波段光在该预偏光栅10处发生偏折后透射至该汇聚光栅20，该波段光在汇聚光栅20处进一步偏折汇聚后出射。

本实施例中，场镜01中即包括反射型的预偏光栅10和汇聚光栅20，也包括透射型的预偏光栅10和汇聚光栅20。在本实施例对应的一种技术方案中，场镜01所包括的至少一个反射型的预偏光栅10所对应的那一波段光的波长范围大于至少一个透射型的预偏光栅10所对应那一波段的光的波长范围。仅将场镜01中的部分透射型光栅替换为反射型光栅，则场镜的设计难度不会增加太多。

例如，第一波段光L1对应的第一波段光预偏光栅11和第一波段光汇聚光栅21均为反射型光栅且第二波段光L2对应的第二波段光预偏光栅12和第二波段光汇聚光栅22均为透射型光栅，则第一波段光L1的波长范围可以大于第二波段光L2的波长范围。

当一个波段光对应的波长范围较大且其所对应的预偏光栅10为反射型光栅时，则该预偏光栅10可以将更多的由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’进行反射。

进一步地，场镜01所包括的至少一个反射型的预偏光栅10所对应的那一波段光的波长范围大于所有透射型的预偏光栅10所对应那一波段的光的波长范围。即场镜01所包括的多个预偏光栅10所对应的多个波段光中，波长范围最大的波段光所对应的预偏光栅10及汇聚光栅20均为反射型光栅。例如，由于第一波段光汇聚光栅21和第一波段光预偏光栅11均为反射型光栅，则第一波段光L1可以为由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中波长范围最大的光。

更进一步地，场镜01所包括的多个预偏光栅10所对应的多个波段光中，波长范围最大的波段光所对应的预偏光栅10设置在场镜01中其他汇聚光栅20及预偏光栅10远离场镜01入光面的一侧。

图6为本申请实施例提供的一种场镜的示意图。

在本申请的一个实施例中，如图6所示，场镜01所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅20及分别对应的预偏光栅10均为反射型光栅，即场镜01所包括的汇聚光栅20及预偏光栅10均为反射型光栅。且同一波段光对应的汇聚光栅20及预偏光栅10中，预偏光栅10设置在汇聚光栅20远离场镜01入光面的一侧。

例如，如图6所示，第一波段光预偏光栅11及第一波段光汇聚光栅21均为反射型光栅且第一波段预偏光栅10设置在第一波段光汇聚光栅21远离场镜01入光面的一侧；第二波段光预偏光栅12及第二波段光汇聚光栅22均为反射型光栅且第二波段预偏光栅10设置在第二波段光汇聚光栅22远离场镜01入光面的一侧；第三波段光预偏光栅13及第三波段光汇聚光栅23均为反射型光栅且第三波段预偏光栅10设置在第三波段光汇聚光栅23远离场镜01入光面的一侧。

进一步地，场镜01中的预偏光栅10位于任意一个汇聚光栅20远离场镜01入光面的一侧。例如，第一波段光预偏光栅11设置在第一波段光汇聚光栅21、第二波段光汇聚光栅22及第三波段光汇聚光栅23远离场镜01入光面的一侧；第二波段光预偏光栅12设置在第一波段光汇聚光栅21、第二波段光汇聚光栅22及第三波段光汇聚光栅23远离场镜01入光面的一侧；第三波段光预偏光栅13设置在第一波段光汇聚光栅21、第二波段光汇聚光栅22及第三波段光汇聚光栅23远离场镜01入光面的一侧。

在本申请的一个实施例中，由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的多个波段光分别对应的汇聚光栅20中包括第一波段光汇聚光栅21、第二波段光汇聚光栅22及第三波段光汇聚光栅23，由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的多个波段光分别对应的预偏光栅10中包括第一波段光预偏光栅11、第二波段光预偏光栅12及第三波段光预偏光栅13。第一波段光L1、第二波段光L2及第三波段光L3的颜色不同，且第一波段光L1、第二波段光L2及第三波段光L3分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

也就是说，本申请实施例所提供的场镜01的入光面接收的显示用光线L0中可以用包括红光、蓝光及绿光，且场镜01中包括的多个预偏光栅10可以分别对红光、蓝光及绿光进行预偏折、场镜01中包括的多个汇聚光栅20可以分别对预偏折后的红光、蓝光及绿光进行汇聚。

在本实施例对应的一个技术方案中，第一波段光L1为红光，即第一波段光预偏光栅11用于对由场镜01入光面入射的显示用光线L0中的红光进行预偏折且第一波段光汇聚光栅21用于对由场镜01入光面入射的显示用光线L0中的红光进行汇聚。

则在本技术方案中，则对由场镜01入光面入射的显示用光线L0中的红光进行偏折的预偏光栅10和对红光进行汇聚的汇聚光栅20均为反射型光栅。由于红光相对于蓝光、绿光的波长范围更广，则第一波段光预偏光栅11可以对由场镜01的出光面一侧入射的外界光线L0’中的更多波长范围的光进行反射。

此外，在本技术方案中，第一波段预偏光栅10可以设置在场镜01中其他汇聚光栅20及预偏光栅10远离场镜01入光面的一侧。

进一步地，当第一波段光L1为红光时，第一波段光预偏光栅11的预偏角范围可以为[37°,43°]，例如可以为40°。第一波段光预偏光栅11的光栅周期可以为1029nm。

可选地，第二波段光L2可以为绿光，则第二波段光预偏光栅12用于对由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的绿光进行预偏折且第二波段光汇聚光栅22用于对由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的绿光进行汇聚。第二波段光预偏光栅12的预偏角范围可以为[67°,73°]，例如可以为70°。第二波段光预偏光栅12的光栅周期可以为478nm。

可选地，第三波段光L3可以为蓝光，则第三波段光预偏光栅13用于对由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的蓝光进行预偏折且第三波段光汇聚光栅23用于对由场镜01的入光面一侧入射的显示用光线L0中的蓝光进行汇聚。第三波段光预偏光栅13的预偏角范围可以为[27°,33°]。例如可以为30°。第三波段光预偏光栅13的光栅周期可以为836nm。

图7为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

如图7所示，本申请实施例提供的显示装置001包括发光模组02及场镜01，场镜01设置在发光模组02的出光面一侧且发光模组02用于向场镜01发射多个波段光。即在本申请实施例所提供的显示装置001中，发光模组02设置在场镜01的入光面一侧且发光模组02主要用于向场镜01发射显示用光线L0，场镜01主要用于对由其入光面入射的光线的传播方向进行调整。

其中，发光模组02具体可以为激光发射模组、有机发光显示模组、微型发光二极管(micro-LED)显示模组、次毫米发光二极管(mini-LED)显示模组、液晶发光显示模组中的至少一者。

具体地，本申请实施例所提供的显示装置001可以应用于如图1所示的抬头显示设备、如图2所示的近眼显示设备、如图3所示的裸眼三维显示设备等。本申请实施例所提供的显示装置001具体可以实现虚拟现实显示、增强显示显示、全息投影显示等。

场镜01包括多个波段光分别对应的汇聚光栅20及分别对应的预偏光栅10，其中，多个波段光分别对应的汇聚光栅20及分别对应的预偏光栅10中包括第一波段光汇聚光栅21和第一波段光预偏光栅11。

其中，第一波段光汇聚光栅21及第一波段光预偏光栅11均为反射型光栅，且第一波段光预偏光栅11设置在第一波段光汇聚光栅21远离发光模组02的一侧。则发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的第一波段光L1先透射过第一波段光汇聚光栅21后传输至第一波段光预偏光栅11处发生偏折后，再反射至第一波段光汇聚光栅21，第一波段光L1在第一波段光汇聚光栅21处进一步偏折汇聚后出射。

在本申请实施例中，显示装置001中的场镜01通过采用反射型光栅作为至少波段光对应的预偏光栅10和汇聚光栅20，则增加了场镜01中反射型光栅的数量，而减小了场镜01中透射型光栅的数量。由于减少了场镜01中透射型光栅的数量，则避免了由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’需要经历多次透射后再反射回场镜01的出光面，因此可以明显减少场镜01出光面一侧的透射衍射的发生，提升本申请实施例提供的显示装置001的显示效果。

在本申请的一个实施例中，如图7所示，第一波段光预偏光栅11设置在场镜01中其他汇聚光栅20及预偏光栅10远离发光模组02的一侧。可以理解为，第一波段光预偏光栅11是场镜01最远离发光模组02的光栅，即第一波段预偏光栅10是场镜01中最靠近场镜01出光面的光栅。

由于第一波段光预偏光栅11为反射型光栅，则由场镜01的出光面一侧入射来的外界光线L0’在入射到场镜01时，部分波段的光会在第一波段光预偏光栅11处即被反射，则进一步减小了由场镜01出光面一侧入射的外界光线L0’中至少部分波段的光透射过光栅的次数，从而减弱透射衍射导致的彩虹纹现象。

此外，由于至少部分波段的外界光入射场镜01后在遇到的第一个光栅处即被反射，该些波段的外界光被反射的次数明显减小，则该些波段的外界光线L0’因为菲涅尔效应而改变偏振状态的问题明显改善。当入射至场镜01的外界光线L0’的偏振状态可控时，可以利用偏光片过滤掉该些被光栅反射的外界光线L0’，则即便该些外界光导致了衍射条纹也可以被偏光片过滤掉。

图8为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

在本申请的一些实施例中，如图8所示，场镜01所包括的多个汇聚光栅20中还包括第二波段光汇聚光栅22，且场镜01所包括的多个预偏光栅10中还包括第二波段光预偏光栅12。第二波段光汇聚光栅22及第二波段光预偏光栅12均为透射型光栅，且第二波段光预偏光栅12设置在第二波段光汇聚光栅22靠近发光模组02的一侧，即第二波段光预偏光栅12设置在第二波段光汇聚光栅22靠近场镜01入光面的一侧。

则在本申请实施例中，发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的第二波段光L2在第二波段光预偏光栅12处发生偏折后透射至第二波段光汇聚光栅22，第二波段光L2在第二波段光汇聚光栅22处进一步偏折汇聚后出射。

进一步地，第一波段光L1的波长范围大于第二波段光L2的波长范围。

图9为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

在本申请的一个实施例中，如图9所示，场镜01所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅20及分别对应的预偏光栅10均为反射型光栅；且同一波段光对应的汇聚光栅20及预偏光栅10中，预偏光栅10设置在汇聚光栅20远离发光模组02的一侧。

例如，如图9所示，第一波段光预偏光栅11及第一波段光汇聚光栅21均为反射型光栅且第一波段预偏光栅10设置在第一波段光汇聚光栅21远离发光模组02的一侧；第二波段光预偏光栅12及第二波段光汇聚光栅22均为反射型光栅且第二波段预偏光栅10设置在第二波段光汇聚光栅22远离发光模组02的一侧；第三波段光预偏光栅13及第三波段光汇聚光栅23均为反射型光栅且第三波段预偏光栅10设置在第三波段光汇聚光栅23远离发光模组02的一侧。

在本申请的一个实施例中，发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的多个波段光分别对应的汇聚光栅20中包括第一波段光汇聚光栅21、第二波段光汇聚光栅22及第三波段光汇聚光栅23，发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的多个波段光分别对应的预偏光栅10中包括第一波段光预偏光栅11、第二波段光预偏光栅12及第三波段光预偏光栅13。发光模组02用于向场镜01发射的第一波段光L1、第二波段光L2及第三波段光L3的颜色不同，且第一波段光L1、第二波段光L2及第三波段光L3分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

例如，发光模组02具体可以为发射红色激光、绿色激光、蓝色激光的激光发射模组。

在本实施例对应的一个技术方案中，第一波段光L1为红光，即第一波段光预偏光栅11用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的红光进行预偏折且第一波段光汇聚光栅21用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的红光进行汇聚。

进一步地，当第一波段光L1为红光时，第一波段光预偏光栅11的预偏角范围可以为[37°,43°]，例如可以为40°。第一波段光预偏光栅11的光栅周期可以为1029nm。

可选地，第二波段光L2可以为绿光，则第二波段光预偏光栅12用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的绿光进行预偏折且第二波段光汇聚光栅22用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的绿光进行汇聚。第二波段光预偏光栅12的预偏角范围可以为[67°,73°]，例如可以为70°。第二波段光预偏光栅12的光栅周期可以为478nm。

可选地，第三波段光L3可以为蓝光，则第三波段光预偏光栅13用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的蓝光进行预偏折且第三波段光汇聚光栅23用于对发光模组02向场镜01发射的显示用光线L0中的蓝光进行汇聚。第三波段光预偏光栅13的预偏角范围可以为[27°,33°]。例如可以为30°。第三波段光预偏光栅13的光栅周期可以为836nm。

需要说明的是，本申请实施例所提供的显示装置001中的场镜01可以为上述任意一个实施例所提供的场镜01，在此不再赘述。

图10为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

如图10所示，本申请的一个实施例提供的显示装置001还包括偏光片03，偏光片03设置在场镜01远离发光模组02的一侧，即偏光片03设置在场镜01的出光面一侧。通过在场镜01的出光面一侧设置偏光片03，可以减少外界光线L0’从场镜01的出光面一侧入射至场镜01的光量，可以减小衍射条纹的产生；此外，偏光片03可以减少入射至场镜01的外界光线L0’被反射后从场镜01出光面出射而被人眼察觉的光量。

图11为本申请实施例提供的一种显示装置的示意图。

如图11所示，本申请的一个实施例提供的显示装置001还包括空间光调制器04，空间光调制器04设置在发光模组02与场镜01之间，即发光模组02发射的显示用光线L0经过空间光调制器04的调制后再传输至场镜01。具体地，空间光调制器04可以用于调制发光模组02所发射的显示用光线L0的相位和振幅。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括如上述任意一个实施例提供的显示装置001。具体地，本申请实施例提供的电子设备具体可以为如图1所示的抬头显示设备、如图2所示的近眼显示设备、如图3所示的裸眼三维显示设备等中的一者，且可以实现虚拟现实显示、增强显示显示、全息投影显示等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (23)

1.一种场镜，其特征在于，包括多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅；

其中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第一波段光汇聚光栅和第一波段光预偏光栅；所述第一波段光汇聚光栅及所述第一波段光预偏光栅均为反射型光栅，且所述第一波段光预偏光栅设置在所述第一波段光汇聚光栅远离所述场镜入光面的一侧。

2.根据权利要求1所述的场镜，其特征在于，所述第一波段光预偏光栅设置在所述场镜中其他所述汇聚光栅及所述预偏光栅远离所述场镜入光面的一侧。

3.根据权利要求1所述的场镜，其特征在于，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第二波段光汇聚光栅和第二波段光预偏光栅，所述第二波段光汇聚光栅及所述第二波段光预偏光栅均为透射型光栅，且所述第二波段光预偏光栅设置在所述第二波段光汇聚光栅靠近所述场镜入光面的一侧。

4.根据权利要求3所述的场镜，其特征在于，所述第一波段光的波长范围大于所述第二波段光的波长范围。

5.根据权利要求1所述的场镜，其特征在于，所述场镜所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅均为反射型光栅；且同一波段光对应的所述汇聚光栅及所述预偏光栅中，所述预偏光栅设置在所述汇聚光栅远离所述场镜入光面的一侧。

6.根据权利要求1所述的场镜，其特征在于，所述场镜用于接收红光、蓝光及绿光；多个波段光分别对应的汇聚光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光汇聚光栅，多个波段光分别对应的预偏光栅中还包括第二波段光预偏光栅及第三波段光预偏光栅；

所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光的颜色不同，且所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

7.根据权利要求6所述的场镜，其特征在于，所述第一波段光为红光。

8.根据权利要求7所述的场镜，其特征在于，所述第一波段光预偏光栅的预偏角范围为[37°,43°]。

9.根据权利要求6所述的场镜，其特征在于，所述第二波段光为绿光，所述第二波段光预偏光栅的预偏角范围为[67°,73°]。

10.根据权利要求6所述的场镜，其特征在于，所述第三波段光为蓝光，所述第三波段光预偏光栅的预偏角范围为[27°,33°]。

11.一种显示装置，其特征在于，包括发光模组及场镜；所述场镜设置在所述发光模组的出光面一侧且所述发光模组用于向所述场镜发射多个波段光；所述场镜包括多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅；

其中，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第一波段光汇聚光栅和第一波段光预偏光栅；所述第一波段光汇聚光栅及所述第一波段光预偏光栅均为反射型光栅，且所述第一波段光预偏光栅设置在所述第一波段光汇聚光栅远离所述发光模组的一侧。

12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述第一波段光预偏光栅设置在所述场镜中其他所述汇聚光栅及所述预偏光栅远离所述发光模组的一侧。

13.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅中包括第二波段光汇聚光栅和第二波段光预偏光栅，所述第二波段光汇聚光栅及所述第二波段光预偏光栅均为透射型光栅，且所述第二波段光预偏光栅设置在所述第二波段光汇聚光栅靠近所述发光模组的一侧。

14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述第一波段光的波长范围大于所述第二波段光的波长范围。

15.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述场镜所包括的多个波段光分别对应的汇聚光栅及分别对应的预偏光栅均为反射型光栅；且同一波段光对应的所述汇聚光栅及所述预偏光栅中，所述预偏光栅设置在所述汇聚光栅远离所述发光模组的一侧。

16.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述发光模组用于向所述场镜发射红光、蓝光及绿光；多个波段光分别对应的汇聚光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光汇聚光栅，多个波段光分别对应的预偏光栅中还包括第二波段光汇聚光栅及第三波段光预偏光栅；

所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光的颜色不同，且所述第一波段光、所述第二波段光及所述第三波段光分别为红光、蓝光、绿光中的一者。

17.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述第一波段光为红光。

18.根据权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述第一波段光预偏光栅的预偏角范围为[37°,43°]。

19.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述第二波段光为绿光，所述第二波段光预偏光栅的预偏角范围为[67°,73°]。

20.根据权利要求16所述的显示装置，其特征在于，所述第三波段光为蓝光，所述第三波段光预偏光栅的预偏角范围为[27°,33°]。

21.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

空间光调制器，设置在所述发光模组与所述场镜之间。

22.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括：

偏光片，设置在所述场镜远离所述发光模组的一侧。

23.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11-22任意一项所述的显示装置。

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