CN116594094A - 导光组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导光组件和电子设备，所公开的导光组件包括导光件、第一光栅、第二光栅、第一线偏振片和第二线偏振片；导光件包括相连的第一部分和第二部分，第一光栅设于第一部分，第二光栅设于第二部分，第一线偏振片的偏振方向与第二线偏振片的偏振方向相交，第二线偏振片设于导光件的背离第二光栅的一侧；光线经过第一光栅进入第一部分，并在通过第一线偏振片后从第二部分射出至第二光栅。

Description

导光组件和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种导光组件和电子设备。

背景技术

近年来随着主流AR(Augmented Reality，增强现实)、VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备厂商不断推出各种产品，AR、VR的热度也越来越高，进而引起来越来越多人的关注。AR设备一般由两部分组成，第一部分是用于提供图像信号的微型显示器，第二部分是用于对图像信号进行引导到人眼的光学元件。其中，光学元件按照种类不同主要分以下几类：采用各种微型显示系统和棱镜、自由曲面、以及光波导等光学元件的组合。由于光波导相对轻薄、且具有外界光线的高穿透性，从而被广泛应用。

光波导可以分为几何光波导(Geometric Waveguide)和衍射光波导(DiffractiveWaveguide)两种，衍射光波导利用衍射光栅来作为光线的耦入与耦出装置，将光波导的全反射特性和衍射光栅的衍射特性相结合，可实现大视场、大出瞳图像输出。例如，微型显示器发出的光垂直入射到耦入光栅上，经过耦入光栅衍射后的衍射光线在光波导中以全内反射方式前进，到达耦出光栅区域后，光线耦出到人眼。但是实际情况下，经过耦入光栅衍射后的部分衍射光线在光波导中并不满足全内反射条件，从而该部分衍射光线大部分能量将会离开光波导，从而造成光泄漏的问题。

发明内容

本发明公开一种导光组件和电子设备，以解决相关技术中的光线在导光组件中传播时存在漏光较大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本申请公开一种导光组件，包括导光件、第一光栅、第二光栅、第一线偏振片和第二线偏振片；

所述导光件包括相连的第一部分和第二部分，所述第一光栅设于所述第一部分，所述第二光栅设于所述第二部分，所述第一线偏振片的偏振方向与所述第二线偏振片的偏振方向相交，所述第二线偏振片设于所述导光件的背离所述第二光栅的一侧；

光线经过所述第一光栅进入所述第一部分，并在通过所述第一线偏振片后从所述第二部分射出至所述第二光栅。

第二方面，本申请还公开一种电子设备，包括第一方面所述的导光组件。

本发明采用的技术方案能够达到以下技术效果：

本申请实施例公开的导光组件通过设置第一线偏振片和第二线偏振片，使得光线经过第一光栅进入第一部分，并通过第一线偏振片后形成线偏振光，从而使得线偏振光在导光件内传递至至第二部分的情况下，到达第二光栅处的线偏振光部分耦出至导光组件之外进行呈像，部分按照全反射角继续反射，还有部分线偏振光到达位于第二部分的背离第二光栅一侧的第二线偏振片处，由于第一线偏振片的偏振方向与第二线偏振片的偏振方向相交，第二线偏振片可以减少经过第一线偏振片后形成的线偏振光从第二线偏振片的位置处的漏出量，从而可以在一定程度上缓解光线在导光组件内传播时的漏光。

附图说明

图1为本发明实施例公开的第一种导光组件的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的第二种导光组件的结构示意图。

附图标记说明：

100-导光件、110-第一部分、120-第二部分、

200-第一光栅、300-第二光栅、

400-第一线偏振片、500-第二线偏振片、600-第三线偏振片、

700-第四线偏振片、800-显示屏、900-准直组件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。

请参考图1至图2，本发明实施例公开一种导光组件，所公开的导光组件包括导光件100、第一光栅200、第二光栅300、第一线偏振片400和第二线偏振片500。

导光件100包括相连的第一部分110和第二部分120，第一部分110和第二部分120可以是整体式结构，也可以是分体式结构，在分体式结构的情况下，第一部分110和第二部分120可以通过光学胶层粘贴等方式连接。第一光栅200设于第一部分110，第二光栅300设于第二部分120，第一线偏振片400的偏振方向与第二线偏振片500的偏振方向相交，第二线偏振片500设于导光件100的背离第二光栅300的一侧。

光线经过第一光栅200进入第一部分110，并在通过第一线偏振片400后从第二部分120射出至第二光栅300。

需要说明的是，光线经过第一光栅200的衍射后会产生一定角度的衍射光线，该衍射光线的衍射角可以满足光线在导光件100内进行全反射，并在第二光栅300处衍射出导光件100之外，从而被人眼接收。光线到达第二光栅300处的反射光线部分耦出至人眼，部分按照全反射角继续反射，还有部分由于第二光栅300的作用无法进行全反射而从第二部分120的背离第二光栅300的一侧射出，从而造成导光组件的漏光，因此，通过设置第一线偏振片400和第二线偏振片500，且第二线偏振片500设于导光件100的背离第二光栅300的一侧，第一线偏振片400的偏振方向与第二线偏振片500的偏振方向相交，第二线偏振片500可以阻拦与其光轴方向相垂直的线偏振光穿过，从而使得第二线偏振片500可以减少经过第一线偏振片400后形成的线偏振光穿出第二线偏振片500的穿出量。其中，在第一线偏振片400的偏振方向与第二线偏振片500的偏振方向相交的情况下，第二线偏振片500减少经过第一线偏振片400后形成的线偏振光穿出第二线偏振片500的穿出量的原理已是公知技术，这里不再赘述。

本申请实施例公开的导光组件通过设置第一线偏振片400和第二线偏振片500，使得光线经过第一光栅200进入第一部分110，并通过第一线偏振片400后形成线偏振光，从而使得线偏振光在导光件100内传递至第二部分120的情况下，到达第二光栅300处的线偏振光部分耦出至导光组件之外进行呈像，部分按照全反射角继续反射，还有部分线偏振光到达位于第二部分120的背离第二光栅300一侧的第二线偏振片500处，由于第一线偏振片400的偏振方向与第二线偏振片500的偏振方向相交，第二线偏振片500可以减少经过第一线偏振片400后形成的线偏振光从第二线偏振片500的位置处的漏出量，从而可以在一定程度上缓解光线在导光组件内传播时的漏光。

在一些实施例中，第一线偏振片400的偏振方向与第二线偏振片500的偏振方向垂直，使得通过第一线偏振片400后的偏振光线无法穿过第二线偏振片500，从而可以避免光线从导光件100的背离第二光栅300的非显示侧泄露出导光件100之外，从而可以在一定程度上缓解光线在导光组件内传播时的漏光。

为了避免光线在导光件100内传播过程中的损耗，可选的，第一线偏振片400为透射型线偏振片，第二线偏振片500为反射型线偏振片。

本申请实施例公开的导光组件通过将第一线偏振片400设置为透射型线偏振片，使得光线可以经过第一线偏振片400后形成线偏振光，通过将第二线偏振片500设置为反射型线偏振片，使得第二线偏振片500可以反射与其光轴方向相垂直的线偏振光，从而使得经过第一线偏振片400后的线偏振光中与第二线偏振片500的光轴相垂直的光线可以反射至第二光栅300并耦出至人眼或继续在导光件100内进行反射，从而增强光线的利用率，提升用户从第二光栅300所在的显示侧观看的画面的亮度和对比度。

为了使导光组件各部件的排布更合理，可选的，第二线偏振片500与第二光栅300相对，且第二线偏振片500与第二光栅300设于第二部分的相背离的两侧，从而可以使得导光组件的各部件排布更合理。

为了进一步减少导光件100的设置有第二线偏振片500的一侧的漏光量，可选的，所述第二线偏振片500可以完全覆盖第二光栅300，从而可以进一步减少光线从导光件100的设置有第二线偏振片500一侧的射出量，从而可以进一步缓解光线在导光组件内传播时的漏光量。

光线在导光件100内传播时，光线在到达第二部分120的背离第一部分110的端部时可以射出，从而造成漏光现象，为了减少第二部分120的在背离第一部分110的端部的漏光量，可选的，导光组件还可以包括第三线偏振片600，第三线偏振片600可以设于第二部分120的背离第一部分110的端部，第三线偏振片600的偏振方向与第一线偏振片400的偏振方向相交。

本申请实施例公开的导光组件通过在第二部分120的背离第一部分110的端部设置第三线偏振片600，且第三线偏振片600的偏振方向与第一线偏振片400的偏振方向相交，从而使得第三线偏振片600可以减少经过第一线偏振片400形成的线偏振光穿过第三线偏振片600的射出量，从而可以缓解第二部分120在背离第一部分110的端部的漏光。

为了提高光线的利用率，可选的，第三线偏振片600可以为全反射型偏振片，从而使得经过第一线偏振片400形成的线偏振光在到达第三线偏振片600的情况下，第三线偏振片600可以反射与其光轴方向相垂直的线偏振光，从而使得反射后的线偏振光可以在导光件100内继续进行全反射，或从第二光栅300衍射出至导光件100之外，从而可以进一步对光线进行利用，从而可以提高光线的利用率，，提升用户从第二光栅300所在的显示侧观看的画面的亮度和对比度。

为了缓解光线在导光件100内传播时从第一部分110的背离第一光栅200的一侧射出而造成漏光，可选的，导光组件还可以包括第四线偏振片700，第四线偏振片700可以设于第一部分110的背离第一光栅200的一侧，第四线偏振片700的偏振方向与第一线偏振片400的偏振方向相交。

本申请实施例公开的导光组件通过在第一部分110的背离第一光栅200的一侧设置第四线偏振片700，且第四线偏振片700的偏振方向与第一线偏振片400的偏振方向相交，使得在光线经过第一线偏振片400后形成的线偏振光直接到达第四线偏振片700处，或经过导光件100的全反射后到达第四线偏振片700的情况下，第四线偏振片700可以阻拦与其光轴方向相垂直的线偏振光穿过，从而可以缓解第一部分110的背离第一光栅200的一侧的漏光。

为了进一步缓解光线在导光件100内传播时在第一部分110的背离第一光栅200一侧的漏光，可选的，第四线偏振片700为吸收型偏振片，通过将第四线偏振片700设置为吸收型偏振片，从而使得经过第一线偏振片400后形成的线偏振光中与第四线偏振片700的光轴相垂直的线偏振光在到达第四线偏振片700后被吸收，而不会从第四线偏振片700射出或被第四线偏振片700反射，从而可以进一步缓解光线在导光件100内传播时在第一部分110的背离第一光栅200的一侧的漏光。

需要说明的是，吸收型偏振片可以吸收与其光轴相垂直的线偏振光，从而使得与其光轴相垂直的线偏振光无法从吸收型偏振片射出，同时也无法被吸收型偏振片反射。

一种可选的实施例，第一线偏振片400可以与第一光栅200相对，或者，第一线偏振片400可以设于第一部分110与第二部分120之间，且垂直于第一光栅200。

本申请实施例公开的导光组件通过对第一线偏振片400的位置采用不同的设置，从而有利于导光组件根据防漏光的要求及导光组件的各部件的排布进行合理的选择。

需要说明的是，在本申请实施例公开的导光组件中，第一光栅200和第二光栅300可以是贴设于导光件100，也可以是嵌设于导光件100，本申请实施例不限制第一光栅200和第二光栅300的设置方式。在本申请实施例中提到的第一线偏振片400、第二线偏振片500、第三线偏振片600和第四线偏振片700可以是贴设于导光件100，也可以是嵌设于导光件100内，第一线偏振片400、第二线偏振片500、第三线偏振片600和第四线偏振片700可以根据具体情况进行设置，本申请不限制第一线偏振片400、第二线偏振片500、第三线偏振片600和第四线偏振片700的设置方式。

需要说明的是，本申请实施例公开的导光件100可以是光波导结构，当然，导光件100还可以是其它类型的结构，本申请实施例不限制导光件100的具体结构。

本申请还公开一种电子设备，所公开的电子设备包括上述实施例公开的导光组件，本申请实施例公开的电子设备通过采用上述实施例公开的导光组组件，可以缓解光线在导光组件内传播时的漏光。

为了使光线经过第一光栅200的衍射后会产生一定角度的衍射光线可以较好的满足光线在导光件100内进行全反射，可选的，电子设备还可以包括显示屏800和准直组件900。准直组件900可以设于第一光栅200的入光侧，显示屏800发出的光线通过准直组件900后可以射向第一光栅200。

显示屏800与第一部分相对设置。准直组件900夹设于显示屏800与第一部分之间。第一光栅200完全覆盖显示屏800的显示部分。第四线偏振片700完全覆盖显示屏800的显示部分。第二线偏振片500与第二光栅300叠设于导光件100的第二部分120的相背离的两侧。第二线偏振片500完全覆盖第二光栅300以提升用户观看到的画面品质。

需要说明的是，显示屏800发出的光线通过准直组件900后，可以形成平行光束射向第一光栅200，从而有利于经过第一光栅200的衍射后产生一定角度的衍射光线，以较好的满足光线在导光件100内进行全反射。

需要说明的是，本申请实施例公开的电子设备可以是显示面板、移动终端、可穿戴设备、VR(Virtual Reality,虚拟显示)眼镜、AR(Augmented Reality，增强显示)眼镜、手机、平板、游戏机等设备，不申请不限制电子设备的具体种类。

本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明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发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种导光组件，其特征在于，包括导光件(100)、第一光栅(200)、第二光栅(300)、第一线偏振片(400)和第二线偏振片(500)；

所述导光件(100)包括相连的第一部分(110)和第二部分(120)，所述第一光栅(200)设于所述第一部分(110)，所述第二光栅(300)设于所述第二部分(120)，所述第一线偏振片(400)的偏振方向与所述第二线偏振片(500)的偏振方向相交，所述第二线偏振片(500)设于所述导光件(100)的背离所述第二光栅(300)的一侧；

光线经过所述第一光栅(200)进入所述第一部分(110)，并在通过所述第一线偏振片(400)后从所述第二部分(120)射出至所述第二光栅(300)。

2.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述第一线偏振片(400)为透射型线偏振片，所述第二线偏振片(500)为反射型线偏振片。

3.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述第二线偏振片(500)与所述第二光栅(300)相对，且所述第二线偏振片(500)与所述第二光栅(300)设于所述第二部分(120)的相背离的两侧。

4.根据权利要求3所述的导光组件，其特征在于，所述第二线偏振片(500)完全覆盖所述第二光栅(300)。

5.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述导光组件还包括第三线偏振片(600)，所述第三线偏振片(600)设于所述第二部分(120)的背离所述第一部分(110)的端部，所述第三线偏振片(600)的偏振方向与所述第一线偏振片(400)的偏振方向相交。

6.根据权利要求5所述的导光组件，其特征在于，所述第三线偏振片(600)为全反射型偏振片。

7.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述导光组件还包括第四线偏振片(700)，所述第四线偏振片(700)设于所述第一部分(110)的背离所述第一光栅(200)的一侧，所述第四线偏振片(700)的偏振方向与所述第一线偏振片(400)的偏振方向相交。

8.根据权利要求7所述的导光组件，其特征在于，所述第四线偏振片(700)为吸收型偏振片。

9.根据权利要求1所述的导光组件，其特征在于，所述第一线偏振片(400)与所述第一光栅(200)相对，或设于第一部分(110)与所述第二部分(120)之间，且垂直于所述第一光栅(200)。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的导光组件。