CN111580279A - 显示装置及ar设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种显示装置及AR设备，该显示装置包括：显示面板、第一偏振片、反射式波片及第二偏振片，反射式波片的反射面及第一偏振片朝向显示面板的出光面设置，且反射式波片与第一偏振片及第二偏振片具有夹角，第二偏振片朝向反射面设置，第一偏振片与第二偏振片的起偏方向相同。本申请实施例通过设置偏振片以及反射式波片，使得从显示面板射出的光经过第一偏振片后，被反射式波片改变偏振方向，并反射至第二偏振片，最后由第二偏振片反射回反射式波片，以进入佩戴者眼睛，实现了对显示面板出射光的透射出的阻止，避免了显示面板的出射光透射出外界，保护了AR设备的佩戴者隐私，提升了用户体验。

Description

显示装置及AR设备

技术领域

本发明一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及AR设备。

背景技术

随着增强虚拟现实(AR)技术的发展，越来越多的AR设备相继产生。

目前，大部分AR设备基于Birdbath、曲面反射镜及以及反射/衍射波导实现虚拟显示的光学显示。

对于上述的AR设备，其中的显示面板发出的光容易被佩戴者之外的人看到，导致用户隐私泄露，影响用户体验。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种显示装置及AR设备，通过设置改变显示面板出光的偏振方向，阻止透射出外界，以防止用户隐私泄露，提升用户体验。

第一方面，本申请提供一种显示装置，包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片及第二偏振片，该反射式波片的反射面及该第一偏振片朝向该显示面板的出光面设置，且该反射式波片与该第一偏振片及该第二偏振片具有夹角，该第二偏振片朝向该反射面设置，该第一偏振片与该第二偏振片的起偏方向相同，该显示面板的出射光经该第一偏振片的透射后，形成线偏振光，该线偏振光入射至该反射式波片；经该反射面的反射后，将改变偏振方向的线偏振光入射至该第二偏振片；经该第二偏振片的反射和反射式波片的透射后入射到人眼。

第二方面，本申请实施例提供一种显示装置，包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片、相位差波片及第二偏振片，该反射式波片的反射面及该第一偏振片朝向该显示面板的出光面设置，且该反射式波片与该第一偏振片及该第二偏振片具有夹角，该相位差波片及该第二偏振片朝向该反射面设置，该第一偏振片与该第二偏振片的起偏方向相同，该显示面板的出射光经该第一偏振片的透射后，形成线偏振光，该线偏振光入射至该反射式波片；经该反射面的反射后，形成圆偏振光；该圆偏振光经过该相位差波片，形成改变偏振方向的线偏振光，改变偏振方向的线偏振光入射至该第二偏振片；经该第二偏振片的反射、相位差波片及反射式波片的透射后入射到人眼。

第三方面，本申请提供一种AR设备，包括如上述第一方面所述的显示装置。

综上所述，本申请实施例提供的一种显示装置及AR设备，通过在AR设备的显示面板的出光面设置两个起偏方向一致的偏振片，以及设置在两个偏振片之间的反射式波片，使得从显示面板射出的光经过第一偏振片后，被反射式波片改变偏振方向，并反射至第二偏振片，最后由第二偏振片反射回反射式波片，以进入佩戴者眼睛，实现了对显示面板出射光的阻止，避免了显示面板的出射光透射出外界，保护了AR设备的佩戴者隐私，提升了用户体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的显示装置的结构示意图；

图2为本申请实施例反射式波片的光学性能示意图；

图3为本申请实施例反射式波片的光学性能示意图；

图4为本申请又一实施例的显示装置的结构示意图；

图5为本申请又一实施例的显示装置的结构示意图；

图6为本申请又一反射式波片的光学性能示意图；

图7为本申请又一反射式波片的光学性能示意图；

图8为本申请又一实施例的显示装置的结构示意图；

图9为本申请又一实施例的显示装置的结构示意图。

附图标记说明：

01-显示面板，02-第一偏振片，03-第一反射式波片，04-第二反射式波片，05-相位差波片，06-透镜或透镜组，07-第二偏振片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

可以理解，在AR设备的显示装置中，显示屏发出的光经透射到普通分光镜上，然后经过分光镜的反射，反射光线到达，射出外界。从而使得外界容易查看到显示屏上的内容，导致用户隐私泄露。

本申请实施例为了防止用户的隐私泄露，通过在AR设备的显示面板下方设置调光装置，通过改变显示面板出射光的偏振方向，以阻止显示屏上的出射光透射出去。

为了便于理解和说明，下面通过图1至图9细解释本申请提供的显示装置及。

图1为本申请实施例的显示装置的结构示意图，该显示装置用于AR设备，如图1所示，该显示装置包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片及第二偏振片，该反射式波片的反射面及该第一偏振片朝向该显示面板的出光面设置，且该反射式波片与该第一偏振片及该第二偏振片具有夹角，该第二偏振片朝向该反射面设置，该第一偏振片与该第二偏振片的起偏方向相同，该显示面板的出射光经该第一偏振片的透射后，形成线偏振光，该线偏振光入射至该反射式波片；经该反射面的反射后，将改变偏振方向的线偏振光入射至该第二偏振片；经该第二偏振片的反射和反射式波片的透射后入射到人眼。

具体的，如图1所示，在实际的AR设备中，可以在显示面板01的正下方设置一偏振片，即在出光面设置第一偏振片02，以朝向显示面板的出光面，可以与显示面板平行设置；进而在第一偏振片02的下方，即靠近佩戴者眼睛的部位倾斜设置反射式波片，即第一反射式波片03，使得该第一反射式波片的反射面朝向第一偏振片02，且与第一偏振片02具有夹角。

然后在第一偏振片02的下方，远离佩戴者眼部的一侧设置第二偏振片07，且使得第二偏振片同样面向反射式波片的反射面，如将第二偏振片与第一偏振片垂直设置，且保证第一偏振片02的起偏方向与第二偏振片07的起偏方向相同。

可以理解，上述显示装置的各个部分，使得显示面板的出射光的经过第一偏振片02，调制为某个方向的线偏振光后，入射到反射式波片的反射面。进而被反射式波片改变偏振方向，并反射至该第二偏振片，从而使得该第二偏振片将改变偏振方向的线偏振光反射回反射式波片，进而反射回佩戴者的眼部，阻止反射光从AR设备的射出。

具体的，该第一偏振片用于将从显示面板上射出的光进行调制，输出与出光方向平行的线偏振光，如输出S偏振光或P偏振光。

该反射式波片用于改变经过第一偏振片起偏后的线偏振光的方向，并将改变偏振方向的线偏振光反射到第二偏振片，即反射至第二偏振片的线偏振光与从第一偏振片透射的线偏振光的方向不同，如第一偏振片透射出S偏振光，则反射式波片将其改变为P偏振光。

该第二偏振片则用于阻止经过反射式波片反射后的线偏振光的透射，以防止透射出AR设备。即将经过反射式波片反射后的线偏振光重新反射至反射式波片，使得部分光透过反射式波片，进入佩戴者的眼睛，实现显示面板上内容的查看。即由于第二偏振片与第一偏振片的起偏方向相同，当经过反射式波片反射后的线偏振光，如S偏振光，则第二偏振片无法透射该S偏振光，并反射至反射式波片。

另外，在实际使用时，从眼睛前方入射的外界环境光将经过第二偏振片，与其透光方向平行的部分光线透过，经过反射式波片后，部分透射进入人眼。

可以理解，为了实现对显示面板出射光的阻止，第一偏振片与第二偏振片的偏振方向相同，如第一偏振片与第二偏振片的出光方向为P偏振光，反射方向为S偏振光。

则反射式波片将从第一偏振片透射出的P偏振光进行调整，变成垂直于P偏振光的S偏振光。进而当经过反射式波片反射，变成S偏振光入射到第二偏振片。由于第一偏振片与第二偏振片的偏振方向相同，即第二偏振片同透P偏振光，反射S偏振光，即将反射至第二偏振片的S偏振光反射回至反射式波片，实现显示面板出射光的阻止。

还可以理解，由于反射式波片的光学特性，即当光斜入射至反射式波片的相位差膜层时，反射光中P偏振光与S偏振光的相位差一般不再恒定为π，理论上可以得到0到2π之间的任意值。因此，可以利用镀膜技术制造特定相位延迟量的反射式波片，同时控制膜系的反射率为所需的值。

可选的，在本申请的一种实施例中，该反射式波片，即第一反射式波片可以为λ/2反射式波片。

如图1所示，该第一反射式波片倾斜设置在第一偏振片的出光方向，且其反射面朝向第二偏振片。如以45°角倾斜设置，以使得从第一偏振片透出的光以45°角倾斜入射至反射式波片上。

该第一反射式波片可以包括基板及设置在基板上的多个相位差膜层。该基板可以为玻璃基板，多个相位差膜层可以为依次堆叠设置在基板上的不同介电常数的膜层，可以包括多层氟化镁、多层二氧化钛及多层二氧化硅。

可以理解，该第一反射式波片的反射面为所述相位差膜层所在的一侧。

例如，具体可以包括的堆叠顺序及厚度如表1所示：

表1

可以理解，上述的膜层按照序号依次堆叠设置在基板上，以实现对光的调制作用。

可以理解，上述相位差膜层的材料及厚度只是示例性说明，本申请实施例对此不做限制。

上述工艺制作的反射式波片的光学特征如图2及图3所示，图2为对光的反射特性，图3为对光的透射特性。如图所示，该反射式波片在450nm到650nm的波长范围内，其反射率均在50％附近，其反射相位差均在180°附近。

进一步，如图4所示，为了提高AR设备的性能，可以在第二偏振片与反射式波片之间设置透镜或透镜组05，该透镜或透镜组可以将经过反射式波片反射的光进行放大，以进入第二偏振片。

实际中，当显示面板显示内容时，所射出的光经过第一偏振片，并通过第一偏振片的起偏，输出某个方向的线偏振光，以入射到反射式波片上。该反射式波片上对该入射光进行反射调制，以改变线偏振光的偏振方向，即反射后的光的偏振方向与第一偏振片出光方向垂直。进而经过透镜放大后，入射至第二偏振片。此时，由于第一偏振片及第二偏振片的起偏方向一致，则从显示面板射出的光经过第一偏振片及反射式波片的调制后的线偏振光，其偏振方向与第二偏振片的透光方向垂直，与反射方向平行，即入射到第二偏振片的光将被第二偏振片反射，进而通过透镜或透镜组放大，返回反射式波片，最后经过部分反射式λ/2波片，部分光线透射进入人眼。

同时，从眼睛前方入射的外界环境光先经过第二偏振片，与其透光方向平行的那部分光线透过第二偏振片，然后经过透镜或透镜组，最后经过部分反射式λ/2波片，部分透射进入人眼。

本申请实施例提供的显示装置，使用于AR设备，通过利用两个起偏方向一致的偏振片，以及反射式波片对显示面板射出的光的调制作用，使得入射到佩戴者眼睛前方的第二偏振片的线偏振光的偏振方向与第二偏振片的出光方向垂直，以阻止显示面板的光透射到外界，引起佩戴者的隐私泄露。

另外，如图5所示，在另一实施例中，还提供一种显示装置，该显示装置包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片、相位差波片及第二偏振片，该反射式波片的反射面及该第一偏振片朝向该显示面板的出光面设置，且该反射式波片与该第一偏振片及该第二偏振片具有夹角，该相位差波片及该第二偏振片朝向该反射面设置，该第一偏振片与该第二偏振片的起偏方向相同，该显示面板的出射光经该第一偏振片的透射后，形成线偏振光，该线偏振光入射至该反射式波片；经该反射面的反射后，形成圆偏振光；该圆偏振光经过该相位差波片，形成改变偏振方向的线偏振光，改变偏振方向的线偏振光入射至该第二偏振片；经该第二偏振片的反射、相位差波片及反射式波片的透射后入射到人眼。

具体的，该实施例中，该反射式波片，即第二反射式波片04同样倾斜设置在显示面板的出光方向的第一偏振片下方，且其反射面朝向第一偏振片，与第一偏振片及第二偏振片之间具有夹角。

进一步，由于该第二反射式波片首先将第一偏振片输出的线偏振光调制为圆偏振光。则在该实施例中，在第二反射式波片与第二偏振片之间还设置有相位差波片06。

该相位差波片可以设置在第二反射式波片的反射方向，并且可以与第二偏振平行设置，以将通过相位差波片改变方向的线偏振光输出至第二偏振片。

可以理解，当显示面板的出射光经过第一偏振片，形成线偏振光，透射至第二反射式波片的反射面后，经过反射式波片的反射面的调制，变成圆偏振光，进而将该圆偏振光反射至相位差波片，以通过该相位差波片将该圆偏振光调制为线偏振光，且与第一偏振片输出的线偏振光的方向垂直，实现对第一偏振片输出的线偏振光的方向改变，使得透射到第二偏振片的线偏振光无法透射，并被反射后，经过相位差波片及第二反射式波片，进入到佩戴者的眼部。

该第二反射式波片为λ/4反射式波片，该相位差波片为λ/4相位差波片。

该λ/4反射式波片具体可以包括基板及设置在基板上的多个相位差膜层。该基板可以为玻璃基板，多个相位差膜层为依次堆叠设置在基板上的不同介电常数的膜层，可以包括多层氟化镁、多层二氧化钛及多层二氧化硅。

例如，第二反射式波片的相位差膜层的堆叠顺序及厚度如表2所示：

表2

可以理解，上述的相位差膜层按照序号依次堆叠设置在基板上，以实现对光的调制作用。

可以理解，上述相位差膜层的材料及厚度只是示例性说明，本申请实施例对此不做限制。

上述工艺制作的反射式波片的光学特征如图6及图7所示，图6为对光的反射特性，图7为对光的透射特性。如图所示，该反射式波片在450nm到650nm的波长范围内，其反射率均在50％附近，其反射相位差均在180°附近。

如图5所示，在显示装置，该第二反射式波片04同样可以以45°角倾斜设置在该第一偏振片下方，以使得从第一偏振片透出的光以45°角倾斜入射至反射式波片上。

进一步，为了提高AR设备的性能，还还可以在光路上设置透镜或透镜组，以放大光透射光。

例如，如图8所示，可以在第二偏振片与相位差波片之间设置透镜或透镜组05，该透镜或透镜组可以将经过相位差波片的光进行放大，以进入第二偏振片。

又例如，如图9所示，可以在第二反射式波片与相位差波片之间设置透镜或透镜组，该透镜或透镜组可以将经过第二部分反射式镜片的光放大，以进入相位差波片。

实际中，当显示面板显示图像时，所射出的光经过第一偏振片，并通过第一偏振片的起偏，输出某个方向的线偏振光，以入射到λ/4反射式波片上，即第二反射式波片上。该第二反射式波片对该入射光进行调制，以形成圆偏振光，并将该圆偏振光反射至λ/4相位差波片，以将该圆偏振光调制为线偏振光，并且与第一偏振片透出的线偏振光垂直，即经过λ/4相位差波片的线偏振光的偏振方向与第一偏振片出光方向垂直。进而经过透镜或透镜组放大后，入射至第二偏振片。此时，同样的，由于第一偏振片及第二偏振片的起偏方向一致，则从显示面板射出的光经过第一偏振片及反射式波片的调制后的线偏振光，其偏振方向与第二偏振片的透光方向垂直，与反射方向平行，即入射到第二偏振片的光将被第二偏振片反射，进而通过透镜或透镜组放大，返回反射式波片，最后经过部分反射式λ/4波片，部分光线透射进入人眼。

同时，从眼睛前方入射的外界环境光先经过第二偏振片，与其透光方向平行的那部分光线透过第二偏振片，然后经过透镜或透镜组，最后经过部分反射式λ/4波片，部分透射进入人眼。

本申请实施例提供的显示装置，使用于AR设备，通过利用两个起偏方向一致的偏振片，以及λ/4反射式波片以及λ/4相位差波片，对显示面板射出的光的调制作用，使得入射到佩戴者眼睛前方的第二偏振片的线偏振光的偏振方向与第二偏振片的出光方向垂直，以阻止显示面板的光透射到外界，引起佩戴者的隐私泄露。

另一方面，本申请实施例还提供一种AR设备，该设备中包括如上述实施例中记载的显示装置，该显示装置中，在显示面板的出光侧设置有第一显示面板、反射式波片及第二偏振片，该第一偏振片将从显示面出射的光调制为线偏振光，进而利用反射式波片改变该线偏振光的方向，并反射至第二偏振片上，以使得与第一偏振片的起偏方向相同的第二偏振片对反射至其上的线偏振光进行反射，以阻止从显示面板出射的光，实现了佩戴者的隐私保护。

综上所述，本申请实施例提供的一种显示装置、AR设备，通过在AR设备的显示面板的出光面设置两个起偏方向一致的偏振片，以及设置在两个偏振片之间的反射式波片，使得从显示面板射出的光经过第一偏振片后，被反射式波片改变偏振方向，并反射至第二偏振片，最后由第二偏振片反射回反射式波片，以进入佩戴者眼睛，实现了对显示面板出射光的阻止，避免了显示面板的出射光透射出外界，保护了AR设备的佩戴者隐私，提升了用户体验。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片及第二偏振片，所述反射式波片的反射面及所述第一偏振片朝向所述显示面板的出光面设置，且所述反射式波片与所述第一偏振片及所述第二偏振片具有夹角，所述第二偏振片朝向所述反射面设置，所述第一偏振片与所述第二偏振片的起偏方向相同，所述显示面板的出射光经所述第一偏振片的透射后，形成线偏振光，所述线偏振光入射至所述反射式波片；经所述反射面的反射后，将改变偏振方向的线偏振光入射至所述第二偏振片；经所述第二偏振片的反射和反射式波片的透射后入射到人眼。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述反射式波片包括基板及设置在所述基板上的多个相位差膜层，所述反射面为所述相位差膜层所在的一侧。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述反射式波片为λ/2反射式波片。

4.根据权利要1所述的显示装置，其特征在于，所述相位差膜层包括多层氟化镁、多层二氧化钛及多层二氧化硅。

5.根据权利要求1-4任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括透镜或透镜组，所述透镜或所述透镜组设置在所述反射式波片与所述第二偏振片之间。

6.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

显示面板、第一偏振片、反射式波片、相位差波片及第二偏振片，所述反射式波片的反射面及所述第一偏振片朝向所述显示面板的出光面设置，且所述反射式波片与所述第一偏振片、所述相位差波片及所述第二偏振片具有夹角，所述相位差波片及所述第二偏振片朝向所述反射面设置，所述第一偏振片与所述第二偏振片的起偏方向相同，所述显示面板的出射光经所述第一偏振片的透射后，形成线偏振光，所述线偏振光入射至所述反射式波片；经所述反射面的反射后，形成圆偏振光；所述圆偏振光经过所述相位差波片，形成改变偏振方向的线偏振光，改变偏振方向的线偏振光入射至所述第二偏振片；经所述第二偏振片的反射、相位差波片及反射式波片的透射后入射到人眼。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述反射式波片为λ/4反射式波片，所述相位差波片为λ/4相位差波片。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述反射式波片包括基板及设置在所述基板上的多个相位差膜层，所述反射面在所述相位差膜层所在的一侧。

9.根据权利要求6-8任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括透镜或透镜组，所述透镜或所述透镜组设置在所述反射式波片与所述相位差波片之间，或者，

所述透镜或所述透镜组设置在所述相位差波片与所述第二偏振片之间。

10.一种AR设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的显示装置。

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