[发明专利]用于可切换定向显示器的光学叠堆

说明书

本发明涉及用于可切换定向显示器的光学叠堆。本发明提供了一种防窥显示器，该防窥显示器包括空间光调制器和布置在与空间光调制器串联布置的第一偏振器和第二偏振器之间的补偿可切换液晶延迟片。在防窥操作模式下，来自空间光调制器的同轴光被导向而不损失，而离轴光具有减小的亮度。通过减小宽极性视场中的亮度来减小显示器对离轴窥探者的可见性。在广角操作模式下，调节可切换液晶延迟，使得基本上未修改离轴亮度。

本申请是2018年09月14日递交的PCT国际申请PCT/US2018/051021于2020年04月30日进入中国国家阶段的中国专利申请号为201880071397.X、发明名称为“用于可切换定向显示器的光学叠堆”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开整体涉及来自光调制设备的照明，并且更具体地讲，涉及为用于包括防窥显示器在内的显示器的照明提供控制的可切换光学叠堆。

背景技术

防窥显示器向通常处于同轴位置的主要用户提供图像可见性，并且减小了通常处于离轴位置的窥探者对图像内容的可见性。防窥功能可由微型百叶窗光学膜提供，该微型百叶窗光学膜在离轴位置以低亮度在同轴方向上透射来自显示器的一些光。然而，此类膜在正面照明方面具有高损耗，并且由于与空间光调制器的像素一起跳动，微型百叶窗可造成摩尔纹伪影。微型百叶窗的间距可能需要选择面板分辨率，从而增加库存和成本。

可通过对离轴光学输出的控制来提供可切换防窥显示器。

可通过亮度减小(例如通过液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光源)来提供控制。显示器背光源通常采用波导和边缘发光源。某些成像定向背光源具有将照明导向穿过显示器面板到观察窗中的另外的能力。成像系统可在多个源和相应的窗图像之间形成。成像定向背光源的一个示例是可采用折叠式光学系统的光学阀，因此也可以是折叠式成像定向背光源的示例。光可在基本上无损耗的情况下在一个方向上传播穿过光学阀，同时反向传播光可通过反射离开倾斜小平面而被提取，如美国专利号9,519,153中所述，该专利全文以引用方式并入本文。

还可通过减小对比度来提供对离轴防窥性的控制，例如通过调节平面内切换LCD中的液晶偏置倾斜。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了显示设备，该显示设备包括空间光调制器；显示偏振器，所述显示偏振器布置在所述空间光调制器的一侧上；附加偏振器，所述附加偏振器与所述显示偏振器布置在所述空间光调制器的同侧上；和多个延迟片，所述多个延迟片布置在附加偏振器与显示偏振器之间；其中所述多个延迟片包括：具有液晶材料层的可切换液晶延迟片，该可切换液晶延迟片布置在显示偏振器与附加偏振器之间；和至少一个无源补偿延迟片。

所述多个延迟片可被布置成不影响沿着顺着延迟片的平面的法线的轴线穿过显示偏振器、附加偏振器和所述多个延迟片的光的亮度，和/或减小沿着倾斜于延迟片的平面的法线的轴线穿过显示偏振器、附加偏振器和所述多个延迟片的光的亮度。

所述至少一个无源补偿延迟片可被布置成不将相移引入至由所述多个延迟片的输入侧上的显示偏振器和附加偏振器中的一者沿着顺着所述至少一个无源补偿延迟片的平面的法线的轴线传递的光的偏振分量，和/或将相移引入至由所述多个延迟片的输入侧上的显示偏振器和附加偏振器中的一者沿着倾斜于所述至少一个无源补偿延迟片的平面的法线的轴线传递的光的偏振分量。

可切换液晶延迟片可被布置成不将相移引入至由所述多个延迟片的输入侧上的显示偏振器和附加偏振器中的一者沿着顺着可切换液晶延迟片的平面的法线的轴线传递的光的偏振分量，和/或在可切换液晶延迟片的可切换状态下将相移引入至所述多个延迟片的输入侧上的显示偏振器和附加偏振器中的一者沿着倾斜于可切换液晶延迟片的平面的法线的轴线传递的光的偏振分量。