[发明专利]用于防窥显示器的光学堆叠

说明书

一种可切换防窥显示设备包含偏振输出空间光调制器和附加偏振器。反射偏振器、可切换液晶极性控制延迟器、无源极性控制延迟器和气隙设置在显示输出偏振器和附加偏振器之间。无源延迟器被设置为对来自所述空间光调制器的偏振光不提供对于轴上光的相位差；并且同时为离轴方向上的偏振光提供非零相位差。所述极性控制延迟器还被设置为对通过所述气隙传播的光实现低反射率。可以以低成本方便地组装的可切换防窥显示器可以为显示器用户提供高对比度图像，同时针对离轴窥探者保持高级别的视觉安全性。

技术领域

本公开大体上涉及用于防窥显示器和低杂散光显示器中的光学堆叠。

背景技术

防窥显示器向通常处于轴上位置的主用户提供图像可见性，并且向通常处于离轴位置的窥探者提供降低的图像内容可见性。可以通过微百叶窗光学膜来提供防窥功能，所述微百叶窗光学膜在轴上方向上透射来自显示器的高照度，而在离轴位置上透射低照度，然而这种膜是不可切换的，因此显示器仅限于防窥功能。

通过控制离轴光输出可以提供可切换的防窥显示器。

离轴防窥的控制可以通过对比度降低来提供，例如通过调整面内切换LCD中的液晶偏置倾斜。

还可以通过离轴照度降低来提供控制。可以通过用于液晶显示器(LCD)空间光调制器的可切换背光来实现照度降低。离轴照度降低还可以通过可切换液晶延迟器和补偿延迟器来提供，所述可切换液晶延迟器和补偿延迟器被设置为调制空间光调制器的输入和/或输出方向照度分布。

还可以通过离轴反射率增加来提供控制。可以通过可切换液晶延迟器和补偿延迟器来实现反射率的增加，所述补偿延迟器被设置为控制落在反射偏振器上的环境光的偏振。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种显示装置，包括：空间光调制器；设置在空间光调制器输出侧上的显示偏振器，所述显示偏振器为线性偏振器；设置在显示偏振器的输出侧上的附加偏振器，所述附加偏振器为线性偏振器；以及设置在附加偏振器和显示偏振器之间的多个极性控制延迟器，其中气隙将多个极性控制延迟器分成在显示偏振器和气隙之间的至少一个气隙输入延迟器和在气隙和附加偏振器之间的至少一个气隙输出延迟器，所述至少一个气隙输入延迟器被设置为将通过显示偏振器的线性偏振光转换为圆偏振光，并且多个极性控制延迟器一起能够同时对由显示偏振器沿着沿多个极性控制延迟器的平面的法线的轴通过的光的正交偏振分量不引入净相对相移，并且对由显示偏振器沿着倾斜于多个极性控制延迟器的平面的法线的轴通过的光的正交偏振分量引入净相对相移。

有利地，可以提供防窥显示器以实现对轴上用户的高照度和对离轴窥探者的低照度，从而实现高视觉安全级别。设置气隙以实现降低组装成本并提高制造产量。多个空间光调制器可以设置有单个延迟堆叠和附加偏振器。可以针对迎面用户优化图像对比度。

多个极性控制延迟器可以包括至少一个无源延迟器。可以降低显示器的成本。与没有无源延迟器的显示器相比，可以增加获得高视觉安全水平的极角范围。

至少一个无源延迟器可以包含两个无源延迟器，这两个无源延迟器具有在相交的延迟器的平面内的光轴。所述一对无源延迟器具有相对于与显示偏振器的电矢量透射平行的电矢量透射方向分别以45°和135°延伸的光轴。有利地，可以使用成本比平面外延迟器低的平面内延迟器。