一种AR显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种AR显示装置，用以提高虚拟图像信息的安全性。AR显示装置包括：图像透射装置和光合波器；光合波器包括第一入光口、第二入光口和出光口；图像投射装置朝向第一入光口设置，第一入光口用于接收图像投射装置发出的虚拟图像光；第二入光口，用于接收外部环境光，第二入光口与第一入光口不同轴设置，第一入光口或第二入光口与出光口相对设置；光合波器内设置一倾斜棱面，第二入光口、第一入光口的光轴均与倾斜棱面相交，倾斜棱面能使入射到倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射；还包括第一偏振片和第二偏振片；第一偏振片设置在第一入光口处；第二偏振片设置在第二入光口处；第一偏振片与第二偏振片的偏振化方向互相垂直。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及显示
，尤其涉及一种AR显示装置。
技术介绍
AR，(AugmentedReality)，即增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。目前AR显示已变得越来越热门，通过穿戴式设备，如眼镜或头盔，来和真实世界进行互动。不论AR眼镜或AR头盔，交互行为都是基于透明的显示界面，导致AR显示的内容也同样会被外界获知。所以AR显示内容的安全问题也是一项重要考量。以AR眼镜为例，图像信息以光波导技术通过光反射通道进入镜片系统传输到人眼。而由于显示界面的透明性，他人也可以从外部获取到穿戴本人的交互信息，造成信息安全泄露。如图1所示，AR眼镜包括一显示器和一光合波器，显示器用来显示虚拟图像，虚拟图像是根据穿戴用户所在的位置和与该位置相对应的虚拟场景来生成的虚拟图像，穿戴用户所在的位置通过对穿戴用户进行头部跟踪实时获取。光合波器用于将显示器显示的虚拟图像光与真实世界光的光路进行合成，然后将合成后的图像光传输至人眼。如图2所示，光合波器内包括一半反半透镜S3，光合波器包括虚拟图像光的入光口S1，外部环境的真实世界光的入光口S2，半反半透镜S3与入光口S1，和入光口S2相对设置，还包括一个出光口S4，虚拟图像光和外部环境光进入光学器件之后，都在半反半透镜S3的表面发生反射和透射，虚拟图像光在半反半透镜S3的表面发生反射的光路，与外部环境光在半反半透镜S3的表面发生透射的光路重合，这两路光路叠加后从出光口S4透出，并进入人眼。但是存在的安全问题是，虚拟图像光在半反半透镜S3的表面发生透射的光路，在光合波器的一表面S5(或者是AR眼镜的镜片表面)发生反射，反射光返回至半反半透镜S3的表面，并在半反半透镜S3的表面发生反射，反射光路从入光口S2透射并进入外部环境，进入外部环境的虚拟图像光如果被他人或设备窃取，便会造成虚拟图像信息的泄露。综上，现有技术中存在着，AR设备缺少显示信息防泄漏装置，导致AR设备显示的图像信息容易泄露的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种AR显示装置，用以解决现有技术中存在的AR设备显示的图像信息容易泄露的问题。本专利技术实施例提供一种AR显示装置，包括：一显示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述显示器的图像投射装置朝向所述第一入光口设置，所述第一入光口用于接收所述图像投射装置发出的虚拟图像光；所述第二入光口，用于接收外部环境的外部环境光，所述第二入光口与所述第一入光口不同轴设置，所述第一入光口或所述第二入光口与所述出光口相对设置；所述光合波器内设置一倾斜棱面，所述第二入光口、所述第一入光口的光轴均与所述倾斜棱面相交，所述倾斜棱面能使入射到所述倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射；还包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片设置在所述第一入光口处；所述第二偏振片设置在所述第二入光口处；所述第一偏振片与所述第二偏振片的偏振化方向互相垂直。上述实施例中，一部分虚拟图像光λ1经过第一偏振片后，会形成沿第一偏振片的偏振化方向振动的偏振光，透过倾斜棱面的该偏振光，经一系列反射光路，会从第二入光口泄露出去，因第二入光口处设置有第二偏振片，而且第二偏振片的偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向互相垂直，因此，进入第二偏振片的偏振光的振动方向也与第二偏振片的偏振化方向垂直，根据偏振片的光选择原理，会将垂直于第二偏振片的偏振化方向的偏振化吸收掉，进而屏蔽掉了从第二入光口泄露的虚拟图像光λ1，使得AR显示装置具备了防止虚拟图像信息泄漏的功能。可选的，所述倾斜棱面为半反半透镜面；所述光合波器包括一光学元件，所述倾斜棱面为所述光学元件内的一棱面，所述光学元件还包括第一入光面和第二入光面和出光面；所述第一入光面设置在所述第一入光口处，所述第二入光面设置在所述第二入光口处，所述出光面设置在所述出光口处。可选的，所述第一偏振片设置在所述第一入光面的表面，或者，所述第一偏振片设置在所述第一入光面与所述图像投射装置之间；所述第二偏振片设置在所述第二入光面的表面。可选的，所述第一入光面和所述第二入光面的光轴互相垂直，所述第一入光面的光轴、所述第二入光面光轴与所述半反半透镜面的夹角为45°。可选的，所述光学元件还包括与所述第一入光面相对设置的棱面，所述棱面上镀有反射材料，以形成一反射棱面。可选的，所述第一入光面的光轴沿竖直方向，所述第二入光面的光轴沿水平方向；所述第一偏振片的偏振化方向为水平方向，所述第二偏振片的偏振方向为竖直方向。可选的，所述第一入光面的光轴沿水平方向，所述第二入光面的光轴沿竖直方向；所述第一偏振片的偏振化方向为竖直方向，所述第二偏振片的偏振方向为水平方向。本专利技术实施例提供一种AR显示装置，包括：一显示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述显示器的图像投射装置朝向所述第一入光口设置，所述第一入光口用于接收所述图像投射装置发出的虚拟图像光；所述第二入光口，用于接收外部环境的外部环境光，所述第二入光口与所述第一入光口沿不同轴设置，所述出光口与所述第二入光口或所述第一入光口相对设置；所述光合波器内设置一倾斜棱面，所述倾斜棱面能够使入射到所述倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射，所述第二入光口、所述第一入光口的光轴均与所述倾斜棱面相交，并且从所述第一入光口入射至所述倾斜棱面的虚拟图像光，在所述倾斜棱面发生反射后的反射光从所述出光口透射出；其中，所述倾斜棱面的表面设置一增反膜。图像投射装置发出的虚拟图像光λ1经过第一入光口并入射至倾斜棱面，因倾斜棱面的表面设置有增反膜，因此，大部分虚拟图像光λ1在倾斜棱面发生反射，小部分虚拟图像光λ1在倾斜棱面发生透射；来自AR显示装置外部的外部环境光λ2从第二入光口入射至倾斜棱面，并在倾斜棱面一部分发生透射，一部分发生反射；其中，大部分在倾斜棱面发生反射的虚拟图像光λ1，与在倾斜棱面发生透射的外部环境光λ2叠加，叠加后的图像光(包括λ1和λ2)经过出光面，从光合波器的出光口透射出，并进入人眼；小部分从倾斜棱面透过的虚拟图像光λ1先后经光合波器表面、倾斜棱面的反射后从第二入光口透射出，但因光线较少，泄露至外部环境中的虚拟图像光λ1较暗，因此相对于现有技术中完全没有防泄漏的AR显示装置来说，上述AR显示装置对虚拟图像信息也有一定的保护作用。可选的，所述倾斜棱面为半反半透镜面。本专利技术实施例提供一种AR显示装置，包括：一显示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述显示器的图像投射装置朝向所述第一入光口设置，所述第一入光口用于接收所述图像投射装置发出的虚拟图像光；所述第二入光口，用于接收外部环境的外部环境光，所述第二入光口与所述第一入光口不同轴设置，所述出光口与所述第一入光口或所述第二入光口相对设置；所述光合波器内设置一倾斜棱面，所述倾斜棱面能够使入射到所述倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射，所述第二入光口、所述第一入光口的光轴均与所述倾斜棱面相交，并且从所述第一入光口入射至所述倾斜棱面的虚拟图像光，在所述倾斜棱面发生反射后的反射光从所述出光口透射出；其中，所述倾斜棱面的反射率大于透射率。上述实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AR显示装置，其特征在于，包括：一图像透射装置和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述图像透射装置的图像投射装置朝向所述第一入光口设置，所述第一入光口用于接收所述图像投射装置发出的虚拟图像光；所述第二入光口，用于接收外部环境光，所述第二入光口与所述第一入光口不同轴设置，所述第一入光口或所述第二入光口与所述出光口相对设置；所述光合波器内设置一倾斜棱面，所述第二入光口、所述第一入光口的光轴均与所述倾斜棱面相交，所述倾斜棱面能使入射到所述倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射；还包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片设置在所述第一入光口处；所述第二偏振片设置在所述第二入光口处；所述第一偏振片与所述第二偏振片的偏振化方向互相垂直。

【技术特征摘要】
1.一种AR显示装置，其特征在于，包括：一图像透射装置和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述图像透射装置的图像投射装置朝向所述第一入光口设置，所述第一入光口用于接收所述图像投射装置发出的虚拟图像光；所述第二入光口，用于接收外部环境光，所述第二入光口与所述第一入光口不同轴设置，所述第一入光口或所述第二入光口与所述出光口相对设置；所述光合波器内设置一倾斜棱面，所述第二入光口、所述第一入光口的光轴均与所述倾斜棱面相交，所述倾斜棱面能使入射到所述倾斜棱镜的光一部分反射、一部分透射；还包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片设置在所述第一入光口处；所述第二偏振片设置在所述第二入光口处；所述第一偏振片与所述第二偏振片的偏振化方向互相垂直。2.如权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述倾斜棱面为半反半透镜面；所述光合波器包括一光学元件，所述倾斜棱面为所述光学元件内的一棱面，所述光学元件还包括第一入光面和第二入光面和出光面；所述第一入光面设置在所述第一入光口处，所述第二入光面设置在所述第二入光口处，所述出光面设置在所述出光口处。3.如权利要求2所述的AR显示装置，其特征在于，所述第一偏振片设置在所述第一入光面的表面，或者，所述第一偏振片设置在所述第一入光面与所述图像投射装置之间；所述第二偏振片设置在所述第二入光面的表面。4.如权利要求3所述的AR显示装置，其特征在于，所述第一入光面和所述第二入光面的光轴互相垂直，所述第一入光面的光轴、所述第二入光面光轴与所述半反半透镜面的夹角为45°。5.如权利要求1所述的AR显示装置，其特征在于，所述光学元件还包括与所述第一入光面相对设置的棱面，所述棱面上镀有反射材料，以形成一反射棱面。6.如权利要求1-5中任一项所述的AR显示装置，其特征在于，所述第一入光面的光轴沿竖直方向，所述第二入光面的光轴沿水平方向；所述第一偏振片的偏振化方向为水平方向，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋顺，诸戈，
申请(专利权)人：擎中科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31