本發(fā)明實(shí)施例涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種AR顯示裝置。

背景技術(shù)：

AR，(Augmented Reality)，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它通過(guò)電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。

目前AR顯示已變得越來(lái)越熱門，通過(guò)穿戴式設(shè)備，如眼鏡或頭盔，來(lái)和真實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。不論AR眼鏡或AR頭盔，交互行為都是基于透明的顯示界面，導(dǎo)致AR顯示的內(nèi)容也同樣會(huì)被外界獲知。所以AR顯示內(nèi)容的安全問(wèn)題也是一項(xiàng)重要考量。

以AR眼鏡為例，圖像信息以光波導(dǎo)技術(shù)通過(guò)光反射通道進(jìn)入鏡片系統(tǒng)傳輸?shù)饺搜邸６捎陲@示界面的透明性，他人也可以從外部獲取到穿戴本人的交互信息，造成信息安全泄露。

如圖1所示，AR眼鏡包括一顯示器和一光合波器，顯示器用來(lái)顯示虛擬圖像，虛擬圖像是根據(jù)穿戴用戶所在的位置和與該位置相對(duì)應(yīng)的虛擬場(chǎng)景來(lái)生成的虛擬圖像，穿戴用戶所在的位置通過(guò)對(duì)穿戴用戶進(jìn)行頭部跟蹤實(shí)時(shí)獲取。

光合波器用于將顯示器顯示的虛擬圖像光與真實(shí)世界光的光路進(jìn)行合成，然后將合成后的圖像光傳輸至人眼。如圖2所示，光合波器內(nèi)包括一半反半透鏡S3，光合波器包括虛擬圖像光的入光口S1，外部環(huán)境的真實(shí)世界光的入光口S2，半反半透鏡S3與入光口S1，和入光口S2相對(duì)設(shè)置，還包括一個(gè)出光口S4，虛擬圖像光和外部環(huán)境光進(jìn)入光學(xué)器件之后，都在半反半透鏡S3的表面發(fā)生反射和透射，虛擬圖像光在半反半透鏡S3的表面發(fā)生反射的光路，與外部環(huán)境光在半反半透鏡S3的表面發(fā)生透射的光路重合，這兩路光路疊加后從出光口S4透出，并進(jìn)入人眼。但是存在的安全問(wèn)題是，虛擬圖像光在半反半透鏡S3的表面發(fā)生透射的光路，在光合波器的一表面S5(或者是AR眼鏡的鏡片表面)發(fā)生反射，反射光返回至半反半透鏡S3的表面，并在半反半透鏡S3的表面發(fā)生反射，反射光路從入光口S2透射并進(jìn)入外部環(huán)境，進(jìn)入外部環(huán)境的虛擬圖像光如果被他人或設(shè)備竊取，便會(huì)造成虛擬圖像信息的泄露。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)中存在著，AR設(shè)備缺少顯示信息防泄漏裝置，導(dǎo)致AR設(shè)備顯示的圖像信息容易泄露的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種AR顯示裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的AR設(shè)備顯示的圖像信息容易泄露的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種AR顯示裝置，包括：

一顯示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述顯示器的圖像投射裝置朝向所述第一入光口設(shè)置，所述第一入光口用于接收所述圖像投射裝置發(fā)出的虛擬圖像光；所述第二入光口，用于接收外部環(huán)境的外部環(huán)境光，所述第二入光口與所述第一入光口不同軸設(shè)置，所述第一入光口或所述第二入光口與所述出光口相對(duì)設(shè)置；

所述光合波器內(nèi)設(shè)置一傾斜棱面，所述第二入光口、所述第一入光口的光軸均與所述傾斜棱面相交，所述傾斜棱面能使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射；

還包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片設(shè)置在所述第一入光口處；所述第二偏振片設(shè)置在所述第二入光口處；所述第一偏振片與所述第二偏振片的偏振化方向互相垂直。

上述實(shí)施例中，一部分虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片后，會(huì)形成沿第一偏振片的偏振化方向振動(dòng)的偏振光，透過(guò)傾斜棱面的該偏振光，經(jīng)一系列反射光路，會(huì)從第二入光口泄露出去，因第二入光口處設(shè)置有第二偏振片，而且第二偏振片的偏振化方向與第一偏振片的偏振化方向互相垂直，因此，進(jìn)入第二偏振片的偏振光的振動(dòng)方向也與第二偏振片的偏振化方向垂直，根據(jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將垂直于第二偏振片的偏振化方向的偏振化吸收掉，進(jìn)而屏蔽掉了從第二入光口泄露的虛擬圖像光λ1，使得AR顯示裝置具備了防止虛擬圖像信息泄漏的功能。

可選的，所述傾斜棱面為半反半透鏡面；

所述光合波器包括一光學(xué)元件，所述傾斜棱面為所述光學(xué)元件內(nèi)的一棱面，所述光學(xué)元件還包括第一入光面和第二入光面和出光面；所述第一入光面設(shè)置在所述第一入光口處，所述第二入光面設(shè)置在所述第二入光口處，所述出光面設(shè)置在所述出光口處。

可選的，所述第一偏振片設(shè)置在所述第一入光面的表面，或者，所述第一偏振片設(shè)置在所述第一入光面與所述圖像投射裝置之間；所述第二偏振片設(shè)置在所述第二入光面的表面。

可選的，所述第一入光面和所述第二入光面的光軸互相垂直，所述第一入光面的光軸、所述第二入光面光軸與所述半反半透鏡面的夾角為45°。

可選的，所述光學(xué)元件還包括與所述第一入光面相對(duì)設(shè)置的棱面，所述棱面上鍍有反射材料，以形成一反射棱面。

可選的，所述第一入光面的光軸沿豎直方向，所述第二入光面的光軸沿水平方向；所述第一偏振片的偏振化方向?yàn)樗椒较?，所述第二偏振片的偏振方向?yàn)樨Q直方向。

可選的，所述第一入光面的光軸沿水平方向，所述第二入光面的光軸沿豎直方向；所述第一偏振片的偏振化方向?yàn)樨Q直方向，所述第二偏振片的偏振方向?yàn)樗椒较颉?/p>

本發(fā)明實(shí)施例提供一種AR顯示裝置，包括：一顯示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述顯示器的圖像投射裝置朝向所述第一入光口設(shè)置，所述第一入光口用于接收所述圖像投射裝置發(fā)出的虛擬圖像光；所述第二入光口，用于接收外部環(huán)境的外部環(huán)境光，所述第二入光口與所述第一入光口沿不同軸設(shè)置，所述出光口與所述第二入光口或所述第一入光口相對(duì)設(shè)置；

所述光合波器內(nèi)設(shè)置一傾斜棱面，所述傾斜棱面能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，所述第二入光口、所述第一入光口的光軸均與所述傾斜棱面相交，并且從所述第一入光口入射至所述傾斜棱面的虛擬圖像光，在所述傾斜棱面發(fā)生反射后的反射光從所述出光口透射出；

其中，所述傾斜棱面的表面設(shè)置一增反膜。

圖像投射裝置發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光口并入射至傾斜棱面，因傾斜棱面的表面設(shè)置有增反膜，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面發(fā)生透射；來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2從第二入光口入射至傾斜棱面，并在傾斜棱面一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在傾斜棱面發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光(包括λ1和λ2)經(jīng)過(guò)出光面，從光合波器的出光口透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面透過(guò)的虛擬圖像光λ1先后經(jīng)光合波器表面、傾斜棱面的反射后從第二入光口透射出，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

可選的，所述傾斜棱面為半反半透鏡面。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種AR顯示裝置，包括：一顯示器和一光合波器；所述光合波器包括第一入光口、第二入光口和一出光口；所述顯示器的圖像投射裝置朝向所述第一入光口設(shè)置，所述第一入光口用于接收所述圖像投射裝置發(fā)出的虛擬圖像光；所述第二入光口，用于接收外部環(huán)境的外部環(huán)境光，所述第二入光口與所述第一入光口不同軸設(shè)置，所述出光口與所述第一入光口或所述第二入光口相對(duì)設(shè)置；

所述光合波器內(nèi)設(shè)置一傾斜棱面，所述傾斜棱面能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，所述第二入光口、所述第一入光口的光軸均與所述傾斜棱面相交，并且從所述第一入光口入射至所述傾斜棱面的虛擬圖像光，在所述傾斜棱面發(fā)生反射后的反射光從所述出光口透射出；

其中，所述傾斜棱面的反射率大于透射率。

上述實(shí)施例中，圖像投射裝置發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光口并入射至傾斜棱面，因傾斜棱面的反射率大于透射率，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面發(fā)生透射；來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2從第二入光口入射至傾斜棱面，并在傾斜棱面一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在傾斜棱面發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光(包括λ1和λ2)從光合波器的出光口透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面透過(guò)的虛擬圖像光λ1經(jīng)光合波器表面、傾斜棱面的反射后從第二入光口透射出，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的AR顯示裝置的光路示意圖；

圖3a至圖3c為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置的結(jié)構(gòu)和光路示意圖。

具體實(shí)施方式

為了提高AR設(shè)備的顯示安全性，防止AR設(shè)備顯示的圖像信息泄露，本發(fā)明實(shí)施例提供一種AR顯示裝置，該AR顯示裝置具有虛擬圖像信息防泄漏功能。

實(shí)施例1

參照?qǐng)D3a至圖3c，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種AR顯示裝置包括：一圖像投射裝置1和一光合波器2；光合波器2包括第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5；圖像投射裝置1的圖像投射裝置1朝向第一入光口3設(shè)置，第一入光口3用于接收?qǐng)D像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1；第二入光口4，用于接收來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2，第二入光口4與第一入光口3不同軸設(shè)置，出光口5與第二入光口4相對(duì)設(shè)置；

光合波器2內(nèi)設(shè)置一傾斜棱面6，傾斜棱面6能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，第二入光口4、第一入光口3的光軸均與傾斜棱面6相交，并且從第一入光口3入射至傾斜棱面6的虛擬圖像光λ1，在傾斜棱面6發(fā)生反射后的反射光從出光口5透射出；其中，第二入光口4、第一入光口3的光軸是指從第二入光口4、第一入光口3的入射進(jìn)傾斜棱鏡的入射光所在的光軸。

AR顯示裝置還包括第一偏振片7和第二偏振片8；第一偏振片7設(shè)置在第一入光口3處；第二偏振片8設(shè)置在第二入光口4處；第一偏振片7與第二偏振片8的偏振化方向互相垂直。

上述實(shí)施例中，一部分虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片7后，會(huì)形成沿第一偏振片7的偏振化方向振動(dòng)的偏振光，透過(guò)傾斜棱面6的該偏振光，經(jīng)一系列反射光路，會(huì)從第二入光口4泄露出去，因第二入光口4處設(shè)置有第二偏振片8，而且第二偏振片8的偏振化方向與第一偏振片7的偏振化方向互相垂直，因此，進(jìn)入第二偏振片8的偏振光的振動(dòng)方向也與第二偏振片8的偏振化方向垂直，根據(jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將垂直于第二偏振片8的偏振化方向的偏振化吸收掉，進(jìn)而屏蔽掉了從第二入光口4泄露的虛擬圖像光λ1，使得AR顯示裝置具備了防止虛擬圖像信息泄漏的功能。

本發(fā)明實(shí)施例中，第二入光口4和第一入光口3的入光方向并不一定要求互相垂直，第二入光口4的入光方向和第一入光口3的入光方向可以是任何方向。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一入光口3與出光口5不同軸設(shè)置，包括兩種情況，第一種情況如圖3a所示，第二種情況如圖3b所示，圖3a相對(duì)于圖3b來(lái)說(shuō)，傾斜棱鏡旋轉(zhuǎn)了90度，保證從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生反射的光從出光口5透射出。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，如圖3c所示，第一入光口3和第二入光口4的位置可以調(diào)換，第一入光口3與出光口5相對(duì)設(shè)置，而第二入光口4與出光口5不同軸設(shè)置，使得從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生透射的光從出光口5透射出，從第二入光口4入射的外部環(huán)境光λ2在傾斜棱鏡發(fā)生反射后，從出光口5透射出。

可選的，上述實(shí)施例中，，傾斜棱面6上鍍有具有透射、反射功能的材料，使得傾斜棱面6能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射。例如，傾斜棱面6上鍍有氧化鋯和/或氧化硅。傾斜棱面6的透射率與反射率之比可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，如透射率為30％，反射率為70％，或者透射率為40％，反射率為60％。透射率與反射率之比也可以取其他值，如4:3等。

優(yōu)選的，傾斜棱面6為半反半透鏡面，傾斜棱面6的反射率和透過(guò)率為1:1，入射到傾斜棱面6的光一半發(fā)生反射，一半發(fā)生透射。

通常，自然光經(jīng)過(guò)偏振片后，改變成為具有一定振動(dòng)方向的光。這是由于偏振片中存在著某種特征性的方向，叫做偏振化方向，偏振片只允許平行于偏振化方向的振動(dòng)的光通過(guò)，同時(shí)吸收垂直于該方向振動(dòng)的光。

因此，按照上述光合波器2的光路，一部分虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片7后，會(huì)形成沿第一偏振片7的偏振化方向振動(dòng)的偏振光，透過(guò)半反半透鏡面的該偏振光，經(jīng)一系列反射光路，會(huì)從第二入光口4出泄露出去，因第二入光口4處設(shè)置有第二偏振片8，而且第二偏振片8的偏振化方向與第一偏振片7的偏振化方向互相垂直，因此，進(jìn)入第二偏振片8的偏振光的振動(dòng)方向也與第二偏振片8的偏振化方向垂直，根據(jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將垂直于第二偏振片8的偏振化方向的偏振化吸收掉，進(jìn)而屏蔽掉了從第二入光口4泄露的虛擬圖像光λ1，使得AR顯示裝置具備了防止虛擬圖像信息泄漏的功能。

下面結(jié)合光合波器2的具體結(jié)構(gòu)，來(lái)對(duì)上述AR顯示裝置防止虛擬圖像信息泄漏的原理進(jìn)行說(shuō)明。

優(yōu)選實(shí)施例中，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的光合波器2包括一光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置在第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5之間，傾斜棱面6為光學(xué)元件內(nèi)的一棱面，光學(xué)元件還包括第一入光面9和第二入光面10和出光面11；第一入光面9設(shè)置在第一入光口3處，第二入光面10設(shè)置在第二入光口4處，出光面11設(shè)置在出光口5處。

對(duì)于設(shè)置在光合波器2內(nèi)的光學(xué)元件，其包括多個(gè)棱面，多個(gè)棱面至少包括第一入光面9、第二入光面10，出光面11和與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面。優(yōu)選的，與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面上鍍有反射材料，以形成一反射棱面12。

優(yōu)選的，第一偏振片7設(shè)置在第一入光面9的表面?？蛇x的，第一偏振片7設(shè)置在第一入光面9與圖像投射裝置1之間。

優(yōu)選的，第二偏振片8設(shè)置在第二入光面10的表面。

優(yōu)選的，第一入光面9和第二入光面10的光軸互相垂直，第一入光面9的光軸、第二入光面10光軸與半反半透鏡面的夾角為45°。

基于上述幾種優(yōu)選或者可選的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，以第二入光口4與第一入光口3的入光方向互相垂直，出光口5的出光方向與第二入光口4的入光方向相反為例，上述光學(xué)元件的光路如下：

圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片7之后，變成一束線偏振光，線偏振光的振動(dòng)方向平行于第一偏振片7的偏振化方向；線偏振光經(jīng)過(guò)第一入光面9并入射至半反半透鏡面，入射至半反半透鏡面的線偏振光一部分發(fā)生反射，一部分發(fā)生透射；來(lái)自來(lái)自AR顯示裝置外部的的外部環(huán)境光λ2從第二入光面10入射至半反半透鏡面，并在半反半透鏡面一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光在半反半透鏡面發(fā)生反射，并與在半反半透鏡發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光經(jīng)過(guò)出光面11，從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼。

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光從半反半透鏡面透過(guò)后入射至反射棱面12，入射至反射棱面12的線偏振光被反射回半反半透鏡面，并在反半透鏡面發(fā)生二次反射，在半反半透鏡面發(fā)生二次反射的線偏振光依次經(jīng)過(guò)第二入光面10、第二偏振片8，因虛擬圖像的線偏振光的振動(dòng)方向沒(méi)有變化，因此，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光的振動(dòng)方向依舊平行于第一偏振片7的偏振化方向，第二偏振片8的偏振化方向與第一偏振片7的偏振化方向互相垂直，根據(jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將垂直于第二偏振片8的偏振化方向的偏振光吸收掉，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光被第二偏振片8遮擋，使得虛擬圖像的線偏振光無(wú)法傳播至外部環(huán)境中，從而保證了AR顯示裝置的虛擬圖像顯示的安全性。

一種優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)合圖4所示的AR顯示裝置，第一入光面9的光軸沿豎直方向，第二入光面10的光軸沿水平方向。第一偏振片7的偏振化方向?yàn)樗椒较?，第二偏振?的偏振方向?yàn)樨Q直方向。

此實(shí)施例中，圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片7之后，變成一束線偏振光，線偏振光的振動(dòng)方向?yàn)樗椒较?，傳播方向?yàn)樨Q直方向，線偏振光沿豎直方向入射至第一入光面9，并沿豎直方向入射至半反半透鏡面，半反半透鏡與豎直方向的夾角為45°，入射至半反半透鏡面的線偏振光一部分發(fā)生反射，一部分發(fā)生透射；來(lái)自來(lái)自AR顯示裝置外部的的外部環(huán)境光λ2沿水平方向從第二入光面10入射至半反半透鏡面，并在半反半透鏡面一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光在半反半透鏡面發(fā)生反射，并與在半反半透鏡發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光沿水平方向經(jīng)過(guò)出光面11，從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼；

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光從半反半透鏡面透過(guò)后，沿豎直方向入射至光學(xué)元件的反射棱面12，入射至反射棱面12的線偏振光沿豎直方向被反射回半反半透鏡面，并在反半透鏡面發(fā)生二次反射，在半反半透鏡面發(fā)生二次反射的線偏振光，沿水平方向經(jīng)過(guò)第二入光面10，并沿水平方向進(jìn)入第二偏振片8，因虛擬圖像的線偏振光的振動(dòng)方向沒(méi)有變化，因此，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光的振動(dòng)方向依舊為水平方向，第二偏振片8的偏振化方向?yàn)樨Q直方向，根據(jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將振動(dòng)方向?yàn)樗椒较虻木€偏振光吸收掉，也就是說(shuō)，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光被第二偏振片8遮擋，使得虛擬圖像的線偏振光無(wú)法傳播至外部環(huán)境中，從而保證了AR顯示裝置的虛擬圖像顯示的安全性。

另一種優(yōu)選實(shí)施例中，結(jié)合圖5所示的AR顯示裝置，第一入光面9的光軸沿水平方向，第二入光面10的光軸沿豎直方向。第一偏振片7的偏振化方向?yàn)樨Q直方向，第二偏振片8的偏振方向?yàn)樗椒较颉?/p>

此種情況下，圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一偏振片7之后，變成一束線偏振光，線偏振光的振動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向，傳播方向?yàn)樗椒较?，線偏振光沿水平方向入射至第一入光面9，并沿水平方向入射至半反半透鏡面，半反半透鏡與豎直方向的夾角為45°，入射至半反半透鏡面的線偏振光一部分發(fā)生反射，一部分發(fā)生透射；來(lái)自來(lái)自AR顯示裝置外部的的外部環(huán)境光λ2沿豎直方向從第二入光面10入射至半反半透鏡面，并在半反半透鏡面一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光在半反半透鏡面發(fā)生反射，并與在半反半透鏡發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光沿豎直方向經(jīng)過(guò)出光面11，從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼。

其中，一部分虛擬圖像的線偏振光從半反半透鏡面透過(guò)后，沿水平方向入射至光學(xué)元件的反射棱面12，入射至反射棱面12的線偏振光沿水平方向被反射回半反半透鏡面，并在反半透鏡面發(fā)生二次反射，在半反半透鏡面發(fā)生二次反射的線偏振光，沿豎直方向經(jīng)過(guò)第二入光面10，并沿豎直方向進(jìn)入第二偏振片8，因虛擬圖像的線偏振光的振動(dòng)方向沒(méi)有變化，因此，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光的振動(dòng)方向依舊為豎直方向，第二偏振片8的偏振化方向?yàn)樗椒较?，根?jù)偏振片的光選擇原理，會(huì)將振動(dòng)方向?yàn)樨Q直方向的線偏振光吸收掉，也就是說(shuō)，進(jìn)入第二偏振片8的線偏振光被第二偏振片8遮擋，使得虛擬圖像的線偏振光無(wú)法傳播至外部環(huán)境中，從而保證了AR顯示裝置的虛擬圖像顯示的安全性。

實(shí)施例2

此外，除了上述幾種AR顯示裝置之外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種AR顯示裝置，如圖6所示，具體包括：一圖像投射裝置1和一光合波器2；光合波器2包括第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5；圖像投射裝置1的圖像投射裝置1朝向第一入光口3設(shè)置，第一入光口3用于接收?qǐng)D像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1；第二入光口4，用于接收來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2，第二入光口4與第一入光口3不同軸設(shè)置，出光口5與第二入光口4相對(duì)設(shè)置；

光合波器2內(nèi)設(shè)置一傾斜棱面6，傾斜棱面6能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，第二入光口4、第一入光口3的光軸均與傾斜棱面6相交，并且從第一入光口3入射至傾斜棱面6的虛擬圖像光λ1，在傾斜棱面6發(fā)生反射后的反射光從出光口5透射出；其中，傾斜棱面6的表面上設(shè)置一增反膜13。

圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光口3并入射至傾斜棱面6，因傾斜棱面6的表面設(shè)置有增反膜13，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生透射；來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2從第二入光口4入射至傾斜棱面6，并在傾斜棱面6一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面6發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在傾斜棱面6發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光(包括λ1和λ2)從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面6透過(guò)的虛擬圖像光λ1先后經(jīng)光合波器2表面、傾斜棱面6的反射后從第二入光口4透射出，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一入光口3與出光口5不同軸設(shè)置，包括兩種情況，第一種情況如圖7所示，第二種情況相對(duì)于第一種情況來(lái)說(shuō)，傾斜棱鏡旋轉(zhuǎn)了90度，保證從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生反射的光從出光口5透射出。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一入光口3和第二入光口4的位置可以調(diào)換，即與第一入光口3相對(duì)的圖像投射裝置1位置，可以與出光口5相對(duì)設(shè)置，而第二入光口4與出光口5不同軸設(shè)置，使得從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生透射的光從出光口5透射出，從第二入光口4入射的外部環(huán)境光λ2在傾斜棱鏡發(fā)生反射后，從出光口5透射出。

可選的，如圖7所示，光合波器2包括一光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置在第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5之間，傾斜棱面6為光學(xué)元件內(nèi)的一棱面，光學(xué)元件還包括第一入光面9和第二入光面10和出光面11；第一入光面9設(shè)置在第一入光口3處，第二入光面10設(shè)置在第二入光口4處，出光面11設(shè)置在出光口5處。

其中，傾斜棱面6上鍍有涂覆具有透射、反射功能的材料，能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射。例如，傾斜棱面6上鍍有氧化鋯和/或氧化硅。傾斜棱面6的透射率與反射率之比可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，如透射率為30％，反射率為70％，或者透射率為40％，反射率為60％。透射率與反射率之比也可以取其他值，如4:3等。

優(yōu)選的，傾斜棱面6為半反半透鏡面，傾斜棱面6的反射率和透過(guò)率為1:1，入射到傾斜棱面6的光一半發(fā)生反射，一半發(fā)生透射。

對(duì)于設(shè)置在光合波器2內(nèi)的光學(xué)元件，其包括多個(gè)棱面，多個(gè)棱面至少包括第一入光面9、第二入光面10，出光面11和與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面。

優(yōu)選的，與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面上鍍有反射材料，以形成一反射棱面12。

優(yōu)選的，第一入光面9和第二入光面10的光軸互相垂直，第一入光面9的光軸、第二入光面10光軸與半反半透鏡面的夾角為45°。

優(yōu)選的，半反半透鏡面與豎直方向的夾角為45°。

結(jié)合如圖7所示的AR顯示裝置，上述AR顯示裝置的原理為：

圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光面9并入射至傾斜棱面6，因傾斜棱面6的表面設(shè)置有增反膜13，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生透射；來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2從第二入光面10入射至傾斜棱面6，并在傾斜棱面6一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面6發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在傾斜棱面6發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光經(jīng)過(guò)出光面11，從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面6透過(guò)的虛擬圖像光λ1入射至反射棱面12，入射至反射棱面12的虛擬圖像光λ1被反射回傾斜棱面6，并在傾斜棱面6發(fā)生二次反射，在傾斜棱面6發(fā)生二次反射的虛擬圖像光λ1透射到AR顯示裝置的外部環(huán)境中，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

實(shí)施例3

此外，除了上述幾種AR顯示裝置之外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種AR顯示裝置，如圖8所示，具體包括：一圖像投射裝置1和一光合波器2；光合波器2包括第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5；圖像投射裝置1的圖像投射裝置1朝向第一入光口3設(shè)置，第一入光口3用于接收?qǐng)D像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1；第二入光口4，用于接收來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2，第二入光口4與第一入光口3不同軸設(shè)置，出光口5與第二入光口4相對(duì)設(shè)置；

第一入光口3、第二入光口4和一個(gè)出光口5之間設(shè)置一光學(xué)元件，光學(xué)元件包括一個(gè)傾斜棱面6，傾斜棱面6能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，傾斜棱面6的反射率大于透射率，第二入光口4、第一入光口3的入光方向均與傾斜棱面6相交，以使從第一入光口3入射至傾斜棱面6的虛擬圖像光λ1，在傾斜棱面6發(fā)生反射后的反射光從出光口5透射出。

該實(shí)施例中，圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光口3并入射至傾斜棱面6，因傾斜棱面6的反射率大于透射率，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生透射；來(lái)自AR顯示裝置外部的外部環(huán)境光λ2從第二入光口4入射至傾斜棱面6，并在傾斜棱面6一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面6發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在傾斜棱面6發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光(包括λ1和λ2)從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面6透過(guò)的虛擬圖像光λ1經(jīng)光合波器2表面、傾斜棱面6的反射后從第二入光口4透射出，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

其中，傾斜棱面6上鍍有涂覆具有透射、反射功能的薄膜材料，能夠使入射到所述傾斜棱鏡的光一部分反射、一部分透射，薄膜材料的反射率大于透射率。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一入光口3與出光口5不同軸設(shè)置，包括兩種情況，第一種情況如圖8所示，第二種情況相對(duì)于第一種情況來(lái)說(shuō)，傾斜棱鏡旋轉(zhuǎn)了90度，保證從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生反射的光從出光口5透射出。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中，第一入光口3和第二入光口4的位置可以調(diào)換，即與第一入光口3相對(duì)的圖像投射裝置1位置，可以與出光口5相對(duì)設(shè)置，而第二入光口4與出光口5不同軸設(shè)置，使得從圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬現(xiàn)實(shí)圖像光在傾斜棱鏡發(fā)生透射的光從出光口5透射出，從第二入光口4入射的外部環(huán)境光λ2在傾斜棱鏡發(fā)生發(fā)生反射后，從出光口5透射出。

可選的，如圖9所示，對(duì)于設(shè)置在光合波器2內(nèi)的光學(xué)元件，其包括多個(gè)棱面，多個(gè)棱面至少包括第一入光面9、第二入光面10，出光面11和與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面；其中，第一入光面9設(shè)置在第一入光口3處，第二入光面10設(shè)置在第二入光口4處，出光面11設(shè)置在出光口5處。優(yōu)選的，與第一入光面9相對(duì)設(shè)置的棱面上鍍有反射材料，以形成一反射棱面12。

優(yōu)選的，第一入光面9和第二入光面10的光軸互相垂直，第一入光面9的光軸、第二入光面10光軸與傾斜棱面6的夾角為45°。

優(yōu)選的，傾斜棱面6與豎直方向的夾角為45°。

結(jié)合如圖9所示的AR顯示裝置，上述AR顯示裝置的原理為：圖像投射裝置1發(fā)出的虛擬圖像光λ1經(jīng)過(guò)第一入光面9并入射至傾斜棱面6，因傾斜棱面6的反射率大于透射率，因此，大部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生反射，小部分虛擬圖像光λ1在傾斜棱面6發(fā)生透射；來(lái)自來(lái)自AR顯示裝置外部的的外部環(huán)境光λ2從第二入光面10入射至傾斜棱面6，并在傾斜棱面6一部分發(fā)生透射，一部分發(fā)生反射；其中，大部分在傾斜棱面6發(fā)生反射的虛擬圖像光λ1，與在半反半透鏡發(fā)生透射的外部環(huán)境光λ2疊加，疊加后的圖像光經(jīng)過(guò)出光面11，從光合波器2的出光口5透射出，并進(jìn)入人眼；小部分從傾斜棱面6透過(guò)的虛擬圖像光λ1入射至反射棱面12，入射至反射棱面12的虛擬圖像光λ1被反射回傾斜棱面6，并在反半透鏡面發(fā)生二次反射，在傾斜棱面6發(fā)生二次反射的虛擬圖像光λ1透射到外部環(huán)境中，但因光線較少，泄露至外部環(huán)境中的虛擬圖像光λ1較暗，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中完全沒(méi)有防泄漏的AR顯示裝置來(lái)說(shuō)，上述AR顯示裝置對(duì)虛擬圖像信息也有一定的保護(hù)作用。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。