本申請涉及顯示，特別涉及一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著虛擬現(xiàn)實(virtual?reality，vr)和增強(qiáng)現(xiàn)實(augmented?reality，ar)技術(shù)的不斷發(fā)展，擴(kuò)展現(xiàn)實(extended?reality，xr)顯示裝置越來越受到人們的重視，具有廣泛的應(yīng)用場景。

2、相關(guān)技術(shù)中，擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元和光波導(dǎo)。光波導(dǎo)包括波導(dǎo)片、和位于波導(dǎo)片上的耦出光柵，波導(dǎo)片具有入光區(qū)和出光區(qū)，耦出光柵位于出光區(qū)，投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過入光區(qū)并在波導(dǎo)片內(nèi)發(fā)生全反射。

3、然而，波導(dǎo)片內(nèi)的光線射至耦出光柵并發(fā)生衍射后，產(chǎn)生的光線中的一部分射至人眼，另一部分向遠(yuǎn)離人眼的方向射出，造成光線外泄，導(dǎo)致用戶在使用擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置時有隱私泄露的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供了一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置。所述技術(shù)方案如下：

2、本申請實施例提供了第一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置。所述擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元、至少一個光波導(dǎo)和信息屏蔽結(jié)構(gòu)，所述至少一個光波導(dǎo)中的第一光波導(dǎo)包括第一波導(dǎo)片、以及位于所述第一波導(dǎo)片上的第一耦出光柵，所述第一波導(dǎo)片具有第一入光區(qū)和第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過所述第一入光區(qū)，所述第一耦出光柵位于所述第一出光區(qū)；所述信息屏蔽結(jié)構(gòu)位于所述第一波導(dǎo)片遠(yuǎn)離所述第一耦出光柵的一側(cè)，所述信息屏蔽結(jié)構(gòu)包括第二波導(dǎo)片、以及位于所述第二波導(dǎo)片上的第一耦入光柵，所述第一耦入光柵位于所述第一波導(dǎo)片和所述第二波導(dǎo)片之間，且所述第一耦入光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)。

3、可選地，所述第一耦入光柵包括多個條狀凸起結(jié)構(gòu)，所述多個條狀凸起結(jié)構(gòu)沿第一方向平行且等間距排列，所述第一方向為自所述第一入光區(qū)指向所述第一出光區(qū)的方向。

4、可選地，所述第一耦入光柵的制作材料的折射率，與所述第二波導(dǎo)片的制作材料的折射率相同。

5、可選地，所述第一耦入光柵滿足以下條件中的至少一個：所述第一耦入光柵的周期為300納米～700納米；以及，所述第一耦入光柵的高度為50納米～500納米；以及，所述第一耦入光柵的占空比為0.2～0.8。

6、可選地，所述第二波導(dǎo)片在第一方向上具有相對的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一方向為自所述第一入光區(qū)指向所述第一出光區(qū)的方向，所述信息屏蔽結(jié)構(gòu)還包括吸光結(jié)構(gòu)，所述吸光結(jié)構(gòu)包括位于所述第一側(cè)壁的第一吸光結(jié)構(gòu)，和位于所述第二側(cè)壁的第二吸光結(jié)構(gòu)。

7、可選地，所述第二波導(dǎo)片還在第二方向上具有相對的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，所述第二方向為平行于所述第一波導(dǎo)片且垂直于所述第一方向的方向；所述吸光結(jié)構(gòu)還包括位于所述第三側(cè)壁的第三吸光結(jié)構(gòu)，和位于所述第四側(cè)壁的第四吸光結(jié)構(gòu)，所述第一吸光結(jié)構(gòu)、所述第三吸光結(jié)構(gòu)、所述第二吸光結(jié)構(gòu)和所述第四吸光結(jié)構(gòu)依次相連。

8、可選地，所述吸光結(jié)構(gòu)的制作材料包括黑色有機(jī)材料和黑色無機(jī)材料中的至少一種；在所述第一方向上，所述第一吸光結(jié)構(gòu)的尺寸為1微米～5微米，所述第二吸光結(jié)構(gòu)的尺寸為1微米～5微米。

9、可選地，在垂直于所述第一波導(dǎo)片、且平行于所述第一方向的平面上，所述條狀凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀包括矩形、階梯形、平行四邊形和三角形中的一種。

10、可選地，所述第一光波導(dǎo)還包括位于所述第一波導(dǎo)片上的第二耦入光柵，所述第二耦入光柵位于所述第一入光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過所述第二耦入光柵進(jìn)入所述第一波導(dǎo)片。

11、可選地，所述至少一個光波導(dǎo)還包括第三光波導(dǎo)，所述第三光波導(dǎo)位于所述第一波導(dǎo)片和所述第二波導(dǎo)片之間，所述第三光波導(dǎo)包括第三波導(dǎo)片、以及位于所述第三波導(dǎo)片上的第三耦入光柵和第三耦出光柵，所述第三耦入光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一入光區(qū)，所述第三耦出光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出顏色不同的第一色光和第二色光，所述第二耦入光柵被配置為耦入所述第一色光、并透射所述第二色光，所述第三耦入光柵被配置為耦入所述第二色光。

12、可選地，所述至少一個光波導(dǎo)還包括第四光波導(dǎo)，所述第四光波導(dǎo)位于所述第三波導(dǎo)片和所述第二波導(dǎo)片之間，所述第四光波導(dǎo)包括第四波導(dǎo)片、以及位于所述第四波導(dǎo)片上的第四耦入光柵和第四耦出光柵，所述第四耦入光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一入光區(qū)，所述第四耦出光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光還包括第三色光，所述第三色光與所述第一色光和所述第二色光的顏色均不相同，所述第二耦入光柵被配置為耦入所述第一色光、并透射所述第二色光和所述第三色光，所述第三耦入光柵被配置為耦入所述第二色光、并透射所述第三色光，所述第四耦入光柵被配置為耦入所述第三色光。

13、本申請實施例提供了第二種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置。所述擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元、光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)、至少一個光波導(dǎo)和選擇性光學(xué)反射器，所述至少一個光波導(dǎo)中的第一光波導(dǎo)包括第一波導(dǎo)片、以及位于所述第一波導(dǎo)片上的第二耦入光柵和第一耦出光柵，所述第一波導(dǎo)片具有第一入光區(qū)和第一出光區(qū)，所述第二耦入光柵位于所述第一入光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線依次經(jīng)過所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)和所述第二耦入光柵進(jìn)入所述第一波導(dǎo)片，所述第一耦出光柵位于所述第一出光區(qū)；所述選擇性光學(xué)反射器位于所述第一波導(dǎo)片遠(yuǎn)離所述第一耦出光柵的一側(cè)，且所述選擇性光學(xué)反射器在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)，所述選擇性光學(xué)反射器被配置為反射第一部分光、且透射第二部分光，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)包括偏振片，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)被配置為將所述投影單元發(fā)出的光轉(zhuǎn)為所述第一部分光。

14、可選地，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)僅包括所述偏振片，所述選擇性光學(xué)反射器為反射偏振器，所述反射偏振器包括平行且等間距排列的多個條狀結(jié)構(gòu)，所述第一部分光的偏振方向與所述條狀結(jié)構(gòu)的長度方向平行，所述第一部分光的偏振方向和所述第二部分光的偏振方向垂直。

15、可選地，所述反射偏振器為光柵，所述反射偏振器滿足以下條件中的至少一個：所述反射偏振器的周期為80納米～300納米；以及，所述反射偏振器的高度為50納米～200納米；以及，所述反射偏振器的占空比為0.4～0.6。

16、可選地，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)還包括四分之一波片，所述四分之一波片位于所述偏振片和所述第二耦入光柵之間，所述選擇性光學(xué)反射器包括基板和位于基板靠近所述第一波導(dǎo)片一側(cè)的多個超表面納米柱；所述第一部分光為左旋光，所述第二部分光為右旋光，或者，所述第一部分光為右旋光，所述第二部分光為左旋光。

17、本申請實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：通過在光波導(dǎo)外設(shè)置包括第二波導(dǎo)片和第一耦入光柵的信息屏蔽結(jié)構(gòu)，并使得第一耦入光柵位于光波導(dǎo)中第一波導(dǎo)片的第一出光區(qū)下方，從而使得外泄光線能夠被第一耦入光柵耦入第二波導(dǎo)片，并射至第二波導(dǎo)片的邊緣，如此，可減少向遠(yuǎn)離人眼的方向射出的外泄光線，從而改善用戶隱私泄露的問題。

技術(shù)特征：

1.一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元、至少一個光波導(dǎo)和信息屏蔽結(jié)構(gòu)，所述至少一個光波導(dǎo)中的第一光波導(dǎo)包括第一波導(dǎo)片、以及位于所述第一波導(dǎo)片上的第一耦出光柵，所述第一波導(dǎo)片具有第一入光區(qū)和第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過所述第一入光區(qū)，所述第一耦出光柵位于所述第一出光區(qū)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第一耦入光柵包括多個條狀凸起結(jié)構(gòu)，所述多個條狀凸起結(jié)構(gòu)沿第一方向平行且等間距排列，所述第一方向為自所述第一入光區(qū)指向所述第一出光區(qū)的方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第一耦入光柵的制作材料的折射率，與所述第二波導(dǎo)片的制作材料的折射率相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第一耦入光柵滿足以下條件中的至少一個：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第二波導(dǎo)片在第一方向上具有相對的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述第一方向為自所述第一入光區(qū)指向所述第一出光區(qū)的方向，所述信息屏蔽結(jié)構(gòu)還包括吸光結(jié)構(gòu)，所述吸光結(jié)構(gòu)包括位于所述第一側(cè)壁的第一吸光結(jié)構(gòu)，和位于所述第二側(cè)壁的第二吸光結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第二波導(dǎo)片還在第二方向上具有相對的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，所述第二方向為平行于所述第一波導(dǎo)片且垂直于所述第一方向的方向；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述吸光結(jié)構(gòu)的制作材料包括黑色有機(jī)材料和黑色無機(jī)材料中的至少一種；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，在垂直于所述第一波導(dǎo)片、且平行于所述第一方向的平面上，所述條狀凸起結(jié)構(gòu)的截面形狀包括矩形、階梯形、平行四邊形和三角形中的一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述第一光波導(dǎo)還包括位于所述第一波導(dǎo)片上的第二耦入光柵，所述第二耦入光柵位于所述第一入光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過所述第二耦入光柵進(jìn)入所述第一波導(dǎo)片。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述至少一個光波導(dǎo)還包括第三光波導(dǎo)，所述第三光波導(dǎo)位于所述第一波導(dǎo)片和所述第二波導(dǎo)片之間，所述第三光波導(dǎo)包括第三波導(dǎo)片、以及位于所述第三波導(dǎo)片上的第三耦入光柵和第三耦出光柵，所述第三耦入光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一入光區(qū)，所述第三耦出光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出顏色不同的第一色光和第二色光，所述第二耦入光柵被配置為耦入所述第一色光、并透射所述第二色光，所述第三耦入光柵被配置為耦入所述第二色光。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述至少一個光波導(dǎo)還包括第四光波導(dǎo)，所述第四光波導(dǎo)位于所述第三波導(dǎo)片和所述第二波導(dǎo)片之間，所述第四光波導(dǎo)包括第四波導(dǎo)片、以及位于所述第四波導(dǎo)片上的第四耦入光柵和第四耦出光柵，所述第四耦入光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一入光區(qū)，所述第四耦出光柵在所述第一波導(dǎo)片上的正投影位于所述第一出光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光還包括第三色光，所述第三色光與所述第一色光和所述第二色光的顏色均不相同，所述第二耦入光柵被配置為耦入所述第一色光、并透射所述第二色光和所述第三色光，所述第三耦入光柵被配置為耦入所述第二色光、并透射所述第三色光，所述第四耦入光柵被配置為耦入所述第三色光。

12.一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元、光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)、至少一個光波導(dǎo)和選擇性光學(xué)反射器，所述至少一個光波導(dǎo)中的第一光波導(dǎo)包括第一波導(dǎo)片、以及位于所述第一波導(dǎo)片上的第二耦入光柵和第一耦出光柵，所述第一波導(dǎo)片具有第一入光區(qū)和第一出光區(qū)，所述第二耦入光柵位于所述第一入光區(qū)，所述投影單元發(fā)出的光線依次經(jīng)過所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)和所述第二耦入光柵進(jìn)入所述第一波導(dǎo)片，所述第一耦出光柵位于所述第一出光區(qū)；

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)僅包括所述偏振片，所述選擇性光學(xué)反射器為反射偏振器，所述反射偏振器包括平行且等間距排列的多個條狀結(jié)構(gòu)，所述第一部分光的偏振方向與所述條狀結(jié)構(gòu)的長度方向平行，所述第一部分光的偏振方向和所述第二部分光的偏振方向垂直。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述反射偏振器為光柵，所述反射偏振器滿足以下條件中的至少一個：

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，其特征在于，所述光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)還包括四分之一波片，所述四分之一波片位于所述偏振片和所述第二耦入光柵之間，所述選擇性光學(xué)反射器包括基板和位于基板靠近所述第一波導(dǎo)片一側(cè)的多個超表面納米柱；

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置，屬于顯示技術(shù)領(lǐng)域。擴(kuò)展現(xiàn)實顯示裝置包括投影單元、至少一個光波導(dǎo)和信息屏蔽結(jié)構(gòu)，至少一個光波導(dǎo)中的第一光波導(dǎo)包括第一波導(dǎo)片、以及位于第一波導(dǎo)片上的第一耦出光柵，第一波導(dǎo)片具有第一入光區(qū)和第一出光區(qū)，投影單元發(fā)出的光線經(jīng)過第一入光區(qū)，第一耦出光柵位于第一出光區(qū)。信息屏蔽結(jié)構(gòu)位于第一波導(dǎo)片遠(yuǎn)離第一耦出光柵的一側(cè)，信息屏蔽結(jié)構(gòu)包括第二波導(dǎo)片、以及位于第二波導(dǎo)片上的第一耦入光柵，第一耦入光柵位于第一波導(dǎo)片和第二波導(dǎo)片之間，且第一耦入光柵在第一波導(dǎo)片上的正投影位于第一出光區(qū)。本申請可以減少向遠(yuǎn)離人眼的方向射出的外泄光線，從而改善用戶隱私泄露的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李多輝,宋夢亞,孫永旗,陳宏,張棟梁,張笑,段正,郭康,谷新,馮鴻博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：京東方科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14