专利名称：偏振眼镜及防窥显示系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及偏振眼镜及具有偏振眼镜的防窥显示系 统。
背景技术：
近年来，随着平板显示技术的快速发展，液晶显示器因具有体积小、重量轻、画质 高以及驱动电压低等优点而被广泛应用于各种信息、通讯及消费性电子产品中。图1为目 前常用液晶显示器的结构简化示意图，如图1所示，液晶显示器通常包括上基板21、下基板 22、位于上基板21和下基板22之间的液晶层23、设置在上基板21的背离液晶层23 —侧 的上偏振片25、以及设置在下基板22的背离液晶层23 —侧的下偏振片M。液晶层23中 的液晶分子随施加在上、下基板21、22之间的电场而作适当的扭转。液晶显示器包括常白 (Normally White,NW)和常黑(Normally Black,NB)两种显示模式。图2a和图2b揭示了 一种常白显示模式的液晶显示器的工作原理。如图加和图2b所示，对于常白显示模式的 液晶显示器来说，上偏振片25和下偏振片M的透光轴相互垂直设置。当液晶显示器未加 电时，位于液晶层23的液晶分子呈90度扭转排列，光线经过下偏振片M后，仅偏振方向与 下偏振片M的透光轴平行的光线可以进入液晶层23，随着液晶层23中液晶分子的90°扭 转，光线的偏振方向随之旋转90°，由于上、下偏振片25、24的透光轴相互垂直，因此，光线 经过液晶层23旋转90°后可以通过上偏振片25，从而液晶显示器呈现亮态；而当液晶显示 器加电时，位于液晶层23的液晶分子呈垂直排列，光线经过下偏振片M后，仅偏振方向与 下偏振片M的透光轴平行的光线可以进入液晶层23，但此时通过液晶层23的光线不会产 生旋转，因此，光线无法通过上偏振片25，从而液晶显示器呈现暗态。图3a和图3b揭示了 一种常黑显示模式的液晶显示器的工作原理。如图3a和图北所示，对于常黑显示模式的 液晶显示器来说，上偏振片25和下偏振片M的透光轴相互平行设置。当液晶显示器未加 电时，位于液晶层23的液晶分子呈90度扭转排列，光线经过下偏振片M后，仅偏振方向与 下偏振片M的透光轴平行的光线可以进入液晶层23，随着液晶层23中液晶分子的90°扭 转，光线的偏振方向随之旋转90°，由于上、下偏振片25、24的透光轴相互平行，因此，光线 无法通过上偏振片25，从而液晶显示器呈现暗态；而当液晶显示器加电时，位于液晶层23 的液晶分子呈垂直排列，光线经过下偏振片M后，仅偏振方向与下偏振片M的透光轴平行 的光线可以进入液晶层23，由于液晶层23的液晶分子垂直排列，光线经过液晶层23时其偏 振方向不发生改变，因此，光线可以通过上偏振片25，从而液晶显示器呈现亮态。不论是常 白显示模式还是常黑显示模式，液晶显示器通常都必须设置上、下偏振片25、24，通过上、下 偏振片25、24的配合以达到光闸的作用。随着液晶显示技术的不断提高，液晶显示器产品逐渐朝着便携化的方向发展，以 便人们随时随地都可以使用。然而，如果在公共场所下使用液晶显示器产品，特别是阅览或 操作一些比较私密的内容时，液晶显示器屏幕上面的信息很容易遭到他人偷窥而外泄。因 此，使用者希望提供一种具有防窥功能的液晶显示器，以确保个人资料不会轻易外泄。[0004]中国实用新型专利公告第C拟615697Y号公开了一种防窥液晶显示器，其仅设置 单一的下偏光板，由于RGB彩色滤光片的每个R、G、B画面无法呈现开或关的状态，当光线 通过下偏光板后，无论通电或未通电状态，光线皆会由玻璃基板穿出去，整个画面将无法形 成所要的对比影像，电脑的资料内容不再显现在画面上，从而得以防止旁人窥视。使用时， 将旋光基板加设于荧幕前，并配合与下偏光板的透光轴夹角不等于90°的外置偏光件，使 得经过下偏光板的光线的偏振方向经过旋光基板的旋光后保持与外置偏光件的透光轴方 向呈90°，以达到光闸的作用，从而，使用者便可藉由外置偏光件清楚地看到荧幕上的资 料。然而，对于外置偏光件为偏光眼镜的情况，由于外置偏光件必须保持在预定的方向，因 此使用者在佩戴该偏光眼镜观看荧幕时，必须保持头部的端正，才能使得偏光眼镜不偏离 预先设定好的偏光方向，方能看清楚荧幕上面的画面，如果在使用偏光眼镜的过程中，配戴 偏光眼镜的使用者的头部稍有歪斜，则该偏光眼镜预先设定好的偏光方向也将随之发生偏 斜，偏光眼镜预先设定好的偏光方向通过旋光基板的旋光后将无法与下偏光板的偏光方向 保持90°，从而，使用者无法辨认电脑荧幕上的内容。配戴这种偏光眼镜造成了使用者观看 的不舒适性。因此，迫切需要提供改进以克服现有技术中存在的以上问题。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种偏振眼镜及具有偏振眼镜的防窥显示 系统，在使用过程中，即使偏振眼镜产生倾斜，偏振眼镜的透光轴方向也不会发生改变。为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案本实用新型的一方面提供了一种偏振眼镜，其包括镜框及偏振镜片，所述偏振镜 片由具有预定的透光轴的偏振片形成，所述偏振镜片可相对于所述镜框绕预定的转轴线自 由转动，并且所述偏振镜片具有预定的重心，所述重心偏离所述转轴线。本实用新型的另一方面还提供了一种防窥显示系统，其包括偏振图像显示器及所 述偏振眼镜，偏振图像显示器生成透光轴为预定接收方向的偏振片可以接收的偏振图像， 在所述偏振眼镜被正常配戴的情况下，所述偏振镜片的透光轴与所述预定接收方向相同。根据本实用新型，通过将偏振眼镜的偏振镜片设置成可相对于镜框绕一个转轴 线自由转动，并且偏振镜片的重心偏离该转轴线，从而，在偏振眼镜的使用过程中，即使配 戴偏振眼镜的使用者头部发生歪斜，偏振眼镜的偏振镜片能够在重力的作用下自动调整方 向，保持偏振镜片的透光轴方向相对于固定的偏振图像显示器仍然不变，因此，配戴偏振眼 镜的使用者不论头部正视观看还是头部歪斜观看偏振图像显示器，都能清楚地观看到偏振 图像显示器上的显示画面，同时，提高了使用者观看的舒适性。以下通过参考附图详细说明优选的具体实施方式
，更明显地揭露本实用新型的其 他方面和特征。但是应当知道，该附图仅仅为解释目的而设计，不作为本实用新型的范围的 限定，因为范围的限定应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非特别指出，附图仅仅力 图概念地说明此处描述的结构和流程，不必要依比例绘制。
下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式
进行详细的说明，其中
4[0013]图1为现有液晶显示器的结构简化示意图。图2为常白显示模式的液晶显示器的工作原理示意图，其中，(a)代表未加电状 态，(b)代表加电状态。图3为常黑显示模式的液晶显示器的工作原理示意图，其中，(a)代表未加电状 态，(b)代表加电状态。图如和图4b为本实用新型一种实施方式的防窥显示系统的结构示意图，图如显 示偏振图像显示器处于未加电状态，图4b显示偏振图像显示器处于加电状态。图5为本实用新型第一实施例的偏振眼镜一部分的分解结构示意图。图6a为本实用新型第一实施例的偏振眼镜一部分的正视示意图。图6b为图6a所示的偏振眼镜的侧视图。图6c为沿图6b中A-A线的剖视示意图。图7a为本实用新型第二实施例的偏振眼镜一部分的正视示意图。图7b为图7a所示的偏振眼镜的侧视图。图7c为沿图7b中B-B线的剖视示意图。图8为本实用新型第三实施例的偏振眼镜一部分的正视示意图。图9为本实用新型第四实施例的偏振眼镜一部分的正视示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型优选的实施方案，其中相同的标号始终用来指引相 同的元素。为解释的目的，在下面的说明中提供了许多具体细节，以便对本实用新型提供深 入了解。图如和图4b揭示了本实用新型一种实施方式的防窥显示系统的结构示意图，防 窥显示系统100包括偏振图像显示器1及偏振眼镜16。图如显示偏振图像显示器1处于 未加电状态，图4b显示偏振图像显示器1处于加电状态。如图如和图4b所示，本实用新型 一种实施例的偏振图像显示器1是一种液晶显示器，其包括上基板11、下基板12、位于上、 下基板12之间的液晶层13、设置于下基板12的背离液晶层13 —侧的下偏振片14、设置于 上基板11的背离液晶层13 —侧的旋光基板15、以及背光模组(未图示)。所述背光模组 位于下偏振片14的远离液晶层13的一侧，背光模组发出自然光，所述自然光经过所述下偏 振片13、下基板12、液晶层13、上基板11及旋光基板15后进入偏振眼镜16。偏振眼镜16包括镜框161及偏振镜片162，其中，偏振镜片162由具有预定的透光 轴的偏振片形成，并且，偏振镜片162的透光轴与下偏振片14的透光轴夹角不等于90度。 镜框161支撑偏振镜片162并构成配戴机构，配戴机构便于使用者按照预定的方式配戴，从 而限定偏振眼镜16的预定视线方向。旋光基板15具有将入射光线的偏振方向进行旋转的功能，本实用新型的旋光基 板15并不限于设置于上基板11的背离液晶层13 —侧，实际上，只要旋光基板15置于下偏 振片14和偏振眼镜16之间的任意位置均可，甚至也可以为一种外置的旋光基板15。图5、图6a、图6b及图6c揭示了本实用新型第一实施例的偏振眼镜16。如图5结 合参照图6a至图6c所示，在镜框161上设置有环形导轨1611，在偏振镜片162上设置有环 形滑槽1620，环形导轨1611和环形滑槽1620之间共同形成可供滚珠163自由滑动的轨道，在整个环形导轨1611和环形滑槽1620之间布满有滚珠163。借助于滚珠163在环形导轨 1611和环形滑槽1620之间共同构成的轨道上的自由滑动，偏振镜片162可相对于镜框161 绕一个转轴线165自由转动。在本实施方式中，偏振眼镜16的镜框161及偏振镜片162均 本质上呈圆形，转轴线165位于偏振镜片162的圆心位置处。在本实施方式中，偏振镜片162具有不均勻的密度，其下部密度大于其上部密度， 从而使得偏振镜片162的重心166偏离转轴线165的位置，即偏振镜片162的重心166偏 离圆形偏振镜片162的圆心位置。图7a、图7b及图7c揭示了本实用新型第二实施例的偏振眼镜16。在第二实施例 中，在偏振镜片162上仍设置有环形滑槽1620，第二实施例的偏振眼镜16与第一实施例的 不同之处在于在镜框161上仅设置有若干弧形凹槽1612，环形滑槽1620和弧形凹槽1612 之间共同形成可供滚珠163自由滚动的夹球口，滚珠163并非布满偏振镜片162和镜框161 之间的整个区域，而是仅夹持在环形滑槽1620和若干弧形凹槽1612之间。借助于滚珠163 在环形滑槽1620和弧形凹槽1612之间共同构成的夹球口中的自由滚动，偏振镜片162可 相对于镜框161绕一个转轴线165自由转动。同样地，在本实施方式中，偏振镜片162具有不均勻的密度，其下部密度大于其上 部密度，从而使得偏振镜片162的重心166偏离转轴线165的位置，即偏振镜片162的重心 166偏离圆形偏振镜片162的圆心位置。图8揭示了本实用新型第三实施例的偏振眼镜16。如图8所示，第三实施例的偏 振眼镜16与第一实施例的不同之处在于偏振镜片162具有均勻的密度，在偏振镜片162 的偏离转轴线165的位置(如图8所示的正下方位置处)设置有体积较小的外加质量件 164，从而使得偏振镜片162的下部重量大于其上部的重量，进而使得偏振镜片162的重心 166偏离转轴线165的位置。优选情况下，外加质量件164靠近偏振镜片162的周边区域， 这样可以使得偏振镜片162的重心偏离转轴线165更远，更加有利于偏振镜片162的自由 转动。第三实施例的偏振眼镜16与第一实施例的相同之处在此不再赘述。图9揭示了本实用新型第四实施例的偏振眼镜16。如图9所示，第四实施例的偏 振眼镜16与第二实施例的不同之处在于偏振镜片162具有均勻的密度，在偏振镜片162 的偏离转轴线165的位置(如图9所示的正下方位置处)设置有体积较小的外加质量件 164，从而使得偏振镜片162的下部重量大于其上部的重量，进而使得偏振镜片162的重心 166偏离转轴线165的位置。优选情况下，外加质量件164靠近偏振镜片162的周边区域， 这样可以使得偏振镜片162的重心偏离转轴线165更远，更加有利于偏振镜片162的自由 转动。第四实施例的偏振眼镜16与第二实施例的相同之处在此不再赘述。在第一到第四实施例中，由转轴线165的经过重心166的径向线限定重力指向线 167。优选地，在偏振眼镜16被正常配戴的情况下，重力指向线167垂直向下并与偏振镜片 162的透光轴具有固定的夹角。优选地，转轴线165基本平行于前述预定视线方向。在偏 振眼镜16的使用过程中，即使发生配戴偏振眼镜16的使用者头部歪斜而使得偏振眼镜16 发生倾斜时，在这种情况下，由于偏振镜片162的重心166偏离转轴线165的位置，在偏振 镜片162的重力作用下，并且借助于位于镜框161和偏振镜片162之间的滚球163的自由 滑动或自由滚动作用，偏振眼镜16的偏振镜片162可相对于镜框161绕转轴线165自由转 动，重力指向线167始终垂直向下，从而使得偏振镜片162的重心166位置保持不变，偏振镜片162恢复到偏振眼镜16未发生倾斜时的初始状态，偏振镜片162的透光轴的方向仍保 持不变，因此，偏振镜片162对于光线的偏振方向仍然保持不变。根据本实用新型的具有偏振眼镜16的防窥显示系统100，在一种具体实施方式
中 采用常白显示模式，如图如所示，在偏振图像显示器1未加电时，位于液晶层13的液晶分 子呈90度扭转排列，光线经过下偏振片14后，仅偏振方向与下偏振片14的透光轴平行的 光线可以进入液晶层13，随着液晶层13中液晶分子的90°扭转，光线的偏振方向随之旋转 90°，因此，光线经过液晶层23旋转90°后通过上基板11并入射至旋光基板15，借助于旋 光基板15的旋光，偏振光线旋转一定角度射出。此时，出射光线的偏振方向与偏振眼镜16 的偏振镜片162的透光轴夹角成0度，因此，光线可以通过偏振眼镜16，从而防窥显示系统 100呈现亮态。如图4b所示，在偏振图像显示器1施加电压时，为自然光的光线经过下偏振 片14后，仅偏振方向与下偏振片14的透光轴平行的光线可以进入液晶层13，光线经过液 晶层13时其偏振方向不发生扭转，光线仍然以与下偏振片14的透光轴平行的偏振方向入 射至旋光基板15，由于旋光基板15的旋光使得出射光线的偏振方向与偏振眼镜16的偏振 镜片162的透光轴的夹角成90度，因此，光线无法通过偏振眼镜16，从而防窥显示系统100 呈现暗态。通过偏振眼镜16与下偏振片14以及旋光基板15的配合，防窥显示系统100可 以达到灰阶显示的目的，配戴偏振眼镜16的使用者能够观看到防窥显示系统100上的正常 显示画面。但是，对于没有配戴防窥显示系统100的偏振眼镜16的旁观者来说，不论是处于 如图如所示的未施加电压的状态下，还是处于如图4b所示的施加电压的状态下，光线均能 通过上基板11穿出去，因此，防窥显示系统100不会产生灰阶的变化，从而无法产生正常的 画面显示。因此，没有配戴偏振眼镜16的旁观者无法辨认防窥显示系统100的偏振图像显 示器上显示的资料内容，从而达到防窥的目的。而且，在本实用新型中，偏振图像显示器1生成的偏振图像只有透过透光轴为预 定接收方向的偏振片可以观察到，也就是说，即使旁观者配戴了偏振眼镜，如果其偏振眼镜 的透光轴与该偏振图像的预定接收方向不一致，观察者也无法正常观察到图像。通常情况 下液晶显示系统中没有旋光基板15，参考图2所示原理图，在没有旋光基板15的情况下，对 于常白显示模式的液晶显示系统而言，偏振眼镜16的透光轴与下偏振片14夹角等于90° 度时可以看到偏振图像。在本实用新型的实施例中，由于旋光基板15已经将偏振光旋转了 一定角度，对于偏振图像显示器1旁边的他人来说，由于不知道旋光基板15的旋光角度，很 难选择具有与旋光基板15的旋光角度恰好相配合的偏振方向的偏振片，因此，他人即使按 照通常情况使用与下偏振片14的透光轴成90°夹角的外置偏振片，也无法观看到偏振图 像显示器1显示的内容，从而能够达到良好的防窥效果。本实用新型的旋光基板15可以采 用由不同旋光角度的材料形成，并且选用偏振方向与不同旋光角度相搭配的偏振眼镜16， 作为偏振图像显示器1的防窥密码保护设定。另外，考虑到他人很少会随身携带类似偏振片的装置，因此，对于防窥效果要求不 高的应用场合下，本实用新型的偏振图像显示器1也可以不设置旋光基板15，而直接将偏 振眼镜16的偏振镜片162的透光轴与下偏振片14的透光轴夹角配置成90度。由于不配 戴偏振眼镜16的他人无法通过直接观看偏振图像显示器1显示的内容，因而同样可以达到 防偷窥的目的。[0041]当然，本实用新型的偏振图像显示器1并不限于采用常白显示模式，在本实用新 型的其他实施方式中，偏振图像显示器1也可以采用常黑显示模式，同样可以达到防窥的 目的，而不脱离本实用新型的实质。本实用新型的偏振眼镜16在使用过程中，即使配戴偏振眼镜16的使用者头部发 生歪斜，偏振眼镜16的透光轴方向仍然保持不变，因此，配戴偏振眼镜16的使用者不论头 部正视观看还是头部歪斜观看偏振图像显示器1，都能清楚地观看到偏振图像显示器1上 的显示画面，提高了使用者观看的舒适性。而且，在偏振眼镜16的使用过程中，偏振眼镜16 能够在重力的作用下自动将偏振镜片162调整到偏振图像显示器1的偏振图像的预定接收 方向，从而无需人为去调整偏振镜片162的方向，使用者使用便利。以上对本实用新型所提供的偏振眼镜以及具有该偏振眼镜的防窥显示系统进行 了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实 施方式的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一 般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上 所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种偏振眼镜，其包括镜框及偏振镜片，所述偏振镜片由具有预定的透光轴的偏振 片形成，其特征在于所述偏振镜片可相对于所述镜框绕预定的转轴线自由转动，并且所述 偏振镜片具有预定的重心，所述重心偏离所述转轴线。
2.如权利要求1所述的偏振眼镜，其设置有限定偏振眼镜的预定视线方向的配戴机 构，所述转轴线基本平行于所述预定视线方向。
3.如权利要求1所述的偏振眼镜，其中，所述偏振镜片与所述镜框之间借助于滚珠而 实现所述自由转动。
4.如权利要求3所述的偏振眼镜，其中，在所述偏振镜片上设置有环形滑槽，在所述镜 框上设置有环形导轨，所述滚珠布置在整个所述环形滑槽和所述环形导轨之间。
5.如权利要求3所述的偏振眼镜，其中，在所述偏振镜片上设置有环形滑槽，在所述镜 框上设置有若干弧形凹槽，所述滚珠夹持在所述环形滑槽和所述弧形凹槽之间。
6.如权利要求1至5中任一项所述的偏振眼镜，其中，所述偏振镜片具有均勻的密度， 在所述偏振镜片的偏离所述转轴线的位置设置有外加质量件，从而使得所述偏振镜片的重 心偏离所述转轴线。
7.如权利要求6所述的偏振眼镜，其特征在于，所述外加质量件靠近所述偏振镜片的 周边区域。
8.如权利要求1至5中任一项所述的偏振眼镜，其中，所述偏振镜片具有不均勻的密 度，其下部密度大于其上部密度，从而使得所述偏振镜片的重心偏离所述转轴线。
9.一种防窥显示系统，其包括偏振图像显示器，所述偏振图像显示器生成透光轴为预 定接收方向的偏振片可以接收的偏振图像，其特征在于所述防窥显示系统还包括如权利 要求1至8中任一项所述的偏振眼镜，在所述偏振眼镜被正常配戴的情况下，所述偏振镜片 的透光轴与所述预定接收方向相同。
10.如权利要求9所述的防窥显示系统，其中，所述偏振图像显示器包括上基板、下基 板、位于所述上、下基板之间的液晶层、设置于液晶层的靠近下基板一侧的下偏振片、背光 模组及旋光基板，所述背光模组位于下偏振片的远离液晶层的一侧，背光模组发出自然光， 所述自然光经过所述下偏振片、下基板、液晶层、上基板及旋光基板后进入所述偏振眼镜。
专利摘要本实用新型提供了一种偏振眼镜及防窥显示系统，偏振眼镜包括镜框及偏振镜片，偏振镜片由具有预定的透光轴的偏振片形成，偏振镜片可相对于镜框绕预定的转轴线自由转动，并且偏振镜片具有预定的重心，重心偏离转轴线。从而，在偏振眼镜的使用过程中，偏振眼镜的偏振镜片的透光轴方向可以始终保持不变，提高使用防窥显示系统的舒适性。
文档编号G02C7/12GK201926835SQ201020629240
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者朱莹, 李志锋, 杨敏 申请人:昆山龙腾光电有限公司