用于基于光学散射的可调节光衰减的光学设备和方法与流程

本技术总体上涉及光学设备，更具体地，涉及基于受控光散射提供调光效果的光学设备。

背景技术：

1、电光设备广泛地用于光学应用中。通过改变材料的光学性质，电光设备可以根据所施加的电信号来调制光。电光设备的示例包括电致变色设备，该电致变色设备利用响应于电信号而改变其颜色的电致变色材料。

技术实现思路

1、电致变色设备已经被用于提供调光效果(例如，透射光的衰减)。然而，包括二向色染料的电致变色设备即使在这种设备处于用于提供低吸收的状态时也具有色调。这限制了这种设备的动态范围。

2、这种挑战和其它限制可以通过基于受控光学散射的光学设备和方法来解决。

3、根据一些实施例，一种光学设备包括第一光学可调光滤光器，该第一光学可调光滤光器用于在该第一光学可调光滤光器处于第一状态时提供第一组散射性质，并且在该第一光学可调光滤光器处于与该第一状态不同的第二状态时提供第二组散射性质。该第一组散射性质与该第二组散射性质不同。

4、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括第一组一个或多个电极、与第一组一个或多个电极不同且分开的第二组一个或多个电极、以及包含金属离子的电解质。该电解质位于该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间。

5、在一些实施例中，该光学设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器与该第一光学可调光滤光器耦合，以用于激活或停用该第一光学可调光滤光器。该光学设备还包括存储器，该存储器存储由该一个或多个处理器执行的指令。所存储的指令包括用于如下的指令：在第一时间在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间提供第一电信号，以激活该第一光学可调光滤光器。所存储的指令还包括用于如下的指令：在第二时间在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间提供与该第一电信号不同的第二电信号，以停用该第一光学可调光滤光器，该第二时间与该第一时间互斥。

6、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括：衬底，该衬底具有多个表面特征，该多个表面特征的特性在于第一折射率；第一组一个或多个电极；第二组一个或多个电极，该第二组一个或多个电极与该第一组一个或多个电极不同且分开；以及介质，当该第一光学可调光滤光器处于该第二状态时，该介质具有第二折射率，并且当该第一光学可调光滤光器处于该第一状态时，该介质具有与该第二折射率不同的第三折射率。

7、在一些实施例中，该第一折射率比该第三折射率更接近该第二折射率。

8、在一些实施例中，该光学设备还包括：一个或多个处理器，该一个或多个处理器与该第一光学可调光滤光器耦合，以用于激活或停用该第一光学可调光滤光器；以及存储器，该存储器存储由该一个或多个处理器执行的指令。所存储的指令包括用于如下的指令：在第一时间在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间提供第一电信号，以激活该第一光学可调光滤光器，并且在第二时间在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间提供与该第一电信号不同的第二电信号，以停用该第一光学可调光滤光器，该第二时间与该第一时间互斥。

9、在一些实施例中，当该第一光学可调光滤光器处于第二模式时，该多个表面特征使入射光以第一程度散射，并且当该第一光学可调光滤光器处于第一模式时，该多个表面特征使该入射光以第二程度散射，该第二程度小于该第一程度。

10、在一些实施例中，该光学设备包括光学可调光滤光器的阵列，该光学可调光滤光器的阵列包括该第一光学可调光滤光器。

11、在一些实施例中，该光学可调光滤光器的阵列中的每个光学可调光滤光器是可独立激活的。

12、在一些实施例中，该光学设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器与该光学可调光滤光器的阵列耦合，以用于激活或停用该光学可调光滤光器的阵列中的一个或多个光学可调光滤光器；以及存储器，该存储器存储由一个或多个处理器执行的指令。所存储的指令包括用于如下的指令：根据确定了该光学可调光滤光器的阵列中的少于全部的子集处于该第一状态而使该光学可调光滤光器的阵列中的其余的光学可调光滤光器处于第三状态。该光学可调光滤光器的阵列中的相应的光学可调光滤光器在相应的该光学可调光滤光器处于该第三状态时提供第三组散射性质。处于该第一状态的相应的该光学可调光滤光器提供第一透射率。处于该第二状态的相应的该光学可调光滤光器提供第二透射率，该第二透射率大于该第一透射率。处于该第三状态的相应的该光学可调光滤光器提供第三透射率，该第三透射率大于该第一透射率且小于该第二透射率。

13、根据一些实施例，一种可穿戴显示设备包括显示器以及本文中所描述的任何光学设备。该显示器被定位为接收透射通过该光学设备的光。

14、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括：第一组一个或多个电极；第二组一个或多个电极，该第二组一个或多个电极与该第一组一个或多个电极不同且分开；以及包含金属离子的电解质。该电解质位于该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间。

15、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括具有多个表面特征的衬底。该多个表面特征的特性在于第一折射率。该第一光学可调光滤光器还包括：第一组一个或多个电极；第二组一个或多个电极，该第二组一个或多个电极与第一组一个或多个电极不同且分开；以及介质，当该第一光学可调光滤光器处于第一状态时，该介质具有第二折射率，并且当该第一光学可调光滤光器处于该第二状态时，该介质具有与第二折射率不同的第三折射率的介质。该第一折射率比该第三折射率更接近该第二折射率。

16、在一些实施例中，该可穿戴显示设备包括：光学可调光滤光器的阵列，该光学可调光滤光器的阵列包括该第一光学可调光滤光器；一个或多个处理器，该一个或多个处理器与该光学可调光滤光器的阵列耦合，以用于激活或停用该光学可调光滤光器的阵列中的一个或多个光学可调光滤光器；以及存储器，该存储器存储由该一个或多个处理器执行的指令。所存储的指令包括用于如下的指令：根据确定了该光学可调光滤光器的阵列中的少于全部的子集处于该第一状态而使该光学可调光滤光器的阵列中的其余光学可调光滤光器处于第三状态。该光学可调光滤光器的阵列中的相应的光学可调光滤光器在相应的该光学可调光滤光器处于第三状态时提供第三组散射性质。处于该第一状态的相应的该光学可调光滤光器提供第一透射率。处于该第二状态的相应的该光学可调光滤光器提供第二透射率，该第二透射率大于该第一透射率。处于第三状态的相应的该光学可调光滤光器提供第三透射率，该第三透射率大于第一透射率且小于第二透射率。

17、根据一些实施例，一种方法由电子设备执行，该电子设备包括一个或多个处理器和存储器，该存储器存储由该一个或多个处理器执行的指令。该电子设备与第一光学可调光滤光器耦合。该方法包括：提供第一电信号，以使该第一光学可调光滤光器处于用于提供第一组散射性质的第一状态；以及提供与该第一电信号不同的第二电信号，以使该第一光学可调光滤光器处于与该第一状态不同的用于提供第二组散射性质的第二状态。该第一组散射性质与该第二组散射性质不同。

18、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括：第一组一个或多个电极；第二组一个或多个电极，该第二组一个或多个电极与第一组一个或多个电极不同且分开；以及包含金属离子的电解质，该电解质位于第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间。

19、在一些实施例中，提供该第一电信号使得在该第一组一个或多个电极或该第二组一个或多个电极中的至少一者上电镀金属，使得所电镀的金属增加入射光的散射。提供该第二电信号使得去除所电镀的金属，从而减少入射光的散射。在一些实施例中，在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间施加该第一电信号。在一些实施例中，在该第一组一个或多个电极与该第二组一个或多个电极之间施加该第二电信号。

20、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括具有多个表面特征的衬底。该多个表面特征的特性在于第一折射率。该第一光学可调光滤光器还包括：第一组一个或多个电极；第二组一个或多个电极，该第二组一个或多个电极与该第一组一个或多个电极不同且分开；以及介质，当该第一光学可调光滤光器处于第一状态时，该介质具有第二折射率，并且当该第一光学可调光滤光器处于该第二状态时，该介质具有与该第二折射率不同的第三折射率。该第一折射率比该第三折射率更接近第二折射率。提供该第一电信号使该多个表面特征以第一程度散射入射光。提供该第二电信号使该多个表面特征以第二程度散射入射光，该第二程度小于该第一程度。

21、在一些实施例中，该电子设备与光学可调光滤光器的阵列耦合，该光学可调光滤光器的阵列包括该第一光学可调光滤光器。该方法还包括：根据确定了该光学可调光滤光器的阵列中的少于全部的子集处于该第一状态而使该光学可调光滤光器的阵列中的其余的光学可调光滤光器处于第三状态。该光学可调光滤光器的阵列中的相应的光学可调光滤光器在相应的该光学可调光滤光器处于该第三状态时提供第三组散射性质。处于该第一状态的相应的该光学可调光滤光器提供第一透射率。处于该第二状态的相应的该光学可调光滤光器提供第二透射率，该第二透射率大于该第一透射率。处于该第三状态的相应的该光学可调光滤光器提供第三透射率，该第三透射率大于该第一透射率且小于该第二透射率。

22、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括液晶。

23、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括包含金属离子的电解质。

24、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括粗糙表面。粗糙表面可以基于自组装或纳米光刻来制造。

25、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括折射率匹配液体。

26、在一些实施例中，该第一光学可调光滤光器包括光声波生成机构，该光声波生成机构用于提供与该第一组散射性质不同的第四组散射性质。在一些实施例中，该第四组散射性质与该第二组散射性质和该第三组散射性质不同。

27、所公开的光学设备和方法可以取代常规的光学设备和方法。所公开的光学设备和方法可以补充常规的光学设备和方法。