Уровень техники
[0001] В последнее время, наблюдается возросший интерес к переключаемому стеклу, также известному как интеллектуальное стекло. Переключаемое стекло изменяет свои светопропускающие характеристики при приложении надлежащего напряжения. Например, приложение разности электрических потенциалов (также называемой напряжением) между двумя разнесенными параллельными слоями интеллектуальной стеклянной панели может приводить к тому, что стекло переключается с темного или непрозрачного на прозрачное или полупрозрачное. Интеллектуальное стекло используется, например, для того чтобы предоставлять "конфиденциальные окна", чтобы регулировать конфиденциальность домов и других зданий либо их частей, к примеру, раздевалок или ванных комнат, душей и т.п. Аналогичные принципы используются для того, чтобы повышать эффективность использования энергии окон. Например, летом, интеллектуальное стекло может использоваться для того, чтобы уменьшать количество солнечного света, пропускаемого в дом или офисное здание в полдень, за счет этого уменьшая рабочую нагрузку на систему кондиционирования воздуха, требуемую для того, чтобы поддерживать прохладу в здании.
[0002] Разрабатываются несколько технологий на основе интеллектуального стекла. Например, тип на основе устройства со взвешенными частицами (SPD) интеллектуального стекла типично является темным или непрозрачным в неактивированном состоянии и становится прозрачным при активации в ответ на приложенное напряжение. Состояния между высокой непрозрачностью (т.е. низким коэффициентом светопроницаемости) и высокой прозрачностью (т.е. высоким коэффициентом светопроницаемости) могут достигаться посредством регулирования приложенного напряжения. Хотя интеллектуальное стекло SPD-типа имеет небольшое время отклика при переключении с состояния с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью) на состояние с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью), SPD-тип интеллектуального стекла имеет большое время отклика при переключении с состояния с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) на состояние с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью).
[0003] Другая технология на основе интеллектуального стекла представляет собой жидкокристаллическую технологию. Аналогично интеллектуальному стеклу SPD-типа, интеллектуальное стекло жидкокристаллического (LC) типа является темным или непрозрачным в неактивированном состоянии и становится прозрачным при активации в ответ на приложение напряжения. Хотя времена отклика, ассоциированные с интеллектуальным стеклом LC-типа, являются относительно небольшими, при переключении с состояния с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью) на состояние с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) либо наоборот, интеллектуальное стекло LC-типа имеет намного меньший диапазон коэффициентов светопроницаемости (также известный как диапазон светопропускания или динамический диапазон коэффициентов светопроницаемости) по сравнению с интеллектуальным стеклом SPD-типа. Например, тогда как динамический диапазон коэффициентов светопроницаемости интеллектуального стекла LC-типа может составлять примерно от приблизительно 1-процентного коэффициента светопроницаемости до 50-процентного коэффициента светопроницаемости, динамический диапазон коэффициентов светопроницаемости интеллектуального стекла SPD-типа может составлять примерно от приблизительно 1-процентного коэффициента светопроницаемости до 80-процентного коэффициента светопроницаемости, но не ограничен этим.
Сущность изобретения
[0004] Конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к просматриваемым насквозь панелям с регулированием светопроницаемости. В соответствии с вариантом осуществления, просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости включает в себя первый слой прозрачной подложки, второй слой прозрачной подложки и слой устройства со взвешенными частицами (SPD) между первым и вторым слоями прозрачной подложки. Панель с регулированием светопроницаемости также включает в себя первый прозрачный проводниковый слой между первым слоем прозрачной подложки и SPD-слоем и второй прозрачный проводниковый слой между вторым слоем прозрачной подложки и SPD-слоем. Первый электрод электрически соединяется с первым прозрачным проводниковым слоем, второй электрод электрически соединяется с первым концом второго прозрачного проводникового слоя, и третий электрод электрически соединяется со вторым концом второго прозрачного проводникового слоя напротив первого конца. Разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами, управляет уровнем коэффициента светопроницаемости SPD-слоя. Более конкретно, разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами, приводит к продольному электрическому полю, которое обуславливает то, что взвешенные частицы в SPD-слое выравниваются. Разность электрических потенциалов, прикладываемая между вторым и третьим электродами, управляет скоростью, с которой снижается уровень коэффициента светопроницаемости SPD-слоя, когда снижается разность электрических потенциалов, прикладываемая между элементами управления первых и вторых электродов. Более конкретно, разность электрических потенциалов, прикладываемая между вторым и третьим электродами, приводит к поперечному электрическому полю, которое вызывает микроскопическое нагревание SPD-слоя, которое увеличивает броуновское движение взвешенных частиц в SPD-слое.
[0005] В соответствии с вариантом осуществления, панель с регулированием светопроницаемости также включает в себя схему для того, чтобы управлять разностью электрических потенциалов между первым и вторым электродами и разностью электрических потенциалов между вторым и третьим электродами. Такая схема может включать в себя, например, первый источник напряжения, используемый для того, чтобы избирательно предоставлять разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами, и второй источник напряжения, используемый для того, чтобы избирательно предоставлять разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами. Эта схема может быть выполнена с возможностью избирательно регулировать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами и избирательно регулировать разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами.
[0006] В соответствии с вариантом осуществления, схема выполнена с возможностью увеличивать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами, чтобы увеличивать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя. Дополнительно, схема выполнена с возможностью снижать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами, чтобы снижать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя. Дополнительно, схема выполнена с возможностью увеличивать разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами, чтобы увеличивать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя, когда снижается разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами. Схема также может быть выполнена с возможностью снижать разность электрических потенциалов между первым и вторым концами прозрачного проводникового слоя, чтобы уменьшать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя.
[0007] В соответствии с вариантом осуществления, просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости включает в себя один или более светочувствительных датчиков, которые обнаруживают окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который падает на оптический датчик(ки), и формируют один или более сигналов, указывающих силу обнаруженного окружающего света в видимом диапазоне спектра. Панель с регулированием светопроницаемости также может включать в себя контроллер, который регулирует разность электрических потенциалов, прикладываемую между первым и вторым электродами, и/или разность электрических потенциалов, прикладываемую между вторым и третьим электродами, в зависимости от одного или более сигналов, сформированных посредством, по меньшей мере, одного из одного или более светочувствительных датчиков. В конкретном варианте осуществления, контроллер регулирует разность электрических потенциалов, прикладываемую между первым и вторым электродами, и разность электрических потенциалов, прикладываемую между вторым и третьим электродами, чтобы поддерживать уровень силы окружающего света, который проходит через просматриваемую насквозь панель с регулированием светопроницаемости, по существу равным указанному уровню силы света, который может указываться пользователем через пользовательский интерфейс.
[0008] В соответствии с вариантом осуществления, просматриваемое насквозь окологлазное устройство с наголовным дисплеем (HMD) смешанной реальности включает в себя одну или более панелей с регулированием светопроницаемости, обобщенно изложенных выше. Соответственно, конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к устройствам с HMD, включающим в себя одну или более панелей с регулированием светопроницаемости. Панели с регулированием светопроницаемости, описанные в данном документе, альтернативно могут быть включены в просматриваемые насквозь устройства с не HMD-дисплеем или окна с регулируемой светопроницаемостью, но не ограничены этим.
[0009] Конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к способам для использования с SPD-слоем, размещенным между первым прозрачным проводниковым слоем и вторым прозрачным проводниковым слоем. Этот способ может включать в себя регулирование коэффициента светопроницаемости SPD-слоя посредством избирательного регулирования разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями и избирательного регулирования разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя.
[0010] Данная сущность изобретения предоставлена для того, чтобы представлять в упрощенной форме выбор концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Эта сущность не имеет намерение идентифицировать ключевые или важнейшие признаки заявленного предмета изобретения, а также не имеет намерение использоваться в качестве помощи при определении объема заявленного предмета изобретения.
Краткое описание чертежей
[0011] Фиг. 1A является покомпонентным видом просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, согласно варианту осуществления настоящей технологии.
[0012] Фиг. 1B иллюстрирует примерное поперечное сечение варианта осуществления просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, в котором различные слои (или их части) являются плоскими.
[0013] Фиг. 1C является покомпонентным видом только определенных слоев просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, причем части различных слоев, показанных здесь, являются плоскими.
[0014] Фиг. 2A и 2B являются высокоуровневыми блок-схемами последовательности операций способа, используемыми для того, чтобы обобщенно излагать способы для регулирования коэффициента светопроницаемости SPD-слоя, размещенного между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями.
[0015] Фиг. 3 иллюстрирует примерные компоненты системы с просматриваемым насквозь окологлазным устройством отображения смешанной реальности, которая может включать в себя одну или более панелей с регулированием светопроницаемости, описанных со ссылкой на фиг. 1A-2B.
[0016] Фиг. 4A иллюстрирует компоненты просматриваемого насквозь окологлазного устройства отображения смешанной реальности, введенного на фиг. 3, согласно варианту осуществления.
[0017] Фиг. 4B является поперечным сечением компонентов, показанных на фиг. 4A вдоль линии B-B на фиг. 4A.
[0018] Фиг. 4C иллюстрирует компоненты просматриваемого насквозь окологлазного устройства с наголовным дисплеем смешанной реальности, введенного на фиг. 3, согласно другому варианту осуществления.
[0019] Фиг. 4D является поперечным сечением компонентов, показанных на фиг. 4C вдоль линии D-D на фиг. 4C.
[0020] Фиг. 5 является блок-схемой одного варианта осуществления аппаратных и программных компонентов просматриваемого насквозь окологлазного устройства с наголовным дисплеем смешанной реальности, которое может использоваться с одним или более вариантов осуществления.
[0021] Фиг. 6 является блок-схемой одного варианта осуществления аппаратных и программных компонентов модуля обработки, который может использоваться с одним или более вариантов осуществления.
Подробное описание изобретения
[0022] Конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, которая также может упоминаться в качестве переключаемой стеклянной панели или интеллектуальной стеклянной панели, либо более кратко, в качестве панели с регулированием светопроницаемости, переключаемого стекла или интеллектуального стекла. Для согласованности, термины "просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости" и "панель с регулированием светопроницаемости" типично используются в этом описании. Другие варианты осуществления относятся к способам для использования с панелью с регулированием светопроницаемости и устройствам или системам, которые включают в себя панель с регулированием светопроницаемости. Например, конкретные варианты осуществления, описанные здесь, относятся к просматриваемым насквозь окологлазным устройствам с наголовным дисплеем смешанной реальности, которые включают в себя одну или более панелей с регулированием светопроницаемости.
[0023] Фиг. 1A является покомпонентным видом просматриваемой насквозь панели 102 с регулированием светопроницаемости, согласно варианту осуществления настоящей технологии. Хотя различные слои, показанные на фиг. 1A проиллюстрированы как искривленные в трех измерениях, эти слои альтернативно могут быть искривлены в только двух измерениях либо могут быть более плоскими (или их части могут быть плоскими). Например, фиг. 1B иллюстрирует примерное поперечное сечение варианта осуществления просматриваемой насквозь панели 102 с регулированием светопроницаемости, в котором различные слои (или их части) являются плоскими. Фиг. 1C является покомпонентным видом только определенных слоев просматриваемой насквозь панели 102 с регулированием светопроницаемости, причем части различных слоев, показанных здесь, являются плоскими. Хотя различные слои, показанные на фиг. 1A-1C, показаны, в общем, как прямоугольные, эти слои могут иметь другие формы. Например, если панель 102 с регулированием светопроницаемости включена в устройство с наголовным дисплеем, формы различных слоев могут напоминать форму очков или защитного козырька, но не ограничены этим.
[0024] Ссылаясь на фиг. 1A и 1B, показана просматриваемая насквозь панель 102 с регулированием светопроницаемости, включающая в себя первый слой 104 прозрачной подложки, второй слой 106 прозрачной подложки и слой 112 устройства со взвешенными частицами (SPD) между первым и вторым слоями 104, 106 прозрачной подложки. Первый прозрачный проводниковый слой 108 находится между первым слоем 104 прозрачной подложки и SPD-слоем 112. Первый прозрачный проводниковый слой 108 в силу этого может размещаться на поверхности SPD-слоя 112 или на поверхности слоя 104 прозрачной подложки. Второй прозрачный проводниковый слой 110 находится между вторым слоем 106 прозрачной подложки и SPD-слоем 112. Второй прозрачный проводниковый слой 110 в силу этого может размещаться на поверхности SPD-слоя 112 или на поверхности второго слоя 106 прозрачной подложки.
[0025] В варианте осуществления, первый и второй слои 104, 106 прозрачной подложки являются жесткими, с тем чтобы предоставлять опорную структуру и/или защиту для одного или более других слоев, которые являются гибкими и/или легко повреждаются. Первый и второй слои 104, 106 прозрачной подложки могут быть изготовлены из стекла, пластика или некоторого другого прозрачного материала, который предпочтительно имеет очень низкую электропроводность (так что они изолируют свои соответствующие смежные прозрачные проводниковые слои 108, 110). В одном варианте осуществления, первый и второй слои 104, 106 прозрачной подложки изготовлены из идентичного прозрачного материала. В альтернативном варианте осуществления, первый слой 104 прозрачной подложки изготовлен из другого прозрачного материала по сравнению со вторым слоем 106 прозрачной подложки. Толщины первого и второго слоев 104, 106 прозрачной подложки могут составлять порядка приблизительно 1 миллиметр (мм), но не ограничены этим.
[0026] В варианте осуществления, первый и второй прозрачные проводниковые слои 108, 110 изготовлены из одной или более прозрачных проводящих пленок (TCF). Например, первый и второй прозрачные проводниковые слои 108, 110 могут быть изготовлены из прозрачного проводящего оксида (TFO), к примеру, но не только, легированного оловом оксида индия (ITO), легированного алюминием оксида цинка (AZO) или легированного индием оксида кадмия. В качестве другого примера, первый и второй прозрачные проводниковые слои 108, 110 могут быть изготовлены из прозрачного проводящего полимера, к примеру, но не только, поли(3,4-этилендиокситиофена) (PEDOT) или поли(4,4-диоктилциклопентадитиофена). В одном варианте осуществления, первый и второй прозрачные проводниковые слои 108, 110 изготовлены из идентичного электропроводящего прозрачного материала. В альтернативном варианте осуществления, первый прозрачный проводниковый слой 108 изготовлен из другого прозрачного электропроводящего материала по сравнению со вторым прозрачным проводниковым слоем 110. Толщины первого и второго прозрачных проводниковых слоев 108, 110 могут составлять порядка приблизительно 100 нанометров (нм), но не ограничены этим.
[0027] На фиг. 1A и 1B, стрелка, помеченная как 120, представляет свет, который падает на панель 102 с регулированием светопроницаемости, а стрелка, помеченная как 121, представляет свет, выходящий из панели 102 с регулированием светопроницаемости. В зависимости от коэффициента светопроницаемости панели 102 с регулированием светопроницаемости, панель 102 с регулированием светопроницаемости обуславливает то, что сила выходящего света 121 ослабляется или регулируется относительно силы падающего света. Например, если панель с регулированием светопроницаемости имеет коэффициент светопроницаемости в 60 процентов, то сила выходящего света 121 должна составлять 60 процентов (т.е. на 40 процентов меньше) от силы падающего света 120. SPD-слой 112, который описывается ниже, используется для того, чтобы управлять коэффициентом светопроницаемости панели 102 с регулированием светопроницаемости.
[0028] SPD-слой 112 включает в себя мелкие частицы (например, стержневидные частицы в наномасштабе), взвешенные в жидкости между двумя фрагментами (например, листами) прозрачного стекла или пластика. Соответственно, SPD-слой 112 может состоять из нескольких подслоев. Одна сторона SPD-слоя 112 является смежной и контактирует с первым прозрачным проводниковым слоем 108, и другая противоположная сторона SPD-слоя 112 является смежной и контактирует со вторым прозрачным проводниковым слоем 110. Когда напряжение (т.е. разность электрических потенциалов) не прикладывается между двумя противоположными сторонами SPD-слоя 112, взвешенные частицы случайно организованы, что приводит к блокированию света частиц и в силу этого вызывает низкий коэффициент светопроницаемости. Разность электрических потенциалов может прикладываться между двумя противоположными сторонами SPD-слоя 112 посредством приложения разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 108, 110. Приложение разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112 приводит к продольному электрическому полю (нормальному к основным поверхностям SPD-слоя), которое обуславливает то, что взвешенные частицы выравниваются и позволяют свету проходить через себя, за счет этого увеличивая коэффициент светопроницаемости. Варьирование разности электрических потенциалов, прикладываемой между двумя противоположными сторонами SPD-слоя 112, варьирует ориентацию взвешенных частиц, за счет этого изменяя коэффициент светопроницаемости. Толщина SPD-слоя 112 может составлять порядка приблизительно 50-100 нанометров (нм), но не ограничена этим.
[0029] Конкретно ссылаясь на фиг. 1А, первый электрод 114 электрически соединяется с первым прозрачным проводниковым слоем 108, второй электрод 116 электрически соединяется с первым концом второго прозрачного проводникового слоя 108, и третий электрод 118 электрически соединяется со вторым концом второго прозрачного проводникового слоя 108, при этом второй конец противостоит или находится напротив первого конца.
[0030] Термин "сторона" при использовании в данном документе означает одну из двух основных поверхностей слоя, т.е. одну из двух поверхностей (слоя), имеющую наибольшую площадь поверхности. В отличие от этого, термин "конец" при использовании в данном документе означает одну из неосновных поверхностей или краев слоя. Например, прямоугольный лист стекла или пластика может считаться имеющим две противоположных стороны и четыре конца. Аналогично, прямоугольный прозрачный проводниковый слой может считаться имеющим две противоположных стороны и четырех конца. В качестве другого примера, слой восьмиугольной формы может считаться имеющим две противоположных стороны и восемь концов. Такие слои не обязательно должны быть многоугольником, чтобы иметь две стороны и несколько концов. Например, слой круглой или овальной формы может считаться имеющим две противоположных стороны, причем противоположные концы такого слоя являются точками в/около краев слоя, которые разнесены приблизительно на 180 градусов.
[0031] В варианте осуществления, первое напряжение (V1) избирательно прикладывается к первому электроду 114, второе напряжение (V2) избирательно прикладывается к второму электроду 116, и третье напряжение (V3) избирательно прикладывается к третьему электроду 118. Один источник напряжения может использоваться для того, чтобы формировать три напряжения V1, V2 и V3 посредством надлежащего повышения и или понижения уровней напряжения. Альтернативно, три источника напряжения могут использоваться для того, чтобы формировать три напряжения V1, V2 и V3. Также возможно то, что один источник напряжения используется для того, чтобы формировать два из трех напряжений, и второй источник напряжения используется для того, чтобы формировать третье из этих трех напряжений. Другие варьирования также являются возможными, что должны принимать во внимание специалисты в данной области техники. Фиг. 1C, описанный ниже, иллюстрирует часть примерной системы или устройства, включающего в себя два источника напряжения.
[0032] Ссылаясь на фиг. 1C, первый источник 122 напряжения формирует разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами 114, 116, которая предоставляет разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 109, 110. Как пояснено выше, эта разность электрических потенциалов приводит к продольному электрическому полю (нормальному к основным поверхностям SPD-слоя), которое обуславливает то, что взвешенные частицы выравниваются и позволяют свету проходить через себя, за счет этого увеличивая коэффициент светопроницаемости. По-прежнему ссылаясь на фиг. 1C, второй источник 124 напряжения формирует разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами 116, 118, которая предоставляет разность электрических потенциалов между противоположными концами второго прозрачного проводникового слоя 110. Эта разность электрических потенциалов приводит к поперечному электрическому полю, которое является параллельным второму прозрачному проводниковому слою 110 и в силу этого является параллельным основным поверхностям SPD-слоя 112. Поперечное электрическое поле вызывает микроскопическое нагревание второго прозрачного проводникового слоя 110 и его соседнего SPD-слоя 112. Ниже поясняются преимущества такого микроскопического нагревания.
[0033] В варианте осуществления, первый и второй источники 122, 124 напряжения являются частью схемы 130 управления, которая управляет разностью электрических потенциалов между первым и вторым электродами 114, 116 и разностью электрических потенциалов между вторым и третьим электродами 116, 118. Такая схема 130 управления может включать в себя альтернативные и/или дополнительные компоненты. Например, схема 130 управления может использоваться для того, чтобы регулировать напряжения, сформированные посредством источников 122, 124 напряжения, или альтернативно может повышать или понижать напряжения, сформированные посредством источников 122, 124 напряжения, до требуемых уровней. Схема 130 управления также может включать в себя один или более переключателей, которые избирательно подключают и отключают контактные выводы источника напряжения 122 в/от первого и/или второго электродов 114, 116, и/или один или более переключателей, которые избирательно подключают и отключают контактные выводы источника напряжения 124 в/от второго и/или третьего электродов 116, 118. Схема 130 управления также может включать в себя микроконтроллер и/или может соединяться с внешним микроконтроллером или процессором.
[0034] Когда V1, V2 и V3 заземляются или разъединяются, соответственно, от первого, второго и третьего электродов 114, 116, 118, SPD-слой 112 находится в неактивированном состоянии. Когда находится в неактивированном состоянии, SPD-слой 112 имеет минимальный коэффициент светопроницаемости и в силу этого является темным или непрозрачным. В целях этого описания, можно предполагать, что коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 в течение неактивированного состояния составляет приблизительно 1 процент. Тем не менее, другие коэффициенты светопроницаемости могут соответствовать неактивированному состоянию. Предпочтительно, минимальный коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 составляет максимально возможно близко к 0 процентам, чтобы предоставлять максимально возможный наибольший динамический диапазон коэффициентов светопроницаемости. SPD-слой 112 находится в состоянии с минимальным коэффициентом светопроницаемости или в неактивированном состоянии, когда разность электрических потенциалов не прикладывается между первым и вторым электродами 114, 116, а более конкретно, между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 108, 110, а еще более конкретно, между противоположными сторонами SPD-слоя 112. Это означает, что также должно быть возможным переводить SPD-слой 112 в состояние с минимальным коэффициентом светопроницаемости или неактивированное состояние посредством задания V1 и V2 равными идентичному ненулевому уровню.
[0035] Когда разность электрических потенциалов прикладывается между первым и вторым электродами 114, 116, SPD-слой 112 находится в активированном состоянии, в течение которого увеличивается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112. В целях этого описания, можно предполагать, что максимальный коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 в течение активированного состояния составляет 80 процентов. Тем не менее, другие максимальные коэффициенты светопроницаемости могут быть возможными. Предпочтительно, максимальный коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 составляет максимально возможно близко к 100 процентам, чтобы предоставлять максимально возможный наибольший динамический диапазон коэффициентов светопроницаемости. SPD-слой 112 находится в состоянии с высоким коэффициентом светопроницаемости или активированном состоянии, когда разность электрических потенциалов прикладывается между первым и вторым электродами 114, 116, а более конкретно, между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 108, 110, а еще более конкретно, между противоположными сторонами SPD-слоя 112. В соответствии с конкретными вариантами осуществления, разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами 114, 116, является переменным напряжением (ACV). Максимальное переменное напряжение, которое используется для того, чтобы достигать максимального коэффициента светопроницаемости, может составлять, например, 120 В переменного тока, но не ограничено этим. Разные уровни переменного напряжения могут использоваться для того, чтобы достигать различных уровней коэффициента светопроницаемости между максимальным и минимальным уровнями коэффициента светопроницаемости SPD-слоя 112. В варианте осуществления, чтобы не допускать ухудшения характеристик или повреждения SPD-слоя 112 через электрический поляризующий эффект, в переменном напряжении, прикладываемом между первым и вторым электродами 114, 116, отсутствует постоянный компонент тока, либо оно имеет пренебрежимо малый постоянный компонент тока.
[0036] SPD-слой 112 имеет небольшое время отклика при переключении с состояния с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью) на состояние с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) посредством приложения разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112. Это небольшое время отклика возникает, поскольку взвешенные частицы в SPD-слое выравниваются очень быстро, когда разность электрических потенциалов прикладывается между противоположными сторонами SPD-слоя.
[0037] Чтобы переключать SPD-слой 112 с состояния с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) на состояние с минимальным коэффициентом светопроницаемости (т.е. с наибольшей непрозрачностью), разность электрических потенциалов более не должна прикладываться между первым и вторым электродами 114, 116 (и более конкретно, между противоположными сторонами SPD-слоя 112). Когда разность электрических потенциалов более не должна прикладываться между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 108, 110 (и в силу этого между противоположными сторонами SPD-слоя 112), взвешенные частицы в SPD-слое 112 вовлекаются в броуновское движение так, что они становятся случайно ориентированными. Это броуновское движение, в которое вовлечены взвешенные частицы в SPD-слое 112 (когда разность электрических потенциалов более не прикладывается между противоположными сторонами SPD-слоя 112), является относительно медленным по сравнению с тем, насколько быстро взвешенные частицы в SPD-слое 112 выравниваются в ответ на приложение разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя. Другими словами, удаление только напряжения, приложенного между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями 108, 110, должно приводить к относительно большому времени отклика, например, порядка приблизительно 15-20 секунд. Если желание заключается в том, чтобы уменьшать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 с первого уровня до более низкого второго уровня (который составляет выше минимального коэффициента светопроницаемости), вместо удаления разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112, разность электрических потенциалов может уменьшаться до надлежащего уровня, используемого для того, чтобы достигать второго уровня коэффициента светопроницаемости. Дополнительно, управляемое постепенное уменьшение разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112 может использоваться для того, чтобы достигать управляемого постепенного уменьшения коэффициента светопроницаемости SPD-слоя 112. С другой стороны, управляемое постепенное увеличение разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112 может использоваться для того, чтобы достигать управляемого постепенного увеличения коэффициента светопроницаемости SPD-слоя 112.
[0038] Конкретные варианты осуществления настоящей технологии, которые описываются ниже, уменьшают время отклика, ассоциированное с переходом SPD-слоя 112 из состояния с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) в состояние с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью). Если обобщать, конкретные варианты осуществления настоящей технологии, которые описываются ниже, увеличивают время отклика, ассоциированное с уменьшением коэффициента светопроницаемости SPD-слоя 112. Такое увеличение времени отклика достигается посредством использования второго и третьего электродов 116, 118 (которые электрически соединяются с противоположными концами второго прозрачного проводникового слоя 110) для того, чтобы формировать поперечное электрическое поле, параллельное второму прозрачному проводниковому слою 110 и в силу этого параллельное основным поверхностям SPD-слоя 112. Это поперечное электрическое поле вызывает микроскопическое нагревание второго прозрачного проводникового слоя 110, который нагревает SPD-слой 112, что имеет эффект ускорения броуновского движения, в которое вовлечена взвешенная частица в SPD-слое 112. Это ускорение броуновского движения максимизируется, когда разность электрических потенциалов более не прикладывается между противоположными сторонами SPD-слоя 112. Согласно примеру, поперечное электрическое поле может увеличивать температуру SPD-слоя 112, который находится в контакте со вторым прозрачным проводниковым слоем 110, приблизительно на 10-60 градусов Цельсия, но не ограничено этим. Преимущественно, это микроскопическое нагревание, вызываемое посредством поперечного электрического поля, сообщает пренебрежимо малое изменение температуры первому и второму слоям 104, 106 прозрачной подложки и в силу этого не является легко заметным пользователю, который касается или иным образом контактирует с панелью 102 с регулированием светопроницаемости.
[0039] В соответствии с вариантом осуществления, поперечное электрическое поле формируется посредством приложения разности электрических потенциалов между вторым и третьим электродами 116, 118. Абсолютная величина разности электрических потенциалов (прикладываемой между вторым и третьим электродами 116, 118) может составлять порядка приблизительно от 1 В до 10 В, но не ограничена этим. Разность электрических потенциалов (прикладываемая между вторым и третьим электродами 116, 118) может быть переменным напряжением. Альтернативно, разность электрических потенциалов (прикладываемая между вторым и третьим электродами 116, 118) может быть постоянным напряжением.
[0040] Использование поперечного электрического поля уменьшает время, которое требуется для SPD-слоя 112 (и если обобщать, для панели 102 с регулированием светопроницаемости), чтобы переходить из состояния с максимальным коэффициентом светопроницаемости (т.е. с наибольшей прозрачностью) в состояние с минимальным коэффициентом светопроницаемости (т.е. с наибольшей непрозрачностью), приблизительно до 1 или 2 секунд. Сравнительно, без использования поперечного электрического поля, для SPD-слоя 112 (и если обобщать, для панели 102 с регулированием светопроницаемости) требуется приблизительно 15-20 секунд, чтобы переходить из состояния с максимальным коэффициентом светопроницаемости (т.е., с наибольшей прозрачностью) к минимальному коэффициенту светопроницаемости (т.е. наибольшей непрозрачности). Соответственно, использование поперечного электрического поля предоставляет примерно 10-кратное уменьшение времени перехода по сравнению с тем, если не использовано поперечное электрическое поле.
[0041] Абсолютная величина и темп изменения разности электрических потенциалов (прикладываемой между вторым и третьим электродами 116, 118) могут регулироваться таким образом, чтобы управлять тем, насколько быстро SPD-слой 112 переходит из состояния с высоким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой прозрачностью) в состояние с низким коэффициентом светопроницаемости (т.е. с высокой непрозрачностью). Другими словами, время перехода может управляться посредством управления абсолютной величиной и темпом изменения поперечного электрического поля. Время перехода также может управляться посредством управления абсолютной величиной и темпом изменения продольного электрического поля.
[0042] Калибровка и определение характеристик SPD-слоя 112 могут выполняться, чтобы понимать то, как SPD-слой 112 реагирует на изменения в продольном и поперечном электрических полях. Например, в ходе или после сборки панели 102 с регулированием светопроницаемости, уровни коэффициента светопроницаемости (и их изменения и их темпы изменений) в ответ на уровни разности электрических потенциалов (и их изменения и их темпы изменений) между первым и вторым электродами 114, 116 могут измеряться и записываться, а также использоваться для того, чтобы настраивать схему управления. Дополнительно, темпы уменьшений уровней коэффициента светопроницаемости в ответ на увеличения уровней разности электрических потенциалов между вторым и третьим электродами 116, 118 могут измеряться и записываться, а также использоваться для того, чтобы настраивать схему управления. Дополнительно, могут выполняться тесты для того, чтобы характеризовать то, как коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 изменяется в ответ на одновременные и/или последовательные изменения разностей электрических потенциалов между первым и вторым электродами 114, 116 и между вторым и третьим электродами 116, 118.
[0043] Дополнительно, один или более датчиков могут использоваться для того, чтобы обнаруживать то, когда SPD-слой 112 достигает требуемого уровня коэффициента светопроницаемости, причем в этот момент поперечное электрическое поле может удаляться, и надлежащая разность электрических потенциалов может прикладываться между первым и вторым электродами 114, 116, чтобы поддерживать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя 112 равным требуемому коэффициенту светопроницаемости. Примеры таких датчиков описываются ниже со ссылкой на фиг. 3-5. Хотя датчики, описанные со ссылкой на фиг. 3-5, показаны как включенные в устройство с наголовным дисплеем, аналогичные датчики могут быть включены в другие просматриваемые насквозь дисплеи, либо если обобщать, в другие устройства или системы, которые включают в себя панель 102 с регулированием светопроницаемости, описанную в данном документе.
[0044] Высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа по фиг. 2A теперь используется для того, чтобы обобщенно излагать способ для использования с SPD-слоем (например, 112), размещенным между первым прозрачным проводниковым слоем (например, 108) и вторым прозрачным проводниковым слоем (например, 110). Более конкретно, такой способ служит для использования при регулировании коэффициента светопроницаемости SPD-слоя (например, 112). Ссылаясь на фиг. 2A, этап 202 заключает в себе избирательное регулирование разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110), что, как упомянуто выше, заключает в себе избирательное регулирование продольного электрического поля. Этап 204 заключает в себе избирательное регулирование разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 112), что, как упомянуто выше, заключает в себе регулирование поперечного электрического поля. Если обобщать, этап 202 заключает в себе избирательное регулирование разности электрических потенциалов между противоположными сторонами SPD-слоя 112, и этап 204 заключает в себе регулирование разности электрических потенциалов между противоположными концами одного из прозрачных проводниковых слоев. Снова кратко ссылаясь на фиг. 1C, первый источник 122 напряжения может использоваться для того, чтобы выполнять этап 202, и второй источник 124 напряжения может использоваться для того, чтобы выполнять этап 204. Если обобщать, схема 130 может использоваться для того, чтобы выполнять этапы 202 и 204 этапа.
[0045] Фиг. 2B является высокоуровневой блок-схемой последовательности операций способа, которая используется для того, чтобы обобщенно излагать дополнительные подробности того, как может регулироваться коэффициент светопроницаемости SPD-слоя (например, 112). Более конкретно, этапы 206 и 208 предоставляют дополнительные подробности этапа 202 на фиг. 2A, а этапы 210 и 212 предоставляют дополнительные подробности этапа 204 на фиг. 2A. Ссылаясь на фиг. 2B, этап 206 заключает в себе увеличение разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110), чтобы увеличивать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя (например, 112). Этап 208 заключает в себе снижение разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110), чтобы снижать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя (например, 112). Разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110) может снижаться посредством полного удаления разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110) или посредством уменьшения абсолютной величины разности электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110).
[0046] Этап 210 заключает в себе увеличение разности электрических потенциалов между первым концом и вторыми концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110), чтобы увеличивать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя (например, 112), когда снижается разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями (например, 108, 110). Как пояснено выше, увеличение разности электрических потенциалов между первым концом и вторыми концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110), которое может достигаться с использованием переменного или постоянного напряжения, приводит к поперечному электрическому полю (параллельному поверхности SPD-слоя, например, 112), которое вызывает микроскопическое нагревание SPD-слоя (например, 112). Это микроскопическое нагревание увеличивает броуновское движение взвешенных частиц в SPD-слое и в силу этого увеличивает то, насколько быстро взвешенные частицы переходят от выравнивания к случайному рассеиванию.
[0047] Этап 212 заключает в себе снижение разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110), чтобы уменьшать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя (например, 112). Разность электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110) может выполняться посредством полного удаления разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110) или посредством уменьшения абсолютной величины разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя (например, 110).
[0048] Снова кратко ссылаясь на фиг. 1C, первый источник 122 напряжения может использоваться для того, чтобы выполнять этапы 206 и 208, и второй источник 124 напряжения может использоваться для того, чтобы выполнять этапы 210 и 212. Если обобщать, схема 130 может использоваться для того, чтобы выполнять этапы 206, 208, 210 и 212.
[0049] Конкретные этапы из вышеописанных этапов могут выполняться одновременно или перемещаться с другими этапами. Например, этап 208 и 210 могут выполняться одновременно. В таком случае, снижение (на этапе 208) разности электрических потенциалов между двумя сторонами SPD-слоя (например, 112) увеличивает влияние тепловой рандомизации или тенденцию взвешенных частиц в SPD-слое к тому, чтобы подвергаться броуновскому движению, которое достигается посредством этапа 210.
[0050] Вышеописанная панель 102 с регулированием светопроницаемости может быть включена во множество вариантов применения. В частности, панели с регулированием светопроницаемости, описанные в данном документе, в частности, являются применимыми в системах, в которых желательно динамически управлять и фильтровать свет. Панели с регулированием светопроницаемости, описанные в данном документе, могут использоваться как есть либо могут быть компонентами в больших системах. Например, панель 102 с регулированием светопроницаемости может быть включена в окна или просматриваемые насквозь перегородки, имеющие регулируемые коэффициенты светопроницаемости. Такие окна и/или просматриваемые насквозь перегородки могут использоваться в квартирах и/или офисных зданиях. Также возможно то, что такие окна могут использоваться в качестве окон в транспортных средствах, таких как, но не только, автомобили, автобусы, грузовики и самолеты.
[0051] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, вышеописанная панель 102 с регулированием светопроницаемости включена в просматриваемое насквозь окологлазное устройство с наголовным дисплеем смешанной реальности. Далее описываются примерные подробности такого устройства с наголовным дисплеем, включающего в себя вышеописанную панель 102 с регулированием светопроницаемости, со ссылкой на фиг. 3-6.
[0052] Фиг. 3 иллюстрирует примерные компоненты системы 300 с просматриваемым насквозь окологлазным устройством отображения смешанной реальности. Система 300 включает в себя просматриваемое насквозь окологлазное устройство 302 с наголовным дисплеем смешанной реальности, которое также может упоминаться в данном документе просто в качестве устройства 302 с наголовным дисплеем, либо еще более кратко, в качестве устройства 302 отображения. Устройство 302 с наголовным дисплеем показано как поддерживающее связь с модулем 304 обработки через провод 306. В других вариантах осуществления, устройство 302 с наголовным дисплеем обменивается данными с модулем 304 обработки через беспроводную связь. Модуль 304 обработки может принимать различные варианты осуществления. Например, модуль 304 обработки может быть осуществлен в мобильном устройстве, таком как смартфон, планшетный или переносной компьютер. В некоторых вариантах осуществления, модуль 304 обработки представляет собой отдельный модуль, который может носиться на теле пользователя (например, на запястье пользователя) или лежать в кармане, и включает в себя большую часть вычислительной мощности, используемой для того, чтобы обеспечивать работу устройства 302 с наголовным дисплеем. Модуль 304 обработки может обмениваться данными в беспроводном режиме (например, с помощью Wi-Fi, Bluetooth, инфракрасного излучения, RFID-передачи, беспроводной универсальной последовательной шины (WUSB), сотовой связи, 3G, 4G или других средств беспроводной связи) по сети 350 связи с одной или более вычислительных систем-концентраторов 352, будь то расположены поблизости в этом примере или в удаленном местоположении. В других вариантах осуществления, функциональность модуля 304 обработки может быть интегрирована в программных и аппаратных компонентах устройства 302 отображения.
[0053] Устройство 302 с наголовным дисплеем, которое в одном варианте осуществления имеет форму или форм-фактор охватывающих очков, предназначено для ношения на голове пользователя, так что пользователь может смотреть через область 312 отображения и периферийную область 314 и в силу этого имеет фактическое прямое видение пространства перед пользователем. На фиг. 3, показана просматриваемая насквозь область 312 отображения, включающая в себя левую и правую просматриваемые насквозь подобласти 312L и 312R отображения, соответственно, для левого и правого глаза просмотра пользователем.
[0054] Использование термина "фактическое прямое видение" означает способность видеть объекты реального мира непосредственно с помощью человеческого глаза, вместо наблюдения созданных представлений в форме изображений объектов. Например, просмотр через стекло в помещении обеспечивает возможность пользователю иметь фактическое прямое видение помещения, тогда как просмотр видео помещения на телевизионном приемнике не является фактическим прямым видением помещения. На основе контекста выполнения программного обеспечения, например, игрового приложения, система может проецировать изображения виртуальных объектов, иногда называемых в качестве виртуальных изображений, в просматриваемой насквозь области 312 отображения, которые могут просматриваться человеком, носящим устройство 302 отображения, тогда как этот человек также просматривает объекты реального мира через просматриваемую насквозь область 312 отображения и через периферийную область 314, которая является смежной, но не перекрывает просматриваемую насквозь область 312 отображения, за счет этого предоставляя взаимодействие в стиле дополненной реальности. На фиг. 3, показана просматриваемая насквозь периферийная область 314, включающая в себя левую и правую прозрачные периферийные подобласти 314L и 314R, которые, соответственно, находятся в поле зрения левого и правого глаза пользователя.
[0055] По-прежнему ссылаясь на фиг. 3, оправа 315 предоставляет опору для удерживания различных элементов системы на месте, а также канал для электрических соединений. В этом варианте осуществления, оправа 315 предоставляет удобную оправу очков в качестве опоры для элементов системы, подробно поясненной ниже. В других вариантах осуществления, могут использоваться другие опорные структуры. Пример такой структуры представляет собой защитный козырек или защитные очки. Варианты осуществления настоящей технологии не ограничены формами и относительными размерами компонентов устройства 302 с наголовным дисплеем, показанного на фиг. 3. Наоборот, такие компоненты, как оправа 315, просматриваемая насквозь область 312 отображения и просматриваемая насквозь периферийная область 314, могут иметь другие формы и/или размеры по сравнению с показанными. Например, просматриваемая насквозь область 312 отображения и просматриваемая насквозь периферийная область 314 могут быть искривлены относительно как вертикальной, так и горизонтальной осей. В качестве другого примера, просматриваемая насквозь область 312 отображения может быть больше показанной области, и в этом случае просматриваемая насквозь периферийная область 314 может быть меньше показанной области.
[0056] Оправа 315 включает в себя левую и правую дужки или боковые рычаги для опоры на уши пользователя. Дужка 303 представляет вариант осуществления правой дужки и включает в себя схему 336 управления для устройства 302 отображения. Схема 336 управления альтернативно может быть расположена в другой позиции или распределяться между несколькими местоположениями. На фиг. 3, показана часть планки между проемами линз оправы 315, включающая в себя обращенный наружу светочувствительный датчик 308, обращенную наружу камеру 309 и обращенный наружу микрофон 310. Тем не менее, одно или более из светочувствительного датчика 308, камеры 309 и микрофоны 310 может быть расположено на других частях оправы 315. Светочувствительный датчик 308 может использоваться, например, для обнаружения характеристик окружающего света (например, яркости, цветового контента, спектра, типа средства подсветки). Камера 309 может использоваться для захвата видеоизображений и/или неподвижных изображений, которые могут включать в себя RGB и/или изображения глубины, но не ограничены этим. Микрофон 310 может использоваться для записи звуков и/или принятия голосовых команд. Данные, полученные с использованием светочувствительного датчика 308, камеры 309 и/или микрофона 310, могут предоставляться в схему 336 управления и/или передаваться в модуль 304 обработки. Также возможно то, что предусмотрено две обращенных наружу камеры 309, например, одна, соответствующая левому глазу, и одна, соответствующая правому глазу.
[0057] Обращенный наружу светочувствительный датчик 308, который расположен на оправе 315, может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики, такие как сила окружающего света, который еще не проходит через просматриваемую насквозь область отображения или просматриваемую насквозь периферийную область 314. Устройство 302 с наголовным дисплеем также может включать в себя дополнительные светочувствительные датчики для того, чтобы обнаруживать характеристики, такие как сила окружающего света, который проходит через просматриваемую насквозь область 312 отображения и/или просматриваемую насквозь периферийную область 314. Например, по-прежнему ссылаясь на фиг. 3, светочувствительный датчик 313 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики, такие как сила окружающего света, который проходит через просматриваемую насквозь область 312 отображения. Дополнительно или альтернативно, светочувствительный датчик 316 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики, такие как сила окружающего света, который проходит через просматриваемую насквозь периферийную область 314. Каждый из светочувствительных датчиков 308, 313 и 316 может конструироваться с возможностью реагировать главным образом на свет в видимом диапазоне спектра, например, посредством включения в себя оптических фильтров, которые отражают и/или поглощают длины волн (например, длины волн в инфракрасном диапазоне спектра) за пределами видимого спектра. Например, светочувствительный датчик 308, 313 и 316 может конструироваться с возможностью иметь относительную спектральную световую эффективность для дневного света.
[0058] Схема 336 управления предоставляет различные электронные схемы, которые поддерживают другие компоненты устройства 302 с наголовным дисплеем. Примерные подробности схемы 336 управления пояснены ниже относительно фиг. 5. Хотя не показано конкретно на фиг. 3, такие элементы, как телефонные наушники, телефоны, инерциальные датчики, приемо-передающее GPS-устройство и/или температурный датчик, могут монтироваться внутри или на дужке 303. В одном варианте осуществления, такие инерциальные датчики включают в себя трехосевой магнитометр, трехосевой гироскоп и трехосевой акселерометр. Инерциальные датчики могут использоваться для считывания позиции, ориентации и внезапных ускорений устройства 302 с наголовным дисплеем. Из этих перемещений также может определяться положение головы. Некоторые дополнительные подробности этих датчиков описываются ниже со ссылкой на фиг. 5.
[0059] Как упомянуто выше, пользователь, носящий устройство 302 с наголовным дисплеем, может просматривать виртуальные изображения и действительные изображения через просматриваемую насквозь область 312 отображения. Пользователь, носящий устройство отображения, также может просматривать действительные изображения через просматриваемую насквозь периферийную область 314. Виртуальные изображения могут формироваться посредством одного или более микроустройств отображения (не показаны конкретно на фиг. 3, но пояснены ниже со ссылкой на фиг. 5), смонтированных на/в оправе 315, и оптические элементы, такие как волноводы, зеркала и/или т.п., могут использоваться для того, чтобы переносить или направлять виртуальные изображения в просматриваемую насквозь область 312 отображения. Альтернативно, левый и правый просматриваемые насквозь микродисплеи могут быть расположены в/на левой и правой просматриваемых насквозь линзах или некоторой другой просматриваемой насквозь подложке, чтобы предоставлять просматриваемую насквозь область 312 отображения. Другими словами, одно или более микроустройств отображения, расположенных на оправе 315, могут формировать виртуальные изображения, которые передаются в просматриваемую насквозь область 312 отображения с использованием одного или более волноводов, зеркал и/или т.п., либо альтернативно, виртуальные изображения, отображаемые в просматриваемой насквозь области 312 отображения, могут формироваться с использованием просматриваемых насквозь дисплеев, которые являются коэкстенсивными с просматриваемой насквозь областью 312 отображения.
[0060] Предусмотрены различные технологии формирования изображения, которые могут использоваться для того, чтобы реализовывать такие просматриваемые насквозь дисплеи или микроустройства отображения. Например, может использоваться технология пропускающей проекции, в которой источник света модулируется посредством оптически активного материала и подсвечивается сзади с помощью белого света. Эти технологии обычно реализуются с использованием жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеев) с мощными задними подсветками и высокими плотностями оптической энергии. Альтернативно, может использоваться отражательная технология, в которой внешний свет отражается и модулируется посредством оптически активного материала. Цифровая оптическая обработка (DLP), жидкие кристаллы на кремнии (LCOS) и технология отображения Mirasol® компании Qualcomm, Inc. являются примерами отражательных технологий. Дополнительно, такие просматриваемые насквозь микродисплеи или микроустройства отображения могут реализовываться с использованием эмиссионной технологии, в которой свет формируется посредством дисплея, см., например, механизм отображения PicoP™ компании Microvision, Inc. Другой пример технологии эмиссионного отображения представляет собой микродисплей на органических светодиодах (OLED). Компании eMagin и Microoled предоставляют примеры микро-OLED-дисплеев.
[0061] Как упомянуто выше, тогда как область 312 отображения является просматриваемой насквозь, область 312 отображения имеет оптические характеристики, такие как коэффициент светопроницаемости, которые влияют (например, ослабляют) окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который падает на область 312 отображения. Согласно примеру, просматриваемая насквозь область 312 отображения может иметь 70-процентный коэффициент светопроницаемости для света в видимом диапазоне спектра, что означает, что только 70 процентов окружающего света в видимом диапазоне спектра, который падает на просматриваемую насквозь область 312 отображения, должны проходить через просматриваемую насквозь область 312 отображения и падать на глаза пользователя, при этом оставшиеся 30 процентов окружающего света в видимом диапазоне спектра отражаются и/или поглощаются посредством просматриваемой насквозь области 312 отображения. Другой способ пояснения означенного заключается в том, что просматриваемая насквозь область 312 отображения может обуславливать то, что окружающий свет в видимом диапазоне спектра подвергается регулированию светопроницаемости на 30 процентов. Поскольку просматриваемая насквозь область 312 отображения не занимает весь FOV пользователя, если ее оптические характеристики не учитываются, это приводит к неоднородности в оптических характеристиках, при которой часть FOV пользователя является более темной по сравнению с другими. Конкретные варианты осуществления настоящей технологии могут использоваться для того, чтобы поддерживать по существу однородные оптические характеристики, включающие в себя по существу однородный коэффициент светопроницаемости, по существу для всего FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем.
[0062] Фиг. 4A является покомпонентным видом некоторых элементов левой части устройства 302 с наголовным дисплеем, введенного на фиг. 3, согласно варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 4A, показана левая просматриваемая насквозь подобласть 312L отображения, которая, как отмечено выше, является частью просматриваемой насквозь области 312 отображения вместе с правой просматриваемой насквозь подобластью 312R отображения (показана на фиг. 3). Также на фиг. 4A показана левая часть просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости, которая является смежной, но не перекрывающей подобласть просматриваемого насквозь дисплея левой стороны 312L. Хотя не показано на фиг. 4A, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости также включает в себя правую часть, которая является смежной, но не перекрывающей правую просматриваемую насквозь подобласть 312R отображения. Более конкретно, в варианте осуществления по фиг. 4A, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости является коэкстенсивной с просматриваемой насквозь периферийной областью 314, описанной со ссылкой на фиг. 3. Если не указано иное, когда термины "перекрывать" и "перекрытие" используются в данном документе, если первый элемент описывается как перекрывающий второй элемент, то первый элемент полностью или, по меньшей мере, по существу перекрывает второй элемент. Предпочтительно, просматриваемая насквозь область 312 отображения и просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости совместно покрывают по существу весь FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем.
[0063] В соответствии с вариантом осуществления, коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости является по существу идентичным коэффициенту светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения. Преимущественно, это предотвращает то, что часть FOV пользователя является более темной по сравнению с другими. Иначе говоря, это предоставляет по существу согласованную яркость для всего FOV пользователя. Дополнительно или альтернативно, одна или более других оптических характеристик просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости и просматриваемой насквозь области 312 отображения могут быть по существу идентичными.
[0064] В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, просматриваемая насквозь область 312 отображения имеет коэффициент светопроницаемости, который изменяется. Коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения может изменяться, например, в ответ на пользовательские вводы, в ответ на сигналы из схемы 336 управления и/или в ответ на сигналы из светочувствительного датчика 308, но не ограничен этим. Например, пользователь может иметь возможность изменять коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения с использованием одной или более кнопок, ползунков или некоторого другого тактильного пользовательского интерфейса (например, 543 на фиг. 5), расположенного на оправе 315 устройства 302 с наголовным дисплеем, либо с использованием пользовательского интерфейса на мобильном вычислительном устройстве (например, смартфоне или планшетном компьютере), которое обменивается данными с устройством 302 с наголовным дисплеем.
[0065] Если просматриваемая насквозь область 312 отображения имеет коэффициент светопроницаемости, который изменяется, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости должна также иметь коэффициент светопроницаемости, который изменяется, так что коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости может динамически регулироваться таким образом, чтобы оставаться по существу идентичным коэффициенту светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения. Согласно конкретному примеру, схема 336 управления может отслеживать коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения и регулировать коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости таким образом, что коэффициенты светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости и просматриваемой насквозь области 312 отображения являются по существу идентичными. В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, описанной выше со ссылкой на фиг. 1A-2B.
[0066] По-прежнему ссылаясь на фиг. 4A, дополнительная просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости перекрывает как просматриваемую насквозь область 312 отображения, так и просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости. При условии, что просматриваемая насквозь область 312 отображения находится в пределах первой части FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем, и что просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости находится в пределах второй части FOV пользователя, в таком случае дополнительная просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости находится в пределах первой и второй частей FOV пользователя, носящего устройство 302. Дополнительная просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости имеет соответствующие оптические характеристики, включающие в себя, но не только, соответствующий коэффициент светопроницаемости. Хотя в покомпонентном виде по фиг. 4A, панели 402 и 404 с регулированием светопроницаемости показаны как разнесенные друг от друга, панели 402 и 404 могут находиться в контакте друг с другом, как показано на фиг. 4B, который иллюстрирует поперечное сечение вдоль пунктирной линии B-B на фиг. 4A. Альтернативно, может быть воздушный зазор или просматриваемый насквозь материал (например, линза) между панелями 402 и 404 с регулированием светопроницаемости.
Также может быть полость или пространство между панелями 402 и 404 с регулированием светопроницаемости, которые могут содержать другой оптический и/или электрооптический компонент(ы) и/или один или более других типов компонента(ов).
[0067] В соответствии с вариантом осуществления, дополнительная просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости имеет коэффициент светопроницаемости (и/или другие оптические характеристики), который может изменяться. В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, описанной выше со ссылкой на фиг. 1A-2B.
[0068] Если свет проходит через два различных элемента, имеющих собственный коэффициент светопроницаемости, совместный коэффициент светопроницаемости двух элементов равен произведению двух умноженных коэффициентов светопроницаемости. Например, если коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости составляет 70 процентов, и коэффициент светопроницаемости дополнительной просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости составляет 80 процентов, то две панели 402 и 404 имеют совместный коэффициент светопроницаемости в 56 процентов (т.е. 0,70×0,80=0,56). Поскольку дополнительная просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости перекрывает как просматриваемую насквозь область 312 отображения, так и просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости, коэффициент светопроницаемости для всей просматриваемой насквозь части устройства 302 с наголовным дисплеем должен оставаться по существу идентичным независимо от коэффициента светопроницаемости дополнительной просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости до тех пор, пока коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости является по существу идентичным коэффициенту светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения.
[0069] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием первой из панелей 102 с регулированием светопроницаемости, описанных выше со ссылкой на фиг. 1A-2B, и просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием второй из панелей 102 с регулированием светопроницаемости, описанных выше со ссылкой на фиг. 1A-2B. Альтернативно, только одна из панелей 402 и 404 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, описанной выше со ссылкой на фиг. 1A-2B, и другая из панелей 402 и 404 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием другой технологии. Например, одна из панелей 402 и 404 с регулированием светопроницаемости, которая не реализована с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, может представлять собой или включать в себя электрохромный (EC) элемент, жидкокристаллический (LC) слой, жидкокристаллический слой с диспергированным полимером (PDLC), фотохромный слой, термохромный слой или слой MEMS-микрошторок.
[0070] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости представляет собой активную панель с регулированием светопроницаемости (например, реализованную с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости), имеющую коэффициент светопроницаемости, который регулируется в зависимости от окружающего света в видимом диапазоне спектра, который падает на светочувствительный датчик 308, показанный в и поясненный со ссылкой на фиг. 3. Более конкретно, светочувствительный датчик 308 может обнаруживать окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который падает на датчик, и в ответ на это может формировать один или более сигналов, указывающих одну или более характеристик (например, силу) обнаруженного окружающего света в видимом диапазоне спектра. Один или более сигналов, сформированных посредством светочувствительного датчика 308, могут предоставляться в схему 336 управления и/или модуль 304 обработки, по меньшей мере, одно из которых может регулировать коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости в зависимости, по меньшей мере, от одного из одного или более сигналов, сформированных посредством светочувствительного датчика 308. Этот вариант осуществления может использоваться, например, для того чтобы поддерживать по существу постоянную яркость для пользователя по мере того, как изменяются уровни окружающего света. Например, допустим, что когда уровни окружающего света являются относительно высокими, коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости является относительно низким. Когда уровни окружающего света снижаются, коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости может увеличиваться в попытке сохранять количество окружающего света, которое достигает относительно статических глаз пользователя, или, по меньшей мере, уменьшать степень флуктуаций уровней окружающего света, которые достигают глаз пользователя.
[0071] Помимо или вместо использования светочувствительного датчика 308 для того, чтобы обнаруживать характеристики окружающего света, который падает на внешнюю часть устройства 302 с наголовным дисплеем, светочувствительный датчик 313 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу и/или цветовой контент) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь область 312 отображения, и светочувствительный датчик 316 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу и/или цветовой контент) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости. Каждый из светочувствительных датчиков 313 и 316 может формировать один или более сигналов, указывающих одну или более характеристик (например, силу и/или цветовой контент) света, обнаруженного посредством соответствующего датчика. Такие сигналы, сформированные посредством светочувствительных датчиков 313 и 316, могут предоставляться в схему 336 управления и/или модуль 304 обработки, по меньшей мере, одно из которых может регулировать коэффициент светопроницаемости (и/или другие оптические характеристики) просматриваемой насквозь панели 402 с регулированием светопроницаемости, просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости и/или просматриваемой насквозь области 312 отображения, чтобы достигать по существу однородных оптических характеристик (например, по существу однородного коэффициента светопроницаемости) по существу для всего FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем. Позиции светочувствительных датчиков 313 и 316 могут отличаться от позиций, показанных на чертежах. Также возможно то, что несколько пространственно разделенных светочувствительных датчиков 313 могут использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь область 312 отображения, и то, что несколько пространственно разделенных светочувствительных датчиков 316 могут использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости.
[0072] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости может использоваться для того, чтобы управлять коэффициентом контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR), ассоциированным с частью устройства 302, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения. Например, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости может использоваться для того, чтобы обеспечивать возможность пользователю регулировать STCR или поддерживать по существу постоянный STCR. Для части устройства 302, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения, коэффициент контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR) означает отношение полной яркости света в видимом диапазоне спектра, исходящего со стороны просмотра устройства 302 (который включает в себя свет в видимом диапазоне спектра, излучаемый посредством просматриваемой насквозь области 312 отображения, плюс окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который проходит как через панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь область 312 отображения) к яркости окружающего света в видимом диапазоне спектра, исходящего со стороны просмотра устройства 302 (которая включает в себя яркость окружающего света в видимом диапазоне спектра, который проходит как через панель 404 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь область 312 отображения). Сторона просмотра устройства означает сторону, которая обращена к пользователю устройства, а более конкретно, сторону устройства 302, которая обращена к глазам пользователя. Если яркость просматриваемой насквозь области 312 отображения является регулируемой, STCR дополнительно или альтернативно может управляться посредством регулирования яркости просматриваемой насквозь области 312 отображения. В соответствии с конкретными вариантами осуществления, STCR может определяться на основе сигналов, принимаемых из одного или более светочувствительных датчиков, описанных в данном документе, коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости и/или коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения. Сигналы, принятые из одного или более светочувствительных датчиков, описанных в данном документе, могут использоваться в системе с обратной связью с замкнутым контуром для того, чтобы поддерживать по существу постоянный STCR. По существу постоянный STCR может составлять STCR-уровень по умолчанию, STCR-уровень, указываемый пользователем с использованием пользовательского интерфейса, или STCR-уровень, указываемый посредством приложения, которое выполняет устройство 302. В общем, чем больше STCR, тем пользователю проще просматривать виртуальные объекты, отображаемые посредством просматриваемой насквозь области 312 отображения.
[0073] На фиг. 4B, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости показана как расположенная в плоскости, которая находится дальше от глаз 440 пользователя, чем плоскость, которая включает в себя просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости и просматриваемую насквозь область 312 отображения. В альтернативном варианте осуществления, две плоскости могут переставляться таким образом, что просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости находится ближе к глазам 440 пользователя, чем плоскость, которая включает в себя просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости и просматриваемую насквозь область 312 отображения. В любом случае, можно сказать, что просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости перекрывает как просматриваемую насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости, так и просматриваемую насквозь область 312 отображения.
[0074] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, независимо от типа технологии, используемой для того, чтобы формировать виртуальные изображения, которые являются наблюдаемыми в просматриваемой насквозь области 312 отображения, просматриваемая насквозь область 312 отображения не занимает все поле зрения (FOV) пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем. Наоборот, по меньшей мере, часть просматриваемой насквозь периферийной области 314 также должна находиться в пределах FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем. В альтернативных вариантах осуществления, просматриваемая насквозь область 312 отображения занимает весь FOV пользователя, и в этом случае, просматриваемая насквозь панель 402 с регулированием светопроницаемости может исключаться, и просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости может быть коэкстенсивной с просматриваемой насквозь областью отображения, которая занимает весь FOV. В таких альтернативных вариантах осуществления, просматриваемая насквозь панель 404 с регулированием светопроницаемости может представлять собой активную панель с регулированием светопроницаемости, которая может управляться с возможностью регулировать коэффициент контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR) и/или другие оптические характеристики. Более конкретно, панель 404 с регулированием светопроницаемости может реализовываться как панель 102 с регулированием светопроницаемости, описанная выше со ссылкой на фиг. 1A-2B.
[0075] Фиг. 4C является покомпонентным видом некоторых элементов левой части устройства 302 с наголовным дисплеем, введенного на фиг. 3, согласно альтернативному варианту осуществления. Ссылаясь на фиг. 4C, показана левая просматриваемая насквозь подобласть 312L отображения, которая, как отмечено выше, является частью просматриваемой насквозь области 312 отображения вместе с правой просматриваемой насквозь подобластью 312R отображения (показана на фиг. 3). Также на фиг. 4C показана левая часть просматриваемой насквозь панели 302 с регулированием светопроницаемости, которая является смежной, но не перекрывающей левую просматриваемую насквозь подобласть 312L отображения. Хотя не показано на фиг. 4C, просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости также включает в себя правую часть, которая является смежной, но не перекрывающей правую просматриваемую насквозь подобласть 312R отображения. Более конкретно, в варианте осуществления по фиг. 4C, просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости является коэкстенсивной с просматриваемой насквозь периферийной областью 314, описанной со ссылкой на фиг. 3. Хотя в покомпонентном виде по фиг. 4C просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости и просматриваемая насквозь область 312 отображения показаны как разнесенные друг от друга, панель 406 может находиться в контакте с просматриваемой насквозь областью 312 отображения, как показано на 4D, который иллюстрирует поперечное сечение вдоль пунктирной линии D-D на фиг. 4C. Альтернативно, может быть воздушный зазор или просматриваемый насквозь материал (например, линза) между просматриваемой насквозь панелью 406 с регулированием светопроницаемости и просматриваемой насквозь областью 312 отображения. Также может быть полость или пространство между панелями 402 и 404 с регулированием светопроницаемости, которые могут содержать другой оптический и/или электрооптический компонент(ы) и/или один или более других типов компонента(ов).
[0076] Предпочтительно, просматриваемая насквозь область 312 отображения и просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости совместно покрывают по существу весь FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем. Также на фиг. 4C показана дополнительная просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости, перекрывающая просматриваемую насквозь область 312 отображения. Хотя не показано на фиг. 4C, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости также включает в себя правую часть, которая перекрывает правую просматриваемую насквозь подобласть 312R отображения. Более конкретно, в варианте осуществления по фиг. 4C, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости является коэкстенсивной с просматриваемой насквозь областью 312 отображения. В этом варианте осуществления, как просматриваемая насквозь область 312 отображения, так и просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости находятся в пределах первой части FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем, и просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости находится в пределах второй части FOV пользователя, носящего устройство. Предпочтительно, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости (которая покрывает просматриваемую насквозь область 312 отображения) и просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости совместно покрывают по существу весь FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем.
[0077] Просматриваемая насквозь область 312 отображения имеет ассоциированный коэффициент светопроницаемости (Tr1), и перекрывающаяся просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости имеет собственный ассоциированный коэффициент светопроницаемости (Tr2). Как упомянуто выше, если свет проходит через два различных элемента, имеющих собственный коэффициент светопроницаемости, совместный коэффициент светопроницаемости двух элементов равен произведению двух умноженных коэффициентов светопроницаемости. Соответственно, совместный коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости и просматриваемой насквозь области 312 отображения равен произведению коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости (Tr1), умноженного на коэффициент светопроницаемости (Tr2) просматриваемой насквозь области 312 отображения (например, равен Tr1 x Tr2). Просматриваемая насквозь панель 302 с регулированием светопроницаемости также имеет собственный коэффициент светопроницаемости (Tr3). В соответствии с вариантом осуществления, коэффициент светопроницаемости (Tr3) просматриваемой насквозь панели 302 с регулированием светопроницаемости является по существу равным произведению коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости (Tr1), умноженного на коэффициент светопроницаемости (Tr2) просматриваемой насквозь области 312 отображения (т.е. Tr3 ~ Tr1 x Tr2). Преимущественно, это предотвращает то, что часть FOV пользователя является более темной по сравнению с другими. Иначе говоря, это предоставляет по существу согласованную яркость для всего FOV пользователя.
[0078] В соответствии с вариантом осуществления, просматриваемая насквозь область 312 отображения имеет коэффициент светопроницаемости, который изменяется. Аналогично тому, что пояснено выше со ссылкой на фиг. 4A и 4B, коэффициент светопроницаемости (и/или другие оптические характеристики) просматриваемой насквозь области 312 отображения может изменяться, например, в ответ на пользовательские вводы, в ответ на сигналы из схемы 336 управления и/или в ответ на сигналы из светочувствительного датчика 308, но не ограничен этим.
[0079] Если просматриваемая насквозь область 312 отображения имеет коэффициент светопроницаемости, который изменяется, по меньшей мере, одна из просматриваемых насквозь панелей 403 и 406 с регулированием светопроницаемости должна также иметь коэффициент светопроницаемости, который изменяется, так что коэффициент светопроницаемости (Tr3) просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости может оставаться по существу равным произведению коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости (Tr1), умноженного на коэффициент светопроницаемости (Tr2) просматриваемой насквозь области 312 отображения (т.е. Tr3 ~ Tr1 x Tr2). В конкретных вариантах осуществления, обе просматриваемых насквозь панели 403 и 406 с регулированием светопроницаемости имеют коэффициенты светопроницаемости, которые изменяются. Просматриваемая насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости может реализовываться с использованием первой из панелей 102 с регулированием светопроницаемости, описанных выше со ссылкой на фиг. 1A-2B, и просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости может реализовываться с использованием второй из панелей 102 с регулированием светопроницаемости, описанных выше со ссылкой на фиг. 1A-2B. Альтернативно, только одна из панелей 403 и 406 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, описанной выше со ссылкой на фиг. 1A-2B, и другая из панелей 402 и 404 с регулированием светопроницаемости реализуется с использованием другой технологии. Например, одна из панелей 403 и 406 с регулированием светопроницаемости, которая не реализована с использованием панели 102 с регулированием светопроницаемости, может представлять собой или включать в себя EC-слой, LC-слой, PDLC-слой, фотохромный слой, термохромный слой или слой MEMS-микрошторок. В другом варианте осуществления, только одна из просматриваемых насквозь панелей 403 и 406 с регулированием светопроницаемости имеет коэффициент светопроницаемости, который изменяется, тогда как другая имеет коэффициент светопроницаемости, который является статическим.
[0080] В варианте осуществления, схема 336 управления может управлять, по меньшей мере, одним из изменяемых коэффициентов светопроницаемости, чтобы поддерживать такую взаимосвязь, что коэффициент светопроницаемости (Tr3) просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости по существу равен произведению коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости (Tr1), умноженного на коэффициент светопроницаемости (Tr2) просматриваемой насквозь области 312 отображения.
[0081] Если оптические характеристики (например, коэффициент светопроницаемости) одного или более из просматриваемой насквозь области 312 отображения, просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости и/или просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости могут изменяться, то сигналы, сформированные посредством одного или более светочувствительных датчиков 308, 313 и/или 316, показанных на фиг. 3, могут использоваться посредством схемы 336 управления и/или модуля 304 обработки для того, чтобы регулировать такие оптические характеристики (например, коэффициент(ы) светопроницаемости). Например, светочувствительный датчик 308 может обнаруживать окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который падает на датчик 308, и в ответ в силу этого может формировать один или более сигналов, указывающих одну или более характеристик (например, силу) обнаруженного окружающего света в видимом диапазоне спектра. Один или более сигналов, сформированных посредством светочувствительного датчика 308, могут предоставляться в схему 336 управления и/или модуль 304 обработки, по меньшей мере, одно из которых может регулировать коэффициент светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения, просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости и/или просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости. Этот вариант осуществления может использоваться, например, для того, чтобы поддерживать по существу постоянную яркость для пользователя по мере того, как изменяются уровни окружающего света, при поддержании по существу однородной яркости по существу для всего FOV пользователя.
[0082] Помимо или вместо использования светочувствительного датчика 308 для того, чтобы обнаруживать характеристики окружающего света, который падает на внешнюю часть устройства отображения 403, светочувствительный датчик 313 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости, так и через просматриваемую насквозь область 312 отображения, и светочувствительный датчик 316 может использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит через просматриваемую насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости. Каждый из светочувствительных датчиков 313 и 316 может формировать один или более сигналов, указывающих одну или более характеристик (например, силу) света, обнаруженного посредством датчика. Такие сигналы, сформированные посредством светочувствительных датчиков 313 и 316, могут предоставляться в схему 336 управления и/или модуль 304 обработки, по меньшей мере, одно из которых может регулировать коэффициент светопроницаемости (и/или другие оптические характеристики) просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости, просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости и/или просматриваемой насквозь области 312 отображения, чтобы достигать по существу однородных оптических характеристик (например, по существу однородного коэффициента светопроницаемости) по существу для всего FOV пользователя, носящего устройство 302 с наголовным дисплеем. Позиции светочувствительных датчиков 313 и 316 могут отличаться от позиций, показанных на чертежах. Также возможно то, что несколько пространственно разделенных светочувствительных датчиков 313 могут использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит как через просматриваемую насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости, так и просматриваемую насквозь область 312 отображения, и то, что несколько пространственно разделенных светочувствительных датчиков 316 могут использоваться для того, чтобы обнаруживать характеристики (например, силу) света, который проходит через просматриваемую насквозь панель 403 с регулированием светопроницаемости.
[0083] В соответствии с конкретными вариантами осуществления, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости может использоваться для того, чтобы управлять STCR, ассоциированным с частью устройства 302, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения, например, чтобы обеспечивать возможность пользователю регулировать STCR или поддерживать по существу постоянный STCR. В этих вариантах осуществления, для части устройства 302, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения, STCR означает отношение полной яркости света в видимом диапазоне спектра, исходящего со стороны просмотра устройства 302 (который включает в себя свет в видимом диапазоне спектра, излучаемый посредством просматриваемой насквозь области 312 отображения, плюс окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который проходит и через панель с регулированием светопроницаемости 406 и через просматриваемую насквозь область 312 отображения) к яркости окружающего света в видимом диапазоне спектра, исходящего со стороны просмотра устройства 302 (которая включает в себя яркость окружающего света в видимом диапазоне спектра, который проходит и через панель с регулированием светопроницаемости 406 и через просматриваемую насквозь область 312 отображения). STCR может определяться, например, на основе сигналов, принимаемых из одного или более светочувствительных датчиков, описанных в данном документе, коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости и/или коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь области 312 отображения. Сигналы, принятые из одного или более светочувствительных датчиков, описанных в данном документе, могут использоваться в системе с обратной связью с замкнутым контуром для того, чтобы поддерживать по существу постоянный STCR, который, как упомянуто выше, может составлять STCR-уровень по умолчанию, STCR-уровень, указываемый пользователем с использованием пользовательского интерфейса, или STCR-уровень, указываемый посредством приложения, которое выполняет устройство 302.
[0084] На фиг. 4D, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости показана как расположенная в плоскости, которая находится дальше от глаз 440 пользователя, чем плоскость, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения. В альтернативном варианте осуществления, просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости и просматриваемая насквозь область 312 отображения могут переставляться таким образом, что просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости находится ближе к глазам 440 пользователя, чем плоскость, которая включает в себя просматриваемую насквозь область 312 отображения. В любом случае, можно сказать, что просматриваемая насквозь панель 406 с регулированием светопроницаемости перекрывает просматриваемую насквозь область 312 отображения.
[0085] Оптические характеристики, такие как коэффициент светопроницаемости, спектральный профиль и цветовой сдвиг, не обязательно являются постоянными по всему спектру света в видимом диапазоне спектра, при этом типично считается, что спектр света в видимом диапазоне спектра включает в себя длины волн приблизительно от 390 нм до 700 нм. Например, просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости может иметь 68-процентный коэффициент светопроницаемости для частей окружающего света в видимом диапазоне спектра, имеющего длину волны на 600 нм, тогда как идентичная просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости может иметь 72-процентный коэффициент светопроницаемости для частей окружающего света в видимом диапазоне спектра, имеющего длину волны на 650 нм. Тем не менее, дополнительная просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости может иметь по существу идентичный коэффициент светопроницаемости вышеописанной примерной просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, если обе панели с регулированием светопроницаемости имеют по существу идентичные кривые зависимости коэффициента светопроницаемости от длины волны. В общем, оптические характеристики (такие как коэффициент светопроницаемости, спектральный профиль и цветовой сдвиг) могут управляться с использованием различных панелей с регулированием светопроницаемости, описанных в данном документе.
[0086] Одно или более из просматриваемой насквозь области 312 отображения, просматриваемой насквозь периферийной панели 402 с регулированием светопроницаемости, просматриваемой насквозь панели 404 с регулированием светопроницаемости, просматриваемой насквозь панели 403 с регулированием светопроницаемости и/или просматриваемой насквозь панели 406 с регулированием светопроницаемости могут составлять части очковых линз или могут присоединяться к частям очковых линз, при этом такие очковые линзы могут изготавливаться по любому рецепту (в том числе и без рецепта).
[0087] Если оптические характеристики (например, коэффициент светопроницаемости) более одного из вышеописанных просматриваемых насквозь компонентов (например, 312, 402, 404, 403, 406) динамически изменяются, изменения оптических характеристик (например, коэффициенты светопроницаемости) предпочтительно синхронизируются, чтобы за счет этого предоставлять совместно управляемую и синхронизированную систему управления светом. Например, несколько пассивных тонирующих пленок могут использоваться для того, чтобы создавать равномерное распределение сквозного света, и несколько активных панелей с регулированием светопроницаемости могут использоваться для того, чтобы предоставлять возможность синхронизированного совместного управления уровнем яркости сквозного света по существу для всего FOV пользователя. Из вышеприведенного пояснения можно принимать во внимание, что эта синхронизация может заключать в себе электронное управление активными оптическими компонентами, включающими в себя активные панели с регулированием светопроницаемости, посредством схемы 336 управления и/или модуля 304 обработки. Поскольку различные типы активных оптических компонентов могут иметь различные характеристики быстроты отклика (например, различные времена отклика в изменения приложенных напряжений), такие характеристики быстроты отклика должны пониматься таким образом, что изменения нескольких активных оптических компонентов могут выполняться синхронизированным способом.
[0088] В ходе или после сборки одного из вышеуказанных вариантов осуществления устройства 302 с наголовным дисплеем, могут выполняться калибровка и определение характеристик результирующей совместной оптической и электрооптической системы. Например, фотометрическое измерение управляемых световых лучей через различные оптические элементы (каждый из которых может заключать в себе несколько точек) может выполняться, чтобы определять оптическое состояние по умолчанию системы, обеспечивать надлежащий выбор оптических элементов для того, чтобы создавать равномерное распределение силы света (и возможно другие оптические характеристики требуемым образом) по существу для всего поля зрения пользователя. В дополнение к выбору оптических элементов, настройка может проводиться посредством электронного управления активными электрооптическими элементами, включающими в себя активные панели с регулированием светопроницаемости. Калибровка и определение характеристик с активным/динамическим управлением может проводиться посредством выполнения изменяющихся во времени фотометрических измерений и мониторинга электронных управляющих сигналов и выполнения настройки по мере необходимости. Такие технологии калибровки и определения характеристик могут использоваться для того, чтобы обеспечивать то, что оптические свойства и переходы являются согласованными для множества оптических средств в оптическом пути. Аналогичная калибровка и определение характеристик могут выполняться для панели 102 с регулированием светопроницаемости, когда она используется в применении для ненаголовного дисплея.
[0089] Фиг. 5 является блок-схемой одного варианта осуществления аппаратных и программных компонентов просматриваемого насквозь окологлазного устройства 302 с наголовным дисплеем смешанной реальности, введенного на фиг. 3. Фиг. 6 является блок-схемой одного варианта осуществления аппаратных и программных компонентов модуля 304 обработки, введенного на фиг. 3. В варианте осуществления, устройство 302 с наголовным дисплеем принимает инструкции по виртуальному изображению из модуля 304 обработки и предоставляет данные из датчиков обратно в модуль 304 обработки. Программные и аппаратные компоненты, которые могут быть осуществлены в модуле 304 обработки, например, как проиллюстрировано на фиг. 6, принимают сенсорные данные из устройства 302 с наголовным дисплеем и также могут принимать сенсорную информацию из вычислительной системы 352 по сети 350. На основе этой информации, модуль 304 обработки может определять то, где и когда предоставлять виртуальное изображение пользователю, и отправлять инструкции, соответственно, в схему 336 управления устройства 302 с наголовным дисплеем.
[0090] Следует отметить, что некоторые компоненты по фиг. 5 показаны заштрихованными, чтобы указывать то, что может быть, по меньшей мере, два из каждого из этих компонентов, например, по меньшей мере, один для левой стороны и, по меньшей мере, один для правой стороны устройства 302 с наголовным дисплеем. Фиг. 5 показывает схему 500 управления, поддерживающую связь со схемой 502 управления питанием. Схема 500 управления включает в себя процессор 510, контроллер 512 запоминающего устройства, поддерживающий связь с запоминающим устройством 544 (например, DRAM), интерфейс 516 камеры, буфер 518 камеры, формирователь 517 сигналов управления отображением, модуль 522 форматирования отображения, контроллер 523 оптических характеристик, генератор 526 тактовых импульсов, интерфейс 528 вывода отображения и интерфейс 530 ввода отображения. В одном варианте осуществления, все компоненты схемы 500 управления поддерживают связь друг с другом через выделенные линии одной или более шин или с использованием общей шины. В другом варианте осуществления, каждый из компонентов схемы 500 управления поддерживает связь с процессором 510.
[0091] Интерфейс 516 камеры предоставляет интерфейс с одной или двумя обращенными наружу камерами 109 и, в варианте осуществления, с IR-камерой в качестве датчика 534B и сохраняет соответствующие изображения, принятые из камер 309, 534B, в буфере 518 камеры. Формирователь 517 сигналов управления отображением может возбуждать микроустройство отображения или просматриваемый насквозь микродисплей 520. Модуль 522 форматирования отображения может предоставлять информацию относительно виртуального изображения, отображаемого на микроустройстве отображения или просматриваемом насквозь микродисплее 520, в один или более процессоров одной или более компьютерных систем, например, 304 и/или 352, выполняющих обработку для системы смешанной реальности. Генератор 526 тактовых импульсов используется для того, чтобы предоставлять данные временной синхронизации для системы. Интерфейс 528 вывода отображения включает в себя буфер для предоставления изображений из обращенной наружу камеры 309 и камер 534B слежения за движениями глаз в модуль 304 обработки. Интерфейс 530 ввода отображения включает в себя буфер для приема изображений, таких как виртуальное изображение, которое должно отображаться на микроустройстве отображения или просматриваемом насквозь микродисплее 520, или если обобщать, в просматриваемой насквозь области 312 отображения. Вывод 528 отображения и ввод 530 отображения обмениваются данными с интерфейсом 532 браслета, который представляет собой интерфейс с модулем 304 обработки.
[0092] Контроллер 523 оптических характеристик управляет оптическими характеристиками (например, коэффициентом светопроницаемости и/или спектральным профилем, но не только) различных панелей с регулированием светопроницаемости (например, 402, 404, 403 и/или 406) устройства 302 с наголовным дисплеем. Контроллер 523 оптических характеристик также может управлять оптическими характеристиками просматриваемой насквозь области 312 отображения. Пользовательский интерфейс 543 может принимать вводы от пользователя, чтобы предоставлять возможность пользователю регулировать коэффициент светопроницаемости (и/или другие оптические характеристики) просматриваемой насквозь области 312 отображения и/или различных панелей с регулированием светопроницаемости, описанных в данном документе. Если обобщать, пользовательский интерфейс 543 обеспечивает возможность пользователю регулировать оптические характеристики просматриваемых насквозь частей устройства 302 с наголовным дисплеем. Чтобы предоставлять возможность таких регулирований, пользовательский интерфейс 543 может включать в себя одну или более кнопок, ползунков или некоторых других тактильных пользовательских интерфейсов, расположенных на оправе 315 устройства 302 с наголовным дисплеем. Альтернативно, пользовательский интерфейс 543 может предоставляться посредством мобильного вычислительного устройства (например, смартфона или планшетного компьютера) либо модуля 304 обработки, который обменивается данными с устройством 302 с наголовным дисплеем. Контроллер 523 оптических характеристик и/или пользовательский интерфейс 543 также могут использоваться для того, чтобы управлять STCR.
[0093] Схема 502 управления питанием включает в себя стабилизатор 534 напряжения, формирователь 536 сигналов управления подсветкой с поддержкой слежения за движениями глаз, аудио-DAC и усилитель 538, микрофонный предусилитель и аудио-ADC 540, интерфейс 542 температурного датчика, контроллер 537 активного фильтра и генератор 545 синхросигналов. Стабилизатор 534 напряжения принимает мощность из модуля 304 обработки через интерфейс 532 браслета и предоставляет эту мощность в другие компоненты устройства 302 с наголовным дисплеем. Формирователь 536 сигналов управления подсветкой управляет, например, через ток или напряжение возбуждения, модулем 534A подсветки с поддержкой слежения за движениями глаз таким образом, что он работает примерно на предварительно определенной длине волны или в диапазоне длин волн. Аудио-DAC и усилитель 538 предоставляет аудиоданные в наушники 530. Микрофонный предусилитель и аудио-ADC 540 предоставляет интерфейс для микрофона 310. Интерфейс 542 температурного датчика представляет собой интерфейс для температурного датчика 531. Контроллер 537 активного фильтра принимает данные, указывающие одну или более длин волн, для которых каждый избирательный фильтр 527 длины волны должен выступать в качестве избирательного фильтра по длинам волн. Модуль 502 управления питанием также предоставляет мощность и принимает данные обратно из трехосевого магнитометра 532A, трехосевого гироскопа 532B и трехосевого акселерометра 532C. Модуль 502 управления питанием также предоставляет мощность и принимает данные обратно из и отправляет данные в приемо-передающее GPS-устройство 544. Модуль 502 управления питанием также может включать в себя и/или управлять источниками 122, 124 напряжения, описанными выше со ссылкой на фиг. 1C.
[0094] Фиг. 6 является блок-схемой одного варианта осуществления аппаратных и программных компонентов модуля 304 обработки, ассоциированного с просматриваемым насквозь окологлазным устройством 302 с наголовным дисплеем смешанной реальности. Фиг. 6 показывает схему 604 управления, поддерживающую связь со схемой 606 управления питанием. Схема 604 управления включает в себя центральный процессор 620 (CPU), графический процессор 622 (GPU), кэш 624, RAM 626, контроллер 628 запоминающего устройства, поддерживающий связь с запоминающим устройством 630 (например, DRAM), контроллер 632 флэш-памяти, поддерживающий связь с флэш-памятью 634 (или другим типом энергонезависимого устройства хранения данных), буфер 636 вывода отображения, поддерживающий связь с просматриваемым насквозь окологлазным устройством 302 с наголовным дисплеем через интерфейс 602 браслета и интерфейс 532 браслета, буфер 638 ввода отображения, поддерживающий связь с окологлазным устройством 302 с наголовным дисплеем через интерфейс 602 браслета и интерфейс 532 браслета, интерфейс 640 микрофона, поддерживающий связь с внешним микрофонным разъемом 642 для подключения к микрофону, интерфейс на основе стандарта PCI Express для подключения к устройству 646 беспроводной связи и USB-порт(ы) 648.
[0095] В одном варианте осуществления, компонент 646 беспроводной связи может включать в себя устройство Wi-Fi-связи, устройство Bluetooth-связи, устройство связи в инфракрасном диапазоне, устройства сотовой, 3G-, 4G-связи, устройство связи на основе беспроводного USB-интерфейса (WUSB), устройство RFID-связи и т.д. Компонент 646 беспроводной связи в силу этого обеспечивает возможность передач данных между равноправными узлами, например, с другой системой 300 с устройством отображения, а также соединение с более крупной сетью через беспроводной маршрутизатор или вышку сотовой связи. USB-порт может использоваться для того, чтобы пристыковывать модуль 304 обработки к другой системе 300 с устройством отображения. Дополнительно, модуль 304 обработки может пристыковываться к другой вычислительной системе 352, чтобы загружать данные или программное обеспечение в модуль 304 обработки, а также заряжать модуль 304 обработки. В одном варианте осуществления, CPU 620 и GPU 622 являются основными рабочими лошадками для определения того, где, когда и как вставлять виртуальные изображения в вид пользователя, а более конкретно, в просматриваемую насквозь область 312 отображения.
[0096] Схема 606 управления питанием включает в себя генератор 660 синхросигналов, аналого-цифровой преобразователь 662 (ADC), зарядное устройство 664 аккумулятора, стабилизатор 666 напряжения, источник 676 питания наголовного дисплея (HMD) и интерфейс 672 температурного датчика, поддерживающий связь с температурным датчиком 674 (например, расположенным на браслете для модуля 304 обработки). ADC 662 подключается к зарядному гнезду 670 для приема питания переменным током и создания питания постоянным током для системы. Стабилизатор 666 напряжения поддерживает связь с аккумулятором 668 для подачи питания в систему. Зарядное устройство 664 аккумулятора используется для того, чтобы заряжать аккумулятор 668 (через стабилизатор 666 напряжения) при приеме мощности из зарядного гнезда 670. В варианте осуществления, источник 676 питания HMD предоставляет мощность в устройство 302 с наголовным дисплеем.
[0097] Варианты осуществления настоящей технологии описаны выше посредством использования функциональных компоновочных блоков, иллюстрирующих выполнение указанных функций и их взаимосвязи. Границы этих функциональных компоновочных блоков зачастую задаются в данном документе для удобства описания. Альтернативные границы могут задаваться до тех пор, пока их указанные функции и взаимосвязи выполняются надлежащим образом. Таким образом, любые такие альтернативные границы находится в пределах объема и сущности настоящей технологии. Например, должно быть возможным комбинировать или разделять некоторые этапы, показанные на фиг. 2A и 2B. В качестве другого примера, можно изменять границы некоторых блоков, показанных на фиг. 5 и 6.
[0098] Хотя выше описаны конкретные варианты осуществления, причем они описываются как направленные на или для использования с просматриваемым насквозь окологлазном устройство с наголовным дисплеем смешанной реальности, многие варианты осуществления, описанные выше, могут использоваться с другими типами просматриваемых насквозь устройств отображения, которые не представляют собой наголовные устройства отображения. Другими словами, варианты осуществления настоящей технологии также направлены на другие типы просматриваемых насквозь дисплеев (и способ для их использования), которые включают в себя, по меньшей мере, одну панель с регулированием светопроницаемости, которая предоставляет оптические характеристики, такие как коэффициент светопроницаемости, которые должны регулироваться в ответ на ввод от пользователя и/или на основе обратной связи с замкнутым контуром из одного или более светочувствительных датчиков. Дополнительно или альтернативно, варианты осуществления, описанные в данном документе, могут использоваться для того, чтобы регулировать коэффициент контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR) просматриваемых насквозь областей отображения таких других просматриваемых насквозь дисплеев, например, на основе пользовательских вводов и/или обратной связи с замкнутым контуром. Например, пользовательский интерфейс может предоставлять возможность пользователю регулировать яркость просматриваемой насквозь области отображения, коэффициент светопроницаемости панели с регулированием светопроницаемости и/или STCR, ассоциированный с частью просматриваемого насквозь устройства отображения, включающей в себя просматриваемую насквозь область отображения. Дополнительно или альтернативно, контроллер может регулировать яркость просматриваемой насквозь области отображения и/или коэффициент светопроницаемости панели с регулированием светопроницаемости (которая покрывает просматриваемую насквозь область отображения) с тем, чтобы поддерживать по существу постоянный STCR, ассоциированный с частью устройства, включающей в себя просматриваемую насквозь область отображения.
[0099] Хотя предмет изобретения описан на языке, характерном для структурных признаков и/или технологических этапов, следует понимать, что предмет изобретения, заданный в прилагаемой формуле изобретения, не обязательно ограничен характерными признаками или этапами, описанными выше. Вместо этого, характерные признаки и этапы, описанные выше, раскрываются как примерные формы реализации формулы изобретения. Подразумевается, что объем технологии определяется посредством формулы изобретения, прилагаемой ниже.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ДИСПЛЕЙ И ПОДЛОЖКА АКТИВНОЙ МАТРИЦЫ | 2008 |
|
RU2447470C2 |
| СКАНИРУЮЩЕЕ MEMS-УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ | 2018 |
|
RU2770138C2 |
| ПРОЗРАЧНОЕ УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ | 2014 |
|
RU2675043C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ | 2006 |
|
RU2450319C2 |
| СДВОЕННЫЙ ДИСПЛЕЙ С ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СБОРКОЙ ДЛЯ ЗАДНЕЙ ПОДСВЕТКИ ОДНОЙ ПАНЕЛИ И ДЛЯ ПЕРЕДНЕЙ ПОДСВЕТКИ ДРУГОЙ ПАНЕЛИ | 2005 |
|
RU2391687C2 |
| УСТРОЙСТВО ДИСПЛЕЯ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ ДИСПЛЕЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА | 2008 |
|
RU2468448C2 |
| Устройство для тестирования электродов | 2013 |
|
RU2606938C2 |
| УСТРОЙСТВО ДИСПЛЕЯ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ | 2008 |
|
RU2487423C2 |
| УСТРОЙСТВО ДИСПЛЕЯ, СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ И ПРОГРАММА | 2008 |
|
RU2469414C2 |
| СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ИМЕЮЩЕЕ ДАТЧИК ЦВЕТА И БЕСЦВЕТНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИНФРАКРАСНОГО ОТРАЖЕНИЯ | 2010 |
|
RU2498237C2 |
Изобретение относится к переключаемым стеклам, изменяющим свои светопропускающие характеристики при приложении надлежащего напряжения. Просматриваемая насквозь панель (102) с регулированием светопроницаемости включает в себя первый и второй слои (104, 106) прозрачной подложки и слой (112) устройства со взвешенными частицами (SPD) между ними. Первый прозрачный проводниковый слой (108) находится между первым слоем (104) прозрачной подложки и SPD-слоем (112), и второй прозрачный проводниковый слой (110) находится между вторым слоем (106) прозрачной подложки и SPD-слоем (112). Первый электрод (114) электрически соединяется с первым прозрачным проводниковым слоем (108). Второй и третий электроды (116, 118) электрически соединяются с противоположными концами второго прозрачного проводникового слоя (110). Разность (V1-V2) электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами (114, 116), управляет уровнем коэффициента светопроницаемости SPD-слоя (112). Разность (V2-V3) электрических потенциалов, прикладываемая между вторым и третьим электродами (116, 118), которая приводит к поперечному электрическому полю, которое нагревает второй прозрачный проводниковый слой (110), увеличивает скорость, с которой снижается уровень коэффициента светопроницаемости SPD-слоя (112), когда снижается разность (V1-V2) электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами (114, 116). Изобретение обеспечивает повышение точности регулирования коэффициента светопропускания. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.
1. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости, содержащая:
первый слой прозрачной подложки;
второй слой прозрачной подложки;
слой устройства со взвешенными частицами (SPD) между первым и вторым слоями прозрачной подложки;
первый прозрачный проводниковый слой между первым слоем прозрачной подложки и SPD-слоем;
второй прозрачный проводниковый слой между вторым слоем прозрачной подложки и SPD-слоем;
первый электрод, электрически соединенный с первым прозрачным проводниковым слоем;
второй электрод, электрически соединенный с первым концом второго прозрачного проводникового слоя; и
третий электрод, электрически соединенный со вторым концом второго прозрачного проводникового слоя напротив первого конца;
при этом разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами, управляет уровнем коэффициента светопроницаемости SPD-слоя; и
при этом разность электрических потенциалов, прикладываемая между вторым и третьим электродами, управляет скоростью, с которой снижается уровень коэффициента светопроницаемости SPD-слоя, когда снижается разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами.
2. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по п. 1, дополнительно содержащая схему для того, чтобы управлять разностью электрических потенциалов между первым и вторым электродами и разностью электрических потенциалов между вторым и третьим электродами, при этом схема по меньшей мере либо управляет, либо включает в себя один или более источников напряжения;
при этом разность электрических потенциалов, прикладываемая между первым и вторым электродами, приводит к продольному электрическому полю, которое вызывает то, что взвешенные частицы в SPD-слое выравниваются; и
при этом разность электрических потенциалов, прикладываемая между вторым и третьим электродами, приводит к поперечному электрическому полю, которое вызывает микроскопическое нагревание SPD-слоя, которое увеличивает броуновское движение взвешенных частиц в SPD-слое.
3. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по п. 2, в которой упомянутая схема содержит:
первый источник напряжения, используемый для того, чтобы избирательно обеспечивать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами; и
второй источник напряжения, используемый для того, чтобы избирательно обеспечивать разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами; и
при этом упомянутая схема выполнена с возможностью избирательно регулировать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами и избирательно регулировать разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами.
4. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по п. 2 или 3, в которой упомянутая схема выполнена с возможностью:
увеличивать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами, чтобы увеличивать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя;
снижать разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами, чтобы снижать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя; и
увеличивать разность электрических потенциалов между вторым и третьим электродами, чтобы увеличивать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя, когда снижается разность электрических потенциалов между первым и вторым электродами.
5. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по любому из пп. 2-4, в которой упомянутая схема также выполнена с возможностью:
снижать разность электрических потенциалов между первым и вторым концами прозрачного проводникового слоя, чтобы уменьшать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя.
6. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по пп. 1 или 2, дополнительно содержащая:
один или более светочувствительных датчиков, которые обнаруживают окружающий свет в видимом диапазоне спектра, который падает на светочувствительный датчик(ки), и формируют один или более сигналов, указывающих силу обнаруженного окружающего света в видимом диапазоне спектра; и
контроллер, который регулирует по меньшей мере одну из разности электрических потенциалов, прикладываемой между первым и вторым электродами, и разности электрических потенциалов, прикладываемой между вторым и третьим электродами, в зависимости от по меньшей мере одного из сигналов, сформированных посредством по меньшей мере одного из одного или более светочувствительных датчиков;
при этом контроллер регулирует разность электрических потенциалов, прикладываемую между первым и вторым электродами, и разность электрических потенциалов, прикладываемую между вторым и третьим электродами, чтобы поддерживать уровень силы окружающего света, который проходит через просматриваемую насквозь панель с регулированием светопроницаемости, по существу равным указанному уровню силы света.
7. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по п. 6, дополнительно содержащая:
пользовательский интерфейс, который обеспечивает возможность пользователю указывать указанный уровень силы света.
8. Просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости по любому из пп. 1-7, при этом просматриваемая насквозь панель с регулированием светопроницаемости включена в одно из следующего:
просматриваемое насквозь окологлазное устройство с наголовным дисплеем (HMD) смешанной реальности;
просматриваемое насквозь устройство с не HMD-дисплеем; или
окно с регулируемой светопроницаемостью.
9. Просматриваемое насквозь окологлазное устройство с наголовным дисплеем смешанной реальности, содержащее:
просматриваемую насквозь область отображения в поле зрения (FOV) пользователя, носящего упомянутое устройство; и
просматриваемую насквозь панель с регулированием светопроницаемости по любому из пп. 1-6, перекрывающую просматриваемую насквозь область отображения;
при этом одно или более виртуальных изображений могут отображаться в просматриваемой насквозь области отображения.
10. Устройство по п. 9, в котором по меньшей мере одно из яркости просматриваемой насквозь области отображения или коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости является регулируемым, чтобы за счет этого регулировать коэффициент контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR), ассоциированный с частью устройства, включающей в себя просматриваемую насквозь область отображения.
11. Устройство по п. 10, дополнительно содержащее пользовательский интерфейс, который обеспечивает возможность пользователю регулировать по меньшей мере одно из:
яркости просматриваемой насквозь области отображения,
коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости или
STCR, ассоциированного с частью устройства, включающей в себя просматриваемую насквозь область отображения.
12. Устройство по п. 11, дополнительно содержащее:
контроллер, который регулирует по меньшей мере одно из яркости просматриваемой насквозь области отображения или коэффициента светопроницаемости просматриваемой насквозь панели с регулированием светопроницаемости, чтобы поддерживать по существу постоянный коэффициент контрастности просматриваемого насквозь режима (STCR), ассоциированный с частью устройства, включающей в себя просматриваемую насквозь область отображения.
13. Способ регулирования коэффициента светопроницаемости слоя устройства со взвешенными частицами (SPD), размещенного между первым прозрачным проводниковым слоем и вторым прозрачным проводниковым слоем, при этом первый электрод электрически соединен с первым прозрачным проводниковым слоем, второй электрод электрически соединен с первым концом второго прозрачного проводникового слоя, и третий электрод электрически соединен со вторым концом второго прозрачного проводникового слоя напротив первого конца, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
регулируют коэффициент светопроницаемости SPD-слоя посредством
избирательного регулирования разности электрических потенциалов, прикладываемой между первым и вторым электродами первого и второго прозрачных проводниковых слоев, и
избирательного регулирования разности электрических потенциалов, прикладываемой между вторым и третьим электродами первого и второго концов второго прозрачного проводникового слоя.
14. Способ по п. 13, в котором избирательное регулирование разности электрических потенциалов, прикладываемой между первым и вторым электродами первого и второго прозрачных проводниковых слоев, содержит этапы, на которых:
увеличивают разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями для того, чтобы увеличивать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя; и
снижают разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями для того, чтобы снижать коэффициент светопроницаемости SPD-слоя.
15. Способ по п. 13 или 14, в котором избирательное регулирование разности электрических потенциалов, прикладываемой между вторым и третьим электродами первого и второго концов второго прозрачного проводникового слоя, содержит этапы, на которых:
увеличивают разность электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя, чтобы увеличивать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя, когда снижается разность электрических потенциалов между первым и вторым прозрачными проводниковыми слоями; и
снижают разность электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя, чтобы уменьшать темп, в котором снижается коэффициент светопроницаемости SPD-слоя;
при этом увеличение разности электрических потенциалов между первым и вторым концами второго прозрачного проводникового слоя приводит к поперечному электрическому полю, которое вызывает микроскопическое нагревание SPD-слоя, которое увеличивает броуновское движение взвешенных частиц в SPD-слое.
| US 2013201549 A1, 08.08.2013 | |||
| US 2007159678 A1, 12.07.2007 | |||
| US 7675672 B2, 09.03.2010. |
