用于减少激光散斑的受控颗粒运动制造技术

一种光学装置（例如，显示装置）包括生成可见、紫外或红外范围内的相干光束的相干光源。相干光束指向液晶部件。多个液晶和多个平均直径≥约450 nm至≤约20微米（μm）的微粒设置在内部隔室中。电源与第一和第二电极电连通。当没有施加电压或电流时，从液晶部件透射或反射的经滤光的光束呈现≥约0.6的第一散斑对比度。当施加电压或电流时，引起微粒移动，并且经滤光的光束具有≤约0.6的第二散斑对比度。还提供了一种减少具有相干光源的光学装置中的散斑的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于减少激光散斑的受控颗粒运动引言本节提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
本公开涉及一种光学装置，诸如显示装置，其包括生成在可见范围、紫外范围或红外范围内的相干光束的相干光源，以及包括多个液晶和多个微粒的液晶部件。该光学装置将相干光束的散斑对比度减少到小于或等于约0.6。还提供了减少具有相干光源的光学装置中的散斑的方法。
技术介绍
显示装置被用于各种应用中。本公开中描述的技术通常适用于各种显示装置，包括任何透射抑或反射型平板显示器，尤其是三维投影显示器。例如，车辆可包括一个或多个显示器，诸如信息娱乐系统或在车辆挡风玻璃上显示信息的平视显示器（HUD）。例如，HUD可显示车速和其他车辆信息（例如，车道偏离警告和防撞警告等警告）。许多显示系统包括液晶显示器（LCD）部件。各种显示系统经常采用相干光源（诸如激光）与其他显示部件（如LCD部件）结合。然而，使用激光作为照明源会产生大量由激光相干性产生的散斑。当相干光从漫射表面反射时，表面上的各个点每个都发射光波。通常，所有的反射光波都具有相同的频率，但是从表面上不同点反射的光的相位和振幅会变化。因此，光可以相长干涉和相消干涉，以产生看似随机的亮光斑和暗光斑或亮带和暗带的图案，这些光斑或带被认为是散斑。当由反射光形成图像时，散斑效应会给图像增加噪声。
技术实现思路
本节提供了对本公开的一般概述，并且不是对其全部范围或所有特征的全面公开。本公开涉及一种光学装置。在某些变型中，光学装置包括相干光源，该相干光源生成波长在可见范围、紫外范围或红外范围内的相干光束。该光学装置还包括液晶部件，其中相干光束指向液晶部件。液晶部件包括被配置成透射相干光束的第一电极、被配置成透射或反射相干光束的第二电极、以及设置在第一电极和第二电极之间以在其间限定内部隔室的至少一个间隔物。此外，设置在内部隔室中的多个液晶和设置在内部隔室中的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约20微米（μm）的多个微粒。电源与第一电极和第二电极电连通，其中，在没有施加电压或电流的第一状态下，从液晶部件透射或反射的经滤光的光束呈现大于或等于约0.6的第一散斑对比度，并且在第二状态下，此时电压或电流从电源施加到第一和第二电极，引起所述多个微粒在内部隔室内移动，并且经滤光的光束具有小于或等于约0.6的第二散斑对比度。在一个方面，液晶部件还包括设置在第一电极表面上的第一对准层和设置在第二电极表面上的第二对准层。第一对准层和第二对准层被配置成将内部隔室中的多个液晶对准。在一个方面，所述多个微粒的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约700微米。此外，所述多个微粒具有选自由以下各者组成的组的形状：球形、椭球形、矩形、多边形、盘状、椭球形、环形、锥形、棱锥形、杆形、圆柱形及其组合。在一个方面，所述多个微粒具有包括多个刻面的形状。在一个方面，所述多个微粒包括选自由以下各者组成的组的材料：二氧化硅（SiO2）、玻璃、金刚石、立方锆（ZrO2）玻璃、聚合物、陶瓷及其组合。在一个方面，在大于或等于约30V的施加电压下，第二散斑对比度小于或等于约0.3。在一个方面，内部隔室包括大于0重量%至小于或等于约30重量%的多个微粒。在一个另外的方面，内部隔室还包括小于或等于约30重量%的聚合物、小于或等于约1重量%的表面活性剂以及余量的多个液晶。在一个方面，电源被配置成施加大于0Hz至小于或等于约1kHz的电能频率，并且具有大于或等于约1V至小于或等于约1kV的电压。在一个方面，第一电极和第二电极分别设置在透明基板上。第一电极和第二电极独立地包括选自由以下各者组成的组的导电材料：氧化铟锡、金属纳米线、金属颗粒、镓锌氧化物、铝镓锌氧化物、聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）（PEDOT）及其组合。本公开还涉及显示装置。该显示装置包括相干光源，该相干光源生成波长在可见范围内的相干光束。显示装置还包括成像系统，该成像系统从相干光束生成显示图像。成像系统包括液晶部件。液晶部件包括被配置成透射相干光束的第一电极、被配置成透射或反射相干光束的第二电极、以及设置在第一电极和第二电极之间以在其间限定内部隔室的至少一个间隔物。多个液晶设置在内部隔室中。此外，平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约20微米（μm）的多个微粒设置在内部隔室中。电源与第一电极和第二电极电连通。在没有施加电压或电流的第一状态下，从液晶部件透射的经滤光的光束呈现大于或等于约0.6的第一散斑对比度。在第二状态下，此时电压或电流从电源施加到第一和第二电极，引起所述多个微粒在内部隔室内移动，并且经滤光的光束具有小于或等于约0.6的第二散斑对比度。在一个方面，成像系统包括成像装置。液晶部件设置在成像系统中（i）在由成像装置生成显示图像之前，（ii）在由成像装置生成显示图像之后，其中液晶部件是用于显示图像的投影屏幕，或者（iii）在由成像装置生成显示图像之后，其中成像系统还包括投影屏幕，并且液晶部件设置在成像装置和投影屏幕之间。在一个方面，所述多个微粒的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约700微米。所述多个微粒具有选自由以下各者组成的组的形状：球形、椭球形、矩形、多边形、盘状、椭球形、环形、锥形、棱锥形、杆形、圆柱形及其组合。所述多个微粒包括选自由以下各者组成的组的材料：二氧化硅（SiO2）、玻璃、金刚石、立方锆（ZrO2）玻璃、聚合物、陶瓷及其组合。在一个方面，在大于或等于约30V的施加电压下，第二散斑对比度小于或等于约0.3。在一个方面，内部隔室包括大于0重量%至小于或等于约30重量%的多个微粒。本公开还涉及一种减少具有相干光源的光学装置中的散斑的方法。该方法包括将由相干光源生成的波长在可见范围、紫外范围或红外范围内的相干光束朝向液晶部件引导。液晶部件包括被配置成透射相干光束的第一电极、被配置成透射或反射相干光束的第二电极、以及设置在第一电极和第二电极之间以在其间限定内部隔室的至少一个间隔物。此外，液晶部件包括设置在内部隔室中的多个液晶和设置在内部隔室中的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约20微米（μm）的多个微粒。电源与第一电极和第二电极电连通。该方法包括经由电源向液晶部件的第一电极和第二电极施加电能，以将相干光束的散斑对比度减少到小于或等于约0.6。在一个方面，电能具有大于0Hz至小于或等于约1kHz的频率和大于或等于约1V至小于或等于约1kV的电压。在一个方面，当在大于或等于约30V的电压下施加电能时，散斑对比度小于或等于约0.3。在一个方面，所述多个微粒的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约700微米。所述多个微粒具有选自由以下各者组成的组的形状：球形、椭球形、矩形、多边形、盘状、椭球形、环形、锥形、棱锥形、杆形、圆柱形及其组合。所述多个微粒包括选自由以下各者组成的组的材料：二氧化硅（SiO2）、玻璃、金刚石、立方锆（ZrO2）玻璃、聚合物、陶瓷及其组合。本专利技术提供了以下技术方案：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学装置，包括：/n相干光源，其生成波长在可见范围、紫外范围或红外范围内的相干光束；以及/n液晶部件，其中，所述相干光束指向所述液晶部件，并且所述液晶部件包括：/n第一电极，其被配置成透射所述相干光束；/n第二电极，其被配置成透射或反射所述相干光束；/n至少一个间隔物，其设置在所述第一电极和所述第二电极之间，以在其间限定内部隔室；/n设置在所述内部隔室中的多个液晶；/n设置在所述内部隔室中的平均直径大于或等于约450 nm至小于或等于约20微米（μm）的多个微粒；和/n与所述第一电极和所述第二电极电连通的电源，其中，在没有施加电压或电流的第一状态下，从所述液晶部件透射或反射的经滤光的光束呈现大于或等于约0.6的第一散斑对比度，并且在第二状态下，此时电压或电流从所述电源施加到所述第一和第二电极，引起所述多个微粒在所述内部隔室内移动，并且经滤光的光束具有小于或等于约0.6的第二散斑对比度。/n

【技术特征摘要】
20191106 US 16/6762131.一种光学装置，包括：
相干光源，其生成波长在可见范围、紫外范围或红外范围内的相干光束；以及
液晶部件，其中，所述相干光束指向所述液晶部件，并且所述液晶部件包括：
第一电极，其被配置成透射所述相干光束；
第二电极，其被配置成透射或反射所述相干光束；
至少一个间隔物，其设置在所述第一电极和所述第二电极之间，以在其间限定内部隔室；
设置在所述内部隔室中的多个液晶；
设置在所述内部隔室中的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约20微米（μm）的多个微粒；和
与所述第一电极和所述第二电极电连通的电源，其中，在没有施加电压或电流的第一状态下，从所述液晶部件透射或反射的经滤光的光束呈现大于或等于约0.6的第一散斑对比度，并且在第二状态下，此时电压或电流从所述电源施加到所述第一和第二电极，引起所述多个微粒在所述内部隔室内移动，并且经滤光的光束具有小于或等于约0.6的第二散斑对比度。


2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述液晶部件还包括设置在所述第一电极的表面上的第一对准层和设置在所述第二电极的表面上的第二对准层，其中，所述第一对准层和所述第二对准层被配置成将所述内部隔室中的多个液晶对准。


3.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述多个微粒的平均直径大于或等于约450nm至小于或等于约700微米，并且所述多个微粒具...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈登，LC·钱，KH·常，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，肯特州大学，
类型：发明
国别省市：美国;US