BR112016027790B1

BR112016027790B1 - Painel de escurecimento transparente, dispositivo de exibição usado na cabeça de realidade misturada perto do olho e método para uso com camada de dispositivo de partículas suspensas

Info

Publication number: BR112016027790B1
Application number: BR112016027790-2A
Authority: BR
Inventors: Daniel James Alton; Nathan Ackerman
Original assignee: Microsoft Technology Licensing, Llc
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2022-06-14
Also published as: KR20220000989A; CN106415383B; US20170315417A1; AU2015271732A1; MX366185B; AU2015271732B2; MX2016015727A; AU2015271732C1; CA2948524A1; JP6564793B2; EP3152618A1; JP2017520018A; US9746739B2; BR112016027790A8; CN106415383A; RU2016147072A3; EP3152618B1; KR20170015465A; RU2692402C2; KR102347397B1

Abstract

painel de escurecimento de ver através. um painel de escurecimento de ver através (102) inclui as primeira e segunda camadas de substratos transparentes (104, 106) e camada de dispositivo de partículas suspensas (spd) (112) entre elas. uma primeira camada condutora transparente (108) fica entre a primeira camada de substrato transparente (104) e a camada spd (112), e uma segunda camada condutora transparente (110) fica entre a segunda camada de substrato transparente (106) e a camada spd (112). um primeiro eletrodo (114) é acoplado eletricamente à primeira camada condutora transparente (108). segundo e terceiro eletrodos (116, 118) são acoplados eletricamente às extremidades opostas da segunda camada condutora transparente (110). uma diferença de potencial elétrico (v1-v2) aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos (114, 116) controla o nível de transmitância da camada spd (112). uma diferença de potencial elétrico (v2-v3) aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos (116, 118), o que resulta em um campo elétrico transversal que aquece a segunda camada condutora transparente (110), aumenta a velocidade com a qual o nível de transmitância da camada spd (112) diminui quando a diferença de potencial elétrico (v1-v2) aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos (114, 116) é diminuída.

Description

Antecedentes

[001] Ultimamente, tem existido um interesse aumentado em vidro comutável, também conhecido como vidro inteligente. Vidro comutável altera suas características de transmissor de luz mediante aplicação de uma tensão apropriada. Por exemplo, aplicar uma diferença de potencial elétrico (também referido como uma tensão) entre duas camadas paralelas espaçadas ao lado de um painel de vidro inteligente pode fazer com que o vidro comute de escuro ou opaco para transparente ou translúcido. Vidro inteligente tem sido usado, por exemplo, para fornecer “janelas de privacidade” para ajustar a privacidade de residências e de outros edifícios, ou partes deles, tais como espaços de vestiário ou banheiro, chuveiros e outros mais. Conceitos similares têm sido usados para aumentar a eficiência de energia de janelas. Por exemplo, no verão, vidro inteligente pode ser usado para reduzir a quantidade de luz solar transmitida para dentro de uma residência ou edifício de escritórios ao meio dia, reduzindo desse modo a carga de trabalho no sistema de condicionamento de ar exigido para manter o edifício resfriado.

[002] Várias tecnologias de vidro inteligente estão sendo desenvolvidas. Por exemplo, um tipo de dispositivo de partículas suspensas (SPD) de vidro inteligente tipicamente é escuro ou opaco em um estado não ativado, e se torna transparente quando ativado em resposta a uma tensão aplicada. Estados entre opacidade alta (isto é, baixa transmitância) e transparência alta (isto é, alta transmitância) podem ser alcançados ao ajustar a tensão aplicada. Embora vidro inteligente tipo SPD tenha um tempo de resposta rápido ao comutar de um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta) para um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta), vidro inteligente tipo SPD tem um tempo de resposta demorado ao comutar de um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta) para um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta).

[003] Uma outra tecnologia de vidro inteligente é a tecnologia de cristal líquido. Similar ao vidro inteligente tipo SPD, vidro inteligente tipo cristal líquido (LC) é escuro ou opaco no estado não ativado, e se torna transparente quando ativado em resposta a uma tensão sendo aplicada. Embora os tempos de resposta associados com vidro inteligente tipo LC sejam relativamente rápidos se comutando de um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta) para um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta), ou vice-versa, vidro inteligente tipo LC tem uma faixa muito menor de transmitâncias (também conhecida como uma faixa de transmissão ou uma faixa dinâmica de transmitância) do que vidro inteligente tipo SPD. Por exemplo, enquanto que a faixa dinâmica de transmitância de vidro inteligente tipo LC pode ser de aproximadamente de 1% de transmitância a 50% de transmitância, a faixa dinâmica de transmitância de vidro inteligente tipo SPD pode ser aproximadamente de cerca de 1% de transmitância a de 80% transmitância, mas não está limitado a isto.

Sumário

[004] Certas modalidades descritas neste documento dizem respeito a painéis de escurecimento de ver através. De acordo com uma modalidade, um painel de escurecimento transparente inclui uma primeira camada de substrato transparente, uma segunda camada de substrato transparente e uma camada de dispositivo de partículas suspensas (SPD) entre as primeira e segunda camadas de substratos transparentes. O painel de escurecimento também inclui uma primeira camada condutora transparente entre a primeira camada de substrato transparente e a camada SPD, e uma segunda camada condutora transparente entre a segunda camada de substrato transparente e a camada SPD. Um primeiro eletrodo é acoplado eletricamente à primeira camada condutora transparente, um segundo eletrodo é acoplado eletricamente a uma primeira extremidade da segunda camada condutora transparente, e um terceiro eletrodo é acoplado eletricamente a uma segunda extremidade da segunda camada condutora transparente oposta à primeira extremidade. Uma diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos controla um nível de transmitância da camada SPD. Mais especificamente, a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos resulta em um campo elétrico longitudinal que faz com que partículas suspensas na camada SPD se alinhem. Uma diferença de potencial elétrico aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos controla uma velocidade na qual o nível de transmitância da camada SPD diminui quando a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos controla é diminuída. Mais especificamente, a diferença de potencial elétrico aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos resulta em um campo elétrico transversal que causa aquecimento microscópico da camada SPD, o qual aumenta movimento browniano das partículas suspensas na camada SPD.

[005] De acordo com uma modalidade, o painel de escurecimento também inclui conjunto de circuitos para controlar a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos, e a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos. Tal conjunto de circuitos pode incluir, por exemplo, um primeiro fornecimento de tensão usado para fornecer seletivamente a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos, e um segundo fornecimento de tensão usado para fornecer seletivamente a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos. Este conjunto de circuitos pode ser adaptado para ajustar seletivamente a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos, e ajustar seletivamente a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos.

[006] De acordo com uma modalidade, o conjunto de circuitos é adaptado para aumentar a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos para aumentar a transmitância da camada SPD. Adicionalmente, o conjunto de circuitos é adaptado para diminuir a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos para diminuir a transmitância da camada SPD. Adicionalmente, o conjunto de circuitos é adaptado para aumentar a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos para aumentar uma taxa na qual a transmitância da camada SPD é diminuída quando a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos é diminuída. O conjunto de circuitos também pode ser adaptado para diminuir a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda extremidades da camada condutora transparente para diminuir uma taxa na qual a transmitância da camada SPD é diminuída.

[007] De acordo com uma modalidade, o painel de escurecimento transparente inclui um ou mais sensores de luz que detectam luz visível ambiente que é incidente no(s) sensor(es) ótico(s) e produzem um ou mais sinais indicativos de uma intensidade da luz visível ambiente detectada. O painel de escurecimento também pode incluir um controlador que ajusta a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos, e/ou a diferença de potencial elétrico aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos, na dependência de um ou mais dos sinais produzidos por pelo menos um do um ou mais sensores de luz. Em uma modalidade específica, o controlador ajusta a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos, e a diferença de potencial elétrico aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos, a fim de manter um nível de intensidade da luz ambiente que atravessa o painel de escurecimento transparente substancialmente igual a um nível de intensidade especificado, o qual pode ser especificado por um usuário por meio de uma interface de usuário.

[008] De acordo com uma modalidade, um dispositivo de exibição usado na cabeça (HMD) perto do olho de realidade misturada de ver através inclui um ou mais dos painéis de escurecimento resumidos acima. Portanto, certas modalidades descritas neste documento dizem respeito aos dispositivos HMD incluindo um ou mais painéis de escurecimento. Os painéis de escurecimento descritos neste documento alternativamente podem ser incluídos em dispositivos de exibição não HMD de ver através ou janelas de escurecimento regulável, mas não estão limitados a isto.

[009] Certas modalidades descritas neste documento dizem respeito a métodos para uso com uma camada SPD encaixada tal como sanduíche entre uma primeira camada condutora transparente e uma segunda camada condutora transparente. Um método como este pode incluir ajustar uma transmitância da camada SPD ao ajustar seletivamente uma diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes, e ajustar seletivamente uma diferença de potencial elétrico entre primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente.

[010] Este Sumário é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada, os quais são descritos adicionalmente a seguir na Descrição Detalhada. Este Sumário não é pretendido para identificar recursos chaves ou recursos essenciais da matéria em questão reivindicada, nem é pretendido para ser usado como uma ajuda ao determinar o escopo da matéria em questão reivindicada.

Descrição Resumida dos Desenhos

[011] A figura 1A é uma vista explodida de um painel de escurecimento transparente, de acordo com uma modalidade da presente tecnologia.

[012] A figura 1B ilustra uma seção transversal exemplar de uma modalidade do painel de escurecimento transparente, onde as várias camadas (ou partes das mesmas) são planas.

[013] A figura 1C é uma vista explodida exatamente de certas camadas do painel de escurecimento transparente, onde as partes das várias camadas mostradas na mesma são planas.

[014] As figuras 2A e 2B são fluxogramas de nível alto usados para resumir métodos para ajustar uma transmitância de uma camada SPD encaixada tal como sanduíche entre primeira e segunda camadas condutoras transparentes.

[015] A figura 3 ilustra componentes de exemplo de um sistema de dispositivo de exibição de realidade misturada de usar perto do olho de ver através que pode incluir um ou mais dos painéis de escurecimento descritos com referência para as figuras 1A-2B.

[016] A figura 4A ilustra componentes do dispositivo de exibição de realidade misturada de usar perto do olho de ver através introduzido na figura 3, de acordo com uma modalidade.

[017] A figura 4B é uma seção transversal dos componentes mostrados na figura 4A ao longo da linha B-B na figura 4A.

[018] A figura 4C ilustra componentes de um dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através introduzido na figura 3, de acordo com uma outra modalidade.

[019] A figura 4D é uma seção transversal dos componentes mostrados na figura 4C ao longo da linha D-D na figura 4C.

[020] A figura 5 é um diagrama de blocos de uma modalidade de componentes de hardware e de software de um dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através, tal como pode ser usado com uma ou mais modalidades.

[021] A figura 6 é um diagrama de blocos de uma modalidade de componentes de hardware e de software de uma unidade de processamento tal como pode ser usada com uma ou mais modalidades.

Descrição Detalhada

[022] Certas modalidades descritas neste documento dizem respeito a um painel de escurecimento transparente, o qual também pode ser referido como um painel de vidro comutável ou um painel de vidro inteligente, ou mais sucintamente como um painel de escurecimento, vidro comutável ou vidro inteligente. Para consistência, os termos painel de escurecimento transparente e painel de escurecimento tipicamente serão usados por toda esta descrição. Outras modalidades dizem respeito a métodos para uso com um painel de escurecimento, e dispositivos ou sistemas que incluem um painel de escurecimento. Por exemplo, certas modalidades descritas aqui dizem respeito a dispositivos de exibição usados na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através que incluem um ou mais painéis de escurecimento.

[023] A figura 1A é uma vista explodida de um painel de escurecimento transparente 102, de acordo com uma modalidade da presente tecnologia. Embora as várias camadas mostradas na figura 1A estejam ilustradas como sendo curvadas em três dimensões, estas camadas alternativamente podem ser curvadas em somente duas dimensões, ou podem ser planas (ou partes das mesmas podem ser planas). Por exemplo, a figura 1B ilustra uma seção transversal exemplar de uma modalidade do painel de escurecimento transparente 102, onde as várias camadas (ou partes das mesmas) são planas. A figura 1C é uma vista explodida exatamente de certas camadas do painel de escurecimento transparente 102, onde as partes das várias camadas mostradas na mesma são planas. Embora as várias camadas mostradas nas figuras 1A-1C estejam mostradas como sendo de uma maneira geral retangulares, estas camadas podem ter outras formas. Por exemplo, onde o painel de escurecimento 102 está incluído em um dispositivo de exibição usado na cabeça, as formas das várias camadas podem ser parecidas com a forma de lentes de óculos ou de um visor, mas não são limitadas a isto.

[024] Referindo-se às figuras 1A e 1B, o painel de escurecimento transparente 102 está mostrado como incluindo uma primeira camada de substrato transparente 104, uma segunda camada de substrato transparente 106 e uma camada de dispositivo de partículas suspensas (SPD) 112 entre as primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106. Uma primeira camada condutora transparente 108 fica entre a primeira camada de substrato transparente 104 e a camada SPD 112. A primeira camada condutora transparente 108 pode ser assim arranjada sobre uma superfície da camada SPD 112, ou sobre uma superfície da camada de substrato transparente 104. Uma segunda camada condutora transparente 110 fica entre a segunda camada de substrato transparente 106 e a camada SPD 112. A segunda camada condutora transparente 110 pode ser assim arranjada sobre uma superfície da camada SPD 112 ou sobre uma superfície da segunda camada de substrato transparente 106.

[025] Em uma modalidade, as primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106 são rígidas, a fim de fornecer uma estrutura de suporte e/ou proteção para uma ou mais das outras camadas que são flexíveis e/ou facilmente danificadas. As primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106 podem ser feitas de vidro, plástico ou de algum outro material transparente que preferivelmente tenha uma condutividade elétrica muito baixa (de maneira que eles isolem suas respectivas camadas condutoras transparentes adjacentes 108, 110). Em uma modalidade as primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106 são feitas do mesmo material transparente. Em uma modalidade alternativa a primeira camada de substrato transparente 104 é feita de um material transparente diferente daquele da segunda camada de substrato transparente 106. As espessuras das primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106 podem ser na ordem de cerca de 1 milímetro (mm), mas não são limitadas a isto.

[026] Em uma modalidade, as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 são feitas de uma ou mais películas condutivas transparentes (TCFs). Por exemplo, as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 podem ser feitas de um óxido condutivo transparente (TFO), tal como, mas não limitado a isto, óxido de índio dopado com estanho (ITO), óxido de zinco dopado com alumínio (AZO) ou óxido de cádmio dopado com índio. Como um outro exemplo, as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 podem ser feitas de um polímero condutor transparente, tal como, mas não limitado a isto, poli(3,4- etilenodioxitiofeno) (PEDOT) ou poli(4,4-dioctilciclopentaditiofeno). Em uma modalidade as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 são feitas do mesmo material transparente condutivo eletricamente. Em uma modalidade alternativa a primeira camada condutora transparente 108 é feita de um material transparente condutivo eletricamente diferente daquele da segunda camada condutora transparente 110. As espessuras das primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 podem ser na ordem de cerca de 100 nanômetros (nm), mas não são limitadas a isto.

[027] Nas figuras 1A e 1B, a seta identificada por 120 é representativa da luz que é incidente no painel de escurecimento 102, e a seta identificada por 121 é representativa da luz saindo do painel de escurecimento 102. Dependendo da transmitância do painel de escurecimento 102, o painel de escurecimento 102 fará com que a intensidade da luz que sai 121 seja atenuada ou escurecida em relação à intensidade da luz incidente. Por exemplo, se o painel de escurecimento tiver uma transmitância de 60%, então a intensidade da luz que sai 121 será de 60% da intensidade da luz incidente 120 (isto é, 40% menor que ela). A camada SPD 112, a qual é descrita a seguir, é usada para controlar a transmitância do painel de escurecimento 102.

[028] A camada SPD 112 inclui pequenas partículas (por exemplo, partículas de nanoescala tais como hastes) suspensas em um líquido entre duas peças (por exemplo, lâminas) de vidro ou plástico transparente. Portanto, a camada SPD 112 pode ser constituída de múltiplas subcamadas. Um lado da camada SPD 112 fica adjacente e em contato com a primeira camada condutora transparente 108, e o outro lado oposto da camada SPD 112 fica adjacente e em contato com a segunda camada condutora transparente 110. Quando nenhuma tensão (isto é, nenhuma diferença de potencial elétrico) não é aplicada entre os dois lados opostos da camada SPD 112, as partículas suspensas ficam organizadas aleatoriamente, o que resulta nas partículas bloqueando luz, e assim causam uma transmitância baixa. Uma diferença de potencial elétrico pode ser aplicada entre dois lados opostos da camada SPD 112 ao aplicar uma diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110. Aplicação de uma diferença de potencial elétrico entre os lados opostos da camada SPD 112 resulta em um campo elétrico longitudinal (normal às superfícies principais da camada SPD) que faz com que as partículas suspensas fiquem alinhadas e deixem luz passar através dela, aumentando desse modo a transmitância. Variar a diferença de potencial elétrico aplicada entre os dois lados opostos da camada SPD 112 varia a orientação das partículas suspensas, mudando desse modo a transmitância. A espessura da camada SPD 112 pode ser na ordem de cerca de 50 a 100 nanômetros (nm), mas não está limitada a isto.

[029] Referindo-se especificamente à figura 1A, um primeiro eletrodo 114 é acoplado eletricamente à primeira camada condutora transparente 108, um segundo eletrodo 116 é acoplado eletricamente a uma primeira extremidade da segunda camada condutora transparente 110, e um terceiro eletrodo 118 é acoplado eletricamente a uma segunda extremidade da segunda camada condutora transparente 110, em que a segunda extremidade é oposta ou se opõe à primeira extremidade.

[030] O termo “lado” tal como usado neste documento se refere a uma das duas superfícies principais de uma camada, isto é, uma das duas superfícies (de uma camada) tendo a maior área de superfície. Em contraste, o termo “extremidade” tal como usado neste documento se refere a uma das superfícies secundárias ou bordas de uma camada. Por exemplo, uma lâmina retangular de vidro ou de plástico pode ser considerada como tendo dois lados opostos e quatro extremidades. De forma similar, uma camada condutora transparente retangular pode ser considerada como tendo dois lados opostos e quatro extremidades. Como um outro exemplo, uma camada de forma octogonal pode ser considerada como tendo dois lados opostos e oito extremidades. Tais camadas não precisam ser um polígono para ter dois lados e múltiplas extremidades. Por exemplo, uma camada circular ou de forma oval pode ser considerada como tendo dois lados opostos, com extremidades opostas de uma camada como esta sendo pontos nas bordas, ou perto delas, da camada que estão separados por aproximadamente 180 graus.

[031] Em uma modalidade, uma primeira tensão (V1) é aplicada seletivamente ao primeiro eletrodo 114, uma segunda tensão (V2) é aplicada seletivamente ao segundo eletrodo 116, e uma terceira tensão (V3) é aplicada seletivamente ao terceiro eletrodo 118. Um único fornecimento de tensão pode ser usado para gerar as três tensões V1, V2 e V3 ao aumentar e ou diminuir de modo apropriado níveis de tensão. Alternativamente, três fornecimentos de tensão podem ser usados para gerar as três tensões V1, V2 e V3. Também é possível que um fornecimento de tensão seja usado para gerar duas dentre três das tensões, e um segundo fornecimento de tensão seja usado para gerar a terceira tensão das três tensões. Outras variações também são possíveis, tal como seria percebido por uma pessoa de conhecimento comum na técnica. A figura 1C, descrita a seguir, ilustra uma parte de um sistema ou aparelho exemplar incluindo dois fornecimentos de tensão.

[032] Referindo-se à figura 1C, um primeiro fornecimento de tensão 122 produz uma diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, o que fornece uma diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110. Tal como explicado anteriormente, esta diferença de potencial elétrico resulta em um campo elétrico longitudinal (normal às superfícies principais da camada SPD 112) que faz com que as partículas suspensas fiquem alinhadas e deixem luz passar por elas, aumentando desse modo a transmitância. Referindo- se ainda à figura 1C, um segundo fornecimento de tensão 124 produz uma diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118, o que fornece uma diferença de potencial elétrico entre extremidades opostas da segunda camada condutora transparente 110. Esta diferença de potencial elétrico resulta em um campo elétrico transversal, o qual é paralelo à segunda camada condutora transparente 110, e assim é paralelo às superfícies principais da camada SPD 112. O campo elétrico transversal causa aquecimento microscópico da segunda camada condutora transparente 110 e de sua camada vizinha (a camada SPD 112). Benefícios de tal aquecimento microscópico são discutidos a seguir.

[033] Em uma modalidade, os primeiro e segundo fornecimentos de tensão 122, 124 são partes do conjunto de circuitos de controle 130 que controla a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, e a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118. Tal conjunto de circuitos de controle 130 pode incluir componentes alternativos e/ou adicionais. Por exemplo, o conjunto de circuitos de controle 130 pode ser usado para ajustar as tensões produzidas pelos fornecimentos de tensão 122, 124, ou alternativamente podem aumentar ou diminuir tensões produzidas pelos fornecimentos de tensão 122, 124 para níveis desejados. O conjunto de circuitos de controle 130 também pode incluir um ou mais comutadores que conectam e desconectam seletivamente terminais do fornecimento de tensão 122 de um lugar para outro dos primeiro e/ou segundo eletrodos 114, 116, e/ou um ou mais comutadores que conectam e desconectam seletivamente terminais do fornecimento de tensão 124 de um lugar para outro dos segundo e/ou terceiro eletrodos 116, 118. O conjunto de circuitos de controle 130 também pode incluir um microcontrolador e/ou pode se conectar por meio de interface a um microcontrolador ou processador externo.

[034] Quando V1, V2 e V3 são aterrados ou desconectados, respectivamente, dos primeiro, segundo e terceiro eletrodos 114, 116, 118, a camada SPD 112 ficará em seu estado não ativado. Quando em seu estado não ativado, a camada SPD 112 está com sua transmitância mínima, e assim é escura ou opaca. Para o propósito desta descrição, pode ser assumido que a transmitância da camada SPD 112 durante seu estado não ativado é de cerca de 1%. Entretanto, outras transmitâncias podem corresponder ao estado não ativado. Preferivelmente, a transmitância mínima da camada SPD 112 está tão próxima de 0% quanto possível, para fornecer a faixa dinâmica de transmitância mais alta possível. A camada SPD 112 estará em seu estado de transmitância mínima ou não ativado quando uma diferença de potencial elétrico não é aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, e mais especificamente entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110, e ainda mais especificamente entre lados opostos da camada SPD 112. Isto significa que também seria possível colocar a camada SPD 112 em seu estado de transmitância mínima ou não ativado ao estabelecer V1 e V2 para o mesmo nível diferente de zero.

[035] Quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, a camada SPD 112 ficará em seu estado ativado, durante o qual a transmitância da camada SPD 112 é aumentada. Para o propósito desta descrição, pode ser assumido que a transmitância máxima da camada SPD 112 durante seu estado ativado é de 80%. Entretanto, outras transmitâncias máximas podem ser possíveis. Preferivelmente, a transmitância máxima da camada SPD 112 está tão próxima de 100% quanto possível, para fornecer a faixa dinâmica de transmitância mais alta possível. A camada SPD 112 estará em seu estado de transmitância alta ou ativado quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, e mais especificamente entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110, e ainda mais especificamente entre lados opostos da camada SPD 112. De acordo com modalidades específicas, a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116 é uma tensão CA (ACV). A tensão máxima CA, a qual é usada para alcançar a transmitância máxima, pode ser, por exemplo, 120 VCA, mas não está limitada a isto. Níveis diferentes de tensão CA podem ser usados para alcançar níveis de transmitância diferentes entre os níveis de transmitância máxima e mínima da camada SPD 112. Em uma modalidade, para evitar degradação ou dano para a camada SPD 112 por meio de um efeito de polarização elétrica, a tensão CA aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116 está livre de uma componente CC ou tem uma componente CC desprezível.

[036] A camada SPD 112 tem um tempo de resposta rápido ao comutar de um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta) para um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta), por meio de aplicação de uma diferença de potencial elétrico entre os lados opostos da camada SPD 112. Este tempo de resposta rápido ocorre por causa de as partículas suspensas na camada SPD se alinharem muito rapidamente quando uma diferença de potencial elétrico é aplicada entre lados opostos da camada SPD.

[037] A fim de comutar a camada SPD 112 de um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta) para seu estado de transmitância mínima (isto é, opacidade mais alta), a diferença de potencial elétrico não deve mais ser aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116 (e mais especificamente, entre os lados opostos da camada SPD 112). Quando uma diferença de potencial elétrico não é mais aplicada entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 (e assim, entre os lados opostos da camada SPD 112), as partículas suspensas dentro da camada SPD 112 se encaixam em movimento browniano para se tornarem orientadas aleatoriamente. Este movimento browniano encaixado pelas partículas suspensas na camada SPD 112 (quando a diferença de potencial elétrico não é mais aplicada entre os lados opostos da camada SPD 112) é relativamente lento quando comparado com a rapidez com a qual as partículas suspensas na camada SPD 112 são alinhadas em resposta a uma diferença de potencial elétrico sendo aplicada entre os lados opostos da camada SPD. Em outras palavras, somente remover a tensão aplicada entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes 108, 110 resultará em um tempo de resposta relativamente lento, por exemplo, na ordem de cerca de 15 a 20 segundos. Onde o desejo é reduzir a transmitância da camada SPD 112 de um primeiro nível para um segundo nível menor (que está acima da transmitância mínima), em vez de remover a diferença de potencial elétrico entre os lados opostos da camada SPD 112, a diferença de potencial elétrico pode ser reduzida para um nível apropriado usado para alcançar o segundo nível de transmitância. Adicionalmente, uma redução gradual controlada na diferença de potencial elétrico entre os lados opostos da camada SPD 112 pode ser usada para alcançar uma redução gradual controlada na transmitância da camada SPD 112. De modo oposto, um aumento gradual controlado na diferença de potencial elétrico entre os lados opostos da camada SPD 112 pode ser usado para alcançar um aumento gradual controlado na transmitância da camada SPD 112.

[038] Certas modalidades da presente tecnologia, as quais são descritas a seguir, aceleram o tempo de resposta associado com fazer transição da camada SPD 112 de um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta) para um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta). De uma maneira mais geral, certas modalidades da presente tecnologia, as quais são descritas a seguir, aumentam o tempo de resposta associado com redução da transmitância da camada SPD 112. Um aumento como este no tempo de resposta é alcançado ao usar os segundo e terceiro eletrodos 116, 118 (que são acoplados eletricamente às extremidades opostas da segunda camada condutora transparente 110) para gerar um campo elétrico transversal paralelo à segunda camada condutora transparente 110, e assim paralelo às superfícies principais da camada SPD 112. Este campo elétrico transversal causa aquecimento microscópico da segunda camada condutora transparente 110, o qual aquece a camada SPD 112, o qual tem o efeito de acelerar o movimento browniano encaixado pelas partículas suspensas na camada SPD 112. Esta aceleração do movimento browniano é maximizada quando a diferença de potencial elétrico não é mais aplicada entre os lados opostos da camada SPD 112. Como um exemplo, o campo elétrico transversal pode aumentar a temperatura da camada SPD 112, a qual está em contato com a segunda camada condutora transparente 110, em cerca de 10 a 60 graus Celsius, mas não está limitado a isto. Vantajosamente, este aquecimento microscópico causado pelo campo elétrico transversal transmitirá uma mudança de temperatura desprezível para as primeira e segunda camadas de substratos transparentes 104, 106, e assim não será prontamente perceptível para um usuário que toca ou de outro modo entra em contato com o painel de escurecimento 102.

[039] De acordo com uma modalidade, o campo elétrico transversal é gerado ao aplicar diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118. A magnitude da diferença de potencial elétrico (aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118) pode ser na ordem de cerca de 2 V a 10 V, mas não está limitada a isto. A diferença de potencial elétrico (aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118) pode ser uma tensão CA. Alternativamente, a diferença de potencial elétrico (aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118) pode ser uma tensão CC.

[040] O uso do campo elétrico transversal reduz o tempo que a camada SPD 112 (e de uma maneira mais geral, o painel de escurecimento 102) leva para mudar de seu estado de transmitância máxima (isto é, transparência mais alta) para seu estado de transmitância mínima (isto é, opacidade mais alta) para cerca de 1 ou 2 segundos. Comparativamente, sem o uso do campo elétrico transversal, a camada SPD 112 (e de uma maneira mais geral, o painel de escurecimento 102) leva cerca de 15 a 20 segundos para mudar de seu estado de transmitância máxima (isto é, transparência mais alta) para sua transmitância mínima (isto é, opacidade mais alta). Portanto, uso do campo elétrico transversal permite aproximadamente uma redução de 10x no tempo de transição, quando comparado com se o campo elétrico transversal não fosse usado.

[041] A magnitude e taxa de mudança da diferença de potencial elétrico (aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118) podem ser ajustadas para controlar com que rapidez a camada SPD 112 muda de um estado de transmitância alta (isto é, transparência alta) para um estado de transmitância baixa (isto é, opacidade alta). Em outras palavras, o tempo de transição pode ser controlado ao controlar a magnitude e taxa de mudança do campo elétrico transversal. O tempo de transição também pode ser controlado ao controlar a magnitude e taxa de mudança do campo elétrico longitudinal.

[042] Calibração e caracterização da camada SPD 112 podem ser executadas para entender como a camada SPD 112 responde às mudanças nos campos elétricos longitudinal e transversal. Por exemplo, durante ou após a montagem do painel de escurecimento 102, níveis de transmitância (e mudanças nos mesmos, e taxas de mudanças nos mesmos) em resposta aos níveis de diferença de potencial elétrico (e mudanças nos mesmos, e taxas de mudanças nos mesmos) entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116 podem ser medidos e gravados e usados para sintonizar conjunto de circuitos de controle. Adicionalmente, taxas de reduções em níveis de transmitância em aumentos de resposta nos níveis de diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118 podem ser medidas e gravadas e usadas para sintonizar conjunto de circuitos de controle. Adicionalmente, testes podem ser executados para caracterizar como a transmitância da camada SPD 112 muda em resposta às mudanças simultâneas e/ou sequenciais nas diferenças de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116, e entre os segundo e terceiro eletrodos 116, 118.

[043] Adicionalmente, um ou mais sensores podem ser usados para detectar quando a camada SPD 112 alcança um nível de transmitância desejado, em cujo ponto o campo elétrico transversal pode ser removido, e uma diferença de potencial elétrico apropriada pode ser aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos 114, 116 para manter a transmitância da camada SPD 112 na transmitância desejada. Exemplos de tais sensores são descritos a seguir com referência para as figuras 3-5. Embora os sensores descritos com referência para as figuras 3-5 estejam mostrados como estando incorporados a um dispositivo de exibição usado na cabeça, sensores similares podem ser incorporados a outros exibidores de ver através, ou de uma maneira mais geral a outros dispositivos ou sistemas que incluem o painel de escurecimento 102 descrito neste documento.

[044] O fluxograma de nível alto da figura 2A será agora usado para resumir um método para uso com uma camada SPD (por exemplo, 112) encaixada tal como sanduíche entre uma primeira camada condutora transparente (por exemplo, 108) e uma segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110). Mais especificamente, um método como este é para uso ao ajustar uma transmitância da camada SPD (por exemplo, 112). Referindo-se à figura 2A, a etapa 202 envolve ajustar seletivamente uma diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110), o que tal como mencionado anteriormente envolve ajustar seletivamente um campo elétrico longitudinal. A etapa 204 envolve ajustar seletivamente uma diferença de potencial elétrico entre primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110), o que tal como mencionado anteriormente envolve ajustar um campo elétrico transversal. De uma maneira mais geral, a etapa 202 envolve ajustar seletivamente a diferença de potencial elétrico entre lados opostos da camada SPD 112, e a etapa 204 envolve ajustar a diferença de potencial elétrico entre extremidades opostas de uma das camadas condutoras transparentes. Referindo-se resumidamente de volta para a figura 1C, o primeiro fornecimento de tensão 122 pode ser usado para executar a etapa 202, e o segundo fornecimento de tensão 124 pode ser usado para executar a etapa 204. De uma maneira mais geral, o conjunto de circuitos 130 pode ser usado para executar as etapas 202 e 204.

[045] A figura 2B é um fluxograma de nível alto que é usado para resumir detalhes adicionais de como a transmitância da camada SPD (por exemplo, 112) pode ser ajustada. Mais especificamente, as etapas 206 e 208 fornecem detalhes adicionais da etapa 202 da figura 2A, e as etapas 210 e 212 fornecem detalhes adicionais da etapa 204 da figura 2A. Referindo-se à figura 2B, a etapa 206 envolve aumentar a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110) para aumentar a transmitância da camada SPD (por exemplo, 112). A etapa 208 envolve diminuir a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110) para diminuir a transmitância da camada SPD (por exemplo, 112). A diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110) pode ser diminuída ao remover completamente a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110), ou ao reduzir a magnitude da diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110).

[046] A etapa 210 envolve aumentar a diferença de potencial elétrico entre a primeira extremidade e a segunda extremidade da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110) para aumentar uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (por exemplo, 112) é diminuída quando a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda camadas condutoras transparentes (por exemplo, 108, 110) é diminuída. Tal como explicado anteriormente, aumento da diferença de potencial elétrico entre a primeira extremidade e a segunda extremidade da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110), o qual pode ser alcançado usando uma tensão CA ou CC, resulta em um campo elétrico transversal (paralelo a uma superfície da camada SPD, por exemplo, 112) que causa aquecimento microscópico da camada SPD (por exemplo, 112). Este aquecimento microscópico aumenta movimento browniano de partículas suspensas na camada SPD, e desse modo aumenta quão rapidamente as partículas suspensas mudam de estar alinhadas para ficar dispersadas aleatoriamente.

[047] A etapa 212 envolve diminuir a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110) para diminuir uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (por exemplo, 112) é diminuída. A diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110) pode ser executada ao remover completamente a diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110), ou ao reduzir uma magnitude da diferença de potencial elétrico entre as primeira e segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (por exemplo, 110).

[048] Referindo-se resumidamente de volta para a figura 1C, o primeiro fornecimento de tensão 122 pode ser usado para executar as etapas 206 e 208, e o segundo fornecimento de tensão 124 pode ser usado para executar as etapas 210 e 212. De uma maneira mais geral, o conjunto de circuitos 130 pode ser usado para executar as etapas 206, 208, 210 e 212.

[049] Algumas das etapas descritas anteriormente podem ser executadas simultaneamente ou intercaladas com outras etapas. Por exemplo, as etapas 208 e 210 podem ser executadas simultaneamente. Em um caso como este, a diminuição (na etapa 208) da diferença de potencial elétrico entre os dois lados da camada SPD (por exemplo, 112) aumentará a influência de randomização ou tendência térmica de partículas suspensas na camada SPD para serem submetidas a movimento browniano que é alcançado pela etapa 210.

[050] O painel de escurecimento 102 descrito anteriormente pode ser incorporado a uma variedade de aplicações. Em particular, painéis de escurecimento descritos neste documento são especialmente aplicáveis em sistemas onde é desejável controlar e filtrar luz dinamicamente. Os painéis de escurecimento descritos neste documento podem ser usados como estão ou podem ser componentes dentro de sistemas maiores. Por exemplo, o painel de escurecimento 102 pode ser incluído em janelas ou divisões de ver através tendo transmitâncias ajustáveis. Tais janelas e/ou divisões de ver através podem ser usadas em residências e/ou edifícios comerciais. Também é possível que tais janelas possam ser usadas como janelas em veículos, tais como, mas não limitado a isto, carros, ônibus, caminhões e aviões.

[051] De acordo com modalidades específicas, o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente é incluído em um dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através. Detalhes exemplares de um dispositivo de exibição usado na cabeça como este, incluindo o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente, serão descritos agora com referência para as figuras 3-6.

[052] A figura 3 ilustra componentes de exemplo de um sistema de dispositivo de exibição de realidade misturada de usar perto do olho de ver através 300. O sistema 300 inclui um dispositivo de exibição de realidade misturada usado na cabeça perto do olho de ver através 302, o qual também pode ser referido neste documento simplesmente como um dispositivo de exibição usado na cabeça 302, ou ainda mais sucintamente como um dispositivo de exibição 302. O dispositivo de exibição usado na cabeça 302 está mostrado como estando em comunicação com uma unidade de processamento 304 por meio de um fio 306. Em outras modalidades, o dispositivo de exibição usado na cabeça 302 se comunica com a unidade de processamento 304 via comunicação sem fio. A unidade de processamento 304 pode ter várias modalidades. Por exemplo, a unidade de processamento 304 pode ser incorporada a um dispositivo móvel como um telefone inteligente, tablet ou laptop. Em algumas modalidades, a unidade de processamento 304 é uma unidade separada que pode ser usada no corpo do usuário (por exemplo, no pulso do usuário) ou retida em uma bolsa, e inclui muito da potência de computação usada para operar o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. A unidade de processamento 304 pode se comunicar de modo sem fio (por exemplo, WiFi, Bluetooth, infravermelho, transmissão RFID, Barramento Serial Universal sem fio (WUSB), celular, 3G, 4G ou outros dispositivos de comunicação sem fio) por meio de uma rede de comunicação 350 para um ou mais sistemas de computação concentradores 352 se localizados próximos neste exemplo ou em uma localização remota. Em outras modalidades, a funcionalidade da unidade de processamento 304 pode ser integrada a componentes de software e de hardware do dispositivo de exibição 302.

[053] O dispositivo de exibição usado na cabeça 302, o qual em uma modalidade tem a forma ou fator de forma de óculos de envolver o corpo, é pretendido para ser usado na cabeça de um usuário de tal maneira que o usuário pode ver através de uma região de exibição 312 e de uma região periférica 314, e ter desse modo uma visão direta real do espaço à frente do usuário. Na figura 3, a região de exibição transparente 312 está mostrada como incluindo as sub-regiões de exibição de ver através esquerda e direita 312L e 312R respectivamente para ver com os olhos esquerdo e direito do usuário.

[054] O uso do termo “visão direta real” se refere à capacidade para ver objetos do mundo real diretamente com o olho humano, em vez de ver representações de imagens criadas dos objetos. Por exemplo, olhar através de vidro em uma sala permite que um usuário tenha uma visão direta real da sala, enquanto que ver um vídeo de uma sala em uma televisão não é uma visão direta real da sala. Com base no contexto de executar software, por exemplo, uma aplicação de jogos de computador, o sistema pode projetar imagens de objetos virtuais, referidas algumas vezes como imagens virtuais, dentro da região de exibição transparente 312 que são visíveis pela pessoa usando o dispositivo de exibição 302 enquanto a pessoa também está vendo objetos do mundo real através da região de exibição transparente 312 e através de uma região periférica 314 que fica adjacente, mas não sobrepõe a região de exibição transparente 312, fornecendo desse modo uma experiência de realidade aumentada. Na figura 3, a região periférica de ver através 314 está mostrada como incluindo as sub-regiões periféricas de ver através esquerda e direita 314L e 314R que estão respectivamente dentro do campo de visão dos olhos esquerdo e direito do usuário.

[055] Referindo-se ainda à figura 3, uma armação 315 fornece um suporte para reter vários elementos do sistema no lugar assim como um conduto para conexões elétricas. Nesta modalidade, a armação 315 fornece uma armação de óculos conveniente como suporte para os elementos do sistema discutido adicionalmente a seguir. Em outras modalidades, outras estruturas de suporte podem ser usadas. Um exemplo de uma estrutura como esta é um visor ou óculos de proteção. Modalidades da presente tecnologia não estão limitadas às formas e dimensões relativas dos componentes do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 mostrado na figura 3. Particularmente, componentes tais como a armação 315, a região de exibição transparente 312 e a região periférica de ver através 314 podem ter formas e/ou dimensões diferentes dessas mostradas. Por exemplo, a região de exibição transparente 312 e a região periférica de ver através 314 podem ser curvadas em relação a ambos os eixos vertical e horizontal. Como um outro exemplo, a região de exibição transparente 312 pode ser maior que essa mostrada, em cujo caso a região periférica de ver através 314 pode ser menor que essa mostrada.

[056] A armação 315 inclui hastes ou braços laterais esquerdo e direito para apoio nas orelhas do usuário. A haste 303 é representativa de uma modalidade da haste direita e inclui o conjunto de circuitos de controle 336 para o dispositivo de exibição 302. O conjunto de circuitos de controle 336 alternativamente pode ficar localizado em uma posição diferente ou distribuído entre múltiplas localizações. Na figura 3, uma parte de se estender sobre nariz da armação 315 está mostrada como incluindo um sensor de luz voltado para fora 308, uma câmera voltada para fora 309 e um microfone voltado para fora 310. Entretanto, um ou mais de o sensor de luz 308, a câmera 309 e o microfone 310 podem ficar localizados em outras partes da armação 315. O sensor de luz 308 pode ser usado, por exemplo, para detectar características de luz ambiente (por exemplo, brilho, conteúdo de cor, espectro, tipo de iluminante). A câmera 309 pode ser usada para capturar imagens de vídeo e/ou estáticas, as quais podem incluir imagens RGB e/ou de profundidade, mas não estão limitadas a isto. O microfone 310 pode ser usado para gravar sons e/ou aceitar comandos de voz. Dados obtidos usando o sensor de luz 308, a câmera 309 e/ou o microfone 310 podem ser fornecidos para o conjunto de circuitos de controle 336 e/ou transmitidos para a unidade de processamento 304. Também é possível que existam duas câmeras voltadas para fora 309, por exemplo, uma correspondendo a um olho esquerdo e uma correspondendo a um olho direito.

[057] O sensor de luz voltado para fora 308 que está localizado na armação 315 pode ser usado para detectar características, tais como a intensidade, da luz ambiente que ainda não tenha atravessado a região de exibição transparente ou a região periférica de ver através 314. O dispositivo de exibição usado na cabeça 302 também pode incluir sensores de luz adicionais para detectar características, tais como a intensidade, da luz ambiente que atravessou a região de exibição transparente 312 e/ou a região periférica de ver através 314. Por exemplo, referindo-se ainda à figura 3, um sensor de luz 313 pode ser usado para detectar características, tais como a intensidade, da luz ambiente que atravessou a região de exibição transparente 312. Adicionalmente, ou de forma alternativa, um sensor de luz 316 pode ser usado para detectar características, tais como a intensidade, da luz ambiente que atravessou a região periférica de ver através 314. Cada um dos sensores de luz 308, 313 e 316 pode ser projetado para ser responsivo primariamente à luz visível, por exemplo, ao incluir filtros óticos que refletem e/ou absorvem comprimentos de onda (por exemplo, comprimentos de onda infravermelha) fora do espectro visível. Por exemplo, o sensor de luz 308, 313 e 316 pode ser projetado para ter uma resposta fotópica.

[058] O conjunto de circuitos de controle 336 fornece vários componentes eletrônicos que suportam os outros componentes do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Detalhes exemplares do conjunto de circuitos de controle 336 são discutidos a seguir com relação à figura 5. Embora não mostrado especificamente na figura 3, elementos tais como fones de ouvido, sensores inerciais, um transceptor GPS e/ou um sensor de temperatura podem ser montados dentro ou na haste 303. Em uma modalidade, tais sensores inerciais incluem um magnetômetro de três eixos, um giroscópio de três eixos e um acelerômetro de três eixos. Os sensores inerciais podem ser usados para detectar posição, orientação e acelerações repentinas do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. A partir destes movimentos posição de cabeça também pode ser determinada. Alguns detalhes adicionais destes sensores são descritos a seguir com referência para a figura 5.

[059] Tal como mencionado anteriormente, um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302 pode ver imagens virtuais e imagens reais, através da região de exibição transparente 312. O usuário usando o dispositivo de exibição também pode ver imagens reais através da região periférica de ver através 314. As imagens virtuais podem ser geradas por um ou mais dispositivos de microexibição (não mostrados especificamente na figura 3, mas discutidos a seguir com referência para a figura 5) montados dentro ou na armação 315, e elementos óticos tais como guias de onda, espelhos e/ou coisa parecida podem ser usados para transferir ou guiar as imagens virtuais para a região de exibição transparente 312. Alternativamente, microexibições de ver através esquerda e direita podem ficar localizadas dentro ou sobre lentes de ver através esquerda e direita ou em algum outro substrato de ver através para fornecer a região de exibição transparente 312. Em outras palavras, um ou mais dispositivos de microexibição localizados na armação 315 podem gerar imagens virtuais que são transferidas para a região de exibição transparente 312 usando um ou mais guias de onda, espelhos e/ou coisa parecida, ou alternativamente as imagens virtuais exibidas na região de exibição transparente 312 podem ser geradas usando exibições de ver através que são coextensivas com a região de exibição transparente 312.

[060] Existem diferentes tecnologias de geração de imagens que podem ser usadas para implementar tais exibições de ver através ou dispositivos de microexibição. Por exemplo, tecnologia de projeção de transmissão pode ser usada, onde uma fonte de luz é modulada por um material ativo oticamente e iluminado por detrás com luz branca. Estas tecnologias usualmente são implementadas usando mostradores do tipo tela de cristal líquido (LCD) com luzes de fundo poderosas e altas densidades de energia ótica. Alternativamente, uma tecnologia refletiva, na qual luz externa é refletida e modulada por um material ativo oticamente, pode ser usada. Processamento de Luz Digital (DLP), cristal líquido em silício (LCOS) e tecnologia de exibição Mirasol® da Qualcomm, Inc. são todos exemplos de tecnologias refletivas. Adicionalmente, tais microexibições de ver através ou dispositivos de microexibição podem ser implementados usando uma tecnologia emissiva onde luz é gerada pelo mostrador; ver, por exemplo, um mecanismo de exibição PicoP™ da Microvision, Inc. Um outro exemplo de tecnologia de exibição emissiva é um micromostrador de diodos orgânicos emissores de luz (OLED). As empresas eMagin e Microoled fornecem exemplos de micromostradores OLED.

[061] Tal como mencionado anteriormente, embora a região de exibição 312 seja de ver através, a região de exibição 312 tem características óticas, tais como uma transmitância, que afetam (por exemplo, atenuam) luz visível ambiente que é incidente na região de exibição 312. Como um exemplo, a região de exibição transparente 312 pode ter uma transmitância de 70% para luz visível, significando que somente 70% da luz visível ambiente que é incidente na região de exibição transparente 312 atravessará a região de exibição transparente 312 e será incidente nos olhos do usuário, com os 30% remanescentes da luz visível ambiente sendo refletidos e/ou absorvidos pela região de exibição transparente 312. Um outro modo de explicar isto é que a região de exibição transparente 312 pode fazer com que luz visível ambiente seja escurecida por 30%. Uma vez que a região de exibição transparente 312 não ocupa o FOV total do usuário, se suas características óticas não forem consideradas, isto causará uma não uniformidade em características óticas onde parte do FOV do usuário ficará mais escura do que outras. Certas modalidades da presente tecnologia podem ser usadas para manter características óticas substancialmente uniformes, incluindo uma transmitância substancialmente uniforme, através do FOV substancialmente total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[062] A figura 4A é uma vista explodida de alguns elementos da parte esquerda do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 introduzido na figura 3, de acordo com uma modalidade. Referindo-se à figura 4A, está mostrada na mesma a sub-região de exibição transparente esquerda, a qual tal como observado anteriormente é parte da região de exibição transparente 312 junto com a sub-região de exibição transparente direita 312R (mostrada na figura 3). Também está mostrada na figura 4A uma parte esquerda de um painel de escurecimento transparente 402 que fica adjacente à sub-região de exibição transparente esquerda, mas não sobrepondo a mesma. Embora não mostrado na figura 4A, o painel de escurecimento transparente 402 também inclui uma parte direita que fica adjacente à sub-região de exibição transparente direita 312R, mas não sobrepondo a mesma. Mais especificamente, na modalidade da figura 4A, o painel de escurecimento transparente 402 é coextensivo com a região periférica de ver através 314 descrita com referência para a figura 3. A não ser que relatado de outro modo, tal como os termos “sobrepõem” e “sobrepondo” são usados neste documento, se um primeiro elemento for descrito como sobrepondo um segundo elemento, então o primeiro elemento sobrepõe completamente ou pelo menos substancialmente o segundo elemento. Preferivelmente, a região de exibição transparente 312 e o painel de escurecimento transparente 402 coletivamente cobrem substancialmente o FOV total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[063] De acordo com uma modalidade, uma transmitância do painel de escurecimento transparente 402 é substancialmente igual a uma transmitância da região de exibição transparente 312. Vantajosamente, isto impede que parte do FOV do usuário fique mais escura do que outras. Explicado de um outro modo, isto permite um brilho substancialmente consistente através do FOV total do usuário. Adicionalmente, ou de forma alternativa, uma ou mais outras características óticas do painel de escurecimento transparente 402 e da região de exibição transparente 312 podem ser substancialmente iguais.

[064] De acordo com uma modalidade alternativa, a região de exibição transparente 312 tem uma transmitância que muda. A transmitância da região de exibição transparente 312 pode mudar, por exemplo, em resposta a entradas de usuário, em resposta a sinais do conjunto de circuitos de controle 336 e/ou em resposta a sinais do sensor de luz 308, mas não está limitada a isto. Por exemplo, um usuário pode ser capaz de mudar a transmitância da região de exibição transparente 312 usando uma ou mais teclas, um cursor ou alguma outra interface táctil de usuário (por exemplo, 543 na figura 5) localizada na armação 315 do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 ou usando uma interface de usuário em um dispositivo de computação móvel (por exemplo, um telefone inteligente ou tablet) que se comunica com o dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[065] Onde a região de exibição transparente 312 tem uma transmitância que muda, o painel de escurecimento transparente 402 também deve ter uma transmitância que muda de tal maneira que a transmitância do painel de escurecimento transparente 402 pode ser ajustada dinamicamente para permanecer substancialmente igual à transmitância da região de exibição transparente 312. Como um exemplo específico, o conjunto de circuitos de controle 336 pode monitorar a transmitância da região de exibição transparente 312, e ajustar a transmitância do painel de escurecimento transparente 402 de tal maneira que as transmitâncias do painel de escurecimento transparente 402 e da região de exibição transparente 312 são substancialmente a mesma. De acordo com modalidades específicas, o painel de escurecimento transparente 402 é implementado usando o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente com referência para as figuras 1A-2B.

[066] Referindo-se ainda à figura 4A, um painel de escurecimento transparente adicional 404 sobrepõe tanto a região de exibição transparente 312 quanto o painel de escurecimento transparente 402. Assumindo que a região de exibição transparente 312 está dentro de uma primeira parte do FOV de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302, e que o painel de escurecimento transparente 402 está dentro de uma segunda parte do FOV do usuário, então o painel de escurecimento transparente adicional 404 está dentro de ambas as primeira e segunda partes do FOV do usuário usando o dispositivo 302. O painel de escurecimento transparente adicional 404 tem características óticas correspondentes, incluindo, mas não limitadas a isto, uma transmitância correspondente. Embora na vista explodida da figura 4A os painéis de escurecimento 402 e 404 estejam mostrados como estando espaçados um ao lado do outro, os painéis 402 e 404 podem ficar em contato um com o outro, tal como mostrado na figura 4B, a qual ilustra uma seção transversal ao longo da linha tracejada B-B na figura 4A. Alternativamente, pode existir uma folga de ar ou um material de ver através (por exemplo, uma lente) entre os painéis de escurecimento 402 e 404. Também pode existir uma cavidade ou espaço entre os painéis de escurecimento 402 e 404 que pode conter outro(s) componente(s) ótico(s) e/ou eletro-ótico(s), e/ou um ou mais outros tipos de componente(s).

[067] De acordo com uma modalidade, o painel de escurecimento transparente adicional 404 tem uma transmitância (e/ou outras características óticas) que pode ser mudada. De acordo com modalidades específicas, o painel de escurecimento transparente 404 é implementado usando o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente com referência para as figuras 1A-2B.

[068] Onde luz atravessa dois elementos diferentes, cada um tendo sua própria transmitância, a transmitância coletiva dos dois elementos é igual a um produto das duas transmitâncias próprias. Por exemplo, se a transmitância do painel de escurecimento transparente 402 for de 70%, e a transmitância do painel de escurecimento transparente adicional 404 for de 80%, então os dois painéis 402 e 404 têm uma transmitância coletiva de 56% (isto é, 0,70 x 0,80 = 0,56). Por causa de o painel de escurecimento transparente adicional 404 sobrepor tanto a região de exibição transparente 312 quanto o painel de escurecimento transparente 402, a transmitância para a parte de ver através total do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 deve permanecer substancialmente a mesma independente da transmitância do painel de escurecimento transparente adicional 404, contanto que a transmitância do painel de escurecimento transparente 402 seja substancialmente igual à transmitância da região de exibição transparente 312.

[069] De acordo com certas modalidades, o painel de escurecimento transparente 402 é implementado usando um primeiro painel de escurecimento dos painéis de escurecimento 102 descritos anteriormente com referência para as figuras 1A-2B, e o painel de escurecimento transparente 404 é implementado usando um segundo painel dos painéis de escurecimento 102 descritos anteriormente com referência para as figuras 1A-2B. Alternativamente, somente um dos painéis de escurecimento 402 e 404 é implementado usando o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente com referência para as figuras 1A-2B, e o outro painel dos painéis de escurecimento 402 e 404 é implementado usando uma tecnologia diferente. Por exemplo, o painel dos painéis de escurecimento 402 e 404 que não é implementado usando o painel de escurecimento 102 pode ser ou incluir um elemento eletrocrômico (EC), uma camada de cristal líquido (LC), uma camada de cristal líquido disperso em polímero (PDLC), uma camada fotocrômica, uma camada termocrômica, ou uma camada de microescurecimento MEMS.

[070] De acordo com certas modalidades, o painel de escurecimento transparente 404 é um painel de escurecimento ativo (por exemplo, implementado usando o painel de escurecimento 102) tendo uma transmitância que é ajustada na dependência da luz visível ambiente que é incidente no sensor de luz 308 mostrado e discutido com referência para a figura 3. Mais especificamente, o sensor de luz 308 pode detectar luz visível ambiente que é incidente no sensor e em resposta a isto pode produzir um ou mais sinais indicativos de uma ou mais características (por exemplo, intensidade) da luz visível ambiente detectada. O um ou mais sinais produzidos pelo sensor de luz 308 podem ser fornecidos para o conjunto de circuitos de controle 336 e/ou para a unidade de processamento 304, e pelo menos um dos quais pode ajustar a transmitância do painel de escurecimento transparente 404 na dependência de pelo menos um do um ou mais sinais produzidos pelo sensor de luz 308. Uma modalidade como esta pode ser usada, por exemplo, para manter um brilho substancialmente constante para o usuário à medida que níveis de luz ambiente mudam. Por exemplo, assumir que quando níveis de luz ambiente são relativamente altos a transmitância do painel de escurecimento transparente 404 é relativamente baixa. Quando níveis de luz ambiente diminuem, a transmitância do painel de escurecimento transparente 404 pode ser aumentada em uma tentativa de manter relativamente estática a quantidade de luz ambiente que alcança os olhos do usuário, ou pelo menos reduzir a extensão das oscilações nos níveis de luz ambiente que alcançam os olhos do usuário.

[071] Além disso, ou em vez de usar o sensor de luz 308 para detectar características de luz ambiente que é incidente em uma parte externa do dispositivo de exibição usado na cabeça 302, o sensor de luz 313 pode ser usado para detectar características (por exemplo, intensidade e/ou conteúdo de cor) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 404 quanto a região de exibição transparente 312, e o sensor de luz 316 pode ser usado para detectar características (por exemplo, intensidade e/ou conteúdo de cor) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 404 quanto o painel de escurecimento transparente 402. Cada um dos sensores de luz 313 e 316 pode produzir um ou mais sinais indicativos de uma ou mais características (por exemplo, intensidade e/ou conteúdo de cor) da luz detectada pelo respectivo sensor. Tais sinais produzidos pelos sensores de luz 313 e 316 podem ser fornecidos para o conjunto de circuitos de controle 336 e/ou para a unidade de processamento 304, e pelo menos um dos quais pode ajustar a transmitância (e/ou outras características óticas) do painel de escurecimento transparente 402, do painel de escurecimento transparente 404 e/ou da região de exibição transparente 312 para alcançar características óticas substancialmente uniformes (por exemplo, uma transmitância substancialmente uniforme) através do FOV substancialmente total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. As posições dos sensores de luz 313 e 316 podem ser diferentes daquelas mostradas nas figuras. Também é possível que múltiplos sensores de luz 313 separados espacialmente possam ser usados para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 404 quanto a região de exibição transparente 312, e que múltiplos sensores de luz 316 separados espacialmente possam ser usados para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 404 quanto o painel de escurecimento transparente 402.

[072] De acordo com certas modalidades, o painel de escurecimento transparente 404 pode ser usado para controlar uma razão de contraste transparente (STCR) associada com a parte do dispositivo 302 que inclui a região de exibição transparente 312. Por exemplo, o painel de escurecimento transparente 404 pode ser usado para permitir que um usuário ajuste a STCR, ou para manter uma STCR substancialmente constante. Para a parte do dispositivo 302 que inclui a região de exibição transparente 312, a razão de contraste transparente (STCR) se refere à razão do brilho total da luz visível emanando pelo lado de visão do dispositivo 302 (que inclui luz visível emitida pela região de exibição transparente 312 mais luz visível ambiente que atravessa tanto o painel de escurecimento 404 quanto a região de exibição transparente 312) sobre o brilho da luz visível ambiente emanando pelo lado de visão do dispositivo 302 (que inclui o brilho da luz visível ambiente que atravessa tanto o painel de escurecimento 404 quanto a região de exibição transparente 312). O lado de visão de um dispositivo se refere ao lado que confronta um usuário do dispositivo, e mais especificamente o lado do dispositivo 302 que confronta os olhos do usuário. Onde o brilho da região de exibição transparente 312 é ajustável, a STCR adicionalmente, ou alternativamente, pode ser controlada ao ajustar o brilho da região de exibição transparente 312. De acordo com certas modalidades, a STCR pode ser determinada com base em sinais recebidos de um ou mais dos sensores de luz descritos neste documento, na transmitância do painel de escurecimento transparente 404 e/ou na transmitância de região de exibição transparente 312. Sinais recebidos de um ou mais dos sensores de luz descritos neste documento podem ser usados em um sistema de realimentação de laço fechado para manter uma STCR substancialmente constante. A STCR substancialmente constante pode ser um nível STCR padrão, um nível STCR especificado por um usuário usando uma interface de usuário, ou um nível STCR especificado por uma aplicação que o dispositivo 302 executa. De uma maneira geral, quanto maior a STCR tanto mais fácil é para um usuário ver objetos virtuais exibidos pela região de exibição transparente 312.

[073] Na figura 4B, o painel de escurecimento transparente 404 está mostrado como estando em um plano que fica mais distante dos olhos 440 de um usuário do que um plano que inclui o painel de escurecimento transparente 402 e a região de exibição transparente 312. Em uma modalidade alternativa, estes dois planos podem ser trocados de tal maneira que o painel de escurecimento transparente 404 fica mais próximo dos olhos 440 do usuário do que um plano que inclui o painel de escurecimento transparente 402 e a região de exibição transparente 312. De qualquer maneira, o painel de escurecimento transparente 404 pode ser dito como sobrepondo tanto o painel de escurecimento transparente 402 quanto a região de exibição transparente 312.

[074] De acordo com certas modalidades, independente do tipo de tecnologia usada para gerar imagens virtuais que são observáveis dentro da região de exibição transparente 312, a região de exibição transparente 312 não ocupa o campo de visão (FOV) total do usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Particularmente, pelo menos uma parte da região periférica de ver através 314 também estará dentro do FOV do usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Em modalidades alternativas, a região de exibição transparente 312 ocupa o FOV total do usuário, em cujo caso o painel de escurecimento transparente 402 pode ser eliminado e o painel de escurecimento transparente 404 pode ser coextensivo com a região de exibição transparente que ocupa o FOV total. Em tais modalidades alternativas, o painel de escurecimento transparente 404 pode ser um painel de escurecimento ativo que pode ser controlado para ajustar uma razão de contraste transparente (STCR) e/ou outras características óticas. Mais especificamente, o painel de escurecimento 404 pode ser implementado como o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente com referência para as figuras 1A-2B.

[075] A figura 4C é uma vista explodida de alguns elementos da parte esquerda do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 introduzido na figura 3, de acordo com uma modalidade alternativa. Referindo-se à figura 4C, está mostrada na mesma a sub-região de exibição transparente esquerda, a qual, tal como observado anteriormente, é parte da região de exibição transparente 312 junto com a sub-região de exibição transparente direita 312R (mostrada na figura 3). Também está mostrada na figura 4C uma parte esquerda de um painel de escurecimento transparente 302 que fica adjacente à sub-região de exibição transparente esquerda, mas não sobrepondo a mesma. Embora não mostrado na figura 4C, o painel de escurecimento transparente 403 também inclui uma parte direita que fica adjacente à sub-região de exibição transparente direita 312R, mas não sobrepondo a mesma. Mais especificamente, na modalidade da figura 4C, o painel de escurecimento transparente 403 é coextensivo com a região periférica de ver através 314 descrita com referência para a figura 3. Embora na vista explodida da figura 4C o painel de escurecimento transparente 406 e a região de exibição transparente 312 estejam mostrados como estando espaçados um ao lado do outro, o painel 406 pode ficar em contato com a região de exibição transparente 312, tal como mostrado na figura 4D, a qual ilustra uma seção transversal ao longo da linha tracejada D-D na figura 4C. Alternativamente, pode existir uma folga de ar ou um material transparente (por exemplo, uma lente) entre o painel de escurecimento transparente 406 e a região de exibição transparente 312. Também pode existir uma cavidade ou espaço entre os painéis de escurecimento 402 e 404 que pode conter outro(s) componente(s) ótico(s) e/ou eletro-ótico(s), e/ou um ou mais outros tipos de componente(s).

[076] Preferivelmente, a região de exibição transparente 312 e o painel de escurecimento transparente 403 coletivamente cobrem substancialmente o FOV total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Também está mostrado na figura 4C um painel de escurecimento transparente adicional 406 sobrepondo a região de exibição transparente 312. Embora não mostrado na figura 4C, o painel de escurecimento transparente 406 também inclui uma parte direita que sobrepõe a sub-região de exibição transparente direita 312R. Mais especificamente, na modalidade da figura 4C, o painel de escurecimento transparente 406 é coextensivo com a região de exibição transparente 312. Nesta modalidade, tanto a região de exibição transparente 312 quanto o painel de escurecimento transparente 406 ficam dentro de uma primeira parte de um FOV de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302, e o painel de escurecimento transparente 403 fica dentro de uma segunda parte do FOV de um usuário usando o dispositivo. Preferivelmente, o painel de escurecimento transparente 406 (que cobre a região de exibição transparente 312) e o painel de escurecimento transparente 403 coletivamente cobrem substancialmente o FOV total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[077] A região de exibição transparente 312 tem uma transmitância associada (Tr1), e o painel de escurecimento transparente sobreposto 406 tem sua própria transmitância associada (Tr2). Tal como mencionado anteriormente, onde luz atravessa dois elementos diferentes, cada um tendo sua própria transmitância, a transmitância coletiva dos dois elementos é igual a um produto das duas transmitâncias associadas. Portanto, a transmitância coletiva do painel de escurecimento transparente 406 e da região de exibição transparente 312 é igual à transmitância do painel de escurecimento transparente 406 (Tr1) multiplicada pela transmitância (Tr2) da região de exibição transparente 312 (por exemplo, igual a Tr1 x Tr2). O painel de escurecimento transparente 302 também tem sua própria transmitância (Tr3). De acordo com uma modalidade, uma transmitância (Tr3) do painel de escurecimento transparente 302 é substancialmente igual à transmitância do painel de escurecimento transparente 406 (Tr1) multiplicada pela transmitância (Tr2) da região de exibição transparente 312 (isto é, Tr3 ~ Tr1 x Tr2). Vantajosamente, isto impede que parte do FOV do usuário fique mais escura do que outras. Explicado de um outro modo, isto possibilita um brilho substancialmente consistente através do FOV total do usuário.

[078] De acordo com uma modalidade, a região de exibição transparente 312 tem uma transmitância que muda. Em um modo similar, tal como foi discutido anteriormente com referência para as figuras 4A e 4B, a transmitância (e/ou outras características óticas) da região de exibição transparente 312 pode mudar, por exemplo, em resposta a entradas de usuário, em resposta a sinais do conjunto de circuitos de controle 336 e/ou em resposta a sinais do sensor de luz 308, mas não está limitado a isto.

[079] Onde a região de exibição transparente 312 tem uma transmitância que muda, pelo menos um dos painéis de escurecimento de ver através 403 e 406 também deve ter uma transmitância que muda de maneira que a transmitância (Tr3) do painel de escurecimento transparente 403 possa permanecer substancialmente igual ao produto da transmitância do painel de escurecimento transparente 406 (Tr1) pela transmitância (Tr2) da região de exibição transparente 312 (isto é, Tr3 ~ Tr1 x Tr2). Em certas modalidades, ambos os painéis de escurecimento de ver através 403 e 406 têm transmitâncias que mudam. O painel de escurecimento transparente 403 pode ser implementado usando um primeiro painel de escurecimento dos painéis de escurecimento 102 descritos anteriormente com referência para as figuras 1A-2B, e o painel de escurecimento transparente 406 pode ser implementado usando um segundo painel de escurecimento dos painéis de escurecimento 102 descritos anteriormente com referência para as figuras 1A-2B. Alternativamente, somente um dos painéis de escurecimento 403 e 406 é implementado usando o painel de escurecimento 102 descrito anteriormente com referência para as figuras 1A-2B, e o outro painel de escurecimento dos painéis de escurecimento 402 e 404 é implementado usando uma tecnologia diferente. Por exemplo, o painel de escurecimento dos painéis de escurecimento 403 e 406 que não é implementado usando o painel de escurecimento 102 pode ser ou incluir uma camada EC, uma camada LC, uma camada PDLC, uma camada fotocrômica, uma camada termocrômica, ou uma camada de microescurecimento MEMS. Em uma outra modalidade, somente um dos painéis de escurecimento de ver através 403 e 406 tem uma transmitância que muda, enquanto que o outro tem uma transmitância que é estática.

[080] Em uma modalidade, o conjunto de circuitos de controle 336 pode controlar pelo menos um das transmitâncias mudáveis para manter a relação na qual a transmitância (Tr3) do painel de escurecimento transparente 403 é substancialmente igual ao produto da transmitância do painel de escurecimento transparente 406 (Tr1) pela transmitância (Tr2) da região de exibição transparente 312.

[081] Onde as características óticas (por exemplo, transmitância) de um ou mais de a região de exibição transparente 312, o painel de escurecimento transparente 406 e/ou o painel de escurecimento transparente 403 podem ser mudadas, então sinais produzidos por um ou mais dos sensores de luz 308, 313 e/ou 316, mostrados na figura 3, podem ser usados pelo conjunto de circuitos de controle 336 e/ou pela unidade de processamento 304 para ajustar tais características óticas (por exemplo, transmitância(s)). Por exemplo, o sensor de luz 308 pode detectar luz visível ambiente que é incidente no sensor 308 e em resposta pode produzir desse modo um ou mais sinais indicativos de uma ou mais características (por exemplo, intensidade) da luz visível ambiente detectada. O um ou mais sinais produzidos pelo sensor de luz 308 podem ser fornecidos para o conjunto de circuitos de controle 336 e/ou para a unidade de processamento 304, e pelo menos um dos quais pode ajustar a transmitância da região de exibição transparente 312, do painel de escurecimento transparente 406 e/ou do painel de escurecimento transparente 403. Uma modalidade como esta pode ser usada, por exemplo, para manter um brilho substancialmente constante para o usuário à medida que níveis de luz ambiente mudam, enquanto mantendo um brilho substancialmente uniforme através do FOV substancialmente total do usuário.

[082] Além disso, ou em vez de usar o sensor de luz 308 para detectar características da luz ambiente que é incidente em uma parte externa do dispositivo de exibição 403, o sensor de luz 313 pode ser usado para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 406 quanto a região de exibição transparente 312, e o sensor de luz 316 pode ser usado para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado o painel de escurecimento transparente 403. Cada um dos sensores de luz 313 e 316 pode produzir um ou mais sinais indicativos de uma ou mais características (por exemplo, intensidade) da luz detectada pelo sensor. Tais sinais produzidos pelos sensores de luz 313 e 316 podem ser fornecidos para o conjunto de circuitos de controle 336 e/ou para a unidade de processamento 304, e pelo menos um dos quais pode ajustar a transmitância (e/ou outras características óticas) do painel de escurecimento transparente 403, do painel de escurecimento transparente 406 e/ou da região de exibição transparente 312 para alcançar características óticas substancialmente uniformes (por exemplo, uma transmitância substancialmente uniforme) através do FOV substancialmente total de um usuário usando o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. As posições dos sensores de luz 313 e 316 podem ser diferentes dessas mostradas nas figuras. Também é possível que múltiplos sensores de luz 313 separados espacialmente possam ser usados para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado tanto o painel de escurecimento transparente 406 quanto a região de exibição transparente 312, e que múltiplos sensores de luz 316 separados espacialmente possam ser usados para detectar características (por exemplo, intensidade) da luz que tenha atravessado o painel de escurecimento transparente 403.

[083] De acordo com certas modalidades, o painel de escurecimento transparente 406 pode ser usado para controlar a STCR associada com a parte do dispositivo 302 que inclui a região de exibição transparente 312, por exemplo, para permitir que um usuário ajuste a STCR, ou para manter uma STCR substancialmente constante. Nestas modalidades, para a parte do dispositivo 302 que inclui a região de exibição transparente 312, a STCR se refere à razão do brilho total da luz visível emanando pelo lado de visão do dispositivo 302 (que inclui luz visível emitida pela região de exibição transparente 312 mais luz visível ambiente que atravessa tanto o painel de escurecimento 406 quanto a região de exibição transparente 312) sobre o brilho da luz visível ambiente emanando pelo lado de visão do dispositivo 302 (que inclui o brilho da luz visível ambiente que atravessa tanto o painel de escurecimento 406 quanto a região de exibição transparente 312). A STCR pode ser determinada, por exemplo, com base em sinais recebidos de um ou mais dos sensores de luz descritos neste documento, na transmitância do painel de escurecimento transparente 406 e/ou na transmitância de região de exibição transparente 312. Sinais recebidos de um ou mais dos sensores de luz descritos neste documento podem ser usados em um sistema de realimentação de laço fechado para manter uma STCR substancialmente constante, o que tal como mencionado anteriormente pode ser um nível STCR padrão, um nível STCR especificado por um usuário usando uma interface de usuário, ou um nível STCR especificado por uma aplicação que o dispositivo 302 executa.

[084] Na figura 4D, o painel de escurecimento transparente 406 está mostrado como estando em um plano que fica mais distante dos olhos 440 de um usuário do que um plano que inclui a região de exibição transparente 312. Em uma modalidade alternativa, o painel de escurecimento transparente 406 e a região de exibição transparente 312 podem ser trocados de tal maneira que o painel de escurecimento transparente 406 fica mais próximo dos olhos 440 do usuário do que um plano que inclui a região de exibição transparente 312. De qualquer maneira, o painel de escurecimento transparente 406 pode ser dito como sobrepondo igualmente a região de exibição transparente 312.

[085] Características óticas, tais como transmitância, perfil espectral e mudança de cor, não são necessariamente constantes no espectro de luz visível total, em que o espectro de luz visível tipicamente é considerado como incluindo comprimentos de onda de cerca de 390 nm a 700 nm. Por exemplo, um painel de escurecimento transparente pode ter uma transmitância de 68% para partes da luz visível ambiente tendo um comprimento de onda de 600 nm, enquanto que o mesmo painel de escurecimento transparente pode ter uma transmitância de 72% para partes da luz visível ambiente tendo um comprimento de onda de 650 nm. Contudo, um painel de escurecimento transparente adicional pode ter substancialmente a mesma transmitância do painel de escurecimento transparente exemplar descrito exatamente se ambos os painéis de escurecimento tiverem substancialmente as mesmas curvas de transmitância versus comprimento de onda. De uma maneira geral, características óticas (tais como transmitância, perfil espectral e mudança de cor) podem ser controladas usando os vários painéis de escurecimento descritos neste documento.

[086] Um ou mais de a região de exibição transparente 312, o painel de escurecimento periférico de ver através 402, o painel de escurecimento transparente 404, o painel de escurecimento transparente 403 e/ou o painel de escurecimento transparente 406 podem constituir partes de lentes de óculos ou podem ser fixados a partes de lentes de óculos, em que tais lentes de óculos podem ser feitas para qualquer prescrição (incluindo nenhuma prescrição).

[087] Onde características óticas (por exemplo, transmitância) de mais de um dos componentes de ver através descritos anteriormente (por exemplo, 312, 402, 404, 403, 406) estão sendo mudadas dinamicamente, mudanças para as características óticas (por exemplo, transmitâncias) preferivelmente são sincronizadas, para possibilitar desse modo um sistema de controle de luz controlado e sincronizado coletivamente. Por exemplo, múltiplas películas coloridas passivas podem ser usadas para criar uma distribuição de luz de ver através uniforme, e múltiplos painéis de escurecimento ativos podem ser usados para permitir controle sincronizado e coletivo de nível de brilho de luz de ver através substancialmente por todo o FOV total do usuário. Tal como pode ser percebido a partir da discussão anterior, esta sincronização pode envolver controle eletrônico dos componentes óticos ativos, incluindo os painéis de escurecimento ativos, pelo conjunto de circuitos de controle 336 e/ou pela unidade de processamento 304. Uma vez que tipos diferentes de componentes óticos ativos podem ter características de resposta diferentes (por exemplo, tempos de resposta diferentes para mudanças em tensões aplicadas), tais características de resposta devem ser entendidas de maneira que mudanças para múltiplos componentes óticos ativos possam ser executadas em um modo sincronizado.

[088] Durante ou após a montagem de uma das modalidades mencionadas anteriormente do dispositivo de exibição usado na cabeça 302, calibração e caracterização do sistema ótico e eletro-ótico coletivo resultante podem ser executadas. Por exemplo, uma medição fotométrica de raios de luz controlados através de vários elementos óticos (cada um dos quais pode envolver múltiplos pontos) pode ser executada para determinar um estado ótico padrão do sistema, para assegurar seleção apropriada de elementos óticos para criar uma distribuição uniforme de intensidade de luz (e possivelmente de outras características óticas tal como desejado) substancialmente através do campo total de visão de um usuário. Além de seleção de elementos óticos, sintonização pode ser feita por meio de controle eletrônico dos elementos eletro-óticos ativos, incluindo painéis de escurecimento ativos. Calibração e caracterização de controle ativo/dinâmico podem ser feitas ao executar medições fotométricas em tempo variado e monitoramento de sinais de controle eletrônico, e executar sintonização tal como exigido. Tais técnicas de calibração e caracterização podem ser usadas para assegurar que propriedades óticas e transições sejam consistentes através de muitos elementos óticos em um caminho ótico. Calibração e caracterização similares podem ser executadas para o painel de escurecimento 102 onde ele é usado em uma aplicação de exibição não usada na cabeça.

[089] A figura 5 é um diagrama de blocos de uma modalidade de componentes de hardware e de software do dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através 302 introduzido na figura 3. A figura 6 é um diagrama de blocos de uma modalidade de componentes de hardware e de software da unidade de processamento 304 introduzida na figura 3. Em uma modalidade, o dispositivo de exibição usado na cabeça 302 recebe instruções a respeito de uma imagem virtual provenientes da unidade de processamento 304 e fornece dados dos sensores de volta para a unidade de processamento 304. Componentes de software e de hardware que podem ser incorporados à unidade de processamento 304, por exemplo, tais como representados na figura 6, recebem os dados sensoriais do dispositivo de exibição usado na cabeça 302 e também podem receber informação sensorial do sistema de computação 352 pela rede 350. Com base nessa informação, a unidade de processamento 304 pode determinar onde e quando fornecer uma imagem virtual para o usuário e enviar instruções consequentemente para o conjunto de circuitos de controle 336 do dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[090] Deve ser notado que alguns dos componentes da figura 5 estão mostrados com sombreado para indicar que podem existir pelo menos dois de cada um desses componentes; por exemplo, pelo menos um para o lado esquerdo e pelo menos um para o lado direito do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. A figura 5 mostra um circuito de controle 500 em comunicação com um circuito de gerenciamento de energia 502. O circuito de controle 500 inclui um processador 510, um controlador de memória 512 em comunicação com a memória 544 (por exemplo, D-RAM), uma interface de câmera 516, um armazenamento temporário de câmera 518, um acionador de mostrador 517, um formatador de exibição 522, um controlador de características óticas 523, um gerador de sincronismo 526, uma interface de saída de exibição 528 e uma interface de entrada de exibição 530. Em uma modalidade, todos os componentes do circuito de controle 500 estão em comunicação uns com os outros via linhas dedicadas de um ou mais barramentos, ou usando um barramento compartilhado. Em uma outra modalidade, cada um dos componentes do circuito de controle 500 está em comunicação com o processador 510.

[091] A interface de câmera 516 fornece uma interface para a uma ou duas câmeras voltadas para fora 109, e em uma modalidade, para uma câmera IR tal como o sensor 534B e armazena as respectivas imagens recebidas das câmeras 309, 534B no armazenamento temporário de câmera 518. O acionador de mostrador 517 pode acionar um dispositivo de microexibição ou um micromostrador de ver através 520. O formatador de exibição 522 pode fornecer informação a respeito da imagem virtual sendo exibida no dispositivo de microexibição ou no micromostrador de ver através 520 para um ou mais processadores de um ou mais sistemas de computadores, por exemplo, 304 e/ou 352 executando processamento para o sistema de realidade misturada. O gerador de sincronismo 526 é usado para fornecer dados de sincronismo para o sistema. A interface de saída de exibição 528 inclui um armazenamento temporário para fornecer imagens da(s) câmera(s) voltada(s) para fora 309 e das câmeras de rastreamento de olho 534B para a unidade de processamento 304. A interface de entrada de exibição 530 inclui um armazenamento temporário para receber imagens tais como uma imagem virtual para ser exibida no dispositivo de microexibição ou no micromostrador de ver através 520, ou de uma maneira mais geral na região de exibição transparente 312. A interface de saída de exibição 528 e a interface de entrada de exibição 530 se comunicam com a interface de banda 532, a qual é uma interface para a unidade de processamento 304.

[092] O controlador de características óticas 523 controla as características óticas (por exemplo, transmitância e/ou perfil espectral, mas não limitado a isto) dos vários painéis de escurecimento (por exemplo, 402, 404, 403 e/ou 406) do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. O controlador de características óticas 523 também pode controlar as características óticas da região de exibição transparente 312. Uma interface de usuário 543 pode aceitar entradas de um usuário para capacitar o usuário para ajustar a transmitância (e/ou outras características óticas) da região de exibição transparente 312 e/ou dos vários painéis de escurecimento descritos neste documento. De uma maneira mais geral, a interface de usuário 543 capacita um usuário para ajustar características óticas das partes de ver através do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Para permitir tais ajustes, a interface de usuário 543 pode incluir uma ou mais teclas, cursores ou algumas outras interfaces de usuário tácteis localizadas na armação 315 do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. Alternativamente, a interface de usuário 543 pode ser fornecida por um dispositivo de computação móvel (por exemplo, um telefone inteligente ou tablet) ou pela unidade de processamento 304 que se comunica com o dispositivo de exibição usado na cabeça 302. O controlador de características óticas 523 e/ou a interface de usuário 543 também podem ser usados para controlar a STCR.

[093] O circuito de gerenciamento de energia 502 inclui um regulador de tensão 534, um acionador de iluminação de rastreamento de olho 536, um DAC e amplificador de áudio 538, um pré-amplificador e ADC de áudio de microfone 540, uma interface de sensor de temperatura 542, um controlador de filtro ativo 537 e um gerador de relógio 545. O regulador de tensão 534 recebe energia da unidade de processamento 304 por meio da interface de banda 532 e fornece essa energia para os outros componentes do dispositivo de exibição usado na cabeça 302. O acionador de iluminação 536 controla, por exemplo, por meio de uma corrente de ou tensão de acionamento, a unidade de iluminação de rastreamento de olho 534A para operar em um comprimento de onda predeterminado ou dentro de uma faixa de comprimentos de onda. O DAC e amplificador de áudio 538 fornece dados de áudio para os fones de ouvido 530. O pré-amplificador e ADC de áudio de microfone 540 fornece uma interface para o microfone 310. A interface de sensor de temperatura 542 é uma interface para o sensor de temperatura 531. O controlador de filtro ativo 537 recebe dados indicando um ou mais comprimentos de onda para os quais cada filtro seletivo de comprimento de onda 527 é para agir como um filtro seletivo de comprimento de onda. A unidade de gerenciamento de energia 502 também fornece energia e recebe dados de volta do magnetômetro de três eixos 532A, do giroscópio de três eixos 532B e do acelerômetro de três eixos 532C. A unidade de gerenciamento de energia 502 também fornece energia e recebe dados de volta do transceptor GPS 544 e envia dados para ele. A unidade de gerenciamento de energia 502 também pode incluir e/ou controlar os fornecimentos de tensão 122, 124 descritos anteriormente com referência para a figura 1C.

[094] A figura 6 é um diagrama de blocos de uma modalidade dos componentes de hardware e de software da unidade de processamento 304 associada com o dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de realidade misturada de ver através 302. A figura 6 mostra um circuito de controle 604 em comunicação com um circuito de gerenciamento de energia 606. O circuito de controle 604 inclui uma unidade central de processamento (CPU) 620, uma unidade de processamento gráfico (GPU) 622, um cache 624, uma RAM 626, um controle de memória 628 em comunicação com a memória 630 (por exemplo, D-RAM), um controlador de memória flash 632 em comunicação com a memória flash 634 (ou outro tipo de armazenamento não volátil), um armazenamento temporário de saída de exibição 636 em comunicação com o dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho de ver através 302 por meio de uma interface de banda 602 e da interface de banda 532, um armazenamento temporário de entrada de exibição 638 em comunicação com o dispositivo de exibição usado na cabeça perto do olho 302 por meio da interface de banda 602 e da interface de banda 532, uma interface de microfone 640 em comunicação com um conector de microfone externo 642 para se conectar a um microfone, uma interface PCI Express para se conectar a um dispositivo de comunicação sem fio 646, e a(s) porta(s) USB 648.

[095] Em uma modalidade, o componente de comunicação sem fio 646 pode incluir um dispositivo de comunicação capacitado para Wi-Fi, um dispositivo de comunicação Bluetooth, um dispositivo de comunicação infravermelho, dispositivos de comunicação celular, 3G, 4G, dispositivo de comunicação USB sem fio (WUSB), dispositivo de comunicação RFID, etc. O componente de comunicação sem fio 646 assim permite transferências de dados não hierárquicos, por exemplo, com um outro sistema de dispositivo de exibição 300, assim como conexão para uma rede maior por meio de um roteador sem fio ou torre de célula. A porta USB pode ser usada para ligar a unidade de processamento 304 a um outro sistema de dispositivo de exibição 300. Adicionalmente, a unidade de processamento 304 pode ser ligada a um outro sistema de computação 352 a fim de carregar dados ou software na unidade de processamento 304 assim como carregar a unidade de processamento 304. Em uma modalidade, a CPU 620 e a GPU 622 são os burros de carga principais para determinar onde, quando e como inserir imagens virtuais na visão do usuário, e mais especificamente na região de exibição transparente 312.

[096] O circuito de gerenciamento de energia 606 inclui um gerador de relógio 660, um conversor analógico para digital (ADC) 662, um carregador de bateria 664, um regulador de tensão 666, uma fonte de energia de exibidor usado na cabeça (HMD) 676, e uma interface de sensor de temperatura 672 em comunicação com um sensor de temperatura 674 (por exemplo, localizado em uma pulseira para a unidade de processamento 304). O ADC 662 é conectado a uma tomada de carregamento 670 para receber um fornecimento CA e criar um fornecimento CC para o sistema. O regulador de tensão 666 está em comunicação com uma bateria 668 para fornecer energia para o sistema. O carregador de bateria 664 é usado para carregar a bateria 668 (via regulador de tensão 666) ao receber energia da tomada de carregamento 670. Em uma modalidade, a fonte de energia HMD 676 fornece energia para o dispositivo de exibição usado na cabeça 302.

[097] Modalidades da presente tecnologia foram descritas acima com a ajuda de blocos de construção funcionais ilustrando o desempenho de funções e relações especificadas dos mesmos. Os limites destes blocos de construção funcionais frequentemente foram definidos neste documento para facilidade de descrição. Limites alternativos podem ser definidos contanto que as funções e relações especificadas dos mesmos sejam executadas de modo apropriado. Quaisquer tais limites alternativos estão assim dentro do escopo e espírito da presente tecnologia. Por exemplo, seria possível combinar ou separar alguns das etapas mostradas nas figuras 2A e 2B. Como um outro exemplo, é possível mudar os limites de alguns dos blocos mostrados nas figuras 5 e 6.

[098] Embora certas modalidades descritas anteriormente onde descritas como sendo direcionadas para, ou para uso com, um dispositivo de exibição de realidade misturada usado na cabeça perto do olho de ver através, muitas das modalidades descritas anteriormente podem ser usadas com outros tipos de dispositivos de exibição de ver através que não são dispositivos de exibição do tipo usado na cabeça. Em outras palavras, modalidades da presente tecnologia também são direcionadas para outros tipos de exibidores de ver através (e método para uso com isso) que incluem pelo menos um painel de escurecimento que capacita ajuste de características óticas, tais como transmitância, em resposta a uma entrada de um usuário e/ou com base em realimentação de laço fechado de um ou mais sensores de luz. Adicionalmente, ou de forma alternativa, modalidades descritas neste documento podem ser usadas para ajustar a razão de contraste transparente (STCR) das regiões de exibição de ver através de tais outros exibidores de ver através, por exemplo, com base em entradas de usuário e/ou em realimentação de laço fechado. Por exemplo, uma interface de usuário pode capacitar um usuário para ajustar o brilho de uma região de exibição transparente, a transmitância de um painel de escurecimento e/ou a STCR associada com a parte de um dispositivo de exibição de ver através incluindo a região de exibição transparente. Adicionalmente, ou de forma alternativa, um controlador pode ajustar o brilho da região de exibição transparente e/ou a transmitância de um painel de escurecimento (que cobre a região de exibição transparente) para manter uma STCR substancialmente constante associada com a parte do dispositivo incluindo a região de exibição transparente.

[099] Embora a matéria em questão tenha sido descrita em linguagem específica para recursos estruturais e/ou procedimentos metodológicos, é para ser entendido que a matéria em questão definida nas reivindicações anexas não está necessariamente limitada aos recursos ou procedimentos específicos descritos anteriormente. Particularmente, os recursos e procedimentos específicos descritos anteriormente estão revelados como formas de exemplo de implementar as reivindicações. É pretendido que o escopo da tecnologia seja definido pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Painel de escurecimento transparente (102), caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira camada de substrato transparente (104); uma segunda camada de substrato transparente (106); uma camada de dispositivo de partículas suspensas (SPD) (112) entre as primeira e segunda camadas de substratos transparentes (104, 106); uma primeira camada condutora transparente (108) entre a primeira camada de substrato transparente (104) e a camada SPD (112); uma segunda camada condutora transparente (110) entre a segunda camada de substrato transparente (106) e a camada SPD (112); um primeiro eletrodo (114) acoplado eletricamente à primeira camada condutora transparente (108); um segundo eletrodo (116) acoplado eletricamente a uma primeira extremidade da segunda camada condutora transparente (110); e um terceiro eletrodo (118) acoplado eletricamente a uma segunda extremidade da segunda camada condutora transparente (110) oposta à primeira extremidade; em que uma diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos (114, 116) controla um nível de transmitância da camada SPD (112); e em que uma diferença de potencial elétrico aplicada entre os segundo e terceiro eletrodos (116, 118) controla uma velocidade na qual o nível de transmitância da camada SPD (112) diminui quando a diferença de potencial elétrico aplicada entre os primeiro e segundo eletrodos (114, 116) é diminuída.

2. Painel de escurecimento transparente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende circuito (130) para controlar a diferença de potencial elétrico entre os primeiro e segundo eletrodos (114, 116), e a diferença de potencial elétrico entre os segundo e terceiro eletrodos (116, 118), em que o circuito (130) compreende pelo menos um de controles ou inclui um ou mais fornecimentos de tensão (122, 124); em que a diferença de potencial elétrico aplicada entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) resulta em um campo elétrico longitudinal que faz com que as partículas suspensas na camada SPD (112) se alinhem; e em que a diferença de potencial elétrico aplicada entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118) resulta em um campo elétrico transversal que causa aquecimento microscópico da camada SPD (112), o que aumenta o movimento browniano das partículas suspensas na camada SPD (112).

3. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o circuito (130) compreende: um primeiro fornecimento de tensão (122) usado para fornecer seletivamente a diferença de potencial elétrico entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116); e um segundo fornecimento de tensão (124) usado para fornecer seletivamente a diferença de potencial elétrico entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118); e em que o circuito (130) está adaptado para ajustar seletivamente a diferença de potencial elétrico entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) e ajustar seletivamente a diferença de potencial elétrico entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118).

4. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o circuito (130) é adaptado para: aumentar a diferença de potencial elétrico entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) para aumentar a transmitância da camada SPD (112); diminuir a diferença de potencial elétrico entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) para diminuir a transmitância da camada SPD (112); e aumentar a diferença de potencial elétrico entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118) para aumentar uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (112) é diminuída quando a diferença de potencial elétrico entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) é diminuída.

5. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o circuito (130) é também adaptado para: diminuir a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda extremidades da camada condutora transparente (104, 110) para diminuir uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (112) é diminuída.

6. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um ou mais sensores de luz (308, 313, 316) que detectam a luz visível ambiente que incide no(s) sensor(es) de luz (308, 313, 316) e produzem um ou mais sinais indicativos de uma intensidade da luz visível ambiente detectada; e um controlador (336) que ajusta pelo menos um dentre a diferença de potencial elétrico aplicada entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) e a diferença de potencial elétrico aplicada entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118), na dependência de pelo menos um dos sinais produzidos por pelo menos um dos um ou mais sensores de luz (308, 313, 316); em que o controlador (336) ajusta a diferença de potencial elétrico aplicada entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) e a diferença de potencial elétrico aplicada entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118), a fim de manter um nível de intensidade de a luz ambiente que viaja através do painel de escurecimento transparente (102) substancialmente igual a um nível de intensidade especificado.

7. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: uma interface de usuário que permite ao usuário especificar o nível de intensidade especificado.

8. Painel de escurecimento transparente (102), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o painel de escurecimento transparente (102) está incluído em um dos seguintes: um monitor usado na cabeça de realidade misturada transparente, HMD, dispositivo (302); um dispositivo de exibição não HMD transparente; ou uma janela regulável.

9. Dispositivo de exibição usado na cabeça de realidade misturada perto do olho, transparente (302), caracterizado pelo fato de que compreende: uma região de exibição transparente (312) dentro de um campo de visão, FOV, de um usuário usando o dispositivo (302); e o painel de escurecimento transparente (102) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6 sobrepondo a região de exibição transparente (312); em que uma ou mais imagens virtuais podem ser exibidas dentro da região de exibição transparente (312).

10. Dispositivo (302), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o brilho da região de exibição transparente (312) ou a transmitância do painel de escurecimento transparente (102) é ajustável para desse modo ajustar uma razão de contraste transparente, STCR, associada com uma parte do dispositivo incluindo a região de exibição transparente (312).

11. Dispositivo (302), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma interface de usuário que permite a um usuário ajustar pelo menos um dentre o brilho da região da tela transparente (312), a transmitância do painel de escurecimento transparente (102), ou o STCR associado com a parte do dispositivo incluindo a região de exibição transparente (312).

12. Dispositivo (302), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um controlador (336) que ajusta pelo menos um dentre um brilho da região de exibição transparente (312) ou a transmitância do painel de escurecimento transparente (102) para manter uma relação de contraste transparente substancialmente constante, STCR, associada com a parte do dispositivo (302) incluindo a região de exibição transparente (312).

13. Método para uso com um dispositivo de partículas suspensas, SPD, camada (112) colocada entre uma primeira camada condutora transparente (108) e uma segunda camada condutora transparente (110), em que um primeiro eletrodo (114) é eletricamente acoplado à primeira camada condutora transparente (108), um segundo eletrodo (116) é eletricamente acoplado a uma primeira extremidade da segunda camada condutora transparente (110) e um terceiro eletrodo (118) é eletricamente acoplado a uma segunda extremidade do segundo transparente camada condutora (110) oposta à primeira extremidade; o método caracterizado pelo fato de que compreende: ajustar uma transmitância da camada SPD (112) por ajustar seletivamente (202) uma diferença de potencial elétrico aplicada entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) da primeira e da segunda camadas condutoras transparentes (108, 110), e ajustar seletivamente (204) uma diferença de potencial elétrico aplicada entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118) da primeira e da segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (110).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ajustar seletivamente (202) uma diferença de potencial elétrico aplicada entre o primeiro e o segundo eletrodos (114, 116) da primeira e da segunda camadas condutoras transparentes (108, 110) compreende: aumentar (206) a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda camadas condutoras transparentes (108, 110) para aumentar a transmitância da camada SPD (112); e diminuir (208) a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda camadas condutoras transparentes (108, 110) para diminuir a transmitância da camada SPD (112).

15. Método, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que ajustar seletivamente (204) uma diferença de potencial elétrico aplicada entre o segundo e o terceiro eletrodos (116, 118) da primeira e da segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (110) compreende: aumentar (210) a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (110) para aumentar uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (112) é diminuída quando a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda camadas condutoras transparentes (108, 110) são diminuídas; e diminuir (212) a diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (110) para diminuir uma taxa na qual a transmitância da camada SPD (112) é diminuída; em que o aumento da diferença de potencial elétrico entre a primeira e a segunda extremidades da segunda camada condutora transparente (110) resulta em um campo elétrico transversal que causa aquecimento microscópico da camada SPD (112), o que aumenta o movimento browniano de partículas suspensas no SPD camada (112).