CN113504593B - 一种镜子及其状态切换方法 - Google Patents

Abstract

本公开是涉及光学技术领域，提出一种镜子及其状态切换方法。该光学结构包括：多个反射单元，多个所述反射单元呈周期阵列分布，所述反射单元包括透明基底和位于所述透明基底一侧的金属层；柔性层，填充于所述反射单元之间，所述柔性层在初始状态下，至少部分相邻所述金属层的间隙小于可见光波长。本公开提供的光学结构，能够实现对可见光实现单向高反射，且能够在受到挤压或拉伸时，对可见光呈高透射，从而本公开提供的光学结构能够通过自身的结构对可见光进行高反射和高透射切换。

Description

一种镜子及其状态切换方法

技术领域

本公开涉及光学器件技术领域，具体而言，涉及一种镜子及其状态切换方法。

背景技术

镜子是人们常用的生活用品，现有的镜子功能单一，通常用于照出人像，只能满足最基本的要求。当镜子应用于其他领域时，如人体美学研究，人们需要镜子具备更多的功能，相关技术中，缺乏能够根据人体特征进行状态切换的镜子。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种镜子及其状态切换方法。

根据本公开的一个方面，提供一种光学结构，包括：

多个反射单元，多个所述反射单元呈周期阵列分布，所述反射单元包括透明基底和位于所述透明基底一侧的金属层；

柔性层，填充于所述反射单元之间，所述柔性层在初始状态下，至少部分相邻所述金属层的间隙小于可见光波长。

根据本公开的第二方面，还提供一种光学结构的制备方法，包括：

提供支撑层；

在所述支撑层的一侧形成周期性阵列排布的反射单元，所述反射单元包括金属层和位于所述金属层背离所述支撑层一侧的透明基底；

剥离所述支撑层；

使用柔性材料填充于相邻所述反射单元之间。

根据本公开的第三方面，还提供一种镜子，包括：

本公开任意实施例所述的光学结构；

形变控制装置，设于所述光学结构的一侧，用于响应一控制信号向对应区域的所述光学结构施加驱动力，驱动对应区域的所述光学结构产生形变，以使所述光学结构中相邻反射单元的间隙大于可将光波长。

根据本公开的第四方面，还提供一种镜子的状态切换方法，应用于本公开任意实施例所述的镜子，所述方法包括：

形变控制装置获取目标设备输出的控制信号；

形变控制装置响应于所述控制信号向对应位置的光学结构施加驱动力，以驱动对应位置的所述光学结构形变。

根据本公开的第五方面，还提供一种镜子的状态切换方法，应用于本公开实施例所述的镜子，所述方法包括：

图像采集装置获取图像信息；

数据处理装置基于所述图像信息确定需要形变的目标区域，以及对应于所述目标区域的目标运动单元；

所述数据处理装置输出控制信号至所述目标运动单元；

所述目标运动单元响应所述控制信号控制自身的活动端远离固定端，以驱动对应位置的所述底层及所述弹性体层形变。

本公开提供的光学结构，包括周期性排列的反射单元和填充于反射单元之间的柔性层，反射单元至少包括透明基底和设于透明基底一侧的金属层，因为反射单元周期性排列而具备周期性效应，经由透明基底侧入射的光与金属层表面的波矢不匹配而使得反射单元对入射的可见光呈高反射特性；本公开提供的光学结构为纳米微结构，相邻反射单元的间隙小于可见光波长，使得透明基底侧入射的可见光也无法经由间隙透过光学结构，从而光学结构在整体上对透明基底侧入射的可见光呈高反射特性。而当柔性层受到外力挤压或拉伸时，可增大反射单元的间隙，使得透明基底侧入射的可见光得以透射，从而光学结构对可见光呈现高透射特性，可见，本公开提供的光学结构能够通过自身的结构对可见光进行高反射和高透射切换。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为为本公开光学结构的结构的俯视图；

图2为图1中沿AA线的剖视图；

图3a为本公开提供的另一种光学结构的俯视图；

图3b为图3a中沿BB线的剖视图；

图4a为本公开提供的金属层、透明介质层的一种可选结构示意图；

图4b为图4a中反射单元的俯视图；

图5a为本公开中金属层、透明介质层的另一种可选结构示意图；

图5b为本公开中金属层、透明介质层的又一种可选结构示意图；

图6a～图6d为本公开中金属层、透明介质层的其他可选结构示意图；

图7为本公开制备方法的流程图；

图8为本公开提供的一可选的工艺流程图；

图9为本公开镜子的结构组成示意图；

图10为本公开镜子产生局部形变的示意图；

图11为本公开提供的运动单元的一种可选结构示意图；

图12为本公开镜子的另一结构组成示意图；

图13为本公开镜子的状态切换方法的流程图；

图14为本公开镜子状态切换方法的又一流程图；

图15为本公开镜子在状态切换前后的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供了一种光学结构，如图1所示为该光学结构的结构的俯视图，图2所示为图1中沿AA线的剖视图，参考图1和图2，该光学结构100可以包括：多个反射单元101、柔性层40，多个反射单元101呈周期阵列分布，反射单元101包括透明基底10和位于透明基底10一侧的金属层20；柔性层40填充于反射单元101之间，柔性层40在初始状态下，相邻金属层20的间隙小于可见光波长。

本示例性实施例提供的光学结构，包括周期性排列的反射单元和填充于反射单元之间的柔性层，反射单元至少包括透明基底和设于透明基底一侧的金属层，因为反射单元周期性排列而具备周期性效应，经由透明基底侧入射的光与金属层表面的波矢不匹配而使得反射单元对入射的可见光呈高反射特性；本示例性实施例提供的光学结构为纳米微结构，相邻反射单元的间隙小于可见光波长，使得透明基底侧入射的可见光也无法经由间隙透过光学结构，从而光学结构在整体上对透明基底侧入射的可见光呈高反射特性。而当柔性层受到外力挤压或拉伸时，可增大反射单元的间隙，使得透明基底侧入射的可见光得以透射，从而光学结构对可见光呈现高透射特性，可见，本示例性实施例提供的光学结构能够通过自身的结构对可见光进行高反射和高透射切换。

本示例性实施例中，透明基底10可以是对可见光透明的基底，以对可见光呈高透射。透明基底10的材料可以为玻璃、石英、蓝宝石中的一种或多种。反射单元101周期性排列使得金属层20具备周期性效应，因为周期性效应，金属层20表面因等离子体效应形成额外波矢，当光线从透明基底10侧入射至金属层20时，因为透明基底10的折射率影响，入射光波矢与金属层20表面形成的额外波矢不匹配，造成入射光难以透过金属层20，从而对入射光呈高反射特性。本示例性实施例中的金属层20可选用对可见光具备强表面等离子体效应的材料，以使得反射单元101能够对可见光呈高反射特性，金属层20的材料可以为AL，或者金属层20的材料还可以为Ag、Au等贵金属材料。

反射单元101采用周期性排列，通过将初始状态下相邻反射单元101的排列间隙设置为小于可见光波长，使得可见光无法从反射单元101的间隙透过，结合金属层20的表面等离子效应形成的高反射特性，从而整个光学结构100对透明基底10侧入射的可见光呈现高反射特性。如图1所示，本示例性实施例中，周期性排列可以为沿X轴方向和/或Y轴方向等间隔排列，或者可以为沿其他任意方向等间隔排列。排列周期a是指相邻反射单元101的中心距。间隙是指沿周期排列方向相邻金属层在透明基底的正投影的边沿的最小距离L。可通过先确定反射单元101的排列周期a，再确定反射单元101的具体尺寸，使得反射单元101满足初始状态下相邻金属层的间隙小于可见光波长的要求。其中的初始状态是指柔性层40没有受到外力作用时的状态。应当理解的是，在其他示例性实施例中，也可以设置部分金属层间隙大于可见波波长。

柔性层40填充于反射单元101之间，当柔性层40受到挤压或拉伸时，会产生形变，从而会使得反射单元间的排列间隙变大，当间隙变大到超过阈值时，可见光能够完全从反射单元101的间隙透过，光学结构100此时对可见光呈高透射特性。即，通过对该光学结构100施加一定的作用力，具体为挤压或拉伸柔性层40，可使得该光学结构100由对可见光高反射切换至对可见光高透射。

应当理解的是，在其他示例性实施例中，如图2所示，柔性层40可以设置为完全包裹反射单元101，此时，柔性层40需要选用对可见光透明的材料，以透过可见光。柔性层40可以为柔性基材或介质弹性体，其材料可以为聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或多种，当然，在其他示例性实施例中，柔性层40也可以选用别的对可见光高透的柔性材料。柔性层还可以仅填充于相邻反射单元之间，即反射单元的上下两侧可以不填充柔性层。

如图3a所示，为本公开提供的另一种光学结构的俯视图，图3b为图3a中沿BB线的剖视图，图3b中，X方向为与透明基底所在平面平行的方向，Y方向垂直于X方向，沿Y方向，金属层位于透明介质层的上方，即金属层位于透明介质层远离透明基底的一侧，r1为金属层的顶部半径，r2为透明介质层的底部半径，r3为透明介质层的底部半径。参考图3a和图3b，该反射单元101还可以包括：透明介质层30，设于透明基底10与金属层20之间，透明介质层30的折射率大于透明基底10的折射率。其中，透明介质层30是指对可见光透明的介质层，以保持对可见光的高透性。在设置了透明介质层30后，光线经由透明基底10、透明介质层30到达金属层20表面时，因为透明介质层30的折射率影响，金属层20表面形成的额外波矢与入射光波矢不匹配，同样使得入射光无法透过金属层20而使得反射单元101对入射光呈高反射特性。并且，透明介质层30的折射率大于透明基底10的折射率，使得经由透明介质层30一侧进入的入射光衍射阶少而极大降低入射光的透射率，进一步增强对入射光的反射特性。即，本示例性实施例通过设置透明介质层30可提高反射单元101对可见光的高反射特性。应当理解的是，在反射单元101包含了透明介质层30时，相邻透明介质层30之间同样填充有柔性层40。

本示例性实施例中，透明介质层30的材料可以为SiN、Si、TiO2、GaN中的一种或多种。当然，在其他示例性实施例中，透明介质层30也可以选用其他对可见光高透的材料。

如图1所示，本示例性实施例中，金属层20在透明基底10的正投影21、透明介质层30在透明基底10的正投影22可均为圆形。即，在平行于透明基底10的方向上，金属层20、透明介质层30的横截面均为圆形，圆形结构因为完全遵守中心对称，可使得每一个极化产生的透射效果都一样，使得本示例性实施例中的光学结构100极化不敏感，从而本示例性实施例提供的光学结构100可直接应用于自然光环境。

图4a所示，为本公开提供的金属层、透明介质层的一种可选结构示意图，图4b所示为图4a中反射单元的俯视图，参考图4a和图4b，本示例性实施例中，可将金属层20、透明介质层30均设置为圆柱形，并采用对称设置，即沿图中的Y方向，由上至下，金属层20和透明介质层30具有相同的直径，即图中的r1＝r2＝r3＝r，其中，X方向为与透明基底所在平面平行的方向，Y方向垂直于X方向。

应当理解的是，金属层20和/或透明介质层30还可以采用其他的结构设置，下面结合附图对金属层20和透明介质层30的可选结构作进一步说明。

如图3b所示，本示例性实施例中，金属层20和透明介质层30形成复合结构，复合结构包括第一结构层21和第二结构层22，第二结构层22位于第一结构层21远离透明基底10一侧的任意位置；第二结构层22在透明基底10上的正投影直径小于等于第一结构层21在透明基底10上正投影直径。如图3b所示，沿图中的Y方向，第一结构层21位于第二结构层22的下方。当第二结构层22在透明基底10的正投影与第一结构层21在透明基底10的正投影直径相同时，即形成图4a所示的圆柱形结构。当第二结构层22在透明基底10的正投影直径小于第一结构层21在透明基底10的正投影直径时，相当于在Y方向，金属层20和透明介质层30由上至下形成一圆台结构，此结构在光的传输路径上形成一不对称结构，入射光从透明基底10侧入射时，该不对称结构会进一步增强对入射光的反射特性。应当理解的是，本示例性实施例中，第一结构层21可以位于金属层，或者位于透明介质层，或者位于金属层和透明介质层的交界处，即包含一部分金属层和一部分透明介质层，同样地，第二结构层22可以位于金属层，或者位于透明介质层，或者位于金属层和透明介质层的交界处，即包含一部分金属层和一部分透明介质层。此外，应当理解的是，本示例性实施例中的透明介质的底部直径可以设置为与透明基底的顶部直径相同或不同，此处不作限定。

应当理解的是，当第一结构层21与第二结构层22的直径不同时，可呈现为不同形状的圆台结构，下面结合附图对该结构作进一步介绍。

如图5a所示，为本公开中金属层、透明介质层的另一种可选结构示意图，金属层20的直径由远离透明介质层的一侧向相邻透明介质层的一侧递增，透明介质层30的直径由远离透明基底的一侧向相邻透明基底的一侧递增，相当于在透明基底10的一侧形成一由远及近直径递增的圆台结构，且金属层20与透明介质层30的接触面的直径不同。或者，如图5b所示，金属层20、透明介质层30各自包括不同直径的结构层，且相邻结构层的直径突变，金属层20和透明介质层30各自形成具有台阶的圆台结构，且金属层20与透明介质层30的接触面的直径不同。

如图3b所示，本示例性实施例中，复合结构沿第一平面的截面可以为梯形，第一平面与透明基底10所在平面垂直。此时，金属层20与透明介质层30的接触面直径相同，且第二结构层22至第一结构层21的直径逐渐变化，形成平滑过渡的圆台结构。

如图6所示，为本公开中金属层、透明介质层的其他可选结构示意图，其中的X方向为与透明基底所在平面平行的方向，Y方向垂直于X方向，沿Y方向，金属层位于透明介质层的上方，即金属层位于透明介质层远离透明基底的一侧，r1为金属层的顶部半径，r2为透明介质层的底部半径，r3为透明介质层的底部半径。金属层20、透明介质层30可以设置为一个为圆柱形，一个为圆台形的结构，当然，需要保证透明介质层30的最小直径大于或等于金属层20的最大直径。例如，可设置为图6a所示的，金属层20为圆柱形，透明介质层30为圆台形结构，并且，r1小于或等于r2；或者设置为图6b所示的金属层20为圆台形，透明介质层30为圆柱形的结构，并且r1小于r2；或者，设置为图6c所示的金属层20为直径变化的圆柱形，透明介质层30为圆台形的结构，且r1向r2递增；或者设置为图6d所示的金属层20为圆台形，透明介质层30为直径变化的圆柱形结构，且r2向r3递增。

本示例性实施例中，金属层20在透明基底10的正投影的半径可设置为50～200nm，如设置为50nm，100nm，150nm，200nm等；透明介质层30在透明基底10的正投影的半径可设置为50～200nm，如设置为50nm，100nm，150nm，200nm等。可见，本示例性实施例中的反射单元101为一纳米微结构，当向柔性层40施加外力时，反射单元101容易因为柔性层40的受力而进行扩散，从而很容易通过拉伸或挤压柔性层40而使得反射单元101的间隙增加，使得光学结构100得以从对可见光的高反射状态切换为对可见光的高透射状态。示例性的，当金属层20和透明介质层30设置为图4a所示的具有相同直径的圆柱形时，可将该圆柱形的半径设置为150nm。当金属层20、透明介质层30设置为图3b所示的直径渐变的圆台形结构时，可将金属层20远离透明介质层30的端面半径设置为100nm，将透明介质层30远离透明基底10的端面半径设置为150nm，将透明介质层30在透明基底10的端面半径设置为250nm。此外，本示例性实施例中，金属层20的厚度可设置为0～150nm，如设置为25nm，50nm，75nm，100nm，125nm，150nm等；透明介质层30的厚度可设置为0～650nm，如50nm，100nm，150nm，200nm，250nm，300nm，350nm，400nm，450nm，500nm，550nm，600nm，650nm等。示例性的，在图3b所示的直径渐变的圆台形结构中，金属层的厚度可设置为125nm，透明介质层的厚度可设置为250nm。

本示例性实施例中，可将反射单元101的直径与相邻反射单元101之间的间隙之比可以设置为小于1。这样，在确定了反射单元101的排列周期a后，通过调整反射单元101的尺寸，使得周期性排列的反射单元101的排列间隙小于可见光波长，结合反射单元101的波矢不匹配特性，使得本示例性实施例提供的光学结构100在初始状态下对可见光具备高反射特性。反射单元101的排列周期a可设置为400～800nm。示例性的，如图3b所示结构中，当r1为100nm，r2为150nm，r3为250nm时，可将反射单元101的排列周期a设置为600nm。当需要反射单元101对可见光高透射时，可对柔性层40施加一定的挤压力或拉伸力，控制柔性层40形变后反射单元101的间隙大于或等于1.1μm，对可见光高透。

本公开还提供一种光学结构的制备方法，图7所示为该制备方法的流程图，该方法包括如下步骤：

S110、提供支撑层；

S120、在支撑层的一侧形成周期性阵列排布的反射单元，反射单元包括金属层和位于金属层背离支撑层一侧的透明基底；

S130、剥离支撑层；

S140、使用柔性材料填充于相邻反射单元之间。

示例性的，图8所示为一可选的工艺流程图，其中，在步骤S110中，可提供一Si材料的支撑层，在形成反射单元之前，还可以在Si材料支撑层的一侧形成一过渡层，以方便在后续步骤中将光学结构与支撑层分离。如可通过电子束蒸镀工艺(EBE)在Si材料支撑层上形成一GeO2过渡层。

步骤S120～步骤S140是要得到完整的纳米结构的反射单元，包括：在支撑层一侧形成周期性阵列排布的金属层；在金属层背离支撑层的一侧形成透明介质层；在透明介质层背离金属层的一侧形成透明基底；剥离支撑层。如图8所示，可在形成金属层前，通过旋涂工艺(Spin Coating)在GeO2过渡层上涂覆一光刻胶层(PR)，再通过构图工艺(包括但不限于纳米压印(NIL)、曝光显示(Exposure Developer))对光刻胶层进行图案化处理，得到周期性阵列排布的镂空图案，应该注意的是，镂空图案在第一方向贯穿光刻胶层，第一方向垂直于支撑层。本示例性实施例中，镂空图案可以为倒梯形的凹槽。再在镂空图案中逐层沉积金属层、透明介质层和透明基底，包括：使用金属电子束蒸镀工艺(Metal EBE)形成金属层，然后使用等离子体增强化学气相沉积工艺(PECVD)在金属层上形成透明介质层，使用原子层沉积工艺(ALD)在透明介质层上沉积出透明基底。再利用剥离工艺将光刻胶所在位置的结构去掉，只保留无光刻胶位置的结构，得到图案化的倒梯形周期复合结构，即周期性阵列排布的反射单元，最后将GeO2过渡层溶解，并且在周期性阵列排布的反射单元的周围旋涂柔性材料如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，将周期性阵列排布的反射单元嵌在柔性材料中，待柔性材料固化后将支撑层剥离，并可在剥离支撑层的一侧再铺设柔性材料如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，使柔性材料完全覆盖周期性阵列排布的反射单元而形成完整的光学结构。该光学结构可通过柔性层的形变而调节反射单元的排列间隙，使得所形成的光学结构能够对可见光进行高反射和高透射切换。

本公开还提供一种镜子，如图9所示，为本公开镜子的结构组成示意图，该镜子可包括：本公开任意实施例所述的光学结构100；形变控制装置200，设于光学结构100的一侧，用于响应一控制信号向对应区域的光学结构施加驱动力，驱动对应区域的光学结构产生形变，以使光学结构中相邻反射单元的间隙大于可将光波长。

本示例性实施例中，形变控制装置200可以包括阵列分布的多个运动单元201，每个运动单元201独立运动，当运动单元201接收到控制信号时，运动单元201驱动对应位置的光学结构产生形变，使得对应位置的光学结构的间隙变大到可以透过可见光，从而形变区域可漏出被光学结构遮挡的其他结构，通过光学结构使得镜子能够具备常规镜面态和高透态切换功能，并通过在高透态露出其他结构，使镜子具备“魔幻”效果，极大地丰富了镜子的功能。应当理解的是，在其他示例性实施例中，光学结构形变还可以具有其他实现方式，例如，光学结构的柔性层可掺杂特定的材料，在对光学结构的柔性层加电后，光学结构的柔性层自动产生形变等。

如图9所示，本示例性实施例中，镜子还可以包括：底层300，设于光学结构100与形变控制装置200之间；透明层400，设于光学结构100背离形变控制装置200的一侧，透明层400朝向底层300的一侧设有凹槽，凹槽用于容纳光学结构100的形变量。其中，通过在光学结构100与形变控制装置200之间设置一底层300，当形变控制装置200驱动光学结构100形变后，可露出底层300。再通过为底层300设置一定的颜色，从而使得镜子在形变区域呈现出底层300的颜色，丰富了镜子的功能。示例性的，可将底层300设置为黑色，在光学结构100产生形变后，镜子的形变区域即呈现为黑色，相当于镜子具备了人影吸收效果。本示例性实施例中，透明层400不会影响可见光通过，透明层400朝向底层300的一侧设置的凹槽可容纳光学结构的形变量，为光学结构提供一定的形变空间。应当理解的是，在其他示例性实施例中，还可以采用其他的结构为光学结构提供形变空间，如可以为透明层朝向底层的一侧设置弹性层，通过弹性层的收缩为光学结构提供形变空间。

如图9所示，本示例性实施例中，凹槽401可设置为多个，形变控制装置200可包括多个运动单元201；多个运动单元201与多个凹槽401一一对应设置，运动单元201包括固定端和活动端，活动端能够响应控制信号相对固定端移动，且活动端在靠近凹槽401和远离凹槽401的方向移动，以驱动光学结构100形变。其中，通过设置多个凹槽401，并将运动单元201与凹槽401一一对应设置，可将产生形变的光学结构100局域在对应的凹槽401内，而不会对不需要形变的光学结构100产生影响，可在一定程度上提高对形变位置的控制精度。图10示出了镜子产生局部形变的示意图，受到运动单元驱动的光学结构发生形变，凹槽为光学结构提供了形变空间，且受到凹槽的影响，产生形变的光学结构被很好地局域在对应的区域内。

本示例性实施例中的运动单元201可以为磁控运动单元，即利用电磁感应原理向运动单元201施加一电信号(即控制信号)来控制运动单元201向光学结构100提供驱动力。示例性的，如图11所示，为本公开提供的运动单元的一种可选结构示意图，运动单元201可包括相对设置的固定端211和活动端212，运动端相对固定端211的一端连接有一磁性连接杆213，磁性连接杆213的另一端通过一弹簧215连接至固定端211，且在磁性连接杆213的外侧套设有磁感应线圈214，磁感应线圈214的外侧可设置一隔磁层216，当磁感应线圈214通电时，所感应的磁场驱动磁性连接杆213远离固定端211运动，即驱动活动端212远离固定端211运动而挤压该位置的光学结构100，使得光学结构100产生形变。同时，因为受到弹簧215的拉力作用，当弹簧215的拉力与线圈磁场的作用力平衡时，活动端212处于平衡状态，可通过对磁场力和弹簧215作用力进行调节，而使得在该平衡状态下，光学结构100中的柔性层间隙大于或等于1.4μm，从而使得光学结构100能够透过可见光，使得镜子在此时变为高透态而露出底层300。当控制信号消失时，线圈磁场消失，相应地，磁性连接杆213仅受到弹簧215的拉力作用而回到初始位置。应当理解的是，在其他示例性实施例中，运动单元201还可以采用其他的结构，例如，通过气缸构成往复运动单元等。

如图12所示，为本公开镜子的另一结构组成示意图，本示例性实施例中，镜子还可以包括图像采集装置500和数据处理装置600，数据处理装置600与图像采集装置500、形变控制装置200分别连接；图像采集装置500用于采集图像信息；数据处理装置600用于根据图像信息确定需要形变的目标区域、对应于目标区域的目标运动单元201，并向目标运动单元201输出控制信号。其中，图像采集装置500可以为摄像头，数据处理装置600可以单片机。数据处理装置600中集成有图像处理模型，由图像处理模型基于图像信息确定出需要形变的目标区域。示例性的，可通过在数据处理装置600中配置神经网络模型，由神经网络模型根提取出需要进行形变的目标区域。例如，以用户的脸部特征作为训练集构建一神经网络模型，当采集的图像信息中存在脸部特征时，则神经网络模型通过计算自动确定出脸部区域，并根据脸部区域确定出此时镜子的目标区域。当然，在其他示例性实施例中，还可以采用其他方法来确定目标区域。

本公开还提供一种镜子的状态切换方法，图13所示为本公开镜子状态切换方法的流程图，应用于本公开任意实施例所述的镜子，该方法包括如下步骤：

S210、形变控制装置获取目标设备输出的控制信号；

S220、形变控制装置响应于控制信号向对应位置的光学结构施加驱动力，以驱动对应位置的光学结构形变。

关于制镜子状态切换的原理和具体方法请参考上述实施例的介绍，此处不再赘述。

在其他示例性实施例中，还提供了另一种镜子的状态切换方法，图14所示为该方法的流程图，该方法可以包括如下步骤：

S310、图像采集装置获取图像信息；

S320、数据处理装置基于图像信息确定需要形变的目标区域，以及对应于目标区域的目标运动单元；

S330、数据处理装置输出控制信号至目标运动单元；

S340、目标运动单元响应控制信号控制自身的活动端远离固定端，以驱动对应位置的底层及弹性体层形变。

示例性的，图像采集装置将采集的图像实时输出至数据处理装置，数据处理装置在对图像进行处理后，若是确定图像中存在人像，即确定此时镜子前有人，数据处理装置对人体图像进行切割，生成阵列驱动数据，相应得到对应于目标区域(需要形变的区域)的目标运动单元，并向目标运动单元输出控制信号，由目标运动单元驱动目标区域的光学结构产生设定的形变量，镜子在形变区域呈现为高透射状态，从而实现镜子的局部状态切换。图15示出了镜子在状态切换前后的示意图，可以看出，在镜子产生局部形变后，形变区域漏出黑色底层而呈现为黑态，其他区域保持为镜子态，形成视觉上的人影吸收效果。该镜子可应用于人体美学研究或者艺术展览等领域。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中光学结构的制备方法、镜子的状态切换方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种镜子，其特征在于，包括：

光学结构，包括多个反射单元、柔性层和透明介质层，多个所述反射单元呈周期阵列分布，所述反射单元包括透明基底和位于所述透明基底一侧的金属层；柔性层填充于所述反射单元之间，所述柔性层在初始状态下，至少部分相邻所述金属层的间隙小于可见光波长；透明介质层设于所述透明基底与所述金属层之间，所述透明介质层的折射率大于所述透明基底的折射率；其中，所述反射单元的周期为相邻反射单元的中心距，相邻所述金属层的间隙为周期排列方向上相邻所述金属层在所述透明基底上正投影的边沿的最小距离；

形变控制装置，设于所述光学结构的一侧，用于响应一控制信号向对应区域的所述光学结构施加驱动力，驱动对应区域的所述光学结构产生形变，以使所述光学结构中相邻反射单元的间隙大于可见光波长；

所述镜子还包括：

底层，设于所述光学结构与所述形变控制装置之间；

透明层，设于所述光学结构背离所述形变控制装置的一侧，所述透明层朝向所述底层的一侧设有凹槽，所述凹槽用于容纳所述光学结构的形变量；

其中，所述凹槽为多个，所述形变控制装置包括多个运动单元；

多个所述运动单元与多个所述凹槽一一对应设置，所述运动单元包括固定端和活动端，所述活动端能够响应所述控制信号相对所述固定端移动，且所述活动端在靠近所述凹槽和远离所述凹槽的方向移动，以驱动所述光学结构形变。

2.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述金属层在所述透明基底的正投影、所述透明介质层在所述透明基底的正投影均为圆形。

3.根据权利要求2所述的镜子，其特征在于，所述金属层和所述透明介质层形成复合结构，所述复合结构包括第一结构层和第二结构层，所述第二结构层位于所述第一结构层远离所述透明基底一侧的任意位置；

所述第二结构层在所述透明基底上的正投影直径小于等于所述第一结构层在所述透明基底上的正投影直径。

4.根据权利要求3所述的镜子，其特征在于，所述复合结构沿第一平面的截面为梯形，所述第一平面与所述透明基底所在平面垂直。

5.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述金属层对可见光具备表面等离子体效应。

6.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述金属层的材料为Al、Ag、Au中的至少一种；

所述透明介质层的材料为SiN、Si、TiO2、GaN中的至少一种；

所述透明基底的材料为玻璃、石英、蓝宝石中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述金属层在所述透明基底的正投影的半径为50～200nm；

所述透明介质层在所述透明基底的正投影的半径为50～200nm。

8.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述反射单元的直径与相邻所述反射单元之间的间隙之比小于1。

9.根据权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述镜子还包括图像采集装置和数据处理装置，所述数据处理装置与所述图像采集装置、所述形变控制装置分别连接；

所述图像采集装置用于采集图像信息；

所述数据处理装置用于根据所述图像信息确定需要形变的目标区域、对应于所述目标区域的目标运动单元，并向所述目标运动单元输出所述控制信号。

10.一种镜子的状态切换方法，应用于权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述方法包括：

形变控制装置获取目标设备输出的控制信号；

形变控制装置响应于所述控制信号向对应位置的光学结构施加驱动力，以驱动对应位置的所述光学结构形变。

11.一种镜子的状态切换方法，应用于权利要求1所述的镜子，其特征在于，所述方法包括：

图像采集装置获取图像信息；

数据处理装置基于所述图像信息确定需要形变的目标区域，以及对应于所述目标区域的目标运动单元；

所述数据处理装置输出控制信号至所述目标运动单元；

所述目标运动单元响应所述控制信号控制自身的活动端远离固定端，以驱动对应位置的所述底层及所述柔性层形变。