CN115398290A - 用于设备中局部调光的数字投影仪 - Google Patents

Abstract

一种设备包括光学组件和数字投影仪。该光学组件被配置为在光学组件的背侧处接收可见场景光，并且将光学路径上的可见场景光朝着向眼侧引导。光学组件包括被设置在光学路径上的调光层。调光层包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗。数字投影仪被设置在光学组件的向眼侧上，并且被配置为选择性地发射光波长范围内的激活光来激活调光层的区域的变暗，以对该区域内的可见场景光进行调光。

Description

用于设备中局部调光的数字投影仪

技术领域

本公开的各方面一般涉及头戴式设备，并且具体地但非排他地，涉及包括在头戴式设备中的光致变色层的局部调光。

背景技术

智能设备是通常与其它设备或网络通信的电子设备。在一些情况下，智能设备可以被配置为与用户交互地操作。智能设备可以被设计为支持各种形状因数，诸如头戴式设备、头戴式显示器(HMD)或智能显示器，仅举几个例子。

智能设备可以包括用在诸如游戏、航空、工程、医学、娱乐、视频/音频聊天、活动跟踪等各种应用中的一个或多个电子部件。在一些示例中，智能设备(诸如头戴式设备或HMD)可以包括显示器，该显示器可以在允许用户观看现实世界的同时，呈现数据、信息、图像或其它虚拟图形。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种设备，该设备包括：具有向眼侧和背侧的光学组件，其中该光学组件被配置为在光学组件的背侧处接收可见场景光，并且将光学路径上的可见场景光朝该向眼侧引导，其中光学组件包括：被设置在介于向眼侧与背侧之间的光学路径上的调光层，其中调光层包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗；以及被设置在光学组件的向眼侧上的数字投影仪，其中数字投影仪被配置为选择性地发射光波长范围内的激活光来激活调光层的区域的变暗，以对区域内的可见场景光进行调光。

该光学组件还可以包括：显示层，该显示层被设置在介于调光层与光学组件的向眼侧之间的光学路径上，其中显示层可被配置为将可见显示光朝着向眼侧引导。

激活光可以包括不可见光、紫外光、红外光或紫光。

该光学组件还可以包括：背侧滤光器，该背侧滤光器被设置在介于光学组件的背侧与调光层之间的光学路径上，其中该背侧滤光器可被配置为阻挡光波长范围并且使可见场景光通过。

背侧滤光器可以被配置为在用于阻挡光波长范围的第一状态与用于使光波长范围通过的第二状态之间选择性地切换，以在光学组件的整个视场上激活调光层的变暗。

该光学组件还可以包括：向眼侧滤光器，该向眼侧滤光器被设置在介于该光学组件的向眼侧与调光层之间的光学路径上，其中该向眼侧滤光器可以被配置为：将激活光传递到调光层，阻挡光波长范围内的其它光，并使可见场景光通过。

向眼侧滤光器可以被配置为基于激活光在向眼侧滤光器上的入射角来使激活光通过。

该向眼侧滤光器可以包括衍射光栅，该衍射光栅被配置为使激活光通过并且阻挡光波长范围内的其他光。

向眼侧滤光器可以包括电介质镜，该电介质镜被配置为使激活光通过并且阻挡光波长范围内的其它光。

数字投影仪可以包括激光扫描仪，该激光扫描仪被配置为通过在调光层的区域内的光栅扫描的方式来引导激活光以激活变暗。

数字投影仪可以被配置为引导激活光以使调光层的多个分离且不同的区域变暗。

在本发明的一个方面中，提供了一种头戴式设备，该头戴式设备包括：框架；镜腿臂，镜腿臂被耦合到框架；以及固定在框架内的光学组件，其中光学组件被配置为在光学组件的背侧处接收可见场景光，并且将光学路径上的可见场景光朝向光学组件的向眼侧引导，其中光学组件包括：调光层，该调光层被设置在介于向眼侧与背侧之间的光学路径上，其中该调光层包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗，并且其中数字投影仪被配置为选择性地发射光波长范围内的激活光来激活调光层的区域的变暗，以对区域内的可见场景光进行调光。

该光学组件还可以包括：显示层，该显示层被设置在介于调光层与光学组件的向眼侧之间的光学路径上，其中显示层被配置为将可见显示光朝着向眼侧引导。

激活光可以包括不可见光、紫外光、红外光或紫光。

该光学组件还可以包括：背侧滤光器，该背侧滤光器被设置在介于光学组件的背侧与调光层之间的光学路径上，其中背侧滤光器被配置为阻挡光波长范围并且使可见场景光通过。

在本发明的一个方面中，提供了一种设备，该设备包括：显示层，其被配置为将可见显示光朝设备的向眼侧引导以呈现虚拟图形，并且其中显示层被配置为使在设备的背侧处接收到的可见场景光通过；调光层，该调光层被设置在显示层与背侧之间，其中调光层包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗；激光扫描仪，该激光扫描仪被设置在该设备的向眼侧上；以及计算设备，该计算设备被配置为响应于确定可见场景光将干扰虚拟图形的可见性，而控制激光扫描仪发射光波长范围内的激活光来激活调光层中的区域的变暗，以对可见场景光进行调光。

计算设备可以被配置为通过确定区域内的可见场景光与可见显示光之间的对比度或通过比较可见场景光的颜色与可见显示光的颜色，来确定区域中的可见场景光将干扰虚拟图形的可见性。

计算设备可以被配置为控制激光扫描仪以改变调光层中的区域的变暗量。

计算设备可以被配置为控制激光扫描仪以在调光层的区域内进行光栅扫描以激活变暗。

计算设备可以被配置为控制激光扫描仪以引导激活光以使调光层的多个分离且不同的区域变暗。

附图说明

参考以下附图描述本公开的非限制性和非穷举性方面，其中除非另有说明，否则在各个视图中相同的附图标记指代相同的部件。

图1A和1B示出了通过头戴式设备的近眼光学组件的用户视图。

图2示出了根据本公开的方面的头戴式设备。

图3A示出了根据本公开的方面的包括内场调光器的头戴式设备的一部分。

图3B示出了根据本公开的方面的具有近眼光学组件的变暗区域的图3A的头戴式设备的部分。

图4A是根据本公开的方面的近眼光学组件的横截面图。

图4B是根据本公开的方面的具有调光层的变暗区域的图4A的近眼光学组件的横截面图。

图5是根据本公开的方面的包括向眼侧滤光器和背侧滤光器的近眼光学组件的横截面图。

图6是根据本公开的方面的包括多个调光层的近眼光学组件的横截面图。

图7是根据本公开的方面的包括用于将调光层与激活层间隔开的间隙的近眼光学组件的横截面图。

图8示出了根据本公开的方面的具有矩形形状变暗区域的头戴式设备的一部分。

图9A和9B示出了根据本公开的方面的包括具有多个内场调光器的近眼光学组件的头戴式设备的一部分。

图10示出了根据本公开的方面的包括具有多个内场调光器的近眼光学组件的头戴式设备的一部分，该多个内场调光器提供分离且不同的变暗区域。

图11示出了根据本公开的方面的包括近眼光学组件的头戴式设备的一部分，该近眼光学组件具有用于泄漏激活光以提供变暗区域的波导。

图12示出了根据本公开的方面的具有包括光学耦合到单个波导的多个提取特征的内场调光器的头戴式设备的一部分。

图13示出了根据本公开的方面的具有包括衍射光栅的内场调光器的头戴式设备的一部分。

图14A示出了根据本公开的方面的包括数字投影仪的示例头戴式设备。

图14B示出了根据本公开的方面的包括数字投影仪的头戴式设备的另一示例。

图15是根据本公开的方面的与激光扫描仪一起使用的头戴式显示器的近眼光学组件的横截面图。

图16是根据本公开的方面的近眼光学组件的横截面图，该近眼光学组件包括与激光扫描仪一起使用的向眼侧滤光器和背侧滤光器。

图17示出了根据本公开的方面的用于动态控制内场调光器的示例计算设备。

图18示出了根据本公开的方面的由近眼光学组件的调光层提供的变化的变暗量。

具体实施方式

在以下描述和相关附图中公开了各个方面和实施例，以示出与由头戴式设备提供的局部调光相关的特定示例。在阅读本公开内容后，替代方面和实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的，并且可以在不脱离本公开的范围或精神的情况下进行构造和实践。另外，将不详细描述或可以省略公知的元件，以免混淆本文所公开的方面和实施例的相关细节。

在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全都指同一实施例。此外，特定特征、结构或特点可以以任何合适的方式被组合在一个或多个实施例中。

在本公开的一些实施方式中，术语“近眼”可以被定义为包括被配置为在近眼设备被使用时被放置在用户眼睛的50mm内的元件。因此，“近眼光学元件”或“近眼系统”将包括被配置为被放置在用户眼睛的50mm内的一个或多个元件。

在本公开的方面中，可见光可以被定义为具有约380nm至700nm的波长范围。不可见光可以被定义为具有在可见光范围之外的波长的光，诸如紫外光和红外光。具有约为700nm至1mm的波长范围的红外光包括近红外光。在本公开的方面中，近红外光可以被定义为具有约700nm至1.4μm的波长范围。紫光可以包括具有波长在约380至450nm范围内的光。

如上所述，头戴式设备可以包括显示器，该显示器被配置为呈现数据、信息、图像或其他虚拟图形，同时允许用户观看现实世界。然而，如果环境太亮，如果虚拟图形与现实世界的用户当前视图之间的对比度不足，如果虚拟图形的颜色与虚拟图形后面的现实世界的颜色相匹配，或其一些组合，则用户可能难以观看虚拟图形。作为示例，图1A示出了通过头戴式设备的光学组件102的现实世界场景100的用户视图。如图1A所示，光学组件102允许用户观看现实世界场景100，同时向用户呈现虚拟图形104。在所示示例中，虚拟图形104是图标，但在其它示例中，虚拟图形104可包括文本、图片、视频或由光学组件102生成的用于呈现给用户的其它视觉信息。然而，如图1A所示，虚拟图形104被定位在光学组件102上与现实世界对象106的用户视图(例如，在图1A中被示为灌木/矮树丛)相同的位置处。在一些示例中，现实世界对象106可能干扰用户对虚拟图形104的可见性。即，现实世界对象106可以是与虚拟图形104相同或相似的颜色，和/或现实世界对象106与虚拟图形104之间的对比度可能太低。因此，在一些情况下，虚拟图形104对于用户而言可能难以辨别它何时与现实世界对象106的用户视图位于同一位置。

相应地，本公开的方面提供对从现实世界场景100接收到的光的局部调光以增加虚拟图形104的可见性。例如，图1B示出了由光学组件102提供的区域108的变暗。如图所示，区域108被光学组件102变暗，以在对应于现实世界对象106和虚拟图形104的位置处对从现实世界场景100接收到的光进行调光或者遮挡。在一些示例中，“局部调光”指的是仅对由光学组件102提供的视场的一部分(例如，小于整个视场)进行调光。图1B示出相对于图1A所示的视图未改变的虚拟图形104，但是虚拟图形104可能由于由区域108的变暗所提供的现实世界对象106的调光而具有增加的可见性。

由光学组件102提供的调光可以由光学组件102的调光层提供，该调光层包括响应于暴露于光波长范围而变暗的光致变色材料。在一些方面，当被激活时，光致变色材料可以经历可逆的光化学反应，可逆的光化学反应导致其可见光吸收、强度和/或波长的变化。

在一些实施例中，通过包括在光学组件102内的一个或多个内场(in-field)调光器来激活调光层的区域(诸如区域108)的变暗。内场调光器可包括波导、提取特征(extraction feature)、衍射光栅等，其被并入在光学组件102内，其中内场调光器被配置为选择性地发射激活光以激活与光学组件102的特定区域对应的光致变色材料的变暗。

在其他实施例中，区域108的变暗可以由被并入在头戴式设备中的数字投影仪来激活。例如，数字投影仪可以被安装到头戴式设备的框架和/或镜腿臂上，以选择性地发射激活光到光学组件102的特定区域，以激活光致变色材料的变暗。下面将更详细地讨论这些实施例和其它实施例。

图2示出了根据本公开的方面的示例头戴式设备200。头戴式设备(诸如头戴式设备200)是一种类型的智能设备，通常被佩戴在用户的头部以向用户提供人工现实内容。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式被调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混杂现实(hybrid reality)或其一些组合和/或衍生物。

示出的头戴式设备200的示例包括框架202、镜腿臂204A和204B，以及近眼光学组件206A和近眼光学组件206B。图2还示出了近眼光学组件206A的示例的分解图。近眼光学组件206A被示为包括显示层210、激活层212和调光层214。

如图2所示，框架202耦合到镜腿臂204A和204B，用于将头戴式设备200固定到用户的头部。示例头戴式设备200还可以包括并入到框架202和/或镜腿臂204A和204B中的支撑硬件。头戴式设备200的硬件可以包括处理逻辑、用于发送和接收数据的有线和/或无线数据接口、图形处理器，以及用于存储数据和计算机可执行指令的一个或多个存储器中的任一者。在一个示例中，头戴式设备200可以被配置为接收有线功率和/或可以被配置为由一个或多个电池供电。此外，头戴式设备200可以被配置为接收包括视频数据的有线和/或无线数据。

图2示出被配置为安装到框架202的近眼光学组件206A和206B。框架202可以通过围绕近眼光学组件206A和206B的外围的至少一部分来容纳近眼光学组件206A和206B。近眼光学组件206A被配置为在近眼光学组件206A的背侧(backside)211处接收可见场景光222，并且将光学路径上的可见场景光222朝着向眼侧(eyeward side)209引导。在一些示例中，近眼光学组件206A可以对用户呈现为透明以便于增强现实或混合现实，使得用户可以观看来自环境的可见场景光222，同时还接收通过显示层210被引导到他们眼睛的显示光224。在另外的示例中，近眼光学组件206A和206B中的一些或全部可以并入到虚拟现实耳机中，其中近眼光学组件206A和206B的透明特性允许用户观看并入在虚拟现实耳机中的电子显示器(例如，液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器、微LED显示器等)。

如图2所示，显示层210被设置在介于近眼光学组件206A的向眼侧209与背侧211之间的近眼光学组件206A的光学路径上。特别地，显示层210被设置在向眼侧209与调光层214之间。在一些示例中，显示层210可以包括波导216，波导216被配置为引导显示光224以向头戴式设备200的用户的眼睛呈现一个或多个虚拟图形。在一些方面中，波导216被配置为将由电子显示器产生的显示光224引导到用户的眼睛。在一些实施方式中，电子显示器的至少一部分被包括在头戴式设备200的框架202中。电子显示器可以包括用于产生显示光224的LCD、有机发光二极管(OLED)显示器、微LED显示器、微微投影仪或硅基液晶(LCOS)显示器。

图2示出了调光层214被设置在介于向眼侧209与背侧211之间的近眼光学组件206A的光学路径上。特别地，调光层214被示为被设置在显示层210与背侧211之间。在一些示例中，调光层214包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗。例如，光致变色材料可以被配置为响应于暴露于不可见光(诸如红外(IR)和/或紫外(UV)光)而经历可逆的光化学反应。在其它示例中，光致变色材料可以响应于暴露于具有在400到440nm范围内的波长的紫光而被激活以变暗。在一些方面，光致变色材料是被施加到透明材料(诸如塑料或玻璃)的膜或染料。在其它方面，光致变色材料由悬浮在透明衬底(诸如塑料或玻璃)内的光致变色化合物提供。

在一些方面，调光层214的光致变色材料分布在由近眼光学组件206A提供的整个视场上(例如，分布在整个调光层214上)。在其他方面，光致变色材料可以仅在视场的某些部分(例如，调光层214的上半部分)中被提供。

图2还示出了近眼光学组件206A包括被设置在近眼光学组件206A的光学路径上、与调光层214相邻的激活层212。尽管所示示例示出了激活层212被设置在调光层214的向眼侧209上，但是在其他示例中，激活层212可以被设置在调光层214的背侧211上。激活层212还被示为包括至少一个内场调光器218。内场调光器被配置为选择性地发射激活光226以激活调光层214的区域220的变暗。在一些示例中，激活光226在激活调光层214的光致变色材料的光波长范围内(例如，IR光、UV光、紫光等)。

在一些示例中，内场调光器218可以被设置在透明衬底上并且可以被配置为朝向调光层214发射激活光226。在一些方面，内场调光器218可以包括波导，该波导被配置为将由被并入到框架202的边沿中的光源生成的光引导到提取特征或衍射光栅，用于将光作为激活光226朝向调光层214发射。生成激活光的光源可以是发光二极管、微发光二极管(micro-LED)、边缘发射LED、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)二极管或超发光二极管(SLED)。

如图2所示，内场调光器218被设置在由近眼光学组件206A提供的视场内。虽然内场调光器218可以将较小的遮挡引入到近眼光学组件206A中，但是内场调光器218可以小到对于头戴式设备200的佩戴者而言不明显或微不足道。此外，来自内场调光器218的任何遮挡将被放置得离眼睛如此近以至于人眼无法聚焦，因此有助于内场调光器218不明显或微不足道。

在一些示例中，激活层212和/或调光层214可以具有用于将光(例如，场景光222)聚焦到用户眼睛的曲率。因此，在一些示例中，激活层212和/或调光层214可以被称为透镜。在一些方面，激活层212和/或调光层214具有对应于用户规范的厚度和/或曲率。换句话说，激活层212和/或调光层214可以是处方透镜。

如上所述，激活层212的内场调光器218被配置为朝向调光层214发射激活光226以激活区域220的变暗。在一些示例中，由头戴式设备200的计算设备动态地确定内场调光器218的启用。例如，头戴式设备200可以包括计算设备，该计算设备确定可见场景光222是否将干扰由区域220中的可见显示光224生成的虚拟图形的可见性。计算设备可以基于区域220内的可见场景光222的颜色的比较和/或通过确定区域220内的可见场景光222与可见显示光224之间的对比度来做出这样的确定。如果区域220内的可见场景光222的颜色与可见显示光224的颜色相同或相似，和/或如果可见场景光222与可见显示光224之间的对比度低于低对比度阈值，则计算设备可以启用内场调光器218来发射激活光226以使区域220变暗。

在一些方面，由激活光226诱导的调光层214的光化学反应可以是可逆的。在一个实施例中，禁用内场调光器218，使得其不再发射激活光226，允许调光层214的光致变色材料自然地恢复到其先前非变暗的状态。在其他实施例中，头戴式设备200可以被配置为通过将漂白光引导到调光层214来主动地将调光层214恢复到其非变暗状态。在一些示例中，褪色光(bleaching light)可以由内场调光器218或由被包括在头戴式设备200中的其他光源(未明确示出)发射。褪色光可以是具有增加光致变色材料被恢复到其非变暗状态的速率的波长的光，例如可见光、UV光和/或IR光。

图3A示出了根据本公开的方面的包括内场调光器的头戴式设备300的一部分。示出的头戴式设备300的示例被示为包括框架302、近眼光学组件304、光源306、光学波导308和提取特征310(光学波导308和提取特征310在本文中统称为内场调光器)。头戴式设备300是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式，其中框架302对应于框架202并且近眼光学组件304对应于近眼光学组件206A。

如图3A所示，光源306可以被并入到头戴式设备300的框架302中，其中光源306被配置为选择性地生成激活光(例如，图2的激活光226)。光学波导308可以是被嵌入在调光层(例如，调光层214)的低折射率包层内的透明高折射率波导。在一些示例中，光学波导308通过折射率匹配棱镜或通过光栅内耦合器光学地耦合到光源306。光学波导308被配置为将来自光源306的激活光在近眼光学组件304的外围引导(例如，通过全内反射)到视场内的提取特征310。

提取特征310光学地耦合到光学波导308，并且被配置为朝向调光层发射激活光以激活近眼光学组件304的区域的变暗。例如，图3B示出了头戴式设备300，其中内场调光器被启用以使近眼光学组件304的区域312变暗。在一些示例中，提取特征310包括锥形扩展器以将激活光外耦合以具有扩展的光束宽度。

图4A是根据本公开的方面的近眼光学组件400的横截面图。所示的近眼光学组件400的示例被示为包括显示层410、激活层412和调光层414。图4A中还示出了头戴式设备的用户的眼睛402。近眼光学组件400是图2的近眼光学组件206A的一种可能的实施方式。

如图4A所示，显示层410被配置为将可见显示光224朝向近眼光学组件400的向眼侧209引导，以向眼睛402呈现一个或多个虚拟图形。近眼光学组件400还被示为在背侧211处接收可见场景光222A-222C，其中近眼光学组件400被配置为将可见场景光222A-222C引导到向眼侧209用于供眼睛402观看。激活层412被示为包括光学地耦合到提取特征404的光学波导401。光学波导401和提取特征404如图所示被嵌入在激活层412的透明材料406内。当内场调光器(例如，光学波导401和提取特征404)被禁用(即，不发射激活光)时，则场景光222A-222C被允许基本上不受影响地传播通过调光层414。

图4B是当内场调光器被启用发射激活光226以激活调光层414内的区域420的变暗时图4A的近眼光学组件400的横截面图。如图4B所示，调光层414内的光致变色材料的变暗被限制在区域420，其中没有通过区域420的场景光222A和222C继续基本上未受影响地传播通过调光层414，而确实通过区域420的场景光222B实际上被调到经调光的场景光222D。在一些示例中，区域420的变暗增加了可见场景光222B的吸收，使得可见场景光222D具有比可见场景光222B更低的亮度。在其他示例中，区域420的变暗可以阻挡可见场景光222B，使得基本上没有可见场景光222B通过调光层414。

图5是根据本公开的方面的包括背侧滤光器502A和向眼侧滤光器502B的近眼光学组件500的横截面图。近眼光学组件500是图2的近眼光学组件206A的一个可能的实施方式。

如图5所示，背侧滤光器502A被设置在介于背侧211与调光层414之间的近眼光学组件500的光学路径上。背侧滤光器502A可以被配置为吸收和/或反射激活光226以防止激活光226泄漏到近眼光学组件500之外。背侧滤光器502A还可以被配置为阻挡会激活调光层414的光致变色材料的变暗的外部光(例如，场景光或入射在背侧211上的其他光)。如图5进一步所示，背侧滤光器502A被配置为使可见场景光222A-222C通过。

在一些实施例中，背侧滤波器502A被配置为选择性地在第一状态与第二状态之间切换。第一状态可以使得背侧滤光器502A能够阻挡将激活调光层414的光致变色材料的变暗的光波长范围(在背侧211处接收)，同时使可见场景光222A-222C通过。第二状态可以使得背侧滤光器502A能够通过光波长范围和可见场景光222A-222C。当处于第二状态时，背侧滤光器502A可以允许在近眼光学组件500的整个视场上使调光层414变暗，诸如在亮光条件下可能是期望的。在该实施例中，背侧滤波器502A可以包括一个或多个可切换波片和至少一个偏振层。

图5还将近眼光学组件500示出为包括向眼侧滤光器502B，向眼侧滤光器502B被设置在介于向眼侧209与调光层414之间的近眼光学组件500的光学路径上。向眼侧滤光器502B可以被配置为吸收和/或反射激活光226，以防止激活光226泄漏到近眼光学组件500之外。向眼侧滤光器502B还可以被配置为阻挡会激活调光层414的光致变色材料的变暗的外部光(例如，场景光或入射到向眼侧209上的其他光)。如图5中进一步所示，向眼侧滤光器502B被配置为使可见场景光222A-222D通过。

图6是根据本公开的方面的包括多个调光层602和604的近眼光学组件600的横截面图。近眼光学组件600是图2的近眼光学组件206A的一个可能的实施方式。

在一些实施方式中，内场调光器(例如，提取特征404)可以被配置为在多个(例如，相反的)方向上发射激活光。例如，图6将提取特征404示出为朝着向眼侧209发射激活光608以及朝着近眼光学组件600的背侧211发射激活光606。因此，在一些示例中，近眼光学组件600可以包括多个调光层，每个调光层包括光致变色材料。如图6所示，激活层412被设置在第一调光层602与第二调光层604之间。提取特征404被配置为朝向第一调光层602发射激活光606以激活第一区域610的变暗。提取特征还被配置为朝向第二调光层604发射激活光608以激活第二区域612的变暗。

图7是根据本公开的方面的包括用于将调光层414与激活层702间隔开的间隙706的近眼光学组件700的横截面图。近眼光学组件700是图2的近眼光学组件206A的一个可能的实施方式。在一些示例中，可以提供间隙706以增加激活光712的光束宽度714并且还增加变暗的区域710的尺寸。在一个示例中，间隙706由放置在激活层702与调光层414之间的一个或多个间隔件708提供，使得间隙706是空气间隙。在其它示例中，间隙706可由透明层(诸如玻璃或塑料)提供。

在一些方面，包括在激活层中的提取特征可以被配置为发射激活光，使得变暗的调光层的区域具有各种形状和/或配置。例如，再参考图3B，提取特征310被配置为发射激活光，使得区域312是圆形形状的。在另一实施方式中，图8示出了根据本公开的方面的具有矩形形状的变暗区域812的头戴式设备800的一部分。所示的头戴式设备800的示例被示为包括框架802、光学组件804和光源806。光学组件804被示为包括光学波导808和提取特征810。如图所示，提取特征810被配置为发射具有矩形轮廓的激活光，从而产生变暗的正方形区域812。在一些实施例中，提取特征810包括一个或多个被设计和制造为实现期望的光输出图案的微光栅、纳米光栅和/或元表面。头戴式设备800是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。

图9A和9B示出了根据本公开的方面的包括具有多个内场调光器(即，提取特征910A-910M)的近眼光学组件904的头戴式设备900的一部分。示出的头戴式设备900的示例被示为包括框架902和近眼光学组件904。框架902被示为包括光源906A-906M，而近眼光学组件904被示为包括提取特征910A-910M。头戴式设备900是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。

如图9A所示，框架902包括多个光源906A-906M。每个光源906A-906M可以是单独可控的，以生成相应的激活光。图9A进一步示出了多个提取特征910A-910M，这些提取特征耦合为经由相应的光学波导从相应的光源906A-906M接收激活光。尽管图5A将近眼光学组件904示出为包括十三个内场调光器(例如，提取特征910A-910M)，但是在其他实施例中，近眼光学组件904可以包括任何数目的内场调光器，包括一个或多个。此外，内场调光器可以以各种配置被布置在视场内，其中内场调光器仅在视场的一部分上或在整个视场上提供覆盖。

如图所示，每个提取特征910A-910M被配置为发射激活光以使近眼光学组件904的调光层的相应区域912A-912M变暗。在一些示例中，头戴式设备900的计算设备可以选择性地启用一个或多个光源906A-906M来动态地使各种区域912A-912M变暗。在一些示例中，确定区域912A-912M中的哪一个变暗是基于要由近眼光学组件904生成的虚拟图形的尺寸、形状、数目和/或位置。图9B示出了光源906C、906E和906F-906K被启用以使相应的区域912C、912E和912F-912K变暗而光源906A、906B、906D、906L和906M被禁用(即，不生成激活光)的示例。

图10示出了根据本公开的方面的包括近眼光学组件1004的头戴式设备1000的一部分，近眼光学组件1004具有提供分离且不同的变暗区域1014A-1014C的多个内场调光器。头戴式设备1000是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。头戴式设备1000被示为包括框架1002和近眼光学组件1004。框架1002被示为包括光源1006、1008和1010。近眼光学组件1004被示为包括多个内场调光器(即，提取特征1012A-1012K)。

在一些实施方式中，由近眼光学组件1004生成的虚拟图形可以在视场内的已知且可重复的位置中被生成。因此，内场调光器可以位于近眼光学组件1004内以提供对应于针对虚拟图形的这些已知位置的区域1014A-1014D。此外，光源1006、1008和1010中的每一者可以被单独地控制，使得区域1014A-1014D中的每一者可基于确定的需要单独地变暗。

图11示出了根据本公开的方面的包括具有光学波导1108的近眼光学组件1104的头戴式设备1100的一部分，该光学波导1108用于泄漏激活光以提供变暗区域1110。示出的头戴式设备1100的示例被示为包括框架1102和近眼光学组件1104。框架1102被示为包括光源1106，并且近眼光学组件1104被示为包括光学波导1108。头戴式设备1100是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。

通过耦合到光学波导的专用提取特征来提供内场调光器的上述示例。然而，在一些实施例中，可以省略提取特征，其中光学波导被配置为朝向近眼光学组件的调光层泄漏激活光。例如，光学波导1108可以被设计为当激活光传播通过光学波导1108时，以受控的方式固有地有损耗的。激活光可以离开光学波导1108朝向调光层，以激活区域1110中的变暗。在另一个示例中，光学波导1108可以被设计为具有较小的损耗，但是所设计的散射体沿着光学波导1108的长度被布置并且被集成到光学波导1108中。当激活光在光学波导1108中传播并遇到散射体时，激活光的一部分从光学波导1108泄漏到调光层中以使区域1110变暗。

图12示出了根据本公开的方面的具有包括光学地耦合到单个波导1208的多个提取特征1210的内场调光器的头戴式设备1200的一部分。示出的头戴式设备1200的示例被示为包括框架1202和近眼光学组件1204。框架1202被示为包括光源1206，并且近眼光学组件1204被示为包括光学波导1208和多个提取特征1210。头戴式设备1200是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。

如图12所示，提取特征1210中的每个提取特征光学地耦合到光学波导1208。在操作时，光学波导1208被配置为将来自光源1206的激活光引导到提取特征1210中的每个提取特征，其中每个提取特征1210被配置为朝向调光层发射激活光以使区域1212变暗。

图13示出了根据本公开的方面的具有包括衍射光栅1312的内场调光器的头戴式设备1300的一部分。示出的头戴式设备1300的示例被示为包括框架1302和近眼光学组件1304。框架1302被示为包括光源1306，并且近眼光学组件1304被示为包括光学波导1308、锥形扩展器1310和衍射光栅1312。头戴式设备1300是图2的头戴式设备200的一个可能的实施方式。

在所示示例中，衍射光栅1312(例如，体布拉格光栅)通过锥形扩展器1310光学地耦合到光学波导1308。光学波导1308被配置为将来自光源1306的激活光引导到衍射光栅，其中衍射光栅1312被配置为将激活光朝向调光层引导以使区域1314变暗。

上述示出的实施例通过被包括在光学组件内的一个或多个内场调光器来提供针对调光层的一个或多个区域的变暗。然而，在其他实施例中，调光层的区域的变暗由被并入到头戴式设备中的数字投影仪激活。例如，图14A示出了根据本公开的方面的包括数字投影仪1408A的头戴式设备1400A。

示出的头戴式设备1400A的示例被示为包括框架1402、镜腿臂1404、近眼光学组件1406和数字投影仪1408A。在一些方面，数字投影仪1408A可以被设置在镜腿臂1404上的近眼光学组件1406的向眼侧。如图所示，数字投影仪1408A可以是被配置为发射激活光1410A以激活被包括在近眼光学组件1406中的调光层的区域1412的变暗的激光扫描仪。在一些实施例中，由数字投影仪1408A生成的激活光1410A是激活包括在调光层中的光致变色材料的变暗的光波长范围的可操控激光束。

在一些方面，数字投影仪1408A的激光扫描仪被配置为通过区域1412内的光栅扫描的方式来引导激活光1410A，以激活调光层的变暗。尽管图14A将数字投影仪1408A示为引导激活光1410A以使单个矩形区域1412变暗，但是数字投影仪1408A还可以被配置为引导激活光1410A以使调光层的多个分离且不同的区域变暗并且具有各种形状(例如，圆形形状、不规则形状、椭圆形形状等)。在一些实施例中，数字投影仪1408A包括用于生成激活光1410A的单个激光光源。在其他实施例中，数字投影仪1408A可以包括用于生成显示光以将虚拟图形(例如，图1A和图1B的虚拟图形104)投影到近眼光学组件1406上的一个或多个附加光源。例如，数字投影仪1408A可以包括用于生成激活光1410A(即，在使调光层变暗的光波长范围内)的第一激光光源和用于生成虚拟图形的附加的红激光光源、绿激光光源和蓝激光光源。

如上所述，数字投影仪1408A可以包括激光扫描仪，其被配置为通过区域1412内的光栅扫描的方式来引导激活光1410A，以激活调光层的变暗。然而，在其他实施例中，数字投影仪可以同时将激活光投影到整个区域1412上。例如，图14B示出了根据本公开的各方面的包括数字投影仪1408B的另一头戴式设备1400B。如图14B所示，数字投影仪1408B被配置为发射激活光1410B以使整个区域1412同时变暗。

在一些方面中，数字投影仪1408B包括多个像素，这些像素可被配置为以期望的图案生成激活光1410B，以使区域1412变暗。例如，数字投影仪1408B可以包括数字微镜器件(DMD)、硅基液晶(LCOS)器件、微发光二极管(uLED)器件等。

在一些实施例中，数字投影仪1408B包括用于生成激活光1410B的单个光源。在其他实施例中，数字投影仪1408B可以包括用于生成显示光以将虚拟图形(例如，图1A和图1B的虚拟图形104)投影到近眼光学组件1406上的一个或多个附加光源。作为示例，当被实现为LCOS器件时，数字投影仪1408B可以包括用于生成激活光1410B(即，在使调光层变暗的光波长范围内)的第一LCOS器件，以及用于生成虚拟图形的至少一个附加的LCOS器件(例如，红色，绿色和蓝色)。在操作时，数字投影仪1408B可以被配置为用红光、绿光和蓝光顺序地照射一个LCOS器件，然后用激活光1410B(例如，UV、IR、紫光等)照射另一个LCOS器件。

图15是根据本公开的方面的与激光扫描仪一起使用的头戴式显示器的近眼光学组件1506的横截面图。近眼光学组件1506被示为包括显示层1510和调光层1514。近眼光学组件1506是图14A和图14B的近眼光学组件1406的一种可能的实施方式。

如图15所示，调光层1514被设置在介于向眼侧1509与背侧1511之间的近眼光学组件1506的光学路径上。显示层1510被设置在介于调光层1514与向眼侧1509之间的光学路径上。显示层1510还被示为将显示光1524朝着向眼侧1509引导，以向头戴式设备的用户的眼睛402呈现一个或多个虚拟图形。

在一些方面，调光层1514类似于图4A的调光层414，因为调光层1514包括光致变色材料，该光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围(例如，IR、UV、紫光等)而变暗。如图15所示，激光扫描仪1408被配置为发射在光波长范围内的激活光1410，以激活调光层1514的区域1512的变暗。

图16是根据本公开的方面的近眼光学组件1600的横截面图，近眼光学组件1600包括与激光扫描仪1408一起使用的背侧滤光器1602A和向眼侧滤光器1602B。示出的近眼光学组件1600的示例被示为包括显示层1610、调光层1614、背侧滤光器1602A和向眼侧滤光器1602B。近眼光学组件1600是图14A和图14B的近眼光学组件1406的一种可能的实施方式。

如图15所示，背侧滤光器1602A被设置在介于背侧1611与调光层1614之间的近眼光学组件1600的光学路径上。背侧滤光器1602A可以被配置为吸收和/或反射激活光1410以防止激活光1410泄漏到近眼光学组件1600之外。背侧滤光器1602A还可以被配置为阻挡会激活调光层1614的光致变色材料的变暗的外部光(例如，场景光或入射在背侧1611上的其他光)。如图16进一步所示，背侧滤光器1602A被配置为使可见场景光222通过。

在一些实施例中，背侧滤波器1602A被配置为选择性地在第一状态与第二状态之间切换。第一状态可以使得背侧滤光器1602A能够阻挡会激活调光层1614的光致变色材料的变暗的光波长范围(在背侧1611处被接收)，同时使可见场景光222通过。第二状态可以使得背侧滤光器1602A能够通过光波长范围和可见场景光222。当处于第二状态时，背侧滤光器1602可以允许在近眼光学组件1600的整个视场上使调光层1614变暗，诸如在亮光条件下可能是期望的。在该实施例中，背侧滤波器1602A可以包括一个或多个可切换波片和至少一个偏振层。

图16还将近眼光学组件1600示出为包括被设置在介于向眼侧1609与调光层1614之间的近眼光学组件1600的光学路径上的向眼侧滤光器1602B。向眼侧滤光器1602B可以被配置为吸收和/或反射激活光1410以防止激活光1410泄漏到近眼光学组件1600之外。向眼侧滤光器1602B还可以被配置为阻挡会激活调光层1614的光致变色材料的变暗的外部光(例如，场景光或入射到向眼侧1609上的其他光)。如图16中进一步所示，向眼侧滤光器1602B被配置为使可见场景光222通过。

在一些实施例中，向眼侧滤光器1602B被配置为将激活光1410传递到调光层1614，但也阻挡光波长范围内的其它光。例如，向眼侧滤光器1602B可以被配置为使由激光扫描仪1408生成的UV光通过，但是阻挡其他UV光(例如，来自环境)，否则其他UV光会激活调光层1614的变暗。在一个示例中，向眼侧滤光器1602B可以选择性地允许激活光1410以角度选择性的方式通过。即，可以将向眼侧滤光器1602B配置为基于激活光1410在向眼侧滤光器1602B上的入射角使激活光1410通过。在一个示例中，因为激光扫描仪1408相对于近眼光学组件以已知的位置和已知的角度被安装到头戴式设备的镜腿臂(例如，图14的镜腿臂1404)，所以这可以被实现。

在一些实施例中，向眼侧滤光器1602B包括衍射光栅，该衍射光栅被配置为使激活光1410通过并且阻挡在光波长范围内的其他光。在另一个实施例中，向眼侧滤光器1602B包括电介质镜，该电介质镜被配置为使激活光1410通过并且阻挡在光波长范围内的其它光。

图17示出了根据本公开的各方面的用于内场调光器的动态控制的示例计算设备1702。所示的计算设备1702的示例被示为包括通信接口1704、一个或多个处理器1706、硬件1708和存储器1710。在一个示例中，图17所示的一个或多个部件可以被并入到图2的头戴式设备200的框架202和/或镜腿臂204A/204B中。在另一示例中，图17所示的一个或多个部件可以被并入到图14A和图14B的头戴式设备1400A和1400B的框架1402和/或镜腿1404中。在其他示例中，图17中所示的一个或多个部件可以被并入到远程计算设备中，该远程计算设备通信地耦合到头戴式设备200/1400，用于执行内场调光器的动态控制的一个或多个方面。

通信接口1704可以包括使得计算设备1702能够向其他联网设备传输数据和从其他联网设备接收数据的无线和/或有线通信部件。硬件1708可以包括附加硬件接口、数据通信部件或数据存储硬件。例如，硬件接口可以包括数据输出设备(例如，电子显示器、音频扬声器)和一个或多个数据输入设备。

存储器1710可以使用诸如计算机存储介质的计算机可读介质来实现。在一些方面，计算机可读介质可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和/或非易失性、可移动和/或不可移动介质。计算机可读介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、高清晰度多媒体/数据存储盘、或其它光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或可用于存储供计算设备访问的信息的任何其它非传输介质。

计算设备1702的处理器1706和存储器1710可以实现显示模块1712和调光控制模块1714。显示模块1712和调光控制模块1714可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序指令、对象和/或数据结构。存储器1710还可以包括由显示模块1712和/或调光控制模块1714使用的数据存储设备(未示出)。

显示模块1712可以被配置为确定近眼光学组件的区域中的可见场景光(例如，图2的可见场景光222)将干扰由位于相同区域中的可见显示光224生成的虚拟图形(例如，图1的虚拟图形104)的可见性。在一些实施方式中，头戴式设备可以包括提供关于可见场景光的信息(例如，亮度、对比度、颜色等)的一个或多个光传感器。在另一种实施方式中，头戴式设备可以包括相机，该相机被定位(例如，在图2的镜腿臂204B上)以获得由光学组件提供的视场的图像。显示模块1712可接收来自光传感器的图像和/或数据以确定可见场景光是否干扰虚拟图形的可见性。

在一些方面中，显示模块1712基于从光传感器获得的读数和/或通过对视场的图像执行图像处理来确定虚拟图形的可见性。这可以包括确定环境亮度和/或确定可见场景光与虚拟图形之间的对比度。在另一示例中，显示模块1712可通过比较对应于要显示虚拟图形的区域的区域中的可见场景光的颜色来确定虚拟图形的可见性。如果可见场景光太亮，则场景光与虚拟图形之间的对比度太低，和/或如果场景光的颜色类似于虚拟图形的颜色，则显示模块1712然后确定可见场景光将确实干扰虚拟图形的可见性。

响应于显示模块1712确定可见场景光将干扰虚拟图形的可见性，调光控制模块1714然后可以激活近眼光学组件的调光层的一个或多个区域的变暗，以对可见场景光进行调光和/或遮挡。例如，参考图2的头戴式设备200，调光控制模块1714可以启用内场调光器218来发射激活光226以激活调光层214中的区域220的变暗。如上所述，区域220的变暗可以对区域220内的可见场景光222进行调光，以增加由显示光224生成的虚拟图形的可见性。

作为另一示例，并且参考图14A的头戴式设备1400，调光控制模块1714可以控制数字投影仪1408A发射激活光1410A以激活区域1412的变暗，从而增加由区域1412内的近眼光学组件1406的显示层生成的虚拟图形的可见性。调光控制模块1714还可以被配置为控制数字投影仪1408A的激光扫描仪来光栅扫描区域1412以激活变暗。在一些实施例中，调光控制模块1714可以被配置为控制数字投影仪1408A以引导激活光1410A来使调光层的多个分离且不同的区域变暗。

在一些方面中，调光控制模块1714可以被配置为改变由调光层的区域提供的变暗量。例如，图18示出了根据本公开的方面的由近眼光学组件1802的调光层提供的不同的变暗量。近眼光学组件1802示出可以由图2的近眼光学组件206A和/或可以由图14A和图14B的近眼光学组件1406提供的各种变暗量。例如，第一区域1804被变暗第一量，第二区域1806被变暗第二量，第三区域1808被变暗第三量。在一些方面中，使特定区域变暗的量是基于使虚拟图形对用户充分可见所需的调光量来确定的。例如，在一些实施方式中，视场的上部区域可以包括天空的视图，该天空的视图一般比包括地面的视图的视场的下部区域更亮。因此，视场的上半部中的区域可能比视场的下半部中的区域更暗。甚至仍然，与周围区域相比，由外部光源(例如，迎面而来的车辆前灯、灯等)引起的视场内的亮点可能需要被更多地进行调光。

当并入到图2的头戴式设备200或图14B的头戴式设备1400B中时，改变变暗量可以包括调光控制模块1714执行内场调光器218或数字投影仪1408A的光源的脉宽调制。例如，调光控制模块1714可以调节光源的频率、开启(ON)时间和/或断开(OFF)时间，以增加或减少调光层的变暗量。

当并入到图14A的头戴式设备1400A中时，改变变暗量可以包括调光控制模块1714控制数字投影仪1408A的激光扫描仪的扫描速度和/或激光功率，以增加或减少包括在近眼光学组件1406中的调光层的变暗。

本发明的实施例可包括人工现实系统或结合人工现实系统来实现。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式被调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混杂现实或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或与捕获的(例如，现实世界)内容组合的生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或其一些组合，并且可以在单个通道或多个通道(诸如对观看者产生三维效果的立体视频)中呈现它们中的任何一者。此外，在一些实施例中，人工现实还可与应用程序、产品、附件、服务或其一些组合相关联，它们在人工现实中创建内容和/或以其它方式用于(例如，在人工现实中执行活动)人工现实。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上被实现，包括连接到主机系统的头戴式显示器(HMD)、独立HMD、移动设备或计算系统或能够向一个或多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台。

以上对本发明的说明性实施例的描述(包括摘要中所描述的内容)并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。虽然本文为了说明的目的描述了本发明的特定实施例和针对本发明的示例，但是相关领域的技术人员将认识到，在本发明的范围内进行各种修改是可能的。

根据上面的详细描述可以对本发明进行这些修改。以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定实施例。相反，本发明的范围完全由以下权利要求来确定，以下权利要求应根据权利要求解释的既定原则来解释。

Claims (15)

1.一种设备，包括：

光学组件，所述光学组件具有向眼侧和背侧，其中所述光学组件被配置为在所述光学组件的所述背侧处接收可见场景光，并且将光学路径上的所述可见场景光朝向所述向眼侧引导，其中所述光学组件包括：

调光层，所述调光层被设置在介于所述向眼侧与所述背侧之间的所述光学路径上，其中所述调光层包括光致变色材料，所述光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗；以及

数字投影仪，所述数字投影仪被设置在所述光学组件的所述向眼侧上，其中所述数字投影仪被配置为选择性地发射所述光波长范围内的激活光来激活所述调光层的区域的变暗，以对所述区域内的所述可见场景光进行调光。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述光学组件还包括：

显示层，所述显示层被设置在介于所述调光层与所述光学组件的所述向眼侧之间的所述光学路径上，其中所述显示层被配置为将可见显示光朝向所述向眼侧引导。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述激活光包括不可见光、紫外光、红外光或紫光。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述光学组件还包括：

背侧滤光器，所述背侧滤光器被设置在介于所述光学组件的所述背侧与所述调光层之间的所述光学路径上，其中所述背侧滤光器被配置为阻挡所述光波长范围并且使所述可见场景光通过；以及，可选地，

其中，所述背侧滤光器被配置为选择性地在用于阻挡所述光波长范围的第一状态与用于使所述光波长范围通过的第二状态之间切换，以在所述光学组件的整个视场上激活所述调光层的变暗。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述光学组件还包括：

向眼侧滤光器，所述向眼侧滤光器被设置在介于所述光学组件的所述向眼侧与所述调光层之间的所述光学路径上，其中所述向眼侧滤光器被配置为：

将所述激活光传递给所述调光层，

阻挡在所述光波长范围内的其他光，以及

使所述可见场景光通过。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述向眼侧滤光器被配置为基于所述激活光在所述向眼侧滤光器上的入射角来使所述激活光通过。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述向眼侧滤光器包括衍射光栅，所述衍射光栅被配置为使所述激活光通过并且阻挡所述光波长范围内的所述其它光。

8.根据权利要求5所述的设备，其中所述向眼侧滤光器包括电介质镜，所述电介质镜被配置为使所述激活光通过并且阻挡所述光波长范围内的所述其它光。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字投影仪包括激光扫描仪，所述激光扫描仪被配置为通过在所述调光层的所述区域内的光栅扫描的方式来引导所述激活光以激活所述变暗。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字投影仪被配置为引导所述激活光以使所述调光层的多个分离且不同的区域变暗。

11.一种头戴式设备，包括：

框架；

镜腿臂，所述镜腿臂耦合到所述框架；

数字投影仪，所述数字投影仪耦合到所述镜腿臂；以及

固定在所述框架内的光学组件，其中所述光学组件被配置为在所述光学组件的背侧处接收可见场景光，并且将光学路径上的所述可见场景光朝向所述光学组件的向眼侧引导，其中所述光学组件包括：

调光层，所述调光层被设置在介于所述向眼侧与所述背侧之间的所述光学路径上，其中所述调光层包括光致变色材料，所述光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗，并且其中所述数字投影仪被配置为选择性地发射所述光波长范围内的激活光来激活所述调光层的区域的变暗，以对所述区域内的可见场景光进行调光。

12.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中所述光学组件还包括：

显示层，所述显示层被设置在介于所述调光层与所述光学组件的所述向眼侧之间的所述光学路径上，其中所述显示层被配置为将可见显示光朝向所述向眼侧引导。

13.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中所述激活光包括不可见光、紫外光、红外光或紫光。

14.根据权利要求11所述的头戴式设备，其中所述光学组件还包括：

背侧滤光器，所述背侧滤光器被设置在介于所述光学组件的所述背侧与所述调光层之间的所述光学路径上，其中所述背侧滤光器被配置为阻挡所述光波长范围并且使所述可见场景光通过。

15.一种设备，包括：

显示层，所述显示层被配置为将可见显示光朝向所述设备的向眼侧引导以呈现虚拟图形，并且其中所述显示层被配置为使在所述设备的背侧处接收到的可见场景光通过；

调光层，所述调光层被设置在所述显示层与所述背侧之间，其中所述调光层包括光致变色材料，所述光致变色材料被配置为响应于暴露于光波长范围而变暗；

激光扫描仪，所述激光扫描仪被设置在所述设备的所述向眼侧上；以及

计算设备，所述计算设备被配置为响应于确定所述可见场景光将干扰所述虚拟图形的可见性，而控制所述激光扫描仪发射所述光波长范围内的激活光来激活所述调光层中的区域的变暗，以对所述可见场景光进行调光。

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