[發(fā)明專利]具有可變電致變色外部吸收能力的光學(xué)部件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910246890.3
• 申請(qǐng)日: 2009-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN101900918A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·塔博爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖特公司
• 主分類號(hào): G02F1/15
• 分類號(hào): G02F1/15;G02B6/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;蔣駿

臨時(shí)的優(yōu)先權(quán)請(qǐng)求

本申請(qǐng)要求基于在2008年11月10日提交的名稱為“OPTICALCOMPONENTS?HAVING?ELECTRO-CHROMIC?CONTRASTENHANCEMENT”的序列號(hào)為61/198,795的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。在先臨時(shí)申請(qǐng)中的包括附圖的全部公開內(nèi)容在本申請(qǐng)中引入以供參考。

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式以及實(shí)現(xiàn)總體上涉及圖象轉(zhuǎn)換陣列，例如纖維光學(xué)面板及其他光纖成像和光傳輸器件，更具體地涉及在這樣的器件中包括整體對(duì)比度增強(qiáng)。

2.背景技術(shù)

通過由柔性的或者相鄰熔凝的光導(dǎo)器件(例如光纖)組成的多個(gè)束傳輸光和圖象是已經(jīng)確定的技術(shù)。諸如倒轉(zhuǎn)、錐形和“直通”的導(dǎo)像管都是光纖技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。熔凝光纖導(dǎo)像管發(fā)現(xiàn)作為部件廣泛的用在如夜視鏡、步槍瞄準(zhǔn)鏡、X射線檢測(cè)器和醫(yī)療成像裝置的器件中，這些裝置是非限定的例子。

光吸收材料(例如玻璃)摻雜入如纖維光學(xué)面板、直通以及錐形之類的熔凝光學(xué)部件中，以便抑制串音、增強(qiáng)對(duì)比度和控制數(shù)值孔徑，是光纖工業(yè)中公知的。這些吸收材料，根據(jù)上下文所指示的可替換地被稱為外部吸收(EMA)材料、介質(zhì)、玻璃、光纖、細(xì)絲以及桿，根據(jù)三種常規(guī)方法中的一種或多種被通常并入。根據(jù)第一種方法，一種吸收涂層-或者甚至是套管或管子——被單獨(dú)地應(yīng)用在每個(gè)組成波導(dǎo)的外面，得到所謂的“圓周EMA”。圖1A示出了包含帶有圓周EMA材料的光纖的示例性光纖束的橫截面。參照?qǐng)D1B，第二種方法指示用吸收光纖取代束中所選擇的光導(dǎo)元件(例如光纖)，其中替代光纖可替換地被稱為“代替的”、“替換的”或“統(tǒng)計(jì)的”EMA光纖。根據(jù)第三種常用方法，吸收光纖被插入光纖陣列的間隙填充的空隙中。圖1C、1D和1E示出了包括這種通常所說的“間隙EMA光纖”的這種光纖的束的例子。

雖然圓周的、間隙的以及代替的EMA介質(zhì)很大程度上成功的抑制由于不想要的散射光的折射和傳播造成的串音，但是在各種配置中，對(duì)黑玻璃管和/或各個(gè)EMA光纖的需求，總是增加生產(chǎn)的復(fù)雜性和成本，而且還可給轉(zhuǎn)換的圖像帶來像差。另外，在陣列中的不同玻璃成分的引入增加了不相容的玻璃之間的不利相互作用的可能性。在成像或者照明束中并入玻璃基EMA元件的又一個(gè)限制是它們必須在處理中早期加入結(jié)構(gòu)中，而且一旦它們被并入，它們的光吸收能力不能被調(diào)節(jié)。

因此，需要一種并入了外部吸收材料的光傳輸光學(xué)部件，其(i)為非玻璃基，以及(ii)具有可調(diào)節(jié)的光吸收特征。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)第一說明性的實(shí)施方式，一種光傳輸光學(xué)部件包括具有相對(duì)的入射和發(fā)射面以及在入射和發(fā)射面之間延伸的光導(dǎo)元件側(cè)表面的光導(dǎo)元件。在光導(dǎo)元件側(cè)表面的至少一部分上延伸的是外部吸收層。外部吸收層包含電致變色材料，該電致變色材料的不透明度相對(duì)于預(yù)定電磁波長(zhǎng)組響應(yīng)于以下至少一個(gè)的大小的改變是可變的：(i)通過該層的至少一部分施加的電流(ii)在沿該層的不同位置之間施加的電勢(shì)差。

在各個(gè)版本的每個(gè)中，光導(dǎo)元件包含由具有第一折射率的第一材料制成的芯和由圍繞該芯熔融地設(shè)置的并具有第二折射率的第二材料制成的包層，該第二折射率在大小上小于該第一折射率，使得進(jìn)入入射面的光能夠通過在入射和發(fā)射面之間的內(nèi)發(fā)射傳播。而且，一組可替換版本并入由非玻璃聚合材料形成的電致變色外部吸收層，而在第二組可替換版本中，該層由玻璃基材料形成。

根據(jù)第二說明性實(shí)施方式，一種光學(xué)部件組件包含具有相對(duì)的第一和第二板面的束狀(例如，板)結(jié)構(gòu)和將多個(gè)光導(dǎo)元件保持在固定的相對(duì)位置的基質(zhì)材料，該光導(dǎo)元件諸如為與第一說明性的實(shí)施方式相關(guān)的所述光導(dǎo)元件。更明確的，每個(gè)光導(dǎo)元件具有相對(duì)的入射和發(fā)射面，和在入射和發(fā)射面之間延伸的光導(dǎo)元件側(cè)表面。該多個(gè)入射和發(fā)射面部分地分別限定了第一和第二束(例如，板)面。在第二實(shí)施方式中，基質(zhì)材料是用于每個(gè)光導(dǎo)元件的外部吸收層，其與每個(gè)光導(dǎo)元件接觸。因此，如前述外部吸收層，該基質(zhì)材料包含電致變色材料，該電致變色材料的不透明度響應(yīng)于以下至少一個(gè)的大小的變化而選擇性可調(diào)節(jié)的：(i)通過該基質(zhì)的至少一部分施加的電流(ii)在該基質(zhì)內(nèi)的不同位置之間施加的電勢(shì)差。

盡管在板結(jié)構(gòu)的一些版本中，例如能夠改變整個(gè)電致變色基質(zhì)的不透明度，但是，其他版本是這樣的以致于電致變色基質(zhì)的不透明度可以在第一和第二板面之一處或者兩處可調(diào)節(jié)。在另外的版本中，第一和第二板面處的不透明度可以相互獨(dú)立被調(diào)節(jié)。在這樣的版本中，所述基質(zhì)的中心部分具有固定的不透明度。