BRPI0611529A2 - matriz de direcionamento da frequência da cabeça do roteamento para raios de luz - Google Patents

Abstract

MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQUêNCIA DA CABEçA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ. A invenção é sobre um dispositivo (FIG. 1) com uma estrutura radial gerando um colinear colimado, ou grupo colinear de raios, com forma matricial (22) a fim de alimentar, por exemplo, o último estágio de um projetor de vídeo digital. O grupo colinear colimado de raios é construído a partir de uma combinação de recursos espectrais e um certo número de espelhos ou filtros de certo tamanho e forma, definidos de acordo com a aplicação desejada, permitindo o filtro frequencial apropriado, conectado à configuração de espelhos ou filtros. No centro deste dispositivo está incluído um certo número de espelhos ou filtros alinhados geometricamente, orientando e filtrando os diferentes raios, a fim de construir um elemento/símbolo matricial multi-raial especifico. O dispositivo direciona simultaneamente todo o grupo de raios da matriz resultante com uma codificação frequencial específica, de acordo com a posição de cada elemento constitutivo da matriz (22) ou símbolo criado. A função do controle digital coloca em funcionamento a iluminação, de acordo com a matriz específica (22) ou símbolo para obter em um instante especifico ou tempo "t" que, por exemplo, pode ser transferido em uma superfície para gerar uma sequência complexa de vídeo. O dispositivo será aplicado, por exemplo, no Cinema Digital de Segunda Geração, Home Cinema e em telecomunicações.

Description

"MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DA CABEÇA DOROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ"

Área da Invenção

A presente invenção refere-se a um dispositivo que permiteo uso, através de uma matriz de raios de luz, do último estágio de um projetor devídeo para o Cinema Digital de Segunda Geração, a fim de projetar um sinal devídeo de Ultra Alta Definição RGB em uma tela, usando um laser de baixa/médiapotência ou uma luz branca gerada por uma lâmpada de xenônio de altaintensidade como recurso iluminador. A flexibilidade espacial e frequencial de talrecurso ótico permite sua aplicação na área de telecomunicação (por exemplo,roteador, dispositivo de multiplicação/demultiplexador da extensão de uma onda,comutador ótico, conector ótico, analisadorde polaridade...)

Plano de fundo da Invenção

A projeção em cinemas é, tradicionalmente, feita por umprojetor de filme de 35mm ou 70mm. Um certo número de implementaçõesbaseadas em tecnologia DLP ou LGD, suportando uma resolução de 2K χ 1Kpixels e um protótipo baseado em tecnologia GLV, suportando uma resolução de2K χ 2K pixels agora estão disponíveis. O uso de tais tecnologias aplicadas a altaresolução acarreta custos exponenciais, conectados ao desenvolvimento deelementos básicos (componentes DLP, LCD ou GLV). Usando componentesmetálicos microscópicos (Micro-espelhos-DMD para tecnologia DLP e micro-lâminà para tecnologia GLV), induz problemas residuais na área magnética, deressonância, de envelhecimento prematuro (resultante de torções repetitivasmúltiplas), de oxidação e de limitação em termos de freqüência máxima deabrangência/atualização a ser alcançada. No nível do LCD, os principaisproblemas são inerentes ao uso de: 1) filtros dicróica, induzindo a perda detransmissão e distorção das cores básicas/componentes RGB (taxa RGB, faixa decores e temperatura das cores), no nível de sinal recombinado. 2) matriz doobturador LCD com ativação máxima/freqüência de desativação (ciclo doobturador). Estes efeitos conjugados não facilitam o processo de otimização damescla de cores/temperatura/faixa de cores com nível suficiente de contraste,requerido pelos usuários de cinemas. A abrangência da aplicação é,primeiramente, no Cinema Digital de alta qualidade, então será re-aplicado aoutros segmentos do mercado (por exemplo, "Home Cinema"), uma vez que onível de integração (redução do tamanho do mecanismo de movimento do feixede transmissão da imagem) e os custos de industrialização já foram ambossuficientemente otimizados.

Resumo da Invenção

O dispositivo sob patente permite a reprodução de umaseqüência de imagens de Ultra Alta Definição (UHD)1 a partir de um recurso deiluminação, em cima de uma tela de tamanho e forma variáveis, graças à matrizde direcionamento da freqüência da cabeça do roteamento para raios de luz. Oobjetivo é preservar as características intrínsecas do sinal original (faixa de cores,espectro, resolução, nível de contraste...). A projeção de vídeo executada porquase toda a totalidade dos dispositivos óticos (raios de luz + espelhos/filtrosmicroscópicos) é otimizada, uma vez que o referido dispositivo envolve somenteuma seqüência de reflexos/transmissões em espelhos/filtros, o qual, ao final,demonstrará um uso mecânico muito limitado.

Este dispositivo permite que seja criado um raio de luzmatricial (1), usando um esquema de baixa/média potência de iluminação, porexemplo (2), (3) e (4), o qual suporta três cores básicas (vermelho, verde, azul), apartir de recursos laser ou uma luz branca filtrada, e um esquema de espelhos "n"χ "m" (5), realizando um filtro específico, com um tamanho e forma definidos pelaconstrução resultante no espelho/filtro. O dispositivo engloba um certo número dematrizes de espelhos/filtros geometricàmente alinhados, por exemplo (6), (7), (8)e (9), o qual ajusta e filtra os raios de luz (10), a fim de gerar um elementomatricial ou um símbolo de projeção (1). O sistema se liberta da função domecanismo de movimento do feixe de transmissão da imagem, usando códigosfrequenciais de cada elemento matricial. O recurso de iluminação de comutação éexecutado por um comando digital, que está relacionado com a estrutura damatriz ou símbolo de configuração em um tempo "t" específico. Este elementomatricial ou símbolo irá ser transmitido em cima de uma superfície de projeção afim de gerar uma seqüência complexa de vídeo.

O princípio operacional inclui um raio de luz matricialtransmitido sobre uma área específica, como parte de uma tela de vídeo, porinserção de uma freqüência relacionada a uma parte específica de um espectrorefletido diversas vezes por acomodação matricial de espelhos microscópicos. Oraio terá um diâmetro com abrangência entre 0,03mm até 10mm, conforme o alvoaplicado, no último estágio do sub-sistema de projeção. Em vez de usar uma telade transmissão comum, em termos temporais e espaciais, é utilizado um métodode transmissão frequencial através de espelhos/filtros cobertos com uma finacamada metálica, o que permite que o raio de luz reflita e/ou se transmita emcima de uma superfície matricial. Cada pulso de freqüência representa o intervalodè tempo de atualização simultânea de todos os elementos matriciais. Aintensidade da modulação de cada freqüência corresponde ao intervalo de tempode atualização de cada pixel.

No primeiro estágio do dispositivo, a freqüência passaatravés de uma sucessão de espelhos microscópicos, os quais, de acordo comsuas especificações, transmitem parte do espectro e refletem o que resta. Asucessão dos espelhos microscópicos permite que ocorra uma emissãogeométrica matricial do raio incidente.

De acordo com as configurações específicas:O dispositivo (FIG. 1) é iluminado por um espectro de luz contínuo ou discreto. Osespelhos/filtros microscópicos podem apresentar a mesma especificação ou não,dependendo da aplicação desejada.

Um grupo de espelhos/filtros com especificações defreqüência idênticas, más com reflexo/transmissão variável, permitem que sejacriado uma matriz de raio de luz "η" χ "m" emitida de um ponto originário.

Breve Descrição das Figuras

Figura 1 é uma visão completa do dispositivo sob patente

Figura 2 é uma visão de um espelho/filtro

Figura 3 é uma visão de uma parte de uma linha ou coluna de um nível de matrizcomposto por uma sucessão de espelhos/filtros

Figura 4 ilustra uma visão da matriz de nível mais baixo

Figura 5 ilustra uma visão da matriz de nível mais alto

Figura 6 ilustra a visão do nível mais alto da matriz que permite o corte espectral eespacial e a reunião de cada pixelFigura 7 ilustra a visão de uma configuração variável do dispositivo caracterizadapela luz espalhada em um eixo, composto de uma ou mais coroas sobrepostas,de diversos tamanhos, equipadas com alguns espelhos/filtros.

Figura 8 ilustra uma visão frontal de uma configuração variável do dispositivo,caracterizada pela luz espalhada em um eixo, composto por váriosespelhos/filtros.

Figura 9 ilustra uma visão frontal da coroa descrita na figura anterior, equipadacom espelhos/filtros.

Figura 10 ilustra uma visão frontal das matrizes variáveis dos espelhos/filtros,organizados em forma piramidal em três estágios de superfície, por exemplo com 4, 12 e 20 espelhos/filtros.

Figura 11 ilustra um dos espelhos/filtros do dispositivo inclinado com, porexemplo, um declive de 45 graus.

Descrição detalhada das figuras

Como uma referência aos desenhos, na figura 1, odispositivo envolve uma sucessão de estágios mais alto e mais baixo, compostospor um certo número de espelhos/filtros, definidos de acordo com a sua aplicação.

Um prisma ou uma fina faixa coberta com uma camadametálica são utilizados para criar o componente elementar: espelho/filtro (FIG. 2).

De acordo com sua aplicação, este processo permite a transmissão ou reflexo departe das especificações do raio (por exemplo, a intensidade, espectro,polarização, etc). De acordo com o procedimento técnico, o componente-elementar espelho/filtro está integrado ao dispositivo ou deitado sobre asuperfície.

Um espelho/filtro "m" conectando (FIG. 3), através daextensão seletiva de uma onda uma sucessão de espelhos, permite uma partiçãoespecial do raio originário (10) em "m" raios diferentes com diferentescomponentes específicos (12), (13) e (14). Cada componente espectral édeterminado pelas características do espelho/filtro durante suas construções.

O estágio mais baixo (FIG. 4) consiste em "m" sucessão deespelhos/filtros elementares juntamente com "p" linhas (por exemplo, três linhaspor três cores básicas RGB). Cada uma das superfícies permite o direcionamentoespacial de cada "m" coluna composta por "n" superfícies em um estágio matricialmais alto (FIG.5). Neste contexto, a matriz mais baixa direciona uma coluna doresultado do dispositivo da matriz do raio.

Estágios mais altos executam, conforme demonstrado nafigura 6, uma seleção da posição do raio na coluna através da sucessão deespelhos/filtros (15), (16) e (17), usando uma seleção de espelhos/filtros naextensão de ondas. O estágio mais alto "p" permite uma recombinação espectralde cada raio (18) e (19), por exemplo, cada componente RGB de cada matriz deum pixel, definindo o resultado da matriz do dispositivo.

De acordo com a configuração e aplicação prevista, epossibilidade de reversão, este dispositivo pode não ser usado somente paraobter uma única matriz de raio com um ou mais raios incidentes (por exemplo, ageração simultânea de uma matriz de pixel de RGB representando uma figuraatravés de códigos frequenciais de informação), mas também como um geradorde raios simples ou de multi-raios, baseado em uma matriz de raios que serãooriginados (por exemplo, o código frequencial de uma figura).

O dispositivo demonstrado na figura 7 apresenta outraforma do dispositivo que executa um gerador de raios laser matricial, mostrando oúltimo estágio de um projetor digital de vídeo, usando · uma baixa/médiacombinação de potência laser, esquema este que contém cores básicas(vermelho, verde e azul) e espelho prismático. O dispositivo abrange um certonúmero de anéis (20), onde cada cabeça de laser é orientada através, do centrode cada anel (FIG. 8) onde espelhos/filtros alinham cada raio taser para criar aprojeção de elemento matricial/símbolo (22). Espelhos/filtros estão deitados sobreum certo número de cabeças estáticas ou rotatórias (FIG. 9) para gerar asolicitada matriz do raio de luz. Um comando digital permite a ignição dascabeças de laser de acordo com a configuração da matriz/símbolo solicitada numtempo "t" específico. A gama de aplicação desse sistema objetivará,primeiramente, o Cinema Digital, e então outros mercados tais como HomeCinema.

Claims (7)

1.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica caracterizado por um colinear ou grupo matricial colinear de raiosde acordo com um padrão livre, com forma matricial ou concêntrica, de um certonúmero de recursos originados radialmente e direcionando uma freqüência óticanos espelhos ou filtros, organizados espacialmente, de acordo com umalinhamento geométrico, para executar, através de uma sucessão de reflexos outransmissões, uma transmissão multi-raial de uma zona para projeção por vídeoou aplicações em telecomunicação.

2.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma estruturaradial, uma combinação de anéis integrando um certo número de recursosorientados pelo centro de cada anel, um certo número de estágios de coroas,pirâmides ou cones que pode ser colocados em rotação, sobre um certo númerode espelhos ou filtros, inclinados com um ângulo que permita um reflexo normalde acordo com a superfície.

3.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado pelaexistência de um centro com uma estrutura radial, uma estrutura de elementospassivos com um alinhamento de espelho ou filtros, ultra-seletivos em um nível defreqüência do espectro, inclinado e espalhado em um certo número de estágios,permitindo a transferência simultânea ou encaminhamento espacial de um grupocolinear de raios, por uma série de reflexos ou transmissões e uma codificaçãofrequencial e espacial de cada pixel elementar dentro dos raios matriciais, a partirde uma freqüência original onde cada posição, na matriz final, corresponde a umaassinatura frequencial especifica na origem.

4.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com as reivindicações 1 a 3 caracterizado por umafreqüência pulsante, discreta ou contínua, gerada por recursos de iluminação emdireção ao dispositivo, onde cada freqüência constituinte, determinada pelaaplicação prevista, permita a codificação dos símbolos, onde cada ponto na matrizcorresponde a uma parte específica do espectro, de acordo com a modulação daamplitude, dentro de um raio associado a um dos pixels da matriz, com umperíodo que permita a projeção de uma seqüência de vídeo ou o transporte dedados multi-raiais.

5.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com as reivindicações 1 a 4 caracterizado por uma únicaassinatura espectral de cada raio matricial, vindo da decomposição erecombinação espectral, pelos estágios mais e menos elevados, gerando umadistribuição matricial de elementos óticos passivos específicos, permitindo oreflexo, transmissão ou filtro ultra-seletivo do raio, de acordo com uma ou maisespecificações de seu físico, tal como quanto à interrupção da extensão da ondasobre nanômetro, assim criando um componente diferente de Vermelho Verde eAzul em cada local da matriz.

6.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizado por um modode uso reverso, como um dispositivo bidirecional, o qual permite a codificação deinformações espaciais em uma freqüência, a qual executa, deJorma passiva e deuma matriz raiai originária, um sinal resultante ou raio com amplitude individual emodulação temporal de extensão das ondas de acordo com o local físico de cadaraio da matriz originária, executando, por exemplo, uma divisão de funçõesmultiplexas de freqüência por recombinação, como uma freqüência vinda de;diferentes raios, que são espacialmente espalhadas, executando,simultaneamente, uma função de transporte de dados multi-raial.

7.) "MATRIZ DE DIRECIONAMENTO DA FREQÜÊNCIA DACABEÇA DO ROTEAMENTO PARA RAIOS DE LUZ", um dispositivo de cabeçamatricial ótica de acordo com as reivindicações 1 a 6 caracterizado por umaconstrução de um bloco elementar de espelhos ou filtros, dentro ou sobre asuperfície, de acordo com a aplicação prevista, para concretizar a estrutura ondecada bloco elementar sucessivo e cruzado construído permita a criação de umsímbolo multi-raial colinear na função final do: direcionamento espacial,orientação, inclinação, reflexo, ou de um filtro original de espectro de freqüênciaultraseletivo e progressivo, de modo a permitir o processamento da freqüência,para que seja executado um direcionamento espacial e frequencial específico.