BRPI0909609A2

BRPI0909609A2 - arranjo óptico, arranjo de lentes, dispositivo de visualização autoestereoscópica e método de visualização de uma imagem, autoestereoscópica

Info

Publication number: BRPI0909609A2
Application number: BRPI0909609-4A
Authority: BR
Inventors: Siebe T. De Zwart; Marcellinus P. C. M. Krijn; Fetze Pijlman; Oscar H. Willemsen; Martin G. H. Hiddink
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N.V.
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2020-09-15
Also published as: TWI519820B; US20110075256A1; PL2286298T3; KR20110016461A; RU2010154064A; RU2507550C2; WO2009147588A1; US20170343826A1; EP2286298A1; ES2606712T3; JP6093800B2; EP2286298B1; JP2011524541A; EP3144719A1; TW201003123A; CN102047169B; JP2015187736A; US10429659B2; BRPI0909609B1; CN102047169A

Abstract

ARRANJO ÓPTICO, ARRANJO DE LENTES, DISPOSITIVO DE VISUALIZAÇÃO AUTOESTEREOSCÓPICA E MÉTODO DE UMA VISUALIZAÇÃO DE IMAGEM AUTOESTEREOSCÓPICA Arranjo de lentes de visualização autoestereoscópica que compreende uma matriz (9) de lentes lenticulares paralelas (11), onde a matriz da lente compreende primeiro e segundo materiais de diferentes índices de refração (60, 62) posicionados entre substratos planos, com a interface entre o primeiro e o segundo materiais definindo as superfícies da lente. O primeiro material tem um índice de refração n1, a matriz da lente tem um campo p da lente e as lentes lenticulares têm um raio de curvatura em seu centro de R, e as lentes satisfazem n1 (p/2R)>0,6. Esse arranjo propicia formação de banda reduzida e perda de intensidade nos ângulos acentuados quando utilizada em uma visualização autoestereoscópica.

Description

Ê 1/28 ARRANJO ÓPTICO, ARRANJO DE LENTES, DISPOSITIVO DE

VISUALIZAÇÃO AUTOESTEREOSCÓPICA E MÉTODO DE VISUALIZAÇÃO DE UMA IMAGEM AUTOESTEREOSCÓPICA

CAMPO DA INVENÇÃO . 5 A presente invenção refere-se a um arranjo óptico - para um dispositivo de visualização autoestereoscópíca que incorpora o arranjo óptico.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Um dispositivo de visualização autoestereoscópica 10 conhecido está ílustrado na Figura 1. Esse dispositivo 1 conhecido compreende um painel de visualização de crístal líquido (LCD) bidimensional 3 que tem uma matriz de fileiras e colunas de pixels de visualização 5 que atua como um ¶ modulador de luz espacial para produzir a visualização na 15 forma de uma imagem estática ou de imagens dinâmicas tais b ccjmo, por exemplo, de vídeo. A título de esclarecimento, apenas um pequeno número de pixels "de visualização 5 é mostrado na""Figur"a 1." Na prática, o painel de visualização 3 pode, por exemplo, compreender cerca de rnil fileiras e várias 20 milhares de colunas de pixels de visualização 5.

A estrutura do paínel de vísualízação de c:rístal líquido 3 é completamente convencional. Em particular, ela compreende um par de substratos de vídro transparentes espaçados, entre os quais é empregado uma nemátíca retorcida 25 alinhada ou outro material de cristal líquido. Os substratos

L contêm modelos de eletrodos de óxido de índio-estanho (ITO) transparentes em suas superfícies confrontantes. Camadas de

G poIarização também são providas nas superfícies externas dos substratos. 30 Cada pixel de visualização 5 é associado com um elemento de chaveamento, tal como um transistor de película fina (TFT) ou diodo de película fina (TFD). Os píxels de visualização são operados para produzir a visualização por meio de sinais de endereçamento aos elementos de chavemento, e os esquemas de endereçamento adequados serão conhecidos dos técnicos no assunto.

O painel de visualização 3 é iluminado por uma 5 fonte de Iuz 7 que compreende, nesse caso, uma luz de fundo plana que se estende sobre a área da matriz de pixel de visualização. A luz da fonte de luz 7 é dirigida através do painel de visualização 3, em que os pixels de visualização individuais 5 são Ievados a modular a luz e a produzir a 10 visualização.

o dispositivo de visualização 1 também compreende um arranjo de lentes na forrna de uma lâmina lenticular 9, disposta sobre o lado de visualização do painel de d visualização 3, que desempenha a função de formar a 15 visualização. A Iâmina Ienticular 9 compreende uma matriz de 0 elementos lenticulares semícilíndricos 11. Cada lente lenticular 11 tem um eixo longitudinal 10 e as lentes --- estendem-se "de" tá1"modo" que ""seus eixos geométricos longitudinais são orientados paralelamente uns aos' outros. 20 Apenas uma Iente 11 é mostrada na Figura 1 com dimensões . exacerbadas a título de esclarecimento. Dessa maneira, uma matriz de elementos lenticulares alongados 11, que se estendem paralelamente uns aos outros, se sobrepõe à matriz de pixel de visualização, e os pixels de visualização 5 são 25 observados por um usuário ou observador através desses Lr elementos lenticulares 11. Os elementos lenticulares 11 atuam como um dispositivo direcionador de saída de Iuz para prover diferentes imagens, ou visualizações, do paínel de visualização 3 aos oIhos de um usuário posicionado em frente 30 do dispositivo de visualização 1. O dispositivo descrito acima provê um dispositivo de visualização autoestereoscópica, ou tridimensíonal, eficaz, se a visualização ou imagem produzida compreende

3 /2 8 múltiplas visualizações. Tal visualização ou imagem será indicada a seguir como uma imagem autoestereoscópica, que tem pelo menos duas subimagens, cada uma delas representando uma u diferente visualização do objeto a ser exibido pela imagem. 5 Então, pelo menos duas visualizações são exibidas pelo arranjo de lentes de modo que um observador percebe uma impressão estéreo, 3D ou de olhar em torno do objeto. Em um arranjo no qual, por exemplo, cada elemento Ienticular 11 está associado com duas colunas de pixels de vísualização 5, 10 os pixels de visualização 5 em cada coluna provêm uma fatia vertical de uma respectiva subimagem bidimensional. A Iâmina lenticular 9 dirige essas duas fatias e as fatias correspondentes a partir das coIunas de pixels de & visualização associadas com os outros elemen|:os Ienticulares 15 11, para os olhos esquerdo e direito de um usuário ) posicionado à frente da Iâmina, de forma que o usuário observe uma única imagem estereoscópica.

-- - Em "modif"iCaçõeS cíe""taí "dispositivo, as Ientes lenticulares podem ser orientadas com seus eixos geométricos 20 longitudinais inclinados com um ângulo de inclinação com respeíto à díreção da coIuna de píxels do paínel de visualização ou imagem estereoscópica. A modificação acarreta vantagens em termos de compartílhamento de pérda de pixels de resolução entre as direções horizontal e vertical do painel 25 de visualização. Como esse não é o objeto da presente (, invenção, para uma explicação mais detalhada dos efeitos e do modo de aplicação faz-se referência a US6064424. b

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO o objetivo da ínvenção consiste da apresentação de 30 um arranjo óptico e um dispositivo de visualízação autoestereoscópica que incorpora tal arranjo óptico com melhor desempenho. Este objetivo é atingido com o arranjo óptíco, o

4 /28 dispositivo de visualização autoestereoscópica que emprega o arranjo õptico, e o método de exíbição de uma imagem autoestereoscópica com o arranjo. óptico, tal como definido nas reivindicações independentes. 5 As reivindicações dependentes definem realizações "? vantajosas. A invenção apresenta um arranjo óptico que tem, quando em seu modo de lente, um arranjo de lentes com uma matriz de lentes Ienticulares, cada uma das quais tern uma 10 forma de superfície de Iente particular que, quando traça raios através da Iente Ienticular depois que eles entraram em um lado da lente lenticular, existe pelo menos um raio que atinge perpendicularmente a superfície da Iente Ienticular.

4 Tal arranjo óptico em seu modo de lente dá efeito õptico 15 otimizado no qual ao visualizar uma imagern através dele sob y grandes ângulos de visualização fora do normal, a dístorção , da ímagem é reduzida. Portanto, quando aplicado à exibição de — imagens-autoestereoscópicãs," obtém-se uma melhora evídente em relação ao chamado fenôrneno de formação de banda e/ou em 20 relaçãQ à interferência da luz do dia e/ou dependência do efeito estereoscópico sobre o ângulo com c) qual um observador observa a imagem estereoscópica em um disposítivo de visualização estereoscópica. Os autores da presente invenção descobriram que uma 25 característica associada ao uso de lentes lenticulares

L cilíndricas, tal como, por exemplo, no dispositivo da técnica anterior descrito no preâmbulo, é que, por causa da curvatura do campo, a área de influência muda com o ângulo de visualízação. A área de influência pode ser considerada como 30 sendo o tamanho de uma área de iluminação derívada de um feixe paralelo corn a Iargura de uma lente, que passou através da lente em um determinado ângulo. O tamanho da área é rnedido no plano de pixels de visualízação. Uma área estreita significa que a lente está em foco no pIano de pixels de visualização, enquanto uma área maior significa que a lente está em foco em um Iocal diferente, algum Iugar acima ou

"j -abaixo do pIano" de pixels de visualização.

Uma área grande 5 corresponde à divergência angular das visualizações. a A Figura 2 é um gráfico que ilustra a relação entre intensidade (I) no eixo y (em unidades arbitrárias a.u.) e posição (P) no plano de pixels no eixo x (milímetros) que contribui para uma imagem de ângulos de visualização (VA) 10 entre 0° e 50° (anotações do lado esquerdo da Fígura 2). O gráfico corresponde a uma exibição que tem uma lente lenticular que é opticamente isotrópica e para a qual existe uma diferença de índice de refração na superfície da Iente de

3 0,5 entre os índices de refração da lente e do ar.

Na Figura 15 2 estão exibidas as posições de pixels no eixo x que

-) contribuem para uma visualização particular.

Pode-se observar que o tamanho da área é muito grande para ângulos de — visualização_ rnaiores ""que 30° em que uma grande largura física de pixels contribui para a visualização.

Deve-se 20 observar que as linhas pontilhadas são os resultados depois de serem convolucionadas com uma distribuíção do tipo cartola, levando em conta o efeito do tamanho do pixel e o ângulo de inclinação com que as Ienticulares são inclinadas em relação à direção da coluna de pixels.

Um tamanho grande 25 de área não é desejável, uma vez que provoca sobreposição em (- excesso entre as visualízações, que gera interferência excessiva entre as visualizações e, portanto, reduz a 6 impressão de 3D.

Além da ampliação de visualizações mostrada acima para grandes ângulos de vísualização, um efeito de 30 formação de banda, que frequentemente é referido como artefato do tipo Moiré, também pode surgir para ângulos de visualização rnenores.

Isso ocorre pelo fato de que o foco das lentes lenticulares desloca-se em direção ao observador com aumento anormal do ângulo de visualização. o arranjo de lentes do arranjo õptico da presente invenção reduz e/ou atenua esses e outros efeitos.

"/ Nas reivindicações, os termos 'primeira e segunda 5 camada' não devem ser interpretados como significando necessariamente referir-se a camadas contínuas. Dessa maneira, por exemplo, a primeira camada pode ser composta de múltiplos volumes com o primeiro índice de refração incorporado à segunda camada que tem o segundo índice de 10 refração. Isso também é explicado com referência à descrição relativa a arranjos ópticos intercambiáveis de acordo com a invenção . Os efeitos vantajosos desejáveis da invenção 3 aumentam com o aumento da magnitude do produto defínido na 15 reivindicação 1. Dessa maneira, por exemplo, o ângulo de ·' visualização, sob o qual uma imagem autoestereoscópica exibida por esse dispositivo pode ser observada com melhor --quabidade,_ aumèntà "co"n "o aumento do produto definido na reivindicação 1. Dessa maneira, de preferência o arranjo de 20 lentes é desenhado de tal forma que o produto é maior do que 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; ou mesmo 1,1. De preferência o produto é maior do que 0,8, o que propicía um equilíbrio entre o efeito obtido e a viabilídade da fabricação do arranjo óptico em relação aos materiais necessários.

25 O efeito desejado depende do campo da lente dentro C- da matriz das lentes Ienticulares. O campo da Iente deve ser construído como a Iargura de uma Iente lenticular medida em 4 uma direção de curvatura. O campo da Iente é dessa maneira medido perpendicularmente a, por exemplo, cj eixo Iongitudinal 30 da Iente lenticular 11. O raio de curvatura no centro da lente é o raio de curvatura como medido no meio da I-ente lenticular ou na metade do campo da Iente dentro de uma seção de lente lenticular tomada perpendicularmente ao eixo longitudinal 10. O campo da lente pode ser limitado por um valor mínimo determinado pela imagem autoestereoscópica a ser ¶ =exibida. Por exemplo, o limite inferior do campo da lente 5 pode ser determinado pela resolução ou número de" " visualizações de uma imagem autoestereoscópica e dessa maneira o número e dimensões de pixels do paínel de visualização que é associado a uma lente lenticular em um dispositivo de visualização. Quando se usa o campo da Iente 10 mínimo aplicável o produto como definido na reivindicação 1 pode ser ajustado através da concepção da Iente com raio de curvatura ou primeiro índice de curvatura apropriados. O efeito vantajoso desejado pode ser dependente da

J orientação da lente em relação a uma imagem estereoscõpica a 15 ser projetada através dela, ou observada através dela. Essa j dependência será maior quando a diferença do índice de refração entre o primeiro índice de refração e 'o segundo" - índice—de'-refraçãõ" fof maior" ""pode-se definir o arranjo óptico, e com isso o arranjo de Ientes, para ter um Iado de 20 observador e urri lado de visualização. O arranjo óptico de preferência tem a primeira camada como o Iado do observador, dessa maneira o efeito de vantagem obtído é maior. Em uma realização do arranjo de lentes, o primeiro índice de refração é o menor índíce de refração do primeiro e 25 segundo índices de refração. Isso tem a vantagem de que o 'W efeito desejado com base nos critérios de desenho na reivindicação 1 para o desenho particular seja obtído, - independentemente da orientação do arranjo de lentes em relação a uma imagem autoestereoscópica a ser exibida. 30 A diferença entre os índíces de refração dos respectivos materiais, Ljn, é de preferência menor que nas lentes convencionais, em particular na faixa de 0,05 a 0,22. Isso não apenas reduz a dependência na orientação explicada

8 /28 mais acima, e com isso cria Iiberdade de uso, mas também propicia um arranjo de lentes com menos refletância, permitindo a observação das imagens com menos distúrbios a, causados por essas reflexões. Outras faixas de diferença de 5 índice de refração possíveis são de 0,05 a 0,15 e de 0,09 a - 0,12. A diferença pode ser 0,1. O índice de refração mais alto do primeiro e segundo índices de refração pode estar na faixa 1,4 a 1,65. Isso pode ser obtido, por exemplo, ao prover a primeira ou 10 segunda camadas relevantes de forma que compreendam um material de acrílico ou poIicarbonato. Um alto índice de refração é particularmente vantajoso para o efeito desejado se o alto índice de refração for o primeiro índice de refração, dessa maneira pode ser utilizado um raio àe 15 curvatura maior, traduzindo-se em Ientes menos curvas que são '.' mais fáceis de fabricar do que as lentes mais curvas. A camada que tem o menor índice de refração pode _,__ ter-_um--índice- de--refração"na""fãí"há de"1,3 a 1,5, por exemplo, ao fazer com que a camada que tem esse ínãice de refração 20 compreenda um material de sílicone. O primeiro e o segundo materiais podem ter substancialmente o mesmo número de Abbe.

A primeíra e segunda camadas podem ser feítas de todos os materiais sólidos, de forma que não serão necessárias camadas de suporte ou camadas de substrato. 25 Alternativamente, uma das camadas, por exemplo, a primeira '" camada, pode ser uma camada sóIida, enquanto a outra camada, por exemplo, a segunda camada, é um Iíquido ou um gás. Então uma camada sólida pode ter a forma da superfície da Iente lenticular requerída de acordo com a definição da 30 reivindicação 1. Nesses casos as camadas de suporte podem ser adicionadas ao arranjo óptico, de tal forma que o arranjo de lentes seja imprensado entre as camadas de suporte.

O primeiro e segundo substratos compreendem de preferência vídro pIano ou material de polímero tal como, por exemplo, policarbonato ou outros materiais transparentes.

A primeira camada pode compreender uma camada de L9 w' lente que define formas de Ientes Ienticulares convexas, e 5 tem um índice de refração maior do que o segundo material, " que compreende uma carnada replicada e preenche o espaço entre as Ientes lenticulares convexas. o arranjo õptico pode ser um arranjo comutável que pode mudar entre um modo de lente e outro modo de operação. O 10 modo pode, por exemplo, não ter efeito de Iente substancial. Tal arranjo õptico com outro modo sem efeito de lente deve permitir a visualização autoestereoscópica com as vantagens do modo de lente e duas visualizações dimensionais no outro d modo com as vantagens de alta resolução ideais, por exemplo, 15 para exibição de texto. O arranjo comutável pode compreender '. um ou mais eletrodos e um material eletro-óptico ou camada, tal como um material de cristal líquido em cômbinação com um _, _ ou_ mais-po-larizadores.--_" " " " "" " "" " " De acordo com a invenção é apresentado um 20 dispositivo de visualização autoestereoscópica que compreende um dispositivo formador de meio formador de irnagem e o arranjo óptico posicionado em frente ao dispositivo formador de meio formador de imagem. O disposítivo formador de imagern compreende de preferência uma matríz de píxels de imagem ou 25 pixels de visualização organizados em fileiras e coIunas, m " para definir uma imagem autoestereoscópica. O arranjo óptico é organizado de forma que no modo de Iente do arranjo óptico . a direção das saídas dos grupos da imagem ou os pixels de visualização são projetados em respectivas direções 30 diferentes como uma pluralidade de visualizações. O meío formador de ímagem pode ser um rneio para propiciar uma ímagem estática em qualquer típo de forma, tal como, por exemplo, um cartão postal ou uma foto autoestereoscópicos.

Alternativamente, o meio formador de imagem pode ser um meio de visualização eletrônico que propicia imagens autoestereoscópicas estáticas e/ou dinâmicas. Tal meio de w visualização eletrônico inclui, mas não está limitado a um 5 visor de cristal Iíquido, visor de pIasma, visor de tubo de " raios catódicos ou visor com base em diodo emissor de luz. A visualização autoestereoscópica se beneficia com vantagem tal corno explicado anteriormente. Especialmente uma visualização onde o arranjo óptíco esteja posicionado de forma que, quando 10 no modo de lente, a primeira camada esteja no lado do observador do arranjo óptico, é benéfico para a vantagem obtida tal como descrito anteriormente.

O arranjo õptico pode ser mecanicamente fixável ,% e/ou destacável do meio de vísualização de imagem.

15 De acordo com a invenção, é apresentado urri método ·) de visualização de uma imagem autoestereoscõpica, o qual compreende a provisão de uma imagem autoestereoscópica e a . ._ projeção- da-imagem autoesté"réoScó"p"íca através de um arranjo de lentes de acordo com a invenção. 20 BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Agora serão descritas as realizações da invenção, simplesmente a título de exemplo, com referêncía aos desenhos ( anexos, nos quais: a Figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática 25 de um dispositivo de visualização autoestereoscópico;

P " a Figura 2 é um gráfico que ilustra uma relação exemplar entre a intensidade e a posíção no pIano de pixels .. que contribui para uma imagem produzida pelo disposítivo da Figura 1 para ângulos de visualízação entre 0° e 50°; 30 a Figura 3 é uma v"ista em seção transversal esquemática de um disposítivo de visualízação autoestereoscópica conhecido; a Figura 4 mostra gráficos para ilustrar com mais detalhes a sobreposição da visualização, o alargamento da visualização e a perda de íntensidade em grandes ângulos de visualização, que podem surgir com a estrutura de lente 4 conhecida da Figura 4; 5 a Figura 5 é uma vista em seção transversal · esquemática de um exemplo de um dispositivo de visualização autoestereoscópica de acordo com uma realização da invenção; a Figura 6 mostra a redução no alargamento da visualização e a melhora na intensidade em grandes ângulos de 10 visualização que são obtidos pelo arranjo de lentes da invenção; a Figura 7 mostra a redução na sobreposição da visualização que é obtida pelo arranjo de Ientes da invenção; a Figura 8 mostra como o desempenho de uma lente em 15 conformidade com a invenção difere de uma lente convenciona1; a Figura 9 mostra uma visão expandida da Figura 8; a Figura 10 mostra como a função da Iente pode ser _, _ considerada- -como _uma"" fuiíçãò" que "expÍora a estrutura de pixels; 20 a Fígura 11 mostra a função de distribuição de intensidade de feixe; a Figura 12 mostra a queda de potência do espectro do perfil do feixe em diferentes seções transversais; a Figura 13 é utilizada para explicar a diferença 25 entre a lente da invenção e a lente convencional com relação <- à nitidez nas faixas dos ângulos de entrada; a Figura 14 mostra o gráfico de máxíma nitidez para

B a lente da invenção; a Figura 15 mostra esquematicamente como a lente da 30 invenção propicia a melhora da nitidez; a Figura 16 é utílízada para mostrar os vários parâmetros geométricos da lente; a Figura 17 é utilizada para mostrar a região para a qual a incidência de luz perpendicular é assegurada; e a Figura 18 é uma vista em seção transversal esquemática de um exemplo de um dispositivo de visualização © '. autoestereoscópica de acordo com uma realização da invenção. 5 As dimensões dos diagramas não estão em escala e as mesmas ^ P " referenm-as numéricas remetem aos mesmos elementos ao longo do texto.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES A Figura 3 mostra uma vista esquemátíca de um 10 dispositivo de visualização autoestereoscópica ou 3D 30 conhecido. Ela consiste de um painel de visualização na forma de um visor de cristal líquido (LCD), visor 31, com uma placa de vidro separadora 32. o dispositivo de visualização 3D tem como seu arranjo õptico um arranjo de lentes 33, por exemplo, 15 que compreende Ientes acrílicas 35 sobre um substrato de y' vidro 34. A Figura 3 mostra uma vista em seção transversal da visualização da Figura 1 perpendicular ao eixo Iongitudinal -_ _das- lentes--lenticulares. Três Ientes 35 são mostradas como tendo uma largura igual à matriz do campo p da lente. Nesse 20 desenho, a diferença do índice de refração na fronteira da Iente, ou seja, a superfícíe das Ientes 35 em seu Iado oposto ao substrato de vidro 34 é de aproximadamente 0,5, vísto que a interface está entre a camada de Iente que tem, por exemplo, um índice de refração de 1,5, e o ar. 25 Neste caso partícular, 9 pixels de visualização

L estão associados com cada lente lenticular 35, o que signífica que cada lente sobrepõe um grupo 36 de 9 pixels, e m com isso em princípio poderia criar 9 visualizações, vísto que cada imagem de pixel é enviada para uma díreção diferente 30 em Iente sobrejacente. A Figura 4A mostra a intensídade da Iuz (I) como uma função do ângulo de visualização (VA) para um produto de 42 polegadas (107 cm) de acordo com a geornetría da Figura 3.

O grupo mais baixo de curvas mostra as visualizações individuais 41, que por razões de clareza não foram todas indicadas com a referência numérica. A intensidade total , integrada em tódas as visualizações é mostrada na curva 5 superior 42.

Para aumento de ângulos além de 0,4 radiano, a largura das visualizações 41, por exemplo, medida como largura total em metade do valor máximo, aumenta significativamente, e isso tambérn é acompanhado por uma queda 10 na intensidade I. A queda na intensidade é especialmente evidente a partir de visualizações 41 em ângulos de visualização alérn de 0,5 radiano. A queda de intensidaçàe também é encontrada a partir da curva superior 42, que se inclina para baixo no gráfico da Figura 4A. Vê-se que a - 15 largura da visualização aumenta porque os lados das curvas tornam-se menos acentuados. Como uma ilustração, a Figura 4B mostra a sobreposição (O) entre as visualizações próximas 41 _ _ como---uma---função do" ârígúlo de visualização (VA). a sobreposição (O) é definida na Figura 4C. Por definição, duas 20 visualizações completamente separadas têm sobreposição zero e visualizações idênticas têm uma sobreposição que equivale a uni. Na Figura 4B, um aumento relativamente íngreme na sobreposição ocorre para ângulos que excedem 0,4 radíano. Quanto maior a sobreposição, mais interferência entre as 25 visualizações.

Ç Também se pode observar a partir da curva superior 42 que as variações de intensidade ocorrem especialmente para b ângulos de visualização nas faixas 43, ou seja, aproximadamente entre os ângulos de vísualízação de -0,1 a - 30 0,6 ou de 0,1 a 0,6 radianos. Essas variações são percebídas pelo observador como a formação de banda previarnente mencionada. A invenção apresenta um arranjo óptico que tem em

14 /28 seu modo de Iente uma matriz de lente que consiste de uma interface ondulada de dois materiais diferentes. A geometria e a composição do material da lente são desenhados de forma a ,, otimizar o desempenho da lente, tal como explicado mais 5 abaixo, para obter o efeito vantajoso da invenção.

" A Figura 5 mostra a realização de um dispositivo de visualização autoestereoscópica 50 de acordo com a invenção.

O dispositivo tem um meio formador de imagem na forma de um painel de visualização 51 com uma placa de vidro 52. O 10 dispositivo de visualização autoestereoscópica tem um arranjo óptico 53 de acordo com a invenção por cima do meio formador de imagem. Neste caso particular, o arranjo não é intercambiável e fica em seu modo de lente permanentemente. a realização compreende uma matriz de lentes lentículares 15 semicilíndricas 55 que são orientadas em paralelo com seus ' eixos geométricos longitudinais. A matriz da lente compreende' a primeira camada 55A e a segunda camada 55B imprensadas _ _ _ entre_os substratos de vidro p1ano"54, 57. A interface entre a primeira camada 55A e a segunda camada 55B define a 20 superfície corrugada da lente 58. Nesse caso particular, a primeira e segunda camadas são optícamente isotrópicas e têm uma diferença de índice de refração entre 0,05 e 0,22 para a radiação dentro do espectro de Iuz vísível.

A primeira camada 55A compreende uma camada de 25 lente que define formas de lentes lenticulares convexas. Na . presente realização, essa camada compreende um material com b um índice de refração em torno de 1,5, por exemplo, um material acrílico que inclui: 80% de diacrílato de bísfenol A etoxílado (SR-349 da "Sartomer Company, Inc") e 20%' de 30 triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) com um índíce de refração em torno de 1,53. A segunda camada 56 é feita de um material de borracha de silicone (Elastosil RT604 da "Wacker chemicals Inc") e tem um índice de refração em torno de 1,41.

Embora o exemplo seja descrito com a combinação supracitada da primeira e segunda camadas, combinações de outras camadas podem ser igualmente bem aplicadas dentro. do .., conceito geral da invenção. Dessa maneira, por exemplo, o 5 índice de refração da primeíra camada pode estar entre 1,4 e b 1,6 de forma que o policarbonato com um índice de refração em torno de 1,59 pode ser utílizado em conjunto com o materíal de borracha de silicone. Ainda dessa maneira, outros materiais com índices de refração apropriados podem ser 10 utilizados sem perda de efeito da invenção.

Além disso, a invenção não fica restrita a essas faixas de índices de refração ou faixas de diferença de índice de refração para os materiais definidos acima. Os ..q rnateriais mencionados podem ser substituídos por quaisquer 15 outros materiais com índice de refração apropriado escolhido y de forma que a diferença requerida de índice de refração seja obtida em relação ao raio de curvatura e ao campo da Iente _ _ _ desej-ados---pa-ra- -a super"fí"cie da lente, de acordo com a invenção. Várias modificações serão aparentes para os 20 técnicos no assunto.

A estrutura de Iente de material de acrílico da presente realização pode ser feita por um processo de replicação. Em tal processo, é provido um molde que tem uma superfície em relevo que é complementar à forma da Iente, ou 25 seja, por exemplo, a camada 55A. Em uma etapa de replicação, .4 o'material da camada é colocado em contato com o molde de tal forma que assume a forma em relevo do molde e é fixado nessa forma. As lentes que resultam podem ser fíxadas a uma camada de substrato 57, por exemplo, para prover resistência durante 30 a moldagem ou posteriormente. O substrato pode ser removido se estiver ali apenas para sustentar a estrutura da Iente durante o processo de replicação. A lente replícada, com ou possivelmente sem a camada de substrato, é então incorporada em uma camada de silicone que é sustentada por uma camada de suporte tal como, por exemplo, uma pIaca de vidro ou placa de plástico. O material de acrílico mencionado anteriormente pode ser convenientemente utilizado em tal processo. Contudo, 5 qualquer outro material que pode ser moldado de tal maneira " que possa ser utilizado, contanto que o resultado final seja uma camada com o índice de refração apropriado quando comparado ao da outra camada. Alternativamente, a camada de silicone é aplicada às lentes replicadas a seguido de 10 aplicação da camada de suporte. Qualquer das camadas de substrato ou de suporte pode ser feita, por exemplo, de vidro. O vidro tem, entre outras, a vantagem de ter uma superfície plana e é comumente utílízado dentro da indústria de visores. Será evidente que a camada de substrato e/ou + 15 camada de suporte deve ser capaz de resistír a possíveis ± condições durante as etapas de fabricação, de forma a evitar distorções indesejáveis na estrutura resultante e algo do _ _ _ gênero.-- --- Alternativamente, a estrutura da Iente pode ser 20 usinada mecanicamente. Em geral, isso requer materiais de lente que sejam sóIidos nas condições de usínagem (temperatura e pressão), por exemplo, uma Iente de poIicarbonato pode, dessa maneira, ser feita de forma vantajosa.

25 Na realização da Figura 5, o arranjo de lentes 53 e foi incorporado em um díspositivo de visualização autoestereoscópica 50 de acordo com a invenção. Então o arranjo de lentes é fixado a um painel de visualização na forma de um visor de cristal líquido (LCD) 31 que tem uma 30 placa de vidro separadora 32. A Figura 6 mostra a intensidade da Iuz (I) como uma função do ângulo de visualização (VA) para um produto de 42 polegadas (107 cm) de acordo com a geometria da Figura 5. Tal como na Figura 4, o conjunto de curvas na estrutura resultante 61 (nem todos anotados com referências numéricas) mostra as visualizações individuais. A intensidade total .é , mostrada na curva superior 62. 5 Urn raio de lente típico para a estrutura da Figura " 3 é de. 2,212 milímetros, mas na Figura 6 o raio da-lente (R) tem apenas 0,519 milímetro. Isso ocorre porque a distância focal é aproximadamente igual ao quociente do raio da lente (R) e a diferença de índice de refração' das camadas que 10 definem a superfície da lente e o parâmetro de distância focal é, dessa maneira, mantido aproximadamente constante para a estrutura da lente da invenção a ser utilizada na mesma aplicação como a estrutura da lente conhecida da Figura ")

3. O raio preciso desejado pode ser determinado para 15 minimizar a intensidade de formação de banda, e isso é m explicado abaixo. O raio reduzido de lente dã origem a Ientes mais profundas se a Iente for para cobrir a mesma área, ou _seja,,.cobrir-o- mesmo númer"o de"""cõl"uhas de pixels de um meio de visualização. Nesse caso, deve haver 9 pixels no grupo 36 20 ou 56 das Figuras 3 e 5, respectivamente. A Figura 6 mostra que, além de uma extremidade posterior de baixa íntensidade, a amplíação das vísualízações é muito menor para o desenho da invenção. Além disso, a formação de banda foi reduzida significativamente. Isso 25 ocorre em parte devído à curvatura do campo um pouco menor da ã lente. Para uma geometria semelhante, com a parte de acrílico da lente orientada para o observador, observa-se um b comportamento semelhante, mas com a extremidade posterior de baixa intensidade das visualizações orientada Ionge da 30 origem. A Figura 7 mostra a sobreposição como uma função do ângulo de visualização para comparação com a Figura 4b. Para o desenho da lente da invenção, a curva de sobreposição é muíto plana. O desenho fornece uma melhora marcante na experiência de visualização sob ângulos de vísualização (VA) maiores fora do normal.

G Além da redução na ínterferência e formação de 5 banda, o desenho da Figura 5 tem a vantagem adicional de uma " baixa refletividade. A superfície pIana superior da placa de vidro superior pode ser facilmente revestida corn um revestimento anti-reflexo. Devido à baixa diferença do índice de refração, a própria estrutura da Iente tem baixa reflexão.

10 Outra vantagem é que a superfície externa do dispositivo é plana e robusta. Não há necessidade de uma placa protetora adicional na frente do visor, uma vez que um dos substratos de arranjo de lentes pode propiciar essa função.

¶ Dessa maneíra, o desenho da Iente da invenção 15 propicia uma redução na interferência dependente do ângulo, ,TÍ uma redução na formação de banda, baíxa refletividade e um desenho que pode ser arranjado com lados pIanos robustos que têm vantagens_por várias-razões menc"ionadas acima. Embora nos exemplos fornecidos acima a primeira e 20 segunda camadas sejam posicionadas entre camadas de substrato, isso não é obrigatório. Ern uma realização, a primeira camada 55A e a camada de substrato 57 são um única camada. Portanto, a segunda camada 55B e a camada de substrato 54 podem ser uma única camada. Isso pode se dar 25 especialmente quando a primeira e a segunda camadas são fortes o suficiente de forma que não são necessárias camadas de substrato. Em uma realização alternativa do díspositivo de

G visualização autoestereoscópica de acordo com a irrvenção, a camada 52, que faz parte do painel de visualização nas 30 realizações dadas acima, pode formar uma camada de substrato do arranjo de lente, combinando dessa maneira a função dessas camadas com a oportunidade de reduzir o peso dos custos ou o tempo de fabricação. Conforme mencionado acíma, o arranjo de lentes é desenhado não apenas com base na diferença do índice de refração, rnas também com base na geometría da lente, em particular o raio R da lente e campo p da Iente.

, A Figura 8 mostra esquematicamente como o 5 desempenho de urna Iente 80 com alta díferença de índice de n refração e, portanto, curvatura pequena (parte superior da Figura 8), difere de uma lente com baixa diferença de índice de refração e, portanto, curvatura grande (parte inferior da Figura 8). A parte superior da Figura 8 mostra uma Iente com 10 diferença de índice de refração de 0,5 com o ar em uma das interfaces, e raio de lente de 0,333 vezes a distância focal. A parte superior da Figura 8 mostra uma lente com diferença de índice de refração de 0,1 e raio àe lente de 0,067 vezes a .P distância focal. 15 A luz está entrando na lente 80, proveniente da Q esquerda. A Iente de ar com alto índice de refração propicia um feixe bem formado com foco bem defínido 81. A Iente com baixa diferença.de índice-de' refração tem maior curvatura e, portanto, mais aberrações esféricas. O feixe atrás da lente 20 mostra a chamada "cãustíca" na regíão 82. Nessa regíão, os raios aglomeram uns nos outros, resultando uma intensidade Iocal alta. A distância focal f é a distâncía atrás da Iente na qual os raios próximos ao eixo se ínterceptam. A Figura 9 mostra uma vista expandida do exemplo 25 inferior da Figura 8. É mostrada a distribuição de & intensidade em várias posições ao longo do feixe. Na região 80 onde ocorre a cáustica, os feixes mostram dois Iocais com b máximas intensidades (ver o ponto 90). No pico das cáusticas (ponto 92) os dois locais coincídem para formar um ponto de 30 alta íntensidade. À direita desse ponto a dístríbuição de intensidade torna-se suave novamente. O ponto 90 pode ser considerado como uma "borda cáustica" da Iente, e o ponto 92 é o "pico cáustico".

A invenção é baseada no entendimento de como esse desernpenho óptico, que sofre piores aberrações ópticas, pode dar origem ao melhor desempenho angular como explicado acima.

, A fim de entender como o desenho da Iente influencia o 5 desernpenho do sistema óptico, a função da lente pode ser " considerada como uma função que explora a estrutura de pixels. Isso é explicado esquematicamente na Figura 10. A parte esquerda mostra um perfil de feixe 100, críado pela lente não exposta, que modula a luz associada com os pixels 10 da matriz de feixes 110. Essa é uma função de convolução de filtro de passa baixas como mostrado à direita da Figura 10.

A função de convolução resulta em uma perda de entropia de informação (vide uma explicação mais detalhada do

W termo Entropia de Informação, por'exemplo, em C.E. Shannon in 15 a Mathematical Theory of communication, The Bell System Technical journal, VOI. 27 pp. 379-423, 623-656 july, October, 1948). _,_A Figura IIA -mostra a função de" distríbuíção de ,— intensidade de feixe 100 como um valor I(y) onde y é o 20 deslocamento do eixo central. A perda de entropia é baseada na transformada de Fourier da função 100: Y(k) = j9"(l(y.)) A perda de entropia é def inida como: ,ah = 47 jwlog( Y(k)')dk A Figura 11B mostra o valor Iogarítmico utilizado 25 para derivar a perda de entropía. Um perfil de feixe com a função Iogarítmíca de menor atenuação (ou seja, o espectro de potência que declina mais Ientamente) terá a menor perda de informação (a menor área entre a curva da Figura 11 e o eíxo X), e, portanto,

contém as frequências mais altas. Isso pode ser considerado como representando uma função de "nitidez".

A Figura 12 à díreita mostra a atenuação do espectro de potência do espectro de "perfil do feíxe em .- 5 diferentes seções transversais. Claramente, o perfil no pico " cáustico tem o espectro de potência de menor atenuação. Se o pico cáustico não estiver presente, que é o caso em ângulos de incidência suficientemente grandes do feixe na Iente, então o perfil na borda da cáustica tem o melhor espectro de 10 perfil de espectro seguinte. A análise acima permite que um ponto de máxima nitidez seja definido, como o ponto onde o espectro de potências do perfil atenua mais lentamente. Há uma cIara P' diferença entre a lente com baixa diferença de índice de 15 refração e a lente convencional, como mostrado na Figura 13.

· O ponto 130 é a posição do foco definido como a interseção dos raios adjacentes que colidem sobre a superfície _da_ lente-,-próxímo-ao" "centro" da Iente (ou seja, a interseção da superfície da lente e o eixo óptico). O ponto 20 132 é a posição do ponto onde o Valor Quadrático Médio (RMS) da largura do feixe é menor. Indicado diferentemente, o ponto onde a seção de interseção do feixe é menor. A diferença significativa é o ponto máxímo de nítídez mostrado pelo ponto

134. Para a lente de Ljn baixa, essa curva tem um raio de 25 curvatura muito maior quando comparada à lente normal. Isso -. signífica que, para ângulos de incidência maiores, o ponto máximo de nitidez permanece comparativamente muíto maís próximo do pIano focal original. De fato, a curva para a lente de baixo Ljn é formada pelo ponto do pico cáustico que 30 gira em torno do centro da Iente (nesse caso, centro significa o centro da esfera que forma a Iente). Para a Iente normal, a curva para ângulos maiores é formada por um ponto na região da borda da cáustica (a ponta não está presente).

Dessa rnaneira, pode-se ver que se a lente pode ser desenhada a fim de propicíar urna região de pico cáustico que cobre todos os ângulos de incidência, então a nitidez pode . ser melhorada. A Figura 14 mostra o ponto de máxima nitidez e 5 rnostra a região do pico cáustico 140 e a região da borda da - cáustica 142. o pico cáustico está presente se um' dos raios de entrada atinge a superfície da lente. Se o ângulo de incidência dos raios é muito grande (para uma determinada abertura de lente), o pico não está mais presente.

10 Isso permite que o conjunto de parâmetros de desenho para a lente seja determinado. Conforme mostrado na Figura 15, os feixes incidentes são inclinados com direção à normal, confinándo a faixa angular dentro da primeíra camada 0È de um arranjo óptico. A lente pode ser desenhada com Ljn 15 suficientemente pequeno, ou seja, a Iente é suficientemente curva, de tal forma que todo ângulo de incídência (que corresponde a toda a faixa angular no ar) pelo menos um raio b atinge a superfície da lente -perpendiculãtmente. Essa regra "" de desenho propicia então uma região de maior nitidez próxima 20 ao pIano de pixels, e dessa maneíra propícía as v'antagens descritas acirna. O pIano de pixels do visor está próximo da linha vertical 150, e o observador está à esquerda. Para fins de simplicidade, a Figura 15 mostra os raíos sendo dírigidos do 25 observador para o visor, mas a análise não se altera quando " se considera a Iuz dirigida através dos pixels de visualização para o observador. L.

Há várias maneiras de caracterizar o desenho da lente para propiciar esse pico cáustico contínuo que, por sua 30 vez, dá origem à melhora da nitidez explicada acima.

A Figura 16 é utílizada para mostrar os vários parâmetros geométricos de lente. O número de visualizações é determinado pelo campo p da lente. A faixa de ângulos de vísualização, definidos pelo ângulo de cone primário y, é determinada pelo campo p da lente, a distância d do plano de pixels 40 até a lente, e o índice de refração n2. 5 Ao se ter p, d, nl e n2, o raio da lente R é otimizado para formação de banda míníma. Esse raio de lente R determina a distância focal f, que é Iigeiramente maíor do que a distância d no exemplo mostrado. É sabido que ele desloca a matriz de pixels da distância focal, a fim de 10 reduzir o efeito de imagem da camada de máscara preta do painel LCD.

Além da pequena diferença de índice de refração discutida acima, o desempenho óptico da Iente pode ser caracterizado por um parâmetro n1(p/2R), onde os valores de . 15 nl, p e R são todos mostrados e explicados com referência à Y Figura 16. Esse parâmetro adimensional Ieva em conta a curvatura da lente, bem como a distância focal, e a inclinação do ,feixe Iuminoso-quando ele" incide no corpo da "" ""lente. Em partícular, com n1 definido como a parte do arranjo 20 de lentes no lado do observador, isso leva em conta a curvatura na interface de ar no Iado do observador. Esse parâmetro permite que a necessidade para que a Iuz seja perpendicularmente incidente à superfície da Iente seja satísfeita.

25 A Figura 17 mostra a região para a qual a " incidência perpendicular é assegurada como a região sombreada. O limite esquerdo de inclinação da área sombreada

C é determinado porr Para n1 > 42 30 n1 (p/2R) = 1 Para nl í 'J2 nl (p/2R) = n1'/2'j (n1'-1) O limite vertical díreito é dado por:

p/2R = 1 Para uma lente circular, o campo não pode exceder duas vezes o raio, e isso dita o Iimite da direita.

B O Iimite da área na Figura 17 é baseado em n1(p/2R) 5 = 1 e os pontos dentro do limíte satisfazem n1(p/2R)>1.

" A ínvenção aplica-se mais geralmente a valores de n1(p/2R)>0,6. De preferência, n1(p/2R)>0,8. Ainda com mais preferência, n1(p/2R)>1. Na Figura 17, a região 180 representa geometrias de 10 Ientes possíveis, e região 182 representa materiais mais facilmente disponíveis atualmente para o corpo da lente (o que exclui n1=1). Isso fornece uma região 184 que é baseada em materiais disponíveis atualmente e que satisfaz a faixa de e parâmetros de desenho de Iente mais preferida da invenção. 15 Os exemplos das Figuras 8 a 17 têrn n1<n2 com as 7 faces das Ientes curvas para fora apontando para o observador. A mesma relação válida para a geometria onde as lentes estão apontando na díreção reversa, por exemplo, como " mostrado na Figura 5. Nesse caso, as Ientes curvas para fora 20 ficam voltadas para o painel de visualização, e n1>n2 para criar urria lente positiva.

A invenção é aplicável a todos os tipos de Ientes positivas e tem seu efeito vantajoso em todos os tipos de visualizações autoestereoscópicas baseadas em lentes 25 reticulares. Dessa maneira, a diferença de índice de refração "' entre as camadas que formam a interface da Iente não precisa ser pequena, contanto que a relação do índice de refração, do ") campo da lente e da curvatura da superfície da lente de acordo com a invenção seja satisfeita, e dessa maneíra o 30 efeito vantajoso é obtido. Na prátíca, o sístema de lente pode consistir de mais de dois ou três meios, por exemplo, placas/camadas de vidro intermediárias ou entreferros.

A discussão e análíse acima são baseadas em lentes esféricas. Contudo, lentes asféricas podem ser utilizadas (por exemplo, contendo dois raios eficazes). A análise acima . pode então ser considerada como sendo baseada no raio eficaz 5 de lente no centro da lente (ao longo do eixo óptico -. central).

O índice de refração de um material depende do comprimento da onda da Iuz. Isso é normalmente expresso em termos do chamado "número de Abbe". Devido à dependência cío 10 comprimento da onda de luz, o foco da Iente depende da cor da luz. Quando uma lente é feita de dois materiais com apenas uma pequena diferença no índice de refração, a dependência da cor da lente como um todo vai ampliar com aproximadamente um ·j l r fator de (nacrílico"nar) /(nacrílico_nsilicone) " 5, o que resulta em

D 15 formação de banda dependente de cor. Para evitar isso, o * número de Abbe dos diferentes materiais deve ser correspondente. O número de Abbe é-definido- como: " ——.—— - - V = % _1 n F " nc onde =, nF, nc sãcj índices de refração do material 20 nas linhas espectrais D- F- e C- (589,2 nm, 486,1 nm, 656,3 nm, respectivamente).

As diferenças do íncííce de refração mencionadas '" acirna "no espectro visível" podem ser assumidas como sendo medidas em um único ponto dentro do espectro visível, por "/ 25 exemplo, a linha de hélio D, a 587,5618 nm. As Ientes Ienticulares são de preferência inclinadas com relação às coIunas de pixels do visor, e essa é uma medida conhecida para distribuir a perda de resolução que resulta da matriz da lente entre as direções da fileíra e 30 da coIuna do visor.

O desenho do visor de cristal Iíquido não foi explicado em detalhes, ou o processamento de ímagens necessário para gerar as múltiplas visualizações necessárias.

4 Esses são todos padrão, e a invenção propicia uma mudança 5 apenas para o desenho da lente.

· No exemplo acima, a camada de Iente 60 é um material de acrílico mas ele pode, em vez disso, ser um material de policarbonato (índice de refração n = 1,59-1,60), e este poderia ser combinado com um material de silicone como 10 a segunda camada de material 62. Em uma realização tal como representada nas Figuras 18a e 18b, o arranjo óptico pode ter uma área 200 tal como > , representado pela Figura 18B, onde a interface entre as 4 camadas que define a superfície lente é substancialmente 15 plana. Essa área sem lente pode então ser utilizada para exibir, por exemplo, dados em 2D de qualquer tipo. A área sem lente (200) então tem a mesma diferença de índice de refração que a área de lente_da Figura 18A- com a vantagem de que o "" ""limit"e entre as duas áreas será mascarado, ou seja, será 20 menos visível para o observador em comparação com uma situação onde uma área sem lente não é provída com a estrutura em camadas da área da Iente que tem as baíxas diferenças de índice de refração. portanto, díversas de tais áreas podem ser empregadas, bem como múltiplas áreas da Iente 25 podem ser empregadas de acordo com a necessidade. Tal ação 'aj pode ser importante para sistemas de visualização que devem propiciar dados em 3D e dados em 2D ao mesmo tempo. Esse 4 arranjo e o visor correspondente que tem uma área sem lente com as duas camadas com um baíxo índice de refração também 30 podem ser utilizados independentemente da necessídade de raio de Iente tal como definido pela característíca 'onde o produto do primeiro índice de refração com o campo da Iente dívidida por duas vezes o raio de curvatura é maior do que

0,6' na presente invenção sem perda da vantagem descrita.

A invenção pode ser utilizada em visores em geral,

e isso inclui quadros de fotos eletrônicos e outros dispositivos de saída de visualização. 4

5 " Várias modificações serão evidentes aos técnicos no assunto . De preferência, as superfícies da primeira e da segunda camadas, opostas àquelas que formam a superfície da lente, são ambas planas.

Enquanto uma dessas superfícíes 10 permite a fácil montagem do arranjo de Ientes em uma superfície pIana de um di.spositivo de visualização, tal como ·

um visor de cristal Iíquido (LCD) padrão, a outra pode ser provida com camadas adicionais tais como, por exemplo, revestimentos anti-reflexo e/ou outras camadas ópticas, e/ou a

15 revestimentos anti-risco e/ou outros revestimentos de m proteção.

Portanto, as camadas adicionais vantajosamente não ficam situadas entre o arranjo de Ientes e a superfície do painel de visualização,_ -não-- a-lterando dessa maneira ""significativamente o efeito óptico ou a saída óptica do

20 dispositivo de visualização autoestereoscópica obtidos com o arranjo de Ientes.

A presente invenção é aplicável a todos os arranjos óptícos com uma função de Iente, especíalmente quando utilizada para visualização autoestereoscópica.

Dessa

25 maneira, o arranjo óptico pode ser um arranjo intercambiável wr que tem a função da Iente, de acordo eom a ínvenção, em um modo e outra função õptíca em outro modo.

Um arranjo óptico "/

que é intercambiável pode, por exernplo, ser construído tal como descrito em WO1998/021620AI. o arranjo óptíco então 30 compreende uma estrutura de eletrodos e um material de cristal Iíquido (LC) para funcionar como sendo uma dentre a primeira ou a segunda camada do arranjo óptíco.

O índice de refração da camada de crístal Iíquido é anisotrópíco e dependente da orientação das moléculas de cristal líquido. As estruturas de eletrodos servem para propiciar campos elétricos por toda a camada a fim de alinhar as moléculas de b CL em um dos modos do arranjo óptico. Dessa maneira, no modo " 5 de Iente as moléculas de CL são orientadas de forma que haja " uma diferença de índice de refração entre a primeira e a segunda camadas, enquanto no outro modo essa diferença do índice de refração pode estar substancialmente ausente devido à reorientação apropriada das moléculas de CL, beneficiando- IO se dessa maneira de uma diferença de índice de refração da camada de CL. Outros princípios para obter arranjos de lente alternáveis podem ser utilizados para preparar um arranjo óptico de acordo com a invenção. Dessa maneira, pode-se usar, « 15 por exemplo, lentes de foco fluido.

- Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser interpretados como limitadores da reivindicação. -A expressão "que" compreende" """Uião"exclui a presença de elementos ou etapas além daquelas 20 Iistadas em uma reivindicação. A palavra "um" ou "uma" que precede urri elemento não exclui a presença de uma pluralidade de tais elementos. Na reivindicação de dispositivo que enumera vários díspositivos, vários desses dispositivos podem ser englobados por um e o mesmo item de equipamento. O 25 simples fato de que certas medidas são enumeradas em

W reivindicações mutuamente díferentes e dependentes não indica que a combinação dessas medidas não pode ser utilizada com

W vantagem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. ARRANJO ÓPTICO, que tem pelo menos um modo de lente no qual há um arranjo de Ientes que compreende uma

P matriz (9) de lentes Ienticulares positivas (11), "5 caracterizado pelo fato de que cada uma das respectivas " lentes positivas compreende uma primeira camada e uma segunda camada que tem uma interface entre cada uma delas que define uma superfície de Iente Ienticular, a primeira camada tem um primeiro índice de refração e a segunda camada tem um segundo 10 índice de refração, diferente do primeiro índice de refração, e a matriz da Iente tem um campo da Iente e as superfícies de lentes lenticulares que têm um raio de curvatura em seu centro, onde o produto do primeiro índice de refração com o campo da lente dividido por duas vezes o raio de curvatura é ã} 15 maior do que 0,6.

m

2. ARRANJO ÓPTICO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto é maior do que 0,8.

3. ARRANJO ÓPTICO, de acordo com a reivindicação 20 1, caracterizado pelo fato de que o produto é maior do que 1.

4. ARRANJO ÓPTICO, de acordo com a reivindícação 1, caracterizado pelo fato de que o arranjo de lentes tem um lado do observador oposto a um Iado do vísor e a primeira camada fica no lado do observador do arranjo de Ientes.

25 5. ARRANJO DE LENTES, tal como definido em . qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cj primeiro índice de refração é o índice de +.

refração mais baixo do prirneiro e segundo índíces de refração. 30 6. ARRANJO DE LENTES, tal como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o valor absoluto da diferença de índice de refração entre o primeíro e o segundo índices de refração se situa ern uma faixa entre 0,05 e 0,22.

7. arranjo DE LENTES, tal como definido na reivindicação 6, caracterízado pelo fato de que o valor , absoluto fica compreendido entre 0,05 e 0,15. 5

8. ARRANJO DE LENTES, tal como definido em " qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o maior índice de refração entre o primeiro e o segundo índices de refração fica na faixa de 1,4 a 1,65.

9. arranjo de lentes, tal como definido em 10 qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterízado pelo fato de que o menor índice de refração entre c) primeiro e o segundo índices de refração fica na faixa de 1,3 a 1,5.

10. ARRANJO DE LENTES, tal como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo - 15 fato de que a primeira camada e a segunda camadas são 7 opticamente isotrópicas.

11. arranjo DE LENTES, tal como definido em qualquer uma das reivindicações de-l a 10, caracterizado pelo "fato de que a primeira camada e a segunda camada têm 20 substancialmente o mesmo número de Abbe.

12. ARRANJO DE LENTES, tal como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ter urna área onde a interface entre a primeira camada e a segunda camada é substancialmente plana.

25 13. DISPOSITIVO DE VISUALIZAÇÃO " AUTOESTEREOSCÓPICA, caracterizado pelo fato de compreender: um meio forrnador de imagem (3) e um arranjo óptico > (9) conforme definido em qualquer uma das reívindicações anteriores posicionado em frente ao meio formador de imagem.

30 14. DISPOSITIVO DE VISUALTZAÇÃO AUTOESTEREOSCÓPICA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o meio formador de imagem é um painel de visualização eletrônica (3).

15. DISPOSITIVO DE VISUALIZAÇÃO AUTOESTEREOSCÓPICA, de acordo com qualquer das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o arranjo óptico é posicionado de tal forma que, quando no modo de lente, a 5 primeira camada está do Iado do observador do arranjo óptico.

16. DISPOSITIVO DE VISUALIZAÇÃO AUTOESTEREOSCÓPICA, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o arranjo de Ientes é posicionado de tal forma que a segunda camada fica mais perto do meio formador de imagem do qjue a primeira camada e onde o segundo índice de refração é o mais baixo índice de refração entre o primeiro e segundo índices de refração.

17. MÉTODO DE VISUALIZAÇÃO DE UMA IMAGEM AUTOESTEREOSCÓPICA, caracterizado pelo fato de compreender a provisão de uma imagem que compreende múltiplas visualizações e a projeção da imagem através de um arranjo de Ientes tal como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12.

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