ES2854292T3 - Pantalla 3D supermuestreada con resolución angular mejorada - Google Patents

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Abstract

Una pantalla electrónica tridimensional, 3D, que comprende: una guía de luz de placa (620, 720) configurada para guiar la luz colimada como un haz de luz guiado (704) en un ángulo de propagación distinto de cero; una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces (630,740) en una superficie de la guía de luz de placa, una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz estando configurada para acoplar difrangentemente una porción del haz de luz guiada como una pluralidad de haces de luz acoplados (606,706) que tienen diferentes direcciones angulares principales (226) correspondientes a direcciones de diferentes vistas 3D (210) de la pantalla electrónica 3D; y caracterizada por un aparato controlador de pantalla, que comprende un circuito controlador configurado para: activar un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D en base a combinaciones angulares, en donde un píxel (310,312) en el par de píxeles es activado por una combinación de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia (322,410,510) y una ponderación asociada, en donde las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales (318, 320) correspondientes a direcciones de vistas 3D (314, 316) de la pantalla electrónica 3D, en donde la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia (324) que se encuentra entre las direcciones angulares principales de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D, y en donde la vista 3D intermedia está a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y en donde la vista 3D intermedia está incluida en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D que incluye el par de píxeles, de tal manera que, cuando se ve la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia.

Description

DESCRIPCIÓN
Pantalla 3D supermuestreada con resolución angular mejorada
ANTECEDENTES
La DE102005013822A1 describe un método para la generación de datos de imagen para la representación estereoscópica de un objeto en una pantalla con una matriz de píxeles bidimensional. La US2015036068A1 describe una retroiluminación basada en rejilla de difracción de múltiples haces.
Las pantallas electrónicas son un medio casi omnipresente para comunicar información a los usuarios de una amplia variedad de dispositivos y productos. Entre las pantallas electrónicas más comúnmente encontradas se encuentran el tubo de rayos catódicos (CRT), los paneles de pantalla de plasma (PDP), las pantallas de cristal líquido (LCD), las pantallas electroluminiscentes (EL), las pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) y de OLED de matriz activa (AMOLED), pantallas electroforéticas (EP) y varias pantallas que emplean modulación de luz electromecánica o electrofluídica (por ejemplo, dispositivos de microespejos digitales, pantallas de electrohumectación, etc.). En general, las pantallas electrónicas pueden clasificarse o como pantallas activas (es decir, pantallas que emiten luz) o pantallas pasivas (es decir, pantallas que modulan la luz proporcionada por otra fuente). Entre los ejemplos más obvios de pantallas activas se encuentran las CRT, PDP y OLED/AMOLED. Las pantallas que normalmente se clasifican como pasivas cuando se considera la luz emitida son las pantallas LCD y EP. Las pantallas pasivas, aunque a menudo muestran características de rendimiento atractivas que incluyen, pero no se limitan a, un consumo de energía inherentemente bajo, pueden encontrar un uso algo limitado en muchas aplicaciones prácticas dada la falta de capacidad para emitir luz.
Para superar las limitaciones de aplicabilidad de las pantallas pasivas asociadas con la emisión de luz, muchas pantallas pasivas se acoplan a una fuente de luz externa. La fuente de luz acoplada puede permitir que estas pantallas pasivas emitan luz y funcionen sustancialmente como una pantalla activa. Ejemplos de tales fuentes de luz acopladas son las retroiluminaciones. Las retroiluminaciones son fuentes de luz (a menudo las denominadas fuentes de luz de 'panel') que se colocan detrás de una pantalla por lo demás pasiva para iluminar la pantalla pasiva. Por ejemplo, puede acoplarse una retroiluminación a una pantalla LCD o EP. La retroiluminación emite luz que pasa a través de la pantalla LCD o EP. La luz emitida por la retroiluminación es modulada por la pantalla LCD o la pantalla EP y la luz modulada se emite, a su vez, desde la pantalla LCD o la pantalla EP. A menudo, las retroiluminaciones están configuradas para emitir luz blanca. Luego, se usan filtros de color para transformar la luz blanca en varios colores usados en la pantalla. Los filtros de color pueden colocarse en una salida de la pantalla LCD o EP (menos común) o entre la retroiluminación y la pantalla LCD o EP, por ejemplo. Alternativamente, los varios colores pueden implementarse mediante la iluminación secuencial de campo de una pantalla usando diferentes colores, como colores primarios.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Varias características de ejemplos y realizaciones de acuerdo con los principios descritos en la presente pueden entenderse más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos acompañantes, donde números de referencia similares designan elementos estructurales similares, y en los que:
La Figura 1 ilustra una vista gráfica de componentes angulares {0, qj} de un haz de luz que tiene una dirección angular principal particular, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en la presente.
La Figura 2 ilustra un dibujo de un patrón de emisión de una pantalla electrónica 3D en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 3A ilustra un dibujo de píxeles en vistas 3D de una pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 3B ilustra un dibujo de píxeles en vistas 3D de una pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 4 ilustra un dibujo de un patrón de emisión de una pantalla electrónica 3D con supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 5 ilustra un dibujo de un patrón de emisión de una pantalla electrónica 3D con supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 6 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla electrónica tridimensional (3D) en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 7A ilustra una vista en sección transversal de una retroiluminación en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente.
La Figura 7B ilustra una vista en sección transversal de una alineación entre una apertura de salida de un colimador y una apertura de entrada de una guía de luz de placa en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente.
La Figura 8A ilustra una vista en sección transversal de una parte de una retroiluminación con una rejilla de difracción de múltiples haces en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente.
La Figura 8B ilustra una vista en sección transversal de una parte de una retroiluminación con una rejilla de difracción de múltiples haces en un ejemplo, de acuerdo con otra realización consistente con los principios descritos en la presente.
La Figura 8C ilustra una vista en perspectiva de la parte de retroiluminación de la Figura 8A o la Figura 8B que incluye la rejilla de difracción de múltiples haces en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente.
La Figura 9A ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo electrónico que incluye una pantalla electrónica 3D en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 9B ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo electrónico que incluye una pantalla electrónica 3D en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente.
La Figura 10 ilustra un diagrama de flujo de un método para proporcionar supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente.
Ciertos ejemplos y realizaciones tienen otras características que son además de y en lugar de las características ilustradas en las figuras referenciadas anteriormente. Estas y otras características se detallan a continuación con referencia a las figuras referenciadas con anterioridad.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Las realizaciones y ejemplos de acuerdo con los principios descritos en la presente proporcionan un supermuestreo mediante la activación de un par de píxeles adyacentes en una pantalla electrónica tridimensional (3D) basada en combinaciones angulares. En particular, un píxel en el par de píxeles es activado por una combinación angular en las combinaciones angulares de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia y un peso asociado. Además, las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales, y la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia que se encuentra entre las direcciones angulares principales. Cuando se mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia. Por tanto, al incluir la vista 3D intermedia, se incrementa el muestreo angular asociado con las vistas 3D, aumentando de este modo la resolución angular de la pantalla electrónica 3D y suavizando las transiciones entre las vistas 3D de la imagen 3D que proporciona la pantalla electrónica 3D.
Además, en algunas realizaciones, la pantalla electrónica 3D se usa para mostrar información 3D, por ejemplo, una pantalla electrónica 3D autoestereoscópica o "sin gafas".
En particular, una pantalla electrónica 3D puede emplear una retroiluminación basada en rejillas que tiene una matriz de rejillas de difracción múltiples haces. Las rejillas de difracción múltiples haces pueden usarse para acoplar la luz de una guía de luz y para proporcionar haces de luz acoplados correspondientes a los píxeles de la pantalla electrónica 3D. Los haces de luz acoplados pueden tener diferentes direcciones angulares principales (también denominadas 'haces de luz dirigidos de forma diferente') entre sí. De acuerdo con algunas realizaciones, estos haces de luz dirigidos de forma diferente producidos por las rejillas de difracción múltiples haces pueden modularse y servir como píxeles 3D correspondientes a vistas 3D de la pantalla electrónica 3D 'sin gafas' para mostrar información 3D.
En estas realizaciones, debido al número finito de direcciones angulares principales, la resolución angular de la pantalla electrónica 3D puede aumentarse activando píxeles 3D adyacentes con combinaciones angulares de las vistas 3D y las vistas 3D intermedias ponderadas. Debido a la no linealidad de escala logarítmica del sistema visual humano, cuando se ve a lo largo de una dirección angular principal particular en las direcciones angulares principales, las vistas 3D intermedias no tienen un efecto apreciable (es decir, un espectador ve la vista 3D de la imagen 3D que tiene la dirección angular principal, que tiene la mayor intensidad). Sin embargo, a medida que cambia el ángulo de visión (y cruza un límite del intervalo angular asociado con la vista 3D), y el espectador se encuentra entre las direcciones angulares principales asociadas con las vistas 3D adyacentes de la imagen 3D, el espectador verá o percibirá una vista 3D intermedia. Estas transiciones pueden producirse suavemente, pasando de una vista 3D de la imagen 3D que tiene la dirección angular principal, luego a la vista 3D intermedia de la imagen 3D que tiene una dirección angular principal intermedia, y luego a otra vista 3D de la imagen 3D que tiene otra dirección angular principal. Por consiguiente, la técnica de supermuestreo puede suavizar las transiciones entre las vistas 3D de la imagen 3D que proporciona la pantalla electrónica 3D.
Tener en cuenta que puede haber sesenta y cuatro (64) vistas 3D de la imagen 3D y, al activar los pares adyacentes de píxeles con las combinaciones angulares que incluyen las vistas 3D intermedias, la resolución
angular de la pantalla electrónica 3D puede aumentarse en un factor de v z *> de tal manera que haya efectivamente ciento veintiocho (128) vistas 3D de la imagen 3D. Por ejemplo, la vista 3D intermedia puede estar a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y la vista 3D intermedia puede incluirse en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro pares de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. En estas realizaciones, la ponderación usada en los pares de píxeles es de un cuarto.
Alternativamente, puede haber sesenta y cuatro (64) vistas 3D de la imagen y, al activar los pares adyacentes de píxeles con las combinaciones angulares que incluyen las vistas 3D intermedias, la resolución angular de la pantalla electrónica 3D puede aumentarse en un factor de dos (2), de tal manera que haya efectivamente doscientas cincuenta y seis (256) vistas 3D de la imagen 3D. Por ejemplo, la vista 3D intermedia puede estar a lo largo de una dirección horizontal o vertical de la pantalla electrónica 3D, y la vista 3D intermedia puede incluirse en las combinaciones angulares que se activan en un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. Además, la vista 3D intermedia puede estar a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y la vista 3D intermedia puede incluirse en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro pares de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. En estas realizaciones, la ponderación usada en los pares de píxeles es la mitad (0,5) a lo largo de la dirección horizontal o vertical, y un cuarto (0,25) a lo largo de la dirección diagonal.
En la presente, una "guía de luz" se define como una estructura que guía la luz dentro de la estructura usando una reflexión interna total. En particular, la guía de luz puede incluir un núcleo que es sustancialmente transparente a una longitud de onda operativa de la guía de luz. El término "guía de luz" se refiere generalmente a una guía de ondas óptica dieléctrica que emplea una reflexión interna total para guiar la luz en una interfaz entre un material dieléctrico de la guía de luz y un material o medio que rodea esa guía de luz. Por definición, una condición para la reflexión interna total es que el índice de refracción de la guía de luz sea mayor que el índice de refracción de un medio circundante adyacente a una superficie del material de guía de luz. En algunas realizaciones, la guía de luz puede incluir un recubrimiento además o en lugar de la diferencia del índice de refracción mencionado anteriormente para facilitar adicionalmente la reflexión interna total. El recubrimiento puede ser un recubrimiento reflectante, por ejemplo. La guía de luz puede ser cualquiera de varias guías de luz que incluyen, pero no se limitan a, una o ambas de una guía de placa o losa y una guía de tira.
Además en la presente, el término "placa" cuando se aplica a una guía de luz como en una "guía de luz de placa" se define como una capa o lámina por partes o diferencialmente planar, a la que a veces se hace referencia como una guía de "losa". En particular, una guía de luz de placa se define como una guía de luz configurada para guiar la luz en dos direcciones sustancialmente ortogonales limitadas por una superficie superior y una superficie inferior (es decir, superficies opuestas) de la guía de luz. Además, por la definición en la presente, las superficies superior e inferior están separadas entre sí y pueden ser sustancialmente paralelas entre sí en por lo menos un sentido diferencial. Es decir, dentro de cualquier región diferencialmente pequeña de la guía de luz de la placa, las superficies superior e inferior son sustancialmente paralelas o coplanares.
En algunas realizaciones, una guía de luz de placa puede ser sustancialmente plana (es decir, confinada a un plano) y, por tanto, la guía de luz de placa es una guía de luz planar. En otras realizaciones, la guía de luz de placa puede curvarse en una o dos dimensiones ortogonales. Por ejemplo, la guía de luz de placa puede curvarse en una única dimensión para formar una guía de luz de placa con forma cilíndrica. Sin embargo, cualquier curvatura tiene un radio de curvatura suficientemente grande para asegurar que la reflexión interna total se mantenga dentro de la guía de luz de la placa para guiar la luz.
De acuerdo con varias realizaciones descritas en la presente, puede emplearse una rejilla de difracción (por ejemplo, una rejilla de difracción de múltiples haces) para dispersar o acoplar luz de una guía de luz (por ejemplo, una guía de luz de placa) como un haz de luz. En la presente, una "rejilla de difracción" se define generalmente como una pluralidad de características (es decir, características de difracción) dispuestas para proporcionar difracción de luz incidente sobre la rejilla de difracción. En algunos ejemplos, la pluralidad de características puede disponerse de manera periódica o cuasiperiódica. Por ejemplo, la pluralidad de características (por ejemplo, una pluralidad de ranuras en la superficie de un material) de la rejilla de difracción puede disponerse en una matriz unidimensional (1-D). En otros ejemplos, la rejilla de difracción puede ser una matriz bidimensional (2-D) de características. La rejilla de difracción puede ser una matriz 2D de protuberancias u orificios en una superficie de material, por ejemplo.
Como tal, y por definición en la presente, la "rejilla de difracción" es una estructura que proporciona difracción de la luz incidente sobre la rejilla de difracción. Si la luz incide en la rejilla de difracción de una guía de luz, la difracción o la dispersión difrangente proporcionadas pueden dar como resultado, y, por lo tanto será referida como, 'acoplamiento difrangente', ya que la rejilla de difracción puede acoplar la luz de la guía de luz por difracción. La rejilla de difracción también redirige o cambia un ángulo de la luz por difracción (es decir, en un ángulo difrangente). En particular, como resultado de la difracción, la luz que sale de la rejilla de difracción (es decir, luz difractada) tiene generalmente una dirección de propagación diferente a la dirección de propagación de la luz incidente en la rejilla de difracción (es decir, luz incidente). Al cambio en la dirección de propagación de la luz por difracción se hace referencia en la presente como "redireccionamiento difrangente". Por tanto, puede entenderse que la rejilla de difracción es una estructura que incluye características difrangentes que redirigen difrangentemente la luz incidente en la rejilla de difracción y, si la luz incide desde una guía de luz, la rejilla de difracción también puede acoplar difrangentemente la luz de la guía de luz.
Además, por definición en la presente, a las características de una rejilla de difracción se hace referencia como 'características difrangentes' y pueden ser una o más de en, dentro y sobre una superficie (es decir, en donde una 'superficie' se refiere a un límite entre dos materiales). La superficie puede ser la superficie de una guía de luz de placa. Las características difrangentes pueden incluir cualquiera de una variedad de estructuras que difractan la luz que incluyen, pero no se limitan a, una o más ranuras, rugosidades, orificios y protuberancias, y estas estructuras pueden ser una o más en, dentro y sobre la superficie. Por ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de ranuras paralelas en la superficie de un material. En otro ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de rugosidades paralelas que se elevan desde la superficie del material. Las características difrangentes (ya sean ranuras, rugosidades, orificios, protuberancias, etc.) pueden tener cualquiera de una variedad de formas o perfiles en sección transversal que proporcionen difracción incluyendo, pero no limitado a, uno o más de un perfil sinusoidal, un perfil rectangular (por ejemplo una rejilla de difracción binaria), un perfil triangular y un perfil de diente de sierra (por ejemplo una rejilla flamígera).
Por definición en la presente, una "rejilla de difracción de múltiples haces" es una rejilla de difracción que produce luz acoplada que incluye una pluralidad de haces de luz. Además, los haces de luz de la pluralidad producidos por una rejilla de difracción de múltiples haces tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí, por definición en la presente. En particular, por definición, un haz de luz de la pluralidad tiene una dirección angular principal predeterminada que es diferente de otro haz de luz de la pluralidad de haces de luz como resultado del acoplamiento difrangente y la redirección difrangente de la luz incidente por la rejilla de difracción de múltiples haces. La pluralidad de haces de luz puede representar un campo de luz. Por ejemplo, la pluralidad de haces de luz puede incluir ocho haces de luz que tienen ocho direcciones angulares principales diferentes. Los ocho haces de luz en combinación (es decir, la pluralidad de haces de luz) puede representar el campo de luz, por ejemplo. De acuerdo con varias realizaciones, las diferentes direcciones angulares principales de los varios haces de luz se determinan mediante una combinación de un paso o espaciado de rejilla y una orientación o rotación de las características difrangentes de la rejilla de difracción de múltiples haces en los puntos de origen de los respectivos haces de luz con respecto a una dirección de propagación de la luz incidente sobre la rejilla de difracción de múltiples haces.
En particular, un haz de luz producido por la rejilla de difracción de múltiples haces tiene una dirección angular principal dada por componentes angulares {0, y}, por definición en la presente. Al componente angular 9 se hace referencia en la presente como 'componente de elevación' o 0ángulo de elevación' del haz de luz. Al componente angular y se ha ce referencia como 'componente azimutal' o 'ángulo azimutal' del haz de luz. Por definición, el ángulo de elevación 9 es un ángulo en un plano vertical (por ejemplo, perpendicular a un plano de la rejilla de difracción de múltiples haces) mientras que el ángulo azimutal y es un ángulo en un plano horizontal (por ejemplo, paralelo al plano de rejilla de difracción de múltiples haces). La Figura 1 ilustra los componentes angulares {9, y} de un haz de luz 10 que tiene una dirección angular principal particular, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en la presente. Además, el haz de luz 10 se emite o emana de un punto particular, por definición en la presente. Es decir, por definición, el haz de luz 10 tiene un rayo central asociado con un punto de origen particular dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces. La Figura 1 también ilustra el punto de origen del haz de luz O. En la Figura 1 se ilustra un ejemplo de dirección de propagación de la luz incidente usando una flecha en negrita 12 dirigida hacia el punto de origen O.
De acuerdo con varias realizaciones, las características de la rejilla de difracción de múltiples haces y las características (es decir, características difrangentes) de la misma, pueden usarse para controlar una o ambas de la direccionalidad angular de los haces de luz y una selectividad de longitud de onda o color de la rejilla de difracción de múltiples haces con respecto a uno o más de los haces de luz. Las características que pueden usarse para controlar la direccionalidad angular y la selectividad de la longitud de onda incluyen, pero no se limitan a, una o más de una longitud de rejilla, un paso de rejilla (espaciado de características), una forma de las características, un tamaño de las características (por ejemplo, anchura de la ranura o anchura de la rugosidad) y una orientación de la rejilla. En algunos ejemplos, las varias características usadas para el control pueden ser características que son locales en las proximidades del punto de origen de un haz de luz.
Además, de acuerdo con varias realizaciones descritas en la presente, la luz acoplada fuera de la guía de luz por la rejilla de difracción (por ejemplo, una rejilla de difracción de múltiples haces) representa un píxel de una pantalla electrónica. En particular, la guía de luz que tiene una rejilla de difracción de múltiples haces para producir los haces de luz de la pluralidad que tienen diferentes direcciones angulares principales puede ser parte de una retroiluminación o usarse junto con una pantalla electrónica como, pero no limitado a, pantalla electrónica tridimensional (3D) 'sin gafas' (también denominada pantalla electrónica multivista u 'holográfica' o pantalla autoestereoscópica). Como tal, los haces de luz dirigidos de manera diferente producidos al acoplar la luz guiada de la guía de luz usando la rejilla difrangente múltiples haces pueden ser o representar 'píxeles 3D' de la pantalla electrónica 3D. Además, los píxeles 3D corresponden a diferentes vistas 3D o ángulos de visión 3D de la pantalla electrónica 3D.
Además, un 'colimador' se define como una estructura que transforma la luz que se introduce en el colimador y en luz colimada en una salida del colimador que tiene un grado de colimación. En particular, el colimador puede reflejar, refractar o reflejar y refractar la luz de entrada en un haz de salida colimado a lo largo de una dirección particular. En algunas realizaciones, el colimador puede configurarse para proporcionar luz colimada que tiene un ángulo de propagación predeterminado, distinto de cero, en un plano vertical correspondiente a la dirección vertical o de manera equivalente con respecto a un plano horizontal. De acuerdo con algunas realizaciones, la fuente de luz puede incluir diferentes fuentes ópticas (como diferentes LED) que proporcionan diferentes colores de luz, y el colimador puede configurarse para proporcionar luz colimada en diferentes ángulos de propagación distintos de cero específicos de colores correspondientes a cada uno de los diferentes colores de la luz.
En la presente, una "fuente de luz" se define como una fuente de luz (por ejemplo, un aparato o dispositivo que emite luz). Por ejemplo, la fuente de luz puede ser un diodo emisor de luz (LED) que emite luz cuando se activa. La fuente de luz puede ser sustancialmente cualquier fuente de luz o emisor óptico, incluyendo pero no limitados a, uno o más de un diodo emisor de luz (LED), un láser, un diodo emisor de luz orgánico (OLED), un diodo emisor de luz de polímero, un emisor óptico a base de plasma, una lámpara fluorescente, una lámpara incandescente, y virtualmente cualquier otra fuente de luz. La luz producida por una fuente de luz puede tener un color o puede incluir una longitud de onda de luz particular. Como tal, una 'pluralidad de fuentes de luz de diferentes colores' se define explícitamente en la presente como un conjunto o grupo de fuentes de luz en el que por lo menos una de las fuentes de luz produce luz que tiene un color, o equivalentemente una longitud de onda, que difiere de un color o longitud de onda de luz producida por al menos otra fuente de luz de la pluralidad de fuentes de luz. Además, la 'pluralidad de fuentes de luz de diferentes colores' puede incluir más de una fuente de luz del mismo color o uno sustancialmente similar siempre que por lo menos dos fuentes de luz de la pluralidad de fuentes de luz sean fuentes de luz de diferentes colores (es decir, produzcan un color de luz que sea diferente entre las por lo menos dos fuentes de luz). Por lo tanto, por definición en la presente, una pluralidad de fuentes de luz de diferentes colores puede incluir una primera fuente de luz que produce un primer color de luz y una segunda fuente de luz que produce un segundo color de luz, donde el segundo color difiere del primer color.
Además, un 'píxel' en una vista 3D o una imagen 3D puede definirse como un área diminuta en una vista 3D o una imagen 3D. Por tanto, la imagen 3D puede incluir varios píxeles. Alternativamente, un "píxel" en una pantalla electrónica 3D puede definirse como un área diminuta de iluminación en la pantalla electrónica 3D, como una celda en una pantalla de cristal líquido.
Además, como se usa en la presente, se pretende que el artículo "un" tenga su significado ordinario en las técnicas de patentes, concretamente 'uno o más' Por ejemplo, 'una rejilla' significa una o más rejillas y, como tal, 'la rejilla' significa 'la rejilla o las rejillas' en la presente. Además, cualquier referencia en la presente a 'parte superior', 'parte inferior', 'superior', 'inferior', 'arriba', 'abajo', 'frontal', 'posterior', 'primero', 'segundo', 'izquierda' o 'derecha' no se pretende que sea una limitación en la presente. En la presente, el término 'aproximadamente' cuando se aplica a un valor generalmente significa dentro del intervalo de tolerancia del equipo usado para producir el valor, o puede significar más o menos el 10%, o más o menos el 5%, o más o menos el 1%, a menos que se especifique expresamente lo contrario. Además, el término 'sustancialmente' como se usa en la presente significa una mayoría, o casi todo, o todo, o una cantidad dentro de un intervalo de aproximadamente el 51% a aproximadamente el 100%. Además, se pretende que los ejemplos de la presente sean ilustrativos únicamente y se presentan con propósitos de análisis y no a modo de limitación.
Las vistas 3D de una imagen 3D en los haces de luz modulados proporcionados por una pantalla electrónica 3D tienen diferentes direcciones angulares principales. Las vistas 3D en los haces de luz modulados pueden especificarse mediante componentes de números de onda (k) o frecuencias espaciales del haz de luz modulado en el plano kx-ky . Esto se muestra en la Figura 2, que ilustra un dibujo de un patrón de emisión 200 de una pantalla electrónica 3D en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. En la Figura 2, la pantalla electrónica 3D se ilustra con, pero no limitado a, sesenta y cuatro (64) vistas 3D 210, con diferentes direcciones angulares principales 226 e intervalos angulares asociados 212 (como una distancia radial en el espacio angular sobre el cual la intensidad de una vista 3D se reduce en dos tercios, lo que se ilustra con los círculos grandes en la Figura 2). (Tener en cuenta que por claridad no todos los intervalos angulares 212 o las direcciones angulares principales 226 están marcadas en la Figura 2.) En general, el número de vistas 3D proporcionadas por la pantalla electrónica 3D representa un compromiso entre la complejidad (y el coste) de la pantalla electrónica 3D (como la complejidad de una retroiluminación) y una resolución angular de la pantalla electrónica 3D.
Además, la pantalla electrónica 3D puede controlar las direcciones angulares principales 226 y los intervalos angulares 212 (por ejemplo, a través de una rejilla de difracción de múltiples haces) de tal manera que la distribución radial de la luz en los haces de luz modulados excluye el solapamiento angular. Esto se muestra en la Figura 3A, que ilustra un dibujo de píxeles 310 y 312 que contribuyen a las vistas 3D 314 y 316 de una pantalla electrónica 3D (que pueden ser casos de las vistas 3D descritas anteriormente) a lo largo de una dirección 308 en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. Por ejemplo, la dirección 308 puede ser una dirección horizontal 214, una dirección vertical 216 o una dirección diagonal 218 de la pantalla electrónica 3D que corresponde a los números de onda en el patrón de emisión 200. En la Figura 3A, las vistas 3D 314 y 316 tienen perfiles gaussianos, de tal manera que la intensidad de la vista 3D 314 es cero en una dirección angular principal 320 de la vista 3D 316, y la intensidad de la vista 3D 316 es cero en una dirección angular principal 318 de la vista 3D 314. (Tener en cuenta que las direcciones angulares principales 318 y 320 pueden ser casos de las direcciones angulares principales 226 descritas anteriormente). No obstante, al contrario que con algunas pantallas electrónicas 3D existentes, las vistas 3D 314 y 316 proporcionadas por la superposición de pantalla electrónica para direcciones angulares entre las direcciones angulares principales 318 y 320, esta superposición ayuda a garantizar que haya una transición suave (sin saltos discontinuos) de la vista 3D 314 a la vista 3D 316 a medida que el ángulo de visión de un espectador se mueve desde la dirección angular principal 318 a la dirección angular principal 320 (y viceversa) a lo largo de la dirección 308.
En referencia de nuevo a la Figura 2, en una dirección angular 226-3, el espectador puede ver o percibir una vista 3D 210-1. Además, en una dirección angular 222, el espectador puede ver o percibir una combinación atenuada de las vistas 3D 210-1 y 210-2. Además, en una dirección angular 224, el espectador puede ver o percibir una combinación atenuada de las vistas 3D 210-1,210-2, 210-3 y 210-4.
El control de las direcciones angulares principales 226 y los intervalos angulares 212 proporcionados por la pantalla electrónica 3D y la superposición de las vistas 2103D pueden permitir aumentar la resolución angular de la pantalla electrónica 3D sin aumentar la complejidad (y el coste) de la pantalla electrónica 3D. En particular, la resolución angular puede aumentarse usando supermuestreo.
Por ejemplo, como se muestra en la Figura 3A, puede aplicarse un píxel en la vista 3D 314 al píxel 310 en la pantalla electrónica 3D (es decir, los píxeles en la vista 3D 314 pueden aplicarse a un subconjunto de píxeles en la pantalla electrónica 3D que incluye el píxel 310) y un píxel en la vista 3D 316 puede aplicarse al píxel 312 en la pantalla electrónica 3D (es decir, los píxeles en la vista 3d 316 pueden aplicarse a otro subconjunto de píxeles en la pantalla electrónica 3D que incluye el píxel 312). Como la no linealidad de escala logarítmica del sistema visual humano, incluso en una dirección angular intermedia arbitraria entre las direcciones angulares principales 318 y 320, un espectador ve o percibe la vista 3D 314 o la vista 3D 316. Activando o aplicando combinaciones angulares a pares adyacentes (adyacente más cercano) de píxeles en la pantalla electrónica 3D (como los píxeles 310 y 312), puede aumentarse la resolución angular de la pantalla electrónica 3D. Como se muestra en la Figura 3B, que ilustra un dibujo de los píxeles 310 y 312 en la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección 308 en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente, el píxel 310 puede activarse con un píxel de la vista 3D 314 combinado con o añadido a por lo menos un producto de una ponderación y un píxel en una vista 3D intermedia 322 de la imagen 3D que se encuentra entre la vista 3D 314 y la vista 3D 316 (es decir, la vista 3D intermedia 322 puede tener un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia 324 que está entre las direcciones angulares principales 318 y 320). (Mientras que el intervalo angular intermedio de la vista 3D intermedia 322 es tal que hay una intensidad distinta de cero en las direcciones angulares principales 318 y 320, en otras realizaciones la intensidad de la vista 3D intermedia 322 en las direcciones angulares principales 318 y 320 es cero.) Además, el píxel 312 puede activarse con un píxel de la vista 3D 316 combinado con o añadido a por lo menos un producto de una ponderación y el píxel en la vista 3D intermedia 322. Tener en cuenta que, si la dirección 308 es la dirección horizontal 214 o la dirección vertical 216, la ponderación puede ser la mitad (0,5). Alternativamente, si la dirección 308 es la dirección diagonal 218, la ponderación puede ser un cuarto (0,25).
Cuando se ve la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal 318 o 320, el espectador ve o percibe, respectivamente, la vista 3D 314 o la vista 3D 316, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia 324, el espectador ve la vista 3D intermedia 322. Esto se debe a que a lo largo de la dirección angular principal 318 o 320, la intensidad de, respectivamente, la vista 3D 314 o la vista 3D 316 domina la vista 3D intermedia 322 debido al uso de la ponderación. Sin embargo, debido a la superposición de los perfiles gaussianos de las vistas 3D 314 y 316 y la superposición lineal del píxel en la vista 3D intermedia 322, en la dirección angular principal intermedia 324 el espectador ve o percibe la vista 3D intermedia 322 (en lugar de la vista 3D 314 o 316). Por tanto, al incluir el píxel en la vista 3D intermedia 322 cuando se activan los píxeles 310 y 312 en la pantalla electrónica 3D, aumenta el muestreo angular asociado con las vistas 3D de la imagen 3D (es decir, aumenta el número efectivo de vistas 3D), aumentando de este modo la resolución angular de la pantalla electrónica 3D y suavizando adicionalmente las transiciones entre las vistas 3D de la imagen 3D que son proporcionadas por la pantalla electrónica 3D.
En algunas realizaciones, mediante el uso de supermuestreo, la resolución angular de la pantalla
electrónica 3D puede aumentarse en un factor de * p zy“ . de tal manera que haya efectivamente ciento veintiocho (128) vistas 3D de la imagen 3D. Esto se muestra en la Figura 4, que ilustra un dibujo de un patrón de emisión 400 de la pantalla electrónica 3D con supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. En particular, puede haber cuarenta y nueve (49) vistas 3D intermedias ponderadas 410 (ilustradas por los diamantes pequeños en la Figura 4, sin embargo, el intervalo angular de las vistas 410 en 3D intermedias puede ser el mismo o diferente de los de las vistas 3D 210) que se combinan con las vistas 3D 210 y se usan para activar los píxeles en una pantalla electrónica 3D.
Como se muestra en la Figura 4, una vista 3D intermedia 410-1 puede estar a lo largo de la dirección diagonal 218 de la pantalla electrónica 3D, y una vista 3D intermedia ponderada 410-1 puede incluirse en las combinaciones angulares con las vistas 3D 210-1,210-2, 210 -3 y 210-4 que se activan en un grupo de cuatro pares de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. Alternativamente, un píxel en la pantalla electrónica 3D correspondiente a la dirección angular 226-3 puede activarse con un píxel en la vista 3D 210-1 y píxeles ponderados en las vistas intermedias 410-1, 410-2, 410-3 y 410 -4. En particular, el píxel en la pantalla electrónica 3D correspondiente a la dirección angular 226-3 puede activarse con
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donde P es un píxel en la vista 3D 210-1, ai es una ponderación y Qi son los píxeles correspondientes en las vistas 3D intermedias 410. (De manera más general, puede haber cuatro (4) píxeles en los grupos de píxeles adyacentes en el 3D pantalla electrónica, excepto en los bordes de la pantalla electrónica 3D, donde hay uno (1) o dos (2) píxeles de las vistas 3D intermedias en los grupos de píxeles adyacentes). En estas realizaciones, las ponderaciones de las vistas 3D intermedias usadas en las combinaciones angulares son cada una un cuarto (0,25).
Cuando se ve a lo largo de la dirección angular principal 226-3, el espectador ve o percibe la vista 3D 210-1 (más una pequeña parte de las vistas intermedias 410-1, 410-2, 410-3 y 410-4). Además, en la dirección angular 222, el espectador puede ver o percibir una combinación atenuada de las vistas 3D 210-1 y 210-2, y las vistas 3D intermedias 410-1 y 410-4. Además, en la dirección angular 224 un espectador puede ver o percibir la vista 3D intermedia 410-1 (más una pequeña parte de las vistas 3D 210-1, 210-2, 210-3 y 210-4).
En algunas realizaciones, usando supermuestreo la resolución angular de la pantalla electrónica 3D puede aumentarse en un factor de dos (2) de tal manera que haya efectivamente doscientas cincuenta y seis (256) vistas 3D de la imagen 3D. Esto se muestra en la Figura 5, que ilustra un dibujo de un patrón de emisión 500 de la pantalla electrónica 3D con supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. En particular, puede haber ciento sesenta y una (161) vistas 3D intermedias ponderadas 510 que se combinan con las vistas 3D 210 y se usan para activar los píxeles en una pantalla electrónica 3D.
Como se muestra en la Figura 5, una vista 3D intermedia 510-1 puede estar a lo largo de la dirección horizontal 214 de la pantalla electrónica 3D, y una vista 3D intermedia ponderada 510-1 puede incluirse en las combinaciones angulares con las vistas 3D 210-1 y 210-2 que son activadas en un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. De manera similar, una vista 3D intermedia 510-3 puede estar a lo largo de la dirección vertical 216 de la pantalla electrónica 3D, y una vista 3D intermedia ponderada 510-3 puede incluirse en las combinaciones angulares con las vistas 3D 210-1 y 210-4 que se activan en un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. Además, una vista 3D intermedia 510-2 puede estar a lo largo de la dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y una vista 3D intermedia ponderada 510-2 puede incluirse en las combinaciones angulares con las vistas 3D 210-1, 210-2, 210-3 y 210-4 que se activan en un grupo de cuatro pares de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D. Dicho de otra manera, un píxel en la pantalla electrónica 3D correspondiente a la dirección angular 226-3 puede activarse con un píxel en la vista 3D 210-1 y píxeles ponderados en las vistas intermedias 510­ 1, 510-2, 510-3, 510-4, 510-5, 510-6, 510-7 y 510-8. En particular, el píxel en la pantalla electrónica 3D correspondiente a la dirección angular 226-3 puede accionarse con
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donde P es un píxel en la vista 3D 210-1, ai es una ponderación y Qi son píxeles correspondientes en las vistas 3D intermedias 510. (De manera más general, puede haber ocho (8) píxeles en los grupos de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D, excepto en los bordes de la pantalla electrónica 3D, donde hay tres (3) o cinco (5) píxeles de las vistas 3D intermedias 510 en los grupos de píxeles adyacentes). En estas realizaciones, las ponderaciones de las vistas 3D intermedias 510 usadas en las combinaciones angulares son la mitad (0,5) para las vistas 3D intermedias 510 a lo largo de la dirección horizontal 214 o la dirección vertical 216, y un cuarto (0,25) para las vistas 3D intermedias 510 a lo largo de la dirección vertical 216.
Aunque la técnica de supermuestreo puede usarse con diferentes realizaciones de un dispositivo electrónico 3D, en el análisis que sigue se usa un dispositivo electrónico 3D que incluye rejillas de difracción múltiples haces como ejemplo ilustrativo.
De acuerdo con algunas realizaciones de los principios descritos en la presente, se proporciona una pantalla electrónica 3D. La Figura 6 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla electrónica 3D 600 en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. La pantalla electrónica 3D 600 está configurada para producir luz direccional que comprende haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales y, en algunas realizaciones, también tienen una pluralidad de colores diferentes. Por ejemplo, la pantalla electrónica 3D 600 puede proporcionar o generar una pluralidad de diferentes haces de luz 606 dirigidos hacia fuera y alejándose de la pantalla electrónica 3D 600 en diferentes direcciones angulares principales predeterminadas (por ejemplo, como un campo de luz). Además, los diferentes haces de luz 606 pueden incluir haces de luz 606 de o que tienen diferentes colores de luz. A su vez, los haces de luz 606 de la pluralidad pueden modularse como haces de luz modulados 606' para facilitar la visualización de información que incluye la información de color (por ejemplo, cuando los haces de luz 606 son haces de luz de color), de acuerdo con algunas realizaciones.
En particular, los haces de luz modulados 606' que tienen diferentes direcciones angulares principales predeterminadas pueden formar una pluralidad de píxeles 660 de la pantalla electrónica 3D 600. En algunas realizaciones, la pantalla electrónica 3D 600 puede ser una pantalla electrónica a color 3D llamada 'sin gafas' (por ejemplo, una pantalla multivista, 'holográfica' o autoestereoscópica) en la que los haces de luz 606 'corresponden a los píxeles 660 asociados con diferentes 'vistas' de la pantalla electrónica 3D 600. Los haces de luz modulados 606' se ilustran usando flechas de líneas discontinuas en la Figura 6, mientras que los diferentes haces de luz 606 antes de la modulación se ilustran como flechas de línea continua, a modo de ejemplo.
Como se ilustra en Figura 6, la pantalla electrónica 3D 600 comprende además una guía de luz de placa 620. La guía de luz de placa 620 está configurada para guiar la luz colimada como un haz de luz guiado en un ángulo de propagación distinto de cero. En particular, el haz de luz guiado puede ser guiado en un ángulo de propagación distinto de cero con respecto a una superficie (por ejemplo, una o ambas de una superficie superior y una superficie inferior) de la guía de luz de placa 620. En algunas realizaciones la superficie puede ser paralela al plano horizontal.
De acuerdo con varias realizaciones y como se ilustra en la Figura 6, la pantalla electrónica 3D 600 comprende además una matriz de rejillas de difracción múltiples haces 630 localizadas en una superficie de la guía de luz de placa 620. En particular, una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz está configurada para acoplar difrangentemente una porción del haz de luz guiado como pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales y que representan los haces de luz 606 en la Figura 6. Además, las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz 606 acoplados por las rejillas de difracción múltiples haces 630 corresponden a diferentes vistas 3D de la pantalla electrónica 3D 600, de acuerdo con varias realizaciones. En algunas realizaciones, la rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz comprende una rejilla de difracción con frecuencia modulada pulsada que tiene características de difracción curvadas. En algunas realizaciones, una frecuencia modulada pulsada de la rejilla de difracción con frecuencia modulada pulsada es una frecuencia modulada pulsada lineal.
En algunas realizaciones, la pantalla electrónica 3D 600 (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 6) comprende además una fuente de luz 640 configurada para proporcionar luz a una entrada de la guía de placa de luz 620. En particular, la fuente de luz 640 puede comprender una pluralidad de diferentes diodos emisores de luz (LED) configurados para proporcionar diferentes colores de luz (referidos como 'LED de diferentes colores' para simplificar el análisis). En algunas realizaciones, los LED de diferentes colores pueden estar desplazados (por ejemplo, desplazados lateralmente) entre sí. El desplazamiento de los LED de diferentes colores está configurado para proporcionar diferentes ángulos de propagación distintos de cero específicos del color de la luz colimada de un colimador (Coll.) 610. Además, un ángulo de propagación diferente específico del color distinto de cero puede corresponder a cada uno de los diferentes colores de luz proporcionados por la fuente de luz 640.
En algunas realizaciones (no ilustradas), los diferentes colores de luz pueden comprender los colores rojo, verde y azul de un modelo de color rojo-verde-azul (RGB). Además, la guía de luz de placa 620 puede configurarse para guiar los diferentes colores como haces de luz en diferentes ángulos de propagación distintos de cero dependientes del color dentro de la guía de luz de la placa 620. Por ejemplo, un primer haz de luz de color guiado (por ejemplo, un haz de luz roja) puede guiarse en un primer ángulo de propagación distinto de cero dependiente del color, un segundo haz de luz de color guiado (por ejemplo, un haz de luz verde) puede guiarse en un segundo ángulo de propagación distinto de cero dependiente del color, y un tercer haz de luz de color guiado (por ejemplo, un haz de luz azul) puede guiarse en un tercer ángulo de propagación distinto de cero dependiente del color, de acuerdo con algunas realizaciones. Tener en cuenta que un 'haz de luz de color' puede incluir una longitud de onda correspondiente a un color particular (como rojo, azul o verde).
Como se ilustra en la Figura 6, la pantalla electrónica 3D 600 puede comprender además un montaje de válvulas de luz 650. De acuerdo con varias realizaciones, la matriz de válvulas de luz 650 está configurado para modular los haces de luz acoplados 606 de la pluralidad de haces de luz como los haces de luz modulados 606' para formar o sirven como píxeles 3D correspondientes a las diferentes vistas 3D de la pantalla electrónica 3D 600. En algunas realizaciones, la matriz de válvulas de luz 650 comprende una pluralidad de válvulas de luz de cristal líquido. En otras realizaciones, la matriz de válvulas de luz 650 puede comprender otra válvula de luz que incluye, pero no se limita a, una válvula de luz de electrohumectación, una válvula de luz electroforética, una combinación de las mismas, o una combinación de válvulas de luz de cristal líquido y otro tipo de válvula de luz, para ejemplo. Tener en cuenta que a estas válvulas de luz se hace referencia a veces como 'celdas' o 'píxeles' (como los píxeles 660) en la pantalla electrónica 600.
En la Figura 6, los haces de luz 606 acoplados difrangentemente desde una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz tienen diferentes direcciones angulares principales 670. Estos haces de luz 606 son modulados por los píxeles 660 en las válvulas de luz 650 para producir los haces de luz modulados 606'. Usando la pantalla electrónica 3D 600 con un cristal líquido nemático trenzado como ejemplo, pueden producirse haces de luz modulados 606' aplicando señales de activación de píxeles a las válvulas de luz 650. Estas señales de activación de píxeles pueden ser seis (6) u ocho (8) valores digitales de bits que dan como resultado señales analógicas discretas o escalonadas (por ejemplo, de un circuito controlador, que puede estar incluido en un 'controlador' o un 'controlador de pantalla') aplicadas a las celdas o los píxeles 660 en las válvulas de luz 650, por ejemplo. Sin embargo, debe entenderse de manera más general, que las señales de activación de píxeles pueden ser una señal analógica o una señal digital. Las señales analógicas discretas pueden incluir voltajes que orientaron las moléculas en el cristal líquido nemático trenzado de tal manera que la birrefringencia del cristal líquido nemático trenzado produzca una rotación o cambio de fase deseadas de los haces de luz 606 a medida que transitan los píxeles 660. El cambio de fase variable puede dar como resultado que diferentes intensidades de luz pasen por polarizadores cruzados en los píxeles 660 (y, por tanto, diferentes intensidades de los haces de luz modulados 606'). De esta manera, puede producirse el brillo y el contraste deseados en la pantalla electrónica 3D 600. Además, puede obtenerse una localización en el espacio de color aplicando diferentes voltajes a subconjuntos de píxeles 660 asociados con diferentes colores (en realizaciones donde se usan filtros de color) o aplicando diferentes voltajes a los píxeles 660 en diferentes momentos (en realizaciones donde el color de los rayos de luz 606 varían secuencialmente en función del tiempo entre diferentes colores, es decir, los haces de luz son haces de luz de color en un sistema de color secuencial de campo). En particular, el sistema visual humano puede integrar las diferentes intensidades de diferentes colores para los diferentes píxeles 660 para percibir una localización en el espacio de color.
Además, los píxeles 660 pueden activarse usando señales de activación de píxeles que incluyen las combinaciones angulares. Por ejemplo, un píxel en un par de píxeles adyacentes puede ser activado por una combinación angular de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia y una ponderación asociada, y las vistas 3D aplicadas al par de píxeles pueden tener diferentes intervalos angulares asociados con las diferentes direcciones angulares principales 670. Adicionalmente, la vista 3D intermedia puede tener un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia que está entre las direcciones angulares principales 670. Cuando se ve la pantalla electrónica 3D 600 a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones angulares principales 670 de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando se ve la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia. De esta manera, la resolución espacial de la pantalla electrónica 3D 600 puede aumentarse electrónicamente.
La Figura 7A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios de los principios descritos en la presente. La Figura 7B ilustra una vista en perspectiva de la pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente. Como se ilustra en la Figura 7A, una guía de luz de placa 720 está configurada para recibir y guiar la luz colimada 704 en un ángulo de propagación distinto de cero. En particular, la guía de luz de placa 720 puede recibir la luz colimada 704 en un extremo de entrada o, de manera equivalente, una apertura de entrada de la guía de luz de placa 720. De acuerdo con varias realizaciones, la guía de luz de placa 720 está configurada además para emitir una porción de la luz colimada guiada 704 de una superficie de la guía de luz de placa 720. En la Figura 7A, la luz emitida 706 se ilustra como una pluralidad de rayos (flechas) que se extienden desde la superficie de la guía de luz de placa.
En alguna realización, la guía de luz de placa 720 puede ser una guía de ondas óptica de losa o placa que comprende una hoja plana extendida de material dieléctrico sustancialmente ópticamente transparente. La lámina plana de material dieléctrico está configurada para guiar la luz colimada 704 desde el colimador 710 como un haz de luz guiado 704 usando una reflexión interna total. El material dieléctrico puede tener un primer índice de refracción que es mayor que un segundo índice de refracción de un medio que rodea la guía de ondas óptica dieléctrica. La diferencia en los índices de refracción está configurada para facilitar la reflexión interna total del haz de luz guiado 704 de acuerdo con uno o más modos guiados de la guía de luz de placa 720.
De acuerdo con varios ejemplos, el material sustancialmente ópticamente transparente de la guía de luz de placa 720 puede incluir o estar compuesto de cualquiera de una variedad de materiales dieléctricos que incluyen, pero no se limitan a, uno o más de varios tipos de vidrio (por ejemplo, vidrio de sílice, vidrio de alcalinoaluminosilicato, vidrio de borosilicato, etc.) y plásticos o polímeros sustancialmente ópticamente transparentes (por ejemplo, poli(metil metacrilato) o 'vidrio acrílico', policarbonato, etc.). En algunos ejemplos, la guía de luz de placa 720 puede incluir además una capa de revestimiento (no ilustrada) sobre por lo menos una parte de una superficie (por ejemplo, una o ambas de la superficie superior e inferior) de la guía de luz de placa 720. La capa de recubrimiento puede usarse para facilitar adicionalmente más la reflexión interna total, de acuerdo con algunos ejemplos.
De acuerdo con algunas realizaciones, la pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 puede comprender además la fuente de luz 730. La fuente de luz 730 está configurada para proporcionar luz 702 al colimador 710. En particular, la fuente de luz 730 está configurada para proporcionar la luz 702 como luz colimada 704 (o un haz de luz colimada). En varias realizaciones, la fuente de luz 730 puede comprender sustancialmente cualquier fuente de luz incluyendo, pero no limitada a, uno o más diodos emisores de luz (LED). En algunas realizaciones, la fuente de luz 730 puede comprender un emisor óptico configurado para producir una luz sustancialmente monocromática que tiene un espectro de banda estrecha denotado por un color particular. En particular, el color de la luz monocromática puede ser un color primario de un espacio de color o modelo de color particular (por ejemplo, un modelo de color rojo-verde-azul (RGB)). En algunas realizaciones, la fuente de luz 730 puede comprender una pluralidad de diferentes fuentes ópticas configuradas para proporcionar diferentes colores de luz. Las diferentes fuentes ópticas pueden estar desplazadas entre sí, por ejemplo. El desplazamiento de las diferentes fuentes ópticas puede configurarse para proporcionar diferentes ángulos de propagación distintos de cero específicos de color de la luz colimada 704 correspondiente a cada uno de los diferentes colores de luz, de acuerdo con algunas realizaciones. En particular, el desplazamiento puede añadir un componente de ángulo de propagación adicional distinto de cero adicional al ángulo de propagación distinto de cero proporcionado por el colimador 710, por ejemplo.
De acuerdo con algunas realizaciones (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 7A), la pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 puede comprender además una rejilla de difracción de múltiples haces 740 en una superficie de la guía de luz de placa 720. La rejilla de difracción de múltiples haces 740 está configurada para acoplar difrangentemente una porción de la luz guiada colimada704 de la guía de luz de placa 720 como una pluralidad de haces de luz 706. La pluralidad de haces de luz 706 (es decir, la pluralidad de rayos (flechas) ilustrados en la Figura 7A) representa la luz emitida 706. En varias realizaciones, un haz de luz 706 de la pluralidad de haces de luz tiene una dirección angular principal que es diferente de las direcciones angulares principales de otros haces de luz 706 de la pluralidad de haces de luz.
En algunas realizaciones, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 es un miembro de o está dispuesta en una matriz de rejillas de difracción múltiples haces 740. En algunas realizaciones, la pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 es una pantalla electrónica 3D y la dirección angular principal del haz de luz 706 corresponde a una dirección de visión de la pantalla electrónica 3D.
La Figura 8A ilustra una vista en sección transversal de una parte de una pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 con una rejilla de difracción de múltiples haces 740 en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente. La Figura 8B ilustra una vista en sección transversal de una parte de una pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 con una rejilla de difracción de múltiples haces 740 en un ejemplo, de acuerdo con otra realización consistente con los principios descritos en la presente. La Figura 8C ilustra una vista en perspectiva de una parte de la Figura 8A o la Figura 8B incluyendo la rejilla de difracción de múltiples haces 740 en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente. La rejilla de difracción de múltiples haces 740 ilustrada en la Figura 8A comprende ranuras en una superficie de la guía de luz de placa 720, a modo de ejemplo y no de limitación. La Figura 8B ilustra la rejilla de difracción de múltiples haces 740 que comprende rugosidades que sobresalen de la superficie de la guía de luz de placa.
Como se ilustra en las Figuras 8A y 8B, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 es una rejilla de difracción con frecuencias moduladas pulsadas. En particular, las características difrangentes 740a están más cercanas entre sí en un segundo extremo 740'' de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 que en un primer extremo 740'. Además, el espaciado difrangente d de las características difrangentes ilustradas 740a varía del primer extremo 740' al segundo extremo 740". En algunas realizaciones, la rejilla de difracción con frecuencias moduladas pulsadas de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede tener o mostrar una frecuencia modulada pulsada del espaciado de difracción d que varía linealmente con la distancia. Como tal, a la rejilla de difracción con frecuencias moduladas pulsadas de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede hacerse referencia como una rejilla de difracción de 'frecuencias moduladas pulsadas lineales'.
En otra realización, la rejilla de difracción con frecuencias moduladas pulsadas de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede mostrar una frecuencia modulada pulsada no lineal del espaciado difrangente d. Varias frecuencias moduladas pulsadas no lineales que pueden usarse para realizar la rejilla de difracción con frecuencias moduladas pulsadas incluyen, pero no se limitan a, una frecuencia modulada pulsada exponencial, una frecuencia modulada pulsada logarítmico o una frecuencia modulada pulsada que varía de otra manera sustancialmente no uniforme o aleatoria pero aún monótona. También pueden emplearse frecuencias moduladas pulsadas no monótonas como, pero no limitadas a, una frecuencia modulada pulsada sinusoidal o una frecuencia modulada pulsada triangular o de diente de sierra. También pueden usarse combinaciones de cualquiera de estos tipos de frecuencias moduladas pulsadas en la rejilla de difracción de múltiples haces 740.
Como se ilustra en la Figura 8C, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 incluye características difrangentes 740a (por ejemplo, ranuras o rugosidades) dentro, en o sobre una superficie de la guía de luz de placa 720 que son tanto frecuencias moduladas pulsadas como curvadas (es decir, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 es una rejilla de difracción con frecuencia modulada pulsada curvada, como se ilustra). El haz de luz guiado 704 guiado en la guía de luz de placa 720 tiene una dirección de incidencia con respecto a la rejilla de difracción de múltiples haces 740 y la guía de luz de placa 720, como se ilustra mediante una flecha en negrita en las Figuras 8A-8C. También se ilustra la pluralidad de haces de luz acoplados o emitidos 706 que apuntan lejos de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 en la superficie de la guía de luz de placa 720. Los haces de luz 706 ilustrados se emiten en una pluralidad de diferentes direcciones angulares principales predeterminadas. En particular, las diferentes direcciones angulares principales predeterminadas de los haces de luz emitidos 706 son diferentes tanto en azimut como en elevación (por ejemplo, para formar un campo de luz).
De acuerdo con varios ejemplos, tanto la frecuencia modulada pulsada predefinida de las características difrangentes 740a como la curva de las características difrangentes 740a pueden ser responsables de una pluralidad respectiva de diferentes direcciones angulares principales predeterminadas de los haces de luz emitidos 706. Por ejemplo, debido a la curva de la característica difrangente, las características difrangentes 740a dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 pueden tener orientaciones variables con respecto a una dirección de incidencia del haz de luz guiada 704 dentro de la guía de luz de placa 720. En particular, una orientación de las características difrangentes 740a en un primer punto o localización dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede diferir de una orientación de las características difrangentes 740a en otro punto o localización con respecto a la dirección de incidencia del haz de luz guiada. Con respecto al haz de luz 706 acoplado o emitido, una componente azimutal y de la dirección angular principal {0, y} del haz de luz 706 puede ser determinado por o corresponder al ángulo de orientación azimutal yf de las características difrangentes 740a en un punto de origen del haz de luz 706 (es decir, en un punto donde se acopla el haz de luz incidente guiada 704). Como tal, las orientaciones variables de las características difrangentes 740a dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 producen los diferentes haces de luz 706 que tienen diferentes direcciones angulares principales {0, y}, por lo menos en términos de sus respectivos componentes azimutales y.
En particular, en diferentes puntos a lo largo de la curva de las características difrangentes 740a, una 'rejilla de difracción subyacente' de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 asociada con las características difrangentes curvadas 740a tiene diferentes ángulos de orientación azimutal yf. Por 'rejilla de difracción subyacente' se entiende que las rejillas de difracción de una pluralidad de rejillas de difracción no curvadas en superposición producen las características de difracción curvadas 740a de la rejilla de difracción de múltiples haces 740. Por tanto, en un punto dado a lo largo de las características difrangentes curvadas 740a, la curva tiene un ángulo de orientación azimutal particular yf que generalmente difiere del ángulo de orientación azimutal yf en otro punto a lo largo de las características difrangentes curvadas 740a. Además, el ángulo de orientación azimutal particular yf da como resultados un componente azimutal y correspondiente de una dirección angular principal {0, y} de un haz de luz 706 emitida desde el punto dado. En algunos ejemplos, la curva de las características difrangentes 740a (por ejemplo, ranuras, rugosidades, etc.) puede representar una sección de un círculo. El círculo puede ser coplanar con la superficie de la guía de luz. En otros ejemplos, la curva puede representar una sección de una elipse u otra forma curvada, por ejemplo, que es coplanar con la superficie de la guía de luz de placa.
En otras realizaciones, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede incluir características difrangentes 740a que están curvadas 'por partes'. En particular, mientras que la característica difrangente 740a puede no describir una curva sustancialmente suave o continua per se, en diferentes puntos a lo largo de la característica difrangente 740a dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces 740, la característica difrangente 740a todavía puede estar orientada en diferentes ángulos con respecto a la dirección de incidencia del haz de luz guiado 704. Por ejemplo, la característica difrangente 740a puede ser una ranura que incluye una pluralidad de segmentos sustancialmente rectos, cada segmento teniendo una orientación diferente a la de un segmento adyacente. Juntos, los diferentes ángulos de los segmentos pueden aproximarse a una curva (por ejemplo, un segmento de un círculo), de acuerdo con varias realizaciones. En otros ejemplos más, las características difrangentes 740a pueden simplemente tener diferentes orientaciones con respecto a la dirección de incidencia de la luz guiada en diferentes localizaciones dentro de la rejilla de difracción de múltiples haces 740 sin aproximarse a una curva particular (por ejemplo, un círculo o una elipse).
En algunas realizaciones, las ranuras o rugosidades que forman las características difrangentes 740a pueden grabarse, fresarse o moldearse en la superficie de la guía de luz de placa. Como tal, un material de las rejillas de difracción de múltiples haces 740 puede incluir el material de la guía de luz de placa 720. Como se ilustra en la Figura 8B, por ejemplo, la rejilla de difracción de múltiples haces 740 incluye rugosidades que sobresalen de la superficie de la guía de luz de placa 720, en donde las rugosidades pueden ser sustancialmente paralelas entre sí. En la Figura 8A (y la Figura 7A), la rejilla de difracción de múltiples haces 740 incluye ranuras que penetran en la superficie de la guía de luz de placa 720, en donde las ranuras pueden ser sustancialmente paralelas entre sí. En otros ejemplos (no ilustrados), la rejilla de difracción de múltiples haces 740 puede comprender una película o capa aplicada o fijada a la superficie de la guía de luz. La pluralidad de haces de luz 706 en diferentes direcciones angulares principales proporcionados por las rejillas de difracción de múltiples haces 740 están configurados para formar un campo de luz en una dirección de visualización de una pantalla electrónica. En particular, la pantalla basada en rejilla de difracción de múltiples haces 700 que emplea colimación está configurada para proporcionar información, por ejemplo, información 3D, correspondiente a píxeles de una pantalla electrónica.
De acuerdo con algunas realizaciones, la técnica de supermuestreo puede implementarse usando un dispositivo electrónico. La Figura 9A ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo electrónico 900 que incluye la pantalla electrónica 3D 600 en un ejemplo, de acuerdo con una realización de los principios descritos en la presente. Como se ilustra en la Figura 9A, el dispositivo electrónico 900 comprende una unidad de procesamiento gráfico (GPU) 910. La unidad de procesamiento gráfico 910 está configurada para generar vistas 3D 912 (como las vistas 3D 210 descritas anteriormente) en base a una imagen 3D. Además, la unidad de procesamiento gráfico 910 puede determinar o calcular las vistas 3D intermedias 914 (como las vistas 3D intermedias 410 o 510 descritas anteriormente) en base a la imagen 3D, las vistas 3D 912 o ambas. Por ejemplo, las vistas 3D 912 pueden generarse proyectando la imagen 3D a lo largo de las direcciones angulares principales 226. Además, las vistas 3D intermedias 914 pueden generarse por al menos uno de: proyectar la imagen 3d a lo largo de las direcciones angulares principales intermedias, interpolando entre las vistas 3D 912 o aplicando un operador de rotación a las vistas 3D 912. Luego, un controlador 916 (por ejemplo, un circuito controlador, al que algunas veces se hace referencia como 'controlador de pantalla') puede aplicar señales de activación de píxeles 918 a los píxeles 660 en la pantalla electrónica 3D 600 en base a las vistas 3D 912, las vistas 3D intermedias 914 y las ponderaciones asociadas. Estas señales de activación de píxeles pueden incluir las combinaciones angulares de las vistas 3D 912 y los productos de las vistas 3D intermedias 914 y las ponderaciones asociadas.
Tener en cuenta que las señales de activación de píxeles 918 pueden ser valores digitales de seis (6) u ocho (8) bits que dan como resultado señales analógicas discretas o escalonadas aplicadas a las celdas o los píxeles 660 en la pantalla electrónica 3D 600. (Sin embargo, de manera más general, las señales de activación de píxeles 918 pueden ser señales analógicas o valores digitales.) Las señales analógicas discretas pueden incluir voltajes que orientaron las moléculas en un cristal líquido nemático trenzado (que se usa como un ejemplo no limitativo de los valores de luz 650) de tal manera que la birrefringencia del cristal líquido nemático trenzado produce una rotación o cambio de fase deseadas de los haces de luz 606 a medida que transitan por los píxeles 660. El cambio de fase variable puede resultar en diferentes intensidades de luz que pasan por polarizadores cruzados en los píxeles 660 (y, por lo tanto, diferentes intensidades de los haces de luz modulados 606'). De esta manera, puede producirse un brillo y contraste deseados a través de la pantalla electrónica 3D 600. Además, puede obtenerse una localización en el espacio de color aplicando diferentes voltajes a subconjuntos de píxeles 660 asociados con diferentes colores (en realizaciones donde se usan filtros de color) o aplicando diferentes voltajes a los píxeles 660 en diferentes momentos (en realizaciones donde el color de los haces de luz 606 varía secuencialmente en función del tiempo entre diferentes colores, es decir, los haces de luz son haces de luz de color en un sistema de color secuencial de campo). En particular, el sistema visual humano puede integrar las diferentes intensidades de diferentes colores para diferentes píxeles 660 para percibir una localización en el espacio de color.
En lugar de un controlador 916 separado, en algunas realizaciones el controlador 916 o por lo menos algunas de las funciones del controlador 916 se incluyen en la unidad de procesamiento gráfico. Esto se muestra en la Figura 9B, que ilustra un diagrama de bloques de un dispositivo electrónico 930 que incluye la pantalla electrónica 3D 600 en un ejemplo, de acuerdo con otra realización de los principios descritos en la presente. En particular, en la Figura 9B, una unidad de procesamiento gráfico 932 incluye el controlador 916.
En el análisis anterior, hay que observar que al controlador 916, a la unidad de procesamiento gráfico 910 o a la unidad de procesamiento gráfico 932 se hace referencia a veces como 'aparato controlador de pantalla'.
Mientras que las Figuras 9A y 9B ilustran la técnica de supermuestreo en dispositivos electrónicos que incluyen la pantalla electrónica 3D 600, en algunas realizaciones la técnica de supermuestreo se implementa en uno o más componentes en uno de los dispositivos electrónicos 900 y 930, como uno o más componentes en la pantalla electrónica 3D 600, que pueden proporcionarse por separado o junto con un resto de la pantalla electrónica 3D 600 o uno de los dispositivos electrónicos 900 y 930.
Las realizaciones consistentes con los principios descritos en la presente pueden implementarse usando una variedad de dispositivos y circuitos que incluyen, pero no están limitados a, uno de circuitos integrados (IC), circuitos integrados de escala muy grande (VLSI), circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), matriz de puertas lógicas programable en campo (FPGA), procesadores de señales digitales (DSP) y similares, firmware, software (como un módulo de programa o un conjunto de instrucciones) y una combinación de dos o más de los anteriores. Por ejemplo, los elementos o 'bloques' de una realización consistente con los principios descritos en la presente pueden implementarse todos como elementos de circuito dentro de un circuito ASIC o VLSI. Las implementaciones que emplean un circuito ASIC o VLSI son ejemplos de implementación de circuitos basada en hardware, por ejemplo. En otro ejemplo, una realización puede implementarse como software usando un lenguaje de programación informático (por ejemplo, C/C++) que se ejecuta en un entorno operativo o entorno de modelado basado en software (por ejemplo, Matlab®, MathWorks, Inc., Natick, MA) que se ejecuta por un ordenador (por ejemplo, almacenado en la memoria y ejecutado por un procesador o un procesador gráfico de un ordenador). Tener en cuenta que uno o más programas informáticos o software pueden constituir un mecanismo de programa informático, y el lenguaje de programación puede ser compilado o interpretado, por ejemplo, configurable o configurado (que puede usarse indistintamente en este análisis), para ser ejecutado por un procesador o un procesador gráfico de un ordenador. En otro ejemplo más, algunos de los bloques, módulos o elementos pueden implementarse usando circuitos físicos o reales (por ejemplo, como un IC o un ASIC), mientras que otros bloques pueden implementarse en software o firmware. En particular, de acuerdo con las definiciones anteriores, algunas realizaciones descritas en la presente pueden implementarse usando un enfoque o dispositivo de circuito sustancialmente basado en hardware (por ejemplo, IC, VLSI, ASIC, FPGA, DSP, firmware, etc.), mientras que otras realizaciones también pueden implementarse como software o firmware usando un procesador informático o un procesador de gráficos para ejecutar el software, o como una combinación de software o firmware y circuitos basados en hardware, por ejemplo.
El dispositivo electrónico puede ser (o puede incluirse en): un ordenador de sobremesa, un ordenador portátil, una subportátil/netbook, un servidor, una tableta, un teléfono inteligente, un teléfono celular, un reloj inteligente, un dispositivo electrónico de consumo, un dispositivo informático portátil, un circuito integrado, una parte de una pantalla electrónica 3D (como una parte de la pantalla electrónica 3D 600) u otro dispositivo electrónico. Este dispositivo electrónico puede incluir parte o la totalidad de la funcionalidad del dispositivo electrónico 900 o 930.
Un circuito integrado puede implementar algunas o todas las funciones del dispositivo electrónico. El circuito integrado puede incluir mecanismos de hardware, mecanismos de software o ambos que se usan para determinar combinaciones angulares, generar señales de activación de píxeles o ambos. En algunas realizaciones, una salida de un proceso para diseñar el circuito integrado, o una parte del circuito integrado, que incluye uno o más de los circuitos descritos en la presente, puede ser un medio legible por ordenador como, por ejemplo, una cinta magnética o un disco óptico o magnético. El medio legible por ordenador puede codificarse con estructuras de datos u otra información que describa circuitos que pueden instanciarse físicamente como el circuito integrado o la parte del circuito integrado. Aunque pueden usarse varios formatos para dicha codificación, estas estructuras de datos se escriben comúnmente en: Caltech Intermediate Format (CIF), Calma GDS II Stream Format (GDSII) o Electronic Design Interchange Format (EDIF). Los expertos en la técnica de diseño de circuitos integrados pueden desarrollar tales estructuras de datos a partir de diagramas esquemáticos del tipo detallado anteriormente y las descripciones correspondientes y codificar las estructuras de datos en el medio legible por ordenador. Los expertos en la técnica de la fabricación de circuitos integrados pueden usar tales datos codificados para fabricar circuitos integrados que incluyan uno o más de los circuitos descritos en la presente.
De acuerdo con otras realizaciones de los principios descritos en la presente, se proporciona un método para proporcionar supermuestreo. La Figura 10 ilustra un diagrama de flujo de un método 1000 para proporcionar supermuestreo en un ejemplo, de acuerdo con una realización consistente con los principios descritos en la presente. Este método puede ser realizado por un dispositivo electrónico, como una de las realizaciones anteriores del dispositivo electrónico o un componente en una de las realizaciones anteriores del dispositivo electrónico. El método 1000 de proporcionar supermuestreo comprende activar un par de píxeles adyacentes en una pantalla electrónica 3D basada en combinaciones angulares (operación 1014), donde un píxel en el par de píxeles es activado por una combinación angular en las combinaciones angulares de un píxel en un vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia y una ponderación asociada. Tener en cuenta que las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales, y la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia que se encuentra entre las direcciones angulares principales. Además, cuando se mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia.
En algunas realizaciones, el método 1000 de proporcionar supermuestreo comprende además generar opcionalmente, en base a la imagen 3D, la primera vista 3D y la segunda vista 3d (operación 1010), y opcionalmente determinar, en base a la primera vista 3D y la segunda vista 3D, la vista 3D intermedia (operación 1012).
En algunas realizaciones, la vista 3D intermedia en el método 1000 puede determinarse en base a la imagen 3D en lugar de o además de determinarse en base a la primera vista 3D y la segunda vista 3D en la operación 1012.
Por tanto, se han descrito ejemplos de una técnica de supermuestreo que aumenta la resolución angular de una pantalla electrónica 3D sin incrementar el coste o la complejidad de la pantalla electrónica 3D. La técnica de supermuestreo puede implementarse aplicando, píxel por píxel en la pantalla electrónica 3D, combinaciones angulares de píxeles en vistas 3D con píxeles correspondientes en uno o más productos de ponderaciones y vistas 3D intermedias. Debe entenderse que los ejemplos descritos anteriormente son meramente ilustrativos de algunos de los muchos ejemplos específicos que representan los principios descritos en la presente. Claramente, los expertos en la técnica pueden idear fácilmente otras numerosas disposiciones sin apartarse del alcance definido por las reivindicaciones siguientes.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Una pantalla electrónica tridimensional, 3D, que comprende:
una guía de luz de placa (620, 720) configurada para guiar la luz colimada como un haz de luz guiado (704) en un ángulo de propagación distinto de cero;
una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces (630,740) en una superficie de la guía de luz de placa, una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz estando configurada para acoplar difrangentemente una porción del haz de luz guiada como una pluralidad de haces de luz acoplados (606,706) que tienen diferentes direcciones angulares principales (226) correspondientes a direcciones de diferentes vistas 3D (210) de la pantalla electrónica 3D;
y caracterizada por
un aparato controlador de pantalla, que comprende un circuito controlador configurado para:
activar un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D en base a combinaciones angulares, en donde un píxel (310,312) en el par de píxeles es activado por una combinación de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia (322,410,510) y una ponderación asociada,
en donde las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales (318, 320) correspondientes a direcciones de vistas 3D (314, 316) de la pantalla electrónica 3D,
en donde la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia (324) que se encuentra entre las direcciones angulares principales de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D, y
en donde la vista 3D intermedia está a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y en donde la vista 3D intermedia está incluida en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D que incluye el par de píxeles,
de tal manera que, cuando se ve la pantalla electrónica 3d a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia.
2. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, en donde las combinaciones angulares aumentan la resolución angular de la pantalla electrónica 3D.
3. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 2, en donde la vista 3D está incluida en 64 vistas 3D de la imagen 3 D y la resolución angular de la pantalla electrónica 3D corresponde a una de: 128 vistas 3D de la imagen 3D y 256 vistas 3D de la Imagen 3D.
4. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, en donde las ponderaciones incluyen un cuarto cuando el par de píxeles está a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D.
5. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, en donde las combinaciones angulares activadas en el grupo de píxeles incluyen adicionalmente vistas 3D intermedias entre las vistas 3D activadas en píxeles adyacentes a lo largo de una dirección horizontal de la pantalla electrónica 3D y una dirección vertical de la pantalla electrónica 3D.
6. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, en donde las ponderaciones incluyen la mitad cuando el par de píxeles están a lo largo de una dirección horizontal de la pantalla electrónica 3D; y la mitad cuando el par de píxeles está a lo largo de una dirección vertical de la pantalla electrónica 3D.
7. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, que comprende además un procesador de gráficos (910,932), acoplado eléctricamente al controlador de pantalla, configurado para:
generar, a partir de la imagen 3D, una primera vista 3D y una segunda vista 3D; y
determinar, en base a la primera vista 3d y la segunda vista 3D, la vista 3D intermedia, o
en donde el circuito controlador incluye un procesador de gráficos configurado para:
generar, en base a la imagen 3D, una primera vista 3D y una segunda vista 3D;
determinar, en base a la primera vista 3D y la segunda vista 3D, la vista 3D intermedia; y
activar un primer píxel y un segundo píxel del par de píxeles.
8. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, que comprende además una fuente de luz (640), acoplada ópticamente a la guía de luz de placa, configurada para proporcionar la luz a la guía de luz de placa, opcionalmente en donde la fuente de luz comprende una pluralidad de fuentes ópticas diferentes configuradas para proporcionan diferentes colores de luz en diferentes ángulos de propagación distintos de cero específicos del color de la luz colimada correspondiente a cada uno de los diferentes colores de la luz.
9. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, que comprende además una válvula de luz (650) para modular el haz de luz de la pluralidad de haces de luz, la válvula de luz estando adyacente a la rejilla de difracción de múltiples haces.
10. La pantalla electrónica 3D de la reivindicación 1, en donde la matriz de rejillas de difracción de múltiples haces comprende una rejilla de difracción con frecuencia modulada pulsada que tiene características difrangentes curvadas y/o en donde la matriz de rejillas de difracción de múltiples haces comprende una rejilla de difracción con frecuencia modulada pulsada lineal.
11. Un método (1000) para proporcionar supermuestreo en una pantalla electrónica 3D que comprende una guía de luz de placa configurada para guiar luz colimada como un haz de luz guiado a un ángulo de propagación distinto de cero y una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces en una superficie de la guía de luz de placa, una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz estando configurada para acoplar difrangentemente una parte del haz de luz guiado como una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a direcciones de diferentes vistas 3D de la pantalla electrónica 3D, el método comprendiendo:
activar un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica tridimensional (3D) en base a combinaciones angulares, en donde un píxel en el par de píxeles es activado por una combinación de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia y una ponderación asociada (1014),
en donde las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales correspondientes a las direcciones de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D,
en donde la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia que se encuentra entre las direcciones angulares principales de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D, y
en donde la vista 3D intermedia se encuentra a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y en donde la vista 3D intermedia está incluida en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D que incluye el par de píxeles
de tal manera que, cuando se ve la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia.
12. El método de la reivindicación 11, en donde el método comprende además:
generar, en base a la imagen 3D, una primera vista 3D y una segunda vista 3D (1010); y
determinar, en base a la primera vista 3D y la segunda vista 3D, la vista 3D intermedia (1012).
13. Un producto de programa informático para usar junto con un circuito controlador en una pantalla electrónica 3D que comprende una guía de luz de placa configurada para guiar la luz colimada como un haz de luz guiado en un ángulo de propagación distinto de cero y una matriz de rejillas de difracción de múltiples haces en una superficie de la guía de luz de placa, una rejilla de difracción de múltiples haces de la matriz estando configurada para acoplar difrangentemente una parte del haz de luz guiado como una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a direcciones de diferentes vistas 3D de la pantalla electrónica 3D, el producto de programa informático comprendiendo un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio y un mecanismo de programa informático incorporado en el mismo para proporcionar superresolución, el mecanismo de programa de ordenador incluyendo:
instrucciones para activar un par de píxeles adyacentes en la pantalla electrónica tridimensional (3D) en base a combinaciones angulares, en donde un píxel en el par de píxeles es activado por una combinación de un píxel en una vista 3D de una imagen 3D y por lo menos un producto de un píxel en una vista 3D intermedia y una ponderación asociada,
en donde las vistas 3D aplicadas al par de píxeles tienen diferentes intervalos angulares asociados con diferentes direcciones angulares principales correspondientes a las direcciones de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D,
en donde la vista 3D intermedia tiene un intervalo angular intermedio asociado con una dirección angular principal intermedia que se encuentra entre las direcciones angulares principales de las vistas 3D de la pantalla electrónica 3D; y
en donde la vista 3D intermedia está a lo largo de una dirección diagonal de la pantalla electrónica 3D, y en donde la vista 3D intermedia está incluida en las combinaciones angulares que se activan en un grupo de cuatro píxeles adyacentes en la pantalla electrónica 3D que incluye el par de píxeles
de tal manera que, cuando se ve la pantalla electrónica 3D a lo largo de una dirección angular principal en las direcciones principales de la vista 3D, un espectador ve la vista 3D, y cuando mira la pantalla electrónica 3D a lo largo de la dirección angular principal intermedia, el espectador ve la vista 3D intermedia.
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