ES2868773T3

ES2868773T3 - Conformación espectral para formación de imágenes en 3D

Info

Publication number: ES2868773T3
Application number: ES17783658T
Authority: ES
Inventors: Barret Lippey; Martin J Richards
Original assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Current assignee: Dolby Laboratories Licensing Corp
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: ES2977358T3; WO2018064194A1; US20200201160A1; SG10202012471YA; EP3869261A1; CN111722410B; US10613424B2; US10908486B2; US20210232031A1; CN109906401A; EP3519880B1; EP3869261B1; JP6725754B2; JP2019537742A; PL3519880T3; CN111722410A; US20190384152A1; CN109906401B; EP3519880A1; US11429013B2

Abstract

Una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D (100), comprendiendo dicha fuente de luz: un primer emisor (B1, G1, R1) operativo para emitir luz que tiene una primera distribución espectral (302) dentro de una primera gama de colores, teniendo dicha primera distribución espectral una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM); un segundo emisor (B4, G4, R4) operativo para emitir luz que tiene una segunda distribución espectral (308) dentro de dicha primera gama de colores, estando dicha segunda distribución espectral separada de dicha primera distribución espectral (302); un tercer emisor (B2, G2, R2) operativo para emitir luz que tiene una tercera distribución espectral (304) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha tercera distribución espectral (304) una porción de dicha primera distribución espectral (302), estando separada de dicha segunda distribución espectral (308), que tiene una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha primera distribución espectral y dicha segunda distribución espectral, y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de dicha primera distribución espectral; y un cuarto emisor (B3, G3, R3) operativo para emitir luz que tiene una cuarta distribución espectral (306) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha cuarta distribución espectral una porción de dicha segunda distribución espectral (308), estando separada de dicha tercera distribución espectral (304), que tiene una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha segunda distribución espectral (308) y dicha tercera distribución espectral (304), y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de dicha segunda distribución espectral (308); en la que dicha FWHM de la primera distribución espectral (302) es mayor o igual a 4 nanómetros; y en la que dicha FWHM de la tercera distribución espectral (304) es menor o igual a 2 nanómetros.

Description

DESCRIPCIÓN

Conformación espectral para formación de imágenes en 3D

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD(ES) RELACIONADA(S)

Esta solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud provisional US 62/402.923, presentada el 30 de septiembre de 2016.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a sistemas de visualización de imágenes en 3D, y más particularmente a fuentes de luz para su uso en un sistema de visualización de imágenes en 3D.

Descripción de los antecedentes de la técnica

Actualmente existe una demanda de sistemas de visualización de imágenes en 3D, tal como los proyectores láser 6-Primary (6P). Un proyector láser 6P normalmente incluye dos conjuntos de lentes de proyección que proyectan dos imágenes superpuestas respectivas en una pantalla. El espectador usa anteojos que tienen lentes especiales en los que una lente filtra una de las imágenes y la otra lente filtra la otra imagen. Por consiguiente, uno de los conjuntos de lentes del proyector láser 6P proyecta una imagen del ojo izquierdo mientras que el otro proyecta una imagen del ojo derecho. Esto permite al espectador percibir ambas imágenes simultáneamente como una sola imagen en 3D. Cada una de la imagen del ojo izquierdo y la imagen del ojo derecho son generadas por un conjunto respectivo de luces rojas, verdes y azules. En consecuencia, un sistema de proyección láser 6P incluye 6 láseres, donde los láseres del ojo izquierdo tienen longitudes de onda R^lG^lB^lpara generar la imagen del ojo izquierdo y los láseres del ojo derecho tienen longitudes de onda R^rG^rB^rpara generar la imagen del ojo derecho. Para que las lentes de las gafas 3D puedan diferenciar la luz de los láseres del ojo izquierdo y derecho, las longitudes de onda R^lG^lB^ldeben ser diferentes a las longitudes de onda R^rG^rB^rpara cada banda de color. Específicamente, R^ldebe tener una longitud de onda diferente a R^r, G^ldebe tener una longitud de onda diferente a G^r, y B^ldebe tener una longitud de onda diferente a B^r. Si las bandas espectrales de las luces primarias asociadas con cada ojo están demasiado cerca, puede producirse una interferencia de imágenes entre las vistas del ojo izquierdo y del ojo derecho.

El documento WO2016092490 A1 divulga una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D.

SUMARIO

La presente invención supera los problemas asociados con la técnica anterior proporcionando una fuente de luz que incluye emisores con distribuciones espectrales relativamente estrechas que tienen colas relativamente cortas. La invención facilita una reducción del efecto de motas. La invención facilita además una separación mejorada entre bandas espectrales, lo que reduce la diafonía entre bandas espectrales dentro de la misma gama de colores.

Las fuentes de luz de acuerdo con la presente invención se definen en las reivindicaciones independientes 1, 5 y 9. Un método de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D se define en la reivindicación independiente 12.

En un primer aspecto de la presente invención, una fuente de luz de ejemplo para un sistema de visualización en 3D incluye un primer emisor, un segundo emisor, un tercer emisor y un cuarto emisor. El primer emisor emite luz que tiene una primera distribución espectral dentro de una primera gama de colores (por ejemplo, rojo) y tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El segundo emisor emite luz que tiene una segunda distribución espectral dentro de la primera gama de colores y está separada de la primera distribución espectral. El tercer emisor emite luz que tiene una tercera distribución espectral dentro de la primera gama de colores, que se superpone a una parte de la primera distribución espectral. Además, la tercera distribución espectral está separada de la segunda distribución espectral, tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la primera distribución espectral y la segunda distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de dicha primera distribución espectral. El cuarto emisor emite luz que tiene una cuarta distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La cuarta distribución espectral se superpone a una porción de la segunda distribución espectral y está separada de la tercera distribución espectral. Además, la cuarta distribución espectral tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la segunda distribución espectral y la tercera distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la segunda distribución espectral.

Juntas, la primera y la tercera distribuciones espectrales forman una banda espectral dentro de la primera gama de colores. De manera similar, la segunda y cuarta distribuciones espectrales forman una segunda banda espectral dentro de la misma gama de colores. Las características de cola corta y relativamente estrecha de la tercera y cuarta distribuciones espectrales mejoran la separación y minimizan la diafonía entre las dos bandas espectrales en la primera gama de colores.

Opcionalmente, la fuente de luz de ejemplo incluye además un quinto emisor, un sexto emisor, un séptimo emisor y un octavo emisor. El quinto emisor emite luz que tiene una quinta distribución espectral dentro de una segunda gama de colores (por ejemplo, verde). La quinta distribución espectral tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El sexto emisor emite luz que tiene una sexta distribución espectral dentro de la segunda gama de colores, y la sexta distribución espectral está separada de la quinta distribución espectral. El séptimo emisor emite luz que tiene una séptima distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La séptima distribución espectral se superpone a una porción de la quinta distribución espectral y está separada de la sexta distribución espectral. Además, la séptima distribución espectral tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la quinta distribución espectral y la sexta distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de la quinta distribución espectral. El octavo emisor emite luz que tiene una octava distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La octava distribución espectral se superpone a una porción de la sexta distribución espectral y está separada de la séptima distribución espectral. La octava distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la sexta distribución espectral y la séptima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la sexta distribución espectral.

Juntas, la quinta y séptima distribuciones espectrales forman una banda espectral dentro de la segunda gama de colores. De manera similar, la sexta y octava distribuciones espectrales forman una segunda banda espectral dentro de la misma gama de colores. Las características de cola corta y relativamente estrecha de la séptima y octava distribuciones espectrales mejoran la separación y minimizan la diafonía entre las dos bandas espectrales en la segunda gama de colores.

Opcionalmente, la fuente de luz de ejemplo incluye además un noveno emisor, un décimo emisor, un undécimo emisor y un duodécimo emisor. El noveno emisor emite luz que tiene una novena distribución espectral dentro de una tercera gama de colores (por ejemplo, azul). La novena distribución espectral tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El décimo emisor emite luz que tiene una décima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La décima distribución espectral está separada de la novena distribución espectral. El undécimo emisor emite luz que tiene una undécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La undécima distribución espectral se superpone a una porción de la novena distribución espectral y está separada de la décima distribución espectral. La undécima distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la novena distribución espectral y la décima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de la novena distribución espectral. El duodécimo emisor emite luz que tiene una duodécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La duodécima distribución espectral se superpone a una porción de la décima distribución espectral y está separada de la undécima distribución espectral. Además, la duodécima distribución espectral tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la décima distribución espectral y la undécima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la décima distribución espectral.

Juntas, la novena y undécima distribuciones espectrales forman una banda espectral dentro de la tercera gama de colores. De manera similar, la décima y duodécima distribuciones espectrales forman una segunda banda espectral dentro de la misma gama de colores. Las características de cola corta y relativamente estrecha de la undécima y duodécima distribuciones espectrales mejoran la separación y minimizan la diafonía entre las dos bandas espectrales en la tercera gama de colores.

Según el primer aspecto, la FWHM de la primera distribución espectral es mayor o igual a 4 nanómetros, y la FWHM de la tercera distribución espectral es menor o igual a 2 nanómetros.

En un segundo aspecto de la presente invención, también se describe un ejemplo de fuente de luz como sigue para incluir un primer emisor, un segundo emisor, un tercer emisor y un cuarto emisor. El primer emisor emite luz que tiene una primera distribución espectral dentro de una primera gama de colores (por ejemplo, rojo). La primera distribución espectral tiene un pico y una cola. El segundo emisor emite luz que tiene una segunda distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La segunda distribución espectral está separada de la primera distribución espectral y tiene un pico y una cola. El tercer emisor emite luz que tiene una tercera distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La tercera distribución espectral se superpone a una porción de la primera distribución espectral y está separada de la segunda distribución espectral. La tercera distribución espectral tiene un pico entre los picos de la primera distribución espectral y la segunda distribución espectral, y tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la primera distribución espectral. El cuarto emisor emite luz que tiene una cuarta distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La cuarta distribución espectral se superpone a una porción de la segunda distribución espectral y está separada de la tercera distribución espectral. La cuarta distribución espectral también tiene un pico entre los picos de la segunda distribución espectral y la tercera distribución espectral, y tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la segunda distribución espectral.

Opcionalmente, la fuente de luz de ejemplo incluye además un quinto emisor, un sexto emisor, un séptimo emisor y un octavo emisor. El quinto emisor emite luz que tiene una quinta distribución espectral dentro de una segunda gama de colores (por ejemplo, verde). La quinta distribución espectral tiene un pico y una cola. El sexto emisor emite luz que tiene una sexta distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La sexta distribución espectral está separada de la quinta distribución espectral y tiene un pico y una cola. El séptimo emisor emite luz que tiene una séptima distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La séptima distribución espectral se superpone a una porción de la quinta distribución espectral y está separada de la sexta distribución espectral. La séptima distribución espectral también tiene un pico entre los picos de la quinta distribución espectral y la sexta distribución espectral, y tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la quinta distribución espectral. El octavo emisor emite luz que tiene una octava distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La octava distribución espectral se superpone a una porción de la sexta distribución espectral y está separada de la séptima distribución espectral. La octava distribución espectral también tiene un pico entre los picos de la sexta distribución espectral y la séptima distribución espectral, y tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la sexta distribución espectral.

Opcionalmente, la fuente de luz de ejemplo incluye además un noveno emisor, un décimo emisor, un undécimo emisor y un duodécimo emisor. El noveno emisor emite luz que tiene una novena distribución espectral dentro de una tercera gama de colores (por ejemplo, azul). La novena distribución espectral tiene un pico y una cola. El décimo emisor emite luz que tiene una décima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La décima distribución espectral está separada de la novena distribución espectral y también tiene un pico y una cola. El undécimo emisor emite luz que tiene una undécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La undécima distribución espectral se superpone a una porción de la novena distribución espectral y está separada de la décima distribución espectral. La undécima distribución espectral tiene un pico entre los picos de la novena distribución espectral y la décima distribución espectral, y también tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la novena distribución espectral. El duodécimo emisor emite luz que tiene una duodécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La duodécima distribución espectral se superpone a una porción de la décima distribución espectral y está separada de la undécima distribución espectral. La duodécima distribución espectral también tiene un pico entre los picos de la décima distribución espectral y la undécima distribución espectral, y tiene una cola que declina más rápidamente que la cola de la décima distribución espectral.

En un tercer aspecto de esta invención, también se describe a continuación una fuente de luz de ejemplo para un sistema de visualización en 3D. La fuente de luz incluye una primera pluralidad de emisores y una segunda pluralidad de emisores. Los emisores de la primera pluralidad de emisores tienen distribuciones espectrales superpuestas que forman una primera banda espectral dentro de una primera gama de colores (por ejemplo, rojo, verde o azul). Uno de los emisores de la primera pluralidad de emisores tiene una distribución espectral que forma un borde de la primera banda espectral y tiene una anchura completa a la mitad del máximo (FWHM) de no más de 2 nanómetros. Los emisores de la segunda pluralidad de emisores tienen distribuciones espectrales superpuestas que forman una segunda banda espectral dentro de la primera gama de colores, pero separadas de la primera banda espectral. Uno de los emisores de la segunda pluralidad de emisores tiene una distribución espectral que forma un borde de la segunda banda espectral y tiene una anchura completa a la mitad del máximo de no más de 2 nanómetros. El borde de la primera banda espectral está en un lado de la primera banda espectral más cercano a la segunda banda espectral, y el borde de la segunda banda espectral está en un lado de la segunda banda espectral más cercano a la primera banda espectral. Opcionalmente, al menos otro emisor de la primera pluralidad de emisores tiene una distribución espectral con una FWHM de al menos 4 nanómetros.

También se describe un método de ejemplo de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D. El método incluye proporcionar un primer emisor, proporcionar un segundo emisor y proporcionar un tercer emisor. El primer emisor emite luz que tiene una primera distribución espectral dentro de una primera gama de colores (por ejemplo, rojo). La primera distribución espectral tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El segundo emisor emite luz que tiene una segunda distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La segunda distribución espectral está separada de la primera distribución espectral. El tercer emisor emite luz que tiene una tercera distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La tercera distribución espectral se superpone a una porción de la primera distribución espectral y está separada de la segunda distribución espectral. La tercera distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la primera distribución espectral y la segunda distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de la primera distribución espectral. El método de ejemplo incluye además ensamblar la fuente de luz para incluir el primer emisor, el segundo emisor y el tercer emisor.

Opcionalmente, el método incluye además proporcionar un cuarto emisor operativo para emitir luz que tiene una cuarta distribución espectral dentro de la primera gama de colores. La cuarta distribución espectral se superpone a una porción de la segunda distribución espectral y está separada de la tercera distribución espectral. La cuarta distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la segunda distribución espectral y la tercera distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la segunda distribución espectral. La etapa de ensamblar la fuente de luz incluye ensamblar la fuente de luz para incluir el cuarto emisor.

Opcionalmente, el método de ejemplo incluye además proporcionar un quinto emisor, proporcionar un sexto emisor, proporcionar un séptimo emisor y proporcionar un octavo emisor. El quinto emisor emite luz que tiene una quinta distribución espectral dentro de una segunda gama de colores (por ejemplo, verde). La quinta distribución espectral tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El sexto emisor emite luz que tiene una sexta distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La sexta distribución espectral está separada de la quinta distribución espectral. El séptimo emisor emite luz que tiene una séptima distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La séptima distribución espectral se superpone a una porción de la quinta distribución espectral y está separada de la sexta distribución espectral. La séptima distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la quinta distribución espectral y la sexta distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de la quinta distribución espectral. El octavo emisor emite luz que tiene una octava distribución espectral dentro de la segunda gama de colores. La octava distribución espectral se superpone a una porción de la sexta distribución espectral y está separada de la séptima distribución espectral. La octava distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la sexta distribución espectral y la séptima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la sexta distribución espectral. La etapa de ensamblar la fuente de luz incluye ensamblar la fuente de luz para incluir el quinto emisor, el sexto emisor, el séptimo emisor y el octavo emisor.

Opcionalmente, el método de ejemplo incluye además proporcionar un noveno emisor, proporcionar un décimo emisor, proporcionar un undécimo emisor y proporcionar un duodécimo emisor. El noveno emisor emite luz que tiene una novena distribución espectral dentro de una tercera gama de colores (por ejemplo, azul). La novena distribución espectral tiene una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM). El décimo emisor emite luz que tiene una décima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La décima distribución espectral está separada de la novena distribución espectral. El undécimo emisor emite luz que tiene una undécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La undécima distribución espectral se superpone a una porción de la novena distribución espectral y está separada de la décima distribución espectral. La undécima distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la novena distribución espectral y la décima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de la novena distribución espectral. El duodécimo emisor emite luz que tiene una duodécima distribución espectral dentro de la tercera gama de colores. La duodécima distribución espectral se superpone a una porción de la décima distribución espectral y está separada de la undécima distribución espectral. La duodécima distribución espectral también tiene una longitud de onda central entre las longitudes de onda centrales de la décima distribución espectral y la undécima distribución espectral, y tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de la décima distribución espectral. La etapa de ensamblar la fuente de luz incluye ensamblar la fuente de luz para incluir el noveno emisor, el décimo emisor, el undécimo emisor y el duodécimo emisor.

Opcionalmente, la etapa de ensamblar la fuente de luz incluye combinar el primer emisor, el tercer emisor, el quinto emisor, el séptimo emisor, el noveno emisor y el undécimo emisor en un módulo adaptado para proporcionar luz a un primer proyector, y combinar el segundo emisor, cuarto emisor, sexto emisor, octavo emisor, décimo emisor y duodécimo emisor en un módulo adaptado para proporcionar luz a un segundo proyector.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se describe con referencia a los siguientes dibujos, en los que los mismos números de referencia indican elementos sustancialmente similares:

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de proyector en 3D ejemplar según la invención;

La figura 2 es un gráfico de intensidad frente a longitud de onda que muestra la distribución espectral de los emisores de la figura 1;

La figura 3 es un gráfico de intensidad frente a longitud de onda que muestra la distribución espectral de los emisores verdes de la figura 1;

La figura 4 es un gráfico de intensidad frente a longitud de onda que muestra la distribución espectral de emisores verdes según una realización alternativa de la invención;

La figura 5 es un gráfico de intensidad frente a longitud de onda que muestra la distribución espectral de emisores verdes según otra realización alternativa más de la invención;

La figura 6A es una primera parte de un diagrama de flujo que resume un método de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D según la invención; y

La figura 6B es una segunda parte de un diagrama de flujo que resume un método de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D según la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención supera los problemas asociados con la técnica anterior al proporcionar un sistema de visualización en 3D 6P que incorpora una pluralidad de emisores de banda estrecha para reducir los efectos de la diafonía de color. En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos (por ejemplo, longitudes de onda, gamas de colores, intensidades de emisor, etc.) con el fin de proporcionar una comprensión completa de la invención. Los expertos en la técnica reconocerán, sin embargo, que la invención se puede poner en práctica aparte de estos detalles específicos. En otros casos, se han omitido detalles de prácticas y componentes de procesamiento de imágenes y vídeo bien conocidos, para no oscurecer innecesariamente la presente invención.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema de visualización en 3D 100 ejemplar capaz de visualizar imágenes en 3D con un rendimiento de diafonía mejorado. En esta realización de ejemplo, el sistema de visualización 100 es un proyector láser 6P que proyecta imágenes y vídeo en 3D en una superficie de visualización 102 (por ejemplo, una pantalla de cine). Las imágenes en 3D se producen proyectando una imagen del ojo izquierdo 104 y una imagen del ojo derecho 106 sobre la superficie de visualización 102. El espectador usa gafas 108 especializadas que permiten que la imagen del ojo izquierdo 104 sea vista solo por el ojo izquierdo del espectador y que la imagen del ojo derecho 106 sea vista solo por el ojo derecho del espectador. En otras palabras, una lente izquierda 110 y una lente derecha 112 de las gafas 108 filtran la imagen del ojo derecho 106 y la imagen del ojo izquierdo 104, respectivamente.

El sistema de visualización en 3D 100 incluye una pluralidad de emisores del ojo izquierdo 114, un proyector de imágenes del ojo izquierdo 116, una pluralidad de emisores del ojo derecho 118 y un proyector de imágenes del ojo derecho 120. Los emisores 114 y el proyector 116, juntos, cooperan para generar la imagen del ojo izquierdo 104. Es decir, los emisores 114 proporcionan al proyector 116 la iluminación necesaria para generar la imagen 104. Asimismo, los emisores 118 proporcionan al proyector 120 la iluminación necesaria para generar la imagen 106. Los proyectores 116 y 120 son representaciones de los diversos componentes (por ejemplo, moduladores de luz espacial, lentes de proyección, conductos de luz, etc.) necesarios para llevar a cabo las funciones de proyección y modulación de la imagen. Los detalles específicos de los proyectores 116 y 120 no son aspectos esenciales de la presente invención y, por lo tanto, no se describen en detalle.

En esta realización ejemplar, los emisores 114 y 118 son módulos láser de colores primarios, cada uno de los cuales produce luz láser sobre una banda de longitud de onda única. Los emisores 114 incluyen un láser azul B1 de ancho de banda amplio, un láser azul B2 de ancho de banda estrecho, un láser verde G1 de ancho de banda amplio, un láser verde G2 de ancho de banda estrecho, un láser rojo R1 de ancho de banda amplio y un láser rojo R2 de ancho de banda estrecho, cada uno de los cuales es no visible a través de la lente derecha 112 de las gafas 108. Asimismo, los emisores 118 incluyen un láser azul B3 de ancho de banda amplio, un láser azul B4 de ancho de banda estrecho, un láser verde g 3 de ancho de banda amplio, un láser verde G4 de ancho de banda estrecho, un láser rojo R3 de ancho de banda amplio y un láser rojo R4 de ancho de banda estrecho, cada uno de los cuales que no es visible a través de la lente izquierda 110.

La figura 2 es un gráfico 200 de intensidad frente a longitud de onda que muestra las curvas de distribución espectral de la luz azul, verde y roja generadas por los emisores del ojo izquierdo 114 y los emisores del ojo derecho 118. (La intensidad se muestra de forma representativa en unidades arbitrarias). Las curvas 202, 204, 206, 208, 210 y 212 representan las respectivas 6 bandas de colores primarios utilizadas por el sistema de visualización 100 para generar imágenes en 3D. La curva 202 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres B1 y B2 que, juntos, definen el constituyente azul primario de la imagen del ojo izquierdo 104. La curva 204 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres B3 y B4 que, en conjunto, definen el componente azul primario de la imagen del ojo derecho 106. La curva 206 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres G1 y G2 que, juntos, definen el constituyente verde primario de la imagen del ojo izquierdo 104. La curva 208 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres G3 y G4 que, juntos, definen el constituyente verde primario de la imagen del ojo derecho 106. La curva 210 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres R1 y R2 que, juntos, definen el constituyente rojo primario de la imagen del ojo izquierdo 104. Finalmente, la curva 212 representa las distribuciones espectrales combinadas de los láseres R3 y R4 que, juntos, definen el constituyente verde primario de la imagen del ojo derecho 106.

Con fines ilustrativos, se muestra que la forma general de las curvas 202, 206 y 210 son idénticas entre sí. Asimismo, se muestra que la forma general de las curvas 204, 208 y 212 son idénticas entre sí. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que, en realidad, es poco probable que estas curvas sean idénticas. Esto se debe en parte a las limitaciones de fabricación y también a que la intensidad alcanzable y las características de longitud de onda de los láseres varían de un ancho de banda a otro y también de un fabricante a otro.

La figura 3 es un gráfico 300 de intensidad frente a longitud de onda que muestra los componentes de las curvas de distribución espectral 206 y 208 dentro de la gama de colores verde. En la realización de ejemplo, la curva 206 representa la suma de las curvas superpuestas 302 y 304, que representan las distribuciones espectrales de los láseres G1 y G2, respectivamente. Asimismo, la curva 208 representa la suma de las curvas superpuestas 306 y 308, que representan las distribuciones espectrales de los láseres G3 y G4, respectivamente.

La selección de láseres puede basarse en varias consideraciones. Por ejemplo, cada láser tiene una distribución espectral generalmente gaussiana. Además, se ha descubierto que el aumento del ancho de banda del láser reduce el efecto de moteado. Además, el intervalo de longitud de onda utilizable disponible para un color particular está limitado por un espacio de color deseado. Dos láseres diferentes del mismo color, pero para ojos diferentes, también deben encajar dentro del intervalo de espacio de color deseado sin superponerse, lo que puede limitar aún más las longitudes de onda disponibles para cada color. Además, los láseres de algunas longitudes de onda son difíciles de fabricar y podría ser deseable evitar por completo algunos intervalos de longitudes de onda dependiendo de la aplicación.

Las características espectrales y el posicionamiento relativo de las curvas 302, 304, 306 y 308 proporcionan aspectos beneficiosos de la presente invención, particularmente en vista de las consideraciones anteriores. Por ejemplo, se reconoce que las curvas 304 y 306 ocupan una banda de longitudes de onda mucho más corta en la anchura completa a la mitad del máximo (FWHM) que las curvas 302 y 308. La curva ancha 302 ocupa una banda relativamente larga de longitudes de onda en FWHM para minimizar el moteado. Sin embargo, las curvas espectrales amplias que tienen una FWHM relativamente larga también sufren inherentemente de una cola gaussiana gradual, lo cual no es deseable porque la diafonía se produce cuando la cola de una distribución espectral del ojo izquierdo se superpone a la cola de una distribución espectral del ojo derecho dentro de gamas de colores similares. Además, las colas largas ocupan más del ya limitado ancho de banda de una gama de colores, lo que impone más restricciones de diseño al sistema. Para minimizar los efectos de la cola de onda larga de la curva 302, G2 tiene una FWHM estrecha dentro del mismo intervalo de longitud de onda que la cola de onda larga de la curva 302. Esto es deseable porque una curva estrecha generalmente tiene una cola más corta y afilada. Como resultado, la curva 206 tiene un ancho de banda relativamente grande para reducir el moteado, pero tiene una cola corta para reducir la diafonía. Por la misma razón, G3 tiene una curva de distribución espectral estrecha 306 dentro del mismo intervalo de longitud de onda que la cola de onda larga de la curva ancha 308. Es importante reconocer que las curvas estrechas 304 y 306 están ubicadas en la banda verde entre los picos de las curvas anchas 302 y 308, minimizando así la diafonía entre la imagen izquierda verde y la imagen derecha verde en las imágenes proyectadas.

Cabe señalar que las características beneficiosas de las curvas azules 202 y 204, y las curvas rojas 210 y 212 proporcionadas por la invención, son sustancialmente similares a las de las curvas verdes 206 y 208, respectivamente, discutidas anteriormente. Por lo tanto, se omiten las descripciones detalladas de las curvas 202, 204, 210 y 212 para evitar la redundancia.

En resumen, la configuración espectral proporcionada por la introducción de los emisores de banda estrecha según la invención proporciona importantes ventajas. Específicamente, la invención facilita una separación mejorada entre bandas espectrales dentro de las mismas gamas de color, lo que reduce la diafonía en las imágenes visualizadas del ojo izquierdo y del ojo derecho. Además, la invención proporciona bandas espectrales compuestas anchas, lo que reduce el moteado. Estas mejoras son particularmente beneficiosas para afinar el rojo y el verde, donde la diafonía y el moteado pueden ser más visibles (en comparación con el azul).

La figura 4 es un gráfico 400 de longitud de onda frente a la intensidad que muestra los componentes de una curva verde de onda corta 402 y una curva verde de onda larga 404 de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención. En la realización de ejemplo, la curva 402 representa la distribución espectral combinada de tres láseres verdes FWHM estrechos superpuestos representados por las curvas 406, 408 y 410. Asimismo, la curva 404 representa la distribución espectral total de tres láseres verdes de onda larga de FWHM estrecha representados por las curvas 412, 414 y 416. Debido a que cada una de las curvas 402 y 404 está formada por una pluralidad de curvas de FWHM estrecha superpuestas, las curvas 402 y 404 tienen anchos de banda amplios para la reducción del moteado, pero tienen colas cortas para minimizar la diafonía entre las mismas.

La figura 5 es un gráfico 500 de intensidad frente a la longitud de onda que muestra los componentes de una curva verde de onda corta 502 y una curva verde de onda larga 504 según otra realización alternativa de la presente invención. En la realización de ejemplo, la curva 502 representa la distribución espectral total de un láser verde de FWHM estrecha representado por una curva 506, un láser verde de FWHM ancha representado por una curva 508 y un segundo láser verde de FWHM estrecha representado por una curva 510. Asimismo, la curva 504 representa la distribución espectral total de un láser verde de FWHM estrecha representado por una curva 512, un láser verde de FWHM ancha representado por una curva 514 y un segundo láser verde de FWHM estrecha representado por una curva 516. Debido a que cada una de las curvas 502 y 504 incluye una única curva ancha colocada entre dos curvas estrechas, cada una tiene un ancho de banda amplio para la reducción del moteado, pero tiene colas cortas para minimizar la diafonía.

Las figuras 6A y 6B son partes de un diagrama de flujo que resume un método 600 de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D. En una primera etapa 602, se proporciona un primer emisor que tiene una primera distribución espectral amplia dentro de una primera gama de colores. En una segunda etapa 604, se proporciona un segundo emisor que tiene una segunda distribución espectral amplia dentro del primer gama de colores y separado de la distribución espectral del primer emisor. En una tercera etapa 606, se proporciona un tercer emisor que tiene una tercera distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la primera distribución espectral y se coloca entre la primera distribución espectral y la segunda distribución espectral. En una cuarta etapa 608, se proporciona un cuarto emisor que tiene una cuarta distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la segunda distribución espectral y se coloca entre la primera distribución espectral y la segunda distribución espectral y se separa de la tercera distribución espectral.

En una quinta etapa 610, se proporciona un quinto emisor que tiene una quinta distribución espectral amplia dentro de una segunda gama de colores. En una sexta etapa 612, se proporciona un sexto emisor que tiene una sexta distribución espectral amplia dentro de la segunda gama de colores y separada de la distribución espectral del quinto emisor. En una séptima etapa 614, se proporciona un séptimo emisor que tiene una séptima distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la quinta distribución espectral y se coloca entre la quinta distribución espectral y la sexta distribución espectral. En una octava etapa 616 (figura 6B), se proporciona un octavo emisor que tiene una octava distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la sexta distribución espectral y se sitúa entre la quinta distribución espectral y la sexta distribución espectral y se separa de la séptima distribución espectral.

En una novena etapa 618, se proporciona un noveno emisor que tiene una novena distribución espectral amplia dentro de una tercera gama de colores. En una décima etapa 620, se proporciona un décimo emisor que tiene una décima distribución espectral amplia dentro del tercer gama de colores y separado de la distribución espectral del noveno emisor. En una undécima etapa 622, se proporciona un undécimo emisor que tiene una undécima distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la novena distribución espectral y se sitúa entre la novena distribución espectral y la décima distribución espectral. En una duodécima etapa 624, se proporciona un duodécimo emisor que tiene una duodécima distribución espectral estrecha que se superpone a una porción de la décima distribución espectral y se coloca entre la novena distribución espectral y la décima distribución espectral y se separa de la undécima distribución espectral.

En una decimotercera etapa 626, el primer emisor, el tercer emisor, el quinto emisor, el séptimo emisor, el noveno emisor y el undécimo emisor se combinan en un módulo adaptado para proporcionar luz a un primer proyector. Además, en una decimocuarta etapa 628, el segundo emisor, el cuarto emisor, el sexto emisor, el octavo emisor, el décimo emisor y el duodécimo emisor se combinan en un módulo adaptado para proporcionar luz a un segundo proyector.

La descripción de realizaciones particulares de la presente invención está ahora completa. Muchas de las características descritas pueden sustituirse, modificarse u omitirse sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, los láseres (u otras fuentes de luz de banda estrecha) de anchos de banda alternativos pueden sustituirse por los láseres específicos descritos. Estas y otras desviaciones de las realizaciones particulares mostradas serán evidentes para los expertos en la técnica, particularmente en vista de la divulgación anterior.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D (100), comprendiendo dicha fuente de luz:

un primer emisor (B1, G1, R1) operativo para emitir luz que tiene una primera distribución espectral (302) dentro de una primera gama de colores, teniendo dicha primera distribución espectral una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM);

un segundo emisor (B4, G4, R4) operativo para emitir luz que tiene una segunda distribución espectral (308) dentro de dicha primera gama de colores, estando dicha segunda distribución espectral separada de dicha primera distribución espectral (302);

un tercer emisor (B2, G2, R2) operativo para emitir luz que tiene una tercera distribución espectral (304) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha tercera distribución espectral (304) una porción de dicha primera distribución espectral (302), estando separada de dicha segunda distribución espectral (308), que tiene una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha primera distribución espectral y dicha segunda distribución espectral, y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de dicha primera distribución espectral; y

un cuarto emisor (B3, G3, R3) operativo para emitir luz que tiene una cuarta distribución espectral (306) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha cuarta distribución espectral una porción de dicha segunda distribución espectral (308), estando separada de dicha tercera distribución espectral (304), que tiene una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha segunda distribución espectral (308) y dicha tercera distribución espectral (304), y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de dicha segunda distribución espectral (308);

en la que dicha FWHM de la primera distribución espectral (302) es mayor o igual a 4 nanómetros; y en la que dicha FWHM de la tercera distribución espectral (304) es menor o igual a 2 nanómetros.

2. La fuente de luz de la reivindicación 1, en la que dicha primera gama de colores está dentro de una porción roja del espectro visible.

3. La fuente de luz de la reivindicación 1, en la que dicha primera gama de colores está dentro de una porción verde del espectro visible.

4. La fuente de luz de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además:

un quinto emisor operativo para emitir luz que tiene una quinta distribución espectral dentro de una segunda gama de colores, teniendo dicha quinta distribución espectral una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM);

un sexto emisor operativo para emitir luz que tiene una sexta distribución espectral dentro de dicha segunda gama de colores, estando dicha sexta distribución espectral separada de dicha quinta distribución espectral; y un séptimo emisor operativo para emitir luz que tiene una séptima distribución espectral dentro de dicha segunda gama de colores, superponiendo dicha séptima distribución espectral a una porción de dicha quinta distribución espectral, estando separada de dicha sexta distribución espectral, teniendo una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha quinta distribución espectral y dicha sexta distribución espectral, y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de dicha quinta distribución espectral.

5. Una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D (100), comprendiendo dicha fuente de luz:

un primer emisor (B1, G1, R1) operativo para emitir luz que tiene una primera distribución espectral (302) dentro de una primera gama de colores, teniendo dicha primera distribución espectral un pico y una cola;

un segundo emisor (B4, G4, R4) operativo para emitir luz que tiene una segunda distribución espectral (308) dentro de dicha primera gama de colores, estando dicha segunda distribución espectral separada de dicha primera distribución espectral y que tiene un pico y una cola;

un tercer emisor P (B2, G2, r2) operativo para emitir luz que tiene una tercera distribución espectral (304) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha tercera distribución espectral una porción de dicha primera distribución espectral, estando separada de dicha segunda distribución espectral, que tiene un pico entre dichos picos de dicha primera distribución espectral y dicha segunda distribución espectral, y que tiene una cola que declina más rápidamente que dicha cola de dicha primera distribución espectral; y

un cuarto emisor (B3, G3, R3) operativo para emitir luz que tiene una cuarta distribución espectral (306) dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha cuarta distribución espectral una porción de dicha segunda distribución espectral, estando separada de dicha tercera distribución espectral, que tiene un pico entre dichos picos de dicha segunda distribución espectral y dicha tercera distribución espectral, y que tiene una cola que declina más rápidamente que dicha cola de dicha segunda distribución espectral;

en la que una FWHM de dicha primera distribución espectral es mayor o igual a 4 nanómetros; y

en la que una FWHM de dicha tercera distribución espectral es menor o igual a 2 nanómetros.

6. La fuente de luz de la reivindicación 5, en la que dicha primera gama de colores está dentro de una porción roja del espectro visible.

7. La fuente de luz de la reivindicación 5, en la que dicha primera gama de colores está dentro de una porción verde del espectro visible.

8. La fuente de luz de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende, además:

un quinto emisor operativo para emitir luz que tiene una quinta distribución espectral dentro de una segunda gama de colores, teniendo dicha quinta distribución espectral un pico y una cola;

un sexto emisor operativo para emitir luz que tiene una sexta distribución espectral dentro de dicha segunda gama de colores, estando dicha sexta distribución espectral separada de dicha quinta distribución espectral y que tiene un pico y una cola; y

un séptimo emisor operativo para emitir luz que tiene una séptima distribución espectral dentro de dicha segunda gama de colores, superponiendo dicha séptima distribución espectral una porción de dicha quinta distribución espectral, estando separada de dicha sexta distribución espectral, que tiene un pico entre dichos picos de dicho quinto espectro espectral distribución y dicha sexta distribución espectral, y que tiene una cola que declina más rápidamente que dicha cola de dicha quinta distribución espectral.

9. Una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D (100), comprendiendo dicha fuente de luz:

una primera pluralidad de emisores que tienen distribuciones espectrales superpuestas (506, 508, 510) que forman una primera banda espectral (502) dentro de una primera gama de colores, teniendo uno de dichos emisores de dicha primera pluralidad de emisores una distribución espectral (510) formando un borde de dicha primera banda espectral y que tiene una anchura completa a la mitad del máximo (FWHM) de no más de 2 nanómetros; y

una segunda pluralidad de emisores que tienen distribuciones espectrales superpuestas (512, 514, 516) que forman una segunda banda espectral (504) dentro de dicha primera gama de colores, pero separadas de dicha primera banda espectral, que tiene uno de dichos emisores de dicha segunda pluralidad de emisores una distribución espectral (512) que forma un borde de dicha segunda banda espectral y que tiene una anchura completa a la mitad del máximo de no más de 2 nanómetros; y en la que:

dicho borde de dicha primera banda espectral está en un lado de dicha primera banda espectral más cercano a dicha segunda banda espectral;

dicho borde de dicha segunda banda espectral está en un lado de dicha segunda banda espectral más cercano a dicha primera banda espectral; y

al menos otro emisor de dicha primera pluralidad de emisores tiene una distribución espectral (508, 514) con una FWHM de al menos 4 nanómetros.

10. La fuente de luz de la reivindicación 9, en la que dicha primera gama de colores está dentro de una porción roja del espectro visible.

11. La fuente de luz de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en la que al menos otro emisor de dicha segunda pluralidad de emisores tiene una distribución espectral con una FWHM de al menos 4 nanómetros.

12. Un método (600) de fabricación de una fuente de luz para un sistema de visualización en 3D, comprendiendo dicho método:

proporcionar (602) un primer emisor operativo para emitir luz que tiene una primera distribución espectral dentro de una primera gama de colores, teniendo dicha primera distribución espectral una longitud de onda central y una anchura completa particular a la mitad del máximo (FWHM);

proporcionar (604) un segundo emisor operativo para emitir luz que tiene una segunda distribución espectral dentro de dicha primera gama de colores, estando dicha segunda distribución espectral separada de dicha primera distribución espectral;

proporcionar (606) un tercer emisor operativo para emitir luz que tiene una tercera distribución espectral dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha tercera distribución espectral una porción de dicha primera distribución espectral, estando separada de dicha segunda distribución espectral, teniendo una longitud de onda central entre dichas longitudes de onda centrales de dicha primera distribución espectral y dicha segunda distribución espectral, y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que la FWHM de dicha primera distribución espectral;

proporcionar (608) un cuarto emisor operativo para emitir luz que tiene una cuarta distribución espectral dentro de dicha primera gama de colores, superponiendo dicha cuarta distribución espectral una porción de dicha segunda distribución espectral, estando separada de dicha tercera distribución espectral, que tiene una longitud de onda central entre dicha longitudes de onda centrales de dicha segunda distribución espectral y dicha tercera distribución espectral, y que tiene una FWHM particular que es más pequeña que una FWHM de dicha segunda distribución espectral; y

ensamblar dicha fuente de luz para incluir dicho primer emisor, dicho segundo emisor, dicho tercer emisor y dicho cuarto emisor;

en el que dicha FWHM de la primera distribución espectral es mayor o igual a 4 nanómetros; y en el que dicho FWHM de la tercera distribución espectral es menor o igual a 2 nanómetros.

13. El método de la reivindicación 12, en el que dicha etapa de ensamblar dicha fuente de luz incluye: combinar dicho primer emisor y dicho tercer emisor en un módulo adaptado para proporcionar luz a un primer proyector; y

combinar dicho segundo emisor y dicho cuarto emisor en un módulo adaptado para proporcionar luz a un segundo proyector.