ES2911308T3 - Control de la propagación de luz con elemento de desenfoque en sistemas de proyector - Google Patents

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ES2911308T3 ES16725981T ES16725981T ES2911308T3 ES 2911308 T3 ES2911308 T3 ES 2911308T3 ES 16725981 T ES16725981 T ES 16725981T ES 16725981 T ES16725981 T ES 16725981T ES 2911308 T3 ES2911308 T3 ES 2911308T3
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Nathan Wainwright
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Barret Lippey
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Abstract

Un elemento de desenfoque, dicho elemento de desenfoque comprende: una primera placa (202), comprendiendo dicha primera placa un primer material transmisor, comprendiendo el primer material transmisor una primera superficie, y comprendiendo dicha primera superficie un patrón (204) de interfaz; y un segundo material, en el que el segundo material es un material de inmersión, comprendiendo dicho segundo material un segundo material transmisor que comprende una segunda superficie, la segunda superficie en comunicación óptica con la primera superficie; en el que el primer material transmisivo comprende un material con un índice de refracción diferente al del segundo material transmisivo, y en el que la diferencia del índice de refracción entre el primer material transmisivo y el segundo material transmisivo está en el rango de 0,1 a menos de 0,01, caracterizado porque el patrón de interfaz comprende un conjunto de lentes toroidales rectangulares con sustancialmente el mismo radio de curvatura en las direcciones x e y.

Description

DESCRIPCIÓN
Control de la propagación de luz con elemento de desenfoque en sistemas de proyector
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional de EE. UU. n.° 62/162.587 presentada el 15 de mayo de 2015 y la solicitud de patente provisional de EE. Uu. n.° 62/281.146 presentada el 20 de enero de 2016.
Campo técnico
La presente invención se refiere a sistemas de proyector y, en particular, a sistemas y métodos para el control de la propagación de la luz en sistemas de proyección de alto rango dinámico (HDR).
Antecedentes
Los sistemas de proyector ahora se están diseñando con mejoras en el rango dinámico. Los sistemas de visualización de proyector de modulador dual y múltiple son conocidos en la técnica. Sin embargo, son posibles mejoras adicionales tanto en el renderizado como en el rendimiento de tales sistemas de visualización como resultado de un modelado mejorado del procesamiento de la luz en tales sistemas de visualización. Además, como apreciaron los inventores, sería deseable mejorar la formación de imágenes de los sistemas de visualización de modulación dual/múltiple, por ejemplo, mejorando la forma de la función de propagación de punto de la luz procedente de un modulador aguas arriba.
En algunos ejemplos de sistemas de proyector de modulador dual/múltiple, un primer modulador (o anterior) puede iluminar porciones de un segundo (o posterior) modulador, por ejemplo, donde el segundo/posterior modulador puede refinar aún más la imagen para finalmente proyectar una imagen final. Puede ser deseable controlar la luz desde el modulador primero/anterior para producir una propagación deseada de iluminación de luz sobre el segundo/posterior modulador.
El informe de búsqueda internacional cita los siguientes documentos: US 2014/327710 A1 (en adelante "D1"), US 2006/023164 A1 (en adelante "D2"), US 2009/135490 A1 (en adelante "D3"), EP 2128662 (en adelante " D4").
D1 describe sistemas de visualización de modulación dual que comprenden una primera capa de modulación y una segunda capa de modulación, que están desplazadas por una distancia deseada. La distancia de desplazamiento puede ser un desplazamiento espacial, un desplazamiento rotacional o un desplazamiento temporal o una combinación de los mismos.
D2 describe un sistema óptico de visualización compacto capaz de reducir el ruido moteado y la pérdida de cantidad de luz. El sistema comprende una fuente de luz que emite luz coherente y una unidad de control de polarización, que cambia el estado de polarización temporalmente.
D3 describe una lámina óptica que incluye una película base, una unidad de prisma sobre la película base, una capa adhesiva sobre la unidad de prisma y una primera película protectora sobre la capa adhesiva. La unidad de prisma está enterrada en la capa adhesiva.
D4 describe una pantalla de cristal líquido que incluye una unidad de luz de fondo que incluye una lámina óptica. La lámina óptica incluye una película polarizadora reflectante, una primera capa adhesiva sobre una superficie de la película polarizadora reflectante y una primera capa de difusión sobre la primera capa adhesiva. La primera capa de difusión incluye un primer material transmisor de luz y una pluralidad de primeras partículas de difusión proporcionadas en el mismo.
Sumario
Se divulgan sistemas y/o métodos de proyección que comprenden un elemento de desenfoque. Un elemento de desenfoque de acuerdo con la invención se define en la reivindicación 1.
Otras características y ventajas del presente sistema se presentan a continuación en la descripción detallada cuando se leen en relación con los dibujos presentados dentro de esta solicitud.
Breve descripción de los dibujos
Las realizaciones de ejemplo y los ejemplos comparativos que no forman parte de la invención se ilustran en las figuras de referencia de los dibujos. Se pretende que las realizaciones y figuras divulgadas en el presente documento se consideren ilustrativas en lugar de restrictivas.
La figura 1 representa un elemento de desenfoque con una superficie sustancialmente aleatoria hecho de acuerdo con no formar parte de la presente invención.
La figura 2 representa un elemento de desenfoque con una superficie sustancialmente regular hecho de acuerdo con los principios de la presente solicitud.
La figura 3 muestra un posible ejemplo de un sistema de visualización de proyector de modulador dual adecuado para los fines de la presente solicitud.
La figura 4 representa una realización de un elemento de desenfoque hecho de acuerdo con los principios de la presente solicitud.
La figura 5 representa otro ejemplo más de un sistema de proyector que no forma parte de la presente invención. La figura 6 representa una posible función de propagación de punto de la luz tal como se produce potencialmente en el modulador segundo/posterior.
Las figuras 7A-1 y 7A-2 representan un ejemplo de un elemento de desenfoque en vista en perspectiva y vista en corte transversal, respectivamente, que no forma parte de la invención.
Las figuras 7B-1 y 7B-2 representan otro ejemplo de un elemento de desenfoque en vista en perspectiva y vista en corte transversal, respectivamente, que no forma parte de la presente invención.
Las figuras 7C-1 y 7C-2 representan otro ejemplo más de un elemento de desenfoque en vista en perspectiva y vista en corte transversal, respectivamente, que no forma parte de la presente invención.
Las figuras 8A y 8B representan dos posibles ejemplos de elementos de desenfoque que comprenden varios patrones de características superficiales que no forman parte de la presente invención.
Las figuras 9A y 9B representan posibles formas de características cóncavas y sus funciones de propagación de punto calculadas asociadas, respectivamente.
La figura 10 representa un ejemplo de un elemento de desenfoque que tiene una variación superficial algo aleatoria del mismo, que no forma parte de la presente invención.
La figura 11 representa otro ejemplo más de un sistema de proyector que no forma parte de la presente invención.
Descripción detallada
Tal como se utiliza en el presente documento, los términos "componente", "sistema", "interfaz" y similares se refieren a una entidad relacionada con la computadora (cuando el contexto de la discusión es de naturaleza relacionada con la computadora), ya sea hardware, software (por ejemplo, en ejecución) y/o firmware. Por ejemplo, un componente puede ser un proceso que se ejecuta en un procesador, un procesador, un objeto, un ejecutable, un programa y/o una computadora. A modo de ilustración, tanto una aplicación que se ejecuta en un servidor como el servidor pueden ser un componente. Uno o más componentes pueden residir dentro de un proceso y un componente puede localizarse en una computadora y/o distribuirse entre dos o más computadoras. Un componente también puede estar destinado a referirse a una entidad relacionada con las comunicaciones, ya sea hardware, software (por ejemplo, en ejecución) y/o firmware y puede comprender además suficiente hardware cableado o inalámbri comunicaciones.
A lo largo de la siguiente descripción, se exponen detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión más completa a los expertos en la técnica. Sin embargo, es posible que los elementos bien conocidos no se hayan mostrado o descrito en detalle para evitar complicar innecesariamente la divulgación. En consecuencia, la descripción y los dibujos deben considerarse en un sentido ilustrativo, más que restrictivo.
Introducción
En el campo de los proyectores y otros sistemas de visualización, es deseable mejorar tanto el rendimiento de renderizado de imágenes como la eficiencia del sistema. Se describen sistemas, métodos y técnicas para afectar estas mejoras mediante el empleo de modelos de campo de luz para sistemas de visualización de modulación dual o múltiple. Los modelos de fuentes de luz se desarrollan y usan con efectos ventajosos. Las imágenes de la cámara de imágenes mostradas de imágenes de entrada conocidas pueden evaluarse para mejorar los modelos de luz. Un proceso iterativo puede acumular mejoras. Estas técnicas se pueden usar en imágenes en movimiento para realizar ajustes en vivo para mejorar el rendimiento de renderizado de imágenes.
Los sistemas de visualización y proyector de modulación dual se han descrito en patentes de propiedad común y solicitudes de patentes, que incluyen:
(1) Patente estadounidense número 8.125.702 de Ward et al., emitida el 28 de febrero de 2012 y titulada "PANTALLA DE MODULACIÓN EN SERIE CON ETAPA DE MODULACIÓN DE LUZ BINARIA";
(2) Solicitud de patente estadounidense 20130148037 de Whitehead et al., publicada el 13 de junio de 2013 y titulada "PANTALLAS DE PROYECCIÓN";
(3) Solicitud de patente estadounidense 20110227900 de Wallener, publicada el 22 de septiembre de 2011 y titulada "PSF PERSONALIZADAS USANDO FUENTES DE LUZ EN GRUPOS";
(4) Solicitud de patente estadounidense 20130106923 de Shields et al., publicada el 2 de mayo de 2013 y titulada "SISTEMA Y MÉTODOS PARA REPRESENTAR CON PRECISIÓN IMÁGENES DE ALTO CONTRASTE EN SISTEMAS DE VISUALIZACIÓN DE ALTO RANGO DINÁMICO";
(5) Solicitud de Patente de los Estados Unidos 20110279749 de Erinjippurath et al., publicada el 17 de noviembre de 2011 y titulada "PANTALLAS DE ALTO RANGO DINÁMICO QUE USAN LCD(S) SIN FILTROS PARA AUMENTAR EL CONTRASTE Y LA RESOLUCIÓN" y
(6) Solicitud de Patente de Estados Unidos 20120133689 de Kwong, publicada el 31 de mayo de 2012 y titulada "REFLECTORES CON GRADIENTE DE REFLECTANCIA/ABSORPCIÓN ESPACIALMENTE VARIADOS PARA COMPENSACIÓN DE COLOR Y LUMINANCIA".
Una arquitectura física de ejemplo
En general, un proyector con un solo dispositivo de microespejo digital (DMD) puede tender a tener una relación de contraste limitada. Para obtener una mayor relación de contraste, se pueden disponer en serie dos o más DMD y/u otros reflectores (por ejemplo, MEMS). Como un DMD puede operar como un modulador de ancho de pulso o división de tiempo, operar dos o más DMD y/o reflectores en serie, ambos actuando como moduladores de ancho de pulso, tiende a requerir una alineación de división de tiempo precisa y una correspondencia de píxel a píxel de secuenciación por división de tiempo. Tales requisitos de alineación y correspondencia pueden ser difíciles en la práctica. Por lo tanto, los sistemas de proyector y/o visualización pueden emplear diferentes esquemas de modulación dual para afectar el rendimiento deseado.
Sólo para un ejemplo, la figura 3 muestra un sistema de visualización de proyector que comprende: luz 300 (por ejemplo, de una fuente de luz, por ejemplo, una serie de LED controlables individualmente, lámparas, fuentes de luz parcialmente coherentes o cualquier fuente de luz conocida en la técnica), una varilla 302 de integración (por ejemplo, que puede usarse con fines de reciclaje de luz, enviar la luz 304 aguas abajo), un primer modulador 306 (por ejemplo, un primer DMD/modulador) como un "premodulador" o "premod" - que puede modular espacialmente la luz 304 por medio de una imagen de medios tonos que se puede mantener durante un período de tiempo deseado (por ejemplo, una trama o una porción del mismo) para producir luz intermedia 308.
La luz 308 puede iluminar un elemento 310 de desenfoque, como se discutirá en detalle en el presente documento. El elemento 310 de desenfoque puede desenfocar esta imagen de medios tonos para crear un campo 312 de luz de ancho de banda espacialmente reducido que se puede aplicar a un segundo DMD/modulador 314. El segundo DMD/modulador, denominado modulador principal, puede procesar aún más esta luz, por ejemplo, modular el ancho de pulso del campo de luz desenfocado. Esta disposición puede tender a evitar ambos requisitos mencionados anteriormente, por ejemplo, la alineación precisa de la división de tiempo y/o la correspondencia de píxel a píxel. Los dos o más DMD/moduladores pueden estar alineados por trama en el tiempo, y alineados por trama aproximadamente espacialmente. El campo de luz desenfocado del DMD/modulador de premodulador puede superponerse sustancialmente al DMD/modulador principal. La alineación espacial puede conocerse y tenerse en cuenta, por ejemplo, para ayudar en el rendimiento de representación de imágenes. La luz 316 del segundo modulador puede introducirse en otros componentes ópticos 318 para procesar aún más la luz 316 para la luz 320 de proyección final en la pantalla 322 de visionado.
Se apreciará que varios componentes del sistema de proyector pueden estar bajo el control de un controlador/procesador, en comunicación con medios legibles por computadora (por ejemplo, RAM, ROM, DVD, CD, memoria flash o similares) que almacenan instrucciones legibles por computadora. que hacen que el procesador lea datos de imagen/video de entrada, procese esos datos, envíe señales de control a varios componentes (por ejemplo, fuentes de luz, primer modulador, segundo modulador, otros moduladores) para formar una imagen proyectada deseada, como se conoce en la técnica. El controlador puede recibir datos de video/imagen y enviar señales de control para controlar la fuente o fuentes de luz, el primer modulador, el segundo modulador, el elemento de desenfoque (si hay un actuador o un control de motor), por ejemplo, para formar las imágenes/vídeo proyectados finales.
Puede haber lentes y otros elementos ópticos en la trayectoria de luz en todo el sistema de proyector, por ejemplo, en la trayectoria de luz 304, 308, 312, 316 y/o 320. Tales otros elementos ópticos y/o lentes se pueden usar en combinación con el elemento de desenfoque para proporcionar la forma deseada a los puntos de luz que se pueden transmitir por el primer modulador 306.
Si bien la presente solicitud se presenta en el contexto de un sistema de proyección de modulación múltiple, dual, debe apreciarse que las técnicas y métodos de la presente solicitud encontrarán aplicación en sistemas de visualización de modulación única u otros sistemas de visualización de modulación múltiple, dual. Por ejemplo, un sistema de visualización de modulación dual que comprende una luz de fondo, un primer modulador (por ejemplo, LCD o similar) y un segundo modulador (por ejemplo, LCD o similar) puede emplear componentes ópticos de desenfoque adecuados y métodos y técnicas de procesamiento de imágenes para afectar el rendimiento y las eficiencias discutidas en el presente documento en el contexto de los sistemas de proyección.
También debe apreciarse que, aunque la figura 3 representa un sistema de visualización de modulador dual o de dos etapas, los métodos y técnicas de la presente solicitud también pueden encontrar aplicación en un sistema de visualización con un solo modulador o un sistema de visualización con tres o más sistemas de visualización de modulador (modulador múltiple).
Elementos de desenfoque
Como se mencionó anteriormente, se puede introducir un elemento de desenfoque en la trayectoria de la luz en un sistema de visualización de proyector. Como se discutirá más adelante en el presente documento, un elemento de desenfoque puede proporcionar una cantidad deseada de propagación de la luz por varias razones, por ejemplo, para proporcionar una forma de punto de luz deseada. El elemento de desenfoque puede proporcionar una forma de punto de luz sustancialmente gaussiana procedente del primer modulador para iluminar una porción del segundo modulador.
El elemento 310 de desenfoque es una serie de lentes que tiene ciertas características en su capacidad de formación de luz. El elemento de desenfoque incluye componentes ópticos sumergidos que es una serie de lentes sumergidas. La figura 1 muestra un ejemplo comparativo que no forma parte del ejemplo de invención de dicho componente 310. Dos placas 102 y 106 pueden acoplarse mecánicamente mediante un epoxi o adhesivo. La interfaz 104 entre las dos placas 102 y 106 puede ser una superficie sustancialmente irregular. La superficie irregular puede mecanizarse y/o grabarse para proporcionar una cierta cantidad de difusión de la luz 100 que se transmite a través del componente 310, por ejemplo, luz 108 que tiene una cantidad deseada de difusión para afectar sustancialmente una curva de función de propagación de punto gaussiana (PSF) para la luz transmitida (por ejemplo, a un segundo modulador).
Las dos placas 102 y 106 pueden ser del mismo material (por ejemplo, vidrio, plástico o algún otro material transmisivo/translúcido). Las dos placas comprenden materiales con una diferencia del índice de refracción en el rango de 0,1 a menos de 0,01. Esto se compararía, en distinción, con la diferencia de índice de refracción entre un material y el aire, por ejemplo, normalmente del orden de 0,5 de diferencia en el índice de refracción. Tal diseño de un componente 310 en el que la difusión se produce principalmente en una superficie entre dos materiales se denominaría diseño "sumergido".
Volviendo a la figura 1, la superficie difusora/de difusión 104 está sumergida entre las dos placas 102 y 106 de índices de refracción ligeramente diferentes. Como se mencionó, la superficie 104 es sustancialmente irregular. La figura 10 es una vista en perspectiva de una porción del elemento de desenfoque. Como se puede ver, una placa (por ejemplo, 102) puede mecanizarse y/o grabarse para afectar a una superficie/interfaz sustancialmente irregular 104. Para completar el elemento de desenfoque, el elemento de desenfoque se puede recubrir y/o encapsular con un epoxi, o se puede acoplar a otra placa (por ejemplo, 106, no mostrada en la figura 10), para completar el elemento de desenfoque en un diseño sumergido.
Se apreciará que si bien la realización del presente documento es del diseño sumergido, puede ser posible crear una superficie de variación deseada de modo que una interfaz de aire pueda proporcionar la cantidad deseada de difusión para lograr un punto de luz con forma de PSF deseado en un ejemplo comparativo que no forma parte de la invención.
La figura 2 es la realización del componente 310 en el que dos placas 202, 206 están mecanizadas, grabadas y/o modeladas en una interfaz de coincidencia más regular 204, nuevamente, con el efecto deseado de recibir luz 200 y producir una cantidad deseada de difusión en la luz 208 de salida. Debe apreciarse que el componente 310 comprende una placa en un medio de inmersión. El componente 310 comprende dos o más placas con un medio de inmersión.
El patrón de interfaz sustancialmente regular puede adoptar muchas configuraciones diferentes. La figura 4 es una vista en perspectiva de una placa parcial de la figura 2, y muestra una posible configuración de un patrón adecuado para los fines de la presente solicitud. Como puede verse, la placa 202 puede estar modelada con un conjunto de características cóncavas 204 para formar la superficie de contacto. Como se muestra, la forma de las características es rectangular. Pueden ser posibles otras formas características que no estén dentro del alcance de la invención, por ejemplo, hexagonales, otros polígonos, circulares o cualquier otra forma.
Además, mientras que las características de la placa 202 en la figura 4 se muestran principalmente cóncavas (por ejemplo, por mecanizado, grabado o similares), se apreciará que las características pueden ser convexas (por ejemplo, por alguna forma de fabricación, deposición, formación o similares).
En la realización de la presente invención, la superficie comprende un conjunto de lentes toroidales rectangulares con sustancialmente el mismo radio de curvatura en las direcciones x e y. El tamaño de cada lente puede ser del orden de 1 mm. Además, la curvatura puede estar en el rango de 10 a 100 mm.
Como se mencionó anteriormente, el elemento de desenfoque y/o el componente 310 pueden colocarse en varios puntos de la trayectoria óptica. Por ejemplo, la figura 5 muestra un sistema óptico adecuado 500 para un sistema de proyector adecuado para los fines de la presente solicitud. El sistema 500 puede comprender un primer modulador 502, algunos componentes ópticos intermedios (como se muestra) y un segundo modulador 504. Las flechas designadas como "1", "2", "3" y "4" son todos lugares adecuados dentro del sistema óptico donde se puede colocar un elemento de desenfoque para afectar la cantidad deseada de difusión, por ejemplo, para afectar una curva de PSF deseada para puntos de luz formados en el segundo modulador 504. Debe apreciarse que se puede colocar un elemento de desenfoque adecuado dentro del sistema en otros puntos de la ruta óptica.
La figura 6 es un ejemplo de una posible forma de PSF de un punto de luz producido por un elemento de desenfoque de ejemplo descrito en el presente documento. La curva 602 de PSF puede tener una forma sustancialmente gaussiana, como se muestra. Por supuesto, la curva 602 puede exhibir características que no son precisamente gaussianas. Por ejemplo, la curva 602 presenta una característica 604 de pico; además, la región base 606 puede exhibir características onduladas que también se desvían de un punto gaussiano ideal. Estas características pueden ser deseables con el tiempo y durante el curso de la operación.
Otros ejemplos útiles para entender la invención
Las figuras 7A-1, 7B-1 y 7C-1 representan otros posibles ejemplos de elementos de desenfoque que pueden ser adecuados para los fines de la presente solicitud. Las figuras 7A-2, 7B-2 y 7C-2 muestran vistas en corte transversal de las figuras 7A-1, 7B-1 y 7C-1, como se describirá en el presente documento.
El elemento de desenfoque de la figura 7A-1 puede comprender una placa 702a que tiene características cóncavas (o convexas) en cualquier forma deseada (por ejemplo, hexagonal, poligonal o similar). Como se ve en la figura 7A-2, se puede acoplar otra placa 704a a la placa 702a mediante un epoxi y/o un adhesivo adecuado 706a. La placa 704a puede tener una superficie plana para que coincida con la superficie de la placa 702a. Las características pueden tener una cantidad sagital deseada (por ejemplo, -0,1 mm como se muestra, o cualquier otra sagital). La dimensión horizontal puede tener la longitud deseada (por ejemplo, 4 mm como se muestra, o cualquier otra cantidad deseada).
La figura 7B-1 puede ser un elemento de desenfoque que comprende características circulares sustancialmente concéntricas como se muestra. La figura 7B-2 muestra posibles dimensiones, y la placa 702b puede coincidir con una placa sustancialmente plana (no mostrada) como en la figura 7A-2. Alternativamente, la placa 702b se puede pasivar, recubrir y/o encapsular con una capa de epoxi, adhesivo o similar (por ejemplo, 704b). Por supuesto, todas las realizaciones del presente documento pueden comprender dicha capa, o no, según se desee.
La figura 7C-1 representa un elemento de desenfoque de ejemplo que puede comprender una placa 702c con características cóncavas para que coincida geométricamente con una placa 704c con características convexas, como se muestra. Si se desea, estas placas pueden acoplarse con un epoxi, adhesivo o similar como capa 706c.
Las figuras 8A y 8B son otros ejemplos más de elementos 800a y 800b de desenfoque respectivamente. Las características pueden estar hechas de diferentes dimensiones y diseños, por ejemplo, con el fin de aumentar la aleatoriedad de la difusión y/o mejorar la forma del punto para que adopte una forma más gaussiana.
Por ejemplo, en las figuras 8A y 8B, se puede desear mecanizar, grabar y/o modelar con dimensiones sagitales variables. Un ejemplo útil para comprender la invención puede tener una primera dimensión sagital profunda 804, una segunda dimensión sagital media 806 y una tercera dimensión sagital leve 808. Debe apreciarse que pueden ser posibles y/o deseables otras dimensiones, así como otras dimensiones de características (por ejemplo, horizontales) que pueden variar de manera similar. Como también puede verse, dichas características variadas pueden colocarse en la placa en forma de serie y/o patrón hexagonal. Pueden ser posibles y/o deseables otros patrones de colocación de características.
Ejemplos generados por spline útiles para comprender la invención
La figura 9A representa tres posibles formas 902, 904 y 906 de características y/o diseños de faceta, mientras que la figura 9B representa las correspondientes formas de PSF estimadas 908, 910 y 912 respectivamente.
Como puede verse, para el diseño 902 de faceta, el diseño de características comprende la mayor cantidad de variación, mientras que los diseños 904 y 906 son diseños que comprenden menores cantidades de variación.
Como puede verse, las formas 908, 910 y 912 de PSF se muestran en la figura 9B. Cada forma de PSF representa alguna desviación de una forma gaussiana ideal. Por ejemplo, el diseño 906 de faceta tiene una pendiente gradual que da como resultado una forma 912 de PSF que es más estrecha que la forma gaussiana de destino. El diseño 902 de faceta tiene pendientes más altas que dan como resultado una forma 908 de PSF más ancha, pero aún no coincide con la forma gaussiana de destino porque tiene un pico más estrecho en la parte superior y hombros más anchos en la parte inferior. El diseño 904 de faceta está construido con ajustes de spline que se encuentran entre los diseños 902 y 906 de faceta.
Otros ejemplos útiles para entender la invención
Dado que puede desearse crear una difusión sustancialmente aleatoria para imitar una función gaussiana ideal, otros ejemplos del presente sistema pueden comprender algún motor mecánico para producir algún movimiento u oscilación en el elemento de desenfoque durante la operación de formación de imágenes. Por ejemplo, se puede hacer que el elemento de desenfoque gire, o al menos oscile, de modo que cualquier patrón regular para las características fabricadas no muestre una estructura estática en las formas de PSF a medida que las imágenes se proyectan a través del sistema. Además, una combinación de ajuste de lente y elemento de desenfoque también puede permitir la cantidad deseada de sintonización de PSF para un punto con la forma deseada.
El presente uso de un elemento de desenfoque y/o difusión de conformación de PSF se puede emplear para (1) evitar la deriva térmica, los cambios de alineación u otros cambios en el tiempo, (2) evitar el problema de hacer un difusor estándar con ángulos de difusión muy pequeños y PSF gaussiana, y (3) una sintonización de PSF potencialmente más fácil intercambiando elementos de desenfoque conocidos con diferentes cantidades de propagación.
La figura 11 es un ejemplo alternativo al sistema óptico, similar al mostrado en la figura 5. La figura 11 incorpora un plano de imagen intermedio donde los moduladores se reflejan en el espacio libre, lo que también permite ubicar un elemento de desenfoque cerca de un plano de imagen.
Por ejemplo, si un elemento de desenfoque (es decir, la línea diagonal gruesa que se muestra en o cerca de 1108) se coloca cerca de este plano de imagen, entonces se podría usar un difusor convencional fácil de fabricar para el elemento de desenfoque en lugar del elemento bastante esotérico necesario sin el plano de imagen intermedio. El tamaño de la PSF se puede ajustar moviendo el difusor más cerca o más lejos del plano de imagen intermedio, y el sistema 1100 de formación de imágenes no necesita tener un enfoque desplazado y una aberración esférica conocida en la posición focal desplazada. El sistema óptico de la figura 11 puede comprender: primer modulador 1102 (por ejemplo, DLP), lentes 1104, 1106 (que forman el plano de imagen intermedio 1108, que puede ser telecéntrico). La delgada línea diagonal (cerca de 1108) es el plano de imagen intermedio. Las lentes 1110 y 1112 forman otro sistema de formación de imágenes (posiblemente, telecéntrico) que genera imágenes del plano de imagen intermedio en el modulador 1114.
Este ejemplo puede emplear un sistema óptico de formación de imágenes de relé más complejo, ya que el primer modulador recibe imágenes dos veces en lugar de una sola. Sin embargo, el uso del elemento de desenfoque en el intermedio permite un sistema de imagen con requisitos potencialmente menos estrictos, de modo que se vuelve práctico sin tener que recurrir al uso del doble de elementos de un solo sistema de relé. Muchas veces no hay necesidad de un desplazamiento de enfoque y las aberraciones se pueden minimizar en el enfoque como un sistema óptico convencional.
Ahora se ha dado una descripción detallada de una o más realizaciones de la invención, junto con las figuras adjuntas, que ilustran los principios de la invención. Debe apreciarse que la invención se describe en relación con dichas realizaciones, pero la invención no se limita a ninguna realización. El alcance de la invención está limitado únicamente por las reivindicaciones.
En esta descripción se han expuesto numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la invención. Estos detalles se proporcionan a modo de ejemplo y la invención se puede poner en práctica de acuerdo con las reivindicaciones sin algunos o todos estos detalles específicos. En aras de la claridad, el material técnico que se conoce en los campos técnicos relacionados con la invención no se ha descrito en detalle para que la invención no se complique innecesariamente.

Claims (1)

REIVINDICACIONES
1.- Un elemento de desenfoque, dicho elemento de desenfoque comprende:
una primera placa (202), comprendiendo dicha primera placa un primer material transmisor, comprendiendo el primer material transmisor una primera superficie, y comprendiendo dicha primera superficie un patrón (204) de interfaz; y un segundo material, en el que el segundo material es un material de inmersión, comprendiendo dicho segundo material un segundo material transmisor que comprende una segunda superficie, la segunda superficie en comunicación óptica con la primera superficie;
en el que el primer material transmisivo comprende un material con un índice de refracción diferente al del segundo material transmisivo,
y en el que la diferencia del índice de refracción entre el primer material transmisivo y el segundo material transmisivo está en el rango de 0,1 a menos de 0,01, caracterizado porque el patrón de interfaz comprende un conjunto de lentes toroidales rectangulares con sustancialmente el mismo radio de curvatura en las direcciones x e y.
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