ES2961964T3

ES2961964T3 - Pantalla de visualización frontal basada en rejilla de difracción multihaz

Info

Publication number: ES2961964T3
Application number: ES16885358T
Authority: ES
Inventors: David A Fattal
Original assignee: Leia Inc
Current assignee: Leia Inc
Priority date: 2016-01-16
Filing date: 2016-01-16
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2036-01-16
Also published as: EP3403129C0; HK1254460A1; CA3006560C; WO2017123259A1; KR102274754B1; EP3403129B1; KR20180103043A; EP3403129A1; US20180292647A1; CA3006560A1; TWI627443B; JP2019510995A; TW201732370A; US10901212B2; EP3403129A4; CN108463764B; CN108463764A

Abstract

Un head-up display y un sistema de head-up display tridimensional (3D) proporcionan una pluralidad de vistas diferentes de una imagen combinada con una vista de un entorno físico en un ojo como una imagen combinada para ser vista por un usuario. La pantalla frontal incluye una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz configurada para proporcionar diferentes vistas y un combinador óptico configurado para transmitir las diferentes vistas a la caja del ojo junto con la vista del entorno físico. Las diferentes vistas proporcionadas por el sistema de visualización frontal 3D representan diferentes vistas en perspectiva de una imagen 3D. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Pantalla de visualización frontal basada en rejilla de difracción multihaz

ANTECEDENTES

[0003] Las pantallas electrónicas son un medio casi omnipresente para comunicar información a los usuarios de una amplia variedad de dispositivos y productos. Las pantallas electrónicas más comúnmente empleadas incluyen el tubo de rayos catódicos (CRT), paneles de pantalla de plasma (PDP), pantallas de cristal líquido (LCD), pantallas electroluminiscentes (EL), pantallas de diodos orgánicos de emisión de luz (OLED) y pantallas OLED de matriz activa (AMOLED), pantallas electroforéticas (EP) y diversas pantallas de visualización que emplean modulación de luz electromecánica o electrofluídica (por ejemplo, dispositivos digitales de microespejos, pantallas de electrohumectación, etc.). En general, las pantallas electrónicas pueden clasificarse 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 los CRT, los PDP y las pantallas 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 presentan características de rendimiento atractivas que incluyen, pero sin limitarse a, un consumo de energía inherentemente bajo, pueden tener un uso algo limitado en muchas aplicaciones prácticas dada la falta de capacidad para emitir luz.

[0004] Una pantalla de visualización frontal es una pantalla electrónica que muestra una imagen o, más en general, información de una manera que se puede ver simultáneamente mientras se ve un entorno físico más allá de la pantalla de visualización frontal. En particular, la pantalla de visualización frontal crea una vista combinada que superpone la imagen generada por la pantalla de visualización frontal y la vista del entorno físico. Además, un usuario puede ver la pantalla de visualización frontal en una configuración denominada 'visualización frontal' (por ejemplo, sin tener que mirar hacia abajo o fuera de la vista del entorno físico). Diversas pantallas de visualización frontal y sistemas de pantalla de visualización frontal pueden proporcionar una experiencia más inmersiva que las pantallas convencionales en muchas aplicaciones.

[0004a] El documento DE102013203915A1 describe una superficie de proyección para una pantalla de campo visual para un vehículo. El documento KR100820898B1 describe un sistema de pantalla de visualización frontal para un vehículo que comprende una placa de guía de ondas para reflejar una entrada de haz de imagen desde una fuente de visualización externa y elementos ópticos de difracción para difractar el haz de imagen hacia un parabrisas. El documento DE69119017T2 describe un aparato de pantalla de visualización frontal que consiste en una unidad de sistema óptico de proyección instalada en el salpicadero de un automóvil y un miembro de reflexión en el parabrisas. El documento WO2015016844A1 describe una retroiluminación basada en rejilla de difracción multihaz que incluye una guía de luz y una rejilla de difracción multihaz en una superficie de la guía de luz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0005] Diversas características de ejemplos y formas de realización de acuerdo con los principios descritos en el presente documento pueden entenderse más fácilmente con referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, donde los números de referencia similares designan elementos estructurales similares, y en los que:

[0006] La Figura 1 ilustra una vista gráfica de componentes angulares {0, $} de un haz de luz que tiene una dirección angular principal particular, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en el presente documento.

[0007] La Figura 2 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla de visualización frontal en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0008] La Figura 3A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0009] La Figura 3B ilustra una vista en sección transversal de una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con otra forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0010] La Figura 3C ilustra una vista en perspectiva de una rejilla de difracción multihaz en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con el principio descrito en el presente documento.

[0011] La Figura 4 ilustra una vista en sección transversal de un combinador óptico en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0012] La Figura 5 ilustra un diagrama esquemático de una pantalla de visualización frontal de automóvil en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0013]La Figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de pantalla de visualización frontal tridimensional (3D) en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0014]La Figura 7 ilustra un diagrama de flujo de un método de funcionamiento de pantalla de visualización frontal en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento.

[0015]Determinados ejemplos y formas de realización tienen otras características que son una de, además de y en lugar de las características ilustradas en las figuras antes mencionadas. Estas y otras características se detallan a continuación con referencia a las figuras antes mencionadas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

[0016]Las formas de realización y los ejemplos de acuerdo con los principios descritos en el presente documento proporcionan una pantalla de acuerdo con la reivindicación 1. En particular, de acuerdo con diversas formas de realización de los principios descritos en el presente documento, una pantalla de visualización frontal emplea una pantalla multivista para producir una pluralidad de vistas diferentes de una imagen. La pluralidad de vistas diferentes se proyectan o mapean en una caja ocular en la que se va a ver la imagen visualizada de forma frontal. Además, la pantalla de visualización frontal proporciona una superposición de una vista de un entorno físico y la imagen que comprende las diferentes vistas. Las diferentes vistas pueden incluir diferentes vistas en perspectiva de una imagen tridimensional (3D), de acuerdo con diversas formas de realización. Las diferentes vistas 3D de la imagen 3D pueden permitir que un usuario perciba elementos dentro de la imagen 3D a diferentes profundidades aparentes dentro del entorno físico, por ejemplo.

[0017]De acuerdo con diversas formas de realización, la pantalla multivista comprende una retroiluminación basada en rejilla de difracción multihaz. La retroiluminación basada en rejilla de difracción multihaz emplea acoplamiento por difracción multihaz de luz procedente de una guía de luz usando una rejilla de difracción multihaz para producir haces de luz correspondientes a la pluralidad de diferentes vistas. En algunas formas de realización, las diferentes vistas pueden ser sustancialmente similares a diferentes vistas producidas por una pantalla electrónica tridimensional (3D) (por ejemplo, una pantalla electrónica 3D autoestereoscópica o 'sin gafas') basada en la retroiluminación basada en rejilla de difracción multihaz, de acuerdo con algunas formas de realización. De este modo, la pantalla multivista también puede denominarse pantalla basada en rejilla de difracción multihaz.

[0018]De acuerdo con diversas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz tiene una matriz de rejillas de difracción multihaz. Las rejillas de difracción multihaz se usan para acoplar luz procedente de una guía de luz y para proporcionar haces de luz acoplados correspondientes a píxeles de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz o píxeles equivalentes de diferentes vistas de la imagen mostrada. En particular, de acuerdo con diversas formas de realización, los haces de luz acoplados tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí (a los que también se hace referencia en el presente documento como 'dirigidos de diferente manera' solo por simplicidad de análisis). Además, en algunas formas de realización, estos haces de luz dirigidos de diferente manera producidos por la rejilla de difracción multihaz pueden modularse y servir como píxeles correspondientes a diferentes vistas de la imagen mostrada.

[0019]En el presente documento, una 'imagen' se define como información en forma de texto y/o ilustración. Además, una 'guía de luz' se define como una estructura que guía la luz dentro de la estructura usando 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, en general, a una guía de ondas óptica dieléctrica que emplea 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 un índice de refracción de la guía de luz sea mayor que un índice de refracción de un medio circundante adyacente a una superficie del material de la guía de luz. En algunas formas de realización, la guía de luz puede incluir un revestimiento además de, o en lugar de, la diferencia de índice de refracción antes mencionada para facilitar aún más la reflexión interna total. El revestimiento puede ser un revestimiento reflectante, por ejemplo. La guía de luz puede ser cualquiera de diversas guías de luz que incluyen, pero sin limitarse a, una guía de placa o plancha y/o una guía de tira.

[0020]Además, en el presente documento, 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 fragmentada o diferencialmente plana, que a veces se denomina guía de 'plancha'. 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 delimitadas por una superficie superior y una superficie inferior (es decir, superficies opuestas) de la guía de luz. Además, por definición en el presente documento, las superficies superior e inferior están separadas entre sí y pueden ser sustancialmente paralelas entre sí en al menos un sentido diferencial. Es decir, dentro de cualquier región diferencialmente pequeña de la guía de luz de placa, las superficies superior e inferior son sustancialmente paralelas o coplanarias.

[0021]En algunas formas de realización, una guía de luz de placa puede ser sustancialmente plana (es decir, confinada en un plano) y, por lo tanto, la guía de luz de placa es una guía de luz plana. En otras formas de realización, la guía de luz de placa puede estar curvada en una o dos dimensiones ortogonales. Por ejemplo, la guía de luz de placa puede curvarse en una sola dimensión para formar una guía de luz de placa de conformación cilíndrica. Sin embargo, cualquier curvatura tiene un radio de curvatura lo suficientemente grande como para asegurar que la reflexión interna total se mantenga dentro de la guía de luz de placa para guiar la luz.

[0022]En el presente documento, una 'rejilla de difracción' y, más específicamente, una 'rejilla de difracción multihaz' se define, en general, como una pluralidad de características (es decir, características de difracción) dispuestas para proporcionar difracción de luz incidente en la rejilla de difracción. En algunos ejemplos, la pluralidad de características puede estar dispuesta de manera periódica o cuasiperiódica. Por ejemplo, la pluralidad de características (por ejemplo, una pluralidad de ranuras en una superficie de material) de la rejilla de difracción puede estar dispuesta en una matriz unidimensional (1D). En otros ejemplos, la rejilla de difracción puede ser una matriz bidimensional (2D) de características. La rejilla de difracción puede ser una matriz bidimensional de protuberancias u orificios en una superficie de material, por ejemplo.

[0023]De este modo, y por definición en el presente documento, la 'rejilla de difracción' es una estructura que proporciona difracción de luz incidente en la rejilla de difracción. Si la luz incide en la rejilla de difracción desde una guía de luz, la difracción o dispersión de difracción proporcionada puede dar como resultado, y por lo tanto se denomina, 'acoplamiento por difracción' en el sentido de que la rejilla de difracción puede acoplar la luz procedente de la guía de luz mediante difracción. La rejilla de difracción también redirige o cambia un ángulo de la luz mediante difracción (es decir, en un ángulo de difracción). En particular, como resultado de la difracción, la luz que sale de la rejilla de difracción (es decir, luz difractada) tiene, en general, una dirección de propagación diferente a la dirección de propagación de la luz que incide en la rejilla de difracción (es decir, luz incidente). El cambio en la dirección de propagación de la luz por difracción se denomina en el presente documento 'redirección difrangente'. Por lo tanto, se puede entender que la rejilla de difracción es una estructura que incluye características difrangentes que redirige de forma difrangente la luz que incide en la rejilla de difracción y, si la luz incide desde una guía de luz, la rejilla de difracción también puede acoplar de forma difrangente la luz procedente de la guía de luz.

[0024]Además, por definición en el presente documento, las características de una rejilla de difracción se denominan 'características difrangentes' y pueden estar en uno 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 una 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 sin limitarse a, uno o más de ranuras, resaltos, orificios y protuberancias, y estas estructuras pueden estar en uno o más de en, dentro y sobre la superficie. Por ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de ranuras paralelas en una superficie de material. En otro ejemplo, la rejilla de difracción puede incluir una pluralidad de resaltos paralelos que se elevan desde la superficie del material. Las características difrangentes (ya sean ranuras, resaltos, orificios, protuberancias, etc.) pueden tener cualquiera de una variedad de conformaciones o perfiles de sección transversal que proporcionan difracción, que incluyen, pero sin limitarse 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 dientes de sierra (por ejemplo, una rejilla entallada).

[0025]Por definición, en el presente documento, una 'rejilla de difracción multihaz' 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 producida por una rejilla de difracción multihaz tienen diferentes direcciones angulares principales entre sí, por definición en el presente documento. 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 medio de la rejilla de difracción multihaz. 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) pueden representar el campo de luz, por ejemplo. De acuerdo con diversas formas de realización, las diferentes direcciones angulares principales de los diversos haces de luz están determinadas por una combinación de un paso o separación de rejilla y una orientación o rotación de las características difrangentes de la rejilla de difracción multihaz en puntos de origen de los respectivos haces de luz con respecto a una dirección de propagación de la luz incidente en la rejilla de difracción multihaz.

[0026]En particular, un haz de luz producido por la rejilla de difracción multihaz tiene una dirección angular principal dada por componentes angulares {0, $}, por definición en el presente documento. La componente angular 0 se denomina en el presente documento 'componente de elevación' o 'ángulo de elevación' del haz de luz. La componente angular $ se denomina 'componente acimutal' o 'ángulo acimutal' del haz de luz. Por definición, el ángulo de elevación 0 es un ángulo en un plano vertical (por ejemplo, perpendicular a un plano de la rejilla de difracción multihaz) mientras que el ángulo de acimut > es un ángulo en un plano horizontal (por ejemplo, paralelo al plano de la rejilla de difracción multihaz). La Figura 1 ilustra las componentes angulares {0, $) de un haz de luz 10 que tiene una dirección angular principal particular, de acuerdo con un ejemplo de los principios descritos en el presente documento. Además, el haz de luz 10 se emite o emana desde un punto particular, por definición en el presente documento. Es decir, por definición, el haz de luz 10 tiene un rayo central asociado a un punto de origen particular dentro de la rejilla de difracción multihaz. La Figura 1 también ilustra el punto de origen de haces de luz O. Un ejemplo de dirección de propagación de la luz incidente se ilustra en la Figura 1 usando una flecha en negrita 12 dirigida hacia el punto de origen O.

[0027] De acuerdo con diversas formas de realización, las características de la rejilla de difracción multihaz y sus características (es decir, características difrangentes), se pueden usar para controlar la direccionalidad angular de los haces de luz y/o una longitud de onda o selectividad de color de la rejilla de difracción multihaz 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 longitud de onda incluyen, pero sin limitarse a, uno o más de una longitud de rejilla, un paso de rejilla (separación de características), una conformación de las características, un tamaño de las características (por ejemplo, ancho de ranura o ancho de resalto) y una orientación de la rejilla. En algunos ejemplos, las diversas características utilizadas para el control pueden ser características que son locales al espacio circundante del punto de origen de un haz de luz.

[0028] Además, de acuerdo con diversas formas de realización descritas en el presente documento, la luz acoplada de la guía de luz mediante la rejilla de difracción (por ejemplo, una rejilla de difracción multihaz) representa un píxel de una pantalla electrónica. En particular, la guía de luz que tiene una rejilla de difracción multihaz para producir los haces de luz de la pluralidad que tienen diferentes direcciones angulares principales puede ser parte de una retroiluminación de o usarse junto con una pantalla electrónica tal como, pero sin limitarse a, una pantalla multivista, una pantalla electrónica tridimensional (3D) 'sin gafas' (también denominada pantalla electrónica 'holográfica' o pantalla autoestereoscópica). De este modo, los haces de luz dirigidos de diferente manera producidos por el acoplamiento de la luz guiada procedente de la guía de luz usando la rejilla de difracción multihaz pueden ser o representar diferentes vistas de una imagen (por ejemplo, una imagen 3D) que se muestra. Además, los haces de luz dirigidos de diferente manera tienen direcciones correspondientes a los diferentes ángulos de visión de las diferentes vistas de imagen.

[0029] En el presente documento, un 'colimador' se define como sustancialmente cualquier dispositivo o aparato óptico que está configurado para colimar luz. Por ejemplo, un colimador puede incluir, pero sin limitarse a, un espejo o reflector de colimación, una lente de colimación y diversas combinaciones de los mismos. En algunas formas de realización, el colimador que comprende un reflector de colimación puede tener una superficie reflectante caracterizada por una curva o conformación parabólica. En otro ejemplo, el reflector de colimación puede comprender un reflector de conformación parabólica. Por 'conformación parabólica' se entiende que una superficie reflectante curva del reflector de conformación parabólica se desvía de una curva parabólica 'verdadera' de una manera determinada para lograr una característica de reflexión predeterminada (por ejemplo, un grado de colimación). De manera similar, una lente de colimación puede comprender una superficie de conformación esférica (por ejemplo, una lente esférica biconvexa).

[0030] En algunas formas de realización, el colimador puede ser un reflector continuo o una lente continua (es decir, un reflector o lente que tiene una superficie continua sustancialmente lisa). En otras formas de realización, el reflector de colimación o la lente de colimación pueden comprender una superficie sustancialmente discontinua tal como, pero sin limitarse a, un reflector de Fresnel o una lente de Fresnel que proporciona colimación de luz. De acuerdo con diversas formas de realización, una cantidad de colimación proporcionada por el colimador puede variar en un grado o cantidad predeterminados de una forma de realización a otra. Además, el colimador puede configurarse para proporcionar colimación en una o ambas de dos direcciones ortogonales (por ejemplo, una dirección vertical y una dirección horizontal). Es decir, el colimador puede incluir una conformación en una o ambas de dos direcciones ortogonales que proporciona colimación de luz, de acuerdo con algunas formas de realización.

[0031] En el presente documento, 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 que incluye, pero sin limitarse 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 basado en plasma, una lámpara fluorescente, una lámpara incandescente y prácticamente 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. De este modo, una 'pluralidad de fuentes de luz de diferentes colores' se define explícitamente en el presente documento como un conjunto o grupo de fuentes de luz en el que al menos una de las fuentes de luz produce luz que tiene un color, o de manera equivalente una longitud de onda, que difiere de un color o longitud de onda de luz producidos 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 sustancialmente similar, siempre que al menos dos fuentes de luz de la pluralidad de fuentes de luz sean fuentes de luz de diferentes colores (es decir, al menos dos fuentes de luz producen colores de la luz que son diferentes). Por lo tanto, por definición en el presente documento, una pluralidad de fuentes de luz de diferentes colores puede incluir una primera fuente de luz que produce un primer color de la luz y una segunda fuente de luz que produce un segundo color de la luz, donde el segundo color difiere del primer color.

[0032] El término 'acomodación', tal como se emplea en el presente documento, se refiere a un proceso de enfoque sobre un objeto o elemento de imagen mediante el cambio de una potencia óptica del ojo. En otras palabras, la acomodación es la capacidad del ojo para enfocar. En el presente documento, 'intervalo de acomodación' o, de manera equivalente 'distancia de acomodación', se define como un intervalo de distancia desde el ojo en el que se puede lograr el enfoque. Si bien el intervalo de acomodación puede variar de una persona a otra, en el presente documento se supone una distancia mínima de acomodación 'normal' de aproximadamente veinticinco (25) centímetros (cm), por ejemplo, en aras de la simplicidad y no a modo de limitación. De esta manera, para que un objeto esté dentro de un denominado intervalo de acomodación 'normal', generalmente se entiende que el objeto está ubicado a más de aproximadamente 25 cm del ojo.

[0033] En el presente documento, 'caja ocular' se define como una región o volumen de espacio en el que se puede ver una imagen formada por una pantalla u otro sistema óptico (por ejemplo, sistema de lentes). En otras palabras, la caja ocular define una ubicación en el espacio dentro de la cual se puede colocar el ojo de un usuario para ver una imagen producida por el sistema de visualización. En algunas formas de realización, la caja ocular puede representar una región bidimensional de espacio (por ejemplo, una región con longitud y anchura pero sin profundidad sustancial), mientras que en otras formas de realización, la caja ocular puede incluir una región tridimensional de espacio (por ejemplo, una región con longitud, anchura y profundidad). Además, aunque se denomina 'caja', la caja ocular puede no restringirse a una caja de conformación rectangular. Por ejemplo, en algunas formas de realización, la caja ocular puede comprender una región cilíndrica de espacio.

[0034] Además, como se usa en el presente documento, se pretende que el artículo 'un/a' tenga su significado habitual en la técnica de patentes, a saber, 'uno o más'. Por ejemplo, 'una rejilla' significa una o más rejillas y, de este modo, 'la rejilla' significa 'la(s) rejilla(s)' en el presente documento. Además, cualquier referencia en el presente documento a 'arriba', 'abajo', 'superior', 'inferior', 'encima', 'debajo', 'frontal', 'trasero', 'primero/a', 'segundo/a', 'izquierdo/a' o 'derecho/a' no pretende ser una limitación en el presente documento. En el presente documento, el término 'aproximadamente' cuando se aplica a un valor significa, en general, 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 el presente documento, significa una mayoría, o casi la totalidad, o la totalidad, o una cantidad dentro de un intervalo de aproximadamente el 51 % a aproximadamente el 100 %. Además, los ejemplos en el presente documento pretenden ser solo ilustrativos y se presentan con fines de análisis y no a modo de limitación.

[0035] De acuerdo con algunas formas de realización de los principios descritos en el presente documento, se proporciona una pantalla de visualización frontal. La Figura 2 ilustra un diagrama de bloques de una pantalla de visualización frontal 100 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. La pantalla de visualización frontal 100 está configurada para proporcionar una imagen (es decir, una imagen visualizada) en una caja ocular 102 de la pantalla de visualización frontal 100. En particular, la pantalla de visualización frontal 100 puede configurarse para proporcionar una pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen mostrada.

[0036] En algunas formas de realización, las diferentes vistas 104 pueden proporcionarse en diferentes ubicaciones dentro de la caja ocular 102. De acuerdo con diversas formas de realización, las diferentes vistas 104 proporcionadas en diferentes ubicaciones dentro de la caja ocular 102 están configuradas para impartir indicadores de profundidad de enfoque a un usuario de la pantalla de visualización frontal 100. Los indicios de profundidad de enfoque pueden permitir que el usuario perciba la profundidad o la distancia dentro de la imagen mostrada en base a los indicadores de profundidad de enfoque, por ejemplo. Los indicadores de profundidad de enfoque impartidos a un usuario por la pantalla de visualización frontal 100 pueden incluir, pero sin limitarse a, acomodación y desenfoque de retina.

[0037] Como se ilustra en la Figura 2, la pantalla de visualización frontal 100 comprende una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110. La pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 está configurada para proporcionar la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen mostrada. De acuerdo con diversas formas de realización, se puede proporcionar sustancialmente cualquier número de diferentes vistas como la pluralidad de diferentes vistas 104. Por ejemplo, la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen mostrada puede incluir dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho o más vistas diferentes. En otros ejemplos, la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen mostrada incluye un número relativamente grande de diferentes vistas hasta e incluyendo, pero sin limitarse a, dieciséis (16), treinta y dos (32), sesenta y cuatro (64), ciento veintiocho (128) o doscientas cincuenta y seis (256) vistas diferentes. En algunas formas de realización, la pluralidad de diferentes vistas 104 incluye al menos cuatro vistas diferentes.

[0038] En algunas formas de realización, la imagen proporcionada o mostrada por la pantalla de visualización frontal 100 comprende una imagen tridimensional (3D) o partes de la misma. Por ejemplo, la imagen mostrada puede ser una imagen 3D o 'multivista' completa. En otro ejemplo, la imagen mostrada puede incluir partes de una imagen 3D junto con partes de una imagen 2D. Cuando la imagen mostrada comprende una imagen 3D, la pluralidad de diferentes vistas 104 puede representar diferentes vistas en perspectiva (es decir, 'vistas 3D') de la imagen 3D. De acuerdo con los principios descritos en el presente documento, las diferentes vistas (por ejemplo, vistas 3D) pueden mejorar la percepción de profundidad de un usuario dentro de la imagen mostrada a través de desenfoque de retina y/o acomodación, por ejemplo. Además, la pantalla de visualización frontal 100 puede ser o funcionar como una pantalla autoestereoscópica u 'holográfica' (es decir, una pantalla 3D denominada 'sin gafas'), de acuerdo con algunas formas de realización.

[0039] En algunas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 comprende una guía de luz de placa configurada para guiar un haz de luz colimado en un ángulo de propagación distinto de cero. La pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 comprende además una matriz de rejillas de difracción multihaz situadas en o de manera adyacente a una superficie de la guía de luz de placa, en algunas formas de realización. Una rejilla de difracción multihaz de la matriz está configurada para acoplar por difracción una parte del haz de luz colimado guiado como una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales que corresponden a direcciones de vista de la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen.

[0040]La Figura 3A ilustra una vista en sección transversal de una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. La Figura 3B ilustra una vista en sección transversal de una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 en un ejemplo, de acuerdo con otra forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. De acuerdo con diversas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 ilustrada en las Figuras 3A-3B está configurada para producir luz 'direccional', es decir, luz que comprende haces de luz o rayos de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales.

[0041]Por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 3A-3B, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 está configurada para proporcionar o generar una pluralidad de haces de luz ilustrados como flechas dirigidas hacia afuera y que se alejan de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 en diferentes direcciones angulares principales predeterminadas (por ejemplo, como un campo de luz). A su vez, los haces de luz de la pluralidad pueden modularse, como se describe a continuación, para facilitar la visualización de información, es decir, diferentes vistas de una imagen (por ejemplo, la imagen mostrada). En algunas formas de realización, los haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales predeterminadas forman una pluralidad de vistas 3D de una imagen 3D que se muestra mediante la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110. Además, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 puede ser una pantalla electrónica 3D denominada 'sin gafas' (por ejemplo, una pantalla multivista, 'holográfica' o autoestereoscópica), de acuerdo con algunas formas de realización. En particular, con respecto a la pantalla de visualización frontal 100, las diferentes direcciones angulares principales predeterminadas forman la pluralidad de diferentes vistas de la imagen mostrada (por ejemplo, las diferentes vistas 104 ilustradas en la Figura 2).

[0042]Como se ilustra en las Figuras 3A y 3B, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 comprende una guía de luz de placa 112. La guía de luz de placa 112 está configurada para guiar la luz como un haz de luz guiado (ilustrado como una flecha extendida que se propaga en la guía de luz de placa 112, como se describe en detalle más adelante). Por ejemplo, la guía de luz de placa 112 puede incluir un material dieléctrico configurado como una guía de ondas óptica. El material dieléctrico puede tener un primer índice de refracción que sea 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 de la luz guiada de acuerdo con uno o más modos guiados de la guía de luz de placa 112, por ejemplo.

[0043]De acuerdo con diversas formas de realización, la luz es guiada por y a lo largo de una longitud de la guía de luz de placa 112. Además, la guía de luz de placa 112 está configurada para guiar la luz, como un haz de luz guiado, en un ángulo de propagación distinto de cero. El haz de luz guiado puede guiarse en el ángulo de propagación distinto de cero dentro de la guía de luz de placa 112 usando reflexión interna total, por ejemplo. En particular, el haz de luz guiado se propaga al reflejarse o 'rebotar' entre la superficie superior y la superficie inferior de la guía de luz de placa 112 en el ángulo de propagación distinto de cero (por ejemplo, ilustrado por la flecha en ángulo extendida que representa un rayo de luz del haz de luz guiado).

[0044]Como se define en el presente documento, el 'ángulo de propagación distinto de cero' es un ángulo con respecto a una superficie (por ejemplo, una superficie superior o una superficie inferior) de la guía de luz de placa 112. Además, el ángulo de propagación distinto de cero es tanto mayor que cero como menor que un ángulo crítico de reflexión interna total dentro de la guía de luz de placa, de acuerdo con diversas formas de realización. Por ejemplo, el ángulo de propagación distinto de cero del haz de luz guiado puede estar entre aproximadamente diez (10) grados y aproximadamente cincuenta (50) grados o, en algunos ejemplos, entre aproximadamente veinte (20) grados y aproximadamente cuarenta (40) grados, o entre aproximadamente veinticinco (25) grados y aproximadamente treinta y cinco (35) grados. Por ejemplo, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente treinta (30) grados. En otros ejemplos, el ángulo de propagación distinto de cero puede ser de aproximadamente 20 grados, o de aproximadamente 25 grados, o de aproximadamente 35 grados.

[0045]La luz guiada como el haz de luz guiado en la guía de luz de placa 112 puede introducirse en o acoplarse a la guía de luz de placa 112 en el ángulo de propagación distinto de cero (por ejemplo, aproximadamente de 30 a 35 grados). Uno o más de una lente, un espejo o reflector similar (por ejemplo, un reflector de colimación inclinado) y un prisma (no ilustrado) pueden facilitar el acoplamiento de luz en un extremo de entrada de la guía de luz de placa 112 como el haz de luz en el ángulo de propagación distinto de cero, por ejemplo. Una vez acoplado en la guía de luz de placa 112, el haz de luz guiado se propaga a lo largo de la guía de luz de placa 112 en una dirección que generalmente se aleja del extremo de entrada (por ejemplo, ilustrada por flechas en negrita que apuntan a lo largo de un eje x en las Figuras 3A-3B).

[0046]Además, el haz de luz guiado producido por el acoplamiento de luz en la guía de luz de placa 112 puede ser un haz de luz colimado, de acuerdo con diversas formas de realización. En particular, por 'haz de luz colimado' se entiende que los rayos de luz dentro del haz de luz guiado son sustancialmente paralelos entre sí dentro del haz de luz guiado. Los rayos de luz que divergen o se dispersan desde el haz de luz colimado del haz de luz guiado no se consideran parte del haz de luz colimado, por definición en el presente documento. La colimación de la luz para producir el haz de luz guiado colimado puede proporcionarse mediante un colimador que incluye, pero sin limitarse a, la lente o espejo (por ejemplo, reflector de colimación inclinado, etc.) descrito anteriormente que se usa para acoplar la luz en la guía de luz de placa 112.

[0047]En algunas formas de realización, la guía de luz de placa 112 puede ser una guía de ondas óptica de plancha o placa que comprende una lámina extendida sustancialmente plana de material dieléctrico transparente desde el punto de vista óptico. La lámina sustancialmente plana de material dieléctrico está configurada para guiar el haz de luz guiado usando reflexión interna total. De acuerdo con diversas formas de realización, el material ópticamente transparente de la guía de luz de placa 112 puede incluir o estar compuesto por cualquiera de una variedad de materiales dieléctricos que incluyen, pero sin limitarse a, uno o más de diversos tipos de vidrio (por ejemplo, vidrio de sílice, vidrio de aluminosilicato alcalino, vidrio de borosilicato, etc.) y plásticos o polímeros sustancialmente transparentes desde el punto de vista óptico (por ejemplo, poli(metacrilato de metilo) o 'vidrio acrílico', policarbonato, etc.). En algunas formas de realización, la guía de luz de placa 112 puede incluir además una capa de revestimiento en al menos una parte de una superficie (por ejemplo, la superficie superior y/o la superficie inferior) de la guía de luz de placa 112 (no ilustrada). La capa de revestimiento puede usarse para facilitar aún más la reflexión interna total, de acuerdo con algunos ejemplos.

[0048]En las Figuras 3A y 3B, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 comprende además una matriz de rejillas de difracción multihaz 114. Como se ilustra en las Figuras 3A-3B, las rejillas de difracción multihaz 114 están ubicadas en una superficie de la guía de luz de placa 112 (por ejemplo, una superficie superior o frontal). En otros ejemplos (no ilustrados), una o más de las rejillas de difracción multihaz 114 pueden estar ubicadas dentro de la guía de luz de placa 112. En incluso otros ejemplos (no ilustrados), una o más de las rejillas de difracción multihaz 112 pueden ubicarse en o sobre una superficie inferior o posterior de la guía de luz de placa 112 (es decir, una superficie opuesta a la superficie ilustrada con las rejillas de difracción multihaz 114). En combinación, la guía de luz de placa 112 y la matriz de rejillas de difracción multihaz 114 proporcionan o sirven como una retroiluminación basada en rejilla multihaz de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110.

[0049]De acuerdo con diversas formas de realización, una rejilla de difracción multihaz 114 de la matriz está configurada para dispersar o acoplar por difracción una parte del haz de luz guiado como la pluralidad de haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales correspondientes a diferentes vistas de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110. Por ejemplo, la parte del haz de luz guiado puede acoplarse por difracción mediante la rejilla de difracción multihaz 114 a través de la superficie de guía de luz de placa (por ejemplo, a través de la superficie superior de la guía de luz de placa 112). Además, la rejilla de difracción multihaz 114 está configurada para acoplar por difracción la parte del haz de luz guiado como haces de luz acoplados y para redirigir por difracción los haces de luz acoplados lejos de la superficie de guía de luz de placa. Como se analizó anteriormente, cada uno de los haces de luz acoplados de la pluralidad puede tener una dirección angular principal predeterminada diferente determinada por las características difrangentes de la rejilla de difracción multihaz 114.

[0050]En particular, las rejillas de difracción multihaz 114 de la matriz incluyen una pluralidad de características difrangentes que proporcionan difracción. La difracción proporcionada es responsable del acoplamiento de difracción de la parte del haz de luz guiado procedente de la guía de luz de placa 112. Por ejemplo, la rejilla de difracción multihaz 114 puede incluir ranuras en una superficie de la guía de luz de placa 112 y/o resaltos que sobresalen de la superficie de guía de luz de placa que sirven como características difrangentes. Las ranuras y los resaltos pueden estar dispuestos paralelos entre sí y, al menos en algún punto a lo largo de las características difrangentes, las ranuras y los nervios son perpendiculares a una dirección de propagación del haz de luz guiado que va a acoplarse mediante la rejilla de difracción multihaz 114.

[0051]En algunos ejemplos, las ranuras o los resaltos pueden estar grabados, fresados o moldeados en la superficie de guía de luz de placa. De este modo, un material de las rejillas de difracción multihaz 114 puede incluir el material de la guía de luz de placa 112. Como se ilustra en la Figura 3A, por ejemplo, las rejillas de difracción multihaz 114 incluyen ranuras sustancialmente paralelas que penetran en la superficie de la guía de luz de placa 112. En la Figura 3B, las rejillas de difracción multihaz 114 incluyen resaltos sustancialmente paralelos que sobresalen de la superficie de la guía de luz de placa 112. En otros ejemplos (no ilustrados), las rejillas de difracción multihaz 114 pueden comprender una película o capa aplicada o fijada a la superficie de guía de luz de placa.

[0052]De acuerdo con algunas formas de realización, la rejilla de difracción multihaz 114 puede ser o comprender una rejilla de difracción con chirp. Por definición, la rejilla de difracción 'con chirp' es una rejilla de difracción que presenta o que tiene una separación de difracción de las características difrangentes (es decir, un paso de difracción) que varía a través de una extensión o longitud de la rejilla de difracción con chirp, por ejemplo como se ilustra en las Figuras 3A-3B. En el presente documento, la separación de difracción variable se define y se denomina 'chirp' . Como resultado del chirp, la parte del haz de luz guiado que se acopla por difracción desde la guía de luz de placa 112 sale o se emite desde la rejilla de difracción con chirp como los haces de luz acoplados a diferentes ángulos de difracción correspondientes a diferentes puntos de origen a través de la rejilla de difracción con chirp de la rejilla de difracción multihaz 114. En virtud de un chirp predefinido, la rejilla de difracción con chirp es responsable de las direcciones angulares principales predeterminadas y diferentes de los haces de luz acoplados de la pluralidad de haces de luz.

[0053]En algunos ejemplos, la rejilla de difracción con chirp de la rejilla de difracción multihaz 114 puede tener o presentar un chirp de la separación difrangente que varía linealmente con la distancia. De este modo, la rejilla de difracción con chirp es una rejilla de difracción 'con chirp lineal', por definición. Las Figuras 3A-3B ilustran la rejilla de difracción multihaz 114 como una rejilla de difracción con chirp lineal, a modo de ejemplo y no de limitación. En particular, como se ilustra, las características difrangentes están más cerca entre sí en un segundo extremo de la rejilla de difracción multihaz 114 que en un primer extremo. Además, la separación difrangente de las características difrangentes ilustradas varía linealmente desde el primer extremo hasta el segundo extremo, como se ilustra.

[0054]En otro ejemplo (no ilustrado), la rejilla de difracción con chirp de la rejilla de difracción multihaz 114 puede presentar un chirp no lineal de la separación difrangente. Varios chirps no lineales que pueden usarse para realizar la rejilla de difracción multihaz 114 incluyen, pero no se limitan a, un chirp exponencial, un chirp logarítmico o un chirp que varía de otra manera, sustancialmente no uniforme o aleatoria pero aun así monótona. También se pueden emplear chirps no monótonos tales como, pero sin limitarse a, un chirp sinusoidal o un chirp triangular o de dientes de sierra. También se pueden emplear combinaciones de cualquiera de estos tipos de chirps.

[0055]De acuerdo con algunas formas de realización, la rejilla de difracción multihaz 114 puede comprender características difrangentes que están curvadas y/o tienen chirp. La Figura 3C ilustra una vista en perspectiva de una rejilla de difracción multihaz 114 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con el principio descrito en el presente documento. Como se ilustra en la Figura 3C, la rejilla de difracción multihaz 114 está dentro, en o sobre una superficie de la guía de luz de placa 112. Además, la rejilla de difracción multihaz ilustrada 114 comprende características difrangentes que están curvadas y tienen chirp (es decir, la rejilla de difracción multihaz 114 en la Figura 3C es una rejilla de difracción curvada y con chirp).

[0056]Como se ilustra en la Figura 3C, el haz de luz guiado tiene una dirección incidente con respecto a la rejilla de difracción multihaz 114 ilustrada como una flecha en negrita en un primer extremo de la rejilla de difracción multihaz 114. También se ilustra la pluralidad de haces de luz acoplados o emitidos ilustrados mediante flechas que apuntan hacia fuera desde la rejilla de difracción multihaz 114 en la superficie de la guía de luz de placa 112. Los haces de luz se emiten en una pluralidad de direcciones angulares principales diferentes predeterminadas. En particular, las diferentes direcciones angulares principales predeterminadas de los haces de luz emitidos son diferentes entre sí tanto en acimut como en elevación, como se ilustra. De acuerdo con diversos ejemplos, tanto el chirp predefinido de las características difrangentes como la curva de las características difrangentes pueden ser responsables de las diferentes direcciones angulares principales predeterminadas de los haces de luz emitidos.

[0057]En particular, en diferentes puntos a lo largo de la curva de las características difrangentes, una 'rejilla de difracción subyacente' de la rejilla de difracción multihaz 114 asociada a las características difrangentes curvadas tiene diferentes ángulos de orientación acimutal. Por 'rejilla de difracción subyacente' se entiende una rejilla de difracción de una pluralidad de rejillas de difracción no curvadas que, en superposición, producen las características difrangentes curvadas de la rejilla de difracción multihaz 114. En un punto dado a lo largo de las características difrangentes curvas, la curva tiene un ángulo de orientación acimutal particular que, en general, difiere del ángulo de orientación acimutal en otro punto a lo largo de las características difrangentes curvas. Además, el ángulo de orientación acimutal particular da como resultado una componente acimutal correspondiente de una dirección angular principal de un haz de luz emitido desde el punto dado. En algunos ejemplos, la curva de las características difrangentes (por ejemplo, ranuras, resaltos, etc.) puede representar una sección de un círculo. El círculo puede ser coplanario con la superficie de guía de luz. En otros ejemplos, la curva puede representar una sección de una elipse u otra conformación curva, por ejemplo que sea coplanaria con la superficie de guía de luz.

[0058]De acuerdo con algunas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 comprende además una matriz de válvulas de luz 116. La matriz de válvulas de luz 116 puede configurarse para modular de manera selectiva los haces de luz acoplados como una pluralidad de píxeles (es decir, píxeles modulados) correspondientes a píxeles de las diferentes vistas de la imagen mostrada. Por ejemplo, con referencia a las Figuras 3A-3B, el conjunto de válvulas de luz 116 se ilustra adyacente a la superficie de guía de luz de placa. De acuerdo con diversas formas de realización, la matriz de válvulas de luz 116 está configurada para modular los haces de luz dirigidos de diferente manera (es decir, la pluralidad de haces de luz que tienen diferentes direcciones angulares principales predeterminadas procedentes de las rejillas de difracción multihaz 114) correspondientes a las diferentes vistas de la imagen mostrada. En particular, los haces de luz de la pluralidad de haces de luz atraviesan y son modulados por válvulas de luz individuales de la matriz de válvulas de luz 116. Los haces de luz modulados dirigidos de diferente manera 104 pueden representar píxeles de las diferentes vistas de la imagen mostrada dependiendo de las diferentes direcciones de los haces de luz acoplados, de acuerdo con diversas formas de realización. En diversas formas de realización, pueden emplearse diferentes tipos de válvulas de luz en el conjunto de válvulas de luz 116 que incluyen, pero sin limitarse a, una o más de válvulas de luz de cristal líquido, válvulas de luz electroforéticas y válvulas de luz basadas en electrohumectación.

[0059]De acuerdo con algunas formas de realización (por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 3A-3B), la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 puede comprender además una fuente de luz 118. La fuente de luz 118 está configurada para proporcionar el haz de luz colimado a la guía de luz de placa 112. En particular, la fuente de luz 118 puede estar ubicada de manera adyacente a una superficie o extremo de entrada de la guía de luz de placa 112. En diversas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender sustancialmente cualquier fuente de luz (por ejemplo, emisor óptico) que incluye, pero sin limitarse a, uno o más diodos emisores de luz (LED) o láser (por ejemplo, diodo láser). En algunas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender un emisor óptico configurado para producir una luz sustancialmente monocromática que tiene un espectro de banda estrecha indicado 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 formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender una pluralidad de diferentes emisores ópticos configurados para proporcionar diferentes colores de la luz. Los diferentes emisores ópticos pueden configurarse para proporcionar luz que tenga diferentes ángulos de propagación distintos de cero, específicos del color, de haces de luz colimados correspondientes a cada uno de los diferentes colores de la luz.

[0060]En algunas formas de realización, la fuente de luz 118 puede comprender además un colimador (ilustrado como una región sombreada en las Figuras 3A-3B). El colimador puede configurarse para recibir luz sustancialmente no colimada desde uno o más de los emisores ópticos de la fuente de luz 118. El colimador está configurado además para convertir la luz sustancialmente no colimada en un haz de luz colimado. En particular, el colimador puede proporcionar un haz de luz colimado que se colima en dos direcciones sustancialmente ortogonales, de acuerdo con algunas formas de realización. Además, cuando se emplean emisores ópticos de diferentes colores, el colimador puede configurarse para proporcionar los haces de luz colimados que tienen los diferentes ángulos de propagación distintos de cero, específicos del color. El colimador está configurado además para comunicar el haz de luz colimado a la guía de luz de placa 112 para propagarse como el haz de luz colimado guiado que tiene el ángulo de propagación distinto de cero, descrito anteriormente.

[0061]En referencia de nuevo a la Figura 2, la pantalla de visualización frontal 100 comprende además un combinador óptico 120. De acuerdo con diversas formas de realización, el combinador óptico 120 está configurado para retransmitir la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen a la caja ocular 102 de la pantalla de visualización frontal 100. El combinador óptico 120 está configurado además para proporcionar en la caja ocular 102 una vista de un entorno físico 106 (o, de manera equivalente, una 'vista de entorno físico' 106) más allá del combinador óptico 120, de acuerdo con diversas formas de realización. Por 'más allá' se entiende que la vista del entorno físico es una vista visible para un usuario de un entorno físico que está en un lado opuesto al combinador óptico 120 con respecto al usuario. Por tanto, la vista del entorno físico 106 'más allá del combinador óptico 120' es una vista 'que se ve a través' del combinador óptico 120, por definición en el presente documento.

[0062]La Figura 2 ilustra un cono, una caja rectangular y un cilindro como representaciones del entorno físico 106 a modo de ejemplo y no de limitación. En particular, el combinador óptico 120 está configurado para combinar la imagen mostrada (es decir, que incluye la pluralidad de diferentes vistas 104) proporcionada por la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 con la vista de entorno físico 106 como una vista combinada 108 y, a continuación, para proporcionar la vista combinada 108 en la caja ocular 102. Un usuario puede ver en la caja ocular 102 la vista combinada 108, que incluye tanto la vista de entorno físico 106 como la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen mostrada, de acuerdo con diversas formas de realización. La vista combinada 108 puede aparecer para un usuario como la imagen mostrada que incluye las diferentes vistas 104 superpuestas con la vista de entorno físico 106, por ejemplo.

[0063]De acuerdo con algunas formas de realización, el combinador óptico 120 comprende una superficie parcialmente reflectante configurada para reflejar la pluralidad de diferentes vistas 104 de la imagen hacia la caja ocular 102. En diversas formas de realización, la superficie parcialmente reflectante puede ser sustancialmente cualquier superficie que proporcione una reflexión parcial de la luz incidente. Por ejemplo, la superficie parcialmente reflectante puede ser un semiespejo, un divisor de haz o sustancialmente cualquier equivalente de los mismos. En otro ejemplo, la superficie parcialmente reflectante puede ser una superficie (revestida o no) de un material dieléctrico sustancialmente transparente adyacente al aire u otro material dieléctrico (es decir, la superficie parcialmente reflectante puede proporcionarse mediante un cambio en un índice de refracción en la superficie). La superficie parcialmente reflectante está configurada además para permitir o facilitar la visualización del entorno físico 106 más allá del combinador óptico 120. De este modo, la superficie parcialmente reflectante también es parcialmente transparente a la luz (por ejemplo, desde otra dirección, tal como desde el entorno físico 106). En particular, una parte de la luz del entorno físico 106 puede pasar a través de la superficie parcialmente reflectante para combinarse con la luz que representa las diferentes vistas 104 como la vista combinada 108 en la caja ocular 102, de acuerdo con diversas formas de realización. En otras formas de realización, el combinador óptico 120 puede ser otro tipo de combinador óptico que incluye, pero sin limitarse a, una guía de ondas o un combinador óptico de guía de luz.

[0064]La Figura 4 ilustra una vista en sección transversal de un combinador óptico 120 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. En particular, la Figura 4 ilustra un combinador óptico 120 que comprende una superficie parcialmente reflectante 122. La luz 104' que incide en la superficie parcialmente reflectante 122 desde la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 (no ilustrada en la Figura 4) y que representa las diferentes vistas 104 de la imagen mostrada es reflejada por la superficie parcialmente reflectante 122 en una dirección representada por la flecha que apunta lejos de la superficie parcialmente reflectante 122 (es decir, hacia la caja ocular 102 (no ilustrada en la Figura 4)). Además, como se ilustra, la luz 106' del entorno físico 106 que representa una vista (que comprende imágenes) del entorno físico, atraviesa la superficie parcialmente reflectante 122 para combinarse con la luz reflejada 104' como luz combinada 108'. La luz combinada 108' forma la vista combinada 108 (por ejemplo, en la caja ocular 102, como se ilustra en la Figura 2). Como se mencionó anteriormente, la vista combinada 108 es una superposición de las diferentes vistas 104 de la imagen mostrada y la vista de entorno físico.

[0065]En algunas formas de realización, el combinador óptico 120 puede comprender una parte de una ventanilla, ventana o parabrisas de un vehículo tal como, pero sin limitarse a, un automóvil, un vehículo recreativo, un vehículo utilitario, un vehículo militar, una aeronave, una nave espacial o una embarcación marina, por ejemplo, un barco, una lancha, etc. En particular, en formas de realización en las que el vehículo es un automóvil, la pantalla de visualización frontal 100 puede denominarse pantalla de visualización frontal de automóvil 100. En el presente documento, 'automóvil' y 'parabrisas' se emplean para simplificar el análisis y no a modo de limitación. En algunas formas de realización, la parte del parabrisas puede ser un material del propio parabrisas (por ejemplo, vidrio, vidrio acrílico, policarbonato, etc. del parabrisas). En otras formas de realización, la parte de parabrisas puede ser una capa o película de material aplicada o fijada a una superficie del material de parabrisas. Por ejemplo, el combinador óptico 120 que comprende la superficie parcialmente reflectante 122 puede comprender una capa de metal parcialmente reflectante (por ejemplo, aluminio, plata, oro, etc.) depositada sobre la superficie del material de parabrisas. En otro ejemplo, la superficie parcialmente reflectante 122 puede ser una película parcialmente reflectante (por ejemplo, película Mylar® parcialmente metalizada) aplicada a una superficie del material de parabrisas para que actúe como combinador óptico 120. Mylar® es una marca registrada de Dupont De Nemours and Company Corporation, Wilmington, Delaware, EE. UU.

[0066]La Figura 5 ilustra un diagrama esquemático de una pantalla de visualización frontal de automóvil 100 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. La pantalla de visualización frontal de automóvil 100 comprende la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 configurada para generar las diferentes vistas 104 de la imagen. La pantalla de visualización frontal de automóvil 100 comprende además un combinador óptico 120. Como se ilustra, el combinador óptico 120 comprende una parte de un parabrisas 124 de un automóvil (no ilustrado) que actúa como o incluye una superficie parcialmente reflectante 122. La luz 104' que representa las diferentes vistas 104 se retransmite desde la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 100 al combinador óptico 120 en el parabrisas de automóvil 124. La luz 104' es reflejada por el combinador óptico 120 hacia la caja ocular 102. Además, la luz 106' del entorno físico 106 fuera del automóvil (es decir, la vista a través del parabrisas) se combina con la luz 104' reflejada por el combinador óptico 120 como la vista combinada 108 en la caja ocular 102. Un usuario (por ejemplo, un conductor o un pasajero del automóvil) puede ver la vista combinada 108 en la caja ocular 102. La vista combinada 108 comprende una vista del entorno físico 106 superpuesta con la imagen representada por las diferentes vistas 104 de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 100.

[0067]De acuerdo con algunas formas de realización de los principios descritos en el presente documento, se proporciona un sistema de pantalla de visualización frontal tridimensional (3D). La Figura 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de pantalla de visualización frontal tridimensional (3D) 200 en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. El sistema de pantalla de visualización frontal 3D 200 está configurado para proporcionar una imagen 3D a una caja ocular 202 para que un usuario la vea. De acuerdo con diversas formas de realización, la imagen 3D comprende una pluralidad de diferentes vistas 3D 204 (por ejemplo, diferentes vistas en perspectiva). Además, el usuario puede ver la imagen 3D en la caja ocular 202 junto con una vista de un entorno físico 206 (o, de manera equivalente, una 'vista de entorno físico' 206) como una vista combinada 208. Además, el usuario puede ver la vista combinada 208 de manera 'frontal', de acuerdo con diversas formas de realización.

[0068]Como se ilustra en la Figura 6, el sistema de pantalla de visualización frontal 3D 200 comprende una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210. La pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 está configurada para proporcionar la imagen 3D que comprende las diferentes vistas 3D 204. En particular, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 puede ser una pantalla multivista o autoestereoscópica configurada para proporcionar imágenes 3D, por ejemplo. En algunas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 puede ser sustancialmente similar a la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de visualización frontal 100.

[0069]En particular y como se ilustra, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 comprende una guía de luz de placa 212. La guía de luz de placa 212 está configurada para guiar un haz de luz colimado. El haz de luz colimado puede guiarse en un ángulo de propagación distinto de cero, por ejemplo. De acuerdo con algunas formas de realización, la guía de luz de placa 212 puede ser sustancialmente similar a la guía de luz de placa 112 de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110, descrita anteriormente.

[0070]Además, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 ilustrada en la Figura 6 comprende una matriz de rejilla de difracción multihaz 214. La matriz de rejilla de difracción multihaz 214 está configurada para acoplar por difracción una parte del haz de luz colimado guiado como una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen direcciones angulares principales correspondientes a las diferentes vistas 3D 204. En algunas formas de realización, una rejilla de difracción multihaz de la matriz de rejillas de difracción multihaz 214 puede ser sustancialmente similar a la rejilla de difracción multihaz 114 descrita anteriormente con respecto a la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110. Por ejemplo, la rejilla de difracción multihaz puede comprender una rejilla de difracción con chirp. En algunos ejemplos, la rejilla de difracción con chirp puede tener características difrangentes curvas. Además, la rejilla de difracción con chirp puede ser una rejilla de difracción con chirp lineal, por ejemplo. En algunas formas de realización, la rejilla de difracción multihaz está ubicada de manera adyacente a una superficie de la guía de luz de placa 212.

[0071]En algunas formas de realización, la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 puede comprender además una fuente de luz 216 y una matriz de válvulas de luz 218, como se ilustra en la Figura 6. Por ejemplo, la fuente de luz 216 puede configurarse para proporcionar el haz de luz colimado. En algunas formas de realización, la fuente de luz 216 puede comprender un emisor óptico para emitir luz y un colimador para convertir la luz emitida en el haz de luz colimado. En algunas formas de realización, la fuente de luz 216 puede comprender una pluralidad de diferentes diodos emisores de luz (LED) configurados para proporcionar diferentes colores de la luz (denominados 'LED de diferentes colores' para simplificar el análisis). En algunas formas de realización, los LED de diferentes colores pueden estar desplazados (por ejemplo, desplazados lateralmente) entre sí o configurados de otro modo junto con el colimador para proporcionar diferentes ángulos de propagación distintos de cero, específicos del color, de haces de luz colimados dentro de la guía de luz de placa 212. Además, un ángulo de propagación diferente, distinto de cero y específico del color puede corresponder a cada uno de los diferentes colores de la luz proporcionados por la fuente de luz 216.

[0072]En algunas formas de realización (no ilustradas), los diferentes colores de la 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 212 puede configurarse para guiar los diferentes colores como haces de luz colimados en diferentes ángulos de propagación distintos de cero dependientes del color dentro de la guía de luz de placa 212. 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 y 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 y 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 y dependiente del color, de acuerdo con algunas formas de realización.

[0073]De acuerdo con algunas formas de realización, la matriz de válvulas de luz 218 puede configurarse para modular selectivamente los haces de luz acoplados de la pluralidad como píxeles 3D correspondientes a las diferentes vistas 3D 204 de la imagen 3D proporcionada. El conjunto de válvulas de luz 218 puede comprender cualquiera de una variedad de válvulas de luz que incluyen, pero sin limitarse a, una válvula de luz de cristal líquido y una válvula de luz electrohumectante.

[0074]El sistema de pantalla de visualización frontal 3D 200 ilustrado en la Figura 6 comprende además un combinador óptico 220. El combinador óptico 220 está configurado para retransmitir la imagen 3D a la caja ocular 202 del sistema de pantalla de visualización frontal 200. Además, el combinador óptico 220 está configurado para proporcionar en la caja ocular 202 la vista combinada 208 que incluye la imagen 3D y la vista de entorno físico 206 (por ejemplo, más allá del combinador óptico 220). En otras palabras, el combinador óptico 220 está configurado para combinar la imagen 3D, que incluye las diferentes vistas 3D 204, con la vista 206 del entorno físico y para proporcionar la vista combinada 208 a la caja ocular 202. En algunas formas de realización, el combinador óptico 220 puede ser sustancialmente similar al combinador óptico 120 de la pantalla de visualización frontal 100, descrita anteriormente.

[0075]En particular, en algunas formas de realización, el combinador óptico 220 comprende uno de una superficie parcialmente reflectante y una guía de luz sustancialmente transparente configurada para retransmitir la imagen 3D proporcionada a la caja ocular 202 del sistema de pantalla de visualización frontal 200. Tanto la superficie parcialmente reflectante como la guía de luz sustancialmente transparente están configuradas para facilitar la visualización del entorno físico a través de una respectiva de la superficie parcialmente reflectante y la guía de luz sustancialmente transparente, de acuerdo con diversas formas de realización. En algunas formas de realización, el combinador óptico 220 puede comprender una parte de un parabrisas de un vehículo. El vehículo puede incluir, pero sin limitarse a, un automóvil, una aeronave y una lancha, por ejemplo. De este modo, el sistema de pantalla de visualización frontal 200 puede ser un sistema de pantalla de visualización frontal de vehículo, de acuerdo con algunas formas de realización. Por ejemplo, el sistema de pantalla de visualización frontal 200 puede ser un sistema de pantalla de visualización frontal de automóvil, un sistema de pantalla de visualización frontal de aeronave, etc., de acuerdo con diversas formas de realización.

[0076]En algunas formas de realización (por ejemplo, como se ilustra en la Figura 6), el sistema de pantalla de visualización frontal 3D 200 comprende además elementos ópticos de retransmisión 230. Los elementos ópticos de retransmisión 230 pueden estar ubicados entre la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 y el combinador óptico 220. Los elementos ópticos de retransmisión 230 están configurados para retransmitir luz de o correspondiente a la imagen 3D (por ejemplo, que incluye y se ilustra como las diferentes vistas 3D 204) desde la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210 al combinador óptico 220. En algunas formas de realización, los elementos ópticos de retransmisión 230 incluyen elementos ópticos de colimación tales como, pero sin limitarse a, una lente y/o un reflector. La lente y el reflector pueden configurarse para retransmitir y colimar la luz de la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 210, por ejemplo. De este modo, la lente y el reflector de los elementos ópticos de retransmisión 230 que proporcionan colimación pueden denominarse lente de colimación y reflector de colimación, respectivamente. La colimación de la luz puede proporcionar el enfoque de la luz que representa las diferentes vistas 3D 204 en la caja ocular 202, por ejemplo.

[0077]De acuerdo con otras formas de realización de los principios descritos en el presente documento, se proporciona un método de funcionamiento de pantalla de visualización frontal tridimensional (3D). La Figura 7 ilustra un diagrama de flujo de un método 300 de funcionamiento de pantalla de visualización frontal en un ejemplo, de acuerdo con una forma de realización coherente con los principios descritos en el presente documento. Como se ilustra en la Figura 7, el método 300 de funcionamiento de pantalla frontal comprende guiar 310 un haz de luz colimado en una guía de luz en un ángulo de propagación distinto de cero. De acuerdo con diversas formas de realización, el haz de luz colimado puede guiarse en una guía de luz de placa que sea sustancialmente similar a la guía de luz de placa 112 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de visualización frontal 100. Además, el haz de luz colimado puede guiarse 310 en el ángulo de propagación distinto de cero descrito anteriormente con respecto a la pantalla de visualización frontal 100.

[0078]El método 300 de funcionamiento de pantalla de visualización frontal 3D comprende además acoplar por difracción 320 una parte del haz de luz colimado guiado desde la guía de luz usando una rejilla de difracción multihaz para producir una pluralidad de haces de luz acoplados dirigidos lejos de la guía de luz en diferentes direcciones angulares principales. Las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz acoplados pueden formar un campo de luz. De acuerdo con diversas formas de realización, el campo de luz proporciona una pluralidad de diferentes vistas 3D de una imagen 3D (por ejemplo, una imagen mostrada) correspondiente a las diferentes direcciones angulares principales de los haces de luz acoplados. En particular, los haces de luz acoplados forman una imagen 3D que comprende una pluralidad de diferentes vistas 3D, de acuerdo con diversas formas de realización.

[0079]En algunas formas de realización, la rejilla de difracción multihaz es sustancialmente similar a la rejilla de difracción multihaz 114 descrita anteriormente con respecto a la pantalla de visualización frontal 100. En particular, la guía de luz usada para guiar 310 el haz de luz colimado y la rejilla de difracción multihaz usada para acoplar por difracción 320 una parte de haz de luz colimado pueden ser parte de una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz que sea sustancialmente similar a la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 de la pantalla de visualización frontal 100.

[0080]En algunas formas de realización (no ilustradas en la Figura 7), el método de funcionamiento de pantalla de visualización frontal comprende además modular los haces de luz de la pluralidad de haces de luz acoplados usando una matriz de válvulas de luz. Los haces de luz modulados pueden formar píxeles 3D de la imagen 3D, por ejemplo. De acuerdo con algunas formas de realización, la modulación puede proporcionarse mediante una matriz de válvulas de luz. Por ejemplo, la matriz de válvulas de luz puede ser sustancialmente similar a la matriz de válvulas de luz 116 descrita anteriormente con respecto a la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz 110 de la pantalla de visualización frontal 100.

[0081]Como se ilustra en la Figura 7, el método 300 de funcionamiento de pantalla de visualización frontal 3D comprende además combinar 330 la pluralidad de diferentes vistas 3D de la imagen 3D con una vista de un entorno físico usando un combinador óptico para formar una vista combinada. En particular, el entorno físico es una vista más allá y visualizada a través del combinador óptico. En algunas formas de realización, el combinador óptico puede ser sustancialmente similar al combinador óptico 120 descrito anteriormente con respecto a la pantalla de visualización frontal 100. Por ejemplo, el combinador óptico puede comprender una superficie parcialmente reflectante (por ejemplo, una parte parcialmente reflectante de un parabrisas).

[0082]Como se ilustra en la Figura 7, el método 300 de funcionamiento de pantalla de visualización frontal 3D comprende además retransmitir 340 la vista combinada (o, de manera equivalente, la 'imagen combinada') a una caja ocular. La caja ocular puede ser sustancialmente similar a la caja ocular 102 de la pantalla de visualización frontal 100, descrita anteriormente. En particular, la caja ocular puede ser una ubicación en la que un usuario ve la vista combinada retransmitida 340, que incluye tanto la vista de entorno físico como las diferentes vistas 3D de la imagen 3D. De acuerdo con diversas formas de realización, el usuario que ve la vista combinada puede percibir la imagen 3D y la vista del entorno físico de forma simultánea o superpuesta como la vista combinada.

[0083]Por tanto, se han descrito ejemplos y formas de realización de una pantalla de visualización frontal, un sistema de pantalla de visualización frontal 3D y un método de funcionamiento de pantalla de visualización frontal 3D que emplean una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz para proporcionar una pluralidad de vistas diferentes de una imagen, y que proporcionan además una superposición de una vista de entorno físico y las diferentes vistas de una imagen. Debe entenderse que los ejemplos descritos anteriormente son meramente ilustrativos de algunos de los muchos ejemplos específicos que representan los principios descritos en el presente documento. Evidentemente, los expertos en la técnica pueden idear fácilmente otras numerosas disposiciones sin apartarse del alcance definido en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una pantalla de visualización frontal (100), que comprende:

una pantalla basada en rejilla de difracción multihaz (110) configurada para proporcionar una pluralidad de diferentes vistas de una imagen, comprendiendo la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz:

una guía de luz de placa (112) configurada para guiar un haz de luz colimado en un ángulo de propagación distinto de cero; y

una matriz de rejillas de difracción multihaz (114) en una superficie de la guía de luz de placa, estando configurada una rejilla de difracción multihaz de la matriz para acoplar por difracción una parte del haz de luz colimado guiado como una pluralidad de haces de luz acoplados que tienen diferentes direcciones angulares principales que corresponden a diferentes direcciones de vista de la pluralidad de diferentes vistas de la imagen; y

un combinador óptico (120) configurado para retransmitir la pluralidad de diferentes vistas de la imagen a una caja ocular de la pantalla de visualización frontal, estando el combinador óptico configurado además para proporcionar en la caja ocular (102) una vista combinada (108) que comprende la imagen (104) y una vista de un entorno físico (106).

2. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde la imagen comprende una imagen tridimensional (3D), y en donde diferentes vistas de la pluralidad de diferentes vistas representan diferentes vistas en perspectiva de la imagen 3D.

3. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde la rejilla de difracción multihaz comprende una rejilla de difracción conchirplineal.

4. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde la rejilla de difracción multihaz comprende una rejilla de difracción conchirpque tiene características difrangentes curvas.

5. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz comprende además:

una fuente de luz (118) configurada para proporcionar el haz de luz colimado a la guía de luz de placa; y una matriz de válvulas de luz (116) adyacente a la superficie de guía de luz de placa, estando configurada la matriz de válvulas de luz para modular de manera selectiva los haces de luz acoplados como una pluralidad de píxeles correspondientes a píxeles de las diferentes vistas de la imagen.

6. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 5, en donde la fuente de luz comprende:

una fuente óptica configurada para proporcionar luz; y

un colimador configurado para colimar la luz de la fuente óptica y para proporcionar el haz de luz colimado a la guía de luz de placa.

7. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 5, en donde la fuente de luz comprende una pluralidad de diferentes fuentes ópticas configuradas para proporcionar diferentes colores de la luz, estando las diferentes fuentes ópticas desplazadas entre sí, en donde el desplazamiento de las diferentes fuentes ópticas está configurado para proporcionar diferentes ángulos de propagación distintos de cero, específicos del color, de los haces de luz colimados correspondientes a cada uno de los diferentes colores de la luz.

8. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde el combinador óptico comprende una superficie parcialmente reflectante (122) configurada para reflejar la pluralidad de diferentes vistas de la imagen hacia la caja ocular y configurada además para transmitir la vista de entorno físico a través de la superficie parcialmente reflectante a la caja ocular.

9. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 1, en donde el combinador óptico comprende una parte de un parabrisas (124) de un automóvil, siendo la pantalla de visualización frontal una pantalla de visualización frontal de automóvil.

10. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 5, en donde la matriz de válvulas de luz comprende una pluralidad de válvulas de luz de cristal líquido.

11. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 2, en donde el combinador óptico comprende una guía de luz sustancialmente transparente configurada para retransmitir la imagen 3D a la caja ocular, estando la guía de luz sustancialmente transparente configurada para facilitar la visualización del entorno físico a través de la guía de luz sustancialmente transparente.

12. La pantalla de visualización frontal de la reivindicación 2, que comprende además elementos ópticos de retransmisión entre la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz y el combinador óptico, estando configurados los elementos ópticos de retransmisión para retransmitir luz correspondiente a la imagen 3D desde la pantalla basada en rejilla de difracción multihaz al combinador óptico.

13. Un método (300) de funcionamiento de pantalla de visualización frontal tridimensional (3D), comprendiendo el método: guiar un haz de luz colimado en una guía de luz de placa en un ángulo de propagación distinto de cero (310); acoplar por difracción una parte del haz de luz colimado guiado procedente de la guía de luz de placa usando una matriz de rejillas de difracción multihaz para producir una pluralidad de haces de luz acoplados, formando los haces de luz acoplados una imagen 3D que comprende una pluralidad de diferentes vistas 3D (320);

combinar las diferentes vistas 3D de la imagen 3D con una vista de un entorno físico usando un combinador óptico para formar una vista combinada, estando el entorno físico más allá y visualizado a través del combinador óptico (330); y

retransmitir la vista combinada a una caja ocular (340).