LENTE DE PROYECCIÓN DE ÁNGULO AMPLIO QUE TIENE TRES GRUPOS
Campo de la Invención La presente invención se refiere a un lente de proyección y un dispositivo de pantalla o visualización para uso en aplicaciones de distancia corta de proyección. En particular, el lente de proyección puede ser utilizado tanto en sistemas de visualización o pantalla de proyección frontal como de proyección posterior, por ejemplo, en aplicaciones multimedia y de visualización para usos educativos, comerciales y domésticos. Además, la presente invención se refiere a un dispositivo de proyección que proporciona un objetivo o lente de proyección de ángulo amplio que permite la producción extrema de imágenes fuera de eje y además produce una imagen que es sustancialmente libre de distorsión y que requiere poca o ninguna corrección de estrechamiento hacia arriba o hacia abajo.
Antecedentes de la Invención Los sistemas electrónicos o de visualización de video son dispositivos que tienen la capacidad de presentar imágenes de video o imágenes generadas de manera electrónica. Cada vez que se utiliza en el entretenimiento doméstico, en publicidad, videoconferencias o conferencias de grupo, existe la demanda de un dispositivo adecuado de visualización. REF. 185492
La calidad de la imagen es uno de los factores que utilizan los consumidores para determinar el dispositivo adecuado de visualización. En general, la calidad de la imagen puede ser determinada en forma cualitativa por factores tales como la resolución de la imagen y el color de la imagen. Puesto que el deseo de algunos consumidores es que los dispositivos de visualización tengan un tamaño más grande de la imagen, la calidad de la imagen puede perjudicarse. Normalmente, un tamaño grande de imagen es uno que excede aproximadamente de un tamaño de pantalla de 101.60 centímetros (40 pulgadas) si se mide a lo largo de la diagonal de la pantalla. Mientras que muchos dispositivos de visualización se encuentran disponibles en el mercado en la actualidad, existe la necesidad continua de desarrollar otros dispositivos.
Sumario de la Invención De acuerdo con una modalidad, un objetivo o lente de proyección de ángulo amplio comprende (a) un primer grupo de lentes de una potencia refractiva negativa, el primer grupo de lentes tiene al menos una superficie asférica; (b) un segundo grupo de lentes tiene una potencia refractiva sustancialmente de cero; y (c) un tercer grupo de lentes tiene una potencia refractiva positiva. La frase "potencia refractiva sustancialmente de cero" significa menos del 3% de
la potencia del lente. El objetivo o lente de proyección satisface las siguientes tres condiciones: Condición (1) es en donde el valor absoluto de la relación de Fi/F es menor de 4.0 (es decir, |F?/F| <4.0); Condición (2) es donde el valor absoluto de la relación de F2/F es más grande de 50 (es decir, |F2/F| >50) ; y la Condición (3) es donde el valor absoluto de la relación de F3/F es menor de 3.5 (es decir, |F3/F| < 3.5) . En estas condiciones, F es la longitud focal del lente de proyección de ángulo amplio. Fi es la longitud focal del primer grupo de lentes. F2 es la longitud focal del segundo grupo de lentes . F3 es la longitud focal del tercer grupo de lentes . El diafragma de apertura del lente de proyección puede situarse dentro o junto al segundo grupo de lentes. En la oración anterior, el término "junto" significa que la relación de la distancia del diafragma de apertura con la segunda superficie del último elemento del lente en el segundo grupo de lentes con la distancia de la trayectoria del lente de proyección es aproximadamente de 1/65. El tercer grupo de lentes es situado de manera que el diafragma forme la imagen lejos del lente, lo cual significa que el objetivo o lente es aproximadamente telecéntrico en el espacio de imagen. El lente de proyección de ángulo amplio puede ser utilizado en un sistema de visualización de proyección posterior. El objetivo o lente de proyección de ángulo amplio también puede ser utilizado en un sistema de visualización de
proyección frontal. En otra modalidad, un dispositivo de pantalla o visualización incluye un motor óptico que comprende un sistema de iluminación, un sistema de formación de imagen y dispositivos ópticos de proyección. Los dispositivos ópticos de proyección incluyen un primer grupo de lentes de una potencia refractiva negativa que tiene al menos una superficie asférica. Los dispositivos ópticos de proyección dan salida a una imagen en un ángulo de mitad de campo al menos de 45°, en donde la imagen sustancialmente no tiene distorsión. La imagen de salida puede tener un tamaño aproximadamente de 63.50 centímetros (25 pulgadas) en diagonal o más grande. También en aspectos preferidos, el dispositivo no requiere una corrección sustancial del ensanchamiento hacia arriba y hacia abajo. Además, el dispositivo de proyección proyecta una imagen que no tiene sustancialmente distorsión. El término no tiene sustancialmente distorsión, significa que la distorsión no es mayor del 2%. En aspectos preferidos, la distorsión es menor o igual a 1%, de manera más preferible, es menor o igual del 0.5%. En estos valores de distorsión, al menos la mayoría de las aplicaciones de formación de imagen, no se requiere la corrección electrónica de la distorsión. En otra modalidad, un dispositivo de visualización de proyección posterior comprende un motor óptico que
incluye: (a) un sistema de iluminación; (b) un sistema de formación de imagen,- y (c) un objetivo o lente de proyección que tiene una longitud focal trasera más grande que el doble de la longitud focal efectiva y una velocidad menor que o igual aproximadamente a F/3.1 o menos. El lente de proyección genera una imagen que no tiene sustancialmente distorsión y que tampoco requiere sustancialmente de la corrección del ensanchamiento hacia arriba y hacia abajo. El dispositivo de visualización de proyección posterior además incluye un gabinete, una pantalla soportada por el gabinete que recibe la imagen, y una base que aloja el motor óptico. En este documento, el término "aproximadamente" se presume que modifica todos los valores numéricos. El sumario anterior de la presente invención no se pretende que describa cada modalidad ilustrada o cada implementación de la presente invención. Las figuras y la descripción detallada que sigue ejemplifican, de manera más particular, estas modalidades.
Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una representación esquemática de un motor óptico de ejemplo que puede ser utilizado en la presente invención; La Figura 2 es una representación esquemática de dispositivos ópticos de proyección de ejemplo que pueden ser
utilizados en la presente invención; Las Figuras 3A y 3B muestran una vista lateral y una vista en isométrico, de manera respectiva, de un dispositivo de visualización de proyección posterior de acuerdo con una modalidad de ejemplo. Estas figuras no se encuentran dibujadas a escala y sólo se pretenden para propósitos ilustrativos. Mientras que la invención puede ser enmendada en distintas modificaciones y formas alternativas, los detalles de la misma han sido mostrados por medio de ejemplo en las figuras y serán descritos en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la intención no es limitar la invención a las modalidades particulares descritas. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de la invención como es definido por las reivindicaciones adjuntas.
Descripción Detallada de la invención Una modalidad de ejemplo de la presente invención proporciona un lente de proyección y un dispositivo de pantalla o visualización para uso en aplicaciones de distancia corta de proyección. En particular, el objetivo o lente de proyección puede ser utilizado tanto en sistemas de visualización de proyección frontal como de proyección posterior, por ejemplo, en aplicaciones multimedia y de
visualización para usos educativos, comerciales y domésticos. Además, la presente invención se refiere a un dispositivo de proyección que proporciona un lente de proyección de ángulo amplio que permite la producción de imágenes extremas fuera de eje y produce una imagen que es sustancialmente libre de distorsión y requiere poca o ninguna corrección del ensanchamiento hacia arriba y hacia abajo. La Figura 1 muestra una representación esquemática de un motor óptico de ejemplo 10 que tiene uno o más de los siguientes componentes: el sistema de iluminación 12 ó 12', el sistema de formación de imagen 14, un mecanismo de enfoque 15 y dispositivos ópticos de proyección 16. Mientras que se muestran dos diferentes sistemas de iluminación 12 y 12', normalmente sólo uno es utilizado. Cuando el sistema de iluminación se sitúa en la posición representada por el número de referencia 12, el formador de imagen utilizado es un formador de imagen reflectivo. En contraste, cuando el sistema de iluminación se sitúa en una posición representada por el número de referencia 12', el formador de imagen utilizado es un formador de imagen transmisivo. El motor óptico puede generar una imagen sobre una pantalla de proyección 18 o una superficie de observación. Debido a que el espectador y el motor óptico se encuentran en el mismo lado de la pantalla de proyección, la Figura 1 representa un sistema de visualización de proyección frontal que utiliza el
motor óptico 10. Las Figuras 3A y 3B representan un sistema de visualización de proyección posterior que utiliza el motor óptico 110. Cada elemento en el motor óptico se discute en mayor detalle más adelante. El sistema de iluminación 12, 12' puede incluir una unidad de iluminación, un filtro (tal como un filtro de rechazo de luz infrarroja y/o luz ultravioleta) , un medio de separación de color y un integrador. En una modalidad de ejemplo, la unidad de iluminación incluye un reflector y una lámpara. Las lámparas adecuadas que se encuentran comercialmente disponibles incluyen (i) la unidad de iluminación Philips de tipo UHP, que utiliza un reflector elíptico, de Philips Semiconductors, Eindhoven, Países Bajos y (ii) la unidad de iluminación OSRAM P-VIP 250 de OSRAM GmBH, Munich, Alemania. Otros arreglos adecuados de lámparas y unidades de iluminación pueden ser utilizados en la presente invención. Por ejemplo, las lámparas de haluro-metálico o las lámparas de halógeno de tungsteno o los diodos emisores de luz (LED, por sus siglas en inglés) pueden ser utilizadas. El tipo de filtro, rueda del color y el integrador que pueden ser utilizados en las modalidades de la presente invención no son críticos. En una modalidad de ejemplo, el medio de separación de color es un disco giratorio secuencial de color rojo/verde/azul (RGB) en la fuente luminosa del formador de imagen. Una rueda de color
ilustrativa que se encuentra comercialmente disponible es la rueda de color UNAXIS RGBW, de UNAXIS Balzers, LTD, Balzers, Leichestein. Un obturador secuencial de color RGB de cristal líquido también puede ser utilizado en las modalidades de la presente invención. Un integrador ilustrativo que se encuentra comercialmente disponible es un integrador de tipo de túnel hueco de UNAXIS Balzers, LTD. El sistema de formación de imagen 14 puede incluir un formador de imagen y normalmente también puede incluir dispositivos electrónicos convencionales. Un formador de imagen reflectivo ventajoso que puede ser utilizado en la presente invención es el dispositivo de micro-espejo digital XGA (DMD) que tiene una dimensión en diagonal aproximadamente de 22 mm, disponible a partir de Texas Instruments, Dallas, Texas. En forma alterna, una pantalla de cristal líquido LCD) transmisiva o reflectiva puede ser utilizada como el formador de imagen. En las modalidades de ejemplo del motor óptico, la superficie del formador de imagen es situada sustancialmente en paralelo a la superficie de la pantalla de proyección. Para algunas implementaciones, un mecanismo de enfoque 15 puede ser conseguido a través de la colocación de uno o más de los lentes descritos más adelante sobre un montaje deslizante o roscado (no se muestran) , que pueden ser ajustados en forma manual o a través del uso de un mecanismo electrónico de accionamiento. Por ejemplo, el enfoque puede
ser conseguido utilizando un objetivo o lente varifocal o de acercamiento. En forma alterna, ningún foco de usuario requerido para que las unidades de proyección tengan una posición fija predeterminada que es establecida entre el motor óptico 10 y la pantalla de observación 18 o para aplicaciones de proyección posterior. En algunas implementaciones, la pantalla 18 podría comprender un material de múltiples capas, por ejemplo, una pluralidad de elementos de Fresnel configurados como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 179,426. La pantalla puede ser diseñada para controlar la distribución de luz que se dispersa en la dirección horizontal para acomodar a los espectadores quienes están situados en posición horizontal en frente de la pantalla. Las modalidades alternativas de la pantalla podrían comprender la tecnología de película de múltiples capas, la tecnología de Película de Mejora de Doble Brillantez (DBEF) , o la tecnología VIKUITI™, todas disponibles a partir de 3M Company, Saint Paul, Minnesota. De manera opcional, la imagen generada puede ser observada sobre cualquier superficie, por ejemplo, una pared u otra estructura, o una pantalla estándar de observación. La Figura 2 muestra una modalidad de ejemplo de los dispositivos ópticos de proyección (también referidos en la presente como un "objetivo o lente de proyección" o "un lente de proyección de ángulo amplio") del motor óptico 10. Los
dispositivos ópticos de proyección de la Figura 2 incluyen tres grupos de lentes (como se identifican a partir del lado de salida o lado de la pantalla) : un primer grupo de lentes (Gl) , un segundo grupo de lentes (G2) , y un tercer grupo de lentes (G3). El término "lado de la pantalla" significa que el lado del lente de proyección es el más cercano a la pantalla de proyección. Los tres grupos de lentes son discutidos en detalle más adelante. Como sería aparente para una persona de experiencia ordinaria en la técnica, dada la presente descripción en este documento, las construcciones alternativas del lente de proyección 16 pueden ser empleadas, incluyendo las construcciones alternativas que comprenden una menor cantidad, los mismos o una mayor cantidad de elementos de lente . El objetivo o lente de proyección de ejemplo de la
Figura 2 incluye un total de once (11) elementos en los tres grupos de lentes, numerados a partir del lado de la pantalla. El primer grupo de lentes (Gl) puede incluir en el orden a partir del lado de la pantalla, un primer elemento de lente (Ll) de una potencia refractiva negativa y un segundo elemento de lente (L2) que tiene una superficie asférica sobre su segunda superficie. De preferencia, Gl es de una potencia refractiva negativa. La relación de Fi/F en Gl puede ser, de manera que -3.5 <FX/F < -2.3. El segundo grupo de lentes (G2) puede incluir tres elementos de lente, (L3)-(L5)
inclusive, fijos o unidos juntos utilizando un adhesivo convencional. De preferencia, G2 puede ser de una potencia refractiva sustancialmente de cero. En otra modalidad, G2 puede ser de una potencia refractiva ligeramente positiva. En otra modalidad, puede tener una potencia refractiva ligeramente negativa. La relación de F2/F en G2 puede ser, de manera que -95 <F2/F < -86. En esta modalidad de ejemplo, el diafragma de apertura se sitúa dentro o junto al segundo grupo de lentes G2. El tercer grupo de lentes (G3) puede incluir seis elementos de lente (L6)-(L11) inclusive. De preferencia, G3 es de una potencia refractiva positiva. La relación de F3/F en G3 puede ser, de manera que 2.5 <F3/F < 3.2. Como se muestra en la Figura 2, un prisma se sitúa a la derecha de Lll, es decir, lo más lejos de la pantalla de proyección en una aplicación de proyección frontal. En la descripción anterior, F es la longitud focal del lente de proyección de ángulo amplio, Fi es la longitud focal del primer grupo de lentes, F2 es la longitud focal del segundo grupo de lentes y F3 es la longitud focal del tercer grupo de lentes. En mayor detalle, se prefiere que el primer grupo de lentes Gl sea de una potencia refractiva negativa. En una primera modalidad, el primer grupo de lentes Gl comprende una pluralidad de elementos de lente. Por ejemplo, un primer elemento de lente (Ll) , que se sitúa lo más cerca a la
pantalla, puede tener el diámetro más grande de todos los lentes en los tres grupos de lentes . En una modalidad de ejemplo, el primer elemento de lente Ll en el primer grupo de lentes tiene un diámetro suficientemente grande para proyectar una imagen en un campo grande, es decir, un ángulo de mitad de campo más grande de 45°, de preferencia, más grande de 50° , y de la manera más preferible, aproximadamente de 55° en la dirección de la pantalla, sustancialmente sin distorsión. En otra modalidad de ejemplo, el primer elemento de lente Ll en el primer grupo de lentes tiene un diámetro más grande de 60 mm y menor de 75 mm. Todavía en otra modalidad de ejemplo, el primer elemento de lente del primer grupo de lentes tiene un diámetro aproximadamente de 70 mm. De esta manera, cuando sea implementado en un dispositivo de proyección, el primer elemento de lente puede proporcionar un campo de visión aproximadamente de 110 a 120°. En la modalidad de la Figura 2, el primer grupo de lentes Gl además incluye un segundo elemento de lente (L2) que tiene al menos una superficie asférica. La superficie asférica de la presente modalidad de ejemplo puede ayudar a reducir los efectos de la distorsión, mientras que todavía proporciona un gran campo de visión. En un aspecto, el segundo elemento de lente puede ser fabricado partir de un polímero óptico que tenga un índice refractivo
aproximadamente de 1.49 y un número de Abbe aproximadamente de 57.2, tal como el metacrilato de polimetilo (PMMA). La forma de la superficie asférica puede ser definida mediante la siguiente ecuación:
Ecuación I
en donde Z es la deformación superficial en una distancia r a partir del eje óptico del sistema, c es la curvatura del lente en el eje óptico en 1/mm, r es la coordenada radial en mm, k es la constante cónica, a2 es el coeficiente para el término de segundo orden, a4 es el coeficiente para el terminó de cuarto orden, a& es el coeficiente para el término de sexto orden, a& es el coeficiente para el término de octavo orden y ocio es el coeficiente para el término de décimo orden. En otra modalidad, la segunda superficie del primer elemento del primer grupo de lentes tiene un radio de curvatura sustancialmente igual al radio de curvatura de la primera superficie del segundo elemento de lente en el primer grupo de lentes. En una modalidad, el primer grupo de lentes Gl
incluye dos elementos alojados de lente de forma de menisco, un primer elemento de forma de menisco elaborado de vidrio y un segundo elemento de forma de menisco elaborado de plástico, con el espesor controlado en el elemento de plástico. Un plástico tal como PMMA puede ser utilizado. Los dos elementos se encuentran separados, de manera que la relación de la distancia entre la segunda superficie del primer elemento y la primera superficie del segundo elemento con la longitud efectiva total focal del lente de proyección sea de 1/175. En una modalidad de ejemplo, el segundo elemento configurado comprende un lente asférico (por ejemplo, un lente que tiene al menos una superficie asférica) que posee un espesor sustancialmente uniforme. Este diseño de forma de domo puede reducir los problemas térmicos y puede proporcionar una manufactura directa. En una modalidad alternativa, el primer grupo de lentes Gl puede comprender dos elementos configurados que son moldeados juntos para formar un elemento integral. Por ejemplo, el primer elemento configurado puede comprender un elemento de vidrio y el segundo elemento configurado puede comprender un elemento de plástico (por ejemplo, PMMA) moldeado sobre la segunda superficie del primer elemento configurado. En otra alternativa, el primer grupo de lentes Gl
puede comprender un elemento único (por ejemplo, un elemento único de vidrio) , con una superficie asférica formada sobre la primera superficie, la segunda superficie o ambas superficies del elemento único. En otra modalidad de ejemplo, el segundo grupo de lentes G2 puede ser de una potencia refractiva sustancialmente de cero. El segundo grupo de lentes puede ser formado de una pluralidad de elementos de lente. El diafragma de apertura del lente de proyección 16 puede situarse dentro o junto al segundo grupo de lentes. Por ejemplo, en una modalidad con referencia a la Figura 2, el diafragma de apertura es proporcionado aproximadamente en L5. En una modalidad de ejemplo, todos los elementos de lente en el segundo grupo de lentes pueden tener superficies asféricas. En una modalidad de ejemplo, el segundo grupo de lentes G2 incluye un triplete adherido que ayuda a controlar la aberración y la coma asférica. La separación en el eje entre los elementos de lente en Gl y los elementos de lente en G2 puede ser variada, si se deseara. En una modalidad de ejemplo, el segundo grupo de lentes G2 proporciona una longitud focal efectiva más larga. Además, en una modalidad de ejemplo, los elementos que constituyen el segundo grupo de lentes son formados a partir de vidrio. En una modalidad alternativa, puede utilizarse un
doblete para el segundo grupo de lentes G2. En esta modalidad alternativa, uno o ambos de los elementos de doblete pueden incluir una superficie asférica. En otra modalidad de ejemplo, el tercer grupo de lentes G3 puede ser de una potencia refractiva positiva y todos los elementos de lente en este grupo de lentes pueden tener superficies asféricas. En una modalidad de ejemplo, el tercer grupo de lentes G3 proporciona la corrección de la aberración de color (es decir, la compensación de la dispersión primaria y secundaria) . Por ejemplo, los lentes L7 , L8 , LIO y Lll pueden comprender el mismo material de vidrio, por ejemplo, MP 52. En forma alterna, también pueden utilizarse otros vidrios . Un prisma (por ejemplo, un prisma TIR, no se muestra) puede ser situado entre el tercer grupo de lentes G3 y el formador de imagen 14, por ejemplo, en la ubicación más lejana del costado de la pantalla. En forma alterna, puede utilizarse un objetivo o lente de campo. Por medio de ejemplo, para la modalidad mostrada en la Figura 2, la Tabla 1 enlista más adelante el número de superficie, en orden de la salida o el costado de la pantalla (con la superficie 1 que es la superficie más cercana al costado de la pantalla del primer elemento de lente Ll) , la curvatura (c) junto al eje óptico de cada superficie (en 1/milímetros) , la separación en el eje (D) entre las
superficies (en milímetros) , y el tipo de vidrio también es indicado. Una persona experta en la técnica reconocerá que a partir del tipo de vidrio es posible determinar el índice de refracción y el número de Abbe del material. La superficie 0 es la superficie del objeto o la superficie de la pantalla de proyección. En esta modalidad, el lente de proyección de ángulo amplio tiene una longitud total efectiva focal de 8.8 mm, un ángulo de mitad de campo de 55° en la dirección de la salida o el costado de la pantalla y funciona en F/2.8. El primer grupo de lentes Gl tiene una longitud focal efectiva de -25.4 mm; el segundo grupo de lentes G2 tiene una longitud focal efectiva de -800 mm; y el tercer grupo de lentes G3 tiene una longitud focal efectiva de 23.5 mm. El lente de proyección tiene una trayectoria total de 130 mm en esta modalidad de ejemplo. Para la modalidad en la Figura 2, la segunda superficie del segundo elemento de lente en el primer grupo de lentes (se denota como la superficie 4 en la Tabla 1) es asférica, como es impuesto por la Ecuación anterior I, y tiene los siguientes valores para los coeficientes: c
0.0901, k = -0.8938, a2 = 0 , a4 = 1.99 x 10"5, a6 = -7.468 x 10"8, a8 = 3.523 x 10"10 y ocio = -5.970 x 10"13. El lente de proyección de ángulo amplio de la modalidad de la Figura 2 tiene una distancia total de trayectoria de 130 mm. Como lo apreciará una persona experta en la técnica, en ciertas
aplicaciones tales como en aplicaciones de pantalla de proyección frontal y de pantalla de proyección posterior, puede ser ventajoso tener una distancia total corta de trayectoria debido a que originaría un lente compacto de proyección, de esta manera, se minimizan los requerimientos de espacio del motor óptico en su totalidad. Tabla 1
Las Tablas 2 y 3 enlistan más adelante los datos generales del lente y el sumario de los datos de superficie
para la modalidad de la Figura 2. Tabla 2
Tabla 3
Los datos proporcionados en las tablas anteriores representan un ejemplo y no se pretende que limiten del alcance de la invención descrita en la presente. El motor óptico descrito con anterioridad puede ser utilizado en una diversidad de aplicaciones de proyección. Por ejemplo, varias aplicaciones de proyección frontal son descritas en la Solicitud Relacionada de Patente No. 11/003,252, que se incorpora como referencia en su totalidad. En una aplicación de ejemplo de una proyección posterior, las Figuras 3A y 3B muestran una vista lateral y
una vista en isométrico, de manera respectiva, de un dispositivo de pantalla de proyección posterior 100. En una modalidad de ejemplo, el dispositivo de pantalla 100 incluye un motor óptico 110, similar al motor óptico 10 descrito con anterioridad, e incluye un lente de proyección de ángulo amplio, similar a los dispositivos ópticos de proyección 16 descritos con anterioridad. El dispositivo de pantalla de proyección posterior 100 incluye una base 102, un gabinete 104 y una pantalla 106. Como se muestra en las Figuras 3A y 3B, el dispositivo de pantalla de proyección posterior puede ser implementado como una televisión de proyección posterior. Otras implementaciones pueden incluir dispositivos de pantalla comerciales y educativas que pueden presentar una gran imagen (por ejemplo, 101.60 centímetros (40 pulgadas) en diagonal o más grande) a uno o más espectadores. La base 102 puede alojar los componentes tales como el motor óptico 110, así como también, la alimentación de energía eléctrica, los dispositivos electrónicos de control, los componentes de audio y un panel de conexiones (no se muestra por motivos de simplicidad) , uno o más de los cuales puede ser conectado con el motor óptico 110. La base 102 también puede ser configurada para proporcionar un soporte estructural para el dispositivo de pantallas 100. Además, en función del diseño del motor óptico 110, la base además puede
incluir una superficie de reflexión, tal como un espejo 112, el cual puede dirigir la imagen proyectada del motor óptico 110 a la pantalla 106 y/o a una superficie o superficies adicionales de reflexión, tal como la superficie o el espejo de reflexión 114, que se encuentra alojado en el gabinete 104. Las superficies reflectivas (o espejos) 112, 114 que se utilizan en el dispositivo de pantalla de proyección posterior 100 pueden ser configuradas, por ejemplo, como los primeros espejos superficiales, una superficie reflectiva de Fresnel (o superficies) , u otro material de alta reflexión. Como sería aparente para una persona de experiencia ordinaria en la técnica dada la presente descripción, una o más superficies de reflexión pueden ser utilizadas con el motor óptico descrito en la presente a fin de proporcionar una imagen proyectada a la pantalla 106. El gabinete 104 puede ser configurado para alojar una o más superficies de reflexión, tal como se mencionó con anterioridad. Además, el gabinete 104 puede soportar la pantalla de observación 106, que puede ser configurada para proporcionar uno o más formatos diferentes de imagen, tal como el formato 4x3 o un formato de 16x9. La pantalla 106, que recibe la imagen proyectada
(véase por ejemplo, las líneas imaginarias de ejemplo que se muestran en la Figura 3A) , puede variar en tamaño y forma, en base al tamaño proyectado de la imagen y el formato. Con
respecto a la construcción de la pantalla, por ejemplo, la pantalla 106 podría comprender un material de múltiples capas, por ejemplo, una pluralidad de elementos de Fresnel configurados como se describió en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 179,426. La pantalla puede ser diseñada para controlar la distribución de la luz que se dispersa en la dirección horizontal para acomodar a los espectadores quienes se encuentran situados en posición horizontal en la parte frontal de la pantalla. Las modalidades alternativas de la pantalla podrían comprender la tecnología de película de múltiples capas, la tecnología de Película de Mejora de Doble Brillantez (DBEF) , o la tecnología VIKUITI™, todas disponibles a partir de 3M Company, Saint Paul, Minnesota. Como se mencionó con anterioridad, el motor óptico 110 puede ser construido en un modo similar al motor óptico 10 descrito con anterioridad con respecto a la Figura 1, y puede incluir un lente de proyección de ángulo amplio, similar a los dispositivos ópticos de proyección 16 también descritos con anterioridad. Además, el motor óptico 110 puede incluir un sistema de iluminación y un sistema de formación de imagen similar a los descritos con anterioridad, y pueden ser estructuralmente configurados para acomodar diferentes diseños de base y de gabinete. Por ejemplo, el motor óptico 110 puede tener una disposición de tipo de forma-V, una disposición de tipo de
forma-U o una disposición de tipo de forma-L, en función del tipo del formador de imagen o sistema de iluminación utilizados. Puesto que el motor óptico de tipo de proyección de ángulo amplio/corto 110 puede proporcionar una imagen en un campo amplio, es decir, en un ángulo de mitad de campo más grande de 45°, de preferencia, más grande de 50°, y de la manera más preferible, aproximadamente de 55°, la profundidad (x) del gabinete 104 puede ser reducida de la profundidad que tienen los dispositivos convencionales de pantalla de proyección posterior. Por ejemplo, la profundidad (x) del gabinete 104 puede ser aproximadamente de 12.70 a 38.10 centímetros (5 a 15 pulgadas, de preferencia, aproximadamente de 17.78 a 30.48 centímetros (7 a 12 pulgadas), y de la manera más preferible, aproximadamente de 17.78 a 25.40 centímetros (7 a 10 pulgadas) . Como sería entendido dada la presente descripción, la profundidad (x) del gabinete 104 puede variar en base a factores tales como el tamaño en diagonal y el formato de la imagen de la pantalla. En una modalidad de ejemplo, el motor óptico 110 puede incluir un formador de imagen o dispositivo de formación de imagen que utiliza como por ejemplo, la tecnología DLP, LCD, LCOS. En una modalidad de ejemplo, el motor óptico puede proporcionar una imagen que tenga un formato de 4x3. En otra modalidad de ejemplo, el motor óptico puede ser implementado con un formador de imagen adecuado a
fin de proporcionar un formato diferente de pantalla, tal como un formato de 16x9. En modalidades adicionales de ejemplo, el sistema de iluminación puede ser construido, por ejemplo, a partir de una unidad de iluminación (tal como una lámpara de arco u otros tipos de lámparas) , en un modo similar al descrito con anterioridad. En forma alterna, el sistema de iluminación del motor óptico 110 puede utilizar un sistema de estado sólido, tal como un sistema basado en láser o basado en LED. En forma alterna, el motor óptico puede ser implementado con un conjunto de circuitos de corrección (por ejemplo, un chip convencional de ladeo), el cual puede originar una calidad suficiente de la imagen incluso en distancias más cortas de proyección. Además, el motor óptico es diseñado de modo que poca o ninguna corrección del ensanchamiento hacia arriba y hacia abajo sea necesaria, mientras que la distorsión es reducida. Por ejemplo, los valores de distorsión para la imagen proyectada pueden ser menores o iguales al 2%, de preferencia, menores e iguales al 1% y de manera más preferible, menores o iguales al 0.5% (por ejemplo, en donde la distorsión (d) puede ser determinada por: d = (H-h)/h * 100, en donde h es la altura paraxial de la imagen y H es la altura actual de la imagen) . Con este motor óptico de ejemplo, puede conseguirse
un diseño de un dispositivo de pantalla de proyección posterior que tenga un gabinete delgado de bajo costo con menos partes complejas TIR que puedan ser utilizadas. Las imágenes de tamaño más grande (por ejemplo, más grandes de 40 pulgadas (en diagonal) ) pueden ser obtenidas a partir de distancias cortas y en posiciones extremas fuera de eje, mientras se mantiene el gabinete de la pantalla relativamente delgado. Además, el motor óptico descrito en la presente se encuentra sustancialmente libre de distorsión y requiere poca o ninguna corrección del ensanchamiento hacia arriba y hacia abajo. En una modalidad alternativa, un dispositivo de pantalla de proyección posterior puede ser diseñado para su implementación montado en la pared o colgando del techo, en donde la sección de base sea implementada para alojar el motor óptico y otros dispositivos electrónicos, y no se requiere soportar el dispositivo como un equipo completo. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que la presente invención podría ser utilizada con una diversidad de distintos componentes ópticos. Mientras que la presente invención ha sido descrita con referencia a las modalidades preferidas de ejemplo, la invención podría ser incluida en otras formas específicas sin apartarse del alcance de la invención. En consecuencia, debe entenderse que las modalidades descritas y que se ilustran en la presente
sólo son de ejemplo y no tienen que ser consideradas como limitantes para el alcance de la presente invención. Otras variaciones y modificaciones podrían ser realizadas de acuerdo con el alcance de la presente invención. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.