MXPA01002169A

MXPA01002169A - Cubierta de lente lenticular para pantalla de proyeccion por transparencia.

Info

Publication number: MXPA01002169A
Application number: MXPA01002169A
Authority: MX
Inventors: Lee Matthies Dennis
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2003-03-27
Also published as: KR100752101B1; US6545813B1; DE10082052T1; AU5497500A; CN1231810C; JP2003504657A; CN1321252A; WO2001002882A1; KR20010073103A

Abstract

Un componente de pantalla lenticular de una pantalla de despliegue de proyeccion por transparencia tiene elementos lenticulares formados en una superficie del observador. Unos elementos lenticulares identicos cubren el componente completo de pantalla lenticular y se repiten horizontalmente con un desplazamiento constante. Un elemento lenticular determinado incluye un par de porciones laterales reflectoras y una porcion de punta refractiva interpuesta entre las porciones laterales. Una del par de porciones laterales forma una region inclinada en una union entre la porcion lateral y una porcion lateral de un elemento lenticular adyacente. La region inclinada esta a un angulo dentro de un margen de aproximadamente 5 y 15 grados con respecto a un primer eje. La porcion lateral esta cubierta con un recubrimiento reflector en por lo menos una region de la porcion lateral que incluye la union. El par de porciones laterales reflectoras reflejan los rayos de luz entrantes desde un proyector hacia una porcion de punta refractiva para refractar los rayos de luz reflejados a traves de una superficie de la porcion de punta refractiva confrontada hacia el observador. Cada rayo de luz refracto es refractado mediante una superficie convexa de la porcion de punta refractiva.

Description

CUBIERTA DE LENTE LENTICULAR PARA PANTALLA DE PROYECCIÓN POR TRANSPARENCIA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con una pantalla de proyección para un dispositivo de despliegue.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una televisión de proyección por transparencia incluye, por ejemplo, un tubo de rayos catódicos (CRT) tipo proyección, en el cual se forma una imagen. La imagen formada se proyecta a través de una lente de proyección en una pantalla de proyección por transparencia. La pantalla de proyección por transparencia proporciona una superficie en la cual se despliega la imagen final para ser visualizada. La pantalla de proyección por transparencia vuelve a dirigir un cono divergente de luz desde la lente de proyección dentro de un margen limitado de direcciones, el cual abarca las locaciones propuestas para los observadores, lo cual proporciona una mejora en la brillantez de la imagen. La pantalla de proyección por transparencia también reduce las reflexiones de la luz ambiental que disminuyen el contraste de la imagen desplegada. La pantalla de proyección por transparencia generalmente incluye un componente de lente Fresnel para dirigir la luz y un componente de lente lenticular, separado para producir la dispersión angular de la luz. El componente de pantalla Fresnel funciona como una única lente de campo amplio que recolecta la luz desde el proyector y vuelve a dirigir la luz, de modo que llegue hasta el componente de pantalla lenticular aproximadamente puesto en línea. Por lo tanto, la distancia focal de la lente Fresnel se determina por el requerimiento de luz puesta en línea y la distancia óptica del proyector. El componente de pantalla Fresnel se puede formar de una lámina de material óptico claro transparente y se coloca en contacto con el lado del proyector del componente de pantalla lenticular separado. Las pantallas de proyección por transparencia se pueden clasificar por la forma básica que utilizan para dispersar la luz después de que ha sido redirigida por el componente de lente Fresnel. Las tres categorías son difusora, refractiva y reflectora/refractiva. Las estructuras difusoras consisten de patrones aleatorios de pequeñas características de la superficie y/o de partículas de dispersión de luz distribuidas en el volumen de la lente lenticular difusora de luz. Las estructuras refractivas están formadas de características de superficie tipo lente pequeño que están cuidadosamente especificadas y/o replicadas en una o dos dimensiones en un espacio bien definido. Tales arreglos lenticulares introducen un muestreo espacial periódico de la imagen proyectada, que puede, con ciertas desventajas formar impulsos muaré con los pixeles proyectados para la estructura de la lente Fresnel. Un componente típico de la pantalla lenticular del despliegue de proyección por transparencia tiene elementos lenticulares formados en la superficie de observación. Los elementos lenticulares idénticos cubren por completo el componente de la pantalla lenticular y se repiten en forma horizontal con un desplazamiento constante. Los elementos lenticulares varían en altura únicamente en una dirección horizontal a través de la pantalla; no existe variación a lo largo de la dirección vertical a través de cualquier ubicación horizontal determinada. Un elemento lenticular o de lente determinado difunde en forma lineal la altura total del componente de pantalla lenticular, sin variación, desde el borde superior hasta el borde inferior. Un elemento lateral determinado tiene un par de lados reflectores y una sección de lente entre los lados. El elemento lateral cambia la dirección de la luz por una combinación de reflexión y refracción. La reflectancia ocurre principalmente en los lados de los elementos laterales que son reflectores. La refracción se lleva a cabo en la sección de la lente en donde la luz sale hacia el observador. Un componente de lente lenticular de una pantalla de proyección, que incorpora una característica inventiva, incluye elementos lenticulares. Cada elemento lenticular se extiende en una dirección vertical o de altura y se repite en una dirección horizontal o de anchura para formar un plano que define un primer eje normal al plano. El elemento lenticular determinado incluye un par de porciones laterales reflectoras y una porción de punta refractiva interpuesta entre ias porciones laterales. Una del par de porciones laterales forma una junta entre una porción lateral y una porción lateral de un elemento lenticular adyacente una región inclinada a un ángulo en un margen entre 5 y 15 grados con respecto al primer eje. Una porción lateral está cubierta con un recubrimiento reflector en por lo menos una región de la porción lateral, la cual incluye la junta. El par de porciones laterales reflectoras reflejan los rayos de luz entrantes desde un proyector hacia la porción de punta refractiva para refractar los rayos de luz reflejados a través de la superficie de la porción de punta refractiva confrontada hacia el observador. Cada rayo de luz refractado es refractado mediante una superficie convexa de la porción de punta refractiva. Una estructura captadora de la luz ambiental está provista entre los elementos lenticulares. Las estructuras difusoras están provistas en la superficie lateral del proyector (y/o dentro del interior de su cuerpo).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una lente lenticular de una pantalla de proyección, la cual incorpora la característica inventiva, incluye una pluralidad de elementos lenticulares. Cada elemento lenticular se extiende en una primera dirección y se repite en una segunda dirección para formar un plano que define un primer eje normal al plano. El elemento lenticular determinado incluye una porción de punta refractiva y un par de porciones laterales reflectoras. Las porciones laterales tienen ia porción de punta refractiva interpuesta entre un par de bordes de extremo de las mismas, respectivamente. Por lo menos una del par de porciones laterales tiene un borde de unión en común con una porción lateral del elemento lenticular adyacente y tiene una región inclinada que incluye el borde común de unión. La región inclinada firma un ángulo menor a 15 grados con respecto al primer eje. La porción lateral está cubierta con un recubrimiento reflector por lo menos en la región inclinada que incluye el borde común de unión. El par de porciones laterales reflectoras reflejan los rayos de luz entrantes desde un proyector hacia la porción de punta refractiva para refractar los rayos de luz reflejados a través de una superficie de la porción de punta refractiva confrontada hacia el observador. Cada rayo de luz refracto es refractado por una superficie convexa.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 ilustra una pantalla de proyección por transparencia, la cual incorpora la característica inventiva, que incluye un componente de pantalla Fresnel y un componente de pantalla lenticular; la Figura 2a ilustra, en una manera simplificada, los trayectos de luz dentro de un elemento lenticular del componente de pantalla lenticular de la Figura 1; las Figuras 2b y 2c, ilustran en una manera simplificada, la estructura y operación del elemento lenticular de la Figura 2a y un elemento lenticular adyacente; y las Figuras 3a y 3b ilustran, en una manera simplificada, la estructura y operación de una segunda modalidad del elemento lenticular del componente de pantalla lenticular de la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra una pantalla 200 de proyección por transparencia que incluye un componente 98 de pantalla Fresnel con un lado 98a confrontado hacia un proyector, el cual incluye por ejemplo, un CRT, no mostrado. Un componente 99 de pantalla lenticular que incorpora la característica inventiva, tiene una superficie 101 de base que puede ser relativamente plana confrontada hacia un lado 98 del componente 98 de pantalla Fresnel. Una superficie 101' opuesta del componente 99 de pantalla lenticular está confrontada hacia el observador. Un eje Z es normal o perpendicular tanto a la superficie 101 como a la superficie promedio de la superficie 101' opuesta. El componente 99 de pantalla lenticular puede formarse de un material polimérico. Los rayos de luz de la imagen proyectada se aplican a través del componente 98 de la lente Fresnel de la Figura 1 aproximadamente a una incidencia normal a la superficie 101 del componente 99 de pantalla lenticular. La Figura 2a ilustra, en una manera simplificada, los trayectos de luz dentro de una lente o elemento 100 lenticular que incorpora la característica inventiva, dei componente 99 de pantalla lenticular de la Figura 1. Las Figuras 2b y 2c ilustran, en una manera simplificada la estructura y operación de los elementos 100 lenticulares de la Figura 2a y un elemento 100" lenticular adyacente. Los símbolos y números iguales en las Figuras 1, 2a, 2b y 2c indican artículos o funciones similares. Cada elemento lenticular, como por ejemplo, el elemento 100 lenticular de la Figura 2b se extiende en una dirección V de altura o vertical y se repite en una dirección de anchura u horizontal H de la Figura 1, con un desplazamiento constante W1 de la Figura 2b o 3a.

El desplazamiento W1 constante se llama espacio del componente 99 de pantalla lenticular de la Figura 1. Con propósitos comparativos, un espacio del componente 98 de pantalla Fresnel, que está definido en forma similar, de preferencia es menor al 75% del espacio del componente 99 de pantalla lenticular. El elemento 100 lenticular, por ejemplo de la Figura 2b, incluye un par de lados 104 y 105 reflectores. Un ángulo F está formado entre el lado 104 y el 105a de un elemento 100" lenticular adyacente. Una sección 103 de punta de la lente que tiene una forma convexa hacia afuera curva en forma continua está interpuesta entre los lados 104 y 105, en las puntas del perfil lenticular, entre un borde de extremo 142 y un borde 141 de extremo, respectivamente.

La sección 103 de punta tiene un ancho W2. Una distancia entre el borde 141a de extremo del lado 105a de un elemento 100" lenticular y un borde 142 de extremo del elemento 100 lenticular tiene un valor igual a la diferencia de \?/1-W2. Una primera porción de los rayos entrantes desde el proyector, no mostrados, señalados como un conjunto B de rayos en la Figura 2a, intercepta la sección 103 de punta principalmente directamente y en un pequeño límite indirectamente como resultado de la reflexión. Los rayos del conjunto B de rayos se refractan al salir del componente 99 de pantalla lenticular, y se difunden en forma horizontal dentro de un abanico B' angular de rayos que es simétrico al eje Z normal. Un límite angular del abanico B1 de rayos se determina por un margen de inclinaciones de superficie asociado con la curvatura específica de la superficie de la sección 103 de punta. Un ángulo ß proporciona una medida del ángulo al cual cae la densidad de rayos de refracción a aproximadamente un medio de la densidad al centro del abanico B' de rayos. Una segunda porción de los rayos entrantes, señalados por un conjunto de rayos A, se refleja por el lado 104 reflector del componente 99 de pantalla lenticular. Estos rayos son desviados en forma horizontal por un ángulo F, en donde F es un ángulo incluido entre el lado 104 y el lado 105a del elemento 100" lenticular adyacente en la punta de reflexión. Cuando los rayos desviados alcanzan la sección 103 de punta entre el lado 104 reflector y un lado 105 reflector, algunos rayos salen del elemento 100 lenticular, y algunos son prevenidos de salir por la reflexión interna total en la región de la lente, no mostrada. Aquellos rayos que salen forman un abanico A' de rayos, centrado alrededor de un eje, no mostrado, en un ángulo hacia la derecha de +F con relación al eje Z normal. La densidad de rayos en el abanico A' típicamente cambia de máximo a una mitad de su valor máximo sobre un ángulo comparable en la magnitud del ángulo ß en el ABANICO B'.

Un recubrimiento 120 reflector de la Figura 2b que sirve para reflejar el conjunto A de rayos de la Figura 2a, se coloca entre el borde 140 y el borde 142 de lado 104 de la Figura 2b. El recubrimiento 120 reflector, se aplica de preferencia en forma de un recubrimiento uniforme y delgado. El recubrimiento 120 puede ser un metal reflector, por ejemplo, plata, aluminio o cromo. De manera alternativa, la reflexión requerida se puede lograr por una reflexión total interna. Debido a la inclinación de los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular, la reflexión total interna ocurrirá si los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular están recubiertos con por lo menos un espesor de longitud de onda óptica de un material de bajo índice. Un índice de refracción, nc, del recubrimiento 120 de bajo índice, de preferencia satisface la condición nc <n.sin(teta), en donde n es el índice de refracción del elemento 100 lenticular. Teta es el ángulo del lado 104, por ejemplo, con relación al plano 101 del componente 99 de pantalla lenticular, menos el ángulo característico de difusión de la estructura 150 difusora, referida más tarde. Teta tiene un valor cercano a 90-F/2. Una tercera porción de los rayos entrantes, no mostrada, entra en el elemento 100 lenticular en su superficie 101 de base en una manera similar y alcanza los lados 105 del elemento 100 lenticular. En la tercera porción de los rayos entrantes, no mostrada, un rayo a una distancia determinada a la derecha del eje Z normal del elemento 100 lenticular, es una imagen de espejo del rayo en el conjunto A, a la misma distancia a la izquierda del eje Z normal. De este modo, un tercer abanico de rayos, no mostrado, sale del elemento 100 lenticular con un desplazamiento angular hacia la izquierda de F. Los rayos en el tercer abanico de rayos, no mostrado, forman una imagen de espejo de aquéllos en el tercer abanico A" de rayos, tanto en posición como en ángulo. Los lados 104 y 105 angulados o inclinados, por ejemplo del elemento 100 lenticular de la Figura 2b se extienden a una altura H1 desde el borde 140 de unión, en donde se unen los lados 104 y 105a. Los lados 104 y 105 angulados son tapados en forma continua por la sección 103 de punta curva con el ancho W2. Los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular puede ser rectos o curvos. Un trayecto de luz de un rayo 110 es incidente en el borde 140 izquierdo de la superficie 101 de base de la Figura 2a en una dirección paralela al eje Z normal de la pantalla de la Figura 2c. El rayo 110 del borde se refleja desde el lado 104 inclinado del elemento 100 lenticular a un ángulo igual a F con respecto al eje Z normal de la pantalla, en donde F es el ángulo incluido entre los lados 104 y 105 adyacente. El rayo 110a de borde reflejado, de preferencia, alcanza la sección 103 de punta, ubicado sobre la línea punteada horizontal en la Figura 2c, en el borde 141 extremo del lado derecho de la sección 103 de punta curva. Esta relación geométrica se expresa matemáticamente por: H1 = (W, + W2)/2tan(F) Cuando se ha satisfecho una primera condición, expresada por la ecuación 1-1, todos los rayos en ia superficie 101 de base de la lente de la Figura 2a, que están paralelos al eje Z normal de la pantalla y dirigidos hacia el lado 104 izquierdo inclinado, serán ventajosamente, reflejados. Con ciertas ventajas, los rayos reflejados alcanzarán todas las posiciones a lo largo de la dirección del ancho de la sección 103 de punta curva. Los rayos incidentes que son paralelos al eje Z normal de pantalla representan la dirección promedio de rayos que han atravesado el componente 98 de la lente Fresnel de la Figura 1 y una estructura 150 difusora de la pantalla 99 lenticular. Al llevar a cabo la característica inventiva, las porciones laterales 104, por ejemplo, tienen un borde 140 de unión en común con la porción 105a lateral dei elemento 100" lenticular adyacente y está inclinado, por lo menos en una región que incluye el borde 140 común de unión para formar el ángulo 130. El ángulo 130 está dentro de un margen entre 5 y 15 grados. El margen del ángulo 130 es igual a una mitad del margen F angular, el cual define la inclinación. La región que incluye el borde 140 de unión está cubierta con una porción correspondiente de un recubrimiento 120 reflector. Con ciertas ventajas, el rayo 110 de borde de la Figura 2c alcanzará la sección 103 de punta. Por otra parte, un rayo, no mostrado, ligeramente más a la izquierda del rayo 110, será reflejado para alcanzar la sección 103 de punta del elemento lenticular adyacente, no mostrado en la Figura 2c. Por lo cual, se obtiene un recubrimiento 120 reflector efectivo.

De preferencia, la inclinación del lado 104 reflector en todos los puntos entre los bordes 140 y 142 deben estar dentro de un margen angular 130, entre aproximadamente 5 grados y aproximadamente 15 grados. En caso de que el margen 130 angular que define la inclinación (en cualquier punto) del lado 104, por ejemplo, fuera muy largo, mucha de la luz desde el proyector experimentará múltiples reflexiones y, no escapará a través de ia sección 103 de punta de la lente, lo cual representa una desventaja. Por otra parte, en caso de que el margen 130 angular sea muy pequeño, entonces será difícil fabricar esta estructura. Esto es debido a que los procesos de moldeo del plástico requieren de un ángulo de relieve con el fin de que el plástico se pueda retirar del molde. La altura H1 del lado 104 ó 105 de la Figura 2b más la altura H2 de la sección 103 de punta de la lente convexa, juntas, determinan la altura total de los elementos 100 lenticulares. La relación del ancho con la altura del elemento 100 lenticular se define como una proporción entre la altura total y el espacio de los elementos 100 lenticulares. Una longitud del lado 104 ó 105 se selecciona, de preferencia, para ser suficiente para que la luz reflejada se disperse en el ancho total de la sección 103 de punta de la lente, pero no tan grande que una cantidad importante de luz sufra una segunda reflexión desde el lado opuesto. Esta condición, junto con el requerimiento antes mencionado de que el margen 130 angular debe estar entre aproximadamente 5 grados y aproximadamente 15 grados, requiere una relación del ancho con la altura dentro del margen de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 3.0. Los ángulos entre el eje Z normal de pantalla y cada uno de los ejes normales para la superficie de ia sección 103 de punta curva, como el eje 155 normal, difunden un margen de ángulos + a. Los ángulos a positivos se miden hacia la derecha desde el eje Z normal de la pantalla. El radio de curvatura de la sección 103 de punta no necesita ser constante. Una segunda condición para la geometría preferida se relaciona con la magnitud del ángulo en el borde 141 de la sección 103 de punta curva de la Figura 2b. El margen angular +_a a través de la sección 103 de punta convexa es mayor aproximadamente a 30 grados, esto es una ventaja, ya que es lo suficientemente grande para proporcionar una difusión adecuada de luz en la dirección horizontal. El rayo 110a de borde reflejado de la Figura 2c, reflejados desde el borde 140 del lado 104, intercepta en el borde 141 de la sección 103 de punta de lente. Con el fin de que el rayo 110a de borde reflejado sea refractado más precisamente hacia la izquierda de la sección 103 de punta, el ángulo relativo |F - a| entre el rayo 110a y el normal 155 correspondiente, de preferencia debe estar tan cerca como sea posible al ángulo crítico para el medio de la lente. Esto se puede expresar matemáticamente como: a = F + sin"1(1/n), (1-2) En donde n es el índice de refracción del medio de lente. Un elemento 100 lenticular que logra la primera y la segunda condiciones antes mencionadas difundirá normalmente la luz incidente, con cierta ventaja, sobre el margen más largo de ángulos. Una consecuencia de la ecuación 1 - 1 es que para los valores de proporción H1/W1 mayores a aproximadamente 3/2, el ancho W2 de la punta es de aproximadamente un tercio del ancho total de la lente W1. Esto significa que aproximadamente un tercio del flujo de luz incidente se refleja desde el lado 104 izquierdo antes de proceder a la sección 103 de punta curva, un tercio alcanza la sección 103 de punta directamente sin reflexión, y el tercio restante se refleja desde el lado 105 derecho. De esta manera, se forman tres abanicos de rayos de salida con aproximadamente niveles iguales de flujo de luz. El abanico de rayos A' de la Figura 2a reflejado desde el lado 104 izquierdo saldrá de la sección 103 de punta de lente con un empuje angular hacia la derecha. El abanico de rayos, no mostrado, reflejado desde el lado 105 derecho tendrá un empuje angular hacia la izquierda. El abanico de rayos B' no reflejados será redistribuido en forma simétrica sobre el eje Z normal de pantalla. Juntos, los tres abanicos de rayos proporcionan, con ciertas ventajas, una distribución continua de luminiscencia que disminuye monotónicamente sin aumentar el ángulo horizontal del eje Z normal de la pantalla. Al llevar a cabo la característica inventiva, el recubrimiento 120 de la Figura 2b se aplica en por lo menos un límite o una región de unión que incluye el borde 140 de base, entre el lado 104 del elemento 100 lenticular y el lado 105a del elemento 100" lenticular. Por lo cual, . el rayo 110 de la Figura 2c contribuirá con la luz refractada desde la sección 103 de punta de la lente. Sin embargo, puede ser deseable aplicar el recubrimiento 120 en todas las porciones de la superficie del elemento 100 lenticular, excluyendo la sección 103 de punta, que no se usa para la difusión refractiva de la luz. La acción refractiva de la sección 103 de punta se hace mediante una superficie que es convexa por todos lados entre los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular. Por lo que cada rayo reflejado desde el lado 104 ó 105 intercepta con una superficie convexa de la sección 103 de punta. La acción de refracción de la superficie convexa de la sección 103 de punta provoca que la intensidad de la luz, sea ventajosamente más uniforme en cada ángulo de visualización mejor que si cualquier porción de la superficie de la sección 103 de punta no fuera convexa. Una estructura captadora de luz ubicada en la región 121 está formada, de preferencia sobre el recubrimiento de los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular, en la superficie 101' confrontada hacia el observador. La estructura 121 captadora de luz está formada de un material absorbente de luz que está recubierta uniformemente en el lado del observador del recubrimiento refractivo en los lados 104 y 105 del elemento 100 lenticular. Con ciertas ventajas, debido a la presencia del recubrimiento 120 reflector, ni la absorbencia ni el índice de refracción del material absorbente afecta la transmisión de la luz proyectada a través del elemento 100 lenticular. La eficiencia en la absorbencia es particularmente alta debido al uso antes mencionado del margen preferido del ángulo 130 lateral produce una superficie hacia arriba, cóncava, profunda, sobre la cual se puede recubrir el material. La luz ambiental que alcanza al captador de luz desde el lado del observador típicamente, experimentará algunas reflexiones parciales, con pérdidas importantes de intensidad en cada reflexión, antes de regresar hacia el espacio de visualización. De esta manera, la estructura captadora de luz en la región 121, absorbe la luz ambiental en una forma eficiente. La eficiencia en la absorción también es alta debido a que el porcentaje del área de la superficie lateral del observador, ocupada por la trampa de luz es alta, típicamente de 40% a 60%. En comparación, las pantallas que utilizan una franja de matriz negra (recubrimientos de matriz son recubrimientos parcialmente absorbentes, aproximadamente planos), reflejan la luz ambiental de regreso hacia el observador solamente después de una reflexión. Por lo tanto, la negrura del recubrimiento en la estructura captadora de luz en la región 121 no es crítica como con las pantallas convencionales con recubrimientos de matriz negra. Esto se debe a la ocurrencia de múltiples encuentros en la superficie. Con ciertas ventajas, la estructura captadora de luz en la región 121 también reduce la reflexión de la luz ambiental para el observador, en una forma más eficiente que las pantallas convencionales que usan un material absorbente entintado en el plástico. Al llevar a cabo otra característica inventiva, la estructura 150 difusora introduce una distribución angular controlada de luz que pasa a través del componente 99 de pantalla lenticular. Una ubicación preferida de la estructura 150 difusora es en la superficie 101 confrontada hacia el proyector, no mostrado. La estructura 150 difusora en la superficie 101 incluye una modulación de relieve poco profundo, ya sea en forma aleatoria o en patrón. Alternativamente, las estructuras 150 difusoras de minutos, pueden estar incorporadas en el volumen del componente 99 lenticular, o se pueden combinar los efectos de superficie y volumen. La estructura 150 difusora, en ausencia del elemento 100 lenticular en la superficie 101' de salida, de preferencia, debe contar con la capacidad para difundir la luz desde el proyector, no mostrado, que llega normal a la pantalla a través de ángulos de aproximadamente 8 grados a aproximadamente 12 grados desde el eje Z de pantalla. La distribución de la luz difundida típicamente exhibe una simetría circular sobre el eje Z, sin una intensidad esencialmente igual en todos los ángulos azimut y por lo menos difunde la luz en la dirección vertical. La estructura 150 difusora sirve para tres funciones diferentes. Primero, proporciona una difusión angular suficiente de la luz proyectada lejos del eje Z de la pantalla en la dirección V vertical, de modo que la imagen observada no exhibirá un "punto luminoso". Segundo, la estructura 150 difusora mejora el contraste al dispersar las reflexiones internas desde la superficie 101 del lado del proyector de la luz ambiental que entra en el lado 101' observador del componente 99 de pantalla lenticular. Tercero, la estructura 150 difusora suprime las distorsiones muaré provocados por el muestreo periódico del patrón de luz incidente por los elementos lenticulares, como el elemento 100 lenticular, en la superficie 101' de visualización del componente 99 de pantalla lenticular. Toda la luz incidente pasa a través de la estructura 150 difusora antes de salir del elemento 100 lenticular. Un efecto de la difusión es una deflexión horizontal en una dirección H de la Figura 1 de los rayos entrantes puestos en línea dentro de una distribución cuya densidad cae por aproximadamente un medio dentro de una deflexión angular definida como +d no mostrado. Las deflexiones horizontales relativamente pequeñas de la estructura 150 de difusión, típicamente produce cambios en la distribución de las deflexiones horizontales que ocurren más allá en el trayecto de luz del elemento 100 lenticular. La luz parásita que no se encuentra en un primer pase del proyector hacia el componente de pantalla lenticular, típicamente entrará en el elemento 100 lenticular con unos ángulos mayores a +d, y excederán el ángulo de aceptación para una interceptación eventual por la sección 103 de punta. La luz parásita es finalmente absorbida después de múltiples reflexiones en el lado 104 ó 105 del elemento 100 lenticular, o se refleja de regreso hacia la 101 de base del elemento 100 lenticular. Al llevar a cabo la característica inventiva, el componente 99 de pantalla lenticular tiene un balance de un ángulo 130 lateral, de fuerza de refracción de la sección 103 de punta, y una fuerza de difusión de la 150 de manera que se satisfacen las tres condiciones en forma simultánea: 2ß « F; 3ß = requerimiento de ángulo de visualización horizontal; d= requerimiento del ángulo de visualización vertical. Además, el espesor del componente 99 de pantalla lenticular se selecciona de manera que la luz dispersada por la estructura 150 difusora suprime el patrón de impulsos muaré que se deben al muestreo del componente 99 de pantalla lenticular y al componente 98 de pantalla Fresnel. El margen útil de espesor para el componente 99 de pantalla lenticular es de aproximadamente 5 a 10 veces el desplazamiento constante con un valor W1 entre, por ejemplo los elementos 100 y 100" lenticulares adyacentes, referidos como el espacio del componente 99 de pantalla lenticular. Además, el espacio del componente 99 de pantalla lenticular se selecciona para ser menor a aproximadamente un medio del requerimiento de resolución del sistema de proyección. Con ciertas ventajas, el componente 99 de pantalla lenticular proporciona un amplio espacio de visualización en la dirección H horizontal (por ejemplo, mayor a +.45 grados) y un espacio estrecho de visual?zación en la dirección V vertical (por ejemplo, + 8 a + 12 grados) Además, la imagen resultante está relativamente libre de distorsiones muaré.

La Figura 3a y 3b ilustran, en una manera simplificada la estructura y operación de una segunda modalidad elemento 111 lenticular análogo al elemento 100 lenticular de la Figura 2a ó 2b. En la Figura 3b, se muestra un elemento 111" lenticular análogo al elemento 100" lenticular de la Figura 2b. Los símbolos y números iguales en las Figuras 1, 2a, 2b, 2c, 3a y 3b indican artículos o funciones similares. En la Figura 3b, una sección 103 de punta de lente doble tiene una superficie de punta curva formada de un par de porciones sección 103a de punta y sección 103b de punta que están desplazadas lateralmente y en forma simétrica sobre un eje Z' central de las lentes. Similar a la configuración de la Figura 2b, el ancho dei elemento 111 lenticular en su base es W1, mientras que la sección de punta curva total ocupa un ancho W2. El ángulo F incluido se mide entre los lados 104' y 105' confrontados de los elementos 111 y 111" lenticulares. Como una suposición, que se imponen las mismas restricciones geométricas definidas por las ecuaciones 1-1 y 1-2 en la modalidad de la Figura 3a, y que las porciones sección 103a y 103b se formaron como réplicas a media escala de la sección 103 de punta de la Figura 3a y de la Figura 3b. Por lo tanto, la distribución de las direcciones de salida de rayos habría sido la misma que en la configuración de las Figuras 2a y 2b, debido a la distribución angular de los normales 155' de la superficie encontrados en la sección 103 de punta de la Figura 3b sería la misma.

Sin embargo, puede ser deseable que un rayo 111a de borde reflejado en la Figura 3a alcance la sección 103 de punta' en el punto 156 central del elemento 111 lenticular en el eje Z' normal. La siguiente expresión se deriva a partir de esta condición: En la configuración de la Figura 3a, los rayos incidentes como el rayo elemento 111b lenticular, que son paralelos al eje Z' normal de pantalla y se reflejan desde el lado 104' ó 105' del elemento 111 lenticular, se difundirán el ancho completo de únicamente una correspondiente de las porciones sección 103a de punta y sección 103b de punta. De esta manera, el rayo 111a reflejado se difundirá el ancho completo únicamente de la porción sección 103a de punta. El ángulo máximo alfa de las superficies normales 155' en la sección 103' de punta de la lente de la Figura 3b se relaciona con el ángulo F entre los lados 104' y 105' inclinados en la misma manera expresada como en ia ecuación 1-2. La introducción de la sección 103' de punta de doble lóbulo de la Figura 3a tiene tres consecuencias ventajosas: 1. En casos en los que se desea una porción más grande del flujo de salida en el abanico central de los rayos, como el abanico de rayos, no mostrado, que es análogo al abanico B de rayos de la Figura 2a, el arreglo de las Figuras 3a y 3b proporciona una flexibilidad de diseño. 2. Para un valor determinado del ángulo F entre los lados adyacentes 104' y 105' de las Figuras 3a y 3b, la proporción HÍ/W, es algo reducida en comparación con la de la configuración de las Figuras 2a y 2b. En forma equivalente, para una proporción determinada H1/W1, el ángulo F entre los lados 104' y 105' adyacentes de las Figuras 3a y 3b se puede reducir. La proporción resultante de \N2/W. en la configuración de las Figuras 3a y 3b está cerca del valor de 1/2, después al valor de 1/3 obtenido en la configuración de las Figuras 2a-2c. Para las posiciones de visualización cerca del normal Z' 10 de pantalla ubicado en el centro del componente 99 de pantalla lenticular de la Figura 1, en donde la distribución de luz es dominada por los rayos que no han sido reflejados desde los lados 104' y 105' inclinados de las Figuras 3a y 3b, cada elemento lenticular, como el 15 elemento 111 lenticular forma un par de muestras espaciadas muy cerca de la imagen proyectada a una separación lateral de W2/2. Una consecuencia ventajosa de este doble muestreo por el elemento 111 lenticular es la cancelación de cualquier impulso muaré potencial 20 desde un patrón periódico colineal del espacio W2. La configuración de las Figuras 3a y 3b permite el diseño de un sistema de pantalla de proyección por transparencia en donde la proporción del lenticular a los espacios Fresnel es de 2:1. 25

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una lente lenticular de una pantalla de proyección, la cual comprende: una pluralidad de elementos lenticulares, cada uno extendido en una primera dirección y repetido en una segunda dirección para formar un plano que define un primer eje normal al plano, el elemento lenticular determinado incluye: una porción de punta refractiva; y un par de porción laterales reflectoras que tienen una porción de punta refractiva interpuesta entre un par de bordes de extremo del mismo, respectivamente, por lo menos un par de las porciones laterales tiene un borde de unión en común con una porción lateral de un elemento lenticular adyacente y tiene una región inclinada que incluye un borde de unión común que forma un ángulo menor a 15 grados con respecto al primer eje, la porción lateral está cubierta con un recubrimiento reflector por lo menos en la región inclinada, la cual incluye el borde común de unión, el par de porciones laterales reflectoras reflejan rayos de luz entrantes desde un proyector hacia la porción de punta refractiva para refractar los rayos de luz reflejados a través de una superficie de la porción de punta refractiva confrontada hacia el observador, de modo que cada rayo de luz refracto desde la porción de punta es refractado por una superficie convexa. 2. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie convexa define un margen de ángulos que tienen un valor absoluto mayor a 30 grados entre el primer eje y cada eje normal a la superficie convexa. 3. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie convexa de la porción de punta refractiva 5 está formada por una pluralidad de porciones de superficie, cada una de las pluralidades de porciones de superficie define un margen de ángulos que tienen un valor absoluto mayor a 30 grados entre el primer eje y un eje correspondiente normal a cada porción de superficie. ^P lo 4. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento reflector comprende un recubrimiento reflector uniforme, delgado. 5. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento reflector cubre una superficie de la 15 porción lateral confrontada hacia el observador. 6. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación ^ 1, que además comprende una estructura captadora de luz hecha de un material absorbente que está recubierto de manera uniforme aproximadamente en un lado del observador del recubrimiento 20 reflector confrontado hacia el observador. 7. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, en donde el recubrimiento reflector tiene por lo menos un espesor de longitud de onda óptica de un material de bajo índice. 8. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 25 1, que además comprende una estructura difusora de luz provista en una superficie del elemento lenticular confrontado hacia el lado del proyector y que tiene la capacidad de difundir la luz en una dirección vertical puesta en línea desde el proyector 8 a 12 grados fuera del eje de luz puesta en línea. 9. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 1, que además comprende una estructura difusora de luz provista en el volumen de una lente lenticular y que tiene la capacidad de difundir la luz puesta en línea en una dirección vertical desde el proyector de 8 a 12 grados fuera del eje de luz puesta en línea. 10. Una lente lenticular para una pantalla de proyección, la cual comprende: una pluralidad de elementos lenticulares, cada uno extendido en una primera dirección y repetido en una segunda dirección para formar un plano que define un primer eje normal al plano, un elemento lenticular determinado incluye: una porción de punta refractiva para refractar los rayos de luz entrantes desde una dirección de un proyector; y un par de porciones laterales que tienen una porción de punta refractiva interpuesta entre un par de bordes de extremo de las mismas, respectivamente, por lo menos un par de las porciones laterales tiene un borde de unión en común con una porción lateral de un elemento lenticular adyacente y tiene una región inclinada que forma un ángulo menor a 15 grados con respecto al primer eje cubierto con un recubrimiento uniforme absorbente de luz para absorber los rayos de luz entrantes desde una dirección del observador. 1

1. Una lente lenticular de conformidad con la reivindicación 10, en donde una porción de los rayos entrantes de luz desde la dirección del observador se absorbe en el recubrim iento uniforme absorbente de luz a través de múltiples trayectos de reflexión .