MXPA01011501A

MXPA01011501A - Sistema de proyeccion electronico con componentes opticos de pelicula polimerica.

Info

Publication number: MXPA01011501A
Application number: MXPA01011501A
Authority: MX
Inventors: Robert S Moshrefzadeh
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2002-07-30
Also published as: US6407862B2; KR20020001867A; JP2003500682A; EP1183875A1; TW421722B; WO2000070880A1; CN1352860A; AU4832900A; CN1322761C; BR0010541A; US20010015852A1

Abstract

Se describen un sistema de proyeccion electronico que incluye componentes opticos especularmente reflectivos hechos de un material polimerico de capas multiples con una reflectividad de por lo menos aproximadamente 96% de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm, y un metodo para incrementar la calidad optica de la imagen proyectada en un dispositivo de presentacion visual por proyeccion que comprende la etapa de incorporar por lo menos un componente de espejo especular en el camino optico del dispositivo, en donde el componente de espejo comprende la pelicula polimerica de capas multiples. Mediante el uso de la pelicula reflectiva polimerica de capas multiples, se reduce el corrimiento del color en la reflexion que proviene del componente de espejo especular, y se mejora la gama de colores.

Description

SISTEMA. DE PROYECCIÓN ELECTRÓNICO CON COMPONENTES ÓPTICOS DE PELÍCULA POLIMERICA Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas de proyección electrónicos con componentes ópticos especularmente reflectivos. Más particularmente, la presente invención se refiere a sistemas de proyección electrónicos de pantalla frontales o posteriores con componentes ópticos especularmente reflectivos hechos de una película polimérica de capas múltiples. En comparación con los componentes ópticos especularmente reflectivos convencionales, la reflectividad mejorada de la película polimérica de capas múltiples sobre una amplia escala de longitudes de onda mejora el desempeño óptico de un sistema de proyección al incrementar el brillo, mejorar la gama de colores, incrementar el contraste, reducir el corrimiento de color y reducir el consumo de energía.

Antecedentes de la invención En un sistema de proyección electrónico se proyecta una imagen sobre una superficie de imagen de un componente de pantalla. El camino óptico en un sistema de proyección REF: 134059 electrónico convencional usa muchos componentes ópticos, incluyendo, por ejemplo, espejos, divisores del haz, polarizadores y similares. En el diseño del camino óptico debe considerarse el efecto de cada uno de estos componentes en la imagen que será desplegada. Cada vez que la imagen que será desplegada encuentra un componente óptico en el camino óptico, puede comprometerse la integridad de la señal óptica original. Por ejemplo, la reflexión en la superficie de un espejo especular puede causar un corrimiento del color al ser absorbidas algunas longitudes de onda de luz en la señal de imagen incidente por la superficie reflectiva del espejo. Este corrimiento del color reduce la calidad de la imagen proyectada a la pantalla para ser vista por un observador. Los componentes ópticos especularmente reflectivos usados en los sistema de proyección electrónicos son placas de vidrio recubiertas con metal, referidas como espejos "plateados" de segunda superficie. Estos espejos recubiertos con metal son placas de vidrio recubiertas sobre una superficie trasera con una capa metálica, típicamente plata u otro metal altamente reflectivo. Los espejos recubiertos con metal reflejan una amplia gama de longitudes de onda de luz visible incidente, pero la reflectividad de las longitudes de onda en las regiones azul (aproximadamente 400 nm a aproximadamente 450 nm) y roja (aproximadamente 600 nm a aproximadamente 800 nm) del espectro son reflejadas en forma mucho menos potente que las longitudes de onda en las porciones verdes (aproximadamente 450 nm a aproximadamente 600 nm) del espectro. Estas variaciones en reflectividad causan corrimientos de color en la luz reflejada desde las superficies metálicas y ocasionan imperfecciones de color en la imagen proyectada de un sistema de proyección electrónico. Estas variaciones se vuelven más pronunciadas al incrementar el número de componentes ópticos reflectivos en el camino óptico, y dan como resultado defectos de color correspondientes en la imagen proyectada.

Sumario de la invención En un aspecto, la presente invención proporciona un sistema de proyección electrónico que incluye componentes ópticos especularmente reflectivos hechos de un material polimérico de capas múltiples descrito en la patente de E.U.A. No. 5,882,774 y WO 97 01774. En comparación con los espejos recubiertos con metal convencionales, los componentes ópticos hechos de los componentes reflectivos poliméricos de capas múltiples descritos en la patente 774 y en la ublicación 774 tienen una reflectividad más grande y uniforme sobre la porción completa del espectro visible de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm. Esta amplia gama de reflectividad puede usarse para sacar ventaja en cualquier camino óptico, pero ofrece beneficios específicos en los sistemas electrónicos de presentación visual por proyección. Si un componente óptico convencional en el camino óptico de un sistema de presentación visual por proyección es- reemplazado con un componente óptico hecho de la película polimérica de capas múltiples descrito en la patente ?774, la luz reflejada desde estos componentes tiene menor corrimiento del color (mayor uniformidad del color) sobre la región completa del espectro visible. Este corrimiento de color reducido proporciona una imagen proyectada con brillo incrementado, gama de colores mejorada y contraste incrementado. Los componentes ópticos en los motores ópticos de sistemas de proyección convencionales absorben en la región azul del espectro, por lo que la reflectividad mejorada en la región azul es particularmente importante en aplicaciones de presentación visual por proyección. Por lo tanto, en un segundo aspecto, la presente invención es un método para incrementar la calidad óptica de la imagen proyectada en un sistema de presentación visual por proyección. En forma íú?m jA- i- í?Í'"f Aat«-- .>,,... y.?^?..^ ^. ,. , -, ,. . ..„.,«....„ ?~ .». ~?. ** A.t»x . ..Ji-».»4,á,t»tJ l específica, la presente invención es un método para incrementar la calidad óptica de la imagen proyectada en un dispositivo de presentación visual por proyección al reducir el corrimiento de color causado por reflexiones que provienen de los componentes ópticos especularmente reflectivos en el camino óptico del dispositivo. La calidad óptica es mejorada al incorporar por lo menos un componente de espejo especular en el camino óptico del dispositivo, en donde el componente de espejo especular comprende una película óptica de capas múltiples con una reflectividad de por lo menos 96% de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm. La reflectividad mejorada y corrimiento de color reducido ocasionados por los componentes ópticos especularmente reflectivos de la presente invención en las regiones azul y roja del espectro proporciona también un método para mejorar la gama de colores de la imagen proyectada en un dispositivo de presentación visual por proyección. Si se refleja más luz azul y roja desde las superficies de los componentes ópticos especularmente reflectivos en el camino óptico del dispositivo, se puede producir una paleta de colores más rica y más variada en la imagen reflejada y proyectarse sobre la pantalla al observador.

?? ?X¡¿lut &iS&iliíí<iM ? ?* M *¿,. ?--M ¿bA k ?-? - Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de presentación visual por proyección posterior de "un solo rebote" convencional. La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de presentación visual por proyección posterior de "doble rebote" convencional. La figura 3 es una gráfica que compara la reflectancia a un ángulo incidente de 5° de un espejo de vidrio estándar con la de un espejo polimérico de capas múltiples (descrito en la patente de E.U.A. No. 5,882,774 y WO 97 01774) sobre una escala de aproximadamente 400 a aproximadamente 700 nm.

Descripción detallada de la invención Un sistema de proyección posterior de "un solo rebote" convencional 10 se muestra en la figura 1, e incluye una fuente de luz 12, por lo menos un espejo especular 14 y una pantalla 16. Una imagen producida en la fuente de luz 12 es reflejada en una superficie del espejo 14. La imagen reflejada es vista a través de la pantalla 16 por un observador 18. La figura 2 ilustra un sistema de presentación de proyección posterior de "doble rebote" convencional 20. El sistema de proyección posterior de doble rebote 20 incluye una fuente luz 22, un primer espejo especular 24, un segundo espejo especular 25 y una pantalla 26. Una imagen producida en la fuente de luz 22 es reflejada primero en una superficie del primer espejo 24 y de nuevo en una superficie del segundo espejo 25. La imagen doblemente reflejada es vista a través de la pantalla 26 por un observador 28. Los sistemas de proyección convencionales utilizan espejos recubiertos con metal para llevar a cabo las funciones reflectivas en los caminos ópticos 10 y 20. Si el espejo especular recubierto con metal convencional 14 en el sistema de un solo rebote 10 y los espejos especulares recubiertos con metal 24, 25 en el sistema de doble rebote 20 son reemplazados con capas sueltas de hojas de las películas poliméricas de capas múltiples descritas en la patente de E.U.A. No. 5,882,774 y WO 97 01774, ambas incorporadas en la presente a manera de referencia, los presentes inventores han identificado muchas mejoras inesperadas al desempeño óptico de los sistemas 10 y 20. La figura 3 ilustra la mejora en reflectancia especular a un ángulo incidente de 5° de las películas poliméricás de capas múltiples de la patente de E.U.A. No. 5,882,774 y WO 97 01774 (curva 101) con la reflectancia especular de un espejo de vidrio recubierto con plata convencional (curva 100) . Las gráficas de la figura 3 muestran que la reflectividad de la película polimérica de capas múltiples es de más de aproximadamente 96% sobre el espectro visible completo (aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm) , y para muchos enfoques de longitudes de onda está muy cerca de aproximadamente 100%. La película polimérica de capas múltiples adecuada para usarse en la presente invención tiene una reflectividad sobre 400-700 nm de al menos 96%, preferiblemente por lo menos 98% y más preferiblemente por lo menos 99%. De acuerdo con la figura 3, la transmitancia promedio de las películas poliméricas de capas múltiples sobre el espectro visible de 400-700 nm era de aproximadamente 99.4%, en comparación con aproximadamente 91% para los espejos convencionales. La figura 3 ilustra también que la reflectividad de las películas poliméricas de capas múltiples de U.S. *774 y WO x774 es significativamente mayor en las porciones azul (aproximadamente 400 nm - aproximadamente 450 nm) y roja (aproximadamente 550 nm - aproximadamente 700 nm) del espectro. La tabla 1 muestra reflectividades medidas en afeLSiy ^iSJto k, diferentes escalas espectrales para el sistema de un solo rebote de la figura 1.

TABLA 1 La tabla 2 muestra reflectividades medidas en diferentes escalas espectrales para el sistema de doble rebote de la figura 2.

TABLA 2 La figura 3 y las tablas 1 y 2 muestran que las películas poliméricas de capas múltiples de U.S. ?774 y WO 774 tienen más reflectividad en todas las longitudes de onda del espectro visible, particularmente en la región azul de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 450 nm y la región roja de aproximadamente 550 nm. a aproximadamente 700 nm. La reflectividad incrementada en el azul es muy importante en un sistema de proyección electrónico ya que la mayoría de los componentes ópticos en el motor óptico de un sistema de proyección posterior (fuentes de luz 12 en la figura 1 y 22 en la figura 2) absorben una parte de las longitudes de onda azules de luz. La reflectividad incrementada en la región azul y/o roja del espectro proporciona una imagen proyectada con brillo incrementado, gama de colores mejorada y contraste incrementado. Las películas poliméricas de capas múltiples de U.S. A74 y WO A74 también exhiben menos corrimiento de color que un espejo recubierto con metal convencional, lo cual indica que la integridad de la señal óptica original se conserva sustancialmente después de su reflexión desde la superficie de las películas. La tabla 3 ilustra los corrimientos de color para una fuente iluminante D estándar del sistema de proyección posterior de un solo rebote de la figura 1 y el sistema de proyección posterior de doble rebote de la figura 2. Í t .i-LA¿aJaÍi-1iÍMaafcá- ttfitl^«i^JaMÍha«i«i^^^- ......... .....v, ... . . -..._ ,-^a,...--. -^..^¿- TABLA 3 El material de la película polimérica tiene claramente un corrimiento de color significativamente menor, particularmente en el sistema de doble rebote de la figura 2. Esta amplia escala de reflectividad exhibida por las películas ópticas poliméricas de U.S. A74 y WO ?774 puede usarse para obtener ventajas en cualquier camino óptico, pero las películas proporcionan beneficios específicos en sistemas electrónicos de presentación visual por proyección. Si un componente óptico convencional en el camino óptico de un sistema de presentación visual por proyección es reemplazado con un componente óptico hecho de la película polimérica de capas múltiples descrito en la patente A74, la luz reflejada desde estos componentes y proyectada para el observador, el corrimiento de color reducido produce una imagen con mayor uniformidad de color sobre la región completa del espectro visible. Este corrimiento de color reducido proporciona una imagen proyectada con brillo incrementado, gama de colores mejorada y contraste incrementado. Debe entenderse que aunque los sistemas de presentación visual por proyección posterior se ejemplifican en la presente solicitud, se esperaría que estos beneficios aplicaran también a sistemas de presentación visual por proyección frontal. Las películas poliméricas de capas múltiples pueden producirse de acuerdo con los métodos descritos en la patente de E.U.A. No. 5,882,774 y WO 97 01774. Las películas son normalmente estiradas sobre, y unidas a un marco rígido para proporcionar un componente de espejo especular para usarse en un sistema óptico. Los componentes de espejo poliméricos enmarcados son considerablemente más ligeros que los espejos de vidrio recubiertos con metal convencionales, y sus propiedades no metálicas hacen a los componentes enmarcados i sfa.it i¿.a-.éi .gJb*¿ÍAt-fc m. y|g^ sustancialmente irrompibles, más resistentes a rayaduras y más resistentes a la humedad que sus contrapartes de vidrio. La presente invención no debe considerarse limitada a los ejemplos particulares descritos arriba, sino más bien debe entenderse como que cubre todos los aspectos de la invención como los descritos detalladamente en las reivindicaciones anexas. Varias modificaciones, procesos equivalentes, así como numerosas estructuras a las cuales pueda ser aplicable la presente invención serán fácilmente a^a-^eat&s para los expertos en la técnica a la cual está dirigida la presente invención después de revisar la presente descripción. Las reivindicaciones intentan cubrir tales modificaciones y dispositivos. 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.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un dispositivo electrónico de presentación visual por proyección de pantalla posterior, caracterizado porque comprende: una fuente de luz que produce una imagen, una pantalla que tiene una superficie posterior para recibir luz desde la fuente de luz, y una superficie frontal adaptada para ser vista, y por lo menos un espejo dispuesto en una trayectoria de luz entre la fuente de luz y la pantalla para que refleje la imagen producida por la fuente de luz, el espejo comprende una película óptica polimérica de capas múltiples y no metálica con una reflectividad de por lo menos 96% de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm.

2. Un método para incrementar la calidad óptica de una imagen que será vista en un dispositivo de presentación visual por proyección, caracterizado porque comprende las etapas de: producir una imagen de una fuente de luz, proporcionar una pantalla que tiene una superficie posterior para recibir luz desde la fuente de luz, y una superficie frontal para ver, colocar por lo menos un espejo en una trayectoria de luz entre la fuente de luz y la pantalla, el espejo comprende una película óptica de capas múltiples, y reflejar por lo menos 96% de luz en la escala de longitud de onda de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm en el espejo, y recibir la luz reflejada sobre la superficie posterior de la pantalla.

3. Un método para usar un espejo en un dispositivo de presentación visual en pantalla por proyección posterior, el espejo comprende una película óptica polimérica de capas múltiples y no metálica con una reflectividad de por lo menos 96% de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm, el dispositivo de presentación visual de proyección posterior comprende una fuente de luz para producir una imagen, una pantalla que tiene una superficie posterior para recibir luz desde la fuente de luz, y una superficie frontal adaptada para ser vista, el método se caracteriza porque comprende la etapa de colocar al espejo en una trayectoria de luz entre la fuente de luz y la pantalla para que por lo menos 96% de luz en la escala de longitud 'de onda de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 700 nm sea reflejada en el espejo. ^^ tj^^^u u gigtaa