Una pantalla con realce de la profundidad para producir una imagen tridimensional simulada,

que comprende:

una lente Fresnel con curvatura múltiple que, vista en sección transversal a lo largo de la línea de máxima longitud, o cada una de ellas, que une dos puntos en el borde de la lente, tiene una sección transversal curvada con una cima en la región central de la lente, y caracterizada porque cada extremo de la curva se aplana antes de alcanzar el borde de la lente

Pantalla con realce de la profundidad.

Campo de la invención

La presente invención versa acerca de una pantalla con realce de la profundidad para producir una imagen que tiene una profundidad realzada o un efecto tridimensional simulado.

Antecedentes de la invención

La percepción de la profundidad es la capacidad visual de percibir el mundo en tres dimensiones. Para percibir la profundidad, los seres humanos (y otros animales) usamos una variedad de indicadores monoculares (es decir, indicadores disponibles en la información entrante de un único ojo) y de indicadores binoculares (es decir, indicadores que requieren la información entrante de ambos ojos).

La paralaje del movimiento es un tipo de indicador monocular que afecta a la percepción de la profundidad. Cuando un observador se mueve, el movimiento relativo aparente de varios objetos estacionarios contra un fondo da indicios de su distancia relativa. Estos movimientos sutiles del observador sirven en el mundo real para proporcionar una mejor comprensión de la profundidad. Sin embargo, cuando se ven imágenes en un televisor o una pantalla de ordenador planos, tales movimientos no facilitan la percepción de la profundidad porque no hay movimiento relativo alguno entre los objetos mostrados en la imagen bidimensional.

La visión estereoscópica, o disparidad retiniana, es un tipo de indicador binocular que afecta a la percepción de la profundidad. La información derivada de la diferente proyección de objetos en cada retina se usa para juzgar la profundidad. Usando dos imágenes de la misma escena obtenidas desde ángulos ligeramente diferentes, es posible que el cerebro calcule la distancia de un objeto. Si el objeto está lejos, la disparidad retiniana será pequeña. En cambio, si el objeto está cerca, la disparidad retiniana será grande. De nuevo, este efecto sirve en el mundo real para dar a un espectador una mejor comprensión de la profundidad, pero no funciona con una pantalla plana bidimensional, porque todos los objetos en la pantalla parecen estar a la misma distancia del espectador.

Sin embargo, el efecto estereoscópico puede usarse para "engañar" al cerebro para que perciba profundidad en una imagen bidimensional, como en una imagen de "ojo mágico" o una foto estereoscópica. De modo similar, el efecto estereoscópico puede usarse para producir una imagen tridimensional simulada (es decir, una imagen que tiene indicadores de profundidad) a partir de una imagen bidimensional, como una imagen en un televisor o una pantalla de ordenador planos, tal como se describe en la Publicación de Solicitud de Patente Europea Nº EP1 636 631. Ese documento describe un aparato que describe un aparato que comprende una lente Fresnel flexible en dos direcciones transversales para crear una lente sustancialmente convexa. El aparato puede montarse, por ejemplo, delante de una pantalla de televisión o de un monitor 2 de ordenador, tal como se muestra en la Figura 1, para producir una imagen tridimensional simulada de la imagen bidimensional mostrada en la pantalla. La lente Fresnel 3 está separada de la pantalla 2 y está curvada en un primer plano (el plano x-z) y en un segundo plano (el plano y-z) para formar una lente Fresnel dotada de dos planos de curvatura. Como se muestra en el dibujo, si se tomase una sección transversal de la lente en el plano x-z, la sección transversal de la lente sería de forma curvada o arqueada en toda su anchura. De modo similar, si se tomase una sección transversal de la lente en el plano y-z, la sección transversal de la lente también sería de forma curvada o arqueada. Como los planos x e y son, por definición, ortogonales entre sí, hay, por tanto, dos planos ortogonales en los que la lente es arqueada en su sección transversal. La lente Fresnel puede ser flexible y estar posicionada dentro de una montura configurable con miembros tensores ajustables para ajustar las características ópticas de la lente Fresnel con el fin de optimizar la producción de la imagen tridimensional simulada. Dado que la lente Fresnel está curvada en dos planos transversales, los ojos izquierdo y derecho del espectador reciben imágenes ligeramente diferentes, produciendo un efecto estereoscópico, que es interpretado por el cerebro de manera que la imagen parece tener profundidad, es decir, la imagen parece más tridimensional de lo que sería en caso contrario.

En el documento EP1 636 631, las esquinas de la lente Fresnel (para una lente rectangular) están fijadas en su sitio para lograr las curvaturas requeridas. Se inducen tensiones en otras partes de la lente, incluyendo a lo largo de los bordes de la lente entre los puntos fijados. Un dispositivo como el descrito en la solicitud de patente anterior producirá una imagen distorsionada en esas zonas de tensión, que incluyen muchas zonas de la imagen en su conjunto. Por ejemplo, en el caso de una pantalla rectangular, las cuatro esquinas -las zonas de la pantalla más alejadas del espectador- mostrarán las distorsiones más pronunciadas, y los cuatro bordes mostrarán un efecto de "arqueamiento". La imagen en estas zonas no será recta, sino que se curvará hacia el exterior, apartándose del centro de la lente Fresnel, como se muestra en la Figura 2. En realidad, el efecto de arqueamiento puede ser más pronunciado aún, y puede extender a una porción mayor de la pantalla que en el ejemplo mostrado en la Figura 2.

La presente invención está dirigida a superar uno o más de los problemas expuestos más arriba, o, al menos, a reducir sus efectos.

Resumen de la invención

En consecuencia, la invención proporciona una pantalla con realce de la profundidad para producir una imagen tridimensional simulada, que comprende:

La expresión "línea de máxima longitud", cuando se usa en el presente documento, se entiende que significa la línea recta de mayor longitud en la superficie de la lente cuando la lente está plana.

La expresión "se aplana", cuando se usa en el presente documento, se entiende que significa aproximarse a la planicidad, sin alcanzarla necesariamente, aunque el borde de la lente puede alcanzar la planicidad. Preferentemente, los extremos de la sección transversal curvada están curvados, pero el grado de curvatura de la curva de la sección transversal decrece hacia los extremos, es decir, el radio de curvatura en los extremos es menor que el radio de curvatura en la proximidad de la cima. Preferentemente, la diferencia en el grado de curvatura es considerable.

Conforme a una realización de la presente invención, la lente Fresnel es de forma poligonal cuando está plana. La lente Fresnel puede ser de forma cuadrada cuando está plana y puede comprender dos líneas de máxima longitud, uniendo cada línea esquinas diagonalmente opuestas de la lente. La lente Fresnel puede ser rectangular cuando está plana y puede comprender dos líneas de máxima longitud, uniendo cada línea esquinas diagonalmente opuestas de la lente. Alternativamente, la lente Fresnel puede ser de forma triangular y comprender tres líneas de máxima longitud, uniendo cada línea esquinas adyacentes de la lente.

En algunas realizaciones de la presente invención, la lente Fresnel comprende al menos un borde curvado y/o al menos una esquina redondeada. Alternativamente, las esquinas de la lente pueden ser planas. Se observará que los términos "cuadrada", "rectangular", "triangular" y "circular" engloban lentes de forma sustancialmente cuadrada, rectangular, triangular y circular. Cuando está plana, la lente puede ser de cualquier forma regular o irregular. Por ejemplo, puede usarse una lente que tenga esquinas redondeadas y lados curvados.

La lente Fresnel puede ser de forma circular cuando está plana y comprender múltiples líneas de máxima longitud, en las que cada línea de máxima longitud es un diámetro del círculo.

En al menos una realización de la presente invención, la lente puede tener una sección transversal curvada cuando se la ve en sección transversal a lo largo de una segunda línea sustancialmente perpendicular a la línea de máxima longitud, teniendo la segunda curva una cima en la región central de la lente y en la que cada extremo de la segunda curva se aplana antes de alcanzar el borde de la lente. La lente...

1. Una pantalla con realce de la profundidad para producir una imagen tridimensional simulada, que comprende:

2. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la lente es de forma poligonal cuando está plana.

3. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 2, en la que la lente Fresnel es de forma cuadrada cuando está plana y comprende dos líneas de máxima longitud, cada una de las cuales une dos esquinas diagonalmente opuestas de la lente.

4. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 2, en la que la lente Fresnel es de forma rectangular cuando está plana y comprende dos líneas de máxima longitud, cada una de las cuales une dos esquinas diagonalmente opuestas de la lente.

5. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 2, en la que la lente Fresnel es de forma triangular cuando está plana y comprende tres líneas de máxima longitud, cada una de las cuales une esquinas adyacentes de la lente.

6. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la lente Fresnel comprende al menos un borde curvado.

7. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que comprende al menos una esquina redondeada.

8. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en las reivindicaciones 1 o 5, en la que la lente Fresnel tiene forma circular cuando está plana y comprende múltiples líneas de máxima longitud, en la que cada línea de máxima longitud es un diámetro del círculo.

9. La pantalla con realce de la profundidad de la reivindicación 1 en la que dicha lente tiene una sección transversal curvada cuando es vista en sección transversal a lo largo de una segunda línea sustancialmente perpendicular a la línea de máxima longitud, teniendo la segunda curva una cima en la región central de la lente, y en la que cada extremo de la segunda curva se aplana antes de alcanzar el borde de la lente.

10. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 9, en la que la lente Fresnel es de forma ovalada cuando está plana, en la que la línea de máxima longitud es el eje mayor del óvalo y la segunda línea es el eje menor del óvalo.

11. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, que comprende además un cerco, en la que la lente Fresnel está montada en el cerco.

12. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 11, en la que la lente Fresnel está montada en el cerco de tal modo que la sección transversal curvada, o cada una de ellas, está introducida en la lente por medio de la disposición de montaje.

13. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que las curvas de la lente Fresnel se logran mediante la aplicación de fuerzas a ambas superficies de la lente.

14. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 13, en la que las fuerzas se aplican en al menos una región adyacente a un borde de la lente.

15. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 14, en la que dicha lente es de forma poligonal cuando está plana y en la que dichas fuerzas se aplican en cada lateral de cada esquina de la lente.

16. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que la lente Fresnel es circular cuando está plana, comprendiendo la pantalla además:

17. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en la que el cerco comprende un reborde o un surco y la lente Fresnel está montada en el cerco de tal modo que el reborde o el surco da forma a un borde de la lente para impartir las curvas a la lente.

18. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 17, en la que el reborde o el surco tiene una curvatura primaria en una porción central de los mismos y una segunda curvatura en una porción exterior de los mismos.

19. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en las reivindicaciones 17 o 18, en la que el reborde o el surco se extiende a lo largo del borde de la lente Fresnel.

20. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en la que se proporcionan uno o más segmentos del reborde o del surco.

21. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en la que la lente Fresnel es rectangular cuando está plana y el cerco es rectangular, y en la que se proporciona un reborde o un segmento de reborde a cada lado del cerco para dar forma al correspondiente borde de la lente.

22. Un sistema óptico que comprende una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, y elementos ópticos adicionales.

23. Un procedimiento de producir una pantalla con realce de la profundidad para producir una imagen tridimensional simulada, que comprende:

24. Un procedimiento, tal como se reivindica en la reivindicación 23, en el que dicha etapa de aplicar fuerzas hacia el interior a la lente comprende aplicar fuerza a cada lateral de cada esquina de la lente, dejando libre la esquina propiamente dicha.

25. Una pantalla con realce de la profundidad, tal como se reivindica en la reivindicación 1, en la que la lente Fresnel con curvatura múltiple, vista en sección transversal a lo largo de dos líneas de máxima longitud que se cruzan que unen dos puntos en el borde de la lente, tiene una sección transversal curvada con una cima en la región central de la lente, y en la que cada extremo de la curva se aplana antes de alcanzar el borde de la lente.