Geometría de Guía de Onda para Mejorar el Rendimiento de Pantallas

Geometría de guías de onda para mejorar el rendimiento de pantallas

La patente US20220373971A1 se centra en la innovación en la geometría de guías de onda, una tecnología esencial para optimizar el rendimiento de dispositivos de visualización, especialmente en aplicaciones de realidad aumentada (AR). Esta tecnología no solo mejora la calidad de la imagen, sino que también reduce el fenómeno conocido como «crosstalk» o interferencia entre colores, un desafío común en sistemas de visualización que utilizan múltiples hologramas.

Diseño de guías de onda y su aplicación en dispositivos AR

El diseño de guías de onda implica una configuración precisa de elementos ópticos que permiten la proyección de imágenes a través de la reflexión interna total (TIR). Esto es crucial para dispositivos AR, como Head-Up Displays (HUD), que proyectan imágenes en superficies transparentes como parabrisas o gafas. Los elementos ópticos incluyen componentes para acoplar, expandir y redirigir la luz, formando un sistema integrado que maximiza la eficiencia de la visualización.

Elementos ópticos y su disposición

• Elementos de acoplamiento que introducen la luz en la guía de onda.
• Elementos de expansión de pupila que amplían el área de observación del usuario.
• Elementos de salida que dirigen la luz hacia el espectador.

La disposición de estos elementos puede variar, siendo común el diseño en forma de «L», donde los elementos de salida y entrada están dispuestos diagonalmente. Sin embargo, el diseño propuesto en esta patente sugiere un enfoque en forma de cuadrado, donde los hologramas de entrada y salida se superponen, minimizando así la interferencia entre colores.

Minimización del crosstalk

Uno de los avances más significativos de esta invención es el uso de múltiples hologramas de acoplamiento que difractan diferentes colores de luz en direcciones específicas. Esto ayuda a reducir el crosstalk y a mantener la integridad de la imagen. Por ejemplo, los hologramas de color verde son colocados lateralmente respecto a los hologramas de colores rojo y azul, permitiendo que cada color siga su camino óptico designado sin interferencias significativas.

Aplicaciones y beneficios de la nueva geometría

Este diseño no solo mejora la calidad visual de las pantallas AR, sino que también permite la creación de dispositivos más compactos y rentables. La capacidad de combinar todos los colores en una sola guía de onda reduce la complejidad y el costo de producción, facilitando su implementación en dispositivos de consumo masivo.

Características adicionales del diseño cuadrado

El diseño cuadrado promueve la separación de caminos de luz, donde los colores verde, rojo y azul siguen trayectorias distintas, lo que resulta en una significativa reducción del crosstalk. Este método innovador asegura que la luz de cada color interactúe solo con su holograma correspondiente, mejorando la precisión de la visualización.

Ejemplo de implementación

En un escenario práctico, el diseño cuadrado se implementa de manera que los hologramas de entrada y salida se superpongan, mientras que los hologramas de redirección son dispuestos de tal manera que reducen la cantidad de crosstalk que puede generar imágenes fantasma o artefactos visuales. Esto es especialmente relevante en aplicaciones donde la claridad y la precisión de la imagen son esenciales, como en sistemas de navegación y entretenimiento en vehículos.

Conclusión

La patente US20220373971A1 representa un avance crucial en la tecnología de guías de onda, ofreciendo soluciones efectivas para mejorar el rendimiento de las pantallas en dispositivos AR. A medida que la demanda de tecnologías de visualización avanzadas sigue creciendo, este enfoque innovador podría transformar la forma en que interactuamos con la realidad aumentada.

Para más información sobre esta patente, puede consultar el documento completo aquí.