Articulo de referencia

Lente lenticular

Una serie de lentes cilíndricas moldeadas en un sustrato plástico. Una lente lenticular es un conjunto de lentes diseñado para que, al observarse desde ángulos ligeramente difer...

Una serie de lentes cilíndricas moldeadas en un sustrato plástico.

Una lente lenticular es un conjunto de lentes diseñado para que, al observarse desde ángulos ligeramente diferentes, se muestren distintas partes de la imagen subyacente. [ 1 ] [ 2 ] El ejemplo más común son las lentes utilizadas en la impresión lenticular , donde la tecnología se emplea para crear una ilusión de profundidad o para generar imágenes que parecen cambiar o moverse al observarse desde diferentes ángulos.

Aplicaciones

Impresión lenticular

Principio de funcionamiento de una impresión lenticular animada o 3D que muestra la repetición de vistas.

La impresión lenticular es un proceso de varios pasos que consiste en crear una imagen lenticular a partir de al menos dos imágenes existentes y combinarla con una lente lenticular. Este proceso se puede utilizar para crear distintos fotogramas de animación (para un efecto de movimiento), desplazar las distintas capas en diferentes incrementos (para un efecto 3D ) o simplemente para mostrar un conjunto de imágenes alternativas que pueden parecer transformarse entre sí.

Lentes correctoras

Las lentes lenticulares se utilizan a veces como lentes correctivas para mejorar la visión. Una lente bifocal podría considerarse un ejemplo sencillo.

Las lentes lenticulares se utilizan para corregir la hipermetropía extrema , una afección que suele producirse tras la cirugía de cataratas cuando no es posible implantar lentes intraoculares . Para limitar el gran grosor y peso que requerirían estas lentes de alta potencia, toda la potencia se concentra en una pequeña área central. Su apariencia se describe a menudo como similar a un huevo frito : un hemisferio sobre una superficie plana. Esta superficie plana, o "lente portadora", tiene poca o ninguna potencia y simplemente sirve para completar el resto de la montura y para sostener la porción lenticular de la lente. Esta porción suele tener un diámetro de 40 mm , pero puede ser más pequeña, de tan solo 20 mm , en potencias suficientemente altas. Estas lentes se utilizan generalmente para correcciones positivas (hipermetropía) de aproximadamente 12 dioptrías o más. Un tipo similar de lente para gafas es el miodisco , a veces denominado lente lenticular negativa, utilizado para correcciones negativas muy altas ( miopía ). A veces se adaptan diseños de lentes asféricas más estéticos. [ 3 ] Una película hecha de lentes cilíndricas moldeadas en un sustrato de plástico, como se muestra en la imagen anterior, se puede aplicar en el interior de las gafas estándar para corregir la diplopía . La película se aplica típicamente al ojo con buen control muscular de la dirección. La diplopía (también conocida como visión doble) generalmente es causada por una parálisis del sexto nervio craneal que impide el control total de los músculos que controlan la dirección hacia donde apunta el ojo. Estas películas se definen por el número de grados de corrección que se necesitan, donde a mayor grado, mayor es la corrección directiva necesaria.    

Pantallas lenticulares

Las pantallas con superficie lenticular moldeada se utilizan frecuentemente en sistemas de televisión por proyección . En este caso, la función de las lentes es concentrar la luz en un haz horizontal y reducir la cantidad de luz que se dispersa por encima y por debajo del plano del espectador. De esta forma, se incrementa el brillo aparente de la imagen.

Las pantallas de proyección frontal convencionales también pueden describirse como lenticulares. En este caso, en lugar de lentes transparentes, las formas que se crean son pequeños reflectores curvos. Las pantallas lenticulares se utilizan con mayor frecuencia como pantallas de proyección para proyectores de tiro ultracorto, ya que rechazan la luz ambiental. [ 4 ] La estructura lenticular de la superficie refleja la luz del proyector hacia el espectador sin reflejar la luz proveniente de fuentes situadas sobre la pantalla.

Televisión 3D

A partir de 2010Varios fabricantes estaban desarrollando televisores 3D autoestereoscópicos de alta definición , utilizando sistemas de lentes lenticulares para evitar la necesidad de gafas especiales . Uno de ellos, el fabricante chino TCL, vendía en China un modelo LCD de 42 pulgadas (110 cm) , el TD-42F, por unos 20 000 dólares estadounidenses. [ 5 ] 

En 2021, solo los fabricantes especializados fabrican este tipo de pantallas. [ 6 ]

procesos de películas en color lenticular

Las lentes lenticulares se utilizaron en los primeros procesos de cine en color de la década de 1920, como el sistema Keller-Dorian y Kodacolor . Esto permitió obtener imágenes en color utilizando únicamente película monocromática. [ 7 ]

Ángulo de visión de una impresión lenticular

El ángulo de visión de una impresión lenticular es el rango de ángulos dentro del cual el observador puede ver la imagen completa. Esto viene determinado por el ángulo máximo con el que un rayo puede salir de la imagen a través de la lentícula correspondiente.

Ángulo dentro de la lente

El diagrama de la derecha muestra en verde el rayo más extremo dentro de la lente lenticular que será refractado correctamente por la lente. Este rayo sale por un borde de una franja de imagen (en la parte inferior derecha) y sale por el borde opuesto de la lentícula correspondiente.

Definiciones

  • R{\displaystyle R}es el ángulo entre el rayo extremo y la normal en el punto donde sale de la lente,
  • pag{\displaystyle p}es el paso o ancho de cada celda lenticular,
  • r{\displaystyle r}es el radio de curvatura de la lentícula,
  • mi{\displaystyle e}es el grosor de la lente lenticular
  • h{\displaystyle h}es el espesor del sustrato debajo de la superficie curva de la lente, y
  • norte{\displaystyle n}es el índice de refracción de la lente .

Cálculo

R=Aarctan(pagh){\displaystyle R=A-\arctan \left({p \over h}\right)},

dónde

A=arcoseno(pag2r){\displaystyle A=\arcsin \left({p \over 2r}\right)},
h=miF{\displaystyle h=e-f}es la distancia desde la parte posterior de la rejilla hasta el borde de la lentícula, y
F=rr2(pag2)2{\displaystyle f=r-{\sqrt {r^{2}-\left({p \over 2}\right)^{2}}}}.

Ángulo fuera de la lente

El ángulo fuera de la lente viene dado por la refracción del rayo determinado anteriormente. El ángulo de observación completoO{\displaystyle O}es dado por

O=2(AI){\displaystyle O=2(A-I)},

dóndeI{\displaystyle I}es el ángulo entre el rayo extremo y la normal fuera de la lente. Según la Ley de Snell ,

I=arcoseno(nortepecado(R)nortea){\displaystyle I=\arcsin \left({n\sin(R) \over n_{a}}\right)},

dóndenortea1.0003{\displaystyle n_{a}\approx 1.0003}es el índice de refracción del aire .

Ejemplo

Consideremos una impresión lenticular con lentes de 336,65 μm de paso, 190,5  μm de radio de curvatura, 457  μm de espesor y un índice de refracción de 1,557. El ángulo de observación completo es...O{\displaystyle O}Serían 64,6°.

Plano focal posterior de una red lenticular

La distancia focal de la lente se calcula a partir de la ecuación del fabricante de lentes , que en este caso se simplifica a:

F=rnorte1{\displaystyle F={r \over n-1}},

dóndeF{\displaystyle F}es la distancia focal del objetivo.

El plano focal posterior se encuentra a una distanciaBFD{\displaystyle BFD}Desde la parte posterior del objetivo:

BFD=Fminorte.{\displaystyle BFD=F-{e \over n}.}

Un valor negativo de BFD indica que el plano focal se encuentra dentro de la lente.

En la mayoría de los casos, las lentes lenticulares están diseñadas para que el plano focal posterior coincida con el plano posterior de la lente. La condición para esta coincidencia esBFD=0{\displaystyle BFD=0}, o

mi=norternorte1.{\displaystyle e={nr \over n-1}.}

Esta ecuación impone una relación entre el espesor de la lente.mi{\displaystyle e}y su radio de curvaturar{\displaystyle r}.

Ejemplo

La lente lenticular del ejemplo anterior tiene una distancia focal de 342  μm y una distancia focal posterior de 48  μm, lo que indica que el plano focal de la lente se encuentra 48 micrómetros detrás de la imagen impresa en la parte posterior de la lente.

Véase también

Referencias

  1. "Lenticular, cómo funciona" . Lenstar.org. Archivado del original el 3 de mayo de 2016. Consultado el 25 de mayo de 2017 .
  2. Pantalla holográfica impresa casera (explicación de la óptica lenticular) , 7 de marzo de 2021, archivado del original el 21 de diciembre de 2021 , consultado el 8 de mayo de 2021
  3. Jalie, Mo (2003). Lentes oftálmicas y dispensación . Elsevier Health Sciences. pág. 178. ISBN  0-7506-5526-7.
  4. "Pantalla de proyección lenticular vs. pantalla de proyección Fresnel para proyecciones de ultracorta distancia" . ProjectorScreen.com . Consultado el 15 de junio de 2022 .
  5. Rosmarin, Rachel (9 de enero de 2010). "Dame televisión 3D, sin gafas" . Tom's Guide . Archivado del original el 13 de febrero de 2010. Recuperado el 6 de mayo de 2010 .
  6. Fábrica, Looking Glass. "Fábrica Looking Glass · La pantalla holográfica líder en el mundo" . Fábrica Looking Glass · La pantalla holográfica líder en el mundo . Consultado el 8 de mayo de 2021 .
  7. Flueckiger, Barbara. "Películas lenticulares en la línea de tiempo de los colores cinematográficos históricos" . Archivado del original el 9 de julio de 2014. Recuperado el 29 de junio de 2014 .
  • Bartholdi, Paul (1997). "Quelques notions d'optique" (en francés). Observatorio de Ginebra . Consultado el 19 de diciembre de 2007 .
  • Soulier, Bernard (2002). "Principe de fonctionnement de l'optique lenticulaire" (en francés). Secuencia 3d . Consultado el 22 de diciembre de 2007 .
  • Okoshi, Takanori, Técnicas de imagen tridimensional, Atara Press (2011), ISBN 978-0-9822251-4-1.
  • Diapositivas de la presentación sobre lentes lenticulares (PowerPoint) de John Canny
  • Cómo elegir la lámina lenticular adecuada para una impresora de inyección de tinta
  • Historia de los métodos lenticulares y autoestereoscópicos relacionados, por David E. Roberts.