Transparent and high gain screens based on microlens arrays for projection displays

Tablet bilgisayarlar ve akıllı telefonlar kullanıcının hareket kabiliyetini arttırmaktadır ancak küçük ekranları kullanıcı açısından önemli bir kısıtlayıcı etken olmaktadır. Piko-projektör adı verilen taşınabilir projektörler, bu cihazların içine gömülerek istenilen uzaklıkta ve büyüklükte görüntü yansıtılmasına olanak tanımaktadır. Elde taşınabilir projektörler ekran büyüklüğü sorununu çözmekle birlikte pille çalışmaları ve lazer güvenliği gereği çıkış güçleri düşük olduğundan istenilen parlaklıkta görüntü üretememektedirler. Bu araştırmanın amacı lazer piko-projektörlerle kullanıldığında yüksek verim ve parlaklık sağlayan, özgün şeffaf ve opak ekran teknolojilerinin geliştirilmesidir. Bu ekranlara augmented reality, head-up display ve head-mounted display gibi uygulamalar için gerek duyulmaktadır. Duvar, kağıt gibi sıradan yüzeylere projeksiyon yapıldığında ışık bütün yarıküreye dağıtılır. Yansıtılan ışığı yalnızca kullanıcının gözleri çevresine dağıtan özel bir mikro yapılı ekran geliştirilmiştir. Projektörün çıkış enerjisi daha küçük bir alana yoğunlaştırıldığından daha parlak görüntü elde edilmektedir ve ekranın sıradan yüzeylere göre kazancı vardır. Mikromercek dizinleri (MMD) kullanılarak üç farklı tasarım yapılmıştır: tek katman MMD, çift takman MMD ve döndürülmüş MMD. Otomobillerde head-up display uygulaması için geliştirilen tek katman MMD ekranının kazancı 3?tür. Eşleştirilmiş kırınım ideksi yapısı sayesinde ekran hem çok iyi şeffaflık hemde çok parlak görüntü sağlamaktadır. Çift katman MMD ışınları optik eksene paralel hale getirdiği için yayılan ışığı daha verimli bir şekilde yağunlaştırır. Tasarlanan ekranın kazancı 9?dur. Özgün olarak tasarlanan döndürülmüş mikromerceklerden oluşan ekran ile çok yüksek kazançlar elde etmek mümkündür. Uygulamaya özel olarak tasarlanan ekranlar her mikromerceğin kendine özel döndürülme açıları nedeniyle her pikseli kullanıcıya doğru çok verimli bir şekilde yönlendirir. Bu teknolojiyle ekran kazancını 100?ler mertebesine çıkarmak mümkündür.