CN101523268A - 电磁多光束同步数字矢量处理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁多光束同步数字矢量处理装置(图1)，该装置可用来控制和确定任何光机械或光电装置内被扫描的电磁光束的形状、位置、路径以及所有特性，这些可以是基于平面、圆盘、圆柱、球形、表面或体积的位于任何表面上或任何体积内的有源和/或无源，静态和/或动态的。该装置可通过表示时空锚定点(14)，(15)，(16)，(17)，(18)，(19)的时空(12b)或矢量(12a)时序图来形成，并以多帧时间同步结构形式存在可编程逻辑部件内，这种结构的作用就是管理基于各种光束，例如高斯光束的自由空间传播所得到的光学路径(1)。该装置可包括在数字视频投影发动机、电磁多光束扫描发动机、光学数字传输系统内，带有旋转光学圆盘或一系列矩阵图，例如，以特定几何形状布置的动态微反射镜，这样，可同样在各种应用领域内使用，例如视听、电信、生物医学、雷达探测和2D和/或3D数字领域中使用。

Description

电磁多光束同步数字矢量处理

技术领域

本发明涉及产生多光束数字矢量处理的装置，该装置可通过光学机械系统来实施，诸如数字视频投影发动机、电磁多光束扫描发动机、光学数字传输装置，这些系统可以由圆盘和/或圆柱体和/或旋转光学球体和/或平面或多角扫描器组成，无论它们是基于动态微反射镜，或者基于有源或无源衍射矩阵面，均以特定组织形式采用几何形状布置。

首先研发多光束数字矢量处理用于视频投影领域，目的是可以在用于第二代数字电影院的激光多光束数字视频投影设备中取代和/或完善DLP技术(“数字光处理”)。

背景技术

传统地通过35mm或70mm的电影放映机，或者用于IMAX的62mm的电影放映机来进行电影院中投影。现在可用的是一些数量的基于DLP(“数字光处理”)或LCD(液晶显示屏)技术的实施以及基于GLV(光栅光阀)技术的实施，前者的实施获得增强的2K×1K分辨率，后者的实施允许支持4K×2K像素的分辨率。

注意到这些技术固有的几个限制：

利用被应用于更高分辨率的这些技术引起了与基本元件(DLP、GLV盒子和LCD矩阵)开发有关的越来越多的花费。

利用显微金属部件(用于DLP技术的微镜子和用于GLV的薄微刀片)引起了剩余磁场、共振、早期老化(由多个和重复的转矩引起)、氧化的问题，以及在最大转换方面的限制。

在LCD水平，主要问题是下面两项使用所固有：1)在重组信号的水平上，二向色滤光片的使用引起了颜色的传输损失和基本组分变形(红绿蓝比率、色域和色温)；2)具有有限的最大激活和失活频率(快门循环)的LCD快门矩阵的使用。这些成对的影响使带有充足对比度水平(例如2000：1)的颜色混合/温度/色域的最优化过程不容易。

由于大多数限制都是因为目前使用的矩阵技术集成程度所致，为此，本发明提出了使用第四种技术，即基于多光束扫描技术，可以产生超高清晰度(UHD)。该项技术使用大量激光源、多光束扫描系统和多光束数字矢量处理来实现图像的形成。

激光扫描用于投影已经是几项研究项目的主题。例如，有一些彩色或单色的基于多角或平面扫描器的原型机。然而，这项技术存在几种限制：特别是，根据平面扫描器的行进速度或多角扫描器的旋转速度的变化，光源，特别是蓝色发射源的可用性、与屏幕分辨率和刷新率相兼容的光电部件(亮度调制器......)的可用性、光束位置的控制。

注意到的蓝色和绿色固态激光器的最新发展，包括数据储存，可以使这种技术用于显示和/或投影。同样，近年来光通信的迅速发展已经加快了新的光强度调制部件的开发，从而可以解决超高清晰度(例如5000x3000像素)的问题，图像刷新可以，例如，每秒25次。一般来讲，在非压缩模式下，所要求的传输速率为大约几个Gbits/s。

发明内容

本发明所研制的装置提出了例如在多光束视频放映机情况下，将图像以及每个光束的形状、位置和轨道数字化，特别是例如，光学路径的多光束数字矢量处理。

本发明的装置允许例如，通过“多光束数字视频投影发动机”，通过多光束矢量处理来例如，再现和/或捕获一系列彩色图像。这种矢量样的多光束方法允许例如，通过类似于平版印刷术的方法来产生图像或一系列图像，即带有大量光点或图形叠加或非叠加的图像组成，其分布在给定区域、面积上或空间内，可用能量测量。

更通常地，多光束数字矢量处理可以应用于包括电磁光束在内的任何光学机械或光学电子装置。这些装置，在表面上或三维立体内，不论是基于平面、圆盘、圆柱、球形、表面，还是体积的，不论是有源和/或无源，还是静态和/或动态，均可通过大量传递函数、平面和矢量而被模拟。在每次移动时，例如，径向和/或轴向圆形路径的旋转、平移，光蚀都可在空间和/或时间上集成到传递函数上。这些装置，例如反射镜、滤光器、折射或衍射光学器件都在频率和/或空间上集成在一起。

多光束数字矢量处理可通过时空记时图适应于任何装置，并通过诸如多帧同步的结构来进行操纵控制。

附图说明

图1为多光束数字矢量处理的透视示意图，包括矢量记时图，该矢量记时图描述了时间上光束路径穿过或位于大量界面上的矢量分解，和时空记时图，所有这些都是使用相同的绝对和/或相对空间和时间基准系统计算的。

图2为由两个可垂直和水平扫描屏幕区域的旋转光学圆盘偏转的光束透视图。

图3为正面图，显示例如，用于垂直扫描的旋转光学圆盘特征，和例如，水平圆盘的特征。在两个光学圆盘上，根据圆盘表面上反射镜和/或滤光器的具体布置和旋转速度，会出现光点现象。

图4为两个反射镜和/或滤光器的光蚀现象的示意图，例如，所述反射镜和/或滤光器插入到位于两个旋转光学圆盘上的腔室的内部。光蚀现象与两个反射镜和/或滤光器相关，根据例如，圆形路径，两个反射镜和/或滤光器例如前后通过或上下穿过，逐渐切割光束的传播路径，产生光蚀特征，或者根据时间变化形成光束的空间形状。

图5示出了光蚀现象时间记时图的一个示例。X轴表示时间，例如以秒为单位，而Y轴例如，表示到达例如，反射镜和/或滤光器的光束的重叠百分比。

图6为正面图，显示例如，用于垂直扫描的旋转光学圆盘特征，和例如，水平圆盘的特征，包括了删除光点影响的矢量数字处理：例如，可限定点线。

图7示出了光束穿过矩阵装置的透视图，例如，该装置由光电二极管组成，位于数字视频投影发动机的前方，所有这些二极管都是例如，通过控制和同步装置被连接。

图8是多光束数字视频投影发动机的剖面图，其包括例如，大量光学源模块、具有矢量数字处理的控制模块、光学矩阵头、位于两个电动装置上的两个旋转光学圆盘，例如采用上下叠置形式。

图9为根据图8所示多光束数字视频投影发动机的多光束数字矢量处理的各个平面的分解示意图。

图10为锚定点矩阵的正面图，例如，该矩阵来源于通过多光束数字视频投影发动机的多光束数字矢量处理的使用。

图11为图10的正面展开图，通过光学矩阵头示出了锚定点周围的点致密化。

图12为图10所示锚定点周围图形叠加的变化形式的正面图。

图13为图10所示锚定点周围图形叠加的变化形式的正面图。

图14为例如光束矩阵的静态或动态的缩小和重构望远镜的渐增透视图。其包括例如，光束缩小和/或聚焦平面、光束定向和/或对准平面，以及共线性平面。

图15为静态或动态的光束缩小和重构望远镜的渐增透视图，例如图14所示，通过光束穿越来说明工作原理。

图16示出了可能移动形式的透视图，该移动可以由缩小和重构望远镜施加到光束上的。

图17示出了四个光束的投影正面图，这些光束的移除是由光束缩小和重构望远镜以静态或动态方式进行修正。

图18示出了大量光束投影的正面图，通过几个示例清晰地说明了在光学矩阵头和/或光束缩小和重构望远镜输出端的图形的可能形状。

图19示出了使用多光束数字矢量处理的光学数字传输的简化透视图，其包括例如沿轴线和大量延迟线设置的大量光学矩阵头，例如冠状和/或金字塔形，或堆置的反射镜和/或滤光器，以及大量旋转光学圆盘。

图20示出了另一种形式的使用多光束数字矢量处理的光学数字传输的简化透视图，其包括大量有源和/或无源，静态和/或动态的平面矩阵。

图21示出了使用多光束数字矢量处理的光学矩阵分析装置的简化截面图，例如，其包括面对面布置的两个光学矩阵头，其中，一个带有传感器和/或接收器，而不是光学源。

图22示出了可拆卸式金字塔形体分段的透视图和顶视图，其包括大量用于光学矩阵头插针，例如电子插针，允许通过多光束数字矢量处理对定向进行反馈。

图23示出了例如，基于半导体，如发光二极管或激光二极管的高集成度的光学矩阵头的正面透视图，所示光学矩阵头为微光准直器和微小中央金字塔体，允许例如，对通过多光束数字矢量处理的图形进行反馈。

图24为图23的另一种形式的正面图、透视图和详图。

图25示出了另一种形式的数字光学传输的简化剖面图，其包括衍射平面、反射镜和/或滤光器矩阵平面、大量带有微电子机械反射镜和/或滤光器和大量延迟线的矩阵。

图26示出了另一种形式的光学数字传输的简化图，其包括例如，大量动态衍射矩阵。

具体实施方式

参照附图，多光束数字矢量处理(图1)可以操纵控制使用电磁光束的装置，这些光束在空间传播，同时在时间上又经受一定数量的反射和/或传输。多光束数字矢量处理(图1)通过相对和/或绝对基准系统(13)内的大量N-尺寸矢量，例如(1)，(2)，(3)，(4)和(5)，来模拟所有光束，所述基准系统由称之为空间锚定点(14)的基准点固定，该锚定点(14)在矢量记时图(12a)内属于平面或起始界面(6)。矢量的N尺寸取决于光束的复杂性和/或特性。例如，在激光光束情况下，说明激光的矢量(1)包括例如，始点例如，空间锚定点(14)的坐标(x，y，z)，方向矢量坐标，例如(20)，(21)，(22)，(23)，(24)和(25)、光束形状信息、功率信息、光谱信息、时间信息...。

每个元件或界面，例如(6)，(7)，(8)，(9)，(10)和(11)都是使用多光束数字矢量处理的装置(图1)的组成部分，其都与时空锚定点相关，例如(14)，(15)，(16)，(17)，(18)和(19)，同时也与相对和/或绝对基准系统内的传递函数相关。传递函数考虑了电磁波与相关的时空锚定点，例如(14)，(15)，(16)，(17)，(18)和(19)的界面和/或耦合的静态和/或动态特性。传递函数可以以一系列方程来表示，例如，角度、笛卡儿、极、球形、柱形、矢量和/或微分方程，而后以例如，拉普拉斯(Laplace)函数进行合成，包括例如，离散方式或非离散方式的傅立叶变换，或任何其它例如，适用于数字信号处理的数字数学模型，或者不是这种模型。

这样，分解后，使用多光束数字矢量处理的装置(图1)就被一连串的大量矢量，例如(1)，(2)，(3)，(4)和(5)和传递函数进行模拟，这些传递函数可以组合到一起，例如形成单一传递函数，该单一传递函数允许通过该系统对所有光束进行例如，空间、频率、时间的控制。时间和频率锚定点也与空间锚定点(14)相关，以实现更完整的光束传播处理。

每个传递函数，或主传递函数，都会例如，以时空记时图(12b)的形式被记录或模拟，从而通过一种多帧结构来确定装置随着时间推移的特性。例如，平面(6)，(7)，(8)，(9)，(10)和(11)对应于空间和时间的相交，表示来自于多光束数字矢量处理所模拟的装置的光束传播随时间推移的渐进情况。

下面给出多光束数字矢量处理的一些应用的例子，同时，也说明了它的工作原理：

实施例1：通过两个旋转光学圆盘进行光束扫描

实施例1给出的装置(图2)包括两个旋转光学圆盘，例如旋转光学圆盘(26，27)，该圆盘根据具体布置包括大量反射镜和/或滤光器和/或腔室(28)，光束(30)通过首次垂直运动和二次水平运动来对显示区域(29)进行扫描。带有连续光束(30)的两个旋转光学圆盘的转动可确定其在显示区域(29)上的特征(图3)。除了空间移动外，反射镜和/或滤光器可进行光谱修正，例如，在光束反射时的滤光，带有光谱形状的光束(30)，例如(31)，由第一次反射改变后给出例如(32)，并在第二反射后给出例如(33)。

在例如(34)和(35)其中一个特征上，由于在光源和显示区域(29)之间进行光束(30)连续反射的两个反射镜和/或滤光器(37)和(38)之间的光蚀现象(图4)，则会出现大量光点例如(36)。光点，例如(36)，示出了光蚀包络，例如(39)特征内光束可能路径平面上的投影情况。由多光束数字矢量处理模拟的光蚀现象例如，构成时空和/或矢量记时图(图5)的形式。这个记时图确立了两个反射镜和/或滤光器和/或腔室(37)和(38)和光束(30)之间的空间和时间重叠区域，并因此而确定了到达特定点的多个路径。

第一个图表(40)例如，对应于所示圆盘(37)在不同时间所处的位置，而第二个图表(41)例如，对应于所示圆盘(38)在不同时间所处的位置，最后一个图表(42)例如，则对应于与“拍摄”顺序相关的结合。根据垂直旋转光学圆盘和/或水平旋转光学圆盘的空间位置，记时图在时间上将驱动和/或调整入射光束，从而获得所有点的列(43)和/或行(44)(图6)。

使用多光束数字矢量处理的装置的记时图的传递函数和结构例如，通过传感器矩阵(图7)来进行数学计算和/或记录，该传感器矩阵用作时间中所获得的光束位置的采集部件。该传感器矩阵(45)由大量光电二极管(46)组成，各个光电二极管是根据光束穿过装置(47)的扫描点的例如，特定布局形式而定位的。命令(48)允许获得传感器(46)所代表的每个锚定点的情况。矩阵、空间和结构的各行和各列上锚定点的数量取决于例如，分辨率、同时扫描光束的数量、光束发散等。传感器矩阵(45)位于例如，两个旋转光学圆盘(26)和(27)之后，综合电子控制装置(48)，即光束源(30)，旋转光学圆盘(26)和(27)和传感器矩阵(45)可以记录对应于光束扫描每个光电二极管时的图5上的记时图，而后根据可用的拍摄机会预测每个光束的路径。

实施例2：多光束扫描机

光学多光束数字视频投影发动机装置(图8)用来通过平版印刷结构，即多光束数字矢量处理，来生成一系列视频影像。这种处理通过任何一组光束对屏幕的任意扫描来合成和/或生成图像而优化该发动机的使用。这组光束例如，激光被处理为穿过大量界面和/或装置的一系列矢量，例如，采用静态或动态传递函数来模拟的平面，从空间、频率和时间角度来讲，所述传递函数可在每个界面的起点和终点处限定例如，不同光束、矢量和耦合元件。

作为具有光学多光束扫描的数字视频放映机的结构的可能例子(图8)，其是从电磁多光束扫描发动机发展而来，并且使用了这种多光束数字矢量处理，其包括如下特征：

大量光学源模块(49)；

光学矩阵头(50)；

具有无源/静态和/或有源/动态的渐缩和和重构望远镜(51)；

光学偏转潜望镜(52)；

造成光束水偏转的旋转光学圆盘(53)；

造成光束垂直偏转的旋转光学圆盘(54)；

光学源模块(49)设计为获得来源于例如，激光二极管模块的准直光束(55)。根据布局，这种光学源模块(49)可以是静态的或动态的。

光学矩阵头设计为通过按特定方式布置在例如，金字塔体、锥体、平面上的大量反射镜和/或滤光器，将矩阵(56)内的光束(5)构成任何图形，例如方形、矩形、圆形，或者任何其它形状的图形。

光束缩小和重构望远镜(51)设计为降低光学矩阵头(50)所产生的任何图形的拥塞，旨在使其尺寸小到足以(50)攻击视频投影发电机，而不会被小尺寸的组成元件所截断，并对不同光束进行重构和重新聚焦，所有这些都是通过例如，基于透镜或折射指数矩阵的无源或有源部件以静态或动态方式来进行。

光学偏转潜望镜(52)由例如，简单或复杂平面组成，例如，多个静态或动态的区域或层面。这样，一方面，通过对图形(58)光束组施加偏转，例如垂直偏转，它允许将来自光学矩阵头(50)的所有光束导向第一旋转光学圆盘(53)，另一方面，通过对所扫描缩小图形(59)的缩小光束组施加偏转，例如水平偏转，可将来自旋转光学圆盘(54)的所有缩小光束(58)导向显示区域，例如，平面或立体空间。

置于旋转装置(60)上的旋转光学圆盘(53)向缩小光束组(58)施加垂直偏转，该旋转光学圆盘由按照特定布置的大量反射镜和/或滤光器组成，允许沿垂直运动方向对显示区域进行连续扫描。

旋转光学圆盘(54)置于一个旋转装置(61)上，其可向缩小的光束组(58)施加一个水平偏转，根据具体布置，该旋转光学圆盘由大量反射镜和/或滤光器组成，可以沿水平运动方向对显示区域进行连续扫描。因此，所示装置(图8)可通过大量旋转光学圆盘来对光束(58)进行扫描和/或选路。集成了多光束数字矢量处理的控制器(62)允许以例如，时空记时图和/或多帧结构同步形式对整个系统的传递函数进行管理。

图像的平版印刷的构建，通过对具有任何尺寸和形式的不同图形进行有机结合，采用印刷工艺中使用的相同技术来实施，这些图形分布在特定区域上(例如表面或立体空间)，具有各种图形的比色法的具体混合，可以使得眼睛传输信息，该信息是大脑在整体方面产生的，且符合靶向该区域上的视觉效果。

使用多光束数字矢量处理的带有光学多光束扫描的数字视频投影机的另一种结构包括彩色像素发生器。其工作原理和所有构成装置与前面所述装置(图8)相同，但光学源模块(49)则由彩色像素发生器取代，从而可以引入光束的光谱管理，例如，色彩。

多光束数字矢量处理(图9)通过连续矢量来模拟交叉平面，通过数字视频投影发动机(图8)模拟大量光束的路径。

图9示出了多光束扫描发动机装置的分解图。通过带有给定尺寸(55)的矢量示例了来自光学源模块(49)的光束，该矢量允许例如，限定光束在空间的方向、光束光谱特性、几何特性.....。这个矢量(55)向平面(A)上的投影给出了一个点(63)。

在光学矩阵头(50)的不同冠状部件上分布着大量光学源模块(49)，这些模块均定向于例如，中央金字塔体(57)。光学矩阵头(50)可以将来自光学源模块(49)的所有光束(55)形成共线。其中，光学矩阵头的传递函数可以改变来自光学源模块(49)的所有矢量(56)的空间坐标。这组矢量(56)向例如，平面(B)的投影即可给出任何矩阵图形(64)，例如正方形。由一组共线矢量(56)模拟的图形(64)的不同光束而后穿过光束重构和缩小望远镜(51)。此时，传递函数则对矢量方向和/或光束几何形状，例如每个光束直径的信息进行修正。例如，向平面(C)上投射的不同光束(56)所产生的图形(65)给出了例如，平面(B)上图形的缩小或“压缩”图形(65)。经由一组共线矢量(58)模拟的这组光束被送到数字视频投影发动机内，后者进行多光束扫描(59)，其向平面(D)的投影就给出了随时间扫描到平面(D)上的图形(66)。这最后一个装置的传递函数，在多光束数字视频投影发动机的反射和/或传输平面的给定时间处，根据输入矢量(58)和特性，决定每个输出矢量(59)的方向。这组矢量通过多光束视频投影发动机的传递函数，确定了来自多光束数字视频投影发动机的每个输出光束的空间、频率和时间特性。

多光束数字矢量处理结合了多光束数字视频投影发动机的不同装置(图9)的静态或动态的不同传递函数，目的是获得一种代表该装置所有参数的综合传递函数。管理或插入多光束数字矢量处理的方法是使用一种时空记时图和多帧同步方式。

例如，通过记录或经由数学数字或非数字函数所产生的时空记时图，在扫描区域(67)上，限定(图10)大量锚定点(68)，和来自于多光束扫描发动机的两个圆盘的反射镜和/或滤光器和/或腔室的不同时间结合时的图像。

为了增加每个锚定点(68)上图像(图11)的密度，通过集成在多光束扫描发动机内的光学矩阵头，沿扫描方向并列布置任何图形(69)。

根据不同的实施方式，光学矩阵头(50)由大量冠状部件组成，在每个冠状部件上分布了大量光学源模块(49)，或者带有例如，随时间变化的特定光谱特征的任何彩色或电磁光束发生器模块。这些装置将光束导向位于环形体中央的反射镜和/或滤光器上，而环形体则位于支撑部分，例如金字塔(57)或锥形体或其它部件上....，从而形成光束，以便将这些光束形成共线，并获得输出矩阵(56)。

使用多光束数字矢量处理，例如通过多光束数字视频投影发动机合成图像，可以对光学矩阵头建立的图形(69)，(70)，(71)和(72)的叠加进行动态修正。实际上，在(图12)和(图13)中，由光学矩阵头建立的不同图形以任何方式被扫描到投影区域，例如(69)，(70)，(71)和(72)上，因此，出现了图形(73)的部分或全部叠加区域。应用于多光束数字视频投影发动机的多光束数字矢量处理可以通过特定传递函数来识别不同的区域，例如(73)和(74)，并通过与装置的综合传递函数相关的时空记时图的动态或静态修正，允许通过内推或外推算法修正来自于光学矩阵头(69)，(70)，(71)和(72)的图形的这些叠加区域(73)和(74)上的光谱和频率部分，或所得到的图形，例如，亮度、颜色、形状，。

为了根据必需的失真和/或修正进行相互作用，大量动态和/或静态部件构成了多光束视频投影发动机的不同形式，例如：

---金字塔(57)上的微调修正；

---将电子控制执行机构例如，集成到光学源模块(49)内；

---有源光束重构和缩小望远镜(图14)，可以对来自光学矩阵头(50)的每个光束的比例空间和/或几何形状进行修正；

---金字塔形部件，其包括大量有源反射镜和/或滤光器(图22)；

---光学矩阵头(图23或图24)，其包括半导体，可配备或不配备无源或有源衍射光学部件，从而使所有输出光束实现共线。

就装置的一些稳定性问题，或者修正问题来讲，有必要使用在金字塔上带有动态微调修正的支撑部件。

根据不同的实施方式，光学矩阵头(50)的光学模块源(49)作为冠状件和/或金字塔形件可以与作为反射镜和/滤光器的堆砌的矩阵头一起转换。除了金字塔进行的空间编码外，这种结构还可以通过位置的频率编码对矩阵头产生的大量光束增强密度。通过装置内装载的多光束数字矢量处理管理例如，在空间、频率和时间中的每个位置。

根据可能的不同实施方式，由多光束数字矢量处理控制的有源光束重构和缩小望远镜(14)可以对来自光学矩阵头(50)的每个光束的比例空间和几何形状进行修正。该有源光束重构和缩小望远镜由例如，大量衍射光学部件级(图14)组成。衍射光学器件(75)的第一级可以对从例如，光学矩阵头来的光束逐个(56)聚焦和/或缩小。该静态或动态第一级可以在变化实施方式中考虑光学矩阵头特征，并从而对光束的几何形状进行单个或集中重构。该第一级可以例如，产生会聚光束的矩阵(78)，目的是缩小每个光束的直径，或者对每个光束的形状进行修正(例如，将其改成圆形，椭圆形)。例如，衍射光学器件的第二级(76)是通过将光束准直和组成一起而缩小每个光束(78)之间的距离。最后，光束缩小望远镜(图14)所示示例的最后一级(77)，允许在部件(58)的输出端上使所有光束(79)共线。给出的简要说明(图15)旨在示例光束(80)穿过第一级(75)的工作情况，而后，该光束聚焦(81)到第二级(76)上，最后被定向(82)最后一级(77)。目前技术的开发，例如衍射光学器件，可以考虑使用动态部件，例如(75)，(76)和(77)，作为例如，光束重构和缩小望远镜(51)内的相位空间调制器。然后，多个空间运动，例如(83)和(84)可以是静态的和/或动态的(图16)。而后，可以产生例如，某个给定区域的精确指向。

这样，例如，在多光束视频投影机内使用多光束数字矢量处理的变化形式，可以动态修正来自光学矩阵头光束之间的形状和比例空间，目的是修正例如，图形叠加问题，例如图12和图13，或者使丢失像素的屏幕区域致密(图17)和(图18)。

根据多光束数字视频投影发动机的可能的变化实施方式，通过例如，有源光学源模块可以获得来自光学矩阵头(50)的图形致密(56)。例如，采用压电模块、微执行机构来对这些模块进行不同设置，以便对来自光学矩阵头的每个光束的方向进行逐个修正，从而将多光束数字矢量视频投影发动机的多光束数字矢量处理控制的修正量进行集成。为此(图17)，图形(85)可以缩小，例如(86)，也可以放大，例如(87)。根据布置形式，光学矩阵头所产生的图形(图18)可以是正方形(88)的，或者是带有任何形状的，如光束边对边(89)，或者不是边对边(90)。

实施例3：带旋转光学圆盘的光学数字传输

根据实施和使用的变化形式，多光束数字矢量处理允许驱动例如，光学数字传输装置(图19)，其由如下部分组成：

---大量旋转光学圆盘，例如(91)，(92)，(93)，(94)，和(95)；

---大量延迟线，例如(96)；

---在输入端，设有大量光学矩阵头，例如，冠状部件、金字塔(97)和/或堆砌的反射镜和/或滤光器(98)；

---在输出端，设有大量光学矩阵头，例如，冠状部件、金字塔(99)和/或堆砌的反射镜和/或滤光器100)；

光学数字传输装置(图19)允许通过旋转光学圆盘，例如(91)，(92)，(93)，(94)和(95)，在光学电信网络中交叉连接和/或选路和/或转换，例如，所述旋转光学圆盘是多截面、单边或双边和特定几何反射镜和/或滤光器元件的结合形式，例如(101)，允许空间和/或矢量和/或角度特定寻址，这些均取决于靶向效应：交叉连接和/或选路和/或转换程度、腔室跳跃、扇形跳跃、截面跳跃、旋转光学圆盘跳跃、插入和拔出延迟线以及在延迟线输出端的光束恢复。

光学矩阵头装置，例如(97)和(98)，负责右侧通道的有效负载空间和/或频率和/或时间寻址，通过例如，在特定时间“t”耦合的不同虚拟通道和/或管路之间一系列反射和/或传输，通过“空间”和“时间”准直来实现，确保高斯光束的有效传播。这种装置配有大量延迟线，例如(96)，以通过大量多帧和多光束数字矢量处理来再次处理不同信号的重新同步。带有相同有效负载的大量同步光束流，例如两个、三个或更多，将向所述装置提供动力，确保流动持续性和信息整体性。无源部件，诸如反射镜和/滤光器的使用可以实现装置的输入/输出可逆(双向同时传输)。

正如前面示例所述，多光束数字矢量处理在大量平面和矢量上将光学数字传输(图19)分开，这些平面和矢量可以解释为时空记时图，例如(102)，随时间变化而说明光学数字传输的不同界面或耦合平面。例如，在记时图(102)上，平面(103)示出旋转光学圆盘(91)，平面(104)示出圆盘(92)，(105)示出穿过圆盘(92)，(106)和(107)示出延迟线(96)的输入和输出，(108)示出穿过圆盘(93)，(109)示出在圆盘(93)上的移动，(110)示出向圆盘(94)方向偏差，(111)示出向圆盘(95)的偏差，平面(112)示出穿过圆盘(95)，最后，(113)示出输出光学矩阵头(99)或(100)的光学数字传输的输出端。在每个平面上，都示出了锚定点，例如平面(113)上的锚定点(114)，可以随时跟踪光束进入光学数字传输装置内的路径。

例如，就空间、频率和时间来讲，第一传递函数可以在光学数字传输输入端对例如来自于光学矩阵头，例如(97)或(98)的大量光束施加所有参数。包含其自身特征的每个旋转光学圆盘，例如(91)，(92)，(93)，(94)和(95)，都由共同和/或相对基准系统内的传递函数来模拟。延迟线，例如(96)，可以对输出信号进行再次同步。它们的传递函数大多都会作用于时间一侧。

与共同和/或相对基准系统相比，通过应用这些模型，传递函数的连续性本身就可说明时空记时图。该记时图源自多光束数字矢量处理，其可以通过例如，多帧结构驱动光学数字传输的所有装置。

这样，装置的综合传递函数，例如(图19)就可以建立在驱动单元内，例如光学数字传输装置的FPGA(现场可编程门阵列)内，从而得以运行。

由于传递函数内的管理，多光束数字矢量处理可以使用已经在例如，信号处理领域内采用的所有数字的或非数字的计算方法。

实施例4：光学数字传输，其由例如，静态和/或动态反射和/或传输平面组成。

依靠各种不同技术的可用性和性能，由旋转光学圆盘实现的在空间、时间和频率层面上的交叉连接、选路、转换都可以由大量装置取代和/或补充，从而可进行空间光束反射，例如，可以采用诸如微机电反射镜、液晶、平面和/或多角扫描器、衍射和/或折射光学器件等。

根据实施方式，这些最新装置可以例如，沿一个轴线(图20)或几个轴线来布置。

光学数字传输(图20)可以通过大量微机电反射镜和/或滤光器矩阵，例如(115)，(116)，(117)，(118)，(119)和(120)来构成，空间布置将入射光束从输入端，例如，冠状部件和/或金字塔形部件(97)或者反射镜和/滤光器铺砌而成(98)的光学矩阵头向输出端，例如，冠状部件和/或金字塔形部件(99)或者反射镜和/滤光器铺砌而成(100)的光学矩阵头以大量特定角度偏转，从而，大量矩阵上的一系列反射在给定时间上都具有特定方向。

然后，同前面示例一样，多光束数字矢量处理将装置分成一系列传播矢量、平面和数字或非数字的传递函数，目的是在例如时空记时图内来说明整体情况。

电子控制装置允许例如，选择特定寻址组合，该组合允许通过多光束数字矢量处理在光学矩阵头的输出端上光束的交叉连接和/或选路和/或转换。

实施例5：光学分析的矩阵头

根据实施方式和用途的变化形式(图21)，多光束数字矢量处理允许驱动例如，光学分析的矩阵头(121)，后者由如下装置组成：

---在输入端，设置光学矩阵头(122)，例如冠状金字塔；

---在输出端，设置光学矩阵头(123)，例如冠状金字塔；

---其中光学源由例如，传感器例如，光电二极管取代；

---两个光学矩阵头之间的空隙允许布置物体或装置，例如需要分析的样件(124)。

输入端的光学矩阵头，例如(122)，允许在自由空间内将大量准直共线光束(125)传输到位于输出端的另一个光学矩阵头(123)，从而恢复在两个光学矩阵头之间穿行的不同光束的不同物理特性特征，例如几何形状、速度、需要测试或分析的样件(124)的组成。

这些物理特性作为时空记时图记录，通过对每个光束按矢量模拟，以说明由多光束数字矢量处理后产生的试样的传递函数，

根据上述所有应用的实施方式的变化形式，可以将光学矩阵头的有源/动态金字塔形部件做成带有多光束数字处理。实际上，执行器件的小型化，例如压电微型起重器能够开动金字塔体上的反射镜。例如，由大量层例如，可堆叠的例如(126)，(127)，(128)组成的金字塔形部件(图22)，所述(126)，(127)，(128)包括按照特定布置，通过类似于电子部件上使用的装置，例如针脚(130)的大量反射镜和/或滤光器(129)。这些层堆砌在特定的电子板(131)上，后者允许例如，使用标准连接器(132)被连接到例如控制部件上，例如由多光束数字矢量处理驱动的多光束数字视频投影机。

这种动态金字塔装置(图22)可以完善静态和/或动态的光束重构和缩小望远镜(图14)，从而进行聚焦、扩展或缩小、被扫描图形的每个光束的精确指向，例如(图17)和/或(图18)，例如多光束数字视频投影发动机(图8)。所有这些都是由构成集成了多光束数字矢量处理的控制部件来驱动，例如(图1)。

根据变化的实施方式和/或例如，根据靶向的体积，在任何上述实施例中使用的光学矩阵头可以直接通过半导体(134)冠状件(133)，以特定方式，例如围绕金字塔(135)布置，以产生一组共线而准直的光束输出而获得。根据布置形式，半导体(134)冠状件(133)，例如，高亮度发光二极管和激光二极管，都可以通过大量冠状件，例如(136)和(137)来构成(图24)，其包括大量透镜和/或滤光器，例如(138)和(139)或光学部件，能够在被中央金字塔形部件(135)反射前使光束(140)准直、重定向和滤光。

基于半导体的光学矩阵头的变化形式(图23)或(图24)，是在输出端增加例如，静态或动态的光学衍射装置，以便确保输出光束的共线和准直。该装置与控制部件，例如多光束数字视频投影发动机连接在一起，可以通过多光束数字矢量处理来动态修正光束位置。

根据变化的实施方式，基于半导体的光学矩阵头，例如(图23)或(图24)，可以装备有标准的插针装置(152)，例如电子微处理器，从而可以将其连接到多光束数字矢量处理的控制部件上。

多光束数字矢量处理能够考虑通过光学数字传输装置的记时图和多帧结构的不同形式来进行管理，如(图25)和(图26)。实际上，根据可能的变化形式，光学数字传输装置(图25)由例如，平面或衍射矩阵(141)组成，以将来自例如，光学矩阵头(97)的光束重定向和/或重构和/或准直到较薄的反射镜和/或滤光器矩阵上，该矩阵通过带有特定角度的反射镜和/或滤光器，寻址由微机电反射镜和/或滤光器(143)，(144)，(145)和(146)以及大量延迟线，例如(147)和(148)组成的大量矩阵。光学数字传输装置的另一个可能的变化形式(图26)，包括大量动态衍射矩阵，例如(149)，(150)和(151)，能够动态产生和/或重配置和/或重构光学路径。

前面各个不同实施例说明，多光束数字矢量处理能够将任何光导发光或光机械装置中例如，形状、位置、路径和所有电磁光束特性，包括平面、圆盘、圆柱体、球体、表面、立体空间、有源和/或无源、静态和/或动态，扫描到平面或三维形状中。基于传递函数连续性的平面或矢量模型，多光束数字矢量处理能够管理使用了电磁光束的装置。这些光束在空间传播，并随着时间处于大量特定反射和/或传输下，在每次移动，例如径向和/或轴向圆形路径上的旋转、平移、光蚀在空间和/或时间层面上都整合到静态和/或动态的数字或非数字的传递函数中。

这样，根据不同时间结合或特定寻址结合，使用多光束数字矢量处理的装置可以构成时空和矢量记时图的形式，该记时图列出了例如，大量时空锚定点，称之为特定“拍摄”机会。例如，摘取模拟和/或特征的每个“拍摄”机会，该模拟和/或特征记录了具体布置在例如，旋转光学圆盘上的反射镜和/或滤光器和/或腔室的例如光蚀现象中的例如光点。多光束数字矢量处理可以在FPGA内实施，后者通过不同装置的同步来管理光束，例如高斯光束的自由空间有效传播的光学路径。

对于使用例如，光学矩阵头的多光束装置来讲，多光束数字矢量处理可以根据它们的变形和/或修正情况对图形叠加进行动态修正。这意味着，除了空间编码，装置的使用还可以进行例如，频率编码，单个或集中缩小和/或重新成形光束，诸如，反射镜和/或滤光器堆砌而成的光学矩阵头，光束缩小和重构望远镜，动态金字塔等。

采用这种通过矢量、平面和传递函数的多光束装置的模拟，静态和/或动态多光束数字矢量处理可应用于许多领域，诸如视听、电信、生物医学领域等。

Claims (9)

1.电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：

多帧结构(42)，其与所计算和记录的时空(12b)和矢量(12a)记时图、频率时间和空间相关，管理与不同电磁光束(30)相关的光束路径(1)；

旋转固体(26)，(27)，(53)，(54)，其相对和绝对位置在周期基准系统内限定了与多帧结构(42)的综合传递函数(102)；

在这些旋转固体上的小平面或腔室(28)，(37)，(38)，其执行特定传递函数(14)，(15)，(16)，(17)，(18)，(19)，(75)，(76)，(149)，(150)，(151)为在相对或绝对基准系统内进行的反射、传输、无源、有源、静态或动态、平面(6)，(7)，(8)，(9)，(10)，(11)或耦合界面的形成的每个连续交叉，施加电磁光束(30)在空间(方向、路径、扫描、尺寸)、频率(滤光、调制、色彩)或时间(扫描、周期、相位)方面的特性和特征；

通过位于不同旋转固体上两个小平面或腔室(28)，(37)，(38)在交叉处产生的光蚀旋转(30)，(36)，在表面上或任何体积内，产生多光束扫描的光点形状(34)，(35)，(43)，(44)时空特征(34)，(35)的装置；

多光束图形或图符(88)，(89)，(90)，由扫描、交叉连接、混合，或者旋转圆盘所产生的转换，通过光学矩阵头(50)，(97)，(98)产生的N尺寸矢量(30)，(56)，(58)，(59)，(78)，(79)来示例；

综合传递函数(102)和时空和矢量记时图的捕获矩阵(45)，带有大量光学传感器(46)，与分布在由表面或任何体积所表示的扫描区域上的锚定点(68)相关；

用于半导体照明(134)的FPGA部件(48)，直接集成在冠状件(133)上，其包括用于聚焦(138)的无源、有源、静态或动态装置，以便重构(139)和引导不同光束(55)，(56)，(58)，在径向光学矩阵头(50)，(97)内寻址金字塔状部件(57)或光源模块；

在空间、时间和频率方面，通过旋转固体(26)，(27)，(53)，(54)，提供在自由空间中传播的电磁光束(30)的实时控制。

2.根据权利要求1所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：

所述处理装置集成到数字视频投影发动机(62)内，其包括：大量叠置的旋转光学圆盘(26)，(27)，带有特定反射镜和/或滤光器布置，能够对第一旋转光学圆盘以垂直方式对一组光束(58)进行偏转，并对第二旋转光学圆盘以水平方式对一组光束进行偏转，配套有用于偏转(52)的光学潜望镜装置，其以预定角度连接第一圆盘，根据布置形式，包括大量反射镜和/或滤光器，确保来自光学矩阵头(50)，(97)，(98)的大量光源模块或大量偏转金字塔体的一组共线和准直光束进行偏转，这些可以在光束重构或缩小望远镜(51)，(75)，(76)，(77)缩小光束尺寸和空间之前进行；

多光束数字视频投影发动机的每个子系统，其包括大量在空间、时间和频率方面的基本传递函数；

其通过综合传递函数(102)的示例，包括这些基本传递函数；

通过扫描来驱动一系列图像的所有执行投影。

3.根据权利要求1和2所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：在多光束数字视频投影发动机(62)内数字导向一系列图像产生的FPGA(48)，提供有数字指向的动态机构，其包括光学源模块(49)、色彩光束发生器和光学矩阵头(50)，(97)，(98)，在旋转光学圆盘(91)，(92)，(93)，(94)，(95)之前，引导大量光束，从而示出了大量光束路径或拍摄机会(1)，目的是在给定“t”时间，到达表面或任何体积的靶向区域。

4.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：

用于多光束数字视频投影发动机(62)的特定时空特征(34)，(35)，其由光点形状(43)，(44)光蚀(30)，(37)，(38)产生，其中，大量枢转矢量(20)，(21)，(22)，(23)，(24)，(25)示出了每个像素(63)、成组像素(69)、图形或图符、图像或图像序列的组成，确定了在时空记时图(12b)内所列时间机会和矢量记时图(12a)结合的光束位置和方向，在时空特征(34)，(35)的学习阶段期间获得，并确定了系统的综合传递函数。

综合传递函数(102)，其建立了基于光学路径(1)、图像内每个像素(63)或成组像素(69)的位置和靶向形状的矢量处理的拍摄顺序，以及在空间和时间上的能量分布，目的是建立图像、图像序列或图符。

多帧结构(42)

使多光束数字视频投影发动机实现同步，并根据不同的可用的拍摄机会，通过连续外推和内推法的离散数字计算，确定触发“拍摄”的合适时间，最终产生了与电磁光束相关的不同物理参数的给定即时“t”，其中，冠状或金字塔体类型的径向光学矩阵头(50)，(97)的空间寻址管理是与时间相关的，而反射镜和/或滤光器(98)的铺砌类型也与时间和频率有关。

5.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：

综合传递函数和时空和矢量记时图的采集矩阵(45)，其包括大量光学传感器(46)，诸如光电二极管或其它；

锚定点(68)，采用动态定位，分布在由表面或任何体积所体现的整个扫描区域(11)，(29)上；

这种采集矩阵记录与这些锚定点(68)相关的时间信息并涉及多光束数字视频投影发动机(62)，这种信息能够固定每个锚定点(14)的精确位置，径向光学矩阵头(50)，(97)根据这个信息产生任何多光束图形或图符(88)，(89)，(90)，这些通过类似平版印刷术的工艺和结构复杂算法进程及图像修正而构成了复杂的超高清晰度图像。

6.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：采用直接集成到冠状部件(133)上的半导体(134)的驱动和点火定时的方法，包括不同光束的聚焦(138)、构型(139)和定向的无源、有源、静态或动态装置，寻址金字塔部件(135)，然后，根据实施方式，寻址径向光学矩阵头(50)，(97)的光学源模块。

7.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：通过布置在大量多层(55)，(126)，(127)，(128)上的大量反射镜和/或滤光器(135)来驱动频率寻址光学矩阵头(98)工作的方法，和通过光学路径的编码或频率特征以无源方式(141)驱动空间寻址的方法，从而能够产生任何多光束图形或图符，可直接进入到多光束数字视频投影发动机内，或用作光学源模块进入到冠状或金字塔形状的径向光学矩阵头(50)，(97)的冠状部件中。

8.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：驱动径向光学矩阵头(50)，(97)的静态和/或动态重新对准功能的方法，光学矩阵头包括光学源模块(49)或彩色像素发生器和大量冠状部件或金字塔形部件，所有这些包括大量有源或无源部件，诸如动态微反射镜(MEMS/DMD)或其它部件，根据扫描区域距离，部分或全部精确重叠几个多光束图符或图形，执行图形或精确指向的聚焦、扩展或缩小。

9.根据前面权利要求中其中一项权利要求所述的电磁多光束同步数字矢量处理装置，其特征在于：通过与计算或记录的时空记时图(12b)和矢量记时图(12a)相关的多帧结构，在光学数字传输装置(91)，(92)，(93)，(94)，(95)，(96)的FPGA(48)内形成的驱动和同步的方法，可控制不同电磁光束的光学路径(1)。

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