CN109477997A - 光子信号转换器 - Google Patents

Abstract

将集成光子信号“转换器”的组件分解成离散信号处理级。基本逻辑“状态”与颜色调制级分离，该颜色调制级与强度调制级分离。这可以被认为是应用于可见图像光子信号调制问题的电信信号处理架构。例如，提出了三个信号处理级和三个单独的设备组件和操作。尽管可以添加并考虑附加的信号影响操作，但是提出了从常规信号到诸如极化子、表面等离子体和信号叠加等其他形式的转换。

Description

光子信号转换器

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月13日提交的美国专利申请No.15/457,967的权益，并要求2016年3月15日提交的美国专利申请No.62/308,361的权益，并且本申请涉及美国专利申请No.12/371,461，为了所有目的，其全部内容通过引用全部明确地并入本文。

技术领域

本发明一般涉及离散光子信号的转换，更具体地说，涉及视频和数字图像以及生成，发送，接收，切换，分配，存储和显示这些数据的数据处理设备和网络，以及非数据处理设备和网络。阵列中的视频和非像素数据处理，例如传感阵列和空间光调制器，以及数据的应用和使用，甚至更具体地但非排他地，数字视频图像显示器，无论是平面屏幕，柔性屏幕，2D或3D，或投影图像，以及设备阵列的非显示数据处理，以及组织和定位这些过程的空间形式，包括平板电视和消费者移动设备等紧凑型设备，以及数据网络提供像素信号或数据信号或聚合或sa集合的图像捕获，传输，分配，划分，组织，存储，传递，显示和投影。

背景技术

背景技术部分中讨论的主题不应仅仅因为在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，不应假设在背景技术部分中提到的或与背景技术部分的主题相关的问题先前已在现有技术中被认识到。背景技术部分中的主题仅代表不同的方法，这些方法本身也可以是发明。

在图像显示和投影设备领域，包括液晶显示器(LCD)，气体等离子体显示板(PDP)，有机发光二极管(OLED)，DMD(数字微镜器件)和阴极射线管(CRT)是领先且最成功的技术之一，目前存在人为限制，这阻碍了许多性能和价值标准的进一步发展以及基于这些(或任何)核心调制技术的设备的理想的新显示特征。

对任何显示器或投影调制技术的进一步发展的主要人为限制是倾向于将任何显示技术设想为与用于改变像素或子像素“基于”(点亮)的基本状态的调制技术相同或者通常认为显示技术与像素状态调制技术本身相同。因此，通常，显示技术的改进被认为是改善集成调制器装置的特性，即“光”。-阀。”

因此，重点在于改进这种调制器器件特征，因为调制器材料的颜色传输效率对于任何颜色系统(通常是红-绿-蓝或RGB)的每种颜色用于实现显示器中的颜色；调制器装置对通过调制器的颜色的相关热效率；调制器装置的开关速度，用于通过调制器的颜色；集成色彩调制器的功耗；调制白光的调制器的滤波效率，必须进行滤色；设备的空间紧凑性，特别是在观察平面(用于子像素或像素之间的最小填充因子)，以及用于需要薄度的直视显示器的设备的深度。显示器结构的灵活性对于许多应用也是期望的，并且当假设每个子像素有一个集成调制器器件时，实现这一点的选择存在限制。

本公开将这些原理应用于基本组成级别的像素调制本身的问题。

所需要的是一种用于以某种方式重新构思捕获，分发，组织，传输，接收，存储和呈现到人类视觉系统或非显示数据阵列输出功能的过程的系统和方法。将设备和系统设计从这些过程的非优化操作阶段的受损功能中解放出来，而是将像素信号处理和阵列信号处理阶段分解为操作阶段，从而允许最适合每个阶段的设备的优化功能实际上意味着设计和操作设备和频率，这些设备和过程最有效地工作，然后进行有效的频率/波长调制/移位阶段在“便利频率”之间来回移动，具有进一步的净效应实现更高效的全光信号处理，包括本地和远程。

发明内容

公开了一种系统和方法，用于以从解放设备和系统设计的方式重新构思捕获，分发，组织，传输，存储和呈现到人类视觉系统或非显示数据阵列输出功能的过程。这些过程的非优化操作阶段的功能受损，而是将光子信号处理和阵列信号处理阶段分解为操作阶段，允许最适合每个阶段的设备的优化功能，这在实践中意味着设计和操作设备在这些设备和过程最有效工作的频率中，然后进行有效的频率/波长调制/移位阶段在那些“便利频率”之间来回移动，以及进一步实现更有效的全光信号处理的净效果，本地和长途。

提供以下发明内容以便于理解与信号处理有关的一些技术特征，并且不旨在作为对本发明的完整描述。通过将整个说明书，权利要求书，附图和摘要作为一个整体，可以获得对本发明的各个方面的全面理解。

具体地，该提议是将典型地集成的像素信号“调制器”的组件分解成离散的信号处理级。因此，通常在集成像素调制器中实现的基本逻辑“状态”与与强度调制级分离的颜色调制级分离。这可以被认为是应用于可见图像像素调制问题的电信信号处理架构。通常，提出三个信号处理级和三个单独的装置组件和操作，但是可以添加和考虑附加的信号影响操作，包括极化特性，从常规信号到诸如极化子和表面等离子体的其他形式的转换，叠加信号(例如基本像素开/关状态叠加在其他信号数据上)等。宽带网络中的高度分布式视频信号处理架构，服务于相对“哑”的显示装置，基本上由后续阶段的无源材料组成，是一个主要的结果，以及紧凑的光子集成电路器件，其在相同的一个或多个器件之间以及在大型阵列中紧密接触的相同器件上实现串联的离散信号处理步骤。

所提出的创新的结果是1)跨宽带网络的高度分布的视频信号处理架构，其服务于相对“哑”的显示装置，其基本上由后续阶段的无源材料结果组成，以及2)紧凑的光子集成电路装置，其实现离散信号处理步骤串联，在单独设备之间的紧密接触的相同设备上或大型阵列中。

本文描述的任何实施方案可以单独使用或以任何组合彼此一起使用。本说明书中包含的发明还可以包括在本简要概述或摘要中仅部分提及或暗示或未提及或暗示的实施方案。尽管本发明的各种实施例可能受到现有技术的各种缺陷的驱动，这些缺陷可在说明书的一个或多个地方讨论或暗示，但本发明的实施例不一定解决任何这些缺陷。换句话说，本发明的不同实施例可以解决可以在说明书中讨论的不同缺陷。一些实施例可以仅部分地解决一些缺陷或仅可以在说明书中讨论的一个缺陷，并且一些实施例可能不解决这些缺陷中的任何缺陷。

通过阅读本公开(包括说明书，附图和权利要求)，本发明的其他特征，益处和优点将是显而易见的。

附图说明

附图中，相同的附图标记在各个视图中指代相同或功能相似的元件，并且包含在说明书中并形成说明书的一部分，进一步说明了本发明，并与本发明的详细描述一起，用于解释本发明的原理。

图1示出了可用于实现的成像架构本发明的实施例；

图2示出了实现图1的成像架构的版本的光子转换器的实施例1使用光子转换器作为信号处理器；

图3示出了图1的光子转换器的一般结构2；和

图4示出了光子转换器的特定实施例。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种系统和方法，用于以释放设备的方式重新构思捕获，分发，组织，传输，存储和呈现到人类视觉系统或非显示数据阵列输出功能的过程。系统设计来自这些过程的非优化操作阶段的受损功能，而是将像素信号处理和阵列信号处理阶段分解为操作阶段，从而允许最适合每个阶段的设备的优化功能，实践意味着设计和操作频率的设备，这些设备和过程最有效地工作，然后进行有效的频率/波长

调制/移位阶段在“便利频率”之间来回移动，具有进一步实现更高效的全光信号处理(本地和长途)的净效应。呈现以下描述以使得本领域普通技术人员能够制造和使用本发明，并且在专利申请及其要求的背景下提供以下描述。

对于本领域技术人员来说，对优选实施例的各种修改以及这里描述的一般原理和特征将是显而易见的。因此，本发明不限于所示的实施例，而是与符合本文所述的原理和特征的最宽范围相一致。

定义

除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明总体构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的。或过于正式的意义，除非在此明确定义。

以下定义适用于关于本发明的一些实施例描述的一些方面。这些定义同样可以在此扩展。

如本文所使用的，术语“或”包括“和/或”，并且术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。诸如“至少一个”之类的表达，当在元素列表之前时，修饰整个元素列表而不修改列表的各个元素。

如本文所用，单数术语“一”，“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确说明。因此，例如，除非上下文另有明确规定，否则对对象的引用可包括多个对象。

此外，如本文的描述和随后的权利要求中所使用的，“在...中”的含义包括“在...中”和“在......上”，除非上下文另有明确规定。应当理解，当一个元件被称为在另一个元件“上”时，它可以直接在另一个元件上，或者可以在它们之间存在中间元件。相反，当一个元素被称为“直接在”另一个元素上时，不存在中间元素。

如本文所使用的，术语“集合”指的是一个或多个对象的集合。因此，例如，一组对象可以包括单个对象或多个对象。集合的对象也可以称为集合的成员。集合的对象可以相同或不同。在某些情况下，集合的对象可以共享一个或多个公共属性。

如本文所用，术语“相邻”是指靠近或邻接。相邻的物体可以彼此间隔开，或者可以彼此实际或直接接触。在某些情况下，相邻的物体可以彼此连接或者可以彼此一体地形成。

如本文所使用的，术语“连接”，“连接”和“连接”是指直接附件或链接。如上下文所示，连接的对象没有或没有实质的中间对象或对象集。

如本文所使用的，术语“耦合”，“耦合”和“耦合”指的是操作连接或链接。耦合对象可以彼此直接连接或者可以间接地彼此连接，例如通过中间对象集。

如本文所用，术语“基本上”和“实质上”是指相当程度或程度。当与事件或情况一起使用时，术语可以指事件或情况恰好发生的情况以及事件或情况发生的近似情况，例如考虑典型的容忍水平或可变性。这里描述的实施例。

如本文所用，术语“任选的”和“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括事件或情况发生的实例和事件或情况不发生的实例。

如本文所用，术语“功能装置”广义上是指从能量提供结构接收能量的能量消散结构。术语功能设备包括单向和双向结构。在一些实现中，功能设备可以是显示器的组件或元件。

如本文所用，术语“显示”广义上是指用于产生显示组分的结构或方法。显示组件是由显示图像基元前体产生的处理后的图像组成信号产生的显示图像组分的集合。图像基元前体有时在其他上下文中被称为像素或子像素。不幸的是，术语“像素”已经产生了许多不同的含义，包括来自像素/子像素的输出，以及显示图像的组成部分。本发明的一些实施例包括分离这些元件并形成附加中间结构和元件的实现，一些用于独立处理，这可以通过将所有这些元件/结构称为像素而进一步混淆，因此这里使用各种术语。明确地指代特定的组件/元素。显示图像基元前体发射图像组成信号，该图像组成信号可以由中间处理系统接收，以从图像组成信号产生一组显示图像基元。显示图像基元的集合，当通过显示器直接观察或由投影系统反射时，在预期的观看条件下向人类视觉系统呈现图像。在该上下文中的信号意味着信号发生器的输出，该信号发生器是或等同于显示图像基元前体。重要的是，只要需要处理，这些信号就作为信号保存在各种保持信号的传播信道中，而不会传输到自由空间，信号会产生一个扩展的波阵面，该波前与其他来源的扩展波前相结合，这些波前也是免费传播的。空间。信号没有手性并且没有镜像(即没有反转，倒置或翻转的信号，而图像和图像部分具有不同的镜像)。另外，图像部分不是直接相加的(如果可能的话，难以将一个图像部分重叠在另一个图像部分上以预测结果)并且处理图像部分可能非常困难。有许多不同的技术可用作信号发生器，不同的技术提供具有不同特性或益处的信号，以及不同的缺点。本发明的一些实施例允许混合组件/系统，其可以借助技术组合的优点，同时最小化任何特定技术的缺点。并入的美国专利申请No.12/371,461描述了能够有利地组合这些技术的系统和方法，因此术语显示图像基元前体因此覆盖像素技术的像素结构和子像素技术的子像素结构。

如本文所使用的，术语“信号”指的是来自信号发生器的输出，例如显示图像基元前体，其在产生信号时传达关于信号发生器的状态的信息。在成像系统中，每个信号是显示图像基元的一部分，当在预期条件下由人类视觉系统感知时，产生图像或图像部分。在这个意义上，信号是编码消息，即，编码消息的通信信道中的显示图像基元前体的状态序列。来自一组显示图像基元前体的同步信号的集合可以定义图像的帧(或帧的一部分)。每个信号可以具有可以与来自一个或多个其他信号的一个或多个特征组合的特征(颜色，频率，幅度，定时，但不具有手性)。

如本文所使用的，术语“人类视觉系统”(HVS)指的是伴随着来自多个离散显示图像基元(直视或投影)的图像的感知和可视化的生物和心理过程。这样，HVS在接收传播的显示图像基元的合成并且基于接收和处理的那些基元来制定图像的概念时暗示人眼，视神经和人脑。对于每个人来说，HVS并不完全相同，但是人口的显着百分比有一般的相似之处。

图1示出了可用于实现本发明的实施例的成像架构100。本发明的一些实施例设想使用人类视觉系统(HVS)形成人类可感知图像-来自大量信号生成结构包括架构100.架构100包括：包括多个显示图像的图像引擎105原始前体(DIPP)110i，i＝1到N(N可以是从1到数十，到数百到数千个DIPP的任何整数)。适当地操作和调制每个DIPP 110i以产生多个图像组成信号115i，i＝1到N(来自每个DIPP 110i的单个图像组成信号115i)。处理这些图像构成信号115i以形成多个显示图像基元(DIP)120j，j＝1至M，M小于，等于或大于N的整数.DIP 120j的集合/集合(诸如此类作为占据相同空间和横截面区域的一个或多个图像构成信号115i，当由HVS感知时将形成显示图像125(或者例如用于动画/运动效果的一系列显示图像)。当以合适的格式呈现时，HVS从DIP 120j重建显示图像125，例如以显示器上的阵列或屏幕，墙壁或其他表面上的投影图像。这是HVS从小的形状(例如“点”)的不同颜色或灰度阴影的阵列感知图像的熟悉现象，其相对于到观看者(和HVS)的距离足够小。因此，显示图像基元前体110i将对应于当参考从非复合颜色系统产生图像组成信号的设备时通常被称为像素的结构，并且因此将对应于通常被称为当参考从复合颜色系统产生图像组成信号的设备时的子像素。许多熟悉的系统采用复合颜色系统，例如RGB图像组成信号，来自每个RGB元件的一个图像组成信号(例如，LCD单元等)。不幸的是，在成像系统中使用术语像素和子像素来指代许多不同的概念-例如硬件LCD单元(子像素)，从单元发射的光(子像素)，以及当HVS感知到信号时(通常这些子像素已被混合在一起并且被配置为在用于观看的一组条件下对用户来说是不可察觉的)。架构100区分这些各种“像素或子像素”，因此采用不同的术语来指代这些不同的组成元件。

架构100可以包括混合结构，其中图像引擎105包括用于DIPP 110的一个或多个子集的不同技术。也就是说，DIPP的第一子集可以使用第一颜色技术，例如复合颜色技术，以产生图像组成信号的第一子集，并且DIPPS的第二子集可以使用与第一颜色技术不同的第二颜色技术，例如，不同的复合颜色技术或非复合颜色技术)以产生第二图像子集组成信号。这允许使用各种技术的组合来产生一组显示图像基元和显示图像125，其可以优于当从任何单一技术产生时。

架构100还包括信号处理矩阵130，其接收图像组成信号115i作为输入并在输出处产生显示图像基元120j。根据本发明实施例的任何特定实现的适合性和目的，矩阵130有许多可能的布置(一些实施例可以包括单维阵列)。通常，矩阵130包括多个信号通道，例如通道135通道160.对于矩阵130的每个通道存在许多不同的可能布置。每个通道与其他通道充分隔离，例如由离散光纤产生的光隔离因此，对于实现/实施例，一个信道中的信号不会干扰超过串扰阈值的其他信号。每个通道包括一个或多个输入和一个或多个输出。每个输入从DIPP 110接收图像组成信号115.每个输出产生显示图像基元120.从输入到输出，每个通道指示纯信号信息，并且在通道中的任何点处的纯信号信息可包括原始图像成分。信号115，一组一个或多个处理的原始图像组成信号的分解，和/或一组一个或多个处理的原始图像组成信号的聚合，每个“处理”可以包括一个或多个聚合或分解。一个或多个信号。

在此上下文中，聚合是指将来自SA编号SA>1的信道(这些聚合信号本身可以是原始图像组成信号，处理信号或组合)的信号组合成TA编号(1<信道的TA<SA)和分解是指将信号从SD编号SD≥1的信道(其本身可以是原始图像组成信号，处理信号或组合)划分为TD编号(SD<o))渠道。SA可能超过N，例如由于较早的分解而没有任何聚合，并且由于随后的聚合，SD可能超过M.一些实施例具有SA＝2，SD＝1且TD＝2.然而，架构100允许聚合许多信号，这可以产生足够强的信号，使得它可以被分解成许多信道，每个信道具有足够的强度以用于实现。。信号的聚合来自信道的聚合(例如，连接，合并，组合等)或相邻信道的其他布置，以允许由那些相邻信道传播的信号的连接，合并，组合等，并且信号的分解来自信道或其他信道配置的解聚(例如，分裂，分离，分割等)以允许由该信道传播的信号的分离，分离，分割等。在一些实施例中，可以存在信道的特定结构或元件以在多个信道中聚合两个或更多个信号(或者将信道中的信号分解成多个信道中的多个信号)，同时保持通过矩阵130传播的内容的信号状态。

图1中描绘了许多代表性通道。通道135示出了具有单个输入和单个输入的通道。通道135接收单个原始图像组成信号115k并产生单个显示图像基元120k。这并不是说通道135可以不执行任何处理。例如，处理可以包括物理特性的变换。信道135的输入的物理尺寸尺寸被设计成匹配/补充其相应/相关联的DIPP 110的有效区域，其产生图像组成信号115k。输出的物理尺寸不需要与输入的物理尺寸尺寸相匹配-也就是说，输出可以是相对锥形或扩展的，或者圆形周边输入可以变成直线周边输出。其他变换包括信号的重新定位-虽然图像构成信号115i可以在图像构成信号1152附近开始，但是由通道135产生的显示图像基元1201可以位于由先前“远程”图像产生的显示图像基元120x的旁边。组成信号115x。这允许交错信号/基元与其生产中使用的技术分离的极大灵活性。对于个体或集体物理变换的这种可能性是矩阵130的每个信道的选择。

信道140示出了具有一对输入和单个输出的信道(聚合该对输入)。例如，信道140接收两个原始图像组成信号，信号1153和信号1154，并产生单个显示图像基元1202。信道140允许添加两个幅度，使得基元1202具有比任一组成信号更大的幅度。信道140还允许通过交织/多路复用组成信号来改善定时。例如，每个组成信号可以以30Hz操作，但是所得到的图元可以以60Hz操作。

信道145示出了具有单个输入和一对输出的信道(分解输入)。例如，信道140接收单个原始图像组成信号，信号1155，并产生一对显示图像基元-基元1203和基元1204.信道145允许再现单个信号，例如分成具有许多信号的两个并行信道。除了幅度之外，分解信号的特征。当振幅不是所希望的时，如上所述，可以通过聚合来增加振幅，然后分解可以产生足够强的信号，如图2所示的其他代表性通道所示。1。

信道150示出了具有三个输入和单个输出的信道。包括信道150以强调实际上可以将任何数量的独立输入聚合成单个信道中的处理信号，以产生例如单个基元120s。

通道155示出了具有单个输入和三个输出的通道。包括信道150以强调单个信道(以及其中的信号)可以分别分解成几乎任何数量的独立但相关的输出和基元。在另一方面，信道155与信道145不同-即从输出产生的基元120的幅度。在信道145中，每个幅度可以被分成相等的幅度(尽管一些分解结构可以允许可变的幅度分离)。在信道155中，基元1206可以不等于基元1207和1208的振幅(例如，基元1206可以具有大约是基元1207和基元1208的振幅的两倍的振幅，因为不需要在同一节点处分解所有信号。)。对于基元1207和基元1208中的每一个，第一除法可以导致信号产生基元1206的一半，并且得到的一半信号进一步被分成两半。

信道160示出了包括三个输入的聚合和分解成一对输出的信道。包括信道160以强调单个信道可以包括信号的聚合和信号的分解。因此，在必要或期望的情况下，信道可以具有多个聚合区域和多个分解区域。

因此，矩阵130借助于包括聚合和分解的处理级170的物理和信号特征操纵而成为信号处理器。

在一些实施例中，矩阵130可以通过限定通道的物理结构的精确编织工艺来产生，例如用于一组光纤的提花编织工艺，其共同限定数千到数百万个通道。

概括地说，本发明的实施例可以包括耦合到图元生成系统(例如，矩阵130)的图像生成阶段(例如，图像引擎105)。图像生成阶段包括N个显示图像基元前体110.每个显示图像基元前体110i生成相应的图像组成信号115i。这些图像构成信号115i被输入到图元生成系统中。基元生成系统包括具有M个输入通道的输入级165(M可以等于N但不需要匹配-在图1中，例如一些信号不输入到矩阵130中)。输入通道的输入从单个显示图像基元前体110x接收图像组成信号115x。在图1中如图1所示，每个输入通道具有输入和输出，每个输入通道将其单个原始图像组成信号从其输入引导到其输出，输入级165有M个输入和M个输出。原始生成系统也是包括具有P个分配信道的分配级170，每个分配信道包括输入和输出。通常M＝N和P可以根据实施方式而变化。对于一些实施例，P小于N，例如，P＝N/2。在那些实施例中，分配信道的每个输入耦合到来自输入信道的唯一输出对。对于一些实施例，P大于N，例如P＝N*2.在那些实施例中，输入通道的每个输出耦合到分配通道的唯一输入对。因此，基元生成系统缩放来自显示图像基元前体的图像组成信号-在一些情况下，多个图像组成信号在分配通道中被组合作为信号，并且其他时候单个图像组成信号被分割并呈现为多个分配通道。。矩阵130，输入级165和分配级170存在许多可能的变化。

图2示出了实现图1的成像架构的版本的成像系统200的实施例。系统200包括编码信号的集合205，例如多个图像组成信号(在IR/近IR频率下)，其被提供给光子信号转换器215，光子信号转换器215产生数字图像基元225的集合220，优选地在可见频率，尤其是真实世界可见成像频率。

图3示出了图1的光子信号转换器215的一般结构。转换器215接收一个或多个输入光子信号并产生一个或多个输出光子信号。转换器215调整输入光子信号的各种特性，例如信号逻辑状态(例如，开/关)，信号颜色状态(IR到可见)和/或信号强度状态。

图4示出了光子转换器400的特定实施例。转换器405包括有效光源405.源405可以例如包括IR和/或近红外源，以在后续阶段中实现最佳调制器性能(例如，LED阵列发射在IR和/或近红外线)。转换器400包括可选的体光学能量源均化器410.均化器410提供在必要或期望时均匀化来自源405的光的偏振的结构。均化器410可以布置成用于主动和/或被动均质化。

接下来，按照来自光源405的光传播的顺序，转换器400包括编码器415.编码器415提供来自源405的光的逻辑编码，其可以被均匀化，以产生编码信号。编码器405可以包括混合磁光子晶体(MPC)，Mach-Zehnder，透射阀等。编码器415可以包括调制器的阵列或矩阵，以设置一组图像组成信号的状态。在这方面，各个编码器结构可以等效于显示图像基元前体(例如，像素和/或子像素，和/或其他显示光能信号发生器)。

转换器400包括可选的滤波器420，例如与平面偏转机构(例如，棱镜阵列/光栅结构)结合的偏振滤波器/分析器(例如，光子晶体介电镜)。

转换器400包括可选的能量重新捕获器425，其重新捕获来自源405的能量(例如，IR-近红外偏转能量)，其被滤波器420的元件偏转。

转换器400包括调节器430，调节器430调制/移位从编码器415产生的编码信号的波长或频率(可能已经由滤波器420滤波)。调节器430可以包括磷光体，周期性极化材料，震动晶体等。调节器430获取产生/切换的IR/近红外频率并将它们转换成一个或多个所需频率(例如，可见频率)。调节器430不需要将所有输入频率移位/调制到相同频率，并且可以将IR/近红外中的不同输入频率移位/调制到相同的输出频率。其他调整是可能的。

转换器400可选地包括第二滤波器435，例如用于IR/近红外能量，然后可选地包括第二能量重新捕获器440.滤波器435可以包括光子晶体介电镜)与平面偏转结构(例如，棱镜)相结合阵列/光栅结构)。

转换器400还可以包括可选的放大器/增益调整445，用于调整一个或多个参数(例如，增加编码的信号幅度，可选地滤波的信号幅度和频移信号)。可以通过调整445来调整其他或附加的信号参数。

可以假设操作和设备类型的分离提出了阶段和设备的显着空间分离，从而实现了用于显示和投影的许多新颖的物理体系结构，其中基本像素状态信号被远程发起并且分布到下面的阶段。宽带电信网络。这是本公开的重要新颖和优选实施例和特征，基本上是相对“哑”频率/波长调制和强度调制阶段(最终使用无源材料)的“直接显示数据”分布。用于图像显示目的的重要中间信号处理可以通过光纤到显示器架构来消除，其中原始光脉冲分组数据包含子像素地址信息作为本地设备SSID的子集。仅路由到“开启”的子像素，用于视频点播和其他数据密集型视频流应用，例如远程呈现，总网络速度和本地设备速度将通过减少不需要的中间数据和信号处理操作而显着增加。

作为该整体方案的变型和附件，可以采用本地(建筑级或房间级)专用视频信号路由器/服务器来分配视频信号，采用电信，光子和光纤信号处理方法和已知的设备。在现有技术中，包括DWDM(密集波分复用)，以及给定建筑物或房间中相对“哑”的显示和投影装置。这种协议和专业化可应用于从地铁到长距离的直接视频信号分配的所有尺度。

虽然这种操作和设备类型的分离实现了这一重要特征并且显示宽带网络信号处理架构，但这并不意味着操作，处理阶段和设备必须在物理上分离或建立或者是高度分布的视频的一部分。-如上所述的信号处理网络和体系结构。

实际上，执行最终实现最终可观看子像素或像素的专用的，去组合的信号处理级的优化设备可以在紧密亲密度上物理并置，并且作为光子集成电路设备的极小设备特征。或者作为具有许多以阵列制造的处理元件的物理相邻或粘合的装置。考虑了晶片和光子织物版本，其中光子织物或“光学织物”是与本公开特别相容的结构形式。这些系统由本公开的发明人在结合于此的一个或多个未决申请中提出。

所提出的“去组合”像素调制过程的高级优选实施例，其中像素调制的元件由离散的，分离的阶段，设备和操作来执行：

用于产生最终可视像素或子像素信号的解组合离散信号处理架构的三个主要或典型处理阶段是：状态(像素逻辑)；频率或波长调制；和强度调制。本提议的一些实施例的一个重要目的是，这种“分工”或像素调制元件的去组成是指向的，以便优化每个阶段，在每个阶段最佳地使用材料和方法，而不是通常在集成设备方法下发现的妥协。

实现用于许多调制器的最有效的状态改变切换的材料，包括切换速度和吸收，通常在电信波长下操作，使得在那些波长处的调制对于该部分的总成分的性能将是最有效的。像素调制任务。使用后续阶段对来自该级的输出进行频移提供了利用最佳材料和方法优化状态调制的方法，将频率调制(包括用于颜色带宽增强)留给针对颜色输出优化的其他方法和材料。

另外，在这两个阶段中采用的相同材料和方法虽然在最佳操作范围内有效且低吸收，但是可以限制光能量吞吐量的总量。因此，将采用通常用于放大信号的强度调制级，使用针对该任务优化的材料和方法。

强度调制也具有其他应用。在像素颜色系统中，子像素本身可以改变强度，而不是仅具有开或关状态，除了像素逻辑门或调制器的开/关状态数据，第二变量，强度变量，与二进制开关状态数据配对。这可以作为光学信号携带，其中基极开关信号通过强度调制级，仅当基极开关信号“接通”但“读取”强度水平并通过可变放大响应时才触发。适当的信号。或者，在光电子器件变体中，开关像素逻辑“栅极”状态以电子方式寻址到该系列中的第一器件，并且强度状态电子寻址到强度调制器件和级，仅如果第一阶段是“开启”。在所提出的系统的优选实施例中的优选像素-逻辑调制装置和方法中，通常在光子集成电路，光子学和电信信号处理中发现两种最佳的调制方法。

根据本公开的一个原理，选择像素状态调制方法以针对所有切换特性进行优化，而与操作频率无关。因此，用于本公开的两种最优选的方法，以及作为本公开的新颖图像显示和投影系统的一部分，是Mach-Zehnder调制器和磁光和磁光调制器。

优选的Mach-Zehnder调制器的一个例子在Green等人在IBM Watson研究中心开发的新版本中找到，首先在Optics Express，Dec 10,2007/Vol。Mach-Zehnder调制器可以定义为采用光信号的信号分离级的光电调制器或光子调制器，两个“臂”，通过它们相同的信号(至少分开和减少)通过每臂强度的一半)，以及通过两个臂中的至少一个臂中的电荷和空穴的移动选择性地改变折射率的装置功能，使得当指数改变时，两个信号相互交错。相互之间(两个分支之一中的一个信号的净延迟)，并且在两个“臂”重新连接的点处，分离信号将干扰并且由此重新组合的信号的强度将被减小/变化(最大，为零)。M-Z在硅上的优点是与CMOS制造和材料技术，宽带操作以及环境和热稳健性的兼容性。

绿色硅MZ调制器是高速(10Gb/s)低功率(5pJ/位)和低电阻(49Ω)，其小尺寸实现高载流子密度并因此增加效率超过两倍。肋波导宽550nm，高220nm，器件面积约为0.12μm2，包括MZ臂和激活PIN结，使器件比先前的MZ调制器小100-1000倍(100μm总长x 10μm)。

已经证明基于环形谐振器的调制器具有相似的尺寸(绿色M-Z器件仅大5倍)，但是迄今为止已经显示出对温度和其他环境和操作条件以及制造缺陷更敏感。然而，这种调制器虽然不太优选，但也包括在优化的像素逻辑中；用于本公开的调制方法。

Fujita，Levy和Osgood在美国专利申请20040047531中指出了P-I-N型M-Z调节剂的变体，该专利申请通过引用并入本文。一种M-Z分支结构，由MO材料的肋状波导组成，其两个臂受到横向MO效应，起到延迟相位的作用。所提出的特定配置是作为光学隔离器，但是该方法对于本公开具有用于像素逻辑调制的新颖适应性：Green等人的方法被转移到MO材料方案，与非事实不同。MO效应的倒数性质(允许臂中的反射效应，从而减小臂长度)，特别是以光子带隙周期性结构(例如光子带隙(PBG)光栅的形式)，参见Levy的美国专利申请20040080805，参考)在MO MZ武器；并且可能具有较小尺寸的场产生装置(与P-I-N相比)。与Green EZ/P-I-N MZ的这些差异表明与Green MZ调制器相比整个装置更小型化的可能性。

然后，这引入另一类优选的调制器，磁光(MO)或磁光晶体(MPC)调制器，其工作频率通常在红外或近红外频率下高效，但其效率通常已显示随着波长从可见红色变为绿色，最显着的是可见的蓝色波段，会急剧下降。

虽然已经在MO材料和MPC结构中证明了改进，包括在本发明的发明人的指导下实现的第一实际MO蓝色材料，但是这些改进的效率仍然只是传统电信中可实现的效率的一小部分。波长。这是由于铁磁材料的典型应用，其表现出最大的维尔德常数，因此是最大的法拉第旋转，例如铁-石榴石厚膜和薄膜。在性能最佳的散装材料中，有Bi取代的YIG(钇铁石榴石)薄膜。这些材料中铁在蓝色带中的吸收导致透射率差，因为可见光频率接近蓝色带，最大吸收发生在可见蓝色中。在这些BIG薄膜中表现最好的是由美国新泽西州的Integrated Photonics制造的厚膜，其也具有非常高的透射率和法拉第旋转直至可见红色部分的光谱。

在领先类型的MO或MPC调制器中，选择用于在红外，近红外或可见红色处的最佳逻辑和信号处理操作的材料，在本公开的目的中最优选的是开发的平面调制器。Levy MO装置是平面光子带隙型光栅结构，包括光栅几何形状，其一旦被施加的磁场饱和就保持稳定的磁化状态(剩磁)。电信波长的高效率，包括低损耗，高速，低功率，双稳态(通过锁存/剩磁)和小占地面积(大约10μm×10μm)使得Levy PBG MO设备具有潜在的高度竞争力。绿色MZ设备。

另外优选的类型是本发明人提出的周期性薄膜MPC“挡光板”(Light BafflePCT)，其采用一系列磁光和其他介电膜的形式，厚度通常为λ/4，与场生成元件层叠，优选地在像素区域本身中并且对透射通过像素的光的频率透明。像素内场产生结构的层间化提供了在整个薄膜叠层厚度和像素之间的磁化管理；将场脉冲发生装置放置在像素区域本身中允许每个像素被折射率对比材料或周期性结构包围，该周期性结构引导每个像素光束通过叠层以形成有效的像素。

由本公开的发明人领导的工作证明了切换速度低于15ns的实际MOSLM，其中材料在施加外部脉冲磁场之后具有固有剩磁。

其他值得注意的MO装置包括由Inoue等人提出并与FDK结合商业化的磁光空间光调制器(MOSLM)。Inoue提议的最新例子见于待审美国申请20040036948，其中改进了SLM的结构，特别是使用两个导电层和隔离沟槽，这些沟槽不需要完全延伸通过MO膜，这减少了与Inoue等人的早期提议相比，所需的场大小和简化了制造，该申请结合于此。

本发明的一些实施例所涵盖的MO和MPC调制器领域的另一变型包括在IEEEJournal of Quantum Electronics中提出的阿尔伯塔大学的磁-等离子体调制器Chau，Irvine和Elazzabit，2004年5月。该子类型具有改进的特征尺寸减小，数千兆赫兹速度和频率可调性的潜力。

虽然这些示例一般表示来自光子学和光电子学的优选调制方法，但是本发明不限于这些类型，并且包括使用针对频率，强度和带宽优化的任何调制方法，而不是直接由要求决定。由于采用其他方法，装置和操作来有效地实现可见图像显示的其他特性，因此可见图像显示和投影。

在目前的提议下，将最终像素的形成分解成单独的操作部件的像素逻辑之后的操作阶段和“分开地”执行那些操作部件的优化装置是波长优化。

用于频率或波长调制的市售方法包括使用周期性极化的铌酸锂用于准相位匹配。对于整个公开的优选实施例，其将像素调制过程分解为离散的，优化的像素逻辑，颜色调制和强度调制，这是像素逻辑级，装置和操作的优选实施例。组合的像素调制方案。

通过诸如Arasor之类的公司已经在紧凑的激光装置中演示并实现了通过这种工程材料的电磁波的高效波长移位。通过输入电磁能量通过周期性极化介质进行波长移动来实现高效的RGB光照射。方法在Arasor的美国专利7,436,579“移动电荷诱导周期性极化和装置”中公开，其通过引用并入本文，制造方法，特别关注氧化镁掺杂的全等铌酸锂，实现改进的光栅结构和由其制造的器件。根据本发明，“利用该器件结构可以实现高效的畴光栅，例如，对于蓝光倍频，光栅周期为4.45μm，已经实现了大于16pm/V的有效非线性系数。”在投影系统的Arasor专利中提出了建议，其中通过QPM设备方法提供源RGB照明，结合DMD(数字微镜设备)或扫描线生成装置如GLV(光栅光阀)。在这些方案中，在阵列或扫描装置中的像素切换之前，在体照射中发生频率转换或波长移位。

在反射型像素调制方案中，这是一种相当有效的方法，但是它具有显着的局限性，妨碍了其应用于本公开的信号处理系统，因此其具有在网络中实现最佳效率的潜力。像素调制技术。

在光学系统级别，自由空间反射解决方案的实现是非最佳的。从这种装置到强度调制装置的光的反射是不切实际的，因为必须在自由空间中的后续装置阵列上精确地绘制整个图像或扫描线以执行强度调制(通常是信号放大)。灰尘和对准问题是使用DMD(包括带有激光照射源的DMD)的RPTV(背投电视)系统中发现的问题，使得用于像素放大的第二自由空间阵列变得不切实际。

此外，顺序操作的反转，将频移操作置于像素逻辑操作之前，消除了所提出的架构的高度分布版本的机会，该基本像素逻辑状态被分布为光信号。通过网络并路由到显示器具，其中根据需要通过显示器“固定装置”中相对便宜且“哑”的组件对信号进行频移和放大。

最后，并且重要的是，DMD在切换速度和用于像素逻辑操作的其他优化标准方面不是“最佳”，因此不满足本公开的目的，以实现优化构成调制的每个离散操作(无论是光电还是全光)。实际上，选择DMD或类似的调制方法牺牲了相对宽带切换能力的其他切换性能标准(假设镜面材料/表面反射R，G和B波段)。如果使用反射像素逻辑技术，最好使用在最佳频率/频带下几乎完全反射的材料制造，然后使用针对该目的优化的材料和方法进行色移。但是，这当然是本公开的示例，而不是Arasor等人提出并商业化的系统。

一旦像素状态由像素逻辑操作和设备设置，有两种类型的频率调制/转换设备可以用作下一级，一种类型是相对被动的，另一种是相对活动的。

对于系统的一些实施例和颜色调制阶段，设备和操作的一些实施例：

相对无源的频率调制装置本身具有两种基本类型：1)执行设定频率变换的非泵浦材料，通常根据特定色带选择和定制材料，或2)，与Arasor QPM一样技术，一种被动激励材料结构，其中对于每个子像素或像素，例如，存在跨越结构化材料设置的电极。

相对有效的频率调制设备也有两种基本类型：1)逻辑寻址的移位设备，仅当信号是(无源矩阵或有源矩阵)寻址到设备时才被供电。根据激励设备的功率要求，这种增加的复杂性可能比无源类型的第二版本净成本更低，其中功率总是“开启”。2)像素颜色可调移位装置(与RGB子像素型彩色系统和其他类似的部件颜色系统相反)，其中基于所需的最终色带设置波长移位的幅度。

用于被动激励或主动寻址激励的频率调制设备的功率可以由电路提供，例如无源或有源矩阵，或者由像素或子像素信号本身的光功率提供。

[另一个优选实施例的总体非组合方案(也可以是单独的公开内容)源于不可见恒定照明的颜色调制，其(默认情况下，由于人类视觉系统的性质)实现了像素-逻辑，分离像素逻辑阶段/设备/操作删除；在一个子变型中，增加了能量回收阶段/设备/操作。

该第二类型的可调色移与非可见输入频率组合，还提供了本公开所提出的“组件化”显示和投影技术的另一变体的基础。在这个重要且新颖的变体中，输入照明是不可见的(频率高于或低于可见范围，或两者)，但是恒定(或相对如此)。功率耦合电路通过使用反射材料或光伏材料来实现，该反射材料或光伏材料在色移阶段之后作为组件引入，如果它们没有移位并且通过色移材料则反射不可见频率。

如果采用反射材料，例如优化的光子带隙材料和结构，例如可从Omniguide，Inc。商购的“完美介电镜”，则使用这种材料的定制版本(采用众所周知的方法)对于光子晶体设计，建模和制造的艺术，只能反射不可见的波段。在取向时，反射镜可以使不可见光反射回传播轴，并因此返回到照明装置(腔，光学器件，装置等)。

如果采用光伏材料，它将由对可见波长透明但对源光照装置的非可见波长有效的材料和/或结构组成。以这种方式重新获得能量。

可以采用其他能量再捕获手段来代替光伏或反射-再捕获方案。

在用于显示器和投影仪的非组合像素调制系统的这种变型中，使用不可见光源照明消除了传统的“开-关”像素逻辑操作，仅留下色移和强度调制。视觉系统(HVS)无法看到未移位的非可见光照明，在物理上和结构上已经删除了“开关激励组件”，但实际上，在HVS的背景下，色移阶段本身正在实现像素-logic默认操作。可调谐和“静态”寻址的频移可以用于该变型，其中可调谐版本通过丢弃多个子像素/信道而有利于单个可调整的最终颜色像素来实现更紧凑的类型。

因此，能量重新捕获方法是添加到所提出的系统的可选的附加解组合阶段，并且实际上可以用作许多其他变体的可选阶段，包括更典型的像素逻辑/频率转换/强度调制。序列。

如果非激励的色移材料和装置部分地吸收那些频率，则可以在那个(或者光信号从信号中消失并被吸收的任何其他阶段)从加热元件重新捕获热能。通过本领域已知的热回收方法，或由材料/装置散布。

为了改善颜色转换的带宽，可选变体包括在像素逻辑级之后的信号分离器，其将调制信号传送到两个或更多个分支，其中利用被优化以产生更宽的材料和器件来执行频率转换。目标颜色范围内的波段。后颜色转换，重新组合单独的通道。这可以在芯片，批量组件或光纤器件/光子织物版本中实现。

可调谐和不可调谐的色彩调制级，装置和整个“去组合”像素调制系统的操作的第二优选实施例应用本领域已知的波长/频率偏移方法，具体由Reed提出，Soljacic，Joannopoulos等人在MIT，Pending US Application 20050030613，“Shockwavemodulation and control of electro-magnetic radiation”，在此引入作为参考。

根据本发明的一个方面，提供了一种修改或转换输入到非线性介质中的电磁辐射的频率的方法。该方法包括通过在非线性介质的相对端引入具有变化频率的第一组电磁辐射，在非线性介质中形成移动光栅。电磁辐射以第一频率输入非线性介质。而且，该方法包括从非线性介质中提取第二频率的电磁辐射。非线性介质中的移动光栅允许将电磁辐射修改为第二频率。

所提出的方法的优点之一是能够以高效率在宽频率范围(通常为20％或更高)上改变电磁辐射的频率：

“分析理论预测在窄光子晶体带隙的极限中仅存在一个反射频率。这一事实使得转换过程中的效率达到100％。实际上，非线性材料中的小带隙很好地进入单个反映频率制度。“

冲击波被引入光子晶体-爆炸载荷，高强度激光，压力，电场，温度-并影响指数的介电调制。采用的优选装置包括耦合的电感器-电容器谐振器。用于产生冲击波的方法包括通过“MEMS装置，旋转，螺旋光子晶体图案等，由光力控制”。据估计，由光提供的力足以使典型的MEMS装置移位。对于10毫瓦范围内的强度，10％的波长为1.55微米。“在本实施例的新颖提议中，对于机械(MEMS)弹簧谐振器使用非晶金属弹簧可能是特别有益的。

波长转换可以是“向上”或“向下”：在光波方向上的冲击波，频率的上转换；冲击波反向，向下转换

在上转换中，当被冲击前方捕获的光时，频率增加。从局部状态中捕获的光的非线性效应来看，振幅比预震状态高几个数量级。从披露：

虽然通过机械装置的电磁辐射频率的显着变化通常需要与以大部分光速移动的物体相互作用，但绝热方法不具有这种要求。辐射在整个系统带隙中频率上升的绝热性质具有以下特性：它可以在频率相同的大偏移下任意缓慢地完成。这种关键的物理机制将震动的光子晶体从接近光速的界面传播的不可能的任务中解放出来。最后，应该注意的是，在该绝热图像中也发生时间反转的频率降低效应。

在带边缘附近的光子晶体中存在特殊位置，其中反射光的相位是反射表面的速度的强函数。这些特殊位置存在于dH/dx＝0的地方附近，其中H是磁场。如果诸如镜子或其他光子晶体的反射表面在这些位置附近移动，则可以观察到反射光的异常大的频移。反射信号中存在额外频率是一种调制形式。

通过重叠带隙区域的光的绝热演变：光基本上被捕获在腔中，当冲击压缩晶格时，该腔被“挤压”，从而增加频率。每次震动传播通过格子单元时都会发生这种情况。

利用移动光子晶体实现电磁辐射的高效频率转换的另一种方法。这在非线性区域内产生电介质或移动光子晶体4的移动周期调制或移动光栅。对于低于移动光子晶体的带隙尺寸的带宽的光，在相位匹配系统中的这种转换的效率是100％，实际上可以是大约10.some.-3.ω。这种频率转换方法可以在任意微弱的输入信号上进行。

转换可以是脉冲的或连续的：晶格常数和冲击前沿厚度的尺寸确定脉冲或连续转换-与晶格常数相比，更大的冲击前沿使得转换连续。

晶体的带隙可以确定频率转换的量；移动表面(震动)和反射固定表面(光子晶体镜，频率相关)，也调节带宽。晶体缺陷有用，转换效率高

讨论最后总体建议他们的方法优于其他人，最后的重要结论是：

因此，本发明的设备的一些实施例允许产生任意频率，该频率可通过调整带隙的大小来调整。通过现有装置产生任意频率是困难且昂贵的。通过这里概述的高压模式的光和物质的强相互作用提供了交替的非线性材料效应，其需要高强度和电子器件，其将光学信号转换成机械效应。通过本发明的装置的一些实施例可以在没有任何供电的情况下完成频率转换。

还提出了一种采用其提出的频率转换方法的新型全光学装置：“使用薄反射膜作为中间装置如何将信号从一个波长转移到另一个波长的具体示例。左侧的信号调制调制右侧不同频率的光的薄膜位移。“

在本公开的新颖应用中，可调频率偏移由位移光束实现，而不是由电子信号实现。在本公开的新颖系统中，消除了对多个子像素的需要，因为采用单个像素，其颜色状态通过位移光束来选择。MIT方法允许在同一系统中进行带宽控制。这实现了波长优化/颜色转换操作，阶段和装置的优化版本，并且另外是本公开的优选实施例的优选方法，其中像素逻辑在默认情况下在颜色的解组合中实现。-选择阶段和使用不可见(可恢复)输入照明，这些照明是颜色选择并默认同时进入可见范围。

通过控制冲击速度实现的MIT方法的最佳光脉冲延迟特征可用于实现帧速率的帧交错或操纵。这可以通过电光或新颖的全光学方法实现。

在可选但基本情况的实施例中，其中颜色系统中的至少一些像素需要强度放大-无论是因为先前的操作阶段产生与其他颜色相比强度不足的像素逻辑，或者通常用于平衡强度或更高对比度(例如在高动态范围成像，HDRI中)-存在信号放大操作，阶段和平均值遵循颜色或波长优化阶段，操作和手段。

在替代实施例中，波长优化可以遵循强度放大。

用于频率转换的本公开的最终优选实施例采用更常规的吸收-发射材料和方法，包括磷光体吸收和LED材料系统熟悉的方法。

是否所有子像素都需要放大到相同的程度，或者某些像素比其他像素更多，或者某些像素需要一些放大而其他像素根本不需要放大，或者图像的某些区域是否需要一般放大或放大梯度以增加动态范围，将由诸如变化的像素逻辑方法和装置(可能在颜色子像素通道之间变化)，波长优化(移位，带宽展宽)装置(也可能在通道之间变化)，颜色系统本身(RGM)等问题确定与其他系统相比，其可以包括白光子像素等)，以及用于增加图像空间的动态范围的动态范围管理方法和系统。

用于强度放大的可用方法包括熟悉电信的那些方法。光放大器包括掺铒放大器(使用激光中采用的典型增益介质)，包括硅光纤。泵浦铒离子，提高电子的能量状态，使得当信号通过介质时，电子从激发态下降并以信号频率发射，从而增加信号的强度。其他稀土掺杂剂用于其他频率，例如Th和镱(这些仅在波长优化之前发生强度放大时仅对本公开是实用的)并且采用适合于可见波长的掺杂剂。

半导体光放大器(SOA)提供另一种材料/器件平台以实现信号放大。垂直腔SOA提供LSI阵列架构，其在根据解组的步进优化系统的各种实施例的集成阵列的制造中有益于本公开。

在半导体方案中，也可以采用拉曼放大，如Intel在其连续波硅激光器，Nature，第433卷，2005年2月17日中所证明的。硅中的拉曼效应比玻璃二氧化硅强100000倍。在所有可用于垂直腔SOA型结构的放大方法中，这可能是最优选的。

通常，泵装置最通常是光学的，并且当光学时，它最佳地处于不可见波长(在强度放大阶段之后可以串联使用用于任何未吸收的泵浦光的有效光子晶体滤波器。去除可能离开可视像素区域的泵浦波长的照射。它可以与串联设置的本发明的元件同轴，或者泵浦梁可以以九十度或另一角度插入但不是同轴的；优选地，它以与出口通道成锐角的角度进入，使得泵浦光束如果连续“接通”，将在与最终可视像素或子像素相反的方向上偏转。

因此，作为优选方法的Intel的基于P-I-N的拉曼连续波激光器也可以包括硅的非光学泵浦。

另外，根据该系统，其中在像素逻辑和/或波长优化阶段之后调整最终照度级(每个子像素，每个像素)，操作和装置，在极端情况下，初始输入照明装置对于图像显示和投影系统，可以是极低水平的照明阶段。

因此，在像素或子像素级上的选择性放大具有显着降低整个系统的功耗的潜力。在“始终开启”的大容量照明光源中，将光能以最大水平泵入系统，系统在任何时候仅使用该光源的一小部分，导致更大的热吸收和损耗，并影响一些热的操作效率-敏感组件。由像素逻辑光阀“拒绝”的低电平源照明意味着在分解像素调制系统中通过解组合操作/级/组件的较少损失和较少的热吸收。仅在设置了像素的“开”或“关”状态之后，仅在每个子像素或像素之后选择性地添加功率。所提出的系统的版本，例如采用色移到默认的版本。同时实现像素逻辑，可能会也可能不会使用低电平输入照明。但是也可以通过在这种状态下采用低电平源照明来实现优化版本，这样就可以实现非可见光源照明。当没有移位时由系统恢复(如本文其他地方所公开的)仍然是低级初始照明，然后在色移/默认像素逻辑级之后对其进行强度放大。

可以使用本公开所涵盖的解组合像素调制系统的阵列来实现任何尺寸的装置，包括具有MZ或MPC调制器阵列的版本，集成或空间分离(包括远距离，如在具有频率转换材料和器件阵列的本公开的分布式系统，包括优选的冲击波和光子晶体频率转换和铌酸锂QPM频率转换材料和方法以及“静态”吸收发射(例如，磷光体)材料可以实现，并且可以与强度放大材料和器件阵列进一步集成或空间分离。特别是像素逻辑和频率转换的来源和位置可能在物理上相当远，或以其他方式包含在“平面或紧凑”的平面或紧凑的“图像服务器”架构中，例如德州仪器(TI)等SLM专有的DMD，DLP或LCoS SLM用于前后投影系统。

它们可以在芯片上，在PCB型结构上实现，集成在光纤中，并且仅在通过光学结构集成到可视“集成”图像显示表面的可视“显示器”阶段中实现。强度放大可以是建筑物中，图像显示服务器中的局部，具有或不具有相同服务器结构中的像素逻辑和波长优化级，或者是显示器固定装置的本地。

最终显示器结构可以是在准投影，拉伸膜中采用光纤的被动张紧膜智能结构系统(参见并入的应用由具有无源或有源光纤的3D固体结构形成的离散纺织结构显示器(参见并入的专利申请)；薄膜平板显示器，紧凑型SLM与投影光学系统相结合；或传统的刚性外壳，实心基板显示结构。

通常，将像素信号调制“解组”成离散处理操作开辟了许多可能性，用于利用和集成到电信的方法和基础设施以及作为其一部分的服务器范例中。

虽然本文已经公开了特定实施例，但是基于解组合和单独优化像素调制所需的操作和阶段，它们不应被解释为限制所提出的新颖图像显示和投影的应用和范围。

已经一般性地描述了上述系统和方法，以帮助理解本发明优选实施例的细节。在本文的描述中，提供了许多具体细节，例如组件和/或方法的示例，以提供对本发明实施例的透彻理解。本发明的一些特征和益处以这种模式实现，并且在每种情况下都不是必需的。然而，相关领域的技术人员将认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下实施，或者与其他装置，系统，组件，方法，部件，材料，部件和/或喜欢。在其他情况下，没有具体示出或描述公知的结构，材料或操作以避免模糊本发明的实施例的各方面。

本说明书中对“一个实施例”，“实施例”或“特定实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。发明并且不一定在所有实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”，“在实施例中”或“在特定实施例中”不一定是指同一实施例。此外，本发明的任何特定实施例的特定特征，结构或特性可以以任何合适的方式与一个或多个其他实施例组合。应当理解，根据本文的教导，本文描述和说明的本发明实施方案的其他变化和修改是可能的，并且被认为是本发明的精神和范围的一部分。

还应当理解，附图/图中描绘的元件中的一个或多个也可以以更加分离或集成的方式实现，或者甚至在某些情况下被移除或呈现为不可操作，如根据特定的应用程序。

另外，除非另外特别指出，否则附图/图中的任何信号箭头应仅被视为示例性而非限制性的。此外，除非另有说明，否则本文所用的术语“或”通常旨在表示“和/或”。组件或步骤的组合也将被认为是注意到的，其中术语被预见为使得分离或组合的能力不清楚。

除非上下文另有明确规定，否则如本文的描述和随后的权利要求中所使用的，“一个”，“一个”和“该”包括复数指代。此外，如本文的描述和随后的权利要求中所使用的，“在...中”的含义包括“在......中”和“在......上”，除非上下文另有明确规定。

本发明的所示实施例的前述描述(包括摘要中所描述的内容)并非旨在穷举或将本发明限制于本文所公开的精确形式。虽然本文仅出于说明性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识和理解的，在本发明的精神和范围内可以进行各种等同修改。如所指出的，根据本发明的所示实施例的前述描述，可以对本发明进行这些修改，并且这些修改将包括在本发明的精神和范围内。

因此，虽然本文已经参考其特定实施例描述了本发明，但是在前述公开内容中意图进行修改，各种改变和替换的范围，并且应当理解，在某些情况下，实施例的一些特征是在不脱离所阐述的本发明的范围和精神的情况下，将采用本发明而无需相应地使用其他特征。因此，很多可以进行修改以使特定情况或材料适应本发明的基本范围和精神。本发明不限于在以下权利要求中使用的特定术语和/或作为实施本发明的最佳方式公开的特定实施例，而是本发明将包括任何和所有实施例和等同物。所附权利要求的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求确定。

Claims (43)

1.一种用于生成具有一组N个独立预定信号属性的信号的信号装置，N>2，包括：

M个离散信号处理级的串联耦合组，M的个数等于N的个数，每个所述离散信号处理级包括响应任何输入信号的信号处理器，所述输入信号具有N个预定信号属性集的P个独立预定信号属性的第一子集，P<N，以产生级输出信号；

其中每个所述级输出信号包括一组N个独立预定信号属性的R个独立预定信号属性的第二子集，R＝P+1；

其中所述N个预定信号属性的所述R个独立预定信号属性的第二子集包括所述N个预定信号属性的集合的P个独立预定信号属性的所述第一子集；以及

其中第i个离散信号处理级，i＝M，产生具有N个独立预定信号属性的集合的所述级输出信号。

2.如权利要求1所述的信号装置，其中N＝3，并且其中每个所述离散信号处理级包括从由信号调制器级、信号频率建立级和信号强度级组成的组中唯一选择的级。

3.如权利要求1所述的信号装置，其中，所述信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第i离散信号处理级的所述级输出信号包括显示图像基元。

4.如权利要求2所述的信号装置，其中，所述信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第i离散信号处理级的所述级输出信号包括显示图像基元。

5.如权利要求1所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到公共基础上。

6.如权利要求2所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到公共基础上。

7.如权利要求3所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到公共基础上。

8.如权利要求4所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到公共基础上。

9.如权利要求1所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。。

10.如权利要求2所述的信号装置，其中所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。。

11.如权利要求3所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。。

12.如权利要求4所述的信号装置，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。。

13.根据权利要求7所述的信号装置，其中N>3并且其中所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并且通过信号属性保留信道。

14.如权利要求8所述的信号装置，其中N>3并且其中所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个所述远程级集成到离散基础上，并且所述远程级通过信号属性保留信道耦合在一起。

15.如权利要求1所述的信号装置，其中所述离散信号处理级之一包括产生用于所述输出级信号的一对独立变量的混合级。

16.如权利要求15所述的信号设备，其中所述混合级包括强度调制级设置数字ON/OFF逻辑状态属性和模拟强度属性。

17.一种生成多个信号的信号装置，每个信号具有一组N个独立的预定信号属性，N>2，包括：

多个串联耦合的M个离散信号处理级组，一个组用于多个信号中的每个信号，M的个数等于N的个数，每个所述离散信号处理级包括响应任何输入信号组的信号处理器，所述输入信号具有N个预定信号属性组的P个独立预定信号属性的第一子集，P<N，以产生一组级输出信号；

其中每个所述级输出信号包括N个预定信号属性组的R个独立预定信号属性的第二子集，R＝P+1；

其中所述N个预定信号属性的所述R个独立预定信号属性的所述第二子集包括所述N个预定信号属性的集合的P个独立预定信号属性的所述第一子集；以及

其中所述第i个离散信号处理级，i＝M，产生所述级输出信号组，其具有用于每个所述级输出信号的N个独立预定信号属性的集合。

18.如权利要求17所述的信号装置，其中，所述多个信号中的每个信号包括N个独立预定信号属性的独立组。

19.如权利要求17所述的信号装置，其中N＝3，并且其中每个所述离散信号处理级包括从由信号调制器级、信号频率建立级和信号强度级组成的组中唯一选择的级。

20.如权利要求18所述的信号装置，其中N＝3，并且其中每个所述离散信号处理级包括从由信号调制器级，信号频率建立级和信号强度级组成的组中唯一选择的级。

21.如权利要求17所述的信号装置，其中每个信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的每个所述级输出信号包括显示图像基元。

22.如权利要求18所述的信号装置，其中每个信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的每个所述级输出信号包括显示图像基元。

23.如权利要求19所述的信号设备，其中每个信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的每个所述级输出信号包括显示图像基元。

24.如权利要求20所述的信号装置，其中每个信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的每个所述级输出信号包括显示图像基元。

25.一种像素信号发生器，包括：

离散像素调制器级，产生具有逻辑状态的第一级像素信号；

离散像素彩色级，耦合到所述离散像素调制器级并响应所述第一级像素信号，产生具有所述逻辑状态的特定预定频率的第二级像素信号；以及

离散像素强度级，耦合到所述离散像素颜色级并响应所述第二级像素信号，产生具有所述特定预定频率的具有所述逻辑状态的特定预定强度的第三级像素信号。

26.一种用于产生具有一组N个独立预定信号属性的信号的方法，N>2，包括：

从M个离散信号处理级的串联耦合组的每个级产生级输出信号，M的个数等于N的个数，所述输入信号具有N个预定信号属性集的P个独立预定信号属性的第一子集，P<N，以产生级输出信号；

其中每个所述级输出信号包括一组N个独立预定信号属性的R个独立预定信号属性的第二子集，R＝P+1；

其中所述N个预定信号属性的所述R个独立预定信号属性的第二子集包括所述N个预定信号属性的集合的P个独立预定信号属性的所述第一子集；以及

其中第i个离散信号处理级，i＝M，产生具有N个独立预定信号属性的集合的所述级输出信号。

27.如权利要求26所述的方法，其中N＝3，并且其中每个所述离散信号处理级包括从由信号调制器级、信号频率建立级和信号强度级组成的组中唯一选择的级。

28.如权利要求26所述的方法，其中，所述信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的所述级输出信号包括显示图像基元。

29.如权利要求27所述的方法，其中，所述信号包括图像组成信号，并且其中来自所述第一离散信号处理级的所述级输出信号包括显示图像基元。

30.如权利要求26所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到公共基础上。

31.如权利要求27所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到共同的基础上。

32.如权利要求28所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到共同的基础上。

33.如权利要求29所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个集成到共同的基础上。

34.如权利要求26所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。

35.如权利要求27所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。

36.如权利要求28所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。

37.如权利要求29所述的方法，其中，所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成在离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。

38.如权利要求32所述的方法，其中N>3并且其中所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个集成到离散基础上，并通过信号属性保持信道耦合在一起。

39.如权利要求33所述的方法，其中N>3并且其中所述M个离散信号处理级的所述串联耦合组中的至少两个彼此远离，每个所述远程级集成到离散基础上，并且所述远程级通过信号属性保留信道耦合在一起。

40.如权利要求26所述的方法，其中所述离散信号处理级之一包括产生用于所述输出级信号的一对独立变量的混合级。

41.如权利要求40所述的方法，其中所述混合级包括强度调制级，其设置数字ON/OFF逻辑状态属性和模拟强度属性。

42.基本上如本文所公开的装置。

43.基本上如本文所公开的方法。