デジタル画像配信、表示および投影用のハイブリッド通信網構造のアーキテクチャおよびシステム

专利摘要:
今日用いられている単一技術の限界を超え、かつ、所望の各画像表示および投影特性にとって最良の方法の強みを利用する画像表示および投影技術を提供する。必要に応じて、高速で、製造コストが安く、低電力で、軽量で、サイズおよび解像度がスケーラブルで、多次元表示および投影を実装するために高速スイッチングが可能で、広い範囲の光のモード特性が可能であり、柔軟性があり、剛体平坦で、または、剛体共形である、所望の画像ディスプレイおよび投影ソリューションを実装するためのハイブリッド通信構造の画像ディスプレイおよび投影システムを提供している。
公开号:JP2011514553A
申请号:JP2010546957
申请日:2009-02-17
公开日:2011-05-06
发明作者:エルウッド，サザーランド
申请人:フォトニカ，インク．；
IPC主号:G09F9-30

专利说明:

[0001] 本発明は、全体としてディスプレイとプロジェクターとに関し、より具体的には、単一技術の限界を超えて、各所望の画像表示と投影特性にとって最良の方法の強みを用いた画像表示および投影技術に関する。]
背景技術

[0002] 画像表示および投影技術の分野では、既存の全ての単一技術における限界が明らかになり、この限界により、次世代の高速、低コスト、低電力、柔軟で、装着可能でおよび多次元表示形態の実装が妨げられている。]
[0003] 共通の限界は、画像生成アーキテクチャ全体を実装するために、全体として単一の画素スイッチング要素技術に頼っていることにより生じるが、これは、いずれの画素スイッチング要素技術も、すなわち、液晶（ＬＣ）セル、気体プラズマセル、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、磁気光学（ＭＯ）スイッチ、または、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のいずれも、通常、所望の画像表示機能の１つまたは複数の面では優れているが、全ての面では優れていないことによる。]
[0004] 現在、全ての画像表示特性に対して最適化された単一の画像生成技術は存在しない。]
[0005] たとえば、ＬＣは、画像アレイサイズおよび画像解像度サイズのスケーリングに有利であり、一方の側が数センチのシリコンアレイ上に、１００インチパネルから４０００×２０００行の液晶の範囲のサイズを製造することができる。しかし、ＬＣは熱に弱く、比較的色帯が不安定で、複雑で剛体な基板構造が必要とされ、相対的にスイッチングが遅く（最も速い、シリコン上の強誘電体液晶（ＦＬＣｏＳ）でさえも、ＤＭＤより遅い）、最適な多次元画像（例えば、立体画像およびホログラフィック画像）の生成を支持するには遅すぎる。]
[0006] 一方ＤＭＤは、他のＭＥＭ画像アレイおよび空間光変調器技術と同様、高解像度テレビ（２ｋ×１ｋ行の解像度）または２ｋ×１ｋのＤＣＩ標準より大きい解像度サイズでは、収率の問題に直面する。ＤＭＤは、ＬＣよりも色は比較的安定しているが、比較的熱に弱く、ＬＣよりもスイッチングが速いが、しかし、快適で、明るい多次元表示および投影画像を支持するには十分速いとは言えない。より重要なことに、ＤＭＤ（または、グラディエント・ライト・バルブ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）（登録商標）またはクアルコム（Ｑｕａｌｃｏｍｍ）ディスプレイのＩＭＯＤＯ）技術は、収率の限界のゆえに、および、画素のスイッチサイズをより広い面積のディスプレイに必要なより広い画素寸法に拡大する場合の限界のゆえに、コンピュータチップまたは携帯用ディスプレイアレイのサイズを大きく超えてスケーリングすることができない。]
[0007] 気体プラズマは、別の優勢なディスプレイのタイプであるが、収率に限界があり、４０”〜８０”のサイズでのみ、コスト効率良く製造することができる。スイッチング速度によっても、所望の多次元のディスプレイソリューションでの使用が制限されている。]
[0008] ＯＬＥＤに関しては、青色範囲でこの材料の寿命を延ばすことができると想定すると、輝度の点で優れていて、優勢であるＬＣ技術と比較すると消費電力はより小さい。しかしながら、これにもスイッチング速度における限界があり、これにより多次元表示および投影を支持することができず、ディスプレイサイズのスケーリングおよび収率限界に直面する。現在の時点で、かつ、この技術においておそらく本質的であるが、ＯＬＥＤは、携帯ディスプレイから約３０”のディスプレイまでのサイズに適用可能である。ＯＬＥＤは、フレキシブル基板上での製造の可能性があるが、これ以外の限界はここでも適用されると予想される。寿命が１０００時間未満であることおよび収率が低いことにより、高価な広い面積のディスプレイは実用的ではない。]
[0009] ＥＩｎｋおよびこれ以外の静電画像生成手段は、フレキシブル基板上での製造用に最適化されているが、認容可能な色の再現、ディスプレイのサイズおよび多次元ディスプレイソリューション用のスイッチング速度に関して、大きな限界に直面する。]
[0010] 磁気光学表示技術は、スイッチング速度に優れ、熱に対して比較的耐性があり、帯域出力が安定しているが、現段階では、カラーディスプレイの可視波長における効率的なスイッチングに限界があり、緑色と青色の正味の光出力に厳しい限界がある。現在の薄膜製造技術（例えば、ＬＰＥまたはＲＦＭスパッタリング）は、ＭＯディスプレイのベースで用いられるが、ここでもコンピュータチップまたは携帯ディスプレイの寸法を超えてＭＯディスプレイをスケーリングするのには限界がある。]
[0011] これらのおよびこれ以外の画像表示および投影技術における限界（この場合、全画素の機能の統合が、単一の要素技術タイプで実装されていて、しばしば単一の変調材料および構造タイプで実装されている）を考慮すると、必要とされているのは、今日用いられている単一技術の限界を超えることができ、かつ、所望の各画像表示および投影技術の特性にとって最良の方法の強みを利用することができる画像表示および投影技術である。]
発明が解決しようとする課題

[0012] 本発明は、今日用いられている単一技術の限界を超え、かつ、所望の各画像表示および投影特性にとって最良の方法の強みを利用する画像表示および投影技術を開示する。]
課題を解決するための手段

[0013] このようなアーキテクチャおよびハードウェア技術の解決方法は、ハイブリッド通信構造手法で提供されていて、これにより、必要に応じて、高速で、製造コストが安く、低電力で、軽量で、サイズおよび解像度がスケーラブルで、多次元表示および投影を実装するために高速スイッチングが可能で、広い範囲の光のモード特性が可能であり、柔軟性があり、剛体平坦で、または、剛体共形である所望の画像表示および投影の解決方法が実装される。]
[0014] 表示技術の解決方法において、ある程度のハイブリッド化は、現在すなわち本開示の時点でも存在するが、この程度は限られていて、最適の画像表示および投影技術を達成するために熟考された戦略や一般的な解決方法ではない。これらの公知である例は、画素変調のためのハイブリッド化手法であるがゆえのみ可能であり、およびそのうちの１つは、ハイブリッドでの成功の歴史が長い例である。]
[0015] この２つの密接に関連する例は、双方とも公知であるが、これらには、ブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイと、電子放出体としてカーボン・ナノチューブをベースにした電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）の現世代版（ＳＥＤを含むＮＥＤ）とが含まれる。この種族のディスプレイのハイブリッド構造は、各画素（または、Ｒ、Ｇ、Ｂ副画素）を生成する２段階のプロセスを見ると明らかになる。]
[0016] 第１段階では、スイッチングシステム（ＣＲＴ中のビーム操作する電子銃、または、アレイ中で個々にアドレス指定ナノチューブ電子放出体）は電子を出力し、直接光を変調しない。これは、第２段階で行われる。画素出力を達成する第２段階では、画素の光の局所生成は、Ｒ、ＧおよびＢのリンを電子で刺激することにより行われる。]
[0017] この２段階のプロセスなくして、ＣＲＴおよびＦＥＤ／ＮＥＤは全く可能ではない。]
[0018] しかし、画像表示および投影を実装するための複数段階、複数要素の手法は、単一の方法または要素中で完全な画素変調機能性を実装する今日の表示技術とは一般的に逆方向の手法である。ハイブリッド手法は、一般には洗練されず「その場しのぎ」であると考えられている。]
[0019] 本発明は、仕事の分担の手法をもくろんでいるが、これは、様々な材料および構造が、画像ディスプレイとして実装されようが、光集積回路として実装されようが、相対的に異なる強みと利点とを示すからである。特定のアプリケーションに対して、任意の時点において、手法と要素との最適の組み合わせがあるであろう。本発明の好適な実施形態は、これらの機能性を最も効果的に統合するシステムの解決方法を提供する。]
図面の簡単な説明

[0020] ハイブリッド通信網構造の画像表示および投影システムの、全体構造平面図でありプロセスフロー図である。
非常に薄いスケーラブルな直視型ディアスプレイのブロック図である。
ディスプレイ出力面の内側要素の詳細図である。
メタクラスターを示す図である。
画素スケーリングを示す図である。
単一のディスプレイ出力面に動力供給をする複数の画像エンジンの図である。
ディスプレイ出力面にさらに分配するための明度の集約を示した図である。
ディスプレイ出力面へ明度の集約を結合するところを示す図である。]
実施例

[0021] 以下の説明は、当業者が本発明を製造し、使用することができるように提示されていて、特許出願およびその要件の文脈で提供されている。好適な実施形態およびその中の一般的な原理および特性に対する様々な変更は、当業者には明らかである。したがって、本発明は、示される実施形態に限定するという意図はなく、この中に記載される原理および特性と首尾一貫している最も広い範囲が認められるべきである。本発明の好適な実施形態は、ハイブリッド統合技術を用いた画像ディスプレイおよびプロジェクターを含む]
[0022] 具体的には、本発明の好適な実施形態は、固体の光ファイバー繊維マットの光伝送構造体中で、個別には受動光ファイバーまたはファイバー素子である光ファイバーを、画像生成要素と組み合わせることを含み、これにより、信号集約、正味のフレームレートを上げる要素間でのフレーム割り当て、多次元ディスプレイを支援するためのモード分離（色帯、または偏光モードなど）、および、画像生成要素の大きさ（変調段階）の、画像出力光学系の大きさ（ディスプレイサイズ）からの切り離しを実装する。]
[0023] この全般的なシステムでは、ハイブリッド化により、画像生成段階およびその構成要素が、画像スケーリング（より大きくまたはより小さくする）段階およびその構成要素から分離され、その結果、画像生成の「画素」の寸法と、出力「画素」の寸法は多いに異ならせることができ、各画素は、複数源の素子から任意の所定のフレーム用に「信号」を集約することができ、また、与えられた秒内で異なるフレーム用に異なる源の素子から「信号」を集約することもできる。]
[0024] すなわち、画像エンジンと視認可能なディスプレイ出力面との間の関係は、もはや１：１ではなく、スイッチ寸法またはスイッチの数と、出力画素の寸法または数との割合は、もはや１：１ではない。むしろ、画素光学系と画素変調要素との間の関係は、多対１、または、１対多である。]
[0025] このアーキテクチャ、すなわち、画素変調器の寸法から、画素出力寸法へ「拡大する」（例えば、小さい画像チップ＞＞大きいディスプレイ）、または、画素変調器の寸法から、画素出力寸法へ「縮小する」（プロジェクターシステム、より大きい１つの画像アレイまたは複数の画像アレイが統合され、その後、出力光学系に縮小され、プロジェクターレンズの寸法に合わせられる）。]
[0026] 全体として、この概念的な手法の柔軟性は広範囲に渡り、最適化された要素間で仕事を分担することにより、通信網に少し類似しているが非常にコンパクトにまとめられたアーキテクチャ（小さなプロジェクターの箱、非常に薄く柔軟なフラットパネル、軽量で柔軟で携帯でき、軽量である、ビュースルーディスプレイメガネ）中で、最良の（より安くおよび／またはより良い）画像生成要素および画像生成技術を利用する。]
[0027] ハイブリッド通信構造の画像ディスプレイおよび投影システムの重要な要素]
[0028] 画像生成器要素。これは、統合されたＲＧＢまたは個々の単色の要素である。これらは、組み立てられた構造におけるチップ、パネルまたは離散型素子を含む。これらは、それ自体、単一の構造または複数段階／ハイブリッド構造を有する。アプリケーションによっては、超大規模集積アレイまたは離散型アレイにおいて使用される種類の通信信号変調器要素を用いることができるが、これらはディスプレイには実用的ではない。このシステムの重要な費用便益には、安価な画像生成器要素と、高い解像度、広くて明るいディスプレイおよびプロジェクターのために、画素毎に複数の画像エンジンを使用することができる点とが含まれる。]
[0029] 画素統合光学系、および、光ファイバーチャンネルの物理的転置を介した信号集約／分散：固体状態光ファイバー繊維マットとして製造された光学系構造が、別々のアレイからの一致する画素から光ファイバー「チャンネル」の交差空間変換を実装するために製造され、その結果、光の出力が、以下の１つまたは複数の目的のために、分類された光ファイバーを介して複数の源から集約されうる。これらの目的とは、「ｏｎ」のときに、画素毎の光を増やすこと、個々の画像成分が支持できる以上の秒毎のフレームにすること（複数の画像生成器間で秒毎のフレームの仕事を分割し、例えば、３つの素子のそれぞれが、秒毎に必要とされる固有のフレームの１／３をそれぞれ生成する）、および、左目／右目の信号を、複数のエンジンから同時に伝達する（色バンドが分離され、偏光モードが分離されるなど）ことである。]
[0030] 画素スケーリング光学系（拡大／縮小）。複数のチャンネルを統合して、単一の最終画素用の出力を提供することができる一方で、次元が１つのサイズ用に最適化された（コスト、性能）画像生成器の使用を可能にするために、さらなる段階と構成部品が必要とされる。一方では、最終的な出力の次元が必要とされ、別のサイズ用（プロジェクターでの実装でありうるようにより小さいサイズ、より小さい画像エンジンにより駆動される薄いディスプレイパネルの場合のようにより大きいサイズ）に対して最適とされる。]
[0031] 図１は、ハイブリッド通信網構造の画像表示および投影システム１００の全般的な構造平面図でありかつプロセスフロー図である。このシステム１００は、画素生成器１０５、画素集約部１１０、画素分配サブシステム１１５、画素スケーリングサブシステム１２０および人間の視覚システムへの出力部１２５を含む。このプロセスは、異なる分類のディスプレイに関する製造パラメータを決定するための決定経路の概要を説明している。入力パラメータ例として、限定されないが、ディスプレイ出力のサイズ、画像エンジンの数およびタイプ、画像エンジンから出力表面への距離、画素の解像度、光ファイバー特性（例えば、直径、曲げ半径など）が含まれる。このプロセスは、以下のように説明することができる。] 図１
[0032] １つまたは複数の画像生成素子１３０〜１３５は、画素生成器１０５を用いて画像を生成する。画素生成器１０５は画素アレイを有する素子を含み、これの透過／反射光のオン・オフ状態が一緒になってあるパターンを形成し、このパターンが、人間の視覚システムにより認識される画像であるか、あるいは、後に別の素子またはプロセスにより画像が形成されるような空間情報である。]
[0033] 各個々の画素から、（画素がオンである場合）光が、導光部材、好ましくは光ファイバーに結合され、画素集約部１１０を用いて出力１４０と集約される。この集約は、利用できる画素信号を、見るための複数の最終出力素子間で、バッチで分割する画素分配サブシステム１１５の１つの実施形態としても機能する。画素生成器１０５の寸法を、最終的な画像出力に合わせるために、素子１５０〜１６０中で画素スケーリングが実装され、画素スケーリングシステム１２０を形成する。人間の視覚システムへの出力１４０は、直視型フラットパネル１５５および投影アプリケーション１６５に必要とされる適切な分散角度を提供する。]
[0034] 画素生成器１０５は、その辺が通常ディスプレイのアスペクト比が４：３である四角形状または矩形形状であるが、細長片形状、または、光ファイバー出力光学系構造と協働するのに有利であればこれ以外の形状または構造であってもよいという点に注意することは重要である。画像生成素子（例えば、平面マッハツェンダー素子アレイ）の中には、細長片形状で製造する方がより容易であるものもある。通信網構造のディスプレイシステムのより単純な形態のものには適用できず、本願中の別の箇所に開示された信号集約バージョンにはより適用できるが、重要な点は、画像生成構造は、多くの形状とサイズとを採りうるという点である。]
[0035] 溶融ファイバーアレイは、ファイバーのマッチングアレイを集める目的、および、このアレイを画像生成面に結合する目的のために好ましく、ファイバーの結合コアは、活性画素面積と同じサイズまたはこれより小さい。好ましくは、コアの寸法は、活性画素（通常、四角形状）の面積と同じであり、ファイバークラッド領域または非結合領域は、アレイ上の活性画素間の充填エリアに一致している（通常、この充填エリアは、画像アレイのアドレス指定マトリックスを含んでいて、各画素を分離している）。]
[0036] 溶融または接合されたファイバーアレイは、実際、光学アセンブリの入力端部でありえ、その出力端部は、人間の視覚部または画像投影光学系によって見るためのディスプレイの「前面（顔）」である。]
[0037] 図２は、非常に薄いスケーラブルな直視型ディアスプレイ２００のブロック図である。この図は、本発明の１つの可能な成果を例示している。このディスプレイの出力は、単一のディスプレイ出力に動力供給をする単一の光エンジン源から出ているものでありえる。または、これは、単一のまたは複数の光エンジンにより動力供給されるより大きなディスプレイのいずれかを表示するために、セグメントで共に織られるものでありえる。複数の画像エンジンの利点は、特定の環境にとって最高の解決方法を得るために、様々な技術を用いることができる点である。複数の光エンジンの場合、いくつかのビデオ画像を同時に表示する広いセクター化されたディスプレイであって、セクター間のギャップがほぼない、またはこれがないディスプレイとして機能しうる。] 図２
[0038] 繊維マット・ジャカード織りアセンブリープロセスおよびその構造では、光ファイバーが、２つの方法のうちの１つで構造化される。この２つ方法とは、Ａ）画素スケーリングを提供するために、折られ、かつ曲げられたファイバーが、Ｘ−Ｙ格子中の定位置に縛られる、および、Ｂ）多数の離散型源から一致するメタ画素出力の１つのアレイに光ファイバーチャンネルを体系的に転置することに基づくチャンネル出力の集約という２つの方法である。]
[0039] 画素スケーリングを提供するために、折られ、かつ曲げられたファイバーが、Ｘ−Ｙ格子中の「定位置に縛られる」。]
[0040] １．１ 折られたファイバーおよびファイバーの曲げられての集約]
[0041] 光ファイバーは、採用されたファイバーの機械的な要件により決められる、ある長さより後ろでは、離れている（溶融されず、固体接合されていない）。これらのファイバーは、ｘ−ｙ格子構造により、（ファイバーのｚ軸に対して相対的に）機械的に定位置に保持されていて、これは、好ましくは、下に詳述するように３Ｄジャカード織りプロセスにより製造される。]
[0042] 溶融ファイバーアレイは、ファイバーのマッチングアレイを集める目的、および、このアレイを画像生成面に結合する目的のために好ましく、ファイバーの結合コアは、活性画素面積と同じサイズまたはこれより小さい。好ましくは、コアの寸法は、活性画素（通常、四角形状）の面積と同じであり、ファイバークラッド領域または非結合領域は、アレイ上の活性画素間の充填エリアに一致している（通常、この充填エリアは、画像アレイのアドレス指定マトリックスを含んでいて、各画素を分離している）。]
[0043] 溶融または接合されたファイバーアレイは、実際、光学アセンブリの入力端部でありえ、その出力端部は、人間の視覚部または画像投影光学系により見るためのディスプレイの「前面（顔）」である。]
[0044] 画像生成素子（または、アドレス指定されるその部分）の寸法と画像出力前面との割合は、分散されたアレイでのファイバー間の距離の度合いを決定する。]
[0045] 極端にフラットなディスプレイを実装するためには、実質的に全ての光ファイバー（アドレス指定する画素が直に直面するファイバーを除いて）が、直角または直角に近い角度で曲がる。コーニング（ Ｃｏｒｎｉｎｇ）は、商業的に入手可能なフォトニック結晶ファイバーを製造し、これは、機械的に直角で曲げられている一方で、効率的に光を結合する（例えば、コーニング ＣｌｅａｒＣｕｒｖｅ（クリアカーブ）（登録商標）ファイバー）。]
[0046] ファイバーアレイが画像出力表面に溶融または接合された地点から、直後または（ミリメートル単位での）短い距離の後で曲げられた後、ファイバーは、ある角度で（出力表面の面に対して、平行にまたは好ましくはこれに対して少し相対角度をつけて）扇形で広がるが、この相対角度（他のファイバーおよび他の画素に対する相対角度）は、画像生成素子の位置とディスプレイの出力視認面とからのファイバーの相対距離、および、画像生成素子上のほかの画素に対する当該画素の位置により決められる。]
[0047] 光ファイバーは、ディスプレイの出力視認表面または投影光学系において、アドレス指定される画素の座標に一致するｘ−ｙ座標で（好ましくは直角で）再び曲げられる。]
[0048] 構造的には、ファイバーは、異なるスケーリング寸法のディスプレイの出力視認表面に分散されるように、画像生成／溶融ファイバー接合点から、少なくとも１度は角度をつけられまたは曲げられねばならず、これらは格子構造により機械的に定位置に保持される。]
[0049] １．２ Ｘ−Ｙ格子の「定位置に縛られた」ファイバー]
[0050] 織物型ディスプレイは、従来から提案されているが、これらの大部分は、活性エレクトロルミネセンスのｘ−ｙ要素を有する織物型ディスプレイであり、良好な視角および効率的な光の利用のための十分な光路の制御はなく（周囲マトリックスに対してロスがある）、さらに、（ＯＬＥＤを含む）エレクトロルミネセンス画像生成技術に本質的に存在する限界により限定されていた。（ディスプレイ出力面に対して垂直である、ディスプレイ出力面を「指している」またはこれを「アドレス指定している」）ｚ軸ファイバーまたはフィラメントがあれば、これらは、構造的なｚ軸ファイバー部材であるだけである。あるいは、（本開示と同じ発明者により提案された）これ以外の織物型ディスプレイの公知のバージョンでは、これらのｚ軸ファイバーまたはフィラメントは、活性ｚ軸部材を有し、ここで、このファイバーは変調プロセスの一部（具体的には、ＭＯスイッチプロセスの一部）を実行するファイバー素子の一形態である。]
[0051] 図３は、ディスプレイ出力面の詳細図である。この開示では、ｚ軸は、視認可能なディスプレイ出力面３００における活性光軸である。織部を通る光は、周期的な「深く」織られたフィラメントにより、繊維マトリックス構造の入力ポイント３０５から導かれるが、この入力ポイントは、１つまたは複数の画像生成素子３１０を、視認可能なディスプレイ出力面３１５に結合する。ｚ軸の集約ファイバー３２０は結合システムを提供し、ｘ−ｙファイバー／フィラメント３２５・３２０は構造化されている。この画素スケーリング方法での実用性は、繊維マット光学系部全体の出力端に存在する。] 図３
[0052] 本実施形態では、ディスプレイの出力視認表面の上面から見ると、（画像生成素子が、これがアドレス指定するディスプレイの視認表面の比較的中央にあるバージョンでは）ファイバーは、ＩＣチップからＰＣＢへ扇形に広がる相互結合に類似しているように見える。]
[0053] 格子構造は、このハイブリッド通信網構造のディスプレイシステムの単純なバージョン用に多くの形態がありえ、ここでは、各画素出力要素用に１つの画素生成要素が存在する。これらの可能な形態の中には、ファイバーが、機械的な縫うような作業で、その中に挿入または「縫われる」ホーリーシートを使用するものも含まれる。]
[0054] しかし、好適であってこの開示の最も大きな目的は、３Ｄジャカード織りプロセスの利用であり、この場合、これらの受動的なファイバーをすべての点において固定し、光ファイバーアレイを単一の光学素子にする。ファイバーの溶融（または、接着剤による接合）は、ファイバー入力アレイが画像生成素子に当接する点における１つの選択肢であり、この場合でさえも、活性画素エリア間での充填係数を考えると、この充填係数の間隔は、ｚ軸光ファイバーを定位置に保持する非常に微細なｘ−ｙフィラメント織部により実装され、したがって、従来の溶融またはエポキシ接合なしでも影響されうる。]
[0055] 単純な形態では、光ファイバーは純粋に受動的な光学部材であり、ファイバーを曲げるのは、非常に薄いディスプレイを実装するために導入され、一般にディスプレイの出力視認表面に対する画像生成素子の相対的な位置付けという点における柔軟性を高める。]
[0056] ジャカード織りプロセスでは、ファイバーまたはフィラメントのｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の列が、バッチプロセスで操作され、３Ｄ構造を形成するために空間的に転置され、ｘ、ｙおよびｚファイバーおよびフィラメントが交互になり、繰り返しパターンで隣接する。]
[0057] 織物製造分野では周知のことであるが、複雑なパターンは、（ラグの場合のように）ｚ軸で見えるフィラメント、すなわち織物品（ラグ）の平面上で突出するフィラメントを選択することにより実装される。]
[0058] 異なるファイバー（ラグの場合では、異なる色のファイバー）は、ｚ軸アレイに配置され、各ｘ−ｙ座標における固有のファイバータイプが可能なように、ｚ軸が織物品の平面に対して垂直になるように配置されうる。染色された糸が、ラグの表面で見える箇所では、ディスプレイの出力視認表面中に画素があるであろう。]
[0059] 図４は、メタクラスター４００を示す図である。３つの異なるフィラメントまたはファイバー４００（この場合の単純なバージョンでは、Ｒ、ＧおよびＢファイバー）が交互になっているクラスターは、非常に柔軟性のある物理的なパターン生成プロセスの非常に単純な実装形態である。光の集約は、入力表面４０５における集光と、出力前面４１０において行われる集約ファイバー束への方向転換とにより行われる。元来のジャカード織機は、現代のコンピュータの直接的な先駆者であるので、ジャカード織機の出力は、物理的な計算／転置プロセスの生成物として見ることができる。] 図４
[0060] 商用供給業者（例えば、アルバニー・インターナショナル・テクニウィーブ（Ａｌｂａｎｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｃｈｎｉｗｅａｖｅ））による現代の織物複合材料製造は、飛行機エンジンのタービンブレードなどの精密耐性を有する部品の製造に用いられている。複雑な表面および形状が、ＣＡＤソフトウェアを用いて実装された迅速な仮想プロトタイプ設計段階で始まるプロセスで、互いに部材を貫通させあうことにより達成される。織物型マトリックス中にはゾルが浸出し、硬化するが、これは、従来のいずれの機械部品の許容誤差をも超える頑丈な欠陥のない部品を製造する１つの方法である。]
[0061] 織部の気密性と織物型マトリックスに注入される溶液の選択に応じて、織物型部品は、剛体にもなるし、柔軟性をもつものともなりうる。光ファイバーの引張強度は、（コーニングのファイバーの場合のように）極度に機械耐久性を有し、横応力にも耐性を有するので、これ自体で、外部の枠や支えを必要としない自身で構造化されるディスプレイ部材を提供するのに十分であり、結果として非常に軽量な機器を提供することができる。前面のディスプレイガラスは、完全なディスプレイ構造を実装するために必要ではない。ディスプレイ光学系は、下部にある強い構造部分の一部分である。]
[0062] 機械的特性およびこれ以外の特性のためにのみ選択されるこれ以外のフィラメントおよびファイバーを組み合わせることにより、光ファイバーを有する織物型ディスプレイ構造が目指すのは、機能性を有し、かつ、信じられないほどの耐久性を有することである。]
[0063] この設計と製造プロセスとを統合することにより、織物型光ファイバー繊維マット構造が製造される。このプロセスで製造された他の部品と同様、結果として得られる出力表面は平坦、または、複雑な湾曲構造を実装している。したがって、中にディスプレイ出力構造が実装された家具を製造することもできる。自動車のドアや、軍用戦車の保護被覆面も、同様にディスプレイ出力機能性を備えたものとして構造化されることができる。]
[0064] 一度、統合的な頑丈な部品として製造されると、ファイバーの入力端部は、（所望の形状に応じて）角度をつけられ、曲げられ、または、先が細くされ、画像生成素子の前面で合うようにまとめられ、織物型部材により（浸出または硬化ゾルありで、またはこれなしで）定位置に保持される。または、上で開示したように、従来の方法で溶融され、またはエポキシ固相接合される。]
[0065] １．３画素スケーリング光学系]
[0066] 織物型光ファイバー面板を備えた単純なハイブリッドディスプレイについて、１つを除いた全ての局面は開示したが、まだ開示していない１つの要素は、出力面における画素スケーリングの実装である。]
[0067] 本実施形態では、画像生成素子は、所望のディスプレイ出力視認前面よりも小さい。例えば、携帯電話で通常使用されているマイクロディスプレイは、織物型の柔軟性のある回転可能なディスプレイ出力面を駆動しうるが、これは、ラップトップコンピュータのスクリーンのサイズのものであり、例えば、対角が１５”である。画素スケーリングをすることにより、小さいディスプレイ（対角が２”）の各画素（各個々の副画素または各ＲＧＢ副画素グループ）に当接する光ファイバーの寸法を、ずっと大きい面積の視認可能なディスプレイ面のサイズと調整する。これは、本開示の次の項目の主題である。]
[0068] 単純な機械的な光学系スケーリングの解決方法では、円錐形状の光学シートまたはシートの前面表面上に作られた分散光学部材が、ファイバーからの出力光を結合し、（円錐形状の場合には）光を、視認可能なディスプレイ出力面の端から端まで事実上充填係数１００％で分散する。]
[0069] あるいは、公知の商業的に入手可能な方法では、光ファイバーの終端点そのものが先が細くなる設計またはこれ以外のレンズ設計で形成され、光を広角に分散させる。]
[0070] さらに、ファイバー線引きタワーにおける光ファイバーの金型成形は、線引きプロセス中で動的に調整可能であるので、ファイバーの端部が終端点においてある種のプラグを形成し、これが終端前面を形成するように、ファイバー寸法を大きくするように計算可能である。終端部におけるファイバー形状は、好ましくは四角面であり、または、別の直線面多角形形状（例えば、六角形）で製造され、これが織機中へ糸通しされることができ、ファイバー端部が出力前面において縁から縁へと「タイルが敷かれる」。（並んでいる金型は交互にすることができ、すなわち、ファイバー終端段階では円形の金型が引っ込み、別の形状の金型が締め付けられる。）]
[0071] 可変ファイバー直径およびファイバー形状、ならびに、終端のレンズ形状を組み合わせて、最高の視角および画像出力を得るために有利に採用されうる。]
[0072] 図５は、画素スケーリングを示す図である。あるいは、および好適な実施形態５００中にあるように、ファイバーの出力端部は、そのコアまで剥がされ、または出力段階では、別の「漏洩」ファイバー形状を有する。これが、束になり５０５、反射ファイバー円錐体（これは、織物型反射ファイバー円錐体５１０でありえる）により周囲を囲まれる。この場合、画素スケーリングは、この織物型構造そのものにより実装される。] 図５
[0073] 例えば、視認可能な出力画素の中心で、周囲を取り囲む構造のフィラメントおよびファイバーが、沈下するように織られうる。この構造は、花のおしべとこれを取り囲む花びらに類似している。ファイバーおよびフィラメント自体が、反射性の材料に被覆されることができ、あるいは、画素ファイバーのすぐ周囲を取り囲むものが、フォトニック結晶ファイバー（オムニガイド社（Ｏｍｎｉｇｕｉｄｅ（登録商標） Ｉｎｃ．）から入手可能であるオトビーム（ＯｔｏＢｅａｍ）（登録商標）およびビームパス（Ｂｅａｍｐａｔｈ）光ファイバーは）でありえるが、これは、各ファイバー内で、誘電媒体中での周期的な構造を通る反射性を高く実装するように設計されている。]
[0074] フォトニック結晶ファイバーを製造する一般的な方法は、特定のサイズと形状のフィラメントセットを収束させ、これらを溶融させ、溶融させた部材間で間隙が残るようにする方法であることは周知である。この間隙サイズの設計は、フォトニック・バンドギャップを実装することであり、すなわち、あるモードの光が進むのを「禁止」するような周期的な構造を実装することである（これは、当該構造についてのマックスフィールド式の解により決定される）。]
[0075] 誘電媒体中のフォトニック・バンドギャップを計算するための商業的に入手可能で公知のモデルは、織物型マトリックス中で実装される「メタ画素」構造中のファイバーアレイの適切なサイズと、形と、周期性とを計算するためにも同様に用いられる。]
[0076] 随意選択的に、織物型マトリックスを熱硬化させることもでき、これにより、その相対的な溶融温度に対して選択されたフィラメントの溶融度合いを実装することも可能である。複合ファイバー中で異種の材料を共に線引きするＭＩＴにおける研究では、誘電体とあわせて半導体要素および導体要素を含む実用的な複合フォトニック結晶ファイバーを形成するために、相対的な溶融温度に関連して、どのように複合材料を選択しうるかの例を示している。]
[0077] 本実施形態の画素スケーリングの解決方法では、ファイバーのコアがむき出しの部分が、円錐状の沈下部に突出し、これが織物型反射ファイバー円錐体に取り囲まれ、（標準的な光学形状を用いて）むき出しコアファイバーから漏洩した光を効果的に反射させる形状となる。浅い沈下部および縁部における透明なフィラメントは、縁部のフィラメントの形状と、この縁部フィラメントの透明な縁部を通る屈折との両方によって、広角の分散を提供する。]
[0078] あるいは、ディスプレイ出力面中の凹型の沈下部中に突出する代わりに、むき出しのコアから漏洩した光を受信するために、またこれを効果的に分散させるために、むき出しのコアファイバーを、透明なファイバーまたはＰＣＦファイバーの織物型の円錐体または凸レンズ構造により取り囲むことができる。]
[0079] この手法の変形例として、むき出しのコアまで剥がされていないファイバーを、織物型の円錐体中に、または、剥がされていないファイバーからの平行光線をより多く分散するよう選択されたレンズ構造中に埋め込むことが含まれうる。]
[0080] ゾルは、織物型マトリックス中に浸出させられることができ、これにより、このマトリックスは、ある箇所では反射性材料および黒い光吸収性の材料からなり、ディスプレイ面から出力される光出力の調整を向上させる。また、織物型マトリックスには、ナノ結晶のコロイド液が浸出させられることができ、これは、さらに、（異なるサイズのナノ結晶の光学特性およびこのサイズの結果生じる異なるエネルギー状態がゆえに）、入力光に応答して蛍光を発する。リン材料も、出力ファイバー構造上に堆積させられることができる。この放射応答により、視角のために出力光の方向性を最適化するのを支援するのみならず、本来の画像生成源から導かれた光の色品質を、光ファイバー繊維マトリックス構造により補強することができる。]
[0081] 光学出力構造を、少なくとも部分的に、副画素部位における織物型マトリックスの形状を通じて実装する別の変形例では、剥がされていない沈下部の底部にある画素ファイバー、または、剥がされていて部分的に突出した画素ファイバーにより、沈下部が形成される。繊維マトリックスにはゾルが浸出し、硬化され、その結果沈下部は密閉される。]
[0082] 次に適切な密度と粘性とを有するポリマーまたは他の液体が、（溶液に浸されて、これが除去されまたは凝縮されることにより）、この沈下部中に、堆積させられ、または形成される。所望の光学要件に応じて、特定のレンズ形状に硬化させるために、（組成と密度とにより）透明な材料が設計される。マイクロレンズを形成するこれらの方法は、他の方法と同様、周知である。]
[0083] １．３．１単一画像エンジン]
[0084] 最後の変形例であって同様に好適である例では、単一ファイバーが、各ＲＧＢ画素群または副画素毎に１つのＲＧＢ画素群に当接するが、しかし、これは（繊維マトリックス光ファイバーとしては）実際、（巻かれ、撚られ、または、溶融された）他のファイバーの第１の周囲束の中央のファイバーであって、これらの第１周囲束自体は（巻かれ、撚られ、または、溶融された）さらなる第２ファイバー束によって取り囲まれている。中央ファイバーは、画像生成画素または副画素に当接する点においてのみ、コア・クラッドファイバーであるが、実質的に他の周囲ファイバーが剥ぎ取られていて、そのうちで、中央ファイバーのみが、繊維マトリックス光ファイバー構造の入力部分を除いた全ての部分内にある。]
[0085] このファイバーは、他のファイバー層に取り囲まれていない場所でのみ、したがって、コアファイバー間で分離角度によって決められた長さの間のみ、コア・クラッドであるが、これは、これらが、幾何学的に（比較的小さな）画像生成素子から、（比較的より大きい）視認可能なディスプレイ出力構造へと分散するからである。]
[0086] この理由は、他のファイバー層に取り囲まれている短い重複した長さ部分における例外はあるが、コアファイバーがこれ以外の２つのファイバー層によって包まれている「漏洩ファイバー」またはむき出しコアファイバーであるからである。]
[0087] （漏洩しないように保証するのに必要とされる）この重複距離の間を除いて、ラッピングファイバーの最も内側層は、それ自体が漏洩しやすく（市場で入手可能な方法によって実装されていて、例えば、周期的な間隔で、ファイバーに切り込み線が入れられ、または、ファイバーが歪んでいる）、その結果、画像生成画素に物理的に当接する中央コアファイバーからの光が、これ以外のむき出しコアまたは漏洩ファイバーの第１のラッピング層中に漏洩する。ファイバーの第２の層である最終層は、それ自体、光結合を保証するために浸出または被覆されていて、この層が、漏洩コアファイバーのファイバー束の光学結合手段を形成する。螺旋または巻き付け構造は、ファイバー集約に更なる強度と柔軟性とを加える。]
[0088] これによって達成されるのは、スケーラブルな「メタファイバー」および「メタ画素」であり、その寸法は、視認可能なディスプレイ前面の出力画素の必要なサイズにより決定される。追加的な新しい層により取り囲まれた漏洩ファイバー中に外側ファイバーラッピングを結合するのを段階的に変換することにより、「メタファイバー」の寸法を漸進的に大きくすることが可能である。（個々のファイバー製造プロセスにおいては、これは、完全なクラッド部分と漏洩部分とを実装するために、連続的にコアまで剥ぐか、または、これ以外の「漏洩特徴の製造法」とするかの単純な事項である。）]
[0089] この構造におけるファイバーまたはフィラメントは、誘電構造体中のＰＢＧ（フォトニック・バンドギャップ）構造を計算するための周知かつ商業的に入手可能なモデルによって、バンドギャップ構造を実装するための形状かつこのためのサイズで形成されうる。]
[0090] 視認可能な出力前面の寸法から次第に小さくするために、この連続的な「皮むき」プロセスにより、コア・クラッドの最も内側のファイバーの小型の最終的な束が、画像生成素子において終端するようにできる。視認可能な出力画素における終端点を円錐体とすることにより、表示前面における広視角を確実に得られることができる。]
[0091] 上述の実施形態は、この新しいディスプレイシステムタイプの単純な形態の例であり、ここでは、まだ、画像生成画素と視認可能面／投影光学系の出力画素との間に１：１対応が存在する。]
[0092] 次の実施形態では、画像エンジンと視認可能なディスプレイ構造との間の１：１対応関係への依存、および、画素「情報」源と視認可能な画素出力との間の１：１対応の関係への依存を解除するために、通信網パラダイムがさらに展開される。]
[0093] １．３．２直視型ディスプレイ用の複数の画像エンジン]
[0094] 以下の実施形態では、画像エンジン段階でスイッチングされる画素の総数と、視認可能な出力画素との間での１：１の関係は残っているが、しかし、（この開示の以前の節で示したように）、これは、１つの個々の画像生成素子のみが、視認可能な出力アレイ全体、および、そのアレイ中の全視認可能な画素を駆動しているという意味ではない。]
[0095] 図６は、単一のディスプレイ出力面に動力供給をする複数の画像エンジンの図である。代替となる好適な開示は、画像ディスプレイ素子を開示しているが、この中で、複数の画像生成素子が、単一の視認可能なディスプレイエリア、または、視認可能な全ディスプレイエリア６００の部分を「駆動している」。] 図６
[0096] この代替実施形態では、駆動画像生成素子の解像度は、視認可能な出力ディスプレイ面の画像解像度と同じであることができ、または、より小さい解像度でありえる。実際、複数の画像生成素子が用いられうるバージョンおよび目的がいくつか存在する。これらは、]
[0097] 最終的な視認可能な出力ディスプレイ面のサブセクターを駆動するために、複数の低解像度の画像エンジンを使用することと、]
[0098] より広い大きさの最終的な視認可能な出力表面の重複画素を駆動するために、複数の画像エンジンを使用することと、]
[0099] 差別化される画素出力を介して、立体画像またはこれ以外の次元のディスプレイタイプを実装するために複数画像エンジンを使用することとである。]
[0100] サブケース１の実施形態：セクターに分けられたディスプレイを駆動する複数の画像エンジン]
[0101] この実施形態の典型的なバージョンとして、上で開示したのと同じジャカード織り光ファイバー繊維マトリックス方法で製造された、大きいフラットパネル・ディスプレイがあげられる。しかし、この場合、上で述べた実施形態の最も単純な場合とは異なり、全てのアドレス指定する光学ファイバーが織られ、集められて、１つの（最も単純な場合では、中央にある）より小さい画像生成素子から「扇状で広げられ」、透視図的には、小さい、非常に平坦なピラミッド構造を形成するのではなく、ディスプレイセクター（視認可能な全ディスプレイ面のサブセクション）により、縁から縁へと隣接する複数のピラミッド構造２００中に集められる。]
[0102] ４：３横長フラットパネル・ディスプレイは、続いて、より小さい（例えば、携帯電話タイプの）ディスプレイを６つ有することができ、このうち３つは上の半分に、このうち３つは下の半分にあり、ディスプレイ全体を６つのセクターに分割している。この例では、携帯電話タイプのディスプレイが、携帯電話で用いられる光源より力強い光源（例えば、ルミナス（Ｌｕｍｉｎｕｓ）製のより力強いＬＥＤモジュール）により後ろから照明される。]
[0103] 織物型繊維マトリックス構造は、統合部品として処理され、ここで、繊維要素としての光ファイバーは、（ｚ軸上の）ディスプレイ出力面において終了する。適切な画素スケーリングの解決方法（上述を参照）と併せることにより、光ファイバーは、折られ、曲げられ、または、曲線をつけられ、そのセクター（全ディスプレイ面積の６分の１）を駆動する画像生成素子において収束する。これにより、ディスプレイ６００全体の背面に、３つのピラミッド状の構造が２列あるように見える。]
[0104] 単数または複数の画像生成素子６０５は、全ディスプレイに対して鏡のような次元である必要はなく、全ディスプレイの面に対して平行に配置されている必要はない。画像生成素子が視認可能なディスプレイ面全体の面に直面し、これに対して平行であるという配置は、この仕組みの最も単純なバージョンである。画像生成素子の画素面が、視認可能なディスプレイ面全体の面に対して垂直に配置されることも可能であるし、または、ディスプレイ全体の縁に、もしくは、ディスプレイ全体の面の外側にさえ配置することができる。]
[0105] 画像生成素子と視認可能な出力平面全体との相対的な空間配置の変形例では、単にアドレス指定する光ファイバーの傾斜を変えているが、これは、これらファイバーが、その出力位置から、ガイド格子面６２０を通って、視認可能な全ディスプレイ面６１０・６１５にまで織られ、集められているからである。非常にフラットで、対称的なピラミッドの代わりに、見えるであろう物は楔であって、この楔は、厚さがディスプレイ全体の縁部において最も厚く、ディスプレイの中央部において最も薄い。]
[0106] 画像生成素子は、同じ技術のものである必要はない。いくつかの異なる画像生成素子を組み合わせて用い、それぞれのクラスの中の最良のものを利用することができ、単一の画像生成技術のいずれよりも優れた最終的な視認可能な出力を得ることができる。]
[0107] あるいは、画像生成素子を、視認可能なディスプレイ出力面全体の上部または側部（または両方）に平行な位置に置かれた長い細片状として製造可能である。画像生成素子は様々な形状が可能であり、アドレス指定するファイバーの相対的な傾斜（ファイバーは、折られ、曲げられ、または、曲線をつけられうる）と、ディスプレイの構造をアドレス指定する光学系を形成する光ファイバーの繊維マトリックスの部分の全体のトポロジーとについてのみ差が必要である。]
[0108] この実施形態の柔軟なディスプレイのバージョンでは、ディスプレイを駆動する細片は、広い間隔をとった「ベネチア・ブラインド」の細長薄板に、構造的に幾分類似していて、繊維光ファイバーディスプレイの全構造によって一体化されている。]
[0109] サブケース２の実施形態： より大きな視認可能なディスプレイの重複画素を駆動するための、複数の画像素子]
[0110] 非常に大きい直視型ディスプレイでは、視認可能なディスプレイ面の面積と、画像生成素子のサイズとの割合が大きくなるので、画素を拡大する問題に対処する上での補助的な方法は、二重の画素を駆動するために、３００を介した二重画像生成素子を採用し、大規模ディスプレイにおいて、複数の光ファイバーまたは参照符号５００で示したようなメタファイバーからなる「メタ画素」を形成するという方法である。]
[0111] したがって、より広い面積のディスプレイのドライバーである、相対的に小さい画像生成素子は、より大きい視認可能なディスプレイよりも本来の解像度がより大きくすることができ、この本来の解像度を用いて、重複画素（同じ画像情報またはオン—オフ状態の画素群）を駆動し、すなわち、ＨＤまたは２ｋの視認可能なディスプレイを駆動する４ｋの小型な画像生成素子は、４×ＨＤの画素能力を有する。この余分な画素は、単に同じ画素情報を、下流にある４つの光ファイバーまたはメタファイバークラスターに送る。]
[0112] これに代えて、異なるセクターを駆動する複数の画像生成素子が、重複画素情報を下流の複数のファイバーに対して生成するために、複数の生成画素を用いて、その本来の解像度をある整数で割る。これにより、本来のＨＤ解像度を有する画像生成素子は、その本来の解像度を用いて、ＨＤ／４の実際の固有の画像情報／解像度を出力することができ、同じ画素状態の情報を４つの下流のファイバー群に送ることができる。集約されたＨＤ画像情報を、視認可能なディスプレイ構造全体に供給するために、この例は、４つのＨＤ本来の画像生成素子を必要とし、視認可能なディスプレイ面全体の４つの縁から縁までのセクターを駆動する。]
[0113] ２．多くの離散源から、一致するメタ画素出力の１つのアレイへ、光ファイバーチャンネルを体系的に転置することに基づき、チャンネル（画素）出力を集約する]
[0114] 通信網構造の画像ディスプレイおよび投影システムの潜在能力を完全に実現し、その中でディスプレイが、広範囲にわたる光学スイッチングの技術および要素（例えば、ファイバーチップ、ファイバー素子およびＰＩＣ）の相対的な強さを利用するフォトニックまたは光電子工学的なネットワークとして処理されるように、画像ディスプレイ画素の色状態を「最終信号」として、すなわち、その組成が様々な素子および変調技術からの複数の信号源からなりうる「最終的な信号」として処理する必要がある。]
[0115] この一般化されたアーキテクチャの基本的なブロックは、物理的なジャカード織り製造システムのより複雑な利用において見られる。体系的な転置アセンブリーモデルを通じて、光ファイバーチャネルが分類され、集約され、グループ化され、異種の要素から、統合された出力アセンブリへ離散型チャンネルソースを組み合わせる。頑丈な繊維マット光学系構造は、このようにして、物理的な変換マトリックスとしてみなされうる。]
[0116] 図７は、ディスプレイ出力面にさらに分配するための明度の集約を示した図である。チャンネル集約７００の単純なバージョンでは、異なる副画素が、異なる画像生成素子７０５に由来する。任意の与えられた色またはＮ個の要素の画像情報ディスプレイシステムでは、各要素が、異なる、特別な、独立した画像生成画素（例えば、３つの単色ＲＧＢ素子）に由来し、ＲＧＢの３個の副画素システムは、３つの画像情報要素のシステムであり、光ファイバーは、ｘ−ｙ繊維格子構造（これは、視認可能な出力表面を規定し、ｚ軸ファイバーを別々の定位置に保持する）に対して一般的にＺ軸に配され、この光ファイバーは、Ｎ列の固有のセットで配置される。図８を参照されたい。] 図７ 図８
[0117] 対角のクラスターまたはコンパクトな対称的なグルーピングで配置される（３つの要素のディスプレイシステムが、三角形のまたはシェブロンパターンで対称的に配置され、２つの要素が１つの行で、１つの要素が隣接する行にある）かによらず、各要素は別々の列を占有する。２ｋ×１ｋ画素のＨＤ解像度のディスプレイシステムでは、色副画素列毎に、ＲＧＢ列の交互のセットが、２０００個の光ファイバー（または、メタファイバー）を有する。]
[0118] 図８は、ディスプレイ出力面へ明度の集約を結合するところを示した図である。ＲＧＢ色副画素システム８００中で、ディスプレイ前面８０５の面で見られるように、ｚ軸の赤色、緑色および青列の交互のセット８１０が見られる。視認可能なディスプレイ出力面では、全ての赤色の列（ＲＧＢ列の各セットの３つ毎の列）は、視認可能なディスプレイの出力前面で、各ＲＧＢグルーピングの適切な赤色の位置に保たれている。] 図８
[0119] しかし、続いて、ｘ、ｙおよびｚ軸ファイバーまたはフィラメントを織る時点で、全列を操作するバッチ操作を採用すると、赤色の列は、その隣接する青色および緑色の列および副画素クラスターから体系的に分離され、最終的に、専用の単色画像生成素子にルーティングされる。]
[0120] バッチ織り操作を介して、空間転置および分類を行う実施形態では、全ての赤色のファイバーは、視認可能なディスプレイ前面から、全ての赤色ファイバーは、単色の赤色画像生成素子へルーティングされる１つのファイバー束中に分離されるために、全ての赤色ファイバーは、視認可能なディスプレイの前面から緑色ファイバーおよび青色ファイバーとは異なる距離において、折られる。したがって、赤色、緑色および青色のファイバーは、視認可能なディスプレイ前面８０５から異なる距離をとって設置されたそれ自身の面上で、単色の赤色画像生成素子から扇状で広がる。]
[0121] ファイバーが、異なる単色の画像生成素子に対してある角度で曲がり、ルーティングされる別の実施形態では、単純なバージョンでは、赤色列（およびファイバー）は、視認可能な表面から短い距離で折れ、その後、角度をつけられて、ディスプレイの背面の一方の側で再び集まり、（底部が、全視認可能なディスプレイ前面と同じくらい広いピラミッドの半分の形状またはピラミッドの形状を形成する。）緑色列は、背面の中央の素子に集まり（底部がこれもディスプレイ前面の全幅および高さである対称的なピラミッドとして見られる）、青色列は、赤色に対向する側で集まり、ピラミッドの半分の形状として見られる。]
[0122] ピラミッドは、重複するように思われるが、この理由は、全体の繊維マトリックスの光ファイバーの背面全体は１つの片であり、（組み立てプロセス中の）ファイバーは、列毎に移動の自由があり、したがって赤色のファイバーは一方の角度を有し、他の方向へ角度をつけている青色ファイバーを通過し、また別の方向へ角度をつける緑色ファイバーを通過する。]
[0123] ＲＧＢの交互になっている全列は、互いに分かれており、バッチ織り操作では移動の自由度を持つので、ファイバーは、ディスプレイ前面から自由に角度をつけて集まり、その後、ディスプレイシステム・パッケージング全体にとって最も効率的な方法で配置された単色画像生成素子に当たる。（上述の空間的定位と画像生成素子の形状に関する説明を参照。）]
[0124] 上述したように、この体系的な画素チャンネルのグルーピング、分離および集約は、Ｎ個の画像素子の任意の一般的なシステムに適用可能である。したがって、これは、上述の全般的な開示の部分で参照したように、多次元（立体画像およびホログラフィック）ディスプレイを実装するために、空間的に区分された画素セットのメタ画素グルーピングにも拡張可能であるし、同様に、単純な３要素のＲＧＢシステムにも拡張可能である。]
[0125] いずれの場合も、ディスプレイ情報を提供するファイバーセットは、視認可能な出力前面中でグルーピングされ、続いて、列により出力タイプを分離し、織りフレーム内で列をバッチ操作し、それを、ディスプレイ前面グルーピングから分かれさせかつ続いてタイプにより集約されるように配置し、その結果、特別な画像生成素子に当たることができる。]
[0126] 光学変調技術の可能な限り広い列の使用および実装を可能にするために、また、個々ではスイッチング速度が相対的に遅く、感温性を有し、したがって、光学負荷が限定されていて、スペクトル帯が素子レベルに限定されている可能性のある画像生成素子の使用を可能にするために、複数の信号源を集約し、これらを単一の統合されたチャンネル（ファイバーまたはメタファイバー）に組み合わせる方法が必要とされる。]
[0127] このような目的は、Ｎ個の離散素子から発出し、続いて分離され、ディスプレイ出力マトリックス中でＮ個のファイバーの繰り返しセットのグルーピングされる必要のあるファイバーの空間変換に影響を与える方法（これは上述と同じ方法）で実装される。]
[0128] このタイプの解決方法が、即座におよび明らかに有益となるアプリケーションは様々存在する。]
[0129] 例えば、高輝度画像ディスプレイもしくは投影システム、または、高速ディスプレイもしくは投影システム用の実用上の必要性があるが、ここで、単独では十分な光を通過させることができないもしくは秒毎に十分なフレームを処理することができない複数の画像生成素子を用いることによって、高性能のトータルシステムが達成されうる。すなわち、それらの出力を最終的な単一のチャンネルに組み合わせることによって（例えば、２０ｋルーメンのデジタルシネマ投影アプリケーションでは）十分なルーメンが集約され、分離された画像生成器からのフレームが間にはさまれ、高輝度の、高速のスイッチングシステムが達成される。したがって、明るい光を処理または通過させることができない、または、立体画像もしくはホログラフィック表示または投影などのアプリケーションに秒毎に十分なフレームを生成することができない基本的なコンポーネントから、デジタルシネマ投影システムまたは極端に大きい（すなわち、壁サイズの）高性能の直視型ディスプレイを達成することができる。]
[0130] 例えば、マッハツェンダースイッチおよびこれ以外の平面変調スイッチなどの、可干渉性狭帯域の光を変調するフォトニックスにおけるこれ以外の光変調器方法は、信号集約方法の利点も生かすことができ、これがなければ不適切でありうるディスプレイアプリケーションが実用的になる。]
[0131] スイッチングタイプには、入力を取り扱えず、また、変調プロセスにおけるブースティングなしに、十分な光を通過させることができないものもある。さらに、可干渉性の狭いレーザー光は、特定のディスプレイアプリケーションにおいて人間の視覚部にとっては安全ではなく、したがって、本開示の利点をもって、（もしあるとしても）これらのタイプの変調器用のディスプレイアプリケーションのほとんどが非実用的になる。]
[0132] 複数の個々には狭帯のバンドは、様々に最適化されたスイッチアレイから集約されることができ、バンドは、帯域を大きくしかつ干渉性を壊すことができるよう設計されたファイバーを通過することができる。直視型（特に、日光中で）または投影のいずれであっても、大きく明るい像のエリアを支持するために、十分な明度が集約可能である。]
[0133] 信号集約の目的で、信号が、統一されたメタ画素を最終的に供給するためのファイバーセットにグルーピングされた別々の源から一度集約されると、グルーピングされたファイバーからの信号を混合する方法がなければならない。]
[0134] 信号を集約する上で、通信分野でよく知られた機器であって、複数のファイバーが信号を挿入し、この信号が組み合わされ、その後単一の出力ファイバーにルーティングされるような機器が、この目的での選択肢（ルーター、サーキュレーター、リング共振器など）である。]
[0135] しかし好ましくは、信号集約は、メタ画素の形成用の上述に開示した方法を採用する。広い面積の明るい直視型のディスプレイでは、入力ファイバーセットから１つの出力ファイバーに物理的に縮小することは必要ではない。漏洩ファイバーは、このような場合、より小さい端部画素寸法に縮小されることなく、組み合わされ、周囲にあるインデックスまたはフォトニック結晶構造を通して結合されうる。上で開示した方法を使って、より大きい画素出力に拡大することも可能である。]
[0136] より大きい直視型のディスプレイとは対照的に、この方法から利点が得られる投影アプリケーションでは、投影システムの出力光学系は、通常、出力が集約される画像生成素子の集約サイズ（または個々のサイズさえ）よりずっとサイズが小さい。]
[0137] 信号集約方法を採用した投影システムの縮小要件は、より小さい画像エンジンがファイバーを通してより広い面積の直視型ディスプレイを直接アドレス指定する画素の拡大の要件の逆として見ることができる。]
[0138] 光を組み合わせる方法は、本質的には同じであるが、漏洩ファイバーがコアファイバーと共に組み合わせられた拡大時と同様、この場合コアファイバーは、入力ファイバーとしてよりも出力ファイバーとして機能し、参照符号４００で示されるような結合スリーブにより取り囲まれる。]
[0139] 光の方向は、したがって、縮小を行う投影アプリケーションと、画素拡大を行う広い面積の直視型システムとでは逆で、拡大の際には、コアまで剥がされたまたは漏洩ファイバーである単一の入力ファイバーがあり、これは、単一のファイバーの漏洩光を受信し、広い寸法になったメタファイバーを通って光を伝送する他の漏洩ファイバーまたは光学系により取り囲まれる。]
[0140] いずれの場合も、ナノ結晶またはバルク反射材料での被覆またはゾルを有用に利用して、拡大または縮小のいずれの構造においても、メタファイバーの手法を用いて後方反射を限定することができる。]
[0141] 縮小する際には、光およびプロセスフローの方向は、より大きいファイバーの群から中央の漏洩または剥がされたコアファイバーへ進む方向であり、または、織物型繊維光学系中で構造化され、この織物型繊維光学系は、この交換または結合段階を通過すると、高明度の信号の唯一の担体である単一のファイバー中で終結する。]
[0142] あるいは、これ以外の商業的に入手可能で周知の光学系またはフォトニックまたは光電子素子を採用することも可能で、これにより、複数のファイバーが、別々にまたは束になって、１つの光学構造または相互結合された素子に挿入される。この相互連結された素子は、単純なバージョンでは、円錐またはレンズであるが、組み合わされた信号を出力ファイバーに結合またはフォーカシングする。]
[0143] 全体として、投影システムのマクロ操作は、より小さい画像生成エンジンがより大きい視認可能な出力ディスプレイを駆動する場合に説明した構造とは逆のものとしてみることができる。直視型システムの入力端は（最も単純な形態では）ＲＧＢファイバーの束であるが、これが投影システム中では投影システムの出力光学系である。]
[0144] 出力光学系は、好ましくは、投影システムでは、ＲＧＢファイバーの溶融されたファイバーアレイであり、これは、複数の（安いが、感温性のある、遅い画像エンジン）からの光およびフレームを集約したが、この出力光学系は、別々のＲＧＢ画像エンジンからの光を組み合わせるためのプリズム光学系を必要としない。]
[0145] 集約のプロセスは、複数の段階で繰り返されうる。画像エンジンを組み合わせて、例えば正味の青色副画素アレイのための十分な光を集約し、および、毎秒十分な数のフレーム、および寸法的に異なるチャンネルも同様に供給することができる。]
[0146] ２．１ 実施形態：デジタルシネマ用の画像サーバーアーキテクチャ]
[0147] 続いて、「画像サーバー」アーキテクチャであるが、これは、通信網アーキテクチャに由来し、ここでは、複数の安い画像生成パネル、例えば、効率的なＬＥＤ発光モジュール（ルミナス参照）（これは、分野毎に容易に置換可能である）を用いたＬＣＤパネルが用いられ、秒毎に十分な照明、秒毎に十分なフレーム、および、実質的に無限にスケーラブルな解像度がファイバー束に集約する。]
[0148] 各最終的な色出力チャンネルには、多くの安い画像生成器が採用可能であり、それぞれが、巨大なスクリーンを照明するのに必要な光の部分を生成／通過させ、および／または、それぞれが、歪みのない立体画像および高応答のホログラフィック的に投影された画像の支持に必要なフレームの部分を生成する。源となる信号の集約および統合を達成するのは、光ファイバー繊維マトリックスネットワーク部分である。]
[0149] この場合可能なのは、以下のとおりである。１６ｋの立体画像投影が、片目に６０フレーム／秒で、溶融ＲＧＢアレイ中で単一モードＰＣＦファイバーを用いて、最終画像を外部のプロジェクター光学系に通過させる（色チャンネル毎に１つのファイバーが、必要な全てであるが、これは、別々のＲ，ＧおよびＢチャンネルが、縮小可能で、最終的な出力用に最終的な単一の画素ファイバー中に挿入されるからである。）]
[0150] これ以外の任意の画像生成ユニットおよびディスプレイタイプを、「画像サーバー」アーキテクチャ中に採用することができるが、これらには、例えば、ＦＬＣｏＳ、ＯＬＥＤ、ＭＯＤ、ＤＭＤ、ＭＥＭＳおよびマッハツェンダーなどが含まれる。]
[0151] 画像ブレードは、分野に応じて置換可能であり、アップグレード可能であり、通信由来の光学機械位置合わせおよびテストシステムが、各ブレードスロット上の定位置に備えられている。光ファイバーチャンネル毎に分離した画素を備え、位置合わせ用のテストは、デジタルネットワーク後方散乱検出により容易に行うことができ、したがって、光学系の位置合わせはバルク光学系の場合よりもずっと容易にすることができる。]
[0152] ２．２ 実施形態：家庭、ビジネスおよびシアター用の画像サーバー分配アーキテクチャ]
[0153] 家庭用の通信網構造の画像配信およびディスプレイ／投影システムの単純な例では、集約画像情報密度が４ｋ×２ｋである１つ以上の画像サーバーのセットが採用可能で、これには、４ＨＤ解像度の光ファイバーの繊維マトリックスの視認可能なディスプレイ面に画像を供給するために十分な可変照明手段が設けられている。]
[0154] 家庭へのおよび家庭内での光ファイバーは、世界中で展開されているので、この柔軟性のあるネットワーク様式で画像ディスプレイおよび投影の必要性を取り扱う機会があることにより、家庭用のディスプレイおよび投影機器の購入者への有意な節約となる。]
[0155] アップグレード可能な画像サーバーは、家庭用の中央「ラック」中に挿入可能であり、家庭用の画像ネットワーク能力を拡張する。（無限に可変な形状およびサイズを有する）光ファイバー繊維マトリックスディスプレイ面は、人間の視覚部の区別化能力を超えた本来のファイバー解像度で製造できるが、より低い解像度構造の場合は、相対的により安価な受動的な備品のように、必要に応じて置換可能である。]
[0156] 新しくより良い変調技術が開発されたので、通信網構造のシステムは一貫したものとなり、より安く、より速く、より明るい変調および照明技術ならびにモジュールを利用することができる。]
[0157] しかし、シアター、ホテルのゲストルームおよび公共の娯楽スペース用の中央集中画像サーバーアーキテクチャにとって有利な機会であることも、同様に明らかである。]
[0158] 画像ディスプレイが必要とされる各ホール、各客室または公共の空間の各ポイント用に、スタンドアローン型の機器を購入する代わりに、光ファイバー繊維マトリックス備品を、光ファイバー分配システムに挿入する形で位置づけられることができる。]
[0159] 家庭用のモデルと同様、この画像サーバー分配およびディスプレイ／投影アーキテクチャは、拡張可能性とアップグレード可能性を提供する。]
[0160] 集約情報ディスプレイの世界では、画像サーバー分配モデルは、娯楽ではないビジネスおよび産業用アプリケーションにも、同様に適用可能である。]
[0161] 要約すれば、本通信網構造の画像ディスプレイおよび投影システムモデルは、画像生成および分配プロセスの各段階において、最良の軽いネットワークおよび変調要素を活用することにより、単一技術と比較して改良された解決方法を本質的に提供する。]
[0162] スタンドアローンディスプレイまたは投影システムにとって、利点は即刻である一方、通信モデルがビルのスケールで実装される場合には、利点は有意に大きくなり、照明手段が中央集中化され、変調モジュール、複数の最終的な直視型および投影光学系備品が、光ファイバー中継機が設けられたビルの任意の場所におかれる。この中継器の位置には、自動ロック配備機構があり、これにより、技術者の支援が不必要になるが、これは特に、完全な画像を下流のファイバーにルーティングする公知の方法が、最適化され、実装され、離散型ファイバー画素の必要性がそれ自体小さくなる。（この変形例は、事実上、最終的な画素の縮小となる。）]
[0163] 携帯可能または装着可能なアプリケーション用に、回転可能もしくは折ることができる、および、展開可能もしくは膨らませることができる光ファイバー・ディスプレイ・マトリックスで、ビュースルー拡張現実（ＡＲ）メガネの形態で、または、ビルのスケールでの画像配信システムとして実装されるかにかかわらず、通信網構造のディスプレイシステムは、任意の表示要件に適合されることができ、かつ、そのフォトニックの「仕事の分担モデル」の本質的な利点をその必要性に提供することができる。]
[0164] ハイブリッドディスプレイが中心となる世界を思い描くことができるが、ここでは、携帯可能なマイクロディスプレイにより駆動される柔軟性のある携帯可能なスクリーンが、家庭または仕事場で「プラグを抜かれ」、中央のビルの画像サーバーにより、快適な仕事または娯楽アプリケーションのために最大サイズに広げられ、数秒前に、紙バサミサイズのラップトップ能力を有するパーソナルメディアコンピュータ機器により駆動された画像内容を、スクリーンに供給する仕事を引き受ける。]
[0165] 上述の記載は、画像ディスプレイおよびプロジェクターシステム／方法の好適な実施形態に焦点を合わせているが、本発明は、他のアプリケーション、システムおよび方法にも拡張することができる。]
[0166] 本書面中の説明では、本発明の実施形態を完全に理解してもらうために、数々の特定の詳細、例えば、要素の例および／または方法の例などが提示されている。しかし、当業者は、本発明の実施形態を、これらの１つまたは複数の特定的な詳細なしでも実施することができ、他の器械、システム、アセンブリ、方法、要素、材料および／または部品などを用いても実施することができるであろうことを認識するであろう。他の例では、本発明の実施形態の態様を曖昧にしないために、周知の構造、材料または操作は、具体的には示さず、または詳細に記載していない。]
[0167] 本明細書を通じて、“ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（１つの実施形態）”、“ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（ある実施形態）”または“ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（特定の実施形態）”との言及は、実施形態に関連して記載された特定の特長、構造または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態中で含まれるが、全ての実施形態では必要がないことを意味する。したがって、“ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（１つの実施形態において）”、“ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（ある実施形態において）”、“ｉｎ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（特定の実施形態において）”との語句が、本明細書の様々な箇所で現れる場合は、それぞれが、同じ実施形態を言及しているわけではない。さらに、本発明の任意の特定の実施形態の特定の特長、構造または特性は、適切な方法で、他の１つまたは複数の実施形態と組み合わせ可能である。本書面中で記載され例示された本発明の実施形態のこれ以外の変形例および変更例は、本書面中の教示を考慮すると可能であり、本発明の精神およびその範囲の一部分として考慮されるべきであると理解されるべきである。]
[0168] さらに図／図面中の任意の信号の矢印は、別途特定的に示されていない限り、例示的なものとして考慮され、限定的なものとして考慮されるべきではない。さらに、本書面中で用いられる「ｏｒ」との文言は、別途示されない限り、一般に「および／または」を意味すると意図される。要素と工程との組み合わせも、上述のように考慮されるべきで、分けるまたは組み合わせる能力が示されているか否かは不明瞭であるとして、文言は先見される。]
[0169] 本明細書中および以下の請求項全体にわたって用いられている“ａ”“ａｎ”および“ｔｈｅ”は、文脈から明示的に異なると示されていない限り、複数形を含む。また、本明細書中および以下の請求項全体に渡って用いられている“ｉｎ”の意味は、文脈から明示的に異なると示されていない限り、“ｉｎ”および“ｏｎ”を含む。]
[0170] 本発明中に例示されている実施形態の記載（要約での記載を含む）は、本発明がこれに尽きる、または、本発明をここで記載されている通りの正確な形態に限定するという意図はない。ここで説明した本発明の特定の実施形態および実施例は、例示目的のみのために記載したが、これ以外の等価の変更も、当業者には認識し評価するので、これらも本発明の精神およびその範囲内で可能である。上述したように、これらの変更は、本発明の例示した実施形態の上述の説明を考慮して本発明に対して行うことができ、これらは、本発明の精神およびその範囲内に含まれるべきである。]
[0171] したがって、本発明は、本書面中には、その特定の実施形態を参照して説明したが、ある程度自由な変更、様々な変化および置換は、上述の開示内に入るものと意図され、上述の本発明の範囲およびその精神から離れることなく、ある例では、本発明の実施形態のある特性が、他の特性を対応して使用することなしに採用されると理解される。したがって、多くの変更が、特定の状況または材料を、本発明の本質的な範囲およびその精神に適合させるために行われうる。本発明は、以下の請求項および／または本発明を実施するために考えられたベストモードとして開示された特定の実施形態で用いられた特定の文言に限定することは意図されておらず、むしろ、本発明は、従属請求項の範囲内に入る任意のおよび全ての実施形態ならびにその等価物を含むと意図される。したがって、本発明の範囲は、従属請求項によってのみ決定される。]

权利要求:

請求項1
ディスプレイ・プロセッサであって、１つまたは複数の入力ポイントであって、各入力ポイントが信号生成器と結合されるためのものであり、前記信号生成器が、１つまたは複数の対応する信号エレメントのために、生成される信号エレメント特性を有する信号エレメントを生成する、１つまたは複数の入力ポイントと、１つまたは複数の出力ポイントであって、各出力ポイントが画像素子と結合されるためのものであり、前記画像素子が、前記生成される信号エレメント特性とは異なる画素特性を有する出力信号を出力する、１つまたは複数の出力ポイントと、前記１つまたは複数の入力ポイントと、前記１つまたは複数の出力ポイントと結合され、前記生成される信号エレメント特性を、前記画素特性に変換するための複数の信号誘導部材と、前記１つまたは複数の出力ポイントに結合された前記１つまたは複数の画像素子を有する画像作成アレイとを有するディスプレイ・プロセッサ。
請求項2
前記画素特性は、前記生成される信号エレメント特性の対応するスケーリングとは異なるスケーリング差を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項3
前記スケーリングは１より大きい請求項２に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項4
前記スケーリングは１未満である請求項２に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項5
前記画素特性は、前記生成される信号エレメント特性の対応する信号振幅とは異なる信号振幅差を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項6
前記信号振幅差は１より大きい請求項５に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項7
第１入力ポイントと第２入力ポイントとを有し、織り込み型の前記複数の信号誘導部材は、前記第１入力ポイントからの信号エレメントと前記第２入力ポイントとからの信号エレメントとを、前記信号振幅差が１より大きい特定の１つの出力ポイントにおいて組み合わせる請求項６に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項8
前記画素特性は、前記生成される信号エレメント特性の対応するフレームレートとは異なるフレームレート差を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項9
前記フレームレート差は１より大きい請求項８に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項10
第１入力ポイントと第２入力ポイントとを有し、前記複数の信号誘導部材は、前記第１入力ポイントからの信号エレメントと前記第２入力ポイントからの信号エレメントとを、１より大きい前記信号振幅差を有する特定の１つの出力ポイントにおいて組み合わせる請求項９に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項11
前記複数の信号誘導部材は、繊維方法で織られた光ファイバー部材を複数有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項12
前記画素特性は出力の視認方向を含み、前記出力の視認方向は、特定の出力ポイントを含む面に対して垂直であり、前記出力視認方向は、少なくとも１つの信号エレメント生成器を含む面に対して垂直である信号エレメントの視認方向とは異なり、前記信号エレメント生成器は、変換されかつ前記特定の出力ポイントで利用可能である特定の信号エレメントを受信する特定の入力ポイントと結合されている請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項13
前記複数の信号誘導部材の１つまたは複数は、回転可能な導光部材、折ることができる導光部材、曲げることができる導光部材、フレキシブルな導光部材およびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１２に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項14
前記複数の信号誘導部材は、繊維織物型構造を有する請求項１３に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項15
第１入力ポイントと第２入力ポイントとを有し、前記複数の信号誘導部材は、特定の１つの出力ポイントにおいて、前記第１入力ポイントからの信号エレメントと前記第２入力ポイントからの信号エレメントとを組み合わせ、前記組み合わされた信号エレメントのそれぞれは異なる空間特性を有し、前記出力ポイントが双方の前記異なる空間特性を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項16
前記異なる空間特性は、合わせられると、視認可能な三次元出力ポイントを作成する左目の視界と右目の視界とを含む請求項１５に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項17
前記画像作成アレイは、１つまたは複数の前記画像素子用の画素スケーリング構造を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項18
前記画素スケーリング構造は、分散層、凹型エンドキャップ、凸型エンドキャップ、画素集約部およびこれらの組み合わせからなる群から選択される１つまたは複数の構造を有する請求項１７に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項19
前記信号エレメントは、約３８０ナノメータ〜約７５０ナノメータまでの範囲の波長を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項20
前記複数の信号誘導部材は、複数の第１の前記入力ポイントを、より少ない数の前記出力ポイントに結合させるための集約構造を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項21
前記集約構造は、漏洩導光部材、クラッドのない導光部材、クロストーク導光部材およびこれらの組み合わせからなる群の１つまたは複数の構造から選択される請求項２０に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項22
前記複数の信号誘導部材は、１つまたは複数の前記入力ポイントを、より多くの数の前記出力ポイントに結合するための分配構造を有する請求項１に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項23
前記分配構造は、漏洩導光部材、クラッドのない導光部材、クロストーク導光部材およびこれらの組み合わせからなる群の１つまたは複数の構造から選択される請求項２２に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項24
前記複数の信号誘導部材は、１つまたは複数の前記入力ポイントを、より多くの数の前記出力ポイントに結合するための分配構造を有する請求項２０に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項25
前記集約構造および前記分配構造は、漏洩導光部材、クラッドのない導光部材、クロストーク導光部材およびこれらの組み合わせからなる群の１つまたは複数の構造から選択される請求項２４に記載のディスプレイ・プロセッサ。
請求項26
複数の入力ポイントであって、各入力ポイントが信号生成源と結合されるためのものであり、前記信号生成源が１つまたは複数の対応する信号エレメントの生成される信号エレメント特性を有する信号エレメントを生成する、複数の入力ポイントと、複数の出力ポイントであって、各出力ポイントが信号宛先部と結合されるためのものであり、前記信号宛先部が、出力信号を出力する、複数の出力ポイントと、繊維方法で織り込まれた複数の信号誘導部材であって、前記複数の入力ポイントのうちの１つまたは複数の入力ポイントから、前記複数の出力ポイントのうちの１つまたは複数の出力ポイントへルーティングするための信号路を複数設けるために、前記複数の信号誘導部材は、前記１つまたは複数の入力ポイントと、前記１つまたは複数の出力ポイントと結合されかつ統合され、ここで、前記複数の信号路は、１対１信号路、１対多信号路、多対１信号路、多対多信号路およびこれらの組み合わせからなる１つまたは複数の信号路から選択される、信号誘導部材とを有する器械。
請求項27
ハイブリッド構造の画像システムであって、１つまたは複数の画素生成器であって、各画素生成器が、少なくとも生成される画像の一部分である画素を生成し、前記画素が、それぞれ生成される画素特性を有する、１つまたは複数の画素生成器と、１つまたは複数の入力ポイントであって、各入力ポイントが前記画素生成器のうちの少なくとも１つと結合されるためのものである、１つまたは複数の入力ポイントと、１つまたは複数の出力ポイントであって、各出力ポイントが画像素子と結合されるためのものであり、前記画像素子が、前記生成される画素特性とは異なる画素特性を有する出力信号を出力する１つまたは複数の出力ポイントと、前記１つまたは複数の入力ポイントと、前記１つまたは複数の出力ポイントと結合される複数の信号誘導部材であって、各対応する入力ポイントと出力ポイントとの結合について、前記対応する画素の前記生成される画素特性を前記画素特性に変換するための複数の信号誘導部材と、生成される画像の修正画像を作成するために、前記１つまたは複数の出力ポイントに結合された１つまたは複数の前記画像素子を有する画像作成アレイとを有するハイブリッド構造の画像システム。
請求項28
前記１つまたは複数の画素生成器のうちの少なくとも１つは、マッハツェンダー素子である請求項２７に記載のシステム。
請求項29
表示方法であって、（ａ）１つまたは複数の信号生成器を用いて、前記１つまたは複数の信号生成器に結合された１つまたは複数の入力ポイントのそれぞれにおいて、１つまたは複数の信号エレメントを生成する工程であって、前記１つまたは複数の信号エレメントのそれぞれが、ある生成される信号エレメント特性を有する工程と、（ｂ）複数の信号誘導部材を用いて、前記生成される信号エレメント特性のそれぞれを画素特性に変換する工程であって、前記画素特性は、前記生成される信号エレメントとは異なる工程と、（ｃ）前記画素特性を有する前記１つまたは複数の信号エレメントを、画像作成アレイにおいて可視化する工程であって、前記画像作成アレイが、前記複数の信号誘導部材の１つまたは複数の出力ポイントに結合されている工程と、を含む表示方法。
請求項30
前記画素特性は、前記生成される信号エレメント特性の対応するスケーリングとは異なるスケーリング差を有する請求項２９に記載の表示方法。
請求項31
（ｄ）前記複数の信号誘導部材を用いて、前記１つまたは複数の入力ポイントから、前記１つまたは複数の出力ポイントへ、信号路をルーティングする工程をさらに含み、ここで、前記複数の信号路は、１対１信号路、１対多信号路、多対１信号路、多対多信号路およびこれらの組み合わせからなる１つまたは複数の信号路から選択される請求項２９に記載の表示方法。
請求項32
信号リマッピング方法であって、（ａ）複数の繊維織物型の信号誘導部材を有する統合モジュールを用いて、複数の信号源に結合された１つまたは複数の入力ポイントから、信号宛先部へ連結された前記１つまたは複数の出力ポイントへの信号路をルーティングする工程であって、ここで、前記複数の信号路は、１対１信号路、１対多信号路、多対１信号路、多対多信号路およびこれらの組み合わせからなる１つまたは複数の信号路から選択される工程と、（ｂ）信号源の信号宛先部への結合をリマッピングするために、前記統合されたモジュールを、異なる信号路の配置を有する別の統合されたモジュールと置き換える工程とを含む信号リマッピング方法。