CN110023834A - 具有扫描阵列光引擎的投影仪 - Google Patents

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Abstract

一种投影仪组件包括发光二极管(LED)阵列，其中LED阵列具有阵列轴，其中LED阵列包括沿阵列轴布置的多个LED，并且其中多个LED是单独可寻址的。该投影仪组件包括支撑LED阵列的可旋转的致动器，其中可旋转的致动器具有旋转轴，并且其中旋转轴和阵列轴是平行的。该投影仪组件包括：准直器，其被定位成与LED阵列光学通信，用于使从多个LED发射的光准直；以及成像光学器件的组，其被定位成与准直器光学通信，用于聚焦准直光并在一距离处形成LED阵列的第一图像，其中第一图像包括对应于阵列轴的第一轴和与旋转轴正交的第二轴。

Description

具有扫描阵列光引擎的投影仪
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月1日提交的美国临时专利申请No.62/429,003的权益和优先权，该申请的公开内容出于全部目的通过引用的方式整体并入本文。
背景技术
图像投影仪可以采用多种形式并使用各种不同的技术，其在成本和复杂度上各不相同。例如，在办公室、会议室和家庭影院系统中用于视频投射的许多常见投影仪利用3色光组合(红色、绿色、蓝色)来提供全色视频。在液晶显示(LCD)投影仪中，来自灯的光针对红色、绿色和蓝色分量中的每一者而被分离并且穿过包括多个像素的LCD闸(gate)，这些闸用于阻挡或允许光通过以生成输出光图案。数字光处理(DLP)和硅上液晶(LCOS)投影仪使用类似的技术，但分别利用微镜和反射有源矩阵液晶元件来代替LCD闸来生成输出光图案。由于需要针对三种颜色中的每一者而包括光学元件，因此这些系统可能较大并且过于复杂。
发明内容
本公开涉及图像投射。特别地，本公开涉及基于发光二极管的图像投影仪。本文描述的是基于LED的图像投射系统及相关投射方法。本文描述的系统和方法使用LED阵列，该阵列输出使用光学元件投射的光以在一距离处形成图像。与其他LED投射技术相比，可以通过将LED阵列放置在可移动的致动器(例如可旋转的致动器)上来减少LED阵列中的LED的大小和/或数量，使得可以在不同位置处生成LED阵列的图像并将其组合以形成复合帧。例如，当LED阵列随时间的函数旋转时，可以生成阵列的图像的序列。当以足够快的速率完成时，可以产生逐段复合帧(类似于逐行扫描帧)，并且可以重复该过程以投射视频图像。
在第一方面，提供了投影仪组件。在特定实施例中，投影仪组件包括发光二极管(LED)阵列，该阵列例如具有阵列轴并包括沿该阵列轴布置的多个LED的LED阵列。多个LED是单独可寻址的。投影仪组件进一步包括：支撑LED阵列的可移动的致动器，例如具有平行于阵列轴的旋转轴的可旋转的致动器或者具有垂直于阵列轴的平移轴的可平移的致动器；以及成像光学器件的组，其被定位成与LED阵列光学通信，用于在一距离处形成LED阵列的第一图像。例如，第一图像可以包括对应于阵列轴的第一轴以及与旋转轴正交或与平移轴平行的第二轴。可选地，多个LED中的每一者的输出强度是独立可控制的。
本文描述的投影仪组件使用各种LED阵列。例如，在一些实施例中，LED阵列包括一维LED阵列。可选地，LED阵列包括二维LED阵列。有用的LED阵列包括具有任何适用数量的元件的LED阵列。例如，在一些实施例中，LED阵列包括约800个像素、约1024个像素、约1280个像素、约1440个像素、约1600个像素、约1920个像素、约2560个像素、约3840个像素、约7680个像素或者多于约7680个像素。可选地，每个像素对应于LED阵列的一个或多个对应的LED。
在实施例中，多个LED可以生成具有任何合适的颜色或波长的光。例如，在一些实施例中，多个LED包括：第一多个LED，其用于生成包括第一波长的光；对应的第二多个LED，其用于生成包括不同于第一波长的第二波长的光；以及对应的第三多个LED，其用于生成包括不同于第一波长和第二波长的第三波长的光。以这种方式，可以通过组合来自具有三种不同颜色的LED的光来生成全色图像。例如，在一些实施例中，三个对应的LED的组构成LED阵列的像素。可选地，三个对应的LED的组包括来自第一多个LED的一个LED、来自第二多个LED的一个LED以及来自第三多个LED的一个LED。其他配置是可能的，包括其中来自多个LED的多数LED被包括在构成像素的LED的组中的情况。
可选地，第一、第二或第三波长中的一者为约650nm。可选地，第一、第二或第三波长中的一者为约520nm。可选地，第一、第二或第三波长中的一者为约450nm。可选地，第一、第二或第三波长的光为约或峰值为约650nm。可选地，第一、第二或第三光为约或峰值为约520nm。可选地，第一、第二或第三光为约或峰值为约450nm。其他颜色/波长组合是可能的。
在一些实施例中，第一多个LED、第二多个LED和第三多个LED包括相同数量的LED。然而，在其他实施例中，第一、第二和第三多个LED中的每一者可以包括不同数量的LED。例如，在一些实施例中，第一多个LED包括的LED的数量不同于第二多个LED、不同于第三多个LED或不同于第二多个LED和第三多个LED两者。
可以根据任何优选配置来布置阵列中的LED。例如，在一些实施例中，第一多个LED、第二多个LED和第三多个LED沿阵列轴均匀分布。可选地，第一多个LED在空间上被分组。可选地，第二多个LED在空间上被分组。可选地，第三多个LED在空间上被分组。对于一些实施例，将具有相同波长/颜色的LED进行分组是有用的，包括其中期望生成在空间上不同的单色图像的实施例。在一些实施例中，第二多个LED中的每个LED被定位成与第一多个LED中的至少一个对应的LED和第三多个LED中的至少一个对应的LED相邻。
包括在阵列中的LED可以采用任何合适的尺寸。例如，在实施例中，多个LED中的每一者具有选自约0.5μm和约5μm之间的横向尺寸。LED阵列本身也可以采用任何合适的尺寸。在一些实施例中，LED阵列具有与阵列轴正交的宽度轴，并且其中宽度轴对应于第二轴。例如，在一些实施例中，LED阵列具有沿阵列轴的选自约100μm和约10000μm之间的长度。可选地，LED阵列具有沿宽度轴的约0.5μm和约100μm之间的长度。
本文描述的方法和组件可以使用具有任何合适的切换速度的LED。应当理解，在一些实施例中，切换速度与视频图像的期望帧速率一样快或更快是有用的。可选地，多个LED中的每一者在大于或约30Hz、大于或约60Hz、大于或约120Hz、大于或约240Hz、大于或约1kHz、大于或约1MHz、或者约10Hz与约10MHz之间的频率处是可切换的。
在实施例中，由可旋转的致动器支撑的LED阵列有助于允许LED阵列生成在空间上分离的输出。在实施例中，可旋转的致动器包括微机电元件。可选地，可旋转的致动器包括压电元件。可旋转的致动器可以旋转到任何合适数量的位置或任何合适的角度。在一些实施例中，可旋转的致动器是可控制到平行于阵列轴的多个不同位置，包括约600个、约768个、约720个、约800个、约900个、约1024个、约1200个、约1080个、约1440个、约1600个、约2160、约4230、大于约4230个平行于阵列轴的不同的位置、或者约100个和约100000个之间的平行于阵列轴的位置。
可选地，可旋转的致动器具有沿阵列轴的长度，该长度约等于LED阵列的沿阵列轴的横向尺寸。可选地，LED阵列具有与阵列轴正交的宽度轴。在实施例中，可旋转的致动器具有围绕旋转轴的旋转角度，该旋转角度与准直器或成像光学器件的组的光轴和宽度轴之间的角度对应，例如在约45°和约+135°之间连续或离散地可控制的旋转角度。应当理解，在一些实施例中，可旋转的致动器围绕旋转轴的旋转引起与旋转轴正交的LED阵列的位移。
在实施例中，由可平移的致动器支撑的LED阵列有用于允许LED阵列生成在空间上分离的输出。在实施例中，可平移的致动器包括微机电元件。可选地，可平移的致动器包括压电元件。可平移的致动器可以被平移到任何合适数量的位置。在一些实施例中，可平移的致动器是可控制到平行于阵列轴的多个不同的位置，包括约600个、约768个、约720个、约800个、约900个、约1024个、约1200个、约1080个、约1440个、约1600个、约2160、约4230、或大于约4230个平行于阵列轴的不同的位置。
可选地，可平移的致动器具有沿阵列轴的长度，该长度约等于LED阵列沿阵列轴的横向尺寸。可选地，LED阵列具有与阵列轴正交的宽度轴。在实施例中，可平移的致动器可沿平移轴连续或离散地平移。
在特定实施例中，LED阵列输出一个像素宽的输出，以及LED阵列围绕旋转轴的旋转或者LED阵列沿平移轴的平移生成与多个一个像素宽的输出的复合对应的二维光学输出。例如，二维光学输出可以由成像光学器件的组成像以生成第一图像。
可选地，成像光学器件的组包括准直器，该准直器可用于从LED阵列生成准直光。在实施例中，准直器包括透镜或镜子。可选地，准直器被定位成接收由多个LED生成的光并输出平行的光线。在一些实施例中，准直器包括光学元件，该光学元件的外形被设计为当可旋转的致动器例如围绕旋转轴或沿平移轴而移动时，输出来自多个LED的平行或基本上平行的光线。可选地，准直器包括多个准直元件，每个准直元件被定位成接收由多个LED的子集生成的光并输出平行或基本上平行的光线。
在实施例中，准直器可以包括光学涂层或滤波器。例如，在一些实施例中，准直器包括反射或抗反射涂层。可选地，准直器包括偏振器。
其他光学元件也可用于成像光学器件的组。例如，在一些实施例中，成像光学器件的组包括一个或多个透镜、镜子或滤波器。可选地，成像光学器件的组将由多个LED生成的光聚焦到约1mm和1m之间的焦距。可选地，成像光学器件的组的光学元件包括一个或多个反射或抗反射涂层或偏振器。
在一些实施例中，投影仪组件可以包括一个或多个附加的LED阵列，用于生成一个或多个附加的图像。这些图像可选地在空间上偏移并且可以对应于相同或不同的输出强度。在一些实施例中，投影仪组件可以进一步包括第二LED阵列，例如具有第二阵列轴并且包括沿第二阵列轴布置的第二多个LED(例如单独可寻址的LED)的第二LED阵列；以及支撑第二LED阵列的第二可移动的致动器，例如具有平行于第二阵列轴的第二平移轴的可旋转的致动器或具有垂直于阵列轴的第二平移轴的可平移的致动器。在一些实施例中，第二LED阵列被定位成与成像光学器件的组光学通信。例如，该第二LED阵列可以被定位成与准直器光学通信，该准直器例如使从第二多个LED发射的光准直的准直器。可选地，成像光学器件的组在一距离处形成第二LED阵列的第二图像，例如包括对应于第二阵列轴的第三轴和与该第二旋转轴正交或平行于第二平移轴的第四轴的第二图像。
第一LED阵列和第二LED阵列的各种配置是可能的。例如，第二阵列轴和第一阵列轴可选地是平行的。可选地，第二阵列轴和第一阵列轴可以是垂直的。取决于特定配置，LED阵列和第二LED阵列可选地具有不同的横向尺寸和/或包括不同数量的LED。
在一些实施例中，由第一LED阵列生成的第一图像对应于第一深度场，由第二LED阵列生成的第二图像对应于第二深度场。以这种方式，投影仪组件可以生成相同场景的多个图像，但是以不同的深度平面为特征，并且可以用于生成可以具有深度信息的图像。如果使用两个投影仪组件，则每个组件可以从略微不同的视角生成图像，使得深度场有助于生成三维显示。
在一些实施例中，第一图像和第二图像至少部分地在空间上重叠。以这种方式，两个图像可以彼此互补，并且例如可以用于提高视频刷新率。可选地，第一图像和第二图像在空间上偏移。
在另一实施例中，可以使用单个LED阵列生成多个图像，例如多个在空间上偏移的图像。例如，在一些实施例中，投影仪组件可以进一步包括平移台，用于在LED阵列和成像光学器件的组之间生成相对平移。以这种方式，LED阵列可以被平移到第二位置，使得可以生成第二图像。可选地，平移台包括微机电元件。可选地，平移台包括压电元件。在实施例中，相对平移是沿着垂直于旋转轴或平行于平移轴的轴的。应当理解，相对平移可用于在平移位置形成LED阵列的第二图像。
不同的配置可用于生成相对平移。例如，在一些实施例中，平移台与可旋转的致动器机械连通，用于相对于成像光学器件的组平移可移动的致动器和LED阵列。可选地，平移台与准直器机械连通，用于相对于LED阵列平移成像光学器件的组。
本文描述的投影仪组件和方法可使用其他部件。例如，可以使用一个或多个波导或衍射元件，例如以帮助观看者看到由投影仪组件生成的图像。例如，在一些实施例中，投影仪组件可以进一步包括：第一衍射光学元件，其被定位成与成像光学器件的组光学通信，用于接收LED阵列的第一图像并生成第一衍射光；波导，其被定位成与第一衍射光学元件光学通信，用于接收第一衍射光并通过全内反射传输第一衍射光；第二衍射光学元件，其被定位在波导之内或之上，用于从第一衍射光生成第二衍射光；以及第三衍射光学元件，其被定位成与第二衍射元件光学通信，用于从第二衍射光生成第三衍射光。有关使用波导和衍射元件生成由投影仪组件生成的图像的显示的附加细节可以在2016年8月22日提交的美国临时申请62/377,831中找到，该临时申请的全部内容通过引用整体并入本文。
在另一实施例中，投影仪组件可以包括发光二极管(LED)阵列，例如具有阵列轴并且包括沿阵列轴布置的多个LED的LED阵列，该多个LED可以是单独可寻址的；支撑LED阵列的可移动的致动器，例如具有平行于阵列轴的旋转轴的可旋转的致动器或具有垂直于阵列轴的平移轴的可平移的致动器；成像光学器件的组，其被定位成与LED阵列光学通信，用于收集由多个LED发射的光并在一距离处形成LED阵列的一个或多个图像，例如包括对应于阵列轴的第一轴和与旋转轴正交或平行于平移轴的第二轴的一个或多个图像。
在一些实施例中，成像光学器件的组可以不包括准直器。当不包括准直器时，由LED阵列生成的光的方向信息可以保留在投射图像中，这对于一些实施例可能是有用的。例如，应当理解，保留方向信息对于光场应用可能是有用的，其中可以保留方向、相位和/或幅度/强度以便生成三维或四维图像。可选地，多个LED每一个各自具有独立可控制的输出幅度。可选地，成像光学器件的组包括一个或多个电光元件，用于控制和/或保留由多个LED发射的光的相位。可选地，成像光学器件的组包括一个或多个元件，用于控制和/或保留由多个LED发射的光的方向信息。可选地，可旋转的致动器控制由LED阵列生成的光的方向。
在另一方面，描述了用于例如通过使用本文描述的投影仪组件生成图像的方法。在一个示例中，该方面的方法实施例可以包括：使用投影仪组件创建第一部分图像；使投影仪组件的可移动的致动器移动以将投影仪组件的LED阵列移动至第二位置；以及使用投影仪组件创建第二部分图像。可选地，第一部分图像和第二部分图像在空间上偏移且一起形成第一复合图像。
在一些实施例中，可移动的致动器包括可旋转的致动器。在一些实施例中，该方面的方法可以进一步包括旋转可旋转的致动器一次或多次并且创建一个或多个对应的附加部分图像，例如其中一个或多个对应的附加部分图像各自在空间上从其他部分图像偏移且一起形成第一复合图像。可选地，旋转可旋转的致动器包括使可旋转的致动器旋转离散角度。可选地，旋转可旋转的致动器包括连续地旋转可旋转的致动器。
在一些实施例中，可移动的致动器包括可平移的致动器。在一些实施例中，该方面的方法可以进一步包括平移可平移的致动器一次或多次并且创建一个或多个对应的附加部分图像，例如其中一个或多个对应的附加部分图像各自在空间上从其他部分图像偏移且一起形成第一复合图像。可选地，平移可平移的致动器包括将可平移的致动器平移离散距离。可选地，平移可平移的致动器包括连续平移可平移的致动器。
在一些实施例中，以约30Hz、约60Hz、约120Hz、约240Hz、大于约240Hz或者约10Hz和480Hz之间的速率重复创建第一部分图像、移动可移动的致动器和创建第二部分图像。以这种方式，该方面的方法可用于生成视频图像。
可选地，投影仪组件可以包括平移台，用于在LED阵列和成像光学器件的组之间生成相对平移。在一些实施例中，该方面的方法还可以包括在LED阵列和成像光学器件的组之间生成相对平移，使得LED阵列被平移到平移的相对位置；创建第三部分图像，例如通过使用该平移的相对位置处的LED阵列生成第三光并且通过成像光学器件的组对第三光成像以形成第三部分图像；移动可移动的致动器以将LED阵列移动至平移的和移动的相对位置；创建第四部分图像，例如通过使用该平移的和移动的相对位置处的LED阵列生成第四光并且通过成像光学器件的组对第四光进行成像以形成第四部分图像，使得第三部分图像和第四部分图像在空间上偏移且一起形成第二复合图像。可选地，第一复合图像对应于第一深度场，第二复合图像对应于第二深度场。
可选地，投影仪组件可以包括两个或更多个LED阵列，例如各自具有独立的阵列轴并且独立地包括沿相应的阵列轴布置的多个LED的两个或更多个LED阵列，其中每个LED元件是单独可寻址的；以及两个或更多个可移动的致动器，其各自支撑LED阵列。每个LED阵列可以被定位成与成像光学器件的组光学通信，使得每个LED阵列的图像可以在一距离处形成。
可选地，该方面的方法可以包括创建第三部分图像，例如通过使用第三位置处的第二LED阵列生成第三光并且通过成像光学器件的组对该第三光进行成像以形成第三部分图像；移动第二可移动的致动器以将第二LED阵列移动至第四位置；创建第四部分图像，例如通过使用第四位置处的第二LED阵列生成第四光并且通过成像光学器件的组对该第四光进行成像以形成第四部分图像。可选地，第三部分图像和第四部分图像在空间上偏移且一起形成第二复合图像。同样，应当理解，不同的复合图像可以对应于不同的深度场。
可选地，用于本文描述的方法的投影仪组件可以进一步包括：第一衍射光学元件，其被定位成与成像光学器件的组光学通信，用于接收LED阵列的第一图像并生成衍射光；波导，其被定位成与第一衍射光学元件光学通信，用于接收衍射光并通过全内反射传输该衍射光；第二衍射光学元件，其被定位在波导之内或之上，用于生成衍射光；以及第三衍射光学元件，其被定位成与第二衍射元件光学通信，用于生成衍射光。可选地，该方面的方法可以进一步包括使用第一衍射光学元件衍射第一复合图像的至少一部分以生成衍射图像，例如由波导接收的衍射图像；使用波导传输衍射图像；使用第二衍射光学元件衍射衍射图像的至少一部分以生成扩展图像；以及使用第三衍射光学元件衍射扩展图像的至少一部分以生成输出图像。以这种方式，可以向观看者显示由投影仪组件生成的图像。
在另一方面，提供了投影仪组件。在实施例中，投影仪组件包括LED阵列，其中LED阵列具有阵列轴，其中LED阵列包括沿阵列轴布置的多个LED，并且其中多个LED是单独可寻址的。投影仪组件进一步包括支撑LED阵列的可旋转的致动器，其中可旋转的致动器具有旋转轴，并且其中旋转轴和阵列轴是平行的；以及成像光学器件的组，其被定位成与LED阵列光学通信，用于收集由多个LED发射的光并且在一距离处形成LED阵列的一个或多个图像，其中该一个或多个图像包括对应于阵列轴的第一轴和与旋转轴正交的第二轴。可选地，多个LED的输出幅度可以是独立可控制的。
可选地，成像光学器件的组可以进一步包括一个或多个电光元件，用于控制由多个LED发射的光的相位。成像光学器件的组可以进一步包括一个或多个元件，用于保留由多个LED发射的光的方向信息。可选地，可旋转的致动器可以控制由LED阵列生成的光的方向。
以下在详细说明、附图和权利要求中描述了另外的特征、优势和实施例。
附图说明
图1A、图1B、图1C和图1D示出了根据一个实施例的示例LED阵列。
图2A、图2B和图2C示出了根据实施例的LED阵列的旋转。
图3A提供了根据一个实施例的在x-z平面中的投影仪组件的示意图。
图3B提供了根据一个实施例的在x-z平面中的投影仪组件的示意图。
图3C提供了根据一个实施例的在y-z平面中的投影仪组件的示意图。
图3D提供了根据一个实施例的投影仪组件的透视示意图。
图4提供了根据一个实施例的包括用于生成图像的两个LED阵列的基于LED的投影仪组件的示意图。
图5A和图5B示出了根据一个实施例的LED阵列的旋转和平移。
图5C提供了根据一个实施例的使用旋转和平移来生成图像的基于LED的投射系统的示意图。
图6A提供了根据一个实施例的多个LED阵列的透视图。
图6B提供了根据一个实施例的在x-y平面中的多个LED阵列的示意图。
图6C提供了根据一个实施例的包括在y-z平面中的多个LED阵列的基于LED的投影仪组件的示意图。
图6D提供了根据一个实施例的包括在x-z平面中的多个LED阵列的基于LED的投影仪组件的示意图。
图7A示出了根据一个实施例的包括具有三种不同颜色的不同LED组的示例LED阵列。
图7B示出了根据一个实施例的用于生成不同LED组的空间上不同的图像的投影仪组件的部件。
图8提供了根据一个实施例的示例图像投射方法的概述。
图9提供了根据一个实施例的示例图像投射方法的概述。
图10提供了根据一个实施例的在保留方向信息的同时对来自LED阵列的光进行成像的概述。
具体实施方式
本文描述的投影仪系统和方法使用包括沿轴布置的多个LED的LED阵列。LED阵列可以由可移动的致动器支撑，以便移动LED阵列并在不同位置处生成LED阵列的图像。在一些实施例中，可移动的致动器是可旋转的微机电致动器。当致动器旋转时，LED阵列移动至不同的物理位置。当使用成像光学器件的组对由LED阵列生成的光进行成像时，可以与LED阵列由致动器移动时的LED阵列的不同物理位置对应地形成来自LED阵列的光的空间上不同的图像。
通过控制致动器的旋转以及LED阵列中的LED的定时和输出，可以生成视频图像。例如，可以生成由第一位置处的LED阵列生成的第一图像部分。当LED阵列被旋转到第二位置并且第二部分图像可以由LED阵列生成时，其中第二部分图像可以同时在空间和时间上从第一部分图像偏移。随着LED阵列旋转通过固定数量的位置，可以重复该过程以生成完整图像帧，然后重复该过程以便生成具有多个帧的视频图像。
LED阵列的旋转也可以是连续的过程，而不是离散的位置的组。可以控制阵列中的LED元件的输出的定时，以便创建部分图像，这些部分图像一起构成完整图像帧。同样，可以重复该过程以便生成具有多个帧的视频图像。
可以使用光学成像系统在一距离处投射来自LED阵列的光。例如，光学成像系统可以包括一个或多个透镜、镜子、准直器等。对于一些实施例，准直器的使用是有价值的，因为一些LED可以生成发散的输出并因此可以受益于准直，以便在一距离处投射清晰的图像。
图1A-1D提供了LED阵列100A、100B、100C和100D的示意图。LED阵列100A-100D中的每一者包括沿轴(例如图1A所示的x轴)布置的多个单独可寻址的LED元件。在图1A中，LED阵列100A包括定位在支撑结构110A上的LED元件105A，支撑结构110A可以对应于可移动的致动器，例如可旋转或可平移的致动器。每个LED元件105A可以对应于投射图像的像素元件。尽管LED阵列100A包括10个LED元件105，但是应当理解，LED阵列可以根据需要包括任何数量的LED元件，以便生成具有期望分辨率的图像。例如，投射图像中的每个像素可以对应于LED元件或多个LED子元件。
另外，LED阵列可以包括LED元件的单线(例如，1维阵列)或具有任何实际数量的行的LED元件的多线(例如，2维阵列)，用于基于LED阵列的移动(例如，通过可旋转的致动器)而生成图像。例如，可以使用两行或更多行LED元件，例如三行、四行、五行、六行、七行、八行、九行或十行。
可以与本文描述的投射系统和方法一起使用各种可旋转的致动器，该可旋转的致动器包括微机电旋转致动器、磁驱动旋转致动器、电驱动旋转致动器、基于悬臂的旋转致动器等。应当理解，尽管本说明参考了用于移动LED阵列以生成二维图像的可旋转的致动器，但是可以使用其他可移动的致动器来类似地生成二维图像。例如，在一些实施例中，可以使用可平移的致动器来代替可旋转的致动器。在一些实施例中，可平移的致动器包括微机电致动器、磁驱动致动器、电驱动致动器、压电致动器等。
LED阵列中的LED元件可以采用任何合适的形状、尺寸和布置。例如，LED元件可以具有方形、矩形或圆形输出表面。取决于期望的配置和输出，LED元件可具有范围从约0.5μm到约100μm的横向尺寸。在一些特定实施例中，横向尺寸在0.5μm和约5μm之间。LED元件可以以并排(带状)配置、格子配置、像素排列(PenTile)矩阵配置等布置。
在图1B中，LED阵列100B包括定位在支撑结构110B上的LED元件105B，该支撑结构110B可以对应于可移动的致动器，例如可旋转或可平移的致动器。每个LED元件105B可以对应于投射图像的像素元件并且可以包括子元件115、116和117，子元件115、116和117可以对应于以垂直的带状配置布置的三种不同颜色的LED元件(例如，红色、绿色、蓝色)以便生成全色像素元件，其中三个相邻的LED元件对应于子像素元件且一起构成单个像素元件。尽管示出了30个LED子元件，但是应当理解，可以根据需要包括任何数量的LED元件或子元件。
在图1C中，LED阵列100C包括定位在支撑结构110C上的LED元件105C，该支撑结构110C可以对应于可移动的致动器，例如可旋转或可平移的致动器。每个LED元件105C可以对应于投射图像的像素元件并且可以包括子元件120、121和122，子元件120、121和122可以对应于以水平的带状配置布置的三种不同颜色的LED元件(例如，红色、绿色、蓝色)以便生成全色像素元件。同样，应当理解，可以根据需要包括任何数量的LED元件或子元件。
在图1D中，LED阵列100D包括定位在支撑结构110D上的LED元件105D，该支撑结构110D可以对应于可移动的致动器，例如可旋转或可平移的致动器。每个LED元件105D可以对应于投射图像的像素元件并且可以包括子元件，子元件可以对应于以格子配置布置的三种或更多种不同颜色的LED元件(例如，红色、绿色、蓝色、白色)以便生成全色像素元件。同样，应当理解，可以根据需要包括任何数量的LED元件或子元件。还应该理解，图1B-1D所示的子像素配置仅仅是示例性的，并且其他子像素配置是可能的或期望的，并且子像素渲染算法的使用也是可能的或期望的。
在实施例中，LED阵列可以包括任何实际数量的LED元件，以便投射具有期望的第一分辨率的图像。例如，具有1024个元件的LED阵列(其中每个元件可以包括多个子元件)可以对应于具有包括1024个像素线的第一分辨率的图像。其他示例也是可能的，其中包括但不限于具有600个元件、720个元件、768个元件、800个元件、900个元件、1080个元件、1200个元件、1280个元件、1440个元件、1600个元件、1920个元件、2160个元件、2560个元件、3850个元件、4230个元件或7680个元件的LED阵列。应当理解，这些元件数量仅仅是示例性的并且可以对应于常见的数字图像分辨率。
图2A-2C描绘了围绕旋转轴205在各种位置之间旋转的LED阵列200。如图所示，旋转轴205可以平行于x轴，如图2A所示。应当理解，旋转轴可以定位在LED阵列附近的任何合适位置，例如LED阵列下方，并且可以由具有所使用的支撑结构和可旋转的致动器的特定几何形状和配置决定。LED阵列200被示出为具有平行于旋转轴205的阵列轴210和与阵列轴正交的轴215。轴220例如可以对应于用于投射由LED阵列200生成的光的光学元件的组的光轴并且可以平行于z轴，如图2A所示。图2A示出为其中轴220和轴215垂直的配置。
在一些实施例中，被称为平行的两个轴或物体可以对应于绝对平行或基本上平行(例如被布置为在绝对平行的约±5度内)的两个轴或物体。在一些实施例中，被称为垂直或正交的两个轴或物体可以对应于相对于彼此精确地成90度布置或者基本上彼此垂直或基本上彼此正交(例如被布置为相对于彼此在约85和约95度之间)的两个轴或物体。在一些实施例中，当两个物体或轴基本上平行、基本上垂直或基本上正交地布置时，效用不受影响并且仍然可以提供就好像物体精确平行、精确垂直的或精确正交的类似效用。
例如，尽管图2A-2C中将旋转轴205和阵列轴210示出为精确地平行，但是如果旋转轴205和阵列轴210基本上平行，LED阵列200也可用于根据本文描述的原理操作，以便关于LED阵列200围绕旋转轴205旋转而生成复合图像。
还应当理解，如本文所使用的，术语“约”指示可以在不脱离本发明的精神的情况下包括或使用接近所述值的值。可选地，“约”可以指示可以包括在所述值的10％内的值。作为一个示例，“约10”可以对应于9和11之间，包括9和11。
图2B示出了LED阵列200围绕旋转轴205在第一方向225上旋转，使得轴215和轴220之间的角度大于90度。图2C示出了LED阵列200围绕旋转轴205在与第一方向相反的第二方向230上旋转，使得轴215和轴210之间的角度小于90度，例如在0度和90度之间。应当理解，在一些实施例中，提供LED阵列200围绕轴旋转的旋转的可旋转的致动器可以被配置为提供连续的旋转，使得轴215和轴220之间的角度可以是连续可调整的，例如调整到任何值。在其他实施例中，可旋转的致动器可以被配置为提供逐步旋转，使得轴215和轴220之间的角度可以离散地仅可调整到特定值。
在一些实施例中，LED阵列可围绕阵列轴在两个最大旋转量之间旋转，例如沿第一旋转方向(例如旋转方向225)的第一最大量以及沿第二旋转方向(例如旋转方向230)的第二最大量。在一些实施例中，旋转可以连续地发生或以离散的步骤发生。可选地，LED阵列可以以离散的步骤沿第一方向旋转到第一最大值，然后通过一个步骤沿第二方向快速旋转到第二最大值，以及再次通过离散的步骤沿第一方向旋转到第一最大值。以这种方式，可以建立单向渐进旋转。可选地，LED阵列可以通过离散的步骤沿第一方向旋转到第一最大值，然后通过离散的步骤沿第二方向旋转到第二最大值，然后重复该过程。以这种方式，可以建立双向渐进旋转。取决于特定的投射配置，可以使用这些或其他旋转方案来通过旋转LED阵列并控制各个LED元件的定时和输出以生成期望的图像，从而生成复合图像。
通过使用图2A-2C所示的三个位置，可以生成具有三行像素的图像。本文公开的系统和方法可以使用任何数量的位置。在一些实施例中，LED阵列200围绕旋转轴205在位置之间的旋转将具有足以在每个位置上对从LED阵列投射的光进行空间分离的幅度。例如，来自LED阵列的对应于图2A的位置上的光可以是中心像素线，而来自LED阵列的对应于图2B的位置上的光可以偏移到中心像素线的上方，以及来自LED阵列的对应于图2C的位置上的光可以偏移到中心像素线的下方。以这种方式，可以使用本文描述的系统和方法生成不同行的像素。
然而，在一些实施例中，LED阵列可以旋转一定量，使得所生成的图像可以至少部分地重叠。这样的配置对于一些实施例是有用的，例如其中子像素渲染有助于创建图像细节的实施例。另外，对于一些LED阵列配置，例如图1C所示的水平带状配置，重叠像素线有助于改善输出图像的沿垂直于旋转轴的方向的分辨率。在一些实施例中，像素元件的大小可以对应于子像素元件的组的总大小，例如LED阵列200的LED元件的横向尺寸。在其他实施例中，像素元件的大小可以对应于各个子像素元件的大小。例如，使用图1C所示的LED阵列110C，首先可以使用LED子元件120的顶部线来生成关于特定像素线的红色像素输出线。然后，可以旋转LED阵列110C，使得可以投射来自LED子元件121的中间线的绿光，以生成具有与先前生成的红色像素输出相同的空间位置的绿色像素输出线。最后，可以旋转LED阵列110C，使得可以投射来自LED子元件122的底部线的蓝光，以生成具有与先前生成的红色像素输出和蓝色像素输出相同的空间位置的蓝色像素输出线。以这种方式，与像素元件不重叠的配置相比，沿垂直于旋转轴的方向的整体图像分辨率可以提高为3倍。
在实施例中，LED阵列可以可旋转到任何实际数量的位置，以便投射具有期望的第二分辨率的图像。例如，可旋转的致动器可以可旋转到约1280个位置，使得每个位置可以提供部分图像，以使整个图像具有包括1280个像素线的分辨率。其他示例也是可能的，其中包括但不限于可旋转的致动器可旋转到600个位置、720个位置、768个位置、800个位置、900个位置、1080个位置、1200个位置、1280个位置、1440个位置、1600个位置、1920个位置、2160个位置、2560个位置、3850个位置、4230个位置或7680个位置。应当理解，这些位置数量仅仅是示例性的，并且可以对应于常见的数字图像分辨率。
在其他实施例中，LED阵列可以是连续地可旋转的，而不是离散地可旋转的。为了投射具有不同像素线的图像，LED阵列的元件可以控制其输出。例如，当LED阵列处于第一位置时，可以控制LED阵列的输出以投射与完整帧的第一部分对应的第一像素线。当旋转LED阵列时，LED阵列的输出可以被定时，使得当LED阵列处于适当位置时，可以控制LED阵列的第二输出以投射与完整帧的第二部分对应的第二像素线。可以重复该过程以生成具有更多像素线的完整图像帧。以这种方式，可以使用LED阵列生成具有期望分辨率的图像。
图3A提供了在x-z平面中的示例投影仪组件300A的示意图。投影仪组件300A包括LED阵列305A和成像光学器件的组310A。成像光学器件的组310A包括准直器315A和五个聚焦透镜320。准直器315A可用于平行化由LED阵列305A生成的光，该光可以在由LED阵列305A的发射时是发散的。成像光学器件的组310A可用于生成LED阵列305A的图像325A。应当理解，LED阵列305A可以围绕平行于x轴的旋转轴而旋转，以便生成LED阵列305A的二维图像。
图3B提供了在x-z平面中的另一示例投影仪组件300B的示意图。投影仪组件300B包括LED阵列305B和成像光学器件的组310B。成像光学器件的组310B包括五个聚焦透镜320而不包括准直器。准直元件315B和316B可选地附接到LED阵列305B和/或是LED阵列305B的一部分，以独立地平行化由LED阵列305B的LED元件生成的光。可选地使用独立的准直元件315B使来自各个LED元件的光准直。可选地使用共享的准直元件316B使来自多个LED元件的光准直，该光例如来自两个或更多个独立的LED元件或多个LED子元件的光。成像光学器件的310B以及准直元件315B和316B可以用于生成LED阵列305B的图像325B。应当理解，LED阵列305B可以围绕平行于x轴的旋转轴而旋转，以便生成LED阵列305B的二维图像。
图3C提供了在y-z平面中的投影仪组件300A的示意图。这里，示出了LED阵列305A围绕平行于x轴的轴的旋转，从而示出了LED阵列305A的两个离散位置。因此，图像325A示出了对应于LED阵列305的两个离散位置的两个离散部件。
图3D提供了投影仪组件300A的透视示意图，其中示出了x轴、y轴和z轴。这里，示出了LED阵列305A围绕平行于x轴的轴的旋转方向，但是未示出LED阵列305A的离散位置。图像325A示出了离散部件如何一起构成二维复合图像。
应当理解，尽管LED阵列305A被示出为一维阵列，但是LED阵列305A可以是二维阵列，诸如包括两行或更多行并且每行中具有任何数量的LED元件(例如，图3D所示的10个元件)的阵列。可以根据本文描述的相同原理操作包括二维阵列的配置以生成二维图像，但是对于两行阵列可能需要LED阵列的许多不同位置的一半，作为用于生成具有相同数量像素的图像的一行阵列。或者，如上所述，可以生成重叠的像素子元件。
在一些实施例中，可以期望使用单个投射系统生成两个或更多个空间上分离的图像。在一个实施例中，可以通过使用两个单独的LED阵列来提供多图像生成。在另一实施例中，可以通过使用一个LED阵列并将LED阵列平移到单独的位置以生成多个图像来提供多图像生成。在一些实施例中，生成不同图像有助于生成表示第一深度平面的第一图像和表示第二深度平面的第二图像，例如用于三维图像的生成。
图4提供了用于生成多个图像的在y-z平面中的示例投影仪组件400的示意图。投影仪组件400包括LED阵列405A和405B以及成像光学器件的组410。成像光学器件的组410包括准直器415和五个聚焦透镜420。准直器415可用于平行化由LED阵列405A和405B生成的光，该光可以在由LED阵列405A和405B的发射时是发散的。成像光学器件的组410可用于生成LED阵列405A的第一图像425A和LED阵列405B的第二图像425B。来自LED阵列405A和405B中的每个LED元件的输出可以是独立可控制的。LED阵列405A和405B中的每一者可以是独立可旋转的。
图5A和图5B提供了示出用于生成多个图像的单个LED阵列505的平移的透视示意图。在图5A中，LED阵列505沿负y方向平移，然后LED阵列围绕旋转轴旋转以生成第一图像。在图5B中，LED阵列505沿正y方向平移，然后LED阵列围绕旋转轴旋转以生成第二图像。不同的可平移的致动器可用于平移LED阵列505。例如，可以使用线性可平移的微机电致动器在离散位置之间平移LED阵列505。替代地或附加地，可以使用压电致动器在离散位置之间平移LED阵列505。应当理解，LED阵列505的平移还可以导致提供所示旋转的任何可旋转的致动器的平移。因此，例如，LED阵列和支撑LED阵列的可旋转的致动器可以全部设置在使用一个或多个平移致动器的平移台上。
图5C提供了用于利用LED阵列505和伴随的平移部件生成多个图像的在y-z平面中的示例投影仪组件500的示意图。类似于本文描述的其他投射系统，投影仪组件500包括成像光学器件的组510。LED阵列505由可平移的致动器515支撑，以便在不同位置之间平移520LED阵列505。如图所示，在第一位置上使用LED阵列以生成第一二维图像525A，然后将LED阵列平移到第二位置，其中该第二位置用于生成第二二维图像525B。
图6A-6D示出了包括多个LED阵列601、602和603的替代实施例。在该实施例中，LED阵列602和603垂直于LED阵列定向。图6A示出了LED阵列601、602和603的透视图，其中示出了LED阵列601围绕平行于x轴的轴旋转，以及LED阵列602和603围绕平行于y轴的轴旋转。图6B示出了在x-y平面中的LED阵列601、602和603的示意图。投影仪组件600中的LED阵列601、602和603的视图在图6C中示出为在y-z平面中以及在图6D中示出为在x-z平面中。
图6A-6D所示的投影仪组件600可以有利地利用LED阵列601与LED阵列602和603之间的垂直布置。例如，LED阵列601可以投射第一2维图像，其中图像的第一轴对应于阵列轴，图像的第二轴对应于与旋转轴正交的轴，该轴可以与阵列轴平行，如图6A所示。同时，LED阵列602和/或603可类似地以类似方式生成第二2维图像，但LED阵列602和603的旋转轴垂直于LED阵列601的旋转轴。在实施例中，第一二维图像和第二二维图像可以在图像平面处重叠。
图7A示出了LED阵列705的另一实施例，该LED阵列705包括位于支撑结构710(例如可移动的致动器)上的具有三种不同颜色的不同LED组。例如，组715可以对应于输出红光(例如，包括具有约650nm波长的光)的LED元件的组。组720可以对应于输出绿光(例如，包括具有约520nm波长的光)的LED元件的组。组725可以对应于输出蓝光(例如，包括具有约450nm波长的光)的LED元件的组。
这样的配置可以用于生成单独的单色图像，这些图像可以随后被组合来生成全色图像。在一些实施例中，不同LED组715、720和725中的LED可以在其他LED组中的每一个中具有对应的LED元件。例如，LED元件730可以对应于关于图像的特定像素生成红光的LED元件，LED元件735可以对应于关于图像的特定像素生成绿光的LED元件，以及LED元件740可以对应于关于图像的特定像素生成蓝光的LED元件。可以使用各种光方向和聚焦技术来组合单色图像，这些技术可以利用例如一个或多个透镜、镜子、光纤元件、波导元件和/或衍射元件。
例如，图7B示出了用于生成不同LED组715、720和725的空间上不同的图像的投影仪组件的部件的一个实施例。在图7B中，示出小透镜阵列745，其用于最初聚焦并在空间上分离来自不同LED组715、720和725的光。光学元件750被示出为单个聚焦透镜，但是可替代地使用成像光学器件的组来代替光学元件750，例如包括一个或多个透镜或镜子的成像光学器件的组，该一个或多个透镜或镜子用于准直、会聚或发散光以生成图像。在聚焦之后，可以使用另外的光学元件重新组合光，以便组合光来生成全色图像。应当理解，在图7B中，LED阵列705可以围绕平行于的x轴的轴旋转，使得不同的LED组715、720和725可以调整它们的输出以生成二维图像，如上所述。
图8提供了用于例如通过使用投影仪组件生成和投射图像的方法800的示例实施例的概述。在框805处，从LED阵列生成第一光。如上所述，LED阵列中的每个LED元件的输出可以是独立可控制的，这允许生成对应于部分图像的输出图案。
在框810处，使用成像光学器件的组对第一光进行成像，以便生成第一部分图像。例如，成像可以包括折射或反射光。成像可以利用反射光学器件、聚焦光学器件、发散光学器件、准直光学器件等。成像可以包括将光投射到特定距离，该距离例如对应于会聚平面的距离。
在框815处，旋转LED阵列以将LED阵列移动至下一个位置以生成下一部分图像。可以通过使用可旋转的致动器(例如微机电致动器)来实现LED阵列的旋转。尽管LED阵列在图8中示出为被旋转，但是在一些实施例中，LED阵列可以例如通过使用可平移的致动器(例如压电致动器)被平移而不是被旋转。
在框820处，从LED阵列生成第二光。同样，每个LED元件的输出可以是独立可控制的，并且输出可以与对应于第一光的输出不同。
在框825处，使用成像光学器件的组对第二光进行成像以生成第二部分图像。由于LED阵列的旋转，第二部分图像可以至少部分地在空间上从第一部分图像偏移。在特定实施例中，第一和第二部分图像不重叠。在其他实施例中，第一和第二部分图像至少部分地重叠。
在框830处，旋转LED阵列以将LED阵列移动至下一个位置以生成下一部分图像。在框835处，从LED阵列生成下一个光用于下一部分图像。在框840处，使用成像光学器件的组对下一个光进行成像以生成下一部分图像，该下一部分图像可以至少部分地从第一和第二部分图像偏移。
可选地，框830、835和840可以重复一次或多次，以便生成包括多个部分图像的完整图像。例如，框830、835和840可以重复足够次数以生成包括与全分辨率图像中存在的像素线一样多的像素线的完整图像。
框830、835和840也可以连续重复，以生成例如构成视频图像的完整图像的序列。在这种情况下，在某个时刻，LED阵列可以被旋转回到与从LED阵列生成第一光的位置相对应的位置。在实施例中，该过程可以在约30Hz或约60Hz或与视频显示输出的刷新速率或帧速率对应的特定频率下发生。
应当理解，对于包括多个LED阵列的实施例，可以针对多个LED阵列中的每一者独立地使用方法800。以这种方式，多个LED阵列中的每一者可以独立地生成完整图像和/或完整图像的序列。
图9提供了例如通过使用包括位于可平移的致动器上的LED阵列的投影仪组件生成和投射图像的方法900的示例实施例的概述。在框905处，从LED阵列生成第一光。如上所述，LED阵列中的每个LED元件的输出可以是独立可控制的，这允许生成对应于部分图像的输出图案。
在框910处，使用成像光学器件的组对第一光进行成像，以便生成第一部分图像。例如，成像可以包括折射或反射光。成像可以利用反射光学器件、聚焦光学器件、发散光学器件、准直光学器件等。成像可以包括将光投射到特定距离，该特定距离例如对应于会聚平面的距离。
在框915处，旋转LED阵列以将LED阵列移动至下一个位置以生成下一部分图像。可以通过使用可旋转的致动器(例如微机电致动器)来实现LED阵列的旋转。尽管LED阵列在图9中示出为被旋转，但是在一些实施例中，LED阵列可以例如通过使用可平移的致动器(例如压电致动器)被平移而不是被旋转，用于生成下一部分图像。
在框920处，从LED阵列生成第二光。同样，每个LED元件的输出可以是独立可控制的，并且输出可以与对应于第一光的输出不同。
在框925处，使用成像光学器件的组对第二光进行成像以生成第二部分图像。由于LED阵列的旋转，第二部分图像可以至少部分地在空间上从第一部分图像偏移。在特定实施例中，第一和第二部分图像不重叠。在其他实施例中，第一和第二部分图像至少部分地重叠。在框930处，旋转LED阵列以将LED阵列移动至下一个位置以生成下一部分图像。
在框935处，从LED阵列生成下一个光以生成下一部分图像。在框940处，使用成像光学器件的组对下一个光进行成像以生成下一部分图像，该下一部分图像可以至少部分地从第一和第二部分图像偏移。在框945处，旋转LED阵列以将LED阵列移动至下一个位置以生成下一部分图像。
在框950处，该方法可以沿分支回到框935，以便在复合图像不完整的情况下重复框935、940和945。框935、940和945可以重复一次或多次，以便生成复合图像。
如果复合图像是完整的，则框950可以改为沿分支到框955。在框955处，使用可平移的致动器(例如压电致动器或微机电致动器)将LED阵列平移到下一个位置。在LED阵列位于平移位置的情况下，可以重复该过程以便生成第二复合图像，该第二复合图像可以至少部分地在空间上从先前生成的复合图像偏移。
应当理解，可以连续地重复方法900，以便生成例如构成视频图像的复合图像的序列。在这种情况下，在某个时刻，LED阵列可以平移回到与生成第一复合图像的位置相对应的位置。在实施例中，该过程可以在约30Hz或约60Hz或与视频显示输出的刷新速率或帧速率对应的特定频率下发生。
图10提供了根据一个实施例的在保留方向信息的同时对来自LED阵列的光进行成像的概述。LED阵列1005生成光1010，光1010在空间上被一个或多个透镜元件1015分开，然后使用成像光学器件的组1020(本文示出为单个聚焦透镜)重新聚焦该光。透镜元件1015和成像光学器件的组1020可选地允许输出光保留由LED阵列1005生成的光的方向信息。
替代地，成像光学器件的组1020可以包括一个或多个电光元件，例如用于调制、控制或保持由LED阵列生成的光的相位的元件。应当理解，通过保持和/或控制由LED阵列生成的光的方向、幅度和相位中的两者或更多者，可以生成多维光场作为光学配置的输出，例如其中观察的光的方向可能会影响光的强度。
还应理解，本文描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且将对本领域技术人员暗示本文描述的示例和实施例的光的各种变型或改变，以及各种变型或改变包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种投影仪组件，包括：
发光二极管(LED)阵列，其中所述LED阵列具有阵列轴，其中所述LED阵列包括沿所述阵列轴布置的多个LED，并且其中所述多个LED是单独可寻址的；
支撑所述LED阵列的可旋转的致动器，其中所述可旋转的致动器具有旋转轴，并且其中所述旋转轴和所述阵列轴是平行的；
准直器，其被定位成与所述LED阵列光学通信，用于使从所述多个LED发射的光准直；以及
成像光学器件的组，其被定位成与所述准直器光学通信，用于聚焦准直光并在一距离处形成所述LED阵列的第一图像，其中所述第一图像包括对应于所述阵列轴的第一轴和与所述旋转轴正交的第二轴。
2.根据权利要求1所述的投影仪组件，其中所述多个LED包括：第一多个LED，其用于产生包括第一波长的光；对应的第二多个LED，其用于产生包括不同于所述第一波长的第二波长的光；以及对应的第三多个LED，其用于产生包括不同于所述第一波长和所述第二波长的第三波长的光。
3.根据权利要求1所述的投影仪组件，其中所述多个LED中的每一者的输出强度是独立可控制的。
4.根据权利要求1所述的投影仪组件，进一步包括：
第二LED阵列，其中所述第二LED阵列具有第二阵列轴，并且其中所述第二LED阵列包括沿所述第二阵列轴布置的第二多个LED，其中所述第二多个LED是单独可寻址的；以及
支撑所述第二LED阵列的第二可旋转的致动器，其中所述第二可旋转的致动器具有第二旋转轴，并且其中所述第二旋转轴和所述第二阵列轴是平行的；以及
其中所述第二LED阵列被定位成与所述准直器光学通信，其中所述准直器使从所述第二多个LED发射的光准直，其中所述成像光学器件的组在一距离处形成所述第二LED阵列的第二图像，其中所述第二图像包括对应于所述第二阵列轴的第三轴和与所述第二旋转轴正交的第四轴。
5.根据权利要求4所述的投影仪组件，其中所述第一图像对应于第一深度场，并且其中所述第二图像对应于第二深度场。
6.根据权利要求4所述的投影仪组件，其中所述第一图像和所述第二图像在空间上重叠。
7.根据权利要求4所述的投影仪组件，其中所述第一图像和所述第二图像在空间上偏移。
8.根据权利要求1所述的投影仪组件，进一步包括：
平移台，其用于在所述LED阵列和所述准直器之间生成相对平移。
9.根据权利要求1所述的投影仪组件，进一步包括：
第一衍射光学元件，其被定位成与所述成像光学器件的组光学通信，用于接收所述LED阵列的所述第一图像并生成第一衍射光；
波导，其被定位成与所述第一衍射光学元件光学通信，用于接收所述第一衍射光并通过全内反射传输所述第一衍射光；
第二衍射光学元件，其被定位在所述波导之内或之上，用于从所述第一衍射光生成第二衍射光；以及
第三衍射光学元件，其被定位成与所述第二衍射元件光学通信，用于从所述第二衍射光生成第三衍射光。
10.一种生成和投射图像的方法，包括：
使用投影仪组件创建第一部分图像，其中所述投影仪组件包括：
发光二极管(LED)阵列，其中所述LED阵列具有阵列轴，其中所述LED阵列包括沿所述阵列轴布置的多个LED，并且其中所述多个LED是单独可寻址的；
支撑所述LED阵列的可旋转的致动器，其中所述可旋转的致动器具有旋转轴，并且其中所述旋转轴和所述阵列轴是平行的；
准直器，其被定位成与所述LED阵列光学通信，用于使从所述多个LED发射的光准直；以及
成像光学器件的组，其被定位成与所述准直器光学通信，用于聚焦准直光并在一距离处形成所述LED阵列的第一图像，其中所述第一图像包括对应于所述阵列轴的第一轴和与所述旋转轴正交的第二轴；
其中创建所述第一部分图像包括使用第一位置处的所述LED阵列生成第一光，其中所述第一光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第一部分图像；
旋转所述可旋转的致动器以将所述LED阵列移动至第二位置；以及
使用所述投影仪组件创建第二部分图像，其中创建包括使用所述第二位置处的所述LED阵列生成第二光，其中所述第二光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第二部分图像，并且其中所述第一部分图像和所述第二部分图像在空间上偏移且一起形成第一复合图像。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述投影仪组件进一步包括平移台，所述平移台用于在所述LED阵列和所述准直器之间生成相对平移，并且其中所述方法进一步包括：
在所述LED阵列和所述准直器之间生成相对平移，其中所述LED阵列被平移到平移的相对位置；
创建第三部分图像，其中创建包括使用所述平移的相对位置处的所述LED阵列生成第三光，其中所述第三光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第三部分图像；
旋转所述可旋转的致动器以将所述LED阵列移动至平移且旋转的相对位置；以及
创建第四部分图像，其中创建包括使用所述平移且旋转的相对位置处的所述LED阵列生成第四光，其中所述第四光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第四部分图像，其中所述第三部分图像和所述第四部分图像在空间上偏移且一起形成第二复合图像。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一复合图像对应于第一深度场，并且其中所述第二复合图像对应于第二深度场。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述投影仪组件进一步包括：
第二LED阵列，其中所述第二LED阵列具有第二阵列轴，其中所述第二LED阵列包括沿所述第二阵列轴布置的第二多个LED，其中所述第二多个LED是单独可寻址的；以及
支撑所述第二LED阵列的第二可旋转的致动器，其中所述第二可旋转的致动器具有第二旋转轴，并且其中所述第二旋转轴和所述第二阵列轴是平行的；
其中所述第二LED阵列被定位成与所述准直器光学通信，其中所述准直器使从所述第二多个LED发射的光准直，其中所述成像光学器件的组在一距离处形成所述第二LED阵列的第二图像，其中所述第二图像包括对应于所述第二阵列轴的第三轴和与所述第二旋转轴正交的第四轴；以及
其中所述方法进一步包括：
创建第三部分图像，其中创建包括使用第三位置处的所述第二LED阵列生成第三光，其中所述第三光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第三部分图像；
旋转所述第二可旋转的致动器以将所述第二LED阵列移动至第四位置；以及
创建第四部分图像，其中创建包括使用所述第四位置处的所述第二LED阵列生成第四光，其中所述第四光由所述准直器准直并且由所述成像光学器件的组成像以形成所述第四部分图像，其中所述第三部分图像和所述第四部分图像在空间上偏移且一起形成第二复合图像。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一复合图像对应于第一深度场，并且其中所述第二复合图像对应于第二深度场。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述投影仪组件进一步包括：
第一衍射光学元件，其被定位成与所述成像光学器件的组光学通信，用于接收所述LED阵列的所述第一图像并生成衍射光；
波导，其被定位成与所述第一衍射光学元件光学通信，用于接收所述衍射光并通过全内反射传输所述衍射光；
第二衍射光学元件，其被定位在所述波导之内或之上，用于生成衍射光；以及
第三衍射光学元件，其被定位成与所述第二衍射元件光学通信，用于生成衍射光；以及
其中所述方法进一步包括：
使用所述第一衍射光学元件衍射所述第一复合图像的至少一部分以生成衍射图像，其中所述衍射图像由所述波导接收；
使用所述波导传输所述衍射图像；
使用所述第二衍射光学元件衍射所述衍射图像的至少第二部分以生成扩展图像；以及
使用所述第三衍射光学元件衍射所述扩展图像的至少第三部分以生成输出图像。
16.一种投影仪组件，包括：
发光二极管(LED)阵列，其中所述LED阵列具有阵列轴，其中所述LED阵列包括沿所述阵列轴布置的多个LED，并且其中所述多个LED是单独可寻址的；
支撑所述LED阵列的可旋转的致动器，其中所述可旋转的致动器具有旋转轴，并且其中所述旋转轴和所述阵列轴是平行的；以及
成像光学器件的组，其被定位成与所述LED阵列光学通信，用于收集由所述多个LED发射的光并在一距离处形成所述LED阵列的一个或多个图像，其中所述一个或多个图像包括对应于所述阵列轴的第一轴和与所述旋转轴正交的第二轴。
17.根据权利要求16所述的投影仪组件，其中所述多个LED各自具有独立可控制的输出幅度。
18.根据权利要求16所述的投影仪组件，其中所述成像光学器件的组包括一个或多个电光元件，用于控制由所述多个LED发射的光的相位。
19.根据权利要求16所述的投影仪组件，其中所述成像光学器件的组包括一个或多个元件，用于保留由所述多个LED发射的光的方向信息。
20.根据权利要求16所述的投影仪组件，其中所述可旋转的致动器控制由所述LED阵列生成的光的方向。
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