CN214225645U - 用于将光投影到投影表面上的装置和移动设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于将光投影到投影表面上的装置和移动设备，所述装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇和两个或更多个微透镜，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的该微透镜中的每一个。LED簇中的每一个被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光。至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。投影图像包括产生自点的图案的光滑光的各个点和/或区域的布置。

Description

用于将光投影到投影表面上的装置和移动设备
技术领域
本公开的实施例总体上涉及发光二极管设备，具体是微LED（uLED或μLED）设备及其制造方法。本公开总体上涉及图案投影技术，并且更具体地，涉及使用LED和微光学器件被实现的微型图案投影仪，包括微透镜。装置包括两个或更多个LED簇和两个或更多个微透镜，并且具体地包括偏移布置，使得至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。产生的投影图像或光束包括单个点和/或光滑光区域。
背景技术
发光二极管（LED）是当电流流过它时发射光的半导体光源。 LED通常发射可见光，并构造成发射红色、蓝色和绿色波长。LED可以进一步包括例如磷光体材料的下转换材料，以修改波长和被发射的产生的颜色。LED将p型半导体与n型半导体组合。LED通常使用III-V族化合物半导体。与使用其他半导体的设备相比，III-V族化合物半导体在更高的温度下提供稳定的操作。III-V族化合物通常形成在由蓝宝石氧化铝（Al2O3）或碳化硅（SiC）形成的衬底上。
包括头戴式可穿戴设备和大面积显示器各种新兴的显示应用都需要由例如微LED的LED阵列组成的微型芯片，这些芯片具有侧向尺寸低至小于100 µm * 100 µm的高密度。用于这些目的的合适的LED通常具有约50 µm的直径或宽度尺寸以及更小的尺寸，其通过对准包括红色、蓝色和绿色波长的LED而在彩色显示器的制造中使用。 LED实现了显示屏的单个像素。
相比于LCD显示器，LED显示器提供了改善的对比度、响应时间和能量效率。OLED和LED显示器可以有利地用于实现小的、低能耗的设备，例如，诸如智能手表和智能电话。与传统的LCD显示器相比，OLED和LED技术都大大降低了能量需求，同时还提供了高对比度。与OLED不同，LED的实施例——具体是微LED——是基于氮化铟镓（“InGaN”）和/或磷化铝铟镓（AlInGaP）LED技术的，其提供了比OLED大得多（例如，最多大30倍）的总亮度，以及比OLED更高的效率（其可以用cd / W、c / A、nits / W或nits / A表达）和更低的功耗。与微LED不同，OLED也遭受屏幕老化。
用于将小点的网格或随机图案投影或发射到表面（诸如用户的面部）上的点式投影仪可以被采用以与3D感应算法组合，来实现深度感应和/或面部识别应用。基于垂直腔表面发射激光器（“VCSEL”）技术实现的点式投影仪对于某些应用可能过于昂贵、成本过高并且过于复杂。此外，对于空间受限的应用，难以实现VCSEL技术。
面部识别系统可以用点式投影仪来实现，该点式投影仪将小点的网格或随机图案投影或发射到表面（诸如用户的面部）和感测模块上，该感测模块接收到产生的图案并从其中生成3D地图。如果3D地图与所识别的面部之一匹配，则3D地图被与一个或多个所识别的面部比较以确定用户的身份。这样的系统通常可以识别戴着眼镜、衣服、化妆和胡须的脸，并且可能适应于随时间改变的外观。
需要为诸如移动电话、手持式设备以及空间受限的设备的薄应用提供点式投影仪。还需要简化点式投影仪的设计和制造。
实用新型内容
本文中的装置包括两个或更多个LED簇和两个或更多个微透镜，并且具体包括偏移布置，并且具体使得至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。产生的投影图像或光束包括单个点和/或光滑光区域。不同的LED簇可以是单独可寻址的和/或可控制的和/或可照明的。通过单独寻址的和/或控制的LED和/或LED簇，可以分别照亮不同的LED簇，提供了根据期望打开和关闭各个图块的选项。LED簇可以是单片阵列或矩阵。
在第一方面，一种用于将光投影到投影表面上的装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及LED簇中的每一个，其被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
在第二方面，一种用于将光投影到投影表面上的装置包括：LED点式投影仪模块，该LED点式投影仪模块包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及该多个LED中的每一个，其被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；感测模块，用于检测点的图案；以及3D感测应用，用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征。
第三方面提供了一种将光投影到投影表面上的方法，该方法包括：激活装置，该装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及该多个LED中的每一个，其被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；将点的图案投影到表面上；检测点的投影图案；以及使用检测到的点的投影图案确定表面的至少一个3D特征。
进一步的方面是一种制造装置的方法，该方法包括：将多个LED安放在两个或更多个LED簇中的衬底上；以及在两个或更多个LED簇中的每一个上方布置多个微透镜，微透镜中的每一个具有光学中心；至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
另外，照明系统包括：在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇的阵列；以及两个或更多个微透镜，每个微透镜都位于两个或更多个LED簇上方，微透镜中的每一个具有光学中心；LED簇中的每一个被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
附图说明
为了可以详细地理解本公开的上述记载的特征的方式，通过参考实施例，可以对以上简要概述的本公开进行更具体的描述，其中一些在附图中被图示。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的典型实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他等效实施例。在附图的图中通过示例而非限制的方式图示了本文所描述的实施例，在该附图中，类似的附图标记指示类似的元件。本文中的图未按比例绘制。
图1是根据本文描述的实施例的装置的透视图；
图2A是由示例性LED点式投影仪模块投影到感兴趣的表面上的模拟光图案的照片，其描绘了强度并且包括以度为单位的“H”和“V”轴；
图2B图示了包括度的详细图的图2A的模拟光图案的线图；
图3图示了图1的装置的一部分的放大图;
图4是根据本文描述的实施例的装置的侧视图的示意性截面；
图5是根据本文描述的实施例的使用LED点式投影仪模块的3D传感器的框图；
图6是图5的3D传感器的示例操作的流程图，在其中LED点式投影仪模块投影固定的图像；
图7是图5的3D传感器的示例操作的流程图，在其中LED点式投影仪模块投影动态的图像；
图8是图示了根据本文描述的实施例的示例数据处理系统的框图，该示例数据处理系统可以被配置为实现包括LED点式投影仪模块的系统的至少一部分；以及
图9图示了用于实施例的光图案的线图，其中至少一个LED簇从它透镜的光学中心偏移。
具体实施方式
本公开的系统、方法和设备各自具有若干创新方面，其中没有一个单独地对本文公开的所有期望属性负责。在以下描述和附图中阐述了本说明书中描述的主题的一种或多种实施方式的细节。
为了说明在此描述的公开的目的，理解可能与其各种实施例有关的现象可能是有用的。可以将以下基础信息视为可以适当地解释本公开的基础。提供此类信息仅出于解释目的，因此，不应以任何方式解释为限制本公开及其潜在应用的广泛范围。
根据一个或多个实施例，本文所用的术语“衬底”是指中间或最终的结构，该结构具有过程作用在其上的表面或表面的一部分。另外，在一些实施例中，提及衬底也仅指衬底的一部分，除非上下文另外明确指示。进一步，根据一些实施例，提及在衬底上沉积包括在裸露的衬底上或在其上沉积或形成有一个或多个膜或特征或材料的衬底上进行沉积。
在一个或多个实施例中，“衬底”意味着在制造过程期间在其上执行膜处理的衬底上形成的任何衬底或材料表面。在示例性实施例中，在其上执行处理的衬底表面包括诸如硅、氧化硅、绝缘体上硅（SOI）、应变硅、非晶硅、掺杂硅、碳掺杂氧化硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石的材料，以及取决于应用的任何其他合适的材料，例如金属、金属氮化物、III族氮化物（例如GaN、AlN、InN和合金）、金属合金和其他导电材料。衬底包括但不限于发光二极管（LED）设备，包括uLED设备。在一些实施例中，衬底经受预处理工艺以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟基化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤衬底表面。除了直接在衬底本身的表面上处理薄膜外，在一些实施例中，公开的任何薄膜处理步骤也都在形成在衬底上的底层上进行，并且术语“衬底表面”旨在包括如上下文指示的这种底层。因此，例如，在膜/层或部分膜/层已经沉积在衬底表面上的情况下，新沉积的膜/层的暴露表面成为衬底表面。
术语“晶片”和“衬底”将在本公开中互换使用。因此，如本文中所使用，晶片充当用于形成本文中所描述的LED装置的衬底。
提及LED，是指发光二极管，当电流流过该发光二极管时，该发光二极管发射可见或红外的光。微米级的LED特别适合新兴显示应用中的使用。在实施例中，LED不需要封装层。在一个或多个实施例中，本文的LED是基于氮化铟镓（InGaN）的和/或基于铝铟磷化物（AlInGaP）的。在一个或多个实施例中，本文的LED包括红色、蓝色和/或绿色波长，从而发射可见光。在一个或多个实施例中，LED发射红外光。
在一个或多个实施例中，本文中的LED具有一个或多个特性尺寸（例如，高度、宽度、深度、厚度等尺寸）在大于或等于2微米到小于或等于500微米的范围内，包括它们之间的所有值和子范围，包括大于或等于30微米到小于或等于500微米。在一些实例下，LED称为微LED（uLED或µLED），指的是具有一个或多个特性尺寸（例如，高度、宽度、深度、厚度等尺寸）在微米量级或几十微米量级的发光二极管。在一个或多个实施例中，微LED具有小于100微米或小于75微米的一个或多个特性尺寸。在一个或多个实施例中，高度、宽度、深度、厚度的一个或多个尺寸具有在2至小于75微米的值的范围内，例如从2至50微米，或从2至25微米。本文提到的微米允许10%的变化。
提及LED显示器，具体是微LED显示器（uLED显示器或µLED显示器），意味着使用一个或多个LED阵列——具体是微LED或LED设备，具体是微LED设备——所实现的发射显示器，在其中发射或发光元件或者像素也是光源。本文中一个或多个实施例的发射显示技术不需要单独的背光层，使它们能够比传统的LCD更薄。
提及包括微透镜的微光学器件，是指具有数十或数百微米数量级的特性尺寸的结构，其尺寸适于容纳下面的LED簇。
本公开的实施例提供一种用于将光投影到投影表面上的装置，该装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上的微透镜；以及每个LED簇，其被布置成以点的图案通过每个微透镜发射光。在一个或多个实施例中，至少一个LED簇的中心从它LED簇的微透镜的光学中心偏移。在一个或多个实施例中，每个LED簇的中心从它LED簇的微透镜的光学中心偏移。在一个或多个实施例中，每个微透镜被放置在透明板的顶表面上，并且与顶表面相对的透明板的底表面托在衬底的顶表面上。在某些实施例中，微透镜被集成到透明板的顶表面中。
透明板可以在其底表面上包括至少一个腔，用于容纳至少一个LED簇，并且透明板的底表面可以包括至少一个微透镜的焦点。在某些实施例中，衬底包括印刷电路板（PCB）。在一个或多个实施例中，对于多个LED簇中的每一个，当微LED簇的LED被照亮时，相关联的微透镜可以将点的图块投影到表面上。
在一些实施例中，图案包括固定图案，而在其他实施例中，每个LED是单独可照明的，并且图案包括动态图案。LED可以包括氮化铟镓（InGaN）LED和磷化铝铟镓（AlInGaP）LED中的至少一种。另外，装置的高度可以是4毫米或更小。
本文公开的实施例可以进一步提供一种包括LED点式投影仪模块的装置，该LED点式投影仪模块包括在其上放置有两个或更多个LED簇的衬底，每个LED簇包括多个LED和放置在每个LED簇上方的微透镜。在一个或多个实施例中，微透镜包括用于投影由多个LED发射的光的投影透镜。该装置可以进一步包括感测模块，用于检测投影到表面上的点的图案；以及3D感测应用，用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征。
本文公开的实施例仍然可以进一步提供一种方法，该方法包括使用投影仪将点的图案投影到表面上，该投影仪包括在其上放置有两个或更多个微LED簇的衬底，每个簇包括多个LED和放置在每个LED簇上面的微透镜。在一个或多个实施例中，微透镜包括用于将由两个或更多个LED簇中的多个LED发射的光投影到表面上的投影透镜。该方法可以进一步包括检测投影图案；以及使用检测到的投影图案确定表面的至少一个3D特征。在某些实施例中，图案是固定图案，而在其他实施例中，图案是动态图案。
本文公开的实施例对于提供微型点或图案的投影仪可能是特别有利的，该投影仪包括模块，该模块包括在印刷电路板（PCB）上覆盖有微光学器件或微透镜的微LED簇，被放置在透明板上以实现更薄的应用。在一些实施例中，包括微LED簇的微LED由氮化铟镓（InGaN）或磷化铝铟镓（AlInGaP）制成。
如本领域的技术人员将理解的，本公开的方面，尤其是本文描述的微LED点式投影仪的方面，可以以各种方式——例如作为方法、系统、计算机程序产品或计算机可读存储介质——来体现。因此，本公开的方面可以采取完全硬件实施例、（包括固件、驻留软件、微代码等的）完全软件实施例或组合了通常可以在本文中被全部称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施例的形式。可以将本公开中描述的功能实现为由一台或多台计算机中的（例如一个或多个微处理器的）一个或多个硬件处理单元执行的算法。在各种实施例中，本文描述的每种方法的不同步骤和步骤的一部分可以由不同的处理单元执行。此外，本公开的各方面可以采取体现在一种或多种计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，优选地是非暂时性的，其上体现例如存储有计算机可读程序代码。在各种实施例中，例如可以将这样的计算机程序下载（更新）到现有设备和系统（例如到现有显示系统和/或其控制器等），或者在制造这些设备和系统时将其存储。
在以下详细描述中，可以使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施方式的各个方面，以将它工作的实质传达给本领域其他技术人员。例如，术语“连接”是指所连接的事物之间的直接电或磁连接，而没有任何中间设备，而术语“耦合”是指所连接的事物之间的直接电或磁连接或通过一个或多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“电路”意味着一个或多个无源和/或有源组件，其被布置为彼此协作以提供期望的功能。基于上下文，术语“基本上”、“接近”、“近似”、“附近”和“大约”通常是指在基于如本文所描述或本领域已知的特定值的上下文的目标值的+/- 20%以内，优选地在+/- 10%以内。类似地，指示各种元件的取向的术语，例如“共面”、“垂直”、“正交”、“平行”或元件之间的任何其他角度，通常是指在基于本文所描述或本领域已知的特定值的上下文的目标值的+/- 5-20%之内。
如本文所使用的，诸如“在……上方”、“在……下方”、“在……之间”和“在……上”的术语是指一种材料层或组件相对于其他层或组件的相对位置。例如，设置在另一层之上或之下的一层可以与另一层直接接触，或者可以具有一个或多个中间层。而且，设置在两层之间的一层可以与两层中的一层或两层直接接触，或者可以具有一个或多个中间层。相反，描述为在第二层“上”的第一层是指与该第二层直接接触的层。类似地，除非另有明确说明，否则放置在两个特征之间的一个特征可以与相邻特征直接接触或者可以具有一个或多个中间层。
为了本公开的目的，短语“ A和/或B”是指（A）、（B）或（A和B）。为了本公开的目的，短语“ A，B和/或C”表示（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）或（A、B和C）。当被用于参考测量范围使用时，术语“在……之间”包括测量范围的末端。如本文所用，符号“ A / B / C”是指（A）、（B）和/或（C）。
该描述使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，其可以各自指相同或不同实施例中的一个或多个。此外，关于本公开的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。本公开可以使用基于透视的描述，诸如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”和“侧面”。这样的描述用于促进讨论并且不旨在限制所公开的实施例的应用。除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述一个共同的对象，仅指示要引用相同对象的不同实例，而不旨在暗示这样描述的对象必须在时间、空间、等级或任何其他方式上以给定的顺序。
在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图，其通过说明的方式示出了可以实践的一些实施例。在附图中，相同的附图标记指相同或相似的元件/材料，因此，除非另有说明，否则在其中一个附图的上下文中提供的具有给定附图标记的元件/材料的说明可应用于其他附图，其中可以示出具有相同附图标记的元件/材料。附图不一定按比例绘制。而且，将理解的是，某些实施例可以包括比图中图示的更多的元件，某些实施例可以包括在图中图示的元件的子集，并且某些实施例可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适的组合。
各种操作可以以最有助于理解要求保护的主题的方式依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的顺序不应解释为暗示这些操作必须与顺序相关。具体是，这些操作可能无法按显示顺序执行。可以以与所描述的实施例不同的顺序来执行所描述的操作。在附加实施例中，可以执行各种附加操作，并且/或者可以省略所描述的操作。
在本文提供的一些示例中，可以根据两个、三个、四个或更多个电气组件来描述相互作用。但是，这样做只是出于清楚和示例的目的。应当理解，本文描述的设备和系统可以以任何合适的方式合并。沿着类似的设计替代方案，附图中任何图示的组件、模块和元件可以以各种可能的配置进行组合，所有这些显然都在本公开的广泛范围内。在某些情况下，仅参考有限数量的电气元件来描述一组给定流程的一个或多个功能可能更容易。
以下详细描述给出了特定的某些实施例的各种描述。然而，应当理解，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变而不脱离本公开的范围。通常，本文描述的创新可以以例如如权利要求和/或选择的示例所定义和覆盖的多种不同的方式来体现，并且以下详细描述不应采取限制性的意义。
有利地，本文的装置利用少量空间提供了出色的光投影。在一个或多个实施例中，该装置是用于将光投影到投影表面上的微型图案投影仪模块。在一个或多个实施例中，微型图案投影仪模块的高度为大约1-2 mm。在一个或多个实施例中，该装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇；每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及该多个LED中的每一个被布置为以点的图案通过每个微透镜发射光。点的图案通过使至少一个LED簇的中心相对于透镜的光学中心偏移的布置来实现，使得投影的LED簇不在投影光束的中心，而是从中心偏移。在一个或多个实施例中，投影的光束或图像包括单个点和/或光滑光的区域的布置。投影的图像图案来自LED和微透镜的配置和尺寸以及投影仪相对于投影表面的位置的组合。
根据本文所描述的实施例的特征，每个微透镜投影一图块的光，导致随机的（根据每个应用设计的）点的图案，该点的图案产生自投影穿过每一个微透镜的被照明的uLED。从微透镜投影的图块组合以填充指定的视场（FOV）。低成本模块解决方案可以通过将所有LED簇安放在衬底（诸如带有安放在顶部的投影光学器件的印刷电路板（PCB））上来实现。在无源实施例中，LED的簇可以全部串联或全部并联安放，以实现固定或静态的图案。可替换地，在动态实施例中，可以分别寻址和照射不同的LED簇，提供了根据期望打开和关闭各个图块的选项。另外，也可以使簇中的各个LED分别是可寻址的和可照明的，从而实现另一种形式的动态图案投影。在又一个实施例中，微投影仪或点式投影仪可以配置为在表面上投影诸如公司徽标的固定的规则图案，而不是与3D感测应用结合使用。
在一些实施例中，每个LED的宽度包括尺寸在2微米和500微米之间的发光二极管。在一些实施例中，每个LED的宽度包括尺寸在30微米和300微米之间的发光二极管。宽度指的是如在最宽处测得的宽度。在一些实施例中，像素可以是正方形、矩形、六边形或具有弯曲的周边。像素可以具有相同的大小、不同的大小、或相似的大小，并被分组以呈现更大的有效像素大小。
LED簇可以是单色的，红色、绿色和蓝色（RGB）像素的组合或其他期望的色度。在一个或多个实施例中，LED簇在衬底上创建像素的阵列或矩阵。在一个或多个实施例中，阵列或矩阵在衬底上包括两个或多个独立可控制的发光二极管（LED）簇。在一个或多个实施例中，单片阵列或矩阵包括在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇。提及独立可控制的LED簇意味着可以单独控制每个簇或簇组。
在一个或多个实施例中，每个LED簇包括一个阵列或多个独立可控制的LED。在一个或多个实施例中，每个LED簇包括单片阵列或多个独立可控制的LED。提及独立可控制的LED意味着簇中的每个LED像素或一组LED都可以被单独控制。
为了减少总体数据管理要求，可以将控制限于开/关功能或在相对较少的光强度水平之间进行切换。在其他实施例中，支持灯光强度的连续变化。考虑了光强度的单独和小组控制两者。在一个实施例中，重叠或动态选择的控制区域也是可能的，例如，尽管具有取决于灯光要求的公共像素，但是像素阵列中的发光器的重叠组是单独可控制的。在一个实施例中，可以通过使用脉冲宽度调制为每个像素设置适当的斜坡时间和脉冲宽度来单独控制和调节强度。这允许逐步激活像素以减少功率波动，并提供出色的发光强度控制。
通过将LED安放在随机的、不规则的和/或徽标/图像的形成，可以与投影光学器件（例如，单个投影透镜）一起使用，以将点投影到表面上，并产出包括光滑光的各个点和/或区域的布置的投影图像。在一个或多个实施例中，至少一个LED簇的中心是从对应的微透镜的光学中心偏移，使得从其投影的光是点的图案，而不是单光束。在一个或多个实施例中，每个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。透镜的光学中心是透镜轴线上的一点，该点位于使得穿过透镜的任何光线在穿过透镜时都不遭受净偏差。本文描述的实施例可以降低点投影系统的成本、复杂度和高度，从而促进它们在移动电话和其他手持设备应用中的使用。
现在参考图1，其中图示了根据本文描述的实施例的示例性装置100的透视图。如图1所示，装置100包括衬底108、两个或更多（多个）LED簇106A-106F、和在透明板104上的两个或更多（多个）微透镜102A-102F。LED簇106A-106F放置在衬底108的顶表面110上。在一个或多个实施例中，衬底108是印刷电路板（PCB）108。透明板104的底表面（在图1中未编号）在基板108的顶表面110上。在一个或多个实施例中，模块100的高度大于或等于0.5 mm至小于或等于4 mm，包括其间的所有值和子范围，包括大于或等于1 mm至小于或等于2 mm。在一个或多个实施例中，每个微透镜102A-102E是投影透镜。如图1所描绘，多个微透镜102A-102E中的每一个都放置在透明板104的顶表面112上或中并且/或者从其中延伸，顶表面112与透明板104的底表面相对。在一个或更多个实施例中，每个微透镜与透明板104的顶表面112是一体的。
在一个实施例中，装置100是用于将光投影到投影表面上的LED点式投影仪模块，该模块包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括放置在多个LED上方的多个LED和微透镜；以及每个LED簇，其被布置为以点的图案通过每个微透镜发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
在一个实施例中，装置100是照明系统，其包括：在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇的阵列；两个或更多个微透镜，每个微透镜都位于两个或更多个LED簇上方，每个微透镜具有光学中心；每个LED簇被布置为以点的图案通过每个微透镜发光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
在一个实施例中，装置100是照明系统，其包括：在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇的单片阵列；两个或更多个微透镜，每个微透镜都位于两个或更多个LED簇上，每个微透镜具有光学中心；每个LED簇被布置为以点的图案通过每个微透镜发光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
如图2A所示，其是由图1的LED点式投影仪模块投影到感兴趣的表面上的模拟光图案的照片，其描绘了强度并且包括度的“H”（水平）和“V”（垂直）轴，以及在图2B中，其图示了图2A的模拟的线图，其中图案200被模块100投影，每一个微透镜102A-102F（图1）投影光的图块202A-202F，该光的图块202A-202F源自通过微透镜的每一个投影的照明LED产生的点的随机（根据每个应用所设计）的图案。在所示的实施例中，微透镜102A-102F被布置成使得图块202A-202F彼此对准以填充投影仪的整个视场（“FOV”）。在图2A-2B中，图块202A-202F的注释由虚线近似。在图2A-2B中，一些单个点跨越两个图块（例如，在202C和202E之间）。实际上，取决于应用需求，图块可以重叠也可以不重叠。各种图块的强度预期在强度中变化。组成图块的各个点的强度也预期在强度中变化。图2A的模拟基于在计算机辅助设计中使用的射线追踪算法。
在图1和图2A-2B所图示的实施例中，每个簇106包括6×6的微LED阵列，每个簇有总共36个微LED，或者每个图块202A 有36个“点”。簇106被布置成两行，每行三个簇，从而形成18个宽乘12个高点的图案。然而，应该注意的是，簇和簇内的微LED可以以多种方式布置；图1和图2A-2B中所图示的实施例仅用于说明目的。在一个或多个实施例中，板104的厚度被设计成使得板的底面用作微透镜的焦点，而微透镜又对每个微LED簇106A-106F起微投影透镜的作用。将参考图4讨论，板的底表面或平面可以包括腔，这些腔在设计焦点时被考虑。微LED簇106A-106F分别被安放在对应的微透镜102A-102F的焦点处，并且在空间上移动，使得它们的每个中心都从焦点光学偏移，使得从中心偏移发射了点的图案（而不是光束中心的点状图案）。如图2A-2B所描绘，如果每个LED簇具有对应的微透镜，则它们从光学中心偏移。
图9公开了一个实施例，其中仅一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。发射光图块902A的LED簇的中心与它的微透镜的光学中心对准，并且它投影的点图案图块具有在投影平面的H轴和V轴的（0，0）处的中心，如图9所示。发射光图块902B的LED簇从光学中心而不是精确地在投影透镜的焦点上偏移，以使投影的点模糊并且将它们合并在一起来形成均匀的投影而不是点。光图块902B在光图块902A旁边投影以填充投影空间（FOV）。
图1图示了一种低成本解决方案，在其中将簇中的所有微LED（以固定和无源模式串联或并联电连接地）安放在PCB上，并将投影光学器件安装在顶部。图3图示出了模块100的一部分的放大视图300，其包括衬底108和透明板104，更详细地示出了LED簇（具体是LED簇106B和106D）在各个微透镜（具体是微透镜102B和102D）下方的布置。
图4是LED点式投影仪模块400的侧视图的示意性截面图。如图4所示，模块400包括多个微透镜，在图4中通过放置在透明板404的顶表面412上的微透镜402来表示。透明板404在衬底408上。LED簇在图4中通过LED簇406放置在基板408的顶表面410上，该LED簇406包括由LED 414表示的单个LED的组。LED簇406的中心从对应的微透镜402的光学中心（OC）偏移。
组装由单个uLED构成的LED簇的方法称为单个uLED的“拾取-和-安放”。拾取-和-安放（或拾取和安放）方法包括：分别拾取它们，然后根据所需的图案或设计将它们安放在衬底上。之后，将每个单独的uLED附着或粘附到例如印刷电路板的衬底上。此后，进行电连接以控制uLED，该uLED可以通过uLED或通过簇或者作为整体被单独控制。可以通过“拾取-和-安放”方法将LED布置为相对于微透镜的光学中心偏移。可以将微透镜设计为适应特定的LED簇设计，以使LED簇的一个或多个中心从微透镜的光学中心偏移。
如图4所示，在图4中由腔416表示的多个腔被限定在板404的底表面413中以容纳各个微LED簇。由于没有材料，腔416可以被空气填充。在一个或多个实施例中，腔填充有诸如硅树脂的材料以增强设备的耐用性并且/或者保护LED。这样，板404的底表面413具有主表面415a，该主表面415a与衬底408的顶表面410接触；以及第二表面415b，该第二表面415b不与衬底的顶表面410接触，从而限定了腔416。腔的形状、大小和/或配置可根据应用而变化。在一个或多个实施例中，腔被设计成提供相应的微透镜的焦点，并且LED簇的一个或多个中心从焦点偏移，使得从模块（而不是单个聚焦的光束）发射了点的图案。
图5是根据本文描述的实施例的采用微LED点式投影仪模块502的3D感测系统500的框图。如图5所示，除了微LED点式投影仪模块502之外，系统500包括处理器504、存储器506、感测模块508和经由在图5中由总线512所表示的一个或多个总线互连的3D感测应用510。将被认识到，如上所述，给定微型LED点投影仪模块502的形成因子，3D感测系统500可以被结合到/实现在任何数量的不同设备中，例如，包括但不限于诸如移动电话和/或平板电脑和/或智能手表的手持设备。可以从这些微LED点式投影仪模块中受益的其他设备包括汽车显示器和/或机动车辆驾驶员监控系统和/或增强现实设备和/或虚拟现实设备。将参考图6和图7更详细地描述使用系统500的示例性方法。在一个或多个实施例中，点式投影仪的微LED由发射红外（IR）的像素构成。
在一个或多个实施例中，点式投影仪或照明系统由各种发射红色、绿色和蓝色波长的像素构成。在一个或多个实施例中，LED簇是单独的单色单片微显示器（例如，包括例如红色、绿色或蓝色的单色的uLED）。在一个或多个实施例中，微LED包括例如层状磷光体材料的下转换材料，以修改波长和被发射的产生的颜色。
图6示出了使用系统500的示例性方法的流程图600，其中微LED点式投影仪模块502是用于将固定图案投影到表面514（图5）上的静态模块。应当注意，尽管表面514被示出为不规则表面（例如，包括面部），但是该表面也可以被实现为可以在其上投影图像的平坦表面。在操作602，微LED点式投影仪模块502将预定图案投影到表面514上。将认识到，模块502所投影的图案将由微透镜和放置在该微透镜下方的相关联的微LED簇的数量和布置来确定。在操作604，感测模块508检测投影到表面上的图案。感测模块508可以使用用于感测从表面514反射的光的任何适当的设备来实现，该光产生自由模块502投影在其上的图像。在步骤606中，3D感测应用510可以包括由处理器504和存储器506的组合执行的指令，该3D感测应用510基于由感测模块508检测到的图案来确定表面的形状。应当注意，在出于显示目的而将诸如公司徽标的固定图像投影到表面上的实施例中，可以省略步骤604和606（以及元件508和510（图5））。
在一个实施例中，用于将光投影到投影表面上的装置包括移动设备，该移动设备包括照相机和LED点式投影仪模块，该LED点式投影仪模块包括：在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇的阵列；以及两个或更多个微透镜，每个微透镜都位于两个或多个LED簇上，微透镜中的每一个具有光学中心；LED簇中的每一个，其被布置为以点的图案通过每个微透镜发光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。在一个或多个实施例中，移动设备进一步包括用于检测点的图案的感测模块和用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征的3D感测应用。
图7图示了系统500的示例操作的流程图700，在其中微LED点式投影仪模块502是用于将动态（例如，可编程）的图案投影到表面514上的动态模块。在步骤702中，微LED点式投影仪模块502在处理器504的控制下，结合执行包括3D感测应用510的指令的存储器506，在表面514上投影动态图案。在步骤704中，感测模块可以检测投影到表面上的图案。在步骤706中，3D感测应用可以基于由感测模块508检测到的图案来确定表面的形状。如前所述，在其中诸如公司徽标的动画版本的动态图像旨在被投影到表面上以用于显示目的的实施例中，步骤704和706（以及元件508和510（图5））可以被省略。
图8是图示了示例数据处理系统800的框图，该示例数据处理系统800可以被配置为实现根据本文描述的实施例的微LED点式投影仪和/或3D传感器和/或照明系统的至少一部分，并且更具体地如本文上述的图中所示。
如图8所示，数据处理系统800可以包括至少一个例如硬件处理器802的处理器802，该处理器802通过系统总线806耦合到存储器元件804。这样，数据处理系统可以将程序代码存储在存储器元件804内。进一步，处理器802可以执行经由系统总线806从存储器元件804访问的程序代码。一方面，数据处理系统可以被实现为适合于存储和/或执行程序代码的计算机。然而，应了解，数据处理系统800可以以任何系统的形式实施，包括能够执行本公开内所描述的功能的处理器和存储器，例如，诸如智能电话、智能手表、或视频显示系统。
在一些实施例中，处理器802（例如，处理器504（图5））可以执行软件或算法（例如3D感测应用510（图5））以执行如本说明书中所讨论的活动，具体是与根据本文描述的实施例的使用微LED实现的显示器有关的活动。处理器802可以包括提供可编程逻辑的硬件、软件或固件的任何组合，包括但不限于微处理器、DSP、现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、集成电路（IC）、专用IC（ASIC）或虚拟机处理器。处理器802可以例如以直接存储器访问（DMA）配置被通信地耦合到存储器元件804，使得处理器802可以从存储器元件804读取或写入至存储器元件804。
通常，存储器元件804（例如，存储器506（图5））可以包括任何合适的易失性或非易失性存储技术，包括双倍数据率（DDR）随机存取存储器（RAM）、同步RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、闪存、只读存储器（ROM）、光学介质、虚拟存储区、磁或磁带存储器或任何其他合适的技术。除非另有说明，否则本文讨论的任何存储器元件应被解释为涵盖在广义术语“存储器”内。可以在任何数据库、寄存器、控制列表、高速缓存或存储结构中提供被测量、处理、跟踪或发送到数据处理系统800的任何组件的信息或者从数据处理系统800的任何组件被测量、处理、跟踪或发送的信息，所有这些都可以在任何合适的位置被引用。任何这样的存储选项可以包括在本文所使用的广义术语“存储器”内。类似地，在此描述的任何潜在的处理元件、模块和机器应被解释为包含在广义术语“处理器”内。当前附图中所示的每一个元件，例如上述附图中所示的任何电路/组件，也可以包括用于在网络环境中接收、传输并且/或者否则以其他方式传递数据或信息的合适的接口，以便它们可以与例如这些元件中的另一个的数据处理系统800通信。
在某些示例实施方式中，可以通过在一种或多种有形介质中编码的逻辑来实施用于实现如本文概述的微LED点式投影仪和/或3D传感器的机制，其可以包含非临时性介质，例如ASIC中提供的嵌入式逻辑、DSP指令、将由处理器或其他类似机器执行的软件（可能包含目标代码和源代码）等。在这些实例的一些中，诸如例如图8中所示的存储器元件804的存储器元件可以存储用于本文描述的操作的数据或信息。这包括能够存储被执行以实行本文描述的活动的软件、逻辑、代码或处理器指令的存储器元件。处理器可以执行与数据或信息相关联的任何类型的指令，以实现本文详述的操作。在一个示例中，诸如例如图8中所示的处理器802的处理器可以将元件或物品（例如，数据）从一种状态或事物转换为另一种状态或事物。在另一个示例中，本文概述的活动可以用固定逻辑或可编程逻辑（例如，由处理器执行的软件/计算机指令）来实现，并且本文中标识的元件可以是某种类型的可编程处理器、可编程数字逻辑（例如，FPGA、DSP、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM））或ASIC，其包括数字逻辑、软件、代码、电子指令或其任何合适的组合。
存储器元件804可以包括一个或多个物理存储器设备，诸如例如本地存储器808和一个或多个大容量存储设备810。本地存储器可以指RAM或通常在实际执行程序代码期间使用的其他（多个）非持久性存储器设备。大容量存储设备可以被实现为硬盘驱动器或其他持久性数据存储器设备。处理系统800还可以包括一个或多个高速缓冲存储器（未示出），其提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储设备810中检索程序代码的次数。
如图8所示，存储器元件804可以存储应用818。在各种实施例中，应用818可以存储在本地存储器808、一个或多个大容量存储设备810中，或者与本地存储器和大容量存储设备分开。应当理解，数据处理系统800可以进一步执行可以促进应用818的执行的操作系统（图8中未示出）。可以以可执行程序代码的形式实现的应用818可以被执行。数据处理系统800可以由数据处理系统800完成，例如，由处理器802完成。响应于执行应用，数据处理系统800可以配置为执行本文所述的一个或多个操作或方法步骤。
可选地，描绘为输入设备812和输出设备814的输入/输出（I / O）设备可以耦合到数据处理系统。输入设备的示例可以包括但不限于键盘、诸如鼠标的定点设备、感测模块（诸如感测模块510（图5））等。输出设备的示例可以包括但不限于监视器或显示器、扬声器、投影仪（例如微LED点式投影仪模块502（图5））等。在一些实施方式中，系统可以包括用于输出设备814的驱动器（未示出）。输入设备812和/或输出设备814可以直接地或者通过中间的I / O控制器耦合到数据处理系统。
在一个实施例中，输入和输出设备可以被实现为组合的输入/输出设备（在图8中以虚线图示，其围绕输入设备812和输出设备814）。这种组合设备的示例是触摸敏感显示器，有时也称为“触摸屏显示器”或简称为“触摸屏”。在这样的实施例中，可以通过在触摸屏显示器上或附近的物理对象的运动——诸如触控笔或用户的手指——来提供对设备的输入。
网络适配器816还可以可选地耦合到数据处理系统，以使它能够通过中间的专用或公共网络耦合到其他系统、计算机系统、远程网络设备和/或远程存储设备。网络适配器可以包括：数据接收器，用于接收由所述系统、设备和/或网络传输到数据处理系统800的数据；以及数据发送器，用于将数据从数据处理系统800传输到所述系统、设备和/或网络。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡是可以与数据处理系统800一起使用的不同类型的网络适配器的示例。如果提供了一个视频控制器820，也可以提供它来控制显示器的操作。
应当理解，根据本文所述的任何具体实施例，不一定可以实现所有目的或优点。因而，例如，本领域技术人员将认识到，某些实施例可以被配置为以实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点的方式操作，而不必实现如本文所教导或建议的其他目的或优点。
应当理解，附图中的电路和它的教导易于扩展，并且可以容纳大量组件，以及更难懂/复杂的布置和配置。于是，所提供的示例不应该限制范围或抑制可能潜在地应用于无数其他架构的电路的广泛教导。
在一些实施例中，附图中的任何数量的电路可以被实现在相关联的电子设备的板上。该板可以是通用电路板，其可以容纳电子设备的内部电子系统的各种组件，并且进一步提供用于其他外围设备的连接器。更具体地说，该板可提供电连接，系统的其他组件可以通过该电连接电通信。可以基于具体的配置需要、处理要求、计算机设计等，将任何合适的处理器（包含数字信号处理器、微处理器、支持芯片组等）、计算机可读非暂时性存储器元件等适当地耦合至板。其他组件——诸如外部存储器、附加传感器、用于音频/视频显示的控制器和外围设备——可以经由电缆作为插件卡被附接至板，或者可以被集成到板自身中。在各种实施例中，本文描述的功能可以以仿真形式实现为在以支持这些功能的结构布置的一个或多个可配置（例如，可编程）的元件内运行的软件或固件。提供仿真的软件或固件可以在包括指令以允许处理器执行那些功能的指令的非暂时性计算机可读存储介质上被提供。
在一些实施例中，附图的电路可以被实现为独立模块（例如，具有相关联的组件和被配置为执行特定应用或功能的电路的装置）或者作为插件模块被实现到电子设备的专用硬件中。注意，本公开的一些实施例可以容易地被部分地或全部地包括在片上系统（SOC）封装中。 SOC表示将计算机或其他电子系统的组件集成到单个芯片中的集成电路（IC）。它可能包含数字、模拟、混合信号和通常的射频功能：所有这些功能都可以在单个芯片衬底上提供。其他实施例可以包括多芯片模块（MCM），其中多个分离的IC位于单个电子封装内并且被配置为通过电子封装彼此紧密地相互作用。在各种其他实施例中，可以在专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）和其他半导体芯片中的一个或多个硅核中实现特征。
同样重要的是要注意，与本文描述的实施例有关的功能仅包括可以由本文描述的系统执行或在本文描述的系统内执行的一些可能功能。这些操作中的一些可以在适当的地方被删除或移除，或者这些操作可以被大幅度地修改或改变而不脱离本公开的范围。另外，这些操作的定时可以被大幅度地更改。出于示例和讨论的目的，提供了上述操作流程。本文描述的实施例提供了很大的灵活性，因为可以提供任何合适的布置、时序、配置和定时机制，而不脱离本公开的教导。
实施例
下面列出了各种实施例。将理解的是，根据本发明的范围，下面列出的实施例可以与所有方面和其他实施例组合。
实施例（a）。一种用于将光投影到投影表面上的装置，该装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及LED簇中的每一个，其被布置为以点的图案通过每个微透镜发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
实施例（b）。实施例（a）的装置，其中微透镜中的每一个放置在透明板的顶表面上，并且与顶表面相对的透明板的底表面在衬底的顶表面上。
实施例（c）。实施例（a）或（b）的装置，其中微透镜中的每一个与透明板的顶表面是一体的。
实施例（d）。实施例（a）至（c）中任一项的装置，其中透明板的底表面的一部分限定用于容纳两个或更多个LED簇的腔。
实施例（e）。实施例（a）至（d）中任一项的装置，其中LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
实施例（f）。实施例（a）至（e）中任一项的装置，其中对于LED簇中的每一个，当LED簇中的每一个中的LED被照明时，每个LED簇的微透镜将光的图块投影到投影表面上。
实施例（g）。实施例（a）至（f）中任一项的装置，其中点的图案包括固定图案。
实施例（h）。实施例（a）至（g）中任一项的装置，其中LED中的每一个是单独可照明的。
实施例（i）。实施例（a）至（h）中任一项的装置，其中LED中的每一个包括氮化铟镓（InGaN）或磷化铝铟镓（AlInGaP）。
实施例（j）。实施例（a）至（i）中任一项的装置，其中该装置的高度是4毫米或更小。
实施例（k）。实施例（a）至（j）中任一项的装置，其中该衬底包括印刷电路板（PCB）。
实施例（l）。实施例（a）至（k）中任一项的装置，其中微透镜中的每一个包括投影透镜。
实施例（m）。实施例（a）至（l）中的任一项的装置，其中LED簇中的每一个是独立可寻址的。
实施例（n）。一种用于将光投影到投影表面上的装置，该装置包括：LED点式投影仪模块，该LED点式投影仪模块包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及该多个LED中的每一个，其被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；感测模块，用于检测点的图案；以及3D感测应用，用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征。
实施例（o）。实施例（n）的装置，其中微透镜中的每一个放置在透明板的顶表面上，与顶表面相对的透明板的底表面在衬底的顶表面上。
实施例（p）。实施例（n）或（o）的装置，其中对于LED簇中的每一个，当LED簇中的每一个中的LED被照明时，每个LED簇的微透镜将光的图块投影到投影表面上。
实施例（q）。实施例（n）至（p）中任一项的装置，其中LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
实施例（r）。一种将光投影到投影表面上的方法，该方法包括：激活装置，该装置包括：衬底，在其上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在该多个LED上方的微透镜；以及该多个LED中的每一个，其被布置为以点的图案通过每个微透镜发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；将点的图案投影到表面上；检测点的投影图案；以及使用检测到的点的投影图案确定表面的至少一个3D特征。
实施例（s）。实施例（r）的方法，其中LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
实施例（t）。一种制造装置的方法，包括：在两个或更多个LED簇中的衬底上安放多个LED；在两个或更多个LED簇中的每一个上方布置多个微透镜，微透镜中的每一个具有光学中心；至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
实施例（u）。一种照明系统，包括：在衬底上的两个或更多个独立可控制的发光二极管（LED）簇的阵列；以及两个或更多个微透镜，每个微透镜都位于两个或更多个LED簇上方，微透镜中的每一个具有光学中心；LED簇中的每一个，其被布置为以点的图案通过每个微透镜发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移。
实施例（v）。实施例（u）的照明系统，其中微透镜中的每一个被放置在透明板的顶表面上，并且与顶表面相对的透明板的底表面在衬底的顶表面上。
实施例（w）。实施例（u）或（v）的照明系统，其中微透镜中的每一个与透明板的顶表面是一体的。
实施例（x）。实施例（u）至（w）中任一项的照明系统，其中透明板的底表面的一部分限定用于容纳两个或更多个LED簇的腔。
实施例（y）。实施例（u）至（x）中任一项的照明系统，其中LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
实施例（z）。实施例（u）至（y）中任一项的照明系统，其中对于LED簇中的每一个，当LED簇中的LED被照明时，每个LED簇的微透镜将光的图块投影到投影上表面。
实施例（aa）。实施例（u）至（z）中任一项的照明系统，其中点的图案包括固定图案。
实施例（bb）。实施例（u）至（aa）中任一项的照明系统，其中LED中的每一个是单独可照明的。
实施例（cc）。实施例（u）至（bb）中任一项的照明系统，其中LED中的每一个包括氮化铟镓（InGaN）或磷化铝铟镓（AlInGaP）。
实施例（dd）。实施例（u）至（cc）中任一项的照明系统，其中该装置的高度是4毫米或更小。
实施例（ee）。实施例（u）至（dd）中任一项的照明系统，其中该衬底包括印刷电路板（PCB）。
实施例（ff）。实施例（u）至（ee）中任一项的照明系统，其中微透镜中的每一个包括投影透镜。
实施例（gg）。实施例（u）至（ff）中任一项的照明系统，其中LED簇中的每一个是独立可寻址的。
实施例（hh）。实施例（a）至（gg）中任一项，其中LED簇中的每一个从它的微透镜的中心偏移。
本领域技术人员可以确定许多其他改变、替换、变化、更改和修改，并且意图是本公开涵盖落入所附权利要求的范围内的所有此类改变、替换、变化、更改和修改。注意，本文描述的任何设备和系统的所有可选特征也可以关于本文描述的方法或过程来实现，并且示例中的细节可以在一个或多个实施例中的任何地方使用。

Claims (20)

1.一种用于将光投影到投影表面上的装置，其特征是所述装置包括：
衬底，在所述衬底上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在所述多个LED上方的微透镜；以及
所述LED簇中的每一个，被布置为以点的图案通过微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的所述微透镜的光学中心偏移。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述微透镜中的每一个放置在透明板的顶表面上，并且与所述顶表面相对的透明板的底表面在所述衬底的顶表面上。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述微透镜中的每一个与所述透明板的顶表面是一体的。
4.根据权利要求2所述的装置，其中所述透明板的底表面的一部分限定用于容纳所述两个或更多个LED簇的腔。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
6.根据权利要求1所述的装置，其中对于所述LED簇中的每一个，当所述LED簇中的每一个中的LED被照明时，每个LED簇的所述微透镜将光的图块投影到所述投影表面上。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述点的图案包括固定图案。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述LED中的每一个是单独可照明的。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述LED中的每一个包括氮化铟镓（InGaN）或磷化铝铟镓（AlInGaP）。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置的高度是4毫米或更小。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述衬底包括印刷电路板（PCB）。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述微透镜中的每一个包括投影透镜。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述LED簇中的每一个是独立可寻址的。
14.一种用于将光投影到投影表面上的装置，其特征是所述装置包括：
LED点式投影仪模块，包括：
衬底，在所述衬底上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在所述多个LED上方的微透镜；以及
所述多个LED中的每一个，被布置为以点的图案通过所述微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；
感测模块，用于检测所述点的图案；以及
3D感测应用，用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述微透镜中的每一个放置在透明板的顶表面上，与所述顶表面相对的透明板的底表面在所述衬底的顶表面上。
16.根据权利要求14所述的装置，其中对于所述LED簇中的每一个，当所述LED簇中的每一个中的LED被照明时，每个LED簇的所述微透镜将光的图块投影到所述投影表面上。
17.根据权利要求14所述的装置，其中所述LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
18.一种移动设备，其特征是所述移动设备包括：
照相机；以及
LED点式投影仪模块，包括：
衬底，在所述衬底上放置有两个或更多个LED簇，每个LED簇包括多个LED和放置在所述多个LED上方的微透镜；以及
所述多个LED中的每一个，被布置为以点的图案通过所述微透镜中的每一个发射光，并且至少一个LED簇的中心从它的LED簇的微透镜的光学中心偏移；
感测模块，用于检测所述点的图案；以及
3D感测应用，用于处理检测到的点的图案以确定表面的至少一个3D特征。
19.根据权利要求18所述的移动设备，其中所述LED中的每一个的宽度大于或等于2微米并且小于或等于500微米。
20.根据权利要求18所述的移动设备，其中所述LED簇中的每一个是独立可寻址的。
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