CN111025832A - 激光投影设备及其开机方法、关机方法 - Google Patents

激光投影设备及其开机方法、关机方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种激光投影设备，包括激光光源，主控电路，扩散轮和开关电路；主控电路用于接收开机指令，并输出脉宽调制信号至扩散轮，以驱动扩散部转动，扩散部位于激光光源的输出路径中，用于对激光光束扩散匀化；其中，主控电路向扩散轮驱动电路输出的脉宽调制信号，脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，并当扩散轮的转速达到预设转速时，主控电路向扩散轮输出的脉宽调制信号对应的电流减小并保持稳定输出；当扩散轮的马达转速达到预设转速时，主控电路向开关电路输出第一开关信号，并将激光驱动信号输出至激光光源，以点亮激光器。

Description

激光投影设备及其开机方法、关机方法
技术领域
本申请涉及激光投影显示领域，特别涉及一种激光投影设备及其开机方法、关机方法。
背景技术
激光光源具有单色性好，亮度高，寿命长等优点，是较为理想的光源。随着激光器器件功率的提升，满足工业化应用的要求，激光器也逐渐被作为光源照明使用。比如近年来，投影设备中使用激光器作为投影光源，逐渐取代了汞灯照明，并且相比于LED光源，激光器也具有光学扩展量小，亮度高的优点。
但由于激光光源为相干光源，在形成投影画面时会带来散斑效应。
消散斑是激光投影显示的一个重要方面。根据激光相干原理，可以从时间相干性和空间相干性角度出发设置不同的消散斑措施。其中，运动的扩散片是一种常用的运动型的消散斑部件。其表面具有微结构，激光光束通过通过后扩散角度发生变化，增加了角度发散的多样性，利于产生多个空间相位和随机相位，随机相位的产生利于淡化散斑在人眼中的积分效果。
运动的扩散片通常通过马达控制进行周期性的旋转运动，需达到一定的转速，才能达到一定的消散斑效果。
但是马达在驱动扩散片的旋转过程中，类似风扇转动，会带来噪声。需要对旋转的扩散片进行合理的控制来达到消散斑目的同时又不会影响激光投影设备的整机使用体验。
发明内容
本申请提供了一种激光投影设备，可以解决激光投影设备中的问题。技术方案如下：
一方面，提供了一种激光投影设备，激光光源，包括红色激光器，蓝色激光器，绿色激光器，能够受驱动点亮对应的激光器发光；
主控电路，用于接收扩散轮电机的转速；
扩散轮，包括电机和设置于电机转轴上的扩散部；
主控电路用于接收开机指令，并输出脉宽调制信号至扩散轮，以驱动扩散部转动，扩散部位于激光光源的输出路径中，用于对激光光束扩散匀化；
其中，在扩散轮的启动阶段，主控电路向扩散轮驱动电路输出的脉宽调制信号，脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，并当扩散轮的转速达到预设转速时，主控电路向扩散轮输出的脉宽调制信号对应的电流减小并保持稳定输出；
开关电路，接收主控电路的控制指令，并连接激光光源的激光器，
主控电路还用于，当扩散轮的马达转速达到预设转速时，向开关电路输出第一开关信号，并将激光驱动信号输出至激光光源，以点亮激光器。
另一方面，本申请实施例还提供了一种激光投影设备的开机方法，
响应于开机指令，向扩散轮驱动电路输出脉宽调制信号，脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加；
获取扩散轮的转速；
在检测到扩散轮的转速达到目标转速时，向开关电路输出第一开关信号；
其中，脉宽调制信号均用于供扩散轮驱动电路驱动电机带动扩散部转动，第一开关信号用于指示开关电路向激光光源提供激光驱动信号，以点亮对应的激光器发光。
以及，本申请实施例还提供了一种激光投影设备的关机运行方法，
运行阶段，向扩散轮驱动电路输出运行脉宽调制信号；
关机阶段，响应于关机指令，向开关电路输出第二开关信号，并向扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小；
第二开关信号用于指示开关电路停止向激光光源提供激光驱动信号，以关断激光器。
本申请实施例提供的激光投影设备及其运行方法，在开机时，能够对扩散轮的直流电机马达提供逐渐增大的电流信号，并在从而给予直流电机逐渐递增的启动力，避免了较大的启动电压带来的启动噪音的问题。并且，在扩散轮的转速达到目标转速时，为扩散轮的直流电机提供比临近启动电流减小的驱动电流并保持稳定输出，能够使扩散轮在较小的驱动电流下稳定运转，即保证了较低的噪声，还能够节省功耗。
以及，在关机过程中，相比于现有技术任扩散轮自由滑行至停止的方式，本申请实施例中，通过向扩散轮直流电流输出逐渐减小的电流信号，能够使得扩散轮仍在驱动控制状态下旋转，较小的电流信号可以快速达到较低的转速值，从而可以加快扩散轮的停转，且过程中噪声较低。
上述实施例提供的激光投影设备和运行方法能够提高用户的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；
图2-1是本申请实施例提供的一种激光光源的结构示意图；
图2-2是本申请实施例提供的另一种激光光源的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种激光投影设备的电路结构示意图；
图4是本申请实施例提供的又一种激光投影设备的开机方法的流程图；
图5是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种激光投影设备的开机方法的流程图；
图7是本申请实施例提供的一种开机过程中主控电路输出的脉宽调制信号的时序图；
图8是本申请实施例提供的一种激光投影设备的关机方法的流程图。
图9是本申请实施例提供的另一种激光投影设备的开机方法的流程图；
图10是本申请实施例提供的一种关机过程中主控电路输出的脉宽调制信号的时序图；
图11是本申请实施例提供的另一种激光投影设备的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的一种环境温度与启动电流的对应关系示意图；
图13是本申请实施例提供的一种扩散轮驱动电路的结构示意图；
图14是本申请实施例提供的另一种扩散轮驱动电路的结构示意图；
图15是本申请实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；
图16是本申请实施例提供的一种检测单元的结构示意图；
图17是本申请实施例提供的一种扩散轮的结构示意图；
图18是本申请实施例提供的一种开关单元的等效电路图；
图19是本申请的一种相电压、相电流和反电动势的时序图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
参考图1，图1示出了一种激光投影设备示意图。如图1所示，按照光学功能划分，激光投影设备包括光源100，光机200，镜头300，其中，光源100包括三色激光光源，用于提供三色激光照明光束。光源100提供的激光光束经过合光、整形后入射光机200中的照明光路部分，照明光路部分的后端为DMD数字微镜阵列，在DLP投影架构中，DMD芯片是核心光调制器件。DMD芯片接收图像信号对应的驱动控制信号，将其表面成千上万个微小反射镜进行对应驱动信号的正角度或者负角度的翻转，将照射其表面的光束反射进入镜头300中，镜头300可以为超短焦投影镜头，超短焦投影镜头300用于将影像光束投射至投影屏幕上，从而实现投影图像显示。
如图2-1所示的激光光源光路示意图，该激光光源10可以包括：三个不同颜色的激光器，例如可以包括用于发射红色激光的红色激光器101、用于发射绿色激光的绿色激光器102以及用于发射蓝色激光的蓝色激光器103。其中每个激光器均可以为多封装芯片激光器(Multi chiped Laser，MCL)。
作为另一种可选的实现方式，参考图2-1，该激光光源10可以为封装有三色激光发光芯片的激光器组件。例如，该激光器组件10可以包括用于发射红色激光的发光芯片101、用于发射绿色激光的发光芯片102以及用于发射蓝色激光的发光芯片。
以及，如图2-2所示，激光光源10可以包括发出三种颜色激光的激光器组件单元。如图2-2所示，激光光源10可以包括一个MCL型激光器，该激光器包括一行蓝色激光发光芯片，一行绿色发光芯片，两行红色发光芯片。
可选的，如图2-2所示，该激光投影设备还可以包括用于对三种颜色的激光进行合束的合光镜组70，以及用于对合束后的激光的光路进行整形的光路整形镜片80。该合光镜组70可以包括：第一二向色镜701，第二二向色镜702，以及一个反射镜703。该光路整形镜片80可以包括准直透镜等光学透镜。
其中，对于该激光光源10包括三个不同颜色的激光器的方案，如图2-1所示，红色激光器101发出的红色激光可以经过第一二向色镜701透射至光路整形镜片80。绿色激光器102发出的绿色激光可以先经过反射镜703反射至第二二向色镜702上，然后经过该第二二向色镜702反射至第一二向色镜701上，之后经过该第一二向色镜701反射至光路整形镜片80上。蓝色激光器103发出的蓝色激光可以经过第二二向色镜702透射至第一二向色镜701上，然后经过该第一二向色镜701反射至光路整形镜片80上。光路整形镜片80对三种颜色的激光进行准直后传输至扩散轮20的扩散部202，扩散部202对激光进行匀化后传输至光收集器件90。该光收集器件90可以为光棒或者光导管，其还具有匀光作用。
对于该激光光源10为封装有三色激光发光芯片的激光器组件的方案，如图2-1所示，红色激光器101发出的红色激光可以经过第一二向色镜701反射至会聚透镜130。绿色激光器102发出的绿色激光可以先经过反射镜703反射至第二二向色镜702上，然后经过该第二二向色镜702透射至第一二向色镜701上，之后经过该第一二向色镜701透射至光路整形镜片80上。蓝色激光器103发出的蓝色激光可以经过第二二向色镜702反射至第一二向色镜701上，然后经过该第一二向色镜701合光透射至会聚透镜130上，并入射至扩散轮140上。
图3是本申请实施例提供的激光投影设备的硬件结构框架示意图，如图3所示，该激光投影设备包括：显示板01、电源板02、电视(TV)板03、数字微镜器件(Digitalmicromirror device，DMD)板04、人眼保护模块05以及平滑图像执行器(Smooth PictureActuator)06。
主控电路30，以及扩散轮驱动电路40均可以设置在该显示板01上。参考图3可以看出，该主控电路30可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，也可以称为单片机。该显示板01上还设置有现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、两个数字光处理(Digital Light Processing，DLP)芯片、DLP供电单元、直流(DirectCurrent，DC)/DC变换器、低压差线性稳压器(low dropout regulator，LDO)等器件。其中，DLP芯片也可以为一个。
其中，DC/DC变换器和LDO可以集成设置。该FPGA可以分别与第三代双倍速率(Double Data Rate，DDR3)同步动态随机存储器和联合测试工作组(Joint Test ActionGroup，JTAG)接口连接。在具体实施中，该每个DLP芯片与一个闪存(FLASH)芯片连接，且两个DLP芯片通过内置集成电路(Inter－Integrated Circuit，I2C)等数据接口连接。其中，FPGA可以与4个DDR3连接，每个DDR3的存储容量可以为2吉比特(GB)。每个FLASH的存储容量可以为128兆比特(Mb)。
参考图3所示，该激光投影设备中还包括风扇(FAN)，例如可以设置5个风扇。该激光投影设备中的温度传感器60可以为负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)热敏电阻，且该激光投影设备中可以设置有两个NTC热敏电阻，其中一个用于检测环境温度，另一个可以用于检测激光光源10的温度。MCU30还可以分别与人眼保护模块05、风扇和NTC热敏电阻连接，MCU30可以根据NTC热敏电阻检测到的温度，控制风扇的转速。
该电源板02分别与显示板01、TV板03和开关电路50连接，用于为其所连接的各器件供电。可选的，该电源板02上还可以设置有激光器驱动电路。或者，该激光器驱动电路也可以独立于该电源板02设置。
该TV板03上设置有系统级芯片(System on Chip，SoC)，能够将不同数据格式的数据解码为归一化格式，并通过显示板01上的连接器(connector)将归一化格式的数据传输至MCU30。参考图3，该SOC还可以分别与指示灯和按键(KEY)连接。该指示灯可以用于指示待机状态、开机状态和错误状态等状态。
该DMD芯片04上设置有DMD，该DMD可以分别与显示板01上设置的每个DLP以及DLP供电单元连接。该DLP供电单元可以用于为DLP以及DMD供电。
在DLP控制架构中，光源部分需要配合DLP芯片及DMD芯片的工作时序。具体地，DLP芯片输出基色光使能信号，通常表示为X_EN，X为不同的基色光的缩写，以及同时还输出亮度调整信号，简称为PWM信号。伴随着DMD芯片时序性的对不同基色图像分量的调制过程，光源部分需要同步的输出对应颜色的基色光光束。也就是，DLP芯片输出基色光使能信号以通知激光光源使能某种颜色的激光器的点亮，以及，输出PWM信号以通知激光光源中的某种激光器以什么样的亮度进行点亮。
开关电路50分别与电源板02、MCU30以及激光光源10连接，该开关01可以在MCU30的控制下，将电源板02与激光光源10导通，使得电源板02能够为激光光源10供电，并且可以使得该电源板02上设置的激光器驱动电路能够为激光光源10提供激光驱动信号，具体地，驱动信号可以是上述的基色光使能信号和亮度调整信号。该激光驱动信号可以是DLP芯片生成并提供至该激光器驱动电路的。
在上述控制过程中，MCU30作为主控制器，其收集到多种检测数据，并在判断多种检测数据代表的指标处于正常状态时，控制开关电路50，使得激光器的驱动信号能够输出至激光器。
比如在一种具体实施例中，电源板02可以为红色激光器提供的驱动电流可以为2.9安培(A)，为绿色激光器提供的驱动电流可以为2A，为蓝色激光器提供的驱动电流则可以为3A。
基于上述示例中的电路框架说明，图4和图5分别给出了激光投影设备的一种开机和关机方法的流程示意图。
示例的，图4是本申请实施例提供的一种激光投影设备的开机方法的流程图，如图4所示，该开机流程可以包括：
步骤011、显示板中的MCU和DLP电路上电。
其中，该DLP电路可以包括DLP芯片、FPGA，FLASH和DMD芯片。
步骤012、MCU检测DLP电路是否正常启动。
若正常启动则可以继续执行步骤015，若启动异常则执行步骤013。
步骤013、MCU重新启动DLP电路。
若DLP电路重启成功，则MCU可以再次执行步骤012。若DLP电路重启失败，则执行步骤014。
步骤014、MCU报错。
示例的，MCU可以控制显示屏显示错误提示信息。或者若显示屏关闭，则MCU可以控制指示灯闪烁。并且，针对不同器件的重启失败的情况，该MCU可以控制指示灯按照不同的方式闪烁，以便用户区分。
步骤015、MCU检测温度传感器是否正常启动。
若温度传感器(例如NTC热敏电阻)正常启动则可以继续执行步骤017，若启动异常则执行步骤016。
步骤016、MCU重新启动温度传感器。
若温度传感器重启成功则MCU再次执行步骤015，若温度传感器重启失败则MCU执行步骤014。
步骤017、MCU检测扩散轮驱动电路是否正常启动。
若正常启动则可以继续执行步骤018，若启动异常则执行步骤014。
步骤018、MCU检测风扇是否正常启动。
若正常启动则可以继续执行步骤020，若启动异常则执行步骤019。
步骤019、MCU重新启动风扇。
若风扇重启成功则可以再次执行步骤018，若风扇重启失败则执行步骤014。
步骤020、MCU在检测到电机的转速达到目标转速时，向开关电路提供第一开关信号。
也即是，MCU可以在检测到DLP电路、温度传感器、扩散轮驱动电路以及风扇均正常启动，且多个轮子电机的转速达到目标转速时，才向开关电路提供第一开关信号。此时，开关电路可以响应于该第一开关信号，向激光光源提供激光驱动信号，激光光源发出激光，开机完成。
需要说明的是，上述MCU检测各器件是否正常启动的步骤的执行顺序可以根据情况进行调整，例如步骤018可以在步骤017之前执行，步骤017也可以在步骤015之前执行，本申请实施例对此不做限定。
由上述开机过程可知，需要将扩散轮驱动至正常转速状态，才能点亮激光器。激光器发出光束，才能正常呈现投影画面。因此，如果开机时间过长，会使用户等待时间较长。而现有技术中，为了将扩散轮快速达到正常选择状态，通常会给予一个较大的启动电压，该启动电压通常大于扩散轮以预设转速转动时的驱动电压，这样，轮子马达会具有一个急剧加速的噪音，带来不好的用户体验。
在本申请实施例中，具体地，对于扩散轮的开机运动方法，图6提供了一种示例性的流程图。以及为简要说明开机过程中各模块之间的关系，图5示例性的给出了一种激光投影设备的模块示意图。
如图5所示，该设备可以包括：激光光源10、扩散轮20、主控电路30、扩散轮驱动电路40以及开关电路50。其中，该扩散轮20可以包括电机201，以及与该电机201连接的扩散部202。该主控电路30分别与该扩散轮驱动电路40和该开关电路50连接，该扩散轮驱动电路40与该电机201连接，该开关电路50还与该激光光源10连接。
如图6所示例的流程图，该方法可以应用于如图6所示的激光投影设备中的主控电路30中。如图6所示，该开机方法可以包括：
步骤11、响应于开机指令，向扩散轮驱动电路依次输出第一启动脉宽调制信号和第二启动脉宽调制信号。
其中，该第一启动脉宽调制信号的占空比大于该第二启动脉宽调制信号的占空比。
步骤12、获取电机的转速。
在本申请实施例中，该扩散轮驱动电路40可以生成用于指示该电机201的转速(也即是扩散轮20的转速)的频率信号，并将该频率信号传输至该主控电路30。也即是，该主控电路30可以获取扩散轮驱动电路40发送的频率信号，并基于该频率信号确定电机201的转速。
步骤13、在检测到该电机的转速达到目标转速时，向该扩散轮驱动电路输出运行脉宽调制信号，并向开关电路输出第一开关信号。
其中，主控电路30输出的每一种脉宽调制信号均用于供扩散轮驱动电路40驱动该电机201带动该扩散部202转动。该扩散部202位于该激光光源10发射的激光的输出光路中，可以用于对激光进行扩散匀化。该目标转速为预设的扩散轮20正常工作时的转速，扩散轮驱动电路40可以基于该运行脉宽调制信号驱动电机201以该目标转速转动。
该第一开关信号用于指示该开关电路50向该激光光源10提供激光驱动信号，以驱动该激光光源10发射激光。例如，该激光光源10可以发射红绿蓝三种颜色的激光。其中，该激光驱动信号可以包括：用于指示该激光光源10的发光时序的使能信号EN(即该使能信号EN可以决定什么时刻什么颜色的激光可以输出)，以及用于指示该激光光源10的发光亮度的亮度调整信号，该亮度调整信号可以为脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号。
在上述开机过程中，主控电路30用于接收开机指令，并输出脉宽调制信号至扩散轮，以驱动扩散部转动，扩散部位于激光光源的输出路径中，用于对激光光束扩散匀化.
其中，在扩散轮的启动阶段，主控电路向所述扩散轮驱动电路输出的脉宽调制信号，脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，并当扩散轮的转速达到预设转速时，主控电路向扩散轮输出的脉宽调制信号对应的电流减小并保持稳定输出；
上述电路框架示意图中的开关电路，接收主控电路的控制指令，并连接激光光源的激光器，
主控电路还用于，当扩散轮的马达转速达到预设转速时，向开关电路输出第一开关信号，并将激光驱动信号输出至激光光源，以点亮激光器。
具体地，脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，可以具体包括：
主控电路向所述扩散轮依次输出第一启动脉宽调制信号和第二启动脉宽调制信号，第一启动脉宽调制信号小于第二启动脉宽调制信号的占空比。
下面将以图7为具体示例进行说明开机过程中对扩散轮的驱动过程。
参考图7，在该激光投影设备的开机过程中，该主控电路30对该扩散轮驱动电路40的驱动流程可以包括：
第一启动阶段T1：主控电路30向扩散轮驱动电路40提供第一启动脉宽调制信号PWM01。
在本申请实施例中，主控电路30检测到开机指令后，可以先通过第一电源端VCC给该扩散轮驱动电路40上电，然后再向该扩散轮驱动电路40提供第一启动脉宽调制信号PWM01。
第二启动阶段T2：主控电路30向该扩散轮驱动电路40提供第二启动脉宽调制信号PWM02。
运行阶段T3：主控电路30在检测到电机201的转速达到目标转速后，向该扩散轮驱动电路40提供运行脉宽调制信号PWM03。
其中，该第二启动脉宽调制信号PWM02的占空比可以大于该第一启动脉宽调制信号PWM01的占空比，该第一启动脉宽调制信号PWM01的占空比可以大于该运行脉宽调制信号PWM03的占空比。
在本申请实施例中，该扩散轮驱动电路40可以基于主控电路30提供的脉宽调制信号向该电机201提供驱动电流。扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流的大小与主控电路30提供的脉宽调制信号的占空比成正比，即该脉宽调制信号的占空比越大，扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流越大，电机201的转速也就越快。
结合图7可以看出，在主控电路30驱动该扩散轮驱动电路40的过程中，增加了第一启动阶段T1，在该第一启动阶段T1中，主控电路30提供的第一启动脉宽调制信号PWM01的占空比较小，扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流A1较小，因此相当于一个缓启阶段。在第二启动阶段T2中，扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流A2较大，该驱动电流A2为驱动电机201从静止到开始转动所需的最小驱动电流，也可以称为目标启动电流。
其中，该第一启动阶段T1的驱动电流A1与第二启动阶段T2的驱动电流A2可以满足：A2＝k×A1，k为预设的缩放系数，其为大于1的正整数，例如可以为3或者4。
在第一启动阶段T1和第二启动阶段T2中，主控电路30提供的脉宽调制信号的占空比由小变大，扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流的幅值逐渐增大，电机201的转速也不断提高。当电机201的转速达到目标转速时代表要进入稳定运行阶段T3。在运行阶段T3中，扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流A0的频率(或周期)趋于稳定，幅值回归到电机201以目标转速转动所需的最小驱动电流的值。该驱动电流A0小于目标启动电流A2。
由于在激光投影设备的开机过程中，噪声主要是由于该电机201启动所需的驱动电流较大，以及启动阶段的时长较长导致的。因此在本申请实施例中，通过增加第一启动阶段T1的缓启动方法，可以通过控制脉宽调制信号的占空比，使得启动阶段的驱动电流按照正弦波缓慢过渡到目标启动电流A2，最终使目标启动电流A2的有效值持续时间足够小，由此，即可有效减小电机201启动过程中的噪声。
综上所述，本申请上述实施例提供了一种激光投影设备的开机方法，
在开机时，能够对扩散轮的直流电机马达提供逐渐增大的电流信号，并在从而给予直流电机逐渐递增的启动力，避免了较大的启动电压带来的启动噪音的问题。并且，在扩散轮的转速达到目标转速时，为扩散轮的直流电机提供比临近启动电流减小的驱动电流并保持稳定输出，能够使扩散轮在较小的驱动电流下稳定运转，即保证了较低的噪声，还能够节省功耗。具体地，在开机过程中，主控电路可以先向扩散轮驱动电路提供占空比较小的第一启动脉宽调制信号，然后再向扩散轮驱动电路提供占空比较大的第二启动脉宽调制信号，该第二启动脉宽调制信号可以确保扩散轮的电机正常启动。由于在开机过程中，扩散轮驱动电路可以基于占空比较小的第一启动脉宽调制信号缓启动电机，因此可以减小主控电路向扩散轮驱动电路提供占空比较大的第二启动脉宽调制信号的时长，也即是缩短扩散轮驱动电路向电机提供较大的驱动电流的时长，进而可以有效减小电机启动过程中的噪声。
以及，在上述示例中提到的激光投影设备，其主控电路，还用于响应于关机指令，向开关电路输出第二开关信号，并向扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小；
开关电路，还用于响应于第二开关信号，控制停止向激光光源提供激光驱动信号，以关断激光器。
具体地，主控电路向扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小可以具体包括：
主控电路向扩散轮驱动电路输出的减速脉宽调制信号的占空比逐渐减小，且所述减速脉宽调制信号的占空与也小于扩散轮运行阶段的脉宽调制信号的占空比。
下面将以图8和图9为例说明关机过程中对扩散轮的驱动过程。
以及，图8是本申请实施例提供的一种激光投影设备的关机方法的流程图，该方法可以应用于如上述实施例提供的激光投影设备中的主控电路30中。参考图8，该方法可以包括：
步骤21、运行阶段，向扩散轮驱动电路输出运行脉宽调制信号，并向开关电路输出第一开关信号。
步骤22、关机阶段，响应于关机指令，向该开关电路输出第二开关信号，并向该扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号。
其中，该减速脉宽调制信号的占空比小于该运行脉宽调制信号的占空比，该第一开关信号用于指示该开关电路向该激光光源提供激光驱动信号，以驱动该激光光源发射激光，该第二开关信号用于指示该开关电路停止向该激光光源提供激光驱动信号，以关闭该激光光源。
具体地，向扩散轮输出减速脉宽调制信号的过程如参见图9所示的示例流程图。
图9是本申请实施例提供的另一种激光投影设备的关机方法的流程图，如4所示，在上述步骤13之后，该方法还可以包括：
步骤14、响应于关机指令，向该开关电路输出第二开关信号，并向该扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号。
其中，该减速脉宽调制信号的占空比小于该运行脉宽调制信号的占空比。该第二开关信号用于指示开关电路50停止向该激光光源10提供该激光驱动信号，以关闭该激光光源10。
参考图10，在该激光投影设备的关机过程中，该主控电路30对扩散轮驱动电路40的驱动流程可以包括：
减速阶段T4，响应于关机指令，主控电路30向该扩散轮驱动电路40提供减速脉宽调制信号PWM04。该减速脉宽调制信号PWM04的占空比小于该运行脉宽调制信号PWM03的占空比。
在本申请实施例中，主控电路30检测到关机指令后，可以先调整提供至该扩散轮驱动电路40的脉宽调制信号的占空比，然后再切断该扩散轮驱动电路40电源，由此可以确保该扩散轮驱动电路40的关机过程可以受主控电路30提供的脉宽调制信号的控制。
如果主控电路30检测到关机指令后，直接将扩散轮驱动电路40断电，则电机201需从目标转速自由滑行至静止状态，则会出现一个较长的滑行时间，导致关机时间较长，噪声持续时间较长。
而在本申请实施例中，通过增加减速阶段T4，可以使得扩散轮驱动电路40向电机201提供的驱动电流先从A0过渡至A4，然后再从A4按照正弦波缓慢过渡到零点。由此可以使得电机201的转速较快的降低至一个比较低的转速，然后再从该较低的转速自由滑行至静止状态。通过本申请实施例提供的方案可以有效缩减驱动电流A0的持续时间，从而降低关机阶段电机201的噪音。
可选的，如图10所示，在该减速阶段T4之后，还可以包括自由滑行阶段T5。在该自由滑行阶段T5中，主控电路30可以指示扩散轮驱动电路40停止向电机201提供驱动电流。因此，在该自由滑行阶段T5中，电机201可以自由滑行至静止状态。在该自由滑行阶段T5中，主控电路30可以停止提供脉宽调制信号，或者也可以先提供较小占空比的脉宽调制信号之后再停止提供脉宽调制信号。
从而，在关机过程中，相比于现有技术任扩散轮自由滑行至停止的方式，本申请实施例中，通过向扩散轮直流电流输出逐渐减小的电流信号，能够使得扩散轮仍在驱动控制状态下旋转，较小的电流信号可以快速达到较低的转速值，从而可以加快扩散轮的停转，且过程中噪声较低。
需要说明的是，在本申请实施例中，该第一启动阶段T1以及减速阶段T4的持续时长均可以为预先配置的，例如可以由设计人员根据经验设定。
可选的，继续参考图9，在上述步骤13之后，该方法还可以包括：
步骤15、在检测到该电机的转速与目标转速的差值大于差值阈值时，调整向该扩散轮驱动电路提供的运行脉宽调制信号的占空比，直至该差值小于或等于该差值阈值。
其中，电机201的转速与目标转速的差值可以是电机201的转速与目标转速中较大值减去较小值得到的值。
由于激光光束的相干性较高，其在照射粗糙的物体时，散射后的光束在空间中产生干涉，空间中部分光束发生干涉相长，部分光束发生干涉相消，最终可能导致投影屏幕上出现颗粒状的明暗相间的斑点(即散斑)，影响激光投影设备的显示效果。而当扩散轮20的转速达到一定的转速阈值时，可以有效消除散斑。
在本申请实施例中，该目标转速即可以为主控电路30中预先存储的能够确保该扩散轮20有效消除散斑的转速，且该目标转速可以是激光投影设备的设计人员根据经验设定的。例如，该目标转速可以为7200转每分钟(r/min)，或者可以为8500r/min。该差值阈值也可以为主控电路30中预先存储的，且可以是设计人员根据经验设定的。例如，该差值阈值可以为50r/min。
由于当扩散轮20的转速过低时，无法有效消除散斑；而当扩散轮20的转速过高时，会导致电机201的运行噪声过大，影响用户体验。因此在本申请实施例中，主控电路30可以通过调整向该扩散轮驱动电路40提供的运行脉宽调制信号的占空比，使得扩散轮20的转速与目标转速的差值小于或等于该差值阈值。也即是，该主控电路30、扩散轮驱动电路40和扩散轮20中的电机201可以形成一个闭环系统，能够将扩散轮20的转速控制在合适范围内，以确保不仅可以通过扩散轮20有效消除散斑，且可以避免电机201运行噪声过大。
此外，由于调整扩散轮20的转速会影响激光投影设备显示画面的显示效果，以及产生噪音，因此在本申请实施例中，主控电路40可以在扩散轮20转动过程中，每隔一定周期检测一次扩散轮20的转速与目标转速的差值，并基于该差值判断是否需要调整脉宽调制信号。
示例的，假设该目标转速为V0，该差值阈值为ΔV，若主控电路20基于该频率信号确定扩散轮20当前的转速为V1，且|V0-V1|＞ΔV，则该主控电路30可以通过调整脉宽调制信号，使得扩散轮20的转速稳定在V0±ΔV的范围内。
图11是本申请实施例提供的另一种激光投影设备的结构示意图，如图11所示，该激光投影设备还可以包括：温度传感器60；该温度传感器60与该主控电路30连接，用于检测环境温度。继续参考图9，该方法还可以包括：
步骤16、获取温度传感器检测到的环境温度。
步骤17、根据该环境温度，确定目标启动电流。
步骤18、根据该目标启动电流确定该第二启动脉宽调制信号的占空比。
例如，主控电路30可以基于启动电流与占空比的对应关系，确定该目标启动电流A2对应的目标占空比，进而生成该目标占空比的第二启动脉宽调制信号PWM02。主控电路30还可以基于预设的缩放系数k确定第一启动阶段T1的驱动电流A1，进而确定该第一启动脉宽调制信号PWM01的占空比。其中该启动电流与占空比的对应关系可以是设计人员根据经验确定的。
图12是本申请实施例提供的一种环境温度与启动电流的对应关系示意图，从图12可以看出，环境温度越低，扩散轮20中的电机201所需要的启动电流越大。例如，当环境温度为-10摄氏度(℃)时，电机201所需的启动电流为1400毫安(mA)左右；而当环境温度为0℃时，电机201所需的启动电流降低为1300mA左右。而启动电流越大，电机201的震动、噪音以及消耗的功率也越大。
在本申请实施例中，主控电路30通过温度传感器60监控激光投影设备所处环境的环境温度，然后根据启动电流和环境温度的对应关系确定合适的目标启动电流，从而实现不同环境温度下设置不同的目标启动电流，确保在正常启动电机的同时，尽量降低电机的震动、噪音和消耗功率，提升激光投影设备的可靠性。
图13是本申请实施例提供的一种扩散轮驱动电路的结构示意图，如图13所示，该电机201可以为三相电机。该扩散轮驱动电路40可以包括：驱动子电路401和时序控制子电路402。
该驱动子电路401分别与该主控电路30(图13中未示出)、该时序控制子电路402和该三相电机201连接，该驱动子电路401用于根据主控电路30提供的脉宽调制信号以及该时序控制子电路402提供的时序控制信号，向该三相电机201提供驱动电流。
该时序控制子电路402分别与该三相电机201、该驱动子电路401和该主控电路30连接，用于获取该三相电机201的三相输出电压，根据该三相输出电压生成时序控制信号，以及用于指示该三相电机201的转速的频率信号，将该时序控制信号传输至驱动子电路401，并将该频率信号传输至主控电路30。
可选的，在本申请实施例中，该时序控制子电路402可以将三相电机201的三相输出电压分别与三相电机201的公共端电压进行比较，从而得到该时序控制信号。
其中，该三相电机201可以为无刷直流电机(brushless direct current motor，BLDCM)。使用BLDCM驱动扩散部202转动的优势在于，该BLDCM可以驱动扩散部202达到较高的目标转速，同时转速分档可达到24档，能够实现无级调速，转速控制更为精确。
图14是本申请实施例提供的另一种扩散轮驱动电路的结构示意图，如图14所示，该驱动子电路401可以包括：控制单元4011、预驱动单元4012和开关单元4013。
该控制单元4011分别与该主控电路30、该时序控制子电路402和该预驱动单元4012连接，该控制单元4011用于基于脉宽调制信号以及该时序控制信号，向该预驱动单元4012提供预驱动信号。
该预驱动单元4012与该开关单元4013连接，用于将该预驱动信号放大后输出至该开关单元4013。
该开关单元4013与该三相电机201连接，用于基于放大后的该预驱动信号，向该三相电机201提供驱动电流。
可选的，如图14所示，该控制单元4011提供的预驱动信号可以包括：第一子驱动信号PWM1、第二子驱动信号PWM2、第三子驱动信号PWM3、第四子驱动信号PWM4、第五子驱动信号PWM5以及第六子驱动信号PWM6；该预驱动单元4012可以包括：第一驱动器D1、第二驱动器D2和第三驱动器D3；该开关单元4013可以包括：第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6。
其中，该第一驱动器D1分别与该控制单元4011、该第一晶体管Q1的栅极和该第二晶体管Q2的栅极连接，该第一晶体管Q1的第一极与第一电源端VCC连接，该第二晶体管Q2的第一极与第二电源端GND连接，该第一晶体管Q1的第二极和该第二晶体管Q2的第二极均与该三相电机201的第一绕组U连接，该第一驱动器D1用于将该第一子驱动信号PWM1放大后输出至该第一晶体管Q1的栅极，以及将该第二子驱动信号PWM2放大后输出至该第二晶体管Q2的栅极。
该第二驱动器D2分别与该控制单元4011、该第三晶体管Q3的栅极和该第四晶体管Q4的栅极连接，该第三晶体管Q3的第一极与该第一电源端VCC连接，该第四晶体管Q4的第一极与该第二电源端GND连接，该第三晶体管Q3的第二极和该第四晶体管Q4的第二极均与该三相电机201的第二绕组连接，该第二驱动器D2用于将该第三子驱动信号PWM3放大后输出至该第三晶体管Q3的栅极，以及将该第四子驱动信号PWM4放大后输出至该第四晶体管Q4的栅极。
该第三驱动器D3分别与该控制单元4011、该第五晶体管Q5的栅极和该第六晶体管Q6的栅极连接，该第五晶体管Q5的第一极与该第一电源端VCC连接，该第六晶体管Q6的第一极与该第二电源端GND连接，该第五晶体管Q5的第二极和该第六晶体管Q6的第二极均与该三相电机201的第三绕组连接，该第三驱动器D3用于将该第五子驱动信号PWM5放大后输出至该第五晶体管Q5的栅极，以及将该第六子驱动信号PWM6放大后输出至该第六晶体管Q6的栅极。
在本申请实施例中，如图14所示，每个驱动器可以分别与第一电源端VCC和一个第三电源端连接。每个驱动器在向其所连接的晶体管提供子驱动信号以驱动晶体管导通的过程中，该驱动器可以由第三电源端供电。在晶体管开启后，驱动器可以由第一电源端VCC供电。
参考图14，每个第三电源端和第一电源端VCC之间连接有一个电容。例如，第三电源端VCP1与第一电源端VCC之间连接电容C1，第三电源端VCP2与第一电源端VCC之间连接电容C2，第三电源端VCP3与第一电源端VCC之间连接电容C3。该每个电容可以构成自举电路，且电容的电容值越大，第一电源端VCC对第三电源端进行充电时的充电能量就越大，第三电源端的电压也就越高。电容的电容值越小，第一电源端VCC对第三电源端进行充电时的充电能量就越小，第三电源端的电压也就越低。
若第三电源端的电压超出规格，可能导致晶体管烧毁。若第三电源端的电压过低，可能导致晶体管无法正常开启，即晶体管一直处于截止状态，无法向三相电机201输出驱动电流。因此在本申请实施例中，需要根据晶体管的规格选择合适电容值的电容。
可选的，参考图14可以看出，该主控电路30向扩散轮驱动电路40提供的信号除了脉宽调制信号PWM0，还可以包括：
方向控制信号FR，用于控制该扩散轮20中三相电机201的转动方向。例如，当方向控制信号FR＝0时，可以控制该三相电机201正转，此时三相电机201中三个绕组的转动方向可以为：U→V→W。当方向控制信号FR＝1时，可以控制该三相电机201反转，此时三相电机201中三个绕组的转动方向可以为：U→W→V。
电流控制信号CS，用于控制驱动该三相电机201转动的启动电流。该启动电流可以是指三相电机201从静止到开始转动所需的最小驱动电流。
加速度控制信号RMP，用于控制驱动该三相电机201转动的加速度。该加速度即决定了三相电机201从开始转动到转速稳定至目标转速所需的时间。
导通角控制信号ADV，用于控制驱动该三相电机201转动的导通角。该导通角可以调节驱动三相电机201的驱动效率。通过设计合理的导通角可以实现以最小的扭力(即驱动电流)驱动三相电机201以目标转速转动。
在本申请实施例中，该主控电路30，可以用于在根据该频率信号确定该三相电机201的转速与目标转速的差值大于差值阈值时，调整该脉宽调制信号PWM0(即运行脉宽调制信号PWM03)的占空比，从而实现对三相电机201的转速的调节。
可选的，如图14所示，该控制单元4011可以包括时序控制单元和MCU逻辑控制单元。其中时序控制单元可以对逻辑门4022提供的时序控制信号进行整形。MCU逻辑控制单元可以基于主控电路30提供的脉宽调制信号PWM0、方向控制信号FR、电流控制信号CS、加速度控制信号RMP以及导通角控制信号ADV，确定三相电机201的转速、转动方向、启动电流、启动加速度以及驱动效率等参数。该时序控制单元和MCU逻辑控制单元可以相互配合生成预驱动信号。
可选的，继续参考图14，该时序控制子电路402可以包括：比较单元4021，以及逻辑门4022。该逻辑门4022可以为或门。
该比较单元4021分别与该三相电机201和该逻辑门4022连接，用于对该三相电机201的公共端电压与三相输出电压中的每一相输出电压进行比较，并将比较结果输出至该逻辑门4022。
该逻辑门4022分别与该主控电路30和该驱动子电路401连接，例如，该逻辑门4022可以与驱动子电路401中的控制单元4011连接。该逻辑门4022用于基于该比较结果生成时序控制信号，以及用于指示该三相电机201的转速的频率信号FG，将该时序控制信号传输至该驱动子电路401，并将该频率信号FG传输至该主控电路30。
可选的，如图14所示，该逻辑门4022用于输出频率信号FG的端口还分别与电阻R0和晶体管Q0连接，该电阻R0与第四电源端V3P3V连接。电阻R0和晶体管Q0可以确保逻辑门4022输出的频率信号FG的驱动能力以及稳定性。
在本申请实施例中，参考图14，该比较单元4021可以包括比较器CM1，比较器CM2以及比较器CM3共三个比较器。其中，每个比较器的一个输入端(例如负极输入端)均与三相电机201的公共端(Centertap)连接，另一个输入端(例如正极输入端)与三相电机201的一个绕组连接。例如，比较器CM1的另一个输入端与三相电机201的第一绕组U连接，用于将该公共端电压uN与第一绕组U的第一相输出电压uA进行比较。比较器CM2的另一个输入端与三相电机201的第二绕组V连接，用于将该公共端电压uN与第二绕组V的第二相输出电压uB进行比较。比较器CM3的另一个输入端与三相电机201的第三绕组W连接，用于将该公共端电压uN与第三绕组W的第三相输出电压uC进行比较。
从图14还可以看出，每个比较器还分别与第一电源端VDD和第二电源端GND连接，该第二电源端GND可以通过外接电阻接地。
表1是本申请实施例提供的一种三相电机的驱动时序表，表1中示出了三相电机201中各绕组的电流方向所对应的需导通的晶体管，以及比较单元4021输出的比较结果。
示例的，假设每个比较器的正极输入端均与三相电机201的公共端连接，负极输入端与三相电机201的一个绕组连接。当各绕组的电流方向为方向1：第一绕组U至第二绕组V时，需控制开关单元4013中的第二晶体管Q2以及第三晶体管Q3导通。此时，第一绕组U的第一相输出电压uA较高，第二绕组V的第二相输出电压uB较低。比较单元4021中比较器CM1的输出结果为0，比较器CM2的输出结果为1，比较器CM3的输出结果保持为上一阶段(即方向6)的输出结果，即为0。相应的，比较单元4021输出的比较结果为010。
进一步的，当各绕组的电流方向为方向2：第一绕组U至第三绕组W时，需控制开关单元4013中的第二晶体管Q2以及第五晶体管Q5导通。此时，第一绕组U的第一相输出电压uA较高，第三绕组W的第三相输出电压uC较低。比较单元4021中比较器CM1的输出结果为0，比较器CM3的输出结果为1，比较器CM2的输出结果保持为上一阶段(即方向1)的输出结果，即为1。相应的，比较单元4021输出的比较结果为011。
表1
Figure BDA0002326804140000181
该三相电机201转动一周为360度，从表1可以看出，在该三相电机201的每个转动周期内，各绕组的电流方向会变换6次，即每转动60度换向一次。相应的，各绕组的电流方向每换向一次，该逻辑门4022可以输出一个脉冲，因此在该三相电机201的每个转动周期内，该逻辑门4022可以输出6个脉冲。也即是，该逻辑门4022生成的频率信号FG的周期可以为三相电机201的转动周期的1/6，频率信号FG的频率可以为三相电机201的转速(即扩散轮20的转速)的6倍。故可以主控电路可以基于该频率信号FG的频率来确定三相电机201的转速。
需要说明的是，在本申请实施例中，三相电机201中绕组电流方向的变换顺序为：方向1至方向6，即各绕组的转动方向为U→V→W，此时可以控制扩散轮20正转。或者，三相电机201中绕组电流方向的变换顺序也可以为：方向6至方向1，即各绕组的转动方向可以为：U→W→V，此时可以控制扩散轮20反转。其中，三相电机201中绕组电流方向的变换顺序可以由方向控制信号FR控制。
还需要说明的是，在本申请实施例中，扩散轮驱动电路40可以为集成电路，即扩散轮驱动电路40可以集成在一颗芯片中，该芯片可以称为电机驱动芯片。
在本申请实施例中，为了提高驱动效率，需选取最佳的换向时刻。图18是本申请实施例提供的一种开关单元的等效电路图，结合图18可以看出，该开关单元4013向三相电机201提供驱动电流后，三相电机201的三相输出电压uA、uB和uC分别满足：
Figure BDA0002326804140000182
Figure BDA0002326804140000183
Figure BDA0002326804140000184
其中，iA、iB和iC为相电流，eA、eB和eC为反电动势，缩写为BEMF，uN为三相电机201的公共端的对功率地电压。R、L和M分别为相电阻、相自感和相互感。当用于驱动三相电机201的各相电流满足：iA+iB+iC＝0时，驱动三相电机201的效率最高，即使用的最小的扭力(驱动电流)即可使得三相电机201达到目标转速。
图19是本申请实施例提供的一种相电压、相电流和反电动势的时序图。从图19可以看出，三相电机201的反电动势BEMF为正弦波，因此本申请也是采用正弦波驱动的方式，这种驱动方式利于提升驱动效率，降低电机启动及运行时的噪音。并且，从图19可以看出，相电流和反电动势BEMF同相，但相电压超前相电流，超前角度为Δθ。当相电压和相电流存在如图19所示的Δθ的延时时，iA+iB+iC＞0，此时会导致在驱动三相电机201以目标转速转动时所需的驱动电流增大，驱动电流增大，三相电机201产生的噪音也会增大，导致三相电机201运行的可靠性变差。
在本申请实施例中，在设计该激光投影设备时，可以将电机驱动芯片的外接电阻的阻值调整为不同阻值。其中，对于每个阻值，可以检测(例如可以通过电流计对驱动电流进行检测，并通过示波器对转速进行检测)电机驱动芯片在该外接电阻的阻值下，驱动三相电机201达到目标转速(例如7200r/min或者3600r/min)所需的驱动电流。之后，可以对比各个阻值对应的驱动电流，并将达到目标转速所需的驱动电流最小值所对应的阻值，定为该电机驱动芯片最终外接电阻的阻值。此时，可以确保iA+iB+iC＝0，三相电机201的驱动效率最高，噪音最低，可靠性最高。
图17是本申请实施例提供的一种扩散轮的结构示意图，如图17所示，该扩散轮20中电机201的转轴2011的侧壁可以包括沿该转轴2011的周向排布的两个区域1a和1b，该两个区域1a和1b的反射率不同。参考图14和图15，该时序控制子电路402可以包括：比较单元4021、逻辑门4022、检测单元4023(图14和图15中均未示出)以及与该转轴2011相对设置的传感器4024。
其中，该比较单元4021分别与该三相电机201和该逻辑门4022连接，用于对该三相电机201的公共端电压与三相输出电压中的每一相输出电压进行比较，并将比较结果输出至该逻辑门4022。
该逻辑门4022分别与该驱动子电路401连接，用于基于该比较结果生成该时序控制信号，并将该时序控制信号传输至该驱动子电路401。
该传感器4024与该检测单元4023连接，用于发射检测信号，接收经该转轴2011的侧壁反射的反射信号，检测该反射信号的强度，以及将该反射信号的强度传输至该检测单元4023。
该检测单元4023与该主控电路30连接，用于根据该反射信号的强度的变化频率生成频率信号，并将该频率信号传输至该主控电路30。
由于三相电机201的转轴2011上的两个区域1a和1b的反射率不同，因此在该三相电机201旋转的过程中，传感器4024接收到的反射信号的强度也就不同，检测单元4023即可基于该反射信号的强度变化频率，生成用于指示三相电机201的转速的频率信号。
基于上述分析可知，在本申请实施例中，除了可以由该逻辑门4022生成用于指示三相电机201的转速的频率信号，也可以通过传感器4024和检测单元4023生成频率信号。
由于当三相电机201堵转时，其三相输出电压会升高，相电流也会升高，由逻辑门4022生成的频率信号FG的频率也随之升高。此时，该逻辑门4022生成的频率信号FG将无法准确反映三相电机201的实际转速，导致扩散轮20无法有效消除散斑。并且，三相电机201长时间堵转还可能造成三相电机201烧毁。针对上述问题，本申请实施例提供的方案通过将三相电机201的转轴设计为具有两个不同反射率的区域，并通过传感器传感器4024和检测单元4023生成频率信号，由此可以实现对扩散轮20的实际转速的准确检测，且可以及时发现堵转情况。
示例的，在本申请实施例中，该传感器4024可以向检测单元4023输出检测电流，且其检测到的反射信号的强度越强，其输出的检测电流越大。该检测电流IC可以采用下述公式表示：
IC＝B×f(IF)×F(d)
其中，B为转轴2011的侧壁的反射率，f(IF)为该传感器4024的输出电流与输入电流的函数，F(d)为该传感器4024的效率函数，d为传感器4024d与转轴2011的侧壁之间的距离。
可选的，假设该两个区域中第一区域1a的反射率B1小于第二区域1b的反射率B2。则基于上述公式可知，当传感器4024发射的检测信号照射至第一区域1a时，传感器4024向检测单元4023输出的检测电流IC为最小值。当传感器4024发射的检测信号照射至第二区域1b时，传感器4024向检测单元4023输出的检测电流IC为最大值。检测单元4023即可根据该检测电流IC的大小变化频率，生成电平高低不断变化的频率信号。
可选的，在本申请实施例中，该传感器4024可以为红外传感器，则该检测信号可以为红外光。该两个区域中的一个区域(例如第一区域1a)中可以贴附有黑色胶带，该黑色胶带能够有效吸收红外光，从而减小反射信号的强度。
需要说明的是，图15中扩散轮20下方的部分00可以指示该激光投影设备中除扩散轮20之外的其他器件，例如可以包括激光光源10、主控电路30、扩散轮驱动电路40、光阀和投影镜头等。
图16是本申请实施例提供的一种检测单元的结构示意图，如图16所示，该检测单元4023可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及比较器CM0。
该第一电阻R1的一端与该传感器4024连接，另一端与该比较器CM0的第一输入端连接。该比较器CM0第二输入端与该第二电阻R2的一端连接，该比较器CM0的输出端分别与该第二电阻R2的另一端以及该第三电阻R3的一端连接；该第三电阻R3的另一端与该主控电路30连接。
基于检测单元4023包括的上述电子器件，可以将检测电流IC的最大值和最小转化为高低电平的数字脉冲信号(即频率信号)。三相电机201旋转一周即对应数字脉冲信号的一个周期，因此该数字脉冲信号的频率可以准确的反映出三相电机201的转速。当三相电机201处于堵转状态时，该数字脉冲信号的波形为稳态电平(当传感器4024检测到转轴的第一区域1a时，为低电平，例如0V，当传感器4024检测到转轴的第二区域1b时，为高电平，例如3.3V)，即频率为0，从而主控电路30可以根据数字脉冲信号的频率准确的判断出三相电机201是否处于堵转状态。
由于传感器4024检测反射信号时会受到其所处环境中的杂散光的影响，可能导致检测单元4023输出的频率信号的低电平不够低(例如大于0.8V)，高电平不够高(例如小于2.5V)，这样容易造成后端主控电路30误判。
而在本申请实施例中，检测单元4023采用了如图16所示的滞回比较电路，可以保证检测单元4023输出的频率信号的低电平是0V，高电平是3.3V，避免了主控电路30误判。并且，该检测单元4023具有延迟作用，可以滤除三相电机201刚刚转起来且转速不稳定时传感器4024输出的不稳定的检测电流。
可选的，在本申请实施例中，该主控电路30还可以用于：在根据该频率信号确定该三相电机201的转速小于转速阈值时，重启该三相电机201。
若多次重启三相电机201后，该三相电机201仍处于堵转状态，则主控电路30可以关闭该三相电机201。
需要说明的是，在本申请实施例中，主控电路30在检测到开机指令后，还可以响应于该开机指令，先检测该激光投影设备中DLP电路、温度传感器60、扩散轮驱动电路40和该风扇是否正常启动。若确定上述器件均正常启动，且电机201的转速达到目标转速，主控电路30才向开关电路50提供第一开关信号。若检测到DLP电路、温度传感器60和该风扇中任一器件启动异常，则主控电路30可以控制该启动异常的器件重新启动。由于该扩散轮驱动电路40具备自动重启的功能，因此无需由该主控电路30控制扩散轮驱动电路40重启。
在本申请中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种激光投影设备，其特征在于，包括：
激光光源，包括红色激光器，蓝色激光器，绿色激光器，能够受驱动点亮对应的激光器发光；
主控电路，用于接收扩散轮电机的转速；
所述扩散轮，包括电机和设置于电机转轴上的扩散部；
所述主控电路用于接收开机指令，并输出脉宽调制信号至所述扩散轮，以驱动所述扩散部转动，所述扩散部位于激光光源的输出路径中，用于对激光光束扩散匀化；
其中，在所述扩散轮的启动阶段，所述主控电路向所述扩散轮驱动电路输出的脉宽调制信号，所述脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，并当所述扩散轮的转速达到预设转速时，所述主控电路向所述扩散轮输出的脉宽调制信号对应的电流减小并保持稳定输出；
开关电路，接收主控电路的控制指令，并连接所述激光光源的激光器，
所述主控电路还用于，当所述扩散轮的马达转速达到预设转速时，向所述开关电路输出第一开关信号，并将激光驱动信号输出至所述激光光源，以点亮所述激光器。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加，具体包括：
所述主控电路向所述扩散轮依次输出第一启动脉宽调制信号和第二启动脉宽调制信号，所述第一启动脉宽调制信号小于所述第二启动脉宽调制信号的占空比。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，
所述主控电路，还用于响应于关机指令，向所述开关电路输出第二开关信号，并向所述扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，所述减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小；
所述开关电路，还用于响应于所述第二开关信号，控制停止向所述激光光源提供激光驱动信号，以关断所述激光器。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，
所述主控电路向所述扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，所述减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小 具体包括：
所述减速脉宽调制信号的占空比逐渐减小，且所述减速脉宽调制信号的占空与也小于所述扩散轮运行阶段的脉宽调制信号的占空比。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，
所述主控电路，还用于在检测到所述电机的转速与所述额定转速目标转速的差值大于差值阈值时，调整向所述扩散轮驱动电路提供的所述运行脉宽调制信号的占空比，直至所述差值小于或等于所述差值阈值。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：与所述主控电路连接的温度传感器；
所述温度传感器用于检测环境温度；
所述主控电路还用于根据所述环境温度，确定目标启动电流，以及根据所述目标启动电流确定所述第二启动脉宽调制信号的占空比。
7.一种激光投影设备的开机方法，其特征在于，包括：
响应于开机指令，向所述扩散轮驱动电路输出脉宽调制信号，所述脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加；
获取所述扩散轮的转速；
在检测到所述扩散轮的转速达到目标转速时，向开关电路输出第一开关信号；
其中，所述脉宽调制信号均用于供所述扩散轮驱动电路驱动所述电机带动所述扩散部转动，第一开关信号用于指示所述开关电路向所述激光光源提供激光驱动信号，以点亮对应的激光器发光。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐增加具体包括：
依次输出第一启动脉宽调制信号和第二启动脉宽调制信号，所述第一启动脉宽调制信号的占空比大于所述第二启动脉宽调制信号的占空比。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述扩散轮的转速达到目标转速时，所述主控电路向所述扩散轮输出的脉宽调制信号对应的电流减小并保持稳定输出。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述温度传感器检测到的环境温度；
根据所述环境温度，确定目标启动电流；
根据所述目标启动电流确定所述第二启动脉宽调制信号的占空比。
11.一种激光投影设备的关机方法，其特征在于，包括：
运行阶段，向所述扩散轮驱动电路输出运行脉宽调制信号；
关机阶段，响应于关机指令，向所述开关电路输出第二开关信号，并向所述扩散轮驱动电路输出减速脉宽调制信号，所述减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小；
所述第二开关信号用于指示所述开关电路停止向所述激光光源提供激光驱动信号，以关断所述激光器。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述减速脉宽调制信号对应的电流信号幅值逐渐减小 具体包括：
所述减速脉宽调制信号的占空比逐渐减小，且所述减速脉宽调制信号的占空与也小于所述扩散轮运行阶段的运行脉宽调制信号的占空比。
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