CN111487762B - 激光显示设备的调节方法和激光显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光显示设备的调节方法和激光显示设备，在振镜周边设置声音传感器，声音传感器检测振镜发出的声音信号，系统基于所述声音信号确定振镜的震动响度，在确定的振镜的震动响度低于设定阈值时，调节振镜的驱动电压，以使得所述振镜的震动响度达到所述设定阈值。振镜的震动响度由其振幅决定，若检测的震动响度降低，则存在驱动线圈老化导致驱动线圈阻抗增大，造成振镜震动幅度减小的情况，振幅减小则振镜的偏转角度减小，此时，通过调节振镜的驱动电压方式，将振镜的震动响度调节到与设定阈值一致，保证振镜的偏转角度不减小，从而保证了显示分辨率，解决了现有激光显示设备由于振镜老化引起显示分辨率下降的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于激光显示技术领域，具体地说，是涉及一种激光显示设备的调节方法和激光显示设备。
背景技术
激光电视大多数采用的都是DLP（Digital Light Processing，数字光处理）方案，目前这个方案还无法达到4K显示效果，要实现画面4K分辨率，需要使用一个关键器件—振镜。振镜是一种利用电压驱动能在一个或者几个轴向上震动的光学器件，其作用是改变透过它的光束的传输方向，从而实现分辨率的提升。
振镜位于光阀和镜头之间，为平板玻璃或反射镜，可以透射或反射影像光束。振镜振动使得经过振镜的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，进行错位叠加，使得射向同一像素的影像光束增加，进而提高成像的分辨率，而且由于振镜的振动使得相邻两帧投影图像对应的影像光束略微错开，进而使得像素之间的过度更加平滑，从而提高成像的细腻感，进而提高成像质量，实现高分辨率的画质。
如图1所示，相邻的两帧投影图像为投影图像A和投影图像B，第一位置由振镜1朝向第一方向振动产生，第二位置由振镜1朝向第二方向振动产生，具体的，当投影图像A对应的影像光束经过振镜1时，振镜1朝向第一方向振动（比如，振镜1向上振动）；当投影图像B对应的影像光束经过振镜1时，振镜1朝向第二方向振动（比如，振镜1向下振动），从而使得投影图像B对应的影像光束与投影图像A对应的影像光束不完全重叠，也即彼此略微错开，进一步的，投影图像A对应的影像光束先进入投影镜头，然后投影图像B对应的影像光束进入投影镜头，由于投影图像A和投影图像B前后之间的时间间隔很短，所以投影图像A和投影图像B对应的投影图像几乎是重叠显示在投影屏幕上。由于二者略微错开，并重叠投影在投影屏幕上，使得投影图像A和投影图像B在投影屏幕上对应的投影图像之间的像素的过度更加平滑和细腻，提高投影图像的分辨率，从而提高了投影图像的质量。
如图2所示，振镜工作时初始位置和偏转后位置形成的夹角α为其偏转角度。在一定范围内，偏转角度越大，显示效果越好，换言之，每台机器在出厂时振镜的状态均为此范围的最大值，已达到最佳显示效果。如果振镜不按照预设角度和幅度工作,则无法较好的完成图像的叠加显示,可能造成图像画面显示的混乱；但，因为振镜复杂的工作原理，并且工作电流较大，根据经验，随着工作时间的增长，其关键器件（尤其是线圈）会发生一定程度的老化，线圈的阻抗会变大，这将直接导致振镜振动偏转角度减小，导致显示分辨率下降，影响显示效果。
发明内容
本申请提供了一种激光显示设备的调节方法和激光显示设备，解决现有激光显示设备由于振镜老化引起显示分辨率下降的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
提出一种激光显示设备的调节方法，包括：获取声音传感器检测振镜发出的声音信号；在基于所述声音信号确定振镜的震动响度低于设定阈值时，调节振镜的驱动电压，以使得所述振镜的震动响度达到所述设定阈值。
提出一种激光显示设备，包括振镜、声音传感器、震动响度确定模块和振镜驱动模块；所述振镜驱动模块，用于驱动所述振镜按照设定频率震动；所述声音传感器按照设定距离设置于所述振镜周边，用于检测所述振镜发出的声音信号；所述震动响度确定模块，用于获取所述声音传感器检测所述振镜发出的声音信号，并基于所述声音信号确定所述振镜的震动响度；所述振镜驱动模块，还用于在所述振镜的震动响度低于设定阈值时，调节所述振镜的驱动电压，以使得所述振镜的震动响度达到所述设定阈值。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：上述本申请提出的激光显示设备的调节方法和激光显示设备中，在振镜的周边放置声音传感器，检测振镜震动过程中产生的声音信息，并基于声音信息确定振镜的震动响度，振镜的震动响度由其振幅决定，振幅越大响度越大，因此，若检测的震动响度低于设定阈值，则存在驱动线圈老化导致驱动线圈阻抗增大，造成振镜震动幅度减小的情况，振幅减小则振镜的偏转角度减小，此时，通过调节振镜的驱动电压以提高驱动电流的方式，提高振镜的振幅，从而提高了振镜的震动响度，将振镜的震动响度调节到与设定阈值一致，保证振镜的偏转角度不减小，从而保证了显示分辨率，解决了现有激光显示设备由于振镜老化引起显示分辨率下降的技术问题。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为激光显示设备中振镜与激光显示设备的显示分辨率的关系示意图
图2为激光显示设备中振镜偏转示意图；
图3为本申请提出的激光显示设备的调节方法流程图；
图4为本申请提出的激光显示设备的架构图；
图5为本申请中振镜震动响度与偏转角度关系曲线示意图；
图6为本申请中振镜偏转角度与驱动电流关系曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
本申请提出的激光显示设备的调节方法，基于如图4所示的激光显示设备实现，该激光显示设备包括振镜1、声音传感器2、震动响度确定模块3和振镜驱动模块4；振镜驱动模块4用于驱动振镜按照设定频率震动；声音传感器2按照设定距离设置于振镜1周边，用于检测振镜1发出的声音信号；震动响度确定模块3用于获取声音传感器2检测振镜发出的声音信号，并基于声音信号确定振镜的震动响度；振镜驱动模块4则在振镜1的震动响度低于设定阈值时，调节振镜1的驱动电压，以使得振镜1的震动响度达到设定阈值。
声音传感器2放置于振镜1周边，振镜的整体结构包含振镜部分和电路板部分，可以将声音传感器焊接在电路板上，既不影响光路，又能减少连接线，同时固定了振镜与声音传感器之间的距离。振镜的振动频率是由其驱动电压的频率决定的，振幅由驱动电流决定，驱动电压不变时，随着驱动线圈的老化，驱动线圈的阻抗增大，会造成驱动电流变小，导致振幅减小，也即导致振镜的偏转角度减小，从而降低了显示分辨率。
声音传感器是一种能将声音信号转换成电信号的器件，能测量声音的频率和强度，通常，振镜的振动频率为240HZ，故本申请实施例中，需要使用声音传感器检测240HZ特征频率的强度即可。
振镜类似于马达，使用电磁感应，由通电线圈产生磁力来运动，因此，电流变化频率决定振镜翻转频率，电流大小决定振镜偏转角度大小，偏转角度决定振镜的震动响度，震动响度变化了，则说明偏转角度变化了，也就是驱动电流变化了，而驱动电压为恒定的，因此，在驱动线圈老化造成阻抗增大时，会导致偏转角度减小。
基于上述，本申请提出的激光显示设备的调节方法，如图3所示，包括如下步骤：
步骤S31：获取声音传感器检测振镜发出的声音信号。
激光显示设备显示过程中，按照设定频率获取声音传感器检测振镜发出的声音信号。
步骤S32：基于声音信号确定振镜的震动响度。
从获取的声音信号，解析出声音强度，也即确定了震动响度信息，并判断震动响度是否低于设定阈值，在驱动线圈没有老化的情况下，驱动线圈阻抗固定，驱动电压固定，故驱动电流不变，因此振镜的振幅不变，偏转角度不变，其震动响度等于设定阈值。
在震动响度小于设定阈值时，说明驱动幅度减小，也即驱动电流减小，在驱动电压固定的情况下，驱动电流减小的原因在于驱动线圈的阻抗增加，也即驱动阻抗发生老化现象，此时，为保证驱动电流不降低以保证振镜的偏转角度不变，
步骤S33：在震动响度低于设定阈值时，调节振镜的驱动电压，以使得振镜的震动响度达到设定阈值。
调节振镜的驱动电压以调节振镜的驱动电流，使得振镜的震动响度提高，达到设定阈值，从而提高了振幅，增大了震动偏转角度，保证振镜的振幅不减小，也即保证了振镜的偏转角度不变，从而保证了显示的分辨率不改变。
具体的，在判断震动响度小于设定阈值后，首先确定振镜的当前驱动电流，根据当前驱动电流
和初始驱动电压U计算驱动线圈的当前阻抗
，基于驱动线圈的当前阻抗R调节振镜的驱动电压，使得驱动电流提高，使得振镜的震动响度提高至与设定阈值一致。
本申请的另一个具体实施例中，在通过上一段内容的方式提高振镜的震动响度之后，再次执行步骤S31和步骤S32，确定震动响度，并判断是否与设定阈值一致，若一致则调节结束，若还存在差异，则按照以下方式实现： 在判断震动响度还未达到设定阈值后，先按照设定步长来提高振镜的驱动电压，达到提高驱动电流的目的，继而获取声音传感器检测振镜发出的声音信号，并基于获取的声音信号确定振镜的震动响度，并判断是否达到设定阈值，在没有达到设定阈值时，重复按照设定步长提高振镜的驱动电压和获取声音传感器检测振镜的声音信号并确定震动响度的步骤，直至振镜的震动响度达到设定阈值。
本申请实施例中，震动响度与偏转角度之间的关系如图5所示，表达式为
，其中，α为振镜的震动偏转角度，而振镜的震动偏转角度α与驱动电流之间的关系如图6所示，表达式为
，
， U为振镜的初始驱动电压，R为驱动线圈的当前阻抗，I为当前驱动电流；当声音传感器检测的声音信号的响度N1小于设定阈值N0时，根据应用场景，因为振镜与声音传感器之间的距离固定不变，使得震动响度仅与振镜的偏转角度相关；
和
确定振镜当前驱动电流I，进而根据当前的固定驱动电压U和当前驱动电流
，计算得到当前阻抗R，根据当前阻抗R提高驱动电压，达到提高驱动电流的效果，从而提高了振镜的振幅，也即提高了振镜的震动偏转角度，进而结合上述的设定步长调节方式，使得振镜的震动响度达到设定阈值，也即，使得振镜的震动偏转角度恢复到初始偏转角度。
基于上述提出的激光显示设备的调节方法，本申请提出的激光显示设备，如图4所示，振镜驱动模块4包括驱动电流确定单元41、驱动线圈阻抗计算单元42和驱动电压调节单元43；驱动电流确定单元41用于确定振镜1的当前驱动电流；驱动线圈阻抗计算单元42用于基于当前驱动电流和初始驱动电压计算驱动线圈的当前阻抗；驱动电压调节单元43用于基于当前阻抗调节振镜的驱动电压。
本申请实施例中，在振镜驱动模块4调节振镜的驱动电压后，震动响度确定模块3还用于确定调节驱动电压后的振镜的震动响度；该激光显示设备还包括微调模块5，用于在调节驱动电压后的振镜的震动响度没有达到设定阈值时，控制驱动电压调节单元43按照设定步长提高振镜1的驱动电压后，控制震动响度确定模块3获取声音传感器2检测振镜1发出的声音信号，并基于获取的声音信号确定振镜1的震动响度，在其没有达到设定阈值时，控制驱动电压调节单元43和振动响度确定模块3重复按照设定步长提高振镜的驱动电压和获取声音传感器检测振镜的声音信号并确定震动响度的步骤，直至振镜的震动响度达到设定阈值。
驱动电流确定单元，具体基于
和
确定当前驱动电流，其中，N为振镜的震动响度，α为振镜的震动偏转角度。
上述本申请提出的激光显示设备的调节方法和激光显示设备，在振镜的周边放置声音传感器，检测振镜震动过程中产生的声音信息，并基于声音信息确定振镜的震动响度，振镜的震动响度由其振幅决定，振幅则由其偏转角度决定，偏转角度、振幅和响度之间均呈正比例关系，也即偏转角度越小、振幅越小，则震动响度越小，因此，若检测的震动响度低于设定阈值，则存在驱动线圈老化导致驱动线圈阻抗增大，造成振镜震动幅度减小的情况，振幅减小则振镜的偏转角度减小，此时，通过调节振镜的驱动电压以提高驱动电流的方式，提高振镜的振幅，从而提高了振镜的震动响度，将振镜的震动响度调节到与设定阈值一致，保证振镜的偏转角度不减小，从而保证了显示分辨率，解决了现有激光显示设备由于振镜老化引起显示分辨率下降的技术问题。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.激光显示设备的调节方法，其特征在于，包括：
获取声音传感器检测振镜发出的声音信号；
在基于所述声音信号确定振镜的震动响度低于设定阈值时，判断驱动线圈老化导致阻抗增大，则调节振镜的驱动电压以提高驱动电流，以使得所述振镜的震动响度达到所述设定阈值；
所述调节振镜的驱动电压，包括：
确定振镜的当前驱动电流；
基于所述当前驱动电流和初始驱动电压计算驱动线圈的当前阻抗；
基于所述当前阻抗调节所述振镜的驱动电压；
所述确定振镜的当前驱动电流，包括：
基于
和
确定所述当前驱动电流，其中，N为所述振镜的震动响度，α为所述振镜的震动偏转角度；
在调节振镜的驱动电压之后，所述方法还包括：
在调节驱动电压后的振镜的震动响度没有是否达到所述设定阈值时，按照设定步长提高所述振镜的驱动电压；
以及，获取声音传感器检测振镜发出的声音信号，在振镜的震动响度没有达到所述设定阈值时，重复按照设定步长提高所述振镜的驱动电压和获取声音传感器检测振镜的声音信号并确定震动响度的步骤，直至所述振镜的震动响度达到所述设定阈值。
2.激光显示设备，其特征在于，包括振镜、声音传感器、震动响度确定模块和振镜驱动模块；所述振镜驱动模块，用于驱动所述振镜按照设定频率震动；所述声音传感器按照设定距离设置于所述振镜周边，用于检测所述振镜发出的声音信号；
所述震动响度确定模块，用于获取所述声音传感器检测所述振镜发出的声音信号，并基于所述声音信号确定所述振镜的震动响度；
所述振镜驱动模块，还用于在所述振镜的震动响度低于设定阈值时，判断驱动线圈老化导致阻抗增大，则调节所述振镜的驱动电压以提高驱动电流，以使得所述振镜的震动响度达到所述设定阈值；
所述振镜驱动模块包括驱动电流确定单元、驱动线圈阻抗计算单元和驱动电压调节单元；
所述驱动电流确定单元，用于确定所述振镜的当前驱动电流；
所述驱动线圈阻抗计算单元，用于基于所述当前驱动电流和初始驱动电压计算驱动线圈的当前阻抗；
所述驱动电压调节单元，用于基于所述当前阻抗调节所述振镜的驱动电压；
所述震动响度确定模块，还用于在所述驱动电压调节单元调节所述振镜的驱动电压后，确定调节驱动电压后的振镜的震动响度；
所述激光显示设备还包括微调模块，用于在调节驱动电压后的振镜的震动响度没有达到所述设定阈值时，控制所述驱动电压调节单元按照设定步长提高所述振镜的驱动电压，以及，控制所述震动响度确定模块获取所述声音传感器检测所述振镜发出的声音信号，并基于获取的声音信号确定振镜的震动响度，在确定的震动响度没有达到所述设定阈值时，控制所述驱动电压调节单元和所述震动响度确定模块重复按照设定步长提高所述振镜的驱动电压和获取声音传感器检测振镜的声音信号并确定震动响度的步骤，直至所述振镜的震动响度达到所述设定阈值；
所述驱动电流确定单元，基于
和
确定所述当前驱动电流，其中，N为所述振镜的震动响度，α为所述振镜的震动偏转角度。
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