CN114153114A - 激光投影设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光投影设备及其控制方法，属于投影显示领域。由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

Description

激光投影设备及其控制方法

技术领域

本公开涉及投影显示领域，特别涉及一种激光投影设备及其控制方法。

背景技术

激光投影设备可以包括控制电路、激光器、光阀和光吸收组件，该光阀可以包括多个数字微镜器件(digital micro-mirror device，DMD)。其中，该激光器用于发射激光光束，该控制电路用于根据投影图像中每个像素的像素值控制该多个数字微镜器件进行翻转。其中，部分数字微镜器件可以将照射至其表面的激光光束投射至投影屏幕，以实现在投影屏幕上显示投影图像。部分数字微镜器件则可以将照射至其表面的激光光束投射至光吸收组件。该光吸收组件可以吸收数字微镜器件投射的激光光束，以避免激光投影设备的腔体内的光累积较多导致腔体内的温度较高。

但是，由于部分数字微镜器件会将照射至其表面的激光光束投射至光吸收组件，导致激光器发射的激光光束的利用率较低。

发明内容

本公开实施例提供了一种激光投影设备及其控制方法，可以解决相关技术中激光器发射的激光光束的利用率较低的问题。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备包括：控制电路、激光器、激光器驱动电路、光阀和光回收组件；

所述控制电路分别与所述激光器驱动电路和所述光阀连接，所述控制电路用于向所述激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向所述光阀传输光阀控制信号；

所述激光器驱动电路还与所述激光器连接，所述激光器驱动电路用于响应于所述点亮时序信号和所述电流驱动信号，驱动所述激光器向所述光阀发射激光光束；

所述光阀用于在所述光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将所述影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至所述光回收组件；

所述光回收组件用于将所述第二光束中的部分或全部传输至所述光阀；

所述控制电路还用于根据待投影的图像的亮度，调节所述电流驱动信号的占空比和/或所述光回收组件的透过率。

另一方面，提供了一种激光投影设备的控制方法，应用于激光投影设备中，所述激光投影设备包括：控制电路、激光器、激光器驱动电路、光阀和光回收组件；所述控制电路分别与所述激光器驱动电路和所述光阀连接，所述激光器驱动电路还与所述激光器连接；所述方法包括：

所述控制电路向所述激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向所述光阀传输光阀控制信号；

所述激光器驱动电路响应于所述点亮时序信号和所述电流驱动信号，驱动所述激光器向所述光阀发射激光光束；

所述光阀在所述光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将所述影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至所述光回收组件；

所述光回收组件将所述第二光束中的部分或全部传输至所述光阀；

所述控制电路根据待投影的图像的亮度，调节所述电流驱动信号的占空比和/或所述光回收组件的透过率。

又一方面，提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方面所述的激光投影设备的控制方法中由控制电路执行的步骤。

再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被处理器执行时实现如上述方面所述的激光投影设备的控制方法中由控制电路执行的步骤。

再一方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述计算机程序产品在所述计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方面所述的激光投影设备的控制方法中由控制电路执行的步骤。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供了一种激光投影设备及其控制方法，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种激光投影设备的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的又一种激光投影设备的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的再一种激光投影设备的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的又一种激光投影设备的结构示意图；

图6是相关技术提供的一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图；

图7是本公开实施例提供的一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图；

图8是本公开实施例提供的另一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图；

图9是本公开实施例提供的一种激光投影设备的控制方法的流程图；

图10是本公开实施例提供的另一种激光投影设备的控制方法的流程图；

图11是本公开实施例提供的又一种激光投影设备的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种投影设备的结构示意图。如图1所示，该激光投影设备可以包括控制电路10、激光器20、激光器驱动电路30、光阀40和光回收组件50。

该控制电路10分别与激光器驱动电路30和光阀40连接，该控制电路10用于向激光器驱动电路30传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向光阀40传输光阀控制信号。其中，该电流驱动信号可以为脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号。该控制电路10可以根据待投影的图像的像素值生成该光阀控制信号。

该激光器驱动电路30还与激光器20连接，该激光器驱动电路30用于响应于点亮时序信号和电流驱动信号，驱动激光器20向光阀40发射激光光束。可选的，该激光器20可以为蓝色激光器。该激光器20可以向光阀发射蓝色激光光束。

参考图1和图2，该光阀40用于在该光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束h1调制成影像光束，并将该影像光束传输至投影镜头60，该投影镜头60用于将该影像光束投射至投影屏幕70，以在投影屏幕70投影显示图像。该光阀40还可以用于将照射至其表面的光束中的第二光束h2传输至光回收组件50。

该光回收组件50用于将第二光束h2中的部分或全部传输至光阀40。由此该第二光束h2中的部分或全部可以被光阀40调制成影像光束，从而用于图像的显示，由此提高了激光器发射的激光光束的利用率。

该控制电路10还用于根据待投影的图像的亮度，调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件50的透过率。

可选的，控制电路10可以根据该待投影的图像的亮度，调节电流驱动信号的占空比。或者，控制电路10可以根据该待投影的图像的亮度，调节光回收组件50的透过率。又或者，控制电路10可以根据该待投影的图像的亮度，调节电流驱动信号的占空比和光回收组件50的透过率。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

可选的，参考图2，该光回收组件50可以包括光隔离器51和光传输组件52。该控制电路10与光隔离器51连接，该控制电路10可以用于控制光隔离器51的透过率。

其中，如图2所示，该光隔离器51可以位于该光阀40和光传输组件52之间。其中，该光阀40用于将照射至其表面的光束中的第二光束h2传输至光隔离器51。该光隔离器51用于将该第二光束h2中的部分或全部传输至光传输组件52。该光传输组件52用于将光隔离器51传输的第二光束h2中的部分或全部再次传输至光阀40，以实现对第二光束h2的回收。

或者，参考图3，该光传输组件52位于该光隔离器51和光阀40之间。其中，该光阀40该用于将照射至其表面的光束中的第二光束h2传输至光传输组件52。该光传输组件52用于将该第二光束h2中的部分或全部传输至光隔离器51。该光隔离器51用于将光传输组件52传输的第二光束h2中的部分或全部再次传输至光阀40，以实现对第二光束h2的回收。

可选的，该光隔离器51可以包括空间分离偏振器、法拉第旋转器和半波片。该光隔离器51可以实现第二光束h2的单向传输。

以该光隔离器51可以位于该光阀40和光传输组件52之间为例，参考图4，该光传输组件52可以包括第一导向镜520、第一准直透镜521，第一聚焦透镜522和第二导向镜523。其中，该第一导向镜520用于将光隔离器51传输的第二光束h2传输至第一准直透镜521，该第一准直透镜521用于对该第一导向镜520传输至的第二光束h2进行准直处理，并将经过准直处理后的第二光束h2传输至第一聚焦透镜522。该第一聚焦透镜522用于将第一准直透镜521传输的第二光束h2实现聚焦处理，并将该聚焦处理后的第二光束h2传输至第二导向镜523。该第二导向镜523用于将该第一准直透镜521传输的第二光束h2再次传输至光阀40，以实现对第二光束h2的回收。可选的，该第一导向镜520和第二导向镜523均可以为棱镜。

作为第一种可选的实现方式，该控制电路10可以用于控制光隔离器51的透过率为目标透过率。该目标透过率可以为固定值。也即是，在激光投影设备工作的过程中，该光隔离器51的透过率保持不变。在光隔离器51的透过率保持不变的前提下，该控制电路10可以根据待投影的图像的亮度调节电流驱动信号的占空比，从而降低了激光投影设备的功耗。

可选地，控制电路10可以用于确定待投影的图像的亮度s1与亮度上限值S的第一比值m。即该第一比值

进而，根据该第一比值m和目标透过率，确定激光器20的目标驱动功率。之后，控制电路10可以分别比较该目标驱动功率是否大于第一功率阈值，以及该目标驱动功率是否小于该第二功率阈值。若该目标驱动功率大于第一功率阈值，且小于第二功率阈值，则控制电路10可以根据目标驱动功率，调整该电流驱动信号的占空比。

其中，该第一功率阈值小于第二功率阈值，该调整后的占空比与目标驱动功率正相关，即该目标驱动功率越大，该调整后的占空比越大，该目标区域功率越小，该调整后的占空比越小。该亮度上限值、第一功率阈值和第二功率阈值可以为控制电路10中预先存储的固定数值。该第一功率阈值可以为该激光器20的最小驱动功率。该第二功率阈值可以为激光器20的额定驱动功率。可选的，该亮度上限值可以为255。

由于该目标驱动功率小于该第二功率阈值，因此降低了激光器20的驱动功率，实现了降低激光投影设备的功耗的同时，确保显示的图像的亮度和对比度不变，实现了动态视频流情况下图像亮度的平稳输出。

可选的，控制电路10可以将待投影的图像中每个像素的红色绿色蓝色(red greenblue，RGB)值中的R值、G值和B值的均值，确定为该像素的亮度。并将该待投影的图像包括的多个像素的亮度的平均值确定为该待投影的图像的亮度s1。示例的，若像素的RGB值中的R值为100，G值为120，B值为127，则控制电路10可以确定该像素的亮度为(100+120+127)/3＝347。

在本公开实施例中，该光阀40可以包括多个第一数字微镜器件(digital lightprocessing，DMD)和多个第二DMD。该多个第一DMD用于传输影像光束，多个第二DMD仅用于将第二光束h2传输至光回收组件50，即该第二DMD不用于传输影像光束。该每个第一DMD对应对待投影的图像中的一个像素。该第一DMD的个数可以为大于1的正整数，该第二DMD的个数可以为正整数。

该目标驱动功率P满足：

其中，该P0为第二功率阈值，该x为第一DMD的个数与光阀40包括的DMD的总个数的第二比值。该y满足：y＝x×m，G为光隔离器51的目标透过率对应的光回收组件50的环路增益。该环路增益可以为在光阀40传输至光回收组件50的第二光束h2，经过光回收组件50再次传输至光阀40的过程中，光回收组件50传输至光阀40的光束的功率，与光阀40传输至光回收组件50的光束的功率的比值。该光回收组件50的环路增益主要是由光隔离器51的透过率决定的。

在本公开实施例中，该光阀40可以包括阵列排布的M1×N1个DMD。M1为M1×N1个DMD中DMD的行数，该N1为M1×N1个DMD中DMD的列数。该激光投影设备投影显示的图像的分辨率也为M1×N1。该第i行第j列DMD与该图像中第i行第j列的像素对应。其中，该M1和N1均为正整数，例如，该M1可以为2160，该N1可以为3840。

若激光投影设备未对图像的投影位置进行校正，则该M1×N1个DMD均用于传输影像光束，即该M1×N1个DMD均为第一DMD。需要说明的是，在投影显示多帧图像的过程中，该多个第一DMD中也存在将第二光束h2传输至光回收组件的DMD，但是该多个用于传输第二光束h2的第一DMD也会用于传输影像光束。即该M1×N1个DMD不存在仅用于将第二光束h2传输至光回收组件50的DMD。

若激光投影设备对图像的投影位置进行了校正，例如，将图像分别在像素行方向上朝远离图像的左上顶点的方向平移了N2个像素，以及在像素列方向上朝远离图像的左上顶点的方向平移了M2个像素。则该M1×N1个DMD中第1行至第M2行，以及第1列至第N2列的DMD均为第二DMD。除该第二DMD以外的其他DMD均为第一DMD。其中，该N2大于或等于0，且小于或等于

该M2大于或等于0，且小于或等于

示例的，假设M1为2160，该N1为3840，N2等于0，该M2等于1，则该2160×3840个DMD中的第1行DMD均为第二DMD，该2160×3840个DMD中除该第1行DMD以外的DMD均为第二DMD。

在本公开实施例中，该激光器20的驱动功率的下降比例P1满足：

假设目标透过率对应的光回收组件50的环路增益G＝0.9，第二比值x＝99.8％，则控制电路10可以根据第一比值m，可以确定激光器20的驱动功率的下降比例P1。

表1示出了不同的第一比值m所对应的激光器20的驱动功率的下降比例P1。参考表1，若第一比值m等于100％，则该P1等于0.18％。从该表1可以看出，该激光器20的驱动功率的下降比例P1与该第一比值m负相关，即该第一比值m越小，该激光器20的驱动功率的下降比例越大，相应的，控制电路10确定的目标驱动功率越小。该第一比值越大，该驱动功率的下降比例越小，相应的，控制电路10确定的目标驱动功率越大。

表1

第一比值m	驱动功率的下降比例P1
		100％	0.18％
95％	4.67％
		90％	9.16％
85％	13.65％
		80％	18.14％
75％	22.64％
		70％	27.13％
65％	31.62％
		60％	36.11％
55％	40.60％
		50％	45.09％
45％	49.58％
		40％	54.07％
35％	58.56％
		30％	63.05％
25％	67.55％
		20％	72.04％
15％	76.53％
		10％	81.02％
5％	85.51％

作为第二种可选的实现方式，该控制电路10可以根据待投影的图像的亮度调整光隔离器51的透过率。该调整后的光隔离器51的透过率与该待投影的图像的亮度负相关。即该待投影的图像的亮度越高，该调整后的光隔离器51的透过率越低。该待投影的图像的亮度越低，该调整后的光隔离器51的透过率越高。

在控制电路10根据待投影的图像的亮度调整光隔离器51的透过率的场景中，该电流驱动信号的占空比可以为固定值，即激光器20的驱动功率可以为额定驱动功率。由于电流控制信号的占空比为固定值，因此激光器20的驱动功率为固定值。在该场景下，通过回收第二光束，使得该第二光束能够再次用于图像的显示，由此可以在不增加激光器20的驱动功率的前提下，有效提高显示的图像的亮度。

可选的，该控制电路10可以用于在确定第一比值m后，比较该第一比值m是否大于比值阈值M。若该第一比值m大于比值阈值M，则控制电路10可以将光隔离器51的透过率调整为第一透过率。若该第一比值m小于或等于比值阈值M，则控制电路10可以根据比值与透过率的对应关系，将光隔离器51的透过率调整为第一比值m对应的第二透过率。

其中，该第一透过率小于该比值与透过率的对应关系中的任一透过率。该对应关系中的透过率与比值负相关，即该比值越小，该透过率越大，该比值越大，该透过率越小。控制电路10中可以预先存储有该比值和透过率的对应关系。且该比值阈值和第一透过率均可以为控制电路10中预先存储的固定数值。

示例的，假设比值与透过率的对应关系如表2所示，该比值与透过率的对应关系中透过率u1小于透过率u2，且透过率u2小于透过率u3。若第一比值m为25％，从表2中确定该第一比值m对应的第二透过率为u1。

表2

比值	透过率
		25％	u1
20％	u2
		15％	u3

在本公开实施例中，由于光回收组件50的环路增益主要是由光隔离器51的透过率决定的。因此控制电路10可以通过调整光隔离器51的透过率来调整光回收组件50的环路增益。可选的，控制电路10中可以预先存储有比值与环路增益的对应关系，以及环路增益与透过率的对应关系。其中，该比值与环路增益的对应关系中，环路增益与比值正相关。该环路增益与透过率的对应关系中环路增益与透过率负相关。

相应的，控制电路10可以根据该比值与环路增益的对应关系，将第一比值对应的环路增益确定为光回收组件50需要达到的环路增益。进而可以根据该确定出的光回收组件50需要达到的环路增益，从环路增益与透过率的对应关系中确定光隔离器51需要达到的透过率。最后，即可根据该确定的光隔离器51需要达到的透过率调整光隔离器51的透过率。

示例的，假设比值与环路增益的对应关系如表3所示，若第一比值m为25％，则控制电路10可以确定该第一比值m对应的环路增益为0.75，并将该环路增益0.75确定为光回收组件50需要达到的环路增益。进而可以根据该确定出的光回收组件50需要达到的环路增益0.75，从该环路增益与透过率的对应关系中确定光隔离器51需要达到的透过率。

表3

比值	环路增益
		25％	0.75
20％	0.7
		15％	0.67
10％	0.64
		5％	0.6

作为第三种可选的实现方式，控制电路10在基于上述第一种实现方式调整该激光器20的驱动功率后，若当前确定的该目标驱动功率小于第一功率阈值，则可以根据待投影的图像的亮度调整光隔离器51的透过率。控制电路10根据待投影的图像的亮度调整光隔离器51的透过率的过程可以参考上述第二种实现方式。

在本公开实施例中，控制电路10在确定目标驱动功率小于第一功率阈值时，可以确定激光器20在该目标驱动功率的驱动下无法发出激光光束，则控制电路10无需调整该激光器20的驱动功率，此时激光器20的驱动功率为在当前确定出的目标驱动功率之前所使用的驱动功率，该驱动功率小于第一功率阈值。由此在降低了激光器的驱动功率的同时，确保激光器能够正常发射激光光束，并且通过调整光回收组件50的环路增益确保显示的图像的亮度和对比度保持不变，实现了动态视频流情况下图像亮度的平稳输出。

参考图5，该激光投影设备还可以包括亮度传感器80，该亮度传感器80位于光回收组件50的光路中。例如，该亮度传感器80可以位于该第一聚焦透镜522和第二导向镜523之间。

该亮度传感器80与控制电路10连接，该亮度传感器80用于检测光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2的亮度，并将该亮度发送至控制电路10。该控制电路10还用于若亮度不等于亮度阈值，则调节电流控制信号的占空比和/或调整光回收组件50的透过率，直至亮度等于亮度阈值。

在本公开实施例中，该亮度传感器80可以实时检测该光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2的亮度，并将该亮度发送至控制电路10。也可以周期性检测该光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2的亮度，并将该亮度发送至控制电路10。或者，也可以在接收到控制电路10发送的检测指令后，检测该光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2的亮度，并将该亮度发送至控制电路10。

控制电路10在接收到亮度传感器80发送的亮度之后，可以检测该亮度是否等于该亮度阈值。若该亮度不等于亮度阈值，则控制电路10可以调节电流控制信号的占空比。或者，控制电路10可以调整光回收组件50的透过率。或者控制电路10可以同时调节电流控制信号的占空比和光回收组件50的透过率，直至亮度等于亮度阈值。

可选的，若该亮度大于该亮度阈值，则控制电路10可以确定光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2较多，由此会导致显示的图像的亮度较亮，则控制电路10可以降低电流控制信号的占空比，由此降低激光器20发出的激光光束的亮度，确保图像的显示效果。或者控制电路10可以降低光回收组件50的透过率，由此减少光回收组件50向光阀40传输的第二光束h2，确保图像的显示效果。或者，该控制电路10可以降低电流控制信号的占空比的同时，降低光回收组件50的透过率，由此在降低激光器20发出的激光光束的亮度的同时，减少光回收组件50向光阀40传输的第二光束h2，确保图像的显示效果。

若该亮度小于该亮度阈值，则控制电路10可以确定光回收组件50传输至光阀40的第二光束h2较少，由此会导致显示的图像的亮度较暗，则控制电路10可以增大电流控制信号的占空比，由此提高激光器20发出的激光光束的亮度，确保图像的显示效果。或者控制电路10可以增大光回收组件50的透过率，由此增多光回收组件50向光阀40传输的第二光束h2，确保图像的显示效果。或者，该控制电路10可以增大电流控制信号的占空比的同时，增大光回收组件50的透过率，由此在提高激光器20发出的激光光束的亮度的同时，增多光回收组件50向光阀40传输的第二光束h2，确保图像的显示效果。

在本公开实施例中，该亮度阈值L可以满足：

其中，该G1为光回收组件50当前的环路增益，该k为光回收组件50向光阀40传输第二光束h2的次数，且该k为正整数。

在本公开实施例中，由于该

因此该亮度阈值L可以为在该k趋近于正无穷的过程中，逐渐收敛并趋于稳定的一个亮度值。

参考图5，激光投影设备还可以包括第一消散斑组件91和第二消散斑组件92。其中，该第一消散斑组件91位于激光器20的出光侧，该第一消散斑组件91用于对激光器20发射的激光光束进行消相干。该第二消散斑组件92位于光回收组件50的出光侧，该第二消散斑组件92用于对光回收组件50传输的第二光束h2进行消相干。

可选的，该第一消散斑组件91和第二消散斑组件92可以均包括马达和转盘，该马达用于驱动该转盘旋转。该第一消散斑组件91的转盘和第二消散斑组件92的转盘的转动频率不同。或者，该第一消散斑组件91和第二消散斑组件92均可以包括马达和线圈，该马达与线圈连接，该马达用于驱动该线圈振动。该第一消散斑组件91中的线圈和第二消散斑组件92中的线圈的振动频率不同。

在本公开实施例中，该第一消散斑组件91对激光器20发射的激光光束进行消相干，能够对激光光束的相位产生影响，由此减弱或消除激光光束的相干性。该第二消散斑组件92对光回收组件50传输的第二光束h2进行消相干，能够对第二光束的相位产生影响，由此减弱或消除第二光束的相干性，从而能够避免出现该激光光束和第二光束相互干涉，在投影屏幕上产生明暗相间的斑点而导致图像显示较差的情况，有效减弱了激光的散斑效应，确保显示的图像的显示效果。

参考图5，该激光投影设备还可以包括光导管93，该第一消散斑组件91可以位于该激光器20和光导管93之间。该第二消散斑组件92可以位于该第二导向镜523和光导管93之间。该光导管93用于对第一消散斑组件91传输至激光光束和第二消散斑组件92传输的第二光束进行匀光。

在本公开实施例中，参考图5，该激光投影设备还可以包括位于光导管93和光阀40之间，且沿光束的传输方向依次排布的第二聚焦透镜94，第二准直透镜95和第三导向镜96。其中，该第二聚焦透镜94用于对光导管93传输的光束进行聚焦处理。并将该聚焦处理后的光束传输至第二准直透镜95。该第二准直透镜95用于对该第二聚焦透镜94传输的光束进行准直处理，并将该经过准直处理后的光束传输至第三导向镜96。该第三导向镜96用于将该第二准直透镜95传输的光束传输至光阀40。可选的，该第三导向镜96可以为棱镜。

图6是相关技术提供的一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图。图7是本公开实施例提供的一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图。其中，图6和图7所示的示意图中的横坐标为第一比值，纵坐标为第一比值和第三比值之和。该第三比值为激光器发射的激光光束中未用于图像显示的光束所占的比值。

从图6可以看出，随着第一比值逐渐减小，该第一比值和第三比值之和保持100％不变。且该第一比值越小，该第三比值越大，该激光器发射的激光光束中未用于图像显示的光束越多。

从图7可以看出，随着第一比值m减小，该第一比值m和第三比值之和逐渐降低，且均小于100％。对比图6和图7可以看出，在第一比值m相等的情况下，图7所示的第一比值m和第三比值之和小于，图6所示的第一比值m和第三比值之和，表明相较于相关技术中的激光投影设备，本公开实施例提供的激光投影设备中的激光器发射的激光光束中未用于图像显示的光束减少。由此可以看出，本公开实施例通过增加光回收组件50，提高了激光器发射的光束的利用率。

图8是本公开实施例提供的另一种激光器发射的激光光束的利用率的示意图。从图8可以看出，在第一比值小于或等于25％时，控制电路10确定出的目标驱动功率小于第一功率阈值，此时控制电路10调整光隔离器51的透过率，并在第一比值小于或等于25％时保持激光器20的驱动功率保持不变。

以下以L0为激光器的驱动功率为第二功率阈值时，激光器发射的激光光束的亮度，光回收组件50的环路增益为G，第一比值为m，第二比值为x为例，对目标驱动功率的推导过程进行说明。

在未增加光回收组件50的情况下，投影镜头60投射至投影屏幕70上的光束的亮度V0＝L0×m×x＝L0×y。在增加光回收组件50后，光回收组件50第一次将第二光束h2传输至光阀40后，投影镜头60投射至投影屏幕70上的光束的亮度V1＝L0×(1-y)×G×y。光回收组件50第k次将第二光束h2传输至光阀40后，投影镜头60投射至投影屏幕70上的光束的亮度Vk＝L0×(1-y)^k×G^k×y。则光回收组件50k次将第二光束h2传输至光阀40后，该投影镜头60投射至投影屏幕70上的光束的总亮度

当k趋于正无穷时，由于该(1-y)和G均小于1，因此，

则该

该Vsum大于V0。

为了确保在增加光回收组件50后，显示的图像的亮度保持不变，由此确保动态视频流情况下图像亮度的平稳输出，通过降低激光器20的驱动功率来降低激光器20发射的激光光束的亮度。假设该激光器20发射的激光光束的亮度为L1时，该Vsum＝V0，则该

该

则

由于激光器20发射的激光光束的亮度与激光器20的驱动功率正相关，因此，

则

由上述推导过程可以看出，上述确定目标驱动功率P的公式是在未增加光回收组件50时，投影镜头60投射至投影屏幕70的光束的亮度等于增加光回收组件50后，投影镜头60投射至投影屏幕70的光束的亮度的情况下确定的。采用上述公式确定的激光器20的目标驱动功率小于第二功率阈值，由此降低了激光器20的驱动功率，同时能够确保显示的图像的亮度保持不变。

在上述第三种可选的实现方式中，在控制电路10确定目标驱动功率小于第一功率阈值，则可根据待投影的图像的亮度调整光隔离器51的透过率的场景下，所用到的比值与环路增益的对应关系也可以是在未增加光回收组件50时，投影镜头60投射至投影屏幕70的光束的亮度等于增加光回收组件50后，投影镜头60投射至投影屏幕70的光束的亮度的情况下，采用上述目标驱动功率P的公式来确定。

由于控制电路10在确定目标驱动功率小于第一功率阈值之前，所确定的目标驱动功率小于第二功率阈值，且大于第一功率阈值。此时目标驱动功率P为固定值，且第二功率阈值P0和第二比值x也均为固定值，因此可以将不同的第一比值带入上述确定目标驱动功率的公式中，即可确定出与该第一比值所对应的环路增益。例如将第一比值m等于25％代入上述目标驱动功率的确定公式中，可以确定与比值25％所对应的环路增益。因此上述第三种可选的实现方式中，通过上述方式来确定比值与环路增益的对应关系，由此确保在激光器驱动功率降低的同时，显示的图像的亮度保持不变。

同时，由于光回收组件50的环路增益与光隔离器51的透过率对应，因此在确定了上述比值与环路增益的对应关系后，也可以确定出该比值与透过率的对应关系。

在本公开实施例中，参考图5，该前端设备00可以向控制电路10传输待投影的图像。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

图9是本公开实施例提供的一种激光投影设备的控制方法的流程图。该控制方法可以应用于图1至5任一所示的激光投影设备，如图9所示，该方法可以包括：

步骤901、控制电路向激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向光阀传输光阀控制信号。

步骤902、激光器驱动电路响应于点亮时序信号和电流驱动信号，驱动激光器向光阀发射激光光束。

步骤903、光阀在光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至光回收组件。

步骤904、光回收组件将第二光束中的部分或全部传输至光阀。

步骤905、控制电路还根据待投影的图像的亮度，调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率。

在本公开实施例中，上述步骤901至步骤905的实现过程可以参考上述装置实施例中的相关描述，本公开实施例在此不再赘述。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备的控制方法，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

图10是本公开实施例提供的另一种激光投影设备的控制方法的流程图。该控制方法可以应用于图1至5任一所示的激光投影设备，如图10所示，该方法可以包括：

步骤1001、控制电路向激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向光阀传输光阀控制信号。

步骤1002、激光器驱动电路响应于点亮时序信号和电流驱动信号，驱动激光器向光阀发射激光光束。

步骤1003、光阀在光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至光回收组件。

步骤1004、光回收组件将第二光束中的部分或全部传输至光阀。

步骤1005、控制电路确定待投影的图像的亮度与亮度上限值的第一比值。

步骤1006、控制电路检测第一比值是否大于比值阈值。

若控制电路10确定第一比值大于比值阈值，则可以执行步骤1007。若该第一比值小于或等于比值阈值，则可以执行步骤1008。

步骤1007、控制电路将光隔离器的透过率调整为第一透过率。

步骤1008、根据比值与透过率的对应关系，将光隔离器的透过率调整为第一比值对应的第二透过率。

步骤1009、亮度传感器检测光回收组件传输至光阀的第二光束的亮度，并将亮度发送至控制电路。

激光投影设备还包括：亮度传感器，亮度传感器位于光回收组件的光路中；

步骤1010、控制电路检测亮度是否等于亮度阈值。

若控制电路检测到亮度不等于亮度阈值，则执行步骤1011，直至亮度等于亮度阈值。若检测到亮度等于亮度阈值，则继续执行步骤1009。

步骤1011、控制电路调整电流控制信号的占空比和/或调整光回收组件的透过率，直至亮度等于亮度阈值。

在本公开实施例中，上述步骤1001至步骤1011的实现过程可以参考上述装置实施例中的相关描述，本公开实施例在此不再赘述。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备的控制方法，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

图11是本公开实施例提供的又一种激光投影设备的控制方法的流程图。该控制方法可以应用于图1至5任一所示的激光投影设备，如图11所示，该方法可以包括：

步骤1101、控制电路向激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向光阀传输光阀控制信号。

步骤1102、激光器驱动电路响应于点亮时序信号和电流驱动信号，驱动激光器向光阀发射激光光束。

步骤1103、光阀在光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至光回收组件。

步骤1104、光回收组件将第二光束中的部分或全部传输至光阀。

步骤1105、控制电路控制光隔离器的透过率为目标透过率。

步骤1106、控制电路确定待投影的图像的亮度与亮度上限值的第一比值。

步骤1107、控制电路根据第一比值和目标透过率，确定激光器的目标驱动功率。

步骤1108、控制电路分别检测目标驱动功率是否大于第一功率阈值，以及目标驱动功率是否小于第二功率阈值。

若目标驱动功率大于第一功率阈值，且小于第二功率阈值，则执行步骤1109。若目标驱动功率小于或等于第一功率阈值，和/或，目标驱动功率小于或等于第二功率阈值，则执行步骤1110。

步骤1109、根据目标驱动功率，调整电流驱动信号的占空比。

其中，第一功率阈值小于第二功率阈值，调整后的占空比与目标驱动功率正相关。

步骤1110、控制电路检测第一比值是否大于比值阈值。

若控制电路10确定第一比值大于比值阈值，则可以执行步骤1111。若该第一比值小于或等于比值阈值，则可以执行步骤1112。

步骤1111、控制电路将光隔离器的透过率调整为第一透过率。

步骤1112、根据比值与透过率的对应关系，将光隔离器的透过率调整为第一比值对应的第二透过率。

步骤1113、亮度传感器检测光回收组件传输至光阀的第二光束的亮度，并将亮度发送至控制电路。

激光投影设备还包括：亮度传感器，亮度传感器位于光回收组件的光路中；

步骤1114、控制电路检测亮度是否等于亮度阈值。

若控制电路检测到亮度不等于亮度阈值，则执行步骤1115，直至亮度等于亮度阈值。若检测到亮度等于亮度阈值，则继续执行步骤1113。

步骤1115、控制电路调整电流控制信号的占空比和/或调整光回收组件的透过率，直至亮度等于亮度阈值。

在本公开实施例中，上述步骤1101至步骤1115可以参考上述装置实施例中的相关描述，本公开实施例在此不再赘述。

综上所述，本公开实施例提供了一种激光投影设备的控制方法，由于该激光投影设备中的光回收组件可以将照射至光阀表面的光束中的第二光束中的部分或全部再次传输至光阀，使得该第二光束中的部分或者全部能够进入投影镜头并用于图像的显示，因此提高了激光器发射的激光光束的利用率。并且由于控制电路还能够根据待投影的图像的亮度，动态调节电流驱动信号的占空比和/或光回收组件的透过率，由此确保了显示的图像亮度的稳定性，进而确保了图像的显示效果。

本公开实施例提供了一种激光投影设备，包括：存储器，处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如图9、图10或图11所示的由控制电路执行的步骤。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被处理器执行时实现如图9、图10或图11所示的由控制电路执行的步骤。

本公开实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如图9、图10或图11所示的由控制电路执行的步骤。

在本申请中，术语“第一”，“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本公开实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备包括：控制电路、激光器、激光器驱动电路、光阀和光回收组件；

所述控制电路分别与所述激光器驱动电路和所述光阀连接，所述控制电路用于向所述激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向所述光阀传输光阀控制信号；

所述激光器驱动电路还与所述激光器连接，所述激光器驱动电路用于响应于所述点亮时序信号和所述电流驱动信号，驱动所述激光器向所述光阀发射激光光束；

所述光阀用于在所述光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将所述影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至所述光回收组件；

所述光回收组件用于将所述第二光束中的部分或全部传输至所述光阀；

所述控制电路还用于根据待投影的图像的亮度，调节所述电流驱动信号的占空比和/或所述光回收组件的透过率。

2.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，所述光回收组件包括：光隔离器和光传输组件；

所述控制电路与所述光隔离器连接，所述控制电路用于控制所述光隔离器的透过率为目标透过率，或者，根据待投影的图像的亮度调整所述光隔离器的透过率，调整后的所述光隔离器的透过率与所述待投影的图像的亮度负相关。

3.根据权利要求2所述的激光投影设备，其特征在于，所述电流驱动信号的占空比为固定值；所述控制电路用于：

确定所述待投影的图像的亮度与亮度上限值的第一比值；

若所述第一比值大于比值阈值，则将所述光隔离器的透过率调整为第一透过率；

若所述第一比值小于或等于比值阈值，则根据比值与透过率的对应关系，将所述光隔离器的透过率调整为所述第一比值对应的第二透过率，其中，所述对应关系中的透过率与比值负相关。

4.根据权利要求2所述的激光投影设备，其特征在于，所述光隔离器的透过率为所述目标透过率；所述控制电路用于：

确定所述待投影的图像的亮度与亮度上限值的第一比值；

根据所述第一比值和所述目标透过率，确定所述激光器的目标驱动功率；

若所述目标驱动功率大于第一功率阈值，且小于第二功率阈值，则根据所述目标驱动功率，调整所述电流驱动信号的占空比，其中，所述第一功率阈值小于所述第二功率阈值，调整后的所述占空比与所述目标驱动功率正相关。

5.根据权利要求4所述的激光投影设备，其特征在于，所述光阀包括：多个第一数字微镜器件DMD和多个第二DMD，所述多个第一DMD用于传输影像光束，所述多个第二DMD仅用于将所述第二光束传输至所述光回收组件；

所述目标驱动功率P满足：

其中，所述P0为所述第二功率阈值，所述x为所述第一DMD的个数与所述光阀包括的DMD的总个数的第二比值，所述y满足：y＝x×m，所述m为所述第一比值，所述G为所述目标透过率对应的所述光回收组件的环路增益，所述环路增益与所述目标透过率负相关。

6.根据权利要求4所述的激光投影设备，其特征在于，所述控制电路还用于：

若所述目标驱动功率小于所述第一功率阈值，则根据待投影的图像的亮度调整所述光隔离器的透过率，调整后的所述光隔离器的透过率与所述待投影的图像的亮度负相关。

7.根据权利要求1至6任一所述的激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备还包括：亮度传感器，所述亮度传感器位于所述光回收组件的光路中；

所述亮度传感器与所述控制电路连接，所述亮度传感器用于检测所述光回收组件传输至所述光阀的所述第二光束的亮度，并将所述亮度发送至所述控制电路；

所述控制电路还用于若所述亮度不等于亮度阈值，则调整所述电流控制信号的占空比和/或调整所述光回收组件的透过率，直至所述亮度等于所述亮度阈值。

8.根据权利要求7所述的激光投影设备，其特征在于，所述光阀包括：多个第一数字微镜器件DMD和多个第二DMD，所述多个第一DMD用于传输影像光束，所述多个第二DMD仅用于将所述第二光束传输至所述光回收组件；

所述亮度阈值L满足：

其中，所述L0为所述激光器的驱动功率为第二功率阈值时，所述激光器发射的激光光束的亮度，所述y满足：y＝x×m，所述x为所述第一DMD的个数与所述光阀包括的DMD的总个数的第二比值，所述m为所述待投影的图像的亮度与亮度上限值的第一比值，所述G1为所述光回收组件当前的环路增益，所述k为所述光回收组件向所述光阀传输所述第二光束的次数，且所述k为正整数。

9.根据权利要求1至6任一所述的激光投影设备，其特征在于，所述激光投影设备还包括：第一消散斑组件和第二消散斑组件；

所述第一消散斑组件位于所述激光器的出光侧，所述第一消散斑组件用于对所述激光器发射的所述激光光束进行消相干；

所述第二消散斑组件位于所述光回收组件的出光侧，所述第二消散斑组件用于对所述光回收组件传输的所述第二光束进行消相干。

10.一种激光投影设备的控制方法，其特征在于，应用于激光投影设备中，所述激光投影设备包括：控制电路、激光器、激光器驱动电路、光阀和光回收组件；所述控制电路分别与所述激光器驱动电路和所述光阀连接，所述激光器驱动电路还与所述激光器连接；所述方法包括：

所述控制电路向所述激光器驱动电路传输点亮时序信号和电流驱动信号，以及向所述光阀传输光阀控制信号；

所述激光器驱动电路响应于所述点亮时序信号和所述电流驱动信号，驱动所述激光器向所述光阀发射激光光束；

所述光阀在所述光阀控制信号的控制下，将照射至其表面的光束中的第一光束调制成影像光束，并将所述影像光束传输至投影镜头，以及将照射至其表面的光束中的第二光束传输至所述光回收组件；

所述光回收组件将所述第二光束中的部分或全部传输至所述光阀；

所述控制电路根据待投影的图像的亮度，调节所述电流驱动信号的占空比和/或所述光回收组件的透过率。

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