CN105759547A - 光源的双色轮同步控制方法、***和激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光源的双色轮同步控制方法，非同轴设置有第一色轮和第二色轮，两个色轮上分别设置有第一标记和第二标记，通过获取分别获取对应第一标记和第二标记的第一感应脉冲信号、第二感应脉冲信号，同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号，达到间接对第一色轮和第二色轮进行同步的目的。本发明还提供了对应上述同步控制方法的双色轮控制***，以及应用上述同步控制***及方法的激光投影设备。

Description

光源的双色轮同步控制方法、***和激光投影设备

本申请要求2015年11月4日递交的发明名称为“光源的双色轮同步控制方法、***和激光投影设备”的中国发明申请201510739594.2的优先权。

技术领域

本发明涉及激光光源技术领域，尤其涉及一种光源的双色轮同步控制方法、***和激光投影设备。

背景技术

激光光源作为一种固态光源，具有高亮，高效，寿命常，色域佳，环保等一系列优点成为新兴的投影光源的选择。

目前行业内使用的激光和荧光粉受激产生的荧光组成的光源中，通常使用蓝色激光作为激光投影***的激光光源和激励光光源。在现有技术的一种实现方式中，蓝色激光打到荧光轮上会激发绿色荧光粉和黄色荧光粉分别产生绿色光和黄色光，再从黄色光中过滤得到红色光（由红色荧光粉直接激发产生红色荧光的转换效率较低）。为了获得三基色单色光，在光路中设置滤色轮，滤色轮位于荧光轮的输出光路中，荧光轮产生的绿色光经过滤色轮的绿色或青色滤光片获得绿色单色光，荧光轮产生的黄色光经过滤色轮的红色滤光片获得红色单色光，此外，通常***中会增加部分黄色光来提高亮度，荧光轮产生的黄色光直接透过滤色轮的透明区获得黄色单色光，蓝色激光即为蓝色单色光，不需要滤色，直接透过荧光轮和滤色轮的透明区进入光路***。蓝色激光通过荧光轮和滤色轮来获得三基色及黄色单色光，因此荧光轮和滤色轮的同步是获得三基色单色光的关键，为保证一个时序段中，通过滤色轮后只有一种颜色输出，比如当荧光轮输出绿光时，滤色轮也旋转到绿光滤光区，否则可能造成输出不同颜色的叠加，色彩发生改变，三基色配比也发生混乱，无法形成正常的时序性输出的三基色。

现有技术中为保证双轮的同步性，通常采用同轴设计的方式实现，如图1所示，荧光粉轮11和滤色轮12采用同轴连接，二者所在平面相互平行，置于激光光源13的发光路径上，并保证双色轮中，荧光粉轮的色彩分区（包括荧光区和透射区，其中透射区的色彩可视为穿过该透射区的激光的颜色）与滤色轮的三色滤色区分布相对应，采用同一马达14按照一定频率驱动旋转，实现双色轮的同步旋转。

上述的设计方法中，需要将荧光粉轮和滤色轮中的同种颜色分区的交界线精确对应，即两轮上颜色分区交界线沿轴方向上的投影应当是重合的，而这种结构装配工艺难度高，一旦加工完成，两轮均与转轴相固定，因此加工和安装造成的偏移误差将不可改变，以及每个色轮存在不同程度的漂移，均会造成因此双色轮中两种不同颜色之间存在一定角度的重叠，形成混合色，而为了消除两种颜色光交界处存在由装配误差和色轮漂移等因素产生的混合色，通常需要剔除两颜色之间一定角度重叠的混合色，但这样会降低各单色光的亮度。

需要提出一种双色轮同步控制方法，在两轮非同轴前提下，也能够保证同步的一致性。

发明内容

本发明的目的是提供一种光源的双色轮同步控制方法、***和激光投影设备，解决非同轴双色轮的同步控制技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，提出一种光源的双色轮同步控制方法，应用于非同轴的第一色轮和第二色轮，在第一色轮上和第二色轮相对应的位置上，分别有设置第一标记，第二标记；

同步控制方法包括：

分别获取对应第一标记和第二标记的第一感应脉冲信号、第二感应脉冲信号，感应脉冲信号为周期性脉冲信号；

同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号；

较佳地，同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号之后，还包括：

获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；

根据光束亮度信号的跳变对第一色轮和第二色轮进行二次同步；

较佳地，同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号具体包括：

在一个旋转周期内，比较同一时刻第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异，

调整第一色轮或第二色轮的转速，使第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿重合；

较佳地，根据光束亮度信号的跳变对第一色轮和第二色轮进行二次同步具体包括：

获取光束亮度信号中的亮度变化跳变时间阈值，

调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0；

较佳地，调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0具体包括：

根据第一色轮或第二色轮的转速和亮度变化跳变时间阈值确定两色轮之间的圆周长度差，

以第一色轮和第二色轮其中之一的转速为基准，并根据圆周长度差，改变其中另一的转速，直至亮度变化跳变时间阈值变为0；

较佳地，调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0之后还包括:

调整第一色轮或第二色轮的转速使两色轮同速旋转。

一方面，提出一种光源的双色轮同步控制***，包括：包括非同轴的第一色轮和第二色轮，分别设置在第一色轮和第二色轮对应的位置上的第一标记和第二标记；

第一传感器，用于获取第一标记的第一感应脉冲信号，

第二传感器，用于获取第二标记的第二感应脉冲信号，

同步控制单元，用于同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号；

较佳地，还包括第三传感器，用于获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；

以及，同步控制单元还用于根据光束亮度信号的跳变对第一色轮和第二色轮进行二次同步。

较佳地，同步控制单元还包括比较模块，在一个旋转周期内，比较同一时刻第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异；

以及，同步控制单元还包括调整模块，用于调整第一色轮或第二色轮的转速。

较佳地，第一色轮为荧光轮，第二色轮为滤色轮。

以及，提出一种激光投影设备，包括激光光源和上述的光源的双色轮同步控制***。

本发明实施例技术方案，其具有的技术效果或者优点是：

本发明实施例提出的光源的双色轮同步控制方法和***，分别在第一色轮和第二色轮对应的位置上设置有第一标记和第二标记，第一标记和第二标记跟随色轮转动，通过获取该第一标记和第二标记对应的感应脉冲信号，该感应脉冲信号为周期性脉冲信号，与色轮的旋转周期同步，上述第一标记和第二标记即为两色轮的同步标记。因此，通过同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号，达到间接对第一色轮和第二色轮进行同步的目的。

对于两色轮的同步，除了要保证同速，更重要的是在同一时刻各色轮上的颜色分区相互对应，也就是，任意时刻，两色轮输出的颜色具有对应关系，否则，在任两种颜色切换时会出现混色时间段，因此，本发明实施例方案还进一步通过获取第二色轮输出的光束亮度信号，该光束亮度信号可以包括多个基色的亮度信号，也可以包括一种基色的亮度信号，通过判断光束亮度信号的跳变，来对两色轮进行二次同步，具体地，如果光束亮度信号具有一定时间阈值的跳变，则说明存在混色时间段，则在第一次同步基础上，对两色轮的转速进行调整，使得跳变时间阈值为0，从而达到两色轮的精准同步，也进一步保证了光源基色输出的时序性和纯度。

本发明还提出了一种基于上述双色轮同步控制***的激光投影设备，包括激光光源，激光光源中包括荧光轮和滤色轮，应用上述任一技术方案的双色轮同步控制方法或***，并能够达到上述技术效果，从而提高投影图像的质量，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中采用双色轮同轴设计的结构示意图；

图2A为本发明实施例一提出的光源的双色轮同步控制方法流程图；

图2B为本发明实施例一提出的又光源的双色轮同步控制方法流程图；

图3为本发明实施例二提出的非同轴双色轮的结构示意图；

图4为本发明实施例二提出的一种色轮与标记的对应关系示意图；

图5为本发明实施例二提出的又一种色轮与标记的对应关系示意图；

图6为本发明实施例二中感应脉冲信号同步前示意图；

图7为本发明实施例二中感应脉冲信号初次同步后示意图；

图8为本发明实施例二中标记装配误差示意图；

图9为对应图8所示的装配误差的双色轮的脉冲信号比较示意图；

图10为本发明实施例二亮度变化信号电压波形示意图；

图11为本发明实施例三提出的光源的双色轮同步控制***框架图；

图12为本发明实施例四提出的激光投影设备的示意图；

图13为本发明实施例四中激光光源的双色轮结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。

实施例一

本发明实施例提供了一种光源的双色轮同步控制方法，应用于非同轴设计的双色轮同步控制，如图2A所示，包括：

S20：分别获取对应第一标记和所述第二标记的第一感应脉冲信号、第二感应脉冲信号，感应脉冲信号为周期性脉冲信号；

其中，第一标记和第二标记分别设置在第一色轮和第二色轮对应的位置上，第一标记和第二标记跟随色轮转动，获取该第一标记和第二标记对应的感应脉冲信号，该感应脉冲信号为周期性脉冲信号，与色轮的旋转周期同步，上述第一标记和第二标记即为两色轮的同步标记。

S21：同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号。

具体地，在一个旋转周期内，比较同一时刻第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异，

调整第一色轮或第二色轮的转速，使第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿重合。

前述已经提到，第一标记和第二标记为两色轮的参考同步标记，通过同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号，达到间接对第一色轮和第二色轮进行同步的目的。

对于两色轮的同步，除了要保证同速，更重要的是在同一时刻各色轮上的颜色分区相互对应，也就是，任意时刻，两色轮输出的颜色具有对应关系，否则，在任两种颜色切换时会出现混色时间段。这种混色时间段产生的原因通常是由于同步标记是人工装配的，而难免存在装配误差，及第一标记或第二标记并没有粘贴到预设的位置，而是存在偏移，因此，本发明实施例方案，如图2B所示，还进一步包括：

S22：获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；

以及，

S23：根据光束亮度信号的跳变对所述第一色轮和第二色轮进行二次同步。

通过获取第二色轮输出的光束亮度信号，该光束亮度信号可以包括多个基色的亮度信号，也可以包括一种基色的亮度信号，通过判断光束亮度信号的跳变，来对两色轮进行二次同步，具体地，如果光束亮度信号具有一定时间阈值的跳变，则说明存在混色时间段，则在第一次同步基础上，对两色轮的转速进行调整，使得跳变时间阈值为0，从而达到两色轮的精准同步，也进一步保证了光源基色输出的时序性和纯度。

其中，根据光束亮度信号的跳变对第一色轮和第二色轮进行二次同步，具体包括：

获取光束亮度信号中的亮度变化跳变时间阈值，

调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0。此时完成两色轮的精准同步。

以及，上述调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0具体包括：

根据第一色轮或第二色轮的转速和亮度变化跳变时间阈值确定两色轮之间的圆周长度差，

以第一色轮和第二色轮其中之一的转速为基准，并根据圆周长度差，改变其中另一的转速，直至亮度变化跳变时间阈值变为0。

以及，在调整第一色轮或第二色轮的转速，使亮度变化跳变时间阈值为0之后还包括:

调整第一色轮或第二色轮的转速使两色轮同速旋转。

本发明实施例一提供的双色轮同步控制方法，首先根据两色轮的同步标记，获取同步标记对应的周期性的感应脉冲信号，通过同步两同步标记的感应脉冲信号达到间接同步色轮的目的。

但如果同步标记存在偏差，则初次同步的结果仍有可能造成经第二色轮输出的光束中掺杂有混色时间段，再通过第二色轮后输出的、光束的亮度信号跳变的变化，对两色轮进行第二次同步，使得光源输出无混色段，即两色轮达到完全同步。

上述技术方案实现了双色轮同步的一致性，从而也保证了光源最终颜色输出的纯度和时序性。

实施例二

本发明实施例二是在实施例一基础上，结合附图进行的详细说明。

具体地，本发明实施例三提供了一种光源的双色轮同步控制方法，应用于双色轮非同轴设计的激光光源中，非同轴的双色轮的位置结构关系示例可如图2所示，第一色轮1和第二色轮2，分别连接有驱动马达转轴12和22以驱动轮面做周期性旋转运动，如图3所示，驱动马达转轴12和22的中心延长线相交成一角度，可以是锐角，直角或者钝角，在本示例中呈垂直关系。也即，第一色轮1和第二色轮2的转轴非同轴，对应地，两色轮轮面所在平面也不是空间平行关系，而是相交呈一定角度。在图3所示的示例中，仅给出了第一色轮和第二色轮转轴的一种位置设置关系，并不限定与此。

其中，第一色轮可以是荧光轮，荧光轮上具有绿色荧光粉区，蓝色激光透射区，黄色荧光粉区（由于红色荧光粉激发效率低，故用黄色荧光粉替代，但根据其最终过滤得到红光的作用仍可称为红色分区），第二色轮可以是滤色轮，滤色轮上具有绿色滤色区，蓝色激光透射区，红色滤色区分别与荧光轮上的绿色荧光粉区，蓝色激光透射区，黄色荧光粉区具有相同的角度和顺序分布。其中红色滤色区与黄色荧光粉区对应，用于从黄色荧光中过滤得到红色荧光，从而从滤色轮依次输出红、绿、蓝三基色。

具体地，在第一色轮1上设置有第一标记11，在第二色轮2上设置有第二标记21，具体地，是分别位于第一色轮和第二色轮的驱动马达侧表面。并且，第一标记11和第二标记21在各自所属色轮上的位置相对应。由于在第一色轮和第二色轮上具有相对应的颜色分区，通常会以颜色分区作为参考，将第一标记11和第二标记12在驱动马达转轴12和22上的设置位置与所属色轮上某一颜色分区进行对应，从而便于比对两标记是否位置彼此相对应。在一种具体实施中，第一标记11在驱动马达转轴12侧表面的起始位置和第二标记21在驱动马达转轴22侧表面的起始位置分别与所属色轮上同一种颜色分区的边界相对齐，比如图4所示，设定标记的起始位置与色轮上某一颜色的分界相对齐，该颜色的分界即为色轮上的对于标记的参考起始位置，具体地，第一标记11的起始位置与第一色轮1中绿色分区的边界相对齐，第二标记21的起始位置与第二色轮2中的绿色分区的边界相对齐，由于色轮中颜色是分区彼此相连的，因此此示例中边界是指两种颜色的分界线，可理解为绿色分区与下一颜色的边界位置。本领域技术人员容易理解和推导，第一标记和第二标记也可以位于其他任两种颜色的交界位置，只要两色轮上的任两种颜色为相同情况即可。

当然，在另一具体实施例中，也可以是，均与同一种颜色边界距离相同的位移，如图5所示，两标记分别与两色轮上绿色分区的边界呈φ角度的偏离，也是一种具有标记在两色轮上的位置相对应的情况，此时，色轮上偏离绿色分区边界φ角度的径向线即为色轮对于标记的参考起始位置。

在前述现有技术中也已经提到，第一色轮和第二色轮在旋转时需要各个颜色分区彼此对应，当第一色轮旋转至绿色分区时，第二色轮也要旋转到绿色分区（实际功能是对绿色进行滤色），才能保证经第二色轮出射的光的颜色为绿色，否则可能出现颜色的重叠和时序混乱，无法正常形成三基色输出。

下面将再次结合图2B说明激光光源中非同轴的第一色轮1和第二色轮2的同步控制方法。

步骤S20：分别获取对应第一标记和所述第二标记的第一感应脉冲信号、第二感应脉冲信号，该感应脉冲信号为周期性脉冲信号；

在方法实施例中，标记为黑色薄膜或黑色胶带或碳化标记，黑色具有吸光效果，因此传感器发出的信号在驱动马达转轴转动的过程中，遇到上述的转轴侧表面的黑色标记时被吸收掉，而马达转轴侧面无标记的部分则将传感器发出的信号反射回来从而被传感器检测到，因此，使用传感器来检测第一色轮和第二色轮旋转状态时，通过传感器发出的光信号被吸收和反射的情况能够感应到第一标记和第二标记的存在并形成高低电平形成的脉冲信号，从而在一个旋转周期内，分别获取到对应第一标记的感应信号，以及对应第二标记的感应信号，将这两个感应信号作为第一组感应信号使用。

这里的旋转周期，是指两个色轮各自旋转一周的时间。***初始启动时，两个色轮同时同向加速到相同的转速后匀速旋转，使得第一标记和第二标记相对静止，然后在一个旋转周期内，分别获取对应第一标记和第二标记的第一组感应信号。

步骤S21：同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号。

对应第一标记的感应信号中，包含有体现第一标记的具备上升沿和下降沿的矩形脉冲，对应第二标记的感应信号中，包含有体现第二标记的具备上升沿和下降沿的矩形脉冲。

在一个旋转周期内，若第一色轮和第二色轮还未实现同步旋转，则第一标记和第二标记在同一时刻的上升沿或者下降沿具有位置差异。或者，表现为第一标记与第二标记经过同一位置时具有时间差异。

如图6所示，第一色轮和第二色轮旋转一周，第一标记对应的矩形脉冲和第二标记对应的矩形脉冲，在同一时刻上脉冲的位置具有差异，或者在同一位置上脉冲的起止时间具有时间差异，表现为在同一时刻其上升沿或下降沿并不重合。

根据第一组感应信号的上升沿或者下降沿差异，调整第一色轮和第二色轮的转速，使第一感应信号的上升沿或下降沿重合，完成初次同步。

具体地，如图6所示，根据第一组感应信号中第一标记对应的感应波形和第二标记对应的感应波形，能够得到两个色轮的两个标记之间的时间差值，根据时间差值能够计算出两个色轮中两个标记之间的圆周长度差值S，其中，S=2πnRt，n为转速，R为标记到色轮中心的半径，t为时间；两个色轮同速匀速旋转时，两轮之间是相对静止的，则可以保持其中一个色轮的转速不变，而调整另一个色轮的转速，缩短两个标记之间的圆周长度差值S，也即缩短了两个标记之间的时间差值，通过转速与圆周长度的计算公式可以计算出调整时间，通过控制调整时间将圆周长度差值S缩短为零，则两个标记之间的时间差值也为零，然后再调整两个色轮的转速相同匀速旋转，从而实现两个色轮的同步。在此，仅给出了一种调整色轮转速的方法，也可以保持一个色轮的转速不变，降低另一色轮的转速，计算将圆周长度差值缩短至0的调整时间，调整后再将两轮按照同一转速进行驱动。

需要说明的是，在本方法实施例中，第一标记和第二标记主要作用是作为设定的同步位置标记，同时还可以根据在色轮的一个旋转周期内脉冲信号的个数来计算马达转轴即色轮的转速，起到检测色轮转速的作用。从而能够实时获取色轮的转速，通过调整驱动电路的功率等来改变色轮的转速。

经过上述步骤的同步控制，对于给定的两色轮上的相同位置，将图6中所示的第一色轮和第二色轮的标记在同一时刻的脉冲信号具有位置差异的情况，调整为图7所示的两色轮标记的感应信号上升沿重合，即两个标记实现同步。由于第一和第二标记分别与第一色轮和第二色轮相同的位置相对应，两色轮也就实现了基本的同步。两色轮上具有相对应的颜色分区，且颜色分区的顺序固定，在色轮实现基本同步时，两色轮的相同颜色分区在旋转过程中也始终相对应，实现了匹配关系，比如第一色轮旋转到绿色分区时，那么第二色轮也恰好旋转至绿色分区，从而实现了绿光的输出。双色轮同步的根本目的也是使光在同一时间段内依次通过两色轮上相同颜色分区，从而保证最终通过第二色轮输出的三基色中各颜色的时序性。

但由于装配误差原因，作为设定的同步位置的第一标记和第二标记可能与对应色轮上的参考起始位置，比如图4中绿色分区的边界或者图5中偏离绿色分区边界φ角度的位置并不能绝对的对齐，可能存在毫米或者更小单位级别的偏差，如图8所示，标记在理论上的设定参考位置是在绿色分区边界GL线，但是实际装配时可能存在偏离原参考位置GL呈φ1角度的偏差，即装配后的标记并未完全与理论设定位置重合，那么两色轮同一颜色起始位置也就并未实现绝对的同步，则经过两色轮出射的光在旋转经过这一偏差时间段内时就会依然通过两色轮中不同的颜色分区，虽然这种重叠区域很小，但是仍会形成不同颜色的混合光。同时这种偏差不只影响到一种颜色发生混色，由于各颜色分区固定且彼此对应，这种重叠或者说错位会延续到后面的两种颜色中，导致其他两种颜色也发生混色，因此一旦有误差，对于三基色而言，在一周期内会有3段时间的混色期。

为消除这种误差带来的混色现象，实现精准同步，还需执行步骤S22：获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；以及，

S23：根据光束亮度信号的跳变对所述第一色轮和第二色轮进行二次同步。

在实现初次同步之后，由于第一组感应信号的两个感应信号分别对应第一标记和第二标记，两个感应信号的上升沿重合，表示第一标记和第二标记已经同步。但是由于存在如图8所示的装配误差，在设置标记时，第一标记距与第一色轮参考起始位置以及第二标记与第二色轮参考起始位置不能完全对齐，于是就造成虽然设定的同步位置标记的脉冲信号同步了，但是两色轮的参考起始位置并没有在同一时刻完全重合。

如图7所示，第一标记上升沿信号距离第一色轮参考起始位置存在t1时间变量的误差，第二标记上升沿信号距离第二色轮参考起始位置存在t2时间变量的误差，其中，t1，t2均大于等于0，如果第一标记距离第一色轮参考起始位置的距离为零，即恰好对齐，那么t1=0。假设t2>t1，那么初次同步之后的第一组感应信号中，第一色轮与第二色轮之间还是存在t2-t1时间变量的误差，图10是图8的另一种表现形式，是以两轮的参考起始位置为基准，假定在双色轮旋转过程中须在同一时刻经过该位置，那么由于标记与参考起始位置存在的装配误差偏移，就会造成微小的两个标记的脉冲信号的不对齐，存在t2-t1时间差量。由标记装配产生的误差虽然在允许的误差范围内，但会造成颜色的叠加，形成混色色段，因此从颜色实际输出的实际情况考虑，使第一色轮和第二色轮的参考起始位置要在调整至在同一时刻彼此对齐，，实现第一色轮和第二色轮的进一步同步。

如图10所示的亮度变化信号波形图，这种误差在亮度变化信号中以电压差异变化的异常表现出来，该亮度变化信号为一电压波形信号，可从第二色轮的输出光光路中获得，由于不同的颜色具有不同的亮度，不同的亮度可以通过传感器转换为不同的电压值，从而不同电压值对应三基色中的不同颜色，由于任意颜色的输出的电压幅值是确定的，则任意两种颜色之间，电压幅值是跳变的，而混合色在两种颜色之间表现为电压变化异常部分。

根据如图10所示的波形，能够确定两种颜色电压幅值跳变异常部分的时间变量t2-t1,该跳变异常部分即为电压值跳变时间阈值，在该时间阈值为0时，两个色轮实现精准同步旋转。

通过调整第一色轮或第二色轮的转速，直至电压值跳变时间阈值为0。

具体调整方法类似初次同步过程中对第一色轮和第二色轮的调整方法，即获取图10中所示的时间差量t2-t1，并通过测量标记脉冲个数获知当前色轮的转速，根据前述的计算公式得知，要达到两色轮参考起始位置对齐需要经过的圆周长度S，之后，以第一色轮为基准，调整第二色轮的转速，或者，以第二色轮为基准，调整第一色轮的转速，在两个色轮之间的圆周长度差或者时间差值缩小至0后，调整两个色轮同速旋转，使得电压值跳变时间阈值为0，从而实现了双色轮的精确同步旋转，消除了两种颜色电压幅值跳变异常部分，从而消除了两色轮标记因装配误差导致的不同步。

相比现有同轴双色轮同步控制方法，本发明实施例提供的非同轴设置的双色轮的同步控制方法，能够根据设定的同步位置标记，即位于第一色轮的第一标记和第二色轮的第二标记对应的感应信号进行初次同步控制，对于标记的装配误差也能够通过消除混色时间段来进行消除，从而不同于现有技术中同轴双色轮中转速始终相同而误差始终存在的情况，本发明提供的同步控制方法的灵活性强，能够精准的实现双色轮的同步。

以及，由于无需像同轴连接双色轮方案中剔除两种颜色之间的混合色，仅挑选出纯色单色光的时段进行利用，本发明实施例方案能够将整个周期内的光都进行利用，从而能够提高输出单色光的亮度，也提高了色轮输出的颜色的纯度，以及***输出图像的色彩饱和度。

同时相对于人工调整的方式，本发明实施例的同步控制方法不仅节省了人工成本，而且能够消除因人工调节方式中不同人对颜色敏感程度不同而导致的颜色匹配误差，大大提高了双色轮上颜色匹配的精度。

以及，当色轮上的参考起始位置位于颜色边界时，第一标记和第二标记的起始位置也分别与对应所属色轮的同一种颜色边界相对齐，从而根据传感器获取的感应信号，不仅可以衡量两个标记的同步的程度，其脉冲的上升沿（当有效脉冲为高电平脉冲时）或者下降沿（当有效脉冲为低电平脉冲时）也代表了该参考起始位置处的颜色的起始时刻，可以通过判断脉冲信号的来临获知***的启动颜色，由于各颜色分区和顺序在色轮上已经固定，从而也可以获知***的颜色时序。比如，当第一色轮的绿色分区边界，比如是与红色分区相邻的边界作为参考起始位置时，第一标记的起始位置对应于绿色分区边界，相对应地，第二标记的起始位置对应于第二色轮的绿色分区边界相对齐，当传感器检测到第一标记和第二标记的脉冲感应信号时，可知，感应信号脉冲的上升沿或者下降沿代表了绿色颜色的开始，以及三基色的顺序是绿色、蓝色、红色这样的输出顺序。在实际应用时，会通过将标记与颜色边界相对齐的设置方式，达到通过感应标记来同时对色轮转速进行测定，同步比较，以及判断颜色起始时刻和顺序的多重作用。

需要说明的是，上述色轮同步控制方法仅举例说明两个色轮的同步控制方法，在需要高亮度照明的情况下，当使用多组光源时，会使用到多个色轮或者多组双色轮结构，本发明实施例提供的色轮同步控制方法也同样适用。

实施例三

本发明实施例还提出一种光源的双色轮同步控制***，如图11所示，包括第一色轮21，第一色轮21包括第一标记（图中未示出）；第二色轮22，第二色轮22包括第二标记（图中未示出），其中第一标记与第二标记在对应所属色轮上的位置相对应，该***还包括第一传感器23、第二传感器24、第三传感器25和同步控制单元26。

其中，第一传感器23，用于获取第一色轮的第一标记的第一感应脉冲信号，为红外传感器或者光传感器；第二传感器24，用于获取第二色轮的第二标记的第二感应脉冲信号，为红外传感器或者光传感器。

同步控制单元26，用于同步第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号。

以及，第三传感器25，用于获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，该亮度变化信号通过AD转换为一电压波形信号，不同颜色对应不同的电压值；具体地，第三传感器25为光感传感器或亮度传感器，置于第二色轮22的输出光路中；在一具体实施中，第一色轮21为荧光轮，第二色轮22为滤色轮，第三传感器25置于滤色轮的输出光路中，获取滤色轮滤色后的输出基色光的光信号。

以及，同步控制单元26还用于根据光束亮度信号的跳变对第一色轮和第二色轮进行二次同步。

具体地，同步控制单元26还包括比较模块260，用于，在一个旋转周期内，比较同一时刻第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异；

以及，同步控制单元26还包括调整模块261，用于调整第一色轮或第二色轮的转速。一方面，通过调整第一色轮或第二色轮的转速，可以使第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿重合，从而使两感应脉冲信号同步。另一方面，在对两色轮进行第二次同步时，通过调整第一色轮或第二色轮的转速，使第三传感器25获取的亮度变化信号中、亮度跳变时间阈值为0，从而达到双色轮的精准同步。

具体地，再次参考图3中双色轮的位置结构示意图，其中图3中的第一色轮1、第二色轮2分别相当于本发明实施例中的第一色轮21和第二色轮22，图2中的第一标记11和第二标记21相当于本发明实施例中的第一标记和第二标记。

第一标记和第二标记为预先设定的同步位置标记，分别设置在第一色轮21和第二色轮22的驱动马达侧表面，标记可以是黑色胶带或黑色薄膜或碳化标记，利用黑色吸光的原理，通过传感器发出的光被吸收和反射的情况获知第一标记和第二标记的旋转情况，反映了第一色轮和第二色轮的旋转情况。在位置上，第一标记和第二标记均与各自所属色轮上参考起始位置对齐，可以如图4或图5所示的情况，在此不再赘述。

在具体实施例中，第三传感器25为光感传感器，能够将亮度信号转换为电压信号，该电压信号为亮度变化信号，能够将通过第二色轮后的输出光的情况以电压的形式直观的体现出来，不同的颜色具有不同的亮度，从而亮度变化信号输出不同电压幅值的波形信号。如果存在混色或颜色叠加情况时，电压幅值就会发生异常变化时间段，这是由于不同颜色的光的亮度信号叠加转换成不同的电压信号。

上述双色轮同步控制***的工作方法，已经在上述实施例一和实施例二中光源的双色轮同步控制方法中详述，应用本发明实施例的双色轮同步控制***，其工作过程也能带来如实施例一或实施例二中所述的有益效果，此处均不再赘述。

实施例四

本发明实施例还提出一种激光投影设备，该激光投影设备包含有激光光源，该激光光源包括上述实施例所述的双色轮同步控制***。

如图12所示，为本实施例提出的激光投影设备的示意图，该激光投影设备包括激光光源1，光机2，镜头3以及投影屏幕4。

其中，激光光源1采用实施例三中所述的双色轮同步控制***，能够时序性地输出三基色光，三基色光通过光棒（图中未示出）进入光机2部分，除了光棒结构，光机2部分还包括光路转换器件和DMD芯片（图中均未示出）。经过DMD芯片的调制，三基色光再经过多次的折射、会聚到达镜头3。

本实施例四中的投影设备为超短焦投影设备，适合家庭或者便携式使用，因此镜头3为超短焦投影镜头，超短焦投影镜头的特点是可以在低投射比下仍投射出高质量的图像。光线经过DMD调制后到达镜头3，由镜头内一组光学镜片，包括多片凸透镜，凹透镜，非球面透镜等，最终投射到投影屏幕4上形成投影图像。

其中，如图13所示，激光光源1具体包括激光器11、第一色轮15和第二色轮16；在本发明实施例中，激光器为蓝色激光器，发出蓝色激光，并作为荧光的激励光源。其中，第一色轮为荧光粉轮，第二色轮为滤色轮。滤色轮16通常包括第一基色滤色分区、第二基色滤色分区和第三基色滤色分区，在具体实施中，对于激光部分，由于纯度较高，滤色轮可对应设置透明区域对激光进行透射，对于荧光，由于荧光的纯度相对激光较低，需要通过对应颜色的滤色片进行滤色，进一度提高颜色的纯度；荧光粉轮15包括荧光区和透射区，其中透射区通常为透明玻璃，用于当荧光轮旋转至该位置时透射激光，荧光区包括绿色和黄色荧光粉区（图中未示出），用于接收蓝色激光照射激发产生绿色荧光和黄色荧光。其中，绿色荧光区、蓝光透射区，黄色荧光区分别与滤色轮上的绿色滤色分区、透明区、红色滤色分区相对应。在本发明实施例中，荧光轮15和滤色轮16为非同轴设计，由图示可知，两色轮各自旋转所在的平面互相垂直的，但本实施例仅给出了一种非同轴的具体方式，并不限定与此。

在本实施例中，荧光轮15为反射式荧光轮，蓝色激光经过荧光轮15的透射区透射后，还会经过设置于荧光轮背面的中继透镜组，如图11中所示的第一镜片12、第二镜片13、第三镜片14，这些光学镜片包括平面反射镜、凸透镜或扩散片等光学镜片，形成蓝色激光回路返回至荧光轮正面，入射至合光镜片17，与受激的荧光进行合光。

三基色光合光后，再依次通过滤色轮16,具体地，依次通过滤色轮中对应颜色的位置分区，形成时序性的三基色光输出，到达位于激光光源后面的光机部分，提供照明。

除了使两色轮对应颜色的分区相一致，比如荧光轮15上绿色荧光区的圆心角度为108度，那么对应滤色轮上绿色滤色分区的圆心角度设置也为108度，同时还需要两色轮同步旋转，保持相对静止。

为实现荧光粉轮和滤色轮能够同步旋转，本发明实施例采取上述实施例一、二、三中提出的方法和***实现：如图3所示的，第一色轮1对应图13中的荧光粉轮15，第二色轮2对应图13中的滤色轮16；在荧光粉轮和滤色轮上分别设置第一标记和第二标记，且两个标记在两个色轮上的位置相对应。

综上，本发明实施例的激光投影设备，非同轴的设置有第一色轮即荧光轮和第二色轮即滤色轮，分别在第一色轮和第二色轮对应的位置上设置有第一标记和第二标记，第一标记和第二标记跟随色轮转动，通过获取该第一标记和第二标记对应的感应脉冲信号，该感应脉冲信号为周期性脉冲信号，与色轮的旋转周期同步，上述第一标记和第二标记即为两色轮的同步标记。因此，通过同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号，达到间接对第一色轮和第二色轮进行同步的目的。

以及，为了消除由于同步标记粘贴的装配误差而导致的混色时间段，还进一步通过获取第二色轮输出的光束亮度信号，通过判断光束亮度信号的跳变，在第一次同步基础上，对两色轮的转速进行调整，使得跳变时间阈值为0，从而达到两色轮的精准同步，也进一步保证了光源基色输出的时序性和纯度

相比于现有技术，本发明实施例方案能够完全消除两种颜色光切换时处存在的混合色，提高了同步的精度，由于无需采用调整手段剔除混合色，能够提高光源输出的光信号的亮度和纯度并保证了三基色光的输出时序性。

需要说明的是，在本发明实施例中，激光光源是以蓝色单色激光激发两种荧光粉产生两种颜色的荧光为例进行举例说明光源的工作过程，也可以是双色激光光源，其中一种激光光源激发一种或两种荧光粉来共同形成三基色光。其光源的工作过程与上述实施例内容类似，本领域技术人员容易理解和推导，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种光源的双色轮同步控制方法，应用于非同轴的第一色轮和第二色轮，其特征在于，在所述第一色轮上和第二色轮相对应的位置上，分别有设置第一标记，第二标记；

所述同步控制方法包括：

分别获取对应所述第一标记和所述第二标记的第一感应脉冲信号、第二感应脉冲信号，所述感应脉冲信号为周期性脉冲信号；

同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的光源的双色轮同步控制方法，其特征在于，在

所述同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号之后，还包括：

获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；

根据所述光束亮度信号的跳变对所述第一色轮和第二色轮进行二次同步。

3.根据权利要求1所述的光源的双色轮同步控制方法，其特征在于，

所述同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号具体包括：

在一个旋转周期内，比较同一时刻所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异，

调整所述第一色轮或第二色轮的转速，使所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿重合。

4.根据权利要求2所述的光源的双色轮同步控制方法，其特征在于，所述根据所述光束亮度信号的跳变对所述第一色轮和第二色轮进行二次同步具体包括：

获取所述光束亮度信号中的亮度变化跳变时间阈值，

调整第一色轮或第二色轮的转速，使所述亮度变化跳变时间阈值为0。

5.根据权利要求4所述的光源的双色轮同步控制方法，其特征在于，所述调整第一色轮或第二色轮的转速，使所述亮度变化跳变时间阈值为0具体包括：

根据所述第一色轮或第二色轮的转速和所述亮度变化跳变时间阈值确定两色轮之间的圆周长度差，

以所述第一色轮和第二色轮其中之一的转速为基准，并根据所述圆周长度差，改变其中另一的转速，直至所述亮度变化跳变时间阈值变为0。

6.根据权利要求1所述的光源的双色轮同步控制方法，其特征在于，所述调整第一色轮或第二色轮的转速，使所述亮度变化跳变时间阈值为0之后还包括:

调整所述第一色轮或第二色轮的转速使两色轮同速旋转。

7.一种光源的双色轮同步控制***，包括非同轴的第一色轮和第二色轮，其特征在于，还包括：分别设置在第一色轮和第二色轮对应的位置上的第一标记和第二标记；

第一传感器，用于获取所述第一标记的第一感应脉冲信号，

第二传感器，用于获取所述第二标记的第二感应脉冲信号，

同步控制单元，用于同步所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号。

8.根据权利要求7所述的光源的双色轮同步控制***，其特征在于，还包括第三传感器，用于获取通过第二色轮输出的光束亮度信号，其中，其中，第二色轮位于第一色轮输出光路中；

以及，所述同步控制单元还用于根据所述光束亮度信号的跳变对所述第一色轮和第二色轮进行二次同步。

9.根据权利要求7所述的光源的双色轮同步控制***，其特征在于，

所述同步控制单元还包括比较模块，在一个旋转周期内，比较同一时刻所述第一感应脉冲信号和第二感应脉冲信号的上升沿或下降沿差异；

以及，所述同步控制单元还包括调整模块，用于调整所述第一色轮或第二色轮的转速。

10.根据权利要求8所述的光源的双色轮同步控制***，其特征在于，所述第一色轮为荧光轮，所述第二色轮为滤色轮。

11.一种激光投影设备，包括激光光源，其特征在于，所述激光光源包括如权利要求7-10任一项权利要求所述的光源的双色轮同步控制***。