CN109600589B - 激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质，所述激光投影仪包括微机电***，该方法包括：获取所述微机电***的共振频率；根据所述共振频率，确定水平驱动频率；根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率。通过上述技术方案，水平驱动信号和垂直驱动信号都采用正弦波驱动信号，并且正弦波驱动信号的频率是基于某个共振频率确定的，能够有效降低驱动功耗，简单、精准的对激光投影仪进行驱动。

Description

激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
目前投影技术的应用很广泛，较为常见的投影方式包括DLP(Digital LightProcessing)投影、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影和LBS(Laser Bean Scanning)投影等。其中，LBS投影技术具有触控交互、不需对焦、体积小等优点。在呈现清晰投影的前提下，LBS技术可实现无限聚焦、广阔的色域及静/动态图像投放的亮泽显示；基于相同的分辨率，LBS技术对比度高、功耗低、更轻薄，嵌入性能极佳。重要的是，LBS技术无需增加景深摄像模组即可实现精确定位触摸，有助于降低成本。
在现有技术中，由于LBS中微机电***(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)需要水平驱动信号和垂直驱动信号同时作用来完成激光投影，为了实现高效、节能驱动MEMS，往往基于MEMS一个共振频率点进行驱动，但是MEMS中往往同时具有多个共振频率点。水平方向驱动信号为正弦波驱动信号，垂直方向驱动信号采用锯齿波驱动信号。在锯齿波驱动信号中含有谐波，若谐波靠近微机电***的其他共振频率点，导致MEMS无法根据驱动信号精准振动，影响投影效果。
基于此，需要一种简单、精准的对激光投影仪进行驱动的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供激光投影仪驱动方法、装置、设备和存储介质，本发明需要一种简单、精准的对激光投影仪进行驱动的方案。
第一方面，本发明实施例提供一种激光投影仪驱动方法，包括：
所述激光投影仪包括微机电***，所述方法包括：
获取所述微机电***的共振频率；
根据所述共振频率，确定水平驱动频率；
根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率。
进一步地，还包括：根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率。
进一步地，所述根据共振频率，确定水平驱动频率，包括：
根据所述共振频率和水平系数，通过第一分频单元确定水平驱动频率；其中，所述水平驱动为正弦波驱动；
Fa＝n*FH；其中，所述Fa表示水平驱动频率，n表示水平系数，FH表示共振频率。
进一步地，所述根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率，包括：
根据水平驱动频率、所述微机电***水平扫描的扫描行数和校正系数，通过第二分频单元确定所述垂直驱动频率；其中，所述垂直驱动为正弦波驱动；
Fb＝Fa/2(K+α)；其中，Fb表示垂直驱动频率，Fa表示水平驱动频率，K表示扫描行数，α表示校正系数。
进一步地，所述水平系数、扫描行数和校正系数均为正整数。
进一步地，所述根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率，包括：
根据所述垂直驱动频率，通过第三分频单元确定图像帧率；所述垂直驱动频率为所述图像帧率的2倍；
F＝Fb/2；其中，F表示图像帧率，Fb表示垂直驱动频率。
第二方面，本发明实施例提供了一种激光投影仪驱动装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述微机电***的共振频率；
第一确定模块，用于根据所述共振频率，确定水平驱动频率；
第二确定模块，用于根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器；其中，
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的激光投影仪驱动方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如第一方面中任一项所述的激光投影仪驱动方法。
本发明实施例提供的激光投影仪驱动方法，在检测确定当前激光投影仪的共振频率后，根据该共振频率确定水平驱动频率、垂直驱动频率和图像帧率。水平驱动和垂直驱动都采用正弦波驱动的方式。通过上述技术方案，水平驱动信号和垂直驱动信号都采用正弦波驱动信号，并且正弦波驱动信号的频率是基于某个共振频率确定的，能够有效降低驱动功耗，简单、精准的对激光投影仪进行驱动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种激光束扫描投影仪(LBS)的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的激光投影仪驱动方法的示意图；
图3为本发明实施例提供的驱动波形的示意图；
图4为本发明实施例提供的激光投影仪驱动装置的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。
另外，下述各方法实施例中的步骤时序仅为一种举例，而非严格限定。
本发明技术方案可以应用在激光束扫描投影仪(LBS)、平视显示器(HeadUpDisplay，HUD)等技术领域中。为了便于理解，下面以LBS为例进行说明。
如图1所示，在LBS中主要包含：影像输入接口，用于接收PC机、机顶盒等输出的图像数据，并进行图像数据处理。
激光器控制器，用于控制RGB(red、green、blue)三色激光的亮度，将从影像输入接口接收到的图像的像素数据，用RGB三色激光同时点亮并合成为一个像素色彩。
RGB三色激光，在激光器控制器的控制下，三色激光依次按照图像信息合成图像像素点。
扫描控制***，扫描控制***用于输出驱动信号控制MEMS(微机电***)同时在水平方向和垂直方向旋转。
MEMS(微机电***)，控制反射镜会围绕水平方向和垂直方向两个轴摆动。
图2为本发明实施例提供的激光投影仪驱动方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
201：获取所述微机电***的共振频率。
需要说明的是，不同的激光设备，由于装配、调校过程存在差别，导致各激光设备具有不同的共振频率(谐振频率)。因此，为了更好的进行激光设备MEMS的驱动，需要针对每个激光设备测定其具有的共振频率。当然，这里所说的激光设备往往具有多个不同的共振频率，实际当中可能会出现两台激光设备具有相同的共振频率。
202：根据所述共振频率，确定水平驱动频率。
在进行MEMS驱动时，往往基于某个共振频率点确定水平驱动频率。在选择共振频率点时，满足图像显示所需频率范围的情况下，选择靠近所需驱动频率的共振频率点。在实际应用中，确定水平驱动频率后，基于时钟频率通过分频器输出所需频率的驱动信号。
203：根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率。
如图1所示的投影图像可以看出，投影过程中，水平扫描时是首尾相连持续扫描的。为了使得扫描生成的投影图像具有规则的形状(比如，矩形)，需要确保水平扫描周期与垂直扫描周期相匹配，换言之，水平驱动频率与垂直驱动频率之间是整数倍的关系。
在本发明的一个或者多个实施例中，还包括：根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率。
例如，假设激光投影仪中的MEMS按照从左到右逐个像素点扫描投影、从上到下的顺序逐行依次扫描。容易理解，若要完整显示一帧图像，需要水平扫描过所有的像素点，同时垂直方向的偏转距离满足图像显示需求。因此，水平驱动频率要高于垂直驱动频率和图像帧率。为了获得完整图像，图像帧率需要基于垂直驱动频率确定。比如在一个垂直驱动周期内，显示两帧图像。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据共振频率，确定水平驱动频率，具体可以包括：根据所述共振频率和水平系数，通过第一分频单元确定水平驱动频率；其中，所述水平驱动为正弦波驱动；Fa＝n*FH；其中，所述Fa表示水平驱动频率，n表示水平系数，FH表示共振频率。
通常选择MEMS其中一个共振频率点FH作为参考，根据FH进一步确定Fa。通常Fa是FH的整数倍。例如，n＝1时，水平驱动频率与共振频率相同。在实际应用中，可以根据实际需求，调整n，以便获得所需的水平驱动频率。从而可以在较低的功耗的情况下，实现对MEMS的精准驱动。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率，具体可以包括：根据水平驱动频率、所述微机电***水平扫描的扫描行数和校正系数，通过第二分频单元确定所述垂直驱动频率；其中，所述垂直驱动为正弦波驱动；Fb＝Fa/2(K+α)；其中，Fb表示垂直驱动频率，Fa表示水平驱动频率，K表示扫描行数，α表示校正系数。
在确定水平驱动频率Fa后，进一步地，根据扫描行数和校正系数，确定垂直驱动频率。需要说明的是，这里所说的扫描行数，是根据图像分辨率来确定的，比如，分辨率为X*K，换言之，有X列、K行，那么扫描行数为K。
一般来说，一个垂直扫描周期内，至少包含一帧图像，换言之，包含K行的水平周期。相对应地，水平驱动频率为垂直驱动频率的数倍。扫描行数K往往有分辨率决定，α可以根据实际情况进行调整。如图3所示，K对应时间段内显示一帧画面，α对应时间段内不显示任何内容，在α时间段内MEMS可以进行投射像素点坐标的校正，比如，调整各行投射起始坐标，以便得到所需的矩形图像。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述水平系数、扫描行数和校正系数均为正整数。
如前文所述可知，水平驱动频率和垂直驱动频率都是基于指定的共振频率确定的。为了能够在最小驱动功耗的情况下，获得所需的投影图像，需要确保水平驱动频率与垂直驱动频率之间具有整数倍关系、垂直驱动频率与图像帧率之间具有整数倍关系。
在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率，具体可以包括：根据所述垂直驱动频率，通过第三分频单元确定图像帧率；所述垂直驱动频率为所述图像帧率的2倍；F＝Fb/2；其中，F表示图像帧率，Fb表示垂直驱动频率。
作为一种可行实施例，可以设定垂直驱动频率为图像帧率的2倍。如图3所示，在一个垂直驱动周期内，可以显示两帧图像；在一个垂直驱动周期内，假如前半个周期是从上向下的顺序依次扫描，那么后半个周期就是从下向上扫描，因此，一个垂直周期内能够显示两帧图像。需要说明的是，由于激光投射生成的图像时，往往需要通过校正后才能得到矩形图像，因此，在两帧图像之间，会有一段时间不进行图像显示。
基于同样的思路，本发明实施例还一种激光投影仪驱动装置，如图4所示，该装置主要包括：
获取模块41，用于获取所述微机电***的共振频率；
第一确定模块42，用于根据所述共振频率，确定水平驱动频率；
第二确定模块43，用于根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率。
进一步地，还包括：第三确定模块44，用于根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率。
进一步地，第一确定模块42，用于根据所述共振频率和水平系数，通过第一分频单元确定水平驱动频率；其中，所述水平驱动为正弦波驱动；
Fa＝n*FH；其中，所述Fa表示水平驱动频率，n表示水平系数，FH表示共振频率。
进一步地，第二确定模块43用于根据水平驱动频率、所述微机电***水平扫描的扫描行数和校正系数，通过第二分频单元确定所述垂直驱动频率；其中，所述垂直驱动为正弦波驱动；
Fb＝Fa/2(K+α)；其中，Fb表示垂直驱动频率，Fa表示水平驱动频率，K表示扫描行数，α表示校正系数。
进一步地，所述水平系数、扫描行数和校正系数均为正整数。
进一步地，第三确定模块44用于根据所述垂直驱动频率，通过第三分频单元确定图像帧率；所述垂直驱动频率为所述图像帧率的2倍；
F＝Fb/2；其中，F表示图像帧率，Fb表示垂直驱动频率。
基于同样的思路，本发明实施例还提供一种电子设备，如图5所示，包括：存储器51、处理器52；其中，
所述存储器51用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器52执行时实现如上实施例中所述的激光投影仪驱动方法。
基于同样的思路，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如上实施例中所述的激光投影仪驱动方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程坐标确定设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程坐标确定设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程坐标确定设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程坐标确定设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种激光投影仪驱动方法，其特征在于，所述激光投影仪包括微机电***，所述方法包括：
获取所述微机电***的共振频率；
根据所述共振频率，确定水平驱动频率；
根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率；
其中，所述根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率，包括：根据水平驱动频率、所述微机电***水平扫描的扫描行数和校正系数，通过第二分频单元确定所述垂直驱动频率；其中，所述垂直驱动为正弦波驱动；Fb=Fa/2(K+α)；其中，Fb表示垂直驱动频率，Fa表示水平驱动频率，K表示扫描行数，α表示校正系数；所述水平驱动频率与所述垂直驱动频率之间是整数倍关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据共振频率，确定水平驱动频率，包括：
根据所述共振频率和水平系数，通过第一分频单元确定水平驱动频率；其中，所述水平驱动为正弦波驱动；
Fa=n*FH；其中，所述Fa表示水平驱动频率，n表示水平系数，FH表示共振频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水平系数、扫描行数和校正系数均为正整数。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述垂直驱动频率，确定图像帧率，包括：
根据所述垂直驱动频率，通过第三分频单元确定图像帧率；所述垂直驱动频率为所述图像帧率的2倍；
F=Fb/2；其中，F表示图像帧率，Fb表示垂直驱动频率。
6.一种激光投影仪驱动装置，其特征在于，所述激光投影仪包括：微机电***；
所述激光投影仪驱动装置包括：
获取模块，用于获取所述微机电***的共振频率；
第一确定模块，用于根据所述共振频率，确定水平驱动频率；
第二确定模块，用于根据所述水平驱动频率，确定垂直驱动频率；
所述第二确定模块，还用于根据水平驱动频率、所述微机电***水平扫描的扫描行数和校正系数，通过第二分频单元确定所述垂直驱动频率；其中，所述垂直驱动为正弦波驱动；Fb=Fa/2(K+α)；其中，Fb表示垂直驱动频率，Fa表示水平驱动频率，K表示扫描行数，α表示校正系数；所述水平驱动频率与所述垂直驱动频率之间是整数倍关系。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器；其中，
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的激光投影仪驱动方法。
8.一种计算机存储介质，用于储存计算机程序，所述计算机程序使计算机执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的激光投影仪驱动方法。
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