激光投影设备

技术领域

本发明属于投影显示领域，特别涉及一种激光投影设备。

背景技术

诸如超短焦激光电视等激光投影设备因其具有色彩纯度高、色域大和亮度高等优点，被广泛应用于显示领域。

目前的激光电视包括光源系统以为激光电视提供三色的投影光源。该光源系统通常包括激光光源、荧光轮和滤色轮，该激光光源通常为用于出射蓝色激光的蓝色激光器组件。该蓝色激光时序性地照射至荧光轮的三个不同的区域上，从而产生三色光，该三种颜色的光依次通过滤色轮进行过滤处理，得到纯度更高的三色光。但是，由于该光源系统通过将蓝色激光照射至荧光轮以产生三色光，光饱和度不高，无法更大范围的还原自然界的颜色，随着技术的发展，红色激光器和绿色激光器逐渐成熟，激光投影使用的光源系统转换为全三色激光光源系统，该全三色光源系统的激光光源包括三种颜色的激光器，以便直接产生三基色单色光，有效提高了图像的色域。

但是，全三色光源系统中激光光源包括的激光器种类和数量增多，不同颜色激光器的发光原理和性能也存在不同，随着三色光源的使用，激光器的发光亮度和构成的色彩色温方面会发生变化，导致激光投影设备的图像显示效果较差。

发明内容

本发明提供了一种激光投影设备，可以解决激光投影设备的图像显示效果较差的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种激光投影设备，所述激光投影设备包括：显示控制电路，激光光源和三组激光器驱动组件，所述激光光源包括颜色互不相同的三组激光器组件，三组所述激光器组件与所述三组激光器驱动组件一一对应；

所述显示控制电路分别与每组所述激光器驱动组件连接，用于输出与多帧显示图像中的每一帧图像的三种基色一一对应的三个使能信号，将三个所述使能信号分别传输至对应的所述激光器驱动组件，以及，输出与所述每一帧图像的三种基色一一对应的三个电流控制信号，将三个所述电流控制信号分别传输至对应的所述激光器驱动组件，其中，每个所述激光器组件对应的电流控制信号在对应至少两帧所述显示图像时的大小不同；

每组所述激光器驱动组件与对应的一组所述激光器组件连接，用于向其所连接的所述激光器组件提供所述激光器组件对应的驱动电流，以及根据所述激光器组件当前的工作电流和发光亮度，调节对应的所述电流控制信号；

每组所述激光器组件用于在对应的激光器驱动组件的驱动下发光。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的激光投影设备，由于激光投影设备中显示控制电路可以基于待显示图像的三种基色分量输出三个电流控制信号，以及，输出三个使能信号，将三个使能信号和三个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件，使得每个所述激光器驱动组件可以向其所连接的激光器组件提供激光器组件对应的驱动电流。因此，该激光投影设备可以支持可变亮度的激光器组件，有效提高激光投影设备的图像显示效果。并且，由于激光器驱动组件可以根据激光器组件的工作电流和发光亮度，调节对应的电流控制信号，实现了对激光器组件的发光亮度的反馈调节，避免了因激光器组件衰减导致的图像显示的白平衡变化，进而避免了因白平衡变化构成的色彩色温方面的变化，因此，更加有效地提高了激光投影设备的图像显示效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，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是本发明实施例提供的一种光源系统的局部结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电流调节电路的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种驱动子电路的结构示意图；

图7是PWM值、电流与亮度的对应关系表所对应的电流与亮度的关系曲线图；

图8是本发明实施例提供的一种电压调节子电路的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的局部结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种电压跟随器的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种PWM信号经过中继器处理前后的波形示意图；

图12是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种输入信号灰阶值、屏幕亮度的关系曲线图；

图14是本发明实施例提供的一种输入信号灰阶值、屏幕亮度的关系曲线图；

图15是本发明实施例提供的一种输入信号灰阶值、屏幕亮度的关系曲线图；

图16是本发明实施例提供的一种激光投影设备的框图；

图17是本发明实施例提供的一种激光投影设备的框图；

图18是本发明实施例提供的一种激光投影设备的框图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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份实施例，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。

请参考图1，其示出了本发明实施例提供的一种光源系统的局部结构示意图。如图1所示，目前的全三色光源系统通常包括两个二向色镜100、激光光源200、反射镜300、聚光透镜400、扩散轮500和光棒600。其中，激光光源200包括一个用于发出红色激光的红色激光器组件210、一个用于发出绿色激光的绿色激光器组件220和一个用于发出蓝色激光的蓝色激光器组件230，且激光器组件包括至少一个激光器。其中，红色激光器组件210发出的红色激光可以经过一个二向色镜110透射至聚光透镜400上。绿色激光器组件220发出的绿色激光可以先经过反射镜300反射至另一个二向色镜120上，然后经过该另一个二向色镜120反射至一个二向色镜110上，之后经过该一个二向色镜110反射至聚光透镜400上。蓝色激光器组件230发出的蓝色激光可以经过另一个二向色镜120透射至一个二向色镜110上，然后经过该一个二向色镜110反射至聚光透镜400上。照射至聚光透镜400上的激光经过该聚光透镜400汇聚后，照射至扩散轮500上。照射至扩散轮50上的激光经过扩散轮500的匀光后，照射至光棒600内，在该光棒600的匀光作用下，实现三色光源。

但是，全三色光源系统中激光光源包括的激光器种类和数量增多，不同颜色激光器的发光原理和性能也存在不同，随着三色光源的使用，激光器的发光亮度和构成的色彩色温方面会发生变化，导致激光投影设备的图像显示效果较差。

请参考图2，其示出了本发明实施例提供的一种激光投影设备的结构示意图。如图2所示，激光投影设备包括：

显示控制电路10，激光光源20和三组激光器驱动组件30，激光光源20包括颜色互不相同的三组激光器组件201，三组激光器组件201与三组激光器驱动组件30一一对应。

显示控制电路10分别与三组激光器驱动组件30连接，用于输出与多帧显示图像中的每一帧图像的三种基色一一对应的三个使能信号，将三个使能信号分别传输至对应的激光器驱动组件30。以及，输出与每一帧图像的三种基色一一对应的三个电流控制信号，将三个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件30，其中，每组激光器组件对应的电流控制信号在对应至少两帧显示图像时的大小不同。示例的，电流控制信号可以是脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号

每组激光器驱动组件30与对应的一组激光器组件201连接，用于向其所连接的激光器组件提供激光器组件对应的驱动电流，以及根据所述激光器组件的工作电流和发光亮度，调节对应的所述电流控制信号。

每组激光器组件201用于在对应的激光器驱动组件30的驱动下发光。

示例的，如图2所示，假设激光光源20包括红色激光器组件201a、绿色激光器组件201b和蓝色激光器组件201c。该显示控制电路01可以基于待显示图像的红色基色分量输出与红色激光器组件对应的红色PWM信号R_PWM，基于待显示图像的绿色基色分量输出与绿色激光器组件对应的绿色PWM信号G_PWM，基于待显示图像的蓝色基色分量输出与蓝色激光器组件对应的蓝色PWM信号B_PWM。并且，该显示控制电路01可以基于红色激光器组件在驱动周期内的点亮时长，输出与红色激光器组件对应的使能信号R_EN，基于绿色激光器组件在驱动周期内的点亮时长，输出与绿色激光器组件对应的使能信号G_EN，基于蓝色激光器组件在驱动周期内的点亮时长，输出与蓝色激光器组件对应的使能信号B_EN。红色激光器组件100a、绿色激光器组件201b和蓝色激光器组件201c分别与对应的激光器驱动组件30连接。

综上所述，本发明实施例提供的激光投影设备，由于激光投影设备中显示控制电路可以基于待显示图像的三种基色分量输出三个电流控制信号，以及，输出三个使能信号，将三个使能信号和三个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件，使得每组激光器驱动组件可以向其所连接的激光器组件提供激光器组件对应的驱动电流。因此，该激光投影设备可以支持可变亮度的激光器组件，有效提高激光投影设备的图像显示效果。并且，由于激光器驱动组件可以根据激光器组件的工作电流和发光亮度，调节对应的电流控制信号，实现了对激光器组件的发光亮度的反馈调节，避免了因激光器组件衰减导致的图像显示的白平衡变化，进而避免了因白平衡变化构成的色彩色温方面的变化，因此，更加有效地提高了激光投影设备的图像显示效果。

可选的，图3是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图。如图3所示，激光器驱动组件30可以包括：驱动电路301和电流调节电路302。

驱动电路301分别与电流调节电路302和驱动输出端V

电流调节电路302分别与驱动电路301和激光器组件201的电流通路中的检测节点连接，用于检测激光器组件201的工作电流，并根据激光器组件201当前的工作电流、激光器组件201的发光亮度和激光器组件201的初始亮度，调节电流控制信号。

图4是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图。如图4所示，每个驱动电路301包括：驱动子电路3011、电压调节子电路3012和开关子电路3013。

驱动子电路3011分别与电压调节子电路3012、开关子电路3013和驱动输出端V

驱动子电路3011还用于根据输出电压向电压调节子电路3012输出控制信号。

电压调节子电路3012，用于在控制信号的控制下，将输出电压调节为激光器组件201的额定电压。

开关子电路3013串联在激光器组件201的电流通路中，用于在接收到的使能信号为有效电位时，控制电流通路导通。

示例的，上述电流调节电路302可以确定激光器组件201的初始亮度与发光亮度的亮度差，根据该亮度差确定激光器组件201需要增加的电流值。进而可以根据该电流值调节电流控制信号。

可选的，图5是本发明实施例提供的一种电流调节电路的结构示意图。如图5所示，电流调节电路302包括：放大子电路3021和处理子电路3022。

放大子电路3021分别与激光器组件201的电流通路中的检测节点E和处理子电路3022连接，用于将检测到的激光器组件201的工作电流转换为工作电压，放大工作电压，并将放大后的工作电压传输至处理子电路3022。

处理子电路3022与驱动子电路3011连接，用于根据放大后的工作电压、激光器组件的发光亮度和激光器组件的初始亮度，输出电流控制信号。示例的，该处理子电路3022可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，又称单片机。

示例的，如图5所示，放大子电路3021可以包括：第一运算放大器A1、第一电阻(又称取样功率电阻)R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。

第一运算放大器A1的同相输入端(又称正端)与第二电阻R2的一端连接，第一运算放大器A1的反相输入端(又称负端)分别与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第一运算放大器A1的输出端分别与第四电阻R4的另一端和处理子电路3022连接。第一电阻R1的一端与检测节点E连接，第一电阻R1的另一端与参考电源端连接。第二电阻R2的另一端与检测节点E连接，第三电阻R3的另一端与参考电源端连接。

如图5所示，该第一运算放大器A1还可以包括两个电源端，其中一个电源端与电源端VCC1连接，另一个电源端可以与参考电源端连接。

作为一种可选的实现方式，如图4和图5所示，在激光器组件201的电流通路中，激光器组件201的正极可以与驱动输出端V

作为另一种可选的实现方式，在激光器组件201的电流通路中，开关子电路3013的输入端可以与驱动输出端V

激光器组件201的较大的工作电流通过第一电阻R1后产生压降，该第一电阻R1一端(即检测节点E)的电压V

本发明实施例中，该第一运算放大器A1的输入输出电压的放大公式为：

假设R1＝0.1Ω，激光器组件的工作电流为3A(安)，则V

可选的，处理子电路3022还可以与设置在激光器组件周围的亮度传感器连接，该亮度传感器用于检测激光器组件的亮度，并将该亮度传输至该处理子电路3022。处理子电路3022可以在该激光器组件首次启动时，获取该亮度传感器检测的激光器组件亮度，并将该亮度作为初始亮度进行存储。在该激光器组件发光过程中，处理子电路3022可以实时或者周期性的获取该亮度传感器检测的激光器组件的发光亮度。

进一步的，处理子电路3022还可以具有数模转换功能，数模转换功能对应的管脚接收从放大子电路传输的电压V

由于激光投影设备在使用的过程中，激光器组件出射的激光的亮度会随着时间而衰减，且由于不同颜色的激光器组件的发光原理的不同，不同颜色的激光器组件的发射的激光的亮度，其衰减程度不同，从而使得激光光源出射的激光的颜色发生改变，该激光的色温发生改变。其中，蓝色激光器组件的出射的激光的亮度的衰减程度小于红色激光器组件和绿色激光器组件的出射的激光的亮度的衰减程度。

因此，该电流调节电路302可以通过与驱动子电路3011、电压调节子电路3012和开关子电路3013形成闭环，以实现对该激光器组件的驱动电流的反馈调节，从而使得该电流调节电路可以通过激光器组件的发光亮度与初始亮度的差值，调节该激光器组件的工作电流(也即是调节该激光器组件的实际发光亮度)，对该激光器组件出射的激光的衰减亮度进行补偿，以更准确的控制激光器组件发光。

可选的，图6是本发明实施例提供的一种驱动子电路的结构示意图。如图6所示，驱动子电路3011包括：驱动芯片U和电流检测电阻R0。

驱动芯片U分别与电压调节子电路3012的电压输出端V

该驱动芯片U可以通过检测电流检测电阻R0上加载的电流，并将电流检测电阻R0上加载的电流调整至对应的激光器组件的驱动电流。请参考图6，该驱动电流I可以满足：

值得说明的是，驱动芯片U可以通过多种方式确定激光器组件对应的驱动电流(即驱动电流的值)。在一种可选方式中，驱动芯片U在接收到电流控制信号后通过第一预设算法，计算激光器组件对应驱动电流的值。在另一种可选方式中，驱动芯片U预存有电流控制信号与电流的对应关系，驱动芯片U在接收到电流控制信号后，通过查询该对应关系即可得到相应的驱动电流。示例的，当电流控制信号为PWM信号时，该电流控制信号与电流的对应关系可以由PWM值与电流对应关系表征。请参考表1和图7，为了便于读者理解，表1示出了PWM值、电流与亮度的对应关系表(实际应用中，驱动芯片U只需预存PWM值与电流对应关系)，图7是该对应关系表所对应的电流与亮度的关系曲线图。由图7可以看出，电流和亮度存在线性关系，通常电流越大，亮度越大，因此通过调节激光器组件的电流可以有效调节激光器组件的亮度。示例的，当接收到的PWM信号的PWM值为1023时，查询表1得到的驱动电流为2.6A，则将电流检测电阻R0上加载的电流调整为2.6A。最终激光器组件的亮度为2540lumen(流明)。

需要说明的是，在本发明实施例中，驱动芯片U接收的电流控制信号可以是上述显示控制电路10输出的，也可以是该激光器驱动组件30中电流调节电路302对电流控制信号进行调节后得到的。由于激光器组件衰减的过程较为缓慢，因此，通常以显示控制电路10提供电流控制信号为主，电流调节电路302提供的电流控制信号为辅助，也即是显示控制电路10和电流调节电路302可以交替向驱动芯片U提供电流控制信号。

可选的，显示控制电路10可以每间隔调节周期，停止向驱动芯片U提供电流控制信号，并由电流调节电路302向驱动芯片U提供电流控制信号。例如，显示控制电路10可以每间隔调节周期向电流调节电路302(例如，电流调节电路302的处理子电路3022)发送启动控制信号。该显示控制电路10发送该启动控制信号后，可以停止向驱动芯片U提供电流控制信号。电流调节电路302在接收到该启动控制信号后，可以向驱动芯片U提供电流控制信号。

其中，该调节周期可以为1个月、3个月或者1年等。显示控制电路10停止向驱动芯片U提供电流控制信号的时长(即电流调节电路302提供电流控制信号的时长)可以为1分钟、3分钟或者5分钟等。

表1

不同的应用场景中，前述电压调节子电路3012按工作模式的不同，可以分为升压子电路，也可以为降压子电路。升压子电路是把输入电压VIN升高到激光器组件的额定电压Vo的电路，VIN＜Vo，降压子电路是把输入电压VIN降低到激光器组件的额定电压Vo的电路，VIN＞Vo。由于升压子电路的初始输入电压VIN相对于降压子电路较低，若该升压子电路出现短路等故障，该较低的初始输入电压Vi没有超出激光器组件的额定电压Vo，不会引起激光器组件的损伤，也不会引起人体的触电风险。因此，升压子电路相对于降压子电路对设备损伤的可能性较低，安全性较高。

可选的，电压调节子电路3012可以为升压子电路3012。该升压子电路3012还与输入电源端VIN连接，用于在控制信号的控制下，将输入电源端VIN提供的输入电压升压至额定电压Vo。

示例的，图8是本发明实施例提供的一种电压调节子电路的结构示意图。如图8所示，升压子电路3012可以包括：电感L、第一场效应管Q1、二极管D、电容C、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7。

电感L的一端分别与驱动子电路3011和输入电源端VIN连接，电感L的另一端分别与第一场效应管Q1的第一极和二极管D的正极连接。第一场效应管Q1的栅极与驱动子电路3011连接，第一场效应管Q1的第二极分别与驱动子电路3011和第七电阻R7的一端连接。二极管D的负极分别与电容C的一端、第五电阻R5的一端以及电压调节子电路3012的电压输出端V

在升压子电路3012中，通过将输入电源端VIN的电压升压至额定电压Vo，从电压调节子电路3012的电压输出端V

值得说明的是，在图8所示的升压子电路3012中，通过第五电阻R5和第六电阻R6之间的节点F，以及第五电阻R5和第六电阻R6的阻值，设定该升压子电路3012的额定电压Vo。其中，该额定电压Vo为：

该图8所示的升压子电路3012的工作过程，可以分为充电过程和放点过程共两个。在该两个工作过程中，该升压电路的工作原理如下：

充电过程：第一场效应管Q1开启，输入电源端VIN持续给电感L储能，电感L上的电流线性增加，同时，二极管D反向截止，阻止电容C的电压对参考电源端O放电(当参考电源端O为参考地时，即对地放电)，因此直流电不断给电感L充电储能，形成电流回路h1。

放电过程：第一场效应管Q1关断，相当于上述电流回路h1断路，由于电感L的电流不能发生突变，流经电感L的电流缓慢放电直到为0。由于电流回路h1电路已断开，电感L只能通过二极管D给电容C充电，使电容C的电动势不断升高，形成电流回路h2。

通过该升压子电路3012的电压输出端V

由于在第五电阻R5和第六电阻R6的阻值一定时，节点F的电压可以反映升压电路203的电压输出端V

示例的，该第一场效应管Q1可以为N型金属氧化物半导体(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)管。当节点F的实际电压小于该节点F的参考电压时，可以控制栅极输入的电平信号相对于源极的电平信号为高电平，NMOS管开启。当节点F的实际电压大于或等于该节点F的参考电压时，可以控制栅极输入的电平信号相对于源极的电平信号为低电平，NMOS管关断。

值得说明的是，前述对第一场效应管Q1开启和关断的控制，和/或，对第五电阻R5和第六电阻R6之间的节点F的参考电压V

示例的，驱动芯片U可以以100kHz(千赫兹)以上的频率对第一场效应管Q1进行开启和关断控制，也即是开关频率大于或等于100kHz。这种开关频率可以最大限度地缩减分立元件，如电感、二极管等的尺寸，并保持了的较高的驱动效率，使所产生的分立元件温升较小，热量更容易控制，避免驱动电路过热。

可选的，图9是本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的局部结构示意图。如图9所示，开关子电路3013包括：第二场效应管Q2。第二开关场效应管Q2的栅极与驱动子电路3011连接，第二场效应管Q2的第一极和第二极分别与激光器组件201的电流通路中的两个节点连接。

示例的，第二场效应管Q2的栅极与驱动子电路3011中驱动芯片U连接，第二场效应管Q2的第一极可以与激光器组件201的一端(例如负极)连接，第二场效应管Q2的第二极可以与第一电阻R1的一端连接。其中，该第二场效应管Q2的第一极可以为该开关子电路3013的输入端，该第二场效应管Q2的第二极可以为该开关子电路3013的输出端。

或者，第二场效应管Q2的栅极与驱动子电路3011中驱动芯片U连接，第二场效应管Q2的第一极可以与激光器组件201的另一端(例如正极)连接，第二场效应管Q2的第二极可以驱动输出端V

当驱动芯片U接收到的使能信号为有效电位时，控制第二场效应管Q2的栅极输入的电平信号相对于源极的电平信号为高电平，第二场效应管Q2开启，激光器组件201的电流通路导通，形成电流回路h3，该激光器组件201点亮。当驱动芯片U接收到的使能信号为无效电位时，控制第二场效应管Q2的栅极输入的电平信号相对于源极的电平信号为低电平，第二场效应管Q2关断，激光器组件201的电流通路截止，该激光器组件201熄灭。

示例的，以红色激光器组件对应的激光器驱动组件为例进行说明。假设每一帧图像的驱动周期为T，高电平为有效电位，红色激光器组件在一个驱动周期T内的导通时长(即点亮时长)为t，则红色激光器组件对应的使能信号EN_R在一个驱动周期T内的高电平时长为t，该使能信号EN_R输入到驱动芯片U后，控制开关子电路3013的开启和关断，以此来实现对红色激光器组件的点亮和熄灭的控制。

在该一个驱动周期T内，当该使能信号EN_R为高电平时，第二场效应管Q2开启，红色激光器组件的电流通路导通，红色激光器组件的点亮时长为t。当该使能信号EN_R为低电平时，第二场效应管Q2关断，红色激光器组件的电流通路不导通，红色激光器组件不工作，则红色激光器组件熄灭的时长为T-t。

需要说明是，图9中假设激光器组件201包括串联的n个激光器，分别为激光器LD

可选的，该第二场效应管Q2可以为N型金属氧化物半导体(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)管，该第二场效应管Q2的他通断时间可以达到ns(纳秒)级。这样使得该激光器驱动组件向激光器组件的通断电流的响应速度较快，且精度较高，降低了因激光器组件开关延迟造成光的混色现象的概率，提供了激光电视显示效果，为实时根据待显示图像调整向激光器组件加载的驱动电压，也即是调整激光器

本发明实施例中，如前所述，电流控制信号可以为PWM信号，PWM信号在传输过程中会产生一定的衰减，衰减导致PWM信号的幅值(也称高电平幅值)低于有效设置的满量程幅值。本发明实施例提供一种电压跟随器，可以不改变PWM信号的占空比，将接收到的幅值低于满量程幅值的PWM信号，调整为幅值为满量程幅值的PWM信号，这样避免信号传输所导致的信号衰减，保证输入驱动芯片的电流控制信号的准确性，提高后续驱动精度。

可选的，如图4所示，激光器驱动组件30还包括：电压跟随器(又称中继其)3014，电压跟随器3014与驱动子电路3011连接，用于对接收到的与激光器组件201对应的电流控制信号进行处理，并将处理后的电流控制信号输出至驱动子电路3011。

图10是本发明实施例提供的一种电压跟随器的结构示意图。如图10所示，电压跟随器3014包括：第二运算放大器A2、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11。

第二运算放大器A2的同相输入端与第八电阻R8的一端连接，第二运算放大器A2的反相输入端与第九电阻R9的一端连接，第二运算放大器A2的输出端分别与第九电阻R9的另一端和第十电阻R10的一端连接。第八电阻R8的另一端用于接收电流控制信号。第十电阻R10的另一端分别与驱动子电路3011和第十一电阻R11的一端连接。第十一电阻R11的另一端与参考电源端连接。其中，第八电阻R8和第九电阻R9的阻值相同。该第二运算放大器A2还可以包括两个电源端，其中一个电源端与电源端VCC2连接，另一个电源端与参考电源端连接。

本申请实施例在实际实现时，由于该电压跟随器和驱动芯片的额定电压可能不同，因此，第十电阻R10和第十一电阻R11可以为分压电阻，以使得电压跟随器输出的电压可以匹配驱动芯片对应管脚的输入电压要求，保证激光器驱动组件的正常工作。示例的，第十电阻R10和第十一电阻R11之间的节点G用于输出分压处理后的电流控制信号，该节点G输出的电压为驱动芯片的额定电压。第十电阻R10和第十一电阻R11的阻值根据电压跟随器和驱动芯片的额定电压设置。

如图11所示，由于第八电阻R8与第九电阻R9的阻值相等，PWM信号经过第二运算放大器A2之后，不会改变PWM信号的占空比，但会使PWM信号幅值由低于幅值电压VCC调整为等于幅值电压VCC，也即是满量程，因此可以保证处理后的电流控制信号相对于初始输出的电流控制信号无衰减。

并且，由于电压跟随器具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。在一定程度上可以避免由于输出阻抗较高，而下一级输入阻抗较小时产生的信号损耗，起到承上启下的作用，也即是缓冲作用。由于电压跟随器具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，使得它对上一级电路呈现高阻状态，而对下一级电路呈现低阻状态，常用于中间级，以隔离前后级电路，消除它们之间的相互影响。在本发明实施例中，电压跟随器可以隔离驱动芯片前端的电路(例如显示控制电路)产生的各种噪声，因此可以提高激光器驱动组件的精度。

请参考图12，其示出了本发明实施例提供的一种激光器驱动组件的结构示意图。如图12所示，驱动子电路中驱动芯片U包括：第一引脚EN、第二引脚CTRL、第三引脚ISN、第四引脚ISP、第五引脚V

其中，第一引脚EN与显示控制电路连接，用于接收显示控制电路传输的使能信号。第二引脚CTRL通过电压跟随器3014分别与显示控制电路和电流调节电路302连接，用于接收电流控制信号。示例的，第二引脚CTRL与电压跟随器3014中第十电阻的另一端连接，该电压跟随器3014中第八电阻R8的另一端分别与显示控制电路和电流调节电路302中处理子电路连接。

第三引脚ISN与驱动输出端V

需要说明的是，驱动芯片U的工作原理可以参考前述实施例中的相关描述，本实施例对此不再赘述。

还需要说明的是，在本发明实施例中，参考电源端可以为接地端。

综上所述，本发明实施例提供的激光投影设备，由于激光投影设备中显示控制电路可以基于待显示图像的三种基色分量输出三个电流控制信号，以及，输出三个使能信号，将三个使能信号和三个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件，使得每组激光器驱动组件可以向其所连接的激光器组件提供激光器组件对应的驱动电流，因此，该激光投影设备可以支持可变亮度的激光器组件，有效提高激光投影设备的图像显示效果。并且，由于激光器驱动组件可以根据激光器组件的工作电流和发光亮度，调节对应的电流控制信号，实现了对激光器组件的发光亮度的反馈调节，避免了因激光器组件衰减导致的图像显示的白平衡变化，进而避免了因白平衡变化构成的色彩色温方面的变化，因此，更加有效地提高了激光投影设备的图像显示效果。

随着社会的发展，人们对激光投影设备的图像显示效果要求越来越高，因此也对影响显示效果的一系列参数(例如，对比度)有了更高的要求。其中，激光投影设备的对比度通常分为静态对比度和动态对比度。静态对比度通常指的是采用美国国家标准学会(American national standards institute，ANSI)制定的对比度算法计算得到对比度，其指的是一张图片(即同一帧图像)中白色区域的亮度与黑色区域的亮度比。

动态对比度指的是同一帧图像在显示过程中的明暗比，其与显示过程中激光光源的亮度相关，也即是该一帧图像在显示过程中最亮的白色区域与最暗的黑色区域的亮度比。例如公式(1)所示，动态对比度C满足：

L

通过上述动态对比度的公式可知，当L

通常情况下，激光投影设备所显示的视频中图像自身的亮度是基于其内容不断变化的，对于每一帧图像，均可以根据图像自身的亮度调整激光光源，从而调整图像的实际显示亮度。例如，当一帧图像为黑色画面时，可以通过降低激光光源的亮度，使得该一帧图像的实际显示亮度相较于其自身亮度更低。这样，可以通过降低激光光源的亮度，降低激光投影设备在显示图像时的实际显示亮度的下限值，即最低实际显示亮度(L

本发明实施例提供的激光投影设备，可以在不改变图像的实际显示亮度，从而提高该激光投影设备的动态对比度。其图像显示的原理为：对激光光源的亮度和待显示图像的灰阶值分别进行处理，以增强图像的细节表达，进而在保证显示图像的亮度不变的前提下，降低光源亮度，提高激光投影设备的动态对比度。为了便于读者理解，本发明实施例以图13至图15为例对本发明实施例所涉及的图像显示原理进行说明：

如图13至图15所述，图13至图15示出了输入信号灰阶值(也称显示灰阶值或图像自身亮度)与屏幕亮度(也即是实际显示亮度)的关系。图13至图15中，横坐标为输入信号灰阶值，纵坐标为屏幕亮度。假设激光投影设备所能处理的图像的最大灰阶值为256，激光光源的功率(由于激光光源的功率与激光光源的亮度成正比，本发明实施例中，假设激光光源的功率等价于激光光源的亮度)为一个标准量(也即是参考量)，例如为单位以一，则，如图13所示，该激光投影设备的输入信号灰阶值与屏幕亮度的曲线(也即是伽马曲线)为图13中的实线。假设，当前显示的一帧图像A的输入信号灰阶值为160，则对应的屏幕亮度为96，如图14所示，将该帧图像A的输入的信号灰阶值增益D倍，该帧图像A转化为图像A’，该图像A’对应的屏幕亮度为192。如图15所示，可以通过降低激光光源的功率使屏幕亮度降为96，从而将图像A’转化为图像A。这样，由于图像的显示灰阶值范围越大，图像的细节表达越丰富，而本发明实施例提供的激光投影设备可以将图像的显示灰阶值的范围扩大，也即是提高了显示灰阶值的上限值，因此，增强了图像的细节表达，同时，在保证图像A的实际显示亮度不变的前提下，激光光源的亮度降低，对比度提高，功耗降低。

可选的，如图16所示，激光投影设备还包括：光调制器件40，该光调制器件40可以为数字微镜器件(Digital Micro mirror Device，DMD)或者液晶覆硅(Liquid Crystal onSilicon，LCOS)。

进一步的，显示控制电路包括：算法处理器101和控制处理模块102，算法处理器101与控制处理模块102连接，控制处理模块102还分别与激光器驱动组件30以及光调制器件40连接。该算法处理器101可以采用现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)来实现。

算法处理器101，用于根据多帧显示图像中的每一帧图像的图像显示数据(例如灰阶值)，确定每一帧图像的增益值α，α≥1。其中，每一帧图像的图像显示数据可以反映出每一帧图像颜色的基本分布和基本色调，当图像显示数据为4K数据时，该4K数据可以以V-by-One(一种面向图像传输开发出的数字接口标准)信号的方式输入至算法处理器101。

算法处理器101，还用于向控制处理模块102发送该图像显示数据，以及与激光器组件对应的电流控制信号。

其中，前述每个电流控制信号用于指示对应的激光器组件的调整后的亮度，调整后的亮度为调整前的亮度的1/α，图像显示数据用于指示调整后的每一帧图像的灰阶值，调整后的灰阶值为调整前的灰阶值的α倍。

控制处理模块102用于向光调制器件40发送图像显示数据，以及与激光器组件对应的电流控制信号。

光调制器件40，用于基于图像显示数据，对激光光源的光束进行调制，以输出影像光束，并将该影像光束投影至显示屏上，实现每一帧图像的显示。

需要说明的是，激光投影设备还可以包括：多个光学透镜，该多个光学透镜位于光调制器件40与显示屏之间，该多个光学透镜用于对影像光束进行透射、反射和/或者折射后，投影至显示屏上。

在本发明实施例中，显示控制电路10可以基于每一帧图像的增益值α，也即是每一帧图像的变化，实时地调节激光光源的亮度，从而实现动态对比度。并且由于激光器驱动组件的光源开关电路中，当第一开关晶体管为MOS管，例如NMOS管时，光源开关电路的通断时间达到ns(纳秒)级，激光器驱动组件的通断时间达到μs(微秒)级，从而使激光器组件的电流响应速度快，精度高，也即是该激光器驱动组件可以快速，高精度地响应图像各个像素亮度的变化，且可以实现激光器组件的亮度从0到额定电流值所对应亮度的之间任意调节，减少了多种基色光由于激光器驱动组件反应速度慢导致的混色严重的画质问题，此驱动电路是实现高动态对比度的基础，即在硬件上支持了激光投影设备的动态亮度调节。

随着激光投影设备分辨率的提高，激光投影设备的图像显示数据越来越大，例如该图像显示数据为4K数据，即像素分辨率为4096×2160的数据，显示控制电路10只采用一个处理器容易引起处理器处理效率较低，因此，本发明实施例提出主从处理器协同处理图像显示数据的方式，以提高处理效率。

如图17所示，控制处理模块102可以包括：主控处理器1021和从控处理器1022，算法处理器101分别与主控处理器1021和从控处理器1022连接。主控处理器1021还分别与激光器驱动组件30以及光调制器件40连接，从控处理器1022还与光调制器件40连接。

算法处理器101，用于根据每一帧图像的灰阶值，确定每一帧图像的增益值α，α≥1。

算法处理器101，还用于向主控处理器1021发送电流控制信号和第一子数据，并向从控处理器发送第二子数据。该第一子数据和第二子数据组成上述图像显示数据。

示例的，当该图像显示数据为4K数据时，第一子数据和第二子数据均为60bit(比特)数据，且第一子数据和第二子数据均可以为低电压差分信号(Low-VoltageDifferential Signaling，LVDS)，其中，第一子数据为两路west(西)LVDS，第二子数据可以为两路east(东)LVDS。

可选的，算法处理器101可以通过多种方式输出电流控制信号。本发明实施例以下两种为例进行说明。

在一种可选方式中，算法处理器101确定了每一帧图像的增益值α后，计算得到每组激光器组件的亮度，并通过第二预设算法基于该亮度输出电流控制信号。

在另一种可选方式中，算法处理器101可以预存有电流控制信号与亮度的对应关系，在确定了每一帧图像的增益值α后，算法处理器101计算得到每组激光器组件的亮度，然后根据计算得到的亮度查询该对应关系，得到与激光器组件相应的电流控制信号。

示例的，当电流控制信号为PWM信号时，该电流控制信号与电流的对应关系可以由PWM值与亮度的对应关系表征。该对应关系可以参考上述表1中PWM值与亮度的对应关系。

主控处理器1021，用于向激光器驱动组件30发送电流控制信号和使能信号，并向光调制器件40发送第一子数据。

从控处理器1022，用于向光调制器件40发送第二子数据。

光调制器件40，用于基于第一子数据和第二子数据，对激光光源的光束进行调制，以输出影像光束，并将该影像光束投影至显示屏上，实现每一帧图像的显示。

进一步的，如图18所示，该激光投影设备还包括：存储器50，振镜驱动电路60，振镜70和电源模块80。

其中，存储器50与算法处理器101连接，用于存储图像显示数据。请参考图16和图17，即存储调整后的每一帧图像的灰阶值，例如，该存储器为双倍速率(Double Data Rate，DDR)存储器。

振镜驱动电路60分别与算法处理器101以及振镜70连接，用于在算法处理器101的控制下带动振镜70振动。示例的，该振镜70可以为4维振镜，也即是能够在4个方向上振动，通过设置该振镜驱动电路60以及振镜70，可以进行图像叠加显示，增加细节表现力，相当于分辨率提升。

电源模块80用于为用电元件提供电能，其与激光投影设备中的各个用电元件分别连接，图18仅以其与主控处理器1021连接进行示意图说明。

值得说明的是，该激光投影设备还可以包括：两个二向色镜200、反射镜300、聚光透镜400、扩散轮500和光棒600等，各个元件的功能可以参考图1，本发明实施例对此不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。