可调范围驱动系统及其驱动方法和应用与流程

本发明涉及一结构光技术领域，更具体地涉及一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用。

背景技术：

光学一直是科技创新的重头戏，虽然智能终端(诸如智能手机、ipad、笔记本等等)的摄像头经历了2d时代像素和个数的倍增，但是该智能终端摄像头的光学生机一直停留在像素、感光等二维层面。随着3d成像技术的快速发展，使得3d成像能在二维的基础上，实现像素景深的叠加，能够获取2d平面成像所丢失的物理世界中的第三维信息(尺寸和距离等几何数据)，以生成一深度图像，用于识别视野内空间每个点位的三维坐标信息，从而得到空间的3d数据并能够复原完整的三维世界并实现各种智能的三维定位。换句话说，深度图像作为一种全新的图像模式开始进入人们的视野。不同于传统的彩色图像，深度图像的像素值表示场景中物体到相机的距离，因而能反映场景的三维结构信息。然而，虽然深度图像在人脸识别、虹膜识别、手势控制、机器视觉、三维美颜、三维建模、三维场景还原、环境学习和/或动作追踪等领域有着更为广泛的应用前景，但是这些应用都需要高质量的深度图像作为输入。

目前，获取深度图像主要有三种方案：结构光、tof时间光以及双目立体成像。由于结构光方案技术成熟，功耗低，平面信息分辨率高等优点，因此结构光设备被大量应用于游戏体感交互、工业机器视觉检测、人脸识别、虹膜识别、手势控制、三维场景还原、环境学习和/或动作追踪等领域。通常地，结构光设备必须包括投射器和接收器，并且该投射器作为结构光设备的核心组件，用于提供空间编码功能，而激光器又是该投射器的主动光源，使得该激光器的发光强度和稳定性将直接影响该投射器工作，进而会对该结构光设备所获取的深度图像的精度带来严重干扰。

然而，由于针对不同的应用场景，激光器的工作电流波动较大(通常在200ma至2a之间)，并且不同类型或型号的激光器所需要的工作电流也各不一样，所以需要为激光器配置相应的驱动装置，用于为该激光器提供相应的工作电压和工作电流，以驱动该激光器正常工作，因此对激光器的驱动装置提出了很大挑战。然而，为了确保激光器的发光强度和稳定性满足需要，传统的驱动装置都是针对固定场景和固定器件下的设计，不能根据应用需要的变化而随时改变该驱动装置所提供的工作电流的大小，因此该传统的驱动装置很难适应快速变化的应用需求。

举例地，对于近距离的应用场景，比如人脸识别等，激光器的发光强度不需要太强，并且所发出的激光的照射距离也比较短，此时激光器就需要较小的工作电流，因此该驱动装置需要提供较小的工作电流；而对于远距离的应用场景，比如三维场景还原或工业机器视觉检测等，激光器就需要有足够的发光强度，并且所发出的激光的照射距离也比较远，此时激光器就需要较大的工作电流，因此该驱动装置就需要提供较大的工作电流。然而，每个传统的驱动装置仅能提供一种具体的工作电流，用于驱动相应的激光器，而想要改变该传统的驱动装置所提供的工作电流的大小，就需要更换该传统的驱动装置中的某些电子器件(比如基准源)，这种做法明显比较复杂和麻烦，而且还需要拆解整个结构光设备，甚至需要对投射器进行拆解，从而极大地增加了调整工作电流的难度。

因此，现有的做法通常是采用分立电路来调整驱动装置所提供的工作电流，也就是说，在同一个驱动装置中设置两个以上的分立电路，并且每个分立电路所提供的工作电流各不相同，因此可以通过切换不同的分立电路来提供不同的工作电流，从而实现同一个驱动装置能提供不同的工作电流。然而，采用分立电路的方式一方面增加了该驱动装置的工艺复杂性和制造难度，使得同一个驱动装置通常仅具有两个分立电路(即仅能提供两种不同的工作电流)，并不能满足场景多变的需要；另一方面，不同分立电路之间的切换也比较复杂，且不便操作，从而大大降低了该分立电路的实用性和使用价值。

此外，该传统的驱动装置的电源转换效率低且响应时间长，一方面由于电源转换效率低造成了电能的浪费，增加了该传统的驱动装置的使用成本，另一方面由于响应时间长，使得该传统的驱动装置不能及时控制激光器的开和关，不仅给用户的使用带来不便，而且还会进一步加剧能源的浪费，甚至也会缩短该激光器的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能提供可调范围的工作电流，以满足一激光器的工作需要。

本发明的一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能根据一激光器的需要来为该激光器提供相对应的工作电流，以便正常地驱动该激光器。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能自动调节一激光器的工作电流，以调节该激光器的发光强度，使得该激光器能适应快速变化的应用需求。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能驱动不同的激光器，而不需要更换所述可调范围驱动系统的任何电子器件。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其能够提高所述可调范围驱动系统的电源转换效率，以节约能源，降低使用成本。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统的电源转换效率比较高，以减小所述可调范围驱动系统的发热量。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其能够增强一投射器的一激光器的发光稳定性，以减小或避免影响该投射器的工作，从而避免对深度图像的精度产生影响。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能提供恒定的工作电流，以提高一激光器的发光稳定性。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其能够缩短所述可调范围驱动系统驱动一激光器的响应时间，以便迅速地驱动该激光器正常工作。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能精准地且动态地控制一激光器的通电和断电，以防该激光器持续通电而产生大量的热量，进而有助于延长该激光器的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能实现微秒(us)级动态响应，以提高所述可调范围驱动系统的驱动效率和精度。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中所述可调范围驱动系统能被应用于一结构光投射器中，以可调范围地驱动该结构光投射器的一激光器，使得该激光器发出不同强度的激光以适应不同的应用场景，从而极大地拓可调了该结构光投射器的适用范围。

本发明的另一目的在于提供一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，其中为了达到上述目的，在本发明中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一简单的可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，同时还增加了所述可调范围驱动系统及其驱动方法和应用的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一发明目的或其他目的和优点，本发明提供了一可调范围驱动系统，用于驱动一激光器，包括：

一供电单元，其中所述供电单元适于与该激光器可通电地连接，用于为该激光器提供一工作电压；

一调流单元，其中所述调流单元适于与该激光器可通电地连接，用于该激光器提供一可调范围的工作电流；以及

一控制单元，其中所述控制单元与所述调流单元可通电地连接，其中所述控制单元控制所述调流单元，以调节所述调流单元所提供的所述工作电流。

在本发明的一些实施例中，所述调流单元包括相互可通电地连接的一可调基准源模块和一恒流模块，其中所述可调基准源模块用于为所述恒流模块提供一基准电压，其中所述恒流模块与该激光器可通电地连接，并且所述恒流模块能基于所述基准电压为所述激光器提供恒定的所述工作电流。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元与所述可调基准源模块可通电地连接，其中所述控制单元能向所述可调基准源模块发出一调流控制信号，所述可调基准源模块能基于所述调流控制信号自动地调节所述基准电压。

在本发明的一些实施例中，所述可调基准元模块为一数模转换器。

在本发明的一些实施例中，所述恒流模块包括相互可通电地连接的一运算放大器、一功率器件以及一取样网络，其中所述运算放大器与所述可调基准源模块可通电地连接，所述功率器件与所述激光器可通电连接，所述取样网络用于采集该激光器的所述工作电流并将所述工作电流转换为一输入电压至所述运算放大器，所述运算放大器能够基于所述基准电压来调整所述输入电压，以确保该激光器的所述工作电流保持恒定。

在本发明的一些实施例中，所述运算放大器为一轨到轨运算放大器，所述功率器件为一金属半场效晶体管，所述取样网络为一取样电路。

在本发明的一些实施例中，所述恒流模块还包括一补偿网络，其中所述补偿网络分别与所述运算放大器和所述功率器件可通电地连接，其中所述补偿网络能有效地抑制所述恒流模块所提供的所述工作电流的波动。

在本发明的一些实施例中，所述补偿网络为一pid补偿网络。

在本发明的一些实施例中，所述可调范围驱动系统进一步包括一开关单元，其中所述开关单元分别与所述控制单元和所述调流单元的所述恒流模块可通电地连接，其中所述控制单元能向所述开关单元发送一开关控制信号，所述开关单元基于所述开关控制信号生成一脉冲信号，所述恒流模块基于所述脉冲信号来间断地提供所述工作电流，进而控制该激光器的通电和断电。

在本发明的一些实施例中，所述开关单元为一脉冲宽度调制电路。

在本发明的一些实施例中，所述供电单元包括相互可通电地连接的一电源模块和一变压模块，所述电源模块为所述变压模块提供一初始电压，其中所述变压模块分别与该激光器和所述控制单元可通电地连接，并且所述控制单元向所述变压模块发出一调压控制信号，其中所述变压模块基于所述调压控制信号，将来自所述电源模块的所述初始电压转换成具有不同电压值的所述工作电压。

在本发明的一些实施例中，所述变压模块为一数字dcdc芯片。

在本发明的一些实施例中，所述控制单元为一单片微型计算机。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一可调范围驱动方法，包括以下步骤：

(a)通过一可调范围控制系统的一控制单元，调节所述可调范围控制系统的一调流单元所提供的一可调范围的工作电流；和

(b)基于所述工作电流，驱动一激光器正常工作。

在本发明的一些实施例中，所述步骤(a)包括以下步骤：

通过所述控制单元，发出一调流控制信号，并将所述调流控制信号传输至所述调流单元的一可调基准源模块；

基于所述调流控制信号，改变所述可调基准源模块所提供的一基准电压；以及

基于所述基准电压，通过所述调流单元的一恒流模块，调节所述恒流模块所提供的所述工作电流。

在本发明的一些实施例中，所述可调范围驱动方法进一步包括一步骤(c)：通过所述控制单元，调节所述可调范围控制系统的一供电单元所提供的一工作电压。

在本发明的一些实施例中，所述步骤(c)包括以下步骤：

通过所述控制单元，发出一调压控制信号，并将所述调压控制信号传输至所述供电单元的一变压模块；和

基于所述调压控制信号，通过所述变压模块将来自所述供电单元的一电源模块的一初始电压转换成相应的所述工作电压。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一结构光投射器，包括：

一准直镜头；

一衍射光学元件；

一激光器，其中所述准直镜头和所述衍射光学元件依次位于所述激光器的发光路径上；以及

一可调范围驱动系统，其中所述可调范围驱动系统包括：

一供电单元，其中所述供电单元适于与该激光器可通电地连接，用于为该激光器提供一工作电压；

一调流单元，其中所述调流单元适于与该激光器可通电地连接，用于该激光器提供一可调范围的工作电流；以及

一控制单元，其中所述控制单元与所述调流单元可通电地连接，其中所述控制单元控制所述调流单元，以调节所述调流单元所提供的所述工作电流。

在本发明的一些实施例中，所述可调范围驱动系统的所述调流单元包括相互可通电地连接的一可调基准源模块和一恒流模块，其中所述可调基准源模块用于为所述恒流模块提供一基准电压，其中所述恒流模块与该激光器可通电地连接，并且所述恒流模块能基于所述基准电压为所述激光器提供恒定的所述工作电流。

在本发明的一些实施例中，所述可调范围驱动系统进一步包括一开关单元，其中所述开关单元分别与所述控制单元和所述调流单元的所述恒流模块可通电地连接，其中所述控制单元能向所述开关单元发送一开关控制信号，所述开关单元基于所述开关控制信号生成一脉冲信号，所述恒流模块基于所述脉冲信号来间断地提供所述工作电流，进而控制该激光器的通电和断电。

在本发明的一些实施例中，所述供电单元包括相互可通电地连接的一电源模块和一变压模块，所述电源模块为所述变压模块提供一初始电压，其中所述变压模块分别与该激光器和所述控制单元可通电地连接，并且所述控制单元向所述变压模块发出一调压控制信号，其中所述变压模块基于所述调压控制信号，将来自所述电源模块的所述初始电压转换成具有不同电压值的所述工作电压。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一较佳实施例的一可调范围驱动系统的结构示意图。

图2是根据本发明的上述较佳实施例的所述可调范围驱动系统的一恒流模块的结构示意图。

图3是根据本发明的上述较佳实施例的所述可调范围驱动系统调节一工作电流的框图示意图。

图4是根据本发明的上述较佳实施例的所述可调范围驱动系统调节一工作电压的框图示意图。

图5是根据本发明的上述较佳实施例的所述可调范围驱动系统控制一激光器的框图示意图。

图6是根据本发明的上述较佳实施例的一可调范围驱动方法的流程示意图。

图7是根据本发明的上述较佳实施例的所述可调范围驱动系统被应用于一投射器的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

参考附图之图1至图7，示出了根据本发明的一较佳实施例的一可调范围驱动系统及其驱动方法和应用。根据本发明的所述较佳实施例，所述可调范围驱动系统10用于驱动一激光器20，以使所述激光器20正常工作以发射激光，其中所述可调范围驱动系统10包括一供电单元11、一调流单元12以及一控制单元13。所述供电单元11适于与所述激光器20可通电地连接，用于通过所述供电单元11为所述激光器20提供一工作电压。所述调流单元12适于与所述激光器20可通电地连接，用于通过所述调流单元12为所述激光器20提供一可调范围的工作电流。所述控制单元13与所述调流单元12可通电地连接，其中所述控制单元13能控制所述调流单元12，以调节所述调流单元12所提供的所述工作电流。也就是说，所述可调范围驱动系统10能提供可调范围的所述工作电流，以满足所述激光器20的工作需要。本领域技术人员应当理解，所述激光器20可以被实施为一ld激光器，也可以被实施为一垂直腔面发射激光器(vcsel)，当然所述激光器20也可以被实施为其他任意类型的激光器，在本发明中不对激光器的具体类型作限制。

更具体地，如图1和图3所示，所述调流单元12包括相互可通电地连接的一可调基准源模块121和一恒流模块122，其中所述可调基准源模块121用于为所述恒流模块122提供一基准电压，其中所述恒流模块122与所述激光器20可通电地连接，并且所述恒流模块122能基于所述基准电压为所述激光器20提供恒定的所述工作电流。换句话说，所述恒流模块122所提供的所述工作电流随着所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压的改变而改变，以通过调节所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压，来调节所述恒流模块122所提供的所述工作电流，进而实现调节所述激光器20的发光强度的目的，使得所述激光器20能适应快速变化的应用需求。

值得注意的是，所述可调基准源模块121与所述控制单元13可通电地连接，其中所述控制单元13能发出一调流控制信号，并将所述调流控制信号传输至所述可调基准源模块121，其中所述可调基准源模块121接收所述调流控制信号，以基于所述调流控制信号来自动地调节所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压，进而自动地调节所述恒流模块122所提供的所述工作电流，以实现通过所述可调范围驱动系统自动地调节所述激光器20的工作电流，使得所述激光器20能简便地适应快速变化的应用需求。

在本发明的所述较佳实施例中，优选地，所述可调基准源模块121被实施为一数模转换器(简称dac)，以通过所述数模转换器将来自所述控制单元12的所述调流控制信号(即数字信号)转换成所述基准电压(即模拟电压)，进而通过所述控制单元12来自动地调节所述激光器20的所述工作电流。

更优选地，所述控制单元13被实施为一单片微型计算机(又称微控制单元或mcu)。本发明可以但不限于通过预设一控制程序于所述控制单元13内，进而所述控制单元13基于所述控制程序来发出所述调流控制信号，从而控制所述可调基准源模块121来调节所述基准电压；也可以通过将所述控制单元13与一智能终端(比如智能手机、计算机等等)可通信地连接，以通过该智能终端为所述控制单元13输入一调节指令，使得所述控制单元13基于所述调节指令来发出相应的所述调流控制信号，以同样实现调节所述基准电压的效果。

值得一提的是，对于近距离的应用场景，比如人脸识别等，所述激光器20的发光强度需要控制在较低水平，以缩短所述激光器20所发出的激光的照射距离，并且防止因激光强度过高而损伤人眼，此时所述激光器20就需要较小的工作电流，因此所述可调范围驱动系统10的所述控制单元13将控制所述调流单元12，以提供较小的所述工作电流；而对于远距离的应用场景，比如三维场景还原或工业机器视觉检测等，所述激光器20就需要有足够的发光强度，以增加所述激光器20所发出的激光的照射距离，此时所述激光器20就需要较大的工作电流，因此所述可调范围驱动系统10的所述控制单元13将控制所述调流单元12，以提供较大的所述工作电流，以实现根据所述激光器20的需要来为所述激光器20提供相对应的工作电流，以便正常地驱动所述激光器20。换句话说，由于所述可调范围驱动系统10能通过所述控制单元13控制所述调流单元12，来调节所述激光器20的工作电流，而不需要更换所述可调范围驱动系统10的任何电子器件，使得所述激光器20发出不同强度的激光以适应不同的应用场景，从而极大地拓宽了所述激光器20的适用范围。

根据本发明的所述较佳实施例，如图1和图2所示，所述调流单元12的所述恒流模块122包括相互可通电地连接的一运算放大器(简称op)1221、一功率器件1222以及一取样网络1223，其中所述运算放大器1221与所述可调基准源模块121可通电地连接，所述功率器件1222与所述激光器20可通电连接，所述运算放大器1221用于接收所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压，所述取样网络1223用于采集所述激光器20的所述工作电流(即所述恒流模块122所提供的所述工作电流)，并将所述工作电流转换为一输入电压至所述运算放大器1221，所述运算放大器1221能够基于所述基准电压来调整所述输入电压，以确保所述输入电压基本等于所述基准电压，从而确保所述激光器20的所述工作电流保持恒定，以增强所述激光器20的发光稳定性。换句话说，当所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压保持不变时，所述激光器20的所述工作电流也保持不变，并且就算所述供电单元11所提供的所述工作电压发生改变，所述激光器20的所述工作电流仍然保持不变，以使所述激光器20所发出的激光强度保持稳定，从而避免因激光强度不稳定而影响深度图像的精度。

值得注意的是，当所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压发生改变时，所述激光器20的所述工作电流也随之改变，并且一旦所述基准电压被调节至一确定值，则所述工作电流也随之被调节至与所述基准电压相对应的值，以保持所述激光器20的发光稳定性。

在本发明的所述较佳实施例中，优选地，所述恒流模块122的所述运算放大器1221被实施为一轨到轨运算放大器(简称rail-to-rail运放)；所述功率器件1222被实施为一金属半场效晶体管(简称mosfet)；所述取样网络1223被实施为一取样电路。

值得一提的是，当所述激光器20的类型发生改变时，相应地，所述激光器20所需要的工作电流也将发生改变，此时只需要通过所述控制单元13来控制所述可调基准源模块121，以改变所述可调基准源模块121所提供的所述基准电压的大小即可，进而改变所述恒流模块122提供的所述工作电流的大小，而不需要更换所述可调范围驱动系统10的任何电子器件，以简化调节所述激光器20的所述工作电流的工艺，并扩展所述可调范围驱动系统10的应用范围。

根据本发明的所述较佳实施例，如图2所示，所述恒流模块122还包括一补偿网络1224，其中所述补偿网络1224分别与所述运算放大器1221和所述功率器件1222可通电地连接，其中所述补偿网络1224能够有效地抑制所述恒流模块122所提供的所述工作电流的波动，并且能增强所述恒流模块122的动态响应能力，以缩短所述可调范围驱动系统10驱动所述激光器20的响应时间，以便迅速地驱动所述激光器20正常工作。

优选地，所述补偿网络1224被实施为一pid补偿网络，使得所述可调范围驱动系统10能实现微秒级动态响应(即us级动态响应)，以提高所述可调范围驱动系统10的驱动效率和精度，进而提高所述激光器20的使用效率。

值得一提的是，如图1和图5所示，所述可调范围驱动系统10还包括一开关单元14，其中所述开关单元14分别与所述控制单元13和所述调流单元12的所述恒流模块122可通电地连接，其中所述控制单元13能向所述开关单元14发送一开关控制信号，所述开关单元14能接收所述开关控制信号，并且所述开关单元14能基于所述开关控制信号生成一脉冲信号。所述恒流模块122接收所述脉冲信号，并且基于所述脉冲信号来间断地提供所述工作电流，进而控制所述激光器20的通电和断电，使得所述激光器20按照所述脉冲信号的具体特征来进行发射激光或停止发射激光。换句话说，通过所述控制单元13的所述开关控制信号来控制所述开关单元14发出具有具体特征的所述脉冲信号，所述恒流模块122基于所述脉冲信号来连通或切断所述激光器20的所述工作电流，使得所述可调范围驱动系统10能精准地且动态地控制所述激光器20的通电和断电，以防所述激光器20持续通电而产生大量的热量，进而有助于延长所述激光器20的使用寿命。

优选地，所述开关单元14被实施为一脉冲宽度调制电路(简称pwm)，以利用所述控制单元13的数字信号(即所述开关控制信号)来对所述恒流模块122的模拟电路进行有效地控制，使得所述可调范围驱动系统10能达到微秒级动态控制所述激光器20的通电或断电，以缩短所述可调范围驱动系统10驱动所述激光器20的响应时间。

值得注意的是，由于传统的驱动装置的电源为所述激光器20提供的所述工作电压的大小是固定不变的，使得该传统的驱动装置的电源转换效率随着所述激光器20的发光强度的变低而急剧降低，也就是说，当所述激光器20的发光强度变低时，所述激光器20的所述工作电流相应地变低，此时所述传统的驱动装置所提供的所述工作电压不发生改变，因此该传统的驱动装置的电源转换效率就变得极低，一方面造成能源浪费，另一方面也会导致所述传统的驱动装置产生大量的热量，而增大整体散热的难度，甚至会影响所述传统的驱动装置的使用寿命。

为了提高所述可调范围驱动系统10的电源转换效率，本发明的所述可调范围驱动系统10可以动态地调整所述供电单元11为所述激光器20提供的所述工作电压的等级。具体地，如图1和图4所示，所述可调范围驱动系统10的所述供电单元11包括相互可通电地连接的一电源模块111和一变压模块112，所述电源模块111为所述变压模块112提供一初始电压，其中所述变压模块112与所述激光器20可通电地连接，并且所述变压模块112能接收并转换来自所述电源模块111的所述初始电压，以向所述激光器20提供所述工作电压。所述变压模块112与所述控制单元13可通电地连接，其中所述控制单元13能向所述变压模块112发出一调压控制信号，并且所述变压模块112能基于所述调压控制信号，将所述初始电压转换成具有不同电压值的所述工作电压，也就是说，所述控制单元13能够通过所述调压控制信号来控制所述变压模块112调节所提供的所述工作电压，使得所述供电单元11所提供的所述工作电压能够根据所述激光器20的具体需要来进行调节，以提高所述可调范围驱动系统10的电源转换效率，从而实现节约能源，以及降低所述可调范围驱动系统10的使用成本的目的。

换句话说，由于所述可调范围驱动系统10的所述供电单元11所提供的所述工作电压可以被动态地调节，使得当需要降低所述激光器20的发光强度，即所述调流单元12所提供的所述工作电流相应地变小时，通过所述控制单元13可以相应地调低所述供电单元11所提供的所述工作电压的电压值，以提高所述可调范围驱动系统10的电源转换效率；当需要提高所述激光器20的发光强度，即所述调流单元12所提供的所述工作电流相应地变大时，通过所述控制单元13可以相应地调高所述供电单元11所提供的所述工作电压的电压值，以保证所述工作电压满足所述激光器20正常工作的需要。因此，所述可调范围驱动系统10的电源转换效率始终保持在较高的状态，相应地也减小了所述可调范围驱动系统10的发热量，使得具有所述可调范围驱动系统10的投射器的散热负荷也相应地降低。

优选地，所述供电单元11的所述变压模块112可以被实施为一数字dcdc芯片(简称：数字dcdc)，使得所述控制单元13能够通过数字控制信号(即所述调压控制信号)来控制所述数字dcdc，以通过所述数字dcdc来动态地调节所述工作电压的等级，并与所述调流单元12的所述恒流模块122配合，以显著提高电源转换效率。在本发明的一些实施例中，所述可调范围驱动系统10实现了高效率的转换效率，并且所述电源转换效率能保持在81％以上。本领域技术人员应当理解，所述变压模块112可以被实施为一可调节的变压器，以提供不同电压值的所述工作电压。

值得一提的是，所述供电单元11的所述电源模块111可以被实施为一内置电源，用于为所述变压模块112提供所述初始电压；所述电源模块111也可以被实施为一电源接口，用于与一外接电源可通电地连接，以便通过所述外接电源为所述变压模块112提供所述初始电压。

另外，所述可调范围驱动系统10中其他的需要电能的单元或模块(比如所述控制单元13、所述可调基准源模块121、所述运算放大器1221或所述开关单元14等等)可以通过所述供电单元11来提供电能，也可以通过另一电源来提供电能，本发明不对此作进一步限制。

本领域技术人员应当理解，本发明所提及的可通电地连接可以是通过导线连接，也可以是通过线路板来进行连接，当然还能够以其他任何能通电的方式进行连接，比如无线连接等等。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一可调范围驱动方法，用于驱动一激光器20。如图6所示，根据本发明的所述较佳实施例的所述可调范围驱动方法包括以下步骤：

(a)通过一可调范围控制系统10的一控制单元13，调节所述可调范围控制系统10的一调流单元12所提供的一可调范围的工作电流；和

(b)基于所述工作电流，驱动该激光器20正常工作。

值得注意的是，在所述可调范围驱动方法的所述步骤(a)包括以下步骤：

通过所述控制单元13，发出一调流控制信号，并将所述调流控制信号传输至所述调流单元12的一可调基准源模块121；

基于所述调流控制信号，改变所述可调基准源模块121所提供的一基准电压；以及

基于所述基准电压，通过所述调流单元12的一恒流模块122，调节所述恒流模块122所提供的所述工作电流。

值得一提的是，所述可调范围驱动方法进一步包括一步骤(c)：通过所述控制单元13，调节所述可调范围控制系统10的一供电单元11所提供的一工作电压。本领域技术人员应当理解，所述步骤(c)的次序并不固定，其可以在所述驱动方法中所有步骤中的任一位置。

更具体地，在所述步骤(c)中包括以下步骤：

通过所述控制单元13，发出一调压控制信号，并将所述调压控制信号传输至所述供电单元11的一变压模块112；和

基于所述调压控制信号，通过所述变压模块112将来自所述供电单元11的一电源模块111的一初始电压转换成相应的所述工作电压。

由于所述可调范围驱动系统10能够自动地且便捷地调节激光器的发光强度，并能够确保所述激光器的发光稳定性，使得所述激光器能够被广泛地应用于各种场景。特别地，对于结构光设备，具有激光器的结构光投射器是该结构光设备的核心组件，通过所述可调范围驱动系统10来驱动所述激光器，以使所述激光器的发光强度根据需要来进行调节，进而有助于所述结构光设备的拓展使用和普及。

根据本发明的所述较佳实施例，如图7所示，本发明进一步提供了一结构光投射器，其中所述结构光投射器包括一可调范围驱动系统10、一激光器20、一准直镜头30以及一衍射光学元件40。所述可调范围驱动系统10与所述激光器20可通电地连接，以通过所述可调范围驱动系统10驱动所述激光器20正常工作，使得所述激光器20发射激光。所述准直镜头30和所述衍射光学元件40被设置以依次位于所述激光器20的发光路径上，所述准直镜头30用于校准所述激光器20所发射的激光，以将所述激光校准成近似平行光，所述衍射光学元件40用于对所述平行光进行调制，以生成具有特殊结构的光线(即结构光)。

由于所述可调范围驱动系统10能可调范围地驱动所述结构光投射器的所述激光器20，使得所述激光器20发射出不同强度的激光以适应不同的应用场景，从而极大地拓宽了所述结构光投射器的适用范围。此外，由于所述可调范围驱动系统10能在不更换任何电子器件的情况下自动地调节所述激光器20的工作电流，更不需要拆解整个结构光设备(结构光投射器)，因此极大地简化了调节所述激光器20的发光强度的流程，也降低了所述结构光投射器的使用成本。

综上，为了达到上述目的，在本发明中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一简单的可调范围驱动系统及其驱动方法和应用，同时还增加了所述可调范围驱动系统及其驱动方法和应用的实用性和可靠性。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。