结构光的驱动电路以及结构光系统的制作方法

1.本技术涉及结构光领域，具体而言，涉及一种结构光的驱动电路以及结构光系统。


背景技术：

2.当前的结构光方案设计中，结构光投射装置和泛光灯的驱动一般使用恒流驱动，一般使用双路输出的恒流驱动器，然而结构光投射装置的工作电压一般为2v，泛光灯的工作电压一般为3v以上，当工作电流在1a以上时，要保证泛光灯正常工作，输入电压需要为3.5v；而一般电路中会使用3.3v电源供电，则泛光灯和结构光投射装置交替点亮，在3.3v输入电源下，要保证泛光灯正常工作，驱动电路需要工作在升压模式，其工作电压为3.6v以上，在保证结构光投射装置和泛光灯都能正常工作的情况下，若要保证结构光投射装置工作时效率最高，则泛光灯工作效率会因为工作在boost(升压)模式，效率大大降低，若要保证泛光灯最大效率，输入电压需要略高于泛光灯工作电压，则结构光投射装置工作效率变低，以上两种供电模式都会导致恒流驱动器功耗增加，输入峰值电流增加。
3.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种结构光的驱动电路以及结构光系统，以解决现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题。
5.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种结构光的驱动电路，所述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置，所述结构光的驱动电路包括电源装置以及驱动器，所述电源装置包括第一输出引脚以及反馈引脚，所述驱动器包括输入引脚、第二输出引脚以及第三输出引脚，所述第一输出引脚与所述输入引脚电连接，所述第二输出引脚用于与所述泛光灯电连接，所述第三输出引脚用于与所述结构光投射装置电连接，所述结构光的驱动电路还包括第一分压器件、第二分压器件、开关器件、第三分压器件以及处理器，其中，所述第二分压器件的第一端与所述第一分压器件的第一端以及所述反馈引脚分别电连接，所述第二分压器件的第二端接地；所述开关器件包括三个端子，所述开关器件的第一端与所述第一分压器件的第二端电连接，所述开关器件的第二端接地；所述第三分压器件的第一端与所述第一输出引脚电连接，所述第三分压器件的第二端分别与所述第一分压器件的第一端以及所述第二分压器件的第一端电连接；所述处理器与所述开关器件的第三端电连接，所述处理器用于控制所述开关器件的开关状态。
6.可选地，所述驱动器还包括i2c总线接口，所述处理器还与所述i2c总线接口电连接。
7.可选地，所述驱动器还包括选通引脚，所述处理器以及所述选通引脚还分别用于与图像传感器电连接，所述处理器以及所述驱动器还用于分别接收所述图像传感器发送的
选通脉冲信号，所述选通脉冲信号为控制所述驱动器是否工作的信号。
8.可选地，所述第一分压器件的阻值为r1，所述第二分压器件的阻值为r2，所述第三分压器件的阻值为r3，所述反馈引脚的基准电压为v
ref
，所述泛光灯处于工作状态时所述电源装置的输出电压为v1，所述结构光投射装置处于工作状态时所述电源装置的输出电压为v2，满足如下关系：
9.可选地，所述第一分压器件包括第一电阻，所述第二分压器件包括第二电阻，所述第三分压器件包括第三电阻。
10.可选地，所述开关器件包括mos(metal oxide semiconductor field effect transistor，场效应管)管，所述mos管的源极或者漏极与所述第一分压器件的第二端电连接，所述mos 管的漏极或者源极接地，所述mos管的栅极与所述处理器电连接。
11.可选地，所述结构光的驱动电路还包括电感以及电容，所述电感的第一端与所述第一输出引脚电连接，所述电感的第二端与所述输入引脚电连接；所述电容的第一端与所述电感的第二端电连接，所述电容的第二端接地。
12.可选地，所述驱动器为恒流驱动器。
13.根据本技术的另一方面，提供了一种结构光系统，所述结构光系统包括结构光以及所述结构光的驱动电路，其中，所述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置。
14.可选地，所述结构光系统还包括图像传感器，所述图像传感器与所述结构光的驱动电路的处理器以及驱动器分别电连接。
15.应用本技术的技术方案，所述结构光的驱动电路，所述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置，所述结构光的驱动电路包括电源装置、驱动器、第一分压器件、第二分压器件、开关器件、第三分压器件以及处理器，其中，所述第二分压器件的第一端与所述第一分压器件的第一端以及所述反馈引脚分别电连接，所述第二分压器件的第二端接地；所述开关器件包括三个端子，所述开关器件的第一端与所述第一分压器件的第二端电连接，所述开关器件的第二端接地；所述第三分压器件的第一端与所述第一输出引脚电连接，所述第三分压器件的第二端分别与所述第一分压器件的第一端以及所述第二分压器件的第一端电连接；所述处理器与所述开关器件的第三端电连接，所述处理器用于控制所述开关器件的开关状态。相比现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，本技术所述的结构光的驱动电路中，所述处理器通过控制所述开关器件的开关状态来控制所述第一分压器件是否接入所述电源装置的输出端，以使得所述电源装置分别输出满足所述泛光灯工作需求的第一电压以及满足结构光投射装置工作需求的第二电压，从而保证了所述驱动器的功耗较小。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本技术的实施例的结构光的驱动电路的结构示意图；
18.图2示出了根据本技术的实施例的结构光的驱动电路的工作时序图；
19.图3示出了根据本技术的实施例的驱动器的输入电压与转换效率关系示意图。
20.其中，上述附图包括以下附图标记：
21.10、泛光灯；20、结构光投射装置；30、电源装置；40、驱动器；50、第一分压器件； 60、第二分压器件；70、开关器件；80、第三分压器件；90、处理器；100、图像传感器；110、第一电感；120、第一电容；130、第二电感；140、第二电容；301、第一输出引脚；302、反馈引脚；303、第二输入引脚；401、第一输入引脚；402、第二输出引脚；403、第三输出引脚；404、i2c总线接口；405、选通引脚；406、第四输出引脚。
具体实施方式
22.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
25.正如背景技术所介绍的，现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，为了解决如上问题，本技术提出了一种结构光的驱动电路以及结构光系统。
26.根据本技术的一种典型的实施例，提供了一种结构光的驱动电路，如图1所示，上述结构光包括泛光灯10以及结构光投射装置20，上述结构光的驱动电路包括电源装置30以及驱动器40，上述电源装置30包括第一输出引脚301以及反馈引脚302，上述驱动器40包括第一输入引脚401、第二输出引脚402以及第三输出引脚403，上述第一输出引脚301与上述第一输入引脚401电连接，上述第二输出引脚402用于与上述泛光灯10电连接，上述第三输出引脚403用于与上述结构光投射装置20电连接，上述结构光的驱动电路还包括第一分压器件50、第二分压器件60、开关器件70、第三分压器件80以及处理器90，其中，上述第二分压器件 60的第一端与上述第一分压器件50的第一端以及上述反馈引脚302分别电连接，上述第二分压器件60的第二端接地；上述开关器件70包括三个端子，上述开关器件70的第一端与上述第一分压器件50的第二端电连接，上述开关器件70的第二端接地；上述第三分压器件80的第一端与上述第一输出引脚301电连接，上述第三分压器件80的第二端分别与上述第一分压器件50的第一端以及上述第二分压器件60的第一端电连接；上述处理器90与上述开关器件 70的第三端电连接，上述处理器90用于控制上述开关器件70的开关状态。
27.上述结构光的驱动电路，上述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置，上述结构光的驱动电路包括电源装置、驱动器、第一分压器件、第二分压器件、开关器件、第三分压器件以及处理器，其中，上述第二分压器件的第一端与上述第一分压器件的第一端以及上述反馈引脚分别电连接，上述第二分压器件的第二端接地；上述开关器件包括三个端子，上述
开关器件的第一端与上述第一分压器件的第二端电连接，上述开关器件的第二端接地；上述第三分压器件的第一端与上述第一输出引脚电连接，上述第三分压器件的第二端分别与上述第一分压器件的第一端以及上述第二分压器件的第一端电连接；上述处理器与上述开关器件的第三端电连接，上述处理器用于控制上述开关器件的开关状态。相比现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，本技术上述的结构光的驱动电路中，上述处理器通过控制上述开关器件的开关状态来控制上述第一分压器件是否接入上述电源装置的输出端，以使得上述电源装置分别输出满足上述泛光灯工作需求的第一电压以及满足结构光投射装置工作需求的第二电压，从而保证了上述驱动器的功耗较小。
28.根据本技术的一种具体实施例，如图1所示，上述驱动器40还包括i2c总线接口404，上述处理器90还与上述i2c总线接口404电连接。
29.具体地，上述实施例中，上述处理器分别与上述开关器件以及上述i2c总线接口，上述处理器通过上述i2c总线接口发送i2c信号给上述驱动器，上述i2c信号为表征控制泛光灯亮还是控制结构光投射装置亮的信号，使得上述驱动器可以根据接收到的上述i2c信号控制上述泛光灯以及上述结构光投射装置交替点亮，上述处理器还控制上述开关器件的开关状态，保证了上述电源装置的输出电压可以根据上述泛光灯以及上述结构光投射装置的交替点亮进行调整，这样进一步保证了上述驱动器的功耗较小。
30.为了进一步保证上述驱动器的功耗较小，根据本技术的另一种具体实施例，如图1所示，上述驱动器40还包括选通引脚405，上述处理器90以及上述选通引脚405还分别用于与图像传感器100电连接，上述处理器90以及上述驱动器40还用于分别接收上述图像传感器100 发送的选通脉冲信号，上述选通脉冲信号为控制上述驱动器是否工作的信号。
31.上述实施例中，上述图像传感器将上述选通脉冲信号发送给上述处理器以及上述驱动器，上述驱动器根据上述选通脉冲信号工作，上述处理器根据该选通脉冲信号确定上述驱动器是否处于工作状态，发送上述i2c信号给上述i2c总线接口，使得驱动器在工作状态时点亮对应的泛光灯或者结构光投射装置，并且上述处理器根据上述选通脉冲信号生成控制上述开关器件的开关信号，这样进一步地保证了上述电源装置的输出电压与上述泛光灯或者上述结构光投射装置的工作时段同步，从而进一步保证了上述驱动器的功耗较小。
32.根据本技术的又一种具体实施例，上述第一分压器件的阻值为r1，上述第二分压器件的阻值为r2，上述第三分压器件的阻值为r3，上述反馈引脚的基准电压为v
ref
，上述泛光灯处于工作状态时上述电源装置的输出电压为v1，上述结构光投射装置处于工作状态时上述电源装置的输出电压为v2，满足如下关系：
[0033][0034][0035]
根据本技术的一种具体实施例，上述第一分压器件包括第一电阻，上述第二分压器件包括第二电阻，上述第三分压器件包括第三电阻。当然，上述第一分压器件以及上述第二分压器件并不限于上述的电阻，其还可以包括现有技术中任意可行的负载。
[0036]
本领域技术人员可以选择现有技术中任意合适的开关设备作为上述的开关器件，如mos 管、三极管、bjt管以及j型场效应管等晶体管，根据本技术的另一种具体实施例，上
述开关器件包括mos管，上述mos管的源极或者漏极与上述第一分压器件的第二端电连接，上述 mos管的漏极或者源极接地，上述mos管的栅极与上述处理器电连接。
[0037]
一种具体的实施例中，上述第一分压器件为第一电阻，上述第二分压器件为第二电阻，上述开关器件为nmos管。当然，上述第一分压器件以及上述第二分压器件中的电阻也并不限于上述的一个电阻，其还可以分别包括多个串并联的电阻。
[0038]
根据本技术的又一种具体实施例，如图1所示，上述结构光的驱动电路还包括第一电感 110以及第一电容120，上述第一电感110的第一端与上述第一输出引脚301电连接，上述第一电感110的第二端与上述第一输入引脚401电连接；上述第一电容120的第一端与上述第一电感110的第二端电连接，上述第一电容的第二端接地。上述第一电感可以用于稳定上述电源装置的输出电流以及抑制电磁波干扰；上述第一电容可避免上述电源装置与参考地之间的高频干扰阻抗，过滤无用信号。
[0039]
一种具体的实施例中，如图1所示，上述电源装置30还包括第二输入引脚303，上述驱动器40还包括第四输出引脚406，上述结构光的驱动电路还包括第二电感130以及第二电容 140，上述第二电感130的第一端与上述第一输入引脚401电连接，上述第二电感130的第二端与上述第四输出引脚406电连接，上述第二电容140的第一端与上述第二输入引脚303电连接，上述第二电容140的第二端接地。上述第二电容可避免从上述电第二输入引脚进入的电流与参考地之间的高频干扰阻抗，过滤无用信号，上述第二电感起滤波作用。
[0040]
一种具体的实施例中，上述泛光灯处于工作状态时上述电源装置的输出电压v1为3.6v，上述结构光投射装置处于工作状态时上述电源装置的输出电压v2为3v或者更低，上述电源装置的上述反馈引脚对应的基准电压v
ref
为0.6v，上述电源装置的输出电压用vcc表示，则如图2所示，当上述泛光灯10处于工作状态时，vcc＝v1，当上述结构光投射装置20处于工作状态时，vcc＝v2，上述图像传感器输出的选通脉冲信号strobe信号的时序图如图2所示，选通脉冲信号分成两路，一路送到上述驱动器来控制驱动器的开关状态；一路送到上述处理器，上述处理器根据收到的选通脉冲信号生成gpio(general purpose input/output，通用型之输出输入)信号以及上述i2c信号，并将上述gpio信号发送给开关器件，将上述i2c信号发送给驱动器的i2c总线接口，上述gpio信号以及上述i2c信号的时序图如图2所示，当gpio信号为高时，上述开关器件导通，上述第一电阻与上述第二电阻并联，上述电源装置输出电压当gpio信号为低时，上述开关器件关闭，上述第一电阻不连入电源装置的输出端，上述电源装置输出电压
[0041]
按照以及计算得到r1＝200kω，r2＝49.9kω，r3＝200kω。
[0042]
具体地，如图1以及图2所示，上述开关器件为nmos，当strobe信号为高且i2c信号为结构光投射装置20点亮(即20on)时，结构光投射装置20工作，此时对应gpio信号为低，开关器件关闭，上述电源装置输出电压vcc＝v2＝3.0v；当strobe信号为高且i2c信号为泛光灯10点亮(即10on)时，泛光灯10工作，此时对应gpio信号为高，开关器件导通，上述电源装
置输出电压vcc＝v1＝3.6v。
[0043]
如果不使用上述结构光的驱动电路，假设通过上述第二输入引脚输入的电压为5v，上述电源装置降压效率为90％，上述电源装置的输出电压vcc为3.0v，上述泛光灯的工作电流i1以及上述结构光投射装置的工作电流i2都为1a，上述泛光灯工作所需的电压v
led1
＝3.3v，上述结构光投射装置工作所需的电压v
led2
＝2v，那么，由于v
led1
＞vcc，上述泛光灯点亮时，上述驱动器工作在升压模式，上述驱动器升压后的电压为3.3+0.5＝3.8v，其中，0.5v为驱动器中其他器件的分压值，而由于v
led2
＜vcc，上述结构光投射装置点亮时，上述驱动器工作在通路模式。根据图3所示，上述驱动器在1a电流，3v输入电压下的转换效率为80％左右，上述泛光灯工作时，上述第二输入引脚需要的输入电流大小为结构光投射装置工作时，上述第二输入引脚需要的输入电流大小而使用本技术的上述结构光的驱动电路时，上述泛光灯工作时，上述电源装置的输出电压自动调整到3.6v，上述驱动器工作在通路模式，上述第二输入引脚需要的输入电流大小结构光投射装置工作时，上述电源装置输出电压自动调整到3.0v，上述驱动器工作在通路模式，上述第二输入引脚需要的输入电流大小1a驱动电流下，使用上述结构光的驱动电路，5v端输入峰值电流可以降低0.25a，驱动电流越大，峰值电流降低越多，同时峰值功耗降低5
×
0.25＝1.25w，按照5％占空比计算，平均功耗降低62.5mw。
[0044]
根据本技术的一种具体实施例，上述驱动器为恒流驱动器。由于上述泛光灯以及上述结构光投射装置为led(light emitting diode，发光二极管)，上述led是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因此在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，上述恒流驱动器可保证上述泛光灯以及上述结构光投射装置可靠性较高，亮度以及色度的一致性，以及使上述泛光灯以及上述结构光投射装置使用寿命更长。
[0045]
根据本技术的另一种典型的实施例，提供了一种结构光系统，上述结构光系统包括结构光以及上述结构光的驱动电路，其中，上述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置。
[0046]
上述结构光系统，包括结构光以及上述结构光的驱动电路，其中，上述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置。相比现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，本技术上述的结构光的驱动电路，上述处理器通过控制上述开关器件的开关状态来控制上述第一分压器件是否接入上述电源装置的输出端，以使得上述电源装置分别输出满足上述泛光灯工作需求的第一电压以及满足结构光投射装置工作需求的第二电压，从而保证了上述驱动器的功耗较小。
[0047]
根据本技术的一种具体实施例，上述结构光系统还包括图像传感器，上述图像传感器与上述结构光的驱动电路的处理器以及驱动器分别电连接。
[0048]
在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0049]
从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
[0050]
1)、本技术上述的结构光的驱动电路，上述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置，上述结构光的驱动电路包括电源装置、驱动器、第一分压器件、第二分压器件、开关器件、第三分压器件以及处理器，其中，上述第二分压器件的第一端与上述第一分压器件的第一端以及上述反馈引脚分别电连接，上述第二分压器件的第二端接地；上述开关器件包括三个端子，上述开关器件的第一端与上述第一分压器件的第二端电连接，上述开关器件的第二端接地；上述第三分压器件的第一端与上述第一输出引脚电连接，上述第三分压器件的第二端分别与上述第一分压器件的第一端以及上述第二分压器件的第一端电连接；上述处理器与上述开关器件的第三端电连接，上述处理器用于控制上述开关器件的开关状态。相比现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，本技术上述的结构光的驱动电路中，上述处理器通过控制上述开关器件的开关状态来控制上述第一分压器件是否接入上述电源装置的输出端，以使得上述电源装置分别输出满足上述泛光灯工作需求的第一电压以及满足结构光投射装置工作需求的第二电压，从而保证了上述驱动器的功耗较小。
[0051]
2)、本技术上述的结构光系统，包括结构光以及上述结构光的驱动电路，其中，上述结构光包括泛光灯以及结构光投射装置。相比现有技术中双路驱动结构光投射装置和泛光灯的驱动器的功耗较高的问题，本技术上述的结构光的驱动电路，上述处理器通过控制上述开关器件的开关状态来控制上述第一分压器件是否接入上述电源装置的输出端，以使得上述电源装置分别输出满足上述泛光灯工作需求的第一电压以及满足结构光投射装置工作需求的第二电压，从而保证了上述驱动器的功耗较小。
[0052]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。