激光投射周期处理方法、装置和设备与流程

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及激光投射周期处理方法、装置和设备。

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(digitallightprocessing)投影、lcos(liquidcrystalonsilicon)投影和lbs(laserbeanscanning)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，lbs投影技术通过mems(微机电系统)控制激光投射。在实际应用中，进行mems驱动时需要消耗较大的电能，同时由于在mems进行扫描的时候，需要在水平方向和垂直方向同时进行扫描，需要在水平扫描频率与垂直扫描频率相匹配。

基于此，需要一种简单、有效的实现低能耗进行相匹配的水平扫描和垂直扫描的激光投射周期处理的方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供激光投射周期处理方法、装置和设备，本发明需要一种简单、有效的实现低能耗进行相匹配的水平扫描和垂直扫描的激光投射周期处理的方案。

第一方面，本发明实施例提供一种激光投射周期处理方法，包括：

获取激光设备共振频率；

基于所述激光设备共振频率，确定第一分频常数和第二分频常数；

根据所述第一分频常数，获得水平驱动信号波形；

根据所述第二分频常数，获得垂直驱动信号波形。

第二方面，本发明实施例提供一种激光投射周期处理装置，包括：

共振频率获取模块，用于获取激光设备共振频率；

控制字确定模块，用于基于所述激光设备共振频率，确定第一分频常数和第二分频常数；

第一波形获得模块，用于根据所述第一分频常数，获得水平驱动信号波形；

第二波形获得模块，用于根据所述第二分频常数，获得垂直驱动信号波形。

第三方面，一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：。

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上述第一方面中的周期处理方法。

本发明实施例提供的激光投射周期处理方法，不同的激光设备具有不同的共振频率，在驱动mems工作时，可以基于共振频率设定水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率。具体来说，在确定水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率时，可以基于共振频率的整数倍确定，在共振频率下驱动时，能够有效降低驱动功耗，在同样的驱动效果下能够更加节省电能。进一步地，将水平驱动信号频率设定为垂直驱动信号频率的整数倍，能够使得像素显示行和列能够保持同步，确保投射得到的图像中像素点不会发生位置偏移，能够有效提升显示效果。通过上述技术方案，针对不同的激光设备所具有的共振频率，设定对应的水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率，同时设定水平驱动信号频率为垂直驱动信号频率的整数倍；能够在确保激光投射效果的前提下，具有更低的驱动功耗。

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射周期处理方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种由阶梯波构成正弦波示意图；

图4为本发明实施例提供的一种有阶梯波构成的锯齿波示意图；

图5为本发明实施例提供的激光投射周期处理装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种激光投射周期处理系统的结构示意图；

图7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系统不仅包括那些要素，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系统所固有的要素。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系统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。

扫描控制系统，扫描控制系统用于输出驱动信号控制mems(微机电系统)同时在水平方向和垂直方向旋转。

mems(微机电系统)，控制反射镜会围绕水平方向和垂直方向两个轴摆动。

在该投影设备中，对mems需要一种能够获得扫描角度大、驱动功耗低、扫描电压低的驱动效果。为了解决上述问题，可以采用本发明的技术方案，具体如下：

图2为本发明实施例提供的激光投射周期处理方法的流程示意图，在本实施例中激光投射周期处理方法可以由控制芯片(比如，fpga等)来执行。该方法包括以下步骤：

步骤201：获取激光设备共振频率。

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共振频率。当然，这里所说的激光设备具有不同的共振频率是一般情况，实际当中可能会出现两台激光设备具有相同的共振频率。

步骤202：基于所述激光设备共振频率，确定第一分频常数和第二分频常数。

如前文所述可知，激光设备中的mems需要同时进行水平和垂直方向上的激光投射和扫描。这里所说的第一分频常数和第二分频常数可以分别对应为水平分频常数和垂直分频常数。这里所说的第一和第二是为了便于区分不同的控制字，并不存在顺序或大小的限制关系。

为了能够以更低功耗实现对激光设备中mems的驱动，这里所说的第一分频常数和第二频率控制字是根据激光设备共振频率确定的，以便使得水平驱动信号和垂直驱动信号能够基于共振频率进行驱动，能够减少驱动功耗。

步骤203：根据所述第一分频常数，获得水平驱动信号波形。

在实际应用中，确定分频常数之后，可以根据该第一频率控制字利用累加器和查表法，得到所需的水平驱动信号波形。具体来说，其中，m为频率控制字，fc为固定时钟频率，2ⁿ为位宽。

步骤204：根据第二分频常数，获得垂直驱动信号波形。

如前文所述，垂直驱动信号波形需要利用第二分频常数和对应的累加器，通过查表的方式，确定垂直驱动信号波形。

需要说明的是，步骤203和步骤204获取驱动信号波形不区分先后顺序，可以是同时获得，也可以先获得垂直驱动信号波形再获的水平驱动信号波形。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述基于所述激光设备共振频率，确定第一分频常数和第二分频常数，具体可以包括：基于所述激光设备共振频率、外部固定时钟频率和驱动信号字节数，确定所述第一分频常数和所述第二分频常数。

具体来说，确定所述第一分频常数和第二分频常数的方式，包括：

其中，所述kn表示频率控制字；fh表示所述激光设备共振频率；m表示所述驱动信号字节数；n表示常数；fclk表示外部固定时钟频率。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据所述第一分频常数，获得水平驱动信号波形，具体可以包括：根据第一分频常数和所述激光设备共振频率，确定水平驱动信号频率；根据所述水平驱动信号频率，查找正弦波形表；获得所述水平驱动信号波形。

如前文所述可知，在获得第一分频常数之后，利用累加器得到相应的相位码。然后由相位码寻址波形表(比如，波形存储器rom)进行相位码―幅度编码变换，再经过d/a数模变换器得到相应的组成波形，最后经过低通滤波器对组成波形进行平滑处理即可得到由频率控制字kn决定的频率可调的输出波形。例如，如图3所示由阶梯波构成正弦波示意图，假设输出的水平驱动信号波形是正弦波，那么对应的有数模转换器输出的波形为阶梯波。

在本发明的一个或者多个实施例中，根据第一分频常数和所述激光设备共振频率，确定水平时钟频率的方式，具体可以包括：fsin＝fh×ksin；其中，所述fsin表示水平驱动信号频率；fh表示激光设备共振频率；ksin表示第一分频常数。

如前文所述，水平驱动信号频率是激光设备共振频率的整数倍，因此，根据上述公式可知，水平驱动信号频率是激光设备共振频率的ksin倍。

在本发明的一个或者多个实施例中，根据所述第二分频常数，获得垂直驱动信号波形，具体可以包括：根据第二分频常数和所述激光设备共振频率，确定垂直驱动信号频率；根据所述垂直驱动信号频率，查找锯齿波形表；获得所述垂直驱动信号波形。

如前文所述可知，在获得第二分频常数之后，利用累加器得到相应的相位码。然后由相位码寻址波形表(比如，波形存储器rom)进行相位码―幅度编码变换，再经过d/a数模变换器得到相应的组成波形，最后经过低通滤波器对组成波形进行平滑处理即可得到由频率控制字kn决定的频率可调的输出波形。例如，如图4所示由阶梯波构成锯齿波示意图。假设输出的垂直驱动信号波形是锯齿波，那么对应的有数模转换器输出的波形为阶梯波。

在本发明的一个或者多个实施例中，所述根据第二分频常数和所述激光设备共振频率，确定垂直驱动信号频率的方式，具体可以包括：

fsaw＝fh×ksaw；

其中，所述fsaw表示垂直驱动信号频率；fh表示激光设备共振频率；ksaw表示第二分频常数。

在本发明的一个或者多个实施例中，还可以包括：叠加所述水平驱动信号波形和所述垂直驱动信号波形，获得累加驱动波形；其中，所述水平驱动信号波形的频率是所述垂直驱动信号波形的频率的整数倍。

为了简化对驱动信号的数模转换和滤波处理的过程，可以将水平驱动信号波形与垂直驱动信号波形进行叠加，生成一个累加驱动波形。当然，也可以不对水平驱动信号波形和垂直驱动信号波形进行叠加，采用分别单独对这两个波形进行数模转换和滤波处理。

若通过累加驱动波形进行驱动，进行驱动控制时，需要筛选出所需的驱动信号。在实际应用中，水平驱动信号频率与垂直驱动信号频率是不同的，可以根据频率选择所需的有效驱动信号，能够在满足控制需求的同时，避免各种驱动信号之间相互干扰的问题发生。需要说明的是，水平驱动信号波形的频率是垂直驱动信号波形的频率的整数倍，即，k＝fsaw/fsin，其中，k为正整数。

在本发明的一个或者多个实施例中，获得累加驱动波形之后，还可以包括：对所述累加驱动波形进行数模转换，获得模拟驱动信号；对所述模拟驱动信号进行滤波，获得输出驱动信号。

在实际应用中，若要实现对mems的驱动控制，需要将数字信号转换为模拟信号。由于转换得到的模拟信号中，包含一些干扰信号，因此可以增设滤波单元，比如低通滤波器。经过滤波得到所需的输出驱动信号。

基于同样的思路，本发明实施例还提供一种激光投射周期处理装置，如图5为本发明实施例提供的一种激光投射周期处理装置的结构示意图，所述装置包括：

共振频率获取模块51，用于获取激光设备共振频率；

控制字确定模块52，用于基于所述激光设备共振频率，确定第一分频常数和第二分频常数；

第一波形获得模块53，用于根据所述第一分频常数，获得水平驱动信号波形；

第二波形获得模块54，用于根据所述第二分频常数，获得垂直驱动信号波形。

进一步地，所述控制字确定模块52，用于基于所述激光设备共振频率、外部固定时钟频率和驱动信号字节数，确定所述第一分频常数和所述第二分频常数。

进一步地，所述第一获得模块53，用于根据第一分频常数和所述激光设备共振频率，确定水平驱动信号频率；

根据所述水平驱动信号频率，查找正弦波形表；

获得所述水平驱动信号波形。

进一步地，根据第一分频常数和所述激光设备共振频率，确定水平时钟频率的方式，包括：

fsin＝fh×ksin；

其中，所述fsin表示水平驱动信号频率；fh表示激光设备共振频率；ksin表示第一分频常数。

所述第二获得模块54，用于根据第二分频常数和所述激光设备共振频率，确定垂直驱动信号频率；

根据所述垂直驱动信号频率，查找锯齿波形表；

获得所述垂直驱动信号波形。

进一步地，根据第二分频常数和所述激光设备共振频率，确定垂直驱动信号频率的方式，包括：

fsaw＝fh×ksaw；

其中，所述fsaw表示垂直驱动信号频率；fh表示激光设备共振频率；ksaw表示第二分频常数。

进一步地，还包括：叠加所述水平驱动信号波形和所述垂直驱动信号波形，获得累加驱动波形；

其中，所述水平驱动信号波形的频率是所述垂直驱动信号波形的频率的整数倍。

进一步地，获得累加驱动波形之后，还包括：对所述累加驱动波形进行数模转换，获得模拟驱动信号；

对所述模拟驱动信号进行滤波，获得输出驱动信号。

根据前文所述可知，不同的激光设备具有不同的共振频率，在驱动mems工作时，可以基于共振频率设定水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率。具体来说，在确定水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率时，可以基于共振频率的整数倍确定，在共振频率下驱动时，能够有效降低驱动功耗，在同样的驱动效果下能够更加节省电能。进一步地，将水平驱动信号频率设定为垂直驱动信号频率的整数倍，能够使得像素显示行和列能够保持同步，确保投射得到的图像中像素点不会发生位置偏移，能够有效提升显示效果。通过上述技术方案，针对不同的激光设备所具有的共振频率，设定对应的水平驱动信号频率和垂直驱动信号频率，同时设定水平驱动信号频率为垂直驱动信号频率的整数倍；能够在确保激光投射效果的前提下，具有更低的驱动功耗。

基于同样的思路，如图6为本发明实施例提供的激光投射周期处理系统，该系统包括：第一分频器61、第二分频器62，用于对时钟信号进行分频，获得第一分频常数和第二分频常数。

这里的第一分频器61和第二分频器62与时钟信号单元连接，获取相同的时钟信号，进一步地，利用第一分频器61和第二分频器62对时钟信号进行分频，获得用于控制水平驱动和垂直驱动的控制字。

第一累加器631、第一波形表632、第二累加器641、第二波形表642，用于对根据所述第一分频常数和所述第二分频常数，输出水平驱动信号波形和垂直驱动信号波形。

由第一累加器631和第一波形表632，或有第二累加器641和第二波形表642构成直接数字式频率合成器(directdigitalsynthesizer，dds)。图6中的dac表示数模转换，lpf表示低通滤波器。

基于同样的思路，如图7所示，一种电子设备，包括：存储器71、处理器72；其中，

所述存储器71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72执行时实现如前文所述的激光投射周期处理方法。

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(系统)、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(flashram)。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(transitorymedia)，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。