驱动电路、散射件、光源装置及投影仪的制作方法

1.本公开涉及激光投影技术领域，具体地，涉及一种驱动电路、散射件、光源装置及投影仪。


背景技术：

2.激光投影显示技术，能够最真实地再现客观世界丰富、绚丽的色彩，提供震撼的表现力，其中，消除散斑是激光投影技术中比较热门的研究课题，其原理主要通过降低激光在空间和时间上的相干性，现有的激光消斑装置中在光路的不同位置设置多组扩散片，以达到消散斑的效果。
3.扩散片分为静态扩散片和动态扩散片(dynamic optical diffuser)，现有的动态扩散片多为旋转型的扩散轮形式，其原理为单位时间内多个独立散斑图案的叠加，在转速一定的情况下，增加单位时间内扩散片的随机相位数量，即可获得更好的消斑效果。靠近激光光源的扩散片用于消除更小的光斑，所需要的扩散片的尺寸越小，但是，针对旋转型的扩散轮，小尺寸扩散片提供的随机相位少，消斑效果差。另外，增大扩散轮的尺寸需配合尺寸较大的旋转轮，实际应用到的面积有限，无法实现扩散片应用面积的最大化，同时整个扩散轮的传动结构也比较庞大。因此，针对旋转型扩散轮，相应尺寸的扩散片不能提供相应数量的随机相位，消斑效果大打折扣。


技术实现要素：

4.为了克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种驱动电路、散射件、光源装置及投影仪。
5.第一方面，本公开提供一种驱动电路，应用于动态扩散组件，所述动态扩散组件包括光学扩散片，所述驱动电路包括：
6.检测元件和控制模块；
7.其中，所述检测元件，与所述控制模块连接，用于检测所述光学扩散片的运动，并向所述控制模块发送运动信号；
8.所述控制模块，与所述动态扩散组件连接，用于根据所述运动信号控制所述光学扩散片运动。
9.可选地，所述控制模块包括控制器和控制电路；
10.其中，所述控制器，与所述检测元件连接，用于根据所述运动信号生成第一控制信号；
11.所述控制电路，分别与所述动态扩散组件和所述控制器连接，用于对所述第一控制信号进行数模转换和放大处理，得到第二控制信号，并根据所述第二控制信号控制所述光学扩散片运动。
12.可选地，所述控制电路包括数模转换器和运算放大器；
13.其中，所述数模转换器，与所述控制器连接，用于对所述第一控制信号进行数模转
换并得到第一转换信号；
14.所述运算放大器，分别与所述动态扩散组件和所述数模转换器连接，用于对所述第一转换信号进行放大处理，得到第二控制信号，并根据所述第二控制信号控制所述光学扩散片运动。
15.可选地，所述控制器包括控制芯片和模数转换器；
16.其中，所述模数转换器，与所述检测元件连接，用于对所述运动信号进行模数转换并得到第二转换信号；
17.所述控制芯片，分别与所述模数转换器和所述控制电路连接，用于根据所述第二转换信号，生成所述第一控制信号。
18.可选地，所述驱动电路还包括设置在所述检测元件与所述模数转换器之间的滤波器；
19.其中，所述滤波器，用于对所述运动信号进行滤波；
20.所述模数转换器，用于对所述滤波器滤波后所得的运动信号进行模数转换。
21.可选地，所述检测元件包括第一方向检测单元和第二方向检测单元；
22.其中，所述第一方向检测单元，与所述控制模块连接，用于检测所述光学扩散片在第一方向上的运动，并向所述控制模块发送第一方向运动子信号；
23.所述第二方向检测单元，与所述控制模块连接，用于检测所述光学扩散片在第二方向上的运动，并向所述控制模块发送第二方向运动子信号；
24.所述控制模块，用于根据所述第一方向运动子信号和/或所述第二方向运动子信号，控制所述光学扩散片在所述第一方向和所述第二方向上的运动。
25.第二方面，本公开提供一种散射件，包括动态扩散组件和根据本公开第一方面提供的所述驱动电路。
26.可选地，所述动态扩散组件还包括固定层、安装有所述光学扩散片的移动层、驱动部，其中，所述检测元件设置在所述固定层上；
27.其中，所述驱动部包括通电线圈以及驱动磁铁，所述驱动磁铁与所述通电线圈中的一者设置在所述移动层上，另一者设置在所述固定层上，所述驱动磁铁与所述通电线圈相对设置，所述控制模块与所述通电线圈相连接。
28.第三方面，本公开提供一种光源装置，包括激光器、缩束组件、匀光组件、以及设置在所述缩束组件和所述匀光组件之间的散射件，所述散射件为本公开第二方面提供的所述散射件。
29.第四方面，本公开提供一种投影仪，包括本公开第三方面提供的所述光源装置。
30.在上述技术方案中，应用于动态扩散组件的驱动电路包括检测元件和控制模块。其中，动态扩散组件包括光学扩散片；检测元件，与控制模块连接，用于检测光学扩散片的运动，并向控制模块发送运动信号；控制模块，与动态扩散组件连接，用于根据运动信号控制光学扩散片运动。其中，控制模块根据检测元件检测到的光学扩散片的运动信号，反向控制光学扩散片的运动，可见，控制模块和检测元件构成反馈回路，这样，可以产生更多的运动模式，从而实现光学扩散片的伪随机振动，由此，能够在较小的光学扩散片尺寸下，提供足够多的随机相位，达到更好地消除散斑的效果。
31.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
32.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
33.图1是本公开一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
34.图2是本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件的结构示意图；
35.图3是本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件的爆炸图；
36.图4是本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件运动方式的示意图；
37.图5是本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件的俯视图；
38.图6是图5中本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件a-a截面的剖视图；
39.图7是图5中本公开另一示例性实施方式提供的动态扩散组件a-a截面的剖视图；
40.图8是本公开一示例性实施方式提供的动态扩散组件的局部放大图；
41.图9是本公开另一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
42.图10是本公开另一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
43.图11是本公开另一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
44.图12是本公开另一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
45.图13是本公开另一示例性实施方式提供的驱动电路的结构示意图；
46.图14是本公开一示例性实施方式提供的光源装置的结构示意图；
47.图15是本公开一示例性实施方式提供的光源装置的结构示意图。
48.附图标记说明
49.1-固定层，10-底座，101-安装槽，11-柔性电路板，2-移动层，20-支座， 201-安装孔，202-支撑部，203-避让槽，204-卡槽，23-光学扩散片，3-驱动部，31-通电线圈，32-驱动磁铁，321-磁铁单体，5-弹性支撑件，6-连接片， 60-u形开口，7-检测元件，71-第一方向检测单元，72-第二方向检测单元， 100-控制器，110-控制芯片，120-模数转换器，200-控制电路，210-数模转换器，220-运算放大器，400-滤波器，500-激光器，600-缩束组件，700-匀光组件，800-散射件，900-准直件，1000-控制模块，10000-驱动电路。
具体实施方式
50.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
51.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”通常是指在本公开提供的光学扩散片正常使用的情况下定义的，具体可参考图6和图7所示的图面方向，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。此外，下面的描述涉及附图时，不同附图中的同一附图标记表示相同或相似的要素。
52.本公开提供一种驱动电路，应用于动态扩散组件，其中，动态扩散组件包括光学扩散片。如图1所示，该驱动电路10000包括检测元件7和控制模块1000。
53.其中，检测元件7，与控制模块1000连接，用于检测光学扩散片23的运动，并向控制模块1000发送运动信号。
54.控制模块1000，与动态扩散组件连接，用于根据运动信号控制光学扩散片23运动。
55.另外，上述驱动电路还包括电源(图中未示出)，其中，该电源，分别与控制模块
1000和检测元件7连接，用于为二者供电。
56.在上述技术方案中，应用于动态扩散组件的驱动电路包括检测元件和控制模块。其中，动态扩散组件包括光学扩散片；检测元件，与控制模块连接，用于检测光学扩散片的运动，并向控制模块发送运动信号；控制模块，与动态扩散组件连接，用于根据运动信号控制光学扩散片运动。其中，控制模块根据检测元件检测到的光学扩散片的运动信号，反向控制光学扩散片的运动，可见，控制模块和检测元件构成反馈回路，这样，可以产生更多的运动模式，从而实现光学扩散片的伪随机振动，由此，能够在较小的光学扩散片尺寸下，提供足够多的随机相位，达到更好地消除散斑的效果。
57.如图2和图3所示，上述动态扩散组件包括固定层1、安装有光学扩散片23的移动层2、驱动部3，其中，上述检测元件7设置在固定层1上。驱动部3可以为驱动移动层2运动的任意适当结构，例如齿轮齿条机构、滚珠丝杠机构、直线电机等。上述控制模块1000，用于根据运动信号控制驱动部 3驱动移动层2相对于固定层1运动，从而实现光学扩散片23运动控制。示例地，上述控制模块1000，可以根据运动信号控制驱动部3驱动移动层2 分别沿第一方向和第二方向相对于固定层1运动，其中，第一方向和第二方向均平行于光学扩散片23。
58.这里，需要说明的是，第一方向和第二方向可以为在光学扩散片所在平面内互成任意夹角的两个方向，例如，下文中将以第一方向和第二方向相互垂直为例展开详细介绍。如图4所示，第一方向可以为x向，第二方向可以为y向，移动层2可以沿第一方向和第二方向同时相对于固定层1运动。
59.下面针对上述动态扩散组件的具体结构进行详细说明。具体来说，如图 4和图5所示，固定层1和移动层2可以分别构造为方形片状结构，驱动部3布置在方形片状结构的边部，且方形片状结构相邻的两条边的延伸方向分别为第一方向和第二方向，这样，驱动部3沿对应的运动方向布置，不会对移动层2的运动产生干涉和止挡，能够保证两个方向运动的流畅性。
60.为保证对移动层2的驱动作用，驱动部3包括设置于固定层1和移动层 2之间的多组，多组驱动部3分别沿方形片状结构的每条边布置，其中，上述控制模块1000，用于根据运动信号控制沿第一方向驱动移动层2的多组驱动部同步动作，控制沿第二方向驱动移动层2的多组驱动部同步动作。即，在本实施方式中，设置有四组驱动部3，且分别布置在方形片状结构的每条边上，控制模块1000控制相对两条边上的驱动部3同步动作，驱动移动层2 沿x向运动的多组驱动部同时动作，驱动移动层2沿y向运动的多组驱动部同时动作，增大对移动层2的驱动力，使移动层2相对于固定层1的运动更加顺畅。
61.驱动部3可以为任意适当机构。驱动部3包括通电线圈31以及驱动磁铁32，驱动磁铁32与通电线圈31中的一者设置在移动层2上，另一者设置在固定层1上，驱动磁铁32与通电线圈31相对设置，控制模块1000与通电线圈31相连接。
62.在本实施方式中，如图3所示，固定层1包括底座10和固定在底座10 上的柔性电路板11(flexible printed circuit，fpc)，通电线圈31固定在柔性电路板11上，驱动磁铁32固定在移动层2上，上述控制模块1000与通电线圈31相连接。具体地，以图6中所示的布置方式为例，通电线圈31左侧的电流沿纸面向里，右侧的电流沿纸面向外，根据左手定则，通电线圈31 受到的洛伦兹力的方向向左，由于固定层1固定不动，则驱动磁铁32受到的洛伦兹力的反作用力的方向向右，则驱动部3驱动移动层2沿x向向右运动，当改变通电线圈31内的
magneto resistance，tmr)，当驱动磁铁32采用多磁极永磁铁时，检测元件7可以为线性霍尔传感器，此时，上述运动信号为磁场角度。另外，上述检测元件7还可以为位移传感器，此时，上述运动信号为移动层2的位移。
70.具体地，如图6和图7所示，底座10的顶壁上形成有安装槽110，检测元件7位于安装槽101内且固定在柔性电路板11的底壁上，既不会占用z 向上的安装空间，同时检测元件7固定在驱动磁铁32的正下方，能够保证其获取驱动磁铁32位置信息的准确性。更具体地，检测元件7可以采用表面组装技术(surface mount technology)固定在柔性电路板11的底壁上，无需在柔性电路板11上开设插装孔，直接将检测元件7贴装后便可固定，操作简单方便。
71.下面针对上述驱动电路的具体结构进行详细说明。如图9所示，上述控制模块1000包括控制器100和控制电路200。
72.其中，控制器100，与检测元件7连接，用于根据光学扩散片23的运动信号生成第一控制信号；控制电路200，分别与动态扩散组件和控制器100 连接，用于对第一控制信号进行数模转换和放大处理，得到第二控制信号，并根据第二控制信号控制光学扩散片23运动。
73.具体来说，控制器100可以根据光学扩散片23的运动信号，对控制器 100的上次生成的第一控制信号进行随机调整，只要其再次生成的第一控制信号与上次生成的第一控制信号不同即可。由此，通过随机调整，实现光学扩散片的伪随机振动。
74.如图10所示，上述控制器100包括控制芯片110和模数转换器120。
75.其中，模数转换器120，与检测元件7连接，用于对检测元件7检测到的运动信号进行模数转换，并得到第二转换信号；控制芯片110，分别与模数转换器120、控制电路200连接，用于根据第二转换信号，生成第一控制信号。
76.另外，为了进一步提升消除散斑效果，如图11所示，可以在检测元件7 与模数转换器120之间设置滤波器400(例如，rc滤波器)，以滤除高频干扰，从而提升运动信号的检测精度，进而实现光学扩散片23的精确控制，以进一步提升消除散斑效果。其中，滤波器400，用于对检测元件7检测到的运动信号进行滤波；模数转换器120，用于对滤波器400滤波后所得的运动信号进行模数转换。
77.如图12所示，上述控制电路200可以包括数模转换器210和运算放大器220；其中，数模转换器210，与控制器100连接，用于对控制器100生成的第一控制信号进行数模转换，并得到第一转换信号；运算放大器220，分别与动态扩散组件中的通电线圈31和数模转换器210连接，用于对第一转换信号进行放大处理，得到第二控制信号，并根据第二控制信号控制光学扩散片23运动。
78.优选地，为了提升上述驱动电路的集成度，上述数模转换器210和运算放大器220可以集成一体。
79.另外，为了进一步提升上述驱动电路的集成度，上述控制器100、控制电路200以及电源可以均集成在印刷电路板上。
80.如图13所示，检测元件7包括第一方向检测单元71和第二方向检测单元72。
81.其中，第一方向检测单元71，与控制模块1000连接，用于检测光学扩散片23在第一方向上的运动，并向控制模块1000发送第一方向运动子信号；第二方向检测单元72，与控制模块1000连接，用于检测光学扩散片23在第二方向上的运动，并向控制模块1000发送第二方向运动子信号；控制模块 1000，用于根据第一方向运动子信号和/或第二方向运动子信
号，控制光学扩散片23在第一方向和第二方向上的运动。
82.在一种实施方式中，控制模块1000可以根据第一方向运行子信号，控制光学扩散片23在第一方向上的运动，根据第二方向运动子信号，控制光学扩散片23在第二方向上的运动。
83.在另一种实施方式中，控制模块1000可以根据第二方向运行子信号，控制光学扩散片23在第一方向上的运动，根据第一方向运动子信号，控制光学扩散片23在第二方向上的运动。
84.在又一种实施方式中，控制模块1000可以根据第一方向运动子信号和第二方向运行子信号，控制光学扩散片23在第一方向上的运动，根据第一方向运动子信号和第二方向运行子信号，控制光学扩散片23在第二方向上的运动。
85.本公开还提供一种散射件，其中，该散射件包括本公开提供的上述动态扩散组件和上述驱动电路。
86.本公开还提供一种光源装置，如图14所示，该光源装置包括激光器500、缩束组件600、匀光组件700、以及设置在缩束组件600和匀光组件700之间的散射件800，其中，散射件800为本公开提供的上述散射件，缩束组件 600可以为一组伽利略架构望远镜，物镜为弯月正透镜，次镜为双凹负透镜。匀光组件700可采用复眼透镜或匀光棒。另外，在本公开中，如图15所示，散射件800和匀光组件700之间还可以设置准直件900，准直件900可以采用一片或一组聚光透镜，该光源装置能够充分利用光学扩散片23上所有位置的不同的相位发散角，在相同的尺寸下提供更好地消散斑效果。
87.另外，本公开还提供一种投影仪，该投影仪包括本公开提供的上述光源装置。
88.需要说明的是，上述驱动电路除了可以用于光源装置外，还可以应用于振镜、马达、音频线圈保护等。
89.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
90.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
91.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。