一种能投影图像和视频的汽车前照灯系统的制作方法

本发明涉及一种汽车前照灯，特别涉及一种能投影图像和视频的汽车前照灯系统。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，对汽车配置的需求也越来越高，汽车不再只是作为一个代步工具，也是出门时可供消遣和娱乐的设备之一。一方面目前大部分汽车能够通过蓝牙或usb连接手机设备，实现音频的传递。在车辆行驶过程中，乘客可以听想听的音乐，也为接听电话提供了安全保障。但通过usb或者蓝牙连接汽车中控，只能播放音频，无法做到图像和视频的传递，无法满足消费者的实际需求。在人们使用汽车的过程中，除有使用汽车播放音频的需求外，还有使用汽车播放影像的需求。例如：一家人去郊外游玩，在车内休息时想看场电影或者郊游录像等。因此，如何实现车载家庭影院成为需要解决的问题。

中国专利公开号cn108327652a，公开日2018年7月27日，发明创造的名称为一种以汽车挡风玻璃作为显示器的微型车载影院，该申请案公开了一种以汽车挡风玻璃作为显示器的微型车载影院，包括含显示屏的前挡风玻璃和控制器，控制器安装在中控台上，还包括有立体音响，立体音响安装在汽车内的多个角落，控制器分别连接前挡风玻璃上的显示屏和立体音响，显示屏由光伏显示屏、塑胶层、钢化玻璃层和透明光伏发电薄膜组成。其不足之处是将风挡玻璃作为显示，风挡玻璃是不规则的自由曲面，将其作为显示屏，不仅制造难度较大，且对于不同车型，图像畸变难以控制；一般情况下，前排人员与风挡玻璃距离不到1m，不仅影响观影效果，也会造成视觉疲劳。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于解决上述现有技术存在的风挡玻璃作为显示屏图像畸变难以控制，容易造成视觉疲劳的问题，提供了一种能投影图像和视频的汽车前照灯系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能投影图像和视频的汽车前照灯系统，包括前照灯灯体、汽车中央控制器、声音播放装置以及投影介质；所述汽车中央控制器汽车中央控制器接收图片或视频信号，将接收到的图片或视频信号转化为光信号和音频信号，光信号经前照灯投影在投影介质上，音频信号通过声音播放装置传递声音信号。

作为优选，所述灯体与一配光镜组合成一个封闭腔体；所述封闭腔体内设有：dlpc控制板；用于发出光源或图像的dlp投影装置；以及用于调节光源或图像角度的调节装置；所述dlpc控制板固定在灯体上，与dlp投影装置电连接，dlpc控制板将接收到的图片或视频信号进行信号转化，为投影装置提供电信号和数字信号；所述调节装置与灯体连接。

作为优选，dlp投影装置包括三组光源组件：第一组光源组件，第二组光源组件以及第三组光源组件，第一组光源组件发出蓝光，第二组光源组件发出绿光，第三组光源组件发出红光；dlp投影装置还包括第一二向色镜、第二二向色镜、第一透镜组、棱镜、dmd板以及第二透镜组；第一二向色镜设置用于反射绿光，透射蓝光，第二二向色镜用于反射红光、透射蓝光和绿光；第一透镜组包括：第一复眼透镜、第二复眼透镜以及中间透镜，第一复眼透镜、第二复眼透镜以及中间透镜依次设置在第二二向色镜与棱镜之间，蓝色led发出的光依次经第一二向色镜、第二二向色镜的折射后穿过第一透镜组打到棱镜上；绿色led发出的光经第一二向色镜折射，第二二向色镜反射后穿过第一透镜组打到棱镜上；红色led发出的光经第二二向色镜反射后穿过第一透镜组打到棱镜上；打在棱镜上的光反射到dmd板上，经dmd板反射后，穿过棱镜和第二透镜组后打在投影介质上。

作为优选，所述调节装置包括：用于固定dlp投影装置的dlp投影装置支架，dlp投影装置固定在dlp投影装置支架的一侧；用于实现光源或图像左右调节的第一调节装置；以及用于实现光源或图像上下调节的第二调节装置；所述第一调节装置和第二调节装置均设置在dlp投影装置的相对侧，与dlp投影装置支架连接。

作为优选，所述dlp投影装置支架包括支撑点o、调节点m以及调节点n，以dlp投影装置的发光中心作为坐标原点，x正方向表示车辆行驶方向，y正方向表示驾驶员右侧，z正方向表示向天侧；

所述支撑点o布置在yz正方向上，支撑点o处设有球头座，球头座与dlp投影装置支架之间固定连接；球头座通过球头螺钉与灯体固定连接；

所述调节点n位于z正方向，y负方向上，第一调节装置通过一第一电机球头卡件与dlp投影装置支架进行连接，连接点位于所述调节点n处；第一调节装置包括第一步进电机和第一电机支架；所述第一步进电机安装在第一电机支架上，第一电机支架与灯体固定连接；第一步进电机的电机轴端部与第一电机球头卡件进行卡接；

所述调节点m位于y正方向，z负方向上，第二调节装置通过一第二电机球头卡件与dlp投影装置支架进行连接，连接点位于所述调节点m处；第二调节装置包括第二步进电机和第二电机支架；所述第二步进电机安装在第二电机支架上，第二电机支架与灯体固定连接；第二步进电机的电机轴端部与第二电机球头卡件进行卡接。

作为优选，所述第一电机支架通过第一调节螺钉与灯体固定，当手动转动第一调节螺钉时，第一电机支架带动第一步进电机随螺纹在x方向上前后运动；当第一步进电机运转时，电机轴在x方向上来回伸缩，撑起第一电机球头卡件在x方向上前后运动，从而实现dlp投影装置绕om连线旋转，使光源或图像左右调节；所述第二电机支架通过第二调节螺钉与灯体固定，当手动转动第二调节螺钉时，第二电机支架带动第二步进电机随螺纹在x方向上前后运动；当第二步进电机运转时，电机轴在x方向上来回伸缩，撑起第二电机球头卡件在x方向上前后运动，从而实现dlp投影装置绕on连线旋转，使光源或图像上下调节。

作为优选，所述汽车中央控制器汽车中央控制器包括存储单元、处理器、音频输出模块、外部信号传输模块、互联网模块、视频信号转换模块以及电机控制模块；所述处理器与存储单元连接，将数据存储在存储单元中；所述处理器与音频输出模块连接，音频输出模块与声音播放装置连接，将提取的音频信号通过声音播放装置进行传播；所述处理器通过外部信号传输模块、互联网模块接收外部图片或视频信号；所述处理器通过视频信号转换模块与所述dlpc控制板电连接，通过视频信号转换模块将图片或视频信号传递给dlpc控制板；所述处理器与电机控制模块连接，输出电机控制信号至第一步进电机和第二步进电机。

本发明的实质性效果：本发明使得前照灯不再只是用于照明和传递信号所用，还能作为投影设备，为人们提供娱乐效果。人坐在车辆，开启投影模式，即可实现观影，使得户外观影变得简单方便。

附图说明

图1为本发明的一种系统结构框图。

图2为本发明的一种前照灯内部构造示意图。

图3为本发明的一种dlp投影装置内部结构示意图。

图4为本发明的一种dlp投影装置和dlp投影装置支架的位置关系图。

图5为本发明的一种调节装置与dlp投影装置支架连接的a向视图。

图6为本发明的一种dlpc控制板的信号处理电路。

图7为本发明的一种工作状态示意图。

图中：1、前照灯，1-1、dlpc控制板，1-2、dlp投影装置，1-3、调节装置，1-3-1、dlp投影装置支架，1-3-2、第一调节装置，1-3-3、第二调节装置，1-4、灯体，1-5、配光镜，1-3-2-1、第一电机球头卡件，1-3-2-2、第一步进电机，1-3-2-3、第一电机支架，1-3-2-4、第一调节螺钉，1-4-1、球头座，1-4-2，球头螺钉，2、汽车中央控制器，2-1、存储单元，2-2、处理器，2-3、音频输出模块，2-4、外部信号传输模块，2-5、互联网模块，2-6、视频信号转换模块，2-7、电机控制模块，3、声音播放装置，4、投影介质，5、个人设备，7、光线。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

一种能投影图像和视频的汽车前照灯系统，包括前照灯灯体1-4，汽车中央控制器2、声音播放装置3以及投影介质4：汽车中央控制器2接收图片或视频信号，将接收到的图片或视频信号转化为光信号和音频信号，光信号经前照灯1投影在投影介质4上，音频信号通过声音播放装置3传递声音信号，整个系统如图1所示。投影介质4可以是光滑的白色墙壁，也可以是带支架的投影幕布。声音播放装置3可以是车载音响也可以是外部音响。

如图2所示，灯体1-4与一配光镜1-5组合成一个封闭腔体，对前照灯1内部零部件起保护作用，灯体1-4上设有胶槽，与配光镜1-5通过胶粘接。封闭腔体内设有：dlpc控制板1-1；用于发出光源或图像的dlp投影装置1-2；以及用于调节光源或图像角度的调节装置1-3。dlpc控制板1-1固定在灯体1-4上，与dlp投影装置1-2电连接，为投影装置提供电信号和数字信号；调节装置1-3与灯体1-4连接。

如图3所示，dlp投影装置1-2包括三组光源组件：蓝色光源组件、绿色光源组件、红色光源组件、光源支架、第一二向色镜、第二二向色镜、色镜支架、第一复眼、第二复眼、中间透镜、棱镜、dmd板、dmd散热器、dmd支架、透镜支架、第一透镜、第二透镜。其中蓝色光源组件包括散热器、蓝色led、pcb板、透镜；绿色光源组件包括散热器、绿色led、pcb板、透镜；红色光源组件包括散热器、红色led、pcb板、透镜；其中透镜通过卡扣安装在光源支架上，pcb固定在散热器上，散热器通过螺钉固定在光源支架上；第一二向色镜通过卡扣固定在色镜支架和光源支架上，该色镜可以反射绿光，能透射蓝光；第二二向色镜过卡扣固定在色镜支架和光源支架上，该色镜可以反射红光、透射蓝光和绿光；第一复眼透镜、第二复眼透镜和中间透镜分别通过卡扣固定在光源支架上；复眼透镜的作用是获得高的光利用率和大面积的均匀照明；光线7通过复眼透镜和中间透镜打到棱镜上，反射到dmd板上，再通过dmd板反射，通过棱镜和第一透镜，第二透镜，最后打在幕布上；dmd板固定在dmd散热器上，dmd散热器固定在dmd支架上；棱镜通过卡扣固定在dmd支架上；第一透镜和第二透镜分别通过卡扣固定在透镜支架上。rgb色彩通过色彩混合，光的相互叠加，可以形成约1678万种颜色，最亮的是白色，最暗的是黑色。当开启照明模式时，dmd芯片只能反射白光，而当开启投影模式时，可以体现任何色彩。透镜支架与dlp投影装置支架1-3-1采用螺钉固定，实现了dlp投影装置1-2与dlp投影装置支架1-3-1的固定连接。

如图4、图5所示，调节装置1-3包括：用于固定dlp投影装置1-2的dlp投影装置支架1-3-1，dlp投影装置1-2固定在dlp投影装置支架1-3-1的一侧；用于实现光源或图像左右调节的第一调节装置1-3-2；以及用于实现光源或图像上下调节的第二调节装置1-3-3；第一调节装置1-3-2和第二调节装置1-3-3均设置在dlp投影装置1-2的相对侧，与dlp投影装置支架1-3-1连接。第一调节装置1-3-2和第二调节装置1-3-3结构一样，只是根据空间布置尽量紧凑的要求，在安装方向上略有不同。

dlp投影装置支架1-3-1包括支撑点o、调节点m以及调节点n，以dlp投影装置1-2的发光中心作为坐标原点，x正方向表示车辆行驶方向，y正方向表示驾驶员右侧，z正方向表示向天侧。支撑点o布置在四角中yz正方向上，包括有球头座1-4-1和球头螺钉1-4-2，球头座1-4-1与dlp投影装置支架1-3-1之间通过螺钉固定连接；球头螺钉1-4-2一端与球头座1-4-1通过球头卡接，另一端与灯体1-4通过螺纹固定。调节点n位于z正方向，y负方向上，第一调节装置1-3-2通过一第一电机球头卡件1-3-2-1与dlp投影装置支架1-3-1进行连接，连接点位于调节点n处；第一调节装置1-3-2包括第一步进电机1-3-2-2和第一电机支架1-3-2-3；第一步进电机1-3-2-2安装在第一电机支架1-3-2-3上，第一电机支架1-3-2-3与灯体1-4固定连接；第一步进电机1-3-2-2的电机轴端部与第一电机球头卡件1-3-2-1进行卡接；调节点m位于y正方向，z负方向上，第二调节装置1-3-3通过一第二电机球头卡件与dlp投影装置支架1-3-1进行连接，连接点位于调节点m处；第二调节装置1-3-3包括第二步进电机和第二电机支架；第二步进电机安装在第二电机支架上，第二电机支架与灯体1-4固定连接；第二步进电机的电机轴端部与第二电机球头卡件进行卡接。dlp投影装置支架1-3-1大致呈四变形，当调节点n调节时，dlp投影装置1-2及dlp投影装置支架1-3-1等绕om连线旋转，实现了dlp投影装置1-2的左右调节；当调节点m调节时，dlp投影装置1-2及dlp投影装置支架1-3-1等绕on连线旋转，实现了dlp投影装置1-2的上下调节。

第一电机支架1-3-2-3通过第一调节螺钉1-3-2-4与灯体1-4固定，当手动转动第一调节螺钉1-3-2-4时，第一电机支架1-3-2-3带动第一步进电机1-3-2-2随螺纹在x方向上前后运动；当第一步进电机1-3-2-2运转时，电机轴在x方向上来回伸缩，撑起第一电机球头卡件1-3-2-1在x方向上前后运动，从而实现dlp投影装置1-2绕om连线旋转，使光源或图像左右调节。第一电机支架1-3-2-3两侧设有第一卡筋，灯体1-4上设有与第一卡筋相配合的第一滑槽，第一卡筋与第一滑槽相配合，加固第一电机支架1-3-2-3与灯体1-4的连接。

第二电机支架通过第二调节螺钉与灯体1-4固定，当手动转动第二调节螺钉时，第二电机支架带动第二步进电机随螺纹在x方向上前后运动；当第二步进电机运转时，电机轴在x方向上来回伸缩，撑起第二电机球头卡件在x方向上前后运动，从而实现dlp投影装置1-2绕on连线旋转，使光源或图像上下调节。第二电机支架两侧设有第二卡筋，灯体1-4上设有与第二卡筋相配合的第二滑槽，第二卡筋与第二滑槽相配合，加固第二电机支架与灯体1-4的连接。

汽车中央控制器2包括存储单元2-1、处理器2-2、音频输出模块2-3、外部信号传输模块2-4、互联网模块2-5、视频信号转换模块2-6以及电机控制模块2-7。处理器2-2与存储单元2-1连接，将数据存储在存储单元2-1中；处理器2-2与音频输出模块2-3连接，音频输出模块2-3与声音播放装置3连接，将提取的音频信号通过声音播放装置3进行传播；处理器2-2通过外部信号传输模块2-4、互联网模块2-5接收外部图片或视频信号；处理器2-2通过视频信号转换模块2-6与dlpc控制板1-1电连接，通过视频信号转换模块2-6将图片或视频信号传递给dlpc控制板1-1；处理器2-2与电机控制模块2-7连接，输出电机控制信号至第一步进电机1-3-2-2和第二步进电机。个人设备5可通过互联网模块2-5、外部信号传输模块2-4实现与处理器2-2的连接，将设备内的信息传递到汽车上，其中互联网模块2-5支持wifi连接，信号传输模块支持type-c转hdmi线和usb转hdmi/vga线等的连接。音频输出模块2-3与声音播放装置通过蓝牙或者有线连接。个人设备5可以是手机、电脑、平板、或者车载dvd。

如图6所示，dlpc板就是dlpc控制板1-1，led板就是蓝色光源组件、绿色光源组件、红色光源组件中的pcb板，dmd板上布有dmd芯片，芯片上具有几十万片微镜片。视频信号输入方式有lvds串行差分信号或hdmi信号，lvds信号经过serdes芯片解串出rgb信号,hdmi经过视频格式转换芯片解出rgb信号;rgb信号输入到dlp芯片，当dlp芯片与数字视频或图像信号、光源和投影透镜彼此协调之后，微镜片可将全数字图像投射到投影介质4上。灰度图像dlp芯片的微镜片以微型链固定，可沿dlp投影系统光源向前（on）或向后（off）倾斜，在投影面上形成或亮或暗的像素。输入半导体器件的图像比特流代码控制微镜片的接通或关闭，开关次数每秒可达几千次。当微镜片频繁接通关闭时，镜片反射浅灰色像素；呈常闭状态的微镜片反射深灰像素。通过这种方法，dlp投影系统中的微镜片可反射1,024像素的灰色阴影，将输入dlp芯片的视频或图像信号转换成层次丰富的灰度图像。mcu负责控制电源和开关机，处理can通信，控制步进电机调整dlp投影装置1-2角度，来调整图像的位置。

dlpc板主要包含电源部分，视频输入解码部分，dlpc处理器部分，led驱动和控制部分，mcu控制部分。

1.电源部分如硬件框图所示，第一级电源有一个4~40v输入dcdc，输出电压3.3v,最大电流3a,为第二级电源输入3.3v,第二级电源有3个dcdc,4个ldo；第一级电源还有一个ldo输出6v，为光电二极管供电，一个ldo输出5v,为canic供电；led驱动电路直接由12v供电，经过buck电路驱动led灯；电机驱动也由12v直接供电；

2．视频输入解码部分设计了2种输入方式：hsd接入lvds差分信号，经过serdes芯片解串rgb信号；hmdi输入经过hdmi解码芯片解出rgb信号；

3.dlpc部分处理输入的rgb信号，输出控制dmd的数字信号和控制led的pwm信号，这部分包含一个64mbitspinorflash,1gbitddr2，flash存储dlpc的启动程序，ddr2作为运行内存存储数据；

4.led驱动和控制部分有tms320f28023，led灯驱动电路；tms320f28023作为led驱动的控制器，通过spi通信接收输入的亮度白平衡信号，控制led灯电流亮度，led灯电流和亮度经过采样放大反馈到tms320f28023进行pid控制。led灯驱动电路由12v输入，经过晶体管搭的buck电路，由tms320f28023控制输出电压值，dlpc的pwm信号驱动mos管控制led灯实现pwm调光，调整led电流从而控制亮度，led电流采样反馈电路，led亮度光电管采样反馈电路，输入tms320f28023进行pid算法控制；

5．mcu控制部分有单片机和can,lin收发器，步进电机驱动。单片机处理can,lin通信，接收视频源发送的控制显示亮度的信号，经过spi发送到tms320f28023；控制步进电机驱动调节前照灯1内dlp投影模块的角度；单片机还控制电源的开关，开关机控制。

如图7所示，前照灯1具有照明和投影两种模式，当开启投影模式时，汽车被禁止运动，将无法启动油门；当关闭前照灯1的投影模式时，电机可实现光源的复位，自动进入照明模式。个人设备5可同步控制投影画面。当汽车静止并启动投影模式，根据投影场地要求或个人习惯，通过中央控制器平台选择使用左侧前照灯1或右侧前照灯1进行投影，dlp投影装置1-2发出的光线7透过透明的配光镜1-5投射到投影介质4上，可通过电机控制模块2-7调节前照灯1内dlp投影装置1-2的上下左右位置。当观众人数较少时，可以坐在车内即“c”位置进行观看，享受车内的音响和私人空间；当人数较多时，由于普通白色幕布是双面可呈现图像的，所以观众可以处在“a”位置，也可以处在“b”位置观看影片或娱乐，而音频则可以选择自带外置音响，使用蓝牙与汽车连接。条件允许时，也可以投影在较光滑的白色墙壁上，观众可以在“a”或“c”位置观看。而屏幕上图像的大小，可以根据个人喜好通过调整汽车与投影屏的远近来实现。

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。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。