CN103777443A

CN103777443A - 汽车投影显示系统

Info

Publication number: CN103777443A
Application number: CN201210402753.6A
Authority: CN
Inventors: 毕勇; 谈顺毅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明提供了一种汽车投影显示系统，包括：控制模块；光学模块，与所述控制模块耦合，对所述控制模块提供的原始图像进行光学处理后生成投影图像并将其投射至汽车的车窗玻璃以供车外的人员查看。本发明采用光学投影的方式将图像投射在车窗玻璃上，能够根据需要灵活地改变显示内容。

Description

汽车投影显示系统

技术领域

本发明涉及一种汽车投影显示系统。

背景技术

随着国民经济的发展汽车已快速普及进入人们的日常生活之中，行车安全至关重要。现有技术中，通常通过喷涂或者贴贴纸的方式在汽车车窗上显示相关信息，但这种方式使用不够灵活，无法根据实际需要实时改变显示的内容。

若能在汽车的车窗玻璃上显示行车信息，例如显示前车车速，多少距离后将会转弯等，将有利于后车观察，从而提高行车安全性，又如在汽车出现故障停靠路边时显示警示标志，方便后车避让等。此外，挡风玻璃上还可以显示一些广告信息，如许多城市的出租车后的LED广告板，以及显示一些展示车主个性化需求的图案动画，类似现在私家车车尾的贴纸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽车投影显示系统，采用光学投影的方式将图像投射在车窗玻璃上，能够根据需要灵活地改变显示内容。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车投影显示系统，包括：

控制模块；

光学模块，与所述控制模块耦合，对所述控制模块提供的原始图像进行光学处理后生成投影图像并将其投射至汽车的车窗玻璃以供车外的人员查看。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块提供的原始图像为全息图像，所述光学模块包括：

激光光源；

空间光调制器，根据所述全息图像调制所述激光光源发出的光束，还原原图像，所述原图像作为所述投影图像投射至车窗玻璃。

根据本发明的一个实施例，所述光学模块还包括：光源扩束校正模块，对所述激光光源发出的光束进行扩束和参数校正，所述空间光调制器调制扩束和参数校正后的光束以得到所述原图像。

根据本发明的一个实施例，所述光学模块还包括：与所述空间光调制器耦合、对所述空间光调制器还原的原图像进行放大和参数校正的图像放大校正模块，放大和参数校正后的原图像作为所述投影图像投射至车窗玻璃。

根据本发明的一个实施例，所述空间光调制器采用硅基液晶、数字微镜元件或液晶投影芯片实现，所述原图像为静态图像/动态图像。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块包括：

与所述激光光源相连并对其进行控制的光源控制器；

与所述空间光调制器相连并对其进行驱动控制的空间光调制器驱动器；

与所述光源控制器和空间光调制驱动器相连并对其进行控制的主控芯片。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还包括：

数据接口，从外部接收显示信息；

与所述数据接口和主控芯片相连的全息图生成器，从所述数据接口接收显示信息，将该显示信息转换为所述全息图像并传输至所述主控芯片。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还包括：

与所述主控芯片相连的存储器，其中存储有所述全息图像；

与所述主控芯片相连的数据接口，从外部接收控制信号，所述主控芯片基于该控制信号从所述存储器中选择全息图像传输至所述空间光调制器驱动器。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还包括：与所述主控芯片相连、输入/输出人机交互信息的人机交互模块。

根据本发明的一个实施例，所述投影图像投射至汽车的后窗玻璃。

根据本发明的一个实施例，所述车窗玻璃贴有将光散射的薄膜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的汽车投影显示系统中的光学模块在控制模块的控制下向车窗玻璃投射投影图像以供车外人员查看，用户可以根据需求改变控制模块提供的原始图像，其使用更加灵活方便。

进一步地，本发明实施例中控制模块可以提供全息图像，光学模块将其还原为原图像并投射至车窗玻璃，优选为投射至后窗玻璃，投射的内容例如可以是行车信息、警示信息、广告信息等。

附图说明

图1是本发明一个实施例的汽车投影显示系统的结构框图；

图2是本发明另一个实施例的汽车投影显示系统的结构框图；

图3是本发明一个实施例的控制模块的结构框图；

图4是本发明另一个实施例的控制模块的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

参考图1，在一个具体实施例中，汽车投影显示系统可以包括：控制模块11和光学模块12。其中控制模块11用于向光学模块12提供原始图像，该原始图像可以是静态的图片或者动态的影像。光学模块12与控制模块11相耦合，将控制模块11提供的原始图像投射在汽车的车窗玻璃10上以供车外的人员查看，该车窗玻璃10可以是后窗玻璃、侧窗玻璃、前窗玻璃，本实施例中优选为后窗玻璃。投射在车窗玻璃10上的内容可以是行车信息(例如前车车速，多少距离后将会转弯等)、警示标志、广告信息等。光学模块12可以包括光源(如传统光源、LED光源等)、透镜、反射镜等各种光学部件，将原始图像经过放大、调整光路等处理后产生投影图像，并采用传统的投影方式投射在车窗玻璃10上。

相比传统光源以及新型的LED光源，激光光源具有更高的亮度以及使用寿命。全息投影将普通图像转换为全息频谱信息，通过相干光源照射后的干涉衍射效应还原出原图。全息投影可以将照明光全部引导至所需区域，而非如普通投影显示技术般屏蔽不需要的光，因而使用激光的全息投影技术在显示图形符号等应用中亮度可以达到普通投影数十倍甚至上千倍，在使用小功率小体积光源的情况下即可在汽车后挡风玻璃投影出明亮的白天也可见的图案。此外，激光全息投影技术光学系统设计简单，体积较小，易于做成短焦投影，且永远合焦，不存在焦距问题，可以投影在后窗玻璃的曲面上，因而非常适合应用于汽车内投影系统。

参考图2，在另一具体实施例中，该汽车投影显示系统采用全息投影技术，控制模块25提供的原始图像是全息图像，光学模块具体可以包括：激光光源21、光源扩束校正模块22、空间光调制器23、图像放大校正模块24。

其中，激光光源21可以是一台激光器(例如532nm的绿光光源)，从而投影出单色图像；也可以包括多台具有不同波长的激光器，从而投影出彩色图像。此外，还可以对激光光源21施加控制，控制其输出功率，达到调节亮度和节约电能的目的，在功率较大时，激光光源21还可以包含散热和温控系统。

光源扩束校正模块22对激光光源11发出的光束进行扩束和参数校正，将光束的光学参数调制到预设的参数。

空间光调制器23根据控制模块25提供的全息图像调制光源扩束校正模块22输出的光束，还原出原图像，该原图像可以直接作为投影图像投射至汽车的后窗玻璃20。在本实施例中，还原出的原图像可以先由图像放大校正模块24放大和参数校正，放大和参数校正后的原图像被投射至后窗玻璃20。图像放大校正模块24可以包含以下全部或部分光学部件：透镜、棱镜、反射镜、偏振片等。

其中，空间光调制器22可以采用硅基液晶(LCOS)、数字微镜元件或液晶投影芯片实现，还原出的原图像可以是静态图像或动态图像。例如，激光光源11发出的光束经由光源扩束校正模块22扩束校正后形成所需要的光斑，该光斑照射到作为空间光调制器23的硅基液晶显示芯片上，全息图像产生干涉衍射图案，经过图像放大校正模块24放大校正后，在后窗玻璃20上形成目标图形或动画，例如实时的车速信息等。此外，后窗玻璃20上可以设置有透明的全息投影膜，增加散射，加强观看效果。

控制模块25可以采用单片机、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等来实现。

本实施例中投射至车窗玻璃的投影图像是供车外的人员查看的，因而光学模块中不需要包含远处合焦系统。此外，为了改善车外人员的查看效果，可以在车窗玻璃上贴覆将光散射的薄膜，例如散射膜或扩散膜或全息膜。

参考图3，在一个具体实施例中，控制模块可以包括：光源控制器251、空间光调制器驱动器252、主控芯片253、数据接口254、人机交互模块255以及存储器256。

其中，光源控制器251与激光光源相连，对激光光源进行控制，例如可以调节激光光源发出的光束的光强等。空间光调制器驱动器252与空间光调制器相连，对空间光调制器进行驱动控制。主控芯片253与光源控制器251和空间光调制器驱动器252相连，向光源控制器251和空间光调制器驱动器252发送控制指令，以对激光光源和空间光调制器进行调节。主控芯片253可以采用各种通用的处理器来实现，例如微控制器(MCU)，也可以采用专用的硬件电路或者模块来实现。

存储器256可以是各种适当的存储器件，例如闪存，其中可以存储有各种全息图像，全息图像中的内容例如可以是警示信息、广告信息或者用户自定义的各种信息。

数据接口254可以从外部接收控制信号，数据接口254例如可以是汽车数据接口(OBD接口)、自定义数据接口(例如USB接口、HDMI接口、串口等)。例如，主控芯片253可以通过USB接口与专用的开发板、个人电脑等设备相连，并根据从数据接口254接收到的控制信号在存储器256中选择对应的全息图像，将选中的全息图像传输至空间光调制器驱动器252，以驱动空间光调制器进行调制和投影显示。

此外，主控芯片253还与人机交互模块255相连，从而输入/输出人机交互信息。例如用户可以通过人机交互模块255与主控芯片253进行数据交互，以改变存储器256中的内容，编辑所需显示的图像、动画的内容等等。

参考图4，在另一具体实施例中，控制模块可以包括：光源控制器251、空间光调制器驱动器252、主控芯片253、数据接口254、人机交互模块255、存储器256以及全息图生成器257。

其中，光源控制器251、空间光调制驱动器252、主控芯片253、人机交互模块255与图3所示的实施例类似，这里不再重复。

数据接口254可以包含汽车数据接口(OBD接口)、自定义数据接口(例如USB接口、HDMI接口、串口等)，在本实施例中，数据接口254可以用于从外部接收显示信息，接收到的显示信息传输至全息图生成器257，由全息图生成器257将该显示信息转换为全息图像并传输至主控芯片253。例如，可以通过汽车数据接口传输汽车的时速、前方多少米出将转弯、停车抛锚等行车信息，全息图生成器257将这些行车信息转换为相应的全息图像后传输至主控芯片253进行投影显示。当然，在其他实例中，也可以通过自定义的数据接口传输其他的显示信息，例如广告信息、用户自己编辑的图片等，由全息图生成器257将这些信息转换为全息图像进行显示。

其中，全息图生成器257用于将接收到的图像信号转换为全息图像，可以采用现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、单片机或者专用集成电路(ASIC)等来实现。具体的，图像信号至全息图像的转换方法可以采用申请号为201010595976.X的中国专利申请中所描述的方法，主要包括：对目标图像进行相位分布计算，以获得第一振幅相位分布；基于所述第一振幅相位分布进行全息变换，以获得第一全息图，其中通过衍射效应能从该第一全息图像获得第一还原图像；基于所述目标图像和第一还原图像之间的像差以及所述第一振幅相位分布来确定第二振幅相位分布；基于所述第二振幅相位分布进行全息变换，以获得第二全息图像。当然，全息图生成器257也可以采用现有技术中其他适当的方法将图像信号转换为全息图像。

在图4所示的实施例中，存储器256是可选的，存储器256可以被配置为存储从数据接口254接收到的显示信息，也可以存储全息图生成器257输出的全息图像，后续可以通过数据接口254选择预存在存储器256中的全息图像输出至空间光调制器进行投影显示。

本领域技术人员应当理解，虽然在上述实例中图像被投射在后窗玻璃上，但是采用上述技术方案，可以将图像投影在侧窗玻璃、前窗玻璃等其他车窗玻璃上，甚至还可以投影在用户期望的车内任意位置处。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种汽车投影显示系统，其特征在于，包括：

控制模块；

2.根据权利要求1所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述控制模块提供的原始图像为全息图像，所述光学模块包括：

激光光源；

3.根据权利要求2所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述光学模块还包括：

光源扩束校正模块，对所述激光光源发出的光束进行扩束和参数校正，所述空间光调制器经调制扩束和参数校正后的光束以得到所述原图像。

4.根据权利要求2所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述光学模块还包括：

与所述空间光调制器耦合、对所述空间光调制器还原的原图像进行放大和参数校正的图像放大校正模块，放大和参数校正后的原图像作为所述投影图像投射至车窗玻璃。

5.根据权利要求2所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述空间光调制器采用硅基液晶、数字微镜元件或液晶投影芯片实现，所述原图像为静态图像/动态图像。

6.根据权利要求2所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述控制模块包括：

与所述激光光源相连并对其进行控制的光源控制器；

7.根据权利要求6所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

数据接口，从外部接收显示信息；

8.根据权利要求6所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

与所述主控芯片相连的存储器，其中存储有所述全息图像；

9.根据权利要求6所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述控制模块还包括：

与所述主控芯片相连、输入/输出人机交互信息的人机交互模块。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述投影图像投射至汽车的后窗或侧窗玻璃。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的汽车投影显示系统，其特征在于，所述车窗玻璃贴有将光散射的薄膜。