CN111306505A - 一种dlp汽车智能大灯光源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车灯技术领域，尤其是一种DLP汽车智能大灯光源系统，现提出如下方案，包括两组平行设置的LED光源，两组所述LED光源的输出端设置有两组平行设置的准直光路透镜系统，两组所述准直光路透镜系统的输出端均设置有聚焦系统，两组所述聚焦系统的输出端设置同一个显示芯片DMD，两组所述LED光源发光的角度均按高斯分布在±90°的立体角范围内，两组光源照射到DMD芯片的不同区域。本发明降低设备投入成本，降低安装难度，使得光路简单、结构紧凑、不需要开模的自由曲面镜片，光路对准容易，调节方便，可大大节约研发和生产成本、生产效率，同时根据需要调整两路光线的聚焦程度，从而给调节光线投射后的图案大小，适合不同场合使用。

Description

一种DLP汽车智能大灯光源系统
技术领域
本发明涉及汽车灯技术领域，尤其涉及一种DLP汽车智能大灯光源系统。
背景技术
DLP技术是投影和显示信息的一个革命性的新方法，由美国TI公司设计和开发。其透过一块集成有上百万个像素的DMD芯片，通过数字化处理，能投射出不同分辨率的画面。一个基于DLP技术的投影系统包括显示芯片DMD和一套处理IC驱动芯片。
DLP投影机的其它元素通常包括一个光源、一个颜色管理系统、一个散热系统、照明及投影光学元件。
一个DMD芯片，可被简单描述成为一个半导体光开关。上百万个微小的反射镜片，集成在DMD芯片上，每一个镜片通过其背面的铰链结构可以独立翻转，形成数字化的图像。
目前，汽车大灯的主流技术为光源(灯泡或LED)加反射面/聚光体的工作模式，即用反射面/聚光体将光线反射出去，以达到想要的光型，该技术成熟、可靠。
但是，在采用该工作模式的汽车大灯中，一旦反射面/聚光体的结构确定，则汽车大灯的出光光型也就确定了，无法对其出光光型进行改变。
此外，由于现有光源(灯泡或LED)的输出光形是固定不变的，故采用上述工作模式的汽车大灯，是无法改变灯光在车前地面上光照区域的分布的；
现有技术采用显示芯片DMD进行光处理的时候，在聚光模组和显示芯片DMD之间加一块非球面反光镜，来进行合成，来照明DMD芯片的不同区域，这种方式的缺点：
非球面反光镜制造要求非常高，成本投入较大，同时不能进行调试，导致反射后的光线容易出现照明盲区，画面不均匀；在生产以及制造非球面反光镜的时候需要开模生产，要投入大量的成本，在安装调试的时候需要高精度安装需求，为此需要一种DLP汽车智能大灯光源系统。
发明内容
本发明提出的一种DLP汽车智能大灯光源系统，解决了现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种DLP汽车智能大灯光源系统，包括两组平行设置的LED光源，两组所述LED光源的输出端设置有两组平行设置的准直光路透镜系统，两组所述准直光路透镜系统的输出端均设置有聚焦系统，两组所述聚焦系统的输出端设置同一个显示芯片DMD，两组所述LED光源发光的角度均按高斯分布在±90°的立体角范围内，所述准直光路透镜系统将LED光源发出的光变成不发散的准直光束，聚焦系统将准直光束聚焦成光斑之后照射到显示芯片DMD上。
优选的，两组所述准直光路透镜系统由一组透镜组成，且凸透镜的外凸面位于凸透镜远离LED光源的一侧。
优选的，所述聚焦系统将准直系统准直的光束汇聚，分别对准直光路进行压缩聚焦，通过聚焦系统的光轴相对准直光路透镜系统的光轴进行偏轴，使光束通过聚焦系统后，发生偏折，实现两路LED光源照明进行融合，实现对显示芯片DMD的整体照明。
优选的，将所述聚焦系统聚焦后的光束与显示芯片DMD按照设计的角度进行旋转，使光束照射到显示芯片DMD的光束按照显示芯片DMD的照明要求的入射角度进行照明。
优选的，两路所述LED光源照明光路实现显示芯片DMD的不同区域均匀照明，通过调节聚焦系统的光轴的偏置量，对两路独立分区域照明的光束位置进行调整，使整个显示芯片DMD上实现均匀的照明。
优选的，两组所述LED光源对应的两路照明光束分别照明显示芯片DMD的左、右部分，同时保证结构上进行不发生干涉，将聚焦系统的光轴相对于准直光路透镜系统的光轴进行偏置，使光路发生偏折。
优选的，两组所述LED光源的照明系统进行合成，形成对称的光路结构，成为合成的照明系统光路，均匀显示在显示芯片DMD表面，两组所述聚焦系统的偏置量、偏置方向调节，使两组聚焦系统在显示芯片DMD表面上的照明光斑位置进行调节。
优选的，所述聚焦系统与准直光路透镜系统之间插入折转系统，对准直光路进行折转，对系统进行紧凑化设计，折转系统采用反光板。
本发明中，
通过设置的LED光源、准直光路透镜系统、聚焦系统、显示芯片DMD和折转系统，使得该设计采用两路独立照明的调光系统，将聚焦后的光轴直接照射在显示芯片DMD上，利用设置的聚焦可调的聚焦系统将光线进行调整，从而不需要使用非球面反光镜，从而降低设备投入成本，降低安装难度，使得光路简单、结构紧凑、不需要开模的自由曲面镜片，光路对准容易，调节方便，可大大节约研发和生产成本、生产效率，同时根据需要调整两路光线的聚焦程度，从而给调节光线投射后的图案大小，适合不同场合使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种DLP汽车智能大灯光源系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种DLP汽车智能大灯光源系统未安装折转系统的结构示意图；
图3为本发明提出的一种DLP汽车智能大灯光源系统左侧准直光路透镜系统的结构示意图；
图4为本发明提出的一种DLP汽车智能大灯光源系统右侧准直光路透镜系统的结构示意图。
图中：1LED光源、2准直光路透镜系统、3聚焦系统、4显示芯片DMD、5折转系统。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种DLP汽车智能大灯光源系统，包括两组平行设置的LED光源1，两组LED光源1的输出端设置有两组平行设置的准直光路透镜系统2，两组准直光路透镜系统2的输出端均设置有聚焦系统3，两组聚焦系统3的输出端设置同一个显示芯片DMD4，两组LED光源1发光的角度均按高斯分布在±90°的立体角范围内，准直光路透镜系统2将LED光源1发出的光变成不发散的准直光束，聚焦系统3将准直光束聚焦成光斑之后照射到显示芯片DMD4上。
进一步的，两组准直光路透镜系统2由一组透镜组成，且凸透镜的外凸面位于凸透镜远离LED光源1的一侧。
尤其是，聚焦系统3将准直系统准直的光束汇聚，分别对准直光路进行压缩聚焦，通过聚焦系统3的光轴相对准直光路透镜系统2的光轴进行偏轴，使光束通过聚焦系统3后，发生偏折，实现两路LED光源1照明进行融合，实现对显示芯片DMD4的整体照明。
值得说明的，将聚焦系统3聚焦后的光束与显示芯片DMD4按照设计的角度进行旋转，使光束照射到显示芯片DMD4的光束按照显示芯片DMD4的照明要求的入射角度进行照明。
此外，两路LED光源1照明光路实现显示芯片DMD4的不同区域均匀照明，通过调节聚焦系统3的光轴的偏置量，对两路独立分区域照明的光束位置进行调整，使整个显示芯片DMD4上实现均匀的照明。
除此之外，两组LED光源1对应的两路照明光束分别照明显示芯片DMD4的左、右部分，同时保证结构上进行不发生干涉，将聚焦系统3的光轴相对于准直光路透镜系统2的光轴进行偏置，使光路发生偏折。
更进一步的，两组LED光源1的照明系统进行合成，形成对称的光路结构，成为合成的照明系统光路，均匀显示在显示芯片DMD4表面，两组聚焦系统3的偏置量、偏置方向调节，使两组聚焦系统3在显示芯片DMD4表面上的照明光斑位置进行调节。
优选的，聚焦系统3与准直光路透镜系统2之间插入折转系统5，对准直光路进行折转，对系统进行紧凑化设计，折转系统5采用平面反光镜。
实施例一：
聚焦系统3采用聚焦透镜，聚焦透镜的两侧均向外凸起，聚焦透镜的外侧安装有调节机构，调节机构包括与聚焦透镜外侧固接的连接板，连接板远离聚焦透镜的一侧安装有驱动聚焦透镜沿准直光路透镜系统2的光轴方向移动的第一推杆电机，第一推杆电机远离连接板的一侧安装有与其垂直设置的第二推杆电机，且第二推杆电机驱动聚焦透镜沿准直光路透镜系统2的光轴垂直的方向移动。
工作原理：
两组平行设置的准直光路透镜系统2前端的LED光源1发出角度按高斯分布在±90°的立体角范围内的照射光，然后经过准直光路透镜系统2上的两组的透镜将发射的光线变成不发散的准直光束，最终通过聚焦系统3将准直光路透镜系统2准直的光束进行压缩聚焦，最终显示芯片DMD4按照设计的角度进行旋转，使照明到显示芯片DMD4表面的光束按照显示芯片DMD4的照明要求的入射角度进行照明；
两路准直光路透镜系统2的光路设计实现显示芯片DMD4的不同区域均匀照明，在使用的时候还可以利用第一推杆电机调节聚焦系统3当中聚焦透镜与准直光路透镜系统2之间的距离，从而给调整聚焦透镜聚焦后的光斑投射在显示芯片DMD4的大小，实现聚焦系统3的偏置量的调整，对两路准直光路透镜系统2独立分区域照明的光束位置可进行调整；
同时利用第二推杆电机驱动聚焦透镜的光轴相对准直光路透镜系统2的光轴相对移动，使光束通过聚焦系统3后，发生偏折，可以实现准直光路透镜系统2的照明进行融合，实现对显示芯片DMD4的整体照明；
当使两路准直光路透镜系统2对应的两路照明光束分别照明显示芯片DMD4的左、右部分，同时保证结构上进行不发生干涉，将聚焦系统3的光轴相对于准直光路透镜系统2的光轴进行偏置调整，使光路发生偏折；
该设计采用两路独立照明的调光系统，将聚焦后的光轴直接照射在显示芯片DMD上，利用设置的聚焦可调的聚焦系统将光线进行调整，从而不需要使用非球面反光镜，从而降低设备投入成本，降低安装难度，使得光路简单、结构紧凑、不需要开模的自由曲面镜片，光路对准容易，调节方便，可大大节约研发和生产成本、生产效率，同时根据需要调整两路光线的聚焦程度，从而给调节光线投射后的图案大小，适合不同场合使用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种DLP汽车智能大灯光源系统，包括两组平行设置的LED光源(1)，其特征在于，两组所述LED光源(1)的输出端设置有两组平行设置的准直光路透镜系统(2)，两组所述准直光路透镜系统(2)的输出端均设置有聚焦系统(3)，两组所述聚焦系统(3)的输出端设置同一个显示芯片DMD(4)，两组所述LED光源(1)发光的角度均按高斯分布在±90°的立体角范围内，所述准直光路透镜系统(2)将LED光源(1)发出的光变成不发散的准直光束，聚焦系统(3)将准直光束聚焦成光斑之后照射到显示芯片DMD(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，两组所述准直光路透镜系统(2)由一组透镜组成，且透镜的外凸面位于透镜远离LED光源(1)的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，所述聚焦系统(3)将准直系统准直的光束汇聚，分别对准直光路进行压缩聚焦，通过聚焦系统(3)的光轴相对准直光路透镜系统(2)的光轴进行偏轴，使光束通过聚焦系统(3)后，发生偏折，实现两路LED光源(1)照明进行融合，实现对显示芯片DMD4的整体照明。
4.根据权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，将所述聚焦系统(3)聚焦后的光束与显示芯片DMD(4)按照设计的角度进行旋转，使光束照射到显示芯片DMD(4)的光束按照显示芯片DMD(4)的照明要求的入射角度进行照明。
5.据权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，两路所述LED光源(1)照明光路实现显示芯片DMD(4)的不同区域均匀照明，通过调节聚焦系统(3)的光轴的偏置量，对两路独立分区域照明的光束位置进行调整，使整个显示芯片DMD(4)上实现均匀的照明。
6.据权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，两组所述LED光源(1)对应的两路照明光束分别照明显示芯片DMD(4)的左、右部分，同时保证结构上进行不发生干涉，将聚焦系统(3)的光轴相对于准直光路透镜系统(2)的光轴进行偏置，使光路发生偏折。
7.权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，两组所述LED光源(1)的照明系统进行合成，形成对称的光路结构，成为合成的照明系统光路，均匀显示在显示芯片DMD(4)表面，两组所述聚焦系统(3)的偏置量、偏置方向调节，使两组聚焦系统(3)在显示芯片DMD(4)表面上的照明光斑位置进行调节。
8.权利要求1所述的一种DLP汽车智能大灯光源系统，其特征在于，所述聚焦系统(3)与准直光路透镜系统(2)之间插入折转系统(5)，对准直光路进行折转，对系统进行紧凑化设计，折转系统(5)采用平面反光镜。
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