一种基于micro led显示的地毯灯、投影显示系统及方法
技术领域
1.本发明属于地毯灯领域，尤其涉及一种基于micro led显示的地毯灯、投影显示系统及方法。


背景技术：

2.当前“新四化”浪潮席卷汽车产业，尤其智能化的发展让我们的交通工具更加的安全、给消费者带来了非常多的便利，不断冒出的新技术、新概念，刺激着年轻消费者的购买欲，也让消费者对于智能化越来越追逐，汽车灯具也迫切需要往更加智能、提供更多有用价值的方向发展。
3.目前，车用地毯灯方案主要为单颗led通过聚光透镜聚光，通过菲林片形成图案，透过投影透镜组成像的方式，然而，当前的方案只能实现投影出单一图案，只能简单的用于单一的功能，已经无法满足消费者日益增长的需求，不能跟上当前“新四化”的脚步。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于micro led显示的地毯灯和投影显示系统，旨在解决现有地毯灯投影成像图案单一的技术问题。
5.一方面，所述基于micro led显示的地毯灯包括盖合的前壳体和后壳体，所述前壳体正面有窗口，其中前后壳体之间安装有电路板，所述电路板上设有micro led显示器件，所述micro led显示器件的正前方还安装有投影透镜模组，所述micro led显示器件、投影透镜模组和前壳体的窗口同轴设置。
6.进一步的，所述后壳体为散热壳体，其背面有散热装置。所述前壳体和后壳体之间通过密封圈密封。
7.进一步的，所述地毯灯还包括调光支架，所述前壳体和后壳体整体安装在所述调光支架内，所述投影透镜模组底部有安装架，所述安装架底面为避让槽口。
8.进一步的，所述micro led显示器件中间为密集排列分布的micro led像素单元。
9.进一步的，micro led显示器件前方设有微透镜阵列。
10.另一方面，所述投影显示系统包括车辆ecu以及所述地毯灯，所述车辆ecu与地毯灯之间通过总线连接，所述地毯灯还连接有供电电源。
11.第三方面，所述投影显示方法包括下述步骤：
12.步骤s1、制作需要投影的图像或者动画的原始数据；
13.步骤s2、从车辆ecu中获取车辆数据，将满足投影条件并收到投影触发信号时，获取对应的原始数据，然后驱动地毯灯的micro led显示器件发光，光线通过投影透镜模组在地面投影出对应的路面像素图案。
14.本发明的有益效果是：本发明提供的基于micro led显示的地毯灯，采用micro led显示器件作为光源，可以通过驱动输入不同的图案、动画，透过投影透镜模组放大投影在路面上实现多种不同的功能，例如迎宾时可以投影出漂亮的动画效果，甚至可以由消费
者自定义，而现有的地毯灯只能提供的一个固定的图案；通过本产品可以投影出的图案有多种，例如在车门开启时可以投影出开门警告的标识，用于警示道路其他使用者车门即将打开，提升安全性，例如可以闭锁时提醒车辆使用者车窗未关等等，因此产品应用广泛，可明显提高车辆使用体验。
附图说明
15.图1是本发明实施例提供的地毯灯爆炸图；
16.图2是本发明实施例提供的地毯灯立体图；
17.图3是本发明实施例提供的地毯灯安装示意图；
18.图4是本发明实施例提供的micro led显示器件的示意图；
19.图5是本发明实施例提供的地毯灯投影在地面上的显示示意图；
20.图6是本发明实施例提供的投影显示系统的原理图。
具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
23.图1示出了本发明实施例提供的基于micro led显示的地毯灯的结构，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
24.如图1、2所示，本实施例提供的基于micro led显示的地毯灯包括盖合的前壳体2和后壳体5，所述前壳体2正面有窗口，其中前后壳体之间安装有电路板4，图示中，电路板通过螺丝固定在后壳体内，所述电路板4上设有micro led显示器件41，所述micro led显示器件41的正前方还安装有投影透镜模组3，所述micro led显示器件41、投影透镜模组3和前壳体2的窗口同轴设置。图示中，所述前壳体2和后壳体5之间通过密封圈7密封，以保证地毯灯密封性。为了保证散热效果，所述地毯灯后壳体为散热壳体，电路板紧贴后壳体，后壳体背面有散热装置6，比如是散热风扇、散热翅片等。
25.另外，所述投影透镜模组3底部有安装架31，所述安装架底面为避让槽口，通过安装架可以保证投影透镜模组安装牢固和安装同轴准确度。所述安装架可以直接安装在固定在后壳体上，也可以固定在电路板上，而安装架的避让槽口的设计是为了容纳micro led显示器件。
26.现有地毯灯都是采用单颗led通过聚光透镜将led发散的光变为平行光，再通过菲林片形成物方图像，再通过投影透镜成像在地面上，这种设计由于菲林片只能印刷固定图像，所以只能实现单一的图像，一般只用于解闭锁时迎宾功能，功能单一、图案固定单调。而本结构中，地毯灯采用micro led显示器件取代单颗led、聚光透镜、菲林片部件，形成可编辑的物方图像，使得投影在路面上的像也是可以实现多样性、动画效果等更加智能的显示。
27.具体的，本结构的投影透镜模组可以由3到5片透镜组成，micro led显示器件的发光面布置在投影透镜模组的焦深范围内，micro led显示器件中间为密集排列分布的micro led像素单元。像素单元间距在10μm到50μm，低于10μm则两个像素单元(芯片)间距不够，明
暗对比度不好导致投影图像不清晰，相邻像素点明暗对比度在100：1以上，但是如果像素单元间距大于50μm则图像经过投影系统放大后边缘锯齿明显，投影图像的边缘不清晰，颗粒感强，投影系统焦距不大于20mm，以保证投影系统有足够大的景深保证投在地面上的图案清晰。
28.本实施例中，所述micro led显示器件的像素排布为246*82，即共20172个所述micro led，相邻micro led的中心间距为40μm，即像素单元间距为40μm。所述micro led显示器件位于所述投影透镜模组的焦平面上，所述投影透镜模组的焦距为13mm，f/4.5，弥散圆直径0.04mm，对焦距离为939mm，景深为470mm到无穷远。
29.本地毯灯安装在交通工具的车体外部侧面或后面，比如可安装于外后视镜、翼子板、轮毂、底盘、踏板等区域，投影图像于车辆侧面或后面。另外也选择安装多个地毯灯，以投影图案拼接或叠加的方式实现更大的投影区域或更高的亮度。
30.作为一种优选结构，地毯灯的安装角度可调。本结构中，所述地毯灯还包括调光支架1，所述前壳体和后壳体整体安装在所述调光支架1内，所述调光支架左右两侧有安装轴11，调光支架可绕安装轴为轴转动，具体的驱动机构本实施例不做具体限定。
31.可选的，还可以在micro led显示器件前方设有微透镜阵列，每一个微透镜对应一个micro led像素单元，用于聚光可提高亮度，此时微透镜的发光面布置在投影系统的焦深范围内。而且投影透镜模组还可以设计为变焦系统，以适应不同的视场角需求以及不同的景深需求。
32.作为一种实例，如图3所示，地毯灯投影光锥104投是地毯灯102在地面103上的投影距离范围(实际范围可大于图示范围)，地毯灯102通过调光支架安装于交通工具的车体101上，调光支架具有调节所述地毯灯投影光锥在地面上投影位置的作用，整个地毯灯是一个放大成像光学系统，会在地面上形成倒立放大实像。如图4、5所示，micro led显示器件41上显示图案42投影在地面上形成路面像素图案40’，micro led显示器件的左上角像素单元401和右下角像素单元402，投影在地面上对应为路面像素单元401’和402’。作为一种具体实施方式，地毯灯与整车连接，整车电子控制单元给地毯灯输入信号，micro led显示器件显示出如图4所示显示图案42，通过地毯灯在地面上投出图5所示路面像素图案40’，可以看到，由于地毯灯是倾斜着向地面投影，所以micro led显示图案与投影在路面像素图案有一定变形，所以在整车电子控制单元中输入的图案信息需要经过梯形校正的，所采用的是坐标变换算法，具体算法本实施例不赘述。
33.本实施例还提供了一种投影显示系统，如图6所示，如包括车辆ecu，图示标记为100，还包括所述地毯灯102，所述车辆ecu与地毯灯之间通过总线连接，所述地毯灯还连接有供电电源103。
34.地毯灯的电路板内置有驱动模块，投影的图案或动画可编辑，地毯灯可安装于底盘下方，斜向下投影在车辆侧面路面上，地毯灯与车辆ecu之间可以进行数据通信，比如采用can总线形式。地毯灯通过can总线从整车ecu获得雷达、车门开关状态、门窗开关状态、电池电量等信号，当相应信号被触发，地毯灯投影出相应的图像或动画，给出反馈信息或警示信号，增加了使用者的仪式感也能提高安全性，车辆也可以通过安装多个micro led地毯灯，实现投影图案拼接或叠加，实现更大的投影区域或更高的亮度。
35.此外，本实施例还提供了一种地毯灯的投影显示方法，具体包括下述步骤：
36.步骤s1、制作需要投影的图像或者动画的原始数据。
37.对于需要投影的图像或者动画可以有一种或者多种，比如电量提示图像、迎宾动画、窗户状态提示图像等等。针对每种图像或者动画，都需要制作对应的原始数据。
38.步骤s2、从车辆ecu中获取车辆数据，将满足投影条件并收到投影触发信号时，获取对应的原始数据，然后驱动地毯灯的micro led显示器件发光，光线通过投影透镜模组在地面投影出对应的路面像素图案。
39.是否需要投影的信号指令是地毯灯通过can总线从整车ecu获取，对于获取的车辆数据，比如雷达、车门开关状态、门窗开关状态、电池电量等信号等，这些车辆数据有前期会设置一个投影条件(包括数据阈值、信号的开关状态等)，当投影条件被触发，如窗户仍是关闭状态，同时接收到投影触发信号时，所述投影触发信号常见是开门信号，这样车主在开车门后，自动驱动micro led显示器件发出提示窗户未关闭的符号图案提示，并在地面上投影出对应的路面像素图案，包括图像或动画，本实施例不做限制。
40.正如前述，投影出的路面像素图案与micro led显示器件显示的图案之间是有形变的，因此需要反向计算梯形矫正，通过地毯灯的投射角度，计算出图案各角点与地毯灯的距离，最后才能得到micro led显示器件所显示图案。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。