專利名稱：微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微型投影顯示、地面數(shù)字電視接收以及多媒體信號處理設(shè)備，特別涉及一種微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機。該微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機是一種為滿足數(shù)字電視接收和個人多媒體信息交流演示的需要而設(shè)計的微型投影式數(shù)字電視接收機，它將高度集成的數(shù)字電視機接收模塊與微型投影顯示系統(tǒng)相結(jié)合，采用微型移動硬盤和可充式移動電源，體現(xiàn)出強烈的便攜適用性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有市場上并沒有出現(xiàn)真正意義上的微型投影儀，主要是由于背光源及其驅(qū)動電路的限制，目前的投影儀體積與功耗較大，不能隨身攜帶。而利用投影儀看電視雖然畫面大，效果好，但是由于投影儀昂貴的價格以及有限的光源壽命使得利用投影看電視一直以來并沒有真正成為產(chǎn)品化的方案。圖1是現(xiàn)有的利用投影儀看電視的一種方案。它需要用帶數(shù)字電視接收板的PC機來接投影儀看電視，之所以要用到PC，是因為PC可以將電視畫面的分辨率從720*576插值到1024*768或以上，這樣才可以得到良好的投影畫面。也有將家用電視機的CVBS輸出直接與投影儀相連的，效果不好。目前的這類應(yīng)用的特點是將幾個獨立的設(shè)備相連，整個系統(tǒng)不具有便攜性。
近年來，在世界范圍內(nèi)數(shù)字電視正在成為一個新的經(jīng)濟增長點，數(shù)字電視終端是繼電腦、手機之后又一巨大市場。目前在有線、地面、衛(wèi)星三種數(shù)字電視形式中，地面數(shù)字電視被認為是最豐富多彩、最具潛力的數(shù)字電視形式。地面廣播數(shù)字電視的最大特點是移動接收，它對終端的要求是以人為本的移動接收。它的服務(wù)屬性是個性化服務(wù)，它的物理屬性是個人便攜的裝置。
前在國際上，已有三個地面數(shù)字電視傳輸標準，即美國的ATSC，歐洲的DMB-T，日本的ISDB-T。這三種標準均有自己的知識產(chǎn)權(quán)。其中美國的ATSC并沒有解決移動接收問題。這樣美國、歐洲和日本雖都已生產(chǎn)無線數(shù)字電視接收設(shè)備，其中包括可攜帶型的產(chǎn)品，但主要是分別針對ATSC，DVB-T，ISDB-T標準的接收設(shè)備。在中國自己的地面數(shù)字電視標準未公布之前，外國系統(tǒng)產(chǎn)品商暫無法真正進入中國市場。
我國在制定具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家標準方面取得很大的進展。清華大學提出和開發(fā)成功的地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸方案DMB-T(Terrestrial DigitalMultimedia-Television Broadcasting)和時域同步正交頻分復用多載波調(diào)制技術(shù)TDS-OFDM(Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex)，具有較完整的自主知識產(chǎn)權(quán)。國家信息產(chǎn)業(yè)部和廣播電視總局已向國際電訊聯(lián)合會(ITU)正式通報了該方案。該方案已申報了17項國家發(fā)明專利，其中3項基礎(chǔ)性發(fā)明，可形成對國外知識產(chǎn)權(quán)的壁壘。是國內(nèi)唯一具有產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)的傳輸方案，使得歐洲標準在技術(shù)上已無法被我國作為國家標準采用。深圳清華研究院在依靠自主電視標準研發(fā)便攜式數(shù)字電視終端的過程中將數(shù)字電視與獨具特色的微型投影技術(shù)相結(jié)合，首次提出微型投影數(shù)字電視的概念。這種獨具特色的微型投影技術(shù)采用微型顯示器。
微型顯示器有許多定義，目前不同的廠商有不同的說法。但是一般來說，微型顯示器是一種直徑(或?qū)蔷€)小于3英寸(7.62厘米)的平面顯示器。我們這里關(guān)心的更是尺寸如硬幣大小，其單個象素大小為10×10um左右的顯示器件。作為新興技術(shù)的微顯示技術(shù)近年來發(fā)展很快，微型顯示器以及相應(yīng)的光學系統(tǒng)已經(jīng)在諸多顯示類產(chǎn)品中應(yīng)用，諸如商用投影儀(多采用3寸左右的微型顯示器)、背投影型電視機以及頭佩式顯示器等。
投影機市場沒有出現(xiàn)真正意義上的微型投影儀，主要是由于成象機構(gòu)、背光源及其驅(qū)動電路的限制，使得投影儀體積與功耗較大，不能隨身攜帶。但是利用1寸以下的微型顯示器制作迷你型或叫微型投影儀的方案正在被考慮。
微型顯示器件主要有三個技術(shù)實現(xiàn)原理(1)liquid crystal液晶技術(shù)；(2)MEMS(micro-electro-mechanical-systems)微電子機械系統(tǒng)；(3)electroluminescent場致發(fā)光。由三種顯示技術(shù)分別發(fā)展出來的LCD，DLP，OLED等類型微型顯示器件。LCD的微顯技術(shù)分為穿透式LCD成象技術(shù)和反射式LCoS成象技術(shù)。其中LCOS因為較高的亮度和分辨率以及與CMOS生產(chǎn)工藝更加結(jié)合的特性，近年來發(fā)展很快，成本也大幅下降。利用微型顯示器制成投影電視不光可以看電視，還可適用于其它廣泛性的娛樂、工作和學習。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種將微型投影顯示、地面數(shù)字電視接收以及多媒體信號處理技術(shù)集成為一體的體積小巧、功耗低、便于攜帶的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，它能在50cm的距離投影12寸左右(相當A4紙幅)的電視畫面，在100cm的距離投射25寸左右的電視畫面。
本實用新型的目的可以通過采用如下的技術(shù)措施來實現(xiàn)設(shè)計一種微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，包括通用音視頻輸入模塊、數(shù)字電視接收模塊、與數(shù)字電視接收模塊雙向連接的多媒體處理器模塊，還包括一個投影顯示接口電路，該投影顯示接口電路與多媒體處理器模塊雙向連接，并與通用音視頻輸入模塊和數(shù)字電視接收模塊分別連接作為輸入，該投影顯示接口電路的信號輸出端分別連接微型投影系統(tǒng)和聲音播放器。
為了方便數(shù)據(jù)的交換和存儲，所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機還包括微型移動硬盤和USB接口模塊，所述微型移動硬盤和USB接口模塊分別與多媒體處理器模塊雙向連接。
所述數(shù)字電視接收模塊包括地面數(shù)字前端處理電路、該地面數(shù)字前端處理電路與數(shù)字電視天線相連接，與數(shù)字電視信源解碼電路雙向連接。
上述系統(tǒng)中的通用音視頻輸入模塊包括一個適合PAL和NTSC制式的視頻解碼電路和一個三通道的ADC電路以及一個視頻格式轉(zhuǎn)換電路；該通用音視頻輸入模塊將模擬的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字(如RGB 24Bit)信號，并將該數(shù)字信號連同模擬音頻信號送至投影顯示接口電路。
所述微型投影系統(tǒng)包括微顯示器驅(qū)動電路、微型投影光機模塊和LED背光驅(qū)動電路；所述LED背光驅(qū)動電路驅(qū)動微型投影光機模塊中超高亮的白色LED光源陣列提供高亮度的純白光的照明；所述微顯示器驅(qū)動電路接收來自投影顯示接口電路的數(shù)字視頻信號，該數(shù)字視頻信號經(jīng)微顯示器驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換格式后輸入微型投影光機模塊并在微型投影光機模塊中的微型顯示器上顯示。
所述微型投影光機模塊包括微型顯示器、偏振分束鏡、投影透鏡組、集束透鏡組、二元光學透鏡、超高亮的白色LED光源陣列；所述超高亮的白色LED光源陣列形成的白光經(jīng)二元光學透鏡變成近似平行光，該近似平行光經(jīng)集束透鏡組變換形成比擬微型顯示器大小的平行光，該平行光經(jīng)過偏振分束鏡后照射到微型顯示器表面形成偏振方向改變的反射光，該反射光經(jīng)過偏振分束鏡再反射進入投影透鏡組投影放大。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，按照上述方案制成的的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機具有以下優(yōu)點在高度集成的系統(tǒng)上實現(xiàn)了以投影的方式播放接收到的數(shù)字電視信號和其他多種格式的多媒體信號，同時還可以方便地存儲接收到的數(shù)字電視信號和其他多種格式的多媒體信號，本實用新型裝置體積小，功耗低，方便攜帶。


圖1是現(xiàn)有的利用投影儀看電視的一種方案；圖2是本實用新型的微型投影式數(shù)字電視接收機的組成示意圖；圖3是本實用新型數(shù)字電視接收模塊25的組成示意圖；圖4是本實用新型微型投影系統(tǒng)21的組成示意圖；圖5是本實用新型微型投影光機模塊21b的實施例之一。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案作詳細說明。
如圖2所示，本實用新型的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機包括通用音視頻輸入模塊22、數(shù)字電視接收模塊25、多媒體處理器模塊26和聲音播放器24，還包括一個投影顯示接口電路23和微型投影系統(tǒng)21，所述投影顯示接口電路23和多媒體處理器模塊26雙向連接，它的信號輸入端分別連接數(shù)字電視接收模塊25和通用音視頻輸入模塊22，它的信號輸出端分別連接微型投影系統(tǒng)21和聲音播放器24；投影顯示接口電路23還對通用音視頻輸入模塊22進行輸入選擇與控制。所述多媒體處理器模塊26與數(shù)字電視接收模塊25雙向連接。
為了方便實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的存儲和交換，所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機還可以包括微型移動硬盤28和USB接口模塊27，USB接口具有USB OTG的功能。所述微型移動硬盤28和USB接口模塊27分別與多媒體處理器模塊26雙向連接。
上述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機中的通用音視頻輸入模塊22將模擬的視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可以是如下的數(shù)據(jù)形式RGB 24Bit(VESA標準)或CCIR601，并將該數(shù)字信號連同模擬音頻信號送至投影顯示接口電路23。該通用音視頻輸入模塊22包括一個適合PAL和NTSC制式的視頻解碼電路和一個三通道的ADC電路以及一個視頻格式轉(zhuǎn)換電路。所述通用音視頻輸入模塊22可以是專用集成電路(ASIC)，如Averlogic的AL260。采用這種通用音視頻輸入模塊22可以支持模擬的CVBS、S-VIDEO、VGA視頻信號的輸入，以及雙通道模擬音頻的輸入。
上述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機中的投影顯示接口電路23對數(shù)字電視接收模塊25送來的CCIR656(8Bit)信號、通用音視頻輸入模塊22送來的RGB 24Bit(VESA標準)或CCIR601，以及視頻圖象定點數(shù)字信號處理器輸出的CCIR656(8/10Bit)信號選通處理并將這些信號轉(zhuǎn)換為微型投影系統(tǒng)21需要的數(shù)字RGB565信號形式輸出。投影顯示接口電路還對音頻信號進行放大、均衡等處理，并送至聲音播放器24。
如圖3，上述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機中的數(shù)字電視接收模塊25包括地面數(shù)字前端處理電路25b、該地面數(shù)字前端處理電路25b與專用的數(shù)字電視天線25a相連接，將天線感應(yīng)來的電視射頻(RF)信號，放大并調(diào)諧出中頻信號(IF)進行數(shù)字電視的信道解碼。根據(jù)不同的地面數(shù)字電視標準如ATSC-T，DVB-T，DBM-T，ISDB-T等，可以選用不同的信道處理電路，DBM-T的信道解碼電路目前以清華大學的信道解碼芯片LGS-8222-A1為主構(gòu)成。地面數(shù)字前端處理電路25b輸出標準的MPEG2 TS碼流到數(shù)字電視信源解碼電路25c。數(shù)字電視信源解碼電路25c能控制地面數(shù)字前端處理電路25b的工作狀態(tài)。數(shù)字電視信源解碼電路25c進行數(shù)字電視的信源解碼，輸出數(shù)字的視頻信號(如8Bit CCIR656)和模擬的聲音信號。
上述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機中的多媒體處理器模塊26主要由一種視頻圖象定點數(shù)字信號處理器組成，如采用TI的DM320數(shù)字信號處理器(也可選擇別的公司的DSP或TI其他型號的DSP)。多媒體處理器模塊26可以對數(shù)字電視接收模塊25送來的CCIR656視頻信號和音頻信號進行一定格式的音視頻壓縮編碼(如MPEG4/MP3格式)，并將結(jié)果存儲于移動硬盤中。
如圖4，上述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機中的微型投影系統(tǒng)21由微顯示器驅(qū)動電路21a，微型投影光機模塊21b，LED背光驅(qū)動電路21c三部分組成。微顯示器驅(qū)動電路21a接收投影顯示接口電路23送來的數(shù)字視頻信號，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式與控制時序直接驅(qū)動微型投影光機模塊21b中的微型顯示器。LED背光驅(qū)動電路21c提供能使微型投影光機模塊21b中的LED白光投影光源光功率穩(wěn)定的電源。
圖5是上述微型投影系統(tǒng)21的微型投影光機模塊21b針對LCOS類微型顯示器的一個實施例。其中21b1是微型顯示器、21b2是偏振分束鏡(PBS)、21b3是投影透鏡組、21b4是集束透鏡組、21b5是二元光學透鏡、21b6是超高亮的白色LED光源陣列，該超高亮的白色LED光源陣列21b6由幾十個至幾百個高亮的白光LED組成，該LED光源陣列所發(fā)出的白光經(jīng)過專門設(shè)計的二元光學透鏡21b5變成近似平行光，該近似平行光再經(jīng)過集束透鏡組21b4形成比擬微型顯示器21b1大小的平行光，該平行光經(jīng)過偏振分束鏡21b2后照射到微型顯示器21b1表面，偏振方向改變了的反射光再經(jīng)過偏振分束鏡(PBS)21b2反射進入投影透鏡組21b3投影放大。
上述投影光機模塊21b可以根據(jù)不同類型的微型顯示器來設(shè)計。
本實用新型微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機由可充式移動電源29提供電源。
本實用新型由于采用了LCOS微型顯示器和專門設(shè)計的微型投影光學系統(tǒng)以及獨特的白光LED投影光源技術(shù)使得該設(shè)備體積小巧，功耗低，可以裝入衣袋或公文包隨身攜帶。該設(shè)備的一種可能的性能參數(shù)如下(a)分辨率800*600；(b)距離50cm，投射A4大小(12寸)的畫面；距離100cm，投射25寸大小的畫面；(c)體積不超過90mm*90mm*150mm；(d)功耗只有50W左右。
另外該設(shè)備集成多媒體播放和移動數(shù)據(jù)存儲功能，可以解碼和播放下列視頻格式WMVV9、DivX V3.11、DivX V4.X和5.X、MPEG-4、MPEG-2和MPEG-1；在支持的音頻格式方面，它可以解碼和播放下列音頻格式WMA9、MP3、MPEG-4 AAC-LC、MPEG-2 AAC；在支持的圖像格式方面，它可以解碼和顯示下列圖像格式JPEG、GIF和BMP。
權(quán)利要求1.一種微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，包括通用音視頻輸入模塊(22)、數(shù)字電視接收模塊(25)多媒體處理器模塊(26)和聲音播放器(24)，其特征在于還包括一個投影顯示接口電路(23)和微型投影系統(tǒng)(21)，所述投影顯示接口電路(23)與媒體處理器模塊(26)雙向連接，它的信號輸入端分別與通用音視頻輸入模塊(22)和接數(shù)字電視接收模塊(25)相連。它的信號輸出端分別連接微型投影系統(tǒng)(21)和聲音播放器(24)；所述多媒體處理器模塊(26)與數(shù)字電視接收模塊(25)雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于還包括微型移動硬盤(28)和USB接口模塊(27)，所述微型移動硬盤(28)和USB接口模塊(27)分別與多媒體處理器模塊(26)雙向連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于所述數(shù)字電視接收模塊(25)包括數(shù)字電視天線(25a)、地面數(shù)字前端處理電路(25b)和數(shù)字電視信源解碼電路(25c)；所述地面數(shù)字前端處理電路(25b)與數(shù)字電視信源解碼電路(25c)雙向互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于所述微型投影系統(tǒng)(21)包括微顯示器驅(qū)動電路(21a)、微型投影光機模塊(21b)和LED背光驅(qū)動電路(21c)；所述LED背光驅(qū)動電路(21c)驅(qū)動微型投影光機模塊(21b)中超高亮的白色LED光源陣列(21b6)發(fā)光，提供高亮度的純白光的照明；所述微顯示器驅(qū)動電路(21a)接收來自投影顯示接口電路(23)的數(shù)字視頻信號，該數(shù)字視頻信號經(jīng)微顯示器驅(qū)動電路(21a)轉(zhuǎn)換格式后輸入微型投影光機模塊(21b)并在微型投影光機模塊(21b)中的微型顯示器中顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于所述微型投影光機模塊(21b)包括微型顯示器(21b1)、偏振分束鏡(21b2)、投影透鏡組(21b3)、集束透鏡組(21b4)、二元光學透鏡(21b5)、超高亮的白色LED光源陣列(21b6)；所述超高亮的白色LED光源陣列(21b6)形成的白光經(jīng)二元光學透鏡(21b5)變成近似平行光，該近似平行光經(jīng)集束透鏡組(21b4)變換形成比擬微型顯示器(21b1)大小的平行光，該平行光經(jīng)過偏振分束鏡(21b2)后照射到微型顯示器(21b1)表面形成偏振方向改變的反射光，該反射光經(jīng)過偏振分束鏡(21b2)再進行反射后進入投影透鏡組(21b3)投影放大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于所述微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機由可充式移動電源(29)提供電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，其特征在于所述通用音視頻輸入模塊(22)包括一個適合PAL和NTSC制式的視頻解碼電路和一個三通道的ADC電路以及一個視頻格式轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要一種微型投影式多媒體數(shù)字電視接收機，包括通用音視頻輸入模塊、數(shù)字電視接收模塊、多媒體處理器模塊和聲音播放器，還重要的包括一個投影顯示接口電路和微型投影系統(tǒng)，所述投影顯示接口電路和多媒體處理器模塊雙向連接，它的信號輸入端連接數(shù)字電視接收模塊和通用音視頻輸入模塊，并能控制通用音視頻輸入模塊進行輸入選擇，它的信號輸出端分別連接微型投影系統(tǒng)和聲音播放器；所述多媒體處理器模塊與數(shù)字電視接收模塊雙向連接。所述的多媒體處理器模塊還分別與微型移動硬盤和USB接口模塊雙向連接。微型投影系統(tǒng)采用了LCOS微型顯示器和專門設(shè)計的微型投影光學系統(tǒng)以及獨特的白光LED投影光源技術(shù)，能在距離50cm，投射A4大小(12寸)的電視畫面；距離100cm，投射25寸大小的電視畫面。本實用新型采用便攜式設(shè)計，體積小巧，功耗低，可以裝入衣袋或公文包隨身攜帶。
文檔編號H04N5/74GK2724324SQ20042011729
公開日2005年9月7日 申請日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者翟小武, 劉巖, 馮冠平, 杜鑫, 敬剛, 吳堅, 王德保 申請人:深圳清華大學研究院