专利名称：微型投影式多媒体数字电视接收机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微型投影显示、地面数字电视接收以及多媒体信号处理设备，特别涉及一种微型投影式多媒体数字电视接收机。该微型投影式多媒体数字电视接收机是一种为满足数字电视接收和个人多媒体信息交流演示的需要而设计的微型投影式数字电视接收机，它将高度集成的数字电视机接收模块与微型投影显示系统相结合，采用微型移动硬盘和可充式移动电源，体现出强烈的便携适用性。
背景技术：
现有市场上并没有出现真正意义上的微型投影仪，主要是由于背光源及其驱动电路的限制，目前的投影仪体积与功耗较大，不能随身携带。而利用投影仪看电视虽然画面大，效果好，但是由于投影仪昂贵的价格以及有限的光源寿命使得利用投影看电视一直以来并没有真正成为产品化的方案。图1是现有的利用投影仪看电视的一种方案。它需要用带数字电视接收板的PC机来接投影仪看电视，之所以要用到PC，是因为PC可以将电视画面的分辨率从720*576插值到1024*768或以上，这样才可以得到良好的投影画面。也有将家用电视机的CVBS输出直接与投影仪相连的，效果不好。目前的这类应用的特点是将几个独立的设备相连，整个系统不具有便携性。
近年来，在世界范围内数字电视正在成为一个新的经济增长点，数字电视终端是继电脑、手机之后又一巨大市场。目前在有线、地面、卫星三种数字电视形式中，地面数字电视被认为是最丰富多彩、最具潜力的数字电视形式。地面广播数字电视的最大特点是移动接收，它对终端的要求是以人为本的移动接收。它的服务属性是个性化服务，它的物理属性是个人便携的装置。
前在国际上，已有三个地面数字电视传输标准，即美国的ATSC，欧洲的DMB-T，日本的ISDB-T。这三种标准均有自己的知识产权。其中美国的ATSC并没有解决移动接收问题。这样美国、欧洲和日本虽都已生产无线数字电视接收设备，其中包括可携带型的产品，但主要是分别针对ATSC，DVB-T，ISDB-T标准的接收设备。在中国自己的地面数字电视标准未公布之前，外国系统产品商暂无法真正进入中国市场。
我国在制定具有自主知识产权的国家标准方面取得很大的进展。清华大学提出和开发成功的地面数字多媒体电视广播传输方案DMB-T(Terrestrial DigitalMultimedia-Television Broadcasting)和时域同步正交频分复用多载波调制技术TDS-OFDM(Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex)，具有较完整的自主知识产权。国家信息产业部和广播电视总局已向国际电讯联合会(ITU)正式通报了该方案。该方案已申报了17项国家发明专利，其中3项基础性发明，可形成对国外知识产权的壁垒。是国内唯一具有产业化基础的传输方案，使得欧洲标准在技术上已无法被我国作为国家标准采用。深圳清华研究院在依靠自主电视标准研发便携式数字电视终端的过程中将数字电视与独具特色的微型投影技术相结合，首次提出微型投影数字电视的概念。这种独具特色的微型投影技术采用微型显示器。
微型显示器有许多定义，目前不同的厂商有不同的说法。但是一般来说，微型显示器是一种直径(或对角线)小于3英寸(7.62厘米)的平面显示器。我们这里关心的更是尺寸如硬币大小，其单个象素大小为10×10um左右的显示器件。作为新兴技术的微显示技术近年来发展很快，微型显示器以及相应的光学系统已经在诸多显示类产品中应用，诸如商用投影仪(多采用3寸左右的微型显示器)、背投影型电视机以及头佩式显示器等。
投影机市场没有出现真正意义上的微型投影仪，主要是由于成象机构、背光源及其驱动电路的限制，使得投影仪体积与功耗较大，不能随身携带。但是利用1寸以下的微型显示器制作迷你型或叫微型投影仪的方案正在被考虑。
微型显示器件主要有三个技术实现原理(1)liquid crystal液晶技术；(2)MEMS(micro-electro-mechanical-systems)微电子机械系统；(3)electroluminescent场致发光。由三种显示技术分别发展出来的LCD，DLP，OLED等类型微型显示器件。LCD的微显技术分为穿透式LCD成象技术和反射式LCoS成象技术。其中LCOS因为较高的亮度和分辨率以及与CMOS生产工艺更加结合的特性，近年来发展很快，成本也大幅下降。利用微型显示器制成投影电视不光可以看电视，还可适用于其它广泛性的娱乐、工作和学习。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种将微型投影显示、地面数字电视接收以及多媒体信号处理技术集成为一体的体积小巧、功耗低、便于携带的微型投影式多媒体数字电视接收机，它能在50cm的距离投影12寸左右(相当A4纸幅)的电视画面，在100cm的距离投射25寸左右的电视画面。
本实用新型的目的可以通过采用如下的技术措施来实现设计一种微型投影式多媒体数字电视接收机，包括通用音视频输入模块、数字电视接收模块、与数字电视接收模块双向连接的多媒体处理器模块，还包括一个投影显示接口电路，该投影显示接口电路与多媒体处理器模块双向连接，并与通用音视频输入模块和数字电视接收模块分别连接作为输入，该投影显示接口电路的信号输出端分别连接微型投影系统和声音播放器。
为了方便数据的交换和存储，所述的微型投影式多媒体数字电视接收机还包括微型移动硬盘和USB接口模块，所述微型移动硬盘和USB接口模块分别与多媒体处理器模块双向连接。
所述数字电视接收模块包括地面数字前端处理电路、该地面数字前端处理电路与数字电视天线相连接，与数字电视信源解码电路双向连接。
上述系统中的通用音视频输入模块包括一个适合PAL和NTSC制式的视频解码电路和一个三通道的ADC电路以及一个视频格式转换电路；该通用音视频输入模块将模拟的视频信号转换成数字(如RGB 24Bit)信号，并将该数字信号连同模拟音频信号送至投影显示接口电路。
所述微型投影系统包括微显示器驱动电路、微型投影光机模块和LED背光驱动电路；所述LED背光驱动电路驱动微型投影光机模块中超高亮的白色LED光源阵列提供高亮度的纯白光的照明；所述微显示器驱动电路接收来自投影显示接口电路的数字视频信号，该数字视频信号经微显示器驱动电路转换格式后输入微型投影光机模块并在微型投影光机模块中的微型显示器上显示。
所述微型投影光机模块包括微型显示器、偏振分束镜、投影透镜组、集束透镜组、二元光学透镜、超高亮的白色LED光源阵列；所述超高亮的白色LED光源阵列形成的白光经二元光学透镜变成近似平行光，该近似平行光经集束透镜组变换形成比拟微型显示器大小的平行光，该平行光经过偏振分束镜后照射到微型显示器表面形成偏振方向改变的反射光，该反射光经过偏振分束镜再反射进入投影透镜组投影放大。
与现有技术相比，按照上述方案制成的的微型投影式多媒体数字电视接收机具有以下优点在高度集成的系统上实现了以投影的方式播放接收到的数字电视信号和其他多种格式的多媒体信号，同时还可以方便地存储接收到的数字电视信号和其他多种格式的多媒体信号，本实用新型装置体积小，功耗低，方便携带。
图1是现有的利用投影仪看电视的一种方案；图2是本实用新型的微型投影式数字电视接收机的组成示意图；图3是本实用新型数字电视接收模块25的组成示意图；图4是本实用新型微型投影系统21的组成示意图；图5是本实用新型微型投影光机模块21b的实施例之一。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作详细说明。
如图2所示，本实用新型的微型投影式多媒体数字电视接收机包括通用音视频输入模块22、数字电视接收模块25、多媒体处理器模块26和声音播放器24，还包括一个投影显示接口电路23和微型投影系统21，所述投影显示接口电路23和多媒体处理器模块26双向连接，它的信号输入端分别连接数字电视接收模块25和通用音视频输入模块22，它的信号输出端分别连接微型投影系统21和声音播放器24；投影显示接口电路23还对通用音视频输入模块22进行输入选择与控制。所述多媒体处理器模块26与数字电视接收模块25双向连接。
为了方便实现多媒体数据的存储和交换，所述的微型投影式多媒体数字电视接收机还可以包括微型移动硬盘28和USB接口模块27，USB接口具有USB OTG的功能。所述微型移动硬盘28和USB接口模块27分别与多媒体处理器模块26双向连接。
上述微型投影式多媒体数字电视接收机中的通用音视频输入模块22将模拟的视频信号转换成数字信号，可以是如下的数据形式RGB 24Bit(VESA标准)或CCIR601，并将该数字信号连同模拟音频信号送至投影显示接口电路23。该通用音视频输入模块22包括一个适合PAL和NTSC制式的视频解码电路和一个三通道的ADC电路以及一个视频格式转换电路。所述通用音视频输入模块22可以是专用集成电路(ASIC)，如Averlogic的AL260。采用这种通用音视频输入模块22可以支持模拟的CVBS、S-VIDEO、VGA视频信号的输入，以及双通道模拟音频的输入。
上述微型投影式多媒体数字电视接收机中的投影显示接口电路23对数字电视接收模块25送来的CCIR656(8Bit)信号、通用音视频输入模块22送来的RGB 24Bit(VESA标准)或CCIR601，以及视频图象定点数字信号处理器输出的CCIR656(8/10Bit)信号选通处理并将这些信号转换为微型投影系统21需要的数字RGB565信号形式输出。投影显示接口电路还对音频信号进行放大、均衡等处理，并送至声音播放器24。
如图3，上述微型投影式多媒体数字电视接收机中的数字电视接收模块25包括地面数字前端处理电路25b、该地面数字前端处理电路25b与专用的数字电视天线25a相连接，将天线感应来的电视射频(RF)信号，放大并调谐出中频信号(IF)进行数字电视的信道解码。根据不同的地面数字电视标准如ATSC-T，DVB-T，DBM-T，ISDB-T等，可以选用不同的信道处理电路，DBM-T的信道解码电路目前以清华大学的信道解码芯片LGS-8222-A1为主构成。地面数字前端处理电路25b输出标准的MPEG2 TS码流到数字电视信源解码电路25c。数字电视信源解码电路25c能控制地面数字前端处理电路25b的工作状态。数字电视信源解码电路25c进行数字电视的信源解码，输出数字的视频信号(如8Bit CCIR656)和模拟的声音信号。
上述微型投影式多媒体数字电视接收机中的多媒体处理器模块26主要由一种视频图象定点数字信号处理器组成，如采用TI的DM320数字信号处理器(也可选择别的公司的DSP或TI其他型号的DSP)。多媒体处理器模块26可以对数字电视接收模块25送来的CCIR656视频信号和音频信号进行一定格式的音视频压缩编码(如MPEG4/MP3格式)，并将结果存储于移动硬盘中。
如图4，上述微型投影式多媒体数字电视接收机中的微型投影系统21由微显示器驱动电路21a，微型投影光机模块21b，LED背光驱动电路21c三部分组成。微显示器驱动电路21a接收投影显示接口电路23送来的数字视频信号，产生相应的数据格式与控制时序直接驱动微型投影光机模块21b中的微型显示器。LED背光驱动电路21c提供能使微型投影光机模块21b中的LED白光投影光源光功率稳定的电源。
图5是上述微型投影系统21的微型投影光机模块21b针对LCOS类微型显示器的一个实施例。其中21b1是微型显示器、21b2是偏振分束镜(PBS)、21b3是投影透镜组、21b4是集束透镜组、21b5是二元光学透镜、21b6是超高亮的白色LED光源阵列，该超高亮的白色LED光源阵列21b6由几十个至几百个高亮的白光LED组成，该LED光源阵列所发出的白光经过专门设计的二元光学透镜21b5变成近似平行光，该近似平行光再经过集束透镜组21b4形成比拟微型显示器21b1大小的平行光，该平行光经过偏振分束镜21b2后照射到微型显示器21b1表面，偏振方向改变了的反射光再经过偏振分束镜(PBS)21b2反射进入投影透镜组21b3投影放大。
上述投影光机模块21b可以根据不同类型的微型显示器来设计。
本实用新型微型投影式多媒体数字电视接收机由可充式移动电源29提供电源。
本实用新型由于采用了LCOS微型显示器和专门设计的微型投影光学系统以及独特的白光LED投影光源技术使得该设备体积小巧，功耗低，可以装入衣袋或公文包随身携带。该设备的一种可能的性能参数如下(a)分辨率800*600；(b)距离50cm，投射A4大小(12寸)的画面；距离100cm，投射25寸大小的画面；(c)体积不超过90mm*90mm*150mm；(d)功耗只有50W左右。
另外该设备集成多媒体播放和移动数据存储功能，可以解码和播放下列视频格式WMVV9、DivX V3.11、DivX V4.X和5.X、MPEG-4、MPEG-2和MPEG-1；在支持的音频格式方面，它可以解码和播放下列音频格式WMA9、MP3、MPEG-4 AAC-LC、MPEG-2 AAC；在支持的图像格式方面，它可以解码和显示下列图像格式JPEG、GIF和BMP。
权利要求1.一种微型投影式多媒体数字电视接收机，包括通用音视频输入模块(22)、数字电视接收模块(25)多媒体处理器模块(26)和声音播放器(24)，其特征在于还包括一个投影显示接口电路(23)和微型投影系统(21)，所述投影显示接口电路(23)与媒体处理器模块(26)双向连接，它的信号输入端分别与通用音视频输入模块(22)和接数字电视接收模块(25)相连。它的信号输出端分别连接微型投影系统(21)和声音播放器(24)；所述多媒体处理器模块(26)与数字电视接收模块(25)双向连接。
2.根据权利要求1所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于还包括微型移动硬盘(28)和USB接口模块(27)，所述微型移动硬盘(28)和USB接口模块(27)分别与多媒体处理器模块(26)双向连接。
3.根据权利要求1或2所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于所述数字电视接收模块(25)包括数字电视天线(25a)、地面数字前端处理电路(25b)和数字电视信源解码电路(25c)；所述地面数字前端处理电路(25b)与数字电视信源解码电路(25c)双向互连。
4.根据权利要求1所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于所述微型投影系统(21)包括微显示器驱动电路(21a)、微型投影光机模块(21b)和LED背光驱动电路(21c)；所述LED背光驱动电路(21c)驱动微型投影光机模块(21b)中超高亮的白色LED光源阵列(21b6)发光，提供高亮度的纯白光的照明；所述微显示器驱动电路(21a)接收来自投影显示接口电路(23)的数字视频信号，该数字视频信号经微显示器驱动电路(21a)转换格式后输入微型投影光机模块(21b)并在微型投影光机模块(21b)中的微型显示器中显示。
5.根据权利要求4所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于所述微型投影光机模块(21b)包括微型显示器(21b1)、偏振分束镜(21b2)、投影透镜组(21b3)、集束透镜组(21b4)、二元光学透镜(21b5)、超高亮的白色LED光源阵列(21b6)；所述超高亮的白色LED光源阵列(21b6)形成的白光经二元光学透镜(21b5)变成近似平行光，该近似平行光经集束透镜组(21b4)变换形成比拟微型显示器(21b1)大小的平行光，该平行光经过偏振分束镜(21b2)后照射到微型显示器(21b1)表面形成偏振方向改变的反射光，该反射光经过偏振分束镜(21b2)再进行反射后进入投影透镜组(21b3)投影放大。
6.根据权利要求1或2所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于所述微型投影式多媒体数字电视接收机由可充式移动电源(29)提供电源。
7.根据权利要求1或2所述的微型投影式多媒体数字电视接收机，其特征在于所述通用音视频输入模块(22)包括一个适合PAL和NTSC制式的视频解码电路和一个三通道的ADC电路以及一个视频格式转换电路。
专利摘要一种微型投影式多媒体数字电视接收机，包括通用音视频输入模块、数字电视接收模块、多媒体处理器模块和声音播放器，还重要的包括一个投影显示接口电路和微型投影系统，所述投影显示接口电路和多媒体处理器模块双向连接，它的信号输入端连接数字电视接收模块和通用音视频输入模块，并能控制通用音视频输入模块进行输入选择，它的信号输出端分别连接微型投影系统和声音播放器；所述多媒体处理器模块与数字电视接收模块双向连接。所述的多媒体处理器模块还分别与微型移动硬盘和USB接口模块双向连接。微型投影系统采用了LCOS微型显示器和专门设计的微型投影光学系统以及独特的白光LED投影光源技术，能在距离50cm，投射A4大小(12寸)的电视画面；距离100cm，投射25寸大小的电视画面。本实用新型采用便携式设计，体积小巧，功耗低，可以装入衣袋或公文包随身携带。
文档编号H04N5/74GK2724324SQ20042011729
公开日2005年9月7日 申请日期2004年12月23日 优先权日2004年12月20日
发明者翟小武, 刘岩, 冯冠平, 杜鑫, 敬刚, 吴坚, 王德保 申请人:深圳清华大学研究院