专利名称：Lcd视频图像投影机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光、机、电技术领域，特别涉及采用光、机、电一体化技术的LCD视频图像投影机。
投影技术的发展随电子、光学技术的进步，投影设备发展得很快。如背投式投影机设备，液晶显示投影设备等。又如申请号为“96235750.2”，名称为“视频投影机”，申请号为“89210254”，名称为“液晶投影显示装置”等投影设备，都有着一定的特点。名称为“液晶投影显示装置”的投影设备，是由光源、液晶驱动及视频电路、放大透镜，液晶显示等组成，这种显示装置成本低，亮度也较高，但由于该显示器是采用液晶显示器显示，相对来说显示屏的大小、距离、方便成度等都存在有一定的不足。总体来说，已有技术的投影机，还存在有成像亮度差，清晰度不够，投影效率低，对环境要求高等方面的不足。
本实用新型的目的是针对以上技术的不足，设计一种采用高亮度冷光源照明系统，可外接多种视频源，具有画中画、梯形校正、电源智能管理、数码调焦、局部放大等功能，且画面清晰稳定，投影效率高，对环境要求低的LCD视频图像投影机。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现LCD视频图像投影机，包括控制电路、光学系统及壳体。控制电路的输入接口单元包括电脑模拟RGB输入接口电路、复合视频端子输入电路及TMDS信号输入接口，分别通过RGB视频捕捉电路、视频解码电路及TMDS接收电路将信号送至视频数字处理中心进行处理。输入信号直接或经过YPbPr信号转换电路或YUV信号转换电路转换为RGB信号，转换后的RGB信号送至图像视频数字处理电路处理，其中包括自动图像优化及帧率转换。经图像视频数字处理电路处理的信号再经图像数字信号输出电路输出到D/A转换电路，再经LCD驱动电路送至LCD模板电路显示。微处理器CPU分别接微处理器控制电路、音频放大电路，受控电路及视频数字处理中心。
本实用新型与现有技术相比，采用高亮度冷光源照明系统，可外接多种视频信号，具有画中画、梯形校正、电源智能管理、数码调焦、局部放大等功能。并且画面清晰稳定，投影效率高，对环境要求低。
图1为本实用新型LCD视频图像投影机原理框图；图2为本实用新型电路原理框图；图3为本实用新型电路图；图4为本实用新型正侧面外形示意图；图5为本实用新型后侧面示意图；图6为本实用新型顶板打开示意图；图7为本实用新型去掉顶板的拉开示意图。
以下结合附图对本实用新型进一步详述LCD视频图像投影机，包括控制电路1、光学系统2及壳体3。控制电路1中输入接口单元10的电脑RGB输入接口电路101，复合视频端子输入接口102及TMDS信号输入接口103分别通过RGB视频捕捉电路11，视频解码电路12及TMDS接收电路13将信号送至视频数字处理中心14进行处理。被处理信号直接或分别经过YPbPr信号转换电路140或YUV信号转换电路141将信号转换为RGB信号，转换后的RGB信号送至图像视频数字处理电路144处理。输入接口单元10中的电脑RGB输入接口电路101包含3个DB-15接口，其中2个用来接电脑模拟R、G、B输入，另一个用来输出RGB至电脑。通过微处理器检测，电子开关切换和遥控电路、共同选择一路电脑输入信号。RGB视频捕捉电路11主要进行A/D变换，将模拟的RGB信号变换成24位或48位的RGB数字信号，再送入视频数字处理中心14。视频解码电路12，支持NTSC或PAL(B、D、G、H、Z)视频信号，可以从4路复合视频信号或3路复合视频信号和1路S-Video中进行可编程选择，内含两路10位ADC，具有自动增益控制和钳位控制功能，对于色调、亮度、对比度、噪声、锐度进行调整。同步信号电路142为数字处理中心提供必要的行场消隐等同步时钟信号。自动图像优化电路143，对输入信号参数进行侦测，从而选择合适的设置，如通过图像边界检测来快速而自动的进行图像对中、确定图像边界。借助帧存贮电路145和帧率转换电路146，在保证图像输出质量前提下，可将捕捉来的图像数据进行压缩，减小SDRAM数据宽度及速度的需求，同时又能接受较高分辩率的输入，对数据进行扩展，将图像进行左右翻转、OSD层叠等。同样也可以进行图像水平压缩，垂直图像压缩。利用帧率转换和帧存贮，通过对输入数据的复制或丢弃来维持输出帧格式。经图像视频数字处理电路144处理的信号经图像信号帧率变换电路145、146变换后再经图像数字信号输出电路147输出到D/A转换电路15，经LCD驱动电路16送至LCD模板电路17，其中D/A转换电路15将经过数字处理中心处理后生成的图像或视频数字信号转化为相应输出格式的模拟R、G、B信号。微处理器CPU18分别接微处理器控制电路19、音频放大电路20，受控电路21及视频数字处理中心14。微处理器CPU18是整个控制电路的核心部分，通过与周边IC的数据交换来协调整块控制板正常运作。如向周边IC读写相关寄存器的值来进行数据更新、状态切换等。它主要是以I2C总线的方式与周边IC通信。另外微处理还接受按键和遥控操作，据按键或遥控动作来做相应控制，达到控制散热风扇组210，镜头马达伺服电路211及灯泡控制电路212，使镜头伸缩、调整焦距，发出亮度、对比度等调整指令，据系统不同状态来调整风扇的电源及风速等。
微处理器输入接口电路19包括红外接收电路190、键盘输入单元191、PS2鼠标接口192、USB接口193，温控保护电路194及镜头马达定位开关195。微处理器CPU18是整个控制电路的核心部分，通过与周边IC的数据交换来协调整块控制板14、19、20、21的正常运作，如向周边IC读写相关寄存器的值来进行数据更新、状态切换等。它主要是以I2C总线方式与周边IC通信。另外微处理器还接受按键和遥控操作。据按键或遥控动作来做相应控制。如控制镜头伸缩、调整焦距，发出亮度、对比度等调整指令，据系统不同状态来调整风扇的电源及风速等。音频放大电路20接微处理器CPU18，其电路中电脑音频输入电路200，视频音频输入电路201，功放203，喇叭204分别接多声道音频控制电路202。该单元可对多路声源进行输入选择，将外部声源信号进行放大处理。
根据图1、图2结合以上电路连接。本实用新型工作过程是电脑RGB信号经A/D转换后，形成多位的RGB三基色，再进行数字信号处理(包括图像视频点数字处理、自动图像的优先、图像信号速率的变换、字符信号发生、图像数字信号的输出)，将处理后的信号经过D/A变换器，转换成RGB三路模拟信号，模拟信号经过(RGB)三组LCD驱动电路分别将此三路RGB信号转换成可支持LCD显示的信号，分别供给RGB三块LCD显示。
TMDS电脑信号经过解码器对其解码，将解码后的数字信号经过数字信号处理(包括图像视频点数字处理、自动图像的优先、图像信号速率的变换、字符信号发生、图像数字信号的输出)，将处理后的信号经过D/A转换器，转换成RGB三路模拟信号，模拟信号经过(RGB)三组LCD驱动电路分别将此三路RGB信号转换成可支持LCD显示的信号，分别供给RGB的三块LCD模块。
视频信号经过制式解码和A/D转换器将其转换成RGB三路多位数字信号，再经过数字信号处理中心的处理，将其转换成RGB模拟信号，供给三组LCD驱动电路分别将三路RGB信号转换成可支持LCD显示的信号，分别供给RGB三块LCD。
电脑音频输入和视频音频输入同时经过多路声道音频控制器，选择一路音频信号，再经过功放放大，输送到左、右两只喇叭上。遥控器发出的红外线信号传给红外接收器被中央处理器识别后，控制数字信号处理中心对画面处理，以及对镜头马达伺服电路、灯泡控制电路、音频的处理。同样，键盘的输入信号经过中央处理器识别来控制画面的变化、镜头马达伺服电路、灯泡控制电路以及音频电路，温控保护在温度高出安全温度时，温控开关发出信号给中央处理器来控制灯泡控电路关机。串行R232接口与USB接口都通过中央处理器识别来控制数字信号处理中心的图像。
信号源供给线路驱动部分，经过信号的切换放大后再由视频数字处理中心将信号处理，将处理后的信号经过LCD信号转换电路转换成可供LCD工作的信号，提供LCD正常工作。电路部分控制灯泡的开启和关闭，灯泡所发出的光经过光学部分的分色、滤光、聚光、偏振后，将三片LCD上的图像透射出来，再由复合棱镜将三种颜色复合成一副完整的图像，经过变焦、变距镜头投射出来。
本实用新型的实施电路如图3所示，其中输入接口单元10对应的modu1模块，微处理器CPU18对应于modu3模块串行R232接口192，USB接口193对应于modu2模块，A/D转换电路11对应于modu4，视频解码电路12对应于modu5，解码电路13对应modu6，音频放大电路20对应于modu7，数字信号处理中心14对应于modu8，帧存贮电路145对应于modu10,LCD驱动电路16应于modu11,modu12。为稳定时钟的锁相环模块，modu13为LCD时序发生器模块，modu14、modu15、modu16为LCD数据采样保持电路，每一路颜色通道产生12路模拟信号，分别接三块LCD模块。
本实用新型的图4、5、6、7为投影机器件联接示意图，其中，3为壳体，30为喇叭，31为镜头盖，32为控制键盘，33为提手，34为风扇排风口，35为接口，36为外壳顶板，37为镜头，38为高压件，39为灯泡，40为电路板，41为光学组件，42为电源件，43为风扇，44为连接框，45为镜头固定板。
权利要求1.一种LCD视频图像投影机，包括控制电路(1)、光学系统(2)及壳体(3)，其特征在于所述控制电路(1)的输入接口单元(10)的电脑模拟RGB输入接口电路(101)，复合视频端子输入电路(102)及TMDS信号输入接口(103)分别通过RGB视频捕捉电路(11)，视频解码电路(12)及TMDS接收电路(13)将信号送至视频数字处理中心(14)进行处理，被处理信号直接或分别经过YPbPr(140)信号转换电路、YUV信号转换电路(141)将信号换换为RGB信号，转换后的RGB信号送至图像视频数字处理电路(144)处理。经图像视频数字处理电路(144)处理和帧率变换电路(145、146)处理后再经图像数字信号输出电路(147)输至D/A转换电路(15)，再经LCD驱动电路(16)送至LCD模板电路(17)。微处理器CPU(18)分别接微处理器控制电路(19)、音频放大电路(20)，受控电路(21)及视频数字处理中心(14)。
2.根据权利要求1所述的LCD视频图像投影机，其特征在所微处理器控制电路(19)包括有红外接收电路(190)、键盘输入单元(191)、PS2接口(192)、USB接口(193)，温控保护电路(194)及镜头马达定位开关(195)。
3.根据权利要求1所述的LCD视频图像投影机，其特征在所述音频放大电路(20)接微处理器CPU(18)，其电路中电脑音频输入电路(200)，视频音频输入电路(201)、功放(203)、喇叭(204)，分别接多声道音频控制电路(202)。
专利摘要一种LCD视频图像投影机,包括控制电路、光学系统及壳体、控制电路包括:输入接口、输入信号解码、视频数字处理中心、LCD信号驱动转换电路、三片LCD模块及光学引擎部分。该投影机采用高亮度冷光源照明系统,可外接多种视频源,具有画中画、梯形校正、电源智能管理、数码调焦、局部放大功能,且画面清晰稳定、投影效率高,对环境要求低。
文档编号H04N5/74GK2464029SQ0026676
公开日2001年12月5日 申请日期2000年12月18日 优先权日2000年12月18日
发明者谢敬 申请人:谢敬