CN100429938C - 与微处理器,图像投影装置和音频部件构成整体的数字媒体源作为独立系统 - Google Patents

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Abstract

一种数字媒体源的组合，例如，计算机硬盘驱动器，数字盘播放机(DVD)，和/或紧致盘(CD)格式等；与微处理器；图像投影装置，例如，LCD或DPL基投影仪；控件组；和音频部件构成整体，提供一个用作玩具投影系统，商业投影系统，或家庭投影系统的独立系统。该系统包含在配置成满足市场需求的外壳中。图像投影装置可以在外壳内或借助于反射镜转动以投影图像到垂直面和水平面，例如，墙壁，屏幕，天花板，和台式背面投影屏幕。该系统容易操作，设备齐全，便携式并适用于无须高超技术的儿童和成年人。

Description

与微处理器，图像投影装置和音频部件构成整体的数字媒体源作为独立系统
技术领域
本发明一般涉及数字媒体源(内部和/或外部)的组合，例如，计算机硬盘驱动器，利用数字通用/视频盘(DVD)，和/或紧致盘(CD)格式，和/或小型闪存卡(compact flash card)，或任何其他非易失性数字存储媒体和装置的数字盘播放机；与微处理器；图像投影装置，例如，液晶显示器(LCD)或数字光处理器(DLP)基投影仪；控件组(有任选的远程控制)，和音频部件构成整体，形成一种用作玩具投影系统，商业投影系统，或家庭投影系统的独立系统。
背景技术
数字投影装置
今天，固定安装或便携式数字投影仪广泛地用于许多商业设置而较少地应用于家庭影院。尽管激烈的竞争和存在多个制造商，数字投影仪仍然保持相对地昂贵，且主要是由机关单位购买和使用。
今天，数字投影仪用作投影装置仅仅是从实际分开的独立源取得数据和视频图像，例如，盒式磁带录像机(VCR)，计算机(通过便携式膝上型或专用办公室单元)，摄像机，或其他的输入装置。因此，当前的数字投影仪仅仅用作投影功能的专用设备。当前的投影技术必须有单独输入装置的输入端，它借助于内置式连接器和电缆线连接到数字投影仪。同样地，一些数字投影仪有内置式扬声器以提供音频能力，但音频信号必须来自分开的独立输入装置通过导线和缆线进行传输。
目前市场上现有的固定安装和便携式配置中有各种数字数据和视频投影技术，它们在各种特性方面进行竞争，例如，亮度，重量，分辨率，和兼容性。
在数字投影仪方面有两种主要的技术：LCD和数字光处理器(DLP)。LCD投影仪，如它的名称所指，利用小的透射型LCD显示器以建立数字图像。这些产品通常是按照如下方式运行的：
a)投影灯提供白光源。
b)把这个光分成3种基色(红，绿，和蓝)。
c)每种颜色的光投射通过灰阶LCD显示器，它允许所需图像的合适部分光传输通过。
d)利用光学方法把这3种过滤的颜色重新组合并投影到显示屏。
数字光处理器在概念上与光学方法类似，但不同的是它们的数字实施方式。滤波装置是利用微机电(MEM)半导体技术构造的数控微反射镜阵列。这些装置有超小型反射镜的XY网格，而每个反射镜可以在数控下以每秒1千5百万次独立地摆动。因此，可以在计算机控制下反射所选子集光源以建立图像。灰阶的实现是以合适的速率脉动反射镜以让所需光量通过。基于与纯半导体技术类似的技术，DLP提供高度可缩放的分辨率。
为了便于描述本发明，“数字投影仪”作为通用的术语以描述包括但不限于LCD和DLP的各种数字投影技术。
同步视听幻灯片或胶片投影装置
今天，幻灯片或胶片投影系统要求复杂的投影仪和音频装置。类似于数字投影仪，这些系统也是相对地昂贵且通常用在商业和机关单位。如同在数字投影仪的情况，设备的复杂性要求大量的安装调试，它包括：单个地装入幻灯片到投影仪盒子，胶片装入和协调，以及音频同步。安装调试通常需要有经验的设备运行专业人员，而且在运行时可能还需要辅助人员。
本发明的要求
这种设备的相对高价格，物理复杂性和内行安装和操作使它不可能用作儿童的玩具以显示供儿童欣赏的儿童故事片；作为家庭观看图片和电影媒体享受的投影系统；或用于商业，教师或其他专业人员需要的独立，简单操作，便携式系统，可以把声音和图像/电视图像投影到屏幕或诸如墙壁或天花板的平面上。同样地，如果不需要搬运和安装多个硬件单元，例如，膝上型计算机和投影装置，则具有整体数字媒体源的独立投影系统可以大大简化商品专业介绍的体力劳动和技术要求。
现有技术
Tanaka et al.的专利5,461,437提出配备LCD投影仪的整体录像机(VTR)，它能够去掉布线的复杂性和防止视频信号的降级。Tanaka的专利5,729,395提出配置液晶显示器(LCD)投影仪的磁带录像机(VTR)更新实例，其中没有消辐射器。具有LCD投影仪的VTR实现小型化和降低成本，符合当前市场的趋势。
Gussin et al.的专利5,266,980提出视听讲故事玩具，在播放音频盒带记录故事的同时，它把图片投影到诸如天花板或墙壁的平面上。这种玩具是小型，独立的单元，它包括磁带播放机和同步图片带投影仪。这种玩具包括可插入，可移动的胶片盒，其中包含按顺序的图片帧以对应盒带上的故事。
把VTR和LCD技术应用于独立的投影系统中，Tanaka et al.减少了分离部件的数目，改进了总的布线要求，以及减小了总的物理外壳尺寸。同样地，通过引入同步的视听讲故事玩具，Gussin et al.减少了部件数目并简化了具有单独音频信号的幻灯片或胶片投影操作。
虽然这种现有技术代表廉价，简化，独立，视听投影系统发展的进步，但是它没有预期或提供数字媒体源(内部和/或外部)的组合，例如，计算机硬盘驱动器，利用数字通用盘(DVD)，和/或紧致盘(CD)格式，和/或小型闪存卡，或任何其他非易失性数字存储装置的数字盘播放机；与微处理器，图像投影装置，例如，LCD或DLP基投影仪；和音频部件构成整体，用于提供一种用作玩具投影系统，商业投影系统，或家庭投影系统的独立系统。任选的台式背面投影屏幕和校正透镜能够供台式使用或应用于不便使用墙壁或天花板的场所，例如，商品展示。
发明内容
所以，本发明的目的是解决现有技术中遇到的上述问题，它提供一种数字媒体源(内部和/或外部)的组合，例如，计算机硬盘驱动器，利用数字视频盘(DVD)，和/或紧致盘(CD)格式，和/或小型闪存卡，或任何其他非易失性装置的数字盘播放机；与微处理器；图像投影装置，例如，LCD或DLP基投影仪；控件组(有任选的远程控制)，和音频部件构成整体以提供一种用作玩具投影系统，商业投影系统，或家庭投影系统的独立系统。
本发明提供一种图像投影装置，用于投影图像到诸如墙壁或天花板的平面上，或利用投影透镜结构的台式背面投影屏幕，其运动范围能够实现所需的投影角，可以把图像投影到相对于投影仪位置的垂直面或水平面。本发明提供一种数字媒体源(内部和/或外部)，例如，计算机硬盘驱动器，利用数字通用盘(DVD)，和/或紧致盘(CD)，和/或小型闪存卡，或任何其他非易失性数字存储装置格式的数字盘播放机，它提供源数字信号给微处理器，微处理器解码数据并发送合适的图像信号和与图像投影装置输入要求一致的视频数据。本发明提供音频信号给微处理器，微处理器还发送电信号给放大器，放大器通过单个扬声器或多个扬声器产生与电视图像或图像同步的声音。本发明提供来自电池，AC，DC，或电源组合的电功率。本发明提供控件组(有任选的远程控制)和显示器以允许用户前进或重复程序资料，或从起始点以外的某一点开始播放程序资料。例如，在儿童故事的情况下，控件允许跳跃到特定的章节，重复某个章节，或在起始部分重新开始。在商业介绍的情况下，控件允许介绍者从一个幻灯片前进到另一个幻灯片，开始或停止视频图像。在使用台式背面投影屏幕的情况下，图像被横向倒置以保持正确的透视关系。
在优选的实施例中，该系统包含在配置成满足市场需求的外壳中。因此，供儿童使用的系统有这样的外壳，它配置成像传统儿童故事或流行文化或设计成专用于儿童戏剧的人物。同样地，供家庭和机关单位使用的投影系统有这样的外壳，它的外观和结构类似于市场上现有的投影设备。在优选的实施例中，该系统是容易操作，设备齐全，和携带方便，且适用于无需高超技术的儿童和成年人。在优选的实施例中，各种控件是直观的且容易使用，例如，CD播放机和盒式磁带录像机上共同的标准控件组。在优选的实施例中，数字媒体源使用工业标准格式以提供音频和图片或视频数据，例如，增强型CD格式或CD-I格式。
因此，本发明的一个目的是提供一种供儿童使用的独立同步玩具投影系统，它可以投影数字图像，数据，和/或视频媒体并播放音频记录的故事或课文，它们都包含在数字媒体上，例如，CD，DVD，计算机硬盘驱动器，或任何其他信息源，并把它投影到墙壁或天花板平面上，或任选的台式背面投影屏幕，借助于诸如LCD，DLP等数字投影技术基的整体图像投影装置。
本发明的另一个目的是提供一种供家庭和机关单位使用的独立同步专业投影系统，它可以投影数字图像，数据，和/或视频媒体并任选地播放音频记录表演或话音记录，它们都包含在数字媒体上，例如，CD，DVD，计算机硬盘驱动器，或任何其他信息源，并把它投影到墙壁或天花板的平面上，或任选的台式背面投影屏幕，借助于诸如LCD，DLP等数字投影技术基的整体图像投影装置。
本发明的另一个目的是提供一种展示数字媒体的单个，独立，较廉价的投影系统。
本发明的另一个目的是提供这样一种投影系统，其运动范围能够实现所需的投影角，可以把图像投影到相对于投影仪位置的垂直面或水平面上。
在结合附图并参照以下对本发明优选典型实施例的详细描述之后，可以更充分地明白以上的描述以及本发明的其他目的，特征和优点。
附图说明
结合附图描述本发明目前优选的实施例，其中：
图1是LCD投影仪的示意图。
图2是数字投影仪的透视图。
图3是本发明的示意图。
图4是数字媒体源的透视图，其中某些部分被剖开以展示其结构。
图5是本发明的透视图。
图6是本发明的另一个透视图。
图6A是本发明的另一个透视图。
具体实施方式
为了说明数字图像投影装置的可能配置，图1给出LCD投影仪的示意图。本领域专业人员都知道，液晶显示投影仪(LCD)是液晶显示器的应用。在图1中，参考数字1表示投影透镜，2表示LCD控制板，3表示聚光透镜，4表示反射器，5表示卤素灯，和6表示屏幕，例如，墙壁。在典型的LCD投影仪中，卤素灯5作为安排在LCD控制板2后面的光源，从卤素灯5射出的光被反射器反射，然后，光进入到聚光透镜3，它把接收的光转换成平行光。这光加到LCD控制板2的背面。此后，透射通过LCD控制板的光图形被投影透镜1投射到屏幕6上，因此，在屏幕上产生图像。以下，把图1所示1-5的元件排列简单地称之为“图像投影装置”，并标记为参考数字7，它作为描述各种数字投影配置的通用术语。
图2是数字投影仪8外观的透视图，它包含图像投影装置7的内部结构。在图2中，参考数字1表示图1所示的投影透镜，9表示聚焦环，10表示盒式磁带录像机，11表示视频摄像机，12表示膝上型计算机。所示类型的数字投影仪8是专门用于投影的单个产品形式。如图2所示，诸如连接线，信号和电源线的各种布线连接在数字投影仪8与图像/视频/音频源装置10，11，12之间。
图3是解释本发明基本概念的示意图，其中图像发生装置7(例如，LCD投影仪)与数字媒体源(硬盘驱动器和/或数字盘(即，数字视频盘(DVD)，和/或紧致盘(CD)格式等)构成独立单元。在图3中，参考数字13表示数字媒体源输入装置(利用硬盘驱动器，CD或DVD的技术)，22表示通过缆线连接的外部数字媒体源，14表示数字媒体源发生器(利用CD或DVD盘播放机的技术)，15表示微处理器，16表示放大器，17表示扬声器。如图3所示，利用诸如硬盘驱动器，CD或DVD盘播放机的数字源发生器，数字媒体13上存储的数字信号发送到微处理器15。微处理器15解码来自数字媒体源的数据，并提取音频和视频或静止图像数据。然后，微处理器15发送合适的电信号到图像发生装置7，例如，发送到LCD投影仪以显示视频图像或静止图像数据。微处理器15还发送电信号到放大器16，它借助于扬声器产生与视频图像或图像同步的声音。本领域专业人员都知道，利用专用集成电路(ASIC)或其他专用的电子电路，可以代替微处理器15完成的解码和信号发生功能。专业人员还知道，微处理器15要求附加的支持功能，包括但不限于，RAM，ROM，和信号驱动器电路。微处理器15监测控件组18并发送合适的信号到数字媒体源发生器14，为的是显示用户请求的部分媒体。如图3所示，内部数字媒体源13或外部数字媒体源22，例如，计算机硬盘驱动器，可以直接地链接到微处理器15，从而旁路数字媒体源发生器14。
图4是按照本发明实施例具有图像发生装置7的数字媒体源13的部分剖面透视图。如图4所示，参考数字13表示数字媒体源(例如，计算机硬盘驱动器，CD或DVD)，14表示数字媒体源发生器，例如，CD或DVD盘播放机(如图3所示)，15表示微处理器(如图3所示)，和17表示扬声器。此外，图4是还展示外壳19外表面上的通用控件组18。在本发明的操作中还可以包括远程控制件24。
图5是本发明的透视图，它说明放置的图像发生装置7用于投影图像到垂直面上，其任选的约90度转动能力可以把图像投影到水平面上，例如，天花板。在图5的通用实施例中，本发明的外壳19有与市场上标准数字投影仪相同的外观包装。如图5所示，参考数字14表示数字媒体源发生器，例如，CD或DVD播放机，20表示机械/支架接口，它允许图像发生装置7绕轴转动，和17表示扬声器。此外，图像发生装置7可以固定在外壳19内，而具有转动能力的反射镜23(参照图6A)可以把图像或电视图像投影到水平面或垂直面6上。因此，所示的配置是作为通用的实施例，可以传送图像发生装置转动通过各种装置的特征。
图6是本发明的透视图，它表示放置的图像发生装置7投影图像到垂直面上，具有约90度转动能力的装置适合于把图像投影到诸如天花板的水平面上。在图6的通用实施例中，本发明的外壳19结构更适合于儿童的玩具。我们预期，外壳19可以配置成流行角色的形式，例如，熊，兔，恐龙等。如图6所示，参考数字14表示数字媒体源发生器，例如，CD或DVD播放机，20表示机械/支架接口，它允许图像发生装置7绕轴转动，21表示机械部件，例如，旋钮或开槽，它允许手工方式转动图像发生装置7，和17表示扬声器。有各种其他的机械和光学设计结构，利用它可以给图像发生装置7增加转动功能。例如，在图6A中，图像发生装置7可以固定在外壳19内，而具有转动能力的反射镜23把图像或电视图像投影到水平面或垂直面6上。因此，所示的配置是作为通用的实施例，可以传送图像发生装置7转动通过各种装置的特征。

Claims (10)

1.一种设备齐全的、便携式的数字投影器，包括：
数字非易失性存储装置，产生源数据信号；
微处理器，电连接到数字非易失性存储装置，所述微处理器产生输出投影信号和音频信号，以响应数字非易失性存储装置的源数据信号；
便携式外壳，整体地连接到所述数字非易失性存储装置和所述微处理器；
图像投影装置，当图像被投影时，整体地连接到所述外壳，所述图像投影装置电连接到所述微处理器并还响应于所述微处理器的投影信号，所述图像投影装置响应于来自所述微处理器的投影信号，提供照射远程表面的图像显示信号；
控件组，安装在所述外壳上并电连接到所述微处理器，所述控件组响应于机械命令以提供控制信号给所述微处理器，所述微处理器响应于所述控制信号以提供启动信号给所述数字非易失性存储装置，使所述数字非易失性存储装置响应于所述启动信号，提供所述源数据信号给所述微处理器；和
扬声器，整体地连接到所述外壳并电连接到所述微处理器，所述扬声器响应于所述微处理器的音频信号，提供可听的声音。
2.按照权利要求1的投影器，还包括：
放大器，连接到所述微处理器，且该放大器响应于所述微处理器的音频信号，提供驱动信号给所述扬声器，所述扬声器响应于所述放大器的驱动信号以产生可听的声音。
3.按照权利要求1或2的投影器，其中所述数字非易失性存储装置包括：计算机硬件驱动器。
4.按照权利要求1或2的投影器，其中所述数字非易失性存储装置包括：数字盘播放机。
5.按照权利要求4的投影器，其中所述数字盘播放机使用数字通用/视频盘格式。
6.按照权利要求4的投影器，其中所述数字盘播放机使用光盘格式。
7.按照权利要求1或2的投影器，其中所述数字非易失性存储装置包括：小型闪存卡。
8.按照权利要求1或2的投影器，其中所述图像投影装置包含液晶显示器。
9.按照权利要求1或2的投影器，其中所述图像投影装置包含数字光处理器。
10.按照权利要求1或2的投影器，其中所述图像投影装置的图像显示信号可在角位置的90度范围上移动。
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