CN101673033A

CN101673033A - 投影仪散热控制装置与方法

Info

Publication number: CN101673033A
Application number: CN200810215368A
Authority: CN
Inventors: 简兆南; 罗伟诚; 吴上炫
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: CN101673033B

Abstract

一种投影仪散热控制装置与方法。投影仪装置包括：发光装置、电源供应装置、散热模块、至少一散热流场、第一感测装置、光学引擎模块以及处理器。发光装置根据电源供应装置提供的电力提供光束。散热模块具有可调整的散热效能，用以引导一散热介质沿着散热流场流动，以对发光装置进行散热。第一感测装置产生第一感测温度，其中散热流场中的散热介质先流过第一感测装置再流过发光装置。光学引擎模块用以调制该光束而产生一图像光束。处理器根据第一感测温度控制电源供应装置或该散热模块。

Description

投影仪散热控制装置与方法

技术领域

本发明涉及一种投影仪装置，特别涉及一种投影仪装置内的散热控制装置与方法。

背景技术

一般而言，投影仪中所需的光源由投影仪中的灯所提供，例如通过发光二极管(Light Emitting Diode，LED)根据不同的供应电压发出不同亮度的光，接着，所发出的光会通过一光调制装置，如数字微镜装置(DigitalMicromirror Device，DMD)产生图像光束，并将图像光束反射至投影镜头，用以于显示屏幕投射出欲呈现的图像。其中，欲呈现的图像是由数字微镜装置所产生。数字微镜装置是在半导体芯片上布置一个由微镜片所组成的矩阵，每一个微镜片控制投影画面中的一个像素。微镜片的数量与投影画面的解析度相符，800×600、1024×768、1280×720以及高解析度电视(HighDefinition Television，HDTV)所使用的1920x1080是一些常见的数字显微装置的尺寸。

由于灯泡在发光时会产生热能，例如当灯泡的亮度越大，产生的热能也越大，为了避免过热的温度导致投影仪内的其他元件损坏，例如耐热度较差的数字微镜装置的损坏，因此投影仪中需要使用散热模块适时地降低温度。

发明内容

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。本发明的目的在于利用一感测装置感测投影仪的系统温度，其中此感测装置不与投影仪发光装置热耦接，周以准确感应系统温度，因此投影仪的散热控制装置可根据感测的系统温度执行发光装置的电力调整或散热模块的散热效能调整，用以及时反应环境温度的变化，并提高投影仪装置的使用效能。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，根据本发明的一实施例，一种投影仪装置，包括发光装置、电源供应装置、至少一散热流场、散热模块、第一感测装置、光学引擎模块以及处理器。发光装置根据电源供应装置提供的电力提供光束。散热模块具有可调整的散热效能，用以引导一散热介质沿着一散热流场流动。第一感测装置用以感测投影仪装置的系统温度以产生第一感测温度，其中散热流场中的散热介质先流过第一感测装置再流过发光装置。光学引擎模块用以调制该光束而产生一图像光束。处理器根据第一感测温度控制电源供应装置或该散热模块。

根据本发明的另一实施例，一种适用于投影仪装置的散热控制方法，其中投影仪装置包括根据电源供应装置供应的电力提供光束的发光装置、具有可调整的散热效能，用以引导一散热介质沿着一散热流场流动的散热模块以及第一感测装置，该散热控制方法包括：感测系统温度，其中系统温度通过配置于散热流场中的第一感测装置感测，并且其中散熊模块引导的散热介质先经过第一感测装置，再经过发光装置；以及根据系统温度控制电源供应装置或散热模块。

根据本发明的一实施例，当系统温度(第一感测温度)超过一既定开机温度范围时，处理器执行一关机程序，用以防止过热的系统温度损伤投影仪装置的使用效能。

根据本发明的另一实施例，当系统温度大于一既定系统温度，并且当散热效能超过一既定范围时，处理器控制电源供应装置，以调整供应的电力，用以预防过热的系统温度造成散热模块超过其散热效能。

根据本发明的另一实施例，当系统温度大于一既定系统温度，并且当散热效能不超过一既定范围时，处理器根据发光装置温度(第二感测温度)调整散热效能，用以在不影响发光装置的光束亮度之下，增加投影仪装置的散热效能。

根据本发明的另一实施例，当系统温度不大于一既定系统温度时，处理器根据发光装置温度调整该散热效能，用以在不影响发光装置的光束亮度之下，增加投影仪装置的散热效能。

附图说明

图1是显示根据本发明的一实施例所示的投影仪内部装置方块图。

图2是显示根据本发明的一实施例所示的投影仪装置上视图。

图3是显示根据本发明的一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。

图4是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。

图5是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。

图6是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。

图7是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。

【主要元件符号说明】

100～投影仪装置；

101～发光装置；

102～第二感测装置；

103～散热模块；

1031～风扇模块；

104～电源供应装置；

105～第一感测装置；

106～处理器；

107～光感测装置；

108～光电元件；

200～光学引擎模块；

201～主机板模块；

202～机壳；

203～进风口；

204～出风口；

205～阻隔装置；

206～光学引擎散热模块；

S_IM～图像控制信号。

具体实施方式

为使本发明的制造、操作方法、目标和优点能更明显易懂，下文特举几个实施例，并配合附图，作详细说明，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明：

实施例：

图1是显示根据本发明的一实施例所示的投影仪内部装置方块图。投影仪装置100包括发光装置101、第一感测装置105、第二感测装置102、散热模块103、电源供应装置104、处理器106、光学引擎模块200、光感测装置107、光电元件108。电源供应装置104用以供应电力至发光装置101，发光装置101根据此电力提供对应的光束，根据本发明的一实施例，发光装置101可以是发光二极管、雷射模块等，根据不同的供应电压或供应电流提供不同亮度的光束。光学引擎模块200包括光电元件108与光感测装置107，光电元件108自处理器106接收一图像控制信号S_IM，以及接收发光装置101产生的光束，根据图像控制信号S_IM调制光束而产生图像光束。根据本发明的一实施例，光电元件108可以是数字微镜装置(DMD)，用以产生欲呈现的图像。而光感测装置107用以感测光束的波长，以产生一感测波长。根据本发明的一实施例，光感测装置107可以是一光感测器(photosensor)，例如一光二极管(photodiode)。由于光线皆具有对应的波长，光二极管可根据接收到的入射光产生不同的感应的电流或电压，因此光感测装置107可根据感应的电流或电压感测出对应的入射光线的波长。值得注意的是，光感测装置107并不限定于配置于光学引擎模块200内，根据本发明的其它实施例，也可配置于光学引擎模块200外。散热模块103与发光装置101热耦接，用以散热发光装置101。根据本发明的一实施例，散热模块103可以是导热管(heat pipe)、水冷式循环散热器、风扇或其它可用以散热的装置。

散热模块103根据处理器106设定的一供应电压操作于一散热效能，散热效能的定义是每秒钟能自系统移走多少焦耳的热。散热模块103用以引导一散热介质沿着一散热流场流动。引导的散热介质可以是一散热气流、空气、水、冷媒等。图2是显示根据本发明的一实施例所示的投影仪装置上视图，其中散热模块103在此实施例为一风扇模块1031，沿着进风口203至出风口204的箭头所示路径代表散热介质的流动方向，其流动的路径可称之为散热流场，在此实施例中，图2仅用以显示多种散热流场中的一个，本领域技术人员皆知随着投影仪装置的内部元件的不同的摆放方式可产生不同的散热气流路径，因此图2所示的散热流场并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。根据本发明的一实施例，第一感测装置105与第二感测装置102可以是热感应装置，其中第二感测装置102与发光装置101热耦接，用以感测发光装置101的温度，并产生一第二感测温度，而第一感测装置105位于散热流场中，用以感测散热流场的温度，并产生一第一感测温度。根据本发明的一实施例，第一感测装置105可位于散热流场的任意位置，但散热介质必须先通过第一感测装置105后，才能通过发光装置101，用以感测系统温度。例如，第一感测装置105可位于风扇模块1031的上风处，即风扇模块1031引导的散热气流会先通过第一感测装置105，再通过发光装置101，或者当风扇模块1031配置于散热流场的进风口203用以自机壳外部引导散热气流至投影仪装置内部时，第一感测装置105可位于风扇模块1031的出风路径，或者当风扇模块1031配置于散热流场的出风口204用以自机壳内部引导散热气流至投影仪装置外部时，第一感测装置105可位于风扇模块1031的进风路径。处理器106位于如图2所示的主机板模块201中，用以根据第一感测温度、第二感测温度、与感测波长，控制电源供应装置以及风扇模块。根据本发明的一实施例，电源供应装置104也可位于主机板模块201上方或下方。

如图2所示，投影仪装置100可还包括光学引擎散热模块206以及阻隔装置205，光学引擎散热模块206用以帮助光学引擎模块200散热，阻隔装置205用以阻隔散热气流与光学引擎模块200，避免热风回流而影响光学引擎模块200的运作。如图2所示，发光装置101、第二感测装置102、风扇模块1031、电源供应装置104、第一感测装置105、处理器106、光学引擎模块200、光学引擎散热模块206、以及阻隔装置205配置于机壳202内。

图3是显示根据本发明的一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。首先，处理器读取由第一感测装置所感测的第一感测温度Tss(步骤S11)。接着，处理器判断第一感测温度Tss是否大于一既定系统温度Tah(步骤S12)。当第一感测温度Tss大于既定系统温度Tah时，处理器进一步判断散热模块的散热操作是否超过一既定的散热效能，例如在此实施例中判断风扇模块的转速是否超过一既定转速范围、或是流速范围，其重点在于散热效能的决定，如果是使用热导管或液冷式装置，亦可以是判断温升速率或是液体流速等(步骤S13)。由于风扇模块根据处理器106设定的一供应电压操作，即转速与供应电压具有对应的关系，因此处理器可预先量测散热效能而设定风扇模块的转速上限与转速下限，根据此供应电压判断目前的转速是否大于转速上限或小于转速下限。当风扇模块的转速超过一既定转速范围时，处理器控制电源供应装置调整供应至发光装置的电源(步骤S14)。例如，当目前风扇模块的转速超过转速上限时，代表风扇模块的操作以达到极限，因此必须进一步降低供应至发光装置的电源，用以降低发光装置的温度。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S11)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

另一方面，当风扇模块的转速未超过既定转速范围，或第一感测温度Tss不大于既定系统温度Tah时，处理器进一步读取由第二感测装置所感测的第二感测温度Tls(步骤S15)。接着，处理器判断第二感测温度Tls是否大于一既定发光装置平衡温度Tlb(步骤S16)，并且根据第二感测温度调整风扇模块的转速。当第二感测温度Tls大于既定发光装置平衡温度Tlb时，代表发光装置过热，处理器控制风扇模块增加其转速(步骤S17)。另一方面，当第二感测温度Tls不大于既定发光装置平衡温度Tlb时，代表发光装置尚未过热，处理器控制风扇模块降低其转速(步骤S18)。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S11)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

图4是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。首先，处理器读取由第一感测装置所感测的第一感测温度Tss(步骤S21)。接着，处理器判断第一感测温度Tss是否在一既定开机温度范围内(步骤S22)。当第一感测温度Tss超过既定开机温度范围时，即当第一感测温度Tss大于既定开机温度高标Tsth，或当第一感测温度Tss小于既定开机温度低标Tstl时，处理器执行一关机程序(步骤S23)，用以将投影装置关机。另一方面，当第一感测温度Tss在既定开机温度范围内时，处理器进一步判断第一感测温度Tss是否大于一既定系统温度Tah(步骤S24)。当第一感测温度Tss大于既定系统温度Tah时，处理器进一步判断风扇模块的转速是否超过一既定转速范围(步骤S25)。当风扇模块的转速超过一既定转速范围时，处理器控制电源供应装置调整供应至发光装置的电力(步骤S26)，降低供应至发光装置的电力，用以调整发光装置的发光亮度，以降低发光装置温度。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S21)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

另一方面，当风扇模块的转速未超过既定转速范围，或第一感测温度Tss不大于既定系统温度Tah时，处理器进一步读取由光感测装置所感测的感测波长W1(步骤S27)。接着，处理器判断感测波长W1是否大于一既定发光装置波长偏差值Wlb(步骤S28)，并且根据感测波长调整风扇模块的转速。由于固态光源具有温度愈高，波长愈长的波长漂移现象，因此当感测波长W1大于既定发光装置波长偏差值Wlb时，代表发光装置过热，处理器控制风扇模块增加其转速(步骤S29)。另一方面，当感测波长W1不大于既定发光装置波长偏差值Wlb时，代表发光装置尚未过热，处理器控制风扇模块降低其转速(步骤S30)。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S21)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

图5是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图。首先，处理器读取由第一感测装置所感测的第一感测温度Tss(步骤S31)。接着，处理器判断第一感测温度Tss是否在一既定开机温度范围内(步骤S32)。当第一感测温度Tss超过既定开机温度范围时，即当第一感测温度Tss大于既定开机温度高标Tsth，或当第一感测温度Tss小于既定开机温度低标Tstl时，处理器执行一关机程序(步骤S33)，用以将投影装置关机。另一方面，当第一感测温度Tss在既定开机温度范围内时，处理器进一步计算目前开机时间Ttime(步骤S34)，并且判断目前开机时间Ttime是否大于一既定开机时间Ton(步骤S35)，其中既定开机时间Ton可设定为一任意时间值，例如5秒。当目前开机时间Ttime不大于既定开机时间Ton时，代表目前投影仪装置才刚开机，处理器进一步判断第一感测温度Tss是否在散热模块的既定散热温度范围(步骤S36)。根据本发明的一实施例，散热模块的既定散热温度范围代表散热模块适合操作的环境温度范围，例如对于导热管而言，过热的环境温度会使得导热管的散热过程过于剧烈，造成导热管的高温端干化(dry out)。因此，在此实施例中，散热控制程序会进一步考虑散热模块适合操作的环境温度范围，并在第一感测温度超过此温度范围时，控制电源供应装置调整供应至发光装置的电力(步骤S37)，降低供应至发光装置的电力，用以降低发光装置的发热程度，以降低系统温度。当第一感测温度不超过此温度范围，或者当电力调整结束后，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S31)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

另一方面，当目前开机时间Ttime大于既定开机时间Ton时，处理器判断第一感测温度Tss是否大于一既定系统温度Tah(步骤S38)。当第一感测温度Tss大于既定系统温度Tah时，处理器进一步判断风扇模块的转速是否超过一既定转速范围(步骤S39)。当风扇模块的转速超过一既定转速范围时，处理器控制电源供应装置调整供应至发光装置的电力(步骤S37)，降低供应至发光装置的电身，用以降低发光装置的发热程度，以降低系统温度。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S31)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

当风扇模块的转速未超过既定转速范围，或第一感测温度Tss不大于既定系统温度Tah时，处理器进一步读取由第二感测装置所感测的第二感测温度Tls(步骤S41)。接着，处理器判断第二感测温度Tls是否大于一既定发光装置平衡温度Tlb(步骤S42)，并且根据第二感测温度调整风扇模块的转速。当第二感测温度Tls大于既定发光装置平衡温度Tlb时，代表发光装置过热，处理器控制风扇模块增加其转速(步骤S43)。另一方面，当第二感测温度Tls不大于既定发光装置平衡温度Tlb时，代表发光装置尚未过热，处理器控制风扇模块降低其转速(步骤S44)。接着，处理器可在一既定时间后再度读取由第一感测装置所感测的第一感测温度(步骤S31)，用以持续地监控投影仪装置的温度。

根据本发明的实施例，投影仪装置架构与投影仪装置散热控制方法可通过事先通过第一感测装置感测投影仪装置的系统温度，有效控制发光装置温度，并且增加投影仪装置的使用环境温度范围或海拔高度范围。通过提早感测系统温度，因应环境温度上升，提早降低供应至发光装置的功率，或提早降低风扇模块的转速，使风扇模块的转速不必提高，以降低噪音。此外，通过提早感测系统温度，也可预防投影仪装置内其它元件，例如光学元件、数字显微装置、散热模块等，操作于过高或过低的系统温度。当感测到系统温度过高时，可提早进行散热，或调整供应至发光装置的功率，以维持投影仪装置内各元件可在适当的操作温度范围内稳定地操作，并且可同时避免系统的温度变化造成发光装置的亮度波动不稳定。

因此，根据本发明的另一实施例，处理器判断系统温度是否过高的标准也可根据投影仪装置内其它元件，例如光学元件，的操作温度上限作判断。图6是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图，其中步骤S61以及S63～S68可对应至图3的步骤S11以及S13～S18，在此不再赘述。值得注意的是，在步骤S62中，处理器判断第一感测温度Tss是否大于一光学元件的既定操作温度Tcl。当第一感测温度Tss大于光学元件的既定操作温度Tcl时，处理器进一步判断风扇模块的转速是否超过一既定转速范围(步骤S63)。此外，由于风扇模块转速越大，所产生的噪音越大，因此根据本发明的另一实施例，处理器判断风扇模块的操作极限时，可根据预先设定可接受的噪音最大值作判断。图7是显示根据本发明的另一实施例所示的一投影仪散热控制流程图，其中步骤S71～S72以及S74～S78可对应至图3的步骤S11～S12以及S14～S18。值得注意的是，在步骤S73中，处理器进一步判断风扇模块的转速是否超过一最大可接受噪音。当风扇模块的转速超过一最大可接受噪音时，处理器控制电源供应装置调整供应至发光装置的电力(步骤S74)降低发光装置发热，以避免风扇模块产生的噪音过大。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。即大凡依本发明权利要求书及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims

1.一种投影仪装置，包括：

一发光装置，用以根据一电力提供一光束；

一电源供应装置，用以提供该电力；

一散热模块，具有一可调整的散热效能；

至少一散热流场，其中该散热模块引导一散热介质沿着该散热流场流动，以对该发光装置进行散热；

一第一感测装置，用以感测该投影仪装置的系统温度，以产生一第一感测温度，其中该散热流场中的该散热介质先流过该第一感测装置再流过该发光装置；

一光学引擎模块，用以调制该光束而产生一图像光束；以及

一处理器，用以根据该第一感测温度控制该电源供应装置或该散热模块。

2.如权利要求1所述的投影仪装置，还包括：

一第二感测装置，与该发光装置热耦接，用以感测该发光装置的温度而产生一第二感测温度，

其中该处理器更读取该第二感测温度，并根据该第二感测温度而控制该散热模块。

3.如权利要求2所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能不超过一既定范围时，该处理器根据该第二感测温度调整该散热效能。

4.如权利要求2所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度不大于一既定系统温度时，该处理器根据该第二感测温度调整该散热效能。

5.如权利要求1所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度超过一既定开机温度范围时，该处理器执行一关机程序。

6.如权利要求1所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能超过一既定范围时，该处理器控制该电源供应装置，以调整该电力。

7.如权利要求1所述的投影仪装置，其中该光学引擎模块包括：

一光电元件，自该处理器接收一图像控制信号，以及接收该光束，用以产生该图像光束；

一光感测装置，用以感测该光束的波长而产生一感测波长；以及

一阻隔装置，用以分隔该散热介质与该光学引擎模块，以形成该散热流场，其中该处理器根据该第一感测温度以及该感测波长的至少一者控制该电源供应装置或该散热模块。

8.如权利要求7所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能不超过一既定范围时，该处理器读取该感测波长，并根据该感测波长调整该散热效能。

9.如权利要求7所述的投影仪装置，其中当该第一感测温度不大于一既定系统温度时，该处理器读取该感测波长，并根据该感测波长调整该散热效能。

10.如权利要求7所述的投影仪装置，其中该光电元件操作于一既定操作温度，当该第一感测温度大于该既定操作温度，并且当该散热效能超过一既定范围时，该处理器控制该电源供应装置，以调整该电力。

11.一种散热控制方法，适用于一投影仪装置，该投影仪装置包括根据一电力提供一光束的一发光装置、供应该电力的一电源供应装置、具有一可调整的散热效能且用以引导一散热介质沿着至少一散热流场流动的一散热模块及一第一感测装置，该散热控制方法包括：

感测该投影仪装置的系统温度，其中该系统温度通过配置于该散热流场中的该第一感测装置感测，并且其中该散热介质先经过该第一感测装置，再经过该发光装置；以及

根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块。

12.如权利要求11所述的散热控制方法，其中该投影仪装置包括与该发光装置热耦接的一第二感测装置，并且该散热控制方法还包括：

感测该发光装置的发光装置温度，其中该发光装置温度通过该第二感测装置感测；以及

读取该发光装置温度，并根据该发光装置温度控制该散热模块。

13.如权利要求12所述的散热控制方法，其中根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块的步骤包括：

当该系统温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能不超过一既定范围时，读取该发光装置温度；以及

根据该发光装置温度调整该散热效能。

14.如权利要求12所述的散热控制方法，其中根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块的步骤包括：

当该系统温度不大于一既定系统温度时，读取该发光装置温度；以及

根据该发光装置温度调整该散热效能。

15.如权利要求11所述的散热控制方法，还包括：

当该系统温度超过一既定开机温度范围时，执行一关机程序。

16.如权利要求11所述的散热控制方法，其中根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块的步骤包括：

当该系统温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能超过一既定范围时，调整该电力。

根据该发光装置温度调整该散热效能。

17.如权利要求11所述的散热控制方法，还包括：

感测该光束的波长而产生一感测波长。

18.如权利要求17所述的散热控制方法，其中根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块的步骤包括：

当该系统温度大于一既定系统温度，并且当该散热效能不超过一既定范围时，读取该感测波长；以及

根据该感测波长调整该散热效能。

19.如权利要求17所述的散热控制方法，其中根据该系统温度控制该电源供应装置或该散热模块的步骤包括：

当该系统温度不大于一既定系统温度时，读取该感测波长；以及

根据该感测波长调整该散热效能。