CN103105717B - 投影机及相关控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管投影机及相关控制方法。本发明的发光二极管投影机运行时，依据一发光二极管光源的正向电压来提供相对应的热能特性以控制一散热装置，并依据发光二极管投影机的操作温度来调整发光二极管光源的正向电流，再依据正向电流的值来调整影像参数，因此在不同运行模式下皆能提供最佳化的热能控制和投影质量，且能应用于不同类型的投影机光源。

Description

投影机及相关控制方法

技术领域

本发明涉及一种投影机及相关控制方法，特别涉及一种在不同运行模式下提供最佳化的热能控制和投影质量的发光二极管投影机及相关控制方法。

背景技术

投影机常常应用在一般的会议简报场合或是家庭剧院中，主要种类包含阴极射线管(cathode ray tube，CRT)投影机、液晶显示(liquid crystal display，LCD)投影机、数字光源处理(digital light processing，DLP)投影机、单晶硅液晶显示面板(liquid crystal on silicon，LCOS)投影机等。不论是上述何种类型的投影机，都需要在其光学系统中设置光源。传统投影机常使用高压汞灯来作为光源，虽然有高亮度的优点，但价格高、体积大，且使用寿命短。相较之下，发光二极管(light emitting diode，LED)光源具有体积小、耗电量低、发光效率高、高度色彩表现和反应速度快等优点，因此发光二极管投影机也越来越普及。

图1为现有技术中一LED投影机100的功能框架图。LED投影机100包含一LED光源10、一驱动电路20、一散热装置30、一控制器45、一系统热能传感器50，以及一LED热能传感器55。LED光源10可包含红绿蓝三色发光二极管，如相关领域具备通常知识者所熟知，发光二极管在导通时正向电压(forward-biased voltage)V_F和正向电流(forward-biased current)I_F的值为非线性关系。由于环境温度和制程对正向电压V_F的影响较大，因此驱动电路20一般会提供固定值的正向电流I_F以驱动LED光源10。系统热能传感器50可监测LED投影机100运行时的整体温度，而LED热能传感器55则可监测LED光源10产生的热能。控制器45可依据LED热能传感器55提供的温度信息来控制散热装置30，若检测到LED光源10过热，控制器45可提升散热装置30的运行效能以加速排热。

为了精确地监测LED光源10产生的热能，现有技术的LED投影机100需额外设置LED热能传感器55，造成成本增加。

发明内容

本发明提供一种控制一投影机的方法，包含提供一驱动信号以驱动该投影机的一光源；依据该光源运行时的一测量信号来提供一第一热能特性；以及套用该第一热能特性以控制该投影机的一散热装置。

本发明另提供一种投影机，其包含一光源；一驱动电路，用来提供该光源运行所需的一驱动信号；一散热装置，用来排散该光源运行时所产生的热能；以及一控制模块，用来依据该光源运行时的一测量信号来决定一第一热能特性，并套用该第一热能特性以控制该散热装置。

本发明的投影机在运行时，可依据光源的测量信号来提供相对应的热能特性以控制散热装置，并依据投影机的操作温度来调整驱动信号的值，再依据正向电流I_F的值来调整影像参数，因此在不同运作模式下皆能提供最佳化的热能控制和投影质量，且能应用于不同类型的投影机光源。

附图说明

图1为现有技术中一LED投影机的功能框架图。

图2为本发明中一投影机的功能框架图。

图3为本发明投影机运行时的流程图。

图4本发明中热能特性的示意图。

其中：

10-LED光源            15-光源                   20-驱动电路

30-散热装置           42-内存                   44-处理单元

45-控制器             50-系统热能传感器         55-LED热能传感器

60-影像调整电路       100、200-投影机           310～390-步骤

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

图2为本发明中一投影机200的功能框架图。投影机200包含一光源15、一驱动电路20、一散热装置30、一控制模块40、一系统热能传感器50，以及一影像调整电路60。投影机200可在一正常模式和一静音/省电模式下运行，其中在静音/省电模式下投影机200运行时产生的噪音或消耗能量需低于预定值。本发明投影机200中各组件的运行在本说明书后续内容中将有更详细说明。

在本发明实施例中，光源15可为一LED光源或其它种类光源，以下以LED光源来作说明，但不限定本发明的范畴。

图3为本发明投影机200运行时的流程图，其包含下列步骤：

步骤310：提供一正向电流I_F以驱动光源15，执行步骤320。

步骤320：测量光源15的正向电压V_F，执行步骤330。

步骤330：依据正向电压V_F的值来提供一第一热能特性(thermal profile)，执行步骤340。

步骤340：判断在投影机200目前运行模式下是否允许套用第一热能特性：若是，执行步骤350；若否，执行步骤360。

步骤350：套用第一热能特性以控制散热装置30，执行步骤370。

步骤360：套用符合投影机200目前运行模式的一第二热能特性以控制散热装置30，执行步骤370。

步骤370：判断投影机200的操作温度是否在一预定范围内：若是，执行步骤320；若否，执行步骤380。

步骤380：依据投影机200的操作温度来调整正向电流I_F的值，执行步骤390。

步骤390：依据正向电流I_F的值来调整影像参数，执行步骤320。

光源15可包含红绿蓝三色发光二极管，投影机200可利用一个三相信号依次控制红光发光二极管、绿光发光二极管，以及蓝光发光二极管以高于人眼视觉暂留频率的频率来发光。因为人眼视觉暂留，此快速切换会产生混光的效果以映像出彩色影像。如前所述，为了降低环境温度或制程对亮度的影响以及提供稳定亮度，发光二极管一般使用电流驱动，因此在步骤310中，驱动电路20可输出一预定值的正向电流I_F至光源15。

散热装置30可为一风扇，通常设置于光源15附近以协助将光源15产生的热能排出。散热装置30的转速越快，排热能力越好，但是噪音量和能量消耗也越大。因此，当投影机200在静音/省电模式下运行时，散热装置30需以较低转速来运行，以符合低噪音或低耗能的要求。

控制模块40包含一内存42和一处理单元44。内存42中包含复数组热能特性的对照表，每一热能特性包含在一特定正向电压下散热装置30的运行效能，如图4所示。在图4中，TH₁～TH_n代表热能特性(n为大于1的整数)，V_F1～V_Fn代表光源15正向电压的不同测量值，RPM₁～RPM_n代表在不同正向电压测量值下散热装置30的相对应转速，dB₁～dB_n代表在不同转速下散热装置30的噪音量，而PW₁～PW_n代表在不同转速下散热装置30的能量消耗。RPM₁可为散热装置30的最低转速，RPM_n可为散热装置30的最高转速，dB_n可为投影机200运行时能容忍的最大噪音量，而PW_n可为散热装置30运行时能容忍的最大耗能。

如相关领域具备通常知识者所熟知，发光二极管在导通时的正向电压越高，其产生的热能越多。因此，本发明会针对不同正向电压的测量值来决定散热装置30的效能，进而提供复数组热能特性。在图4所示的实施例中，若是V_F1＜V_F2V_F3＜...＜V_Fn，则RPM₁＜RPM₂＜RPM₃＜...＜RPM_n、dB₁＜dB₂＜dB₃＜...＜dB_n且PW₁＜PW₂＜PW₃＜...＜PW_n。另一方面，假设投影机200在静音/省电模式下运行时，其噪音量不能高于dB ₃或能量消耗不能高于PW₃，则在静音/省电模式下可允许套用热能特性TH₁～TH₃，但不允许套用热能特性TH₄～TH_n。在正常模式下可允许套用所有热能特性TH₁～TH_n。

处理单元44可在步骤320中测量光源15的正向电压V_F，并在步骤330中依据正向电压V_F的值和内存42中的对照表提供第一热能特性。假设测量到的正向电压为V_F4，第一热能特性TH₃则对应于将散热装置30的转速设定为RPM₄。

接着，处理单元44可在步骤340中判断在投影机200目前运行模式下是否允许套用第一热能特性。假设投影机200在正常模式下运行，且测量到的正向电压为V_F4，此时步骤340中会判定可允许套用第一热能特性TH₄，因此会接着执行步骤350以套用第一热能特性TH₄来控制散热装置30；假设投影机200在静音/省电模式下运行，且测量到的正向电压为V_F4，此时步骤340中会判定不可允许套用第一热能特性TH₄，因此会接着执行步骤360以套用符合目前静音/省电模式的第二热能特性(例如TH₃)来控制散热装置30。

在步骤370中，本发明的投影机200可利用系统热能传感器50来监控其整体操作温度。若投影机200的操作温度在预定范围内，代表此时套用的热能特性能提供足够散热，此时会再次执行步骤320以随时监控光源15的正向电压V_F。

若投影机200的操作温度低于预定范围，代表散热装置30仍有能力排热。因此，驱动电路20可在步骤380中依据投影机200的操作温度来提升正向电流I_F的值，进而增加发光效率和提升亮度。

若投影机200的操作温度高于预定范围，代表此时散热装置30套用的热能特性并无法提供足够排热。排热能力不足可能是因为光源15的正向电流I_F过高，即使套用对应至最高转速的热能特性(例如TH_n)也无法有效排热。或者，散热能力不足的原因也有可能是需要在静音/省电模式下运作，因此需强制套用转速较低的热能特性。因此，驱动电路20可在步骤380中依据投影机200的操作温度来调降正向电流I_F的值，以降低光源15所产生的热能。

如前所述，光源10的正向电流I_F和其亮度成正比。为了维持在不同正向电流I_F下的投影质量，影像调整电路60会在步骤390中依据正向电流I_F的值来调整影像参数。在本发明的实施例中，影像调整电路60可依据正向电流I_F的值来调整影像信号的伽玛曲线(gamma curve)或RGB增益值。若在步骤380中调降正向电流I_F的值，影像调整电路60可套用暗景加强的伽玛曲线来提高影像暗景亮度，或是提高影像信号的RGB增益值(乘以正向电流I_F调降比例的倒数)以增加影像的颜色亮度。另一方面，影像调整电路60也可加入过饱和控制，即调升RGB增益值后整体画面饱和画素(例如灰阶值大于255)数目不能超过一预定值。

本发明的投影机200在运行时，可依据光源15的测量信号(例如LED光源的正向电压V_F)来提供相对应的热能特性以控制散热装置30，并依据投影机200的操作温度来调整驱动信号(例如LED光源的正向电流I_F)的值，再依据正向电流I_F的值来调整影像参数，因此在不同运行模式下皆能提供最佳化的热能控制和投影质量，且能应用于不同类型的投影机光源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的等效变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种控制一投影机的方法，其步骤包括：

提供一驱动信号以驱动该投影机的一光源；

依据该光源运行时的一测量信号来提供一第一热能特性；

判断该第一热能特性是否符合该投影机的一目前运行模式；以及

套用该第一热能特性以控制该投影机的一散热装置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在该第一热能特性不符合该目前运行模式时，依据该目前运行模式来决定一第二热能特性；以及

套用该第二热能特性以控制该散热装置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

测量该投影机的一操作温度；以及

依据该操作温度来调整该驱动信号的值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

依据该驱动信号的值来调整该投影机的一影像参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一热能特性包含在该驱动信号下该散热装置运行时的一转速或一噪音量。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该光源为一发光二极管光源，提供该驱动信号提供一正向电流以驱动该发光二极管光源，而依据该测量信号来提供该第一热能特性依据该发光二极管光源运行时的一正向电压来提供该第一热能特性。

7.一种投影机，包括：

一光源；

一驱动电路，用来提供该光源运行所需的一驱动信号；

一散热装置，用来排散该光源运行时所产生的热能；以及

一控制模块，用来依据该光源运行时的一测量信号来决定一第一热能特性，还用来判断该第一热能特性是否符合该投影机的一目前运行模式，并套用该第一热能特性以控制该散热装置。

8.如权利要求7所述的投影机，其特征在于，该控制模块还用来在该第一热能特性不符合该目前运行模式时，依据该目前运行模式来决定一第二热能特性；以及套用该第二热能特性以控制该散热装置。

9.如权利要求7所述的投影机，其特征在于，还包括一系统热能传感器，用来测量该投影机的一操作温度，其中该驱动电路另依据该操作温度来调整该驱动信号的值。

10.如权利要求9所述的投影机，其特征在于，还包括一影像调整电路，用来依据该驱动信号的值来调整该投影机的一影像参数。

11.如权利要求7所述的投影机，其特征在于，该控制模块依据该第一热能特性来控制该散热装置的一转速。

12.如权利要求7所述的投影机，其特征在于，该光源为一发光二极管光源，该驱动电路用来提供该发光二极管光源运行所需的一正向电流，而该控制模块用来依据该发光二极管光源运行时的该正向电压来决定该第一热能特性。