CN110727164B - 光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法 - Google Patents

光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光源模组，该光源模组包括：激光光源；温度感应器，邻近该光源配置且用以感应该激光光源的光源温度；光源驱动器；以及控制器，该控制器用以判断该光源温度是否达到第一温度值；当该光源温度达到该第一温度值，控制该光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；及当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异。本发明可依据光源温度分段式地控制驱动电流的高低，从而使其符合多种不同种类的激光光源的不同驱动特性。

Description

光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法
技术领域
本发明是有关于一种光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法，且特别是有关于一种具有激光光源的光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法。
背景技术
习知的光源都有允许的最大驱动电流，只要光源工作时的驱动电流不高于此允许的最大驱动电流，光源即能具有正常运作且具有预期寿命。因此，一般来说，光源在工作时都会将驱动电流直接设定成允许的最大驱动电流，过程中驱动电流连续上升，直到允许的最大驱动电流。然而，此方式无法应用于全部光源。
因此，有必要设计一种新型的光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法，其能够依据光源温度分段式地控制驱动电流的高低。
为达到上述目的，本发明提供了一种光源模组，该光源模组包括：激光光源；温度感应器，邻近该光源配置且用以感应该激光光源的光源温度；光源驱动器；以及控制器，该控制器用以判断该光源温度是否达到第一温度值；当该光源温度达到该第一温度值，控制该光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；及当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异。
较佳的，该温度感应器接触该激光光源。
较佳的，该第二温度值大于该第一温度值；于判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值的步骤还包括：判断该第二温度值是否低于临界温度值；以及当该第二温度值低于临界温度值；以大于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
较佳的，该第二温度值大于该第一温度值；于判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值的步骤还包括：判断该第二温度值是否达到临界温度值；以及当该第二温度值达到该临界温度值；以等于最高电流值的该第二电流驱动该激光光源发光。
较佳的，该第二温度值大于该第一温度值；于判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值的步骤还包括：判断该第二温度值是否高于临界温度值；以及当该第二温度值高于该临界温度值；以等于或小于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
较佳的，该激光光源具有极限温度值，该第一温度值及该第二温度值皆低于该极限温度值。
较佳的，该激光光源为单色激光光源。
较佳的，该激光光源所发出光线的波长介于620纳米～750纳米之间。
基于上述实施例提供的光源模块，本发明还提供一种投影机，该投影机包括：投影模块以及上述光源模组，该光源模组用以发射光线至该投影模块。
此外，本发明还提供一种光源控制方法，该光源控制方法包括：侦测激光光源的光源温度；判断该光源温度是否达到第一温度值；当该光源温度达到该第一温度值，控制光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；以及当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异。
与现有技术相比，本发明提供的光源模组、应用其的投影机及其光源控制方法可依据光源温度分段式地控制驱动电流的高低，从而使其符合多种不同种类的激光光源的不同驱动特性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的投影机的功能方块图；
图2为图1中光源模块的功能方块图；
图3为图1中光源模组的激光光源的驱动电流与工作温度的特性曲线图；
图4为图2中光源模组的光源控制方法的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
请参照图1及图2，图1绘示本发明实施例的投影机10的功能方块图，而图2绘示图1中光源模块110的功能方块图。投影机10包括投影模块110及至少光源模块，如光源模组120、130及140。光源模组120、130及140分别发射不同光色的第一色光L1、第二色光L2及第三色光L3至投影模块110。投影模块110将第一色光L1、第二色光L2及第三色光L3投射至投影机10之外，以投射于屏幕(图中并未绘示)。
投影模块110包含至少分光镜，如第一分光镜111、第二分光镜112、反射镜113，以及光阀114。第一分光镜111例如是二向性分光镜，其允许第三色光L3穿透，但反射第一色光L1。第二分光镜112例如是二向性分光镜，其允许第一色光L1及第三色光L3穿透，但反射第二色光L2。反射镜113将第一色光L1、第二色光L2及第三色光L3反射至光阀114。光阀114例如是数字微镜组件(digital micro-mirror device，DMD)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel，LCOSpanel)或穿透式液晶面板等形式。光阀114可选择性地让第一色光L1、第二色光L2与第三色光L3中的至少一束通过，以将照明光(第一色光L1、第二色光L2与第三色光L3)转换成影像光LM，此影像光LM投射在屏幕上以形成影像画面。
如图2所示，光源模块120包括激光光源121、温度感应器122、光源驱动器123、控制器124及电路板125。
激光光源121及温度感应器122配置在电路板125上。激光光源121例如是单色激光光源。例如，激光光源121所发射第一色光L1的波长可介于620纳米～750纳米之间，也即，第一色光L1的波长接近或等同于红光的波长范围。此外，激光光源122及123也可以是单色激光光源，例如，激光光源122为绿光激光光源，其所发射第二色光L2为绿光，而激光光源123为蓝光激光光源，其所发射第三色光L3为蓝光。
温度感应器122邻近激光光源121配置且用以感应激光光源121的光源温度T。如图2所示，温度感应器122接触激光光源121，因此所感应到的光源温度T最接近激光光源121的真实工作温度。在另一实施例中，只要温度感应器122所感应到的光源温度T与激光光源121的真实工作温度的差异不影响本发明实施例中的光源控制方法，温度感应器122可邻近但不接触激光光源121。
光源驱动器123电性连接于激光光源121，用以驱动激光光源121发光。控制器124电性连接于光源驱动器123，以控制光源驱动器123驱动激光光源121发光。
在实施例中，控制器124用以：(1).判断光源温度T是否达到第一温度值T1；(2).当光源温度T达到第一温度值T1，控制光源驱动器123以第一电流(驱动电流)I1驱动激光光源发光；(3).判断光源温度T是否从第一温度值T1变换到第二温度值T2，第二温度值T2与第一温度值T1相异；及，(4).当光源温度T从第一温度值T1变换到第二温度值T2，控制光源驱动器123以第二电流(驱动电流)I2驱动激光光源121发光，第二电流I1与第一电流I1的电流值相异。换言之，本发明实施例的光源控制方法可依据光源温度分段式地控制驱动电流的高低，以符合多种不同种类的激光光源的不同驱动特性。
本发明实施例的光源控制方法适用于各种不同特性的激光光源。以下系以激光光源121的特性举例来说。光源模组130及/或光源模组140的激光光源可具有类似或完全不同的特性，本发明实施例不加以限制。
请参照图3，图3绘示图1中光源模组120的激光光源121的驱动电流与工作温度的特性曲线图。激光光源121的特性曲线C1视光源种类、光源功率特性、功能及/或制程等而定，不受图3所限制。此外，特性曲线C1可转换成表格或方程式，并储存于控制器124中。如图所示，激光光源121在不同温度范围具有允许的最大驱动电流。当以超过允许的最大驱动电流去驱动激光光源121发光时，可能导致激光光源121烧毁、无法正常使用或寿命下降。如图所示，激光光源121的特性包含临界温度值TC及极限温度值TL。如特性曲线C1的正比区段TU(临界温度值TC之前的特性)所示，允许的最大驱动电流与工作温度成正比；如特性曲线C1的反比区段TD(临界温度值TC之后的特性)所示，允许的最大驱动电流与工作温度成反比。正比区段TU与反比区段TD的交会点所对应的工作温度即临界温度值TC。至于极限温度值TL乃表示激光光源121的最高允许工作温度，当激光光源121的工作温度等于或高于极限温度值TL，激光光源121可能有立即烧毁或失效的问题。
此外，如图3所示，激光光源121具有数个不同的分段特性，其中相邻二圆圈之间的线段表示一段特性。激光光源121的发光特性对于温度的变化较为敏感。以点a1及a2举例来说，若激光光源121的工作温度未达点a1，即以点a1的驱动电流驱动激光光源121发光，可能导致激光光源121的发光质量不符规格、失常或甚至失效。然而，本发明实施例中光源控制方法可对应激光光源121的工作温度进行分段式驱动电流控制。
请参照图4，其绘示图2中光源模组120的光源控制方法的流程图。
在步骤S110中，温度感应器122侦测激光光源121的光源温度T，此光源温度T被传送给控制器124。在图4所示流程的各步骤中，温度感应器122持续地侦测激光光源121的光源温度T。
在步骤S120中，控制器124判断光源温度T是否达到第一温度值T1。当光源温度T达到第一温度值T1，流程进入步骤S130。若否，流程回到步骤S120，控制器124继续监控光源温度T的变化。
在步骤S130中，当光源温度T达到第一温度值T1，控制器124控制光源驱动器123以第一电流I1驱动激光光源121发光。
在步骤S140中，随着时间的进行或激光光源121的持续运作，控制器124判断光源温度T是否从第一温度值T1变换到第二温度值T2，第二温度值T2与第一温度值T1相异。当光源温度T从第一温度值T1变换到第二温度值T2，控制器124控制光源驱动器123以第二电流I2驱动激光光源121发光，其中第二电流I2与第一电流I1的电流值相异。如此，本发明实施例中光源控制方法可依据光源温度分段式地控制驱动电流的高低，以激光光源的驱动特性。在一实施例中，在光源温度T未达第二温度值T2前，控制器124控制光源驱动器123维持第一电流I1驱动激光光源121发光，或者以低于第二电流I2(如介于第一电流I1与第二电流I2之间)的驱动电流驱动激光光源121发光，或者以持续上升但不高于第二电流I2的驱动电流驱动激光光源121发光。
在步骤S141中，控制器124判断第二温度值T2是否低于临界温度值TC。当第二温度值T2低于临界温度值TC，流程进入步骤S142。若否，流程进入步骤S143。此外，第一温度值T1低于极限温度值TL。
如图3所示的正比区段TU所示，驱动电流随工作温度的升高而升高。因此，在步骤S142中，当第二温度值T2低于临界温度值TC，控制器124可控制光源驱动器123以大于第一电流I1的第二电流I2驱动激光光源121发光。进一步以第一温度值T1对应点a1而第二温度值T2对应点a2来说，由于第二温度值T2高于第一温度值T1，因此第二电流I2高于第二电流I1。
在步骤S143中，控制器124判断第二温度值T2是否达到临界温度值TC。当第二温度值T2达到临界温度值TC，流程进入步骤S144。若否，流程进入步骤S145。此外，第二温度值T2低于极限温度值TL。
在步骤S144中，由于第二温度值T2达到临界温度值TC，依据图3所示特性而定，控制器124控制光源驱动器123以大致上等于最高电流值IC的第二电流I2驱动激光光源121发光，其中最高电流值IC为图3所示特性中对应临界温度值TC的驱动电流。
在步骤S145中，控制器124判断第二温度值T2是否高于临界温度值TC。当第二温度值T2高于临界温度值TC，流程进入步骤S146。
如图3所示特性的反比区段TD所示，驱动电流随工作温度的升高而降低。因此，在步骤S146中，当第二温度值T2高于临界温度值TC，控制器124控制光源驱动器123以等于或小于第一电流I1的第二电流I2驱动激光光源121发光。进一步以第一温度值T1对应点b1而第二温度值T2对应点b2来说，由于第二温度值T2高于临界温度值TC，因此第二电流I2低于第二电流I1，然亦可能大致上等于第二电流I1(若点b1与点b2位于同一水平轴，即具有相同的允许驱动电流)。
在步骤S146中，当第二温度值T2达到极限温度值TL时，控制器124控制光源驱动器123以等于或低于(即不高于)极限电流IL的第二电流I2驱动激光光源121发光，以避免激光光源121烧毁或失效。进一步以第一温度值T1对应点c1而第二温度值T2对应点c2来说，由于第二温度值T2达到或接近临界温度值TC，因此第二电流I2大致等于或低于极限温度值TL，以避免激光光源121烧毁或失效。
此外，在一实施例中，极限电流IL小于第二电流I2及第一电流I1，例如，极限电流IL是允许驱动电流中最小值。
然后，流程重复前述步骤，以持续监控激光光源121的工作温度，并据以分段式地控制驱动电流。虽然前述实施例系以工作温度上升阶段(如所测的第二温度T2高于第一温度T1的阶段)时的控制方式为例说明，然对于工作温度下降级段(如所测的第二温度T2低于第一温度T1的阶段)时的控制方式同样是依据降低的工作温度所对应的驱动电流，进行分段式的驱动电流控制。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (19)

1.一种光源模组，其特征在于，该光源模组包括：
激光光源；
温度感应器，邻近该激光光源配置且用以感应该激光光源的光源温度；
光源驱动器；以及
控制器，该控制器用以：
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制该光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否低于临界温度值；以及
当该第二温度值低于临界温度值；以大于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该温度感应器接触该激光光源。
3.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该激光光源具有极限温度值，该第一温度值及该第二温度值皆低于该极限温度值。
4.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该激光光源为单色激光光源。
5.如权利要求4所述的光源模组，其特征在于，该激光光源所发出光线的波长介于620纳米~750纳米之间。
6.一种光源模组，其特征在于，该光源模组包括：
激光光源；
温度感应器，邻近该激光光源配置且用以感应该激光光源的光源温度；
光源驱动器；以及
控制器，该控制器用以：
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制该光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否达到临界温度值；以及
当该第二温度值达到该临界温度值；以等于最高电流值的该第二电流驱动该激光光源发光。
7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，该温度感应器接触该激光光源。
8.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，该激光光源具有极限温度值，该第一温度值及该第二温度值皆低于该极限温度值。
9.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，该激光光源为单色激光光源。
10.如权利要求9所述的光源模组，其特征在于，该激光光源所发出光线的波长介于620纳米~750纳米之间。
11.一种光源模组，其特征在于，该光源模组包括：
激光光源；
温度感应器，邻近该激光光源配置且用以感应该激光光源的光源温度；
光源驱动器；以及
控制器，该控制器用以：
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制该光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否高于临界温度值；以及
当该第二温度值高于该临界温度值；以小于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
12.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，该温度感应器接触该激光光源。
13.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，该激光光源具有极限温度值，该第一温度值及该第二温度值皆低于该极限温度值。
14.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，该激光光源为单色激光光源。
15.如权利要求14所述的光源模组，其特征在于，该激光光源所发出光线的波长介于620纳米~750纳米之间。
16.一种投影机，其特征在于，该投影机包括：
投影模块；以及
如权利要求1~15任一项所述的光源模组，该光源模组用以发射光线至该投影模块。
17.一种光源控制方法，其特征在于，该光源控制方法包括：
侦测激光光源的光源温度；
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；以及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否低于临界温度值；以及
当该第二温度值低于临界温度值；以大于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
18.一种光源控制方法，其特征在于，该光源控制方法包括：
侦测激光光源的光源温度；
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；以及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否达到临界温度值；以及
当该第二温度值达到该临界温度值；以等于最高电流值的该第二电流驱动该激光光源发光。
19.一种光源控制方法，其特征在于，该光源控制方法包括：
侦测激光光源的光源温度；
判断该光源温度是否达到第一温度值；
当该光源温度达到该第一温度值，控制光源驱动器以第一电流驱动该激光光源发光；
判断该光源温度是否从该第一温度值变换到第二温度值，该第二温度值与该第一温度值相异；以及
当该光源温度从该第一温度值变换到该第二温度值，控制该光源驱动器以第二电流驱动该激光光源发光，该第二电流与该第一电流的电流值相异；
其中，该第二温度值大于该第一温度值；所述“判断该光源温度是否从该第一温度值变换到该第二温度值”包括：
判断该第二温度值是否高于临界温度值；以及
当该第二温度值高于该临界温度值；以小于该第一电流的该第二电流驱动该激光光源发光。
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