TWI676858B - 投影機及投影機保護方法 - Google Patents

Abstract

一種投影機保護方法包含：由複數個溫度感測器分別偵測投影機中複數個區域的溫度以取得複數個溫度參數；當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且該投影機中複數個風扇皆設定為一最大轉速時，由處理器調降雷射光源的輸出功率；以及當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第二溫度區間對應者時，由處理器關閉雷射光源。對應相同溫度參數的第二溫度區間和第一溫度區間彼此相異。

Description

投影機及投影機保護方法

本揭示內容是關於一種投影機及一種投影機保護方法，且特別是關於一種雷射光源投影機及其保護方法。

一般來說，為了避免投影機因過熱損壞，投影機具有過溫保護機制，傳統上係利用關掉投影機光源的方式來避免過溫而造成投影機嚴重損壞的情況。

然而，這樣的情況通常是無預警，或者是警告時間過短的情況下，突然中斷投影播放，易造成重大損失。因此，如何在不嚴重損壞投影機的條件下延長播放時間是本領域的重要課題之一。

本揭示內容的一態樣係關於一種投影機保護方法，包含：由複數個溫度感測器分別偵測投影機中複數個區域的溫度以取得複數個溫度參數；當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且該投影機中複數個風扇皆設定為一最大轉速時，由處理器調降雷射光源的輸出功率；以及當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第二溫度區間對應者時，由處理器關閉雷射光源。對應相同溫度參數的第二溫度區間和第一溫度區間彼此相異。

本揭示內容的另一態樣係關於一種投影機，包含雷射光源、溫度感測器、風扇和處理器。雷射光源用以輸出雷射光。溫度感測器分別設置於投影機中複數個區域，用以分別偵測相應區域的溫度以取得複數個溫度參數。風扇用以對投影機中的各個區域進行降溫。處理器用以執行以下操作：當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間中對應者且風扇皆設定為最大轉速時，調降雷射光源的輸出功率；以及當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第二溫度區間中對應者時，關閉雷射光源。對應相同溫度參數的第二溫度區間和第一溫度區間彼此相異。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

請參考第1圖。第1圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種投影機100之示意圖。如第1圖所示，在部分實施例中，投影機100包含雷射光源、螢光色輪、投影鏡頭、風扇Fa、複數個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS、晶片和處理器。在部分實施例中，更包含一或多個轉速感測器。

操作上，雷射光源用以輸出雷射光。螢光色輪用以接收雷射光並激發出一或多種色光。投影鏡頭用以接收雷射光或其他色光以進行投影。風扇Fa用以降溫。溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS用以偵測並取得溫度參數。轉速感測器用以偵測風扇Fa的轉速以取得轉速參數。處理器用以接收溫度參數及／或轉速參數，並根據溫度參數及／或轉速參數控制雷射光源及／或風扇Fa的操作控制。

具體而言，在部分實施例中，處理器可由各種處理電路、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、複雜型可編程邏輯元件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）、現場可程式化閘陣列（Field-programmable gate array，FPGA）等各種方式實作。

結構上，處理器耦接雷射光源和風扇Fa。此外，投影機100分為複數個區域。根據不同區域或不同元件配置多個風扇Fa及多個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS。舉例來說，如第1圖所示，螢光色輪配置溫度感測器WS。雷射光源配置溫度感測器LS。又例如，紅、綠、藍晶片分別配置溫度感測器SR、SG和SB。光機內部空間配置溫度感測器SX。進氣口（Inlet）配置溫度感測器IS。

值得注意的是，雖然第1圖中繪示七個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS和十一個風扇Fa，但其數量及位置僅為方便說明起見之示例，並非用以限制本揭示內容。本領域具備通常知識者可依據實際需求調整投影機100中溫度感測器或風扇的數量及設置位置。

請參考第2圖。第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種投影機保護方法200的流程圖。為方便及清楚說明起見，下述投影機保護方法200是配合第1圖所示實施例進行說明，但不以此為限，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。如第2圖所示，投影機保護方法200包含操作S210a、S210b、S220、S230a、S230b、S240、S250、S260、S270、S280和S290。

首先，在操作S210a中，由複數個轉速感測器分別偵測投影機100中風扇Fa的轉速以取得複數個轉速參數。接著，在操作S210b中，由處理器判斷風扇Fa任一者的轉速參數是否低於轉速門檻值。具體而言，由各個轉速感測器分別偵測投影機100中相應風扇Fa的轉速以取得相應的轉速參數，並將轉速參數傳送至處理器。

舉例來說，在部分實施例中，風扇Fa係為脈波寬度調變（Pulse Width Modulation，PWM）風扇。如第3圖所示，風扇Fa的轉速可由投影機100的處理器根據風扇Fa所提供的回授訊號S1來計算轉速參數。回授訊號S1可由風扇Fa中的霍爾元件（Hall sensor）所產生。當回授訊號S1到達兩次峰值時，代表風扇Fa旋轉一圈。換言之，TS為風扇旋轉一圈的時間長度。因此，經由投影機100的處理器計算可得轉速為60/TS(RPM)。

換言之，由處理器接收各個轉速感測器傳送的轉速參數，並判斷各個轉速參數是否低於轉速門檻值。舉例來說，若風扇Fa的電路出現短路或其他故障狀況，導致風扇Fa未運轉，相應的轉速感測器將偵測到轉速參數為零，處理器便可判斷風扇Fa出現異常。又例如，當風扇Fa因灰塵堆積過多或者有異物卡住，造成風扇Fa速度變慢，相應的轉速感測器將偵測到轉速參數低於轉速門檻值，處理器便可判斷風扇Fa出現異常。

當風扇Fa任一者的轉速參數低於轉速門檻值時，進行操作S220，由處理器將其他的風扇Fa均設定至最大轉速。具體而言，經由投影機100的處理器給予的控制訊號PWM以調整風扇Fa的轉速。投影機100的處理器藉由傳送不同占空比（duty cycle）的控制訊號PWM可控制風扇Fa的轉速。如第3圖所示，占空比t/T約為60%，當轉速不足時，處理器可將控制訊號PWM提高到占空比t/T約為100%使風扇Fa以全速運轉。

換言之，當投影機100中部分的風扇Fa可能開始出現異常或輕微故障時，先藉由提高所有可用風扇Fa的轉速作為預防性措施。如此一來，透過提高其他可用風扇Fa的轉速以替代故障風扇Fa，預防投影機100因為部分風扇Fa故障而導致開始升溫。

當所有風扇Fa的轉速參數皆未低於轉速門檻值時，進行操作S230a和S230b。在操作S230a中，由複數個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS分別偵測投影機100中複數個區域的溫度以取得複數個溫度參數。

具體而言，由各個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS分別偵測投影機100中相應區域或相應元件的溫度以取得相應的溫度參數，並將溫度參數傳送至處理器。舉例來說，由進氣口溫度感測器IS偵測進氣口溫度。由雷射光源溫度感測器LS偵測雷射光源溫度。由螢光色輪溫度感測器WS偵測螢光色輪溫度。由晶片溫度感測器SR、SG和SB分別偵測各晶片溫度。由內部空間溫度感測器SX偵測光機內部空間溫度。

接著，在操作S230b中，由處理器判斷區域中任一者對應的溫度參數是否落入複數個第一溫度區間對應者。

具體而言，由處理器接收各個溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS傳送的溫度參數，並根據各個溫度參數相應的第一溫度區間以判斷各個溫度參數中任一者是否落入相應的第一溫度區間。第一溫度區間代表稍高於一般正常運作狀態的溫度。換言之，由處理器判斷投影機100各元件或各區域的溫度是否開始出現異常。

在部分實施例中，由於投影機100中不同位置相對應的正常運作溫度不完全相同，因此，各個溫度參數相應的第一溫度區間不完全相同。舉例來說，進氣口溫度所相應的第一溫度區間為攝氏35～43度。紅色雷射光源溫度所相應的第一溫度區間為攝氏52～58度。其他雷射光源溫度所相應的第一溫度區間為攝氏67～73度。螢光色輪溫度所相應的第一溫度區間為攝氏82～88度。晶片溫度所相應的第一溫度區間為攝氏38～43度。光機內部空間溫度所相應的第一溫度區間為攝氏45～50度。值得注意的是，上述數值僅為方便說明之示例，不用以限制本案。

換言之，在部分實施例中，由於較遠離投影機100內部熱源的進氣口溫度應較低於鄰近於投影機100內部熱源的內部空間溫度。因此，對應進氣口溫度的第一溫度區間低於對應內部空間溫度的第一溫度區間。而在部分實施例中，由於螢光色輪所能受的耐熱程度應大於雷射光源所能受的耐熱程度。因此，對應螢光色輪溫度的第一溫度區間高於對應雷射光源溫度的第一溫度區間。另外，在部分實施例中，由於在多種綜合因素考量下，不同溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS所對應的第一溫度區間亦可能近似或相同。例如，對應進氣口溫度的第一溫度區間部分重疊於對應晶片溫度的第一溫度區間。

如此一來，藉由相應於投影機100內不同區域或不同元件的溫度感測器IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS所設定的第一溫度區間可相同、部分相同或相異，使得處理器能夠根據不同區域或不同元件，可承受或正常操作下的溫度容忍數值不同，以較精準地判斷投影機100內各個區域或元件是否出現異常狀況。

如第2圖所示，當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者時，則進行操作S240，由處理器判斷複數個風扇Fa是否皆設定為最大轉速。

當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且風扇Fa之任一者非設定為最大轉速時，則進行操作S250，由處理器設定風扇Fa為最大轉速。操作S250相似於操作S220，在此不再贅述。

換言之，當投影機100可能部分開始出現異常而導致溫度漸增時，先藉由提高所有可用風扇Fa的轉速作為預防性措施。如此一來，透過提高所有風扇Fa的轉速以加強降溫，使得在不影響投影播放的條件下保護投影機100。

當區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且風扇Fa皆設定為最大轉速時，則進行操作S260，由處理器判斷雷射光源的輸出功率是否為最低功率。最低功率係為能維持投影撥放的雷射光源的最小輸出功率，舉例來說最低功率可約為百分之三十。值得注意的是，上述比例僅為方便說明之示例，不用以限制本案。

當雷射光源的輸出功率為最低功率時，則進行操作S290，由處理器關閉雷射光源。當雷射光源的輸出功率非為最低功率時，則進行操作S270，由處理器調降雷射光源的輸出功率。具體而言，在部分實施例中，由處理器將雷射光源的輸出功率調降百分之十。在其他部分實施例中，由處理器將雷射光源的輸出功率調降百分之一。如此一來，藉由雷射光源能夠精細地以小比例的調整輸出功率，使得投影播放的過程中，觀影者較不易察覺影像亮度有所變化。值得注意的是，上述調降輸出功率的比例僅為方便說明之示例，不用以限制本案。

如此一來，若已將所有可用風扇Fa的轉速設定為最大轉速但投影機100的溫度還是處於異常時，便開始調降雷射光源以避免繼續升溫。當處理器判斷投影機100的任一區域或任一元件的溫度已超過可能毀損的溫度門檻值時，由處理器關閉雷射光源以避免投影機100嚴重毀損。

另一方面，當區域中任一者對應的溫度參數未落入複數個第一溫度區間對應者時，則進行操作S280。在操作S280中，由處理器判斷區域中任一者對應的溫度參數是否落入複數個第二溫度區間對應者。

具體而言，由處理器根據各個溫度參數相應的第二溫度區間以判斷各個溫度參數中任一者是否落入相應的第二溫度區間。第二溫度區間代表嚴重高於一般正常運作狀態的溫度。換言之，第二溫度區間和第一溫度區間彼此相異。亦即，第二溫度區間高於第一溫度區間。如此一來，即可由處理器判斷投影機100各元件或各區域的溫度是否可能造成毀損。

舉例來說，進氣口溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏43度。紅色雷射光源溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏58度。其他雷射光源溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏73度。螢光色輪溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏90度。晶片溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏43度。光機內部空間溫度所相應的第二溫度區間為大於攝氏50度。值得注意的是，上述數值僅為方便說明之示例，不用以限制本案。

當該些區域中任一者對應的溫度參數落入複數個第二溫度區間對應者時，則進行操作S290，由處理器關閉雷射光源。換言之，當處理器判斷投影機100的任一區域或任一元件的溫度已超過可能毀損的溫度門檻值時，由處理器關閉雷射光源以避免投影機100嚴重毀損。

另一方面，當區域中任一者對應的溫度參數未落入複數個第一溫度區間或第二溫度區間對應者時，則由處理器維持雷射光源的輸出功率。換言之，當處理器判斷投影機100各元件或各區域的溫度處於正常狀態，則維持當下的操作狀態。

具體而言，在進行操作S250、S270及／或S280之後，處理器經過一段時間再重次進行操作S230a和S230b。在部分實施例中，一段時間可約為五分鐘。如此一來，藉由一段時間後的再次偵測溫度，以確認調高風扇Fa轉速或調降雷射光源之後是否已降溫至正常範圍。

上述投影機保護方法200是配合第1圖所示實施例進行說明，但不以此為限，任何所屬技術領域具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。

雖然本文將所公開的方法示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，部分步驟可以以不同順序發生和／或與除了本文所示和／或所描述之步驟或事件以外的其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文所描述的一個或多個態樣或實施例時，並非所有於此示出的步驟皆為必需。此外，本文中的一個或多個步驟亦可能在一個或多個分離的步驟和／或階段中執行。

需要說明的是，在不衝突的情況下，在本揭示內容各個圖式、實施例及實施例中的特徵與電路可以相互組合。圖式中所繪示的電路僅為示例之用，係簡化以使說明簡潔並便於理解，並非用以限制本案。此外，上述各實施例中的各個裝置、單元及元件可以由各種類型的數位或類比電路實現，亦可分別由不同的積體電路晶片實現，或整合至單一晶片。上述僅為例示，本揭示內容並不以此為限。

綜上所述，本案透過應用上述各個實施例中，透過轉速參數和轉速門檻值的比較，或者透過溫度參數是否落入第一或第二溫度區間，以判斷投影機是否開始出現異常，或者投影機已有毀損的可能。根據投影機出現故障的嚴重程度不同，由處理器進行相應的操作控制，以進行預防性的保護、暫時性的過度替代措施，或者避免更進一步嚴重毀損的緊急處理。藉由將風扇轉速提高或漸進式降低雷射光源的輸出功率，以避免投影機過溫。在不嚴重損壞投影機的條件下，盡可能維持投影播放的品質且延長投影播放的時間。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧投影機

Fa‧‧‧風扇

IS、SR、SG、SB、SX、WS、LS‧‧‧溫度感測器

200‧‧‧投影機保護方法

S210a、S210b、S220、S230a、S230b、S240～S290‧‧‧操作

S1‧‧‧回授訊號

PWM‧‧‧控制訊號

TS、t、T‧‧‧時間長度

第1圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種投影機之示意圖。 第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種投影機保護方法的流程圖。 第3圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種風扇的訊號圖。

Claims (15)

1. 一種投影機保護方法，包含：由複數個溫度感測器分別偵測一投影機中複數個區域的溫度以取得複數個溫度參數；由複數個轉速感測器分別偵測該投影機中複數個風扇的轉速以取得複數個轉速參數；當該些風扇任一者的該轉速參數低於一轉速門檻值時，一處理器將該些風扇其他者均設定至一最大轉速；當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入該些第一溫度區間對應者且該些風扇之任一者非設定為該最大轉速時，由該處理器設定該些風扇皆為該最大轉速；當該些風扇皆設定為該最大轉速時，由該處理器再次判斷該些區域中任一者對應的該溫度參數是否落入該些第一溫度區間對應者；當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且該投影機中該些風扇皆設定為該最大轉速時，由該處理器以一預設比例多階段地調降一雷射光源的一輸出功率；以及當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入複數個第二溫度區間對應者時，由該處理器關閉該雷射光源，其中對應相同該溫度參數的該第二溫度區間和該第一溫度區間彼此相異。
2. 如請求項1所述之投影機保護方法，更包含：當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入該些第一溫度區間對應者且該雷射光源的該輸出功率為一最低功率時，由該處理器關閉該雷射光源。
3. 如請求項1所述之投影機保護方法，更包含：當該些區域中任一者對應的該溫度參數皆未落入該第一溫度區間對應者或該第二溫度區間對應者時，由該處理器維持該雷射光源的該輸出功率。
4. 如請求項1所述之投影機保護方法，其中該些溫度參數包含一進氣口溫度、一雷射光源溫度、一螢光色輪溫度、一晶片溫度或一內部空間溫度，其中對應該進氣口溫度的該第一溫度區間低於對應該內部空間溫度的該第一溫度區間。
5. 如請求項1所述之投影機保護方法，其中該些溫度參數包含一進氣口溫度、一雷射光源溫度、一螢光色輪溫度、一晶片溫度或一內部空間溫度，其中對應該螢光色輪溫度的該第一溫度區間高於對應該雷射光源溫度的該第一溫度區間。
6. 如請求項1所述之投影機保護方法，其中該些溫度參數包含一進氣口溫度、該雷射光源溫度、一螢光色輪溫度、一晶片溫度或一內部空間溫度，其中對應該進氣口溫度的該第一溫度區間部分重疊於對應該晶片溫度的該第一溫度區間。
7. 如請求項1所述之投影機保護方法，其中由該處理器調降該雷射光源的該輸出功率的該預設比例係為百分之十。
8. 一種投影機，包含：一雷射光源，用以輸出一雷射光；複數個溫度感測器，分別設置於該投影機中複數個區域，用以分別偵測相應該些區域的溫度以取得複數個溫度參數；複數個風扇，用以對該投影機中的該些區域進行降溫；複數個轉速感測器，分別耦接於該些風扇，用以分別偵測該些風扇的轉速以取得複數個轉速參數；以及一處理器，用以執行以下操作：當該些風扇任一者的該轉速參數低於一轉速門檻值時，將該些風扇其他者設定至該最大轉速；當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入複數個第一溫度區間對應者且該些風扇之任一者非設定為一最大轉速時，設定該些風扇皆為該最大轉速；當該些風扇皆設定為該最大轉速時，再次判斷該些區域中任一者對應的該溫度參數是否落入該些第一溫度區間對應者；當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入該些第一溫度區間中對應者且該些風扇皆設定為該最大轉速時，以一預設比例多階段地調降該雷射光源的該輸出功率；以及當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入複數個第二溫度區間中對應者時，關閉該雷射光源，其中對應相同該溫度參數的該第二溫度區間和該第一溫度區間彼此相異。
9. 如請求項8所述之投影機，其中該處理器更用以執行以下操作：當該些區域中任一者對應的該溫度參數落入該些第一溫度區間對應者且該雷射光源的該輸出功率為一最低功率時，關閉該雷射光源。
10. 如請求項8所述之投影機，其中該處理器更用以執行以下操作：當該些區域中任一者對應的該溫度參數皆未落入該第一溫度區間對應者或該第二溫度區間對應者時，維持該雷射光源的該輸出功率。
11. 如請求項8所述之投影機，其中該些溫度感測器包含一進氣口溫度感測器、一雷射光源溫度感測器、一螢光色輪溫度感測器、一晶片溫度感測器及一內部空間溫度感測器中之一或多者，其中該進氣口溫度感測器用以偵測該投影機之一進氣口之溫度，該雷射光源溫度感測器用以偵測該雷射光源之溫度，該螢光色輪溫度感測器用以偵測該投影機中一螢光色輪之溫度，該晶片溫度感測器用以偵測該投影機中一晶片之溫度，該內部空間溫度感測器用以偵測該投影機之內部空間之溫度。
12. 如請求項11所述之投影機，其中對應該進氣口之溫度的該第一溫度區間低於對應該投影機之內部空間之溫度的該第一溫度區間。
13. 如請求項11所述之投影機，其中對應該螢光色輪之溫度的該第一溫度區間高於對應該雷射光源之溫度的該第一溫度區間。
14. 如請求項11所述之投影機，其中對應該進氣口之溫度的該第一溫度區間部分重疊於對應該晶片之溫度的該第一溫度區間。
15. 如請求項8所述之投影機，其中該處理器調降該雷射光源的該輸出功率的該預設比例係為百分之十。