專利名稱：投影機及相關控制方法
技術領域：
本發明涉及一種投影機及相關控制方法，特別涉及一種在不同運行模式下提供最佳化的熱能控制和投影質量的發光二極管投影機及相關控制方法。
背景技術：
投影機常常應用在一般的會議簡報場合或是家庭劇院中，主要種類包含陰極射線管(cathode ray tube, CRT)投影機、液晶顯示(liquid crystal display, IXD)投影機、數字光源處理(digital light processing, DLP)投影機、單晶娃液晶顯示面板(liquidcrystal on silicon,LC0S)投影機等。不論是上述何種類型的投影機，都需要在其光學系統中設置光源。傳統投影機常使用高壓汞燈來作為光源，雖然有高亮度的優點，但價格高、體積大，且使用壽命短。相較之下，發光二極管(light emitting diode, LED)光源具有體積小、耗電量低、發光效率高、高度色彩表現和反應速度快等優點，因此發光二極管投影機也越來越普及。圖1為現有技術中一 LED投影機100的功能框架圖。LED投影機100包含一 LED光源10、一驅動電路20、一散熱裝置30、一控制器45、一系統熱能傳感器50,以及一 LED熱能傳感器55。LED光源10可包含紅綠藍三色發光二極管，如相關領域具備通常知識者所熟知，發光二極管在導通時正向電壓(forward-biased voltage) Vf和正向電流(forward-biasedcurrent) If的值為非線性關系。由于環境溫度和制程對正向電壓Vf的影響較大，因此驅動電路20 —般會提供固定值的正向電流If以驅動LED光源10。系統熱能傳感器50可監測LED投影機100運行時的整體溫度，而LED熱能傳感器55則可監測LED光源10產生的熱能。控制器45可依據LED熱能傳感器55提供的溫度信息來控制散熱裝置30，若檢測到LED光源10過熱，控制器45可提升散熱裝置30的運行效能以加速排熱。為了精確地監測LED光源10產生的熱能，現有技術的LED投影機100需額外設置LED熱能傳感器55，造成成本增加。

發明內容
本發明提供一種控制一投影機的方法，包含提供一驅動信號以驅動該投影機的一光源；依據該光源運行時的一測量信號來提供一第一熱能特性；以及套用該第一熱能特性以控制該投影機的一散熱裝置。本發明另提供一種投影機，其包含一光源；一驅動電路，用來提供該光源運行所需的一驅動信號；一散熱裝置，用來排散該光源運行時所產生的熱能；以及一控制模塊，用來依據該光源運行時的一測量信號來決定一第一熱能特性，并套用該第一熱能特性以控制該散熱裝置。本發明的投影機在運行時，可依據光源的測量信號來提供相對應的熱能特性以控制散熱裝置，并依據投影機的操作溫度來調整驅動信號的值，再依據正向電流If的值來調整影像參數，因此在不同運作模式下皆能提供最佳化的熱能控制和投影質量，且能應用于不同類型的投影機光源。


圖1為現有技術中一 LED投影機的功能框架圖。圖2為本發明中一投影機的功能框架圖。圖3為本發明投影機運行時的流程圖。圖4本發明中熱能特性的示意圖。其中:10-LED光源15-光源20-驅動電路30-散熱裝置42-內存44-處理單元45-控制器50-系統熱能傳感器55-LED熱能傳感器60-影像調整電路100、200_投影機310 390-步驟
具體實施例方式為讓本發明的目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。圖2為本發明中一投影機200的功能框架圖。投影機200包含一光源15、一驅動電路20、一散熱裝置30、一控制模塊40、一系統熱能傳感器50，以及一影像調整電路60。投影機200可在一正常模式和一靜音`/省電模式下運行，其中在靜音/省電模式下投影機200運行時產生的噪音或消耗能量需低于預定值。本發明投影機200中各組件的運行在本說明書后續內容中將有更詳細說明。在本發明實施例中，光源15可為一 LED光源或其它種類光源，以下以LED光源來作說明，但不限定本發明的范疇。圖3為本發明投影機200運行時的流程圖，其包含下列步驟:步驟310:提供一正向電流If以驅動光源15，執行步驟320。步驟320:測量光源15的正向電壓Vf，執行步驟330。步驟330:依據正向電壓Vf的值來提供一第一熱能特性(thermal profile),執行步驟340。步驟340:判斷在投影機200目前運行模式下是否允許套用第一熱能特性:若是，執行步驟350 ;若否，執行步驟360。步驟350:套用第一熱能特性以控制散熱裝置30，執行步驟370。步驟360:套用符合投影機200目前運行模式的一第二熱能特性以控制散熱裝置30，執行步驟370。步驟370:判斷投影機200的操作溫度是否在一預定范圍內:若是，執行步驟320 ；若否，執行步驟380。步驟380:依據投影機200的操作溫度來調整正向電流If的值，執行步驟390。步驟390:依據正向電流If的值來調整影像參數，執行步驟320。光源15可包含紅綠藍三色發光二極管，投影機200可利用一個三相信號依次控制紅光發光二極管、綠光發光二極管，以及藍光發光二極管以高于人眼視覺暫留頻率的頻率來發光。因為人眼視覺暫留，此快速切換會產生混光的效果以映像出彩色影像。如前所述，為了降低環境溫度或制程對亮度的影響以及提供穩定亮度，發光二極管一般使用電流驅動，因此在步驟310中，驅動電路20可輸出一預定值的正向電流If至光源15。散熱裝置30可為一風扇，通常設置于光源15附近以協助將光源15產生的熱能排出。散熱裝置30的轉速越快，排熱能力越好，但是噪音量和能量消耗也越大。因此，當投影機200在靜音/省電模式下運行時，散熱裝置30需以較低轉速來運行，以符合低噪音或低耗能的要求。控制模塊40包含一內存42和一處理單元44。內存42中包含復數組熱能特性的對照表，每一熱能特性包含在一特定正向電壓下散熱裝置30的運行效能，如圖4所示。在圖4中，TH1 THn代表熱能特性(n為大于I的整數)，Vfi VFn代表光源15正向電壓的不同測量值，RPM1 RPMn代表在不同正向電壓測量值下散熱裝置30的相對應轉速，ClB1 dBn代表在不同轉速下散熱裝置30的噪音量，而PW1 PWn代表在不同轉速下散熱裝置30的能量消耗。RPM1可為散熱裝置30的最低轉速，RPMn可為散熱裝置30的最高轉速，dBn可為投影機200運行時能容忍的最大噪音量，而PWn可為散熱裝置30運行時能容忍的最大耗能。如相關領域具備通常知識者所熟知，發光二極管在導通時的正向電壓越高，其產生的熱能越多。因此，本發明會針對不同正向電壓的測量值來決定散熱裝置30的效能，進而提供復數組熱能特性。在圖4所示的實施例中，若是Vfi < Vf2Vf3 <...< VFn，則RPMi< RPM2 < RPM3 < …< RPMpdB1 < dB2 < dB3 <...<< Pff2 < Pff3 <...< PWn。另一方面，假設投影機200在靜音/省電模式下運行時，其噪音量不能高于dB 3或能量消耗不能高于PW3,則在靜音/省電模式下可允許套用熱能特性TH1 TH3,但不允許套用熱能特性TH4 THn。在正常模式下可允許套用所有熱能特性TH1 THn。處理單元44可在步驟320中測量光源15的正向電壓VF，并在步驟330中依據正向電壓Vf的值和內存42中的對照表提供第一熱能特性。假設測量到的正向電壓為Vf4，第一熱能特性TH3則對 應于將散熱裝置30的轉速設定為RPM4。接著，處理單元44可在步驟340中判斷在投影機200目前運行模式下是否允許套用第一熱能特性。假設投影機200在正常模式下運行，且測量到的正向電壓為VF4，此時步驟340中會判定可允許套用第一熱能特性TH4,因此會接著執行步驟350以套用第一熱能特性TH4來控制散熱裝置30 ;假設投影機200在靜音/省電模式下運行，且測量到的正向電壓為Vf4，此時步驟340中會判定不可允許套用第一熱能特性TH4,因此會接著執行步驟360以套用符合目前靜音/省電模式的第二熱能特性(例如TH3)來控制散熱裝置30。在步驟370中，本發明的投影機200可利用系統熱能傳感器50來監控其整體操作溫度。若投影機200的操作溫度在預定范圍內，代表此時套用的熱能特性能提供足夠散熱，此時會再次執行步驟320以隨時監控光源15的正向電壓VF。若投影機200的操作溫度低于預定范圍，代表散熱裝置30仍有能力排熱。因此，驅動電路20可在步驟380中依據投影機200的操作溫度來提升正向電流If的值，進而增加發光效率和提升亮度。若投影機200的操作溫度高于預定范圍，代表此時散熱裝置30套用的熱能特性并無法提供足夠排熱。排熱能力不足可能是因為光源15的正向電流If過高，即使套用對應至最高轉速的熱能特性(例如THn)也無法有效排熱。或者，散熱能力不足的原因也有可能是需要在靜音/省電模式下運作，因此需強制套用轉速較低的熱能特性。因此，驅動電路20可在步驟380中依據投影機200的操作溫度來調降正向電流If的值，以降低光源15所產生的熱能。如前所述，光源10的正向電流If和其亮度成正比。為了維持在不同正向電流If下的投影質量，影像調整電路60會在步驟390中依據正向電流If的值來調整影像參數。在本發明的實施例中，影像調整電路60可依據正向電流If的值來調整影像信號的伽瑪曲線(gamma curve)或RGB增益值。若在步驟380中調降正向電流If的值,影像調整電路60可套用暗景加強的伽瑪曲線來提高影像暗景亮度，或是提高影像信號的RGB增益值(乘以正向電流1^周降比例的倒數)以增加影像的顏色亮度。另一方面，影像調整電路60也可加入過飽和控制，即調升RGB增益值后整體畫面飽和畫素(例如灰階值大于255)數目不能超過一預定值。本發明的投影機200在運行時，可依據光源15的測量信號(例如LED光源的正向電壓Vf)來提供相對應的熱能特性以控制散熱裝置30，并依據投影機200的操作溫度來調整驅動信號(例如LED光源的正向電流If)的值，再依據正向電流If的值來調整影像參數，因此在不同運行模式下皆能提供最佳化的熱能控制和投影質量，且能應用于不同類型的投影機光源。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的等效變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種控制一投影機的方法，其步驟包括: 提供一驅動信號以驅動該投影機的一光源； 依據該光源運行時的一測量信號來提供一第一熱能特性；以及 套用該第一熱能特性以控制該投影機的一散熱裝置。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 判斷該第一熱能特性是否符合該投影機的一目前運行模式。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 在該第一熱能特性不符合該目前運行模式時，依據該目前運行模式來決定一第二熱能特性；以及 套用該第二熱能特性以控制該散熱裝置。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 測量該投影機的一操作溫度；以及 依據該操作溫度來調整該驅動信號的值。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括: 依據該驅動信號的值來調整該投影機的一影像參數。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該第一熱能特性包含在該驅動信號下該散熱裝置運行時的一轉速或一噪音量`。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該光源為一發光二極管光源，提供該驅動信號提供一正向電流以驅動該發光二極管光源，而依據該測量信號來提供該第一熱能特性依據該發光二極管光源運行時的一正向電壓來提供該第一熱能特性。
8.一種投影機，包括: 一光源; 一驅動電路，用來提供該光源運行所需的一驅動信號； 一散熱裝置，用來排散該光源運行時所產生的熱能；以及 一控制模塊，用來依據該光源運行時的一測量信號來決定一第一熱能特性，并套用該第一熱能特性以控制該散熱裝置。
9.如權利要求8所述的投影機，其特征在于，該控制模塊還用來判斷該第一熱能特性是否符合該投影機的一目前運行模式。
10.如權利要求9所述的投影機，其特征在于，該控制模塊還用來在該第一熱能特性不符合該目前運行模式時，依據該目前運行模式來決定一第二熱能特性；以及套用該第二熱能特性以控制該散熱裝置。
11.如權利要求8所述的投影機，其特征在于，還包括一系統熱能傳感器，用來測量該投影機的一操作溫度，其中該驅動電路另依據該操作溫度來調整該驅動信號的值。
12.如權利要求8所述的投影機，其特征在于，還包括一影像調整電路，用來依據該驅動信號的值來調整該投影機的一影像參數。
13.如權利要求8所述的投影機，其特征在于，該控制模塊依據該第一熱能特性來控制該散熱裝置的一轉速。
14.如權利要求8所述的投影機，其特征在于，該光源為一發光二極管光源，該驅動電路用來提供該發光二極管光源運行所需的一正向電流，而該控制模塊用來依據該發光二極管光源運行時的 該正向電壓來決定該第一熱能特性。
全文摘要
本發明涉及一種發光二極管投影機及相關控制方法。本發明的發光二極管投影機運行時，依據一發光二極管光源的正向電壓來提供相對應的熱能特性以控制一散熱裝置，并依據發光二極管投影機的操作溫度來調整發光二極管光源的正向電流，再依據正向電流的值來調整影像參數，因此在不同運行模式下皆能提供最佳化的熱能控制和投影質量，且能應用于不同類型的投影機光源。
文檔編號H05K7/20GK103105717SQ20111036229
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者蘇鎮港, 陳信宇 申請人:宏碁股份有限公司