專利名稱：投影裝置以及投影機運轉保護方法
技術領域：
本發明是有關于一種投影裝置以及投影機運轉保護方法，特別是有關于一種完全藉由硬體來控制及偵測風扇轉速的投影裝置以及投影機運轉保護方法。
背景技術：
傳統投影系統在操作時，由于其內部的投影燈泡以及電源供應器皆屬于發熱裝置，為了使投影機系統運作穩定，需要多組風扇來散熱，使得投影機系統內部溫度降至正常工作溫度以適合投影機系統運作。
傳統投影系統內部的散熱風扇大部分是受到微處理器(CPU)控制及啟動。而CPU是藉由熱感應器來偵測系統的環境溫度變化，并根據熱感應器所偵測回饋的溫度訊息而決定風扇的轉速以達到散熱及降低風扇噪音的目的。
然而，由于投影機在啟動投影燈泡時，必須使用高電壓啟動，此高啟動電壓所產生的高壓雜訊以及靜電放電的作用很容易干擾CPU，導致其發生“錯亂”或“誤動作”而失去控制功能，因此無法偵測環境溫度以及控制風扇轉速，故系統此時會處于高溫狀態而無法正常運作。
傳統技術克服所述問題的方法是于投影機啟動投影燈泡一段既定時間后(約兩秒)，自動重置(RESET)微處理器以解決其可能受到啟動高電壓所產生的高壓雜訊以及靜電放電干擾而導致發生“錯亂”或“誤動作”的情形。再者，傳統技術也采取加設熱感應遮斷器來根據此時系統的溫度而暫時中斷系統的操作。
然而，傳統解決方法僅在開機時重置CPU，但投影機系統在操作時隨時會受到雜訊干擾，因此傳統解決方法并無法解決投影機系統在操作過程中所可能遭遇的雜訊問題。縱使CPU未發生問題，使用熱感應遮斷器來偵測系統溫度的缺點在于熱感應遮斷器的誤差太大，可能導致系統對溫度過于敏感而時常斷電。
發明內容
有鑒于此，為了解決所述問題，本發明的主要目的在于提供一種投影裝置以及投影機運轉保護方法，由完全用硬件來控制及偵測風扇轉速的獨立裝置來針對因為風扇轉速過慢而導致的系統溫度過高的情形，無須由CPU內部的軟體控制。
一種投影裝置，包括一電源供應器；一投影燈泡，用以提供投影光源；一點燈啟動器，供啟動所述投影燈泡；一影像處理系統，用以根據一視訊信號而輸出投影影像；一微處理器，用以控制所述影像處理器以及提供所述點燈啟動信號；復數散熱風扇，分別設置于所述電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一，用以降低設置處的溫度并依據各自的轉速而輸出對應的轉速信號；一區間充放電回路，接收該風扇的轉速信號，并產生一連續充放電信號；一參考電壓比較電路，供比較該連續充放電信號的電壓位準及一預設的參考電壓位準，并比較二電壓位準的大小，產生不同的電壓位準；一開機延遲訊號產生電路，用以在開機一特定延遲時間后產生一訊號；一及邏輯閘，用以接收該參考電壓比較電路輸出的電壓位準及該開機延遲訊號產生電路的訊號，并輸出一相對應的電壓；以及一狀態栓鎖及保護啟動回路，用以接收該及邏輯閘的輸出電壓訊號，當該及邏輯閘的輸出狀態改變，該回路即送出一保護的啟動訊號至該電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一。
所述的投影裝置，其中所述轉速信號為脈沖信號，當所述散熱風扇轉速越快時，則所述脈沖信號的頻率越高。
所述的投影裝置，其中所述影像處理系統包括
一影像處理器，用以根據外部輸入的視訊信號而輸出影像控制信號；復數液晶顯示面板，根據所述影像控制信號而顯示對應的圖案；一投射鏡頭，用以根據所接收的信號而輸出所述投影影像；以及復數反射鏡，用以反射所述投影燈泡所發出的投影光源，經由所述液晶顯示面板而輸入到所述投射鏡頭。
一種投影機運轉保護方法，通用于一投影機，所述投影機包括一微處理器，一投影燈泡以及根據轉速而輸出對應頻率的風扇轉速信號的散熱風扇，所述投影機運轉保護方法包括下列步驟接收所述風扇轉速信號，并產生一連續充放電信號；比較所述連續充放電信號的電壓位準及一預設的參考電壓位準的大小，并對應產生不同的電壓位準；比較所述所產生不同的電壓位準及一開機延遲訊號，并輸出一相對應的電壓；以及栓鎖所述相對應的電壓，并發出保護的啟動訊號至所述電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一。
所述的投影機運轉保護方法，其中所述轉速信號為脈沖信號，當于所述散熱風扇轉速越快時，則所述脈沖信號的頻率越高。
本發明所述的投影裝置及投影機運轉保護方法，由完全用硬件來控制及偵測風扇轉速的獨立裝置來針對因為風扇轉速過慢而導致的系統溫度過高的情形，無須由CPU內部的軟體控制，因此可防止CPU受到啟動燈泡的高啟動電壓所產生的高壓雜訊以及靜電放電干擾而導致其失去控制功能，并因而無法處理系統溫度過高的問題。
圖1顯示根據本發明較佳具體實施例所述的投影裝置的結構示意圖；圖2顯示根據本發明較佳具體實施例所述的區間充放電回路的電路圖；圖3顯示風扇脈沖回饋調變電路32中，脈沖訊號FAN FEEDBACK與比較器326負極端的電壓時序圖；
圖4A與圖4B顯示根據本發明較佳具體實施例所述的區間充放電回路信號時序圖。
符號說明10電源供應器12投影燈泡13熱感應遮斷器14點燈啟動器16影像處理系統161 影像處理器162 反射鏡163 濾光鏡164 投影機鏡頭18微處理器19A、19B、19C散熱風扇20 區間充放電回路30 開機延遲訊號產生電路301 PNP電晶體303、324電容305、307電阻308 節點322 NPN電晶體326 比較器；329 RC充放電組件32 風扇脈沖回饋調變電路34 狀態栓鎖及保護啟動回路342 邏輯閘
344 D型正反器FAN FEEDBACK脈沖訊號LCD 液晶顯示面板R1、R2、R5 電阻R3、R4 分壓電阻Vr 比較器的正極端電壓Vi 比較器的負極端電壓Vo 比較器的輸出端電壓具體實施方式
下面是本發明的較佳具體實施例參閱圖1，圖1是顯示根據本發明實施例所述的投影裝置的結構示意圖。根據本發明實施例所述的投影裝置，包括電源供應器10，用以提供投影裝置操作時所需的系統電源。投影燈泡12是用以提供投影光源，另外投影燈泡12是由點燈啟動器14所啟動。傳統技術的熱感應遮斷器13即設置于此。影像處理系統16內部具有影像處理器161，用以根據外部輸入的視訊信號(包含R、G、B資料信號以及水平、垂直掃瞄信號)而輸出影像控制信號。復數反射鏡162是用以反射投影燈泡12所發出的投影光源至液晶顯示面板LCD，而液晶顯示面板LCD根據所述影像控制信號而顯示對應的圖案，使得光線通過液晶顯示面板，經由濾光鏡163濾光后，即從投影機鏡頭164輸出投影影像。微處理器18是用以控制影像處理器161以及提供用以致能點燈啟動器14的點燈啟動信號。另外，復數散熱風扇19A-19C是分別設置于電源供應器10、投影燈泡12、以及影像處理系統16等位置，用以降低設置處的溫度并依據各自的轉速而輸出對應的轉速信號。在此，每當散熱風扇轉一圈時，將產生兩個相同寬度的脈沖信號。當風扇轉速越快時，則輸出的轉速信號FAN FEEDBACK的脈沖頻率就越高，反之，風扇轉速越慢時，則輸出的轉速信號的脈沖頻率就越低。藉此，區間充放電回路20即可根據轉速信號的脈沖頻率而得知此時風扇的轉速，并輸出代表風扇轉速正常或異常的判斷信號。此代表風扇轉速異常的判斷信號是分別輸入至微處理器18，電源供應器10以及投影燈泡12等，用于重置微處理器18，控制電源供應器10以關閉系統電源，以及關閉投影燈泡12等。
圖2是顯示根據本發明實施例所述的區間充放電回路的電路圖。如圖2所示，根據本發明實施例所述的區間充放電回路包括開機延遲訊號產生電路30、風扇脈沖回饋調變電路32、以及狀態栓鎖及保護啟動回路34。
該開機延遲訊號產生電路30是設有一PNP電晶體301及復數個電阻及電容所組成；該電晶體301的射極端接設有一電阻、該電阻的另端接分別接設有一Vcc電壓源及一接地電容；該電晶體301的基極端則與點燈啟動器14的LAMP STATUS訊號輸出端電連接；該電晶體301的集極端則分別與電阻305及電容303的一端電連接，該電容303的另端則與電阻307的一端電連接，而該電阻305與電阻307的另端接地；該開機延遲訊號產生電路30的輸出端308并透過一電阻R5接地。
該風扇脈沖回饋調變電路32是設有一NPN電晶體322、一比較器326、一RC充放電組件329及復數個電阻及電容所組成；該NPN電晶體322的基極端327是與風扇輸出的脈沖訊號FAN FEEDBACK電連接，NPN電晶體322的集極端是透過一電阻與一Vcc電壓源電連接，NPN電晶體322的射極端是與該RC充放電組件329電連接，即射極端分別與電阻R1、R2的一端電連接，電阻R2的另端則與一電容的一端電連接，而該電容及電阻R1的另端則接地，并且，該電阻R2與電容的電連接端328與該比較器326的負極端電連接；該比較器326的正極端是與分壓電阻R3、R4的一端電連接，而該電阻R3的另一端是與Vcc電壓源電連接，該電阻R4的另一端是接地，該比較器326的輸出端并接設有一接地電阻，其中，為說明方便起見，該比較器326的正極端電壓為Vr，而該比較器326的負極端電壓為Vi，且該比較器326的輸出端電壓為Vo。
該狀態拴鎖及保護啟動回路34是設有一及邏輯閘342、一D型正反器344及復數個電阻及電容所組成；該及邏輯閘342的一輸入端是與該比較器326的輸出端電壓Vo電連接，該及邏輯閘342的另一輸入端是與該開機延遲訊號產生電路30的輸出端308電連接；該及邏輯閘342的輸出端是透過一電阻與一Vcc電壓源電連接，該Vcc電壓源并旁接一接地電容，該及邏輯閘342的輸出端并與該D型正反器的CLK端電連接；該D型正反器344的D端是接地，重置輸入端PR是與系統開機訊號輸出端電連接，當系統正常開機時，重置輸入端PR所接收到的系統開機訊號RSTn為高位準。另外，該D型正反器的CL端則分別與一接地電容及一5V電壓電連接。
當微處理器偵測到電源按鍵被啟動時，便開始執行系統自我測試程序，包括周邊元件、風扇狀態、以及環境溫度等，如果所有條件皆正常，則開始啟動投影燈泡，微處理器并將系統啟動的訊號傳給D型正反器344的重置輸入端PR。當投影燈泡成功被點亮后，點燈啟動器將自動回覆“LAMP STATUS”訊號，邏輯為“0”，若不成功則為“1”當成功點起投影燈泡后，再利用“LAMPSTATUS”訊號帶動延遲電路30，直到系統穩定后才啟動區間充放電回路。
當投影機系統剛開始啟動時，會有一段時間屬于不穩定狀態，故需要開機延遲訊號產生電路30來作適當的延遲，等到系統穩定后再啟動區間充放電回路以免產生錯誤的偵測訊息。參閱圖2的開機延遲訊號產生電路30區塊，當“LAMP STATUS”訊號的邏輯位準切換為“0”時，代表投影燈泡成功被點亮，因此PNP電晶體301導通，止時電阻305的電位隨即上升，而節點308因為電容303的耦合作用而升高電壓，但經過一段延遲時間后，節點308的電壓位準逐漸下降至低位準，透過反相器309的轉換，因此輸出一高位準信號至及邏輯閘342。在此，延遲時間可藉由調整電容303的電容值以及電阻305、307的電阻值而設定。
參閱圖2的風扇脈沖回饋調變電路32區塊，“FAN FEEDBACK”信號是為風扇所輸出的脈沖信號，當“FAN FEEDBACK”信號為高位準時，則NPN電晶體導通，因此開始對電容324充電，當“FAN FEEDBACK”信號回到低位準時，則停止充電。藉由反覆充電的結杲，于比較器326的負極端將形成一既定的位準，如圖3所示。此時于比較器326的正極端提供一參考電壓Vr，用以與負極端的電壓位準Vi比較，在此，參考電壓的設定是根據于風扇可允許的最慢轉速于比較器326的負極端所產生的電壓值而定，可藉由可變電阻來調整。因此，當風扇轉速正常時，比較器326的負極端所接收的電壓值Vi將大于正極端所接收的參考電壓Vr，故比較器306的輸出端輸出低位準信號。當風扇轉速過低時，比較器326的負極端所接收的電壓值Vi將小于正極端所接收的參考電壓Vr，故比較器306的輸出端輸出高位準信號，代表此時風扇轉速異常。
參閱圖2的狀態拴鎖及保護啟動回路34區塊，當風扇轉速正常時，及邏輯閘342輸出“0”邏輯位準至D型正反器344的CLK端。圖4A顯示風扇轉速正常時，風扇脈沖回饋調變電路32與狀態拴鎖及保護啟動回路34的信號時序圖。在此以風扇轉速參考電壓Vr為1.8V為例，當風扇轉速周期(duty cycle)為40ms，比較器326的負極端所接收的電壓值Vi為1.9V，則風扇轉速為750R.P.M.。由于比較器326的負極端所接收的電壓值Vi皆大于正極端所接收的參考電壓Vr，因此比較器326輸出“0”邏輯位準至及邏輯閘342的輸入端，故及邏輯閘342輸出“0”邏輯位準至D型正反器344的CLK端。此時D型正反器344的Q端輸出“1”邏輯位準。
圖4B是顯示風扇轉速正常時，風扇脈沖回饋調變電路32與狀態拴鎖及保護啟動回路34的信號時序圖。當風扇轉速周期(duty cycle)為100ms，比較器326的負極端所接收的電壓值Vi約為1.58V，則風扇轉速為300R.P.M。如圖4B所示，由于比較器326的負極端所接收的電壓值Vi開始低于正極端所接收的參考電壓Vr，因此比較器326連續輸出“1”邏輯位準的脈沖至及邏輯閘342的輸入端，由于此時系統已經過延遲時間，故開機延遲訊號產生電路30同樣輸出高位準信號至及邏輯閘342，因此及邏輯閘342輸出“1”邏輯位準至D型正反器344的CLK端。開機延遲訊號產生電路，故觸發D型正反器344拴鎖住及邏輯閘342所輸出的邏輯信號，同時D型正反器344的Q端將由“1”變成“0”，當D型正反器344的Q端輸出低位準信號時，代表此時已偵測到風扇轉速過低，因此必須執行對應的系統保護動作，例如，重置微處理器18，控制電源供應器10以關閉系統電源，以及關閉投影燈泡12等。
綜上所述，根據本發明實施例所揭露的投影裝置以及投影機運轉保護方法，藉由完全由硬件來控制及偵測風扇轉速的獨立裝置來針對因為風扇轉速過慢而導致的系統溫度過高的情形，無須由CPU內部的軟體控制，因此可防止CPU受到啟動燈泡的高啟動電壓所產生的高壓雜訊以及靜電放電干擾而導致其失去控制功能，并因而無法處理系統溫度過高的問題。再者，根據本發明實施例所揭露的用以判斷風扇轉速的電路，其單純電路的設計具有穩定性高以及速度快的優點，大幅改善傳統使用熱感應遮斷器偵測系統溫度的缺點。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明的范圍，任何熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可做些更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視權利要求書專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種投影裝置，其特征在于包括一電源供應器；一投影燈泡，用以提供投影光源；一點燈啟動器，供啟動所述投影燈泡；一影像處理系統，用以根據一視訊信號而輸出投影影像；一微處理器，用以控制所述影像處理器以及提供所述點燈啟動信號；復數散熱風扇，分別設置于所述電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一，用以降低設置處的溫度并依據各自的轉速而輸出對應的轉速信號；一區間充放電回路，接收該風扇的轉速信號，并產生一連續充放電信號；一參考電壓比較電路，供比較該連續充放電信號的電壓位準及一預設的參考電壓位準，并比較二電壓位準的大小，產生不同的電壓位準；一開機延遲訊號產生電路，用以在開機一特定延遲時間后產生一訊號；一及邏輯閘，用以接收該參考電壓比較電路輸出的電壓位準及該開機延遲訊號產生電路的訊號，并輸出一相對應的電壓；以及一狀態栓鎖及保護啟動回路，用以接收該及邏輯閘的輸出電壓訊號，當該及邏輯閘的輸出狀態改變，該回路即送出一保護的啟動訊號至該電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一。
2.如權利要求1所述的投影裝置，其特征在于所述轉速信號為脈沖信號，當所述散熱風扇轉速越快時，則所述脈沖信號的頻率越高。
3.如權利要求1所述的投影裝置，其特征在于所述影像處理系統包括一影像處理器，用以根據外部輸入的視訊信號而輸出影像控制信號；復數液晶顯示面板，根據所述影像控制信號而顯示對應的圖案；一投射鏡頭，用以根據所接收的信號而輸出所述投影影像；以及復數反射鏡，用以反射所述投影燈泡所發出的投影光源，經由所述液晶顯示面板而輸入到所述投射鏡頭。
4.一種投影機運轉保護方法，適用于一投影機，所述投影機包括一微處理器，一投影燈泡以及根據轉速而輸出對應頻率的風扇轉速信號的散熱風扇，其特征在于所述投影機運轉保護方法包括下列步驟接收所述風扇轉速信號，并產生一連續充放電信號；比較所述連續充放電信號的電壓位準及一預設的參考電壓位準的大小，并對應產生不同的電壓位準；比較所述所產生不同的電壓位準及一開機延遲訊號，并輸出一相對應的電壓；以及栓鎖所述相對應的電壓，并發出保護的啟動訊號至所述電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一。
5.如權利要求4所述的投影機運轉保護方法，其特征在于所述轉速信號為脈沖信號，當所述散熱風扇轉速越快時，則所述脈沖信號的頻率越高。
全文摘要
本發明關于一種投影裝置以及投影機運轉保護方法，可防止CPU受到啟動燈泡的高啟動電壓所產生的高壓雜訊及靜電放電干擾而導致其失去控制功能，并因而無法處理系統溫度過高的問題。一種投影裝置，其特征在于包括一電源供應器；一投影燈泡；一點燈啟動器；一影像處理系統；一微處理器；復數散熱風扇，分別設置于所述電源供應器、投影燈泡、以及影像處理系統的至少之一；一區間充放電回路；一參考電壓比較電路；一開機延遲訊號產生電路；一及邏輯閘；以及一狀態栓鎖及保護啟動回路。一種投影機運轉保護方法，通用于一投影機，所述投影機包括一微處理器，一投影燈泡以及根據轉速而輸出對應脈沖頻率的風扇轉速信號的散熱風扇。
文檔編號H04N5/74GK1518351SQ03100339
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月14日 優先權日2003年1月14日
發明者胡嘉展 申請人:臺達電子工業股份有限公司