JP2004206113A

JP2004206113A - 投影装置および投影機の運転保護方法

Info

Publication number: JP2004206113A
Application number: JP2003419404A
Authority: JP
Inventors: Jia-Jan Hu; 嘉展胡
Original assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2004-07-22
Also published as: US20040120149A1; US6979086B2; TW200411319A; TW546536B

Abstract

【課題】投影装置および投影機の運転の保護方法を提供する。
【解決手段】電源供給器、投影ランプと影像処理システムの少なくとも１つにそれぞれ設置され、設置所の温度を下げ、それぞれの回転速度に基づいて対応する回転速度のパルス信号を出力する複数の冷却ファン、前記ファンのパルス信号を受信し、連続充電信号を生成する区間充電回路、前記連続充電信号の電圧レベルと予め設置した基準電圧レベルを比較し、２つの電圧レベルの大小を比較し、異なる電圧レベルを生成する基準電圧比較回路、特定の遅延時間後起動し、シグナルを生成する起動遅延シグナル生成回路、前記基準電圧比較回路が出力した電圧レベルと前記起動遅延シグナル生成回路のシグナルを受信し、相互に対応する電圧を出力するＡＮＤ型ロジックゲート、前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力した電圧信号を受信し、前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力状態が変わることで、前記回路に保護の起動シグナルを前記電源供給器、前記投影ランプ、および前記影像処理システムの少なくとも１つに送出する状態ラッチと保護駆動回路を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、投影装置および投影機の運転を保護する方法に関し、特に、ハードウェアのみによってファン回転速度をコントロールおよび検知する投影装置および投影機の運転保護方法に関するものである。

従来の投影システムが運転される時、その内部の投影ランプおよび電源供給器がすべて発熱を伴う装置に属していることから、投影機のシステムの運転を安定させるためには、熱を発散するための数セットのファンを必要とし、投影機システムの内部の温度を正常な運転温度に下げて、投影機システムの運転に適させるようにしなければならない。

従来の投影システム内部の冷却ファンの大部分は中央演算処理装置（ＣＰＵ）を受けてコントロール、起動される。また、ＣＰＵは熱感知器によってシステムの環境温度の変化を検知し、熱感知器からフィードバックされた温度情報に基づいてファンの回転速度を決め、熱の発散とファンの騒音を減少する目的を果たしている。

しかし、投影機が投影ランプを起動する時、高電圧を用いて起動しなければならないことから、この高起動電圧が作り出す高圧雑音と静電放電の作用は容易にＣＰＵを干渉し、錯乱またはエラーを引き起こし、制御機能を失わせる。よって、環境温度とファンの回転速度を検知することができなくなるために、システムはこの時、高温状態となり、正常に運転できなくなる。

従来の技術が上述の問題を克服する方法は、投影機で投影ランプを一定の既定時間（約２秒）起動した後、ＣＰＵをリセットすることで、起動の高電圧が引き起こす高圧雑音と静電放電の干渉を受けた可能性で引き起こされた錯乱またはエラーの状態を解決することができる。更に、従来の技術も熱感知の遮断機の増設を用いて、この時のシステムの温度に基づいて一時的にシステムの運転を中断する。

しかしながら、従来の解決方法は、起動時にＣＰＵをリセットするだけで、投影機のシステムが運転中、雑音の干渉をいつでも受ける可能性があることから、従来の解決方法は、投影機システムが運転過程中に遭うであろう雑音の問題を解決できたわけではない。仮にＣＰＵが問題を発生しなかったとしても、熱感知遮断器を用いてシステムの温度を検知する欠点は、熱感知遮断器の誤差が大きすぎることから、システムが温度に対して過敏になりすぎ、常時電源が切れる可能性があることである。

これに鑑みて、上述の問題を解決するために、本発明の主な目的は投影装置および投影機の運転の保護方法を提供する。ハードウェアのみによって、ファン回転速度の独立装置をコントロール、検知し、ファン回転速度が遅すぎるために引き起こされるシステム温度の過度状態に対して、ＣＰＵ内部のソフトウェアによるコントロールを必要せずに、直接投影機の保護手順を行う。そのため、ＣＰＵが受けた起動ランプの高起動電圧が引き起こす高圧雑音と、静電放電の干渉で引き起こしたその失ったコントロール機能と、そのために処理できなかったシステム温度が高すぎる問題を防ぐことができる。

上述の目的を実現するために、本発明は下記の投影装置を提供する。電源供給器、投影光源を提供する投影ランプ、前記投影ランプを起動する点灯始動器、ビデオ信号に基づいて影像を投影する影像処理システム、前記影像処理器をコントロールし、前記点灯起動信号を提供するＣＰＵ、前記電源供給器、前記投影ランプと前記影像処理システムの少なくとも１つにそれぞれ設置され、設置所の温度を下げ、それぞれの回転速度に基づいて対応する回転速度のパルス信号を出力する複数の冷却ファン、前記ファンのパルス信号を受信し、連続充電信号を生成する区間充電回路、前記連続充電信号の電圧レベルと予め設置した基準電圧レベルを比較し、２つの電圧レベルの大小を比較し、異なる電圧レベルを生成する基準電圧比較回路、特定の遅延時間後起動し、シグナルを生成する起動遅延シグナル生成回路、前記基準電圧比較回路が出力した電圧レベルと前記起動遅延シグナル生成回路のシグナルを受信し、相互に対応する電圧を出力するＡＮＤ型ロジックゲート、前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力した電圧信号を受信し、前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力状態が変わることで、前記回路に保護の起動シグナルを前記電源供給器、前記投影ランプ、および前記影像処理システムの少なくとも１つに送出する状態ラッチと保護駆動回路を含む。

また、本発明は投影機の運転保護方法を提供する。前記ファン回転速度信号を受信し、連続充電信号を生成する。次に、前記連続充電信号の電圧レベルと予め設置した基準電圧レベルの大小を比較し、それぞれに対応した異なる電圧レベルを生成する。次に、前記生成された異なる電圧レベルと起動遅延シグナルを比較し、相互に対応する電圧を出力する。最後に、前記相互に対応する電圧をラッチし、保護の駆動シグナルを前記電源供給器、投影ランプと影像処理システムの少なくとも１つを送出する。

本発明の実施例で挙げた投影装置および投影機の運転保護方法によると、ハードウェアのみによって、ファン回転速度の独立装置をコントロール、検知し、ファン回転速度が遅すぎるために引き起こされるシステム温度の過度状態に対して、ＣＰＵ内部のソフトウェアによるコントロールを必要せずに、直接投影機の保護手順を行う。そのため、ＣＰＵが受けた起動ランプの高起動電圧が引き起こす高圧雑音と、静電放電の干渉で引き起こしたその失ったコントロール機能と、そのために処理できないシステム温度過度の問題を防ぐことができる。更に、本発明の実施例で挙げたファン回転速度を判断する回路は、簡単な回路設計で安定性が高く、速度が速い利点があり、従来の熱感知遮断器を用いてシステム温度を検知した欠点を大幅に改善する。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に基づいた投影装置の構成図を示している。本発明の実施例に基づく投影装置は、投影装置の運転に必要なシステムの電源を提供するための電源供給器１０、投影ランプ１２は、投影光源を提供するのに用いられる。また、投影ランプ１２は、点灯起動器１４によって起動される。従来の技術の熱感知遮断器１３はここに設置される。影像処理システム１６の内部は影像処理器１６１を有し、外部輸入のビデオ信号（Ｒ、Ｇ、Ｂデータ信号と水平、垂直スキャン信号を含む）に基づいて影像コントロール信号を出力するのに用いられる。複数の反射鏡１６２は、投影ランプ１２が発する投影光源を液晶ディスプレイパネルＬＣＤに反射させるのに用いられ、液晶ディスプレイパネルＬＣＤは、上述の影像コントロール信号に基づいて対応する画像を表示し、光線を液晶ディスプレイパネルに透過させ、フィルターレンズ１６３を通してフィルター後、投影機レンズ１６４より投影影像を出力する。

ＣＰＵ１８は、影像処理器１６１をコントロールするのに用いられ、点灯起動器１４の点灯起動信号を送るのに提供される。また、複数の冷却ファン１９Ａ〜１９Ｃは、それぞれ電源供給器１０、投影ランプ１２、および影像処理システム１６などの位置に設置され、設置した所の温度を下げ、それぞれの回転速度に基づいて対応する回転速度信号を出力する。ここでは、毎回冷却ファンが１回転した時、２つの同じ幅のパルス信号が生成される。ファンの回転速度が速い時、出力の回転速度信号ファンフィードバック（ＦＡＮＦＥＥＤＢＡＣＫ）のパルス周波数も高くなり、逆に、ファンの回転速度が遅い時、出力の回転速度信号のパルス周波率も低くなる。したがって、区間充電回路２０は、回転速度信号のパルス周波率に基づいてこの時のファンの回転速度を知り、ファンの回転速度が正常か、または異常かを示す判断信号を出力する。このファン回転速度の異常を示す判断信号はそれぞれＣＰＵ１８、電源供給器１０および投影ランプ１２などに入力され、ＣＰＵ１８をリセットするのに用いられ、電源供給器１０をコントロールし、システム電源を切り、投影ランプ１２を消す。

図２は、本発明の実施例に基づいた区間充電回路の回路図を示している。図２に示されるように、本発明の実施例に基づいた区間充電回路は、起動遅延シグナル生成回路３０、ファンパルスフィードバック回路３２、および状態ラッチと保護駆動回路３４を含む。

起動遅延シグナル生成回路３０は、ＰＮＰトランジスタ３０１と複数の抵抗器とコンデンサにより構成されている。トランジスタ３０１のエミッタの端子には抵抗器が接続され、前記レジスタのもう１つの端子には、それぞれＶＣＣ電圧源と接地したコンデンサが接続される。トランジスタ３０１のベース端子は、点灯起動器１４のランプステータス（ＬＡＭＰＳＴＡＴＵＳ）シグナル出力の端子と接続される。トランジスタ３０１の集電極の端子はそれぞれ抵抗器３０５とコンデンサ３０３の端子と接続され、コンデンサ３０３のもう１つの端子は、抵抗器３０７の端子と接続され、抵抗器３０５と抵抗器３０７のもう１つの端子は接地される。起動遅延シグナル生成回路３０の出力端子３０８は、抵抗器Ｒ５を通じて接地される。

ファンパルスフィードバック回路３２は、ＮＰＮトランジスタ３２２、比較器３２６、ＲＣ充電ユニット３２９と複数の抵抗器とコンデンサにより構成されている。ＮＰＮトランジスタ３２２のベース端子３２７は、ファン出力のパルスシグナル、ファンフィードバックと接続され、ＮＰＮトランジスタ３２２の集電極は抵抗器を通じてＶｃｃ電圧源に接続され、ＮＰＮトランジスタ３２２のエミッタ端子はＲＣ充電ユニット３２９と接続され、エミッタ端子はそれぞれ抵抗器Ｒ１とＲ２の端子と接続される。抵抗器Ｒ２のもう１つの端子はコンデンサの端子と接続され、また前記コンデンサと抵抗器Ｒ１のもう１つの端子は接地され、且つ抵抗器Ｒ２とコンデンサの接続端子３２８と比較器３２６の負極端子は接続される。

比較器３２６の正極端子は、分圧抵抗器Ｒ３、Ｒ４の端子と接続され、抵抗器Ｒ３のもう１つの端子はＶｃｃ電圧源と接続され、抵抗器Ｒ４のもう１つの端子は接地される。比較器３２６の出力端子は、接地した抵抗器に接続される。ここで、分かり易いように、比較器３２６の正極端子の電圧をＶｒとし、比較器３２６の負極端子の電圧をＶｉとし、また比較器３２６の出力端子の電圧をＶｏとする。

前記状態ラッチと保護駆動回路３４は、ＡＮＤロジックゲート３４２、Ｄ型フリップフロップ３４４と複数の抵抗器とコンデンサにより構成されている。ＡＮＤロジックゲート３４２の入力端子は、比較器３２６の出力端子電圧Ｖｏと接続され、ＡＮＤロジックゲート３４２のもう１つの入力端子は、起動遅延シグナル生成回路３０の出力端子３０８と接続され、ＡＮＤロジックゲート３４２の輸出端子は、抵抗器を通じてＶｃｃ電圧源に接続され、前記Ｖｃｃ電圧源は接地されたコンデンサに接続され、ＡＮＤロジックゲート３４２の輸出端子は、Ｄ型フリップフロップ３４４のＣＬＫ端子と接続される。Ｄ型フリップフロップ３４４のＤ端子は接地され、リセット端子ＰＲは、システム起動シグナルの出力端子と接続される。システムが正常に起動した時、リセット入力端子ＰＲが受けたシステム起動シグナルＲＳＴｎは高レベルにある。また、前記Ｄ型フリップフロップのＣＬ端子は、それぞれ接地したコンデンサと５Ｖの電圧に接続される。

ＣＰＵは電源が起動されたのを検知した時、システムセルフテストの実施を行う。それには、周辺ユニット、ファン状態と環境温度などを含む。仮に全ての条件が全て正常な場合、投影ランプの起動が開始され、ＣＰＵはシステム起動のシグナルをＤ型フリップフロップ３４４のリセット入力端子ＰＲに提供する。投影ランプが成功して点灯された後、点灯起動器は“ＬＡＭＰＳＴＡＴＵＳ”シグナルをロジック“０”に自動的に戻し、成功しなかった場合は、“１”となる。投影ランプの点灯に成功した後、“ＬＡＭＰＳＴＡＴＵＳ”シグナルを再度用いて遅延回路３０に送っておき、システムが安定した後、初めて区間充電回路を起動する。

投影機システムが起動を開始したばかりの時、一時的に不安定な状態がある。そのため、起動遅延シグナル生成回路３０によって適当な遅延をすることが必要となり、誤った検知情報を引き起こさないようにシステムが安定した後、区間充電回路を再起動する。図２の起動遅延シグナル生成回路３０のブロックを参照すると、“ＬＡＭＰＳＴＡＴＵＳ”シグナルのロジックレベルが“０”に切換えられた時、投影ランプが点灯を成功したということで、ＰＮＰトランジスタ３０１もオンになる。この時、抵抗器３０５の電位もそれに伴って上昇し、また電圧レベルの節点３０８は、コンデンサ３０３のカップリング作用によって電圧が上昇するが、しばらくの遅延時間を経過後、節点３０８の電圧レベルは徐々に低レベルまで下がり、変換器３０９を通じて変換後、高レベルの信号をロジックゲート３４２に出力する。ここでは、遅延時間はコンデンサ３０３の静電容量値と抵抗器３０５、３０７の抵抗値の調整によって設定することができる。

図２のファンパルスフィードバック回路３２を参照すると、“ＦＡＮＦＥＥＤＢＡＣＫ”信号はファンによって出力されたパルス信号で、“ＦＡＮＦＥＥＤＢＡＣＫ”信号が高レベルになった時、ＮＰＮトランジスタはオンになる。よってコンデンサ３２４は充電を始め、“ＦＡＮＦＥＥＤＢＡＣＫ”信号が低レベルに戻ると、充電がストップする。反復充電の結果により、比較器３２６の負極端子は、図３に見られるように既定のレベルを形成する。この時、比較器３２６の正極端子は参考電圧Ｖｒを提供し、負極端子の電圧レベルＶｉと比較される。ここで参考電圧の設定は、ファンの許容できる最も遅い回転速度の時に、比較器３２６の負極端子が生成した電圧値にしたがって決められ、可変抵抗器によって調整することができる。

したがって、ファンの回転速度が正常な時、比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉは、正極端子が受ける参考電圧Ｖｒより大きくなる。そのため、比較器３０６の出力端子は低レベル信号を出力する。ファンの回転速度が遅すぎる時、比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉは正極端子が受ける参考電圧Ｖｒより小さくなる。そのため、比較器３０６の出力端子は高レベル信号を出力し、この時のファンの回転速度が異常であるということを示す。

図２の状態ラッチと保護駆動回路３４のブロックを参照すると、ファンの回転速度が正常な時、ＡＮＤロジックゲート３４２は、“０”ロジックレベルをＤ型フリップフロップ３４４のＣＬＫ端子に出力する。図４Ａは、ファンの回転速度が正常な時を示しており、ファンパルスフィードバック回路３２と状態ラッチと保護駆動回路３４の信号のタイミング図である。ここではファンの回転速度の参考電圧Ｖｒを１.８Ｖとし、ファンの回転速度のデューティサイクルが４０ｍｓの時、比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉは１.９Ｖで、ファンの回転速度は７５０Ｒ．Ｐ．Ｍである。比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉが正極端子が受ける参考電圧Ｖｒよりすべて大きいことから、比較器３２６は “０” ロジックレベルをＡＮＤロジックゲート３４２の入力端子に出力する。そのため、ＡＮＤロジックゲート３４２は、“０” ロジックレベルをＤ型フリップフロップ３４４のＣＬＫ端子に出力する。この時、Ｄ型フリップフロップ３４４のＱ端子は“１” ロジックレベルを出力する。

図４Ｂはファンの回転速度が正常な時を示し、ファンパルスフィードバック回路３２と状態ラッチと保護駆動回路３４の信号のタイミング図である。ファンの回転速度のデューティサイクルが１００ｍｓの時、比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉは１.５９Ｖで、ファンの回転速度は３００Ｒ．Ｐ．Ｍである。図４Ｂに示されているように、比較器３２６の負極端子が受ける電圧値Ｖｉが正極端子が受ける参考電圧Ｖｒより低くなり始めていることから、比較器３２６は、連続して“１” ロジックレベルのパルスをＡＮＤロジックゲート３４２の入力端子に出力する。この時、システムが既に遅延時間を経過していることから、起動遅延シグナル生成回路３０は、同じように高レベルの信号をＡＮＤロジックゲート３４２に出力する。このため、ＡＮＤロジックゲート３４２は、“１” ロジックレベルをＤ型フリップフロップ３４４のＣＬＫ端子に出力する。この時、Ｄ型フリップフロップ３４４のＱ端子は“１” ロジックレベルを出力する。

起動遅延シグナル生成回路３０は、Ｄ型フリップフロップ３４４を触発して、ロジックゲート３４２が出力したロジック信号をラッチする。また、Ｄ型フリップフロップ３４４のＱ端子が“１”から“０”に変わり、Ｄ型フリップフロップ３４４のＱ端子が低レベル信号を出力した時は、既にファンの回転速度が遅すぎると検知されたことを示している。したがって対応するシステムの保護、例えば、ＣＰＵ１８のリセット、システム電源を切ることで電源供給器１０のコントロールをする、および投影ランプ１２を消すなどをしなければならない。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

本発明の実施例に基づいた投影装置の構成図を示す。本発明の実施例に基づいた区間充電回路の回路図を示す。ファン・パルスフィードバック回路３２の中のパルス信号ＦＡＮ−ＦＥＥＤＢＡＣＫと比較器３２６の負極端の電圧タイミング図を示す。本発明の実施例の区間充電回路信号のタイミング図を示す。本発明の実施例の区間充電回路信号のタイミング図を示す。

符号の説明

１０電源供給器
１２投影ランプ
１３熱感知遮断機
１４点灯起動器
１６影像処理システム
２０区間充電回路
１６１影像処理器
１６２反射鏡
１６３フィルターレンズ
１６４投射器レンズ
１８ＣＰＵ
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ冷却ファン
２０区間充電回路
３０起動遅延シグナル生成回路
３０１ＰＮＰトランジスタ
３０３、３２４コンデンサ
３０５、３０７抵抗器
３０８節点
３２２ＮＰＮトランジスタ
３２６比較器
３２９ＲＣ充電ユニット
３２ファンパルスフィードバック回路
３４状態ラッチと保護駆動回路
３４２ロジックゲート
３４４Ｄ型フリップフロップ
ＦＡＮＦＥＥＤＢＡＣＫ
ＬＣＤ液晶ディスプレイパネル
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５抵抗器
Ｒ３、Ｒ４分圧抵抗器
Ｖｒ比較器の正極端子電圧
Ｖｉ比較器の負極端子電圧
Ｖｏ比較器の出力端子電圧

Claims

電源供給器、
投影光源を提供する投影ランプ、
前記投影ランプを起動する点灯始動器、
ビデオ信号に基づいて影像を投影する影像処理システム、
前記影像処理器をコントロールし、前記点灯起動信号を提供するＣＰＵ、
前記電源供給器、前記投影ランプと前記影像処理システムの少なくとも１つにそれぞれ設置され、設置所の温度を下げ、それぞれの回転速度に基づいて対応する回転速度のパルス信号を出力する複数の冷却ファン、
前記ファンのパルス信号を受信し、連続充電信号を生成する区間充電回路、
前記連続充電信号の電圧レベルと予め設置した基準電圧レベルを比較し、２つの電圧レベルの大小を比較し、異なる電圧レベルを生成する基準電圧比較回路、
特定の遅延時間後起動し、シグナルを生成する起動遅延シグナル生成回路、
前記基準電圧比較回路が出力した電圧レベルと前記起動遅延シグナル生成回路のシグナルを受信し、相互に対応する電圧を出力するＡＮＤ型ロジックゲート、および
前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力した電圧信号を受信し、前記ＡＮＤ型ロジックゲートの出力状態が変わることで、前記回路に保護の起動シグナルを前記電源供給器、前記投影ランプ、および前記影像処理システムの少なくとも１つに送出する状態ラッチと保護駆動回路を含む投影装置。
前記回転速度信号はパルス信号であり、前記冷却ファンの回転速度が速くなればなるほど、前記パルス信号の周波数も高くなる請求項１に記載の投影装置。
外部入力のビデオ信号に基づいて影像コントロール信号を出力する影像処理器、
前記影像コントロール信号に基づいて対応する画像を表示する複数の液晶ディスプレイパネル、
受信した信号に基づいて前記投影影像を出力する投射レンズ、および
前記投影ランプの発す投影光源を反射し、前記液晶ディスプレイパネルを通って前記投射レンズに入射する複数の反射鏡の前記影像処理システムを含む請求項１に記載の投影装置。
ＣＰＵ、投影ランプ、および回転速度に基づいて対応するパルス周波数のファン回転速度信号を出力する冷却ファンを含む投影機に適用されるものであって、
前記ファン回転速度信号を受信し、連続充電信号を生成するステップ、
前記連続充電信号の電圧レベルと予め設置した基準電圧レベルの大小を比較し、それぞれ対応した異なる電圧レベルを生成するステップ、
前記生成された異なる電圧レベルと起動遅延シグナルを比較し、相互に対応する電圧を出力するステップ、および
前記相互に対応する電圧をラッチし、保護の駆動シグナルを前記電源供給器、前記投影ランプと前記影像処理システムの少なくとも１つに送出するステップを含む投影機の運転保護方法。
前記回転速度信号はパルス信号で、前記冷却ファンの回転速度が速くなれば前記パルス信号の周波数も高くなる請求項４に記載の投影機の運転保護方法。