TWI410181B - 投影裝置及用於調整該投影裝置之驅動電壓之方法 - Google Patents

Description

投影裝置及用於調整該投影裝置之驅動電壓之方法

本發明係關於一種投影裝置，特別是關於一種經由調整驅動電壓進而控制溫度並降低散熱系統體積之投影裝置。

近年來，由於投影裝置的畫質逐漸提升，製造成本降低，體積的小型化，不論是企業、個人或是家庭對於投影裝置的使用率均已逐漸增加。例如，企業用戶通常利用投影裝置進行簡報，或是一般個人/家庭亦已逐漸利用投影裝置來建置家庭劇院。一般市面上的投影裝置，皆至少包含一光源模組以及一成像模組，光源模組提供均勻且集中之光束至該成像模組，成像模組則藉由前述之光束完成後端之影像輸出。在於光源模組之部分，通常以高功率燈泡作為主要構成元件，以提供光束的來源，而這通常也是投影裝置最主要的熱源(以數位光處理DLP投影裝置尤然)。

當投影裝置運作一段時間後，光源模組所產生的高溫將導致投影裝置之運作效率大幅降低，甚至造成故障，此一因高溫而產生的問題不僅困擾著許多使用者，同時也困擾著投影裝置之製造廠商。因此，投影裝置之製造廠商通常需要對光源模組進行散熱設計，例如使用風扇或是熱導管等市面上常見的散熱方式，來降低光源模組的運作溫度，以避免光源模組的損壞，進而造成投影裝置無法繼續使用。

另一方面，投影裝置均具有一電源模組，其用以提供驅動電壓至光源模組，同時，其具有一工作電壓範圍。當電源模組接收到的輸入電壓不在其工作電壓範圍內，將影響驅動電壓之大小，進而導致光源模組之功率耗損及溫度將大幅增加，投影裝置之溫度亦將隨之增加。對於此一問題，投影裝置之製造廠商通常以增加投影裝置之工作電壓範圍，來避免因輸入電壓之變動而導致光源模組之功率耗損及溫度的增加，進而造成投影裝置之損毀。然，倘若製造廠商欲增加投影裝置之工作電壓範圍，將造成電源模組的體積大增，也增加了驅動電壓的調整難度。

有鑑於此，要如何使投影裝置的體積緊實化且具有良好之散熱功能，使得投影裝置減少不必要的功率損耗並維持穩定的運作以延長其使用壽命，乃為現今業界亟需解決之問題，同時也是使用者殷殷期盼的貼心智慧設計。

本發明之一目的在於提供一種投影裝置，其包含一光源模組、一輸出電壓控制模組、一光源驅動模組以及一光源驅動管理模組。該輸出電壓控制模組用以輸出一驅動電壓。該光源驅動模組電性連接該輸出電壓控制模組以及該光源模組，係用以接收該驅動電壓，並因應該驅動電壓輸出一光源電壓至該光源模組。光源驅動管理模組則電性連接該輸出電壓控制模組，用以接收該光源電壓並偵測該光源電壓之一變化，並根據該光源電壓之變化輸出一第一控制訊號至該輸出電壓控制模組，使該輸出電壓控制模組因應該第一控制訊號調整該驅動電壓。

本發明之另一目的在於提供一種用於調整前段所述之投影裝置之一驅動電壓的方法，該方法包含下列步驟：(a)因應該驅動電壓輸出一光源電壓至該光源模組；(b)偵測該光源電壓之一變化；(c)根據該光源電壓之變化輸出一第一控制訊號；以及(d)因應該第一控制訊號調整該驅動電壓。

綜上所述，本發明之投影裝置及用於調整該投影裝置之一驅動電壓的方法可透過光源驅動管理模組調整驅動電壓，以控制投影裝置之光源模組的功率耗損及溫度，同時降低其體積。如此一來，將可達成投影裝置之緊實化，並減少不必要的功率損耗同時延長其使用壽命。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，所屬技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其它目的、優點以及本發明之技術手段及實施態樣。

以下將透過實施方式來解釋本發明內容，然而，關於實施方式之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以直接限制本發明。需說明者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件均已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之第一實施例如第1圖所示，係為一種投影裝置1，其包含一輸出電壓控制模組11、一光源驅動模組13、一光源模組15以及一光源驅動管理模組19。光源驅動模組13電性連接輸出電壓控制模組11以及光源模組15。光源驅動管理模組19則電性連接輸出電壓控制模組11以及光源驅動模組13。

當投影裝置1開機並運作時，輸出電壓控制模組11接收一輸入電壓121，並根據輸入電壓121輸出一驅動電壓125至光源驅動模組13。需說明的是，輸入電壓121係為一交流電源，其電壓值在實際應用時往往隨著電源的使用地點或時間的變化而變動。光源驅動模組13則於接收驅動電壓125之後，輸出一光源電壓127以及一光源電流129至光源模組15。光源模組15之高功率燈泡即藉由光源電壓127以及光源電流129投射光源。一般來說，光源模組15之高功率燈泡通常係為高強度放電(High Intensity Discharge；HID)燈管。據此，光源模組15將可提供均勻且集中之光束至投影裝置1之成像模組，成像模組則藉由前述之光束完成後端之影像輸出。

詳細地說，輸出電壓控制模組11更包含一電壓轉換電路111、一功率因數校正控制器113以及一功率因數校正(power factor correction；PFC)分壓回授電路115。功率因數校正控制器113電性連接電壓轉換電路111；功率因數校正分壓回授電路115亦電性連接電壓轉換電路111。功率因數校正分壓回授電路115則更包含一第一電阻R1以及一第二電阻R2。第一電阻R1具有一第一端R1a以及一第二端R1b；而第二電阻R2亦具有一第一端R2a以及一第二端R2b。第一電阻R1之第一端R1a電性連接電壓轉換電路111；第一電阻R1之第二端R1b電性連接第二電阻R2之第一端R2a；第二電阻R2之第二端R2b則電性連接一參考電位V0。需說明的是，由於第一電阻R1之第二端R1b與第二電阻R2之第一端R2a因電性連接而為等電位之關係，故功率因數校正控制器113可電性連接於第一電阻R1之第二端R1b或是第二電阻R2之第一端R2a。

光源驅動管理模組19電性連接至輸出電壓控制模組11之功率因數校正分壓回授電路115。當投影裝置1運作時，光源驅動管理模組19將同時接收光源電壓127以及光源電流129，並偵測光源電壓127與光源電流129之變化，同時根據光源電壓127與光源電流129之變化輸出一第一控制訊號101至功率因數校正分壓回授電路115。

更進一步而言，當光源驅動管理模組19偵測到光源電壓127降低時，則光源驅動管理模組19便相應地輸出第一控制訊號101至輸出電壓控制模組11。需特別說明的是，當光源驅動管理模組19輸出第一控制訊號101至輸出電壓控制模組11之功率因數校正分壓回授電路115時，將如第2圖所示，透過第三電阻R3將第一控制訊號101導引至功率因數校正分壓回授電路115，而後可再透過該功率因數校正分壓回授電路115傳至功率因數校正控制器113。然，本發明並不限制將第一控制訊號101輸出至功率因數校正分壓回授電路115之方式，所屬技術領域具有通常知識者可依其需要以各種不同的方式將第一控制訊號101導引至功率因數校正分壓回授電路115，故在此不再贅述。

當輸出電壓控制模組11之功率因數校正分壓回授電路115接收第一控制訊號101之後，功率因數校正控制器113同時經由第一電阻R1之第二端R1b或是第二電阻R2之第一端R2a接收功率因數校正分壓回授電路115傳送之第一控制訊號101，而該功率因數校正控制器113將因應第一控制訊號101調整功率因數校正分壓回授電路115之第一電阻R1與第二電阻R2之間的電阻值比例，同時輸出一第二控制訊號123至電壓轉換電路111。最後，電壓轉換電路111即根據前述之電阻值比例以及第二控制訊號123調整驅動電壓125。舉例而言，當光源電壓127降低時，電壓轉換電路111即根據電阻值比例以及第二控制訊號123而降低驅動電壓125，如此一來，光源驅動模組13的效率即可相對提高。

在此同時，為避免光源驅動模組13因光源電壓127降低時，發生光源電流增加而產生的高溫，本實施例所述之投影裝置1更包含二風扇17a、17b以及一風扇控制模組18。詳細地說，當風扇控制模組18偵測到光源電壓127降低時，即調整風扇17a、17b，使其轉速增加，以加強散熱能力。反之，當風扇控制模組18偵測到光源電壓127增加時，即調整風扇17a、17b，使其轉速降低，以降低投影裝置1的功率耗損。

光源驅動管理模組19更透過一感測器(圖未繪示)偵測投影裝置1之溫度變化，同時根據投影裝置1之溫度變化輸出一電流控制訊號191至光源驅動模組13。當接收到電流控制訊號191之後，光源驅動模組13將因應電流控制訊號191調整光源電流129。如此一來，透過光源驅動管理模組19，針對光源電壓127以及光源電流129的變化，分別調整光源模組15之電功率及其溫度，使得光源模組15得以維持其光源之亮度，同時降低投影裝置1的功率耗損及溫度。

另一方面，功率因數校正控制器113更用以偵測第一控制訊號101之一變化，並根據第一控制訊號101之變化而調整第一電阻R1與第二電阻R2之間的電阻值比例，進而輸出第二控制訊號123至電壓轉換電路111，俾使電壓轉換電路111根據前述電阻值比例以及第二控制訊號123調整驅動電壓125之大小。綜上所述，投影裝置1之光源驅動管理模組19可因應光源電壓127之變化輸出第一控制訊號101，而輸出電壓控制模組11根據第一控制訊號之變化101而調整功率因數校正分壓回授電路115之電阻值比例並輸出第二控制訊號123；此外，功率因數校正控制器113還因應輸入電壓121以維持功率因數校正控制器113的運作。藉此，電壓轉換電路111輸出之驅動電壓125將可因應第一控制訊號101以及光源電壓127之變化進行調整，以控制投影裝置的功率耗損及溫度，同時也不需增加投影裝置1之工作電壓範圍，進而降低其體積。如此一來，將可達成投影裝置之緊實化，並減少不必要的功率損耗同時延長其使用壽命。

需特別說明的是，驅動電壓125之大小可於不同時間中，受到輸入電壓121以及第一控制訊號101兩者的控制。具體而言，於投影裝置1開機時，將透過輸出電壓控制模組11接收輸入電壓121並產生驅動電壓125；而於投影裝置1開機後，輸出電壓控制模組11便根據第一控制訊號101，使得功率因數校正控制器113改變驅動電壓125之大小；於此同時，功率因數校正控制器113仍接收輸入電壓121，以不影響驅動電壓125之大小的方式維持功率因數校正控制器113的運作。

本發明之第二實施例如第3圖、第4圖及第5圖所示，係為一種用於調整前述之投影裝置之驅動電壓的方法，其包含下列步驟。首先，於步驟S301中，使輸出電壓控制模組接收一輸入電壓。接著，於步驟S303中，使輸出電壓控制模組之電壓轉換電路根據該輸入電壓輸出一驅動電壓至光源驅動模組。於步驟S305中，光源驅動模組因應該驅動電壓輸出一光源電壓以及一光源電流至光源模組。於步驟S307中，光源驅動管理模組偵測該光源電壓之一變化。隨後，於步驟S309中，光源驅動管理模組根據該光源電壓之變化輸出一第一控制訊號。於步驟S311中，輸出電壓控制模組接收該第一控制訊號，並因應該第一控制訊號調整一電阻值比例，並輸出一第二控制訊號。最後，於步驟S313中，輸出電壓控制模組之電壓轉換電路因應該第二控制訊號及電阻值比例調整驅動電壓。

詳細地說，若於步驟S307中，光源驅動管理模組偵測到光源電壓降低時，則輸出電壓控制模組將因應第一控制訊號調整電阻值比例並產生一第二控制訊號，使得輸出電壓控制模組之電壓轉換電路因應該第二控制訊號及電阻值比例降低驅動電壓。

同時，如第4圖所示，第二實施例所述調整投影裝置驅動電壓之方法亦具有調整光源模組之一電功率的功能。首先，於步驟S401中，光源驅動管理模組偵測投影裝置之一溫度變化。然後，於步驟S403中，光源驅動管理模組根據投影裝置之溫度變化輸出一電流控制訊號至光源驅動模組。最後，於步驟S405中，光源驅動模組因應電流控制訊號調整光源電流，以調整光源模組之電功率。

需再說明的是，如第5圖所示，第二實施例所述調整投影裝置驅動電壓之方法同時具有根據光源電壓控制風扇轉速的功能。首先，於步驟S501中，提供至少一風扇，例如第一實施例之投影裝置1的風扇17a、17b。最後，於步驟S503中，根據光源電壓控制該至少一風扇之一轉速。據此，於光源驅動模組輸出之光源電壓變化時，投影裝置之風扇可隨著光源電壓之變化進一步調整轉速，進而避免不必要的功率耗損。

綜上所述，本發明透過光源驅動管理模組、功率因數校正器以及功率因數校正分壓回授電路，可調整電壓轉換電路所輸出之驅動電壓，以控制投影裝置的功率耗損及溫度。相較於習知，本發明可避免光源驅動模組及光源模組產生的高溫，因而提昇投影裝置之工作效率，並降低投影裝置之體積，同時使光源模組維持一定的電功率，達到最好的發光效率並減少不必要的功率損耗，以延長投影裝置之使用壽命。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。

1．．．投影裝置

101．．．第一控制訊號

11．．．輸出電壓控制模組

111．．．電壓轉換電路

113．．．功率因數校正控制器

115．．．功率因數校正分壓回授電路

121．．．輸入電壓

123．．．第二控制訊號

125．．．驅動電壓

127．．．光源電壓

129．．．光源電流

13．．．光源驅動模組

15．．．光源模組

17a、17b．．．風扇

18．．．風扇控制模組

19．．．光源驅動管理模組

191．．．電流控制訊號

R1．．．第一電阻

R1a．．．第一端

R1b．．．第二端

R2．．．第二電阻

R2a．．．第一端

R2b．．．第二端

R3．．．第三電阻

V0．．．參考電位

第1圖係為本發明之第一實施例之示意圖；

第2圖係為本發明之第一實施例之另一示意圖；以及

第3圖至第5圖係為本發明之第二實施例之流程圖。

1．．．投影裝置

101．．．第一控制訊號

11．．．輸出電壓控制模組

111．．．電壓轉換電路

113．．．功率因數校正控制器

115．．．功率因數校正分壓回授電路

121．．．輸入電壓

123．．．第二控制訊號

125．．．驅動電壓

127．．．光源電壓

129．．．光源電流

13．．．光源驅動模組

15．．．光源模組

17a、17b．．．風扇

18．．．風扇控制模組

19．．．光源驅動管理模組

191．．．電流控制訊號

R1．．．第一電阻

R2．．．第二電阻

V₀ ．．．參考電位

R1a．．．第一端

R1b．．．第二端

R2a．．．第一端

R2b．．．第二端

Claims (13)

1. 一種投影裝置，包含：一光源模組；一輸出電壓控制模組，用以接收一輸入電壓，並因應該輸入電壓輸出一驅動電壓；一光源驅動模組，電性連接該輸出電壓控制模組以及該光源模組，用以接收該驅動電壓，並因應該驅動電壓輸出一光源電壓至該光源模組；以及一光源驅動管理模組，用以接收該光源電壓並偵測該光源電壓之一變化，且該光源驅動管理模組更電性連接該輸出電壓控制模組，並根據該光源電壓之變化輸出一第一控制訊號至該輸出電壓控制模組，使該輸出電壓控制模組因應該第一控制訊號調整該驅動電壓；其中，該輸出電壓控制模組更包含：一電壓轉換電路，電性連接該光源驅動模組，用以接收該輸入電壓，並輸出該驅動電壓至該光源驅動模組；以及一功率因數校正(power factor correction；PFC)分壓回授電路，電性連接該光源驅動管理模組以及該電壓轉換電路，用以接收並傳送該第一控制訊號，該功率因數校正分壓回授電路係因應該第一控制訊號調整該電壓轉換電路輸出之該驅動電壓。
2. 如請求項1所述之投影裝置，其中，當該光源電壓之變化係為該光源電壓降低時，該輸出電壓控制模組因應該第一控制訊號降低該驅動電壓。
3. 如請求項1所述之投影裝置，其中，該輸出電壓控制模組更包含：一功率因數校正控制器，電性連接該功率因數校正分壓回授電路及該電壓轉換電路，用以由該功率因數校正分壓回授電路接收該第一控制訊號；其中，該功率因數校正控制器用以偵測該該第一控制訊號之一變化，並根據該第一控制訊號之變化輸出一第二控制訊號至該電壓轉換電路。
4. 如請求項3所述之投影裝置，其中，該功率因數校正分壓回授電路更包含：一第一電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第一電阻之第一端電性連接該電壓轉換電路；以及一第二電阻，具有一第一端以及一第二端，其中該第二電阻之第一端電性連接該第一電阻之第二端，該第二電阻之第二端電性連接一參考電位；其中，該第一電阻與該第二電阻之間存在一電阻值比例，該電阻值比例係因應該功率因數校正控制器調整之，該電壓轉換電路係根據該第二控制訊號及該電阻值比例調整該驅動電壓。
5. 如請求項4所述之投影裝置，其中該功率因數校正控制器電性連接該第一電阻之第二端，用以接收該第一控制訊號。
6. 如請求項1所述之投影裝置，更包含：至少一風扇；以及一風扇控制模組，電性連接該至少一風扇並接收該光源 電壓，用以根據該光源電壓控制該至少一風扇之一轉速。
7. 如請求項1所述之投影裝置，其中，該光源驅動管理模組電性連接該光源驅動模組，該光源驅動模組更輸出一光源電流至該光源模組，該光源驅動管理模組更用以偵測該投影裝置之一溫度變化，並根據該投影裝置之溫度變化輸出一電流控制訊號至該光源驅動模組，使該光源驅動模組因應該電流控制訊號調整該光源電流，以調整該光源模組之一電功率。
8. 一種用於調整一投影裝置之一驅動電壓之方法，該投影裝置包含一光源模組，該方法包含下列步驟：因應該驅動電壓輸出一光源電壓至該光源模組；偵測該光源電壓之一變化；根據該光源電壓之變化輸出一第一控制訊號；因應該第一控制訊號調整一電阻值比例；以及根據該電阻值比例調整該驅動電壓。
9. 如請求項8所述之方法，其中調整該驅動電壓之該步驟更包含以下步驟：當該光源電壓之變化係為該光源電壓降低時，因應該第一控制訊號降低該驅動電壓。
10. 如請求項8所述之方法，更包含下列步驟：接收一輸入電壓；以及根據該輸入電壓輸出該驅動電壓。
11. 如請求項10所述之方法，更包含下列步驟：偵測該第一控制訊號之一變化；根據該第一控制訊號之變化輸出一第二控制訊號；以及 因應該第二控制訊號及該電阻值比例調整該驅動電壓。
12. 如請求項8所述之方法，更包含下列步驟：提供至少一風扇；以及根據該光源電壓控制該至少一風扇之一轉速。
13. 如請求項8所述之方法，更包含下列步驟：輸出一光源電流至該光源模組；偵測該投影裝置之一溫度變化；根據該投影裝置之溫度變化輸出一電流控制訊號；以及因應該電流控制訊號調整該光源電流，以調整該光源模組之一電功率。