投影装置以及投影机运转保护方法 【技术领域】
本发明是有关于一种投影装置以及投影机运转保护方法，特别是有关于一种完全藉由硬体来控制及侦测风扇转速的投影装置以及投影机运转保护方法。
【发明背景】
传统投影系统在操作时，由于其内部的投影灯泡以及电源供应器皆属于发热装置，为了使投影机系统运作稳定，需要多组风扇来散热，使得投影机系统内部温度降至正常工作温度以适合投影机系统运作。
传统投影系统内部的散热风扇大部分是受到微处理器(CPU)控制及启动。而CPU是藉由热感应器来侦测系统的环境温度变化，并根据热感应器所侦测回馈的温度讯息而决定风扇的转速以达到散热及降低风扇噪音的目的。
然而，由于投影机在启动投影灯泡时，必须使用高电压启动，此高启动电压所产生的高压杂讯以及静电放电的作用很容易干扰CPU，导致其发生“错乱”或“误动作”而失去控制功能，因此无法侦测环境温度以及控制风扇转速，故系统此时会处于高温状态而无法正常运作。
传统技术克服所述问题的方法是于投影机启动投影灯泡一段既定时间后(约两秒)，自动重置(RESET)微处理器以解决其可能受到启动高电压所产生的高压杂讯以及静电放电干扰而导致发生“错乱”或“误动作”的情形。再者，传统技术也采取加设热感应遮断器来根据此时系统的温度而暂时中断系统的操作。
然而，传统解决方法仅在开机时重置CPU，但投影机系统在操作时随时会受到杂讯干扰，因此传统解决方法并无法解决投影机系统在操作过程中所可能遭遇的杂讯问题。纵使CPU未发生问题，使用热感应遮断器来侦测系统温度的缺点在于热感应遮断器的误差太大，可能导致系统对温度过于敏感而时常断电。
【发明内容】
有鉴于此，为了解决所述问题，本发明的主要目的在于提供一种投影装置以及投影机运转保护方法，由完全用硬件来控制及侦测风扇转速的独立装置来针对因为风扇转速过慢而导致的系统温度过高的情形，无须由CPU内部地软体控制。
一种投影装置，包括：一电源供应器；
一投影灯泡，用以提供投影光源；
一点灯启动器，供启动所述投影灯泡；
一影像处理系统，用以根据一视讯信号而输出投影影像；
一微处理器，用以控制所述影像处理器以及提供所述点灯启动信号；
复数散热风扇，分别设置于所述电源供应器、投影灯泡、以及影像处理系统的至少之一，用以降低设置处的温度并依据各自的转速而输出对应的转速信号；
一区间充放电回路，接收该风扇的转速信号，并产生一连续充放电信号；
一参考电压比较电路，供比较该连续充放电信号的电压位准及一预设的参考电压位准，并比较二电压位准的大小，产生不同的电压位准；
一开机延迟讯号产生电路，用以在开机一特定延迟时间后产生一讯号；
一及逻辑闸，用以接收该参考电压比较电路输出的电压位准及该开机延迟讯号产生电路的讯号，并输出一相对应的电压；以及
一状态栓锁及保护启动回路，用以接收该及逻辑闸的输出电压讯号，当该及逻辑闸的输出状态改变，该回路即送出一保护的启动讯号至该电源供应器、投影灯泡、以及影像处理系统的至少之一。
所述的投影装置，其中所述转速信号为脉冲信号，当所述散热风扇转速越快时，则所述脉冲信号的频率越高。
所述的投影装置，其中所述影像处理系统包括：
一影像处理器，用以根据外部输入的视讯信号而输出影像控制信号；
复数液晶显示面板，根据所述影像控制信号而显示对应的图案；
一投射镜头，用以根据所接收的信号而输出所述投影影像；以及
复数反射镜，用以反射所述投影灯泡所发出的投影光源，经由所述液晶显示面板而输入到所述投射镜头。
一种投影机运转保护方法，通用于一投影机，所述投影机包括一微处理器，一投影灯泡以及根据转速而输出对应频率的风扇转速信号的散热风扇，所述投影机运转保护方法包括下列步骤：
接收所述风扇转速信号，并产生一连续充放电信号；比较所述连续充放电信号的电压位准及一预设的参考电压位准的大小，并对应产生不同的电压位准；比较所述所产生不同的电压位准及一开机延迟讯号，并输出一相对应的电压；以及
栓锁所述相对应的电压，并发出保护的启动讯号至所述电源供应器、投影灯泡、以及影像处理系统的至少之一。
所述的投影机运转保护方法，其中所述转速信号为脉冲信号，当于所述散热风扇转速越快时，则所述脉冲信号的频率越高。
本发明所述的投影装置及投影机运转保护方法，由完全用硬件来控制及侦测风扇转速的独立装置来针对因为风扇转速过慢而导致的系统温度过高的情形，无须由CPU内部的软体控制，因此可防止CPU受到启动灯泡的高启动电压所产生的高压杂讯以及静电放电干扰而导致其失去控制功能，并因而无法处理系统温度过高的问题。
【附图说明】
图1显示根据本发明较佳具体实施例所述的投影装置的结构示意图；
图2显示根据本发明较佳具体实施例所述的区间充放电回路的电路图；
图3显示风扇脉冲回馈调变电路32中，脉冲讯号FAN FEEDBACK与比较器326负极端的电压时序图；
图4A与图4B显示根据本发明较佳具体实施例所述的区间充放电回路信号时序图。
符号说明：
10 电源供应器
12 投影灯泡
13 热感应遮断器
14 点灯启动器
16 影像处理系统
161 影像处理器
162 反射镜
163 滤光镜
164 投影机镜头
18 微处理器
19A、19B、19C 散热风扇
20 区间充放电回路
30 开机延迟讯号产生电路
301 PNP电晶体
303、324 电容
305、307 电阻
308 节点
322 NPN电晶体
326 比较器；
329 RC充放电组件
32 风扇脉冲回馈调变电路
34 状态栓锁及保护启动回路
342 逻辑闸
344 D型正反器
FAN FEEDBACK 脉冲讯号
LCD 液晶显示面板
R1、R2、R5 电阻
R3、R4 分压电阻
Vr 比较器的正极端电压
Vi 比较器的负极端电压
Vo 比较器的输出端电压
【具体实施方式】
下面是本发明的较佳具体实施例：
参阅图1，图1是显示根据本发明实施例所述的投影装置的结构示意图。根据本发明实施例所述的投影装置，包括电源供应器10，用以提供投影装置操作时所需的系统电源。投影灯泡12是用以提供投影光源，另外投影灯泡12是由点灯启动器14所启动。传统技术的热感应遮断器13即设置于此。影像处理系统16内部具有影像处理器161，用以根据外部输入的视讯信号(包含R、G、B资料信号以及水平、垂直扫瞄信号)而输出影像控制信号。复数反射镜162是用以反射投影灯泡12所发出的投影光源至液晶显示面板LCD，而液晶显示面板LCD根据所述影像控制信号而显示对应的图案，使得光线通过液晶显示面板，经由滤光镜163滤光后，即从投影机镜头164输出投影影像。微处理器18是用以控制影像处理器161以及提供用以致能点灯启动器14的点灯启动信号。另外，复数散热风扇19A-19C是分别设置于电源供应器10、投影灯泡12、以及影像处理系统16等位置，用以降低设置处的温度并依据各自的转速而输出对应的转速信号。在此，每当散热风扇转一圈时，将产生两个相同宽度的脉冲信号。当风扇转速越快时，则输出的转速信号FAN FEEDBACK的脉冲频率就越高，反之，风扇转速越慢时，则输出的转速信号的脉冲频率就越低。藉此，区间充放电回路20即可根据转速信号的脉冲频率而得知此时风扇的转速，并输出代表风扇转速正常或异常的判断信号。此代表风扇转速异常的判断信号是分别输入至微处理器18，电源供应器10以及投影灯泡12等，用于重置微处理器18，控制电源供应器10以关闭系统电源，以及关闭投影灯泡12等。
图2是显示根据本发明实施例所述的区间充放电回路的电路图。如图2所示，根据本发明实施例所述的区间充放电回路包括开机延迟讯号产生电路30、风扇脉冲回馈调变电路32、以及状态栓锁及保护启动回路34。
该开机延迟讯号产生电路30是设有一PNP电晶体301及复数个电阻及电容所组成；该电晶体301的射极端接设有一电阻、该电阻的另端接分别接设有一Vcc电压源及一接地电容；该电晶体301的基极端则与点灯启动器14的LAMP STATUS讯号输出端电连接；该电晶体301的集极端则分别与电阻305及电容303的一端电连接，该电容303的另端则与电阻307的一端电连接，而该电阻305与电阻307的另端接地；该开机延迟讯号产生电路30的输出端308并透过一电阻R5接地。
该风扇脉冲回馈调变电路32是设有一NPN电晶体322、一比较器326、一RC充放电组件329及复数个电阻及电容所组成；该NPN电晶体322的基极端327是与风扇输出的脉冲讯号FAN FEEDBACK电连接，NPN电晶体322的集极端是透过一电阻与一Vcc电压源电连接，NPN电晶体322的射极端是与该RC充放电组件329电连接，即射极端分别与电阻R1、R2的一端电连接，电阻R2的另端则与一电容的一端电连接，而该电容及电阻R1的另端则接地，并且，该电阻R2与电容的电连接端328与该比较器326的负极端电连接；该比较器326的正极端是与分压电阻R3、R4的一端电连接，而该电阻R3的另一端是与Vcc电压源电连接，该电阻R4的另一端是接地，该比较器326的输出端并接设有一接地电阻，其中，为说明方便起见，该比较器326的正极端电压为Vr，而该比较器326的负极端电压为Vi，且该比较器326的输出端电压为Vo。
该状态拴锁及保护启动回路34是设有一及逻辑闸342、一D型正反器344及复数个电阻及电容所组成；该及逻辑闸342的一输入端是与该比较器326的输出端电压Vo电连接，该及逻辑闸342的另一输入端是与该开机延迟讯号产生电路30的输出端308电连接；该及逻辑闸342的输出端是透过一电阻与一Vcc电压源电连接，该Vcc电压源并旁接一接地电容，该及逻辑闸342的输出端并与该D型正反器的CLK端电连接；该D型正反器344的D端是接地，重置输入端PR是与系统开机讯号输出端电连接，当系统正常开机时，重置输入端PR所接收到的系统开机讯号RSTn为高位准。另外，该D型正反器的CL端则分别与一接地电容及一5V电压电连接。
当微处理器侦测到电源按键被启动时，便开始执行系统自我测试程序，包括周边元件、风扇状态、以及环境温度等，如果所有条件皆正常，则开始启动投影灯泡，微处理器并将系统启动的讯号传给D型正反器344的重置输入端PR。当投影灯泡成功被点亮后，点灯启动器将自动回覆“LAMP STATUS”讯号，逻辑为“0”，若不成功则为“1”当成功点起投影灯泡后，再利用“LAMPSTATUS”讯号带动延迟电路30，直到系统稳定后才启动区间充放电回路。
当投影机系统刚开始启动时，会有一段时间属于不稳定状态，故需要开机延迟讯号产生电路30来作适当的延迟，等到系统稳定后再启动区间充放电回路以免产生错误的侦测讯息。参阅图2的开机延迟讯号产生电路30区块，当“LAMP STATUS”讯号的逻辑位准切换为“0”时，代表投影灯泡成功被点亮，因此PNP电晶体301导通，止时电阻305的电位随即上升，而节点308因为电容303的耦合作用而升高电压，但经过一段延迟时间后，节点308的电压位准逐渐下降至低位准，透过反相器309的转换，因此输出一高位准信号至及逻辑闸342。在此，延迟时间可藉由调整电容303的电容值以及电阻305、307的电阻值而设定。
参阅图2的风扇脉冲回馈调变电路32区块，“FAN FEEDBACK”信号是为风扇所输出的脉冲信号，当“FAN FEEDBACK”信号为高位准时，则NPN电晶体导通，因此开始对电容324充电，当“FAN FEEDBACK”信号回到低位准时，则停止充电。藉由反覆充电的结杲，于比较器326的负极端将形成一既定的位准，如图3所示。此时于比较器326的正极端提供一参考电压Vr，用以与负极端的电压位准Vi比较，在此，参考电压的设定是根据于风扇可允许的最慢转速于比较器326的负极端所产生的电压值而定，可藉由可变电阻来调整。因此，当风扇转速正常时，比较器326的负极端所接收的电压值Vi将大于正极端所接收的参考电压Vr，故比较器306的输出端输出低位准信号。当风扇转速过低时，比较器326的负极端所接收的电压值Vi将小于正极端所接收的参考电压Vr，故比较器306的输出端输出高位准信号，代表此时风扇转速异常。
参阅图2的状态拴锁及保护启动回路34区块，当风扇转速正常时，及逻辑闸342输出“0”逻辑位准至D型正反器344的CLK端。图4A显示风扇转速正常时，风扇脉冲回馈调变电路32与状态拴锁及保护启动回路34的信号时序图。在此以风扇转速参考电压Vr为1.8V为例，当风扇转速周期(duty cycle)为40ms，比较器326的负极端所接收的电压值Vi为1.9V，则风扇转速为750R.P.M.。由于比较器326的负极端所接收的电压值Vi皆大于正极端所接收的参考电压Vr，因此比较器326输出“0”逻辑位准至及逻辑闸342的输入端，故及逻辑闸342输出“0”逻辑位准至D型正反器344的CLK端。此时D型正反器344的Q端输出“1”逻辑位准。
图4B是显示风扇转速正常时，风扇脉冲回馈调变电路32与状态拴锁及保护启动回路34的信号时序图。当风扇转速周期(duty cycle)为100ms，比较器326的负极端所接收的电压值Vi约为1.58V，则风扇转速为300R.P.M。如图4B所示，由于比较器326的负极端所接收的电压值Vi开始低于正极端所接收的参考电压Vr，因此比较器326连续输出“1”逻辑位准的脉冲至及逻辑闸342的输入端，由于此时系统已经过延迟时间，故开机延迟讯号产生电路30同样输出高位准信号至及逻辑闸342，因此及逻辑闸342输出“1”逻辑位准至D型正反器344的CLK端。开机延迟讯号产生电路，故触发D型正反器344拴锁住及逻辑闸342所输出的逻辑信号，同时D型正反器344的Q端将由“1”变成“0”，当D型正反器344的Q端输出低位准信号时，代表此时已侦测到风扇转速过低，因此必须执行对应的系统保护动作，例如，重置微处理器18，控制电源供应器10以关闭系统电源，以及关闭投影灯泡12等。
综上所述，根据本发明实施例所揭露的投影装置以及投影机运转保护方法，藉由完全由硬件来控制及侦测风扇转速的独立装置来针对因为风扇转速过慢而导致的系统温度过高的情形，无须由CPU内部的软体控制，因此可防止CPU受到启动灯泡的高启动电压所产生的高压杂讯以及静电放电干扰而导致其失去控制功能，并因而无法处理系统温度过高的问题。再者，根据本发明实施例所揭露的用以判断风扇转速的电路，其单纯电路的设计具有稳定性高以及速度快的优点，大幅改善传统使用热感应遮断器侦测系统温度的缺点。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书专利范围所界定者为准。