转速信号产生模块、投影装置及其色轮转速控制方法

摘要

本发明提供一种转速信号产生模块、投影装置及其色轮转速控制方法。转速信号产生模块用以检测投影装置的色轮，且色轮配置有识别元件。转速信号产生模块包括转速检测单元、比较值产生单元及比较单元。转速检测单元用以检测色轮的转速以输出原始转速信号。比较值产生单元耦接转速检测单元，用以依据原始转速信号产生比较值，其中比较值对应于原始转速信号的最大值与最小值的平均值与最大值之间。比较单元耦接转速检测单元及比较值产生单元，用以依据原始转速信号与比较值进行比较以输出修正的转速信号。

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影装置，且特别涉及一种投影装置及其色轮转速控 制方法与转速信号产生模块。

背景技术

近年来，体积庞大且笨重的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)投影 装置，已逐渐被液晶投影装置及数字光源处理(Digital Light Processing，DLP) 投影装置等产品所取代。这些产品具有轻薄且可携性高的特性，并可直接 与数字产品连结，将影像投影显示出来。在各家厂商不断地推出便宜且具 有竞争性的产品并增加其附加功能的情况下，这些产品除了在公司、学校 及其它公众场所作为简报使用外，甚至已经有逐渐扩展至一般家庭作为影 片欣赏之用。

一般而言，投影装置中会配置色轮。色轮上会配置不同色彩的滤光片， 并且色轮会通过马达来转动，以依据时序将光线转换为显示所需的色光。 然而，当环境中的粉尘附着于色轮上时，检测色轮转速而输出的转速信号 会受粉尘影响，以至于转速信号的电压准位会偏移或者产生涟波。

在美国公告专利编号US6155687，揭露了一种使用于色轮显示器同步 装置的光导方法，当整合检测信号大于平均值一差值时，输出低准位的时 序屏蔽信号，当整合检测信号小于平均值一差值时，输出高准位的时序屏 蔽信号。

中国台湾公告专利编号I328138揭露一种投影型显示装置及其控制方 法与记录媒体，其色轮旋转角传感器配置有发光部与受光部，当发光部的 光透过色轮的小孔而传导至受光部时，色轮旋转角传感器输出高准位的旋 转角检测信号，当发光部的光被色轮屏蔽而无法传导至受光部时，色轮旋 转角传感器输出低准位的旋转角检测信号。

发明内容

本发明提出一种具有转速信号产生模块的投影装置及其色轮转速控制 方法，由于修正的转速信号比较原始转速信号与比较值而产生，且比较值 会动态调整，因此修正的转速信号的波形会较原始转速信号稳定，以致于 控制单元可正确计算色轮的转速而不受噪声及色轮上粉尘的影响。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一 步的了解。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提 供一种投影装置，包括马达、色轮、转速检测单元、比较值产生单元、比 较单元以及控制单元。色轮配置于马达上，且配置有识别元件。转速检测 单元用以检测色轮的转速以输出原始转速信号。比较值产生单元耦接于转 速检测单元，用以依据原始转速信号产生比较值，其中比较值对应于原始 转速信号的最大值与最小值的平均值与最大值之间。比较单元耦接于转速 检测单元及比较值产生单元，用以依据原始转速信号与比较值进行比较以 输出修正的转速信号。控制单元耦接至马达及比较单元，用以依据修正的 转速信号来计算色轮的转速，并据此调整马达的转速。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例还 提供一种转速信号产生模块，用以检测投影装置的色轮，色轮配置有识别 元件。转速信号产生模块包括转速检测单元、比较值产生单元以及比较单 元。转速检测单元用以检测色轮的转速以输出原始转速信号。比较值产生 单元耦接至转速检测单元，用以依据原始转速信号产生比较值，其中比较 值对应于原始转速信号的最大值与最小值的平均值与最大值之间。比较单 元耦接转速检测单元及比较值产生单元，用以依据原始转速信号与比较值 进行比较以输出修正的转速信号。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例还 提供一种投影装置的色轮转速控制方法，且色轮配置于马达上，其步骤包 括如下：检测色轮的转速以输出原始转速信号；依据原始转速信号产生比 较值，其中比较值对应于原始转速信号的最大值与最大值的平均值与最大 值之间；将原始转速信号与比较值进行比较以输出修正的转速信号；依据 修正的转速信号计算色轮的转速；依据色轮的转速调整马达的转速。

基于上述，在本发明实施例的转速信号产生模块、投影装置及其色轮 转速控制方法中，其比较值产生单元依据原始转速信号产生比较值，而比 较单元依据原始转速信号与比较值的比较结果输出修正的转速信号。因此， 修正的转速信号的波形会较原始转速信号稳定，以致于控制单元可正确计 算色轮的转速而不受噪声及色轮上粉尘的影响。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例， 并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的投影装置的系统示意图。

图2为依据本发明一实施例的转速信号产生模块与比较单元的系统示 意图。

图3为依据本发明一实施例图2的驱动波形示意图。

图4为依据本发明一实施例的比较值产生单元的电路示意图。

图5为依据本发明另一实施例的转速信号产生模块与比较单元的系统 示意图。

图6为依据本发明另一实施例图5的驱动波形示意图。

图7为依据本发明另一实施例的比较值产生单元的电路示意图。

图8为依据本发明一实施例的投影装置的色轮转速控制方法的流程图。

【主要元件符号说明】

100：投影装置

110：转速信号产生模块

112：转速检测单元

114：比较值产生单元

116：比较单元

120：光源模块

130：影像形成单元

140：控制单元

150：色轮

150a：识别元件

160：马达

210：第一峰值撷取单元

220：第一谷值撷取单元

230：第一运算单元

240、550：比较器

510：第一交流撷取单元

520：第二峰值撷取单元

530：第二运算单元

540：第二交流撷取单元

710：运算放大器

AS：交流转速信号

B1：第一谷值

C1：第一电容

C2：第二电容

C3：第三电容

CL：色光

CV：比较值

D1：第一二极管

D2：第二二极管

D3：第三二极管

GND：接地电压

IRS：原始转速信号

L：光线

NIRS：修正的转速信号

P1：第一峰值

P2：第二峰值

R1：第一电阻

R2：第二电阻

R3：第三电阻

R4：第四电阻

R5：第五电阻

R6：第六电阻

SC1：控制信号

VDD：系统电压

S810～S850：步骤

具体实施方式

有关本发明前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的多 个实施例的详细说明中，将可清楚呈现。以下实施例中所提到的方向用语， 例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。 因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1依据本发明一实施例的投影装置的系统示意图。请参照图1，在本 实施例中，投影装置100包括转速信号产生模块110、控制单元140、影像 形成单元130、光源模块120、马达160及配置于马达160上的色轮150。 其中，色轮150上配置有识别元件150a，并且转速信号产生模块110包括 转速检测单元112、比较值产生单元114及比较单元116。

转速检测单元112用以检测色轮150的转速以输出原始转速信号IRS。 比较值产生单元114耦接转速检测单元112，用以依据原始转速信号IRS产 生比较值CV，其中上述比较值CV是对应于原始转速信号IRS的最大值及 最小值的平均值与原始转速信号IRS的最大值之间，并且上述比较值CV 的计算方式可由设计者自行设定。比较单元116耦接转速检测单元112及 比较值产生单元114，用以依据原始转速信号IRS与比较值CV进行比较并 依据比较结果输出修正的转速信号NIRS。

控制单元140耦接至马达160、影像形成单元130、光源模块120及比 较单元116。控制单元140传送出控制信号SC1至马达160，用以控制马达 160的转速(即色轮150的转速)，并且控制单元140依据修正的转速信号 NIRS来计算色轮150的转速。当色轮150的转速与预期的转速不同时，控 制单元140通过控制信号SC1调整马达160的转速，以使色轮150的转速 接近或等于预期的转速。并且，控制单元140会控制光源模块120提供光 线L，并且光线L在通过色轮150后会形成色光CL并传送至影像形成单元 130，而控制单元140会将影像信号传至影像形成单元130，且影像形成单 元130将色光CL转换成影像光束而显示在屏幕上(即显示画面，未图示)。

进一步来说，在本实施例中，转速检测单元112可发射光线(如红外 线)至色轮150上，并且依据光线的反射状态产生原始转速信号IRS并传 送至比较值产生单元114及比较单元116。其中，由于识别元件150a影响 光线的反射，以致于原始转速信号IRS的波形会类似脉波。再者，由于诸 多外在因素(如色轮150上的粉尘的、转速检测单元112的噪声、光源模 块120的光线L等)的影响，原始转速信号IRS的电压准位可能会有偏移 的情况，或者原始转速信号IRS会出现涟波。

在本实施例中，比较值产生单元114可持续监测原始转速信号IRS，并 根据当下的原始转速信号IRS来产生一个适当的比较值CV以传送到比较 单元116，由此达到动态调整比较值CV的功能。比较单元116在比较当下 所接收到的比较值CV及原始转速信号IRS后，会依据比较结果输出修正 的转速信号NIRS。控制单元140依据修正的转速信号NIRS来计算色轮150 的转速，并且依据色轮150的转速调整马达160的转速。因此，由于修正 的转速信号NIRS为通过比较值CV及原始转速信号IRS的比较结果来产 生，亦即修正的转速信号NIRS的电压准位的切换为依据比较值CV及原始 转速信号IRS的比较结果，因此修正的转速信号NIRS的波形会较原始转速 信号IRS稳定，亦即无准位偏移及涟波，以致于控制单元140可正确计算 马达160的转速(即色轮160的转速)而不受噪声及色轮150上粉尘的影 响。

图2为依据本发明一实施例的转速信号产生模块与比较单元的系统示 意图。请参照图1及图2，比较值产生单元114包括第一峰值撷取单元210、 第一谷值撷取单元220及第一运算单元230。第一峰值撷取单元210耦接转 速检测单元112，用以撷取原始转速信号IRS的第一峰值P1，并将第一峰 值P1传送到第一运算单元230。第一谷值撷取单元220耦接转速检测单元 112，用以撷取原始转速信号IRS的第一谷值B1，并将第一谷值B1传送到 第一运算单元230。

在本发明一实施例中，第一运算单元230耦接第一峰值撷取单元210 及第一谷值撷取单元220，用以将第一峰值P1与第一谷值B1的差值乘以 第一比例值后与第一谷值B1的总和作为比较值CV。其中，上述第一比例 值介于0.5与1之间，可由设计者自行设定，在其它实施例中，第一比例值 可介于0.5与0.9之间，以提高抗噪声的能力。在本实施例中，第一运算单 元230可视为算术平均器与偏移器的组合。

在本实施例中，比较单元116包括比较器240。比较器240的正输入端 耦接第一运算单元230以接收比较值CV，比较器240的负输入端耦接转速 检测单元112以接收原始转速信号IRS，比较器240的输出端输出修正的转 速信号NIRS。在其它实施例中，比较器240可以为磁滞比较器，但本发明 实施例不限于此。

图3为依据本发明一实施例图2的驱动波形示意图。请同时参照图2 与图3，在本实施例中，原始转速信号IRS的波形会类似脉波，并且由于诸 多外在因素的影响，原始转速信号IRS的电压准位出现偏移的情况，以及 原始转速信号IRS会出现涟波。在本实施例中，第一峰值撷取单元210会 撷取原始转速信号IRS的第一峰值P1，第一谷值撷取单元220会撷取原始 转速信号IRS的第一谷值B1。接着，第一运算单元216会将第一峰值P1 与第一谷值B1的差值(即P1-B1)乘以第一比例值(如0.75)后再加上第一 谷值B1后作为比较值CV(如0.75×(P1-B1)+B1)。依据图3，比较值CV 会介于原始转速信号IRS的第一峰值P1(即最大值)及第一谷值B1(即最 小值)的平均值(即0.5×(P1-B1)+B1)与第一峰值P1之间。

接着，在本实施中，参照图3所示修正的转速信号NIRS。当原始转速 信号IRS的电压准位高于比较值CV时，则比较器240会输出低电压准位。 当原始转速信号IRS的电压准位低于比较值CV时，则比较器240会输出 高电压准位。在其它实施例中，若比较器240的正输入端耦接转速检测单 元112以接收原始转速信号IRS且比较器240的负输入端耦接第一运算单 元230以接收比较值CV，则修正的转速信号NIRS的波形会相反于图3所 示。

图4为绘示本发明一实施例的比较值产生单元的电路示意图。请参照 图3及图4，在本实施例中，第一峰值撷取单元210包括第一二极管D1、 第一电阻R1及第一电容C1。第一二极管D1的阳极用以接收原始转速信号 IRS。第一电阻R1耦接至第一二极管D1的阴极与接地电压GND之间。第 一电容C1则耦接到第一二极管D1的阴极与接地电压GND之间。由于第 一二极管D1的影响，第一电容C1的跨压会约等于原始转速信号IRS的第 一峰值P1，以致于第一峰值撷取单元210可撷取原始转速信号IRS的第一 峰值P1。

第一谷值撷取单元220包括第二二极管D2、第二电阻R2及第二电容 C2。第二二极管D2的阴极用以接收原始转速信号IRS。第二电阻R2耦接 第二二极管D2的阳极与系统电压VDD之间。第二电容C2耦接于第二二 极管D2的阳极与系统电压VDD之间。由于第二二极管D2的影响，第二 电容C2的跨压会约等于系统电压VDD减去原始转速信号IRS的第一谷值 B1，以致于第一谷值撷取单元220可撷取原始转速信号IRS的第一谷值B1。

第一运算单元230包括第三电阻R3及第四电阻R4。其中，第三电阻 R3的第一端耦接第一峰值撷取单元210以接收第一峰值P1，第三电阻R3 的第二端耦接比较单元116以输出比较值CV。第四电阻R4的第一端则耦 接至第三电阻R3的第二端，第四电阻R4第二端耦接至第一谷值撷取单元 220以接收第一谷值B1。其中，第三电阻R3及第四电阻R4的分压值为对 应于第一比例值，亦即当第一比例值为0.5，则第三电阻R3的阻抗值等于 第四电阻R4的阻抗值，当第一比例值为0.75，则第四电阻R4的阻抗值三 倍于第三电阻R3的阻抗值。

图5为依据本发明另一实施例的转速信号产生模块与比较单元的系统 示意图。请参照图5，在本实施例中，比较值产生单元114包括第一交流撷 取单元510、第二峰值撷取单元520及第二运算单元530。第一交流撷取单 元510耦接转速检测单元112，用以撷取原始转速信号IRS中交流电压的部 份并输出交流转速信号AS。第二峰值撷取单元520耦接第一交流撷取单元 510，用以撷取交流转速信号AS的第二峰值P2。第二运算单元530耦接第 二峰值撷取单元520，用以将第二峰值P2乘以第二比例值后的数值作为比 较值CV，此比例值CV介于0.5与1之间，并且可由设计者自行设定，在 其它实施例中，第一比例值可介于0.5与0.9之间，以提高抗噪声的能力。

比较单元116包括第二交流撷取单元540及比较器550。第二交流撷取 单元540耦接转速检测单元112，用以撷取原始转速信号IRS的交流部份并 输出交流转速信号AS至比较器550。比较器550的负输入端(对应第一输 入端)耦接第二交流撷取单元530以接收交流转速信号AS，比较器550的 正输入端(对应第二输入端)耦接第二运算单元530以接收比较值CV，比 较器550的输出端输出修正的转速信号NIRS。在本发明的一实施例中，比 较器550可为磁滞比较器。

图6为依据本发明另一实施例图5的驱动波形示意图。请参照图5与 图6，在本实施例中，原始转速信号IRS的波形会类似脉波，并且由于诸多 外在因素的影响，原始转速信号IRS的电压准位出现偏移的情况，以及原 始转速信号IRS会出现涟波。第一交流撷取单元510及第二交流撷取单元 540会撷取原始转速信号IRS进行信号中交流成份，并输出如图6所示的交 流转速信号AS，其中交流转速信号AS可视为原始转速信号IRS滤除直流 准位后的波形。并且，交流转速信号AS会分别传送至第二峰值撷取单元 520及比较器550的负输入端。

第二峰值撷取单元520会撷取交流转速信号AS的第二峰值P2，并且 第二运算单元530会将第二峰值P2乘以第二比例值(如0.75)后为比较值CV (如0.75×P2)。在本实施例中，参照图6所示修正的转速信号NIRS，当 交流转速信号AS的电压准位高于比较值CV时，则比较器550会输出低电 压准位。当交流转速信号的电压准位低于比较值CV时，则比较器550会输 出高电压准位。在其它实施例中，若比较器550的正输入端耦接第二交流 撷取单元530以接收交流转速信号AS且比较器550的负输入端耦接第二运 算单元530以接收比较值CV，则修正的转速信号NIRS的波形会相反于图 6所示。

图7为依据本发明另一实施例的比较值产生单元的电路示意图。请参 照图7，在本实施例中，第二峰值撷取单元520包括运算放大器710、第三 二极管D3及第三电容C3。运算放大器710的正输入端(对应第一输入端) 耦接第一交流撷取单元510以接收交流转速信号AS。第三二极管D3的阳 极耦接运算放大器710的输出端，第三二极管D3的阴极耦接至运算放大器 的负输入端(对应第二输入端)并输出第二峰值P2。第三电容C3耦接第三 二极管D3的阴极与接地电压GND之间。

第二运算单元530包括第五电阻R5及第六电阻R6。第五电阻R5的第 一端耦接第二峰值撷取单元520以接收第二峰值P2，第五电阻R5的第二 端输出比较值CV。而第六电阻R6耦接第五电阻R5的第二端与接地电压 GND之间。第五电阻R5及第六电阻R6的分压值是对应于第一比例值，亦 即当第二比例值为0.5，则第六电阻R6的阻抗值等于第五电阻R5的阻抗值， 当第二比例值为0.75，则第六电阻R6的阻抗值三倍于第五电阻R5的阻抗 值。

当运算放大器710的正输入端的电压准位大于其负输入端的电压准位 时，运算放大器710的输出端会输出高电压准位。由于二极管顺向导通的 缘故，高电压准位会通过第三二极管D3对电容C3充电。并且，当电容C3 的跨压等于运算放大器710的正输入端的电压时，则运算放大器710的输 出端会停止输出。另一方面，当运算放大器710的正输入端的电压准位小 于其负输入端的电压准位时，运算放大器710的输出端会输出低电压准位。 由于二极管逆向截止的缘故，电容C3不会接收到运算放大器710输出的低 电压准位，因此电容C3会维持原本的跨压。依据上述，第二峰值撷取单元 520可撷取交流转速信号AS的第二峰值P2。

图8为依据本发明一实施例的投影装置的色轮转速控制方法的流程图。 请参照图8，在本实施例中，投影装置的色轮转速控制方法包括下列步骤。 首先，检测色轮的转速以输出原始转速信号(步骤S810)。接着，依据原始 转速信号产生比较值，其中比较值对应于原始转速信号的最大值及最小值 的平均值与原始转速信号的最大值之间(步骤S820)。接着，将原始转速信 号与比较值进行比较以输出修正的转速信号(步骤S830)。接着，依据修正 的转速信号计算色轮的转速(步骤S840)，并且依据色轮的转速调整马达的 转速(步骤S850)。其中，上述步骤的细节可参照上述实施例的说明，在此 则不再赘述。

综上所述，本发明实施例的转速信号产生模块、投影装置及其色轮转 速控制方法中，其比较值产生单元依据原始转速信号产生比较值，而比较 单元依据原始转速信号与比较值的比较结果输出修正的转速信号。因此， 修正的转速信号的波形会较原始转速信号稳定，以致于控制单元可正确计 算色轮的转速而不受噪声及色轮上粉尘的影响。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实 施的范围，即所有依本发明权利要求及发明内容所作的简单的等效变化与 修改，皆仍属本发明专利覆盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权 利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发 明名称仅用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。 另外，说明书中提及的“第一电容”、“第二电容”等用语，仅用以表示元 件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。