专利名称：投影机及其电源控制方法
技术领域：
本发明涉及一种投影机，且尤其涉及一种投影机及其电源控制方法。
背景技术：
一般而言，由于投影机(projector)可将影像投影于较大的屏幕上，以方便更多 的人同时观看到屏幕上所显示的内容，因此常应用于公司、学校等公共场合。此外，随着家 用显示产品的影像朝向大尺寸发展的趋势，投影装置也逐渐普及于一般家庭中，并成为一 种在现代生活中常见的电子产品。随着科技的进步，各类电子产品皆朝向高速、高效能、且轻薄短小的趋势去发展， 在这趋势之下，便携式微型投影机(Pico projector，或称mini projector)已渐渐成为未 来个人数字市场的主流。一般来说，微型投影机的光源采用发光二极管(light emitting diode, LED)或其它固态光源，以提高其所需的总流明(luminance)，进而增加投影出来的 影像的亮度。微型投影机做成终端成品后，所内含的电池的尺寸与一般市面上的移动电话大致 相近。由于微型投影机轻薄短小，且可随身携带，因此使用场地的限制较小。另外，具有电 池的微型投影机一般可提供数个小时的电源，因此在娱乐用途上，微型投影机所提供的电 源可应付一般的需要，例如观看一部150分钟左右的影片。至于在商务用途方面，微型投 影机可因应会议简报需求，投影出小至2英寸大至100英寸的画面。然而，当微型投影机内含的电池的电量不足时，使用者便需外接电源变压器 (power adaptor)才能使微型投影机维持运作。由于微型投影机内含的电池的电量有限，以 至于使用者常会面临到电池电力不足的问题。另一方面，为了要因应更长时间的投影，使用 者一般须随身携带笨重的电源电压器，因此对使用者而言，常造成不方便。为了要改善上述问题，于中国台湾专利公告号第1307808号揭示了一种投影装 置，装设有通用串行总线(universal serial bus, USB)接口，用以当投影装置内含的电池 的电量不足时，连接桌上型计算机装置或笔记型计算机装置的通用串行总线接口来获取投 影装置操作所需的电源。然而，由于桌上型计算机装置或笔记型计算机装置的通用串行总 线接口所能提供的电源瓦特数有限(一般为2. 5W)，所以可能无法满足投影装置整体功率 消耗的需要，造成投影装置关闭(shut down)因此无法维持运作。另外，与通用串行总线接 口的电源供应技术相关的专利还有中国台湾专利公告号第1244327号。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种投影机，其得以在接收通用串行总线接口的电源的状 态下维持运作。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。为达上述的一或部分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 机，包括用以供应电池电源的电池；用以接收并传输外部电源的接口 ；选择单元，电耦接电池与接口，用以接收电池电源及外部电源，并依据控制信号而输出电池电源及外部电源 的其一以作为投影机的操作电压；发光元件；驱动器，电耦接发光元件，用以接收驱动信号 并驱动发光元件；以及中央处理单元，电耦接电池、接口、选择单元以及驱动器，用以当电池 电量不足且接口接收外部电源时，输出第一状态的控制信号以控制选择单元选择并输出外 部电源，并依据外部电源的电量来调整中央处理单元所输出的驱动信号的强度，以使投影 机维持运作。 于本发明的一实施例中，中央处理单元还用以当电池电量足够时，输出第二状态 的控制信号以控制选择单元选择并输出电池电源。
于本发明的一实施例中，中央处理单元持续检测电池电源以判断电池的电量是否 足够；当中央处理单元检测出电池电量足够时，中央处理单元输出第二状态的控制信号； 当中央处理单元检测出电池电量不足时，中央处理单元输出第一状态的控制信号，并且检 测接口是否接收外部电源。于本发明的一实施例中，当中央处理单元检测出接口未接收外部电源时，中央处 理单元执行正常关机流程以关闭投影机。于本发明的一实施例中，当中央处理单元检测出接口接收外部电源时，中央处理 单元输出第一状态的控制信号。于本发明的一实施例中，中央处理单元于输出第一状态的控制信号后，还用以调 整驱动信号的强度至最低强度，以将发光元件的亮度调整至最低亮度，并持续检测接口所 接收的外部电源的电压位准。于本发明的一实施例中，电池为充电电池，当中央处理单元于输出第一状态的控 制信号后，选择单元还用以回传外部电源以对电池充电。于本发明的一实施例中，中央处理单元将发光元件的亮度调整至最低亮度后，还 用以逐渐增加驱动信号的强度，直至外部电源的电压位准降至预设电压位准为止。于本发明的一实施例中，驱动器于外部电源的电压位准不低于预设电压位准的条 件下，以预设电压位准所对应的驱动信号的强度来持续驱动发光元件。于本发明的一实施例中，当中央处理单元检测到外部电源的电压位准低于预设电 压位准时，中央处理单元继续判断发光元件的亮度是否已为最低亮度。于本发明的一实施例中，当中央处理单元判断出发光元件的亮度已达最低亮度 时，中央处理单元执行正常关机流程以关闭投影机。于本发明的一实施例中，当中央处理单元判断出发光元件的亮度未达最低亮度 时，中央处理单元逐渐降低驱动信号的强度，直至外部电源的电压位准回升至预设电压位 准为止。于本发明的一实施例中，预设电压位准由外部电源的电量所决定，且外部电源的 电量为外部电源所能供应的瓦特数。于本发明的一实施例中，接口至少包括通用串行总线(universal serial bus, USB)接 Π。于本发明的一实施例中，外部电源由具有通用串行总线接口的装置所供给。本发明的另一实施例提供一种电源控制方法，适于上述实施例的投影机。电源控 制方法包括当投影机处于开机状态时，检测投影机的电池的电量是否足够；当检测出电池的电量不足时，检测投影机的接口是否接收外部电源；以及当检测出接口接收外部电源 时，依据外部电源的电量来调整驱动信号的强度，以使投影机维持运作。于本发明的一实施例中，调整驱动信号的强度的步骤包括调整驱动信号的强度 至最低强度，以将投影机的发光元件的亮度调整至最低亮度，并且持续检测外部电源的电 压位准；逐渐增加驱动信号的强度，直至外部电源的电压位准降至预设电压位准为止；以 及于外部电源的电压位准不低于预设电压位准的条件下，以预设电压位准所对应的驱动信 号的强度来持续驱动发光元件。于本发明的一实施例中，调整驱动信号的强度的步骤还包括当检测到外部电源 的电压位准低于预设电压位准时，判断发光元件的亮度是否已为最低亮度；当判断出发光 元件的亮度已达最低亮度时，执行正常关机流程以关闭投影机；以及当判断出发光元件的 亮度未达最低亮度时，逐渐降低驱动信号的强度，直至外部电源的电压位准回升至预设电 压位准为止。于本发明的一实施例中，当检测出电池的电量足够时，供应电池的电池电源以使 投影机正常运作。于本发明的一实施例中，当检测出电池的电量不足且接口未接收外部电源时，执 行正常关机流程以关闭投影机。基于上述，在本发明的上述实施例中具有以下至少其中一个优点投影机可以调 整功率消耗，以适应周边各类外部电源(例如USB电源)所能供应的瓦特数。如此一来， 投影机可长时间投影，而不必受限于电池的容量，也不需额外随身携带笨重的电源变压器。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文提出多个实施例，并结合附图， 作详细说明如下，但是上述一般描述及以下实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限 制本发明所欲主张的范围。
图1绘示本发明一实施例的投影机的示意图；图2绘示本发明一实施例的电源控制方法的流程图。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合附图的一优选实施 例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、 前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。图1绘示本发明一实施例的投影系统10的示意图。参照图1，投影系统10包括 投影机100与外部装置150，投影机100例如为便携式微型投影机。投影机100包括电池 101、接口(interface) 103、选择单元105、发光元件107、驱动器109、中央处理单元(center processing unit,CPU) 111，以及其它相关部件113。其中，电池101用以供应电池电源Vbat ； 且接口 103用以接收并传输外部装置150所供应的外部电源VEXT。于本实施例中，接口 103可以为通用串行总线(USB)接口(但并不限制于此)，且 得以通过通用串行总线电缆线(universal serial bus cable，USBcable，未绘示)与具有 通用串行总线接口的外部装置150电耦接。其中，外部装置105例如可以为桌上型计算机装置、笔记型计算机装置、外部电池组(external battery bank)...等，但并不限制于此。选择单元105电耦接电池101与接口 103，且用以接收电池101所供应的电池电 源Vbat及外部装置150所供应的外部电源Vext，并依据CPU 111所输出的控制信号CS而输 出电池电源Vbat及外部电源Vext的其一以作为投影机100的操作电压。发光元件107例如 可以为发光二极管(LED)，但并不限制于此。驱动器109电耦接发光元件107，且用以接收 CPU 111所输出的驱动信号DS并驱动发光元件107。CPU 111电耦接电池101、接口 103、选择单元105以及驱动器109。CPU 111用以 检测电池101所供应的电池电源Vbat，以判断电池101的电量是否足够，并且持续检测接口 103是否接收外部装置150所供给的外部电源VEXT。于本实施例中，当CPU 111检测出电池 101电量足够时，输出例如逻辑低的控制信号CS给选择单元105，以使选择单元105选择并 输出电池101所供应的电池电源VBAT。另一方面，当CPU 111检测出电池101电量不足时，CPU 111可加以检测接口 103 是否接收外部装置150所供给的外部电源VEXT。于本实施例中，当CPU 111检测出电池101 电量不足且接口 103未接收外部装置150所供给的外部电源Vext时(亦即投影机100未与 外部装置150连结)，CPUlll会执行正常关机流程以关闭投影机100。然而，当CPU 111检测出电池101电量不足且接口 103接收外部电源Vext时(亦 即投影机100与外部装置150已电耦接)，CPU 111可输出例如逻辑高的控制信号CS以控 制选择单元105选择并输出外部电源Vext，并依据外部电源Vext的电量(亦即外部电源Vext 所能供应的瓦特数)来调整CPU 111所输出的驱动信号DS的强度，以使投影机100维持运 作。一般来说，由于外部装置150的单端口的通用串行总线接口(未绘示)所能供给 的外部电源Vext为5V/2. 5W，因此可能无法满足投影机100整体的功率消耗，以造成投影机 100关闭而无法维持运作。有鉴于此，CPU 111于输出逻辑高的控制信号CS后，还调整CPU 111所输出的驱动信号DS的强度至最低强度，以将发光元件107的亮度调整至最低亮度，从 而避免投影机100关闭，并且持续检测接口 103所接收的外部电源Vext的电压位准。于本实施例中，由于本实施例的发光元件107为发光二极管，故而CPUlll可输出 例如脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)信号般的驱动信号DS，以利驱动器109 驱动发光元件107。于此，假设CPU 111所输出的脉冲宽度调制信号的分辨率为10位的话 (但并不限制于此)，则驱动信号DS的强度可以有IOM阶OltlIeveI)的变化，且例如驱动 信号DS的最低强度为第200阶(但并不限制于此)。当CPU 111将发光元件107的亮度调整至最低亮度后，CPU 111逐渐增加所输出 的驱动信号DS的强度(例如从第200阶逐步递增)，直至接口 103所接收的外部电源Vext 的电压位准(亦即5V)降至预设电压位准为止(例如为4. 8V，但并不限制于此，且此预设电 压位准由外部电源Vext的电量所能供应的瓦特数所决定)。也就是说，驱动器109在接口 103所接收的外部电源Vext的电压位准不低于预设 电压位准的条件下，以预设电压位准所对应的驱动信号DS的强度(例如第700阶，但并不 限制于此)来持续驱动发光元件107。如此一来，虽然牺牲掉部分发光元件107的亮度，但 是却可以使投影机100维持运作。另一方面，当CPU 111检测到接口 103所接收的外部电源Vext的电压位准低于预设7电压位准时(表示已超过外部电源Vext所能供应的瓦特数)，CPU 111可判断发光元件107 的亮度是否已为最低亮度。当CPU 111判断出发光元件107的亮度已达最低亮度时，CPU 111执行正常关机流程以关闭投影机100 ；但是，当CPU 111判断出发光元件107的亮度未 达最低亮度时，CPU 111逐渐降低CPU 111所输出的驱动信号DS的强度，直至接口 103所 接收的外部电源Vext的电压位准回升至预设电压位准为止。总而言之，当外部装置150的单端口的通用串行总线接口所供给的外部电源Vext 仍可使发光元件107维持在最低亮度的情况下，CPU 111可使投影机100维持运作。然而， 当外部装置150的单端口的通用串行总线接口所供给的外部电源Vext不能够使发光元件 107维持在最低亮度的情况下，CPU 111执行正常关机流程以关闭投影机100。另一方面，虽然上述实施例以单端口的通用串行总线接口为例来进行说明，但在 本发明其它实施例亦可以双端口或双端口以上的通用串行总线接口来供给更大瓦特数的 电源(例如5V/5W、5V/7. 5W、5V/10W...等)供投影机100使用。如此一来，投影机100可 维持在正常运作的状态。此外，上述实施例关于控制信号CS的逻辑状态可依实际设计需求 而改变，亦即逻辑高变为逻辑低，或逻辑低变为逻辑高，只要维持与上述示范性实施例相应 的运作即可。再者，在本发明其它实施例中，电池101例如为充电电池，CPU 111于输出逻辑高 的控制信号CS后，选择单元105除了选择并输出接口 103所接收的外部电源Vext以外，其 还可以回传外部电源Vext以对电池101充电。基于上述实施例所揭示的内容，图2绘示本发明一实施例的电源控制方法的流程 图。合并参照图1与图2，本实施例的电源控制方法适于上述实施例的投影机100，且包括 以下步骤当投影机100处于开机状态时(步骤S201)，检测电池101的电量是否足够(步 骤S202)。于本实施例中，当检测出电池101的电量足够时，供应电池电源Vbat以使投影机 100正常运作(步骤S203)。另一方面，当检测出电池101的电量不足时，检测接口 103是 否接收外部电源Vext (步骤S204)。当检测出电池101的电量不足且接口 103未接收外部电源Vext时，执行正常关机流 程以关闭投影机100(步骤S205)。另一方面，当检测出接口 103接收外部电源Vext时，依据 外部电源Vext的电量来调整驱动信号DS的强度，以使便携式微型投影机100维持运作(步 骤 S206 S212)。更清楚地说，当于步骤S204中检测出接口 103接收外部电源Vext时，先调整驱动信 号DS的强度至最低强度，以将发光元件107的亮度调整至最低亮度，并且持续检测外部电 源的电压位准(步骤S206)；接着，逐渐增加驱动信号DS的强度(步骤S207)，直至外部电 源Vext的电压位准(亦即5V)降至预设电压位准(例如4. 8V，但并不限制于此)为止(步 骤S208)；之后，于外部电源Vext的电压位准不低于预设电压位准的条件下，以预设电压位 准所对应的驱动信号DS的强度来持续驱动发光元件107 (步骤S209)。于步骤S209的后，再持续检测外部电源Vext的电压位准是否低于预设电压位准 (步骤S210)。当检测到外部电源Vext的电压位准低于预设电压位准时，继续判断发光元件 107的亮度是否已为最低亮度(步骤S211)。于本实施例中，若于步骤S211的判断结果为 发光元件107的亮度已达最低亮度时，执行正常关机流程以关闭投影机100(步骤S205)； 但是，若于步骤S211的判断结果为发光元件107的亮度未达最低亮度时，则逐渐降低驱动信号DS的强度，直至外部电源Vext的电压位准回升至预设电压位准为止(步骤S212)，藉以 于外部电源Vext的电压位准不低于预设电压位准的条件下，以预设电压位准所对应的驱动 信号DS的强度来持续驱动发光元件107 (步骤S209)。综上所述，在本发明的上述实施例中具有以下至少其中一个优点投影机可以调 整功率消耗，以适应周边各类外部电源(例如USB电源)所能供应的瓦特数(例如2. 5W、 5W...等)。在本发明的上述实施例中，投影机调整功率消耗方式为调整发光元件(亦即 LED)的亮度(亦即投影机的投影亮度)，可由很细微至大变化的功率消耗控制，目的是可让 使用者无论将投影机连结至何种瓦数的外部电源，都有机会可使投影机维持运作。如此一 来，投影机即可长时间投影，而不必受限于电池的容量，也不需额外随身携带笨重的电源变 压器。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 大凡依本发明权利要求范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明 专利涵盖的范围内。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，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制 本发明的权利范围。
权利要求
1.一种投影机，包括电池，用以供应电池电源；接口，用以接收并传输外部电源；选择单元，电耦接所述电池与所述接口，用以接收所述电池电源及所述外部电源，并依 据控制信号而输出所述电池电源及所述外部电源的其一以作为所述投影机的操作电压；发光元件；驱动器，电耦接所述发光元件，用以接收驱动信号并驱动所述发光元件；以及中央处理单元，电耦接所述电池、所述接口、所述选择单元以及所述驱动器，用以当所 述电池电量不足且所述接口接收所述外部电源时，输出第一状态的所述控制信号以控制所 述选择单元选择并输出所述外部电源，并依据所述外部电源的电量来调整所述中央处理单 元所输出的所述驱动信号的强度，以使所述投影机维持运作。
2.如权利要求1所述的投影机，其中所述中央处理单元还用以当所述电池电量足够 时，输出第二状态的所述控制信号以控制所述选择单元选择并输出所述电池电源。
3.如权利要求2所述的投影机，其中所述中央处理单元持续检测所述电池电源以判断 所述电池的电量是否足够，当所述中央处理单元检测出所述电池电量足够时，所述中央处 理单元输出所述第二状态的所述控制信号，当所述中央处理单元检测出所述电池电量不足 时，所述中央处理单元输出所述第一状态的所述控制信号，并且检测所述接口是否接收所 述外部电源。
4.如权利要求3所述的投影机，其中当所述中央处理单元检测出所述接口未接收所述 外部电源时，中央处理单元执行正常关机流程以关闭所述投影机。
5.如权利要求3所述的投影机，其中当所述中央处理单元检测出所述接口接收所述外 部电源时，所述中央处理单元输出所述第一状态的所述控制信号。
6.如权利要求5所述的投影机，其中所述中央处理单元于输出所述第一状态的所述控 制信号后，还用以调整所述驱动信号的强度至最低强度，以将所述发光元件的亮度调整至 最低亮度，并持续检测所述接口所接收的所述外部电源的电压位准。
7.如权利要求6所述的投影机，其中所述电池为充电电池，且所述中央处理单元于输 出所述第一状态的所述控制信号后，所述选择单元还用以回传所述外部电源以对所述电池 充电。
8.如权利要求7所述的投影机，其中所述中央处理单元将所述发光元件的亮度调整至 最低亮度后，还用以逐渐增加所述驱动信号的强度，直至所述电压位准降至预设电压位准 为止。
9.如权利要求8所述的投影机，其中所述驱动器于所述电压位准不低于所述预设电压 位准的条件下，以所述预设电压位准所对应的所述驱动信号的强度来持续驱动所述发光元 件。
10.如权利要求9所述的投影机，其中当所述中央处理单元检测到所述电压位准低于 所述预设电压位准时，所述中央处理单元继续判断所述发光元件的亮度是否已为最低亮度。
11.如权利要求10所述的投影机，其中当所述中央处理单元判断出所述发光元件的亮 度已达最低亮度时，所述中央处理单元执行所述正常关机流程以关闭所述投影机。
12.如权利要求10所述的投影机，其中当所述中央处理单元判断出所述发光元件的亮 度未达最低亮度时，所述中央处理单元逐渐降低所述驱动信号的强度，直至所述电压位准 回升至所述预设电压位准为止。
13.如权利要求8所述的投影机，其中所述预设电压位准由所述外部电源的电量所决 定，且所述外部电源的电量为所述外部电源所能供应的瓦特数。
14.如权利要求1所述的投影机，其中所述接口至少包括通用串行总线接口。
15.如权利要求14所述的投影机，其中所述外部电源由具有所述通用串行总线接口的 装置所供给。
16.一种电源控制方法，适用于投影机，所述电源控制方法包括当所述投影机处于开机状态时，检测所述投影机的电池的电量是否足够； 当检测出所述电池的电量不足时，检测所述投影机的接口是否接收外部电源；以及 当检测出所述接口接收所述外部电源时，依据所述外部电源的电量来调整驱动信号的 强度，以使所述投影机维持运作。
17.如权利要求16所述的电源控制方法，其中调整所述驱动信号的强度的步骤包括 调整所述驱动信号的强度至最低强度，以将所述投影机的发光元件的亮度调整至最低亮度，并且持续检测所述外部电源的电压位准；逐渐增加所述驱动信号的强度，直至所述电压位准降至预设电压位准为止；以及 于所述电压位准不低于所述预设电压位准的条件下，以所述预设电压位准所对应的所 述驱动信号的强度来持续驱动所述发光元件。
18.如权利要求17所述的电源控制方法，其中调整所述驱动信号的强度的步骤还包括当检测到所述电压位准低于所述预设电压位准时，判断所述发光元件的亮度是否已为 最低亮度；当判断出所述发光元件的亮度已达最低亮度时，执行正常关机流程以关闭所述投影 机；以及当判断出所述发光元件的亮度未达最低亮度时，逐渐降低所述驱动信号的强度，直至 所述电压位准回升至所述预设电压位准为止。
19.如权利要求16所述的电源控制方法，还包括当检测出所述电池的电量足够时，供应所述电池的电池电源以使所述投影机正常运作。
20.如权利要求16所述的电源控制方法，还包括当检测出所述电池的电量不足且所述接口未接收所述外部电源时，执行正常关机流程 以关闭所述投影机。
全文摘要
一种投影机及其电源控制方法。此投影机包括用以供应电池电源的电池；用以接收并传输外部电源的接口；选择单元，用以接收电池电源及外部电源，并依据控制信号而输出电池电源及外部电源的其一以作为投影机的操作电压；发光元件；驱动器，用以接收驱动信号并驱动发光元件；以及中央处理单元，用以当电池电量不足且接口接收外部电源时，输出第一状态的控制信号以控制选择单元选择并输出外部电源，并依据外部电源的电量来调整中央处理单元所输出的驱动信号的强度，以使投影机维持运作。
文档编号G03B21/00GK102053463SQ200910212108
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者简文章, 蔡明伦 申请人:中强光电股份有限公司