KR20090096718A - Ｌｅｄ들을 이용하는 프로젝션 시스템의 멀티 칼라 주광 생성 - Google Patents

Ｌｅｄ들을 이용하는 프로젝션 시스템의 멀티 칼라 주광 생성 Download PDF

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KR20090096718A
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Abstract

황갈색 광 LED들은 적색 광 LED들보다 높은 휘도를 갖는다. 텔레비전 상에 표시되는 이미지들의 대부분은 황갈색, 녹색 및 적색 성분들과, 단지 적은 퍼센트의 적색을 이용하여 생성될 수 있는 칼라들로 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에서, 프로젝션 디스플레이 시스템(10) 내의 통상적으로 적색인 주 광원(22, 23)은 황갈색 광원(23)으로 보강된다. 녹색(21) 및 청색(20) 주 광원들도 제공된다. 모든 광원은 고전력 LED들이다. 적색 LED들 및 황갈색 LED들의 듀티 사이클들을 변경함으로써 적색 및 황갈색 광의 특정 혼합이 달성된다. 표시될 RGB 이미지가 보다 높은 퍼센트의 황갈색 광 및 보다 낮은 퍼센트의 적색 광을 이용하여 생성될 수 있는 경우, 황갈색 LED들의 듀티 사이클은 증가하는 반면, 적색 LED들의 듀티 사이클은 감소한다. 3개의 주 광원으로부터 풀 칼라 이미지를 생성하기 위한 광/픽셀 변조기들(14, 15, 16)은 가변 황갈색/적색 혼합을 보상하도록 제어된다. 이러한 기술은 프로젝션 시스템의 능률을 향상시키며, 보다 적은 열을 발생시킨다. 녹색 및 청록색 LED들(46)로부터의 광 혼합을 주 광원으로서 제어하고, 그리고/또는 청색 및 청색-청록색 LED들(58)로부터의 광 혼합을 주 광원으로서 제어함으로써 휘도의 추가적인 증가가 달성될 수 있다.
텔레비전, 프로젝션 시스템, LED, 황갈색 광, 청록색 광, 휘도, 듀티 사이클

Description

ＬＥＤ들을 이용하는 프로젝션 시스템의 멀티 칼라 주광 생성{MULTI-COLOR PRIMARY LIGHT GENERATION IN A PROJECTION SYSTEM USING LEDS}
본 발명은 정면 또는 배면 프로젝션 텔레비전 등의 프로젝션 디스플레이에 관한 것으로서, 구체적으로는 주광 칼라 생성을 위해 발광 다이오드(LED)들을 사용하는 프로젝션 디스플레이에 관한 것이다.
통상적으로, 비디오 칼라 이미지들은 적색, 녹색 및 청색 픽셀들의 소형 그룹들의 어레이를 이용하여 형성된다. RGB 픽셀 그룹 내의 이러한 3개 칼라의 상대적인 기여가 제어될 때, 이러한 3개 칼라는 비디오 이미지의 모든 칼라를 생성하도록 결합된다. 프로젝션 디스플레이 시스템들은 통상적으로 매우 밝은 적색, 녹색 및 청색 광원들을 이용하여 하나 이상의 광 변조기를 조명함으로써 동작한다. 광원은 적색, 녹색 및 청색 성분들을 생성하도록 광이 필터링되는 매우 밝은 백색광일 수 있다. 이러한 백색 광원은 많은 열을 생성하며, 능률적이지 못한데, 이는 발생하는 광 중 다량의 광이 적색, 녹색 및 청색이 아니며, 따라서 낭비되기 때문이다. 보다 능률적인 광원이 적색, 녹색 및 청색 LED들로 구성되는데, 그 이유는 필터링이 필요하지 않고, 생성되는 모든 광이 표시되는 이미지의 전범위의 칼라들을 생성하는 데 사용되기 때문이다. 본 출원은 LED 광원들을 이용하는 프로젝션 시스템들에 관한 것이다.
광 변조기들은 각각의 원색(primary color)에 대한 소형 액정 패널들(마이크로 디스플레이라고 함)일 수 있다. 또한, 적색 이미지들, 녹색 이미지들 및 청색 이미지들은 광학계에 의해 결합되어 스크린 상에 투영된다. 투영은 정면 투영 또는 배면 투영일 수 있다.
일부 다른 타입의 광 변조기들은 텍사스 인스트루먼트 사에 의해 제조되는 디지털 광 프로세서(DLP(상표)) 등의 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS) 장치들인데, 여기서는 마이크로 미러들의 어레이가 적색, 녹색 및 청색 광 성분들을 스크린 상으로 빠르게 반사한다. 각각의 미러는 디스플레이 내의 픽셀에 대응한다. 미러들의 각도들은 픽셀의 온 또는 오프를 결정하며, 듀티 사이클은 각각의 픽셀 위치에서의 RGB 성분들을 결정한다.
대형 스크린 프로젝션 시스템들에 대해, 광은 매우 밝아야 한다. 그러한 높은 휘도를 달성하기 위해, 각각의 칼라의 다수의 고전력 LED들이 사용될 수 있다. 원하는 휘도를 얻기 위해 각각의 원색에 대한 LED들의 소형 어레이가 존재할 수 있다.
적색, 녹색 및 청색 광에 대한 인간의 상이한 감도들과 결합되는 적색, 녹색 및 청색 LED들의 상대적인 능률들로 인해, 소정의 백색 포인트를 위해 필요한 적색 광 성분을 생성하는 데 사용되는 전력은 그 백색 포인트를 위한 청색 광 성분을 생성하는 데 사용되는 전력보다 훨씬 크다. 적색 LED들은 보다 높은 온도에서 덜 능률적이 되므로, 이러한 상대적인 비능률은 적색 LED가 열을 발생시키는 고전력 LED 일 때 악화된다. 더 작은 정도로, 백색 포인트를 위해 필요한 녹색 광 성분을 생성하는 데 사용되는 전력은 그 백색 포인트를 위한 청색 광 성분을 생성하는 데 사용되는 전력보다 크다. 그러나, 적색 및 녹색 LED들의 상대적인 능률들은 제조자에 따라 다르며, 따라서 소정 사례들의 디스플레이에서는 녹색 LED들이 적색 LED들보다 덜 능률적일 수 있다.
이것은 다음과 같은 광 및 LED들의 특성들의 결과이다. 인간의 눈에 인식되는 휘도의 크기(measure)는 루멘이라고 하는 단위를 갖는다. 루멘/와트의 비를 효율(efficacy)이라 한다. 사람의 눈은 청색 및 적색 광에 대해서보다 녹색 광에 대해 훨씬 더 민감하다. 표준 적색, 녹색 및 청색 LED들에 대해, 적색 LED들은 약 40 루멘/와트(전기)를 출력하고, 녹색 LED들은 약 100 루멘/와트(전기)를 출력하며, 청색 LED들은 약 20 루멘/와트(전기)를 출력하는 것으로 가정한다. 보다 능률적인 LED들은 보다 높은 효율을 갖지만, 적색, 녹색 및 청색 LED들이 동일한 품질을 갖는 것으로 가정할 때, 칼라들 사이의 효율 관계들은 일반적으로 동일하게 유지된다. 백색광(예를 들어, 6500-9000K)을 생성하기 위하여, 상대적인 루멘 기여는 적색이 약 25%, 녹색이 70%, 그리고 청색이 5%이다. 청색 LED들은 적색 및 녹색 LED들의 퍼센트의 2배보다 큰 퍼센트(약 40%)로 전자들을 방출 광자들로 변환한다. 위의 특성들을 고려할 때, LED들로부터 백색광을 생성하기 위해서는, 청색 광을 생성하는 것에 대해서보다 적색 광을 생성하는 데 훨씬 더 많은 전력이 필요하다. 또한, 백색광을 생성하기 위해, 청색 광을 생성하는 것에 대해서보다 녹색 광을 생성하는 데에 더 많은 전력이 필요하다.
필요한 것은 프로젝션 디스플레이에서 LED 광원의 능률을 향상시키는 기술이다.
고품질, 고전력 황갈색(amber) 광 LED들(예를 들어, 590 nm의 주 파장)은 고전력 적색 광 LED들(예를 들어, 620 nm의 주 파장)보다 약 2-2.5배 능률적인데, 이는 동일 양의 광 전력(와트)에 대해 사람의 눈이 황갈색 광을 적색 광보다 약 2-2.5배 밝게 인식하기 때문이다. 즉, 황갈색 LED들의 루멘/와트(광) 효율(예를 들어, 490 lm/W)은 적색 LED들의 루멘/와트(광)(예를 들어, 210 lm/W(광))보다 약 2-2.5배 크다.
텔레비전 상에 표시되는 이미지들의 대부분은 황갈색, 녹색 및 적색 성분들과, 단지 적은 퍼센트의 적색을 이용하여 생성될 수 있는 칼라들로 이루어진다. 높은 퍼센트의 적색은 고도로 포화된 적색 색조들을 위해 필요하며, 이는 매우 드물다.
따라서, 프로젝션 디스플레이에서 표준 적색, 녹색 및 청색 원색들 대신에, 본 발명은 황갈색, 적색, 녹색 및 청색 LED들의 개별 어레이들에 의해 생성되는 황갈색/적색 혼합, 녹색 및 청색의 원색들을 이용한다. 적은 또는 낮은 휘도의 시스템들에 대해, 원색 광원은 단지 하나의 고전력 LED일 수 있다. 프로젝션 디스플레이들은 통상적으로 삼원색만을 처리하도록 구성되므로, 본 발명은 광학계를 이용하여 황갈색 및 적색 광을 함께 결합하고, 칼라 비디오 이미지 프레임 동안 표시되어야 하는 칼라들에 기초하여 황갈색 및 적색 어레이들의 듀티 사이클을 제어하여 황갈색/적색 혼합을 변화시킴으로써 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 황갈색 및 적색 어레이들로부터의 광은 2색 미러를 이용하여 단일 빔으로 결합된다.
황갈색 LED들 대신에, 유사한 효율 개선을 제공하는 황색 LED들(예를 들어, 570-583 nm의 주 파장)의 어레이가 사용될 수 있다. 황색 광은 LED 활성층의 청색 또는 UV 방출에 의해 활성화되는 형광체에 의해 생성되거나, 활성층에 의해 직접 생성될 수 있다. 계속되는 예들에서, 임의의 황갈색 LED들은 대신에 황색 LED들 또는 녹색보다 긴 파장을 갖는 광을 방출하는 임의의 LED들일 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이 프로세서는 이미지 프레임 내의 가장 적색인 픽셀들에 기초하여 황갈색 및 적색 어레이들을 듀티 사이클을 제어한다. 프레임 내의 포화되고 밝은 적색 픽셀에 대해, 적색 어레이로부터의 평균 광은 프레임 기간 동안 높아야 한다. DLP 프로젝터에서 3개의 마이크로 디스플레이(소형 LC 패널) 또는 마이크로 미러를 제어할 때 디스플레이 프로세서에 의해 황갈색 및 적색 광의 다양한 혼합이 고려된다. 훨씬 더 높은 능률을 위해, 이미지 프레임 내의 소수의 분리된 픽셀들만이 고도로 포화되고 밝은 적색 픽셀들인 경우, 이러한 픽셀들의 적색(redness)은, 화질에 현저한 영향이 없는 한, 황갈색 광을 추가함으로써 감소될 수 있다. 따라서, 적색 어레이의 듀티 사이클은 단지 소수의 픽셀로 인해 황갈색 어레이의 듀티 사이클에 비해 높을 필요가 없을 것이다.
황갈색 LED들은 적색 LED들보다 훨씬 높은 효율을 가지므로, 광원의 전체 능률은 원색들이 적색, 녹색 및 청색으로 제한되는 경우보다 높다.
능률의 증가는 다음의 결과이기도 하다. 시간 순차 모드로 결합될 때, 2개 의 칼라의 결합은 단순히 듀티 사이클들에 의해 배가되는 전체 휘도보다 높은 전체 휘도로 이어진다. 예를 들어, 계속 켜져 있는 LED 광원이 100%의 광속(flux)을 출력하는 것으로 가정한다. 2개의 LED 광원 각각을 50%의 듀티 사이클로 교대로 활성화하는 경우, LED 광원들 각각의 결과적인 광속 출력은 다양한 팩터에 따라 그의 100% 광속 레벨의 약 73%일 수 있다. 따라서, 50%의 듀티 사이클로 각자 동작하는 2개의 LED 광원은 146%의 결합된 상대 광속을 출력하여, 계속 켜져 있는 단일 LED 광원에 비해 46%의 효과적인 이득을 얻게 될 것이다.
이러한 기술은 녹색 광에 대해서도 적용될 수 있다. LED들의 청록 어레이(녹색보다 짧은 파장) 및 녹색 어레이로부터의 광이 광학계를 이용하여 결합되고, 프로젝션 디스플레이의 원색 광원으로서 사용될 수 있다. 이미지 프레임 기간 동안의 2개의 칼라의 듀티 사이클의 조정에 의한 2개의 칼라의 결합은 녹색 광만을 사용하는 경우보다 높은 상대 광속으로 이어진다. 청록 및 녹색 어레이들의 듀티 사이클들은 이미지 프레임의 칼라 내용에 기초하여 제어된다. DLP 프로젝터에서 3개의 마이크로 디스플레이(LCD) 또는 마이크로 미러를 제어할 때 디스플레이 프로세서에 의해 주 광원들의 칼라들의 혼합이 고려된다.
이러한 기술은 청색 광에 대해서도 적용될 수 있다. LED들의 청록 어레이(청색보다 짧은 파장) 및 청색 어레이로부터의 광이 광학계를 이용하여 결합되고, 프로젝션 디스플레이의 원색 광원으로서 사용될 수 있다. 이미지 프레임 기간 동안의 2개의 칼라의 듀티 사이클의 조정에 의한 2개의 칼라의 결합은 청색 광만을 사용하는 경우보다 높은 상대 광속으로 이어진다. 청록 및 청색 어레이들의 듀티 사이클들은 이미지 프레임의 칼라 내용에 기초하여 제어된다. DLP 프로젝터에서 3개의 마이크로 디스플레이(LCD) 또는 마이크로 미러를 제어할 때 디스플레이 프로세서에 의해 주 광원들의 칼라들의 혼합이 고려된다.
일 실시예에서, RGB 픽셀들에 대한 3개의 주 광원 각각은 2개의 상이한 칼라, 즉 적어도 30 nm만큼 분리된 칼라들의 주 파장들의 결합이다. 예를 들어, 원색들은 적색/황갈색(또는 황색), 녹색/녹색을 띤 청록색 및 청색/청색을 띤 청록색일 수 있다.
도 1은 전통적으로 적색인 주광이 대신에 2개의 LED 어레이로부터의 황갈색 및 적색 광의 가변 조합인 액정 마이크로 디스플레이들을 이용하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 시스템에 사용되는 단일 칼라의 LED들의 어레이의 정면도.
도 3은 LED들의 단일 어레이로부터의 광을 시준하기 위한 렌즈 대신에 또는 그와 함께 사용될 수 있는 시준 반사기를 나타내는 도면.
도 4는 이미지 프레임의 칼라 내용에 기초하여 적색 및 황갈색 어레이들의 상대 듀티 사이클들을 나타내는 도면.
도 5는 듀티 사이클 대 상대 광속을 나타내는 그래프.
도 6은 도 1과 유사하지만, 전통적으로 녹색인 주광이 대신에 2개의 LED 어레이로부터의 청록 및 녹색 광의 가변 조합인 프로젝션 시스템의 개략도.
도 7은 주 광원들 각각이 표시될 이미지들 내의 칼라들에 기초하여 듀티 사 이클들이 제어되는 2개의 상이한 칼라로부터의 광의 혼합인 DLP 프로젝션 시스템에 본 발명이 적용되는 것을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템에 의해 수행되는 다양한 단계들의 흐름도.
다양한 도면에서 유사하거나 동일한 요소들은 동일 번호로 표시된다.
본 발명은 AlInGaP(통상적으로 적색 내지 황색을 방출함) 또는 GaN(통상적으로 녹색 내지 자외선을 방출함)과 같은 임의의 재료 시스템의 LED들을 이용할 수 있다. LED는 형성될 LED의 타입에 따라서 사파이어, SiC 또는 GaAs 등의 시작 성장 기판 상에 형성된다. 일반적으로, n층이 형성된 후에 액티브 층이 이어진 후, p층이 이어진다. 이어서, n 및 p 층들에 접촉하기 위해 LED의 기판 상에 반사 금속 전극들이 형성된다. 다이오드가 순방향 바이어스될 때, 액티브 층은 액티브 층의 조성에 의해 결정되는 파장을 갖는 광을 방출한다. 이러한 LED들의 형성은 공지되어 있으며, 더 상세히 설명될 필요가 없다. 모든 가시 파장들의 LED들을 형성하고, 그러한 LED들을 서브마운트 상에 실장하고, PCB를 통해 LED들에 전력을 공급하는 것은 Steigerwald 등의 미국 특허 제6,828,596호 및 Bhat 등의 미국 특허 제6,876,008호에 설명되어 있으며, 이들 양 특허는 본 양수인에게 양도되었고 본 명세서에 참고로 포함되어 있다. 액티브 층으로부터 방출되는 광의 파장을 변환하기 위해 형광체를 사용하는 LED들도 사용될 수 있다.
도 1은 각각의 주광에 대해 개별 마이크로 디스플레이 액정 패널을 사용하는 일 타입의 프로젝션 시스템(10)의 개략적 표현이다. 시스템은 텔레비전, 컴퓨터용 프로젝터, 또는 임의의 다른 칼라 이미지 프로젝터일 수 있다. 디스플레이 스크린(도시되지 않음) 상의 각각의 RGB 픽셀 위치에서의 휘도를 제어하기 위한 종래의 이미지 신호들은 디스플레이 프로세서(12)에 공급된다. 본 개시와 관련하여, "적색 픽셀"이 황갈색 및 적색 광의 혼합을 표시할 수 있지만, 적색 픽셀, 녹색 픽셀, 청색 픽셀 및 RGB 픽셀이라는 용어들은 각각의 주 광원에 할당되는 픽셀 위치들을 지시하는 데 사용된다는 점에 유의한다. 임의의 단일 적색, 녹색 또는 청색 픽셀의 칼라는 주 광원을 형성하는 2개의 칼라의 조합일 수 있다. 디스플레이 프로세서(12)는 마이크로 디스플레이들(14, 15, 16)의 각각 내의 "셔터들"을 제어하여, 디스플레이 내의 적색 픽셀들, 녹색 픽셀들 및 청색 픽셀들을 각각 제어한다.
각각의 마이크로 디스플레이(14-16)는 본질적으로 상이한 원색의 이미지를 각각 출력하는 소형 투과형 LCD이다. 이미지들이 결합될 때, 풀 칼라 이미지가 스크린 상에 투영된다. 통상적으로, 각각의 마이크로 디스플레이를 형성하는 층들은 편광기들, 액정 층, 박막 트랜지스터 어레이 층, 및 접지면 층으로 이루어진다. 각각의 픽셀 위치의 박막 트랜지스터들을 선택적으로 활성화함으로써 각각의 픽셀 위치에 생성되는 전계들은 액정 층이 각각의 픽셀 위치에 입사하는 광의 편광을 변경하게 한다. 픽셀 위치에서의 편광의 양에 따라, 픽셀은 스크린에 입사하는 주광을 더 많거나 적게 통과시킬 것이다. LCD들은 공지되어 있으며, 더 설명될 필요가 없다.
도 1의 광원들은 청색 LED 어레이(20), 녹색 LED 어레이(21), 적색 LED 어레이(22) 및 황갈색 LED 어레이(23)이다. LED들은 서브마운트들 상에 실장되며, 이 서브마운트들은 LED들로부터 열을 낮추고, LED들 사이의 전기적 접속을 제공하며, LED들을 전원에 결합한다. 어레이 내의 LED들은 직렬 및 병렬의 조합으로 접속될 수 있다. 서브마운트는 상기 어레이에 대한 드라이버에 접속되는 단자들을 갖는다. 각각의 LED 어레이의 정면의 렌즈(26)는 광을 시준하여, 그의 관련된 마이크로 디스플레이의 배면을 균일하게 조명한다.
도 2는 서브마운트(28)에 실장된 LED들(27)의 단일 어레이의 평면도이다. 임의 수의 LED들(예를 들어, 6-24)이 존재할 수 있으며, 통상적인 치수들은 변(side)당 센티미터 정도이다. LED들은 균일한 발광 패턴을 생성하기 위해 근접 이격된다. 소형 프로젝션 시스템에서는, 각각의 원색에 대한 하나의 고전력 LED만이 존재할 수 있다.
도 3은 마이크로 디스플레이들에 대해 원하는 조명 형상을 생성하는 데 사용될 수 있는 알루미늄 등으로 형성되는 반사기(30)를 나타낸다. LED 어레이(27/28)로부터의 광은 반사기(30)에서 혼합되고 정형(shaping)되어, 마이크로 디스플레이의 형상과 전반적으로 매칭되는 직사각 패턴을 형성한다.
도 1을 다시 참조하면, 마이크로 디스플레이(14-16)에서 출사되는 변조된 광이 풀 칼라 이미지를 형성하도록 결합된다. 2색 미러(34)는 청색 광을 반사하지만, 모든 다른 파장들은 통과시킨다. 미러(34)는 변조된 청색 광을 집광 렌즈(36)를 향해 반사한다. 렌즈(36)로부터 출사되는 광은 스크린의 정면에 집속되거나(반반사(semi-reflective)), 스크린의 배면에 집속된다(반투명). 제2의 2색 미러(38)는 황갈색 및 적색 광을 반사하지만, 모든 다른 파장들은 통과시킨다. 미러(38)는 변조된 황갈색 및 적색 광을 집광 렌즈(36)를 향해 반사한다. 양 미러들(34, 38)은 변조된 녹색 광이 렌즈(36)로 통과하게 한다. 단일 적색 픽셀, 단일 녹색 픽셀 및 단일 청색 픽셀의 세트에 의해 스크린 상에 각각의 풀 칼라 이미지 RGB 픽셀이 형성된다. 개별 픽셀들은 시청 거리에서 사람의 눈에 인식되지 못하며, 결합된 광은 사실상 모든 칼라를 생성한다.
전통적인 적색 주광원은 황갈색 광원으로 보강된다. 황갈색 광 LED들(예를 들어, 590 nm)은 적색 광 LED들(예를 들어, 615-635 nm)보다 약 2-2.5배 능률적인데, 이는 동일 양의 광 전력(와트)에 대해 사람의 눈이 황갈색 광을 적색 광보다 약 2-2.5배 밝게 인식하기 때문이다. 즉, 황갈색 LED들의 루멘/와트 효율은 적색 LED들의 루멘/와트보다 약 2-2.5배 크다. 마이크로 디스플레이(14)는 황갈색 광 및 적색 광의 결합인 적색 픽셀 위치들에 대한 이미지를 생성하도록 제어된다. 일 실시예에서, 어레이 내의 황갈색 LED들의 수는 이미지에 필요한 황갈색의 최대 추정 광속에 기초하여 결정된다. 황갈색 어레이의 광속은 적색 어레이의 광속과 동일할 수 있지만, 훨씬 더 적은 LED들을 사용하여 그러한 광속을 달성함으로써 능률을 높일 수 있다.
황색 또는 오렌지색 어레이와 같이 녹색과 적색 사이의 임의 파장을 방출하는 LED들의 어레이가 황갈색 어레이 대신에 사용될 수 있으며, 주 광원으로서 적색 LED들의 어레이만을 사용하는 것에 비해 향상된 능률을 계속 달성할 수 있다. 황색 LED들의 어레이(예를 들어, 570-583 nm)는 황색 광을 생성하기 위해 청색 광에 의해 활성화되는 YAG 또는 BSSN 형광체를 사용할 수 있거나, 황색은 액티브 층에 의해 직접 생성될 수 있다.
황갈색 및 적색 광은 적색 광을 반사하지만 황갈색 광은 통과시키는 2색 미러(40)를 이용하여 단일 빔으로 결합된다. 황갈색 어레이를 개별 주광으로서 간주하는 것이 아니라 광을 결합함으로써, 다른 마이크로 디스플레이 및 이에 수반되는 광학계를 추가할 필요가 없어진다.
디스플레이 프로세서(12)는 이미지 프레임 내의 단일 이미지의 각각의 적색, 녹색 및 청색 픽셀에 대한 수백 가지의 휘도 상태들 중 하나를 (간접 또는 직접) 특정하는 디지털 이미지 신호들을 수신한다. 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 이미지 프레임당 하나씩 전달한다. 프로세서(12)는 실제로는 추가적인 프로세서들(12)을 포함하는 칩셋일 수 있다. 이미지 프레임에 필요한 RGB 픽셀 칼라들에 따라, 프로세서(12)는 이미지 프레임 기간 동안 필요한 적색 LED 어레이의 최소 휘도를 결정하며, 따라서 변조된 황갈색/적색 광이 변조된 녹색 및 청색 광과 혼합될 때, 이미지의 모든 칼라들이 확실히 생성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 내의 고휘도의 고도로 포화된 적색 칼라는 비교적 높은 휘도의 적색 어레이를 필요로 하는데, 이는 황갈색 광이 황갈색 광의 파장보다 긴 파장의 칼라들을 생성할 수 없기 때문이다. 프로세서는 적색보다 황갈색을 선호하도록 프로그래밍되며, 따라서 최소량의 순수 적색이 사용된다. 이어서, 프로세서는 이미지 프레임 기간 동안 황갈색 어레이 및 적색 어레이의 듀티 사이클을 제어하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 황갈색 및 적색 광의 계산된 혼합을 달성한다.
순수 적색이 아닌 주광을 보상하기 위해, 프로세서(12)는 3개의 마이크로 디스플레이(14-16)의 셔터들을 적절히 제어하며, 따라서 결과적인 이미지는 황갈색 및 적색 광의 결합을 원색으로 사용함에 의해 영향을 받지 않게 된다.
도 4에 도시된 예에서, 황갈색 어레이는 프레임 기간의 2/3 동안 활성화되며, 적색 어레이는 나머지 기간 동안 활성화된다. 단일 프레임 기간 동안에 어레이들에 대한 하나 또는 다수의 스위칭 사이클이 존재할 수 있다. 각각의 어레이에 대한 전류는 LED들의 특성들 및 원하는 휘도에 따라 상이할 수 있다.
하나의 프로세스에서, 프로세서(12)는 황갈색보다 붉은 "적색" 성분을 갖는 가장 밝은 픽셀을 식별한다. 이것은 적색 어레이의 최소 듀티 사이클을 결정하는 데 사용될 수 있는데, 이는 황갈색 어레이가 황갈색보다 붉은 픽셀을 생성하지 못하기 때문이다. 이어서, 간단한 프로그램 또는 펌웨어를 이용하여, 황갈색 및 적색 어레이들의 듀티 사이클을 제억하고, 마이크로 디스플레이들(14-16)을 제어하여, 결합된 주광을 보상한다.
처리를 더 간략화하기 위해, 소수의 픽셀들만이 진한 적색이고, 적색 어레이가 상당히 긴 시간 동안 켜지게 되는 경우, 그러한 픽셀들은 시청자가 차이를 인식하지 못한다는 것을 가정하여 그러한 소수의 픽셀들에 대해서만 적색 어레이의 듀티 사이클을 변경하지 않음으로써 덜 밝게 될 수 있다.
도 1은 디스플레이 프로세서(12)가 마이크로 디스플레이(14-16)는 물론, 어레이들(20-23)에 대한 LED 드라이버들(44)(전류원)도 제어하는 것을 도시한다. 일반적으로, 청색 및 녹색 어레이들에 대한 전류는 이미지 프레임 기간 동안 일정할 것이다.
텔레비전 상에 표시되는 이미지들의 대부분은 황갈색, 녹색 및 적색 성분들과, 단지 적은 퍼센트의 적색을 이용하여 생성될 수 있는 칼라들로 이루어진다. 높은 퍼센트의 적색은 고도로 포화된 적색 색조들을 위해 필요하며, 이는 매우 드물다. 따라서, 매우 능률적인 황갈색 어레이는 통상적으로 전체 이미지 프레임 동안 활성화될 것이며, 이에 수반되는 적색 어레이의 듀티 사이클의 감소는 프로젝션 시스템의 능률 증가로 이어질 것이다.
도 5는 어떻게 통상적인 광원의 평균 광속이 단순히, 계속 켜져 있을 때 듀티 사이클에 의해 배가되는 광원의 광속이 아닌지를 나타내는 그래프이다. 도 5의 그래프는 2개의 광원이 동일하게 능률적인 경우에도, 2개의 광원을 하나의 주 광원으로서 결합함으로써 어떻게 휘도가 증가하는지를 보여준다. 시간 순차 모드로 결합될 때, 2개의 칼라의 결합은 단순히 듀티 사이클에 의해 배가되는 총 휘도보다 높은 휘도를 생성한다. 예를 들어, 계속 켜져 있는 LED 광원이 100%의 광속을 출력하는 것으로 가정한다. 2개의 LED 광원 각각을 50%의 듀티 사이클로 교대로 활성화하는 경우, LED 광원들 각각에 대한 도 5에 도시된 결과적인 광속 출력은 그의 100% 광속 레벨의 약 73%이다. 따라서, 50%의 듀티 사이클로 각각 동작하는 2개의 LED 광원은 146%의 결합된 상대 광속을 출력하여, 계속 켜져 있는 단일 LED 광원에 비해 46%의 효과적인 이득을 얻게 될 것이다.
도 5의 그래프를 고려할 때, 도 6에 도시된 바와 같이, LED들의 녹색 어레이 및 LED들의 청색-녹색(또는 청록색) 어레이로부터의 결합된 주광을 제공함으로써 훨씬 더 높은 휘도가 달성될 수 있다. 도 6에서, LED들의 청록색 어레이(46)는 이미지 내의 칼라들에 기초하여 프레임 기간의 일부 동안 활성화된다. 2색 미러(48)는 청록 광을 반사하지만, 녹색 광을 통과시킨다. 녹색 및 청록 어레이들의 상대적 듀티 사이클들은 프로세서(12)에 의해 결정되며, 가장 녹색인 픽셀의 색조 및 그의 휘도에 기초할 수 있는데, 이는 청록색이 청록색보다 녹색인 칼라를 생성하는 데 사용되지 못하기 때문이다. 프로세스(12)는 적색 픽셀들에 대해 전술한 것과 동일한 기술들을 이용하여 듀티 사이클 및 마이크로 디스플레이들(14-16)을 제어한다.
다른 실시예에서는, 프로세서가 결합된 황갈색/적색 광 또는 청록/녹색 광에 기초하여 마이크로 디스플레이들을 제어하는 대신에, 마이크로 디스플레이들은 황갈색 및 적색 어레이들 또는 청록 및 녹색 어레이들의 듀티 사이클의 제어와 동시에 빠르게 제어될 수 있다. 이 프로세스는 전체 이미지 프레임 동안에 주광을 황갈색과 적색 또는 청록색과 녹색의 결합으로서 간주하는 것보다 복잡하다.
녹색 또는 청록색 LED들은 액티브 층의 재료가 녹색 또는 청록색 광을 직접 생성하도록 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 녹색 또는 청록색 LED들은 형광체로 코팅되거나, 또는 청색 또는 UV 광에 의해 활성화될 때 녹색 또는 청록색 광을 방출하는, 형광체 판을 이용하는, 청색 또는 UV LED들로 형성된다. 형광체 층은 녹색 또는 청록색 광을 생성하기 위해 청색 광의 일부가 형광체를 통해 누설되게 할 수 있다.
또한, 도 5의 그래프를 고려할 때, LED들의 청색 어레이 및 LED들의 청색-녹색(또는 청록색) 어레이로부터의 결합된 주광을 제공함으로써 훨씬 더 높은 휘도를 달성할 수 있다. 녹색 주광 및 청색 주광 양자가 2개의 광원의 결합인 경우, 녹색 어레이는 녹색을 띤 청록색 어레이와 결합될 것이며, 청색 어레이는 청색을 띤 청록색 어레이와 결합될 것이다. 청색 원색의 광을 결합하는 것은 전술한 적색 및 녹색 원색들의 조작(예를 들어, 2색 미러의 사용, 듀티 사이클들의 조정 등)과 유사할 것이다.
일 실시예에서, 도 1 및 6의 렌즈들(26)은 LED들로부터 분리되며, 따라서 에어 갭이 존재하게 된다. 이것은 LED들의 냉각 및 더 많은 광의 집광 렌즈(36)로의 결합에 유용할 수 있다. 또한, 렌즈들은 기존 프로젝션 시스템의 일부를 형성할 수 있으며, 프로젝션 시스템을 3 칼라 시스템에서 4 또는 5 칼라 시스템으로 변경하기 위해 시스템 내의 최소량의 하드웨어만을 변경하는 것이 바람직하다. 또한, LED들은 많은 열을 생성하므로, 렌즈들을 유리로 형성하는 것이 바람직할 수 있으나, 유리는 LED들을 보호하는 데에는 좋은 재료가 아니다.
본 발명의 개념들은 임의 타입의 프로젝션 시스템에 적용될 수 있다. 도 7은 텍사스 인스트루먼트로부터의 DLP 마이크로 미러 어레이(50) 및 칩셋을 이용하는 DLP 프로젝션 시스템을 나타낸다. 이용 가능한 DLP 기술 문헌이 본 명세서에 참고로 포함되어 있다. 어레이(50) 내의 일백만 개 이상의 힌지식(hinged) 미러의 각도들을 제어하기 위해 디지털 이미지 신호들이 디스플레이 프로세서(52)에 의해 처리된다. 이미지 프레임은 이미지의 각각의 원색 성분에 대해 하나씩, 3개의 기간으로 분할된다. 각각의 기간 동안, 하나의 원색 광원만이 활성화된다. 다른 실시예에서는, 광원들에 대한 셔터들이 사용된다. 렌즈(56)는 조명 원색 광을 시준하여 이를 마이크로 미러들에 인가한다. 각각의 마이크로 미러는 이미지 내의 단일 RGB 픽셀에 대응한다. 미러의 하나의 각도는 디스플레이 스크린 상의 해당 픽셀 위치로의 광을 효과적으로 차단하는 반면, 또 하나의 각도는 그 픽셀 위치로의 광을 완전히 반사한다. 각도들을 소정의 듀티 사이클들로 빠르게 스위칭함으로써, 해당 원색의 총 휘도의 소정 비율이 픽셀에 인가된다. 3개의 기간 후에, 결합된 RGB 이미지들은 풀 칼라 이미지를 형성한다. 미러들 및 원색 광원들의 빠른 스위칭은 시청자에 의해 인식되지 못한다.
도 7에서, 원색 광원들은 1) 광이 단일 원색 광으로 결합되는 LED들의 청색 어레이 및 LED들의 청색을 띤 청록색 어레이(58); 2) 광이 단일 원색 광으로 결합되는 LED들의 녹색 어레이 및 LED들의 녹색을 띤 청록색 어레이(60); 및 3) 광이 단일 원색 광으로 결합되는 LED들의 적색 어레이 및 LED들의 황갈색(또는 황색) 어레이(62)이다. 각각의 어레이는 도 2에 도시된 것과 유사할 수 있으며, 대신에 하나의 LED일 수도 있다.
도 7의 LED 어레이들의 제어는 도 1 및 6의 어레이들의 제어와 유사하다. 프로세서(52)는 이미지 내의 더 붉은 픽셀들을 식별하고, 드라이버들(64)에 의해 적색 및 황갈색 어레이들의 듀티 사이클을 조정하여 능률을 최대화한다. 이어서, 프로세서(52)는 마이크로 미러들의 듀티 사이클들을 적절히 변경함으로써 황갈색 및 적색 광의 혼합을 보상한다.
마찬가지로, 프로세서(52)는 이미지 내의 더 푸른 픽셀들을 식별하고, 드라이버들(64)에 의해 녹색 및 녹색-청록색 어레이들의 듀티 사이클을 조정하여 능률을 최대화한다. 이어서, 프로세서(52)는 마이크로 미러들의 듀티 사이클들을 적절히 변경함으로써 녹색 및 녹색-청록색 광의 혼합을 보상한다.
마찬가지로, 프로세서(52)는 이미지 내의 더 파란 픽셀들을 식별하고, 드라이버들(64)에 의해 청색 및 청색-청록색 어레이들의 듀티 사이클을 조정하여 능률을 최대화한다. 이어서, 프로세서(52)는 마이크로 미러들의 듀티 사이클들을 적절히 변경함으로써 청색 및 청색-청록색 광의 혼합을 보상한다.
일 실시예에서, 각각의 상이한 칼라의 LED가 개별 어레이 내에 있는 대신에, 2개의 상이한 칼라의 LED가 서브마운트 상의 단일 어레이 내에 산재하며, 하나의 칼라의 LED들이 다른 칼라의 LED들과 별개로 제어될 수 있다. 상이한 칼라의 LED들의 산재는 광의 혼합을 제공한다. 이러한 방식으로, 결합 광학계가 필요 없게 되며, 광원은 더 작고, 기존 프로젝션 시스템 설계들에 더 쉽게 적응될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 시스템에 의해 수행되는 다양한 단계를 요약한 흐름도이다. 프로세스는 각각의 주 광원에 대한 마이크로 디스플레이를 이용하거나 DLP를 이용하는 시스템들에 적용된다.
단계 70에서, 디스플레이 스크린 상에 적색, 녹색 및 청색 픽셀 위치들을 이용하여 풀 칼라 이미지를 구성하기 위한 정보를 포함하는 종래의 이미지 신호들이 프로세서에 인가된다.
단계 71에서, LED들의 황갈색 어레이 및 LED들의 적색 어레이로부터의 광이 디스플레이 내의 적색 픽셀 위치들에 대한 단일 주광 빔으로 결합된다. 주 광원의 능률을 최대화하기 위한 광의 최적 혼합은 표시될 이미지 칼라들에 기초한다. 황갈색 및 적색 LED들의 듀티 사이클들은 원하는 혼합을 제공하도록 제어된다.
단계 72에서, LED들의 녹색을 띤 청록 어레이 및 LED들의 녹색 어레이로부터의 광이 디스플레이 내의 녹색 픽셀 위치들에 대한 단일 주광 빔으로 결합된다. 주 광원의 능률을 최대화하기 위한 광의 최적 혼합은 표시될 이미지 칼라들에 기초한다. 녹색을 띤 청록색 및 녹색 LED들의 듀티 사이클들은 원하는 혼합을 제공하도록 제어된다.
단계 73에서, LED들의 청색을 띤 청록 어레이 및 LED들의 청색 어레이로부터의 광이 디스플레이 내의 청색 픽셀 위치들에 대한 단일 주광 빔으로 결합된다. 주 광원의 능률을 최대화하기 위한 광의 최적 혼합은 표시될 이미지 칼라들에 기초한다. 청색을 띤 청록색 및 청색 LED들의 듀티 사이클들은 원하는 혼합을 제공하도록 제어된다.
단계 74에서, 광 변조기(예를 들어, 마이크로 미러들 또는 마이크로 디스플레이)는 디스플레이 내의 각각의 적색 픽셀 위치에 대한 결합된 황갈색/적색 광을 변조하여 이미지를 생성한다. 변조는 황갈색 및 적색 LED들의 특정 듀티 사이클들에 대해 그리고 다른 주 광원들의 특정 듀티 사이클들에 대해 조정된다.
단계 75에서, 광 변조기는 디스플레이 내의 각각의 녹색 픽셀 위치에 대한 결합된 녹색-청록색/녹색 광을 변조하여 이미지를 생성한다. 변조는 녹색-청록색 및 녹색 LED들의 특정 듀티 사이클들에 대해 그리고 다른 주 광원들의 특정 듀티 사이클들에 대해 조정된다.
단계 76에서, 광 변조기는 디스플레이 내의 각각의 청색 픽셀 위치에 대한 결합된 청색-청록색/청색 광을 변조하여 이미지를 생성한다. 변조는 청색-청록색 및 청색 LED들의 특정 듀티 사이클들에 대해 그리고 다른 주 광원들의 특정 듀티 사이클들에 대해 조정된다.
단계 77에서, 3개의 주 광원들로부터의 변조된 광은 풀 칼라 이미지를 생성하도록 결합된다. DLP 시스템에서는, 광이 마이크로 미러들의 단일 어레이에 의해 변조됨으로써 이미 결합되어 있으므로, 추가적인 결합 광학계를 필요로 하지 않는다.
일 실시예에서, RGB 픽셀들에 대한 3개의 주 광원 각각은 2개의 상이한 칼라, 즉 적어도 30 nm 만큼 분리된 칼라들의 주 파장들의 결합이다. 본 개시와 관련하여, 특정 칼라의 LED는 그 특정 칼라를 직접 방출하거나 활성화된 형광체를 이용하여 그 특정 칼라를 방출하는 LED이다.
본 발명을 상세히 설명하였지만, 이 분야의 기술자들은, 본 개시가 주어질 때, 여기에 설명되는 사상 및 발명 개념들로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 변경들이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 도시되고 설명된 특정 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

Claims (28)

  1. 풀 칼라 이미지를 표시하기 위한 프로젝션 시스템(10)으로서,
    제1 주 광원(primary light source)(22, 23), 제2 주 광원(21, 46) 및 제3 주 광원(20)으로부터의 광을 변조하여, 디스플레이 내의 픽셀 위치들에 변조된 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16) - 상기 제1 주 광원은 적어도 하나의 적색 발광 다이오드(LED)(22) 및 적색보다 짧고 녹색보다 긴 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 적색(non-red) LED(23)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 적색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합되며, 상기 제2 주 광원은 적어도 하나의 녹색 LED(21)를 포함하고, 상기 제3 주 광원은 적어도 하나의 청색 LED(20)를 포함함 -;
    상기 적어도 하나의 적색 LED, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED, 상기 적어도 하나의 녹색 LED 및 상기 적어도 하나의 청색 LED를 활성화하기 위한 적어도 하나의 드라이버(44);
    이미지 신호들을 수신하고, 그에 응답하여 상기 적어도 하나의 광 변조기를 제어하여 투영 이미지를 생성하고, 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여 상기 적어도 하나의 적색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제1 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합(light mixture)을 변경하도록 적응되는 적어도 하나의 프로세서(12)
    를 포함하고,
    상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 프로젝션 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 적어도 하나의 황갈색 LED를 포함하는 프로젝션 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(62)는 적어도 하나의 황색 LED를 포함하는 프로젝션 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 드라이버(44)를 제어하여, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)의 듀티 사이클들을 변경하는 프로젝션 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 정의하고, 각각의 이미지는 이미지 프레임 내에서 전송되며, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버(44)를 제어하여, 단일 이미지 프레임 내의 이미지에 기초하여 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)의 듀티 사이클들을 변경하는 프로젝션 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 정의하고, 각각의 이미지는 이미지 프레임 내에서 전송되며, 상기 적어도 하나의 프로세 서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)의 듀티 사이클들을 변경하며, 상기 적어도 하나의 적색 LED의 듀티 사이클 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED의 듀티 사이클은 단일 이미지 프레임에 대해 총계 약 100%가 되는 프로젝션 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16)를 제어하여, 상기 제2 주 광원(21) 및 상기 제3 주 광원(20)의 변조를 변경함으로써, 상기 주 광원(22, 23)으로부터 방출되는 광 혼합의 변화들을 보상하는 프로젝션 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16)는 상기 제1 주 광원, 상기 제2 주 광원 및 상기 제3 주 광원에 대한 개별 광 변조기를 포함하는 프로젝션 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16)는 제어 가능한 픽셀 위치들을 갖는 액정 패널을 포함하는 프로젝션 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16)는 제어 가능한 마이크로 미러들(50)의 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 주 광원은 적어도 하나의 녹색 발광 다이오드(LED)(21) 및 녹색보다 짧고 청색보다 긴 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 녹색 LED(46)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 녹색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합되며, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버(44)를 제어하여 상기 적어도 하나의 녹색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제2 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합을 변경하도록 적응되고, 상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 프로젝션 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제3 주 광원은 적어도 하나의 청색 발광 다이오드(LED)(20) 및 청색보다 길고 녹색보다 짧은 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 청색 LED(56)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 청색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합되며, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버(44)를 제어하여 상기 적어도 하나의 청색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제3 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합을 변경하도록 적응되고, 상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 프로젝션 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적색 LED는 적색 LED들(22)의 어레이를 포함하고, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 비 적색 LED들의 개별 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 산재된 적색 및 비 적색 LED들의 단일 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  15. 풀 칼라 이미지를 표시하기 위한 프로젝션 시스템(10)을 동작시키는 방법으로서,
    적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16)에 의해, 제1 주 광원(22, 23), 제2 주 광원(21, 46) 및 제3 주 광원(20)으로부터의 광을 변조하여, 디스플레이 내의 픽셀 위치들에 변조된 광을 제공하는 단계 - 상기 제1 주 광원은 적어도 하나의 적색 발광 다이오드(LED)(22) 및 적색보다 짧고 녹색보다 긴 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 적색 LED(23)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 적색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합되며, 상기 제2 주 광원은 적어도 하나의 녹색 LED(21)를 포함하고, 상기 제3 주 광원은 적어도 하나의 청색 LED(20)를 포함함 -;
    적어도 하나의 드라이버(44)에 의해, 상기 적어도 하나의 적색 LED, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED, 상기 적어도 하나의 녹색 LED 및 상기 적어도 하나의 청색 LED를 활성화하는 단계;
    이미지 신호들을 수신하고, 그에 응답하여 상기 적어도 하나의 광 변조기를 제어하여 투영 이미지를 생성하고, 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여 상기 적어도 하나의 적색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제1 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합을 변경하는 단계
    를 포함하고,
    상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 정의하고, 각각의 이미지는 이미지 프레임 내에서 전송되며, 상기 적어도 하나의 드라이버(44)의 제어는 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)의 듀티 사이클들을 변경하는 것을 포함하며, 상기 적어도 하나의 적색 LED의 듀티 사이클 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED의 듀티 사이클은 단일 이미지 프레임에 대해 총계 약 100%가 되는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 적어도 하나의 황갈색 LED를 포함하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(62)는 적어도 하나의 황색 LED를 포함하는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22)는 적색 LED들의 어레이를 포함하고, 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 비 적색 LED들의 개별 어레이를 포함하는 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 적색 LED(22) 및 상기 적어도 하나의 비 적색 LED(23)는 산재된 적색 및 비 적색 LED들의 단일 어레이를 포함하는 방법.
  21. 풀 칼라 이미지를 표시하기 위한 프로젝션 시스템(10)으로서,
    제1 주 광원(22, 23), 제2 주 광원(21) 및 제3 주 광원(20)으로부터의 광을 변조하여, 디스플레이 내의 픽셀 위치들에 변조된 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16) - 상기 제1 주 광원은 적어도 하나의 적색 발광 다이오드(LED)(22)를 포함하고, 상기 제2 주 광원은 적어도 하나의 녹색 LED(21) 및 녹색보다 짧고 청색보다 긴 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 녹색 LED(46)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 녹색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합되며, 상기 제3 주 광원은 적어도 하나의 청색 LED(20)를 포함함 -;
    상기 적어도 하나의 적색 LED, 상기 적어도 하나의 녹색 LED, 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED 및 상기 적어도 하나의 청색 LED를 활성화하기 위한 적어도 하나의 드라이버(44);
    이미지 신호들을 수신하고, 그에 응답하여 상기 적어도 하나의 광 변조기를 제어하여 투영 이미지를 생성하고, 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여 상기 적어도 하나의 녹색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제2 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합을 변경하도록 적응되는 적어도 하나의 프로세서(12)
    를 포함하고,
    상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 프로젝션 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 정의하고, 각각의 이미지는 이미지 프레임 내에서 전송되며, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여, 상기 적어도 하나의 녹색 LED(21) 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED(46)의 듀티 사이클들을 변경하며, 상기 적어도 하나의 녹색 LED의 듀티 사이클 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED의 듀티 사이클은 단일 이미지 프레임에 대해 총계 약 100%가 되는 프로젝션 시스템.
  23. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 녹색 LED(21)는 녹색 LED들의 어레이를 포함하고, 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED(46)는 비 녹색 LED들의 개별 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 녹색 LED(21) 및 상기 적어도 하나의 비 녹색 LED(46)는 산재된 녹색 및 비 녹색 LED들의 단일 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  25. 풀 칼라 이미지를 표시하기 위한 프로젝션 시스템(10)으로서,
    제1 주 광원(22, 23), 제2 주 광원(21, 46) 및 제3 주 광원(20)으로부터의 광을 변조하여, 디스플레이 내의 픽셀 위치들에 변조된 광을 제공하기 위한 적어도 하나의 광 변조기(14, 15, 16) - 상기 제1 주 광원은 적어도 하나의 적색 발광 다이오드(LED)(22)를 포함하고, 상기 제2 주 광원은 적어도 하나의 녹색 LED(21)를 포함하고, 상기 제3 주 광원은 적어도 하나의 청색 LED(20) 및 녹색보다 짧고 청색보다 긴 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 비 청색 LED(58)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 청색 LED로부터의 광 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED로부터의 광은 단일 빔으로 결합됨 -;
    상기 적어도 하나의 적색 LED, 상기 적어도 하나의 녹색 LED, 상기 적어도 하나의 비 청색 LED 및 상기 적어도 하나의 청색 LED를 활성화하기 위한 적어도 하나의 드라이버(64);
    이미지 신호들을 수신하고, 그에 응답하여 상기 적어도 하나의 광 변조기를 제어하여 투영 이미지를 생성하고, 상기 적어도 하나의 드라이버를 제어하여 상기 적어도 하나의 청색 LED 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED의 상대적인 휘도 레벨들을 소정 기간 동안 변경하여 상기 제3 주 광원으로부터 방출되는 광 혼합을 변경하도록 적응되는 적어도 하나의 프로세서(12)
    를 포함하고,
    상기 혼합은 표시될 특정 이미지 내의 칼라들에 기초하는 프로젝션 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 이미지 신호들은 일련의 정지 이미지들을 정의하고, 각각의 이미지는 이미지 프레임 내에서 전송되며, 상기 적어도 하나의 프로세서(12)는 상기 적어도 하나의 드라이버(64)를 제어하여, 상기 적어도 하나의 청색 LED(20) 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED(58)의 듀티 사이클들을 변경하며, 상기 적어도 하나의 청색 LED의 듀티 사이클 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED의 듀티 사이클은 단일 이미지 프레임에 대해 총계 약 100%가 되는 프로젝션 시스템.
  27. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 청색 LED(20)는 청색 LED들의 어레이를 포함하고, 상기 적어도 하나의 비 청색 LED(58)는 비 청색 LED들의 개별 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
  28. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 청색 LED(20) 및 상기 적어도 하나의 비 청색 LED(58)는 산재된 청색 및 비 청색 LED들의 단일 어레이를 포함하는 프로젝션 시스템.
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