KR20120012877A - Ｌｅｄ 광원의 구동 장치 - Google Patents

Ｌｅｄ 광원의 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120012877A
KR20120012877A KR1020100074931A KR20100074931A KR20120012877A KR 20120012877 A KR20120012877 A KR 20120012877A KR 1020100074931 A KR1020100074931 A KR 1020100074931A KR 20100074931 A KR20100074931 A KR 20100074931A KR 20120012877 A KR20120012877 A KR 20120012877A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
led
light
pwm signal
green
red
Prior art date
Application number
KR1020100074931A
Other languages
English (en)
Inventor
지용석
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100074931A priority Critical patent/KR20120012877A/ko
Publication of KR20120012877A publication Critical patent/KR20120012877A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 적색, 녹색, 청색 LED로 이루어진 LED 광원 모듈, 상기 LED 광원 모듈에 구동 전류를 공급하는 LED 구동부 및 상기 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역, 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역 중 적어도 2개 이상의 시간 영역의 일부 영역이 중첩하여 소정의 합성광을 생성하도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하여 상기 LED 구동부로 출력하는 제어부를 포함하는 LED 광원의 구동 장치에 관한 것이다.

Description

ＬＥＤ 광원의 구동 장치{Apparatus for Controlling LED Light Source}
본 발명은 LED 광원의 구동 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적색, 녹색, 청색 LED의 온(ON)되는 시간을 중첩하여 합성광을 생성할 수 있도록 PWM 신호의 듀티비를 제어함으로써 LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있는 LED 광원의 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 프로젝션 시스템은 디스플레이소자에 의해 구현된 영상을 스크린으로 확대 투사하여 대형 이미지를 제공하는 것이다. 이러한 프로젝션 시스템은 빛을 발광하는 광원과, 광원으로부터 발광된 빛을 집속하는 조명계와, 조명계로부터 제공된 빛으로 영상을 구현하는 디스플레이소자와, 디스플레이소자에서 구현된 빛을 스크린에 투사하는 투영렌즈계를 포함하는 광학계에 의하여 화상이 스크린에 구현된다. 예컨대, 상기 프로젝션 시스템의 광원으로서 LED가 사용될 수 있으며, 광원에서 조사된 빛은 다이크로익 필터(dichoroic filter)를 통해 렌즈로 집광된다. 그리고, 집광된 빛은 라이트 터널을 지나 반사미러에서 반사되어 DMD와 같은 마이크로 디스플레이 소자에 도착한다. 상기 마이크로 디스플레이 소자에 도착한 빛은 결상된 이미지와 함께 프로젝션 렌즈를 통해 스크린에 투영되는 것이다.
프로젝션 시스템의 광원으로서 사용되는 LED는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 의해 구동될 수 있다. LED 광원은 광의 3원색인 적색, 녹색, 청색 LED를 이용하여 백색광을 생성하게 된다. 그런데, LED는 자기 발열에 의해 출력 저하를 일으키기 때문에, 고휘도를 얻기 위하여 온(ON)되는 시간을 길게 하면 발광 효율이 저하되고, 나아가서는 LED의 수명에도 영향을 미친다. 이에 따라, LED를 구동하는 PWM 신호의 한 주기 내에서 시간 영역을 분할하여 적색, 녹색, 청색 LED를 온(ON)시키는 방법이 이용되고 있다. 예를 들어, PWM 신호의 한 주기를 100%라고 한다면, 적색, 녹색, 청색 LED가 온(ON)되는 시간 영역을 각각 40%, 40%, 20%로 분할하여 순차적으로 점등하도록 각 LED를 구동하는 PWM 신호의 듀티비를 제어하게 된다. 각 LED는 오프(OFF)되는 시간 영역에서 방열할 수 있으므로, LED 광원의 온도를 낮출 수 있다. 이 경우, 상기 LED 광원에서 발광하는 광의 색상이 시간 영역마다 다르게 형성되지만, 사람의 시각은 광 휘도 레벨에 따라서 광 자극이 얼마동안 지속되며, 이른바 잔상을 유지하므로, LED가 점멸하는 주파수(예를 들어, 60Hz)에 대하여 색상 변화를 감지하지 못하며, 백색의 광원이 연속하여 온(ON)되는 것으로 인식하게 된다.
한편, 대형 스크린을 구비한 프로젝션 시스템에서는 광원이 제공하는 빛의 밝기가 매우 밝아야 한다. 그런데, 광원의 휘도를 향상시키기 위하여 LED를 계속하여 온(ON)시키는 것은 발열에 의한 휘도 저하, 전력 소비의 증가 등의 문제가 발생하므로 현실적으로 불가능하다. 또한, 상기와 같이 PWM 신호의 한 주기를 분할하여 적색, 녹색, 청색 LED를 순차적으로 온(ON)시키는 경우는 적색, 녹색, 청색 LED를 PWM 신호의 한 주기 동안 계속하여 온(ON)시키는 경우와 비교하여 광원의 휘도 레벨이 낮게 형성되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 적색, 녹색, 청색 LED의 온(ON)되는 시간을 중첩하여 합성광을 생성할 수 있도록 PWM 신호의 듀티비를 제어함으로써 LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있는 LED 광원의 구동 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 일실시예인 LED 광원의 구동 장치는 복수의 적색, 녹색, 청색 LED로 이루어진 LED 광원 모듈, 상기 LED 광원 모듈에 구동 전류를 공급하는 LED 구동부 및 상기 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역, 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역 중 적어도 2개 이상의 시간 영역의 일부 영역이 중첩하여 소정의 합성광을 생성하도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하여 상기 LED 구동부로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광은 황색, 시안, 마젠타, 백색 중 하나이고, 상기 합성광은 상기 PWM 신호의 한 주기 내에 적어도 하나 이상 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 PWM 신호의 주기에 대한 상기 중첩되는 시간 영역의 총합의 비율인 중첩 비율이 증가하면 상기 LED 광원 모듈의 휘도가 증가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 황색인 경우에 중첩 비율은 5%이상, 40%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 황색 및 시안인 경우에 중첩 비율은 5%이상, 40%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 황색, 시안 및 마젠타인 경우에 중첩 비율은 15%이상, 35%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 백색인 경우에 중첩 비율은 15%이상, 40%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 황색 및 백색인 경우에 중첩 비율은 20%이상, 40%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 소정의 합성광이 황색, 시안 및 백색인 경우에 중첩 비율은 25%이상, 40%이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 제어부는 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 상기 PWM 신호의 한 주기 내에서 각각 한 번 온/오프되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 제어부는 상기 적색, 녹색, 청색 LED 중 적어도 하나가 상기 PWM 신호의 한 주기 내에서 두 번 이상 온/오프되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨(Average Picture Level)을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 APL 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 일실시예의 일태양에 의하면 상기 제어부는 상기 APL 측정부로부터 입력되는 평균 휘도 레벨에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비 또는 전류 값 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 적색, 녹색, 청색 LED의 온(ON)되는 시간을 중첩하여 소정의 합성광을 생성함으로써 LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 합성광을 생성할 때, 적색, 녹색, 청색 LED가 한 주기당 온/오프되는 횟수를 달리하여 적색광, 녹색광, 청색광 및 합성광의 발광 순서를 변경함으로써 색선형성 또는 휘도를 선택적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 PWM 신호의 듀티비 또는 전류값을 변경하거나, 듀티비 및 전류값을 동시에 변경시킴으로써 LED 광원의 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 광원의 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 적색, 녹색, 청색 LED로부터 합성광을 생성할 수 있는 PWM 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
도 3은 적색, 녹색, 청색 LED의 중첩 비율에 따른 LED 광원의 휘도 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 적색, 녹색, 청색 및 합성광의 발광 순서를 나타낸 도면이다.
도 5는 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 듀티비 및 전류값을 변경시키는 PWM 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 광원의 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 LED 광원의 구동 장치는 제어부(110), LED 구동부(120), LED 광원 모듈(130), APL 측정부(140)를 포함한다.
LED 광원 모듈(130)은 복수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B) LED를 포함한다. 복수의 적색, 녹색, 청색 LED를 포함할 수 있다. 상기 LED는 공급되는 전류에 비례하는 휘도로 발광하며, 상기 복수의 LED는 광의 3원색(primary color)인 적색광, 녹색광, 청색광을 발광한다.
LED 구동부(120)는 상기 제어부(110)로부터 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 입력받고, 상기 PWM 신호에 따라 LED 광원 모듈(130)을 구동하게 된다.
APL 측정부(140)는 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨(Average Picture Level: APL)을 측정하여 상기 제어부(110)로 전송한다. 상기 제어부(110)는 입력 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비 및 전류값을 조절할 수 있다.
제어부(110)는 상기 LED 광원 모듈(130)에 포함된 적색, 녹색, 청색 LED가 온(ON)되는 시간 영역이 서로 중첩되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어한다. 여기서, 듀티비는 PWM 신호의 한 주기에 해당하는 시간 영역에 대한 LED의 온(ON)되는 시간 영역의 비율로서, 0% 부터 100% 사이의 값이 되며, 듀티비가 100%라 함은 LED가 계속하여 온(ON)되어 있는 상태를 의미한다. 상기 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역, 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이라고 한다면, 상기 3개의 시간 영역 중 적어도 2개 이상의 시간 영역이 중첩되도록 제어하는데, 상기 중첩되는 시간 영역은 상기 각 LED가 온(ON)되는 시간 영역의 일부분이어야 한다. 상기 LED가 온(ON)되는 시간 영역이 중첩된다는 것은 상기 적색, 녹색, 청색 LED 중 적어도 2개 이상의 LED가 상기 중첩되는 시간 영역에서 동시에 온(ON)되는 것을 의미한다.
상기 적색, 녹색, 청색 LED가 온(ON)되는 시간 영역이 중첩되면 합성광(secondary color)이 생성된다. 제1 시간 영역과 제2 시간 영역이 중첩되면 황색(yellow)의 합성광이 생성되고, 제2 시간 영역과 제3 시간 영역이 중첩되면 시안(cian)색의 합성광이 생성되며, 제3 시간 영역과 제1 시간 영역이 중첩되면 마젠타(magenta)색의 합성광이 생성된다. 제1 시간 영역, 제2 시간 영역 및 제3 시간 영역이 중첩되면 백색(white)의 합성광이 생성된다. 상기 제어부(110)는 PWM 신호의 한 주기 내에서 상기 합성광이 적어도 한 개 이상 생성될 수 있도록 PWM 신호의 듀티비를 제어할 수 있다. 즉, 상기 PWM 신호의 한 주기 내에는 다수 개의 합성광이 생성될 수 있으며, 이와 같이 광의 3원색으로부터 생성되는 합성광의 종류를 다양화함으로써 상기 LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있는 합성광의 조합도 다양화될 수 있다.
상기 합성광의 종류 및 중첩되는 시간 영역의 비율에 대하여는 도 2에서 자세히 설명하도록 한다. 또한, 상기 적색광, 녹색광, 청색광 및 합성광의 발광 순서는 여러 가지 조합이 있을 수 있으며, 이에 따라 상기 PWM 신호의 한 주기 내에서 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 온되는 시간 영역이 연속 또는 불연속일 수 있는데, 이에 대하여는 도 4에서 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 적색, 녹색, 청색 LED로부터 합성광을 생성할 수 있는 PWM 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
상기 제어부(110)는 광의 3원색(primary color)인 적색(R), 녹색(G), 청색(B) LED의 온(ON)되는 시간 영역을 제어하여 합성광(secondary color)을 생성할 수 있도록 PWM 신호의 듀티비를 제어할 수 있다. 적색(R) LED가 온(ON)되는 시간 영역을 제1 시간 영역이라 하고, 녹색(G) LED가 온(ON)되는 시간 영역을 제2 시간 영역이라 하며, 청색(B) LED가 온(ON)되는 시간 영역을 제3 시간 영역이라 한다. 여기서, 상기 적색, 녹색, 청색 LED는 상기 PWM 신호의 각 주기를 분할하여 순차적으로 온(ON)된다. 즉, 상기 제어부(110)는 상기 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 상기 적색, 녹색, 청색 LED 중 하나 이상이 온(ON)되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어한다.
상기 합성광은 적색광과 녹색광이 중첩되어 생성되는 황색(Y)광, 녹색광과 청색광이 중첩되어 생성되는 시안색(C)광, 청색광과 적색광이 중첩되어 생성되는 마젠타색(M)광, 적색광, 녹색광 및 청색광이 중첩되어 생성되는 백색(W)광 중 하나가 된다. 상기의 합성광은 PWM 신호의 한 주기 내에 한 개가 형성될 수 있고, 두 개 이상의 합성광이 순차적으로 형성될 수 있다.
즉, 도 2를 참조하면, PWM 신호의 한 주기인 T0 내에서 시간 영역을 분할하여 적색, 녹색, 청색 LED가 순차적으로 온(ON)됨을 알 수 있으며, 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 온(ON)되는 시간 영역의 총합은 PWM 신호의 한 주기인 T0와 같다. 이때, 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 각각 온(ON)되는 시간 영역인 제1 시간 영역, 제2 시간 영역, 제3 시간 영역이 중첩되어 있음을 알 수 있다. 즉, 제1 시간 영역과 제2 시간 영역이 중첩되는 시간 영역(t1)에서 황색(Y), 제2 시간 영역과 제3 시간 영역이 중첩되는 시간 영역(t2)에서 시안(C), 제3 시간 영역과 제1 시간 영역이 중첩되는 시간 영역(t3)에서 마젠타(M)의 합성광이 생성된다. 이 경우는 PWM 신호의 한 주기인 T0 내에서 세 개의 합성광이 생성된 경우로, 발광하는 광의 색상을 순서대로 나열하면 적-황-녹-시안-청-마젠타(RYGCBM)의 순서가 된다. 이 경우, 발광하는 광의 색상이 시간 영역마다 다르게 형성되지만, 사람의 시각은 광 휘도 레벨에 따라서 광 자극이 얼마동안 지속되며, 이른바 잔상을 유지하므로, LED가 점멸하는 주파수(예를 들어, 60Hz)에 대하여 색상 변화를 감지하지 못하며, 백색의 광원으로 인식하게 된다.
한편, PWM 신호의 한 주기인 T0 내에서 형성되는 합성광의 색상은 적어도 한 개 이상이 되는데, 이는 중첩되어 온(ON)되는 LED의 색상 및 개수에 따라 결정된다. 상기 적색, 녹색, 청색 LED로부터 PWM 신호의 한 주기인 T0 내에 생성될 수 있는 합성광의 조합은 황색(Y), 시안(C), 마젠타(M), 황-시안(YC), 시안-마젠타(CM), 황-마젠타(YM), 황-시안-마젠타(YCM), 백색(W), 황-백(YW), 시안-백(CW), 마젠타-백(MW), 황-시안-백(YCW), 시안-마젠타-백(CMW), 황-마젠타-백(YCW), 황-시안-마젠타-백(YCMW)의 15가지가 될 수 있다. 한편, 상기의 조합 중 LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있는 조합은 6가지로서, 황색(Y), 황-시안(YC), 황-시안-마젠타(YCM), 백색(W), 황-백(YW), 황-시안-백(YCW)의 조합이 이에 해당한다. 또한, 상기 LED 광원의 휘도는 중첩 비율이 높아질수록 향상되는데, 이에 대하여는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 적색, 녹색, 청색 LED의 중첩 비율(overlap ratio)에 따른 LED 광원의 휘도 변화를 나타낸 도면이다.
상기 중첩 비율이란 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 온(ON)되는 시간 영역인 제1 시간 영역, 제2 시간 영역 및 제3 시간 영역이 중첩되는 시간과 PWM 신호의 주기인 T0의 비율이다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 중첩 비율은
Figure pat00001
가 된다.
도 3은 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 중첩하여 온(ON)됨으로써 황색, 황-시안, 황-시안-마젠타, 황-마젠타의 황색광이 생성되는 경우에 있어서 중첩 비율에 따른 LED 광원의 휘도 향상율(brightness increase ratio)에 대한 그래프이다.
부호 200은 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 각각 온(ON)되는 시간 영역이 중첩되지 않은 경우, 즉 중첩 비율이 0%인 경우에 해당하며 이때의 휘도를 기준으로 휘도 향상율을 도시한다. 가로축은 중첩 비율을 나타내는데 부호 200으로부터 우측으로 멀어질수록 중첩 비율이 커지게 되며, 도 3에 도시된 그래프는 중첩 비율을 5%에서 40%까지 변경하면서 상기 LED 광원의 휘도 향상율을 측정한 것이다. 세로축은 휘도 향상율을 나타내는데 부호 200으로부터 위쪽으로 멀어질수록 휘도 향상율이 증가한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 중첩 비율이 증가할수록 LED 광원의 휘도 향상율은 증가됨을 알 수 있다. 즉, 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 각각 온(ON)되는 시간 영역이 중첩됨으로써 생성되는 합성광의 종류 및 중첩 비율에 따라 상기 LED 광원의 휘도 향상율이 결정될 수 있다. 이에 따라 합성광의 조합에 대한 최적화된 중첩 비율은 아래의 표와 같다. 한편, 아래의 표에 제시된 중첩 비율을 벗어난 범위에서는 LED 광원의 휘도 레벨은 소폭 향상될 수는 있으나, 색 선형성(color linearity)이 급격히 저하되므로, LED 광원의 휘도를 향상시킬 수 있는 최적의 비율을 제시한 것이다.
합성광의 조합 중첩비율
황색(Y) 5% to 40%
시안(C) 5% to 40%
마젠타(M) 5% to 40%
황-시안(YC) 5% to 40%
황-시안-마젠타(YCM) 15% to 35%
황-마젠타(YM) 5% to 40%
백색(W) 15% to 40%
황-백(YW) 20% to 40%
황-시안-백(YCW) 25% to 40%
표 1을 참조하면, 합성광이 황색(Y)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역이 중첩되고, 중첩 비율은 5% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다. 합성광이 시안(C)인 경우에는 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 중첩되고, 중첩 비율은 5% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다. 합성광이 마젠타(M)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 중첩되고, 중첩 비율은 5% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다.
합성광이 황-시안(YC)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역이 중첩되고, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 중첩되며, 중첩 비율은 5% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정되는데, 이때의 중첩 비율은 제1 시간 영역과 제2 시간 영역이 중첩되는 시간 영역과 제2 시간 영역과 제3 시간 영역이 중첩되는 시간 영역의 합과 PWM 신호의 한 주기인 T0의 비율이 된다.
합성광이 황-시안-마젠타(YCM)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역, 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 각각 중첩되며, 중첩 비율은 15% 이상, 35% 이하의 범위에서 결정된다.
합성광이 황-마젠타(YM)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역이 중첩되고, 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 중첩되며, 중첩 비율은 5% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다.
합성광이 백색(W)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 모두 중첩된다. 즉, 적색, 녹색, 청색 LED가 동시에 온(ON)되는 시간 영역이 존재하게 된다. 이때, 중첩 비율은 15% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다.
합성광이 황-백(YW)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역이 중첩되고, 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 모두 중첩된다. 이때, 중첩 비율은 20% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다.
합성광이 황-시안-백(YCW)인 경우에는 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역 및 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역이 중첩되고, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 중첩되며, 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역 및 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역이 모두 중첩된다. 이때, 중첩 비율은 25% 이상, 40% 이하의 범위에서 결정된다.
도 4는 적색, 녹색, 청색 및 합성광의 발광 순서를 나타낸 도면이다.
상기 LED 광원 모듈(130)에 포함된 적색, 녹색, 청색 LED가 각각 온(ON)되는 시간이 중첩됨으로써 합성광을 생성하는 경우에, 발광되는 색상의 순서가 변경될 수 있다. 즉, 동일한 합성광의 조합을 생성하더라도 발광되는 색상의 순서가 서로 다른 조합이 생성될 수 있다. 이러한 발광되는 광의 색상 순서는 상기 제어부(110)의 PWM 신호 듀티비 제어에 의하여 변경될 수 있으며, 이 경우 PWM 신호의 한 주기(T0)에 상기 적색, 녹색, 청색 LED가 한 번 온/오프되는지 또는 두 번 이상 온/오프되는지에 따라 순서가 결정된다.
도 4를 참조하여, 황-시안의 합성광 조합에 대하여 예를 들어 설명하도록 한다. 상기 황-시안의 합성광 조합에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 발광되는 광의 색상 순서는 적-황-녹-시안-청(RYGCB), 적-녹-청-황-시안(RGBYC), 적-황-녹-청-시안(RYGBC)의 세 가지 조합이 가능하다.
이 경우, 상기 첫번째 조합인 적-황-녹-시안-청(RYGCB)의 경우에는 적색, 녹색, 청색 LED가 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 각각 한 번 온/오프되는 것을 알 수 있으며, 이러한 경우를 '연속'이라 한다. 상기 두번째 조합인 적-녹-청-황-시안(RGBYC)의 경우에는 적색, 녹색, 청색 LED가 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 모두 두 번 온/오프되는 것을 알 수 있으며, 이러한 경우를 '불연속'이라 한다. 상기 세번째 조합인 적-황-녹-청-시안(RYGBC)의 경우에는 적색 및 청색 LED는 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 한 번 온/오프되지만, 녹색 LED는 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 두 번 온/오프되는 것을 알 수 있으며, 이 경우도 '불연속'에 해당한다. 즉, 상기 적색, 녹색, 청색 LED 중 하나라도 PWM 신호의 한 주기(T0) 내에서 두 번 이상 온/오프되는 경우는 '불연속'이라 한다. 다른 예로서, 합성광이 황색(Y)인 경우에 연속인 순서는 적-황-녹-청(RYGB)가 되고, 불연속인 순서는 적-녹-황-청(RGYB)이 된다.
상기 발광하는 광의 색상 순서가 연속인 경우는 일반적으로 색 선형성(color linearity)이 불연속의 경우보다 좋은 특성을 가지게 된다. 한편, 상술한 바와 같이 LED 광원의 휘도는 합성광의 종류 및 중첩 비율에 따라 달라지게 되는데, 그 외에 발광하는 광의 색상 순서에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 발광 색상 순서가 '불연속'인 경우 색 선형성은 저하될 수 있으나, 반대로 LED 광원의 휘도는 향상될 수 있으므로 색 선형성 또는 LED 광원의 휘도를 선택적으로 향상시킬 수 있도록 발광하는 광의 색상 순서를 변경할 수 있다.
도 5는 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 듀티비 및 전류값을 변경시키는 PWM 신호의 파형을 나타낸 도면이다.
프로젝션 시스템에 있어서, 입력되는 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 LED 광원의 휘도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 어두운 영상이 입력되어 입력 영상의 평균 휘도 레벨이 소정의 기준값보다 적을 경우에는 LED 광원의 휘도를 감소시키고, 밝은 영상이 입력되어 입력 영상의 평균 휘도 레벨이 소정의 기준값보다 클 경우에는 LED 광원의 휘도를 높이게 된다.
도 5를 참조하면, 입력 영상의 평균 휘도 레벨에 따라 상기 제어부(110)는 PWM 신호의 듀티비와 크기, 즉 전류값을 변경할 수 있다. 즉, 어두운 영상이 입력되는 경우에는 PWM 신호의 크기(h1 또는 h2)를 감소시키거나, LED가 온(ON)되는 시간 영역(w1, w2 또는 w3)이 감소되도록 듀티비를 제어하여 LED 광원을 어둡게 한다. 이 경우, PWM 신호의 크기 또는 듀티비 중 하나만을 제어하거나 또는 PWM 신호의 크기 및 듀티비를 동시에 제어할 수 있다. 한편, 밝은 영상이 입력되는 경우에는 PWM 신호의 크기(h1 또는 h2)를 증가시키거나, LED가 온(ON)되는 시간 영역(w1, w2 또는 w3)이 증가되도록 듀티비를 제어하여 LED 광원을 밝게 한다. 이 경우에도 PWM 신호의 크기 또는 듀티비 중 하나만을 제어하거나 또는 PWM 신호의 크기 및 듀티비를 동시에 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 제어부 120 : LED 구동부
130 : LED 광원 모듈 140 : APL 측정부

Claims (13)

  1. 복수의 적색, 녹색, 청색 LED로 이루어진 LED 광원 모듈;
    상기 LED 광원 모듈에 구동 전류를 공급하는 LED 구동부; 및
    상기 적색 LED가 온(ON)되는 제1 시간 영역, 녹색 LED가 온(ON)되는 제2 시간 영역, 청색 LED가 온(ON)되는 제3 시간 영역 중 적어도 2개 이상의 시간 영역의 일부 영역이 중첩하여 소정의 합성광을 생성하도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하여 상기 LED 구동부로 출력하는 제어부;를 포함하는 LED 광원의 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광은 황색, 시안, 마젠타, 백색 중 하나이고, 상기 합성광은 상기 PWM 신호의 한 주기 내에 적어도 하나 이상 생성되는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 PWM 신호의 주기에 대한 상기 중첩되는 시간 영역의 총합의 비율인 중첩 비율이 증가하면 상기 LED 광원 모듈의 휘도가 증가하는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 황색인 경우에 중첩 비율은 5%이상, 40%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 황색 및 시안인 경우에 중첩 비율은 5%이상, 40%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 황색, 시안 및 마젠타인 경우에 중첩 비율은 15%이상, 35%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 백색인 경우에 중첩 비율은 15%이상, 40%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 황색 및 백색인 경우에 중첩 비율은 20%이상, 40%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 소정의 합성광이 황색, 시안 및 백색인 경우에 중첩 비율은 25%이상, 40%이하인 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 적색, 녹색, 청색 LED가 상기 PWM 신호의 한 주기 내에서 각각 한 번 온/오프되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 적색, 녹색, 청색 LED 중 적어도 하나가 상기 PWM 신호의 한 주기 내에서 두 번 이상 온/오프되도록 PWM 신호의 듀티비를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    입력되는 영상의 평균 휘도 레벨(Average Picture Level)을 측정하여 상기 제어부로 전송하는 APL 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 APL 측정부로부터 입력되는 평균 휘도 레벨에 따라 상기 PWM 신호의 듀티비 또는 전류 값 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 LED 광원의 구동 장치.
KR1020100074931A 2010-08-03 2010-08-03 Ｌｅｄ 광원의 구동 장치 KR20120012877A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074931A KR20120012877A (ko) 2010-08-03 2010-08-03 Ｌｅｄ 광원의 구동 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100074931A KR20120012877A (ko) 2010-08-03 2010-08-03 Ｌｅｄ 광원의 구동 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120012877A true KR20120012877A (ko) 2012-02-13

Family

ID=45836604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100074931A KR20120012877A (ko) 2010-08-03 2010-08-03 Ｌｅｄ 광원의 구동 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120012877A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9418623B2 (en) 2013-01-08 2016-08-16 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit with over-current detection and display device having the same
CN110139435A (zh) * 2019-05-31 2019-08-16 上海应用技术大学 一种智能调控影视造景氛围灯

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9418623B2 (en) 2013-01-08 2016-08-16 Samsung Display Co., Ltd. Backlight unit with over-current detection and display device having the same
CN110139435A (zh) * 2019-05-31 2019-08-16 上海应用技术大学 一种智能调控影视造景氛围灯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5424888B2 (ja) 発光装置を駆動させる駆動値を決定する方法及び装置
JP4485507B2 (ja) 白色光を発生するためのシステム及び方法
KR100823280B1 (ko) 화상 표시 장치
US7378631B2 (en) Image projection apparatus for adjusting white balance in consideration of level of light emitted from LED and method thereof
KR100643764B1 (ko) 발광다이오드 광원의 온도를 감안하여 화이트밸런스를 조정하는 영상투사장치 및 그의 화이트밸런스 조정방법
TWI396927B (zh) 發光二極體照明控制系統及方法
KR100788700B1 (ko) Ｌｅｄ 조명유닛, 이를 채용한 화상투영장치 및 ｌｅｄ조명유닛의 구동방법
KR101407380B1 (ko) Ｌｅｄ들을 이용하는 프로젝션 시스템의 멀티 칼라 주광 생성
US20060097978A1 (en) Field-sequential color display with feedback control
JP2007035639A (ja) 照明装置および、照明装置の輝度および色位置をコントロールする方法
JP2005259699A (ja) Ｌｅｄを利用して白色光を生じるシステム及びその動作方法
JP2006235565A (ja) バックライト駆動回路及びこれを具備した液晶表示装置
JP2012047827A (ja) 画像表示装置
US20070138979A1 (en) LED illumination unit, projection display device using the same, and method of operating LED illumination unit
CN103676424A (zh) 通过缩短混色期间来实现耗电降低的投影装置和投影方法
JP2010128072A (ja) バックライト駆動装置及びバックライト駆動制御方法
KR20090082861A (ko) 화상 표시 장치 및 전자 기기
JP7086185B2 (ja) 投影照明のための増強された白色光
JP5556287B2 (ja) 投射型表示装置
KR20120012877A (ko) Ｌｅｄ 광원의 구동 장치
JP6732841B2 (ja) 画像投射装置
WO2014083970A1 (ja) 画像表示装置および画像表示方法
JP6122289B2 (ja) 投影装置、投影装置の制御方法およびプログラム
JP4715244B2 (ja) 投写装置
JP2013156444A (ja) 投影装置、投影方法及びプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application