CN215770461U - 一种led灯组可调的lcd投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED灯组可调的LCD投影系统，包括视频解码模块、LCD显示模块、光学成像模块和LED背光模块；其中，视频解码模块将视频信号转化为RGB数字信号，向LCD显示模块输出RGB数字信号、扫描信号、时钟信号和参考电压；同时根据RGB数字信号中的R数据量，G数据量，B数据量，向LED背光模块动态输出不同的4色驱动信号；4色驱动信号中、白光LED灯的驱动信号恒定输出；LED背光模块的LED功率驱动芯片接收4色驱动信号，驱动LED灯组；LED功率驱动芯片包括驱动白光LED灯的白色LED功率驱动芯片、驱动红光LED灯的红色LED功率驱动芯片、驱动绿光LED灯的绿色LED功率驱动芯片、驱动蓝光LED灯的蓝色LED功率驱动芯片。

Description

一种LED灯组可调的LCD投影系统

技术领域

本实用新型属于投影机领域，涉及一种LED灯组可调的LCD投影系统。

背景技术

投影机的使用已经非常广泛，投影机从芯片的工作原理上大致分为四种：CRT、LCD、DLP、LCOS。四种技术里面除开CRT以外，LCD、DLP、LCOS投影技术都利用了LED照明，DLP早期用白光LED通过色轮着色，后期变为RGB三基色LED灯驱动。LCOS，LCD目前白光和RGB光都有用到，白光驱动和RGB三色灯驱动各有优缺点，白光效率高，亮度大，但对比度低，色域窄。RGB效率低，亮度低，但对比度高色域广。

对于目前广泛使用的白光LED光源+彩色LCD液晶显示器件所构成的投影系统而言，白光光源的亮度和色彩，以及色温和显色指数等，都是固定的。部分设备可以通过调整功率的大小，来改变亮度。但总体而言，白光LED光源加彩色LCD液晶显示投影机的亮度功、色温、显示色域和功耗是没办法动态调整的。

但是，我们在具体的播放场景里，经常会出现大量特定的图像，比如足球场草坪，户外风景，蓝天，红色的旗帜等等，同时，也会持续出现黑暗的场景等等。传统固定白光功率的彩色液晶投影机，在应对这样的画面的时候，就很难兼顾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了一种LED灯组可调的LCD投影系统，可以在兼顾传统低成本白光光源和彩色液晶显示器的架构逻辑下，通过调整光源中单独设置的RGB灯组，实现一定程度的色温可调，亮度可调，颜色可调，从而让传统的白光LED+彩色LCD液晶显示器的投影系统，得到更好的效果，解决了上述问题的不足。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种LED灯组可调的LCD投影系统，包括视频解码模块、LCD显示模块、光学成像模块和LED背光模块；其中，

视频解码模块将视频信号转化为RGB数字信号，向LCD显示模块输出RGB数字信号、扫描信号、时钟信号和参考电压；同时根据RGB数字信号中的R数据量，G数据量，B数据量，向LED背光模块动态输出不同的4色驱动信号；4色驱动信号中、白光LED灯的驱动信号恒定输出；

LED背光模块的LED功率驱动芯片接收4色驱动信号，驱动LED灯组；LED功率驱动芯片包括驱动白光LED灯的白色LED功率驱动芯片、驱动红光LED灯的红色LED功率驱动芯片、驱动绿光LED灯的绿色LED功率驱动芯片、驱动蓝光LED灯的蓝色LED功率驱动芯片；

LCD显示模块将RGB数字信号显示出图像，光学成像模块将图像放大投影。

进一步地，所述驱动信号包括并不限于PWM方式。

进一步地，所述LED灯组超过50％的面积布置为白光LED灯、剩余部分设置为RGB三种颜色灯。

进一步地，所述RGB三种颜色灯的总功率数值比为，红光LED灯功率1：绿光LED灯功率4：蓝光LED灯功率2。若RGB三种颜色的光源的发光效率发生变化，这三种颜色的灯光的功率需要相应进行调整，满足白平衡需求。

进一步地，当LED灯组的色温是6500K以上时，RGB三种颜色灯的电流比是2：5：3。当需要调整色温或者颜色时，该电流比相应发生变化。

进一步地，所述RGB三种颜色灯呈矩形排列，蓝光LED灯排列居中、两侧分别是绿光LED灯排列，绿光LED灯排列中部均设置红光LED灯排列。当画面总体画面偏向任一一个颜色时，或者某个颜色分量值高的时候，可调的RGB三色灯组，就独立调整RGB三色光源的各自发光强度，形成画面对应的颜色和色温，从而能更符合该画面的颜色，当画面亮度整体偏低时，可调的RGB三色灯组，也进行相应的调整，将整体的亮度调低。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.在相同功率条件下面，可以同台调节色温和显色指数，从而图像画质能提高。

2.由于可以对中间的部分整体进行驱动或者关闭，所以可以根据画面，实现一定效果的局域背光，相当于LOCAL DIMMING，能将画面的对比度实现明显的提升。

3.对特定大比例特定颜色的画面的画质，具有非常好的效果，可以提升特定画面的特定光线质量，有利于提升特定颜色的照明比例，从而将画质提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是传统LED灯组排列示意图；

图2是本实用新型传统LED灯组排列示意图；

图3是本实用新型系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

对比例1

传统投影系统的LED灯组排列如图1所示：

总共排布数量有13*10颗白色LED灯，连接原理是10颗白色LED灯串联，一共13组，然后13组LED灯模组并联。驱动占空比是固定PWM驱动，达到最大功耗，最高亮度，LED电路驱动为单一驱动电路，功耗为恒定；

投影系统的驱动电路负责点亮驱动LED灯组，该驱动电路是一个恒定功率的电路，或者设置了几个高低调节档位，可以实现不同亮度模式的照明功率。

而LED灯组的排布结构确定了LED灯组的发光面积，该发光面积配合照明系统的光学器件，可以给成像系统合适的光源。该光源的特点是可以进行准直，具有高均匀性的特点，是长宽比例适合成像器件的面光源。

但是传统的投影系统框架是现有技术LCD投影系统的常规做法，如果要提高亮度只能无限制的更改白光LED灯组，尽量多的排布多的LED灯上去，在同一系统构架下面，增加亮度以后对比度降低，色彩饱和度降低，并且只能整个画面一起调整，不能针对某一特定画面进行动态调整。不能随着画面的变化而变化。因此此方法有很大局限性。

实施例1

本实施例结合图2、图3；

在图1的白光LED灯排布基础上面更改而来。在原有面积里面白光LED芯片中间，增加用RGB三种颜色灯。

在传统的13*10颗白光LED灯的光源里，把中间位置去掉54颗白光LED灯。增加了84颗RGB灯(其中绿色48颗，红色12颗，蓝色24颗)。

白光，还是按照原有的方式，并联和串联，从而保留更高的效率；

增加的RGB光源，具有如下的特征：

A)RGB光源，同时点亮，或者时序点亮，是正常的白色，其白平衡是符合整体设计的。比如，当色温是6500K以上色温的时候，RGB光源各自的电流比是2：5：3，从而形成很接近6500K的白平衡白光。

B)RGB光源，分别可以单独控制。

绿光LED为6串8并(6颗绿光LED灯串联，总共8组绿光LED灯)。蓝光LED为6串4并(6颗绿光LED灯串联，总共4组绿光LED灯)。红光LED为6串2并(6颗绿光LED灯串联，总共2组绿光LED灯)。此排布4组灯

此LED灯排布结构在实际显示中，白光混色均匀，达到实际显示要求。

C)可以单独控制，是可以控制RGB这些子光源的亮度；

D)可以单独控制，是因为这些子光源，受外部独立设置的控制器控制。该控制器，可以分析画面的数据。当画面是大面积的特定颜色时，就让RGB光源进行调光，配合该画面对应的特定颜色，从而增加对应的光线成分，从而实现最终投射出来的画面，能很好的表现大面积的特定颜色。

比如，当大面积红色，那就增加RGB光源中的R的亮度，控制器提高R的驱动电流，增加R的功率，或者对应减少G和B的驱动亮度，从而突显出R的成分，从而配合视频画面中，R的比例很高的特点。从而最终实现更有体验感的画面。

实施例2

视频解码模块负责把视频信号转化为数字R/G/B信号输出，以及分别分析计算出视频信号里面的R数据量，G数据量，B数据量，算出R/G/B数据量以后，根据不同的R/G/B数据量分别动态输出不同的信号给到LED功率驱动芯片，白光LED灯的驱动信号恒定输出，此为保证LCD投影的白色LED灯亮度达到最大。

具体的，当本帧画面的某个颜色分量，超过一定的比值，就会触发动态调整逻辑。

比如：在相同功耗，相同亮度的条件下面，在特定的画面上面可以进行动态调整。例如在某一帧画面上面红色的数据占到40％，那这个时候相应的红色LED亮灯在原有固定亮灯时间增加20％，或者驱动电流加大相应数据，产生更多的R红色光线，从而确保红色的亮度增加，而绿色和蓝色不变。类似的，如果在某一帧画面上面青色数据占到40％，那么这个时候相应的绿色LED和蓝色LED在原有的固定亮度时间上增加20％，或者驱动电流增加一定数额，实现亮度增加20％，红色LED不变。用这种LED动态背光控制技术的投影机，功耗会越来越均衡，相同亮度上面功耗会越来越小，色彩还原度会越来越好。

LCD显示模块包括LCD像素矩阵电路和驱动芯片，将LCD像素驱动信号发送至LCD液晶像素矩阵，显示出图像，光学成像模块将图像放大投影：光学成像模块通过光学系统将图像放大，并投影在投影幕布上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：包括视频解码模块、LCD显示模块、光学成像模块和LED背光模块；其中，

视频解码模块将视频信号转化为RGB数字信号，向LCD显示模块输出RGB数字信号、扫描信号、时钟信号和参考电压；同时根据RGB数字信号中的R数据量，G数据量，B数据量，向LED背光模块动态输出不同的4色驱动信号；4色驱动信号中、白光LED灯的驱动信号恒定输出；

LED背光模块的LED功率驱动芯片接收4色驱动信号，驱动LED灯组；LED功率驱动芯片包括驱动白光LED灯的白色LED功率驱动芯片、驱动红光LED灯的红色LED功率驱动芯片、驱动绿光LED灯的绿色LED功率驱动芯片、驱动蓝光LED灯的蓝色LED功率驱动芯片；

LCD显示模块将RGB数字信号显示出图像，光学成像模块将图像放大投影。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：所述驱动信号包括PWM方式。

3.根据权利要求1所述的一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：所述LED灯组超过50％的面积布置为白光LED灯、剩余部分设置为RGB三种颜色灯。

4.根据权利要求3所述的一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：所述RGB三种颜色灯的总功率数值比为，红光LED灯功率1：绿光LED灯功率4：蓝光LED灯功率2。

5.根据权利要求3所述的一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：当LED灯组的色温是6500K以上时，RGB三种颜色灯的电流比是2：5：3。

6.根据权利要求3所述的一种LED灯组可调的LCD投影系统，其特征在于：所述RGB三种颜色灯呈矩形排列，蓝光LED灯排列居中、两侧分别是绿光LED灯排列，绿光LED灯排列中部均设置红光LED灯排列。

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