KR100831871B1

KR100831871B1 - Ｌｅｄ 백라이트 제어 회로

Info

Publication number: KR100831871B1
Application number: KR1020060122154A
Authority: KR
Inventors: 박성수
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-05-22

Abstract

본 발명은 LED 백라이트 제어 회로에 관한 것이다. 본 발명은, BLU(Back light Unit)의 각 색상에 대한 감지 값을 출력하기 위한 컬러센서와, 컬러 센서로부터 입력되는 감지 값을 행렬 변환하고 변환된 RGB 변환 값이 목표 색상에 도달하기 위한 각 색상별 듀티비를 계산하는 신호처리부와, 신호처리부로부터 수신한 색상별 듀티비에 따라 각 색상의 LED를 PWM 구동하기 위한 BLU 구동부를 포함하여 구성된다. 본 발명은 주파수를 입력받아 색상별 듀티비를 구하고, 각 색상의 LED를 PWM 구동함으로써 노이즈를 감소시키고, 로직 IC를 사용 가능하게 하는 효과를 가진다.

백라이트, LED, RGB, 주파수, 듀티비

Description

ＬＥＤ 백라이트 제어 회로{LED backlight control circuit}

도 1은 종래의 LED 백라이트 제어 회로의 내부 구성도이다.

도 2는 본 발명의 LED 백라이트 제어 회로의 내부 구성도이다.

도 3은 피드백 제어 회로의 내부 구성도이다.

도 4는 컬러센서 및 측정기의 듀티비를 나타낸 테이블 값이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

200 - LED 백라이트 제어 회로 203 - 컬러센서

206 - BLU 구동부 209 - 신호처리부

본 발명은 LED 백라이트 제어 회로에 관한 것이다.

액정 패널의 백라이트로는, 형광관을 사용한 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 타입이 주류이지만, 환경적으로 수은 없는 제품이 요구되어 오고 있다. 이 때문에, 근래 CCFL에 대신하는 광원으로서 LED(Light Emitting Diodes)가 유망시 되고 있다. 특히 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED의 각 원색을 개별적으로 사용하고, 광학적으로 합성 가법 혼색하여 백색광을 얻는 방법은, 색의 밸랜스를 취하기 때문에 텔레비젼 용도로 이용하는 것이 왕성하게 검토되고 있다.

이와 같은 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED를 광원으로 이용한 백라이트에서는, 이들 각 색의 광선을 일정한 비율로 광학적으로 합성하여, 항상 소정의 색도의 백색광을 생성하여야 한다. 그 때문에 적, 녹, 청색의 광센서에 의해 각 색의 광량 검출을 하면서, 각각의 그룹의 LED에 인가되는 전류를 피드백 제어에 의하여 조정함에 의해 적, 녹, 청색을 일정한 비율로 합성하여 소정의 색도의 백색광으로 조정하고 있다.

도 1은 종래의 LED 백라이트 제어 회로의 내부 구성도이다.

종래의 LED 백라이트 제어 회로(100)는 컬러센서(103)와, 신호처리부(109)와, BLU 구동부(106)를 포함하여 구성된다.

컬러센서(103)는 BLU(Back light Unit)의 각 색상에 대한 전압 값을 출력한다.

신호처리부(109)는 컬러센서(103)로부터 입력되는 전압 값을 변환하고 변환된 RGB 변환 값이 목표 색상에 도달하기 위한 각 색상별 듀티비를 계산한다.

BLU 구동부(106)는 신호처리부로부터 수신한 색상별 듀티비에 따라 각 색상의 LED를 PWM 구동한다. 이때, BLU 구동부(106)는 전원을 기 설정된 레벨의 정전압으로 변환하는 정전압 레귤레이터(111)와 Blue, Red, Green 칼러의 LED를 구동시키기 위한 OP 엠프(operational amplifier; 연산증폭기)(112)등을 내장하고 있다.

이러한 종래의 LED 백라이트 제어회로는 도시된 바와 같이 정전압 레귤레이터와 연산증폭기등을 내장하여야 하기 때문에 회로가 복잡해지는 문제점이 있으며, 그래프에 나타낸 것과 같이 시간에 따른 전압 출력값을 이용하여 RGB 컬러의 듀티값을 조절하였기 때문에 화면상에 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 주파수를 이용하여 RGB 컬러의 듀티비를 조절함으로써 로직 IC를 사용가능하게 하고, 화면상에 일어나는 노이즈 현상을 보완할 수 있는 LED 백라이트 제어 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 LED 백라이트 제어 회로는, BLU(Back light Unit)의 각 색상에 대한 감지 값을 출력하기 위한 컬러센서와, 컬러 센서로부터 입력되는 감지 값을 행렬 변환하고 변환된 RGB 변환 값이 목표 색상에 도달하기 위한 각 색상별 듀티비를 계산하는 신호처리부와, 신호처리부로부터 수신한 색상별 듀티비에 따라 각 색상의 LED를 PWM 구동하기 위한 BLU 구동부를 포함하여 구성된다.

신호처리부는 각 색상별 감지 값을 모니터링하여 해당 감지 값이 목표 색상과 같지 않으면, 목표 색상에 도달하도록 감지 값을 증가 또는 감소시키는 역할을 수행하며, 이때 각 색상에 대한 감지 값은 주파수이며, 컬러 센서는 감지되는 각 색상의 파형 길이에 따라 해당 색상 값을 10KHz에서 100KHz까지 주파수로 변환하여 출력하는 것이다.

계산된 색상별 듀티비는, XYZ 색도를 측정하고 측정된 XYZ 색도를 리그레션(Regression)과 엑셀 LINST 함수를 이용하여 도출되는 행렬에 의해 계산되며, XYZ 색도는 듀티비를 10%에서 100%로 조절하여 LED를 온 한 뒤에 컬러 센서로 측정한 값과, 별도의 컬러 측정 장치에 의해 측정된 값을 데이터로 산출하여 측정된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 LED 백라이트 제어 회로의 내부 구성도이며, 도 3은 피드백 제어 회로의 내부 구성도이며 도 4는 컬러센서 및 측정기의 듀티비를 나타낸 테이블 값이다.

컬러센서(203) BLU(Back light Unit)의 각 색상에 대한 감지 값을 출력하는 역할을 수행한다.

신호처리부(209)는 컬러 센서(203)로부터 입력되는 감지 값을 행렬 변환하고 변환된 RGB 변환 값이 목표 색상에 도달하기 위한 각 색상별 듀티비를 계산한다. 신호처리부(209)는 각 색상별 감지 값을 모니터링하여 해당 감지 값이 목표 색상과 같지 않으면, 목표 색상에 도달하도록 감지 값을 증가 또는 감소시킨다. 즉, LED 특성상, 시간이 지나면 점점 휘도가 저하되는 특성이 있으므로 최종 목표 색상에 도달한 후에도 계속적으로 모니터링을 하여 목표 색상에 도달하지 않으면 감지 값 을 증가 또는 감소시키게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 X, Y, Z에 관하여 별도의 컬러 측정 값으로 측정한 XYZ의 색도 값과, 컬러 센서로 측정한 RGB 색도 값이 도시된 표를 이용하여, 서로의 값이 목표 색상 값에 도달하는지 여부를 판단하여 감지 값을 증가 또는 감소시킴으로써, 해당 Red duty, Green duty, Blue duty 값을 조절하게 되는 것이다. 여기서 듀티비라 함은 펄스의 한 주기 중 하이(High)가 가지는 비율의 의미하며, 도 4의 표에서 도시된 바와 같이 듀티비가 100%인 경우에, 별도의 컬러 측정 장치로 측정하여 X=8300, Y=6400, Z=3500일 때 흰색(white)으로 화소가 나타나게 되며, 컬러센서로 측정된 측정 값은 R=66.47, G=18.56, B=54.38일 경우에 흰색(white)로 화소가 나타나게 됨을 알 수 있으며, 각 색상별(R, G, B, RG, RB, GB)로 각각의 XYZ 값과 RGB 값이 표에 도시해놓음으로써 감지 값의 비교를 용이하게 하였다.

이때, 각 색상에 대한 감지 값은 주파수이며, 컬러 센서는 감지되는 각 색상의 파형 길이에 따라 해당 색상 값을 10KHz에서 100KHz까지 주파수로 변환하여 출력한다. 주파수 출력값을 이용하여 RGB 컬러의 듀티값을 조절하였기 때문에 노이즈가 감소하는 효과를 가질 수 있다.

계산된 색상별 듀티비는, XYZ 색도를 측정하고 측정된 XYZ 색도를 리그레션(Regreesion)과 엑셀 LINST 함수를 이용하여 도출되는 행렬식인,

에 의해 계산되며, 이때, XYZ 색도는 듀티비(duty ratio)을 10%에서 100%로 조절하여 LED를 온 한 뒤에 컬러 센서로 측정한 값과, 별도의 컬러 측정 장치에 의해 측정된 값을 데이터로 산출하여 측정된다.

예를 들어, 목표 색상을 X=8300, Y=6400, Z=3500 라 하면, 위의 행렬식의 X, Y, Z에 목표 색상을 대입하여 각 색상의 Red duty, Green duty, Blue duty를 산출해 내게 되며, 이에 따라 RGB 듀티비를 조절한다.

BLU(Back light unit) 구동부(206)는 신호처리부(209)로부터 수신한 색상별 듀티비에 따라 각 색상의 LED를 PWM(Pulse width modulation) 구동한다.

백라이트 구동부(206) 내부에는 백라이트 장치를 구동하는 LED 구동 회로가 복수개 마련되어있다. 백라이트 장치의 광원이 되는 발광 다이오드는 도 3에 도시된 바와 같이 각 RGB 파형에 따라 전기적으로 직렬 접속되어있으며, 이때 동일 종류의 LED 소자들을 직렬로 연결시킨다.

컬러 센서에 의하여 감지되는 각 색상의 파형 길이(pulse 1, pluse 2, pulse 3)에 따라 해당 색상 값을 10KHz에서 100KHz까지 주파수로 변환하여 출력하고, 해당 파형을 드라이버 IC로 전송한다.

드라이버 IC는 액정 표시 패널 상에 영상 데이터를 입력하는 소스 드라이버 IC(미도시) 및 게이트 드라이버 IC(미도시)를 구비하며 이를 제어하기 위한 타이밍 제어부(미도시)를 구비한다. 또한, 한 펄스의 데이터를 저장할 수 있는 메모리를 구비함으로써, 하나의 프레임을 저장한 후 데이터를 조작하거나 시스템과의 직접적인 인터페이스를 대신함으로써 시스템의 부하를 줄이고 소비 전력을 감소시킨다. 즉, 적, 녹, 청색의 컬러 센서에 의해 각 색의 광량 검출을 하면서, 각각의 그룹의 LED에 인가되는 전류를 피드백 제어에 의하여 조정함에 주파수로 변환된 적(Red), 녹(Green), 청색(Blue)을 일정한 비율로 합성하여 소정의 색도의 백색광으로 조정하게 된다.

이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

본 발명은 주파수를 이용하여 RGB 컬러의 듀티비를 조절함으로써 로직 IC를 사용가능하게 하고, 화면상에 일어나는 노이즈 현상을 보완하는 효과를 가진다.

Claims

삭제
BLU(Back light Unit)의 각 색상에 대한 감지 값을 출력하기 위한 컬러센서와,

상기 컬러 센서로부터 입력되는 감지 값을 행렬 변환하고 변환된 RGB 변환 값이 목표 색상에 도달하기 위한 각 색상별 듀티비를 계산하되, 각 색상에 대한 감지 값이 목표 색상과 같지 않으면 목표 색상에 도달하도록 듀티비를 증가 또는 감소시키는 신호처리부와,

상기 신호처리부로부터 수신한 색상별 듀티비에 따라 각 색상의 LED를 PWM 구동하기 위한 BLU 구동부,

를 포함하는 LED 백라이트 제어 회로.
제 2항에 있어서,

상기 각 색상에 대한 감지 값은 주파수이며,

상기 컬러 센서는 감지되는 각 색상의 파형 길이에 따라 해당 색상 값을 10KHz에서 100KHz까지 주파수로 변환하여 출력하는 것인 LED 백라이트 제어 회로.
제 2항에 있어서,

상기 계산된 색상별 듀티비는, XYZ 색도를 측정하고 측정된 XYZ 색도를 리그레션(Regreesion)과 엑셀 LINST 함수를 이용하여 도출되는 행렬에 의해 계산되는 것인 LED 백라이트 제어 회로.
제 4항에 있어서,

상기 XYZ 색도는 듀티비를 10%에서 100%로 조절하여 LED를 온 한 뒤에 컬러 센서로 측정한 값과, 별도의 컬러 측정 장치에 의해 측정된 값을 데이터로 산출하여 측정되는 것인 LED 백라이트 제어 회로.