KR102165312B1 - 영상 출력 장치 - Google Patents

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KR102165312B1
KR102165312B1 KR1020130125434A KR20130125434A KR102165312B1 KR 102165312 B1 KR102165312 B1 KR 102165312B1 KR 1020130125434 A KR1020130125434 A KR 1020130125434A KR 20130125434 A KR20130125434 A KR 20130125434A KR 102165312 B1 KR102165312 B1 KR 102165312B1
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Abstract

본 발명에 따른 영상 출력 장치는 소비 전력의 편차를 감소시키기 위하여 LED 백라이트 유닛에 포함된 LED의 구동 전압의 편차를 감안하여 LED 구동 전류를 제어할 수 있다.

Description

영상 출력 장치{image outputting device}
본 발명은 영상 출력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED 백라이트 유닛을 이용하여 디스플레이부를 구동시키는 영상 출력 장치에 관한 것이다.
최근 TV 등과 같은 영상 출력 장치에서, 형광 램프를 이용한 백라이트 유닛의 LED 백라이트 유닛으로의 대체가 급속도로 이루어지고 있다.
에너지 규제 문제가 대두되고 있는 시점에서 높은 에너지 등급을 받기 위하여 여러 가지 알고리즘이 개발되어 적용되고 있으나, 백라이트 유닛에 포함된 LED의 소비전력 편차에 의하여 영상 출력 장치 간의 소비 전력 편차가 심하게 발생하여 문제가 되고 있다.
보다 상세하게는 백라이트 유닛의 LED 스트링에 포함된 LED의 구동 전압이 서로 다르기 때문에, LED 스트링에서 가장 높은 구동 전압을 갖는 LED를 기준으로 하여 LED 스트링에 구동 전압을 공급하고, LED 스트링의 구동 전류는 고정으로 사용하고 있다. 이러한 LED 구동 전압의 편차에 의하여 영상 출력 장치의 소비 전력의 편차가 나타나게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, LED 백라이트 유닛에 포함된 LED의 구동 전압의 편차를 감안하여 LED 구동 전압을 제어함으로써 목표 소비 전력에 대한 소비 전력의 편차를 감소시킬 수 있는 영상 출력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 영상 출력 장치는, LED(Light Emitting Diode) 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 상기 LED 백라이트 유닛은, 직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 포함하는 복수의 LED 스트링(string); 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력을 저장하는 메모리; 상기 복수의 LED 스트링에 구동용 전압을 공급하는 컨버터(converter); 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 구동 전류를 제어하고 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 감지하는 드라이버(driver); 및 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력 및 상기 감지된 구동 전압에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 상기 산출된 목표 구동 전류를 공급하도록 상기 드라이버를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 공급되는 구동용 전압을 증가시키면서 공급하도록 상기 컨버터를 제어하며, 포함된 LED 모두가 턴온되는 최소 구동용 전압에 기초하여 포함된 적어도 하나의 LED의 초기 구동 전압의 결정하고, 상기 적어도 하나의 LED의 초기 구동 전압에 기초하여 목표 구동 전류를 산출할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 구동 전류가 상기 목표 구동 전류에 도달하도록 상기 구동 전류의 최대치를 단계적으로 증가시키도록 상기 드라이버를 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 일정한 주기로 감지하며, 상기 일정 주기로 감지되는 상기 적어도 하나의 LED의 구동 전압에 기초하여 상기 구동 전류를 상기 일정한 주기마다 제어하도록 상기 드라이버를 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED. 스트링 각각에 대하여, 일정한 주기로 감지되는 상기 적어도 하나의 LED 구동 전압의 평균값에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 상기 구동 전류가 미리 정해지 시간 이내에 상기 목표 구동 전류에 도달하도록 상기 LED 스트링의 구동 전류의 최대치를 단계적으로 증가시키도록 상기 드라이버를 제어할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 LED 스트링 중 2개 이상의 LED 스트링에 대하여 동일한 구동용 전압을 공급하도록 상기 컨버터를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 동일한 구동용 전압은 상기 2개 이상의 LED 스트링의 구동용 전압 중 가장 높은 구동용 전압에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른, 각각이 직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 포함하는 복수의 LED 스트링을 포함하는, LED 백라이트 유닛을 포함하는 영상 출력 장치의 구동 방법은, 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력을 저장하는 단계; 상기 복수의 LED 스트링에 구동용 전압을 공급하는 단계; 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 감지하는 단계; 및 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력 및 상기 감지된 구동 전압에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 상기 산출된 목표 구동 전류를 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산출된 목료 구동 전류를 공급하는 단계는, 상기 복수의 LED 스트링 각각에 대하여, 구동 전류가 상기 목표 구동 전류에 도달하도록 상기 구동 전류의 최대치를 단계적으로 증가시키도록 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 출력 장치 구동 방법은, 상기 복수의 LED 스트링 중 2개 이상의 LED 스트링에 대하여 동일한 구동용 전압을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 동일한 구동용 전압은 상기 2개 이상의 LED 스트링의 구동용 전압 중 가장 높은 구동용 전압에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 출력 장치는, LED 백라이트 유닛에 포함된 LED의 구동 전압의 편차를 감안하여 LED 구동 전류를 제어함으로써 목표 소비 전력에 대한 소비 전력의 편차를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 출력 장치의 블락도(block diagram)이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 출력 장치의 디스플레이부의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 출력 장치의 디스플레이부에 포함된 LED 백라인트 유닛의 예들을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 영상 출력 장치의 디스플레이부에 포함된 LED 백라이트 유닛의 일예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 구동 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 출력 장치의 LED 백라이트 유닛의 LED 스트링의 초기 구동용 전압 및 초기 구동 전류가 설정되는 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 LED 백라이트 유닛 구동 방법의 수행의 효과를 개념적으로 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 도 7에 도시된 LED 백라이트 유닛 구동 방법에 따라서 LED 스트링의 구동 전류가 제어되는 예들을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛(300)의 복수의 LED 스트링(320)에 대한 구동용 전압의 공급 형태를 나타낸다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명과 관련된 영상 출력 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 블락도(block diagram)이다. 본 명세서에서 설명되는 영상 출력 장치에는 TV, PC, 디지털 사이니지 장치 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 상기 영상 출력 장치(100)는 통신부(110), 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 전원부(170), 및 제어부(180)를 포함한다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 영상 출력 장치(100)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
통신부(110)는 영상 출력 장치(100)와 통신 네트워크 사이의 유/무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(110)는 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 상기 통신부(110)는 상기 통신 네트워크를 통하여 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 입력부(120)는 외부로부터 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 획득하기 위한 것으로, 카메라(미도시)와 마이크(미도시) 등을 포함할 수 있다. 카메라는 화상 통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 마이크는 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 영상 출력 장치(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
센싱부(140)는 상기 영상 출력 장치(100)의 현 상태를 감지하거나 사용자의 상태를 감지할 수 있으며, 상기 영상 출력 장치(100) 주변 환경 상태를 감지할 수 있다. 상기 센싱부(140)에 의하여 센싱된 데이터는 영상 출력 장치(100)의 동작을 제어하는 기초가 될 수 있다.
상기 출력부(150)는 상기 제어부(180)의 제어하에 재생되는 콘텐츠의 영상 신호 및 음향 신호를 출력할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 출력부(150)는 디스플레이부(160), 음향 출력부(170)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(160)는 영상 출력 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 디스플레이부(160)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display)로 구현될 수 있다. 상기 디스플레이부(160)는 영상을 출력하는 디스플레이와 상기 영상을 소정의 편광각으로 필터링하여 출력하는 편광 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(160)는 사용자가 3차원 입체 영상을 인식하도록 하기 위하여 편광 안경 방식, 셔터 글라스 방식에 따른 영상을 출력할 수 있다. 그러나, 3차원 입체 영상 구현을 위한 방식이 상술한 예들로 한정되는 것은 아니다.
음향 출력부(170)는 영상 출력 장치(100)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향 출력부(170)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다. 또한 상기 음향 출력부(170)는 이어폰잭을 통해 음향을 출력할 수 있다.
메모리(180)에는 제어부(200)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터를 임시 또는 영구적으로 저장할 수도 있다. 상기 메모리(180)는 상기 디스플레이부(160)를 통하여 출력되는 영상 데이터 및 그에 대응되는 음향 데이터를 일시 또는 영구적으로 저장할 수 있다.
메모리(180)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 영상 출력 장치(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.
제어부(200)는 통상적으로 영상 출력 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(200)는 상기 영상 출력 장치(100)의 각 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어부(180)는 각각이 특화된 기능을 수행하기 위한 복수의 하위 컨트롤 유닛을 포함할 수 있다.
전원부(190)는 제어부(200)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 전원부(190)는 제어부(200)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(200)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 메모리(180)에 저장되고, 제어부(190)에 의해 실행될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 디스플레이부의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 디스플레이부(160)는 LCD 패널(162) 및 LED 백라이트 유닛(164)을 포함한다. 상기 LED 패널(162)은 상기 LED 백라이트 유닛(164)에서 방출되는 빛을 선택적으로 통과시킴으로써 디스플레이 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 디스플레이부(160)에 포함된 LED 백라인트 유닛의 예들을 나타낸다. 보다 구체적으로 도 3의 (a)는 직하형 LED 백라이트 유닛(210)의 구조를 나타내며, 도 3의 (b)는 에지형 LED 백라이트 유닛(220)의 구조를 나타낸다.
도 3의 (a)를 참조하면, 상기 직하형 LED 백라이트 유닛(210)은 복수의 LED(214), 백 리플렉터(215, back reflector), 확산판(213, diffuser plate), 확산 필름(212), 광 필름(211, optical films)으로 구현될 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 3의 (b)를 참조하면, 상기 에지형 LED 백라이트 유닛(220)은 LED(224), 백 리플렉터(225), 광 유도 패널(223), 확산 필름(222), 및 광 필름(221)로 구현될 수 있음을 알 수 있다.
도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 백라이트 유닛들(210 및 220)은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 또한, 이러한 LED 백라이트 유닛들(210 및 220)의 구조는 당업자들에게 잘 알려져 있는바 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명은 이러한 백라이트 유닛에 포함된 LED들(214 및 224)의 구동 전압 및 구동 전류를 제어함으로써 LED 구동 전압의 편차에 따른 영상 출력 장치(100)의 소비 전력의 편차를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 디스플레이부(160)에 포함된 LED 백라이트 유닛의 일예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 컨버터(310), 복수의 LED 스트링(320), 드라이버 IC(330), 및 컨트롤러(340)를 포함한다. 상기 LED 백라이트 유닛(300)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
상기 컨버터(310)는 LED 백라이트 유닛(300)은 상기 복수의 LED 스트링(320)에 포함된 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)에 구동용 직류 전압(V1, V2, 및 V3)을 공급한다. 상기 컨트롤러(340)는 교류 전압이나 직류 전압을 수신하여 상기 구동용 직류 전압을 생성할 수 있다.
상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)은 상기 컨트롤러(340)로부터 공급되는 구동용 전압(V1, V2, 및 V3)에 기초하여 포함된 LED들을 발광시킬 수 있다. 도 4에서는 상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)은 복수의 LED들을 포함하고 있으나, 그렇지 않고, 하나의 LED만을 포함할 수도 있다.
상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)에 포함된 LED들은 구동용 전압(V1, V2, 및 V3)에 기초하여 발광하면서 각각의 구동용 전압(VF1, VF2, 및 VF3)을 갖는다. 여기서, LED의 구동 전압이라 함은 도 4에 도시된 바와 같이, 발광하는 직렬로 연결된 LED들의 양단의 전압을 의미한다. 이러한 LED의 구동용 전압(VF1, VF2, 및 VF3)은 상기 드라이버 IC(330)에 의하여 센싱될 수도 있고, 상기 컨트롤러(340)에 의하여 센싱될 수도 있다.
상기 LED 스트링에 포함된 트랜지스터들(TR1, TR2, 및 TR3)는 LED 스트링들(321, 322, 및 323) 중 대응되는 LED 스트링의 동작 여부를 결정하는 스위치 역할을 수행할 수 있고, 상기 트랜지스터들(TR1, TR2, 및 TR3)에는 대응되는 LED 스트링의 구동 전류(IF1, IF2, 및 IF3)가 흐른다.
상기 드라이버 IC(330) 또는 상기 컨트롤러(340)는 상기 LED 스트링에 포함된 저항들(R1, R2. 및 R3) 양단의 전압을 센싱할 수 있다. 상기 센싱된 저항 양단의 전압과 LED 스트링에 공급된 구동용 전압에 기초하여 LED의 구동 전압이 산출될 있다. 이러한 LED 구동 전압의 산출은 상기 드라이버 IC(330)에 의하여 수행될 수도 있고, 상기 컨트롤러(340)에 의하여 수행될 수도 있다.
상기 드라이버 IC(330)는 상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)의 구동 전류를 제어할 수 있다. 그리고 상기 드라이버 IC(330)는 상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)에 포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 감지할 수도 있다.
상기 컨트롤러(340)는 상기 LED 스트링 각각(321, 322, 및 323)에 대하여, 포함된 적어도 하나의 LED가 목표 소비 전력을 소비하도록 구동 전류를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 컨트롤러(340)는 LED 스트링에 포함된 LED의 구동 전압을 고려하여, LED가 목표 소비 전력에 대응되는 구동 전류를 공급하도록 상기 드라이버 IC(330)를 제어할 수 있다.
보다 구체적인 예로, 상기 컨트롤러(340)는 LED 스트링에 포함된 적어도 하나의 LED에 대한 목표 소비 전력을 상기 적어도 하나의 LED의 구동 전압으로 나눈 값을 LED 스트링의 구동 전류로 설정할 수 있다. 한편, 각 LED 스트링의 목표 소비 전력은 메모리(180)에 저장되어 있을 수 있다.
상기 컨트롤러(340)은, LED 구동 전압을 고려한 LED 스트링에 대한 구동 전류 제어를 수행함으로써, LED 스트링에 포함된 LED 각가의 구동 전압 편차에도 불구하고, LED 스트링이 목표 소비 전력을 소비하도록 제어할 수 있다.
이러한 소비 전력의 목표 소비 전력으로의 제어를 각 LED 스트링에 대하여 수행함으로써, 상기 컨트롤러(340)는 LED 백라이트 유닛(300) 전체의 소비 전력을 목표 소비 전력으로 제어할 수 있다. 즉, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 포함된 LED들의 구동 전압의 편차에 기초하여 발생할 수 있는 소비 전력의 편차를 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛(300) 구동 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 구동 방법을 설명한다.
먼저, 메모리(180)에는 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대한 목표 소비 전력이 저장된다(S100). 그리고, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대한 초기 구동용 전압 및 초기 구동 전류를 설정한다(S110). 이러한 컨트롤러(340)의 제어하에 이러한 초기 설정이 수행되는 구체적인 예를 살펴 본다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 LED 백라이트 유닛(300)의 LED 스트링(321)의 초기 구동용 전압 및 초기 구동 전류가 설정되는 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(340)는 3개의 LED가 포함된 LED 스트링(321)에 공급되는 구동용 전압을 점차 증가시키면서, 상기 3개의 LED 모두가 발광 동작을 수행하는(즉, 턴온되는) 최소 구동용 전압을 감지한다. 그런 다음, 상기 컨트롤러(340)는 감지된 초소 구동용 전압에 대한 소정의 마진을 고려하여 상기 LED 스트링(321)의 초기 구동용 전압을 설정할 수 있다. 여기서, 소정의 마진이라 함은, 상기 LED 스트링에 포함된 트랜지스터나 저항 등의 소자들이 소비하는 전력을 고려한 것일 수 있다.
그런 다음, 상기 컨트롤러(340)는 메모리(180)에 저장된 상기 LED 스트링(321)의 목표 소비 전력을 호출한다. 그런 다음, 상기 컨트롤러(340)는 상기 설정된 초기 구동용 전압을 고려하여 상기 LED 스트링(321)이 상기 호출된 목표 소비 전력을 소비하도록 상기 LED 스트링의 초기 구동 전류를 설정할 수 있다.
이러한 초기 구동용 전압 및 초기 구동 전류 설정은 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대하여 수행될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 복수의 LED 스트링(320)에 대한 초기 구동용 전압 및 초기 구동 전류가 설정되면, 상기 컨트롤러(340)는 상기 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대응되는 초기 구동용 전압을 공급하도록 컨버터(310)를 제어하고, 대응되는 초기 구동 전류를 드라이빙하도록 드라이버 IC(340)를 제어한다(S120). 이로써 상기 LED 백라이트 유닛(300)의 초기 구동이 완료된다.
상기 LED 백라이트 유닛(300)의 초기 구동이 개시된 다음, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대하여, 포함된 LED들의 구동 전압 센싱, 상기 LED들의 목표 소비 전력을 고려한 LED 스트링의 구동 전류 제어 동작을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛(300) 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 구동 방법을 설명한다.
먼저, LED 스트링에 포함된 LED의 구동 전압이 센싱된다(S200). 이러한, LED 구동 전압의 센싱은 드라이버 IC(340)에 의하여 수행될 수도 있고, 컨트롤러(340)에 의하여 수행될 수도 있다. 한편, 도 7에서는 LED 스트링에 하나의 LED만이 포함된 것을 가정한다.
그런 다음, 상기 컨트롤러(340)는 상기 LED의 구동 전압과 상기 LED의 목표 소비 전력을 고려하여 상기 LED 스트링의 구동 전류를 산출한다(S210). 예컨대, 상기 컨트롤러(340)는 상기 목표 소비 전력에서 구동 전압을 나눈 값을 상기 LED 스트링의 구동 전류로 산출할 수 있다.
그런 다음, 상기 컨트롤러(340)는 산출된 구동 전류를 상기 LED 스트링에 공급하도록 드라이버 IC(340)를 제어한다(S220). 이러한 과정은 상기 LED 백라이트 유닛(300)에 포함된 LED 스트깅 각각에 대하여 수행될 수 있다.
이러한, LED 구동 전압 및 목표 소비 전력을 고려한 구동 전류 제어 과정을 통하여, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 LED 스트링 각각의 소비 전력을 일정한 범위로 제어할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 LED 백라이트 유닛(300) 구동 방법의 수행의 효과를 개념적으로 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 상기 LED 백라이트 유닛(300)의 도 7에 도시된 구동 방법에 따른, 구동 전류 제어에 의하여 LED 스트링의 소비 전력의 분포가 집중되는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 구동 방법에 따르면 LED 스트링에 포함된 LED의 소비 전력의 편차가 감소될 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 LED 백라이트 유닛(300) 구동 방법에 따라서 LED 스트링의 구동 전류가 제어되는 예들을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 LED 스트링의 구동 전류의 최대치를 점진적으로 증가 또는 감소시키면서 목표 구동 전류(Imax2 또는 Imax3)에 도달하도록 제어할 수 있음을 알 수 있다. 이는 갑작스런 구동 전류의 변화에 따라 발생할 수 있는 플리커 등을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 LED 스트링의 구동 전류의 점진적 증가 및 감소 과정이 수행되는 시간은 상기 LED 백라이트 유닛(300)에서 수행되는 구동 전류 제어 동작 주기일 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛(300) 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 구동 방법을 설명한다.
먼저, LED 스트링의 구동 전류 제어 명령이 수신된다(S300). 그러면, LED 스트링에 포함된 LED의 구동 전압이 1초 단위로 센싱된다(S310). 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 이러한 LED의 구동 전압 센싱을 1분 경과 여부를 판단하고(S320), 그에 기초하여 상기 S310 단계를 반복적으로 수행한다.
1분이 경과하면, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 1분 동안 60회 센싱된 LED의 구동 전압의 평균값을 산출한다(S330). 그리고, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 LED 스트링에 포함된 LED의 목표 소비 전력과 산출된 구동 전압의 평균에 기초하여, 상기 LED 스트링의 목표 구동 전류를 산출한다(S340).
그런 다음, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 상기 LED 스트링의 구동 전류를 목표 구동 전류에 도달하도록 점진적으로 증가 또는 감소시킨다(S350). 이러한 구동 전류의 점진적 증가 또는 감소하여 상기 목표 구동 전류에 도달하는 시간은 1분일 수 있고, 그보다 짧을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 LED 스트리에 포함된 LED의 구동 전압을 주기적으로 센싱하고(도 10에서는 1초마다), 주기적으로 센싱된 LED 구동 전압의 평균에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 미리 정해진 시간 이내에(예컨대, 도 10에서 살펴본 바와 같이, 1분) 상기 산출된 목표 구동 전류에 도달하도록 구동 전류를 점진적으로 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 영상 출력 장치(100)의 LED 백라이트 유닛(300)은 일정한 주기마다(예컨대, 1분마다) LED 스트링에 포함된 LED의 구동 전압을 센싱하고, 센싱된 구동 전압과 목표 소비 전력에 기초한 구동 전류 제어 동작을 상기 일정 주기마다(예컨대, 1분마다) 수행할 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 LED 백라이트 유닛(300)의 복수의 LED 스트링(320)에 대한 구동용 전압의 공급 형태를 나타낸다.
도 4을 참조하면, LED 백라이트 유닛(300)에서, 컨버터(310)는 복수의 LED 스트링(320) 각각에 대하여 대응되는 구동용 전압(V1, V2, 및 V3)를 공급할 수 있음을 알 수 있다.
그러나 도 11의 (a)를 참조하면, 상기 컨버터(310)는 상기 LED 백라이트 유닛(300)은 복수의 LED 스트링(321, 322, 및 323) 모두에 동일한 구동용 전압(V1)을 공급할 수도 있다. 이때, 상기 동일한 구동용 전압은 상기 복수의 LED 스트링(321, 322, 및 323)의 구동용 전압 중 가장 높은 구동용 전압에 의하여 결정될 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면, 상기 컨버터(310)는 제1 LED 스트링(321) 및 제2 LED 스트링(322)에 대해서는 동일한 구동용 전압(V1)을 공급하고, 제3 LED 스트링(323)에 대해서는 다른 구동용 전압(V2)을 공급할 수 있음을 알 수 있다. 이때, 상기 구동용 전압(V1)은 제1 LED 스트링(321)의 구동용 전압과 및 제2 LED 스트링(322)의 구동용 전압 중 높은 것에 의하여 결정될 수 있다.
이상에서 살펴본, 본 발명에 따른 영상 출력 장치 구동 방법들 각각은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 영상 출력 장치 110: 통신부
120: 입력부 130: 사용자 입력부
140: 센싱부 150: 출력부
160: 디스플레이부 170: 음향 출력부
180: 메모리 190: 전원부
200: 제어부 300: LED 백라이트 유닛
310: 컨버터 320: LED 스트링
330: 드라이버 340: 컨트롤러

Claims (9)

  1. LED(Light Emitting Diode) 백라이트 유닛을 포함하는 영상 출력 장치에 있어서,
    상기 LED 백라이트 유닛은,
    직렬로 연결된 적어도 하나의 LED를 포함하는 제1 LED 스트링 내지 제3 LED 스트링(string);
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여, 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력을 저장하는 메모리;
    상기 제1 LED 스트링에 제1 구동용 전압을 공급하고, 상기 제2 LED 스트링에 제2 구동용 전압을 공급하고, 상기 제3 LED 스트링에 제3 구동용 전압을 공급하는 컨버터(converter);
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여, 구동 전류를 제어하고 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 감지하는 드라이버(driver); 및
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여, 상기 포함된 적어도 하나의 LED의 목표 소비 전력 및 상기 감지된 구동 전압에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 상기 산출된 목표 구동 전류를 공급하도록 상기 드라이버를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨버터는,
    상기 컨트롤러의 제어 하에 상기 산출된 목표 구동 전류에 기초하여 서로 다른 상기 제1 구동용 전압, 상기 제2 구동용 전압, 상기 제3 구동용 전압을 상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 공급하는 영상 출력 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여,
    공급되는 상기 제1 구동용 전압, 상기 제2 구동용 전압, 상기 제3 구동용 전압을 증가시키면서 공급하도록 상기 컨버터를 제어하며, 포함된 LED 모두가 턴온되는 최소 구동용 전압에 기초하여 포함된 적어도 하나의 LED의 초기 구동 전압의 결정하고, 상기 적어도 하나의 LED의 초기 구동 전압에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 출력 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여,
    구동 전류가 상기 목표 구동 전류에 도달하도록 상기 구동 전류의 최대치를 단계적으로 증가시키도록 상기 드라이버를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 출력 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여,
    포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 일정한 주기로 감지하며, 상기 일정 주기로 감지되는 상기 적어도 하나의 LED의 구동 전압에 기초하여 상기 구동 전류를 상기 일정한 주기마다 제어하도록 상기 드라이버를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 출력 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 각각에 대하여,
    포함된 적어도 하나의 LED의 구동 전압을 일정한 주기로 감지하며, 상기 일정한 주기로 감지되는 상기 적어도 하나의 LED 구동 전압의 평균값에 기초하여 목표 구동 전류를 산출하고, 상기 구동 전류가 미리 정해진 시간 내에 상기 목표 구동 전류에 도달하도록 상기 LED 스트링의 구동 전류의 최대치를 단계적으로 증가시키도록 상기 드라이버를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 출력 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 LED 스트링 내지 상기 제3 LED 스트링 중 2개 이상의 LED 스트링에 대하여 동일한 구동용 전압을 공급하도록 상기 컨버터를 제어하며,
    상기 동일한 구동용 전압은 상기 2개 이상의 LED 스트링의 구동용 전압 중 가장 높은 구동용 전압에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 출력 장치.
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