CN1988745A

CN1988745A - Led发光单元、投影显示装置及操作该发光单元的方法

Info

Publication number: CN1988745A
Application number: CNA2006101687153A
Authority: CN
Inventors: 山田祥代; 西田勉
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-06-27
Also published as: KR20070065777A; JP2007171364A; KR100788700B1

Abstract

本发明提供了一种LED发光单元、使用该LED发光单元的投影显示装置以及操作该LED发光单元的方法。LED发光单元包括具有多个LED的光源和对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段顺序地打开LED的发光控制单元。所述发光控制单元包括驱动信号调制器，其用于产生以短于LED的至少一个的发光时间段的发光占空来打开所述LED中的所述至少一个的调制信号。所述方法包括对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段，顺序地打开所述LED发光单元的多个LED。以短于LED的至少一个的发光时间段的发光占空来打开所述LED的所述至少一个。

Description

LED发光单元、投影显示装置及操作该发光单元的方法

本申请要求于2005年12月20日在日本知识产权局提交的第2005-366324号日本专利申请和于2006年9月14日在韩国知识产权局提交的第10-2006-089156号韩国专利申请的优先权，这两个申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

与本发明一致的设备和方法涉及发光二极管(LED)发光单元、使用该LED发光单元的投影显示装置以及操作该LED发光单元的方法，更具体地讲，涉及通过将光照射到显示介质(如反射屏幕或透射屏幕)上来显示图像。

背景技术

在现有技术的投影显示装置(如投影仪和背投电视机)中，使用LED作为光源，并通过脉冲发光法操作LED。

例如，当利用发射三原色光(如红色、绿色和蓝色)的LED投影全色图像时，通过时分法顺次地发射红色、绿色和蓝色的光，并利用与各个颜色的光对应的图像信号来空间地调制红色、绿色和蓝色的光。

在第2005-149132号日本专利申请公开(图2和图4)中，公开了用于拾取并处理图像的图像处理装置和具有该图像处理装置的电子组件安装设备。该图像处理装置包括：光源，具有多个LED；LED驱动电路，利用脉宽调制法来调节从LED发射的光的亮度。

另外，在第2005-5112号日本专利公开(图1、图2和图3)中公开了一种LED驱动电路。公开的LED驱动电路产生具有偏移的三角波电流信号，并通过利用电流检测器和开关控制器来转变频率高于人眼的光响应频率的电流信号，为了近似以恒定电流模式来操作LED。

然而，现有技术的可见光LED光源、利用LED光源的投影显示装置以及操作LED光源的方法具有下面的缺点。

当LED发光时同时产生热，这种热降低了LED的光输出。因此，当LED工作长时间来提供高亮度发光时，LED的发光效率随着时间降低，并且LED的寿命也降低。

例如，在将红色、绿色和蓝色LED组装以产生白光的光源中，因为各种颜色的LED相互间产生热影响，所以更容易发生亮度的降低。另外，红色、绿色和蓝色LED根据它们的颜色具有不同的热性能。因此，红色、绿色和蓝色LED具有不同的亮度和寿命。因此，为了稳定工作，难以调节LED的亮度和驱动时间。

为了解决这些问题，可以根据第2005-149132号日本专利申请公开来调节LED的亮度。然而，在这个公开中公开的脉宽调制法设计为用于利用光源拾取图像。在公开的脉宽调制法中，测量目标的亮度，利用测量的结果产生脉宽调制信号，以获得期望的曝光能量。

对于通过将红光、绿光和蓝光顺序地照射到显示介质(如反射屏幕或透射屏幕)上形成图像的LED发光单元，通过脉宽调制来传递所需的曝光能量，顺序照射红光、绿光和蓝光的时间周期包括间歇间隔。由于间歇间隔，光颜色改变的频率降低，导致与图像品质相关的问题，如闪烁增加。

此外，涉及与用于汽车或交通灯的发光器件的LED驱动电路相关的第2005-5112号日本专利申请公开建议即使当驱动电流信号为方波时，通过利用高于人眼的光响应频率的频率来调制驱动电流信号也可以近似以恒定的电流模式来驱动LED。然而，该公开并没有公开或建议用于减少LED的亮度的降低的LED驱动电路和方法。

发明内容

本发明的示例性实施例克服了以上缺点和以上没有描述的其它缺点。另外，本发明不需要克服上述缺点，本发明的示例性实施例可以不用克服上述的任何问题。

本发明提供了一种LED发光单元，当LED被顺序打开以将光照射到显示介质上用于在显示介质上显示图像时，通过减小由LED产生的热导致的可见光LED的亮度降低可以被可靠地操作的LED发光单元。本发明还提供了一种使用该LED发光单元的投影显示装置以及操作该LED发光单元的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种LED发光单元，所述LED发光单元包括：光源，包括多个LED；发光控制单元，对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段，顺序地打开LED，其中，所述发光控制单元包括驱动信号调制器，驱动信号调制器产生以短于LED的至少一个的发光时间段的发光占空来打开所述LED中的所述至少一个的调制信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用所述LED发光单元的投影显示装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种操作LED发光单元的方法，所述方法包括对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段，顺序地打开所述LED发光单元的多个LED，其中，以短于所述发光时间段的发光占空来打开所述LED的所述至少一个。

根据本发明，可见光LED中的至少一个以宽度小于发光时间段的发光占空被打开。因此，与在发光时间段内以100％占空比打开的其它LED相比，这个LED产生的热较少。另外，当LED关闭时，在发光时间段的间歇间隔内，可以轻易地从LED释放热。因此，可以降低光源的温度。

术语占空比表示在指定的发光时间段内发光时间与整个发光时间段的比。调制信号的波形不限于方形波。

在这种情况下，尽管对于发光时间段内的间歇间隔关闭LED，但是可以调节LED，从而通过改变在指定的发光时间段内的LED的亮度和间歇宽度，人眼并不会察觉到LED关闭。在余像现象中，在刺激结束后光刺激保持。因此，人察觉到LED被连续打开以显示图像。

例如，在顺序打开LED以显示全色图像的投影显示装置的LED发光单元中，在指定时间段的发光时间段中顺序发射红光、绿光和蓝光。设定时间周期，从而在该时间周期内，人眼察觉到红色、绿色和蓝色的混合颜色。因此，当适当设定LED的亮度级时，人眼不能察觉到小于发光时间段的间歇时间段。

此外，在间歇之间的足够小的间隙增大了LED的亮度的物理积分值和人眼察觉到的LED的亮度级之间的差别。与LED的亮度的物理积分值相比，LED看起来更亮。

可以设定发光时间段，从而占空比小于100％的调制信号的积分值小于占空比为100％的调制信号的积分值。在这种情况下，因为与占空比为100％的情况相比，LED产生的热减少，所以可以更有效地防止LED的亮度降低。

附图说明

通过结合附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的上述和其他方面将会变得更加清楚，其中：

图1是示出使用了根据本发明的示例性实施例的LED发光单元的投影显示装置的示意图；

图2是示出在图1中描述的根据本发明示例性实施例的LED发光单元的结构的功能框图；

图3是示出用于在图1中描述的根据本发明示例性实施例的LED发光单元的多个LED的调制信号的曲线图；

图4是示出在图3中描述的调制信号的详细的波形图案的曲线图，所述调制信号由根据本发明示例性实施例的LED发光单元的驱动信号调制器产生；

图5是示出作为时间的函数的人眼对光刺激的响应的曲线图；

图6是示出LED亮度的降低的曲线图；

图7是示出了由根据本发明示例性实施例的LED发光单元的驱动信号调制器产生的调制信号的波形图案的曲线图；

图8是示出由根据本发明示例性实施例的LED发光单元的驱动信号调制器产生的调制信号的波形图案的曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图更完全地描述本发明，本发明的示例性实施例示出在附图中。附图中相同的标号表示相同的元件，因此将省略对它们的描述。

现在将描述根据本发明示例性实施例的LED和使用该LED的投影显示装置。

图1是示出使用了根据本发明示例性实施例的LED发光单元2的投影显示装置1的示意图。图2是示出根据本发明示例性实施例的LED发光单元2的功能框图。图3是示出了用于根据本发明示例性实施例的LED发光单元2的多个LED的调制信号的曲线图。图4是示出在图3中描述的调制信号的详细的波形图案的曲线图，该调制信号由根据本发明示例性实施例的LED发光单元2的驱动信号调制器产生。

投影显示装置1根据图像信号输入利用LED发光单元2将全色图像投影到反射屏幕6上。

投影显示装置1包括LED发光单元2、聚光透镜3、空间调制器4、投影透镜5和控制器10，控制器10控制投影显示装置1的全部操作。

为了显示全色图像，LED发光单元2通过时分法顺序地产生对应于至少三原色(如红色、绿色和蓝色)的不同波长的光。

聚光透镜3接收从LED发光单元2发射的光，并将该光聚焦到空间调制器4的调制区域上。

空间调制器4基于对应的波长光的图像信号，通过空间调制来自聚光透镜3的光，显示用于投影的颜色分离的图像。通过控制器10驱动空间调制器4。透射装置(如液晶显示器(LCD))，或反射装置(如具有微镜阵列结构的数字微镜装置(DMD)和硅上液晶(LCOS))可用作空间调制器4。

投影透镜5将在空间调制器4上显示的图像以放大的尺寸投影到反射屏幕6上。

现在将详细描述LED发光单元2的结构。

参照图1和图2，LED发光单元2包括光源22、LED驱动电路21、电流检测器23、驱动信号调制器24和电源电路20，电源电路20对光源22提供功率。

光源22包括LED 22R、22G和22B，它们分别发射三原色光，如红色波长的光、绿色波长的光和蓝色波长的光。LED 22R、22G和22B聚集在它们相互热影响的区域内。

LED驱动电路21、电流检测器23和驱动信号调制器24被用于根据控制器10的发光时钟信号，将LED 22R、22G和22B顺序地打开在每个循环时间周期内它们各自的发光时间。LED驱动电路21、电流检测器23和驱动信号调制器24组成发光控制单元70。

发光时钟信号是获得将LED在每个循环时间周期内顺序打开的发光时序的信号。发光信号可具有与现有技术相同的频率范围，如180Hz至360Hz。在当前的示例性实施例中，发光基频f₀是240Hz。

为了单独地驱动LED 22R、22G和22B，LED驱动电路21根据来自驱动信号调制器24的调制信号转变来自电源电路21的电流。

电流检测器23根据预定的时间表测量流过光源22的LED 22R、22G和22B的电流，以产生用于以预定的电平保持LED 22R、22G和22B的最大发光输出的控制信号，并将控制信号发送到驱动信号调制器24。

驱动信号调制器24产生调制信号，该调制信号将由发光时钟信号设定的循环时间周期分成光源22的LED 22R、22G和22B的发光时间段。在指定的循环时间周期的发光时间段内，LED 22R、22G和22B中对应的一个LED打开发光占空(lighting duty)部分长，所述发光占空部分比指定的发光时间段短。术语发光占空指的是发光时间段的LED之一打开的部分。

在图3示出的示例性实施例中，在由发光基频f₀确定的周期T₀，如T₀＝1/f₀＝t₄-t₁，通过顺序时分法产生调制信号30R、30G和30B，以驱动LED22R、22G和22B。例如，在发光时间段T_R(t₁-t₂)、T_G(t₂-t₃)和T_B(t₃-t₄)，其中，t₁＜t₂＜t₃＜t₄，分别发射红色波长的光、绿色波长的光和蓝色波长的光。

根据LED 22R、22G和22B的热特性能单独地确定发光时间段T_R、T_G和T_B的宽度。在本示例性实施例中，由于LED 22G和22B具有基本相同的热特性，并且LED 22R具有相对差的热特性，所以将发光时间段T_R、T_G和T_B设定如下：T_R/T₀＝0.2(20％)，T_G/T₀＝0.4(40％)，T_B/T₀＝0.4(40％)。

在现有技术的发光方法中，LED 22R、22G和22B在发光时间段T_R、T_G、和T_B以100％的占空比打开。在现有技术的用于发光的脉宽调制法中，因为在指定的发光时间段内以100％的占空比进行发光，所以以LED 22R、22G和22B的占空比分别为T_R/T₀、T_G/T₀和T_B/T₀的方式相对于基频f₀确定发光时间段T_R、T_G和T_B。另外，根据占空比确定施加到LED 22R、22G和22B的用于调制信号30R、30G和30B的驱动电流，以在反射屏幕6上获得期望的光能量密度。

然而，在图3和图4示出的示例性实施例中，调制信号30R、30G或30B是在时间周期T₀的指定发光时间段T_R、T_G或T_B内突发频率f_b高于发光基频f₀的脉宽调制信号。在图4中，t_S和t_E表示指定的发光时间段T_R、T_G或T_B的开始点和结束点。

可根据为了获得由于产生热而导致的LED亮度降低和人眼察觉的实际亮度之间的关系而进行的实验来适当地选择突发频率f_b和占空比。具体地讲，可以从高频中选择突发频率f_b，从而在指定的发光时间段T_R、T_G或T_B内可以产生至少两个脉冲。

例如，可以将脉宽调制设定为如下：f_b＝20×f₀，T_b(脉冲周期)＝1/f_b，占空比＝50％。

在这种情况下，与使用占空比为100％的情况相比，用于驱动LED 22R、22G和22B所需的功率减少一半。

此外，调制信号30R、30G或30B可具有与现有技术的脉宽调制信号相同的峰值。例如，用于调制信号30R(30G，30B)的峰驱动电流可为1.5A。

将调制信号30R、30G或30B发送到控制器10，以产生用于驱动空间调制器4的时序信号。

现在将相对于投影显示装置1的操作描述LED发光单元2的功能。

图5是示出作为时间函数的人眼对光刺激的响应的曲线图。图6是示出LED的亮度的降低的曲线图。

当投影显示装置1的控制器10接收颜色分离的红色、绿色和蓝色图像信号时，控制器10将时钟信号发送到LED发光单元2。

然后LED发光单元2的驱动信号调制器24产生调制信号30R、30G和30B，并将它们发送到LED驱动电路21。与调制信号30R、30G和30B对应的驱动电流可随后被供给至光源22的LED 22R、22G和22B。因此，根据调制信号30R、30G和30B的波形图案，可以单独地操作LED 22R、22G和22B。

调制信号30R、30G和30B也被发送到控制器10，以产生用于空间调制器4的时序信号。因此，空间调制器4的驱动时序可以与在发光时间段T_R、T_G和T_G内从光源22发射的红色波长的光、绿色波长的光和蓝色波长的光同步。以这种方式，空间调制器4可以以时间分割的方式根据红色、绿色和蓝色图像信号进行操作。

从LED发光单元2发射的红光、绿光和蓝光被聚光透镜3会聚并聚焦到空间调制器4上。为了显示红色、绿色和蓝色的颜色分离的图像，空间调制器4空间调制红光、绿光和蓝光。在空间调制器4上显示的颜色分离的图像被投影透镜5放大并被投影到反射屏幕6上。由于颜色分离的图像在人的眼睛中被合并，所以人们可以从反射屏幕6反射的顺序的颜色的光看到全色图像。

在本发明的脉宽调制中，在与现有技术的脉宽调制中的发光时间段相同的发光时间段中，以小于100％的占空比调制脉宽。然而，尽管在发光时间段中的占空比小于100％，但是可以使用LED发光单元2，而没有关于亮度降低的问题。对于这一点的原因，现在将进行解释。

在本示例性实施例中，由于占空比是50％，所以从光源22发射的光的量小于当占空比为100％时发射的光的量。因此，当使用光源22作为打印机(在该打印机中，光源被用于扫描具有特定光敏性的光电导体)的光源时，扫描能随着占空比的降低而降低。

然而，对于通过将可见光照射到显示介质(如反射屏幕或透射屏幕)上来显示图像的LED发光单元，当以预定的方式操作LED发光单元时，人的眼睛不能察觉到由LED发光单元的光输出功率的降低导致的图像的亮度的下降。

当人的眼睛接收光刺激时，在光刺激结束后，人察觉到光刺激持续一段时间。这就叫做余像现象。参照图5，当眼睛看到具有强度I_i的光脉冲时，光脉冲的知觉强度I_v随着时间减弱。知觉强度曲线100逐渐地随后更急剧地减小。

由于这种余像现象，可以察觉到顺序辐射的红光、绿光和蓝光作为白光。不同颜色的光可以按这种方式以投影仪使用的频率混合。然而，光的知觉强度与实际的光强度并没有太大的不同。从当改变红色、绿色和蓝色的发光时间段时，破坏了白平衡的情况，或在顺序辐射红光、绿光和蓝光后为了发白光同时辐射红光、绿光和蓝光的情况可以理解，以增大图像的知觉强度。

参照图4，当突发频率f_b(1/T_b)增大到基频f₀(1/T₀)以上时，由于余像现象，在发光时间段T_R、T_G或T_B内，人眼更难以察觉到离散的光脉冲。结果，与从光源22发射的光的量相比，图像可被显示得更明亮。基于这种事实来产生调制信号30R、30G和30B。

此外，根据本发明的示例性实施例，由于可以减少从光源22发射的光的量，所以可以减少由光源22产生的热，从而可以减少关于由于产生的热导致的光源22的亮度减小的问题。这将在后面进行更加详细的描述。

图6是示出了由于产生热导致LED亮度减小的曲线图。在图6中，水平轴表示发光时间(t)，垂直轴表示亮度(P)。

当LED连续发射光同时接收恒定的驱动电流时，由于产生热，LED的温度升高。因此，基于LED的温度特性，LED的亮度P从原始亮度P_i降低，如图6中的亮度曲线101所示。然后，当LED的温度达到平衡状态时，LED的亮度P接近恒定值。

例如，当LED被打开从0到t₁₀的间隔长时，LED的亮度P降低ΔP₁₀。当LED被打开从z到t₂₀的间隔长时，其中，t₁₀＜t₂₀，LED的亮度P降低ΔP₂₀。此外，由于产生的热量随着发光时间而增大，所以当LED被打开从0到t₁₀的短间隔时比被打开从0到t₂₀的长间隔时产生的热少。因此，当总发光时间相等时，在高频脉宽调制的情况下LED的亮度降低得更少。因此，通过使用高频脉宽调制可以有效地执行发光。

这个优点对于需要非常亮的照明光的投影显示装置(如投影仪和投影电视)尤为重要。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，脉宽调制调制信号，因此在给定的发光时间段，调制信号具有小于100％的占空比，并且突发频率f_b显著地高于基本发光频率f₀。因此，尽管当与现有技术的脉宽调制方法相比时，从光源22发射的光的量减小，但是由于余像作用，可以察觉的光的量保持与现有技术的脉宽调制基本相同。此外，可以大量地减少由光源22产生的热和导致的光源22的亮度的降低。因此，可以稳定地使用光源22的LED 22R、22G和22B。

根据本发明的示例性实施例，在LED发光单元2中，通过上述的脉宽调制方法，驱动信号调制器24产生用于LED 22R、22G和22B中的至少一个的调制信号，从而可以根据脉宽调制信号在给定的发光时间段内操作LED。

此外，可以简单地通过调节改变占空比的调制信号的光脉冲的宽度来防止或减少LED的亮度的降低。

现在将根据本发明的示例性实施例来描述LED发光单元。

图7是示出由根据本发明示例性实施例的LED发光单元200的驱动信号调制器240产生的调制信号的波形图案的曲线图。

除了LED发光单元200包括驱动信号调制器240之外，本实施例的LED发光单元200具有与图2中示出的LED发光单元2相同的构造。

LED发光单元200的驱动信号调制器240产生调制信号40R、40G或40B，所述调制信号40R、40G或40B与上述的调制信号30R、30G或30B不同。

在时间周期的发光时间段T_R、T_G或T_B内以如图3的实施例所示的相同的方式产生调制信号40R、40G或40B。

参照图7，波形图案是功率调制波形图案，该图案具有信号电平从I_p(从t₁到t₂)变化到I₀(t₂到t₃)的阶梯形状。发光时间段T_R、T_G或T_B＝t₄-t₁，其中，t₁＜t₂＜t₃＜t₄，且I_p＞I₀。

可以基于示出亮度降低和人眼的知觉亮度改变之间的关系的实验结果来设定峰值I_p和发光占空t₂-t₁和t₃-t₂。为了防止减小LED 22R、22G和22B的寿命，用LED 22R、22G和22B的驱动电流的幅值和持续时间的界限来限制峰值I_p。

假定I_p＝2I₀，(t₂-t₁)＝(1/3)(t₄-t₁)和(t₃-t₁)＝(2/3)(t₄-t₁)，现在将描述调制信号40R、40G或40B的功能。

参照图7，在指定的发光时间段内，由上述设定指定的阶梯脉冲100可使得由LED 22R、22G和22B产生的热量与具有信号电平I₀和100％占空比的调制方形脉冲41产生的热量相同。

曲线104表示当由本示例性实施例的阶梯曲线100驱动LED 22R、22G和22B时亮度降低，曲线105表示当调制方形脉冲41驱动LED 22R、22G和22B时亮度降低。在图7中，尽管仅在第一周期T₀之后的第二周期绘制出亮度曲线104和105，但是亮度曲线104和105在所有周期中都相同。因此，为了清晰，将仅相对于第一周期T₀给出亮度曲线104和105的下面的描述。

由于本实施例的调制信号40R、40G或40B开始时具有峰值Ip，所以在从t₁到t₂的时间间隔内，亮度曲线104以图6中示出的曲线101的形式从最大点(a)降低到点(b)。然后，在从t₂到t₃的下一时间间隔内，调制信号40R、40G或40B的电平下降到大约是峰值I_p的一半的值I₀。因此，LED产生的热减半，在从t₂到t₃的时间间隔亮度曲线104从点(b)变化到点(c)没有在从t₁到t₂的时间间隔变化地陡。在点(c)，亮度是P₁。在从t₃到t₄的时间间隔内，LED关闭。然而，人眼不能察觉到LED关闭。因此，亮度P₁保持一会儿。

对于调制方形脉冲41，由于脉冲41的电平保持恒定的值I₀，该值I₀是峰值I_p的一半，所以亮度曲线105在具有点(a)的高度的一半高度的点(e)开始，在时间间隔t₁至t₄内，以图6中示出的曲线101的形式下降到亮度为P₂(P₂＜P₁)点(f)。

尽管对于本示例性实施例的阶梯脉冲100和方形脉冲41，LED产生的总热相同，但是对于阶梯脉冲100比方形脉冲41，LED的亮度降低地小得多。此外，由于余像现象，当用阶梯脉冲100代替方形脉冲41驱动LED时，人眼察觉到从LED发射的光亮得多。

尽管对于阶梯脉冲100和方形脉冲41，LED产生的热量相同，但是梯形脉冲100可以减少LED产生的热量，如通过调节脉冲100的峰值I_p和时间点t₂和t₃。

如上所述，在本示例性实施例中，对于LED 22R、22G和22B中的至少一个，LED发光单元200的驱动信号调制器240在发光时间段T_R、T_G或T_B的初始部分产生具有峰值I_p的功率调制信号40R、40G或40B。

当积聚的热低时，在时间段T_R、T_G或T_B的初始部分，LED发射具有最大亮度的光，从而提高LED的发光效率。因此，可以高亮度操作LED。

此外，在本示例性实施例中，功率调制信号40R、40G或40B的电平开始时具有峰值，然后随着时间单调降低。

在这种情况下，LED产生的热单调降低，从而可以有效地减小LED的亮度降低。

这里，术语单调用于表示广义上的单调减小，包括阶梯式减小。

现在将描述本发明的另一示例性实施例。

图8是示出由根据本发明的另一示例性实施例的LED发光单元的驱动信号调制器产生的调制信号的波形图案的曲线图。

驱动信号调制器产生调制信号50R、50G或50B，而不是调制信号40R、40G或40B。

调制信号50R、50G或50B具有在时间间隔t₁到t₅内调制信号50R、50G或50B的电平从峰值I_q线性降低到值I_r的梯形波形图案。这里，t₁＜t₅＜t₄，且I_r＜I₀＜I_q。

可以根据示出亮度降低和人眼的知觉亮度改变之间的关系的实验结果来设定I_q、I_r和时间间隔t₁到t₅。为了防止降低LED 22R、22G和22B的寿命，用LED 22R、22G和22B的驱动电流的幅值和持续时间的界限来限制峰值I_q。

调制信号50R、50G或50B是另一单调降低波形信号的示例。调制信号50R、50G或50B的功能与调制信号40R、40G或40B的功能基本相同。

根据LED 22R、22G和22B产生的热和LED 22R、22G和22B之间的干涉，对于LED 22R、22G和22B的所有LED或至少一个LED可以使用本示例性实施例的调制信号。在指定的发光时间段内，可以以100％的占空比来操作LED 22R、22G和22B中产生少量的热并减少亮度的降低的一个LED或一些LED。

另外，尽管在上述实施例中有三个发射可见光的LED，但是LED的数量也可以是2个、四个或更多个。例如，可以使用两个红色LED、两个绿色LED和两个蓝色LED。此外，可以单独设置多个LED，而不是装配成单一光源。

另外，尽管对于指定时间段T₀，LED被顺序地打开，但是在指定时间段T₀，两个或更多个LED可被同时打开。例如，可以同时打开红色LED、绿色LED和蓝色LED，以提高表观亮度。

而且，投影显示装置可以利用透射屏幕而不是反射屏幕来显示图像。例如，投影显示装置可以是使用透射屏幕的背投电视机。

另外，尽管在投影显示装置中使用了LED发光单元，但是LED发光单元也可以用于其它将光辐射到显示介质(例如，反射屏幕或透射屏幕)上的装置，如发光装置或投影仪。

在本发明的范围内，投影显示装置和LED发光单元的组件可用于不同的构造。

如上所述，对于LED发光单元、使用LED发光单元的投影显示装置以及操作LED发光单元的方法，LED发光单元中的至少一个LED在其发光时间段内以小于100％的占空比来操作。因此，减少了LED的发热时间。此外，在不工作的时间段内，LED可以释放产生的热量。因此，可以减小由于LED产生的热导致的亮度降低，从而提高LED发光单元的可靠性。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其合法等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种修改。

Claims

1、一种LED发光单元，包括：

光源，包括多个LED；

发光控制单元，对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段，顺序地打开LED，

其中，所述发光控制单元包括驱动信号调制器，所述驱动信号调制器产生以短于LED的至少一个的发光时间段的发光占空来打开所述LED中的所述至少一个的调制信号。

2、根据权利要求1所述的LED发光单元，其中，所述驱动信号调制器通过脉宽调制产生用于在所述发光时间段内打开所述LED的所述至少一个的所述调制信号。

3、根据权利要求2所述的LED发光单元，其中，所述驱动信号调制器利用预定的频率执行所述脉宽调制，从而在所述发光时间段内产生至少两个脉冲。

4、根据权利要求1所述的LED发光单元，其中，在所述发光时间段的第一半段，所述调制信号具有峰值，所述驱动信号调制器通过功率调制在所述发光时间段内打开所述LED的所述至少一个。

5、根据权利要求4所述的LED发光单元，其中，所述调制信号在所述发光时间段的开始点处具有所述峰值。

6、根据权利要求5所述的LED发光单元，其中，所述调制信号具有随时间单调降低的波形图案。

7、根据权利要求5所述的LED发光单元，其中，所述调制信号具有以阶梯的方式随时间降低的波形图案。

8、一种通过将光照射到屏幕上以放大的尺寸来显示图像的投影显示装置，所述投影显示装置包括LED发光单元，

其中，所述LED发光单元包括：

光源，包括多个LED；

9、根据权利要求8所述的投影显示装置，其中，所述驱动信号调制器通过脉宽调制产生用于在所述发光时间段内打开所述LED的所述至少一个的所述调制信号。

10、根据权利要求8所述的投影显示装置，其中，在所述发光时间段的第一半段，所述调制信号具有峰值，所述驱动信号调制器通过功率调制在所述发光时间段内打开所述LED的所述至少一个。

11、根据权利要求10所述的投影显示装置，其中，所述调制信号在所述发光时间段的开始点处具有所述峰值和随时间单调降低的波形图案。

12、一种操作LED发光单元的方法，所述方法包括对于在循环时间周期内对各个LED指定的发光时间段，顺序地打开所述LED发光单元的多个LED，

其中，以短于所述LED的至少一个的发光时间段的发光占空来打开所述LED的所述至少一个。