KR100723742B1 - 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야
본 발명은 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
본 발명은, 시스템내에 발열을 방지하기 위해 설치된 팬으로부터 방출되는 열을 덕트를 통해 엘시디 램프 주위로 전달하여 적은 전원으로 엘시디의 밝기를 유지함으로서 배터리의 소비 전원을 절약 할 수 있도록 한 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있음.
3. 발명이 해결 방법의 요지
본 발명은, 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 있어서, 시스템 동작에 따라 발열하는 발열 소자; 상기 발열 소자로부터 방출되는 열을 엘시디 램프 주위로 전달하기 위한 열 전달 ; 및 상기 열전달 수단을 통해 이송된 열에 의해 상승된 엘시디 램프의 주위 온도에 비례하여 밝기 조정 전압 또는 전류를 인버터를 통해 공급하는 제어 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 휴대용 통신 시스템을 이용한 부가 서비스에 응용됨.
백 라이트 램프, 엘시디, 밝기 조정, 덕트, 인버터,

Description

시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법{: Apparatus for controlling brightness of LCD using heating in system, and its method}
도 1은 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 대한 외관 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시지 밝기 제어 장치에 대한 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 키 입력부 110 : 발열 파트
120 : 팬 130 : 덕트
140 : 발열 집열부 150 : 엘시디 램프
160 : 엘시디 210 : 온도 검출부
220 : 마이크로 콘트럴러 230 : 밝기 롬 테이블
240 : 키보드 콘트롤러 250 : 인버터
본 발명은 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템내에 발열을 방지하기 위해 설치된 팬으로부터 방출되는 열을 덕트를 통해 엘시디 램프 주위로 전달하여 적은 전원으로 엘시디의 밝기를 유지하기 위한 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치로 LCD를 채용하는 시스템은 디스플레이되는 내용을 보다 정확하고 선명하게 보기 위해 발광원인 백 라이트 및 프론트 라이트 램프가 필요하다.
상기 백 라이트 램프(이하, 엘시디 램프)로는 보통 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp : 냉음극 형광 램프)가 주로 사용되며, 이 램프를 구동하기 위해서는 적절한 전원을 공급해야 한다.
예를들어, 14.1" 이하의 엘시디를 갖춘 대부분의 휴대용 시스템의 경우, 그 전원은 200-700V(40-150KHz)의 AC 전압과 0.5-7mA의 전류를 필요로 한다.
따라서, 상기 엘시디 램프에 일정한 전압과 전류를 공급하기 위해 인버터(Inveter)가 필요하며, 이 인버터로부터 공급되는 전압 및 전류에 의해 엘시디 램프는 구동되고, 엘시디 램프의 밝기는 램프 전류의 크기에 비례하여 밝기가 유지된다.
보통, 엘시디 램프에 공급되는 전류를 가변시키기 위한 인버터의 입력 정보는, 대부분의 노트북 PC 경우에 키보드 등의 입력 수단을 통해 입력되는 밝기 증감 버튼을 설정하고, 키 값 눌림 정보를 마이크로프로세서가 판독하고, 상기 마이크로 프로세서가 밝기 조절에 필요한 정보로 변환된 디지털 적인 밝기 조절 정보(Voltage Level 또는 PWM signal의 가변 Duty 폭)를 인버터로 보내고, 이때, 상기 인버터는 그 밝기 조절 입력만큼의 램프 전류를 생성하여, 엘시디 램프로 보내어 밝기를 제어하고 있다.
상기 엘시디 램프(CCFL)의 큰 특징중에 하나는 램프 온도에 따라 밝기의 정도가 달라지는데, 일정 온도까지는 비례해서 밝기도 증가하는 특성을 보이며, 엘시디를 채용하고 있는 시스템은 상온(25도)상태에서의 맞추어 엘시디 램프에 전원 및 전류를 공급하도록 하고 있으며, 사용자의 요구에 밝기가 조절 가능하도록 하고 있다.
여기서, 종래의 엘시디를 채용한 시스템을 두 가지로 나누어 볼 수 있는데, 그 하나는 노트북처럼 디스플레이부가 덮개 형태로 되어 본체와 분리된 시스템과 다른 하나는 웹패드 및 PDA 처럼 디스플레이부가 본체와 일체형으로 된 시스템이다.
상기 디스플레이가 덮개 형태로 이루어진 휴대용 시스템에서 엘시디 램프의 주위 온도는 시스템의 주위 온도, 엘시디 램프의 자체 발열량 및 엘시디 램프의 주위를 구성한 방열 정보에 따라 결정되어, 엘시디 램프의 온도를 일정 온도 이상으로 올리기는 불가능하며, 더욱이 쉽게 방열되는 구조로 온도 증가량은 매우 작아, 결론적으로 엘시디 램프의 고온 특성을 이용하기에는 극히 제한적이다.
또한, 디스플레이가 일체형인 휴대용 시스템은 엘시디 램프의 주위 온도는 시스템의 주위 온도, 엘시디 램프의 자체 발열량과 램프 주위를 구성한 방열정도에 따라 결정되기는 마찬가지나, 본체와 램프가 일체형이라는 특성에 의해 발생열이 엘시디 램프 주위로 전달되기 쉬워 온도 증가량도 덮개형인 시스템보다 크고 램프의 고온 특성을 이용하기는 수월하다.
그러나, 일체형인 휴대용 시스템도 엘시디 램프의 고온 특성을 수동적으로 이용하는 방법으로 엘시디 램프의 온도 상승을 기대하기는 어려운 실정이다.
한편, 인버터는 마이크로 프로세서에서 입력되는 밝기 조절 정보에 의해 가변적인 전압 및 전류를 엘시디 램프에 공급하고 있는데, 여기서, 주의 온도에 의한 엘시디 램프의 밝기의 조절예를 인가되는 전압 및 전류를 통해 살펴보면 다음과 같다.
휴대용 시스템에서는 밝기 조절 정보를 0 내지 5V의 레벨을 사용하며, 0V(0.5mA)일때는 최저 밝기를 5V(6 mA)일 때는 최고 밝기로 하며, 단계별로 가변량을 두는데, 이 가변량을 0.5V(0.5mA)로 한다.
따라서, 밝기 조절을 위한 단계를 단계 1에서 단계 11로 구분할 수 있으며. 즉, 단계 1은 0V의 1mA를, 단계 2는 0.5V의 1.5mA를 두고, 최종 단계 11에서는 5V의 6mA가 된다.
여기서, 최고 밝기상태 즉, 제 11 단계에 의해 5V에 6mA가 엘시디 램프에 인가된 경우에, 엘시디 램프가 150cd/m2의 밝기를 내도록 설계된 휴대용 시스템은 주 위온도 25°C에 고정되어, 1°C당 5cd/ma씩 증가하는 램프 온도 특성을 갖는 다고 가정한다.
그러면, 램프의 온도 특성에 의해 주위온도가 27°C가 되면 밝기는 160cd/m2가 되고, 램프의 온도 특성에 의해 주위온도가 28°C가 되면 밝기는 165cd/m2가 되고, 램프의 온도 특성에 의해 주위온도가 29°C가 되면 밝기는 170cd/m2 증가된다.
따라서, 주위 온도가 29°C인 상태에서 시스템을 사용할 경우에는 실제 설계치보다 20cd/m2 의 밝기를 더 내는 것이다. 그러므로, 종래에는 이러한 특성을 이용하여 주위 온도에 따라 가변적으로 전원 및 전류를 인버터에 인가함으로서 배터리의 전원을 세이브 할 수 있었다.
그러나, 종래의 엘시디를 채용한 휴대용 시스템은 주위온도의 조건에 따라 적은 전압 및 전류를 인버터에 인가함으로서 배터리의 전원을 세이브 할 수 있다고 하나, 실제적으로 주위 온도가 고온(예를 들어 : 30°C 이상)으로 상승하기 힘들어 결국 배터리의 전원 세이브 량이 극히 미약했으며, 특히, 사용자가 주위 온도가 높은 조건(30°C 이상)에서 휴대용 시스템을 사용하는 사용 빈도가 높을 것으로 기대하기 어렵다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시스템내에 발열을 방지하기 위해 설치된 팬으로부터 방출되는 열을 덕트를 통해 엘시디 램프 주위로 전달하여 적은 전원으로 엘시디의 밝기를 유지함으로서 배터리의 소비 전원을 절약 할 수 있도록 한 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 있어서, 시스템 동작에 따라 발열하는 발열 소자; 상기 발열 소자로부터 방출되는 열을 엘시디 램프 주위로 전달하기 위한 열 전달; 및 상기 열전달 수단을 통해 이송된 열에 의해 상승된 엘시디 램프의 주위 온도에 비례하여 밝기 조정 전압 또는 전류를 인버터를 통해 공급하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법은, 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법에 있어서, 설정된 온도에 의해 인버터를 통해 엘시디 램프에 전압 또는 전류를 공급하며, 엘시디 램프의 주위에서 측정된 온도 정보를 입력받는 제 1 단계; 상기 입력된 온도 정보를 기 설정된 테이블에 비교하여 해당 온도를 확인하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 단계에서 엘시디 램프에 공급되는 전압 또는 전류를 상기 제 2 단계에서 확인된 온도에 의해 대응되는 전압 또는 전류로 가변하여 인버터를 통해 엘시디 램프에 공급하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 대한 외관 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시스템내에 설치된 팬(120)은 CPU 등에 방출되는 열을 외부로 방출하기 위한 목적과 함께 덕트(130)로 연결된 발열 집열부(140)로 공급한다.
이때, 발열 집열부(140)로 공급된 열에 의해 발열 집열부(140)의 내측에 설치된 엘시디 램프의 주위 온도는 상승된다. 따라서, 엘시디 램프의 주위 온도는 상승하게 되고, 이 상승된 온도는 센서에 의해 감지되어 시스템내 마이크로 프로세서로 공급된다.
이에, 상기 마이크로 프로세서는 최초 인버터에 인가되던 전압 및 전류를 온도 상승분에 비례적으로 낮추어 공급하도록 제어한다. 따라서, 배터리에 의해 전원 공급시, 배터리의 전원을 세이브 되는 것이다.
여기서, 팬(120)은 시스템내 각 부품에서의 발열을 방지하기 위한 목적도 있으므로, 덕트(130)를 통해 열이 시스템내로 역류하는 것을 방지하기 위한 별도의 배출팬을 설치하여 발열 집열부(140)로 1차적으로 전달된 발열 공기를 시스템 외부로 배출하도록 함이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 엘시디 밝기 제어 장치는, 온도 검출부(210), 마 이크로 프로세서(220), 밝기 롬 테이블(230), 키보드 컨트롤러(240), 인버터(250)를 포함한다.
상기 온도 검출부(210)는 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 검출하고, 상기 검출된 온도에 따른 신호를 마이크로 프로세서(220)에 전달한다.
상기 마이크로 프로세서(220)는 온도 검출부(210)에서 검출된 온도에 따라 밝기 롬 테이블(230)에 저장된 밝기 보정 정보를 선택하고, 상기 선택한 밝기 보정 정보를 키보드 콘트롤러(240)에 전송하며, 또한, 상기 키보드 콘트롤러(240)로부터 입력되는 키 입력부(100)의 선택 신호를 제공받아 해당 밝기 보정 정보를 재차 키보드 콘트롤러(240)에 전송한다.
상기 키보드 콘트롤러(240)는 마이크로 프로세서(220)에서 전달받은 밝기 보정 정보에 따른 전압 및 전류 제어 신호를 인버터(250)에 전달한다.
따라서, 상기 인버터(250)는 해당 전압 및 전류 신호에 의해 조정된 전압 전류를 엘시디 램프(150)에 전달한다.
여기서, 상기 마이크로 프로세서(220)는 온도 검출부(210)에서 검출된 온도에 따라 가변적인 밝기 보정 정보를 키보드 컨트롤러(240)에 인가하는데, 상기 온도 검출부(210)는 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 측정하는 것이고, 엘시디 램프(150)의 주위는 팬의 구동으로 시스템내의 발열된 공기가 유입되어 온도가 상승된다.
그러므로, 상기 마이크로 프로세서(220)는 온도 검출부(210)에서 검출된 온도에 따라 밝기 롬 테이블(230)에 저장된 온도 밝기 정보를 출력함으로서, 결국 엘 시디 램프(150)에 의해 가변된 전원 및 전류가 인가되어도 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 팬의 구동으로 유입되는 발열된 공기에 의해 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 외기의 온도 즉, 시스템 외부 온도가 35°C인 상태로 동일한 조건으로 상승되면 밝기는 기준인 150cd/m2에서 200cd/m2로 증가하게 된다. 따라서, 추가 전력 소모 없이 50cd/m2만큼 밝기를 더 내므로 인버터(250)에 인가되는 전원 및 전류를 감소시켜 결국 배터리의 소비 전원을 감소시킬 수 있는데, 이를 더욱 구체적으로 (표 1)을 토대로 소비 전원의 감소량을 살펴보기로 한다.
25°C 29°C 35°C
단계1(0V,1mA) 50cd/m2 70cd/m2 100cd/m2
단계6(2.5V,3.5mA) 100cd/m2 120cd/m2 150cd/m2
단계9(4V,5mA) 130cd/m2 150cd/m2 180cd/m2
단계10(5V,6mA) 140cd/m2 160cd/m2 190cd/m2
단계11(5V,6mA) 150cd/m2 170cd/m2 200cd/m2
즉, 표 1에서도 알 수 있듯이, 상기 휴대용 시스템이 단계 11로 램프의 밝기를 설정했다면, 주위 온도 25°C일 때 150cd/m2의 밝기를 내지만, 주위 온도가 35°C인 경우에는 같은 정도로 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 강제로 올리면 200cd/m2으로 밝기가 증가한다.
따라서, 시스템은 최초 설정시 보다 50cd/m2만큼의 밝기를 더 내게 되며, 원래 설정시 150cd/m2 밝기에 해당하는 단계 6에 해당하는 2.5V에 3.5mA를 인버터(250)에 인가하면 된다.
따라서, 시스템은 팬에 의해 강제적으로 열을 엘시디 램프(150)로 전달하여 그 주위 온도를 상승시킴으로서, 동일한 엘시디가 밝기를 내면서 3.5mA 밖에 소비하지 않으므로 2.5mA에 해당하는 만큼 소비 전력을 감소할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 휴대용 시스템에 전원이 인가되어 정상적으로 프로그램을 처리하는 초기 상태에서(301), 설정된 온도 즉, 25°C 에 해당하는 엘시디 램프(150)의 구동 전원(5V,6mA)을 인버터(250)에 인가한다(302).
이때, 시스템의 구동으로 팬은 가열된 발열 공기를 덕트를 통해 엘시디 램프(150) 주위인 발열 집열부(140)로 전달한다. 따라서, 발열 집열부(140)로 전달된 열에 의해 엘시디 램프(150) 주위를 계속적으로 가열되게 된다.
이 후, 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 검출하여 입력되는 신호를 체크하는데(303), 입력되는 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 25°C 이하인지를 판단한다(304).
상기 과정(304)에서 판단한 결과, 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 25 °C 이하일 경우에는 외부 선택 신호가 입력되는지를 판단하고(305), 상기 과정(305)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호를 입력할 경우에는 엘시디 밝기 조정 신호에 따른 전원을 인버터(250)에 인가하고, 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
한편, 상기 과정(305)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호가 입력되지 않을 경우에는 검출된 온도에 해당하는 5V,6mA의 전원을 인버터(250)에 인가하고(307), 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
한편, 상기 과정(304)에서 판단한 결과, 엘시디 램프(1500의 주위 온도가 25 °C 이하가 아닐 경우 즉, 25 °C 이상일 경우에는 엘시디 주위 온도가 29 °C 이하인지를 판단한다(308).
상기 과정(308)에서 판단한 결과, 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 29 °C 이하일 경우에는 외부 선택 신호가 입력되는지를 판단하고(309), 상기 과정(309)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호를 입력할 경우에는 엘시디 밝기 조정 신호에 따른 전원을 인버터(250)에 인가하고, 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
그리고, 상기 과정(309)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호가 입력되지 않을 경우에는 검출된 온도에 해 당하는 4V,5mA의 전원을 인버터(250)에 인가하고(310), 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
한편, 상기 과정(308)에서 판단한 결과, 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 29 °C 이하가 아닐 경우에는 즉, 29 °C 이상일 경우에는 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 35 °C 이하인지를 판단한다(311).
상기 과정(311)에서 판단한 결과, 엘시디 램프(150)의 주위 온도가 35 °C 이하일 경우에는 외부 선택 신호가 입력되는지를 판단하고(312), 상기 과정(312)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호를 입력할 경우에는 엘시디 밝기 조정 신호에 따른 전원을 인버터(250)에 인가하고, 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
그리고, 상기 과정(312)에서 판단한 결과, 외부 선택 신호 즉, 사용자가 키 입력부를 통해 엘시디 밝기 조정 신호가 입력되지 않을 경우에는 검출된 온도에 해당하는 2.5V,3.5mA의 전원을 인버터(250)에 인가하고(313), 과정(303)으로 복귀하여 엘시디 램프(150)의 주위 온도를 계속적으로 입력받으며 반복 수행한다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 시스템내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치 및 그 방법은 시스템내에 발열을 방지하기 위해 설치된 팬으로부터 방출되는 열을 덕트를 통해 엘시디 램프 주위로 전달하여 적은 전원으로 엘시디의 밝기를 유지함으로서 배터리의 소비 전원을 절약할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (7)

  1. 시스템 내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치에 있어서,
    시스템 동작에 따라 발열하는 발열 소자;
    상기 발열 소자에서 발생되는 열을, 엘시디 램프의 주위로 전달하기 위한 열 전달 수단;
    상기 엘시디 램프의 주위 온도에 반비례하게, 밝기 조정 전압 또는 전류를 가변 제어하기 위한 제어 수단; 및
    상기 발열 소자에서 발생되는 열의 일부를, 상기 열전달 수단으로 방출하여, 상기 엘시디 램프의 주위에 전달되도록 하기 위한 송풍수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 내의 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달 수단은, 덕트 구조로 형성되어, 상기 송풍 수단에 의해 방출되는 열을, 상기 엘시디 램프의 주위에 전달하는 것이고, 상기 엘시디 램프의 주위에는, 집열부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템 내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 시스템 내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법에 있어서,
    설정된 온도에 따라 엘시디 램프에 전압 또는 전류를 공급함과 아울러, 상기 엘시디 램프의 주위 온도를 측정하는 1단계;
    상기 측정된 온도에 대응되는 전압 또는 전류를, 상기 엘시디 램프에 공급하는 2단계를 포함하여 이루어지되,
    시스템 내의 발열 소자에서 발생되는 열의 일부를, 상기 엘시디 램프의 주위로 전달함과 아울러, 상기 엘시디 램프의 주위 온도에 반비례하게, 밝기 조정 전압 또는 전류를 가변 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템 내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템 내의 발열 소자에서 발생되는 열의 일부는, 열을 방출시키기 위한 송풍 수단과, 덕트 구조를 갖는 열전달 수단, 그리고 엘시디 램프의 주위에 형성된 집열부를 통해 전달되는 것을 특징으로 하는 시스템 내 발열을 이용한 엘시디 밝기 제어 방법.
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