KR101967260B1

KR101967260B1 - 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템

Info

Publication number: KR101967260B1
Application number: KR1020180134709A
Authority: KR
Inventors: 이덕수; 최성식
Original assignee: (주)이엠텍아이엔씨
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2019-04-09
Anticipated expiration: 2038-11-05

Abstract

본 발명은, 컴퓨터의 실제 사용량에 따라 모니터의 밝기를 제어하거나 모니터 화면을 리플래쉬할 수 있으며, 기존의 컴퓨터 자원을 활용하여 수행하므로 별도의 추가비용이 들지 않는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템을 제공하는 것으로, 메인보드(10)를 포함하는 컴퓨터 본체(1); 및 메인 보드(10)로부터 컴퓨터 상태 정보를 수신하여 컴퓨터 상태 정보에 해당하는 모니터 절전을 행하는 모니터(30); 로 이루어지며, 모니터(30)는, 모니터용 SMPS(32); 모니터용 SMPS로부터의 전압을 인버팅하여 LED 패널에 공급하는 인버터(37); 모니터 전체의 동작을 행하는 MCU(31); 메인 보드(10)와 인터페이싱을 행하면서 MCU(31)와 함께 모니터용 SMPS(32)로부터의 전원 공급 여부를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(30'); 인버터(37) 및 LED 패널과 인터페이싱을 행하면서 이들에 대한 제어를 행하는 LVDS 패널 인터페이스(35); 및 플래쉬 메모리(39); 를 포함하되, MCU(31)는 메인 보드(10)로부터의 비디오 신호의 H-sync 의 정해진 위치에 삽입된 컴퓨터 상태 정보를 추출하여, 컴퓨터 상태 정보에 응하여 셀프 리플래쉬 모드를 수행하거나 모니터의 밝기 조절을 포함하는 절전 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템{A method for reducing the power consumption of a monitor according to the state of a computer and the energy saving typed computer system using the same}

본 발명은 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것으로, 특히 추가적인 하드웨어 없이도 컴퓨터의 상태를 모니터에 전달하여 모니터의 동작을 조절함으로써 모니터의 절전 효율을 높일 수 있는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 컴퓨터는 사용중 대기 모드(절전모드)나 모니터 전원 끄기 모드시에 화면을 꺼서 소비전력을 줄이게 되는 데, 이때 모니터 화면은 꺼지지만 모니터의 전원은 계속 공급되어 전력을 소비하게 된다. 즉, 화면이 꺼진 상태에서도 모니터의 제어 보드에는 지속적으로 대기전력이 공급되어, 불필요한 대기전력 소모가 발생하게 된다.

따라서 모니터에 상용 전원을 공급하기 위한 플러그를 빼지 않고 공급 전력을 차단하여 전력 낭비를 방지하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있었는바, 그 예로써, 대한민국 특허공개 제2013-0109060호 (컴퓨터 및 컴퓨터 주변기기의 대기전력 차단 장치) 에 개시된 종래기술은 컴퓨터로 전원 공급이 되는 전단에 전원 스위칭부를 구비하고, 컴퓨터 전원 오프시 컴퓨터는 물론 주변기기(모니터)의 전원을 차단하여, 대기전력을 차단하도록 한다.

즉, 컴퓨터 내부에는 외부 상용 전원을 제공받아 컴퓨터의 내부 각 구성요소들의 동작 전원을 제공하는 전원 스위칭부(20), 주변기기의 전원을 차단/공급하기 위한 콘센트 전원 스위칭부(19), 주변기기 콘센트(18)를 구비하고, 컴퓨터가 대기모드(절전모드)가 되면 메모리 전원을 이용하여 콘센트 전원 스위칭부(19)를 제어하여, 컴퓨터 주변기기로 공급되는 전원(AC 전원)을 차단한다. 이러한 과정을 통해 대기전력을 차단하여 절전 낭비를 방지하게 된다.

그러나 상기 제1 종래기술은 컴퓨터 전원 오프나 절전모드시 주변 기기의 전력 낭비를 방지할 수 있는 장점은 있으나, 컴퓨터의 내부에 전원 스위칭부(20), 콘센트 전원 스위칭부(19), 주변기기 콘센트(18)를 내장해야 하므로, 컴퓨터의 구성이 복잡해지고, 절전을 위한 장치의 구현 비용이 많이 들어, 실제 컴퓨터와 주변기기에 용이하게 적용하기에는 어려움이 있었다.

이를 해결하기 위한 제2 종래기술로서, 대한민국 특허공개 제2015-0123435호 (컴퓨터 연동을 통한 모니터 대기전력 차단장치) 가 개시되어 있는바, 상기 제2 종래기술은, 컴퓨터 오프 또는 컴퓨터 절전시 본체의 VGA신호를 이용하여 자동으로 모니터의 대기전력을 차단하고, 컴퓨터 구동시 자동으로 모니터에 전력을 공급하여 사용자의 조작을 최소화시켜 편의성 향상을 도모하도록 한 컴퓨터 연동을 통한 모니터 대기전력 차단장치를 제공하는 것이다.

즉, 상기 제2 종래기술은, 컴퓨터에서 모니터의 대기전력을 차단하기 위한 별도의 구성을 부가하지 않고, 기존 컴퓨터에서 모니터로 전송하는 VGA신호만을 이용하여 모니터의 대기전력을 차단할 수 있도록 함으로써, 모니터의 대기전력을 차단하기 위한 구성을 단순화하고 장치 구현 비용을 최소화할 수 있도록 한 컴퓨터 연동을 통한 모니터 전력 차단장치를 제공하는 것이다.

이를 도 2 및 도 3을 참조하여 상술하면, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 제2 종래기술에 따른 컴퓨터 연동을 통한 모니터 대기전력 차단장치는, 입력 장치(10), 컴퓨터 본체(100) 및 모니터(200)를 포함한다. 상기 컴퓨터 본체(100)는 상기 모니터(200)의 대기 전력을 제어하기 위한 디지털 인터페이스 신호(DVI신호)를 발생하여 상기 모니터(200)에 전달하는 역할을 한다. 이러한 컴퓨터 본체(100)는 상기 입력장치(10)의 입력 신호를 인터페이스 하는 입출력 보드(110), 컴퓨터 본체(100)에 구동용 전원을 공급해주는 전원부(140), 상기 입출력 보드(110)로부터 출력되는 입력 신호 또는 스위치 조작에 따른 신호를 기초로 컴퓨터의 사용 상태 또는 비사용 상태를 판별하고, 상기 판별한 컴퓨터의 상태에 따라 디지털 인터페이스 신호의 출력을 제어하는 중앙처리장치(CPU)(120), 상기 중앙처리장치(120)의 제어에 따라 상기 모니터(200)에 디지털 인터페이스 신호를 발생하는 VGA보드(150), 상기 중앙처리장치(120)와 연결된 메모리(130)를 포함한다.

여기서 상기 컴퓨터 본체(100)는 전원 온 상태, 전원 오프 상태, 절전 상태에 따라 상기 디지털 인터페이스 신호를 차등적으로 발생하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 디지털 인터페이스 신호는 상기 컴퓨터 본체(100)에서 상기 모니터(200)에 전달하는 VGA 신호를 이용하며, 상기 전원 온 상태시에는 상기 VGA신호는 하이신호(5V)로 발생하고, 상기 전원 오프 상태 또는 절전 상태에는 상기 VGA신호는 로우신호(0V)로 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 모니터(200)는 상기 컴퓨터 본체(100)에서 발생하는 디지털 인터페이스 신호를 전력 제어용 신호로 사용하여 전력을 차단 또는 공급하는 역할을 한다.

이러한 모니터(200)는 상기 컴퓨터 본체(100)에서 출력되는 디지털 인터페이스 신호(DVI; Digital Visual Interface)를 인터페이스하기 위한 비디오 커넥터(220), 상기 비디오 커넥터(220)에서 수신한 디지털 인터페이스 신호에 따라 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)(210)에서 출력되는 모니터 동작 전원(DC12V)을 차단 또는 공급하여 전력을 제어하는 직류 전압 차단부(230), 상기 직류 전압 차단부(230)에 의해 공급되는 모니터 동작 전원으로 구동하여 모니터의 전체 동작을 제어하는 모니터 제어 보드(240)를 포함한다. 여기서 컴퓨터 본체(100)와 비디오 커넥터(220)가 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 방식으로 접속될 경우, 상기 디지털 인터페이스 신호는 HDMI신호로 대체된다.

상기 직류 전압 차단부(230)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 비디오 커넥터(220)에서 출력되는 디지털 인터페이스 신호(DVI신호)에 따라 스위칭 동작을 하는 스위칭 소자(Q1); 상기 스위칭 소자(Q1)와 연동하여 상기 모니터 동작 전원을 차단 또는 공급하는 모스펫(MOSFET)(231)을 포함한다.

상기 스위칭 소자(Q1)는 전계효과트랜지스터(FET)를 이용하며, 상기 전계효과트랜지스터(Q1)의 베이스에 상기 디지털 인터페이스 신호가 연결되고, 상기 전계효과트랜지스터의 콜렉터에는 상기 모스펫(231)의 게이트가 연결되고, 상기 모스펫(231)의 소스에는 상기 모니터 동작 전원이 연결되며, 상기 모스펫(231)의 드레인에는 상기 모니터 동작 전원의 출력단이 연결된다.

그리하여, 컴퓨터 본체(100)에 정상적으로 전원이 공급되고, 입력 장치(10)의 입력 신호를 검사한 결과 절전 모드가 아닌 사용 모드일 경우, 중앙처리장치(120)는 VGA보드(150)를 제어하여 디지털 인터페이스 신호(DVI5V)가 정상적으로(하이신호) 발생하도록 한다. 여기서 VGA보드(150)에서는 통상 9번 핀을 이용하여 디지털 인터페이스 신호를 모니터(200)로 전송한다. 이렇게 발생하는 디지털 인터페이스 신호는 모니터(200)로 전송되고, 모니터(200)의 비디오 커넥터(220)를 통해 직류 전압 차단부(230)에 전달된다. 여기서 비디오 커넥터(220)는 입력되는 디지털 인터페이스 신호를 14번 핀을 이용하여 직류 전압 차단부(230)에 전달한다.

직류 전압 차단부(230)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 하이레벨의 디지털 인터페이스 신호에 의해 스위칭 소자(Q1)의 베이스가 고 전위가 되어 상기 스위치 소자(Q1)가 턴-온 된다. 상기 스위칭 소자(Q1)가 턴-온되면 컬렉터에 연결된 P타입 모스펫(231)의 게이트는 전위가 낮아져 상기 모스펫(231)을 턴-온시킨다. 모스펫(231)이 턴-온되면 상기 모스펫(231)의 소스에 연결된 스위칭 모드 파워 서플라이(210)에서 출력되는 모니터 동작 전원(DC12V)은 드레인으로 흘러 모니터 동작 전원을 모니터 제어 보드(24)에 공급한다. 이로써 모니터(200)는 정상적으로 동작을 하여, 해당 데이터를 화면에 디스플레이하게 된다.

즉, 컴퓨터 본체(100)가 정상적으로 동작하는 상태에서는 VGA신호가 정상적으로 발생되어 모니터(200)에 전달되고, 모니터(200)는 그 전달되는 정상적인 VGA신호를 이용하여 스위칭 모드 파워 서플라이에서 생성한 모니터 동작 전원을 모니터 제어 보드에 정상적으로 공급하여, 모니터가 정상적으로 동작하도록 한다.

이와는 달리 컴퓨터 본체(100)에 전원이 오프되거나 입력 장치(10)의 입력 신호를 검사한 결과 절전 모드여서 비 사용중일 경우, 중앙처리장치(120)는 VGA보드(150)를 정상적으로 제어할 수 없어, VGA 보드(150)는 디지털인터페이스 신호(DVI5V)를 정상적으로(하이신호)로 발생하지 못하게 된다. 즉, 전기적으로 로우신호(0V)를 발생하게 된다. 여기서 VGA보드(150)에서는 통상 9번 핀을 이용하여 디지털 인터페이스 신호를 모니터(200)로 전송한다. 이렇게 발생하는 로우 레벨의 디지털 인터페이스 신호는 모니터(200)로 전송되고, 모니터(200)의 비디오 커넥터(220)를 통해 직류 전압 차단부(230)에 전달된다. 여기서 비디오 커넥터(220)는 입력되는 로우 레벨의 디지털 인터페이스 신호를 14번 핀을 이용하여 직류 전압 차단부(230)에 전달한다. 상기 비디오 커넥터(220)는 디지털 인터페이스 방식이 HDMI 인터페이스 방식일 경우, 18번 핀을 이용하여 디지털 인터페이스 신호를 출력한다.

직류 전압 차단부(230)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 로우 레벨의 디지털 인터페이스 신호에 의해 스위칭소자(Q1)의 베이스가 저 전위 상태가 되어 상기 스위치 소자(Q1)가 턴-오프 된다. 상기 스위칭 소자(Q1)가 턴-오프되면 컬렉터에 연결된 P타입 모스펫(231)의 게이트는 전위가 높아져 상기 모스펫(231)을 턴-오프시킨다. 모스펫(231)이 턴-오프되면 상기 모스펫(231)의 소스에 연결된 스위칭 모드 파워 서플라이(210)에서 출력되는 모니터 동작 전원(DC12V)은 드레인으로 흐르지 못해 모니터 동작 전원이 모니터 제어 보드(24)에 공급되는 것을 차단한다. 이로써 모니터(200)는 꺼진 상태가 된다.

이 경우 기존에는 모니터 화면만 꺼진 상태가 되었으나, 상기 제2 종래기술은 모니터 제어 보드에 공급되는 전력(모니터 동작 전원)을 원천적으로 차단하여, 전력 낭비를 방지하게 된다.

즉, 컴퓨터 본체(100)가 비 사용상에서는 VGA신호가 발생하지 않아 로우 레벨의 디지털 인터페이스 신호가 모니터(200)에 전달되고, 모니터(200)는 그 전달되는 로우 레벨의 VGA신호를 이용하여 스위칭 모드 파워 서플라이에서 생성한 모니터 동작 전원이 모니터 제어 보드에 공급되는 것을 차단한다.

한편, 상기와 같이 모니터 구동 전원인 전력을 자체적으로 차단한 상태에서, 상기 컴퓨터 본체(100)가 다시 정상 상태로 복귀되면, 중앙처리장치(120)의 제어에 의해 VGA 보드(150)는 제어되어 하이 레벨의 디지털 인터페이스 신호를 발생하여 모니터(200)에 전달한다. 그리고 모니터(200)는 그 전달되는 하이 레벨의 디지털 인터페이스 신호를 이용하여 다시 스위칭 모드 파워 서플라이(210)에서 생성된 모니터 구동 전원(DC12V)을 모니터 제어보드(240)로 공급하여, 모니터(200)를 다시 정상상태로 동작시키게 된다.

이와 같이 상기 제2 종래기술은 사용자의 조작 없이, 컴퓨터 본체(100)에서 모니터(200)로 발생하는 VGA신호(디지털 인터페이스 신호)를 그대로 이용하여, 모니터의 전력(모니터 동작 전원)을 자동으로 공급 또는 차단함으로써, 사용자에게 매우 편리함을 제공해준다. 특히, 모니터의 전력 제어를 위한 별도의 제어장치를 구성하지 않고, 기존컴퓨터 본체와 모니터 간에 이루어지는 VGA신호만을 이용하여, 모니터의 대기전력을 제어할 수 있어, 전력 차단을 위한 장치 구현 비용도 최소화할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기 제2 종래기술 역시, PC의 전원상태를 체크하기 위해 모니터의 감지 동작을 위한 전원 소비가 필요하며, 구체적으로 전원모드는 크게 '전원ON모드', '절전모드(DPMS)', '전원OFF모드'가 있는데, 절전모드 시 일반적으로 이를 감지하고 체크하기 위한 직류전압 차단부(230) 등의 동작을 위해 1.4W 정도가 소모된다.

화면은 꺼져있는 상태이지만 바로 켜질 수 있는 상태를 위해 인버터 전원만 OFF하고, 직류전압 차단부(230) 등의 동작 회로에는 전원이 공급되고 있는 상태이다.

기존의 CRT 등의 모니터에서는 화면이 나오는 시간이 길어서 이러한 기술이 필요하지만, 최근 모니터는 전원을 켜면 바로 모니터가 활성화되기 때문에 절전모드는 거의 필요하지 않지만, 그럼에도 불구하고 여전히 이상의 에너지를 낭비하는 요인이 되고 있다.

더욱이, 종래기술의 경우, 기존 모니터는 에너지 절감을 위해 디밍(Diming) 제어, 전원제어 등 다양한 제어부 및 제어소자에 의한 전원의 공급, 전압강하 또는 절전기능 등을 지원하였다. 이는 단일 신호가 아닌 여러 가지 신호들을 확인하여 전원의 상태를 파악하기 때문에 회로가 복잡하고 구현 가격이 높았다. 또한 수동적으로 PC에서 들어오는 신호에 따른 변화를 주는 기술이 대부분이어서 에너지 절감 효율에 한계가 있다.

다른 한편, 일반적으로 액정표시장치(LCD;Liquid Crystal Display)는 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생되는 여러 가지 전기적인 정보를 화상정보로 변환시키는 액정패널과 상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛으로 구성된다.

도 4a에는 종래의 일반적인 직하형 액정 디스플레이 장치의 일례를 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 종래 LCD(Liquid Crystal Display)는, 빛의 투과도를 조절하여 광 밸브 역할을 하는 액정픽셀(23)이 들어 있는 액정패널(20)과, 이 액정패널(20)에 빛을 공급하는 백라이트유닛(10)을 구비한다.

상기 백라이트유닛(10)은 CCFL(Cold Cathode Fluorescence Lamp;11a), 혹은 EEFL(External Electrode Fluorescence Lamp), 혹은 백색광 LED(Light Emitting Diode), 혹은 R, G, B의 삼색을 내는 LED 등이 포함되는 광원어셈블리(11) 부분과, 상기 광원에서 나오는 광을 광원 아래에 위치한 반사체(11b)에서 반사시키거나 골고루 혼합하여 다수의 액정픽셀(23)로 뿌려주는 광 시트들로 구성되어 있다. 여기서 R, G, B는 각각 Red, Green, Blue의 약자이고, 이후에는 별도의 표시 없이도 R, G, B는 적색, 녹색, 청색을 의미한다.

상기 광 시트는, 기본적으로 확산판(12), 확산시트(13), 집광시트(14), 반사형 편광시트(15), 그리고 보호필름(16) 등으로 구성되어 시야각과 휘도를 적절하게 조정한다.

한편, 도 4b는 종래의 일반적인 측면형 백라이트 유닛을 채택하는 액정표시장치를 나타낸다. 측면형 백라이트 유닛의 경우, 광도파로(17)와, 상기 광도파로(17)의 측면에 배치되는 CCFL 또는 LED(11-1)의 광원을 포함한다. 상기 직하형과 마찬가지로 상기 광도파로(17)와 액정패널(20) 사이에는 확산시트(13), 집광시트(14), 반사형 편광시트(15), 보호필름(16)이 배치되고, 상기 광도파로(17)의 하부면에는 산란패턴(18)과 반사필름(19)가 구비되어, 광의 균일도와 휘도를 향상시킨다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(20)은, 후면 유리기판(22), 전면 유리기판(25), 후면 유리기판(22)과 전면 유리기판(25) 사이에 설치되는 다수의 액정픽셀(23), 전면 유리기판(25)의 내부에 설치되는 R, G, B 컬러필터(24), 후면 유리기판(22)에 부착되는 편광시트A(21), 전면 유리기판(25)에 부착되는 편광시트B(26) 등이 주요한 광학적 역할을 담당한다. 각각의 액정픽셀(23)은, R, G, B 3색의 영상을 구현하는 R, G, B 액정하위픽셀로 구성되며, 각각의 R, G, B 액정하위픽셀 전면부에는 R, G, B 광을 투과시키는 R, G, B 컬러필터(24; 24a, 24b, 24c)가 설치되어 있다.

또한, 서로 이웃한 컬러필터(24) 사이의 경계선에는 블랙 매트릭스(Black matrix; 24d)가 설치되어 있어서 서로 이웃한 하위픽셀 사이의 색 혼신(Color crosstalk)을 제거하는 역할을 한다.

위와 같은 종래의 LCD에서 컬러 영상을 구현하는 방법은, 화소의 최소단위가 되는 하나의 액정픽셀 속에 R, G, B 3색의 영상을 구현하는 R, G, B 액정하위픽셀을 설치하고, 각각의 액정하위픽셀 전면부에 R, G, B 컬러필터를 설치하며, 백라이트유닛은 액정패널 전체에 걸쳐서 균일한 백색광을 뿌려주는데, 상기 백색광이 각각의 하위픽셀 별로 R, G, B 광만 통과하도록 함으로써 컬러 영상이 이루어진다.

종래의 LCD에서는 백라이트유닛(10)에서 나오는 백색광의 파워가 액정픽셀(23)의 앞과 뒤에 설치되어 있는 편광 시트(21, 26), 컬러필터(24), 그리고 액정픽셀(23)의 개구율에 의해서 대부분 소실되고 약 5%에서 10% 사이의 광만이 LCD 밖으로 빠져나오기 때문에 LCD의 광 에너지 효율은 상당히 낮은 문제점이 있었다. 따라서, LCD의 광에너지 효율 개선은 LCD의 경쟁력 강화와 에너지 절약에 중요한 과제이다. LCD의 광 에너지 손실은 편광시트(21, 26)에서 약 50%, 액정픽셀(23)의 개구율에서 약 30% ~ 50%, 컬러필터(24)에서 약 70%에 달하여 전체적으로 약 90% 이상의 광 손실이 발생하여 LCD의 높은 전력 소모를 유발한다. 특히, 컬러필터(24)는 컬러 영상을 구현하는 핵심 소자이지만, 흡수로 인한 많은 광 손실을 유발하는 문제점이 있었다.

상기 컬러필터(24)는 컬러 영상을 구현하는 핵심적인 소자이지만, 백색광이 컬러필터(24)를 통과하면서 약 30%는 투과되고, 약 70%는 흡수되어 손실되기 때문에 LCD에서 발생하는 광 에너지의 손실 중에서 가장 많은 부분을 차지한다.

그리하여, 이러한 문제점을 해결하고자, 대한민국 특허공개 제10-2012-0108479호 (백라이트 유닛) 와 같은 기술 (제3 종래기술) 이 제안되었다.

이하, 첨부된 도면 도 6a 내지 도 7을 참조하여, 상기 제3 종래기술에 따른 백라이트 유닛을 설명하면 다음과 같다.

상기 제3 종래기술에 따른 백라이트 유닛(300)이 적용된 액정표시장치는, 3색 광원(310)과, 광도파로 어레이(100)와, 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)를 포함한다.

상기 백라이트 유닛(300)은 3색 광원(310)에 각각 대응하는 복수의 액정하위픽셀(210)을 포함하는 액정패널(200)의 하부에 배치되어 상기 3색 광원(310)으로부터 조사되는 3색의 광을 상기 액정패널(200)로 조사하는 역할을 한다.

여기서 상기 3색의 광은, 통상적으로 컬러 영상을 구현하기 위한 적색(R;Red), 녹색(G;Green), 청색(B;Blue)을 의미한다. 그러나 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow)도 컬러 영상구현이 가능하므로, 상기 3색의 광은 시안, 마젠타, 옐로우일 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 3색의 광은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)인 경우를 예시적으로 설명하도록 하며, 이는 본 명세서 전체에서 동일하게 적용된다.

상기 백라이트 유닛(300)의 상부에 배치되는 상기 액정패널(200)은 적색, 녹색, 청색의 3색 광(R,G,B)에 각각 대응하는 다수의 액정하위픽셀(210;210R,210G,210B)과 편광필름(240,250) 및 확산시트(260)를 포함한다.

상기 액정패널(200)의 하부에 배치되는 상기 백라이트 유닛(300)은, 빛의 3원색을 구성하는 적색, 녹색, 청색의 3색 광(R,G,B)을 각각 조사하는 복수의 3색 광원(310;310R,310G,310B)을 포함한다. 이러한 3색 광원(310)으로는 각각 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 LED 발광소자(LED;Light Emitting Diode)를 사용하거나, 또는 백색 LED에서 나오는 백색광을 회절격자와 같은 분광소자를 사용하여 분광하여 적색, 녹색, 청색의 광으로 분해하여 얻을 수도 있다. 또는, 상기 3색 광원(310)은 유기발광소자(OLED;Organic Light Emitting Diode), 또는 양자점(Quantum Dot)을 사용할 수도 있다.

상기 광도파로 어레이(100)는 서로 나란하게 배치되는 복수의 광도파로(110;110R,110G,110B)를 포함한다. 상기 각 광도파로(110;110R,110G,110B)는 상기 액정패널(200) 속에 설치된 복수의 R,G,B 액정하위픽셀(210)에 각각 대응하도록 설치되어 상기 3색 광원(310)으로부터 조사된 3색의 광(R,G,B)을 각 색에 대응하는 액정하위픽셀(210) 쪽으로 각각 분기하는 광분기구조를 포함한다.

상기 광도파로 어레이(100)의 상부와 상기 액정패널(200) 사이에는 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)가 배치되며, 상기 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)는 상기 3색 광원(310)에서 조사된 3색 광(R,G,B)을 각각 평행광으로 변환시키는 역할을 한다.

혹은, 도 7에서 보는 바와 같이, 3색 자발광원 어레이(150)와, 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)를 포함하는 백라이트 유닛(300)을 사용할 수도 있다. 더욱이, 반사형 편광필름(800)과, 제2렌티큘러렌즈 어레이 시트(900)를 선택적으로 더 구비할 수 있다.

이때, 상기 백라이트 유닛(300)의 상부에 설치되는 액정패널(200)은 3색의 광(R,G,B)에 각각 대응하는 다수의 액정하위픽셀(210;210R,210G,210B)을 포함한다.

상기 백라이트유닛(300)은 상기 액정패널(200)의 하부에 배치되며, 3색의 광(R,G,B)을 조사하는 다수의 3색 자발광원(150;150R,150G,150B)을 포함한다. 이러한 3색 자발광원(150)으로는 적색, 녹색, 청색의 유기발광소자(OLED;Organic Light Emitting Diode,150), 또는 적색, 녹색, 청색의 양자점(Quantum Dot)을 사용할 수 있다.

양자점 자발광원은 직경 약 10 나노미터의 반도체 결정(예; CdS, CdSe, ZnS 등)으로서, 바깥층에 폴리머가 코팅될 수도 있으며, 반도체 결정의 직경의 크기에 따라서 적색, 녹색, 청색 등의 파장의 빛을 발생할 수 있어서 OLED와 함께 3색 자발광원으로 사용할 수 있다.

상기 3색의 자발광원 어레이(150;150R,150G,150B)는 상기 다수의 액정하위픽셀(210;210R,210G,210B)과 동일한 간격으로 설치되며, 상기 3색의 자발광원 어레이(150)는 후면판(700)의 상부에 구비된다.

상기 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)는 반사차광층(410)과, 슬릿(420)과, 투명기판(430)과, 렌티큘러 렌즈 어레이(440)로 이루어지고, 상기 반사차광층(410) 이 구비됨으로 인하여 이웃하는 픽셀 사이의 색혼신을 방지할 수 있게 된다. 렌티큘러렌즈(440) 사이에 차광벽(450)이 추가되면 색혼신이 거의 없어져서 컬러필터를 제가하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 반사차광층(410)은 별도의 슬릿시트(480)로 제1렌티큘러렌즈 어레이 시트(400)와 3색 자발광원 어레이(150) 사이에 설치되거나, 또는 상기 3색 자발광원(150)의 상면에 일체형으로 설치될 수도 있다.

이 경우에는, 상기 액정패널(200) 내부에 설치되는 R,G,B 컬러필터(920)는 제거될 수도 있지만, 화면의 안정성과 색혼신을 최소화하기 위하여 그대로 둘 수도 있다. 즉, 상기 컬러필터(920)는 필수적으로 구비되는 것은 아니며, 선택적으로 구비될 수 있다.

또한, 3색의 광(R,G,B)을 상기 액정하위픽셀(210;210R,210G,210B)과 컬러필터(920) 속으로 집광하여 효율을 더 향상시키는 제2렌티큘러렌즈 어레이 시트(900)을 선택적으로 추가 설치 가능하다.

그리하여, 상기 제3 종래기술에 의하면, 적색, 녹색, 청색의 3색 광원에 각각 대응하는 광도파로를 이용하여 적색, 녹색, 청색에 각각 대응하는 액정하위픽셀에 직접 적색, 녹색, 청색의 광을 뿌려주는 백라이트 유닛을 통하여 액정표시장치의 광 투과 효율을 향상시킬 수 있으며, 더욱이, 3색 광원으로 LED 대신에 R, G, B OLED 또는 R, G, B 양자점(Quantum Dot)과 같은 자발광원을 사용하는 경우에는, 광원의 구조를 더욱 단순화하고, 액정표시장치의 장점과 자발광원의 장점을 모두 살림으로써 높은 효율과 화질을 달성할 수 있다.

그러나, 여전히, 상기 제3 종래기술의 경우에도, 백라이트 광원의 대부분이 차단되면서, 디스플레이의 색상 형성에는 그 일부만이 사용된다는 문제점을 완전히 회피할 수는 없다.

이러한 제3 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 특허공개 제10-2008-0081511호 (입력 영상의 히스토그램에 기반한 디스플레이 장치의 전력제어 방법 및 장치 및 디스플레이 장치)와 같은 기술 (제4 종래기술) 및 특허공개 제10-2006-0120673호 (백릿 디스플레이의 화상 최적화를 위한 방법 및 장치) 의 기술 (제5 종래기술) 이 제안되었다.

상기 제4 종래기술은, 입력 영상 신호의 휘도 분포에 기반하여 출력 영상 신호의 휘도 및 백라이트의 휘도를 상보적으로 제어함으로써, 결과적으로 디스플레이되는 출력 영상 신호의 휘도 저하를 최소화하면서도 디스플레이 장치의 전력을 절감할 수 있는 방법, 장치, 및 이러한 기능을 가지는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

즉, 종래 기술에 의한 디스플레이 장치는 최대 절전모드 및 최소 절전모드에서 동작하고, 이러한 최대/최소 절전모드는 입력 영상 신호와 상관없이 백라이트의 휘도를 감소시키며, 절전 모드의 선택에 따라서 감소되는 휘도가 결정되지만, 종래 기술에 의한 전력 절감 방법은, 모든 입력 영상 신호에 대해서 사용자에 의하여 선택된 소정의 휘도 감소치를 일괄적으로 적용하므로, 출력되는 영상은 전체적으로 어두워지며, 특히 밝은 장면에서 영상 신호의 밝기를 잃어버리는 왜곡 현상이 발생한다. 그러므로, 출력 영상 신호의 휘도에 영향을 주지 않으면서도 디스플레이 장치의 소비 전력을 감소시키기 위한 기술이 절실히 요구되었다.

첨부한 도면 도 8 및 도 9를 참조하여 상기 제4 종래기술을 설명하는바, 도 8은 상기 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 장치(100)를 개념적으로 나타내는 블록도이고, 도 9는 상기 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.

도 8은 상기 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 장치(100)는 히스토그램 분석부(110), 영상 휘도 보상부(130), 색상 보상부(150), 및 백라이트 휘도 조절부(170)를 포함한다.

입력 영상 신호가 수신되면, 히스토그램 분석부(110)는 입력 영상 신호의 밝기 분포를 계산하고 이를 이용하여 클리핑 계조(IC)를 결정한다. 클리핑 계조(IC)가 결정되면 영상 휘도 보상부(130)는 결정된 클리핑 계조(IC)를 이용하여 계조 증가율을 계산하고, 그 결과를 입력 영상 신호의 각 색성분에 적용한다.

색상 보상부(150)는 계조 증가율에 따라서 계조가 증가된 영상 신호의 각 색성분 중에서, 포화가 발생한 색성분의 계조를 재조정한다. 또한, 백라이트 휘도 조절부(170)는 클리핑 계조(IC)를 이용하여 백라이트 휘도 조절 신호를 생성하여 백라이트의 휘도를 조절한다. 도 8에 도시된 전력 제어 장치(100)를 이용하면, 디스플레이 장치의 소비 전력을 절감하면서도, 사용자는 휘도의 변화를 거의 느낄 수 없다. 그 이유는 백라이트 휘도 조절부(170)가 입력 영상 신호의 밝기 분포를 고려하여 백라이트의 휘도를 감소시킴으로써 전력을 절감하는데 상응하여, 영상 휘도 보상부(130)가 입력 영상 신호의 휘도를 상승시키기 때문이다.

더 상세히는, 히스토그램 분석부(110)는 입력 영상 신호의 밝기 분포를 이용하여 클리핑 계조(IC)를 결정한다. 클리핑 계조(IC)는 픽셀의 누적 히스토그램 또는 픽셀의 누적 왜곡값으로 결정한다.

클리핑 계조(IC)가 결정되면, 영상 휘도 보상부(130)는 클리핑 계조(IC)를 히스토그램 분석부(110)로부터 수신하고, 이를 이용하여 계조 증가율을 연산한다. 또한, 연산된 계조 증가율을 입력 영상 신호의 각 색성분에 적용하여 계조가 증가된 출력 영상 신호를 생성한다.

출력 영상 신호의 색성분은 색상 보상부(150)를 통하여 보상된다.

백라이트 휘도 조절부(170)는 히스토그램 분석부(110)에서 출력된 클리핑 계조(IC)를 이용하여 이에 상응하도록 백라이트의 휘도를 감소시키기 위한 백라이트 휘도 제어 신호를 생성한다. 백라이트의 휘도를 제어하기 위하여는 전류 및 전압이 사용될 수 있는데, 흔히 전압을 이용하여 백라이트의 휘도를 제어할 수 있다. 그런데, 백라이트에 인가되는 전압의 크기와 백라이트의 휘도는 선형적으로 변화되지 않는다. 그러므로, 수신된 클리핑 계조(IC)에 상응하는 만큼의 백라이트 휘도의 감소치에 대응되는 백라이트 휘도 조절 신호는 실험적으로 결정될 수 있다. 이 경우, 수신되는 클리핑 계조(IC)의 값 및 출력되는 백라이트 휘도 조절 신호 간의 관계는 룩업 테이블의 형태로 저장될 수 있다. 상기 제4 종래기술에서, 백라이트의 휘도를 감소시킴에 따라서 소모 전류량이 30% 절감될 때, 소모되는 전력량은 무려 50%까지 절감될 수 있다는 것을 실험적으로 알 수 있다.

다음, 상기 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 방법을 도 9를 참조하여 설명한다.

우선, 입력 영상 신호가 수신되면(S610), 수신된 영상 신호의 히스토그램을 분석하고, 분석된 히스토그램에 기반하여 소정의 클리핑 계조를 결정한다(S620). 클리핑 계조(IC)는 입력 영상 신호 중에서 상위 몇 %에 해당하는 휘도 분포를 이용하여 결정되거나, 누적 휘도 에러를 이용하여 결정될 수 있음은 전술된 바와 같다.

클리핑 계조(IC)가 결정되면 이를 이용하여 입력 영상 신호의 계조 증가율을 연산한다. 그러면, 연산된 계조 증가율을 이용하여 각 색성분을 승산함으로써 계조가 증가된 출력 영상 신호를 생성한다(S630). 이 경우 색성분에 포화가 발생되었는지를 판단하고(S640), 포화가 발생하였을 경우에 색성분을 보상한다(S650). 색성분을 보상하기 위하여는 최대 및 최소 증가율을 가중치 부여하여 신규한 계조 증가율을 연산하거나, 양자화 노이즈를 모델링할 수 있음은 전술된 바와 같다.

색성분에 포화가 발생하지 않는다면, 즉, 입력 영상 신호의 휘도가 원래 낮아서 색성분을 증가시켜도 포화가 발생하지 않는 경우에는 계조 증가율에 기반하여 백라이트의 휘도를 감소시킨다(S660). 백라이트의 휘도를 감소시키기 위하여 선결된 룩업 테이블을 이용할 수 있음은 전술된 바와 같다.

입력 영상 신호의 휘도를 증가시키고 백라이트의 휘도를 감소시켰기 때문에, 최종적인 출력 영상 신호의 히스토그램은 입력 영상 신호의 히스토그램과 거의 유사한 것을 알 수 있다.

즉, 상기 제4 종래기술에 의하면, 입력 영상 신호의 히스토그램에 적응적으로 영상 신호의 밝기를 상승시키며, 동시에 영상 신호 상승분에 반비례하게 백라이트의 휘도를 감소시킴으로써, 사용자가 밝기 손실을 인식하지 못하면서도 디스플레이 장치의 전력 소비량을 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 제5 종래기술 역시, 대부분의 전자 디바이스에서 밝은 백라이트가 현저하게 전력 소모를 하고, 전지 수명을 향상시키기 위해 백라이트의 레벨을 감소시키면, 판독성과 명료성도 감소된다는 일반적인 문제점을 해결하기 위하여, 백라이트가 조정될 때 색 LCD 상에 관측가능한 화상의 최적화에 사용하기 위한 방법 및 장치를 제안하고 있다.

상기 제5 종래기술은, 도 10에서 보는 바와 같이, 전자 디바이스에서의 사용을 위해 단순화된 디스플레이 장치(200)가 개시되는바, 상기 디스플레이 장치(200)는 시각적 화상을 제공하기 위한 디스플레이(208), 디스플레이(208)를 조명하기 위해 백라이트(216)의 강도를 결정하기 위한 프로세서(212), 및 백라이트(216)의 강도에 따라 시각적 화상을 최적화하기 위해 디스플레이(208)와 프로세서(212)에 결합된 제어기(202)를 가진다.

제어기(202)는 입력(204)과 출력(206)을 갖는다. 출력(206)은 다디스플레이(208)를 구동하기 위한 중화된 접속 세트일 수 있다. 디스플레이(208)는 대부분 화소 어레이를 형성하는 개별 화소들(210)을 포함한다. 출력(214)을 갖는 프로세서(212)는 디스플레이(208)를 조명하는 백라이트(216)를 구동하기 위해 사용될 수 있다. 프로세서(212)는 백라이트(216)의 레벨이나 강도를 통신하기 위해서 및 화소 데이터를 액세스하기 위해서 접속(218)을 통해 제어기에 결합될 수 있다. 디스플레이 장치와 특정 전자 디바이스의 물리적 구성에 따라, 한 개 이상의 추가 백라이트들(220)이 채택될 수 있고, 또한 프로세서(212)에 의해 구동될 수 있다. 프로세서와 제어기는 도시된 것처럼 한 디바이스(222)에 물리적이나 논리적으로 배치될 수 있다. 백라이트(216)의 레벨은 어떤 형태의 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 선택될 수 있거나, 다른 요인에 기초하여 프로세서(228)에 의해 자동으로 조정될 수 있다.

LCD 디스플레이(208)의 특성은 스크린이 화소(210)라고 불리우는 작은 세그멘트들로 분리된다는 점이다. 화소(210)는 디스플레이의 해상도와 구성의 유형에 따라 크기가 달라질 수 있다. 각 픽셀(210)의 색조(hue), 채도(saturation), 및 밝기는 화소(210)에 대한 적색, 녹색, 및 청색("RGB") 하위 성분의 설정에 따라 대부분 결정된다. 화소(210)에 대한 RGB 설정을 조정하여, 색조와 채도만이 아니라, 명암도나 밝기도 설정될 수 있다. 어레이의 픽셀들(210)의 각각에 대한 적색, 청색, 및 녹색 설정들을 조정하여 시각적 화상이 최적화될 수 있다.

이상의 조정에서, 적색, 녹색, 및 청색 설정 사이에 일정한 스케일링을 유지하는 것은 화소(210)의 색조와 채도를 변경하지 않고 화소(210)의 명암도, 밝기, 광도, 또는 휘도가 변경되도록 한다. 이것은 원래 설정들을 동일한 스케일링 인자로 스케일링하거나 또는 각 명도를 동일한 퍼센트 증가로 증가시킴으로써 이루어질 수 있다. 색조와 채도를 유지하면서, 명암도, 밝기, 광도, 또는 휘도를 조정하기 위해 적색, 녹색, 및 청색의 설정들을 스케일링하기 위한 프로시져, 방법, 및 장치가 동일하므로, 밝기라는 용어는 화소 명도, 밝기, 광도, 또는 휘도를 나타내기 위해 사용될 것이다.

이 LCD 디스플레이(208)의 특성을 적용하여, 백라이트(216) 레벨이 감소함에 따라 화소(210)의 밝기를 증가시켜 화상이 최적화될 수 있다. 부연하면, 백라이트(216)의 강도에 반비례하게 화소의 밝기를 조정하여 시각적 화상이 최적화될 수 있다. 화상의 무결성은 화소 어레이의 각 화소의 색조와 채도를 유지하여 보존된다.

화소(210)가 이미 비교적 높은 밝기를 가질 수 있고 백라이트(216)의 강도가 감소되는 일례에서, 적색, 청색, 및 녹색 설정 중의 하나 이상은 최대 설정 이상으로의 조정이 요구될 것이다. 조명 목적으로, 화소(210)에 대한 적색, 청색, 및 녹색 설정이 0 내지 255의 범위일 수 있다고 가정하자. 이 예에서, 적색은 200에 있고, 녹색은 150에 있고, 청색은 100에 있어서, 결과적으로 중간 브라운 색조가 된다. 최대 효과를 갖는 것으로서 실험적으로 조정되는 것처럼, 백라이트(216) 강도의 15% 감소(광, 광 센서, 또는 다른 메커니즘을 구동하는 전류에 의해 측정되는 것처럼)에는 대응하는 화소(210) 밝기의 증가, 예를 들면 20% 증가가 후속된다. 20% 증가는 새로운 적색, 녹색, 청색 명암도를 각각 240, 180, 및 120으로 결과적으로 되게 하고, 더 밝은 브라운 톤이 되며, 여전히 색조를 유지하면서, 더 높은 밝기를 제공한다. 그러나, 백라이트(216) 강도가 35% 감소할 때, 화소(210)의 명암도는, 예를 들어, 대응하는 35% 높게 조정되어, 결과적 적색 값 270은 최대치를 초과할 것이다. 이들 예시에서, 적색 값이 255에 설정되어, (255-200)/200의 27.5%의 증가 비율을 설정할 수 있다. 남은 녹색과 청색 값은 각각 27.5% 증가되어, 적색, 녹색, 청색 각각에 255, 191, 및 128의 화소(210)에 대한 최종 설정(전체 수에 반올림됨)을 제공한다. 이것은 여전히 브라운 색조이고, 그 색조를 유지하면서 이용가능한 가장 높은 밝기를 갖는다. 즉, 최대 설정이 한계값을 초과할 때까지, 백라이트의 강도에 역으로 비례하게 적색, 녹색, 및 청색 설정들이 조정된다. 그 다음, 그 설정은 최대치로 설정되고, 그 설정의 퍼센트 증가는 남은 설정을 증가시키기 위해 사용된다. 주어진 백라이트 레벨에서 화소가 한계값에 도달했음을 계산하는 능력은 백라이트 레벨을 조정하여 근접한 밝기 채도에 또는 그 근처를 지정하여, 전체 색 강도와 백라이트 레벨의 혼합을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

이 비율 조정과 한계값의 사용은 또한, 백라이트 강도가 증가될 때, 어두운 색조(낮은 적색, 녹색, 청색 설정)에 적용할 수도 있다. 대응하는 색조나 밝기의 감소는, 색 성분들이 모두 동등하게 감소되면, 임의의 색조의 효과적 감소를 유발할 것이다(검정). 다시 말하면, 대비가 상실되고 제공된 임의의 화상이 단순히 검게 되는 시점까지 휘도가 낮아지지 않도록 한계값이 적용될 수 있다. 이 경우, 낮은 한계값, 예를 들어, 50이 설정될 수 있다. 더 밝은 백라이트로 조정할 때, 임의의 값이 50 이하로 감소될 때, 50 이하의 값은 50으로 설정될 것이고, 그 설정의 퍼센트 감소는 남은 설정의 값을 감소시키기 위해 사용될 것이다.

도 10으로 돌아가서, 백라이트(216) 레벨 변화가 발생할 때, 제어기(202)는 여러 방법들 중의 임의의 것을 사용하여 화소 어레이의 화소(210)를 위한 새로운 값을 계산할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제어기는 룩업테이블(look up table)에 따른 고정값으로 화소 어레이의 모든 화소들을 조절하여 시각적 화상을 최적화할 수 있다. 단지 설명 목적으로만 사용되는 일례로서, 룩업테이블에는 백라이트(216) 레벨이 약 0%보다 큰 것에서부터 약 15%로 감소하는데 대해, 화소 밝기가 8% 내지 10%로 증가됨이 설명된다. 백라이트(216)를 약 15%보다 큰 것에서부터 약 25%로 감소하면 화소 휘도가 18% 내지 20% 증가된다. 이 같은 어떠한 조절도 상술한 최대값을 고려하며 색조와 채도를 유지하면서 이루어질 수 있다. 혹은, 각 화소(210)는 백라이트(216) 강도의 변화에 기초하여 그 화소(210)에 대한 새 값을 실시간으로 계산하여 조절할 수 있고, 상술된 것처럼 백라이트 디스플레이 변화를 위한 보상을 포함하거나 또는 포함하지 않을 것이다. 화소 어레이는 부분들로 분리될 수 있고, 그 부분에 대한 새 조절 값이 계산되어 그 화소들(210)에 적용된다.

상기 제5 종래기술의 동작을 설명하면, 도 11에서 보는 바와 같이, 백라이트 강도, 또는 더 적절히는 백라이트 강도 변화를 우선 결정하여(300), 밝기 스케일 인자가 계산된다(302). 즉, 백라이트 강도에 따른 화상을 조절하기 위한 인자가 결정되는바, 디스플레이에서 모든 화소들(210)에 대해 일정치 밝기 스케일 인자가 결정될 수 있다. 이는, 특정한 디스플레이 구성에 대해 경험적으로 구동될 수 있고 스케일링 인자의 실시간 계산을 가속하는 이득을 얻을 수 있는 미리 결정된 값들의 표에 따라 모든 화소들(210)에 대해 일정치 밝기 스케일 인자가 결정될 수 있다. 또한, 스케일 인자들의 제2 룩업테이블이 계산될 수 있고, 0에서 최대값까지 각 색 구성요소 값에 대한 엔트리를 포함한다. 또는, 스크린의 다른 영역들에서 백라이트 레벨의 변화가 설명될 수 있다. 밝기 스케일링 인자가 결정된 후, 스크린의 일부의 백라이트 강도에 기초하여, 디스플레이의 그 부분의 화상을 조절하기 위해 제2 인자가 사용될 수 있다. 이것은 특히, 백라이트로부터의 광의 광학적 특성이나 비균일한 분포 때문에, 스크린의 일부 영역들은 항상 다른 영역들보다 더 밝게 되는 경우의 상황에 적용가능하다. 주어진 위치에서 백라이트 강도의 변화 및 관찰된 강도의 변화 모두에 따른 밝기 조절은 디스플레이 뷰잉 영역에서 지각된 균일성을 생성하도록 한다.

밝기 스케일링 인자의 결정시 추가 고려사항은 화상의 색조와 채도를 유지하는 것이다. 적색, 녹색, 및 청색의 원색들로 구성된 화소들(210)로 특징지어지는 디스플레이에는, 세 가지 성분들의 각각을 비례하게 조절하여 디스플레이되는 화상의 색조와 채도를 유지하는 것이 행해진다.

화소 성분이나 색 구성요소에 대한 한계값이 결정된다(304). 한계값은 디스플레이 자체에 의해 부가된 것, 즉, 지원되는 최대 휘도 또는 밝기일 수 있거나, 또는 그것은 색 구별이나 관찰되는 색 채도를 위해 필요한 것으로 결정되는 낮은 값과 같은 실험적 한계값일 수도 있다. 스크린의 다른 영역들에 대해서는 한계값이 다를 수 있다. 상술한 것처럼, 스크린은 계산의 용이성을 위해 또는 백라이트 변동의 보상을 단순화하기 위해 섹션들로 분할될 수 있다.

색 구성요소 값들은 색 구성요소 한계값을 초과하는지를 보기 위해 테스트된다(308). 성분이나 색 구성요소 값들 중의 임의의 것이 한계값을 초과하면, 적색, 녹색, 및 청색 성분들 중의 한 개 이상의 크기가 한계값을 초과할 때, 가장 큰 양만큼 한계를 초과하는 설정이 최대값 또는 다른 미리 결정된 값으로 설정될 수 있다(310). 가장 높은 원래 색 구성성분 값과 동일한 퍼센트 증가만큼 나머지 색 구성요소 값들에 대한 설정이 증가된다(312). 한계 상황에서 밝기 값, 즉, 적색, 녹색, 및 청색 화소 설정들의 크기를 결정할 때, 화소(210)의 원래 색조와 채도를 유지하는 것이 바람직하지만, 필수 사항은 아니다. 신속한 계산, 반올림 오류, 또는 표탐색 매칭을 위해 엄격한 비례 조절의 변화가 이루어질 수 있다.

최대값들에 도달되고 비례성이 유지되지 않을 때와 같이, 정해진 한계값을 초과하는 설정이 없거나 또는 색조와 채도가 유지되지 않을 때, 도면부호 308의 아니오 분기가 뒤따른다(314). 화소(210)의 화상에 적색, 녹색, 및 청색 설정의 새 값들이 적용되어 밝기 스케일 인자를 사용하여 화상을 조절한다. 제어기(202)로부터의 디스플레이 값들을 판독하고, 전체적으로 또는 부분적으로, 화상에서 동작하고, 그 다음, 제어기(202)로 최적화된 데이터를 다시 재기록한다. 디스플레이의 모든 화소나 섹션이 조절되었는지를 판정하기 위해 테스트(318)가 수행된다. 만약 그렇지 않다면, 프로세스는 도면부호 308에서 계속된다.

모든 프로세싱이 완료되면, 도면부호 318의 예 분기가 뒤따르고, 프로세싱을 종료한다.

적색, 녹색, 및 청색 성분의 크기의 새 값들은 디스플레이의 강도의 변경에 반비례하는 관계에서 계산된다(306). 한편, '308' 단계에서의 판단 결과, 한계값들이 검사되지 않으면, 프로세싱은 도면부호 314로 계속된다.

그런데, 상기 제4 종래기술 및 제5 종래기술은, 휘도의 변경에 따른 픽셀 값의 조정을 행하는 개념에 대해서는 부분적으로 기재되어 있으나, 모니터 전체적인 절전 대책과 관련하여 전반적인 모니터 절전 대책과는 분리되어 있어, 실제 적용에는 한계가 있다.

다른 한편, 상기 제4 종래기술 및 제5 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명자는, 제6 종래기술로서, 대한민국 특허 제1816249호 (모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 장치 및 방법) 을 제안한 바 있으며, 이에 대하여 도 12 내지 도 16을 참조하여 설명한다.

도 12는 제6 종래기술에 따른 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 장치 및 주변 장치의 블록도이고, 도 13은 제6 종래기술에 따른 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법의 동작흐름도이고, 도 14는 제6 종래기술의 변형에 따른 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법의 동작흐름도이고, 도 15는 제6 종래기술에서의 PWM 방식에 의한 휘도 변조를 설명하는 개념도이며, 도 16은 제6 종래기술에서의 화소 데이터 보상을 설명하는 개념도이다.

제6 종래기술의 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 장치는, 도 12에서 보는 바와 같이, 디스플레이에 전원을 공급하는 SMPS(20), SMPS로부터의 전압을 인버팅하여 디스플레이 화면의 백 라이트로 동작하는 LED 패널(미 도시됨)에 공급하는 인버터(70), 모니터의 동작을 제어하는 모니터 제어부(30), 메인 보드(10)로부터의 비디오 신호(모니터 신호)를 모니터 제어부로 제공하는 수신측 커넥터(40), 그리고 모니터의 동작 설정을 위한 버튼들로 이루어지는 키 컨트롤부(90)를 포함하되, 상기 모니터 제어부(30)는, 전체 제어부의 동작을 행하는 MCU(31), 수신측 커넥터(40)와 인터페이싱을 행하면서 SMPS(20)로부터의 전원 공급 여부를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(30'), 인버터(70) 및 LED 패널과 인터페이싱을 행하면서 이들에 대한 제어를 행하는 LVDS 패널 인터페이스(35), 및 펌웨어(38)를 포함하며, 이외에도 파워 관리자(Power management), OSD 및 플래시 메모리 등이 추가될 수 있다.

더 상세하게는, 상기 MCU(31)는 전체 제어부의 동작을 행하는 주체로서, 펌웨어(38) 및 플래시 메모리 그리고 키 컨트롤부(90)와의 인터페이싱을 행하면서, 실제 제6 종래기술에서의 비디오 신호를 통한 각종 제어 동작을 수행하게 된다.

더욱이, 상기 수신측 커넥터(TMDS Rx)(40)는, 메인 보드(10)의 VGA와 같은 그래픽 컨트롤러(18)와 인터페이싱하는 송신측 커넥터(TMDS Tx)(19)와, 일례로 TMDS(Transition Minimized Differential Signaling: 변화 최소화 차분 신호) 프로토콜에 따라 모니터 신호 (일례로 R. G. B.) 및 클럭 신호(SCL)를, 각각의 고유 채널 (Channel 0, 1, 2, Clock Channel)의 모니터 케이블을 통해, 전송받게 되는바, 상기 수신측 커넥터(TMDS Rx)(40)는 수신측 인코더 컨버터(40a) 및 PLL(40b)를 가지며, 이에 대응하여 상기 송신측 커넥터(TMDS Tx)(19) 역시, 송신측 인코더 컨버터(19a) 및 PLL(19b)를 가지고 있다. 한편, 상기 SCL 신호와 역방향으로, 상기 그래픽 컨트롤러(18)로부터 모니터 데이터를 받은 디스플레이 컨트롤러(30')는, DDC 단자를 통해, 상기 그래픽 컨트롤러(18)의 DDC 단자로, 모니터가 제대로인지 여부를 확인해 주는 신호(SDL)를 전송하여 에코백하게 된다. 일례로, R. G. B. 신호는 각각 8비트의 데이터일 수 있으며, 따라서 색상 파레트 정보는 총 24비트 데이터일 수 있고, 일례로 총 2²⁴=1600만개의 화소 파레트 정보를 갖게 된다.

특히, 상기 SMPS(20)와 상기 인버터(70)의 사이에는 제1 스위칭 소자(51)가 삽입되며, 상기 제1 스위칭 소자(51)는 상기 MCU(31)에 의해 제어되도록 함으로써, 결국 상기 MCU(31)에 의해 상기 SMPS(20)로부터 상기 인버터(70)로의 구동전원(19V)의 공급이 제어되도록 하며, 상기 SMPS(20)와 상기 디스플레이 컨트롤러(30')의 사이에도 제2 스위칭 소자(61)가 삽입되며, 상기 제2 스위칭 소자(61) 역시, 상기 MCU(31)에 의해 제어되도록 함으로써, 결국 상기 MCU(31)에 의해 상기 SMPS(20)로부터 상기 디스플레이 컨트롤러(30')로의 동작전원(5V)의 공급이 제어되도록 한다.

추가적으로, 상기 MCU(31)는, 상기 SMPS로부터 상기 인버터로의 전원(19V) 제어를 행하도록 한다. 즉, 상기 SCL 신호를 'GPIO 4' 단자를 통해 파악한 슬립(Sleep) 모드에서, 상기 MCU(31)는, 'GPIO 3' 단자를 통해 상기 제1 스위치(51) 및 제2 스위치(61)를 온/오프함으로서, 상기 인버터(70) 및 디스플레이 컨트롤러(30')의 전원을 ON/OFF 시키며, 특히 MCU(31) 스스로가 모니터 화면을 자체 분석하여 유저의 PC 사용이 아닌 경우로 판단하게 되는 경우에도 강제로 슬립 모드로 이행하도록 제어할 수도 있고, 더욱이 특정 시간 내에 웨이크업(Wake up) 신호가 입력되지 않을 경우에는 펌웨어(38)만을 제외하고 모두 비활성화시키는 최대 절전 모드로 이행하게 된다. 특히, 상기 모니터 신호의 화소 데이터가 상기 디스플레이 컨트롤러(30') 및 상기 LVDS 패널 인터페이스(35)를 통해 상기 인버터(70) 및 LED 패널로 직접 인가되는 대신, 제6 종래기술에서는, 오리지널 화소 데이터(Original PIXEL data)가 상기 디스플레이 컨트롤러(30')의 'O_PIXEL' 단자를 통해 상기 MCU(31)의 'GPIO 5' 의 단자로 입력된 다음, 제1 믹서(31a)를 통해 보정된 화소 데이터(PIXEL Correction data)가 'PIXEL_C' 단자를 통해 비로소 인버터(70)로 출력되어 진다. 유사하게, LED 패널의 휘도 정보(Brightness)는 상기 LVDS 패널 인터페이스(35)로부터 상기 MCU(31)의 'GPIO 6' 의 단자로 입력된 다음, 제2 믹서(31b)를 통해 변조된 휘도 정보(Brightness Modulation)가 'BM' 단자를 통해 비로소 인버터(70)로 출력되어 진다. 상기 제1 및 제2 믹서(31a, 31b)의 보정 및 변조 제어 신호는, 미리 설정된 룩업테이블을 참조하게 되는바, 룩업테이블이 위치하는 펌웨어(38)로부터 'GPIO 1' 단자를 통해 입력되어지며, 룩업테이블 정보로부터의 제어값에 의해 보정 및 변조가 이루어진다. 이에 대해서는 도 15 및 도 16을 참조하여 후술한다.

부가적으로, 상기 MCU(31)는, 키 컨트롤부(90)의 키 컨트롤 신호를 'GPIO 2' 단자를 통해 받아들이거나, 역으로 딥 슬립 모드 시에 'GPIO 2' 단자를 통해 키 컨트롤부(90)의 전원 오프 버튼이 눌려지도록 하는 파워 오프 효과가 발생하도록 적절한 신호를 발생시킨 수도 있다. 이에 대해서는 본 발명자의 선출원 제2016-164287호 (딥 슬립 모드를 지원하는 절전형 모니터의 제어 장치 및 방법) 에 상세히 개시되어 있다.

따라서, 상기 슬립 모드가 되면 모니터 제어부(30)는 펌웨어만을 동작시키는 0.3W 정도의 최소전원으로 입력신호를 받을 수 있으며, 웨이크업 이벤트(wake up Event)가 들어오면 비로소 모니터 전원을 턴온시킨다.

즉, 슬립 모드로 이행하는 상기 트리거 신호는, 메인 모드로부터의 웨이크업 상태를 체크할 수 있는 펌웨어만이 활성화된 상태이며 (이때, 이를 인식할 수 있도록 상기 MCU(31)는 상기 SMPS(20)로부터 1.2V의 최소 동작전압을 인가받는다), 나머지 모니터 제어부 전체를 비활성화하는 상기 키 컨트롤부(90)에서 유저가 파워 오프 버튼을 누르는 신호 (일례로 50ms 정도의 오프 신호) 와 동일한 신호가 된다.

한편, 데스크탑의 메인보드(10) 상의 CPU 및 그래픽 컨트롤러(18)에 의해 디스플레이의 수신측 커넥터(40)로 출력되는 비디오 신호 중에서, 클럭 신호는 동시에 상기 MCU(31)에도 직결되는바, 따라서 컴퓨터의 메인 보드로부터 VGA 신호에 의해 상기 MCU(31)가 동작 개시 및 중지를 하도록 하는 것도 가능하며, 상기 펌웨어의 룩업테이블에 따라, 이에 응하여 키 컨트롤부의 파워 스위치가 트리거되거나, 휘도 변조 및 화소 데이터 보정이 이루어지도록 할 수도 있다.

아울러, 상기 스위칭 소자(61)로의 제어신호는, MCU(31)로부터 인가되어 지는바, 이는 다시 펌웨어(38)나 키 컨트롤(90)과 함께 연동하여 지며, '슬립 모드'로 진입시, MCU(31)는 상기 스위칭 소자(61)로의 제어신호를 'H'로 하여 상기 스위칭 소자가 턴오프되도록 함으로써, 상기 SMPS를 통해 상기 인버터로의 전원인가가 중단되도록 하는 슬립 모드(S3 모드)로 이행하게 되며, 더욱이 최대 절전모드에서는 상기 펌웨어(38)만을 제외하고 모니터 제어부(30)를 모두 비활성화시키는 최대 절전모드로 이행하게 된다. 이를 간단히 정리하자면, 비디오 신호 중의 클럭 신호가 없거나 유저가 모니터 사용을 하지 않을 시에는 모니터 'off' 상태가 유지되며, 그 후에도 계속해서 웨이크 업이 일어나지 않을 시에는 모니터 파워 버튼을 완전히 오프하도록 하며, 한편 동작 중에라도 화면의 변화가 별로 없을 시에는 어두운 화소의 휘도를 감소시켜서 전원을 절약하도록 한다.

이제, 상기 모니터 제어부의 동작을 도 13 및 도 14 를 참조하여 더 상세히 설명한다.

우선, 상기 모니터 제어부의 기본 동작을 도 13 을 참조하여 설명하면, 제6 종래기술의 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법은, 모니터 전원이 '턴온' 되면(S10), 모니터 부팅을 행하게 되는바(S11), 먼저 모니터 화면의 화면 변화율 분석을 실행하게 된다(S30). 일례로 모니터 화면 변화가 초당 30 프레임(frame) 이하인지 여부를 체크하게 된다. 이는, 모니터가 동영상 실행인지 여부를 체크하기 위함이며, 동영상 실행 중에는 휘도 감쇠의 의미가 없기 때문에, 먼저 휘도 감쇠를 행하기 전에 이를 체크하게 된다.

그리하여, 상기 S30의 판단 결과, 화면 변화가 초당 10 프레임 이하가 아니면 (동영상 실행이라고 판단되면), 계속해서 체크하고, 화면 변화가 초당 10 프레임 이하이면 (동영상 실행이 아니라고 판단되면), 이제 일정 이하의 밝기일 경우, 휘도의 밝기를 지시하는 PWM 신호에 대해, 펌웨어(38) 상의 룩업테이블에 기하여 제2 믹서(31b)에서 휘도 값 데이터를 변조하여, 변조된 휘도 값을 인버터(70)를 통하거나 아니면 직접 LED 패널로 출력하여, 휘도를 떨어뜨리는 제어를 행하게 된다(S31). 이때, 바람직하게는 "Bright" 신호의 진폭 변조 방식보다는 펄스폭 변조 방식을 택하는바, 제어가 용이하기 때문이며, 일례로 듀티비를 50% 로 하여 휘도를 50% 떨어뜨리는 PWM 방식에 대하여, 도 15에서 예시하고 있다. 다만, 이 50%는 예시에 불과하고, 오리지날 화소 데이터의 밝기를 고려하여 3단계로 휘도를 떨어뜨리도록 룩업테이블을 작성할 수도 있다.

동시에, 오리지날 입력 화상의 화소 데이터(O_PIXEL)를, 백 라이트의 휘도 변조에 따라 보상하여 주어야 하는바, 즉, 백라이트의 휘도 변조(BM) 후에는 휘도가 감소하기 때문에 디스플레이 된 이미지의 휘도도 감소하게 되므로, 표시되는 픽셀의 휘도 저하를 보상하기 위해 화소 데이터의 화소 보상(PIXEL_C)을 해 주게 된다(S32).

예를들어, 도 16의 (b)에서 보는 바와 같이, 오리지날 입력 화소 데이터는 'C' 컬러를 표현하여야 하는 것이었으나, 에너지 절약을 위하여, 50% 정도 휘도를 떨어드리게 되면, 'C' 컬러가 디스플레이되어 버려, 실제보다 더 어두운 컬러가 출력되어 버릴 것이므로, 보정되는 화소 데이터는 오리지날 입력 화소 데이터(일례로, R=1111111, G=0, B=0) 보다 더 밝은 'D' 컬러를 표현하는 보정되는 화소 데이터(일례로, R=1111110, G=0, B=0)로 보정하여 출력하게 된다. 이는 컬러 파레트 및 디스플레이의 특성을 고려하여 미리 룩업테이블에 보정값을 저장하여 둔 후에, 이를 활용하면 된다. 유사하게, 원래 오리지날 입력 화소 데이터는 'A' 컬러를 표현하여야 하는 것이었으나, 에너지 절약을 위하여, 25% 정도 휘도를 떨어드리게 되면, 'B' 컬러가 디스플레이되어 버려, 실제보다 더 어두운 컬러가 출력되어 버릴 것이므로, 보정되는 화소 데이터는 오리지날 입력 화소 데이터 보다 더 밝은 'A' 컬러를 표현하는 보정되는 화소 데이터로 보정하여 출력하게 된다.

결국, 더 어둡게 변조된 휘도와 보정된 화소 데이터에 의해 광 차단이 덜 되는 보정된 화소 제어가 이루어지게 되므로, 백라이트를 덜 켜므로서 에너지를 절약하면서도 동일한 색상의 화소가 모니터에 표시 되어진다.

다만, 이상의 휘도 제어는 동영상 출력 중이 아닐 것과, 또한 어느 정도 어두운 화소이여야 할 것이 요구되는바, 극단적으로 아주 밝은 화소 데이터에 대해서는 밝은 휘도 항에서도 화소 데이터가 최대로 열려져야 하는 것일 것이므로, 휘도를 어둡게 하면 화소 데이터의 보정을 통해 동일한 색상을 디스플레이할 수 없기 때문이다. 역시 이에 대한 룩업테이블 역시, 미리 작성되어 있을 것을 필요로 한다.

이후, 모니터 끄기인가 여부를 판단하여(S60), 그렇지 않으면 계속해서 체크하고, 모니터 끄기인 것으로 판단되면, MCU(31)는 'GPIO 3'을 'Low'로 하여, 제1 및 제2 스위치(51, 61)를 모두 오프시켜, SMPS(20)로부터 출력되는 전원을 모두 차단함으로써, 최소한의 대기 전원(PIO 1.2V)을 제외한 모든 동작 전원이 오프되도록 한다.

다시, 일정 시간 간격으로, 메인 보드(10)로부터 웨이크업이 발생하였는지 여부를 체크하는바(S80), 웨이크업이 발생한 것으로 판단되며, 상기 S30 단계로 리턴하여 다시 시작하고, 그렇지 않으면, 'GPIO 2' 단자를 '로우'로 하여, 키 컨트롤부(90)의 파워 스위치가 오프된 것처럼 파워 제어 신호가 인가되도록 함으로써, 디스플레이를 완전 오프시키게 된다.

이제, 도 14를 참조하여, 제6 종래기술의 변형예에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 변형예에서는, 모니터 전원이 '턴온' 되면(S10), 메인 보드(10)의 그래픽 컨트롤러(18)로부터의 클럭 신호 (SCL 신호) 가 오프인지 여부를 MCU(31)의 'GPIO 4' 단자를 통해 체크하게 되는바(S20), 클럭 신호 (SCL 신호) 가 오프이면 상기 S70 단계로 이행하여, 'GPIO 3' 단자를 통해, 바로 전원을 오프하게 되며, 그냥 종료하거나 도 13의 S80 단계 및 S90 단계를 이행하여 종료하거나 할 수 있다.

이후, 도 13에서와 같이, 모니터 화면의 화면 변화율 분석을 실행하여 동영상 실행 여부를 체크하게 된다(S30).

역시, 상기 S30의 판단 결과, 화면 변화가 초당 10 프레임 이하가 아니면 (동영상 실행이라고 판단되면), 계속해서 체크하고, 화면 변화가 초당 10 프레임 이하이면 (동영상 실행이 아니라고 판단되면), 이제 일정 이하의 밝기일 경우, 휘도의 밝기를 지시하는 PWM 신호에 대해, 펌웨어(38) 상의 룩업테이블에 기하여 제2 믹서(31b)에서 휘도 값 데이터를 변조하여, 변조된 휘도 값을 인버터(70)를 통하거나 아니면 직접 LED 패널로 출력하여, 휘도를 떨어뜨리는 제어를 행하게 된다.

동시에, 오리지날 입력 화상의 화소 데이터(O_PIXEL)를, 백 라이트의 휘도 변조에 따라 보상하여 주어, 백라이트의 휘도 변조(BM) 후에 디스플레이 된 이미지의 휘도 감소를 보상하기 위한 화소 데이터의 화소 보상(PIXEL_C)을 해 주게 된다(S32).

이제, 도 13과 달리, 유저가 모니터를 사용 중인가 여부를 판단하게 되는바(S40 ~ SS51), 우선, 반복 회수 체크용 파라미터 N 및 Y를 '1'로 초기화한다(S40).

이후, 모니터의 전체 화면을 캡쳐 후 저장하고(S41), 변화 화면을 캡쳐 후 저장하는바(S42), 이때 모니터 전체를 모두 캡쳐 및 저장할 수도 있고, 일부만을 (K번째 행 및 K번째 열의 픽셀만을) 캡쳐 및 저장할 수 있다. 후자의 경우, K배수 픽셀의 변화가 있는지 여부를 체크하여(S43), 없으면 계속해서 체크하고, 있으면, 화면 변화가 x% 이하인지? (일례로 20% 이하인지?) 여부를 판단하게 된다(S44).

상기 S44 단계에서의 판단 결과, x% 이하이면 S30 단계로 리턴하여 동영상 실행인지 여부부터 다시 시작하고, 변화가 일어난 화소가 일정 비율(x%) 초과이면 (일례로 20% 이상의 화소가 변화되었으면), 전체 화면의 사용 중으로 판단하게 되며, 이제 화면 변화가 초당 10 프레임 이상인지 여부를 다시 체크하게 된다(S45).

그리하여, 화면 변화가 초당 10 프레임 이상이면 동영상을 실행하는 것이므로, 역시 S30 단계로 리턴하고, 화면 변화가 초당 10 프레임 미만이면 일단 동영상 실행은 아니라고 판단하여, 이후 화면 변화에 반복적인 것이 있는가? 여부를 판단하게 된다(S46).

상기 S46 단계에서의 판단 결과, 화면 변화에 반복적인 것이 있으면, 플래시 광고 실행으로 판단하는바, 계속해서 화면 변화가 가로 방향으로 지속되는가? 여부를 판단하게 되며(S47), S47 단계에서와 같이 체크하는 이유는 유저가 문자를 천천히 타이핑하는 경우라면 화면의 변화가 그다지 많지 않아도 유저가 컴퓨터를 사용중인 것이기 때문에 모니터를 정지시키지 않아야 하기 때문이다.

만약, 상기 S47 단계에서의 판단 결과, 화면 변화가 가로 방향으로 지속되는 경우이면, 역시 상기 S30 단계로 리턴하여 처음부터 계속해서 실행하고, 화면 변화가 가로 방향으로 지속되는 경우가 아니면, 파라미터 'N'를 인크리먼트한 후(S48), 'N>No 인지' (일례로 No=15) 여부를 체크하여(S49), 일정 회수 (일례로 15회) 반복이 아니면, S42 단계로 리턴하여, S42 내지 S49 단계를 일정 회수 (일례로 15회) 에 이를 때까지 반복해서 수행하고, 상기 S49 단계에서의 판단 결과, 'N>No 이면' (일례로 No>15 이면), S70 단계로 진행하여 MCU(31)의 'GPIO 3' 단자의 출력을 'Low'로 하여 모니터 전원을 오프시킨다. 이후의 프로세스는 도 13의 S80 및 S90 단계로 진행할 수도 있고, 바로 종료할 수도 있다.

특히, 상기 S46 단계에서의 판단 결과, 화면 변화에 반복적인 것이 없으면, 화면 변화가 거의 없고 동영상 실행도 아니며 플래시 광고도 아니므로,역시 S70 단계로 진행하여 MCU(31)의 'GPIO 3' 단자의 출력을 'Low'로 하여 모니터 전원을 오프시킨다.

한편, 상기 S49 단계에서의 판단 결과, 한 번의 체크만으로는 오류가 있을 수 있으므로, 또다른 파라미터 'Y'를 인크리먼트 하여(S50), 'Y'가 일정 기준값 Yo (일례로 Yo=10) 회수 만큼 반복한 후에, 비로소 Yo 회수 만큼 반복한 경우에도 모니터 사용이 아니라고 판단되는 경우에만 MCU(31)의 'GPIO 3' 단자의 출력을 'Low'로 하여 모니터 전원을 오프시키고, 그렇지 않은 경우에는 상기 S41 단계로 리턴하여 S41 내지 S51 단계를 반복해서 수행하는 것이 더욱 바람직하다.

참고로, 파워 전원 '턴오프' 상태이더라도, 모니터 전원 플러그를 뽑은 상태가 아니라면 모니터에 전원을 공급하기 위한 SMPS에 여전히 전원이 연결된 상태이므로, 0.3W 정도의 전력은 소비하게 되는바, 이는 사용자가 최종적으로 모니터 전원 플러그를 뽑은 상태와는 상이하며, 다만, 이 정도의 전력 소비는 거의 무시해도 되는 정도이다.

따라서, 종래의 모니터 제어부의 경우에는 슬립 모드에서도 1.4W의 소비전력이 소비되었으나, 이상의 제6 종래기술의 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법에 의하면, 최대 절전 모드에서, 기존의 모니터의 소비전력이, 1.4W 정도에서 0.3W까지로 줄어들어, PC 1대당 약 1.1W 정도를 절약할 수 있게 되었으며, 게다가 모니터 사용 중이라도 실제 모니터에 표시되는 색상을 변화시키지 않으면서도, 모니터 전원의 대부분을 차지하는 LED 패널의 파워를 절반 정도로 줄여서, 상시적으로도 에너지를 절약할 수 있게 된다.

상기 제6 종래기술의 경우, 최대 절전 모드에서는 물론, 모니터 사용 중이라도 화면 변화 상태에 따라서 실제 모니터에 표시되는 색상을 변화시키지 않으면서 모니터 전원의 대부분을 차지하는 LED 패널의 파워를 줄여서 상시적으로도 에너지를 절약할 수 있게 된다는 장점이 있기는 하지만, 이상의 화면 변화 상태를 모니터 측에서 화면 캡쳐를 통해 판단하게 되므로 판단에 많은 시간과 에너지가 필요하게 되고 더욱이 컴퓨터 본체 상의 사용량을 충분히 반영하지 못하는 상황이 발생되기도 하였다.

대한민국 특허공개 제2013-0109060호 (컴퓨터 및 컴퓨터 주변기기의 대기전력 차단 장치) 대한민국 특허공개 제2015-0123435호 (컴퓨터 연동을 통한 모니터 대기전력 차단장치) 대한민국 특허공개 제10-2012-0108479호 (백라이트 유닛) 대한민국 특허공개 제10-2008-0081511호 (입력 영상의 히스토그램에 기반한 디스플레이 장치의 전력제어 방법 및 장치 및 디스플레이 장치) 대한민국 특허공개 제10-2006-0120673호 (백릿 디스플레이의 화상 최적화를 위한 방법 및 장치) 대한민국 특허 제1816249호 (모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 장치 및 방법)

본 발명은, 상기 제1 및 제2 종래기술의 문제점에 대한 대책으로서의 모니터 절전 대책을 강구하면서, 거기에다가 제3 내지 제6 종래기술의 문제점에 대한 대책까지를 총체적으로 세움으로써, 실질적인 모니터 절전이 가능하되, 특히 컴퓨터의 실제 사용량에 따라 모니터의 밝기를 제어하거나 모니터 화면을 리플래쉬할 수 있으며, 기존의 컴퓨터 자원을 활용하여 수행하므로 별도의 추가비용이 들지 않는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템을 제공하는 것이다.

즉, 컴퓨터의 실제 사용량에 응하여 모니터를 제어하려면, 컴퓨터의 상태를 파악하여 모니터에 전달하기 위한 별도의 자원을 추가하여야 한다는 문제점이 있었으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 모니터 자체적으로 컴퓨터 사용량을 추정하여 모니터를 제어하면 실제 컴퓨터 사용량을 제대로 반영하지 못하는 또다른 문제점이 있었는바, 본 발명은 이들 문제점을 모두 해결하기 위한 것이다.

아울러, 모니터의 리플래쉬 모드의 경우에는 컴퓨터 본체로부터의 비디오 신호의 해석 자체를 모니터 측에서 생략할 수 있도록 함으로써 모니터에서의 추가적인 에너지 절감을 가능하게 한다. 즉, 컴퓨터 본체 측에서는, 동일 프레임이 계속될 경우에 이를 나타내는 상태 정보를 모니터 측에 전달하고 모니터로 전송하는 화상 데이터 전송을 중지하며, 모니터 측에서는 동일한 프레임이 지속된다는 상태 정보를 받으면 이미지 셀프 리플래쉬 모드(self reflash mode)로 진입하게 되어, 이전의 이미지를 그대로 디스플레이하게 되며, 만약 본체로부터 새로운 이미지가 들어왔다는 상태 정보와 새로운 화상 데이터를 전송받으면 셀프 리플래쉬 모드를 종료하고 통상적인 디스플레이 동작을 수행하게 된다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템은, 메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 및 상기 메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 간의 각종 전원을 공급하도록 연결하는 ATX 커넥터(21)로 이루어지는 컴퓨터 본체(1); 및 상기 메인 보드(10)로부터 컴퓨터 상태 정보를 수신하여 컴퓨터 상태 정보에 해당하는 모니터 절전을 행하는 모니터(30); 로 이루어지며, 상기 모니터(30)는, 모니터에 전원을 공급하는 모니터용 SMPS(32); 상기 모니터용 SMPS로부터의 전압을 인버팅하여 모니터 화면의 백 라이트로 동작하는 LED 패널에 공급하는 인버터(37); 모니터 전체의 동작을 행하는 MCU(31); 상기 메인 보드(10)와 인터페이싱을 행하면서 상기 MCU(31)와 함께 모니터용 SMPS(32)로부터의 전원 공급 여부를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(30'); 상기 인버터(37) 및 LED 패널과 인터페이싱을 행하면서 이들에 대한 제어를 행하는 LVDS 패널 인터페이스(35); 모니터용 오퍼레이팅 시스템에 해당하는 펌웨어(38); 모니터용 RAM에 해당하는 플래쉬 메모리(39); 및 모니터의 동작 설정을 위한 버튼들로 이루어지는 키 컨트롤부(90); 를 포함하되, 상기 MCU(31)는 상기 메인 보드(10)로부터의 비디오 신호의 H-sync 의 정해진 위치에 삽입된 컴퓨터 상태 정보를 추출하여, 상기 컴퓨터 상태 정보에 응하여 셀프 리플래쉬 모드를 수행하거나 모니터의 밝기 조절을 포함하는 절전 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 플래쉬 메모리(39)는 상기 MCU(31) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(30')에 직접 접속되어 있어, 상기 모니터(30)가 셀프 리플래쉬 모드를 행하고자 할 경우에, 이전에 상기 디스플레이 컨트롤러(30')로부터 수신하여 임시 저장한 화소 데이터를 다시 되돌려 주어서 이전 이미지가 반복하여 디스플레이될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 컴퓨터 상태 정보는, 새로운 프레임이 시작될 때에 그리고 상기 컴퓨터 상태 정보의 변동이 있을 경우에만, H-Sync 신호의 각 프레임의 시작단인 헤더부에만 삽입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법은, 상기 에너지 절감형 컴퓨터 시스템에서의 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법으로서, (a) 상기 MCU(31)는, 상기 메인 보드(10)로부터 H_sync 입력신호 여부를 확인하여(S21), 상기 H_sync 입력신호가 없으면 계속해서 반복하여 주기적으로 체크하고, H_sync 입력신호가 있으면 'GPIO 1' 단자의 출력을 'H'로 하여 모니터용 SMPS 전원을 턴온시키게 되는 단계(S22); (b) 상기 (a) 단계 후에, 입력된 비디오 신호가 프레임의 시작인지 여부를 체크하는 단계(S23); (c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, 프레임의 시작이 아니면 계속해서 체크하고, 프레임의 시작이면 H_sync에 화면이 반복되는 패턴임을 알려주는 제1 컴퓨터 상태 정보가 있는지 여부를 판단하는 단계(S24); (d) 상기 (c) 단계에서의 판단 결과, 상기 H_sync에 상기 제1 컴퓨터 상태 정보가 없으면, 상기 (b) 단계로 리턴하여 반복 수행하고, H_sync에 상기 제1 컴퓨터 상태 정보가 있으면, 셀프 리플래쉬 모드 동작을 취하게 되는 단계(S31); (e) 상기 (d) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, H_sync에 정상 동작 모드임을 나타내는 제2 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S32); 및 (f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제2 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 셀프 리플래쉬 모드를 중지하고, 입력되는 이미지 정보를 메인 보드로부터 받아서 입력되는 이미지 정보에 해당하는 새로운 이미지를 디스플레이하고 난 후(S33), 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행하는 단계; 를 포함하되, 상기 셀프 리플래쉬 모드에서의 동작은, 메인 보드로부터의 비디오 신호를 해석하여 실제 LED 패널에 인가되어질 화소 데이터를 생성하지 않고, 현재 디스플레이어에 출력된 화상 이미지를 캡쳐하였다가 동일 프레임을 그대로 반복하여 디스플레이하여 줌으로써 비디오 신호를 해석하는데 따른 전력 소비를 절감하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, (g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 일정 시간 동안 H_sync에 상기 제2 컴퓨터 상태 정보가 없는 경우에는, H_sync에 밝기 조절 모드임을 나타내는 제3 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S34); 및 (h) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제3 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제3 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 기 설정된 디밍 수치에 해당하는 모니터 밝기 조절을 행하게 되는 단계(S35); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, (j) 상기 (h) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, H_sync에 아이들 모드임을 나타내는 제4 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S36); 및 (k) 상기 (j) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제4 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제4 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제2 스위치(32b)로 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'를 오프시키는 신호를 발하도록 하는 단계(S37); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

가장 바람직하게는, (m) 상기 (k) 단계 후에, H_sync에 딥슬립 모드임을 나타내는 제5 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S38); (n) 상기 (m) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제5 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제5 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제1 스위치(32a) 및 제2 스위치(32b)로, 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'는 물론 Vcc 전원(3~5V)에 해당하는 '전원1'도 오프시키는 신호를 발하도록 하는 단계(S39); (p) 상기 (n) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, 모니터 자체적인 웨이크업 발생 여부를 조사하게 되는 단계(S40); 및 (q) 상기 (p) 단계에서의 판단 결과, 일정 시간 내에 웨이크업이 발생한 경우에는 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행하고, 일정 시간 동안 웨이크업이 발생하지 않은 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 1' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 모든 전원을 오프시키는 신호를 발하도록 하고, 모든 프로세스를 종료시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법 및 이를 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템에 따르면, H_sync와 HREF신호 사이의 시간에 H_sync 신호에 데이터를 전송하게 되므로, 추가적인 하드웨어 없이도 모니터 측의 MCU에서 상기 전송된 신호를 추출하여 모니터 절전이 가능하다는 장점이 있다.

결국, 본 발명의 컴퓨터 본체 측에서는, OS에서 컴퓨터 사용량의 관련정보를 입수하고, 비디오(VGA) 드라이버를 통하여 관련 정보를 H-sync 신호에 탑재하여 전송하게 되며, 새로운 프레임이 시작할 때에만 헤더 부분에 상태정보를 전송하고, 필요 시(변경사항이 있을 때)에만 전송하게 되므로, 소프트웨어적으로도 그다지 추가적인 로드가 걸리지 않으며, 한편, 모니터 측에서는, 역시 새로운 하드웨어 추가 없이도 기존의 MCU에서 H-sync 신호로부터 상태 정보를 추출하여 모니터 밝기 조절 제어가 가능하고, 새로운 프레임이 시작될 때에만 추출하게 되므로, 데이터 추출 에러 방지 및 오버 로드(로드 지연) 방지가 가능하다는 추가적인 장점이 있다.

더욱이, 모니터의 리플래쉬 모드의 경우에는 컴퓨터 본체로부터의 비디오 신호의 해석 자체를 모니터 측에서 생략할 수 있도록 함으로써 모니터에서의 추가적인 에너지 절감이 가능하다.

상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 1은 제1 종래기술에 따른 컴퓨터 및 주변기기의 대기전력 차단 장치의 블록도.
도 2는 제2 종래기술에 따른 컴퓨터 연동을 통한 모니터 대기전력 차단장치의 블록 구성도,
도 3은 도 2의 비디오 커넥터 및 직류 전압 차단부의 실시예 회로도.
도 4a는 종래의 일반적인 직하형 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 구조도.
도 4b는 종래의 일반적인 측면형 백라이트 유닛을 채택하는 액정표시장치의 일 예를 나타낸 구조도.
도 5는 종래의 일반적인 컬러필터의 구조를 나타낸 평면도.
도 6a는 제3 종래기술에 따른 백라이트 유닛이 적용된 액정표시장치를 도시한 구조도.
도 6b는 도 6a에 도시된 백라이트 유닛의 구조를 도시한 사시도.
도 7은 제3 종래기술에 따른 또다른 백라이트 유닛이 적용된 액정표시장치를 도시한 구조도.
도 8은 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 장치를 개념적으로 나타내는 블록도.
도 9는 제4 종래기술에 의한 디스플레이 장치의 전력 제어 방법을 개념적으로 나타내는 흐름도.
도 10은 제5 종래기술에 의한 전자 디바이스에서 사용하는 디스플레이 장치의 블록도.
도 11은 제5 종래기술에 의한 백라이트가 조정될 때 LCD 디스플레이 보상을 위한 방법의 흐름도.
도 12는 제6 종래기술에 의한 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 장치 및 주변 장치의 블록도.
도 13은 제6 종래기술에 의한 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법의 동작흐름도.
도 14는 제6 종래기술의 변형에 따른 모니터 휘도 보정을 통한 절전형 디스플레이의 제어 방법의 동작흐름도.
도 15는 제6 종래기술에서의 PWM 방식에 의한 휘도 변조를 설명하는 개념도.
도 16은 제6 종래기술에서의 화소 데이터 보상을 설명하는 개념도.
도 17은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 위한 에너지 절감형 컴퓨터 시스템의 블록도.
도 18은 도 17의 H-Sync 신호에 컴퓨터의 상태정보를 전송하는 방식을 보여주는 타이밍 챠트도.
도 19는 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법의 컴퓨터 본체 측의 동작흐름도.
도 20은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법의 모니터 측의 동작흐름도.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 위한 에너지 절감형 컴퓨터 시스템의 블록도이고, 도 18은 도 17의 H-Sync 신호에 컴퓨터의 상태정보를 전송하는 방식을 보여주는 타이밍 챠트도이고, 도 19는 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법의 컴퓨터 본체 측의 동작흐름도이며, 도 20은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법의 모니터 측의 동작흐름도이다.

먼저, 본 발명에 관한 에너지 절감형 컴퓨터 시스템에 대하여 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한다.

도 17에서 보는 바와 같이, 본 발명에 관한 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템은, 컴퓨터 본체(1) 측과 모니터(30) 측으로 대별되며, 다시 컴퓨터 본체(1) 측은, 메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 및 이들 간의 ATX 커넥터(21)로 이루어진다.

ATX 커넥터(21)는, 본체용 SMPS(20)로부터의 5V 대기전원을 메인보드 내의 대기전원 스위칭부(151) 및 최소 대기전원(1.2V)용 전압 레귤레이터(152)로, 기타 전원을 메인보드 내의 해당 단자로 공급한다.

이와 유사하게, 모니터(30) 내에도 모니터용 SMPS(32)와 각종 전원 스위치가 존재하는바, 이에 대해서는 후술한다.

우선, 컴퓨터 본체(1) 측의 메인보드(10)에 대하여 상술하면, 파워버튼(13)과 연결된 칩셋(14)에 의해 부팅이 이루어지며, 상기 칩셋(14) 및 이와 연결된 CPU(11)가 시스템 버스(15)에 의해 프로그래머블 논리 장치(18)와 접속되는바, 프로그래머블 논리 장치(18)의 VGA 컨트롤러가 비디오 DAC(19)와 VGA 모니터(19') 및 VBIOS(17)와 비디오 메모리(17') 등을 제어함으로써, 메인보드로부터 비디오 신호가 모니터로 케이블을 통해 전송되어진다.

한편, 현재 무슨 프로그램이 실행되고 있는지를 작업 관리자(10c')가 통제하는바, OS(10c)는 상기 작업 관리자(10c')의 데이터를 읽고 이를 통해 현재 컴퓨터 사용량의 관련 정보와 상태 정보를 입수하며, 이를 CPU(11) 및 비디오 드라이버(12)로 통지하여 준다.

다른 한편, 상기 비디오 드라이버(12)와 연결된 필터 드라이버(16)는, CPU(11)의 명령에 의해 비디오 드라이버(12)로부터의 비디오 데이터에 작업 명령을 추가하거나 작업 경로를 변경하며, 작업 완료를 CPU(11)에 통지하는 등의 역할을 하는 가상 드라이버인바, 본 발명에서는 비디오 신호(비디오 데이터)의 H_sync 헤더 부분에 컴퓨터 사용량에 관한 정보를 포함하는 현재 컴퓨터의 상태 정보를 삽입하여 H_sync 신호로 전송되어 지도록 한다.

도 18은, 화상 데이터, V_sync, H_ref 신호 및 H_sync 로 이루어지는 비디오 데이터들의 타이밍 차트도 인바, H-Sync 신호의 헤더 부분에 컴퓨터의 상태정보의 2진 코드가 삽입되어 전송되는 방식을 보여준다.

즉, 본 발명에서, 컴퓨터의 상태 정보의 2진 코드는 H-Sync 신호의 각 프레임의 시작단(헤더부)에만 삽입되도록 함으로써, 소프트웨어적으로도 추출시의 에러를 방지하고 오버로드의 문제가 생기지 않도록 하며, 더욱이 컴퓨터 사용량에 관한 정보를 포함하는 컴퓨터의 상태 정보의 변동이 있을 경우에만 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 모니터(30) 역시, 새로운 프레임이 시작될 때에만 PC 상태 정보를 추출함으로써, 데이터 추출 시의 에러를 방지하고 로드가 지연되는 현상을 방지하게 된다.

계속해서, 도 17의 우측 하단 부분을 참조하여, 본 발명에 관한 컴퓨터 시스템의 모니터(30) 측의 구성에 대하여 상술한다.

도 17의 우측 하단에서 보는 바와 같이, 케이블을 통해 메인보드(10)로부터 전송되어온 비디오 데이터들은, 결과적으로 디스플레이 컨트롤러(30')로 입력되고 LVDS 패널 인터페이스(35)를 통해 모니터 출력 신호로 변환되며, 그중 화소 데이터는 LED 패널로 전달되어지는바, 이때 화소 데이터로 변환되는 과정에서 많은 전력을 소비하게 된다.

그러나, 본 발명에서는, 현재 PC 본체에서의 PC 상태 정보가 광고와 같은 반복 패턴인 상태라고 알려오면, MCU(31)의 제어에 의해, 상기 디스플레이 컨트롤러(30') 및 LVDS 패널 인터페이스(35)는 화소 데이터를 해석하지 않고, 좀전에 플래쉬 메모리(39)에 저장된 이미지를 그대로 반복하여 출력하게 되므로, 화소 데이터 해석 과정에서 발생하는 불필요해 보이는 전력 소비를 크게 줄일 수 있게 된다.

아울러, 상기 모니터 출력 신호 중, 밝기(휘도) 정보는 인버터(70)로 전송되어진다. 즉, 상기 인버터(70)는, 상기 밝기 정보에 응하여, 디스플레이에 전원을 공급하는 SMPS(20)로부터의 전압을 적절히 인버팅하여 디스플레이 화면의 백 라이트로 동작하는 LED 패널에 공급한다.

그러나, 본 발명에서는 밝기 정보가, LVDS 패널 인터페이스(35)로부터 인버터로 직접 전송되지 않고, 일단 LVDS 패널 인터페이스(35)에서 MCU(31)로 전송되어지며, MCU(31)의 제어에 의해 컴퓨터의 상태 정보에 응하여 변경된 '가변 밝기 정보'가 인버터(37)로 전송되어지도록 한다.

한편, 상기 메인보드(10)로부터의 비디오 데이터 중에서 H_sync 헤더부에 탑재되어 전송되어온 PC 상태 정보는 'GPIO 3' 단자를 통해 MCU(31)로 입력되는바, 이에 MCU(31)는 상기 PC 상태 정보를 추출하여 모니터 밝기를 조절하게 된다. 즉, 상기 MCU(31)는, 상기 PC 상태 정보에 응하여 LVDS 패널 인터페이스(35)로부터의 밝기 정보를 변경한 '가변 밝기 정보'를 'GPIO 2' 단자를 통해서 인버터(37)로 출력하는바, 상기 인버터(37)는 상기 가변 밝기 정보에 의해 LCD 패널의 밝기를 조절하게 된다.

다른 한편, 모니터용 SMPS(32)가 모니터에 공급하는 전원 중, '전원1'은 디스플레이 컨트롤러(30')와 같은 소자의 동작전원(Vcc)으로 사용되는 일례로 3~5V 전원이고, '전원2'는 LCD 패널 백라이트 전원에 해당하는 일례로 19V 전원이며, '전원3'은 모니터 슬립 모드에서 웨이크업 신호 등을 감지하는데 필요한 최소 대기전원(일례로 1.2V)이다.

이들 전원은 모니터용 SMPS(32) 내의 스위칭에 의해 스위칭되는바, 상기 '전원1' 및 '전원2'에 대한 스위칭부의 각각의 전원에 대한 스위칭은 제6 종래기술에 개시되어 있다. 다만, 본 발명에서는, 상기 MCU(31)의 'GPIO 4' 단자의 출력에 의해 스위칭되는바, 상기 'GPIO 4' 단자의 스위칭 출력 신호 역시, 상기 비디오 데이터의 H_sync 헤더부에 탑재되어 전송되어온 'PC 상태 정보'에 응하여 제어된다.

일례로, 상기 'PC 상태 정보'를 4비트의 디지트로 가정하였을 때에, 그 진리표는 일례로 다음 <표 1>과 같을 수 있다. <표 1>에서, 절전 모드용 PC 상태 정보의 디지트에서의 앞의 '10'은 예비비트로 사용되며, 다만 상기 '10' 외에도 수 비트의 예비비트가 더 추가될 수 있다.

PC 상태 정보	PC 상태	MCU 제어 동작
1111	풀 동작	정상동작
1011	반복 동작	셀프 리플래쉬 동작
1010	부분 동작	모니터 밝기 조절 (4단계로 조절가능)
1001	아이들 모드	'전원2' (인버터 19V 전원) 오프
1000	딥슬립/오프 모드	'전원1' (Vcc 전원) 오프 및 일정 시간 대기 후 모니터용 SMPS 전체 전원 오프

미설명 부호 (33)은 모니터의 키 컨트롤부이고, (38)은 모니터용 펌웨어이며, (39)는 모니터용 플래쉬 메모리이다.

이제, 도 19 내지 도 21을 주로 참조하고, 상기 도 17을 보조적으로 참조하면서, 본 발명의 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 도 19를 참조하면, 컴퓨터 본체(1) 측의 메인보드(10)에서는, 파워버튼(13)이 턴온되면(S1), 칩셋(14)과 CPU(11)가 활성화되면서 CPU(11)가 OS를 포함한 전체 컴퓨터 시스템을 제어하게 된다.

이제, OS(10c)는 외부 입력(key-in) 신호가 있는가 여부를 체크하여(S2), 있으면 계속해서 동작 모드로 가면서 주기적으로 반복해서 체크하고, 일정 시간 동안 외부 입력신호가 없으면, 작업 관리자(10c')로 하여금 실행되고 있는 응용프로그램 정보를 분석하도록 한다(S3). 그리하여, OS(10c)는 상기 작업 관리자(10c')의 분석 결과를 가지고 실질적인 실행 프로그램이 있는가 여부를 판단하여(S4), 실질적인 실행프로그램이 있으면 역시 계속해서 주기적으로 반복 체크하고, 일정 시간 동안 실질적인 실행 프로그램이 없으면 동영상 실행 중인가 여부를 체크하게 된다(S5). 이는 유저가 실질적으로 입출력장치를 통한 프로그램을 실행하고 있지는 않지만 동영상을 실행하고 있는 중에는 모니터에서 임의로(유저의 의사와 무관하게) 셀프 리플래쉬 모드나 화면 밝기 조절 모드로 진행해서는 안 되기 때문이다.

상기 S5 단계에서의 판단 결과, 동영상 실행 중이면 역시 상기 S3 단계로 리턴하여 반복 수행하게 되고, 동영상 실행 중이 아니면 상기 OS(10c)는 비로소, 화면 변화율이 일정 기준치(w% : 일례로 15%) 미만인지 여부로서 현재 PC 상태를 체크하게 되는바(S6), 그리하여 화면 변화율이 상기 일정 기준치(w%) 이상이면 계속해서 주기적으로 반복 체크하고, 화면 변화율이 상기 일정 기준치(w%) 미만이면 다시 화면 변화가 광고와 같은 반복되는 패턴인지 여부를 확인하게 된다(S7). 그리하여, 화면 변화가 광고와 같은 반복되는 패턴이 아니면 역시 S6 단계로 리턴하여 계속해서 체크하고, 화면 변화율이 상기 일정 기준치(w%) 미만이면서 화면 변화가 광고와 같은 반복되는 패턴인 경우에는 CPU의 상태 레지스터로 이를 알리고 CPU를 통해 필터 드라이버(16)로 하여금 상기 체크된 PC 상태에 해당하는 PC 상태 정보 (여기서는 4비트 2진 정보: 1011) 를 H_sync 신호의 헤더부에 삽입하여 모니터(30)로 전송하도록 함으로써(S8), 추후 모니터에서는 셀프 리플래쉬 모드로 진행하도록 한다.

이제, 상기 S8 단계 이후, 상기 OS(10c)는 비로소, 화면 변화율이 일정 기준치(x% : 일례로 10%) 미만인지 여부로서 현재 PC 상태를 체크하게 되는바(S9), 그리하여 화면 변화율이 상기 일정 기준치(x%) 이상이면 계속해서 주기적으로 반복 체크하고, 화면 변화율이 상기 일정 기준치(x%) 미만이면 CPU의 상태 레지스터로 이를 알리고 CPU를 통해 필터 드라이버(16)로 하여금 상기 체크된 PC 상태에 해당하는 PC 상태 정보 (여기서는 4비트 2진 정보: 1010) 를 H_sync 신호의 헤더부에 삽입하여 모니터(30)로 전송하도록 함으로써(S10), 추후 모니터에서는 그에 맞는 밝기 조절을 하도록 한다.

이때, 상기 S6 단계는, 단일의 기준치(x%) 만을 설정할 수도 있으나, 하위비트를 추가하여 2 이상의 복수의 기준치(일례로 x1% ~ x4%)를 설정할 수도 있으며, 복수의 기준치 및 PC 상태 정보를 미리 설정해 두고 실행하여도 좋다. 즉, 다양한 디밍 제어를 행하도록 할 수도 있다.

이제, 상기 S10 단계 후에, 상기 OS(10c)는 화면 변화율이 y% (일례로 5%) 미만인지 여부를 체크하게 되는바(S11), 이는 아이들 모드인지 여부를 확인하기 위함이다.

그리하여, 상기 S11 단계에서의 판단 결과, 화면 변화율이 상기 y% 이상이면 계속해서 주기적으로 반복 체크하고, 화면 변화율이 상기 y% 미만이면 역시 CPU의 상태 레지스터로 이를 알리고 CPU를 통해 필터 드라이버(16)로 하여금 상기 체크된 '아이들모드'에 해당하는 PC 상태 정보 (여기서는 4비트 2진 정보: 1001) 를 H_sync 신호의 헤더부에 삽입하여 모니터(30)로 전송하도록 하며(S12), 추후 모니터에서는 그에 매칭되도록 인버터 전원(19V)을 턴오프하게 된다.

이후 계속해서, 상기 OS(10c)는 딥슬립 모드인지 여부를 확인하기 위하여, 화면 변화율이 z% (일례로 2%) 미만인지 여부를 체크하게 되는바(S13), 상기 S13 단계에서의 판단 결과, 화면 변화율이 상기 z% 이상이면 계속해서 주기적으로 반복 체크하고, 화면 변화율이 상기 z% 미만이면 필터 드라이버(16)로 하여금 상기 체크된 '딥슬립 모드'에 해당하는 PC 상태 정보 (여기서는 4비트 2진 정보: 1000) 를 H_sync 신호의 헤더부에 삽입하여 모니터(30)로 전송하도록 하며(S14), 추후 모니터에서는 그에 매칭되도록 Vcc 회로전원(3~5V)을 턴오프하게 된다. 아울러, 상기 S14 단계에서는, 딥슬립 모드 상태가 CPU의 상태 레지스터 및 칩셋에도 통보되는바, 딥슬립 모드에 매칭하여 상기 시스템버스(15)를 비활성화하도록 PME# 단자를 'H'로 하고 GPU 데이터 전송을 오프시킴으로써, 더욱 절전을 행하게 된다.

이제, 칩셋(14)은 신규 이미지가 입력되는지 여부를 체크하게 되는바(S15), 신규 이미지가 입력되는 경우에는, 정상 상태로 돌아감을 알려주는 PC 상태 정보 (여기서는 4비트 2진 정보: 1111) 를 H_sync 신호의 헤더부에 삽입하여 모니터(30)로 전송하도록 하면서(S20), S3 단계로 리턴하여 처음부터 다시 진행하게 되는바, 추후 모니터에서는 그에 매칭되도록 정상 동작으로 복귀하게 된다.

반면 상기 S15 단계에서의 판단 결과, 일정 기간 동안 신규 이미지 입력이 없는 경우에는, 다시 슬립 대기시간(Ts) (일례로 30초) 만큼 대기한 후에(S16), RAM에 공급되는 최소 전원만을 남기고 모두 비활성화하는 'Suspended to RAM' 상태로 진행하게 된다(S17). 물론, 상기 S16 단계에서 상기 슬립 대기시간(Ts) 만큼 경과하였는지를 체크하여, 상기 슬립 대기시간(Ts) 만큼 경과하지 않았으면 S15 단계로 진행하여 계속해서 주기적으로 신규 이미지 입력 여부를 체크하게 된다.

이제, 칩셋(14)은, PC 본체의 딥슬립 모드나 오프 모드로 진행해야 할지 여부를 정하기 위하여, 마지막으로 웨이크업 발생 여부를 다시 한번 체크하게 되는바(S18), 웨이크업이 발생하였으면 역시 S3 단계로 리턴하여 처음부터 다시 진행하고, 일정 시간 내에 웨이크업이 발생하지 않으면 'SLP4#' 단자 출력을 'H'로 하여 5VSB 대기전원 스위치(151)를 오프시키고(S19), 프로세스를 종료하게 된다.

마지막으로, 상기 도 19에 대응되는 도 20을 참조하여, 모니터 측의 프로세스를 상술한다.

도 20에서 보는 바와 같이, 먼저 모니터(30)의 MCU(31)는, PC가 켜졌는지 여부를 확인하기 위하여, H_sync 입력신호 여부를 확인하게 된다(S21).

그리하여 상기 S21 단계에서의 판단 결과, H_sync 입력신호가 없으면 계속해서 반복하여 주기적으로 체크하고, H_sync 입력신호가 있으면 'GPIO 1' 단자의 출력을 'H'로 하여 모니터용 SMPS 전원을 턴온시키게 된다(S22).

이후, 입력된 비디오 신호가 프레임의 시작인지 여부를 체크하여(S23), 아니면 계속해서 체크하고, 프레임의 시작이면 H_sync에 PC 상태 정보 '1011'이 있는지 여부를 판단하게 된다(S24).

그리하여, H_sync에 PC 상태 정보 '1011'이 없으면 (PC 상태 정보인 4비트 2진 정보가 '1111'이면 정상동작으로서 실질적인 PC 상태 정보가 없는 것으로 인식됨), 상기 S23 단계로 리턴하여 반복 수행하고, H_sync에 PC 상태 정보 '1011'이 있으면, S31 내지 S33 단계의 셀프 리플래쉬 모드 동작을 취하게 된다.

상기 셀프 리플래쉬 모드 동작(S31~S33)은, PC로부터의 비디오 신호를 해석하여 실제 LED 패널에 인가되어질 화소 데이터를 생성하지 않고, 현재 디스플레이어에 출력된 화상 이미지를 캡쳐하였다가 동일 프레임을 그대로 반복하여 디스플레이하여 주는 것이다(S31). 따라서 비디오 신호를 해석하는데 따른 전력 소비를 절감할 수 있게 된다.

이후, MCU(31)는, H_sync에 PC 상태 정보 '1111'이 있는가 여부를 체크하게 되는바(S32), H_sync에 PC 상태 정보 '1111'이 있는 경우에는, 도 19의 S20 단계에서와 같이, GPU 외부로부터 신규 이미지 (새로운 비디오 신호) 가 입력되었다는 것을 의미한다. 따라서, 이 경우에는, 셀프 리플래쉬 모드를 중지하고, 입력되는 이미지 정보를 PC로부터 받아서 그에 해당하는 새로운 이미지를 디스플레이하고 난 후(S33), 상기 S23 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행한다.

반면, 상기 S32 단계에서의 판단 결과, H_sync에 PC 상태 정보 '1111'이 있지 않은 경우에는, 계속해서 H_sync에 PC 상태 정보 '1010'이 있는가 여부를 체크하게 되는바(S34), 그렇지 않으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 PC 상태 정보 '1010'이 있는 경우에는, 기 설정된 바와 같이 모니터 밝기 조절을 행하게 된다(S35).

이후, 상기 MCU(31)는, PC 상태 정보인 4비트 2진 정보가 아이들 모드 표시값 (일례로 '1001') 인지 여부를 체크하는바(S36), 상기 아이들 모드 표시값 (일례로 '1001') 에 해당할 경우에는, MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제2 스위치(32b)로 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'를 오프시키는 신호를 발하도록 한다(S37).

계속해서, 상기 MCU(31)는, PC 상태 정보인 4비트 2진 정보가 딥슬립 모드 표시값 (일례로 '1000') 인지 여부를 체크하는바(S38), 상기 딥슬립 모드 표시값 (일례로 '1000') 에 해당할 경우에는, MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제1 스위치(32a) 및 제2 스위치(32b)로, 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'는 물론 Vcc 전원(3~5V)에 해당하는 '전원1'도 오프시키는 신호를 발하도록 한다(S39).

마지막으로, 상기 MCU(31)는, 모니터를 종료하기에 앞서, 모니터 자체적인 웨이크업 발생 여부를 조사하게 되는바(S40), 예를들어 모니터 키 컨트롤부로부터 키 신호가 입력된다거나 PC로부터 특별한 신호가 입력된다든지 하는 경우에는 모니터를 종료해서는 안 되기 때문이다.

즉, 웨이크업 발생 여부를 조사하여(S40), 웨이크업이 발생한 경우에는 S23 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행하고, 일정 시간 동안 (일례로 30초) 웨이크업이 발생하지 않은 경우에는, 일정 시간 (일례로 30초) 만큼 대기한 후에(S41), MCU는 'GPIO 1' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 모든 전원을 오프시키는 신호를 발하도록 하고, 모든 프로세스를 종료한다.

따라서, 제1 및 제2 종래기술의 경우에는, 모니터에 PC 사용 상태나 전원 상태와 같은 PC 상태를 전송하기 위한 추가적인 하드웨어가 필요하였으며, 제6 종래기술의 경우에는, 상기 문제점을 해결하기 위하여 모니터 화면에서 자체적으로 PC 사용 상태를 분석하고자 하였는바, 역시 모니터 측에서 별도의 고가의 장치가 필요하였거나 분석에 많은 로드가 가해졌으나, 본 발명에 의하면, OS에서 현재 PC 사용 상태를 기존의 자원으로 간단히 체크하고, 필터 드라이버를 통해 현재 PC 사용 상태에 해당하는 정보를 기존의 비디오 데이터의 H_sync 신호에 실어서 기존의 모니터의 MCU로 전송하기 때문에, 별도의 마이컴이나 커넥터와 같은 새로운 하드웨어의 추가도 불필요하다는 장점이 있으며, 특히, 기존의 비디오 데이터의 H_sync 신호에 실어 보내되 헤더부에 실어서 전송하기 때문에 데이터 추출 시의 에러도 방지되면서, 더욱이, 새로운 프레임이 시작될 때의 헤더부에 실어서 전송하기 때문에, 빈번히 체크하지 않아도 되므로 오버 로드의 문제도 발생하지 않는다는 추가적임 장점들이 있다.

상기 프로세스와 달리, 컴퓨터 본체에서의 비디오 화상 데이터의 분석결과 동일한 이미지라고 판단되는 경우에는, 특정 코드(일례로 1011)의 컴퓨터 상태 정보를 H_sync 신호에 실어 모니터 측으로 보내고 화상 데이터 전송을 중단하며, 모니터 측에서는 상기 특정 코드의 컴퓨터 상태 정보를 추출하게 되면 펌웨어의 특정 영역에 미리 코드화되어 저장된 셀프 리플래쉬 모드 프로세스를 실행하되 플래쉬 메모리에 저장된 이미지를 반복해서 출력하도록 하고, 컴퓨터 본체로부터의 비디오 신호의 해석 자체를 모니터 측에서 생략할 수 있도록 함으로써, 모니터에서의 더욱 추가적인 에너지 절감이 가능하게 할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

(제6 종래기술)(도 12)
10 : 메인 보드 18 : 그래픽 컨트롤러
19 : 송신측 커넥터 19a : 엔코더 컨버터
20 : SMPS(모니터용)
30 : 모니터 제어부 30' : 디스플레이 컨트롤러
31 : MCU 31a : 제1 믹서
31b : 제 믹서 35 : LVDS 패널 인터페이스
38 : 펌웨어 40 : 수신측 커넥터
51 : 제1 스위칭 소자 61 : 제2 스위칭 소자
70 : 인버터 90 : 키 컨트롤부
(본 발명)(도 17)
1 : 컴퓨터 본체
10 : 메인 보드 10c : OS
10c' : 윈도우 태스크 매니저 11 : CPU
12 : 비디오 드라이버 13 : 파워 버튼
14 : 칩셋(PCH) 15 : 시스템 버스
151 : 대기전원 스위치 152 : 동작전원 레귤레이터
16 : 필터 드라이버 17 : VBIOS
17' : 비디오 메모리 18 : 프로그래머블 논리 장치
19 : 비디오 DAC 19' : VGA 모니터
20 : 본체용 SMPS 21 : ATX 커넥터
30 : 모니터 30' : 디스플레이 컨트롤러
31 : MCU 32 : 모니터용 SMPS
32a, 32b : 전원 스위치 33 : 키 컨트롤부
35 : LVDS 패널 인터페이스 37 : 인버터
38 : 펌웨어 39 : 플래쉬 메모리

Claims

컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템으로서,
메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 및 상기 메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 간의 각종 전원을 공급하도록 연결하는 ATX 커넥터(21)로 이루어지는 컴퓨터 본체(1); 및
상기 메인 보드(10)로부터 컴퓨터 상태 정보를 수신하여 컴퓨터 상태 정보에 해당하는 모니터 절전을 행하는 모니터(30);
로 이루어지며,
상기 모니터(30)는,
모니터에 전원을 공급하는 모니터용 SMPS(32);
상기 모니터용 SMPS로부터의 전압을 인버팅하여 모니터 화면의 백 라이트로 동작하는 LED 패널에 공급하는 인버터(37);
모니터 전체의 동작을 행하는 MCU(31);
상기 메인 보드(10)와 인터페이싱을 행하면서 상기 MCU(31)와 함께 모니터용 SMPS(32)로부터의 전원 공급 여부를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(30');
상기 인버터(37) 및 LED 패널과 인터페이싱을 행하면서 이들에 대한 제어를 행하는 LVDS 패널 인터페이스(35);
모니터용 오퍼레이팅 시스템에 해당하는 펌웨어(38);
모니터용 RAM에 해당하는 플래쉬 메모리(39); 및
모니터의 동작 설정을 위한 버튼들로 이루어지는 키 컨트롤부(90);
를 포함하되,
상기 MCU(31)는 상기 메인 보드(10)로부터의 비디오 신호의 H-sync 의 정해진 위치에 삽입된 컴퓨터 상태 정보를 추출하여, 상기 컴퓨터 상태 정보에 응하여 셀프 리플래쉬 모드를 수행하거나 모니터의 밝기 조절을 포함하는 절전 동작을 수행하도록 하며,
상기 컴퓨터 상태 정보는, 새로운 프레임이 시작될 때에 그리고 상기 컴퓨터 상태 정보의 변동이 있을 경우에만, H-Sync 신호의 각 프레임의 시작단인 헤더부에만 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템.
컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템으로서,
메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 및 상기 메인보드(10)와 본체용 SMPS(20) 간의 각종 전원을 공급하도록 연결하는 ATX 커넥터(21)로 이루어지는 컴퓨터 본체(1); 및
상기 메인 보드(10)로부터 컴퓨터 상태 정보를 수신하여 컴퓨터 상태 정보에 해당하는 모니터 절전을 행하는 모니터(30);
로 이루어지며,
상기 모니터(30)는,
모니터에 전원을 공급하는 모니터용 SMPS(32);
상기 모니터용 SMPS로부터의 전압을 인버팅하여 모니터 화면의 백 라이트로 동작하는 LED 패널에 공급하는 인버터(37);
모니터 전체의 동작을 행하는 MCU(31);
상기 메인 보드(10)와 인터페이싱을 행하면서 상기 MCU(31)와 함께 모니터용 SMPS(32)로부터의 전원 공급 여부를 제어하는 디스플레이 컨트롤러(30');
상기 인버터(37) 및 LED 패널과 인터페이싱을 행하면서 이들에 대한 제어를 행하는 LVDS 패널 인터페이스(35);
모니터용 오퍼레이팅 시스템에 해당하는 펌웨어(38);
모니터용 RAM에 해당하는 플래쉬 메모리(39); 및
모니터의 동작 설정을 위한 버튼들로 이루어지는 키 컨트롤부(90);
를 포함하되,
상기 MCU(31)는 상기 메인 보드(10)로부터의 비디오 신호의 H-sync 의 정해진 위치에 삽입된 컴퓨터 상태 정보를 추출하여, 상기 컴퓨터 상태 정보에 응하여 셀프 리플래쉬 모드를 수행하거나 모니터의 밝기 조절을 포함하는 절전 동작을 수행하도록 하며,
상기 플래쉬 메모리(39)는 상기 MCU(31) 및 상기 디스플레이 컨트롤러(30')에 직접 접속되어 있어, 상기 모니터(30)가 셀프 리플래쉬 모드를 행하고자 할 경우에, 이전에 상기 디스플레이 컨트롤러(30')로부터 수신하여 임시 저장한 화소 데이터를 다시 되돌려 주어서 이전 이미지가 반복하여 디스플레이될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법을 활용한 에너지 절감형 모니터를 갖는 컴퓨터 시스템.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항의 에너지 절감형 컴퓨터 시스템에서의 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법으로서,
(a) 상기 MCU(31)는, 상기 메인 보드(10)로부터 H_sync 입력신호 여부를 확인하여(S21), 상기 H_sync 입력신호가 없으면 계속해서 반복하여 주기적으로 체크하고, H_sync 입력신호가 있으면 'GPIO 1' 단자의 출력을 'H'로 하여 모니터용 SMPS 전원을 턴온시키게 되는 단계(S22);
(b) 상기 (a) 단계 후에, 입력된 비디오 신호가 프레임의 시작인지 여부를 체크하는 단계(S23);
(c) 상기 (b) 단계에서의 판단 결과, 프레임의 시작이 아니면 계속해서 체크하고, 프레임의 시작이면 H_sync에 화면이 반복되는 패턴임을 알려주는 제1 컴퓨터 상태 정보가 있는지 여부를 판단하는 단계(S24);
(d) 상기 (c) 단계에서의 판단 결과, 상기 H_sync에 상기 제1 컴퓨터 상태 정보가 없으면, 상기 (b) 단계로 리턴하여 반복 수행하고, H_sync에 상기 제1 컴퓨터 상태 정보가 있으면, 셀프 리플래쉬 모드 동작을 취하게 되는 단계(S31);
(e) 상기 (d) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, H_sync에 정상 동작 모드임을 나타내는 제2 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S32); 및
(f) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제2 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 셀프 리플래쉬 모드를 중지하고, 입력되는 이미지 정보를 메인 보드로부터 받아서 입력되는 이미지 정보에 해당하는 새로운 이미지를 디스플레이하고 난 후(S33), 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행하는 단계;
를 포함하되,
상기 셀프 리플래쉬 모드에서의 동작은, 메인 보드로부터의 비디오 신호를 해석하여 실제 LED 패널에 인가되어질 화소 데이터를 생성하지 않고, 현재 디스플레이어에 출력된 화상 이미지를 캡쳐하였다가 동일 프레임을 그대로 반복하여 디스플레이하여 줌으로써 비디오 신호를 해석하는데 따른 전력 소비를 절감하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법.
제 4 항에 있어서,
(g) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, 일정 시간 동안 H_sync에 상기 제2 컴퓨터 상태 정보가 없는 경우에는, H_sync에 밝기 조절 모드임을 나타내는 제3 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S34); 및
(h) 상기 (e) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제3 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제3 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 기 설정된 디밍 수치에 해당하는 모니터 밝기 조절을 행하게 되는 단계(S35);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법.
제 5 항에 있어서,
(j) 상기 (h) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, H_sync에 아이들 모드임을 나타내는 제4 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S36); 및
(k) 상기 (j) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제4 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제4 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제2 스위치(32b)로 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'를 오프시키는 신호를 발하도록 하는 단계(S37);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법.
제 6 항에 있어서,
(m) 상기 (k) 단계 후에, H_sync에 딥슬립 모드임을 나타내는 제5 컴퓨터 상태 정보가 있는가 여부를 체크하는 단계(S38);
(n) 상기 (m) 단계에서의 판단 결과, H_sync에 상기 제5 컴퓨터 상태 정보가 없으면 주기적으로 반복하여 체크하고, H_sync에 상기 제5 컴퓨터 상태 정보가 있는 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 4' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 제1 스위치(32a) 및 제2 스위치(32b)로, 인버터 전원(19V)에 해당하는 '전원2'는 물론 Vcc 전원(3~5V)에 해당하는 '전원1'도 오프시키는 신호를 발하도록 하는 단계(S39);
(p) 상기 (n) 단계 후에, 상기 MCU(31)는, 모니터 자체적인 웨이크업 발생 여부를 조사하게 되는 단계(S40); 및
(q) 상기 (p) 단계에서의 판단 결과, 일정 시간 내에 웨이크업이 발생한 경우에는 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 수행하고, 일정 시간 동안 웨이크업이 발생하지 않은 경우에는, 상기 MCU는 'GPIO 1' 단자를 통하여 상기 모니터용 SMPS(32)의 모든 전원을 오프시키는 신호를 발하도록 하고, 모든 프로세스를 종료시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터의 상태에 따라 모니터의 절전을 행하는 방법.