KR20110125249A - 전류 인출에 응답하여 디스플레이의 동작 파라미터들을 제어하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전자 디스플레이의 전력 소모를 제어하기 위한 시스템 및 방법. 그 위에서는 디스플레이를 손상시킬 위험이 있거나 국부 회로들이 위태로울 수 있는 최대 전류값이 선택될 수 있다. 극단의 상황들과 라인 전압이 요동치는 상황 동안에 팬 속도와 백라이트 레벨들과 같은 디스플레이 파라미터들의 램프식 및/또는 점진적 제어를 통해 전류 인출을 감소시킬 수 있다. 실시예들은 국부 회로의 과부하나 디스플레이에 대한 손상의 위험 없이 상기 디스플레이가 계속 동작할 수 있게 한다. 추가 실시예들은 에너지 사용량을 최소화하기 위해 디스플레이의 전력 소모를 제한하는 데 사용될 수 있다. 최소 에너지 사용량을 제공하면서 이미지들에 있어서 임의의 눈에 띄는 차이를 최소화하기 다수의 파라미터들이 동시에 측정되고 제어될 수 있다.

Description

전류 인출에 응답하여 디스플레이의 동작 파라미터들을 제어하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE OPERATION PARAMETERS OF A DISPLAY IN RESPONSE TO CURRENT DRAW}
본 명세서의 예시적인 실시예들은 개괄적으로 원하는 범위의 전류 인출(current draw)를 유지하고 및/또는 에너지 소모를 최소화하기 위해 다양한 파라미터들에 대해 램프식 제어 및/또는 점진적 제어를 수행하는 전자 디스플레이 및 시스템에 관한 것이다.
전통적으로, 첨단 전자 디스플레이 시스템들은 오로지 실내 애플리케이션들에만 사용되거나 온도의 변화 및/또는 직사 태양광의 양의 변화가 제한적인 실외 애플리케이션들에 사용되어 왔다. 이 시스템들이 외부로 옮겨질 때, 온도와 태양광 모두는 이미지를 생성하고 디스플레이 내의 다양한 컴포넌트들에 대하여 적절한 동작 온도를 유지하는 디스플레이의 능력에 있어서 상당한 인자들이 된다.
냉온은 액정 디스플레이(LCD) 시스템에 특히 해로울 수 있으며, 이 경우 액정들은 덜 빠르게 반응할 수 있고 극단적인 경우에는 실제로 얼 수 있다. 열도 또한 디스플레이 시스템을 구동하는 전기적 컴포넌트들이 과열되고 오동작할 수 있기 때문에 많은 전자 디스플레이들에 역시 해롭다. 고온이나 저온에서 디스플레이 컴포넌트들에 대한 손상을 방지하기 위해, 많은 가열 및 냉각 시스템들이 제안되어 왔다. 이 시스템들 중 일부는 디스플레이의 온도를 적절히 제어할 수 있지만, 많은 경우 이 시스템들은 많은 전력량을 필요로 한다.
디스플레이들이 많은 양의 전력을 소모하기 시작할 때 여러 문제가 우려된다. 당연히, 에너지 문제는 항상 관심사이며, 소비자들은 에너지 소모와 그에 따른 에너지 비용을 최소로 유지하기를 원한다. 나아가, 많은 전력 소모는 전류 인출의 스파이크(spike)와 국부 회로에 과부하가 걸릴 위험에 해당할 수 있으며, 무엇보다도 특히 차단기(breaker)나 휴즈(fuse)를 트리핑(tripping)시키는 형태로 나타날 수 있다. 종종 이 디스플레이들에 공급되고 있는 라인 전압들이 약하게 또는 크게 요동칠 수 있다('브라운 아웃(brown outs)'). 라인 전압의 저하는 전형적으로 디스플레이에 의한 전류 인출 증가와 후속으로 국부 회로에 과부하를 일으킨다. 따라서, 가능한 디스플레이 성능을 가장 잘 유지하면서 전력 소모를 제어하고 국부 회로의 과부하를 방지할 수 있는 시스템을 개발해야할 필요성이 있다.
예시적인 실시예들은 전류 인출, 온도, 및 선택사항인 조도 측정치들에 의거하여 전자 디스플레이 상의 백라이트 및/또는 냉각/가열 시스템들을 조절하기 위한 시스템 및 방법을 포함한다.
전자 디스플레이 백라이트는 전형적인 디스플레이에 대하여 상당한 열원 및 에너지 소모원이다. 위에서 언급된 바와 같이, 너무 많은 열이나 너무 적은 열은 또한 전자 디스플레이의 컴포넌트들에 손상을 주거나 파괴할 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예들은 백라이트 캐비티(backlight cavity) 내의 공기 온도와 디스플레이의 전류 인출에 의거하여 디스플레이 백라이트 레벨을 제어한다.
나아가, 일부 실시예들은 또한 디스플레이의 내부 온도를 모니터링하고 이들 내부 온도와 전류 인출에 응답하여 디스플레이의 가열/냉각 어셈블리들을 제어한다. 전류 인출/전력 소모가 문제될 때, 일부 실시예들은 단지 필요한 정도만 가열/냉각 어셈블리들을 동작시키거나 또는 단지 즉각적인 열 제어를 필요로 하는 디스플레이의 영역들을 가열시키거나 냉각시키는 시스템들만을 선택적으로 사용한다.
디스플레이 백라이트로부터 요구되는 광량은 주변 환경으로부터 오는 주변광(ambient light)의 양에 따라 좌우된다. 예를 들면, 주변 환경이 매우 밝을 때에는, 백라이트가 주변 환경에 있고 디스플레이 표면에서 반사되고 있는 밝은 빛을 극복해야 하기 때문에 많은 광량이 백라이트로부터 요구된다. 대조적으로, 주변 환경이 매우 어두울 때에는, 디스플레이의 빛이 밝은 주변광과 경쟁할 필요가 없기 때문에 더 적은 광량이 백라이트로부터 요구된다. 따라서, 에너지 소모나 전류 인출이 문제가 될 때, 일부 실시예들은 주변광 레벨에 의거하여 단지 용인되는 이미지를 생성하기에 필요한 정도의 백라이트 조명만을 사용한다.
일부 백라이트 광원들은 시간이 지남에 따라 열화된다. 예를 들면, LED는 시간이 지남에 따라 열화되고 더 적은 빛을 발한다. 예시적인 실시예들은 또한 디스플레이의 밝기가 광원의 열화에 의거하여 조절될 수 있게 한다.
본 발명의 전술된 그리고 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들에서 예시되는 것과 같은 특정한 실시예들에 대한 다음의 더욱 상세한 설명으로부터 자명할 것이다.
다음의 상세한 설명과 첨부된 도면들을 읽음으로써 예시적인 실시예가 더 잘 이해될 것이며, 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 가리킨다.
도 1은 전형적인 라인 전압 대 전형적인 전자 디스플레이 전류 인출을 그래프로 표현한 것이다.
도 2는 이상적인 백라이트 전력(backlight power) 및 팬 전력(fan power) 대 디스플레이 하우징(display housing) 내부의 온도를 그래프로 표현한 것이다.
도 3은 온도 측정 및 전류 인출에 응답하여 백라이트 및 냉각 팬들을 제어하기 위한 기본 컴포넌트들의 개략도이다.
도 4는 온도 및 전류 인출에 응답하여 백라이트 및 냉각 팬들을 제어하기 위한 로직(logic)을 도시하는 순서도이다.
도 5는 온도에 의거하여 백라이트의 램프식 및/또는 점진적 제어의 하나의 유형을 그래프로 표현한 것이다.
도 6은 다수의 온도 측정들 및 전류 인출에 응답하여 백라이트 및 다수의 냉각 팬들을 제어하기 위한 기본 컴포넌트들의 개략도이다.
도 7은 다수의 온도 측정들 및 전류 인출에 응답하여 백라이트 및 다수의 냉각 팬들을 제어하기 위한 로직을 도시하는 순서도이다.
도 8은 온도, 전류 인출, 백라이트 조명, 및 주변광 측정들에 응답하여 백라이트 및 쿨링 팬들을 제어하기 위한 기본 컴포넌트들의 개략도이다.
도 9는 온도, 전류 인출, 백라이트 조명, 및 주변광 측정들에 응답하여 백라이트 및 쿨링 팬들을 제어하기 위한 로직을 도시하는 순서도이다.
도 1은 라인 전압(y축 상에 도시됨)과 전자 디스플레이의 전류 인출(current draw)(x축 상에 도시됨) 사이의 관계에 대한 대략적인 그래프 표현을 제공한다. VNorm은 특정한 설치예에 대한 명목 라인 전압(nominal line voltage)을 나타낸다. 명목 라인 전압은 디스플레이가 설치되는 위치에 따라 달라진다. 도면상의 영역(5)은 정상적인 동작 조건으로 여겨질 영역을 나타내는 것이며, 이 경우 라인 전압은 상대적으로 일정하게 남아 있지만 디스플레이의 백라이트나 냉각/가열 시스템의 높은 요구에 의거하여 전류 인출의 증가가 있을 수 있다. CMAX는 디스플레이에 대하여 원하는 전류 인출 상한을 나타낸다. 일단 전류 인출이 CMAX보다 더 크게 되면, 국부 회로에 과부하가 걸릴 위험이 더 높아진다. 영역(6)은 디스플레이의 전류 인출이 매우 높게 우려되는 영역이며, 이 영역에서 시스템은 회로에 과부하가 걸리는 것(또는 아마도 과도한 에너지 사용량)을 방지하기 위해 시스템의 전류 인출을 감소시키도록 채용되어야 한다.
라인 전압들이 항상 일정한 것은 아니다. '블랙아웃(blackout)'이 널리 알려져 있으며 이는 라인 전압이 완전히 끊어질 때 발생한다. 하지만, '브라운아웃(brownout)'도 또한 알려진 현상이며 이는 라인 전압이 끊어지지는 않지만 단순히 감소할 때 발생한다. 어떤 때에는 이런 감소가 작지만 다른 때에는 매우 클 수 있다. 라인(10)은 전압이 감소할 때 디스플레이의 전류 인출에 일어날 수 있는 것의 대략적인 표현을 제공한다. 따라서, 라인 전압이 감소함에 따라, 디스플레이가 공급 전압보다 더 적은 전압 아래에서 동작을 유지하려고 시도하면서 디스플레이의 전류 인출은 대략 직선형으로 증가할 수 있다. 디스플레이 전류 인출에 있어서 일부 증가는 기존 시스템과 국부 회로(local circuits)에 의해 수용될 수 있지만, 디스플레이가 라인(8)에 다다르면 회로에 과부하가 걸릴 위험이 높아진다. 따라서, 본 명세서의 실시예들은 또한 라인(8)에 도달한 디스플레이를 예로 들 수 있을 것이고, (정해진 라인 전압에 대하여) 디스플레이의 전류 인출을 감소시켜 대략 라인(9)을 따라 다시 돌아가도록 할 것이다(만일 라인 전압이 이 하위 레벨에 머물러 있다면).
유의해야할 점은 도면상에 음영으로 표시된 영역들과 라인들이 존재하지만, 라인 전압과 디스플레이 전류 인출과의 관계는 복잡하고 데이터는 항상 도시된 라인들을 따라 이동하거나 음영으로 표시된 영역들 내에 머무는 것이 아닐 것이라는 점이다. 상대적으로 일정한 전류 인출 기간들에 이어 큰 동적 스파이크들이 존재할 수 있다. 도면은 단지 본 명세서의 실시예들에 의해 해결될 수 있는 일부 현상의 기본 관계를 보여주려고 한 것이다.
종래의 장치들은 전통적으로 특히 브라운아웃과 같은 동적인 상태들 하에서 시스템의 전류 인출을 조심스럽게 제어하기 위한 능력이 부족하였다. 전형적으로, 이 장치들은 회로에 과부하가 걸리거나 아니면 백라이트 레벨이 갑작스럽게 떨어지거나 백라이트를 완전히 턴오프(turn off)시킬 때까지 계속될 것이다. 본 명세서의 실시예들은 갑작스런 변화들이 방지될 수 있도록 다양한 컴포넌트들의 점진적인 램프식 제어(gradual ramp-wise control)를 활용한다. 따라서, 백라이트는 디스플레이 상에 임의의 이미지를 생성하기 위해 필수적이기 때문에 백라이트는 절대적으로 필요할 때 단지 감소될 뿐이다. 정보전달이나 광고 디스플레이들을 위해서는, 이미지는 감소되거나 제거되는 것이 절대적으로 필수적일 때까지 가능한 최상으로 보이는 상태에 있는 것이 중요하다. 유사한 램프식 및 점진적 제어 이론이 일반적인 에너지 절약 원리들에 적용된다. 이 시나리오들에서는, 단지 온도와 주변광 레벨들에 따라 그것이 적절히 보이는 상태에 있는 정도까지만 백라이트가 조명된다. 나아가, 전력 소모가 문제가 될 때, 백라이트 어셈블리에 앞서 냉각/가열 장치들이 먼저 선택적으로 감소된다.
도 2는 내부 디스플레이 온도(x축), 하나 이상의 팬들로 보내지는 전력(왼쪽 y축), 백라이트로 보내지는 전력(오른쪽 y축) 사이의 관계를 대략적인 그래프로 제공한다. 전류 인출이 문제가 되고 디스플레이의 온도가 상대적으로 낮을 때, 백라이트로의 전력은 높은 상태로 있을 수 있는(또는 심지어 증가될 수 있음) 반면 팬으로의 전력은 감소된다(낮은 디스플레이 온도로 인해 필수적이지 않기 때문임). 역으로, 전류 인출이 문제되고 디스플레이의 온도가 상대적으로 높을 때, 백라이트로의 전력은 감소될 수 있는 반면 팬으로의 전력은 일정한 상태에 있을 수 있다(또는 심지어 증가할 수 있다). 이들 두 인자들의 균형은 디스플레이의 전류 인출을 세련되게 관리하면서 또한 디스플레이를 손상으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있다.
유의해야할 점은 온도, 팬 전력, 및 백라이트 전력 사이의 관계는 도 2에 도시된 그래프의 형태를 취할 필요는 없다는 것이다. 예를 들면, 백라이트 전력은 팬 속도가 감소함에 따라 증가할 필요는 없다. 예시적인 실시예에서, 백라이트는 최대 출력 상태에 머무를 수 있으면서 팬으로의 전력은 단순히 전류의 증가를 방지하기 위해 감소된다. 또한, 이 응용예에서 철저히 논의되는 바와 같이, 온도가 상승함에 따라 백라이트는 감소할 필요가 없지만, 이는 전류 인출이 문제가 될 때 디스플레이의 온도를 낮추는 도구로서 이용될 수 있다. 도면은 단지 다양한 디스플레이 파라미터들 사이의 관계의 대략적인 근사화를 제공한다.
도 3은 일반적인 실시예의 기본 컴포넌트들을 도시한 것이다. 전류 인출 측정 장치(20)는 소프트웨어 드라이버(22)와 전기적으로 통신한다. 온도 센서(21)도 또한 소프트웨어 드라이버(22)와 전기적으로 통신한다. 그런 다음, 소프트웨어 드라이버(22)는 팬들(24)을 구동하는 팬 전원(23)과 전기적으로 통신한다. 소프트웨어 드라이버(22)는 또한 백라이트(26)를 구동하는 백라이트 전원(25)과 전기적으로 통신한다. 또한 백라이트 시스템에 피드백 루프(feedback loop)를 제공하기 위해 추가적인 백라이트 조도 센서(backlight luminance sensor)들이 존재할 수 있다. 주변광 센서들(도 8 참조)도 또한 사용될 수 있다.
전류 인출 측정 장치(20)는 많은 형태들을 취할 수 있다. 일부 실시예들은 디스플레이에 대한 전반적인 전력 연결부에 위치한 감지 장치에 의거하여 전체 디스플레이로부터의 전반적인 전류 인출을 측정할 수 있다. 다른 실시예들은 디스플레이 컴포넌트들 각각을 동작시키는 데 사용되는 전력 모듈들 각각으로부터 오는 피드백 루프를 이용할 수 있다. 따라서, 도 3에서 단지 2개의 전원들이 도시되어 있지만, 백라이트에 단독으로 전력을 공급하거나 팬들에 단독으로 전력을 공급하는 데 사용되는 복수의 전원들이 존재할 수 있고 소프트웨어 드라이버와 디스플레이 어셈블리 그 자체(즉, LCD 스택, OLED, 또는 플라즈마 어셈블리)에 전력을 공급하기 위한 추가적인 전원들이 존재할 수 있다. 다른 실시예들은 소프트웨어 드라이버(22)로부터 송신되고 있는 제어들을 검증하기 위해 팬 전원(23)과 백라이트 전원(25)에 대한 피드백 루프들을 사용할 수 있다. 이들 피드백 루프는 흔히 알려진 것이며 본 명세서에서 더 논의되지 않을 것이다.
소프트웨어 드라이버(22)는 임의의 시판중인 제어 시스템이나 마이크로컨트롤러일 수 있다. 바람직하게는, 소프트웨어 드라이버(22)는 미국 미네소타 Thief River Falls의 Digi-Key(www.digi-key.com)로부터 시판중인 e2prom(즉, eeprom)을 포함한다.
온도 센서(21)는 디스플레이 내의 많은 위치들에 위치될 수 있다. 이상적으로, 만일 단지 단일의 온도 센서만이 사용되고 있다면 바람직하게는 그것은 과열되는 것으로 알려져 있고 직접 또는 간접으로 팬들(24)에 의해 냉각될 수 있는 디스플레이 영역에 위치되어야 한다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예의 소프트웨어 드라이버(22)에 의해 수행될 수 있는 로직의 한 예를 제공한다. 로직은 바람직하게는 디스플레이의 전류 인출을 측정하고 그것을 Cmax 값과 비교함으로써 시작할 것이며, 그 값은 디스플레이가 그 안에 설치되어 있는 국부 회로에 의거하여 미리 결정될 수 있거나 또는 에너지-절약 목적으로 설정될 수 있다. 만일 디스플레이의 전류 인출이 Cmax에 근접하고 있지 않으면, 디스플레이는 정상적인 동작을 계속할 수 있다. 정상적인 시스템 동작은 적절한 성능을 유지하기 위해 필수적이라고 여겨지는 최고의 레벨로 디스플레이가 백라이트와 냉각/가열 시스템들을 동작시킬 수 있게 할 것이다. 냉각/가열 시스템들은 필요에 따라 동작될 수 있고(아마도 여전히 온도 센서에 의거하지만, 이는 시스템들이 단순히 논스톱(non-stop)으로 동작할 수 있기 때문에 필수적인 것은 아님) 전류 인출은 우려되지 않기 때문에 백라이트는 주변광 레벨들에 맞게 조절될 수도 조절되지 않을 수도 있다.
하지만, 만일 디스플레이가 Cmax에 근접하고 있다면, 디스플레이의 온도가 점검될 것이다. 디스플레이에 대한 최대 온도는 디스플레이의 테스트에 의거하여 미리 결정될 수 있고, 이 온도는 디스플레이가 그 컴포넌트들에 상당한 손상없이 동작할 수 있는 최고 온도를 나타낼 수 있다. 만일 디스플레이가 최대 허용 온도에 도달하지 않았다면, 전류 인출을 감소시키기 위해 시스템은 냉각 팬들에 보내지는 전력을 약간 감소시킬 것이다. 일단 이 전력이 감소되었다면, 시스템은 디스플레이의 전류 인출을 재점검할 것이고 디스플레이가 여전히 Cmax에 근접하고 있다면 로직은 디스플레이 온도를 재점검하도록 돌아갈 수 있으며, 만일 최대 디스플레이 온도에 도달하지 않았다면, 팬들로의 전력을 더 감소시킬 수 있다.
만일 시스템이 최대 디스플레이 온도에 도달하였다고 판별한다면(첫번째 측정 후에 아니면 팬들로의 전력을 감소시킨 후에), 백라이트로의 전력이 약간 감소될 수 있다. 가능한 최대 백라이트가 대체로 바람직하므로, 백라이트로의 전력은 바람직하게는 디스플레이가 더 이상 Cmax에 가까이 있지 않을 때까지 램프식 및 점진적 방식으로 약간씩 점진적으로 감소될 것이다. 그런 다음, 이 레벨들은 전류(및 가능하다면 온도)가 낮춰질 때까지 유지되며 시스템은 로직 패턴의 시작으로 되돌아간다.
본 명세서에서 램프식이라는 용어는 디스플레이의 팬들이나 백라이트로 보내지는 전력에 있어서 이런 점진적 및 약간씩의 변화들을 서술하는 것으로 사용된다. 도 5는 백라이트에 대한 램프식 및/또는 점진적 제어의 한 유형을 그래프 표현으로 제공한 것이다. 이 도면은 x축 상에 온도를 도시하고 바람직하게는 이 온도는 백라이트 캐비티(backlight cavity)의 가까이에서의 온도이다. y축은 백라이트로 보내지고 있는 전력을 도시한다. 디스플레이가 Thigh에 도달하기 전에, 백라이트는 그 최고 레벨(Bhigh)(또는 주변광 레벨들에 의거하여 바람직한 어떠한 레벨)로 전력이 공급될 수 있다. 하지만, 일단 Thigh에 도달하였다면, 백라이트는 디스플레이의 전류 인출을 증가시키지 않고 디스플레이를 냉각시키는 데 도움이 되도록 램프식으로 감소될 수 있다. 만일 디스플레이의 온도가 계속 상승하면 백라이트 전력(Bunit)은 램프식으로 계속 감소될 수 있다. 선형 보간법(linear interpolation)이 백라이트와 온도 측정들 사이의 적절한 관계를 결정하기 위한 하나의 방법일 수 있다. 백라이트가 감소되고 있음에도 디스플레이의 온도가 계속 상승하는 최악의 시나리오에서, 온도가 디스플레이에 대한 손상이 발생할 가능성이 있는 지점(Tmax)에 도달하면, 백라이트는 결국 턴오프될 수 있다. 팬들로의 전력의 램프식 및/또는 점진적 제어도 또한 유사한 방식으로 진행할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이에 대한 높은 전류 인출을 방지하기 위하여 팬들로의 전력이 약간씩 점진적으로 감소될 수 있다. 그 목적은 디스플레이 및/또는 백라이트를 완전히 셧다운(shut down)해야할 필요없이 가능한 최장 시간 동안 이미지를 디스플레이 상에 제공하는 것일 수 있다.
도 6은 이제 적어도 2개의 온도 센서들(30, 31)을 포함하는 약간 더 진보된 실시예의 기본 개략도를 도시한 것이다. 시스템이 필요한 만큼 많은 온도 센서들을 포함할 수 있다는 것을 나타내기 위해 제3 온도 센서 X(32)가 도시되어 있다. 온도 센서들(30, 31, 32) 각각은 소프트웨어 드라이버(22)와 전기적으로 통신한다. 이 실시예예서, 또한 적어도 2개의 팬 전원들(33, 34)이 존재한다. 제1 세트의 팬들(36)은 제1 팬 전원(33)에 연결되는 반면 제2 세트의 팬들(37)은 제2 팬 전원(34)에 연결된다. 임의의 개수의 팬 전원들 및 관련 팬들(38)이 존재할 수 있다는 것을 나타내기 위해 제3 팬 전원, '팬 X 전원'(35)이 도시되어 있다.
도 7은 2개의 팬 전원들과 2개 세트의 팬들을 사용하는 실시예에 대하여 실행될 수 있는 로직을 도시한 것이다. 이 로직은 도 4에 개시된 로직과 유사한 방식으로 동작하지만, 주된 차이점은 이 로직은 필수적인 것이 아니라면 백라이트로의 전력을 부득이 감소시키지 않고 시스템의 전류 인출을 더 감소시키도록 추가적인 세트의 팬들에 대해 균형을 유지할 수 있다는 것이다. 따라서, 만일 디스플레이가 Cmax에 근접하고 있다면, Temp1이 설정된 최대값 가까이에 있는지를 판별하기 위해 점검된다. 만일 그렇지 않다면, 팬들 1로의 전력은 전력을 절약하기 위해 감소될 수 있다. 이 전력의 감소는 백라이트를 감소시켜야할 필요없이 디스플레이에 대한 전류 레벨이 안전한 레벨로 낮춰질 수 있게 할 수 있다. 만일 그렇다면, 디스플레이는 안전한 전류 레벨이 되돌아올 때까지 이 수정된 동작(팬들 1의 전력을 낮춤)을 유지할 것이고, 그런 다음 로직은 재시작한다.
하지만, 만일 팬들 1로의 전력을 낮추어도 디스플레이의 전류 인출이 Cmax 아래로 감소되지 않고, Temp1에 대한 최대 온도에 도달하였다면, 시스템은 Temp2를 측정하고 Temp2에 대한 최대 허용 온도에 도달되었는지를 판별할 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 팬들 2로의 전력은 전력을 절약하기 위해 감소될 수 있다. 이 전력의 감소는 백라이트를 감소시켜야할 필요없이 디스플레이에 대한 전류 레벨이 안전한 레벨로 낮춰질 수 있게 할 수 있다. 만일 그렇다면, 디스플레이는 안전한 전류 레벨이 되돌아올 때까지 이 수정된 동작(팬들 1과 팬들 2의 전력을 낮춤)을 유지할 것이고, 그런 다음 로직은 재시작한다. 이 프로세스는 임의의 개수의 추가적인 팬들과 온도 센서들에 대하여 반복될 수 있다.
하지만, 만일 팬들로의 전력을 낮추어도 디스플레이의 전류 인출이 Cmax 아래로 감소되지 않고, Temp1과 Temp2에 대한 최대 온도에 도달하였다면, 디스플레이는 램프식으로 백라이트로의 전력을 약간씩 감소시킬 수 있다. 다시, 이는 이미지가 가능한 가장 밝은 방식으로 여전히 디스플레이되고 있도록 가능한 약간씩이어야 한다. 이 설정들은 디스플레이의 전류가 안전한 레벨로 낮춰졌을 때까지 유지되며 그런 다음 로직은 재시작한다.
도 8은 도 3에 도시된 실시예와 유사한 실시예를 도시한 것이지만, 주요한 차이는 추가적인 백라이트 센서(40)와 주변광 센서(41)가 소프트웨어 드라이버(22)와 전기적으로 통신한다는 것이다. 백라이트 센서(40)는 백라이트 어셈블리로부터 나오는 광 레벨을 결정하기 위해 백라이트 캐비티 내에 위치될 수 있다. 주변광 센서(41)는 얼마나 많은 주변광이 디스플레이 전면에 와닿는지를 결정하기 위해 디스플레이 전면 가까이에 위치될 수 있다. 이들 추가적인 센서들은 에너지 절약이 중요한 인자인 실시예에서 사용될 수 있다.
도 9는 도 7의 소프트웨어 드라이버(22)에 의해 수행될 수 있는 로직을 도시한 것이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이 로직은 도 4에 도시된 것과 유사하지만, 또한 주된 차이는 추가적인 백라이트 로직이다. 에너지 절약을 위한 실시예에 대하여, Cmax는 회로에 과부하가 걸리게 하는 값에 가까운 값으로 선택될 수 있는 것이 아니라, 그 대신에 디스플레이에 의한 최대 에너지 소모의 목표치일 수 있다. 이 경우에서는, 디스플레이가 디스플레이의 온도에 의거하여 Cmax 아래로 적절히 제어되고 있다 하더라도, 이미지가 큰 정도로 악화되지 않고 백라이트가 감소될 수 있다.
이상적으로는, 바람직한 광도비(light ratio)는 주변 환경들에서의 광량을 백라이트 캐비티에서 발생되고 있는 광량과 비교함으로써 결정될 수 있다. 대부분의 애플리케이션들에 대해, 백라이트의 양은 디스플레이가 보이는 것을 보장하기 위해 주변광의 양보다 클 필요가 있을 것이다. 바람직하게는, 주변광 대 백라이트의 비는 1보다 작아야 한다(예컨대, 비율 = 주변광/백라이트). 하지만, 자세한 비율은 특정한 디스플레이, 환경, 및 애플리케이션에 따라 달라질 수 있다.
바람직한 광도비가 선택된 후에, 그것은 소프트웨어 드라이버(22) 내에 저장될 수 있다. 광도비는 아마도 용인되는 범위를 가질 것이어서, 시스템에 의해 어떠한 조치가 취해지기 전에 측정된 비율이 이상적인 비율의 위나 아래로 움직이는 것이 용인되는 일정한 양의 공차(tolerance)를 갖는 이상적인 비율이 존재한다. 그런 다음, 소프트웨어 드라이버(22)는 광 센서들로부터 데이터를 읽고 현재의 광도비를 계산한다. 만일 그 비율이 용인되는 공차 범위 밖에 있으면, 시스템은 조치를 취한다. 만일 그 비율이 너무 낮으면(즉, 주변광 양에 대해 백라이트가 너무 많음), 에너지를 절약하기 위해 백라이트는 감소된다. 만일 그 비율이 너무 높으면, 필요한 밝기 레벨을 제공하기 위하여 백라이트는 증가된다. 백라이트의 증가 및 감소는 바람직하게는 램프식 및/또는 점진적 방식으로 완료될 것이므로 그 변화들이 관찰자에게 즉각적으로 두드러지게 나타나지 않을 것이다. 만일 그 비율이 용인되는 공차 내에 있다면, 현재의 설정들은 유지된다. 전형적으로 최대 백라이트가 바람직하지만(최대 이미지 밝기를 위해), 이 추가된 특징은 단지 필요한 양의 백라이트만 사용함으로써 시스템이 최소 에너지 레벨을 유지할 수 있게 한다(특히 해질 무렵이나 야간의 상태들에서).
개시된 실시예들의 사상과 범위는 LCD들에 한정되지 않는다는 것은 이해될 것이다. 실시예들은 정적인 광고 디스플레이들을 포함하여 백라이트를 사용하는 임의의 디스플레이와 결합하여 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예들은 아직 발견되지 않은 것들을 포함하여 다른 유형의 디스플레이들과 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에서 서술된 실시예들은 실외 환경들에 아주 적합하지만, 또한 디스플레이의 열적 안정성이 위험한 상태에 있을 수 있는 실내 애플리케이션들(예컨대, 공장 환경)에도 적절할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 서술하였지만, 당해 기술 분야의 기술자들은 서술된 발명에 영향을 주도록 많은 변형들과 수정들이 가해질 수 있으며 그럼에도 이러한 변형들과 수정들은 청구된 발명의 범위 내에 있다는 것을 인식할 것이다. 게다가, 동일한 결과를 제공하며 청구된 발명의 사상 내에 있는 다른 요소들에 의해 위에서 표시된 많은 구성요소들이 변경되거나 대체될 수 있다. 그러므로, 오로지 특허청구범위에 의해 표시되는 범위로만 본 발명을 한정하고자 의도하는 바이다.

Claims (17)

  1. 전자 디스플레이의 전력 소모를 제어하기 위한 시스템으로서,
    디스플레이 백라이트(display backlight)와 전기적으로 통신하는 백라이트 전원(backlight power source)과;
    냉각을 필요로 하는 상기 디스플레이의 영역을 통하여 냉기(cooling air)를 끌어오도록 위치된 팬과 전기적으로 통신하는 팬 전원(fan power source)과;
    냉각을 필요로 하는 상기 영역에 위치된 온도 센서와;
    디스플레이 전류 인출(current draw) 측정 장치와; 그리고
    상기 백라이트 전원, 상기 팬 전원, 상기 온도 센서, 및 상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치와 전기적으로 통신하는 소프트웨어 드라이버(software driver)
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버는 상기 백라이트 전원 및 상기 팬 전원의 램프식 제어(ramp-wise control)를 제공하기 위해 상기 온도 센서 및 상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치로부터 전기적인 통신들을 수신하는
    시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 주변광 센서(ambient light sensor)와; 그리고
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 백라이트 센서
    를 더 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버는 상기 백라이트 전원 및 상기 팬 전원의 램프식 제어를 제공하기 위해 상기 온도 센서, 상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치, 상기 주변광 센서, 및 상기 백라이트 센서로부터 전기적인 통신들을 수신하는
    시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    냉각을 필요로 하는 상기 디스플레이의 제2 영역을 통하여 냉기를 끌어오도록 위치된 제2 팬과 전기적으로 통신하는 제2 팬 전원과; 그리고
    냉각을 필요로 하는 상기 제2 영역에 위치된 제2 온도 센서
    를 더 포함하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버는 상기 백라이트 전원, 상기 팬 전원, 및 상기 제2 팬 전원의 램프식 제어를 제공하기 위해 상기 온도 센서, 상기 제2 온도 센서, 및 상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치로부터 전기적인 통신들을 수신하는
    시스템.
  7. 제1항에 따른 시스템의 전력 소모를 제어하기 위한 방법으로서,
    최대 전류값(Cmax)을 선택하는 단계와;
    최대 온도값(Tmax)을 선택하는 단계와;
    상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치로 상기 디스플레이 전류 인출을 측정하는 단계와;
    상기 온도 센서로 냉각을 필요로 하는 상기 영역의 온도를 측정하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 미만이면 상기 팬으로 보내지는 전력을 감소시키는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 이상이면 상기 디스플레이 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치로 상기 디스플레이 전류 인출을 재측정하는 단계와;
    상기 온도 센서로 냉각을 필요로 하는 상기 영역의 온도를 재측정하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 미만이면 상기 팬으로 보내지는 전력을 더 감소시키는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 이상이면 상기 디스플레이 백라이트로 보내지는 전력을 더 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 주변광 센서를 제공하는 단계와;
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 백라이트 센서를 제공하는 단계와;
    주변광 조도(luminance) 대 백라이트 조도에 대한 원하는 비율을 선택하는 단계와;
    상기 주변광 센서로 상기 주변광 조도를 측정하는 단계와;
    상기 백라이트 센서로 상기 백라이트 조도를 측정하는 단계와;
    상기 주변광 센서와 상기 백라이트 센서로부터의 상기 측정치들을 이용하여 현재의 비율을 계산하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 미만이고 상기 현재의 비율이 상기 원하는 비율보다 작으면 상기 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주변광 센서로 상기 주변광 조도를 재측정하는 단계와;
    상기 백라이트 센서로 상기 백라이트 조도를 재측정하는 단계와;
    상기 주변광 센서와 상기 백라이트 센서로부터의 상기 재측정치들을 이용하여 새로운 현재의 비율을 계산하는 단계와; 그리고
    만일 상기 현재의 비율이 상기 원하는 비율보다 여전히 작으면 상기 백라이트로 보내지는 전력을 더 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 따른 시스템의 전력 소모를 제어하기 위한 방법으로서,
    최대 전류값(Cmax)을 선택하는 단계와;
    최대 온도값(Tmax)을 선택하는 단계와;
    상기 디스플레이 전류 인출 측정 장치로 상기 디스플레이 전류 인출을 측정하는 단계와;
    상기 온도 센서로 냉각을 필요로 하는 상기 영역의 온도를 측정하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 미만이면 상기 전류 측정치가 Cmax 미만일 때까지 램프식으로 상기 팬으로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 이상이고 상기 온도가 Tmax 이상이면 상기 전류 측정치가 Cmax 미만일 때까지 램프식으로 상기 디스플레이 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 주변광 센서를 제공하는 단계와;
    상기 소프트웨어 드라이버와 전기적으로 통신하는 백라이트 센서를 제공하는 단계와;
    주변광 조도 대 백라이트 조도의 비율에 대하여 용인되는 범위를 선택하는 단계와;
    상기 주변광 센서로 상기 주변광 조도를 측정하는 단계와;
    상기 백라이트 센서로 상기 백라이트 조도를 측정하는 단계와;
    상기 주변광 센서와 상기 백라이트 센서로부터 상기 측정치들을 이용하여 현재의 비율을 계산하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출이 Cmax 미만이고 상기 현재의 비율이 상기 용인되는 범위보다 작으면 상기 현재의 비율이 상기 용인되는 범위 내에 있을 때까지 램프식으로 상기 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  14. 백라이트와 냉각을 필요로 하는 디스플레이 영역 내에 위치된 팬을 가지는 디스플레이의 전력 소모를 제어하기 위한 방법으로서,
    최대 전류값(Cmax)을 선택하는 단계와;
    최대 온도값(Tmax)을 선택하는 단계와;
    상기 디스플레이 전류 인출을 측정하는 단계와;
    냉각을 필요로 하는 상기 영역의 온도를 측정하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 이상이고 상기 온도 측정치가 Tmax 미만이면 상기 팬으로 보내지는 전력을 감소시키는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 이상이고 상기 온도 측정치가 Tmax 이상이면 상기 디스플레이 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 전류 인출을 재측정하는 단계와;
    냉각을 필요로 하는 상기 영역의 온도를 재측정하는 단계와;
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 이상이고 상기 온도 측정치가 Tmax 미만이면 상기 팬으로 보내지는 전력을 더 감소시키는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 이상이고 상기 온도 측정치가 Tmax 이상이면 상기 디스플레이 백라이트로 보내지는 전력을 더 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    주변광 조도 대 백라이트 조도에 대하여 원하는 비율을 선택하는 단계와;
    상기 주변광 조도를 측정하는 단계와;
    상기 백라이트 조도를 측정하는 단계와;
    상기 주변광 조도 측정치와 상기 백라이트 조도 측정치를 이용하여 현재의 광도비(light ratio)를 계산하는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 미만이고 상기 현재의 광도비가 상기 원하는 비율보다 작으면 상기 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    주변광 조도 대 백라이트 조도의 비율에 대하여 용인되는 범위를 선택하는 단계와;
    상기 주변광 조도를 측정하는 단계와;
    상기 백라이트 조도를 측정하는 단계와;
    상기 주변광 조도 측정치와 상기 백라이트 조도 측정치를 이용하여 상기 현재의 광도비를 계산하는 단계와; 그리고
    만일 상기 디스플레이 전류 인출 측정치가 Cmax 미만이고 상기 현재의 광도비가 상기 용인되는 범위보다 작으면 상기 현재의 비율이 상기 용인되는 범위 내에 있을 때까지 램프식으로 상기 백라이트로 보내지는 전력을 감소시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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