WO2015133758A1 - 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치 - Google Patents

효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2015133758A1
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battery
power
main processor
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마병인
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(주)미디어에버
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Definitions

  • An embodiment according to the concept of the present invention relates to an electronic paper display (EPD), and more particularly, it is possible to measure the battery capacity in the e-paper display device with minimal power consumption,
  • the present invention relates to an e-paper display device that can automatically generate a battery alarm even when held.
  • E-paper Electronic paper is also called E-paper as a display technology applying the characteristics of general ink.
  • An electronic paper-based display device is a display device that can be used as if it is a real paper, and it reflects light like a general paper unlike a conventional flat panel display that uses a back light to shine a pixel.
  • the display device using the electronic paper has a relatively low power consumption compared to a device using a backlight power source such as an LCD device, and thus is widely used as a portable e-book such as an e-book reader.
  • It is also used as a memorial park video device for the same purpose.
  • the EPD as a memorial park video device should be guaranteed for a long time period of at least one year without the administrator's special care or management.
  • the existing EPD device should be booted at the time of booting the main processor to determine the remaining battery capacity. Each battery capacity value was measured.
  • the conventional EPD uses an analog digital converter (ADC) to measure the battery capacity value, which causes a lot of power consumption when the ADC is used, rather it consumes unnecessary power for battery capacity measurement.
  • ADC analog digital converter
  • the EPD device needs to minimize power consumption by switching to the power saving mode when the standby state is prolonged. If the power saving state lasts for a long time while the battery is almost exhausted, the EPD device consumes all the remaining battery power during the power saving mode. There was a problem that you could not alarm.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a two-paper display device capable of efficient battery management by estimating the battery capacity in an electronic paper display (EPD) device with only minimal power consumption.
  • EPD electronic paper display
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an e-paper display device that can automatically perform battery alarm even when a power saving mode is maintained, thereby enabling efficient battery management.
  • E-paper display device capable of efficient battery management according to the object of the present invention described above is an electronic paper module for updating the transmitted image to the electronic paper and transmitting the image to the electronic paper module in response to the transmitted image update signal
  • a main processor for generating the image update signal and transmitting the image update signal to the module driver according to an image update period in a standby mode and a module driving driver, booting after counting the image update cycle in a power saving mode
  • a battery power supply unit including a module driving driver and a battery for supplying power to the main processor.
  • the main processor may estimate the remaining battery capacity of the battery power supply unit by subtracting the total power consumption of the e-paper display device from the battery capacity of the battery power unit measured when the e-paper display device is reset.
  • the main processor may switch from the standby mode to the power saving mode when the power consumption of the standby mode according to the image update period is greater than the power consumed during the booting.
  • the reset means to first install or replace a battery of the battery power supply unit, wherein the total power consumption amount is power consumption when the booting is performed, power consumption when updating the image, power consumption in the standby mode, and power saving.
  • the amount of power calculated by summing the amount of power consumed in the mode.
  • the main processor when the main processor is in the power saving mode, the main processor compares a reference value with a value obtained by subtracting the amount of power to be consumed until the image is updated from the estimated battery level, and subtracting the value. If the reference value is less than the threshold value, the system may boot to switch to the standby mode and transmit a battery replacement alarm to the module driving driver.
  • the main processor compares a reference value with a value obtained by subtracting the amount of power to be consumed until the image is updated from the estimated battery level, and subtracting the value.
  • the battery replacement alarm may be transmitted to the module driving driver while maintaining the standby mode.
  • the reference value is characterized in that the capacity corresponding to the self-discharge voltage of the battery.
  • the main processor when the main processor is in the power saving mode, the main processor boots and switches to the standby mode when the estimated battery level corresponds to a predetermined ratio of the battery capacity measured at the reset, and the battery The battery capacity of the power supply unit can be measured directly.
  • the E-paper display device capable of efficient battery management can estimate the battery capacity of the E-paper display device only by minimizing power consumption by significantly reducing the use of an analog digital converter (ADC). It can be effective.
  • ADC analog digital converter
  • the E-paper display device capable of efficient battery management according to an embodiment of the present invention has an effect of automatically making a battery alarm even when a power saving mode is maintained.
  • FIG. 1 is an internal block diagram of an e-paper display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a timing diagram illustrating a method in which the main processor illustrated in FIG. 1 switches modes to minimize power consumption.
  • FIG. 3 is a timing diagram illustrating a method of estimating a battery capacity of a battery power supply unit by a main processor illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a timing diagram illustrating a method of performing a battery replacement alarm based on a battery capacity estimated or measured by the main processor illustrated in FIG. 1.
  • first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another, for example, without departing from the scope of the rights according to the inventive concept, the first component may be named a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is an internal block diagram of an e-paper display device (hereinafter, referred to as a "display device") capable of efficient battery management according to an embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes an electronic paper module 200, a module driving driver 300, a main processor 400, and a battery power supply 500.
  • the electronic paper module 200 includes an electronic paper (E-paper) having a structure in which a conductive electrode layer, an electronic ink layer, and a transparent insulating layer are sequentially stacked, or a structure in which the conductive electrode layer and the electronic ink layer are sequentially stacked.
  • the images (eg, img_1 to img_n) transmitted from the image 300 at a predetermined image update period ⁇ t are sequentially displayed on the E-paper.
  • the module driving driver 300 transmits a plurality of images img_1 to img_n to the electronic paper module 200 according to the update signal up_img transmitted from the main processor 400, and transmits the images img_1 to It may include a first memory (MEM1) that can store the img_n).
  • MEM1 first memory
  • the main processor 400 generates an update signal up_img according to a predetermined period ⁇ t and transmits the update signal up_img to the module driving driver 300.
  • the main processor 400 includes a time table for the period ⁇ t and the plurality of images img_1. To img_n), the amount of power consumed during booting, the amount of power consumed when updating each of the plurality of images (img_1 to img_n), the unit amount of power consumed per unit time in standby mode, and the unit consumed per unit time in power saving mode. It includes a second memory (MEM2) that can store power information, such as the amount of power.
  • MEM2 second memory
  • the main processor 400 may change its mode from the standby mode (idle_mode) to the sleep_mode in order to minimize the power consumption of the display device 100, and the battery power supply unit 500 with only minimal power consumption. Can be estimated (or measured).
  • the main processor 400 may switch its mode to generate a battery alarm based on the measured battery capacity of the battery power supply 500.
  • FIG. 2 is a timing diagram illustrating a method in which the main processor 400 shown in FIG. 1 switches modes to minimize power consumption.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating an example of maintaining a standby mode (idle_mode), and FIG. 2B is a diagram illustrating an example of switching to a sleep mode.
  • the amount of power consumed when the display apparatus 100 is booted is P_1
  • the module driving driver 300 displays the image img_1 according to the update signal up_img transmitted from the main processor 400.
  • the amount of power consumed to update the electronic paper module 200 is P_2
  • the amount of power consumed in the standby mode (idle_mode) of the display apparatus 100 after the booting is P_3
  • the amount of power consumed in the sleep_mode is P_4.
  • the main processor 400 consumes power in the standby mode id_mode of the display apparatus 100 during a predetermined time ⁇ t for updating the second image img_2. Is lower than the threshold th_val, the standby mode idle_mode is maintained, and when the power consumption amount P_3 is larger than the threshold th_val, the power saving mode is switched to the sleep_mode.
  • the main processor 400 may be configured. Maintain idle mode (idle_mode).
  • the main processor 400 since the amount of power P_3 consumed in the standby mode id_mode of the display apparatus 100 for a predetermined time DELTA t is greater than the threshold th_val, the main processor 400 may be used. Switches to sleep mode (sleep_mode).
  • the threshold th_val may be set to the amount of power P_2 consumed when the display apparatus 100 is booted, and the sleep_mode is a minimum required for counting the update period ⁇ t. Consumes only the amount of power P_4.
  • the main processor 400 counts the update period ( ⁇ t), so that the standby mode ( Switch to mode_normal) to boot, and transmit the update signal up_img to the module driver 300.
  • the main processor 400 determines that the amount of power P_3 consumed in the standby mode id_mode of the display apparatus 100 during the update period DELTA t is greater than the threshold th_val, the main processor 400 enters the sleep mode. By switching, only a minimum amount of power P_4 can be consumed.
  • the main processor 400 may estimate or measure the battery capacity of the battery power supply unit 500 with only minimal power consumption.
  • the main processor 400 may use the battery capacity of the battery power supply unit 500. It explains how to estimate.
  • FIG. 3 is a timing diagram illustrating a method of estimating a battery capacity of the battery power source 500 by the main processor 400 illustrated in FIG. 1.
  • the display apparatus 100 is booted after a reset, and the module driving driver 300 performs the electronic paper module 200 according to the update signal up_img transmitted from the main processor 400. ) To update the first image img_1.
  • the main processor 400 updates the second image img_2 according to the first update time ⁇ ta while maintaining the standby mode id_mode, and updates the third image according to the second update time ⁇ tb. img_3) is updated, and the power saving mode (sleep_mode) is changed after the third image img_3 is updated. Thereafter, a boot is performed to update the fourth image img_4 just before the third update time DELTA tc has elapsed.
  • the amount of power consumed when the display apparatus 100 is reset is P_0 (for example, p01)
  • the amount of power consumed for booting is P_1 (for example, p11 and p12)
  • the amount of update power consumed to update to 200 is P_2 (eg, p21, p22, p23 and p24).
  • the amount of power consumed in the idle mode (idle_mode) during each update period ⁇ t is P_3 (eg, p31 and p32), and the amount of power consumed in the sleep_mode is P_4. (Eg, p41).
  • the power amount P_3 consumed in the idle mode id_mode is a value obtained by multiplying the unit power consumed per unit time in the idle mode id_mode by a predetermined update period ⁇ ta, ⁇ tb, and ⁇ tc, respectively, and the sleep_mode
  • the amount of power P_4 consumed at is a value obtained by multiplying the amount of unit power consumed per unit time in the sleep_mode by the predetermined update periods? Ta,? Tb, and? Tc, respectively.
  • the reset may be any one of first installing or replacing the battery in the battery power supply 500 of the display apparatus 100 (for example, a primary battery that has never been used, a primary battery that has been used, or a rechargeable secondary battery). When not shown), or a process of initializing the display apparatus 100 such as a user pressing a reset button.
  • the power consumed during the reset (P_0) is the amount of power consumed by the main processor 400 to measure the capacity of the battery when the battery is mounted (or replaced) or when the display apparatus 100 is initialized. Means.
  • the main processor 400 may measure the battery capacity of the battery power supply 500 at the time of resetting by using an analog digital converter (ADC) built in a system on a chip (SoC).
  • ADC analog digital converter
  • SoC system on a chip
  • the main processor 400 accumulates and sums the amount of power P_1 consumed when the display apparatus 100 is booted and the amount of power P_2 consumed when updating the images img_1 to img_4, and the display apparatus 100. Calculates the total power consumption P_total of the display apparatus 100 by accumulating and summing the amount of power P_3 consumed in the idle mode id_mode and the amount of power P_4 consumed in the sleep_mode.
  • the main processor 400 may estimate the remaining battery capacity of the battery power source 500 by subtracting the calculated total power consumption P_total from the battery capacity measured at the time of reset.
  • the battery capacity measured when the display apparatus 100 is reset is Bat_mAH
  • the power amount P_0 for measuring the battery capacity is p01 and the power amount P_1 consumed when the main processor 400 is booted.
  • the third image update power amount p23 and the fourth image update power amount p24 is the third image update power amount p23 and the fourth image update power amount p24.
  • the power amount P_3 consumed in the standby mode id_mode of the main processor 400 is the sum of the standby power amount p31 and the standby power amount p32 of the second section, and the power saving mode of the main processor 400.
  • the amount of power P_4 consumed in the sleep_mode is the power saving power amount p41 of the first section.
  • the main processor 400 converts the total power consumption P_total of the display apparatus 100 into the sum value p01 + p11 + p12 + p21 + p22 + p23 + p24 + p31 + p32 + p41 of all the power consumptions.
  • the main processor 400 does not measure the remaining battery amount Est_mAH by using the ADC at every boot, like the conventional main processor, but instead stores the time table stored in the second memory MEM2. And by calculating the total power consumption (P_total) based on the unit power amount in the idle mode (idle_mode) or sleep mode (sleep_mode) it is possible to continuously estimate the remaining battery level (Est_mAH) with only a minimum power consumption without actual measurement.
  • the main processor 400 may store the estimated battery remaining value Est_mAH in the second memory MEM2, and may transmit and display the estimated battery remaining amount Est_mAH according to a setting to the electronic paper module 200. have.
  • the main processor 400 may estimate the remaining battery amount.
  • the battery capacity of the battery power source 500 may be directly measured at the time when the Est_mAH is determined to be a predetermined amount or a time elapsed after the reset.
  • the predetermined amount may be set to a battery capacity corresponding to a specific ratio such as 50% or 25% of the battery capacity Bat_mAH measured at reset, and the predetermined time is about one month from the reset time. Or every three months.
  • the display apparatus 100 It is necessary to inform the user of the battery replacement in advance.
  • the main processor 400 of the display apparatus 100 when the main processor 400 of the display apparatus 100 is in the standby mode (idle_mode), the main processor 400 is activated so that it is not a big problem to alert the user to replace the battery.
  • the main processor 400 In the case where the power saving mode sleep_mode is maintained for a long time, the main processor 400 is in a sleep state, and thus a battery replacement alarm cannot be issued to the user.
  • the main processor 400 generates a battery replacement alarm regardless of a sleep_mode or idle_mode based on the estimated battery capacity of the battery power supply 500. can do.
  • FIG. 4 is a timing diagram illustrating a method of performing a battery replacement alarm based on a battery capacity estimated or measured by the main processor 400 illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4A is an exemplary diagram for describing a battery replacement alarm when the main processor 400 is in the sleep mode (sleep_mode), and FIG. 4B is a standby mode (idle_mode) of the main processor 400. ) Is an exemplary diagram for explaining a battery replacement alarm.
  • the main processor 400 maintains a sleep mode after the update of the first image img_1, and immediately after the update period ⁇ t elapses.
  • reboot i.e. from sleep to standby
  • update the second image img_2 (indicated by the dashed line).
  • the main processor 400 estimates (or measures) the battery capacity Est_mAH at the time point after the first image update img_1 as described with reference to FIG. 3, and knows the power capacity stored in the second memory MEM2. Accordingly, the amount of power P_4 consumed in the power saving mode sleep_mode, the amount of power P_1 consumed during booting, and the amount of update power P_2 of the second image img_2 are also known.
  • the main processor 400 subtracts the amount of power P_4 + P_1 + P_2 to be consumed until the second image img_2 is updated from the estimated (or measured) battery capacity Est_mAH, and the reference value ref_val. If it is determined to be equal to or less than 1), it boots (ie, switches from sleep_mode to idle_mode) and transmits a battery replacement alarm to the module driving driver 300 or the electronic paper module 200.
  • the reference value ref_val may be set to a value at which the capacity of the battery is exhausted, or may be set to a value in consideration of a self-discharge voltage of the battery.
  • the self-discharge voltage of a commercially available primary battery is known to be about 2% of the initial voltage.
  • the main processor 400 subtracts the power amount 11 to be consumed from the estimated battery level 10, and thus -1 is less than or equal to the reference value (eg, 0).
  • the power saving mode (sleep_mode) to the idle mode (idle_mode) immediately booting and transmits a battery replacement alarm signal to the module driving driver (300).
  • FIG. 4A an example in which the main processor 400 boots from the sleep_mode and switches to the idle mode for the battery replacement alarm is illustrated.
  • the boot and the mode change are only for the battery replacement alarm.
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to the direct measurement of the battery capacity of the battery power supply 500 described with reference to FIG. 3.
  • the standby mode is in the sleep_mode.
  • the battery capacity of the battery power supply 500 may be measured directly.
  • the main processor 400 maintains the idle mode idle_mode after the update of the first image img_1, and displays the second image img_2. After updating, the user tries to enter the sleep mode (sleep_mode) until the third image img_3 is updated (indicated by the dotted line).
  • the main processor 400 estimates (or measures) the battery capacity Est_mAH at the time point after the first image update img_1 and knows it, and according to the power information stored in the second memory MEM2, the standby mode idle_mode ), The amount of power P_3 consumed, the amount of updated power P_2 of the second image img_2, and the amount of power P_4 consumed in the sleep_mode are also known.
  • the main processor 400 subtracts the amount of power (P_3 + P_2 + P4) to be consumed in a series of processes until the third image img_3 is updated from the estimated (or measured) battery capacity Est_mAH.
  • the battery replacement alarm is transmitted to the module driving driver 300 or the electronic paper module 200 while maintaining the idle mode idle_mode.
  • the amount of power P_3 to be consumed in the standby mode idle_mode is 7
  • the second image img_2 update power amount P_2 is It is assumed that 1 is 1, and then the amount of power P4 to be consumed in the sleep_mode is 3.
  • the main processor 400 since the value obtained by subtracting the consumed power amount 11 from the estimated battery remaining amount 10 is equal to or less than a reference value (eg, 0), the main processor 400 maintains the standby mode state (idle_mode) without switching modes in the second state.
  • the battery replacement alarm signal may be transmitted to the module driving driver 300 immediately after (or immediately before) the image img_2 is updated.
  • the main processor 400 may turn off the power of the display apparatus 100 by using the characteristics of the e-paper that is maintained even if the power is cut off.
  • the main processor may switch from the standby mode (idle_mode) to the sleep mode (sleep_mode), and even after the battery is exhausted, the user may recognize the battery replacement alarm displayed on the electronic paper module 200.
  • the display apparatus 100 has an effect of allowing the user to change the battery alarm regardless of the mode (idle_mode or sleep_mode) of the main processor 400.
  • the battery power source 500 included in the display apparatus 100 serves to supply power to operate the main processor 400 and the module driving driver 300.
  • the display apparatus 100 may further include a user interface 450 that may receive a user input signal for booting or changing a mode of the main processor 400, and the user interface 450 May be implemented as a remote control receiver capable of receiving a remote wireless signal.
  • the e-paper display apparatus 100 capable of efficient battery management according to an embodiment of the present invention estimates the battery capacity in the e-paper display apparatus 100 with only minimal power consumption by greatly reducing the use of the ADC. It has the effect of being able to measure and has the effect of automatically alarming the battery even when the sleep_mode is maintained.
  • the present invention relates to an e-paper display device capable of measuring battery capacity in an e-paper display device with minimal power consumption and automatically generating a battery alarm even in a power saving mode. .

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Abstract

효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치가 개시된다. 상기 디스플레이 장치는 전송된 이미지를 전자 종이에 업데이트하는 전자종이 모듈과 전송된 이미지 업데이트 신호에 응답하여 상기 이미지를 상기 전자종이 모듈로 전송하는 모듈구동 드라이버와 대기 모드에서 이미지 업데이트 주기에 따라 상기 이미지 업데이트 신호를 생성하여 상기 모듈구동 드라이버로 전송하고, 절전 모드에서 상기 이미지 업데이트 주기를 카운팅한 후 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하는 메인 프로세서 및 상기 모듈구동 드라이버 및 상기 메인 프로세서로 전원을 공급하는 배터리 전원부를 포함하며, 상기 메인 프로세서는 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 리셋 시 측정한 상기 배터리 전원부의 배터리 용량에서 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 총 소비 전력량을 차감하여 상기 배터리 전원부의 배터리 잔량을 추정한다.

Description

효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 이-페이퍼 디스플레이 장치(Electronic Paper Display, EPD)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소의 전력 소비만으로 이-페이퍼 디스플레이 장치 내의 배터리 용량을 측정할 수 있고 절전 모드가 유지되는 상태에서도 자동으로 배터리 알람을 할 수 있는 이-페이퍼 디스플레이 장치에 관한 것이다.
전자종이는 일반적인 잉크의 특징을 적용한 디스플레이 기술로서 이-페이퍼(E-paper)라고도 불리운다. 이러한 전자종이를 이용한 디스플레이 장치(EPD)는 실제 종이의 느낌처럼 사용할 수 있도록 만들어진 디스플레이 장치이며, 화소(pixel)가 빛나도록 백 라이트(back light)를 사용하는 전통적인 평판 디스플레이와는 다르게 일반적인 종이처럼 반사광을 이용한다. 따라서 전자종이를 이용한 디스플레이 장치는 LCD 장치와 같은 백라이트 전원을 사용하는 장치에 비해 소비 전력이 상대적으로 작아 휴대용 전자책, 예컨대 e-book 리더기의 용도로 많이 사용되고 있으며, 최근에는 실제 사진을 담은 액자와 같은 용도의 추모 공원용 영상 장치로도 이용되고 있다. 이러한 추모 공원용 영상 장치로서의 EPD는 그 특성 상 관리자의 별다른 주의나 관리 행위 없이도 적어도 1년 이상의 장시간의 사용기간이 보장되어야 하는데, 기존 EPD 장치는 남아 있는 배터리 용량을 알아내기 위해 메인 프로세서의 부팅 시 마다 배터리 용량 값을 측정하였다. 일반적으로 기존의 EPD는 배터리 용량 값을 측정하기 위해 ADC(Analog Digital Converter)를 사용하는데, ADC 사용시 많은 전력 소모가 발생하게 되어 오히려 배터리 용량 측정을 위해 불필요한 전력을 소비하는 문제가 있었다. 또한, EPD 장치는 대기 상태가 길어지는 경우 절전 모드로 전환하여 전력 소비를 최소화할 필요가 있는데, 배터리가 거의 소진된 상태에서 절전 상태가 오랫동안 지속되면 절전 모드 동안 배터리 잔량을 모두 소비하여 사용자에게 배터리 알람을 할 수 없는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 최소화된 전력 소비만으로도 이-페이퍼 디스플레이(Electronic Paper Display, EPD) 장치 내의 배터리 용량을 추정할 수 있어 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적인 과제는 절전 모드가 유지 되어도 자동으로 배터리 알람을 할 수 있어 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치는 전송된 이미지를 전자 종이에 업데이트하는 전자종이 모듈과 전송된 이미지 업데이트 신호에 응답하여 상기 이미지를 상기 전자종이 모듈로 전송하는 모듈구동 드라이버와 대기 모드에서 이미지 업데이트 주기에 따라 상기 이미지 업데이트 신호를 생성하여 상기 모듈구동 드라이버로 전송하고, 절전 모드에서 상기 이미지 업데이트 주기를 카운팅한 후 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하는 메인 프로세서 및 상기 모듈구동 드라이버 및 상기 메인 프로세서로 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비하는 배터리 전원부를 포함한다.
이때, 상기 메인 프로세서는 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 리셋 시 측정한 상기 배터리 전원부의 배터리 용량에서 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 총 소비 전력량을 차감하여 상기 배터리 전원부의 배터리 잔량을 추정할 수 있다.
또한, 상기 메인 프로세서는 상기 이미지 업데이트 주기에 따른 상기 대기 모드의 소비 전력이 상기 부팅시 소비되는 전력보다 큰 경우에 상기 대기 모드에서 상기 절전 모드로 전환할 수 있다.
상기 리셋이란 상기 배터리 전원부의 배터리를 최초 장착하거나 교체하는 것을 의미하며, 상기 총 소비 전력량은 상기 부팅 시 소비되는 전력량, 상기 이미지를 업데이트할 때 소비되는 전력량, 상기 대기 모드에서 소비되는 전력량 및 상기 절전 모드에서 소비되는 전력량을 합산하여 산정된 전력량을 의미한다.
실시 예에 따라, 상기 메인 프로세서가 상기 절전 모드인 경우에, 상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량에서 상기 이미지를 업데이트 할 때까지 소비할 전력량을 차감한 값과 기준치를 비교하고, 상기 차감한 값이 상기 기준치 이하이면 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하며, 배터리 교체 알람을 상기 모듈 구동 드라이버로 전송할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 메인 프로세서가 상기 대기 모드인 경우에, 상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량에서 상기 이미지를 업데이트 할 때까지 소비할 전력량을 차감한 값과 기준치를 비교하고, 상기 차감한 값이 상기 준치 이하이면 상기 대기 모드를 유지한 상태로 배터리 교체 알람을 상기 모듈구동 드라이버로 전송할 수 있다.
이때, 상기 기준치는 상기 배터리의 셀프-디스차지 전압에 해당하는 용량인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 따라, 상기 메인 프로세서가 상기 절전 모드인 경우에, 상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량이 상기 리셋시 측정된 배터리 용량의 소정 비율에 해당하면 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하고, 상기 배터리 전원부의 배터리 용량을 직접 측정할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치는 ADC(Analog Digital Converter)의 사용을 대폭 줄임으로써 최소화된 전력 소비만으로 이-페이퍼 디스플레이 장치 내의 배터리 용량을 추정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치는 절전 모드가 유지 되어도 자동으로 배터리 알람을 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이-페이퍼 디스플레이 장치의 내부 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 메인 프로세서가 전력 소비를 최소화 하기 위해 모드를 전환하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 도 1에 도시된 메인 프로세서가 배터리 전원부의 배터리 용량을 추정하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 도 1에 도시된 메인 프로세서가 추정 또는 측정한 배터리 용량에 따라 배터리 교체 알람을 수행하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치(이하, '디스플레이 장치'라 함)의 내부 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 전자종이 모듈(200), 모듈구동 드라이버(300), 메인 프로세서(400) 및 배터리 전원부(500)를 포함한다.
전자종이 모듈(200)은 전도 전극층, 전자 잉크층 및 투명 절연층이 순차 적층되는 구조 또는 전도 전극층과 전자 잉크층이 순차 적층되는 구조의 전자종이(E-paper)를 포함하며, 모듈구동 드라이버(300)로부터 소정의 이미지 업데이트 주기(△t)로 전송된 이미지들(예컨대, img_1 내지 img_n)을 순차적으로 전자종이(E-paper)에 디스플레이한다.
모듈구동 드라이버(300)는 메인 프로세서(400)로부터 전송된 업데이트 신호(up_img)에 따라 전자종이 모듈(200)로 복수의 이미지들(img_1 내지 img_n)을 전송하며, 상기 복수의 이미지들(img_1 내지 img_n)을 저장할 수 있는 제1메모리(MEM1)를 포함할 수 있다.
메인 프로세서(400)는 소정 주기(△t)에 따라 업데이트 신호(up_img)를 생성하여 모듈구동 드라이버(300)로 전송하며, 상기 주기(△t)에 대한 타임 테이블, 상기 복수의 이미지들(img_1 내지 img_n)의 총 갯수, 부팅시 소비되는 전력량, 상기 복수의 이미지들(img_1 내지 img_n) 각각을 업데이트 할 때 소비되는 전력량, 대기 모드에서 단위 시간당 소비되는 단위 전력량, 절전 모드에서 단위 시간당 소비되는 단위 전력량과 같은 전력 정보를 저장할 수 있는 제2메모리(MEM2)를 포함한다.
또한, 메인 프로세서(400)는 디스플레 장치(100)의 전력 소비량을 최소화하기 위해 자신의 모드를 대기 모드(idle_mode)에서 절전 모드(sleep_mode)로 전환할 수 있으며, 최소의 전력 소비만으로 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 추정(또는 측정)할 수 있다.
나아가 메인 프로세서(400)는 상기 측정한 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 기초로 하여 배터리 알람을 발생하기 위해 자신의 모드를 전환할 수도 있다.
이하, 도 2에 대한 설명에서 메인 프로세서(400)가 디스플레이 장치(100)의 전력 소비량을 최소화 하기 위해 자신의 모드를 전환하는 방법을 우선적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 메인 프로세서(400)가 전력 소비를 최소화 하기 위해 모드를 전환하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이때, 도 2의 (a)는 대기 모드(idle_mode)를 유지하는 예를 나타낸 도이고, 도 2의 (b)는 절전 모드(sleep_mode)로 전환하는 예를 나타낸 도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)의 부팅시 소비되는 전력량은 P_1, 모듈구동 드라이버(300)가 메인 프로세서(400)로부터 전송된 업데이트 신호(up_img)에 따라 이미지(img_1)를 전자종이 모듈(200)로 업데이트하는데 소비하는 전력량은 P_2, 상기 부팅 이후에 디스플레이 장치(100)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량은 P_3, 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량은 P_4이다.
제1이미지(img_1)의 업데이트 이후, 메인 프로세서(400)는 제2이미지(img_2)를 업데이트 하기 위한 소정 시간(△t) 동안 디스플레이 장치(100)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비할 전력량(P_3)이 임계값(th_val) 보다 작으면 대기 모드(idle_mode)를 유지하고, 상기 소비 전력량(P_3)이 임계값(th_val) 보다 크면 절전 모드(sleep_mode)로 전환한다.
예컨대, 도 2의 (a)에서는 소정 시간(△t) 동안 디스플레이 장치(100)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량(P_3)이 임계값(th_val) 보다 작으므로, 메인 프로세서(400)는 대기 모드(idle_mode)를 유지한다.
이와 반대로, 도 2의 (b)에서는 소정 시간(△t) 동안 디스플레이 장치(100)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량(P_3)이 임계값(th_val) 보다 크므로, 메인 프로세서(400)는 절전 모드(sleep_mode)로 전환한다.
실시 예에 따라, 상기 임계값(th_val)은 디스플레이 장치(100)의 부팅시 소비되는 전력량(P_2)으로 설정될 수 있으며, 이때 절전 모드(sleep_mode)는 업데이트 주기(△t)를 카운팅하는데 필요한 최소한의 전력량(P_4)만을 소비한다.
도 2의 (b)와 같이, 절전 모드(sleep_mode)로 전환된 경우에 메인 프로세서(400)는 업데이트 주기(△t)를 카운팅하여, 업데이트 주기(△t)가 경과하기 직전에 다시 대기 모드(mode_normal)로 전환하여 부팅하고, 모듈구동 드라이버(300)로 업데이트 신호(up_img)를 전송한다.
따라서 메인 프로세서(400)는 상기 업데이트 주기(△t) 동안 디스플레이 장치(100)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량(P_3)이 임계값(th_val) 보다 커진다고 판단하면, 절전 모드(sleep_mode)로 전환하여 최소한의 전력량(P_4)만을 소비할 수 있도록 한다.
한편, 메인 프로세서(400)는 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 최소의 전력 소비만으로 추정 또는 측정할 수 있으며, 이하 도 3에 대한 설명에서 메인 프로세서(400)가 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 추정하는 방법을 설명한다.
도 3은 도 1에 도시된 메인 프로세서(400)가 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 추정하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(100)가 리셋(reset) 후 부팅되고, 모듈구동 드라이버(300)는 메인 프로세서(400)로부터 전송된 업데이트 신호(up_img)에 따라 전자종이 모듈(200)로 제1이미지(img_1)를 업데이트 한다.
이후, 메인 프로세서(400)는 대기 모드(idle_mode)를 유지하면서 제1업데이트 시간(△ta)에 따라 제2이미지(img_2)를 업데이트하고, 제2업데이트 시간(△tb)에 따라 제3이미지(img_3)를 업데이트하며, 제3이미지(img_3) 업데이트 후 절전 모드(sleep_mode)로 전환한다. 이후 제3업데이트 시간(△tc) 경과 직전에 제4이미지(img_4)를 업데이트하기 위해 부팅한다.
이때, 디스플레이 장치(100)의 리셋 시 소비되는 전력량은 P_0(예컨대, p01), 부팅시 소비되는 부팅 전력량은 P_1(예컨대, p11 및 p12), 이미지들(img_1 내지 img_4) 각각을 전자종이 모듈(200)로 업데이트하는데 소비하는 업데이트 전력량은 P_2(예컨대, p21, p22, p23 및 p24)이다.
또한, 각 업데이트 주기 △t(예컨대, △ta, △tb 및 △tc) 동안 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량은 P_3(예컨대, p31 및 p32), 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량은 P_4(예컨대, p41)이다.
상기 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량 P_3은 대기 모드(idle_mode)의 단위 시간당 소비되는 단위 전력량에 소정 업데이트 주기(△ta, △tb 및 △tc 각각)를 곱한 값이며, 상기 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량 P_4는 절전 모드(sleep_mode)의 단위 시간당 소비되는 단위 전력량에 소정 업데이트 주기(△ta, △tb 및 △tc 각각)를 곱한 값이다.
상기 리셋(reset)이란 디스플레이 장치(100)의 배터리 전원부(500)에 배터리를 최초 장착 또는 교체(예컨대, 사용한 적이 없는 1차 배터리, 사용한 적이 있는 1차 배터리 또는 충전이 가능한 2차 배터리 중 어느 것이라도 무방)하였을 때를 의미하거나, 또는 사용자가 리셋 버튼을 누르는 등의 디스플레이 장치(100)를 초기화 시키는 과정을 의미한다.
또한, 상기 리셋 시 소비되는 전력(P_0)이란 상기 배터리를 장착(또는 교체)하였을 때 또는 디스플레이 장치(100)를 초기화하였을 때, 메인 프로세서(400)가 상기 배터리의 용량을 측정하기 위해 소비하는 전력량을 의미한다.
이때, 메인 프로세서(400)는 리셋 시 배터리 전원부(500)의 상기 배터리 용량을 SoC(System on a Chip)로 내장된 ADC(Analog Digital Converter, 미도시)를 이용하여 측정할 수 있다.
순차적으로 메인 프로세서(400)는 디스플레이 장치(100)가 부팅될 때 소비되는 전력량(P_1) 및 이미지(img_1 내지 img_4)를 업데이트 할 때 소비되는 전력량(P_2)을 누적 합산하고, 디스플레이 장치(100)가 대기 모드(idle_mode)일 때 소비되는 전력량(P_3) 및 절전 모드(sleep_mode)일 때 소비되는 전력량(P_4)을 누적 합산하여 디스플레이 장치(100)의 총 소비 전력량(P_total)을 산정한다.
이후 메인 프로세서(400)는 상기 리셋 시 측정한 배터리 용량에서 상기 산정한 총 소비 전력량(P_total)을 차감하여 배터리 전원부(500)의 배터리 잔량을 추정할 수 있다.
예컨대, 도 3에서 디스플레이 장치(100)의 리셋시 측정된 배터리 용량은 Bat_mAH이고, 상기 배터리 용량을 측정하기 위한 전력량(P_0)은 p01, 메인 프로세서(400)가 부팅될 때 소비되는 전력량(P_1)은 제1부팅전력(p11) 및 제2부팅전력량(p12)의 합이고, 이미지(img_1 내지 img_4)를 업데이트 할 때 소비되는 전력량은 제1이미지 업데이트 전력량(p21), 제2이미지 업데이트 전력량(p22), 제3이미지 업데이트 전력량(p23) 및 제4이미지 업데이트 전력량(p24)의 합이다.
또한, 메인 프로세서(400)의 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량(P_3)은 제1구간 대기전력량(p31) 및 제2구간 대기전력량(p32)의 합이며, 메인 프로세서(400)의 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량(P_4)은 제1구간 절전전력량(p41)이다.
따라서, 메인 프로세서(400)는 디스플레이 장치(100)의 총 소비 전력량(P_total)을 상기 모든 소비 전력량의 합산값(p01 + p11 + p12 + p21 + p22 + p23 + p24 + p31 + p32 + p41)으로 산정한다.
순차적으로, 메인 프로세서(400)는 상기 리셋 시 측정한 배터리 전원부(500)의 배터리 용량이 Bat_mAH 일때, 상기 배터리 용량(Bat_mAH)에서 상기 산정한 총 소비 전력량(P_total)을 차감하여 배터리 전원부(500)의 배터리 잔량(Est_mAH = Bat_mAH - P_total)을 추정한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 프로세서(400)는 종래의 메인 프로세서와 같이 부팅시 마다 ADC를 이용하여 배터리 잔량(Est_mAH)을 측정하는 것이 아니라, 제2메모리(MEM2)에 저장된 타임 테이블 및 대기 모드(idle_mode) 또는 절전 모드(sleep_mode)시의 단위 전력량을 기초로 하여 총 소비 전력(P_total)을 산정함으로써 실측 없이 최소의 전력 소비만으로 배터리 잔량(Est_mAH)을 지속적으로 추정할 수 있다.
메인 프로세서(400)는 상기 추정한 배터리 잔량값(Est_mAH)을 제2메모리(MEM2)에 저장할 수 있고, 설정에 따라 추정한 배터리 잔량(Est_mAH)을 전자종이 모듈(200)로 전송하여 디스플레이 할 수도 있다.
한편, 디스플레이 장치(100)의 작동 시간이 길어지는 경우에, 메인 프로세서(400)에서 산정되는 총 소비 전력(P_total)의 누적 오차가 발생할 수도 있기 때문에, 메인 프로세서(400)는 상기 추정한 배터리 잔량(Est_mAH)이 소정량으로 판단되는 시점 또는 리셋 이후 소정 시간의 경과한 시점에 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 직접 측정할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 소정량은 리셋 시 측정된 배터리 용량(Bat_mAH)의 50% 또는 25% 등의 특정 비율에 해당하는 배터리 용량으로 설정될 수 있으며, 상기 소정 시점은 상기 리셋 시점으로부터 약 1개월 또는 3개월이 지난 시점 마다로 설정될 수 있다.
한편, 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 거의 소진한 상태에서 메인 프로세서(400)의 절전 모드(sleep_mode)가 길어지거나 또 다른 이유로 배터리 잔량이 모두 소비될 것으로 판단되는 경우, 디스플레이 장치(100)는 사전에 사용자에게 배터리 교체를 알릴 필요가 있다.
이때, 디스플레이 장치(100)의 메인 프로세서(400)가 대기 모드(idle_mode)인 경우에는 메인 프로세서(400)가 활성화 되어 있어 사용자에게 배터리 교체를 알람하는 것이 크게 문제되지 않으나, 메인 프로세서(400)가 절전 모드(sleep_mode)를 오랫동안 유지하는 경우에는 메인 프로세서(400)가 슬립 상태이므로 사용자에게 배터리 교체 알람을 할 수 없는 문제가 발생한다.
이에 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 프로세서(400)는 상기 추정 또는 측정한 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 기초로 하여 절전 모드(sleep_mode) 또는 대기 모드(idle_mode)에 관계없이 배터리 교체 알람을 할 수 있다.
이하, 도 4에 대한 설명에서 메인 프로세서(400)가 상기 추정 또는 측정한 배터리 용량에 따라 배터리 교체 알람을 수행하는 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 메인 프로세서(400)가 추정 또는 측정한 배터리 용량에 따라 배터리 교체 알람을 수행하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이때, 도 4의 (a)는 메인 프로세서(400)가 절전 모드(sleep_mode)일 때 배터리 교체 알람을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4의 (b)는 메인 프로세서(400)가 대기 모드(idle_mode)일 때 배터리 교체 알람을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1 내지 도 4의 (a)를 참조하면, 메인 프로세서(400)는 제1이미지(img_1)의 업데이트 이후 절전 모드(sleep_mode)를 유지하고 있으며, 이후 업데이트 주기(△t)가 경과되기 직전에 다시 부팅(즉, 절전 모드에서 대기 모드로 전환)하고 제2이미지(img_2)를 업데이트 할 예정(점선으로 표시)이다.
이때, 메인 프로세서(400)는 도 3에서 설명한 바와 같이 제1이미지 업데이트(img_1) 이후 시점의 배터리 용량(Est_mAH)을 추정(또는 측정)하여 알고 있으며, 제2메모리(MEM2)에 저장된 전력 정보에 따라 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량(P_4), 부팅시 소비되는 전력량(P_1) 및 제2이미지(img_2)의 업데이트 전력량(P_2) 역시 알고 있다.
이에, 메인 프로세서(400)는 상기 추정(또는 측정)한 배터리 용량(Est_mAH)에서 제2이미지(img_2)를 업데이트 할 때까지 소비할 전력량(P_4 + P_1 + P_2)을 차감한 값이 기준치(ref_val) 이하라고 판단하는 경우에 부팅(즉, sleep_mode에서 idle_mode로 전환)하고, 배터리 교체 알람을 모듈구동 드라이버(300) 또는 전자종이 모듈(200)로 전송한다.
상기 기준치(ref_val)는 상기 배터리의 용량이 모두 소진 되는 값으로 설정될 수도 있으며, 배터리의 셀프-디스차지 전압(self-discharge voltage)을 고려한 값으로 설정될 수도 있다. 일반적으로 상용화된 1차 전지의 셀프-디스차지 전압은 최초 전압의 약 2%로 알려져 있다.
예를 들어, 상기 추정(또는 측정)한 배터리 잔량(Est_mAH)이 10이라 할 때, 절전 모드(sleep_mode)에서 소비될 전력량(P_4)이 9이고 부팅시 소비되는 전력량(P_1)이 1이며, 제2이미지(img_2) 업데이트 전력량(P_2)이 1이라 가정하면, 메인 프로세서(400)는 상기 추정한 배터리 잔량 10에서 상기 소비될 전력량 11을 차감한 값인 -1이 기준치(예컨대, 0) 이하 이므로, 절전 모드(sleep_mode)에서 대기 모드(idle_mode)로 전환하기 위해 곧바로 부팅하고 모듈 구동 드라이버(300)로 배터리 교체 알람 신호를 전송한다.
도 4의 (a)에서는 배터리 교체 알람을 위해 메인 프로세서(400)가 절전 모드(sleep_mode)에서 부팅하여 대기 모드(idle_mode)로 전환하는 예를 도시하였으나, 이러한 부팅 및 모드 전환은 배터리 교체 알람에 대해서만 한정되는 것이 아니라, 도 3에서 설명한 배터리 전원부(500)의 배터리 용량의 직접 측정을 위해서도 적용될 수 있음은 물론이다.
예컨대, 메인 프로세서(400)가 절전 모드(sleep_mode)에 있을 때, 상기 추정한 배터리 용량(Est_mAH)이 리셋시 측정한 배터리 용량(Bat_mAH)의 50%라 판단되면, 절전 모드(sleep_mode)에서 대기 모드(idle_mode)로 전환하기 위해 부팅하고 배터리 전원부(500)의 배터리 용량을 직접 측정할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3 및 도 4의 (b)를 참조하면, 메인 프로세서(400)는 제1이미지(img_1)의 업데이트 이후 대기 모드(idle_mode)를 유지하고 있으며, 제2이미지(img_2)를 업데이트 한 이후에 제3이미지(img_3)를 업데이트 할 때 까지 절전 모드(sleep_mode)로 전환하려고 한다(점선으로 표시).
이때, 메인 프로세서(400)는 제1이미지 업데이트(img_1) 이후 시점의 배터리 용량(Est_mAH)을 추정(또는 측정)하여 알고 있으며, 제2메모리(MEM2)에 저장된 상기 전력 정보에 따라 대기 모드(idle_mode)에서 소비되는 전력량(P_3), 제2이미지(img_2)의 업데이트 전력량(P_2) 및 절전 모드(sleep_mode)에서 소비되는 전력량(P_4) 역시 알고 있다.
이에, 메인 프로세서(400)는 상기 추정(또는 측정)한 배터리 용량(Est_mAH)에서 상기 제3이미지(img_3)를 업데이트 할 때 까지의 일련의 과정에서 소비할 전력량(P_3 + P_2 + P4)을 차감한 값이 기준치(ref_val) 이하라고 판단하는 경우에 대기 모드(idle_mode)를 유지한 상태로 배터리 교체 알람을 모듈구동 드라이버(300) 또는 전자종이 모듈(200)로 전송한다.
예를 들어, 상기 추정(또는 측정)한 배터리 잔량(Est_mAH)이 10이라 할 때, 대기 모드(idle_mode)에서 소비될 전력량(P_3)이 7이고, 제2이미지(img_2) 업데이트 전력량(P_2)이 1이고, 이후 절전 모드(sleep_mode)에서 소비될 전력량(P4)이 3이라 가정한다.
이때, 상기 추정한 배터리 잔량 10에서 상기 소비될 전력량 11을 차감한 값이 기준치(예컨대, 0) 이하 이므로, 메인 프로세서(400)는 모드 전환 없이 대기 모드 상태(idle_mode)를 유지한 상태에서 제2이미지(img_2)를 업데이트한 직후(또는 직전)에 모듈 구동 드라이버(300)로 배터리 교체 알람 신호를 전송할 수 있다.
상기 제2이미지(img_2) 업데이트 이후에는 전원이 끊겨도 이미지는 계속 유지되는 이-페이퍼의 특성을 이용하여, 메인 프로세서(400)는 디스플레이 장치(100)의 전원을 오프(off)할 수있다.
또는 메인프로세서는 대기 모드(idle_mode)에서 절전 모드(sleep_mode)로 전환 할 수도 있으며, 이후 배터리 잔량이 모두 소진 되어도 사용자는 전자종이 모듈(200)에 표시된 배터리 교체 알람을 인지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 메인 프로세서(400)의 모드(idle_mode 또는 sleep_mode)에 관계없이 사용자에게 배터리 교체 알람을 할 수 있는 효과가 있다.
다시 도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)가 포함하는 배터리 전원부(500)는 메인 프로세서(400) 및 모듈구동 드라이버(300)가 동작할 수 있도록 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
실시 예에 따라, 디스플레이 장치(100)는 부팅 또는 메인 프로세서(400)의 모드 변환을 위한 사용자의 입력 신호를 수신할 수 있는 유저 인터페이스(450)를 더 포함할 수 있으며, 상기 유저 인터페이스(450)는 원격의 무선 신호를 수신할 수 있는 리모트 콘트롤 리시버(remote control receiver)로 구현될 수 있다.
결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 효율적인 배터리 관리가 가능한 이-페이퍼 디스플레이 장치(100)는 ADC의 사용을 대폭 줄임으로써 최소화된 전력 소비만으로 이-페이퍼 디스플레이 장치(100) 내의 배터리 용량을 추정 및 측정할 수 있는 효과가 있으며, 절전 모드(sleep_mode)가 유지 되어도 자동으로 배터리 알람을 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 최소의 전력 소비만으로 이-페이퍼 디스플레이 장치 내의 배터리 용량을 측정할 수 있고 절전 모드가 유지되는 상태에서도 자동으로 배터리 알람을 할 수 있는 이-페이퍼 디스플레이 장치에 관한 것으로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (8)

  1. 이-페이퍼(Electronic Paper) 디스플레이 장치에 있어서,
    전송된 이미지를 전자 종이에 업데이트하는 전자종이 모듈;
    전송된 이미지 업데이트 신호에 응답하여 상기 이미지를 상기 전자종이 모듈로 전송하는 모듈구동 드라이버;
    대기 모드에서 이미지 업데이트 주기에 따라 상기 이미지 업데이트 신호를 생성하여 상기 모듈구동 드라이버로 전송하고, 절전 모드에서 상기 이미지 업데이트 주기를 카운팅한 후 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하는 메인 프로세서; 및
    상기 모듈구동 드라이버 및 상기 메인 프로세서로 전원을 공급하기 위한 배터리를 구비하는 배터리 전원부;를 포함하며,
    상기 메인 프로세서는 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 리셋 시 측정한 상기 배터리 전원부의 배터리 용량에서 상기 이-페이퍼 디스플레이 장치의 총 소비 전력량을 차감하여 상기 배터리 전원부의 배터리 잔량을 추정하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인 프로세서는,
    상기 이미지 업데이트 주기에 따른 상기 대기 모드의 소비 전력이 상기 부팅시 소비되는 전력보다 큰 경우에 상기 대기 모드에서 상기 절전 모드로 전환하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 리셋은 상기 배터리 전원부의 배터리를 최초 장착하거나 교체하는 것을 의미하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 총 소비 전력량은,
    상기 부팅 시 소비되는 전력량, 상기 이미지를 업데이트할 때 소비되는 전력량, 상기 대기 모드에서 소비되는 전력량 및 상기 절전 모드에서 소비되는 전력량을 합산하여 산정하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 메인 프로세서가 상기 절전 모드인 경우에,
    상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량에서 상기 이미지를 업데이트 할 때까지 소비할 전력량을 차감한 값과 기준치를 비교하고, 상기 차감한 값이 상기 기준치 이하이면 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하며, 배터리 교체 알람을 상기 모듈 구동 드라이버로 전송하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 메인 프로세서가 상기 대기 모드인 경우에,
    상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량에서 상기 이미지를 업데이트 할 때까지 소비할 전력량을 차감한 값과 기준치를 비교하고, 상기 차감한 값이 상기 준치 이하이면 상기 대기 모드를 유지한 상태로 배터리 교체 알람을 상기 모듈구동 드라이버로 전송하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 기준치는 상기 배터리의 셀프-디스차지 전압에 해당하는 용량인 것을 특징으로 하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메인 프로세서가 상기 절전 모드인 경우에,
    상기 메인 프로세서는 상기 추정한 배터리 잔량이 상기 리셋시 측정된 배터리 용량의 소정 비율에 해당하면 부팅하여 상기 대기 모드로 전환하고, 상기 배터리 전원부의 배터리 용량을 직접 측정하는 이-페이퍼 디스플레이 장치.
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