KR100843097B1 - 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평상시에는 높은 투명도를 유지하고, 영상이 디스플레이될때는 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 영역만 불투명으로 전환되어 플로팅 영상을 표현할 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 오브젝트를 포함하는 영상을 투사하는 영상 투사부, 상기 투사된 영상을 디스플레이하는 스크린부, 및 상기 스크린부에서 상기 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하는 투명도 조절부를 포함한다.
투명, 불투명, 디스플레이, 프로젝터, 액정

Description

투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법{Transparent display device and operation method for the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치가 도시된 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스크린부가 도시된 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 전계가 가해졌을 때 액정의 배향 방향이 도시된 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전계가 가해지지 않았을 때 액정의 배향 방향이 도시된 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수동 행렬 방식의 스크린부가 도시된 개략도.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 도광판이 도시된 개략도.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 도광판이 도시된 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1투명 전극 및 제 2투명 전극이 도시된 개략도.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 스캔 라인으로 가해지는 전압의 파형도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스캔 라인 및 데이터 라인으로 가해지는 전압의 파형도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스캔 라인 및 데이터 라인으로 가해지는 전압에 따른 투명도가 도시된 개략도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 동작 방법이 도시된 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 투사부에서 투사되는 영상이 도시된 개략도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 스크린부의 투명도가 도시된 개략도.
도 15은 본 발명의 실시예에 따른 스크린부에서 디스플레이되는 영상이 도시된 개략도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 영상 투사부 120: 스크린부
130: 투명도 조절부 140: 동기화부
본 발명은 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평상시에는 높은 투명도를 유지하고, 영상이 디스플레이될때는 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 영역만 불투명으로 전환되어 플로팅 영상을 표현할 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로 TV 및 모니터 등과 같은 디스플레이 장치는 실체가 뚜렷이 보이 는 형태를 띄고 있기 때문에 가정이나 공공장소에서 설치시 시각적으로 많은 공간을 차지하게 된다. 그리고, 최근 들어 좀더 큰 화면을 시청하고자 하는 소비자들의 욕구가 증대되어 디스플레이 장치가 대형화되고 있는 추세이며, 이러한 경우 보다 많은 공간을 차지하게 되어 공간 활용면에서 디스플레이 장치가 차지하는 비율이 점점 높아지고 있는 추세이다.
따라서, 화면의 대형화가 가능하고, 디스플레이 장치가 차지하는 비율을 감소시키기 위한 방안으로, 평상시에는 유리와 같이 높은 투명도를 유지하고 있다가 영상을 디스플레이할때는 불투명하도록 전환하여 영상의 디스플레이가 가능한 디스플레이 장치가 개발되고 있다.
이와 같이 투명 및 불투명의 전환이 가능한 디스플레이 장치로는 Rigid 타입과 Floating 타입이 주로 사용되고 있다. Rigid 타입은 평상시에는 유리처럼 투명도를 유지하다가 영상을 디스플레이할때는 스크린에서 영상이 디스플레이되는 영역이 불투명하게 되어 프로젝터로부터 투사되는 영상이 디스플레이되는 것이고, Floating 타입은 Floating 매체인 포그(Fog)에 영상을 투사하는 것이다.
그러나, Rigid 타입의 경우, 스크린에 대해 원거리에 위치하는 프로젝터를 포함하기 때문에 전체 시스템을 설치하기 위해서는 많은 공간이 필요하며, 영상 디스플레이시 스크린에서 영상이 디스플레이되는 영역 전체가 불투명해진다는 문제점이 있고, Floating 타입의 경우, 포그를 통해 영상을 디스플레이하기 때문에 영상 화면이 울렁거리는 등의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 영상의 품질이 저하되는 것을 방지하는 동시에 영상에 포함된 특정 오브젝트가 디스플레이되는 영역만 불투명해지고, 그 외의 영역에 대해서는 투명을 유지하는 Floating 영상을 디스플레이하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 평상시에는 높은 투명도를 유지하고, 영상 디스플레이시에는 영상에 포함된 특정 오브젝트에 해당하는 영역만 불투명해져 영상을 표현할 수 있고, 그 외의 영역은 투명을 유지하는 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는, 적어도 하나의 오브젝트를 포함하는 영상을 투사하는 영상 투사부, 상기 투사된 영상을 디스플레이하는 스크린부, 및 상기 스크린부에서 상기 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하는 투명도 조절부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 오브젝트를 포함하는 영상을 투사하는 단계, 상기 투사된 영상을 스크린을 통해 디스플레이하는 단계, 및 상기 스크린에서 상기 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범수를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치가 도시된 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(100)는, 영상 투사부(110), 스크린부(120), 투명도 조절부(130), 동기화부(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 영상 투사부(110)는 영상을 투사하는 프로젝터(Projector) 등과 같은 장치인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 이때, 영상 투사부(110)에서 투사되는 영상은 적어도 하나의 오브젝트를 포함할 수 있으며, 소정 영상 프레임에서 오브젝트가 존재하지 않는 빈 영역에 대해서는 블랙(Black) 색상으로 영상을 투사하게 된다. 본 발명의 실시예에서 오브젝트는, 인물, 배경 및 사물 등으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스크린부(120)는 도 2와 같이, 액정(121), 제 1투명 전극(122), 제 2투명 전극(123), 도광판(124), 제 1기판(125), 및 제 2기판(126)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 액정(121)은 폴리머 확산 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal, 이하 'PDLC'라 함)이 사용된 경우를 예를 들어 설명하기로 하며, PDLC는 도 3과 같이 전계가 있을 경우에는 액정은 전계와 평행한 방향으로 배향되어 투명하게 되고, 도 4와 같이 전계가 없을 경우에는 액정의 배향 방향이 일정하지 않아 산란이 발생하게 되어 불투명하게 된다. 이러한 액정(121)의 투명도 조절은 후술할 투명도 조절부(130)에서 상세하게 살펴보기로 한다.
제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)은 액정(121)의 양측에 서로 교차되도록 위치하게 된다. 이때, 본 발명의 실시예에서 사용자가 영상을 시청하는 방향을 전면이라 하면, 제 1투명 전극(122)이 액정(121)의 전면에 가로 방향으로 위치하고, 제 2투명 전극(123)이 세로 방향으로 액정(121)의 배면에 세로 방향으로 위치하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 물론, 본 발명의 실시예에서는 제 1투명 전극(122)이 가로 방향, 제 2투명 전극(123)이 세로 방향으로 위치하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로, 이에 한정되지 않고 제 1투명 전극(122)과 제 2투명 전극(123)이 교차되는 조건하에서 위치하는 방향은 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1투명 전극 및 제 2투명 전극이 도시된 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)은 액정(121)을 기준으로 각각 전면 및 배면에 위치하게 된다.
또한, 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)은 적어도 하나로 구성될 수 있으며, 각 투명 전극의 폭은 해상도나 픽셀의 크기, 또는 다수의 픽셀을 포함하는 소정의 단위 영역에 따라 변경될 수 있다.
참고로, 전술한 도 5와 같은 액정(121), 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)의 구조를 수동 행렬 방식이라 한다. 일반적으로 투명 전극의 구동 방식은 능동 행렬 방식, 수동 행렬 방식, 세그먼트 방식 등으로 구분할 수 있다. 본 발명의 실시예서는 수동 행렬 방식을 사용한 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 한정되지 않고 디스플레이 환경 등에 따라 능동 행렬 방식이나 세크먼트 방식을 사용할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 스크린부(120)가 수동 행렬 방식인 경우, 전술한 도 5에서 제 1투명 전극(122)은 스캔 라인(Scan Line)이 될 수 있고, 제 2투명 전극(123)은 데이터 라인(Data Line)이 될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 제 1투명 전극(122)이 스캔 라인, 제 2투명 전극(123)이 데이터 라인인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 스크린부(120)는 도광판(124)을 포함할 수 있 는데, 이는 후술할 동기화부(140)에 의해 영상의 공간적 동기화를 영상 투사부(110)와 스크린부(120)를 일체화하기 위하여 사용될 수 있다.
이러한 도광판(124)은 도 6과 같이, 아크릴 등과 같은 플라스틱 계열 및 투과 유리 계열 등의 투명한 물질의 재질로 형성되어 영상 투사부(110)로부터 투사된 영상을 도광판(124) 일측에 위치하는 액정(121), 제 1투명 전극(122), 및 제 2투명 전극(123) 쪽으로 진행시키게 된다. 따라서, 도광판(124)에는 내부로 입사한 영상을 액정(121) 쪽으로 변환시키기 위하여 각종 패턴이 인쇄되어질 수 있다. 또한, 도광판(124)은 말단이 점점 가늘어지는 테이퍼(Taper) 형태를 가지게 되어 박형의 디스플레이 장치가 가능하게 된다. 그리고, 도광판(124)은 입사각/반사각을 이용하여 전송하는 방식을 사용하므로 투명도가 높은 유리나 아크릴 등을 사용할 수 있어서 투명 디스플레이 장치에 적합하며, 도광판(124)은 특성상 판의 표면에 저반사 코팅(Anti-Reflection Coating)을 해야 하는데, 이 표면 처리 또한 투과도가 95% 아싱으로 투명도를 유지하는데 있어 용이하다.
한편, 도광판(124)은 전술한 도 6 이외에도 도 7과 같이, 전자 제어 거울(Digital Mirror Device)(124a)를 사용하여 영상 투사부(110)에서 투사되는 영상을 하나의 수평 라인별로 전송할 수 있게 된다. 이러한 경우, 스캔 라인인 제 1투명 전극(122)과 전자 제어 거울(124a)과의 시간적 동기화가 필요하게 된다. 이러한 시간적 동기화는 후술할 동기화부(140)에서 상세하게 살펴보기로 한다.
또한, 제 1기판(125) 및 제 2기판(126)은 스크린부(120)의 양측 끝에 위치하게 되어 스크린부(120)가 외부의 충격 등으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있게 되며, 투명한 재질로 이루어지게 된다.
투명도 조절부(130)는, 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)에 가해지는 전압이 크기를 조절하여 스크린부(120)에서 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)이 교차하는 영역에 대한 투명도를 조절할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 액정(121)이 PDLC가 사용된 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123) 사이의 전위차가 기준치를 초과하는 경우 투명하게 되고, 그렇지 않은 경우 불투명하게 된다.
또한, 투사된 영상에서 오브젝트가 존재하지 않는 영역은 투명하게 유지해야하므로, 본 발명의 실시예에서는 도 8과 같이, 투명도 조절부(130)가 3가지의 상태, 즉 +V, -V, 0과 같은 상태를 사용하여 스크린부(120)의 투명도를 조절하게 된다.
이와 같이 3가지 상태를 사용하는 것은, 본 발명의 실시예에서 스크린부(120)은 수동 행렬 방식이 사용된 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 스캔 라인인 제 1투명 전극(122)은 순차적으로 전압이 가해지게 된다. 따라서, 현재 영상이 표시되는 라인 이외에는 항상 투명하게 유지되야 하므로 전압이 가해지지 않은 스캔 라인에 대해서는 0이 입력되는 것이다. 이는, 데이터 라인인 제 2투명 전극(123)에는 +V 또는 -V가 입력되기 때문에 항상 |V|를 유지하게 되어 투명하게 유지되는 것으로 이해될 수 있다. 이때, |V|>기준치인 관계를 가지는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 액정(121)은 PDLC인 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, PDLC의 특성상 동일한 전위차가 소정 시간 유지될 경우에는 PDLC의 특성이 변하게 되므로 전위의 변화를 주어야 한다. 예를 들어, 초기에 +V가 가해진 경우에는 소정 시간 경과 후 -V로 변화를 해주어야 PDLC의 특성이 변하는 것을 방지하여 투명 및 불투명이 상태에 변화가 발생되는 것을 방지하도록 하는 것이다. 따라서, 도 9와 같이, 7개의 스캔 라인이 존재하는 경우 전위가 변화되는 간격은 (주기)/(2*스캔라인의 수)에 의해 결정될 수 있으며, 각 스캔라인에 대한 전위는 변화는 도 9과 같이, 첫번째 스캔 라인에 초기에 +V가 가해진 경우, 전술한 (주기)/(2*스캔라인의 수)에 따라 다음에는 -V로 변화를 주는 것이다. 이후, 두번째 내지 일곱번째 스캔라인도 전술한 첫번째 스캔라인과 동일한 방법으로 전위가 변화될 수 있다.
이와 같은 투명도 조절부(130)는 도 10과 같이, 제 1투명 전극(122)과 제 2투명 전극(123), 즉 스캔 라인과 데이터 라인에 가하는 전압을 조절하여 제 1투명 전극(122)과 제 2투명 전극(123)이 겹치는 영역에 대한 투명도를 조절할 수 있게 된다. 구체적으로, 소정 스캔 라인에 +V가 가해지는 반주기 동안에는 데이터 라인에 +V가 가해지면 불투명, -V가 가해지면 투명이며, 스캔 라인에 -V가 가해지는 반주기 동안에는 데이터 라인에 +V가 가해지면 투명, -V가 가해지면 불투명해지는 것이다. 이때, 도 10에서 스캔 라인 및 데이터 라인은 7개인 경우를 경우의 일 예이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 3개의 스캔 라인과 4개의 데이터 라인에 따른 투명도 조절이 도시된 파형도이다.
도시된 바와 같이, 스캔 라인인 제 1투명 전극(122)과 데이터 라인인 제 2투명 전극(123)에 가해지는 전압의 전위차에 따라 스캔 라인과 데이터 라인이 겹치는 영역에서의 투명도가 조절될 수 있다. 이때, 스캔 라인에 가해지는 전압의 극성이 교대로 바뀌는 것은 PDLC의 특성상 소정 전압이 소정 시간 유지되는 경우 투명도가 변화되기 때문에 이를 방지하기 위함이며, 스캔 라인에 가해지는 전압의 극성이 바뀔 경우 동일한 투명도를 유지하기 위해서 데이터 라인에 가해지는 전압의 극성 또한 바뀌는 것을 알 수 있다.
동기화부(140)는 영상 투사부(110)와 투명도 조절부(130)의 시간적 동기화 및 공간적 동기화 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 이때, 시간적 동기화는 영상 투사부(110)에서 영상이 투사되는 시간과 투명도 조절부(130)가 스크린부(120)의 투명도를 조절하는 시간의 동기화를 의미하고, 공간적 동기화는 영상 투사부(110)에서 투사되는 영상에 포함된 오브젝트가 차지하는 영역과 투명도 조절부(130)가 스크린부(120)에서 투사되는 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 영역을 불투명으로 만드는 영역을 동기화하는 것으로 이해될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 영상 투사부(110)로 입력되는 영상 소스의 포맷이 R, G, B 데이터 이외에 투명도 데이터를 포함할 수 있다. 이는 투명도 조절부(130)에서 각 스캔 라인과 데이터 라인이 겹치는 영역에 대한 투명도를 조절하기 위한 데이터로 이해될 수 있으며, 소정 영상 프레임이 투사되는 시점에서의 각 스캔 라인과 데이터 라인에 가해지는 전압 데이터로 이해될 수 있다. 이러한 투명도 데이터는, 전술한 투명도 조절부(130)에서 투명도를 조절하는 것 이외에도 동기화 부(140)에서 영상 투사부(110)와 투명도 조절부(130) 사이에 동기화를 수행하기 위해서도 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 동작 방법이 도시된 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 동작 방법은, 먼저 영상 투사부(110)에서 입력된 영상 소스에 따른 영상을 투사하게 된다(S110). 이때, 입력되는 영상 소스에는 R, G, B 데이터 이외에 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)이 겹치는 영역에 대한 투명도 조절을 위한 투명도 데이터가 포함될 수 있다. 또한, 투명도 데이터는 투명도 조절부(130)가 투명도를 조절할 때 사용될 수 있다. 한편, 투사되는 영상은 오브젝트, 예를 들어 인물, 사물 및 배경 등에 대해서는 해당 컬러를 유지하게 되며, 오브젝트가 존재하지 않은 빈 영역은 블랙으로 투사하게 된다.
영상 투사부(110)에서 투사된 영상은 스크린부(120)에 도달하게 되고(S120), 이와 동시에 투명도 조절부(130)는 스크린부(120)에서 투사된 영상에 포함된 오브젝트에 따라 투명도를 조절하게 된다(S130).
구체적으로, 영상 투사부(110)에서 투사된 영상은 도광판(124)에 의해 액정(121), 제 1투명 전극(122), 및 제 2투명 전극(123) 쪽으로 안내될 수 있다. 이때, 도광판(124)에 의해 도달되는 영상은 프레임별로 도달될 수 있다. 한편, 도광판(124)에 전자 제어 거울(124a)를 사용한 경우에는 라인별로 영상이 스크린부(120)에 도달하기 때문에 동기화부(140)에 의해 시간적 동기화가 필요하게 된다.
투명도 조절부(130)는 스크린부(120)에서 투사된 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하여 투사된 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 상이 맺히도록 할 수 있다. 구체적으로, 투명도 조절부(120)는 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)에 가해지는 전압을 조절하여 양 투명 전극(122, 123) 사이의 전위차를 조절함으로써, 투명도를 조절할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 실시예에서 사용된 액정(121)은 PDLC이며, PDLC는 전위차가 기준치를 초과하는 경우 투명해지고, 그렇지 않은 경우 불투명해지는 특성을 가진다. 따라서, 투명도 조절부(130)는 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)이 서로 교차하는 영역의 전위차가 기준치를 초과하도록 하여 투명하도록 하거나 기준치 이하로 하여 불투명해지도록 한다.
이때, 투명도 조절부(130)는 투사된 영상에 포함된 오브젝트에 해당하는 영역을 불투명하게 되는데, 이는 불투명하게 되는 경우 빛의 산란이 발생하게 되어 투사된 영상의 오브젝트에 상이 맺히게 되는 것이다.
한편, 투명도 조절부(130)는 동기화부(140)에 의해 공간적 동기화부, 즉 투사된 영상에서 오브젝트가 차지하는 영역과 스크린부(120)에서 오브젝트의 상이 맺히는 영역 사이의 동기화가 수행되어 해당 영역의 투명도를 조절할 수 있다. 또한, 영상 투사부(110)로 입력되는 영상 소스는 R, G, B 데이터와 더불어 투명도 데이터가 포함되기 때문에, 투명도 조절부(130)는 입력된 영상 소스에 포함된 투명도 데이터에 근거하여 제 1투명 전극(122) 및 제 2투명 전극(123)이 교차되는 영역의 투명도를 조절할 수 있다.
투명도 조절부(130)에 의해 스크린부(120)에서 투사된 영상에 포함된 영상의 오브젝트에 해당하는 영역이 불투명해지게 되면, 빛의 산란이 발생하여 투사된 영상에 포함된 오브젝트의 상이 스크린부(120)에 맺히게 된다(S140).
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 투사부에서 투사되는 영상이 도시된 개략도이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 스크린부의 투명도가 도시된 개략도이다.
영상 투사부(110)에서 투사되는 영상은, 도 13과 같이 영상에 포함된 오브젝트(210)는 해당 컬러를 유지하게 되고, 오브젝트가 존재하지 않는 빈 영역(220)은 블랙을 가지게 된다. 물론, 오브젝트가 존재하지 않는 영역(220)을 블랙을 가지도록 하는 것은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
한편, 스크린부(120)에서 도 14와 같이 영상 투사부(110)에서 투사된 영상의 오브젝트에 해당하는 영역은 불투명해지고, 그 외의 영역은 투명해지게 된다. 이는 불투명하게 된 영역에서는 빛의 산란이 일어나 오브젝트이 상이 맺히도록 하기 위함이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 스크린부를 통해 디스플레이되는 영상이 도시된 개략도이다.
전술한 도 13및 도 14의 과정이후, 스크린부(120)는 도 15와 같이, 영상 투사부(110)에서 투사된 영상에 포함된 오브젝트(210)에 해당하는 오브젝트(250)가 디스플레이되고, 그 외의 영역(260)은 투명하게 유지되어 플로팅 영상(Floating Image)을 디스플레이할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 투명 디스플레이 장치 및 그 동작 방법에 따르면, 평상시에는 높은 투명도를 유지하고, 영상 디스플레이시에는 영상에 포함된 특정 오브젝트에 해당하는 영역만 불투명해지고, 그 외의 영역은 투명을 유지하도록 하여 주변 환경과 대형 디스플레이 장치간의 부조화를 해소하고, 플로팅 영상을 표현하여 사용자에게 영상의 몰입감을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 적어도 하나의 소정 컬러를 가지는 오브젝트를 포함하는 영상을 투사하는 영상 투사부;
    상기 투사된 영상을 디스플레이하는 스크린부; 및
    상기 스크린부에서 상기 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하는 투명도 조절부를 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크린부는, 액정; 및
    상기 액정의 양측에 위치하는 제 1투명 전극 및 제 2투명 전극을 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정은, 폴리머 확산 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)인 투명 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1투명 전극 및 상기 제 2투명 전극은, 서로 교차되도록 위치하는 투명 디스플레이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명도 조절부는, 상기 제 1투명 전극 및 상기 제 2투명 전극 사이의 전위차를 조절하여 상기 투명도를 조절하는 투명 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스크린부는, 상기 전위차가 기준치를 초과하는 경우 투명해지고, 그렇지 않은 경우 불투명해지는 투명 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크린부는, 상기 투사된 영상을 상기 스크린부로 안내하는 도광판을 더 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도광판은, 상기 투사된 영상이 상기 도광판 일면에 안착되는 상기 액정, 상기 제 1투명 전극 및 상기 제 2투명 전극 쪽으로 진행되도록 하는 투명 디스플레이 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도광판은, 상기 투사된 영상을 라인별로 순차적으로 전달하기 위한 전자 제어 거울을 더 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 투사부와 상기 투명도 조절부 간의 동기화를 위한 동기화부를 더 포함하는 투명 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 동기화부는, 상기 영상의 투사와 상기 스크린부의 투명도 조절에 대한 시간적 동기화 및 상기 영상에 포함된 오브젝트와 상기 스크린부에서 투명도가 조절되는 영역의 공간적 동기화 중 적어도 하나를 수행하는 투명 디스플레이 장치.
  12. 적어도 하나의 소정 컬러를 가지는 오브젝트를 포함하는 영상을 투사하는 단계;
    상기 투사된 영상을 스크린을 통해 디스플레이하는 단계; 및
    상기 스크린에서 상기 오브젝트에 해당하는 영역의 투명도를 조절하는 단계를 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스크린은, 액정; 및
    상기 액정의 양측에 위치하는 제 1투명 전극 및 제 2투명 전극을 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 액정은, 폴리머 확산 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal)인 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1투명 전극 및 상기 제 2투명 전극은, 서로 교차되도록 위치하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 투명도를 조절하는 단계는, 상기 제 1투명 전극 및 상기 제 2투명 전극 사이의 전위차를 조절하여 상기 투명도를 조절하는 단계를 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 스크린은, 상기 전위차가 기준치를 초과하는 경우 투명해지고, 그렇지 않은 경우 불투명해지는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 투사된 영상을 스크린을 통해 디스플레이하는 단계는, 도광판을 통해 상기 투사된 영상을 상기 스크린으로 안내하는 단계를 더 포함하는 투명 디스플레 이 장치의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 도광판은, 상기 투사된 영상이 상기 도광판 일면에 안착되는 상기 스크린으로 진행되도록 하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 도광판은, 상기 투사된 영상을 라인별로 순차적으로 전달하기 위한 전자 제어 거울을 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 투사하는 기기와 상기 투명도를 조절하는 기기 간의 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 동기화를 수행하는 단계는, 상기 영상의 투사와 상기 스크린의 투명도 조절에 대한 시간적 동기화 및 상기 영상에 포함된 오브젝트와 상기 스크린에서 투명도가 조절되는 영역의 공간적 동기화 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함하는 투명 디스플레이 장치의 동작 방법.
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