KR101725044B1 - 촬영이 가능한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 제공된다. 디스플레이 장치는 물체에 반사되어 디스플레이 패널을 통과한 제1 광을 센싱하는 센서 패널과, 상기 디스플레이 패널로의 광 조사와 연관된 백라이트 유닛에 대한 전원을, 상기 디스플레이 패널에서의 상기 제1 광에 대한 통과 여부에 따라 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

촬영이 가능한 디스플레이 장치{IMAGING DISPLAY APPARATUS}
광을 센싱하는 센서부 및 광을 통과시키는 개구부로 구성된 센서 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관련된 것이다.
디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 센서 패널 및 백라이트 유닛을 포함하고, 영상 데이터를 획득하는 촬영 모드 또는 영상 데이터를 표시하는 표시 모드로 동작할 수 있다.
이때, 디스플레이 장치는 촬영 모드로 동작할 경우, 디스플레이 패널과 센서 패널 사이에 확산판을 삽입하면, 물체에 반사되어 디스플레이 패널을 통과한 광이 확산판에 의해 차단되어, 센서 패널이 광을 정확히 센싱할 수 없다. 또한, 디스플레이 장치는 표시 모드로 동작할 경우, 백라이트 유닛에서 디스플레이 패널로 조사하는 광을 센서 패널이 차단시켜, 영상 데이터를 제대로 표시할 수 없다.
따라서, 물체에 대한 광을 정확히 센싱하여 영상을 획득하고, 백라이트 유닛에서 조사하는 광을 디스플레이 패널로 여과없이 전달하여, 영상을 선명하게 표시할 수 있는 디스플레이 장치가 필요하다.
물체에 반사되어 디스플레이 패널을 통과한 제1 광을 센싱하는 센서 패널과, 상기 디스플레이 패널로의 광 조사와 연관된 백라이트 유닛에 대한 전원을, 상기 디스플레이 패널에서의 상기 제1 광에 대한 통과 여부에 따라 제어하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 센서 패널은 상기 제1 광을 센싱하는 센서부와, 상기 백라이트 유닛에서 상기 디스플레이 패널로 조사하는 제2 광을 통과시키는 개구부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 1)상기 디스플레이 패널이 표시 모드인 경우, 상기 백라이트 유닛의 전원을 온(on)시켜 상기 백라이트 유닛에서 상기 디스플레이 패널로 제2 광이 조사되도록 하고, 2)상기 디스플레이 패널이 촬영 모드인 경우, 상기 백라이트 유닛의 전원을 오프(off)시켜 상기 제2 광이 조사되지 않도록 할 수 있다.
촬영 모드의 상기 디스플레이 패널은 제1 픽셀을 불투명(opaque)하게 하고, 상기 제1 픽셀과 구별되는 제2 픽셀을 투명(transparent)하게 하여, 상기 제1 광을 통과시키기 위한 패턴을 형성할 수 있다.
디스플레이 패널을 통과한 광을 센싱하는 센서부 및 백라이트 유닛에서 디스플레이 패널로 조사하는 광을 통과시키는 개구부를 포함하는 센서 패널을 이용하여, 센싱한 광을 통해 영상 데이터를 용이하게 획득하면서, 백라이트 유닛에서 조사된 광이 센서 패널에 의해 차단되지 않고, 디스플레이 패널로 최대한 전달되도록 함으로써, 디스플레이 패널에 영상 데이터를 선명하게 표시할 수 있다.
핀홀(Pinhole) 카메라에 적용되어, 선정된 거리 이내에 존재하는 물체의 형상, 움직임 등을 용이하게 획득하여 표시할 수 있게 한다.
또한, 화상 통화를 지원하는 단말에 적용되는 경우, 디스플레이 장치에서 촬영 모드 및 표시 모드를 교대로 지원하여, 영상을 표시하는 구성과 영상을 촬영하는 구성을 함께 위치시킴으로써, 화상 통화를 실행하는 동안 사용자가 상대방과의 시점을 일치시킬 수 있게 한다.
도 1은 디스플레이 장치의 구성 예를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6c 및 도 7은 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 패널의 패턴 형성에 대한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 패널의 패턴 형성에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 디스플레이 장치가 적용된 핀홀 카메라에서의 물체에 대한 영상 데이터를 획득하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 디스플레이 장치의 구성 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(103), 센서 패널(107), 백라이트 유닛(113) 및 제어부(115)를 포함한다.
디스플레이 패널(103)은 예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 패널일 수 있고, 센서 패널(107)의 상부에 위치하여, 영상 데이터를 획득하는 촬영 모드(Imaging Mode) 또는 영상 데이터를 표시하는 표시 모드(Display Mode)로 동작할 수 있다.
여기서, 디스플레이 패널(103)은 제어부(115)에 의해 선정된 기준에 따라, 촬영 모드 또는 표시 모드로 동작할 수 있다. 예컨대, 전체 120Hz로 동작하는 경우, 디스플레이 패널(103)은 60Hz 동안 촬영 모드로, 60Hz 동안 표시 모드로 번갈아가면서 동작할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(103)은 촬영 모드인 경우, 물체에 반사된 제1 광을 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(103)은 제1 픽셀(또는, 서브 픽셀)을 불투명(opaque)하게 하고, 제1 픽셀과 구별되는 제2 픽셀(또는, 서브 픽셀)을 투명(transparent)하게 하여, 제1 광을 통과시키기 위한 패턴 예컨대, 원형의 홀(hole, 105)을 포함하는 패턴을 형성하며, 홀(105)을 통해 제1 광을 통과시킬 수 있다. 이때, 홀(105)은 투명하게 하는 제2 픽셀에 대응할 수 있다.
이때, 디스플레이 패널(103)은 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(103)은 제1, 2 픽셀을 조합하여, 원형의 홀, 다각형의 홀, 또는 무라(MURA: Modified Uniformly Redundant Array) 중 적어도 하나를 포함하는 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 홀은 광을 차단하지 않고, 통과시킬 수 있는 광학적 의미로서의 홀을 의미한다.
여기서, 디스플레이 패널(103)은 상기 형성된 패턴을 통과할 상기 제1 광의 개수를 고려하여 반복하여 구성할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(103)은 2개의 제1 광을 통과시키고자 하는 경우, 2개의 패턴을 포함하도록 형성할 수 있고, 4개의 제1 광을 통과시키고자 하는 경우, 4개의 패턴을 포함하도록 형성할 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(103)은 불투명하게 하는 제1 픽셀의 수, 투명하게 하는 제2 픽셀의 수, 불투명하게 하는 제1 픽셀의 위치, 또는 투명하게 하는 제2 픽셀의 위치 중 적어도 하나를 변경하여, 다양한 형태의 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(103)은 복수 개의 패턴을 형성할 수 있고, 선정된 주기에 따라, 패턴의 수 또는 패턴의 위치를 변경할 수도 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(103)은 복수 개의 패턴을 수평 또는 수직 방향으로 형성할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(103)은 표시 모드인 경우, 백라이트 유닛(Backlight Unit, 113)에서 조사하는 제2 광을 이용하여, 영상 데이터를 선명하게 표시할 수 있다.
센서 패널(107)은 디스플레이 패널(103)의 하부에 위치하고, 물체에 반사되어 디스플레이 패널(103)을 통과한 제1 광을 센싱 함으로써, 영상 데이터를 획득할 수 있다.
구체적으로, 센서 패널(107)은 광을 센싱하는 센서부(109) 및 광을 통과시키는 개구부(111)를 포함할 수 있다. 이때, 센서 패널(107)은 센서부(109) 및 개구부(111)를 격자무늬 형태로 구성하거나, 또는 센서부(109) 및 개구부(111)를 반복패턴 형태로 구성할 수 있다.
센서부(109)는 한 개 이상의 센서로 구성되고, 물체에 반사되어 디스플레이 패널(103)을 통과한 제1 광을 센싱할 수 있다. 센서부(109)는 디스플레이 패널(103)의 홀(105)을 통과한 제1 광을 센싱하되, 홀이 복수 개인 경우, 복수 개의 홀을 통과한 제1 광을 센싱할 수 있다.
이때, 센서부(109)는 패턴에 포함되는 홀(105)이 픽셀 단위(R, G, B를 포함)로 형성되는 경우, 홀(105)을 통과한 광을 센싱하여, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다. 반면, 센서부(109)는 패턴에 포함되는 홀(105)이 서브픽셀 단위로 형성되는 경우, 적색(Red)의 서브픽셀로 형성되는 홀(105), 녹색(Green)의 서브픽셀로 형성되는 홀(105), 청색(Blue)으로 형성된 홀(105)이 순차적으로 형성됨에 따라, 각 홀(105)을 통과한 광을 센싱하여, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 센서부(109)는 칼라필터로 구성되어, 칼라필터의 색상에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 센서부(109)는 제1 센서부 및 제2 센서부를 포함하되, 상기 제1, 2 센서부 각각은 상이한 색상의 단일 칼라필터로 구성되거나, 또는 상기 제1 센서부 및 제2 센서부는 상이한 색상의 칼라필터를 복수 개 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 센서부(109)는 적색(Red)의 칼라필터로 구성되는 경우, 홀(105)을 통과한 광을 센싱하여, 적색(Red)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있고, 청색(Blue)의 칼라필터로 구성되는 경우, 홀(105)을 통과한 광을 센싱하여, 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다.
개구부(111)는 백라이트 유닛(113)이 센서 패널(107)의 하부에 위치하는 경우, 백라이트 유닛(113)에서 디스플레이 패널(103)로 조사하는 제2 광을 통과시킬 수 있다. 여기서, 개구부(111)는 디스플레이 패널(103)의 홀(105)과 마찬가지로, 광을 차단하지 않고, 통과시킬 수 있는 광학적 의미로서의 홀을 의미한다.
따라서, 개구부(111)는 백라이트 유닛(113)이 센서 패널(107)의 하부에 위치하는 경우에도, 백라이트 유닛(113)에서 디스플레이 패널(103)로 조사하는 제2 광이 센서 패널(107)에 의해 차단되지 않고, 디스플레이 패널(103)로 최대한 전달되도록 함으로써, 디스플레이 패널(103)이 영상 데이터를 선명하게 표시할 수 있게 한다.
또한, 센서 패널(107)은 다른 실시예로서, 개구부(111)에 백라이트 유닛(113)에서 조사한 제2 광을 확산시켜, 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지하는 확산판(Diffuser)을 더 포함하거나, 또는 개구부(111)에 백라이트 유닛(113)을 위치시킬 수 있다.
디스플레이 장치(101)는 디스플레이 패널(103)과 센서 패널(107) 사이에 선택적으로 확산판(Diffuser)을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 센서 패널(107)의 개구부(111)에 확산판을 위치시킴으로써, 센서 패널(107)의 센서부(109)에서 센싱하는 제1 광이 확산판에 의해 차단되는 것을 방지할 수 있다.
백라이트 유닛(113)은 센서 패널(107)의 하부에 위치하여, 센서 패널(107)의 상부에 위치하는 디스플레이 패널(103)로 제2 광을 조사할 수 있다. 이때, 제2 광은 센서 패널(107)의 개구부(111)를 통과하여, 디스플레이 패널(103)로 전달될 수 있다.
또한, 백라이트 유닛(113)은 센서 패널(107)의 개구부(111)에 위치하여, 센서 패널(107)의 상부에 위치하는 디스플레이 패널(103)로 제2 광을 조사할 수도 있다.
제어부(115)는 디스플레이 패널(103)에 대한 모드를, 선정된 기준에 따라 촬영 모드 또는 표시 모드로 변경 함으로써, 영상 데이터의 획득과 함께, 영상 데이터를 표시하도록 한다.
제어부(115)는 디스플레이 패널(103)이 촬영 모드가 되도록 제어하는 경우, 디스플레이 패널(103)과 센서 패널(107)과의 거리, 또는 센서 패널(107)의 크기를 고려하여, 물체에 반사된 제1 광을 통과시키는 디스플레이 패널(103)에 형성되는 패턴의 크기를 조절할 수 있다.
또한, 제어부(115)는 디스플레이 패널(103)로의 광 조사와 연관된 백라이트 유닛(113)에 대한 전원을, 디스플레이 패널(103)의 모드에 따라, 제어하여 백라이트 유닛(113)에서 조사하는 광을 조절할 수 있다.
구체적으로, 제어부(115)는 디스플레이 패널(103)이 촬영 모드인 경우, 백라이트 유닛(113)의 전원을 오프(off)시켜, 백라이트 유닛(113)에서 디스플레이 패널(103)로 제2 광이 조사되지 않도록 한다. 또한, 제어부(115)는 디스플레이 패널(103)이 표시 모드인 경우, 백라이트 유닛(113)의 전원을 온(on)시켜, 디스플레이 패널(103)로 제2 광이 조사되도록 한다.
한편, 제어부(115)는 센서 영상 복원부에 의해, 디스플레이 패널(103)의 센서부(109)를 통해 제1 광을 센싱하여 획득한 영상 데이터를 보간하여, 개구부(111)로 인해 손실된 영상 데이터를 복원하도록 할 수 있다. 이에, 제어부(115)는 물체를 보다 잘 나타내는 영상 데이터를 획득할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 센서 패널(201)은 광을 센싱하는 센서부(203) 및 광을 통과시키는 개구부(205)를 포함할 수 있다. 여기서, 센서 패널(201)은 센서부(203) 및 개구부(205)를 격자무늬 형태로 구성하거나, 또는 센서부(203) 및 개구부(205)를 반복패턴 형태로 구성 함으로써, 센서부(203) 및 개구부(205)를 균일하게 분산시킬 수 있다.
이에, 센서 패널(201)은 센서부(203) 및 개구부(205)를 분산시켜 구성 함으로써, 물체에 반사된 제1 광을 균일하게 획득할 수 있고, 백라이트 유닛에서 조사한 제2 광을 디스플레이 패널로 균일하게 전달시킬 수 있다.
한편, 센서 패널(201)은 디스플레이 패널의 패턴에 포함되는 홀이 픽셀 단위(R, G, B를 포함)로 형성되는 경우, 홀(211)을 통과한 광을 센싱하여, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 센서 패널(201)은 디스플레이 패널의 패턴에 포함되는 홀이 서브픽셀 단위로 형성되는 경우, 적색(Red)의 서브픽셀로 형성되는 홀(213), 녹색(Green)의 서브픽셀로 형성되는 홀(215), 청색(Blue)으로 형성된 홀(217)이 순차적으로 형성됨에 따라, 각 홀(213, 215, 217)을 통과한 광을 센싱하여, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 센서 패널(201)은 도 2a에 도시된 형태에 한정되지 않고, 예컨대, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광을 센싱하는 센서부 및 광을 통과시키는 개구부를 다양한 형태로 구성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 센서 패널은 센서부를 칼라필터로 구성 함으로써, 디스플레이 패널의 패턴을 통과한 광을 센싱하여, 칼라필터의 색상에 해당하는 영상 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 센서 패널은 제1 센서부 및 제2 센서부를 포함하되, 상기 제1, 2 센서부 각각은 상이한 색상의 단일 칼라필터로 구성되거나, 또는 상기 제1 센서부 및 제2 센서부는 상이한 색상의 칼라필터를 복수 개 포함하여 구성될 수 있다.
예컨대, 센서 패널(301)은 제1 센서부(303)를 적색(Red)의 단일 칼라필터로 구성하고, 제2 센서부(305)를 청색(Blue)의 단일 칼라필터로 구성하거나, 또는 센서 패널(307)은 제1 센서부(309) 및 제2 센서부(311)를 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 칼라필터를 복수 개 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 센서 패널은 도 3a에 도시된 형태에 한정되지 않고, 예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 칼라필터를 다양한 형태로 구성할 수 있다.
도 4는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 센서 패널(401)은 광을 센싱하는 센서부(403) 및 디스플레이 패널(407)로 광을 조사하는 백라이트 유닛(405)을 포함할 수 있다. 센서 패널(401)은 일실시예와 마찬가지로, 센서부(403) 및 백라이트 유닛(405)을 격자무늬 형태로 구성하거나, 또는 센서부(403) 및 백라이트 유닛(405)을 반복패턴 형태로 구성 함으로써, 센서부(403) 및 백라이트 유닛(405)을 균일하게 분산시킬 수 있다.
이에, 센서 패널(401)은 센서부(403) 및 백라이트 유닛(405)을 분산시켜 구성 함으로써, 물체에 반사된 제1 광을 균일하게 획득할 수 있고, 백라이트 유닛(405)에서 조사한 제2 광을 디스플레이 패널(407)로 균일하게 전달시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 센서 패널(401)이 백라이트 유닛(405)을 포함하여, 백라이트 유닛(405)에서 조사되는 광이, 센서 패널을 통해 디스플레이 패널로 조사되는 것이 아니라, 디스플레이 패널(407)로 직접 조사 함으로써, 광조사의 효율을 높일 수 있다.
또한, 센서 패널(401)이 백라이트 유닛(405)을 포함하여, 일체형으로 형성됨에 따라, 센서 패널의 하부에 위치하는 백라이트 유닛의 부피를 줄일 수 있어, 센서 패널(401)을 이용한 디스플레이 장치(409)의 경량화 또는 박형화를 가능하게 한다.
도 5는 디스플레이 장치에 포함되는 센서 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 센서 패널(501)은 광을 센싱하는 센서부(503) 및 백라이트 유닛(509)에서 조사한 광을 확산시키는 확산판(505)을 포함한다. 센서 패널(501)은 일실시예와 마찬가지로, 센서부(503) 및 확산판(505)을 격자무늬 형태로 구성하거나, 또는 센서부(503) 및 확산판(505)을 반복패턴 형태로 구성 함으로써, 센서부(503) 및 확산판(505)을 균일하게 분산시킬 수 있다.
센서 패널(501)은 센서부(503) 및 확산판(505)을 분산시켜 구성 함으로써, 물체에 반사된 제1 광을 균일하게 획득할 수 있고, 백라이트 유닛(509)에서 조사한 제2 광을 디스플레이 패널(507)로 균일하게 전달시킬 수 있다.
또한, 일반적인 디스플레이 장치는 디스플레이 패널과 센서 패널 사이에 확산판을 포함하여, 센서 패널이 확산판에 의해 일부 차단된 광을 센싱하는 반면, 확산판(505)을 포함하는 센서 패널(501)을 이용한 디스플레이 장치(511)는 디스플레이 패널(507)을 통과한 광을 센서 패널(501)에서, 직접적으로 센싱 함으로써, 물체에 대한 정확한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
도 6a 내지 6c 및 도 7은 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 패널의 패턴 형성에 대한 일실시예를 도시한 도면이다.
도 6a을 참조하면, 디스플레이 패널(601)은 제1 픽셀을 불투명(opaque)하게 하고, 제1 픽셀과 구별되는 제2 픽셀(또는, 서브 픽셀)을 투명(transparent)하게 하여 패턴(603)을 형성하며, 패턴(603)에 포함되는 홀을 형성하며, 홀을 통해 물체에 반사된 광을 통과시킬 수 있다.
여기서, 디스플레이 패널(601)은 원형의 홀을 포함하는 패턴을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 예컨대, 다각형의 홀을 포함하는 패턴(605), 무라(MURA)를 포함하는 패턴(607)을 형성할 수도 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널은 도 6b에 도시된 바와 같이, (ⅰ)11x11의 홀 패턴, (ⅱ)17x17의 홀 패턴, (ⅲ)23x23의 홀 패턴에 기초하여 형성되거나, 또는 도 6c에 도시된 바와 같이, (ⅰ)11x11의 무라(MURA) 패턴, (ⅱ)17x17의 무라(MURA) 패턴, (ⅲ)23x23의 무라(MURA) 패턴에 기초하여 형성될 수 있다.
또한, 디스플레이 패널(601)는 도 7에 도시된 바와 같이, 복수 개의 패턴을 형성하여, 복수 개의 패턴을 통해 물체에 반사된 광을 통과시킬 수 있다.
도 8 내지 도 10은 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 패널의 패턴 형성에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다. 여기서, 디스플레이 패널은 복수 개의 패턴을 형성할 수 있고, 선정된 주기에 따라, 불투명하게 하는 제1 픽셀의 수, 투명하게 하는 제2 픽셀의 수, 불투명하게 하는 제1 픽셀의 위치, 또는 투명하게 하는 제2 픽셀의 위치 중 적어도 하나를 변경하여, 패턴의 수 또는 패턴의 위치를 조절할 수 있다.
도 8을 참조하면, 디스플레이 패널은 복수 개의 패턴을 제1 열(801)에 형성하고, 선정된 주기에 따라 제2 열 내지 제4 열(803, 805, 807)에 순차적으로, 복수 개의 패턴을 형성 함으로써, 수평 방향으로 복수 개의 패턴을 이동시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 패널은 복수 개의 패턴을 제1 행(901)에 형성하고, 선정된 주기에 따라 제2 행 및 제3 행(903, 905)에 순차적으로, 복수 개의 패턴을 형성 함으로써, 수직 방향으로 복수 개의 패턴을 이동시킬 수 있다.
또한, 디스플레이 패널은 도 10에 도시된 바와 같이, 복수 개의 패턴을 형성하고, 인터리브 방식으로 패턴의 위치를 변경할 수 있다.
도 11은 디스플레이 장치가 적용된 핀홀 카메라에서의 물체에 대한 영상 데이터를 획득하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 핀홀 카메라는 렌즈 대신 핀홀(pinhole)을 사용하여 센서판에 영상을 형성하는 카메라이다. 이에, 상기 디스플레이 장치가 적용된 핀홀 카메라는 디스플레이 장치의 디스플레이 패널의 패턴을 핀홀로서 사용할 수 있으며, 센서 패널을 센서판으로 이용할 수 있다. 이때, 디스플레이 패널에 복수 개의 패턴이 형성되는 경우, 여러 개의 카메라를 이용하는 효과를 제공할 수 있다.
여기서, 핀홀의 크기에 따라, 두 가지 종류의 블러(blur)가 발생한다. 예컨대, 핀홀의 개구(aperture) 사이즈가 큰 경우, 기하학적 효과에 의한 블러가 주로 발생하고, 개구 사이즈가 작은 경우, 회절 효과에 의한 블러가 발생할 수 있다.
기학학적 효과에 의한 블러(
Figure 112010034024110-pat00001
)는 [수학식 1]에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112010034024110-pat00002
여기서,
Figure 112010034024110-pat00003
는 물체와 핀홀 간의 거리,
Figure 112010034024110-pat00004
는 개구 사이즈,
Figure 112010034024110-pat00005
는 핀홀과 센서판 간의 거리를 의미할 수 있다.
회절효과에 의한 blur(
Figure 112010034024110-pat00006
)는 빛의 파장(
Figure 112010034024110-pat00007
)에 대해 [수학식 2]로 나타낼 수 있다.
Figure 112010034024110-pat00008
여기서,
Figure 112010034024110-pat00009
는 핀홀과 센서판 간의 거리를 의미할 수 있다.
최종적인 블러의 크기(
Figure 112010034024110-pat00010
)는 두 개의 효과의 합으로서, [수학식 3]에 의해 나타낼 수 있다.
Figure 112010034024110-pat00011
이때, 핀홀 카메라는 개구 사이즈(
Figure 112010034024110-pat00012
), 핀홀 및 센서판 간의 거리(
Figure 112010034024110-pat00013
)가 정해지면, 블러의 크기(
Figure 112010034024110-pat00014
)를 구하고, [수학식 4]를 이용하여, 물체와 핀홀 간의 거리(
Figure 112010034024110-pat00015
)를 구할 수 있다.
Figure 112010034024110-pat00016
이후, 핀홀 카메라는 물체와 핀홀 간의 거리(
Figure 112010034024110-pat00017
)에 따른 역임펄스 응답(Impulse Response)을 계산하고, 센서판에서 획득한 블러된 영상 데이터에 대해 역임펄스 응답을 이용하여, [수학식 5]와 같이 디콘볼루션(Deconvolution)을 수행 함으로써, 거리를 고려한 영상 데이터를 복원할 수 있다.
Figure 112010034024110-pat00018
여기서,
Figure 112010034024110-pat00019
는 복원된 영상 데이터를 의미하고,
Figure 112010034024110-pat00020
는 블러된 영상 데이터를 의미하고,
Figure 112010034024110-pat00021
는 역임펄스 응답을 의미할 수 있다.
핀홀 카메라는 상기 디스플레이 장치를 이용하여, 물체와의 거리를 고려한 영상 데이터를 보다 정확하게 획득할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101: 디스플레이 장치
103: 디스플레이 패널
107: 센서 패널
113: 백라이트 유닛
115: 제어부

Claims (13)

  1. 촬영 모드로 동작하는 경우, 불투명(opaque)의 제1 픽셀과, 투명(transparent)의 제2 픽셀을 조합하여, 물체에 반사되는 제1 광을 통과시키기 위한 패턴을 형성하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부에 위치하여, 상기 패턴을 통과하는 상기 제1 광을 센싱하는 센서 패널;
    상기 센서 패널의 하부에 위치하여, 상기 디스플레이 패널로, 제2 광을 조사하는 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛에 대한 전원을, 상기 디스플레이 패널에서의 상기 제1 광에 대한 통과 여부에 따라 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 센서 패널은,
    상기 디스플레이 패널에서의 패턴이 픽셀과 연관되면, 상기 패턴을 통과한 제1 광으로부터 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 해당하는 영상 데이터를 획득하고,
    상기 디스플레이 패널에서의 패턴이 서브픽셀과 연관되면, 적색의 서브픽셀과 연관되는 패턴, 녹색의 서브픽셀과 연관되는 패턴, 및 청색의 서브픽셀과 연관되는 패턴을 순차적으로 통과한 제1 광 각각으로부터 적색, 녹색, 청색에 해당하는 영상 데이터를 획득하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 패턴을 통과하는 상기 제1 광을 센싱하는 센서부; 및
    상기 디스플레이 패널로의 상기 제2 광을 통과시키는 개구부
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 개구부에, 상기 제2 광을 확산시키는 확산판
    을 더 포함하거나, 또는
    상기 개구부에, 상기 백라이트 유닛을 위치시키는, 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 센서부 및 상기 개구부를 격자무늬 형태로 구성하거나, 또는 상기 센서부 및 상기 개구부를 반복패턴 형태로 구성하는, 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    제1 센서부 및 제2 센서부를 포함하되,
    상기 제1, 2 센서부 각각은 상이한 색상의 단일 칼라필터로 구성되거나, 또는
    상기 제1 센서부 및 제2 센서부는 상이한 색상의 칼라필터를 복수 개 포함하여 구성되는, 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    센서 영상 복원부에 의해, 상기 제1 광을 센싱하여 획득한 영상 데이터를 보간하여, 상기 개구부로 인해 손실된 영상 데이터를 복원하도록 하는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    1)상기 디스플레이 패널이 표시 모드인 경우, 상기 백라이트 유닛의 전원을 온(on)시켜 상기 백라이트 유닛에서 상기 디스플레이 패널로 제2 광이 조사되도록 하고,
    2)상기 디스플레이 패널이 촬영 모드인 경우, 상기 백라이트 유닛의 전원을 오프(off)시켜 상기 제2 광이 조사되지 않도록 하는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 패널에 대한 모드를, 선정된 기준에 따라 촬영 모드 또는 표시 모드로 변경하는, 디스플레이 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 제1 픽셀의 수, 상기 제2 픽셀의 수, 상기 제1 픽셀의 위치, 또는 상기 제2 픽셀의 위치 중 적어도 하나를 변경하여, 상기 패턴을 형성하는, 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 제1, 2 픽셀을 조합하여, 원형의 홀, 다각형의 홀, 또는 무라(MURA: Modified Uniformly Redundant Array) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 패턴을 형성하는, 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    상기 형성된 패턴을 반복하여 구성하는, 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 패널과 상기 센서 패널과의 거리, 또는 상기 센서 패널의 크기를 고려하여, 상기 패턴의 크기를 조절하도록 하는, 디스플레이 장치.
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