KR101781533B1 - 영상 촬영 장치 및 이의 영상 촬영 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 촬영 장치 및 이의 영상 촬영 방법을 개시한다.
본 발명의 영상 촬영 장치는 투명 디스플레이 패널과, 상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하고, 상기 투명 디스플레이 패널이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 셔터 타임을 동기화하여 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 카메라를 포함하여, 빛 샘 이미지에 의한 간섭이 제거된 깨끗한 영상을 획득할 수 있다.

Description

영상 촬영 장치 및 이의 영상 촬영 방법{Image capture apparatus and photographing method using the apparatus}
본 발명은 영상 촬영 장치 및 이를 이용한 영상 촬영 방법에 관한 것이다.
영상 촬영 장치는 동영상 및 정지영상을 획득함으로써, 획득된 영상을 다양하게 활용될 수 있도록 한다. 영상 촬영 장치의 이미지 센서는 일측에 고정 위치하고, 상기 이미지 센서를 통해 얻는 영상은 디스플레이 패널에 표시된다.
종래에는 영상 촬영 장치가 투명 디스플레이를 통해 보이는 피사체의 동영상 또는 정지영상을 촬영하는 경우, 투명한 디스플레이 패널의 배면에서 관측되는 빛 샘 이미지 간섭이 발생한다. 이로 인해 깨끗한 영상의 획득이 불가능하다.
본 발명은 빛 샘 이미지에 의한 간섭이 제거된 영상을 촬영할 수 있는 영상 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는, 투명 디스플레이 패널; 및 상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하고, 상기 투명 디스플레이 패널이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 셔터 타임을 동기화하여 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 카메라;를 포함할 수 있다.
상기 영상 촬영 장치는 상기 셔터 타임을 상기 블랙 이미지 디스플레이 기간에 동기화시키는 제어 신호를 상기 카메라로 전송하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 셔터 타임은 상기 블랙 이미지 디스플레이 기간 이하인 것이 바람직하다.
상기 블랙 이미지 디스플레이 기간은, 상기 투명 디스플레이 패널 전체가 투과 상태인 기간이다.
상기 카메라는 상기 투명 디스플레이 패널의 영상 출력 프레임율 이하로 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.
상기 구동부가, 한 프레임 동안, 모든 화소에 데이터 신호가 인가되는 동안 전 영역이 비발광 상태가 되는 제1기간과, 모든 화소에 데이터 신호가 인가된 후 전 영역이 발광 상태가 되는 제2기간으로 구동하도록, 상기 투명 디스플레이 패널을 제어하는 경우, 상기 카메라는 상기 제1기간에 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.
상기 구동부가, 한 프레임 동안, 화소에 데이터 신호가 인가되면 순차적으로 발광하는 제1기간과, 전 영역이 비발광 상태가 되는 제2기간으로 구동하도록, 상기 투명 디스플레이 패널을 제어하는 경우, 상기 카메라는 상기 제2기간에 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.
상기 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널을 포함한다.
상기 투명 디스플레이 패널의 배면과 상기 카메라까지의 공간은 암실로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치는, 투명 디스플레이 패널; 및 상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하고, 상기 투명 디스플레이 패널이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 영상 획득 타임을 동기화하여 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 이미지 센서;를 포함할 수 있다.
상기 영상 촬영 장치의 영상 획득 타임은 카메라의 셔터 타임에 대응할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법은, 투명 디스플레이 패널의 구동 모드를 판단하는 단계와, 상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하는 카메라가, 상기 구동 모드에 따라 상기 투명 디스플레이 패널이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 동기화된 셔터 타임에서 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 모드를 판단하는 단계는, 한 프레임 동안 상기 투명 디스플레이 패널이, 모든 화소에 데이터 신호가 인가되는 동안 전 영역이 비발광 상태가 되는 제1기간과, 모든 화소에 데이터 신호가 인가된 후 전 영역이 발광 상태가 되는 제2기간으로 구분되는 동시 발광 구동하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 디스플레이 패널이 상기 동시 발광 구동하는 경우, 상기 영상 촬영 단계는, 상기 카메라가 상기 제1기간에 영상을 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 모드를 판단하는 단계는, 한 프레임 동안 상기 투명 디스플레이 패널이, 화소에 데이터 신호가 인가되면 순차적으로 발광하는 제1기간과, 전 영역이 비발광 상태가 되는 제2기간으로 구분되는 순차 발광 구동하는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 디스플레이 패널이 상기 순차 발광 구동하는 경우, 상기 영상 촬영 단계는, 상기 카메라가 상기 제2기간에 영상을 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 촬영 장치는 투명 디스플레이 패널의 배면 측에 구비된 카메라가 빛 샘 이미지에 의한 간섭이 제거된 깨끗한 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 종래의 영상 촬영 장치가 영상을 획득하는 예를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 영상 촬영 장치의 모드 전환시의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 일례를 나타낸 평면 개념도이다.
도 5는 도 4의 영상 촬영 장치의 투명 디스플레이 패널이 동시 발광 구동하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6A 및 도 6B는 도 4의 영상 촬영 장치가 영상을 촬영하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7은 도 4의 영상 촬영 장치의 투명 디스플레이 패널이 순차 발광 구동하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8A 및 도 8B는 도 4의 영상 촬영 장치가 영상을 촬영하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 10은 종래의 순차 발광 구동을 도시하는 타이밍도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 어떤 층이나 영역들은 명세서의 명확성을 위해 확대하여 나타내었다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 영상 촬영 장치(10)는 투명 디스플레이 패널(20), 이미지 센서(30), 영상 처리부(40), 및 구동부(50)를 포함한다.
투명 디스플레이 패널(20)은 영상 촬영 장치(10)에서 처리되는 정보를 표시한다. 상기 투명 디스플레이 패널(20)은 촬영 또는/및 수신된 영상, 또는 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 상기 투명 디스플레이 패널(20)은 투명 유기발광 다이오드(Transparent OLED) 디스플레이 패널을 포함한다.
이미지 센서(또는 포토 디텍터)(30)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 광학 소자로서, 구동부(50)로부터의 동기 신호를 기초로 정지영상 또는 동영상 등을 획득한다. 영상 처리부(40)는 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 영상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 영상 프레임은 상기 투명 디스플레이 패널(20)에 표시 및/또는 외부로 전송될 수 있다. 상기 이미지 센서(30)는 카메라로 구현될 수 있다.
상기 이미지 센서(30)는 상기 투명 디스플레이 패널(20)의 배면을 마주하고, 상기 투명 디스플레이 패널(20) 배면의 중앙에서 소정 간격 이격된 위치에 구비된다. 상기 이미지 센서(30)와 상기 투명 디스플레이 패널(20) 사이의 공간은 암실로 형성한다. 상기 이미지 센서(30)는 상기 투명 디스플레이 패널(20) 전체가 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 상기 투명 디스플레이 패널(20) 전면의 영상을 촬영한다.
구동부(50)는 상기 투명 디스플레이 패널(20) 및 상기 이미지 센서(30)의 구동을 제어한다. 상기 구동부(50)는 상기 투명 디스플레이 패널(20)의 구동을 위한 구동 신호를 상기 투명 디스플레이 패널(20)로 전송한다. 그리고, 상기 구동부(50)는 상기 이미지 센서(30)가 영상 획득 타임을 상기 투명 디스플레이 패널(20)이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 동기화시키도록 하는 제어 신호를 상기 이미지 센서(30)로 전송한다. 상기 이미지 센서(30)가 카메라로 구현되는 경우, 상기 영상 획득 타임은 셔터 타임일 수 있다. 상기 구동부(50)는 상기 투명 디스플레이 패널(20)의 구동 모드에 따라 제어 신호인 트리거 신호(Trigger Signal)를 생성하여 상기 이미지 센서(30)로 전송한다.
도 2는 종래의 영상 촬영 장치가 영상을 획득하는 예를 설명하는 도면이다.
투명 OLED 디스플레이 패널의 경우, 영상 촬영시, 디스플레이 패널에 표시되고 있는 이미지(도 2(a) 참조)가 투과창을 통해 배면에서 보이는 이미지(빛 샘 이미지)(도 2(b) 참조)와, 디스플레이 패널 전면을 마주하고 있는 피사체(사람 또는 사물)의 이미지(See-through 이미지)(도 2(c) 참조)가 영상 촬영 장치에 의해 동시에 촬영되어, 간섭 이미지(도 2(d) 참조)가 형성된다.
투명 OLED 디스플레이 패널의 빛 샘 현상의 주된 요인은 OLED에서 발광된 빛이 글래스(Glass) 표면을 통해서 나오기 전에 거치게 되는 수많은 박막 사이의 굴절률 차이에 의해 계면 반사되어 투과창을 통해 디스플레이 패널의 배면으로 나오기 때문이다. 빛 샘 이미지는 디스플레이되고 있는 이미지의 상태에 따라 특정 영역에서만 간섭으로 나타나는 경우도 있다.
상기 이미지 간섭을 소프트웨어적으로 보정하는 경우 영상의 해상도가 높아질수록 보정 시간이 증가하여 원활한 영상 통화가 어려울 수 있고, 소프트웨어적인 보정은 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 본 발명의 구동부(50)는 투명 디스플레이 패널(20)의 전체 영역이 투과 상태일 때, 이미지 센서(30)가 영상을 촬영하도록 이미지 센서(30)에 트리거 신호(Trigger Signal)를 전송한다. 여기서 투명 디스플레이 패널(20)의 전체 영역이 투과 상태일 때란, 투명 디스플레이 패널(20)의 전체 화면이 발광하지 않아 영상을 표현하지 않음으로써 윈도우와 같이 투명한 상태, 즉, 투명 디스플레이 패널(20)의 전체 영역이 블랙 이미지(Black Image)를 표시하는 상태를 나타낸다.
이미지 센서(30)는 트리거 신호에 의해 영상 획득 타임이 투명 디스플레이 패널(20) 전체가 투과 상태(블랙 이미지 표시 상태)인 때에 동기화된 촬영 신호(또는 촬영 동기 신호)를 생성하고, 영상을 촬영한다.
도 3은 도 1의 영상 촬영 장치의 모드 전환시의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3(a)는 투명 디스플레이 패널이 일반 영상을 표시하는 경우(디스플레이 모드)의 영상 촬영 장치를 나타내고, 도 3(b)는 영상을 촬영하는 경우(윈도우 모드)의 영상 촬영 장치를 나타낸다.
도 3(a)를 참조하면, 디스플레이 모드(display mode)에서, 투명 디스플레이 패널(20)은 촬영된 영상 또는 외부로부터 수신한 영상을 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광에 의해 표시한다. 이때 표시되는 영상은 최소 60Hz 이상으로 출력되는 것이 바람직하다.
도 3(b)를 참조하면, 윈도우 모드(window mode)에서, 투명 디스플레이 패널(20) 전체는 투과 상태가 되고, 이는 사람의 눈으로 인식되지 않는다.
영상 촬영 장치(10)는 투명 디스플레이 패널(20)이 디스플레이 모드와 윈도우 모드를 시간적으로 계속 반복하도록 한다.
투명 디스플레이 패널(20)의 배면 측에 구비된 이미지 센서(30)는 윈도우 모드에서 투명 디스플레이 패널(20) 전체가 투과 상태일 때 투명 디스플레이 패널(20)의 전면 영상을 촬영한다. 이미지 센서(30)는 출력 영상의 프레임율 이하로, 기 설정된 소정 주기로 영상을 촬영한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 일례를 나타낸 평면 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 촬영 장치(100)는 투명 디스플레이 패널(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130), 제어부(140), 전원부(150), 및 카메라(160)를 포함한다.
투명 디스플레이 패널(110)은 투명 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 패널이다. 투명 디스플레이 패널(110)은 유기 발광 다이오드(OLED, 미도시)를 구비하는 n×m 개의 화소(PX)와, 행 방향으로 형성되어 주사 신호를 전달하는 n개의 주사 선(SL1, SL2,..., SLn), 열 방향으로 형성되어 데이터 신호를 전달하는 m개의 데이터 선(DL1, DL2,..., DLm)을 포함한다. n개의 주사 선(SL1, SL2,..., SLn)과 m개의 데이터 선(DL1, DL2,..., DLm)은 매트릭스 형태로 배열되며, 이때 그 교차부에는 하나의 화소(PX)가 형성된다. 각 화소(PX)는 주사 신호, 데이터 신호, 및 전원 전압에 의해 유기 발광 다이오드를 발광시켜 영상을 표시한다.
투명 디스플레이 패널(110)은 동시 발광(Simultaneous Emission with Active Voltage; SEAV) 구동, 또는 순차 발광(Progressive Emission; PE) 구동에 의해 동작할 수 있다.
동시 발광 구동은 투명 디스플레이 패널(110)에 인가되는 전원 전압의 스위칭에 의해 한 프레임을 발광 기간과 비발광 기간으로 구분하여 투명 디스플레이 패널(110)을 구동하는 방법이다.
순차 발광 구동 방법은 한 프레임에서 투명 디스플레이 패널(110)에 차례로 인가되는 주사 신호에 따라 투명 디스플레이 패널(110)을 순차적으로 발광시키는 방법이다. 이때 프레임마다 발광 기간의 발광 시간을 줄여 블랙 이미지가 구현되는 비발광 기간을 삽입한다.
주사 구동부(120)는 주사 선(SL1, SL2, ...,SLn)에 연결되어 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압의 조합으로 이루어진 주사 신호를 주사 선(SL1, SL2, ...,SLn)을 통해 화소(PX)로 차례로 인가한다.
데이터 구동부(130)는 데이터 선(DL1, DL2,..., DLm)과 연결되어 화소(PX)로 게이트 온 전압이 인가되면 데이터 선(DL1, DL2,..., DLm)을 통해 화소(PX)에 데이터 신호를 인가한다.
제어부(140)는 주사 구동부(120)를 제어하는 주사 구동 제어 신호를 생성하고, 데이터 구동부(130)를 제어하는 데이터 구동 제어 신호를 생성하며, 화소 데이터를 데이터 구동부(130)에 공급한다. 그리고, 제어부(140)는 유기 발광 다이오드(OLED)로 인가되는 전원 전압의 공급 또는 차단을 제어하는 전원 제어 신호를 전원부(150)로 공급한다.
전원부(150)는 제어부(140)로부터 입력되는 전원 제어 신호에 따라, 각 화소(PX)의 유기 발광 다이오드(OLED)로 제1전원전압(ELVDD) 및 제2전원전압(ELVSS)을 공급한다. 제1전원전압(ELVDD)은 파지티브(positive) 전압으로, 유기 발광 다이오드(OLED)의 양극에 전기적으로 연결된다. 제2전원전압(ELVSS)은 그라운드(ground) 전압 또는 네가티브(negative) 전압으로, 유기 발광 다이오드(OLED)의 음극에 전기적으로 연결된다.
카메라(160)는 투명 디스플레이 패널(110)의 배면 측 중앙에 구비되고, 제어부(140)로부터 입력되는 제어 신호에 따라, 투명 디스플레이 패널(110)이 윈도우 모드, 즉, 투명 디스플레이 패널(110) 전체가 투과 상태(블랙 이미지 표시 상태)일 때 투명 디스플레이 패널(110)의 전면 영상을 촬영한다. 예를 들어, 카메라(160)는 투명 디스플레이 패널(110)이 동시 발광 구동하는 경우 비발광 상태인 주사 기간에, 순차 발광 구동인 경우 발광 기간에 이어 삽입된 비발광 기간에 영상을 촬영한다. 촬영된 영상은 영상 처리부(미도시)에 의해 신호 처리되고, 투명 디스플레이 패널(110)에서 표시되거나, 외부로 전송될 수 있다.
도 5는 도 4의 영상 촬영 장치의 투명 디스플레이 패널이 동시 발광 구동하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5를 참조하면, 한 프레임(1F) 기간은 주사 기간(또는 제1기간) 및 발광 기간(또는 제2기간)으로 구분된다.
주사 기간 동안 주사 구동부(120)는 제1 주사 선(SL1)부터 제n 주사 선(SLn)으로 주사 신호(S1 내지 Sn)를 순차적으로 공급한다. 주사 기간 동안 데이터 구동부(130)는 주사 신호(S1 내지 Sn)가 공급될 때마다 데이터 선들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호(DS)를 공급한다. 주사 기간 동안 모든 화소들은 비발광 상태로 설정되고, 투명 디스플레이 패널(110) 전체가 블랙 이미지를 표시한다.
이때 전원부(150)는, 예를 들어, 제1전원전압(ELVDD) 및/또는 제2전원전압(ELVSS)을 스위칭하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 구동 전류를 차단함으로써 주사 기간 동안 모든 화소들을 비발광 상태로 설정할 수 있다.
이후, 발광 기간 동안 각 화소에 공급된 데이터 신호(DS)에 대응되는 구동 전류가 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급된다. 이에 따라, 발광 기간 동안 유기 발광 다이오드(OLED)는 공급된 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 소정 시간 동안 발광하고, 투명 디스플레이 패널(110)은 데이터 신호(DS)에 대응되는 소정의 영상을 표시한다. 이때, 모든 화소(PX)가 동시에 발광한다.
투명 디스플레이 패널(110)이 비발광 상태인 주사 기간에, 카메라(160)는 투명 디스플레이 패널(110)의 전면 영상을 촬영한다.
도 6A 및 도 6B는 도 4의 영상 촬영 장치가 영상을 촬영하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6A 및 도 6B를 참조하면, 투명 디스플레이 패널(110)은 동시 발광 구동한다.
투명 디스플레이 패널(110)은 한 프레임(1F) 기간을 주사 기간(T1)과 발광 기간(T2)으로 나누어 구동한다.
주사 기간(T1)에는 제1 주사 선(SL1)부터 제n 주사 선(SLn)으로 주사 신호가 순차적으로 공급된다. 주사 기간 동안 주사 신호가 공급될 때마다 데이터 선들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호(DS)가 공급된다. 주사 기간(T1)은 모든 화소(PX)가 비발광 상태로, 투명 디스플레이 패널(110) 전체에 블랙 이미지가 표시되는 기간이다.
제1 주사 선(SL1)부터 제n 주사 선(SLn)의 모든 화소(PX)에 데이터 신호(DS)가 공급된 후, 발광 기간(T2)에 투명 디스플레이 패널(110) 전체가 발광한다.
제어부(140)는 트리거 신호(trigger signal)를 주기적으로 생성하여 카메라(160)로 공급한다.
카메라(160)는 트리거 신호의 라이징 타이밍(rising timing)에 연동하여 주사 기간(T1)에 셔터 타임(shutter time)(Ts)을 동기화한 촬영 신호(capture signal)를 생성하고, 주사 기간(T1)에 영상을 촬영한다. 카메라(160)는 입력되는 트리거 신호로부터 일정 시간 지연(delay)을 선택적으로 설정하여 셔터 펄스를 생성한다. 카메라(160)는 셔터 펄스의 듀티비를 조절하여 셔터 타임(shutter time)(Ts)을 설정할 수 있고, 셔터 타임(Ts)은 주사 기간(T1) 이하인 것이 바람직하다.
이때, 카메라(160)는 도 6A에 도시된 바와 같이 매 프레임마다 영상을 촬영하도록 셔터 펄스를 생성할 수 있고, 도 6B에 도시된 바와 같이, 두 프레임 이상의 간격으로 영상을 촬영하도록 셔터 펄스를 생성할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 선택적으로 셔터 펄스의 생성 간격을 출력 영상 프레임율 이하로 설정할 수 있다.
도 7은 도 4의 영상 촬영 장치의 투명 디스플레이 패널이 순차 발광 구동하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7을 참조하면, 한 프레임(1F) 기간은 주사 및 발광 기간(또는 제1기간) 및 비발광 기간(또는 제2기간)으로 구분된다.
주사 및 발광 기간 동안 주사 구동부(120)는 제1 주사 선(SL1) 내지 제n 주사 선(SLn)으로 주사 신호(S1 내지 Sn)를 순차적으로 공급한다. 주사 및 발광 기간 동안 데이터 구동부(130)는 주사 신호(S1 내지 Sn)가 공급될 때마다 데이터 선들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호(DS)를 공급한다. 주사 및 발광 기간 동안 데이터 신호(DS)를 공급받은 화소(PX)들은 데이터 신호(DS)에 대응되는 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다. 각 화소(PX)의 유기 발광 다이오드(OLED)는 공급된 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 소정 시간 동안 발광한다.
비발광 기간 동안 모든 화소(PX)들은 비발광 상태로 설정되고, 투명 디스플레이 패널(110) 전체가 블랙 이미지를 표시한다.
이때 전원부(150)는, 예를 들어, 제1전원전압(ELVDD) 및/또는 제2전원전압(ELVSS)을 스위칭하여 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 구동 전류를 차단함으로써 비발광 기간 동안 모든 화소들을 비발광 상태로 설정할 수 있다.
투명 디스플레이 패널(110) 전체가 비발광 상태인 비발광 기간에, 카메라(160)는 투명 디스플레이 패널(110)의 전면 영상을 촬영한다.
본 발명의 실시예에 따른 순차 발광 구동은 종래의 순차 발광 구동 방식(도 10 참조)에서 발광 시간을 줄여 연속하는 주사 및 발광 기간 사이에 비발광 기간을 구현한다.
도 8A 및 도 8B는 도 4의 영상 촬영 장치가 영상을 촬영하는 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8A 및 도 8B를 참조하면, 투명 디스플레이 패널(110)은 순차 발광 구동한다.
투명 디스플레이 패널(110)은 한 프레임(1F) 기간을 주사 및 발광 기간(T1)과 비발광 기간(T2)으로 나누어 구동한다.
주사 및 발광 기간(T1)에 제1 주사 선(SL1)부터 제n 주사 선(SLn)으로 주사 신호(S1 내지 Sn)가 순차적으로 공급된다. 주사 및 발광 기간(T1) 동안 주사 신호가 공급될 때마다 데이터 선들(DL1 내지 DLm)로 데이터 신호(DS)가 공급된다. 데이터 신호(DS)를 공급받은 화소(PX)들이 데이터 신호(DS)에 대응되는 구동 전류를 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급한다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 공급된 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 소정 시간 동안 발광한다.
비발광 기간(T2)에는 모든 화소들은 비발광 상태로 설정되고, 투명 디스플레이 패널(110) 전체가 블랙 이미지를 표시한다.
제어부(140)는 트리거 신호(trigger signal)를 주기적으로 생성하여 카메라(160)로 공급한다.
카메라(160)는 트리거 신호의 라이징 타이밍(rising timing)에 연동하여 비발광 기간(T2)에 셔터 타임(shutter time)(Ts)을 동기화한 촬영 신호(capture signal)를 생성하고, 비발광 기간(T2)에 영상을 촬영한다. 카메라(160)는 입력되는 트리거 신호로부터 일정 시간 지연(delay)을 선택적으로 설정하여 셔터 펄스를 생성한다. 카메라(160)는 셔터 펄스의 듀티비를 조절하여 셔터 타임(shutter time)(Ts)을 설정할 수 있고, 셔터 타임(Ts)은 주사 기간(T1) 이하인 것이 바람직하다.
이때, 카메라(160)는 도 8A에 도시된 바와 같이 매 프레임마다 영상을 촬영하도록 셔터 펄스를 생성할 수 있고, 도 8B에 도시된 바와 같이, 두 프레임 이상의 간격으로 영상을 촬영하도록 셔터 펄스를 생성할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 선택적으로 셔터 펄스의 생성 간격을 출력 영상 프레임율 이하로 설정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 영상 촬영 장치는 영상 획득을 위해, 투명 디스플레이 패널 배면 측의 카메라를 활성화한다(S901). 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널일 수 있다.
영상 촬영 장치는 투명 디스플레이 패널의 구동 모드를 판단한다(S902). 예를 들어, 영상 촬영 장치는 투명 디스플레이 패널이 동시 발광(SEAV) 구동하는지 순차 발광(PE) 구동하는지를 판단한다.
영상 촬영 장치는 투명 디스플레이 패널의 구동 모드에 따라 투명 디스플레이 패널이 블랙 이미지를 디스플레이하는 기간에 동기화된 트리거 신호를 생성한다(S903).
투명 디스플레이 패널이 동시 발광(SEAV)으로 구동하는 경우 블랙 이미지 표시 기간은 주사 기간에 대응하고, 투명 디스플레이 패널이 순차 발광(PE)으로 구동하는 경우 블랙 이미지 디스플레이 기간은 프레임 당 발광 시간을 줄여 구현된 비발광 기간에 대응한다.
카메라는 트리거 신호를 수신하고, 트리거 신호로부터 소정 시간 지연된 셔터 펄스를 갖는 촬영 신호를 생성한다(S904). 셔터 펄스의 셔터 타임은 블랙 이미지 디스플레이 기간에 동기화되고, 셔터 타임은 블랙 이미지 디스플레이 기간 이하인 것이 바람직하다. 셔터 펄스의 출력 주기는 선택적으로 조절될 수 있다.
카메라는 설정된 소정 주기로 셔터 타임에서 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영한다(S905).
본 발명의 영상 촬영 장치는, 패널의 터치 또는 모션 인식에 활용될 수 있다. 또한 본 발명의 영상 촬영 장치는, 예를 들어, 촬영된 영상 데이터를 처리하는 표면 컴퓨팅 시스템(surface computing system)에 적용되거나, 촬영된 영상을 통화 상대방의 영상 통화 장치로 전송함으로써 영상 통화에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이미지 간섭 없는 영상 획득이 요구되는 모든 장치 또는 시스템에 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 전술한 실시예에서는 투명 디스플레이 패널이 동시 발광(Simultaneous Emission with Active Voltage; SEAV) 구동, 또는 순차 발광(Progressive Emission; PE) 구동하는 경우를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 투명 디스플레이 패널의 전체가 투과 상태가 되어 블랙 이미지를 디스플레이 하는 기간을 갖는 구동 모드라면 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 도면들에 도시된 구성요소들은 설명의 편의상 확대 또는 축소되어 표시될 수 있으므로, 도면에 도시된 구성요소들의 크기나 형상에 본 발명이 구속되는 것은 아니다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 100: 영상 통화 장치 20, 110: 투명 디스플레이 패널
30: 이미지 센서 40: 영상 처리부
50: 구동부 120: 주사 구동부
130: 데이터 구동부 140: 제어부
150: 전원부 160: 카메라

Claims (29)

  1. 복수의 화소들을 포함하고, 상기 복수의 화소들은 프레임의 제1기간에 순차적으로 인가되는 주사 신호에 동기되어 데이터 신호를 수신하고, 상기 복수의 화소들은 상기 프레임의 제1기간 이후의 제2기간에 상기 데이터 신호에 대응하는 구동전류에 의해 동시 발광하는 투명 디스플레이 패널;
    상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하고, 셔터 펄스를 갖는 촬영 신호에 따라 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 이미지 센서;
    한 프레임 동안, 상기 투명 디스플레이 패널의 복수의 화소들로 상기 주사 신호 및 상기 데이터 신호가 순차 인가되는 동안 상기 복수의 화소들이 비발광 상태인 제1기간과, 상기 제1기간 이후 상기 복수의 화소들이 동시 발광하는 제2기간으로 상기 투명 디스플레이 패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 제1기간에 복수의 화소들 각각의 발광소자에 입력되는 전원전압을 차단하는 전원부;를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 셔터 펄스의 셔터 타임을 상기 제1기간에 동기화시키도록 제어 신호를 상기 이미지 센서로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상촬영 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셔터 타임은 상기 제1기간 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1기간에 상기 투명 디스플레이 패널 전체가 투과 상태인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셔터 펄스의 간격은 상기 투명 디스플레이 패널의 영상 출력 프레임율 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널의 배면과 상기 이미지 센서까지의 공간은 암실로 형성된 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  12. 복수의 화소들을 포함하고, 상기 복수의 화소들은 프레임의 제1기간에 순차적으로 인가되는 주사 신호에 동기되어 데이터 신호를 수신하여 순차 발광하고, 상기 복수의 화소들은 상기 프레임의 제1기간 이후의 제2기간에 상기 복수의 화소들이 동시에 비발광하는 투명 디스플레이 패널;
    상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하고, 셔터 펄스를 갖는 촬영 신호에 따라 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 이미지 센서;
    한 프레임 동안, 상기 투명 디스플레이 패널의 복수의 화소들로 상기 주사 신호 및 상기 데이터 신호가 인가되는 순서로 상기 복수의 화소들이 순차 발광하는 제1기간과, 상기 제1기간 이후 상기 복수의 화소들이 동시에 비발광 상태인 제2기간으로 상기 투명 디스플레이 패널을 구동하는 구동부; 및
    상기 제2기간에 복수의 화소들 각각의 발광소자에 입력되는 전원전압을 차단하는 전원부;를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 셔터 펄스의 셔터 타임을 상기 제2기간에 동기화시키도록 제어 신호를 상기 이미지 센서로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 셔터 타임은 상기 제2기간 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  16. 복수의 화소들을 포함하는 투명 디스플레이 패널의 구동 모드를 판단하는 단계; 및
    상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하는 이미지 센서가, 상기 구동 모드에 대응하여 생성된 셔터 펄스를 갖는 촬영 신호에 따라 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 단계;를 포함하고,
    상기 구동 모드가, 한 프레임 동안 상기 투명 디스플레이 패널의 복수의 화소들로 주사 신호 및 데이터 신호가 인가되는 순서로 상기 복수의 화소들이 순차 발광하는 제1기간과, 상기 제1기간 이후 상기 복수의 화소들이 동시에 비발광 상태인 제2기간으로 구분되고,
    상기 제2기간에 복수의 화소들 각각의 발광소자에 입력되는 전원전압이 차단되고,
    상기 촬영 신호의 셔터 펄스의 셔터 타임이 상기 제2기간에 동기화되는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 셔터 타임은 상기 제2기간 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2기간에, 상기 투명 디스플레이 패널 전체가 투과 상태인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 셔터 펄스의 간격은 상기 투명 디스플레이 패널의 영상 출력 프레임율 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 복수의 화소들을 포함하는 투명 디스플레이 패널의 구동 모드를 판단하는 단계; 및
    상기 투명 디스플레이 패널의 배면을 마주하는 이미지 센서가, 상기 구동 모드에 대응하여 생성된 셔터 펄스를 갖는 촬영 신호에 따라 상기 투명 디스플레이 패널 전면의 영상을 촬영하는 단계;를 포함하고,
    상기 구동 모드가, 한 프레임 동안, 상기 투명 디스플레이 패널의 복수의 화소들로 주사 신호 및 데이터 신호가 순차 인가되는 동안 상기 복수의 화소들이 비발광 상태인 제1기간과, 상기 제1기간 이후 상기 복수의 화소들이 동시 발광하는 제2기간으로 구분되고,
    상기 제1기간에 복수의 화소들 각각의 발광소자에 입력되는 전원전압이 차단되고,
    상기 촬영 신호의 셔터 펄스의 셔터 타임이 상기 제1기간에 동기화되는 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 셔터 타임은 상기 제1기간 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  25. 제12항에 있어서,
    상기 제2기간에 상기 투명 디스플레이 패널 전체가 투과 상태인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  26. 제12항에 있어서,
    상기 셔터 펄스의 간격은 상기 투명 디스플레이 패널의 영상 출력 프레임율 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 제1기간에, 상기 투명 디스플레이 패널 전체가 투과 상태인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 셔터 펄스의 간격은 상기 투명 디스플레이 패널의 영상 출력 프레임율 이하인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널은 투명 OLED 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치의 영상 촬영 방법.
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