KR102262566B1

KR102262566B1 - 투명 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102262566B1
Application number: KR1020140136909A
Authority: KR
Inventors: 이상린; 심연심; 박종환
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2021-06-07
Also published as: GB2531111A; CN105513537B; GB201512983D0; KR20160042680A; US9947287B2; GB2531111B; CN105513537A; US20160104302A1

Abstract

본 발명은 투명 디스플레이 장치를 개시한다. 특히, 본 발명은 영상에 영향을 주는 컬러배경 중첩, 외광에 의한 간섭 등의 외부 환경영향을 보상하여 왜곡이 최소화된 원 영상을 시청자에게 제공하는 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 투명 디스플레이장치의 전면 및 후면에 하나이상의 센서부를 구비하여 시청자의 시선 및 배경을 검출하고, 검출결과에 따라 추정된 색좌표에 기초하여 영상의 왜곡을 보상함으로써, 보다 고품질의 영상을 제공할 수 있다.

Description

투명 디스플레이 장치{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 투명 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상에 영향을 주는 컬러배경 중첩, 외광에 의한 간섭 등의 외부 환경영향을 최소화하여 원 영상을 왜곡 없이 시청자에게 제공하는 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근 평판디스플레이장치 분야에서는, 표시패널상에 표시되는 영상과 더불어 그의 후방에 배치된 객체가 시인되는 투명 디스플레이 장치가 연구되고 있다.

일반적으로, 평판디스플레이 장치 중, 자발광 소자를 이용하는 유기전계 발광디스플레이장치(Organic light emitting diode display, OLED)의 경우, 발광영역과 후방 반사영역이 구분되어 투명 디스플레이 장치를 구현하는 데 있어 유리하다. 그러나, 스스로 광을 발광하지 못하여 별도의 백라이트 광을 이용하는 액정디스플레이장치(Liquid crystal display device, LCD)는 영상이 표시되는 표시영역이 투명함에 따라, 영상표시시 후방 배경이나 간접광의 영향을 많이 받게 되어 배경으로부터 출광된 빛이 영상에 중첩됨으로써 원 영상이 의도와 다른 색감을 갖도록 표시되는 문제가 발생하게 된다. 또한, 간접광의 간섭으로 인해 콘트라스트가 낮아져 영상의 시인성이 떨어지게 된다.

도 1은 종래 투명 디스플레이장치 및 이의 영상에 영향을 주는 각종 간섭인자를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래 투명 디스플레이장치(1)는 시청자가 표시패널의 정면에서 R,G,B 삼원색에 의한 영상(2)을 시청하는 동시에, 투명 디스플레이장치(1)의 후방에 위치한 배경(5)을 함께 시청할 수 있다. 즉, 시청자는 투명 디스플레이장치(1)가 표시하는 원 영상(2)에 의한 빛(i1) 및 투명 디스플레이장치(1)를 투과하여 시청자의 눈에 도달한 빛(i2)에 따라 영상 및 객체를 시청하게 된다.

그러나, 배경(5)에 의한 빛(i3)은 원 영상(2)과 중첩되는 부분에서 객 원 영상(2)의 색과, 배경(5) 차체의 색에 영향을 주어 원래의 색을 왜곡시키게 된다.

또한, 투명 디스플레이장치(1)는 설치된 주변환경에 따라 표시패널의 전방에 대한 전방광원(FL) 및 후방에 대한 후방광원(RL)이 존재할 수 있으며, 이는 의도한 영상 및 객체에 의한 빛(i1, i2)에 대한 간섭 혹은 왜곡의 원인이 된다.

일 예로서, 전방광원(FL) 및 후방광원(RL)에 의한 빛은 투명 디스플레이장치(1)의 정면 및 배면으로 입사하여 영상(2)의 색상, 명도 및 채도에 영향을 주게 되어 시청자는 왜곡된 빛(i4, i5)을 시청하게 된다. 또한, 후방광원(RL)의 일부 빛은 배경(5)의 색상, 명도 및 채도를 왜곡시키며, 이는 상기 빛(i2, i5)들에 직, 간접적으로 영향을 주게 된다.

즉, 기존의 불투명 디스플레이장치와는 달리, 투명 디스플레이장치는 표시패널을 투과하여 후방의 배경이 시인됨에 따라, 배경의 명도, 채도가 원 영상의 그것과 중첩되고 간섭하여 영상 및 객체 시청에 방해요인으로 작용하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 투명 디스플레이 장치의 주변 상황에 의해 영상에 왜곡이 발생하여 색감이 변하고 시인성이 낮아지는 문제를 개선한 투명 디스플레이 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 디스플레이장치는, 영상을 표시하는 복수의 화소가 형성되며, 후방의 배경이 투과되는 표시패널과, 표시패널과 연결되어 복수의 화소를 구동하는 하나이상의 구동부, 그리고 구동부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 투명 디스플레이 장치를 구비한다.

특히, 본 발명의 투명 디스플레이장치에서는, 복수의 센서부를 통해 외부광 및 상기 배경에 대한 정보와, 시청자의 시선에 대한 정보를 검출하고, 표시하고자 하는 영상정보를 제공하는 외부 시스템으로부터 영상정보를 수신하여, 왜곡 전후의 투명 디스플레이장치의 색좌표를 추정한다. 이를 통해, 상기 영상의 색좌표에 대한 왜곡정도를 판단하고, 영상신호를 보상하여 상기 타이밍 제어부에 출력하는 영상 보상부를 구비하는 것을 요지로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는, 하나이상의 센서부를 구비하여 시청자의 시선 및 영상의 왜곡을 개선하여 콘트라스트 비를 높이고, 화질을 개선한 투명 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 투명 디스플레이장치 및 이의 영상에 영향을 주는 각종 간섭인자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상보상부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4, 도 5a 내지 도 5c, 도 6a 및 도 6b는 영상보상부에 의한 보상데이터 생성방법을 설명하기 위한 도면이다.

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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

본 명세서상의 용어 중, 색(color)은 색의 3속성인 색상(Hue), 명도(brightness), 및 채도(Chroma)를 포함한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 구조를 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이장치의 전체 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 투명 디스플레이 장치는, 영상을 표시하는 복수의 화소(PX)가 형성되며, 후방의 배경이 투과되는 표시패널(100), 상기 표시패널(100)과 연결되어 상기 복수의 화소를 구동하는 하나이상의 구동부(110, 120), 상기 구동부(110, 120)를 제어하는 타이밍 제어부(130) 및 외부광 및 상기 배경에 따라 상기 영상의 색좌표가 왜곡정도를 판단하고, 영상신호(RGB)를 보상하여 상기 타이밍 제어부(130)에 출력하는 영상 보상부(140)을 포함한다.

표시패널(100)은 투명기판 상에 다수의 게이트 배선(GL)과 다수의 데이터 배선(DL)이 교차 형성되고, 그 교차지점에 다수의 화소(PX)가 형성되어 있다.

각 화소(PX)는 R,G,B 삼원색에 대한 3개의 서브화소 또는, 상기 삼원색 화소에 W 백색 서브화소를 포함하는 4개의 서브화소로 이루어질 수 있다.

이러한 화소(PX)는 투명 디스플레이장치가 액정디스플레이장치를 기반으로 할 경우, 하나의 서브화소에는 적어도 하나의 박막트랜지스터 및 액정캐패시터가 구비되며, 유기전계 발광표시장치를 기반으로 할 경우, 하나의 서브화소에는 적어도 스위칭 박막트랜지스터, 구동 박막트랜지스터, 스토리지 캐패시터 및 유기발광 다이오드가 구비될 수 있다. 이하의 설명에서는 액정디스플레이장치를 기준으로 설명하도록 한다.

또한, 표시패널(100)은 두 장의 투명기판이 그 사이에 액정층이 개재된 상태로 합착되어 있으며, 이중 어느 하나의 기판에는 삼원색을 구현하기 위한 적색, 녹색, 청색의 컬러필터가 형성되어 있다.

그리고, 표시패널(100)의 각 화소(PX)에 구비되는 박막트랜지스터는 게이트전극이 게이트 배선(GL)에 연결되고, 소스전극은 데이터 배선(DL)에 연결된다. 또한, 드레인전극은 공통전극과 대향하는 화소전극과 연결되어 있다. 이러한 박막트랜지스터의 액티브층을 이루는 물질로는 비정질 실리콘(a-si silicon) 및 폴리 실리콘(poly silicon)등이 이용될 수 있으며, 액정디스플레이장치의 대형화 및 고화질화 추세에 따라 소자 성능 역시 고성능이 요구됨에 따라, 이동도 특성이 향상된 실리콘 산화물(silicon oxide)이 이용될 수도 있다.

게이트 구동부(110)는 표시패널(100)의 화소영역을 제외한 비표시영역에 형성된 복수의 박막트랜지스터로 이루어지거나, 또는 별도의 구동IC로 구비되어 표시패널(100)에 연결될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 게이트 구동부(110)는 대면적 및 고해상도 액정디스플레이장치에서는 도시된 바와 같이 표시패널(100)의 양측으로 복수개가 구비될 수 있다.

특히, 게이트 구동부(110)는 타이밍 제어부(130)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 표시패널(100)에 형성된 게이트 배선(GL)을 통해 1 수평기간(1H)씩 하이레벨의 게이트 구동신호(Vg)를 출력한다. 이에 따라, 하나의 수평선 단위로 화소(PX)내의 박막트랜지스터가 도통되며, 이와 동기하여 데이터 배선(DL)을 통해 데이터 신호(Vdata)가 출력되어 액정캐패시터에 충전됨으로써 액정의 광 투과율이 달라져 화상을 표시하게 된다.

상기의 게이트 제어신호(GCS)로는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클록(Gate Shift Clock, GSC) 및 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE)등이 있다.

데이터 구동부(120)는 타이밍 제어부(130)로부터 입력되는 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 정렬된 디지털형태의 영상 데이터(DATA)를 기준전압에 따라 아날로그 형태의 데이터전압(Vdata)으로 변환한다. 또한, 데이터 구동부(120)는 변환된 아날로그 데이터전압(Vdata)을 하나의 수평선 단위씩 래치하여 1수평기간(1H)마다 모든 데이터 배선(DL)을 통해 동시에 표시패널(100)로 출력한다.

상기 데이터 제어신호(DCS)로는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock, SSC) 및 소스 출력 인에이블 신호(Source Output Enable, SOE) 등이 있다.

이때, 정렬된 영상 데이터(DATA)는 투명 디스플레이장치의 주변상황에 대한 하나이상의 영상에 대한 왜곡 성분을 산출하여 보상한 영상정보를 소스(source)로 하며, 후술하는 영상보상부(145)에 의해 산출된 보정값이 반영된 영상 데이터이다.

이에 따라, 데이터 구동부(120)가 출력하는 데이터 전압(Vdata)는 왜곡성분이 보상된 것이며, 시청자는 상기 데이터 전압(Vdata)에 의한 영상과 배경에 의한 빛이 중첩됨에 따라, 원 영상에 가까운 보정된 영상을 시청할 수 있게 된다. 상기의 보정값을 산출하는 방법은 타이밍 제어부(130)와 연결되는 영상 보상부(140)에 의해 구현되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

타이밍 제어부(130)는 외부시스템(미도시)으로부터 타이밍 신호(Ts)를 입력받아 이에 대응하여 게이트 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)의 제어신호(GCS, DCS)를 생성하고, 영상신호(RGB)를 입력받아 영상 보상부(140)에 제공하여 배경에 의한 색 왜곡을 보상받은 보상된 영상신호(cRGB)를 수신한 후, 이를 정렬한 데이터(DATA)를 데이터 구동부(120)에 제공한다.

영상 보상부(140)는 하나이상의 센서부(141, 142)와, 색좌표 처리부(145)를 포함하며, 각 센서부(141, 142)를 통해 감지되는 주변상황에 따라 타이밍 제어부(130)로부터 전송된 영상신호(RGB)를 보상하여 타이팅 제어부(130)에 다시 전송하게 된다.

이는 원 영상정보(RGB)에 따른 영상이 주변광 특히, 투명 디스플레이장치의 후면에 위치한 배경과 중첩됨에 따라 색좌표가 달라짐에 따른 왜곡을 보상하기 위한 것이다. 따라서, 센서부(141, 142)는 적어도 시청자의 시선이 현재 어디를 향해 있는지 감지하는 제1 센서부(141)와, 배경의 색상, 명도 및 채도를 감지하는 제2 센서부(142)로 구성되어야 하며, 보상결과의 정확도를 높이기 위해 보조센서부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

전술한 색좌표 처리부(145)는 상기 제1 및 제2 센서부(141, 142)의 감지결과에 따라, 영상의 변환 파라메터를 추정하여 변형된 색좌표를 산출하고, 원 영상의 색좌표와 변형된 색좌표를 비교하여 보상데이터를 생성한다. 이러한 색좌표 처리부(145)는 별도의 IC로 구현되거나, 또는 타이밍 제어부(130)내에 하나의 IC로 내장될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 투명 디스플레이장치는, 투명 디스플레이장치의 특성에 따라 배경색에 의해 영상의 색이 왜곡되는 문제를 개선하여 원래 의도한 영상을 보다 정확하게 시청자에게 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 영상보상부를 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상보상부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4 내지 도 6b는 영상보상부에 의한 보상데이터 생성방법을 설명하기 위한 도면이다. 이상의 설명에서는 도 3과, 도 4 내지 도 6b를 함께 참조하여 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 영상보상부(140)는, 시청자의 시선을 추적하는 제1 센서부(141), 외부광 및 배경을 감지하는 제2 센서부(141), 상기 제1 및 제2 센서부(141, 142)의 감지결과에 따라, 상기 영상의 변환 파라메터를 추정하여 변형된 색좌표를 산출하고, 원 영상의 색좌표와 상기 변형된 색좌표를 비교하여 보상데이터를 생성하는 색좌표 처리부(145)을 포함한다.

제1 센서부(141)는 시청자의 시선이 현재 표시패널의 어느 영역을 향하고 있는지 촬영하여 색좌표 처리부(145)의 시청자 시선 인식부(1451)에 제공한다. 따라서, 제1 센서부(141)는 시청자의 눈을 촬영할 수 있도록 투명 디스플레이장치의 전방을 향하도록 설치될 수 있으며, 이를 통해 시청자의 위치, 투명 디스플레이장치와 시청자간의 거리 및 시청자의 눈동자에 대한 시선정보를 검출한다.

제2 센서부(142)는 투명 디스플레이의 배경 및 간접광을 촬영하여 색좌표 처리부(145)의 배경 인식부(1452)에 제공한다. 이를 위해 제2 센서부(142)는 투명 디스플레이장치의 후방을 향하도록 설치될 수 있으며, 배경에 대한 색상, 명도 및 채도에 대한 배경정보를 검출한다.

한편, 상기 시선정보 및 배경정보 이외에도 현재 영상의 보상 정확도를 보다 높이기 위해 별도의 보조 센서부(143)를 더 구비할 수 있다. 표시패널상의 영상과 배경과의 중첩은 시청자에 인식되는 영상에 영향을 주는 주된 요소이나, 이 뿐만 아니라 외광에 의한 표시패널상의 영상의 색에 대한 간섭을 더 고려하여 보다 정확한 보상데이터를 산출할 수 있다. 보조 센서부(143)은 투명 디스플레이의 전면을 촬영하여 추가적인 영상왜곡요소를 보상데이터 산출에 반영한다.

상기 제1 및 제2 센서부(141, 142)는 색좌표 처리부(145)와 연결된다. 색좌표 처리부(145)는, 상기 제1 센서부(141)가 추적한 시청자의 시선에 대응하는 영상좌표를 도출하는 시청자 시선인식부(1451), 상기 제2 센서부(142)가 감지한 외부광 및 배경에 대한 색의 속성을 도출하는 배경 인식부(1452), 상기 영상좌표상에서 감지되는 영상에 대하여, 상기 외부광 및 배경에 의한 변형 파라메터를 추출하는 변형 파라메터(parameter) 추출부(1453), 기준 색좌표와 상기 변형 파라메터에 의한 색좌표를 비교하여 편이값을 산출하는 편이값 산출부(1454) 및, 대상 화소에 대하여 상기 편이값을 적용하여 상기 보상데이터를 생성하는 보상 데이터 출력부(1455)를 포함한다.

시청자 시선 인식부(1451)은 제1 센서부(141)로부터 시선정보를 수신하고, 이에 대응하여 사용자의 시선이 머무르는 표시패널상의 좌표값(x,y)을 판단한다.

또한, 배경 인식부(1452)는 제2 센서부(142)로부터 배경정보를 수신하고, 생성된 배경의 색상, 명도 및 채도를 도출한다.

도 4를 참조하면, 투명디스플레이 장치의 시청자는 표시패널(100)의 일 영역상에 표시되는 영상(IMG)과 표시패널(100)의 배경(BG)이 중첩되는 영역을 보게 되며, 이에 따라, 시청자는 영상(IMG) 자체의 색상, 명도 및 채도와 배경(BG)의 색상, 명도 및 채도가 중첩되고, 배경광(L)에 의해 영상(IMG) 및 배경(BG)의 색이 달라진 영상 및 배경을 보게 된다. 이때, 영상(IMG) 및 배경(BG)은 시청자와 표시패널(100)간의 거리, 및 시청자의 시선에 따라 색 왜곡의 정도에 차이가 발생한다. 이에 시청자 시선 인식부(1451)은 시선정보를 통해 사용자의 거리 및 시청자의 시선이 가리키는 표시패널(100)의 영상좌표(x,y)를 판단하며, 배경 인식부(1452)는 배경(BG) 및 배경광(L)에 의한 색 정보를 도출한다.

변형 파라메타 추출부(1453)는 시청자 시선 인식부(1451) 및 배경 인식부(1452)로부터 영상좌표(x,y) 및 색 정보를 통해 시청자의 시선상의 영상에 대하여 배경의 색에 의한 변형 파라메터(parameter)를 추출한다.

상세하게는, 디스플레이장치가 255 계조를 구현한다고 하면, 이 장치의 색공간은 도 5a에 도시된 바와 같이 x, y, z 좌표 각각이 적(R), 녹(G) 및 청(B)에 대응되고, R,G,B 삼원색에 대하여 각각 0 ~ 255 값의 혼합에 따라 원하는 색이 구현되게 된다. 풀 화이트(full-white)를 구현하는 경우에는 R,G,B 계조에 대한 값이 각각 255, 255, 255 로 설정된다.

한편, 상기의 색공간은 투명 디스플레이장치의 경우 외광 및 배경의 색에 의해 그 좌표가 달라지게 된다. 즉, 풀 화이트를 표시하기 위해 R,G,B 화소에 계조값으로 255, 255, 255 를 입력한다 하더라도, 실제 시청자에 눈에 인식되는 색은 풀 화이트가 아니게 된다. 일예로서, 배경이 청색인 경우 투명 디스플레이장치가 풀 화이트를 표시한다 하더라도 시청자는 블루이쉬(bluish)한 느낌을 받게 된다. 즉, 실제영상의 대한 색공간이 변형된 것으로 볼 수 있다.

이러한 색공간의 변형형태로는 계조값의 범위가 일정하게 작아지거나 커지는 스케일링(scaling)와, 계조값의 범위가 불규칙적으로 이동하는 디스토티드(distored), 계조값의 시작 및 끝의 좌표가 달라지는 옵셋(Offset) 등으로 구분할 수 있다.

변형 파라메타 추출부(1453)는 이러한 색공간의 변형형태에 따른 변형 파라메타를 추출하는 역할을 것으로서, 시선정보에 따라 시청자의 시선이 가리키는 영역에 대응하는 화소들을 판단하고, 배경정보에 의해 도출된 외광 및 배경의 색에 의해 해당 화소들의 계조값의 변형정도를 추출한다. 색공간의 변형형태에 따라 구분하면 계조값이 변하는 일정한 패턴에 의해 변형파라메타를 계산할 수 있어서 효율적으로 변형 파라메타를 구할 수 있는 장점이 있다.

상기 예에서는 도 5b에 도시된 바와 같이, 배경의 청색에 의해 B 계조값의 범위가 커진 것으로 볼 수 있다. 즉, 원 색공간(original)이 변형된 색공간(trans)으로 바뀐 것으로, 투명 디스플레이장치의 색공간의 z축의 값이 255 이상(~ 512)이 된다. 이에 따라, 시청자에게 정확한 풀-화이트를 제공하기 위해서는 화소의 실제 계조값을 배경색에 따라 적어도 255 미만으로 낮추어야 한다

편이값 산출부(1454)는 배경색에 의해 왜곡된 영상에 근거하여 산출된 투명 디스플레이장치의 변형 파라메터와, 외부 시스템(미도시) 또는 타이밍 제어부(130)로부터 입력되는 원 영상신호를 수신하고, 이들에 대한 변형에 의한 색좌표와 투명 디스플레이 장치의 원 특성이 반영된 기준이 되는 색좌표를 추정한다.

그리고, 편이값 산출부(1454)는 색좌표 추정에 따라, 원 색좌표와 변형된 상의 색좌표간의 차이점을 비교하여 영상신호를 보상하기 위한 보상값을 산출하여 보상 데이터 추출부(1455)에 제공한다.

도 5c를 참조하면, 색공간을 분포도로 나타낸 색좌표 상에서 배경이 화이트(white)인 경우, 즉 투명 디스플레이장치의 원 특성에 따른 색좌표(origin)와, 투명 디스플레이장치의 유색배경에 의해 변형된 색좌표(trans)는 서로 어긋난 형태를 가지게 된다. 도 6a는 원 투명 디스플레이장치의 색좌표(origin)의 청색계열이 녹색계열방향으로 좌표값이 이동한 예를 나타내고 있다. 이에 따라, 변형된 색좌표(trans)의 이동(shift)량을 구하고, 이의 역(reverse shift)을 취하여 원 영상정보(RGB)에 반영함으로써, 원 색좌표로 조정하여 보정된 영상정보(cRGB)를 획득할 수 있다.

보상 데이터 출력부(1455)는 변이값 산출부로부터 산출된 역 이동량을 원 영상정보(RGB)에 적용하여 보상된 영상정보(cRGB)를 산출하고, 이를 타이밍 제어부(130)에 제공하는 역할을 한다.

도 6a 및 도 6b는 보상된 영상에 대한 색공간 및 색좌표가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 배경색에 따라 현재 투명 디스플레이장치가 표시하는 색의 색공간은 원 색공간과 달리 편이값만큼 변형되어 있으며, 원 영상정보(RGB)에 편이값에 대응하는 보상값만큼 이동시켜 보상(compensation)된 영상정보(cRGB)을 수행하게 된다. 이에 따라, 색좌표 상에서 변형된 색좌표(trans)를 원 색좌표(origin)으로 역 이동시켜 현재 표시되는 영상이 시청자에게 원 영상과 동일하게 인지되도록 한다.

이러한 구조에 따라, 본 발명의 투명 디스플레이장치는 시청자의 시선 및 배경색을 검출하고, 색좌표를 추정하여 보상을 수행함으로써 왜곡이 최소화된 영상을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 액정패널 110 : 게이트 구동부
120 : 데이터 구동부 130 : 타이밍 제어부
140 : 영상 보상부 141, 142 : 제1, 제2 센서부
145 : 색좌표 처리부 GL : 게이트 배선
DL : 데이터 배선 GCS : 게이트 제어신호
DCS : 데이터 제어신호 RGB : 영상신호
cRGB : 보정된 영상신호 DATA : 데이터신호
Vg : 게이트 전압 Vdata : 데이터 전압
PX : 화소

Claims

영상을 표시하는 복수의 화소가 형성되며, 후방의 배경이 투과되는 표시패널;
상기 표시패널과 연결되어 상기 복수의 화소를 구동하는 구동부;
상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부; 및
상기 표시패널의 전방을 향하도록 설치되며, 시청자의 위치와 상기 시청자의 시선이 상기 표시패널의 어느 영역에 향하는지 감지하는 제1 센서부;
상기 표시패널의 후방을 향하도록 설치되며, 배경 및 외부광을 감지하는 제2 센서부;
상기 제1 센서부가 감지한 상기 시청자의 시선이 향하는 상기 표시패널의 해당 영상좌표를 도출하고, 상기 제2 센서부가 감지한 상기 외부광 및 상기 배경에 따라 상기 해당 영상좌표의 영상 신호를 보상하여 상기 타이밍 제어부에 출력하는 영상 보상부를 포함하는 투명 디스플레이장치.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 보상부는,
상기 제1 및 제2 센서부의 감지결과에 따라, 상기 해당 영상좌표의 영상의 변환 파라메터를 추정하여 변형된 색좌표를 추정하고, 원 영상의 색좌표와 상기 변형된 색좌표를 비교하여 보상데이터를 생성하는 색좌표 처리부를 포함하는 투명 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 색좌표 처리부는,
상기 제1 센서부가 감지한 상기 시청자의 거리 및 상기 시청자의 시선이 향하는 상기 해당 영상좌표를 도출하는 시청자 시선인식부;
상기 제2 센서부가 감지한 상기 외부광 및 상기 배경에 대한 색 속성을 도출하는 배경 인식부;
상기 영상좌표상에서 감지되는 영상에 대하여, 상기 외부광 및 상기 배경에 의한 변형 파라메터를 추출하는 변형 파라메터 추출부;
기준 색좌표와 상기 변형 파라메터에 의한 색좌표를 비교하여 편이값을 산출하는 편이값 산출부; 및
상기 해당 영상좌표의 화소에 대하여 상기 편이값을 적용하여 상기 보상데이터를 생성하는 보상 데이터 출력부를 포함하는 투명 디스플레이장치.
제 3 항에 있어서,
상기 변형 파라메터 추출부는,
상기 표시패널의 전면을 감지하여, 상기 표시패널의 전면에서 보았을 때의 색 속성을 제공하는 보조 센서부와 더 연결되는 것을 특징으로 하는 투명 디스플레이장치.
제 3 항에 있어서,
상기 변형 파라메터 추출부는,
왜곡된 영상에 대하여 스케일링(scaling), 디스토티드(distored) 및 옵셋(Offset) 중, 어느 하나의 변형형태로 구분하여 상기 변형 파라메터를 추출하는 것을 특징으로 하는 투명 디스플레이장치.