KR20150077973A

KR20150077973A - 표시장치

Info

Publication number: KR20150077973A
Application number: KR1020130166976A
Authority: KR
Inventors: 이민탁
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08
Also published as: US20150187258A1; US10146996B2; KR102142624B1

Abstract

본 발명의 일례는, 표시부, 카메라, 광센서 및 제어부를 포함하며, 사용자 시야각과 대칭되는 각도로 입사되는 대칭광의 세기에 따라 반사광의 세기를 결정하여 화면의 휘도를 제어하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 대한 것으로서, 사용자의 시야에 영향을 미치는 거울반사 성분을 고려하여 휘도가 조정되는 표시장치에 대한 것이다.

최근에 표시장치로서 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)이 있다. 이러한 평판 표시장치는 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube)을 이용한 표시장치와 비교하여 무게와 부피가 적다는 장점이 있다.

그런데, 이러한 평판 표시장치는 외부에서 입사되는 외부광의 영향에 의해 콘트라스트(contrast)가 저하된 있다. 이를 개선하기 위해 평판 표시장치에 광센서 등의 외부광 감지부가 장착되어 외부광에 따라 휘도가 조절된다. 한편, 표시장치의 표면에서 반사되는 빛도 사용자의 시야에 영향을 미치기 때문에, 표시장치의 표면에서 반사되는 거울반사 성분을 고려하여 휘도를 조절하는 것이 요구된다.

본 발명의 일례는, 외부에서 입사되어 표시장치의 표면에서 사용자의 눈쪽으로 반사되는 거울반사 성분을 고려하여 휘도가 조정되는 표시장치를 제공한다.

본 발명의 일례는, 화상을 표시하는 표시부; 상기 표시부와 이격되어 표시장치의 전방을 향하여 배치된 카메라; 상기 카메라와 이격되어, 표시장치의 전방으로부터 입사된 외부광을 인식할 수 있도록 배치된 광센서; 및 상기 표시부, 카메라 및 광센서와 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 카메라에 의해 촬영된 화면에서 사용자의 얼굴을 인식하고, 상기 사용자가 표시장치를 바라보는 시야각을 결정하는 시야각 판정부; 상기 광센서에 의해 인식된 외부광 중 상기 시야각과 대칭되는 대칭광의 세기에 기초하여 반사광의 세기를 산출하는 반사세기 산출부; 및 상기 반사세기 산출부에서 산출된 반사광의 세기를 고려하여 입력 영상 데이터의 휘도를 보상하는 휘도 보상부;를 포함하는 표시장치를 제공한다.

본 발명의 일례에서, 상기 시야각 판정부는 사용자의 눈동자의 위치를 결정한다.

본 발명의 일례에서, 상기 시야각 판정부는 눈동자 사이의 중심점을 기준으로 시야각을 결정한다.

본 발명의 일례에서, 상기 광센서는 고유의 좌표를 갖는 복수개의 감광성 픽셀을 포함한다.

본 발명의 일례에서, 상기 휘도 보상부는 감마값을 변경하지 않고 반사광 세기에 대응하는 계조값을 입력 영상 데이터(DATA)의 계조값에 합산하여 감마 보정한다.

본 발명의 일례에서, 상기 휘도 보상부는 반사광 세기를 고려하여 감마값을 변경하여 감마 보정한다.

본 발명의 일례에서, 상기 반사세기 산출부는 표시장치의 광반사율에 대한 정보를 포함한다.

본 발명의 일례에서, 상기 카메라는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라이다.

또한, 본 발명의 일례는, 표시장치의 전방으로 화상을 표시하는 표시부; 상기 표시부와 이격되어 표시장치의 전방을 향하여 배치된 카메라; 상기 표시부 및 카메라와 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 카메라에 의해 촬영된 화면에서 사용자의 눈동자 중심을 인식하는 시야각 판정부; 상기 시야각 판정부에서 출력된 시야각에 기초하여 외부광의 대칭점을 결정하고 반사광의 세기를 산출하는 반사세기 산출부; 및 상기 반사세기 산출부에서 산출된 반사광의 세기에 따라 휘도를 보상하는 휘도 보상부;를 포함한다.

본 발명의 일례에서, 상기 시야각 판정부는 사용자의 눈동자 사이의 중심점을 기준으로 시야각을 결정한다.

본 발명의 일례에서, 상기 휘도 보상부는 반사광 세기를 고려하여 감마값을 변경한다.

본 발명의 일례에 따른 표시장치는, 표시장치의 표면에서 반사되어 사용자의 눈으로 입사되는 거울반사 성분의 세기를 고려하여 휘도가 조절되기 때문에, 사용자가 표시장치를 바라보는 상태에서의 시인성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4는 도 1의 I-II를 따라 자른 단면도이다.
도 5은 도 1의 표시장치에서 카메라 부분에 대한 부분 단면도이다.
도 6는 카메라에 의해 촬영된 화면에 대한 개략도이다.
도 7은 도 1의 광센서 부분에 대한 부분 단면도이다.
도 8은 도 7의 광센서를 확대한 평면도이다.
도 9는 도 2의 표시장치에서 제어부를 자세히 나타낸 블록도이다.
도 10은 카메라에 의해 촬영된 화면에 대한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예 따른 표시장치의 블록도이다.

이하, 도면에 개시된 실시예들을 중심으로 본 발명은 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면들은 다양한 실시예들 중 본 발명을 구체적으로 설명하기 위하여 예시적으로 선택된 것일 뿐이다.

도면에서는 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 "상"에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.

도 1의 표시장치는 모바일 폰으로서, 표시장치의 전방면에 배치된 윈도우(110), 윈도우(110)와 결합되어 수납공간을 형성하는 하부 케이스(130) 및 윈도우(100)와 하부 케이스(130)에 의하여 형성된 수납공간에 배치된 표시부(300)를 포함한다.

또한, 윈도우(110)의 가장자리 부분에 베젤부(120)가 배치되며, 윈도우(110)의 가장자리에 불투명 코팅층이 베젤부(120)상에 배치될 수 있다. 베젤부(120)상의 코팅층이 선택적으로 제거되어 베젤부(120)는 카메라용 홀(201) 및 광센서용 홀(401)을 구비한다.

도 2는 도 1의 표시장치를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 표시장치는 표시부(300), 제어부(500), 주사 구동부(600) 및 데이터 구동부(700)를 포함하며, 또한, 제어부(500)와 연결된 카메라(200)와 광센서(400)를 포함한다.

제어부(500)는 외부 장치로부터 공급되는 동기신호들에 대응하여 데이터 구동제어신호(DCS) 및 주사 구동제어신호(SCS)를 생성한다. 제어부(500)에서 생성된 데이터 구동제어신호(DCS)는 데이터 구동부(700)로 제공되고, 주사 구동제어신호(SCS)는 주사 구동부(600)로 제공된다. 그리고, 제어부(500)는 외부 장치로부터 공급되는 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(700)로 제공한다.

주사 구동부(600)는 표시부(300)의 주사선(S1~Sn)에 연결되며, 스위칭 소자(도2의 M1)를 턴 온(turn on)시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프(turn off)시키는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 주사신호를 주사선(S1~Sn)에 인가한다.

데이터 구동부(700)는 표시부(300)의 데이터선(D1~Dm)에 연결되며, 제어부(500)로부터 제공되는 데이터 신호(DAT)에 따른 계조 전압을 선택한다. 데이터 구동부(700)는 선택한 계조 전압을 데이터 신호로서 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.

표시부(300)는 복수의 주사선(S1~Sn), 복수의 데이터선(D1~Dm) 및 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 신호선들(S1~Sn, D1~Dm)에 연결되어 대략 행렬의 형태로 배열된다. 주사선(S1~Sn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하다.

표시부(300)는 전원을 공급받아 각각의 화소(PX)에 공급한다. 각각의 화소(PX)는 주사신호가 인가될 때, 데이터 신호를 인가받아 데이터 신호에 대응하여 표시소자를 구동시킨다.

카메라(200)는 표시장치의 전방을 촬영하여 그 정보를 제어부(500)에 제공한다.

광센서(400)는 표시장치의 전방으로부터 입사된 외부광의 조도(illuminance)를 측정하여 이를 전기적 신호로 변환하여 제어부(500)로 제공한다.

제어부(500)는 광센서(400)로부터의 신호에 따라 주사 구동부(600) 및 데이터 구동부(700) 등을 제어한다.

상술한 구동 장치(400, 500, 600) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시부(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시부(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 또는 구동 장치(400, 500, 600)는 신호선(S1~Sn, D1~Dm)과 함께 표시부(300)에 집적될 수도 있다.

표시부(300)는 표시소자를 포함한다. 표시소자의 예로, 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 액정 표시 소자(liquid crystal display), 및 전기 영동 표시 소자(electrophoretic display, EPD) 등이 있다.

이하, 유기발광 표시장치를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 3은 도 1의 화소(PX)를 나타내는 회로도이다.

도 3을 참조하면, 유기발광 표시장치의 화소(4)는 유기발광소자(OLED)와, 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)에 연결되어 유기발광소자(OLED)를 제어하기 위한 화소회로(2)를 포함한다.

유기발광소자(OLED)의 애노드 전극은 화소회로(2)에 연결되고, 캐소드 전극은 ELVSS 전원에 연결된다. 유기발광소자(OLED)는 화소회로(2)로부터 공급되는 전류에 대응되어 소정 휘도의 빛을 생성한다.

화소회로(2)는 주사선(Sn)에 주사신호가 공급될 때 데이터선(Dm)으로 공급되는 데이터신호에 대응되어 유기발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어한다. 이를 위해, 화소회로(2)는 구동 전원(ELVDD)과 유기발광소자(OLED) 사이에 마련되는 구동 트랜지스터(M2)와, 구동 트랜지스터(M2), 데이터선(Dm) 및 주사선(Sn)의 사이에 마련되는 스위칭 트랜지스터(M1)와, 구동 트랜지스터(M2)의 게이트전극과 제1 전극 사이에 마련되는 스토리지 축전기(Cst)를 포함한다.

스위칭 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 주사선(Sn)에 연결되고, 제1 전극은 데이터선(Dm)에 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(M2)의 게이트전극 및 스토리지 축전기(Cst)의 일측 단자에 연결된다. 스위칭 트랜지스터(M1)는 주사선(Sn)으로부터 주사신호가 인가되면 턴 온(turn on)되어 데이터선(Dm)으로부터 인가되는 데이터신호를 구동 트랜지스터(M2) 및 스토리지 축전기(Cst)로 제공한다. 스토리지 축전기(Cst)는 데이터 신호에 대응되는 전압으로 충전된다.

구동 트랜지스터(M2)의 게이트전극은 스토리지 축전기(Cst)의 일측 단자에 연결되고, 제1 전극은 스토리지 축전기(Cst)의 타측 단자 및 구동 전원에 연결되며, 제2 전극은 유기발광소자(OLED)의 애노드전극에 연결된다. 구동 트랜지스터(M2)는 스토리지 축전기(Cst)에 저장된 전압값에 대응하여 구동 전원으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다. 유기발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 제공되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.

유기발광소자(OLED)는 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상을 표시한다. 이 경우에 일부 유기발광소자(OLED)는 백색의 빛을 낼 수 있으며 이렇게 하면 휘도가 높아진다. 이와는 달리, 모든 화소(PX)의 유기발광소자(OLED)가 백색의 빛을 낼 수 있으며, 일부 화소(PX)는 유기발광소자(OLED)에서 나오는 백색광을 기본색광 중 어느 하나로 바꿔주는 색필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.

구동 트랜지스터(M1) 및 스위칭 트랜지스터(M2)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)일 수 있다. 그러나 스위칭 트랜지스터(M2) 및 구동 트랜지스터(M1) 중 적어도 하나는 n-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 트랜지스터(M1, M2), 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)의 연결 관계가 바뀔 수 있다. 도 2에 도시한 화소(PX)는 표시장치의 한 화소의 예이며, 적어도 두 개의 트랜지스터 및 적어도 하나의 축전기를 포함하는 다른 형태의 화소가 사용될 수 있다.

이하, 표시장치의 구동방법에 대하여 상세하게 설명한다.

제어부(500)는 외부 장치로부터 입력되는 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(DATA)를 수신한다. 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶)개의 계조(gray)를 가지고 있다. 즉, 영상 신호는 계조 데이터를 포함한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

제어부(500)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시부(300) 및 데이터 구동부(700)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 데이터 구동제어신호(DCS), 주사 구동제어신호(SCS) 등을 생성한다. 주사 구동제어신호(SCS)는 주사 구동부(600)로 제공되고, 데이터 구동제어신호(DCS)와 처리된 데이터 신호(DAT)는 데이터 구동부(700)로 제공된다.

이때, 제어부(500)는 외부광의 영향을 고려한 감마값을 설정하여 데이터 신호(DAT)를 처리하는 과정을 수행한다. 광센서(400)는 외부광의 조도를 측정하여 이를 전기적 신호로 변환하여 제어부(500)로 보낸다. 예를 들어, 광센서(400)는 외부광의 조도가 증가함에 따라 전압 또는 전류를 증가시켜 조도 정보를 표현할 수 있다. 제어부(500)는 계조 데이터의 변화에 따른 밝기 변화량의 관계를 나타내는 기준 곡선이 측정된 외부광의 조도 환경에 대해서 적용되도록 설정된 복수의 감마값 중에서 상기 측정된 대칭광의 세기에 대응하는 감마값에 따라 데이터 신호를 처리한다. 기준 곡선을 구하고 대칭광의 세기에 대응하는 감마값을 설정하는 방법은 당업계에서 공지된 방법을 따른다.

데이터 구동부(700)는 제어부(500)로부터 데이터 신호(DAT)를 수신하고, 데이터 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 데이터 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한다. 데이터 구동부(700)는 데이터 구동제어신호(DCS)에 따라 복수의 화소 행 중 대응하는 한 화소행의 복수의 화소(PX)에 대한 복수의 데이터 신호를 해당 데이터선(D1~Dm)에 인가한다.

주사 구동부(600)는 주사 구동제어신호(SCS)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 주사선(S1~Sn)에 인가하여 주사선(S1~Sn)에 연결된 스위칭 트랜지스터(M1)를 턴 온시킨다. 데이터선(D1~Dm)에 인가된 복수의 데이터 신호 각각은 해당 화소(PX)의 턴 온된 스위칭 트랜지스터(M1)를 통하여 스토리지 축전기(Cst)의 일측 단자로 전달된다. 스토리지 축전기(Cst)는 데이터 신호에 대응되는 전압으로 충전된다. 구동 트랜지스터(M2)는 스토리지 축전기(Cst)에 저장된 전압에 대응하여 구동 전원으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 턴 온시킨다. 유기발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(M2)를 통하여 제공되는 전류량에 대응되는 빛을 생성한다.

1 수평 주기(1H, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 주기와 동일함)를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 주사선(S1~Sn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.

도 4는 도 1의 I-II를 따라 자른 단면도이다.

카메라(200)는 윈도우(110)의 베젤부(120) 하부에 배치되어, 표시장치의 전방을 향하여 배치되어 표시장치의 전방을 촬영한다.

표시부(300)는 지지부(140)와 함께 하부 케이스(130)에 장착된다. 지지부(140)는 예를 들어, 쿠션부재일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

광센서(400)가 표시부(300) 외측의 지지부(140)상에 배치된다. 광센서(400)은 외부광을 입사받는 위치에 배치되면 충분하고, 도 4의 나타난 광센서(400)의 위치에 한정되는 것은 아니다. 광센서(400)는 카메라(200)와 인접하여 배치된다. 광센서(400) 상부에 위치하는 베젤부(120)의 광센서용 홀(401)을 통하여 외부광이 광센서(400)로 입사된다.

이하, 도 5 및 6을 참조하여 사용자의 시야각을 결정하는 방법을 설명한다.

사용자의 시야각은 사용자가 표시장치의 표시부(300)을 주시하는 방향과 표시장치의 법선사이의 각도이다. 도 5를 참조하면, 카메라(200)가 표시부(300)와 인접하여 배치되기 때문에, 사용자가 카메라를 바라보는 각도(θ1)가 시야각이 된다.

도 6을 참조하여, 카메라에 의해 촬영된 화면(250)을 이용하여 시야각을 결정하는 방법을 설명한다. 사용자가 표시장치를 바라보면, 도 6과 같이 카메라(200)가 사용자를 촬영한다. 촬영된 화면(250)에 대한 정보는 제어부(500)로 전달되며, 제어부(500)는 사용자의 얼굴을 인식한다. 이러한 얼굴 인식에 의하여 얼굴 부분(251)이 결정된다. 얼굴 인식 방법은 공지의 방법에 따른다. 예를 들어, 스마트폰 또는 디지털 카메라 등에 적용되고 있는 얼굴 인식 방법들이 상기 얼굴 인식에 적용될 수 있다.

제어부(500)는 얼굴을 인식한 후 눈동자(252, 253)를 인식한다. 눈동자의 인식 방법으로 사람 눈의 흰자위와 홍채의 명도차를 이용하는 방법이 있다. 눈동자는 공지의 아이 트래킹 방법에 의하여 인식될 수 있다.

도 6과 같이 두 개의 눈동자(252, 253)가 인식되면, 그 중간지점이 눈동자 중심(254)으로 결정된다. 눈동자 중심(254)이 결정되면, 눈동자 중심의 좌표(x1, y1)가 결정된다.

구체적으로, 카메라에 의해 촬영된 화면(250)은 가로열과 세로열이 직교된 행렬 형식으로 배치된 복수개의 셀로 분할되며, 각각의 셀에 대한 화면 정보가 생성될 수 있고 각각의 셀마다 좌표가 부여될 수 있다. 또한, 촬영 화면(250)을 구성하는 각각의 셀에 대하여, 각 셀이 어떤 방향각 및 어떤 경사각으로부터 입사된 광에 의하여 촬영된 것인지 결정될 수 있다. 즉, 각각의 셀에 대응되는 방향각과 경사각이 결정되며, 이로부터 입사각이 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 카메라로 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라가 있는데, CCD 카메라와 CMOS 카메라는 촬영된 화면을 구성하는 각각의 셀에 대하여 방향각과 경사각을 부여할 수 있다.

이와 같이, 눈동자 중심(254)의 좌표(x1, y1)가 결정되면, 그 좌표에 해당되는 입사각에 의하여 시야각(θ1)이 결정된다. 따라서, 촬영 화면(250)에 의하여 사용자가 표시장치를 바라보는 시야각(θ1)이 용이하게 결정될 수 있다. 상기 좌표에 의하여 방향각도 정해질 수 있다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 거울반사 성분을 결정하는 방법을 설명한다.

시야각이 θ1인 경우, 사용자와 거울 대칭인 외부광(L1)이 시야각과 동일한 크기를 갖는 입사각θ1으로 표시장치의 윈도우(110)에 입사되고 윈도우(110)에서 θ1의 각도로 반사되어 사용자의 시야에 영향을 미친다. 이러한 반사가 거울반사이다. 일반적으로, 표시장치의 휘도에 영향을 미치는 반사광은 외부광의 세기에 비례한다.

사용자의 시야에 직접적으로 영향을 미치는 거울반사 성분을 결정하기 위해, 사용자와 반대방향에서 입사각 θ1으로 입사되는 외부광의 세기를 측정하여 반사광의 세기를 결정한다.

도 7에 사용자의 시야각과 거울 대칭인 입사각 θ1으로 입사되는 외부광(L1)이 표시되어 있다. 상기 입사된 외부광(L1)중 일부(L3)는 반사되고, 일부(L2)는 광센서(400)로 입사된다. 이하, 외부광 중 사용자의 시야각(θ1)과 동일한 입사각으로 광센서(400)에 입사되는 외부광 성분을 "대칭광"(L2)이라고 한다. 즉, 시야각과 거울 대칭인 방향각 및 입사각을 갖는 외부광 성분을 대칭광(L2)이라 한다.

광센서용 홀(401)을 통과한 대칭광(L2)은 광센서(400)에 도달하며, 이는 광센서(400)의 P1 지점에서 인식된다. 상기 입사각(θ1)과 광센서의 P1 지점의 관계는 식 1을 만족한다.

[식 1]

tan(θ1) = b/a

도 8에 광센서(400)의 일례가 개시되어 있다. 상기 광센서(400)는 행렬 형태(m12 x n10)로 배열되어 고유 좌표를 갖는 감광성 픽셀들을 포함한다. 상기 θ1의 입사각으로 입사된 광이 인식되는 지점인 P1 지점에 배치된 감광성 픽셀은 "m10, n7"의 좌표를 갖는다. 따라서, 광센서(400)는 대칭광(L2)이 입사되는 픽셀의 좌표 P1(m10, n7) 및 대칭광의 세기를 측정하여 전기적 신호로 변환한다.

광센서(400)를 구성하는 각 감광성 픽셀과 광센서용 홀(401)사이의 위치관계는 중심점(C)을 기준으로 미리 특정될 수 있다. 즉, 광센서(400)를 구성하는 각각의 감광성 픽셀의 위치에 따라, 해당 감광성 픽셀에 도달하는 외부광 성분의 경사각과 방향각이 결정될 수 있다.

따라서, 사용자의 시야각(θ1)이 결정되면, 사용자의 시야각(θ1)과 거울대칭되는 대칭광(L2)이 센싱될 감광성 픽셀의 좌표가 결정될 수 있고, 상기 대칭광(L2)이 센싱되는 감광성 픽셀에 조사된 대칭광(L2)의 세기가 결정될 수 있다.

도 9는 도 8에 개시된 광센서(400)를 이용하여 대칭광의 세기를 검출할 수 있도록 구성된 제어부(500)를 설명하는 블록도이다.

시야각 판정부(510)는 도 5 및 도 6의 설명에 기재된 방법에 의하여 카메라(200)에 의해 촬영된 화면에 기초하여 사용자의 시야각을 판정한다.

반사세기 산출부(520)는 시야각 판정부(510)에서 판정된 시야각과 광센서(400)에서 출력된 픽셀의 좌표 및 대칭광(L2)의 세기에 기초하여 대칭광(L2)에 대응하는 반사광의 세기를 결정한다. 반사광의 세기를 결정할 때 윈도우(130)의 반사율 및 투과율 등이 고려될 수 있다. 즉, 상기 반사세기 산출부는 표시장치의 광반사율에 대한 정보를 포함한다. 예컨대, 반사세기 산출부(520)에 표시장치 표면의 반사율 값에 대한 정보가 저장되어 있다. 이러한 반사광의 세기에 대한 정보가 반사세기 산출부(520)로부터 휘도 보상부(530)로 전달된다.

휘도 보상부(530)는 상기 반사광의 세기를 외부광 요소로 하여 휘도를 보상한다. 휘도 보상부(530)는 입력 영상 데이터(DATA)의 계조값을 입력받아 반사광 세기를 고려하여 감마 보정을 수행하여 출력 영상 데이터(DAT)를 표시부(300)에 전달한다. 감마 보정은 감마값을 변경하지 않고 반사광 세기에 대응하는 계조값을 입력 영상 데이터(DATA)의 계조값에 합산하는 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 감마 보정은 반사광 세기를 고려하여 감마값을 변경하는 방식으로 수행될 수도 있다.

이하 도 10 및 11을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예를 설명한다.

도 10에, 카메라에 의해 촬영된 화면(250)을 이용하여 사용자의 시야각과 대칭광을 한번에 결정하는 원리가 개시되어 있다.

카메라에 의해 촬영된 화면(250)은 중심점(C)을 가지며, 상기 화면(250)을 구성하는 각각의 셀들은 각각의 좌표를 가진다. 카메라에 의해 촬영된 화면(250)에서, 화면의 중심점(C)을 기준으로 대칭되는 위치에 있는 요소들은 카메라를 중심으로 각각 방향과 각도가 대칭인 위치에 존재한다고 할 수 있다.

즉, 화면(250)의 중심점(C)을 기준으로 눈동자 중심(254)과 대칭되는 점은 눈동자의 중심(254)과 방향각과 경사각이 대칭인 위치라고 할 수 있다.

따라서, 사용자의 눈동자 중심(254) 및 그 좌표(x2, y2)가 결정되면, 화면(250)의 대칭점(255)과 그 좌표(x2', y2')가 결정되며, 상기 대칭점(255)은 카메라(200)를 기준으로 사용자의 시야각과 대칭되는 입사각으로 입사된 빛에 의하여 인식된 화상이라고 할 수 있다. 그렇기 때문에, 화면(250)에서 상기 대칭점(255)에 해당되는 지점(x2', y2') 의 광 세기에 의하여 대칭광이 결정될 수 있다.

도 11은 도 10에 개시된 카메라 촬영 화면(250)을 이용하여 대칭광의 세기를 검출할 수 있도록 구성된 제어부(500)를 설명하는 블록도이다.

카메라(200)에 의해 촬영된 화면(250) 정보에 기초하여 제어부(500)의 시야각 판정부(510)는 사용자의 눈동자 중심(254)을 판정한다.

반사세기 산출부(520)는, 시야각 판정부(510)에서 판정된 눈동자 중심(254)과 카메라(200)에서 촬영된 화면(250) 정보에 기초하여, 눈동자 중심(254)과 대칭되는 방향각과 경사각으로 입사된 대칭광의 세기를 고려하여 반사광의 세기를 결정한다. 이와 같이 결정된 반사광의 세기에 대한 정보가 반사세기 산출부(520)로부터 화면 휘도 제어부(530)로 전달된다.

화면 휘도 보상부(530)는 상기 반사광의 세기를 외부광 요소로 하여 휘도를 보상한다.

이상에서, 도면에 도시된 예들을 참고하여 본 발명을 설명하였으나, 이러한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 윈도우 120: 베젤부
130: 하부 케이스 140: 지지부
200: 카메라 201: 카메라용 홀
300: 표시부
400: 광센서 401: 광센서용 홀
500: 제어부 600: 주사 구동부
700: 데이터 구동부

Claims

화상을 표시하는 표시부;
상기 표시부와 이격되어 표시장치의 전방을 향하여 배치된 카메라;
상기 카메라와 이격되어, 표시장치의 전방으로부터 입사된 외부광을 인식할 수 있도록 배치된 광센서; 및
상기 표시부, 카메라 및 광센서와 연결된 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 카메라에 의해 촬영된 화면에서 사용자의 얼굴을 인식하고, 상기 사용자가 표시장치를 바라보는 시야각을 결정하는 시야각 판정부;
상기 광센서에 의해 인식된 외부광 중 상기 시야각과 대칭되는 대칭광의 세기에 기초하여 반사광의 세기를 산출하는 반사세기 산출부; 및
상기 반사세기 산출부에서 산출된 반사광의 세기를 고려하여 입력 영상 데이터의 휘도를 보상하는 휘도 보상부;를 포함하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 시야각 판정부는 사용자의 눈동자의 위치를 결정하는 표시장치.
제 2항에 있어서, 상기 시야각 판정부는 눈동자 사이의 중심점을 기준으로 시야각을 결정하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 광센서는 고유의 좌표를 갖는 복수개의 감광성 픽셀을 포함하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 감마값을 변경하지 않고 반사광 세기에 대응하는 계조값을 입력 영상 데이터(DATA)의 계조값에 합산하여 감마 보정하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 반사광 세기를 고려하여 감마값을 변경하여 감마 보정하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 반사세기 산출부는 표시장치의 광반사율에 대한 정보를 포함하는 표시장치.
제 1항에 있어서, 상기 카메라는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라인 표시장치.
표시장치의 전방으로 화상을 표시하는 표시부;
상기 표시부와 이격되어 표시장치의 전방을 향하여 배치된 카메라;
상기 표시부 및 카메라와 연결된 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 카메라에 의해 촬영된 화면에서 사용자의 눈동자 중심을 인식하는 시야각 판정부;
상기 시야각 판정부에서 출력된 시야각에 기초하여 외부광의 대칭점을 결정하고 반사광의 세기를 산출하는 반사세기 산출부; 및
상기 반사세기 산출부에서 산출된 반사광의 세기에 따라 휘도를 보상하는 휘도 보상부;를 포함하는 표시장치.
제 9항에 있어서, 상기 시야각 판정부는 사용자의 눈동자 사이의 중심점을 기준으로 시야각을 결정하는 표시장치.
제 9항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 감마값을 변경하지 않고 반사광 세기에 대응하는 계조값을 입력 영상 데이터(DATA)의 계조값에 합산하여 감마 보정하는 표시장치.
제 9항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 반사광 세기를 고려하여 감마값을 변경하여 감마 보정하는 표시장치.
제 8항에 있어서, 상기 카메라는 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라인 표시장치.