KR20170083236A - 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법 - Google Patents

전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자를 이용하여 역광이 보정된 이미지를 획득할 수 있는 역광보정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 외부로부터 유입되는 광을 일시적으로 차단할 수 있는 전기변색소자의 전기 변색층을 이용하여 광에 의한 이미지의 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 부분적으로 조정함으로써, 역광이 보정된 이미지를 획득할 수 있다.

Description

전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법{METHOD AND APPARATUS FOR BACKLIGHT COMPENSATION USING ELECTROCHROMIC DEVICE}
본 발명은 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자를 이용하여 역광이 보정된 이미지를 획득할 수 있는 역광보정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이미지 역광 보정 기술 중 디지털 카메라에 적용되어 대표적으로 사용되고 있는 종래 기술로는 노출의 정도가 상이한 복수 개의 이미지를 연속적으로 촬영하여 한 장의 이미지로 합성하는 HDR(High dynamic range) 기술이 주로 사용되었다.
이러한 종래의 HDR 기술은 과거의 역광 보정 기술에 비해 전체적으로 밝기가 균일한 이미지를 구현할 수 있다는 장점이 있지만 역광이 보정된 이미지를 획득하기 위해서는 서로 다른 촬영 조건에 맞추어 복수 개의 이미지를 연속으로 촬영한 뒤, 최종적으로 복수 개의 이미지를 하나의 이미지로 합쳐야 하기 때문에 역광이 보정된 이미지를 구현하기까지 많은 시간이 소요된다는 한계가 있었다.
또한, 종래의 HDR 기술은 복수 개의 이미지를 흔들림 없이 한 장소에서 촬영해야하므로 촬영 시, 카메라가 흔들릴 경우 최종 합성 이미지에서 왜곡이 발생하기 쉽다는 문제점이 존재하였다.
그러므로, 종래의 HDR 기술은 동화상에 대한 역광 보정 효과를 기대할 수 없으며, 이에 따라 차량용 블랙박스 및 보안용 카메라 등의 동화상에 대해 실시간으로 역광을 보정하여 이미지 또는 영상을 획득하는데 한계가 존재하였고, 또한, 역광 보정이 필요한 어플리케이션에 적용될 수 없다는 한계가 존재하였다.
한국공개특허 제2009-0031045호(발명의 명칭: 다중 패턴을 가진 카메라용 전기변색소자 및 그의 제조방법) 한국등록특허 제10-0793230호(발명의 명칭: 카메라의 부분 역광 보정장치 및 방법) 일본등록특허 제4773769호(발명의 명칭: 초점 검출 장치)
본 발명은 전기변색소자를 이용하여 외부로부터 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 부분적으로 감소시켜 어두운 영역의 대비(contrast)를 향상시킴으로써, 역광을 보정할 수 있는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 외부로부터 유입되는 광을 일시적으로 차단하는 전기변색소자를 이용하여 광 효율 및 명암비를 향상시키는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 유입되는 광을 일시적으로 차단할 수 있는 전기변색소자의 전기 변색층을 이용하여 광에 의한 이미지의 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전기변색소자를 이용하여 역광을 보정함으로써, 역광 보정 시간을 단축시킴에 따라 실시간 역광 보정 기능을 포함하는 차량용 카메라, 디지털 카메라, 휴대폰 카메라, 디지털 캠코더, 보안용 카메라 및 CCTV와 같은 특수 목적 카메라 또는 동화상 촬영 장비에 적용될 수 있는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 이미지 센서의 전면에 위치하여 상기 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자, 상기 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 픽셀 선별부 및 상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 투과도 조정부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 이미지 획득부를 더 포함할 수 있다.
상기 전기변색소자는 서로 대응되는 투명전극, 상기 투명전극의 상하부에 위치하는 나노구조층 및 상기 나노구조층 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기변색소자는 상기 투명전극 상하부에 형성되는 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 전기변색소자는 플루오란(Fluoran) 유도체 및 비올로겐(viologen) 유도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상기 전기변색물질을 함유한 전해질이 채워질 수 있다.
상기 전기변색소자의 상기 나노구조층은 티타늄 옥사이드(Titanium oxide), 산화아연(zinc oxide), 안티몬주석산화물(antimony doped tin oxide) 및 산화텅스텐(tungsten oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다공성 박막일 수 있다.
또한, 상기 전기변색소자의 상기 전기 변색층은 다층박막상태, 용액상태, 및 다층박막상태와 용액상태가 혼합된 상태 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 전기 변색층은 전기변색물질, 전해질염, 용매 및 전자 수용성 분자를 포함하는 용액 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 전기변색소자의 상기 전기변색물질은 아미노기(amino group)를 전자 도너 유니트(electron donor unit)로 포함하는 이소벤조퓨라논(isobenzofuranone)계 화합물을 포함할 수 있으며, 상기 전기변색물질은 류코 다이(leuco dye)를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 전기변색소자의 상기 전기 변색층은 상기 광에 의한 인가전압으로부터 상기 전기변색물질이 산화 또는 환원되어 상기 광을 흡수하는 정도에 따른 계조 표현이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 상기 투과도 조정부는 상기 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태의 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 상기 전기변색소자의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 투과도 조정부는 상기 전기변색소자에 유입되는 상기 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 픽셀 선별부, 상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 투과도 조정부 및 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 이미지 획득부를 포함한다.
상기 전기변색소자는 서로 대응되는 투명전극, 상기 투명전극의 상하부에 위치하는 나노구조층, 상기 나노구조층 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층 및 상기 투명전극 상하부에 형성되는 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법은 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 단계 및 상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전기변색소자는 상기 이미지 센서의 전면에 위치하여 상기 이미지 센서로 유입되는 상기 광의 투과도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법은 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 단계, 상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계 및 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기변색소자를 이용하여 외부로부터 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 부분적으로 감소시켜 어두운 영역의 대비(contrast)를 향상시킴으로써, 역광을 보정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 외부로부터 유입되는 광을 일시적으로 차단하는 전기변색소자를 이용하여 광 효율 및 명암비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유입되는 광을 일시적으로 차단할 수 있는 전기변색소자의 전기 변색층을 이용하여 광에 의한 이미지의 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전기변색소자를 이용하여 역광을 보정함으로써, 역광 보정 시간을 단축시킴에 따라 실시간 역광 보정 기능을 포함하는 차량용 카메라, 디지털 카메라, 휴대폰 카메라, 디지털 캠코더, 보안용 카메라 및 CCTV와 같은 특수 목적 카메라 또는 동화상 촬영 장비에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 구조를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 투과 스펙트럼 변화를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 흡수 스펙트럼 변화를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 CIE a*b* 색좌표를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 CIE L* 및 상대휘도(%Y)를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인가전압에 따른 전기변색소자의 투과도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법을 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(100)는 광에 의한 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 선별하고, 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자(200)를 이용하여 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자(200)의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(100)는 전기변색소자(200), 픽셀 선별부(110) 및 투과도 조정부(120)를 포함한다.
전기변색소자(200)는 이미지 센서의 전면에 위치하여 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절한다. 이하에서는 도 2를 참조하여 전기변색소자(200)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 구조를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 전기변색소자(200)는 서로 대응되는 투명전극(210, 220), 투명전극(210, 220)의 상하부에 위치하는 나노구조층(230, 240) 및 나노구조층(230, 240) 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층(250)을 포함할 수 있다.
투명전극(210, 220)은 전기 변색층(250)에 전압을 인가하기 위하여 서로 대응되도록 상부 투명전극(210) 및 하부 투명전극(220)을 포함할 수 있다.
실시예에 따라서, 투명 전극(210, 220)은 투과도 및 전도성이 좋은 산화인듐주석(Indium-Tin Oxide, ITO), 인듐아연옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), 투명전도막(Transparent Conductive Oxide, TCO), 15nm 이하의 금속 박막, 금속/TCO 다층 박막, 금속/유기물 다층 박막, 금속 메쉬(metal mesh), 금속 나노 와이어(metal nano wire), 그래핀(Graphen), 탄소나노튜브(CNT), 불소산화주석(FTP), 구리(Cu), 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있고, 이들 중 하나 이상이 포함된 다층(multi-layer) 구조로 형성될 수도 있다.
또한, 투명 전극(210, 220)은 도 2의 상부 투명전극(210)에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 유지하여 복수 개의 형태로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라서는 하부 투명전극(220)과 같이 층(layer)의 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 투명전극(210, 220)의 형태, 구조 및 두께는 도 2에 도시된 상부 투명전극(210) 및 하부 투명전극(220)에 한정되지 않는다.
나노구조층(230, 240)은 투명전극(210, 220)의 상하부에 위치될 수 있다.
예를 들면, 나노구조층(230, 240)은 상부 투명전극(210)의 하부에 위치하는 상부 나노구조층(230) 및 하부 투명전극(220)의 상부에 위치하는 하부 나노구조층(240)을 포함할 수 있다.
나노구조층(230, 240)은 전기변색의 반응 속도를 향상시키기 위해 티타늄 옥사이드(Titanium oxide), 산화아연(zinc oxide), 안티몬주석산화물(antimony doped tin oxide) 및 산화텅스텐(tungsten oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다공성 박막일 수 있다.
또한, 나노구조층(230, 240)은 도 2의 상부 나노구조층(230)에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 유지하여 복수 개의 형태로 구성될 수 있으나, 실시예에 따라서는 하부 나노구조층(240)과 같이 층(layer)의 형태로 구성될 수도 있다. 즉, 나노구조층(230, 240)의 형태, 구조 및 두께는 도 2에 도시된 상부 나노구조층(230) 및 하부 나노구조층(240)에 한정되지 않는다.
전기 변색층(250)은 나노구조층(230, 240) 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 전기 변색층(250)은 전기변색물질, 전해질염, 용매 및 전자 수용성 분자를 포함하는 용액 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
또한, 전기 변색층(250)을 구성하는 전기변색물질은 아미노기(amino group)를 전자 도너 유니트(electron donor unit)로 포함하는 이소벤조퓨라논(isobenzofuranone)계 화합물일 수 있다.
실시예에 따라서, 전기 변색층(250)은 다층박막상태, 용액상태로 구성되거나, 다층박막상태와 용액상태가 혼합된 상태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 다층박막상태의 전기 변색층(250)에는 산화텅스텐(WO3) 또는 산화이리듐(IrO2)과 같은 금속산화물 또는 전기변색물질로 사용될 수 있고, 용액상태의 전기 변색층(250)에는 류코 다이(leuco dye)가 전기변색물질로 사용될 수 있다.
또한, 전기변색물질의 산화-환원 반응을 가속시킬 수 있는 물질로는 전도성이 우수한 전해질염이 사용될 수 있고, 전자 수용성 분자가 전기 화학적 촉매(Electrocatalst)로 사용될 수도 있다.
즉, 전기변색소자(200)의 전기 변색층(250)은 광을 흡수하거나 투과시키는 상태의 가역반응이 발생하며, 전해액, 전기변색물질 등이 함유되어 있는 층으로서, 광에 의한 인가전압으로부터 전기변색물질이 산화 또는 환원되어 광을 흡수하는 정도에 따른 계조 표현이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 변색층(250)은 전기변색물질, 전해질염, 용매 및 전자 수용성 분자를 포함하는 용액을 사용하여 형성될 수 있고, 각각의 성분의 구체적 예는 다음과 같다.
[전기변색물질]
전기변색물질로는 이소벤조퓨라논(isobenzofuranone)계 화합물, 바람직하게는 아미노기(amino group)를 전자 도너 유니트(electron donor unit)로 포함하는 이소벤조퓨라논계 화합물, 보다 바람직하게는 류코 다이(leuco dye)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 전기변색물질은 산화텅스텐(WO3) 또는 산화이리듐(IrO2)과 같은 금속 산화물로도 구성될 수 있다.
예를 들면, 검은색을 띄는 류코 다이인 하기 화학식 1의 Black 100, 화학식 2의 ETAC, 화학식 3의 Black 400, 화학식 4의 Black 305, 화학식 5의 S-205, 화학식 6의 NIR Black 78, 파란색을 띄는 류코 다이인 화학식 7의 CVL(Crystal Violet Lactone), 빨간색을 띄는 류코 다이인 화학식 8의 Red 500 및 화학식 9의 Red 520으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 류코 다이는 색상의 다양성을 나타낼 수 있고, 상업적으로 이용하기 쉬우므로, 본 발명에서는 높은 스캐닝 속도 및 높은 디스플레이 품질을 위해 류코 다이를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008
[화학식 9]
Figure pat00009
또한, 전기변색물질로는 n-형 산화환원 발색 화합물로서 비올로겐(viologen)과 같은 유기 전기변색재료 계열의 화합물이 사용될 수 있다.
예를 들어, 비올로겐 화합물의 반응식을 살펴보면, 하기의 반응식 1은 전형적인 비올로겐 유도체의 캐소드 화합물 반응식이다. 비올로겐은 원 상태에서 Bipm2+로 투명한 상태를 나타내다가, 전압 인가 시에 일렉트로크로믹(electrochromic)층에서 환원 반응이 일어나게 되어 Bipm+로 상태가 변경되며, 짙은 흑색을 나타내게 된다. 마찬가지로, 반대의 경우에 산화 반응이 일어나게 되면 짙은 흑색에서 투명한 상태로 변하게 된다.
[반응식 1]
Figure pat00010
또한, 비올로겐은 소정의 전압 인가 시에 하기 화학식 9와 같이 반응하여 투명한 상태에서 짙은 흑색으로 변하게 된다. 하기의 화학식 9에서 R1, R2는 각각 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다. 마찬가지로, 반대의 경우 산화 반응이 일어나게 되면 짙은 흑색에서 투명한 상태로 변하게 된다.
[화학식 9]
Figure pat00011
또한, 하기의 반응식 2는 비올로겐 유도체의 캐소드 화합물 반응식으로, 소정의 전압이 인가된 비올로겐은 Bipm+의 상태를 가지고 있어, 짙은 흑색을 나타내다가 더 큰 전압이 인가되면 옅은 흑색으로 변색된다. 마찬가지로, 반대의 경우에 산화 반응이 일어나게 되면 짙은 흑색에서 옅은 흑색으로 변색된다.
[반응식 2]
Figure pat00012
하기의 화학식 10에서 보는 바와 같이, 소정의 전압이 인가된 상태의 비올로겐은 더 큰 전압을 인가해주면 하기의 화학식 10과 같이 반응하여 짙은 흑색에서 옅은 흑색으로 변하게 된다. 하기의 화학식 10에서 R1, R2는 각각 1 내지 10개의 탄소원자를 갖는 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다. 마찬가지로, 반대의 경우 산화 반응이 일어나게 되면 옅은 흑색에서 짙은 흑색으로 변색된다.
[화학식 10]
Figure pat00013
또한, 전기변색물질은 전기변색 비올로겐 화합물 및 하기의 화학식 11 및 화학식 12로 표시되는 전자 공여성(electron-donating) 무색 유기 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 11]
Figure pat00014
[화학식 12]
Figure pat00015
여기서, R은 탄소수가 1 내지 10인 알킬, 알콕시, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타내고, m은 0 내지 5의 정수를 나타낸다.
또한, 상기 전기변색 비올로겐 화합물은 하기 화학식 13 내지 화학식 19로 표시되는 비올로겐 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 13]
Figure pat00016
[화학식 14]
Figure pat00017
[화학식 15]
Figure pat00018
[화학식 16]
Figure pat00019
[화학식 17]
Figure pat00020
[화학식 18]
Figure pat00021
[화학식 19]
Figure pat00022
여기서, R1, R2는 할로겐 원소를 포함하는 수소, 탄소수가 1 내지 20의 알킬기 또는 알킬렌기이고, X는 비올로겐의 상대이온으로 F-, Br, Cl-, ClO4 -, BF4 -, I-, PF6 -, SO2CF3 - 또는 (CF3SO3 -)2N을 갖는 전기변색 물질을 나타낸다.
[ 전해질염 ]
전해질염으로는, 예를 들면, LiClO4, NaClO4, KClO4, RbClO4와 같은 과염소산의 알칼리금속염, NH4ClO4, HClO4, 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드, 테트라-n-부틸암모늄 클로라이드, 테트라-n-부틸암모늄 테트라플루오로보레이트, 테트라-n-부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트, 테트라-n-부틸암모늄 디하이드로젠트리플루오라이드 및 테트라-n-부틸암모늄 요오다이드 중 적어도 어느 하나 또는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[용매]
용매로는, 구체적으로 N, N-디에틸아세트아미드, 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide), 디메틸포름아미드(Dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone), N-메틸포름아미드(N-Methylformamide), N-비닐피롤리돈(N-Vinylpyrrolidone), 포름아미드(Formamide), 2-피롤리돈(2-pyrrolidone)과 같은 아미드(amide)를 포함하는 유기 용매, 벤질 벤조에이트(Benzyl benzoate), 부틸 아세테이트(Butyl actate), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 에틸 아세토아세테이트(Ethyl acetoacetate), 에틸 부티레이트(Ethyl butyrate), 에틸 락테이트(Ethyl lactate), 이소프로필 아세테이트(Isopropyl acetate), 메틸 아세테이트(Methyl acetate), 메틸 부티레이트(Methyl butyrate), 메틸 페닐아세테이트(Methyl phenylacetate), 메틸 프로피오네이트(Methyl propionate), 디옥틸 테레프탈레이트(Dioctyl terephthalate), 헥실 아세테이트(Hexyl acetate), 이소아밀 아세테이트(Isoamyl acetate), 이소부틸 아세테이트(Isobutyl acetate), 프로필 아세테이트(Propyl acetate), 트리아세틴(Triacetin)와 같은 에스테르(Ester)를 포함하는 유기 용매 및 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), 에틸렌 카보네이트(Ethylene carbonate), 비닐렌 카보네이트(Vinylene carbonate)와 같은 카보네이트(Cabonate)를 포함하는 고리 화합물 유기 용매 중 적어도 어느 하나 또는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[전자 수용성 분자]
전자 수용성 분자로는, 구체적으로 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논(Methylhydroquinone), 메톡시하이드로퀴논(Methoxyhydroquinone), 아세틸하이드로퀴논(Acethylhydroquinone), 디메틸하이드로퀴논(Dimethylhydroquinone), 트리메틸하이드로퀴논(Trimethylhydroquinone), 에틸하이드로퀴논(Ethylhydroquinone), 부틸하이드로퀴논(Buthylhydroquinone), t-부틸하이드로퀴논(t-butylhydroquinone)과 같은 하이드로퀴논계 화합물, 벤질(Benzil) 및 페로센, 메틸페로센(Methylferrocene), 디메틸페로센(Dimethylferrocene), 아세틸페로센(Acethylferrocene), 에틸페로센(Ethylferrocene), 비닐페로센(Vinylferrocene), 디페닐페로센(Diphenylferrocene), 메톡시-메틸페로센(Methoxy-methylferrocene), 부틸페로센(butylferrocene), t-부틸페로센(t-butylferrocene), 플로로메틸페로센(Chloro methyl ferrocene)과 같은 페로센계 화합물 중 적어도 어느 하나 또는 하나 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자(200)는 투명전극(210, 220) 상하부에 형성되는 기판(260, 270)을 더 포함할 수 있다.
기판(260,270)은 상부 투명전극(210)의 상부에 형성되는 상부 기판(260) 및 하부 투명전극(220)의 하부에 형성되는 하부 기판(270)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 기판(260, 270)은 가시광 영역에서 높은 투과도를 갖는 글라스(glass) 및 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(100)의 픽셀 선별부(110)는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 선별한다.
픽셀 선별부(110)는 광에 의한 제1 이미지 표면의 범위를 식별할 수 있다. 예를 들면, 픽셀 선별부(110)는 2차원(2-D) 픽셀 어레이에서 수평 및 수직으로 배열된 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서로부터 밝기 정도에 대응하는 각각의 픽셀을 선별할 수 있다.
보다 상세하게는, 픽셀 선별부(110)는 기설정된 밝기 정도를 기준으로, 유입되는 광에 의한 제1 이미지 중 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 데카르트(Cartesian) 좌표들에서의 (x, y)에 의해 식별할 수 있으므로, 보다 정확한 위치의 픽셀을 선별할 수 있다.
투과도 조정부(120)는 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자(200)의 투과도를 연산하고, 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자(200)의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정한다.
또한, 투과도 조정부(120)는 전기변색소자(200)에 유입되는 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 전기변색소자(200)의 투과도를 연산할 수 있다.
보다 상세하게는, 투과도 조정부(120)는 픽셀 선별부(110)로부터 선별된 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀에 기반하여, 전기변색소자(200)의 투과도를 연산할 수 있다. 또한, 투과도 조정부(120)는 연산된 전기변색소자(200)의 투과도에 기반하여 선별된 픽셀에 대응하는 위치의 전기변색소자(200)의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정할 수 있다.
예를 들면, 투과도 조정부(120)는 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태에 따른 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 전기변색소자(200)의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(100)는 이미지 획득부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이미지 획득부는 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자(200)의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득할 수 있다.
예를 들면, 이미지 획득부는 투과도 조정부(120)로부터 부분적으로 조정된 전기변색소자(200)의 투과도에 기반하여 이미지 센서로 유입된 제1 이미지에서 전기변색소자(200)에 의해 광량이 감소된 부분(영역)을 전기변색소자(200)의 투과도에 상응하는 정도의 밝기 조정을 통해 최종적으로 보정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(300)는 광에 의한 제1 이미지로부터 이미지 센서의 픽셀을 선별하고, 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자를 이용하여 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득한다.
이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치(300)는 픽셀 선별부(310), 투과도 조정부(320) 및 이미지 획득부(330)를 포함한다.
픽셀 선별부(310)는 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 선별한다.
픽셀 선별부(310)는 광에 의한 제1 이미지 표면의 범위를 식별할 수 있다. 예를 들면, 픽셀 선별부(310)는 2차원(2-D) 픽셀 어레이에서 수평 및 수직으로 배열된 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서로부터 밝기 정도에 대응하는 각각의 픽셀을 선별할 수 있다.
보다 상세하게는, 픽셀 선별부(310)는 기설정된 밝기 정도를 기준으로, 유입되는 광에 의한 제1 이미지 중 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 데카르트(Cartesian) 좌표들에서의 (x, y)에 의해 식별할 수 있으므로, 보다 정확한 위치의 픽셀을 선별할 수 있다.
투과도 조정부(320)는 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정한다.
또한, 투과도 조정부(320)는 전기변색소자에 유입되는 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산할 수 있다.
보다 상세하게는, 투과도 조정부(320)는 픽셀 선별부(310)로부터 선별된 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀에 기반하여, 전기변색소자의 투과도를 연산할 수 있고, 연산된 전기변색소자의 투과도에 기반하여 선별된 픽셀에 대응하는 위치의 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정할 수 있다.
예를 들면, 투과도 조정부(320)는 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태에 따른 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 전기변색소자의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 전기변색소자(미도시)는 서로 대응되는 투명전극, 상기 투명전극의 상하부에 위치하는 나노구조층, 상기 나노구조층 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층, 및 상기 투명전극 상하부에 형성되는 기판을 포함할 수 있다.
이미지 획득부(330)는 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득한다.
예를 들면, 이미지 획득부(330)는 투과도 조정부(320)로부터 부분적으로 조정된 전기변색소자의 투과도에 기반하여 이미지 센서로 유입된 제1 이미지에서 전기변색소자에 의해 광량이 감소된 부분(영역)을 전기변색소자의 투과도에 상응하는 정도의 밝기 조정을 통해 최종적으로 보정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라는 이미지 센서(460)와 이미지 센서(460)의 전면에 위치하여 유입되는 광(410)의 투과도를 조절하는 전기변색소자(200)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라는 렌즈(420), 조리개(430), 반사거울(440), 셔터(450), 초점 스크린(470), 뷰 파인더(480) 및 펜타 프리즘(490)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라는 전기변색소자(200)를 제외하고는 일반적인 카메라의 부속품과 구조 및 기능이 동일할 수 있으므로, 도 4에 도시된 카메라의 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전술한 바와 같은 전기변색소자가 결합된 카메라의 각 구성은 기존의 카메라의 구성에 기반한 것이므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자가 결합된 카메라는 전기변색소자(200)를 통해 이미지 센서(460)로 유입되는 광의 투과도를 선택적으로 조절하여, 이미지 센서(460)의 특정 영역에만 다량의 광이 유입됨에 따라 상대적으로 유입되는 광의 양이 적은 부분(영역)에서의 화질 저하 현상(역광 현상)을 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 투과 스펙트럼 변화를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 흡수 스펙트럼 변화를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자는 인가전압이 0.6V에서 1.6V로 증가할수록 가시광 영역에서의 광의 흡수는 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 그에 따른 광의 투과도는 감소하는 것을 알 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 인가전압에 의해 전기변색소자의 투과도를 조정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 CIE a*b* 색좌표를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 인가전압에 따른 전기변색소자의 CIE -a*, a*, -b*, b* 색좌표를 나타내며, 도 5 및 도 6에서, 인가전압이 0.6V에서 1.6V로 증가할 경우, 약 1.7V에서 real black(a*, b*=0, 0)에 가까운 색 특성을 보이는 것을 알 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 인가전압에 의해, 전기변색소자는 real black에 가까운 색 특성을 나타내며, 그로 인하여 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하여 역광이 보정된 이미지를 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자의 CIE L* 및 상대휘도(%Y)를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 전압이 인가되지 않은 상태에서의 전기변색소자는 가시광 영역의 광을 대부분 투과시키기 때문에, 실질적으로 사람의 눈이 인식하는 광의 밝기는 나타내는 상대휘도는 93%를 나타낸다. 반면, 2V의 전압을 인가했을 경우의 전기변색소자는 광이 대부분 흡수되므로, 1.3%에 불과한 광만이 투과되는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 인가전압으로 인해 전기변색소자의 투과도를 조정할 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인가전압에 따른 전기변색소자의 투과도를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자는 전압을 인가함에 따라 전기변색소자의 광 투과도가 달라지는 것을 확인할 수 있으며, 인가되는 전압이 높아질수록 전기변색소자의 뒤에 있는 로고가 점차 가려지는 현상을 확인할 수 있다.
이러한 전기변색소자의 계조 표현 기능으로 인하여 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 전기변색소자를 이용하여 이미지 센서로 도달되는 유입되는 광의 양을 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 (a) 단계에서, 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지(1000)를 획득하고, (b) 단계에서, 제1 이미지(1000)에서 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 픽셀(1010)을 선별할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 (c) 단계에서, 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 픽셀(1010)의 밝기 저감을 위한 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 선별된 픽셀(1010)과 동일한 위치의 전기변색 픽셀(1020)을 구동하여 투과도를 조정할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정장치는 (d) 단계에서, 전기변색소자를 통해 이미지 센서로 유입된 제1 이미지(1000)에서 전기변색소자에 의해 광량이 감소된 부분(1020)을 전기변색소자의 투과도에 상응하는 정도의 밝기 조정을 통해 최종적으로 보정하여 역광이 보정된 제2 이미지(1030)를 획득할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법을 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법은 단계 1110에서, 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 선별한다.
단계 1110은 광에 의한 이미지 표면의 범위를 식별하는 단계일 수 있다. 예를 들면, 단계 1110은 2차원(2-D) 픽셀 어레이에서 수평 및 수직으로 배열된 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서로부터 밝기 정도에 대응하는 각각의 픽셀을 선별하는 단계일 수 있다.
보다 상세하게는, 단계 1110은 기설정된 밝기 정도를 기준으로, 유입되는 광에 의한 이미지 중 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 데카르트 좌표들에서의 (x, y)에 의해 식별할 수 있으므로, 보다 정확한 위치의 픽셀을 선별하는 단계일 수 있다.
또한, 단계 1120에서, 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정한다.
단계 1120은 전기변색소자에 유입되는 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하는 단계일 수 있다.
보다 상세하게는, 단계 1120은 단계 1110에서 선별된 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀에 기반하여, 전기변색소자의 투과도를 연산할 수 있고, 연산된 전기변색소자의 투과도에 기반하여 선별된 픽셀에 대응하는 위치의 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계일 수 있다.
예를 들면, 단계 1120은 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태에 따른 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 전기변색소자의 투과도를 부분적으로 조정하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 전기변색소자는 이미지 센서의 전면에 위치하여 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법을 도시한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 이용한 역광보정방법은 단계 1210에서, 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 선별한다.
단계 1210은 광에 의한 제1 이미지 표면의 범위를 식별하는 단계일 수 있다. 예를 들면, 단계 1210은 2차원(2-D) 픽셀 어레이에서 수평 및 수직으로 배열된 복수의 픽셀들을 포함하는 이미지 센서로부터 밝기 정도에 대응하는 각각의 픽셀을 선별하는 단계일 수 있다.
보다 상세하게는, 단계 1210은 기설정된 밝기 정도를 기준으로, 유입되는 광에 의한 제1 이미지 중 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀을 데카르트 좌표들에서의 (x, y)에 의해 식별할 수 있으므로, 보다 정확한 위치의 픽셀을 선별할 수 있다.
단계 1220에서, 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정한다.
단계 1220은 전기변색소자에 유입되는 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하는 단계일 수 있다.
보다 상세하게는, 단계 1220은 단계 1210에서 선별된 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 이미지 센서의 픽셀에 기반하여, 전기변색소자의 투과도를 연산할 수 있고, 연산된 전기변색소자의 투과도에 기반하여 선별된 픽셀에 대응하는 위치의 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계일 수 있다.
예를 들면, 단계 1220은 전기변색소자의 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태에 따른 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 전기변색소자의 투과도를 부분적으로 조정할 수 있다.
단계 1230에서, 선별된 픽셀에 대응하는 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득한다.
예를 들면, 단계 1230은 단계 1220에서 부분적으로 조정된 전기변색소자의 투과도에 기반하여 이미지 센서로 유입된 제1 이미지에서 전기변색소자에 의해 광량이 감소된 부분(영역)을 전기변색소자의 투과도에 상응하는 정도의 밝기 조정을 통해 최종적으로 보정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 단계일 수 있다.
실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
210, 220: 투명전극
230, 240: 나노구조층
250: 전기 변색층
260, 270: 기판
200: 전기변색소자
410: 광의 경로
420: 렌즈
430: 조리개
440: 반사거울
450: 셔터
460: 이미지 센서
470: 초점 스크린
480: 뷰 파인더
490: 펜타 프리즘

Claims (19)

  1. 이미지 센서의 전면에 위치하여 상기 이미지 센서로 유입되는 광의 투과도를 조절하는 전기변색소자;
    상기 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 픽셀 선별부; 및
    상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 투과도 조정부
    를 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 이미지 획득부
    를 더 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기변색소자는
    서로 대응되는 투명전극;
    상기 투명전극의 상하부에 위치하는 나노구조층; 및
    상기 나노구조층 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색소자는
    상기 투명전극 상하부에 형성되는 기판
    을 더 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색소자는
    플루오란(Fluoran) 유도체 및 비올로겐(viologen) 유도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 상기 전기변색물질을 함유한 전해질이 채워진 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 나노구조층은
    티타늄 옥사이드(Titanium oxide), 산화아연(zinc oxide), 안티몬주석산화물(antimony doped tin oxide) 및 산화텅스텐(tungsten oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다공성 박막인 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 전기 변색층은
    다층박막상태, 용액상태, 및 다층박막상태와 용액상태가 혼합된 상태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 전기 변색층은
    전기변색물질, 전해질염, 용매 및 전자 수용성 분자를 포함하는 용액 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색물질은
    아미노기(amino group)를 전자 도너 유니트(electron donor unit)로 포함하는 이소벤조퓨라논(isobenzofuranone)계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색물질은
    류코 다이(leuco dye)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 전기 변색층은
    상기 광에 의한 인가전압으로부터 상기 전기변색물질이 산화 또는 환원되어 상기 광을 흡수하는 정도에 따른 계조 표현이 가능한 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 투과도 조정부는
    상기 전기변색물질의 산화 또는 환원 상태의 밴드갭(band-gap) 차이를 이용하여 상기 전기변색소자의 투과도를 부분적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 투과도 조정부는
    상기 전기변색소자에 유입되는 상기 광에 의한 가시광 영역에서의 흡수 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  14. 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 픽셀 선별부;
    상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 투과도 조정부; 및
    상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 이미지 획득부
    를 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전기변색소자는
    서로 대응되는 투명전극;
    상기 투명전극의 상하부에 위치하는 나노구조층;
    상기 나노구조층 사이에 위치하며 전기변색물질을 포함하는 전기 변색층; 및
    상기 투명전극 상하부에 형성되는 기판
    을 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정장치.
  16. 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 단계; 및
    상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계
    를 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전기변색소자는
    상기 이미지 센서의 전면에 위치하여 상기 이미지 센서로 유입되는 상기 광의 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자를 이용한 역광보정방법.
  18. 이미지 센서로 유입되는 광에 의한 제1 이미지로부터 기설정된 밝기 수준 이상을 나타내는 상기 이미지 센서의 픽셀을 선별하는 단계;
    상기 선별된 픽셀의 밝기 정도에 기반하여 상기 전기변색소자의 투과도를 연산하고, 상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 투과도를 조정하는 단계; 및
    상기 선별된 픽셀에 대응하는 상기 전기변색소자의 전기변색 픽셀의 영역에 대응하는 상기 제1 이미지의 밝기를 조정하여 역광이 보정된 제2 이미지를 획득하는 단계
    를 포함하는 전기변색소자를 이용한 역광보정방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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