KR20170138629A - 투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치 - Google Patents

투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 투명 표시 장치 구동 방법은 각막 반사 이미지를 추출하는 단계, 평면 대상 이미지를 생성하는 단계, 배경 이미지를 생성하는 단계, 및 투명 표시 패널에 상기 배경 이미지를 표시하는 단계를 포함한다. 상기 각막 반사 이미지는 표시 이미지를 표시하고 배경에 반사되는 빛을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 구분되는 상기 투명 표시 패널의 상기 표시 영역이 사용자의 각막에 투영되어 형성된 대상 이미지를 포함한다. 상기 평면 대상 이미지는 상기 각막의 굴곡진 형상에 의해 왜곡된 상기 대상 이미지를 보정하여 생성한다. 상기 배경 이미지는 상기 평면 대상 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하여 형성한다.

Description

투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치{TRANSPARENT DISPLAY APPARATUS, DRIVING METHOD THEREOF, AND APPARATUS FOR ACQUIRUNG IMAGE}
본 발명은 투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 각막 반사 이미지를 보정하여 배경 이미지를 취득하는 투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치에 관한 것이다.
투명 표시 장치는 화면의 뒷배경이 비춰 보이는 표시 장치로써 기존에는 주로 비발광 액정 패널에 투사하여 구현하였으나, 지금은 직접 투명한 표시 소자를 구성하는 방향으로 개발이 진행되고 있다. 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)는 차광율이 우수하나 2장의 편광판을 이용하므로, 투과율이 낮아 투명 표시 장치로 활용하기 어려웠다. 투명 표시 장치는 특히 자체 발광이 가능한 유기 발광 다이오드 표시 장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display device)에서 주로 구현되고 있다. 투명 표시 장치는 자동차의 전면 유리나 가정용 유리 등에 적용되어 사용자에게 표시 장치의 정보와 주변 환경 정보를 동시에 제공하여 줄 수 있다.
투명 표시 장치는 광 투과성에 기해 투명 표시 장치의 후면으로 입사되는 광을 그대로 투과시켜 눈으로 전달한다. 후면으로 입사되는 광이 그대로 눈으로 전달됨으로써, 후면의 사물을 시인할 수 있다.
투명 표시 장치에서, Contrast, 선명도, 및 밝기와 같은 화질을 개선하려면 표시 장치의 표시 이미지뿐만 아니라 비쳐 보이는 배경 이미지가 요구된다. 그러나, 투명 표시 장치 자체는 부가적인 센서 없이 배경 이미지를 취득할 수 없다.
본 발명은 각막 반사 이미지를 이용하여 사용자가 보고 있는 배경 이미지를 취득하는 투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 구동 방법은 각막 반사 이미지를 추출하는 단계, 평면 대상 이미지를 생성하는 단계, 배경 이미지를 생성하는 단계, 및 투명 표시 패널에 상기 배경 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.
상기 투명 표시 패널은표시 이미지를 표시하고, 배경에 반사되는 빛을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역바깥쪽의 비표시 영역으로 구분된다. 상기 표시 이미지는 투명 표시 장치가 제공하는 이미지이다. 상기 각막 반사 이미지는 상기 표시 영역 이 사용자의 각막에 투영되어 형성된 대상 이미지 및 상기 비표시 영역(베젤 영역)이 상기 각막에 투영되어 형성된 엣지 이미지를 포함한다.
상기 각막 반사 이미지를 추출하는 단계는 카메라로 사용자의 눈을 촬상하는 단계 및 상기 촬상된 눈으로부터 상기 각막 반사 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 평면 대상 이미지는 상기 각막의 굴곡진 형상에 의해 왜곡된 상기 대상 이미지를 보정하여 생성된다. 상기 평면 대상 이미지를 생성하는 단계는 상기 각막 반사 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계 및 상기 평면 이미지로부터 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계를 포함한다.
상기 각막 반사 이미지를 평면 이미지로 보정하는 단계는 상기 엣지 이미지를 평면 엣지 이미지로 보정하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계는 상기 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계 및 상기 평면 엣지 이미지가 둘러싸는 이미지를 상기 평면 대상 이미지로 특정하는 단계를 포함한다. 상기 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계는 상기 평면 엣지 이미지의 특징점을 시간의 흐름에 따라 추출하는 단계일 수 있다.
상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계는 상기 엣지 이미지 대신에 상기 투명 표시 패널이 표시하는 표시 패턴을 이용할 수 있다. 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계는 상기 표시 패턴이 상기 각막에 투영된 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계 및 상기 표시 패턴이미지에 근거하여상기 표시 영역의 위치를 검출하여 상기 평면 대상 이미지를 특정하는 단계를 포함할 수 있다.상기 배경 이미지를 생성하는 단계는 변환 이미지를 생성하는 단계, 상기 변환 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하는 단계, 및 상기 변환 이미지의 선명도를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투명 표시 패널, 각막 반사 이미지 추출부, 이미지 검출부, 및 배경 이미지 생성부를 포함한다. 상기 투명 표시 패널은 표시 이미지를 표시하는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 구분된다.
상기 각막 반사 이미지 추출부는 상기 각막 반사 이미지를 추출하는 단계를 수행한다.
상기 이미지 검출부는 디워핑부 및 평면 대상 이미지 추출부를 포함한다. 상기 디워핑부는 상기 각막 반사 이미지를 상기 평면이미지로 보정한다. 상기 평면 대상 이미지 추출부는 상기 평면 이미지로부터 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계를 수행한다.
상기 배경 이미지 생성부는 변조부 및 산출부를 포함한다. 상기 변조부는 상기 평면 대상 이미지의 해상도 및 형상을 보정하여 상기 변환 이미지를 생성한다. 상기 산출부는 상기 변환 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하여상기 배경 이미지를 생성한다.
본 발명의 투명 표시 장치, 이의 구동 방법, 및 이미지 취득 장치는 별도의 시점 검출 센서 없이도 사용자가 투명 표시 장치 또는 이미지 취득 장치를 통해 보고 있는 배경 이미지를 취득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치 및 사용자를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 평면 대상 이미지를 생성하는 단계를 도시한 순서도이다.
도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 평면 대상 이미지를 생성하는 단계를 도시한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 따른 각막 반사 이미지, 평면 이미지, 및 평면 대상 이미지를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 다른 실시예에 따른 평면 대상 이미지를 생성하는 단계를 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7에 따른 각막 반사 이미지, 평면 이미지, 및 평면 대상 이미지를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배경 이미지를 생성하는 단계를 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 검출부를 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배경 이미지 생성부를 도시한 블록도이다.
도 12는 배경 이미지 및 표시 이미지를 투명 표시 패널에 표시한 투명 표시 장치를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치(1000)를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 투명 표시 장치(1000)는 투명 표시 패널(100), 각막 반사 이미지 추출부(200), 이미지 검출부(300), 배경 이미지 생성부, 타이밍 컨트롤러(500), 데이터 드라이버(600), 및 게이트 드라이버(700)를 포함할 수 있다.
투명 표시 패널(100)은 영상을 표시한다. 투명 표시 패널(100)은 다양한 형태의 표시 패널들 중 어느 하나일 수 있으며, 예를 들어, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel) 또는 유기발광 표시패널(organic light emitting display panel)일 수 있다. 투명 표시 패널(100)은 게이트 신호를 수신하는 복수의 게이트라인들(G1~Gk)과 데이터 전압을 수신하는 복수의 데이터라인들(D1~Dm)을 포함한다. 게이트라인들(G1~Gk)과 데이터라인들(D1~Dm)은 서로 절연되며 교차한다. 투명 표시 패널(100)에는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소 영역들이 정의되고, 다수의 화소 영역들에는 다수의 화소들(PX)이 각각 구비된다. 화소들(PX) 각각은 게이트라인들(G1~Gk) 중 하나의 게이트라인과 데이터라인들(D1~Dm) 중 하나의 데이터 라인에 연결될 수 있다.
각막 반사 이미지 추출부(200)는 각막 반사 이미지(CRI: Corneal reflection image)를 생성한다. 각막 반사 이미지 추출부(200)는 각막 반사 이미지(CRI)를 이미지 검출부(300)에 제공한다. 구체적인 내용은 후술된다.
이미지 검출부(300)는 각막 반사 이미지 추출부(200)로부터 각막 반사 이미지(CRI)를 수신한다. 이미지 검출부(300)는 각막 반사 이미지(CRI)를 보정하여 평면 대상 이미지(FTI)를 생성하고, 배경 이미지 생성부(400)에 평면 대상 이미지(FTI)를 제공한다. 구체적인 내용은 후술된다.
배경 이미지 생성부(400)는 이미지 검출부(300)로부터 평면 대상 이미지(FTI)를 수신한다. 배경 이미지 생성부(400)는 평면 대상 이미지(FTI)를 보정하여 배경 이미지(Pb)를 생성하여, 타이밍 컨트롤러(500)에 제공한다. 구체적인 내용은 후술된다.
타이밍 컨트롤러(500)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 기본 이미지 데이터(DATA1) 및 제어신호(CS)를 수신한다. 타이밍 컨트롤러(500)는 상기 제어신호(CS), 예를 들면 수직동기신호, 수평동기신호, 메인클럭, 데이터 인에이블신호 등을 입력받아 제1 제어신호(CT1) 및 제2 제어신호(CT2)를 출력한다. 이때, 제1 제어신호(CT1)는 게이트 드라이버(700)의 동작을 제어하기 위한 게이트 제어신호이다. 제1 제어신호(CT1)는 게이트 클럭(CPV) 및 수직개시신호(STV)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 제어신호(CT2)는 데이터 드라이버(600)의 동작을 제어하는 데이터 제어신호이다. 상기 제2 제어신호(CT2)는 상기 데이터 드라이버(600)의 동작을 개시하는 수평개시신호, 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전신호, 및 데이터 드라이버(600)로부터 상기 데이터 전압이 출력되는 시기를 결정하는 출력지시신호 등을 포함한다.
데이터 드라이버(600)는 제2 제어신호(CT2)에 기초하여 변조 이미지 데이터(DATA2)가 변환된 데이터 전압을 데이터라인들(D1~Dm)에 출력한다.
게이트 드라이버(700)는 투명 표시 패널(100)에 구비된 게이트라인들(G1~Gk)과 전기적으로 연결되어 게이트라인들(G1~Gk)에 게이트 신호를 제공한다. 구체적으로, 게이트 드라이버(700)는 제1 제어신호(CT1)에 기초하여 게이트라인들(G1~Gk)을 구동하기 위한 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 게이트라인들(G1~Gk)에 순차적으로 출력한다.
도시되지 않았으나, 본 발명의 투명 표시 장치(1000)가 유기 발광 표시 장치인 경우, 투명 표시 장치(1000)는 타이밍 컨트롤러(500)로부터 제어 신호를 수신하여 발광 제어신호들을 투명 표시 패널(100)에 제공하는 발광 드라이버를 더 포함할 수 있다. 발광 드라이버는 유기 발광 다이오드 각각에 흐르는 전류 타이밍을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치(1000)의 구동 방법(S1000)을 도시한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치(1000) 및 사용자(USER)를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 투명 표시 장치(1000)의 구동 방법(S1000)은 각막 반사 이미지를 추출하는 단계(S100), 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200), 배경 이미지를 생성하는 단계(S300), 및 투명 표시 패널(100)에 배경 이미지를 표시하는 단계(S400)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 투명 표시 장치(1000)는 영상을 표시하는 표시 영역(VA)과 표시 영역(VA)에 인접한 비표시 영역(NVA)으로 구분된다. 표시 영역(VA)은 투명 또는 반투명할 수 있다. 사용자(USER)는 투명 표시 장치(1000)의 표시 영역(VA)를 통해 투명 표시 장치(1000)의 후방의 배경을 시인할 수 있다. 또한, 표시 영역(VA)은 타이밍 컨트롤러(500)가 기본 이미지 데이터(DATA1)를 수신하여 표시 영역(VA)에 표시 이미지를 제공할 수 있다. 표시 영역(VA)은 표시 이미지를 제공하는 영역과 배경에 반사되는 빛을 투과하는 영역을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 각막 반사 이미지를 추출하는 단계(S100)는 사용자(USER)의 각막에 투영된 각막 반사 이미지(CRI)를 추출한다. 각막 반사 이미지(CRI)는 투명 표시 패널(100) 중 표시 영역(VA)이 사용자(USER)의 각막에 투영된 대상 이미지(TI)를 포함한다. 구체적으로, 사용자(USER)는 투명 표시 패널(100)을 통하여 후면의 배경을 볼 수 있고, 각막 반사 이미지(CRI)는 표시 영역(VA)을 투과하여 사용자(USER)의 각막에 도달 후 반사되는 대상 이미지(TI)를 포함한다.
각막 반사 이미지 추출부(200)는 투명 표시 장치(1000)의 전면 및 비표시 영역(NVA)에 대응하게 구비될 수 있다. 각막 반사 이미지 추출부(200)는 사용자(USER)를 촬상하는 전면 카메라일 수 있다. 각막 반사 이미지 추출부(200)는 사용자(USER)의 눈을 촬상할 수 있다. 또는, 카메라의 렌즈 화각(angle of view)이 눈보다 넓은 경우, 각막 반사 이미지 추출부(200)는 사용자(USER)의 얼굴 이미지를 검출하는 얼굴 검출 기술이나, 눈 이미지를 검출하는 눈 검출 기술을 이용하여 각막 반사 이미지(CRI)를 추출할 수 있다.
각막 반사 이미지 추출부(200)는 사용자(USER)의 각막 반사 이미지(CRI)를 추출하고, 투명 표시 장치(1000)는 각막 반사 이미지(CRI)를 이용하여 배경 이미지(Pb)를 생성한다. 따라서, 투명 표시 장치(1000)는 배경 이미지(Pb)를 추출하기 위한 별도의 후면 카메라를 필요로 하지 않는다.
평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)는 각막에 의해 왜곡된 대상 이미지(TI)를 보정하여 평면 대상 이미지(FTI)를 생성한다. 사용자(USER)의 각막은 둥글고, 각막에서 반사된 각막 반사 이미지(CRI)는 볼록 거울에 비추어진 이미지와 같으므로, 대상 이미지(TI)는 사용자(USER)가 각막을 통해 인지하는 실제 형상과 다르게 왜곡된다. 따라서, 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)는 왜곡된 이미지를 보정함으로써 사용자(USER)가 각막을 통해 인지하는 실제 형상과 동일한 평면 대상 이미지(FTI)를 생성한다.
배경 이미지를 생성하는 단계(S300)는 평면 대상 이미지(FTI)로부터 투명 표시 패널(100)이 표시하는 표시 이미지(Pd)를 제거하여 배경 이미지(Pb)를 생성한다. 표시 이미지(Pd)는 투명 표시 패널(100)의 화소들(PX)에 의하여 생성되는 이미지를 의미한다. 사용자(USER)의 각막에 맺히는 이미지는 배경뿐만 아니라 투명 표시 패널이 생성하는 표시 이미지(Pd)를 포함한다. 따라서 평면 대상 이미지(FTI)로부터 표시 이미지(Pd)를 제거함으로써, 투명 표시 장치(1000)는 배경 이미지(Pb)를 취득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)를 도시한 순서도이고, 도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)를 도시한 순서도이다. 도 6a 내지 도 6c는 도 5의 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)에 따른 각막 반사 이미지(CRI), 평면 이미지(FI), 및 평면 대상 이미지(FTI)를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)는 각막 반사 이미지(CRI)를 평면 이미지로 보정하는 단계(S210)(이하 디워핑(De-warping) 단계라고 한다.) 및 평면 이미지(FI)로부터 평면 대상 이미지를 추출하는 단계(S220)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 평면 대상 이미지를 추출하는 단계(S220)는 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계(S230) 및 평면 엣지 이미지(110b)가 둘러싸는 이미지를 평면 대상 이미지로 특정하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
도 6a는 각막 반사 이미지(CRI)를 도시한 도면이다. 각막 반사 이미지(CRI)는 대상 이미지(TI) 및 엣지 이미지(110a)를 포함한다.
대상 이미지(TI)는 표시 영역(VA)을 사용자(USER)의 각막에 투영한 이미지이다. 구체적으로, 대상 이미지(TI)는 배경이 투명 표시 패널(100)을 투과하여 각막에서 반사되는 이미지 및 투명 표시 패널(100)이 표시하는 표시 이미지(Pd)를 포함하는 이미지일 수 있다. 엣지 이미지(110a)는 대상 이미지(TI)를 둘러싼다. 엣지 이미지(110a)는 투명 표시 패널(100)의 비표시 영역(NVA)을 사용자(USER)의 각막에 투영한 이미지이다.
사용자(USER)의 각막은 구의 일부분을 이용한 반사면이 볼록한 볼록 거울로 볼 수 있다. 각막 반사 이미지(CRI)는 사용자(USER)가 보는 배경을 볼록 거울에 반사시킨 형상으로 볼 수 있다. 따라서, 도 6a의 각막 반사 이미지(CRI)는 중앙부가 확장되고 바깥쪽이 수축되는 형상을 갖는다. 대상 이미지(TI) 및 엣지 이미지(110a) 각각의 형상은 실제 표시 영역(VA) 및 비표시 영역(NVA) 각각의 형상과 달리 휘어져 형성된다.
도 6b는 평면 이미지(FI)를 도시한 도면이다. 평면 이미지(FI)는 각막에 굴곡진 형상에 의해 왜곡된 각막 반사 이미지(CRI)를 보정하여 생성된다. 구체적으로, 디워핑 단계(S210)는 휘어진 물체의 각도를 고려하여 각막의 곡률을 검출하고, 휘어진 물체의 형상을 펴주는 보정을 통하여 평면 이미지(FI)를 생성할 수 있다.
평면 이미지(FI)는 평면 대상 이미지(FTI) 및 평면 엣지 이미지(110b)를 포함한다. 휘어진 형상을 갖는 대상 이미지(TI) 및 엣지 이미지(110a)는 디워핑 단계(S210)를 거쳐 실제 투명 표시 장치(1000)와 동일한 형상을 갖도록 보정된다. 구체적으로, 대상 이미지(TI)는 평면 대상 이미지(FTI)로 보정되고, 엣지 이미지(110a)는 평면 엣지 이미지(110b)로 보정된다.
표시 영역(VA)은 직사각형일 수 있다. 이 경우, 평면 대상 이미지(FTI)는 직사각형이 되도록 보정할 수 있다.
도 6c는 평면 대상 이미지(FTI)를 도시한 도면이다. 평면 대상 이미지(FTI)는 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계(S230) 및 평면 엣지 이미지(110b)가 둘러싸는 이미지를 평면 대상 이미지로 특정하는 단계(S250)를 거쳐 형성된다.
평면 엣지 이미지(110b)는 비표시 영역(NVA)에 의한 색상 변화 등을 이용하여 검출할 수 있다. 표시 영역(VA)이 직사각형인 경우, 평면 대상 이미지(FTI)를 둘러싸는 4개의 직선을 산출하여 평면 대상 이미지(FTI)를 특정할 수 있다.
평면 엣지 이미지를 검출하는 단계(S230)에서는 평면 엣지 이미지(110b)의 특징점을 시간의 흐름에 따라 추출할 수 있다. 일례로서 평면 대상 이미지 추출부(320)는 평면 엣지 이미지(110b)의 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) 특징량을 추출할 수 있다. 평면 대상 이미지 추출부(320)는 추출된 평면 엣지 이미지(110b)가 둘러싸는 이미지를 평면 대상 이미지(FTI)로 특정할 수 있다.
도 7은 도 4의 다른 실시예에 따른 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)를 도시한 순서도이다. 도 8a 내지 도 8c는 도 7의 평면 대상 이미지를 생성하는 단계(S200)에 따른 각막 반사 이미지(CRI), 평면 이미지(FI), 및 평면 대상 이미지(FTI)를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 평면 대상 이미지를 추출하는 단계(S220)는 디워핑 단계(S210), 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계(S240), 및 표시 패턴 이미지(120b)가 둘러싸는 이미지를 평면 대상 이미지로 특정하는 단계(S250)를 포함할 수 있다.
도 8a는 각막 반사 이미지(CRI)를 도시한 도면이다. 각막 반사 이미지(CRI)는 대상 이미지(TI), 엣지 이미지(110a), 및 표시 패턴 반사 이미지(120a)를 포함한다.
투명 표시 패널(100)은 표시 패턴(120)을 표시하고, 표시 패턴(120)은 각막에 투영되어 표시 패턴 반사 이미지(120a)를 생성한다. 표시 패턴(120)은 배경 이미지(Pb)의 표시 범위를 정의하기 위하여 투명 표시 패널(100)에 표시된다.
도 8b는 평면 이미지(FI)를 도시한 도면이다. 평면 이미지(FI)는 평면 대상 이미지(FTI), 평면 엣지 이미지(110b), 및 표시 패턴 이미지(120b)를 포함한다. 표시 패턴 이미지(120b)는 디워핑 단계(S210)를 거쳐 표시 패턴(120)과 동일한 형상을 갖도록 보정된다. 즉, 표시 패턴 반사 이미지(120a)는 표시 패턴 이미지(120b)로 보정된다.
도 8b를 참조하면 표시 패턴 이미지(120b)의 형상은 다이아몬드로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 사용자(USER)가 추출하고자 하는 배경 이미지(Pb)의 표시 범위에 대응되도록 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 8c는 평면 대상 이미지(FTI)를 도시한 도면이다. 평면 대상 이미지(FTI)는 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계(S240) 및 표시 패턴 이미지(120b)에 근거하여 표시 영역(VA)의 위치를 검출하여 평면 대상 이미지(FTI)를 특정하는 단계를 거쳐 형성된다.
평면 대상 이미지(FTI)는 표시 패턴(120)에 의한 색상 변화 등을 이용하여 표시 패턴 이미지(120b)를 검출할 수 있다. 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계(S240)에서는 표시 패턴 이미지(120b)의 특징점을 시간의 흐름에 따라 추출할 수 있다. 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계(S240)에서는 표시 패턴 이미지(120b)의 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform) 특징량을 추출할 수 있다. 평면 대상 이미지 추출부(320)는 추출된 표시 패턴 이미지(120b)가 둘러싸는 이미지를 평면 대상 이미지(FTI)로 특정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배경 이미지를 생성하는 단계(S300)를 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 배경 이미지를 생성하는 단계(S300)는 변환 이미지를 생성하는 단계(S310), 표시 이미지를 제거하는 단계(S320), 및 변환 이미지(Pc)의 선명도를 보정하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.
변환 이미지를 생성하는 단계(S310)는 평면 대상 이미지(FTI)의 해상도 및 형상을 보정하여 변환 이미지(Pc)를 생성하는 단계이다. 평면 대상 이미지(FTI)는 해상도 및 형상이 투명 표시 장치(1000)의 사양에 합치하도록 보정된다. 평면 대상 이미지(FTI)는 Affine 변환을 이용하여 병진(translation), 축척(scaling), 회전(rotation), 또는 층밀리기(shearing) 중 적어도 하나의 변환에 의하여 변환 이미지(Pc)로 보정될 수 있다.
표시 이미지를 제거하는 단계(S320)는 변환 이미지(Pc)로부터 표시 이미지(Pd)를 제거하는 단계이다. 표시 이미지(Pd) 역시 사용자(USER)의 각막에 투영되므로, 변환 이미지(Pc)로부터 배경 이미지(Pb)를 취득하기 위하여는 표시 이미지(Pd)가 제거될 필요가 있다.
선명도를 보정하는 단계(S330)는 투명 표시 패널(100)의 투과율(aa)에 의해 손실된 이미지를 보정하는 단계이다. 실제 배경은 투명 표시 패널(100)을 투과하여 사용자(USER)의 각막에 투영되므로, 투명 표시 패널(100)의 투과율(aa)에 의해 배경의 일부는 투명 표시 패널(100)에서 반사되고, 일부는 각막에 투영된다. 따라서, 변환 이미지(Pc)로부터 투과율(aa)에 의한 손실 이미지를 보정하여, 실제 배경과 동일한 배경 이미지(Pb)를 취득할 수 있다.
배경 이미지는 Pb, 상기 표시 이미지는 Pd, 상기 투명 표시 패널의 투과율은 aa, 및 상기 변환 이미지는 Pc로 정의되는 경우, 배경 이미지는 Pb=(Pc-Pd)/aa를 만족한다. 구체적으로, 선명도를 보정하는 단계(S330)에서는 변환 이미지(Pc)로부터 표시 이미지(Pd)를 제거한 후, 투명 표시 패널(100)의 투과율(aa)을 나누는 보정에 의하여 배경 이미지(Pb)를 생성할 수 있다.
배경 이미지를 생성하는 단계(S300)는 각막의 반사율에 의하여 손실된 선명도를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 투명 표시 패널(100)뿐만 아니라, 사용자(USER)의 각막 역시 일부 이미지는 흡수하고 일부 이미지는 반사한다. 따라서, 변환 이미지(Pc)로부터 각막의 광 반사율을 나누어 배경 이미지(Pb)를 생성할 수 있다.
배경 이미지를 생성하는 단계(S300)는 동공의 광 흡수율에 의한 채도 변화를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 사용자(USER)의 동공의 색상은 다양하고, 동공의 색상에 따라 파장의 흡수율이 다르다. 따라서, 사용자(USER)의 동공의 색상을 추출하여, 실제 배경의 색상과 동일하도록 변환 이미지의 색상을 보정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 검출부(300)를 도시한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 이미지 검출부(300)는 디워핑 부(310) 및 평면 대상 이미지 추출부(320)를 포함한다.
디워핑 부(310)는 각막 반사 이미지(CRI)를 평면 이미지(FI)로 보정하는 디워핑 단계(S210)를 수행한다. 즉, 디워핑 부(310)는 각막 반사 이미지(CRI)를 수신하여 평면 이미지(FI)를 평면 대상 이미지 추출부(320)에 제공한다.
평면 대상 이미지 추출부(320)는 평면 이미지(FI)로부터 평면 대상 이미지를 추출하는 단계(S220)를 수행한다. 즉, 평면 대상 이미지 추출부(320)는 평면 이미지(FI)를 수신하여 배경 이미지 생성부(400)에 평면 대상 이미지(FTI)를 제공한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배경 이미지 생성부(400)를 도시한 블록도이다.
도 11을 참조하면, 배경 이미지 생성부(400)는 변조부(410) 및 산출부(420)를 포함한다.
변조부(410)는 평면 대상 이미지(FTI)로부터 변환 이미지를 생성하는 단계(S310)를 수행한다. 즉, 변조부(410)는 평면 대상 이미지(FTI)를 수신하여 변환 이미지(Pc)를 산출부(420)에 제공한다.
산출부(420)는 변환 이미지(Pc)로부터 표시 이미지를 제거하는 단계(S320) 및 변환 이미지(Pc)의 선명도를 보정하는 단계(S330)를 수행한다. 즉, 산출부(420)는 변환 이미지(Pc)를 수신하여 표시 이미지(Pd)를 제거하고 투과율(aa)에 의한 선명도를 보정하여 배경 이미지(Pb)를 출력한다.
도 12은 배경 이미지(Pb) 및 표시 이미지(Pd)를 투명 표시 패널(100)에 표시한 투명 표시 장치(1000)를 도시한 도면이다.
배경 이미지(Pb)는 사용자(USER)가 투명 표시 패널(100)을 통하여 보고 있는 이미지에 대응된다. 따라서, 사용자(USER)의 시점이 변경되어 표시 영역(VA)을 통하여 보고 있는 이미지가 변하는 경우, 배경 이미지(Pb)도 변하게 된다. 각막 반사 이미지 추출부(200)는 사용자(USER)의 눈을 촬상하여, 사용자(USER)의 시점 변화를 검출할 수 있고, 사용자(USER)의 각막 반사 이미지(CRI)를 추출하므로, 별도의 후면 카메라 없이 배경 이미지(Pb)를 생성할 수 있다.
표시 이미지(Pd)는 타이밍 컨트롤러(500)가 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 기본 이미지 데이터(DATA1)를 수신하여 투명 표시 패널(100)에 표시되는 이미지일 수 있다. 도 10을 참조하면, 투명 표시 패널(100)은 알파벳 ABC를 표시 이미지(Pd)의 일례로서 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 시간, 날씨, 온도 등 다양한 정보를 표시 영역(VA)에 표시할 수 있다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
1000: 투명 표시 장치 100: 투명 표시 패널
200: 각막 반사 이미지 추출부 300: 이미지 검출부
400: 배경 이미지 생성부 CRI: 각막 반사 이미지
TI: 대상 이미지 FI: 평면 이미지
FTI: 평면 대상 이미지 Pb: 배경 이미지
Pc: 변환 이미지 Pd: 표시 이미지

Claims (20)

  1. 표시 이미지를 표시하고, 배경에 반사되는 빛을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 구분되는 투명 표시 패널의 상기 표시 영역이 사용자의 각막에 투영되어 형성된 대상 이미지를 포함하는 각막 반사 이미지를 추출하는 단계;
    상기 각막의 굴곡진 형상에 의해 왜곡된 상기 대상 이미지를 보정하여 평면 대상 이미지를 생성하는 단계;
    상기 평면 대상 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하여 배경 이미지를 생성하는 단계; 및
    상기 투명 표시 패널에 상기 배경 이미지를 표시하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 평면 대상 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 각막 반사 이미지를 평면 이미지로 보정하는 디워핑 단계; 및
    상기 평면 이미지로부터 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 각막 반사 이미지는,
    상기 비표시 영역이 상기 각막에 투영되어 형성된 엣지 이미지를 더 포함하고,
    상기 디워핑 단계는,
    상기 엣지 이미지를 평면 엣지 이미지로 보정하는 단계를 포함하고,
    상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계는,
    상기 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계; 및
    상기 평면 엣지 이미지가 둘러싸는 이미지를 상기 평면 대상 이미지로 특정하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 평면 대상 이미지는 직사각형이 되도록 형성하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 평면 엣지 이미지를 검출하는 단계는,
    상기 평면 엣지 이미지의 특징점을 시간의 흐름에 따라 추출하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 투명 표시 패널은 표시 패턴을 표시 하고,
    상기 평면 대상 이미지를 추출하는 단계는,
    상기 표시 패턴이 상기 각막에 투영된 표시 패턴 이미지를 검출하는 단계; 및
    상기 표시 패턴 이미지에 근거하여, 상기 표시 영역의 위치를 검출하여 상기 평면 대상 이미지를 특정하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 배경 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 평면 대상 이미지의 해상도 및 형상을 보정하여 변환 이미지를 생성하는 단계;
    상기 변환 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하는 단계; 및
    상기 변환 이미지의 선명도를 보정하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 선명도를 보정하는 단계는,
    상기 표시 이미지가 제거된 상기 변환 이미지로부터 상기 투명 표시 패널의 투과율을 나누어 보정하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 배경 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 변환 이미지로부터 상기 각막의 반사율에 의하여 손실된 선명도를 보정하는 단계를 더 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 배경 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 사용자의 동공의 색상을 추출하여, 상기 동공의 광 흡수율에 의한 채도 변화를 보정하는 단계를 더 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 각막 반사 이미지를 추출하는 단계는,
    카메라로 사용자의 눈을 촬상하는 단계; 및
    상기 촬상된 눈으로부터 상기 각막 반사 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 투명 표시 장치 구동 방법.
  12. 표시 이미지를 표시하고, 배경에 반사되는 빛을 투과하는 표시 영역 및 상기 표시 영역에 인접한 비표시 영역으로 구분되는 투명 표시 패널;
    상기 표시 영역이 사용자의 각막에 투영된 대상 이미지를 포함하는 각막 반사 이미지를 추출하는 각막 반사 이미지 추출부;
    상기 각막의 굴곡진 형상에 의해 왜곡된 상기 대상 이미지를 보정하여 평면 대상 이미지를 생성하는 이미지 검출부; 및
    상기 평면 대상 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하여 배경 이미지를 생성하는 배경 이미지 생성부를 포함하는 투명 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 이미지 검출부는,
    상기 각막 반사 이미지를 평면 이미지로 보정하는 디워핑부; 및
    상기 평면 이미지로부터 상기 평면 대상 이미지를 추출하는 평면 대상 이미지 추출부를 포함하는 투명 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 각막 반사 이미지는 상기 비표시 영역이 상기 각막에 투영되어 형성된 엣지 이미지를 더 포함하고,
    상기 디워핑부는 상기 엣지 이미지를 평면 엣지 이미지로 보정하고,
    상기 평면 대상 이미지 추출부는,
    상기 평면 이미지에서 상기 평면 엣지 이미지를 검출하고, 상기 평면 엣지 이미지가 둘러싸는 이미지를 상기 평면 대상 이미지로 특정하는 투명 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 평면 대상 이미지 추출부는 상기 평면 엣지 이미지의 특징점을 시간의 흐름에 따라 추출하는 투명 표시 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 투명 표시 패널은 표시 패턴을 표시하고,
    상기 평면 대상 이미지 추출부는,
    상기 표시 패턴이 상기 각막에 투영된 상기 표시 패턴 이미지를 검출하고, 상기 표시 패턴 이미지에 근거하여 상기 표시 영역의 위치를 검출하여 상기 평면 대상 이미지를 특정하는 투명 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 배경 이미지 생성부는,
    상기 평면 대상 이미지의 해상도 및 형상을 보정하여 변환 이미지를 생성하는 변조부; 및
    상기 변환 이미지로부터 상기 표시 이미지를 제거하고 선명도를 보정하여 상기 배경 이미지를 생성하는 산출부를 포함하는 투명 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 표시 이미지가 제거된 상기 변환 이미지로부터 상기 투명 표시 패널의 투과율을 나누어 보정하는 투명 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 각막 반사 이미지 추출부는,
    상기 비표시 영역 상에 배치되는 전면 카메라를 포함하는 투명 표시 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 투명 표시 패널은 서로 절연되고 교차하는 게이트 라인들 및 데이터라인들을 포함하고,
    상기 배경 이미지 및 상기 표시 이미지를 수신하여 상기 데이터라인들에 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버를 더 포함하는 투명 표시 장치.
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