KR20210082905A - 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210082905A
KR20210082905A KR1020190175348A KR20190175348A KR20210082905A KR 20210082905 A KR20210082905 A KR 20210082905A KR 1020190175348 A KR1020190175348 A KR 1020190175348A KR 20190175348 A KR20190175348 A KR 20190175348A KR 20210082905 A KR20210082905 A KR 20210082905A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contrast
luminance
display device
viewer
distance
Prior art date
Application number
KR1020190175348A
Other languages
English (en)
Inventor
김재윤
오진영
홍은경
최성민
유민재
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190175348A priority Critical patent/KR20210082905A/ko
Publication of KR20210082905A publication Critical patent/KR20210082905A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
    • H04N5/57—Control of contrast or brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41—Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/422—Input-only peripherals, i.e. input devices connected to specially adapted client devices, e.g. global positioning system [GPS]
    • H04N21/4223—Cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/442—Monitoring of processes or resources, e.g. detecting the failure of a recording device, monitoring the downstream bandwidth, the number of times a movie has been viewed, the storage space available from the internal hard disk
    • H04N21/44213—Monitoring of end-user related data
    • H04N21/44218—Detecting physical presence or behaviour of the user, e.g. using sensors to detect if the user is leaving the room or changes his face expression during a TV program

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

본 발명은 시청 거리와 PPI에 따른 영역별 대비(contrast)를 조절할 수 있는 표시 장치에 관한 것으로서, 복수의 화소들이 마련되어 화상을 표시하는 표시패널; 화소들에 영상을 출력하는 영상 출력부; 시청자를 촬영할 수 있는 카메라; 시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 저장한 메모리; 및 카메라로부터 제공되는 영상으로부터 시청자를 인식하고, 시청자와의 거리를 산출하고, 외부로부터 제공되는 표시 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 메모리에 저장된 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 반영하여 시청자 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 영상 출력부로 출력하는 타이밍 제어부를 포함하여 이루어져, 패널의 특성에 따라 시청 거리에 따라 인식 가능한 화소 밀도를 기반으로 휘도 및 대비(contrast)값을 조절함으로써, 잔상이 발생하는 것을 방지하고, 열화 진행을 방지하여 품질을 유지할 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법{Display device and method of driving for the display device}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시청 거리와 PPI에 따른 영역별 대비(contrast)를 조절할 수 있는 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
최근 표시 장치의 크기가 점점 커지는 추세이다. 패널의 크기가 커질 수록 평균 시청거리가 늘어나게 된다. 시청거리가 고정되지 않아 시청자의 위치가 멀어질 수록 국부적 대비(contrast)를 인지하기 어렵다. 사람이 인지하기 어려운 수준의 대비(contrast)가 패널의 잔상에 영향을 준다. 따라서, 로고처럼 작은 영역에서 잔상의 발생 가능성이 높아진다. 또한, 표시 장치가 동작 중인 상태에서 시청자가 자리를 비우는 경우가 빈번히 발생한다. 이때, 영상이 계속 출력되면 패널에 열화가 발생한다. 이는 제품의 수명 및 품질에 큰 영향을 미친다.
본 발명은 시청거리에 따른 국부적 대비(contrast)와 휘도를 조절해 잔상을 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 시청자의 거리에 따라 휘도 및 대비(contrast)를 조절하여 열화를 방지할 수 있는 표시 장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 품질을 유지 및 수명을 향상할 수 있는 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 복수의 화소들이 마련되어 화상을 표시하는 표시패널; 화소들에 영상을 출력하는 영상 출력부; 시청자를 촬영할 수 있는 카메라; 및 상기 카메라로부터 제공되는 영상으로부터 시청자를 인식하고, 시청자와의 거리를 산출하고, 외부로부터 제공되는 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 시청 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 상기 영상 출력부로 출력하는 타이밍 제어부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 바람직한 표시 장치는 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 발광하는 유기발광다이오드(OLED) 표시 장치이다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 상기 카메라는 피사체에 보낸 광원이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피사체와의 거리를 인식할 수 있는 ToF (Time of flight) 카메라로 구성된다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 상기 타이밍 제어부는 피사체가 사람인지 여부를 판단하고, 피사체가 정지한 상태를 일정 시간동안 유지한 경우 영역별 콘트라스트 조절 신호를 생성한다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 상기 타이밍 제어부는 콘트라스트의 영역의 크기에 따라 휘도와 대비(contrast)의 최대 차감량을 계산하고, 시청 거리에 따라 휘도와 대비 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 타이밍 제어부는 시청거리가 멀수록 휘도와 대비(contrast)의 차감량이 커지도록 휘도와 대비(contrast) 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 상기 타이밍 제어부는 전체 프레임의 최대 주파수에 대응하는 현재 블럭의 주파수 성분의 비율에 따라 휘도와 대비(contrast)의 차감량을 산출하여 휘도와 대비 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치에서 상기 타이밍 제어부는 시청자가 없을 때 최소의 휘도값으로 화상을 표시하도록 상기 영상 출력부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법은 피사체에 보낸 광원이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피사체와의 거리를 인식할 수 있는 ToF (Time of flight) 카메라로부터 표시 장치 전방의 영상 정보를 수신하는 단계; 상기 영상 정보를 분석하여 시청자와의 시청 거리를 산출하는 단계; 외부로부터 제공되는 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 시청 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계; 및 상기 대비(contrast) 조절 신호를 상기 영상 출력부로 출력하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법에서 상기 시청자와의 시청 거리를 산출하는 단계는 카메라로부터 제공되는 영상의 깊이 맵(depth map)을 분석하여 시청자의 유무와 함께 사람인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법에서 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계는 피사체가 정지한 상태를 일정시간동안 유지한 경우 영역별 콘트라스트 조절신호를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법에서 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계는 영역의 크기에 따라 휘도와 대비(contrast)의 최대 차감량을 계산하고, 시청 거리에 따라 휘도와 대비(contrast) 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법에서 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계는 시청거리가 멀수록 휘도와 대비(contrast)의 차감량이 커지도록 휘도와 대비(contrast) 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 구동 방법에서 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계는 전체 프레임의 최대 주파수에 대응하는 현재 블럭의 주파수 성분의 비율에 따라 휘도와 대비(contrast)의 차감량을 산출하여 휘도와 대비(contrast) 값을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치 및 그 구동방법은 시청 거리에 따른 국부적 대비(contrast)와 휘도를 조절해 잔상을 방지하여 대형 패널의 제품 품질을 유지하고 수명을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1의 타이밍 제어부의 구성을 기능 중심으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표시 장치의 구동방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 시청 거리에 따른 인식 가능 화소밀도의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 표시 영상을 영역별로 구분한 경우의 고주파수 성분에 따른 예시도이다.
도 6은 표시 영상의 콘트라스트 조절 대상영역을 구분한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따라 시청거리와 영상정보를 반영하여 휘도 및 대비를 조절하는 것을 나타내는 그래프이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블럭 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블럭이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블럭들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 이하의 설명에서의 표시 장치는 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 것을 예로 설명하지만 본 발명이 유기발광다이오드 표시장치에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치는 복수의 화소들이 마련되어 화상을 표시하는 표시패널(100); 상기 표시 패널(100)을 통해 영상을 표시할 수 있도록 상기 표시 패널(100)에 구동 신호를 제공하는 영상 출력부(200); 시청자를 촬영할 수 있는 카메라(300); 시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 저장한 메모리(400); 및 상기 카메라(300)로부터 제공되는 영상으로부터 시청자를 인식하고, 시청자와의 거리를 산출하고, 외부 시스템(600)로부터 제공되는 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 시청 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 상기 영상 출력부로 출력하는 타이밍 제어부(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 영상 출력부(200)는 데이터 드라이버(210)와 게이트 드라이버(220)를 포함하여 이루어진다.
표시 패널(100)의 화소들은 매트릭스 형태로 배치되어 화소 어레이를 구성하지만, 이에 한정되지는 않는다. 화소들은 매트릭스 형태 이외에도 화소를 공유하는 형태, 스트라이프(stripe) 형태, 다이아몬드(diamond) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 각 화소들은 데이터 라인들 중 어느 하나에, 센싱 배선들 중 어느 하나에, 그리고 게이트 라인들 중 적어도 어느 하나에 연결될 수 있다. 각 화소는 전원생성부로부터 고전위 전원 전압과 저전위 전원 전압을 공급받도록 구성된다. 이를 위해, 전원생성부는 고전위 전원 전압 배선을 통해 고전위 전원 전압을 화소들에 공급할 수 있다. 그리고, 전원 생성부는 저전위 전원 전압 배선을 통해 저전위 전원 전압을 화소들에 공급할 수 있다.
상기 타이밍 제어부(500)는 외부 시스템(600)으로부터 수평/수직 동기신호(H/V Sync), 데이터 인에이블 신호(DE), 영상 신호(RGB) 및 클럭신호(CLK)를 수신한다. 상기 타이밍 제어부(500)는 데이터 제어신호(DCS) 및 게이트 제어신호(GCS)를 생성하여 영상 출력부(200)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 타이밍 제어부(500)는 데이터 제어 신호(DCS)를 데이터 드라이버(210)에 제공한다. 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스, 소스 샘플링 클럭, 및 소스 출력 인에이블신호등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 소스 스타트 펄스는 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징(rising) 또는 폴링(falling) 에지(edge)에 기준하여 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭 신호이다. 소스 출력 인에이블신호는 데이터 드라이버(210)의 출력 타이밍을 제어한다.
상기 타이밍 제어부(500)는 게이트 제어 신호(GCS)를 게이트 드라이버(220)에 제공한다. 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스, 게이트 시프트 클럭 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 게이트 스타트 펄스는 첫 번째 출력을 생성하는 스테이지(stage)에 인가되어 그 스테이지의 동작을 활성화한다. 게이트 클럭은 스테이지들에 공통으로 입력되는 클럭 신호로서 게이트 스타트 펄스를 시프트시키기 위한 클럭 신호이다.
또한, 상기 타이밍 제어부(500)는 시청자 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 상기 영상 출력부(200)로 출력한다. 타이밍 제어부(500)는 카메라로부터 제공되는 영상으로부터 시청자를 인식하고, 시청자와의 거리를 산출한다. 타이밍 제어부(500)는 외부로부터 제공되는 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 상기 메모리(400)에 저장된 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 반영하여 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성한다.
상기 타이밍 제어부(500)는 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 포함한다. 도시한 바와 같이, 카메라(300)로부터 제공된 영상을 분석하여 시청자를 인식하고 시청자와의 거리를 산출하는 거리 판단부(510); 메모리(400)에 저장된 시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비 차감량 정보를 읽어들이는 휘도 및 대비 차감량 추출부(520); 외부 시스템(600)으로부터 제공된 영상(RGB)의 전체 프레임의 최대 주파수 대비 현재 블럭의 주파수 성분을 산출하는 입력 영상 분석부(530); 상기 입력 영상 분석부(530)의 분석 결과에 따른 콘트라스트의 영역의 크기에 상기 휘도 및 대비 차감량 추출부(520)로부터 제공된 시청 거리에 따른 휘도 및 대비 차감량 정보를 반영하여 휘도와 대비 값을 조절하는 휘도 및 대비 조절부(540)를 포함한다.
본 발명의 일 실시에 따른 카메라(300)는 시청자의 시청 거리를 인식할 수 있는 기능을 갖춘다. 시청자의 시청 거리를 추출하기 위해서는 피사체에 대한 깊이를 추출할 수 있는 카메라가 필요하다. 피사체에 대한 깊이를 추출하는 기술은 피사체에 빛을 조사하는지 여부에 따라, 능동형과 수동형으로 구분된다.
능동형 깊이 추출 방법에는 피사체에 레이저를 조사하고 그 빛이 돌아오는 시간을 측정하는 TOF(time of flight) 방식, 피사체에 조사된 레이저가 깊이에 따라 센서의 다른 위치에 도달하는 것을 이용하는 삼각 측량 (triangulation-based) 방식, 피사체에 선(line)이나 격자(grid) 형태의 패턴을 조사하고, 변형 형태를 파악하 여 깊이를 추출하는 백색광(white light) 방식, 정보가 인코딩된 구조광을 조사하고 센서에서 구조광을 식별하여 삼각 측량 방식으로 깊이 정보를 추출하는 구조광(structured light) 방식이 있다.
수동형 깊이 추출 방법에는 대표적으로 두 개 이상의 카메라 장치들에서 취득한 이미지들 간의 시차(parallax) 로부터 깊이를 추출하는 스테레오(depth from stereo) 방식이 있으며, 단일 카메라 시스템을 사용해 취득한 복수의 이미지들 간의 시차(motion parallax)로부터 깊이를 추출하는 structure from motion 방식과, 서로 다른 광 신호를 기반으로 획득되는 두 개의 이미지들 사이에서 블러(blur)의 크기 변화에 기초하여 깊이를 추출하는 방식이 있다.
본 발명의 실시 예에서는 능동형 즉, 피사체에 보낸 광원이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피사체와의 거리를 인식할 수 있는 ToF (Time of flight) 카메라를 사용하는 것을 예시로 하지만, 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
TOF(Time of Flight) 카메라(300)는 소정 주파수로 변조(modulation)된 빛이 피사체에서 반사되어 되돌아 오는 과정 에서 발생되는 위상(phase)의 지연 등을 이용하여 피사체를 탐지하는 것으로서, 지형측량 분야 또는 피사체의 자세제어 분야 등에 널리 이용되고 있다. TOF 카메라의 동작원리를 살펴보면, TOF 카메라는 소정의 중심파장을 갖는 빛을 출사하는 광원을 포함하고 있으며, 그러한 광원에서 출사되는 빛을 소정 주파수로 변조시켜 탐지하는 피사체에 조사를 하게 된다. 이후 피사체에 조사된 빛은 반사되어 TOF 카메라로 되돌아 오게 되며, TOF 카메라는 내장된 센서를 이용하여 되돌아오는 빛을 검출하게 된다.
타이밍 제어부(500)의 거리 판단부(510)는 TOF 카메라(300)에서 출사되는 빛과 피사체에 반사되어 되돌아오는 빛의 위상을 대비하여 피사체까지의 거리를 알 수 있게 된다. 이때, 상기 거리 판단부(510)는 카메라(300)로부터 제공된 영상을 분석하여 피사체가 사람인지 여부도 판단할 수 있다. 즉, 가정에서 기르는 애완동물에 의해 불필요하게 동작하지 않도록 제어하기 위한 것이다.
피사체가 정지한 상태를 일정 시간 유지한 경우, 휘도 및 대비(contrast) 차감량 추출부(520)에서는 메모리(400)에 저장된 시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 읽어 들인다. 이와 동시에, 입력 영상 분석부(530)는 표시할 영상의 전체 프레임의 최대 주파수에 대한 현재 영역의 주파수 성분을 산출한다.
휘도 및 대비(contrast) 조절부(540)는 상기 입력 영상 분석부(530)의 분석 결과에 따른 표시 영역의 크기에 시청 거리에 따른 휘도 및 대비 차감량 정보를 반영하여 시청 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 영상 출력부(200)에 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 표시 장치의 구동 방법의 진행 과정을 설명한 흐름도이다. 표시 장치가 구동되고 있는 상태에서 장착된 ToF 카메라(300)를 사용하여 시청자의 움직임을 감지한다. 즉, 시청자가 기존 정지 상태를 그대로 유지하면 카메라를 통해 제공되는 입력 영상을 무시한다. 만일, 표시 장치가 구동되고 있는 상태에서 일정 시간이 경과되는 동안 피사체가 인식되지 않는 경우 표시 장치의 구동을 차단하거나 최소의 휘도값으로 화상을 표시할 수 있다. 표시 장치가 켜진 상태에서 자리를 비우는 경우가 빈번하게 발생할 수 있으므로, 사용자의 설정 또는 제조사의 설정에 의해 임계 시간을 조절할 수 있다 (S301).
ToF 카메라(300)로부터 제공된 영상을 이용하여 깊이 맵(Depth map)을 추출하여 카메라(300)에 의해 촬영된 영상을 통해 표시되는 피사체가 사람인지 애완 동물인지 여부를 판단한다. 만일 피사체가 애완 동물로 판단되는 경우, 입력 영상을 무시한다(S302).
피사체가 사람으로 판단되면 피사체가 정지 상태를 임계시간(Tth)이상 유지하는지 판단한다. 정지 시간이 기설정 임계시간(Tth: 예를 들어, 3초) 이내인 경우 즉, 단순히 시청자가 표시 장치 앞을 지나가는 경우에 해당하면 입력 영상을 무시한다 (S303).
피사체가 임계 시간(Tth) 이상 정지된 상태를 유지한 경우, 표시 장치와 시청자 사이의 거리를 산출한다. 이때, 다수의 시청자가 존재하는 경우, 설정 상태에 따라 카메라로부터 가장 가까운 거리에 위치하는 시청자를 선택하거나, 가장 먼 거리에 위치하는 시청자 또는 두 명 이상의 시청자가 존재하는 경우 평균 거리를 선택할 수 있다. 시청 거리는 시청자와 표시 장치의 화면 중심 사이의 수평 거리를 의미할 수 있다. 카메라가 위치한 부분과 화면 중심 사이의 거리는 일정하므로, 카메라로 추출된 시청자의 위치 정보로부터 시청거리를 산출할 수 있다 (S304).
시청 거리에 따라 시청자가 인식할 수 있는 화소 밀도(Pixel per inch: PPI)는 반비례한다. 즉, 화소 밀도가 높다고 무조건 좋은 것은 아니다. 무조건적인 값보다는 디스플레이 크기, 시청 거리에 따라 적정 해상도를 갖추는 것이 중요하다. 이 때문에 디스플레이 크기와 PPI 사이의 적절한 합의점을 찾기 위해서는 디스플레이의 크기와 시청 거리를 모두 고려해야 한다.
도 4는 시청 거리에 따른 인식 가능 화소밀도의 상관 관계를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이 표시 패널의 크기와 해상도에 따라 화소 밀도가 변화한다. 또한 패널의 크기에 따른 시청 거리에 따른 인식 가능한 화소 밀도가 변화한다. 시청 거리가 멀어질수록 시청자가 인식할 수 있는 화소 밀도는 작아지게 되고, 시청자가 휘도 및 대비(contrast)를 인식하기 어려워진다. 시청 거리가 멀어짐에도 불구하고 동일한 휘도 및 대비(contrast)를 나타내는 경우 패널의 열화가 발생하게 된다. 따라서, 시청자의 거리에 따른 휘도 및 대비(contrast)를 차감시킬 필요가 있으며, 거리에 대응하는 차감량은 메모리에 저장된다. 시청 거리가 산출되면 휘도 및 대비(contrast) 차감량 추출부(520)에서는 메모리(400)로부터 시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 읽어 들인다 (S305).
이와 동시에 입력 영상 판단부(530)에서는 외부 시스템(600)으로부터 제공되는 표시 영상을 분석한다. 입력 영상 판단부(530)에서는 도 5a에 예시된 바와 같이 입력 영상을 다수의 영역으로 분할하고 각 영역별로 주파수를 분석한다. 표시 영상을 영역별로 고주파수 성분의 양을 계산한다. 영역별로 고주파가 많을 수록 화소 밀도(PPI)가 높아진다. 따라서, 시청거리가 멀어질수록 많은 휘도 및 대비(contrast) 값의 조절이 가능해진다. 전체 프레임의 최대 주파수에 대한 현재 영역별 고주파수 성분의 비율에 따른 데이터는 도 5b에 도시한 바와 같이 표시된다. 블럭별 에지(edge)의 개수의 합이 높을수록 고주파 영역, 적을수록 저주파 영역으로 판단한다. 에지(edge)의 개수가 많은 고주파 영역의 블럭에서는 휘도나 대비의 저감량이 크더라도 사용자가 인지할 확률이 적다. 따라서 휘도와 대비의 저감량을 에지(edge)의 개수에 비례하게 적용한다 (S306).
도 6에 도시한 바와 같이 표시영역은 큰 영역("A")과 작은 영역("B")으로 구분될 수 있다. 휘도 및 대비 조절부(540)는 영역별 고주파수 성분 데이터를 근거로 각 영역의 크기에 따라 휘도 및 대비(contrast) 차감량을 계산한다. 예를 들어, 큰 영역("A")의 휘도 차감량은 최대 5%, 대비(contrast) 차감량은 최대 10% 가 될 수 있다. 작은 영역("B")의 휘도 차감량은 최대 10%, 대비(contrast) 차감량은 최대 20% 가 될 수 있다. 또한, 시청 거리가 멀어질수록 휘도 및 대비(contrast) 차감량이 커지게 된다.
휘도 및 대비 조절부(540)는 도 7에 도시한 바와 같이, 시청거리에 따른 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보와 영역별 고주파수 성분 데이터를 근거로 현재 표시될 영상의 휘도 및 대비(contrast)를 조절하여 영상 출력부(200)로 제공한다.
th1, th2는 시청거리에 따른 인치당화소수(pixel per inch: "PPI"라 칭함)에 의해 결정되는 값으로, th1은 최대 target PPI를 인지 할 수 있는 거리, th2는 최소 타겟(target) PPI를 인지할 수 있는 거리를 의미한다. th1은 감소 구간이 시작되는 시청거리로써 th1이하에서는 원본의 대비와 휘도값을 가진다. th1은 시청자나 제조사의 특징에 따라 가변할 수 있는 값이고 타겟(target) PPI를 인지할 수 있는 최대거리를 뜻한다. 예를 들어 타겟(target) PPI를 300PPI로 결정한다면 300PPI를 인지할 수 있는 최대 시청거리를 th1로 설정한다. 그렇게 되면 th1 이하에서는 언제나 타겟(target) PPI인 300PPI를 인지할 수 있다. th2는 시청거리에 따른 인지 PPI가 크게 변하지 않는 점을 뜻하고 시청자나 제조사가 원하는 대로 가변할 수 있는 값이다. 제조사가 최소한 100PPI이상을 유지하고 싶다고 하면 100PPI를 인지할 수 있는 최소 시청거리가 th2가 된다. 이는 제조사가 원하는 타겟(target) PPI 구간에 따라 설정할 수 있는 값이다. 예를 들어, A 제조사는 100~300PPI를 타켓값으로 설정하고, B 제조사는 50~400PPI를 타겟값으로 설정하였다면 th1시청거리는 B 제조사가 더 작은 값을 가지게 되고 th2시청거리는 B 제조사가 더 큰 값을 가지게 될 것이다.
th2 이후로 휘도나 대비값을 유지하게 만드는 이유는 센서의 오동작이나 고장으로 인해 시청거리가 잘못 계산될 경우를 대비하기 위함이다. 시청거리에 따라 휘도와 대비를 계속 감소할 경우 거리가 매우 커지면 휘도와 대비는 대폭 감소하므로 오동작시 인공물로 인식될 가능성이 높다. 따라서 일정 이상의 시청거리 이상에서는 같은 휘도와 대비를 유지하도록 한다. 실제 물리적인 시청거리에 따라 인지할 수 있는 PPI는 실험으로 결정하고 한번 실험한 값은 모든 패널에 공통 적용 가능하다. 해당 타겟(target) PPI 구간은 제조사나 고객사의 원하는 패널의 특성에 맞춰 사용할 수 있다. 예를 들어 높은 화질을 요구하는 영화를 상영하기 위한 패널이라면 최대, 최소 타겟(target) PPI가 높게 설정되어야 한다. 예를 들면 200~400 PPI로 설정할 수 있다. 반대로 화질보다는 패널의 수명이 중요한 상업 용도의 패널의 경우 최대, 최소 타겟(target) PPI를 낮게 설정할 수 있다. 예를 들어 100~300 PPI로 설정할 수 있다. 이에 따라 영화 상영에 사용하는 패널의 경우 th1, th2값이 더 큰 시청거리 구간을 가지게 되고 상업 용도로 사용하는 패널의 경우 th1, th2값이 더 작은 시청거리 구간을 가지게 될 것이다. 이와 같이 시청거리가 멀어질수록 대비(contrast)값을 낮춤으로써 열화를 방지하고, 잔상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다 (S307).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 표시 장치에서는 패널의 특성에 따라 시청 거리에 따라 인식 가능한 화소 밀도를 기반으로 휘도 및 대비(contrast)값을 조절함으로써, 잔상이 발생하는 것을 방지하고, 열화 진행을 방지하여 품질을 유지할 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 패널 200: 영상출력부
210: 데이터 드라이버 220: 게이트 드라이버
300: 카메라 400: 메모리
500: 타이밍 제어부 510: 거리 판단부
520: 휘도 및 대비 차감량 추출부 530: 입력 영상 분석부
540: 휘도 및 대비 조절부 600: 시스템

Claims (18)

  1. 복수의 화소들이 마련되어 화상을 표시하는 표시패널;
    화소들에 영상을 출력하는 영상 출력부;
    시청자를 촬영할 수 있는 카메라;
    시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 저장한 메모리; 및
    상기 카메라로부터 제공되는 영상으로부터 시청자를 인식하고, 시청자와의 거리를 산출하고, 외부로부터 제공되는 표시 영상을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 상기 메모리에 저장된 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 반영하여 시청자 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하여 상기 영상 출력부로 출력하는 타이밍 제어부를 포함하여 이루어지는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표시 패널은 구동 전류의 크기에 대응하는 밝기로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라는 피사체에 보낸 광원이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피사체와의 거리를 인식할 수 있는 ToF (Time of flight) 카메라인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 피사체가 사람인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 피사체가 정지한 상태를 일정 시간 이상 유지한 경우, 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 콘트라스트의 영역의 크기에 따라 휘도와 대비의 최대 차감량을 계산하고, 시청 거리에 따라 휘도와 대비 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 전체 프레임의 최대 주파수에 대한 각 분할 영역의 주파수 성분의 비율에 따라 휘도와 대비(contrast)의 차감량을 산출하여 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 시청거리가 멀수록 휘도와 대비(contrast)의 차감량이 커지도록 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 정해진 거리 이상의 시청 거리에서는 휘도와 대비(contrast)의 최종 차감량을 유지하여 동일한 휘도와 대비(contrast)를 갖도록 상기 영상 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는 시청자가 없을 때 최소의 휘도값으로 화상을 표시하도록 상기 영상 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 타이밍 제어부는,
    카메라로부터 제공된 영상을 분석하여 시청자를 인식하고 시청자와의 거리를 산출하는 거리 판단부;
    시청자 거리에 대응하는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 메모리로부터 읽어 들이는 휘도 및 대비(contrast) 차감량 추출부;
    표시할 영상의 전체 프레임의 최대 주파수에 대응하는 현재 블럭의 주파수 성분을 산출하는 입력 영상 분석부;
    상기 입력 영상 분석부의 분석 결과에 따른 콘트라스트 영역의 크기에 시청 거리에 따른 휘도 및 대비(contrast) 차감량 정보를 반영하여 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 휘도 및 대비(contrast) 조절부를 포함하여 이루어지는 표시 장치.
  12. 피사체에 보낸 광원이 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 피사체와의 거리를 인식할 수 있는 ToF (Time of flight) 카메라로부터 표시 장치 전방의 영상 정보를 수신하는 단계;
    상기 영상 정보를 분석하여 시청자와의 시청 거리를 산출하는 단계;
    외부로부터 제공되는 표시 영상(RGB)을 다수의 블럭으로 분할하여 블럭별 주파수를 분석하여 시청 거리에 대응하는 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 영상 출력부로 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 시청 거리를 산출하는 단계는,
    카메라로부터 제공되는 영상의 깊이 맵(depth map)을 분석하여 시청자의 유무와 함께 사람인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계에서 피사체가 정지한 상태를 일정시간동안 유지한 경우 영역별 대비(contrast) 조절신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 영역별 대비(contrast) 조절 신호를 생성하는 단계에서 콘트라스트 영역의 크기에 따라 휘도와 대비(contrast)의 최대 차감량을 계산하고, 시청 거리에 따라 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 영역별 콘트라스트 조절 신호를 생성하는 단계에서 시청거리가 멀수록 휘도와 대비(contrast)의 차감량이 커지도록 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 영역별 콘트라스트 조절 신호를 생성하는 단계에서 정해진 거리 이상의 시청 거리에서는 동일한 휘도와 대비(contrast)를 갖도록 휘도와 대비(contrast)의 최종 차감량을 유지하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 영역별 콘트라스트 조절 신호를 생성하는 단계에서 전체 프레임의 최대 주파수에 대응하는 현재 블럭의 주파수 성분의 비율에 따라 휘도와 대비(contrast)의 차감량을 산출하여 휘도와 대비(contrast) 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 구동 방법.
KR1020190175348A 2019-12-26 2019-12-26 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 KR20210082905A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190175348A KR20210082905A (ko) 2019-12-26 2019-12-26 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190175348A KR20210082905A (ko) 2019-12-26 2019-12-26 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210082905A true KR20210082905A (ko) 2021-07-06

Family

ID=76861140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190175348A KR20210082905A (ko) 2019-12-26 2019-12-26 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210082905A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10708577B2 (en) Range-gated depth camera assembly
US10795004B2 (en) Distance measurement apparatus
US10459318B2 (en) Image display apparatus method and storage medium for modifying display luminance
EP2622847B1 (en) Integrated low power depth camera and projection device
US10397533B2 (en) Projection system and method for adjusting projection system
US9148637B2 (en) Face detection and tracking
CN101740005B (zh) 显示控制装置及显示控制方法
WO2016047072A1 (en) Image processing apparatus and control method thereof
US9105133B2 (en) Multi view image display apparatus and control method thereof
WO2009088080A1 (ja) プロジェクタ
TWI512270B (zh) 具動態曝光時間的光學測距系統
US10616561B2 (en) Method and apparatus for generating a 3-D image
US20190361259A1 (en) Semi-dense depth estimation from a dynamic vision sensor (dvs) stereo pair and a pulsed speckle pattern projector
KR20140057522A (ko) 디스플레이 광원 장면 조명을 사용하여 신뢰할만한 객체 반사 감지를 위한 방법 및 시스템
EP2843651B1 (en) Display apparatus, light-emitting device, and control method of display apparatus
KR20120052649A (ko) 투명 표시 장치 및 그 제어 방법
US11172138B2 (en) Image capture apparatus capable of performing HDR combination, method of controlling same, and storage medium
KR102144543B1 (ko) Tof 카메라에서 신호 검출 방법
US20220067951A1 (en) Method for Acquiring Image, Electronic Device and Readable Storage Medium
TWI472989B (zh) 影像調整方法以及使用此影像調整方法的光學導航裝置
KR102268517B1 (ko) 유기발광 표시장치의 잔상 저감장치와 저감방법
US20130208091A1 (en) Ambient light alert for an image sensor
KR20210082905A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법
US20110128305A1 (en) Display apparatus and method
JP6106565B2 (ja) 映像投射装置