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KR101441584B1 - 투과형 영상표시장치 및 그 방법 - Google Patents

투과형 영상표시장치 및 그 방법 Download PDF

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KR101441584B1
KR101441584B1 KR1020080000360A KR20080000360A KR101441584B1 KR 101441584 B1 KR101441584 B1 KR 101441584B1 KR 1020080000360 A KR1020080000360 A KR 1020080000360A KR 20080000360 A KR20080000360 A KR 20080000360A KR 101441584 B1 KR101441584 B1 KR 101441584B1
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scattering
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projector
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류희섭
유호준
김창용
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삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 투과형 영상표시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치는 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린, 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 및 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 가변하여 프로젝터 영상을 스크린에 선명하게 표시함과 동시에 사용자가 스크린을 통해 외부의 영상을 선명하게 볼 수 있도록 한다.
투과형, 스크린, 프로젝터, 산란상태, 비산란 상태, 영상

Description

투과형 영상표시장치 및 그 방법{SEE-THROUGH DISPLAY APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 투과형 영상표시장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 에 투과형 스크린에 영상을 표시하는 투과형 영상표시장치 및 그 방법에 관한 것이다.
투과형 스크린은 가시적으로 투명하여 영상 및 사물을 동시에 볼 수 있도록 한 장치이다. 이러한 투과형 스크린은 항공기, 차량 및 선박의 HUD(Head Up Display), HMD(Head Mount Display), 유리창형 영상 디스플레이, 투명 TV 및 투명 모니터 등에 적용되고 있다.
그러나, 투과형 스크린의 투명도를 높이면 영상 품질이 저하되며, 영상 품질을 높이면 투명도가 낮아져 사용자의 시야를 흐리게 하는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 영상품질 및 높은 투명도를 동시에 만족시키는 투과형 영상표시장치 및 그 방 법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 빛의 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린에 영상을 표시하는 투과형 영상표시장치 및 그 방법을 제안한다.
보다 구체적으로 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 투과형 스크린 장치에 있어서, 빛에 대한 산란특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린; 과 상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 스크린은 이방성 액정의 방향에 따라 산란상태와 비산란 상태로 변화하는 PLDC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)를 이용하여 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제어부는 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 주기적으로 반복시키고, 상기 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 가변시킬 수 있다.
나아가 제어부는 상기 영상 프레임의 수를 이용하여 상기 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하고, 미리 저장된 상기 명도에 따른 산란구간비율에 따라 상기 결정된 주기에서 상기 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 투과형 영상표시장치에 있어서, 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린; 상기 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터; 및 상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어부는 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 상기 프로젝터의 램프 밝기를 조절하거나, 상기 프로젝터의 셔터를 개폐하여 상기 투사되는 영상의 밝기를 조절하는 것이 바람직하다. 상기 프로젝터의 셔터는 전기식 셔터 또는 기계식 셔터인 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 일 양상에 따르면 전술한 목적은, 가변 산란하는 스크린에 프로젝터의 영상을 표시하는 방법에 있어서, 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하는 단계; 와 상기 결정된 주기에 따라 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 가변하고, 상기 산란상태에서 스크린에 상기 프로젝터의 영상을 투사하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치는 스크린(10), 프로젝터(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
스크린(10)은 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시킨다. 즉, 스 크린(10)은 전기적 신호에 의해 이방성 액정의 방향이 변화되고, 변화되는 액정의 방향에 따라 산란상태(비투명 상태)와 비산란 상태(투명상태)로 변화한다. 이와 같은 스크린(10)은 PLDC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)을 이용하여 구성될 수 있다. 이러한 스크린(10)의 산란상태 및 비산란상태는 제어부(30)의 제어에 따른다. 이에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 후술한다.
프로젝터(20)는 스크린(10)의 산란상태에서 영상을 스크린(10)에 투사하고, 스크린(10)의 비산란 상태에서 영상을 스크린(10)에 투사하지 않는다. 이때, 프로젝터(20)는 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 램프의 밝기 또는 스크린(10)에 투사되는 영상의 밝기를 조절할 수 있다. 이러한 프로젝터(20)의 영상 투사 및 비투사는 제어부(30)에 제어에 따른다. 이에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 후술한다.
제어부(30)는 주기적으로 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태를 변화시키고, 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태에 동기시켜 프로젝터(20)의 영상 투사 및 비투사를 제어한다. 즉, 제어부(30)는 스크린(10)의 산란상태에서 프로젝터(20)의 영상이 스크린(10)으로 투사되도록 하고, 스크린(10)의 비산란 상태에서 프로젝터(20)의 영상이 스크린(10)으로 투사되지 않도록 한다. 이때, 스크린(10)의 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간은 영상 프레임의 수 및 명도에 따라 가변될 수 있다. 이러한 제어부(10)의 상세 동작은 도 4를 참조하여 후술한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 예시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 스크린(10)은 유리기판(11, 17), 유리기판(11, 17)에 형성된 전극판(12, 16) 및 유리기판(11, 17)에 의해 형성된 공간에 주입된 PDLC(14)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 전극판(12, 16)은 ITO(Indium Thin Oxide) 전극판일 수 있다.
이러한 PDLC(14)는 액정(14) 및 폴리머(15)로 구성되며, 폴리머(15) 내에 투명한 액정(14)이 분산되어 있는 배치된 구조를 갖는다. 액정(14)은 복굴절 특성을 갖는 이방성 액정이며, 방향에 따라 다른 굴절율을 갖는다. 예를 들어, 액정(14)은 도 2a와 같이 종방향인 경우 1.5인 굴절율을 가질 수 있으며, 도 2b와 같이 횡방향인 경우 1.7인 굴절율을 가질 수 있다.
따라서, 먼저 폴리머(15)의 굴절율을 액정(14)의 횡방향 굴절율 또는 종방향 굴절율 중 어느 하나와 일치시킨다. 이후, 액정(14)의 방향이 횡방향 또는 종방향으로 변화되면 스크린(10)은 투명상태 또는 불투명 상태로 가변 된다. 예를 들어, 폴리머(15)의 굴절율과 액정(14)의 횡방향 굴절율이 일치한 경우, 액정(14)이 횡방향으로 향하고 있으면 스크린(10)은 투명상태로 된다. 반면, 액정(14)은 종방향으로 향하는 경우 폴리머(15)의 굴절율이 달라진다. 이에 따라 액정(14)은 가시광선 전체에 대해 고르게 산란한다. 이로 인해서 스크린(10)은 불투명 상태로 된다. 이하에서, 폴리머(15)의 굴절율은 액정(14)의 횡방향 굴절율과 일치한 것으로 한다.
이러한 구성을 갖는 스크린(10)은 전압의 인가 여부에 따라 액정(14)이 산란 또는 비산란 되어 투명 상태 또는 비투명 상태로 가변 된다. 즉, 스크린(10)은 도 2a에 도시된 바와 같이 제어부(30)로부터 전극판(12, 16)에 전압이 인가되면 투명 상태로 된다. 이에 따라, 스크린(10)은 프로젝터(20)에서 투사된 빛을 투과시켜 영상을 생성하지 못한다. 반면, 스크린(10)은 도 2b에 도시된 바와 같이 제어부(30)로부터 전압이 전극판(12, 16)에 인가되지 않으면 불투명 상태로 된다. 이에 따라, 스크린(10)은 프로젝터(20)에서 투사된 빛을 산란시켜 영상을 생성한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터(20)는 확대 광학계(21), 미러(22, 23), 영상 생성 소자(24), 콜리메이터(Colliator)(25), 광 확산 및 전달소자(26), 광 집중 소자(27) 및 램프(28)를 포함한다.
램프(28)는 스트로브 타입의 램프, 레이저, LED(Light Emitting Diode)와 같은 광원일 수 있다. 이러한 종류의 램프(28)는 스크린(10)에서 30ms 내지 60ms의 주기로 반복되는 산란상태 및 비산란 상태에 동기 되어 점등될 수 있다. 이러한 종류의 램프를 사용하는 이유는 인간의 시각 잔상 원리에 기반한다. 인간의 시각 잔상 특성은 투사되는 광의 세기(Lux), 지속시간(exposure time), 파장(wavelength)에 의하여 결정되며, 사람마다 다르다. 디스플레이 영상의 잔상은 보통 30ms 내지 60ms정도이면 인간의 시각에 감지되지 않는다. 따라서, 스크린(10)이 30ms 내지 60ms의 주기로 산란상태 및 비산란 상태를 반복해야 한다. 이에 따라, 30ms 내지 60ms의 주기 내에서 영상이 스크린(10)에 영상이 투사되어야 한다. 이를 위해서 30ms 내지 60ms의 주기 내에서 점등될 수 있는 광원을 필요로 한다. 따라서, 광원으로서 램프(28)를 스트로브 타입의 램프, 레이저, LED 중 어느 하나를 사용하게 된 것이다.
이렇게 램프(28)에서 생성된 빛은 광 집중 소자(27), 광 확산 및 전달 소자(26) 및 콜리메이터(25)를 거쳐 영상 생성 소자(24)에 전달된다. 영상 생성 소자(24)는 전달된 빛을 이용하여 영상 프레임을 영상으로 생성된다. 이때, 영상 생성 소자(24)는 LCD(Liquid Crystal Display) 영상 생성 소자, LCoS(Liquid Crystal on Sillicon) 영상 생성 소자일 수 있다. 이를 사용하는 이유는 인가되는 전압의 크기를 이용하여 30ms 내지 60ms 이내에 고속으로 계조를 표현할 수 있기 때문이다. 이는 30ms 내지 60ms 내에 스크린(10)에 표시되는 영상이 되어야 인간이 영상의 잔상을 감지하지 못하기 때문이다. 한편, DMD(Digital Micro-mirror Device)는 색상의 표현 및 계조의 표현을 위해 마이크로 미러 스위칭(Micro mirror switching)을 수행한다. 따라서 30ms 내지 60ms 이내에 충분한 계조를 표현하기 위해서 매우 고속의 마이크로 미러 스위칭이 필요하므로 적합하지 않다.
이후, 영상 생성 소자(24)에서 생성된 영상은 미러(22, 23)와 확대 광확계(21)를 통하여 스크린(10)에 투사된다.
한편, 도 3b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터의 구성에 대해서 살펴보기로 한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터(20)는 확대 광학계(31), 미러(32, 33), 영상 생성 소자(34), 콜리메이터(35), 셔터(36), 광 확산 및 전달소자(37), 광 집중 소자(38) 및 램프(39)를 포함한다. 셔터(36)는 광학 경로(40) 상의 일정 위치에 배치될 수 있으며, 스크린(10)의 산란상태인 경우에만 개방되어 영상 생성 소자(34)에서 생성된 영상이 스 크린(10)에 투사되도록 한다. 즉, 셔터(36)는 제어부(30)의 제어에 따라 개폐되어 생성된 영상이 스크린(10)에 투사 및 비투사 되도록 한다. 이때, 셔터(36)는 LCD를 이용한 전기적 셔터 또는 소형 모터를 이용한 기계적 셔터로 구성될 수 있다. 셔터(36) 이외의 구성은 도 3a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 구성과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(30)는 기준신호발생부(45), 동기신호 발생부(46), 스크린 제어부(48) 및 프로젝터 제어부(49)를 포함한다. 기준신호 발생부(45)는 수정 발진기를 이용하여 구성될 수 있으며, 일정 주파수를 갖는 기준신호를 발생한다. 예를 들어, 기준신호는 1KHz의 주파수를 갖는 신호일 수 있다.
동기신호 발생부(46)는 영상 프레임의 수 및 명도에 기초하여 동기신호를 발생하고, 발생한 동기신호를 스크린 제어부(48) 및 프로젝터 제어부(49)에 전송한다. 즉, 동기신호 발생부(46)는 영상 프레임의 수를 이용하여 동기신호의 주기를 결정하고, 미리 저장된 상기 명도에 따른 산란비율정보(47)를 이용하여 상기 결정된 주기의 듀티 비(duty ratio)를 결정한다. 이때, 영상 프레임의 수에 따른 동기신호의 주기는 초당 30 프레임의 영상을 표현하는 경우 33ms가 된다. 이때, 기준신호의 주기는 1ms(=1/1KHz)이다.
한편, 상기 명도에 따른 산란비율정보(47)는 상기 결정된 주기에서 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태의 비율을 나타낸 정보이며, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치의 주변의 명도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 밤인 환경에서는 외계가 어두워서 스크린(10)에 투사되는 영상이 밝게 보이므로 스크린(10)의 투명도를 높이기 위해서 산란상태의 듀티 비를 줄일 수 있다. 반면, 낮인 환경에서는 외계가 밝아서 스크린(10)에 투사되는 영상이 흐리게 보이므로 스크린(10)의 투명도를 낮추기 위해서 산란상태의 듀티 비를 높일 수 있다. 이때, 명도는 명도측정장치를 통해서 측정되어 제공될 수 있으며, 사용자에 의해서 직접 설정될 수 있다.
스크린 제어부(48)는 동기신호 발생부(46)로부터 수신된 동기신호를 이용하여 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태를 제어한다. 프로젝터 제어부(49)는 동기신호 발생부(46)로부터 수신된 동기신호를 이용하여 프로젝터(20)에서 스크린(10)으로 투사되는 영상의 밝기를 제어한다. 이때, 스크린(10)의 산란상태 및 비산란 상태를 제어하기 위한 신호는 도 5a에 도시되어 있으며, 프로젝터(20)에서 투사되는 영상의 밝기를 제어하기 위한 신호는 도 5b에 도시되어 있다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 스크린 제어 신호를 나타낸다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 스크린 제어 신호는 33ms의 주기를 가지며, 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간의 비율이 1:10인 듀티 비를 갖는다. 이에 따라 스크린(10)은 33ms의 주기 중 3ms동안 산란상태로 되고, 30ms동안 비산란 상태로 된다. 이로 인해서 스크린(10)의 투명도는 높아지게 된다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 프로젝터 제어 신호를 나타낸다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 프로젝터 제어 신호는 33ms의 주기를 가지며, 스크린 제어 신호 와 180도의 위상이 차이가 있음을 알 수 있다. 즉, 프로젝터(20)는 프로젝터 신호에 따라 스크린(10)이 산란상태에서 영상을 스크린(10)에 투사하고, 스크린(10)의 비산란 상태에서 영상을 투사하지 않는다. 이때, 스크린(10)이 비산란 상태에서 영상을 투사하지 않은 이유는 영상이 의도하지 않는 곳에 맺힐 수 있기 때문이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 산란하는 스크린에 프로젝터의 영상을 표시하는 방법에 플로차트를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 가변 산란하는 스크린에 프로젝터의 영상을 표시하는 방법은 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하는 단계와, 상기 결정된 주기에 따라 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 가변하고, 상기 산란상태에서 스크린에 상기 프로젝터의 영상을 투사하는 단계를 포함한다.
제어부(10)는 영상 프레임의 수 및 명도를 이용하여 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정한다(S60).
이에 대해서는 도 7을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(10)는 기준신호 및 영상 프레임의 수를 이용하여 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정한다(S70). 이후, 제어부(10)는 미리 저장된 상기 명도에 따른 산란비율정보를 이용하여 상기 결정된 주기의 듀티 비를 결정한다(S71). 이렇게 결정된 산란상태 및 비산란 상태에 따라 스크린에 프로젝터의 영상이 투사 및 비투사 된다.
이때, 명도에 따른 산란비율정보는 상기 결정된 주기에서 스크린의 산란 구간 및 비산란 구간의 비율을 나타낸 정보이고, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영 상표시장치의 주변의 명도에 따라 달라질 수 있다. 한편, 명도는 별도의 명도측정장치를 통해서 측정되어 제공될 수 있으며, 사용자에 의해서 직접 설정될 수 있다.
한편, 스크린(10)은 제어부(10)의 산란상태 및 비산란 상태의 제어에 따라 산란상태 및 비산란 상태로 가변 된다. 프로젝터(20)는 제어부(10)의 산란상태 및 비산란 상태의 제어에 따라 스크린(10)에 영상을 투사하거나 비투사 한다(S61). 즉, 프로젝터(20)는 스크린(10)이 산란상태인 경우 영상을 스크린(10)에 투사한다. 이에 따라 프로젝터(10)의 영상이 스크린(10)에 표시된다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치는 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린, 상기 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 및 상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함한다. 이러한 구성을 갖는 투과형 영상표시장치는 주변의 영상 프레임 수 및 명도 변화에 따라 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 가변하여 프로젝터 영상을 스크린에 선명하게 표시함과 동시에 사용자가 스크린을 통해 외부의 영상을 선명하게 볼 수 있도록 한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치 및 방법은 스크린을 통해 영상을 보면서 외부의 상황을 확인해야 하는 어플리케이션(application)에 적용될 수 있다. 이러한 어플리케이션에는 항공기, 차량 및 선박 등에 사용되는 HUD, HMD 등이 대표적인 예이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치 및 방법이 적용된 HUD는 사용자가 항공기, 차량 및 선박 등을 운행하면서 스크린에 표시되는 내비게이션 정보 및 외부 상황을 동시에 확인할 수 있도록 한다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치 및 방법이 적용된 HMD는 폐쇄형 HMD와 달리 착용시 사용자가 외부 상황을 확인할 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명의 실시예에 다른 투과형 영상표시장치 및 방법은 대형화가 용이한 투과형 스크린을 사용하므로 대형 TV나 모니터와 같은 영상 가전 기기에 적용될 수 있으며, 부유 대상(Floating Object)을 표현하는 유리창형 영상 디스플레이에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 스크린 장치는 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린과 상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 투과형 스크린 장치는 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치와 달리 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터를 포함하지 않고 있다. 이에 따라 프로젝터 제품의 종류와 상관없이 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 제어하여 영상을 스크린에 선명하게 표시함과 동시에 사용자가 스크린을 통해 외부의 상황을 인지할 수 있다.
이때, 투과형 스크린 장치에서 스크린은 복굴절 특성을 갖는 이방성 액정의 방향에 따라 산란상태와 비산란 상태로 변화하는 PLDC를 이용하여 구성될 수 있다. 제어부는 영상 프레임의 수 및 명도를 이용하여 산란상태 및 비산란 상태의 주기와 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하여 스크린의 투명상태 및 불투명상태를 제어한다. 즉, 제어부는 영상 프레임의 수를 이용하여 상기 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하고, 미리 저장된 상기 명도에 따른 산란구간비율에 따라 상기 결정된 주기에서 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하여 스크린 의 산란상태 및 비산란 상태를 제어한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 투과형 스크린 장치는 스크린을 통해 영상을 보면서 외부의 상황을 확인해야 하는 어플리케이션에 적용될 수 있다. 특히, 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터 제품의 종류와 무관하게 이러한 어플리케이션에는 항공기, 차량 및 선박 등에 사용되는 HUD, HMD 등이 대표적인 예이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 투과형 스크린 장치가 적용된 HUD는 사용자가 항공기, 차량 및 선박 등을 운행하면서 스크린에 표시되는 내비게이션 정보 및 외부 상황을 동시에 확인할 수 있도록 한다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 투과형 스크린 장치가 적용된 HMD는 폐쇄형 HMD와 달리 착용시 사용자가 외부 상황을 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명의 실시예에 다른 투과형 영상표시장치 및 방법은 대형화가 용이한 투과형 스크린을 사용하므로 대형 TV나 모니터와 같은 영상 가전 기기에 적용될 수 있으며, 부유 대상을 표현하는 유리창형 영상 디스플레이에 적용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되 어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 영상표시장치에 대한 구성을 나타낸 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 스크린의 비산란 상태 및 산란상태를 예시한 도면.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터를 나타낸 도면.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로젝터를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 스크린 제어신호 및 프로젝터 제어신호를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 가변 산란하는 스크린에 프로젝터의 영상을 표시하는 방법에 대한 플로차트를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기 결정방법에 대한 플로차트를 나타낸 도면.

Claims (21)

  1. 빛에 대한 산란특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린; 과
    상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    영상 프레임의 수를 이용하여 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하고, 주변의 명도 및 미리 저장된 명도에 따른 산란구간비율에 따라 상기 결정된 주기에서 상기 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하는 투과형 스크린 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크린은,
    이방성 액정의 방향에 따라 산란상태와 비산란 상태로 변화하는 PLDC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)를 이용하여 구성되는 투과형 스크린 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 빛에 대한 산란 특성을 가변하여 투명도를 변화시키는 스크린;
    상기 스크린에 영상을 투사하는 프로젝터; 및
    상기 스크린의 투명도 변화를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    영상 프레임의 수를 이용하여 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하고, 주변의 명도 및 미리 저장된 명도에 따른 산란구간비율에 따라 상기 결정된 주기에서 상기 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하는 투과형 영상표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스크린은,
    이방성 액정의 방향에 따라 산란상태와 비산란 상태로 변화하는 PLDC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)를 이용하여 구성되는 투과형 영상표시장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 상기 프로젝터의 램프 밝기를 조절하는 투과형 영상표시장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 상기 프로젝터의 셔터를 개폐하여 상기 투사되는 영상의 밝기를 조절하는 투과형 영상표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로젝터의 셔터는,
    전기식 셔터 또는 기계식 셔터인 투과형 영상표시장치.
  16. 가변 산란하는 스크린에 프로젝터의 영상을 표시하는 방법에 있어서,
    영상 프레임의 수를 이용하여 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태의 주기를 결정하고, 주변의 명도 및 미리 저장된 명도에 따른 산란구간비율에 따라 상기 결정된 주기에서 상기 산란상태의 구간 및 비산란 상태의 구간을 결정하는 단계;와
    상기 결정된 산란상태 및 비산란 상태의 주기 및 구간에 따라 상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태를 가변하고, 상기 산란상태에서 스크린에 상기 프로젝터의 영상을 투사하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제16항에 있어서,
    상기 프로젝터의 영상을 투사하는 단계는,
    상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 상기 프로젝터의 램프 밝기를 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 프로젝터의 영상을 투사하는 단계는,
    상기 스크린의 산란상태 및 비산란 상태에 따라 상기 프로젝터의 셔터를 개폐하여 상기 투사되는 영상의 밝기를 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.
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