KR100723267B1

KR100723267B1 - 입체영상 고글용 무선통신장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100723267B1
Application number: KR1020060039746A
Authority: KR
Inventors: 최병무
Original assignee: 소프트픽셀(주)
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2007-05-30

Abstract

본 발명은 입체영상용 고글과 함께 입체영상을 관람할 수 있는 무선통신장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 입체영상 고글용 무선통신장치는 영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하기 위한 트랜스미터; 및 상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 신호를 출력하기 위한 리시버로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 입체영상 고글용 무선통신 방법은 영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하는 단계; 및 상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 동기신호를 출력하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따르면, LCD 셔터를 작동하기 위한 신호를 LCD 특성에 맞게 보정함으로써, 고스트 이미지 없이 생생한 입체영상을 관람할 수 있는 효과가 있다.

무선통신, 입체영상, 맨체스터 코드신호, RF 모듈

Description

입체영상 고글용 무선통신장치 및 그 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM FOR USE IN 3D STEREO GOGGLES/GLASSES AND METHOD THEREFOR}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 고글용 무선통신장치 중 트랜스미터의 구성 블럭도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랜스미터의 각 부에서 출력된 파형도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 고글용 무선통신장치 중 리시버의 구성 블럭도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리시버에서 디코더와 동기부에서 출력된 파형도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 리시버에서 보정부에서 출력된 파형도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리시버에서 재생부에서 출력된 파형도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 리시버에서 분주부, 승압부 및 구동신호 출력부에서 출력된 파형도.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

100: 트랜시버 300: 리시버

322: 동기부 323: 보정부

325: 분주부 330: 구동제어부

본 발명은 입체적으로 영상을 관람할 수 있는 무선통신장치에 관한 것으로, 특히, 입체영상용 고글의 셔터를 교대로 개폐시키기 위한 무선통신장치에 관한 것이다.

종래의 입체영상을 표시하는 방법에는 안경식, 무안경식 및 기타 등으로 분류할 수 있다.

안경식으로는 렌즈입체경, 적청안경, 편광안경 및 HMD(Head Mounted Display)이 있으며, 무안경식에는 렌티큘러, 패럴랙스 베리어, 패럴랙스 일루미네이션 등이 있다.

렌즈입체경은 좌우에 해당하는 영상을 렌즈를 통하여 두 눈에 각각 결상되어 함으로써, 입체감을 느끼게 하는 방식이다.

적청안경은 적색과 청색의 렌즈를 사용하여 왼쪽 눈의 이미지는 적색으로 오른쪽의 눈의 이미지는 청색으로 나타내는 방식이다.

편광안경은 입체영화관이나 입체슬라이드에서 가장 많이 활용하는 방법으로 서 두 대의 영사기에 각각 수직, 수평방향으로만 빛을 투사하게 하는 편광필터를 설치하고 여기서 나오는 영상을 편광안경을 통하여 입체적으로 관람하는 방식이다.

HMD는 TV 영상이 1초에 60개의 영상을 디스플레이하게 되어 있는 원리를 이용하여 좌우에 해당하는 영상을 디스플레이함으로써, 두 눈이 서로 다른 영상을 보게함으로써 입체를 느끼게 하는 방식이다.

다음으로 무안경식에는 렌티큘러, 패럴랙스 베리어, 패럴랙스 일루미네이션 등이 있다.

렌티큘러는 좌우의 영상이 디스플레이될 수 있는 소자앞에 하나의 좌우간격에 해당하는 반원통형 렌티큘러 시트를 부착하여 좌,우측 눈에 해당하는 영상만 보이도록 함으로써 입체를 느끼게 하는 방식이다.

패럴랙스 베리어는 좌우의 영상이 시차장벽 뒤에 놓이게 함으로써, 좌,우 눈이 각각 다른 영상을 보아 입체를 느끼는 방식이다.

패럴랙스 일루미네이션은 스크린 후면에 조명라인이 놓이고 전면에 LCD가 위치하여 조명라인을 통해 밝혀진 LCD 라인이 좌우에만 보이게 함으로써, 입체를 구현하는 방법이다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 입체영상을 구현하는 장치는 과도한 영상의 돌출효과 및 플리커 현상으로 인하여 관람하는 사람의 두통이나 구토를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 IR(Infrared Ray: 자외선) 방식의 무선통신장치와 전자셔터 글래스를 이용한 입체영상관람장치가 제안되었다.

그러나, IR 방식은 외부에서 강한 빛(적외선이 포함된 빛)이나 각종 장애물에 있을 경우, 이를 통과하지 못함으로 인한 수신의 제약 및 전자셔터 클래스의 오작동 가능성이 있으며, 수신거리가 짧다(10m내외)는 단점이 있다.

그러므로, 송신부의 근적외선 다이오드와 수신부의 포토 다이오드가 일직선상에 있어야만 수신이 가능하며, 이로 인하여 개인용 입체영상에는 적합하지만, 대규모 극장과 같은 넓은 공간과 다수의 사용자에게 적용에는 부적합하다는 단점이 있다. 또한, 입체영상관람시 전자셔터의 작동이 영상과 매칭되지 않아 고스트 이미지가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, RF 방식의 무선통신장치를 이용한 입체영상 고글용 무선통신장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, LCD 셔터를 구동하기 위한 신호를 보정하여 셔터를 작동시킴으로써, 고스트 이미지가 제거되어 고품질의 입체 영상을 관람할 수 있는 입체영상 고글용 무선통신장치 및 그 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명의 입체영상용 무선통신 장치는 영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하기 위한 트랜스미터; 및 상기 코드신 호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 신호를 출력하기 위한 리시버를 포함한다.

본 발명의 입체영상용 무선통신 방법은 영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하는 단계; 및 상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 동기신호를 출력하는 단계를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 입체영상 고글용 무선통신장치는 트랜스미터 및 리시버로 구성되어 있다.

영상표시부에서 나오는 신호는 트랜스미터로 입력된 후 송신되며, 송신된 신 호는 무선통신 방식으로 리시버에 수신되어 LCD 셔터를 구비한 입체영상용 고글에 전달된다.

리시버는 휴대용으로 목걸이 형태로 목에 걸거나 어께, 팔 등을 포함한 인체의 일부분에 휴대할 수 있고, 또한, 고글에 탑재될 수 있다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 고글용 무선통신장치 중 트랜스미터(100)의 구성도 및 각 구성에서 출력되는 파형도를 도시한 것이다.

먼저, CRT, LCD, PDP, OLED, FED, 프로젝션TV, 컴퓨터용 모니터 및 영화관의 대형스크린을 포함하는 영상표시부(50)에서 영상이 출력됨과 동시에 영상표시부(50)는 제1 싱크신호(S1, Video-sync signal)를 출력한다.

제 1 싱크신호(S1)는 트랜스미터(100)의 버퍼(110)로 입력된다.

트랜스미터(100)는 가정용 TV 또는 컴퓨터용 모니터와 접속하기 위하여 D-SUB 또는 3DIN Jack을 구비하고 있다.

제 1 싱크신호(S1)는 도시된 바와 같이 DC 성격을 갖고 있기 때문에, 장거리 송신하는 경우 데이터의 손실이 발생하게 된다. 따라서, 이러한 단점을 막고 효율적인 데이터 송신을 위하여 인코더(120)는 적절한 RF 주파수를 갖는 맨체스터 코드 신호(S2)로 변환한다.

맨체스터 코드 신호(S2)는 서로 다른 두가지 대역 주파수(예를 들어 HIGH 일때 400KHz, LOW 일때 800KHz)에서 RF 모듈을 구비한 송출부(130)의 안테나를 통하여 외부로 송출된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 입체영상 고글용 무선통신장치 중 리시버의 구성도이며, 도 4 내지 도 7은 리시버의 각 구성에서 출력되는 파형도를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 리시버(300)는 버퍼(310), 데이터 처리부(320) 및 구동제어부(330)를 포함하고 있으며, 데이터 처리부(320)로 MCU(Micro Controller Unit)를 사용할 수 있다.

도 4에서 도시된 바와 같이 안테나를 통해 수신되는 맨체스터 코드 신호(S2)는 데이터 처리부내의 디코더(321)에서 제 2 싱크신호(S3)로 변환된다.

이때, 전송되는 시간 및 거리의 영향으로 제 2 싱크신호(S3)는 제 1 싱크신호(S1)와 대비하여 소정의 위상지연(α)이 발생하게 된다. 제 2 싱크신호(S3)에 포함된 위상지연(α)은 입체영상용 고글에 구비된 LCD 셔터의 개폐작동에 영향을 준다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 동기부(322)는 제 2 싱크신호(S3)를 1주기(T)-위상지연(α)만큼 천이시켜 제 1 싱크신호(S1)의 위상에 동기된 동기신호(S4)를 출력한다.

이상적인 경우, 무선신호를 포함한 전기신호의 전파속도는 광속이므로, 극장 등 수십 m 이내의 협소한 공간과 같이 전송거리가 비교적 짧은 경우 제1 싱크신호(S1) 대비 제 2 싱크신호(S3)의 위상지연(α1)은 비교적 크지 않다. 이러한 경우, 본 발명의 일실시예에 따르면, 트랜스미터와 리시버 간의 송수신 테스트를 통하여 위상지연(α1) 값을 산출하고, 제 2 싱크신호(S3)를 [1주기(T) - 위상지연(α 1)] 만큼 지연시킴으로써 제 2 싱크신호(S3)의 위상을 제1 싱크신호의 위상에 동기시킬 수 있다.

그러나, 야외 극장 또는 야외 경기장과 같이 스크린과 관람객의 거리가 수백 m 이상이면 제1 싱크신호(S1) 대비 제 2 싱크신호(S3)의 위상지연(α2)은 비교적 커지게 된다. 이러한 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 트랜스미터와 리시버 간의 송수신 테스트를 통하여 위상지연(α2) 값을 산출하고, 제 2 싱크신호(S3)를 [1주기(T) - 위상지연(α2)] 만큼 지연시킴으로써 제 2 싱크신호(S3)의 위상을 제1 싱크신호의 위상에 동기시킬 수 있다.

또한, 야외 극장이나 야외 경기장과 같은 장소에서 관람 인원이 많아지면 관람 위치에 따라 위상지연이 다를 수 있다. 이러한 경우, 관람 위치에 따라 다른 위상지연값을 갖는 리시버가 제공됨으로써 제 2 싱크신호(S3)의 위상을 제1 싱크신호의 위상에 동기시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, [1주기(T) - 위상지연(α)]만큼의 지연은 소프트웨어적으로 처리할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, [1주기(T) - 위상지연(α)]만큼의 지연은 하드웨어적으로 처리할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 LCD 셔터의 인가전압 대 투과율 특성곡선(S5-1, V-T;Voltage-Transmittance)을 고려한 보정동기신호(S6)파형도이다.

여기서, 실선(S4-1) 및 파선(S4-2)은 좌우 셔터의 구동을 위한 구동 신호를 나타내고, 투과율 실선(S5-1) 및 투과율 파선(S5-2)은 이에 대응되는 LCD 셔터의 개폐에 따른 좌우 셔터의 투과율 특성곡선이다.

2개의 동기신호(S4-1,S4-2)는 LCD 좌우 셔터를 교대로 작동시키기 위하여 LCD 좌우 셔터에 교대로 인가된다. 즉, 동기신호(S4-1)가 LCD 좌측 셔터의 구동부에 인가되면 구동전압에 의하여 투과율 파형(S5-1)의 하강시간(β) 동안 좌측 셔터가 닫히면서 투과율은 0에 가까워진다. 이와 동시에 동기신호(S4-2)가 LCD 우측 셔터에 인가되지 않으면, LCD 우측 셔터 투과율(S5-2) 파형과 같이, LCD 우측 셔터에서는 전압이 차단되면서 셔터가 서서히 열리게 되어 투과율이 점차 증가하게 된다.

이때, LCD 셔터의 개폐에 소요되는 시간은 액정이 정렬하는데 소요되는 응답속도에 비례한다. 한편, 응답속도는 상승시간(rising time) 및 하강시간(β,falling time)으로 표현될 수 있다. 구체적으로, 구동전압이 인가되지 않는 순간 LCD 셔터는 원래 배열된 상태로 돌아가면서 투과율이 서서히 증가하게 되고(투과율 파형의 상승구간), 반대로 구동전압이 인가되면 하강시간(β) 동안 투과율은 점점 감소하게 된다(투과율 파형의 하강구간).

그런데, LCD 좌우 셔터는 영상의 각 프레임에 저장된 정보와 매칭된 동기신호(S4-1,S4-2)에 의하여 교대로 개폐된다. 따라서, LCD 좌우 셔터가 정상적으로 동작하지 못하는 상태가 되면, 예를 들어, 교번적으로 개폐되지 못하고 LCD 좌우 셔터가 동시에 열리는 상황이 발생하게 되면, 영상이 양눈에 동시에 노출되어 입체감을 상실하게 된다. 즉, 좌우 셔터는 개폐를 위하여 전압이 교대로 인가되지만, LCD의 반응시간 중 하강시간(β) 동안 좌우 셔터는 열린 상태가 된다. 즉, 관람자는 하강시간(β) 동안 좌우 셔터를 투과하는 빛으로 인하여 영상의 입체감을 잃게 된 다.

따라서, 본 발명에 따르면, 보정부(323)는 동기신호(S4)의 턴온시간을 증가시킨 보정동기신호(S6)를 출력함으로써 좌우 셔터가 동시에 열리는 상황을 방지한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 보정동기신호(S6)의 턴온시간은 적어도 투과율 파형의 하강시간(β) 이상을 포함하도록 한다. 바람직하게는, 보정동기신호(S6)는 동기신호(S4)와 대비하여 적어도 투과율 파형의 하강시간(β) 이상 앞서 턴온될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보정동기신호(S6)의 턴온시간은 동기신호(S4)와 대비하여 투과율 파형의 하강시간(β)에 더불어 사람의 눈에 존재하는 약 0.002~0.009초간의 잔상시간을 포함할 수 있다.

한편, 보정동기신호(S6)는 도 6에서 도시된 바와 같이 트랜스미터로부터 리시버 내 보정부까지 여러 구성을 거치면서 노이즈가 포함하게 된다. 재생부(324)는 노이즈를 포함한 보정동기신호(S7)에서 노이즈를 제거하고, 보정동기신호(S6)와 동일한 주파수 및 한주기의 온오프시간을 갖는 재생신호(S8)를 출력한다.

분주부(325)는 재생신호(S8)를 좌우 셔터의 독립적인 구동을 위하여 2개의 2분주신호(S9)로 변환된다.

구동제어부(330)는 2분주신호를 증폭시키고, 입체영상용 고글의 셔터작동에 필요한 셔터작동신호로 변환하여 출력한다. 즉, 구동제어부(330)내 승압부(331)는 셔터의 개폐동작을 빠르게 하기 위하여 2분주신호(S9)를 증폭한 증폭신호(S10)를 출력한다.

구동신호출력부(332)는 2분주 증폭신호(S10)를 입체영상용 고글에 구비된 전자셔터를 작동하기 위한 셔터작동신호(S11)로 변환한다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

본 발명에 따르면, RF 송수신 모듈을 사용함으로써, 가정용 영상표시장치뿐만 아니라 대형 극장에서 입체영상을 관람하는 데에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, LCD 셔터를 작동하기 위한 신호를 LCD 특성에 맞게 보정함으로써, 고스트 이미지 없이 생생한 입체영상을 관람할 수 있는 효과가 있다.

Claims

영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하기 위한 트랜스미터; 및

상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 신호를 출력하기 위한 리시버

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제1항에 있어서, 상기 리시버는,

상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호를 상기 제1 싱크신호에 동기 및 분주하기 위한 데이터 처리부; 및

상기 데이터 처리부로부터 출력되는 분주신호를 증폭하여 상기 고글의 전자셔터를 작동할 수 있는 셔터작동신호를 출력하기 위한 구동제어부

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제2항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,

입력되는 상기 제2 싱크신호의 위상을 상기 제1 싱크신호의 위상에 동기시켜 동기신호를 출력하기 위한 동기부;

상기 동기신호의 턴온시간을 증가시켜 출력하기 위한 보정부;

상기 보정부로부터 출력되는 보정동기신호와 동일한 주파수 및 온오프시간을 갖는 재생신호를 출력하기 위한 재생부; 및

상기 재생신호를 분주하기 위한 분주부

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제3항에 있어서, 상기 동기부는

상기 제2 싱크신호를 [1주기 - 위상지연]만큼 지연시켜 상기 제1 싱크신호에 동기시키는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제3항에 있어서,

상기 보정부로부터 출력되는 보정동기신호의 턴온시간은 적어도 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간 이상인 입체영상 고글용 무선통신장치.
제5항에 있어서, 상기 보정동기신호는

상기 동기신호와 대비하여 적어도 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간 이상 앞서 턴온되는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 보정동기신호의 턴온시간은,

동기신호와 대비하여 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간과 사람의 눈에 존재하는 잔상시간

을 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제2항에 있어서, 상기 구동제어부는,

상기 분주신호를 증폭시켜 증폭신호를 출력하기 위한 승압부; 및

상기 증폭신호를 상기 전자셔터를 작동하기 위한 셔터작동신호로 변환하기 위한 구동신호출력부

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
제2항에 있어서, 상기 트랜스미터는,

인가되는 상기 제1 싱크신호를 맨체스터 코드 신호로 변환하기 위한 인코더를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신장치.
영상표시부로부터 출력되는 제1 싱크신호를 입력받아 코드신호로 변환하여 송출하는 단계; 및

상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호와 상기 제1 싱크신호 간의 위상지연을 보정한 값을 포함하는 신호를 출력하는 단계

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제10항에 있어서, 상기 신호를 출력하는 단계는,

상기 코드신호를 제2 싱크신호로 변환하고, 상기 제2 싱크신호를 상기 제1 싱크신호에 동기 및 분주하여 분주신호를 출력하는 단계; 및

상기 분주신호를 증폭하여 상기 고글의 전자셔터를 작동할 수 있는 셔터작동신호를 출력하는 단계

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제11항에 있어서, 상기 분주신호를 출력하는 단계는,

입력되는 상기 제2 싱크신호의 위상을 상기 제1 싱크신호의 위상에 동기시켜 동기신호를 출력하는 단계;

상기 동기신호의 턴온시간을 증가시켜 보정동기신호를 출력하는 단계;

상기 보정동기신호와 동일한 주파수 및 온오프시간을 갖는 재생신호를 출력 하는 단계; 및

상기 재생신호를 분주하여 상기 분주신호를 출력하는 단계

를 포함하는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제12항에 있어서, 상기 동기신호를 출력하는 단계는

상기 제2 싱크신호를 [1주기 - 위상지연]만큼 지연시켜 상기 제1 싱크신호에 동기시켜 출력하는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제12항에 있어서,

상기 보정동기신호의 턴온시간은 적어도 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간 이상인 하는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제14항에 있어서, 상기 보정동기신호는

상기 동기신호와 대비하여 적어도 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간 이상 앞서 턴온되어 출력되는 입체영상 고글용 무선통신방법.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 보정동기신호의 턴온시간은

동기신호와 대비하여 상기 전자셔터의 투과율 파형의 하강시간과 사람의 눈에 존재하는 잔상시간

을 포함하는 입체영상 고글용 무선통신방법.