KR101391985B1 - 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치는 화면에 영상을 표시하는 영상 표시장치와, 상기 영상표시장치로부터 액정구동 동기신호를 수신받는 액정 셔터 안경을 포함하는 입체영상 제공장치로서, 상기 액정 셔터 안경은, 상기 영상표시장치로부터의 신호를 전송받는 수신부와, 좌, 우안 액정이 결합되는 프레임부와, 상기 프레임부의 양단에 결합되는 안경다리부와, 상기 좌, 우안 액정을 구동 및 제어하는 제어부와, 상기 좌, 우안 액정 및 제어부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부를 온/오프시키기 위한 스위치부를 포함하며, 상기 영상 표시장치의 화면에는 편광필름이 부착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 영상출력장치로부터 2가지 이상의 화면을 출력하고 이를 액정 셔터 안경으로 시청하는 때에 영상 간의 간섭을 방지할 수 있다.

Description

편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치{STEREO-SCOPIC IMAGE PROVIDING APPARATUS USING POLARIZING METHOD AND ACTIVE METHOD}

본 발명은 입체 영상 제공장치에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 편광방식과 엑티브 방식을 혼용함으로써 다중 입체 영상 제공 시 영상 간의 간섭을 방지할 수 있도록 구성되는 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치에 관한 발명이다.

일반적으로 입체영상 표시장치는 비디오 카드로부터 전송되는 영상신호를 디지털 샘플링 및 일련의 신호처리를 거쳐 영상을 표시하는 장치이다.

입체영상 표시장치에서 영상신호의 주사방식은 크게 순차 주사(progressive scanning) 방식 혹은 비 비월주사 방식, 및 비월 주사(interlaced scanning) 방식으로 구분된다.

순차 주사 방식에서는 한 프레임의 영상은 한 장의 필드 영상으로 이루어지는데 반해, 비월 주사 방식에서는 한 프레임의 영상은 통상 두 장의 필드 영상으로 이루어진다.

한편, 3차원 입체영상 기술은 일반적으로 근거리에서 입체감을 인식하게 하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 느끼게 하는 것이다.

이러한, 입체영상을 보는 방법으로는 대표적으로 3D 안경을 착용하는 방식이 있다.

상기 3D 안경을 착용하는 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그리프(anaglyph) 방식과, 각각 편광 방향이 다른 편광안경을 쓰는 편광방식과, 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기시킨 액정 셔터가 설치된 안경을 쓰는 액정 셔터 안경 방식(또는 시분할방식) 등이 있다.

그런데, 상기 액정 셔터 안경 방식으로 2 가지 이상의 입체 영상을 시청하고자 할 경우, 하나의 영상출력장치로부터 두 가지 이상의 입체 화면이 출력됨에 따른 영상 간의 간섭이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 영상표시장치로부터 2가지 이상의 영상을 출력하고 이를 액정 셔터 안경으로 시청하는 때에 영상 간의 간섭을 방지할 수 있도록 구성되는 다중 입체 화면 시청용 액정 셔터 안경을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치는 화면에 영상을 표시하는 영상 표시장치와, 상기 영상표시장치로부터 액정구동 동기신호를 수신받는 액정 셔터 안경을 포함하는 입체영상 제공장치로서, 상기 액정 셔터 안경은, 상기 영상표시장치로부터의 신호를 전송받는 수신부와, 좌, 우안 액정이 결합되는 프레임부와, 상기 프레임부의 양단에 결합되는 안경다리부와, 상기 좌, 우안 액정을 구동 및 제어하는 제어부와, 상기 좌, 우안 액정 및 제어부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부를 온/오프시키기 위한 스위치부를 포함하며, 상기 영상 표시장치의 화면에는 편광필름이 부착되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 화면에 부착되는 편광필름은 서로 다른 편광방향을 가지는 편광필름들이 교대로 인접 배치된다.

여기서, 상기 편광필름은 수직방향의 편광방향과 수평방향의 편광방향을 가질 수 있다.

또한, 상기 영상출력장치는 A 영상의 좌, 우측 화면과 B 영상의 좌, 우측 화면을 순차적으로 출력시킴과 동시에 상기 A 영상의 좌, 우측 화면의 동기신호와 B 영상의 좌, 우측 화면의 동기신호를 각각 송출하며, 상기 액정 셔터 안경은 상기 A 영상의 좌, 우측 화면에 대한 동기신호와 B 영상의 좌, 우측 화면에 대한 동기신호 중 선택된 동기신호에 따라 상기 좌, 우안 액정을 동작시킬 수 있다.

한편, 상기 다중 입체 화면 시청용 액정 셔터 안경은 상기 A 영상과 B 영상 중 어느 하나의 선택을 전환시키는 전환버튼을 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명에 의해, 영상표시장치로부터 2가지 이상의 영상을 출력하고 이를 액정 셔터 안경으로 시청하는 때에 영상 간의 간섭을 방지할 수 있다.

첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도1 은 본 발명에 따른 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치의 구성도이며,
도 2 는 상기 입체 영상 제공장치에 포함되는 액정 셔터 안경의 액정 구동 타이밍 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.

도1 은 본 발명에 따른 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치의 구성도이며, 도 2 는 상기 입체 영상 제공장치에 포함되는 액정 셔터 안경의 액정 구동 타이밍 그래프이다.

도 1 및 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치는 화면에 영상을 표시하는 영상 표시장치(100)와, 상기 영상표시장치(100)로부터 액정구동 동기신호를 수신받는 액정 셔터 안경을 포함하는 입체영상 제공장치로서, 상기 액정 셔터 안경은, 상기 영상표시장치(100)로부터의 신호를 전송받는 수신부(16)와, 좌, 우안 액정(12, 14)이 결합되는 프레임부(10)와, 상기 프레임부(10)의 양단에 결합되는 안경다리부(20)와, 상기 좌, 우안 액정(12, 14)을 구동 및 제어하는 제어부(25)와, 상기 좌, 우안 액정(12, 14) 및 제어부(25)에 전원을 공급하는 전원공급부(27)와, 상기 전원공급부(27)를 온/오프시키기 위한 스위치부(30)를 포함하며, 상기 영상 표시장치의 화면에는 편광필름(107, 108)이 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 영상 표시장치(100)는 2차원 영상 및 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있는 TV 또는 모니터와 같은 장치이다.

상기 영상표시장치(100)는 영상을 표시하기 위한 화면부와 전원스위치(110) 및 도시되지 않은 전원공급부와 제어부 등을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 영상표시장치(100)는 상기 액정 셔터 안경에 대한 액정 구동 동기신호를 발신하기 위한 발신부(120)를 포함한다.

상기 발신부(120)를 통해 발신되는 액정의 구동 동기신호에 의해 상기 좌, 우안 액정(12, 14)이 구동되어 3차원 이미지 영상을 시청할 수 있다.

여기서, 상기 영상출력장치의 주사율은 240 내지 960(Hz)의 범위로 마련되어 A 영상의 좌, 우측 화면과 B 영상의 좌, 우측 화면을 순차적으로 출력시키도록 마련될 수 있다.

상기 영상출력장치의 주사율(화면재생빈도)이란, 화면의 출력 빈도수를 나타내는 것으로서, 예를 들어, 영상출력장치의 주사율이 240Hz 인 경우, 영상출력장치는 1초에 240번 영상을 출력한다는 것을 의미한다.

즉, 영상표시장치의 주사율을 상기 범위로 마련하고, 상기 영상출력장치에서 A 영상의 좌, 우측 화면(액정 셔터 안경의 좌, 우안 액정에 대응되는 화면)과 B 영상의 좌, 우측 화면을 순차적으로 출력시킴과 동시에 각 영상에 대한 동기신호를 송출하게 되면, 액정 셔터 안경에서 선택된 영상(입체화된 A 영상 또는 입체화된 B 영상)에 대응되도록 좌, 우안 액정(12, 14)을 구동시킴으로써, 단일의 영상출력장치에서 서로 다른 두 가지 이상의 입체 영상 화면을 시청할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 영상표시장치의 화면에는 수직편광방향을 가지는 편광필름(107)과 수평편광방향을 가지는 편광필름(108)이 이웃하여 연속적으로 배치된다.

상기 수평편광필름과 수직편광필름은 상기 화면 상에 매우 작은 크기로 인접하여 연속적으로 배치되며, 따라서 상기 영상표시장치로부터 수평편광방향을 가지는 화면을 표시하는 경우에는 상기 화면을 통해 수평편광방향 화면이 표시되며, 수직편광방향을 가지는 화면을 표시하는 경우에는 상기 화면을 통해 수직편광방향 화면만이 표시되도록 구성된다.

한편, 상기 제어부(25)는 상기 전원공급부(27)로부터 전원을 공급받아, 영상 표시장치(100)에서 송출된 동기신호를 입력받아 상기 영상 표시장치(100)로 출력된 영상이 액정 셔터 안경의 좌, 우안 액정(12, 14)을 통해 보여지도록 처리하는 구성요소이다.

즉, 상기 제어부(25)는 상기 영상표시장치로부터 전송된 동기신호를 수신하는 상기 수신부(16)에 수신된 동기신호에 따라 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 동작 제어신호를 생성하는 연산부와, 상기 연산부에서 생성된 동작 제어신호를 상기 좌, 우안 액정(12, 14)이 구동될 수 있도록 전기적 레벨로 변환시키는 아날로그스위칭부와, 상기 전원공급부(27)의 전원을 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 구동 전원에 대응되도록 변환시키는 변환부와 상기 아날로그스위칭부의 구동을 제어하는 마이크로컨트롤 유닛(Micro Controll Unit; MCU)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 수신부(16)는 상기 영상표시장치에서 송출된 동기신호를 수신하는 역할을 수행하며, 영상표시장치의 신호 전송 방식에 따라 적외선(IR) 신호, 블루투스(BT)신호 등을 수신하고, 이를 상기 연산부가 판단할 수 있는 전기적 신호로 변환시켜 상기 연산부로 전달한다.

또한, 상기 연산부는 상기 수신부(16)로부터 전달받은 동기신호에 따라 상기 좌, 우안 액정(12, 14)을 on/off 시키기 위한 동작 제어신호를 생성하여 상기 아날로그스위칭부로 전달하여 상기 좌, 우안 액정(12, 14)을 제어하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 변환부는 상기 전원공급부(27)에서 공급된 전원을 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 동작 전원에 대응되도록 전원을 변환시키는 구성요소로써, 바람직하게는, 전원공급부(27)의 직류전원을 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 동작 직류전원으로 변환시키는 DC/DC 변환기를 포함할 수 있다.

상기 좌, 우안 액정(12, 14)은 공급되는 전압에 의해 구동여부가 결정되며, 공급전압이 액정 구동 전압보다 클 경우 상기 좌, 우안 액정(12, 14)이 구동되며, 공급전압이 액정 구동 전압보다 작을 경우 상기 좌, 우안 액정(12, 14)이 미구동된다.

여기서, 상기 공급전압이 액정 구동 전압보다 클 경우에는, 공급전압의 값에 의하여 좌, 우안 액정(12, 14)의 투과율이 조절될 수 있으며, 비교적 큰 전압이 공급될수록 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 투과율이 작아지며, 비교적 작은 전압이 공급될수록 상기 좌, 우안 액정(12, 14)의 투과율이 커지도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 제어부(25)는 상기 영상표시장치에서 출력되는 상기 A 영상의 좌, 우측 화면(입체화된 A 영상)과 B 영상의 좌, 우측 화면(입체화된 B 영상) 중, 선택된 영상에 대응되는 음성신호를 수신하는 FM수신부(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 영상표시장치는 상기 입체화된 A 영상과 입체화된 B 영상에 대응되는 음성신호를 상이한 주파수를 통하여 개별적으로 송출하며, 상기 FM수신부는 송출된 음성신호중 액정 셔터 안경에서 선택된 영상과 대응되는 음성신호를 수신하게 된다.

또한, 상기 수신된 음성신호는 다양한 방식으로 시청자에게 전달될 수 있으며, 상기 액정 셔터 안경은 상기 FM수신부로 수신된 음성신호를 출력시키는 음성출력수단을 추가적으로 포함하고, 바람직하게는, 상기 음성출력수단은 액정 셔터 안경에 추가적으로 설치된 이어폰, 스피커 등으로 마련될 수 있다.

한편, 상기 액정 셔터 안경은 상기 전원공급부(27)를 온/오프 시키기 위한 스위치부(30)를 포함하여, 액정 셔터 안경을 이용하고자 할 경우에는 상기 스위치부(30)를 온시켜 전원이 공급되도록 하고, 액정 셔터 안경을 이용하지 않을 경우에는 상기 스위치부(30)를 오프시켜 전원공급이 중단되도록 구성된다.

상기 스위치부(30)는 도 1 에서와 같이, 프레임부(10) 또는 안경다리부(20)의 측부에 배치될 수 있지만 이에 한정되지는 않으며, 사용자의 조작이 용이한 다양한 위치에 배치될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 1 에 도시된 스위치부(30)는 단일의 원형 스위치로 표현되었으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 구성으로 구현이 가능하다.

한편, 상기 액정 셔터 안경은 상기 입체화된 A 영상과 입체화된 B 영상 중 어느 하나의 선택을 전환시키는 전환버튼(40)을 추가적으로 포함할 수 있으며, 사용자는 상기 전환버튼(40)을 이용하여 영상출력장치에서 송출되는 두 가지 이상의 입체 화면 중 시청하고자 하는 입체 화면을 선택할 수 있도록 마련될 수 있다.

도 2 를 참조하면, 영상표시장치에서 동기신호와 함께 설정된 주사율로 A 영상에 대한 좌, 우측 화면과 B 영상에 대한 좌, 우측 화면을 출력시킬 경우, 액정 셔터 안경은 선택된 동기신호에 대응되는 화면(A 또는 B 화면)을 가시되도록 좌, 우안 액정(12, 14)의 구동을 제어한다.

즉, 영상표시장치에서 A 영상에 대한 좌측 화면을 송출하는 타이밍에는 A 영상에 대한 좌측 화면의 동기신호에 따라, 액정 셔터 안경의 좌안 액정(L)을 on 시키고(이 경우, 우안 액정은 off), A 영상에 대한 우측 화면을 송출하는 타이밍에는 A 영상에 대한 우측 화면의 동기신호에 따라, 액정 셔터 안경의 우안 액정(R)을 on 시킴(이 경우, 좌안 액정은 off)으로써, A 입체 화면에 대한 동기신호를 선택한 액정 셔터 안경을 착용한 시청자에게 입체화된 A 영상이 보여지도록 하며, 영상출력장치에서 B 영상에 대한 좌측 화면을 송출하는 타이밍에는 B 영상에 대한 좌측 화면의 동기신호에 따라, 액정 셔터 안경의 좌안 액정(L)을 on 시키고(이 경우, 우안 액정은 off), B 영상에 대한 우측 화면을 송출하는 타이밍에는 B 영상에 대한 우측 화면의 동기신호에 따라, 액정 셔터 안경의 우안 액정(R)을 on 시킴(이 경우, 좌안 액정은 off)으로써, B 입체 화면에 대한 동기신호를 선택한 액정 셔터 안경을 착용한 시청자에게 입체화된 B 영상이 보여지도록 한다.

이어 상기 설정된 주사율로 영상출력장치에서 A 영상에 대한 좌, 우측 영상과 B 영상에 대한 좌, 우측 화면을 순차적, 반복적으로 출력함으로써, 시청자는 착용한 액정 셔터 안경의 선택에 따라 A 입체 화면 또는 B 입체 화면 중 하나의 입체 화면을 시청할 수 있다.

여기서, 상기 영상표시장치(100)의 화면에 배치되는 편광필름과 상기 액정 셔터안경의 좌, 우안 액정(12, 14) 구동의 제어에 따라, 단일의 영상출력장치에서 화면분할 없이 서로 다른 두 가지의 입체 영상 화면을 간섭없이 시청할 수 있게 된다.

즉, 예를 들어, 240(Hz)의 주사율로 화면을 표시할 경우 각 화면은 4.16 ms동안 표시되는데, 만약 상기와 같은 A 영상 및 B 영상의 좌, 우측 화면을 각각 4.16 ms 동안 표시할 경우 엘이디 전구의 응답속도 및 잔상으로 인해 각 화면간의 크로스토크가 발생되어 화질 저하의 원인이 된다.

따라서, 각 화면을 4 ms 동안만 표시할 경우에는 표시되는 각 영상 간에 약 0.16 ms 의 시간차(TG)가 발생되므로, 예를 들어 A 영상의 좌, 우측 화면 간에 크로스토크가 어느 정도 방지된다.

여기에 부가하여, 표시되는 각 영상을 수직방향편광영상과 수평방향편광영상으로 구성하여 순차적으로 표시할 경우에는, 타이밍 그래프에서 인접하는 시간동안 표시되는 수직방향편광영상 또는 수평방향편광영상 사이에는 4.32 ms 의 시간 차(4 ms + 0.16 X 2 (ms))가 존재하므로, 화면 간의 크로스토크가 완전히 방지될 수 있다.

전술한 바와 같이, A 영상의 좌, 우측 화면과 B 영상의 좌, 우측 화면을 순차적으로 표시하되, 표시되는 화면의 편광 방향을 수직과 수평으로 교대로 순차 출력함으로써, 화면분할 없이 단일의 영상출력장치에서 서로 다른 두 가지 이상의 입체 영상 화면을 시청할 수 있다.

여기서, 상기 표시되는 화면의 순서 및 주사율은 단지 하나의 예일 뿐이며, 복수의 화면을 표시하면서 크로스토크를 방지하기 위해 다양한 변형 실시가 가능하다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

10: 프레임부 20: 안경다리부
30: 스위치부 40: 전환버튼
50: 영상 표시장치 107, 108: 편광필름

Claims (5)

1. 화면에 영상을 표시하는 영상 표시장치와;
   상기 영상표시장치로부터 액정구동 동기신호를 수신받는 액정 셔터 안경을 포함하는 입체영상 제공장치로서,
   상기 액정 셔터 안경은,
   상기 영상표시장치로부터의 신호를 전송받는 수신부와;
   좌, 우안 액정이 결합되는 프레임부와;
   상기 프레임부의 양단에 결합되는 안경다리부와;
   상기 좌, 우안 액정을 구동 및 제어하는 제어부와;
   상기 좌, 우안 액정 및 제어부에 전원을 공급하는 전원공급부와;
   상기 전원공급부를 온/오프시키기 위한 스위치부를 포함하며,
   상기 영상 표시장치의 화면에는 편광필름이 부착되며,
   상기 화면에 부착되는 편광필름은 서로 다른 편광방향을 가지는 편광필름들이 교대로 인접 배치되며,
   상기 편광필름은 수직방향의 편광방향과 수평방향의 편광방향을 가지고,
   상기 영상 표시장치는 A 영상의 좌, 우측 화면과 B 영상의 좌, 우측 화면을 순차적으로 출력시키되 표시되는 화면의 편광방향을 수직과 수평으로 교대로 순차 출력시킴과 동시에 상기 A 영상의 좌, 우측 화면의 동기신호와 B 영상의 좌, 우측 화면의 동기신호를 각각 송출하며, 상기 액정 셔터 안경은 상기 A 영상의 좌, 우측 화면에 대한 동기신호와 B 영상의 좌, 우측 화면에 대한 동기신호 중 선택된 동기신호에 따라 상기 좌, 우안 액정을 동작시키는 것을 특징으로 하는 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액정 셔터 안경은 상기 A 영상과 B 영상 중 어느 하나의 선택을 전환시키는 전환버튼을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광방식과 엑티브 방식을 혼용한 다중 입체 영상 제공장치.
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