KR200194079Y1 - 텔레비젼이나 프로젝터를 위한 입체화상 구현장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 TV나 프로젝터에서 입체영상물(Stereoscopic-Images)을 볼 수 있도록 영상의 동기신호를 보내는 무선동기신호 송출기와 무선 입체 셔터안경(LCD Shutter-Goggles)을 포함하는 입체화상 구현장치에 관한 것이다.

기존의 입체영상물들은 VHS, 8mm 등 여러 비디오 포맷으로 녹화되어 있다. 이러한 영상출력신호에서 각각의 필드 동기신호를 추출하여 입체영상의 기수, 우수 필드를 구별한다. 판별된 기수, 우수 필드의 영상주사시간에 무선(적외선) LCD 셔터안경의 원거리 제어신호를 발생시켜 무선 LCD 셔터안경이 동작하도록 한다. 종래의 무선송출기에서는 기수, 우수 필드 구분에 있어 해당출력이 나오는 전용 IC-칩을 사용하기도 한다. 그러나 열화된 테이프나 녹화시 잡음의 요인으로 필드 구분의 오류를 범하기도 한다. 또한 현재의 디지털 영상 포맷에 대응하지 못하고 있다.

여기에 본 고안의 핵심은 입체영상의 특성상 기수, 우수 필드 구분의 안정화와 현재의 범용 고화질 영상 포맷에 대응하고자 한다. 고안의 주요한 용도는 가정에서 입체영상물 감상, 교육현장에서의 교보재연출, 기업의 프레젠테이션용 기기, 입체영상 촬영시 보조장비, 각종 시뮬레이션, 게임, 광고 홍보물 등 다양하다.

Description

텔레비젼이나 프로젝터를 위한 입체화상 구현장치{APPARATUS FOR REALIZING STEREOSCOPIC IMAGE FOR TV OR PROJECTOR}

본 고안은 각종 영상 포맷에 부합하고 좌/우 영상에 대한 동기의 안정화를 유지하는 무선동기신호 송출기 및 무선입체 셔터안경을 포함하는 입체화상 구현장치에 관한 것이다.

종래의 일명 TV용 입체 무선송출기는 VCR로부터 영상출력을 받는다. 여기서 영상출력은 합성(Composite) 영상신호로 수직, 수평 동기 신호와 휘도, 색상 신호가 혼합된 신호이다. 요구되는 수직동기신호를 추출하여 사용용도에 맞게 신호 성형을 하게 된다. 또한 상용화된 동기 분리 IC(예를들면, LM1881)를 사용하여 기수, 우수 필드를 구분하기도 한다. 결과적으로 추출한 신호를 가지고 무선 입체 셔터안경을 구동한다. 구동하는 방법은 적외선 소자를 가지고 무선으로 안경을 제어한다. 안경의 제어된 신호는 LCD 셔터를 구동하게끔 한다.

그리고, 이상의 종래 기술은 몇가지 문제점을 가지고 있다. 우선 합성 영상 신호에서 수직동기나 기수, 우수 필드를 구분하는데 있어 1 프레임당 2 필드로 구분된다. 먼저 필드를 기수(Odd)필드, 다음을 우수(Even)필드로 구분하는데, 그 주기의 시간적 차이는 수평주기(63.5usec)의 1/2(31.75usec)과 같다. 이런 시간적 차이로 필드를 구분할 수 있다. 동작중 이것이 혼돈되면 곤란하다. 왜냐하면 입체영상의 특성상 좌/우 영상구분이 혼돈되면 입체상이 뒤바뀌게 되어 시청자가 입체감의 혼돈을 일으키게 된다. 또한 특정 IC를 사용시 문제점은 녹화된 테이프의 열화나 녹화시 기기의 불균질한 녹화상태가 되면 영상신호에 노이즈의 증가로 기수, 우수 필드 구분이 어렵게 된다.

현재의 영상포맷이 과거의 VHS, 8mm에서 S-VHS, Hi-8mm로 고화질화되며, 디지털 기술의 발전으로 영상출력이 디지털화되어 있다. 이를 반영하는 데에도 본 고고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 전체 구성도이다.

도 2는 무선 동기신호 송출기 회로도이다.

도 3는 무선 입체 셔터안경의 회로도이다.

도 4는 실제의 시스템 구성 사진이다.도 5는 동기신호 및 이를 입력으로 한 단안정 발진기의 출력파형이다.

이상의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 관한 입체화상 구현장치는, 텔레비젼이나 프로젝터에서 입체영상물(Stereoscopic-Images)을 볼 수 있도록 영상의 동기신호를 보내는 무선 동기신호 송출기와 이를 수신하는 동작하는 무선 입체 셔터 안경을 포함하며, 기수/우수 필드의 시간적 차이를 이용하여 좌/우 영상의 역전을 방지하는 것을 특징으로 한다.그리고, 상기 무선 동기신호 송출기는, 수직 동기신호와 합성 동기신호의 출력이 있는 동기분리기와, 기수/우수 필드의 수직동기 시점후 수평동기 주파수의 시작시점이 시간적 차이를 보여주는 단안정 발진기와, 성형된 수직 동기신호와 합성 동기신호를 가지고 기수/우수 필드 위상을 비교하는 위상비교기를 포함하며, 상기 무선 입체 셔터안경은, 무선 송출기로부터의 동기신호를 수신하는 적외선 수신모듈부와, 수신 모듈부로부터 출력을 이용하여 좌/우 LCD 동작시키는 구동부와, 전지전압을 LCD의 동작전위로 승압시키는 고효율의 DC/DC 전압변환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.본 고안의 송출기의 주요 구성부는 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이, 동기분리기(Sync Seperator), 단안정발진기(Mono Vibrator), 위상비교기(Phase Comparator), 좌/우 영상스위치(Right/Left Switch), 발진기(Oscillator), 전류증폭기(CurrentAmp) 및 적외선 발광다이오드(IR LED)로 이루어진다.

각 주요부분의 기능과 개발사항은 다음과 같다.

1) 동기분리기는 영상신호에서 영상동기신호를 개별적으로 추출한다. RCA 잭으로된 비디오 영상출력을 갖는 대부분의 영상재생기는 합성비디오(Composite Video)신호를 출력하고, S-잭으로 분류되는 합성비디오신호 (Y/C 분리) 출력도 있다. 즉, 이러한 영상신호에는 둥기신호도 포함되어 있다. 여기서 필요한 수직 동기신호와 합성 동기신호의 출력이 있는 IC(예를들면, EL1881, EL4581, ELANTEC사)를 채용하여 구한다.

2) 단안정발진기는 분리된 동기신호를 기수/우수 필드로 구분하기 위한 펄스폭으로 성형한다. 즉, 수직 동기신호와 합성 동기신호를 필요한 시간만큼 확장하기 위해 IC(예를들면, 4528, 4538, CMOS 조직)를 채용하여 구한다. 즉 도 5는 기수/우수 필드에 따른 합성 동기신호와 수직동기신호를 보여주며 이를 입력으로 한 단안정발진기 출력파형이다. 기수/우수 필드의 수직동기 시점후 수평 동기주파수의 시작시점이 시간적 차이를 보인다. 그 값은 1/2 수평주기이며 31.75 usec 이다.

3) 위상비교기는 기수/우수 필드로 구분짓는 위상에서 비교를 행한다. 즉, 성형된 수직 동기신호와 합성 동기신호를 가지고 기수/우수 필드 위상을 비교하기위해 IC(예를들면, 4013, D F/F)를 사용하여 구분한다. 즉, 수직 동기신호는 클럭 펄스로 합성 동기신호는 데이터 신호로 사용한다. 그 결과로 기수 필드일때는 출력이 '하이 ', 우수 필드일때는 '로우'로 출력값이 나온다. 30Hz의 주기적 파형이 된다.

4) 좌/우 영상스위치는 기수 우선 필드순 및 우수 우선 필드순으로 선택한다. 즉, 출력된 위상파형의 논리값을 기수/우수 필드에 좌/우, 우/좌 영상의 논리로 선택하기 위한 스위치이다.

5) 발진기는 특정주파수(예를들면, 38KHz)를 기준 주파수로 제어신호에 따라 발진하며, 동기되는 리모트 신호를 만들며, 전류증폭기는 LED 램프를 구동하기 위해 신호를 증폭한다. 즉, 적외선 수신모듈의 특정 주파수(예를들면, 38KHz)에 감응하기 때문에 특정 주파수(예를들면, 38KHz)로 발진하는 발진기와 이를 적외선 LED를 구동하기 위한 전류증폭기가 필요하다. 전류증폭기는 단순한 스위칭회로로 구현하며, 적외선 LED의 서지전류가 300mA 이므로 이에 상응하는 저항값을 산출한다.

무선 입체셔터안경의 구성은 도 3에 도시된 바와같이, 적외선 수신모듈부, LCD 구동부, DC/DC 전압변환기로 이루어진다.

대부분의 적외선 수광소자는 피크 광파장(950nm)이 있지만 주변 빛에도 감응하는 스펙트럼도 보인다. 텅스텐 램프나 형광등 그리고 주변밝기(자연광)에도 동작범위에 포함이 된다. 이러한 오동작이나 발진이 없는 IR 리모트콘트롤용 집적모듈(TSOP1738)을 사용하여 수신신호를 논리신호로 만든다.

LCD의 동작전위가 10 - 12 V 가 되어 전지의 고효율 전하 펌프 소자를 채용하여 전지의 사용시간 (150 시간 이상) 을 늘렸다(LMC7660).

본 고안에 사용한 LCD는 안경처럼 착용하므로 LCD를 통한 시야를 확보하기 위해 눈으로부터 30mm 거리에 120도 시야폭을 적용하여 가로 세로 45*35 mm로 주문제작한다. 또한 셔터로서의 기능에 대비비가 100:1을 적용하고 셔터속도가 최소 60Hz 이상 가능하도록 한다. LCD를 명멸시킬 때 DC 논리 신호로 동작하도록 주문제작하여 논리신호를 단일전원으로 구동할 수 있어 회로 구현시 단순화, 저 전력화 한다.

본 고안은, 종래의 입체영상물에 특성상 기수, 우수 필드 구분의 안정화로 좌/우 영상의 뒤바뀜이 없고. 입체셔터안경이 유선에서 무선화함으로써 사용자의 행동이 자유로와 동시에 여러 사람이 입체영상물 관람이 가능하다. 또한 현재의 범용 고화질 영상 포맷에 대응한다. 현실적으로 많이 보급된 TV를 통해 영상물 관람, 입체게임과 3D가상현실등 활용에 필수적 도구로 활용된다.

Claims (2)

1. 텔레비젼이나 프로젝터에서 입체영상물(Stereoscopic-Images)을 볼 수 있도록 영상의 동기신호를 보내는 무선 동기신호 송출기와 이를 수신하여 동작하는 무선 입체 셔터안경을 포함하는 입체화상 구현장치에 있어서, 상기 무선 동기신호 송출기는, 수직 동기신호와 합성 동기신호를 출력하는 동기분리기와, 상기 분리된 동기신호들을 기수/우수 필드로 구분하기 위해 펄스폭으로 성형하되 기수/우수 필드의 수직동기 시점후 수평동기 주파수의 시작 시점이 시간적 차이를 보여주도록 성형하는 단안정 발진기와, 상기 성형된 수직 동기신호와 합성 동기신호를 가지고 기수/우수 필드 위상을 비교하는 위상비교기를 포함함으로써, 기수/우수 필드의 시간적 차이를 이용하여 좌/우 영상의 역전을 방지하는 것을 특징으로 하는 입체화상 구현장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 무선 입체 셔터안경은, 상기 무선 동기신호 송출기로 부터의 동기신호를 수신하는 적외선 수신모듈부와, 상기 수신 모듈부로부터의 출력을 이용하여 좌/우 LCD 동작시키는 구동부와, 전지전압을 LCD의 동작전위로 승압시키는 고효율의 DC/DC 전압변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체화상 구현장치.