KR20030081769A - 텔레비전에서의 입체영상 구현장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텔레비전에서의 입체영상 구현장치에 관한 것으로서, TV나 VTR시청시 2차원의 평면화상을 3차원의 입체화상으로 시청할 수 있도록 한 입체 영상 변환 장치에 관한 것으로 특히, 소정의 영상신호에 대해 짝, 홀수 프레임으로 동기 분리시킨 다음 그 중 일측의 프레임을 연속된 적정각도로 쉬프트하여 무선 수신 기능이 구비된 안경의 액정표시부를 구동시켜 줌으로써 두대의 카메라를 통해 적정 간격을 두고 촬영하여 동기 합성시킨 것과 같은 입체 영상을 생동감 있게 시청할 수 있도록 한 입체 영상 변환 장치에 관한 것이다.

Description

텔레비전에서의 입체영상 구현장치{APPARATUS FOR MONOSCOPIC TO STEREOSCOPIC IMAGE CONVERSION IN TELEVISION}

본 발명은 TV나 VTR시청시 2차원의 평면화상을 3차원의 입체화상으로 시청할 수 있도록 한 입체 영상 변환 장치에 관한 것으로 특히, 소정의 영상신호에 대해 짝, 홀수 프레임으로 동기 분리시킨 다음 그 중 일측의 프레임을 연속된 적정각도로 쉬프트하여 무선 수신 기능이 구비된 안경의 액정표시부를 구동시켜 줌으로써 두대의 카메라를 통해 적정 간격을 두고 촬영하여 동기 합성시킨 것과 같은 입체 영상을 생동감 있게 시청할 수 있도록 한 입체 영상 변환 장치에 관한 것이다.

액정 표시기의 셔터 방식을 갖는 입체 영상이란 인간의 눈으로 피사체를 보는 것과 같이 공간개념을 가질 수 있는 화상을 말하는 것으로써, 인간의 눈은 둘이기 때문에 원근감을 느낄 수 있는 것과 마찬가지로 두 대의 카메라를 통해 적당한 간격을 유지시키고 동시에 촬영하여 동기합성방식에 의해 녹화하였다가 재생시 일측의 카메라로 촬영한 화상은 왼쪽 눈으로만, 타측의 카메라로 촬영한 화상은 오른쪽 눈으로만 볼 수 있도록 액정표시기가 구비된 안경을 연속적으로 구동시켜 줌으로써 두 눈으로 동시에 사물을 보는 것과 같은 입체 효과를 느낄 수 있는 것이다.

도 1은 종래기술로서 등록실용신안 등록번호 실1997-0004926(1997년05월21일)에 기재된 입체 영상 변환 장치를 블럭도로 나타낸 것으로써, 그 구성 및 작용효과를 살펴보면, 안테나를 통해 수신되거나 VTR로 부터 출력된 2차원의 영상신호는 제1버퍼부(1)를 통해 소정레벨로 증폭됨과 동시에 안정화된 다음 수평 및 수직동기신호 분리부(2)에 입력된다.

또, 상기 수평 및 수직동기신호 분리부(2)에서는 이 2차원의 영상신호를 수평 및 수직동기신호로 분리시켜 수직동기신호는 D플립플롭(3)에 출력시켜 줌과 동시에 수평 및 수직동기신호합성부(4)내의 반전기를 통해 일측입력단자에 출력시켜주고, 수평동기신호는 홀수 및 짝수프레임 분리부(5, 6)에 출력시켜 줌과 동시에 반전기를 통해 반전시켜 타측 입력단자에 출력시켜준다.

따라서, 상기 D플립풀롭(3)은 이 수직동기신호에 의해 구동되어 동일 주파수의 구형파펄스를 발생하게 되는데, 이 구형파는 두 출력단자를 통해 홀수 및 짝수 프레임 분리부(5, 6)에 각각 출력된다.

이와 같이 상기 D플립플롭(3)으로부터 소정주파수의 구형파펄스를 입력받은 홀수 프레임 분리부(5)에서는 이 신호에 의해 타이밍을 조절하여 상기 수평 및 수직동기신호 분리부(2)에서 출력되는 수평동기신호 중 홀수 프레임을 분리시키고, 짝수프레임 분리부(6)에서는 상기와 동일한 방식으로 수평동기신호 중 짝수 프레임을 분리시키게 된다.

또한, 수평 및 수직동기신호 합성부(4)에서는 상기 수평 및 수직동기신호 분리부(2)에서 출력되는 수직 및 수평동기신호를 논리적으로 합성시켜 로직부(8)로 출력시켜 주게 된다.

따라서, 상기 로직부(8)에서는 상기 수평 및 수직동기신호합성부(4)를 통해 합성된 수평 및 수직동기신호와 상기 홀수 및짝수 프레임 분리부(5, 6)를 통해 타이밍이 조절된 수평동기신호를 재합성시켜 주게된다.

이렇게 상기 로직부(8)를 통해 재합성된 수평동기신호의 홀/짝수 프레임은 수평동기신호 지연부(9)에 입력되어 원래의 2차원 영상신호내에 포함되어 있는 수평동기신호의 수평주사 타이밍을 지연시켜 주는 역할을 수행하게 된다.

즉, 상기 수평동기신호 지연부(9)에서는 로직부(8)의 출력신호를 이용하여 2차원 영상신호내의 수평주사 타이밍을 지연시켜 주게 되므로 서로 다른 주사시간을 갖는 홀수 프레임과 짝수 프레임이 형성되어 3차원의 영상신호를 창출해 낼 수 있는 것이다.

이와같은 3차원의 영상신호는 제2버퍼부(10)를 통해 소정레벨로 증폭됨과 동시에 안정화된 후 영상기기(15)의 화면구동부에 출력되므로 화면상에는 홀수 프레임과 짝수 프레임이 겹쳐진 형태로 나타나게 된다.

한편, 상기 D플립플롭(3)에서 출력되는 수직동기신호의 짝수 및 홀수타이밍신호는 트리거신호 발생부(12)와 셔터 액정표시기 제어부(19)로 입력된다.

수직동기신호를 입력받은 트리거신호 발생부(12)에서는 상기 영상신호의 수직동기신호에 대응되는 주파수의 구형파 트리거펄스를 발생시켜 액정표시기 구동부(14)내에 설치된 익스클리시브 오아게이트의 일측 입력단자에 각각 출력시켜 주게 된다.

이때, 상기 액정표시기 구동부(14)의 타측 입력단자에는 소정주파수의 발산신호를 발생시켜 주는 발진기(13)의 출격단자가 공접되어 있으므로 상기 액정표시기 구동부(14)의 출력단자에서는 안경(16)의 좌/우측에 각각 설치되어 셔터동작을 하는 좌/우 셔터 액정표시기를 소정주기를 갖고 동작시킬 수 있는 출력신호가 발생되는 것이다.

따라서, 상기 안경(16)의 좌우측에 설치된 셔터 액정표시기가 상기 액정표시기 구동부(14)의 출력신호에 의해셔터 작동을 연속적으로 수행하게 되므로 이 안경(16)을 착용하고 TV수상기 등을 시청하게 되면 화면상에 겹쳐지게 나타나는 소정화상에 대한 짝/홀수 프레임과 동기되어 3차원의 입체영상을 구현하는 것이다.

그러나 이와 같은 구성은 회로가 복잡할 뿐만 아니라 각 필드를 일정시간 지연하여합성하는 것이므로 시청자가 원근감 및 입체감을 실질적으로 느끼지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 한대의 카메라로 촬영한 화상을 두 대의 카메라로 촬영한 것과 같이 화상의 색체 농도와 밝기에 따라 원근감 및 화질의 선명도가 2차원의 화면에서 보다 매우 높은 3차원의 입체효과를 나타내 주어 보다 생동감 있는 영상화면을 시청할 수 있는 텔레비전에서의 입체영상 구현장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기본원리는 1차영상으로 좌시각에 포착된 것과 2차영상으로 우시각에 포착된 것에 대한 좌,우 시각의 차가 가상의 깊이를 느끼도록 하는 현상을 발생하게 하여 인간의 눈의 잔상효과와 시각의 차를 이용한 입체영상구현방식이다. 상기 구현 방식에 의하면 거리의 구분에 따라서 좌,우 시각의 차가 커지고 작아지게 나타내도록 되어 있다.

상기와 같은 원리의 입체영상 구현을 위하여 본 발명은 일반영상신호(2D)의 동기신호를 분리하여 새로운 동기신호를 생성한 후 TV 신호에서 비월주사를 1피일드와 2피일드로 분해하여 다시 합성하므로써 상기의 동기신호를 중첩시켜서 입체영상을 구현하도록 하는 방법을 제공하고 있다.

도1은 종래의 입체영상구현장치이고

도2은 본 발명에 따른 입체영상구현장치이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

101 : 입력회로부 102 : 동기분리부

103 : 2피일드분리부 104 : 수평동기 발생부

105 : 수직동기 발생부 106 : 1피일드용 영상스위칭부

107 : 수평동기스위칭부 108 : 수직동기스위칭부

109 : 2피일드용 영상스위칭부 110 : 혼합기

111 : 액정셔터구동부 112 : 위상전환부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라 텔레비전에서의 입체영상구현장치는, 화면상에서 각 사물의 깊이감과 원근감을 느낄 수 있도록 영상신호가 처리된 입체영상(3D) 구현장치에 있어서, 입력영상신호를 안정화시키기 위해 신호의 이득을 조정하기 위한 입력회로부(101)와 상기의 입력회로부(101)에서 이득이 조정된 영상신호을 입력받아서 수직동기신호(V-SYNC), 복합동기신호(C-SYNC) 및 필드분리신호

(ODD/EVEN)로 분리하여 출력하는 동기분리부(102)와 상기의 동기분리부(102)로부터 출력되는 수직동기신호와 필드분리신호(ODD/EVEN)을 입력받아서 입력신호를 Q,~Q피일드로 분리하는 2피일드분리부(103)와 상기의 동기분리부(102)로부터 출력되는 복합동기신호를 입력받아서 지연된 수평동기신호(H-SYNC)를 생성하는 수평동기 발생부(104)와 상기의 동기분리부(102)로부터 수직동기신호를 입력받아서 지연된 수직동기신호를 출력하는 수직동기 발생부(105)와 상기의 수평동기 발생부(104)로부터 출력되는 피일드 수평동기신호와 상기의 2피일드 분리부(103)로부터 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아서 1피일드용 영상스위치부(106)에 제어신호를 출력하는 수평동기스위칭부(107)와 상기 수직동기발생부(105)로부터 출력되는 수직동기신호와 상기의 2피일드 분리부(103)에서 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아 2피일드용 영상스위칭부(109)에 제어신호를 출력하는 수직동기스위칭부(108)와 일반영상신호(2D)를 입력받아서 상기의 수평, 수직동기스위치부(107,108)에서 입력된 제어신호가 상기의 피일드분리신호(Q,~Q)에 의해서 지연된 동기가 있는 신호와 일반영상 신호를 각각 출력하는 상기의 1,2피일드 영상 스위칭부(106,109)와 상기의 1피일드영상스위칭부(106)의 출력과 2피일드 영상스위칭부(109)의 출력을 합성하는 혼합기(110)와 상기의 2피일드 분리부(103)의 피일드 분리신호(Q,~Q)로부터 영상신호의 각 필드마다 좌안 액정셔터 또는 우안 액정셔터를 개폐하도록 동작하는 액정셔터구동부(111)와 좌안용 영상과 좌안 액정셔터, 우완용 영상과 우안 액정셔터간에 서로 동기가 맞지 않을 때 동기를 맞추어 주는 위상전환부(112)를 구비한다.

이하에서 텔레비전에서의 입체영상구현장치에 대한 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.

먼저 도2에는 본 발명의 실시예에 따른 입체영상구현장치의 블록도가 도시되어 있다. 도2을 참조하면 증폭회로부(101)는 일반영상신호(2D)의 이득을 높이고 동기분리회로 및 시스템을 안정하게 동작시키기 위한 것이다.

2D/3D 전환부(121)은 일반영상신호(2D)와 입체영상(3D)을 선택할 수 있는 스위치(SW)가 형성되어 입력회로부(101)를 제어하여 텔레비젼을 일반적으로 시청할 경우와 입체영상식으로 시청할 경우를 선택할 수 있다.

동기분리부(102)는 상기의 입력회로부(101)에서 이득이 향상된 신호를 입력받아 동기신호를 수직동기신호(V-Sync), 복합동기(C-Sync) 및 피일드분리신호(ODD/EVEN)로 분리하여 출력한다. 상기의 복합동기신호(C-SYNC)는 수직동기신호(V-SYNC)와 수평동기신호(H-SYNC)가 번갈아가며 혼합된 신호형태이다.

2 피일드분리부(103)는 상기의 동기분리부(102)에서 수직동기신호(V-Sync)를 버퍼를 통해 입력받아서 플립플립회로를 이용하여 기수, 우수(ODD/EVEN)피일드신호인 Q, ~Q를 출력한다.

수평동기 발생부(104)는 가변콘덴서 및 트리거버퍼회로로 구성되어 동기분리부(102)에서 출력된 복합동기신호(C-Cync)를 입력받아서 지연 및 증폭된 수평동기신호를 발생한다.

수직동기 발생부(105)는 상기의 동기분리부(102)에서 분리된 수직동기신호(V-Sync)를 입력받아서 증폭, 지연되도록 구성된다.

수평동기 스위칭부(107)는 상기의 2피일드분리부(103)의 Q 신호와 상기의 수평동기 발생부(105)의 동기신호를 입력받아서 1피일드용 영상스위칭부(106)를 제어한다.

수직동기 스위칭부(108)는 상기의 2피일드 분리기(103)의 Q신호와 상기의 수직동기 발생부(105)의 동기신호를 입력받아서 2피일드용 영상 스위칭부(109)를 제어한다.

혼합기(110)는 상기의 제1, 2피일드용 영상스위칭부(106, 109)에서 출력되는 각각의 신호를 혼합하여 텔레비전에 송출한다.

상기의 1필드용 영상스위칭부(106)에 지연된 수평동기신호와 상기의 Q피일드 신호에 의해서 처리된 신호를 입력시키는 수평동기스위칭부(107)와 동일한 작용을 하는 수직동기스위칭부(108)에 출력하고 상기 Q, ~Q피일드분리신호 및 당초의 영상신호를 입력받아 상호 위상차가 존재하는 신호를 출력하여 이들 각 신호를 혼합기(110)에서 합성되어 입체영상처리가 된 영상신호가 TV수상기 등으로 출력되도록 구성되어 있다.

액정셔터안경은 구동레벨의 전압이 인가 될 때만 빛을 투과하는 고분자 분산 액정과 상기 고분자 분산 액정에 전압을 인가하기 위한 투명 기판과 사용자의 시력을 보호하기 위한 보호필름으로 구성된 좌우 액정 셔터와 상기 좌우 액정 셔터가 교대로 개폐되도록 입체영상 텔레비젼에서 출력되는 전압신호를 스위칭하며, 상기 스위칭된 전압신호를 상기 좌우 액정 셔터의 투명 기판에서 출력하는 액정 셔터 구동부(111)로 이루어진다. 상기한 좌우 액정 셔터의 보호필름은 편광판 내지는 50~80%정도의 흑색 필름으로 구성함으로써 입체 영상 화면의 선명도를 높일 수 있다.

상기 액정셔터구동부(111)는 상기의 2피일드 분리기(103)에서의 Q, ~Q신호를 입력으며, 영상입력신호가 있으면 구동하고 영상입력신호가 없으면액정셔터구동부(111)를 오프시킨다.

위상전환부(112)는 좌안용 영상과 좌안 액정셔터, 우완용 영상과 우안 액정셔터간에 서로 동기가 맞지 않을 때 동기를 맞추어 주는 기능을 제공한다.

본 발명에서의 액정셔터안경은 무선방식으로 구현될 수 있다. 즉 상기 액정셔터구동부(111)의 후단에 발진기, 전류증폭기, 적외선발광 다이오드를 구비하고 액정셔터안경에는 적외선 수신부, LCD구동부, D/DC 전압변환기를 더 구비할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 텔레비전에서의 입체영상 구현장치에 의하면,

일반영상신호(2D)를 입력으로 하여 이 신호로부터 동기를 분리하여 이들 각 동기신호의 지연,증폭을 통해서 영상신호를 기수필드와 우수필드로 분리하여 분리된 각 필드를 지연시켜서 합성하므로써 입체화된 영상신호(3D)를 구현할 수 있게 함으로써, 간단하면서도 별도의 영상변환프로그램이 필요하지 않는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 화면상에서 각 사물의 깊이감과 원근감을 느낄 수 있도록 영상신호가 처리된 입체영상(3D) 구현장치에 있어서,

   입력영상신호를 안정화시키기 위해 신호의 이득을 조정하기 위한 입력회로부(101);

   상기의 입력회로부(101)에서 이득이 조정된 영상신호을 입력받아서 수직동기신호(V-SYNC), 복합동기신호(C-SYNC) 및 필드분리신호(ODD/EVEN)로 분리하여 출력하는 동기분리부(102);

   상기의 동기분리부(102)로부터 출력되는 수직동기신호와 필드분리신호(ODD/EVEN)을 입력받아서 입력신호를 Q,~Q피일드로 분리하는 2피일드분리부(103);

   상기의 동기분리부(102)로부터 출력되는 복합동기신호를 입력받아서 지연된 수평동기신호(H-SYNC)를 생성하는 수평동기 발생부(104);

   상기의 동기분리부(102)로부터 수직동기신호를 입력받아서 지연된 수직동기신호를 출력하는 수직동기 발생부(105);

   상기의 수평동기 발생부(104)로부터 출력되는 피일드 수평동기신호와 상기의 2피일드 분리부(103)로부터 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아서 1피일드용 영상스위치부(106)에 제어신호를 출력하는 수평동기스위칭부(107);

   상기 수직동기발생부(105)로부터 출력되는 수직동기신호와 상기의 2피일드 분리부(103)에서 출력되는 피일드분리신호(Q)를 입력받아 2피일드용 영상스위칭부(109)에 제어신호를 출력하는 수직동기스위칭부(108);

   일반영상신호(2D)를 입력받아서 상기의 수평, 수직동기스위치부(107,108)에서 입력된 제어신호가 상기의 피일드분리신호(Q,~Q)에 의해서 지연된 동기가 있는 신호와 일반영상 신호를 각각 출력하는 상기의 1,2피일드 영상 스위칭부(106,109);

   상기의 1피일드영상스위칭부(106)의 출력과 2피일드 영상스위칭부(109)의 출력을 합성하는 혼합기(110);

   상기의 2피일드 분리부(103)의 피일드 분리신호(Q,~Q)로부터 영상신호의 각 필드마다 좌안 액정셔터 또는 우안 액정셔터를 개폐하도록 동작하는 액정셔터구동부(111); 및

   좌안용 영상과 좌안 액정셔터, 우완용 영상과 우안 액정셔터간에 서로 동기가 맞지 않을 때 동기를 맞추어 주는 위상전환부(112)를 구비한 것을 특징으로 하는 텔레비전에서의 입체영상 구현장치.