KR20110049468A

KR20110049468A - 입체 영상 표시 장치

Info

Publication number: KR20110049468A
Application number: KR1020090106485A
Authority: KR
Inventors: 소현진; 최병무
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사; 네스트리 주식회사
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-12
Also published as: KR101274712B1; EP2334086A1; EP2334086B1; US20110102557A1; TW201134189A; US10841569B2; CN102055994B; CN102055994A; TWI587681B

Abstract

본 발명은 평판 패널과의 구동 동기화를 통해 입체 영상 표시 장치에서 다른 멀티 미디어 기기와의 접근성을 높인 입체 영상 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 영상을 디스플레이하며, 디스플레이하는 화면의 매 프레임별 포치 신호를 발생하고 포치 신호 발생 후 일정 시간의 블랭크 구간을 갖는 평판 패널;과, 상기 포치 신호를 인식하여 무선화된 고글 제어 신호를 발생하는 무선 통신 장치; 및 상기 평판 패널의 시청시 상기 고글 제어 신호를 무선 프로토콜에 의해 수신하여, 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 선택적 개폐로 입체 영상을 시인하는 고글을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

입체 영상 표시 장치, 입체 영상 표시용 고글, 무선 통신 장치, 멀티 미디어 소스 장치(multi media source device), 입체 영상 표시 장치

Description

입체 영상 표시 장치{Stereoscopic Display Device}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 특히, 평판 패널과의 구동 동기화를 통해 입체 영상 표시 장치에서 다른 멀티 미디어 기기와의 접근성을 높인 입체 영상 표시용 고글과 이를 위한 무선 통신 장치 및 이들을 포함하는 입체 영상 표시 장치와 이의 구동 방법에 관한 것이다.

오늘날 초고속 정보 통신망을 근간으로 구축될 정보의 고속화를 위해 실현될 서비스들은 현재의 전화와 같이 단순히「듣고 말하는」서비스로부터 문자, 음성, 영상을 고속 처리하는 디지털 단말을 중심으로 한「보고 듣는」멀티 미디어형 서비스로 발전하고 궁극적으로는「시·공간을 초월하여 실감 있고 입체적으로 보고 느끼고 즐기는」초공간형 실감 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.

일반적으로 3차원을 표현하는 입체화상은 두 눈을 통한 스테레오 시각의 원리에 의하여 이루어지게 되는데 두 눈의 시차 즉, 두 눈이 약 65mm 정도 떨어져서 존재하기 때문에, 두 눈의 위치의 차이로 왼쪽과 오른쪽 눈은 서로 약간 다른 영상을 보게 된다. 이와 같이, 두 눈의 위치 차이에 의한 영상의 차이점을 양안 시 차(binocular disparity)라고 한다. 3차원 입체 영상 표시 장치는 이러한 양안 시차를 이용하여 왼쪽 눈은 왼쪽 눈에 대한 영상만 보게 하고 오른쪽 눈은 오른쪽 눈 영상만을 볼 수 있게 하여, 사용자가 양안 시차를 느껴 입체감을 느끼게 한다.

즉, 좌/우의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하는 것이다. 이러한 능력을 통상 스테레오그라피(stereography)라 하며, 이를 표시 장치로 응용한 장치를 입체 표시 장치라 한다.

한편, 입체 표시 장치는 3D(3-dimension)을 구현하는 방식에는 안경의 유무에 따라 안경식과 무안경식으로 구분할 수 있으며, 이 때의 안경을 입체 영상 표시용 고글이라 한다.

여기서, 안경식의 경우, 입체 영상 표시용 고글은 표시 장치와 연계된 PC(Personal Computer)와 신호를 수신하며, 표시 장치에서 출사된 영상을, 두 눈이 다른 영상을 인식하게 하여, 고글을 착용한 시청자가 삼차원으로 인식하게 한다.

이하, 도면을 참조하여 종래의 입체 영상 표시 장치를 살펴본다.

도 1은 종래의 입체 영상 표시 장치의 입체 영상 표시 방식을 나타낸 도면이다.

도 1과 같이, 종래의 입체 영상 표시 장치는, 영상 표시 제어부(25)를 갖는 컴퓨터(PC: Personal Computer)(50)와, 상기 영상 표시 제어부(25)를 통해 제어되 어 입체화된 영상이 출력되는 표시 패널(30)과, 상기 표시 패널(30)을 보며 상기 영상 표시 제어부(25)에 의해 타이밍에 따라 나누어 좌안과 우안에 해당 영상을 시인하는 고글(goggle)(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 컴퓨터(50)는 중앙 프로세서(Central Processor)(21), 주메모리(Main Memory)(22), 중간 메모리(Secondary Memory)(23), 그래픽 프로세서(Graphic Processor)(24)과 이들이 연결된 버스(Bus)(10)와, 이들로부터 나온 영상과 타이밍에 관한 정보를 통해 외부의 고글(40)과 표시 패널(30)을 제어하는 영상 표시 제어부(25)를 포함하여 이루어진다.

종래의 입체 영상 표시 장치의 동작은 다음과 같다.

입체화된 영상을 상기 중앙 프로세서(21)와 그래픽 프로세서(24)가 만들고, 중간 메모리(23)를 이용하여 영상을 버퍼화시킨다. 이를 영상 표시 제어부(25)에서 타이밍 체크를 하여 표시 패널(30)로 해당 영상을 뿌려주게 된다.

이 때, 상기 영상 표시 제어부(25)는 타이밍을 상기 고글(40)과 프로토콜(protocol)화하여 상기 고글(40)에 전달한다. 이를 통해 좌안과 우안에 해당하는 좌우 영상에 해당하는 이미지가 타이밍에 따라 상기 표시 패널(30)과 동기화되어 상기 고글(40)에 전달된다.

이 경우, 표시하고자 하는 입체 영상이 비디오 게임과 같이 고프레임 레이트(high frame rate)를 요하는 경우, 상기 그래픽 프로세서(24)와 연계되는 영상 표시 제어부(25)에서 나오는 타이밍 제어로 제어되는 고글(40)과, 상기 그래픽 프로세서(24)의 처리 후 영상 신호 표시에 지연이 발생한 상기 표시 패널(30)과 동기 화가 되지 않아 입체 영상 표시에 오류가 발생하기도 한다.

상기와 같은 종래의 입체 영상 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 고글은 표시 패널과는 별개로, 그래픽 프로세서에 의해 그 동기 신호가 의존되기 때문에, 고속 화면 전환시 고글과 표시 패널과 인가되는 구동 신호의 시간차가 발생되어 입체 영상 표시에 정확한 동기가 어렵게 된다.

둘째, 고글의 제어가 컴퓨터 내의 그래픽 프로세서에 의해 제어되기 때문에, 별도의 입체 영상 표시 처리를 위한 그래픽 프로세서의 하드웨어가 필요하고 또한 하드웨어를 구동하기 위한 드라이버 및 이들의 해당 입체 영상 소스를 제공하는 소프트웨어의 설치가 반드시 필요하다. 일반적인 사용자는 상기 그래픽 프로세서의 하드웨어 및 소프트웨어의 설치에 장시간 걸리며, 또한, 특히 드라이버 설치가 능숙하지 않아 설치 이상이 발생하는 경우가 다발한다. 이 경우에는 입체 영상 표시가 불가하다.

셋째, 고글의 제어가 컴퓨터 내의 그래픽 프로세서에 의해서 이루어지기 때문에, 표시 패널에 입체 영상을 표시하기 위해 사용하는 소스 장치(source device)가 컴퓨터로만 한정된다.

넷째, 현재 컴퓨터를 멀티 미디어 소스 장치로 하는 경우, 활용 예는 PC 게임에 한정되어 그 활용예가 미미하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 평판 패널과의 구동 동기화를 통해 입체 영상 표시 장치에서 다른 멀티 미디어 기기와의 접근 성을 높인 입체 영상 표시용 고글과 이를 위한 무선 통신 장치 및 이들을 포함하는 입체 영상 표시 장치와 이의 구동 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 영상을 디스플레이하며, 디스플레이하는 화면의 매 프레임별 포치 신호를 발생하고 포치 신호 발생 후 일정 시간의 블랭크 구간을 갖는 평판 패널;과, 상기 포치 신호를 인식하여 무선화된 고글 제어 신호를 발생하는 무선 통신 장치; 및 상기 평판 패널의 시청시 상기 고글 제어 신호를 무선 프로토콜에 의해 수신하여, 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 선택적 개폐로 입체 영상을 시인하는 고글을 포함하여 이루어지는 것에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 고글 제어 신호는 적외선(Infrared Ray) 또는 고주파수(RF: Radio Frequency)의 형태로 발생한다.

상기 무선 통신 장치는, 상기 평판 패널의 임의의 포트에 케이블로 연결된다. 또한, 상기 무선 통신 장치는 상기 케이블을 통해 온/오프 전원 전압과 상기 포치 신호를 인가받는다.

상기 무선 통신 장치는, 상기 고글의 입체 영상의 시인 시점을 사용자가 제어할 수 있는 제 1 버튼을 구비할 수 있다.

상기 평판 패널은 모니터 또는 텔레비젼을 포함한다.

상기 평판 패널은 입체 영상 정보를 제공하는 멀티 미디어 소스 장치와 연결된다.

그리고, 상기 멀티 미디어 소스 장치는 블루 레이 플레이어, 플레이 스테이션 시리즈, 엑스 박스 시리즈, 개인용 PC(Personal Computer) 및 워크 스테이션 중 어느 하나일 수 있다.

예를 들어, 상기 멀티 미디어 소스 장치와 상기 평판 패널은 DVI(Digital Video/Visual Interative) 또는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface) 연결될 수 있다.

상기 개인용 PC에는 상기 고글의 입체 영상 제어 신호를 발생하는 그래픽 프로세서를 더 구비할 수 있다.

상기 고글은 좌안 렌즈 및 우안 렌즈;와, 전원을 인가하는 전원 공급부;와, 상기 무선 통신 장치로부터 상기 고글 제어 신호를 감지하여 인가받는 수신부; 및 상기 고글 제어 신호에 따라 상기 좌안 렌즈 및 우안 렌즈의 개폐를 제어하는 렌즈 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 렌즈 제어부는, 상기 평판 패널의 스캐닝시 좌안렌즈와 우안렌즈를 모두 닫아주고, 상기 포치 신호에 동기하여 상기 블랭크 구간동안 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈를 열어주도록 상기 좌안 렌즈 및 우안 렌즈를 제어한다. 이 때, 상기 평판 패널의 스캐닝은 일 프레임 내에 블랭크 구간과, 상기 무선 통신 장치와 상기 고글 사이의 무선화된 고글 제어 신호의 수신 구간을 뺀 구간동안 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 입체 영상 표시용 고글과 이를 위한 무선 통신 장치 및 이들을 포함하는 입체 영상 표시 장치와 이의 구동 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 평판 패널의 화면 구동에서 발생하는 포치 신호에 동기하여 무선 통신 장치를 통해 고글의 영상 정보의 시인이 제어된다. 따라서, 종래 그래픽 프로세서 의존시 고프레임률을 갖는 비디오 게임이나 영상 정보 처리시 지연이 있는 경우의 에러를 방지할 수 있다.

둘째, 평판 패널의 화면 구동에서 발생하는 포치 신호에 동기하므로, 고속 화면 전환에도 그래픽 프로세서의 처리량에 관계없이 입체 영상 표시가 가능하다. 이에 따라 광학적 측면에 좀 더 정확한 평판 패널에서 발생된 포치 신호로써 동기하여 고글의 영상 정보가 시인되는 것으로, 빠른 응답속도와 고투과율(high transmittance)과 대조비(contrast ratio) 향상과 같은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.

셋째, 고글에 무선 프로토콜을 제공하는 무선 통신 장치만 상기 평판 패널에 인스톨하여 이용 가능할 것으로, 종래의 하드웨어나 소프트웨어 장착시 오류를 미연에 방지할 수 있으며 인스톨 에러에 따른 입체 영상 표시 오류를 방지할 수 있다.

넷째, 고글에 신호 인가가 그래픽 프로세서에 의존하는 종래 구조에서 영상 정보의 소스 장치가 개인용 컴퓨터(PC)에 한정됨에 반해, PC 외에도 입체 영상 표시가 가능한 게임 플레이어, 영화 플레이어, 애니메이션 플레이어와의 연계가 가능하여 멀티 미디어 접근성을 향상시킬 수 있다.

다섯째, 고글의 제어를 무선 프로토콜을 이용하여 무선 통신 장치에 의해 이 루어지고, 상기 무선 통신 장치는 상기 무선 통신 장치에 구비된 케이블을 통해 상기 평판 패널의 임의 포트와의 연결이 가능하고, 또한, 평판 패널의 구비된 DVI 또는 HDMI 연결을 통해 멀티 미디어 소스 장치와의 연결이 가능한 것으로, 입체 영상 표시 장치의 시스템 자유도를 향상시킬 수 있다. 이로써, 신뢰성을 개선할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 입체 영상 표시용 고글과 이를 위한 무선 통신 장치 및 이들을 포함하는 입체 영상 표시 장치와 이의 구동 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 입체 영상 표시 방식을 나타낸 도면이다.

도 2와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는, 영상을 디스플레이하며, 디스플레이하는 화면의 매 프레임별 포치 신호(porch signal)를 발생하고 포치 신호 발생 후 일정 시간의 블랭크 구간(blank time)을 갖는 평판 패널(100)과, 상기 포치 신호를 인식하여 무선화된 고글 제어 신호를 발생하는 무선 통신 장치(Stereo controller)(300) 및 상기 평판 패널(100)의 시청시 상기 고글 제어 신호를 무선 프로토콜(wireless protocol)에 의해 수신하여, 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 선택적 개폐로 입체 영상을 시인하는 고글(Goggle)(200)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 고글 제어 신호는 적외선(Infrared Ray) 또는 고주파수(RF: Radio Frequency)과 같은 무선 신호(wireless signal)의 형태로 발생한다.

또한, 상기 평판 패널(100) 측에 입체 영상 표시 정보를 제공하는 멀티 미디어 소스 장치(source device)로, 그래픽 프로세서(110)를 포함하는 컴퓨터 외에, 여러가지 형태의 멀티 미디어 소스 장치(120)를 구비할 수 있다.

여기서 상기 무선 통신 장비(300)는 상기 평판 패널(100)과는 장치적으로 별개의 장치로 구비된 것으로, 구비된 케이블을 통해 상기 평판 패널(100)의 제 1 USB 포트(미도시)에 연결된다. 이러한 상기 무선 통신 장치(300)는 상기 평판 패널(100)의 화면에서 발생되는 타이밍(timing) 신호를 체크하고 이를 무선 프로토콜(wireless protocol)화하여 상기 평판 패널(100)을 바라보는 고글(200)에 상기 평판 패널(100)의 타이밍 신호를 전달함으로써, 상기 평판 패널(100)과 상기 고글(200)의 타이밍을 동기화하여 구동한다.

여기서, 상기 평판 패널(100)은 그 활용예로 컴퓨터의 모니터(monitor)나 텔레비젼(television) 등을 들 수 있으며, 그 종류로는 액정 표시 장치(Liquid crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등을 들 수 있다. 이러한 평판 패널(100)은 패널 자신의 구동부를 포함하는 것이며, 내부적으로 자발광이 아닐 경우는 내부 광원 소스도 포함되어 있는 것이다.

상기 멀티 미디어 소스 장치(120)의 예로는 플레이 스테이션(PS) 시리즈, 엑스 박스(Xbox) 시리즈와 같이 게임 등의 영상 정보를 제공하는 공급원, 블루 레이 플레이어(Bluray Player)와 같이 영화나 애니메이션 혹은 게임 등의 영상 정보를 제공하는 공급원, 또는 워크 스테이션(Workstation) 등의 공급원을 들 수 있으며, 이러한 멀티 미디어 소스 장치(120)에는 각각 소정의 게임이나 영화, 애니메이션 등의 영상 소스를 제공하는 디스크 등이 장착되어 해당 영상을 상기 평판 패널(100)을 통해 출력하게 된다.

경우에 따라 상기 평판 패널(100)은 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer)와 연결되며, 상기 개인용 컴퓨터 내에 구비된 그래픽 프로세서(110)에 의해 제어받을 수도 있다.

여기서, 고글(200)은 안경과 같은 외관을 가지며, 안경의 렌즈 부분에 소형 LCD가 구비되어 좌안과 우안에 따른 영상 신호를 사용자에게 시인시키며, 안경의 다리 부분에 전원을 공급하는 전원 공급부(240)와 이를 충전하기 위한 제 1 USB 포트(245)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 입체 영상 표시 장치는 평판 패널(100)과는 장치적으로 별도로 구분된 무선 통신 장치(Stereo Controller)(300)를 이용해, 무선 프로토콜(wireless protocol)화하여 상기 평판 패널(100)의 화면에서 발생되는 타이밍 신호를 체크하여 상기 타이밍 신호에 동기하여 고글(200)에 구동 신호를 인가한다.

이로써, 상기 고글(200)을 통해 시청자가 시인하는 입체 영상을 상기 평판 패널(100)의 광학적 특성에 맞추어 생성시킴으로써 고화질의 영상을 오류 없이 재생할 수 있으며, 고프레임율(high frame rate)로 구동시 종래 입체 영상 표시 장치에서 발생된 상기 그래픽 프로세서와 상기 평판 패널 사이에 발생된 지연 값으로 인한 오류를 방지할 수 있으며, 이로써, 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 그래픽 프로세서에 생성하는 싱크 타이밍(sync timing)을 사용하지 않고 실제 평판 패널(flat panel)(100)의 화면에서 생성되는 타이밍을 체크하여 무선 통신 장치(300)를 통해 무선 프로토콜하여 전달함으로써, 소프트웨어를 장착하는 방식에서 발생하는 오류에 기인한 문제를 해소하여 동작 신뢰성을 개선할 수 있다. 즉, 영상 표시 제어를 별도의 무선 통신 장치(300)를 통해 표시 패널(100)의 타이밍 구동 신호를 상기 고글(200)에 인가함으로써 가능하여, 표시 패널(100)과 직접 멀티 미디어 소스 장치(120)와의 접근이 가능하게 되어, 평판 패턴(100)과 멀티 미디어 소스 장치(120)간의 확장성이 높아지게 되고 좀 더 다양한 방향으로 입체 영상 표시 장치의 활용도를 높일 수 있게 되었다.

이하에서, 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글과 이에 연결된 통신 장치 및 입체 영상 표시 장치를 구체적으로 살펴본다.

도 3은 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글과 무선 통신 장치를 포함한 입체 영상 표시 장치를 나타낸 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글과 무선 통신 장치의 내부 구성 및 관련 동작을 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글(200)은 무선 프로토콜(wireless protocol)에 의해 상기 무선 통신 장치(300)로부터 제어되는 것으로, 그 구성은 다음과 같다.

상기 고글(200)은 외관 구성이 안경(도 2 참조)과 같은 것으로, 렌즈 제어부(210), 좌안 렌즈 및 우안 렌즈를 포함하는 LCD 렌즈(215), 상기 렌즈 제어부(210)의 제어 신호를 발생하는 수신부(receiver)(220) 및 상기 무선 통신 장 치(300)로부터 발생되는 적외선(IR: Infrared Ray) 신호 또는 RF(Radio frequency) 신호를 감지하는 광 다이오드(230)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 안경을 이루는 렌즈는 상기 렌즈 제어부(LCD controller)(210)에 의해 제어되는 소형 LCD(215)이다. 이러한 렌즈 제어부(210)는 전자 셔터(shutter driver) 기능을 갖는 것으로, 상기 고글(200)의 좌안 렌즈 및 우안 렌즈를 모두 닫거나 그 중 하나만을 열어주는 기능을 갖는다.

이 때, 상기 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈 중 하나가 열려지는 구간은 상기 무선 통신 장치(300)와 상기 고글(200) 사이의 무선 프로토콜 구간(wireless protocol) 구간과 고글(200)의 LCD 렌즈(215)의 라이징 구간(rising time)을 더한 구간에 상당한다. 또한, 상기 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈 중 하나가 열린 구간을 제외한 나머지 일 프레임의 구간에서는 상기 평판 패널(100)에 영상 신호가 차례로 뿌려지는 스캐닝(scanning)이 수행된다.

그리고, 상기 무선 통신 장치(300)에서 발생하는 무선 신호의 형태는 적외선(IR: Infrared Ray) 또는 RF(Radio Frequency) 신호이다.

여기서, 상기 광 다이오드(230)에서는 상기 무선 통신 장치(300)로부터 수신받는 신호의 형태는 제시된 적외선 신호 혹은 RF 외에도 다른 형태의 무선 신호의 감지도 가능할 것이다. 이는 상기 광 다이오드(230)가 감지하는 신호의 형태의 상기 무선 통신 장치(300)와 상기 고글(200)간의 거리를 고려하여 이루어지는 것으로, 개인용 입체 표시 장치에서와 같이 그 거리가 짧을 경우는 적외선 수신으로, 극장 등의 경우와 같이 그 거리가 먼 경우는 고주파수 수신으로 그 방식으로 달리 할 수 있다.

또한, 상기 무선 통신 장치(300)와 평판 패널(100)의 주변 구성 및 기능을 일례를 들어 살펴보면 다음과 같다.

상기 평판 패널(100)이 컴퓨터의 모니터일 때는, 이와 연결되는 개인용 컴퓨터(PC: Personal computer)에는 영상 신호 및 입체 영상 신호(Stereo 3D image) 제어를 위해 그래픽 프로세서(110)로 VGA 카드가 포함될 수 있다. 여기서, 상기 그래픽 프로세서(110)에서는 수직 동기 신호(V-sync) 또는 제어 신호를 상기 무선 통신 장치(300)에 인가하여 상기 무선 통신 장치(300)가 그래픽 프로세서(110)로부터의 인가된 신호를 받아 상기 고글(200) 측으로 신호를 인가하여 구동시킬 수도 있다.

그리고, 상기 평판 패널(100)은 사용자 신호 인가부(1200)를 버튼 형식으로 구비하여 직접 온/오프가 제어된다. 이 경우, 사용자 신호/인가부(1200)는 상기 평판 패널(100)을 이루는 장치 외관에 버튼으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 사용자 신호 인가부(1200)는 상기 무선 통신 장치(300)의 외관에 또 다른 버튼 형태로 구비되어, 고글(200)에서 시인하는 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 개폐 시점을 사용자가 직접 조절하게 할 수도 있다.

또한, 상기 평판 패널(100)은, 영상 신호의 매프레임 시점에 발생하는 포치 신호(porch signal)와 상기 포치 신호 후 일정 시간의 블랭크 구간(blank time)을 갖는다. 상기 블랭크 구간 후 영상 신호의 스캐닝이 수행된다. 이러한 포치 신호와 전원 전압 신호(power 5V)의 인가는, 상기 평판 패널(100)의 제 3 USB 포트에 상기 무선 통신 장치(300)가 갖는 케이블을 연결시켜 이루어진다.

한편, 상기 멀티미디어 소스 장치(120)는 예를 들어, 평판 패널(100)이 컴퓨터의 모니터라면, DVI(Digital Video/Visual Interactive) 포트를 통해 연결하고, 상기 평판 패널(100)이 텔레비젼이라면 HDMI(High-definition Multimedia Interface) 포트를 통해 연결을 꾀한다.

여기서, 상기 무선 통신 장치(300), 상기 평판 패널(100) 및 상기 무선 통신 장치(300)에 각각 장착된 사용자 전원 인가부(1200) 및 멀티 미디오 소스 장치(120)는 상기 평판 패널(100)과 USB 포트 혹은 외관 버튼, 특정 포트 등을 통해 전기적 연결관계를 갖는 것으로, 이들을 취합하여 하나의 패키지로 취급하여 영상 정보 제공원(S)라 하기로 한다.

이 때, 상기 고글(200)은 사용자가 착용하여 상기 평판 패널(100)을 시청하며, 사용자가 시청 가능 영역대에서 이동할 수 있는 것으로, 상기 고글(200)은 상기 무선 통신 장치(300)로부터 타이밍 신호의 제어를 적외선 또는 기타 주파수의 무선 프로토콜 방식으로 수신하게 된다.

상술한 고글(200)과 이를 구동하는 무선 통신 장치(300)를 구비한 입체 영상 표시 장치는, 재생되는 멀티 미디어 소스 장치(120) 또는 그래픽 프로세서의 방식에 따라 평판 패널(100)이 갖는 포치 신호 및 블랭크 타임 등의 타이밍 모드(timing mode)를 자동으로 인식하여 각각의 재생 조건에 맞는 모드로 재생하게 되고 이를 통해 재생되는 영상 소스(예를 들어, 영화, 애니메이션, 비디오 게임 등)에 따라 해당 모드를 결정하게 되고 이에 맞는 광학 타이밍을 생성하여 입체 영 상 표시를 위한 무선 프로토콜화할 수 있다.

각 방식에 대한 모드 설명은 하기와 같이 설정되고 이를 통해 각 방식별로 좀 더 높은 질의 영상 소스를 재생할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이 모드(display mode)는 PC 인터페이스 이외의 사용 용도에 맞춰 평판 패널을 사용할 경우를 나타낸 것으로, 평판 패널 자체의 기본 타이밍을 사용하게 되고 입력되는 신호와는 상관없이 동작하게 된다. 이 경우, 입력 조건은 무시되기 때문에 다른 기기 (향후 지원되는 3D 재생기기)의 연결을 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

상기 디스플레이 모드에서는 그래픽 프로세서에서 나오는 신호에 관계없이 상기 평판 패널의 포치 신호만으로 동기 동작이 가능하다. 이 때, 상기 평판 패널은 120Hz로 구동되는 것으로, 상기 포치 신호에 동기하여 수직 동기 신호(V-sync)가 생성되며, 상기 무선 통신 장치가 적외선 또는 고주파수 송신하여 상기 고글을 동작시킨다.

VGA(Video Graphics Array) 모드는 그래픽 프로세서에서 오는 타이밍이 체크되면 이를 가장 우선 순위화하여 상기 그래픽 프로세서에서 생성되는 타이밍을 그에 맞도록 상기 무선 통신 장치와 상기 고글간 프로토콜화시킴으로써 좀 더 높은 광학적 특성을 생성할 수 있는 효과가 있다.

구체적으로 VGA의 모드의 예로, 그래픽 프로세서의 종류에 따라 예를 들어, VGA1 모드와 VGA2 모드로 구분할 수 있다. 이들 모드의 조건은 모두 상기 평판 패 널을 120Hz로 동작시켜, 평판 패널의 5 포트 중 좌측 신호 채널(VGA code left channel), 우측 신호 채널(VGA code right channel)로부터의 상기 무선 통신 장치가 신호를 인가받을 때, 상기 무선 통신 장치가 상기 고글로 적외선 송신 등의 방법으로 상술한 포치 신호의 인가를 무시하여 해당 VGA1 모드 또는 VGA2 모드로 동작한다.

여기서, 상술한 모드별 평판 패널의 5포트의 포트별 신호 인가 상태를 살펴보면 다음과 같다.

포트 맵(mini USB)		디스플레이 모드	VGA1모드	VGA2 모드
포트 1	+5V	ON	ON	ON
포트 2	포치 신호	ON	ON	ON
포트 3	VGA code left channel		ON	ON
포트 4	VGA code right channel		ON	ON
포트 5	GND	ON	ON	ON

여기서, 상기 각 모드별(디스플레이 모드, VGA1 모드, VGA2 모드)로 동일하게 전원 전압 신호(+5V, GND)와, 포치 신호는 모두 인가되고 있으며, 상기 VGA1 모드와 VGA2 모드와 같은 VGA 모드에만 좌측 신호 채널과 우측 신호 채널로부터의 신호를 더 인가받는 것을 알 수 있다. 이러한 VGA 모드에 있어서는, 상기 포치 신호의 인가가 있지만 상기 포치 신호를 무시하여 동작한다.

이와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 멀티 미디어 소스 장치를 글래픽 프로세서를 포함한 개인용 PC 뿐만 아니라, 블루 레이 플레이어, PS 시리즈, Xbox 시리즈 등에 확장 가능한 것으로, 다양한 멀티 미디어 소스 장치의 접근성을 향상시킬 수 있다. 또한, 일반적인 PC에 구비된 그래픽 프로세서를 통해 제어도 가능하여 현재 이용되는 장치들과도 호환 가능하다. 한편, 상기 일반적인 PC를 이용하는 경우, 영상 정보는 PC 내의 DVD 플레이어 내의 디스크 장착으로 재생될 수 있다.

이하, 타이밍도를 통해 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 구동을 살펴본다.

도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글의 구동에 관한 타이밍도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글은 좌안과 우안에 따라 다른 영상의 인식을 위한 좌안 인식시 우안 렌즈를 닫아주고, 우안 인식시 좌안 렌즈를 닫아주어, 상대 안에 대한 영상 신호의 간섭없이 깨끗하게 일안에 대한 영상 신호만을 인식하게 한다. 또한, 평판 패널(100)이 화면의 스캐닝을 수행하는 구간에는 영상 신호가 겹칠 수 있기 때문에, 상기 고글(200)의 렌즈를 모두 닫아주어 빛을 차단하게 한다.

이러한 고글의 렌즈 구동에 따른 제어는 상기 평판 패널로부터 발생하는 포치 신호(porch signal)를 인식하여 다음과 같이 이루어진다.

여기서, 포치 신호는 평판 패널의 프레임(frame) 시작점에서 소정 레벨로 돌출하여 오르는 신호로, 매 프레임 시작점에 대응되는 신호이다. 이러한 포치 신호는 구형파로 좌안과 우안에 해당하는 프레임별로 하이/로우 신호로 인가되는 수직 동기 신호와는 그 신호의 형태가 구분되는 것이다.

예를 들어, 120Hz로 구동되는 평판 패널(100)일 때, 포치 신호는 1/120초마다 인가된다고 볼 수 있으며, 이 때의 1/120 초에 상당한 값이 프레임 률(frame rate)이다. 기기가 발전할수록 고속 구동이 가능할 것으로, 그 이상의 속도로써도 대응 가능할 것이다. 이하, 일 프레임 구간에 상당한 시간(예를 들어, 1/120초)을 A라 한다.

실제 평판 패널(100)에 있어서, 상기 포치 신호 인가 후에는 일정 시간의 블랭크 구간(blank time)을 갖는다. 본 발명의 입체 영상 표시 장치는 포치 신호 인가 후 상기 블랭크 구간에서 실제 고글(200)에서 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈의 영상 신호 시인이 이루어지는 구간(Goggle LCD dark time)으로 설정한 것이다. 이를 위해 포치 신호의 인가에 앞서, 고글 LCD 렌즈의 액티브 신호를 하이에서 로우 신호로 전환하여 상기 고글 LCD 렌즈 내 액정이 반응하여 폴링하는 데 걸리는 시간(Goggle LCD Falling Time: E)의 종료가 상기 포치 신호 인가시점과 맞추어져 고글 LCD 렌즈의 열려진 좌안 렌즈에서 바로 좌안 영상 신호의 시인이 이루어진다.

예를 들어, 고글의 좌안 렌즈가 열리는 구간을 C, 우안 렌즈가 열리는 구간을 D라 할 때, 이 값은 다른 시점에서 동일한 구간만큼 해당된다. 이러한 고글(200)의 좌안 렌즈의 열림과 우안 렌즈의 열림은 교번하여 서로 다른 시점에서 동일한 구간(시간)만큼 이루어지는 것이다.

먼저, 상기 평판 패널(100)의 화면 스캐닝을 수행하는 구간동안에는 영상이 겹쳐지는 구간으로 정상적인 좌안/우안 신호가 발생하지 않는 것으로 이 구간에는 고글의 렌즈를 모두 닫아주며, 도시된 타이밍도에서는 LCD Lens Active 신호가 하이 신호에 해당하는 부분을 나타낸다. 이와 같이, 스캐닝에 걸리는 시간을 B라 한다.

또한, 상기 스캐닝이 완료된 후에는 고글과 무선 통신 장치와의 프로토콜이 개시되며, 이러한 구간을 프로토콜 구간(Goggle LCD protocol time)이라 하며, 이 구간을 G라 한다.

이러한 프로토콜 구간(G)은 평판 패널에서 스캐닝시 상기 고글 LCD 렌즈 액티브 신호를 하이 신호에서 로우신호로 전환시 시작되며, 로우 신호에서 하이 신호로 전환시 종료된다. 그리고, 상기 프로토콜 구간(G)과 시작과 함께 상기 고글(G)의 좌안 렌즈가 열린다(C).

그런데, 상기 고글 LCD 렌즈 내 액정은 구동시 그 반응속도가 느리기 때문에, 액정이 프로토콜 구간(G)의 시점에서 하이 신호에서 로우 신호로 전환됨에 바로 반응하지 못하고 폴링하는데 폴링 구간(Goggle LCD Falling Time: E)을 갖고, 또한, 프로토콜 구간(G)의 종료시에서 로우 신호에서 하이 신호로 전환시 액정이 라이징하는 데 걸리는 라이징 구간(Goggle LCD Rising Time: F)를 갖는다.

여기서, 상기 고글 LCD의 좌안 및 우안 렌즈 열림 구간(C, D)은 모두 상기 프로토콜 구간(G)에 상기 라이징 구간(F)를 더한 구간(G+F)에 상당하다. 이 때, 상기 프로토콜 구간(G)는 상기 폴링 구간(E)에 상기 평판 패널의 블랭크 구간(Blank time) 을 더한 값에 상당하다. 상기 폴링 구간(E) 및 상기 라이징 구간(F)은 액정 성분에 따라 달라질 수 있는 것으로, 상기 고글 LCD 렌즈에 포함되는 액정 성분을 조절하여 해당 폴링 구간(E) 및 라이징 구간(F)을 조절할 수 있고, 이에 따라 상기 폴링 구간(E)의 종료 시점을 포치 신호에 인가와 동기시킬 수 있고, 상기 라이징 구간(F)의 종료와 상기 평판 패널의 스캐닝 구간을 동기시킬 수 있다.

이 때, 상기 포치 신호 인가에 상당한 폴링 구간(E) 후 실제 열려진 고글의 좌안 렌즈에서 영상 시인이 이루어지며(Goggle LCD dark time), 이 구간은 블랭크 구간(blank time)과 같다.

같은 방식으로, 다른 프레임에서 다시 라이징 구간(F) 후 평판 패널에서 스캐닝이 수행되고 그 완료에 따라 프로토콜 구간이 발생하여 상기 우안 렌즈가 열려 액티브 상태가 된 후, 이어 폴링 구간이 지난 후 고글의 다크 구간시 우안 렌즈에서 영상이 시인된다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 입체 영상 표시 장치의 입체 영상 표시 방식을 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 입체 영상 표시 장치의 입체 영상 표시 방식을 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글과 무선 통신 장치를 포함한 입체 영상 장치를 나타낸 블럭도

도 4는 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글과 무선 통신 장치의 내부 구성 및 관련 동작을 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 입체 영상 표시 장치용 고글의 구동에 관한 타이밍도

*도면의 주요 부분을 나타내는 부호의 설명*

100: 평판 패널 110: 그래픽 프로세서

120: 멀티미디어 소스 장치 200: 고글

210: 고글 렌즈 제어부 215: 고글 렌즈

220: 수신부 230: 광 다이오드

240: 전원 공급부 245: 제 1 USB 포트

300: 무선 통신 장치 310: 제 2 USB 포트

320: 전원 전압 회로 330: 사용자 입력 버튼

340: LED 1000: 입체 영상 표시 장치

1200: 사용자 신호 인가부 S: 영상 정보 제공원

Claims

영상을 디스플레이하며, 디스플레이하는 화면의 매 프레임별 포치 신호를 발생하고 포치 신호 발생 후 일정 시간의 블랭크 구간을 갖는 평판 패널;

상기 포치 신호를 인식하여 무선화된 고글 제어 신호를 발생하는 무선 통신 장치; 및

상기 평판 패널의 시청시 상기 고글 제어 신호를 무선 프로토콜에 의해 수신하여, 좌안 렌즈와 우안 렌즈의 선택적 개폐로 입체 영상을 시인하는 고글을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 무선 통신 장치는, 상기 평판 패널의 임의의 포트에 케이블로 연결된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 2항에 있어서,

상기 무선 통신 장치는 상기 케이블을 통해 온/오프 전원 전압과 상기 포치 신호를 인가받는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 평판 패널은 모니터 또는 텔레비젼을 포함하는 것을 특징으로 하는 입 체 영상 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 평판 패널은 입체 영상 정보를 제공하는 멀티 미디어 소스 장치와 연결된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 5항에 있어서,

상기 멀티 미디어 소스 장치는 블루 레이 플레이어, 플레이 스테이션 시리즈, 엑스 박스 시리즈, PC(Personal Computer) 및 워크 스테이션 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 6항에 있어서,

상기 멀티 미디어 소스 장치와 상기 평판 패널은 DVI(Digital Video/Visual Interative) 또는 HDMI(High-Definition Multimedia Interface)포트를 통해 연결된 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 6항에 있어서,

상기 개인용 PC에는 상기 고글의 입체 영상 제어 신호를 발생하는 그래픽 프로세서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 고글은

좌안 렌즈 및 우안 렌즈;

전원을 인가하는 전원 공급부;

상기 무선 통신 장치로부터 상기 고글 제어 신호를 감지하여 인가받는 수신부;

상기 고글 제어 신호에 따라 상기 좌안 렌즈 및 우안 렌즈의 개폐를 제어하는 렌즈 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 렌즈 제어부는, 상기 평판 패널의 스캐닝시 좌안렌즈와 우안렌즈를 모두 닫아주고, 상기 포치 신호에 동기하여 상기 블랭크 구간동안 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈를 열어주도록 상기 좌안 렌즈 및 우안 렌즈를 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.
제 10항에 있어서,

상기 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈 중 하나가 열려지는 구간은 상기 무선 통신 장치와 상기 고글 사이의 무선 프로토콜(wireless protocol) 구간과 상기 고글의 좌안 렌즈 또는 우안 렌즈의 라이징 구간(rising time)을 더한 구간에 상당한 것을 특징으로 하는 입체 영상 표시 장치.