KR20120000894A - 3차원 입체 영상 표시 시스템 및 이를 이용한 3차원 입체 영상 표시 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차원 3차원 정보 입력 장치를 구비하는 입체 영상 표시 장치 및 이를 이용한 3차원 입체 영상 표시 방법을 공개한다. 본 발명은 종래의 입체 영상 표시 장치에서 이용되는 동기 신호를 수신한 3차원 정보 입력 장치가 초음파 신호를 발생시키고, 입체 영상 표시 장치가 복수의 영역에 설치된 초음파 수신부에서 초음파 신호를 수신하며, 동기신호가 발생된 시간과 초음파신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 3차원 정보 입력 장치와 각 초음파 수신부간의 거리를 측정하고, 이들 거리를 이용하여 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서 위치를 측정한다. 이렇게 측정된 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환함으로써, 3차원 입체 영상에 마우스 또는 리모콘으로서 기능을 수행하는 3차원 정보 입력 장치의 위치를 입체적으로 표시하고, 클릭정보 또는 메뉴 선택 정보를 입력할 수 있다. 본 발명은 종래의 입체 영상 표시 장치에서 이용하던 동기신호 로직을 그대로 채택함으로써, 구성을 추가함으로써 발생하는 비용 상승 없이 3D 리모콘 또는 3D 마우스를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

3차원 입체 영상 표시 시스템 및 이를 이용한 3차원 입체 영상 표시 방법{3D image displaying system and 3D displaying method using the same}
본 발명은 입체 영상 표시 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3차원 정보 입력 장치를 구비하는 3차원 입체 영상 표시 시스템에 관한 것이다.
최근 3차원 입체영상에 대한 관심이 높아지고 있고, 이에 따라서 3차원 입체 영상을 구현하는 3D TV 및 3D 모니터의 개발이 가속화되고 있다.
3차원 입체영상 기술은 정보통신, 방송, 의료, 교육 훈련, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD 등 응용 분야가 다양하고, 여러 분야에서 공통적으로 요구되는 차세대 실감 3차원 입체 멀티미디어 정보통신의 핵심 기반기술이다.
사람이 느끼는 입체감은 관찰 대상 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용하여 생긴다.
좌우 눈이 가로로 약 6~7㎝ 떨어져 발생되는 양안시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이다. 양안시차로 인해 대상물을 일정 각도를 갖고 바라보게 되고, 그 차이로 인해 좌우 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되며, 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이들 정보를 융합하여 본래의 3차원 입체 영상을 느낄 수 있다.
종래의 3차원 입체 영상을 구현하는 기술의 일 예는, 특수 안경을 사용하여 상호 보색 관계에 있는 색 필터를 통해 2차원 영상을 분리 선택하는 방식이 있다. 예를 들어, 백지에 적색과 청색으로 좌우영상을 표시하고 적청색 필터를 사용하면, 적색 안경에는 청색으로 그려진 부분만 보이고 청색 안경에는 적색으로 그려진 부분만 보인다. 이를 이용하여 좌우영상을 각각 적청색으로 표시하고 그에 대응되는 색필터 안경을 사용하면 입체영상을 느낄 수 있다. 그러나 이 방법은 물체를 천연색으로 표시할 수 없는 단점이 있어 현재는 많이 사용되지 않는다.
또한, 3차원 입체 영상을 구현하는 종래의 다른 기술은 편광 필터를 사용하는 수동 방식이 있고, 셔터 글래스(shutter glass)를 사용하는 능동 방식이 있다.
편광 필터 방식은 편광 회전방향에 따라 좌우 영상을 분리하는 방식으로 편광필름을 디스플레이 전면에 부착해 좌우영상을 출력하면, 편광안경을 통해서 좌우영상이 분리되어 눈에 보여지게 된다. 편광 필터 방식은 고해상도 컬러 동영상 표시가 가능하고 동시에 다수의 사람에게 입체영상을 보여줄 수 있으며 편광안경의 특성을 이용하므로 용이하게 입체감을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 안경의 편광능이 낮으면 입체감이 떨어지고, TV에 별도의 편광 필름을 부착해야 하므로 TV 생산 가격이 상승하며, 편광판을 통과한 영상이므로 선명도나 밝기가 떨어지는 문제점이 존재한다.
능동 방식인 셔터 글래스 방식은 이러한 편광 필터 방식의 단점을 극복할 수 있는데, 셔터 글래스 방식을 설명하면, 디스플레이에서 좌우 화면을 교대로 출력하면서 적외선 또는 RF 신호로 구현되는 동기신호를 생성하고, 전자식 셔터가 장착된, 사용자가 착용한 셔터 글래스에서 동기신호에 대응하여 좌안과 우안을 한쪽씩 교대로 시야를 차단함으로써 좌우 영상을 독립적으로 보며, 이를 통해 입체감을 느끼도록 한다. 이 방식은 편광 필터 방식과 달리, 입체 영상을 구현하기 위해서 디스플레이 자체에 추가로 들어가는 부품이 거의 없으므로, 2D 디스플레이 장치와 크게 차이나지 않는 비용으로 생산이 가능하고, 전체 해상도의 영상을 좌안 및 우안에 보여주므로 고해상도의 3D 구현이 가능하다. 이러한 장점으로, 셔터 글래스 방식은 최근 개발중인 3D TV 및 모니터에서 다수의 제조사가 채택하는 방식으로 자리잡아 가고 있다.
그러나, 상술한 3D 입체 영상 디스플레이 장치들의 경우에는, 3D 입체 영상에서 3D 메뉴를 선택하거나 동작하게 하는 리모콘 또는 마우스 등의 선택 장치가 마련되지 않은 상태이다. 즉, 3D TV의 경우에 종래 방식대로 화면에 번호가 부여된 메뉴가 표시되고, 수많은 버튼이 설치된 리모콘을 이용하여 해당 번호를 선택하는 방식으로 정보 입력이 가능하지만, 이러한 방식은 2차원 TV와 차별화되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 3D 모니터의 경우에는 화면이 입체로 표시되는 반면에 마우스는 2차원 평면만을 이동하므로, 입체감있게 표시된 메뉴나 윈도우즈 창을 선택할 수 없는 문제점이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 3차원 입체 영상을 표시하는 디스플레이장치에서, 3차원 공간에서 커서와 같은 포인터를 3차원 공간에서 이동시켜 정보를 입력할 수 있는 3차원 정보입력 장치를 구비하는 입체 영상 표시 장치(200)를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 입체 영상 표시 장치로부터 동기신호를 수신하고, 초음파 신호를 발생시키는 3차원 정보 입력 장치; 및 상기 동기신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 발생시킨 후, 상기 초음파 신호를 수신하기까지의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 표시된 3차원 입체 영상을 출력하는 상기 입체 영상 표시 장치를 포함한다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 3차원 실제 공간을 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간에서의 좌표를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 표시할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 메뉴 항목이 3차원 입체 공간상에 표시되도록 3차원 입체 영상으로 표시하고, 상기 3차원 정보 입력 장치로부터 버튼 신호가 수신되면, 상기 3차원 정보 입력 장치에 대응되는 3차원 입체 공간에 위치한 메뉴 항목을 선택할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 사용자의 위치에서 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 입력받아, 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간의 표시 범위로 맵핑하여, 3차원 실제 공간을 상기 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑함으로서 초기화를 수행할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 초기화가 종료된 후, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표를 초기화 과정에서 수행된 맵핑 결과에 따라서 3차원 입체 영상 공간 좌표로 변환할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는, 외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부; 상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 3차원 영상으로 출력하는 3차원 입체영상 출력부; 상기 초음파 동기신호를 발생시키고, 상기 초음파 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및 3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 동기신호를 발생시키는 동기신호 생성부; 서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및 상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및 상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 동기 신호에 따라서 사용자의 좌안 및 우안을 교번적으로 차단하는 셔터 글래스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 3차원 정보 입력 장치는 상기 동기신호들 중 사전에 정의된 수의 동기신호마다 초음파 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는, 외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부; 상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 좌안 영상신호 및 우안 영상신호로 변환하는 입체영상 생성부; 상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 출력하는 타이밍 제어부; 상기 타이밍 제어부로부터 입력되는 상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 사용자에게 표시하는 화면 출력부; 상기 타이밍 제어부와 연동되어, 상기 타이밍 제어부가 상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 출력하는 것을 감지하고, 이와 동시에 상기 동기신호를 발생시키는 셔터 제어부; 상기 셔터 제어부에서 상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및 3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및 상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및 상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 동기신호 및 초음파 신호를 발생시키는 3차원 정보 입력 장치; 및 상기 동기신호를 수신하고 상기 초음파 신호를 수신하기까지의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 표시된 3차원 입체 영상을 출력하는 상기 입체 영상 표시 장치를 포함한다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 3차원 실제 공간을 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간에서의 좌표를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 표시할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 메뉴 항목이 3차원 입체 공간상에 표시되도록 3차원 입체 영상으로 표시하고, 상기 3차원 정보 입력 장치로부터 버튼 신호가 수신되면, 상기 3차원 정보 입력 장치에 대응되는 3차원 입체 공간에 위치한 메뉴 항목을 선택할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 사용자의 위치에서 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 입력받아, 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간의 표시 범위로 맵핑하여, 3차원 실제 공간을 상기 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑함으로서 초기화를 수행할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는 초기화가 종료된 후, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표를 초기화 과정에서 수행된 맵핑 결과에 따라서 3차원 입체 영상 공간 좌표로 변환할 수 있다.
또한, 상기 입체 영상 표시 장치는, 외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부; 상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 3차원 영상으로 출력하는 3차원 입체영상 출력부; 상기 동기신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및 3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 동기신호를 수신하는 동기신호 수신부;
서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및 상기 동기신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정보 입력 모듈은, 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및 상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 3차원 입체 영상 표시 방법은, (b) 입체 영상 표시 장치에서 동기 신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 수신한 3차원 정보 입력 장치가 초음파 신호를 발생시키는 단계; (c) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 동기신호를 발생시킨 시간과 상기 초음파 신호를 수신한 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표값을 생성하는 단계; (d) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 단계; 및 (e) 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 3차원 입체 영상 공간상에 표시된 3차원 입체 영상을 사용자에게 표시하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계 이전에 초기화 단계를 포함하고, 상기 초기화 단계는
(a1) 상기 입체 영상 표시 장치에서 동기 신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 수신한 상기 3차원 정보 입력 장치가 사용자의 조작에 의해서 위치를 이동하면서 초음파 신호를 발생시키는 단계, 및 (a2) 상기 입체 영상 표시 장치가 동기신호를 발생시킨 시간과 초음파 신호를 수신한 시간차를 이용하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 이동 범위를 조사하여, 3차원 입체 영상 공간상의 표시 범위로 맵핑시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 (a2) 단계의 상기 맵핑 결과에 따라서, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 입체 영상 표시 장치는 상기 동기 신호에 따라서 사용자의 좌안 및 우안을 교번적으로 차단하는 셔터글래스를 더 포함하고, 상기 3차원 정보 입력 장치는 상기 동기신호들 중 사전에 정의된 수의 동기신호마다 초음파 신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 3차원 입체 영상 표시 방법은, (b) 3차원 정보 입력 장치가 동기신호와 초음파 신호를 발생시키는 단계; (c) 입체 영상 표시 장치가 상기 동기신호를 수신한 시간과 상기 초음파 신호를 수신한 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표값을 생성하는 단계; (d) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 단계; 및 (e) 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 3차원 입체 영상 공간상에 표시된 3차원 입체 영상을 사용자에게 표시하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계 이전에 초기화 단계를 포함하고, 상기 초기화 단계는
(a1) 상기 3차원 정보 입력 장치가 사용자의 조작에 의해서 위치를 이동하면서 동기신호 및 초음파 신호를 발생시키는 단계, 및 (a2) 상기 입체 영상 표시 장치가 동기신호와 초음파신호가 수신되는 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 이동 범위를 조사하여, 3차원 입체 영상 공간상의 표시 범위로 맵핑시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 (a2) 단계의 상기 맵핑 결과에 따라서, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 종래의 입체 영상 표시 장치에서 셔터글래스를 제어하기 위해서 이용되는 동기 신호를 수신한 3차원 정보 입력 장치가 초음파 신호를 발생시키고, 입체 영상 표시 장치가 복수의 영역에 설치된 초음파 수신부에서 초음파 신호를 수신하며, 동기신호가 발생된 시간과 초음파신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 3차원 정보 입력 장치와 각 초음파 수신부간의 거리를 측정하고, 이들 거리를 이용하여 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서 위치를 측정한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 입체 영상 표시장치에서 3차원 정보 입력을 위한 초음파 동기신호를 발생시키고, 초음파 동기신호를 수신한 3차원 정보 입력 장치가 초음파 신호를 발생시키고, 입체 영상 표시 장치가 복수의 영역에 설치된 초음파 수신부에서 초음파 신호를 수신하며, 초음파 동기신호가 발생된 시간과 초음파신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여, 3차원 정보 입력 장치와 각 초음파 수신부간의 거리를 측정하고, 이들 거리를 이용하여 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서 위치를 측정한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 3차원 정보 입력 장치는, 3차원 정보 입력 장치에서 초음파 동기신호와 초음파 신호를 발생시키고, 입체 영상 표시 장치에서 초음파 동기신호를 수신한 시간과 초음파 신호를 수신한 시간간의 시간차를 이용하여 3차원 정보 입력 장치와 각 초음파 수신부간의 거리를 측정하고, 이들 거리를 이용하여 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서 위치를 측정한다.
이렇게 측정된 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환함으로써, 3차원 입체 영상에 마우스 또는 리모콘으로서 기능을 수행하는 3차원 정보 입력 장치의 위치를 입체적으로 표시하고, 클릭정보 또는 메뉴 선택 정보 등을 입력할 수 있다.
본 발명은 또한 종래의 3차원 입체 영상 표시 장치에서 이용하던 동기신호 로직을 그대로 채택 할 수도 있으am로, 구성을 추가함으로써 발생하는 비용 상승 없이 3D 리모콘 또는 3D 마우스를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 좌표계 변환 초기화 과정과, 초기화 이후의 좌표계 변환 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 모듈(260)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 위치 측정부(262)가 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 입체 영상 표시 장치(200)에서 3차원 정보 입력 장치(300)를 이용하여 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람한 제 3 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치에서 3차원 정보 입력 장치를 이용하여 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 1 내지 제 3 실시예의 입체 영상 표시 장치에 포함되는 정보 입력 모듈이 외장형으로 설치된 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
본 발명은 셔터글래스 방식, 편광 방식 등 다양한 입체 영상 표시 장치에 적용이 가능하고, 각 입체 영상 표시 장치의 구성에 대해서는 익히 잘 알려져 있으므로, 종래의 입체 영상 표시 장치와 동일한 기능에 대해서는 구체적인 설명은 생략하고, 본 발명의 특유의 구성에 대해서 중점적으로 설명한다. 또한, 3차원 정보 입력 장치가 이동하는 실제 공간을 "3차원 실제 공간"이라 칭하고, 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 공간을 "입체 영상 공간"이라 칭한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200) 및 3차원 정보 입력 장치(300)의 세부 구성을 도시하는 블록도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예는 셔터글라스 방식의 입체 영상 표시장치에 본 발명을 적용한 예로서, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 입체 영상 표시 장치(200), 셔터 글래스(100), 및 3차원 정보 입력 장치(300)를 포함하여 구성된다.
먼저, 셔터 글래스(100)는 종래의 입체 영상 표시 장치(200)들에서 이용되는 셔터 글래스(100)와 동일한 방식으로, 입체 영상 표시 장치(200)로부터 동기 신호를 수신하여 좌안 및 우안을 교번적으로 차단한다.
3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호를 수신하여 초음파 신호를 발생시킴으로써 자신의 3차원 실제 공간상의 위치를 입체 영상 표시 장치(200)로 알리고, 버튼 신호를 초음파 신호에 포함시키거나 별도의 버튼 신호를 발생시켜 입체 영상 표시 장치(200)로 전송한다.
3차원 정보 입력 장치(300)는 입체 영상 표시 장치(200)로부터 수신한 동기신호에 따라서 초음파 신호를 발생시켜 자신의 위치를 입체 영상 표시 장치(200)로 알리고, 초음파 신호를 발생시키는 주기를 변화시키거나, 적외선, 레이저 또는 가시광선, RF 신호 등으로 전송함으로써, 사용자가 누른 버튼 정보를 입체 영상 표시 장치(200)로 전송한다.
입체 영상 표시 장치(200)는 일반적인 셔터 글래스(100) 방식의 입체 영상 표시 장치와 동일한 기능을 수행하고, 이에 더하여 3차원 정보 입력 장치(300)로부터 수신한 초음파 신호를 이용하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 위치를 측정하고, 측정된 위치를 입체 영상 표시 장치(200)에서 표시되는 3차원 입체 영상 공간에 맵핑하여 표시한다.
또한, 입체 영상 표시 장치(200)는 수신된 초음파 신호의 주기를 측정하거나, 또는 적외선, 레이저 또는 가시광선, RF 신호 등과 같은 무선 신호를 수신하여 3차원 정보 입력 장치(300)에서 사용자가 누른 버튼을 식별하여, 버튼에 대응되는 기능을 입체 영상에 반영한다.
예컨대, 입체 영상 표시 장치(200)가 3차원 입체 공간상에 복수의 메뉴를 표시한 상태에서, 사용자가 3차원 실제 공간상에서 3차원 정보 입력 장치(300)를 움직임으로써, 3차원 입체 공간상에서 커서를 이동시키고, 커서를 선택하고자 하는 메뉴 항목에 위치시킨 후 선택 버튼을 누르면, 3차원 공간상의 메뉴가 선택되어 해당 메뉴가 실행된다.
도 2를 참조하면, 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호를 수신하는 동기신호 수신부(350), 초음파신호를 발생시키는 초음파신호 발생부(340), 및 복수의 기능 버튼을 구비하는 버튼부(320) 및 이들 구성요소를 제어하는 입력장치 제어부(310)를 기본적으로 포함하고, 버튼 신호를 초음파 신호에 포함시켜 전송하지 않고, 별도의 RF 신호, 적외선 신호 등으로 전송하는 경우에는 버튼신호를 발생시키는 버튼신호 발생부(330)를 더 포함할 수 있다.
입력장치 제어부(310)는 동기신호가 동기신호 수신부(350)에 수신되는 즉시 또는 일정한 시간차로 초음파신호 발생부(340)를 제어하여 초음파 신호를 발생시키고, 사용자가 버튼을 누르면, 버튼신호를 초음파 신호에 포함시켜 입체 영상 표시 장치(200)로 전송하거나, 버튼신호 발생부(330)를 제어하여 적외선, RF 신호 등의 별도의 버튼 신호를 발생시켜 입체 영상 표시 장치(200)로 전송한다.
입체 영상 표시 장치(200)는 영상신호 처리부(210), 입체영상 생성부(220), 타이밍 제어부(230), 화면 출력부(240), 셔터 제어부(250), 정보 입력 모듈(260), 및 좌표계 변환부(270)를 포함하여 구성된다.
영상신호 처리부(210)는 외부로부터 입력되는 비디오 신호를 입체 영상 표시 장치(200)에서 표시할 수 있도록 디코딩하여 출력 가능한 영상 신호를 생성하거나, CD-ROM 또는 DVD-ROM, 또는 컴퓨터의 하드 디스크와 같은 저장장치에 저장된 동영상 파일을 재생하여 영상 신호를 생성하여 입체영상 생성부(220)로 출력한다.
또한, 영상신호 처리부(210)는 좌표계 변환부(270)로부터 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 입력받아, 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 나타내는 포인터가 3차원 입체 영상 공간상에 포함되도록 영상 신호를 생성하여 입체영상 생성부(220)로 출력한다.
입체영상 생성부(220)는 영상신호 처리부(210)로부터 입력되는 영상 신호를 좌안 영상신호 및 우안 영상신호로 변환하여 타이밍 제어부(230)로 출력한다.
타이밍 제어부(230)는 입체영상 생성부(220)로부터 입력되는 좌안 영상신호 및 우안 영상신호를 일정한 시간 간격(시간 간격은 중간에 변경될 수 있음)으로 화면 출력부(240)로 출력하고, 이와 동시에 타이밍 신호를 생성하여 셔터 제어부(250)로 출력한다.
화면 출력부(240)는 LCD 패널 및 유기 EL 패널 등 일반적인 디스플레이장치에 이용되는 디스플레이 패널과 이를 구동하기 위한 드라이버 회로로 구성된다. 화면 출력부(240)는 타이밍 제어부(230)로부터 입력되는 좌안 영상신호 및 우안 영상신호를 사용자에게 표시한다.
셔터 제어부(250)는 타이밍 제어부(230)와 연동되어, 타이밍 제어부(230)가 좌안 영상신호 및 우안 영상신호를 일정한 시간 간격(시간 간격은 중간에 변경될 수 있음)으로 출력하는 것을 감지하고, 이와 동시에 동기신호를 발생시켜 셔터 글래스(100)로 전송하는 것과 동시에 정보 입력 모듈(260)로 출력한다.
정보 입력 모듈(260)은 셔터 제어부(250)로부터 동기신호가 입력된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표계 변환부(270)로 출력한다. 정보 입력 모듈(260)의 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
좌표계 변환부(270)는 사용자가 위치한 3차원 실제 공간상에서의 3차원 정보 입력 장치(300)의 좌표를 화면 출력부(240)에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환한다. 이를 위해서, 좌표계 변환부(270)는 사용자가 본 발명의 3차원 정보 입력 장치(300)를 이용하여 정보를 입력하기에 앞서서 초기화를 설정하면, 사용자가 초기화를 위해서 3차원 정보 입력 장치(300)를 이동하는 범위를 조사하고, 3차원 실제 공간상에서 사용자가 초기화시에 3차원 정보 입력 장치(300)를 이동시킨 위치의 최대 범위를 화면 출력부(240)에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간의 최대 범위로 각각 매핑하고, 이에 대응되도록, 실제 3차원 좌표를 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 맵핑하여 출력한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 좌표계 변환 초기화 과정과, 초기화 이후의 좌표계 변환 과정을 설명하는 도면이다. 도 3에서 구해지는 실제 공간상의 좌표값은 도 4를 참조하여 후술하는 방식에 따라서 구해진다.
도 3을 참조하면, 사용자는 초기화를 위해서 3차원 정보 입력 장치(300)를 사용할 위치(예컨대, 책상앞 의자에 앉은 위치, 또는 소파에 앉은 위치)에서, 초기화 버튼을 누르고, 3차원 정보 입력 장치(300)를 도 3에 도시된 바와 같이, 좌우(x축 방향 ①->②), 위아래(z축 방향 ③->④), 및 앞뒤(y축 방향 ⑤->⑥)로 움직임인 후, 다시 초기화 버튼을 누름으로써, 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 실제 공간상에서 이동 가능 범위를 입력한다.
그러면, 정보 입력 모듈(260)은 실시간으로 초기화 버튼이 눌러지고 다시 초기화 버튼이 눌러질때까지의 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 좌표를 조사하여 x축, y축, 및 z 축 방향의 최대 좌표값을 이용하여 도 3의 실선으로 도시된 바와 같이, 3차원 실제 공간에서의 이동 가능한 최대 범위를 생성하고, 이러한 범위를 입체 영상 표시 장치(200)에서 표시되는 3차원 입체 영상 공간의 최대 범위로 맵핑한다. 그 후, 좌표계 변환부(270)는 초기화 과정에서 수행된 맵핑 결과에 따라서, 실시간으로 정보 입력 모듈(260)로부터 입력되는 3차원 실제 공간상의 좌표를 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환하여 영상 신호 처리부(210)로 출력한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 모듈(260)의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정보 입력 모듈(260)은 서로 이격되어 배치된 복수의 초음파 수신부(266), 위치 측정부(262), 및 버튼정보 추출부(264)를 포함한다.
복수의 초음파 수신부(266)는 서로 이격되어 3차원 정보 입력 장치(300)에서 발생시킨 초음파 신호를 각각 수신하여 위치 측정부(262) 및 버튼 정보 추출부(264)로 출력한다.
버튼 정보 추출부(264)는 초음파 수신부(266)에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 대응되는 버튼 정보를 발생시킨다. 3차원 정보 입력 장치(300)는 버튼 정보가 발생하면 초음파 신호의 발생 주기를 변경시켜 해당 버튼 정보를 초음파 신호에 포함시켜 전송한다. 예컨대, 동기신호에 대응시켜 1회 초음파 신호를 발생시킬 때 3~5개 정도의 펄스를 발생시킨다고 가정할 때, 3~5개의 펄스를 발생시키는 주기를 변경시킴으로써 버튼 정보를 입체 영상 표시 장치(200)로 전송할 수 있고, 버튼 정보 추출부(264)는, 초음파 펄스간의 발생 주기를 조사하여 버튼 정보를 추출할 수 있다.
또한, 3차원 정보 입력 장치(300)가 적외선, 레이저, 가시광선 또는 RF 신호 등을 이용하여 버튼정보를 전송하는 경우에는, 도 4의 점선으로 표시된 바와 같이, 해당 버튼 신호를 수신하는 센서로 구현되는 버튼신호 수신부(268)가 정보 입력 모듈(260)의 내부에 추가로 설치되고, 버튼신호 수신부(268)는 버튼 신호를 수신하여 버튼 정보 추출부(264)로 출력한다.
버튼 정보 추출부(264)에서 추출된 버튼 정보와 관련된 기능은 표시 장치의 메뉴 선택, 밝기 조절 및 볼륨 조절 등의 기능과 관련된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
위치 측정부(262)는 동기 신호가 입력된 시간과 초음파 신호가 각 초음파 수신부(266)에서 수신되어 입력된 시간간의 시간차를 이용하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 실제 위치를 측정하고, 위치 좌표값을 좌표계 변환부(270)로 출력한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 입체 영상 표시 장치(200)의 복수의 위치에 복수의 초음파 수신부(266)(S1, S2, S3)가 설치되어 있다. 3차원 위치 측정을 위해서는 복수의 초음파 수신부(266)는 일렬로 설치되어서는 안됨을 주의하여야 한다.
3차원 정보 입력 장치(300)는 입체 영상 표시 장치(200)에서 셔터 글래스(100)로 전송하는 적외선 또는 RF 신호로 구현되는 동기신호를 함께 수신하여, 즉시 초음파 신호를 발생시킨다(단, 일정한 시간차를 두고 초음파 신호를 발생시키는 것도 가능하다).
3차원 정보 입력 장치(300)에서 발생된 초음파 신호는 각 초음파 수신부(266)에 수신되고 위치 측정부(262)로 출력되며, 위치 측정부(262)는 동기 신호가 전송된 시간과 초음파 신호가 각 초음파 수신부(266)에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 실제 위치를 측정한다.
도 6a 내지 도 6c는 위치 측정부(262)가 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d 를 참조하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 좌표값을 계산하는 방식의 일 예를 설명하면, 먼저, 도 6a 에 도시된 바와 같이 초음파 수신부(266)를 구현하는 3개의 센서 각각을 S1, S2, 및 S3 라 하고, 각각의 센서는 도 6a 에 도시된 바와 같이 동일 평면에서 서로 직각으로 설치되며, 각각의 좌표를 편의상 (0,0,0), (Lx,0,0), 및 (Lx,Ly,0)이라 설정하고, 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 공간상의 위치(P)의 좌표를 (x,y,z)라 한다.
이 때, S1 과 S2 간의 거리 Lx, 및 센서 S2 와 S3간의 Ly 는 사전에 알려진 값이고, 3차원 정보 입력 장치(300)(P)와 S1 간의 거리 L1, 3차원 정보 입력 장치(300)와 S2 간의 거리 L2, 및 3차원 정보 입력 장치(300)와 S3 간의 거리 L3는 동기신호가 전송된 후 초음파 신호가 각 초음파 수신부(266)에 수신되기까지의 시간차를 이용하여 구할 수 있다.
구체적으로, 동기신호는 적외선 또는 RF 신호로 구현되어 빛의 속도로 전송되므로, 입체 영상 표시 장치(200)에서 전송된 것과 동시에 3차원 정보 입력 장치(300)에 수신된다고 가정한다.
또한, 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호를 수신하고 즉시 초음파신호를 발생시키는 경우에, 3차원 정보 입력 장치(300)에서 동기신호를 전송하는 시간과 동일한 시간에 3차원 정보 입력 장치(300)에서 초음파 신호가 발생되었다고 간주할 수 있고, 동기신호를 전송한 시간과 초음파 신호가 수신된 시간간의 시간차는 3차원 정보 입력 장치(300)에서 발생된 초음파 신호가 대기중을 진행하여 초음파 수신부(266)까지 걸린 시간으로 볼 수 있다.
초음파 신호는 대기중을 340m/s의 속도로 진행하므로, 초음파 신호의 진행속도(340m/s)에 진행시간(동기신호 전송시간과 초음파 신호 수신시간간의 시간차)을 곱하면 초음파 수신부(266)와 3차원 정보 입력 장치(300)간의 거리를 구할 수 있다.
다시 도 6b를 참조하면, 3차원 정보 입력 장치(300)의 x 좌표를 도 6b 에 도시된 바와 같이, 길이 L1, L2, 및 Lx 를 각각 삼각형의 한변으로 하는 삼각형을 설정하여 구하면 다음의 수학식 1 이 성립되고, 수학식 1 을 x 에 대해서 풀면 다음의 수학식 2 와 같이 x 좌표값을 구할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
한편, 3차원 정보 입력 장치(300)의 y 좌표를 도 6c 에 도시된 바와 같이, 길이 L2, L3, 및 Ly 를 각각 삼각형의 한변으로 하는 삼각형을 설정하여 상술한 수학식 1 과 동일한 방식으로 구하면 다음의 수학식 3 과 같이 y 좌표값을 구할 수 있다.
Figure pat00003
또한, 도 6a에서 A 방향으로 바라보면, 도 6d 에 도시된 바와 같이, 삼각형의 한 변의 길이가 각각 L4, y, z 인 삼각형을 설정할 수 있고, 이를 이용하여 다음의 수학식 4 와 같이, z 값을 구할 수 있다.
Figure pat00004
상술한 바와 같이, 수학식 1 내지 수학식 4 에 따라서 3차원 정보 입력 장치(300)의 3차원 공간상에서의 좌표값을 구할 수 있다. 또한, 상술한 수학식1 내지 수학식 4와 관련하여 설명한 방식 이외에 다양한 방식으로 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치 좌표를 측정할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 구성에 대해서 설명하였다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라서, 입체 영상 표시 장치(200)에서 3차원 정보 입력 장치(300)를 이용하여 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7에 도시된 각 단계에서 수행되는 구체적인 과정은 도 1 내지 도 6을 참조하여 자세하게 설명하였으므로, 전체적인 처리 과정만을 설명하고 자세한 설명은 생략한다.
먼저, 입체 영상 표시 장치(200)에 전원이 인가되어 3D 입체 영상 표시 모드가 설정되면, 입체 영상 표시 장치(200)는 일정한 시간 주기(시간 주기는 중간에 변경될 수 있음)로 동기신호를 발생시킨다(S700).
또한, 동기 신호가 발생되면 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호가 수신된 즉시 초음파 신호를 발생시킨다(S705).
입체 영상 표시 장치(200)는 초음파 신호를 수신하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하여 좌표값을 생성한다(S710). 제 S710 단계까지는, 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치는 측정되지만, 좌표계가 서로 맵핑되지 않으므로 입체 영상 표시 장치(200)에는 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 나타내는 포인터가 표시되지 않는다.
그 후, 사용자는 3차원 정보 입력 장치(300)를 초기화하기 위해서, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 3차원 정보 입력 장치(300)를 좌우, 위아래, 앞뒤로 이동시키면서 이동 범위를 입력하여 초기화를 수행한다(S715). 제 S715 단계에서 초기화가 완료되면, 사용자가 3차원 정보 입력 장치(300)를 이동시킬 수 있는 공간과 입체 영상 표시 장치(200)에서 표시되는 공간이 서로 맵핑된다.
초기화가 완료된 후, 입체 영상 표시 장치(200)는 지속적으로 일정한 시간 주기(시간 주기는 중간에 변경될 수 있음)로 동기신호를 발생시키고, 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호를 수신하면 초음파 신호를 발생시킨다(S720).
입체 영상 표시 장치(200)는 초음파 신호를 수신하면, 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 초음파 수신부(266)에 각각 수신된 시간차를 이용하여, 상술한 수학식 1 내지 수학식 4에 따라서 위치를 측정한다(S725).
그 후, 입체 영상 표시 장치(200)는 3차원 실제 공간상의 3차원 정보 입력 장치(300)의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상에 표시되는 좌표값으로 변환한다(S730).
입체 영상 표시 장치(200)는 변환된 좌표값에 따라서 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 나타내는 포인터가 포함된 입체 영상 신호를 생성하여 출력한다(S735).
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200) 및 영상 표시 방법을 설명하였다. 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 변형예가 도출될 수 있고, 이러한 변형예도 본 발명의 권리범위에 속하는 것임을 주의해야 한다.
예컨대, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기신호를 수신하는 즉시 초음파 신호를 발생시키는 것으로 설명하였으나, 동기신호를 수신한 시간과 일정한 시간차를 두고 초음파 신호를 발생시킬 수도 있다. 이 경우, 입체 영상 표시 장치(200)는 이러한 동기신호 수신과 초음파 신호 발생까지의 시간차를 사전에 인지하고, 이를 고려하여 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 3차원 정보 입력 장치(300)가 수신되는 매 동기신호마다 초음파 신호를 발생시키는 것으로 설명하였으나, 동기신호 발생 주기가 너무 짧은 경우에, 3차원 정보 입력 장치(300)는 동기 신호를 하나씩 걸러서 매 두 번째 동기신호에서 초음파 신호를 발생시킬 수 있고, 3개의 동기신호 또는 4개의 동기신호마다 한 번씩 초음파 신호를 발생시킬 수도 있다. 이 경우, 어느 동기신호에서 초음파 신호가 발생되어야 하는지는 미리 설정되어 입체 영상 표시 장치(200) 및 3차원 정보 입력 장치(300)가 인지하고 있어야 한다.
초음파 신호를 발생시킬 동기신호를 구별하는 방식은 다양하게 적용이 가능한데, 가장 간단한 방식은, 초음파 신호를 발생시키기 직전 동기신호의 펄스폭을 다른 펄스폭보다 길게 설정하고, 3차원 정보 입력 장치는 펄스폭이 긴 동기신호 펄스가 수신되면 바로 다음 동기신호에서 초음파 신호를 발생시키는 것이다.
지금까지 설명한 바에 의해서, 본 발명의 3차원 정보 입력 장치(300)는 입체 영상 표시 장치(200)가 3D TV로 구현되는 경우에는 3D 리모콘으로서 기능을 수행할 수 있고, 입체 영상 표시 장치(200)가 3D 모니터로 구현되는 경우에는 3D 마우스로서 기능을 수행할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 정보 입력 장치(300)로 3D 마우스를 구현하고, 입체 영상 표시 장치(200)를 3D 모니터로 구현한 경우에, 사용자는 3차원 입체로 보여지는 영상에서 멀리있는 아이템을 클릭하기 위해서는, 실제 공간에서 3차원 정보 입력 장치(300)를 몸으로부터 앞으로 멀리 뻗어서 해당 아이템을 클릭하고, 가까이 있는 아이템을 클릭하기 위해서는 3차원 정보 입력 장치(300)를 몸 가까이 이동시켜 아이템을 클릭하게 된다.
상술한 본 발명의 입체 영상 표시 장치(200)는 상술한 3D 비디오 게임 등과 같이, 3D TV 또는 3D 모니터를 이용하여 실행가능한 모든 어플리케이션에 적용가능하다.
지금까지 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템 및 이를 이용한 3차원 입체 영상 표시 방법을 설명하였다. 상술한 제 1 실시예에서는 3차원 정보 입력 장치(300)에서 초음파 신호를 발생시는 타이밍을 제어하는 동기신호를 셔터글래스를 제어하는 동기신호를 함께 이용하였다.
이하에서 설명하는 제 2 실시예 및 제 3 실시예는 3차원 위치 3차원 정보 입력 장치(300)의 위치를 측정하기 위한 동기신호(셔터글래스를 제어하기 위한 동기신호와 구별하기 위해서 이하에서는 "초음파 동기신호"라 칭함)를 별도로 생성한다. 따라서, 상술한 셔터글래스방식 이 외의 모든 방식의 3차원 입체 영상 장치에 적용이 가능하고, 입체 영상 표시 장치가 3차원 입체 공간상에 복수의 메뉴를 표시한 상태에서, 사용자가 3차원 실제 공간상에서 3차원 정보 입력 장치를 움직여, 3차원 입체 공간상에서 커서를 이동시키고, 커서를 선택하고자 하는 메뉴 항목에 위치시킨 후 선택 버튼을 누르면, 3차원 공간상의 메뉴가 선택되어 해당 메뉴가 실행되는 것과 같은 기본적인 기능은 제 1 실시예와 동일하다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템은, 입체 영상 표시 장치(200-2) 및 3차원 정보 입력 장치(300-2)를 포함하여 구성된다.
입체 영상 표시 장치(200-2)는 셔터글래스를 동기화시키기 위한 동기신호 이 외에, 3차원 정보 입력 장치(300-2)로 하여금 초음파 신호를 발생시키도록 지시하는 초음파 발생 동기신호를 별도로 생성하여 전송한다는 점을 제외하면 상술한 제 1 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200)의 기능과 동일한 기능을 수행한다. 따라서, 제 1 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
입체 영상 표시 장치(200-2)는 영상신호 처리부(210-2), 좌표계 변환부(270-2), 3차원 입체 영상 출력부(280-2), 및 정보 입력 모듈(260-2)를 포함한다.
영상신호 처리부(210-2) 및 좌표계 변환부(270-2)의 기능은 상술한 제 1 실시예의 영상신호 처리부(210) 및 좌표계 변환부(270)의 기능과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
3차원 입체 영상 출력부(280-2)는 영상신호 처리부(210-2)로부터 입력되는 영상신호를 이용하여 3차원 입체 영상을 사용자에게 출력한다. 또한, 정보 입력 모듈(260)로부터 입력되는 버튼 정보등을 3차원 입체 영상에 반영하여 출력한다. 3차원 입체 영상 출력부(280-2)의 기능은 3차원 정보 입력 장치(300-2)의 위치를 더 표시한다는 점을 제외하면, 종래의 3D TV와 같은 일반적인 3차원 입체 영상 출력장치의 기능과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상술한 정보 입력 모듈(260-2)은 위치 측정부(262-2), 버튼정보 추출부(264-2), 서로 이격되어 배치된 복수의 초음파 수신부(266), 버튼신호 수신부(268-2), 및 초음파 동기신호 생성부(269)를 포함한다.
초음파 동기신호 생성부(269)는 3차원 정보 입력 장치로 하여금 초음파 신호를 발생시키도록 지시하는 초음파 동기신호를 발생시키고, 이와 동시에 위치 측정부(262-2)로 초음파 동기신호가 발생된 사실을 나타내는 제어신호를 출력한다. 초음파 동기신호는 적외선, 레이저 또는 가시광선, RF 신호 등으로 구현될 수 있다.
서로 이격되어 배치된 복수의 초음파 수신부(266)는 제 1 실시예와 마찬가지로, 서로 이격되어 배치되어 초음파 신호를 수신하여 위치 측정부(262-2) 및 버튼정보 추출부(264-2)로 출력한다.
위치 측정부(262-2) 및 버튼정보 추출부(264-2)는 각각 상술한 제 1 실시예와 동일한 방식으로 위치를 측정하여 좌표계 변환부(270-2)로 출력하고, 버튼 정보를 추출한다.
버튼신호 수신부(268-2)는 버튼 정보가 초음파 신호에 포함되지 않고, RF 신호, 적외선 신호, 레이저 또는 가시광선 등의 별도의 버튼신호로서 수신될 때, 버튼신호를 수신하여 버튼정보 추출부(264-2)로 출력한다. 따라서, 버튼 정보가 초음파신호에 포함되어 수신되는 경우에는 버튼신호 수신부(268-2)는 생략가능하다.
한편, 3차원 정보 입력 장치(300-2)는 입체 영상 표시 장치(200-2)로부터 초음파 동기신호를 수신하여 초음파 신호를 발생시키고, 사용자가 버튼을 누르면, 눌려진 버튼에 대응되는 버튼 정보를 초음파 신호에 포함시켜 전송하거나, 별도의 버튼신호를 생성하여 전송한다.
3차원 정보 입력 장치(300-2)는 초음파 동기신호 수신부(350-2), 초음파신호 발생부(340-2), 제어부(310-2), 버튼부(320-2), 및 버튼신호 발생부(330-2)를 포함하여 구성된다.
초음파 동기신호 수신부(350-2)는 입체 영상 표시 장치(200)로부터 수신되는 초음파 동기신호를 수신하여 제어부(310-2)로 출력하고, 초음파신호 발생부(340-2)는 제어부(310-2)로부터 제어신호가 입력되면 초음파 신호를 발생시킨다.
버튼부(320-2)는 복수의 버튼 및 키들을 포함하는 키패드로 구현되어 사용자가 버튼 또는 키를 누르면 해당 버튼 또는 키에 대응되는 버튼 정보를 생성하여 제어부로 출력한다.
버튼신호 발생부(330-2)는 버튼 정보가 초음파신호에 포함되어 전송되지 않는 경우에, 적외선, RF 신호, 레이저 또는 가시 광선 등의 신호에 버튼 정보를 포함시켜 입체영상 표시장치로 전송한다. 본 발명의 제 2 실시예에서, 버튼 정보를 초음파신호를 이용하여 전송하는 경우에, 버튼신호 발생부(330-2)는 생략될 수 있다.
제어부(310-2)는 초음파 동기신호가 수신되면 동시에 또는 일정한 시간차를 두고 제어신호를 초음파 신호 발생부(340-2)로 출력한다. 또한, 버튼부(320-2)로부터 버튼정보가 입력되면, 초음파신호 발생부(340-2)에서 한번에 발생되는 초음파 신호 펄스들의 발생주기를 변경하여, 버튼정보를 초음파신호에 포함시켜 전송하거나, 버튼 정보 전송에 초음파신호를 이용하지 않는 경우에는, 별도의 버튼신호 발생부(330-2)로 제어신호를 출력하여 버튼정보를 전송한다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른, 입체 영상 표시 장치(200-2)에서 3차원 정보 입력 장치(300-2)를 이용하여 정보를 입력하는 방법은, 도 7을 참조하여 상술한 제 1 실시예에서, 제 S700 단계 및 제 S720 단계에서 제 1 실시예의 동기신호와는 다른, 3차원 정보 입력 장치의 위치를 측정하기 위한 별도의 초음파 동기신호를 입체 영상 표시 장치(200-2)에서 발생시킨다는 점만 차이가 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 제 3 실시예는 제 2 실시예와 마찬가지로, 3차원 정보 입력 장치(300-3)와 입체 영상 표시 장치(200-3)로 구성되고, 초음파 동기신호를 3차원 정보 입력 장치(300-3)에서 발생시키고, 입체 영상 표시 장치(200-3)에서 초음파 동기신호와 초음파 신호를 수신하여 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치를 측정한다는 점에서 상술한 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 차이점이 존재한다.
구체적으로, 3차원 정보 입력 장치(300-3)는 초음파신호 발생부(340-3), 버튼부(320-3), 제어부(310-3), 및 초음파 동기신호 발생부(360-3)를 포함하여 구성된다.
초음파신호 발생부(340-3) 및 버튼부(320-3)의 기능은 상술한 제 2 실시예와 동일하고, 초음파 동기신호 발생부(360-3)는 제어신호가 입력되면 적외선, RF 신호, 레이저 또는 가시광선 등으로 구현되는 초음파 동기신호를 발생시킨다.
제어부(310-3)는 일정한 시간 주기(시간 주기는 중간에 변경될 수 있음)로 제어신호를 초음파신호 발생부(340-3) 및 초음파 동기신호 발생부(360-3)로 출력하여 초음파 동기신호와 초음파 신호를 발생시킨다.
또한, 제어부(310-3)는 버튼부(320-3)로부터 버튼정보가 입력되면, 초음파 동기신호 발생부(360-3)를 제어하여, 버튼정보를 초음파 동기신호에 포함시켜 전송한다.
한편, 입체 영상 표시 장치(200-3)는 영상신호 처리부(210-3), 좌표계 변환부(270-3), 3차원 입체 영상 출력부(280-3), 및 정보 입력 모듈(260-3)을 포함한다.
영상신호 처리부(210-3), 좌표계 변환부(270-3), 및 3차원 입체 영상 출력부(280-3)의 기능은 상술한 제 2 실시예의 영상신호 처리부(210-2), 좌표계 변환부(270-2), 및 3차원 입체 영상 출력부(280-2)의 기능과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 제 3 실시예의 정보 입력 모듈(260-3)은 위치 측정부(262-3), 버튼정보 추출부(264-3), 서로 이격되어 배치된 복수의 초음파 수신부(266), 및 초음파 동기신호 수신부(267)를 포함한다.
서로 이격되어 배치된 복수의 초음파 수신부(266)는 제 1 및 제 2 실시예와 마찬가지로 서로 이격 배치되어, 초음파 신호를 수신하여 위치 측정부(262-3)로 출력한다. 3차원 정보 입력 장치(300)가 버튼 정보를 초음파 신호에 포함시켜 전송하는 경우에, 복수의 초음파 수신부(266)는 초음파 신호를 버튼 정보 추출부(264-3)로 출력할 수도 있다.
초음파 동기신호 수신부(267)는 3차원 정보 입력 장치(300-3)에서 발생시킨 초음파 동기신호를 수신하여 위치 측정부 및 버튼정보 추출부로 출력한다.
위치 측정부(262-3)는 초음파 동기신호 수신부(267)로부터 초음파 동기신호가 수신된 시간과, 복수의 초음파 수신부(266)의 각 초음파 수신 센서에서 초음파 신호가 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 3차원 정보 입력 장치(300-3)와 각 초음파 센서간의 거리를 측정하고, 상술한 제 1 및 제 2 실시예와 동일한 방식으로 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 좌표를 측정하여 좌표계 변환부(270-3)로 출력한다.
버튼정보 추출부(264-2)는 초음파 동기신호로부터 버튼 정보를 추출하여 버튼 정보에 대응되는 내용이 3차원 입체 영상에 반영되도록 한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템를 설명하였다.
도 10은 본 발명의 바람한 제 3 실시예에 따른 입체 영상 표시 장치(200-3)에서 3차원 정보 입력 장치(300-3)를 이용하여 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저, 입체 영상 표시 장치(200-3) 및 3차원 정보 입력 장치(300-3)에 전원이 인가되고, 3D 입체 영상 표시 모드가 설정되면, 3차원 정보 입력 장치(300-3)는 일정한 시간 주기(시간 주기는 중간에 변경될 수 있음)로 초음파 동기신호와 초음파신호를 발생시킨다(S1000).
입체 영상 표시 장치(200-3)는 초음파 동기신호와 초음파 신호를 수신하여 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치를 측정하여 좌표값을 생성한다(S1100). 제 S1100 단계까지는, 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치는 측정되지만, 좌표계가 서로 맵핑되지 않으므로 입체 영상 표시 장치(200-3)에는 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치를 나타내는 포인터가 표시되지 않는다.
그 후, 사용자는 3차원 정보 입력 장치(300-3)를 초기화하기 위해서, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 3차원 정보 입력 장치(300-3)를 좌우, 위아래, 앞뒤로 이동시키면서 이동 범위를 입력하여 초기화를 수행한다(S1120). 제 S1120 단계에서 초기화가 완료되면, 사용자가 3차원 정보 입력 장치(300-3)를 이동시킬 수 있는 공간과 입체 영상 표시 장치(200-3)에서 표시되는 공간이 서로 맵핑된다.
초기화가 완료된 후, 3차원 정보 입력 장치(300-3)는 지속적으로 초음파 동기신호와 초음파 신호를 발생시키고(S1300), 입체 영상 표시 장치(200-3)는 초음파 동기신호와 초음파 신호를 수신하면, 초음파 동기신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 초음파 수신부(266)에 각각 수신된 시간차를 이용하여, 상술한 수학식 1 내지 수학식 4에 따라서 위치를 측정한다(S1400).
그 후, 입체 영상 표시 장치(200-3)는 3차원 실제 공간상의 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상에 표시되는 좌표값으로 변환한다(S1500).
입체 영상 표시 장치(200-3)는 변환된 좌표값에 따라서 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치를 나타내는 포인터가 포함된 입체 영상 신호를 생성하여 출력한다(S1605).
지금까지 본 발명의 바람직한 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 3차원 입체 영상 표시 시스템 및 이를 이용한 3차원 입체 영상 표시 방법을 설명하였다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들에서, 정보 입력 모듈(260, 260-2 및 260-3)은 입체 영상 표시 시스템이 제조시에 입체 영상 표시 장치(200, 200-2, 200-3) 내부에 내장되도록 설치될 수 있고, 별도의 외장형 제품으로 판매되어 입체 영상 표시 장치(200, 200-2, 200-3)와 USB 포트 등의 통신 수단을 통해서 상호 연결되도록 설치될 수도 있다.
정보 입력 모듈이 외장형으로 설치되는 경우에, 제 1 실시예의 정보 입력 모듈(260)은 셔터 제어부(250)로부터 동기신호를 입력받는 대신에, 일반적인 3차원 입체 영상 표시 장치에 구비되어 셔터글래스 동기신호와 동기화된 신호를 출력하는 3D 단자를 통해서 동기신호를 입력받을 수 있다.
한편, 제 2 실시예의 경우에, 정보 입력 모듈(260-2)은 입체 영상 표시 장치(200-2)로부터 동기신호를 입력 받지않고, 셔터글래스의 동기신호와는 무관한 별도의 초음파 동기신호를 정보 입력 모듈(260-2)에서 자체적으로 발생시키므로, 정보 입력 모듈(260-2)은 외장형으로 입체 영상 표시 장치(200-2)에 부착되고, 3차원 정보 입력 장치(300-2)의 위치 정보 및 버튼 정보만을 USB 포트 등과 같은 통신 수단을 통해서 입체 영상 표시 장치(200-2)로 출력하면 된다.
또한, 제 3 실시예의 경우에도, 초음파 동기신호를 3차원 정보 입력 장치(300-3)에서 발생시키므로, 정보 입력 모듈(260-3)은 외장형으로 입체 영상 표시 장치(200-3)에 부착되고, 3차원 정보 입력 장치(300-3)의 위치 정보 및 버튼 정보만을 USB 포트 등과 같은 통신 수단을 통해서 입체 영상 표시 장치(200-3)로 출력하면 된다.
이렇게, 본 발명의 정보 입력 모듈(260, 260-2 및 260-3)이 외장형으로 입체 영상 표시 장치(200, 200-2, 200-3)에 설치되는 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 정보 입력 모듈(260, 260-2 및 260-3)을 구성하는 각 구성 요소들은 "ㄱ"자 형태의 플라스틱 케이스(110) 내부에 수용되어, 입체 영상 표시 장치(200, 200-2, 200-3)의 외부 케이스와 결합될 수 있다.
특허청구범위에 기재된 입체 영상 표시 장치는 정보 입력 모듈이 내장된 경우 및 외장형으로 부가 설치된 경우를 모두 포함하는 개념임을 주의하여야 한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플라피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 셔터 글래스
200, 200-2, 200-3 입체 영상 표시 장치
210, 210-2, 210-3 영상신호 처리부
220 입체영상 생성부
230 타이밍 제어부
240 화면 출력부
250 셔터 제어부
260, 260-2, 260-3 정보 입력 모듈
262, 262-2, 262-3 위치 측정부
264, 264-2, 264-3 버튼정보 추출부
266 초음파 수신부
270, 270-2, 270-3 좌표계 변환부
300, 300-2, 300-3 3차원 정보 입력 장치
310-2, 310-3 제어부
320-2, 320-3 버튼부
330-2 버튼신호 발생부
340-2, 340-3 초음파신호 발생부
350-2 초음파 동기신호 수신부
360-3 초음파 동기신호 발생부

Claims (34)

  1. 입체 영상 표시 장치로부터 동기신호를 수신하고, 초음파 신호를 발생시키는 3차원 정보 입력 장치; 및
    상기 동기신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 발생시킨 후, 상기 초음파 신호를 수신하기까지의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 표시된 3차원 입체 영상을 출력하는 상기 입체 영상 표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 3차원 실제 공간을 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간에서의 좌표를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 메뉴 항목이 3차원 입체 공간상에 표시되도록 3차원 입체 영상으로 표시하고, 상기 3차원 정보 입력 장치로부터 버튼 신호가 수신되면, 상기 3차원 정보 입력 장치에 대응되는 3차원 입체 공간에 위치한 메뉴 항목을 선택하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 사용자의 위치에서 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 입력받아, 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간의 표시 범위로 맵핑하여, 3차원 실제 공간을 상기 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑함으로서 초기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 초기화가 종료된 후, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표를 초기화 과정에서 수행된 맵핑 결과에 따라서 3차원 입체 영상 공간 좌표로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는
    외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부;
    상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 3차원 영상으로 출력하는 3차원 입체영상 출력부;
    상기 초음파 동기신호를 발생시키고, 상기 초음파 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및
    3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은
    상기 동기신호를 발생시키는 동기신호 생성부;
    서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및
    상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은,
    상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및
    상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동기 신호에 따라서 사용자의 좌안 및 우안을 교번적으로 차단하는 셔터 글래스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 3차원 정보 입력 장치는 상기 동기신호들 중 사전에 정의된 수의 동기신호마다 초음파 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는
    외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부;
    상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 좌안 영상신호 및 우안 영상신호로 변환하는 입체영상 생성부;
    상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 출력하는 타이밍 제어부;
    상기 타이밍 제어부로부터 입력되는 상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 사용자에게 표시하는 화면 출력부;
    상기 타이밍 제어부와 연동되어, 상기 타이밍 제어부가 상기 좌안 영상신호 및 상기 우안 영상신호를 출력하는 것을 감지하고, 이와 동시에 상기 동기신호를 발생시키는 셔터 제어부;
    상기 셔터 제어부에서 상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및
    3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은
    서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및
    상기 동기신호가 발생된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은,
    상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및
    상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  18. 동기신호 및 초음파 신호를 발생시키는 3차원 정보 입력 장치; 및
    상기 동기신호를 수신하고 상기 초음파 신호를 수신하기까지의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 표시된 3차원 입체 영상을 출력하는 상기 입체 영상 표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 3차원 실제 공간을 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간에서의 좌표를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간상의 좌표로 변환하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치를 표시하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 메뉴 항목이 3차원 입체 공간상에 표시되도록 3차원 입체 영상으로 표시하고, 상기 3차원 정보 입력 장치로부터 버튼 신호가 수신되면, 상기 3차원 정보 입력 장치에 대응되는 3차원 입체 공간에 위치한 메뉴 항목을 선택하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 사용자의 위치에서 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 입력받아, 상기 3차원 정보 입력 장치의 이동 범위를 상기 입체 영상 표시 장치에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간의 표시 범위로 맵핑하여, 3차원 실제 공간을 상기 3차원 입체 영상 공간으로 맵핑함으로서 초기화를 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는 초기화가 종료된 후, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표를 초기화 과정에서 수행된 맵핑 결과에 따라서 3차원 입체 영상 공간 좌표로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입체 영상 표시 장치는
    외부에서 입력된 영상 신호 또는 저장매체에 저장된 영상신호를 디코딩하여 3차원 입체 영상으로 출력 가능한 입체 영상신호를 생성하고, 좌표계 변환부로부터 입력되는 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 입체 영상 공간상의 좌표를 상기 입체 영상신호에 포함시켜 출력하는 영상신호 처리부;
    상기 영상신호 처리부로부터 입력되는 상기 입체 영상신호를 3차원 영상으로 출력하는 3차원 입체영상 출력부;
    상기 동기신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 수신된 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표를 출력하는 정보 입력 모듈; 및
    3차원 실제 공간상에서의 상기 3차원 정보 입력 장치의 좌표를 화면 출력부에서 출력되는 3차원 입체 영상 공간에서의 좌표로 변환하여 상기 영상신호 처리부로 출력하는 상기 좌표계 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은 외장형으로 상기 입체 영상 표시 장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은
    상기 동기신호를 수신하는 동기신호 수신부;
    서로 이격되어 복수로 설치된 초음파 수신부; 및
    상기 동기신호가 수신된 시간과 초음파 신호가 상기 복수의 초음파 수신부 각각에 수신된 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 실제 공간상의 위치를 측정하여 생성된 좌표를 상기 좌표계 변환부로 출력하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은, 상기 복수의 초음파 수신부에서 수신된 초음파 신호를 조사하여 상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 정보 입력 모듈은,
    상기 3차원 정보 입력 장치에서 발생된 버튼 정보를 포함하는 버튼 신호를 수신하는 버튼신호 수신부; 및
    상기 버튼신호로부터 상기 버튼 정보를 추출하는 버튼 정보 추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 시스템.
  28. (b) 입체 영상 표시 장치에서 동기 신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 수신한 3차원 정보 입력 장치가 초음파 신호를 발생시키는 단계;
    (c) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 동기신호를 발생시킨 시간과 상기 초음파 신호를 수신한 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표값을 생성하는 단계;
    (d) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 단계; 및
    (e) 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 3차원 입체 영상 공간상에 표시된 3차원 입체 영상을 사용자에게 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에 초기화 단계를 포함하고,
    상기 초기화 단계는
    (a1) 상기 입체 영상 표시 장치에서 동기 신호를 발생시키고, 상기 동기신호를 수신한 상기 3차원 정보 입력 장치가 사용자의 조작에 의해서 위치를 이동하면서 초음파 신호를 발생시키는 단계, 및
    (a2) 상기 입체 영상 표시 장치가 동기신호를 발생시킨 시간과 초음파 신호를 수신한 시간차를 이용하여, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 이동 범위를 조사하여, 3차원 입체 영상 공간상의 표시 범위로 맵핑시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 (a2) 단계의 상기 맵핑 결과에 따라서, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 (b) 단계에서
    상기 입체 영상 표시 장치는 상기 동기 신호에 따라서 사용자의 좌안 및 우안을 교번적으로 차단하는 셔터글래스를 더 포함하고,
    상기 3차원 정보 입력 장치는 상기 동기신호들 중 사전에 정의된 수의 동기신호마다 초음파 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  32. (b) 3차원 정보 입력 장치가 동기신호와 초음파 신호를 발생시키는 단계;
    (c) 입체 영상 표시 장치가 상기 동기신호를 수신한 시간과 상기 초음파 신호를 수신한 시간간의 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 위치를 측정하여 좌표값을 생성하는 단계;
    (d) 상기 입체 영상 표시 장치가 상기 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 단계; 및
    (e) 상기 3차원 정보 입력 장치의 위치가 3차원 입체 영상 공간상에 표시된 3차원 입체 영상을 사용자에게 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에 초기화 단계를 포함하고,
    상기 초기화 단계는
    (a1) 상기 3차원 정보 입력 장치가 사용자의 조작에 의해서 위치를 이동하면서 동기신호 및 초음파 신호를 발생시키는 단계, 및
    (a2) 상기 입체 영상 표시 장치가 동기신호와 초음파신호가 수신되는 시간차를 이용하여 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 위치를 측정하고, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상에서의 이동 범위를 조사하여, 3차원 입체 영상 공간상의 표시 범위로 맵핑시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 (a2) 단계의 상기 맵핑 결과에 따라서, 상기 3차원 정보 입력 장치의 3차원 실제 공간상의 좌표값을 3차원 입체 영상 공간상의 좌표값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 영상 표시 방법.
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