KR20130085261A - 안경 장치 및 전원 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

3D 디스플레이 장치와 연동되는 안경 장치가 개시된다. 본 안경 장치는 셔터 글래스부, 상기 3D 디스플레이 장치로부터 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부, 상기 셔터 글래스부를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부, 배터리로부터 제공되는 DC 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터부, 상기 DC/DC 컨버터부로 PWM 신호를 제공하여, 상기 DC/DC 컨버터부가 상기 변환된 DC 전압을 상기 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 상기 셔터 글래스 구동부가 상기 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 상기 동기 신호에 따라 상기 셔터 글래스부를 온/오프 시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

안경 장치 및 전원 공급 장치 {glasses apparatus and power supplying apparatus}
본 발명은 안경 장치 및 전원 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 좌안 영상과 우안 영상을 번갈아 표시하는 방식의 안경 장치 및 전원 공급 장치에 관한 것이다.
3D 입체 영상 기술은 정보통신, 방송, 의료, 교육, 훈련, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD, 산업 기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하며 이러한 여러 분야에서 공통적으로 요구되는 차세대 3D 입체 멀티미디어 정보 통신의 핵심 기반 기술이라고 할 수 있다.
일반적으로 사람이 지각하는 입체감은 관찰하고자 하는 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 그리고 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태의 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용해 생긴다.
그 중에서도 사람의 두 눈이 가로 방향으로 약 6~7㎝가량 떨어져 위치함으로써 나타나게 되는 양안 시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 즉 양안 시차에 의해 대상물에 대한 각도 차이를 가지고 바라보게 되고, 이 차이로 인해 각각의 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되며 이 두 영상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이 두 개의 정보를 정확히 서로 융합하여 본래의 3D 입체 영상을 느낄 수 있는 것이다.
3D 디스플레이 장치로는 특수안경을 사용하는 안경식과 특수안경을 사용하지 않는 비안경식으로 구분된다. 안경식은 상호 보색 관계에 있는 색 필터를 이용해 영상을 분리 선택하는 색필터 방식, 직교한 편광 소자의 조합에 의한 차광 효과를 이용해서 좌안과 우안의 영상을 분리하는 편광필터 방식 및 좌안 영상신호와 우안 영상신호를 스크린에 투사하는 동기신호에 대응하여 좌안과 우안을 교번적으로 차단함으로써 입체감을 느낄 수 있도록 하는 셔터 글래스 방식이 존재한다.
여기서, 셔터 글래스 방식의 안경 장치를 사용하는 경우, 착용감 향상을 위해 무게가 가벼워야 하고, 대량 공급을 위해 재료비가 적게 들어야 하며, 안경 장치를 구동하기 위한 배터리의 방전시간을 최대로 가져갈 수 있도록 소모 전력을 줄여야 한다.
다만, 종래의 셔터 글래스 방식의 안경 장치는 배터리의 출력 DC 전압을 변환하여 안경 장치에 제공하는 DC/DC 컨버터부의 출력을 제어하기 위하여, 피드백 제어 회로를 포함하여 구성되었고, 이에 따라 회로 부품수 증가로 인한 무게 증가 및 재료비 상승의 문제점이 있었고, 또한, 회로 부품수 증가로 인하여 소모 전력이 증가하여 안경 장치를 구동하기 위한 배터리의 방전시간을 최대로 가져갈 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 착용감 향상을 위해 무게가 가볍고, 대량 공급을 위해 재료비가 적게 소비되며, 안경 장치를 구동하기 위한 배터리의 방전시간을 최대로 가져갈 수 있도록 소모 전력을 줄인 안경 장치 및 전원 공급 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 디스플레이 장치와 연동되는 안경 장치는, 셔터 글래스부, 상기 3D 디스플레이 장치로부터 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부, 상기 셔터 글래스부를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부, 배터리로부터 제공되는 DC 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터부, 상기 DC/DC 컨버터부로 PWM 신호를 제공하여, 상기 DC/DC 컨버터부가 상기 변환된 DC 전압을 상기 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 상기 셔터 글래스 구동부가 상기 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 상기 동기 신호에 따라 상기 셔터 글래스부를 온/오프 시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 PWM 신호를 생성하여 상기 DC/DC 컨버터부로 제공하는 PWM 신호 생성부 및 상기 DC/DC 컨버터부로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비일 수 있다.
그리고, 상기 비교부는, 상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, 상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 비교부의 출력 단으로 출력하고, 상기 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 DC/DC 컨버터부로 출력할 수 있다.
그리고, 상기 DC/DC 컨버터부는, 상기 배터리와 일 단이 연결된 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터의 타 단에 드레인 단이 연결되고, 접지에 소스 단이 연결되며, 상기 PWM 생성부의 출력단에 게이트 단에 연결된 제1 모스펫(MOSFET), 상기 제1 모스펫과 병렬연결된 제1 커패시터 및 상기 제1 모스펫의 드레인 단에 애노드(Anode) 단이 연결되고, 상기 제1 커패시터 및 상기 출력 전압단에 캐소드(Cathode) 단이 연결된 제1 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 PWM 생성부의 출력 단에 애노드 단이 연결되고, 상기 비교부의 출력 단에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 배터리에 충전 전압을 인가하기 위한 충전부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 안경 장치에 적용 가능한 전원 공급 장치는, 배터리, 상기 배터리로부터 제공되는 DC 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터부 및 상기 DC/DC 컨버터부로 PWM 신호를 제공하여, 상기 DC/DC 컨버터부가 상기 변환된 DC 전압을 상기 안경 장치에 마련된 셔터 글래스를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 상기 셔터 글래스 구동부가 상기 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 동기 신호에 따라 상기 셔터 글래스부를 온/오프시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 PWM 신호를 생성하여 상기 DC/DC 컨버터부로 제공하는 PWM 신호 생성부 및 상기 DC/DC 컨버터부로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
또한, 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비일 수 있다.
그리고, 상기 비교부는, 상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, 상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 비교부의 출력 단으로 출력하고, 상기 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 DC/DC 컨버터부로 출력할 수 있다.
그리고, 상기 DC/DC 컨버터부는, 상기 배터리와 일 단이 연결된 제1 인덕터, 상기 제1 인덕터의 타 단에 드레인 단이 연결되고, 접지에 소스 단이 연결되며, 상기 PWM 생성부의 출력단에 게이트 단에 연결된 제1 모스펫(MOSFET), 상기 제1 모스펫과 병렬연결된 제1 커패시터 및 상기 제1 모스펫의 드레인 단에 애노드(Anode) 단이 연결되고, 상기 제1 커패시터 및 상기 출력 전압단에 캐소드(Cathode) 단이 연결된 제1 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 PWM 생성부의 출력 단에 애노드 단이 연결되고, 상기 비교부의 출력 단에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3D 영상 제공 시스템(100)을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안경 장치를 나타내는 블록도,
도 3 내지 4는 도 2에 따른 제어부가 DC/DC 컨버터부를 제어하는 것을 설명하기 위한 회로도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 나타내는 블록도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 제공 시스템(100)을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 영상 제공 시스템(100)은 3D 디스플레이 장치(110)와 안경 장치(120-1, 120-2)로 구성된다.
3D 디스플레이 장치(110)는 디스플레이 장치의 일종으로서, 카메라 등의 촬영장치로부터 수신된 3D 영상 또는 카메라에 의해 촬영되어 방송국에서 편집/가공된 후 방송국에서 송출된 3D 영상을 수신하고, 수신된 3D 영상을 처리한 후 이를 화면에 표시할 수 있다. 특히, 3D 디스플레이 장치(110)는 3D 영상의 포맷을 참조하여, 좌안 영상과 우안 영상을 가공하고, 가공된 좌안 영상과 우안 영상이 시분할 되어 교번적으로 디스플레이되도록 할 수 있다. 또한, 3D 디스플레이 장치(110)는 좌안 영상과 우안 영상이 시분할되어 디스플레이되는 타이밍과 동기된 동기신호를 생성하여 안경 장치(120-1)로 전달할 수 있다. 여기서 동기 신호는 복수개의 펄스가 3D 디스플레이 장치(110)의 수직동기신호(Vsync)마다 주기적으로 발생됨으로써 생성될 수 있다.
이 경우 안경 장치(120-1, 120-2)는 3D 디스플레이 장치(110)로부터 수신된 동기 신호에 따라 좌안 글래스와 우안 글래스를 교번적으로 온(ON)/오프(OFF)하여, 사용자가 좌안과 우안을 통해 좌안 영상 및 우안 영상을 각각 시청가능하도록 할 수 있다.
또한, 3D 디스플레이 장치(110)는 복수의 컨텐츠를 동시에 제공하여 복수의 사용자가 서로 다른 컨텐츠를 시청할 수 있도록 할 수 있다.
이 경우 3D 디스플레이 장치(110)는 복수의 2D 컨텐츠(예를 들어, 컨텐츠 A, B)를 교번적으로 디스플레이하고, 각 컨텐츠에 대응되는 안경 장치(120-1, 120-2)를 동기화시키는 동기화 신호를 생성하여 안경 장치(120-1, 120-2)로 전송한다.
이 경우, 안경 장치(120-1)은 동기 신호에 따라 하나의 컨텐츠(A)가 디스플레이될 때, 좌안 글래스 및 우안 글래스 모두를 온(ON)시키고, 다른 컨텐츠(B)가 디스플레이될 때 좌안 글래스 및 우안 글래스 모두를 오프(OFF)시키도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 안경 장치(120-1)을 착용한 시청자는 교번적으로 디스플레이되는 복수의 컨텐츠(A, B) 중 안경 장치(120-1)과 동기화된 하나의 컨텐츠(A) 만을 시청할 수 있다. 마찬가지 방식으로 안경 장치(120-2)를 착용한 시청자는 컨텐츠(B) 만을 시청할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 안경 장치(120-1, 120-2)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안경 장치를 나타내는 블록도 이다. 도 2를 참조하면, 안경 장치(200)는 동기 신호 수신부(210), 충전부(220), 배터리(230), DC/DC 컨버터부(240), 셔터 글래스 구동부(250), 셔터 글래스부(260), 제어부(270)를 포함한다. 여기서 안경 장치(200)는 상술한 구성 중 일부만을 포함하여 구성될 수 있다.
동기 신호 수신부(210)는 3D 디스플레이 장치(110)로부터 동기 신호를 수신한다. 여기서 3D 디스플레이 장치(110)는 직진성을 가진 적외선을 이용하여 동기신호를 방사하고, 동기 신호 수신부(210)는 방사된 적외선으로부터 동기신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 3D 디스플레이 장치(110)에서 동기 신호 수신부(210)로 전달되는 동기신호는 60Hz, 120Hz, 240Hz 의 주파수를 갖는 적외선 신호일 수 있다.
또한, 동기 신호 수신부(210)는 블루투스 통신 모듈을 구비하여, 3D 디스플레이 장치(110)의 블루투스 통신 모듈과 통신을 수행하며, 블루투스 통신 규격에 따른 전송 패킷 형태를 갖는 동기화 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 블루투스 통신 규격에 따른 전송 패킷은 영상의 디스플레이 타이밍에 동기화되기 위한 시간 정보를 포함할 수 있다.
충전부(220)는 충전 전압을 후술할 배터리(230)에 충전될 수 있도록 전압을 정류하거나 변압을 수행한다.
여기서 충전전압은 USB 인터페이스부(미도시)로부터 인가될 수 있다. 즉 USB 인터페이스부(미도시)는 3D 디스플레이 장치(110)의 USB 인터페이스부(미도시)와 USB 케이블로 연결되어, 배터리(230)에 충전할 DC 전압을 제공받을 수 있다.
또한 안경 장치(200)은 무접점 충전 방식을 통해 3D 디스플레이 장치(110)로부터 전원을 공급받아 충전할 수 있다. 여기서, 무접점 충전 방식이라 함은, 나란히 마주한 2개의 금속 코일 간에 발생하는 전자기 유도 작용에 의해 배터리를 충전하는 방식이다. 즉 3D 디스플레이 장치(110)와 무선 충전하기 위한 안경 장치(200)의 충전부(220)는 2차 코일, 정류기 및 전압 조정기를 포함할 수 있다. 이 경우 2차 코일이 상술한 3D 디스플레이 장치(110)에 구비된 1차 코일에서 발생되는 자기장 근처에 위치되면, 2차 코일에는 전자기 유도에 의하여 전기가 흐르게 된다. 즉, 1차 코일과 2차 코일이 자기적으로 결합되어 2차 코일에 유도 기전력이 발생된다. 상술한 방법에 의해 생성된 유도 기전력은 정류기에 의해 DC로 정류된다. 이 때 정류기는 브릿지 다이오드 형태를 가지는 4개의 다이오드와 필터링 역할을 하는 커패시터로 구성될 수 있다. 물론, 상술한 형태의 정류기뿐 아니라 다른 형태의 정류 회로도 본 발명에 적용될 수 있을 것이다. 또한, 전압 조정기는 정류된 DC 전압을 일정 전압으로 유지될 수 있도록 조정한다. 상술한 과정을 거쳐 충전부(220)는 배터리(230)에 충전할 DC 전압을 생성할 수 있다.
배터리(230)는 DC/DC 컨버터부(240)에 DC 전압을 제공할 수 있다. 여기서 안경 장치(200)에 사용되는 배터리(230)의 출력 DC 전압은 3V ~ 5V일 수 있다. 또한 배터리(230)는 충전용 배터리 또는 슈퍼 커패시터 형태로 구현될 수 있다.
DC/DC 컨버터부(240)는 배터리(230)로부터 제공되는 DC 전압을 변환한다. 또한 DC/DC 컨버터부(240)는 변환된 DC 전압을 안경 장치(200)의 구성에 제공할 수 있다. 여기서 DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압은 후술할 제어부(270)에서 제공된 PWM 신호에 따라 변환될 수 있다. DC/DC 컨버터부(240)의 구체적인 동작 및 구성은 도 3 내지 4를 참조하여 후술하기로 한다.
셔터 글래스 구동부(250)는 동기 신호 수신부(210)에서 수신된 동기 신호 및 DC/DC 컨버터부에서 제공된 DC 전압을 이용하여 셔터 글래스부(260)를 온/오프하는 구동신호를 생성한다.
구체적으로 3D 디스플레이 장치(110)가 좌안 영상과 우안 영상이 시분할되어 디스플레이되는 타이밍과 동기된 동기신호를 생성하여 동기 신호 수신부(210)로 전달하는 경우, 셔터 글래스부(260)는 좌안 글래스 및 우안 글래스로 구성되기 때문에, 셔터 글래스 구동부(250)는 수신된 동기 신호를 기초로 좌안 글래스를 온/오프하기 위한 좌안 글래스 구동 신호와 우안 글래스를 온/오프하기 위한 우안 글래스 구동 신호를 각각 생성하고, 생성된 좌안 글래스 구동 신호를 좌안 글래스로 전달하며 우안 글래스 구동 신호를 우안 글래스로 전달한다.
또한, 3D 디스플레이 장치(110)가 복수의 컨텐츠를 동시에 제공하여 복수의 사용자가 서로 다른 컨텐츠를 시청할 수 있도록 각 컨텐츠에 대응되는 안경 장치(120-1, 120-2)를 동기화시키는 동기 신호를 생성하여 안경 장치(120-1, 120-2)로 전송하는 경우, 셔터 글래스 구동부(250)는 수신된 동기 신호를 기초로 하나의 컨텐츠(A)가 디스플레이될 때, 좌안 글래스 및 우안 글래스 모두를 온 시키기 위한 구동 신호를 각각 생성하고, 다른 컨텐츠(B)가 디스플레이될 때 좌안 글래스 및 우안 글래스 모두를 오프 시키기 위한 구동 신호를 각각 생설할 수 있다. 또한 생성된 좌안 글래스 구동 신호를 좌안 글래스로 전달하고, 우안 글래스 구동 신호를 우안 글래스로 전달할 수 있다.
셔터 글래스부(260)는 전술한 바와 같이, 좌안 글래스 및 우안 글래스로 구성되며, 셔터 글래스 구동부(250)로부터 수신된 온/오프 신호에 따라 각각의 글래스를 개폐한다.
제어부(270)는 안경 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(270)는 안경 장치(200)에 포함된 동기 신호 수신부(210), 충전부(220), 배터리(230), DC/DC 컨버터부(240), 셔터 글래스 구동부(250), 셔터 글래스부(260) 전부 또는 일부의 동작을 제어할 수 있다.
또한 제어부(270)는 DC/DC 컨버터부(240)로 PWM 신호를 제공하여, DC/DC 컨버터부(240)가 변환된 DC 전압을 셔터 글래스 구동부(250)로 인가하도록 제어하고, 셔터 글래스 구동부(250)가 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 동기 신호에 따라 셔터 글래스부(260)를 온/오프 시키도록 제어할 수 있다.
여기서 제어부(270)는 PWM 신호를 생성하여 DC/DC 컨버터부(240)로 제공하는 PWM 신호 생성부 및 DC/DC 컨버터부(240)로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
여기서 PWM 신호 생성부에서 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비를 가질 수 있다.
또한 여기서 비교부는 DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력할 수 있다.
또한 제어부(270)는 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 생성된 PWM 신호를 비교부의 출력 단으로 출력하고, 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 생성된 PWM 신호를 DC/DC 컨버터부(240)로 출력할 수 있다. 제어부(270)의 구체적인 동작 및 구성은 도 3 내지 4를 참조하여 후술하기로 한다.
도 3 내지 4는 도 2에 따른 제어부(270)가 DC/DC 컨버터부(240)를 제어하는 것을 설명하기 위한 회로도이다. 도 3을 참조하면 DC/DC 컨버터부(240)는 배터리(230)와 일 단(Vin)이 연결된 제1 인덕터(L1), 제1 인덕터(L1)의 타 단에 드레인 단이 연결되고, 접지에 소스 단이 연결되며, PWM 생성부(271)의 출력단에 게이트 단에 연결된 제1 모스펫(SW1), 제1 모스펫(SW1)과 병렬연결된 제1 커패시터(C1) 및 제1 모스펫(SW1)의 드레인 단에 애노드(Anode) 단이 연결되고, 제1 커패시터(C1) 및 출력 전압 단에 캐소드(Cathode) 단이 연결된 제1 다이오드(D1)를 포함한다. 여기서 DC/DC 컨버터부(240)는 부스트 컨버터(Boost Converter)일 수 있다.
또한 제어부(270)는 PWM 신호를 생성하여 DC/DC 컨버터부(270)의 제1 모스펫(SW1)로 제공하는 PWM 신호 생성부(271), DC/DC 컨버터부(270)로부터 출력되는 DC 전압(Vout)을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부(272) 및 PWM 생성부(271)의 출력 단에 애노드 단이 연결되고, 비교부(272)의 출력 단에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드(D2)를 포함한다.
이하, 제어부(270) 및 DC/DC 컨버터부(240)의 구체적인 동작에 대해 설명하기로 한다. PWM 생성부(271)는 고정된 듀티 비(Duty Ratio)의 PWM 신호를 생성하고, 생성된 고정된 듀티 비(Duty Ratio)의 PWM 신호를 DC/DC 컨버터부(240)의 제1 모스펫(SW1)의 게이트 단에 제공한다. 이에 따라 배터리로부터 제공된 DC 전압(Vin)은 DC/DC 컨버터부(240)의 제1 모스펫(SW1)의 게이트 단에 제공된 고정된 듀티 비(Duty Ratio)의 PWM 신호에 의하여 Vout = Vin*{1 /(1-Duty)}로 승압 된다.
이 경우 PWM 생성부(271)에서 생성된 PWM 신호의 듀티 비는 고정이고, DC/DC 컨버터부(240)내에는 출력 DC 전압(Vout)을 제어하기 위한 피드백 제어회로는 없으므로 출력 DC 전압(Vout)은 허용 출력 전압 이상으로 계속 상승하게 된다.
따라서 출력 DC 전압(Vout)이 허용 출력 전압 이상으로 계속 상승하는 것을 방지하기 위하여, 제어부(270) 내의 비교부(272)를 통하여 출력 DC 전압(Vout)을 모니터링 한다. 이 경우 비교부(272)는 출력 DC 전압(Vout)을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨(Vref)과 비교한다.
여기서 비교부(272)는 DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압(Vout)의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압(Vout)의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력한다.
비교부(272)가 로우(LOW)신호를 출력하는 경우, 제2 다이오드(D2)에 순방향 전압이 걸리고, 따라서 제2 다이오드(D2)를 통해 PWM 생성부(271)에서 생성된 고정 듀티 비의 PWM 신호는 비교부(272)의 출력 단으로 출력된다. 이에 따라, DC/DC 컨버터부(240)의 제1 모스펫(SW1)의 게이트 단에 고정 듀티 비의 PWM 신호가 제공되지 않게 되는 바, DC/DC 컨버터부(240)의 승압 동작은 멈추게 된다. 따라서, 출력 DC 전압(Vout)의 전압 상승은 멈추게되고, 제1 커패시터(C1)에 차징(Charging)된 전압이 방출되면서 출력 DC 전압(Vout)은 강하하게 된다.
비교부(272)가 하이(HIGH)신호를 출력하는 경우, 제2 다이오드(D2)에 역방향 전압이 걸리고, 따라서 PWM 생성부(271)에서 생성된 고정 듀티 비의 PWM 신호는 제2 다이오드(D2)를 통해 출력되지 않고, DC/DC 컨버터부(240)의 제1 모스펫(SW1)의 게이트 단에 고정 듀티 비의 PWM 신호가 제공된다. 이에 따라, DC/DC 컨버터부(240)의 제1 모스펫(SW1)에 고정 듀티 비의 PWM 신호가 제공되게 되는 바, DC/DC 컨버터부(240)의 승압 동작을 하게 된다. 따라서, 출력 DC 전압(Vout)의 전압은 허용 전압까지 상승하게 된다. 상술한 동작이 계속되면서 출력 DC 전압(Vout)은 오픈 루프(OPEN LOOP)상태로 제어가 된다.
이에 따라, 제어부(270)는 고정 듀티 비의 PWM 신호만 발생시키므로, PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위한 제어가 필요없게 되는 바, 제어부(270)의 PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위해 소비되는 전력을 제거할 수 있다.
또한 DC/DC 컨버터(240) 내에 출력 DC 전압을 조절하기 위한 별도의 피드백 제어회로가 사용되지 않으므로, 피드백 제어회로에서 소비되는 전력을 제거할 수 있다.
또한, 종래의 안경 장치보다 사용되는 회로 부품의 수가 감소되어, 무게를 가볍게 할 수 있고, 재료비 소모를 줄일 수 있다.
즉 종래의 셔터 글래스 방식의 안경 장치는 배터리의 출력 DC 전압을 변환하여 안경 장치에 제공하는 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압을 제어하기 위하여, 피드백 제어 회로를 포함하여 구성되었다. 또한 피드백 제어 회로는 출력 DC 전압을 제어하기 위하여, PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위한 제어가 필요하였다. 이에 따라 회로 부품수 증가로 인한 무게 증가 및 재료비 상승의 문제점이 있었고, 또한, 회로 부품수 증가 및 PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위한 제어로 인하여 소모 전력이 증가하여 안경 장치를 구동하기 위한 배터리의 방전시간을 최대로 가져갈 수 없는 문제점이 있었다. 다만 본 발명의 일 실시 예에 따른 안경 장치(200)에 따르면, 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
도 4를 참조하면, DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압의 레벨이 기 설정된 레벨 범위에서 변화하는 것을 알 수 있다. PWM 생성부(271)에서 생성된 PWM 신호의 듀티 비는 고정이고, DC/DC 컨버터부(240)내에는 출력 DC 전압(Vout)을 제어하기 위한 피드백 제어회로는 없으므로 출력 DC 전압(Vout)은 허용 출력 전압(Vo_max) 이상으로 계속 상승하게 된다. 따라서 출력 DC 전압(Vout)이 허용 출력 전압(Vo_max) 이상으로 계속 상승하는 것을 방지하기 위하여, 제어부(270) 내의 비교부(272)를 통하여 출력 DC 전압(Vout)을 모니터링 한다. 이 경우 비교부(272)는 출력 DC 전압(Vout)을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨(Vo_max, Vo_min)과 비교한다.
여기서 비교부(272)는 DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압(Vout)의 레벨이 기설정된 제1 레벨(Vo_max) 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, DC/DC 컨버터부(240)의 출력 DC 전압(Vout)의 레벨이 기설정된 제2 레벨(Vo_min) 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력한다.
이에 따라 출력 DC 전압(Vout)은 기 설정된 레벨 범위에서 변화하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치를 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 전원 공급 장치(500)는 배터리(510), DC/DC 컨버터부(520), 제어부(530)를 포함한다. 여기서 전원 공급 장치(500)는 안경 장치(200)에 적용가능할 수 있다. 또한 도 5를 설명함에 있어서, 도 2에서 그 구체적인 구성에 대해서 설명하였는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
배터리(510)는 DC/DC 컨버터부(520)에 DC 전압을 제공할 수 있다.
DC/DC 컨버터부(520)는 배터리(510)로부터 제공되는 DC 전압을 변환하여 출력할 수 있다. 여기서 DC/DC 컨버터부(520)의 출력 DC 전압은 후술할 제어부(530)에서 제공된 PWM 신호에 따라 변환될 수 있다. DC/DC 컨버터부(520)의 구체적인 동작 및 구성은 도 3 내지 4에서 구체적으로 설명하였는 바, 생략하기로 한다.
제어부(530)는 전원 공급 장치(500)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로 제어부(530)는 배터리(510), DC/DC 컨버터(520)의 전부 또는 일부를 제어할 수 있다.
또한 제어부(530)는 DC/DC 컨버터부(520)로 PWM 신호를 제공하여, DC/DC 컨버터부(520)가 변환된 DC 전압을 안경 장치에 마련된 셔터 글래스를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 셔터 글래스 구동부가 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 동기 신호에 따라 셔터 글래스부를 온/오프시키도록 제어할 수 있다.
여기서 제어부(530)는 PWM 신호를 생성하여 DC/DC 컨버터부(520)로 제공하는 PWM 신호 생성부 및 DC/DC 컨버터부(520)로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다. 여기서 PWM 신호 생성부에서 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비를 가질 수 있다.
또한 여기서 비교부는 DC/DC 컨버터부(520)의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고, DC/DC 컨버터부(520)의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력할 수 있다.
또한 제어부(530)는 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 생성된 PWM 신호를 비교부의 출력 단으로 출력하고, 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 생성된 PWM 신호를 DC/DC 컨버터부(520)로 출력할 수 있다. 제어부(530)의 구체적인 동작 및 구성은 도 3 내지 4에서 구체적으로 설명하였는 바, 생략하기로 한다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제어부는 고정 듀티 비의 PWM 신호만 발생시키므로, PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위한 제어가 필요없게 되는 바, 제어부의 PWM 신호의 듀티 비를 조절하기 위해 소비되는 전력을 제거할 수 있다.
또한 DC/DC 컨버터 내에 출력 DC 전압을 조절하기 위한 별도의 피드백 제어회로가 사용되지 않으므로, 피드백 제어회로에서 소비되는 전력을 제거할 수 있다.
또한, 종래의 안경 장치보다 사용되는 회로 부품의 수가 감소되어, 무게를 가볍게 할 수 있고, 재료비 소모를 줄일 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 3D 영상 제공 시스템 110 : 3D 디스플레이 장치
120 : 안경 장치 200 : 안경 장치
210 : 동기 신호 수신부 220 : 충전부
230 : 배터리 240 : DC/DC 컨버터부
250 : 셔터 글래스 구동부 260 : 셔터 글래스부
270 : 제어부 500 : 전원 공급 장치
510 : 배터리 520 : DC/DC 컨버터부
530 : 제어부

Claims (15)

  1. 3D 디스플레이 장치와 연동되는 안경 장치에 있어서,
    셔터 글래스부;
    상기 3D 디스플레이 장치로부터 동기 신호를 수신하는 동기 신호 수신부;
    상기 셔터 글래스부를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부;
    배터리로부터 제공되는 DC 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터부;
    상기 DC/DC 컨버터부로 PWM 신호를 제공하여, 상기 DC/DC 컨버터부가 상기 변환된 DC 전압을 상기 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 상기 셔터 글래스 구동부가 상기 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 상기 동기 신호에 따라 상기 셔터 글래스부를 온/오프 시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 안경 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PWM 신호를 생성하여 상기 DC/DC 컨버터부로 제공하는 PWM 신호 생성부; 및
    상기 DC/DC 컨버터부로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비인 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 비교부는,
    상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고,
    상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 비교부의 출력 단으로 출력하고,
    상기 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 DC/DC 컨버터부로 출력하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터부는,
    상기 배터리와 일 단이 연결된 제1 인덕터;
    상기 제1 인덕터의 타 단에 드레인 단이 연결되고, 접지에 소스 단이 연결되며, 상기 PWM 생성부의 출력단에 게이트 단이 연결된 제1 모스펫(MOSFET);
    상기 제1 모스펫과 병렬연결된 제1 커패시터; 및
    상기 제1 모스펫의 드레인 단에 애노드(Anode) 단이 연결되고, 상기 제1 커패시터 및 상기 출력 전압단에 캐소드(Cathode) 단이 연결된 제1 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PWM 생성부의 출력 단에 애노드 단이 연결되고, 상기 비교부의 출력 단에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배터리에 충전 전압을 인가하기 위한 충전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안경 장치.
  9. 안경 장치에 적용 가능한 전원 공급 장치에 있어서,
    배터리;
    상기 배터리로부터 제공되는 DC 전압을 변환하는 DC/DC 컨버터부; 및
    상기 DC/DC 컨버터부로 PWM 신호를 제공하여, 상기 DC/DC 컨버터부가 상기 변환된 DC 전압을 상기 안경 장치에 마련된 셔터 글래스를 구동시키기 위한 셔터 글래스 구동부로 인가하도록 제어하고, 상기 셔터 글래스 구동부가 상기 인가된 DC 전압에 의해 구동되어 동기 신호에 따라 상기 셔터 글래스부를 온/오프시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 전원 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PWM 신호를 생성하여 상기 DC/DC 컨버터부로 제공하는 PWM 신호 생성부; 및
    상기 DC/DC 컨버터부로부터 출력되는 DC 전압을 피드백 받아 기 설정된 전압 레벨과 비교하는 비교부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 생성된 PWM 신호는 고정된 듀티 비인 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 비교부는,
    상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제1 레벨 이상인 경우, 로우(LOW)신호를 출력하고,
    상기 DC/DC 컨버터부의 출력 DC 전압의 레벨이 기설정된 제2 레벨 이하인 경우, 하이(HIGH)신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비교부에서 로우신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 비교부의 출력 단으로 출력하고,
    상기 비교부에서 하이신호가 출력된 경우, 상기 생성된 PWM 신호를 상기 DC/DC 컨버터부로 출력하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 DC/DC 컨버터부는,
    상기 배터리와 일 단이 연결된 제1 인덕터;
    상기 제1 인덕터의 타 단에 드레인 단이 연결되고, 접지에 소스 단이 연결되며, 상기 PWM 생성부의 출력단에 게이트 단이 연결된 제1 모스펫(MOSFET);
    상기 제1 모스펫과 병렬연결된 제1 커패시터; 및
    상기 제1 모스펫의 드레인 단에 애노드(Anode) 단이 연결되고, 상기 제1 커패시터 및 상기 출력 전압단에 캐소드(Cathode) 단이 연결된 제1 다이오드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PWM 생성부의 출력 단에 애노드 단이 연결되고, 상기 비교부의 출력 단에 캐소드 단이 연결된 제2 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치.
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