KR200187207Y1 - Stereoscopic image controller and wireless lcd shutter goggles for pc - Google Patents

Abstract

본 고안은 PC(Personal Computer) 상에서 입체영상( Stereoscopic Image)을 볼 수The present invention can view a stereoscopic image on a personal computer (PC).

있게 하는 영상신호 변환장치와 무선LCD 셔터안경(Wireless LCD Shutter Goggles)이다.Video signal converter and Wireless LCD Shutter Goggles.

입체영상은 좌/우 영상이 따로 분리(또는 혼합)되어 있다. 좌/우 눈에 독립적으로 시각화하여 입체감을 느끼도록 하는 것에 그 목적이 있다.In the stereoscopic image, left and right images are separated (or mixed) separately. The purpose is to visualize the left and right eyes independently to feel a three-dimensional feeling.

이를 구현하기 위해 다양한 입체영상 Mode의 적용과 비지향성의 무선LCD 셔터안경이요구된다.To realize this, various stereoscopic image modes and non-directional wireless LCD shutter glasses are required.

PC 에서는 VGA(Video Graphic Adapter) 카드의 영상출력이 모니터로 전해진다.On a PC, the video output from a VGA (Video Graphic Adapter) card is sent to the monitor.

입체로 구현된 영상에 적절한 Mode ( Line Blanking, Page Flipping)로 전환된다.Switch to Mode (Line Blanking, Page Flipping) appropriate for stereoscopic images.

영상신호의 수직동기신호(Vertical Sync Signal)가 적외선(Infrared Ray)을 이용해 전달된다. 무선(적외선)신호를 수신받은 안경에서 양쪽의 LCD(Liquid Cristal Device) 를 명멸시킨다.The vertical sync signal of the video signal is transmitted using infrared rays. The LCD (Liquid Cristal Device) on both sides of the glasses receiving the wireless (infrared) signal flickers.

본 기기로서 다음과 같은 용도로 사용되어진다.This unit is used for the following purposes.

PC 상에서 입체영상관람,Viewing stereoscopic images on PC

입체게임Stereoscopic game

인터넷 입체Site 이용Internet stereoscopic site

입체영상편집3D image editing

가상현실 구현 등Virtual reality

Description

컴퓨터용 입체영상 변환장치와 무선 입체셔터안경 {Stereoscopic Image Controller and Wireless LCD Shutter Goggles for PC}Stereoscopic Image Controller and Wireless Stereo Shutter Glasses for Computers {Stereoscopic Image Controller and Wireless LCD Shutter Goggles for PC}

본 고안은 PC상에서 입체영상(Stereoscopic Image)을 볼수있게하는 변환장치와 자유롭게 착용하여 볼 수 있는 무선 LCD 셔터안경에 관한 것이다The present invention relates to a conversion device for viewing stereoscopic images on a PC and a wireless LCD shutter glasses that can be worn and viewed freely.

입체영상(Stereoscopic Image)으로 구성된 영상물 특히 PC상에 구현된 영상신호를Video signal composed of stereoscopic image, especially image signal implemented on PC

전기적 신호로 제어하며, 화면동기신호 추출하는 기술이다.It is a technology that controls by electric signal and extracts screen synchronous signal.

또한 화면동기신호를 가지고 안경의 LCD 셔터를 무선으로 제어하는 기술이다.It is a technology that wirelessly controls the LCD shutter of the glasses with the screen synchronization signal.

PC의 VGA 카드 영상출력 포트에는 모니터 수직동기신호출력과 수평동기신호Monitor vertical sync signal output and horizontal sync signal on VGA card video output port of PC

출력이 있다.There is an output.

입체영상물이 Line-Blanking 방식으로 구현되어 있을때에는 수평동기신호를 가지고 홀수Line 영상신호와 짝수Line 영상신호에 번갈아 교번하며 아날로그 스위치 동작을 하게한다. 수직동기신호를 가지고 안경을 번갈아 교번하며 명멸시킨다.When stereoscopic image is implemented by Line-Blanking method, it has a horizontal synchronous signal, alternating between odd-line video signal and even-line video signal, and performs analog switch operation. The glasses are alternately blinking with the vertical synchronization signal.

입체영상물이 Page-Flipping 방식으로 구현되어 있을때에는 수직동기신호를 가지고When stereoscopic image is implemented by Page-Flipping method, it has vertical synchronization signal.

안경을 번갈아 교번하며 명멸시킨다.Alternately flash the glasses.

종래의 입체영상의 변환장치는 전원이 독립적이며 좌/우 영상이 뒤바뀜에 대한 안전장치가 부재한 것이 일반적이다. 변환장치가 상대적으로 크고, 설치장소가 모호한 경우가 많다. 또한, 여러 개의 케이블로 구성되어 설치방법이 복잡하다. 영상신호의 수직동기를 무선화 하지못하고 2M 정도의 유선케이블로 안경을 동작하여 활동성에 제약을 받는다.Conventional stereoscopic image converting devices are independent of the power source, the left / right image is generally lacking a safety device for reverse. The inverter is relatively large and the installation location is often ambiguous. In addition, the installation method is complicated because it consists of several cables. It is not able to wirelessly synchronize the vertical synchronization of the video signal, and it is restricted in activity by operating glasses with wire cable of about 2M.

본 고안은 상기한 문제점과 무선화시 유발될수 있는 안경의 수신폭을 해결하기 위한것이다. 전원은 기존의 상용 전력선을 이용한 DC Adatper를 사용하지 않고 PC 의 키보드전원을 병행사용토록 한다. 이를위해 키보드 Passthrough Adapter를 제작하여 변환장치에 DC 5V 전원이 공급된다.The present invention is to solve the above problem and the reception width of the glasses that can be caused when wireless. The power supply uses the keyboard power of the PC in parallel without using the DC Adatper using the existing commercial power line. To do this, a keyboard passthrough adapter is fabricated to supply DC 5V to the converter.

일반적으로 VGA카드사에 따라, 또는 해상도나 화면주사율에 따라 수평,수직 동기 모드가 다르다. 홀수 Line Frame 과 짝수 Line Frame 을 일정하게 유지하기 위해 수직동기신호의 Rising 과 Falling Time 을 추출하여 각 Line Frame 구분하는 FlipFlop 에In general, horizontal and vertical sync modes vary depending on the VGA card company, resolution, or screen refresh rate. In order to keep the odd line frame and even line frame constant, the Rising and Falling Time of vertical synchronization signal is extracted to FlipFlop to separate each line frame.

Reset을 가하여 구현한다.Implement by applying Reset.

변환장치를 소형화하여 VGA 포트에 직접 연결하도록 하여 설치방법을 일원화한다.Minimize the installation of the converter by connecting it directly to the VGA port.

적외선송출기(IR-Emitter)를 사용하여 안경의 좌/우 LCD 동작동기신호를 무선화한다.Infrared transmitter (IR-Emitter) is used to wirelessize the left and right LCD operation synchronization signal of the glasses.

적외선 송출기를 소형화하고 디자인을 강화하여 모니터의 앞면에 임의로 부착하도록하며, 이것의 IR-LED를 2개 사용하여 안경의 수신폭을 확대한다.Infrared emitters are miniaturized and the design is enhanced so that they can be attached to the front of the monitor arbitrarily, and the two IR-LEDs are used to expand the reception range of the glasses.

도 1 은 본 고안의 입체영상 변환장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a stereoscopic image conversion apparatus of the present invention.

도 2 은 본 고안의 무선 LCD 셔터안경의 구성도이다2 is a block diagram of a wireless LCD shutter glasses according to the present invention.

도 3 은 본 고안의 입체영상 변환장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a stereoscopic image conversion device of the present invention.

도 4 는 본 고안의 무선 입체안경의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a wireless stereoscopic glasses of the present invention.

도 5.는 본 고안의 완성된 실물사진이다.Figure 5 is a complete real picture of the present invention.

< 도면의 주요부호에 대한 설명 ><Description of Major Symbols in Drawing>

1. VGA port 2. Analog SwitchVGA port 2.Analog Switch

3. Monitor 4. 동기신호처리3. Monitor 4. Sync Signal Processing

5. IR-Emitter 6. 적외선 수신모듈5. IR-Emitter 6. Infrared Receiving Module

7. LCD Driver 8. Left/Right LCD7.LCD Driver 8.Left / Right LCD

Line-Blanking 방식의 입체영상으로 변환된 영상신호인VGA 의 R,G,B의 신호에 수직,수평 동기신호를 가지고 홀수와 짝수 Line의 신호를 교번하며 R,G,B 신호를 각각 스위칭한다.It has vertical and horizontal sync signals to the R, G, and B signals of VGA, which are converted to line-Blanking stereoscopic images, and alternates odd and even lines and switches R, G, and B signals, respectively.

홀수Line 영상신호와 Blank( 검은색) 로 이루어진 홀수 Line Frame 과 짝수 Line 영상 신호와 Blank로 이루어진 짝수 Line Frame을 분리 할수 있다.It is possible to separate odd line frame composed of odd line video signal and blank (black) and even line frame composed of even line video signal and blank.

VGA 제조사 마다, 또는 화면 해상도 Mode마다 동기신호의 Mode가 일정치 않다.The mode of the sync signal is not constant for each VGA manufacturer or each screen resolution mode.

즉, 수평동기신호의 Positive 와 Negative Mode , 수직동기신호의 Positive 와 Negative Mode로 구별된다.That is, it is divided into positive and negative mode of horizontal synchronous signal, and positive and negative mode of vertical synchronous signal.

수직동기신호를 가지고 각 모드에 동일한 Line 동기를 구성하기 위해 XOR Gate를 가지고 신호 Delay를 이루어 동기신호 펄스의 Rising-Timing 과 Falling-Timing 을 추출한다. R,G,B Line-Signal 을 스위칭하기위해 수평동기신호를 Flip-Flop에 사용하였으며, 여기에 Rinsing과 Falling으로 Reset을 가하게 된다.In order to configure the same line synchronization in each mode with the vertical synchronization signal, Rising-Timing and Falling-Timing of the synchronization signal pulses are extracted by the signal delay with the XOR gate. In order to switch R, G, B line-signal, horizontal synchronous signal is used for flip-flop, and reset is performed by rinsing and falling.

수직동기신호를 가지고 홀수 Line 과 짝수 Line Frame을 구별하기 위해 Flip-Flop 을 사용 하고, R,G,B Line Switching 신호와 AND 연산을 통해 Line Switching 함으로써Using Flip-Flop to distinguish odd line and even line frame with vertical sync signal, line switching by AND operation with R, G, B line switching signal

R',G',B' Line Signal 을 재생한다.Play the R ', G', and B 'line signals.

기존의 Video Line Switch 는 화면정보의 Loss 가 있다. 더구나, VGA와 모니터의 고급화 추세에 따라 주파수 대역이 증가하였다. Video Line Switch 는 고가의 Device 사양이 요구된다.The existing Video Line Switch has a loss of screen information. Moreover, the frequency bands have increased in line with the increasing trend of VGA and monitors. Video line switches require expensive device specifications.

본 고안에서는 VGA R,G,B 신호의 특성상 Signal - GND 대비 DC offset=0 이며 신호 성분이 없으므로 낮은 On 저항을 가진 MOSFET Switch (ex:TN0201T,Siliconix사) 를 사용한다. On 저항이 10ohm 이하이며 Passthrough 주파수가 상당히 높으므로 화상의 Loss 가 적다.In this design, we use MOSFET switch (ex: TN0201T, Siliconix) with low ON resistance because DC offset = 0 and Signal component of Signal RND. The on-resistance is less than 10 ohms and the passthrough frequency is quite high, resulting in less loss of image.

적외선송출기(IR-Emitter)의 고효율이 요구된다. 왜냐하면 수신거리의 극대화와 수신자의 이동성에 지향성이 확보되어야 한다. 그래서 IR-Emitter 에 Serge Current 를 흘려보내기 위해 Rising Time ( < 100nsec)이 작은 펄스로 구현한다 (ex:KTC3198,KEC사).High efficiency of IR emitter is required. Because directivity should be secured to maximize receiving distance and mobility of receiver. Therefore, Rising Time (<100nsec) is implemented with small pulse to send Serge Current to IR-Emitter (ex: KTC3198, KEC).

대부분의 수광소자 는 Peak 광파장 (950nm)이 있지만 주변 빛에도 감응하는 스펙트럼도 보인다.Most light-receiving devices have a peak wavelength (950 nm), but the spectrum is also sensitive to ambient light.

텅스텐램프 나 형광등 그리고 주변밝기( 자연광) 에도 동작범위에 포함이 된다.Tungsten lamps, fluorescent lights and ambient light (natural light) are also included in the operating range.

이러한 오동작이나 발진이 없는 IR 리모트콘트롤용 집적모듈(ex:TSOP1738,Vishay사) 을 사용하여 수신신호를 논리신호로 만든다.An IR remote control integrated module (ex: TSOP1738, Vishay Co., Ltd.) without malfunction or oscillation is used to make a received signal into a logic signal.

LCD의 동작전위가 12 V 가 되어 전지의 고효율 Charge Pump 소자을 채용하여 전지의 사용시간( 150 시간이상)을 늘렸다 (ex:LMC7660,Harris사).The operating potential of the LCD is 12 V, and the battery's high-efficiency charge pump element is adopted to extend the battery's operating time (over 150 hours) (ex: LMC7660, Harris).

본 고안에 사용한 LCD는 안경처럼 착용하므로 LCD를 통한 시야를 확보하기 위해 눈으로부터 30mm 거리에 120도 시야폭을 적용하여 가로세로 45*35 mm 로 주문제작 한다.The LCD used in the present invention is worn like eyeglasses, so it is ordered to be 45 * 35 mm wide by applying a 120-degree field of view to 30mm distance from the eye to secure the field of view through the LCD.

또한 셔터로서의 기능에 Contarst Ratio 가 100:1을 적용하고 셔터속도가 최소 60HzIn addition, the Contarst Ratio is 100: 1 and the shutter speed is at least 60Hz.

이상 가능하도록 한다. LCD 를 명멸시킬 때 DC 논리 신호로 동작하도록 주문제작하여Make it possible. Custom made to operate with DC logic signal when flashing LCD

논리신호를 단일전원으로 구동할수있어 회로구현시 단순화,저전력화 한다.The logic signal can be driven by a single power supply, simplifying circuit implementation and reducing power consumption.

입체영상의 좌/우 영상의 뒤바뀜이 없고, 입체안경이 유선에서 무선화 함으로서 사용자의 행동이 자유로와 동시에 여러 사람이 입체영상물 관람이 가능하다.There is no inversion of the left and right images of the stereoscopic images, and the stereoscopic glasses are wirelessly wired so that the user's behavior is free and multiple people can view the stereoscopic images.

현재 PC활용범위와 통신매체의 확대(인터넷)로 다양한 형태의 입체영상물의 접근이 가능하며, 입체게임과 3D가상현실등 활용에 필수적 도구로 활용된다.Currently, it is possible to access various forms of stereoscopic images through the expansion of PC utilization and communication media (Internet), and it is used as an essential tool for the utilization of stereoscopic games and 3D virtual reality.

교육,의학,군사학 등의 시뮬레이션이나 정보전달에 유용한 방법으로 사용된다.It is used as a useful method for simulation and information transmission in education, medicine, and military science.

Claims (6)

PC(Personal Computer)의 모니터에서 입체영상(Stereoscopic Image)을 볼 수 있게끔 VGA 포트에 부착하여 영상신호를 제어하는 입체영상변환장치와 이에 부합하는 영상의 동기신호를 무선신호로 전달하는 적외선 송출기와 송신된 무선신호로 동작하는 무선입체셔터안경을 구비한 것을 특징으로하는 PC용 입체영상시스템이다.It is attached to the VGA port for viewing stereoscopic images on the monitor of PC (Personal Computer), and the stereoscopic image converter controls the video signal, and the infrared transmitter and transmitter that transmits the synchronization signal of the corresponding image as wireless signal. It is a stereoscopic image system for a PC, characterized by having a wireless stereo shutter shutter glasses operating with a wireless signal. 청구항 1에 있어 입체영상변환장치는 VGA 포트에 직접연결하도록 소형설계된것을 특징으로 하며, 키보드 포트와 연결되어 전원을 공급받을수 있도록하는 Passthrough Adapter 를 구비한것을 특징으로 한다.The stereoscopic image converting apparatus of claim 1 is characterized in that it is compactly designed to be directly connected to a VGA port, and is provided with a passthrough adapter that is connected to the keyboard port to receive power. 청구항 1에 있어 입체영상변환장치는 입체영상 구현시 발생할수 있는 좌/우 영상 바뀜을 영상의 수직동기 신호와 수평동기신호만 가지고 화면 해상도 모드마다 좌/우 영상의 동기신호에 해당하는 홀수와 짝수 Line 동기신호를 일정하게 유지하는 동기신호 처리부를 포함하는것을 특징으로 한다.The apparatus of claim 1, wherein the stereoscopic image converting device has only the vertical sync signal and the horizontal sync signal of the image for the left / right image change that may occur when the stereoscopic image is implemented, and the odd and even number corresponding to the sync signal of the left / right image for each screen resolution mode. It characterized in that it comprises a synchronization signal processing unit for maintaining a constant line synchronization signal. 청구항 1에 있어 입체영상 변환장치는 종래의 Video 영상을 Analog Switch로 개폐 제어함에 있어 이를 트랜지스터(MOSFET)로 개폐제어하게 구현한것을 특징으로 한다.In claim 1, the stereoscopic image converting device is characterized in that the opening and closing control of the conventional video image by an analog switch to implement the opening and closing control by a transistor (MOSFET). 청구항 1에 있어 무선적외선 송출기는 PC 모니터에 임의로 부착할수 있도록 소형 설계된것을 특징으로 한다.The wireless infrared emitter of claim 1 is characterized in that it is designed to be compactly attached to a PC monitor. 청구항 1에 있어 무선 LCD 셔터 안경은 종래의 유선으로 처리된 안경에서 무선(적외선)으로 청구항 5의 무선 적외선 송출기에 의해 제어되도록 하는 것을 특징으로 한다.The wireless LCD shutter glasses of claim 1 are characterized in that they are controlled by the wireless infrared emitter of claim 5 wirelessly (infrared) in conventionally processed glasses with wires.