KR20060007662A

KR20060007662A - 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060007662A
Application number: KR1020040056517A
Authority: KR
Inventors: 정성철
Original assignee: 주식회사 엑센테크
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-01-26

Abstract

본 발명은 액정셔터 방식의 입체영상표시 장치 및 방법에 관한 것으로 특히, 입체동기신호를 기준으로 액정모니터에 표시되는 좌,우안 화상의 표시 시점과 액정셔터 안경의 개폐 시점을 제어함으로써 기존의 액정모니터를 이용하여 저가로 효율적인 입체영상 관람이 가능하도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 화상을 표시하는 액정 모니터(200)와, 좌안용 화상과 우안용 화상이 프레임 또는 필드단위로 합성되어진 입체 영상을 좌안용 화상과 우안용 화상으로 각 각 분리시키는 액정모니터 입체영상 제어부(300)와, 액정모니터 입체영상 제어부(300)로부터 출력되는 영상동기 신호와 SDA 단자로부터 입력되는 신호를 가공 처리하여 입체 동기신호를 발생하는 입체동기 신호발생부(400)와, 상기 액정 모니터에 표시되는 영상을 시청하기 위해 착용하는 액정 디스플레이용 액정셔터 안경(600)과, 상기 입체 동기신호 발생부 및 액정디스플레이용 액정셔터 안경에 연결되고 액정 디스플레이 장치에 표시되는 좌안용 화상신호 및 우안용 화상신호에 동기시켜서 액정모니터용 액정셔터 안경의 좌안, 우안 액정셔터를 입체동기신호의 일정시간동안 각각 개폐하는 액정셔터 구동제어부(500)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

액정셔터, 입체영상, 액정 모니터.

Description

액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치 및 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR STEREO-SCOPIC IMAGE BASED TO LIQUID CRYSTAL SHUTTER}

도 1은 본 발명에 따른 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치의 실시 예를 보인 블록도.

도 2는 도1의 장치에 대한 상세 블록도.

도 3는 본 발명에 따른 액정모니터용 액정셔터 안경의 일실시 예를 보인 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 액정모니터용 액정셔터 안경의 다른 실시 예를 보인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

100 : 인터페이스 200 : 액정 모니터

300 : 액정모니터 입체영상제어부 400 : 입체 동기신호 발생부

500 : 액정셔터 구동제어부 600 : 액정모니터용 액정셔터 안경

700 : 적외선무선 송출부 800 : 액정모니터용 액정셔터 안경

본 발명은 입체영상 디스플레이에 관한 것으로 특히, 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 장치는 비디오 카드로부터 전송되는 영상신호를 디지털 샘플링 및 일련의 신호처리를 거쳐 영상을 표시하는 장치이다.

현재 디스플레이장치는 음극선관 모니터에서 액정모니터로 대체되고 있다.

사람이 입체감을 느끼는 요인은 생리적인 요인과 경험적인 요인이 있다.

3차원 영상표시 기술에서는 일반적으로 근거리에서 입체감을 인식하게 하는 가장 큰 요인인 양안시차(binocular parallax)를 이용하여 물체의 입체감을 느끼게 한다.

입체영상을 보는 방식으로는 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경 방식이 있다.

안경을 착용하는 방식은 양안에 각각 청색과 적색의 색안경을 쓰는 애너그리프(anaglyph) 방식과, 각각 편광 방향이 다른 편광안경을 쓰는 편광방식과, 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기시킨 액정셔터가 설치된 안경을 쓰는 액정셔터 안경방식(또는 시분할방식) 등이 있다.

안경을 착용하지 않는 무안경 방식으로서 알려진 대표적인 것으로는, 원통형의 렌즈 어레이를 수직으로 배열한 렌티큘러(lenticular) 렌즈판을 영상패널 전방에 설치하는 렌티큘러 방식과, 패러랙스 배리어(parallax barrier) 방식 등이 있다.

이하, 액정셔터 안경방식의 입체영상 표시장치의 경우를 설명하기로 한다.

액정셔터 안경방식의 입체영상 표시장치는 좌안용 화상 및 우안용 화상을 교대로 빠르게 디스플레이하고 그것과 동기(Synchronize)시켜서 액정셔터 안경을 일정시간 개폐시킴으로써 입체영상을 구현하는 방식이다.

즉, 액정셔터 안경방식의 입체영상 표시장치는 좌안용 화상이 화면에 디스플레이 될 때에는 안경의 왼쪽 액정셔터가 화면 표시시간 동안 열리고, 우안용 화상이 디스플레이 될 때에는 안경의 오른쪽 액정셔터가 화면 표시시간 동안 열리는 동작을 매우 빠르게 번갈아 가면서 반복하게 된다.

따라서, 좌,우안 화상이 매우 빠르게 번갈아 가면서 디스플레이 되기 때문에 인간의 시각으로는 그 시간 차이를 거의 감지하지 못해 좌안과 우안에 각각의 화상이 거의 동시에 지속적으로 디스플레이 되는 것처럼 느껴지므로 인간의 두뇌에서는 하나의 입체영상으로 인지하게 된다.

또한, 액정셔터 방식이 아닌 액정모니터를 이용한 입체영상 장치도 제시되어 있다. 액정모니터를 이용한 입체영상 장치는 액정모니터를 제조할 때 모니터 표면에 마이크로 편광 필름 또는 수직으로 배열된 입체 배리어 필름을 정밀하게 부착하여 입체영상을 볼 수 있도록 구성되는 것이다.

그러나, 종래의 액정셔터를 사용하는 입체영상 장치는 음극선관 모니터에만 적용되고 액정 모니터에는 적용될 수 없었는데 그 이유는 다음과 같다.

첫째, 음극선관 모니터와 액정모니터의 화상 표시 광학구조가 서로 달라서 음극선관 모니터에 사용하는 액정셔터로는 액정모니터에 사용하여 화상을 볼 수 없 다. 즉, 기존의 액정셔터를 통해 액정모니터의 화면을 보는 경우에는 영상이 차단되어 전혀 영상을 볼 수 없다.

둘째, 음극선관 모니터는 입력되는 영상신호를 실시간으로 화상을 표시하지만, 액정모니터의 경우 내부에서 디지털 처리시간과 액정 자체의 응답시간이 수십 밀리세컨드(ms)로 매우 느리다.

셋째, 상기 첫번째 문제점을 해소한 경우라도 음극선관 모니터에서 사용하는 입체 제어장치를 사용하게 되면 액정셔터를 개폐하는 동기와 영상이 표시되는 동기가 일치하지 않아 좌안 화상과 우안 화상이 이중으로 겹쳐진 영상으로 보여 입체영상을 볼 수 없었다.

또한, 액정모니터를 이용한 입체영상 장치의 경우에는 다음과 같은 문제점을 내포한다.

첫째, 사용 중인 액정모니터에는 적용할 수 없어 입체기능이 내장된 입체 액정 모니터를 새로 구매해야 하며, 제조비용이 고가이어서 구매자에게 부담을 준다.

둘째, 컨텐츠 제작과정이 복잡하다.

셋째, 입체영상 시청의 상하좌우의 시야각이 극히 좁아 사용자가 움직이거나 영상을 관람하는 방향에 따라 입체영상이 보이지 않는다. 특히, 특정 해상도(1024x768)나 특정크기의 액정모니터 이외에서는 입체영상 적용이 되지 않는 큰 단점을 극복하지 못한다.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 기존의 액정모니터와 동일한 편광각을 갖도록 액정셔터 안경을 구현하고 입체동기신호를 기준으로 액정 모니터에 표시되는 좌,우안 화상의 표시 시점과 상기 액정셔터 안경의 개폐 시점을 제어함으로써 기존의 액정모니터를 이용하여 저가로 효율적인 입체영상 관람이 가능하도록 창안한 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 액정모니터를 이용한 입체영상 표시 장치에 있어서, 좌안용 화상과 우안용 화상을 번갈아 가면서 교대로 화면에 표시하는 입체영상제어부와, 상기 입체영상제어부 또는 SDA 단자로부터 입체신호를 인가받아 입체동기신호를 발생시키는 입체동기신호 발생부와, 상기 액정 모니터에 표시되는 입체 영상을 보기 위해 착용하는 액정셔터 안경과, 상기 입체동기신호 발생부의 입체동기신호를 입력으로 상기 입체영상제어부로 입체 동기신호를 입력시킴과 동시에 상기 액정셔터 안경의 셔터 개폐를 상기 액정모니터에 표시되는 좌안용 영상 및 우안용 영상에 동기시키기 위한 신호를 상기 액정셔터 안경으로 전송하는 액정셔터 구동제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 장치에 있어서, 입체영상동기신호 발생부에서의 입체동기신호를 적외선 통신방식으로 별도의 액정셔터 안경에 송출하는 적외선 무선송출부를 포함하여 원거리에서도 입체영상관람이 가능하도록 구성함을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 액정모니터에 좌,우안 영상을 교대로 표시하여 입체 영상을 표시하는 방법에 있어서, 영상신호에 포함된 수 직동기신호 또는 SDA 단자로 입력되는 입체동기신호를 입력으로 입체동기신호를 발생시키는 단계와, 영상신호에 포함된 수직동기신호와 수평동기신호를 입력으로 수직동기신호가 하이(High)일 때 홀수번째 수평동기신호와 합성하고 수직동기신호가 로우(Low)일 때 짝수번째 수평동기신호와 합성하는 단계와, 상기 입체동기신호와 상기 합성된 동기신호를 기준으로 액정모니터로 좌,우안 영상을 교대로 전송하여 표시하는 단계와, 상기 입체동기신호의 하이,로우에 따라 액정셔터 안경의 좌,우 액정셔터를 개폐하여 상기 액정모니터에 표시되는 영상을 입체영상으로 표시하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 화상을 표시하는 액정모니터(200)와, 프레임 또는 필드단위로 합성되어진 입체 영상을 좌안용 화상과 우안용 화상으로 분리하는 액정모니터 입체영상 제어부(300)와, 이 액정모니터 입체영상 제어부(300)로부터 출력되는 영상(RGB) 및 동기신호(V,H)와 SDA(Serial Data Adaptor) 단자로부터 입력되는 신호를 가공 처리하여 입체동기신호를 발생하는 입체동기신호발생부(400)와, 상기 액정 모니터(200)에 표시되는 영상을 시청하기 위해 착용하는 액정 모니터용 액정셔터 안경(600)과, 상기 입체 동기신호발생부(400) 및 액정모니터용액정셔터안경(600)에 연결되고 상기 액정모니터(200)에 표시되는 좌안용 화상 및 우안용 화상에 동기시켜 액정모니터용 액정셔터안경(600)의 좌안, 우안 액정셔터의 개폐를 입체동기신호의 일정시간동안 각각 개폐하도록 제어하는 액정셔터구동 제어부(500)와, 원거리에 서도 입체영상관람이 가능하도록 상기 입체동기신호를 적외선 통신방식으로 액정셔터 안경(800)에 송출하는 적외선 무선송출부(700)를 포함하여 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

컴퓨터, 디지털방송수신기 등에서 재생된 영상이 R,G,B신호 성분으로 분리되어 수평,수직동기신호(H,V)와 함께 인터페이스(100)를 통해 입력될 때 입체동기신호 발생부(400)가 SDA 단자신호에 포함된 입체신호 또는 수직동기신호(V)의 분주신호 중 하나를 선택하여 출력하고 액정셔터 구동제어부(500)가 상기 입체동기신호 발생부(400)의 출력신호를 기준으로 액정모니터(200)로의 영상신호(R,G,B)의 입력 시점 및 액정모니터용 액정셔터 안경(600)의 개폐 시점을 제어할 신호를 출력한다.

이때, 액정모니터 입체영상 제어부(300)는 수평,수직동기신호(H,V)를 분주하여 처리한 후 액정셔터 구동제어부(500)의 제어신호에 따라 상기 분주처리된 신호를 기준으로 영상신호(R,G,B)를 액정모니터(200)에 전송하여 좌,우안 영상을 교대로 표시하게 된다.

이에 따라, 액정모니터용 액정셔터 안경(600)은 액정셔터구동부(500)의 제어에 의해 좌안 액정셔터와 우안 액정셔터가 교대로 개폐됨으로 액정모니터(200)에 표시되는 좌,우안 영상을 입체영상으로 보이도록 한다.

또한, 적외선 무선송출부(700)는 입체동기신호 발생부(400)의 출력신호를 적외선 신호로 변환하여 송출하게 된다.

이에 따라, 액정모니터용 액정셔텨 안경(800)은 상기 적외선신호를 수신하여 입체동신호 발생부(400)의 출력신호를 추출한 후 액정모니터용 액정셔터 안경(600)과 동일한 처리를 수행함으로써 사용자는 액정모니터(200)에 표시되는 좌,우안 영상을 입체영상으로 관람할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 본 발명의 실시 예에 대한 상세 블록도를 도2에 도시하였다.

도2의 동작 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

1. 액정모니터용 입체영상제어부(300)의 상세 동작을 설명하기로 한다.

도2에서 액정모니터 입체영상 제어부(300)는 아날로그영상 선택기(310), 영상신호 증폭기(320), 위상변환기(330), 수직동기 분주기(340), 수평동기 지연기(350), 펄스 발생기(360), 수평동기 분주기(370), 합성기(380), 선택기(390)을 포함하여 구성한다.

인터페이스(100)로부터 인가받는 수직동기 신호(V)는 해상도 및 수직 갱신주파수에 따라 포지티브(Positive) 신호방식과 네거티브(Negative) 신호방식으로 인가받는데, 상기 위상변환기(330)는 상기 수직동기신호(V)를 항상 포지티브 신호방식으로 변환시켜 그 변환된 신호를 수직동기 분주기(340), 수직동기 지연기(350), 펄스발생기(360) 및 액정모니터(200)로 전달함과 동시에 입체동기신호 발생부(400)의 분주기(410)로 전달한다.

상기 수직동기 분주기(340)는 위상변환기(330)로부터 인가받은 신호를 1/2분주하여 합성기(380)로 출력한다.

상기 수직동기지연기(350)는 위상변환기(330)로부터 인가받는 신호를 지연시켜 펄스 발생기(360)로 인가한다. 지연시간은 수 마이크로세컨드(1-10 ㎲)이며 조금의 차이는 무방하다.

상기 펄스발생기(360)는 위상변환기(330)로부터 인가받은 신호와 수직동기 지연기(350)로부터 인가받은 신호를 비교하고 그 차 값에 따른 펄스를 발생시켜 수평동기 분주기(370)의 초기화 단자에 인가하여 그 수평동기 분주기(370)를 초기화시킨다.

상기 수평동기 분주기(370)는 인터페이스(100)로부터 인가받는 수평동기신호를 1/2분주하여 합성기(380)로 인가한다.

상기 합성기(380)는 수평동기 분주기(370)의 출력신호와 수직동기 분주기(340)의 출력신호를 인가받아 수직동기 분주기(340)의 출력이 하이(HIGH)일 경우 수평동기 분주기(370)의 홀수 번째(1,3,5,7...) 하이(HIGH)신호와 합성하고,

수직동기 분주기(340)의 출력이 로우(LOW)일 경우 수평동기 분주기(370)의 짝수번째(2,4,6,8...) 하이(HIGH)신호와 합성한다. 상기 합성 신호는 선택기(390)로 인가된다.

상기 선택기(390)는 액정셔터 구동제어부(500)의 입체동기신호검출기(570)로부터 출력되는 제어신호를 인가받아 아날로그영상 선택기(310)를 제어하기 위한 신호를 그 아날로그영상 선택기(310)의 제어단자에 출력한다.

즉, 선택기(390)는 입체동기신호검출기(570)에서 입체동기신호가 검출되지 않은 경우 아날로그영상 선택기(310)가 인터페이스(100)로 입력되는 RGB 영상신호 를 그대로 영상신호증폭기(320)에 인가하도록 로우(Low)신호를 제어신호로 상기 아날로그영상 선택기(310)에 출력하며, 입체동기신호가 검출되는 경우 아날로그영상 선택기(310)가 인터페이스(100)로부터 인가받는 RGB영상신호를 선택적으로 영상신호증폭기(320)에 인가하도록 합성기(380)의 출력신호를 상기 아날로그영상 선택기(310)의 제어단자에 인가한다.

상기 아날로그영상 선택기(310)는 선택기(390)에서의 제어신호를 인가받아 인터페이스(100)에서 인가받는 RGB영상신호의 출력을 결정한다.

즉, 입체동기신호가 검출되지 않으면 아날로그영상 선택기(310)는 인터페이스(100)로부터 인가받는 RGB 영상을 아무런 신호조작 없이 입력그대로 영상신호증폭기(320)에 인가한다.

그리고, 입체동기신호가 검출되면 아날로그영상 선택기(310)는 첫번째 화상의 경우 홀수(1,3,5,7,9...) 수평라인의 화상은 그대로 선택하고 짝수(2,4,6,8,...) 수평라인의 영상은 차단하여 블랭크(blank) 화상을 영상신호증폭기(320)로 인가시키며, 두 번째 화상의 경우 짝수 수평라인의 화상은 그대로 선택하고 홀수 수평라인의 화상을 차단하여 블랭크 화상을 영상신호 증폭기(320)로 인가한다.

이때, 아날로그영상 선택기(310)는 액정모니터의 크기가 17인치 이상이라 가정하면 고해상도인 SXGA(1280X1024)급의 대역통과 주파수대 200Mhz이상인 것과 저 저항을 가지는 소자를 선택함이 바람직하다.

상기 영상신호 증폭기(320)는 입체동기신호검출기(570)로부터 제어신호를 인 가받아 아날로그 영상선택기(310)의 영상신호를 액정모니터(200)로 출력하여 영상을 디스플레이시킨다. 즉, 영상증폭기(320)는 입체영상 동기신호가 검출되지 않은 경우 입력되는 영상신호를 그대로 액정모니터(200)에 인가하며 반대로, 입체영상 동기신호가 검출되는 경우 아날로그영상 선택기(310)로부터 인가받는 화상신호를 10dB 증폭하여 액정모니터(200)로 인가한다. 상기 영상신호 증폭기(320)의 신호 증폭율은 사용자가 조정 가능하도록 조절기능을 구비할 수 있다.

상기 영상신호 증폭기(320)는 아날로그영상 선택기(310)에서 발생하는 손실 및 수평라인블랭크가 된 화상신호는 수평라인블랭크가 되지 않은 화상보다 액정모니터에 어둡게 표시되는데 이를 보상하여 효과적인 입체영상 시청이 가능하도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 꼭 구비할 필요는 없다.

상기 액정모니터(200)는 RGB 화상 신호를 인가받아 수평동기신호(H) 및 위상변환기(330)로부터 인가받는 수직동기신호에 동기시켜 화상을 표시한다. 액정모니터(200)는 보편적으로 상용화되어 있는 17인치 이상의 제품을 사용할 수 있으며, 액정의 응답속도는 25ms이하인 제품을 사용하는 것이 바람직하다.

2. 입체동기신호 발생부(400)의 상세 동작을 설명하면 다음과 같다.

도2에서 입체동기신호 발생부(400)는 분주기(410), 입체신호 판별기(420), 모드 판별기(430), 선택기(440), 위상제어기(450)를 포함하여 구성한다.

Display Data Channel(DDC)은 일반적으로 모니터의 플러그 인 플레이(Plug IN Play)의 목적으로 모니터와 컴퓨터간의 통신수단으로 사용하고 있으나, 최근 입체영상 소프트웨어 제작 시 인터페이스(100)의 Serial Data line(SDA)으로 입체영 상 신호를 보내도록 설계하여 많이 사용하고 있으며, 향후 보편적으로 사용할 것으로 예상되고 있다.

입체신호 판별기(420)는 입체영상 소프트웨어가 실행되었을 때 인터페이스(100)의 SDA 신호에 입체 신호가 포함되어 있다면 입체 신호가 검출되었다는 제어신호를 모드판별기(430)로 인가하고, 그 검출된 입체 신호를 선택기(440)로 인가한다.

본 발명에서는 입체 프로그램이나 입체컨텐츠를 보고자할 때 SDA라인 이외에 별도로 프로그램 처리하여 자동으로 제어신호를 발생 할 수 있게 하거나 또는 물리적인 스위치를 이용하여 수동으로 제어신호를 발생 할 수 있다. 이와 같이 발생된 신호는 모드선택기(110)에 의해 모드판별기(430)에 인가되어 입체동기신호 발생을 제어하는데 사용된다.

상기 모드판별기(430)는 모드선택기(110)의 제어신호와 입체신호 판별기(420)로부터 인가받은 제어신호를 판독하여 현재 모드 상태를 판별하고 그 판별에 따른 신호를 선택기(440)의 제어단자에 인가한다. 상기 모드판별기(430)의 출력신호는 입체영상 동기신호의 기준 신호가 된다.

분주기(410)는 위상변환기(330)로부터 출력되는 신호를 하이(High)와 로우(Low)신호의 비가 50%로 되도록 분주하여 선택기(440)의 입력에 인가한다.

상기 선택기(440)는 모드판별기(430)로부터 인가받는 제어신호에 따라 분주기(410) 또는 입체신호 판별기(420)로부터의 신호를 선택하여 위상제어기(450)에 인가한다. 즉, 선택기(440)는 모드 선택기(110)가 오프(OFF) 상태이나 SDA라인을 통해 인가되는 신호가 입체 신호로 판별될 경우에는 입체신호판별기(420)로부터 인가받는 입체신호를 위상제어기(450)로 인가하며 또한, SDA라인에서 입체 신호가 검출되지 않고 있으나 모드선택기(110)를 선택할 경우에는 분주기(410)로부터 인가받는 신호를 출력하도록 구성한다.

그리고, 인터페이스(100)의 SDA라인에 입체 신호가 없고 모드선택기(110)도 오프 상태일 경우 선택기(440)는 입체신호판별기(420)와 연결되어 있는 단자를 선택한다.

한편, 입체 프로그램이나 입체컨텐츠의 제작방법이 제작자 또는 제작회사마다 서로 다르므로 좌,우안 입체영상이 서로 바뀔 경우가 있다. 이럴 경우에 입체영상의 좌,우안 영상을 교정할 수 있도록 위상 전환기(120)를 구비한다.

상기 위상전환기(120)는 컴퓨터와 연결되어 자동으로 제어신호를 발생하거나 또는 물리적인 스위치를 이용하여 수동으로 제어신호를 발생하여, 그 제어신호를 위상제어기(450)에 인가한다.

상기 위상제어기(450)는 위상전환기(120)의 제어신호에 따라 선택기(440)로부터 인가받은 입체동기신호를 정위상으로 또는 신호 반전 후 증폭기(510)로 출력한다.

그런데, 소프트웨어 및 컨텐츠 프로그램에 위상전환기능이 포함되어 있을 경우에는 상기 위상전환기(120) 및 위상제어기(450)를 구비하지 않아도 무방하다.

3. 액정셔터 구동제어부(500)의 상세 동작을 설명하면 다음과 같다.

도2에서 액정셔터 구동제어부(500)는 증폭기(510), 상승에지 검출기(520), 펄스폭 지연기(525), 좌안액정셔터 구동기(530), 하강에지 검출기(540), 펄스폭 지연기(545), 우안액정셔터 구동기(550), 주파수카운터(560), 입체 동기신호 검출기(570), 액정셔터 구동제어기(580)를 포함하여 구성한다.

상기 증폭기(510)는 입체동기신호를 전압 증폭하여 상승에지 검출기(520),주파수 카운터(560), 하강에지 검출기(540), 액정셔터 구동제어기(560), 입체동기신호검출기(570) 각각에 인가한다.

상기 입체동기신호 검출기(570)는 증폭기(510)에서 인가되는 신호 중 20Hz~200Hz내의 신호만을 검출하여, 이 신호가 듀티비 50%를 가지고 일정한 주기를 반복하고 있을 경우 입체영상 동기신호로 판단하며 입체영상을 볼 수 있도록 제어하기 위해 상기 판단된 결과 값을 영상신호 증폭기(320), 선택기(390) 및 주파수 합성기(720)에 인가하며 또한, 액정모니터용 액정셔터(600)의 구동을 위해 액정셔터구동 제어기(580)에 인가한다.

만일, 인가되는 신호가 없거나 특정 주파수대역을 벗어난 신호일 경우 입체동기신호 검출기(570)는 잡음 또는 오류로 간주하여 제어 신호를 출력하지 않는다.

상기 액정셔터 구동제어기(580)는 입체동기신호 검출기(570)로부터 제어신호를 인가받는데, 증폭기(510)로부터 하이(High)인 입체동기신호를 인가받는 경우 액정모니터용 액정 셔터안경(600)의 좌안 액정셔터를 개폐하기 위한 기준신호를 출력하고 로우(Low)인 입체동기신호를 인가받는 경우 액정모니터용 액정셔터 안경(600)의 우안 액정셔터를 개폐하기 위한 기준신호를 출력한다. 상기 기준신호는 좌안액정셔터 구동기(530), 우안액정셔터구동기(550) 및 액정모니터용 액정셔터안경(600) 의 공통단자에 인가된다.

상기 상승에지검출기(520)는 증폭기(510)에서 인가받는 입체 동기신호의 상승 시점만을 검출하여 그 신호를 펄스폭 지연기(525)에 인가한다.

펄스폭지연기(525)는 상승에지 검출기(520)에서 인가받는 신호의 펄스를 주파수 카운터(560)의 제어 신호에 의한 제어시간까지만 유지시키며, 제어시간이 완료되면 펄스폭 지연기(525)를 초기화하여 좌안 액정셔터 구동기(530)에 인가한다

상기 하강에지 검출기(540)는 증폭기(510)에서 인가받는 입체 동기신호의 하강 시점만을 검출하여 그 신호를 펄스폭 지연기(545)에 인가한다.

펄스폭지연기(545)는 하강에지 검출기(540)에서 인가받는 신호의 펄스를 주파수 카운터(560)의 제어 신호에 의한 제어시간까지만 유지시키며, 제어시간이 완료되면 펄스폭 지연기(545)를 초기화하여 우안액정셔터 구동기(550)에 인가한다.

상기 주파수 카운터(560)는 증폭기(510)에서 인가받는 입체동기신호의 주파수를 검출하여 펄스폭 지연기(525)(545)의 지연시간(T) 동안 펄스폭을 유지하도록 하고 이후 상기 펄스폭 지연기(525)(545)를 초기화한다.

상기 지연시간은 {(1/입체동기주파수) X St}와 같다. 여기서, St는 액정모니터(200)의 응답시간에 따른 특정 상수이다.

상기 특정 상수(St)의 값은 액정모니터에 따라 다소 차이가 있는데, 16mS의 응답시간을 갖는 액정모니터인 경우 St=0.355, 25mS 응답시간을 갖는 액정 모니터인 경우 0.345로 설정하는 것이 이상적이다. 하지만, 특정 상수(St)의 값은 액정모니터마다 다소 차이가 나지만 응답속도의 오차를 고려하여 St=0.35의 값으로 설정 하면 무난하다.

상기 좌안액정셔터 구동기(530)는 펄스폭 지연기(525)의 출력신호와 액정셔터구동 제어기(580)의 액정구동신호를 각각 인가받아 액정모니터(200)에 좌안 화면영상이 표시될 때 상기 펄스폭 지연기(525)의 펄스폭만큼 액정을 개방하고 이후 다음 좌안액정 동기신호가 인가될 때까지 액정셔터를 닫는 신호를 모니터용 액정셔터안경(600)의 좌안액정(610)에 인가한다.

상기 우안액정셔터 구동기(550)는 펄스폭 지연기(545)의 출력신호와 액정셔터구동 제어기(580)의 액정구동신호를 각각 인가받아 액정모니터(200)에 우안 화면영상이 표시될 때 상기 펄스폭 지연기(545)의 펄스폭만큼 액정을 개방하고 이후 다음 우안액정 동기신호가 인가될 때까지 액정셔터를 닫는 신호를 액정모니터용 액정셔터안경(600)의 우안액정(620)에 인가한다.

따라서, 액정모니터(200)에 입체화상이 표시될 때 사용자는 액정모니터용 액정셔터 안경(600)을 착용하여 입체영상을 볼 수 있다.

즉, 상기 액정모니터용 액정셔터 안경(600)은 액정셔터구동제어기(580)로부터 좌,우안 액정셔터 공통신호를 인가받고 좌안액정셔터구동기(530)의 출력신호를 좌안액정셔터(610)에 인가받으며 우안액정셔터구동기(550)의 출력신호를 우안액정셔터(620)에 인가받음으로써 액정모니터(200)에 교번으로 표시되는 좌,우안 영상을 입체영상으로 볼 수 있도록 하는 것이다.

그런데, 액정모니터(200)가 백라이트(back-light)에서 발광한 빛이 컬러필터, 액정소자 및 편광필름을 순차적으로 통해 편광되어진 빛을 발산하는 광학구조 를 갖는 것임으로 액정모니터용 액정셔터안경(600)의 액정셔터는 하기와 같이 2가지 방법으로 제작할 수 있다.

첫번째 방법은 도3과 같이 액정모니터(200)에서 방사된 영상의 빛이 편광필름(611,621), 액정소자(612,622), 편광필름(613,623)의 순서로 입사되도록 접착하여 제작 가능하며, 상기 편광필름(611,621)과 편광필름(613,623)의 편광각이 90도 차이를 가진다.

두번째 방법은 도4와 같이 액정모니터(200)에서 방사된 영상의 빛이 액정소자(631,641), 편광필름(632,642)의 순서로 입사되도록 접착하여 제작 가능하다.

상기 첫번째 방법은 종래의 셔터안경 제작 방법과 유사하나, 이 경우 액정셔터를 제작할 때 편광각을 액정모니터에서 발산하는 빛의 편광각과 동일하게 제작한다.

상기 두번째 방법은 액정모니터(200)에서 빛이 편광되어 발산되는 경우에 적용하는 것이다. 이러한 방법을 사용하는 이유는 현재 액정모니터(200)가 인터페이스(100)로부터 입력받을 수 있는 수직동기 신호(V)가 최고 75Hz로서 도3과 같은 방식으로 제작한 액정셔터 안경을 사용자가 착용할 경우 액정셔터 자체의 깜박임이 심하여 액정모니터(200) 및 주위가 심하게 깜박임을 느낄 수 있으나, 도4와 같은 방식으로 제작할 경우 편광되어진 빛만을 깜빡이게 하여 액정모니터(200) 화면에 표시되는 화면만 깜빡이게 됨으로 도3 방식의 액정셔터 보다는 액정모니터(200)에 표시되는 영상도 현저히 깜박임이 개선됨은 물론 액정모니터(200) 주위에서는 아무런 깜빡임도 느끼지 못하기 때문이다.

즉, 액정모니터용 액정셔터 안경(600)은 액정모니터(200)의 광학구조에 맞추어 제작되어야 한다.

한편, 액정모니터(200)를 이용하여 입체영상을 관람할 때 기존의 액정셔터를 사용하지 못하는 이유는 상기 액정모니터(200)의 편광필름을 통해서 발산하는 편광 과 광각이 서로 일치하지 않아 액정모니터(200)에서 발산하는 빛을 모두 차단 또는 좌,우안 화상을 정확한 타이밍으로 좌,우안에 보여주지 못하여 이중으로 겹쳐 보이게 함으로써 입체영상 관람을 할 수 없기 때문이다.

4. 본 발명은 원거리에서도 입체영상을 볼 수 있도록 적외선통신 방식을 채용하며, 이를 위해 적외선 무선송출부(700)와 무선방식의 액정모니터용 액정셔터 안경(800)을 구비하게 된다.

도2에서 적외선 무선송출부(700)는 적외선 변조신호 발생기(710), 주파수 합성기(720), 적외선 송출기(730)을 포함하여 구성한다.

상기 적외선변조신호 발생기(710)는 적외선 송출에 필요로 하는 변조주파수를 발생시켜 주파수 합성기(720)에 인가한다.

상기 주파수합성기(720)는 입체동기신호 발생부(400)의 위상제어기(450)로부터 인가받는 입체 동기신호와 적외선 변조신호발생기(710)로부터 인가받는 변조신호를 합성하여 적외선 송출이 가능한 변조된 입체동기신호를 적외선 송출기(730)로 인가 한다

상기 적외선송출기(730)는 변조된 입체동기신호를 적외선으로 방사하여 액정모니터용 적외선 액정셔터안경(800)으로 전송한다.

따라서, 사용자는 액정모니터용 액정셔터 안경(800)을 착용하여 액정모니터(200)에 표시되는 화상을 입체영상으로 시청 가능하게 된다.

또한, 액정모니터용 액정셔터안경(800)는 배터리(810), DC/DC 컨버터(820), 적외선수신 모듈(830), 액정셔터 구동제어부(840) 및 좌,우안 액정(851)(862)를 포함하여 액정모니터(200)에 표시되는 좌,우안용 화상을 입체영상으로 시청 가능하게 한다.

상기 배터리(810), DC/DC 컨버터(820), 적외선수신 모듈(830), 액정셔터 구동제어부(840)는 안경 내부 또는 별도의 외부 수신장치에 장착하여 구성할 수 있다.

그런데, 상기 액정셔터 구동제어부(840)는 구성 및 동작이 액정셔터 구동제어부(500)와 동일하며 다만, 적외선수신 모듈(830)로부터 입체 동기신호 발생부(400)의 출력 신호를 입력받는다는 것만이 다르므로 그 동작 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명은 전원공급부(130)을 구비하여 동작 전원을 제공하도록 구성한다.

상기 전원공급부(130)는 컴퓨터 또는 액정모니터의 내부 전원을 인가받아 동작전원을 각 구성블록에 공급할 수 있다.

또한, 별도의 전원공급장치를 구비하여 전원공급부(130)에 해당 전원을 공급할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터의 USB전원 또는 키보드 전원 또는 VGA카드에 공급되는 전원 또는 별도의 전원공급기로부터 전원을 공급받을 수 있 다.

상기 전원공급부(130)는 액정모니터 입체영상제어부(300) 및 입체동기신호발생부(400), 액정셔터 구동제어부(500), 적외선무선송출부(700) 및 DC/DC컨버터(140)로 동작전원을 인가한다.

상기 DC/DC 컨버터(140)는 전원공급부(130)에서 인가받은 전원을 액정모니터용 액정셔터안경(600)의 동작 가능한 전압으로 승압시켜 액정셔터구동부(500)에 인가한다.

한편, 상기와 같이 동작하는 본 발명의 각 구성요소는 원칩(one-chip) 또는 마이크로 컨트롤러(MCU)로 제작 가능하며, 구성요소의 일부 또는 전부를 컴퓨터 내부의 VGA카드 또는 별도의 카드 또는 모니터 내부에 장착 가능함은 물론 별도의 외장형 기기로 구성할 수 있다.

상기에서 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 액정모니터에 표시되는 입체영상를 인지하도록 함은 물론 입체영상을 인지를 위한 좌,우안 액정셔터의 개폐를 입체동기신호를 기준으로 제어함으로써 액정모니터에 표시되는 입체영상을 사용자가 관람할 수 있도록 하는 효과가 있다.

즉, 본 발명은 액정 모니터에 표시되는 입체영상을 관람할 때 액정셔터 안경이 액정모니터에 표시되는 화상을 차단하거나, 좌안 화상과 우안 화상이 겹쳐 보여 입체영상을 관람할 수 없었던 종래의 문제점과 고가의 입체전용 액정모니터가 가지는 시야각 및 특정 해상도 지원 등의 문제점을 개선함으로써 기존의 액정모니터를 이용하여 저가로 효율적인 입체영상을 관람할 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.

특히, 본 발명을 적용하면 액정모니터, 유기EL 또는 플라즈마 디스플레이 또는 기타 영상을 표시하는 디스플레이 매체에서도 입체영상을 관람할 수 있다.

Claims

액정모니터를 이용한 입체영상 표시 장치에 있어서,

좌안용 화상과 우안용 화상을 번갈아 가면서 교대로 화면에 표시하는 입체영상제어부와,

상기 입체영상제어부 또는 SDA 단자로부터 입체신호를 인가받아 입체동기신호를 발생시키는 입체동기신호 발생부와,

상기 액정 모니터에 표시되는 입체 영상을 보기 위해 착용하는 액정셔터 안경과,

상기 입체동기신호 발생부의 입체동기신호를 입력으로 상기 입체영상제어부로 입체 동기신호를 입력시킴과 동시에 상기 액정셔터 안경의 셔터 개폐를 상기 액정모니터에 표시되는 좌안용 영상 및 우안용 영상에 동기시키기 위한 신호를 상기 액정셔터 안경으로 전송하는 액정셔터 구동제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 입체영상제어부는

수직동기신호(V)를 항상 포지티브 신호방식으로 변환하는 위상변환기와,

상기 위상변환기로부터 인가받은 신호를 1/2분주하는 수직동기 분주기와,

상기 위상변환기로부터 인가받는 신호를 지연시키는 수직동기지연기와,

상기 위상변환기로부터 인가받은 신호와 수직동기 지연기로부터 인가받은 신 호를 비교하고 그 차 값에 따른 펄스를 발생시켜 수평동기 분주기를 초기화시키는 펄스발생기와,

수평동기신호를 1/2분주하는 수평동기 분주기와,

상기 수직동기 분주기의 출력이 하이(HIGH)일 경우 수평동기 분주기의 홀수 번째(1,3,5,7...) 하이(HIGH)신호와 합성하고,

상기 수직동기 분주기의 출력이 로우(LOW)일 경우 수평동기 분주기의 짝수번째(2,4,6,8...) 하이(HIGH)신호와 합성하는 합성기와,

입체동기신호를 검출한 액정셔터 구동제어부의 제어신호를 인가받아 아날로그영상신호가 선택적으로 액정모니터에 출력하도록 상기 합성기의 출력신호를 선택하는 선택기와,

상기 선택기의 출력신호에 따라 첫번째 화상의 경우 홀수번째 수평라인의 화상을 선택함과 아울러 짝수번째 수평라인의 영상을 차단하고 두 번째 화상의 경우 짝수 수평라인의 화상을 선택함과 아울러 홀수번째 수평라인의 화상을 차단하여 그에 따른 영상을 액정모니터에 출력하는 아날로그영상 선택기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제2항에 있어서, 아날로그영상 선택기는

수평라인블랭크가 된 화상이 액정모니터에 어둡게 표시되는 것을 보상하기 위한 증폭기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 입체동기신호 발생부는

SDA단자로 입력된 신호에 포함된 입체 신호를 검출하는 입체신호 판별기와,

별도의 프로그램으로 처리된 입체신호 또는 상기 입체신호 판별기에서의 입체신호를 입력으로 현재 모드 상태를 판별하고 그 판별에 따른 입체영상 동기신호의 기준신호를 출력하는 모드 판별기와,

입체영상 제어부에서 위상변환된 수직동기신호가 분주하는 분주기와,

상기 모드판별기의 출력신호에 따라 상기 분주기 또는 입체신호 판별기의 입체동기신호를 선택하여 액정셔터 구동제어부에 출력하는 선택기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제4항에 있어서, 선택기에서의 입체동기신호를 정위상으로 또는 신호 반전하여 액정셔터 구동제어부로 출력하는 위상제어기를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 액정셔터 구동제어부는

입체동기신호 발생부에서 입력되는 신호 중 20Hz~200Hz내의 신호만을 검출하여 듀티비 50%를 가지고 일정한 주기를 반복하고 있는 입체동기신호를 검출하는 입체동기신호 검출기와,

입체동기신호 발생부에서의 입체동기신호가 하이(High)인 경우 액정셔터 안 경의 좌안 액정셔터를 개폐하기 위한 기준신호를 출력하고 로우(Low)인 경우 액정모니터용 액정셔터 안경의 우안 액정셔터를 개폐하기 위한 기준신호를 출력하는 액정셔터 구동제어기와,

상기 입체동기신호의 상승을 검출하는 상승에지검출기와,

상기 입체동기신호의 하강을 검출하는 하강에지검출기와,

상기 상승,하강에지 검출기의 출력신호를 각기 지연시키는 제1,제2 펄스폭 지연기와,

상기 입체동기신호의 주기동안 상기 제1,제2 펄스폭 지연기의 지연시간을 유지시킨 후 초기화시키는 주파수 카운터와,

액정셔터 구동제어기의 액정구동신호를 인가받아 상기 제1 펄스폭 지연기의 펄스폭 만큼 액정셔터 안경의 좌안액정을 개방시키는 좌안액정셔터 구동기와,

액정셔터 구동제어기의 액정구동신호를 인가받아 상기 제2 펄프폭 지연기의 펄스폭 만큼 액정셔터 안경의 우안액정을 개방시키는 우안액정셔터 구동기를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 액정셔터 안경은

액정모니터와 동일한 편광각을 갖도록 편광필름을 액정소자의 양측에 각기 접착하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 액정셔터 안경은

액정모니터와 동일한 편광각을 갖도록 편광필름을 액정소자의 일측에 접착하여 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제1항에 있어서, 입체영상동기신호 발생부에서의 입체동기신호를 적외선 통신방식으로 별도의 액정셔터 안경에 송출하는 적외선 무선송출부를 포함하여 원거리에서도 입체영상관람이 가능하도록 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제9항에 있어서, 적외선 무선송출부는

액정셔터 구동제어부에서 입체동기신호를 검출하는 경우에만 입체동기신호 발생부의 입체동기신호를 적외선 통신방식으로 송출하도록 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
제9항에 있어서, 액정셔터 안경은

전원을 제공하기 위한 배터리와,

상기 배터리의 전원을 동작 전원으로 변환시키는 DC/DC 컨버터와,

적외선 무선송출부의 송출신호를 수신하는 적외선수신 모듈과,

상기 적외선수신 모듈에서 수신된 신호에서 입체동기신호가 검출되면 좌,우안 액정셔터를 액정모니터에 표시되는 좌안용 영상 및 우안용 영상에 동기시키기 위한 신호를 출력하는 액정셔터 구동제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 액 정셔터 방식의 입체영상 표시 장치.
액정모니터에 좌,우안 영상을 교대로 표시하여 입체 영상을 표시하는 방법에 있어서,

영상신호에 포함된 수직동기신호 또는 SDA 단자로 입력되는 입체동기신호를 입력으로 입체동기신호를 발생시키는 단계와,

영상신호에 포함된 수직동기신호와 수평동기신호를 입력으로 수직동기신호가 하이(High)일 때 홀수번째 수평동기신호와 합성하고 수직동기신호가 로우(Low)일 때 짝수번째 수평동기신호와 합성하는 단계와,

상기 입체동기신호와 상기 합성된 동기신호를 기준으로 액정모니터로 좌,우안 영상을 교대로 전송하여 표시하는 단계와,

상기 입체동기신호의 하이,로우에 따라 액정셔터 안경의 좌,우 액정셔터를 개폐하여 상기 액정모니터에 표시되는 영상을 입체영상으로 표시하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 액정셔터 방식의 입체영상 표시 방법.