ES2343145T3 - Aparato de visualizacion de imagenes y procedimiento de correccion de distorsion de imagen para el mismo. - Google Patents
Aparato de visualizacion de imagenes y procedimiento de correccion de distorsion de imagen para el mismo. Download PDFInfo
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Abstract
Un aparato de visualización de imágenes, que incluye: una unidad (2) de proyección de imágenes que recibe la señal de imágenes y proyecta la luz de imágenes; una unidad (1) de visualización de imágenes que incluye un plano de proyección de forma arbitraria, sobre el cual se proyecta la luz de imágenes desde la unidad de proyección de imágenes; una unidad de conexión (3) que incluye una pluralidad de brazos (3d, 3e) que conectan la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes y un mecanismo articulado (3a, 3b, 3c), que permite que la posición y la postura relativas entre la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes se pueda cambiar de forma manual o automática; una unidad de medida (11) que mide la posición y postura relativas entre la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes, y una unidad (12) de tratamiento de señales de imágenes que calcula los parámetros de corrección para la corrección de la distorsión de la luz de la imagen proyectada por la unidad (2) de proyección de imágenes a la unidad (1) de visualización de imágenes basada en la posición y la postura relativas medidas por la unidad de medida (11), una posición de visualización de un observador previamente fijada, la forma del plano de proyección de la unidad (1) de visualización de imágenes, un ángulo de campo de la luz de la imagen proyectada desde la unidad (2) de proyección de imágenes, y la cantidad de desplazamiento que es la diferencia entre el punto en la intersección de un plano de proyección vertical virtual con la dirección de un eje óptico fijado previamente de la unidad (2) de proyección de imágenes con el eje óptico y el punto central de la imagen proyectada sobre el plano de proyección virtual y ejecuta el tratamiento de corrección de distorsiones para la señal de la imagen que se introduce como en la unidad (2) de proyección de imágenes sobre la base de los parámetros de corrección calculados, que se caracteriza porque como respuesta a la medida de la nueva posición y postura relativas por la unidad de medida (11), la unidad (12) de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección sobre la base de la nueva posición y postura relativas.
Description
Aparato de visualización de imágenes y
procedimiento de corrección de distorsión de imagen para el
mismo.
La presente invención se refiere a un aparato de
visualización de imágenes que proyecta una imagen en una pantalla y
crea un sentimiento de realización de la imagen con el fin de
proporcionar a un observador un espacio de imagen realista y a un
procedimiento de corrección de distorsión de la imagen del
mismo.
Como técnica para permitir que un observador
simule diferentes experiencias, la técnica descrita en la literatura
es conocida.
Tales sistemas de realidad virtual proporcionan
una imagen que cubre el campo de observación humano para
proporcionar una sensación de inmersión en la imagen, puesto que la
información obtenida por el sentido visual ocupa la mayor parte de
la información obtenida por los sentidos humanos y representa del 80
al 85% de la información obtenida por todos los sentidos humanos.
También en la realidad virtual, proporcionar información al sentido
de la vista es el factor más importante para crear un espacio
virtual más real. Ha existido la demanda de una tecnología que
proporcione imágenes que no sólo proporcionen una imagen, sino que
también ofrezcan una observación más natural, tal como un campo de
observación amplio, una observación estereoscópica, y una vista de
escala de tamaño natural.
Tales sistemas de creación de realidad virtual
incluyen un sistema que proyecta una imagen de vista amplia sin
distorsión sobre una pantalla hemisférica que envuelve al
observador, como se describe en la literatura de patentes que
sigue.
Patente Japonesa número 3387487
Por medio de los siguientes documentos Shibano
N, Hareesh, Hoshino, Kawamura, Yamamoto, Kashiwagi, Sawada:
"Ciberdomo: Pantalla de Proyección de Inmersión hemisférica
agrupada por PC", ICAT 2003, 5 de diciembre de 2003
(12/05/2003), XP002437177), Japón; JP 2002148711 A; EE.UU.
2002/131024 A1, EE.UU. 2001/017687 A1 son conocidos diversos
aparatos de visualización de imágenes y procedimientos que
proporcionan una corrección de distorsión de imagen.
Mientras tanto, en el sistema de creación de
realidad virtual que se ha mencionado más arriba, aunque el
observador quiere observar una imagen en una posición libre de la
pantalla, la pantalla está fijada en la estructura que se describe
en la literatura de patentes, y la posición de la misma no se cambia
arbitrariamente.
La presente invención se propuso como
consecuencia de las circunstancias actuales que se han mencionado
más arriba, y un objeto de la misma es proporcionar un aparato de
visualización de imágenes capaz de permitir que un observador
visualice una imagen clara, incluso si la posición de la pantalla se
cambia y proporcionar un procedimiento de corrección de distorsión
de la imagen del aparato de visualización de imágenes.
Un aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con la presente invención incluye: una unidad de proyección
de imágenes que recibe la señal de imagen y proyecta la luz de
imagen; y una unidad de visualización de imágenes que incluye un
plano de proyección de forma arbitraria, en el que se proyecta la
luz de imagen por medio de la unidad de proyección de imágenes. Con
el fin de resolver los problemas que se han mencionado más arriba,
el aparato de visualización de imágenes incluye: una unidad de
conexión que incluye una pluralidad de brazos que conectan la
unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de
imágenes y un mecanismo articulado que permite que se cambien
manual o automáticamente la posición y la postura relativas entre la
unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de
imágenes; una unidad de medida que mide la posición y la postura
relativas entre la unidad de proyección de imágenes y la unidad de
visualización de imágenes; y una unidad de tratamiento de señal de
imagen que calcula los parámetros de corrección para la corrección
de la distorsión de la luz de la imagen proyectada desde la unidad
de proyección de imágenes en la unidad de visualización de
imágenes, sobre la base de la posición y la postura relativas
medidas por la unidad de medida, una posición de visualización
previamente establecida de un observador, la forma del plano de
proyección de accionamiento de visualización de imágenes, y un
ángulo de campo de la luz de imagen proyectada desde la unidad de
proyección de imágenes, y la cantidad de desplazamiento que es la
diferencia entre el punto de intersección de un plano de proyección
virtual vertical con respecto a la dirección de un eje óptico fijado
previamente de la unidad de proyección de imágenes con el eje
óptico y el punto central de la imagen proyectada en el plano de
proyección virtual y ejecuta el tratamiento de corrección de
distorsiones de las señal de imagen introducidas en la unidad de
proyección de imágenes sobre la base de los parámetros de corrección
calculados. Como respuesta a la medida de la nueva posición y
postura relativas por la unidad de medida, la unidad de tratamiento
de señal de imagen actualiza los parámetros de corrección sobre la
base de las nuevas posición y postura relativas.
Con el fin de corregir la distorsión de una
imagen de un aparato de visualización de imágenes que incluye una
unidad de proyección de imágenes que recibe una señal de imagen y
que proyecta la luz de imagen, una unidad de visualización de
imágenes que incluye un plano de proyección de forma arbitraria, en
el que se proyecta la luz de imagen de la unidad de proyección de
imágenes, una unidad de conexión que incluye una pluralidad de
brazos que conectan la unidad de proyección de imágenes y la unidad
de visualización de imágenes y un mecanismo articulado que permite
que la posición y la postura relativas entre la unidad de proyección
de imágenes y la unidad de visualización de imágenes cambie de
forma manual o automática, y una unidad de medida que mide la
posición y la postura relativas entre la unidad de proyección de
imágenes y la unidad de visualización de imágenes, un procedimiento
de corrección de distorsión de imagen para un aparato de
visualización de imágenes de acuerdo con la presente invención:
calcula los parámetros de corrección para corregir la distorsión de
la luz de imagen proyectada por la unidad de proyección de imágenes
sobre la unidad de visualización de imágenes sobre la base de la
posición y la postura relativas medidas por la unidad de medida, la
posición de visualización previamente establecida del observador,
la forma del plano de proyección de la unidad de visualización de
imágenes, y un ángulo de campo de la luz de imagen proyectada desde
la unidad de proyección de imágenes, y la cantidad de
desplazamiento que es la diferencia entre el punto de intersección
de un plano de proyección virtual vertical a la dirección de un eje
óptico fijado previamente de la unidad de proyección de imágenes
con el eje óptico y con el punto central de la imagen proyectada
sobre el plano de proyección virtual; y ejecuta el tratamiento de
corrección de distorsiones de la señal de imagen introducida en la
unidad de proyección de imágenes sobre la base de los parámetros de
corrección. Como respuesta a la medida de la nueva posición y
posturas relativas por la unidad de medida, la unidad de tratamiento
de la señal de imagen actualiza los parámetros de corrección sobre
la base de la nueva posición y postura relativas.
Con el aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con la presente invención y el tratamiento de corrección de
distorsiones de imagen para el aparato de visualización de imágenes,
es posible medir la posición y la postura relativas entre la unidad
de visualización de imágenes y la unidad de proyección de imágenes y
ejecutar automáticamente el tratamiento de corrección de
distorsiones de la señal de imagen, incluso cuando el aparato de
visualización de imágenes tiene una estructura en la cual se
conectan la unidad de visualización de imágenes y la unidad de
proyección de imágenes con la unidad de conexión que puede cambiar
la posición y la postura relativas de las mismas, lo que hace
posible la visualización de una imagen sin distorsión en la unidad
de visualización de imágenes. Como consecuencia, el tratamiento
para impedir la distorsión de una imagen vista por el observador
puede ser implementado de acuerdo con un cambio en la posición de la
unidad de visualización de imágenes.
La figura 1 es una vista lateral que muestra una
estructura de un aparato de visualización de imágenes al que se
aplica la presente invención. La figura 2 es una vista superior que
muestra la estructura del aparato de visualización de imágenes al
que se aplica la presente invención. La figura 3 es un diagrama de
bloques que muestra una estructura funcional del aparato de
visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra un ángulo de
campo del aparato de visualización de imágenes al que se aplica la
presente invención. La figura 5 es una vista en perspectiva que
muestra la cantidad de desplazamiento del aparato de visualización
de imágenes al que se aplica la presente invención. La figura 6 es
una vista lateral que muestra la cantidad de desplazamiento del
aparato de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención. La figura 7 es un diagrama de bloques que muestra una
estructura para monitorizar e indicar la posición de observación de
un observador en el aparato de visualización de imágenes al que se
aplica la presente invención. La figura 8 es una vista lateral que
muestra una estructura que incluye un mecanismo de accionamiento en
el aparato de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención La figura 9 es un diagrama de bloques que muestra una
estructura funcional, que incluye el mecanismo de accionamiento en
el aparato de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención. La figura10 es un diagrama de flujo que muestra un
procedimiento de tratamiento para accionar el mecanismo de
accionamiento y proyectar una imagen sobre una pantalla en el
aparato de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención. La figura11 es una vista que explica las porciones
amovibles del mecanismo de accionamiento y un mecanismo de conexión
en el aparato de visualización de imágenes al que se aplica la
presente invención. La figura 12 es una vista que explica un
sistema de coordenadas del mecanismo de accionamiento en el aparato
de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención. La figura 13 es una vista que explica un sistema de
coordenadas del mecanismo de conexión en el aparato de
visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 14 es una vista que explica una operación para accionar
linealmente un proyector y alinear un eje óptico del proyector con
la posición central de la pantalla en el aparato de visualización de
imágenes al que se aplica la presente invención. La figura 15 es
una vista que explica una operación para accionar rotativamente el
proyector y alinear el eje óptico del proyector con la posición
central de la pantalla en el aparato de visualización de imágenes
al que se aplica la presente invención. La figura 16 es una vista
lateral que muestra una estructura que incluye un mecanismo de
detección de condiciones para detectar una condición de
visualización de la pantalla en el aparato de visualización de
imágenes al que se aplica la presente invención. La figura 17 es un
diagrama de bloques que muestra una estructura de evaluación de la
condición de visualización de la pantalla y mover la pantalla de
acuerdo con las condiciones de visualización de la pantalla en el
aparato de visualización de imágenes al que se aplica la presente
invención. La figura 18 es una vista en planta de la pantalla para
explicar el sentido de movimiento de la pantalla de acuerdo con un
área de proyección de imágenes que incluye una sombra en el aparato
de visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 19 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento
de tratamiento para evaluar la condición de visualización de la
pantalla y mover la pantalla de acuerdo con la condición de pantalla
en el aparato de visualización de imágenes al que se aplica la
presente invención. La figura 20 es una vista lateral que muestra
una estructura que incluye sensores ópticos en una porción de borde
de la pantalla en el aparato de visualización de imágenes al que se
aplica la presente invención. La figura 21 es un diagrama de bloques
que muestra una estructura para evaluar la condición de
visualización de la pantalla por medio de los sensores ópticos y
para mover la pantalla en el aparato de visualización de imágenes al
que se aplica la presente invención. La figura 22 es un diagrama de
flujo que muestra un procedimiento de tratamiento para evaluar la
condición de visualización de la pantalla por medio de los sensores
ópticos y mover la pantalla en el aparato de visualización de
imágenes al que se aplica la presente invención. La figura 23 es una
vista lateral que muestra una estructura que refleja la luz de
proyección de imágenes del proyector en un espejo y proyectar la
misma en la pantalla en el aparato de visualización de imágenes al
que se aplica la presente invención. La figura 24 es una vista
lateral que muestra una estructura de detección del punto de
observación del observador y establece una posición de altura de la
pantalla igual a la del punto de visualización en el aparato de
visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 25 es una vista lateral que muestra una estructura que
incluye un mecanismo de conexión configurado para dirigir el eje
óptico de la luz de imagen a una posición predeterminada de la
pantalla en el aparato de visualización de imágenes al que se aplica
la presente invención. La figura 26 es una vista explicativa que
muestra una estructura del mecanismo de conexión configurado para
dirigir el eje óptico de la luz de imagen a la posición
predeterminada de la pantalla. La figura 27 es una vista explicativa
que muestra una variación del estado del mecanismo de conexión
configurada para dirigir el eje óptico de la luz de imagen a la
posición predeterminada de la pantalla. La figura 28 es otra vista
explicativa que muestra la variación del estado del mecanismo de
conexión configurado para dirigir el eje óptico de la luz de imagen
a la posición predeterminada de la pantalla. La figura 29 es una
vista lateral de una estructura que incluye un mecanismo de
extensión para ampliar y reducir la distancia entre la pantalla y el
proyector, estando dirigido el eje óptico de la luz de imagen a la
posición predeterminada de la pantalla en el aparato de
visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 30 es una vista lateral que muestra una estructura que
incluye un mecanismo de conexión configurado para mantener constante
una postura de un plano de proyección de la pantalla en el aparato
de visualización de imágenes al que se aplica la presente invención.
La figura 31 es una vista explicativa que muestra una estructura
del mecanismo de conexión configurado para mantener constante la
postura del plano de proyección de la pantalla. La figura 32 es una
vista en perspectiva que muestra una estructura de un mecanismo de
conexión configurado para cambiar arbitrariamente la postura del
plano de proyección de la pantalla. La figura 33 es una vista en
perspectiva que muestra una estructura de un mecanismo de parada de
bloqueo de rotación de un punto articulado del brazo. La figura 34
es una vista explicativa que explica una operación del mecanismo de
parada. La Fig. 35 es una vista lateral que muestra una estructura
que incluye un mecanismo de conexión provisto de una sección de
contrapeso en el aparato de visualización de imágenes al que se
aplica la presente invención.
- 1
- Pantalla (sección de visualización de imágenes)
- 2
- Proyector (sección de proyección de imágenes)
- 3
- Mecanismo de conexión
- 5
- Sensor de distancia
- 6
- Sección de monitorización de punto de vista
- 7
- Sección de función de información
- 11
- Sección de sensores
- 12
- Sección de tratamiento de señal de imagen
- 22
- Sección de tratamiento de corrección
- 21
- Sección de generación de imágenes
- 24
- Sección de cálculo de coordenadas
- 23
- Sección de cálculo de parámetros de corrección
- 31
- Sección de cálculo de parámetros de accionamiento
- 41
- Mecanismo de accionamiento del proyector
- 51
- Mecanismo de accionamiento de pantalla
- 52
- Cámara (mecanismo de detección de condiciones)
- 61
- Sección de tratamiento de imágenes
- 62
- Sección de almacenamiento de tabla de correspondencia
- 63
- Sección de cálculo de posición de accionamiento de la pantalla
- 64
- Sección de cálculo de posición de accionamiento del proyector
- 65
- Sección de cálculo de rango de proyección
- 71
- Sensor óptico
- 81
- Sección de tratamiento de señales de sensores óptico
- 82
- Sección de almacenamiento de tabla de correspondencia
- 83
- Sección de cálculo de posición de accionamiento
- 92
- Actuador rotativo
- 91
- Espejo
- 100
- Lentes
- 101
- Sensor de posición
- 130
- Eje giratorio
- 140
- Sección de contrapeso
En la presente memoria descriptiva y a
continuación, se proporciona una descripción de realizaciones de la
presente invención con referencia a los dibujos.
Como se muestra en una vista lateral de la
figura 1 y en una vista superior de la figura 2, un aparato de
visualización de imágenes con la presente invención se aplica para
proyectar una luz de imagen desde un proyector 2 como unidad de
proyección de imágenes, de acuerdo con una señal de imagen sometida
a un tratamiento de corrección de distorsiones con el fin de
mostrar la luz de imagen sin distorsión en una pantalla 1 como
unidad de visualización de imágenes, que incluye un plano de
proyección de forma arbitraria, con una superficie cóncava orientada
hacia el observador.
En los siguientes ejemplos, se proporciona una
descripción de casos en los que se proyecta una imagen
estereoscópica desde el proyector 2 a la pantalla 1. Sin embargo,
se puede mostrar en la pantalla 1 una imagen estereoscópica. En
este caso, el aparato de visualización de imágenes obliga a que el
usuario utilice gafas polarizadas en las cuales las lentes del ojo
derecho y del izquierdo transmiten los rayos de luz de imagen con
diferentes direcciones de polarización. Alternativamente, el
aparato de visualización de imágenes hace que un usuario use gafas
de obturador de cristal líquido y proyecta rayos de luz de imagen
desde el proyector 2 en un procedimiento por división de tiempo de
que proporciona paralaje entre ellas. En el caso de mostrar una
imagen estereoscópica en una pantalla 1 en el procedimiento de
polarización, la pantalla 1 está fabricada de un material que
mantiene las direcciones de polarización de la luz de imagen, y los
rayos de luz de imagen de los ojos derecho e izquierdo se proyectan
con diferentes direcciones de polarización desde dos ventanas de
proyección de luz del proyector 2. En el caso de mostrar una imagen
estereoscópica en la pantalla 1 en el procedimiento por división de
tiempo, los rayos de luz de imagen de los ojos derecho e izquierdo
se proyectan alternativamente desde una única ventana de proyección
de luz en una de manera por división de tiempo, y la proyección de
los rayos de luz de imagen derecha e izquierda se sincroniza con la
conmutación de los obturadores derecho e izquierdo de las gafas de
obturador de cristal líquido.
Además, como pantalla 1 en la cual se proyecta
una imagen estereoscópica, en el caso del procedimiento de
polarización, se utiliza una denominada pantalla de plata con polvo
de aluminio o similar aplicado sobre una superficie de un plano de
proyección. Además, la forma de la pantalla 1 puede ser no sólo la
cúpula hemisférica que se muestra en la figura 1 o en las
siguientes, sino que también puede ser una pantalla plana, una
pantalla cuadrática usada como parte de un cilindro, o una pantalla
compuesta por varias combinaciones de pantalla de cúpula
hemisférica, pantalla plana, y pantalla cuadrática. Incluso en los
casos de que la pantalla 1 tenga formas tan diversas, el aparato de
visualización de imágenes realiza el tratamiento de corrección de
distorsión de imagen de acuerdo con cada forma.
En este aparato de visualización de imágenes, el
proyector 2 se coloca sobre una mesa de montaje 4. El aparato de
visualización de imágenes incluye un mecanismo de conexión 3 que
conecta el proyector y la pantalla 1 a mecanismos articulados 3a,
3b, 3c en tres lugares y dos brazos 3d y 3e. En el aparato de
visualización de imágenes que se muestra en la figura 2, los dos
mecanismos articulados 3a, 3a están dispuestos en las posiciones a,
a, en ambos extremos del proyector 2 en la dirección del eje X; los
dos mecanismos articulados 3c, 3c están dispuestos en las
posiciones c, c, que se encuentran sustancialmente en el centro de
la pantalla 1 en la dirección del eje Y (vertical) en las porciones
de borde lateral en la dirección del eje X (lateral), y los dos
mecanismos articulados 3b, 3b están dispuestos en los puntos de
articulación de brazo b, b entre los brazos 3d, 3d y los brazos 3e,
3e. Este mecanismo de conexión 3 puede cambiar automáticamente o
manualmente la posición y la postura relativas entre la pantalla 1
y el proyector 2.
En el aparato de visualización de imágenes que
se muestra en las figuras 1 y 2, se muestra el mecanismo de
conexión 3 que cambia la posición y la postura relativas entre la
pantalla 1 y el proyector 2 en las direcciones (longitudinales) del
eje Y y del eje Z pero el mecanismo de conexión 3 también puede
cambiar la posición y la postura relativas en la dirección del eje
X. El aparato de visualización de imágenes en la figura 1 muestra
el caso en el que se coloca el proyector 2 en la mesa de montaje 4.
La mesa de montaje 4 puede incluir ruedas en la cara inferior de
modo que sea móvil. Además, la posición y la postura relativas entre
la pantalla 1 y el proyector 2 podrán ser configuradas para que se
puedan cambiar por medio de las ruedas.
Los mecanismos articulados 3a a 3c del mecanismo
de conexión 3 están configurados para incorporar individualmente
sensores de ángulo que adquieren información de ángulos para
realizar la medida de la posición y la postura relativas entre el
proyector 2 y la pantalla 1. Como se muestra en la figura 1, el
sensor de ángulo incorporado en el mecanismo articulado 3a mide un
ángulo theta a entre un eje óptico del proyector 2 y el brazo 3d; el
sensor de ángulo incorporado en el mecanismo articulado 3b mide un
ángulo theta b entre el brazo 3d y el brazo 3e en el punto b; y el
sensor de ángulo incorporado en el mecanismo articulado 3c mide un
ángulo theta c entre una dirección radial de la pantalla
hemisférica 1 y el brazo 3e.
En este tipo de aparatos de visualización de
imágenes, cuya estructura funcional se muestra en la figura 3, el
proyector 1 y la pantalla 2 están conectados por el mecanismo de
conexión 3, y los tres sensores de ángulo incorporados en los
mecanismos articulados 3a a 3c del mecanismo de conexión 3
constituyen una sección 11 de sensores. Las flechas que se muestran
en la figura 1 indican sentidos positivos de un ángulo theta y los
ángulos theta a, theta b, y theta c.
Los ángulos theta a a theta c detectados por la
sección 11 de sensores son leídos por la sección 12 de tratamiento
de señal de imagen. La sección 12 de tratamiento de señal de imagen
se compone de, por ejemplo, un ordenador personal y similares, e
incluye una sección 21 de generación de imágenes (SECCIÓN DE
CREACIÓN DE IMÁGENES), una sección 22 de tratamiento de corrección,
una sección 23de cálculo de parámetros de corrección, y una sección
24de cálculo de coordenadas, que está conectada a la sección 11 de
sensores.
La sección 24 de cálculo de coordenadas recibe
los ángulo theta a a theta c medidos por la sección 11 de sensores
y calcula una posición relativa c (Xs, Ys, Zs) de la pantalla 1
estableciéndose la posición a (Xp, Yp, Zp) del proyector 2 en el
origen sobre la base de los valores actuales de los ángulos theta a
a theta c y de las longitudes La y Lb archivadas previamente de los
brazos 3d y 3e del mecanismo de conexión 3. La sección 24 de
cálculo de coordenadas calcula la posición relativa entre la
pantalla 1 y el proyector 2, que es un ángulo de rotación de la
pantalla 1 con respecto a la dirección del eje óptico del proyector
2.
La sección 24 de cálculo de coordenadas, por
ejemplo, calcula las posiciones de dirección del eje Z y del eje Y,
Zs y Ys de la pantalla 1 con relación al origen (Xp, Yp, Zp) del
proyector 2, usando las expresiones aritméticas que siguen:
Zs = Lacos(theta a) -
Lbcos((theta a) + (theta
b))
Ys = Lasen(theta a) -
Lbsen((theta a) + (theta
b))
La sección 24 de cálculo de coordenadas también
calcula la posición relativa theta que es un ángulo relativo entre
el eje óptico del proyector 2 y el plano de proyección de la
pantalla 1, utilizando la expresión aritmética que sigue:
postura theta = theta a + theta b +
theta c -
180
La sección 24 de cálculo de coordenadas evalúa,
sobre la base de la posición relativa y de la distancia entre la
pantalla 1 y el proyector 2 y el ángulo de campo del proyector 2, si
la pantalla 1 se encuentra fuera de un rango de proyección del
proyector 2. Cuando la luz de imagen del proyector 2 no se proyecta
en la pantalla 1, la sección 24 de cálculo de coordenadas evalúa
que la pantalla 1 no existe y detiene la proyección de la luz de
imagen.
Deseablemente, la sección 24 de cálculo de
coordenadas calcula la distancia entre la pantalla 1 y el proyector
2; notifica al proyector 2 con respecto al grado de expansión o
condensación de la luz de imagen; y a continuación, controla un
mecanismo de zoom y/o de enfoque del proyector 2. Esto permite que
la luz de imagen se proyecte sobre toda la superficie de la
pantalla 1.
La sección 23 de cálculo de parámetros de
corrección recibe la posición del observador de una imagen
establecida previamente, la forma del plano de proyección de la
pantalla 1, la posición y la postura relativas recibidas de la
sección 24 de cálculo de coordenadas, un valor actual del ángulo de
campo del proyector 2, y la cantidad de desplazamiento que es la
diferencia entre el punto de intersección de un plano virtual de
proyección vertical a la dirección de un eje óptico del proyector 2
establecido previamente con el eje óptico y el punto central de la
imagen proyectada en el plano virtual de proyección. La sección 23
de cálculo de parámetros de corrección crea una tabla de corrección
de distorsión como parámetros de corrección para corregir la
distorsión cuando la señal de imagen se proyecta en la pantalla
1.
Como se muestra en la figura 4, el ángulo de
campo del proyector 2 es un valor que indica un rango de proyección
de imágenes de la luz de imagen proyectada sobre el plano de
proyección virtual proyectada desde el proyector 2. Este plano de
proyección virtual es un plano vertical en el que se sitúa el eje
óptico del proyector 2. El ángulo de campo del proyector 2 es el
ángulo vertical del campo y el ángulo horizontal de campo. Este
ángulo de campo del proyector 2 es la relación de la distancia
entre la posición del proyector 2 y el plano de proyección virtual
con respecto a la altura o anchura de la imagen proyectada en el
plano de proyección virtual. En general, el ángulo de campo del
proyector 2 se expresa en el ángulo que es el arco tangente de la
relación. La sección 23 de cálculo de parámetros de corrección
puede introducir la relación sobre la base de la anchura de la
imagen o la relación sobre la base de la altura de la imagen como
parámetros de corrección.
Como se muestra en la figura 4 y en la figura 5,
la cantidad de desplazamiento incluye la cantidad de desplazamiento
vertical y la horizontal que expresa la distancia del punto central
del eje al punto central de la imagen proyectada en dirección
vertical y horizontal, respectivamente. La figura 5 muestra la
cantidad de desplazamiento vertical y la cantidad de desplazamiento
horizontal, la figura 6 sólo muestra la cantidad de desplazamiento
vertical. Cuanto mayor sea la diferencia con respecto al eje de la
imagen proyectada en la pantalla 1, mayor será la cantidad de
desplazamiento. La distancia desde el eje hasta el punto central de
la imagen proyectada en la pantalla 1 varía de acuerdo con la
relación de la distancia entre el proyector 2 y el plano de
proyección virtual y la cantidad de desplazamiento. Por lo tanto,
la sección 23 de cálculo de parámetros de corrección puede
introducir la relación como parámetros de corrección. La posición de
la luz de imagen y el rango proyectado en la pantalla 1 por el
proyector 2 dependen de la imagen del campo del proyector y de la
cantidad de desplazamiento cuando la posición y la postura
relativas entre el proyector 2 y la pantalla 1 y la forma del plano
de proyección de la pantalla 1 son conocidas.
Esta tabla de corrección de la distorsión es un
mapa de correspondencia entre el plano de proyección plana y un
modelo de malla del plano de proyección de forma arbitraria de la
pantalla 1, de acuerdo con lo cual se realiza la transformación de
coordenadas. Específicamente, la tabla de corrección de distorsión
se utiliza para transformar la señal de imagen para su
visualización en el plano de proyección plana en una señal de
salida de imagen para mostrarla en el plano de proyección de forma
arbitraria sobre una base de píxeles.
La sección 21 de generación de imágenes crea una
señal de imagen plana para proyectar una imagen sobre un plano y
produce como salida la misma a la sección 22 de tratamiento de
corrección. Al recibir la señal de imagen plana desde la sección 21
de generación de imágenes, de acuerdo con los parámetros de
corrección calculados por la sección 23 de cálculo de parámetros de
corrección, la sección 22 de tratamiento de corrección realiza el
tratamiento de corrección de distorsiones para permitir que el
observador visualice una imagen sin distorsión desde la posición
del observador, incluso cuando la señal de imagen plana se proyecta
sobre el plano de proyección de la pantalla 1. La sección 22 de
tratamiento de corrección transforma la señal de imagen plana en la
señal de salida de imagen para mostrarla sobre el plano de
proyección de forma arbitraria sobre una base de píxeles para crear
la señal de imagen de salida y a continuación, envía la misma al
proyector 2. De esta manera, la luz de imagen sometida a la
corrección de distorsión de acuerdo con la posición y la postura
relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 se proyecta sobre la
pantalla 1 por medio del proyector 2.
Como se ha descrito más arriba, con el aparato
de visualización de imágenes al que se aplica la presente invención,
incluso cuando la pantalla 1 y el proyector 2 están conectados por
el mecanismo de conexión 3, la señal de imagen puede ser sometida
automáticamente al tratamiento de corrección de distorsiones
mediante la medida de la posición y la postura relativas entre la
pantalla 1 y el proyector 2, lo que hace posible la visualización
de una imagen sin distorsión en la pantalla 1. Además, con el
aparato de visualización de imágenes, al mostrar una imagen
estereoscópica en la pantalla 1, es posible mostrar una imagen de
inmersión que permite al observador reconocer fácilmente la
profundi-
dad.
dad.
Además, con el aparato de visualización de
imágenes al que se aplica la presente invención, incluso cuando se
cambia la posición de la pantalla 1 a causa de un obstáculo o
similar situado entre la pantalla 1 y el proyector 2, realizando de
nuevo el tratamiento de corrección de distorsiones sobre la base de
los nuevos valores de la posición y la postura relativas entre la
pantalla 1 y el proyector 2, se pueden visualizar una imagen clara
y de inmersión sin distorsión en la pantalla 1 sin que resulte
afectada por una sombra del obstáculo y similares. Por ejemplo,
cuando el observador es un médico, se pueden disponer las posiciones
de la pantalla 1 y del proyector 2 accionando el mecanismo de
conexión 3 para que una cama, medidores, equipos de iluminación, y
otros similares se encuentren entre la pantalla 1 y el proyector 2
en un quirófano. Como consecuencia, incluso en un pequeño espacio
tal como un quirófano, es posible proyectar una imagen de un punto
enfermo de un paciente y permitir que el operador ejecute una
operación, mientras ve una imagen nítida sin distorsión.
\newpage
Además, el aparato de visualización de imágenes
que se explica con referencia a las figuras 1 a 3 puede incluir en
la sección 12 de tratamiento de la señal de imagen una función de
reconocimiento de voz para reconocer las instrucciones orales del
observador o una función de entrada de operación para detectar una
operación del observador y pueden incluir también una unidad para
introducir una instrucción para cambiar la posición y la postura de
la pantalla 1 sobre la base de las instrucciones orales u operación
del observador. Cuando se introduce la instrucción del observador,
el mecanismo de conexión 3 cambia la posición y la postura de la
pantalla 1 de acuerdo con la instrucción con el fin de cambiar la
posición y la postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector
2. La sección 24 de cálculo de coordenadas y la sección 23 de
cálculo de parámetros de corrección de la sección 12 de tratamiento
de las señal de imagen actualiza los parámetros de corrección de
acuerdo con el cambio en la posición y la postura de la pantalla 1,
lo que permite al observador ver una imagen sin distorsión estando
situada la pantalla 1 en una posición de acuerdo con el deseo del
observador.
Además, después de que se cambien la posición y
la postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 de
acuerdo con las instrucciones del observador, deseablemente los
mecanismos articulados 3a a 3c incluyen mecanismos de bloqueo para
fijar la posición y la postura relativas cambiadas entre la pantalla
1 y el proyector 2. Por lo tanto. la posición de la pantalla 1
puede ser fijada con seguridad después de que la posición y la
postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 sean
cambiadas por la instrucción del observador.
Después de fijar la posición y la postura
relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 de esta manera, el
aparato de visualización de imágenes establece previamente la
posición de observación del observador para la posición y la
postura relativas fijadas entre la pantalla 1 y el proyector 2 y
monitoriza la posición de observación del observador. Cuando la
posición de observación del observador monitorizada se desvía de la
posición de observación fijada previamente, el aparato de
visualización de imágenes informa al observador. En otras palabras,
este aparato de visualización de imágenes informa que la imagen que
se muestra en la pantalla 1 no puede ser observada por el
observador en una condición apropiada cuando el punto de observación
del observador se desvía de la posición correcta después de que la
posición y la postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector
2 se orienten una hacia la otra.
Como se muestra en la figura 7, este aparato de
visualización de imágenes incluye, además de la estructura que se
muestra en las figuras 1 y 2, un sensor 5 de medida de distancia y
una sección 6 de monitorización de la posición de visualización
como una unidad de monitorización del punto de vista para
monitorizar la posición de observación del observador y una sección
7 de función de información como una unidad de información.
El sensor 5 de medida de distancia es, por
ejemplo, un sensor de distancia conectado a la pantalla 1. Ejemplos
de este sensor 5 de medida de distancia son: un sensor de medida de
la distancia mediante la proyección de luz infrarroja y la
recepción de la luz reflejada en un reflector de luz fijado a un
artículo determinado usado por el observador tal como, por ejemplo,
el sombrero o la máscara del operador, gafas polarizadas
estereoscópicas en el caso de su utilización durante cirugía
endoscópica en un quirófano, y un sensor de medida de la distancia
basado en una imagen y la captura de un objeto de medida con un
dispositivo de adquisición de la imagen, por ejemplo, las cejas del
operador. La distancia medida por el sensor 5 de medida de distancia
se suministra a la sección 6 de monitorización de la posición de
observación como información de la posición de observación del
observador. Además, el sensor 5 de medida de distancia puede
detectar, por ejemplo, la posición de un pedestal en el que se
encuentra el observador, así como las posiciones de los artículos
utilizados por el observador (operador). En otras palabras, el
objeto que debe ser detectado que indica la posición de observación
del observador sólo tiene que ser un artículo que se mueva cuando la
posición de observación del observador varía, tal como un artículo
usado por el observador o el pedestal sobre el que se encuentra el
observador.
La sección de monitorización de la posición de
observación 6 calcula la distancia entre la posición de observación
del observador y la pantalla 1 a partir de la distancia medida por
el sensor 5 de medida de distancia y supervisa si la distancia
calculada ha sufrido una modificación con respecto a la distancia
entre la posición de visualización previamente almacenada y la
pantalla en un intervalo permitido o superior. Cuando la sección de
monitorización de la posición de observación 6 detecta que la
posición del observador se ha desviado de la posición de observación
previamente determinada, la sección 7 de función de información es
activada.
En lo que se refiere a la posición de
observación del observador establecida previamente en la sección 6
de monitorización de la posición de observación, en un estado en el
que se fijan la posición y la postura relativas entre la pantalla 1
y el proyector 2, la mejor posición de visualización de un
observador para un estado fijo de este tipo puede ser calculada por
la sección 6 de monitorización de la posición de observación como
posición de pie recomendada de un observador (posición de
visualización) sobre la base de la posición relativa c (Xs, Ys, Zs)
de la pantalla 1, estableciéndose la posición a (Xp, Yp, Zp) del
proyector 2 en el origen y la postura relativa entre la pantalla 1
y el proyector 2, que es el ángulo de rotación del proyector 2 con
respecto a la dirección del eje óptico del proyector 2. Aquí, la
posición a (Xp, Yp, Zp) es calculada por la sección 24 de cálculo
de coordenadas de la sección 12 de tratamiento de señales de
imágenes.
La sección 7 de función de información informa
que la posición de observación del observador se ha desviado desde
la posición previamente fijada de acuerdo con la señal de
monitorización de la sección 6 de monitorización de la posición de
visualización. La sección 7 de función de información es una unidad
de salida de sonido que produce como salida un sonido para el
observador cuando la posición de observación del observador se
separa de la posición de visualización previamente establecida; el
proyector 2 cambia el color de la luz de imagen cuando la posición
de observación del observador se separa de la posición de
visualización previamente fijada, y una unidad emisora de luz
proyecta una luz al observador cuando la posición de observación del
observador se ha desviado de la posición de observación establecida
previamente.
La sección 7 de función de información puede
estar configura para ser suministrado con una señal que indica la
cantidad (distancia) que la posición de observación del observador
se ha separado de la posición de visualización previamente fijada y
varía el nivel o forma de la información de acuerdo con la cantidad
de desviación.
Por ejemplo, cuando la sección 7 de función de
información es la unidad de salida de sonido, cuanto mayor sea la
cantidad con la que la posición de observación del observador se ha
separado de la posición de observación previamente fijada, más alto
será el tono del sonido (sonido de frecuencia más alta) que se
genera para informar al observador por medio del sonido cuánto se
ha desviado la posición de observación del observador. Además, el
nivel o forma de la información puede ser cambiado de acuerdo con la
dirección con la que la posición de observación del observador se
ha desviado con respecto a la posición de observación establecida
previamente.
Por ejemplo, cuando la sección 7 de función de
información es la unidad de proyección de luz, de acuerdo con la
cantidad y la dirección con las que la posición de observación del
observador se ha separado de la posición de observación previamente
fijada, la intensidad, la frecuencia de parpadeo, y el color de la
luz emitida pueden ser variados. Esto hace posible informar cuánto
se ha desviado la posición de observación del observador con
respecto a la posición de observación previamente fijada y al mismo
tiempo informar de la dirección de la desviación.
Además, cuando el proyector 2 se usa como
sección 7 de función de información cuando la posición de
observación del observador se desvía de la posición de observación
previamente fijada, el color de la luz de imagen proyectada desde
el proyector 2 hacia la pantalla 1 pueden ser variada. Por ejemplo,
la sección de tratamiento de la señal de imagen 12 está configurada
para incluir una función de tratamiento de señal para generar
parámetros para cambiar la densidad del color y el tono de la señal
de imagen plana, que es creada por la sección 21 de generación de
imágenes cuando recibe una salida desde la sección de monitorización
de la posición de visualización. La densidad del color y el tono de
la imagen suministrada por la sección 21 de generación de imágenes a
la sección 22 de tratamiento de corrección se cambia de esta manera
para informar simultáneamente que la posición de observación del
observador se ha desviado de la posición de visualización
previamente fijada y la cantidad (distancia) y dirección de la
desviación.
A continuación, se proporciona una descripción
de otro ejemplo de estructura del aparato de visualización de
imágenes al que se aplica la presente invención. En la descripción
que sigue, las mismas estructuras y operaciones que las del aparato
de visualización de imágenes que se ha descrito anteriormente tienen
las mismas cifras de referencia, y las descripciones detalladas del
mismo son omitidas. Sin embargo, es evidente que las estructuras
mencionadas son aplicables a los aparatos de visualización de
imágenes que siguen.
En primer lugar, se proporciona una descripción
de una estructura capaz de cambiar arbitrariamente la posición del
proyector 2 en el aparato de visualización de imágenes al que se
aplica la presente invención con referencia a las figuras 8 a
15.
Como se muestra en la figura 8, el aparato de
visualización de imágenes incluye, como mecanismo de conexión 3, un
mecanismo 41 de accionamiento del proyector que activa una dirección
con la que el proyector 2 proyecta la luz de imagen de modo que el
eje óptico de la luz de la imagen proyectada por el proyector 2
coincide con una posición determinada de la pantalla 1. Este
mecanismo 41 de accionamiento del proyector se proporciona en la
mesa de montaje 4. El mecanismo 41 de accionamiento del proyector
soporta el proyector 2 y acciona el proyector 2 en el sentido
vertical y lateral. El mecanismo 41 de accionamiento del proyector
se compone, por ejemplo, de una combinación de actuadores lineales
y rotativos.
La sección 12 de tratamiento de la señal de
imagen, como se muestra en la figura 9, incluye una sección 31 de
cálculo de parámetros de accionamiento que recibe la posición y la
postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 medidos y
calculados por la sección 11 de sensores y la sección 24 de cálculo
de coordenadas y calcula la dirección y la cantidad de
accionamiento del mecanismo 41 de accionamiento del proyector para
que el eje óptico del proyector 2 esté dirigido al centro de la
pantalla 1 como posición predeterminada.
La sección 31 de cálculo de parámetros de
accionamiento suministra los parámetros de accionamiento que
incluyen la dirección y la cantidad de accionamiento del mecanismo
41 de accionamiento al mecanismo 41 de accionamiento del proyector
y hace que el mecanismo 41 de accionamiento del proyector cambie la
posición del proyector 2. Además, la sección 31 de cálculo de
parámetros de accionamiento suministra información de la posición y
la postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2, que han
sido calculados por la sección 24 de cálculo de coordenadas y los
parámetros de accionamiento a la sección 23 de cálculo de corrección
de los parámetros. El tratamiento para calcular los parámetros de
accionamiento por la sección 31 de cálculo de parámetros de
accionamiento se describe más adelante.
La sección 23 de cálculo de parámetros de
corrección calcula la posición y la postura relativas calculadas
por la sección 24 de cálculo de coordenadas como respuesta a la
dirección con la que el proyector 2 proyecta la luz de imagen, que
es cambiada por el mecanismo 41 de accionamiento del proyector y
actualiza los parámetros de corrección después del cambio.
En el aparato de visualización de imágenes
estructurado de esta manera, cuyo procedimiento de operación se
muestra en la figura 10, cuando la sección 11 de sensores detecta el
movimiento de la pantalla 1 en el paso S1, la sección 24 de cálculo
de coordenadas lee un valor de sensor de la sección 11 de sensores
en el paso S2, y la sección 24 de cálculo de coordenadas calcula la
posición y la postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector
2 y produce como salida la misma a la sección 31 de cálculo de
parámetros de accionamiento en el paso S3.
En el paso S4, la sección 31 de cálculo de
parámetros de accionamiento calcula, a partir de la posición y la
postura relativas actuales, los parámetros 41 de accionamiento del
proyector que permiten que el eje óptico del proyector 2 sea
dirigido al centro de la pantalla 1 y envía como salida los
parámetros de accionamiento calculados al mecanismo 41 de
accionamiento del proyector en el paso S5. En el paso S6, los
actuadores lineales o rotativos del mecanismo 41 de accionamiento
del proyector son accionados para cambiar la dirección del eje
óptico del proyector 2.
En el paso siguiente S7, la sección 23 de
cálculo de parámetros de corrección actualiza los parámetros de
corrección sobre la base de la posición y la postura relativas entre
la pantalla 1 y el proyector 2, que ha sido accionado por el
mecanismo 41 de accionamiento del proyector. En el paso S8, la
sección 22 de tratamiento de corrección realiza el tratamiento de
corrección de la distorsión de la señal de imagen plana, de acuerdo
con los parámetros de corrección para el mecanismo 41 de
accionamiento del proyector, que ha sido accionado. En el paso 9,
el proyector 2 proyecta la imagen en la pantalla 1, mostrando así
una imagen sin distorsión.
A continuación, se describe el tratamiento para
el cálculo de los parámetros de accionamiento por la sección 31 de
cálculo de parámetros de accionamiento.
Como se muestra en la figura 11, el mecanismo 41
de accionamiento del proyector incluye actuadores lineales 41a, 41b
y 41c (en lo sucesivo denominados actuadores lineales del eje X, del
eje Y, y del eje Z, 41a, 41b, y 41c, respectivamente), que accionan
linealmente el proyector 2 en el eje X, eje Y, y eje Z,
respectivamente. Los actuadores lineales 41a a 41c están anclados a
la mesa de montaje 4 con una articulación de suelo 41 interpuesta
entre ellos y conectada a los actuadores rotativos 41f y 41g con una
articulación de conexión interpuesta entre ellos. El actuador
rotativo 41f es un actuador rotativo que hace rotar el eje óptico A
del proyector 2 alrededor de la articulación de conexión 41e como
eje central. El actuador rotativo 41g es un actuador rotativo que
hace rotar el eje óptico A del proyector 2 alrededor del eje
vertical al eje óptico y el eje de rotación del actuador rotativo.
La figura 11 muestra un estado en el que la pantalla 1 se mueve
automáticamente o manualmente y se encuentra fuera del rango de
proyección del proyector 2.
El mecanismo de conexión 3 está compuesto por un
actuador rotativo 3g (3g_{1}, 3g_{2}), un actuador rotativo 3h
y un actuador rotativo 3i (3i_{1}, 3i_{2}). El actuador rotativo
3g está incorporado en el mecanismo articulado 3a y provisto en una
punta de una articulación a suelo 3f que se extiende desde un punto
de suelo virtual. El actuador rotativo 3h, que se incorpora en el
mecanismo articulado 3b, está provisto del brazo 3d y del actuador
rotativo 3g. El actuador rotativo 3i, que se incorpora en el
mecanismo articulado 3c, está provisto del brazo 3e y del actuador
rotativo 3i. La posición de referencia de la pantalla 1 es la
posición central b de la pantalla 1.
En el mecanismo 41 de accionamiento del
proyector y en el mecanismo de conexión 3 que se ha mencionado más
arriba, como se muestra en las figuras 12 y 13, en un sistema de
coordenadas U, la posición de un plano de suelo del proyector 2 es
^{u}[x_{Bp}, y_{Bp}, z_{Bp}]; la postura del
proyector 2 es ^{u}[e_{1p}, e_{2p}, e_{3p}], la
posición de un plano de suelo de la pantalla 1 es de
^{u}[xBs yBs, zBs], y la postura de la pantalla 2 es
^{u}[e_{1s}, e_{2s}, e_{3s}]. Como se muestra en la
figura 12, los ángulos de las articulaciones rotativas i de los
actuadores rotativos 41f y 41g, que cambian la posición y la postura
del proyector 2, están indicadas por theta ip, y longitudes de las
articulaciones lineales i de los actuadores lineales 41a a 41c, que
cambian la posición y la postura del proyector 2, se indican por
d_{ip}. Como se muestra en la figura 13, en el mecanismo de
conexión 3, que cambia la posición y la postura de la pantalla 1,
los ángulos de las articulaciones rotativas i de los mecanismos
articulado 3a y 3c se indican por theta is.
En el sistema de coordenadas U del aparato de
visualización de imágenes, la posición (X, Y, Z) de la pantalla 1 en
relación con el proyector 2 se expresa mediante las siguientes
expresiones aritméticas 1 a 3.
\newpage
En las expresiones aritméticas 1 y 2, 12 indica
la longitud del brazo 3d; 13, la longitud del brazo 3e; 1s, la
distancia entre el actuador rotativo 3i y la posición central de la
pantalla 1; theta 1s, el ángulo de rotación del actuador rotativo
3g_{1}; theta 2s, el ángulo de rotación del actuador rotativo
3g_{2}; theta 3s, el ángulo de rotación del actuador rotativo 3h;
theta 4s, el ángulo de rotación del actuador rotativo 3i_{1};
theta 5s, el ángulo de rotación del actuador rotativo 3i; 2d_{1p},
la distancia cambiada, el actuador lineal 41a en el eje X;
d_{2p}, la distancia cambiada del actuador lineal 41c en el eje Z;
d_{3p}, la distancia cambiada del actuador lineal 41b en el eje
X; theta 4p, el ángulo de rotación del actuador rotativo 41f y
theta 5p, el ángulo de rotación del actuador rotativo 41g. Para
detalles, como se muestra en la figura 11, theta 1s es el ángulo de
rotación del actuador rotativo 3_{g1}, que rota alrededor de la
articulación de suelo 3f; theta 2s es el ángulo de rotación del
actuador rotativo 3_{g2}, que rota alrededor del brazo 3d y en
una dirección vertical al eje de rotación del actuador rotativo
3g_{1}; theta 3s es el ángulo de rotación del actuador rotativo
3h, que rota alrededor del brazo 3d y en una dirección vertical al
brazo 3e; theta 4s es el ángulo de rotación del actuador rotativo
3i_{1}, que rota alrededor de una dirección paralela al eje de
rotación del actuador rotativo3h; theta 5s es el ángulo de rotación
del actuador rotativo 3i_{2}, que rota alrededor del eje de
rotación del actuador rotativo 3i_{1} y en una dirección
perpendicular a la línea vertical de proyección del plano de la
pantalla 1
En el sistema de coordenadas U del aparato de
visualización de imágenes, la postura (e_{1}, e_{2}, e_{3})
de la pantalla 1 en relación con el proyector 2 se expresa por las
siguientes expresiones aritméticas 4 a 6.
Además, en el sistema de coordenadas U, la
posición ^{u}[x_{s}, y_{s}, z_{s}] de la pantalla 1
se expresa por las siguientes expresiones aritméticas 7 a 9.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Además, en el sistema de coordenadas U, la
postura ^{u}[e_{1s}, e_{2s}, e_{3s}] de la pantalla 1
se expresa por las siguientes expresiones aritméticas 10 a 12.
\vskip1.000000\baselineskip
Además, en el sistema de coordenadas U, la
posición ^{U}[x_{p}, y_{p}, z_{p}] del proyector 2 se
expresa por las siguientes expresiones aritméticas 13 a 15.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Todavía más, en el sistema de coordenadas U, la
postura ^{U} [e_{1p}, e_{2p}, e_{3p}] del proyector 2 se
expresa por las siguientes expresiones aritméticas 16 a 18.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La posición de la pantalla 1 en relación con
proyector 2, que se expresa por las expresiones aritméticas 1 a 3
se obtiene mediante el cálculo de una relación relativa entre la
posición de la pantalla 1, expresada por las expresiones
aritméticas 7 a 9 y la posición del proyector 2, expresada por las
expresiones aritméticas 13 a 15. La postura de la pantalla 1 en
relación con el proyector 2, que se expresa mediante las siguientes
expresiones aritméticas 4 a 6, se obtiene mediante el cálculo de una
relación relativa entre la postura de la pantalla 1, expresada por
las expresiones aritméticas 10 a 12 y la postura del proyector 2,
expresada por las expresiones aritméticas 16 a 18.
En el aparato de visualización de imágenes que
se ha mencionado más arriba, cuando la posición del proyector 2 es
controlada mediante movimientos de traslación del mecanismo 41 de
accionamiento del proyector, la sección 31 de cálculo de parámetros
de accionamiento controla la distancia de cambio d_{1p} del
proyector 2 en la dirección del X e y la distancia de cambio
d_{3p} del proyector 2 en la dirección del eje Y, de manera que
el eje óptico del proyector 2 esté dirigido a la parte central de la
pantalla 1. Las distancias de cambio d_{1p} y d_{3p}, que
permiten que el eje óptico del proyector 2 se dirija a la parte
central de la pantalla 1, se muestran en las siguientes expresiones
aritméticas 19 y 20.
\vskip1.000000\baselineskip
A, B y Z en las expresiones aritméticas 19 y 20
son expresadas por las siguientes expresiones aritméticas 21 a 23,
respectivamente. A de la expresión aritmética 21 es una posición
relativa de la pantalla 1 del proyector 2 en la dirección del eje X
que se obtiene por la expresión aritmética 1. B de la expresión
aritmética 22 es una posición relativa de la pantalla 1 del
proyector 2 en la dirección del eje Y que se obtiene por la
expresión aritmética 2. Z de la expresión aritmética 23 indica una
posición relativa de la pantalla 1 del proyector 2 en la dirección
del eje Z que se obtiene por la expresión aritmética 3.
Cuando se calcula la distancia de cambio
d_{3p} del proyector 2 en la dirección del eje Y de estas
expresiones aritméticas 19 a 23, la sección 31 de cálculo de
parámetros de accionamiento genera los parámetros de accionamiento
de manera que el proyector 2 se mueva en la distancia de cambio
d_{3p} como se muestra en la figura 14 y acciona el actuador
lineal 41b en la dirección del eje Y, de manera que la parte central
de la pantalla 1 se cruza con el eje óptico del proyector 2.
Cuando la postura del proyector 2 es controlada
por el movimiento de rotación en el mecanismo 41 de accionamiento
del proyector, la sección 31 de cálculo de parámetros de
accionamiento controla los ángulos de rotación theta 4p y theta 5p
del proyector 2, de manera que el eje óptico del proyector 2 esté
dirigido a la parte central de la pantalla 1. Los ángulos de
rotación theta 4p y theta 5p, que permiten que el eje óptico del
proyector 2 se dirija a la parte central de la pantalla 1, se
expresan mediante las siguientes expresiones aritméticas 24 y
25.
X, Y y Z en las expresiones aritméticas 24 y 25
se expresan por las expresiones aritméticas anteriores 26 a 28. A
de la expresión aritmética 26 es una posición relativa entre la
pantalla 1 y el proyector 2 en la dirección del eje X que se
obtiene por la expresión aritmética 1. B de la expresión aritmética
27 es una posición relativa entre la pantalla 1 y el proyector 2 en
la dirección del eje Y que se obtiene por la expresión aritmética
2. Z de la expresión aritmética 28 es una posición relativa entre la
pantalla 1 y el proyector 2 en la dirección del eje Z que se
obtiene por la expresión aritmética 3.
Después de calcular el ángulo de rotación theta
5p del proyector 2 a partir de estas expresiones aritméticas 24 a
26, la sección 31 de cálculo de parámetros de accionamiento genera
los parámetros de accionamiento de manera que el proyector 2 rota
el ángulo de rotación theta 5p, como se muestra en la figura 15 y
hace que el actuador rotativo 41g gire el ángulo theta 5p, de modo
que el eje óptico del proyector 2 cruza la parte central de la
pantalla 1.
Con el aparato de visualización de imágenes
estructurado de esta manera, incluso cuando la pantalla 1 es movida
manualmente y está situada fuera del rango de proyección del
proyector 2 como se muestra en la figura 11, el mecanismo 41 de
accionamiento del proyector puede ser controlado de manera que el
eje óptico del proyector 2 esté dirigido a la parte central de la
pantalla 1. Por lo tanto, es posible proyectar con seguridad una
imagen sin distorsión en la pantalla 1.
A continuación, en el aparato de visualización
de imágenes al que se aplica la presente invención, se proporciona
una descripción de una estructura que permite que la luz de imagen
desde el proyector se proyecte con seguridad sobre toda la
superficie de la pantalla 1, con referencia a las figuras 16 a
23.
Como se muestra en la figura 16, este aparato de
visualización de imágenes incluye un mecanismo de detección de
condiciones 52, que es una cámara que detecta un rango de
visualización de imágenes de la pantalla 1, y evalúa si la luz de
imagen se proyecta sobre toda la superficie de la pantalla 1. Tal
tratamiento de evaluación es realizado por una sección 61 de
tratamiento de imágenes, que se conecta al mecanismo 52 de detección
de condiciones como se muestra en la figura 17. Cuando la sección
61 de tratamiento de imágenes juzga que una imagen no se proyecta
sobre toda la superficie de la pantalla 1, una sección 63 de cálculo
de accionamiento de pantalla se refiere a una tabla de
correspondencias almacenada en una sección 62 de almacenamiento de
tablas de correspondencia, y la posición y la postura relativas
entre la pantalla 1 y el proyector 2 se cambian de manera que la
luz de imagen se proyecte sobre la superficie completa de la
pantalla 1.
Cuando la luz de imagen no se proyecta sobre
toda la superficie de la pantalla 1, la posición y la postura de
solamente la pantalla 1 pueden ser cambiada, o la posición y postura
de solamente el proyector 2 pueden ser cambiada. Alternativamente,
las posiciones y las posturas de la pantalla 1 así como del
proyector 2 podrán modificarse de manera que la luz de imagen desde
el proyector 2 se proyecte sobre toda la superficie de la pantalla
1.
La sección 61 de tratamiento de imágenes de la
sección 12 de tratamiento de señal de imagen recibe una señal de
imagen de la imagen detectada por el mecanismo 52 de detección de
condiciones; analiza la señal de imagen, y a continuación, evalúa
si hay una sombra en la imagen que se muestra en la pantalla 1. Por
ejemplo, cuando hay un grupo de píxeles de menor brillo que una
luminosidad determinada, la sección 61 de tratamiento de imágenes
determina el grupo de píxeles como una sombra. Las causas de la
aparición de una sombra en la pantalla incluyen las situaciones en
las que: un obstáculo se encuentra en el camino óptico desde
proyector 2 a la pantalla 1 bloqueando la luz de imagen, y el
ángulo de rotación de la pantalla 1 con respecto a la dirección del
eje óptico del proyector 2 es grande y una parte de la pantalla 1
bloquea la luz de imagen.
Cuando evalúa que hay una sombra en la pantalla
1, la sección 61 de tratamiento de imágenes evalúa un área de la
pantalla 1, incluyendo la sombra y notifica a la sección 63 de
cálculo de accionamiento de pantalla la misma. La sección 62 de
almacenamiento de la tabla de correspondencia almacena una tabla de
correspondencia que describe una relación de correspondencia entre
el área de la pantalla 1, que incluye la sombra y las direcciones
en las cuales la posición y la postura de la pantalla 1 se cambian y
la cantidad de los cambios. Como consecuencia, la sección 63 de
cálculo de accionamiento de pantalla cal- genera los parámetros de
accionamiento para la pantalla 1 con referencia a la tabla de
correspondencias cuando es notificada por la sección 61 de
tratamiento de imágenes del área que incluye la sombra y produce
como salida una señal de monitorización para accionar un mecanismo
51 de accionamiento de pantalla, que está integrado por los
actuadores rotativos dentro de los mecanismos articulados 3a a 3c,
con el fin de cambiar la posición y la postura de la pantalla 1, de
modo que la sombra no se muestre en la pantalla 1.
La sección 61 de tratamiento de imágenes
establece previamente, por ejemplo, las áreas de proyección de
imágenes 1-1, 1-2,
1-3, 1-4, 1-5,
1-6, 1-7 y 1-8, que
se obtienen al dividir el plano de proyección hemisférico de la
pantalla 1 en ocho áreas, como se muestra en la figura 18 y evalúa
que área de proyección de la imagen incluye una sombra. En la tabla
de correspondencia, la dirección de movimiento y la cantidad de la
pantalla 1 con la que se mueve la pantalla desde un área de
proyección de imágenes que incluye una sombra hacia la posición
central de la misma, son registradas. Por ejemplo, cuando se evalúa
por la sección 61 de tratamiento de imágenes que el área de
proyección de imágenes 1 - 5 incluye una sombra, la pantalla 1 se
mueve en una dirección indicada por una flecha en la figura 18, o
en una dirección desde el área de proyección de imágenes
1-5 al área de proyección de imágenes
1-1.
Cuando los actuadores rotativos dentro de los
mecanismos articulados 3a y 3c son accionados por la señal de
monitorización de la sección 63 de cálculo de accionamiento de
pantalla al mecanismo 51 de accionamiento de la pantalla para
cambiar la posición y la postura de la pantalla 1 en relación con el
proyector 2, los cambios en la posición y la postura de la pantalla
1 son detectados por la sección 11 de sensores. La posición y la
postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2 se vuelven a
calcular, y los parámetros de corrección se actualizan. La señal de
imagen de la sección 21 de generación de imágenes se somete entonces
al tratamiento de corrección de distorsión usando los parámetros de
corrección actualizados, lo que hace posible la visualización de
una imagen en la pantalla 1 sin distorsión y sin sombra.
La sección 12 de tratamiento de señal de imagen
introduce como entrada la posición y la postura relativas entre la
pantalla 1 y el proyector 2 que se obtienen de la sección 24 de
cálculo de coordenadas y calcula un rango de proyección actual del
proyector 2 por medio de la sección 65de cálculo de rango de
proyección. Esta sección 65 de cálculo de rango de proyección
evalúa si la luz de imagen se proyecta sobre toda la superficie de
la pantalla 1, sobre la base de la dirección del eje óptico del
proyector 2, el ángulo de campo del proyector 2, la posición
central de la pantalla 1, la distancia entre la pantalla 1 y el
proyector 2, y similares. Cuando se evalúa que la luz de imagen no
se proyecta sobre toda la superficie de la pantalla 1, una sección
64 de cálculo de accionamiento de proyector genera los parámetros
de accionamiento que cambian la posición y la postura del proyector
2 y acciona el mecanismo 41 de accionamiento del proyector.
\newpage
Después de los actuadores lineales y rotativos
del mecanismo 41 de accionamiento del proyector son accionados para
cambiar la posición y la postura del proyector 2 con respecto a la
pantalla 1, los parámetros de corrección son actualizados por la
sección 23 de cálculo de parámetros de corrección. La señal de
imagen de la sección 21 de generación de imágenes se somete
entonces al tratamiento de corrección de distorsiones utilizando los
parámetros de corrección actualizados, haciendo posible visualizar
una imagen en la pantalla 1 sin distorsión ni sombra.
La operación del aparato de visualización de
imágenes que se ha mencionado más arriba se muestra en la figura
19. La operación que se muestra en la figura 19 incluye una
operación para cambiar la posición y la postura de la pantalla 1
así como una operación para cambiar la posición y la postura del
proyector 2.
En el aparato de visualización de imágenes,
después de que la posición y la postura relativas entre la pantalla
1 y el proyector 2 sean calculadas por el tratamiento de los pasos
S1 a S3, el rango de proyección del proyector 2 se calcula por
medio de la sección 65 de cálculo de rango de proyección en el paso
S11, y se evalúa si la luz de imagen se proyecta dentro de ese
rango de proyección adecuado, de manera que la luz de imagen se
proyecte sobre toda la superficie de la pantalla en un paso S12.
Cuando se evalúa que la luz de imagen se proyecta dentro del rango
de proyección adecuada, el tratamiento continúa al paso S7 y a los
pasos posteriores, y en otro caso, el tratamiento continúa al paso
S13.
En el paso S13, en el aparato de visualización
de imágenes, la posición a la que es accionado el proyector 2 es
calculada por la sección 64 de cálculo de posición del accionamiento
del proyector, de manera que el rango de proyección del proyector 2
se encuentre dentro del rango de proyección adecuado, y los
parámetros de accionamiento son suministrados al mecanismo de
accionamiento 41 del proyector. En el paso S14, los actuadores
lineales y rotativos del mecanismo 41 de accionamiento del proyector
son accionados de esta manera para cambiar la posición y la postura
del proyector 2.
Después de que el rango de proyección del
proyector 2 en el paso S12 sea evaluado que se encuentra dentro del
rango de proyección adecuado, los parámetros de corrección para el
tratamiento de corrección de las distorsiones se calculan teniendo
en cuenta los datos del ángulo de campo ajustado por un mecanismo de
ajuste de zoom/enfoque que se describe más adelante, y el
tratamiento de corrección de las distorsiones se ejecuta para una
señal de imagen plana en el paso S8 usando los parámetros de
corrección calculados. En el paso S9, una imagen es proyectada
entonces por el proyector 2.
En el paso S15 posterior al paso S8, en el
aparato de visualización de imágenes, la sección 61 de tratamiento
de imágenes analiza la condición de proyección de la pantalla 1
detectada por el mecanismo 52 de detección de condiciones y evalúa
si la imagen se proyecta sobre toda la superficie de la pantalla 1.
Cuando la luz de imagen se proyecta en la pantalla 1 sin una sombra,
el tratamiento continúa al paso S19, y la posición y la postura
relativas actuales entre la pantalla 1 y el proyector 2 se
mantienen, dando por concluido el tratamiento.
Por otro lado, cuando se evalúa en el paso S15
que el rango de proyección de imágenes en la pantalla 1 incluye una
sombra, la sección 61 de tratamiento de imágenes calcula el área de
proyección de imágenes que incluye la sombra y notifica a la
sección 63 de cálculo de accionamiento de pantalla.
A continuación, en el paso S16, la sección 63 de
cálculo de accionamiento de pantalla se refiere a la tabla
correspondiente de la sección 62 de almacenamiento de tablas de
correspondencia de acuerdo con el área de imagen de proyección
evaluada en el paso S15 para incluir la sombra; y calcula las
direcciones y las cantidades de movimiento de la posición y la
postura de la pantalla 1, y a continuación proporciona los
parámetros de accionamiento al mecanismo 51 de accionamiento de
pantalla en el paso S17. En el paso S18, los actuadores rotativos
incorporados en los mecanismos articulados 3a y 3c del mecanismo 51
de accionamiento de pantalla puede ser accionados para cambiar la
posición y la postura de la pantalla 1.
En el aparato de visualización de imágenes
descrito con referencia a las figuras 16-19, la luz
de imagen del proyector 2 puede ser proyectada en toda la
superficie de la pantalla 1 por medio de: calcular la distancia
entre la pantalla 1 y el proyector 2 y el grado de expansión o
condensación de la luz de imagen que se proyecta desde el proyector
2 por medio de la sección 24 de cálculo de coordenadas; y controlar
un mecanismo de zoom (para la expansión y la condensación de la luz
de imagen) y un mecanismo de enfoque (para enfocar de acuerdo con
la distancia a la pantalla 1), que están incluidos en el mecanismo
41 de accionamiento del proyector en la figura 16.
En este aparato de visualización de imágenes,
como el tratamiento indicado por las líneas de puntos de la figura
19, cuando en el paso S12 no se juzga que la luz de imagen se
encuentra dentro del rango de proyección adecuado, cuando se
proyecta la luz de imagen sobre toda la superficie de la pantalla 1,
la sección 65 de cálculo de rango de proyección calcula un rango de
proyección deseado del proyector 2 en el paso S31, y el mecanismo
de ajuste de zoom/enfoque del mecanismo 41 de accionamiento del
proyector son accionados de manera que la luz de imagen se proyecta
en el rango de proyección deseado. El zoom y el enfoque pueden ser
ajustados de esta manera para proporcionar un rango de proyección
adecuado en el que la luz de imagen se proyecta sobre toda la
superficie de la pantalla 1.
Además, en el aparato de visualización de
imágenes, la condición de visualización de imágenes de la pantalla
1 podrá ser evaluada no sólo por el mecanismo 52 de detección de
condiciones, sino también por una pluralidad de sensores ópticos 71
para detectar la condición de visualización de imágenes en el borde
periférico de la pantalla 1 como se muestra en la figura 20. En
este tipo de aparatos de visualización de imágenes, como se muestra
en la figura 21, la sección 12 de tratamiento de señal de imagen
incluye una sección 81 de tratamiento de señales de sensores
ópticos, que está conectada a los sensores ópticos 71, una sección
82 de almacenamiento de tablas de correspondencia, y una sección 83
de cálculo de posición de accionamiento.
Los sensores ópticos 71 se proporcionan
individualmente en el borde periférico de los rangos de proyección
de imágenes 1-1 a 1-8, como se
muestra en la figura 18. Cuando hay una sombra en el borde
periférico de la pantalla 1, la aparición de la sombra puede ser
detectada por cualquiera de los sensores ópticos 71. Al detectar la
ocurrencia de la sombra por la cantidad reducida de la luz de imagen
detectada por cualquiera de los sensores ópticos 71, la sección 81
de tratamiento de señales de sensores óptico notifica a la sección
83 de cálculo de posición del accionamiento el área de proyección
de imágenes que incluye la sombra. Como respuesta a la
notificación, con referencia a la tabla de correspondencia de la
sección 82 de almacenamiento de tablas de correspondencias, las
direcciones y las cantidades de movimiento de la posición y la
postura de la pantalla 1 se calculan para controlar los actuadores
del mecanismo 51 de accionamiento de pantalla.
En las operaciones del aparato de visualización
de imágenes que se ha mencionado más arriba, como se muestra en la
figura 22, mientras que una imagen sin distorsión de acuerdo con la
posición y la postura relativas actuales entre la pantalla 1 y el
proyector 2 se muestra por la operación de los pasos S1 a S8, la
sección 81 de tratamiento de señales de sensores ópticos evalúa en
el paso S21 si cualquiera de los sensores ópticos 71, que están
dispuestos en el borde periférico de la pantalla 1, responde a la
ocurrencia de una sombra detectada por una pequeña cantidad
detectada de luz.
Cuando la sección 81 de tratamiento de señales
de sensores ópticos evalúa que cualquiera de los sensores ópticos
71 no ha detectado la aparición de una sombra, el tratamiento
continúa al paso S19. Cuando cualquiera de los sensores ópticos 71
ha detectado la aparición de una sombra, el tratamiento de los pasos
S16 a S18 se realiza para cambiar la posición y la postura de la
pantalla 1, de manera que la sombra no se muestre en la pantalla
1.
A continuación, en el aparato de visualización
de imágenes al que se aplica la presente invención, se proporciona
una descripción de una estructura capaz de proporcionar un rango de
proyección arbitrario de la luz de imagen reflejando la luz de
imagen del proyector 2 en un espejo con referencia a la figura
23.
En este aparato de visualización de imágenes, el
eje óptico del proyector 2 está dirigido en oposición a la pantalla
1, y la luz de imagen proyectada desde el proyector 2 se refleja en
un espejo 91 para ser proyectada en la pantalla 1. En este espejo
91, se proporciona un actuador rotativo 92, que permite que el
ángulo de reflexión de la luz de imagen varíe en función de la
señal de monitorización de la sección 12 de tratamiento de señal de
imagen.
En el aparato de visualización de imágenes
estructurado de esta manera, una posición de proyección de la luz
de imagen, el eje óptico, y el ángulo de campo del proyector 2 están
fijados previamente. La sección 12 de tratamiento de señal de
imagen calcula la posición y la postura actuales de la pantalla 1
para calcular la posición y la postura en la posición central de la
pantalla 1 en relación con la postura (ángulo de rotación) del
espejo 91. A continuación, la sección 12 de tratamiento de señal de
imagen calcula el ángulo de rotación del espejo 91 que permite que
la luz de imagen reflejada en el espejo 91 se proyecte sobre toda la
superficie de la pantalla 1 para la monitorización del actuador
rotativo 92.
La sección 12 de tratamiento de señal de imagen
calcula la posición y postura relativa entre la pantalla 1 y el
espejo 91 para que la luz de imagen reflejada en el espejo 91 se
muestre en toda la superficie de la pantalla 1 sin distorsión para
crear los parámetros de corrección y realizar el tratamiento de
corrección de distorsiones.
Con el aparato de visualización de imágenes
estructurado de esta manera, es posible mostrar una imagen sin
distorsión, incluso cuando no se proporciona el mecanismo 41 de
accionamiento del proyector que cambia la posición y la postura del
proyector 2, y la pantalla 1 se encuentra situada en posición y
postura arbitrarias. Además, es posible aumentar la flexibilidad en
la posición en la que se coloca el proyector 2.
A continuación, en el aparato de visualización
de imágenes al que se aplica la presente invención, se proporciona
una descripción de una estructura que mide la posición del
observador cuando visualiza una imagen.
En el aparato de visualización de imágenes que
se ha descrito previamente, la posición de observación del
observador es establecida previamente para calcular los parámetros
de corrección utilizados en el tratamiento de corrección de
distorsiones. Sin embargo, con este aparato de visualización de
imágenes, un sensor de posición 101 se encuentra unido a las gafas
100 usadas por el observador para detectar la posición del
observador con la sección 12 de tratamiento de señal de imagen.
Para que esta función detecte la posición de visualización del
observador, el sensor de posición 101 es un sensor magnético.
En este tipo de aparatos de visualización de
imágenes, la posición del sensor de posición 101 es detectada en
cada periodo de tiempo predeterminado, y la posición de altura de la
pantalla 1 se controla con el fin de que sea igual a la de la
posición de observación del observador. En este caso, como respuesta
al cambio en la posición y la postura relativas entre la pantalla 1
y el proyector 2, que se realiza cambiando la posición de altura de
la pantalla 1 por medio de los actuadores rotativos de los
mecanismos articulados 3a a 3c, la posición y la postura del
proyector 2 se actualizan, y por lo tanto siempre se muestra una
imagen sin distorsión en toda la superficie de la pantalla 1.
Además, con el aparato de visualización de imágenes, la posición de
la pantalla 1 se puede controlar con el fin de tener una misma
altura que la de la posición de observación del observador, de
manera que la pantalla 1 se dispone en una posición en la que la
visualización de la pantalla 1 es fácilmente visible. Además, la
pantalla 1 se puede orientar directamente al
observador.
observador.
A continuación, se proporciona una descripción
de un aparato de visualización de imágenes al que se aplica la
presente invención, incluyendo el aparato de visualización de
imágenes un mecanismo de conexión 110, que conecta el proyector 2 y
la pantalla 1, como se muestra en la figura 25, en lugar del
mecanismo de conexión 3 que se ha descrito anteriormente.
El mecanismo de conexión 110 está compuesto,
como se muestra en la figura 26(c), por un mecanismo
articulado paralelo que se muestra en la figura 26(a) y un
mecanismo articulado paralelo que se muestra en la figura
26(b) unidos entre sí. El mecanismo articulado paralelo que
se muestra en la figura 26(a) incluye puntos de articulación
de los brazos 111-1, 111-2,
111-3, 111-4 y conecta los brazos en
los cuatro lados con los mecanismos articulados rotativos. El
mecanismo articulado paralelo que se muestra en la figura
26(b) incluye los puntos de articulación del brazo
111-1 y los puntos de articulación de los brazos 111-5, 111-6, 111-7 y conecta los brazos en cuatro lados con mecanismos articulados rotativos. Los puntos de articulación de los brazos 111-1 a 111-8 del mecanismo articulado paralelo que se muestra en la figura 26(c) están compuestos individualmente por mecanismos articulados rotativos en la dirección vertical (la dirección del eje Y) en el dibujo. En la siguiente descripción, los puntos de articulación de los brazos 111-1 a 111-8 del mecanismo de conexión 110 que se muestra en la figura 26(c) se conocen colectivamente como "puntos de articulación del brazo 111".
111-1 y los puntos de articulación de los brazos 111-5, 111-6, 111-7 y conecta los brazos en cuatro lados con mecanismos articulados rotativos. Los puntos de articulación de los brazos 111-1 a 111-8 del mecanismo articulado paralelo que se muestra en la figura 26(c) están compuestos individualmente por mecanismos articulados rotativos en la dirección vertical (la dirección del eje Y) en el dibujo. En la siguiente descripción, los puntos de articulación de los brazos 111-1 a 111-8 del mecanismo de conexión 110 que se muestra en la figura 26(c) se conocen colectivamente como "puntos de articulación del brazo 111".
Cada uno de los mecanismos articulados paralelos
que se muestran en las figuras 26(a) y 26(b) se
compone de dos parejas de brazos paralelos acoplados uno al otro
con los cuatro mecanismos articulado rotativos.
El mecanismo articulado paralelo que se muestra
en la figura 26(a) incluye un brazo 112-1
(un primer brazo), que se fija al proyector 2 en paralelo al eje
óptico del proyector 2 y brazos (segundos brazos) que están
conectados al brazo 112-1 en diferentes posiciones
en la dirección del eje óptico y siempre vertical al plano del
suelo en el que se dispone la articulación de conexión 41e. El
mecanismo articulado paralelo que se muestra en la figura
26(b) incluye dos brazos 112-2 (terceros
brazos) de igual longitud, que están conectados a los brazos
segundos en diferentes posiciones en la dirección vertical y siempre
paralelos al eje óptico de la luz de imagen (siempre paralelos al
brazo 112-1) y los brazos siempre son verticales al
plano del suelo. Los extremos de los brazos 112-2 en
el lado de la pantalla 1 están conectados a un brazo
112-3 (cuarto brazo), que constituye una parte del
borde periférico de la pantalla 1 y están conectados a la posición
central de la pantalla 1 en la dirección de arriba a abajo. Los
puntos de articulación de los brazos
111-5 y 111-6 entre los brazos 112-2 y el brazo 112-3 incorporan mecanismos articulados rotativos, y el brazo 112-3 es siempre vertical al plano del suelo.
111-5 y 111-6 entre los brazos 112-2 y el brazo 112-3 incorporan mecanismos articulados rotativos, y el brazo 112-3 es siempre vertical al plano del suelo.
Cualquiera de los puntos de articulación del
brazo 111 incorpora un actuador rotativo que hace rotar a los
mecanismos articulados rotativos de todos los puntos de articulación
del brazo 111 en la dirección vertical a la dirección arriba y
abajo y al eje óptico del proyector 2. El punto de articulación del
brazo 111 que incorpora el actuador rotativo es cualquiera de los
puntos de articulación de brazos 111-1 a
111-8. Cuando uno de los puntos de articulación del
brazo 111 es accionado y rotado por el actuador rotativo, los
mecanismos articulados rotativos de los otros puntos de
articulación del brazo son accionados y rotados en conjunto unos
con los otros la misma cantidad de rotación que la del actuador
rotativo.
Un lugar deseado en el que se dispone el
actuador rotativo es el punto de articulación del brazo
111-3 o 111-4 en la figura
26(c). La razón para esto es que un miembro pesado, tal como
el actuador rotativo, puede hacer que el peso de todo el mecanismo
de conexión sea más pequeño cuando se encuentra en una porción
conectada al proyector 2 que cuando se dispone en la punta de un
brazo.
Además, el sensor de ángulos que adquiere la
información de ángulo para medir la posición y la postura relativas
entre la pantalla 1 y el proyector 2 se dispone por lo menos en uno
de los puntos de articulación del brazo 111. Sobre la base de la
información del ángulo obtenida por este sensor de ángulos, la
sección 12 de tratamiento de señal de imagen calcula la posición y
la postura relativa entre la pantalla 1 y el proyector 2 y corrige
la luz de imagen proyectada desde proyector 2 de acuerdo con la
posición y la postura relativas calculadas.
Como se muestra en la figura 25, en el mecanismo
de conexión 110 estructurado de esta manera, el brazo
112-1 paralelo al eje óptico de la luz de imagen
proyectada desde el proyector 2, se acopla al proyector 2. Los
mecanismos articulados rotativos en ambos extremos del brazo
112-1 y los otros mecanismos articulados rotativos,
por lo tanto rotan cuando el proyector 2 es accionado por el
mecanismo 41 de accionamiento del proyector en las direcciones de
desplazamiento e inclinación. Por ejemplo, cuando el proyector 2 es
accionado por el mecanismo 41 de accionamiento de proyector del
proyector 2, para dirigir la luz de la imagen hacia arriba en un
estado que se muestra en la figura
27(a), como se muestra en la figura 27(b) todos los mecanismos articulados rotativos rotan para mantener el brazo 112-1 y los brazos 112-2 paralelos. Como se muestra en la figura 28, cuando los puntos de articulación de los brazos 111-1 y 111-7 rotan para accionar el mecanismo de conexión 110 desde el estado de (a) el estado de (b), los brazos 112-2 son siempre paralelos entre sí.
27(a), como se muestra en la figura 27(b) todos los mecanismos articulados rotativos rotan para mantener el brazo 112-1 y los brazos 112-2 paralelos. Como se muestra en la figura 28, cuando los puntos de articulación de los brazos 111-1 y 111-7 rotan para accionar el mecanismo de conexión 110 desde el estado de (a) el estado de (b), los brazos 112-2 son siempre paralelos entre sí.
\newpage
En este momento, en el mecanismo de conexión
110, la suma de los ángulos theta 1 y theta 2 en los puntos de
articulación del brazo 111 es siempre de 180 grados. Como
consecuencia, los brazos 112-1 y
112-2 son siempre paralelos al eje óptico de la luz
de imagen del proyector 2 con independencia de la posición y la
postura relativas entre la pantalla 1 y el proyector 2, de manera
que el eje óptico de la luz de imagen del proyector 2 puede ser
dirigida siempre a la posición central de la pantalla 1.
El aparato de visualización de imágenes que
incluye el mecanismo de conexión 110 que se ha mencionado más
arriba puede incluir mecanismos de extensión 120A y 120B, que
extienden y reducen la longitud de los brazos
122-2, como se muestra en la figura 29. Los
mecanismos de extensión 120A y 120B se extienden o contraen de
forma manual o automáticamente para cambiar la distancia entre la
pantalla 1 y el proyector 2. En el caso de que la longitud de los
brazos 112-2 se configure para que se cambie de
forma automáticamente, los mecanismos de extensión 120A y 120B
necesitan incluir actuadores lineales. Cuando los mecanismos de
extensión 120A y 120B son extendidos y contraídos forma manual o
automática para mover la pantalla 1 desde una posición
predeterminada a la posición indicada por una pantalla 1', que está
más lejos del proyector 2 que la posición predeterminada, la
sección 12 de tratamiento de señales de imágenes realiza la
corrección de distorsión de la luz de imagen proyectada desde el
proyector 2 de acuerdo con el cambio de la distancia relativa entre
la pantalla 1 y el proyector 2.
Esto permite que el aparato de visualización de
imágenes dirija siempre el eje óptico de la imagen de la luz del
proyector 2 a la pantalla 1 e incremente la flexibilidad en las
posiciones de pantalla 1 y del proyector 2 en la dirección
longitudinal.
Además, como se muestra en la figura 30, el
aparato de visualización de imágenes que incluye el mecanismo de
conexión 110 puede incluir una función para mantener siempre el
plano de proyección de la pantalla 1 con un cierto ángulo con
respecto al proyector 2. Esta función es implementada por un brazo
112-4 (quinto brazo), que es siempre paralelo a los
brazos 112-1 y 112-2 y paralelo al
eje óptico de la luz de imagen proyectada desde el proyector 2. Un
extremo del brazo 112-4 se conecta a la posición
central de la pantalla 1 en la dirección hacia arriba y hacia abajo
en el borde periférico de la pantalla 1, y ambos extremos del brazo
112-4 están conectados a dos brazos 112 -3 de la
misma longitud, que se conectan de forma individual a los dos brazos
112-2. Los puntos de articulación del brazo 111 que
conectan los brazos 112-3 y el brazo
112-4 incorporan mecanismos articulados
rotativos.
Como se muestra en la figura 31, el mecanismo de
conexión 110 está compuesto como se muestra en (d), por un
mecanismo articulado paralelo (a), un mecanismo articulado paralelo
(b), y un mecanismo articulado paralelo (c), que se acoplan entre
sí. El mecanismo articulado paralelo (c) incluye puntos de
articulación de los brazos 111-10,
111-5, 111-8, 111-9
y brazos en los cuatro lados conectados por mecanismos articulados
rotativos. El punto de articulación del brazo 111-5
del mecanismo articulado paralelo (b) y el punto de articulación
del brazo 111-5 del mecanismo articulado paralelo
(c) se aplican uno al otro.
Esto permite que el aparato de visualización de
imágenes dirija siempre el plano de proyección de la pantalla 1
hacia el proyector 2 con un cierto ángulo. Por lo tanto, es posible
mostrar siempre una imagen sin distorsión, sin necesidad de
realizar el tratamiento para cambiar los parámetros de corrección de
distorsión para la corrección de distorsión de la luz de la imagen
en los pasos S1 a S7 de la figura 10, incluso cuando el proyector 2
es accionado por el mecanismo 41 de accionamiento del
proyector.
Además, como se muestra en la figura 32, el
aparato de visualización de imágenes que incluye el mecanismo de
conexión 110 puede incluir una función para rotar libremente el
plano de proyección de la pantalla 1 alrededor de la posición
central del plano de proyección en direcciones arbitrarias
ortogonales entre sí en el punto central del plano de
proyección.
Este mecanismo de conexión 110 incluye un
mecanismo de rotación 114, que rota alrededor del brazo
112-3, en la punta del brazo 112-3,
que está conectado a los extremos de los brazos
112-2 en el lado de la pantalla 1 y es vertical al
plano de suelo. Este mecanismo de rotación 114 está conectado a un
brazo 113, que está conectado a ambos extremos de la pantalla 1 en
la dirección horizontal desde el punto central de la misma, en el
borde periférico de la pantalla 1. El mecanismo de rotación 114 es
rotado automática y manualmente. Si el mecanismo de rotación 114
está configurado para rotar automáticamente, el mecanismo de
rotación 114 incorpora un actuador rotativo. Por lo tanto, cuando
el mecanismo de rotación 114 es accionado, el plano de proyección
de la pantalla 1 es rotado por el brazo 113 en la dirección
horizontal alrededor del punto central del plano de proyección en
la dirección hacia arriba y hacia abajo. Además, el mecanismo de
conexión 110 incluye un mecanismo de rotación 115, que hace rotar
el brazo 112-3 y una dirección vertical a una línea
vertical del plano de proyección de la pantalla 1, en un punto de
conexión del brazo 113 y la pantalla 1. Cuando este mecanismo de
rotación 115 es rotado manual o automáticamente, por lo tanto, el
plano de proyección de la pantalla 1 rota alrededor del punto
central del plano de proyección de la pantalla 1 en dirección
horizontal en una dirección antero posterior. Si el mecanismo de
rotación 115 está configurado para rotar automáticamente, el
mecanismo de rotación 115 incorpora un actuador rotativo.
En el caso en el que se proporciona el mecanismo
de conexión 110 estructurado de esta manera, cuando el mecanismo de
rotación 114 o 115 rota para cambiar la postura de la pantalla 1 en
relación con el proyector 2, la sección 12 de tratamiento de
señales de imágenes actualiza los parámetros de la corrección de
distorsión sobre la base de la postura cambiada para hacer que el
proyector 2 proyecte la luz de la imagen sin distorsión.
Con el aparato de visualización de imágenes
anterior, incluso cuando la pantalla 1 rota en la dirección
horizontal y antero posterior, la posición relativa entre el punto
central del plano de proyección y el proyector 2 es fija, por lo
que es posible siempre proyectar la luz de imagen sin distorsión
sobre la pantalla 1.
Además, el aparato de visualización de imágenes
anterior, que incluye el mecanismo de conexión 110, puede incluir
un mecanismo de parada que fija el mecanismo articulado rotativo
como se muestra en la figura 33 en cualquiera de los puntos de
articulación del brazo 111.
Este mecanismo de parada incluye una sección
rotativa 132, que se dispone en un extremo de un brazo 130 que
constituyen el mecanismo de conexión 110, una sección de presión
133, y una sección 134 de generación de fuerza de presión, que se
alojan en un alojamiento 131 de cada punto de articulación del brazo
111. La sección 134 de generación de fuerza de presión se compone
de, por ejemplo, un mecanismo de resorte proporciona una fuerza da
presión generada por el resorte a la sección de presión 133. La
sección de presión 133 se pone en contacto con la sección de
rotación 132 por la fuerza de presión generada por la sección 134 de
generación de fuerza de presión para suprimir la rotación de la
sección rotativa 132.
En el mecanismo de parada, para rotar el brazo
130 conectado al punto de articulación del brazo 111, la sección de
rotación 132 no se presiona contra la sección de presión 133 como se
muestra en la figura 34(a). Para llevar el brazo 130 a un
estado de bloqueo en el cual se impide la rotación del mismo, como
se muestra en la figura 34(b), la fuerza de presión generada
por la sección 134 de generación de fuerza de presión se proporciona
a la sección de presión 133, y la sección rotativa 132 es
presionada por la sección de presión 133 para que no rote.
Con el aparato de visualización de imágenes
anterior, los puntos de articulación del brazo 111 puede ser fijados
de forma estable por los mecanismos de parada sin los actuadores
rotativos en los puntos de articulación del brazo 111, incluso
cuando el mecanismo de conexión 110 es de accionamiento manual para
cambiar la posición y la postura relativas entre la pantalla 1 y el
proyector 2.
Todavía más, como se muestra en la figura 35, el
aparato de visualización de imágenes que incluye el mecanismo de
conexión 110 puede incluir una función en el proyector 2 para
compensar el peso de la pantalla 1.
Esta función se implementa por medio de una
sección de contrapeso 140, que incluye un brazo 141 y una sección
de peso 142. El brazo 141 está conectado a lugares en las
extensiones de los brazos en el lado del plano del suelo, estando
conectados los brazos a ambos extremos del brazo
112-1 y verticales al plano de suelo. La sección de
peso 142 se une a la punta del brazo 141. El brazo 141 es paralelo a
los brazos 112-1 y 112-2. El peso
de la sección de peso 142 se fija en función de la posición deseada
de la pantalla 1 con relación al proyector 2. El peso de la sección
de peso 142 puede ser variado arbitrariamente.
La sección de contrapeso 140 proporciona al
proyector 2 una fuerza que mantiene la postura del proyector 2 en
una postura determinada por un miembro de peso, disponiéndose el
punto central del proyector 2 en una dirección antero posterior
como un punto de apoyo.
Con el aparato de visualización de imágenes que
incluye la sección de contrapeso 140, es posible reducir la fuerza
necesaria para que un operador mueva la pantalla 1 en la dirección
vertical. (dirección del eje Y) y mejorar la operatividad. Además,
impulsar la pantalla 1 con los actuadores requiere menos fuerza de
accionamiento que en la estructura que no incluye la sección de
contrapeso 140.
Las realizaciones que se han mencionado con
anterioridad son sólo ejemplos de la presente invención. Como
consecuencia, la presente invención no está limitada a las
realizaciones que se han mencionado con anterioridad, y es evidente
que diversos cambios se pueden hacer de acuerdo con el diseño y
similares sin separarse del alcance de la idea técnica de acuerdo
con la presente invención, además de las realizaciones.
Por ejemplo, en la descripción anterior, el tipo
de una imagen proyectada desde el proyector 2 a la pantalla 1 no se
especifica. Sin embargo, en un estado en el que se coloca el aparato
de visualización de imágenes en un quirófano y una cámara
endoscópica se inserta directamente en un órgano enfermo en una
operación endoscópica, la información visual (una señal de imagen)
obtenida por la cámara endoscópica se introduce como entrada en el
imagen de la sección generación de imágenes 21 de la sección 12 de
tratamiento de señal de imagen y es proyectada desde el proyector 2
sobre la pantalla 1, por lo que es posible ofrecer una imagen de
profundidad a un operador.
Además, así como la señal de imagen obtenida por
la cámara endoscópica es proyectada desde el proyector 2 en la
pantalla 1, la información de los distintos tipos de equipos de
medida (un esfigmomanómetro y un medidor de la frecuencia del
pulso), que se disponen en el quirófano y las condiciones de medida
de un sujeto pueden ser proyectadas en la pantalla 1. En este caso,
la información que identifica los valores numéricos medidos por el
esfigmomanómetro y por el medidor de frecuencia de pulso se
superponen a la señal de imagen generada por la sección 21 de
generación de imágenes y se somete al tratamiento de corrección de
distorsión de imagen por la sección 22 de tratamiento de
corrección, y a continuación la luz de la imagen se proyecta desde
el proyector 2. Con este aparato de visualización de imágenes, por
lo tanto es posible implementar un quirófano en el que las
condiciones de operación puede ser presentadas al operador creando
por la sección 21 de generación de imágenes una señal de imagen
para las presentes condiciones de operación que incluye una señal de
la imagen capturada por la cámara endoscópica e información
biológica (presión arterial, pulso, y similares) del sujeto y la
proyección de la misma desde el proyector 2 en la pantalla 1.
En este tipo de quirófano, es posible progresar
en una operación mientras se muestra una imagen obtenida desde la
cámara endoscópica para el operador en tiempo real y simultáneamente
mostrar la información biológica actualizada del sujeto en tiempo
real al operador. De esta manera, la imagen de la cámara endoscópica
y la información biológica se puede visualizar desde el mismo punto
de vista. Además, al dar al aparato de visualización de imágenes
una función de navegador en una operación, es posible proporcionar
un quirófano en el que puede ser ejecutar una operación
correctamente y con rapidez.
Además, el aparato de visualización de imágenes
puede constituir un simulador para ejecutar una simulación de
operación virtual en cooperación con un programa de simulación de
operación, por ejemplo, mostrar una imagen del sujeto en la
pantalla 1 por medio de gráficos de ordenador o similares y mostrar
el progreso de la operación en la pantalla 1 por medio de gráficos
de ordenador de acuerdo con el movimiento de las manos del operador
basado en señales de los sensores que se obtienen con guantes con
sensores usados por el operador. En este caso, la sección 21 de
generación de imágenes genera la imagen CG de un lugar quirúrgico de
acuerdo con las señales de los sensores de los guantes con
sensores. Con un simulador de operación de este tipo, puesto que la
imagen que aparece en la pantalla 1 es una imagen sin distorsión, el
observador (operador) se puede sumergir en un mundo de simulaciones
como una realidad virtual sin sentirse extraño con la imagen.
La presente invención proporciona un espacio de
imágenes realista a un observador y está disponible con los
propósitos de proyectar una imagen en una pantalla para crear una
sensación de realización de la imagen.
Claims (17)
1. Un aparato de visualización de imágenes, que
incluye:
- una unidad (2) de proyección de imágenes que recibe la señal de imágenes y proyecta la luz de imágenes;
- una unidad (1) de visualización de imágenes que incluye un plano de proyección de forma arbitraria, sobre el cual se proyecta la luz de imágenes desde la unidad de proyección de imágenes;
- una unidad de conexión (3) que incluye una pluralidad de brazos (3d, 3e) que conectan la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes y un mecanismo articulado (3a, 3b, 3c), que permite que la posición y la postura relativas entre la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes se pueda cambiar de forma manual o automática; una unidad de medida (11) que mide la posición y postura relativas entre la unidad (2) de proyección de imágenes y la unidad (1) de visualización de imágenes, y
- una unidad (12) de tratamiento de señales de imágenes que calcula los parámetros de corrección para la corrección de la distorsión de la luz de la imagen proyectada por la unidad (2) de proyección de imágenes a la unidad (1) de visualización de imágenes basada en la posición y la postura relativas medidas por la unidad de medida (11), una posición de visualización de un observador previamente fijada, la forma del plano de proyección de la unidad (1) de visualización de imágenes, un ángulo de campo de la luz de la imagen proyectada desde la unidad (2) de proyección de imágenes, y la cantidad de desplazamiento que es la diferencia entre el punto en la intersección de un plano de proyección vertical virtual con la dirección de un eje óptico fijado previamente de la unidad (2) de proyección de imágenes con el eje óptico y el punto central de la imagen proyectada sobre el plano de proyección virtual y ejecuta el tratamiento de corrección de distorsiones para la señal de la imagen que se introduce como en la unidad (2) de proyección de imágenes sobre la base de los parámetros de corrección calculados,
- que se caracteriza porque
- como respuesta a la medida de la nueva posición y postura relativas por la unidad de medida (11), la unidad (12) de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección sobre la base de la nueva posición y postura relativas.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que
la unidad de conexión cambia la dirección de
proyección de la luz de una imagen de la unidad de proyección de
imágenes para que coincida con un eje óptico de la luz de la imagen
proyectada por la unidad de proyección de imágenes con una posición
predeterminada del plano de proyección de la unidad de visualización
de imágenes,
la unidad de medida mide la posición y la
postura de la unidad de visualización de imágenes en relación con
la posición y la postura de la unidad de proyección de imágenes como
respuesta al cambio la dirección de proyección de la luz de la
imagen de la unidad de proyección de imágenes por la unidad de
conexión y
como respuesta a la medida de la nueva posición
y postura relativas por la unidad de medida, la unidad de
tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de
corrección sobre la base de la nueva posición y postura
relativas.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende,
además:
- una unidad de evaluación de la condición de visualización que detecta un rango de proyección de imágenes de la unidad de visualización de imágenes y evalúa si la luz de imagen que se proyecta sobre la unidad de visualización de imágenes es completa, en el que
- cuando se evalúa por la unidad de evaluación de condición de visualización que una imagen no se proyecta completa sobre la unidad de visualización de imágenes, la unidad de conexión cambia la posición y la postura relativas entre la unidad de visualización de imágenes y la unidad de proyección de imágenes para que la luz de imagen sea proyecta sobre la totalidad de la unidad de visualización de imágenes, y
- la unidad de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección de acuerdo con las nuevas posición y postura relativas entre la unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de imágenes.
\newpage
4. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que comprende,
además:
- una unidad de evaluación de la condición de visualización que detecta una condición de visualización de imágenes en una porción de borde de la unidad de visualización de imágenes y evalúa si la luz de imagen se proyecta sobre la totalidad de la unidad de visualización de imágenes, en el que
- cuando se evalúa por la unidad de evaluación de la condición de visualización que una imagen no se proyecta sobre la totalidad de la unidad de visualización de imágenes, la unidad de conexión cambia la posición y la postura relativas entre la unidad de visualización de imágenes y la unidad de proyección de imágenes para que la luz de imagen se proyecte sobre la totalidad de la unidad de visualización de imágenes, y
- la unidad de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección de acuerdo con las posición y la postura relativas cambiadas entre la unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
5. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un
espejo que puede cambiar la dirección de la reflexión de la luz de
imagen se dispone entre la unidad de proyección de imágenes y la
unidad de visualización de imágenes, y la luz de imagen de la unidad
de proyección de imágenes es proyectada sobre la unidad de
visualización de imágenes por medio del espejo.
6. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende
además:
- una unidad de medida de posición de visualización que mide la posición de visualización del observador, en el que
- la unidad de conexión controla la altura de la unidad de visualización de imágenes para que coincida con la altura de la posición de observación medida por la unidad de medida de la posición de visualización, y
- la unidad de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección de acuerdo con una variación de la altura de la unidad de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que incluye
además:
- una unidad de entrada de instrucciones que detecta las instrucciones orales o una intervención del observador e introduce como entrada una instrucción para cambiar la posición y la postura de accionamiento de visualización de imágenes sobre la base de las instrucciones orales u operación detectadas, en el que
- la unidad de conexión cambia la posición y la postura de la unidad de visualización de imágenes de acuerdo con las instrucciones introducidas como entrada por la unidad de entrada de instrucciones, y
- la unidad de tratamiento de señales de imágenes actualiza los parámetros de corrección de acuerdo con la posición y la postura cambiadas de la unidad de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
8. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 7, en el que
- la unidad de entrada de instrucciones detecta una instrucción oral o una intervención del observador e introduce como entrada una instrucción para fijar la posición y la postura de la unidad de de visualización de imágenes sobre la base de la instrucción oral o la operación, y
- la unidad de conexión fija la posición y la postura de la unidad de visualización de imágenes de acuerdo con las instrucciones introducidas por la unidad de entrada de instrucciones.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El aparato de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de conexión
incluye:
- un primer brazo que se coloca en paralelo al eje óptico de la luz de la imagen proyectada desde la unidad de proyección de imágenes y se fija a la unidad de proyección de imágenes;
- una pluralidad de brazos segundos que están conectados a diferentes posiciones del primer brazo en la dirección del eje óptico y están verticalmente articulados a un plano de suelo;
\global\parskip0.900000\baselineskip
- una pluralidad de brazos terceros que están conectados a distintas posiciones de cada segundo brazo en la dirección vertical y paralelos al eje óptico de la luz de imagen, y
- un cuarto brazo articulado verticalmente con el plano de suelo desde los brazos terceros y conectado a la unidad de visualización de imágenes, y
- puntos de conexión del brazo primero y de los brazos segundos, puntos de conexión de los brazos segundos y de los brazos terceros y puntos de conexión de los brazos terceros y de los brazos cuartos, que rotan libremente para permitir que el eje óptico de la luz de imagen proyectada desde una unidad de proyección de imágenes se proyecte en una posición arbitraria del plano de proyección de la unidad de de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
10. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 9, en la que
- la unidad de conexión incluye un mecanismo de extensión que cambia la longitud de los brazos segundos y el mecanismo de extensión se extiende o se contrae de forma automática o manual para cambiar la distancia entre la unidad de pantalla de proyección y la unidad de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
11. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 9, que comprende:
- un brazo quinto que fija el plano de proyección de una unidad de visualización de imágenes en un ángulo predeterminado del plano de proyección con respecto a la unidad de proyección de imágenes y está conectado a la unidad de visualización de imágenes en paralelo al eje óptico de la luz de imagen.
\vskip1.000000\baselineskip
12. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 9, en la que
- el cuarto brazo incluye un mecanismo de rotación que permite que la postura de la proyección plana en relación con la unidad de proyección de imágenes rote libremente alrededor de una posición predeterminada del plano de proyección.
\vskip1.000000\baselineskip
13. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 9, en la que
- cualquiera de los puntos de conexión de los brazos primero y segundo, de los brazos segundo y tercero, y de los brazos terceros y cuarto incluye un mecanismo de parada que fija la rotación del punto de conexión para permitir que el eje óptico de la luz de imagen proyectada por la unidad de proyección de imágenes sea proyectada en una posición arbitraria del plano de proyección de una unidad de visualización de imágenes.
\vskip1.000000\baselineskip
14. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con la reivindicación 9, que comprende:
- un contrapeso que genera una fuerza que mantiene la postura de una unidad de proyección de imágenes en una postura predeterminada para mantener la posición de la unidad de visualización de imágenes en relación con la unidad de proyección de imágenes en una posición predeterminada.
\vskip1.000000\baselineskip
15. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en la que la
unidad de proyección de imágenes proyecta rayos de luz de imagen con
un paralaje dado entre ellos, desde una o una pluralidad de
secciones de proyección de luz de imagen para hacer que la unidad de
visualización de imágenes muestre una imagen estereoscópica.
16. La unidad de visualización de imágenes de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que
comprende:
- una unidad de monitorización de puntos de vista que monitoriza la posición de observación del observador y que detecta que la posición de observación monitorizada se ha desviado de la posición de observación establecida previamente; y
- una unidad de información que informa si la unidad de monitorización de los puntos de vista detecta que la posición de observación monitorizada se ha desviado de la posición de observación establecida previamente.
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip1.000000\baselineskip
17. Un procedimiento de corrección de distorsión
de imagen para un aparato de visualización de imágenes, que
incluye:
- una unidad de proyección de imágenes que recibe la señal de imagen y que proyecta la luz de imagen; una unidad de visualización de imágenes que incluye un plano de proyección de forma arbitraria, sobre el cual se proyecta la luz de imagen por medio de una unidad de proyección de imágenes; una unidad de conexión que incluye una pluralidad de brazos que conectan la unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de imágenes y un mecanismo articulado que permite que la posición y la postura relativas entre la unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de imágenes se puedan cambiar manual o automáticamente, y una unidad de medida que mide la posición y la postura relativas entre la unidad de proyección de imágenes y la unidad de visualización de imágenes, comprendiendo el procedimiento de corrección de distorsión de imagen las etapas de calcular los parámetros de corrección para corregir la distorsión de la luz de imagen proyectada desde la unidad de proyección de imágenes sobre la unidad de visualización de imágenes sobre la base de la posición y la postura relativas medidas por la unidad de medida, la posición de visualización del observador previamente fijada, la forma del plano de proyección de la unidad de visualización de imágenes, un ángulo de campo de la luz de la imagen proyectada por la unidad de proyección de imágenes, y la cantidad de desplazamiento que es la diferencia entre el punto de intersección de un plano de proyección vertical virtual a la dirección de un eje óptico fijado previamente de la unidad de proyección de imágenes con el eje óptico y el punto central de la imagen proyectada sobre el plano de proyección virtual, y
- actualizar los parámetros de corrección sobre la base de la nueva posición y postura relativas, como respuesta a la medida de la nueva posición relativa, y la postura por la unidad de medida, y
- ejecutar el tratamiento de corrección de distorsiones de la señal de imagen introducida en la unidad de proyección de imágenes sobre la base de los parámetros de corrección.
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