KR20090010108A - 영상 표시 장치 - Google Patents

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파나소닉 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 영상 표시 장치는 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 화면(5), 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 프로세서(1), 및 상기 투사기(20 및 21), 상기 반사 미러(4), 및 상기 화면(5)을 지지하기 위한 베이스(6)를 포함한다. 투사기(20, 21), 반사 미러(4), 및 화면(5)은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(7)을 구성하고, 영상 표시 장치는 상기 베이스(6)에 대해 수직 방향으로 이동 유닛(7)을 이동시킬 수 있는 리프팅 디바이스(8)를 더 포함한다.

Description

영상 표시 장치{IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 화면에 영상을 표시하는 영상 표시 장치에 관한 것이다.
일본특허공보 제3387487호에는 대화면에 영상을 표시하여 현실감 있는 영상을 관찰자에게 제공할 수 있는 영상 표시 장치에 대해 개시되어 있다. 영상 표시 장치는 관찰자의 시야를 사로 잡을 수 있는 영상을 제공함으로써 관찰자에게 열중감을 줄 수 있다. 넓은 화각, 입체시, 또는 풀-사이즈 비전과 같은 영상을 관찰자에게 단순히 표시할 수 있을 뿐만 아니라 보다 자연스런 관찰을 제공할 수 있는 이러한 영상 표시 장치는 많은 분야에서 필요로 한다.
부언하면, 이러한 영상 표시 장치에서, 사용자의 높이 및 사용자의 사용에 따른 화면의 높이를 사용자가 조정하고 싶어 하는 요구가 있었다. 그렇지만, 위의 영상 표시 장치에서는, 스크린의 위치가 고정되어 있기 때문에, 사용자의 높이 및 사용자의 사용에 따라 화면의 높이를 조정하는 것은 불가능하였다.
전술한 문제를 감안하여, 본 발명의 목적은 사용자의 높이나 영상 표시 장치의 다양한 사용에 따라 화면의 높이를 조정할 수 있는 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
이 실시예의 영상 표시 장치는 영상 신호를 수신하고 영상을 출력하는 영상 투사 수단, 상기 영상 투사 수단으로부터 출력된 영상을 반사하는 반사 미러, 상기 반사 미러에 의해 반사된 영상이 투사되는 임의 형상의 투사면을 가지는 영상 표시 수단, 상기 영상이 왜곡 없이 상기 투사면 상에 표시될 수 있도록 상기 영상 투사 수단에 입력될 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 처리 수단, 및 적어도 상기 영상 투사 수단, 상기 반사, 및 상기 영상 표시 수단을 지지하기 위한 베이스를 포함한다. 본 발명은 상기 영상 투사 수단, 상기 반사 미러, 및 상기 영상 표시 수단은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛을 구성하며, 상기 영상 표시 장치는 상기 이동 유닛을 상기 베이스에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 영상 표시 장치에서, 리프팅 수단은 이동 유닛을 베이스에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있기 때문에, 사용자의 높이 및 영상 표시 장치의 다양한 사용 등에 따라 영상 표시 수단의 높이(즉, 화면)를 조정할 수 있다. 또한, 영상 투사 수단, 반사 미러, 및 영상 표시 수단은 일체로 조립되고 단일의 이동 유닛으로 구성되기 때문에, 영상 투사 수단, 반사 미러, 및 영상 디스플레이 수단 사이의 위치 관계는, 이동 유닛의 높이가 변하여도 변하지 않으며, 이에 따라 영상 표시 장치는 이동 유닛의 높이에 관계 없이 영상 표시 수단에 영상을 왜곡 없이 항상 표시할 수 있다.
또는, 본 발명의 영상 표시 장치는, 영상 신호를 수신하고 영상을 출력하는 영상 투사 수단, 상기 영상 투사 수단으로부터 출력된 영상이 투사되는 임의 형상의 투사면을 가지는 영상 표시 수단, 상기 영상이 왜곡 없이 상기 투사면 상에 표시될 수 있도록 상기 영상 투사 수단에 입력될 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 처리 수단, 및 적어도 상기 영상 투사 수단 및 상기 영상 표시 수단을 지지하기 위한 베이스를 포함할 수 있으며, 상기 영상 투사 수단 및 상기 영상 표시 수단은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛을 구성할 수 있고, 상기 영상 표시 장치는 상기 이동 유닛을 상기 베이스에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 수단을 더 포함할 수 있다.
이 경우에도, 이동 유닛은 베이스에 대해 수직 방향으로 리프팅 수단에 의해 이동될 수 있다. 또한, 영상 투사 수단 및 영상 표시 수단은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛으로 구성되기 때문에, 영상 투사 수단 및 영상 표시 수단 사이의 위치 관계는 이동 유닛의 높이가 변하여도 변하지 않으며, 이에 따라 영상 표시 장치는 이동 유닛의 높이에 관계 없이 영상 표시 수단에 영상을 왜곡 없이 항상 표시할 수 있다.
양호하게, x 축은 관찰자가 상기 영상 표시 수단을 수평으로 바라볼 때 관찰자의 시선을 따르고 y 축은 수직 방향을 따르도록 x 축 및 y 축을 규정한 x-y 좌표에서, 상기 반사 미러의 하부 단부의 위치 (xM, yM)가 이하의 식을 충족하도록 상기 반사 미러가 설치되며,
(yi-y0)xM - (xi-x0)yM
Figure 112008084396114-PCT00001
xoyi - xiy0
여기서 x0 및 y0는 관찰자의 소정의 지점의 x, y 좌표이며, xi 및 yi는 상기 영상 표시 수단의 투사면의 상부 단부의 위치에 대한 x, y 좌표이다.
이 경우, 관찰자는 반사 미러에 의해 가리지 않으면서 소정의 지점으로부터 투사면의 전체 영역을 볼 수 있다.
양호하게, 이동 유닛은 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 경사질 수 있도록 구성되며, 상기 축은 상기 영상 표시 유닛의 수직 방향에 수직이고 상기 투사면의 구경면(aperture plane)에 평행하다. 이 경우, 사용자는 이동 유닛의 높이뿐만 아니라 이동 유닛의 각도까지도 조정할 수 있다.
또한 상기 이동 유닛은 상기 영상 표시 유닛의 수직 방향을 따르는 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 회전 가능하도록 구성된다.
양호하게, 영상 투사 수단은 좌안용 영상을 출력하기 위한 좌안 투사기 및 우안용 영상을 출력하기 위한 우안 투사기를 가져 상기 영상 표시 수단에 3차원 영상을 표시한다.
양호하게, 상기 영상 투사 수단, 상기 반사 미러, 및 상기 영상 표시 수단은 장착 부재를 사용하여 일체로 조립되고, 상기 장착 부재는 오목부가 한 측면에 있는 대략 직사각형의 평행육면체이며, 상기 영상 표시 수단은 오목한 투사면을 가지며, 상기 오목한 투사면은 상기 장착 부재의 오목부에 배치된다. 이 경우, 영상 표시 수단은 장착 부재로부터 돌출하지 않으며, 이에 따라 영상 표시 장치는 소형화될 수 있다.
전술한 경우에, 상기 베이스는 개방된 상부 표면을 가지는 상자형 하우징을 가지며, 상기 장착 부재의 하부 부분은 위아래로 자유로이 이동할 수 있도록 상기 하우징 내에 장착되는 것이 바람직하다. 이 경우, 장착 부재를 상자형 하우징에 장착함으로써 장착 부재를 안정감 있게 지지할 수 있다.
양호하게, 베이스는 이동 가능 하도록 손잡이 및 바퀴를 구비한다. 이 경우, 사용자는 손잡이를 잡고 베이스를 밀어 영상 표시 장치를 손쉽게 이동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 영상 표시 장치의 사용 상황을 설명하는 설명도이다.
도 3은 도 1의 영상 표시 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 영상 표시 장치의 반사 미러의 설치 위치를 설명하는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상 표시 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략도이다.
도 7은 도 6의 영상 표시 장치의 변형을 나타내는 변형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 영상 표시 장치를 도시한다. 영상 표시 장치는 외부 카메라(13)에 연결되어 있고, 카메라(13)가 포착한 영상을 왜곡 없이 화면에 3차원으로 표시하며, 관찰자는 화면 상에서 카메라(13)가 포착한 영상을 관찰하면서 다양한 작업을 수행할 수 있다.
제1 실시예에서, 화면에 3차원 영상을 표시하기 위해, 카메라(13)는 좌안용 영상을 포착하기 위한 좌안 카메라(13a) 및 우안용 영상을 포착하기 위한 우안 카메라(13b)를 포함하며 좌안 카메라(13a) 및 우안 카메라(13b)는 하우징 내에서 서로 평행하게 정렬되어 있다. 카메라(13)는 화면에 2차원 영상을 표시할 때는 단지 하나의 카메라만을 가질 수 있다.
영상 표시 수단은 영상 신호를 수신하고 영상을 각각 출력하는 투사기(20 및 21)(영상 표시 수단), 이 투사기(20 및 21)로부터 출력된 영상을 반사하는 반사 미러(4), 반사 미러(4)에 의해 반사된 영상이 투사되는 반구형 돔의 투사면(50)을 가지는 스크린(5)(영상 표시 수단), 투사면(50) 상에 영상 왜곡 없이 표시될 수 있도록, 카메라(13a, 13b)에 연결되어 투사기(20 및 21)에 입력될 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 프로세서(1)(도 3 참조), 투사기(20 및 21), 반사 미러(4) 및 화면(5)을 지지하기 위한 베이스(6), 및 후술되는 바와 같이 베이스(6)에 대해 수직 방향으로 일체로 조립된 화면(5)을 포함한다.
영상 신호 프로세서(1)는 예를 들어 퍼스널 컴퓨터로 구성되며, 좌안용 영상을 보정하는 좌안 영상 보정기(10)(도 3 참조), 우안용 영상을 보정하는 우안 영상 보정기(10)(도 3 참조), 및 좌안 영상 보정기 및 우안 영상 보정기를 동기화하고 제어하는 제어기(10)(도 3 참조)를 가진다.
좌안 영상 보정기(11)는 좌안용 영상이 왜곡 없이 곡면의 화면(5) 상에 표시될 수 있도록 좌안 카메라(13a)에 연결되고 좌안용 영상 신호에 대한 보정 파라미 터를 연산하며, 상기 보정 파라미터에 기초하여 좌안용 영상을 보정한다. 환언하면, 좌안 영상 보정기(11)는 좌안용 영상에 미리 왜곡을 부여하여 왜곡이 없고 변형이 없는 영상이 화면(5) 상에 표시될 수 있도록 한다.
우안용 영상 보정기(12)는 우안 카메라(13b)에 연결되고, 좌안 영상 카메라의 경우에서와 같이, 우안용 영상이 왜곡 없이 곡면의 화면(5) 상에 표시될 수 있도록 우안 카메라(13b)에 연결되고 우안용 영상 신호에 대한 보정 파라미터를 연산하며, 상기 보정 파라미터에 기초하여 우안용 영상을 보정한다. 환언하면, 우안 영상 보정기(12)는 좌안용 영상에 미리 왜곡을 부여하여 왜곡이 없고 변형이 없는 영상이 화면(5) 상에 표시될 수 있도록 한다.
하나의 투사기(좌안 투사기)(20)는 좌안 영상 보정기(11)에 연결되고, 좌안 영상 보정기(11)에 의해 보정된 좌안용 영상 신호를 수신하여, 렌즈(200)로부터 좌안용 영상을 출력하며, 다른 하나의 투사기(우안 투사기)(21)는 우안 영상 보정기(12)에 연결되고, 좌안 영상 보정기(12)에 의해 보정된 좌안용 영상 신호를 수신하여, 렌즈(210)로부터 좌안용 영상을 출력한다.
또한, 렌즈(200)에는 좌안 편광 필터(30)가 부착되고 렌즈(210)에는 우안 편광 필터(31)가 부착된다. 좌안 편광 필터(30) 및 우안 편광 필터(31)는 서로 다른 환형의 분극된 광이 통과하는 것을 허용한다. 좌안 투사기(20)로부터 출력된 좌안용 영상은 좌안 편광 필터(30)를 통과하고 우안 투사기(21)로부터 출력된 우안용 영상은 우안 편광 필터(31)를 통과한다. 각각의 편광 필터는 환형의 분극된 광이 통과하는 것을 허용하는 것에 제한되지 않으며, 각각의 편광 필터(30, 31)는 선형 으로 분극된 광이 통과하는 것도 허용할 수 있다. 예를 들어, 좌안 편광 필터(30)는 수직 방향의 선형으로 분극된 광이 통과하는 것을 허용하며, 우안 편광 필터(31)는 수평 방향의 선형으로 분극된 광이 통과하는 것을 허용한다.
반사 미러(4)는 관찰자의 시각보다 위에 설치되며, 좌안 투사기(20) 및 우안 투사기(21)로부터 출력된 좌안용 및 우안용 영상을 화면(5)의 투사면(50)에 투사한다.
화면(5)의 투사면(50)은 전술한 바와 같이 반구형 돔 형태의 구성을 가지며, 은 코팅과 같이, 정반사 효과(specular effect)를 가지는 코팅 재료로 코팅된다. 화면은 이른바 실버 스크린이다. 화면(5)의 형상은 반구형 돔형에 제한되지 않지만, 편평한 표면과 정방형 표면으로 이루어지는 복합 화면이 될 수 있다. 화면(5)이 이러한 형태일지라도, 영상 신호 프로세서에 의해 왜곡 없는 영상이 화면에 표시될 수 있다. 또한, 도 1의 화면(5)은 그 외주 주변에 플랜지(프레임)(52)를 가지며, 반구형 돔 형태의 투사면(50)은 플랜지(52) 내부에 형성된다.
투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5)은 장착 부재(70)를 사용하여 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(7)을 구성한다.
보다 상세하게는, 장착 부재(70)는 대략 직사각형의 평행육면체이고, 금속판으로 형성되며, (도 1에서 포지티브 α-축 방향 측 상의) 영상 표시 장치의 전면 측 상의 한 측면에 오목부(701)를 가지며, 그 상부 표면 상에 투사기 하우징(71)을 가진다. 또한, 한 쌍의 아암(714)은 투사기 하우징(71)의 양 측면으로부터 영상 표시 장치의 전면 측으로 연장된다.
장착 부재(70)의 오목부(701)에는 오목형의 투사면(50)이 배치되고, 화면(5)은 장착 부재(70)에 고정된다. 화면(5)이 장착 부재(70)에 고정되면, 화면(5)의 구경면 및 장착 부재(70)의 전면이 대략 하나의 면으로 된다. 오목한 투사면(70)을 가지는 화면(5)을 오목부(701)에 배치함으로써, 화면(5)이 장착 부재(70)로부터 돌출하지 않게 되며, 이에 따라 영상 표시 장치는 소형화될 수 있다.
투사기 하우징(71)은 적어도, 영상 표시 장치의 전면 상에, 개방된 표면을 가지는 상자형으로 되어 있고, 투사기(20 및 21)는 투사기 하우징(71) 내측에 장착되며, 투사기(20 및 21)의 렌즈(200 및 201)는 상기 개방된 표면으로부터 편광 필터(30, 31)를 통해 외부에 대향한다.
반사 미러(4)는 한 쌍의 아암(714)의 전면 단부 상에 소정의 각도로 고정된다.
베이스(6)는 금속판으로 만들어진 대략 직사각형의 평형육면체로 형성되며, 그 전면 표면 측 상에, 개방된 상부 표면을 가지는 상자형의 하우징(61)을 가지며, 하부 단부에 한 쌍의 레그(leg)(60)를 가진다. 각각의 레그(60)는 길이 방향의 양단부에 바퀴(600)를 구비한다. 베이스(6)의 후방 표면의 양측에는 손잡이(62)가 제공된다.
하우징(61) 내에는 위아래로 자유롭게 이동될 수 있도록 이동 유닛(7)의 하부 부분이 설치된다. 상자형 하우징(61)에 이동 유닛(7)의 하부 부분을 설치함으로써, 이동 유닛(7)을 안정하게 지지할 수 있게 된다.
또한, 손잡이(62)와 바퀴(600)를 베이스(6)에 제공함으로써, 사용자는 손잡 이(62)를 잡고 베이스(6)를 밀어 영상 표시 장치를 손쉽게 이동시킬 수 있게 된다.
또한, 이동 유닛(7)의 장착 부재(70)의 측 표면 상에 눈금(703)이 설치되며, 베이스(6)의 측 표면 상에는 삼각형 마크(615)가 설치된다. 그러므로 이 눈금(703)과 삼각형 마크(615)에 의해 이동 유닛(7)(화면(5))의 높이를 잴 수 있다.
리프팅 디바이스(8)는 예를 들어 수압에 의해 이동 유닛(7)을 들어올리기 위한 것이며, 구동 부재(8), 상승 스텝(raising step)(81), 및 하부 레버 노브(82)를 포함한다. 구동 부재(8)는 하우징(61)의 저부 표면(610) 상에 설치되며, 이동 유닛(7)은 구동 부재(8)의 상부 표면(800) 상에 고정되어 설치된다. 상승 스텝(81)및 하부 레버 노브(82)는 하우징(61)의 후방 측면(616) 상에 제공된다. 사용자가 상승 스텝(81)을 위에서 아래로 내디디면, 구동 부재(80)의 상부 표면(800)이 위로 이동한다. 사용자가 상승 스텝(81)을 수회 내디디면, 상부 표면(800)은 더 위로 이동한다. 한편, 사용자가 하부 레버 노브(82)를 반시계방향으로 회전시키면, 구동 부재(80)의 상부 표면(800)은 내려간다. 사용자가 하부 레버 노브(82)를 시계방향으로 회전시키면, 상부 표면(800)의 수직 모션이 잠궈진다. 즉, 이 리프팅 디바이스(8)에서, 사용자는 상승 스텝(81) 및 하부 레버 노브(82)를 동작시킴으로써 베이스(6)에 대해 수직 방향으로 구동 부재(80)의 상부 표면(800)을 위아래로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 리프팅 디바이스(8)의 상부 표면(800) 상에 설치된 이동 유닛(7)은 베이스(6)에 대해 수직 방향으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5)은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(7)을 구성하기 때문에, 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5) 사이의 위치 관계는 이동 유닛(7)이 리프팅 디바이스(8)에 의해 이동될 때에도 고정되어 있으므로, 영상 표시 장치는 이동 유닛(7)의 높이에 관계 없이 화면(5) 상에 왜곡 없는 영상을 항상 표시할 수 있다. 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5)이 일체로 조립되지 않는 경우에는, 화면(5)의 높이가 변하면, 투사기(20 및 21), 반사 미러(4) 및 화면(5) 사이의 위치 관계도 변하고, 이에 의해 화면(5)의 중앙에 영상이 표시되지 않을 수 있거나, 왜곡이 있는 영상이 화면 상에 표시될 수 있다. 그러므로 사용자가 화면(5)의 높이를 변경할 때마다, 사용자는 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5) 사이의 위치 관계를 조정해야만 하며, 그러므로 사용자는 이 위치 관게를 조정하느라 많은 시간과 에너지를 소모하게 된다. 한편, 본 예에서는, 투사기(20 및 21), 반사 미러 및 화면(5)이 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(7)을 구성하기 때문에, 이것들 사이의 위치 관계는 고정되어, 화면(5)의 위치가 리프팅 디바이스(8)에 의해 변하여도 위치 조정 없이 화면(5) 상에 왜곡 없는 영상을 항상 표시할 수 있다.
다음, 본 실시예의 영상 표시 장치의 사용 방법에 대해 이하에 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 이 영상 표시 장치를 사용할 때, 영상 표시 장치의 앞에는 작업대(A)가 놓여 있고, 이 작업대(A) 위에는 작업 대상(B)이 놓여 있다. 카메라(13)는 작업 대상(B)의 영상을 포착할 수 있도록 위치하며(도 2에는 카메라(13)가 도시되어 있지 않음), 카메라(13)가 포착한 영상(즉, 작업 대상(B))은 화면(5) 상에 3차원으로 표시된다. 한 명 이상의 작업자(C)가 화면(5) 상에 표시된 영상을 보면서 작업 대상(B)에 대한 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 카메라(13)는 3차원 내시경이며, 환자(B)가 동작 테이블(A) 위에 누워 있고, 한 명 이상의 의사(C)가 화면(5) 상에 표시된 환부를 보면서 환자(B)에 대한 내시경 수술을 할 수 있다.
이동 유닛(7)은 본 실시예의 영상 표시 장치에서는 위아래로 이동할 수 있기 때문에, 작업자(C)는 리프팅 장치(8)를 조작함으로써 가장 보기 쉬운 위치로 화면(5)의 높이를 조정할 수 있다. 이 때, 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5) 사이의 위치 관계는 고정되어 있기 때문에, 영상 표시 장치는 이동 유닛(7)이 이동할 때 화면(5) 상에 왜곡 없는 영상을 항상 표시할 수 있다. 또한, 영상 표시 장치에는 손잡이(62)와 바퀴(600)가 있기 때문에, 작업자는 손잡이(62)를 잡고 베이스(6)를 밀어 예를 들어 이 방에서 저 방으로 영상 표시 장치를 이동시키는 것이 용이하다. 또한, 이동 유닛(7)의 높이를 낮춤으로써, 예를 들어 방의 문을 통해 영상 표시 장치를 쉽게 들여보낼 수 있게 된다.
다음, 이 영상 표시 장치의 동작에 대해 도 3을 참조하여 설명할 것이다. 먼저, 카메라(13a, 13b)는 작업 대상(B)의 영상을 포착한다. 카메라(13a, 13b)의 영상 신호는 영상 신호 프로세서(1)에 입력되고, 좌안 영상 보정기(11) 및 우안 영상 보정기(12) 각각은 각각의 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하여, 왜곡 없는 영상이 화면(5) 상에 표시될 수 있다. 좌안 영상 보정기(11) 및 우안 영상 보정기(12)는 서로 동기하여 제어기(10)에 의해 제어되며, 보정된 영상 신호는 투사기(20 및 21)에 출력된다. 투사기(20 및 21)는 좌안용 영상 신호 및 우안용 영상 신호를 각각 수신하고 좌안용 및 우안용 영상을 각각 출력한다. 투사기(20 및 21) 로부터 출력된 영상은 좌안 편광 필터(30) 및 우안 편광 필터(31)를 통과하고, 반사 미러(4)에 의해 반사되어, 화면(5)의 투사면(50) 상에 투사된다. 작업자가 화면(5)을 볼 때, 작업자는 입체 안경(9)을 쓰고 있다. 입체 안경(9)은 좌안 부분에서는 좌안 편광 필터(30)와 동일한 편광 방식을 가지는 편광 필터를 가지며, 우안 부분에서는 우안 편광 필터(31)와 동일한 편광 방식을 가지는 편광 필터를 가진다. 입체 안경(9)을 통해 화면(5) 상에 표시된 영상을 봄으로써, 작업자는 입체 영상을 볼 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 영상 표시 장치에서, 사용자는 자신의 높이 영상 표시 장치의 사용에 따라 화면(5)의 높이를 조정할 수 있으며, 또한, 화면의 높이가 변해도, 영상 표시 장치는 왜곡 없는 영상을 화면(5) 상에 항상 표시할 수 있다.
부언하면, 본 실시예에서, 투사기(20 및 21)로부터 출력된 영상은 반사 미러(4)에 의해 화면(5)에 반사된다. 반사 미러(4)가 제공되는 경우에는, 투사기들 및 화면을 일렬로 배치할 필요가 없으므로, 영상 표시 장치의 소형화가 가능하다. 그렇지만, 반사 미러(4)가 제공되면, 반사 미러(4)는 관찰자의 시각에 들어올 수 있고 관찰자의 시야를 가릴 수 있다. 그러므로 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 미러(4)를 사용할 때, x 축은 관찰자 C가 상기 화면(5)(영상 표시 수단)을 수평으로 바라볼 때 관찰자의 시선을 따르고 y 축은 수직 방향을 따르도록 x 축 및 y 축을 규정한 x-y 좌표에서, 상기 반사 미러(4)의 하부 단부의 위치 (xM, yM)가 이하의 식 을 충족하도록 상기 반사 미러(4)가 설치되는 것이 바람직하며,
(yi-y0)xM - (xi-x0)yM
Figure 112008084396114-PCT00002
xoyi - xiy0
여기서 x0 및 y0는 관찰자의 소정 지점의 x, y 좌표이며, xi 및 yi는 상기 화면(5)의 투사면(50)의 상부 단부의 위치에 대한 x, y 좌표이다(xi 및 yi는 투사면(50)의 상부 단부이지, 화면(5)의 플랜지(52)의 상부 단부가 아니다. 즉, xi 및 yi는 화면(5)의 유효 투사면의 상부 단부이다).
전술한 식은 관찰자 C가 소정의 지점(x0, y0)으로부터 반사 미러(4)의 하부 단부를 보는 각도 θM이, 관찰자 C가 소정의 지점(x0, y0)으로부터 화면(5)의 투사면(50)의 상부 단부를 보는 각도 θI보다 큰 영역을 나타낸다(즉, 전술한 식은 θM
Figure 112008084396114-PCT00003
θI를 나타낸다). 그러므로, 반사 미러(4)의 하부 단부의 위치(xM, yM)가 전술한 식을 만족할 때, 관찰자 C는 반사 미러(4)에 의해 가려지지 않으면서 투사면(50)의 전체 영역을 볼 수 있도록, 반사기(4)가 설치된다.
본 실시예에서는, 투사기(20 및 21)로부터 출력된 영상이 반사 미러(4)를 통해 화면(5) 상에 투사되지만, 투사기(20 및 21)는 화면(5)과 대향하도록 아암(714)의 전면 측 상에 설치될 수 있으며, 투사기(20 및 21)로부터 출력된 영상이 화면(5) 상에 직접 투사될 수 있다. 즉, 본 실시예의 영상 장치는 투사기(20 및 21), 화면(5), 영상 신호 프로세서(1), 및 투사기(20 및 21) 및 화면(5)을 지지하 는 베이스(6)를 포함하며, 투사기(20 및 21) 및 화면(5)은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(도시되지 않음)을 구성하며, 리프팅 디바이스(8)는 이동 유닛을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 영상 신호 프로세서(1) 및 베이스(6)의 구성은 도 1의 영상 신호 장치와 동일하다. 이 경우에 마찬가지로, 이동 유닛은 올려질 수 있기 때문에, 사용자는 리프팅 디바이스(8)를 조작함으로써 화면(5)의 높이를 가장 잘 볼 수 있는 위치로 조정할 수 있다. 또한, 투사기(20 및 21) 및 화면(5) 사이의 위치 관계는 고정되어 있기 때문에, 영상 표시 장치는 이동 유닛이 이동하여도 왜곡 없는 영상을 화면(5) 상에 항상 표시할 수 있다. 또한, 이 경우에도 마찬가지로, 장착 부재의 오목부 내에 화면(5)이 배치되며 장착 부재는 위아래로 자유롭게 이동할 수 있도록 상자형 하우징(61)에 설치된다.
(제2 실시예)
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상 표시 장치를 도시한다. 본 실시예의 기본적인 구성은 장착 부재(70) 및 베이스(6)를 제외하곤, 제1 실시예와 동일하며, 따라서 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙여 여기서 중복 설명을 하지 않는다.
본 실시예의 영상 표시 장치는 축을 중심으로 베이스(6A)에 대해 경사질 수 있도록 구성되며, 상기 축은 상기 영상 표시 유닛의 수직 방향에 수직이고 상기 투사면의 구경면(aperture plane)에 평행하며(즉, 도 5에서 β-축을 중심으로), 또한 상기 영상 표시 장치의 수직 방향을 따르는 축을 중심으로 베이스(6A)에 대해 회전 가능하도록 구성되며(즉, 도 5에서 γ-축을 중심으로), 마찬가지로 수직 방향으로 올려질 수 있도록 구성된다.
본 실시예의 베이스(6A)는 개방된 상부 표면을 가지는 상자형으로 형성되며, 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 각각의 레그(60)에 바퀴(600)를 가진다.
본 실시예의 장착 부재는 하부 장착 부재(72), 중간 장착 부재(73), 및 상부 장착 부재(74)를 가진다.
하부 장착 부재(72)는 예를 들어 금속판으로 만들어진 상자형으로 형성되고, 위아래로 자유롭게 이동 가능하도록 베이스(6A)에 설치된다. 제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 리프팅 디바이스(8)의 구동 부재(80)는 하부 장착 부재(72)와 베이스(6A)의 저부 사이에 형성된다. 하부 장착 부재(72)의 상부 표면(720)의 중앙으로부터 원통형 샤프트(750)가 돌출한다.
중간 장착 부재(73)는 예를 들어 금속판으로 형성되고, 저부 표면에 관통공(735)을 가지며, 하부 장착 부재(72) 위에 설치되어 있어서 하부 장착 부재(72)의 샤프트(750)가 관통공(735)을 관통한다. 이에 의해, 중간 장착 부재(73)는 도 5의 화살표 B의 방향으로 하부 장착 부재(72)에 대해 회전할 수 있다. 중간 장착 부재(73)는 또한 도 5의 Y-축 방향으로 각각의 측면 표면(732)의 상부 부분에 관통공(733)을 가진다.
상부 장착 부재(74)는 예를 들어 금속판으로 형성되며, 도 5의 Y-축 방향으로 각각의 측면 표면의 하부 부분에 관통공(743)을 가진다. 상부 장착 부재(74)는 그 하부 부분이 중간 장착 부재(73)의 상부 부분 위에 중첩되도록, 그리고 상부 장착 부재(74)의 각각의 관통공(743)의 위치가 중간 장착 부재(73)의 각각의 관통 공(733)의 위치에 대응하도록 배치된다. 그런 다음, 각각의 관통공(743, 733)에 볼트(751)을 삽입하고, 이에 의해 상부 장착 부재(74)는 볼트(751)를 중심으로 중간 장착 부재(73)에 대해 경사질 수 있게 된다(즉, 상부 장착 부재(74)는 도 5의 화살표 A의 방향으로 경사질 수 있게 된다).
상부 장착 부재(74)의 전면 측면(도 5에서 포지티브 α-축 방향 측면 상의 표면) 및 중간 장착 부재(73)의 전면 측면에 걸쳐, 화면(5)을 배치하기 위한 오목부(731)가 형성된다. 화면(5)은 이 오목부(731)에 배치되고, 중간 장착부(73)에 고정되지 않으며, 상부 장착부(74)에 대해서만 고정된다. 화면(5)의 후방 표면과 오목부(731) 사이에 정해진 공간이 생기므로, 상부 장착 부재(74)가 중간 장착 부재(73) 쪽으로 경사질 때 화면(5)의 후방 표면과 오목부(731) 사이에 간섭이 생기지 않는다.
제1 실시예의 경우와 마찬가지로, 상부 장착 부재(74)의 상부 부분에 투사기 하우징(71)이 제공되며, 상부 장착 부재(74)에 대해 투사기(20 및 21) 및 반사 미러(4)가 고정된다. 즉, 본 실시예에서, 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5)은 상부 장착 부재(74)를 사용하여 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛(7)을 구성한다.
전술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 영상 표시 장치에서, 리프팅 디바이스(8)가 하부 장착 부재(72)를 올리거나 내릴 때, 이동 유닛(7)은 하부 장착 부재(72) 및 중간 장착 부재(73)를 통해 베이스(6A)에 대해 수직 방향으로 이동된다. 그러므로 사용자는 리프팅 디바이스(8)를 조작함으로써 베이스(6A)에 대해 수직 방 향으로 이동 유닛(7)을 이동시킬 수 있다. 또한, 사용자는 수동 또는 전동으로 중간 장착 부재(73)에 대해 상부 장착 부재(74)를 경사지게 함으로써, 축을 중심으로 베이스(6A)에 대해 이동 유닛(7)을 경사지게 할 수 있으며, 상기 축은 영상 표시 유닛의 수직 방향에 수직이고 투사면(50)의 구경면에 평행하다(즉, 도 5에서 β-축을 중심으로). 또한, 사용자는 하부 장착 부재(72)에 대해 중간 장착 부재(73)를 회전시킴으로써, 영상 표시 유닛의 수직 방향을 따라는 축을 중심으로 베이스(6A)에 대해 이동 유닛을 회전시킬 수 있다(즉, 도 5에서의 γ-축을 중심으로). 투사기(20 및 21), 방사 미러(4), 및 화면(5) 사이의 위치 관게는 고정되어 있기 때문에, 이 영상 표시 장치는 이동 유닛(7)이 베이스(6A)에 대해 이동 및/또는 경사 및/또는 회전되어도 화면(5) 상에 왜곡 없는 영상을 항상 표시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 영상 표시 장치에서, 사용자는 이동 유닛(7)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 베이스(6A)에 대해서도 경사지게 할 수 있고 회전시킬 수 있기 때문에, 사용자는 사용자의 높이 또는 다양한 사용 또는 사용자의 위치에 따라 화면의 높이 및 각도를 더 정밀하게 조정할 수 있다.
본 실시예에서도, 투사기(20 및 21)는 화면(5)과 대향하도록 아암(714)의 전면 측면 상에 배치될 수 있고, 투사기들로부터 출력된 영상은 화면(5)에 직접 투사될 수 있다.
(제3 실시예)
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 영상 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시한다. 본 실시예의 기본적인 구성은 제1 실시예 및 제2 실시예와 동일하며, 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙여 중복 설명하지 않는다.
제1 실시예 및 제2 실시예의 경우와 마찬가지로, 본 실시예의 영상 표시 장치에서, 투사기(20 및 21), 반사 미러(4) 및 화면(5)은 일체로 조립되어 이동 유닛(7)을 구성한다.
본 실시예의 베이스(6B)는 그 한 단부가 바닥(도시되지 않음)에 고정되어 있으며, 2개의 회전 기구(763 및 765), 리프팅 기구, 경사 기구, 및 이동 유닛(7)과 베이스(6B) 사이의 확장 기구(762)를 구비한다.
제1 회전 기구(763)는 이동 유닛(7)과 리프팅 기구(761) 사이에 설치되며, 이동 유닛(7)을 리프팅 기구(761에 대해 도 6의 θ1의 방향으로 회전시킬 수 있다.
리프팅 기구(761)는 제1 회전 기구(763)와 경사 기구(764) 사이에 설치되며, 이동 유닛을 경사 기구(764)에 대해 제1 회전 기구(763)을 통해 위아래로 이동시킬 수 있다.
경사 기구(764)는 리프팅 기구(761)와 확장 기구(762) 사이에 설치되며, 확장 기구(762)에 대해 도 6의 θ2의 방향으로, 리프팅 기구(761) 및 제1 회전 기구(763)를 통해 이동 유닛을 경사지게 할 수 있다.
확장 기구(762)는 경사 기구(764)와 제2 회전 기구(765) 사이에 설치되며, 제2 회전 기구(765)에 대해 도 6의 a-축을 따르는 방향으로 경사 기구(764), 경사 기구(761), 및 제1 회전 기구(763)를 통해 이동 유닛(7)을 이동시킬 수 있다.
제2 회전 기구(765)는 확장 기구(762)와 베이스(6B)의 한 단부 사이에 설치 되며, 베이스(6B)에 대해 도 6의 θ3의 방향으로 확장 기구(762), 경사 기구(764), 리프팅 기구(764), 및 제1 회전 기구(763)를 통해 이동 유닛(7)을 회전시킬 수 있다.
즉, 본 실시예의 영상 표시 장치는 이동 유닛(7)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있고, 2개의 회전 기구(763 및 765), 리프팅 기구(761), 경사 기구(764), 및 확장 기구(762)에 의해 베이스(6B)에 대해 이동 유닛(7)을 경사 및 회전시킬 수 있다. 투사기(20 및 21), 반사 미러(4), 및 화면(5) 사이의 위치 관계는 고정되어 있기 때문에, 본 실시예의 화상 표시 장치는 이동 유닛(7)이 어떻게 이동하든 간에, 화면에 왜곡 없는 영상을 항상 표시할 수 있다.
제2 실시예의 경우에서와 같이, 본 실시예의 영상 표시 장치에서, 사용자는 이동 유닛(7)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 경사 및 회전시킬 수도 있기 때문에, 사용자는 사용자의 높이 또는 다양한 사용 또는 사용자의 위치에 따라 화면의 높이 및 각도를 보다 정밀하게 조정할 수 있다.
회전 기구, 경사 기구, 확장 기구의 조합은 도 6에 제한되지 않으며, 많은 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 7에서, 2개의 회전 기구(766 및 767)을 추가로 설치하고 리프팅 기구(761)을 제거한다.
제3 회전 기구(766)는 확장 기구(762)와 제1 회전 기구(764) 사이에 설치되며, 확장 기구(762)에 대해 도 7의 θ4의 방향으로 제1 회전 기구(764)를 회전시킬 수 있다.
제4 회전 기구(767)는 확장 기구(762)와 제2 회전 기구(765) 사이에 설치되며, 제2 회전 기구(765)에 대해 도 7의 θ5의 방향으로 확장 기구(762)를 회전시킬 수 있다.
이 영상 표시 장치에서, 이동 유닛(7)은 제4 회전 기구(767)의 회전 및 확장 기구(762)의 확장에 의해 베이스(6B)에 대해 위아래로 이동할 수 있다. 즉, 제4 회전 기구(767) 및 확장 기구(762)는 이동 유닛을 베이스(6B)에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 수단을 구성한다. 물론, 도 6의 경우에서와 같이, 이 영상 표시 장치는 베이스(6B)에 대해 이동 유닛(7)을 경사 및 회전시킬 수 있다.
본 실시예에서도, 투사기(20 및 21)는 화면(5)과 대향하도록 배치될 수 있으며, 투사기들로부터 출력된 영상은 화면(5)에 직접 투사될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 많은 분명하고 폭넓은 상이한 실시예들이 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이 이루어질 수 있으며, 첨부된 청구의 범위에 정의된 바와 같은 것을 제외하곤 본 발명은 특정한 실시예에 대해 제한되지 않는다는 것은 당연하다.

Claims (9)

  1. 영상 표시 장치에 있어서,
    영상 신호를 수신하고 영상을 출력하는 영상 투사 수단;
    상기 영상 투사 수단으로부터 출력된 영상을 반사하는 반사 미러;
    상기 반사 미러에 의해 반사된 영상이 투사되는 임의 형상의 투사면을 가지는 영상 표시 수단;
    상기 영상이 왜곡 없이 상기 투사면 상에 표시될 수 있도록 상기 영상 투사 수단에 입력될 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 처리 수단; 및
    적어도 상기 영상 투사 수단, 상기 반사, 및 상기 영상 표시 수단을 지지하기 위한 베이스
    를 포함하며,
    상기 영상 투사 수단, 상기 반사 미러, 및 상기 영상 표시 수단은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛을 구성하며,
    상기 영상 표시 장치는 상기 이동 유닛을 상기 베이스에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 수단을 더 포함하는, 영상 표시 장치.
  2. 영상 표시 장치에 있어서,
    영상 신호를 수신하고 영상을 출력하는 영상 투사 수단;
    상기 영상 투사 수단으로부터 출력된 영상이 투사되는 임의 형상의 투사면을 가지는 영상 표시 수단;
    상기 영상이 왜곡 없이 상기 투사면 상에 표시될 수 있도록 상기 영상 투사 수단에 입력될 영상 신호에 대한 왜곡 보정을 수행하는 영상 신호 처리 수단; 및
    적어도 상기 영상 투사 수단 및 상기 영상 표시 수단을 지지하기 위한 베이스
    를 포함하며,
    상기 영상 투사 수단 및 상기 영상 표시 수단은 일체로 조립되어 단일의 이동 유닛을 구성하며,
    상기 영상 표시 장치는 상기 이동 유닛을 상기 베이스에 대해 수직 방향으로 이동시킬 수 있는 리프팅 수단을 더 포함하는, 영상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    x 축은 관찰자가 상기 영상 표시 수단을 수평으로 바라볼 때 관찰자의 시선을 따르고 y 축은 수직 방향을 따르도록 x 축 및 y 축을 규정한 x-y 좌표에서, 상기 반사 미러의 하부 단부의 위치 (xM, yM)가 이하의 식을 충족하도록 상기 반사 미러가 설치되며,
    (yi-y0)xM - (xi-x0)yM
    Figure 112008084396114-PCT00004
    xoyi - xiy0
    여기서 x0 및 y0는 관찰자의 소정 지점의 x, y 좌표이며, xi 및 yi는 상기 영상 표시 수단의 투사면의 상부 단부의 위치에 대한 x, y 좌표인, 영상 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동 유닛은 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 경사질 수 있도록 구성되며, 상기 축은 상기 영상 표시 유닛의 수직 방향에 수직이고 상기 투사면의 구경면(aperture plane)에 평행한, 영상 표시 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동 유닛은 상기 영상 표시 유닛의 수직 방향을 따르는 축을 중심으로 상기 베이스에 대해 회전 가능하도록 구성된, 영상 표시 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 영상 투사 수단은 좌안용 영상을 출력하기 위한 좌안 투사기 및 우안용 영상을 출력하기 위한 우안 투사기를 가져 상기 영상 표시 수단에 3차원 영상을 표시하는, 영상 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영상 투사 수단, 상기 반사 미러, 및 상기 영상 표시 수단은 장착 부재를 사용하여 일체로 조립되고, 상기 장착 부재는 오목부가 한 측면에 있는 대략 직사각형의 평행육면체이며,
    상기 영상 표시 수단은 오목한 투사면을 가지며, 상기 오목한 투사면은 상기 장착 부재의 오목부에 배치되는, 영상 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스는 개방된 상부 표면을 가지는 상자형 하우징을 가지며,
    상기 장착 부재의 하부 부분은 위아래로 자유로이 이동할 수 있도록 상기 하우징 내에 장착되는, 영상 표시 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스는 이동 가능 하도록 손잡이 및 바퀴를 구비하는, 영상 표시 장치.
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