KR20090030247A - 영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법 - Google Patents

영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법 Download PDF

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Abstract

영상표시장치는 영상신호를 수신하여 영상광을 투영하는 투영기와, 임의의 형상의 투영면을 포함하는 화면(1)을 포함한다. 투영기(2) 및 화면(1)은 링크 기구 3a∼3c와 링크 기구 3d 및 3e와 연결된다. 투영기(2)와 화면(1) 간의 상대적인 위치와 자세는 자동 또는 수동으로 변경될 수 있다. 투영기(2)와 화면(1) 간의 상대적인 위치와 자세가 측정되고, 투영기(2)로부터 화면(1)에 투영된 영상광의 왜곡을 보정하기 위한 보정 파라미터가 사전에 설정된 시청자의 시청 위치와 투영기(2)의 투영면의 형상으로부터 계산된다. 그 계산된 보정 파라미터에 근거하여, 투영기(2)로 입력된 영상 신호는 왜곡 보정 처리를 받는다. 따라서 화면의 위치가 변경되는 경우에도 시청자가 선명한 영상을 보도록 하는 것이 가능하다.
영상, 표시, 왜곡, 보정, 투영기, 화면, 위치, 자세, 파라미터, 시야

Description

영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법{IMAGE DISPLAY APPARATUS AND IMAGE DISTORTION CORRECTION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 시청자에게 사실적인 영상 공간을 제공하기 위하여 영상을 화면 에 투영하여 영상의 실현감을 생성하는 영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법에 관한 것이다.
시청자가 다양한 경험을 모의체험하도록 하는 기술로서, 문헌에 서술된 기술이 알려져 있다.
시각에 의해 획득되는 정보는 인간의 감각에 의해 획득되는 정보의 가장 많은 부분을 차지하고 인간의 모든 감각으로부터 획득되는 정보의 80-85%이기 때문에, 그러한 가상 현실 시스템은 인간의 시야를 커버하는 영상을 제공하여 그 영상에의 몰입감을 준다. 또한 가상 현실에 있어서, 시각에 정보를 제공하는 것은 더욱 사실적인 가상 공간을 생성하기 위하여 가장 중요한 요소이다. 단순히 영상을 제공하는 것뿐만 아니라 넓은 시야, 입체적인 조망, 실물 크기 스케일(scale)의 시계와 같은 보다 자연적인 시감을 실현하기 위한 영상 제공 기술에 대한 요구가 있어 왔다.
이와 같은 가상 현실 생성 시스템은 광시야 영상을 특허 문헌(일본 특허번호 3387487)과 같이 시청자를 에워싸는 반구상의 화면에 왜곡 없이 투영하는 시스템을 포함한다.
<기술적 해결 과제>
한편, 전술한 가상 현실 생성 시스템에 있어서, 비록 시청자가 자유로운 화면 위치에서 영상을 시청하기를 원한다 해도, 화면은 상기 특허 문헌에 기술되어 있는 구조에 있어서는 고정되어 있어, 동일한 위치는 임의로 변경되지 않는다.
본 발명은 전술한 실정을 감안하여 제안되었으며, 본 발명의 목적은 화면 위치가 변경된다 해도 시청자가 선명한 영상을 볼 수 있도록 하는 영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법을 제공하는 것이다.
<기술적 해결 수단>
본 발명에 따른 영상표시장치는 영상신호를 수신하여 영상광을 투영하는 영상투영 유니트(unit); 및 상기 영상투영 유니트로부터의 영상광이 그 위에 투영되는 임의의 형상의 투영면을 포함하는 영상표시 유니트를 포함한다. 상기 과제를 해결하기 위하여, 상기 영상표시장치는 상기 영상투영 유니트와, 상기 영상표시 유니트와, 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세가 수동 또는 자동으로 변하도록 하는 링크 기구를 연결하는 복수의 아암(arm)을 포함하는 접속 유니트; 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하는 측정 유니트; 및 상기 측정 유니트에 의해 측정된 상기 상대적인 위치와 자세, 미리 설정된 시청자의 시청 위치, 상기 영상표시 유니트의 투영면의 형상, 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 시야(field) 각도, 및 상기 영상투영 유니트의 미리 설정된 광축의 방향에 대해 수직인 가상의 투영면의 상기 광축과의 교차점과 상기 가상의 투영면 상에 투영된 영상의 중심점 간의 차이인 이동량에 근거하여, 상기 영상투영 유니트로부터 상기 영상표시 유니트로 투영된 영상광의 왜곡에 대한 보정 파라미터(parameter)를 계산하고, 계산된 보정 파라미터에 근거하여 상기 영상투영 유니트로 입력된 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 수행하는 영상신호처리 유니트를 포함한다.
영상신호를 수신하여 영상광을 투영하는 영상투영 유니트; 상기 영상투영 유니트로부터의 영상광이 그 위에 투영되는 임의의 형상의 투영면을 포함하는 영상표시 유니트; 상기 영상투영 유니트와, 상기 영상표시 유니트와, 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세가 수동 또는 자동으로 변하도록 하는 링크 기구를 연결하는 복수의 아암(arm)을 포함하는 접속 유니트; 및 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하는 측정 유니트를 포함하는 영상표시장치의 영상의 왜곡을 보정하기 위하여, 본 발명에 따른 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법은: 상기 측정 유니트에 의해 측정된 상기 상대적인 위치와 자세, 미리 설정된 시청자의 시청 위치, 상기 영상표시 유니트의 투영면의 형상, 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 시야 각도, 및 상기 영상투영 유니트의 미리 설정된 광축의 방향에 대해 수직인 가상의 투영면의 상기 광축과의 교차점과 상기 가상의 투영면 상에 투영된 영상의 중심점 간의 차이인 이동량에 근거하여, 상기 영상투영 유니트로부터 상기 영상표시 유니트로 투영된 영상광의 왜곡에 대한 보정 파라미터를 계산하고, 계산된 보정 파라미터에 근거하여 상기 영상투영 유니트로 입력된 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 수행한다.
<발명의 효과>
본 발명에 따른 영상표시장치 및 영상표시장치의 영상왜곡 보정방법으로 말미암아, 영상표시 유니트와 영상투영 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하고, 영상표시장치가, 영상표시 유니트와 영상투영 유니트가 그 상대적인 위치와 자세를 변경하는 것이 가능한 접속 유니트와 접속된 구조를 갖는 경우에도 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 자동으로 수행하며, 그에 따라 영상표시 유니트에 의해 영상을 왜곡 없이 표시하는 것이 가능하다. 따라서, 시청자에 의해 시청되는 영상의 왜곡을 방지하기 위한 처리가 영상표시 유니트의 위치의 변경에 따라 실행될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 영상표시장치의 구성을 보여주는 측면도.
도 2는 본 발명이 적용된 영상표시장치의 구성을 보여주는 평면도.
도 3은 본 발명이 적용된 영상표시장치의 기능적 구성을 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명이 적용된 영상표시장치의 시야각을 보여주는 사시도.
도 5는 본 발명이 적용된 영상표시장치의 이동량을 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명이 적용된 영상표시장치의 이동량을 보여주는 측면도.
도 7은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 시청자의 시청 위치를 감시 하여 통지하는 구성을 보여주는 블록도.
도 8은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 구동 기구를 구비하는 구성을 보여주는 측면도.
도 9는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 구동 기구를 구비하는 기능적 구성을 보여주는 블록도.
도 10은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 구동 기구를 구동하여 화면에 영상을 투영하는 처리 절차를 보여주는 흐름도.
도 11은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 구동 기구 및 접속 기구의 가동부를 설명하는 도면.
도 12는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 구동 기구의 좌표 시스템을 설명하는 도면.
도 13은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 접속 기구의 좌표 시스템을 설명하는 도면.
도 14는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 투영기를 선형적으로 구동하여 투영기의 광축을 화면의 중심 위치에 맞추는 동작을 설명하는 도면.
도 15는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 투영기를 회전 구동하여 투영기의 광축을 화면의 중심 위치에 맞추는 동작을 설명하는 도면.
도 16은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 화면의 표시 상태를 검출하는 상태 검출 기구를 구비한 구성을 보여주는 측면도.
도 17은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 화면의 표시 상태에 따라 화면의 표시 상태를 판정하여 화면을 이동시키는 구성을 보여주는 블록도.
도 18은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 그림자를 포함하는 영상투영 영역에 따른 화면의 이동방향을 설명하기 위한 화면의 평면도.
도 19는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 화면의 표시 상태에 따라 화면의 표시 상태를 판정하여 화면을 이동시키는 처리 절차를 보여주는 흐름도.
도 20은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 화면의 가장자리 부분에 광학 센서를 구비하는 구성을 보여주는 측면도.
도 21은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 광학 센서에 의해 화면의 표시 상태를 판정하여 화면을 이동시키는 구성을 보여주는 블록도.
도 22는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 광학 센서에 의해 화면의 표시 상태를 판정하여 화면을 이동시키는 처리 절차를 보여주는 흐름도.
도 23은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 투영기로부터의 영상광을 거울 상에 반사시켜서 영상광을 화면에 투영하는 구성을 보여주는 측면도.
도 24는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 시청자의 시청점을 검출하여 그 시청점의 높이 위치와 동일한 화면의 높이 위치를 설정하는 구성을 보여주는 측면도.
도 25는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 영상광의 광축이 화면의 소정 위치로 향하도록 구성된 접속 기구를 포함하는 구성을 보여주는 측면도.
도 26은 영상광의 광축이 화면의 소정 위치로 향하도록 구성된 접속 기구의 구성을 보여주는 설명도.
도 27은 영상광의 광축이 화면의 소정 위치로 향하도록 구성된 접속 기구의 상태 변화를 보여주는 설명도.
도 28은 영상광의 광축이 화면의 소정 위치로 향하도록 구성된 접속 기구의 상태 변화를 보여주는 또 다른 설명도.
도 29는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 영상광의 광축이 화면의 소정 위치로 향한 상태에서 화면과 투영기 사이의 거리를 신장 및 축소시키는 신축 기구를 구비한 구성의 측면도.
도 30은 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 화면의 투영면의 자세를 일정하게 유지하도록 구성된 접속 기구를 구비한 구성을 보여주는 측면도.
도 31은 화면의 투영면의 자세를 일정하게 유지하도록 구성된 접속 기구의 구성을 보여주는 설명도.
도 32는 화면의 투영면의 자세를 임의로 변경하도록 구성된 접속 기구의 구성을 보여주는 사시도.
도 33은 아암(arm) 관절점의 회동을 록킹(locking)하는 스토퍼(stopper) 기구의 구성을 보여주는 사시도.
도 34는 고정 기구의 동작을 설명하는 설명도.
도 35는 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서 평형추 부분을 갖는 접속 기구를 구비하는 구성을 보여주는 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...화면(영상표시부) 2...투영기(영상투영부)
3...접속 기구 5...거리 센서
6...시점 감시부 7...통지 기능부
11...센서부 12...영상신호 처리부
21...영상생성부 22...보정처리부
23...보정 파라미터 계산부 24...좌표계산부
31...구동 파라미터 계산부 41...투영기 구동기구
51...화면 구동기구 52...카메라(상태 검출기구)
61...영상처리부 62...대응 테이블 저장부
63...화면 구동위치 계산부 64...투영기 구동위치 계산부
65...투영범위 계산부 71...광센서
81...광센서 신호 처리부 82...대응 테이블 저장부
83...구동위치 계산부 91...거울
92...회전 액츄에이터 100...안경
101...위치 센서 130...회전축
140...평형추 부분
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1의 측면도 및 도 2의 평면도에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 영상표시장치는, 시청자에 대면하는 오목한 면을 갖는 임의의 형상의 투영면을 구비하는 영상표시 유니트로서의 화면(1)에 왜곡 없이 영상광을 표시하기 위하여, 왜곡 보정 처리를 받은 영상 신호에 따라 영상투영 유니트로서의 투영기(2)로부터 영상광을 투영한다.
다음의 예에서는, 비-입체적 영상이 투영기(2)로부터 화면(1)으로 투영되는 경우에 관하여 설명된다. 그러나, 입체적 영상이 화면(1)에 표시될 수도 있다. 이 경우에, 영상표시장치는 사용자로 하여금 우안과 좌안 안경이 영상광선을 서로 다른 편광 방향으로 투과시키는 편광 안경을 착용하도록 하고, 그들 사이에 시차(parallax)를 제공하고 서로 다른 편광 방향을 갖는 여러 형태의 영상 광선을 투영기(2)로부터 편광 방식으로 교대로 투사한다. 또는 영상표시장치는 사용자로 하여금 액정 셔터 안경을 착용하도록 하고, 그들 사이에 시차(parallax)를 제공하는 여러 형태의 영상 광선을 투영기(2)로부터 시분할 방식으로 투사한다. 상기 편광 방식으로 화면(1)에 입체 영상을 표시하는 경우, 화면(1)은 영상광의 편광 방향을 유지하는 물질로 이루어지고, 서로 다른 편광 방향을 갖는 우안 및 좌안 영상광선은 투영기(2)의 두 개의 광 투사창으로부터 투사된다. 상기 시분할 방식으로 화면(1)에 입체 영상을 표시하는 경우, 우안 및 좌안 영상광선은 시분할 방식에서의 단일 광 투사창으로부터 교대로 투사되며, 우안 및 좌안 영상광선의 투사는 액정 셔터 안경의 우측 및 좌측 셔터의 스위칭으로 동기화된다.
또한, 입체 영상이 투영되는 화면으로서, 편광 방식의 경우, 알루미늄 분말등이 투영면의 표면에 적용된 소위 실버(silver) 화면이 사용된다. 더욱이, 화면 (1)의 형상은 도 1에 도시된 반구상의 돔(dome)일 수 있거나, 다음의 것들로서 실린더의 일부를 이용한 평면 화면, 2차 곡면 화면, 또는 반구상의 돔 화면, 평면 화 면 및 2차 곡면 화면의 다양한 조합으로 이루어진 화면일 수도 있다. 그러한 다양한 형상의 화면(1)의 경우에 있어서도, 영상표시장치는 각 형상에 따라 영상 왜곡 보정 처리를 수행한다.
이러한 영상표시장치에 있어서, 투영기(2)는 탑재 테이블(4) 상에 배치된다. 영상표시장치는 투영기(2)와 화면(1)을 링크 기구(3a,3b,3c)를 이용하여 3개의 지점 및 2개의 아암(arm)(3d,3e)으로 연결하는 접속 기구(3)를 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시된 영상표시장치에 있어서, 2개의 링크 기구 3a,3a는 투영기(2)의 양단에 X-축 방향으로 위치 a, a로 제공되고; 2개의 링크 기구 3c,3c는 X-축(측면의) 방향에 있어서의 측면 가장자리 부분에서 Y-축(수직의) 방향으로 실제로 화면(1)의 중심에 있는 위치 c,c로 제공되며; 2개의 링크 기구 3b,3b는 아암 3d,3d와 아암 3e,3e 사이의 아암 연결점 b,b로 제공된다. 이러한 접속 기구(3)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치 및 자세를 자동 또는 수동으로 변경할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 영상표시장치에 있어서, 접속 기구(3)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치 및 자세를 Y-축 및 Z-축(길이의) 방향으로 변경하는 것으로 보이나, 접속 기구(3)는 상대적인 위치 및 자세를 X-축 방향으로 변경할 수도 있다. 도 1에서의 영상표시장치는 투영기(2)가 탑재 테이블(4) 위에 배치된 경우를 보여준다. 탑재 테이블(4)은 이동될 수 있도록 밑면에 다리 바퀴(caster)를 포함할 수 있다. 또한, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세는 다리 바퀴에 의해 변경될 수 있도록 구성될 수 있다.
접속 기구(3)의 링크 기구(3a∼3c)는 투영기(2)와 화면(1) 간의 상대적인 위 치와 자세의 측정을 위한 각도 정보를 획득하는 각도 센서를 개별적으로 결합하도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 링크 기구 3a에 결합된 각도 센서는 투영기(2)의 광축과 아암 3d 사이의 각도 θa를 측정한다; 링크 기구 3b에 결합된 각도 센서는 포인트 b에서 아암 3d와 아암 3e 사이의 각도 θb를 측정한다; 그리고 링크 기구 3c에 결합된 각도 센서는 반구상의 화면(1)의 반지름 방향과 아암 3e 사이의 각도 θc를 측정한다.
그와 같은 영상표시장치에 있어서, 그것(영상표시장치)의 기능적 구성이 도 3에 도시되어 있는 바, 투영기(2)와 화면(1)은 접속 기구(3)에 의해 접속되고, 접속 기구(3)의 링크 기구(3a∼3c)에 결합되어 있는 3개의 각도 센서는 센서부(11)를 구성한다. 도 1에 도시된 화살표들은 각도 θ 및 각도 θa, θb, θc의 양의 (positive) 방향을 나타낸다.
센서부(11)에 의해 검출된 θa∼θc의 각도는 영상신호 처리부(12)에 의해 읽혀진다. 영상신호 처리부(12)는, 예를 들면, 컴퓨터 등으로 구성되고, 영상 생성부(21), 보정 처리부(22), 보정 파라미터 계산부(23), 및 센서부(11)에 접속된 좌표 계산부(24)를 포함한다.
좌표 계산부(24)는 센서부(11)에 의해 검출된 각도 θa∼θc를 수신하여, 투영기(2)의 위치 a(Xp,Yp,Zp)가 각도 θa∼θc의 현재의 값과 접속 기구(3)의 아암 3d 및 3e의 미리 저장된 길이 La 및 Lb에 기초하여 원점에 놓인 상태에서 화면(1)의 상대적인 위치 c(Xs,Ys,Zs)를 계산한다. 좌표 계산부(24)는 투영기(2)의 광축 방향에 대한 화면(1)의 회전 각도인 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 자세를 계 산한다.
좌표 계산부(24)는, 예를 들면, 투영기(2)의 원점(Xp,Yp,Zp)에 관하여 화면(1)의 X축 및 Y축 방향 위치 Zs 및 Ys를 다음의 계산식을 이용하여 계산한다.
Zs = Lacos(θa)- Lbcos((θa)+(θb))
Ys = Lasin(θa)- Lbsin((θa)+(θb))
좌표 계산부(24)는 또한 투영기(2)의 광축과 화면(1)의 투영면 사이의 상대적인 각도인 상대적인 자세 θ를 다음의 계산식을 이용하여 계산한다.
자세 θ = θa + θb + θc - 180°
좌표 계산부(24)는 화면(1)과 투영기(2) 사이의 상대적인 위치와 거리 및 투영기(2)의 시야각에 근거하여 화면(1)이 투영기(2)의 투영 범위 외부에 놓여 있는지의 여부를 판정한다. 투영기(2)로부터의 영상광이 화면(1)에 투영되지 않는 경우, 좌표 계산부(24)는 화면(1)이 존재하지 않는다고 판단하고 영상광의 투사를 중지한다.
바람직하게는, 좌표 계산부(24)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 거리를 계산하고; 투영기(2)에 영상광의 확대 또는 축소의 정도에 관하여 통보하며; 그런 후 투영기(2)의 줌(zoom) 및 포커스(focus) 기구를 제어한다. 이것은 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투영되도록 한다.
보정 파라미터 계산부(23)는 사전에 설정된 영상 시청자의 위치, 화면(1)의 투영면의 형상, 좌표 계산부(24)로부터 입수한 상대적인 위치와 자세, 투영기(2)의 시야각의 현재값, 및 투영기(2)의 사전에 설정된 광축 방향에 수직인 가상 투영면 의 광축과의 교차점과 그 가상 투영면에 투영된 영상의 중심점 간의 차이인 이동량을 수신한다. 보정 파라미터 계산부(23)는 영상 신호가 화면(1)에 투영될 때 왜곡을 보정하기 위한 보정 파라미터로서 왜곡 보정 테이블을 생성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 투영기(2)의 시야각은 투영기(2)로부터 투영된 가상 투영면에 투사된 영상광의 영상 투사 범위를 가리키는 값이다. 이 가상 투영면은 투영기(2)의 광축에 수직으로 놓인 평면이다. 투영기(2)의 시야각은 수직 및 수평의 시야각이다. 이러한 투영기(2)의 시야각은 가상 투영 면에 투영된 영상의 높이 또는 폭에 대한 투영기(2)의 위치와 가상 투영면 간의 거리의 비(ratio)이다. 일반적으로, 투영기(2)의 시야각은 상기 비의 tan-1(arctangent)인 각도로 표현된다. 보정 파라미터 계산부(23)는 보정 파라미터로서 영상의 폭에 근거한 비 또는 영상의 높이에 근거한 비를 입력할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이동량은 축 중심점으로부터 수직 및 수평 방향으로 각각 투사된 영상의 중심점까지의 거리를 나타내는 수직 이동량 및 수평 이동량을 포함한다. 도 5는 수직 이동량 및 수평 이동량을 보여주고, 도 6은 단지 수직 이동량을 보여준다. 화면(1)에 투사된 영상의 축으로부터의 편차가 크면 클수록, 그만큼 이동량도 크다. 축으로부터 화면(1)에 투사된 영상의 중심점까지의 거리는 이동량에 대한 투영기(2)와 가상 투영면 간의 거리의 비에 따라 변한다. 따라서, 보정 파라미터 계산부(23)는 보정 파라미터에 따른 비를 입력할 수 있다. 투영기(2)에 의해 화면(1)에 투사된 영상광 위치 및 범위는 투영기(2)와 화면(1) 간 의 상대적인 위치와 자세, 그리고 화면(1)의 투영면의 형상이 알려져 있을 때, 투영기의 영상 시계 및 이동량에 의존한다.
이러한 왜곡 보정 테이블은 좌표 변환이 수행됨에 따른, 평면의 투영면과 임의의 형상의 화면(1)의 투영면의 망상 모델 간의 대응 맵(map)이다. 특히, 왜곡 보정 테이블은 평면 투영면에 표시를 위한 영상 신호를 임의의 형상의 투영면에 화소를 기초로 표시를 위한 출력 영상 신호로 변환하기 위하여 이용된다.
영상 생성부(21)는 평면에 영상을 투영하기 위한 2차원(평면의) 영상 신호를 생성하여 보정 처리부(22)로 출력한다. 영상 생성부(21)로부터의 2차원 영상 신호를 수신하면, 보정 파라미터 계산부(23)에 의해 계산된 보정 파라미터에 따라, 보정 처리부(22)는 2차원 영상 신호가 화면(1)의 투영면에 투영되는 경우에도 시청자가 시청자의 위치로부터 왜곡 없이 영상을 보도록 하기 위한 왜곡 보정 처리를 수행한다. 보정 처리부(22)는 2차원 영상 신호를 임의의 형상의 투영면에 화소를 기초로 표시를 위한 출력 영상 신호로 변환하여 출력 영상 신호를 생성하고, 그것을 투영기(2)에 제공한다. 따라서, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세에 따라 왜곡 보정을 받은 영상광이 투영기(2)에 의해 화면(1)에 투사된다.
상술한 바와 같이, 본 발명이 적용된 영상표시장치를 이용하여, 화면(1)과 투영기(2)가 접속 기구(3)에 의해 접속되어 있는 경우에도, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 측정함으로써 영상 신호는 자동으로 왜곡 보정 처리를 받을 수 있으며, 그에 따라 영상을 왜곡 없이 화면(1)에 표시하는 것이 가능하다. 또한, 영상표시장치를 이용하여, 화면(1)에 입체 영상을 표시함으로써, 시청자 로 하여금 쉽게 그 깊이를 인식하도록 하는 몰입형의 영상을 표시하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명이 적용된 영상표시장치를 이용하여, 화면(1)의 위치가 화면(1)과 투영기(2) 사이에 놓인 장애물 등으로 인해 변경되는 경우에도, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세의 새로운 값에 기초하여 왜곡 보정 처리를 다시 수행함으로써, 왜곡 없는 선명하고 몰입형의 영상이 장애물 등의 그림자에 의한 영향을 받음 없이 화면(1)에 표시될 수 있다. 예를 들면, 시청자(관찰자)가 의사인 경우, 화면(1)과 투영기(2)의 위치는, 침대, 계기들(gauge), 조명 장치 등이 수술실 내에서 화면(1)과 투영기(2) 사이에 배치되도록, 접속 기구(3)를 구동시킴으로써 조정될 수 있다. 따라서, 수술실과 같은 작은 공간에서도, 환자의 환부의 영상을 투영하여, 수술자(의사)가 왜곡 없는 선명한 영상을 보면서 수술하도록 하는 것이 가능하다.
더 나아가, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 영상표시장치는 영상신호 처리부(12)에 시청자(관찰자)의 언어를 인식하는 언어 인식 기능 또는 시청자(관찰자)의 동작을 검출하는 동작 입력 기능을 포함할 수 있고, 시청자(관찰자)의 말이나 동작에 기초하여 화면(1)의 위치와 자세를 변경하기 위한 지시(명령)를 입력하는 유니트를 더 포함할 수 있다. 시청자(관찰자)로부터 명령이 입력되는 경우, 접속 기구(3)는 그 명령에 따라 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 변경하도록 화면(1)의 위치와 자세를 변경한다. 영상신호 처리부(12)의 좌표 계산부(24)와 보정 파라미터 계산부(23)는 화면(1)의 위치와 자세의 변경에 따라 보정 파라미터를 갱신하여, 화면(1)이 시청자(관찰자)의 의향에 따른 위치에 놓인 상태에서 시청자(관찰자)가 영상을 왜곡 없이 보도록 한다.
또한, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 시청자로부터의 명령에 따라 변경된 후, 바람직하게는, 링크 기구(3a∼3c)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 변경된 상대적인 위치와 자세를 고정하는 록(lock) 기구를 포함한다. 따라서 화면(1)의 위치는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 시청자의 명령에 의해 변경된 후에 확실하게 고정될 수 있다.
그러한 방식으로 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 고정한 후, 영상표시장치는 그 고정된 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세에 대한 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치를 미리 설정하고, 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치를 감시한다. 감시된 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치가 미리 설정된 시청 위치로부터 벗어나면, 영상표시장치는 시청자(관찰자)에게 통보할 수 있다. 다시 말해서, 본 영상표시장치는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 고정된 후 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 지점이 적절한 위치로부터 벗어나는 경우, 화면(1)에 표시되고 있는 영상이 적절한 상태로 시청자(관찰자)로부터 시청(관찰)될 수 없다는 것을 통보한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 영상표시장치는 도 1 및 도 2에 도시된 구성에 더하여, 거리측정 센서(5)와, 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치를 감시하는 시점 감시 유니트로서의 시청 위치 감시부(6)와, 통보 유니트로서의 통보 기능부(7)를 포함한다.
거리측정 센서(5)는 예를 들면, 화면(1)에 부착된 거리 센서이다. 거리측정 센서(5)의 예들은: 적외선 광을 투사하여 시청자(관찰자)에 의해 착용된 소정의 물품, 예컨대, 수술자의 모자, 마스크 또는 수술실에서 내시경 검사 수술 동안 이용되는 경우에 있어서의 입체 편광 안경에 부착된 광반사기에 반사된 광을 수신함으로써 거리를 측정하는 센서; 영상에 근거하여 거리를 측정하고 영상 픽업 장치, 예를 들면, 수술자의 눈썹으로 측정 대상물을 포착하는 센서이다. 거리측정 센서(5)에 의해 측정된 거리는 시청자의 시청 위치의 정보로서 시청 위치 감시부(6)로 공급된다. 또한, 거리측정 센서(5)는 예를 들면, 관찰자(수술자)에 의해 착용된 물건의 위치뿐만 아니라 관찰자가 서있는 받침대의 위치도 측정할 수 있다. 다시 말하면, 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치를 나타내는 검출대상의 물체는 단지 시청자(관찰자)에 의해 착용된 물품 또는 시청자(관찰자)가 서있는 받침대와 같이, 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치가 변함에 따라 움직이는 물품일 필요가 있다.
시청(관찰) 위치 감시부(6)는 시청자의 시청 위치와 화면(1) 간의 거리를 거리측정 센서(5)에 의해 측정된 거리로부터 계산하고, 계산된 거리가 사전에 저장된 시청 위치와 화면 간의 거리로부터 허용 범위 또는 그 이상으로 변경되었는지의 여부를 감시한다. 시청(관찰) 위치 감시부(6)는 시청자의 위치가 사전에 결정된 시청 위치로부터 일탈된 것을 검출하는 경우, 통보 기능부(7)가 구동된다.
시청 위치 감시부(6)에 사전에 설정된 시청자의 시청 위치의 점에서 보면, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 고정되어 있는 상태에서, 그러한 고정된 상태에 대한 최상의 시청자의 시청 위치는, 투영기(2)의 위치 a(Xp,Yp,Zp)가 원점에 놓인 상태에서 화면(1)의 상대적인 위치 c(Xs,Ys,Zs)와, 투영기(2)의 광축 방향에 대한 투영기(2)의 회전 각도인 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 자세에 기초하여, 권장된 시청자의 서있는 위치(시청 위치)로서 시청 위치 감시부(6)에 의해 계산될 수 있다. 여기서, 위치 a(Xp,Yp,Zp)는 영상신호 처리부(12)의 좌표 계산부(24)에 의해 계산된다.
통보 기능부(7)는 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 것을 시청 위치 감시부(6)로부터의 제어 신호에 따라 통보한다. 통보 기능부 (7)는 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈하는 경우 시청자에게 음향을 출력하는 음향 출력 유니트이다; 투영기(2)는 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈하는 경우 영상광의 색상을 변경한다; 발광 유니트는 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈하는 경우 시청자에게 광을 투사한다.
통보 기능부(7)는 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 양(거리)를 표시하는 신호를 공급받아 일탈의 양에 따라 통보 레벨 또는 방식을 변경하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 통보 기능부(7)는 음향 출력 유니트이고, 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 양이 크면 클수록, 시청자의 시청 위치가 얼마나 벗어났는지를 음향으로 시청자에게 알리기 위해 더 높은 피치 음향(더 높은 주파수 음향)이 발생된다. 또한, 통보 레벨 또는 방식은 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 방향에 따라 변경될 수 있다.
예를 들면, 통보 기능부(7)가 광투사 유니트인 경우, 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 양 및 방향에 따라, 방출된 광의 세기, 명멸 빈도 및 색상은 변경될 수 있다. 이것은 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 얼마나 일탈했는지를 통보하는 것과 동시에 일탈의 방향을 통보하는 것을 가능하게 한다.
또한, 투영기(2)가 통보 기능부(7)로 사용될 경우 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈할 때, 투영기(2)로부터 화면(1) 쪽으로 투사된 영상광의 색상이 변경될 수 있다. 예를 들면, 영상신호 처리부(12)는 시청위치 감시부로부터의 출력을 수신하여 영상 생성부(21)에 의해 생성된 2차원 영상 신호에 있어서의 색상 농도 및 톤(tone)을 변경하기 위한 파라미터를 생성하기 위한 신호처리 기능을 포함하도록 구성된다. 그에 의해 영상 생성부(21)로부터 보정 처리부 (22)로 공급된 영상의 색상 농도 및 톤이 변경되고 동시에 시청자의 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 일탈된 것과 일탈의 양(거리) 및 방향을 통보한다.
다음에, 본 발명이 적용된 영상표시장치의 다른 구성 예에 대하여 설명된다. 다음의 설명에서, 위에서 설명된 영상표시장치의 구성 및 동작과 동일한 구성 및 동작은 동일한 참조 번호를 부여받고, 그 상세한 설명은 생략된다. 그러나, 전술한 구성들이 다음의 영상표시장치에 적용될 수 있음은 자명하다.
먼저, 본 발명이 적용된 영상표시장치에서의 투영기(2)의 위치를 임의로 변경할 수 있는 구성에 관하여 도 8 내지 15를 참조하여 설명된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 영상표시장치는, 접속 기구(3)로서, 투영기(2)로 부터 투사된 영상광의 광축이 화면(1)의 소정 위치에 일치하도록 투영기(2)가 영상광을 투사하는 방향을 구동하는 투영기 구동 기구(41)를 포함한다. 이 투영기 구동 기구(41)는 탑재 테이블(4) 상에 제공된다. 투영기 구동 기구(41)는 투영기(2)를 지지하고, 수직 및 측면 방향으로 투영기(2)를 구동한다. 투영기 구동 기구(41)는 예를 들면, 선형 및 회전 액츄에이터의 조합으로 구성된다.
영상신호 처리부(12)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 구동 파라미터 계산부(31)를 포함하며, 그것은 센서부(11) 및 좌표 계산부(24)에 의해 측정되고 계산된 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 수신하여, 투영기(2)의 광축이 소정의 위치로서의 화면(1)의 중심으로 향하도록 투영기 구동 기구(41)의 구동 방향과 양을 계산한다.
구동 파라미터 계산부(31)는 상기 계산된 투영기 구동 기구(41)의 구동 방향과 양을 포함하는 구동 파라미터를 투영기 구동 기구(41)에 제공하여, 투영기 구동 기구(41)가 투영기(2)의 위치를 변경하도록 한다. 또한, 구동 파라미터 계산부(31)는 좌표 계산부(24)에 의해 계산된 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세 및 구동 파라미터에 관한 정보를 보정 파라미터 계산부(23)에 제공한다. 구동 파라미터 계산부(31)에 의해 구동 파라미터를 계산하는 과정은 후술된다.
보정 파라미터 계산부(23)는 투영기(2)가 투영기 구동 기구(41)에 의해 변경된 영상광을 투사하는 방향에 대응하여 좌표 계산부(24)에 의해 계산된 상대적인 위치와 자세를 계산하고, 변경 후의 보정 파라미터를 갱신한다.
이와 같이 구성된 영상표시장치에 있어서, 그것(영상표시장치)의 동작 절차 는 도 10에 도시되어 있는 바, 단계 S1에서 센서부(11)가 화면(1)의 이동을 검출하면, 단계 S2에서 좌표 계산부(24)는 센서부(11)의 센서값을 읽고, 단계 S3에서 좌표 계산부(24)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 계산하여 그것을 구동 파라미터 계산부(31)로 출력한다.
단계 S4에서, 구동 파라미터 계산부(31)는 현재의 상대적인 위치와 자세로부터 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심으로 향하도록 하는 투영기 구동 기구(41)의 구동 파라미터를 계산하고, 단계 S5에서 그 계산된 구동 파라미터를 투영기 구동 기구(41)로 출력한다. 단계 S6에서, 투영기 구동 기구(41)의 선형 또는 회전 액츄에이터가 구동되어 투영기(2)의 광축 방향을 변경한다.
다음 단계 S7에서, 보정 파라미터 계산부(23)는 화면(1)과 투영기 구동 기구(41)에 의해 구동된 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세에 기초하여 보정 파라미터를 갱신한다. 단계 S8에서, 보정 처리부(22)는 구동된 투영기 구동 기구(41)를 위한 보정 파라미터에 따라 2차원 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 수행한다. 단계 S9에서, 투영기(2)는 영상을 화면(1)에 투영하며, 따라서 영상을 왜곡 없이 표시한다.
다음으로, 구동 파라미터 계산부(31)에 의해 구동 파라미터를 계산하는 과정이 설명된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 투영기 구동 기구(41)는 선형 액츄에이터 (41a,41b,41c)(이하, X-축, Y-축, Z-축 선형 액츄에이터로 각각 지칭됨)를 포함하며, 그 선형 액츄에이터(41a,41b,41c)는 투영기(2)를 X-축, Y-축, Z-축 방향으로 각각 선형적으로 구동한다. 선형 액츄에이터(41a∼41c)는 그 사이(탑재 테이블과 접지면 사이)에 놓인 접지 링크(41d)에 의해 탑재 테이블(4) 상에서 접지되고, 그 사이(선형 액츄에이터와 회전 액츄에이터의 사이)에 놓인 연결 링크(41e)에 의해 회전 액츄에이터(41f,41g)에 연결된다. 회전 액츄에이터 41f는 투영기(2)의 광축 (A)을 중심축으로서의 접속 링크(41e)의 둘레로 회전시키는 회전 액츄에이터이다. 회전 액츄에이터 41g는 투영기(2)의 광축(A)을 그 광축에 수직인 광축과 회전 액츄에이터의 회전축 둘레로 회전시키는 회전 액츄에이터이다. 도 11은 화면(1)이 자동 또는 수동으로 이동되어 투영기(2)의 투영 범위의 밖에 위치된 상태를 보여준다. 접속 기구(3)는 회전 액츄에이터 3g(3g1,3g2), 회전 액츄에이터 3h, 및 회전 액츄에이터 3i(3i1,3i2)로 구성된다. 회전 액츄에이터 3g는 링크 기구 3a에 결합되고 가상 접지점으로부터 연장된 접지 링크 3f의 꼭대기에 마련된다. 회전 액츄에이터 3h, 그것은 링크 기구 3b에 결합되고, 아암 3d와 회전 액츄에이터 3g를 제공받는다. 회전 액츄에이터 3i, 그것은 링크 기구 3c에 결합되며, 아암 3e와 회전 액츄에이터 3h를 제공받는다. 화면(1)의 기준 위치는 화면(1)의 중심 위치이다.
전술한 투영기 구동 기구(41) 및 접속 기구(3)에 있어서, 도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 좌표 시스템(U)에서, 투영기(2)의 접지면의 위치는 U[XBp,YBp,ZBp]이고; 투영기(2)의 자세는 U[e1p,e2p,e3p]이며; 화면(1)의 접지면의 위치는 U[XBs,YBs, ZBs]이고; 화면(1)의 자세는 U[e1s,e2s,e3s]이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 회전 액 츄에이터 41f와 41g의 회전 조인트(i)의 각도는, 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하며, θip로 표시되고, 선형 액츄에이터 41a 내지 41c의 선형 조인트(i)의 길이는 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하며, dip로 표시된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 화면(1)의 위치와 자세를 변경하는 접속 기구(3)에 있어서, 링크 기구 3a 내지 3c의 회전 조인트(i)의 각도는 θis로 표시된다.
영상표시장치의 좌표 시스템(U)에 있어서, 투영기(2)에 대하여 상대적인 화면(1)의 위치(X,Y,Z)는 다음의 수식 1∼3으로 표현된다.
X = {XBs + I2cosθ1 scosθ2s + I3cosθ1 scos(θ2s+θ3s) - Iscosθ1ssin(θ2s+θ3s+θ4s)} - {XBp + d1p + Ipcosθ4 pcosθ5p} .................(Equation 1)
Y = {YBs - I2sinθ2s - I3sin(θ2s+θ3s) - Iscos(θ2s+θ3s+θ4s)} - {YBp + d3p - Ipsinθ5p} ..........................................(Equation 2)
Z = {ZBs + I2sinθ1 scosθ2s + I3sinθ1 scos(θ2s+θ3s) - Issinθ1ssin(θ2s+θ3s+θ4s)} - {ZBp + d2p + Ipsinθ4 pcosθ5p} .................(Equation 3)
상기 수식 1 및 2에서, I2는 아암 3d의 길이; I3는 아암 3e의 길이; 1s는 회전 액츄에이터 3i와 화면(1)의 중심 위치 간의 거리; θ1s는 회전 액츄에이터 3g1의 회전 각도; θ2s는 회전 액츄에이터 3g2의 회전 각도; θ3s는 회전 액츄에이터 3h의 회전 각도; θ4s는 회전 액츄에이터 3i1의 회전 각도; θ5s(여기서, 이 θ5s는 후 술되는 수식 4에 기재되어 있음)는 회전 액츄에이터 3i2의 회전 각도; d1p는 X-축 선형 액츄에이터 41a의 변경 거리; d2p(수식 3 참조)는 Z-축 선형 액츄에이터 41c의 변경 거리; d3p는 Y-축 선형 액츄에이터 41b의 변경 거리; θ4p는 회전 액츄에이터 41f의 회전 각도; 그리고 θ5p는 회전 액츄에이터 41g의 회전 각도이다. 상세히 설명하면, 도 11에 도시된 바와 같이, θ1s는 회전 액츄에이터 3g1의 회전 각도이며, 그것은 접지 링크 3f의 주위로 회전한다; θ2s는 회전 액츄에이터 3g2의 회전 각도이며, 그것은 아암 3d 및 회전 액츄에이터 3g1의 회전축에 대해 수직인 방향 둘레로 회전한다; θ3s는 회전 액츄에이터 3h의 회전 각도이며, 그것은 아암 3d 및 아암 3e에 대해 수직인 방향 둘레로 회전한다; θ4s는 회전 액츄에이터 3i1의 회전 각도이며, 그것은 회전 액츄에이터 3h의 회전축에 대해 평행한 방향 둘레로 회전한다; θ5s는 회전 액츄에이터 3i2의 회전 각도이며, 그것은 회전 액츄에이터 3i1의 회전축과 화면(1)의 투영면의 수직선에 대해 수직인 방향 둘레로 회전한다.
영상표시장치의 좌표 시스템(U)에 있어서, 투영기(2)에 대해 상대적인 화면 (1)의 자세(e1,e2,e3)는 다음의 수식 4∼6으로 표현된다.
Figure 112008058254534-PCT00001
또한, 좌표 시스템(U)에 있어서, 화면(1)의 위치 U[xs,ys,zs]는 다음의 수식 7∼9로 표현된다.
Uxs = UxBs + I2cosθ1 scosθ2s + I3scosθ1 scos(θ2s+θ3s) - Iscosθ1 ssin(θ2s+θ3s +θ4s )....................(Equation 7)
Uys = UyBs - I2sinθ2s - I3sin(θ2s+θ3s) - Iscos(θ2s+θ3s+θ4s ).........................(Equation 8)
Uzs = UzBs + I2sinθ1 scosθ2s + I3sinθ1 scos(θ2s+θ3s) - Issinθ1 ssin(θ2s+θ3s +θ4s )....................(Equation 9)
또한, 좌표 시스템(U)에 있어서, 화면(1)의 자세 U[e1s,e2s,e3s]는 다음의 수식 10∼12로 표현된다.
Figure 112008058254534-PCT00002
Figure 112008058254534-PCT00003
Figure 112008058254534-PCT00004
또한, 좌표 시스템(U)에 있어서, 투영기(2)의 위치 U[xp,yp,zp]는 다음의 수식 13∼15로 표현된다.
Uxp = UxBp +d1p +Ipcosθ4 pcosθ5p ....................(Equation 13)
Uyp = UyBp +d3p -Ipsinθ5p ..........................(Equation 14)
Uzp = UzBp +d2p +Ipsinθ4 pcosθ5p ....................(Equation 15)
또한, 좌표 시스템(U)에 있어서, 투영기(2)의 자세 U[e1p,e2p,e3p]는 다음의 수식 16∼18로 표현된다.
Figure 112008058254534-PCT00005
Figure 112008058254534-PCT00006
Figure 112008058254534-PCT00007
수식 1∼3으로 표현되는 투영기(2)에 대해 상대적인 화면(1)의 위치는 수식 7∼9로 표현된 화면(1)의 위치와 수식 13∼15로 표현된 투영기(2)의 위치 간의 상대적인 관계를 계산함으로써 얻어진다. 후속되는 수식 4∼6으로 표현되는 투영기(2)에 대해 상대적인 화면(1)의 자세는 수식 10∼12로 표현된 화면(1)의 자세와 수식 16∼18로 표현된 투영기(2)의 자세 간의 상대적인 관계를 계산함으로써 얻어진다.
전술한 영상표시장치에 있어서, 투영기(2)의 위치가 투영기 구동기구(41)의 변환 동작에 의해 제어되는 경우, 구동 파라미터 계산부(31)는 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부로 향하도록 투영기(2)의 변경 거리 d1p를 X-축 방향으로, 투영기(2)의 변경 거리 d3p를 Y-축 방향으로 제어한다. 변경 거리 d1p 및 d3p는, 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부로 향하도록 하며, 다음의 수식 19 및 20으로 표시된다.
Figure 112008058254534-PCT00008
수식 19 및 20에서의 A, B 및 Z는 후속되는 수식 21∼23으로 표현된다. 수식 21의 A는 수식 1에 의해 얻어지는 X-축 방향에서의 투영기(2)에 대한 화면(1)의 상대적인 위치이다. 수식 22의 B는 수식 2에 의해 얻어지는 Y-축 방향에서의 투영 기(2)에 대한 화면(1)의 상대적인 위치이다. 수식 23의 Z는 수식 3에 의해 얻어지는 Z-축 방향에서의 투영기(2)에 대한 화면(1)의 상대적인 위치이다.
이러한 수식 21∼23으로부터 Y-축 방향에서의 투영기(2)의 변경 거리 d3p를 계산하면, 구동 파라미터 계산부(31)는 도 14에 도시된 바와 같이 투영기(2)가 변경 거리 d3p로 이동하도록 구동 파라미터를 생성하고, 화면(1)의 중심부가 투영기(2)의 광축과 교차하도록 Y-축 선형 액츄에이터(41b)를 구동시킨다.
투영기(2)의 자세가 투영기 구동기구(41)에서의 회전 운동에 의해 제어되면, 구동 파라미터 계산부(31)는 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부로 향하도록 투영기(2)의 회전 각도 θ4p 및 θ5p를 제어한다. 회전 각도 θ4p 및 θ5p는, 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부로 향하도록 하며, 다음의 수식 24 및 25로 표현된다.
Figure 112008058254534-PCT00009
수식 24 및 25에서의 X, Y 및 Z는 위의 수식 26∼28로 표현된다. 수식 26의 A는 수식 1에 의해 얻어지는 X-축 방향에서의 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치이다. 수식 27의 B는 수식 2에 의해 얻어지는 Y-축 방향에서의 화면(1)과 투영 기(2) 간의 상대적인 위치이다. 수식 23의 Z는 수식 3에 의해 얻어지는 Z-축 방향에서의 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치이다.
이러한 수식 24∼26으로부터 투영기(2)의 회전 각도 θ5p를 계산한 후, 구동 파라미터 계산부(31)는 도 15에 도시된 바와 같이 투영기(2)가 회전 각도 θ5p로 회전하도록 구동 파라미터를 생성하고, 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부와 교차하도록 회전 액츄에이터(41g)가 θ5p로 회전하도록 한다.
이러한 구조의 영상표시장치로 말미암아, 화면(1)이 수동으로 움직여 도 11에 도시된 바와 같이, 투영기(2)의 투사 범위 밖에 놓인다 해도, 투영기 구동 기구(41)는 투영기(2)의 광축이 화면(1)의 중심부로 향하도록 제어될 수 있다. 따라서 영상을 왜곡 없이 화면에 확실하게 투사하는 것이 가능하다.
다음으로, 본 발명이 적용된 영상표시장치에 있어서, 투영기(2)로부터의 영상광이 화면(1)의 전체 면에 확실하게 투사되도록 하는 구조에 관하여 도 16∼23을 참조하여 설명된다.
도 16에 도시된 바와 같이, 이 영상표시장치는 상태 검출 기구(52)를 포함하고, 이것은 화면(1)의 영상 표시 범위를 검출하는 카메라이며, 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되는지의 여부를 판정한다. 그러한 판정 처리는 영상 처리부(61)에 의해 수행되며, 이 영상 처리부(61)는 도 17에 도시된 바와 같이 상태 검출 기구(52)에 연결된다. 영상 처리부(61)가 영상이 화면(1)의 전체 면에 투사되지 않는다고 판정하는 경우, 화면 구동 계산부(63)는 대응 테이블 저장부(62)에 저장된 대 응 테이블을 참조하고, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되도록 변경된다.
영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되지 않는 경우, 오직 화면(1)의 위치와 자세만, 또는 오직 투영기(2)의 위치와 자세만 변경될 수 있다. 또는, 화면(1)과 투영기(2) 양쪽 모두의 위치와 자세가 투영기(2)로부터의 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되도록 변경될 수 있다.
영상신호 처리부(12)의 영상 처리부(61)는 상태 검출 기구(52)에 의해 검출된 영상의 영상 신호를 수신하여; 영상 신호를 분석하고; 그런 후 화면(1)에 표시되고 있는 영상에 그림자가 있는지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 소정의 밝기보다 더 낮은 밝기를 갖는 화소 그룹이 존재하는 경우, 영상 처리부(61)는 그 화소 그룹을 그림자로 판정한다. 화면상에 그림자의 발생에 대한 원인은 다음의 상황들을 포함한다: 영상광을 차단하는 장애물이 투영기(2)로부터 화면(1)까지의 광경로 상에 놓여 있다; 투영기(2)의 광축 방향에 대한 화면(1)의 회전 각도가 커서 화면(1)의 일부가 영상광을 차단한다.
화면(1) 상에 그림자가 존재한다고 판정하는 경우, 영상 처리부(61)는 그림자를 포함하는 화면(1)의 영역을 판단하여 화면 구동 계산부(63)로 그것에 관하여 통보한다. 대응 테이블 저장부(62)는 그림자를 포함하는 화면(1)의 영역과 화면(1)의 위치와 자세가 변경된 방향 및 변경량과의 대응 관계를 설명하는 대응 테이블을 저장한다. 따라서, 화면 구동 계산부(63)는 영상 처리부(61)에 의해 그림자를 포함하는 영역에 관하여 통보를 받자마자 대응 테이블을 참조하여 화면(1)에 대한 구동 파라미터를 생성하고, 화면 구동 기구(51)를 구동시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 화면 구동 기구(51)는 그림자가 화면(1) 상에 표시되지 않도록 화면(1)의 위치와 자세를 변경하기 위하여 링크 기구(3a∼3c) 내에 회전 액츄에이터로 구성된다.
영상 처리부(61)는, 예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이 화면(1)의 반구상의 투영면을 8개의 영역으로 분할함으로써 얻어지는 영상 투영 영역 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7 및 1-8을 사전에 설정하고, 어느 영상 투영 영역이 그림자를 포함하는지를 판정한다. 대응 테이블에서, 화면(1)이 그림자를 포함하는 영상 투영 영역으로부터 화면의 중심 위치로 이동한 화면(1)의 이동 방향 및 양은 기록된다. 예를 들면, 영상 투영 영역 1-5가 그림자를 포함하고 있다는 것이 영상 처리부(61)에 의해 판정되는 경우, 화면(1)은 도 18에서 화살표로 표시된 방향으로, 또는 영상 투영 영역 1-5로부터 영상 투영 영역 1-1로 이동된다.
링크 기구(3a∼3c) 내에 있는 회전 액츄에이터들이 화면 구동 계산부(63)로부터 화면 구동기구(51)로 투영기(2)에 대해 상대적인 화면(1)의 위치와 자세를 변경하기 위한 제어 신호에 의해 구동되면, 화면(1)의 위치와 자세에 있어서의 변경이 센서부(11)에 의해 검출된다. 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 다시 계산되고, 보정 파라미터들이 갱신된다. 이때 영상 생성부(21)로부터의 영상 신호는 갱신된 보정 파라미터들을 이용하여 왜곡 보정 처리를 받으며, 따라서 영상을 왜곡 및 그림자 없이 화면(1)에 표시하는 것이 가능해진다.
영상 신호 처리부(12)는 좌표 계산부(24)로부터 획득된 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 입력하고, 투영 범위 계산부(65)에 의해 투영기(2)의 현재의 투영 범위를 계산한다. 이 투영 범위 계산부(65)는 투영기(2)의 광축 방향, 투영기(2)의 시야각, 화면(1)의 중심 위치, 화면(1)과 투영기(2) 간의 거리 등을 바탕으로 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되는지의 여부를 판정한다. 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되지 않는다고 판정되는 경우, 투영기 구동위치 계산부(64)는 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하는 구동 파라미터를 생성하고, 투영기 구동기구(41)를 구동한다.
투영기 구동기구(41)의 선형 및 회전 액츄에이터가 화면(1)에 대해 상대적인 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하도록 구동된 후, 보정 파라미터들이 보정 파라미터 계산부(23)에 의해 갱신된다. 그러면, 영상 생성부(21)로부터의 영상 신호는 그 갱신된 보정 파라미터들을 이용하여 왜곡 보정 처리를 받고, 그에 따라 왜곡 및 그림자 없이 영상을 화면(1)에 표시하는 것이 가능해진다.
전술한 영상표시장치의 동작이 도 19에 도시되어 있다. 도 19에 도시된 동작은 화면(1)의 위치와 자세를 변경하기 위한 동작과 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하기 위한 동작을 모두 포함한다.
상기 영상표시장치에 있어서, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세가 단계 S1∼S3의 과정에 의해 계산된 후, 단계 S11에서 투영기(2)의 투영 범위가 투영 범위 계산부(65)에 의해 계산되고, 단계 S12에서 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되는 그러한 적절한 투영 범위 내에 영상광이 투사되는지의 여부가 판정된다. 만일 영상광이 적절한 투영 범위 내에 투사된다고 판정되면, 프로세스는 단계 S7 및 후속 단계들로 진행하고, 그렇지 않으면(영상광이 적절한 투영 범위 내에 투사되지 않는다고 판정되면), 프로세스는 단계 S13으로 진행한다.
단계 S13에서, 영상표시장치에 있어서, 투영기(2)의 투영 범위가 적절한 투영 범위 내에 있게 하기 위하여 투영기(2)가 구동되는 위치가 투영기 구동위치 계산부(64)에 의해 계산되고, 구동 파라미터들이 투영기 구동 기구(41)로 제공된다. 단계 S14에서, 투영기 구동 기구(41)의 선형 및 회전 액츄에이터는 그것(구동 파라미터들)에 의해 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하도록 구동된다.
상기 단계 S12에서, 투영기(2)의 투영 범위가 적절한 투영 범위 내에 있다고 판정된 후, 왜곡 보정 처리를 위한 보정 파라미터들이 후술되는 줌/포커스 조정 기구에 의해 조정된 시야각 데이터를 고려해서 계산되고, 단계 S8에서 왜곡 보정 처리가 상기 계산된 보정 파라미터들을 이용하여 평면(2차원) 영상 신호에 대하여 수행된다. 그런 후 단계 S9에서, 영상이 투영기(2)에 의해 투영된다.
단계 S8의 바로 다음의 단계 S15에서, 영상표시장치에 있어서, 영상 처리부(61)는 상태 검출 기구(52)에 의해 검출된 화면(1)의 투영 상태를 분석하여 영상이 화면(1)의 전체 면에 투사되는지의 여부를 판정한다. 영상광이 그림자 없이 화면(1)에 투사되면, 프로세스는 단계 S19로 진행하여, 화면(1)과 투영기(2) 간의 현재의 상대적인 위치와 자세가 유지되고, 프로세스가 종료된다.
반면에, 상기 단계 S15에서 화면(1)의 영상 투영 범위가 그림자를 포함한다고 판정되는 경우, 영상 처리부(61)는 그림자를 포함하는 영상 투영 영역을 계산하여 화면 구동 계산부(63)에 통보한다.
다음에, 단계 S16에서, 화면 구동 계산부(63)는 상기 단계 S15에서 판정된 그림자를 포함하는 영상 투영 영역에 따라 대응 테이블 저장부(62)의 대응 테이블을 참조하여; 화면(1)의 위치와 자세에 관한 이동 방향 및 양을 계산한 후 단계 S17에서 구동 파라미터들을 화면 구동 기구(51)로 제공한다. 단계 S18에서, 화면 구동 기구(51)의 링크 기구(3a∼3c)에 결합된 회전 액츄에이터들이 그것에 의해 화면(1)의 위치와 자세를 변경하도록 구동될 수 있다.
도 16∼19를 참조하여 설명된 영상표시장치에 있어서, 투영기(2)로부터의 영상광은 화면(1)의 전체 면에 투사될 수 있다: 화면(1)과 투영기(2) 간의 거리 및 투영기(2)로부터 투사되는 영상광의 확대 또는 응축의 정도를 좌표 계산부(24)에 의해 계산함으로써; 그리고 도 16에서의 투영기 구동 기구(41) 내에 포함되어 있는 줌 기구(영상광의 확대 및 응축을 위한)와 포커스 기구(화면(1)에 대한 거리에 따른 포커싱을 위한)를 제어함으로써.
이러한 영상표시장치에 있어서, 도 19의 점선으로 표시된 프로세스와 같이, 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되고, 상기 단계 S12에서 영상광이 적절한 투영 범위 내에 있다고 판정되지 않는 경우, 단계 S31에서 투영 범위 계산부(65)는 투영기(2)의 바람직한 투영 범위를 계산하고, 투영기 구동 기구(41)의 줌/포커스 조정 기구는 영상광이 바람직한 투영 범위로 투사되도록 구동된다. 그것에 의해 줌 및 포커스는 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되는 적절한 투영 범위를 제공하도록 조정될 수 있다.
더 나아가, 영상표시장치에 있어서, 화면(1)의 영상 표시 상태는 상태 검출 기구(52)에 의해서뿐만 아니라 도 20에 도시된 바와 같이 화면(1)의 주변 가장자리 에서 영상 표시 상태를 검출하는 복수의 광센서(71)에 의해서도 판정될 수 있다. 그와 같은 영상표시장치에서, 도 21에 도시된 바와 같이, 영상신호 처리부(12)는 광센서(71)에 연결된 광센서 신호 처리부(81), 대응 테이블 저장부(82) 및 구동 위치 계산부(83)를 포함한다.
광센서들(71)은 도 18에 도시된 바와 같이, 영상 투영 범위 1-1∼1-8의 주변 가장자리 부위에 개별적으로 제공된다. 화면(1)의 주변 가장자리에 그림자가 존재하는 경우, 그림자의 발생은 광센서들(71) 중의 어느 하나에 의해 검출될 수 있다. 광센서들(71) 중의 어느 하나에 의해 검출된 영상광의 감축된 양으로 그림자의 발생을 검출하는 경우, 광센서 신호 처리부(81)는 구동 위치 계산부(83)에 그림자를 포함하는 영상 투영 영역에 관하여 통보한다. 그 통보에 응하여, 대응 테이블 저장부(82)의 대응 테이블을 참조하여, 화면(1)의 위치와 자세에 관한 이동 방향 및 양이 화면 구동 기구(51)의 액츄에이터를 제어하기 위해 계산된다.
전술한 영상표시장치의 동작에 있어서, 도 22에 도시된 바와 같이, 단계 S1∼S8의 동작에 의해 화면(1)과 투영기(2) 간의 현재의 상대적인 위치와 자세에 따라 왜곡 없이 영상이 표시되고 있는 동안, 단계 S21에서 광센서 신호 처리부(81)는 화면(1)의 주변 가장자리에 놓여 있는 광센서들(71) 중의 어느 하나가 검출된 적은 광량으로 인한 그림자의 발생에 대하여 응답하는지의 여부를 판정한다.
광센서 신호 처리부(81)가 광센서들(71) 중의 어느 하나가 그림자의 발생을 검출하지 않았다고 판정하면, 프로세스는 단계 S19로 진행한다. 광센서들(71) 중의 어느 하나가 그림자의 발생을 검출했으면, 단계 S16∼S18의 프로세스가 화면(1)의 위치와 자세를 변경하기 위하여 수행되고, 그 결과 그림자가 화면(1)에 표시되지 않는다.
다음으로, 본 발명이 적용되는 영상표시장치에 있어서, 도 23을 참조하여 투영기(2)로부터의 영상광을 거울에 반사시킴으로써 영상광의 임의의 투영 범위를 제공할 수 있는 구성에 관하여 설명된다.
이 영상표시장치에서, 투영기(2)의 광축은 화면(1)에 반대 방향으로 향해지고, 투영기(2)로부터 투사된 영상광은 거울(91)에 반사되어 화면(1)에 투사된다. 이러한 미러(91)에 있어서, 영상광의 반사각이 영상신호 처리부(12)로부터의 제어 신호에 따라 변하도록 하는 회전 액츄에이터(92)가 제공된다.
이러한 구성의 영상표시장치에 있어서, 영상광 투영 위치, 광축 및 투영기(2)의 시야각은 사전에 설정된다. 영상신호 처리부(12)는 거울(91)의 자세(회전각)에 대해 상대적인 화면(1)의 중심 위치에서의 위치 및 자세를 계산하기 위하여 화면(1)의 현재 위치 및 자세를 계산한다. 그런 후, 영상신호 처리부(12)는 회전 액츄에이터(92)의 제어를 위해 거울에 반사된 영상광이 화면(1)의 전체 면에 투사되도록 하는 거울(91)의 회전각을 계산한다.
영상신호 처리부(12)는, 거울(91)에 반사된 영상광이 화면(1)의 전체 면에 왜곡 없이 표시되도록, 보정 파라미터를 생성하여 왜곡 보정 처리를 수행하기 위하여 화면(1)과 거울(91) 간의 상대적인 위치와 자세를 계산한다.
이러한 구성의 영상표시장치로 말미암아, 투영기(2)의 위치와 자세를 변경하는 투영기 구동 기구(41)가 제공되지 않고, 화면(1)이 임의의 위치와 자세로 놓여 있는 경우에도, 영상을 왜곡 없이 표시하는 것이 가능하다. 또한, 투영기(2)가 놓이는 위치에 있어서의 유연성을 증대시키는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명이 적용되는 영상표시장치에 있어서, 시청자(관찰자)가 영상을 시청하는 위치를 측정하는 구성에 관하여 도 24를 참조하여 설명된다.
이전에 설명된 영상표시장치에서, 시청자(관찰자)의 시청(관찰) 위치는 왜곡 보정 처리에서 사용된 보정 파라미터의 계산을 위해 미리 설정된다. 그러나, 이 영상표시장치에 의해서는, 영상신호 처리부(12)를 이용하여 시청자의 위치를 검출하기 위하여 위치 센서(101)가 시청자에 의해 착용된 안경(100)에 부착된다. 시청자의 시청 위치를 검출하는 그러한 기능을 위하여, 위치 센서(101)는 자기(magnetic) 센서이다.
이러한 영상표시장치에서, 위치 센서(101)의 위치는 미리 결정된 매 시점마다 검출되고, 화면(1)의 높이 위치는 시청자의 시청 위치의 높이 위치와 동일하도록 제어된다. 이러한 경우에, 링크 기구(3a∼3c)의 회전 액츄에이터에 의해 화면(1)의 높이 위치를 변경함으로써 이루어진 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세에 있어서의 변경에 응하여, 투영기(2)의 위치와 자세가 갱신되고, 따라서 항상 영상을 왜곡 없이 화면(1)의 전체 면에 표시하게 된다. 또한, 상기 영상표시장치를 이용하여, 화면(1)의 위치는 시청자의 시청 위치와 동일한 높이를 갖도록 제어될 수 있고, 그 결과 화면(1)은 화면(1)의 표시가 용이하게 보일 수 있는 위치로 맞추어질 수 있다. 또한, 화면(1)은 시청자에 정면으로 대면될 수 있다.
다음에, 본 발명이 적용되는 영상표시장치에 관하여 설명되며, 그 영상표시 장치는 이전에 설명된 접속 기구(3) 대신에, 도 25에 도시된 바와 같이, 투영기(2)와 화면(1)을 연결하는 접속 기구(110)를 포함한다.
상기 접속 기구(110)는 도 26(c)에 도시된 바와 같이 도 26(a)에 도시된 평행 링크 기구와 도 26(b)에 도시된 서로 간에 연결된 평행 링크 기구로 구성된다. 도 26(a)에 도시된 평행 링크 기구는 아암 조인트점(arm joint point) 111-1, 111-2, 111-3 및 111-4를 포함하고, 4변상의 아암들을 회전 링크 기구로서 연결한다. 도 26(b)에 도시된 평행 링크 기구는 아암 조인트점 111-1, 111-5, 111-6 및 111-7을 포함하고, 4변상의 아암들을 회전 링크 기구로서 연결한다. 도 26(c)에 도시된평행 링크 기구의 아암 조인트점 111-1 내지 111-8은 개별적으로 그림에서 수직 방향으로(Y-축 방향으로) 회전가능한 회전 링크 기구로 구성된다. 다음 설명으로, 도 26(c)에 도시된 접속 기구의 아암 조인트점 111-1 내지 111-8은 바로 "아암 조인트점 111"로 총체적으로 지칭된다.
도 26(a) 및 도 26(b)에 도시된 각각의 평행 링크 기구는 4개의 회전 링크 기구로 서로 간에 결합된 2쌍의 평행 아암으로 구성된다.
도 26(a)에 도시된 평행 링크 기구는 투영기(2)의 광축에 평행하게 투영기(2)에 고정되는 아암 112-1(제1 아암)과, 광축 방향에서 서로 다른 위치에서 상기 아암 112-1에 연결되며 접속 기구(41e)가 제공되는 지면에 대해 항상 수직인 아암들(제2 아암들)을 구비한다. 도 26(b)에 도시된 평행 링크 기구는 수직 방향으로 서로 다른 위치에서 상기 제2 아암들에 연결되고 영상광의 광축에 대해 항상 평행한(상기 아암 112-1에 대해 항상 평행한) 동일한 길이의 2개의 아암들 112-2(제3 아암들)과, 지면에 대해 항상 수직인 아암들을 구비한다. 화면(1) 측면상의 아암들 112-2의 단부는 아암 112-3(제4 아암)에 연결되고, 아암 112-3(제4 아암)은 화면(1)의 주변 가장자리의 일부를 구성하며 상하 방향으로 화면(1)의 중심 위치에 연결된다. 아암 112-2와 112-3 사이의 아암 조인트점 111-5 및 111-6은 회전 링크 기구를 결합하고, 아암 112-3은 지면에 대해 항상 수직이다.
아암 조인트점들(111) 중의 어느 하나는 모든 아암 조인트점들(111)의 회전 링크 기구를 투영기(2)의 상하 방향 및 광축 방향에 대해 수직인 방향으로 회전시키는 회전 액츄에이터를 통합시킨다. 회전 액츄에이터를 통합하는 아암 조인트점(111)은 아암 조인트점들 111-1 내지 111-8 중의 어느 하나이다. 아암 조인트점들(111) 중의 하나가 회전 액츄에이터에 의해 구동되어 회전되면, 나머지 아암 조인트점들의 회전 링크 기구들이 서로 관련하여 구동되고 회전 액츄에이터의 회전량과 동일한 회전량으로 회전된다.
회전 액츄에이터가 제공되는 바람직한 장소는 도 26(c)에서 아암 조인트점 111-3 또는 111-4이다. 그 이유는 회전 액츄에이터와 같은 중량 부재는 아암의 끝에 위치될 때보다 투영기(2)에 연결된 부분에 위치될 때 접속 기구 전체의 중량을 더 작게 하기 때문이다.
또한, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하기 위한 각도 정보를 획득하는 각도 센서가 아암 조인트점들(111) 중의 적어도 하나를 위해 제공된다. 이러한 각도 센서에 의해 획득된 각도 정보에 근거하여, 영상신호 처리부(12)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 계산하고, 그 계산된 상대적인 위치와 자세에 따라 투영기(2)로부터 투사된 영상광을 보정한다.
도 25에 도시된 바와 같이, 이와 같이 구성된 접속 기구(110)에서, 투영기(2)로부터 투사된 영상광의 광축에 평행한 아암(112-1)은 투영기(2)에 결합된다. 따라서 그 아암(112-1)의 양단에 있는 회전 링크 기구들 및 다른 회전 링크 기구들은 투영기(2)가 투영기 구동 기구(41)에 의해 팬(pan) 및 경사 방향으로 구동될 때 회전된다. 예를 들면, 도 27(b)에 도시된 바와 같이, 도 27(a)에 도시된 상태에서 영상광을 윗쪽으로 향하도록 투영기(2)가 투영기(2)의 투영기 구동 기구(41)에 의해 구동되면, 모든 회전 링크 기구들은 아암 112-1 및 112-2가 평행하게 유지하도록 회전된다. 도 28에 도시된 바와 같이, 아암 조인트점 111-1 및 111-7이 (a)의 상태로부터 (b)의 상태로 접속 기구(110)를 구동하도록 회전되면, 아암들 112-2는 항상 서로에 대해 평행하다.
이때에, 접속 기구(110)에서, 아암 조인트점들(111)에서의 각도 θ1 및 θ2의 합은 항상 180°이다. 따라서, 아암 112-1 및 112-2는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세에 관계없이 항상 투영기(2)의 영상광의 광축에 평행하며, 그 결과 투영기(2)의 영상광의 광축은 항상 화면(1)의 중심 위치로 향해질 수 있다.
전술한 접속 기구(110)를 포함하는 영상표시장치는 도 29에 도시된 바와 같이, 아암들 122-2의 길이를 신장 및 축소하는 신축 기구 120A 및 120B를 포함할 수 있다. 신축 기구 120A 및 120B는 화면(1)과 투영기(2) 간의 거리를 변경하기 위하여 수동 또는 자동으로 신장 또는 축소된다. 자동으로 변경되도록 구성된 아암들 122-2의 길이의 경우에 있어서, 신축 기구 120A 및 120B는 선형 액츄에이터를 포함할 필요가 있다. 화면(1)을 미리 결정된 위치에서 미리 결정된 위치보다 투영기(2)로부터 더 먼 화면 1'로 표시된 위치로 이동시키기 위하여 신축 기구 120A 및 120B가 수동 또는 자동으로 신장 또는 축소되는 경우, 영상신호 처리부(12)는 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 거리에 있어서의 변경에 따라 투영기(2)로부터 투사된 영상광에 대한 왜곡 보정을 수행한다.
이것은 영상표시장치가 투영기(2)의 영상광의 광축을 항상 화면(1)으로 향하게 하고, 길이 방향에서의 화면(1)과 투영기(2)의 위치에 있어서의 유연성을 증대시키도록 한다.
또한, 도 30에 도시된 바와 같이, 접속 기구(110)를 포함하는 영상표시장치는 화면(1)의 투영면이 투영기(2)에 대해 어떤 각도로 항상 유지하도록 하는 기능을 포함할 수 있다. 이러한 기능은 아암 112-4(제5 아암)에 의해 수행되며, 아암 112-4(제5 아암)은 아암 112-1 및 112-2에 항상 평행하고 투영기(2)로부터 투사된 영상광의 광축에 평행하다. 아암 112-4의 한쪽 끝은 화면(1)의 주변 가장자리에서 상하 방향으로의 화면(1)의 중심 위치에 연결되고, 아암 112-4의 양쪽 단부는 동일한 길이의 두 개의 아암 112-3에 연결되며, 두 개의 아암 112-3은 두 개의 아암 112-2에 개별적으로 연결된다. 아암 112-3과 112-4를 연결하는 아암 조인트점(111)은 회전 링크 기구를 통합시킨다.
도 31에 도시된 바와 같이, 접속 기구(110)는 (d)에 도시된 바와 같이 (a)의 평행 링크 기구, (b)의 평행 링크 기구, 및 (c)의 평행 링크 기구로 구성되며, 그 들은 서로 결합되어 있다. (c)의 평행 링크 기구는 아암 조인트점 111-10, 111-5, 111-8 및 111-9와 회전 링크 기구에 의해 연결된 4개의 변 상의 아암들을 포함한다. (b)의 평행 링크 기구의 아암 조인트점 111-5와 (c)의 평행 링크 기구의 아암 조인트점 111-5는 서로 위에 놓인다.
이것은 영상표시장치가 화면(1)의 투영면을 투영기(2)를 향하여 어떤 각도로 항상 향하도록 하게 한다. 따라서 투영기(2)가 투영기 구동 기구(41)에 의해 구동될 때조차도 도 10의 단계 S1∼S7에서의 영상광의 왜곡 보정을 위한 왜곡 보정 파라미터를 변경하기 위한 처리를 수행할 필요 없이 영상을 항상 왜곡 없이 표시하는 것이 가능하다.
또한, 도 32에 도시된 바와 같이, 접속 기구(110)를 포함하는 영상표시장치는 화면(1)의 투영면을 투영면의 중심점에서 서로에게 직각인 임의의 방향에 있어서의 투영면의 중심 위치 둘레로 자유롭게 회전시키는 기능을 포함한다.
이 접속 기구(110)는 회전 기구(114)를 포함하고, 회전 기구(114)는 아암 112-3의 끝에서 아암 112-3의 둘레로 회전하며, 아암 112-3은 화면(1) 측부 상에서아암들 112-2의 단부에 연결되고 지면에 수직이다. 이러한 회전 기구(114)는 아암 113에 연결되고, 아암 113은 화면(1)의 주변 가장자리에서 그 중심점으로부터 수평 방향으로 화면(1)의 양단에 연결된다. 회전 기구(114)는 자동 및 수동으로 회전된다. 만일 회전 기구(114)가 자동으로 회전하도록 구성되면, 회전 기구(114)는 회전 액츄에이터를 통합시킨다. 그러므로, 회전 기구(114)가 구동되면, 화면(1)의 투영면은 아암 113에 의해 상하 방향에서의 투영면의 중심점 둘레로 수평 방향으로 회 전된다. 또한, 접속 기구(110)는 회전 기구 115를 포함하며, 회전 기구 115는 아암 112-3을 회전시키고, 아암 113과 화면(1)의 접속점에서, 화면(1)의 투영면의 수직선에 대해 수직인 방향을 갖는다. 회전 기구 115가 수동 또는 자동으로 회전되면, 그 결과 화면(1)의 투영면은 화면(1)의 투영면의 중심점 둘레로 전후 방향에서의 수평 방향으로 회전된다. 만일 회전 기구 115가 자동으로 회전하도록 구성되면, 회전 기구 115는 회전 액츄에이터를 통합시킨다.
이러한 구성의 접속 기구(110)가 제공되는 경우에, 회전 기구 114 또는 115가 회전하여 투영기(2)에 대해 상대적인 화면(1)의 자세를 변경하면, 영상신호 처리부(12)는 그 변경된 자세에 근거하여 왜곡 보정 파라미터를 갱신하여 투영기(2)가 왜곡 없이 영상광을 투영하도록 한다.
위에서의 영상표시장치로 말미암아, 화면(1)이 수평 및 전후 방향으로 회전할 때에도, 투영면의 중심점과 투영기(2) 간의 상대적인 위치는 고정되고, 따라서 영상광을 항상 왜곡 없이 화면(1)에 투영하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 접속 기구(110)를 포함하는 위의 영상표시장치는 회전 링크 기구를 도 33에 도시된 바와 같이 아암 조인트점들(111) 중의 어느 하나로 고정하는 스토퍼(stopper) 기구를 포함할 수 있다.
이 스토퍼 기구는 접속 기구(110)를 구성하는 아암(130)의 일측 단부에 마련되는 회전부(132), 가압부(133) 및 압력 생성부(134)를 포함하며, 이들은 각 아암 조인트점 111의 케이싱(131) 내에 안치된다. 압력 생성부(134)는 예를 들면, 스프링 기구로 구성되며, 그 스프링에 의해 생성된 압력을 가압부(133)에 제공한다. 가 압부(133)는 회전부(132)의 회전을 억제하기 위하여 압력 생성부(134)에 의해 생성된 압력에 의해 회전부(132)와 접촉된다.
상기 스토퍼 기구에 있어서, 아암 조인트점(111)에 연결된 아암(130)을 회전시키기 위하여, 도 34(a)에 도시된 바와 같이 회전부(132)는 가압부(133)에 대항하여 눌려지지 않는다. 도 34(b)에 도시된 바와 같이, 아암(130)을 그 회전이 방지되는 록(lock) 상태로 가져가기 위하여, 압력 생성부(134)에 의해 생성된 압력이 가압부(133)로 제공되고, 회전부(132)는 가압부(133)에 의해 회전하지 않도록 눌려진다.
위의 영상표시장치로 인해, 화면(1)과 투영기(2) 간의 상대적인 위치와 자세를 변경하기 위하여 접속 기구(110)가 수동으로 작동되는 경우에도 아암 조인트점들(111)은 아암 조인트점들(111)에 회전 액츄에이터 없이 스토퍼 기구에 의해 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 도 35에 도시된 바와 같이, 접속 기구(110)를 포함하는 영상표시장치는 화면(1)의 중량을 보상하기 위한 기능을 투영기(2)에 포함할 수 있다.
이러한 기능은 평형추부(140)에 의해 실행되며, 평형추부(140)는 아암(141)과 추부(142)를 포함한다. 아암(141)은 지면측 상의 아암들의 연장부 상의 위치에 연결되고, 상기 아암들은 아암 112-1의 양단에 연결되고 지면에 수직이다. 추부 (142)는 아암(141)의 끝에 부착된다. 아암(141)은 아암 112-1 및 112-2에 평행하다. 추부(142)의 중량은 투영기(2)에 상대적인 화면(1)의 바람직한 위치에 의존하여 설정된다. 추부(142)의 중량은 임의로 변경될 수 있다.
평형추부(140)는 전후 방향으로의 투영기(2)의 중심점이 지지점으로 설정된 상태에서 중량 부재에 의해 미리 결정된 자세로 투영기(2)의 자세를 잡는 힘을 투영기(2)에 부여한다.
상기 평형추부(140)를 포함하는 영상표시장치로 말미암아, 조작자가 화면(1)을 수직 방향(Y-축 방향)으로 이동시키는데 필요한 힘을 감소시키고 운용성(조작성)을 개선하는 것이 가능하다. 또한, 상기 액츄에이터를 이용하여 화면(1)을 구동하는 것은 상기 평형추부(140)를 포함하지 않는 구성에서의 구동력보다 더 작은 구동력을 필요로 한다.
전술한 실시예들은 단지 본 발명의 견본들에 불과하다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되지 않으며, 상기 실시예들에 부가하여 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변경들이 설계 등에 따라 이루어질 수 있음이 자명하다.
예를 들면, 위의 설명에서, 투영기(2)로부터 화면(1)상으로 투영되는 영상의 형태는 특정화되지 않는다. 그러나, 영상표시장치가 수술실에 위치되고 내시경 카메라가 내시경 수술에서 환부 조직(기관) 내부에 직접 삽입되는 상태에서, 내시경 카메라로부터 획득된 시각 정보(영상 신호)가 영상신호 처리부(12)의 영상 생성부 (21)로 입력되고 투영기(2)로부터 화면(1)으로 투사되며, 침수성 영상을 수술자(의사)에게 제공하는 것이 가능하다.
또한, 내시경 카메라에 의해 획득된 영상 신호가 투영기(2)로부터 화면(1)으로 투사되는 것뿐만 아니라, 수술실에 놓여 있는 다양한 형태의 측정 장비(혈압계 및 맥박계) 및 환자에 관한 측정 상태로부터의 정보도 화면(1)으로 투사될 수 있다. 이러한 경우에, 혈압계 및 맥박계로부터 측정된 수치값을 나타내는 문자 정보가 영상 생성부(21)에 의해 생성하는 영상 신호 위에 포개어지고 보정 처리부(22)에 의해 영상 왜곡 보정 처리를 받으며, 그런 후 영상광이 투영기(2)로부터 투사된다. 이러한 영상표시장치로 말미암아, 따라서 영상 생성부(21)에 의해 내시경 카메라에 의해 포착된 영상 신호와 환자의 생체 정보(혈압, 맥박 등)를 포함하는 수술 상태를 표시하기 위한 영상 신호를 생성하고 그것을 투영기(2)로부터 화면(1)으로 투사함으로써 수술 상태가 수술자(의사)에게 표시될 수 있는 수술실을 실시하는 것이 가능하다.
그러한 수술실에서, 내시경 카메라로부터 획득된 영상을 수술자(의사)에게 실시간으로 보여주면서 그리고 동시에 환자의 갱신된 생체 정보를 수술자(의사)에게 실시간으로 보여주면서 수술을 진행하는 것이 가능하다. 그러므로, 내시경 카메라로부터의 영상 및 생체 정보가 동일한 관점으로부터 바라보일 수 있다. 또한, 영상표시장치에 수술의 항법장치(자동 조정장치)로서의 역할을 부여함으로써, 수술이 적절하게 그리고 신속하게 수행될 수 있는 수술실을 제공하는 것이 가능하다.
또한, 영상표시장치는, 예를 들면, 컴퓨터 그래픽 등으로 환자의 영상을 화면(1)에 표시함으로써 그리고 수술자(의사)에 의해 착용된 센서를 갖는 장갑으로부터 획득된 센서 신호를 바탕으로 수술자(의사)의 손의 동작에 따라 컴퓨터 그래픽으로 수술의 진행 과정을 화면(1)에 표시함으로써 수술 시뮬레이션(simulation) 프로그램과 협력하여 가상 수술 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이터를 구성할 수도 있 다. 이러한 경우에 있어서, 영상 생성부(21)는 센서를 갖는 장갑의 센서 신호에 따라 수술 위치의 CG 영상을 생성한다. 그러한 수술 시뮬레이터를 이용하여, 화면(1)에 표시된 영상은 왜곡 없는 영상이기 때문에, 관찰자(수술자)는 영상에 대하여 낯선 느낌 없이 가상 현실로서의 시뮬레이션 세계 속으로 몰입될 수 있다.
본 발명은 사실적인 영상 공간을 관찰자에게 제공하고, 영상 실현감을 생성하기 위하여 영상을 화면에 투영하는 목적에 유용하다.

Claims (23)

  1. 영상신호를 수신하여 영상광을 투영하는 영상투영 유니트(unit);
    상기 영상투영 유니트로부터의 영상광이 그 위에 투영되며, 임의의 형상의 투영면을 포함하는 영상표시 유니트;
    상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 및 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세가 수동 또는 자동으로 변하도록 하는 링크 기구를 연결하는 복수의 아암(arm)을 포함하는 접속 유니트;
    상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하는 측정 유니트; 및
    상기 측정 유니트에 의해 측정된 상기 상대적인 위치와 자세, 미리 설정된 시청자의 시청 위치, 상기 영상표시 유니트의 투영면의 형상, 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 시야(field) 각도, 및 상기 영상투영 유니트의 미리 설정된 광축의 방향에 대해 수직인 가상의 투영면의 상기 광축과의 교차점과 상기 가상의 투영면 상에 투영된 영상의 중심점 간의 차이인 이동량에 근거하여, 상기 영상투영 유니트로부터 상기 영상표시 유니트로 투영된 영상광의 왜곡에 대한 보정 파라미터(parameter)를 계산하고, 그 계산된 보정 파라미터에 근거하여 상기 영상투영 유니트로 입력된 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 수행하는 영상신호처리 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속 유니트는 상기 영상투영 유니트로부터 투사된 영상광의 광축을 상기 영상표시 유니트의 투영면의 미리 결정된 위치와 일치시키기 위하여 상기 영상투영 유니트의 영상광 투영 방향을 변경하고,
    상기 측정 유니트는 상기 접속 유니트에 의한 상기 영상투영 유니트의 영상광 투영 방향의 변경에 응하여 상기 영상투영 유니트의 위치와 자세에 상대적인 상기 영상표시 유니트의 위치와 자세를 측정하며,
    상기 측정 유니트에 의한 새로운 상대적인 위치와 자세의 측정에 응하여, 상기 영상신호 처리부는 상기 새로운 상대적인 위치와 자세에 근거하여 상기 보정 파라미터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 영상표시 유니트의 영상 투영 범위를 검출하고, 영상광이 영상표시 유니트의 전체에 투사되는지의 여부를 판정하는 표시상태 판정 유니트를 더 포함하며,
    상기 표시상태 판정 유니트에 의해 영상광이 영상표시 유니트의 전체에 투사되지 않는다고 판정되는 경우, 상기 접속 유니트는 영상광이 영상표시 유니트 전체에 투사되도록 상기 영상표시 유니트와 상기 영상투영 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 변경하고;
    상기 영상신호처리 유니트는 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 변경된 상대적인 위치와 자세에 따라 상기 보정 파라미터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 영상표시 유니트의 가장자리 부분에서의 영상 표시 상태를 검출하고, 영상광이 영상표시 유니트의 전체에 투사되는지의 여부를 판정하는 표시상태 판정 유니트를 더 포함하며,
    상기 표시상태 판정 유니트에 의해 영상광이 영상표시 유니트의 전체에 투사되지 않는다고 판정되는 경우, 상기 접속 유니트는 영상광이 영상표시 유니트 전체에 투사되도록 상기 영상표시 유니트와 상기 영상투영 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 변경하고;
    상기 영상신호처리 유니트는 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 변경된 상대적인 위치와 자세에 따라 상기 보정 파라미터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상광의 반사 방향을 변경할 수 있는 거울이 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 사이에 마련되고, 상기 영상투영 유니트의 영상광이 상기 거울을 통해 상기 영상표시 유니트에 투사되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    시청자의 시청 위치를 측정하는 시청 위치 측정 유니트를 더 포함하고,
    상기 접속 유니트는 상기 시청 위치 측정 유니트에 의해 측정된 시청 위치의 높이와 일치하도록 상기 영상표시 유니트의 높이를 제어하며,
    상기 영상신호처리 유니트는 상기 영상표시 유니트의 높이의 변경에 따라 상기 보정 파라미터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    시청자의 말이나 작동을 검출하고, 그 검출된 말이나 작동에 근거하여 상기 영상표시 유니트의 위치와 자세를 변경하기 위한 명령을 입력하는 명령 입력 유니트를 더 포함하고,
    상기 접속 유니트는 상기 명령 입력 유니트에 의해 입력된 명령에 따라 상기 영상표시 유니트의 위치와 자세를 변경하며,
    상기 영상신호처리 유니트는 상기 영상표시 유니트의 변경된 위치와 자세에 따라 상기 보정 파라미터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 명령 입력 유니트는 시청자의 말이나 작동을 검출하고, 그 말이나 작동에 근거하여 상기 영상표시 유니트의 위치와 자세를 고정하기 위한 명령을 입력하며,
    상기 접속 유니트는 상기 명령 입력 유니트에 의해 입력된 명령에 따라 상기 영상표시 유니트의 위치와 자세를 고정하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접속 유니트는
    상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 광축에 평행하게 배치되어 상기 영상투영 유니트에 고정되는 제1 아암;
    상기 제1 아암의 서로 다른 위치에 광축 방향으로 접속되고 지면에 수직으로 연결되는 복수의 제2 아암;
    상기 각 제2 아암의 서로 다른 위치에 수직 방향으로 접속되고 영상광의 광축에 평행한 복수의 제3 아암; 및
    상기 제3 아암으로부터 지면으로 수직으로 연결되고 상기 영상표시 유니트에 연결된 제4 아암을 포함하며,
    상기 제1 아암과 제2 아암의 접속점, 상기 제2 아암과 제3 아암의 접속점, 및 상기 제3 아암과 제4 아암의 접속점은 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 광축이 상기 영상표시 유니트의 투영면의 임의의 위치에 투영되도록 하기 위해 자유롭게 회전하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접속 유니트는 상기 제2 아암의 길이를 변경하는 신축 기구를 포함하 고, 상기 신축 기구는 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 거리를 변경하도록 자동 또는 수동으로 신장 또는 축소되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 영상표시 유니트의 투영면을 상기 영상투영 유니트에 대하여 투영면의 미리 결정된 각도로 고정하고, 영상광의 광축에 평행하게 상기 영상표시 유니트에 연결되는 제5 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제4 아암은 상기 영상투영 유니트에 상대적인 투영면의 자세가 투영면의 미리 결정된 위치 둘레로 자유롭게 회전하도록 하는 회전 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1과 제2 아암, 제2와 제3 아암, 제3과 제4 아암의 접속점들 중의 어느 하나는 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 광축이 상기 영상표시 유니트의 투영면의 임의의 위치에 투사되도록 하기 위하여 접속점의 회전을 고정하는 스토퍼 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 영상투영 유니트에 대해 상대적인 상기 영상표시 유니트의 위치를 미리 결정된 위치에 유지시키기 위하여 상기 영상투영 유니트의 자세를 미리 결정된 자세로 유지시키는 힘을 생성하는 평형추를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상표시 유니트가 입체 영상을 표시하도록 하는 하나 또는 복수의 영상광 투영부로부터의 시차(視差)가 그 사이에 주어진 상태에서, 상기 영상투영 유니트가 영상광선을 투영하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서,
    시청자의 시청 위치를 감시하고 그 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어났는지를 검출하는 시점(point of view) 감시 유니트; 및
    상기 시점 감시 유니트가 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어났는지를 검출하는지의 여부를 통보하는 통보 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 통보 유니트는 음향을 시청자에게 출력하는 음향 출력 유니트이고, 상 기 시점 감시 유니트는 상기 음향 출력 유니트가 음향을 출력하도록 함으로써 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어났음을 통보하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 시점 감시 유니트는 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어난 양 또는 방향에 따라 상기 음향 출력 유니트로부터 출력된 음향의 상태를 변경하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 영상투영 유니트는 상기 통보 유니트의 역할을 하고, 상기 시점 감시 유니트는 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 색깔을 변경함으로써 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어났음을 통보하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 시점 감시 유니트는 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어난 양 또는 방향에 따라 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 색깔의 상태를 변경하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 통보 유니트는 시청자에게 광을 방출하는 발광 유니트이고, 상기 시점 감시 유니트는 상기 발광 유니트가 광을 방출하도록 함으로써 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어났음을 통보하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 시점 감시 유니트는 상기 감시된 시청 위치가 사전에 설정된 시청 위치로부터 벗어난 양 또는 방향에 따라 상기 발광 유니트에 의해 방출된 광의 상태를 변경하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  23. 영상표시장치에 대한 영상왜곡 보정방법으로서,
    상기 영상표시장치는, 영상신호를 수신하여 영상광을 투영하는 영상투영 유니트; 상기 영상투영 유니트로부터의 영상광이 그 위에 투영되는 임의의 형상의 투영면을 포함하는 영상표시 유니트; 상기 영상투영 유니트와, 상기 영상표시 유니트와, 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세가 수동 또는 자동으로 변하도록 하는 링크 기구를 연결하는 복수의 아암(arm)을 포함하는 접속 유니트; 및 상기 영상투영 유니트와 상기 영상표시 유니트 간의 상대적인 위치와 자세를 측정하는 측정 유니트를 포함하고;
    상기 영상왜곡 보정방법은, 상기 측정 유니트에 의해 측정된 상기 상대적인 위치와 자세, 미리 설정된 시청자의 시청 위치, 상기 영상표시 유니트의 투영면의 형상, 상기 영상투영 유니트로부터 투영된 영상광의 시야 각도, 및 상기 영상투영 유니트의 미리 설정된 광축의 방향에 대해 수직인 가상의 투영면의 상기 광축과의 교차점과 상기 가상의 투영면 상에 투영된 영상의 중심점 간의 차이인 이동량에 근거하여, 상기 영상투영 유니트로부터 상기 영상표시 유니트로 투영된 영상광의 왜곡에 대한 보정 파라미터를 계산하는 단계; 및
    상기 보정 파라미터에 근거하여 상기 영상투영 유니트로 입력된 영상 신호에 대한 왜곡 보정 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상왜곡 보정방법.
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