TWI335753B - Image display apparatus and image distortion correction method of the same - Google Patents

Description

1335753 Π) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於投影影像到螢幕上並且產生使影像真 實化的感覺以提供觀看者逼真的影像空間之影像顯示裝置 ，及其影像失真校正方法。 【先前技術】 已知文件說明的技術當作能夠讓觀看者模擬各種經驗 之技術。 此種擬真系統提供覆蓋人的視野之影像以給予沈浸在 影像中的感覺，因爲視覺所獲得的資訊佔據人類感覺所獲 得的資訊之最大部分，是從所有人類感覺所獲得的資訊之 80到85%。再者，在擬真中，提供資訊給視覺是產生更逼 真的虛擬空間之最重要的因素。目前對影像提供技術的要 求不僅只是要求提供影像而且也要實現更自然的視覺，諸 如更寬廣的視野，立體感，及具實景感等。 如下面專利文件一般，此種擬真產生系統包括投影廣 域的無失真影像到環繞觀看者的半球狀螢幕上之系統。 專利引用1 :日本專利號碼3387487 【發明內容】 技術問題 同時’在上述擬真建立系統中，雖然觀看者想要在自 由的螢幕位置觀看影像，但是螢幕被固定在專利文件所說 -5- (2) (2)1335753 明的結構中，及不能任意改變其位置。‘ 鑑於上述的目前情況提出本發明，及其目的係設置一 即使改變螢幕位置仍可讓觀看者看見清晰影像之影像顯示 裝置，和提供影像顯示裝置的影像失真校正方法。 技術上的解決方法 根據本發明的影像顯示裝置包括：影像投影單元’其 接收影像信號和投影影像光；及影像顯示單元’其包括任 意形狀的投影面，投影來自影像投影單元的影像光到其上 。爲了解決上述問題’影像顯不裝置包括·連接單兀’其 包括連接影像投影單元和影像顯示單元之複數臂’和使影 像投影單元和影像顯示單元之間的相對位置和姿勢能夠用 人工或自動化改變之鏈結機構；量測單元，其量測影像投 影單元和影像顯示單元之間的相對位置和姿勢；及影像信 號處理單元，其依據由量測單元所量測的相對位置和姿勢 ，觀看者的事先設定觀看位置，影像顯示單元的投影面之 形狀，從影像投影單元投影的影像光之視場角’及垂直於 影像投影單元之事先設定的光軸之方向的虛擬投影面與光 軸的交叉之點和虛擬投影平面上的投影影像之中心點之間 的差之位移量爲從影像投影單元投影到影像顯示單元之影 像光的失真校正計算校正參數，及依據所計算的校正參數 爲輸入到影像投影單元的影像信號執行失真校正處理。 爲了校正影像顯示裝置的影像之失真，該影像顯示裝 置包括影像投影單元，其接收影像信號和投影影像光；影 -6- (3) 1335753 像顯示單元，其包括任意形狀的投.影齒，投 影單元之影像光到其上；連接單元，其包括 單元和影像顯示單元之複數臂，和使影像投 * 顯示單元之間的相對位置和姿勢能夠用人工 - 之鏈結機構；及量測單元，其量測影像投影 *示單元之間的相對位置和姿勢，用於根據本 -示裝置之影像失真校正方法：依據由量測單 φ 對位置和姿勢，該觀看者的事先設定觀看位 單元的投影面之形狀，從影像投影單元投影 場角，和垂直於影像投影單元之事先設定的 虛擬投影面與光軸的交叉之點和虛擬投影平 像之中心點之間的差之位移量計算用以校正 元投影到影像顯示單元之影像光的失真之校 據校正參數爲輸入到影像投影單元之影像信 正處理。 有利效果 憑藉根據本發明的影像顯示裝置和用於 的影像失真校正方法’可以量測影像顯示單 • 單元之間的相對位置和姿勢，及甚至當影像 影像顯示單元和影像投影單元與能夠改變其 勢的連接單元連接時，仍可自動化執行影像 正處理，如此能夠以影像顯示單元不失真地 此，根據影像顯示單元的位置之變化，能夠 影來自影像投 連接影像投影 影單兀和影像 或自動化改變 單元和影像顯 發明的影像顯 元所量測的相 置，影像顯示 的影像光之視 光軸之方向的 面上的投影影 從影像投影單 正參數；及依 號執行失真校 影像顯示裝置 元和影像投影 顯示裝置具有 相對位置和姿 信號的失真校 顯示影像。因 實施避免讓觀 -7- (4) (4)1335753 看者看見影像失真之處理。 【實施方式】 接著將參考圖式說明本發明的實施例。 如圖1的側視圖和圖2的俯視圖所示，應用本發明以 根據經過失真校正處理的影像信號從當作影像投影單元之 投影器2投影影像光，藉以在包括具有面向觀看者的凹表 面之任意形狀的投影面之當作影像顯示單元的螢幕1上不 失真地顯示影像光。 在下面例子中，說明從投影器2投影非立體影像到螢 幕1之例子。然而，可在螢幕1上顯示立體影像。在此例 中，影像顯示裝置讓使用者戴上極化眼鏡，其右和左眼玻 璃傳送具有不同極化方向的影像光線並且以極化方法輪流 從投影器2投影幾種在其間提供視差並且具有不同的極化 方向之影像光線。另一選擇是，影像顯示裝置讓使用者戴 上液晶快門眼鏡並且以劃時方法從投影器2投影在其間提 供視差的影像光線。在以極化方法於螢幕1上顯示立體影 像的例子中，螢幕1由保存影像光的極化方向之材料製成 ，及從投影器2的兩光投影窗投影具有不同極化方向的右 和左眼影像光線。在以劃時方法於螢幕1上顯示立體影像 的例子中，以劃時方式從單光投影窗輪流投影右和左眼影 像光線，並且與液晶快門眼鏡的右和左快門之交換同步地 投影右和左影像光線。 而且，使用具有塗敷鋁粉等在投影面的表面之所謂的 -8- (5) (5)1335753 銀幕當作投影立體影像的螢幕1。.而且’，螢幕1的形狀不 僅可以是如圖1所示或下文中的半球狀圓頂，也可以是平 面螢幕，使用一部分柱面的二次曲面螢幕，或包含半球狀 圓頂螢幕、平面螢幕、及二次曲面螢幕的各種組合之螢幕 。甚至在此種各種形狀的螢幕1之例子中，影像顯示裝置 根據各個形狀執行影像失真校正處理。 在此影像顯示裝置中，投影器2位在安裝桌4上。影 像顯示裝置包括連接機構3，其利用三處的鏈結機構3a， 3b，及3c和兩臂3d及3e連接投影器2和螢幕1。在圖2 所示的影像顯示裝置中，在X軸方向在投影器2的兩端將 兩鏈結機構3 a，3a設置在位置a，a;在X軸（橫向）方向 的側邊緣位置中，在Y軸（垂直）方向將兩鏈結機構3 c， 3c設置在實際上在螢幕1的中心之位置c，c;及將兩鏈結 機構3b，3b設置在手臂3d，3d和手臂3e，3e之間的手臂 接合點b，b。此連接機構3能夠自動或用人工改變螢幕1 和揆影器2之間的相對位置和姿勢。 在圖1和圖2所示的影像顯示裝置中，連接機構3被 圖示成雖然在Y軸和Z軸（縱軸）方向改變螢幕1和投影 器2之間的相對位置和姿勢，但是連接機構3也在X軸方 向改變相對位置和姿勢。圖1的影像顯示裝置圖示投影器 2位在重新安裝桌4上的例子。重新安裝桌4可包括底面 的小腳輪以便可移動。而且，螢幕1和投影器2之間的相 對位置和姿勢可被組配成由小腳輪改變。 連接機構3的鏈結機構3 a到3 c被組配成個別合併獲 -9- (6) 1335753 得用於投影器2和螢幕1之間的相.對位置和姿勢之量測的 角度資訊之角度感測器。如圖1所示，倂入在鏈結機構3a 的角度感測器量測投影器2的光軸和手臂3d之間的角度 na ;併入在鏈結機構3b的角度感測器量測點b的手臂3d 和手臂3e之間的角度ηΐ);及倂入在鏈結機構3c的角度感 測器量測半球狀螢幕1的放射方向和手臂3e之間的角度 . η c。 在功能結構圖示在圖3之此種影像顯示裝置中，以連 接機構3連接投影器2和螢幕1，及倂入在連接機構3的 鏈結機構3a到3c之三角度感測器構成感測器區11。圖1 所示的箭頭表示角度η和角度qa，ηΐ)，及ric的正方向。 由影像信號處理區1 2讀取感測器區1 1所偵測到的角 度na到tic。影像信號處理區12由例如個人電腦等組成並 且包括影像產生區（IMAGE CREATING SECTION ) 21， 校正處理區22，校正參數計算區23，及連接到感測器區 11之座標計算區24。 座標計算區24接收感測器區1 1所量測的角度到 η〇，並且依據角度到η(：的目前値和連接機構3的手臂 3d及3e之事先儲存的長度La及Lb計算被設定成原點之 螢幕1的相對位置c ( Xs, Ys，Zs)與投影器2的位置a ( Xp, Yp，Zp)。座標計算區24計算有關投影器2的光軸方 向之螢幕1的轉動角度之螢幕1和投影器2之間的相對姿 勢。 座標計算區24使用下面演算式例如計算相對於投影 -10 - (7) (7)1335753 器2的原點（Xp，Yp，Zp)之螢幕.1的Z軸和Y軸方向位 置Zs和Ys :

Zs = Lacos(na)-Lbcos(na) + (r|b)) Ys = L a s in (η a) - Lb s i η( η a) + (η b)) 座標計算區24又使用下面演算式計算投影器2的光軸和 螢幕1的投影面之間的相對角度之相對姿勢η: 姿勢 η = η a + η b + η c-1 8 Ο 座標計算區24依據螢幕1和投影器2之間的相對位置和 距離與投影器2的視場角判斷螢幕1是否位在投影器2的 投影範圍外。當來自投影器2的影像光未投影到螢幕1上 時，座標計算區24判斷螢幕1不存在並且停止投影影像 光。 理想上，座標計算區24計算螢幕1和投影器2之間 的距離：通知投影器2影像光的擴張或凝聚程度；及然後 控制投影器2的變焦及/或聚焦機構。如此讓影像光能夠 投影到螢幕1的整個表面。 校正參數計算區23接收影像的觀看者之事先設定的 位置，螢幕1的投影面之形狀，接收自座標計算區24的 相對位置和姿勢，投影器2的視場角之目前値’及垂直於 投影器2之事先設定的光軸之方向的虛擬投影面與光軸的 -11 - (8) (8)1335753 交叉之點和虛擬投影面上的投影影.像乏中心點之間的差之 位移量。校正參數計算區23產生失真校正表當作當投影 影像信號到螢幕1上時校正失真的校正參數β 如圖4所示，投影器2的視場角是表示投影自投影器 2之投影到虛擬投影面上的影像光之影像投影範圍的値。 此虛擬投影面是垂直位在投影器2的光軸之平面。投影器 2的視場角是垂直視場角和水平視場角。此投影器2的視 場角是投影器2的位置和虛擬投影面之間的距離對投影到 虛擬投影面上之影像的高度或寬度之比例。通常，以比例 的反正切之角表示投影器2的視場角。校正參數計算區23 可輸入依據影像的寬度之比例或依據影像的高度之比例當 作校正參數。 如圖4及圖5所示，位移量包括分別表示垂直和水平 方向中從軸中心點到投影影像的中心點之距離的垂直位移 量和水平位移量。圖5圖示垂直位移量和水平位移量，圖 6只圖示垂直位移量。距投影到螢幕1上的影像之軸的差 越大，移位量越大。從軸到螢幕1上的投影影像之中心點 的距離視投影器2和虛擬投影面之間的距離對位移量之比 例而改變。因此，校正參數計算區23可輸入該比例當作 校正參數。當知道投影器2和螢幕1之間的相對位置和姿 勢與螢幕1的投影面之形狀時，投影器2投影在螢幕1上 的影像光位置和範圍視投影器的視場之影像和位移量而定 〇 根據執行座標變換，此失真校正表是平面投影面和螢 -12- (9) (9)1335753 幕1的任意形狀之投影面的網目模型泛間的對應圖。尤其 是，失真校正表被用於以像素爲基礎將用於顯示在平面投 影面上的影像信號變換成用於顯示在任意形狀的投影面上 之輸出影像信號。 影像產生區21產生用以投影影像到平面的平面影像 信號，並且輸出該信號到校正處理區22。當從影像產生區 21接收平面影像信號時，根據校正參數計算區23所計算 的校正參數，校正處理區22執行失真校正處理以使觀看 者甚至當平面影像信號被投影到螢幕1的投影面上時仍能 夠從觀看者的位置看見無失真的影像。校正處理區22以 像素爲基礎將平面影像信號變換成用於顯示在任意形狀的 投影面上之輸出影像信號以產生輸出影像信號，然後將它 供應到投影器2。如此，以投影器2將經過根據螢幕1和 投影器2之間的相對位置和姿勢之失真校正的影像光投影 到螢幕1上。 如上述，利用應用本發明的影像顯示裝置，甚至當利 用連接機構3連接螢幕1和投影器2時，影像信號仍可藉 由量測螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢自動地經 過失真校正處理，如此能夠在螢幕1上顯示不失真的影像 。而且，利用影像顯示裝置，藉由在螢幕1顯示立體影像 ，可以顯示讓觀看者能夠容易辨別深度的浸沒式影像。 而且，憑藉應用本發明的影像顯示裝置，甚至當螢幕 1的位置因爲位在螢幕1和投影器2之間的障礙物等而改 變時，藉由依據螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢 -13- (^ ; (10) 1335753 之新値再次執行失真校正處理，仍可在螢幕1上顯示無失 真的清晰浸沒式影像而不受到障礙物等的陰影影響。例如 ，當觀看者是醫生時，可藉由驅動連接機構3以安排螢幕 1和投影器2的位置，使得能夠在手術室中將床、測量儀 器、照明設備等位在螢幕1和投影器2之間。因此，甚至 '在像手術室一般的小空間中，仍能夠在無失真地看見清楚 .影像的同時投影患者的罹病部位之影像和讓施行手術醫生 能夠實施操作。 而且，參考圖1到3所說明的影像顯示裝置可在影像 信號處理區12中包括辨識觀看者的聲音之聲音辨識功能 或偵測觀看者的操作之操作輸入功能，並且可另外包括依 據觀看者的聲音或操作輸入指令以改變螢幕1的位置和姿 勢之單元。當從觀看者輸入指令時，連接構件3根據指令 改變螢幕1的位置和姿勢以改變螢幕1和投影器2之間的 相對位置和姿勢。影像信號處理區12的座標計算區24和 校正參數計算區23根據螢幕1的位置和姿勢變化更新校 正參數，如此讓觀看者能夠藉由位在根據觀看者想要的位 置之螢幕J看見無失真的影像》 而且，在根據來自觀看者的指令改變螢幕1和投影器 2之間的相對位置和姿勢之後，理想上，鏈結機構3 a到 3c包括固定螢幕1和投影器2之間的已改變相對位置和姿 勢的鎖定機構。因此，在以觀看者的指令改變螢幕1和投 影器2之間的相對位置和姿勢之後能夠確實固定螢幕1的 位置。 -14- (11) 1335753 在以此方式固定螢幕1和投影器2之間的相對位置和 姿勢之後’影像顯示裝置爲螢幕1和投影器2之間的該固 定相對位置和姿勢事先設定觀看者的觀看位置，並且監視 觀看者的觀看位置。當觀看者的被監視觀看位置偏離事先 設定的觀看位置時，影像顯示裝置可告知觀看者。換言之 ' ’在固定螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢之後， •當觀看者的觀看點偏離適當位置時，此影像顯示裝置告知 無法以適當條件從觀看者觀察顯示在蛋幕1上的影像。 如圖7所示，除了圖1及2所示的結構之外，此影像 顯示裝置包括距離量測感測器5和觀看位置監視區6，當 作觀看點監視單元以監視觀看者的觀看位置；和通知功能 區7，當作通知單元。 距離量測感測器5例如是裝附到螢幕i的距離感測器 。此距離量測感測器5的例子是：藉由投影紅外光線及接 收反射在裝附於觀看者穿戴的預定物品之光反射器上的光 以量測距離之感測器，例如，在手術室中的內視鏡手術期 間使用的例子中，諸如施行手術醫生的帽子，面罩，或立 體極化眼鏡等；及依據影像量測距離及以影像拾取裝置捕 獲量測物體之感測器，例如，施行手術醫生的眉毛。距離 量測感測器5所量測的距離被供應到觀看位置監視區6當 作觀看者的觀看位置之資訊。而且，距離量測感測器5例 如可偵測觀看者站立的臺座之位置與觀看者（施行手術醫 生）所穿戴的物品之位置。換言之，表示觀看者觀看位置 之欲偵測的物體只需要是隨著觀看者的觀看位置變化而移 -15- (12) 1335753 動之物品，諸如觀看者穿戴的物品或觀看者站立的臺座等 〇 觀看位置監視區6從距離量測感測器5所量測的距離 計算觀看者的觀看位置和螢幕1之間的距離，及監視計算 的距離是否與事先儲存的觀看位置和螢幕之間的距離以可 '允許的範圍或更多加以變化。當觀看位置監視區6偵測到 .觀看者的位置偏離事先決定的觀看位置時，通知功能區7 被驅動。 在事先設定在觀看位置監視區6中之觀看者的觀看位 置方面，在螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢被固 定之狀態中，可依據被設定成原點之螢幕1的位置c(Xs，

Ys，Zs)與投影器2的位置a(Xp，Yp，Zp)與有關投影器 2的光軸方向之投影器2的轉動角度之投影器2和螢幕1 之間的相對姿勢，由觀看位置監視區6計算此種固定狀態 的最佳觀看者觀看位置當作建議的觀看者之站立位置（觀 看位置）。此處，由影像信號處理區12的座標計算區24 計算位置a ( Xp，Yp，Zp)。 通知功能區7根據來自觀看位置監視區6的控制信號 通知觀看者的觀看位置偏離事先設定的觀看位置。通知功 能區7是聲音輸出單元，則當觀看者的觀看位置偏離事先 設定的觀看位置時輸出聲音到觀看者；是投影器2，則當 觀看者的觀看位置偏離事先設定的位置時改變影像顏色； 及是發光單元’則當觀看者的觀看位置偏離事先設定的觀 看位置時投影光到觀看者》

-16- ( S (13) (13)1335753 通知功能區7可被組配成供應有表示觀看者的觀看位 置偏離事先設定的觀看位置之量（距離）的信號，及根據 偏離量變化通知位準或方式。 例如，當通知功能區7是聲音輸出單元時，觀看者的 觀看位置偏離事先設定的觀看位置之量越大，產生音調聲 音越高（頻率聲音越高）用以藉由聲音通知觀看者觀看者 的觀看位置偏離多少。而且，通知位準或方式可根據觀看 者的觀看位置偏離事先設定的觀看位置之方向而改變。 例如，當通知功能區7是光投影單元時，根據觀看者 的觀看位置偏離事先設定的觀看位置之量和方向，可改變 發出光的強度，閃光頻率，和顏色。此能夠通知觀看者的 觀看位置偏離事先設定的觀看位置有多少並且同時通知偏 離方向。 而且，當投影器2被使用當作觀看者的觀看位置偏離 事先設定的觀看位置時之通知功能區7時，可改變從投影 器2朝螢幕1投影的影像光之顏色。例如，影像信號處理 區12被組配成包括信號處理功能以產生用以改變當接收 從觀看位置監視的輸出由影像產生區21所產生之平面影 像信號中的顏色密度和色調之參數。藉此改變從影像產生 區21供應到校正處理區22的影像之顏色密度和色調以同 時通知觀看者的觀看位置偏離事先設定的觀看位置與偏離 的量（距離）和方向。 接著，說明應用本發明的影像顯示裝置之另一結構例 子。在下面說明中，與上述影像顯示裝置的結構和操作相 •17- (14) (14)1335753 同的結構和操作給予相同的參照號碼，並且省略其說明。 然而’上述結構明顯可應用到下面影像顯示裝置。 首先’參考圖8到1 5說明能夠任意改變應用本發明 的影像顯示裝置中的投影器2之位置的結構。 如圖8所示，影像顯示裝置包括投影器驅動機構41， 其驅動投影器2投影影像光的方向，使得從投影器2投影 的.影像光之光軸符合螢幕1的預定位置。此投影器驅動機 構41設置在安裝桌4上》投影器驅動機構41支撐投影器 2及在垂直和橫向方向驅動投影器2。投影器驅動機構41 例如由線性和旋轉致動器的組合所組成。 如圖9所示，影像信號處理區12包括驅動參數計算 區3 1，其接收由感測器區1 1和座標計算區24所量測和計 算的螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢，及計算投 影器驅動機構的驅動方向和量，使得投影器2的光軸被引 導到螢幕1的中心當作預定位置。 驅動參數計算區31供應包括投影器驅動機構41的計 算驅動方向和量之驅動參數給投影器驅動機構41，及使投 影器驅動機構41能夠改變投影器2的位置。而且，驅動 參數計算區31供應座標計算區24所計算的螢幕1和投影 器2之間的相對位置和姿勢之資訊和驅動參數給校正參數 計算區23。稍後說明驅動參數計算區31計算驅動參數的 處理。 校正參數計算區23計算座標計算區24所計算的相對 位置和姿勢以回應投影器驅動機構41改變投影器2投影 -18- (15) (15)1335753 影像光之方向，及更新改變之後的校正參數。 在圖10圖示其操作程序之如此構成的影像顯示裝置 中，當在步驟S1中感測器區11偵測螢幕1的移動時，在 步驟S2中，座標計算區24讀取感測器區1 1的感測器値 ，及在步驟S3中，座標計算區24計算螢幕1和投影器2 之間的相對位置和姿勢並且將它輸出到驅動參數計算區31 〇 在步驟S4中，驅動參數計算區31從目前的相對位置 和姿勢計算使投影器2的光軸能夠被引導到螢幕1的中心 之投影器驅動機構41的驅動參數，及在步驟S5中輸出計 算的驅動參數到投影器驅動機構41。在步驟S6中，投影 器驅動機構41的線性或旋轉致動器被驅動成改變投影器2 的光軸之方向。 在下一步驟S7中，校正參數計算區23依據已由投影 器驅動機構41驅動的螢幕1和投影器2之間的相對位置 和姿勢更新校正參數。在步驟S8中，校正處理區22根據 已驅動的投影器驅動機構41之校正參數爲平面影像信號 執行失真校正處理。在步驟S9中，投影器2投影影像到 螢幕1上，如此顯示無失真的影像。 接著，說明由驅動參數計算區31計算驅動參數之處 理。 如圖11所示，投影器驅動機構41包括分別在X軸、 Y軸、及Z軸方向線性驅動投影器2之線性致動器41a， 4 1b，及41c(下面分別稱作X軸、Y軸、及Z軸線性致動 -19- (16) 1335753 器41a，41b，及41c)。利用插入在其間並且以插入在其間 的連接鏈結41e連接到旋轉致動器41f及41g之接地鏈結 41d將線性致動器41a到41c接地在安裝桌4上。旋轉致 動器41f是在當作中心軸的連接鏈結41e四周旋轉投影器 2的光軸A之旋轉致動器。旋轉致動器41g是在垂直於光 ’軸和旋轉致動器的旋轉之軸的軸四周旋轉投影器2的光軸 -A之旋轉致動器。圖11圖示螢幕1自動或用人工移動並 且位在投影器2的投影範圍外之狀態。 連接機構3由旋轉致動器3g(3gl，3g2)，旋轉致動 器3h，及旋轉致動器31(3^312)所組成。旋轉致動器 3g倂入在鏈結機構3a並且設置在虛擬接地點延伸的接地 鏈結3f之頂端。倂入在鏈結機構3b的旋轉致動器3h被 設置有手臂3d和旋轉致動器3g。倂入在鏈結機構3c的旋 轉致動器3i被設置有手臂3e和旋轉致動器3i。螢幕1的 參考位置是螢幕1的中心位置b。 在上述投影器驅動機構41和連接機構3中，如圖13 及13所示，在座標系統U中，投影器2的接地面位置是 U[XBP，yBp，zBp];投影器 2 的姿勢是 u[qp，e2p，e3p];螢幕 1的接地面位置是U[xBs，yBs，zBs];及螢幕2的姿勢是 U[eis，eZs，e^]。如圖12所示，改變投影器2的位置和姿 勢之旋轉致動器41f及41g的旋轉接合i之角度以ηίρ表 示，及改變投影器2的位置和姿勢之線性致動器41a到 41c的線性接合i之長度以dip表示。如圖13所示，在改 變螢幕1的位置和姿勢之連接機構3中，鏈結機構3a到 -20- (17)1335753 3c的旋轉接合i之角度以rjis表示。 在影像顯示裝置的座標系統U中，相對於投影器2的 螢幕1之位置（X，Y，Z )以下列演算式1到3表示。

-21 - 1335753 8) rc [Μ

(είιί 她)--------{as^soo-^cjs-+-p+SNj I {(吞φ+-φ-ζφ^ιε-φιι·5-— ("φ+-φ-οο-φυ^--ΖΦΒΟΟ-φυιδ-+ώΜ } ΗΖ -拭她)------------------------------3 uis-- acp + SAJ------z-soo-—»-·-^·55-—·-^-— } = χ (ΐ 拭她)-----φ woo φ «οο α~ + + αοχ^ 1 ^ ω +*« φ +«« φ wc^w ^ φ woo ·- ι ^ φ +Λ φ WWOO -- φ «00 +5 φ οοο -- φ 000 ^- + 5Χ τ X 在演算式1及2中，12表示手臂3d的長度；13，手-22 - < S ) (19) 1335753 臂3e的長度；Is，旋轉致動器3i和蛮幕1的中心位置之 間的距離；ills，旋轉致動器3gl的旋轉角度；n2s’旋轉 致動器3g2的旋轉角度；n3s’旋轉致動器3h的旋轉角度 ;η4β，旋轉致動器3i,的旋轉角度；η5β’旋轉致動器3i2 的旋轉角度；dlp，X軸線性致動器41a的變化距離；dy • ，Z軸線性致動器41c的變化距離；d3p，X軸線性致動器 .41b的變化距離；η 4p，旋轉致動器41f的旋轉角度；及 η5ρ，旋轉致動器41g的旋轉角度。詳如圖11所示’ tils ，旋轉在接地鏈結3f四周之旋轉致動器3gl的旋轉角度； η28，旋轉在手臂3d和垂直於旋轉致動器3gl的旋轉軸之 方向的四周之旋轉致動器3 g2的旋轉角度；”3s，旋轉在 手臂3d和垂直於手臂3e之方向的四周之旋轉致動器3h 的旋轉角度；η〇，旋轉在平行於旋轉致動器3h的旋轉軸 之方向的四周之旋轉致動器的旋轉角度；η5δ，旋轉在 旋轉致動器3il的旋轉軸和垂直於螢幕1之投影面的垂直 面之方向的四周之旋轉致動器3i2的旋轉角度。 在影像顯示裝置的座標系統U中，相對於投影器2的 螢幕1之姿勢（〜，e2, e3 )以下列演算式4到6表示。 -23- (20)1335753 [Math.2] (寸拭她)-! -^500-^^--^+^^-2^)-8--^-5-^500(-0丨•ιφ)·50—"gujs esguls (-0-00+-^)500(^01-^)300 asgujs-sgu!--®+-^+^^)^31-^500-0500(-0--^)=15+-0500-^uls (-φ+-φ+-φ-οο (-φ— 8ιφ)Μοο— ^^so--gln^-oo+-gujs (-g+-g+-g^oo (-01 Mgjujs -^300(-^+-0+-0)500 1-^-5(-^+-0+-^)^5(-^1-0)5001 asgujs (-φ+®εφ+Λφ)50°—-^500(-^+-0+-50)^10(α々φ丨 n®)soo iCD+.εCD+ *z 0 )ujs 2 —-lsuf asgsoo-gs-"0+"g+-^^js+as^ujs-gujs3®—-®)-10"s^ujs-g SOO (-0+"φ+*ζφ)300 (-^—Μφ-οο— aw Φ c™«*« φ «οϋ^ ^ Φ + ·« Φ +5 Φ wc^«+a« ω so»« Φ c~w^ Φ 1«- Φ wc™« +^« Φ woo«« Φ woo φ +»^ Φ + Λ Φ ^moo φ IΦ ^woo -0=1-^0 —-0 wsoo+esgsoo (-0+-0 + SZ0)SOO (-0 丨-0 )ujs 丨 π ί -24 (21) 1335753 而且，在座標系統U中，螢幕1的位置u[xs，ys，zs] 以下列演算式7到9表示。[Math.3] Uxs = Uxgs + |2 COS Θ U cos 0 2s+ l3* COS 0 1SC0S( 0 2*+ Θ 3»Hs COS 0 I*sin( Θ 2*+ 0 3s+ Θ 4s)(等式7)—」= ^Ββ - I2 sin Θ 2. - I3 sin( Θ 2,+ Θ 3*) - I. cos( θ 2,+ Θ 3,+ Θ 4s)---------------(等式 8) uzs = uzss + l2 sin 0 u cos 0 2s+ b sin Θ ucos( 0 2s+ 0 3s)~ls sin 0 usin( 0 28+ Θ 3*+ 0 4s) ·-(等式 9)

而且，在座標系統u中，螢幕1的姿勢u[els，e2 e3s]以下列演算式10到12表示。 [Math.4] -cos Θ is cos( Θ 2* + Θ 3s+ Θ 4s) sin Θ 5S + sin Θ uCOS Θ i ueu = sin( β 2β + β 3S+ 0 私)sin 0 5s -sin Θ i8 cos( Θ 2s + Θ 3S+ Θ 4e) sin 0 5s- cos Θ ncos Θ < U©2e ^ cos Θ is sin(0 2s + Θ 3s+ Θ 4s) COs( Θ 2s + Θ 3s+ Θ 4e) sin 0 u sin( 0 28 + 0 3s+ 0 4s) •(等式10) (等式11)

ue3s = COS 0 1s COS( Θ 2s + 0 3s+ Θ 4s)c〇S 0 5s + sin Θ usin Θ 5s -sin( Θ 2e + Θ 3*+ Θ 4s) cos Θ 5* sin Θ u COs( θ 2β + Θ 3s+ 0 4s)c〇S Θ 5s * cos Θ usin Θ 5s (等式12) 而且，在座標系統u中，投影器2的位置u[xp，yp， Zp]以下列演算式13到15表示。 -25- >：S ; (22)1335753 [Math.5] υΧρ = uXBp + dip + Ip COS Θ 4p COS θ 5P --------------(等式 13) = + d3p - Ip Sin Θ 5p ---------------------(等式 14) 〇Zp = i>ZBp + d2p + Ip sin Θ 4P cos Θ sP (等式 15) 而且，在座標系統U中，投影器2的姿勢u[elp，e2p, e3p]以下列演算式16到18表示。

[Math.6]

ueiP ue2p ϋβ3ρ = sin θ 4Ρ 0 -COS Θ』 COS Θ 4p COS Θ Sp -sin Θ 5p Sin Θ 4p COS Φ 5p —COS 0 4p sin 0 5p -cos Θ 5p (等式16) (等式17) (等式18)

-sin Θ 4p sin d 5p 藉由計算由演算式7到9所表示之螢幕1的位置和由 演算式1 3到1 5所表示之投影器2的位置之間的相對關係 獲得由演算式1到3所表示之相對於投影器2的螢幕1之 位置。藉由計算由演算式10到12所表示之螢幕1的姿勢 和由演算式16到18所表示之投影器2的姿勢之間的相對 關係獲得由下列演算式4到6所表示之相對於投影器2的 螢幕1之姿勢。 在上述影像顯示裝置中，當由投影器驅動機構41的 -26 - < ^ (23) (23)1335753

移動控制投影器2的位置時’驅動參數計算區31控制X 軸方向之投影器2的變化距離dlp和Y軸方向之投影器2 的變化距離d3p，使得投影器2的光軸被引導到螢幕1的 中心部分。下列演算式19及20表示使投影器2的光軸能 夠被引導到螢幕1的中心部分之變化距離dlp和d3p。 -27- (24)1335753 [Math.71 -ζ货她)----{asgsoo-^ujs-+-p+da-1--1¾ +"φ"ζφ)υ·δ-0UIS-丨(*εφ+*ίφ)Μοο-^υ--+-^ΜΟΟ-φυ^-+ώζ}111^ β It—--------------------------{a-u!s-- !7{(占0十"0+-0 )ss f (-ε g+-0)uls-l.-u!s-_ £Λ },ηω (13 y#)_____^^300-^500-+5^1-^^+-^-2^)-5-0800-1-^^+-^)300-0300-+-^300-030-+.5)^4(ocs^s-------------------------------------------------------——……！ ilsNtp (61-1¾ 渺)-------------------------------------------------------------------------at-g+JsN- ν=ί·ρ 分別以下列演算式2 1到23表示演算式1 9及20中的-28 - < 今 (25) (25)1335753 A，B，及Z。演算式21的A是由演算式1所獲得之X軸方 向的螢幕1對投影器2之相對位置。演算式22的B是由 演算式2所獲得之Y軸方向的螢幕1對投影器2之相對位 置。演算式23的Z表示由演算式3所獲得之Z軸方向的 螢幕1對投影器2之相對位置。 當從這些演算式19到23計算Y軸方向之投影器2的 變化距離d3p時’驅動參數計算區31產生驅動參數，使得 如圖14所示，由變化距離d3p移動投影器2，並且驅動Y 軸線性致動器41b，使得螢幕1的中心部分與投影器2的 光軸相交。 當由投影器驅動機構41中的旋轉移動控制投影器2 的姿勢時’驅動參數計算區31控制投影器2的旋轉角度 η4ρ和η5ρ’使得投影器2的光軸被引導到螢幕i的中心 部分。使投影器2的光軸被引導到螢幕1的中心部分之旋 轉角度η4ρ和η5ρ以下列演算式24及25表示❶ -29- (26)1335753 [Math.81

(°°ζ 试她)-------{-080-0-8-^^+5^1-^^+^^+-^)^3-0^--(-^-2^)500-^=15--2^80-^^5-+占NJn,N (zz^t1)--------------------------- 10 u!s f«ερ+ α8Λτ{2+.。0+„~0)ssTr 0+„~ 0 )u!s ΐζCDu!s f 5Λ }Ξ>· (9ζ 拭她)______{asgsoo-gsoo-+-p+-x丫{^α5+"φ+-φ)υ·ί5-φ30-Λ'?':0+Λφ),η00*Ηφ30-+~φ30*ια3Μ00-+®Βχ}ι,,χ -Aulsh s^s---------------------------------------------------------------------------—Tf 兵 0(忒^撇)---------------------------------------------------------------------------十_!= 以上述演算式26到28表示演算式24及25中的X, Y，及Z。演算式26的A是由演算式1所獲得之X軸方向 -30- (27) (27)1335753 的螢幕1和投影器2之間的相對關係。演算式27的B是 由演算式2所獲得之Y軸方向的螢幕1和投影器2之間的 相對關係。演算式28的Z是由演算式3所獲得之Z軸方 向的螢幕1和投影器2之間的相對關係。 在從這些演算式24到26計算投影器2的旋轉角度 η 5p之後，驅動參數計算區31產生驅動參數，使得以如 圖15所示的旋轉角度η5ρ旋轉投影器2，及使旋轉致動器 41g能夠以η5ρ旋轉，使得投影器2的光軸與螢幕1的中 心部分相交。 利用如此建構的影像顯示裝置，如圖1 1所示，甚至 當螢幕1用人工移動且置放在投影器2的投影範圍外時， 投影器驅動機構41可被控制成投影器2的光軸被引導到 螢幕1的中心部分。因此能夠確實投影無失真的影像到螢 幕1。 接著，在應用本發明的影像顯示裝置中，參考圖16 到23說明使來自投影器2的影像光能夠確實投影在螢幕1 的整個表面上之結構。 如圖1 6所示，此影像顯示裝置包括條件偵測機構52 ，其爲偵測螢幕1的影像顯示範圍之相機，並且判斷影像 光是否投影到螢幕1的整個表面上。藉由如圖17所示之 連接到條件偵測機構52的影像處理區61執行此種判斷處 理。當影像處理區61判斷影像未投影到螢幕1的整個表 面上時，螢幕驅動計算區63參考儲存在對應表儲存區62 中的對應表，改變螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿 -31 - (28) (28)1335753 勢，使得影像光能夠投影到螢幕1的整個表面上。 當影像光未投影到螢幕1的整個表面上時，可只改變 螢幕1的位置和姿勢，或只改變投影器2的位置和姿勢。 另一選擇是，可改變螢幕1和投影器2二者的位置和姿勢 ，使得來自投影器2的影像光能夠投影到螢幕1的整個表 面上。 影像信號處理區12的影像處理區61接收條件偵測機 構52所偵測之影像的影像信號；分析該影像信號；然後 判斷顯示在螢幕1上的影像是否有陰影。例如，當具有比 預定亮度低的亮度之一群像素時，影像處理區61決定該 群像素爲陰影。螢幕上發生陰影的原因包括情況如下：障 礙物位在從投影器2到螢幕1的光學路徑上；及有關投影 器2的光軸方向之螢幕1的旋轉角度大及一部分螢幕1阻 擋影像光。 當判斷在螢幕1上具有陰影時，影像處理區61判斷 包括陰影的螢幕1之區域並且通知其螢幕驅動計算區63。 對應表儲存區62儲存說明包括陰影的螢幕1之區域和改 變螢幕1的位置和姿勢之方向與變化量之間的關係之對應 表。因此，當由影像處理區61通知包括陰影的區域時’ 螢幕驅動計算區63參考對應表產生用於螢幕1的驅動參 數，及輸出控制信號以驅動由鏈結機構3a到3c內的旋轉 致動器組成之螢幕驅動機構51，藉以改變螢幕1的位置和 姿勢，使得陰影不顯示在螢幕1上。 影像處理區61事先設定例如藉由將螢幕1的半球狀 -32- (29) 1335753 投影面分成如圖18所示的八區域之影像投影區1-1， 1-3，1-4，1-5，1-6，1-7,及1-8，及判斷哪一影像投影 括陰影。在對應表中，從包括陰影的影像投影區朝其 位置移動之螢幕1的移動方向和量被登記。例如，當 像處理區61判斷影像投影區1-5包括陰影時，以圖 的箭頭所表示之方向或以從影像投影區1-5到影像投 1-1的方向移動螢幕1。 當以從螢幕驅動計算區63到螢幕驅動機構51之 信號驅動鏈結機構3 a到3 c內的旋轉致動器以改變相 投影器2的螢幕1之位置和姿勢時，由感測器區11 螢幕1的位置和姿勢之變化。計算投影器2和螢幕1 的相對位置和姿勢，及更新校正參數。然後來自影像 區21的影像信號經過使用更新的校正參數之失真校 理，如此能夠顯示影像在螢幕1上而不會失真也沒有 〇 影像信號處理區12輸入從座標計算區24所獲得 幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢，及以投影範 算區65計算投影器2的目前投影範圍。此投影範圍 區65依據投影器2的光軸方向，投影器2的視場角 幕的中心位置，螢幕1和投影器2之間的距離等判斷 光是否投影到螢幕1的整個表面。當判斷影像光未投 螢幕1的整個表面上時，投影器驅動位置計算區64 改變投影器2的位置和姿勢之驅動參數且驅動投影器 機構41。 1-2, 區包 中心 由影 18中 影區 控制 對於 偵測 之間 產生 正處 陰影 的螢 圍計 計算 ，螢 影像 影到 產生 驅動 -33- (30) 1335753 在驅動投影器驅動機構41的線性和旋轉致動器以改 變相對於螢幕1的投影器2之位置和姿勢後，由校正參數 計算區23更新校正參數。然後，來自影像產生區21的影 像信號經過使用更新的校正參數之失真校正處理，如此能 夠無失真且沒有陰影地顯示影像在螢幕1上。 • 圖19圖示上述影像顯示裝置的操作。圖19所示的操 .作包括改變螢幕1的位置和姿勢之操作和改變投影器2的 位置和姿勢之操作二者。 在影像顯示裝置中，在由步驟S1到S3的處理計算螢 幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢之後，在步驟S 1 1 中，由投影範圍計算區65計算投影器2的投影範圍，及 在步驟S12中，判斷是否在使得影像光投影到螢幕1的整 個表面上之此種適當投影範圍內投影影像光。當判斷在適 當投影範圍內投影影像光時，處理進行到步驟S7和隨後 步驟，反之處理進行到步驟S13。 在歩驟S13中，在影像顯示裝置中，由投影器驅動位 置計算區64計算驅動投影器2的位置，使得投影器2的 投影範圍在適當投影範圍內，及供應驅動參數到投影器驅 動機構41。在步驟S14中，藉此驅動投影器驅動機構41 的線性和旋轉致動器以改變投影器2的位置和姿勢。 在步驟S12中判斷投影器2的投影範圍是在適當投影 範圍內之後，考量由稍後說明的變焦/聚焦調整機構所調 整的視場角之資料以計算用於失真校正處理的校正參數， 及使用所計算的校正參數在步驟S8中爲線性影像信號執 -34- (31) 1335753 行失真校正處理。在步驟S9中，然後由投影器2投影影 像。 在步驟S8之後的步驟S15中，在影像顯示裝置中， 影像處理區6 1分析由條件偵測機構52所偵測之螢幕1的 投影條件，並且判斷影像是否投影到螢幕1的整個表面上 •。當無陰影地投影影像光到螢幕1上時，處理進行到步驟 .S19，及維持螢幕1和投影器2之間的目前相對位置和姿 勢，終止處理》 另一方面，當在步驟S15中判斷螢幕1的影像投影範 圍包括陰影時，影像處理區61計算包括陰影的影像投影 區及通知螢幕驅動計算區63。 接著，在步驟S16中，螢幕驅動計算區63根據在步 驟S15中被判斷包括陰影的影像投影區參考對應表儲存區 62的對應表；及在步驟S17中，計算螢幕1的位置和姿 勢之移動方向和量，然後供應驅動參數到螢幕驅動機構51 。在步驟S18中，藉此可驅動倂入螢幕驅動機構51的鏈 結機構3a到3c之旋轉致動器以改變螢幕1的位置和姿勢 〇 在參考圖16到19所說明的影像顯示裝置中，來自投 影器2的影像光可投影在螢幕1的整個表面上係藉由：以 座標計算區24計算螢幕1和投影器2之間的距離和欲從 投影器2投影的影像光之擴張和凝聚程度：及控制包括在 圖16中的投影器驅動機構41中之變焦機構（用於影像光 的擴張和凝聚） -35- (32) 1335753 在此影像顯不裝置中’像圖19的點線所表示的處理 一般’當在步驟S 12未判斷影像光是在適當投影範圍內時 ，影像光投影到螢幕1的整個表面上之處，在步驟S3 1中 ，投影範圍計算區65計算投影器2的想要投影範圍，及 投影器驅動機構41的變焦/聚焦調整機構也被驅動成影像 •光投影到想要的投影範圍。藉此可調整變焦和聚焦，以便 .提供影像光投影到螢幕1的整個表面上之適當投影範圍。 而且，在影像顯示裝置中，不僅可由條件偵測機構5 2 判斷而且也可由複數光學感測器71判斷螢幕1的影像顯 示條件，複數光學感測器71如圖2 0所示一般在螢幕1的 周圍邊緣偵測影像顯示條件。在此種影像顯示裝置中，如 圖21所示，影像信號處理區12包括光學感測器信號處理 區81，其連接到光學感測器71;對應表儲存區82;及驅 動位置計算區83。 光學感測器71被個別設置在如圖1 8所示之影像投影 範圍1-1到1-8的周圍邊緣部位。當在螢幕1的周圍邊緣 具有陰影時，光學感測器71的任一個可偵測陰影的發生 。當藉由光學感測器7 1的任一個所偵測的影像光之減少 量偵測陰影的發生時，光學感測器信號處理區81通知驅 動位置計算區83包括陰影的影像投影區。回應於該通知 ，參考對應表儲存區82的對應表，計算螢幕1的位置和 姿勢之移動方向和量以控制螢幕驅動機構51的致動器。 在上述影像顯示裝置的操作中，如圖22所示’儘管 藉由步驟S1到S8的操作顯示根據螢幕1和投影器2之間 -36- (33) (33)1335753 的目前相對位置和姿勢之無失真的影像，但是光學感測器 信號處理區81仍在步驟S21判斷位在螢幕1的周圍邊緣 之光學感測器7 1的任一個是否因爲偵測到少量的光而反 應陰影的發生。 當光學感測器信號處理區81判斷光學感測器71的任 一個不曾偵測到陰影的發生時，處理進行到步驟S 1 9。當 光學感測器71的任一個已偵測到陰影的發生時，執行步 驟S16到S18的處理以改變螢幕1的位置和姿勢，使得陰 影不顯示在螢幕1上。 接著，在應用本發明的影像顯示裝置中，參考圖23 說明能夠藉由反射來自投影器2的影像光以提供影像光的 任意投影範圍之結構。 在此影像顯示裝置中，投影器2的光軸被引導相對於 螢幕1，及從投影器2投影的影像光反射在鏡子91上以投 影到螢幕1上。在此鏡子91中’設置使影像光的反射角 度能夠根據來自影像信號處理區1 2的控制信號加以變化 之旋轉致動器92。 在如此建構的影像顯示裝置中’事先設定影像光投影 位置，光軸，及投影器2的視場角。影像信號處理區12 計算螢幕1的目前位置和姿勢以計算相對於鏡子91的姿 勢（旋轉角度）之螢幕1的中心位置之位置和姿勢。影像 信號處理區12然後計算使反射在鏡子91上的影像光能夠 投影到螢幕1的整個表面上之鏡子91的旋轉角度’以控 制旋轉致動器92。 -37- (34) (34)1335753 影像信號處理區12計算螢幕1和鏡子91之間的相 對位置和姿勢，使得反射在鏡子91上的影像光無失真地 顯示在螢幕1的整個表面上以產生校正參數和執行失真校 正處理。 利用如此建構的影像顯示裝置，甚至當未設置改變投 影器2的位置和姿勢之投影器驅動機構41並且螢幕1位 在任意位置和姿勢時，仍能夠顯示無失真的影像。而且， 能夠增加投影器2所在的位置之彈性。 接著，在應用本發明的影像顯示裝置中，說明量測看 見影像的觀看者之位置的結構。 在上述的影像顯示裝置中，觀看者的觀看位置被事先 設定以計算失真校正處理中所使用的校正參數。然而，利 用此影像顯示裝置，將位置感測器1 0 1裝附於觀看者所穿 戴的眼鏡1 00以利用影像信號處理區1 2偵測觀看者的位 置。就偵測觀看者的觀看位置之此種功能而言，位置感測 器1 〇 1是磁性感測器。 在此種影像顯示裝置中，每一預定時間週期偵測位置 感測器1 0 1的位置，及螢幕1的高度位置被控制成等於觀 看者的觀看位置高度。在此例中，反應於藉由鏈結機構3a 到3c的旋轉致動器改變螢幕1的高度位置所造成之螢幕1 和投影器2之間的相對位置和姿勢之變化，更新投影器2 的位置和姿勢，如此總是能夠顯示無失真的影像在螢幕1 的整個表面上。而且，利用影像顯示裝置，螢幕1的位置 可被控制成具有與觀看者的觀看位置相同的高度，使得螢 -38 - (35) I335753 幕1被設定成可容易觀看螢幕1的顯示之位置。而且 幕1可直接面對觀看者》 接著，說明應用本發明的影像顯示裝置，該影像 裝置包括如圖25所示一般連接投影器2和螢幕1的 機構110以取代上述的連接機構3。 '如圖26(c)所示，連接機構110由彼此接合的圖 *所示之平行鏈結機構和圖26(b)所示之平行鏈結機構 成。圖26(a)所示之平行鏈結機構包括手臂接合點1 111- 2，111-3,及111-4，並且利用旋轉鏈結機構連接 在四側上。圖26(b)所示之平行鏈結機構包括手臂接 1 1 1 -1和手臂接合點11 1 - 5，1 1 1 - 6，及1 1 1 - 7，並且利用 鏈結機構連接手臂在四側上。圖26(c)所示的平行鏈 構之手臂接合點1 1 1 -1到1 1 1 -8個別由可在圖式中的 方向（Y軸方向）旋轉之旋轉鏈結機構所組成。在下 明中，圖26(c)所示的平行鏈結機構110之手臂接 1 1 1 -1到1 1 1 -8被共同稱作”手臂接合點1 1 1 ”。 各個圖26(a)和26(b)所示的平行鏈結機構係由利 旋轉鏈結機構彼此耦合的兩對平行手臂所組成。 圖26(a)所示之平行鏈結機構包括手臂112-1(第 )，其平行於投影器2的光軸而地固定於投影器2; 臂（第二臂），其在光軸方向的不同位置中連接到 112- 1，並且總是垂直於設置連接鏈結41e的接地面 2 6(b)所示的平行鏈結機構包括相同長度的兩手臂11: 第三臂），它們在垂直方向的不同位置中連接到第二 -39- ，螢 顯示 連接 26(a) 所組 11-1， 手臂 合點 旋轉 結機 垂直 面說 合點 用四 一臂 和手 手臂 。圖 1-2 ( 臂， (36) 1335753 並且總是平行於影像光的光軸（總是平行於手臂112-1) 及手臂總是垂直於接地面。在螢幕1側上的手臂112-2之 端連接到手臂112-3 (第四臂），該第四臂構成螢幕1的 周圍邊緣之一部分並且在上和下方向連接到螢幕1的中心 位置。手臂112-2和手臂1 12-3之間的手臂接合點1 1 1-5 - 和111-6合倂旋轉鏈結機構，及手臂112-3總是垂直於接 .地面。 手臂接合點111的任一個合倂在垂直於上和下方向與 投影器2的光軸之方向旋轉所有手臂接合點111的旋轉鏈 結機構之旋轉致動器。合倂旋轉致動器之手臂接合點111 是手臂接合點1 11 -1到11卜8的任一個。當手臂接合點 111的其中之一被旋轉致動器驅動和旋轉時，其他手臂接 合點的旋轉鏈結機構以與旋轉致動器的旋轉量相同的旋轉 量彼此一起被驅動和旋轉。 設置旋轉致動器的理想位置是圖26(C)中的手臂接合 點111-3或111-4。因爲像旋轉致動器的重量構件能夠使 整個連接機構的重量當位在連接於投影器2的部位時比當 位在手臂的頂端時小。 而且，爲手臂接合點111的至少其中之一設置取得用 以量測螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢之角度資 訊的角度感測器。依據由此角度感測器所獲得的角度資訊 ，影像信號處理區12計算螢幕1和投影器2之間的相對 位置和姿勢，並且根據所計算的相對位置和姿勢校正從投 影器2投影的影像光。 -40- (37) 1335753 如圖25所示，在如此建構的連接機構110 於從投影器2投影的影像光之光軸的手臂112-1 影器2。因此當由投影器驅動機構41驅動投影器 攝全景和傾斜方向旋轉手臂112-1的兩端之旋轉 和另一旋轉鏈結機構。例如，由投影器2的投影 構41驅動投影器2以便如圖27(a)所示的狀態一 導影像光時，如圖27(b)所示，所有旋轉鏈結機 成保持手臂112-1和手臂112-2平行。如圖28所 臂接合點111-1和111-7被旋轉以驅動連接機構 的狀態到（b)的狀態時，手臂1 12_2總是彼此平行 此時，在連接機構11〇中，手臂接合點111 ηΐ和η2之總和總是180度。因此，不受螢幕1 2之間的相對位置和姿勢的影響，手臂112-1和 是平行於投影器2的影像光之光軸，使得投影器 光之光軸總是能夠被引導到螢幕1的中心位置。 包括上述連接機構Π0的影像顯示裝置可包 所示一般延長和縮短手臂122-2的長度之延長模 及120Β。用人工或自動延長或收縮延長機構 1 2 0Β以改變螢幕1和投影器2之間的距離。在弓 的長度被組配成自動改變的例子中，延長機構 120Β需要包括線性致動器。當用人工或自動延 延長機構120Α及120Β以在預定位置移動螢幕 1’所表示的位置（距投影器2比預定位置遠）時 號處理區12根據螢幕1和投影器2之間的相對 中，平行 耦合於投 2時，在 鏈結機構 器驅動機 般朝上引 構被旋轉 示，當手 110 從（a) 〇 中的角度 和投影器 112-2 總 2的影像 话如圖2 9 !構 120A 120A 及 :臂 1 12-2 120A 及 長或收縮 1到螢幕 ，影像信 距離之變 -41 - (38) (38)1335753 化爲從投影器2投影的影像光執行失真校正。 此使影像顯示裝置能夠總是引導投影器2的影像光之 光軸到螢幕1，並且增加縱向方向的螢幕1和投影器2之 位置的彈性。 而且，如圖30所示，包括連接機構110的影像顯示 裝置可包括總是維持螢幕1的投影面在有關投影器2的特 定角度之功能。藉由總是平行於手臂112-1和112-2且平 行於從投影器2投影的影像光之光軸的手臂112-4(第五 臂）實施此功能。在螢幕1的周圍邊緣之上下方向中，手 臂1 12-4的一端連接到螢幕1的中心位置，及手臂1 12-4 的兩端連接到個別連接到兩手臂Π 2-2之相同長度的兩手 臂112-3。連接手臂112-3和手臂112-4的手臂接合點111 倂入旋轉鏈結機構。 如圖31所示，連接機構11〇如（d)所示包含彼此耦合 的（a)之平行鏈結機構，（b)之平行鏈結機構’及（c)之平行 鏈結機構。（c)之平行鏈結機構包括手臂接合點 111-5，111-8，及111-9。和由旋轉鏈結機構連接在四側 上的手臂。（b)之平行鏈結機構的手臂接合點111-5和（c) 之平行鏈結機構的手臂接合點II1·5彼此置放其上。 此讓影像顯示裝置能夠總是引導螢幕1的投影面以特 定角度朝向投影器2。因此’能夠總是顯示無失真的影像 ，而甚至當由投影器驅動機構41驅動投影器2時’仍無 須執行圖10之步驟S1到S7的改變用於影像光之失真校 正的失真校正參數之處理。 -42- (39) 1335753 而且，如圖32所示’包括連接機構I〗0的影像顯示 裝置可包括在投影面的中心點以彼此垂直的任意方向在投 影面的中心位置四周自由旋轉螢幕1的投影面之功能。 此連接機構110包括旋轉機構114 ’其在連接到螢幕 1側上的手臂1 12-2之端且垂直於接地面的手臂112-3之 -頂端中，在手臂112-3四周旋轉。此旋轉機構114連接到 手臂113，手臂113從螢幕1的周圍邊緣之中心點在水平 方向連接到螢幕1的兩端。用人工或自動化旋轉旋轉機構 114。若旋轉機構114被組配成自動化旋轉’則旋轉機構 114倂入旋轉致動器。因此’當旋轉機構114被驅動時’ 以上下方向在投影面的中心點四周在水平方向由手臂113 旋轉螢幕1的投影面。而且，連接機構11〇在手臂113和 螢幕1的連接點包括旋轉機構115,旋轉機構115旋轉手 臂112-3且方向垂直於螢幕1的投影面之垂直線。因此， 當用人工或自動化旋轉此旋轉機構U5時，以前後方向及 水平方向在螢幕1的投影面之中心點的四周旋轉螢幕1的 投影面。若旋轉機構115被組配成自動化旋轉，則旋轉機 構1 1 5倂入旋轉致動器。 在設置如此建構的連接機構110之例子中，當旋轉機 構114或115旋轉以改變相對於投影器2的螢幕1之姿勢 時，影像信號處理區112依據所改變的姿勢更新失真校正 參數以使投影器2能夠投影無失真的影像光。 利用上述影像顯示裝置，甚至當螢幕1旋轉在水平和 前後方向時，投影面的中心點和投影器2之間的相對位置 -43- (40) (40)1335753 被固定，如此能夠總是投影無失真的影像在螢幕1上。 而且，包括連接機構110的上述影像顯示裝置可包括 在手臂接合點111的任一個中如圖33所示一般固定旋轉 鏈結機構之制動器機構。 此制動器機構包括設置在構成連接機構110的手臂 130之端的旋轉區132，按壓區133，及容納在各個手臂接 合點111的外殻131內之按壓力產生區134。按壓力產生 區134例如由彈簧機構所組成並且給予彈簧所產生的按壓 力到按壓區133。藉由按壓力產生區134所產生的按壓力 使按壓區133接觸旋轉區132以抑制旋轉區132的旋轉。 在制動器機構中，爲了旋轉連接到手臂接合點111的 手臂130，如圖34(a)所示，旋轉區132不被按壓靠著按壓 區133。爲了使手臂130成爲其旋轉被制止的鎖定狀態， 如圖34(b)所示，將按壓力產生區134所產生的按壓力給 予按壓區133，及由按壓區133按壓旋轉區132使其不旋 轉。 利用上述影像顯示裝置，甚至當以人工操作連接機構 1 1 0以改變螢幕1和投影器2之間的相對位置和姿勢時， 無須手臂接合點111中的旋轉致動器仍可藉由制動器機構 穩定地固定手臂接合點111。 而且，如圖35所示，包括連接機構110的影像顯示 裝置可包括補償螢幕1的重量之功能在投影器2內。 藉由平衡區140實施此功能，平衡區140包括手臂 141和砝碼區142。手臂141連接到接地面側上的手臂之 -44 - (41) (41)1335753 延長上之處，手臂連接到手臂112-1的兩端且垂直於接地 面。砝碼區142裝附於手臂141的頂端。手臂141平行於 手臂112-1及112-2。依據相對於投影器2的螢幕1之想 要位置設定砝碼區142的重量。可任意改變砝碼區142的 重量。 · 在被設定當作支撐點的前後方向中，藉由具有投影器 2的中心點之重量構件，平衡區140以預定姿勢給予投影 器2支撐投影器2的姿勢之力。 利用包括平衡區1 40的影像顯示裝置，能夠降低操作 者在垂直方向（Y軸方向）移動螢幕1所需的力並且提高 可操作性。而且，與未包括平衡區140的結構比較，利用 致動器驅動螢幕1所需的驅動力較小。 上述實施例僅是本發明的例子。因此，本發明並不侷 限於上述實施例，明顯地，除了實施例之外，只要不違背 本發明的技術理念範圍，可根據設計等進行各種變化。 例如，在上述說明中，並不特別指定從投影器2投影 到螢幕1上的影像類型。然而，在影像顯示裝置位在手術 室且在內視鏡操作中將內視鏡相機直接插入罹病組織內的 狀態中，將從內視鏡相機獲得之看得見的資訊（影像信號 )輸入到影像信號處理區12的影像產生區21並且從投影 器2投影到螢幕1上，能夠提供浸沒式影像給執行手術醫 生。 而且，不但將從內視鏡相機所獲得的影像信號從投影 器2投影到螢幕1上，而且來自設定在手術室並且量測對 -45- (42) (42)1335753 象的條件之各種量測設備（血壓計和脈搏計）的資訊也被 投影到螢幕1上。在此例中，表示血壓計和脈搏計所量測 的數値之符號資訊重疊在影像產生區21所產生的影像信 號上，並且經過校正處理區22的影像失真校正處理，然 後從投影器2投影影像光。利用此影像顯示裝置，因此， 能夠實施以影像產生區21產生用以呈現包括內視鏡相機 所捕捉的影像之信號和對象的生物資訊（血壓、脈搏等） 之手術條件的影像信號而將手術條件呈現給施行手術醫生 ，並且從投影器2將其投影到螢幕1上之手術室。 在此種手術室中，能夠在即時顯示從內視鏡相機所獲 得的影像給施行手術醫生的同時也能即時顯示對象的更新 生物資訊給施行手術醫生來進行手術。因此，能夠從同一 觀看點觀看來自內視鏡相機的影像和生物資訊。而且，藉 由指定影像顯示裝置當作施行手術醫生的領航員之角色， 能夠提供一適當且快速執行手術之手術室。 而且，影像顯示裝置與手術模擬程式和作可構成執行 虛擬手術模擬的模擬器，例如，藉由以電腦圖等顯示對象 的影像在螢幕1上，及根據施行手術醫生的手之移動，依 據來自施行手術醫生所穿戴的具有感測器之手套所獲得的 感測器信號，以電腦圖顯示手術的進行在螢幕1上。在此 例中，影像產生區21根據具有感測器的手套產生手術地 點的CG影像。利用此種手術模擬器，因爲營幕1上顯示 的影像是無失真的影像，所以觀看者（施行手術醫生）可 沈浸在如同擬真一般的模擬世界中而不會對影像感覺陌生 (43) (43)1335753 工業應用 本發明提供逼真的影像空間給觀看者並且可達成投影 影像在螢幕上以產生使影像逼真的感覺之目的。 【圖式簡單說明】 圖1爲應用本發明的影像顯示裝置之結構的側視圖。 圖2爲應用本發明的影像顯示裝置之結構的俯視圖。 圖3爲應用本發明的影像顯示裝置之功能性結構的方 塊圖。 圖4爲應用本發明的影像顯示裝置之視場角之立體圖 〇 圖5爲應用本發明的影像顯示裝置之位移量的立體圖 〇 圖6爲應用本發明的影像顯示裝置之位移量的側視圖 〇 圖7爲應用本發明的影像顯示裝置中之監視和指出觀 看者的觀看位置之結構的方塊圖。 圖8爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括驅動機構 的結構之側視圖。 圖9爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括驅動機構 的功能性結構之方塊圖。 圖10爲應用本發明的影像顯示裝置中之驅動驅動機 -47- (44) (44)1335753 構和投影影像到螢幕上的處理程序之流程圖。 圖11爲應用本發明的影像顯示裝置之驅動機構和連 接機構的可動部位圖。 圖12爲應用本發明的影像顯示裝置之驅動機構的座 標系統圖。 圖13爲應用本發明的影像顯示裝置之連接機構的座 標系統圖。 圖14爲應用本發明的影像顯示裝置中之線性驅動投 影器和校準投影器的光軸與螢幕的中心位置之操作圖。 圖15爲應用本發明的影像顯示裝置中之旋轉驅動投 影器和校準投影器的光軸與螢幕的中心位置之操作圖》 圖1 6爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括偵測螢 幕的顯示條件之條件偵測機構的結構之側視圖。 圖17爲應用本發明的影像顯示裝置中之根據螢幕的 顯示條件判斷螢幕的顯示條件和移動螢幕之結構的方塊圖 〇 圖18爲應用本發明的影像顯示裝置中之根據包括陰 影的影像投影區之螢幕的移動方向之螢幕的平面圖。 圖19爲應用本發明的影像顯示裝置中之根據顯示條 件判斷螢幕的顯示條Y牛和移動螢幕之處理程序的流程圖。 圖20爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括螢幕的 邊緣部位之光學感測器的結構之側視圖。 圖21爲應用本發明的影像顯示裝置中之經由光學感 測器判斷螢幕的顯示條件和移動螢幕之結構的方塊圖。 -48- (45) (45)1335753 圖22爲應用本發明的影像顯示裝置中之經由光學感 測器判斷螢幕的顯示條件和移動螢幕之處理程序的流程圖 〇 圖23爲應用本發明的影像顯示裝置中之從投影器反 射影像光到鏡子上和投影相同影像光到螢幕上的結構之側 視圖。 圖24爲應用本發明的影像顯示裝置中之偵測觀看者 的觀看點和設定等同觀看點的高度位置之螢幕高度位置的 結構之側視圖。 圖25爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括被組配 成引導影像光的光軸到螢幕的預定位置之連接機構的結構 之側視圖。 圖26爲被組配成引導影像光的光軸到螢幕的預定位 置之連接機構的結構之說明圖。 圖27爲被組配成引導影像光的光軸到螢幕的預定位 置之連接機構的狀態變化之說明圖。 圖2 8爲被組配成引導影像光的光軸到螢幕的預定位 置之連接機構的狀態變化之另一說明圖。 圖29爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括利用被 引導到螢幕的預定位置之影像光的光軸延長和縮小螢幕和 投影器之間的距離之延長機構的結構之側視圖。 圖30爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括被組配 成保持螢幕的投影面之姿勢固定的連接機構之結構的側視 圖。 -49- < % (46) (46)1335753 圖31爲被組配成保持螢幕的投影面之姿勢固定的連 接機構之結構的說明圖。 圖32爲被組配成任意改變螢幕的投影面之姿勢的連 接機構之結構的立體圖。 圖33爲鎖定臂接合點的旋轉之制動器機構的結構之 立體圖。 圖34爲制動器機構的操作之說明圖。 圖35爲應用本發明的影像顯示裝置中之包括被設置 有平衡區的連接機構之結構的側視圖。 【主要元件符號說明】 1 :螢幕（影像顯示區） 2:投影器（影像投影區） 3 :校正機構 3 a :鏈結機構 3b :鏈結機構 3 c ·鍵結機構 3d :手臂 3e :手臂 3f :接地鏈結 3g :旋轉致動器 3gl :旋轉致動器 3g2 :旋轉致動器 3h :旋轉致動器 < S ：；· -50- (47) (47)1335753 3h :旋轉致動器 3i2 :旋轉致動器 4 :安裝桌 5 :距離感測器 6 :觀看點監視區 7 :通知功能區 1 1 :感測器區 1 2 :影像信號處理區 2 1 :影像產生區 22 :校正處理區 23 :校正參數計算區 24 :座標計算區 3 1 :驅動參數計算區 41 :投影器驅動機構 4 1 a :線性致動器 4 1 b :線性致動器 4 1 c :線性致動器 41d :接地鏈結 41e :連接鏈結 41f :旋轉致動器 41g :旋轉致動器 51 :螢幕驅動機構 52 :相機（條件偵測機構） 61 :影像處理區 -51 (48) (48)1335753 62 :對應表儲存區 63 :螢幕驅動位置計算區 64 :投影器驅動位置計算區 65 :投影範圍計算區 71 :光學感測器 81:光學感測器信號處理區 82 :對應表儲存區 83 :驅動位置計算區 91 :鏡子 92 :旋轉致動器 1 0 0 :眼鏡 1 0 1 :位置感測器 110 :連接機構 1 1 1 -1 :手臂接合點 1 1 1-2 :手臂接合點 1 1 1-3 :手臂接合點 1 1 1-4 :手臂接合點 1 1 1-5 :手臂接合點 1 1 1-6 :手臂接合點 1 1 1-7 :手臂接合點 1 1 1-8 :手臂接合點 1 1 1-9 :手臂接合點 1 1 1 -1 0 :手臂接合點 1 1 1 -1 1 :手臂接合點 -52 (49)1335753 111- 12:手臂接合點 112- 1 ：手臂 1 1 2-2 :手臂 1 12-3 :手臂 112-4 :手臂 1 1 3 :手臂 114 :旋轉機構

115 :旋轉機構 1 2 0 A :延長機構 120B :延長機構 130 :旋轉軸 131 :外殼 1 32 :旋轉區 1 33 :按壓區 134 :按壓力產生區

140 :平衡區 141 :手臂 1 4 2 :陆碼區 A :光軸 -53-

Claims (1)

1335753 年月日修(¾二本 99. 9 _ 十、申請專利範圍 第096 1 06498號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國99年9月30曰修正 1. 一種影像顯示裝置，包含： 一影像投影單元，其接收影像信號和投影影像光； 一影像顯示單元，其包括任意形狀的投影面，投影來 自該影像投影單元的該影像光到其上； 一連接單元，其包括連接該影像投影單元和該影像顯 示單元之複數臂，和使該影像投影單元和該影像顯示單元 之間的相對位置和姿勢能夠用人工或自動化改變之鏈結機 挫 . 稱， 一量測單元，其量測該影像投影單元和該影像顯示單 元之間的該相對位置和姿勢；及 一影像信號處理單元，其依據由該量測單元所量測的 該相對位置和姿勢，觀看者的事先設定觀看位置，該影像 顯示單元的投影面之該形狀，從該影像投影單元投影的該 影像光之視場角，及垂直於該影像投影單元之事先設定的 光軸之方向的虛擬投影面與該光軸的交叉之點和該虛擬投 影面上的投影影像之中心點之間的差之位移量，爲從該影 像投影單元投影到該影像顯示單元之該影像光的失真校正 計算校正參數，及依據該計算的校正參數爲輸入到該影像 投影單元的該影像信號執行失真校正處理。 1335753 2.根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中 '該連接單元改變該影像投影單元的影像光投影方向， 藉以使從該影像投影單元投影的該影像光之光軸與該影像 顯示單元的該投影面之預定位置相匹配， 該量測單元量測相對於該影像投影單元之該位置和姿 勢的該影像顯示單元之該位置和姿勢，以回應由於該連接 單元的該影像投影單元之該影像光投影方向之該改變，及 回應由於該量測單元的新相對位置和姿勢之量測，該 影像信號處理單元依據該新的相對位置和姿勢更新該校正 參數。 3 .根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，另外包 含： 一顯示條件判斷單元，其偵測該影像顯示單元的影像 投影範圍，和判斷該影像光是否投影到該整個影像顯示單 元上，其中 當該顯示條件判斷單元判斷影像未被投影到該整個影 像顯示單元上時，該連接單元改變該影像顯示單元和該影 像投影單元之間的該相對位置和姿勢以使該影像光能夠投 影到該整個影像顯示單元上；及 該影像信號處理單元根據該影像投影單元和該影像顯 示單元之間的該改變的相對位置和姿勢更新該校正參數。 4.根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，另外包 含： 一顯示條件判斷單元，其偵測該影像顯示單元的邊緣 -2- 1335753 部位之影像顯示條件，和判斷該影像光是否投影到該整個 影像顯示單元上，其中 當該顯示條件判斷單元判斷該影像未被投影到該整個 影像顯示單元上時，該連接單元改變該影像顯示單元和該 影像投影單元之間的該相對位置和姿勢以使該影像光能夠 投影到該整個影像顯示單元上；及 該影像信號處理單元根據該影像投影單元和該影像顯 B 示單元之間的該改變的相對位置和姿勢更新該校正參數。 5. 根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中 一鏡子，能夠改變該影像光的反射方向，其被設置在 該影像投影單元和該影像顯示單元之間，及經由該鏡子將 該影像投影單元的該影像光投影到該影像顯示單元上。 6. 根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，另外包 含： 一觀看位置量測單元，其量測該觀看者的該觀看位置 φ ，其中 該連接單元控制該影像顯示單元的高度以匹配由該觀 看位置量測單元所量測的該觀看位置之高度；及 該影像信號處理單元根據該影像顯示單元的該高度之 變化更新該校正參數。 7. 根據申請專利範圍第1至6項任一項之影像顯示裝 置，另外包含： 一指令輸入單元，其偵測該觀看者的說話或操作和依 據該偵測的說話或操作輸入指令以改變該影像顯示單元的 -3- 1335753 該位置和姿勢，其中 該連接單元根據該指令輸入單元所輸入的該指令改變 該影像顯示單元的該位置和姿勢’及 該影像信號處理單元根據該影像顯示單元的該改變位 置和姿勢更新該校正參數。 8. 根據申請專利範圍第7項之影像顯示裝置’其中 該指令輸入單元偵測該觀看者的說話或操作和依據該 說話或操作輸入指令以固定該影像顯示單元的該位置和姿 勢，及 該連接單元根據該指令輸入單元所輸入的該指令固定 該影像顯示單元的該位置和姿勢。 9. 根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置’其中 該連接單元包括： 一第一臂，其被置放成平行於從該影像投影單元投影 的該影像光之該光軸，和被固定到該影像投影單元； 複數第二臂，其在該光軸方向連接到該第一臂的不同 位置並且垂直連結到接地面； 複數第三臂，其在該垂直方向連接到各個第二臂的不 同位置並且平行於該影像光的該光軸；及 一第四臂，其從該等第三臂垂直連結到該接地面並且 連接到該影像顯示單元：及 該第一臂和該等第二臂的複數連接點，該等第二臂和 該等第三臂的複數連接點，和該等第三臂和該第四臂的複 數連接點，其自由轉動以使從該影像投影單元投影的該影 -4- 1335753 像光之該光軸能夠被投影到該影像顯示單元的該投影面之 任意位置上。 10. 根據申請專利範圍第9項之影像顯示裝置’其中 該連接單元包括改變該等第二臂的長度之延長機構’ 及該延長機構係自動化或用人工延長或收縮以改變該顯示 投影單元和該影像顯示單元之間的距離。 11. 根據申請專利範圍第9項之影像顯示裝置’包含 —第五臂，其在有關該影像投影單元的該投影面之預 定角固定該影像顯示單元的該投影面’和平行於該影像光 的該光軸地連接到該影像顯示單元。 12. 根據申請專利範圍第9項之影像顯示裝置，其中 該第四臂包括一轉動機構，其使相對於該影像投影單 元的該投影平面之姿勢能夠在該投影面的預定位置四周自 由轉動。 13. 根據申請專利範圍第9項之影像顯示裝置，其中 該等第一和第二臂，該等第二和第三臂，及該等第三 和第四臂的該等連接點中的任一個包括制動機構，其固定 該連接點的轉動以使從該影像投影單元投影的該影像光之 該光軸能夠投影到該影像顯示單元的該投影面之任意位置 上》 14. 根據申請專利範圍第9項之影像顯示裝置，包含 一平衡產生力，將該影像投影單元的該姿勢支托在預 -5- 1335753 定姿勢，藉以將相對於該影像投影單元的該影像顯示單元 之該位置支托在預定位置。 15. 根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置’其中 該影像投影單元從一或複數影像光投影區投影具有指 定的視差在其間之影像光以使該影像顯示單元能夠顯示立 體影像。 16. 根據申請專利範圍第1項之影像顯示裝置’包含 一觀看點監視單元，其監視該觀看者的該觀看位置和 偵測該監視的觀看位置偏離事先設定的觀看位置；及 一通知單元，其通知該觀看點監視單元是否偵測到該 監視的觀看位置偏離該事先設定的觀看位置。 17. 根據申請專利範圍第16項之影像顯示裝置，其中 該通知單元是輸出聲音到該觀看者之聲音輸出單元， 及 該觀看點監視單元藉由使該聲音輸出單元輸出聲音以 通知該監視的觀看位置偏離該事先設定的觀看位置。 18. 根據申請專利範圍第17項之影像顯示裝置，其中 該觀看點監視單元根據該監視的觀看位置偏離該事先 設定的觀看位置之量或方向，改變從該聲音輸出單元所輸 出的該聲音之狀態。 19. 根據申請專利範圍第16項之影像顯示裝置，其中 該影像投影單元充作該通知單元，及該觀看點監視單 元藉由改變從該影像投影單元投影的該影像光之色彩以通 -6- 1335753 知該監視的觀看位置偏離事先設定的觀看位置。 2 0.根據申請專利範圍第19項之影像顯示裝置，其中 該觀看點監視單元根據該監視的觀看位置偏離該事先 設定的觀看位置之量或方向，改變從該影像投影單元投影 的影像光之色彩的該狀態。 21.根據申請專利範圍第16項之影像顯示裝置，其中 該通知單元是發出光線到該觀看者之發光單元，及 該觀看點監視單元藉由使該發光單元發出光線以通知 該監視的觀看位置偏離該事先設定的觀看位置。 2 2.根據申請專利範圍第21項之影像顯示裝置，其中 該觀看點監視單元根據該監視的觀看位置偏離該事先 設定的觀看位置之量或方向，改變該發光單元所發出的該 光線之該狀態。 23.—種影像顯示裝置的影像失真校正方法，該影像 顯示裝置包括= —影像投影單元，其接收影像信號和投影影像光； 一影像顯示單元，其包括任意形狀的投影面，投影來 自該影像投影單元之該影像光到其上； —連接單元，其包括連接該影像投影單元和該影像顯 示單元之複數臂，和使該影像投影單元和該影像顯示單元 之間的相對位置和姿勢能夠用人工或自動化改變之鏈結機 構；及 一量測單元，其量測該影像投影單元和該影像顯示單 元之間的該相對位置和姿勢；該影像失真校正方法包含以 1335753 下步驟： 依據由該量測單元所量測的該相對位置和姿勢，該觀 看者的該事先設定觀看位置，該影像顯示單元的該投影面 之該形狀’從該影像投影單元投影的該影像光之視場角， 和垂直於該影像投影單元之事先設定的光軸之方向的虛擬 投影面與該光軸的交叉之點和該虛擬投影平面上的投影影 像之中心點之間的差之位移量，計算用以校正從該影像投 影單元投影到該影像顯示單元之該影像光的失真之校正參 數；及 依據該校正參數爲輸入到該影像投影單元之該影像信 號執行失真校正處理。

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