TW201837536A - 一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明係一種一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統，係由紅外線光源單元投射紅外線並經物體反射後，由第一影像擷取單元及第二影像擷取單元擷取反射後之紅外線並產生第一影像及第二影像，再由處理單元運算產生第三影像後將第三影像發送至設置於頭戴式裝置之容置空間之電子裝置，藉由電子裝置之顯示單元顯示第三影像。

Description

一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統

本發明係有關於一種虛擬實境影像之顯示之方法及其系統，特別係有關於以紅外光投射至物體並以頭戴式裝置運算取得虛擬實境之影像並於電子裝置顯示之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法。

虛擬實境(VR，Virtual Reality)，亦稱虛擬技術或虛擬環境，是以電腦運算產生一個虛擬世界，並透過使用者的感官讓使用者可以觀察這個虛擬世界。在一些較為精緻的虛擬世界中，使用者更可以即時且不受限制的觀察虛擬世界內的事物。

在現有的技術中，以電腦所運算產生之虛擬世界的方式大致上可以分為：全部電腦運算產生、部分電腦運算產生、以真實世界影像產生。

在全部電腦運算產生的虛擬世界中，使用者所觀察到的物件皆是由電腦程式運算產生，這樣的方式被大量用於休閒娛樂領域中，其目的是產生一個可以給使用者高真實度及自由度的虛擬世界，讓使用者可以沉浸於其中。

在部分電腦運算產生的虛擬世界中，會先以影像擷取單元取得真實世界的影像，電腦會以這些影像為基礎，於影像中加入虛擬的物件，在一些情況下，使用者可以與這些虛擬的物件進行互動，使得真實世界更加具有樂趣，例如有部分軟體廠商推出了虛擬實境的照相軟體，這樣的照相軟體可以使得使用者於真實世界的場景中與虛擬物件進行合照。

在以真實世界影像產生的虛擬世界中，會先以影像擷取單元取得真實世界的影像，電腦依據這些影像產生虛擬世界。

人的肉眼無法在缺乏光線的情況下視物，因此在黑暗的環境中則需使用照明設備進行輔助，然而，在部分場合中(例如夜行性生物觀察、生存遊戲場甚至是戰場)由於照明設備會暴露自身的位置及驚動周圍的生物，因此不適合使用照明設備，在這樣的情況下通常是使用夜視鏡進行輔助，透過夜視鏡人的肉眼可以於黑暗中視物。

然而，現有夜視鏡外型類似望遠鏡，價格較高，為單一功能產品，且使用不方便，較難以成為一般民眾於夜間活動時的配備。

本發明之主要目的，係提供一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統，藉由紅外線光源單元投射紅外線至物體後，由頭戴式裝置之第一影像擷取單元及第二影像擷取單元取得影像後，運算取得另一影像並發送至電子裝置，電子裝置在將收到之影像顯示於顯示單元，當使用者透過頭戴式裝置觀看電子裝置之顯示單元時，可以於視覺上得到具有夜視功能的虛擬實境影像。

為達上述之指稱之各目的與功效，本發明之一實施例係揭示一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其步驟包含：由紅外線光源單元投射紅外線至物體，物體反射紅外線，由第一影像擷取單元擷取物體反射之紅外線取得第一影像，由第二影像擷取單元擷取物體反射之紅外線取得第二影像，由處理單元依據第一影像及第二影像運算產生第三影像，其中第三影像包含第一影像及第二影像，發送第三影像至電子裝置，於電子裝置之顯示單元顯示第三影像。

於本發明之一實施例中，其中第一影像擷取單元及第二影像擷取單元及處理單元設置於頭戴式裝置。

於本發明之一實施例中，其中該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元為具有變焦功能之影像擷取單元。

於本發明之一實施例中，其中該頭戴式裝置包含容置空間，電子裝置設置於容置空間。

於本發明之一實施例中，其中頭戴式裝置包含第一鏡片及第二鏡片，當使用者穿戴頭戴式裝置時，使用者可透過第一鏡片觀看第三影像之第一影像，使用者可透過第二鏡片觀看第三影像之第二影像。

於本發明之一實施例中，其中控制單元發送控制訊號至處理單元，處理單元依據控制訊號調整第三影像中第一影像及第二影像間之間距之寬度。

此外，本發明提供另一種用以實現具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之系統。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

先前之技術中，在不適合使用照明設備的場合需以夜視鏡輔助，但由於夜視鏡價格較高且保養不易，因此提出一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統。

在此說明本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之流程，請參閱第一圖，其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之流程圖。如圖所示，本實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法其步驟包含：

步驟S1：投射紅外線；

步驟S3：取得第一影像；

步驟S5：取得第二影像；

步驟S7：產生第三影像；

步驟S9：發送至電子裝置；以及

步驟S11：顯示第三影像。

接著說明為達成本發明之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法所需之系統，請參閱第二圖，其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖。如圖所示，本發明之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之系統包含：一頭戴式裝置1及一電子裝置3。上述之電子裝置3可為智慧型手機、個人數位助理(PDA)、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦等電子裝置。

上述之頭戴式裝置1包含紅外線光源單元101、第一影像擷取單元102、第二影像擷取單元103、處理單元104、通訊單元105、第一鏡片106及第二鏡片107。

上述之電子裝置3包含顯示單元301及通訊單元303。

上述之處理單元104為一可進行算術及邏輯運算之電子元件。

上述之顯示單元5為液晶顯示器、電漿顯示器、陰極射線管顯示器、發光二極體陣列、觸控式螢幕或其他可顯示資訊供使用者參考之顯示器。

以下將說明本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法執行時之流程，請參閱第一圖、第二圖、第三A圖~第三C圖、第四圖及第五A圖~第五B圖。當使用者要於夜間進行活動時，將執行步驟S1至步驟S11。

於步驟S1中，投射紅外線，紅外線光源單元1投射一紅外線至一物體，物體反射紅外線。

於步驟S3中，取得第一影像，如第三A圖所示，第一影像擷取單元102擷取物體所反射之紅外線取得一第一影像5。

於步驟S5中，取得第二影像，如第三B圖所示，第二影像擷取單元103擷取物體所反射之紅外線取得一第二影像7。

於步驟S7中，產生第三影像，處理單元104依據第一影像5及第二影像7產生一第三影像9，如第三C圖所示，第三影像9包含第一影像5及第二影像7。

於本發明之一實施例中，處理單元104是將第一影像5之一邊及第二影像7之一邊互相接合以產生第三影像9。

於本發明之一實施例中，於第三影像9中第一影像5及第二影像7互相平行。

於步驟S9中，發送至電子裝置，頭戴式裝置1透過通訊單元105以有線或無線之方式將第三影像9發送至電子裝置3。

進一步而言，於步驟S9中，頭戴式裝置1及電子裝置3透過通訊單元105及通訊單元303以有線或無線之方式進行通訊，以發送第三影像9至電子裝置。

於步驟S11中，顯示第三影像，如第四圖所示，電子裝置3於顯示第三影像9於顯示單元301。

如第五A圖所示，頭戴式裝置1包含一容置空間108。如第五B圖所示，將電子裝置3設置於容置空間108中，當使用者穿戴頭戴式裝置1時，可透過第一鏡片106觀察第三影像9之第一影像5，並透過第二鏡片107觀察第三影像9之第二影像7，藉此可使得使用者之視覺上產生立體效果，讓使用者彷彿進入虛擬世界中。

於此，即完成本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，由於第一影像擷取單元及第二影像擷取單元是擷取紅外線光源單元所發出並被反射之紅外線而取得第一及第二影像，因此，可以在光線不充足的地方使用，達成夜視之功能。除此之外，由於本發明之頭戴式裝置包含處理單元，故，第三影像是於頭戴式裝置之處理單元中運算產生後在發送至電子裝置，因此電子裝置無須進行影像之處理，僅需顯示第三影像即可，可使得電子裝置無須耗費資源於影像之計算上，可降低電子裝置之電力消耗及運算之成本。

接著說明本發明之第二實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法及其系統，請參閱第六圖及第七圖，於本實施例中，其流程包含步驟S6，頭戴式裝置1包含控制單元9，第三影像9中第一影像5及第二影像7之間有一間距901。

於本實施例中，於步驟S6，一控制單元109發送一控制訊號至處理單元。

在這樣的情況下，於步驟S7，如第八A圖所示，處理單元104依據控制單元調整第三影像9中第一影像5及第二影像7之間之間距901之寬度。舉例而言，當間距之寬度越寬則第三影像9中第一影像5及第二影像7間之間距901則越寬，而當間距為負值時，如第八B圖所示，第三影像9中第一影像5及第二影像7則有部分互相重疊。

藉由本實施例，可以依據使用者之雙眼間之間距調整第三影像中之第一影像及第二影像之位置，可使得不同之使用者在使用時皆可得到較佳之視覺效果。

於本發明之一實施例中，第一影像擷取單元102及第二影像擷取單元103間距有一間距。

於本發明之一實施例中，紅外線光源單元101亦可設置於電子裝置3或是欲使用之環境中。

於本發明之一實施例中，頭戴式裝置1包含一電源供應單元，電源供應單元電性連接紅外線光源單元101、處理單元104及通訊單元105。

於本發明之一實施例中，第一鏡片106及第二鏡片107可使得使用者之視線之焦點位於於第三影像9之第一影像5及第三影像9之第二影像7。

於本發明之一實施例中，其中第一影像擷取單元102及第二影像擷取單元103為具有變焦功能之影像擷取單元，藉由調整第一影像擷取單元102及第二影像擷取單元103之焦距，可以取得較遠處之影像。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈　鈞局早日賜准專利，至感為禱。

1‧‧‧頭戴式裝置

101‧‧‧紅外線光源單元

102‧‧‧第一影像擷取單元

103‧‧‧第二影像擷取單元

104‧‧‧處理單元

105‧‧‧通訊單元

106‧‧‧第一鏡片

107‧‧‧第二鏡片

108‧‧‧容置空間

109‧‧‧控制單元

3‧‧‧電子裝置

301‧‧‧顯示單元

303‧‧‧通訊單元

5‧‧‧第一影像

7‧‧‧第二影像

9‧‧‧第三影像

901‧‧‧間距

第一圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之流程圖； 第二圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之系統示意圖； 第三A圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意第一影像； 第三B圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意第二影像； 第三C圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意第三影像； 第四圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意於電子裝置顯示第三影像； 第五A圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意頭戴式裝置； 第五B圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意將電子裝置放置於頭戴式裝置之容置空間； 第六圖：其係為本發明之第一實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之流程圖； 第七圖：其係為本發明之第二實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之系統示意圖；以及 第八A圖~第八B圖：其係為本發明之第二實施例之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法之示意圖，用以示意第三影像中第一影像及第二影像間包含一間距。

Claims (11)

1. 一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其步驟包含： 由一紅外線光源單元投射一紅外線至一物體，該物體反射該紅外線； 由一第一影像擷取單元擷取該物體反射之該紅外線取得一第一影像； 由一第二影像擷取單元擷取該物體反射之該紅外線取得一第二影像； 由一處理單元依據該第一影像及該第二影像運算產生一第三影像，其中該第三影像包含該第一影像及該第二影像； 發送該第三影像至一電子裝置；以及 於該電子裝置之一顯示單元顯示該第三影像。
2. 如專利申請範圍第1項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其中該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元及該處理單元設置於一頭戴式裝置。
3. 如專利申請範圍第2項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其中該頭戴式裝置包含一容置空間，該電子裝置設置於該容置空間。
4. 如專利申請範圍第3項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其中該頭戴式裝置包含一第一鏡片及一第二鏡片，當一使用者穿戴該頭戴式裝置時，該使用者可透過該第一鏡片觀看該第三影像之該第一影像，該使用者可透過該第二鏡片觀看該第三影像之該第二影。
5. 如專利申請範圍第1項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其中一控制單元發送一控制訊號至該處理單元，該處理單元依據該控制訊號調整該第三影像中該第一影像及該第二影像間之一間距之寬度。
6. 如專利申請範圍第1項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之方法，其中該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元為具有變焦功能之影像擷取單元
7. 一種具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之系統，其包含： 一紅外線光源單元，該紅外線光源單元投射一紅外線至一物體，該物體反射該紅外線； 一頭戴式裝置，包含一第一影像擷取單元、一第二影像擷取單元、一處理單元、一容置空間、一第一鏡片及一第二鏡片，其中該第一影像擷取單元擷取該物體反射之該紅外線取得一第一影像，該第二影像擷取單元擷取該物體反射之該紅外線取得一第二影像，該處理單元依據該第一影像及該第二影像運算產生一第三影像，其中該第三影像包含該第一影像及該第二影像，並發送該第三影像；以及 一電子裝置，包含一顯示單元，設置於該容置空間，該電子裝置之該顯示單元顯示該第三影像。
8. 如專利申請範圍第7項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之裝置，其中該頭戴式裝置包含一第一鏡片及一第二鏡片，當一使用者穿戴該頭戴式裝置時，該使用者可透過該第一鏡片觀看該第三影像之該第一影像，該使用者可透過該第二鏡片觀看該第三影像之該第二影像。
9. 如專利申請範圍第7項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之裝置，其中該頭戴式裝置包含一控制單元，該控制單元發送一控制訊號至該處理單元，該處理單元依據該控制訊號調整該第三影像中該第一影像及該第二影像間之一間距之寬度。
10. 如專利申請範圍第7項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之裝置，其中該頭戴式裝置包含該紅外線光源單元。
11. 如專利申請範圍第7項所述之具夜視功能之虛擬實境影像之顯示之裝置，其中該第一影像擷取單元及該第二影像擷取單元為具有變焦功能之影像擷取單元。