TW201929786A - 影像顯示裝置及影像顯示方法 - Google Patents

Abstract

一種影像顯示裝置，包含：一透明面板以及一顯示調整層。透明面板於一第一區域顯示一疊合影像對應於一表面區域。顯示調整層設置於透明面板上，用以保留一單眼視線以觀看疊合影像，當一第一眼與一第二眼經由影像顯示裝置往表面區域看時，第一眼得以看到疊合影像與表面區域疊合且第二眼只看到表面區域。

Description

影像顯示裝置及影像顯示方法

本發明是有關於一種影像顯示裝置及影像顯示方法，且特別是有關於一種應用於疊合影像的影像顯示裝置及影像顯示方法。

傳統醫生在開刀時，會借助醫學影像，如: 核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）、電腦斷層攝影(computed tomography)、X光(X-ray)影像等等，在還沒下刀之前，評估實際下刀的位置、深度以及走向。

然而，醫學影像顯示在獨立的顯示器上，醫生只能單憑想像在腦中將醫學影像與實體做疊合。無法在手術過程中讓醫生擁有極為精確的導引。

因此，如何提供一種影像顯示裝置及影像顯示方法，以便於將面板上的影像與實體作疊合，已成為本領域急待改進的問題之一。

為解決上述的問題，本發明之一態樣提供一種影像顯示裝置，包含：一透明面板以及一顯示調整層。透明面板於一第一區域顯示一疊合影像對應於一表面區域。顯示調整層設置於透明面板上，用以保留一單眼視線以觀看疊合影像，當一第一眼與一第二眼經由影像顯示裝置往表面區域看時，第一眼得以看到疊合影像與表面區域疊合且第二眼只看到表面區域。

本發明之另一態樣提供一種影像顯示方法，包含：於一透明面板的一第一區域顯示一疊合影像，疊合影像對應一表面區域顯示提供一顯示調整層於透明面板上；以及提供一單眼視線以觀看疊合影像，當一第一眼與一第二眼經由顯示調整層與透明面板表面區域看時，第一眼得以看到疊合影像與表面區域疊合且第二眼只看到表面區域。

綜上所述，本發明所示之影像顯示裝置及影像顯示方法，可以直接將透明面板上顯示的影像與實體物體作影像疊合，藉由移除顯示區電路或切換顯示區域的方式，解決了人眼觀看疊合影像之視差上的問題，亦能達到兼顧人眼觀看疊合影像時的視覺深度的效果。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

請參照第1圖為一種現有重疊影像顯示之使用情境之示意圖。於第1圖中透明面板PL於一開刀區域顯示下方的核磁共振成像、電腦斷層攝影、X光影像或其他醫學影像，例如為患部表面SF上有一表面區域RI為是需要開刀的患部，可將透明面板PL的開刀位置與患部表面SF上的患部疊合。然而，由於人體(如醫生)左眼LE與右眼RE之間會有視差，故左眼LE透過透明面板PL看到的醫學影像在醫生腦中會產生於患部表面SF的表面區域LI處，而右眼RE透過透明面板PL看到的醫學影像在醫生腦中會產生於患部表面SF的表面區域RI處，表面區域RI與表面區域LI位置不同，導致開刀時，醫生不確定患部的位置。因此，需要解決人體(如醫生)左眼LE與右眼RE之間在觀看透明面板PL所顯示之醫學影像時的視差，並兼顧視覺深度，才能準確地將透明面板PL顯示的醫學影像與患部疊合。

由於本案不僅適用於醫學影像，亦可應用於其他需要視覺疊合的應用(例如疊合以透明面板PL顯示已知地圖，並將已知地圖疊合至道路實景上)，因此，於後續實施例中，將上述醫學影像稱為疊合影像SI，其顯示於透明面板PL上，並將實體患部稱為表面區域RI。

以下提出解決上述問題的影像顯示裝置及影像顯示方法。

第2圖根據本發明之一實施例繪示一種重疊影像顯示之使用情境之示意圖。於第2圖中，影像顯示裝置100包含一透明面板PL及一顯示調整層ADJ。顯示調整層ADJ放置於透明面板PL上。於一實施例中，顯示調整層ADJ可為一柱狀透鏡層與一視差屏障層其中之一種。

如第2圖所示，透明面板PL於一第一區域顯示一疊合影像SI對應於一表面區域RI(例如為一患部)，顯示調整層ADJ設置於透明面板PL上，用以保留一單眼視線以觀看疊合影像SI，當第一眼RE與第二眼LE經由影像顯示裝置100往表面區域RI看時，第一眼RE得以看到疊合影像SI與表面區域RI疊合，而第二眼LE只看到表面區域RI，不會看到疊合影像SI，因此觀看的人不會因為兩眼同時看到疊合影像SI而造成視覺上的位移造成深度的誤差。

於一實施例中，影像顯示裝置100的透明面板PL下方設置有一掃描器10，用以對表面區域RI掃描，使疊合影像SI對應表面區域RI；上述疊合影像SI為表面區域RI下方的一深度下的一掃描影像，因此觀看的人可以透過影像顯示裝置100觀看到患部表面SF下的影像。

於一實施例中，疊合影像SI包含適用右眼RE的影像與適用於左眼LE的影像，此些影像可以是二維影像或三維影像，差別在於二微影像的視角的距離差值或是來自三維攝影機的供應，在於三微影像的視角差值。

於一實施例中，顯示調整層ADJ用以讓左眼LE僅能看到透明面板PL的第一區域以及讓右眼RE僅能看到透明面板PL的一第二區域，透明面板PL可以選擇性的僅於第一區域或第二區域顯示疊合影像SI，使左眼LE或左眼LE選擇性的僅一眼看到疊合影像SI與表面區域RI疊合而另一眼只能看到表面區域RI。

舉例而言，請參閱第3A~3B圖根據本發明之一實施例繪示一種顯示調整層之示意圖。於第3A圖中，顯示調整層ADJ為一視差屏障層，透明面板PL區分為左眼顯示區域La與右眼顯示區域Ra，且此兩者為長條型且交錯配置(上述第一區域包含複數個區域R以及第二區域包含複數個區域La)。於此例中，左眼LE僅能看到透明面板PL的左眼顯示區域La以及右眼RE僅能看到透明面板PL的右眼顯示區域Ra，透明面板PL僅於左眼顯示區域La顯示疊合影像SI，右眼RE經由透明面板的右眼顯示區域Ra只看到表面區域RI，此時的顯示區域Ra不顯示任何影像，在上述實施例中顯示區域Ra可以選擇性的不設置顯示影像的電路讓顯示區域Ra的透光性更好，而不會讓顯示電路影響右眼RE的觀看。

於一實施例中，如第3B圖所示，顯示調整層ADJ為一柱狀透鏡層，將透明面板PL的一左眼顯示區域La或一右眼顯示區域Ra。

舉例而言，如第3B圖所示，顯示調整層ADJ為一視差屏障層，透明面板PL區分為左眼顯示區域La與右眼顯示區域Ra，且此兩者為長條型且交錯配置。於此例中，將透明面板PL的右眼顯示區域Ra，當右眼RE與左眼LE經由影像顯示裝置100往表面區域RI看時，左眼LE得以看到疊合影像SI與表面區域RI疊合，右眼RE只看到表面區域RI (因為右眼顯示區域Ra未顯示影像)。

參閱第4圖，第4圖根據本發明之一實施例繪示一種影像顯示裝置100之使用情境之示意圖。影像顯示裝置100更包含一眼睛追蹤器20，放置於透明面板PL上方，用以追蹤第一眼(例如為右眼RE)與透明面板PL之間的一相對位移，當透明面板於PL第一區域顯示疊合影像SI，眼睛追蹤器20依據相對位移調整疊合影像SI的區域，使第一眼或第二眼(例如為左眼LE)得以看到疊合影像SI與表面區域RI疊合。

於一實施例中，參考第3A圖與第4圖，疊合影像SI包含適用右眼RE的影像與適用於左眼LE的影像，當左眼顯示區域La顯示適用於左眼LE的影像，右眼顯示區域Ra不顯示影像時，左眼LE能看到適用於左眼LE的影像(疊合影像SI)以及表面區域RI疊合，讓右眼RE經由右眼顯示區域Ra看到表面區域RI，當眼睛追蹤器20追蹤右眼RE(或左眼LE) 與透明面板PL之間的一相對位移，當相對位移大於一位移門檻值(例如水平位移2公分)，此時左眼LE與右眼RE可已分別從可獨立看到的左眼顯示區域La與右眼顯示區域Ra對調，變成左眼LE僅能看到右眼顯示區域Ra以及右眼RE僅能看到左眼顯示區域La，眼睛追蹤器20傳送一移動訊號至透明面板PL，使透明面板PL於左眼顯示區域La顯示適用右眼RE的影像，右眼顯示區域Ra仍不顯示影像，此時右眼RE能看到適用於右眼RE的影像(疊合影像SI)以及表面區域RI疊合，讓左眼RE經由右眼顯示區域Ra僅看到表面區域RI，易及切換不同眼睛看到疊合影像SI，在此實施例中右眼顯示區域Ra可以不設置可顯示影像的電路，如此可增加右眼顯示區域Ra的透明度。

於一實施例中，參考第3A圖，疊合影像SI包含適用右眼RE的影像與適用於左眼LE的影像，當左眼顯示區域La顯示適用於左眼LE的影像，右眼顯示區域Ra不顯示影像時，左眼LE能看到適用於左眼LE的影像(疊合影像SI)以及表面區域RI疊合，讓右眼RE經由右眼顯示區域Ra看到表面區域RI，當眼睛追蹤器20追蹤第一眼與透明面板PL之間的相對位移大於一位移門檻值 (例如水平位移1公分) ，在此狀況左眼顯示區域La快要離開左眼LE的視線且漸漸的看到右眼顯示區域Ra，眼睛追蹤器20傳送一移動訊號至透明面板PL，使透明面板PL於右眼顯示區域Ra顯示適用於左眼LE的影像此時左眼LE經由右眼顯示區域Ra能看到適用於左眼LE的影像(疊合影像SI)以及表面區域RI疊合，讓右眼RE經由左眼顯示區域Ra僅看到表面區域RI，左眼顯示區域La不顯示影像。

於一實施例中，如第4圖所示，影像顯示裝置100更包含一標示追蹤裝置30，放置於透明面板PL下方，用以拍攝位於表面區域RI上的一定位點PT，並傳送包含一定位點影像至透明面板PL，透明面板PL依據定位點PT影像以計算疊合影像SI與表面區域RI的一相對位移。藉此，有利於疊合影像SI與表面區域RI進行定位。

參閱第5A~5B圖，繪示一種影像顯示裝置100之使用情境之示意圖。當顯示調整層ADJ為一視差屏障層時，透明面板PL包含有多個顯示區域R1~R3，多個顯示區域R1~R3在不同例子中分別被左眼LE或右眼RE觀看，在第5A圖中右眼RE可看到顯示區域R1顯示適用於右眼RE的影像，左眼LE可看到顯示區域R2，顯示區域R2與R3不顯示任何影像，因此參照第4圖，右眼RE可看到疊合影像SI與表面區域RI，左眼LE僅能看到表面區域RI。

當眼睛追蹤器20偵測眼睛RE(或LE)相對透明面板PL之間的一相對位移超過一個門檻值A1時，右眼RE可看到顯示區域R2，左眼LE可看到顯示區域R3(如第5B圖所示)，眼睛追蹤器20傳送一移動訊號至透明面板PL，使透明面板PL此時顯示區域R2顯示適用於右眼RE的影像，顯示區域R1與R3不顯示任何影像，右眼RE可持續看到疊合影像SI與表面區域RI，左眼LE持續僅能看到表面區域RI。

以此類推，當眼睛追蹤器20偵測眼睛RE(或LE)相對透明面板PL之間的一相對位移超過一個門檻值A2時，右眼RE可看到顯示區域R3，左眼LE可看到顯示區域R1，眼睛追蹤器20傳送一移動訊號至透明面板PL，使透明面板PL此時顯示區域R3顯示適用於右眼RE的影像，顯示區域R1與R2不顯示任何影像，右眼RE可持續看到疊合影像SI與表面區域RI，左眼LE持續僅能看到表面區域RI，以此避免觀看的人頭晃來晃去的影響。

參閱第6圖為本發明所示之影像顯示方法。影像顯示方法包括步驟S10先將一個透明面板放置一表面區域上方；步驟S20 於該透明面板的第一區域顯示疊合影像疊合影像對應該透明面板下方的一表面區域，其中可藉由一掃描器以對表面區域掃描，使疊合影像對應表面區域，上述疊合影像為表面區域下方的一深度下的一掃描影像。

步驟S30提供顯示調整層於該透明面板上，使第一眼得以看到疊合影像與表面區域疊合，且第二眼只看到該表面區域，其中顯示調整層用以讓第一眼僅能看到透明面板的第一區域以及讓第二眼僅能看到透明面板的第二區域，透明面板僅於第一區域顯示疊合影像，第二眼由該透明面板的第二區域只看到表面區域；上述透明面板的第二區域可選擇不設置顯示影像的電路；上述顯示調整層可為一柱狀透鏡層與一視差屏障層其中之一種。

上述第一區域與第二區域均包含複數個長條型區域且第一區域的長條型區域與第二區域的長條型區域為交錯設置。

上述疊合影像包含適用第一眼的影像與適用第二眼的影像，當於透明面板的第一區域顯示適用第一眼的影像，影像顯示方法更包含步驟S40 提供一眼睛追蹤器，以追蹤該第一眼與該透明面板之間的一相對位移；步驟S50 選擇性的調整疊合影像的顯示區使至少一眼看到疊合影像與表面區域疊合，另一眼只看到該表面區域。

步驟S50包括實施方法: 當相對位移大於第一位移門檻值時，該眼睛追蹤器傳送移動訊號至透明面板，使透明面板於第一區域切換為顯示適用第二眼的影像，使得第二眼得以看到疊合影像與表面區域疊合且第一眼只看到表面區域。

步驟S50更包括另一實施方法:當相對位移大於第二位移門檻值時，眼睛追蹤器傳送移動訊號至透明面板，透明面板將該適用第一眼的影像顯示於該第一區域切換為不顯示且將適用第一眼的影像顯示於第二區域，使第一眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且第二眼只看到該表面區域。

本發明方法更包括於透明面板下方的標示追蹤裝置，以拍攝位於表面區域上的一定位點，並傳送包含定位點影像至該透明面板；該透明面板依據該定位點影像以計算該疊合影像與該表面區域的一相對位移。

綜上所述，本發明所示之影像顯示裝置及影像顯示方法，可以直接將透明面板上顯示的影像與實體物體作影像疊合，藉由移除顯示區電路或切換顯示區域的方式，解決了人眼觀看疊合影像之視差上的問題，亦能達到兼顧人眼觀看疊合影像時的視覺深度的效果。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧影像顯示裝置

LE‧‧‧左眼

RE‧‧‧右眼

SI‧‧‧疊合影像

ADJ‧‧‧顯示調整層

10‧‧‧掃描器

RI‧‧‧表面區域

SF‧‧‧患部表面

PL‧‧‧透明面板

R1~R3‧‧‧顯示區域

La‧‧‧左眼顯示區域

Ra‧‧‧右眼顯示區域

PT‧‧‧定位點

20‧‧‧眼睛追蹤器

30‧‧‧標示追蹤裝置

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示一種現有重疊影像顯示之使用情境之示意圖； 第2圖根據本發明之一實施例繪示一種重疊影像顯示之使用情境之示意圖； 第3A~3B圖根據本發明之一實施例繪示一種顯示調整層之示意圖； 第4圖根據本發明之一實施例繪示一種影像顯示裝置100之使用情境之示意圖； 第5A~5B圖根據本發明之一實施例繪示一種影像顯示裝置之使用情境之示意圖；以及 第6圖根據本發明之一實施例繪示一種重疊影像顯示方法之流程圖。

Claims (10)

1. 一種影像顯示裝置，包含： 一透明面板，於該透明面板的一第一區域顯示一疊合影像對應於該透明面板下方的一表面區域；以及 一顯示調整層，設置於該透明面板上，用以保留一單眼視線以觀看該疊合影像，當一第一眼與一第二眼經由該影像顯示裝置往該表面區域看時，該第一眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且該第二眼只看到該表面區域。
2. 如請求項1所述之影像顯示裝置，其中該顯示調整層用以讓該第一眼僅能看到該透明面板的該第一區域以及讓該第二眼僅能看到該透明面板的一第二區域，該透明面板僅於該第一區域顯示該疊合影像，該第二眼經由該透明面板的該第二區域只看到該表面區域。
3. 如請求項2所述之影像顯示裝置，其中該第一區域與該第二區域均包含複數個長條型區域且該第一區域的長條型區域與該第二區域的長條型區域交錯設置。
4. 如請求項2所述之影像顯示裝置，其中該透明面板的該第二區域不設置顯示影像的電路。
5. 如請求項2所述之影像顯示裝置，其中該疊合影像包含一適用第一眼的影像與一適用第二眼的影像，於該透明面板的該第一區域顯示該適用第一眼的影像，該影像顯示裝置更包含： 一眼睛追蹤器，放置於該透明面板上方，用以追蹤該第一眼與該透明面板之間的一相對位移； 其中，當該相對位移大於一第一位移門檻值時，該眼睛追蹤器傳送一移動訊號至該透明面板，使該透明面板於該第一區域切換為顯示該適用第二眼的影像，使得該第二眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且該第一眼只看到該表面區域。
6. 如請求項2所述之影像顯示裝置，其中該疊合影像包含一適用第一眼的影像與一適用第二眼的影像，於該透明面板的該第一區域顯示該適用第一眼的影像，該影像顯示裝置更包含： 一眼睛追蹤器，放置於該透明面板上方，用以追蹤該第一眼與該透明面板之間的一相對位移； 其中，當該相對位移大於一第二位移門檻值時，該眼睛追蹤器傳送一移動訊號至該透明面板，該透明面板將該適用第一眼的影像顯示於該第一區域切換為不顯示且將該適用第一眼的影像顯示於該第二區域，使該第一眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且該第二眼只看到該表面區域。
7. 一種影像顯示方法，包含： 將一透明面板放置一表面區域上方； 於該透明面板的一第一區域顯示一疊合影像，該疊合影像對應該表面區域顯示；以及 提供一顯示調整層於該透明面板上提供一單眼視線以觀看該疊合影像，當一第一眼與一第二眼經由該顯示調整層與該透明面板往該表面區域看時，該第一眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且該第二眼只看到該表面區域。
8. 如請求項7所述之影像顯示方法，其中該顯示調整層用以讓該第一眼僅能看到該透明面板的該第一區域以及讓該第二眼僅能看到該透明面板的一第二區域，該透明面板僅於該第一區域顯示該疊合影像，該第二眼經由該透明面板的該第二區域只看到該表面區域。
9. 如請求項8所述之影像顯示方法，其中該第一區域與該第二區域均包含複數個長條型區域且該第一區域的長條型區域與該第二區域的長條型區域交錯設置。
10. 如請求項9所述之影像顯示方法，其中該疊合影像包含一適用第一眼的影像與一適用第二眼的影像，於該透明面板的該第一區域顯示該適用第一眼的影像，該影像顯示方法更包含： 藉由放置於該透明面板上方的一眼睛追蹤器，以追蹤該第一眼與該透明面板之間的一相對位移； 其中，當該相對位移大於一第一位移門檻值時，該眼睛追蹤器傳送一移動訊號至該透明面板，使該透明面板於該第一區域切換為顯示該適用第二眼的影像，使得該第二眼得以看到該疊合影像與該表面區域疊合且該第一眼只看到該表面區域。