TW201939110A - 擴增實境顯示系統及其顯示方法 - Google Patents

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Abstract

一種擴增實境顯示系統，包括一輸入單元、一運算處理單元以及一輸出單元。輸入單元用以取得一環境資訊。運算處理單元用以運算以及處理輸入單元所提供的環境資訊而產生一輸出資訊。輸出單元用以將運算處理單元所提供的輸出資訊傳遞至一使用者。輸出單元包括至少一顯示模組。至少一顯示模組由一顯示側至一目側依序包括一透明顯示器、一具負屈光度之第一透鏡、一具負屈光度之第二透鏡以及一具正屈光度之第三透鏡。一種擴增實境顯示方法亦被提出。

Description

擴增實境顯示系統及其顯示方法
本發明是有關於一種顯示系統及其顯示方法，且特別是有關於一種擴增實境顯示系統及其顯示方法。
由於科技的進步，使得人們於行車時可透過行動裝置或導航裝置來取得行車資訊，例如道路警告資訊、路口號誌資訊或導航資訊。然而，若將行動裝置或導航裝置設置於視野中則會影響行車安全。反之，若將行動裝置或導航裝置設置於視野範圍外，例如是座位上，則於低頭查看訊息時反而隱藏更大的行車危險。
此外，抬頭顯示器利用投影的方式將車輛時速、引擎轉速、道路警告資訊、路口號誌資訊或導航資訊投射至車輛的前擋風玻璃上，因此可減少上述行動裝置或導航裝置所衍生的行車危險。然而，若抬頭顯示器所投射的影像太暗，則對於使用者來說會難以辨識。反之，若抬頭顯示器所投射的影像太亮，則會有遮蔽行車視野的疑慮。
再者，上述行動裝置、導航裝置或抬頭顯示器都沒有進一步將車聯網的資訊整合進導航系統。因此，使用者即使利用行動裝置、導航裝置或抬頭顯示器來取得行車資訊仍無法得知行車路線上的其他車輛的狀況。
本發明實施例提供一種擴增實境顯示系統及其顯示方法，其可進一步降低遮蔽使用者視野而將環境資訊提供給使用者，且使用者可透過擴增實境顯示系統來取得車聯網的資訊。
本發明的一實施例的擴增實境顯示系統包括一輸入單元、一運算處理單元以及一輸出單元。輸入單元，用以取得一環境資訊。運算處理單元用以運算以及處理輸入單元所提供的環境資訊而產生一輸出資訊，其中運算處理單元依據一重要性權重來決定輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色。輸出單元用以將運算處理單元所提供的輸出資訊傳遞至一使用者。輸出單元包括至少一顯示模組。至少一顯示模組由一顯示側至一目側依序包括一透明顯示器、一具負屈光度之第一透鏡、一具負屈光度之第二透鏡以及一具正屈光度之第三透鏡。至少一顯示模組的透明顯示器用以發出一光束，且光束依序經由第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡射入位於目側的使用者的眼睛，以使眼睛觀看到位於顯示側的一擴增實境影像。
本發明的一實施例的擴增實境顯示方法，其步驟包括：透過一輸入單元取得一環境資訊。傳送環境資訊至一運算處理單元。運算以及處理環境資訊而產生一輸出資訊，其中運算處理單元依據一重要性權重來決定輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色。傳送輸出資訊至一輸出單元。提供輸出資訊給一使用者，其中輸出單元透過一透明顯示器以提供一對應於輸出資訊的光束，且輸出單元透過一具負屈光度之第一透鏡、一具負屈光度之第二透鏡以及一具正屈光度之第三透鏡使光束傳遞至使用者的眼睛而產生一擴增實境影像，其中透明顯示器、第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡由一顯示側至一目側依序排列。
基於上述，本發明實施例的輸出單元透過具負屈光度之第一透鏡、具負屈光度之第二透鏡以及具正屈光度之第三透鏡使光束傳遞至使用者的眼睛而產生一擴增實境影像。因此，本發明實施例的擴增實境顯示系統可進一步降低遮蔽使用者視野而將環境資訊提供給使用者。再者，擴增實境顯示系統可透過輸入單元取得環境資訊。因此，使用者可獲知包括車聯網的環境資訊。
為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示系統的示意圖，其中實線箭頭為資料傳輸線且虛線箭頭為控制線。圖2是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的一種示例。
請參照圖1與圖2，本實施例的擴增實境顯示系統100包括一輸入單元110、一運算處理單元120以及一輸出單元130。輸入單元110用以取得一環境資訊。在本實施例中，輸入單元110例如是包括一訊號接收模組111、一內建資料庫112、一感測模組113或其組合。
在本實施例中，訊號接收模組111可接收的資訊例如是全球定位系統（Global Positioning System，GPS）地圖資訊、車聯網資訊、雲端資料庫或其組合。內建資料庫112例如是一電子地圖。感測模組113例如是陀螺儀、深度感測器、濕度感測器、溫度感測器、亮度感測器、影像擷取器、電子羅盤、麥克風或其組合。
再者，運算處理單元120用以運算以及處理輸入單元110所提供的環境資訊而產生一輸出資訊，其中運算處理單元120依據一重要性權重來決定輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色。
圖1的運算處理單元120為運算處理單元的一種示意。但本發明不以此為限，在一實施例中，運算處理單元120例如是包括中央處理單元（central processing unit, CPU)122、微處理器（microprocessor）、數位訊號處理器（digital signal processor, DSP）、可程式化控制器、可程式化邏輯裝置（programmable logic device, PLD）121或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不加以限制。此外，在一實施例中，運算處理單元120的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶單元123中，由運算處理單元120來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，運算處理單元120的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作運算處理單元120的各功能。
此外，輸出單元130用以將運算處理單元120所提供的輸出資訊傳遞至一使用者（例如圖2的使用者的眼睛E）。輸出單元130包括至少一顯示模組140。至少一顯示模組140由一顯示側102至一目側103依序包括一透明顯示器141、一具負屈光度之第一透鏡142a、一具負屈光度之第二透鏡143a以及一具正屈光度之第三透鏡144a。至少一顯示模組140的透明顯示器141用以發出一光束B，且光束B依序經由第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a射入位於目側103的使用者的眼睛E，以使眼睛E觀看到位於顯示側102的一擴增實境影像145。
在本實施例中，透明顯示器141是指使用者可透過顯示器同時看到顯示器後的背景影像以及顯示器的顯示影像。也就是說，使用者可透過透明顯示器141同時看到在擴增實境顯示系統100的顯示側102的背景影像以及擴增實境影像145。透明顯示器141例如是有機發光二極體顯示器、液晶顯示器或其他適當的顯示器，且透明顯示器141的形式不限於如圖中所繪示的7段顯示器，其亦可以是一般具有矩形畫素陣列的平面顯示器而可以顯示一整面的影像。
在圖2中，透明顯示器141、一具負屈光度之第一透鏡142a、一具負屈光度之第二透鏡143a以及一具正屈光度之第三透鏡144a沿著一排列方向D2依序排列，其中排列方向D2為顯示側102朝向目側103的方向。此外，擴增實境影像145為一放大虛像。
在本實施例中，輸出單元130更包括一擴音裝置150、一振動裝置160、一資訊發送模組170或其組合。例如輸出單元130透過擴音裝置以聲音的方式將輸出資訊提供使用者。例如輸出單元透過振動裝置160以振動的方式提醒使用者。再者，輸出單元可透過資訊發送模組170將環境資訊回傳至車聯網，用以將輸入單元110所取得的環境資訊轉換為輸出資訊再提供給其他車輛。此外，資訊發送模組例如是藍芽模組單元、WiFi（Wireless Fidelity）模組單元、無線網路模組單元（例如3G或4G訊號）或其組合。
圖3A是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的另一種示例。圖3B是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的再一種示例。請同時參照圖2、圖3A與圖3B，在本實施例中，第一透鏡142a、142b、142c、第二透鏡143a、143b、143c或第三透鏡144a、144b、144c可為具有連續曲面的透鏡或菲涅耳透鏡，但本發明不以此為限。例如，圖2的第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a為圓形菲涅耳透鏡，其菲涅耳表面具有多個同心環形齒146。例如，圖3A的第一透鏡142b與第二透鏡143b為柱狀菲涅耳透鏡，其菲涅耳表面具有多個條狀齒147。而且，圖3A的第三透鏡144b為柱狀透鏡。
在圖2中，第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a分別是沿著排列方向D2設置的單一圓形菲涅耳透鏡，但本發明不以此為限。在一實施例中，第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a的數量可依設計需求設置。例如是排列成一線形菲涅耳透鏡陣列、一面形菲涅耳透鏡陣列或其組合。
舉例來說，在圖3A中，第一透鏡142b以及第二透鏡143b為單一柱狀菲涅耳透鏡，且第三透鏡144b為單一柱狀透鏡。也就是說，至少一顯示模組140為一個顯示模組140。在一實施例中，第一透鏡142b以及第二透鏡143b可分別為沿著延伸方向D1拼接的四片柱狀菲涅耳透鏡，且第三透鏡144b可為沿著延伸方向D1拼接的四片柱狀透鏡。而且，透明顯示器141可為沿著延伸方向D1拼接的四個透明顯示器141，或是透明顯示器141具有四個顯示區域。也就是說，至少一顯示模組140可為四個顯示模組140。每一個顯示模組140中的透明顯示器141或顯示區域在排列方向D2上都對應第一透鏡142b中的其中一片柱狀菲涅耳透鏡以及第二透鏡143b中的其中一片柱狀菲涅耳透鏡，且在排列方向D2上對應第三透鏡144b中的其中一片柱狀透鏡。
例如，在圖3B中，第一透鏡142c以及第二透鏡143c為沿著延伸方向D1拼接的四片圓形菲涅耳透鏡，且第三透鏡144c為一片具有連續曲面的透鏡。也就是說，至少一顯示模組140為一個顯示模組140。在一實施例中，第三透鏡144c可為沿著延伸方向D1拼接的四片具有連續曲面的透鏡。而且，透明顯示器141可為沿著延伸方向D1拼接的四個透明顯示器141，或是透明顯示器141具有四個顯示區域。也就是說，至少一顯示模組140可為四個顯示模組140。每一個顯示模組140中的透明顯示器141或顯示區域在排列方向D2上都對應第一透鏡142c中的其中一片圓形菲涅耳透鏡以及第二透鏡143c中的其中一片圓形菲涅耳透鏡，且在排列方向D2上對應第三透鏡144c中的其中一片透鏡。
值得一提的是，在本發明實施例中，為了便於使用輸出單元130的顯示模組140，顯示模組140可設置於一框架180內。例如，在圖3A中的透明顯示器141、第一透鏡142b、第二透鏡143b與第三透鏡144b以及在圖3B中的透明顯示器141、第一透鏡142c、第二透鏡143c與第三透鏡144c皆可各自分別設置於框架180內，但本發明不以此為限。在一實施例中，透鏡與透鏡或透鏡與顯示器之間可透過膠合而形成至少一膠合光學組件再設置於框架180內。例如透明顯示器141可與第一透鏡142c膠合成一光學組件，且第二透鏡143c與第三透鏡144c再膠合成另一光學組件。這兩個膠合的光學組件再分別設置於框架180內。
再者，上述實施例中的透明顯示器141皆是設置在擴增實境影像145與第一透鏡142a、142b、142c之間，但本發明不此以為限。在一實施例中，透明顯示器141可設置在擴增實境影像145與使用者的眼睛E之間。例如，透明顯示器141可設置在第一透鏡142a、142b、142c與第二透鏡143a、143b、143c之間。
圖4A是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示方法的部分流程圖。圖4B是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示方法的另一部分流程圖。請參照圖4A與圖4B，使用上述本發明實施例的擴增實境顯示系統100的擴增實境顯示方法400包括步驟S410、步驟S420、步驟S430、步驟S440以及步驟S450。
在步驟S410中，擴增實境顯示系統100透過一輸入單元110取得一環境資訊，其包括步驟S411、步驟S412以及步驟S413。詳細來說，輸入單元110分別透過訊號接收模組111取得一接收資訊以及透過感測模組113取得一感測訊號，輸入單元110再將接收資訊以及感測訊號匯入一內建資料庫112做比對而取得環境資訊。
在步驟S420中，輸入單元110將傳送環境資訊至一運算處理單元120。
接著，在步驟S430中，運算處理單元120運算以及處理環境資訊而產生一輸出資訊，其包括步驟S431、步驟S432以及步驟S433。具體來說，運算處理單元120先判斷環境資訊是否需提供給使用者。若為是，則透過輸出單元130將環境資訊回傳至一車聯網（即為步驟S452），並對輸出資訊進行重要性判斷(步驟S432)，其中運算處理單元120依據一重要性權重來決定輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色(步驟S433)。若為否，則不提供環境資訊給使用者（即為步驟S451）。
再者，在步驟S440中，運算處理單元120依據上述步驟S432以及步驟S433傳送輸出資訊至輸出單元130。在步驟S450中，輸出單元130再提供輸出資訊給使用者。
值得注意的是，上述輸入單元110、運算處理單元120或輸出單元130之間以無線傳輸的方式互相傳遞資訊，或者是輸入單元110、運算處理單元120以及輸出單元130之間以有線傳輸的方式互相傳遞資訊。但本發明不以此為限，輸入單元110、運算處理單元120以及輸出單元130之間可同時以無線傳輸或有線傳輸的方式互相傳遞資訊。例如是運算處理單元120為一行動裝置，輸出單元130的擴音裝置150為藍芽耳機，且輸出單元130具有振動裝置160。因此，運算處理單元120與輸出單元130以無線傳輸互相傳遞資訊，並將輸出資訊透過藍芽耳機提供給使用者，且運算處理單元120與輸出單元130可同時以有線傳輸的方式互相傳遞資訊，並將輸出資訊透過振動裝置160提醒使用者。
舉例來說，圖5是本發明實施例的輸入單元以及運算處理單元設置在交通載具上的一種示例。圖6是本發明實施例的輸入單元以及運算處理單元設置在行動裝置上的一種示例。請同時參照圖5與圖6，本發明實施例的輸入單元110以及運算處理單元120可設置在一交通載具500上或設置在一行動裝置600上，其中行動裝置600例如手機、平板電腦、個人數位助理或車用電腦。因此，輸入單元110以及運算處理單元120可依實際需要而以無線傳輸或有線傳輸的方式互相傳遞資訊。
再者，圖7A是本發明實施例的輸出單元設置於機車安全帽上的一種示例。圖7B至圖7F分別是本發明實施例的輸出單元產生車輛靠近警告資訊、道路警告資訊、車輛時速、引擎轉速以及導航資訊的擴增實境影像的一種示例。請參照圖7A至圖7F，本發明實施例的輸出單元130的顯示模組140可透過框架180設置於一機車安全帽700的面罩表面710上。因此，上述設置於交通載具500上或行動裝置600上的輸入單元110以及運算處理單元120可以無線傳輸的方式將輸出資訊傳送至設置於機車安全帽700上的輸出單元130。
此外，輸出資訊包括車輛靠近警告資訊（例如圖7B）、道路警告資訊（例如圖7C）、引擎轉速（例如圖7D）、路口號誌資訊（例如是前方路口的紅綠燈）、車輛時速（例如圖7E）、導航資訊（例如圖7F）、車聯網的車間通訊警告路況與車況資訊、氣象資訊、時間資訊、來電與郵件顯示、物聯網資訊、智慧城市共享資訊（例如在重要路口的電線杆或紅綠燈的宣傳）或其組合。
圖8是本發明實施例的輸出單元設置於運動安全帽上的一種示例。請參照圖8，本發明實施例的輸出單元130的顯示模組140可透過框架180設置於一運動安全帽800的面罩表面810上，且輸出資訊包括使用者的生理數據、全球定位系統地圖資訊、運動資訊、氣象資訊、時間資訊、來電與郵件顯示、物聯網資訊或其組合。
值得一提的是，上述輸出單元130的顯示模組140設置於運動安全帽800上，則輸入單元110以及運算處理單元120可設置在行動裝置600、一智慧手錶、一智慧衣或其組合上。
此外，上述輸出單元130的顯示模組140設置於機車安全帽700或運動安全帽800上，則至少一顯示模組140可具有可撓性。因此，輸出單元130的顯示模組140可配合機車安全帽700或運動安全帽800的面罩上的曲率而彎曲地設置在其面罩上。
圖9A是本發明實施例的輸出單元設置於工業安全帽上的一種示例。圖9B是本發明實施例的輸出單元設置於工業安全帽上的另一種示例。請參照圖9A與圖9B，本發明實施例的輸出單元130的顯示模組140可透過框架180設置於一工業安全帽900上，則輸入單元110以及運算處理單元120可設置在行動裝置600上、一智慧手錶、一智慧衣上、一工廠的中央伺服器或其組合。因此，輸出資訊可包括一工作機台監控數據、一工作環境監控資訊（例如是溫度、濕度、空氣壓力、空氣中化學成分、電磁波強度或輻射劑量等資訊）、一時間資訊、一來電與郵件顯示、一工業互聯網資訊或其組合。
圖10是本發明實施例的輸出單元設置於望遠鏡上的一種示例。請參照圖10，本發明實施例的輸出單元130的顯示模組140可透過框架180設置於一望遠鏡1000上，且輸出資訊包括一全球定位系統地圖資訊、一時間資訊或其組合。此外，圖10的望遠鏡1000為行動式望遠鏡，但本發明不以此為限，輸出單元130的顯示模組140可設置於例如是觀景台上的固定式的望遠鏡。
再者，本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400更可應用在擴增實境眼鏡、擴增實境頭戴顯示器、電競顯示器、抬頭顯示器或其他合適的擴增實境裝置，本發明並不加以限制。
基於上述，本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400的透明顯示器141可提供一對應於輸出資訊的光束B，並透過第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a使光束B傳遞至使用者的眼睛E而產生一擴增實境影像145。因此，本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400可降低遮蔽使用者視野而將環境資訊提供給使用者。此外，除了輸入單元110所取得的環境資訊包括車聯網資訊，輸出單元130更可將環境資訊回傳至車聯網。因此，使用者之間可即時獲知最新的車聯網資訊。而且，輸出單元130的至少一顯示模組140具有可撓性，以適於配合載具的曲率而設置在其表面上。因此，本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400可降低使用者使用上的異物感。
基於上述本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400的說明，以下再以五種情境示例性地說明如何應用本發明實施例的擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400。但本發明不以此五種情境為限，擴增實境顯示系統100以及擴增實境顯示方法400可依據實際需求而設計，例如是針對道路上交通號誌設置或交通法規的改變而調整運算處理單元120如何處理資訊重要性判斷。
圖11是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第一情境的示例性的流程圖。請參照圖11，例如是擴增實境顯示系統100如何判斷行車路線是否有突發性氣候變化的情境。輸入單元110可依據感測模組113偵測溫度與濕度、及天氣狀況(步驟S1110)，或依據訊號接收模組111或內建資料庫112所取得的固定式智慧城市資訊(步驟S1111)，或訊號接收模組111透過車聯網取得附近天氣資訊(步驟S1112)而取得環境資訊。運算處理單元120判斷行車路線是否有突發性氣候變化，再判斷環境資訊是否需提供給使用者(步驟S1120)。若為是，則將判斷結果透過輸出單元130警告使用者(步驟S1131)，並將辨識結果回傳至車聯網(步驟S1130)。若為否，則取消判斷結果，且不告知使用者(步驟S1132)。
圖12是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第二情境的示例性的流程圖。請參照圖12，例如是擴增實境顯示系統100可辨識前車是否有要改變行車路線或速度的情境，其中輸入單元110可利用影像擷取器得到前車行車軌跡以及速度(步驟S1210)、利用深度感測器辨識前車距離(步驟S1211)以及透過車聯網取得前方車輛行車資訊(步驟S1213)。接著，透過運算處理單元120辨識前車是否有要改變行車路線或速度，再判斷環境資訊是否需提供給使用者(步驟S1220)。若為是，則將辨識結果透過輸出單元130警告使用者(步驟S1231)，並將辨識結果回傳至車聯網(步驟S1230)。若為否，則取消辨識結果，且不告知使用者(步驟S1232)。
圖13是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第三情境的示例性的流程圖。請參照圖13，擴增實境顯示系統100可預先判斷例如是路邊停車的車輛可能會開啟車門而需要調整行車速度或改變行車路線的情境，其中輸入單元110可利用影像擷取器得到前車行車軌跡以及速度(步驟S1310)、利用深度感測器辨識前車距離(步驟S1311)以及透過車聯網取得前方車輛是否剛停車(步驟S1312)。接著，透過運算處理單元120辨識前車是否有要改變行車路線或速度，再判斷環境資訊是否需提供給使用者(步驟S1320)。若為是，則將辨識結果透過輸出單元130警告使用者(步驟S1331)，並將辨識結果回傳至車聯網(步驟S1330)。若為否，則取消辨識結果，且不告知使用者(步驟S1332)。
圖14是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第四情境的示例性的流程圖。請參照圖14，例如是擴增實境顯示系統100可在前方道路施工或道路狀況不佳的情境下，透過運算處理單元120來判斷輸出單元130是否需要進一步提醒使用者。輸入單元110可依據訊號接收模組111或內建資料庫112所取得的固定式智慧城市資訊(步驟S1410)，或透過車聯網取得前方路口或附近車輛的行車資訊(步驟S1411)。接著，透過運算處理單元120判斷是否會造成行車安全問題(步驟S1420)。若為是，則將辨識結果透過輸出單元130警告使用者(步驟S1430)。若為否，則取消判斷結果，且不告知使用者(步驟S1431)。
圖15是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第五情境的示例性的流程圖。請參照圖15，例如是擴增實境顯示系統100可透過運算處理單元120來判斷行車路線上的遮蔽物以及其他車輛影響視野而可造成後續的行車意外。因此，輸入單元110可從影像擷取器得到駕駛前方影像(步驟S1510)、可依據訊號接收模組111或內建資料庫112取得固定式智慧城市資訊(步驟S1511)或透過車聯網取得前方路口或附近車輛的行車資訊(步驟S1512)。接著，運算處理單元120判斷是否會造成行車安全，再判斷環境資訊是否需提供給使用者(步驟S1520)。若為是，則將判斷結果透過輸出單元130警告使用者(步驟S1531)，並將判斷結果回傳至車聯網(步驟S1530)。若為否，則取消判斷結果，且不告知使用者(步驟S1532)。
此外，為了便於使用本發明實施例的輸出單元130的顯示模組140，在上述本發明實施例中將顯示模組140設置於框架180內（例如圖3A與圖3B），且顯示模組140透過框架180而設置於例如是圖7A的機車安全帽700或圖8的運動安全帽800的載具的面罩表面710或810上。以下將詳述依據本發明實施例的框架設置於載具上的具體實施方式。
圖16A是依據本發明實施例的一種框架的俯視立體圖。圖16B至圖16D分別為圖16A的前視圖、右側視圖以及上視圖。圖16E是圖16D的第一連接體與第二連接體透過第一接頭與第二接頭轉動後的一種示例。
請參照圖16A至圖16E，在本實施例中，輸出單元130的顯示模組140更包括一框架1600，以使透明顯示器141、第一透鏡142a、第二透鏡143a以及第三透鏡144a沿著排列方向D2設置於框架1600內。
在本實施例中，顯示模組140更包括一第一連接體1610以及一第二連接體1620。第一連接體1610的一第一端1610a與第二連接體1620的一第二端1620a分別透過一第一接頭1610c以及一第二接頭1620c可轉動地連接於框架1600的相對兩端1600a與1600b，且第一連接體1610的一第三端1610b與第二連接體1620的一第四端1620b分別透過一第三接頭1630c以及一第四接頭1640c可轉動地連接於一第一吸附體1630與一第二吸附體1640。框架1600透過第一吸附體1630與第二吸附體1640吸附於一載具的表面上。載具例如是圖7A的機車安全帽700或圖8的運動安全帽800。
在本實施例中，第一吸附體1630與第二吸附體1640為磁性元件或真空吸盤。
在本實施例中，第一接頭1610c、第二接頭1620c、第三接頭1630c以及一第四接頭1640c例如是球形接頭。
值得一提的是，在圖16D中，第一接頭1610c、第二接頭1620c第三接頭1630c以及第四接頭1640c可轉動的方向僅示意地標示轉動方向D3，其中轉動方向D3的軸心為垂直於延伸方向D1與排列方向D2。但本發明不以此為限，第一接頭1610c、第二接頭1620c第三接頭1630c以及第四接頭1640c更可以延伸方向D1或排列方向D2為軸心做轉動。例如圖16B所示的轉動方向D4的軸心為排列方向D2，或是圖16C所示的轉動方向D5的軸心為延伸方向D1。
圖17A是依據本發明實施例的另一種框架的俯視立體圖。圖17B是圖17A的右側視圖。圖17C是依照本發明實施例的載具設有收納部的示意圖。圖17D是圖17A的框架卡扣於圖17C的載具的示意圖。
請參照圖17A至圖17D，在本實施例中，擴增實境顯示系統100更包括一彈性元件1720。框架1700具有一卡扣部1710，框架1700透過卡扣部1710與一載具700’的收納部1730上的滑道1740，以使框架1700的卡扣部1710沿著滑道1740而卡扣於滑道1740的一側上的至少一卡扣空間1741內。框架1700透過位於收納部1730內的彈性元件1720的彈性形變力使得卡扣部1710抵接在至少一卡扣空間1741內。舉例而言，彈性元件1720的下端可抵靠收納部1730的下壁，彈性元件1720的上端可抵靠框架1700的底部，因此彈性元件1720的彈性形變力使得卡扣部1710壓迫卡扣空間1741的上壁，以達到固定的效果。
在圖17C中，收納部1730具有兩個卡扣空間1741而形成一F形滑道。但本發明不以此為限，可僅簡單地設置一個卡扣空間1741，或依其他設計需求而設置多個卡扣空間1741。
綜上所述，本發明實施例的擴增實境顯示系統以及擴增實境顯示方法的透明顯示器可提供一對應於輸出資訊的光束，並透過第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡使光束傳遞至使用者的眼睛而產生一擴增實境影像。因此，本發明實施例的擴增實境顯示系統以及擴增實境顯示方法可降低遮蔽使用者視野而將環境資訊提供給使用者。再者，除了輸入單元所取得的環境資訊包括車聯網資訊，輸出單元更可將環境資訊回傳至車聯網。因此，使用者之間可即時獲知最新的車聯網資訊。
除此之外，本發明實施例的擴增實境顯示系統以及擴增實境顯示方法更可將透明顯示器、第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡設置於框架內。使用者可簡單地透過第一接頭、第二接頭、第三接頭與第四接頭的可轉動性以及第一吸附體與第二吸附體的吸附性將框架吸附於載具的任一表面上。再者，至少一顯示模組具有可撓性，以適於配合載具的曲率而設置在其表面上。因此，本發明實施例的擴增實境顯示系統以及擴增實境顯示方法可降低使用者在使用上的異物感。而且，本發明實施例的擴增實境顯示系統以及擴增實境顯示方法更可透過載具上的滑道而使框架透過卡扣部卡扣於載具上。因此，可進一步減少框架的體積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧擴增實境顯示系統
102‧‧‧顯示側
103‧‧‧目側
110‧‧‧輸入單元
111‧‧‧訊號接收模組
112‧‧‧內建資料庫
113‧‧‧感測模組
120‧‧‧運算處理單元
121‧‧‧可程式化邏輯裝置
122‧‧‧中央處理單元
123‧‧‧記憶單元
130‧‧‧輸出單元
140‧‧‧顯示模組
141‧‧‧透明顯示器
142a、142b、142c‧‧‧第一透鏡
143a、143b、143c‧‧‧第二透鏡
144a、144b、144c‧‧‧第三透鏡
145‧‧‧擴增實境影像
146‧‧‧環形齒
147‧‧‧條狀齒
150‧‧‧擴音裝置
160‧‧‧振動裝置
170‧‧‧資訊發送模組
180、1600、1700‧‧‧框架
400‧‧‧擴增實境顯示方法
500‧‧‧交通載具
600‧‧‧行動裝置
700、700’‧‧‧機車安全帽
710、810‧‧‧表面
800‧‧‧運動安全帽
900‧‧‧工業安全帽
1000‧‧‧望遠鏡
1600a、1600b‧‧‧端
1610‧‧‧第一連接體
1610a‧‧‧第一端
1610b‧‧‧第三端
1610c‧‧‧第一接頭
1620‧‧‧第二連接體
1620a‧‧‧第二端
1620b‧‧‧第四端
1620c‧‧‧第二接頭
1630‧‧‧第一吸附體
1630c‧‧‧第三接頭
1640‧‧‧第二吸附體
1640c‧‧‧第四接頭
1710‧‧‧卡扣部
1720‧‧‧彈性元件
1730‧‧‧收納部
1740‧‧‧滑道
1741‧‧‧卡扣空間
B‧‧‧光束
D1‧‧‧延伸方向
D2‧‧‧排列方向
D3、D4、D5‧‧‧轉動方向
E‧‧‧眼睛
S410、S411、S412、S413、S420、S430、S431、S432、S433、S440、S450、S451、S452、S1110、S1111、S1112、S1120、S1130、S1131、S1132、S1210、S1211、S1213、S1220、S1230、S1231、S1232、S1310、S1311、S1312、S1320、S1330、S1331、S1332、S1410、S1411、S1420、S1430、S1431、S1510、S1511、S1512、S1520、S1530、S1531、S1532‧‧‧步驟
圖1是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示系統的示意圖。
圖2是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的一種示例。
圖3A是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的另一種示例。
圖3B是依據本發明實施例的擴增實境顯示系統的輸出單元的再一種示例。
圖4A是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示方法的部分流程圖。
圖4B是依據本發明實施例的一種擴增實境顯示方法的另一部分流程圖。
圖5是本發明實施例的輸入單元以及運算處理單元設置在交通載具上的一種示例。
圖6是本發明實施例的輸入單元以及運算處理單元設置在行動裝置上的一種示例。
圖7A是本發明實施例的輸出單元設置於機車安全帽上的一種示例。
圖7B至圖7F分別是本發明實施例的輸出單元產生車輛靠近警告資訊、道路警告資訊、車輛時速、引擎轉速以及導航資訊的擴增實境影像的一種示例。
圖8是本發明實施例的輸出單元設置於運動安全帽上的一種示例。
圖9A是本發明實施例的輸出單元設置於工業安全帽上的一種示例。
圖9B是本發明實施例的輸出單元設置於工業安全帽上的另一種示例。
圖10是本發明實施例的輸出單元設置於望遠鏡上的一種示例。
圖11是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第一情境的示例性的流程圖。
圖12是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第二情境的示例性的流程圖。
圖13是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第三情境的示例性的流程圖。
圖14是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第四情境的示例性的流程圖。
圖15是應用本發明實施例的擴增實境顯示系統於第五情境的示例性的流程圖。
圖16A是依據本發明實施例的一種框架的俯視立體圖。
圖16B至圖16D分別為圖16A的前視圖、右側視圖以及上視圖。
圖16E是圖16D的第一連接體與第二連接體透過第一接頭與第二接頭轉動後的一種示例。
圖17A是依據本發明實施例的另一種框架的俯視立體圖。
圖17B是圖17A的右側視圖。
圖17C是依照本發明實施例的載具設有收納部的示意圖。
圖17D是圖17A的框架卡扣於圖17C的載具的示意圖。

Claims (20)

  1. 一種擴增實境顯示系統，包括： 一輸入單元，用以取得一環境資訊； 一運算處理單元，用以運算以及處理該輸入單元所提供的該環境資訊而產生一輸出資訊，其中該運算處理單元依據一重要性權重來決定該輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色；以及 一輸出單元，用以將該運算處理單元所提供的該輸出資訊傳遞至一使用者，該輸出單元包括： 至少一顯示模組，由一顯示側至一目側依序包括一透明顯示器、一具負屈光度之第一透鏡、一具負屈光度之第二透鏡以及一具正屈光度之第三透鏡， 該至少一顯示模組的該透明顯示器用以發出一光束，且該光束依序經由該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡射入位於該目側的該使用者的眼睛，以使該眼睛觀看到位於該顯示側的一擴增實境影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸入單元包括一訊號接收模組、一內建資料庫、一感測模組或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元更包括一資訊發送模組，用以將該輸出資訊提供給其他車輛。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該第一透鏡、該第二透鏡或該第三透鏡為菲涅耳透鏡。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該至少一顯示模組具有可撓性。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸入單元以及該運算處理單元設置在一交通載具上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸入單元以及該運算處理單元設置在一行動裝置上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元設置於一機車安全帽上，且該輸出資訊包括車輛靠近警告資訊、道路警告資訊、路口號誌資訊、車輛時速、引擎轉速、導航資訊、車聯網的車間通訊警告路況與車況資訊、氣象資訊、時間資訊、來電與郵件顯示、物聯網資訊、智慧城市共享資訊或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元設置於一運動安全帽上，且該輸出資訊包括該使用者的生理數據、全球定位系統地圖資訊、運動資訊、氣象資訊、時間資訊、來電與郵件顯示、物聯網資訊或其組合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元設置於一工業安全帽上，且該輸出資訊包括一工作機台監控數據、一工作環境監控資訊、一時間資訊、一來電與郵件顯示、一工業互聯網資訊或其組合。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元設置於一望遠鏡上，且該輸出資訊包括一全球定位系統地圖資訊、一時間資訊或其組合。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的擴增實境顯示系統，其中該輸出單元更包括一框架，以使該透明顯示器、該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡沿著一排列方向設置於該框架內。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的擴增實境顯示系統，更包括： 一第一連接體；以及 一第二連接體，其中該第一連接體的一第一端與該第二連接體的一第二端分別透過一第一接頭以及一第二接頭可轉動地連接於該框架的相對兩端，且該第一連接體的一第三端與該第二連接體的一第四端分別透過一第三接頭以及一第四接頭可轉動地連接於一第一吸附體與一第二吸附體，其中該框架透過該第一吸附體與該第二吸附體吸附於一載具的表面上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的擴增實境顯示系統，其中該第一吸附體與該第二吸附體為磁性元件或真空吸盤。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的擴增實境顯示系統，其中該第一接頭、該第二接頭、該第三接頭以及該第四接頭為球形接頭。
  16. 如申請專利範圍第12項所述的擴增實境顯示系統，更包括一彈性元件，其中該框架具有一卡扣部，該框架透過該卡扣部與一載具的收納部上的滑道，以使該框架的該卡扣部沿著該滑道而卡扣於該滑道的一側上的至少一卡扣空間內，且該框架透過位於該收納部內的該彈性元件的彈性形變力使得該卡扣部抵接在該至少一卡扣空間內。
  17. 一種擴增實境顯示方法，其步驟包括： 透過一輸入單元取得一環境資訊； 傳送該環境資訊至一運算處理單元； 運算以及處理該環境資訊而產生一輸出資訊，其中該運算處理單元依據一重要性權重來決定該輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色； 傳送該輸出資訊至一輸出單元；以及 提供該輸出資訊給一使用者，其中該輸出單元透過一透明顯示器以提供一對應於該輸出資訊的光束，且該輸出單元透過一具負屈光度之第一透鏡、一具負屈光度之第二透鏡以及一具正屈光度之第三透鏡使該光束傳遞至該使用者的眼睛而產生一擴增實境影像，其中該透明顯示器、該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡由一顯示側至一目側依序排列。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的擴增實境顯示方法，其中取得該環境資訊的步驟包括： 透過一訊號接收模組取得一接收資訊； 透過一感測模組取得一感測訊號；以及 將該接收資訊以及該感測訊號匯入一內建資料庫做比對而取得該環境資訊。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的擴增實境顯示方法，其中運算以及處理該環境資訊而產生該輸出資訊的步驟包括： 判斷該環境資訊是否需提供給該使用者， 若為是，則對該輸出資訊進行重要性判斷，並依據該重要性權重來決定該輸出資訊的顯示順序、顯示大小、顯示亮度以及顯示顏色，並透過該輸出單元將該環境資訊回傳至一車聯網， 若為否，則不提供該環境資訊給該使用者。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的擴增實境顯示方法，其中該輸出單元透過一資訊發送模組將該環境資訊回傳至該車聯網。
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