TWI244622B - A display apparatus - Google Patents

Description

1244622 A7 __ B7___ 五、發明説明（1 ) 本發明係有關一種供觀視及操作三維可見影像的顯示 裝置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 三度空間（三維）顯示裝置曾被提供於（l)“Interaction Techniques for a Virtual Work space55 (Serra, Poston, Ng and Chua)。係發表於 ICAT/VRST-95-ACM Virtual Reality Software and Technology 1995，Chiba, Japan ;及（2)“An Interface for Precise and Comfortable 3D work with Volumetric Medical Datasets”（Serra，Ng，Chua，Lee, Lee, Yeo，Chan and Kockro)。乃發表於“Medicine Meets Virtual Reality: 7”討論會，1999年1月20〜23日美國舊金山；以及 其它相關的資料和文獻中。 該裝置被示於第1圖中，乃可供一使用者8在一虛擬工 作空間12内操作於一三維影像10上。該裝置包含一顯示螢 幕14,及一鏡16可朝該使用者8來反射螢幕14上的影像。該 螢幕14會顯示立體影像10，而使用者須戴上立體眼鏡20才 能看到一三維影像1〇。由於該螢幕14與鏡16的祖對位置關 係，該影像10會在該虛擬工作空間12内顯示於該鏡下方。 一具有三維追縱裝置的針筆24乃可被使用者以人工操作於 該空間12内，而來在該影像10上操作。一代表該針筆24的 工具之虛擬影像會顯示在螢幕上，而由該工具所執行的操 作可經由一數位處理器反饋，來即時地改變該螢幕14上的 影像。 此顯示裝置之一缺點係，由於該螢幕、鏡及工作空間 等之相對配置，故其僅能供該使用者及一或兩個其他的人 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） · 4 - 1244622 A7 --------------B7 五、發明説明（2 ) "" 一----- 來觀看被執行的操作。 .作=之資料(2)中所揭的裝置，亦進一步的建議在該 工間义緣之一表面上來使用一虛擬控制面板。在該工 作空間内之工具的移動，可容該工具在該影像空間内的虛 擬影像上操作。而對該工作空間外部表面的移動，乃可供 使用者與顯示在該螢幕14上之-二維虛擬控制面板來互 動，以改變例如由該針筆24所顯示之該工具的性質。 雖利用該二維控制面板能具有工具選擇及改變參數的 可凋配性，但其基本上仍會受限於須以單一的針筆來互 動。因此，該控制面板可被使用的速度將會受到限制。 故本叙明之一目的即為消減前述習知技術的至少一 缺點。 依據本發明的第一態樣，乃提供一種顯示裝置，其包 含一顯示器能在一影像空間内顯示一可見的三維影像，及 與该影像空間分開之一三維工作空間，在該工作空間内之 工具的操作係可在該影像空間中被看到。 在所述實施例中，乃設有一螢幕式的立體顯示器，其 能被多數觀察看到。並設有一分開的使用者站，其包含至 少一工具’而該工具的位置係可被三維地感知。該工作空 間係鄰設於該站，而使該工具可在該工作空間内被使用。 較好是，該工作空間在一側係以一表面來作邊界，且 ‘ ΰ亥工具接觸到該表面時’將會啟動一二維表頁來與該使 用者互動。 該工具在該工作空間及該表面上的操作係可在該影像 本紙張尺度適用中國國家標準（⑽）Α4規格（210X297公釐） -----------—φ^:----------------、可..........::ΦΜ. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（3 ) 空間内被看到，因此它們將可被觀眾觀看。 依據本發明的第二態樣，乃提供一種虛擬實境顯示裝 八匕έ 員示态此在一影像空間内顯示一可見的三維 衫像，及一二維的工作空間，在該工作空間内之一工具 操作可在該影像空間内被看到，並更包含一鍵盤及一構件 具有一表面鄰接該工作空間的邊界，該構件係可移動以便 使用該鍵盤。 在上述實施例中，該表面係被設在一可旋轉件的一 面，而該鍵盤則設在該旋轉件的另一面上，因此當該構件 旋轉後，鍵盤將可供使用者操作，而配合影像來使用該鍵 盤:由於鍵盤係為一多數位輸入裝置，故會比使用單一針 筆才木作的表頁所可能達到者，更快地輸入例如對該影像的 内容註解。 圖式之簡單說明： 本發明之實施例現將參照所附圖式來舉例說明，其中： 第1圖為一習知顯示裝置之示意圖； 第2圖係本發明第一實施例的示意圖； 第3圖係第2圖之實施例的使用者裝置之三維視圖； 第4圖為第2、3圖之實施例的顯示圖； 回 第5圖為第2〜4圖之實施例的使用者裝置之工作空間 的詳示圖； $ 第6及7圖乃示出本發明之一第二實施例。 本發明的第一實施例係示於第2〜5圖中，乃包人一立 體顯示器1GG其可為-視覺顯示單元，但最好是為=幕其 五、發明説明（4 ) 上可藉一投影機來投影立體影像。該顯示器H)0係可被-群 =眾no及-使用者/操作者12q所看到。若其顯示係、呈立體 ’則有二影像會被提供’它們係透過該立體眼鏡來被看 到，並會聚於腦中而形成單一的三維影像。該等觀眾及操 作者皆戴有立體眼鏡（未示出）來觀看該顯示器1〇〇，故被該 顯示器_所示出或投射的影像，在—包圍的影像空間内乃 可呈一三維影像130來被觀看。 η該使用/操作者120具有一使用者裝置2〇〇。該裝置· 最好係可隨意立置，並設有—支座2Κ)可供支撐該使用者的 #及作表面220。有一工具23〇可被該使用者執持 而在-工作空間綱内移動。該卫具⑽具有三維定位裝置 其係可被至少-感測器（未示出）所感測，而使I位置 決定。該工作空間240係被設成鄰接於—表面，，因此若 該工具23G觸及該表面22Q，則將能加諸於或取代該標的影 像130,而使該顯示器1〇〇顯示出一二維表頁i32i。該顯示 會依據所擇的工具來示出—工具的影像㈣。被該顯示器 1 〇〇所顯示出的複合影像乃示於第4圖中。 可產生影像130及供在影像130上操作該工具230等之 數位處理技術’係相同於在前述之習知文獻中所揭者。於 該習知技術中，其工作空間與影像空間係被設成合而為 一。但，在本發明的實施例中，該影像空間及工作空間則 互相分開，而該工具230的位置係藉將該工具23〇的位置設 疋於該工作空間的位置與最大範圍，及該表面22〇的位置與 維向中，而被調校於-備妥狀‘態，以使產生於該影像空間 1244622

在作玉間240中之工具230的位置及動作的影像，將 可被該操作者與觀眾所相。㈣賴該影像空間及工作 空間的結果’故該操作者12G不須要將其手料至該被觀賞 的影像130處。此將可使該等觀眾能有一不被干擾的影像空 間之視界’並能看到該操作如晴該影扣崎進行的任 何操作。 该使用者裝置2GG係更詳細示於第3圖巾，基本上係形 如-自行站立的枱座，包含有一支持件25()連結於伸出的支 聊252、254等。該手臂支座21〇係連結於該支持件250，並 被設成以-角度傾斜於水平面。—工具㈣及—可擇的第 一工具232，係以電線連接於該底座25〇，並由該處連接於 -數位處理裝置（未示出），而該裝置則會連接於該立體顯 示器100並將之驅動。有一片半透明的玻璃形成該表 220。一開孔222被設在該玻璃與手臂支座21〇之間。 該工作空間240係更詳細示於第5圖中，且係形成三 空間（有二維度被示於第5圖中）。當該工具23〇被置設於該 工作空間240内時，則所擇的虛擬工具將能在該影像13〇上 操作。當該工具230沿該表面220的方向出現於該工作空間 240時，會被没在该工具23〇上之三維感測器感測到，而會 在忒顯示菇100上顯示出該表頁1321。嗣該工具23 〇將可被 用來選擇該表頁上的項目。 當在使用時，該顯示器將可選擇性地與該影像13〇一 示出一虛擬控制面板13 2。該控制面板可包含許多選擇及 具，可用來以不同的方式在該影像13〇上操作。 面 度 起 工 ........……：…：鬢…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、^τ— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 1244622 、發明説明（6 , 雖，第一實施例係使用一立體顯示器來說明如上，但 2何可三維影像的顯示器類型皆可使用，例如一使用 像技術的顯不裔，或可顯示透視影像的顯示器亦可使用。 —凊苓閱第6、7圖，本發明的第二實施例乃被示出。在 此實知例中，該工作空間係被標示為则，❿能以如第1圖 之習知技術的方式，來與該影像空間合而為一，或以如第2 圖所示實施例的方式，來與影像空間分開。_表面32〇係被 設在-可旋轉支持件33G的一面上。在該支持件謂的反面 上，則設有一鍵盤340。在使用時，該表面22〇可 第2圖之實施例所述的方式進入一表頁。但，若有需要，則 例如可用來進入該顯示的註解或内容，而該支持件33〇可被 旋轉來呈現該鍵盤以供使用者使用。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂| -章 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1244622 A7 B7 五、發明説明（7 ) 元件標號對照 8...使用者 210.., .支座 10·· .三維影像 220.·, .工作表面 12.. .虛擬工作空間 222.., .開孔 14.. .顯示螢幕 230·., .工具 16·. •鏡 2301. ..工具影像 20.. .立體眼鏡 232.., .第二工具 24.. .針筆 240·· .工作空間 100 ...立體顯示器 250·· .支持件 110 ...觀眾 252 > 254...支腳 120 ...使用者/操作者 300.. .工作空間 130 …三維影像 320._ .表面 132 ...虛擬控制面板 330.. .支持件 1321...二維表頁 340·· .鍵盤 200 ...使用者裝置 ——…… ——φ^;:--------------#--------------ΦΜ. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 10

Claims (1)

1. 第91103813號專獅請案中請專利範圍修正本 修正曰期：93年10月 1. 一種顯示裝置，包含： 一顯示器’其能夠在—影像空間内顯示-個或多個三維 影像； 一資料處理n’其可傳達地連接於該顯示器； 一個三維工作空間，在該 作;及 作工間内’-工具可被操 -位置感應器’其能夠感應位於該工作空間内 位置， 、 其中該工作空間與影像空間在空間上係為分離的，且該 位置感應器係為可傳達地連接於該 該工作空間内該工具的操作被騎於該影像== 一虛擬工具的操作。 2. 如:請專利範圍第旧之裝置，更包含—❹者裝置， 2有-所述工具’而該工作空間係被鄰設於該使用者 3. ^申請專利範圍第2項之裝置，其中該使用者裝置包含 一個二維表面鄰接於該工作空間的一側。 4·如申請專利範圍第3項之裝置，更包含有—鐽盤。 5· ^申請專利範圍第4項之裝置，其中該表面係：在一可 旋轉件的一面上，而該鍵盤則設在該可旋轉件的反面 1 11 1244622 6·如申請專利範圍第2項之裝置，其中該使用者裝置係可 任意立置。 7·如申請專利範圍第2項之裝置，其中該使用者裝置乃包 含一手臂支座。 8·如申請專利範圍第1至7項中任一項之裝置，其中該顯示 器包含一螢幕及一投影裝置。 9.如申請專利範圍第丨至7項中任一項之裝置，其中該顯示 器係為一視覺顯示單元。 10· 一種顯示裝置，包含： 一顯不器，其能夠在一影像空間内顯示一個或多個三維 影像； 一資料處理器，其可傳達地連接於該顯示器； -個三維工作空間，在該工作空間内，一工具可被操作； 一位置感應器，其能夠感應位於該工作空間内該工具的 位置； a 一構件，其設有·· 鄰接於該工作空間的表面；及 可傳達地連接於該資料處理器的_鍵盤， 其中該工作空間與料空間在空間上係為分離的，該位 置感應⑼為可傳達地連接於該資料處理器，俾使該工 作空間内該工具的操作被騎於該影像空間作為-虛 :工具的操作，且該構件係可移動以便使用者使用該鍵 盤。 11.如申請專利範圍第1〇 衣置，其中該影像空間係與工 12 1244622 作空間分開。 12. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該影像空間係與工 作空間合而為一。 13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之裝置，其中該構 件係可旋轉的，而該鍵盤係被設在該構件相反於所述表 面的另一面上。