TW201333753A - 具有實景導覽功能之透明顯示器 - Google Patents

Abstract

一種具有實景導覽功能之透明顯示器，適用於具有透明窗戶之交通工具，此透明顯示器根據定位信號及圖資以判斷交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點，若是則根據使用者頭部方向調整攝取實景的方向，且從所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像以通過擴增實境技術產生與所判斷出的景點之影像對應的景點指標，並在透明顯示器上顯示景點指標及景點導覽資訊之影像，使得使用者透過透明顯示器除了會看到車外實景，還會看到與車外實景的景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像，實現即時實景導覽功能。

Description

具有實景導覽功能之透明顯示器

　　本發明是有關於一種透明顯示器，且特別是有關於一種結合擴增實境技術之透明顯示器。

　　透明顯示器（transparent display）是指顯示器本身具有一定程度的穿透性，可以讓使用者在觀看顯示器顯示的影像的同時還能一定程度地看到顯示器後方的背景。目前透明顯示器主要用於原本不適合設置顯示器的應用上，例如用於商店櫥窗上以提供櫥窗內商品資訊，用於公車或捷運窗戶上以提供廣告或生活資訊，用於汽車擋風玻璃上以提供導航資訊。當然，透明顯示器還是可用於電視、監視器、筆記型電腦、平板電腦等既有應用上，因而具有相當大的應用性及成長潛力。

　　擴增實境（Augmented Reality，AR）是一種在顯示器螢幕上將現實世界的實景或影像加上對應的虛擬影像的技術，可將虛擬及現實結合並進行互動。目前AR技術大致上可分成光學式及影像式兩種，前者是一種透明裝置，使用者可以直接透過這個透明裝置看到現實世界的實景，然後把虛擬影像顯示或投射在這個透明裝置上，後者是一種不透明裝置，使用者在不透明裝置螢幕上看到由電腦處理好的已將現實世界影像及虛擬影像結合的影像。AR技術可廣泛用於地理定位、遊戲、影片、瀏覽器、購物、社交、廣告、教育、生活等各方面，用途巨大。

　　本發明的目的在提出一種結合擴增實境（AR）技術之透明顯示器，其在透明顯示器上提供實景導覽功能。

　　為達到上述目的或其它目的，本發明提出一種具有實景導覽功能之透明顯示器，適用於具有透明窗戶之交通工具。透明顯示器包括透明顯示單元、定位接收單元、攝影單元、儲存單元、頭向感測器及處理單元，其中，處理單元電連接透明顯示單元、定位接收單元、攝影單元、儲存單元及頭向感測器。透明顯示單元用於顯示影像。定位接收單元用於接收定位信號。攝影單元用於即時攝取交通工具外的實景。儲存單元用於預存圖資，圖資包括多個與實景的景點對應的景點導覽資訊，這些景點導覽資訊包括景點名稱、景點介紹及景點立體信息。頭向感測器用於感測使用者頭部方向。處理單元用於根據定位信號及圖資以判斷交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點，若是則根據頭向感測器所感測的使用者頭部方向以調整攝影單元所攝取實景的方向，且從攝影單元所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像以通過擴增實境（AR）技術產生與所判斷出的景點之影像對應的景點指標，並控制透明顯示單元即時顯示景點指標及景點導覽資訊之影像。

　　在本發明之一實施例中，透明顯示器還包括觸控感測器，其中，觸控感測器電連接處理單元。觸控感測器用於接收來自使用者的觸控輸入。處理單元還根據觸控輸入以控制透明顯示器進行與觸控輸入對應的操作。

　　在本發明之一實施例中，透明顯示器還包括亮度感測器及輔助背光源，其中，亮度感測器及輔助背光源均電連接處理單元。亮度感測器用於感測交通工具外的環境光強度。輔助背光源用於在處理單元判斷環境光強度不足時被啟動以提供輔助背光給透明顯示單元。

　　在本發明之一實施例中，透明顯示器還包括無線發射器，其中，無線發射器電連接處理單元。無線發射器用於提供語音導覽給配帶無線接收器的使用者。

　　本發明因結合地理定位、擴增實境（AR）及使用者頭向感測技術，在透明顯示器上即時顯示景點指標及景點導覽資訊之影像，使得使用者透過透明顯示器將會同時看到實景及其景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像，因此提供使用者實景導覽功能。

　　為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

　　圖1為根據本發明一較佳實施例所繪示的具有實景導覽功能之透明顯示器的電路方塊圖。請參見圖1，透明顯示器1包括用於顯示影像的透明顯示單元10，透明顯示單元10例如為有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）顯示單元。透明顯示器1適用於具有透明窗戶之交通工具，例如將透明顯示單元10貼附於交通工具的透明窗戶上或直接做為其透明窗戶，以提供使用者實景導覽功能。交通工具較佳為具有固定路線之交通工具，例如為遊園車、遊覽車、電車、火車等陸上之交通工具，或遊艇、郵輪等水上之交通工具，或飛機、直升機、氣球、空中纜車等空中之交通工具，或水下遊覽潛艇、水中纜車等水下之交通工具。

　　透明顯示器1還包括定位接收單元11、攝影單元12、儲存單元13、頭向感測器14、處理單元15、觸控感測器16、亮度感測器17、輔助背光源18及無線發射器19，其中，處理單元15電連接透明顯示單元10、定位接收單元11、攝影單元12、儲存單元13、頭向感測器14、觸控感測器16、亮度感測器17、輔助背光源18及無線發射器19。

　　定位接收單元11用於接收定位信號。定位接收單元11例如為利用衛星及/或行動基地台進行定位之定位接收單元。其中，利用衛星進行定位之系統例如為全球定位系統（Global Positioning System，GPS），利用行動基地台進行定位之系統例如為全球行動通訊系統（Global System for Mobile communications，GSM），利用衛星及行動基地台進行定位之系統例如為輔助全球衛星定位系統（Assisted Global Positioning System，AGPS）。

　　攝影單元12用於即時攝取交通工具外的實景。攝影單元12例如為電荷耦合元件（Charge-Coupled Device，CCD）影像感測器或互補式金屬氧化半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS）影像感測器。

　　儲存單元13用於預存圖資，圖資包括多個與實景的景點對應的景點導覽資訊。其中，景點導覽資訊包括景點名稱、景點介紹、景點立體信息等用於在透明顯示單元10顯示之資訊，例如，景點名稱包括台北101大樓，而景點立體信息包括台北101大樓的各樓層用途或公司行號名稱及其介紹。此外，景點導覽資訊還包括景點經緯度、景點特徵等用於比對以判斷攝影單元12所即時攝取的實景中是否包含景點或包含哪些景點之資訊，例如，景點特徵包括街道、建築物、山或海等輪廓及尺寸。儲存單元13例如為電可擦除可程式化唯讀記憶體（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）或快閃記憶體等非揮發性記憶體。

　　頭向感測器14用於感測使用者頭部方向。頭向感測器14例如為由車內CCD或CMOS影像感測器攝取使用者頭部後通過判斷單元以判斷使用者頭部方向。

　　處理單元15用於在實景導覽功能被啟動時，根據定位接收單元11所接收的定位信號及儲存單元13所預存的圖資，以判斷交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點。若交通工具外存在具有景點導覽資訊的景點，則處理單元15根據頭向感測器14所感測的使用者頭部方向以調整攝影單元12所攝取實景的方向，且從攝影單元12所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像，以通過擴增實境（AR）技術產生與所判斷出的景點之影像對應的景點指標，並控制透明顯示單元10即時顯示景點指標及景點導覽資訊之影像，使得使用者透過透明顯示單元10除了會看到車外實景，還會看到與車外實景的景點對應的景點指標及景點名稱之影像，且景點指標及景點名稱之影像會與實景的景點緊配。若交通工具外不存在具有景點導覽資訊的景點，則處理單元15當然不做進一步處理，而繼續監控交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點。

　　觸控感測器16用於接收來自使用者的觸控輸入。觸控感測器16例如為電容式觸控感測器或波動式觸控感測器，其中，電容式觸控感測器是利用手指會與透明顯示單元10外層玻璃塗佈的導電層上的電場產生電容耦合而吸去微小的電流來感測，波動式觸控感測器是利用手指或觸頭會阻斷覆蓋於整個透明顯示單元10表面的聲波或紅外線的駐波圖樣來感測。處理單元15還根據觸控感測器16所接收的觸控輸入，以控制透明顯示器1進行與觸控輸入對應的操作，例如，當使用者用手指或觸頭在透明顯示單元10所即時顯示的景點名稱之影像上進行點擊時，處理單元15還控制透明顯示單元10在景點名稱旁邊進一步顯示景點介紹之影像。

　　亮度感測器17用於感測交通工具外的環境光強度。輔助背光源18用於在處理單元15判斷環境光強度不足時被啟動以提供輔助背光給透明顯示單元10。

　　無線發射器19用於提供語音導覽給配帶無線接收器的使用者。無線發射器19及無線接收器例如分別為藍芽發射器及藍芽接收器，藍芽接收器設於耳機等語音導覽裝置上，使用者通過配帶設有藍芽接收器的語音導覽裝置接收無線發射器19所發送的語音導覽。

　　在一實施例中，交通工具在駕駛座前方用於擋風的透明窗戶及乘客座旁邊的透明窗戶上均貼附或直接採用本發明的透明顯示器1。此時，設於交通工具中駕駛座前方及乘客座旁邊所有的透明顯示器1可共用一個定位接收單元11及一個儲存單元13。設於駕駛座前方的透明顯示器1可具有一些主控功能，例如可控制設於乘客座旁邊所有的透明顯示器1的實景導覽功能均被啟動或關閉等。為了避免駕駛員分心，設於駕駛座前方的透明顯示器1的實景導覽功能可恆被關閉而另提供實景導航功能。設於駕駛座前方的透明顯示器1，其攝影單元12固定攝取前方路況，且其頭向感測器14改用影像感測器固定感測駕駛情況，以便乘客可通過各自的透明顯示器1選擇觀看前方路況及駕駛員情況，而可在駕駛員情況不正常時適時提供幫助。

　　圖2為根據本發明一較佳實施例所繪示的具有實景導覽功能之透明顯示器的控制流程圖。以圖1所示的透明顯示器1為例，請參見圖2，在步驟S21，處理單元15判斷實景導覽功能是否被啟動。若實景導覽功能未被啟動，則處理單元15結束本流程。若實景導覽功能被啟動，則處理單元15執行步驟S22。

　　在步驟S22，處理單元15根據定位接收單元11所接收的定位信號及儲存單元13所預存的圖資，以判斷交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點。若不存在具有景點導覽資訊的景點，則處理單元15當然不做進一步處理，而返回步驟S21繼續本流程。若存在具有景點導覽資訊的景點，則處理單元15執行步驟S23。

　　在步驟S23，處理單元15根據亮度感測器17所感測交通工具外的環境光強度，以判斷交通工具外的環境光強度是否足夠。若環境光強度不足夠，則處理單元15執行步驟S24以啟動輔助背光源18，以便提供輔助背光給透明顯示單元10，接著執行步驟S25。若環境光強度已足夠，則處理單元15直接執行步驟S25。

　　在步驟S25，處理單元15根據頭向感測器14所感測的使用者頭部方向以調整攝影單元12所攝取實景的方向。接著，在步驟S26，處理單元15從攝影單元12所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像，以通過擴增實境（AR）技術產生對應的景點指標。接著，在步驟S27，處理單元15控制透明顯示單元10即時顯示景點指標及景點名稱之影像。在這裡，攝影單元12所攝取實景的方向會根據使用者頭部方向進行調整，使得透明顯示單元10所顯示的景點指標及景點名稱之影像會與景點之間緊配。

　　然後，在步驟S28，處理單元15根據觸控感測器16所接收來自使用者的觸控輸入，以判斷在透明顯示單元10所即時顯示的景點名稱之處是否有觸控輸入。若景點名稱之處沒有觸控輸入，則處理單元15返回步驟S21繼續本流程。若景點名稱之處有觸控輸入，表示使用者用手指或觸頭在透明顯示單元10所即時顯示的景點名稱之影像上進行點擊，則處理單元15執行步驟S29以控制透明顯示單元10在景點名稱旁邊進一步顯示景點介紹之影像，然後再返回步驟S21繼續本流程。

　　圖3A及圖3B為使用者頭部方向正向向外，而圖4A及圖4B為使用者頭部方向斜向向外，透過本發明透明顯示器所看到的實景及其景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像的示意圖。以圖1所示的透明顯示器1為例，請先同時參見圖3A及圖3B，交通工具2的壁板21於乘客座旁邊嵌設有透明窗戶22，透明顯示單元10則貼附於透明窗戶22上。當使用者頭部方向正向向外時，使用者透過透明顯示單元10除了可看到顯示器後方的實景31（在本實施例中，實景31的景點包括台北101大樓及台北世貿一館），還可看到在透明顯示單元10上所顯示的與實景31的景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像32（在本實施例中，景點指標及景點導覽資訊之影像32包括景點指標之影像321及景點名稱之影像322）。此時，使用者透過透明顯示單元10實際上看到的是實景31及其景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像32兩者所疊合成的實景導覽畫面33。

　　此外，當使用者用手指或觸頭在透明顯示單元10所顯示的景點名稱之影像322上進行點擊時，處理單元15還根據儲存單元13儲存的圖資而控制透明顯示單元10在景點名稱之影像322旁邊進一步顯示景點介紹之影像323，如圖3C所示。此時景點指標及景點導覽資訊之影像32包括景點指標之影像321、景點名稱之影像322及景點介紹之影像323。

　　再者，當使用者設定透明顯示器1顯示的景點導覽資訊還包括景點立體信息且設定僅顯示（但並不以此為限）有關銀行的景點立體信息時，處理單元15還根據儲存單元13儲存的圖資而控制透明顯示單元10進一步顯示景點立體信息之影像324及其相應的景點指標之影像321，如圖3D所示。此時景點指標及景點導覽資訊之影像32包括景點指標之影像321、景點名稱之影像322及景點立體信息之影像324。

　　請再同時參見圖4A及圖4B，當使用者頭部方向斜向向外時，使用者透過透明顯示單元10除了可看到顯示器後方的實景41（在本實施例中，實景31的景點包括台北101大樓及台北世貿一館），還可看到在透明顯示單元10上所顯示的與實景31的景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像42（在本實施例中，景點指標及景點導覽資訊之影像42包括景點指標之影像421及景點名稱之影像422）。此時，使用者透過透明顯示單元10實際上看到的是實景41及其景點對應的景點指標及景點導覽資訊之影像42兩者所疊合成的實景導覽畫面43。

　　綜上所述，本發明因結合地理定位、擴增實境（AR）及使用者人頭方向感測技術，在透明顯示器上即時顯示景點指標及景點導覽資訊之影像，使得使用者透過透明顯示器將會同時看到實景及其景點對應的景點指標及景點導覽資訊（如景點名稱）之影像，因此提供使用者實景導覽功能。此外，透明顯示器顯示的景點導覽資訊還可包括景點立體信息，使得使用者可透過透明顯示器直接得知景點的立體信息，因而提供使用者更直觀的實景導覽功能。

　　雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用於限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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。

1．．．透明顯示器

10．．．透明顯示單元

11．．．定位接收單元

12．．．攝影單元

13．．．儲存單元

14．．．頭向感測器

15．．．處理單元

16．．．觸控感測器

17．．．亮度感測器

18．．．輔助背光源

19．．．無線發射器

2．．．交通工具

21．．．壁板

22．．．透明窗戶

31、41．．．實景

32、42．．．景點指標及景點導覽資訊之影像

321、421．．．景點指標之影像

322、422．．．景點名稱之影像

323．．．景點介紹之影像

324．．．景點立體信息之影像

33、43．．．實景導覽畫面

S21．．．實景導覽功能是否被啟動

S22．．．交通工具外是否有景點

S23．．．交通工具外的環境光強度是否足夠

S24．．．啟動輔助背光源

S25．．．根據使用者頭部方向以調整攝影單元所攝取實景的方向

S26．．．從所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像以通過擴增實境技術產生對應的景點指標

S27．．．控制透明顯示單元即時顯示景點指標及景點名稱之影像

S28．．．在景點名稱之處是否有觸控輸入

S29．．．控制透明顯示單元還顯示景點介紹之影像

　　圖1為根據本發明一較佳實施例所繪示的具有實景導覽功能之透明顯示器的電路方塊圖。

　　圖2為根據本發明一較佳實施例所繪示的具有實景導覽功能之透明顯示器的控制流程圖。

　　圖3A及圖3B分別為使用者頭部方向正向向外與透過本發明透明顯示器所看到的實景及景點導覽資訊之影像的示意圖。

　　圖3C及圖3D分別為本發明透明顯示器顯示景點介紹及景點立體信息之影像的示意圖。

　　圖4A及圖4B分別為使用者頭部方向斜向向外與透過本發明透明顯示器所看到的實景及景點導覽資訊之影像的示意圖。

1．．．透明顯示器

10．．．透明顯示單元

11．．．定位接收單元

12．．．攝影單元

13．．．儲存單元

14．．．頭向感測器

15．．．處理單元

16．．．觸控感測器

17．．．亮度感測器

18．．．輔助背光源

19．．．無線發射器

Claims (10)

1. 一種具有實景導覽功能之透明顯示器，適用於一具有透明窗戶之交通工具，該透明顯示器包括：
   一透明顯示單元，用於顯示影像；
   一定位接收單元，用於接收一定位信號；
   一攝影單元，用於即時攝取該交通工具外的實景；
   一儲存單元，用於預存一圖資，該圖資包括多個與實景的景點對應的景點導覽資訊，該些景點導覽資訊包括景點名稱、景點介紹及景點立體信息；
   一頭向感測器，用於感測使用者頭部方向；以及
   一處理單元，電連接該透明顯示單元、該定位接收單元、該攝影單元、該儲存單元及該頭向感測器，用於根據該定位信號及該圖資以判斷該交通工具外是否存在具有景點導覽資訊的景點，若是則根據該頭向感測器所感測的使用者頭部方向以調整該攝影單元所攝取實景的方向，且從該攝影單元所攝取的實景之影像中判斷出景點之影像以通過擴增實境技術產生與所判斷出的景點之影像對應的景點指標，並控制該透明顯示單元即時顯示景點指標及景點導覽資訊之影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，還包括一觸控感測器，電連接該處理單元，用於接收來自使用者的一觸控輸入，該處理單元還根據該觸控輸入以控制該透明顯示器進行一與該觸控輸入對應的操作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，還包括一亮度感測器以及一輔助背光源，均電連接該處理單元，該亮度感測器用於感測該交通工具外的一環境光強度，該輔助背光源用於在該處理單元判斷該環境光強度不足時被啟動以提供一輔助背光給該透明顯示單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，還包括一無線發射器，電連接該處理單元，用於提供語音導覽給配帶一無線接收器的使用者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該交通工具為一具有固定路線之交通工具。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該交通工具為一陸上、水上、空中或水下之交通工具。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該透明顯示單元為一有機發光二極體顯示單元。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該定位接收單元為一利用衛星及/或行動基地台進行定位之定位接收單元。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該攝影單元為一電荷耦合元件或互補式金屬氧化半導體影像感測器。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有實景導覽功能之透明顯示器，其中，該觸控感測器為一電容式或波動式觸控感測器。