类全息影像显示系统、飞行载具以及穿戴装置的制作方法

本实用新型涉及一种影像显示系统，尤其是涉及一种类全息影像显示系统、飞行载具以及穿戴装置。

背景技术：

一般全息投影的效果是借由透光材料反射多面向的平面影像来呈现。然而，此种技术能显示的投影物体尺寸受限，且某些角度并无法观看投影影像。另一种通过全息膜折射来营造舞台上的全息投影效果的技术，则需要相当大的地点方能设置，且需要在黑暗的环境中才能有优选的显示投影影像。另外，通过大范围的光场拍摄来提供全息投影效果的技术不仅场地受限，且实现时的信息传递量以及硬件成本十分高昂，使其难以普及。因此，上述的技术皆难以实现展示全息影像并同时为使用者营造与全息影像互动沟通的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种类全息影像显示系统、飞行载具以及穿戴装置，借以改善现有技术受限于空间且布置不易的问题，还改善了现有技术无法为使用者营造与全息影像互动沟通的效果。

本实用新型的一种实施例提供一种类全息影像显示系统，其包含穿戴装置以及飞行载具。穿戴装置用以显示虚拟环境景象；飞行载具与穿戴装置通信耦接，且飞行载具用以对实体对象进行拍摄，并在穿戴装置显示虚拟环境景象；其中，当穿戴装置在第一空间中由第一地点移动至第二地点时，飞行载具在第二空间中相对于第一空间中的第一位置对应移动至第二位置。

优选地，上述技术方案中，类全息影像显示系统还包含：播音器，其设置于第二空间并且通信耦接于穿戴装置，且播音器用以播放穿戴装置在第一空间中所接收的音频。

优选地，上述技术方案中，当穿戴装置侦测到旋转角度时，飞行载具对应旋转角度拍摄实体对象。

优选地，上述技术方案中，飞行载具在第二空间中飞行的高度对应于穿戴装置在第一空间中的高度。

本实用新型的一种实施例涉及一种提供类全息影像的飞行载具，适用于借由网络服务器通信耦接穿戴装置，提供类全息影像的飞行载具包含：飞行总成、光学侦测器、第一处理器以及第一信号收发器。光学侦测器用以拍摄实体对象；第一处理器电性耦接于光学侦测器以及飞行总成，且第一处理器用以对应光学侦测器拍摄的实体对象产生对象表面信息；以及第一信号收发器电性耦接于第一处理器，且第一信号收发器用以将对象表面信息传输至网络服务器，并且接收来自网络服务器的移动指令；其中，第一处理器根据移动指令控制飞行总成。

优选地，上述技术方案中，光学侦测器包含用以获取景深信息的摄影机。

优选地，上述技术方案中，光学侦测器为移动装置，且光学侦测器具有获取景深信息的摄影单元。

优选地，上述技术方案中，第一信号收发器包含无线网络信号收发器。

本实用新型的一种实施例涉及一种提供类全息影像的穿戴装置，适用于借由网络服务器通信耦接飞行载具，其中飞行载具用以产生对象表面信息，提供类全息影像的穿戴装置包含：显示界面、动作侦测器、第二处理器以及第二信号收发器。显示界面用以显示虚拟环境景象；动作侦测器用以侦测穿戴装置在第一空间中的移动；第二处理器与显示界面以及动作侦测器电性耦接，且第二处理器用以对应动作侦测器侦测到的移动产生移动信息；以及第二信号收发器与第二处理器电性耦接，且第二信号收发器用以将移动信息传输至网络服务器，还用以借由网络服务器接收来自飞行载具所传送的对象表面信息；其中，第二处理器还用以根据对象表面信息控制显示界面在虚拟环境景象中显示虚拟对象。

优选地，上述技术方案中，第二信号收发器包含无线网络信号收发器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的类全息影像显示系统、飞行载具以及穿戴装置，改善了现有技术受限于空间且布置不易的问题，还可以给使用者营造与全息影像互动沟通的效果。

附图说明

图1是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的飞行载具的示意图；

图2是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的飞行载具的示意图；

图3是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的穿戴装置的示意图；

图4是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的穿戴装置的示意图；

图5是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图；

图6是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图；

图7是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图；以及

图8是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图。

具体实施方式

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指两个或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，也可指两个或多个组件或装置相互操作或动作。

以下通过各附图利用类全息影像显示系统的示意图，来说明本实用新型所公开的类全息影像显示系统、飞行载具以及穿戴装置。

请参考图1。图1是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的飞行载具的示意图。在本实用新型的一实施例中，类全息影像显示系统包含飞行载具100，如图中所示，飞行载具100是为四旋翼机，但本实用新型并不以此为限，各种可盘旋并悬停于空中的飞行器皆可用以作为本实用新型的飞行载具100。飞行载具100具有光学侦测器101，光学侦测器101是为具备获取景深信息功能的摄影机，例如配置有双镜头以侦测深度信息的摄影机。应当理解，图1所绘示的飞行载具100仅是本实用新型实施的一种可能性，在本实用新型的其他实施例中，飞行载具100可用以载运移动装置，移动装置具有获取景深信息功能的摄影单元，如此，载运此种移动装置的飞行载具100也可达到与图1的飞行载具100相同的功效。

请参考图2。图2是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的飞行载具的示意图。在本实用新型的一实施例中，类全息影像显示系统包含飞行载具100。如图2所示，飞行载具100包含光学侦测器101，飞行总成102、处理器103以及信号收发器104。飞行载具100的外观可参照本实用新型图1的实施例，是为一种四旋翼机。光学侦测器101是用以拍摄具景深信息的影像的摄影机，其配置可参照本实用新型图1所示的实施例，是设置于飞行载具100的一侧。处理器103则与光学侦测器101和飞行总成102电性耦接，处理器103可用以接收光学侦测器101所拍摄的具景深信息的影像并进行处理。飞行总成102则是受处理器103所控制，用以使飞行载具100在空中悬停、移动或旋转，本实施例中的飞行总成102的配置可参照本实用新型图1的实施例，例如图1中所示的飞行载具100所具备的旋翼皆为飞行总成102的一部分。信号收发器104可为一种无线网络信号收发器或蓝牙信号收发器，其也与处理器103电性耦接，处理器103可通过信号收发器104接收或发送信息。

请参考图3。图3是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的穿戴装置的示意图。在本实用新型的一实施例中穿戴装置200是为一种具光学镜片的头戴装置(Helmet Mounted Display,HMD)，但本实用新型并不以此为限，各种可提供虚拟环境(如扩增实境、虚拟现实或混合实境)显示的穿戴装置皆可为本实用新型的穿戴装置200。穿戴装置200具有显示界面201，显示界面201是设置于图中的光学镜片上，当用户装备穿戴装置200时，其可通过显示界面201观看穿戴装置200欲呈现的虚拟图像，由于显示界面201的光学镜片是具有一定透明度的镜片，现实世界中的环境光也可穿透显示界面201的光学镜片，使用户可同时观看现实世界中的景物。

请参考图4，图4是根据本实用新型部分实施例所绘示的提供类全息影像的穿戴装置的示意图。在本实用新型的一实施例中，类全息影像显示系统包含穿戴装置200。如图中所示，穿戴装置200包含显示界面201、动作侦测器202、处理器203以及信号收发器204。显示界面201是用以显示虚拟图像，其外观可参照本实用新型图3的实施例，是设置于穿戴装置200的光学镜面上。动作侦测器202是设置于穿戴装置200内部，用以侦测穿戴装置200的移动，例如，其可以侦测穿戴装置200沿三维轴向的移动、转动或磁力变化等信息。处理器203则与显示界面201和动作侦测器202电性耦接，其是用以接收动作侦测器202所获取的关于穿戴装置200的移动信息，处理器203还控制显示界面201显示虚拟图像。信号收发器204可为一种无线网络信号收发器或蓝牙信号收发器，信号收发器204与处理器203电性耦接，所以处理器203可通过信号收发器204接收或发送信息。

请参考图5。图5是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图。如图中所示，本实施例的背景包含两个不同的空间，分别为图中左侧绘示的第一空间A以及图中右侧绘示的第二空间B。使用者U1身处于第一空间A当中，其装备第一穿戴装置G1且位于第一地点PN1，而使用者U2身处于第二空间B当中，其装备第二穿戴装置G2且位于第二地点PN2。在本实施例中，第一穿戴装置G1和第二穿戴装置G2的外观、内部结构以及基本的动作方式皆同于本实用新型图3及图4所示的穿戴装置200，所以请参照本实用新型图3及图4的实施例，在此不再赘述。在本实施例中，第一飞行载具F1运作于第一空间A当中，而第二飞行载具F2运作于第二空间B当中。而本实施例的第一飞行载具F1和第二飞行载具F2的外观、内部结构以及基本的动作方式皆同于本实用新型图1及图2所示的飞行载具100，所以请参照本实用新型图1及图2的实施例，在此不再赘述。

在本实施例中，第一穿戴装置G1、第二穿戴装置G2、第一飞行载具F1和第二飞行载具F2皆与网络服务器300通信耦接，第一飞行载具F1和第二飞行载具F2是通过如图1或图2所示的信号收发器104向网络服务器300发送信息或自网络服务器300接收信息，而第一穿戴装置G1及第二穿戴装置G2是通过如图3或图4所示的信号收发器204向网络服务器300发送信息或自网络服务器300接收信息。

请参照图5的左半部，在本实施例中，当第一飞行载具F1运作时，其通过如图1或图2所示的光学侦测器101侦测第一空间A的环境配置，例如第一空间A的房间形状、装潢、对象或人物等等，并据以产生关于第一空间A的空间信息。第一飞行载具F1具有多向自由度的定位功能，例如六向自由度(Six Degrees of Freedom)或九向自由度(Nine Degrees of Freedom)，所以第一飞行载具F1的处理器103可利用同步定位与地图构建(Simultaneous localization and mapping,SLAM)算法运算空间信息，以为第一空间A中的各个地点指派多个坐标，所述坐标可以是三维空间坐标。当第一飞行载具F1完成坐标指派后，其将可依据第一空间A中的各个坐标为参照点进行移动。如图5的左半部及右半部所示，第一飞行载具F1悬停于第二坐标CN2，此第二坐标CN2是为对应第二空间B当中第二穿戴装置G2所处的第二地点PN2，且其悬停于空中的拍摄方向D1也对应第二穿戴装置G2的指向方向D2。第一飞行载具F1可在其所在角度拍摄用户U1的正面影像。

请继续参照图5的右半部，同样地，在本实施例中，当第二飞行载具F2运作时，其也将通过如图1或图2所示的光学侦测器101侦测第二空间B的环境配置，并据以产生关于第二空间B的空间信息。第二飞行载具F2也具有多向自由度(例如六向自由度或九向自由度)的定位功能，其处理器103也可利用同步定位与地图构建算法运算空间信息，以为第二空间B中的各个地点指派多个坐标。当第二飞行载具F2完成坐标指派后，其将可依据第二空间B中的各个坐标为参照点进行移动。如图5的左半部及右半部所示所示，第二飞行载具F2悬停于第一坐标CN1，此第一坐标CN1是为对应第一空间A当中第一穿戴装置G1所处的第一地点PN1，且其悬停于空中的拍摄方向D3也对应第一穿戴装置G1的指向方向D4。第二飞行载具F2可在其所在角度拍摄用户U2的正面影像。

请参考图6。图6是根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图。本实施例的背景是延续前述图5的实施例。请参考图6的左半部，在本实施例中，当使用者U1装备第一穿戴装置G1时，第一穿戴装置G1用以显示第一虚拟环境景象给使用者U1观看。请同时参照图5的实施例，在该实施例中，由于第二飞行载具F2在第二空间B中的第一坐标CN1向着使用者U2拍摄获取其正面影像，用户U2的正面影像经第二飞行载具F2的处理器103处理后，第二飞行载具F2可通过如图1或图2所示的信号收发器104向网络服务器300发送用户U2的正面影像信息。如此，第一穿戴装置G1即可自网络服务器300获取用户U2的正面影像信息，并将用户U2的正面影像信息显示于第一虚拟环境景象中，显示为第二虚拟人物VU2。由于第二飞行载具F2获取用户U2的正面影像具有景深信息，所以用户U1在第一穿戴装置G1的显示界面201观看到的第二虚拟人物VU2呈现的外观即对应使用者U2的立体正面影像。另外，在本实施例中，第二飞行载具F2在第二空间B中飞行或悬停的高度是对应于使用者U1在第一空间A当中装备第一穿戴装置G1的高度，如此，第一穿戴装置G1才能以正确的高度将第一虚拟环境景象显示予用户U1观看。

请继续参照图6的右半部，在本实施例中，当使用者U2装备第二穿戴装置G2时，第一穿戴装置G2用以显示第二虚拟环境景象给使用者U2观看。也请同时参照图5的实施例，在该实施例中，由于第一飞行载具F1在第一空间A中的第二坐标CN2向着使用者U1拍摄获取其正面影像，用户U1的正面影像经第一飞行载具F1的处理器103处理后，第一飞行载具F1可通过信号收发器104向网络服务器300发送用户U1的正面影像信息，第二穿戴装置G2则可自网络服务器300获取用户U1的正面影像信息，并将用户U1的正面影像信息显示于第二虚拟环境景象中，显示为第一虚拟人物VU1，其中第一虚拟人物VU1呈现的外观即对应使用者U1的立体正面影像。同样地，在本实施例中，第一飞行载具F1于第一空间A中飞行或悬停的高度是对应于使用者U2在第二空间B当中装备第二穿戴装置G2的高度，如此，第二穿戴装置G2才能以正确的高度将第二虚拟环境景象显示予用户U2观看。

再请同时参考图5及图6的实施例。在此实施例中，使用者U1装备的第一穿戴装置G1不仅可以通过显示界面201显示第一虚拟景象，其还通过麦克风(图中未示)收集第一空间A中的声音，尤为使用者U1所发出的声音，对应第一空间A中声音的信息将经由第一穿戴装置G1的处理器203以及信号收发器204传输至网络服务器300，而位于第二空间B中的第二穿戴装置G2则可通过其信号收发器204接收对应第一空间A中声音的信息，再经由第二穿戴装置G2的处理器203处理后，经由第二穿戴装置G2的播音器(图中未示)播放对应第一空间A的音频，如此，用户U2不仅可以观看到第二虚拟景象中的第一虚拟人物VU1，还可以听见使用者U1所发出的声音。

在此实施例中，使用者U2装备的第二穿戴装置G2也可以通过麦克风(图中未示)收集第二空间B中的声音，尤为使用者U2所发出的声音，对应第二空间B中声音的信息将经由第二穿戴装置G2传输至网络服务器300，而位于第一空间A中的第一穿戴装置G1则可接收对应第二空间B中声音的信息，再经由第一穿戴装置G1的处理器203处理后，经由第一穿戴装置G1的播音器(图中未示)播放对应第二空间B的音频，如此，用户U1可以观看到第一虚拟景象中的第二虚拟人物VU2，也可以听见使用者U2所发出的声音。本实用新型的实施例即据以达到了类似直接与人物的全息影像沟通互动的效果。另外，应当理解，本实用新型的麦克风及播音器并非限定设置于第一穿戴装置G1或第二穿戴装置G2上，其可以设置于第一飞行载具F1或第二飞行载具F2上，或为独立分别设置于第一空间A及第二空间B当中，只要麦克风可以搜集第一空间A或第二空间B当中的声音，而播音器可以对应地播放第一空间A或第二空间B当中的音频，皆为本实用新型所涵盖的范围。

请同时参考图7及图8。图7及图8皆为根据本实用新型部分实施例所绘示的类全息影像显示系统的示意图。本实施例的背景是延续前述图5及图6的实施例。请同时参照图5及图7的左半部，在本实施例中，装备第一穿戴装置G1的用户U1由第一空间A中的第一地点PN1移动至第三地点PN3，此时，由于第一穿戴装置G1也具有多向自由度(例如六向自由度或九向自由度)定位功能，其可通过如图4所示的动作侦测器202侦测使用者U1的动作路径，对应用户U1动作路径的信息将经由第一穿戴装置G1的处理器203及信号收发器204发送至网络服务器300。如此，第二飞行载具F2即可自网络服务器300获取用户U1的动作路径，第二飞行载具F2的处理器103即可控制飞行总成102依照使用者U1在第一空间A中的动作路径移动。如图7的右半部所示，在本实施例中，在第二空间B中的第二飞行载具F2将对应使用者U1于第一空间A的动作路径移动，第二飞行载具F2将由对应第一地点PN1的第一坐标CN1飞行移动至对应第三地点PN3的第三坐标CN3。

在本实施例中，由于第二飞行载具F2的光学侦测器201的拍摄方向D5是对应第一穿戴装置G1的指向方向D6，在移动过程中，若使用者U1移动头部尝试追踪如图6所示的第二虚拟人物VU2所在地点，第一穿戴装置G1可通过动作侦测器202侦测使用者U1的头部转动角度，对应使用者U1头部转动角度的信息将经由第一穿戴装置G1的处理器203及信号收发器204发送至网络服务器300。如此，第二飞行载具F2即可自网络服务器300获取用户U1的头部转动角度，第二飞行载具F2的处理器103即可控制飞行总成102使第二飞行载具F2旋转，使第二飞行载具F2的光学侦测器201的拍摄方向D5持续对应第一穿戴装置G1的指向方向D6。

如图7的右半部所示，在本实施例中，第二飞行载具F2在自第一坐标CN1飞行移动至第三坐标CN3的过程中，第二飞行载具F2将同时根据使用者U1的头部转动角度沿第二飞行载具F2的中轴旋转。如此，第二飞行载具F2在第二空间B当中飞行移动时，将可同时旋转，以使其光学侦测器101的拍摄方向D5能朝向第一穿戴装置G1的指向方向D6，使第二飞行载具F2可在第二空间B中获取使用者U1希望观看角度的影像。在此过程中，第二飞行载具F2的光学侦测器101将持续地通过光学侦测器101获取第二空间B当中的使用者U2的正面或侧面影像，并将用户U2的正面或侧面影像传送至网络服务器300。

承前段，第一穿戴装置G1将通过如图4所示的信号收发器204接收用户U2的正面或侧面影像，第一穿戴装置G1的处理器203将根据使用者U2的正面或侧面影像产生对应的虚拟人物信息，再通过第一穿戴装置G1的显示界面201在第二虚拟环境景象当中显示对应用户U2的第二虚拟人物VU2，使用户U1可以自显示界面201观看第二虚拟人物VU2的正面或侧面的立体影像，如图8的左半部所示。如此，通过第二飞行载具F2在第二空间B当中移动或旋转，第二飞行载具F2的光学侦测器101即扮演了类似使用者U1双眼的角色，无论使用者U1在第一空间A中如何移动或转动头部，第二飞行载具F2也会于第二空间B中对应移动及转动，使其光学侦测器101能指向对应用户U1视线的角度并持续获取使用者U2在第二空间B中的实时影像，而第一穿戴装置G1即可据以于显示界面201中显示对应用户U2的第二虚拟人物VU2。如此，第一穿戴装置G1可对用户U1呈现类似投影使用者U2的类全息影像的效果。

请再参照图7的右半部，在本实施例中，使用者U2装备着第二穿戴装置G2，而第二穿戴装置G2的指向方向为D7。如前段所述，由于装备第一穿戴装置G1的用户U1由第一空间A中的第一地点PN1移动至第三地点PN3，而在第二空间B中的第二飞行载具F2则对应地由第二空间B的第一坐标CN1飞行移动至第三坐标CN3。请一同参照图6及图8的右半部，自使用者U2通过第二穿戴装置G2的显示界面201观看的角度，对应使用者U1的第一虚拟人物VU1将在第二虚拟景象中对应第二飞行载具F2的动作路径移动，按照一般的使用习惯，使用者U2将转动其头部以跟踪第一虚拟人物VU1的移动，如图7的右半部所示，由于第二穿戴装置G2也具有多向自由度(例如六向自由度或九向自由度)定位功能，第二穿戴装置G2中的动作侦测器202将侦测使用者U2的头部转动角度，对应使用者U2头部转动角度的信息将经由第二穿戴装置G2的处理器203处理，再经由第二穿戴装置G2的信号收发器204传输至网络服务器300。

承上段，如图7的左半部所示，第一空间A当中的第一飞行载具F1将通过其信号收发器接收对应用户U2头部转动角度的信息，第一飞行载具F1的处理器103即可控制飞行总成102使第一飞行载具F1沿其中轴依照使用者U2的头部转动角度旋转，使得第一飞行载具F1的光学侦测器201的拍摄方向D8是对应第二穿戴装置G2的指向方向D7。如此，虽然使用者U2并未在第二空间B当中移动，而仅是旋转其头部，位于第一空间A中的第一飞行载具F1仍会根据使用者U2的头部转动角度旋转。如此，通过第一飞行载具F1在第一空间A当中的旋转，第一飞行载具F1的光学侦测器101即扮演了类似使用者U2双眼的角色，无论使用者U2在第二空间B中如何转动头部，第一飞行载具F1也会在第一空间A中对应转动，使其光学侦测器101能指向对应用户U2视线的角度并持续获取使用者U1在第一空间A中的实时影像，而第二穿戴装置G2即可据以在显示界面201中显示对应用户U1的第一虚拟人物VU1。如此，第二穿戴装置G2可对用户U2呈现类似投影使用者U1的类全息影像的效果。

在一实施例中，本实用新型的第一穿戴装置G1以及第二穿戴装置G2也可通过动作侦测器202分别侦测使用者U1、U2的高度变化，并将对应高度变化的信息传输至网络服务器300，以使对应的第一飞行载具F1以及第二飞行载具F2可以对应使用者U1、U2的高度变化上升或下降，以使第一飞行载具F1以及第二飞行载具F2的光学侦测器101可以准确地对应使用者U1、U2在另一空间中的视角高度。如此，第一穿戴装置G1以及第二穿戴装置G2方可在第一虚拟景象和第二虚拟景象中提供更佳的第一虚拟人物VU1以及第二虚拟人物VU2。

虽然本实用新型已经以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。