TW201805689A - 外加式近眼顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種外加式近眼顯示裝置，係至少包含一顯示裝置本體、至少一個透明顯示器及至少一個影像擷取器，其中該顯示裝置本體係具有至少一個掛戴結構，因此能夠直接外掛於一眼鏡結構上或是直接掛戴於一使用者的眼睛周圍，而該顯示裝置本體內部係設置有一處理器，該處理器用以將該影像擷取器所擷取由該顯示裝置本體向前延伸之影像，進行影像清晰化處理，以提高其解析度，並將同步清晰化影像輸出至該透明顯示器上，以讓使用者之眼球透過該顯示裝置本體實際看到的景像會與該透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊，以清晰化該使用者之眼球透過該鏡片本體看出去的景像。

Description

外加式近眼顯示裝置

本發明是有關一種外加式近眼顯示裝置，特別是一種能夠讓使用者之眼球實際看到的影像會與近眼顯示裝置上所顯示的同步清晰化影像重疊之外掛式近眼顯示裝置，以清晰化該使用者之眼球透過該近眼顯示裝置看出去的景像。

目前，各種顯示裝置隨著科技進步而被發明出來，例如從精巧的手持型顯示器到高畫質的顯示螢幕甚至於幾乎可以假亂真的立體顯示器，其栩栩如生的影像顯示品質，使人類天馬行空的想像力得以馳騁於其中。

其中，尤以頭戴式顯示器(head mount display，HMD)更是被視為目前顯示科技發展的重點之一。一般而言，目前的頭戴式顯示器以***眼鏡（Google Glass）為最為習知的，***眼鏡是一款配有光學頭戴式顯示器（OHMD）的可穿戴式電腦，其目標是希望能製造出供給大眾消費市場的普適計算裝置，其中Google眼鏡以免手持、與智慧型手機類似的方式顯示各種資訊。因此穿戴者透過自然語言語音指令與網際網路服務聯繫溝通。

目前市面上常見之Google眼鏡，其結構主要係於鏡架兩側設有鏡腳，該鏡架一側之鏡腳上設有一具電池之電子裝置，該電子裝置延伸至鏡架前方一側並於端部設有與其連接設有一攝影鏡頭，該電子裝置位於鏡腳尾端設有一與其連接之開關，至於延伸至鏡架前方具攝影鏡頭之電子裝置鄰接設有一螢幕；

但這一類的頭戴式顯示器，以Google眼鏡來講，常有下列問題產生： 1. Google眼鏡對於原有戴眼鏡之使用者（對於有近視、遠視或其他眼睛狀況需要戴眼鏡的使用者）來講，是非常不方便使用的，若是要直接將Google眼鏡配戴於頭上，而不戴上原有配戴之眼鏡，將會造成使用者無法清楚看到近距離或遠距離的景像； 2. Google眼鏡若是要裝設於原有配戴之眼鏡上，由於這一類頭戴式顯示器雖然有輕量化的趨勢，但仍然是有一定體積與重量，故若要在原有配戴之眼鏡上裝設上Google眼鏡，將會導致使用者的不適感； 3. 這一類的頭戴式顯示器由於本身無任何輔助光源提供，故當於光線不足之白天或夜間時，該頭戴式顯示器上的攝影鏡頭往往無法提供清晰影像至螢幕上，甚至無法拍攝到任何影像，如此將會造成使用者於特定環境下，將無法使用這一類的頭戴式顯示器。

故為了對上述情況進行改善，則能夠使用與既有不同的技術，於一般使用者配戴之眼鏡的鏡片上外掛一近眼顯示裝置，而該近眼顯示裝置內的處理器能夠對所擷取由該近眼顯示裝置向前延伸之影像，進行影像清晰化處理，以提高其解析度，並將同步清晰化影像輸出至該近眼顯示裝置上，以讓使用者之眼球透過該近眼顯示裝置實際看到的景像會與該近眼顯示裝置所顯示的同步清晰化影像重疊，以清晰化使用者之眼球透過該近眼顯示裝置看出去的景像，如此應為一最佳解決方案。

本發明外加式近眼顯示裝置，係包含：一顯示裝置本體，係具有至少一個掛戴結構，而該顯示裝置本體內部係設置有一處理器，而該處理器係包含一中央處理模組，係用以控管整體處理器運作；一影像處理模組，係與該中央處理模組相連接，而該影像處理模組用以將一外部擷取影像資訊進行影像清晰化處理，以提高其解析度；一影像輸出模組，係與該中央處理模組及該影像處理模組相連接，用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出為一同步清晰化影像；一遠端連線模組，係與該中央處理模組相連接，用以藉由無線連線技術進行遠端連線；一供電模組，係與該中央處理模組相連接，用以與一外部設備連接，以儲存與提供該處理器運作所需之電力；至少一個透明顯示器，係結合於該顯示裝置本體上，並與該處理器之影像輸出模組進行電性連接，用以即時顯示該同步清晰化影像；至少一個影像擷取器，係結合於該顯示裝置本體上，並與該處理器之影像處理模組進行電性連接，用以擷取由該顯示裝置本體向前延伸的影像，並將影像轉換為該外部擷取影像資訊，以傳送至該影像處理模組；以及而一使用者之眼球透過該顯示裝置本體向外實際看到的景像會與於該透明顯示器上所顯示的同步清晰化影像重疊，以清晰化透過該顯示裝置本體看出去的景像。

更具體的說，所述處理器更包含有一擷取角度調整模組，係與該中央處理模組及該影像擷取器電性連接，用以進行調整擷取影像的角度，以使眼球視角所視之景像能夠與該影像擷取器所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角，以達到使用者之眼球透過該顯示裝置本體向外實際看到的景像會與該兩個透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊。

更具體的說，所述擷取角度調整模組能夠預設一固定眼球視角角度，並依據該固定眼球視角角度進行預設調整擷取影像的角度，以使眼球視角所視之景像能夠與該影像擷取器所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角。

更具體的說，所述預設眼球視角角度為直視角度。

更具體的說，所述外加式近眼顯示裝置，更能夠藉由一電子裝置內安裝的軟體，與該處理器之遠端連線模組進行連線，並透過該中央處理模組傳送調整擷取影像的角度之控制指令至該擷取角度調整模組，以遠端進行調整擷取影像的角度。

更具體的說，所述處理器更包含有一輸出影像調整模組，係與該中央處理模組及該影像輸出模組電性連接，用以進行調整顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的顯示狀態。

更具體的說，所述處理器之遠端連線模組能夠與一雲端平台進行連線，以由該雲端平台傳輸一數位顯示資料至該處理器，並再由透過該輸出影像調整模組能夠將該雲端平台所傳輸之數位顯示資料合併顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像上。

更具體的說，所述於不同透明顯示器上能夠分別顯示不同角度之數位顯示資料，以呈現景深感或立體感的影像效果。

更具體的說，所述處理器更能夠透過該遠端連線模組將該外部擷取影像資訊傳送至該雲端平台。

更具體的說，所述輸出影像調整模組能夠調整顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的顯示狀態為調整多顯示視角、調整顯示位置、調整顯示尺寸、調整廣角、調整顯示對比或調整顯示亮度。

更具體的說，所述同步清晰化影像上若具有任一字體或任何可取代之物件，該輸出影像調整模組能夠將顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的字體以清晰字體進行取代或是以一內建物件進行取代。

更具體的說，所述同步清晰化影像上若為較暗影像，該輸出影像調整模組能夠對顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像進行光線補償。

更具體的說，所述輸出影像調整模組亦能夠將影像以陣列或矩陣的方式處理，以使輸出至該透明顯示器上的影像具有影像聚焦的效果。

更具體的說，所述外加式近眼顯示裝置，更能夠藉由一電子裝置內安裝的軟體，與該處理器之遠端連線模組進行連線，並透過該中央處理模組傳送調整該同步清晰化影像的顯示狀態之控制指令至該輸出影像調整模組，以遠端進行調整輸出影像的顯示狀態。

更具體的說，所述顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之感測器裝置。

更具體的說，所述任一個感測器裝置係為能夠偵測溫度、心跳、血壓、汗水或是計步功能的感測器。

更具體的說，所述顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之耳掛裝置，該耳掛裝置係內建有一電池，用以提供電源給該供電模組。

更具體的說，所述顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個與該處理器電性連接之麥克風裝置，而該麥克風裝置能夠傳送聲音訊號至該處理器，以聲控控制該處理器之運作。

更具體的說，所述顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個與該處理器電性連接之揚聲器裝置。

更具體的說，所述至少兩個影像擷取器更能夠用以分別擷取不同角度之影像，並藉由該處理器將不同角度之影像合併為一立體影像訊息或具有景深影像訊息。

更具體的說，所述透明顯示器為多層時，若輸出至該透明顯示器之其中一層、其中任兩層或任兩層以上的影像是經過陣列或矩陣的方式處理後，因此則能夠達到多次影像聚焦的效果。

更具體的說，所述輸出至該透明顯示器上的影像能夠透過準直技術來導正光線，以使影像能夠清晰呈現，其中該準直技術係為對每一個畫素進行準直處理或對每一個影像進行準直處理，用以導正該影像輸出模組輸出至該透明顯示器上的影像之光線方向，並提高該影像輸出後的解析度。

更具體的說，所述準直技術係為微透鏡或是光井來進行導正光線，以提高該影像輸出後的解析度，而該微透鏡技術是透過至少一個微透鏡來使光線改變，而該光井技術則是透過一光井，使通過該光井之光線能夠筆直前進。

更具體的說，所述微透鏡能夠再經過導角處理，以調整準直後的光線方向。

更具體的說，所述透明顯示器能夠經過導角處理，以調整準直後的光線方向，以使兩個以上的影像能夠重疊。

更具體的說，所述透明顯示器之製造過程中能夠使用準直技術或是微透鏡技術進行處理，以使出廠後之透明顯示器具有導正光線的效果。

更具體的說，所述輸出至該透明顯示器上的影像能夠透過導角技術來導正光線，以使影像能夠清晰呈現。

更具體的說，所述導角技術係對每一個畫素進行導角處理或對每一個影像進行導角處理，使每一個輸出至該透明顯示器上的影像顯示之角度不同，來使兩個以上的影像能夠重疊匯合。

更具體的說，所述顯示模組本身能夠進行導角處理，而該顯示模組之導角處將能夠調整光線方向，以使兩個以上的影像能夠重疊匯合。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1A、1B、2A及2B圖，為本發明外加式近眼顯示裝置之用於眼鏡之分解架構示意圖、用於眼鏡之結合架構示意圖、近眼顯示裝置之架構示意圖及處理器內部架構示意圖，由圖中可知，能夠將一外加式近眼顯示裝置1之掛戴結構112結合於一眼鏡裝置2上，其中該眼鏡裝置2係具有鏡片21（鏡片21係為平面鏡片或曲面鏡片，而該曲面鏡片係為凹透鏡、凸透鏡、凹凸透鏡或其他具有曲面之鏡片）；而該掛戴結構112的型式可以有多種，例如勾掛、磁吸等等外掛結構，但亦能夠為一類似鏡架之穿戴結構，能夠依需求設計不同的結構搭配。

而該外加式近眼顯示裝置1係包含了一顯示裝置本體11、至少一個透明顯示器12及至少一個影像擷取器13，其中該顯示裝置本體11係為一類似鏡框之結構，而該透明顯示器12係為一種能夠主動發光顯示之顯示技術，因此並非是影像投影技術。

而該影像擷取器13係用以擷取由該顯示裝置本體11向前延伸的影像，並將影像轉換為該外部擷取影像資訊，以傳送至該影像處理模組1112，而兩個影像擷取器13係能夠分別設置於對應使用者之兩個眼球分別的正上方，但亦能夠設置於該顯示裝置本體11之任意其他能夠朝向的位置周圍設置。

而該顯示裝置本體11內部係具有一處理器111及至少一個掛戴結構112，該顯示裝置本體11係為一中空狀的裝置，以使該顯示裝置本體11內部能夠佈設電路與電線，由第2B圖中可知，該處理器111係包含了一中央處理模組1111、一影像處理模組1112、一影像輸出模組1113、一遠端連線模組1114、一供電模組1115、一擷取角度調整模組1116及一輸出影像調整模組1117，其中該中央處理模組1111用以控管整體處理器111運作，而該影像擷取器13所擷取取得之外部擷取影像資訊，係能夠藉由該影像處理模組1112進行影像清晰化處理，以提高其解析度；

其中該遠端連線模組1114用以藉由無線連線技術進行遠端連線，而該供電模組1115則是用以與一外部設備連接，以儲存與提供該處理器運作所需之電力，該顯示裝置本體11上能夠增加一與該供電模組1115電性連接之供電插口（圖中未示），以使能夠外接電線或是USB傳輸線進行充電；另外該供電模組1115（電池）更能夠設計為於該顯示裝置本體11上做為一可拆卸式構件，因此能夠將該可拆卸式構件拆卸後，則能夠更換該供電模組1115（電池）。

而該影像輸出模組1113則能夠將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出為一同步清晰化影像至該透明顯示器12上，並於配戴該眼鏡裝置2的使用者於該透明顯示器12上看到同步清晰化影像後，則能夠如第3圖所示，透過一手持裝置6之APP平台連上一雲端平台7後（但亦能夠直接透過手持裝置6之APP平台與該外加式近眼顯示裝置1之遠端連線模組1114直接進行連線），而該雲端平台7則會與該外加式近眼顯示裝置1之遠端連線模組1114進行連線後，使用者則能夠操作該APP平台輸入要控制輸出影像的調整指令，當一邊調整時，由於調整指令會透過該雲端平台7、遠端連線模組1114及中央處理模組1111傳送至該輸出影像調整模組1117中，以依據調整控制指令進行調整顯示於該同步清晰化影像的顯示狀態，因此使用者能一邊觀看調整後狀況進一步進行繼續控制該APP平台進行微調，以調整至使用者覺得沒問題即可；

而此處所提之顯示狀態能夠為調整多顯示視角（能夠除了眼球直視視角之外，更提供眼球直視視角周圍的多個視角的影像，並能夠讓使用者以自己眼球向上、向下、向左、向左上、向左下、向右、向右上、向右下等多個視角，進行微調不同眼球視角看到之影像對準的準確性）、調整顯示位置（上、下、左、左上、左下、右、右上、右下等至少八個方向微調）、調整顯示尺寸（放大或縮小）、調整顯示對比、調整顯示亮度（更亮或是更暗）或調整廣角，除此之外，若同步清晰化影像上若具有任一字體，調整控制指令更能夠輸入字體更換等指令，以使該輸出影像調整模組1117將顯示於該透明顯示器12上之同步清晰化影像的字體以清晰字體進行取代；另外，當所看到的景像為光線不足之白天或夜間時，該同步清晰化影像上則會顯示較暗影像，因此，使用者亦能夠使用該APP平台輸入光線補償等指令，以使該輸出影像調整模組1117能夠對顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像進行光線補償，如此亦能夠達到夜視功能。

而除了取代字體之外，若同步清晰化影像上上具有任何可取代之物件時，則能夠藉由該處理器111內建之物件進行取代之，而內建之物件例如圖片、圖像、人臉影像、文字、建物、生物特徵等等。

而該遠端連線模組1114亦能夠直接將所擷取之影像上傳至該雲端平台7上，由於該雲端平台7能夠達到該影像處理模組1112及該輸出影像調整模組1117之功能，因此能夠取代影像處理模組1112、該擷取角度調整模組1116及該輸出影像調整模組1117，將影像進行處理後，回傳至該顯示裝置本體11之遠端連線模組1114後，則直接將處理後之影像回傳輸出至該透明顯示器12上。

另外，該輸出影像調整模組1117亦能夠將影像以array（陣列）與或matrix（矩陣）的方式處理，以使輸出至該透明顯示器12上的影像讓使用者眼球所視時則會具有影像聚焦的效果。且當具有多層透明顯示器12時，由於輸出至其中一層或其中任兩層以上的透明顯示器12的影像是經過array或matrix的方式處理後，因此則能夠達到多次影像聚焦的效果；

再進一步說明，於該透明顯示器12上同時顯示多個具有相同內容、且顯示位置相對稱之影像，並讓使用者眼球能夠於該透明顯示器12上看到多個影像重疊後所呈現的清晰影像，是屬於一種融像技術，由於觀看者是近眼進行觀看，故若是有多個影像以陣列或矩陣的方式進行顯示，雙眼所看之影像則會由視神經交叉後傳達至大腦，並融合成單一之立體感影像，故能夠達到影像聚焦的效果。

另外，能夠於該透明顯示器12中央處設置有至少一個透明實景區域，該影像輸出模組1113能夠將影像輸出至該透明實景區域之外的區域，一方面，當該透明實景區域周圍同時顯示多個相同內容之影像時，則能夠使輸出影像相對稱以達到影像聚焦的效果，另一方面，由於影像並不會輸出至該透明實景區域，因此觀看者則能夠透過該透明實景區域直接看到外面的實景，以達到虛像與實像的結合。

另外，當該透明顯示器12上進行顯示多個具有相同內容、且顯示位置相對稱之影像時，每一個影像能夠再經過導角處理，來調整多個具有相同內容、且顯示位置相對稱之影像的影像顯示角度，如此雙眼所看之影像更容易聚焦融合成單一清晰影像，以使影像聚焦的效果更加明顯。

另外，亦能夠於該透明顯示器12上使用各種準直技術（例如微透鏡技術（microlens array）或是光井技術）來導正光線，並提高該影像輸出後的解析度，其中微透鏡技術是透過至少一個透鏡來使光線改變，而該光井技術則是透過一光井，使通過該光井之光線能夠筆直前進；

而本發明提及之準直技術係為對每一個畫素進行準直處理或對每一個影像進行準直處理，用以導正該影像輸出模組1113輸出至該透明顯示器12上的影像之光線方向，並提高該影像輸出後的解析度，而該準直技術更詳細說明如下： (1) 於該透明顯示器12上透過一微透鏡技術來導正光線，其中微透鏡技術是透過至少一個微透鏡來使光線改變，而該微透鏡能夠再經過導角處理，以調整準直後的光線方向； (2) 於該透明顯示器12上透過一光井技術來導正光線，其中該光井技術則是透過一光井，使通過該光井之光線能夠筆直前進； (3) 於該透明顯示器12之製造過程中能夠使用準直技術或是微透鏡技術進行處理，以使該顯示模組具有導正光線的效果，以達到影像聚焦之目的。

而該微透鏡能夠再經過導角處理，以藉由導角來調整準直後的光線方向；除此之外，該透明顯示器12之製程過程中亦能夠使用準直技術或是微透鏡技術進行處理，以使出廠後之透明顯示器12本身具有類似微透鏡或光井的結構，以使該透明顯示器12具有導正光線的效果。

另外，除了於準直技術之後使用導角處理之外，亦能夠直接使用導角技術，本發明提及之導角技術係為對每一個畫素進行導角處理或對每一個影像進行導角處理，使每一個輸出至該透明顯示器12上的影像之角度不同，來使兩個以上的影像能夠重疊匯合，而導角技術詳細說明如下： (1) 係能於該透明顯示器12本身進行導角處理，以使該透明顯示器12之導角處將能夠調整光線方向，來達到兩個以上的影像能夠重疊匯合； (2) 使該影像輸出模組1113輸出之影像顯示角度能夠不同，以使兩個以上的影像能夠重疊匯合，此狀態下，則必須使用兩組以上的影像輸出模組1113，並調整該影像輸出模組1113本身輸出影像之角度或是該影像輸出模組1113之設置位置（設置位置不同，即使每一個影像輸出模組1113本身輸出影像之角度都相同，最後輸出於該透明顯示器12之影像位置也會不同）。

另外，當分別於左右兩個不同透明顯示器12上顯示之影像是不同角度時，當使用者以左眼及右眼觀看到左右兩個不同透明顯示器12時，將能夠讓使用者感受到景深感或立體感的影像效果，而不同角度之影像則能夠由兩個以上的影像擷取器13分別擷取取得之（而該影像擷取器13亦能夠設定要以什麼角度來擷取影像）；

另外，能夠使用兩個以上的影像擷取器13分別擷取不同角度之影像，並再藉由該處理器111將所擷取不同角度的影像進行合併處理，以得到一具有景深感或立體感的影像訊息（合併為一具有兩種以上不同角度的影像），並輸出至該透明顯示器12上（兩種以上不同角度的影像能夠分別顯示於不同的透明顯示器12上），而上述的合併處理，亦能夠於該雲端平台7中進行運算後再送出至該外加式近眼顯示裝置1。

除此之外，亦能夠於該雲端平台7上，透過該顯示裝置本體11之遠端連線模組1114將雲端平台7內存的2D影像（數位顯示資料）抓取或下載下來後，再透過輸出影像調整模組1117將2D影像處理為不同角度之影像，以使不同透明顯示器12上能夠分別顯示不同角度之影像（數位顯示資料），以呈現景深感或立體感的影像效果，另外，該雲端平台7亦能夠儲存已處理好的不同角度之數位顯示資料或是直接將該影像擷取器13擷取之2D影像上傳至該雲端平台7，以由該雲端平台7將2D影像處理為不同角度之影像後，再回傳至該顯示裝置本體11之遠端連線模組1114後，則直接將不同角度之影像輸出至不同透明顯示器12上。

另外，由於該影像擷取器13之品質會影響擷取影像之解析度，且該透明顯示器12之品質亦會影響同步清晰化影像播出的解析度，故若希望提高影像之解析度，亦能夠改善該影像擷取器13及透明顯示器12之品質，以硬體來改善輸出影像之解析度。

另外，由於該影像擷取器13所擷取之角度不一定會與使用者之眼球看出去的視角完全一樣，若能夠將影像擷取器13所擷取之角度與使用者之眼球看出去的視角完全一樣，將讓使用者之眼球透過該鏡片本體12實際看到的影像會與該兩個透明顯示器12所顯示的同步清晰化影像重疊，因此一般該擷取角度調整模組1116會預設一固定眼球視角角度（例如直視角度），並依據該固定眼球視角角度進行預設調整該影像擷取器13擷取影像的角度，以使眼球視角所視之影像能夠與該影像擷取器所擷取該顯示裝置本體11向前延伸的影像為相同角度的視角；

但上述情況是廠商將產品出廠時的預設，因此使用者實際使用該外加式近眼顯示裝置1時，若是發現該透明顯示器12上顯示的影像並無法與眼球實際看到的景像重疊時，就表示該影像擷取器13擷取影像的角度有錯誤，因此使用者亦能夠透過該手持裝置6之APP平台連上該雲端平台7後（但亦能夠直接透過手持裝置6之APP平台與該外加式近眼顯示裝置1之遠端連線模組1114直接進行連線），而該雲端平台7則會與該外加式近眼顯示裝置1之遠端連線模組1114進行連線後，使用者則能夠操作該APP平台對該擷取角度調整模組1116進行輸入控制指令，以間接調整該影像擷取器13要擷取影像的角度，因此當由該APP平台進行調整時，該影像擷取器13也會轉動鏡頭，隨之該透明顯示器12上顯示的影像也會移動，直到使用者覺得眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該兩個透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊，則完成此一調校的動作（此一狀態下，則代表眼球視角所視之影像能夠與該影像擷取器13所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角）。

另外，該影像擷取器13更能夠設定可見光以外波長之功能，以使該影像擷取器13能夠擷取到見到可見光以外波長之影像，如此則能夠清楚於夜間擷取到清楚影像（夜視功能）或是擷取到紫外線等等，而本發明由於能夠擷取到紫外線，故更能夠進一步設計出紫外線警示軟體與所擷取之影像配合。

另外，該影像擷取器13更具有拉遠與拉近的功能，如同攝影機一般，能夠將遠處要擷取之影像拉近放大（類似於望遠鏡）或是直接就將近處的影像放大（類似於放大鏡），因此不論是更遠或是更近的距離，皆能擷取清晰的影像。

但該輸出影像調整模組1117亦能夠增加眼球追蹤功能，以隨時追蹤眼球的視角，以依據眼球的視角來調整該影像擷取器13要擷取影像的角度，如此則不需讓使用者以遠端透過APP平台進行手動調整，而是能夠自動調整。

而本發明之第一實施情況則如第4B圖所示，其中第4A圖是一般眼球近視示意圖，由於眼球3太長（即晶狀體離網膜的距離過長），或者由於晶狀體對遠物的變焦能力衰退，使其遠點很近，超越遠點之景物3，由該角膜31進來生成的模糊景像32則會落在視網膜的前面，在視網膜上則為一模糊的像，所以看不清楚，但是經由第4B圖中可知，若是使用者戴上該眼鏡裝置2（平面鏡片，因此不具有近視調整效果）後，能夠再掛上該外加式近眼顯示裝置1，而使用者之眼球3前方則具有該透明顯示器12，雖然眼球3透過該鏡片本體12（平面鏡片）看到的景物3於視網膜上亦是為一模糊的像，但由於該影像擷取器13直接擷取該景物3之影像，並再經過影像清晰化處理以提高其解析度後，則能夠於該透明顯示器12上顯示同步清晰化影像121；

由於離該眼球3很近之處顯示同步清晰化影像121，而該同步清晰化影像121會於該眼球3之視網膜上呈現一清晰景像33，以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊，其中雖然清晰景像33前方具有模糊景像32，但眼球3的機制是會抓取清晰影像，因此眼球3則會把焦點放在清晰景像33，並忽略模糊景像32，如此最終所看到之影像就是清晰景像33（模糊景像32可視為被進行重疊取代掉），如此本發明將能夠使得近視者即使不需配戴近視眼鏡也能夠達到矯正之效果（如同近視之人雖然看遠很模糊，但看近則會很清楚，因此藉由該影像擷取器13將很遠的景像抓取後，再由該透明顯示器12播放於使用者的眼球3外加式近眼顯示裝置1，將會使得看遠的景像變得很清楚）。

而本發明之第二實施情況則如第5B圖所示，其中第5A圖是一般眼球遠視示意圖，由於眼球5眼球太短，或者由於晶狀體對近物的變焦能力衰退，使其明視距離很遠，故當其景物4由該角膜51進來所生成的模糊景像52則會落在視網膜的後面，以導致看不清楚的情況發生，但是經由第5B圖中可知，若是使用者戴上該眼鏡裝置2（平面鏡片，因此不具有遠視調整效果）後，能夠再掛上該外加式近眼顯示裝置1，於眼球5前方則具有該透明顯示器12，雖然眼球5透過該鏡片本體12（平面鏡片）看到的景物4於視網膜上亦是為一模糊的像，但由於該影像擷取器13直接擷取該景物4之影像，並再經過影像清晰化處理以提高其解析度後，則能夠於該透明顯示器12上顯示同步清晰化影像121；

由於遠視容易發生看近不清楚的情形，故導致遠視的人也會習慣將東西比一般人遠才能夠看比較清楚，故當於該眼球5前方之處顯示具有很清晰之影像時，該同步清晰化影像121則會於眼球5之視網膜上顯示一清晰景像53出來，以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊，其中雖然清晰景像53後方有模糊景像52，但眼球5的機制是會抓取清晰影像，故會忽略模糊景像52而聚焦於清晰景像53上，如此將能夠使得遠視者即使不需配戴遠視眼鏡也能夠達到矯正之效果。

而本發明之第三實施情況則如第6B圖所示，其中第6A圖是一般近視以凹透鏡8進行矯正示意圖，由圖中可知，當使用者戴上戴上該眼鏡裝置2（凹透鏡片）後，能夠再掛上該外加式近眼顯示裝置1，則能夠使該眼球3盡量看到較為清楚的景像34，但是人的眼球畢竟是有極限的，若是太遠的距離，所看之景像也會隨距離而越模糊，但是由第6B圖中可知，若是有掛上該外加式近眼顯示裝置1時，於眼球3前方則具有該透明顯示器12，即使該景物4是距離非常遙遠，但若是該影像擷取器13能夠擷取到遠方之影像，並經影像清晰化處理以提高其解析度後，在於該透明顯示器12上顯示同步清晰化影像121，等同是將遠處的影像直接抓取到眼球3的前方顯示，以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊，如此即使超出眼球可視範圍的景像，亦能夠清楚的呈現清晰景像35於眼球3的視網膜上。

而除了以凹透鏡進行矯正之外，即使其他眼睛問題，不論是否有戴曲面鏡片進行矯正，皆能夠與曲面鏡片進行結合，以達到相同的效果。

另外，如第7圖所示，該顯示裝置本體11上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之感測器裝置113，而該感測器裝置113係為能夠偵測溫度、心跳、血壓、汗水或是計步功能的感測器，且該顯示裝置本體11上能夠設置一個或多個相同或是不同功能的感測器裝置113。

另外，如第7圖所示，該顯示裝置本體11上更能夠設置有至少一個與該處理器111電性連接之麥克風裝置114及該揚聲器裝置115。

另外，如第8圖所示，該顯示裝置本體11亦能夠不與該眼鏡裝置2進行結合，而是將該掛戴結構112設計為一鏡架結構，以讓使用者能夠直接配戴使用。

另外，如第9圖所示，該掛戴結構112上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器113之電性連接之耳掛裝置1121，該是直接與該供電插口（圖中未示）進行連接，且該耳掛裝置1121係內建有一電池（圖中未示），用以透過該供電插口提供電源給該供電模組1135。

另外，如第10A圖所示，該顯示裝置本體11係能夠為單眼樣態，因此該顯示裝置本體11是結合於該眼鏡裝置2之任一個鏡片21前方，而該掛戴結構112係為一磁吸件，搭配該眼鏡裝置2上的鏡框內亦設置有一對應於該掛戴結構112的磁吸件22，因此如第10B圖所示，透過磁吸原理，使該顯示裝置本體11能夠吸附於該眼鏡裝置2之鏡框上。

另外，該掛戴結構112亦能夠為一樞軸組合件，如第11A圖所示，而該該眼鏡裝置2上的鏡框內亦設置有一對應於該掛戴結構112的樞軸組合件23，因此組合後的樣態如第11B圖所示，由於是樞軸結構，如第11C圖所示，該顯示裝置本體11能夠於該眼鏡裝置2之鏡片21前方上下翻轉，因此若不需使用該顯示裝置本體11，則能夠將該顯示裝置本體11向上翻即可。

本發明所提供之外加式近眼顯示裝置，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： (1) 本發明於一般使用者配戴之眼鏡的鏡片上外掛一近眼顯示裝置，以對所擷取之影像，進行影像清晰化處理，以提高其解析度，並將同步清晰化影像輸出至該透明顯示器上，以讓使用者之眼球實際看到的景像會與該透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊，以清晰化使用者之眼球透過該鏡片看出去的景像。 (2) 本發明能夠呈像於視網膜以協助有眼睛疾病之使用者，即使不需配戴具有曲面鏡片之眼鏡，亦能夠達到提升視力的效果。 (3) 本發明之影像擷取器更具有拉遠與拉近的功能，如同攝影機一般，能夠將遠處要擷取之影像拉近放大（類似於望遠鏡）或是直接就將近處的影像放大（類似於放大鏡），因此不論是更遠或是更近的距離，皆能擷取清晰的影像。 (4) 本發明能夠讓使用者看到自身眼球極限能夠看到的影像，以使其視野能夠達到更加的遠，即使超出眼球可視範圍的景像，亦能夠清楚的呈現於眼球的前方。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並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，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1‧‧‧外加式近眼顯示裝置
11‧‧‧顯示裝置本體
111‧‧‧處理器
1111‧‧‧中央處理模組
1112‧‧‧影像處理模組
1113‧‧‧影像輸出模組
1114‧‧‧遠端連線模組
1115‧‧‧供電模組
1116‧‧‧擷取角度調整模組
1117‧‧‧輸出影像調整模組
112‧‧‧掛戴結構
1121‧‧‧耳掛裝置
113‧‧‧感測器裝置
114‧‧‧麥克風裝置
115‧‧‧揚聲器裝置
12‧‧‧透明顯示器
121‧‧‧同步清晰化影像
13‧‧‧影像擷取器
2‧‧‧眼鏡裝置
21‧‧‧鏡片
22‧‧‧磁吸件
23‧‧‧樞軸組合件
3‧‧‧眼球
31‧‧‧角膜
32‧‧‧模糊景像
33‧‧‧清晰景像
34‧‧‧較為清楚的景像
35‧‧‧清晰景像
4‧‧‧景物
5‧‧‧眼球
51‧‧‧角膜
52‧‧‧模糊景像
53‧‧‧清晰景像
6‧‧‧手持裝置
7‧‧‧雲端平台
8‧‧‧凹透鏡

[第1A圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之用於眼鏡之分解架構示意圖。 [第1B圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之用於眼鏡之結合架構示意圖。 [第2A圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之架構示意圖。 [第2B圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之處理器內部架構示意圖。 [第3圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之遠端控制架構示意圖。 [第4A圖]係習知近視眼球聚焦示意圖。 [第4B圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之第一實施應用示意圖。 [第5A圖]係習知遠視眼球聚焦示意圖。 [第5B圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之第二實施應用示意圖。 [第6A圖]係習知用於近視之凹透鏡校正聚焦示意圖。 [第6B圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之第三實施應用示意圖。 [第7圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之另一實施架構示意圖。 [第8圖]係本發明外加式近眼顯示裝置之另一實施架構示意圖。

1‧‧‧外加式近眼顯示裝置

11‧‧‧顯示裝置本體

112‧‧‧掛戴結構

12‧‧‧透明顯示器

13‧‧‧影像擷取器

2‧‧‧眼鏡裝置

21‧‧‧鏡片

Claims (29)

1. 一種外加式近眼顯示裝置，係包含： 一顯示裝置本體，係具有至少一個掛戴結構，而該顯示裝置本體內部係設置有一處理器，而該處理器係包含： 一中央處理模組，係用以控管整體處理器運作； 一影像處理模組，係與該中央處理模組相連接，而該影像處理模組用以將一外部擷取影像資訊進行影像清晰化處理，以提高其解析度； 一影像輸出模組，係與該中央處理模組及該影像處理模組相連接，用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出為一同步清晰化影像； 一遠端連線模組，係與該中央處理模組相連接，用以藉由無線連線技術進行遠端連線； 一供電模組，係與該中央處理模組相連接，用以與一外部設備連接，以儲存與提供該處理器運作所需之電力； 至少一個透明顯示器，係結合於該顯示裝置本體上，並與該處理器之影像輸出模組進行電性連接，用以即時顯示該同步清晰化影像； 至少一個影像擷取器，係結合於該顯示裝置本體上，並與該處理器之影像處理模組進行電性連接，用以擷取由該顯示裝置本體向前延伸的影像，並將影像轉換為該外部擷取影像資訊，以傳送至該影像處理模組；以及 而一使用者之眼球透過該顯示裝置本體向外實際看到的景像會與於該透明顯示器上所顯示的同步清晰化影像重疊，以清晰化透過該顯示裝置本體看出去的景像。
2. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該處理器更包含有一擷取角度調整模組，係與該中央處理模組及該影像擷取器電性連接，用以進行調整擷取影像的角度，以使眼球視角所視之景像能夠與該影像擷取器所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角，以達到使用者之眼球透過該顯示裝置本體向外實際看到的景像會與該兩個透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊。
3. 如請求項2所述之外加式近眼顯示裝置，其中該擷取角度調整模組能夠預設一固定眼球視角角度，並依據該固定眼球視角角度進行預設調整擷取影像的角度，以使眼球視角所視之景像能夠與該影像擷取器所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角。
4. 如請求項3所述之外加式近眼顯示裝置，其中該預設眼球視角角度為直視角度。
5. 3或4所述之外加式近眼顯示裝置，更能夠藉由一電子裝置內安裝的軟體，與該處理器之遠端連線模組進行連線，並透過該中央處理模組傳送調整擷取影像的角度之控制指令至該擷取角度調整模組，以遠端進行調整擷取影像的角度。
6. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該處理器更包含有一輸出影像調整模組，係與該中央處理模組及該影像輸出模組電性連接，用以進行調整顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的顯示狀態。
7. 如請求項6所述之外加式近眼顯示裝置，其中該處理器之遠端連線模組能夠與一雲端平台進行連線，以由該雲端平台傳輸一數位顯示資料至該處理器，並再由透過該輸出影像調整模組能夠將該雲端平台所傳輸之數位顯示資料合併顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像上。
8. 如請求項7所述之外加式近眼顯示裝置，其中於不同透明顯示器上能夠分別顯示不同角度之數位顯示資料，以呈現景深感或立體感的影像效果。
9. 如請求項7所述之外加式近眼顯示裝置，其中該處理器更能夠透過該遠端連線模組將該外部擷取影像資訊傳送至該雲端平台。
10. 如請求項6所述之外加式近眼顯示裝置，其中該輸出影像調整模組能夠調整顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的顯示狀態為調整多顯示視角、調整顯示位置、調整顯示尺寸、調整廣角、調整顯示對比或調整顯示亮度。
11. 如請求項6所述之外加式近眼顯示裝置，其中該同步清晰化影像上若具有任一字體或任何可取代之物件，該輸出影像調整模組能夠將顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像的字體以清晰字體進行取代或是以一內建物件進行取代。
12. 如請求項6所述之外加式近眼顯示裝置，其中該同步清晰化影像上若為較暗影像，該輸出影像調整模組能夠對顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像進行光線補償。
13. 如請求項6所述之外加式近眼顯示裝置，其中該輸出影像調整模組亦能夠將影像以對稱的方式處理，以使輸出至該透明顯示器上的影像具有影像融像的效果。
14. 7、8或9所述之外加式近眼顯示裝置，更能夠藉由一電子裝置內安裝的軟體，與該處理器之遠端連線模組進行連線，並透過該中央處理模組傳送調整該同步清晰化影像的顯示狀態之控制指令至該輸出影像調整模組，以遠端進行調整輸出影像的顯示狀態。
15. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之感測器裝置。
16. 如請求項15所述之外加式近眼顯示裝置，其中該任一個感測器裝置係為能夠偵測溫度、心跳、血壓、汗水或是計步功能的感測器。
17. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之耳掛裝置，該耳掛裝置係內建有一電池，用以提供電源給該供電模組。
18. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個與該處理器電性連接之麥克風裝置，而該麥克風裝置能夠傳送聲音訊號至該處理器，以聲控控制該處理器之運作。
19. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該顯示裝置本體上更能夠設置有至少一個與該處理器電性連接之揚聲器裝置。
20. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中至少兩個影像擷取器更能夠用以分別擷取不同角度之影像，並藉由該處理器將不同角度之影像合併為一立體影像訊息或具有景深影像訊息。
21. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中該透明顯示器為多層時，若輸出至該透明顯示器之其中一層、其中任兩層或任兩層以上的影像是經過陣列或矩陣的方式處理後，因此則能夠達到多次影像聚焦的效果。
22. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中輸出至該透明顯示器上的影像能夠透過準直技術來導正光線，以使影像能夠清晰呈現。
23. 如請求項22所述之外加式近眼顯示裝置，其中該準直技術係為微透鏡或是光井來進行導正光線，以提高該影像輸出後的解析度，而該微透鏡技術是透過至少一個微透鏡來使光線改變，而該光井技術則是透過一光井，使通過該光井之光線能夠筆直前進。
24. 如請求項23所述之外加式近眼顯示裝置，其中該微透鏡能夠再經過導角處理，以調整準直後的光線方向。
25. 如請求項22所述之外加式近眼顯示裝置，其中該透明顯示器能夠經過導角處理，以調整準直後的光線方向，以使兩個以上的影像能夠重疊。
26. 如請求項22所述之外加式近眼顯示裝置，其中該透明顯示器之製造過程中能夠使用準直技術或是微透鏡技術進行處理，以使該透明顯示器具有導正光線的效果。
27. 如請求項1所述之外加式近眼顯示裝置，其中輸出至該透明顯示器上的影像能夠透過導角技術來導正光線，以使影像能夠清晰呈現。
28. 如請求項27所述之外加式近眼顯示裝置，其中該導角技術係對每一個畫素進行導角處理或對每一個影像進行導角處理，使每一個輸出至該透明顯示器上的影像顯示之角度不同，來使兩個以上的影像能夠重疊匯合。
29. 如請求項28所述之外加式近眼顯示裝置，其中該顯示模組本身能夠進行導角處理，而該顯示模組之導角處將能夠調整光線方向，以使兩個以上的影像能夠重疊匯合。