TW201910861A - 近眼顯示系統及其操作方法 - Google Patents

近眼顯示系統及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201910861A
TW201910861A TW106125974A TW106125974A TW201910861A TW 201910861 A TW201910861 A TW 201910861A TW 106125974 A TW106125974 A TW 106125974A TW 106125974 A TW106125974 A TW 106125974A TW 201910861 A TW201910861 A TW 201910861A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
eye
lens
eye image
display device
image
Prior art date
Application number
TW106125974A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI697692B (zh
Inventor
張耀宗
梁振儀
Original Assignee
緯創資通股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 緯創資通股份有限公司 filed Critical 緯創資通股份有限公司
Priority to TW106125974A priority Critical patent/TWI697692B/zh
Priority to CN201710722662.3A priority patent/CN109324413A/zh
Priority to US15/826,688 priority patent/US10955667B2/en
Publication of TW201910861A publication Critical patent/TW201910861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI697692B publication Critical patent/TWI697692B/zh
Priority to US17/117,113 priority patent/US11640061B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/12—Adjusting pupillary distance of binocular pairs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/122—Improving the 3D impression of stereoscopic images by modifying image signal contents, e.g. by filtering or adding monoscopic depth cues
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G02B2027/0134—Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014—Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0141—Head-up displays characterised by optical features characterised by the informative content of the display
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/327—Calibration thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001—Constructional or mechanical details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00—Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/002—Eyestrain reduction by processing stereoscopic signals or controlling stereoscopic devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

一種近眼顯示系統，其包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、焦距調整裝置、瞳距調整裝置、偵測單元以及控制單元。可依據左眼鏡片與右眼鏡片的橫向位移量對應地調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的位置，使左眼影像與右眼影像的中心分別對齊左眼鏡片與右眼鏡片的中心。可依據左眼鏡片與右眼鏡片的縱向位移量對應地調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的尺寸(放大倍率)，讓使用者所看見的左眼視影像與右眼視影像的尺寸一致。另提供近眼顯示系統的操作方法。

Description

近眼顯示系統及其操作方法
本發明是有關於一種顯示系統及其操作方法，且特別是有關於一種近眼顯示系統及其操作方法。
市面上使用在例如虛擬實境(Virtual Reality, VR)用途的近眼顯示器一般包括鏡片及顯示幕。鏡片配置在人眼與顯示幕之間，且顯示幕配置在鏡片的焦點內，使得顯示幕上的影像經由透鏡在顯示幕後方形成放大的正立虛像。由於不同使用者可能具有不同的瞳距和屈光度數(如近視或遠視度數)，所以市面上的近眼顯示器有部份設計為能夠讓使用者依據屈光度數(如近視或遠視度數)而手動調整元件的縱向位置(前後位置)以及依據瞳距而調整元件的橫向位置(左右位置)。一般的近眼顯示器是對應使用者的左眼及右眼設置兩組鏡片(左眼鏡片及右眼鏡片)及兩組顯示裝置(左眼顯示裝置及右眼顯示裝置)，其中若需要橫向移動時，顯示裝置是隨鏡片一起移動。因此，在因應瞳距調整兩組鏡片的左右位置時，兩組顯示裝置也會對應移動，使兩組顯示裝置中的兩組影像的影像中心跟著改變。
然而，在一些簡化的近眼顯示器中，兩組顯示裝置是固定而不隨鏡片移動的，或是兩組鏡片共用可同時顯示兩組影像的一組顯示裝置，如此顯示裝置所顯示的左眼影像及右眼影像的位置是固定的。因此，當橫向調整兩組鏡片位置後，兩組鏡片中心(等同於眼睛的視線中心)會與兩組影像中心偏離，造成使用者左眼與右眼的視線中心所注視的同一影像不在正確的對應位置，導致雙眼難以正常對焦。此外，當使用者兩眼的屈光度數不同時，需調整兩組鏡片的縱向位置，以獲得清晰的影像。然而，當兩組鏡片的縱向位置相對於顯示裝置而不同時，兩眼視影像的放大倍率將會不同，造成兩眼所看到的影像尺寸不同。上述問題皆會對近眼顯示器的觀看品質造成負面影響。因此，如何改善元件位置調整對於觀看品質造成的負面影響，便為此領域研發人員亟欲解決的問題之一。
本發明提供一種近眼顯示系統，其具有良好的觀看品質。
本發明另提供上述近眼顯示系統的兩種操作方法。
本發明的一種近眼顯示系統，其包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、瞳距調整裝置、偵測單元以及控制單元。顯示幕顯示左眼影像以及右眼影像。圖形處理單元耦接於顯示幕且控制左眼影像以及右眼影像在顯示幕上的位置。鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片。左眼鏡片配置在左眼影像的光學傳遞路徑上，且右眼鏡片配置在右眼影像的光學傳遞路徑上。瞳距調整裝置控制左眼鏡片與右眼鏡片之間的橫向距離。偵測單元偵測左眼鏡片與右眼鏡片各自的縱向位移量。控制單元耦接於圖形處理單元、瞳距調整裝置以及偵測單元。依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片與右眼鏡片各自的橫向位移量，控制單元對應地調整左眼影像與右眼影像顯示在顯示幕上的位置，使顯示在顯示幕上的左眼影像的中心對齊左眼鏡片的中心，且使顯示在顯示幕上的右眼影像的中心對齊右眼鏡片的中心。
本發明的一種近眼顯示系統，其包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、焦距調整裝置以及控制單元。顯示幕顯示左眼影像以及右眼影像。圖形處理單元耦接於顯示幕且控制左眼影像以及右眼影像在顯示幕上的尺寸。鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片。左眼鏡片配置在左眼影像的光學傳遞路徑上，且右眼鏡片配置在右眼影像的光學傳遞路徑上。焦距調整裝置控制左眼鏡片與使用者的左眼之間的縱向距離以及右眼鏡片與使用者的右眼之間的縱向距離。偵測單元偵測左眼鏡片與右眼鏡片各自的縱向位移量。控制單元耦接於圖形處理單元、焦距調整裝置以及偵測單元。依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片與右眼鏡片各自的縱向位移量，控制單元對應地調整左眼影像與右眼影像顯示在顯示幕上的尺寸，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。
本發明的一種近眼顯示系統，其包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、焦距調整裝置以及控制單元。顯示幕包含左眼顯示裝置以顯示左眼影像以及右眼顯示裝置以顯示右眼影像。圖形處理單元耦接於顯示幕且控制左眼影像以及右眼影像在顯示幕上的尺寸。鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片。左眼鏡片配置在左眼影像的光學傳遞路徑上，且右眼鏡片配置在右眼影像的光學傳遞路徑上。焦距調整裝置控制左眼顯示裝置與左眼鏡片之間的縱向距離以及右眼顯示裝置與右眼鏡片之間的縱向距離。偵測單元偵測左眼顯示裝置與右眼顯示裝置各自的縱向位移量。控制單元耦接於圖形處理單元、焦距調整裝置以及偵測單元。依據偵測單元所偵測到的左眼顯示裝置與右眼顯示裝置各自的縱向位移量，控制單元對應地調整左眼影像與右眼影像顯示在顯示幕上的尺寸，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。
本發明的一種操作方法，其用於近眼顯示系統。近眼顯示系統包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、瞳距調整裝置、偵測單元以及控制單元，其中鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片。操作方法包括以下步驟：經由瞳距調整裝置調整左眼鏡片與右眼鏡片之間的橫向距離，使左眼鏡片的中心對齊使用者的左瞳孔的中心，且使右眼鏡片的中心對齊使用者的右瞳孔的中心；經由偵測單元偵測左眼鏡片與右眼鏡片各自的橫向位移量；依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片與右眼鏡片各自的橫向位移量，控制單元決定左眼影像與右眼影像在顯示幕上的位置；以及依據控制單元所決定的左眼影像與右眼影像在顯示幕上的位置，圖形處理單元在顯示幕上顯示左眼影像與右眼影像，其中顯示在顯示幕上的左眼影像的中心對齊左眼鏡片的中心，且顯示在顯示幕上的右眼影像的中心對齊右眼鏡片的中心。
本發明的一種操作方法，其用於近眼顯示系統。近眼顯示系統包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、焦距調整裝置、偵測單元以及控制單元，其中鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片。操作方法包括以下步驟：經由焦距調整裝置調整左眼鏡片與使用者的左眼之間的縱向距離以及右眼鏡片與使用者的右眼之間的縱向距離；經由偵測單元偵測左眼鏡片與右眼鏡片各自的縱向位移量；依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片與右眼鏡片各自的縱向位移量，控制單元計算出待顯示於顯示幕上的左眼影像與右眼影像的視放大倍率，並依據計算的結果決定左眼影像與右眼影像的補償倍率；以及依據控制單元所決定的左眼影像與右眼影像的補償倍率，圖形處理單元在顯示幕上顯示經補償的左眼影像與經補償的右眼影像，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。
本發明的一種操作方法，其用於近眼顯示系統。近眼顯示系統包括顯示幕、圖形處理單元、鏡片組、焦距調整裝置、偵測單元以及控制單元，其中鏡片組包括左眼鏡片以及右眼鏡片，顯示幕具有左眼顯示裝置與右眼顯示裝置。操作方法包括以下步驟：經由焦距調整裝置調整左眼顯示裝置與左眼鏡片之間的縱向距離以及右眼顯示裝置與右眼鏡片之間的縱向距離；經由偵測單元偵測左眼顯示裝置與右眼顯示裝置各自的縱向位移量；依據偵測單元所偵測到的左眼顯示裝置與右眼顯示裝置各自的縱向位移量，控制單元計算出待顯示於左眼顯示裝置與右眼顯示裝置上的左眼影像與右眼影像的視放大倍率，並依據計算的結果決定左眼影像與右眼影像的補償倍率；以及依據控制單元所決定的左眼影像與右眼影像的補償倍率，圖形處理單元在左眼顯示裝置與右眼顯示裝置上分別顯示經補償的左眼影像與經補償的右眼影像，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。
基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。近眼顯示系統及其操作方法可依據左眼鏡片與右眼鏡片的橫向位移量調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的位置，使左眼影像的中心對齊左眼鏡片的中心，且右眼影像的中心對齊右眼鏡片的中心。此外，近眼顯示系統及其操作方法還可依據左眼鏡片與右眼鏡片的縱向位移量調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的尺寸(放大倍率)，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。因此，近眼顯示系統可具有良好的觀看品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明的一實施例的一種近眼顯示系統的方塊圖。圖2A及圖2B是本發明的實施例的一種近眼顯示系統縱向移動(前後移動)的示意圖。圖3A及圖3B是本發明的實施例的一種近眼顯示系統橫向移動(左右移動)的正視示意圖。圖4A至圖4C是針對瞳距調整左眼影像中心及右眼影像中心的示意圖。圖5是依照本發明的一實施例的一種近眼顯示系統的操作方法的流程圖。圖6A至圖6C是針對左眼焦距(左眼屈光度數)以及右眼焦距(右眼屈光度數)調整左眼影像尺寸及右眼影像尺寸的示意圖。圖7是依照本發明的另一實施例的一種近眼顯示系統的操作方法的流程圖。圖8是依照本發明的另一實施例的一種近眼顯示系統的示意圖。
圖4A至圖4C以及圖6A至圖6C中的下半部是近眼顯示系統中顯示幕以及鏡片組的俯視示意圖，用以表示顯示幕所顯示的未經調整的左眼影像以及未經調整的右眼影像相對於鏡片組以及使用者雙眼的相對位置。圖4A至圖4C以及圖6A至圖6C中的上半部是顯示幕的正視示意圖，用以表示顯示幕所顯示經調整的左眼影像以及經調整的右眼影像的位置或尺寸。
在本發明的實施例中，近眼顯示系統例如可為一可攜式虛擬實境(Virtual Reality, VR)系統，其架設於使用者的頭部，以利用近眼顯示技術，讓使用者體驗由電腦模擬現實環境進而建構出的虛擬世界，但近眼顯示系統所顯示的內容及其應用不以此為限。
請參照圖1，本發明的一實施例的近眼顯示系統100包括顯示幕110、圖形處理單元120、鏡片組130、焦距調整裝置140、瞳距調整裝置150、偵測單元160以及控制單元170。
請同時參照圖1及圖8，顯示幕110顯示左眼影像LI以及右眼影像RI，其可包括任何適於顯示影像的顯示裝置，如液晶顯示裝置或有機發光顯示裝置，但不以此為限。舉例而言，如圖8所示，顯示幕110可以是雙片式顯示裝置，且雙片式顯示裝置包括左眼顯示裝置112與右眼顯示裝置114。左眼顯示裝置112顯示左眼影像LI，且右眼顯示裝置114顯示右眼影像RI。或者，如圖4A至圖4C以及圖6A至圖6C所示，顯示幕110也可以是單片式顯示裝置，且左眼影像LI與右眼影像RI分別顯示在單片式顯示裝置的左半部與右半部。相較於雙片式顯示裝置，單片式顯示裝置可省略複雜的機械結構，且可降低成本。相較於單片式顯示裝置，雙片式顯示裝置允許顯示幕110與鏡片組130同步調整。
請再參照圖1，圖形處理單元120耦接於顯示幕110，以控制左眼影像以及右眼影像在顯示幕110上的位置及尺寸。此外，圖形處理單元120還耦接於控制單元170，以協助控制單元170執行圖形運算，例如運算控制單元170所提供的使用者頭部所朝方向及使用者眼睛觀看方向等資料。
請同時參照圖1及圖4A，鏡片組130包括左眼鏡片132以及右眼鏡片134。左眼鏡片132配置在左眼影像LI的光學傳遞路徑上。右眼鏡片134配置在右眼影像RI的光學傳遞路徑上。藉由將左眼影像LI以及右眼影像RI分別置於左眼鏡片132以及右眼鏡片134的焦點(未繪示)內，左眼影像LI以及右眼影像RI經過左眼鏡片132以及右眼鏡片134的折射後會在顯示幕110後方(例如在使用者的明視距離處)產生放大的正立虛像。所述放大的正立虛像即使用者所看到的影像。
如圖2A至圖3B所示，左眼鏡片132以及右眼鏡片134可分別固定在兩個機械結構(如圖所繪示的筒狀結構)上。兩個機械結構在結構上分離，且各自連接於焦距調整裝置140及瞳距調整裝置150。如此，固定於兩個機械結構上的左眼鏡片132以及右眼鏡片134可藉由焦距調整裝置140而縱向移動(前後移動)，且藉由瞳距調整裝置150而橫向移動(左右移動)。
進一步而言，如圖2A、圖2B及圖6A所示，焦距調整裝置140可控制左眼鏡片132與使用者的左眼LE之間的縱向距離DL1以及右眼鏡片134與使用者的右眼RE之間的縱向距離DR1，以讓使用者的左眼LE及右眼RE皆看到清晰的影像畫面。焦距調整裝置140可以是由手動調整或動力調整的機械結構。就動力調整而言，焦距調整裝置140耦接於控制單元170。控制單元170依據使用者的指令指示焦距調整裝置140調變左眼鏡片132或右眼鏡片134的縱向位移量。或者，經由自動化設定，控制單元170可依據偵測單元160所偵測到的左眼焦距(左眼屈光度數)以及右眼焦距(右眼屈光度數)，判斷左眼鏡片132或右眼鏡片134的縱向位移量，並指示焦距調整裝置140調變左眼鏡片132或右眼鏡片134的縱向位移量。
在顯示幕110為雙片式顯示裝置的架構下，如圖8所示，焦距調整裝置140還可進一步控制左眼顯示裝置112與右眼顯示裝置114各自的縱向位移量，從而控制左眼顯示裝置112與使用者的左眼LE之間的縱向距離以及右眼顯示裝置114與使用者的右眼RE之間的縱向距離。在圖8的實施例中，各顯示裝置與對應的鏡片一起移動，使得左眼顯示裝置112與左眼鏡片132之間的縱向距離DL2為定值，且右眼顯示裝置114與右眼鏡片134之間的縱向距離DR2為定值。舉例而言，可藉由機構件固定各顯示裝置與對應的鏡片之間的距離。或者。可讓各顯示裝置與焦距調整裝置140連接，使各顯示裝置與對應的鏡片一起移動，但不以此為限。
如圖3A、圖3B及圖4A所示，瞳距調整裝置150可控制左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3，以使各鏡片的中心與對應的眼睛的中心相配合，讓使用者能夠舒適地看到左眼影像LI以及右眼影像RI。瞳距調整裝置150可以是由手動調整或動力調整的機械結構。就動力調整而言，瞳距調整裝置150耦接於控制單元170。控制單元170依據使用者的指令指示瞳距調整裝置150調變左眼鏡片132或右眼鏡片134的橫向位移量。或者，經由自動化設定，控制單元170可依據偵測單元160所偵測到的使用者的瞳距，判斷左眼鏡片132以及右眼鏡片134的橫向位移量，並指示瞳距調整裝置150調變左眼鏡片132以及右眼鏡片134的橫向位移量。其中，調整橫向位移量的方式可為各自分別調變左眼鏡片132的橫向位移量以及右眼鏡片134的橫向位移量，也可以是等速地且一次地同步調變左眼鏡片132的橫向位移量以及右眼鏡片134的橫向位移量。
請參照圖1至圖3B，偵測單元160偵測左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的縱向位移量以及左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的橫向位移量。除此之外，偵測單元160也可偵測使用者在虛擬實境中的位置、使用者頭部所朝方向、使用者眼睛觀看方向、使用者的瞳距、左眼焦距以及右眼焦距等。舉例而言，偵測單元160可以包括一或多個偵測元件。所述偵測元件可以是機械式、電子式或光學式偵測元件。此外，偵測單元160耦接於控制單元170，以將偵測到的結果傳送給控制單元170。其中，於本實施例，偵測單元160係利用偵測前述瞳距調整裝置150之調整量來間接推算左眼鏡片132與右眼鏡片134的實際橫向位移量，以及利用偵測前述焦距調整裝置140之調整量來間接推算左眼鏡片132與右眼鏡片134的實際縱向位移量。當然，在另一實施例中，偵測單元160亦可以直接偵測左眼鏡片132與右眼鏡片134在橫向或/及縱向上的實際移動距離來分別取得橫向位移量或/及縱向位移量。
控制單元170耦接於圖形處理單元120、焦距調整裝置140、瞳距調整裝置150以及偵測單元160。控制單元170可依據使用者的指令，控制焦距調整裝置140以及瞳距調整裝置150，以調整左眼鏡片132、右眼鏡片134以及顯示幕110的位置。或者，控制單元170可依據偵測單元160所偵測到的結果，控制焦距調整裝置140以及瞳距調整裝置150，以調整左眼鏡片132、右眼鏡片134以及顯示幕110的位置。
進一步而言，不同使用者可能有不同的瞳距(兩個瞳孔之間的距離)。如圖4A所示，當使用者的瞳距等於一般瞳距(一般設計為65 mm；成年男性的瞳距在60 mm至73 mm之間，成年女性的瞳距在53 mm至68 mm之間)時，左眼影像LI的中心C、左眼鏡片132的中心以及使用者的左眼LE的中心(左瞳孔的中心)會相互對齊，且右眼影像RI的中心C、右眼鏡片134的中心以及使用者的右眼RE的中心(右瞳孔的中心)會相互對齊。因此不用額外調整左眼鏡片132、右眼鏡片134、左眼影像LI以及右眼影像RI的位置。
然而，如圖4B所示，當使用者的瞳距較一般瞳距短時，也就是使用者的瞳孔中心距離D’小於圖4A的瞳孔中心距離D時，則需經由瞳距調整裝置調整(縮小)左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離，例如使圖4B的橫向距離D3’小於圖4A的橫向距離D3，以讓左眼鏡片132的中心對齊使用者的左瞳孔的中心(左眼LE的中心)，且使右眼鏡片134的中心對齊使用者的右瞳孔的中心(右眼RE的中心)(圖5的步驟510)。
舉例而言，調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3’的方法可以是使用者手動控制瞳距調整裝置。或者，也可以是控制單元依據偵測單元偵測的結果控制瞳距調整裝置。進一步而言，可經由偵測單元偵測使用者的左瞳孔的中心以及右瞳孔的中心。依據偵測單元所偵測到的使用者的左瞳孔的中心以及右瞳孔的中心，控制單元決定左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的橫向位移量，且依據控制單元所決定的左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的橫向位移量，瞳距調整裝置調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離，使得左眼鏡片132的中心對齊左瞳孔的中心，且右眼鏡片134的中心對齊右瞳孔的中心。所述左眼鏡片132的橫向位移量即是左眼鏡片132為了使其中心對齊左瞳孔的中心所移動(例如朝右眼鏡片134移動)的距離大小，而所述右眼鏡片134的橫向位移量即是右眼鏡片134為了使其中心對齊右瞳孔的中心所移動(例如朝左眼鏡片132移動)的距離大小。
在本實施例中，在調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3’時，顯示幕110的位置不隨左眼鏡片132與右眼鏡片134改變。因此，在調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3’後，經調整的左眼鏡片132的中心會偏離依據一般瞳距所預設的左眼影像LI的中心C，且經調整的右眼鏡片134的中心會偏離依據一般瞳距所預設的右眼影像RI的中心C(如圖4B的下半部所示)。因此，在調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3’後，需進一步調整左眼影像LI的中心C以及右眼影像RI的中心C。
調整左眼影像LI的中心以及右眼影像RI的中心C的步驟包括下述。經由偵測單元偵測左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的橫向位移量(圖5的步驟520)。依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的橫向位移量，控制單元決定左眼影像LI’與右眼影像RI’在顯示幕110上的位置(圖5的步驟530)。接著，依據控制單元所決定的左眼影像LI’與右眼影像RI’在顯示幕110上的位置，圖形處理單元在顯示幕110上顯示左眼影像LI’與右眼影像RI’，使顯示在顯示幕110上的左眼影像LI’的中心C’對齊左眼鏡片132的中心，且顯示在顯示幕110上的右眼影像RI’的中心C’對齊右眼鏡片134的中心(圖5的步驟540，參見圖4B的上半部)。
另外，如圖4C所示，當使用者的瞳距較一般瞳距長時，也就是使用者的瞳孔中心距離D’’大於圖4A的瞳孔中心距離D時，則需經由瞳距調整裝置調整(增加)左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離，例如使圖4C的橫向距離D3’’大於圖4A的橫向距離D3，以讓左眼鏡片132的中心對齊使用者的左瞳孔的中心(左眼LE的中心)，且使右眼鏡片134的中心對齊使用者的右瞳孔的中心(右眼RE的中心)。同樣地，在調整左眼鏡片132與右眼鏡片134之間的橫向距離D3’’後，需進一步調整左眼影像LI的中心C以及右眼影像RI的中心C，例如使左眼影像LI與右眼影像RI分別朝遠離彼此的方向移動，以讓顯示在顯示幕110上的左眼影像LI’的中心C’對齊左眼鏡片132的中心，且顯示在顯示幕110上的右眼影像RI’的中心C’對齊右眼鏡片134的中心(參見圖4C的上半部)。
再者，如圖6A至圖6C所示，依據使用者雙眼的屈光度數，需要調整鏡片與使用者的眼睛之間的縱向距離，以讓使用者看見清晰的影像畫面。如圖6A所示，當使用者兩眼的屈光度數相同時，左眼鏡片132與使用者的左眼LE之間的縱向距離DL1會相同於右眼鏡片134與使用者的右眼RE之間的縱向距離DR1，且左眼鏡片132與顯示幕110之間的縱向距離DL2會相同於右眼鏡片134與顯示幕110之間的縱向距離DR2。根據公知鏡片成像方程式，鏡片對影像的放大倍率為影像大小除以物體大小，等同為像距除以物距。根據公知鏡片成像方程式，若知道物距（物體至鏡片距離）以及鏡片焦距，就可以求得像距，也就可以進一步算出影像大小。相對於本案的近眼顯示系統，上述所謂的物距，就是指顯示幕110到左眼鏡片132(或右眼鏡片134)的距離；上述所謂的像距，就是成像虛像處至左眼鏡片132(或右眼鏡片134)的距離。但觀看者所觀看到之視影像大小可對應為視角度大小，此觀看到視影像大小又和成像虛像大小及其至眼睛之距離有關，相同之成像虛像大小，其視距離越近者，視角度越大，觀看到視影像也越大，視距離越遠者，視角度越小，觀看到視影像也越小。此視影像大小，可以透過鏡片成像方程式，取得成像虛像至鏡片之距離再加上鏡片至眼睛之距離後，利用三角數學求得其視角度大小。因此當使用者兩眼的屈光度數相同時，左眼影像LI與右眼影像RI具有相同的視放大倍率、相同之視距離、相同之視角度大小。也就是說，使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像(在明視距離所看到的放大的正立虛像，未繪示於圖6A至圖6C中)的視角度一致，也就是觀看到視影像大小相同。
然而，當使用者兩眼的屈光度數不同時，則需經由焦距調整裝置調整左眼鏡片與使用者的左眼之間的縱向距離以及右眼鏡片與使用者的右眼之間的縱向距離；或經由焦距調整裝置調整左眼顯示裝置與左眼鏡片之間的縱向距離以及右眼顯示裝置與右眼鏡片之間的縱向距離(圖7的步驟710)，以使兩眼看見清晰的影像畫面。
舉例而言，調整縱向距離的方法可以是使用者手動控制焦距調整裝置。或者，也可以是控制單元依據偵測單元偵測的結果控制焦距調整裝置。進一步而言，可經由偵測單元偵測使用者的左眼焦距(左眼屈光度數)以及右眼焦距(右眼屈光度數)。依據偵測單元所偵測到的使用者的左眼焦距以及右眼焦距，控制單元可決定左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的縱向位移量，且依據控制單元所決定的左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的縱向位移量，焦距調整裝置調整左眼鏡片132與使用者的左眼LE之間的縱向距離以及右眼鏡片134與使用者的右眼RE之間的縱向距離。
在圖6B(或圖6C)中，在調整左眼鏡片132與使用者的左眼LE之間的縱向距離DL1’(或縱向距離DL1’’)以及右眼鏡片134與使用者的右眼RE之間的縱向距離DR1’(或縱向距離DR1’’)時，顯示幕110的位置不隨左眼鏡片132與右眼鏡片134改變。也就是說，顯示幕110與使用者雙眼的縱向距離固定。因應使用者的左眼焦距(左眼屈光度數)以及右眼焦距(右眼屈光度數)的不同，只調變鏡片(左眼鏡片132或右眼鏡片134)在顯示幕110與對應的眼睛之間的位置。因此，左眼鏡片132與左眼LE之間的縱向距離DL1’(或縱向距離DL1’’)以及左眼鏡片132與顯示幕110之間的縱向距離DL2’(或縱向距離DL2’’)的總和等於右眼鏡片134與右眼RE之間的縱向距離DR1’(或縱向距離DR1’’)以及右眼鏡片134與顯示幕110之間的縱向距離DR2’(或縱向距離DR2’’)的總和。在顯示幕110為雙片式顯示裝置的架構下，如圖8所示，在調整左眼鏡片132與使用者的左眼LE之間的縱向距離時，左眼顯示裝置112也可隨左眼鏡片132移動，且在調整右眼鏡片134與使用者的右眼RE之間的縱向距離時，右眼顯示裝置114也可隨右眼鏡片134移動。
為了簡化說明，圖6B及圖6C繪示右眼鏡片134的位置固定且僅左眼鏡片132的位置改變的情況。在圖6B中，左眼鏡片132朝顯示幕110移動，使得左眼鏡片132比右眼鏡片134更靠近顯示幕110。視放大倍率(對應於視角度的大小)可以由成像虛像的放大倍率及成像虛像至眼睛間之距離依三角數學求得。也就是說，若顯示幕110所顯示的左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸相同，則使用者所看見的左邊視影像的尺寸會和使用者所看見的右邊視影像的尺寸不同。因此，在調整縱向距離(如縱向距離DL1’、DL2’)之後，需進一步針對兩眼觀看影像的視放大倍率的差異進行補償。
補償的步驟可包括下述。經由偵測單元偵測左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的縱向位移量(圖7的步驟720)，例如偵測左眼鏡片132朝顯示幕110移動的距離。依據偵測單元所偵測到的左眼鏡片132與右眼鏡片134各自的縱向位移量，控制單元計算出觀看者所觀看待顯示於顯示幕110上的左眼影像LI與右眼影像RI的視放大倍率，並依據計算的結果決定左眼影像LI與右眼影像RI的補償倍率(圖7的步驟730)。我們可以設定一般正常視力的人所見成像虛像處約距眼睛處25公分，當有屈光不正（如近視或遠視）視力時，其能清楚看見成像虛像之處為小於或大於25公分，因此正常視力之視放大倍率假設為N，而依據偵測單元偵測所推算出的左眼視放大倍率為ML，右眼視放大倍率為MR，則雙眼對正常視放大倍率之比值為：左眼是ML/N，右眼為MR/N。為了雙眼觀看到影像大小能一致，其補償倍率將為上述視放大倍率比值的倒數，也就是：左眼N/ML，右眼N/MR。依據控制單元所決定的左眼影像LI與右眼影像RI的補償倍率，圖形處理單元在顯示幕110上顯示經補償的左眼影像LI’與經補償的右眼影像RI’，使得使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致(圖7的步驟740)。需說明的是，其中一影像經補償的尺寸可以相同、小於或大於補償前的尺寸。例如在圖6B及圖6C的實施例中，經補償的右眼影像的尺寸即等於補償前的右眼影像RI的尺寸。
在圖6B的架構下，當顯示幕110所顯示的左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸相同時，假設左眼影像LI的視放大倍率為ML，且右眼影像RI的視放大倍率為MR。依據前述視放大倍率計算方式，ML會大於MR。也就是說，如果不對左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸進行補償，使用者在明視距離所看見的左邊視影像的尺寸會大於使用者在明視距離所看見的右邊視影像的尺寸。為了彌補因視放大倍率不同所造成的尺寸差異，控制單元可決定右眼影像RI的補償倍率為N/MR，且左眼影像LI的補償倍率為N/ML(此處由於右眼透鏡並未有調整移動，因此MR=N，即N/MR=1，如圖6B上半部所示，將左眼影像LI依補償倍率N/ML調整成左眼影像LI’，而右眼影像RI不變)。經由上述預先補償機制，使用者所看見的左邊視影像可與使用者所看見的右邊視影像的尺寸一致。所述尺寸一致包括尺寸相同以及尺寸近似相同的情況。應說明的是，雖然圖6B僅調變左眼影像LI的尺寸，但不以此為限。在另一實施例中，也可僅調變右眼影像RI的尺寸。在又一實施例中，也可調變左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸。
在圖6C中，左眼鏡片132朝左眼LE移動，使得右眼鏡片134比左眼鏡片132更靠近顯示幕110。影像的視放大倍率(對應於視角度的大小)可以由成像虛像的放大倍率及成像虛像至眼睛間之距離依三角函數求得，因此左眼影像LI的視放大倍率會小於右眼影像RI的視放大倍率。也就是說，若顯示幕110所顯示的左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸相同，則使用者所看見的左邊視影像的尺寸會小於右邊視影像的尺寸。因此，在調整縱向距離(如縱向距離DL1’、DL2’)之後，需進一步針對兩眼影像的視放大倍率的差異進行補償。
在圖6C的架構下，當顯示幕110所顯示的左眼影像LI與右眼影像RI的尺寸相同時，假設左眼影像LI的視放大倍率為ML，且右眼影像RI的視放大倍率為MR。依據上述視放大倍率公式，MR會等於N，ML會小於N。為了彌補因視放大倍率不同所造成的尺寸差異，控制單元可決定右眼影像RI的補償倍率為1(即視放大倍率維持為MR=N)，且使左眼影像LI的補償倍率為N/MR(也就是將左眼影像LI依補償倍率N/ML調整成左眼影像LI’)。經由上述預先補償機制，使用者所看見的左邊視影像可與使用者所看見的右邊視影像的尺寸一致。
如上述圖6A至圖6C之實施例以及圖7步驟之本發明實施例，在本發明的另一實施例中，若近眼顯示系統100的顯示幕係採用兩片可獨立活動的顯示裝置，且左眼鏡片132與右眼鏡片134係固定不動而係藉由焦距調整裝置來分別調整左眼顯示裝置之縱向距離與右眼顯示裝置之縱向距離時，偵測單元係偵測二顯示裝置(而非二鏡片)之縱向位移量，來依上述實施例之相同方式來對左眼影像與右眼影像進行補償，以利使用者所看到的左邊視影像與右邊視影像的尺寸能一致。
依據不同的需求，近眼顯示系統100還可包括其他元件。舉例而言，如圖1所示，近眼顯示系統100可進一步包括記憶單元180以及輸入單元190。記憶單元180耦接於控制單元170，其可儲存處理程式、控制程式、圖像資料、暫存資料或相關資料，且記憶單元180可被控制單元170以及圖形處理單元120運用。舉例而言，記憶單元180可以是一般記憶體、快閃記憶體、固態硬碟或上述至少兩個的組合。輸入單元190耦接於控制單元170，其接受使用者輸入的指令或操作動作，以提供控制單元170判斷使用者指令之意義。舉例而言，輸入單元190可以是觸控面板，但不以此為限。
此外，前述各實施例中的顯示幕110若是採用單片顯示裝置，則單片顯示裝置可以是專屬且整合於近眼顯示系統100的顯示裝置，或者也可以是例如智慧型手機等可攜式電子裝置之顯示裝置(例如將智慧型手機可拆卸式地置入於近眼顯示系統100內而將其螢幕作為本案所述的顯示幕110)。於後者的情況下，圖形處理單元120、控制單元170、記憶單元180可以是設置在智慧型手機上，偵測單元160偵測到焦距調整裝置140及/或瞳距調整裝置150進行左眼鏡片132與右眼鏡片134的縱向及/或橫向位移量後，可以透過例如藍芽等無線通訊傳送裝置傳送位移量或調整控制訊號給智慧型手機之無線通訊接收裝置接收，再由控制單元170與圖形處理單元120進行如同前述之左眼影像L1與右眼影像R1的位置與尺寸大小的調整。
綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。近眼顯示系統及其操作方法可依據左眼鏡片與右眼鏡片的橫向位移量調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的位置，使左眼影像的中心對齊左眼鏡片的中心，且右眼影像的中心對齊右眼鏡片的中心。此外，近眼顯示系統及其操作方法還可依據左眼鏡片與右眼鏡片的縱向位移量調整待顯示在顯示幕上的左眼影像與右眼影像的尺寸(放大倍率)，讓使用者所看見的左邊視影像與右邊視影像的尺寸一致。因此，近眼顯示系統可具有良好的觀看品質。
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‧‧‧近眼顯示系統
110‧‧‧顯示幕
112‧‧‧左眼顯示裝置
114‧‧‧右眼顯示裝置
120‧‧‧圖形處理單元
130‧‧‧鏡片組
132‧‧‧左眼鏡片
134‧‧‧右眼鏡片
140‧‧‧焦距調整裝置
150‧‧‧瞳距調整裝置
160‧‧‧偵測單元
170‧‧‧控制單元
180‧‧‧記憶單元
190‧‧‧輸入單元
510、520、530、540、710、720、730、740‧‧‧步驟
C、C’‧‧‧中心
D、D’、D’’‧‧‧瞳孔中心距離
D3、D3’、D3’’‧‧‧橫向距離
DL1、DR1、DL2、DR2、DR2’、DR2’’、DL1’、DL1’’、DR1’、DR1’’、DL2’、DL2’’‧‧‧縱向距離
LE‧‧‧左眼
LI、LI’‧‧‧左眼影像
RE‧‧‧右眼
RI、RI’‧‧‧右眼影像
圖1是依照本發明的一實施例的一種近眼顯示系統的方塊圖。 圖2A及圖2B是本發明的實施例的一種近眼顯示系統縱向移動(前後移動)的示意圖。 圖3A及圖3B是本發明的實施例的一種近眼顯示系統橫向移動(左右移動)的正視示意圖。 圖4A至圖4C是針對瞳距調整左眼影像中心及右眼影像中心的示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種近眼顯示系統的操作方法的流程圖。 圖6A至圖6C是針對左眼焦距(左眼屈光度數)以及右眼焦距(右眼屈光度數)調整左眼影像尺寸及右眼影像尺寸的示意圖。 圖7是依照本發明的另一實施例的一種近眼顯示系統的操作方法的流程圖。 圖8是依照本發明的另一實施例的一種近眼顯示系統的示意圖。

Claims (23)

  1. 一種近眼顯示系統，包括： 一顯示幕，顯示一左眼影像以及一右眼影像； 一圖形處理單元，耦接於該顯示幕且控制該左眼影像以及該右眼影像在該顯示幕上的位置； 一鏡片組，包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該左眼鏡片配置在該左眼影像的光學傳遞路徑上，且該右眼鏡片配置在該右眼影像的光學傳遞路徑上； 一瞳距調整裝置，控制該左眼鏡片與該右眼鏡片之間的橫向距離； 一偵測單元，偵測該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量；以及 一控制單元，耦接於該圖形處理單元、該瞳距調整裝置以及該偵測單元，其中該控制單元執行以下操作： 依據該偵測單元所偵測到的該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量，對應地調整該左眼影像與該右眼影像顯示在該顯示幕上的位置，使顯示在該顯示幕上的該左眼影像的中心對齊該左眼鏡片的中心，且使顯示在該顯示幕上的該右眼影像的中心對齊該右眼鏡片的中心。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的近眼顯示系統，其中該顯示幕是一單片式顯示裝置，且該左眼影像與該右眼影像分別顯示在該單片式顯示裝置的左半部與右半部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的近眼顯示系統，其中該顯示幕是一雙片式顯示裝置，且該雙片式顯示裝置包括一左眼顯示裝置與一右眼顯示裝置，該左眼顯示裝置顯示該左眼影像，且該右眼顯示裝置顯示該右眼影像。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的近眼顯示系統，其中當該瞳距調整裝置控制該左眼鏡片與該右眼鏡片橫向位移時，該顯示幕的位置並不隨該左眼鏡片與該右眼鏡片改變。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的近眼顯示系統，其中該偵測單元還偵測該使用者的瞳距，據以驅動該瞳距調整裝置控制該左眼鏡片與該右眼鏡片的橫向位移量。
  6. 一種近眼顯示系統，包括： 一顯示幕，顯示一左眼影像以及一右眼影像； 一圖形處理單元，耦接於該顯示幕且控制該左眼影像以及該右眼影像在該顯示幕上的尺寸； 一鏡片組，包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該左眼鏡片配置在該左眼影像的光學傳遞路徑上，且該右眼鏡片配置在該右眼影像的光學傳遞路徑上； 一焦距調整裝置，控制該左眼鏡片與一使用者的左眼之間的縱向距離以及該右眼鏡片與該使用者的右眼之間的縱向距離； 一偵測單元，偵測該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量；以及 一控制單元，耦接於該圖形處理單元、該焦距調整裝置以及該偵測單元，其中該控制單元執行以下操作： 依據該偵測單元所偵測到的該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量，對應地調整該左眼影像與該右眼影像顯示在該顯示幕上的尺寸，讓該使用者所看見的一左邊視影像與一右邊視影像的尺寸一致。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的近眼顯示系統，其中該顯示幕是一單片式顯示裝置，且該左眼影像與該右眼影像分別顯示在該單片式顯示裝置的左半部與右半部。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的近眼顯示系統，其中該顯示幕是一雙片式顯示裝置，且該雙片式顯示裝置包括一左眼顯示裝置與一右眼顯示裝置，該左眼顯示裝置顯示該左眼影像，且該右眼顯示裝置顯示該右眼影像。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的近眼顯示系統，其中當該焦距調整裝置控制該左眼鏡片與該右眼鏡片縱向位移時，該顯示幕的位置並不隨該左眼鏡片與該右眼鏡片改變。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的近眼顯示系統，其中該焦距調整裝置還控制該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置各自的縱向位移量，以控制該左眼顯示裝置與該使用者的左眼之間的縱向距離以及該右眼顯示裝置與該使用者的右眼之間的縱向距離。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的近眼顯示系統，其中該左眼顯示裝置與該左眼鏡片之間的縱向距離為定值，且該右眼顯示裝置與該右眼鏡片之間的縱向距離為定值。
  12. 一種近眼顯示系統，包括： 一顯示幕，包含一左眼顯示裝置以顯示一左眼影像以及一右眼顯示裝置以顯示一右眼影像； 一圖形處理單元，耦接於該顯示幕且控制該左眼影像以及該右眼影像在該顯示幕上的尺寸； 一鏡片組，包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該左眼鏡片配置在該左眼影像的光學傳遞路徑上，且該右眼鏡片配置在該右眼影像的光學傳遞路徑上； 一焦距調整裝置，控制該左眼顯示裝置與該左眼鏡片之間的縱向距離以及該右眼顯示裝置與該右眼鏡片之間的縱向距離； 一偵測單元，偵測該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置各自的縱向位移量；以及 一控制單元，耦接於該圖形處理單元、該焦距調整裝置以及該偵測單元，其中該控制單元執行以下操作： 依據該偵測單元所偵測到的該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置各自的縱向位移量，對應地調整該左眼影像與該右眼影像顯示在該顯示幕上的尺寸，讓該使用者所看見的一左邊視影像與一右邊視影像的尺寸一致。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的近眼顯示系統，其中該偵測單元還偵測該使用者的左眼焦距以及右眼焦距，據以驅動該焦距調整裝置控制該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置的縱向位移量。
  14. 一種操作方法，用於一近眼顯示系統，該近眼顯示系統包括一顯示幕、一圖形處理單元、一鏡片組、一瞳距調整裝置、一偵測單元以及一控制單元，其中該鏡片組包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該操作方法包括： 經由該瞳距調整裝置調整該左眼鏡片與該右眼鏡片之間的橫向距離，使該左眼鏡片的中心對齊一使用者的左瞳孔的中心，且使該右眼鏡片的中心對齊該使用者的右瞳孔的中心； 經由該偵測單元偵測該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量； 依據該偵測單元所偵測到的該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量，該控制單元對應地調整一左眼影像與一右眼影像在該顯示幕上的位置；以及 依據該控制單元所調整的該左眼影像與該右眼影像在該顯示幕上的位置，該圖形處理單元在該顯示幕上顯示該左眼影像與該右眼影像，其中顯示在該顯示幕上的該左眼影像的中心對齊該左眼鏡片的中心，且顯示在該顯示幕上的該右眼影像的中心對齊該右眼鏡片的中心。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的操作方法，其中在調整該左眼鏡片與該右眼鏡片之間的橫向距離時，該顯示幕的位置不隨該左眼鏡片與該右眼鏡片改變。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的操作方法，更包括： 經由該偵測單元偵測該使用者的該左瞳孔的中心以及該右瞳孔的中心；以及 依據該偵測單元所偵測到的該使用者的該左瞳孔的中心以及該右瞳孔的中心，該控制單元決定該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量，並據以驅動該瞳距調整裝置對應地調整該左眼鏡片與該右眼鏡片之間的橫向距離。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的操作方法，其中該顯示幕、該圖形處理單元以及該控制單元係包含在一可拆卸地安裝在該近眼顯示系統中的可攜式電子裝置，且其中該偵測單元偵測到該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的橫向位移量後，係無線地傳送該橫向位移量給該可攜式電子裝置中的該控制單元，據以對應地調整該左眼影像與該右眼影像在該顯示幕上的位置。
  18. 一種操作方法，用於一近眼顯示系統，該近眼顯示系統包括一顯示幕、一圖形處理單元、一鏡片組、一焦距調整裝置、一偵測單元以及一控制單元，其中該鏡片組包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該操作方法包括： 經由該焦距調整裝置調整該左眼鏡片與一使用者的左眼之間的縱向距離以及該右眼鏡片與該使用者的右眼之間的縱向距離； 經由該偵測單元偵測該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量； 依據該偵測單元所偵測到的該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量，該控制單元計算出待顯示於該顯示幕上的一左眼影像與一右眼影像的視放大倍率，並依據該計算的結果決定該左眼影像與該右眼影像的補償倍率；以及 依據該控制單元所決定的該左眼影像與該右眼影像的補償倍率，該圖形處理單元在該顯示幕上顯示經補償的左眼影像與經補償的右眼影像，使該使用者所看見的一左邊視影像與一右邊視影像的尺寸一致。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的操作方法，其中在調整該左眼鏡片與該使用者的左眼之間的縱向距離以及該右眼鏡片與該使用者的右眼之間的縱向距離時，該顯示幕的位置不隨該左眼鏡片與該右眼鏡片改變。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的操作方法，其中該顯示幕是一雙片式顯示裝置，且該雙片式顯示裝置包括一左眼顯示裝置與一右眼顯示裝置，在調整該左眼鏡片與該使用者的左眼之間的縱向距離時，該左眼顯示裝置隨該左眼鏡片移動，且在調整該右眼鏡片與該使用者的右眼之間的縱向距離時，該右眼顯示裝置隨該右眼鏡片移動。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的操作方法，更包括： 經由該偵測單元偵測該使用者的左眼焦距以及右眼焦距；以及 依據該偵測單元所偵測到的該使用者的該左眼焦距以及該右眼焦距，該控制單元決定該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量，且依據該控制單元所決定的該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量，據以驅動該焦距調整裝置對應地調整該左眼鏡片與該使用者的左眼之間的縱向距離以及該右眼鏡片與該使用者的右眼之間的縱向距離。
  22. 如申請專利範圍第18項所述的操作方法，其中該顯示幕、該圖形處理單元以及該控制單元係包含在一可拆卸地安裝在該近眼顯示系統中的可攜式電子裝置，且其中該偵測單元偵測到該左眼鏡片與該右眼鏡片各自的縱向位移量後，係無線地傳送該縱向位移量給該可攜式電子裝置中的該控制單元，據以對應地調整該左眼影像與該右眼影像在該顯示幕上的尺寸。
  23. 一種操作方法，用於一近眼顯示系統，該近眼顯示系統包括一顯示幕、一圖形處理單元、一鏡片組、一焦距調整裝置、一偵測單元以及一控制單元，其中該鏡片組包括一左眼鏡片以及一右眼鏡片，該顯示幕具有一左眼顯示裝置與一右眼顯示裝置，該操作方法包括： 經由該焦距調整裝置調整該左眼顯示裝置與該左眼鏡片之間的縱向距離以及該右眼顯示裝置與該右眼鏡片之間的縱向距離； 經由該偵測單元偵測該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置各自的縱向位移量； 依據該偵測單元所偵測到的該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置各自的縱向位移量，該控制單元計算出待顯示於該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置上的一左眼影像與一右眼影像的視放大倍率，並依據該計算的結果決定該左眼影像與該右眼影像的補償倍率；以及 依據該控制單元所決定的該左眼影像與該右眼影像的補償倍率，該圖形處理單元在該左眼顯示裝置與該右眼顯示裝置上分別顯示經補償的左眼影像與經補償的右眼影像，使該使用者所看見的一左邊視影像與一右邊視影像的尺寸一致。
TW106125974A 2017-08-01 2017-08-01 近眼顯示系統及其操作方法 TWI697692B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106125974A TWI697692B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 近眼顯示系統及其操作方法
CN201710722662.3A CN109324413A (zh) 2017-08-01 2017-08-22 近眼显示***及其操作方法
US15/826,688 US10955667B2 (en) 2017-08-01 2017-11-30 Near eye display system and operation method thereof
US17/117,113 US11640061B2 (en) 2017-08-01 2020-12-10 Near eye display system and operation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106125974A TWI697692B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 近眼顯示系統及其操作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201910861A true TW201910861A (zh) 2019-03-16
TWI697692B TWI697692B (zh) 2020-07-01

Family

ID=65231810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106125974A TWI697692B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 近眼顯示系統及其操作方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10955667B2 (zh)
CN (1) CN109324413A (zh)
TW (1) TWI697692B (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108663803B (zh) * 2017-03-30 2021-03-26 腾讯科技（深圳）有限公司 虚拟现实眼镜、镜筒调节方法及装置
TWI697692B (zh) * 2017-08-01 2020-07-01 緯創資通股份有限公司 近眼顯示系統及其操作方法
GB2574472B (en) * 2018-06-08 2021-05-26 Sony Interactive Entertainment Inc Head-mountable display device and method
US11042187B1 (en) * 2018-12-12 2021-06-22 Facebook Technologies, Llc Head-mounted display device with voice coil motors for moving displays
US11454779B1 (en) 2018-12-12 2022-09-27 Meta Platforms Technologies, Llc Head-mounted display device with stepper motors for moving displays
US10871627B1 (en) 2018-12-12 2020-12-22 Facebook Technologies, Llc Head-mounted display device with direct-current (DC) motors for moving displays
TWI683136B (zh) * 2019-01-03 2020-01-21 宏碁股份有限公司 視訊穿透式頭戴顯示器及其控制方法
CN110174646B (zh) * 2019-06-13 2023-01-24 歌尔光学科技有限公司 相对位置检测方法及检测***
US11064188B2 (en) * 2019-07-29 2021-07-13 Htc Corporation Driving method for calculating interpupillary distance and related head-mounted device
WO2021020388A1 (ja) * 2019-07-31 2021-02-04 瑶一▲郎▼ 小林 眼球撮像装置および診断サポートシステム
US11714256B2 (en) 2020-04-27 2023-08-01 Apple Inc. Electronic devices with optical module positioning systems
CN111973142B (zh) * 2020-07-23 2023-12-08 优奈柯恩(北京)科技有限公司 一种双眼视野差异的判断和调校***及方法
JP2022086074A (ja) * 2020-11-30 2022-06-09 セイコーエプソン株式会社 虚像表示装置、光学ユニット、虚像表示装置の調整方法及び虚像表示装置の製造方法
CN112595496B (zh) * 2020-12-31 2023-04-21 深圳惠牛科技有限公司 近眼显示设备的不良检测方法、装置、设备及存储介质
CN113064280A (zh) * 2021-04-08 2021-07-02 恒玄科技(上海)股份有限公司 一种智能显示设备
EP4089465A1 (en) 2021-05-13 2022-11-16 Coretronic Corporation Light field near-eye display device and method thereof
CN115343848A (zh) * 2021-05-13 2022-11-15 中强光电股份有限公司 光场近眼显示装置以及光场近眼显示方法
US11808939B2 (en) * 2021-11-30 2023-11-07 Heru Inc. Pupil characteristic detection and spectacles correction/adjustment based thereon
CN114442321B (zh) * 2021-12-27 2024-05-28 歌尔科技有限公司 显示设备的显示控制方法、装置、显示设备及电子设备
CN114355615B (zh) * 2022-03-15 2023-05-05 荣耀终端有限公司 头戴式显示装置及其控制方法
US11796823B1 (en) 2022-06-23 2023-10-24 Meta Platforms Technologies, Llc Adjusting interpupillary distance and eye relief distance of a headset
CN115278203A (zh) * 2022-07-20 2022-11-01 广州视享科技有限公司 虚拟现实设备的校准方法、校准装置以及校准机器人

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1070742A (ja) * 1996-08-29 1998-03-10 Olympus Optical Co Ltd 二眼式映像表示装置
US6710927B2 (en) * 2000-06-26 2004-03-23 Angus Duncan Richards Multi-mode display device
HUP0203993A2 (hu) * 2002-11-19 2004-08-30 László Domján Binokuláris videoszemüveg optikai rendszere
US6879443B2 (en) * 2003-04-25 2005-04-12 The Microoptical Corporation Binocular viewing system
US7784938B2 (en) * 2007-05-09 2010-08-31 Dolby Laboratories Licensing Corporation Method and system for shaped glasses and viewing 3D images
TWI614565B (zh) * 2007-05-09 2018-02-11 杜比實驗室特許公司 用以觀看三維影像之眼鏡、用以觀看於一組窄頻波長中顯示的影像之眼鏡、及三維場所
JP5002047B2 (ja) * 2010-11-05 2012-08-15 シャープ株式会社 立体画像データ再生装置
JP2012141461A (ja) * 2010-12-29 2012-07-26 Sony Corp ヘッド・マウント・ディスプレイ
CN102592569B (zh) 2011-01-10 2015-03-25 联想(北京)有限公司 电子设备和显示方法
US8638498B2 (en) * 2012-01-04 2014-01-28 David D. Bohn Eyebox adjustment for interpupillary distance
US9740007B2 (en) * 2012-03-22 2017-08-22 Sony Corporation Display device, image processing device and image processing method, and computer program
US9720231B2 (en) * 2012-09-26 2017-08-01 Dolby Laboratories Licensing Corporation Display, imaging system and controller for eyewear display device
US8860634B2 (en) * 2012-10-11 2014-10-14 Sony Computer Entertainment Europe Limited Head mountable display
US9377626B2 (en) * 2014-02-18 2016-06-28 Merge Labs, Inc. Remote control augmented motion data capture
CN103901622B (zh) * 2014-04-23 2016-05-25 成都理想境界科技有限公司 3d头戴观影设备及对应的视频播放器
US10426668B2 (en) * 2014-09-18 2019-10-01 Rohm Co., Ltd. Binocular display apparatus
JP2017536565A (ja) * 2014-10-07 2017-12-07 ノキア テクノロジーズ オーユー ステレオ視のための広視野カメラ装置
WO2016059781A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Seiko Epson Corporation Head-mounted display device, method of controlling head-mounted display device, and computer program
CN111754750B (zh) * 2014-11-17 2022-03-01 洋马动力科技有限公司 远程控制作业机用显示设备、显示***以及作业机
SE538390C2 (en) * 2014-11-27 2016-06-07 Mobile Vr Sweden Ab Device for viewing stereoscopic 3D images
TWI678554B (zh) * 2014-12-30 2019-12-01 新加坡商雷蛇（亞太）私人有限公司 光學系統及頭戴式顯示器
CN104822061A (zh) * 2015-04-30 2015-08-05 小鸟科技有限公司 头戴式3d显示器的瞳距调节方法、***、以及模块
US20170010471A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 ImmersiONVRelia, Inc. Graphic display adapter device for mobile virtual stereoscopic vision
CN105974582A (zh) * 2015-08-10 2016-09-28 乐视致新电子科技（天津）有限公司 头戴式显示设备的图像校正方法及***
WO2017061677A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Lg Electronics Inc. Head mount display device
US10754156B2 (en) * 2015-10-20 2020-08-25 Lockheed Martin Corporation Multiple-eye, single-display, ultrawide-field-of-view optical see-through augmented reality system
US20170242262A1 (en) * 2016-02-19 2017-08-24 Smart Theater LLC Virtual Reality Headset
US20170344107A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 Intel Corporation Automatic view adjustments for computing devices based on interpupillary distances associated with their users
CN106054386A (zh) 2016-06-25 2016-10-26 深圳市虚拟现实科技有限公司 一种自适应近眼显示装置
CN205826969U (zh) 2016-06-25 2016-12-21 深圳市虚拟现实科技有限公司 一种自适应近眼显示装置
CN205787390U (zh) 2016-06-28 2016-12-07 姜冬英 外挂屏式vr眼镜
CN205787389U (zh) * 2016-06-28 2016-12-07 姜冬英 外挂屏式vr眼镜
CN206301085U (zh) * 2016-12-30 2017-07-04 北京七鑫易维信息技术有限公司 一种头戴式显示装置及便携式设备
GB201709199D0 (en) * 2017-06-09 2017-07-26 Delamont Dean Lindsay IR mixed reality and augmented reality gaming system
TWI697692B (zh) * 2017-08-01 2020-07-01 緯創資通股份有限公司 近眼顯示系統及其操作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190041643A1 (en) 2019-02-07
CN109324413A (zh) 2019-02-12
US11640061B2 (en) 2023-05-02
US20210096381A1 (en) 2021-04-01
TWI697692B (zh) 2020-07-01
US10955667B2 (en) 2021-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI697692B (zh) 近眼顯示系統及其操作方法
US20200051320A1 (en) Methods, devices and systems for focus adjustment of displays
TWI619967B (zh) 可調整顯示模組之可調式虛擬實境裝置
CN111175978B (zh) 头戴式显示装置
JP5637560B2 (ja) 近視および疲労の防止および治療のための方法およびデバイス
JP2019091051A (ja) 表示装置、およびフォーカスディスプレイとコンテキストディスプレイを用いた表示方法
CN109922707B (zh) 用于确定显示装置的使用者的眼睛参数的方法
US20150187115A1 (en) Dynamically adjustable 3d goggles
CN104570347B (zh) 头戴式显示装置及其成像方法
US9360936B2 (en) Head mounted display apparatus
TWI507729B (zh) 頭戴式視覺輔助系統及其成像方法
WO2019061653A1 (zh) 可穿戴式显示装置及视力矫正方法
CN103605209A (zh) 一种透射式立体显示眼镜装置
CN111373307B (zh) 立体眼镜、该立体眼镜中使用的眼镜镜片的设计方法以及立体图像的观察方法
RU138628U1 (ru) Очки дополненной реальности
CN104090371A (zh) 一种3d眼镜及3d显示***
JP2014071230A (ja) 画像表示装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体
CN203535311U (zh) 一种透射式立体显示眼镜装置
CN105700140A (zh) 瞳距可调的沉浸式视频***
WO2021103271A1 (zh) 一种ar显示设备
TWI612335B (zh) 頭戴式顯示裝置及頭戴式顯示裝置之雙眼視覺影像定位方法
WO2024077314A2 (en) Perspective-invariant varifocal eyeglass system
WO2023102500A1 (en) Methods for controlling performance of extended reality display systems
KR20170028678A (ko) 착용형 디스플레이 장치에서의 자동 초점 조절 장치 및 방법