头戴式个人多媒体系统、视觉辅助装置以及相关眼镜制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种头戴式个人多媒体系统与视觉辅助装置，其中屈光度调整单元可调整地提供多种屈光度给使用者的眼睛以进行观看。根据屈光度调整单元所动态提供的多种屈光度，使用者的眼睛均可相应地进行生理调节运动，以清楚地观看固定显示面所显示的画面，而减缓眼睛疲劳。

【技术实现步骤摘要】
头戴式个人多媒体系统、视觉辅助装置以及相关眼镜
本专利技术大体而言是关于头戴式个人多媒体系统与视觉辅助装置，特别是可通过屈光度调整单元，来诱使使用者的眼睛相应地进行生理调节运动(physiologicalaccommodationmovement)，减缓眼睛疲劳。
技术介绍
关于头戴式个人多媒体系统，可参照OculusRift或HTCVive。另外除了此类套装的产品之外，也有例如GoogleCardboard之类的模块化产品，供使用者搭配其他配件(例如移动电话)而可自己组装出头戴式个人多媒体系统。头戴式个人多媒体系统的技术仍在不断进步中，举例来说，对于近视或远视等视力缺陷的人群，使用OculusRift等现有头戴式个人多媒体系统时无法佩戴眼镜，因此CN205038406U或CN205103492U提出类似的解决方案，其设置有调节焦距的光学焦距调节部，来替代使用者的眼镜，即可适配不同视力缺陷人群使用。应注意到上述例如CN205038406U或CN205103492U等现有技术文献中所提到的技术问题，其着眼在于当使用现有的头戴式个人多媒体系统时，若使用者眼睛生理调节运动的程度受到限制(例如因近视或远视)，因此即使眼睛进行生理调节运动到极限后，仍无法看清楚画面时，此时可通过调整调节焦距的光学焦距调节部提供辅助的屈光度(refractivepower)，让使用者可重新看清楚画面。相似地，Lanman,Douglas与DavidLuebke所提出的文献."Near-eyelightfielddisplays."ACMTransactionsonGraphics(TOG)32.6(2013):220也是处理头戴式个人多媒体系统中画面距离眼睛太近而无法对焦的问题。另外例如US20150235439A1也提出了包含可变焦距单元(variablefocuselement(VFE))的许多的解决方案。同时也要注意的是，一般设置在体外的可变焦距(VFE)装置，会发生随着焦距变化导致影像放大率(spectaclemagnification)也变化的问题，也就是人眼中看到的画面会忽大忽小，这会造成明显的不舒适感，甚至会有双眼不等视(Anisometropia)问题。
技术实现思路
本专利技术一方面提出一种头戴式个人多媒体系统与视觉辅助装置。一般而言，人在观视的时候，随着所要看的物体远近，需要远中近的焦距切换。其原理是当光束通过眼球内部的水晶体，睫状肌会让水晶体进行弹性变形运动调节调整焦距。对此，本专利技术进一步考量到，在头戴式个人多媒体系统中，纵使通过上述现有技术的协助可让有视力缺陷的使用者可清楚观看画面，但一旦使用者能够看清楚画面，其眼睛水晶体往往也就不需要进行弹性变形运动来调整焦距，换言之，这时水晶体就会保持在固定的焦距。然而，如同长时间阅读或是观看电视，水晶体长时间就会保持在固定的焦距会导致眼睛疲劳甚至造成伤害，这种情况在使用头戴式个人多媒体系统更为严重，因为观视的距离甚至比阅读还近。有鉴于此，本专利技术提出解决方案，其中，在能够让使用者清楚观看到画面的前提下，而避免水晶体长时间保持在固定的焦距。举例来说，可在眼睛与画面间设置屈光度调整单元以提供屈光度给眼睛，通过动态调整所提供的屈光度，使用者的眼睛为了要清楚地观看画面，会被诱使水晶体进行生理调节运动而调整其本身的焦距(即屈光度)，而由此减缓眼睛的疲劳。换言之，即使一近视的使用者配戴了隐形眼镜而可不需要前述CN205038406U或CN205103492U所提出的解决方案，但该使用者在使用头戴式个人多媒体系统时还是会面临到水晶体长时间保持在固定的焦距而导致眼睛疲劳的问题，因此该使用者仍然可以享受到本专利技术所提供的好处。特别地，本专利技术提出随着使用者在画面中所关注的区域(ROI)的改变来相应地改变屈光度调整单元所提供的屈光度，换言之，眼睛本身的屈光度也会随着使用者的视向变化而改变，就如同观看真实世界中的物体一样，有远有近。举例来说，当使用者在画面中所关注的区域正在呈现一远景(例如山丘)，则屈光度调整单元可提供一较大的屈光度，以提供较多的聚焦能力，因此驱使眼睛本身调整到一较小的屈光度，即如同眼睛观看真实世界的远景；反之，当使用者在画面中所关注的区域正在呈现一近景(例如人像)，则屈光度调整单元可提供一较小的屈光度，以提供较少的聚焦能力，因此驱使眼睛本身调整到一较大的屈光度，即如同眼睛观看真实世界的近景。此外，为了让使用者在使用头戴式个人多媒体系统时，眼睛仍能够像观看真实世界物体一般而可弹性变形运动调节调整焦距，在本专利技术其他实施例中提出除了根据使用者视向或是画面中使用者所关注的区域(ROI)，还可进一步根据画面的亮度信息来改变屈光度调整单元所提供的屈光度。举例来说，当画面较亮(例如显示白昼的景象)，则屈光度调整单元可提供一较大的屈光度，以提供较多的聚焦能力，因此驱使眼睛本身调整到一较小的屈光度，即如同眼睛观看一真实世界的白昼；反之，当画面较暗(例如显示黑夜的景象)，则屈光度调整单元可提供一较小的屈光度，因此驱使眼睛本身调整到一较大的屈光度，即如同眼睛观看一真实世界的黑夜。另一方面，由于每个使用者眼睛的状况不同，在本专利技术其他实施例中更提出根据使用者的数据来设定屈光度调整单元所提供的屈光度。可理解的，屈光度调整单元提供给例如一视力正常使用者与一近视使用者，或是一老年人与一幼童，或甚至是同一使用者的左眼与右眼，优选的是不同的屈光度，调整的方式与幅度也可能有所不同。特别是在一实施例中，有时为了避免水晶体的生理调节运动过度剧烈，屈光度调整单元的灵敏度与幅度可能需要加以限制。换言之，在此实施例中，屈光度调整单元的在动态调整的部份较偏向是定性调整，且因人而异，而不一定需要是定量的调整。本专利技术在公共卫生上具有显著的功效；对于一般没近视但是近视发病机会最高的年轻人与青少年使用者等，可减少他们水晶体疲劳而罹患近视的可能性。此外，需说明的是，本专利技术与前述CN205038406U或CN205103492U提出类似的解决方案虽不相同，但也不互相排斥，甚至可加以整合。举例来说，在一实施例中，屈光调整单元除了可持续性动态调整其所提供的屈光度来避免眼睛疲劳，而在使用者例如近视而本身无法看清楚画面或相关景物时，亦可通过屈光调整单元来提供不足的屈光度，也就是达成如配戴矫正眼镜所要达成的效果，此部分类似为定量的调整。然而特别是对于眼睛有缺陷(例如近视)的使用者，通常更需要避免水晶体长时间保持在固定的焦距，因此本专利技术相较于先前技术在此点上具有显著的优势。也因为这个因素，本专利技术可应用在VR、AR、与MR的系统，特别是在AR与MR等穿透式(seethrough)系统中，使用者需要近距离观看系统提供的画面或信息，但同时也会需要远距离观看外界的景物。通过本专利技术，举例来说，当使用者近距离观看系统提供的画面时，屈光调整单元可动态调整屈光度来避免眼睛疲劳，但当使用者远距离观看外界的景物时，屈光调整单元可提供不足的屈光度，让使用者能够清楚远处的景物。此外，本专利技术也考量到了因为屈光度调整所导致聚焦能力变化，而进一步导致头戴式个人多媒体系统中影像放大率也随之变化的问题。在一范例中，头戴式个人多媒体系统中画面的可视面积也相应屈光调整单元所提供的屈光度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式个人多媒体系统，包含：一显示器单元，所述显示器单元提供一固定显示面以显示一画面给使用者；一视向检测单元，所述视向检测单元检测所述使用者的至少一个眼睛对于所述画面的一视向；一屈光度调整单元，位于所述固定显示面与所述眼睛之间，所述屈光度调整单元能调整地提供至少一第一屈光度或一第二屈光度给所述眼睛以进行观看，其中，根据所提供的所述第一屈光度或所述第二屈光度，所述眼睛均能相应地进行生理调节运动以清楚地观看所述画面中对应所述视向的区域；以及一控制单元，通信地连接所述屈光度调整单元与所述视向检测单元，所述控制单元根据所述视向检测单元所检测的所述视向，控制所述屈光度调整单元提供所述第一屈光度或所述第二屈光度。

【技术特征摘要】
2016.06.15 TW 105118695;2016.09.07 TW 105128987;201.一种头戴式个人多媒体系统，包含：一显示器单元，所述显示器单元提供一固定显示面以显示一画面给使用者；一视向检测单元，所述视向检测单元检测所述使用者的至少一个眼睛对于所述画面的一视向；一屈光度调整单元，位于所述固定显示面与所述眼睛之间，所述屈光度调整单元能调整地提供至少一第一屈光度或一第二屈光度给所述眼睛以进行观看，其中，根据所提供的所述第一屈光度或所述第二屈光度，所述眼睛均能相应地进行生理调节运动以清楚地观看所述画面中对应所述视向的区域；以及一控制单元，通信地连接所述屈光度调整单元与所述视向检测单元，所述控制单元根据所述视向检测单元所检测的所述视向，控制所述屈光度调整单元提供所述第一屈光度或所述第二屈光度。2.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述第一屈光度的值所对应的聚焦能力大于所述第二屈光度的值所对应的聚焦能力，其中，根据所述屈光度调整单元提供所述第一屈光度且由此所述眼睛为清楚地观看所述画面而进行生理调节运动以得到的聚焦能力小于根据所述屈光度调整单元提供所述第二屈光度且由此所述眼睛为清楚地观看所述画面而进行生理调节运动以得到的聚焦能力。3.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述控制单元进一步根据所述画面的亮度信息，控制所述屈光度调整单元提供所述第一屈光度或所述第二屈光度。4.根据权利要求3所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述头戴式个人多媒体系统还包含一亮度检测单元，所述亮度检测单元通信地连接所述控制单元，并检测所述固定显示面中至少一区域的亮度以产生所述画面的亮度信息并提供给所述控制单元。5.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述控制单元进一步根据所述画面的深度信息，决定所述第一屈光度与所述第二屈光度的值。6.根据权利要求5所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述控制单元对所述画面进行场景辨识，以产生出所述画面的深度信息。7.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述头戴式个人多媒体系统还包含一使用者数据单元，所述使用者数据单元储存多个使用者数据并根据使用者身份决定相对应的使用者数据；其中，所述控制单元还通信地连接所述使用者数据单元，所述控制单元进一步根据所述使用者数据单元所决定出的所述相对应的使用者数据，决定所述第一屈光度与所述第二屈光度的值。8.根据权利要求7所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述头戴式个人多媒体系统还包含一使用者身份辨识单元，用以辨识所述使用者身份。9.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述显示器单元能用以显示一影片，而所述画面属于所述影片的一部分。10.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，其中，所述控制单元进一步根据使用者头部的运动，控制所述屈光度调整单元提供所述第一屈光度或所述第二屈光度。11.根据权利要求1所述的头戴式个人多媒体系统，所述控制单元还通信地连接所述显示器单元，当所述控制单元控制所述屈光度调整单元提供所述第一屈光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕阳，
申请(专利权)人：威亚视觉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71