头戴式显示设备制造技术

本发明专利技术提供一种提升用户的视觉体验舒适度头戴式显示设备。头戴式显示设备包括显示器、焦距调整器以及控制器。显示器产生显示图像。焦距调整器设置在目标区以及显示器间，用以根据控制信号以调整显示图像的焦距平面的位置。控制器用以根据视觉深度信息以产生控制信号。信号。信号。

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示设备


[0001]本专利技术涉及一种头戴式显示设备，且特别涉及一种可提升使用者舒适度的头戴式显示设备。

技术介绍

[0002]在自然界中，人眼观看近物或远物时，可使眼转动(Vergence)，通过使眼球内聚和调适作用(Accommodation)改变眼球的水晶体的屈光度，来适度的观察近物以及远物。
[0003]在
技术介绍
的增强现实的头戴显示设备的光路架构中，显示图像中的对象不论为远物或近物时，其所设定的图像焦距平面都是相同的。所以用户在观看显示图像时，只有眼球的眼转动变化让用户感知图像中对象的距离，调视作用并没有发挥作用而导致视觉辐辏调节冲突(Vergence Accommodation Conflict，VAC)的产生，进而影响使用者观看舒适度。

技术实现思路

[0004]本专利技术是针对多种可提升用户的视觉体验的舒适度的头戴式显示设备。
[0005]根据本专利技术的实施例，头戴式显示设备包括显示器、焦距调整器以及控制器。显示器产生显示图像。焦距调整器设置在目标区以及显示器间，用以根据控制信号以调整显示图像的焦距平面的位置。控制器耦接焦距调整器，用以根据视觉深度信息以产生控制信号。
[0006]根据本专利技术的另一实施例，头戴式显示设备包括显示器、焦距调整器、控制器以及眼球追踪器。显示器产生显示图像。焦距调整器设置在目标区以及显示器间，用以根据控制信号以调整显示图像的焦距平面的位置。控制器耦接焦距调整器，用以根据视觉深度信息以产生控制信号。眼球追踪器耦接至控制器，用以检测目标区上的用户的视觉深度信息。
[0007]根据上述，本专利技术的头戴式显示设备通过焦距调整器以根据用户的视觉深度信息来调整显示图像的焦距平面的位置。如此一来，显示图像的焦距平面可以动态的根据用户的视觉深度来调整显示图像的焦距平面，使人眼观看到的画面可以与真实世界的情况相同，提升用户的视觉感受的舒适度。
附图说明
[0008]包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。
[0009]图1为本专利技术一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0010]图2为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0011]图3为的本专利技术实施例的头戴式显示设备的显示器的一实施方式的示意图；
[0012]图4为本专利技术实施例的头戴式显示设备的动作示意图；
[0013]图5为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0014]图6为本专利技术实施例的头戴式显示设备的动作时序图；
[0015]图7为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0016]图8为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的示意图；
[0017]图9以及图10为的本专利技术图8实施例的头戴式显示设备的动作示意图。
[0018]附图标号说明
[0019]100、400、600、700：头戴式显示设备；
[0020]110：遮光组件；
[0021]120、420、620、720：显示器；
[0022]121：导光组件；
[0023]130、430、630、730：焦距调整器；
[0024]140、440、640、740：控制器；
[0025]150、450、650：眼球追踪器；
[0026]410、610、710：电控遮光组件；
[0027]431、633：电控透镜；
[0028]631、731：1/4波片；
[0029]632、732：偏极透镜组；
[0030]6321、6323、7321、7323、7325：相位调节器；
[0031]6322、63247322、7324、73267322、7324、7326：偏极透镜；
[0032]CT1～CT3：控制信号；
[0033]DI：视觉深度信息；
[0034]DIMG：显示图像；
[0035]EYE1、EYE2：眼球；
[0036]FP1、FP2：焦距平面；
[0037]OBJ1、OBJ2：物件；
[0038]TG：目标区。
具体实施方式
[0039]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
[0040]请参照图1，图1为本专利技术一实施例的头戴式显示设备的示意图。头戴式显示设备100包括遮光组件110、显示器120、焦距调整器130、以及控制器140。遮光组件110、显示器120以及焦距调整器130依序耦接配置，其中焦距调整器130配置在邻近目标区TG(对应用户眼球)的位置。显示器120用以产生显示图像DIMG。控制器140耦接至遮光组件110、显示器120、以及焦距调整器130。
[0041]控制器140依据所需显示的深度信息DI产生控制信号CT1～CT3。控制器140传送控制信号CT1至焦距调整器130，以使焦距调整器130可依据控制信号CT1以调整显示图像DIMG的焦距平面的位置。在此，焦距调整器130可对应深度信息DI来调整显示图像DIMG的焦距平面与目标区TG间的远近关系。其中，当用户当时所观察的物体的景深值相对高时，焦距调整器130可使显示图像DIMG的焦距平面与目标区TG间具有相对大的第一距离；当用户当时所观察的物体的景深值相对低时，焦距调整器130可使显示图像DIMG的焦距平面与目标区TG间具有相对小的第二距离。
[0042]在另一方面，控制器140并传送控制信号CT2、CT3分别至遮光组件110以及显示器120。其中，遮光组件110可依据控制信号CT2以决定是否遮蔽外界的一环境图像。当遮光组件110被开启时，外界的环境图像被遮蔽并无法传送至目标区TG；相对的，当遮光组件110被关闭时，外界的环境图像则可被传送至目标区TG。显示器120则依据控制信号CT3来产生显示图像DIMG。显示图像DIMG可以为虚拟现实(virtual reality，VR)或增强现实(Augmented Reality，AR)图像，而控制器140可以通过控制信号CT3来控制显示图像DIMG的产生时机。
[0043]请参照图2，图2为本专利技术另一实施例的头戴式显示设备的示意图。头戴式显示设备100包括遮光组件110、显示器120、焦距调整器130、控制器140以及眼球追踪器150。遮光组件110、显示器120以及焦距调整器130依序耦接配置，其中焦距调整器130配置在邻近目标区TG(对应用户眼球)的位置。显示器120用以产生显示图像DIMG。控制器140耦接至遮光组件110、显示器120、焦距调整器130以及眼球追踪器150。眼球追踪器150用以针对目标区TG上的用户的眼球状态进行检测，并用以检测出用户的眼球的视觉深度信息DI。在此，视觉深度信息DI表示用户当时所观察的物体的景深值。
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示设备，包括：显示器，产生显示图像；焦距调整器，设置在目标区以及所述显示器间，用以根据控制信号以调整所述显示图像的焦距平面的位置；以及控制器，耦接所述焦距调整器，用以根据视觉深度信息以产生所述控制信号。2.一种头戴式显示设备，包括：显示器，产生显示图像；焦距调整器，设置在目标区以及所述显示器间，用以根据控制信号以调整所述显示图像的焦距平面的位置；控制器，耦接所述焦距调整器，用以根据视觉深度信息以产生所述控制信号；以及眼球追踪器，耦接至所述控制器，用以检测所述目标区上的用户的视觉深度信息。3.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，还包括：导光组件，耦接至所述显示器，以传导所述显示图像至所述目标区。4.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，还包括：遮光组件，与所述显示器耦接设置，用以决定是否遮蔽环境图像。5.根据权利要求4所述的头戴式显示设备，其中所述焦距调整器包括：电控透镜，耦接至所述控制器，根据为电气信号的所述控制信号以改变所述焦距平面。6.根据权利要求5所述的头戴式显示设备，其中所述电控透镜根据所述控制信号的电压值来调整所述焦距平面。7.根据权利要求5所述的头戴式显示设备，其中所述遮光组件以及所述焦距调整器在多个第一时间区间被开关，所述眼球追踪器在多个第二时间区间启动以检测所述视觉深度信息，所述电控透镜并在所述多个第二时间区间被启动以根据对应的视觉深度信息来调整所提供的焦距，各所述第一时间区间与各所述第二时间区间交错排列且不相重迭；所述焦距调整器也可根据使用者需求，在调整焦距同时做视力矫正，以看清楚环境图像。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡承修，张维仁，范富诚，
申请(专利权)人：宏达国际电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：