头部穿戴式显示系统技术方案

本发明专利技术提供一种头部穿戴式显示系统，适用穿戴于一使用者上，该系统包括：一显示单元与一显示指向单元。显示单元具有面向该使用者一脸部的一显示面，且该显示单元由多个像素组成，每一该些像素放射一影像光束。显示指向单元位于该显示单元的该显示面上，其中该显示指向单元将来自该些像素的该些影像光束缩小并导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种头部穿戴式显示系统，适用穿戴于一使用者上，该系统包括：一显示单元与一显示指向单元。显示单元具有面向该使用者一脸部的一显示面，且该显示单元由多个像素组成，每一该些像素放射一影像光束。显示指向单元位于该显示单元的该显示面上，其中该显示指向单元将来自该些像素的该些影像光束缩小并导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。【专利说明】头部穿戴式显示系统
本专利技术是有关于一种显示系统，且特别是有关于一种头部穿戴式显示系统。
技术介绍
物体影像成相于人类的眼球的视网膜的过程包括物体影像经由角膜，通过瞳孔(如相机的光圈)，而到达水晶体(相当于相机上的镜面)，而水晶体将物体影像的光聚焦于视网膜。此时视网膜上的像为倒立实像，视网膜上的视神经再感知这些光(物体影像)而产生信号并传送至大脑，大脑再产生我们知觉所知道的影像。一般成人的最佳阅读距离约为22至30公分之间。水晶体是一种可调控变焦的结构。因此，当我们看远距离的物体时，水晶体处于一自然状态。而当看近物时，水晶体会受睫状肌的控制，而调整其焦距，使近物也可清淅成像于视网膜。若长时间使用眼睛观看近物，就容易造成视力受损。而头部穿戴式显示系统便是一种非常靠近眼睛的显示装置。使用者在长时间使用头部穿戴式显示系统观看影像时，很容易造成眼睛疲劳甚至视力伤害。
技术实现思路
本专利技术提供一种头部穿戴式显示系统，即使显示单元与使用者的眼睛距离很近，使用者仍可以获得清晰的影像，而不至于觉得眼球不适。本专利技术提出一种头部穿戴式显示系统，适用穿戴于一使用者上，该系统包括:一显示单元与一显示指向单元。显示单元具有面向该使用者一脸部的一显示面，且该显示单元由多个像素组成，每一该些像素放射一影像光束。显示指向单元位于该显示单元的该显示面上，其中该显示指向单元将来自该些像素的该些影像光束缩小并导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。 在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中该显示指向单元具有多个指向结构，且配置每一该些指向结构以对应于该些像素至少其中之一。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构包括一遮光结构，以遮蔽部分来自所对应的该像素的该影像光束。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构更包括一柱状导向结构，以配置对应该指向结构的该遮光结构，且每一该些柱状导向结构将通过所对应的该遮光结构的该影像光束导向至该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些柱状导向结构，依照所对应的该像素在该显示单元的一配置位置，而具有不同的一柱状体高度，以及每一该些柱状导向结构的一柱状体上表面对应该显不面具有不同的一倾斜度。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些柱状导向结构的该柱状体上表面组成该显示指向单元的一指向单元上表面,且指向单元上表面与该显示面夹一倾斜角度。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些遮光结构遮蔽部分来自所对应的该像素的该影像光束，以使具有一特定光束行进方向的部份该影像光束通过。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中可通过每一该些遮光结构的部份该影像光束，依照每一该些遮光结构所对应的该像素在该显示单元的一配置位置，而具有不同的该特定光束行进方向。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些特定光束行径方向指向该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些遮光结构包括一液晶结构。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，还包括:一瞳孔位置检测器以及一控制器。瞳孔位置检测器用以检测该使用者的至少该眼睛的该瞳孔的一瞳孔位置。控制器连接显示指向单元与瞳孔位置检测器，根据该瞳孔位置检测器所检测的该瞳孔位置，控制该显示指向单元的每一该些液晶结构的一晶格排列，以使通过每一该液晶结构的的部份该影像光束分别指向该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构包括一透镜，以集中来自所对应的该像素的该影像光束，并将所分别集中的每一影像光束导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。在本专利技术的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中通过每一该些指向结构后的每一该些影像光束的一散射角度约小于0.1度。于本专利技术显示单元的每一像素所发出的影像光束在进入使用者的眼睛瞳孔之前，经过显示指向单元的光学处理后，每一影像光束缩小，致使每一影像光束的散射角度小于一特定范围，且光学处理后的每一影像光束的光行进方向均导向至使用者的眼睛瞳孔。因此透过使用者眼睛水晶体的折射，每一个缩小后的影像光束可在眼底视网膜上组成清晰的影像。因此，即便头部穿戴式显示系统100的显示单元与使用者的眼球之间的距离很短，但是使用者仍可接收到清晰的影像，且眼球的水晶体亦无需调整焦距，因此使用者不会因长时间使用头部穿戴式显示系统而感到眼睛疲乏并致使眼睛受损。【专利附图】【附图说明】图1绘示根据本专利技术一实施例的一种头部穿戴式显示系统简图。图2绘示根据本专利技术一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图3A绘示根据本专利技术另一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图3B绘示根据本专利技术又一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图3C绘示根据本专利技术再一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图3D绘示根据本专利技术一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图4绘示根据本专利技术又一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图5绘示根据本专利技术再一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。图6A绘示为已知影像A的光线入射瞳孔并成像于眼睛视网膜上的示意简图。图6B绘示为根据本专利技术一实施例的影像A的光线经过显示指向单元后，入射瞳孔并成像于眼睛视网膜上的示意简图。附图标号:100:头部穿戴式显示系统102:控制器104、304、404、504:显示单元304m:中央区域304p:周边区域104a、304a:显示面104b,304b,404b,504b:像素104c,304c,404c,504c:影像光束106、306、406、506:显示指向单元106a、306a、406a:指向结构160:瞳孔位置检测器120:使用者122:脸部124:眼睛126:瞳孔312、412:遮光结构314:柱状导向结构314a:柱状体上表面314b:基本柱体部份314c:三角柱体部份316:指向单元上表面412a:透光孔【具体实施方式】为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。图1绘示根据本专利技术一实施例的一种头部穿戴式显示系统简图。图2绘示根据本专利技术一实施例的显示单元与显示指向单元的剖面简图。请参照图1，本实施例的头部穿戴式显示系统100包括一控制器102、一显示单元104与一显示指向单元106。此头部穿戴式显示系统100例如是配置在一支架(例如眼镜架)上。其中此支架是以一中央支撑结构以及连结中央支撑结构两端的延伸臂结构分别架置于使用者的鼻梁以及耳朵上，以确保此支架安稳的穿戴于使用者的脸上。于一实施例中，此头部穿戴式显示系统100例如是配置在此支架的中央支撑结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头部穿戴式显示系统，适用穿戴于一使用者上，其特征在于，所述系统包括：一显示单元，其中所述显示单元具有面向所述使用者一脸部的一显示面，且所述显示单元由多个像素组成，每一所述这些像素放射一影像光束；以及一显示指向单元，位于所述显示单元的所述显示面上，其中所述显示指向单元将来自所述这些像素的所述这些影像光束缩小并导向至所述使用者的至少一眼睛的一瞳孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张耀宗，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：