CN107526165B - 头戴式个人多媒体系统、视觉辅助装置以及相关眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

头戴式个人多媒体系统、视觉辅助装置以及相关眼镜

技术领域

本发明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(physiologicalaccommodation movement)，减缓眼睛疲劳。

背景技术

关于头戴式个人多媒体系统，可参照Oculus Rift或HTC Vive。另外除了此类套装的产品之外，也有例如Google Cardboard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Oculus Rift等现有头戴式个人多媒体系统时无法佩戴眼镜，因此CN205038406 U或CN 205103492 U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CN 205038406 U或CN 205103492 U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(refractive power)，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-eye light field displays."ACM Transactions onGraphics(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US 20150235439 A1也提出了包含可变焦距单元(variable focuselement(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(spectacle magnification)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。

发明内容

本发明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，本发明进一步考量到，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，本发明提出解决方案，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CN 205038406 U或CN 205103492 U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发明所提供的好处。

特别地，本发明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，在本发明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，在本发明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。

本发明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，本发明与前述CN 205038406 U或CN 205103492 U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，因此本发明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，本发明可应用在VR、AR、与MR的系统，特别是在AR与MR等穿透式(see through)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。通过本发明，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，本发明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而调整，以抵消影像放大率变化的问题。在另一范例中，头戴式个人多媒体系统中画面的显示面与该使用者之眼睛间的距离也相应屈光调整单元所提供的屈光度而调整，以抵消影像放大率变化的问题。

本说明书中所提及的特色、优点、或类似表达方式并不表示，可以本发明实现的所有特色及优点应在本发明之任何单一的具体实施例内。而是应明白，有关特色及优点的表达方式是指结合具体实施例所述的特定特色、优点、或特性系包括在本发明的至少一具体实施例内。因此，本说明书中对于特色及优点、及类似表达方式的论述与相同具体实施例有关，但亦非必要。

参考以下说明及随附申请专利范围或利用如下文所提之本发明的实施方式，即可更加明了本发明的这些特色及优点。

附图说明

为了立即了解本发明的优点，请参考如附图所示的特定具体实施例，详细说明上文简短叙述的本发明。在了解这些图示仅描绘本发明的典型具体实施例并因此不将其视为限制本发明范围的情况下，参考附图以额外的明确性及细节来说明本发明，在附图中：

图1为本发明实施例预设观物观视基准的立体图。

图2为本发明实施例使用状态的立体图。

图3为本发明实施例预设观物观视基准与进行校正修正后的个人观视基准曲线图。(屈光度数与镜物距离之对应关系)

图4为本发明实施例另一预设观物观视基准与进行校正修正前后的曲线图。(屈光度数与环境指标(如距离)的对应关系)

图5为本发明实施例的屈光度调节量度数与镜物距离的关系图。

图6为本发明实施例的屈光度调节所花费时间与镜物距离调节速度的关系图。

图7为本发明实施例预建数据的观物焦距离与年龄的关系图。

图8为本发明实施例新设观物观视基准的立体图。(代表直接同步学习使用的智能式引用状态)

图9显示系依据本发明一具体实施例的头戴式个人多媒体系统。

图10依据本发明一具体实施例的头戴式个人多媒体系统；以及

图11a与11b系依据本发明具体实施例的视觉辅助装置。

图12系依据本发明具体实施例的头戴式个人多媒体系统的功能方块图。

图13a与13b系依据本发明具体实施例的头戴式个人多媒体系统所呈现的不同亮度的画面。

具体实施方式

本说明书中“一具体实施例”或类似表达方式的引用是指结合该具体实施例所述的特定特色、结构、或特性包括在本发明的至少一具体实施例中。因此，在本说明书中，“在一具体实施例中”及类似表达方式的用语的出现未必指相同的具体实施例。

本领域普通技术人员当知，本发明可实施为电脑系统/装置、方法或作为电脑程序产品之电脑可读介质。因此，本发明可以实施为各种形式，例如完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包含固件、常驻软件、微程序码等)，或者亦可实施为软件与硬件的实施形式，在以下会被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明亦可以任何有形的介质形式实施为电脑程序产品，其具有电脑可使用程序码储存于其上。

一个或更多个电脑可使用或可读取介质的组合都可以利用。举例来说，电脑可使用或可读取介质可以是(但并不限于)电子的、磁的、光学的、电磁的、红外线的或半导体的系统、装置、设备或传播介质。更具体的电脑可读取介质实施例可以包括下列所示(非限定的例示)：由一个或多个连接线所组成的电气连接、可携式的电脑磁片、硬碟机、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可抹除程序化只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、可携式光碟片(CD-ROM)、光学储存装置、传输介质(例如网际网路(Internet)或内部网路(intranet)之基础连接)、或磁储存装置。需注意的是，电脑可使用或可读取介质更可以为纸张或任何可用于将程序列印于其上而使得该程序可以再度被电子化之适当介质，例如藉由光学扫描该纸张或其他介质，然后再编译、解译或其他合适的必要处理方式，然后可再度被储存于电脑存储器中。在本文中，电脑可使用或可读取介质可以是任何用于保持、储存、传送、传播或传输程序码的介质，以供与其相连接的指令执行系统、装置或设备来处理。电脑可使用介质可包括其中储存有电脑可使用程序码的传播数据信号，不论是以基频(baseband)或是部分载波的型态。电脑可使用程序码之传输可以使用任何适体的介质，包括(但并不限于)无线、有线、光纤缆线、射频(RF)等。

用于执行本发明操作的电脑程序码可以使用一种或多种程序语言的组合来撰写，包括物件导向程序语言(例如Java、Smalltalk、C++或其他类似者)以及传统程序程序语言(例如C程序语言或其他类似的程序语言)。程序码可以独立软件套件的形式完整的于使用者的电脑上执行或部分于使用者的电脑上执行，部分于使用者电脑而部分于远端电脑，或完整的于远端电脑。

于以下本发明的相关叙述会参照依据本发明具体实施例的电脑装置、方法及电脑程序产品的流程图和/或方块图来进行说明。当可理解每一个流程图和/或方块图中的每一个方块，以及流程图和/或方块图中方块的任何组合，可以使用电脑程序指令来实施。这些电脑程序指令可供通用型电脑或特殊电脑的处理器或其他可程序化数据处理装置所组成的机器来执行，而指令经由电脑或其他可程序化数据处理装置处理以便实施流程图和/或方块图中所说明的功能或操作。

这些电脑程序指令亦可被储存在电脑可读取介质上，以便指示电脑或其他可程序化数据处理装置来进行特定的功能，而这些储存在电脑可读取介质上的指令构成一制成品，其内包括的指令可实施流程图和/或方块图中所说明的功能或操作。

电脑程序指令亦可被载入到电脑上或其他可程序化数据处理装置，以便于电脑或其他可程序化装置上进行一系统操作步骤，而于该电脑或其他可程序化装置上执行该指令时产生电脑实施程序以达成流程图和/或方块图中所说明的功能或操作。

其次，请参照图1至图13b，在图式中显示依据本发明各种实施例的装置、方法及电脑程序产品可实施的架构、功能及操作的流程图及方块图。因此，流程图或方块图中的每个方块可表示一模块、区段或部分的程序码，其包含一个或多个可执行指令，以实施指定的逻辑功能。另当注意者，某些其他的实施例中，方块所述的功能可以不依图中所示的顺序进行。举例来说，两个图示相连接的方块事实上亦可以皆执行，或依所牵涉到的功能在某些情况下亦可以依图示相反的顺序执行。此外亦需注意者，每个方块图和/或流程图的方块，以及方块图和/或流程图中方块的组合，可经由基于特殊目的硬件的系统来实施，或者经由特殊目的硬件与电脑指令的组合，来执行特定或操作。

<自动调节对焦学习眼镜>

如图1至图8所示，是说明本发明的自动调节对焦学习眼镜实施例。其可利用增设的环境感应器取得物镜间之距离与光线亮度等的更多的使用人周边信息，借以辅助使用者得到当下的环境条件，配合先前收集整理设定的预设观视基准或眼镜自我学习状态下的新标准观视基准进行眼镜镜片模块焦距的自动调整，若符合使用者当下视觉需求，则顺其自然，若感觉些许不对、不适当，便以动作通知眼镜进行调整，至满意后以新结果修正原预设，并记录相关数值，本发明实施例以同步地边使用边记录的学习方式，不断累积与修正，取得个人正确的观视基准，以配合眼镜上焦距变化的调节量进行快速准确的调整，相当于眼镜获取了各种人体处身之外界环境变化条件下，整个眼球的动态的生理调节所需量信息，让使用者能快速度得到更好、更准确、更舒适的辅助视觉反应，也不会过度运用原本之眼睛内水晶体，能让眼睛在最小功能运作下，即精确地通过本发明实施例得到更好的使用效果，以保护好眼睛的使用度。并且，本发明能用在青少年近视防治以及斜视、弱视训练治疗，以及进行白内障移除手术后植入人工水晶体的患者。

为达成上述目的，本发明实施例结构为：有一镜框，镜框中有一对镜片容置空间，在各镜片容置空间纳入具有一调节器的一镜片模块，在镜框有一电源与调节器构成电连接，以调整镜片模块的焦距，在镜框处有一环境感应器以将取得镜物距离与光线亮度的数值传至一控制器，由控制器依预先设定的个人观视基准计算出焦距调节量送至调节器进行镜片模块调整，让使用者于取得最佳的视觉清晰度；控制器连设有设于镜框上的一学习感应器；观视基准是通过不同年龄在不同光线亮度下进行不同距离、不同屈光度数的验光整理所得到数据预先储存于一存储器以供控制器依软件读出判别进行验证。其中控制器与存储器能设于镜框或藉镜框中的无线传输单元与镜框外的随身装备(可携式或穿戴式，如手持的手机等)与云端数据库进行连接。

特别地，其中控制器与存储器能设于镜框中。

另一方面，控制器与存储器能设于镜框或通过镜框中的无线传输单元与镜框外的随身装备(可携式或穿戴式，如手持之手机等)与云端数据库进行连接。

此外，其中观视基准是未预先设定的，镜片模块依眼科检查所设定的焦距，经由启动学习感应器开启控制器中软件的学习记忆模式，配合视觉的清晰性比对当下镜物距离、光线亮度计算出焦距调节量，将每次的数值记录于存储器形成个人自我学习的标准化的观视基准。

选择性地，其中观视基准是依年龄或眼科检查所预先设定的，预先设定的观视基准系由一人群数据库下载至存储器，该人群数据库是经由不同年龄在不同光线亮度下进行不同距离、不同屈光度数的验光整理所得到，若调节量均配合视觉的清晰性，预先设定的观视基准修正转成个人标准化的观视基准。

若调节量无法配合视觉的清晰性，经由启动学习感应器开启控制器中软件的学习模式修正存储器，配合视觉的清晰性比对当下镜物距离、光线亮度计算出焦距调节量，将每次的数值记录于存储器配合部份未更动的修正形成个人自我学习的标准化的观视基准。

另外，其中调节器能对镜片模块以一数据单元进行屈光度的焦距数值控制，镜片模块其可装载同时矫正基本屈光不正的客制化订制母镜，用以矫正近视、远视、散光、斜视。

以下将配合图示进一步说明。

在图1中，显示本发明实施例具有一镜框1，镜框1中有一对镜片容置空间10，在各镜片容置空间10分别纳入具有一调节器11的镜片模块12，镜片模块12可装载同时矫正基本屈光不正的客制化订制母镜用以矫正近视、远视、散光、斜视；镜片模块12可以参阅美国专利7934831制成。因为可以有许多组成方式，仅以上述作为实用性说明，并不用来限制。

在镜框1有一电源13与调节器11构成电连接，用调节器11调整镜片模块12的焦距，电源13能进行有线式的Mini-USB型接头式充电或其它种型式的有线式、无线式充电；另在镜框1有一环境感应器2以一距离单元取得镜物距离与以一光度单元取得光线亮度的数值传至一控制器3，由控制器3依预先设定的个人观视基准4计算出焦距调节量送至调节器11进行镜片模块12调整，让本发明的使用者能于焦距调节量在舒适的状态下瞬间同步取得最佳的视觉清晰度。

观视基准4是依年龄或眼科检查所预先设定的，预先设定的观视基准由一人群数据库下载至存储器，该人群数据库通过不同年龄(可部份参考图7)在不同光线亮度下进行不同距离、不同屈光度数的验光整理所得到数据，预先储存于一存储器5以供控制器3依软件读出判别进行验证。观视基准的焦距调节量的是通过不同年龄、不同性别、不同族群、不同眼球光学参数，依据不同环境的光线亮度下进行不同距离与不同屈光度数的预先让许多使用者验光所得到的所有数据，依此所建立的数据库，此数据库能置于云端形成共享大数据库，让预设值随用户量增加而越来越精准。人群数据库通过使用者日常生活随时随地的观视互动随时建立随时上传统计处理或下载修正，控制器3能即时对焦距调节量的数据的进行预先对应的修正推算，就是能事先预测。也就是本发明的另一个重点，运用软件进行调节量的预测，因为生活之环境多变，光线亮度不同产生的数值都不同，每个人都会因时因地因体能产生变化，这种预测是一种推定，也就是预定的观视基准。

其中控制器3与存储器5能设于镜框1或由镜框1中的无线传输单元15与镜框1外的随身装备14(可携式或穿戴式，如手持的手机等)与云端数据库进行连接。另外，可携带式设备或其他穿戴式设备内部搭载的其他类型环境感应器所测得的影像、光线亮度可以与本发明共享，拓展为镜片模块12的调节量处理参考，除了分散运算量与省电以外，也能让本发明实施例做出更接近用户满意需求的焦距变化。

其中控制器3还连设有设于镜框1上的一学习感应器16。学习感应器16能为一振动感应单元或一开关，以感应到以手指连续敲击代表要启动控制器3的学习模式，学习模式是靠当下让存储器记录下使用者移动物镜间的距离和环境的光线亮度等数值，作为推算修正对焦的屈光度数值以取代原预设数值，学习模式能为操作完成数秒之后自动关闭，以节省用电。学习模式(leaning)分成预定修正型(predict)与手动设定型(direct manual)两种使用模式。这两种类型由敲击次数区分。

本发明实施例通过环镜感测器2与使用者同步观察环境；例如：老花眼使用者，在同步过程中光线亮度275勒克司(光照度单位:光通量与面积平方公尺之比lm/m2)、距离27公分，控制器3依读入的数据驱动调节器11与镜片模块12提供预定的+2.75D调节量的观景效果，不满意时，用手指敲击镜框数次提示启动学习模式的预定修正型后，此时调节器11的变焦动作暂停，如果使用者主动将头往前移动2公分，或是将手中所持的观看物品拿近眼睛2公分，经过此一尝试移动的过程后能将物品看得最清楚(如停顿数秒)，感测器2会在当中检测变化量，当控制器3得到这个距离连续减少的过程，便判断为镜片模块12反馈的此距离(27cm)下之调节量对应之调整还需要增加，使用者处于老花眼过度矫正的状态，镜片模块12需要再增加焦距，即减少正屈光度数，控制器3获得正确信息后，控制器3会判定新距离使用原度数，而原距离需依预定的既定数值进行改变减少+0.25D；便会通知存储器5存储，将当下光线亮度值与距离前后等对应调节量修正原预定值成标准值，完成后关闭学习模式，下次再重现原距离的情境时，便自动从+2.75D调成+2.50D；反之，如果使用者通过连续的动作增加眼前物品的距离，如头往后移动，代表镜片模块12需要再增加正屈光度，通过前述相同之步骤，下次遇到同一情境，即从+2.75D调成+3.00D进行修正，完成修正预设矫正预定调节量的过程。总之，结果是载入预设数据组[27公分,+2.75D,275勒克司]，通过使用者行为分析后预测出个人化观视基准数据组[27公分，+2.50D，275勒克司]，同时得到修正值[25公分,+2.75D,275勒克司]，另外，由于亮度增加会造成人眼瞳孔会反射性收缩，视觉景深会增加，调节灵敏度也提升，所以眼镜辅助调节的需求可以减少，因此在同距离27公分，亮度650勒克司的时候，矫正度数会下调成+2.25D，即[27公分，+2.25D，650勒克司]。

控制器3通过软件中预先载入的观视基准4预估调节量的方式进行调节，如此一次一次的修正预估值成为确认，逐步建立个人化的新的标准化的观视基准4。学习模式，让使用者在不知不觉中获得越来越接近精准所需度数的回馈。

若不预先载入的观视基准4，便成为自我学习的手动设定型学习模式。若感应到敲击次数是启动直接自我学习模式的手动设定型，让使用者能通过感应器16直接调整镜片模块12焦距以得到自己最清楚观视效果(The best visual acuity)，用手指敲击镜框，并让镜框中的感应器16感应到手指接触并连续向前滑动时，镜片模块12会连续增加正屈光度，减少焦距，反之，手指接触并连续向后滑动时则减少正屈光度，增加焦距，经过此一尝试后已将物品看最清楚，即指敲击镜框数次让感应器16告知控制器3，控制器3与前述相同进行记忆结果，并关闭学习模式，存储器5便具有当下光线亮度与距离、调节量等情境之标准值，下次再重现同情境时，便自动反馈正确的调节量。上述仅作为操作说明，不是用来限制。所以本发明实施例是具有学习的功用。本发明实施例其前后调整的关系如图3与图4。

利用环境感应器2取得物镜间之距离与光线亮度等之更多的使用人周边环境信息，用以辅助使用者得到当下的环境条件，配合先前预设的观视物基准或学习的新观视基准进行眼镜各镜片焦距的自动调整，若符合使用者当下视觉需求，则顺其自然，若感觉些许不对、不适当，便以动作通知眼镜，进行调整至满意后记录数值，眼镜会自动记忆当下环境数值，以新结果修正原预设，或使用者以动作通知眼镜后，暂时用修正观视距离的方式找到最佳观视距离，眼镜会自动记忆当下环境数值，作为推测下次使用者理想的修正后标准值，以新结果逐步修正原预设值，如此一来可以在生活的环境中不断的让眼镜学习，眼镜经过使用者边使用边修正的自我记忆学习方式，眼镜取得个人化且最标准化的观视基准，以配合眼镜上焦距调整量进行快速准确的调整。另外，学习过程除了动态的焦距调整量变化外，让用眼过度疲劳者、眼球天然焦距调节能力不佳者或是老人都能快速度得到更好更准确的视觉反应。

观视基准4可以是一组表格或一套统计曲线，由发明人依眼睛在不同使用状态需求、不同生活情境下、参考年龄相关的眼睛老化的现象预先对各年龄层之人进行调节量的参数数据库统计，判定出在±0.10屈光度数单位的调节量，分别在不同光线之明暗照度下，不同距离之观视下，甚至不同行业别之习惯都一一找出对应的调节量的特征值，统计出一整套的预设的人群数据库。观视基准4即是人群数据库中的曲线预设值，当有人采用本发明后，能经验光、眼球构造测量或年龄等眼科检查因素，预先载入对应预先设定的观视基准的数据，这些数据可以位于云端供随时下载至本发明中，或能经由本发明附属的随身装备进行记录，或能直接载入镜框内的存储器，在镜框内的控制器于接收环境感应器的声波或光波或电磁波所取得的数据进行判别。这时会有基本的光线亮度就是照明的光亮度，镜物距离就是眼镜至物或人或景间的长度值。依此数据让预先设定的屈光度是否需要进行变动调整。使用者便能立即由眼镜之变化得到适合的屈光度调节量的改变。此处的调节量是指代替使用者进行大脑与眼睛视网膜间部份水晶体的调变。其调整状态如图5及图6所示。

调节量的幅度改变的是屈光度的数值，如5.0D代表的是依据使用者在视觉上的需要，水晶体因为疲劳、老化或是疾病等各种因素造成在单位时间内失去或是永久缺乏的五百度调节能力，导致的远视看不清近距离物体的倾向。所以调节器11是步进马达等类似的机构，使其能瞬间调整或缓慢调整，都由控制器进行调控，控制器通常位于镜框中，若要缩小镜框或能改设于随身装备上，目前随身装备优选者为智能手机，只要给个专用程序(如APP)，搭配无线或蓝牙传输，便能传出指令以控制调节器产生镜片模块调整动作。而本发明之镜片模块可以是至少一个镜片，或是能改变度数的人工水晶体，有如另一个眼球。

本发明如图8所示时，为不读取预先设定的观视基准4，也能在一次次的使用中，以同步进行自我验光之自我学习与设定，在记录值的不断地收集记录下，一样得到一条新设定的个人标准化的观视基准4，其能随时进行矫正或延用一长段时间，在产生不舒适时再局部进行修正。本发明以记录记忆的功能以代替使用人存下最优的选定值，当同样的情境再临时，经过感应器对环境的同步判定，便能瞬间同步进行对眼镜镜片模块度数与调整之快慢需求进行对应的调整，让使用者于不知不觉中得到一个辅助性的同步人工自动水晶体般的矫正画面出现于眼前，便能降低人体水晶体直接受到调变需求的反应度，所以是戴着智慧型的验光矫正帮手，并且也具备辅助视觉，减少用眼疲劳的提供视觉更好的观视基础。据此形成对使用者个人眼镜产生视觉最佳化的自动变焦反馈装置。于是本案与美国专利8474976与8628193的调节焦距有所不同，在于本案能有记忆修正学习的回馈设计，更完全不同于先前技术使用补充光源的方法，本发明实施例是基于最真实状态之辅助，以求得到最适合之矫正眼镜。

结论：1.不论是近视、远视、或是散光，在矫正基本度数之后，眼睛还需要调节力，才能拥有看远看近切换焦距的能力，把远近距离的物品看清楚。2.下列表格是眼睛要在远近不同距离和不同光照度下所需的调节能力，才能看清楚东西。本发明是一种自动变焦眼镜，可让调节能力丧失的人，在看远物、看近物切换的动作中，立刻补足调节需求。根据远近焦距切换的需求，由表格可以看出正常远近用眼的调节幅度至少是要+0D到+7.250D,但考虑到每个人调节需求不一样，本发明实施例提供的调节幅度是+0D到+9.00D。

如下表格为眼球在远近距离所需的调节力：

运作方式举例：假设看的目标从10公尺切换成眼前25公分距离，眼睛需要3秒内得到+4.25D的调节量，才能达到看清楚东西需求，焦距切换速度要快。

但同样是目标从10公尺切换成眼前25公分距离，老花眼残留+2.50D的调节幅度，无法达到调节需求，所以无法看清楚；又因为调节灵敏度下滑，+2.50D的变化量还需要花费1分钟进行调节，导致调节能力的残留仍无法响应用眼需求；就算配上+1.75D的一般老花眼镜还是相当不方便，那是因为迟缓的调节灵敏度，无法让眼镜的+1.75D直接和残留调节幅度+2.5D直接进行迭加，除非要花1分钟才能把东西看清楚，因此考虑到生活方便，使用老花眼镜已经失去使用意义。本发明可以靠驱动变焦镜片，直接3秒钟内提供给使用者+4.25D的调节需求量，让眼睛如同健康眼睛能快速看远、看近，切换焦距。又每个人调节需求不一样，本发明可以通过人机互动来学习每个人的调节数据，修正载入的预设数据，并记录成个人化的观视基准，让每个距离和亮度的环境都有最佳化矫正视力。

综上所述之结构，本发明运用能调整屈光度调节量的镜片模块与调节器配合环境感应器让控制器配合当时的情境输出相对于使用者自我本体感觉(subjective)选择设定的舒适视觉取用状态，能让本发明的使用者时时进行学习或眼睛矫正以适应各种状况，时时都能处于最佳矫正状态，所以能提供很好之使用性，为一完全与习知不同之机构。

<头戴式个人多媒体系统>

<系统架构>

图9显示一实施例中的头戴式个人多媒体系统100，其外型可类似于眼镜，例如可参考Oculus Rift、HTC Vive、Google Cardboard等。此外，与本发明无直接相关的的实施细节可参考现有技术中例如CN 205038406U、CN 205103492 U、US20100079356A1、US20150253574A1、US9122321B2，本文将不再赘述。值得说明的是，本案中的头戴式个人多媒体系统可实施为类似Oculus Rift或HTC Vive的套装产品，但也可以实施为类似GoogleCardboard，或是如US20100079356A1以及US20150253574A1中所揭露的模块化产品。

图9实施例中的头戴式个人多媒体系统100即为模块化产品，其具有支架102以收纳或设置各式所需的模块单元。如图所示，在此实施例中，支架102可收纳一具有显示屏幕150的移动电话300，例如Apple公司的iPhone，但不限于此。而当移动电话300被收纳入支架102时，移动电话300即可作为头戴式个人多媒体系统100中的多媒体播放器，可用以播放照片或是影片，而显示屏幕150即可作为头戴式个人多媒体系统100的显示器单元而可显示画面给使用者。

在其他未图示的实施例中，头戴式个人多媒体系统100可具有其专属的播放器以及显示器单元，而不是与其他装置(即例如移动电话300)共用播放器与显示器单元，而头戴式个人多媒体系统100的专属的显示器单元可使用LCD显示面板、LED显示面板，或是投影式的显示器。关于采用投影式的显示器的头戴式个人多媒体系统，可参考US8487838B2，其中显示画面的显示面可为半透明，使用者除了可观看到被投射的画面或是信息外，还可以通过显示面看到外面的景物。因此应可知头戴式个人多媒体系统100可以有VR、AR、或是MR的应用，本发明并不欲加以限制。但可理解的是，当使用者带上头戴式个人多媒体系统100时，不论头戴式个人多媒体系统100采用上述何种显示器单元，其所提供的显示面与使用者眼睛之间的实体距离是大致固定的。此处所谓显示面与使用者眼睛之间的实体距离是大致固定，其意义相当于如同一般使用者配戴眼镜时，若不考虑因使用者头部的剧烈晃动所造成的偏移，眼镜与使用者眼睛之间的实体距离是大致固定的。也因此在头戴式个人多媒体系统100中，使用者眼睛在观看显示面所提供的画面时，其眼睛水晶体的焦距也是大致固定的。也因此若无本发明所提供的解决方案，使用者在观看显示面所提供的画面时，其眼睛水晶体的焦距会一直保持固定，长时间下来就会导致眼睛疲劳。

此外，支架102上可具有导线(未图示)可连接移动电话300的输入输出埠口(I/Oport)，而可让支架上的其他模块单元与移动电话300信号沟通。在其他实施例中，支架上的其他模块单元与移动电话300信号沟通亦可通过无线信号(例如蓝牙)进行直接或间接的信号通信。

如图10所示，头戴式个人多媒体系统100于支架102上设置有视向检测单元110。在一实施例中，视向检测单元110的实施可参考US8487838B2或是US6456262B1中的作法，但不限定于此，本发明在此不予赘述。在另一实施例中，视向检测单元110可实施在移动电话300上，也就是与移动电话300共用，对此可参考Amazon公司的AMAZON FIRE PHONE产品。

选择性地，除了视向检测单元110，支架102上更可设置有亮度(luminance)检测单元120，亮度(luminance)检测单元120可实施为任何数目的光敏单元，例如CMOS影像检测单元、光电二极体单元，或是CCD单元，本发明此不予限制。特别要说明的是，现有技术中头戴式个人多媒体系统亦具有亮度检测单元，其只用以检测环境中的亮度，但本发明实施例中的亮度(luminance)检测单元120用以检测使用者所观看的显示单元(例如显示屏幕150)的显示面的亮度，而作为使用者眼睛所感受到的亮度，若在是画面的显示面可为半透明的情况，例如是AR或是MR的使用情境，则显示面的亮度除包含投射画面的亮度外，也可包含外界环境光线通过显示面所贡献的亮度。此外，根据不同的实施例，亮度(luminance)检测单元120可对显示面采取不同的测光模式，并视需求或视使用者的偏好而加以切换，这部份可参考相机的测光模式，例如可将显示面划分为多个小区域的矩阵测光(matrix metering)，或是仅针对特定区域的点测光(spot metering)，本发明对此并不欲加以限制。优选地，亮度检测单元120所采取的测光模式系能反映出能够被眼睛感受到的亮度，因此可着重于显示面中较靠近眼睛的部分，而给予较大的权重，或仅针对这些部分进行测光即可。

特别地，头戴式个人多媒体系统100于支架102上设置有屈光度调整单元104，其位于显示单元(例如显示屏幕150)的显示面与使用者眼睛之间。屈光度调整单元104可被控制以提供使用者眼睛在观看画面时各种不同的屈光度，并可在各种不同的屈光度间动态的切换。在一实施例中，屈光度调整单元104的实施可参考US2015235439A1中高频变焦透镜单元的作法，而实施为一薄膜变形镜片(Membrane Deformable Mirror)与相对应的驱动装置，但不限定于此，本发明在此不予赘述。

另外，头戴式个人多媒体系统100具有控制单元106，可信号连接头戴式个人多媒体系统100上其他的功能单元而进行控制。控制单元106一般包含微处理器与存储器(未图示)，可按照固件或载入的程序与参数来控制屈光度调整单元104的运作。控制单元106的实施方式可参考US2015235439A1中处理模块与数据模块，且不限定于实施于本地或远端。

值得一提的是，目前的智能手机皆具备相当强大的处理能力与数据储存能力，因此在一实施例中，以图9中的移动电话300为例，其处理资源与数据储存资源即可提供以实现控制单元106；换言之，移动电话300可执行相关的APP以供控制头戴式个人多媒体系统100的运作，因此头戴式个人多媒体系统100可不需要额外的处理器与存储器来实施控制单元106。另外，控制单元106的功能也不限于仅用于控制屈光度调整单元104的运作。

在一模块化的实施例中，上述所述各功能单元皆可单独通过可拆卸的方式设置于支架102上。或在其他实施例中，如图11a所示，视向检测单元110、屈光度调整单元104、与控制单元106可预先组装为视觉辅助装置160，并具有卡匣般的收纳壳体162，而可进一步由使用者自行插入于如图10所示之支架102上，或从支架102上移除，即如同图9中移动电话300可以插入的方式设置在支架102上且随后亦可自由移除。或是在另一实施例，亦可仅有屈光度调整单元104与控制单元106被预先组装为视觉辅助装置170，并同样地具有类似卡匣般的收纳壳体172，如图11b所示，而可进一步由使用者自行组装于支架102上，或从支架102上移除。但应可知，视觉辅助装置160或视觉辅助装置170并不必然一定要具有薄型卡匣般的收纳壳体，本发明并不限制有其他的造型或实施方式，而视觉辅助装置160或视觉辅助装置170所安装的位置应要让屈光度调整单元104位于画面与使用者眼睛之间，才能让屈光度调整单元104发挥效果。

通过上述作法，视使用者的需要，视觉辅助装置160或视觉辅助装置170可应用于现有的头戴式个人多媒体系统，例如Google Cardboard或是如US20100079356A1以及US20150253574A1所揭露的头戴式个人多媒体系统，或甚至可同时适用于其他的光学视觉设备，例如数位望远镜或显微镜，而不限于特定应用。也就是说，视觉辅助装置160或视觉辅助装置170可作为使用者可自行添加或移除的外挂装置。

图12为头戴式个人多媒体系统100的功能方块图。以下将配合图12进一步说明头戴式个人多媒体系统100的运作，而与本发明无直接相关的部份省略。

选择性地，头戴式个人多媒体系统100还具有使用者数据单元108，其具有存储器用以储存一或多笔使用者数据。使用者数据单元108首先将使用者的名称或ID进行索引。而针对每一使用者，使用者数据单元108所储存该使用者所对应的的使用者数据，其可包含使用者的年龄、性别、眼睛疾病数据(例如近视的度数)，或使用者的偏好等等。应可知，如同控制单元106，使用者数据单元108亦可实施于本地或远端。在一实施例中，使用者数据单元108更可整合在控制单元106之中。

另外，头戴式个人多媒体系统100还具有使用者身份辨识单元109，例如可通过使用者的指纹或是要求使用者输入密码来辨识出使用者的名称或ID。值得一提的是，使用者数据单元108或使用者身份辨识单元109亦可通过移动电话300来实施，对此可参考Apple公司在其iPhone产品上所使用的Touch ID。但应可知，类似Touch ID的指纹辨识器109亦可直接设置于如图10所述之支架102上。

在一实施例中，当使用者开始使用头戴式个人多媒体系统100时，首先由使用者身份辨识单元109辨识出使用者的身份，进而使用者数据单元108根据使用者的身份确定出该使用者所对应的的使用者数据，并提供给控制单元106。接着控制单元106根据被确定出的使用者数据，从预先载入的多个控制设定档(profile)CP1-CPn中选出适当的控制设定档，例如控制设定档CP1。而在使用者观看画面时，控制单元106可根据当下其存取的数据(例如视向检测单元110或亮度检测单元120所馈入的数据，更多细节描述于后)，而进一步从控制设定档CP1(例如可实施为查对表)中决定出其所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度。可想见地，屈光度调整单元104所提供的屈光度也会随着控制单元106所得到数据的不同或变化而动态改变。

在一实施例中，特别是在控制单元106同时也实施为多媒体播放器的实施例中，控制单元106可预先载入有使用者所观看的画面中各影像单元(image element)的在画面中的分布状态以及其所对应的深度(depth)数据，因此根据视向检测单元110所检测到使用者之视向，控制单元106可判断出使用者正在关注画面中何者影像单元，此部份可参考US6456262B1。选择性地，控制单元106也可预先载入有使用者所观看的画面像素的色阶分布(image hisogram)数据，而可作为该画面的亮度数据，或是画面中特定区域的亮度数据。

进一步图13a与图13b。图13a与图13b所示的画面相似，皆具有物件A与物件B，图13a所示为一白天的场景，也就是画面的平均亮度较高；相较之下，图13b所示为一夜晚的场景，也就是画面的平均亮度较低。另外应可知，图13a与图13b所示可为数位照片(另如一全景照片)或是一段影片中的一图框(frame)。

首先以图13a加以说明。画面中具有物件A与物件B，且物件A的深度被预先设定为大于物件B的深度，换言之，相对来说，物件A被设定为远景，而物件B被设定为近景。在另一实施例中，物件A与物件B的深度信息可通过控制单元106对画面进行场景辨识而得到，例如物件A被辨识为高山而自动被设定为远景而被指派较大的深度。

而当根据视向检测单元110所检测的结果，控制单元106判断出使用者正在关注画面中被设定为远景的物件A，控制单元106根据控制设定档CP1中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是2.5D；但若控制单元106判断出使用者正在关注画面中被设定为近景的物件B，控制单元106根据控制设定档CP1中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是1.25D。

必须说明的是，物件A与物件B分别到使用者眼睛之间的实际上距离是大致相同的，也就是显示面到使用者眼睛的距离。因此，若当屈光度调整单元104提供屈光度2.5D而可让使用者看清楚物件A，则理论上使用者同时也可看清楚物件B，而不需要把屈光度调成1.25D，但此时水晶体的焦距也会保持在相同的焦距。通过上述本发明实施例，当使用者关注远景的物件A时，由于屈光度调整单元104提供一聚焦能力较大的屈光度，因此可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，当使用者关注近景的物件B时，由于屈光度调整单元104提供一聚焦能力较小的屈光度，因此可驱使眼睛本身调整到一聚焦能力较大的屈光度，即如同眼睛观看真实世界的近景。也因为随着使用者所关注的物件或是区域改变，屈光度调整单元104提供屈光度也随之改变，因此眼睛水晶体的焦距也会被驱动着改变，而不会一直保持在固定的焦距，而可减缓眼睛的疲劳。此外应可知，屈光度可为正值或负值，屈光度为正值一般表示其具有聚焦能力，屈光度为负值则表示相反，即其具有散焦能力。举例来说，屈光度+6.00D所对应的聚焦能力大于屈光度+3.00D所对应的聚焦能力，屈光度+2.00D所对应的聚焦能力大于屈光度-3.00D所对应的聚焦能力所对应的聚焦能力，屈光度-3.00D所对应的聚焦能力大于屈光度-5.00D所对应的聚焦能力。

图13b所示与图13a相似，因此相同处不再赘述，其差异在于图13b中的画面亮度较低，因此屈光度调整单元提供一聚焦能力较小的屈光度，因此驱使眼睛本身调整到一聚焦能力较大的屈光度，即如同眼睛观看一真实世界的黑夜。基于此，同样是控制单元106判断出使用者正在关注画面中被设定为远景的物件A，此时控制单元106根据控制设定档CP1中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度例如是1.5D，其聚焦能力小于图13a(白天)中使用者关注物件A时所提供的2.5D；相似地，同样是控制单元106判断出使用者正在关注画面中被设定为近景的物件B，此时控制单元106根据控制设定档CP1中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度例如是0.25D，其聚焦能力也小于图13a(白天)中使用者关注物件A时所提供的1.25D。

在上述图13a与图13b的范例中，是针对相同的使用者的状况。另外说明的是，针对不同使用者，控制单元106可选用不同的控制设定档，例如控制设定档CP2。举例来说，同样是判断出另一使用者正在关注图13a画面中被设定为远景的物件A，控制单元106根据控制设定档CP2中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是3D，而不同于前述范例中的2.5D；若控制单元106判断出使用者正在关注图13a画面中被设定为近景的物件B，控制单元106根据控制设定档CP2中决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是1.5D，而不同于前述范例中的1.25D。

值得说明的是，在上述图13a与图13b的范例中，控制单元106根据整个画面的平均亮度来决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度。在另一实施例中，控制单元106可根据根据视向检测单元110所检测的结果，判断出画面中使用者所正在关注的区域，因此控制单元106也可根据该关注区域(而不是整个画面)的平均亮度来决定出所要控制屈光度调整单元104来提供的屈光度。

在另一实施例中，控制单元106并无预先载入画面的亮度信息，因此控制单元106可与亮度检测单元120连接，而根据亮度检测单元120测光的结果来产生亮度数据，这种作法特别有利于例如是AR或是MR的使用情境，因为使用者的眼睛了画面的亮度之外还会感受到外界环境光线。而如前所述，优选地亮度检测单元120可着重于显示面中较靠近眼睛的部分进行测光。

此外，在一实施例中，每一控制设定档(profile)CP1-CPn还可规定屈光度可变动的范围以及变动的灵敏度(每单位时间屈光度增加或减少的幅度)，因为在某些情况，屈光度的调整太剧烈或太快可能会让某些使用者感觉不适。举例来说，控制设定档(profile)CP1的屈光度调整单元104所提供的屈光度可设定在+0D到+9.00D间的范围变动，而变动的程度可设定不超过每秒1D；但在控制设定档(profile)CP2的屈光度调整单元104所提供的屈光度可设定在+0.25D到+8.00D间的范围变动，而变动的程度可设定不超过每秒0.75D。一般来说，老年人眼睛因为老花，屈光度的变化程度优选为相对平缓。

另外需加以强调的是，当实作时，控制设定档(profile)CP1-CPn中各个参数之值可考量到屈光度调整单元104的硬件限制以及使用者的需求与偏好，或根据实际使用者的验光与校正结果，因此本发明对此并不欲加以限定。此外，在屈光度调整单元104可针对左右眼分别进行调整的实施例中，控制设定档(profile)CP1-CPn各个参数又可进步针对左右眼有不同的设定值，而且在实作上这是较优的作法，因为以近视为例，使用者左右两眼的度数通常都是不同的。

此外，针对近视的使用者，屈光度调整单元104所提供的屈光度可设定在-3.00D到+6.00D间的范围变动，因此可同时矫正基本度数，让使用者不需配戴眼镜亦可使用头戴式个人多媒体系统100。或在另一实施例中，屈光度调整单元104所提供的屈光度仍然设定在0D到+9.00D间的范围变动，但头戴式个人多媒体系统100可在光路上另外提供可自由插入或移除的矫正镜片(未图示)，来提供例如-3.00D的屈光度，因此屈光度调整单元104与此矫正镜片(当插入至光路时)可共同提供的屈光度即在-3.00D到+6.00D间的范围变动，但应注意矫正镜片所提供的屈光度一般来说为固定值，而由屈光度调整单元104来负责屈光度的动态变化。在其他实施例中，亦可参考前述CN 205038406 U或CN 205103492 U的作法来矫正近视基本度。

在另一选择性实施例中，如图12所示，头戴式个人多媒体系统100更包含一空间位置追踪(position tracking)装置130。当使用者使用头戴式个人多媒体系统100，空间位置追踪装置130可用以检测使用者头部的运动，特别是、但不限于、检测使用者头部的前后移动。关于空间位置追踪装置130的实施方式，可参考Oculus Rift或HTC Vive，或US20090237355，本发明并不欲限制。

空间位置追踪装置130可将所检测到的运动数据也馈送给控制单元106，作为参数提供给控制单元106以控制屈光度调整单元104。在本实施例中，空间位置追踪装置130系主要作为视向检测单元110的辅助。当两者配合使用时，控制单元106可更精准地判断出使用者所关注的物件，而决定出更适当的屈光度。举例来说，若空间位置追踪装置130检测到使用者的头部前倾，控制单元106可借此判断出使用者想要更仔细地观看画面中的近景的物件，若空间位置追踪装置130检测到使用者持续往其左前方的方向走动，也可借此判断出使用者画面中的左方的物件感到兴趣。

另一方面，根据空间位置追踪装置130所检测到使用者移动的方向与距离，画面中物件原本所设定的深度也会相对应改变，也就是原本被设定为远景的物件可逐渐“靠近”使用者变成近景，因此屈光度调整单元104所提供的屈光度也可相对应地连续调整而减少(即驱使眼睛本身逐渐调整到聚焦能力较大的屈光度)。同时，根据所检测到使用者移动的速度，控制单元106可更适当地控制屈光度调整单元104其屈光度变化的程度。

此外，选择性地，例如在控制单元106同时也实施为多媒体播放器的实施例中，控制单元106更通信地连接并控制显示屏幕150。当控制单元106控制该屈光度调整单元104提供不同的屈光度时，也同时控制显示屏幕150以不同的显示区域来放大或缩小提供给使用者的画面，以适应影像放大率变化的问题。以图13a为例，例如起初控制单元106先判断出使用者正在关注画面中被设定为近景的物件B，其控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是-2.5D，而随后当控制单元106判断出使用者改为关注画面中被设定为远景的物件A，其控制屈光度调整单元104来提供的屈光度，例如是3.5D，但相较于屈光度为-2.5D时，此时控制单元106亦控制显示屏幕150提供给使用者较小的画面(例如通过关闭(或显示黑色)屏幕外围的像素而仅使用中间的像素来显示画面，或是通过其他方法来减少画面的可视面积)，来抵消因为屈光度变大所导致的放大效应。一般而言，屈光率大约变化1D会产生1.5％的放大率变化。也就是说使用者看近景的物件B(屈光率设定为-2.5D D)，突然又看远景的物件A(屈光率设定为3.5D)，其将带来的6D落差的变化量。若无调整，使用者所感知的影像突然放大9％，因此，屏幕上的画面必须瞬间缩小9％来抵销这个效应。应可知实际屈光率所导致的放大率变化程度会因人以及因所使用的设备而异，因此实际上屏幕画面所要缩放的程度也应需要通过个人化校正才会准确。

在另一实施例中，显示屏幕150可具有一步进马达(未图示)，借此可微幅调整其显示面距离使用者眼睛的距离。一样以图13a为例，是说使用者看近景的物件B(屈光率设定为-2.5D D)，突然又看远景的物件A(屈光率设定为3.5D)，其将带来的6D落差的变化量。若无调整，使用者所感知的影像突然放大9％，而在此实施例中，控制单元106亦控制显示屏幕150以增加其显示面与使用者眼睛的距离(例如约1公分)来抵销这个放大效应。同样地如上所述，实际屈光率所导致的放大率变化程度会因人以及因所使用的设备而异，因此实际上显示面与使用者眼睛的距离所要调整的程度应需要通过个人化校正才会准确。

在不脱离本发明精神或必要特性的情况下，可以其他特定形式来体现本发明。应将所述具体实施例各方面仅视为解说性而非限制性。因此，本发明的范畴如随附申请专利范围所示而非如前述说明所示。所有落在申请专利范围之等效意义及范围内的变更应视为落在申请专利范围的范畴内。

【符号说明】

镜框 1

环境感应器 2

控制器 3

观视基准 4

存储器 5

镜片容置空间 10

调节器 11

镜片模块 12

电源 13

随身装备 14

无线传输单元 15

学习感应器 16

头戴式个人多媒体系统 100

支架 102

屈光度调整单元 104

控制单元 106

使用者数据单元 108

使用者身份辨识单元 109

视向检测单元 110

亮度检测单元 120

空间位置追踪装置 130

显示屏幕 150

视觉辅助装置 160、170

移动电话 300

控制设定档 CP1、CP2、CPn

物件 A、B

Claims (13)

1.一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；

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；

所述控制单元根据被确定出的使用者数据从预先载入的多个控制设定档中选出适当的设定档，以决定出所要控制的屈光度调整单元来提供的屈光度；

所述控制设定档中还规定有屈光度可变动的范围以及变动的灵敏度，且所述控制设定档中的各个参数值考量到使用者的需求与偏好以及使用者的验光与校正结果；

所述控制单元还与所述显示器单元通信地连接，所述控制单元在控制所述屈光度调整单元提供不同的屈光度时，同时控制所述显示器单元以不同的显示区域来放大或缩小提供给使用者的画面，以适应影像放大率变化；其中屈光度所导致的放大率变化程度会因人而异，所述控制单元控制屏幕画面所要缩放的程度需通过个人化校正，其中个人化校正是指匹配个人观视最舒适的适应调整；

所述控制单元控制所述屈光度调整单元动态调整其所提供的屈光度以诱使眼睛的水晶体进行生理调节运动而由此减缓眼睛的疲劳。

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身份辨识单元，用以辨识所述使用者身份。

8.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。

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。

10.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度时，还控制所述显示器单元以一第一放大率显示所述画面，而当所述控制单元控制所述屈光度调整单元提供所述第二屈光度时，还控制所述显示器单元以一第二放大率显示所述画面。

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度时，还控制所述显示器单元以一第一显示区域显示所述画面，而当所述控制单元控制所述屈光度调整单元提供所述第二屈光度时，还控制所述显示器单元以一第二显示区域显示所述画面。

12.根据权利要求11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，而所述第一显示区域的可视面积小于所述第二显示区域的可视面积。

13.一种视觉辅助装置，能拆卸式地安装于一头戴式个人多媒体系统中，所述头戴式个人多媒体系统包含一显示器单元以提供一固定显示面以显示一画面给使用者，所述视觉辅助装置包含：

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；

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；

所述控制单元根据被确定出的使用者数据从预先载入的多个控制设定档中选出适当的设定档，以决定出所要控制的屈光度调整单元来提供的屈光度；

所述控制设定档中还规定有屈光度可变动的范围以及变动的灵敏度，且所述控制设定档中的各个参数值考量到使用者的需求与偏好以及使用者的验光与校正结果；

所述控制单元还与所述显示器单元通信地连接，所述控制单元在控制所述屈光度调整单元提供不同的屈光度时，同时控制所述显示器单元以不同的显示区域来放大或缩小提供给使用者的画面，以适应影像放大率变化；其中屈光度所导致的放大率变化程度会因人而异，所述控制单元控制屏幕画面所要缩放的程度需通过个人化校正，其中个人化校正是指匹配个人观视最舒适的适应调整；

所述控制单元控制所述屈光度调整单元动态调整其所提供的屈光度以诱使眼睛的水晶体进行生理调节运动而由此减缓眼睛的疲劳。

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