CN112130320A - 头戴型显示装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

一种头戴型显示装置及其调整方法。调整方法包括以下步骤。以一眼球侦测装置侦测一使用者的一眼球位置。依据眼球位置取得一眼球信息。取得眼球信息与透光镜片间的一比对结果。依据比对结果调整透光镜片的位置。

Description

头戴型显示装置及其调整方法

技术领域

本发明是有关于一种头戴型显示装置及其调整方法，且特别是有关于一种可调整透光镜片位置的头戴型显示装置及其调整方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)以及增强现实(Augmented Reality，AR)技术可应用于头戴显示装置，以提供使用者更佳的影像体验以及临场感。

然而，随着人的双眼瞳孔距离(Interpupillary Distance，IPD)的不同，对VR装置及AR装置的观看感受度亦有所不同。例如对于VR装置而言，由于多个不同的使用者的IPD可能有所不同，于是某些使用者在戴上此类型的装置时容易产生头晕的现象。对于AR装置而言，也可能无法使观看者确切得到镜面中完整的影像信息，进而影响观看品质。

发明内容

本发明是有关于一种头戴型显示装置及其调整方法，可依据不同使用者自动进行透光镜片的位置调节，让使用者能获得较佳的观看品质。

根据本发明的一方面，提出一种头戴型显示装置。头戴型显示装置包括一承载架、一透光镜片、一眼球侦测装置、一驱动器以及一控制器。透光镜片可移动地设置于承载架上。眼球侦测装置设置于透光镜片上，用以侦测一使用者的一眼球位置。驱动器用以带动透光镜片移动。控制器耦接于眼球侦测装置及驱动器，用以依据眼球位置取得一眼球信息、取得眼球信息与透光镜片间的一比对结果、并依据比对结果指示驱动器调整透光镜片的位置。

根据本发明的另一方面，提出一种用于调整一头戴型显示装置的一透光镜片位置的调整方法。调整方法包括以下步骤。首先，以一眼球侦测装置侦测一使用者的一眼球位置。接着，依据眼球位置取得一眼球信息。接着，取得眼球信息与透光镜片间的一比对结果。最后，依据比对结果调整透光镜片的位置。

为了对本发明上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下：

附图说明

图1为依照本发明一实施例的头戴型显示装置的方块图。

图2为图1的头戴型显示装置的示意图。

图3为依照本发明一实施例的用于头戴型显示装置的调整方法的流程图。

图4为依照本发明另一实施例的侦测使用者的眼球位置的步骤的流程图。

图5为依照本发明再一实施例的用于头戴型显示装置的调整方法的流程图。

图6A至图6C为调整透光镜片位置的一范例的示意图。

图中：10、30：调整方法

100：头戴型显示装置

110：控制器

120：眼球侦测装置

130：驱动器

131：第一驱动器

132：第二驱动器

140：红外线摄像装置

141：第一红外线摄像装置

142：第二红外线摄像装置

150：环境光感测器

151：第一环境光感测器

152：第二环境光感测器

160：承载架

170：透光镜片

171：第一镜片

172：第二镜片

C：中央线

D1：第一方向

D2：第二方向

E1、E2：眼球

S12、S14、S16、S18、S22、S222、S224、S226、S32、S322、S323、S324、S325、S3251、S3252、S326、S34、S36、S38：步骤

具体实施方式

图1为依照本发明一实施例的头戴型显示装置100的方块图，图2为图1的头戴型显示装置100的示意图。

请参照图1和图2，头戴型显示装置100例如是头戴型虚拟现实装置，如增强现实装置。头戴型显示装置100包括控制器110、眼球侦测装置120、驱动器130、投影器(未绘制)、承载架160、透光镜片170。透光镜片170可包括第一镜片171及第二镜片172，投影器可包括第一投影器及第二投影器(未绘制)。第一投影器及第二投影器可分别将影像投射至第一镜片171及第二镜片172，以将影像与环境景色结合而构成增强现实。

透光镜片170可移动地设置于承载架160上。在一实施例中，第一镜片171及第二镜片172可各自独立地相对于承载架160移动。

眼球侦测装置120设置于透光镜片170上，可与透光镜片170一起移动，用以侦测使用者的眼球位置。控制器110耦接于眼球侦测装置120及驱动器130。驱动器130例如为一微型马达，用以带动透光镜片170移动。驱动器130可包括第一驱动器131及第二驱动器132，分别用以带动透光镜片170的第一镜片171及第二镜片172移动，使第一镜片171及第二镜片172各自独立地相对于承载架160移动。

图3为依照本发明一实施例的用于头戴型显示装置100的调整方法10的流程图。

请参照图1至图3，在步骤S12，以眼球侦测装置120侦测使用者的眼球位置。举例来说，眼球侦测装置120例如可使用红外线或是其它波段电磁波的侦测装置，本发明对此不加以限制。

在步骤S14，控制器110依据眼球位置取得眼球信息。举例来说，控制器110可依据眼球位置计算一眼球面积，以取得与眼球相关的信息。

在步骤S16，控制器110取得眼球信息与透光镜片170间的比对结果。举例来说，控制器110可比较眼球相关信息与透光镜片170之间的相互位置，以取得比对结果。

在步骤S18，控制器110依据比对结果，指示驱动器130调整透光镜片170的位置。举例来说，控制器110可根据眼球相关信息与透光镜片170之间的相互位置，指示驱动器130调整透光镜片170的位置。

图4为依照本发明另一实施例的侦测使用者的眼球位置的步骤S22的流程图。

请参照图1、图2及图4，在一实施例中，眼球侦测装置120可包括红外线摄像装置140。在步骤S222，红外线摄像装置140发射一入射光至使用者的眼球。举例来说，红外线摄像装置140可包括第一红外线摄像装置141及第二红外线摄像装置142，分别设置于透光镜片170的第一镜片171及第二镜片172上，以分别发射入射光至使用者的眼球E1及眼球E2。

在步骤S224，红外线摄像装置140接收入射光从眼球反射的反射光。举例来说，第一红外线摄像装置141及第二红外线摄像装置142分别接收从眼球E1及眼球E2反射的反射光。

在步骤S226，红外线摄像装置140依据反射光侦测眼球位置。举例来说，第一红外线摄像装置141可依据从眼球E1反射的反射光，以点状轮廓的方式侦测眼球E1的坐标；第二红外线摄像装置142可依据从眼球E2反射的反射光，以点状轮廓的方式侦测眼球E2的坐标。

图5为依照本发明再一实施例的用于头戴型显示装置100的调整方法30的流程图。

请参照图1、图2及图5，在一实施例中，眼球侦测装置120还可包括环境光感测器150，用以侦测环境光强度。由于透光镜片170属可透光材质，使得人眼可能因受到环境光源的照射而影响从眼球反射的反射光强度，造成反射光的反射光强度较低而没有办法由眼球侦测装置120所侦测到。因此，在步骤S32里，以眼球侦测装置侦测使用者的眼球位置的步骤中，还需进一步考量环境光强度的因素。

在步骤S322中，类似步骤S222，红外线摄像装置140发射一入射光至使用者的眼球。在此不再赘述。

在步骤S323，环境光感测器150侦测使用者目前所处环境的环境光强度。举例来说，环境光感测器150可包括第一环境光感测器151及第二环境光感测器152，分别设置于透光镜片170的第一镜片171及第二镜片172上，以分别侦测第一镜片171及第二镜片172附近的环境光强度。

上述步骤S322、步骤S323的顺序可先后或同时执行，本发明对此不加以限制。

在步骤S324，类似步骤S224，红外线摄像装置140接收入射光从眼球反射的反射光。在此不再赘述。

在步骤S325，控制器110进一步依据红外线摄像装置140所侦测的反射光的反射光强度及环境光感测器150所侦测的环境光强度，调整红外线摄像装置140的入射光的入射光强度。

详细地说，在步骤S3251，当反射光的反射光强度低于一预设值时，表示此时的反射光因反射光强度太弱而无法由红外线摄像装置140所接收，使红外线摄像装置140无法侦测眼球位置。在此情况下，如步骤S3252，控制器110提供一补偿值以增强入射光的入射光强度。

举例来说，控制器110可根据(式1)来调整入射光的入射光强度。

其中IR_E是入射光的入射光强度；ALS是环境光强度；IR_R是反射光的反射光强度；IR_C是补偿值，其与环境光强度相关。通过(式1)，每当反射光的反射光强度低于一预设值时，控制器110便提供一补偿值，例如是通过一查阅表来得到所述补偿值，以改变入射光的入射光强度，使反射光可为红外线摄像装置140所接收。

当反射光可为红外线摄像装置140所接收后，执行步骤S326。在步骤S326，类似步骤S226，红外线摄像装置140依据反射光侦测眼球位置。在此不再赘述。

接着，在步骤S34，控制器110依据眼球位置计算一眼球面积，以眼球面积作为眼球信息。

在步骤S36，控制器110判断眼球面积是否坐落于标准范围内，以取得眼球信息与透光镜片170间的比对结果。举例来说，请参照图6A至图6C，为调整透光镜片(如第二镜片172)位置的一范例的示意图。如图6A和图6C所示，图6A为眼球面积整体坐落于第二镜片172的中央(如中央线C)朝第一方向D1的方位，图6C为眼球面积整体坐落于第二镜片172的中央(如中央线C)朝第二方向D2的方位。

此处所指的眼球面积，可指眼球E2的眼珠面积。控制器110可比较眼球E2的眼珠及第二镜片172的相对位置，判定是否坐落于标准范围内。若坐落于第二镜片172的中央线C的左(如第一方向D1)、右(如第二方向D2)两方向的眼珠面积均为约55％以下，如图6B所示，则判定坐落于标准范围内，此时不需调整第二镜片172的位置，则回到图5的步骤S325，再去根据使用者目前所处的环境来决定是否调整红外线摄像装置140的入射光的入射光强度。

请参照图1、图2、图5、图6A及图6C。在图6A中，眼球E2的眼珠约有70％的面积坐落于第二镜片172的中央线C朝第一方向D1的方位；在图6C中，眼球E2的眼珠约有80％的面积坐落于第二镜片172的中央线C朝第二方向D2的方位。在这两种情况下，控制器110均判定并未坐落于标准范围内，此时执行步骤S38，控制器110指示驱动器130移动透光镜片170。

举例来说，在图6的例子中，控制器110指示第二驱动器132朝第一方向D1移动第二镜片172，以使眼球E2的眼珠面积坐落于标准范围内；在图6C的例子中，控制器110指示第二驱动器132朝第二方向D2移动第二镜片172，以使眼球E2的眼珠面积坐落于标准范围内。

通过上述实施例所提供的头戴型显示装置及其调整方法，可依据不同使用者自动进行透光镜片的位置调节，让使用者能获得较佳的观看品质。此外，在不同的环境下，更可根据目前的环境条件解决不易进行眼球侦测的问题。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种头戴型显示装置，包括：

一承载架；

一透光镜片，可移动地设置于该承载架上；

一眼球侦测装置，设置于该透光镜片上，用以侦测一使用者的一眼球位置；

一驱动器，用以带动该透光镜片移动；以及

一控制器，耦接于该眼球侦测装置及该驱动器，用以依据该眼球位置取得一眼球信息、取得该眼球信息与该透光镜片间的一比对结果、并依据该比对结果指示该驱动器调整该透光镜片的位置。

2.如权利要求1所述的头戴型显示装置，其特征在于，该眼球侦测装置包括一红外线摄像装置，用以发射一入射光至该使用者的一眼球、接收该入射光从该眼球反射的一反射光、及依据该反射光侦测该眼球位置，该控制器还依据该眼球位置计算一眼球面积，以取得该眼球信息。

3.如权利要求2所述的头戴型显示装置，其特征在于，该眼球侦测装置还包括：一环境光感测器，用以侦测一环境光强度；

该控制器还依据该反射光的反射光强度及该环境光强度，调整该入射光的入射光强度。

4.如权利要求3所述的头戴型显示装置，其特征在于，当该反射光的反射光强度低于一预设值时，该控制器还提供一补偿值以增强该入射光的入射光强度，该补偿值与该环境光强度相关。

5.如权利要求2所述的头戴型显示装置，其特征在于，

当该眼球面积整体坐落于该透光镜片中央朝一第一方向的方位时，该控制器指示该驱动器朝该第一方向移动该透光镜片；以及

当该眼球面积整体坐落于该透光镜片中央朝一第二方向的方位时，该控制器指示该驱动器朝该第二方向移动该透光镜片。

6.一种调整方法，用于调整一头戴型显示装置的一透光镜片位置，包括：

以一眼球侦测装置侦测一使用者的一眼球位置；

依据该眼球位置取得一眼球信息；

取得该眼球信息与该透光镜片间的一比对结果；以及

依据该比对结果调整该透光镜片的位置。

7.如权利要求6所述的调整方法，其特征在于，

以该眼球侦测装置侦测该使用者的该眼球位置的步骤包括：

发射一入射光至该使用者的一眼球；

接收该入射光从该眼球反射的一反射光；及

依据该反射光侦测该眼球位置；

依据该眼球位置取得该眼球信息的步骤包括：

依据该眼球位置计算一眼球面积，以取得该眼球信息。

8.如权利要求7所述的调整方法，其特征在于，以该眼球侦测装置侦测该使用者的该眼球位置的步骤还包括：

侦测一环境光强度；以及

依据该反射光的反射光强度及该环境光强度，调整该入射光的入射光强度。

9.如权利要求8所述的调整方法，其特征在于，依据该反射光的反射光强度及该环境光强度调整该入射光的入射光强度的步骤包括：

当该反射光的反射光强度低于一预设值时，提供一补偿值以增强该入射光的入射光强度，该补偿值与该环境光强度相关。

10.如权利要求7所述的调整方法，其特征在于，依据该比对结果调整该透光镜片的位置的步骤包括：

当该眼球面积整体坐落于该透光镜片中央朝一第一方向的方位时，朝该第一方向移动该透光镜片；以及

当该眼球面积整体坐落于该透光镜片中央朝一第二方向的方位时，朝该第二方向移动该透光镜片。

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