CN114252996A - 近眼式显示器装置及其颜色辨识度的增强方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种近眼式显示器装置，包括光传感器、变色片、致动信号产生器以及显示器。光传感器用以感测环境光强度以产生光强度信息。变色片用以接收影像光束。变色片依据致动信号以被启动来降低影像光束中设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束。致动信号产生器用以产生致动信号。显示器耦接光传感器。显示器接收调整后影像光束以及光强度信息，依据光强度信息以调整调整后影像光束的光强度来产生显示影像。

Description

近眼式显示器装置及其颜色辨识度的增强方法
技术领域
本发明涉及一种近眼式显示器装置及其颜色辨识度的增强方法，且特别是涉及一种可维持显示质量的近眼式显示器装置及其颜色辨识度的增强方法。
背景技术
现今改善色觉异常者的色彩辨识能力的方法有：照明式、眼镜式、影像增强等方式。其中现阶段的眼镜式采用被动式滤色片的方法，可通过降低会让该色觉异常者产生混淆的光谱辐射能量，进而达到让该色觉异常者拥有辨别原先容易混淆的颜色。但是，被动式滤色片形式的眼镜在任何场景所进入眼球的光谱辐射能量都会定量衰减，导致在昏暗场景中的视觉效果较差，增加隐性的危害风险。
发明内容
本发明是针对一种近眼式显示器装置及其颜色辨识度的增强方法，可在维持显示画面的亮度的前提下，提升颜色辨识度。
根据本发明的实施例，近眼式显示器装置包括光传感器、变色片、致动信号产生器以及显示器。光传感器用以感测环境光强度以产生光强度信息。变色片用以接收影像光束。变色片依据致动信号以被启动来降低影像光束中设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束。致动信号产生器用以产生致动信号。显示器耦接光传感器。显示器接收调整后影像光束以及光强度信息，依据光强度信息以调整调整后影像光束的光强度来产生显示影像。
根据本发明的实施例，颜色辨识度的增强方法包括：感测环境光强度以产生光强度信息；依据致动信号以被启动变色片以降低影像光束中设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束；接收调整后影像光束以及光强度信息，依据光强度信息以调整上述调整后影像光束的光强度来产生显示影像。
根据上述，本发明通过侦测环境光强度，以在当变色片被启用造成影像光束的亮度下降时，进行适度的补偿动作。如此一来，显示器可产生具有足够光强度的显示影像，在不降低显示质量的前提下，完成增强使用者颜色辨识度的动作。
附图说明
包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1示出本发明一实施例的近眼式显示器装置的示意图；
图2示出的本发明实施例的调整后影像光束的光谱的示意图；
图3示出本发明另一实施例的近眼式显示器装置的示意图；
图4示出本发明一实施例的颜色辨识度的增强方法的流程图。
附图标号说明
100、300：近眼式显示器装置；
110、310：变色片；
120、320：显示器；
130、330：光传感器；
140、340：致动信号产生器；
350：光阻隔器；
210、220、230：曲线；
RG：设定光谱范围；
EUS：致动信号；
LI：光强度信息；
IMGB：影像光束；
TIMGB：调整后影像光束；
USR：使用者；
DSPM：显示影像；
S410～S430：步骤。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
请参照图1，图1示出本发明一实施例的近眼式显示器(near-eye display)装置的示意图。近眼式显示器装置100包括变色片110、显示器120、光传感器130以及致动信号产生器140。变色片110用以接收外部环境所提供的影像光束IMGB，并接收一致动信号EUS。变色片110依据所接收致动信号EUS以被启动，并用以降低影像光束IMGB中一设定光谱范围的辐射能量，并据以产生调整后影像光束TIMGB。
在另一方面，变色片110耦接至致动信号产生器140，其中致动信号产生器140用来产生致动信号EUS。其中当近眼式显示器装置100需要执行颜色辨识度的增强动作时，则可通过致动信号产生器140以提供致动信号EUS，并依据致动信号EUS使变色片110被启动，以进行设定光谱范围的辐射能量的减低动作。
光传感器130用以感测近眼式显示器装置100所在环境的环境光强度。光传感器130并依据感测的结果来产生光强度信息LI。光传感器130并提供光强度信息LI至显示器120。在此，环境光强度与外界环境提供的影像光束IMGB的亮度实质上是相同的。
此外，调整后影像光束TIMGB被投射至显示器120。显示器120依据光强度信息LI来调整上述的调整后影像光束TIMGB的光强度，并据以产生显示影像DSPM。显示器120并提供显示影像DSPM给用户USR。
在此请注意，在本发明实施例中，可以依据一第一可见色光的波长范围与一第二可见色光的波长范围相重叠的范围来进行设定光谱范围的设定动作。请参照图2示出的本发明实施例的调整后影像光束的光谱的示意图。在图2中，曲线210、220、230分别示出三种不同可见色光(分别为蓝色光、红色光以及绿色光)的频谱图。设定光谱范围RG可以依据红色光以及绿色光波长范围相重叠的范围来设定，并通过变色片110的作用，可调低设定光谱范围RG中的红色光以及绿色光的辐射能量(如曲线220、230所示)。并经此来完成红绿色色盲的矫正动作。
请重新参照图1，由于变色片110的辐射能量的调降动作，调整后影像光束TIMGB的光强度会降低。相对于此，在本实施例的近眼式显示器装置100中，光传感器130通过感测环境光强度来产生光强度信息LI，而显示器120则依据光强度信息LI来针对调整后影像光束TIMGB的光强度进行补偿(增强)的动作。因此，显示器120可以产生具有足够光强度的显示影像DSPM，有效提升显示的质量。
附带一提的，本发明实施例中，变色片110可以为光致变色片、电致变色片或热致变色片。在当变色片110可以为光致变色片时，致动信号产生器140可产生为光信号的致动信号EUS，以启动变色片110；在当变色片110可以为热致变色片时，致动信号产生器140可产生为热信号的致动信号EUS，以启动变色片110；在当变色片110可以为电致变色片时，致动信号产生器140可产生为电信号的致动信号EUS，以启动变色片110。
附带一提的，本发明实施例的光传感器130可以是照相机，或也可以是本领域具通常知识者熟知可用以侦测光强度的任意装置，没有特别的限制。
以下请参照图3，图3示出本发明另一实施例的近眼式显示器装置的示意图。近眼式显示器装置300包括变色片310、显示器320、光传感器330、致动信号产生器340以及光阻隔器350。光阻隔器350、变色片310以及显示器320可依序平行配置在一管体中，并介于外界提供的影像光束IMG以及用户USR间。
在本实施例中，光传感器330用以感测环境光强度以产生光强度信息LI。光阻隔器350接收影像光束IMGB，并用以阻隔影像光束IMGB中的至少一设定波长成分。在本实施例中，光阻隔器350可阻隔影像光束IMGB中的红外光成分以及紫外光成分的至少其中之一。
另外，本实施例中的变色片310为一光致变色片。致动信号产生器340可为一紫外光发射器，用以发送为紫外光的致动信号EUS至变色片310，并使变色片310被启动，以降低影像光束IMGB中一设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束TIMGB；其中对应使用者USR的色弱状态可选择对应的变色片310，并通过减低使用者USR容易混淆的光谱范围的辐射强度，来使使用者USR的色弱状态可获得矫正。
显示器320接收调整后影像光束TIMGB，并接收光强度信息LI。显示器320则依据光强度信息LI以针对调整后影像光束TIMGB的光强度来进行调整，以产生显示影像DSPM。显示影像DSPM被传送至用户USR的眼球，并使用户可观察到显示影像DSPM中的正确的色彩。
在本发明实施例中，由于变色片310另接收了为紫外光的致动信号EUS，为了维持显示影像DSPM的显示质量，显示器320可并具备紫外光移除的功能，以使致动信号EUS对显示影像DSPM所造成的影响消除。
此外，当使用者USR不需要进行辨色力异常的矫正动作时，可通过停止关闭致动信号产生器340的致动信号EUS的产生动作，来使变色片310不进行设定光谱范围的辐射能量的调降动作。在此同时，显示器320也可对应不执行紫外光移除的功能。
附带一提的，本发明实施例中的近眼式显示器装置300，可应用以显示虚拟现实(Virtual Reality,VR)、扩增实境(Augmented Reality,AR)以及混合实境(MixedReality,MR)的影像显示效果。
请参照图4，图4示出本发明一实施例的颜色辨识度的增强方法的流程图。在步骤S410中，感测环境光强度以产生光强度信息。并且在步骤S420中，依据致动信号以启动变色片，用以降低变色片所接收的影像光束中一设定光谱范围的辐射能量，并产生一调整后影像光束。步骤S430中，则接收调整后影像光束以及光强度信息，依据光强度信息以针对调整后影像光束的光强度进行调整来产生显示影像。其中步骤S430可用以调高显示影像中，因变色片所降低的光强度，以维持显示影像的影像亮度，并适时增强影像亮度范围。
关于上述步骤的实施细节，在前述多个实施例中已有详细的说明，在此恕不多赘述。
根据上述，本发明对应不同使用者的不同的变色力异常的状态以及程度，可以设置合适的变色片，用以来针对设定光谱范围的辐射能量，通过调整变色片的穿透率来调降影像光束的光强度。接着，再通过环境光强度的侦测动作，可适度的针对显示影像的亮度进行补偿，维持显示的质量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种近眼式显示器装置，其特征在于，包括：
光传感器，用以感测环境光强度以产生光强度信息；
变色片，用以接收影像光束，依据致动信号以被启动来降低所述影像光束中设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束；
致动信号产生器，用以产生所述致动信号；以及
显示器，耦接所述光传感器，接收所述调整后影像光束以及所述光强度信息，依据所述光强度信息以调整所述调整后影像光束的光强度来产生显示影像。
2.根据权利要求1所述的近眼式显示器装置，还包括：
光阻隔器，接收所述影像光束，阻隔所述影像光束中的至少一设定波长成分。
3.根据权利要求1所述的近眼式显示器装置，其中所述致动信号为光信号、热信号或电信号。
4.根据权利要求1所述的近眼式显示器装置，其中所述光阻隔器用以阻隔所述影像光束的紫外光成分及红外光成分的至少其中之一。
5.根据权利要求1所述的近眼式显示器装置，其中所述设定光谱范围依据第一可见色光的波长范围与第二可见色光的波长范围相重叠的范围来设定。
6.一种颜色辨识度的增强方法，包括：
感测环境光强度以产生光强度信息；
依据致动信号以启动变色片以降低影像光束中设定光谱范围的辐射能量，并产生调整后影像光束；以及
接收所述调整后影像光束以及所述光强度信息，依据所述光强度信息以调整所述调整后影像光束的光强度来产生显示影像。
7.根据权利要求6所述的增强方法，其中在依据所述致动信号以被启动所述变色片以降低所述影像光束中所述设定光谱范围的辐射能量，并产生所述调整后影像光束的步骤前还包括：
阻隔所述影像光束中的至少一设定波长成分。
8.根据权利要求6所述的增强方法，其中所述致动信号为光信号、热信号或电信号。
9.根据权利要求6所述的增强方法，其中阻隔所述影像光束中的所述至少一设定波长成分的步骤包括：
阻隔所述影像光束的紫外光成分以及红外光成分的至少其中之一。
10.根据权利要求6所述的增强方法，其中所述设定光谱范围依据一第一可见色光的波长范围与第二可见色光的波长范围相重叠的范围来设定。
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