CN1940635A

CN1940635A - 具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器

Info

Publication number: CN1940635A
Application number: CN 200510105006
Authority: CN
Inventors: 欧淑芳
Original assignee: DAXUE OPTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DAXUE OPTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2025-09-26
Also published as: CN100432744C

Abstract

一种具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，该头戴式显示器包含一用于发射及接收无线信号的收发机；一连接到该收发机上的天线，用于发射或接收信号；一数字内容储存器；一连接到该数字内容储存器的信号处理单元，该信号处理单元用于接收来自该数字内容储存器的信号，且然后处理该接收的信号；一声音输入单元，用于接收输入的语音，然后将该语音转换成语音信号；一声音播放单元，连接到该信号处理单元，以播放语音；一影像显示单元，连接到该信号处理单元，该影像显示单元安装在该头戴式显示器中以显示调整的显示影像，该影像可以为穿戴该头戴式显示器的使用者之至少一眼所看到。

Description

具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器

技术领域

本发明涉及一种头戴式显示器，尤其是具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器。

背景技术

手机已为目前生活上不可或缺的必需品，几乎是人手一机，而在某些情况下，某些人必需穿戴头戴式显示器，例如具有眼疾者必需穿戴头戴式显示器，因此可以看到清楚的影像。在许多的新应用中，其中有某些尚在研发阶段，显示器以头戴式显示器的方式呈现，使得使用者可以直接且方便地从该头戴式显示器看到该影像，如一场电影、网页、文件等，但是如果当一使用者穿戴该头戴式显示器而又要接听手机等，则显然地非常不方便。因此在大部份的情况下，该名使用者必需摘下该头戴式显示器，显然两者不能并用。

下文中列出一些与头戴式显示器相关的发明可作为参考。

在美国专利US6,369,952中提出一头戴式显示装置(HMD)，以传送一产生的影像给予使用者观视，该产生的影像最好结合外界的影像。该头戴式显示装置中包含一外壳部以将光学组件固定在该外壳部内，由至少两个罩幕遮避一影像产生器以提供高品质的影像。该装置尚包含一可拿掉的安装遮避单元或可动作的装置，且将显示屏从一穿透式的透镜转换成显像器，而且可以进行反向的转换。该装置可以安装在使用者的头部，而仍允许使用者使用传统式的眼镜，而且可以轻易地与该HMD分开，而使得HMD可单独使用(例如用于看电影)。

在美国专利US6,611,385提出一可穿戴式的显示系统，该系统包含一显示面板以显示依据预定的方式处理的信号。该可穿戴的显示系统包含一光栅，以从该显示面板上输出信号，一光波导以经由该光栅导引信号，一放大透镜以放大该经由光波导放大的信号，且将该信号显示给予使用者的眼睛，结合一或多个基体而形成光波导。依据可穿戴的显示系统，可以调整地安装该光波导以符合规格，且更进一步个别制造且安装该光波导；因此，应用最少的时间及努力制造该头戴式显示系统。

在美国专利US5,991,084中提出一精致型虚像显示系统，其包含一微显示器，一包含三个面的第一光放大装置，一显示输入面，一反射/穿透面，及一反射式第一放大组件面，及一第二放大光装置；显示标的的光进入在该显示输入面的第一光放大装置。该光在该第一光放大装置内传播，使得该光投射到背反射式穿透面之一区域，该面至少有一部份在该第二光放大装置所提供的视域内，以对应该反射/穿透面之第一角度的反射/穿透面，使得光由反射/穿透面上反射，且导向该反射式第一放大组件面。该第一放大组件面反射对应到来源标的光，如一放大的虚像，然后该放大的虚像在该第一光放大装置内以一对应该反射/穿透面之第二入射角传送回该反射/穿透面，经由该反射/穿透面而离开该第一光放大装置。多个该第二光放大装置接收来自该第一光放大装置的放大虚像，且将该一来源标的之放大虚像的合成之放大虚像显示予观视。

在美国专利US6,683,584中提出一相机显示系统，该系统经由一安装在一外壳部上的矩阵式显示组件而显示信息，定位该外壳部以对应使用者至少一眼。该显示器连接到一视讯或影像传感器，使得使用者可以看到在该显示器上显示的信息或影像。该显示器可以安装到该外壳部，使得使用者可以移动该显示器，以使得该显示器在该使用者的视域之内或之外。

在美国专利US6,680,802中提出一单眼型的头戴式显示装置，该装置相当精致而且适于使用者穿戴，包含观视器及一弹性组件。该观视器包含一LCD，一主棱镜，一穿透镜，一镜架，及一麦克风。该主透镜导入一影像，再将影像显示在LCD上，以使得使用者至少一眼可以看到该影像；该穿透镜固定到一主透镜上；该麦克风安装在镜架上；该弹性组件包含一鼻架以将该弹性组件支撑住，因此该观视器可以定位在使用者双眼前之预定位置。

但是在上述所有的头戴式显示器均只与头戴式显示器的光学系统或机械结构有关，没有任何的公知技术中提出具有手机功能之头戴式显示器。

再者与人眼之观看品质相关的结构或机构也没有被提出。许多人有眼部的疾病，如远视，近视，弱视或斜视等，因此无法清楚地观看清楚的影像，所以当正常为清楚的影像显示在该头戴式显示装置的显示屏时，对于有眼疾的观看者而言反而是模糊的影像，例如近视者通常戴上眼镜，以调整影像的焦距，使得影像的焦距可以落在使用者的视网膜上。但是一般穿戴头戴式显示装置者，往往没有或不方便再戴上一付眼镜，所以传统的头戴式显示装置反而不适于有眼疾的穿戴者。故有必要能有一种可以调整焦距且具有手机功能的头戴式显示装置，以使得使用者可以观看到清楚的影像。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，提供一种头戴式显示器，尤其是具手机功能的焦距可调整的头戴式显示器。

本发明提供一种具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，包括：

一用于发射及接收无线信号的收发机；

一连接到该收发机上的天线，用于发射或接收信号；

一数字内容储存器；

一连接到该数字内容储存器的信号处理单元，该信号处理单元用于接收来自该数字内容储存器的信号，且然后处理该接收的信号；

一声音输入单元，用于接收输入的语音，然后将该语音转换成语音信号；

一声音播放单元，连接到该信号处理单元，以播放语音；

一影像显示单元，连接到该信号处理单元，该影像显示单元安装在该头戴式显示器中以显示调整的显示影像，该影像可以为穿戴该头戴式显示器的使用者之至少一眼所看到。

据此，得到一种具手机功能的焦距可调整的头戴式显示器。

为了使得熟习本技术人员可以更进一步了解本发明，下文中将说明本发明的细节。但是文中说明的内容及附图是在于使得熟习本技术人员可据以了解本发明的目的，特征及特性，而非用于限制本发明，而本发明的观点及精神是由申请专利范围所定义。

由下文的说明可更进一步了解本发明的特征及其优点，阅读时并请参考附图。

附图说明

图1显示依据本发明之具有手机功能的头戴式显示器的透视图。

图2显示本发明中对手机功能的头戴式显示器的方块图。

图3显示本发明的收发机结构。

图4显示本发明的接收机结构。

图5显示本发明的发射机结构。

图6为本发明的方块图，其中将其它的辅助功能加到图1的结构中。

图7的方块图为依据本发明的调整焦距的组件结构。

具体实施方式

现在请参考图1，其显示本发明的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示装置1。该头戴式显示装置1可以眼镜形式实现。该眼镜包含两个镜架12，13、及两个显示屏14，15，分别对应对配戴者的双眼。

现在请参考图2及3，其中显示本发明的具手机功能的头戴式显示器。其中该头戴式显示器1包含一信号处理单元101，一影像显示单元103，一收发机601，一数字内容储存器100，一声音输入单元306，一声音播放单元106，以及一天线602。

本发明的主要特征为提供手机功能，因此具有手机功能的模块被配置在本发明中。

现在请参考图3，收发机601包含一接收机70及一发射机80用于接收及发射无线信号。一般收发机601为一RF模块，以将基频信号处理成射频信号或者是将射频信号转换成基频信号。

因为一般收发机601发射具强烈辐射的信号，此信号有可能对人体产生伤害，所以可将收发机601制造成独立的单元，也就是该单元可以与头戴式显示器相分开，为配置在非近头部处。

天线602连接到收发机601中，以接收或发射信号之用。如上所述，在在收发机601，天线602与收发机601组装在一起，因此可以与头戴式显示器的镜部分开，而安装在远离头部之处。

现在请参考图4，下文将说明本发明之收发机601的细部结构。其中显示接收机70包含天线602，一前置放大器71用于放大来自天线602的信号，一用于提供振荡信号的本地振荡器72，一第一混波器73，用于接收来自本地振荡器72的信号，因此从接收信号中的混波去除掉，一中频滤波器74，用于将接收信号中不需要的噪声滤除掉，一二次放大器75，用于将来自中频滤波器74的信号更进一步的放大；一第二混波器76，用于更进一步将接收信号的混波去除，一带通滤波器77，用于过滤来自接收信号中的噪声，及一解码器78，将该接收信号解码，因此得到所需要的基频信号。

现在请参考图5，其中显示本发明发射机80的方块图。该发射机80包含一带波滤波器81，用于接收发射信号此将发射信号限位在所需要的频带中，然后该信号经天线602发射出去。

现在请参考图3，在天线602之前配置一双工器603，以切换接收机70及发射机80的功能。

数字内容储存器100为一内存体，如DRAM，SRAM，闪存等，以储存手机所使用的软件，如编码及译码用的软件，或者是其它的应用软件，如用于头戴式显示器的软件，如电影，音乐，书籍，书信，简讯，手扎，网页，笔记，程序等的软件。

信号处理单元101连接到该数字内容储存器100以接收来自该数字内容储存器100的信号处理该接收的信号，包含影像及非影像信号。

该声音输入单元306信用于接收来自使用者的语音输入，该声音输入单元306例如为一麦克风。

该声音播放单元106是连接到该信号处理单元101，以发送声音，其中该声音输入单元306可以为一扬声器或耳机。

影像显示单元103连接到该信号处理单元101，该影像显示单元103安装在该头戴式显示器中，以显示经调整的显示影像，其可以为使用者的至少一眼所看到。

现在请参考图6及图7，本发明还包括一焦距调整单元102，该焦距调整单元102位在该信号处理单元101中，以依据一输入的焦距调整信号20调整输入的影像，因此，该调整的显示影像可以响应该焦距调整信号20。

一焦距输入单元105连接到该焦距调整单元102中。该焦距输入单元为一手动操作的装置。使用者可以调整该信号处理单元101。该焦距输入单元105提供焦距予一焦距调整软件104。

现在请参考图1，本发明尚包含一影像摄入装置107，是用于摄入周边的影像，当影像被摄入时，影像被传送到该信号处理单元101，然后显示在显示屏14，15上。

本发明中两显示屏14，15的影像可以不同，如其中一显示屏显示键盘影像，而另一显示屏则显示一般之监视器的影像。

在某些应用中，对使用者提供控制的功能系有助于本发明的应用。有某些实施例中有可能所提出的控制功能是不在该头戴式显示装置中(如使得遥控或主控装置等)。在所示的实施例中，本发明提供按钮16，以输入该焦距调整信号20，因此将不同的焦距值从按钮16中输入。

另外，可以提供按钮17，其为一不显示功能。即该按钮17可以使得该头戴式显示装置的影像不显示出来。最好是配置该不显示功能，使得使用者至少可以关闭该影像而不需要将头戴式显示装置的电力导通，或者是不需要中断数据的输出入动作。当然该按钮17也可以同时导通影像的显示功能及电力。本发明中也可以包含一声音调整按钮18，系用于调整声音播放单元106的音量。

而且，如图1所示，本发明也可以提供一按钮50，其可导通及关断本发明的按键显示功能。

而且，本发明也可以提供一按钮19，其导通及关断本发明的头戴式显示装置。

现在请参考图1，其中显示本发明的信号处理单元101安装在一显示屏的上侧，但是在本发明中，信号处理单元101可以安装在一头戴式显示器的任何位置上，如镜架12，13上。甚至该信号处理单元101为一与眼镜分开的构件，此均在本发明的范围之内。

本发明中，该影像显示单元103可以是一投射式的影像显示单元，即先产生显示的影像，然后该将影像投射在显示屏14，15上，因此可以得到一人眼可目视的影像。或者是该影像显示单元103为一直接式的影像显示单元。即将影像直接输入显示屏上以显示予使用者，如该显示屏上附加有液晶显示之功能。而且，本发明中该第一按钮16安装在一显示屏14的上方，而将第二按钮17安装在另一显示屏15的上方，如图中所示者。但是，按钮16、17、18、19所安装的位置并不受图1显示的例子所限制按钮16、17、18、19可以配置在头戴式显示装置1的任何位置上，所有这些例子均在本发明的精神及观点内。

在本发明中该两眼的焦聚可分别独立控制，以适应双眼视力不同的情况，在本发明的另一实施例中，影像显示单元103为一付眼镜，即双显示屏同时作为显示器及镜片。在此实施例中，按钮17可以用于切换本发明的头戴式显示装置，该按钮17导通时，该头戴式显示装置将动作，因此启动数字内容储存器100，且处理来自该数字内容储存器100的摄入影像，并将该影像显示在影像显示单元103上。而当按钮关断时，本发明的头戴式显示装置关断，而将镜片即为一般的镜片，可作为目视外界之用。

而且，在本发明中，该显示屏14，15能以显示屏取代，即只有显示的功能，而没有透镜的功能。如上所述，本发明中，可以只有单一的显示屏或显示透镜。

虽然，本文中已以较佳的实施例说明了本发明，但熟于本发明技术者可在了解上述发明意旨后而加以修改或变更，唯本发明观点仍为申请专利范围所界定，而非上述说明的实施例。因此，只要不偏离本发明的精神及观点且经由配置方式的选择，而与权利要求界定的范畴为均等的其它实施例或型式的定义，皆应涵属本发明范畴内。

Claims

1.一种具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，包括：

一用于发射及接收无线信号的收发机；

一连接到该收发机上的天线，用于发射或接收信号；

一数字内容储存器；

一声音播放单元，连接到该信号处理单元，以播放语音；

2.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：还包括一位在该信号处理单元中的焦距调整单元，依据一输入的焦距调整信号调整一输入的影像，使得该调整的显示影像响应该于焦距调整信号。

3.如权利要求2的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：还包括一连接到该焦距调整单元的焦距输入单元，该焦距输入单元为一手动装置，用于产生焦距调整信号并传送到该信号处理单元，其中该焦距输入单元提供一焦距。

4.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：还包括一焦距调整软件，该软件安装在该焦距调整单元中，操作该焦距调整软件以将该影像显示到该头戴式显示器中，使得所得到的调整的显示影像，对应于该来自该焦距调整信号之指定的焦距。

5.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该数字内容储存器为内存体。

6.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该收发机为一独立的结构单元。

7.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：天线安装在该收发机中使得该天线可以与头戴式显示器的本体分开。

8.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该收发机包含一接收机及一发射机。

9.如权利要求8的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该接收机包含：

一天线；

一前置放大器用于放大来自天线的信号；

一用于提供振荡信号的本地振荡器；

一第二混波器，用于接收来自本地振荡器的信号，因此从接收信号中的混波去除掉；

一中频滤波器用于将接收信号中不需要的噪声滤除掉；

一二次放大器，用于将来自中频滤波器的信号更进一步的放大；

一第一混波器，系用于更进一步将接收信号的混波去除；

一带通滤波器，用于过滤来自接收信号中的噪声；及

一解码器，将该接收信号解码，因此得到所需要的基频信号。

10.如权利要求8的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其中该发射机包含一带波滤波器，用于接收发射信号此将发射信号限位在所需要的频带中，然后该信号经天线发射出去。

11.如权利要求8的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：一双工器安装在该天线之前，用于切换该接收机及该发射机的工作。

12.如权利要求1的具手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该声音输入单元为一麦克风。

13.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该声音播放单元为一扬声器或耳机。

14.如权利要求1的具有手机功能的焦距可调整的头戴式显示器，其特征在于：该声音输入单元还包括一影像摄入装置，用于摄入周边影像，然后该影像由信号处理单元处理并显示在该显示屏上。