TW202037965A

TW202037965A - 利用眼球追蹤的自適應顯示方法及頭戴式顯示裝置

Info

Publication number: TW202037965A
Application number: TW108111458A
Authority: TW
Inventors: 陳瑞麟; 蘇鎮港
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-16

Abstract

一種利用眼球追蹤的自適應顯示方法，用於一頭戴式顯示裝置中，包括：藉由一眼球追蹤器發射紅外光至一使用者的眼球；藉由一顏色感測器感測反射上述眼球的反射紅外光；以及根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一頭戴式顯示裝置之一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。

Description

利用眼球追蹤的自適應顯示方法及頭戴式顯示裝置

本揭露係有關於一種顯示方法及頭戴式顯示裝置，特別是有關於一種利用眼球追蹤的自適應顯示方法及頭戴式顯示裝置。

頭戴式顯示(Head-mounted Display，HMD)裝置是用於顯示圖像及色彩的設備，並可與使用者產生互動。通常採用眼罩或頭盔的型式，將顯示器貼近使用者的眼睛，並利用放大透鏡調整光路，以在近距離中對眼睛投射畫面。頭戴式顯示裝置能產生一個廣視角的畫面，視角通常可超過90度。頭戴式顯示裝置也常設有眼球追蹤器，虛擬實境軟體利用眼球追蹤器追蹤使用者的視角來改變立體場景的視點。

在現有技術中，一種已知的眼球追蹤方法係使用紅外光來獲得使用者眼球所注視的位置。朝向使用者的瞳孔引導紅外光並且捕獲紅外光的反射。透過對反射點的分析，可以計算使用者的注視方向。

然而，反射光的亮度會依照每個使用者的眼睛構造（如平滑度、折射率等）而有所差異。例如，眼球追蹤器在偵測到反射回來的反射紅外光亮度為30尼特(nits)時，便認定有偵測到眼球。但因眼睛構造的不同，眼球追蹤器可能偵測到30尼特以上的亮度值。此外，在沉浸式環境下，應用在虛擬實境的頭戴式顯示器中之影像亮度會極度影響眼球追蹤器偵測從眼球反射的紅外光亮度，使得眼球追蹤器必須調高發射的紅外光亮度。但在如此高亮度的紅外光長時間照射下將讓眼睛承受更高的傷害與刺激。

以下揭露的內容僅為示例性的，且不意指以任何方式加以限制。除所述說明方面、實施方式和特徵之外，透過參照附圖和下述具體實施方式，其他方面、實施方式和特徵也將顯而易見。即，以下揭露的內容被提供以介紹概念、重點、益處及本文所描述新穎且非顯而易見的技術優勢。所選擇，非所有的，實施例將進一步詳細描述如下。因此，以下揭露的內容並不意旨在所要求保護主題的必要特徵，也不意旨在決定所要求保護主題的範圍中使用。

因此，本揭露之主要目的即在於提供一種利用眼球追蹤的自適應顯示方法及頭戴式顯示裝置，以改善上述缺點。

在較佳實施例中，本發明提供一種利用眼球追蹤的自適應顯示方法，用於一頭戴式顯示裝置中，包括：藉由一眼球追蹤器發射紅外光至一使用者的眼球；藉由一顏色感測器(Color Sensor)感測反射上述眼球的反射紅外光；以及根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一頭戴式顯示裝置之一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。

在一些實施例中，根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度上述紅外光的光強度之步驟，更包括：判斷上述反射紅外光的光強度是否超過一第一臨界值；以及當上述反射紅外光的光強度超過上述第一臨界值時，將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度並降低上述紅外光的光強度。

在一些實施例中，在上述顏色感測器感測反射上述眼睛的上述反射紅外光之後，上述方法更包括：藉由上述眼球追蹤器根據上述反射紅外光的光強度判斷是否能偵測到上述使用者的上述眼球；當偵測到上述使用者的上述眼球時，根據上述反射紅外光判斷是否調整上述眼球注視區域的上述原本光亮度；以及當未偵測到上述使用者的上述眼球時，增加上述紅外光的光強度。

在一些實施例中，上述方法更包括：藉由上述眼球追蹤器判斷上述眼球是否仍注視上述眼球注視區域；當上述眼球未注視上述眼球注視區域時，將上述眼球注視區域的上述最佳光亮度增加至上述原本光亮度；以及當上述眼球仍注視上述眼球注視區域時，不調整上述眼球注視區域的上述最佳光亮度。

在一些實施例中，將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度之步驟更包括：設定一幀數量間隔將上述原本光亮度逐漸降低至上述最佳光亮度。

在較佳實施例中，本發明提供一種頭戴式顯示裝置，包括：一眼球追蹤器，發射紅外光至一使用者的眼球；一顏色感測器(Color Sensor)，感測反射上述眼球的反射紅外光；一處理器，耦接至上述眼球追蹤器及上述顏色感測器；以及一或多個電腦儲存媒體，儲存電腦可讀取指令，其中上述處理器使用上述電腦儲存媒體以執行：根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於上述頭戴式顯示裝置之一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。

在下文中將參考附圖對本揭露的各方面進行更充分的描述。然而，本揭露可以具體化成許多不同形式且不應解釋為侷限於貫穿本揭露所呈現的任何特定結構或功能。相反地，提供這些方面將使得本揭露周全且完整，並且本揭露將給本領域技術人員充分地傳達本揭露的範圍。基於本文所教導的內容，本領域的技術人員應意識到，無論是單獨還是結合本揭露的任何其它方面實現本文所揭露的任何方面，本揭露的範圍旨在涵蓋本文中所揭露的任何方面。例如，可以使用本文所提出任意數量的裝置或者執行方法來實現。另外，除了本文所提出本揭露的多個方面之外，本揭露的範圍更旨在涵蓋使用其它結構、功能或結構和功能來實現的裝置或方法。應可理解，其可透過申請專利範圍的一或多個元件具體化本文所揭露的任何方面。

詞語「示例性」在本文中用於表示「用作示例、實例或說明」。本揭露的任何方面或本文描述為「示例性」的設計不一定被解釋為優選於或優於本揭露或設計的其他方面。此外，相同的數字在所有若干圖示中指示相同的元件，且除非在描述中另有指定，冠詞「一」和「上述」包含複數的參考。

可以理解，當元件被稱為被「連接」或「耦接」至另一元件時，該元件可被直接地連接到或耦接至另一元件或者可存在中間元件。相反地，當該元件被稱為被「直接連接」或「直接耦接」至到另一元件時，則不存在中間元件。用於描述元件之間的關係的其他詞語應以類似方式被解釋（例如，「在…之間」與「直接在…之間」、「相鄰」與「直接相鄰」等方式）。

如這裡所使用的，術語「光亮度(Luminance)」通常指裝置實際、客觀的光輸出(Light Output)，而術語「亮度(Brightness)」通常指裝置被感知、主觀的光輸出。因此，使用者將回應發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)的光亮度而感知亮度。

第1圖係顯示根據本揭露一實施例所述之使用者110佩戴一頭戴式顯示裝置120形式的顯示系統的示例實施例。頭戴式顯示裝置120可被用於，例如經由一顯示器122，來顯示增強實境影像，其中顯示的虛擬物件連同真實世界背景場景中的實體物件可一起觀看。儘管在頭戴式顯示裝置的上下文中描述，可以理解，所揭露的實施例可以與任何其他合適的顯示裝置一起使用。頭戴式顯示裝置120可包括用於將裝置定位在相對於使用者110眼睛的一目標查看位置處的框架124。例如，目標查看位置可與眼睛可正確感知所顯示圖像空間中的區域相對應。

第2圖係顯示根據本揭露一實施例所述之可包括若干不同元件和子系統的可穿戴計算裝置或頭戴式顯示裝置(HMD)200的示意圖。HMD 200的元件可包括顏色感測器210、眼球追蹤器220、HMD追蹤系統230、光學系統240、週邊設備250、電源202、處理器204、記憶體206和使用者介面208。眼球追蹤器220可包括像是紅外線相機222和至少一個紅外線光源224之類的硬體。HMD追蹤系統230可包括陀螺儀(Gyroscope)232、全球定位系統(Global Positioning System，GPS)234和加速度計(Accelerometer)236。光學系統240在一實施例中可包括顯示器242。週邊設備250可包括例如無線通訊介面251、觸控板252、麥克風253、相機254和揚聲器255。

HMD 200的元件可被配置為與其各自的系統內或外的其他元件以互連方式運作。例如，在示例實施例中，紅外線相機222可對HMD穿戴者的一或兩隻眼睛成像。紅外線相機222可將圖像資訊傳遞到處理器204，處理器204可存取記憶體206並作出關於HMD穿戴者注視方向的決定，其中注視的方向也稱為注視軸。處理器204還可接受來自GPS 234、陀螺儀232和∕或加速度計236的輸入以決定HMD 200的位置及方向。隨後，處理器204可根據HMD 200的位置及方向以及HMD穿戴者的注視軸控制使用者介面208和顯示器242以向HMD穿戴者顯示可包括特定情境資訊的虛擬影像。

HMD 200可被配置為例如眼鏡、護目鏡、頭盔、帽子、頭帶或者可在穿戴者的頭部上支撐或從穿戴者的頭部支撐的某種其他形式。另外，HMD 200可被配置為例如利用兩個透視型顯示器向穿戴者的雙眼顯示圖像。HMD 200還可表示被配置為在沒有真實世界環境視圖的情況下向穿戴者的一或兩隻眼睛顯示圖像的不透明顯示器。

電源202可向各種HMD元件提供電力並且可表示為，例如，可再充電鋰離子電池。本領域已知的各種其他電源材料和類型也是可能的。

HMD 200的功能可由處理器204來控制，處理器204執行儲存在非暫態電腦可讀介質，例如記憶體206中的指令。因此，處理器204結合儲存在記憶體206中的指令可作為HMD 200的控制器。這樣，處理器204可控制使用者介面208以調整HMD 200顯示的影像。處理器204還可控制無線通訊介面251和HMD 200的各種其他元件。處理器204還可表示多個計算設備，其可以用於以分佈式方式控制HMD 200的各個組件或子系統。

除了處理器204可執行的指令以外，記憶體206還可儲存可以包括一組經校準的穿戴者眼睛瞳孔位置和過去眼睛瞳孔位置的集合在內的資料。因此，記憶體206可具有與注視方向有關的資訊的資料庫的作用。這種資訊可被HMD 200用來預期使用者將看向何處並且決定要向穿戴者顯示什麼圖像。經校準的穿戴者眼睛瞳孔位置可包括例如關於穿戴者的眼睛瞳孔運動的程度或範圍（向右∕向左和向上∕向下）以及可與各種參考軸相關的穿戴者眼睛瞳孔位置的資訊。

參考軸可表示，例如，從觀看位置延伸經過目標物件或視野的表面中心(apparent center)的軸（例如，可投影經過HMD的表面顯示器中心點的中心軸）。參考軸的其他可能性是存在的。因此，參考軸還可表示用於決定動態注視方向的基礎。

此外，記憶體206可以為各種基於應用的功能儲存關於最近眼球注視區域的記錄資料。例如，眼睛瞳孔位置周遭之一區域。第3圖係顯示根據本揭露一實施例所述之顯示器300之示意圖。如第3圖所示，眼睛瞳孔位置對應至顯示器310中的位置係為(x_R ,y_R )及(x_L ,y_L )。處理器204可預設眼睛瞳孔位置朝X軸及Y軸延伸15像素(pixel)的區域為眼球注視區域310。

HMD 200可包括用於向穿戴者提供資訊或從穿戴者接收輸入的使用者介面208。使用者介面208可與例如顯示的虛擬影像、觸控板、鍵盤、按鈕、麥克風和∕或其他週邊輸入裝置相關聯。處理器204可基於透過使用者介面208接收的輸入來控制HMD 200的功能。例如，處理器204可利用來自使用者介面208的使用者輸入來控制HMD 200如何在視野內顯示影像或者決定HMD 200顯示什麼影像。

在HMD 200中可包括顏色感測器210。在示例實施例中，顏色感測器210能感測波長為760奈米(nm)至1毫米(mm)的紅外光，並產生對應感測到紅外光的光強度。

在HMD 200中可包括眼球追蹤器220。在示例實施例中，眼球追蹤器220可向處理器204傳遞關於HMD 200的穿戴者的眼球位置的資訊。具體地，處理器204可基於來自眼球追蹤器220的資訊來決定顯示影像中的目標物件。處理器204接著可控制使用者介面208和顯示器242以各種方式調整目標物件和∕或其他顯示的影像。例如，在顯示器242上可以使目標物件保持靜態。或者，可以將目標物件朝著顯示器242的中心軸移動。

紅外線相機222可利用眼球追蹤器220來捕捉與HMD 200相關聯觀看位置的影像。因此，紅外線相機222可對可位於觀看位置的HMD穿戴者的眼球成像。觀看位置可被紅外線光源224照明。影像可以是視頻影像或靜止影像。由紅外線相機222獲得關於HMD穿戴者眼球的影像可幫助確定穿戴者在HMD視野內看的位置，例如藉由允許處理器204查明HMD穿戴者的眼睛瞳孔的位置。對由紅外線相機222獲得影像的分析可由處理器204聯合記憶體206來執行。另外，紅外線相機222還可以代表代表具有紅外波長感測能力的傳統可見光相機。

紅外線光源224可表示可對觀看位置照明的一或多個紅外線發光二極體(Light-emitting Diode， LED)或紅外線鐳射二極體。HMD 200的穿戴者的一眼或兩眼可被紅外線光源218照明。紅外線光源224可沿著與紅外線相機222共同的光軸定位和/或紅外線光源224可被定位在別處。紅外線光源224可連續地對觀看位置照明或者可在離散的時間被開啟。此外，當照明時，紅外線光源224可被調製在特定的頻率。紅外線光源224其他類型的調製是可能的。

HMD追蹤系統230可被配置向處理器204提供HMD位置和HMD方向。陀螺儀232可以是微機電系統(Microelectromechanical system，MEMS)陀螺儀、光纖陀螺儀或本領域已知另外類型的陀螺儀。陀螺儀232可被配置向處理器204提供方向資訊。GPS 234可以是從GPS衛星獲得時鐘和其他信號的接收器並且可被配置向處理器204提供即時位置資訊。HMD追蹤系統230還可包括被配置向處理器204提供運動輸入資料的加速度計236。

光學系統240可表示被配置為向觀看位置提供虛擬影像的元件。在一實施例中，光學系統240可至少包括顯示器242，其中顯示器242係為有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，OLED)顯示器。

各種週邊設備250可被包括在HMD 200中並且可用以向HMD 200的穿戴者提供資訊。在一示例中，HMD 200可包括無線通訊介面251，用於直接地或經由通訊網路與一或多個裝置無線通訊。例如，無線通訊介面251可以使用3G蜂窩通訊，例如CDMA、EVDO、GSM/GPRS，或者4G蜂窩通訊，例如Wi-MAX或LTE。或者，無線通訊介面251可例如利用Wi-Fi與無線局域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)通訊。在一些實施例中，無線通訊介面251可例如利用紅外光鏈路、藍牙(Bluetooth)或ZigBee與裝置直接通訊。

雖然第2圖係示出了HMD 200的各種元件（例如，無線通訊介面251、處理器204、記憶體206、紅外線相機222、顯示器242、GPS 234和使用者介面208）被整合至HMD 200中，但這些元件中的一或多個可與HMD 200物理上分離。例如，紅外線相機222可被安裝在與HMD 200分離的穿戴者上。因此，HMD 200可以是可以穿戴在穿戴者身上或由穿戴者攜帶的單獨裝置形式的可穿戴計算裝置的一部分。組成可穿戴計算裝置的單獨元件可以以有線或無線方式通訊地耦合在一起。

第4圖係顯示根據本揭露一實施例所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法400的流程圖。此方法可執行於如第2圖所示之頭戴式顯示裝置(HMD)200中。

在步驟S405中，頭戴式顯示裝置中之一眼球追蹤器發射紅外光至一使用者的眼球。在步驟S410中，頭戴式顯示裝置中之一顏色感測器(Color Sensor)感測反射上述眼球的反射紅外光。在一實施例中，顏色感測器將感測反射上述眼球的反射紅外光，產生對應上述反射紅外光的一光強度，並傳送上述光強度至頭戴式顯示裝置中之處理器。在步驟S415中，頭戴式顯示裝置中之處理器根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。

此外，在一實施例中，在上述顏色感測器在步驟S410中感測反射上述眼睛的上述反射紅外光之後，頭戴式顯示裝置之上述眼球追蹤器可根據上述反射紅外光的光強度判斷是否能偵測到上述使用者的上述眼球。更詳細地說明，假設眼球追蹤器所發射紅外光的具有第一預設光強度。眼球追蹤器接著可接收反射眼睛的反射紅外光。當反射紅外光超過一第二臨界值時，眼球追蹤器可判斷偵測到使用者的眼球。當反射紅外光不超過第二臨界值時，眼球追蹤器可判斷未偵測到使用者的眼球。

當眼球追蹤器偵測到使用者的眼球時，頭戴式顯示裝置之處理器可根據上述反射紅外光判斷是否調整上述眼球注視區域的上述原本光亮度。當眼球追蹤器未偵測到上述使用者的上述眼球時，處理器增加眼球追蹤器所發射紅外光的光強度（例如，發射紅外光的光強度較第一預設光強度增加百分之二）。

下方將詳細說明在步驟S415中頭戴式顯示裝置如何根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。

第5圖係顯示根據本揭露一實施例所述之處理器根據反射紅外光調整一眼球注視區域的一原本光亮度及眼球追蹤器所發射出紅外光的光強度之流程圖500。此流程係可由第2圖所示之頭戴式顯示裝置(HMD)200之處理器204執行。

在流程開始之前，假設眼球追蹤器所發射紅外光的具有第一預設光強度，且頭戴式顯示裝置之處理器已接收來自顏色感測器所傳送之對應上述反射紅外光的一光強度。在步驟S505中，處理器判斷上述反射紅外光的光強度是否超過一第一臨界值，其中上述第一臨界值係大於上述第二臨界值。在另一實施例中，第一臨界值可設置為第一預設光強度的1.8倍。

當上述反射紅外光的光強度超過上述第一臨界值時（在步驟S505中的「是」），在步驟S510中，處理器將眼球注視區域的原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度並降低由眼球追蹤器所發射紅外光的光強度（例如，發射紅外光的光強度較第一預設光強度降低百分之二），其中上述最佳光亮度與上述原本光亮度的差值係為上述原本光亮度乘以一特定值。當亮度變化超過8%以上時，人眼易查覺亮度變化的差異。因此上述特定值將不超過8%。更詳細地說明，處理器可設定一幀數量間隔將原本光亮度逐漸降低至最佳光亮度。例如，處理器可設置幀數量間隔（例如，在每三張幀間隔）後降低一次光亮度。當上述反射紅外光的光強度未超過上述第一臨界值時（在步驟S505中的「否」），在步驟S515中，處理器不改變眼球注視區域的原本光亮度及由眼球追蹤器所發射紅外光的光強度。

在一實施例中，處理器可使用查找表(Lookup Table)決定最佳光亮度。該查找表可以為任意形式的資料/記憶體結構和/或實現為硬體/軟體的形式。

第6圖係顯示根據本揭露一實施例所述之查找表600之示意圖。查找表600可儲存在頭戴式顯示裝置中的記憶體中。在此實施例中，查找表600包含原本色階值(Native Color Level)、原本光亮度、最佳色階值及最佳光亮度。值得注意的是，儘管查找表600之色階數目在第6圖中係以七個色階裝置作為例子，查找表600之色階數目可被擴充至0～255，因此本發明並不侷限於第6圖所示之實施方式。更詳細地說明，假設頭戴式顯示裝置之顯示器每秒的顯示幀數為90fps（即，每幀0.011秒）、最大亮度約105尼特(nits)。當處理器判斷反射紅外光的光強度超過一第一臨界值時，處理器透過查找表600將在眼球注視區域內中光亮度為105 nits的原本光亮度逐漸降低至光亮度為99.3 nits的最佳光亮度。換言之，處理器在眼球注視區域內色階值為251階的最佳色階值取代色階值為255階的原始色階值，亮度便能夠降低到99.3nits（約降低8%）。但若處理器瞬間就將亮度調降這麼多，人眼在沉浸式的環境中很容易查覺到亮度發生改變，因此處理器將每3幀間隔（約0.033秒）降一次色階值，共做四次降階（(255→254)→(254→253)→(253→252)→(252→251)），約花0.099秒。藉由視覺暫留的效果，使人眼不會感受到畫面有大幅度的亮度變化。

第7圖係顯示根據本揭露一實施例所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法700的流程圖。此方法可執行於如第2圖所示之頭戴式顯示裝置(HMD)200中。

當頭戴式顯示裝置之處理器調整眼球注視區域內中之至最佳光亮度後，在步驟S705中，頭戴式顯示裝置之眼球追蹤器可判斷上述眼球是否仍注視上述眼球注視區域。當上述眼球未注視上述眼球注視區域時（在步驟S705中的「否」），在步驟S710中，頭戴式顯示裝置之處理器可根據第6圖的查找表600將眼球注視區域的最佳光亮度增加至原本光亮度。更詳細地說明，處理器可設定一幀數量間隔將最佳光亮度逐漸增加至原本光亮度。例如，處理器可設置幀數量間隔（例如，在每三張幀間隔）後增加一次光亮度。當上述眼球仍注視上述眼球注視區域時（在步驟S705中的「是」），在步驟S715中，處理器不調整上述眼球注視區域的最佳光亮度。

綜上所述，本揭露藉由一顏色感測器即時感測反射上述眼球的反射紅外光，並根據反射紅外光的光強度調整眼球追蹤器所發射紅外光的光強度，以避免頭戴式顯示裝置送出高強度的紅外光對人眼造成不適當的刺激及傷害。此外，本揭露更針對頭戴式顯示裝置中使用者的眼球注視區域進行亮度的調整，以減少偵測反射紅外光的影響程度，並提供頭戴式顯示裝置的使用者有更好的使用者經驗(User Experience)。

以上描述和第4圖～第7圖圖示的功能中一些或全部可由一計算裝置回應於對儲存在非暫態電腦可讀取媒體中的指令而執行。非暫態電腦可讀取媒體可以例如是隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-only Memory，ROM)、快閃記憶體記憶體、快取記憶體、一或多個磁編碼盤、一個或多個光編碼盤、或者任何其他形式的非暫態數據儲存裝置。非暫態電腦可讀取媒體也可分佈在多個數據記憶元件之間，這些數據記憶元件的位置可彼此遠離。執行儲存的指令的計算裝置可以是可穿戴計算裝置，例如第1圖中所示的頭戴式顯示裝置120。或者，執行儲存的指令的計算裝置可以是另一計算裝置，例如，一行動裝置。

在此所揭露程序之任何具體順序或分層之步驟純為一舉例之方式。基於設計上之偏好，必須了解到程序上之任何具體順序或分層之步驟可在此文件所揭露的範圍內被重新安排。伴隨之方法權利要求以一示例順序呈現出各種步驟之元件，也因此不應被此所展示之特定順序或階層所限制。

申請專利範圍中用以修飾元件之「第一」、「第二」、「第三」等序數詞之使用本身未暗示任何優先權、優先次序、各元件之間之先後次序、或方法所執行之步驟之次序，而僅用作標識來區分具有相同名稱（具有不同序數詞）之不同元件。

雖然本揭露已以實施範例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110:使用者120:頭戴式顯示裝置122:顯示器124:框架200:頭戴式顯示裝置202:電源204:處理器206:記憶體208:使用者介面210:顏色感測器220:眼球追蹤器222:紅外線相機224:紅外線光源230:HMD追蹤系統232:陀螺儀234:全球定位系統(GPS)236:加速度計240:光學系統242:顯示器250:週邊設備251:無線通訊介面252:觸控板253:麥克風254:相機255:揚聲器300:顯示器310:眼球注視區域400:方法S405、S410、S415:步驟500:方法S505、S510、S515:步驟600:查找表700:方法S705、S710、S715:步驟

附圖被包括以提供本揭露進一步理解且被合併並組成本揭露的一部分。附圖係說明本揭露的實施例且連同描述一起用以解釋本揭露的原理。其可理解附圖不一定按比例描繪，一些元件可以超過在實際實施方式的大小來顯示，以清楚地說明本揭露的概念。第1圖係顯示根據本揭露一實施例所述之使用者佩戴一頭戴式顯示裝置形式的顯示系統的示例實施例。第2圖係顯示根據本揭露一實施例所述之可包括若干不同元件和子系統的可穿戴計算裝置或頭戴式顯示裝置的示意圖。第3圖係顯示根據本揭露一實施例所述之顯示器之示意圖。第4圖係顯示根據本揭露一實施例所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法的流程圖。第5圖係顯示根據本揭露一實施例所述之處理器根據反射紅外光調整一眼球注視區域的一原本光亮度及眼球追蹤器所發射出紅外光的光強度之流程圖。第6圖係顯示根據本揭露一實施例所述之查找表之示意圖。第7圖係顯示根據本揭露一實施例所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法的流程圖。

400:方法

S405、S410、S415:步驟

Claims

一種利用眼球追蹤的自適應顯示方法，用於一頭戴式顯示裝置中，包括：藉由一眼球追蹤器發射紅外光至一使用者的眼球；藉由一顏色感測器(Color Sensor)感測反射上述眼球的反射紅外光；以及根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一頭戴式顯示裝置之一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第1項所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法，其中根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度上述紅外光的光強度之步驟，更包括：判斷上述反射紅外光的光強度是否超過一第一臨界值；以及當上述反射紅外光的光強度超過上述第一臨界值時，將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度並降低上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第1項所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法，其中在上述顏色感測器感測反射上述眼睛的上述反射紅外光之後，上述方法更包括：藉由上述眼球追蹤器根據上述反射紅外光的光強度判斷是否能偵測到上述使用者的上述眼球；當偵測到上述使用者的上述眼球時，根據上述反射紅外光判斷是否調整上述眼球注視區域的上述原本光亮度；以及當未偵測到上述使用者的上述眼球時，增加上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第2項所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法，更包括：藉由上述眼球追蹤器判斷上述眼球是否仍注視上述眼球注視區域；當上述眼球未注視上述眼球注視區域時，將上述眼球注視區域的上述最佳光亮度增加至上述原本光亮度；以及當上述眼球仍注視上述眼球注視區域時，不調整上述眼球注視區域的上述最佳光亮度。
如申請專利範圍第2項所述之利用眼球追蹤的自適應顯示方法，其中將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度之步驟更包括：設定一幀數量間隔將上述原本光亮度逐漸降低至上述最佳光亮度。
一種頭戴式顯示裝置，包括：一眼球追蹤器，發射紅外光至一使用者的眼球；一顏色感測器(Color Sensor)，感測反射上述眼球的反射紅外光；一處理器，耦接至上述眼球追蹤器及上述顏色感測器；以及一或多個電腦儲存媒體，儲存電腦可讀取指令，其中上述處理器使用上述電腦儲存媒體以執行：根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於上述頭戴式顯示裝置之一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度及上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，其中上述處理器根據上述反射紅外光調整上述使用者正注視於一顯示器中一眼球注視區域的一原本光亮度上述紅外光的光強度更包括更包括：判斷上述反射紅外光的光強度是否超過一第一臨界值；以及當上述反射紅外光的光強度超過上述第一臨界值時，將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度並降低上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第6項所述之頭戴式顯示裝置，在上述顏色感測器感測反射上述眼睛的上述反射紅外光之後，上述處理器更執行：藉由上述眼球追蹤器根據上述反射紅外光的光強度判斷是否能偵測到上述使用者的上述眼球；當偵測到上述使用者的上述眼球時，根據上述反射紅外光判斷是否調整上述眼球注視區域的上述原本光亮度；以及當未偵測到上述使用者的上述眼球時，增加上述紅外光的光強度。
如申請專利範圍第7項所述之頭戴式顯示裝置，其中上述眼球追蹤器判斷上述眼球是否仍注視上述眼球注視區域；當上述眼球未注視上述眼球注視區域時，上述處理器將上述眼球注視區域的上述最佳光亮度增加至上述原本光亮度；以及當上述眼球仍注視上述眼球注視區域時，上述處理器不調整上述眼球注視區域的上述最佳光亮度。
如申請專利範圍第7項所述之頭戴式顯示裝置，其中上述處理器將上述眼球注視區域的上述原本光亮度逐漸降低至一最佳光亮度更包括：設定一幀數量間隔將上述原本光亮度逐漸降低至上述最佳光亮度。