TWI475293B - 頭部穿戴式顯示系統 - Google Patents

頭部穿戴式顯示系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI475293B
TWI475293B TW101136241A TW101136241A TWI475293B TW I475293 B TWI475293 B TW I475293B TW 101136241 A TW101136241 A TW 101136241A TW 101136241 A TW101136241 A TW 101136241A TW I475293 B TWI475293 B TW I475293B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
display
pointing
unit
structures
head
Prior art date
Application number
TW101136241A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201415128A (zh
Inventor
Yao Tsung Chang
Original Assignee
Wistron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wistron Corp filed Critical Wistron Corp
Priority to TW101136241A priority Critical patent/TWI475293B/zh
Priority to CN201210429889.6A priority patent/CN103713388A/zh
Priority to US13/888,387 priority patent/US20140091990A1/en
Publication of TW201415128A publication Critical patent/TW201415128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI475293B publication Critical patent/TWI475293B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0127Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

頭部穿戴式顯示系統
本發明是有關於一種顯示系統,且特別是有關於一種頭部穿戴式顯示系統。
物體影像成相於人類的眼球的視網膜的過程包括物體影像經由角膜,通過瞳孔(如相機之光圈),而到達水晶體(相當於相機上之鏡面),而水晶體將物體影像之光聚焦於視網膜。此時視網膜上之像為倒立實像,視網膜上之視神經再感知這些光(物體影像)而產生信號並傳送至大腦,大腦再產生我們知覺所知道的影像。
一般成人的最佳閱讀距離約為22至30公分之間。水晶體是一種可調控變焦之結構。因此,當我們看遠距離的物體時,水晶體處於一自然狀態。而當看近物時,水晶體會受睫狀肌之控制,而調整其焦距,使近物也可清淅成像於視網膜。若長時間使用眼睛觀看近物,就容易造成視力受損。而頭部穿戴式顯示系統便是一種非常靠近眼睛的顯示裝置。使用者在長時間使用頭部穿戴式顯示系統觀看影像時,很容易造成眼睛疲勞甚至視力傷害。
本發明提供一種頭部穿戴式顯示系統,即使顯示單元與使用者的眼睛距離很近,使用者仍可以獲得清晰的影 像,而不至於覺得眼球不適。
本發明提出一種頭部穿戴式顯示系統,適用穿戴於一使用者上,該系統包括:一顯示單元與一顯示指向單元。顯示單元具有面向該使用者一臉部的一顯示面,且該顯示單元由複數個像素組成,每一該些像素放射一影像光束。顯示指向單元位於該顯示單元的該顯示面上,其中該顯示指向單元將來自該些像素的該些影像光束縮小並導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中該顯示指向單元具有複數個指向結構,且配置每一該些指向結構以對應於該些像素至少其中之一。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些指向結構包含一遮光結構,以遮蔽部分來自所對應的該像素的該影像光束。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些指向結構更包含一柱狀導向結構,以配置對應該指向結構的該遮光結構,且每一該些柱狀導向結構將通過所對應的該遮光結構的該影像光束導向至該使用者的至少該眼睛的該瞳孔。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些柱狀導向結構,依照所對應的該像素在該顯示單元的一配置位置,而具有不同的一柱狀體高度,以及每一該些柱狀導向結構的一柱狀體上表面對應該顯示面具有不同的一傾斜度。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些柱狀導向結構的該柱狀體上表面組成該顯示指向單元的一指向單元上表面,且指向單元上表面與該顯示面夾一傾斜角度。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些遮光結構遮蔽部分來自所對應的該像素的該影像光束,以使具有一特定光束行進方向的部份該影像光束通過。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中可通過每一該些遮光結構的部份該影像光束,依照每一該些遮光結構所對應的該像素在該顯示單元的一配置位置,而具有不同的該特定光束行進方向。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些特定光束行徑方向指向該使用者的至少該眼睛的該瞳孔。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些遮光結構包括一液晶結構。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,還包括:一瞳孔位置偵測器以及一控制器。瞳孔位置偵測器用以偵測該使用者的至少該眼睛的該瞳孔的一瞳孔位置。控制器連接顯示指向單元與瞳孔位置偵測器,根據該瞳孔位置偵測器所偵測的該瞳孔位置,控制該顯示指向單元的每一該些液晶結構的一晶格排列,以使通過每一該液晶結構的的部份該影像光束分別指向該使用者的至少該 眼睛的該瞳孔。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些指向結構包括一透鏡,以集中來自所對應的該像素的該影像光束,並將所分別集中的每一影像光束導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔。
在本發明之一實施例中,上述之頭部穿戴式顯示系統,其中通過每一該些指向結構後的每一該些影像光束的一散射角度約小於0.1度。
於本發明顯示單元的每一像素所發出的影像光束在進入使用者的眼睛瞳孔之前,經過顯示指向單元的光學處理後,每一影像光束縮小,致使每一影像光束的散射角度小於一特定範圍,且光學處理後的每一影像光束的光行進方向均導向至使用者的眼睛瞳孔。因此透過使用者眼睛水晶體的折射,每一個縮小後的影像光束可在眼底視網膜上組成清晰的影像。因此,即便頭部穿戴式顯示系統100的顯示單元與使用者的眼球之間的距離很短,但是使用者仍可接收到清晰的影像,且眼球的水晶體亦無需調整焦距,因此使用者不會因長時間使用頭部穿戴式顯示系統而感到眼睛疲乏並致使眼睛受損。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示根據本發明一實施例的一種頭部穿戴式顯示 系統簡圖。圖2繪示根據本發明一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。請參照圖1,本實施例的頭部穿戴式顯示系統100包括一控制器102、一顯示單元104與一顯示指向單元106。此頭部穿戴式顯示系統100例如是配置在一支架(例如眼鏡架)上。其中此支架是以一中央支撐結構以及連結中央支撐結構兩端的延伸臂結構分別架置於使用者的鼻樑以及耳朵上,以確保此支架安穩的穿戴於使用者的臉上。於一實施例中,此頭部穿戴式顯示系統100例如是配置在此支架的中央支撐結構上,靠近其一端點的地方。也就是此頭部穿戴式顯示系統100靠近使用者的雙眼至少其中之一,且此頭部穿戴式顯示系統100距離最近的眼球的距離約介於在2-10公分之間。另外,控制器102例如是一中央處理器或微處理控制器。且控制器102與顯示單元104耦接以控制顯示單元104顯示影像。
請參照圖1與圖2,顯示單元104具有面向使用者120臉部122的一顯示面104a。值得注意的是,顯示單元104由複數個像素104b組成,每一像素104b放射一影像光束104c。每一影像光束104c例如是一平行光束。
顯示指向單元106,則位於顯示單元104的顯示面104a上。顯示指向單元106例如是以貼合的方式配至於顯示單元104的顯示面104a上,其中上述貼合方式包括口字貼合(air bonding)或全貼合(direct bonding)。此外,顯示指向單元106將來自像素104b的影像光束104c縮小並導向至使用者120的至少一眼睛124的一瞳孔126。也就是, 來自每一像素104b的影像光束104c經過顯示指向單元106的光學處理後,從顯示指向單元106射出的影像光束104c’被導向至使用者120的雙眼124至少其中之一的瞳孔126。圖6A繪示為習知影像A的光線入射瞳孔並成像於眼睛視網膜上的示意簡圖。請參照圖6A,影像A的四散的光線未經過顯示指向單元處理而入射瞳孔P,影像A在視網膜上的一區域內成像成A1、A2與A3。圖6B繪示為根據本發明一實施例的影像A的光線經過顯示指向單元後,入射瞳孔並成像於眼睛視網膜上的示意簡圖。請參照圖6B,影像A的光線經過顯示指向單元處理而成為聚集光束入射瞳孔P,因此影像A在視網膜上的成像成單一點A1。也就是顯示指向單元將自像素104b的影像光束104c縮小(亦即光束散開角度變小)可顯著改善影像於視網膜上的聚焦效果,使聚焦更精準,成像更清晰。舉例而言,當物件(影像)距離眼球20毫米,而光束的散開角度小於0.1度,瞳孔於普通閱讀時直徑約為3毫米,則光束在瞳孔上的投射直徑約0.03毫米,聚焦效果改善約100倍。
值得注意的是,顯示指向單元106具有複數個指向結構106a,且每一指向結構106a分別配置以分別對應至少一像素104b。於另一實施例中,分別配置每一指向結構106a以使指向結構106a分別對應一像素104b的三個原色子像素至少其中之一。
圖3A繪示根據本發明另一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。請參照圖3A,於本實施例中,每一 指向結構306a包含一遮光結構312,用以遮蔽部分來自指向結構306a所對應的像素304b的影像光束304c。也就是將自指向結構306a所對應的像素304b的影像光束304c的光束縮小至一特定範圍,例如通過每一指向結構306a後的每一影像光束的一散射角度約小於0.1度。再者,於又一實施例中,每一指向結構306a更包含一柱狀導向結構314,以配置對應該指向結構306a的該遮光結構312。值得注意的是,每一柱狀導向結構314將通過所對應的遮光結構312的影像光束分別導向至使用者的至少一眼睛的瞳孔。也就是利用光通過不同傳遞介質而產生的折射現象,將通過一遮光結構312的部份影像光束折射,以將其導向至使用者的至少一眼睛的瞳孔。
此外,每一柱狀導向結構314,依照其所對應的像素304b在顯示單元304的一配置位置,而具有不同的柱狀體高度h,以及每一柱狀導向結構314的柱狀體上表面314a反向顯示單元304的中央區域304m的方式而傾斜,並柱狀體上表面314a對應顯示面304a,則具有不同的傾斜度(亦即柱狀體上表面314a與顯示面304a之夾角)。於一實施例中,每一柱狀導向結構的柱狀體上表面314a組成顯示指向單元306的指向單元上表面316,此指向單元上表面316呈現越接近中央區域304m越突出的一突出傾斜表面,且與顯示面夾一傾斜角度。
值得注意的是,藉由柱狀導向結構314的外在形態(包括柱狀體高度與影像光束射出柱狀導向結構314的柱狀體 上表面314a的傾斜度),使不同配置位置的像素所發出的影像光束,在柱狀導向結構314中有不同的光行進距離,以及不同配置位置的像素所發出的影像光束從由柱狀導向結構314進入大氣環境時,有不同的入射夾角。因此,可將不同配置位置的像素所發出的影像光束縮小並導向至使用者的雙眼至少其中之一的瞳孔。
於圖3A所示的實施例中,對應於配置在顯示單元304的週邊區域304p的像素304b的指向結構306a,其柱狀導向結構314的高度較低。而對應於配置在顯示單元304的中央區域304m的像素的指向結構306a,其柱狀導向結構314的高度較高。且對應於配置在顯示單元304的週邊區域304p的像素304b的指向結構306a,其柱狀導向結構314的柱狀體上表面對應顯示面的傾斜度較大(亦即傾斜度較大,致使入射光線的折射角度較大而可以把光束導引至瞳孔位置或接近瞳孔中心位置)。而對應於配置在顯示單元304的中央區域304m的像素的指向結構306a,其柱狀導向結構314的柱狀體上表面對應顯示面的傾斜度較低。
換句話說,於此實施例中,柱狀導向結構314的高度隨著其所對應的像素304b配置位置由顯示單元304的週邊區域304p至顯示單元304的中央區域304m而遞增。且柱狀導向結構的柱狀體上表面對應顯示面的傾斜度隨著其所對應的像素304b配置位置由顯示單元304的週邊區域304p至顯示單元304的中央區域304m而遞減。
然而,本發明的柱狀導向結構的高度與表面傾斜度並 不受限於上述實施例的描述。於另一實施例中,依據使用者在穿戴此頭部穿戴式顯示系統100(請參照圖1)時,頭部穿戴式顯示系統100與使用者的眼睛的瞳孔的距離關係,調整柱狀導向結構的高度與表面傾斜度。也就是在使用者在穿戴此頭部穿戴式顯示系統100時,以最靠近此頭部穿戴式顯示系統100的使用者的瞳孔為基準,距離此瞳孔越遠的柱狀導向結構的高度越低,而距離此瞳孔越近的柱狀導向結構的高度越大。於又一實施例中,在使用者在穿戴此頭部穿戴式顯示系統100時,以最靠近此頭部穿戴式顯示系統100的使用者的瞳孔為基準,距離此瞳孔越遠的柱狀導向結構的柱狀體上表面對應顯示面的傾斜度越大,而距離此瞳孔越近的柱狀導向結構的柱狀體上表面對應顯示面的傾斜度越小。
此外,由柱狀導向結構的柱狀體上表面314a組成顯示指向單元306的整體指向單元上表面316,例如是圖3A所示的不連續的突出傾斜表面(不連續凸透鏡表面)或是圖3B所示的連續平滑的突出傾斜表面(連續平滑凸透鏡表面)。再者,柱狀導向結構314的高度並不受限於前述實施例所描述的隨著其所對應的像素304b配置位置而有高低不同。圖3C繪示根據本發明再一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。如圖3C所示,柱狀導向結構314的基本柱體部分314b的基本高度h’均相等。然而,柱狀導向結構314的柱狀體上表面314a隨著柱狀導向結構314所對應的像素304b配置位置而有不同的傾斜度,致使基本 柱體部份314b上的三角柱體部份314c的高度h”也隨著柱狀導向結構314所對應的像素304b配置位置而有不同。因此圖3C所示的實施例中的整體指向單元上表面316輪廓呈現一之字狀不平滑表面。圖3D繪示根據本發明一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。請參照圖3D,於又一實施例中,柱狀導向結構314的的總體高度均相等。也就是,雖然隨著柱狀導向結構314所對應的像素304b配置位置不同,柱狀導向結構314的基本柱體部分高度h’以及三角柱體部分高度h”高度也各自不同,但基本柱體部分高度h’與三角柱體部分高度h”高度的總和的柱狀導向結構314的的總體高度均相等。而柱狀導向結構314的柱狀體上表面314a,隨著柱狀導向結構314所對應的像素304b配置位置而有不同的傾斜度,因此圖3D所示的實施例中的整體指向單元上表面316輪廓亦呈現一之字狀不平滑表面。
圖4繪示根據本發明又一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。請參照圖4,於本實施例中,每一指向結構包含一遮光結構412,用以遮蔽部分來自所對應的像素的影像光束。於本實施例中,為求清楚描述而使用單一指向結構描述對來自不同配置位置的像素的影像光束,進行個別且特定的部份遮光處理,但此並不用於限制本發明的顯示指向單元就是以實體的複數個指向結構所組成。換句話說,顯示指向單元406例如是具有複數個遮光結構412的一體成型的光導向單元,並根據每個像素404b的配 置位置,將顯示指向單元406劃分出對應每一像素404b的一指向結構406a。
於本實施例中,每一遮光結構412遮蔽部分來自所對應的像素404b的影像光束404c,以使具有一特定光束行進方向的部份影像光束404c通過遮光結構412。換句話說,每一遮光結構412具有一透光孔412a,隨著指向結構406a所對應的像素404b在顯示單元404上的配置位置的不同,而每一遮光結構412的透光孔412a的配置位置也不同,因此只有具有特定光束行進方向的部份影像光束可以通過此透光孔412a。也就是通過每一遮光結構的部份影像光束404c,是依照每一遮光結構412所對應的像素404b在顯示單元404的配置位置,而具有不同的特定光束行進方向。並據此,利用此顯示導向單元406,可將通過每一遮光結構412的部份影像光束導向至使用者的雙眼至少其中之一的瞳孔。更明確的說,每一特定光束行徑方向均指向使用者的雙眼至少其中之一的瞳孔。另外,本實施例的顯示指向單元406的每一遮光結構412除了將來自顯示單元的影像光束分別導向外,也將每一通過遮光結構412的影像光束404c的光束縮小至一特定範圍,例如通過每一指向結構406a後的每一影像光束的一散射角度約小於0.1度。
於又一實施例中,上述的遮光結構412包括一液晶結構。於本實施例中,頭部穿戴式顯示系統100(請參照圖1)還包括一瞳孔位置偵測器160。此瞳孔位置偵測器160用 以偵測使用者的至少一眼睛的瞳孔的一瞳孔位置。因此,當瞳孔位置偵測器160偵測到使用者的眼睛的瞳孔的瞳孔位置變化時,與瞳孔位置偵測器160耦接的控制器102,根據瞳孔位置偵測器所偵測的瞳孔位置,控制顯示指向單元106的每一液晶結構的一晶格排列,以使通過每一液晶結構的的部份影像光束分別指向使用者的雙眼至少其中之一的瞳孔。
圖5繪示根據本發明再一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。請參照圖5,於本實施例中顯示指向單元506中的每一指向結構例如是一透鏡,用以集中來自所對應的像素504b的影像光束504c,並將所分別集中的每一影像光束導向至使用者的至少一眼睛的一瞳孔。其中,每一透鏡例如是一凸透鏡。另外,通過每一透鏡後的每一影像光束的一散射角度約小於0.1度。
於本發明顯示單元的每一像素所發出的影像光束在進入使用者的眼睛瞳孔之前,經過顯示指向單元的光學處理後,每一影像光束縮小,致使每一影像光束的散射角度小於一特定範圍,且光學處理後的每一影像光束的光行進方向均導向至使用者的眼睛瞳孔。因此透過使用者眼睛水晶體的折射,每一個縮小後的影像光束可在眼底視網膜上組成清晰的影像。因此,即便頭部穿戴式顯示系統100的顯示單元與使用者的眼球之間的距離很短,但是使用者仍可接收到清晰的影像,且眼球的水晶體亦無需調整焦距,因此使用者不會因長時間使用頭部穿戴式顯示系統而感到 眼睛疲乏並致使眼睛受損。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧頭部穿戴式顯示系統
102‧‧‧控制器
104、304、404、504‧‧‧顯示單元
304m‧‧‧中央區域
304p‧‧‧週邊區域
104a、304a‧‧‧顯示面
104b、304b、404b、504b‧‧‧像素
104c、304c、404c、504c‧‧‧影像光束
106、306、406、506‧‧‧顯示指向單元
106a、306a、406a‧‧‧指向結構
160‧‧‧瞳孔位置偵測器
120‧‧‧使用者
122‧‧‧臉部
124‧‧‧眼睛
126‧‧‧瞳孔
312、412‧‧‧遮光結構
314‧‧‧柱狀導向結構
314a‧‧‧柱狀體上表面
314b‧‧‧基本柱體部份
314c‧‧‧三角柱體部份
316‧‧‧指向單元上表面
412a‧‧‧透光孔
圖1繪示根據本發明一實施例的一種頭部穿戴式顯示系統簡圖。
圖2繪示根據本發明一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖3A繪示根據本發明另一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖3B繪示根據本發明又一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖3C繪示根據本發明再一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖3D繪示根據本發明一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖4繪示根據本發明又一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖5繪示根據本發明再一實施例的顯示單元與顯示指向單元的剖面簡圖。
圖6A繪示為習知影像A的光線入射瞳孔並成像於眼 睛視網膜上的示意簡圖。
圖6B繪示為根據本發明一實施例的影像A的光線經過顯示指向單元後,入射瞳孔並成像於眼睛視網膜上的示意簡圖。
104‧‧‧顯示單元
104a‧‧‧顯示面
104b‧‧‧像素
104c‧‧‧影像光束
106‧‧‧顯示指向單元
106a‧‧‧指向結構
120‧‧‧使用者
122‧‧‧臉部
124‧‧‧眼睛
126‧‧‧瞳孔

Claims (17)

  1. 一種頭部穿戴式顯示系統,適用穿戴於一使用者上,該系統包括:一顯示單元,其中該顯示單元具有面向該使用者一臉部的一顯示面,且該顯示單元由複數個像素組成,每一該些像素放射一影像光束;以及一顯示指向單元,位於該顯示單元的該顯示面上,其中該顯示指向單元將來自該些像素的該些影像光束縮小並導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔,其中該顯示指向單元具有複數個指向結構,且配置每一該些指向結構以對應於該些像素至少其中之一,其中每一該些指向結構更包含一柱狀導向結構,且依照所對應的該像素在該顯示單元的一配置位置,每一該些柱狀導向結構的一柱狀體上表面對應該顯示面具有不同的一傾斜度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些指向結構包含一遮光結構,以遮蔽部分來自所對應的該像素的該影像光束。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些柱狀導向結構,以配置對應該指向結構的該遮光結構,且每一該些柱狀導向結構將通過所對應的該遮光結構的該影像光束導向至該使用者的至少該眼睛的該瞳孔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之頭部穿戴式顯示系 統,其中每一該些柱狀導向結構,依照所對應的該像素在該顯示單元的一配置位置,而具有不同的一柱狀體高度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些柱狀導向結構的該柱狀體上表面組成該顯示指向單元的一指向單元上表面,且指向單元上表面與該顯示面夾一傾斜角度。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中通過每一該些指向結構後的每一該些影像光束的一散射角度約小於0.1度。
  7. 一種頭部穿戴式顯示系統,適用穿戴於一使用者上,該系統包括:一顯示單元,其中該顯示單元具有面向該使用者一臉部的一顯示面,且該顯示單元由複數個像素組成,每一該些像素放射一影像光束;以及一顯示指向單元,位於該顯示單元的該顯示面上,其中該顯示指向單元將來自該些像素的該些影像光束縮小並導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔,其中該顯示指向單元為具有一平面的一光導向單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中該顯示指向單元包含複數個遮光結構,以依據每一該些像素的配置位置,將該顯示指向單元劃分出對應每一該些像素的一指向結構。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些遮光結構遮蔽部分來自所對應的該像素 的該影像光束,以使具有一特定光束行進方向的部份該影像光束通過。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中可通過每一該些遮光結構的部份該影像光束,依照每一該些遮光結構所對應的該像素在該顯示單元的一配置位置,而具有不同的該特定光束行進方向。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些特定光束行徑方向指向該使用者的至少該眼睛的該瞳孔。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中通過每一該些指向結構後的每一該些影像光束的一散射角度約小於0.1度。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些遮光結構包括一液晶結構。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之頭部穿戴式顯示系統,還包括:一瞳孔位置偵測器用以偵測該使用者的至少該眼睛的該瞳孔的一瞳孔位置;以及一控制器連接該顯示指向單元與該瞳孔位置偵測器,根據該瞳孔位置偵測器所偵測的該瞳孔位置,控制該顯示指向單元的每一該些液晶結構的一晶格排列,以使通過每一該液晶結構的的部份該影像光束分別指向該使用者的至少該眼睛的該瞳孔。
  15. 一種頭部穿戴式顯示系統,適用穿戴於一使用者 上,該系統包括:一顯示單元,其中該顯示單元具有面向該使用者一臉部的一顯示面,且該顯示單元由複數個像素組成,每一該些像素放射一影像光束;以及一顯示指向單元,位於該顯示單元的該顯示面上,其中該顯示指向單元將來自該些像素的該些影像光束縮小並導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔,其中該顯示指向單元具有複數個指向結構,且每一該些指向結構不具有一遮光結構,其中每一該些指向結構對應於該些像素至少其中之一。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中每一該些指向結構包括一透鏡,以集中來自所對應的該像素的該影像光束,並將所分別集中的每一影像光束導向至該使用者的至少一眼睛的一瞳孔。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之頭部穿戴式顯示系統,其中通過每一該些指向結構後的每一該些影像光束的一散射角度約小於0.1度。
TW101136241A 2012-10-01 2012-10-01 頭部穿戴式顯示系統 TWI475293B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101136241A TWI475293B (zh) 2012-10-01 2012-10-01 頭部穿戴式顯示系統
CN201210429889.6A CN103713388A (zh) 2012-10-01 2012-11-01 头部穿戴式显示系统
US13/888,387 US20140091990A1 (en) 2012-10-01 2013-05-07 Head-mounted display system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101136241A TWI475293B (zh) 2012-10-01 2012-10-01 頭部穿戴式顯示系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201415128A TW201415128A (zh) 2014-04-16
TWI475293B true TWI475293B (zh) 2015-03-01

Family

ID=50384644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101136241A TWI475293B (zh) 2012-10-01 2012-10-01 頭部穿戴式顯示系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140091990A1 (zh)
CN (1) CN103713388A (zh)
TW (1) TWI475293B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016163783A1 (en) 2015-04-07 2016-10-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and method of controlling the same
KR102420041B1 (ko) * 2015-04-07 2022-07-13 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어방법
CN107490862B (zh) 2017-03-23 2019-10-25 华为机器有限公司 近眼显示器及近眼显示系统
US10379266B2 (en) * 2017-09-15 2019-08-13 Sung-Yang Wu Near-eye display device
CN109507798A (zh) * 2017-09-15 2019-03-22 中强光电股份有限公司 近眼显示装置
CN108051917A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 深圳创维新世界科技有限公司 增强现实显示光学系统及增强现实显示方法
CN112433386B (zh) * 2019-08-09 2022-09-16 中山大学 一种用于光场显示的紧凑光学结构
CN112925110B (zh) * 2019-12-06 2022-09-27 驻景(广州)科技有限公司 基于光出射受限像素块-孔径对的三维显示模组
US11573445B2 (en) * 2021-07-09 2023-02-07 Meta Platforms Technologies, Llc Off-axis pixel design for liquid crystal display devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200835321A (en) * 2006-10-13 2008-08-16 Apple Inc Enhanced image display in head-mounted displays
TW200839290A (en) * 2006-12-12 2008-10-01 Seereal Technologies Sa Head-mounted display device for generating reconstructions of three-dimensional representations
TW201126204A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 J Touch Corp Three-dimensional video imaging device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714967A (en) * 1994-05-16 1998-02-03 Olympus Optical Co., Ltd. Head-mounted or face-mounted image display apparatus with an increased exit pupil
JPH10282448A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Minolta Co Ltd ディスプレイ
JP4741887B2 (ja) * 2005-06-24 2011-08-10 Nec液晶テクノロジー株式会社 光源装置、表示装置及び端末装置
US9632315B2 (en) * 2010-10-21 2017-04-25 Lockheed Martin Corporation Head-mounted display apparatus employing one or more fresnel lenses

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200835321A (en) * 2006-10-13 2008-08-16 Apple Inc Enhanced image display in head-mounted displays
TW200839290A (en) * 2006-12-12 2008-10-01 Seereal Technologies Sa Head-mounted display device for generating reconstructions of three-dimensional representations
TW201126204A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 J Touch Corp Three-dimensional video imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201415128A (zh) 2014-04-16
US20140091990A1 (en) 2014-04-03
CN103713388A (zh) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI475293B (zh) 頭部穿戴式顯示系統
US7784945B2 (en) Display Apparatus, display method, display program, integrated circuit, goggle-type head-mounted display, vehicle, monocle, and stationary display
JP2024045370A (ja) 眼鏡および光学素子
WO2006038662A1 (ja) 画像表示装置および電子眼鏡
JP2024023599A (ja) 近視を治療するための光散乱レンズおよび光散乱レンズを含む眼鏡
JP4892692B2 (ja) 眼球回旋点の測定方法および装置
JP2004298461A (ja) 屈折測定装置
KR101436530B1 (ko) 시력 교정용 핀홀 안경
US10324296B2 (en) Display device
US11454747B1 (en) Shadow-matched Fresnel lens doublet for reduced optical artifacts
KR102099785B1 (ko) 증강 현실용 광학 장치
TWI847010B (zh) 眼鏡鏡片
JP6111842B2 (ja) 画像表示装置及び画像表示方法
JP2016087291A (ja) 瞳孔・視線計測装置および照明システム
CN208752324U (zh) 一种眼镜片
US20230049899A1 (en) System and method for enhancing visual acuity
US12117672B2 (en) Ophthalmic device with a blinking illuminating element for reducing dyslexia effects
US8038293B2 (en) Optical system for enhanced vision
CN112394509B (zh) 头戴式显示装置
CN112955807B (zh) 用于增强现实的光学装置
JP2002277815A (ja) 映像観察装置
JP3709921B2 (ja) 眼疾患者への映像付与方法及び映像付与装置
TWI688791B (zh) 頭戴式顯示裝置
JP7571019B2 (ja) 近視を治療するための光散乱レンズおよび光散乱レンズを含む眼鏡
US20230128267A1 (en) Visual line detecting apparatus, image display apparatus, and visual line processing apparatus