TWI644260B - 顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種顯示裝置，包括至少一顯示單元及主機。主機係配合該至少一顯示單元運作。主機包括偵測單元。偵測單元係用以於該至少一顯示單元顯示畫面時偵測受眼睛注視之畫面的第一注視位置以及眼睛與第一注視位置之間的第一距離。當顯示裝置依據第一距離決定相對應之第一注視範圍並依據第一注視位置與第一注視範圍將畫面分為第一注視區域與第一非注視區域時，顯示裝置改變第一注視區域或第一非注視區域之顯示參數。

Description

顯示裝置

本發明係與顯示裝置有關，尤其是關於一種能夠提供眼動追蹤自適應功能的顯示裝置。

隨著顯示技術不斷演進，顯示器的尺寸也愈做愈大，市面上更是出現各種寬螢幕的產品，以滿足消費者之需求。

然而，並非所有的顯示應用均需使用到顯示裝置的整個顯示區域。一般而言，在很多情況下僅會使用到部分的顯示區域而已。舉例來說，當使用者透過顯示裝置閱讀網頁或編輯文件時，往往僅會使用到顯示裝置的部分顯示區域而已，但一般的顯示裝置仍會提供相同的背光亮度給其餘未使用的閒置顯示區域，因而導致不必要的耗能。

有鑑於此，本發明提出一種能夠提供眼動追蹤自適應功能的顯示裝置，以有效解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。

根據本發明之一具體實施例為一種顯示裝置。於此實施例中，顯示裝置包括至少一顯示單元及主機。主機係配合該至少一顯示單元運作。主機包括偵測單元。偵測單元係用以於該 至少一顯示單元顯示畫面時偵測受眼睛注視之畫面的第一注視位置以及眼睛與第一注視位置之間的第一距離。當顯示裝置依據第一距離決定相對應之第一注視範圍並依據第一注視位置與第一注視範圍將畫面分為第一注視區域與第一非注視區域時，顯示裝置改變第一注視區域或第一非注視區域之顯示參數。

於一實施例中，當顯示裝置改變第一注視區域或第一非注視區域之顯示參數時，第一注視區域與第一非注視區域之對比會提高。

於一實施例中，顯示裝置係降低對應於第一非注視區域的背光亮度。

於一實施例中，顯示裝置係降低對應於第一非注視區域的解析度。

於一實施例中，顯示裝置係透過該至少一顯示單元降低其顯示第一非注視區域的解析度或先由主機降低第一非注視區域的解析度後輸出至至少一顯示單元以顯示畫面。

於一實施例中，主機之偵測單元係以眼球追蹤技術測得第一注視位置與第一距離。

於一實施例中，第一注視範圍係具有注視半徑且注視半徑與第一距離之間具有比例關係。

於一實施例中，當眼睛與第一注視位置之間的距離由第一距離改變為第一變化距離時，顯示裝置判斷第一距離與第一變化距離是否位於同一距離區間內。

於一實施例中，若顯示裝置之判斷結果為是，則顯示裝置維持第一注視範圍不變。

於一實施例中，若顯示裝置之判斷結果為否，則顯示裝置依據第一變化距離決定相對應之第一變化注視範圍以及依據第一注視位置與第一變化注視範圍將畫面分為第一變化注視區域與第一變化非注視區域，並改變第一變化注視區域或第一變化非注視區域之顯示參數。

相較於先前技術，本發明之顯示裝置係為一種能夠提供眼動追蹤自適應功能的智能顯示器(Smart display)，其先透過眼球追蹤技術取得人眼注視顯示裝置所顯示之畫面的注視位置以及人眼與注視位置之間的距離，再依據此距離決定相對應的注視範圍並依據注視位置與注視範圍將畫面分為注視區域與非注視區域後，透過改變注視區域或非注視區域的顯示參數之方式來達到節能、提升資訊安全或增進使用者之視覺感受的效果。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

S10~S18‧‧‧步驟

1、3‧‧‧顯示裝置

E‧‧‧使用者的眼睛

D1‧‧‧第一顯示單元

D2‧‧‧第二顯示單元

H‧‧‧主機

S‧‧‧偵測單元

C‧‧‧處理器

L‧‧‧縮放器

M‧‧‧顯示面板

P1‧‧‧第一注視位置

P2‧‧‧第二注視位置

P3‧‧‧第三注視位置

N1‧‧‧第一距離

N2‧‧‧第二距離

N3‧‧‧第三距離

F、F’‧‧‧畫面

R1‧‧‧第一注視範圍

R2‧‧‧第二注視範圍

R3‧‧‧第三注視範圍

F1‧‧‧第一注視區域

F2‧‧‧第一非注視區域

F3‧‧‧第二注視區域

F4‧‧‧第二非注視區域

F5‧‧‧第三注視區域

F6‧‧‧第三非注視區域

r‧‧‧注視半徑

θ‧‧‧注視角度範圍

圖1係繪示根據本發明之一較佳具體實施例中之顯示裝置1包含單一個顯示單元之示意圖。

圖2A係繪示圖1中之第一顯示單元D1所顯示之畫面F上受眼睛E注視之第一注視位置P1以及眼睛E與第一注視位置P1之間的第一距離N1之示意圖。

圖2B係繪示圖2A中之第一注視範圍R1之注視半徑r與第一距離N1之間的比例關係之示意圖。

圖2C係繪示根據第一注視位置P1與第一距離N1所得到的第一注視範圍R1將畫面F分為第一注視區域F1與第一非注視區域F2之示意圖。

圖2D係繪示降低對應於第一非注視區域F2的解析度的示意圖。

圖3係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之顯示裝置3包含複數個顯示單元之示意圖。

圖4A係繪示圖3中之第一顯示單元D1與第二顯示單元D2所顯示之畫面F’上受眼睛E注視之第二注視位置P2以及眼睛E與第二注視位置P2之間的第二距離N2之示意圖。

圖4B係繪示根據第二注視位置P2與第二距離N2所得到的第二注視範圍R2將畫面F’分為第二注視區域F3與第二非注視區域F4之示意圖。

圖4C係繪示降低對應於第二非注視區域F4的背光亮度的示意圖。

圖4D係繪示降低對應於第三非注視區域F6的背光亮度的示意圖。

圖5係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之顯示裝置運作方法的流程圖。

根據本發明之一較佳具體實施例為一種顯示裝置。於此實施例中，顯示裝置可以是具有眼動追蹤自適應功能的智能顯示器，其可包括一個或多個顯示單元，且該些顯示單元可以是任何具有畫面顯示功能的顯示器，並無特定之限制。

請參照圖1，圖1係繪示根據本發明之一較佳具體實施例中之顯示裝置1包含單一個顯示單元(例如第一顯示單元D1)之示意圖。

如圖1所示，顯示裝置1包括第一顯示單元D1及主機H，且主機H係配合第一顯示單元D1運作。主機H係無線或有線地耦接第一顯示單元D1。主機H可包括偵測單元S及處理器C。偵測單元S耦接處理器C。第一顯示單元D1包括縮放器L及顯示面板M。縮放器L耦接顯示面板M及處理器C。當第一顯示單元D1的顯示面板M顯示畫面F時，主機H可透過偵測單元S偵測受使用者的眼睛E注視畫面F上的第一注視位置P1以及使用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的第一距離N1並將偵測到的第一注視位置P1及第一距離N1傳送至處理器C。

於實際應用中，偵測單元S可透過眼球追蹤技術追蹤使用者的眼睛E之動態而測得使用者的眼睛E注視畫面F上的第一注視位置P1並進而估算出使用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的第一距離N1，但不以此為限。

亦請參照圖2A及圖2B，圖2A係繪示第一顯示單元D1所顯示之畫面F上受使用者的眼睛E注視之第一注視位置P1以及使 用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的第一距離N1之示意圖；圖2B係繪示圖2A中之第一注視範圍R1之注視半徑r與第一距離N1之間的比例關係之示意圖。於此實施例中，第一顯示單元D1所顯示之畫面F中央為一張風景照，使用者的眼睛E正注視著該張風景照，但不以此為限。

當主機H透過偵測單元S測得第一注視位置P1與第一距離N1並傳送至處理器C後，處理器C可選擇將第一距離N1傳送至第一顯示單元D1的縮放器L並由第一顯示單元D1的縮放器L依據第一距離N1決定相對應之第一注視範圍R1，或是選擇由處理器C依據第一距離N1決定相對應之第一注視範圍R1後再將第一注視範圍R1傳送至第一顯示單元D1的縮放器L。

於實際應用中，第一注視範圍R1的形狀或大小並無特定之限制，可視實際需求而定。於一實施例中，第一注視範圍R1可具有注視半徑且注視半徑與第一距離N1之間可具有比例關係，但不以此為限。

舉例而言，如圖2B所示，假設使用者的眼睛E與畫面F上的第一注視位置P1之間的第一距離為N1，且使用者的眼睛E之注視角度範圍為θ，則相對應的第一注視範圍R1之注視半徑r可等於N1*tan(θ/2)，但不以此為限。實際上，由於一般使用者的眼睛E的注視角度範圍θ約為20°左右，亦即在使用者的眼睛E與畫面F上的第一注視位置P1之連線的兩側均約為10°左右，故相對應的注視半徑r約等於N1*tan10°，但實際上仍可依據使用者的視覺感受進行 客製化的調整，以符合不同使用者的需求，並不以此為限。

接著，如圖2C所示，處理器C可依據第一注視位置P1與第一注視範圍R1將畫面F分為第一注視區域F1與第一非注視區域F2並改變畫面F中之第一注視區域F1或第一非注視區域F2的顯示參數後再輸出至第一顯示單元D1進行顯示，或是由第一顯示單元D1的縮放器L改變畫面F中之第一注視區域F1或第一非注視區域F2的顯示參數後傳送給顯示面板M進行顯示。

舉例而言，如圖2D所示，顯示裝置1可選擇由處理器C降低畫面F中之第一非注視區域F2的解析度後再輸出至第一顯示單元D1進行顯示，或是選擇由第一顯示單元D1的縮放器L降低畫面F中之第一非注視區域F2的解析度後傳送給顯示面板M進行顯示，使得第一顯示單元D1的顯示面板M所顯示的畫面F中僅有使用者的眼睛E所注視的第一注視區域F1維持清晰，而使用者的眼睛E未注視的第一非注視區域F2則變得模糊，藉以達到提升資訊安全的效果。

此外，若畫面F原本的解析度不夠高，顯示裝置1亦可選擇由處理器C提高畫面F中之第一注視區域F1的解析度並維持或降低畫面F中之第一非注視區域F2的解析度後再輸出至第一顯示單元D1進行顯示，或是選擇由第一顯示單元D1的縮放器L提高畫面F中之第一注視區域F1的解析度並維持或降低其顯示的畫面F中之第一非注視區域F2的解析度後傳送給顯示面板M進行顯示，藉以讓使用者能夠看得更清楚，但不以此為限。

需說明的是，由於使用者可能會調整其姿勢或位置而導致使用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的距離改變，例如由原本的第一距離N1改變為第一變化距離，則主機H的偵測單元S會測得第一變化距離並由處理器C進一步判斷第一變化距離是否與第一距離N1位於同一距離區間內。於實際應用中，距離區間的範圍大小可以是系統預設值或可由使用者設定，並無特定之限制。

若上述判斷結果為是，亦即第一變化距離與第一距離N1位於同一距離區間內，代表使用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的距離變動不大，使用者應僅是稍微調整其姿勢或位置而已，故仍維持原本的第一注視範圍R1不變，以避免第一注視範圍R1出現過於頻繁的改變造成使用者視覺上之不適。

若上述判斷結果為否，亦即第一變化距離與第一距離N1不在同一距離區間內，代表使用者的眼睛E與第一注視位置P1之間的距離變動較大，故處理器C或第一顯示單元D1的縮放器L會重新依據第一變化距離決定相對應之第一變化注視範圍並依據第一注視位置P1與第一變化注視範圍將畫面F分為第一變化注視區域與第一變化非注視區域後改變第一變化注視區域或第一變化非注視區域之顯示參數。

同理，若使用者的眼睛E注視畫面F上的第一注視位置P1僅微幅改變，亦可視為使用者稍微調整其姿勢或位置而已，故仍維持原本的第一注視範圍R1不變，以避免第一注視範圍R1出現過於頻繁的改變造成使用者視覺上之不適。

請參照圖3，圖3係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例中之顯示裝置3包含複數個顯示單元(例如第一顯示單元D1與第二顯示單元D2)之示意圖。需說明的是，為了簡潔起見，圖3並未繪示顯示裝置3包括如同圖1中之處理器C、縮放器L及顯示面板M等元件，但實際上顯示裝置3亦可包括上述元件並且其運作情況可參照關於上述元件的相關說明內容，於此不另行贅述。

如圖3所示，顯示裝置3包括第一顯示單元D1、第二顯示單元D2及主機H，且主機H係配合第一顯示單元D1與第二顯示單元D2運作。主機H係無線或有線地分別耦接第一顯示單元D1與第二顯示單元D2。主機H包括偵測單元S。第一顯示單元D1與第二顯示單元D2可提供電視牆功能而共同顯示一畫面。

當第一顯示單元D1與第二顯示單元D2共同顯示畫面F’時，主機H透過偵測單元S偵測受使用者的眼睛E注視畫面F’上的第二注視位置P2以及使用者的眼睛E與第二注視位置P2之間的第二距離N2。於實際應用中，偵測單元S可透過眼球追蹤技術測得第二注視位置P2與第二距離N2，但不以此為限。

亦請參照圖4A，圖4A係繪示圖3中之第一顯示單元D1與第二顯示單元D2所顯示之畫面F’上受使用者的眼睛E注視之第二注視位置P2以及使用者的眼睛E與第二注視位置P2之間的第二距離N2之示意圖。於此實施例中，雖然第一顯示單元D1與第二顯示單元D2分別顯示不同的文件，但由於使用者的眼睛E所注視的是第一顯示單元D1所顯示的文件，故第二注視位置P2係位於第一 顯示單元D1上而不是位於第二顯示單元D2上，但不以此為限。

當主機H透過偵測單元S測得第二注視位置P2與第二距離N2後，主機H可選擇將第二距離N2傳送至第一顯示單元D1並由第一顯示單元D1依據第二距離N2決定相對應之第二注視範圍R2，或是選擇由主機H依據第二距離N2決定相對應之第二注視範圍R2後再將第二注視範圍R2傳送至第一顯示單元D1。於實際應用中，第二注視範圍R2可具有注視半徑且其注視半徑與第二距離N2之間可具有比例關係，但不以此為限。

接著，如圖4B所示，共同顯示畫面F’的第一顯示單元D1與第二顯示單元D2會依據第二注視位置P2與第二注視範圍R2將畫面F’分為第二注視區域F3與第二非注視區域F4。然後，第一顯示單元D1與第二顯示單元D2會改變第二注視區域F3與第二非注視區域F4的顯示參數，以提高第二注視區域F3與第二非注視區域F4之對比。

舉例而言，如圖4C所示，第一顯示單元D1與第二顯示單元D2可選擇降低第二非注視區域F4的背光亮度，使得第一顯示單元D1與第二顯示單元D2所共同顯示的畫面F’中僅有使用者的眼睛E所注視的第二注視區域F3維持原本的亮度，而使用者的眼睛E未注視的第二非注視區域F4則會變暗，藉以達到節能的效果。此外，若原本第一顯示單元D1與第二顯示單元D2共同顯示畫面F’的亮度已偏暗，為了能讓第二注視區域F3能顯示得更清楚以方便使用者觀看，第一顯示單元D1亦可選擇提高第二注視區域F3的背光 亮度，但不以此為限。亦即，本發明係藉由讓第二注視區域F3與第二非注視區域F4的顯示參數不同來提高第二注視區域F3與第二非注視區域F4的對比。並且，除了改變亮度參數之外，亦可改變第二注視區域F3及/或第二非注視區域F4的其他顯示參數，例如對比度、解析度及色彩飽和度等；此外，亦可僅調節某一顯示參數或同時調節多個顯示參數，只要能夠實現提高第二注視區域F3與第二非注視區域F4的對比即可。

需說明的是，第二注視區域F3可僅顯示於第一顯示單元D1或第二顯示單元D2，但不以此為限。於此實施例中，第二注視區域F3僅位於第一顯示單元D1上，第二非注視區域F4可同時位於第一顯示單元D1及第二顯示單元D2上。於其他實施例中，第一顯示單元D1與第二顯示單元D2可分別具有第二注視區域F3，例如多個使用者分別觀看第一顯示單元D1與第二顯示單元D2。

此外，如圖4D所示，假設使用者的眼睛E看完第一顯示單元D1所顯示的文件後開始觀看第二顯示單元D2所顯示的文件，主機H會透過偵測單元S測得使用者的眼睛E注視畫面F’上之第三注視位置P3以及使用者的眼睛E與第三注視位置P3之間的第三距離N3。

接著，主機H可選擇將第三距離N3傳送至第二顯示單元D2並由第二顯示單元D2依據第三距離N3決定相對應之第三注視範圍R3，或是選擇由主機H依據第三距離N3決定相對應之第三注視範圍R3後再將第三注視範圍R3傳送至第二顯示單元D2，共同 顯示畫面F’的第一顯示單元D1與第二顯示單元D2會依據第三注視位置P3與第三注視範圍R3將畫面F’分為第三注視區域F5與第三非注視區域F6。其中，第三注視區域F5與第三非注視區域F6在不同實施例中之設置方式可與上述的第二注視區域F3與第二非注視區域F4的方式相同，於此不另行贅述。

然後，第二顯示單元D2會改變第三注視區域F5與第三非注視區域F6的顯示參數，例如第二顯示單元D2可降低第三非注視區域F6的背光亮度，使得第一顯示單元D1與第二顯示單元D2所共同顯示的畫面F’中僅有第三注視區域F5維持原本的亮度，其餘的第三非注視區域F6均會變暗，藉以達到節能的效果。

根據本發明之另一具體實施例為一種顯示裝置運作方法。於此實施例中，顯示裝置運作方法係用以運作顯示裝置。顯示裝置包括至少一顯示單元。接著，請參照圖5，圖5係繪示此實施例中之顯示裝置運作方法的流程圖。

如圖5所示，顯示裝置運作方法可包含下列步驟：步驟S10：該至少一顯示單元顯示畫面；步驟S12：偵測畫面上受使用者的眼睛注視之第一注視位置以及使用者的眼睛與第一注視位置之間的第一距離；步驟S14：依據第一距離決定相對應之第一注視範圍；步驟S16：依據第一注視位置與第一注視範圍將畫面分為第一注視區域與第一非注視區域； 步驟S18：改變第一注視區域或第一非注視區域之顯示參數，致使第一注視區域與第一非注視區域之對比提高。

於實際應用中，步驟S12係由主機以眼球追蹤技術測得第一注視位置與第一距離，但不以此為限。當主機測得第一距離時，主機可將第一距離傳送至該至少一顯示單元，步驟S14可由該至少一顯示單元依據第一距離決定相對應之第一注視範圍，並且第一注視範圍可具有注視半徑且注視半徑與第一距離之間具有比例關係，但不以此為限。

此外，當主機測得第一距離時，步驟S14亦可由主機依據第一距離決定相對應之第一注視範圍後再將第一注視範圍傳送至該至少一顯示單元。需說明的是，步驟S18可透過降低對應於第一非注視區域的背光亮度之方式來達到節能的效果，或是透過降低對應於第一非注視區域的解析度之方式來達到提升資訊安全的效果，抑或是透過提高對應於第一注視區域的解析度或背光亮度之方式來達到增進使用者之視覺感受的效果，並無特定之限制。

當眼睛與第一注視位置之間的距離由原本的第一距離改變為第一變化距離時，顯示裝置運作方法會進一步判斷第一距離與第一變化距離是否位於同一距離區間內。若上述判斷結果為是，代表眼睛與第一注視位置之間的距離變動不大，故維持第一注視範圍不變，以避免第一注視範圍過於頻繁的改變。

若上述判斷結果為否，代表眼睛與第一注視位置之間的距離變動較大，故顯示裝置運作方法會依據第一變化距離決 定相對應之第一變化注視範圍以及依據第一注視位置與第一變化注視範圍將畫面分為第一變化注視區域與第一變化非注視區域，並改變第一變化注視區域或第一變化非注視區域之顯示參數，藉以達到節能、提升資訊安全或增進使用者之視覺感受的效果。

相較於先前技術，本發明之顯示裝置係為一種能夠提供眼動追蹤自適應功能的智能顯示器，其先透過眼球追蹤技術取得人眼注視顯示裝置所顯示之畫面的注視位置以及人眼與注視位置之間的距離，再依據此距離決定相對應的注視範圍並依據注視位置與注視範圍將畫面分為注視區域與非注視區域後，透過改變注視區域或非注視區域的顯示參數之方式來達到節能、提升資訊安全或增進使用者之視覺感受的效果。

由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (7)

1. 一種顯示裝置，包括：至少一顯示單元；以及一主機，係配合該至少一顯示單元運作，該主機包括：一偵測單元，用以於該至少一顯示單元顯示一畫面時偵測受一眼睛注視之該畫面的一第一注視位置以及該眼睛與該第一注視位置之間的一第一距離；其中，該顯示裝置依據該第一距離決定相對應之一第一注視範圍並依據該第一注視位置與該第一注視範圍將該畫面分為一第一注視區域與一第一非注視區域時，該顯示裝置改變該第一注視區域或該第一非注視區域之顯示參數，當該眼睛與該第一注視位置之間的距離由該第一距離改變為一第一變化距離時，該顯示裝置判斷該第一距離與該第一變化距離是否位於同一距離區間內，若該顯示裝置之判斷結果為是，則該顯示裝置維持該第一注視範圍不變；若該顯示裝置之判斷結果為否，則該顯示裝置依據該第一變化距離決定相對應之一第一變化注視範圍以及依據該第一注視位置與該第一變化注視範圍將該畫面分為一第一變化注視區域與一第一變化非注視區域，並改變該第一變化注視區域或該第一變化非注視區域之顯示參數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中當該顯示裝置改變該第一注視區域或該第一非注視區域之顯示參數時，該第一注視區域與該第一非注視區域之對比會提高。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示裝置係降低對應於該第一非注視區域的背光亮度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示裝置係降低對應於該第一非注視區域的解析度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中該顯示裝置係透過該至少一顯示單元降低其顯示該第一非注視區域的解析度或先由該主機降低該第一非注視區域的解析度後輸出至該至少一顯示單元以顯示該畫面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該主機之該偵測單元係以眼球追蹤技術測得該第一注視位置與該第一距離。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一注視範圍係具有一注視半徑且該注視半徑與該第一距離之間具有一比例關係。