TWI704377B - 頭戴式顯示裝置與其視力檢查方法 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示裝置與其視力檢查方法。頭戴式顯示裝置適於配置於使用者的眼睛前方，其包括至少一顯示螢幕、至少一透鏡、儲存電路，以及處理器。顯示螢幕提供影像光束。透鏡設置於影像光束的傳遞路徑上，將影像光束傳遞至眼睛。所述儲存電路儲存有多個指令。處理器耦接所述儲存電路與所述顯示螢幕，經配置執行所述指令以：控制所述顯示螢幕顯示視力檢查圖樣而使所述透鏡提供包括視力檢查圖樣的虛像。接收對應於視力檢查圖樣的使用者回應。依據使用者回應判斷使用者的視力狀態。

Description

頭戴式顯示裝置與其視力檢查方法

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種頭戴式顯示裝置與其視力檢查方法。

隨著顯示技術的進步及人們對於高科技的渴望，虛擬實境（virtual reality）的技術已漸趨成熟，其中頭戴式顯示器（head mounted display，HMD）則是用以實現此技術的顯示器。近年來，隨著微型顯示器中的解析度越來越高，尺寸功耗越來越小，頭戴式顯示器亦發展成為一種攜帶式（portable）顯示裝置。一般而言，頭戴式顯示器通常會使用近眼顯示光學系統（Near Eye Display，NED）來顯示影像。為了製造出視場角更大的頭戴式顯示裝置，頭戴式顯示裝置之光學系統的設計（像是透鏡種類、透鏡尺寸或透鏡位置等等）與顯示螢幕的配置方式都是研發人員考量的重點，其可直接影響視覺感官的體驗效果。

然而，不同使用者的視力狀態皆有所差異。具體而言，有的人患有近視，有的人患有老花眼，有的人患有散光。甚至是，有的人患有色盲。再者，即便同樣患有近視，每個人的近視度數也不盡相同。換言之，每個人透過眼睛能夠看清楚的條件皆不相同，甚至具有很大的差別。因此，若頭戴式顯示裝置使用固定的配置方式提供影像給視力狀態不同的使用者，這些使用者的觀看體驗將會因為個人視力狀態而有相當的區別。

有鑑於此，本發明提出一種頭戴式顯示裝置與其視力檢測方法，其可讓使用者透過提供虛擬實境的頭戴式顯示裝置進行視力檢測，並依據個人化的視力狀態來調整頭戴式顯示裝置的顯示設置。

本發明提供一種頭戴式顯示裝置，適於配置於使用者的眼睛前方，其包括至少一顯示螢幕、至少一透鏡、儲存電路，以及處理器。所述顯示螢幕提供影像光束，而所述透鏡設置於影像光束的傳遞路徑上，將影像光束傳遞至眼睛。所述儲存電路儲存有多個指令。處理器耦接所述儲存電路與所述顯示螢幕，經配置執行所述指令以：控制所述顯示螢幕顯示視力檢查圖樣而使所述透鏡提供包括視力檢查圖樣的虛像。接收對應於視力檢查圖樣的使用者回應。依據使用者回應判斷使用者的視力狀態。

本發明提供一種視力檢測方法，適用於頭戴式顯示裝置。頭戴式顯示裝置適於配置於使用者的眼睛前方，且所述方法包括下列步驟。控制頭戴式顯示裝置的至少一顯示螢幕顯示視力檢查圖樣而使頭戴式顯示裝置的至少一透鏡提供包括視力檢查圖樣的虛像。接收對應於視力檢查圖樣的使用者回應。依據使用者回應判斷使用者的視力狀態。

基於上述，於本發明的實施例中，頭戴式顯示裝置可依據使用者的控制而顯示視力檢查圖樣，從而讓使用者可進行視力檢測。此外，基於使用者所下達的使用者回應，頭戴式顯示裝置可依據與使用者回應相關之視力檢查圖樣的顯示內容或顯示方式來確認使用者的視力狀態。

為讓本發明的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。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的方法與裝置的範例。

圖1A是依照本發明實施例所繪示之頭戴式顯示裝置的方塊圖。圖1B是依照本發明實施例所繪示之頭戴式顯示裝置的示意圖。請同時參照圖1A與圖1B，頭戴式顯示裝置10適於配戴於使用者的頭部並可顯示畫面給使用者觀看，其包括穿戴件W1與主體B1。在本實施例中，主體B1是由殼體包覆各式元件而組成。上述元件可包括有透鏡110、顯示螢幕120、處理器130、驅動機構140、儲存電路150、顯示螢幕160，以及透鏡170。

顯示螢幕120、160分別用以提供包括影像內容的影像光束給使用者的左眼與右眼，例如是液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）、發光二極體（Light-Emitting Diode，LED）顯示器或其他種類的顯示器，本發明對此並不限制。

透鏡110、170分別對應於使用者的左眼與右眼，其分別設置於影像光束的傳遞路徑上，以分別將影像光束傳遞至使用者的左眼與右眼。透鏡110、170可以分別是由一或多片透鏡組成，本發明對此不限制。具體而言，使用者的左眼可透過透鏡110觀看顯示螢幕120，使用者的右眼可透過透鏡170觀看顯示螢幕160。藉由透鏡110、170的折射，使用者可以觀賞到基於近距離的顯示螢幕120、160所提供之畫面的虛像。透鏡110、170例如是菲涅爾透鏡或其他種類透鏡，本發明對此不限制。

透鏡110、170連接驅動機構140，驅動機構140可用以調整透鏡110、170的位置。或者，驅動機構140也可用以調整顯示螢幕120、160的位置。舉例而言，驅動機構140例如可包括步進馬達，以將透鏡110、170往遠離或靠近顯示螢幕120、160的方向推動。或者，驅動機構140可將顯示螢幕120、160往遠離或靠近使用者之雙眼的方向推動。

儲存電路150例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、快閃記憶體（Flash memory）或其他類似裝置或這些裝置的組合，而用以記錄可由處理器130執行的多個指令，這些指令可載入處理器130。

處理器130例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）、可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device，PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合。處理器130係耦接至顯示螢幕120、顯示螢幕160、驅動機構140以及儲存電路150，而可存取並執行記錄在儲存電路150中的指令，以實現本發明實施例的視力檢測方法。此外，處理器130可驅動顯示螢幕120、160，以使顯示螢幕120、160顯示畫面給使用者。

應理解的，圖1B所繪示的頭戴式顯示裝置10僅為一實施範例，其並不是限制性的，而是僅為說明性的。依照設計需求，包括圖1A所示之各元件的頭戴式顯示裝置可以相異於圖1B範例的其他結構形式來體現。

然而，須先說明的是，為了清楚說明本發明實施例的視力檢測方法，後續實施例將以提供影像給單一隻眼睛的顯示螢幕120與透鏡110為例進行說明，具備通常知識者可理解相同的流程也可應用於提供影像給另一隻眼睛的顯示螢幕160與透鏡170。

圖2是依照本發明實施例所繪示之視力檢測方法的方法流程圖。請參照圖2，本實施例的方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置10，以下即搭配頭戴式顯示裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

需要說明的是，當處理器130控制顯示螢幕120顯示視力檢查圖樣的同時，處理器130控制顯示螢幕160顯示黑畫面，以針對雙眼其中之一進行測量。相反的，當處理器130控制顯示螢幕160顯示視力檢查圖樣的同時，處理器130控制顯示螢幕120顯示黑畫面，以針對雙眼其中之另一進行測量。

首先，於步驟S201，處理器130控制至少一顯示螢幕120顯示視力檢查圖樣而使至少一透鏡110提供包括視力檢查圖樣的虛像。視力檢查圖樣依據其檢測項目而可呈現不同的圖樣內容。一般而言，視力檢測圖樣可包括字母、數字、幾何符號或經設計的檢測圖樣等等。當顯示螢幕120顯示視力檢查圖樣時，使用者可透過語音輸入或控制手杖（Wand）的操控來控制視力檢查圖樣的顯示方式或圖樣內容。此外，頭戴式顯示裝置10是基於虛像成像原理而讓使用者的眼睛看到包括視力檢查圖樣的虛像。此虛像與眼睛之間的虛像距離取決於透鏡110的物理焦距以及顯示螢幕120與透鏡110之間的間距。於一應用範例中，以鏡片焦距設計為9mm的透鏡110為例，倘若顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為36mm，則虛像距離為0.5m；倘若顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為34mm，則虛像距離為0.333m。

接著，於步驟S202，處理器130接收對應於視力檢查圖樣的使用者回應。於步驟S203，處理器130依據使用者回應判斷使用者的視力狀態。承上述，當顯示螢幕120顯示視力檢查圖樣時，使用者可透過語音輸入或控制手杖的操控來控制顯示螢幕120與/或透鏡係的配置狀態，從而進一步控制視力檢查圖樣的顯示方式或圖樣內容。因此，響應於處理器130偵測到使用者回應，處理器130將判斷顯示螢幕120與/或透鏡110的當下配置狀態，從而依據上述當下配置狀態決定使用者的視力狀態。上述的視力狀態可以是眼睛的近視度數、老花度數、散光軸度、散光度數、視力解析度，或者是否患有色盲等等。然而，針對不同的視力檢測項目，顯示螢幕120與/或透鏡110的控制方式也不同，以下將列舉實施例以更清楚說明之。

圖3是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。請參照圖3，本實施例的方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置10，以下即搭配頭戴式顯示裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

於步驟S301，處理器130驅動顯示螢幕120顯示包括視力檢測圖樣的圖形介面。於步驟S302，處理器130偵測使用者的控制指令。上述之使用者的控制指令例如是使用者透過控制手杖點選圖形介面中的箭頭圖樣。於步驟S303，處理器130依據使用者下達的控制指令來控制驅動機構140調整至少一顯示螢幕120與至少一透鏡110之間的間距，而使虛像與眼睛之間的虛像距離於預設區間內改變。與此同時，處理器130偵測使用者的使用者回應。詳細而言，處理器130可透過推動顯示螢幕120或透鏡110而調整顯示螢幕120與110之間的間距。響應於螢幕120與110之間間距的改變，虛像與眼睛之間的虛像距離也對應改變。

之後，於步驟S304，處理器130響應於接收到使用者回應而獲取預設區間內的選定虛像距離。於步驟S305，處理器130依據選定虛像距離判斷眼睛的屈光度。承上述，由於虛像與眼睛之間的虛像距離可基於使用者的控制指令遞增或遞減，因此患有近視或老花的使用者將感受到包括視力檢測圖樣之虛像的清晰程度也將對應虛像距離而有所不同。因此，於本實施例中，當改變顯示螢幕120與110之間的間距的時候，一旦使用者覺得可清晰地看清視力檢測圖樣時，使用者可透過控制手杖發出使用者回應。上述的使用者回應可以是使用者按壓控制手杖上的按鈕或使用者透過控制手杖點選圖形介面的特定icon。響應於使用者回應，處理器130可獲取使用者主覺可清看清視力檢測圖樣的選定虛像距離。基此，處理器130可依據使用者回應選定的選定虛像距離判斷眼睛的屈光度。上述屈光度可以是近視度數或老花度數。

於本發明的一實施例中，當進行近視程度的檢測時，處理器130控制驅動機構140逐漸增加顯示螢幕120與透鏡110之間的間距，而使虛像與眼睛之間的虛像距離於預設區間中的第一預設區間內逐漸遞增。上述之第一預設區間例如是0.25公尺至5公尺。接著，處理器130響應於接收到使用者回應而獲取選定虛像距離中的第一選定虛像距離，並依據第一選定虛像距離判斷眼睛的近視度數。

舉例而言，圖4A與圖4B是依據本發明一實施例所繪示的檢測近視度數的示意圖。請參照圖4A與圖4B，處理器130可驅動顯示螢幕120顯示圖形介面41。圖形介面41包括視力檢測圖樣40，視力檢測圖樣40於此示範為大寫英文字母「E」。此外，圖形介面41還包括箭頭圖示（icon）42、43以及近視度數顯示圖示（icon）44。使用者可透過控制手杖將游標移動至箭頭圖示42或箭頭圖示43而下達控制指令。處理器130將依據上述控制指令控制驅動機構140逐漸增加顯示螢幕120與透鏡110之間的間距。

於圖4B的範例中，驅動機構140推動鏡片110往靠近眼睛E1的方向移動，從而使顯示螢幕120與透鏡110之間的間距自距離G1開始逐漸增加。對應的，眼睛E1與虛像V1之間的虛像距離將自距離Vd1逐漸遞增。對於近視患者而言，虛像V1距離眼睛E1越來越遠，因而使用者可能發現再也無法清晰地看到視力檢測圖樣40。於本範例實施例中，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為距離G2時，使用者可清晰地看清楚視力檢測圖樣40。但是，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距大於距離G2時，使用者將無法清晰地看清楚視力檢測圖樣40。換言之，距離G2為使用者眼睛可看清楚的最遠距離。因此，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為距離G2且眼睛E1與虛像V1之間的虛像距離為距離Vd2時，使用者可透過控制手杖點選近視度數顯示圖示44以提供使用者回應。

於是，處理器130可響應於接收到使用者點選近視度數顯示圖示44而獲取眼睛E1與虛像V1之間的選定虛像距離（即第一選定虛像距離）為距離Vd2。處理器130接著可依據距離Vd2判斷眼睛E1的近視度數。就一般的近視檢測標準而言，近視度數大約等於可以看清楚之最遠距離的倒數乘上100。像是，當眼睛可以看清楚的最遠距離為0.5公尺時，代表眼睛近視200度。當眼睛可以看清楚的最遠距離為0.25公尺時，代表眼睛近視400度。於本發明的實施例中，儲存電路150可儲存有依據上述近視檢測標準所建立的查找表，因而處理器130可在依據使用者回應所對應的選定虛像距離查找上述查找表而獲取使用者的近視度數。表1為查找表的範例，但並非用以限定本發明。 表1

近視度數	選定虛像距離
100	1.00m
200	0.50m
400	0.25m
500	0.20m

另一方面，於本發明的一實施例中，當進行老花程度的檢測時，處理器130控制驅動機構140逐漸減少顯示螢幕120與透鏡110之間的間距，而使虛像與眼睛之間的虛像距離於預設區間中的第二預設區間內逐漸遞減。上述之第一預設區間例如是1公尺至0.1公尺。接著，處理器130響應於接收到使用者回應而獲取選定虛像距離中的第二選定虛像距離，並依據第二選定虛像距離判斷眼睛的老花度數。

舉例而言，圖5A與圖5B是依據本發明一實施例所繪示的檢測老花度數的示意圖。請參照圖5A與圖5B，處理器130可驅動顯示螢幕120顯示圖形介面51。圖形介面51包括視力檢測圖樣50，視力檢測圖樣50於此示範為大寫英文字母「E」。此外，圖形介面51還包括箭頭圖示（icon）52、53以及老花度數顯示圖示（icon）54。使用者可透過控制手杖將游標移動至箭頭圖示52或箭頭圖示53而下達控制指令。處理器130將依據上述控制指令控制驅動機構140逐漸減少顯示螢幕120與透鏡110之間的間距。

於圖5B的範例中，驅動機構140推動鏡片110往遠離眼睛E2的方向移動，從而使顯示螢幕120與透鏡110之間的間距自距離G3開始逐漸減少。對應的，眼睛E2與虛像V2之間的虛像距離將從距離Vd3逐漸遞減。對於老花患者而言，虛像V2距離眼睛E2越來越近，因而使用者可能發現再也無法清晰地看到視力檢測圖樣50。於本範例實施例中，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為距離G4時，使用者可清晰地看清楚視力檢測圖樣50。電視，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距小於距離G4時，使用者將再也無法清晰地看清楚視力檢測圖樣50。換言之，距離G4為使用者可以看清楚的最近距離。因此，當顯示螢幕120與透鏡110之間的間距為距離G4且眼睛E2與虛像V2之間的虛像距離為距離Vd4時，使用者將透過控制手杖點選老花度數顯示圖示44以提供使用者回應。

於是，處理器130可響應於接收到使用者點選老花度數顯示圖示54而獲取眼睛E2與虛像V2之間的選定虛像距離（即第二選定虛像距離）為距離Vd4。處理器130接著可依據距離Vd4判斷眼睛E2的老花度數。相似的，於本發明的實施例中，儲存電路150可儲存有關聯於老花度數的查找表，上述查找表可記錄有多筆老花度數以及與各筆老花度數對應的選定虛像距離。因此，處理器130可在依據使用者回應所對應的選定虛像距離查找上述查找表而獲取使用者的老花度數。

值得一提的是，在進行近視程度與老花程度的視力檢測之後，處理器130可將使用者的屈光度（即近視度數與/或老花度數）記錄於儲存電路150。之後，當使用者欲使用頭戴式顯示裝置10時，處理器130可依據記錄下來的屈光度自動調整顯示螢幕120與透鏡110之間的間距來控制另一虛像的成像位置。換言之，頭戴式顯示裝置10可依據使用者雙眼的屈光度分別進行個人化的自動調整，從而讓使用者可清晰的看清楚頭戴式顯示裝置10提供的虛像畫面。

圖6是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。請參照圖6，本實施例的方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置10，以下即搭配頭戴式顯示裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

須先說明的是，於本實施例中，視力檢查圖樣可包括對應至多個預設視力解析度的多個子圖樣。上述子圖案可以是對應至不同圖樣尺寸的相同符號或字元，並基於所對應的圖樣尺寸而對應至不同的預設視力解析度。

於步驟S601，處理器130依據使用者下達的控制指令來控制顯示螢幕120依序顯示對應至多個預設視力解析度的子圖樣。具體而言，處理器130可依據控制指令控制顯示螢幕120依序顯示對應至不同圖樣尺寸的子圖樣。於一實施例中，上述之使用者的控制指令例如是使用者透過控制手杖點選圖形介面中的箭頭圖樣或其他提示圖示。於步驟S602，處理器130偵測使用者回應。上述之使用者回應可以是使用者點選特定圖示的回應操作，或是使用者回覆不正確答案的回應操作。

於步驟S603，響應於在顯示子圖樣其中一者時接收到使用者回應，處理器130取得對應至子圖樣其中所述一者所對應的預設視力解析度。於步驟S604，處理器130將對應至子圖樣其中所述一者所對應的預設視力解析度判斷為眼睛的實際視力解析度。換言之，藉由依序顯示不同圖樣尺寸的子圖樣，處理器130可依據使用者回應而判斷出眼睛的實際視力解析度。可知的，眼睛的視力解析度越佳，使用者可看清楚圖樣尺寸越小的子圖樣。

舉例而言，圖7是依據本發明一實施例所繪示的檢測視力解析度的示意圖。請參照圖7，處理器130可先控制顯示螢幕120顯示包括第一尺寸之子圖樣70a的圖形介面71。於本實施範例中，顯示螢幕120顯示包括第一字型大小之英文字母「E」。圖形介面71還包括箭頭圖示（icon）72、73以及視力顯示圖示（icon）74。若使用者自覺可清晰的觀看到子圖樣70a，使用者可透過控制手杖點選箭頭圖示73。之後，處理器130可控制顯示螢幕120顯示包括第二尺寸之子圖樣70b的圖形介面75。於本實施範例中，顯示螢幕120顯示包括第二字型大小之英文字母「E」。第二尺寸小於第一尺寸。假設使用者覺得看不清楚子圖樣70b，使用者可透過控制手杖移動游標而點選視力顯示圖示74。基此，處理器130可響應於在顯示子圖樣70b時接收到使用者點選視力顯示圖示74的使用者回應，而取得對應至子圖樣70b所對應的預設視力解析度「0.2」，並將預設視力解析度「0.2」判斷為使用者的實際視力解析度。

值得一提的是，圖7所示範例係由使用者自覺是否可清楚看到子圖樣為依據而判斷實際視力解析度。於另一實施例中，處理器130可透過圖形介面通知使用者依據子圖樣的內容或特性做出回答，處理器130便可依據使用者的回答是否正確而客觀判斷使用者的實際視力解析度。舉例而言，不同圖樣尺寸之子圖樣更可以分別具備不同的開口方向，使用者可透過揮動控制手杖回答子圖樣的開口方向。一旦使用者回答錯誤的開口方向，處理器130便可判定收到使用者回應而判斷出使用者的實際視力解析度。

此外，於本發明的一實施例中，處理器130可據使用者一眼的實際視力解析度控制顯示螢幕120的顯示解析度。具體而言，當實際視力解析度為第一值時，顯示螢幕120所顯示之畫面的顯示解析度被調整為第一解析度。當實際視力解析度為低於第一值的第二值時，顯示螢幕120所顯示之畫面的顯示解析度被調整為低於第一解析度的第二解析度。具體而言，對於實際視力解析度不佳的使用者而言，即便提供再好的顯示解析度，也可能受限於使用者的視力不佳而不會提高觀看體驗。基此，當使用者的實際視力解析度越低，顯示螢幕120所顯示之畫面的顯示解析度可被配置越低。藉此，隨著顯示解析度的降低，處理畫面的運算資源可明顯降低。相似的，處理器130也可據使用者另一眼的實際視力解析度控制顯示螢幕160的顯示解析度。舉例而言，處理器130可依據表2來調整顯示解析度。其中，表2中的VGA為視訊圖形陣列（video graphic array），而2K、4K、8K為對應至不同解析度的高解析度（high-definition，HD）。換言之，當實際視力解析度不佳的使用者使用頭戴式顯示裝置10時，本發明可在不影響使用者體驗的情況下提高畫面處理速度。 表2

實際視力解析度	0.1	0.12	0.2	0.8	1.0	1.5	2.0
解析度	VGA	2K	4K	8K

圖8是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。請參照圖8，本實施例的方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置10，以下即搭配頭戴式顯示裝置10中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

於步驟S801，處理器130控制顯示螢幕120顯示關聯於色盲檢測的視力檢查圖樣。換言之，視力檢查圖樣為經過設計的色盲檢測圖樣。於步驟S802，處理器130偵測使用者回應。使用者可透過控制手杖回答色盲檢測圖樣所表示的數字或字符。正常人與色盲患者經有不同的回答答案。因此，於步驟S803，處理器130判斷使用者回應是否正確。若否，於步驟S804，處理器130判定使用者具有色盲。若是，於步驟S805，處理器130判定使用者不具有色盲。

舉例而言，圖9是依據本發明一實施例所繪示的檢測色盲的示意圖。顯示螢幕120顯示包括色盲檢測圖樣90的圖形介面91。此外，圖形介面91更包括確認圖示92與回答欄位93。使用者可在觀看色盲檢測圖樣90，藉由控制手杖於回答欄位93回答色盲檢測圖樣90所表示的數字，並在完成回答之後點選確認圖示92。藉此，處理器130可依據使用者於回答欄位93所輸入的資訊是否正確判斷使用者是否患有色盲。

於本發明的一實施例中，當處理器130判定使用者有色盲時，顯示螢幕120以第一色彩深度顯示畫面。當處理器130判定使用者沒有色盲，顯示螢幕120以第二色彩深度顯示畫面。詳細而言，對於患有色盲的使用者而言，其色彩辨識率並不佳，因此顯示過多顏色反而浪費運算資源。因此，當使用者有色盲時，處理器130可控制顯示螢幕120以顏色種類較少的第一色彩深度顯示畫面。當使用者玫有色盲時，處理器130可控制顯示螢幕120以顏色種類較多的第二色彩深度顯示畫面。第一色彩深度例如是8位元的色彩深度，而第二色彩深度例如是24位元的色彩深度。換言之，當患有色盲的使用者使用頭戴式顯示裝置10時，本發明可在不影響使用者體驗的情況下提高畫面處理速度。

圖10是依據本發明一實施例所繪示的頭戴示顯是裝置的方塊圖。請參照圖10，本實施例的頭戴式顯示裝置20與頭戴式顯示裝置10差別在於，頭戴式顯示裝置20更包括旋轉驅動機構180、插槽H1、插槽H2、輔助柱狀鏡190a，以及輔助柱狀鏡190b。

輔助柱狀鏡190a、190b可設置於影像光束的傳遞路徑，用以改變特定方向的光折射率，因而可達到矯正散光與測量散光度數的功能。於本發明的實施例中，頭戴式顯示裝置20的機構可經設計而具有分別位於雙眼前方的插槽H1與插槽H2。輔助柱狀鏡190a、190b適於分別插入至插槽H1與插槽H2。旋轉驅動機構180連接處理器130與輔助柱狀鏡190a、190b，旋轉驅動機構180用以旋轉插槽H1、H2內的輔助柱狀鏡190a、190b。

圖11是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。圖11所示方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置20，以下即搭配頭戴式顯示裝置20中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

須先說明的是，於本發明實施例中，視力檢測圖樣可包括散光軸度表，以進行散光的檢測。舉例而言，圖12是依據本發明一實施例所繪示的散光軸度表的範例。散光軸度表X1具有放射狀的多條黑線，這些黑線分別對應至不同的散光軸度。於步驟S1101，處理器130控制顯示螢幕120顯示散光軸度表。詳細而言，當使用者患有散光時，其眼睛角膜的變形程度不均勻。因此，當使用者觀看散光軸度表X1時，散光軸度表X1上的黑線會呈現不一樣的清晰度。於步驟S1102，處理器130接收選定散光軸度表上之散光軸度的使用者回應。具體而言，使用者可透過控制手杖點選散光軸度表上的某一條最為清晰之黑線而選定一個特定的散光軸度，而處理器130也將接收到使用者選定散光軸度表上之散光軸度的使用者回應。舉例而言，若使用者覺得散光軸度表X1上散光軸度40∘的黑線最為清晰，則使用者可透過游標點選散光軸度40∘的黑線。

基此，於步驟S1103，處理器130依據使用者回應獲取眼睛的散光軸度。在獲取散光軸度之後，使用者可將輔助柱狀鏡190a插入至插槽H1內。之後，於步驟S1104，處理器130透過旋轉驅動機構180旋轉輔助柱狀鏡190a與透過驅動機構140調整透鏡110之位置的同時判斷是否接收到另一使用者回應。具體而言，隨著輔助柱狀鏡190a的旋轉，使用者可於輔助柱狀鏡190a轉動至特定角度時而覺得散光軸度表上之每一黑線都均勻顯示且清晰。此外，處理器130可透過調整於輔助柱狀鏡190a的旋轉狀態與控制透鏡110的位置來進行散光度數的測量，以獲取眼睛於不同軸度上的屈光度。換言之，處理器130可在透過旋轉驅動機構180旋轉輔助柱狀鏡190a與調整透鏡110之位置的同時，判斷是否接收到另一使用者回應。於是，於步驟S1105，處理器130響應於另一使用者回應而依據輔助柱狀鏡190a的旋轉狀態與透鏡110的位置獲取眼睛的散光度數。

圖13是依據本發明一實施例所繪示的頭戴示顯是裝置的方塊圖。請參照圖13，本實施例的頭戴式顯示裝置30與頭戴式顯示裝置10差別在於，頭戴式顯示裝置30更包括分別設置於左眼與右眼前方的電控液晶鏡片VL1與電控液晶鏡片VL1。

電控液晶鏡片VL1、VL1可設置於影像光束的傳遞路徑，用以改變電控液晶鏡片VL1、VL1上不同位置的折射率，因而可達到矯正散光與測量散光度數的功能。於本發明的實施例中，電控液晶鏡片VL1、VL1可利用電壓改變液晶單元的轉動方向，因而於鏡片上不同的位置提供不同的折射率。

圖14是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。圖14所示方法適用於上述實施例中的頭戴式顯示裝置30，以下即搭配頭戴式顯示裝置30中的各項元件說明本實施例的詳細步驟。

於步驟S1401，處理器130控制顯示螢幕120顯示散光軸度表。於步驟S1402，處理器130接收選定散光軸度表上之散光軸度的使用者回應。於步驟S1403，處理器130依據使用者回應獲取眼睛的散光軸度。步驟S1401～步驟S1403與圖11實施例之步驟S1101～S1103相似，於此不再贅述。

需特別說明的是，於步驟S1404，處理器130控制電控液晶鏡片VL1的液晶單元旋轉的同時判斷是否接收到另一使用者回應。於步驟S1405，處理器130響應於另一使用者回應而依據液晶單元的旋轉狀態獲取眼睛的散光度數。具體而言，在獲取使用者的散光軸度之後，處理器130可依據散光軸度控制電控液晶鏡片VL1上的多個液晶單元旋轉至特定角度，其可達到如柱狀鏡的散光校正效果。此外，處理器130可基於散光驗光流程而控制電控液晶鏡片VL1上的多個液晶單元旋轉，致使電控液晶鏡片VL1可呈現不同的折射狀態，致使處理器130可依據使用者回應獲取散光度數。

值得一提的是，在獲取使用者的散光軸度與散光度數之後，處理器130可將散光軸度與散光度數記錄於儲存電路150。日後，當使用者欲使用頭戴式顯示裝置20、30時，處理器130可依據散光軸度與散光度數自動調整輔助柱狀鏡190a、190b的旋轉角度或自動調整電控液晶鏡片VL1、VL2上液晶單元的旋轉狀態。藉此，即便使用者的散光程度不一，本發明所提供之頭戴式顯示裝置20、30還是可提供良好的顯示效果。

綜上所述，於本發明的實施例中，頭戴式顯示裝置可依據使用者的控制而顯示視力檢查圖樣，從而讓使用者可進行視力檢測。此外，基於使用者所下達的使用者回應，頭戴式顯示裝置可依據與使用者回應相關之視力檢查圖樣的顯示內容或顯示方式來確認使用者的視力狀態。基此，頭戴式顯示裝置可依據個人化的視力狀態自動調整光學組件與/或顯示螢幕的配置方式，以提供最佳的觀看體驗。除此之外，當視力狀態具有特殊條件的使用者使用頭戴式顯示裝置時，本發明實施例可在不影響觀看體驗的條件下節省運算效能。

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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、20、30:頭戴式顯示裝置 110、170:透鏡 120、160:顯示螢幕 130:處理器 140:驅動機構 150:儲存電路 41、51、71、75、91:圖形介面 40、50、90:視力檢測圖樣 42、43、52、53、72、73:箭頭圖示 44:近視度數顯示圖示 53:老花度數顯示圖示 74:視力顯示圖示 92:回答欄位 93:確認圖示 E1、E2:眼睛 V1、V2:虛像 70a、70b:子圖樣 G1～G4、Vd1～Vd4:距離 H1、H2:插槽 190a、190b:輔助柱狀鏡 180:旋轉驅動機構 VL1、VL1:電控液晶鏡片 S201～S203、S301～S305、S601～S604、S801～S805、S1101～S1105、S1401～S1405:步驟

圖1A是依照本發明實施例所繪示之頭戴式顯示裝置的方塊圖。 圖1B是依照本發明實施例所繪示之頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖2是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。 圖3是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。 圖4A與圖4B是依據本發明一實施例所繪示的檢測近視度數的示意圖。 圖5A與圖5B是依據本發明一實施例所繪示的檢測老花度數的示意圖。 圖6是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。 圖7是依據本發明一實施例所繪示的檢測視力解析度的示意圖。 圖8是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。 圖9是依據本發明一實施例所繪示的檢測色盲的示意圖。 圖10是依據本發明一實施例所繪示的頭戴示顯是裝置的方塊圖。 圖11是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。 圖12是依據本發明一實施例所繪示的散光軸度表的範例。 圖13是依據本發明一實施例所繪示的頭戴示顯是裝置的方塊圖。 圖14是依據本發明一實施例所繪示的視力檢測方法的流程圖。

S201~S203:步驟

Claims (11)

1. 一種頭戴式顯示裝置，適於配置於一使用者的一眼睛前方，包括：至少一顯示螢幕，提供影像光束；至少一透鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上，將該影像光束傳遞至該眼睛；一驅動機構，連接該至少一顯示螢幕或該至少一透鏡；一儲存電路，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該儲存電路與該至少一顯示螢幕，經配置執行該些指令以：控制該至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中該處理器經配置以依據該使用者下達的控制指令來控制該驅動機構調整該至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的間距，而使該虛像與該眼睛之間的虛像距離於一預設區間內改變，該處理器經配置以響應於接收到該使用者回應而獲取該預設區間內的一選定虛像距離，並依據該選定虛像距離判斷該眼睛的一屈光度，其中該處理器經配置以控制該驅動機構逐漸減少該至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的該間距，而使該虛像與該眼睛之間 的該虛像距離於該預設區間中的第二預設區間內逐漸遞減，其中該處理器經配置以響應於接收到該使用者回應而獲取該選定虛像距離中的第二選定虛像距離，並依據該第二選定虛像距離判斷該眼睛的一老花度數。
2. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中該處理器經配置以控制該驅動機構逐漸增加該至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的該間距，而使該虛像與該眼睛之間的該虛像距離於該預設區間中的第一預設區間內逐漸遞增，其中該處理器經配置以響應於接收到該使用者回應而獲取該選定虛像距離中的第一選定虛像距離，並依據該第一選定虛像距離判斷該眼睛的一近視度數。
3. 一種頭戴式顯示裝置，適於配置於一使用者的一眼睛前方，包括：至少一顯示螢幕，提供影像光束；至少一透鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上，將該影像光束傳遞至該眼睛；一儲存電路，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該儲存電路與該至少一顯示螢幕，經配置執行該些指令以：控制該至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及 依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中該視力檢查圖樣包括對應至多個預設視力解析度的多個子圖樣，而該處理器經配置以依據該使用者下達的控制指令來控制該至少一顯示螢幕依序顯示該些子圖樣，其中該處理器經配置以響應於在顯示該些子圖樣其中一者時接收到該使用者回應，而依據該些子圖樣其中所述一者所對應的該些預設視力解析度其中一者判斷該眼睛的實際視力解析度。
4. 如申請專利範圍第3項所述的頭戴式顯示裝置，其中該處理器經配置以依據該實際視力解析度控制該至少一顯示螢幕的顯示解析度；當該實際視力解析度為第一值時，該顯示解析度被調整為一第一解析度，當該實際視力解析度為低於該第一值的第二值時，該顯示解析度被調整為低於該第一解析度的一第二解析度。
5. 一種頭戴式顯示裝置，適於配置於一使用者的一眼睛前方，包括：至少一顯示螢幕，提供影像光束；至少一透鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上，將該影像光束傳遞至該眼睛；一儲存電路，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該儲存電路與該至少一顯示螢幕，經配置執行該些指令以：控制該至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該至少一透 鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中所述頭戴式顯示裝置更包括：一輔助柱狀鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上；以及一旋轉驅動機構，連接該輔助柱狀鏡，其中該處理器經配置以依據散光軸度控制該輔助柱狀鏡旋轉，其中該處理器經配置以於旋轉該輔助柱狀鏡與調整該至少一透鏡之位置的同時判斷是否接收到另一使用者回應，並響應於該另一使用者回應而依據該輔助柱狀鏡的旋轉狀態獲取該眼睛的散光度數。
6. 一種頭戴式顯示裝置，適於配置於一使用者的一眼睛前方，包括：至少一顯示螢幕，提供影像光束；至少一透鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上，將該影像光束傳遞至該眼睛；一儲存電路，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該儲存電路與該至少一顯示螢幕，經配置執行該些指令以：控制該至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及 依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中所述頭戴式顯示裝置更包括：一電控液晶鏡片，設置於該影像光束的傳遞路徑上，其中該處理器經配置以依據散光軸度控制該電控液晶鏡片上該些液晶單元旋轉，其中該處理器經配置以於控制該些液晶單元旋轉的同時判斷是否接收到另一使用者回應，並響應於該另一使用者回應而依據該些液晶單元的旋轉狀態獲取該眼睛的散光度數。
7. 一種頭戴式顯示裝置，適於配置於一使用者的一眼睛前方，包括：至少一顯示螢幕，提供影像光束；至少一透鏡，設置於該影像光束的傳遞路徑上，將該影像光束傳遞至該眼睛；一儲存電路，儲存有多個指令；以及一處理器，耦接該儲存電路與該至少一顯示螢幕，經配置執行該些指令以：控制該至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中該視力檢查圖樣包括一色盲檢測圖樣，該處理器經配置以接收對應於該色盲檢測圖樣的該使用者回應，並依據該使用者 回應是否正確而判斷該使用者是否有色盲；當判定該使用者有色盲，該至少一顯示螢幕以第一色彩深度顯示畫面；以及當判定該使用者沒有色盲，該至少一顯示螢幕以第二色彩深度顯示畫面。
8. 一種視力檢測方法，適用於一頭戴式顯示裝置，其中該頭戴式顯示裝置適於配置於一使用者的一眼睛前方，且所述方法包括：控制該頭戴式顯示裝置的至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中控制該頭戴式顯示裝置的該至少一顯示螢幕顯示該視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的該虛像的步驟包括：依據該使用者下達的控制指令來控制一驅動機構調整該至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的間距，而使該虛像與該眼睛之間的虛像距離於一預設區間內改變，其中依據該使用者回應判斷該使用者的該視力狀態的步驟包括：響應於接收到該使用者回應而獲取該預設區間內的一選定虛像距離，並依據該選定虛像距離判斷該眼睛的一屈光度，其中依據該使用者下達的控制指令來控制該驅動機構調整該 至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的該間距，而使該虛像與該眼睛之間的虛像距離於該預設區間內改變的步驟包括：控制該驅動機構逐漸減少該至少一顯示螢幕與該至少一透鏡之間的該間距，而使該虛像與該眼睛之間的該虛像距離於該預設區間中的第二預設區間內逐漸遞減，其中響應於接收到該使用者回應而獲取該預設區間內的該選定虛像距離，並依據該選定虛像距離判斷該眼睛的該屈光度的步驟包括：響應於接收到該使用者回應而獲取該選定虛像距離中的第二選定虛像距離，並依據該第二選定虛像距離判斷該眼睛的一老花度數。
9. 一種視力檢測方法，適用於一頭戴式顯示裝置，其中該頭戴式顯示裝置適於配置於一使用者的一眼睛前方，且所述方法包括：控制該頭戴式顯示裝置的至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中控制該頭戴式顯示裝置的該至少一顯示螢幕顯示該視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的該至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的該虛像的步驟包括： 依據該使用者下達的控制指令來控制該至少一顯示螢幕依序顯示對應至多個預設視力解析度的多個子圖樣，其中依據該使用者回應判斷該使用者的該視力狀態的步驟包括：響應於在顯示該些子圖樣其中一者時接收到該使用者回應，而依據該些子圖樣其中所述一者所對應的該些預設視力解析度其中一者判斷該眼睛的實際視力解析度。
10. 一種視力檢測方法，適用於一頭戴式顯示裝置，其中該頭戴式顯示裝置適於配置於一使用者的一眼睛前方，且所述方法包括：控制該頭戴式顯示裝置的至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中該該視力檢查圖樣包括一散光軸度表，而依據該使用者回應判斷該使用者的該視力狀態的步驟包括：依據選定該散光軸度表上之一散光軸度的該使用者回應獲取該眼睛的該散光軸度；以及響應於另一使用者回應而依據輔助柱狀鏡的旋轉狀態或電控液晶鏡片的液晶單元的旋轉狀態獲取該眼睛的散光度數。
11. 一種視力檢測方法，適用於一頭戴式顯示裝置，其中該頭戴式顯示裝置適於配置於一使用者的一眼睛前方，且所述方法包括：控制該頭戴式顯示裝置的至少一顯示螢幕顯示一視力檢查圖樣而使該頭戴式顯示裝置的至少一透鏡提供包括該視力檢查圖樣的一虛像；接收對應於該視力檢查圖樣的一使用者回應；以及依據該使用者回應判斷該使用者的一視力狀態，其中該視力檢查圖樣包括一色盲檢測圖樣，而依據該使用者回應判斷該使用者的該視力狀態的步驟包括：依據對應於該色盲檢測圖樣的該使用者回應是否正確而判斷該使用者是否有色盲，所述視力檢測方法更包括：當判定該使用者有色盲，控制該至少一顯示螢幕以第一色彩深度顯示畫面；以及當判定該使用者沒有色盲，控制該至少一顯示螢幕以第二色彩深度顯示畫面。

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