TWI740083B - 低光源環境顯示結構 - Google Patents
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Abstract
一種低光源環境顯示結構,係能夠控制光源之照射參數、該攝影鏡頭之取像頻率、感測週期,以提供一人眼不易感覺到的光源,使能夠於一低光源或是不足光源的環境中拍攝影像,之後再透過一內建的處理器,進行影像處理,來提高其解析度,並將同步清晰化影像輸出至該鏡框本體前方結合的顯示器上,以讓使用者之眼球實際看到的景像會與該顯示器所顯示的影像重疊,以清晰化該使用者於低光源或是不足光源的環境中看到的景像。
Description
本發明是有關一種低光源環境顯示結構,特別是一種能夠讓使用者於一低光源或是不足光源的環境中實際看到的影像會與一顯示裝置所顯示的影像重疊之低光源環境顯示結構,用以能夠清晰化使用者所看到之景像。
因應現代社會對即時資訊的需求增高,隨選資訊的傳遞備受重視。近眼顯示器由於具有可攜性,並結合電子裝置可隨時更新並傳遞圖像、色彩或文字,因此為可攜型個人資訊裝置的一個很好的選擇。早期近眼顯示器多為軍事或政府用途。近來有廠商看到商機,將近眼顯示器引入家用。此外,娛樂相關業者也看中這塊市場的潛力,例如家用遊樂器及遊樂器軟體相關廠商已有投入研發。
目前近眼顯示器(NED)係包括了頭戴式顯示器(HMD),其可將影像直接投射至觀看者的眼睛中,這類顯示器可藉由合成虛擬大幅面顯示表面來克服其他行動顯示形式因素所提供的有限螢幕尺寸,或可用於虛擬或擴增實境應用。
而該近眼顯示器能再細分為兩大類別:沉浸式顯示器和透視顯示器。其中在虛擬實境(VR)環境中可採用沉浸式顯示器以使用合成呈現影像來完全地涵蓋使用者的視野。而在擴增實境(AR)之應用則能夠採用透視顯示器,其中可在實體環境的使用者之視野中重疊文字、其他合成註解、或影像。在顯示
技術方面,AR應用需要半透明顯示器(例如,藉由光學或電光方法來實現),使得可以近眼顯示器來同時地觀看實體世界。
然而,當人眼之視網膜捕捉到的圖像時,以Google Glass為例,則是使用LCOS投影裝置於螢幕上進行投影形成影像再反射到眼睛之視網膜上呈現圖像,因此反射光束會沿著光學路徑朝向視網膜移動,以使圖像能夠直接於視網膜上形成,然而,這僅是單一光束,而無法讓多個光束於單一點上產生聚焦,故圖像是在沒有焦點的視網膜上形成的,因此Google Glass在長時間使用下,將會導致頭暈的情況發生。
而除了上述缺點之外,投影裝置若要應用於近眼及AR顯示更具有以下缺點:
(1)投影裝置之投影角會限制了視野,一般最大視場估計小於40或50°。
(2)投影裝置之對比度受到背景光的強烈干擾,因此使用投影裝置,必須選擇較暗的環境或高亮度光源。
(3)投影裝置必須很精準保持光束路徑,以便於顯示。
(4)綜上所述,投影裝置應用於近眼及AR顯示並不方便且不理想。
另外,當環境光線的亮度偏低時,大多需要搭配閃光燈來進行補光,以提高拍攝畫面的整體亮度、來取得清晰的影像。然而,在低亮度的攝影情況下(如夜間攝影),背景物體所處的環境光線經常是具有偏暖色溫的昏黃光線,因此閃光燈產生的白光投射在較近距離的物體(如人物上)通常形成偏冷色溫的白亮區塊,故與背景格格不入。也就是說,閃光投射到的物體之色溫與其他背景的色溫不一致,將使整體的畫面無法諧調。
因此,若能夠於拍攝過程中,提供一人眼不易感覺到的光源,並
進行控制該人眼不易感覺到的光源之照射參數及該攝影鏡頭之取像頻率、感測週期,則能夠於低光源或是不足光源的環境中進行擷取影像,之後,再對所擷取之影像進行影像處理,以提高其解析度,最後透過顯示裝置之顯示,以讓使用者能夠於低光源或是不足光源的環境中,將實際看到的景像會與該顯示裝置所顯示的同步清晰化影像重疊,以清晰化使用者之眼球透過該顯示裝置看出去的景像,如此應為一最佳解決方案。
本發明低光源環境顯示結構,係包含:一鏡框本體,而該鏡框本體上係結合有兩個鏡片本體;至少一個或一個以上的影像擷取器,係包含至少一個的光感測器及一攝影鏡頭、並結合於該鏡框本體上,而該影像擷取器係用以擷取由該鏡框本體向前延伸的影像,並將影像轉換為一外部擷取影像資訊;至少一個夜拍光源照射器,係結合於該鏡框本體上,而該夜拍光源照射器係用以對至少一個的拍攝物進行照射,以使該攝影鏡頭能夠於一低光源或是不足光源的環境中進行拍攝影像;一處理器,係設置於該鏡框本體內部、並與該影像擷取器及該夜拍光源照射器電性連接,而該處理器係包含:一中央處理單元,係用以控管整體處理器運作;一照射強度控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之平均功率值,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源;一照射週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之照射頻率或照射時間,用以縮短該夜拍光源照射器的照射時間,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源;一光感測週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該影像擷取器之光感測器的感
測週期,用以縮短該光感測器的感測時間,以使該攝影鏡頭能夠於極短時間下補抓到該夜拍光源照射器所照射之光源,用以使該攝影鏡頭能夠於低光源或是不足光源的環境中拍攝影像;一影像處理單元,係與該中央處理單元相連接,而該影像處理單元用以將該外部擷取影像資訊進行影像處理,以提高其解析度;一影像輸出單元,係與該中央處理單元及該影像處理單元相連接,用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出;一供電單元,係與該中央處理單元相連接,用以與一外部設備連接,以儲存與提供該處理器運作所需之電力;以及一顯示裝置,係與該鏡框本體或/及鏡片本體相連接,而該顯示裝置係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示該影像。
更具體的說,所述低光源或是不足光源的環境係代表周圍環境的光亮度係低於0.5流明。
更具體的說,所述照射強度控制單元能夠控制該夜拍光源照射器之平均功率值低於0.01W,而該照射週期控制單元能夠控制該夜拍光源照射器的照射時間低於20ms。
更具體的說,所述處理器更包含有一取像頻率控制單元,該取像頻率控制單元係用以控制該攝影鏡頭之取像頻率,以控制該攝影鏡頭每一秒能夠擷取影像的數量為8~1000之間。
更具體的說,所述光感測週期控制單元能夠控制該影像擷取器之光感測器的感測週期為20ms~1us之間。
更具體的說,所述顯示裝置更能夠對一準直區域發出光源照射,並使穿入該準直區域之入射光束達到準直效果以形成一準直光束向外發出,其中該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,用以
使兩個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生。
更具體的說,所述顯示裝置係為顯示面板或是投影裝置。
更具體的說,所述顯示面板能夠結合於該鏡片本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示影像。
更具體的說,所述投影裝置能夠結合於該鏡框本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以投射影像以進行即時顯示影像。
更具體的說,所述低光源環境顯示結構,其中更能夠控制該夜拍光源照射器以不同顏色之人眼不易感覺到的光源進行照射,而該影像處理單元能夠依據不同顏色之光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,對該攝影鏡頭拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像解析度。
更具體的說,所述顯示裝置用以讓該使用者之眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該顯示裝置所顯示的影像重疊。
更具體的說,所述處理器更包含有一遠端連線單元,係與該中央處理單元相連接,用以藉由無線連線技術進行遠端連線。
一種低光源環境顯示結構,係包含:一鏡框本體,而該鏡框本體上係結合有兩個鏡片本體;一顯示裝置本體,係具有至少一個掛戴結構,而該顯示裝置本體能夠透過該掛戴結構定位於該鏡框本體上;至少一個或一個以上的影像擷取器,係包含至少一個的光感測器及一攝影鏡頭、並結合於該顯示裝置本體上,而該影像擷取器係用以擷取由該鏡框本體向前延伸的影像,並將影像轉換為一外部擷取影像資訊;至少一個夜拍光源照射器,係結合於該顯示裝置本體上,而該夜拍光源照射器係用以對至少一個的拍攝物進行照射,以使該攝影鏡頭
能夠於一低光源或是不足光源的環境中進行拍攝影像;一處理器,係設置於該顯示裝置本體內部、並與該影像擷取器及該夜拍光源照射器電性連接,而該處理器係包含:一中央處理單元,係用以控管整體處理器運作;一照射強度控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之平均功率值,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源;一照射週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之照射頻率或照射時間,用以縮短該夜拍光源照射器的照射時間,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源;一光感測週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該影像擷取器之光感測器的感測週期,用以縮短該光感測器的感測時間,以使該攝影鏡頭能夠於極短時間下補抓到該夜拍光源照射器所照射之光源,用以使該攝影鏡頭能夠於低光源或是不足光源的環境中拍攝影像;一影像處理單元,係與該中央處理單元相連接,而該影像處理單元用以將該外部擷取影像資訊進行影像處理,以提高其解析度;一影像輸出單元,係與該中央處理單元及該影像處理單元相連接,用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出;一供電單元,係與該中央處理單元相連接,用以與一外部設備連接,以儲存與提供該處理器運作所需之電力;以及一顯示裝置,係結合於該顯示裝置本體上,而該顯示裝置係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示該影像。
更具體的說,所述低光源或是不足光源的環境係代表周圍環境的光亮度係低於0.5流明。
更具體的說,所述照射強度控制單元能夠控制該夜拍光源照射器之平均功率值低於0.01W,而該照射週期控制單元能夠控制該夜拍光源照射器的照射時間低於20ms。
更具體的說,所述處理器更包含有一取像頻率控制單元,該取像頻率控制單元係用以控制該攝影鏡頭之取像頻率,以控制該攝影鏡頭每一秒能夠擷取影像的數量為8~1000之間。
更具體的說,所述光感測週期控制單元能夠控制該影像擷取器之光感測器的感測週期為20ms~1us之間。
更具體的說,所述顯示裝置更能夠對一準直區域發出光源照射,並使穿入該準直區域之入射光束達到準直效果以形成一準直光束向外發出,其中該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,用以使兩個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生。
更具體的說,所述顯示裝置係為顯示面板或是投影裝置。
更具體的說,所述顯示面板能夠結合於該顯示裝置本體上,而該顯示面板係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示影像。
更具體的說,所述投影裝置能夠結合於該顯示裝置本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以投射影像以進行即時顯示影像。
更具體的說,所述低光源環境顯示結構,其中更能夠控制該夜拍光源照射器以不同顏色之人眼不易感覺到的光源進行照射,而該影像處理單元能夠依據不同顏色之光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,對該攝影鏡頭拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像解析度。
更具體的說,所述顯示裝置用以讓該使用者之眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該顯示裝置所顯示的影像重疊。
更具體的說,所述處理器更包含有一遠端連線單元,係與該中央
處理單元相連接,用以藉由無線連線技術進行遠端連線。
1:低光源環境顯示結構
11:鏡框本體
111:框口
112:影像擷取器
1121:光感測器
1122:攝影鏡頭
113:處理器
11301:中央處理單元
11302:影像處理單元
11303:影像輸出單元
11304:遠端連線單元
11305:供電單元
11306:擷取角度調整單元
11307:輸出影像調整單元
11308:照射強度控制單元
11309:照射週期控制單元
11310:光感測週期控制單元
11311:取像頻率控制單元
114:感測器裝置
115:耳掛裝置
116:麥克風裝置
117:揚聲器裝置
12:鏡片本體
121:第一表面
122:第二表面
13:顯示裝置
131:同步清晰化影像
14:顯示裝置本體
141:掛戴結構
1411:耳掛裝置
142:影像擷取器
143:顯示裝置
144:感測器裝置
145:麥克風裝置
146:揚聲器裝置
147:夜拍光源照射器
15:眼鏡裝置
151:鏡片
152:磁吸件
153:樞軸組合件
16:夜拍光源照射器
2:眼球
21:角膜
22:模糊景像
23:清晰景像
24:景像
25:清晰景像
3:景物
31:同步清晰化影像
4:眼球
41:角膜
42:模糊景像
43:清晰景像
5:凹透鏡
6:手持裝置
7:雲端平台
[第1A圖]係本發明低光源環境顯示結構之分解架構示意圖。
[第1B圖]係本發明低光源環境顯示結構之結合架構示意圖。
[第2圖]係本發明低光源環境顯示結構之鏡框本體內部之處理器架構示意圖。
[第3圖]係本發明低光源環境顯示結構之遠端控制架構示意圖。
[第4A圖]係習知近視眼球聚焦示意圖。
[第4B圖]係本發明低光源環境顯示結構之實施應用示意圖。
[第5A圖]係習知遠視眼球聚焦示意圖。
[第5B圖]係本發明低光源環境顯示結構之另一實施應用示意圖。
[第6A圖]係習知用於近視之凹透鏡校正聚焦示意圖。
[第6B圖]係本發明低光源環境顯示結構之另一實施應用示意圖。
[第7圖]係本發明低光源環境顯示結構之另一實施結構示意圖。
[第8圖]係本發明低光源環境顯示結構之另一實施結構示意圖。
[第9A圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之分解結構示意圖。
[第9B圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之結合結構示意圖。
[第10圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之配件實施結構示意圖。
[第11圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之另一實施結構示意圖。
[第12圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之配件實施結構示意圖。
[第13A圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之單邊實施結構示意圖。
[第13B圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之單邊實施結構示意圖。
[第14A圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之單邊另一實施結構示意圖。
[第14B圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之單邊另一實施結構示意圖。
[第14C圖]係本發明低光源環境顯示結構之外接式應用之單邊另一實施結構示意圖。
有關於本發明其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。
本發明之顯示裝置係用以即時顯示該影像,而顯示裝置13係為顯示面板或是投影裝置,於本發明中,主要是以顯示面板的實施例為主,請參閱第1A及1B圖,為本發明低光源環境顯示結構之分解架構示意圖及結合架構示意圖,由圖中可知,該低光源環境顯示結構1係包含了一鏡框本體11、兩個結合於該鏡框本體11之框口111處之鏡片本體12、至少兩個顯示裝置13(透明顯示器或非透明顯示器)及兩個影像擷取器112;
其中該鏡片本體12係具有第一表面121及第二表面122,該第二表面122與一使用者的眼球距離係小於該第一表面121與該使用者的眼球距離,且該顯示裝置13(顯示面板)係以貼合、鍍或塗的方式結合於該鏡片本體12之第二表面122(亦能夠結合於第一表面121上、或是第一表面121及第二表面122上皆有結合顯示裝置13(顯示面板),該顯示裝置13(顯示面板)為一種能夠主動或被動發光顯示之顯示技術,因此並非是影像投影技術)上,另外該鏡片本體12係為平面鏡片或曲面鏡片(曲面鏡片係為凹透鏡、凸透鏡、凹凸透鏡或其他具有曲面之鏡片)。
而該影像擷取器112係包含至少一個的光感測器1121及一攝影鏡頭1122、並結合於該鏡框本體11上,該影像擷取器112係用以擷取由該鏡框本體11向前延伸的影像,並將影像轉換為一外部擷取影像資訊,之後再傳送至該影像處理模組11302,而兩個影像擷取器112係能夠分別設置於對應使用者之兩個眼球分別的正上方,但亦能夠設置於該鏡框本體11之框口111周圍設置。
而該鏡框本體11上更結合有至少一個夜拍光源照射器16,係結合於該鏡框本體11上,用以對至少一個的拍攝物進行照射,以使該攝影鏡頭1122能夠於一低光源或是不足光源的環境中進行拍攝影像;
該夜拍光源照射器16係為至少一個任何顏色之發光二極體(LED)所構成(且該夜拍光源照射器16之發光二極體必須能夠被控制其照射時間或照射頻率),並能夠提供一人眼不易感覺到之光源,因此當對至少一個的拍攝物進行照射時,若是該攝影鏡頭處於一低光源或是不足光源的環境(周圍環境的光亮度係低於0.5流明)中進行拍攝影像時,能夠拍攝到一清晰的影像。
而該鏡框本體11內部係具有一處理器113,該鏡框本體11係為一中
空狀的鏡框,以使該鏡框本體11內部能夠佈設電路與電線,由第2圖中可知,該處理器113係包含了一中央處理模組11301、一影像處理模組11302、一影像輸出模組11303、一遠端連線模組11304、一供電模組11305、一擷取角度調整單元11306、一輸出影像調整單元11307、一照射強度控制單元11308、一照射週期控制單元11309、一光感測週期控制單元11310及一取像頻率控制單元11311。
其中該中央處理模組11301用以控管整體處理器運作,而該影像擷取器112所擷取取得之外部擷取影像資訊,係能夠藉由該影像處理模組11302進行影像處理,以提高其解析度。
其中該遠端連線模組11304用以藉由無線連線技術進行遠端連線,而該供電模組11305則是用以與一外部設備連接,以儲存與提供該處理器運作所需之電力,該鏡框本體11上能夠增加一與該供電模組11305電性連接之供電插口(圖中未示),以使能夠外接電線或是USB傳輸線進行充電;另外該供電模組11305(電池)更能夠設計為於該鏡框本體11上做為一可拆卸式構件,因此能夠將該可拆卸式構件拆卸後,則能夠更換該供電模組11305(電池)。
而該影像輸出模組11303則能夠將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出為一同步清晰化影像至該顯示裝置13(顯示面板)上,並於配戴該低光源環境顯示結構1的使用者於該顯示裝置13(顯示面板)上看到同步清晰化影像後,則能夠如第3圖所示,透過一手持裝置6之APP平台連上一雲端平台7後(但亦能夠直接透過手持裝置6之APP平台與該低光源環境顯示結構1之遠端連線模組11304直接進行連線),而該雲端平台7則會與該低光源環境顯示結構1之遠端連線模組11304進行連線後,使用者則能夠操作該APP平台輸入要控制輸出影像的調整指令,當一邊調整時,由於調整指令會透過該雲端平台7、遠端連線
模組11304及中央處理模組11301傳送至該輸出影像調整單元11307中,以依據調整控制指令進行調整顯示於該同步清晰化影像的顯示狀態,因此使用者能一邊觀看調整後狀況進一步進行繼續控制該APP平台進行微調,以調整至使用者覺得沒問題即可;而此處所提之顯示狀態能夠為調整多顯示視角(能夠除了眼球直視視角之外,更提供眼球直視視角周圍的多個視角的影像,並能夠讓使用者以自己眼球向上、向下、向左、向左上、向左下、向右、向右上、向右下等多個視角,進行微調不同眼球視角看到之影像對準的準確性)、調整顯示位置(上、下、左、左上、左下、右、右上、右下等至少八個方向微調)、調整顯示尺寸(放大或縮小)、調整顯示對比、調整顯示亮度(更亮或是更暗)或調整廣角,除此之外,若同步清晰化影像上若具有任一字體,調整控制指令更能夠輸入字體更換等指令,以使該輸出影像調整單元11307將顯示於該顯示裝置13(顯示面板)上之同步清晰化影像的字體以清晰字體進行取代;另外,當所看到的景像為光線不足之白天或夜間時,該同步清晰化影像上則會顯示較暗影像,因此,使用者亦能夠使用該APP平台輸入光線補償等指令,以使該輸出影像調整單元11307能夠對顯示於該透明顯示器上之同步清晰化影像進行光線補償,如此亦能夠達到夜視功能。
而除了取代字體之外,若同步清晰化影像上上具有任何可取代之物件時,則能夠藉由該處理器113內建之物件進行取代之,而內建之物件例如圖片、圖像、人臉影像、文字、建物、生物特徵等等。
而上述影像處理模組11302及該輸出影像調整單元11307是內建於該鏡框本體11內部,但該遠端連線模組11304亦能夠直接將所擷取之影像上傳至該雲端平台7上,由於該雲端平台7能夠達到該影像處理模組11302及該輸出影像
調整單元11307之功能,因此能夠取代影像處理模組11302、該擷取角度調整單元11306及該輸出影像調整單元11307,將影像進行處理後,回傳至該鏡框本體11之遠端連線模組11304後,則直接將處理後之影像輸出至該顯示裝置13(顯示面板)上。
另外,該輸出影像調整單元11307亦能夠將影像以array(陣列)與或matrix(矩陣)的方式處理,以使輸出至該顯示裝置13(顯示面板)上的影像讓使用者眼球所視時則會具有影像聚焦的效果。且當於鏡片本體12上附加多層顯示裝置13(顯示面板)時,由於輸出至其中一層或其中任兩層以上的顯示裝置13(顯示面板)的影像是經過array或matrix的方式處理後,因此則能夠達到多次影像聚焦的效果。
其中該照射強度控制單元11308用以控制該夜拍光源照射器16之平均功率值,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源,而照射強度部不同情況調整如下:
(1)該夜拍光源照射器16之平均功率值低於0.01W,而最佳的控制範圍是介於10-3~10-6W之間,則能夠使該夜拍光源照射器16能夠照射出一人眼不易感覺到之光源。
(2)但當一般正常狀態下,若是1W能夠提供足夠光源能夠用於拍攝清楚影像,為了照射人眼不易感覺到之光源,故把照射時間調整為0.001秒時,則能夠於0.001秒的時間範圍內提供之1W的照射(即1秒照射的平均功率值為0.001W),因此在即短時間內所提供足夠之光源,一者不易被人察覺,一者也能夠提供足夠光亮度用於拍攝。
(3)而為了照射人眼不易感覺到之光源,故能夠調整控制光源之照射參數
(照射強度及照射週期)、該攝影鏡頭之取像頻率、感測週期,則能夠達到照射人眼不易感覺到之光源的目的。
(4)雖然極短的時間拍攝擷取影像會導致色階不夠或色差不足,以色階來看,當該影像調整單元35判斷當色階不夠時,則能夠乘以倍數來放大以進行調整影像,而色差調整也是類似技術,故不額外贅述。
其中該照射週期控制單元11309用以控制該夜拍光源照射器16之照射頻率或照射時間,用以縮短該夜拍光源照射器16的照射時間,以使該夜拍光源照射器能夠照射出一人眼不易感覺到之光源;其中該照射週期控制單元32能夠控制該夜拍光源照射器的照射時間低於20ms,但最佳的控制範圍是介於20ms~1us之間。
其中該光感測週期控制單元11310用以控制該影像擷取器112之光感測器1121的感測週期,用以縮短該光感測器1121的感測時間,以使該攝影鏡頭1122能夠於極短時間下補抓到該夜拍光源照射器16所照射之光源,用以使該攝影鏡頭1122能夠於低光源或是不足光源的環境中(其中低光源或是不足光源的環境係代表周圍環境的光亮度係低於0.5流明),能夠拍攝到一清晰的影像,而該光感測週期控制單元11310能夠控制該影像擷取器112之光感測器1121的感測週期為20ms~1us之間,但最佳的控制範圍是控制該光感測器1121的感測週期為1ms~10us之間。
其中該取像頻率控制單元11311係用以控制該影像擷取器112之取像頻率,以控制該影像擷取器1每一秒能夠擷取影像的數量(當照射時間越短的情況下、該影像擷取器112必須要具有能夠快速擷取影像之功能),該取像頻率控制單元11311能夠控制該影像擷取器1每一秒能夠拍攝擷取影像的數量為
8~1000之間,但最佳的控制範圍是控制該影像擷取器1每一秒能夠拍攝擷取影像的數量為20~1000之間。
另外,針對夜拍情況下,該影像處理模組11302能夠將所擷取之清晰的影像進行校正、色階或是色差之調整,其中色階或是色差之調整如前述說明書之內容可知,因此僅以校正影像來說明,校正之調整係能夠依據光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,並對該攝影鏡頭拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像亮度。
另外,針對夜拍情況下,該處理器113亦能夠控制不同顏色的夜拍光源照射器16照射,並依據不同顏色之光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,對該影像擷取器112所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像解析度,處理器113之處理說明如下:
(1)例如有三個不同顏色的主動光源,該處理器113能夠陸續以第一主動光源(紅色光源)、第二主動光源(綠色光源)及第三主動光源(藍色光源)對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源,而不同主動光源進行照射時則會擷取影像(動態影像或靜態影像),之後則由該影像處理模組11302將該照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊,而進行重疊後之影像則能夠以原色呈現;
(2)而上述提到的將該照射不同顏色所拍攝取得之影像進行重疊,其原理是由於三個不同顏色的主動光源之照射該被拍攝物時,則會由該影像擷取器1取得反射回饋之訊號(反射回饋之數值),之後,再依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍進行回歸分析,對拍攝所取得之影像進行調整,以使拍攝所取得之影像能夠具
有正常光源環境下的色度,由於一般影像的構成大多具有解析度、亮度與色度,色度指的是色彩的純度。從廣義上說,黑白灰是「色度=0」的顏色。但在各種色彩模型中,對色度有不同的量化模式。
(3)其中,色度更包含了色原與飽和度(鮮豔色度)的屬性,而色度是由光線強弱和在不同波長的強度分布有關。最高的色度一般由單波長的強光(例如雷射)達到,在波長分布不變的情況下,光強度越弱則色度越低,因此本發明更能夠進一步依不同的彩色光源及不同流明之環境(周圍環境光之強度)之下做出色域,並再加上調整該主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍,則能夠做出一進階色域圖,因此當透過影像擷取器1取得反射回饋之訊號(反射回饋之數值,代表不同的彩色光源),之後,再依據周圍環境光之強度及主動光源照射該被拍攝物之照射光源強度範圍,依據該進階色域圖進行回歸分析,則能夠把影像回歸至不同光強度環境下的色度。
另外,進一步解釋為何本發明要使用主動光源照射,例如以被拍攝物上兩點畫素來看,未以任何主動光源照射時,該任兩點畫素之RGB值(此處的RGB值內則包含了色度)分別為(0.5-0-0)、(0-0-0),而該兩點畫素之△R為0.5,因此非常不易分辨;但是若以該第一主動光源照射後,兩點畫素之RGB值則變為(5.0-0-0)、(0-0-0),而該兩點畫素之△R則變為5.0,如此則容易分辨出紅色出來,由這也可知,(5.0-0-0)此點應較偏紅色,因此當該第一主動光源14照射後,則使R值明顯增加。
另外,若是任兩點畫素之RGB值分別為(0.5-0-0)、(0-0.5-0),而該兩點畫素之△R、△G為0.5、0.5(△為1.0),故非常不易分辨,但當經由該第
一主動光源、第二主動光源照射後、並將照射第一主動光源、第二主動光源所拍攝取得之影像進行重疊,則使該任兩點畫素之RGB值變為(5-0-0)、(0-5-0),因此該兩點畫素之△R、△G則變為5.0、5.0(△為10),如此則能夠具有顏色區分之外,亦更能夠進行分辨影像。
另外,該處理器113能夠將照射不同顏色之光源所取得反射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度進行回歸分析,以對拍攝所取得之影像進行調整,以使拍攝所取得之影像能夠以原色呈現,例如以該第二主動光源照射一綠色板時,該綠色板在環境1000流明的狀況下,能夠測得綠光相對強度為100(第二主動光源還未照射),因此則以100做為未照光的基準(預設為正常光源環境下之原色影像的強度);之後,當綠色板於環境10流明的狀況下,測得綠光相對強度為1(第二主動光源還未照射),當該第二主動光源照射於該綠色板上時,則得到的所測相對強度為11(未照光的強度1加上該第二主動光源15的光照強度10),因此,回歸分析不論是什麼環境流明的狀況下,則必須先將所測相對強度扣除主動光源的光照強度後,則能夠取得未照光的強度,最後再將未照光的強度乘以環境流明所對應倍數,則能回歸至環境1000流明的呈現畫面;因此當綠色板於環境1流明的狀況下,藉由該第二主動光源照射後,該處理器113則能夠取得該綠光所取得反射回饋之數值為10.1,因此該處理器113則會將10.1扣除主動光源的光照強度10之後,則能夠判斷影像擷取器112影像之綠色的強度為0.1,之後,將強度乘以1000,則能夠使該綠色板於環境1流明的狀況下所取得之影像回復為環境1000流明的狀況,如此即使是低或不足光源的環境下(環境1流明、0.1流明或更低),透過將照射不同顏色之光源所取得反
射回饋之數值、並依據周圍環境光之強度,則能夠對拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像能夠呈現出正常光源環境下的原色影像。
另外,亦能夠在鏡片本體12上或是顯示裝置13(顯示面板)上使用各種準直技術(例如微透鏡技術(microlens array)或是光井技術)來導正光線,其中微透鏡技術是透過至少一個透鏡來使光線改變,而該光井技術則是透過一光井,使通過該光井之光線能夠筆直前進;因此,該顯示裝置13(顯示面板)更能夠對一準直區域發出光源照射,並使穿入該準直區域之入射光束達到準直效果以形成一準直光束向外發出,其中該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,用以使兩個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生;但由於準直光束仍有部分會斜角發散出去,因此對該準直區域發出光源照射之入射光束的截面積越大,越容易產生交疊而造成對比下降,故為了避免不必要的重疊造成對比失真,故設計入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,而實際上,因此該入射光束之截面積會小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積的一半或是更小(因此除了1/2之外,亦能夠為1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11...、1/20),其效果就非常明顯,然而需考慮發光效率等等因素,因此實際面積大小,還是要視實際情況而定進行修正;另外,若是該顯示裝置13係為顯示面板,除了該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積之外,亦能夠設計該顯示面板上的畫素之面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,以達到兩
個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生。
而該微透鏡能夠再經過導角處理,以藉由導角來調整準直後的光線方向;除此之外,該顯示裝置13(顯示面板)之製程過程中亦能夠使用準直技術或是微透鏡技術進行處理,以使出廠後之顯示裝置13(顯示面板)本身具有類似微透鏡或光井的結構,以使該顯示裝置13(顯示面板)具有導正光線的效果。
另外,該鏡片本體12或是顯示裝置13(顯示面板)本身能夠經過導角處理(chamfering),而該鏡片本體12或是顯示裝置13(顯示面板)之導角處將能夠調整準直後的光線方向,以使兩個以上的影像能夠重疊。
另外,當分別於左右兩個不同顯示裝置13(顯示面板)上顯示之影像是不同角度時,當使用者以左眼及右眼觀看到左右兩個不同顯示裝置13(顯示面板)時,將能夠讓使用者感受到景深感或立體感的影像效果,而不同角度之影像則能夠由兩個以上的影像擷取器112分別擷取取得之(而該影像擷取器112亦能夠設定要以什麼角度來擷取影像);另外,能夠使用兩個以上的影像擷取器112分別擷取不同角度之影像,並再藉由該處理器113將所擷取不同角度的影像進行合併處理,以得到一具有景深感或立體感的影像訊息(合併為一具有兩種以上不同角度的影像),並輸出至該顯示裝置13(顯示面板)上(兩種以上不同角度的影像能夠分別顯示於不同的顯示裝置13(顯示面板)上),而上述的合併處理,亦能夠於該雲端平台7中進行運算後再送出至該低光源環境顯示結構1。
除此之外,亦能夠於該雲端平台7上,透過該鏡框本體11之遠端連線模組11304將雲端平台7內存的2D影像(數位顯示資料)抓取或下載下來後,再透過輸出影像調整單元11207將2D影像處理為不同角度之影像,以使不同顯示
裝置13(顯示面板)上能夠分別顯示不同角度之影像(數位顯示資料),以呈現景深感或立體感的影像效果,另外,該雲端平台7亦能夠儲存已處理好的不同角度之數位顯示資料或是直接將該影像擷取器112擷取之2D影像上傳至該雲端平台7,以由該雲端平台7將2D影像處理為不同角度之影像後,再回傳至該鏡框本體11之遠端連線模組11304後,則直接將不同角度之影像輸出至不同顯示裝置13(顯示面板)上。
另外,由於該影像擷取器112之品質會影響擷取影像之解析度,且該顯示裝置13(顯示面板)之品質亦會影響同步清晰化影像播出的解析度,故若希望提高影像之解析度,亦能夠改善該影像擷取器112及顯示裝置13(顯示面板)之品質,以硬體來改善輸出影像之解析度。
另外,由於該影像擷取器112所擷取之角度不一定會與使用者之眼球看出去的視角完全一樣,若能夠將影像擷取器112所擷取之角度與使用者之眼球看出去的視角完全一樣,將讓使用者之眼球透過該鏡片本體12實際看到的影像會與該兩個顯示裝置13(顯示面板)所顯示的同步清晰化影像重疊,因此一般該擷取角度調整單元11306會預設一固定眼球視角角度(例如直視角度),並依據該固定眼球視角角度進行預設調整該影像擷取器112擷取影像的角度,以使眼球視角所視之影像能夠與該影像擷取器所擷取該鏡框本體11向前延伸的影像為相同角度的視角;但上述情況是廠商將產品出廠時的預設,因此使用者實際使用該低光源環境顯示結構1時,若是發現該顯示裝置13(顯示面板)上顯示的影像並無法與眼球實際看到的景像重疊時,就表示該影像擷取器112擷取影像的角度有錯誤,因此使用者亦能夠透過該手持裝置6之APP平台連上一雲端平台7後(但亦
能夠直接透過手持裝置6之APP平台與該低光源環境顯示結構1之遠端連線模組11304直接進行連線),而該雲端平台7則會與該低光源環境顯示結構1之遠端連線模組11304進行連線後,使用者則能夠操作該APP平台對該擷取角度調整單元11306進行輸入控制指令,以間接調整該影像擷取器112要擷取影像的角度,因此當由該APP平台進行調整時,該影像擷取器112也會轉動鏡頭,隨之該顯示裝置13(顯示面板)上顯示的影像也會移動,直到使用者覺得眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該兩個透明顯示器所顯示的同步清晰化影像重疊,則完成此一調校的動作(此一狀態下,則代表眼球視角所視之影像能夠與該影像擷取器112所擷取該鏡框本體向前延伸的影像為相同角度的視角)。
另外,該影像擷取器112更能夠設定可見光以外波長之功能,以使該影像擷取器112能夠擷取到見到可見光以外波長之影像,如此則能夠清楚於夜間擷取到清楚影像(夜視功能)或是擷取到紫外線等等,而本發明由於能夠擷取到紫外線,故更能夠進一步設計出紫外線警示軟體與所擷取之影像配合。
另外,該影像擷取器112更具有拉遠與拉近的功能,如同攝影機一般,能夠將遠處要擷取之影像拉近放大(類似於望遠鏡)或是直接就將近處的影像放大(類似於放大鏡),因此不論是更遠或是更近的距離,皆能擷取清晰的影像。
但該輸出影像調整單元11307亦能夠增加眼球追蹤功能,以隨時追蹤眼球的視角,以依據眼球的視角來調整該影像擷取器112要擷取影像的角度,如此則不需讓使用者以遠端透過APP平台進行手動調整,而是能夠自動調整。
而本發明之第一實施情況則如第4B圖所示,其中第4A圖是一般眼球近視示意圖,由於眼球2太長(即晶狀體離網膜的距離過長),或者由於晶狀
體對遠物的變焦能力衰退,使其遠點很近,超越遠點之景物3,由該角膜21進來生成的模糊景像22則會落在視網膜的前面,在視網膜上則為一模糊的像,所以看不清楚,但是經由第4B圖中可知,若是有戴上該低光源環境顯示結構1時,於眼球2前方則具有該顯示裝置13(顯示面板),雖然眼球2透過該鏡片本體12(平面鏡片)看到的景物3於視網膜上亦是為一模糊的像,但由於該影像擷取器112直接擷取該景物3之影像,並再經過影像處理以提高其解析度後,則能夠於該顯示裝置13(顯示面板)上顯示同步清晰化影像131;由於離該眼球2很近之處顯示同步清晰化影像131,而該同步清晰化影像131會於該眼球2之視網膜上呈現一清晰景像23,以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊,其中雖然清晰景像23前方具有模糊景像22,但眼球2的機制是會抓取清晰影像,因此眼球2則會把焦點放在清晰景像23,並忽略模糊景像22,如此最終所看到之影像就是清晰景像23(模糊景像22可視為被進行重疊取代掉),如此本發明將能夠使得近視者即使不需配戴近視眼鏡也能夠達到矯正之效果(如同近視之人雖然看遠很模糊,但看近則會很清楚,因此藉由該影像擷取器112將很遠的景像抓取後,再由該顯示裝置13(顯示面板)播放於使用者的眼球2低光源環境顯示結構1,將會使得看遠的景像變得很清楚)。
而本發明之第二實施情況則如第5B圖所示,其中第5A圖是一般眼球遠視示意圖,由於眼球4眼球太短,或者由於晶狀體對近物的變焦能力衰退,使其明視距離很遠,故當其景物3由該角膜41進來所生成的模糊景像42則會落在視網膜的後面,以導致看不清楚的情況發生,但是經由第5B圖中可知,若是有戴上該低光源環境顯示結構1時,於眼球2前方則具有該顯示裝置13(顯示面板),雖然眼球4透過該鏡片本體12(平面鏡片)看到的景物3於視網膜上亦是為一模糊
的像,但由於該影像擷取器112直接擷取該景物3之影像,並再經過影像處理以提高其解析度後,則能夠於該顯示裝置13(顯示面板)上顯示同步清晰化影像131;由於遠視容易發生看近不清楚的情形,故導致遠視的人也會習慣將東西比一般人遠才能夠看比較清楚,故當於該眼球4前方之處顯示具有很清晰之影像時,該同步清晰化影像131則會於眼球4之視網膜上顯示一清晰景像43出來,以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊,其中雖然清晰景像43後方有模糊景像42,但眼球4的機制是會抓取清晰影像,故會忽略模糊景像42而聚焦於清晰景像43上,如此將能夠使得遠視者即使不需配戴遠視眼鏡也能夠達到矯正之效果。
而本發明之第三實施情況則如第6B圖所示,其中第6A圖是一般近視以凹透鏡進行矯正示意圖,由圖中可知,當使用者戴上凹透鏡5的鏡片後,則能夠使該眼球2盡量看到較為清楚的景像24,但是人的眼球畢竟是有極限的,若是太遠的距離,所看之景像也會隨距離而越模糊,但是由第6B圖中可知,若是有戴上該低光源環境顯示結構1時,於眼球2前方則具有該顯示裝置13(顯示面板),即使該景物3是距離非常遙遠,但若是該影像擷取器112能夠擷取到遠方之影像,並經影像處理以提高其解析度後,在於該顯示裝置13(顯示面板)上顯示同步清晰化影像131,等同是將遠處的影像直接抓取到眼球2的前方顯示,以使處理後的影像能夠於視網膜上重疊,如此即使超出眼球可視範圍的景像,亦能夠清楚的呈現清晰景像25於眼球2的視網膜上。
而除了以凹透鏡進行矯正之外,即使其他眼睛問題,不論是否有戴曲面鏡片進行矯正,皆能夠與曲面鏡片進行結合,以達到相同的效果。
另外,如第7圖所示,該鏡框本體11上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之感測器裝置114,而該感測器裝置114係為能夠偵
測溫度、心跳、血壓、汗水或是計步功能的感測器,且該鏡框本體11上能夠設置一個或多個相同或是不同功能的感測器裝置114。
另外,如第8圖所示,該鏡框本體11上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器113之電性連接之耳掛裝置115,該是直接與該供電插口(圖中未示)進行連接,且該耳掛裝置115係內建有一電池(圖中未示),用以透過該供電插口提供電源給該供電模組11305。
另外,如第8圖所示,該鏡框本體11上更能夠設置有至少一個與該處理器113電性連接之麥克風裝置116及該揚聲器裝置117。
另外,如第9A及9B圖所示,亦能夠設計出一顯示裝置本體14,而該顯示裝置本體14係具有至少一個處理器、掛戴結構141、影像擷取器142、顯示裝置143、夜拍光源照射器147,而該處理器、影像擷取器142、顯示裝置143、夜拍光源照射器147係與前述影像擷取器112及處理器113之技術相同,故內部之技術不重複墜述。
而該掛戴結構141結合於一眼鏡裝置15上,其中該眼鏡裝置15係具有鏡片151(鏡片151係為平面鏡片或曲面鏡片,而該曲面鏡片係為凹透鏡、凸透鏡、凹凸透鏡或其他具有曲面之鏡片);而該掛戴結構141的型式可以有多種,例如勾掛、磁吸等等外掛結構,但亦能夠為一類似鏡架之穿戴結構,能夠依需求設計不同的結構搭配。
另外,如第10圖所示,該顯示裝置本體14上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器電性連接之感測器裝置144、麥克風裝置145或/及揚聲器裝置146。
另外,如第11圖所示,該顯示裝置本體14亦能夠不與該眼鏡裝
置15進行結合,而是將該掛戴結構141設計為一鏡架結構,以讓使用者能夠直接配戴使用。
另外,如第12圖所示,該掛戴結構141上更能夠設置有至少一個或一個以上與該處理器之電性連接之耳掛裝置1411,該是直接與該供電插口(圖中未示)進行連接,且該耳掛裝置1411係內建有一電池(圖中未示),用以透過該供電插口提供電源給該供電模組。
另外,如第13A圖所示,該顯示裝置本體14係能夠為單眼樣態,因此該顯示裝置本體14是結合於該眼鏡裝置15之任一個鏡片151前方,而該掛戴結構141係為一磁吸件,搭配該眼鏡裝置15上的鏡框內亦設置有一對應於該掛戴結構141的磁吸件152,因此如第13B圖所示,透過磁吸原理,使該顯示裝置本體14能夠吸附於該眼鏡裝置15之鏡框上。
另外,該掛戴結構141亦能夠為一樞軸組合件,如第14A圖所示,而該眼鏡裝置15上的鏡框內亦設置有一對應於該掛戴結構141的樞軸組合件153,因此組合後的樣態如第14B圖所示,由於是樞軸結構,如第14C圖所示,該顯示裝置本體14能夠於該眼鏡裝置15之鏡片151前方上下翻轉,因此若不需使用該顯示裝置本體14,則能夠將該顯示裝置本體14向上翻即可。
本發明之顯示裝置13係能夠為投影裝置(圖中未示),該投影裝置能夠結合於該鏡框本體11或是該顯示裝置本體14上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以投射影像以進行即時顯示影像,但由於投影裝置是屬於google眼鏡一類的裝置,故本案發明人認為不需額外贅述說明。
由於本案能夠用於近眼顯示使用的,一般正常人的明視距離約25公分,而水晶體與視網膜的距離(q)約1.7公分,其中能夠透過以下公式進行
運算出水晶體的焦距f,公式如下:
而透過上述公式,當明視距離為25cm時、f算出來約1.59,但以年輕人的眼睛來看,其眼睛可看清楚的最近距離約6.5公分,依此,人眼球焦距可調整的範圍不超過20%,所以水晶體的焦距極限不會低於1.32公分,所以進一步換算出極限的成像距離(p)(1/p+1/1.7=1/1.32)約為6公分。
由上述可知,當水晶體的焦距小於1.32公分,表示眼睛出了一定問題,而無法於正常距離中看清楚,因此透過本發明之顯示器置放於此一區段範圍內時,則能夠輔助使眼睛透過顯示器看清楚,而不同水晶體的焦距算出的物體到水晶體距離(物距)舉例如下:(1)當水晶體的焦距為1.31公分,透過公式(1)的運算(1/p+1/1.7=1/1.31),能夠算出物距(p)約為5.88cm;(2)當水晶體的焦距為1.19公分,透過公式(1)的運算(1/p+1/1.7=1/1.19),能夠算出物距(p)約為4cm;(3)當水晶體的焦距為0.8公分,透過公式(1)的運算(1/p+1/1.7=1/0.8),能夠算出物距(p)約為1.5cm;(4)當水晶體的焦距為0.39公分,透過公式(1)的運算(1/p+1/1.7=1/0.39),能夠算出物距(p)約為0.5cm;由於顯示器設置位置太遠或太近皆會對使用者產生不方便之感,故本發明設計出顯示器與眼球距離為0.5~4公分將是最佳距離,也是一般具有眼疾之使用者最適合的配戴距離。
本發明所提供之低光源環境顯示結構,與其他習用技術相互比較時,其優點如下:
(1)本發明能夠將一般使用者配戴之眼鏡的鏡片上結合一顯示裝置,並再由眼鏡的鏡框內的處理器對所擷取由該鏡框向前延伸之影像,進行影像處理,以提高其解析度,並將同步清晰化影像輸出至該透明顯示器上,以讓使用者之眼球透過該鏡片實際看到的影像會與該顯示裝置所顯示影像重疊,以清晰化使用者之眼球透過該鏡片看出去的景像。
(2)本發明能夠讓使用者看到自身眼球極限能夠看到的影像,以使其視野能夠達到更加的遠,即使超出眼球可視範圍的景像,亦能夠清楚的呈現於眼球的前方。
(3)本發明於光源不足的環境下進行拍攝影像時,並不需使用閃光燈或是紅外線輔助光源來輔助照明,則能夠於進行拍攝影像時,能夠拍攝到一清晰的影像。
(4)本發明於拍攝過程中,能夠提供一人眼不易感覺到的光源,並進行控制該人眼不易感覺到的光源之照射參數及該攝影鏡頭之取像頻率、感測週期,則能夠使該攝影鏡頭於低光源或是不足光源的環境中進行拍攝影像時,能夠拍攝到一清晰的影像。
(5)本發明能夠於夜視的環境中,能夠將夜間攝影之影像回復回正常白天所視之影像,且更能夠於夜間攝影中進行顯示彩色影像。
(6)本發明更進一步能夠於拍攝過程中,陸續以一主動光源對一被拍攝物進行照射不同顏色之光源,而照射不同顏色之光源所取得不同反射回饋之數值,能夠再依據周圍環境光之強度,以對拍攝所取得之影像進行調整,使所取得之影像能夠呈現出正常光源的環境下應有的影像解析度。
本發明已透過上述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟悉此一技術領域具有通常知識者,在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例,並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,因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。
1:低光源環境顯示結構
11:鏡框本體
111:框口
112:影像擷取器
121:第一表面
16:夜拍光源照射器
Claims (16)
- 一種低光源環境顯示結構,係包含:一鏡框本體,而該鏡框本體上係結合有兩個鏡片本體;至少一個影像擷取器,係包含至少一個的光感測器及一攝影鏡頭、並結合於該鏡框本體上,而該影像擷取器係用以擷取由該鏡框本體向前延伸的影像,並將影像轉換為一外部擷取影像資訊;至少一個夜拍光源照射器,係結合於該鏡框本體上,而該夜拍光源照射器係用以對至少一個的拍攝物進行照射,以使該攝影鏡頭能夠於一低光源或是不足光源的環境中進行拍攝影像,其中該低光源或是不足光源的環境係代表周圍環境的光亮度係低於0.5流明;一處理器,係設置於該鏡框本體內部、並與該影像擷取器及該夜拍光源照射器電性連接,而該處理器係包含:一中央處理單元,係用以控管整體處理器運作;一照射強度控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之平均功率值低於0.01W;一照射週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之照射頻率或照射時間,用以縮短該夜拍光源照射器的照射時間低於20ms;一光感測週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該影像擷取器之光感測器的感測週期,用以縮短該光感測器的感測時間,以使該攝影鏡頭能夠於極短時間下補抓到該夜拍光源照射器所照射之光源,用以使該攝影鏡頭能夠於低光源或是不足光源的環境中拍攝影像; 一影像處理單元,係與該中央處理單元相連接,而該影像處理單元用以將該外部擷取影像資訊進行影像處理,以提高其解析度,且於該夜拍光源照射器以平均功率值低於0.01W不同顏色的光源進行照射時,該影像處理單元能夠依據不同顏色之光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,對該攝影鏡頭拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像解析度;一影像輸出單元,係與該中央處理單元及該影像處理單元相連接,用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出;一供電單元,係與該中央處理單元相連接,用以與一外部設備連接,以儲存與提供該處理器運作所需之電力;以及一顯示裝置,係與該鏡框本體或/及鏡片本體相連接,而該顯示裝置係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示該影像,而該顯示裝置更能夠對一準直區域發出光源照射,並使穿入該準直區域之入射光束達到準直效果以形成一準直光束向外發出,其中該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,用以使兩個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生。
- 如請求項1所述之低光源環境顯示結構,其中該處理器更包含有一取像頻率控制單元,該取像頻率控制單元係用以控制該攝影鏡頭之取像頻率,以控制該攝影鏡頭每一秒能夠擷取影像的數量為8~1000之間。
- 如請求項1所述之低光源環境顯示結構,其中該光感測週期控制單元能夠控制該影像擷取器之光感測器的感測週期為20ms~1us之間。
- 如請求項1所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示裝置係為顯示面板或是投影裝置。
- 如請求項4所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示面板能夠結合於該鏡片本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示影像。
- 如請求項5所述之低光源環境顯示結構,其中該投影裝置能夠結合於該鏡框本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以投射影像以進行即時顯示影像。
- 如請求項1所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示裝置用以讓該使用者之眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該顯示裝置所顯示的影像重疊。
- 如請求項1所述之低光源環境顯示結構,其中該處理器更包含有一遠端連線單元,係與該中央處理單元相連接,用以藉由無線連線技術進行遠端連線。
- 一種低光源環境顯示結構,係包含:一鏡框本體,而該鏡框本體上係結合有兩個鏡片本體;一顯示裝置本體,係具有至少一個掛戴結構,而該顯示裝置本體能夠透過該掛戴結構定位於該鏡框本體上;至少一個影像擷取器,係包含至少一個的光感測器及一攝影鏡頭、並結合於該顯示裝置本體上,而該影像擷取器係用以擷取由該鏡框本體向前延伸的影像,並將影像轉換為一外部擷取影像資訊;至少一個夜拍光源照射器,係結合於該顯示裝置本體上,而該夜拍光源照射器係用以對至少一個的拍攝物進行照射,以使該攝影鏡頭能夠於一低光源或是不足 光源的環境中進行拍攝影像,其中該低光源或是不足光源的環境係代表周圍環境的光亮度係低於0.5流明;一處理器,係設置於該顯示裝置本體內部、並與該影像擷取器及該夜拍光源照射器電性連接,而該處理器係包含:一中央處理單元,係用以控管整體處理器運作;一照射強度控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之平均功率值低於0.01W;一照射週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該夜拍光源照射器之照射頻率或照射時間,用以縮短該夜拍光源照射器的照射時間低於20ms;一光感測週期控制單元,係與該中央處理單元相連接,用以控制該影像擷取器之光感測器的感測週期,用以縮短該光感測器的感測時間,以使該攝影鏡頭能夠於極短時間下補抓到該夜拍光源照射器所照射之光源,用以使該攝影鏡頭能夠於低光源或是不足光源的環境中拍攝影像;一影像處理單元,係與該中央處理單元相連接,而該影像處理單元用以將該外部擷取影像資訊進行影像處理,以提高其解析度,且於該夜拍光源照射器以平均功率值低於0.01W不同顏色的光源進行照射時,該影像處理單元能夠依據不同顏色之光源所取得反射回饋之數值及周圍環境光之強度,對該攝影鏡頭拍攝所取得之影像進行調整,以使所取得之影像得以提高其影像解析度;一影像輸出單元,係與該中央處理單元及該影像處理單元相連接,用以將影像清晰化後之外部擷取影像資訊進行輸出; 一供電單元,係與該中央處理單元相連接,用以與一外部設備連接,以儲存與提供該處理器運作所需之電力;以及一顯示裝置,係結合於該顯示裝置本體上,而該顯示裝置係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示該影像,其中該顯示裝置更能夠對一準直區域發出光源照射,並使穿入該準直區域之入射光束達到準直效果以形成一準直光束向外發出,其中該入射光束之截面積係小於該準直區域之面積或是準直光束之截面積,用以使兩個相鄰之準直區域所穿出的準直光束不會交疊而造成對比失真的情況發生。
- 如請求項9所述之低光源環境顯示結構,其中該處理器更包含有一取像頻率控制單元,該取像頻率控制單元係用以控制該攝影鏡頭之取像頻率,以控制該攝影鏡頭每一秒能夠擷取影像的數量為8~1000之間。
- 如請求項9所述之低光源環境顯示結構,其中該光感測週期控制單元能夠控制該影像擷取器之光感測器的感測週期為20ms~1us之間。
- 如請求項9所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示裝置係為顯示面板或是投影裝置。
- 如請求項12所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示面板能夠結合於該顯示裝置本體上,而該顯示面板係與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以即時顯示影像。
- 如請求項12所述之低光源環境顯示結構,其中該投影裝置能夠結合於該顯示裝置本體上,並與該處理器之影像輸出單元進行電性連接,用以投射影像以進行即時顯示影像。
- 如請求項9所述之低光源環境顯示結構,其中該顯示裝置用以讓 該使用者之眼球透過該鏡片本體實際看到的影像會與該顯示裝置所顯示的影像重疊。
- 如請求項9所述之低光源環境顯示結構,其中該處理器更包含有一遠端連線單元,係與該中央處理單元相連接,用以藉由無線連線技術進行遠端連線。
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CN103946732A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-07-23 | 微软公司 | 基于对透视、近眼显示器的传感器输入的视频显示修改 |
TWI564590B (zh) * | 2015-04-02 | 2017-01-01 | tai-guo Chen | Image can strengthen the structure of the glasses |
CN205899169U (zh) * | 2016-08-04 | 2017-01-18 | 闫语 | 多功能夜视眼镜 |
TWI594630B (zh) * | 2016-02-04 | 2017-08-01 | tai-guo Chen | Night photography system and its method |
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2018
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CN103946732A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-07-23 | 微软公司 | 基于对透视、近眼显示器的传感器输入的视频显示修改 |
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TWI594630B (zh) * | 2016-02-04 | 2017-08-01 | tai-guo Chen | Night photography system and its method |
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