TWM555004U - 可視顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本創作揭示一種可視顯示裝置。根據本創作所揭露之實施例，可視顯示裝置包含一第一傳感器，經配置以感測環境空間的第一光強度；一螢幕，經配置以發射具有第二光強度的光；一第二傳感器，經配置為感測用戶的存在；以及一處理器，經配置以根據第一光強度來調整第二光強度。

Description

可視顯示裝置

本創作涉及一種顯示裝置。更具體地說，是涉及一種可視顯示裝置。

顯示設備近來已經陸續發展出許多應用。具體來說，可近距離配戴的可視顯示裝置，諸如用於虛擬現實(virtual reality, VR)、混合現實(mixed reality, MR)或增強現實(augmented reality, AR)的頭戴式設備，或用於可穿戴裝置中的顯示器等，已經越來越普及。然而，顯示器所發出的光強度常常與環境光源強度有落差，特別是當顯示器的光強度比環境光源還強時。因此，人眼必須適應顯示器亮度和環境光源之間的亮度差，而這種適應過程可能使用戶的眼睛產生不適或疲勞。因此，現有可視顯示裝置對用戶在使用上的感受有待提升。

本創作提供了一種可視顯示裝置，可以適應於人體對環境敏感度而進行光源強度的調整。本創作一實施例揭示一種可視顯示裝置，其包括：一第一傳感器，經配置以感測環境空間的第一光強度；一螢幕，經配置以發射具有第二光強度的光；一第二傳感器，經配置以感測用戶；以及一處理器，經配置以基於第一光強度來調整螢幕的第二光強度。 上述可視顯示裝置可以是虛擬現實顯示器、頭戴式顯示器或平面顯示器。 在上述的可視顯示裝置中，其中處理器還經配置以在第二傳感器尚未感測到用戶的情況下，因應於可視顯示裝置開啟電源而決定第二光強度的初始值。 在上述可視顯示裝置中，處理器還經配置以根據第一光強度決定第二光強度的初始值。 在上述可視顯示裝置中，處理器還經配置以在第二傳感器偵測到用戶的情況下，調整第二光強度至一預定值。 在上述可視顯示裝置中，第二光強度以線性、拋物線、指數或階梯函數增加。 在上述可視顯示裝置中，還包括存儲單元，其包含用戶對光敏感度的資訊。 在上述可視顯示裝置中，處理器還經配置以基於用戶對光敏感度的資訊而決定第二光強度的初始值。 在上述可視顯示裝置中，所述第一傳感器可以是可見光傳感器、不可見光傳感器、紅外傳感器或熱傳感器。 在上述可視顯示裝置中，所述第二傳感器可以從以下選擇：測距儀、近接(proximity)傳感器、溫度傳感器、光傳感器、熱傳感器、運動傳感器、慣性傳感器、陀螺儀、加速度計、壓力傳感器、及其組合。 在上述可視顯示裝置中，處理器還經配置以因應於可視顯示裝置電源開啟而調整第二光強度。 在上述可視顯示裝置中，處理器還經配置以根據用戶的生理參數來調整第二光強度。

雖然本文已參考本創作之特定實施例描述並說明了本創作，但此等描述及說明並不限制本創作。熟習此項技術者應理解，在不脫離由所附申請專利範圍所界定本創作之真實精神及範疇的情況下，可作出各種改變且可替代等效物。 本創作提供一種可視顯示裝置，其可因應人眼對光敏感度而進行調整。如圖1所示，在圖1所顯示的例子中，可視顯示裝置100可以是頭戴式設備，例如VR顯示器，其包括一螢幕102、一第一傳感器(或感測器)104、一第二傳感器(或感測器)106以及一處理器(或微控制單元)108。螢幕102可以連接一頭帶105，用以穿戴在用戶的頭部，並向用戶投射虛擬的可視內容。第一傳感器104可以是光傳感器，其可測量環境空間的光強度，也就是螢幕外的環境光強度，以第一光強度表示。第二傳感器106可偵測用戶是否存在或者是經由螢幕102投射出的光的強度，以第二光強度表示。而處理器108則根據用戶存在與否對應調整第二光強度至一預定值(用戶存在的情況下)或決定一初始值(用戶不存在的情況下)。 在一實施例中，第二傳感器106可以測量外部刺激源。在一些實施例中，第二傳感器106感測物理刺激源的變化，該物理刺激源可為光、溫度、壓力、加速度、角度、重力、慣性力等，或其組合。 第一傳感器104和第二傳感器106可附接到頭帶105上。在其他實施例中，第一傳感器104和第二傳感器106可以設置在螢幕102上或可視顯示裝置100的其他部位上。在一些實施例中，第一傳感器104和第二傳感器106可以整合為單一傳感器。在一實施例中，第一傳感器可以是可見光傳感器、不可見光傳感器、紅外傳感器或熱傳感器。在一實施例中，第二傳感器可以是測距儀、近接傳感器、溫度傳感器、光傳感器、熱傳感器、運動傳感器、慣性傳感器、陀螺儀、加速度計、壓力傳感器、及其組合其中之一。 可視顯示裝置100的處理器108分別耦接於螢幕102、第一傳感器104與第二傳感器106。處理器108用於處理第一傳感器104和/或第二傳感器106所接收的資訊。此外，處理器108可用於調整或控制螢幕102的光強度。在一些實施例中，可視顯示裝置100還可包含一存儲單元110，用於儲存用戶資訊，例如用戶對光敏感度資訊、或是與調整第一光強度與第二光強度相關之參數等資訊。 圖2係圖1的可視顯示裝置100的第二傳感器106示意圖。第二傳感器106可以經配置以監視/偵測用戶的各種身體狀況，例如，偵測體溫、心跳（脈搏）、心電圖（Electrocardiogram，ECG）、血液特徵（例如血壓和血氧濃度）、腦波變化、眼部變化（例如瞳孔大小和眨眼率），肌肉顫抖（或痙攣）、呼吸功能（例如呼吸頻率），及其組合等。 在一實施例中，對眼部的監測可協助診斷用戶的疲勞狀態。瞳孔擴張或虹膜收縮可用於診斷眼睛疲勞的指標，其甚至可以作為診斷腎上腺疲勞的特徵。在這種情況下，可因應於上述監測結果而及時進行光強度的調整，以便減輕由螢幕140照明所引起的疲勞。在另一實施例中，腦波可根據不同頻率範圍而分為不同腦波類型。因此根據腦波的時間變化率、頻率分佈和特定波形相應地判斷疲勞程度。上述各種監視步驟可在用戶啟動可視顯示裝置100電源的一開始或在螢幕102持續顯示期間進行。 在一實施例中，第二傳感器106可以進一步用於偵測用戶穿戴可視顯示裝置100的動作。圖3顯示第二傳感器106可提供的用戶偵測功能，其中對用戶的偵測或感測可以藉由近接傳感器（priximity sensor，例如可經由感測磁場的變化）、測距傳感器（藉由聲學或光學原理）、熱傳感器、慣性傳感器（包含加速度、旋轉，位向和座標位置等）、壓力傳感器（例如，藉由壓電式傳感器）或上述傳感器的組合。其中，測距傳感器還可以利用超音波或紅外線作為測量媒介。 在一實施例中，可以藉由偵測用戶移動（例如，頭部移動）來推測用戶狀態。在一些實施例中，當第二傳感器106偵測到用戶頭部的異常移動或傾斜；或眼部的過度快速眨眼動作時，可以判斷用戶是否產生疲勞感。因此，追蹤移動的偵測結果不僅可以用於在互動式遊戲中偵測用戶手勢指令，且可用於在螢幕102進行顯示期間監視用戶健康狀況。在一些實施例中，個別用戶的資訊可以儲存在存儲單元110中（如圖1所示），並用於決定用戶的疲勞狀態。用戶資訊可以包括與健康相關的參數或偏好值，例如對光的敏感度，對不同光譜的偏好程度以及對聲音的敏感度。在一些實施例中，可以有多個第二傳感器106以進行多重監測功能，而執行圖2或圖3所說明的多種用戶生理參數或使用狀態。 在一實施例中，處理器可根據環境光強度La確定螢幕的光強度(也就是第二光強度)的初始值Ld0；或者是根據用戶對光敏感度的資訊來決定該第二光強度的初始值Ld0。圖4顯示處理器所調整螢幕102的顯示光源隨時間的強度變化。在一些實施例中，初始值Ld0低於環境光強度La(也就是第一光強度)。此外，處理器可調整螢幕的光強度，直到理想的照明強度為止。螢幕的光強度變化可以以時變函數表示，例如具有一固定斜率之函數402、階梯函數404的線性函數、或指數函數406。此外，可以採用其他合適的函數，例如拋物線函數。在一些實施例中，螢幕的光強度可以增加或減少一次以上。在一些實施例中，所使用的時變函數是單調遞增函數或非遞減函數。在一些實施例中，所使用的時變函數是單調遞減函數或非遞增函數。在一些實施例中，可以在螢幕點亮之前決定光強度的初始值Ld0，例如在可視顯示裝置接通電源時決定，並且在整個螢幕顯示期間以一固定值（例如初始值）保持基本不變。此外，可以根據第一傳感器104和第二傳感器106的感測結果來選擇光強度的時變函數。或者，可以因應於用戶的開啟電源動作或螢幕的通電動作而進行光強度的控制。 圖5顯示另一種可視顯示裝置類型，其係可提供AR視覺體驗(諸如AR眼鏡)的可穿戴設備。可視顯示裝置500包括一框架502、一螢幕504、一傳感器506與一處理器。框架502可以包括用於包圍鏡片508的鏡框502A。框架502還可以包括鏡架502B，其可藉由樞紐裝置（例如鉸鏈，並未繪示）與鏡框502A連接。螢幕504可設置於鏡框502A之內、鏡框502A上或與鏡片508成為一整合實體。螢幕504用於在用戶視線內從鏡片508之位置或其附近投射虛擬內容，該虛擬內容可與鏡片508所呈現之環境景物交錯或重疊而成一擴增實境影像而顯示於用戶眼前。傳感器506可根據功能需求而設置於鏡框502A位於兩鏡片508相接處的中間部位，或置於鏡架502B處。傳感器506的架構或功能可以與上述實施例中的第一傳感器或第二傳感器類似。在一實施例中，傳感器506用於感測環境光強度。 在一些實施例中，可視顯示裝置500可以根據環境光強度的偵測結果而對應控制或調整螢幕504的光強度。其中，螢幕504的光強度可以被適當控制或調整而接近環境光強度。在昏暗的環境中，例如室內或夜間，在圖5所顯示的可視顯示裝置500中，處理器可以根據傳感器506的感測結果而降低螢幕504的光強度。因此，原有鏡片508的景象不會因為螢幕504太亮而被螢幕504的虛擬影像蓋過。此外，用戶可以具有更舒適的觀賞體驗，不會因螢幕504相對過亮的照明強度而產生疲勞或不適。再者，調整過量的顯示光強度還可以節省功耗。 綜言之，本創作的目的在於提供以下優點：（1）減少用戶眼睛的不適或疲勞；（2）在螢幕開始向用戶顯示影像之前節省不必要的功耗；（3）提供更有效且清晰的顯示性能。 根據一些實施例，本創作提供了一種可視顯示裝置，其包括螢幕，處理器以及耦合到處理器的第一傳感器。第一光傳感器提供環境空間的第一光強度。該可視顯示裝置還包括第二傳感器，其耦合至處理器並經配置以感測用戶存在。該處理器經配置以根據第一光強度來調整螢幕的第二光強度。 根據一些實施例，本創作提供了一種可視顯示裝置，其包括經配置以感測環境空間的第一光強度的第一傳感器以及經配置以以第二光強度發射光的螢幕幕。該可視顯示裝置還包括處理器，其經配置以因應於螢幕被通電，根據第一光強度來調整第二光強度。 本創作提供多種可視顯示裝置的具體實施方案，上述改善方案可任意組合，俾使顯示裝置最佳化。各種例示性實施例中所展示之結構及方法之建構及配置僅為說明性的。因此，所有根據本創作之修改皆可包括於本創作之範疇內。任何程序或方法步驟之次序或順序可根據替代實施例發生變化或重新定序。在本創作實例實施例之設計、操作條件及配置上進行其他替代、修改、改變及省略皆視為不脫離本創作之範疇。

100‧‧‧可視顯示裝置

102‧‧‧螢幕

104‧‧‧第一傳感器

106‧‧‧第二傳感器

108‧‧‧處理器

110‧‧‧存儲單元

402‧‧‧函數

404‧‧‧函數

406‧‧‧函數

500‧‧‧可穿戴式設備

502A‧‧‧鏡框

502B‧‧‧鏡架

504‧‧‧螢幕

506‧‧‧傳感器

508‧‧‧鏡片

Ld0‧‧‧螢幕光強度的初始值

La‧‧‧環境光強度

圖1為本創作一實施例之可視顯示裝置示意圖； 圖2為圖1之可視顯示裝置的第二傳感器示意圖； 圖3為本創作一實施例之可視顯示裝置示意圖； 圖4為本創作一實施例之光強度時變函數示意圖；以及 圖5為本創作一實施例之可視顯示裝置示意圖。

100‧‧‧可視顯示裝置

102‧‧‧螢幕

104‧‧‧第一傳感器

106‧‧‧第二傳感器

108‧‧‧處理器

110‧‧‧存儲單元

Claims (10)

1. 一種可視顯示裝置，包括：一第一傳感器，經配置以感測環境空間的第一光強度；一螢幕，經配置以發射具有第二光強度的光；一第二傳感器，經配置以感測用戶；以及一處理器，其耦接該第一傳感器、該螢幕以及該第二傳感器，並經配置以基於該第一光強度來調整該第二光強度。
2. 如請求項1的可視顯示裝置，為虛擬現實顯示器、頭戴式顯示器或平面顯示器。
3. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該處理器經配置在該第二傳感器未感測到該用戶的情況下，因應於該可視顯示裝置接通電源而確定該第二光強度的初始值。
4. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該處理器還經配置以根據該第一光強度決定該第二光強度的初始值。
5. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該處理器還經配置在該第二傳感器偵測到該用戶的情況下，調整該第二光強度至一預定值。
6. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該處理器還經配置以根據該用戶對 光敏感度的資訊來確定該第二光強度的初始值。
7. 如請求項1的可視顯示裝置，進一步包含一存儲單元，其包含該用戶對光敏感度的資訊。
8. 如請求項7的可視顯示裝置，其中該第一傳感器為可見光傳感器、不可見光傳感器、紅外傳感器或熱傳感器。
9. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該第二光強度以線性、拋物線、指數或階梯函數增加。
10. 如請求項1的可視顯示裝置，其中該第二傳感器係選自於測距儀、近接傳感器、溫度傳感器、光傳感器、熱傳感器、運動傳感器、慣性傳感器、陀螺儀、加速度計及壓力傳感器所構成的群組。