頭戴式顯示裝置制造方法
【專利摘要】一種頭戴式顯示裝置，適于配置于至少一人眼前方。該頭戴式顯示裝置包括一穿透式顯示器、一焦距調整透鏡以及一補償透鏡。焦距調整透鏡配置于穿透式顯示器與人眼之間。焦距調整透鏡折射穿透式顯示器所顯示的一影像，以使影像成像于人眼的視網膜上。其中穿透式顯示器配置于補償透鏡與焦距調整透鏡之間。
【專利說明】頭戴式顯示裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及一種顯示裝置，特別是涉及一種頭戴式顯示裝置(Head-MountedDisplay, HMD)。
【背景技術】
[0002]近年來隨著顯示科技以及相關技術日新月異的進步，顯示器有著逐漸輕薄化的趨勢以滿足使用者對便攜式的需求，頭戴式顯示器即是其中一種應用。一般而言，頭戴式顯示器已被設計成可供使用者經由眼鏡式、護目鏡式或頭盔式可戴式裝置來觀看視訊信號。由于人眼水晶體與睫狀肌的限制，因此人眼的最近可視范圍有一極限。當物件的距離小于人眼的最近可視范圍時，亦即物件與人眼太過接近的時候，物件的影像無法清晰地成像于人眼的視網膜上，因而人眼無法清楚地觀察物件。因此，一般的頭戴式顯示器系統通常會將顯示器配置在與人眼保持一定距離的位置上，以避免由于距離過近而使得人眼無法清楚觀察頭戴式顯示器所顯示的信息。然而，此設計會使得頭戴式顯示器體積龐大而不易配戴。若是為了縮小頭戴式顯示器的體積而拉近頭戴式顯示器與人眼的距離時，除了可能會造成人眼難以觀看到清晰影像之外，亦可能會因過近距離而使得睫狀肌長時間的收縮，造成眼睛疲勞或是視力模糊的情形。因此，如何有效縮小頭戴式顯示器的體積并同時能夠維持顯示器影像的清晰度是目前產業界亟待解決的問題之一。

【發明內容】

[0003]本發明提供一種具有焦距調整透鏡以及補償透鏡的頭戴式顯示裝置。
[0004]本發明提出一種頭戴式顯示裝置，適于配置于至少一人眼前方，頭戴式顯示裝置包括一穿透式顯示器(transmissive type display)、一焦距調整透鏡以及一補償透鏡。焦距調整透鏡配置于穿透式顯示器與人眼之間，焦距調整透鏡折射穿透式顯示器所顯示的一影像，以使影像成像于人眼的視`網膜上。其中穿透式顯示器配置于補償透鏡與焦距調整透鏡之間。
[0005]在本發明的一實施例中，上述的穿透式顯示器與人眼的距離小于人眼的一最短可視距離。
[0006]在本發明的一實施例中，上述的人眼通過焦距調整透鏡觀察到對應于穿透式顯示器的一第一虛像，其中穿透式顯示器位于第一虛像與焦距調整透鏡之間。
[0007]在本發明的一實施例中，上述的一環境影像依序穿透補償透鏡、穿透式顯示器以及焦距調整透鏡成像于人眼的視網膜上，當環境影像穿透補償透鏡時會形成一第二虛像，第二虛像與環境影像位于補償透鏡同側，而人眼通過焦距調整透鏡觀察到對應于第二虛像的一第三虛像，且第二虛像與第三虛像位于焦距調整透鏡同側。
[0008]在本發明的一實施例中，上述的補償透鏡的焦距為f2，焦距調整透鏡的焦距為焦距調整透鏡與補償透鏡的距離為d，環境影像與補償透鏡在沿著人眼的光軸上的距離為P2，第二虛像與補償透鏡在沿著人眼的光軸上的距離為q2，其中補償透鏡與焦距調整透鏡的關系滿足下式:
【權利要求】
1.一種頭戴式顯示裝置，適于配置于至少一人眼前方，該頭戴式顯示裝置包括: 一穿透式顯示器； 一焦距調整透鏡，配置于該穿透式顯示器與該人眼之間，該焦距調整透鏡折射該穿透式顯示器所顯示的一影像，以使該影像成像于該人眼的視網膜上；以及 一補償透鏡，其中該穿透式顯示器配置于該補償透鏡與該焦距調整透鏡之間。
2.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其中該穿透式顯示器與該人眼的距離小于該人眼的一最短可視距離。
3.如權利要求2所述的頭戴式顯示裝置，其中該人眼通過該焦距調整透鏡觀察到對應于該穿透式顯示器的一第一虛像，其中該穿透式顯示器位于該第一虛像與該焦距調整透鏡之間。
4.如權利要求3所述的頭戴式顯示裝置，其中一環境影像依序穿透該補償透鏡、該穿透式顯示器以及該焦距調整透鏡成像于該人眼的視網膜上，當該環境影像穿透該補償透鏡時會形成一第二虛像，該第二虛像與該環境影像位于該補償透鏡同側，而該人眼通過該焦距調整透鏡觀察到對應于該第二虛像的一第三虛像，且該第二虛像與該第三虛像位于該焦距調整透鏡同側。
5.如權利要求4所述的頭戴式顯示裝置，其中該補償透鏡的焦距為f2，該焦距調整透鏡的焦距為，該焦距調整透鏡與該補償透鏡的距離為d，該環境影像與該補償透鏡在沿著該人眼的光軸上的距離為P2,該第二虛像與該補償透鏡在沿著該人眼的光軸上的距離為q2，其中該補償透鏡與該焦距調整透鏡的關系滿足下式:
6.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其中該補償透鏡以及該焦距調整透鏡的直徑大于該人眼的瞳孔大小。
7.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其中該焦距調整透鏡為一平凸透鏡，且該補償透鏡為一平凹透鏡，該焦距調整透鏡中相對于一凸面的一平面與該穿透式顯示器膠合，且該補償透鏡中相對于一凹面的一平面與該穿透式顯示器膠合，該補償透鏡、該穿透式顯示器及該焦距調整透鏡形成一整體。
8.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，還包括至少一個插槽，該調整透鏡、該穿透式顯示器及該焦距調整透鏡的至少其一可拆卸地依序插置入該插槽中，以維持彼此的固定距離。
9.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其中該焦距調整透鏡為一凸透鏡，且該補償透鏡為一凹透鏡。
10.如權利要求9所述的頭戴式顯示裝置，其中該焦距調整透鏡為一雙凸透鏡，且該補償透鏡為一雙凹透鏡。
11.如權利要求9所述的頭戴式顯示裝置，其中該焦距調整透鏡為一平凸透鏡，且該補償透鏡為一平凹透鏡。
12.如權利要求2所述的頭戴式顯示裝置，其中該穿透式顯示器還包括一通信單元，該通信單元用以與外界裝置溝通信息，其中該通信單元可為有線通信或無線通信。
13.如權利要求2所述的頭戴式顯示裝置，其中該穿透式顯示器還包括一控制單元，該控制單元用以控制該穿透式 顯示單元的顯示內容。
【文檔編號】G02B7/04GK103852891SQ201210553467
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2012年12月3日
【發明者】張耀宗 申請人:緯創資通股份有限公司