[发明专利]头部穿戴式显示系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种显示系统，且特别是有关于一种头部穿戴式显示系统。

背景技术

物体影像成相于人类的眼球的视网膜的过程包括物体影像经由角膜，通过瞳孔(如相机的光圈)，而到达水晶体(相当于相机上的镜面)，而水晶体将物体影像的光聚焦于视网膜。此时视网膜上的像为倒立实像，视网膜上的视神经再感知这些光(物体影像)而产生信号并传送至大脑，大脑再产生我们知觉所知道的影像。

一般成人的最佳阅读距离约为22至30公分之间。水晶体是一种可调控变焦的结构。因此，当我们看远距离的物体时，水晶体处于一自然状态。而当看近物时，水晶体会受睫状肌的控制，而调整其焦距，使近物也可清淅成像于视网膜。若长时间使用眼睛观看近物，就容易造成视力受损。而头部穿戴式显示系统便是一种非常靠近眼睛的显示装置。使用者在长时间使用头部穿戴式显示系统观看影像时，很容易造成眼睛疲劳甚至视力伤害。

发明内容

本发明提供一种头部穿戴式显示系统，即使显示单元与使用者的眼睛距离很近，使用者仍可以获得清晰的影像，而不至于觉得眼球不适。

本发明提出一种头部穿戴式显示系统，适用穿戴于一使用者上，该系统包括：一显示单元与一显示指向单元。显示单元具有面向该使用者一脸部的一显示面，且该显示单元由多个像素组成，每一该些像素放射一影像光束。显示指向单元位于该显示单元的该显示面上，其中该显示指向单元将来自该些像素的该些影像光束缩小并导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中该显示指向单元具有多个指向结构，且配置每一该些指向结构以对应于该些像素至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构包括一遮光结构，以遮蔽部分来自所对应的该像素的该影像光束。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构更包括一柱状导向结构，以配置对应该指向结构的该遮光结构，且每一该些柱状导向结构将通过所对应的该遮光结构的该影像光束导向至该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些柱状导向结构，依照所对应的该像素在该显示单元的一配置位置，而具有不同的一柱状体高度，以及每一该些柱状导向结构的一柱状体上表面对应该显示面具有不同的一倾斜度。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些柱状导向结构的该柱状体上表面组成该显示指向单元的一指向单元上表面，且指向单元上表面与该显示面夹一倾斜角度。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些遮光结构遮蔽部分来自所对应的该像素的该影像光束，以使具有一特定光束行进方向的部份该影像光束通过。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中可通过每一该些遮光结构的部份该影像光束，依照每一该些遮光结构所对应的该像素在该显示单元的一配置位置，而具有不同的该特定光束行进方向。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些特定光束行径方向指向该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些遮光结构包括一液晶结构。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，还包括：一瞳孔位置检测器以及一控制器。瞳孔位置检测器用以检测该使用者的至少该眼睛的该瞳孔的一瞳孔位置。控制器连接显示指向单元与瞳孔位置检测器，根据该瞳孔位置检测器所检测的该瞳孔位置，控制该显示指向单元的每一该些液晶结构的一晶格排列，以使通过每一该液晶结构的的部份该影像光束分别指向该使用者的至少该眼睛的该瞳孔。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中每一该些指向结构包括一透镜，以集中来自所对应的该像素的该影像光束，并将所分别集中的每一影像光束导向至该使用者的至少一眼睛的一瞳孔。

在本发明的一实施例中，上述的头部穿戴式显示系统，其中通过每一该些指向结构后的每一该些影像光束的一散射角度约小于0.1度。