[发明专利]头戴式显示器、其视野校正方法以及混合现实显示系统

说明书

本发明提出一种头戴式显示器、其视野校正方法以及混合现实显示系统。头戴式显示器包括：一摄影机，用以拍摄该头戴式显示器的外部的环境影像；一红外线感测器，感测人眼的瞳孔位置；一影像处理器，根据该瞳孔位置，计算出该人眼的视野范围，并获取该环境影像当中对应该视野范围的一视野影像；以及一显示面板，显示该视野影像。本发明提出的头戴式显示器能够通过软件的校正，对应不同使用者的瞳孔距离来显示适合该使用者的视野影像，另外，也能够随着使用者观看近物或远物来实时调整视野影像。

技术领域

本发明涉及混合现实技术领域，具体而言，涉及一种能够以软件校正的方式来提供适合使用者的视野影像的头戴式显示器、其视野校正方法以及混合现实显示系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality)是近年来逐渐成熟且热门的技术，具备虚拟现实的头戴式显示器也不断推出各种产品。在各种头戴式显示器中，也有一种头戴式显示器采用将虚拟现实(Virtual Reality)与增强现实(Augmented Reality)结合的混合现实(MixedReality)技术。这种头戴式显示器在头盔前方具备摄影机，拍摄真实环境影像。连接头戴式显示器的计算机会根据这个真实环境影像添加虚拟的物件、环境效果或信息后，再回传至头戴式显示器。因此，头戴式显示器的使用者能够看到真实影像与虚拟影像混合而成的环境。

然而，每个人的瞳孔距离不同，所看到的视野也不相同。当戴上头戴式显示器时，因为摄影机的位置固定，若没有经过校正，只能呈现单一视野，无法显示出因应各个不同使用者的瞳孔距离的视野，可能会造成使用者视物模糊、眼睛疲劳、容易晕眩等情况。

再者，摄影机的拍摄视野也大于常人单眼的视角，因此为了节省真实影像的传送频宽，应当只获取对应该使用者的视野的影像来进行传输。

本发明为了解决上述问题，而提出一种头戴式显示器、头戴式显示器的视野校正方法、以及混合现实显示系统，能够对应使用者的瞳孔距离来提供适合该使用者的视野的影像。

发明内容

根据一实施例，本发明提出一种头戴式显示器，包括：一摄影机，用以拍摄该头戴式显示器的外部的环境影像；一红外线感测器，感测人眼的瞳孔位置；一影像处理器，根据该瞳孔位置，计算出该人眼的视野范围，并获取该环境影像当中对应该视野范围的一视野影像；以及一显示面板，显示该视野影像。

在该头戴式显示器中，该摄影机包括：一影像感测器阵列，由多像素组成。该影像处理器仅取出该影像感测器阵列中对应到该视野范围内的像素的影像感测信号。

在该头戴式显示器中，该影像处理器根据该视野范围，设定该影像感测器阵列中需要输出该影像感测信号的像素的坐标。

在该头戴式显示器中，该瞳孔位置是该瞳孔相对于鼻梁中心线的距离。

根据另一实施例，本发明提出一种混合现实显示系统，包括：一摄影机，拍摄一环境影像；一红外线感测器，感测人眼的瞳孔位置；一影像处理器，根据该瞳孔位置，计算出该人眼的视野范围，并获取该环境影像当中对应该视野范围的一视野影像，一计算机，接收该视野影像并重叠一虚拟影像，形成一混合影像；以及一显示面板，显示该混合影像。

在该混合现实显示系统中，该摄影机、该红外线感测器、该影像感测器及该显示面板组成一头戴式显示器。

在该混合现实显示系统中，该摄影机包括一影像感测器阵列，由多像素组成，该影像处理器仅取出该影像感测器阵列中对应到该视野范围内的像素的影像感测信号。

在该混合现实显示系统中，该影像处理器根据该视野范围，设定该影像感测器阵列中需要输出该影像感测信号的像素的坐标。