头戴式显示器装置制造方法及图纸

技术编号:14235566 阅读:46 留言:0更新日期:2016-12-21 09:30
提供了一种头戴式显示器(HMD)装置及其显示方法。该装置包括:显示器,被配置为提供图像;有源元件,包括多个微反射镜,并且被配置为反射提供在显示器上的图像;以及处理器,被配置为检测用户的视力,并且通过基于检测到的用户的视力控制所述多个微反射镜中的至少一些微反射镜的倾斜度来调整提供在显示器上的图像的焦距。

Head mounted display device

A head mounted display (HMD) device and a display method thereof are provided. The device includes a display configured to provide the image; active components, including a plurality of micro mirror, and configured to provide the reflection image on the display; and a processor configured to detect the user's vision, vision and control based on the detected user of the plurality of micro mirror at least some micro mirror tilt to adjust the focal length of the image on the display.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及头戴式显示器装置。更具体地,本公开涉及被配置为通过使用有源元件测量用户视力和通过调整焦点矫正视力的显示装置。
技术介绍
在头戴式显示器(HMD)中,光学器件显示器(optics display)准直(collimate)、放大(magnify)和中继(relay)图像源。“准直”图像源是指虚拟图像被生成并被准确地对准以出现在离用户脸部几英寸的地方。“放大”图像源是指使得图像显得大于图像的实际尺寸。“中继”图像源是指虚拟现实图像被远离用户的脸部和图像源而生成。最近,HMD已经要求更精细和尖端的技术,因为它被用来显示虚拟现实(VR)和增强现实(AR)。因为HMD是最靠近用户的眼睛使用的显示装置,需要能够减少眼睛疲劳的技术。用于测量和矫正用户的视力的相关技术方法之一涉及通过调整构成HMD内的光学器件(optics)的透镜的位置以控制光路长度来矫正视力。此外,还有一种涉及调整构成HMD内的光学器件的显示器的位置以控制光路长度的视力矫正方法。然而,相关技术具有各种缺点,从而不能执行精确的视力测量、左眼和右眼视力的分别矫正、以及矫正散光。而且,当多个用户共享同一个HMD时,用户可能会体验到每次用户发生改变时都需要重新调整视力测量的不便。上述信息被作为背景信息给出,只是为了帮助对本公开的理解。关于上述任何内容是否可应用为本公开的现有技术,并没有进行确定,也未做出断言。
技术实现思路
本公开的各方面将解决至少上述问题和/或缺点,并提供至少下述优点。因此,本公开的一个方面将提供一种显示装置及其控制方法,该显示装置能
够通过使用改变焦距的有源元件减小头戴式显示器(HMD)装置的尺寸、并且基于根据左眼和右眼视力的测量而存储的并且与用户信息相关联的信息而自动地以及矫正用户视力的显示装置。因此,能够减少HMD的用户的眼睛疲劳。本公开的另一个方面将通过使用这样的有源元件为用户提供高清显示屏。根据本公开的一个方面,提供了HMD装置。该装置包括:显示器,被配置为提供图像;有源元件,包括多个微反射镜,并且被配置为反射提供在显示器上的图像;以及处理器,被配置为检测用户的视力,并且通过基于检测到的用户的视力控制多个微反射镜中的至少一些微反射镜的倾斜度来调整提供在显示器上的图像的焦距。处理器可以在有源元件上生成掩模图案,从而只有从显示器发射的用于视力测量的光线的一定区域被形成为用户的视网膜上的图像,以及通过改变有源元件的光焦度来检测视力。处理器可以通过基于检测到的用户的视力调整有源元件的光焦度来矫正用户的视力。处理器可以在指定时间改变显示在显示器上的虚拟现实图像的焦点,或者通过利用图像识别来估计显示在显示器上的虚拟现实图像的对象位置并改变该图像的焦点而改变虚拟现实图像的焦距。处理器可以通过与虚拟现实图像的对象距离成比例地改变有源元件的焦度(power)来调整虚拟现实图像的每一层的焦点,以及当用户近视时,通过指定透镜的焦度上的偏移以使得有源元件的焦度被改变,来扩展用户的视力调整范围。处理器使用高速的倾斜来驱动有源元件,从而显示器的分辨率被扩展。有源元件可以布置在相对于显示器和光路的垂直方向上。HMD装置可以另外包括存储器,其被配置为存储检测到的视力信息和用户的生物特征信息。HMD装置可以另外包括多个偏振器。HMD装置可以利用第一偏振器、第二偏振器和第三偏振器来获得虚拟现实图像,第一偏振器布置在有源元件和透镜之间,第二偏振器布置在透镜和第二偏振分束器的前表面之间,而第三偏振器垂直于第二偏振器、与有源元件平行地布置,并且布置在第二偏振
分束器的侧表面上。第一偏振器和第二偏振器可以是四分之一波片,而第三偏振器可以是半波片。HMD装置可以另外包括:准直透镜,被配置为将从显示器发射的光线生成为平行光线;有源元件,被配置为会聚或发散从透镜发射的光线;第一衍射元件,被配置为衍射从有源元件发射的光线;四分之一波片,布置在第一衍射元件和有源元件之间,并被配置为改变偏振状态;光导,被配置为以全反射来光导衍射的光线;以及第二衍射元件,被配置为以衍射将光线发射到用户。第一衍射元件可以通过从显示器发射的第一线性偏振光线,并衍射垂直于第一线性偏振光线的第二线性偏振光线。HMD装置可以通过将第一衍射元件布置为与有源元件平行、将第二衍射元件布置为与用户的眼睛平行、以及将有源元件的光轴布置为相对于用户的眼睛的光轴成指定的角度,来调整增强现实图像的焦点。根据本公开的实施例,提供了HMD装置的显示方法。该方法包括:通过使用包括多个微反射镜的有源元件来检测用户的视力信息;存储检测到的用户的视力信息与用户的信息;以及当用户基于用户的信息被识别时,通过基于检测到的用户的视力信息控制多个微反射镜中的至少一些微反射镜的倾斜度来调整提供到显示器的图像的焦距。所述检测可以包括生成掩模图案,该掩模图案被配置从而只有从显示器发射的光线的一定区域被形成在有源元件的中心以用于视力测量,并且该区域能够作为图像形成在用户视网膜上,并且通过改变有源元件的光焦度来测量视力。显示方法可以另外包括通过基于从有源元件检测的视力来调整用户的光焦度来矫正用户的视力。焦距的调整还可以包括以下各项之一:在指定时间改变显示在显示器上的虚拟现实图像的焦点;以及通过利用图像识别估计显示在显示器上的虚拟现实图像中的对象位置、并改变该图像的焦点,来改变虚拟现实图像的焦距。显示方法可以另外包括通过与虚拟现实图像中的对象距离成比例地改变有源元件的焦度来调整虚拟现实图像的每一层的焦点。显示方法可以另外包括,当用户是近视时,通过指定透镜的焦度上的偏
移以使得有源元件的焦度被改变,来扩展用户的视力调整范围。显示方法可以另外包括使用高速倾斜来驱动有源元件,从而扩展显示器的分辨率。如上所述,根据本公开的各种实施例的HMD装置可以通过利用有源元件测量用户视力来为用户提供最优化的图像。而且,HMD装置可以通过使用有源元件来小型化,并且为用户提供高清显示屏。从以下结合附图公开了本公开的各种实施例的详细描述中,本公开的其它方面、优点、以及显著特征将对于本领域技术人员变得清楚。附图说明从以下结合附图的描述中,本公开的一定实施例的上述以及其它方面、特征、以及优点将变得更加清楚,其中:图1是示出根据本公开的实施例的头戴式显示器(HMD)的一般配置的示图;图2A是简要地示出根据本公开的实施例的HMD的配置的框图;图2B是简要地示出根据本公开的实施例的HMD中的光学部分(optical section)的配置的框图;图3是根据相关技术的能够矫正用户的视力的HMD的示图;图4是根据本公开的实施例的作为HMD的光学设计的瞳孔形成设计(pupil forming design)的示图;图5是示出根据本公开的实施例的HMD的显示光学器件的详细配置的示图;图6A和图6B是根据本公开的实施例的组成HMD的有源元件的示图;图7A到图7E是根据本公开的实施例的用于通过使用HMD的有源元件测量用户的视力的方法的示图;图8A和图8B是根据本公开的实施例的利用HMD的有源元件的高速倾斜实施的高清显示器的示图;图9A到图9C是根据本公开的实施例的通过利用有源元件控制虚拟现实图像的焦点来控制一只眼的视觉适应/会聚的HMD的示图;图10本文档来自技高网
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头戴式显示器装置

【技术保护点】
一种头戴式显示器(HMD)装置,该装置包括:显示器,被配置为提供图像;有源元件,包括多个微反射镜,并且被配置为反射提供在显示器上的图像;以及处理器,被配置为:检测用户的视力,以及通过基于检测到的用户的视力控制所述多个微反射镜中的至少一些微反射镜的倾斜度,来调整提供在显示器上的图像的焦距。

【技术特征摘要】
2016.01.19 KR 10-2016-0006427;2015.06.15 US 62/1751.一种头戴式显示器(HMD)装置,该装置包括:显示器,被配置为提供图像;有源元件,包括多个微反射镜,并且被配置为反射提供在显示器上的图像;以及处理器,被配置为:检测用户的视力,以及通过基于检测到的用户的视力控制所述多个微反射镜中的至少一些微反射镜的倾斜度,来调整提供在显示器上的图像的焦距。2.如权利要求1所述的装置,其中,所述处理器还被配置为:在有源元件上生成掩模图案,从而只有从显示器发射的用于视力测量的光线的一定区域在用户的视网膜上被形成图像,以及通过改变有源元件的光焦度来检测用户的视力。3.如权利要求1所述的装置,其中,所述处理器还被配置为通过基于检测到的用户的视力调整有源元件的光焦度来矫正用户的视力。4.如权利要求1所述的装置,其中,所述处理器还被配置为:在指定时间改变显示在显示器上的虚拟现实图像的焦点,或者通过使用图像识别估计显示在显示器上的虚拟现实图像的对象位置,来改变虚拟现实图像的焦距。5.如权利要求1所述的装置,其中,所述处理器还被配置为:通过与虚拟现实图像的对象距离成比例地改变有源元件的光焦度,来分开地调整虚拟现实图像的每一层的焦点,以及当用户近视时,通过指定透镜的光焦度上的偏移、从而有源元件的光焦度被改变,来扩展用户的视力调整范围。6.如权利要求1所述的装置,其中,所述处理器被配置为使用高速倾斜来驱动有源元件,从而显示器的分辨率被扩展。7.如权利要求1所述的装置,其中,所述有源元件被布置在相对于显示器和光路的垂直方向上。8.如权利要求1所述的装置,还包括:存储器,被配置为存储检测到的用户的视力信息和用户的生物特征信息。9.如权利要求1所述的装置,还包括:多个偏振器,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:金泰敬高在佑韩橓燮
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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