头戴式显示装置制造方法
【专利摘要】一种头戴式显示装置，适于配置于至少一人眼前方。该头戴式显示装置包括一穿透式显示器、一焦距调整透镜以及一补偿透镜。焦距调整透镜配置于穿透式显示器与人眼之间。焦距调整透镜折射穿透式显示器所显示的一影像，以使影像成像于人眼的视网膜上。其中穿透式显示器配置于补偿透镜与焦距调整透镜之间。
【专利说明】头戴式显示装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显示装置，特别是涉及一种头戴式显示装置(Head-MountedDisplay, HMD)。
【背景技术】
[0002]近年来随着显示科技以及相关技术日新月异的进步，显示器有着逐渐轻薄化的趋势以满足使用者对便携式的需求，头戴式显示器即是其中一种应用。一般而言，头戴式显示器已被设计成可供使用者经由眼镜式、护目镜式或头盔式可戴式装置来观看视讯信号。由于人眼水晶体与睫状肌的限制，因此人眼的最近可视范围有一极限。当物件的距离小于人眼的最近可视范围时，亦即物件与人眼太过接近的时候，物件的影像无法清晰地成像于人眼的视网膜上，因而人眼无法清楚地观察物件。因此，一般的头戴式显示器系统通常会将显示器配置在与人眼保持一定距离的位置上，以避免由于距离过近而使得人眼无法清楚观察头戴式显示器所显示的信息。然而，此设计会使得头戴式显示器体积庞大而不易配戴。若是为了缩小头戴式显示器的体积而拉近头戴式显示器与人眼的距离时，除了可能会造成人眼难以观看到清晰影像之外，亦可能会因过近距离而使得睫状肌长时间的收缩，造成眼睛疲劳或是视力模糊的情形。因此，如何有效缩小头戴式显示器的体积并同时能够维持显示器影像的清晰度是目前产业界亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种具有焦距调整透镜以及补偿透镜的头戴式显示装置。
[0004]本发明提出一种头戴式显示装置，适于配置于至少一人眼前方，头戴式显示装置包括一穿透式显示器(transmissive type display)、一焦距调整透镜以及一补偿透镜。焦距调整透镜配置于穿透式显示器与人眼之间，焦距调整透镜折射穿透式显示器所显示的一影像，以使影像成像于人眼的视`网膜上。其中穿透式显示器配置于补偿透镜与焦距调整透镜之间。
[0005]在本发明的一实施例中，上述的穿透式显示器与人眼的距离小于人眼的一最短可视距离。
[0006]在本发明的一实施例中，上述的人眼通过焦距调整透镜观察到对应于穿透式显示器的一第一虚像，其中穿透式显示器位于第一虚像与焦距调整透镜之间。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的一环境影像依序穿透补偿透镜、穿透式显示器以及焦距调整透镜成像于人眼的视网膜上，当环境影像穿透补偿透镜时会形成一第二虚像，第二虚像与环境影像位于补偿透镜同侧，而人眼通过焦距调整透镜观察到对应于第二虚像的一第三虚像，且第二虚像与第三虚像位于焦距调整透镜同侧。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的补偿透镜的焦距为f2，焦距调整透镜的焦距为焦距调整透镜与补偿透镜的距离为d，环境影像与补偿透镜在沿着人眼的光轴上的距离为P2，第二虚像与补偿透镜在沿着人眼的光轴上的距离为q2，其中补偿透镜与焦距调整透镜的关系满足下式:
【权利要求】
1.一种头戴式显示装置，适于配置于至少一人眼前方，该头戴式显示装置包括: 一穿透式显示器； 一焦距调整透镜，配置于该穿透式显示器与该人眼之间，该焦距调整透镜折射该穿透式显示器所显示的一影像，以使该影像成像于该人眼的视网膜上；以及 一补偿透镜，其中该穿透式显示器配置于该补偿透镜与该焦距调整透镜之间。
2.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其中该穿透式显示器与该人眼的距离小于该人眼的一最短可视距离。
3.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该人眼通过该焦距调整透镜观察到对应于该穿透式显示器的一第一虚像，其中该穿透式显示器位于该第一虚像与该焦距调整透镜之间。
4.如权利要求3所述的头戴式显示装置，其中一环境影像依序穿透该补偿透镜、该穿透式显示器以及该焦距调整透镜成像于该人眼的视网膜上，当该环境影像穿透该补偿透镜时会形成一第二虚像，该第二虚像与该环境影像位于该补偿透镜同侧，而该人眼通过该焦距调整透镜观察到对应于该第二虚像的一第三虚像，且该第二虚像与该第三虚像位于该焦距调整透镜同侧。
5.如权利要求4所述的头戴式显示装置，其中该补偿透镜的焦距为f2，该焦距调整透镜的焦距为，该焦距调整透镜与该补偿透镜的距离为d，该环境影像与该补偿透镜在沿着该人眼的光轴上的距离为P2,该第二虚像与该补偿透镜在沿着该人眼的光轴上的距离为q2，其中该补偿透镜与该焦距调整透镜的关系满足下式:
6.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其中该补偿透镜以及该焦距调整透镜的直径大于该人眼的瞳孔大小。
7.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其中该焦距调整透镜为一平凸透镜，且该补偿透镜为一平凹透镜，该焦距调整透镜中相对于一凸面的一平面与该穿透式显示器胶合，且该补偿透镜中相对于一凹面的一平面与该穿透式显示器胶合，该补偿透镜、该穿透式显示器及该焦距调整透镜形成一整体。
8.如权利要求1所述的头戴式显示装置，还包括至少一个插槽，该调整透镜、该穿透式显示器及该焦距调整透镜的至少其一可拆卸地依序插置入该插槽中，以维持彼此的固定距离。
9.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其中该焦距调整透镜为一凸透镜，且该补偿透镜为一凹透镜。
10.如权利要求9所述的头戴式显示装置，其中该焦距调整透镜为一双凸透镜，且该补偿透镜为一双凹透镜。
11.如权利要求9所述的头戴式显示装置，其中该焦距调整透镜为一平凸透镜，且该补偿透镜为一平凹透镜。
12.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该穿透式显示器还包括一通信单元，该通信单元用以与外界装置沟通信息，其中该通信单元可为有线通信或无线通信。
13.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该穿透式显示器还包括一控制单元，该控制单元用以控制该穿透式 显示单元的显示内容。
【文档编号】G02B7/04GK103852891SQ201210553467
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】张耀宗 申请人:纬创资通股份有限公司