本發(fā)明涉及信息查看和觀看裝置。特別地，本發(fā)明涉及沉浸式觀看裝置和顯示設(shè)備，該沉浸式觀看裝置和顯示設(shè)備旨在與定位在所述裝置附近的用戶眼睛一起使用。更特別地，該領(lǐng)域涉及沉浸式觀看裝置的顯示屏的光適應(yīng)。一般地，本發(fā)明應(yīng)用于任何可以改變光強度以增強用戶舒適性和沉浸感的顯示屏。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、一些人機界面包括數(shù)字屏幕和/或投射器，該數(shù)字屏幕和/或投射器可由緊密靠近該屏幕的用戶眼睛，例如通過允許在眼睛周圍的黑暗環(huán)境中觀看的眼罩式目鏡和/或目視鏡來觀看。這些人機界面可以例如在用于短視覺或觀看范圍或長短視覺或觀看范圍的雙筒望遠鏡中、在數(shù)碼相機中、在增強現(xiàn)實面具中或在包括數(shù)字屏幕和/或投射器的任何其他類型的取景器或顯示器中找到。

2、調(diào)節(jié)這種數(shù)字顯示器中的亮度是重要的，因為用戶可能被要求位于明亮的室外環(huán)境中(例如，在大白天)，或者相反地，位于非常暗的室外環(huán)境中(例如，在黑夜中)，同時仍然需要不時地通過目鏡觀察數(shù)字顯示器。然后需要調(diào)適屏幕相對于外部環(huán)境的相對亮度，以便當(dāng)用戶的視線從觀看外部環(huán)境轉(zhuǎn)換到觀看屏幕(反之亦然)時不干擾用戶的視覺。換言之，需要以這樣的方式進行轉(zhuǎn)換：使用戶不會感到目眩，或者相反地當(dāng)外部環(huán)境為黑暗的時可以看到所顯示的信息和/或外部環(huán)境。

3、存在自動地控制例如移動電話的數(shù)字屏幕的光強度(換言之，亮度)的系統(tǒng)。已知的系統(tǒng)包含例如用于外部環(huán)境的亮度的傳感器，該傳感器可以用于基于外部亮度來調(diào)適屏幕的亮度。

4、但是，亮度傳感器可能被隱藏和遮蓋，從而返回關(guān)于外部環(huán)境的亮度的錯誤信息。此外，亮度傳感器的取向和/或位置不一定對應(yīng)于用戶的注視方向：對于中距離和/或長距離瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的情況可能尤其如此。此外，系統(tǒng)可以從特定的暗區(qū)獲取亮度信息，而場景的其余部分非常明亮。

5、亮度傳感器在非常明亮或昏暗的外部環(huán)境中也會受到飽和效應(yīng)或靈敏度限制的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是克服上述缺點，并且提供具有可靠的和改進的亮度適應(yīng)的顯示設(shè)備。

2、本發(fā)明的目的是一種圖像顯示設(shè)備，該圖像顯示設(shè)備具有自適應(yīng)亮度，該圖像顯示設(shè)備包括：目鏡，該目鏡旨在容納用戶的至少一只眼睛；以及可見光范圍內(nèi)的數(shù)字顯示器，該數(shù)字顯示器定位于該目鏡的后面，該設(shè)備包括：照射器，該照射器旨在照射用戶的由該目鏡容納的眼睛；圖像傳感器，該圖像傳感器旨在收集用戶的由該目鏡容納的眼睛的圖像；以及系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于基于由用戶的眼睛的圖像引發(fā)的至少一個生理變量來自動控制該數(shù)字顯示器的亮度。

3、例如，照射器在可見光或紅外范圍內(nèi)運行。

4、因此，顯示設(shè)備能夠基于用戶的生理指標(biāo)來調(diào)適數(shù)字顯示器的亮度，從而盡可能地滿足用戶的期望。顯示設(shè)備還能夠根據(jù)生理變量的過程平滑地轉(zhuǎn)換亮度，以減少視覺疲勞和壓力。

5、在一個實施例中，自動控制系統(tǒng)包括：用于在用戶的眼睛的圖像上檢測和測量用戶的眼睛的瞳孔直徑的模塊；和/或用于檢測用戶的狀況和壓力水平的模塊，該用于檢測用戶的狀況和壓力水平的模塊包括用于復(fù)原用戶的溫度的模塊和/或用于復(fù)原用戶的心率的模塊，至少一個生理變量選自眼睛的瞳孔直徑、用戶的溫度和用戶的心率。

6、在一個特定實施例中，該設(shè)備包括環(huán)境亮度傳感器和/或照明環(huán)境傳感器和/或用戶控制界面，使得用于自動地控制該數(shù)字顯示器的亮度的該系統(tǒng)也使用環(huán)境亮度和/或照明環(huán)境和/或用戶控制件來自動地控制該數(shù)字顯示器的該亮度。

7、有利地，該照射器和圖像傳感器在近紅外光譜范圍內(nèi)運行。

8、有利地，該設(shè)備包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括一組聚焦透鏡和/或準(zhǔn)直透鏡，該組聚焦透鏡和/或準(zhǔn)直透鏡用于將來自該數(shù)字顯示器和來自該照射器的光引導(dǎo)到用戶的眼睛并且將來自用戶的眼睛的光引導(dǎo)到該圖像傳感器，該光學(xué)系統(tǒng)還包括二向色濾光器。

9、有利地，該光學(xué)系統(tǒng)包括自由形式光學(xué)元件，該自由形式光學(xué)元件包括該二向色濾光器和該組透鏡。

10、在一個實施例中，設(shè)備包括用戶眼睛接近傳感器，該用戶眼睛接近傳感器用于在用戶的眼睛接近時運行圖像顯示設(shè)備。

11、有利地，亮度自動控制系統(tǒng)還包括色度控制模塊。

12、有利地，自動控制系統(tǒng)包括用于基于從用戶的眼睛獲取的圖像來控制該照射器的運行參數(shù)和該圖像傳感器的運行參數(shù)的模塊。

13、本發(fā)明的另一目的是一種用于調(diào)適本文之前定義的顯示設(shè)備的亮度的方法，該方法包括以下步驟：

14、-獲取用戶的眼睛的圖像；

15、-根據(jù)用戶的眼睛的圖像測量用戶的眼睛的初始瞳孔直徑，并且定義數(shù)字顯示器的初始亮度設(shè)置點；

16、-用初始亮度設(shè)置點調(diào)節(jié)數(shù)字顯示器的亮度；

17、-獲取用戶的眼睛的一系列圖像；

18、-針對獲取的一系列圖像中的每幅圖像測量用戶的眼睛的瞳孔直徑；以及

19、-基于用戶的眼睛的瞳孔直徑的測量的過程來調(diào)節(jié)數(shù)字顯示器的亮度。

技術(shù)特征：

1.一種圖像顯示設(shè)備(2)，所述圖像顯示設(shè)備具有自適應(yīng)亮度，所述圖像顯示設(shè)備包括：目鏡，所述目鏡旨在容納用戶的至少一只眼睛(4)；以及可見光范圍內(nèi)的數(shù)字顯示器(6)，所述數(shù)字顯示器定位于所述目鏡的后面，其特征在于，所述圖像顯示設(shè)備包括：照射器(8)，所述照射器旨在照射所述用戶的由所述目鏡容納的所述眼睛(4)；圖像傳感器(10)，所述圖像傳感器旨在收集所述用戶的由所述目鏡容納的所述眼睛的圖像；以及系統(tǒng)(12)，所述系統(tǒng)用于基于由所述用戶的眼睛(4)的所述圖像引發(fā)的至少一個生理變量來自動控制所述數(shù)字顯示器(6)的亮度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述自動控制系統(tǒng)(12)包括：用于在所述用戶的眼睛的圖像上檢測和測量所述用戶的眼睛(4)的瞳孔直徑的模塊(28)；和/或用于檢測所述用戶的狀況和壓力水平的模塊(30)，所述用于檢測所述用戶的狀況和壓力水平的模塊包括用于復(fù)原所述用戶的溫度的模塊和/或用于復(fù)原所述用戶的心率的模塊，所述至少一個生理變量選自所述眼睛的所述瞳孔直徑、所述用戶的溫度和所述用戶的心率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中一項所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括環(huán)境亮度傳感器(38)和/或照明環(huán)境傳感器(40)和/或用戶控制界面(34)，使得用于自動地控制所述數(shù)字顯示器(6)的亮度的所述系統(tǒng)(12)也使用環(huán)境亮度和/或照明環(huán)境和/或用戶控制件來自動地控制所述數(shù)字顯示器(6)的所述亮度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1和3中任一項所述的設(shè)備，其中，所述照射器(8)和所述圖像傳感器(10)在近紅外光譜范圍內(nèi)運行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括光學(xué)系統(tǒng)(50)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括：一組聚焦透鏡和/或準(zhǔn)直透鏡(52)，所述一組聚焦透鏡和/或準(zhǔn)直透鏡用于將來自所述數(shù)字顯示器(6)和來自所述照射器(8)的光引導(dǎo)到所述用戶的眼睛(4)并且將來自所述用戶的眼睛(4)的光引導(dǎo)到所述圖像傳感器(10)，所述光學(xué)系統(tǒng)(50)還包括二向色濾光器(54)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)(50)包括自由形式光學(xué)元件(68)，所述自由形式光學(xué)元件包括所述二向色濾光器和所述一組透鏡。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括用戶眼睛接近傳感器，所述用戶眼睛接近傳感器用于在所述用戶的眼睛(4)接近時運行所述圖像顯示設(shè)備(2)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的設(shè)備，其中，所述亮度自動控制系統(tǒng)(12)還包括色度控制模塊(48)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的設(shè)備，其中，所述自動控制系統(tǒng)(12)包括用于基于從所述用戶的眼睛(4)獲取的所述圖像來控制所述照射器(8)的運行參數(shù)和所述圖像傳感器(10)的運行參數(shù)的模塊(26)。

10.一種用于調(diào)適根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的顯示設(shè)備(2)的亮度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于圖像顯示的設(shè)備(2)，該設(shè)備具有自適應(yīng)亮度，該設(shè)備包括：目鏡，該目鏡旨在容納用戶的至少一只眼睛(4)；以及可見光范圍內(nèi)的數(shù)字顯示器(6)，該數(shù)字顯示器定位于該目鏡的后面，該顯示設(shè)備包括：照射器(8)，該照射器旨在照射用戶的由該目鏡容納的眼睛(4)；圖像傳感器(10)，該圖像傳感器旨在收集用戶的由該目鏡容納的眼睛的圖像；以及系統(tǒng)(12)，該系統(tǒng)用于基于由用戶的眼睛(4)的圖像引發(fā)的至少一個生理變量來自動控制該數(shù)字顯示器(6)的亮度。

技術(shù)研發(fā)人員：巴斯蒂安·德洛松,文森特·瑪麗
受保護的技術(shù)使用者：賽峰電子與防務(wù)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2