具体实施方式

请参考图1，在本实施例中，头戴式显示装置100包括壳体110及一对显示模块120。壳体110适于罩覆使用者的一对眼球50(如图2所示)。这对显示模块120设置在壳体110内，并用于对使用者的双眼分别投射影像，以让使用者有立体的视觉感受。

请参考图2，每个显示模块120包括托架122、显示面板124及镜片126。托架122可移动地连接至壳体110。显示面板124固定至托架122。镜片126固定至托架122。因此，当相对于壳体110移动托架122时，可以相对于壳体110移动对应的显示面板124及镜片126。

请参考图2、图3及图4，头戴式显示装置100还包括一对摄像头130，其分别固定至这对托架122，以分别提取这对眼球50的影像。瞳孔50a的中心与影像的中心之间的距离为P。

请参考图2，头戴式显示装置100还包括驱动模块140及控制系统150。驱动模块140耦接至托架122，以相对于壳体110来移动这对托架122。控制系统150电连接至这对摄像头130与驱动模块140。在本实施例中，控制系统150根据这对摄像头130的其中一个所提取的对应的眼球50的影像来计算眼球50的瞳孔50a的中心与影像的中心之间的偏差，并根据偏差通过驱动模块140相对于壳体110来移动这对托架122。移动路径不限于直线，也可以是曲线。在移动这对托架122的过程中，可以循环上述影像提取、偏差计算及移动的步骤。通过多次的循环，可从较低的对位精准度逐渐达到较高的对位精准度，使得这对显示模块120分别更对准使用者的这对眼球50的瞳孔50a。

请参考图5、图6A，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。驱动模块140包括致动器142及传动机构144。致动器142设置于壳体110并电连接至控制系统150。传动机构144设置于壳体110，并耦接至致动器142与这对托架122。因此，致动器142能通过传动机构144来同时移动这对显示模块120，使得这对显示模块120彼此靠近或彼此远离。在本实施例中，致动器142包括马达，例如步进马达、伺服马达等。传动机构144包括齿轮组144a及一对齿条144b。齿轮组144a包括多个齿轮，其枢设至壳体110内且彼此固接及彼此耦接。这对齿条144b分别固设于这对托架122。齿轮组144a耦接于马达与这对齿条144b之间。致动器142所输出的旋转可通过齿轮组144a及这对齿条144b被转换成线性的平移，以同时移动这对显示模块120，即同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图6A及图6B所示。

请参考图7A，在另一实施例中，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。驱动模块140包括一对致动器142及一对传动机构144。这对致动器142设置于壳体110并电连接至控制系统150。这对传动机构144设置于壳体110，并分别耦接至这对致动器142与这对托架122。因此，各致动器142能通过对应的传动机构144来移动对应的显示模块120。在本实施例中，致动器142包括马达，例如步进马达、伺服马达等。传动机构144包括齿轮组144a及一对齿条144b。各齿轮组144a包括多个齿轮，其枢设至壳体110内且彼此固接及彼此耦接。各齿条144b固设于对应的托架122。各齿轮组144a耦接于对应的马达与对应的齿条144b之间。各致动器142所输出的旋转可通过对应的齿轮组144a及对应的齿条144b被转换成线性的平移，以移动对应的显示模块120，即非同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图7A及图7B所示。

请参考图8A，在另一实施例中，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，通过滑杆172及滑杆套筒174将各显示模块120滑设于图2的壳体110内。驱动模块140包括致动器142及传动机构144。致动器142设置于壳体110并电连接至控制系统150。传动机构144设置于壳体110，并耦接至致动器142与这对托架122。因此，致动器142能通过传动机构144来同时移动这对显示模块120，使得这对显示模块120彼此靠近或彼此远离。各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，致动器142包括马达，例如步进马达、伺服马达等。传动机构144包括齿轮组144a、螺杆144c及螺杆套筒144d。齿轮组144a包括多个齿轮，其枢设至壳体110内且彼此耦接。螺杆套筒144d分别固设于这对托架122并耦接螺杆144c。齿轮组144a耦接于马达与螺杆144c之间。致动器142所输出的旋转可通过齿轮组144a、螺杆144c及螺杆套筒144d被转换成线性的平移，以同时移动这对显示模块120，即同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图8A及图8B所示。

请参考图9A，在另一实施例中，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，通过滑杆172及滑杆套筒174将各显示模块120滑设于图2的壳体110内。驱动模块140包括一对致动器142及一对传动机构144。这对致动器142设置于壳体110并电连接至控制系统150。这对传动机构144设置于壳体110，并分别耦接至这对致动器142与这对托架122。因此，各致动器142能通过对应的传动机构144来移动对应的显示模块120。在本实施例中，致动器142包括马达，例如步进马达、伺服马达等。各传动机构144包括齿轮组144a、螺杆144c及螺杆套筒144d。齿轮组144a包括多个齿轮，其枢设至壳体110内且彼此耦接。螺杆套筒144d固设于对应的托架122并耦接对应的螺杆144c。齿轮组144a耦接于马达与螺杆144c之间。各致动器142所输出的旋转可通过对应的齿轮组144a、对应的螺杆144c及对应的螺杆套筒144d被转换成线性的平移，以移动对应的显示模块120，即非同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图9A及图9B所示。

请参考图10A，在另一实施例中，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，通过滑杆172及滑杆套筒174将各显示模块120滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，驱动模块140包括固定磁铁146a、棒状磁铁146b及线圈146c。固定磁铁146a固定至这对托架122的其中一个。棒状磁铁146b的一端固定至这对托架122的其中另一个，而棒状磁铁146b的另一端朝向固定磁铁146a。线圈146c电连接至图2的控制系统150并包围棒状磁铁146b，以产生电磁场来驱动棒状磁铁146b相对于固定磁铁146a移动。因此，可以通过固定磁铁146a与棒状磁铁146b之间的磁吸力或磁斥力以及线圈146c通电时所产生的电磁场，以同时移动这对显示模块120，即同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图10A及图10B所示。

请参考图11A，在另一实施例中，各显示模块120可滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，通过滑杆172及滑杆套筒174将各显示模块120滑设于图2的壳体110内。在本实施例中，驱动模块140包括一对固定磁铁146a、棒状磁铁146b及一对线圈146c。这对固定磁铁146a分别固定至这对托架122。棒状磁铁146b的两端分别朝向这对固定磁铁146a。这对线圈146c电连接至控制系统150并包围棒状磁铁146b，以产生电磁场来驱动棒状磁铁146b的两端分别相对于对固定磁铁146a移动。因此，可以通过这对固定磁铁146a与棒状磁铁146b的两端之间的磁吸力或磁斥力以及这对线圈146c通电时所产生的电磁场，以分别移动这对显示模块120，即非同动模式。这对显示模块120彼此靠近或彼此远离的状态分别如图11A及图11B所示。

在同动模式的实施例(例如图6A、8A、10A的实施例)，图2的控制系统150可根据这对摄像头130所提取的两眼球50的瞳孔中心的位置与两显示模块120的绝对中心的位置来计算两组偏差，判断并选取这两组偏差的其中一个(例如选取最小值或最大值)，或经由演算法计算适当的权衡值，来下达指令给驱动模块140，以使驱动模块140调整这对显示模块120的绝对中心至控制系统150运算后其与眼球50的瞳孔50a的相对位置。

在非同动模式的实施例(例如图7A、9A、11A的实施例)，图2的控制系统150可根据这对摄像头130所提取的两眼球50的瞳孔中心的位置与两显示模块120的绝对中心的位置，来分别下达指令给这对驱动模块140，以使这对驱动模块140分别调整这对显示模块120的绝对中心至对准两眼球50的瞳孔50a的位置。非同动模式的实施例可以符合非对称瞳距离(IPD)的使用者。

请参考图2及图4，头戴式显示装置100还可包括位置传感器160。位置传感器160电连接至控制系统150，并能感测这对显示模块120的其中一个相对于壳体110的位置。位置传感器160感测这对显示模块120的其中一个相对于壳体110的位置，而控制系统150根据位置传感器160的感测数值计算这对显示模块120的绝对中心之间的距离D(见图2)。因此，可利用根据位置传感器160的感测数值所计算这对显示模块120的绝对中心之间的距离D(见图2)与眼球50的瞳孔50a的中心与影像的中心之间的偏差P(见图4)，其中左眼的偏差为PL，而右眼的偏差为PR，运算得知使用者的真实的瞳距IPD，其等于D与PL及PR的总和。在本实施例中，位置传感器160可固设于壳体110内，并耦接至驱动模块140(例如图5及图6A所示的传动机构144的齿条144b)，以感测齿条144b的移动。

请参考图12，头戴式显示装置100还可包括一对位置传感器160。这对位置传感器160电连接至控制系统150，并能分别感测这对显示模块120相对于壳体110的位置。这对位置传感器160分别感测这对显示模块120相对于壳体110的位置，而控制系统150根据这对位置传感器160的感测数值计算这对显示模块120之间的距离D。因此，可利用根据位置传感器160的感测数值所计算这对显示模块120的绝对中心之间的距离D(见图12)与眼球50的瞳孔50a的中心与影像的中心之间的偏差P(见图4)，其中左眼的偏差为PL，而右眼的偏差为PR，运算得知使用者之真实的瞳距IPD，其等于D与PL及PR的总和。在本实施例中，这对位置传感器160可固设于壳体110内，且各位置传感器160耦接至对应的驱动模块140(例如图7A所示的传动机构144的齿条144b)，以感测齿条144b的移动。

请参考图2，本发明提出一种适用于图2的实施例的调整方法。首先，通过这对摄像头130的其中一个来提取对应的眼球50的影像。接着，通过控制系统150根据影像来计算对应的眼球50的瞳孔50a的中心与对应的影像的中心之间的偏差。接着，通过控制系统150根据偏差控制驱动模块140相对于壳体110移动这对托架122。

当上述调整方法应用于图6A及图8A的实施例(单致动器142及单传动机构144)时，移动这对托架122的步骤包括通过控制系统150根据偏差控制致动器142来产生动力，以及通过传动机构144转换致动器142所产生的动力来移动这对托架122。

当上述调整方法应用于图7A及图9A的实施例(双致动器142及双传动机构144)时，移动这对托架122的步骤包括通过控制系统150根据偏差控制这对致动器142来产生动力，以及通过这对传动机构144分别转换这对致动器142所产生的动力来分别移动这对托架122。

当上述调整方法应用于图10A的实施例(同动模式的磁动总成)时，移动这对托架122的步骤包括通过线圈146c来产生电磁场，以驱动棒状磁铁146b相对于固定磁铁146a移动。

当上述调整方法应用于图11A的实施例(非同动模式的磁动总成)时，移动这对托架122的步骤包括通过这对线圈146c来产生电磁场，以驱动棒状磁铁146b的两端分别相对于这对固定磁铁146a移动。

当上述调整方法应用于图2的实施例(单一位置传感器160)时，调整方法还包括通过控制系统150控制位置传感器160来感测这对显示模块120的其中一个相对于壳体110的位置，以及通过控制系统150根据位置传感器160的感测数值来计算这对显示模块120之间的距离D。

当上述调整方法应用于图12的实施例(成对位置传感器160)时，调整方法还包括通过控制系统150控制这对位置传感器160来分别感测这对显示模块120相对于壳体110的位置，以及通过控制系统150根据这对位置传感器160的感测数值来计算这对显示模块120之间的距离D。

基于同动模式的头戴式显示装置100的实施例(例如图6A、图8A、图10A的头戴式显示装置100的实施例)，可依照图13所示的控制流程来操作。

请参考图13，如步骤S100，开始事件。接着，执行步骤S102，取得瞳孔中心位置，即初始化头戴式显示装置100的姿态及瞳孔中心位置。

接着，执行步骤S104，判断是否水平(Horizontal level)小于裕度(tolerance)、倾角(Tilt angle)小于裕度(tolerance)且偏移(Shift)小于裕度(tolerance)，即判断头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontal level)、倾角(Tilt angle)与偏移(Shift)是否小于公差容许范围。所述的水平是通过判读眼睛的影像所获得。所述的倾角是通过控制系统150的惯性量测单元(Inertial measurement unit,IMU)所获得。所述的偏移可通过眼动追踪(Eye-tracking)判读眼睛的影像所获得，或经由磁场、超音波等相对位置传感器来得知人眼与头盔的相对偏移。

若判断为否，即头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontallevel)、倾角(Tilt angle)或偏移(Shift)大于公差容许范围，则执行步骤S106，要求使用者调整头戴式显示装置100的配戴位置，再回到步骤S104。若判断为是，即头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontal level)、倾角(Tilt angle)与偏移(Shift)小于公差容许范围，则执行步骤S108，以眼动追踪(Eye-tracking)功能来计算单眼瞳孔中心与镜片中心之间的距离A。

接着，执行步骤S110，驱动步进马达(即驱动模块140的致动器142)来达到距离A。

接着，执行步骤S112，判断是否触发边界开关(boundary switch)，其中边界开关用于感测显示模块120是否移动超出预设的移动范围。若判断为否，即边界开关未被触发，则执行步骤S114。若判断为是，即边界开关被触发，则跳过步骤S114，而执行步骤S116。在步骤S114中，判断是否达到距离A。若判断为是，即已达到距离A，则执行步骤S116。若判断为否，即尚未达到距离A，则回到步骤S112。

在步骤S116中，取得瞳孔中心位置，即取得另一眼球的瞳孔中心位置，或取得双眼的瞳孔中心位置。

接着，执行步骤S118，回报瞳距数值至系统(例如计算机系统)，以作为后续3D效果的校准用途。

基于非同动模式的头戴式显示装置100的实施例(例如图7A、图9A、图11A的头戴式显示装置100的实施例)，可依照图14所示的控制流程来操作。

请参考图14，如步骤S200，开始事件。接着，执行步骤S202，取得瞳孔中心位置，即初始化头戴式显示装置100的姿态及瞳孔中心位置。接着，执行步骤S204，判断是否水平(Horizontal level)小于裕度(tolerance)、倾角(Tilt angle)小于裕度(tolerance)且偏移(Shift)小于裕度(tolerance)，即判断头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontal level)、倾角(Tilt angle)与偏移(Shift)是否小于公差容许范围。所述的偏移可通过眼动追踪(Eye-tracking)判读眼睛的影像所获得，或经由磁场、超音波等相对位置传感器来得知人眼与头盔的相对偏移。

若判断为否，即头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontallevel)、倾角(Tilt angle)或偏移(Shift)大于公差容许范围，则执行步骤S206，要求使用者调整头戴式显示装置100的配戴位置，再回到步骤S204。若判断为是，即头戴式显示装置100与使用者头部之间的水平(Horizontal level)、倾角(Tilt angle)与偏移(Shift)小于公差容许范围，则执行步骤S208，以眼动追踪(Eye-tracking)功能来计算右眼瞳孔中心与镜片中心之间的距离B。

接着，执行步骤S210，驱动步进马达(即驱动模块140的致动器142)来达到距离B。

接着，执行步骤S212，判断是否触发边界开关(boundary switch)，其中边界开关用于感测显示模块120是否移动超出预设的移动范围。若判断为否，即边界开关未被触发，则执行步骤S214。若判断为是，即边界开关被触发，则跳过步骤S214，而执行步骤S216。在步骤S214中，判断是否达到距离B。若判断为是，即已达到距离B，则执行步骤S216。若判断为否，即尚未达到距离B，则回到步骤S212。

在步骤S216中，以眼动追踪(Eye-tracking)功能来计算左眼瞳孔中心与镜片中心之间的距离C。

接着，执行步骤S218，驱动步进马达(即驱动模块140的致动器142)来达到距离C。

接着，执行步骤S220，判断是否触发边界开关(boundary switch)，其中边界开关用于感测显示模块120是否移动超出预设的移动范围。若判断为否，即边界开关未被触发，则执行步骤S222。若判断为是，即边界开关被触发，则跳过步骤S222，而执行步骤S224。在步骤S222中，判断是否达到距离C。若判断为是，即已达到距离C，则执行步骤S224。

在步骤S224中，取得瞳孔中心位置，即取得双眼的瞳孔中心位置。

接着，执行步骤226，回报瞳距数值至系统(例如计算机系统)，以作为后续3D效果的校准用途。

综上所述，在本发明中，通过固接至显示模块的摄影头来取得眼球的影像并计算出偏差，并依照所计算出的偏差通过驱动模块来移动显示模块，使得显示模块对准使用者的眼球，因而达到自动调整的效果。