CN110031973A - 头戴式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种头戴式显示装置，其包含一穿戴装置、一显示器与一连杆装置。穿戴装置用以放置于一人体头部。显示器包含一壳体与二引导沟槽。壳体用以覆盖至一人体眼部。引导沟槽间隔地位于壳体的同侧。连杆装置的一端可滑动地位于引导沟槽内，其另端枢接穿戴装置。

Description

头戴式显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其是涉及一种头戴式显示装置。

背景技术

随着科技的进步，市面上出现了可供虚拟实境(virtual reality，VR)的头戴式显示装置。头戴式显示装置可供使用者观赏通过电脑模拟所产生的三维空间的虚拟世界，并能在使用者移动时，及时提供虚拟世界对应新视角的虚拟影像，增强使用者的真实世界观看经验。

目前头戴式显示装置的使用状况中，使用者是通过头带套合于人体头部，使得头戴式显示装置的显示器得以紧密贴合于脸部皮肤，然而，当使用者欲将头戴式显示装置的显示器从人体头部上方移除时，显示器常常会碰撞使用者的眼镜，或是摩擦到使用者的脸部皮肤，不仅造成使用者的不便，也降低使用者的使用意愿。

故，如何研发出一种解决方案以改善上述所带来的缺失及不便，是相关业者目前刻不容缓的一重要课题。

发明内容

本发明的一实施例提供了一种头戴式显示装置。头戴式显示装置包含一穿戴装置、一显示器与一连杆装置。穿戴装置用以放置于一人体头部。显示器包含一壳体与二引导沟槽。壳体用以覆盖至一人体眼部。引导沟槽间隔地位于壳体的同侧。连杆装置的一端可滑动地位于引导沟槽内，其另端枢接穿戴装置。当壳体相对连杆装置滑动时，壳体逐渐远离人体眼部。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，连杆装置包含二移动套筒及二支架。移动套筒彼此相互平行，且分别可滑动地位于引导沟槽内。支架彼此相互平行。每个支架的一端枢接于穿戴装置的一侧，其另端可转动地连接其中一移动套筒。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，壳体具有一前侧、一相对前侧的后侧及一观看槽。观看槽位于后侧，用以容纳人体眼部。每个引导沟槽包含一线性区。这些线性区的长轴方向彼此平行，且每个长轴方向通过壳体的前侧与后侧。故，当移动套筒分别沿着线性区，朝着壳体的后侧同步滑动时，壳体逐渐远离人体眼部。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，每个引导沟槽还包含一弧型区。弧型区邻接线性区，且位于线性区与后侧之间，部分的弧型区的一平面高度低于线性区的一平面高度。当这些移动套筒分别沿着弧型区，朝着壳体的后侧同步滑动时，壳体逐渐上升至穿戴装置的一平面高度。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，显示器还包含二挡块件及一连接臂。挡块件固接于壳体内，且分别对应引导沟槽的二相对端配置。连接臂位于壳体内，耦接这些移动套筒，用以选择性地抵靠任一挡块件，以暂时止挡移动套筒的移动。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，每个挡块件包含一块体、一狭长间隙与至少一止挡凸部。块体锁固于壳体内。狭长间隙形成于块体的一侧，以定义出一弹性肋，弹性肋具有一自由端。止挡凸部凸设于弹性肋相对狭长间隙的一面，用以抵靠连接臂的一端。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，止挡凸部为多个时，这些止挡凸部沿着每个线性区的长轴方向单列地排列于弹性肋的面。具有这些止挡凸部的挡块件较靠近壳体的前侧。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，连杆装置包含一阻尼枢轴件。其中一支架通过阻尼枢轴件枢接至穿戴装置上。

依据本发明一或多个实施例，在上述的头戴式显示装置中，连杆装置包含二滑动件。每个滑动件环绕其中一移动套筒，且直接夹合于壳体与其中一支架之间。

本发明的另一实施例提供了一种头戴式显示装置。头戴式显示装置包含一穿戴装置、一显示器、二第一支架、二第二支架及一连接臂。显示器包含二挡块件。这些挡块件彼此相对配置。第一支架相互平行地位于显示器的一侧。每个第一支架的一端枢接穿戴装置的一侧，其另端可滑动地连接显示器的一侧。第二支架相互平行地位于显示器的另侧。每个第二支架的一端枢接穿戴装置的另侧，其另端可滑动地连接显示器的另侧。连接臂耦接第一支架，用以选择性地抵靠任一挡块件，以暂时限位显示器。

如此，通过以上实施例所述的架构，当使用者将头戴式显示装置从人体头部上方移除时，不仅可防止眼镜因碰撞显示器而掉落损坏，也降低与使用者的皮肤产生摩擦的机会，不仅不会造成使用者的不便，也提高使用者的使用意愿。

以上所述仅士用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施例及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附的附图的说明如下：

图1为本发明一实施例的头戴式显示装置的立体图；

图2为图1的头戴式显示装置的分解图；

图3为图1沿线段AA所制成的剖视图；

图4为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置的第一使用操作图；

图5A为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置的第二使用操作图；

图5B为图5A的头戴式显示装置的剖视图；

图6A为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置的第三使用操作图；

图6B为图6A的头戴式显示装置的剖视图；

图7为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置的第四使用操作图；

图8为图4沿线段BB所制成的局部剖视图；

图9为本发明一实施例的头戴式显示装置的剖视图，其剖面位置与图3相同；以及

图10为本发明一实施例的头戴式显示装置的侧视图。

符号说明

10、11、12：头戴式显示装置

100：穿戴装置

110、120：枢设部

200：显示器

210：壳体

211：第一侧面

212：第二侧面

213：前侧

214：后侧

215：观看槽

220：第一引导沟槽

221：第一线性区

222：第一弧型区

230：第二引导沟槽

231：第二线性区

232：第二弧型区

240：第一挡块件

241：第一块体

242：第一狭长间隙

243、245：第一止挡凸部

244：第一弹性肋

250：第一连接臂

251：尖端

260：第二挡块件

270：第二连接臂

300：第一连杆装置

310：第一支架

320：第一移动套筒

330：第一枢设件

340：第一滑动件

400：第二连杆装置

410：第二支架

420：第二移动套筒

430：第二枢设件

440：第二滑动件

500：第一四连杆装置

510：第一横接杆

520：第一支架

530：第一连接臂

AA：线段

BB：线段

D1、D2：方向

E：人体眼部

F：脸部皮肤

H：人体头部

L1、L2：长轴方向

T：螺栓

X、Y、Z：轴

具体实施方式

以下将以附图公开本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

由于从使用者头部移除现有头戴式显示装置常会碰撞使用者眼镜与脸部皮肤，造成使用者的不便与使用意愿的下降，故，本发明提供一头戴式显示装置，包含穿戴装置、显示器与连杆装置。连杆装置的一端可滑动地连接显示器，其另端枢接穿戴装置。如此，当欲将头戴式显示装置从使用者头部上移除时，由于显示器可以平移地相对连杆装置滑动，以便平移地远离使用者头部，不仅可防止眼镜因碰撞显示器而掉落损坏，也降低与使用者的脸部皮肤产生摩擦的机会。

图1为本发明一实施例的头戴式显示装置10的立体图。图2为图1的头戴式显示装置10的分解图。头戴式显示装置10包含一穿戴装置100、一显示器200、一第一连杆装置300与一第二连杆装置400。显示器200包含一壳体210、二第一引导沟槽220与二第二引导沟槽230。壳体210用以容纳一显示面板(图中未示)。这些第一引导沟槽220与第二引导沟槽230分别形成于壳体210的二相对侧，且这些第一引导沟槽220间隔地排列于壳体210的同侧，这些第二引导沟槽230间隔地排列于壳体210的同侧。第一连杆装置300与第二连杆装置400分别位于壳体210的二相对侧，且第一连杆装置300与第二连杆装置400也分别位于穿戴装置100的二相对侧，意即，穿戴装置100与壳体210都位于第一连杆装置300与第二连杆装置400之间。每个第一连杆装置300的一端可滑动地位于第一引导沟槽220内，其另端枢接穿戴装置100的一侧。每个第二连杆装置400的一端可滑动地位于第二引导沟槽230内，其另端枢接穿戴装置100的另侧。穿戴装置100例如为头套。

具体来说，第一连杆装置300包含二第一支架310、二第一移动套筒320与二第一枢设件330。此二第一移动套筒320分别可滑动地位于此些第一引导沟槽220内，并且此二第一移动套筒320彼此相互平行，意即，第一移动套筒320的长轴方向(如Y轴)相互平行。此二第一支架310彼此相互平行，意即，第一支架310的长轴方向L1相互平行。每个第一支架310的一端通过其中一第一枢设件330枢接于穿戴装置100的一侧的枢设部110，第一支架310的另端通过一螺栓T可转动地连接其中一第一移动套筒320。第二连杆装置400包含二第二支架410、二第二移动套筒420与二第二枢设件430。此二第二移动套筒420分别可滑动地位于此些第二引导沟槽230内。此二第二移动套筒420彼此相互平行，意即，第二支架410的长轴方向L1相互平行。每个第二支架410的一端通过其中一第二枢设件430枢接于穿戴装置100的另侧的枢设部120，第二支架410的另端通过另一螺栓T可转动地连接其中一第二移动套筒420。第一枢设件330彼此相互平行，意即，第一枢设件330的长轴方向(如Y轴)相互平行。第二枢设件430彼此相互平行，意即，第二枢设件430的长轴方向(如Y轴)相互平行。

此外，在本实施例中，至少部分的第一枢设件330与第二枢设件430为阻尼枢轴件。阻尼枢轴件内含阻尼器(图中未示)，用以减缓第一支架310与第二支架410分别对应穿戴装置100的转动速度，进而降低显示器200快速掉落造成受伤的机会，然而，本发明不限于必须为阻尼枢轴件。

图3为图1沿线段AA所制成的剖视图。如图2与图3所示，在本实施例中，壳体210具有一第一侧面211、一第二侧面212、一前侧213、一后侧214及一观看槽215。壳体210的前侧213与后侧214彼此相对配置。壳体210的第一侧面211与第二侧面212彼此相对配置。壳体210的第一侧面211邻接于壳体210的前侧213与后侧214之间，且壳体210的第二侧面212也邻接于壳体210的前侧213与后侧214之间。观看槽215形成于壳体210的后侧214，用以容纳人体眼部E，以供观看显示面板(图中未示)。此些第一引导沟槽220形成于壳体210的第一侧面211。此些第二引导沟槽230形成于壳体210的第二侧面212。例如，第一引导沟槽220与二第二引导沟槽230都接通观看槽215。

更具体地，每个第一引导沟槽220包含一第一线性区221与一第一弧型区222。此二第一引导沟槽220的第一线性区221彼此相互平行，意即，第一线性区221的长轴方向(如X轴)相互平行。第一线性区221的长轴方向(如X轴)通过壳体210的前侧213与后侧214。第一线性区221邻接第一弧型区222，且位于第一弧型区222与前侧213之间。部分的第一弧型区222的一平面高度低于第一线性区221的一平面高度。然而，本发明不限于此。

每个第二引导沟槽230包含一第二线性区231与一第二弧型区232(请参考图2)。此二第二引导沟槽230的第二线性区231彼此相互平行，意即，第二线性区231的长轴方向(如X轴)相互平行。第二线性区231的长轴方向(如X轴)通过壳体210的前侧213与后侧214。第二线性区231邻接第二弧型区232，且位于第二弧型区232与前侧213之间。部分的第二弧型区232的一平面高度低于第二线性区231的一平面高度。然而，本发明不限于此。

显示器200还包含二第一挡块件240及一第一连接臂250。第一挡块件240固接于壳体210内壁，且分别对应第一引导沟槽220的二相对端配置。第一连接臂250位于壳体210内壁，耦接这些第一移动套筒320，且覆盖第一引导沟槽220，用以选择性地抵靠任一挡块件，以暂时止挡移动套筒的移动。第一连接臂250的长轴方向(如Z轴)相交第一支架310的长轴方向L1(图1)。

更具体地，每个第一挡块件240包含一第一块体241、一第一狭长间隙242与一第一止挡凸部243。第一块体241锁固于壳体210内壁，例如，锁固于观看槽215内。第一狭长间隙242形成于第一块体241的一侧，以定义出一第一弹性肋244。第一弹性肋244具有一自由端。第一止挡凸部243凸设于第一弹性肋244相对第一狭长间隙242的一面，用以抵靠第一连接臂250的一端。更进一步地，接近壳体210的前侧213的第一挡块件240的第一狭长间隙242面向壳体210的前侧213，且接近壳体210的后侧214的第一挡块件240的第一狭长间隙242面向壳体210的后侧214。

图4为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置10的第一使用操作图。如图3与图4所示，当使用者穿戴且使用头戴式显示装置10时，穿戴装置100用以穿戴于使用者的人体头部H，显示器200的壳体210位于穿戴装置100下方、覆盖至使用者的人体眼部(图中未示)，且壳体210的后侧214接触使用者的脸部皮肤F，此时称使用状态。接近壳体210的前侧213的第一弹性肋244的第一止挡凸部243抵靠第一连接臂250的一尖端251，以暂时限位第一移动套筒320、第一支架310及壳体210的位置，进而稳定显示器200相对使用者的位置。

图5A为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置10的第二使用操作图。图5B为图5A的头戴式显示装置10的剖视图。如图5A与图5B所示，当使用者欲移除头戴式显示装置10时，使用者首先将壳体210相对第一连杆装置300与第二连杆装置400朝方向D1水平地滑动，意即，使得第一移动套筒320与第二移动套筒420相对地朝着壳体210的后侧214的方向D2同步滑动时，此时称平移状态。如此，壳体210便可朝方向D1逐渐平移地远离人体眼部(图中未示)，不至于接触使用者的眼镜或脸部皮肤。更具体地，当第一移动套筒320与第二移动套筒420分别沿着第一线性区221与第二线性区231，朝着壳体210的后侧214的方向D2同步滑动时，壳体210逐渐水平地远离穿戴装置100。

图6A为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置10的第三使用操作图。图6B为图6A的头戴式显示装置10的剖视图。接着，如图6A与图6B所示，使用者继续将壳体210朝方向D1相对第一连杆装置300与第二连杆装置400同步滑动，意即，第一移动套筒320与第二移动套筒420分别沿着第一弧型区222与第二弧型区232，朝着壳体210的后侧214的方向D2同步滑动，壳体210逐渐上升至穿戴装置100的同一平面高度，此时称微升状态。如此，壳体210更可远离人体眼部E，不至于接触使用者的眼镜或脸部皮肤。在微升状态下，接近壳体210的后侧214的第一弹性肋244的第一止挡凸部243抵靠第一连接臂250的尖端251，以暂时限位第一移动套筒320、第一支架310及壳体210的位置，进而稳定显示器200相对使用者的位置。

图7为一使用者穿戴图1的头戴式显示装置10的第四使用操作图。如图6B与图7所示，使用者还可以使第一支架310与第二支架410相对壳体210转动，使得头戴式显示装置10的显示器200移至人体头部H上方，此时，第一连接臂250端的尖端251仍抵靠于接近壳体210后侧214的第一弹性肋244的第一止挡凸部243，降低显示器200移动的机会。

图8为图4沿线段BB所制成的局部剖视图。如图8所示，第一连杆装置300包含二第一滑动件340。每个第一滑动件340环绕其中一第一移动套筒320，且直接夹合于壳体210与第一支架310之间，故，不仅避免壳体210相对第一支架310产生晃动，也可避免壳体210对第一支架310的耗损。举例来说，第一滑动件340例如为轴承或垫片等低摩擦系数的元件。垫片的材质例如为铁氟龙等耐磨材质。

图9为本发明一实施例的头戴式显示装置11的剖视图，其剖面位置与图3相同。如图3与图9所示，图9的头戴式显示装置11与图3的头戴式显示装置10大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图9的头戴式显示装置11与图3的头戴式显示装置10差别在于：每个第一挡块件240包含多个第一止挡凸部245。此些第一止挡凸部245沿着第一线性区221的长轴方向(如X轴)单列地排列于第一弹性肋244相对第一狭长间隙242的一面。故，在使用状态下，可提供多段式的调整位置，以便调整显示器200的壳体210与使用者的脸部皮肤F的相对位置。更进一步地，具有这些第一止挡凸部245的第一挡块件240较靠近壳体210的前侧213。

图10为本发明一实施例的头戴式显示装置12的侧视图。如图1与图10所示，图10的头戴式显示装置12与图1的头戴式显示装置10大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图10的头戴式显示装置12与图1的头戴式显示装置10差别在于：第一连杆装置300还包含第一横接杆510。第一横接杆510的长轴方向L2相交第一支架520的长轴方向L1，用以更稳定此二第一支架520的同步作动。如此，由于第一横接杆510的二端分别枢接于此二第一支架520上，第一连接臂530通过第一移动套筒320锁固于此二第一支架520上，故，此二第一支架520、第一连接臂530与第一横接杆510共同形成一第一四连杆装置500。

同样地，第二连杆装置也包含第二横接杆(图中未示)。故，第二支架、第二连接臂与第二横接杆共同形成第二四连杆装置(图中未示)。第二四连杆装置与上述的第一四连杆装置500的结构、数量与位置大致相同，故，请参考图10的第一四连杆装置500，在此不再加以赘述。

须了解到，在上述所有实施例中，显示器200还包含二第二挡块件260及一第二连接臂270。第二挡块件260与上述的第一挡块件240的结构、数量与位置大致相同，且第二连接臂270与第一连接臂250的外型、数量与用法相同，故，请参考图3与第6图的第一挡块件240及第一连接臂250，在此不再加以赘述。此外，如图2所示，第二连杆装置400也包含二第二滑动件440。第二滑动件440与上述的第一滑动件340的材质、数量与位置大致相同。故，请参考图8的第一滑动件340，在此不再加以赘述。

最后，上述所公开的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，都可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种头戴式显示装置，其特征在于，包含：

穿戴装置，用以放置于一人体头部；

显示器，包含：

壳体，用以覆盖至一人体眼部；以及

二引导沟槽，间隔地位于该壳体的同侧；以及

连杆装置，该连杆装置的一端可滑动地位于该些引导沟槽内，其另端枢接该穿戴装置，

其中，当该壳体相对该连杆装置滑动时，该壳体逐渐远离该人体眼部。

2.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其中该连杆装置包含：

二移动套筒，分别可滑动地位于该些引导沟槽内；以及

二支架，彼此相互平行，每一该些支架的一端枢接于该穿戴装置的一侧，其另端可转动地连接该些移动套筒其中之一。

3.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该壳体具有前侧、后侧及观看槽，该前侧相对该后侧，且该观看槽位于该后侧，用以容纳该人体眼部，

每一该些引导沟槽包含一线性区，该些线性区的长轴方向彼此平行，且每一该些线性区的该长轴方向通过该壳体的该前侧与该后侧，

其中，当该些移动套筒分别沿着该些线性区朝着该壳体的该后侧同步滑动时，该壳体逐渐远离该人体眼部。

4.如权利要求3所述的头戴式显示装置，其中每一该些引导沟槽还包含一弧型区，该弧型区邻接该线性区，且位于该线性区与该后侧之间，部分的该弧型区的一平面高度低于该线性区的一平面高度，

其中，当该些移动套筒分别沿着该些弧型区，朝着该壳体的该后侧同步滑动时，该壳体逐渐上升至该穿戴装置的一平面高度。

5.如权利要求3所述的头戴式显示装置，其中该显示器还包含：

二挡块件，固接于该壳体内，且分别对应该些引导沟槽其中之一的二相对端配置；以及

连接臂，位于该壳体内，耦接该些移动套筒，用以选择性地抵靠任一该些挡块件，以暂时止挡该些移动套筒的移动。

6.如权利要求5所述的头戴式显示装置，其中每一该些挡块件包含：

块体，锁固于该壳体内；

狭长间隙，形成于该块体的一侧，以致定义出弹性肋，该弹性肋具有自由端；以及

至少一止挡凸部，凸设于该弹性肋相对该狭长间隙的一面，用以抵靠该连接臂的一端。

7.如权利要求6所述的头戴式显示装置，其中该至少一止挡凸部为多个时，该些止挡凸部沿着每一该些线性区的该长轴方向单列地排列于该弹性肋的该面，

其中具有该些止挡凸部的该其中一挡块件较靠近该壳体的该前侧。

8.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该连杆装置包含：

阻尼枢轴件，其中该些支架其中之一通过该阻尼枢轴件枢接至该穿戴装置上。

9.如权利要求2所述的头戴式显示装置，其中该连杆装置包含：

二滑动件，每一该些滑动件环绕该些移动套筒其中之一，且直接夹合于该壳体与该些支架其中之一之间。

10.一种头戴式显示装置，其特征在于，包含：

穿戴装置；

显示器，包含二挡块件，该些挡块件彼此相对配置；

二第一支架，相互平行地位于该显示器的一侧，每一该些第一支架的一端枢接该穿戴装置的一侧，其另端可滑动地连接该显示器的一侧；

二第二支架，相互平行地位于该显示器的另侧，每一该些第二支架的一端枢接该穿戴装置的另侧，其另端可滑动地连接该显示器的另侧；以及

连接臂，耦接该些第一支架，用以选择性地抵靠任一该些挡块件，以暂时限位该显示器。