CN111751990A - 头戴式显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种头戴式显示器，其包括配戴部、显示主体、第一束带、第二束带、调节组件以及切换组件。显示主体连接至配戴部。第一束带以及第二束带分别连接在配戴部的相对两侧。第一束带、第二束带与配戴部定义一穿戴空间，且第一束带的第一部分与第二束带的第二部分相互交叠。调节组件适于耦合第一束带与第二束带，并用以调节第一部分与第二部分的交叠程度，进而改变穿戴空间。切换组件配置于调节组件，以切换调节组件为一耦合状态或一脱钩状态。

Description

头戴式显示器

技术领域

本发明涉及一种头戴式显示器，且特别是涉及一种可快速调整穿戴尺寸的头戴式显示器。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术属于新一代的显示技术，主要结合计算机图形系统和各种显示及控制设备，进而产生出虚拟三维影像。虚拟三维影像主要是通过VR眼镜来实现，而VR眼镜通常会结合束带而形成头戴式显示器(head-mounted display)，以利于使用者穿戴。

一般而言，头戴式显示器的束带需要约二十厘米的可调整长度，以适用于不同使用者的头型尺寸。当使用者配戴头戴式显示器后逐步收紧束带，直到符合使用者的头型尺寸。此外，当使用者欲脱下头戴式显示器时，则需解开束带。若使用者需要微调束带的松紧以及配戴位置时，此将导致冗长的调整时间。因而，如何提升头戴式显示器的调整效率，为当前重要的发展目标。

发明内容

本发明提供一种头戴式显示器，可快速调整束带的穿戴尺寸，以达到提升调整效率。

本发明的头戴式显示器，包括配戴部、显示主体、第一束带、第二束带、调节组件以及切换组件。显示主体连接至配戴部。第一束带以及第二束带分别连接在配戴部的相对两侧。第一束带、第二束带与配戴部定义穿戴空间，且第一束带的第一部分与第二束带的第二部分相互交叠。调节组件适于耦合第一束带与第二束带，用以调节第一部分与第二部分的交叠程度，进而改变穿戴空间。切换组件配置于调节组件，以切换调节组件为耦合状态或脱钩状态，其中调节组件在耦合状态下耦合于第一束带以及第二束带，以带动第一束带与第二束带相对移动，且调节组件在脱钩状态下与第一束带以及第二束带脱钩，使得第一束带与第二束带可相对于调节组件自由移动。

基于上述，本发明的头戴式显示器，通过调节组件逐步调节第一束带与第二束带的交叠程度，进而改变穿戴空间以配合使用者的头型尺寸，此时调节组件为耦合状态。此外，通过切换组件可将调节组件从耦合状态切换为脱钩状态。在脱钩状态下，调节组件与第一束带以及第二束带脱钩，使得第一束带与第二束带可相对于调节组件自由移动，让用户可快速调整穿戴空间的尺寸，以达到提升调整效率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1A是本发明的一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图；

图1B是图1A的头戴式显示器缩小穿戴空间的立体示意图；

图1C是图1A的头戴式显示器的组件分解示意图；

图1D是图1C的头戴式显示器的部分放大示意图；

图1E是图1C的头戴式显示器的另一角度的部分放大示意图；

图2A是图1A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图；

图2B是图1A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图；

图2C是图1A的第一束带与第二束带的增加交叠程度示意图；

图2D是图1A的第一束带与第二束带的缩减交叠程度示意图；

图3A是本发明的另一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图；

图3B是图3A的头戴式显示器的部分组件分解示意图；

图3C是图3A的头戴式显示器的另一角度的部分组件分解示意图；

图4A是图3A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图；

图4B是图3A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图；

图5A是本发明的再一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图；

图5B是图5A的头戴式显示器的部分组件分解示意图；

图5C是图5A的头戴式显示器的另一角度的部分组件分解示意图；

图6A是图5A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图；

图6B是图5A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图。

附图标号说明

100、100A、100B：头戴式显示器；

110、110a、110b：配戴部；

120、120a、120b：显示主体；

130、130a、130b：第一束带；

131：第一部分；

132：第一齿条；

140、140a、140b：第二束带；

141：第二部分；

142：第二齿条；

150、150a、150b：调节组件；

151、151a、151b：从动齿轮；

152：旋钮；

153、150a、150b：传动件；

154：单向运动机构；

1541：棘轮；

1542：棘爪；

155、155a、155b：壳体；

156、156a、156b：第一复位弹簧；

160、160a、160b：切换组件；

161、161a、161b：推顶件；

1611b：第二受力部；

162、162a：驱动件；

1621：第一受力部；

163、163a：第二复位弹簧；

163b：第四复位弹簧；

164：第三复位弹簧；

A：夹角；

F：外力；

S：穿戴空间；

AD：轴向；

BS：斜面；

RD：径向；

E1、E2、E3、E4：弹力；

G1：第一开槽；

G2：第二开槽；

CW：顺时针方向；

CCW：逆时针方向；

PH：定位孔；

LH：限位孔；

IS：内侧面。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1A是依照本发明的一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图。图1B是图1A的头戴式显示器缩小穿戴空间的立体示意图。图1C是图1A的头戴式显示器的组件分解示意图。图1D是图1C的头戴式显示器的部分放大示意图。图1E是图1C的头戴式显示器的另一角度的部分放大示意图。

请参考图1A至图1C，本实施例的头戴式显示器100，包括配戴部110、显示主体120、第一束带130、第二束带140、调节组件150以及切换组件160。

配戴部110例如是塑料、布料或其它类似的材质所制成。配戴部110内侧配置有海绵或是其他材质制成的软垫以适于接触使用者的头部。显示主体120连接至配戴部110且用以输出影像至用户的双眼。第一束带130以及第二束带140分别连接在配戴部110的相对两侧。在本实施例中，第一束带130、第二束带140与配戴部110例如是一体成型结构。其中，第一束带130、第二束带140与配戴部110定义穿戴空间S，且第一束带130的第一部分131与第二束带140的第二部分141相互交叠。

图2A是图1A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图。图2B是图1A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图。图2C是图1A的第一束带与第二束带的交叠程度示意图。

请参考图2A，调节组件150适于耦合第一束带130与第二束带140，用以调节第一部分131与第二部分141的交叠程度，进而改变穿戴空间S的尺寸。进一步而言，参考图2A及图2C，第一部分131与第二部分141的交叠程度减少代表穿戴空间S增加。反之，参考图2B，第一部分131与第二部分141的交叠程度增加代表穿戴空间S缩小

请参考图2A及图2B，切换组件160配置于调节组件150，以切换调节组件150为耦合状态或脱钩状态。其中调节组件150在耦合状态下耦合于第一束带130以及第二束带140，以带动第一束带130与第二束带140相对移动，用以增加或减少彼此之间的交叠程度。此外，调节组件150在脱钩状态下与第一束带130以及第二束带140脱钩，因此调节组件150不再限制第一束带130以及第二束带140，使得第一束带130与第二束带140在外力的作用下，可相对于调节组件150自由移动，进而达到快速调整的功效。

请配合参考图1C及图2C，在本实施例中，第一束带130的第一部分131具有第一开槽G1，第一开槽G1的单一侧形成有一第一齿条132。第一束带140的第二部分141具有与第一开槽G1相互交叠的一第二开槽G2，第二开槽G2在相对于单一侧的一对侧形成有与第一齿条132平行的一第二齿条142。简言之，第一齿条132与第二齿条142为上下平行设置。

请配合参考图1D及图1E，调节组件150包括一从动齿轮151、一旋钮152以及一传动件153。从动齿轮151配置于第一开槽G1与第二开槽G2内并且啮合于第一齿条132与第二齿条142，其中从动齿轮151用以带动第一束带130与第二束带140相对移动以改变第一开槽G1与第二开槽G2的交叠程度。旋钮152适于接受外力而产生转动。传动件153耦合从动齿轮151与旋钮152，因此通过转动旋钮152来带动从动齿轮151旋转。

进一步而言，参考图1B、图2B及图2C，当旋钮152朝顺时针方向CW旋转时，通过传动件153带动从动齿轮151朝顺时针方向CW旋转，并通过从动齿轮151连动第一齿条132与第二齿条142，使第一束带130与第二束带140分别朝第一方向D1与第二方向D2移动，以增加第一开槽G1与第二开槽G2的交叠程度，进而缩减穿戴空间S的尺寸(见图1B)。

参考图1A、图2A及图2D，当旋钮152朝逆时针方向CCW旋转时，通过传动件153带动从动齿轮151朝逆时针方向CCW旋转，并通过从动齿轮151连动第一齿条132与第二齿条142，使第一束带130与第二束带140分别朝第二方向D2与第一方向D1移动，以减少第一开槽G1与第二开槽G2的交叠程度，进而增加穿戴空间S的尺寸(见图1A)。

请参考图1C至图1E，调节组件150还包括单向运动机构154，耦合于152旋钮，用以限制旋钮152沿单一方向转动，其中，单向运动机构154包括相耦合的棘轮1541与棘爪1542，分别配置于旋钮152与壳体155。棘爪1542用以限制棘轮1541以避免旋钮152朝相反方向转动。在本实施例中，单一方向例如是指顺时针方向CW，故调节组件150适用于缩减穿戴空间S的尺寸。在其它实施例中，单一方向例如是指逆时针方向，而使调节组件适用于增加穿戴空间的尺寸。

请参考图1D、图1E以及图2A，从动齿轮151包括定位孔PH，而传动件153的一端适于穿过定位孔PH而在定位孔PH的周向上卡掣于从动齿轮151。进一步而言，棘轮1541也包括限位孔LH，传动件153的另一端适于穿过限位孔LH而卡掣于棘轮1541。因此，棘轮1541适于通过传动件153而带动从动齿轮151。

参考图2A及图2B，切换组件160被设置为适于推动调节组件150的传动件153沿定位孔PH的轴向AD移动，以使传动件153离开定位孔PH而脱离从动齿轮151。调节组件150还包括第一复位弹簧156，连接传动件153。第一复位弹簧156被设置为在其原始状态下保持传动件153卡掣于从动齿轮151。补充而言，第一复位弹簧156例如是压缩弹簧，原始状态下(即伸张状态)推抵传动件153穿入定位孔PH。

配合参考图1D、图1E、图2A及图2B，切换组件160包括推顶件161、驱动件162、第二复位弹簧163以及第三复位弹簧164。

推顶件161承靠于传动件153，以推动传动件153沿轴向AD移动。推顶件161被设置为适于沿定位孔PH的轴向AD移动。驱动件162承靠于推顶件161。驱动件162的第一受力部1621突出于壳体155外，驱动件162在第一受力部1621接受外力F时驱动推顶件161移动，以推动传动件153沿轴向AD移动。详细而言，本实施例的驱动件162枢接于壳体155，而在接受外力F时相对于壳体155枢转。

第二复位弹簧163例如是扭簧，连接驱动件162与壳体155，第二复位弹簧163被设置为在其原始状态下使得传动件153卡掣于从动齿轮151。第三复位弹簧164例如是压缩弹簧，连接推顶件161。第三复位弹簧164被设置为在其原始状态下使得传动件153卡掣于从动齿轮151。简言之，第二复位弹簧163在原始状态下使驱动件162枢转并相对远离壳体155，同时，推顶件161受到第三复位弹簧164的推动而沿轴向AD朝外移动。最终，传动件153受到第一复位弹簧156的推抵，而沿轴向AD复位并卡掣于从动齿轮151的定位孔PH。

参考图2B，当调节组件150切换为脱钩状态时，外力F施加于第一受力部1621并以驱动件162驱动推顶件161移动，使推顶件161推动传动件153沿轴向AD移动，并造成传动件153脱离于从动齿轮151的定位孔PH。因此，从动齿轮151不再受到传动件153的限制，参考图1A及图1B，此时使用者适于直接拉动壳体155，以使第一束带130与第二束带140相对于调节组件150的壳体155自由移动，且经由从动齿轮151的旋转以调节第一束带130与第二束带140的交叠程度，进而达到快速调整穿戴空间S之尺寸的功效。当调节组件150恢复耦合状态时，只需解除外力F，并通过第一复位弹簧156、第二复位弹簧163以及第三复位弹簧164所释放的弹力E1、E2、E3分别推动传动件153、推顶件161以及驱动件162复归原位(如图2A图所示)。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的组件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图3A是依照本发明的另一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图。图3B是图3A的头戴式显示器的部分组件分解示意图。图3C是图3A的头戴式显示器的另一角度的部分组件分解示意图。图4A是图3A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图。图4B是图3A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图。

请参考图3A至图3C、图4A及图4B，本实施例的头戴式显示器100A与图1A的头戴式显示器100相近，包括配戴部110a、显示主体120a、第一束带130a、第二束带140a、调节组件150a，而不同处在于，头戴式显示器100A的切换组件160a包括推顶件161a、驱动件162a以及至少一第二复位弹簧163a。

推顶件161a承靠于传动件153a，以推动传动件153a沿轴向AD移动。推顶件161被设置为适于沿定位孔PH的轴向AD移动。驱动件162a滑设于壳体155a且垂直于轴向AD，而在接受外力F时驱动件162a相对于壳体155a产生沿径向RD的移动。驱动件162a具有斜面BS且斜面BS承靠于推顶件161a，其中斜面BS与轴向AD之间具有非90度的夹角A。

至少一第二复位弹簧163a包括有多个且例如是压缩弹簧，连接驱动件162a与壳体155a，多个第二复位弹簧163a被设置为在其原始状态下使得传动件153a卡掣于从动齿轮151a。进一步而言，各第二复位弹簧163a的两端沿径向RD分别推抵驱动件162a与壳体155a，在原始状态(即伸张状态)下，使驱动件162a的第一受力部1621a朝上突出于壳体155a。

参考图4A及图4B，当调节组件150a切换为脱钩状态时，外力F施加于第一受力部1621a并以驱动件162a的斜面BS驱动推顶件161a移动，使推顶件161a推动传动件153a沿轴向AD移动，并造成传动件153a脱离于从动齿轮151a的定位孔PH。因此，从动齿轮151a不再受到传动件153a的限制。当调节组件150a恢复耦合状态时，只需解除外力F，并通过第一复位弹簧156a与第二复位弹簧163a所释放的弹力E1、E2分别推动传动件153a、推顶件161a与驱动件162a复归原位。

图5A是依照本发明的再一实施例的一种头戴式显示器的立体示意图。图5B是图5A的头戴式显示器的部分组件分解示意图。图5C是图5A的头戴式显示器的另一角度的部分组件分解示意图。图6A是图5A的调节组件与第一束带、第二束带的耦合状态剖面示意图。图6B是图5A的调节组件与第一束带、第二束带的脱钩状态剖面示意图。

请参考图5A至图5C、图6A及图6B，本实施例的头戴式显示器100B与图1A的头戴式显示器100相近，包括配戴部110b、显示主体120b、第一束带130b、第二束带140b以及调节组件150b。不同处在于，头戴式显示器100B的切换组件160b包括推顶件161b以及至少一第四复位弹簧163b。

推顶件161b承靠于传动件153b，以推动传动件153b沿轴向AD移动。推顶件161b被设置为适于沿定位孔PH的轴向AD移动。推顶件161b的第二受力部1611b突出于壳体155b外，推顶件161b在第二受力部1611b接受外力F时推动传动件153b沿轴向移动AD。

至少一第四复位弹簧163b包括有多个且例如是压缩弹簧，多个第四复位弹簧163b沿轴向AD连接推顶件161b。各第四复位弹簧163b被设置为在其原始状态下使得传动件153b卡掣于从动齿轮151b。进一步而言，各第四复位弹簧163a的两端沿轴向AD分别推抵推顶件161b与壳体155b的内侧面IS，在原始状态(即伸张状态)下，使推顶件161b相对远离壳体155b的内侧面IS。

参考图6A及图6B，当调节组件150a切换为脱钩状态时，外力F施加于第二受力部1611b并以推顶件161b驱动推顶件161b移动，使推顶件161b推动传动件153b沿轴向AD移动，并造成传动件153b脱离于从动齿轮151b的定位孔PH。因此，从动齿轮151b不再受到传动件153b的限制。当调节组件150b恢复耦合状态时，只需解除外力F，并通过多个第四复位弹簧163b与第一复位弹簧156b所释放的弹力E4、E1分别推动推顶件161b与传动件153b复归原位。

综上所述，本发明的头戴式显示器，通过调节组件逐步调节第一束带与第二束带的交叠程度，进而改变穿戴空间以配合使用者的头型尺寸，此时调节组件为耦合状态。此外，通过切换组件可将调节组件从耦合状态切换为脱钩状态。在脱钩状态下，调节组件与第一束带以及第二束带脱钩，使得第一束带与第二束带可相对于调节组件自由移动，让用户可快速调整穿戴空间的尺寸，以达到提升调整效率。

进一步而言，当调节组件从脱钩状态切换为耦合状态时，只需解除所施加的外力，即可通过各个复位弹簧的弹力推抵，而使调节组件自动复归原位，以达到提升调整效率。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围应当以权利要求所界定的为准。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：

配戴部；

显示主体，连接至所述配戴部；

第一束带以及第二束带，分别连接在所述配戴部的相对两侧，所述第一束带、所述第二束带与所述配戴部定义穿戴空间，且所述第一束带的第一部分与所述第二束带的第二部分相互交叠；

调节组件，适于耦合所述第一束带与所述第二束带，并用以调节所述第一部分与所述第二部分的交叠程度，进而改变所述穿戴空间；以及

切换组件，配置于所述调节组件，以切换所述调节组件为耦合状态或脱钩状态，其中所述调节组件在所述耦合状态下耦合于所述第一束带以及所述第二束带，以带动所述第一束带与所述第二束带相对移动，且所述调节组件在所述脱钩状态下与所述第一束带以及所述第二束带脱钩，使得所述第一束带与所述第二束带可相对于所述调节组件自由移动。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述第一部分具有第一开槽，所述第一开槽的单一侧形成有第一齿条，且所述第二部分具有与所述第一开槽相互交叠的第二开槽，所述第二开槽在相对于所述单一侧的对侧形成有与所述第一齿条平行的第二齿条，所述调节组件包括：

从动齿轮，配置于所述第一开槽与所述第二开槽内并且啮合于所述第一齿条与所述第二齿条，以带动所述第一束带与所述第二束带相对移动；

旋钮；以及

传动件，适于耦合所述从动齿轮与所述旋钮，以通过转动所述旋钮来带动所述从动齿轮旋转。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述调节组件还包括单向运动机构，耦合于所述旋钮，用以限制所述旋钮沿单一方向转动。

4.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述单向运动机构包括相耦合的棘轮与棘爪，分别配置于所述旋钮与壳体。

5.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述从动齿轮包括定位孔，而所述传动件适于穿过所述定位孔而在所述定位孔的周向上卡掣于所述从动齿轮。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件被设置为适于推动所述传动件沿所述定位孔的轴向移动，以使所述传动件离开所述定位孔而脱离所述从动齿轮。

7.根据权利要求6所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述调节组件还包括第一复位弹簧，连接所述传动件，所述第一复位弹簧被设置为在其原始状态下保持所述传动件卡掣于所述从动齿轮。

8.根据权利要求6所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件包括推顶件，承靠于所述传动件，以推动所述传动件沿所述轴向移动。

9.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述推顶件被设置为适于沿所述定位孔的所述轴向移动，且所述切换组件还包括驱动件，承靠于所述推顶件，所述驱动件的第一受力部突出于壳体外，所述驱动件在所述第一受力部接受外力时驱动所述推顶件移动。

10.根据权利要求9所述的头戴式显示器，其特征在于，所述驱动件枢接于所述壳体，而在接受所述外力时相对于所述壳体枢转。

11.根据权利要求10所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件还包括第二复位弹簧，连接所述驱动件与所述壳体，所述第二复位弹簧被设置为在其原始状态下使得所述传动件卡掣于所述从动齿轮。

12.根据权利要求9所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述驱动件滑设于所述壳体，而在接受所述外力时相对于所述壳体移动，所述驱动件具有斜面，承靠于所述推顶件。

13.根据权利要求12所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件还包括至少一第二复位弹簧，连接所述驱动件与所述壳体，所述至少一第二复位弹簧被设置为在其原始状态下使得所述传动件卡掣于所述从动齿轮。

14.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件还包括第三复位弹簧，连接所述推顶件，所述第三复位弹簧被设置为在其原始状态下使得所述传动件卡掣于所述从动齿轮。

15.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述推顶件的第二受力部突出于壳体外，所述推顶件在所述第二受力部接受外力时推动所述传动件沿所述轴向移动。

16.根据权利要求15所述的头戴式显示器，其特征在于，其中所述切换组件还包括至少一第四复位弹簧，连接所述推顶件，所述至少一第四复位弹簧被设置为在其原始状态下使得所述传动件卡掣于所述从动齿轮。

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