CN206353217U - 头戴式显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种头戴式显示装置，其包括本体、罩体以及投影装置。罩体枢设在本体。罩体包括反射区域。反射区域具有第一法线。投影装置设置在本体内，用于将影像光束投射至罩体的反射区域。反射区域将影像光束反射至投影目标。投影装置包括反射镜。反射镜具有第二法线。第一法线与第二法线在参考平面上的正投影相交处夹锐角。本实用新型的投影装置可提供良好显示品质，此外，投影装置设置在本体内，因此减少了额外的元件架设在使用者附近，提高了使用者的安全性。

Description

头戴式显示装置
技术领域
本实用新型涉及一种显示装置，且特别涉及一种头戴式显示装置。
背景技术
一般而言，头戴式显示装置会在使用者的脸部附近设置光学元件或者是结合其他的显示器(例如是影像叠合器)以显示影像内容。但是此方式除了会使用者造成视线上的干扰之外，若发生剧烈震荡或者是碰撞时，还会对使用者造成伤害。因此，另一种做法是将头戴式显示装置的罩体当作显示荧幕以显示影像内容。虽然此方式可以解决上述关于安全性的问题，但一般来说头戴式显示装置还是需要复杂的透镜模块或者是离轴光学系统以校正光学像差，以维持一定的影像品质。此外，复杂的透镜模块或者是离轴光学系统同时也占用了头戴式显示装置部分的体积，而牺牲了内部原有的防撞缓冲设计。因此，如何设计一个安全性高且可提供良好显示品质的头戴式显示装置实为当前重要的课题之一。
“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型提供一种头戴式显示装置，其安全性高且可提供良好显示品质。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种头戴式显示装置，其包括本体、罩体以及投影装置。罩体枢设在本体。罩体包括反射区域。反射区域具有第一法线。投影装置设置在本体内，用于将影像光束投射至罩体的反射区域。反射区域将影像光束反射至投影目标。投影装置包括反射镜。反射镜具有第二法线。第一法线与第二法线在参考平面上的正投影相交处夹锐角。
基于上述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的范例实施例中，罩体的反射区域的第一法线与反射镜的第二法线在参考平面上的正投影相交处夹锐角，因此投影装置可提供良好显示品质。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是示出本实用新型一实施例的头戴式显示装置的侧视示意图。
图2是示出图1实施例的投影装置的概要示意图。
图3是示出图1实施例的头戴式显示装置的俯视示意图。
图4是示出图3实施例的头戴式显示装置的部分区域示意图。
图5是示出本实用新型一实施例的头戴式显示装置的侧视示意图。
图6是示出图5实施例的投影装置的概要示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
图1是示出本实用新型一实施例的头戴式显示装置的侧视示意图。图2是示出图1实施例的投影装置的概要示意图。请参考图1及图2，本实施例的头戴式显示装置100包括本体110、罩体120以及投影装置130。罩体120枢设在本体110。投影装置130设置在本体110内，以减少额外的元件架设在使用者200头部附近，提高使用者200的安全性。在本实施例中，投影装置130用于将影像光束300投射至罩体120，并且罩体120再将影像光束300反射至投影目标210，投影目标210例如是使用者200的眼睛。因此，使用者200可以观察到投影装置130投射在罩体120的影像资讯。此外，在本实施例中，头戴式显示装置100例如是安全帽，而本体110是安全帽的帽体，且罩体120是安全帽的透光面罩，但本实用新型对头戴式显示装置100外观型态并不加以限制。
具体而言，在本实施例中，投影装置130包括反射镜132、透镜模块134以及显示面板136。罩体120包括反射区域122。在本实施例中，反射区域122例如是选自罩体120的表面上的平面区域或弯曲表面区域，本实用新型并不限于此。显示面板136用于提供影像光束300。透镜模块134用以将影像光束300投射至反射镜132。反射镜132将影像光束300投射至罩体120的反射区域122。接着，反射区域122再将影像光束300反射至投影目标210。
在本实施例中，反射镜132例如是自由曲面反射镜。投影装置130利用自由曲面反射镜来校正因反射区域122所产生的像差。因此，本实施例的头戴式显示装置100可提供良好显示品质。在一实施例中，透镜模块134包括一个或多个单面或双面的自由曲面透镜。投影装置130也可利用一个或多个单面或双面的自由曲面透镜来校正因罩体120的反射区域122所产生的像差，但本实用新型并不限于此。在一实施例中，投影装置130也可同时利用自由曲面反射镜以及一个或多个单面或双面的自由曲面透镜来校正因罩体120的反射区域122所产生的像差。
图3是示出图1实施例的头戴式显示装置的俯视示意图。图4是示出图3实施例的头戴式显示装置的部分区域示意图。请参考图1、图3及图4，在本实施例中，使用者200的眼睛210与两眼之间的鼻梁230三点例如形成参考平面R。在本实施例中，在罩体120上的反射区域122例如位在以C为切点的切平面T，并且具有第一法线N。反射镜132具有第二法线O，其例如是反射镜132的光轴。第一法线N与第二法线O在参考平面R上的正投影相交处例如夹锐角α，以使影像光线300在反射镜132不位于使用者200的正前方时，仍能够准确地投射至使用者200的眼睛210中。
此外，请参照图1、图3及图4，在本实施例中，反射镜132设置在参考平面R下方。罩体120的反射区域122也位在参考平面R下方，但本实用新型并不限于此。在一实施例中，反射镜132也可设置在参考平面R上方。罩体120的反射区域122也可位在参考平面R上方。本实用新型对反射镜132以及反射区域122的位置并不限于此。
在本实施例中，反射镜132、透镜模块134以及显示面板136可分别由所属技术领域的任一种反射镜、透镜模块以及显示面板(如数字微镜元件或硅基液晶面板等)来加以实施，本实用新型并不限于此。因此，反射镜132、透镜模块134以及显示面板136的结构及其实施方式对于熟知本领域技术人员而言，可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，本实用新型在此不再赘述。
图5是示出本实用新型一实施例的头戴式显示装置的侧视示意图。图6是示出图5实施例的投影装置的概要示意图。请参考图5及图6，本实施例的头戴式显示装置500类似于图1实施例的头戴式显示装置100，但两者之间主要的差异在于，在头戴式显示装置500中，反射镜532是设置在参考平面R上方，罩体520的反射区域522也是位在参考平面R上方，由显示面板536提供影像光束700投射到反射镜532反射至罩体520的反射区域522后，投射至投影目标610(即使用者600的眼睛)。另外，本实施例的头戴式显示装置的架构及其操作方法对于熟知本领域技术人员而言可以由图1至图4实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。
综上所述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本实用新型的范例实施例中，投影装置设置在本体内，以减少额外的元件架设在使用者附近，提高使用者的安全性。此外，在本实用新型的范例实施例中，投影装置利用自由曲面反射镜或自由曲面透镜来校正因罩体的反射区域所产生的像差，因此可提供良好显示品质。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求及实用新型内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
100、500：头戴式显示装置
110、510：本体
120、520：罩体
122、522：反射区域
130、530：投影装置
132、532：反射镜
134、534：透镜模块
136、536：显示面板
200、600：使用者
210、610：投影目标、眼睛
300、700：影像光束
X、Y、Z：方向
R：参考平面
N：第一法线
O：第二法线
T：切平面
C：切点
α：锐角。

Claims (9)

1.一种头戴式显示装置，包括：
本体；
罩体，枢设在该本体，该罩体包括反射区域，该反射区域具有第一法线；以及
投影装置，设置在该本体内，用于将影像光束投射至该罩体的该反射区域，且该反射区域将该影像光束反射至投影目标，
其中该投影装置包括反射镜，该反射镜具有第二法线，且该第一法线与该第二法线在参考平面上的正投影相交处夹锐角。
2.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该反射镜是自由曲面反射镜，该投影装置利用该自由曲面反射镜来校正因该反射区域所产生的像差。
3.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该投影装置还包括透镜模块，用以将该影像光束投射至该反射镜，其中该透镜模块包括一个或多个单面或双面的自由曲面透镜。
4.如权利要求3所述的头戴式显示装置，其特征在于，该投影装置利用该一个或多个单面或双面的自由曲面透镜来校正因该罩体的该反射区域所产生的像差。
5.如权利要求3所述的头戴式显示装置，其特征在于，该反射镜是自由曲面反射镜，该投影装置利用该自由曲面反射镜以及该一个或多个单面或双面的自由曲面透镜来校正因该罩体的该反射区域所产生的像差。
6.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该反射镜设置在该参考平面上方，且该罩体的该反射区域位于该参考平面上方。
7.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该反射镜设置在该参考平面下方，且该罩体的该反射区域位于该参考平面下方。
8.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该反射区域选自该罩体的表面上的平面区域或弯曲表面区域。
9.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，该头戴式显示装置是安全帽，该本体是该安全帽的帽体，且该罩体是该安全帽的透光面罩。
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