TW201918746A - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括本體、束帶、兩個第一彈性部、兩個第二彈性部、兩個第一軟墊以及兩個第二軟墊。本體對應使用者的眼部。束帶連接於本體，用以環繞使用者的頭部。兩個第一彈性部與兩個第二彈性部設置於束帶或本體。兩個第一軟墊設置於這些第一彈性部。這些第一軟墊分別用以抵靠使用者的左顴骨以及右顴骨。兩個第二軟墊設置於這些第二彈性部。這些第二軟墊分別用以抵靠使用者的左側的第一軟墊與左耳之間以及右側的第一軟墊與右耳之間。

Description

頭戴式顯示裝置

本發明是有關於一種頭戴式顯示裝置，且特別是有關於一種適用大部分頭型的頭戴式顯示裝置。

虛擬實境(Virtual Reality, VR)系統已成為市面上熱門的一大技術，使用者將頭戴式顯示裝置(Head Mounted Display, HMD)藉由頭帶等固定用配件配戴至頭部後，即可藉由位於眼睛前方的本體欣賞三維立體影像，得到更加逼真且有如身歷其境的感受。為了讓使用者能確實將頭戴式顯示裝置緊密地配戴於頭部且與臉部緊密貼合，習知的頭戴式顯示裝置會使用單件式框架搭配軟墊作為將頭戴式顯示裝置貼附於臉部的設計。

然而，人的臉部輪廓大致在鼻子至顴骨及顴骨至耳朵之間具有轉折，而這個轉折呈現的形狀及轉折的程度也是因人而異，例如有些人的臉部輪廓呈現圓弧形，有些人則是呈現較方正的形狀。圖1是習知的頭戴式顯示裝置配戴於不同使用者的頭部的剖面示意圖，請參考圖1。圖1中的兩個封閉輪廓分別為兩個不同的使用者的臉部輪廓，習知的頭戴式顯示裝置10與使用者臉部輪廓的接觸面以虛線表示。由於單件式框架的可變形度有限，使軟墊的支撐方向受到限制，即上述的接觸面變形的幅度不大，因此僅能符合部分使用者的臉部輪廓。舉例來說，圖1中的習知的頭戴式顯示裝置10與使用者臉部輪廓的接觸面能夠符合臉部輪廓較大的使用者的臉部。但是當臉部輪廓較小的使用者配戴習知的頭戴式顯示裝置10時，使用者臉部輪廓的形狀與上述接觸面的形狀不吻合，習知的頭戴式顯示裝置10無法緊密貼附於臉部輪廓較小的使用者的臉部，並進而造成不適感。

本發明提供一種頭戴式顯示裝置，能自動調整姿態以符合不同使用者的臉部輪廓。

本發明的頭戴式顯示裝置包括本體、束帶、兩個第一彈性部、兩個第二彈性部、兩個第一軟墊以及兩個第二軟墊。本體對應使用者的眼部。束帶連接於本體，用以環繞使用者的頭部。兩個第一彈性部與兩個第二彈性部設置於束帶或本體。兩個第一軟墊設置於這些第一彈性部。這些第一軟墊分別用以抵靠使用者的左顴骨以及右顴骨。兩個第二軟墊設置於這些第二彈性部。這些第二軟墊分別用以抵靠使用者的左側的第一軟墊與左耳之間以及右側的第一軟墊與右耳之間。

在本發明的一實施例中，上述的對應使用者的左側的第一彈性部與第二彈性部互相連接，對應使用者的右側的第一彈性部與第二彈性部互相連接。

在本發明的一實施例中，上述的這些第一彈性部可拆卸地組裝至本體，這些第二彈性部與束帶一體成形。

在本發明的一實施例中，上述的這些第一彈性部具有壓縮彈簧。

在本發明的一實施例中，上述的各個第一彈性部具有球接頭，連接壓縮彈簧。

在本發明的一實施例中，上述的這些第一彈性部及這些第二彈性部與束帶一體成形。

在本發明的一實施例中，上述的頭戴式顯示裝置更包括額墊，設置於束帶，用以抵靠使用者的額頭。

在本發明的一實施例中，上述的額墊與這些第二軟墊相連。

在本發明的一實施例中，上述的頭戴式顯示裝置更包括鼻墊，用以抵靠使用者的鼻子，其中這些第一軟墊與鼻墊相連且成型為一體。

基於上述，藉由第一軟墊與第二軟墊分別抵靠使用者的臉部的不同位置，本發明的頭戴式顯示裝置能夠適當貼附於各種不同的使用者的臉部，提升使用者的舒適感。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。圖3是圖2的頭戴式顯示裝置的爆炸示意圖。圖4是圖2的頭戴式顯示裝置配戴於使用者的頭部時的剖視圖。請參考圖2至圖4，本實施例的頭戴式顯示裝置100包括本體110、束帶120、兩個第一彈性部130、兩個第二彈性部140、兩個第一軟墊150以及兩個第二軟墊160。束帶120連接於本體110，用以環繞一使用者的頭部。本實施例的兩個第一彈性部130與兩個第二彈性部140設置於束帶120，但在其他實施例中兩個第一彈性部130與兩個第二彈性部140也可設置本體110。每個第一軟墊150設置於一個第一彈性部130。一個第一軟墊150用以抵靠使用者的左顴骨，而另一個第一軟墊150用以抵靠使用者的右顴骨。每個第二軟墊160設置於一個第二彈性部140。一個第二軟墊160用以抵靠使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間，而另一個第二軟墊160用以抵靠使用者的右側的第一軟墊150與右耳之間。

如圖4所示，本體110對應使用者的眼部，其中設置於本體110的顯示裝置例如是液晶顯示器(Liquid-Crystal Display, LCD)、有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED)顯示器。此外，本體還可以包含動作感測器、其他電子零件以及光學零件等。動作感測器可以是加速度計與陀螺儀，以便於偵測頭戴式顯示裝置100的X軸、Y軸以及Z軸的加速度以及角加速度。

在本實施例中，透過將束帶120束緊或放鬆，進而使頭戴式顯示裝置100固定於使用者的頭部或鬆開。詳細而言，束帶120的兩端連接本體110，束帶120自本體110沿著使用者的頭部邊緣延伸，且通過使用者的耳朵上方，進而環繞使用者的頭部。其中，束帶120可以藉由調整機構（未繪示）束緊或鬆開，在此不限制調整束帶鬆緊的方法。此外，束帶120具有彈性，當束帶120束緊時，能夠緊密貼附使用者頭部，讓使用者配戴時更為舒適。

兩個第一彈性部130與兩個第二彈性部140設置於束帶120。束帶120可包括一支架122。兩個第一彈性部130與兩個第二彈性部140設置於支架122，而支架122設置於本體110。兩個第一彈性部130與兩個第二彈性部140互相連動。詳細而言，當兩個第一彈性部130受力時，兩個第二彈性部140將會受到對應的第一彈性部130擠壓或拉扯，進而產生移動或變形。

每個第一軟墊150設置於一個第一彈性部130。一個第一軟墊150用以抵靠使用者的左顴骨，另一個第一軟墊150用以抵靠使用者的右顴骨。每個第二軟墊160設置於一個第二彈性部140。一個第二軟墊160用以抵靠使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間，另一個第二軟墊160用以抵靠使用者的右側的第一軟墊150與右耳之間。進一步來說，兩個第一軟墊150用以提供使用者配戴頭戴式顯示裝置100時臉部前方的支撐。兩個第二軟墊160用以提供使用者配戴頭戴式顯示裝置100時臉部左側及右側的支撐。兩個第一軟墊150與兩個第二軟墊160除了能夠對使用者的臉部提供支撐，也可以緊密貼附於使用者的臉部，也能夠提升配戴時的舒適感。舉例而言，第一彈性部130與第二彈性部140的材質可以是塑膠、橡膠或是金屬。第一軟墊150以及第二軟墊160可以是泡棉、橡膠、泡棉包覆皮革外層、泡棉包覆布料外層或是植絨泡棉(Flocking foam)。

額墊170設置於束帶120，用以抵靠使用者的額頭。詳細而言，額墊170對應使用者的額頭，作為使用者配戴頭戴式顯示裝置100時頭部前方的支撐部份。

在本實施例中，對應使用者的左側的第一彈性部130與第二彈性部140互相連接，對應使用者的右側的第一彈性部130與第二彈性部140互相連接。相較於習知的頭戴式顯示裝置所使用的單件式框架，本實施例中對應使用者的左側的第一軟墊150與第二軟墊160互相分離，對應使用者的右側的第一軟墊150與第二軟墊160也互相分離，且各個第一彈性部130與各個第二彈性部140也能分別朝不同方向彈性變形。上述的配置方式增加了頭戴式顯示裝置100的可變形度，頭戴式顯示裝置100與使用者的頭部接觸的部分的形狀可以自動依據其頭型而變形。

以下將針對本實施例的頭戴式顯示裝置100的穿戴方式，以及頭戴式顯示裝置100貼附使用者臉部的方法進行說明。

首先，使用者將本體110對位於眼部的位置，並將束帶120套設於頭部，使頭戴式顯示裝置100呈大略固定於頭部的狀態。之後，使用者將束帶120束緊，兩個第一軟墊150藉由第一彈性部130分別抵靠使用者的左顴骨以及右顴骨，額墊170抵靠使用者的額頭。此時，兩個第一軟墊150受到來自使用者臉部的反作用力而朝向本體110靠攏。

兩個第二軟墊160如圖4所示藉由第二彈性部140分別以方向D朝向使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間以及右側的第一軟墊150與右耳之間移動，直至兩第二軟墊150夾持使用者的臉頰。當束帶120完全束緊時，頭戴式顯示裝置100緊密且穩固地貼附於使用者的頭部、臉部前方以及左右臉頰，即頭戴式顯示裝置100完全沿著臉部輪廓貼附。在完成上述束緊的過程後，即便使用者配戴頭戴式顯示裝置100進行劇烈運動，頭戴式顯示裝置100也不會脫離使用者的頭部或是與使用者的頭部產生碰撞與摩擦，增加配戴時的安全性與舒適性。

在束帶120束緊後，兩個第一軟墊150透過對應的第一彈性部130貼附於使用者的左顴骨以及右顴骨，兩個第二軟墊160透過對應的第二彈性部140貼附於使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間以及右側的第一軟墊150與右耳之間，符合人的臉部輪廓的轉折。換句話說，頭戴式顯示裝置100在配戴時能根據使用者的臉部輪廓的不同，兩個第一軟墊150與兩個第二軟墊160隨之改變位置及角度，以符合大部分使用者的臉部輪廓，進而讓大部分的使用者能夠體驗配戴時的舒適感。

以下將列舉其他實施例以作為說明。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。各實施例的不同特徵原則上皆可應用於其他實施例中。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖5是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。請參考圖5，本實施例的頭戴式顯示裝置100a與上述實施例的頭戴式顯示裝置100大致相同，兩者重複的部分在此不再贅述。兩者間的主要差異在於：兩個第一軟墊。

本實施例的頭戴式顯示裝置100a更包括鼻墊152，用以抵靠使用者的鼻子。兩個第一軟墊150與鼻墊152相連且成型為一體。鼻墊152除了能夠對使用者的臉部提供額外的支撐，也可以貼附於使用者的鼻子，提升配戴時的舒適感及穩定性。本實施例的兩個第一軟墊150與鼻墊152一體成形，能夠省去分別開模製造第一軟墊與鼻墊的成本，也可縮短兩個第一軟墊150在組裝時須分別對位的時間。

圖6是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。圖7是圖6的頭戴式顯示裝置沿線A-A’的剖面圖。請參考圖6及圖7，本實施例的頭戴式顯示裝置100b與圖2的頭戴式顯示裝置100大致相同，兩者重複的部分在此不再贅述。兩者間的主要差異在於：兩個第一彈性部與兩個第二彈性部的連接方式。

在本實施例中，這些第一彈性部130a可拆卸地組裝至本體110，而這些第二彈性部140a與束帶120一體成形。

另一方面，第一彈性部130a具有壓縮彈簧134。在本實施例中，在壓縮彈簧134的周圍設置有保護殼，罩覆於壓縮彈簧134的外部，避免壓縮彈簧134受到外力損壞。第一彈性部130a更具有球接頭132，連接壓縮彈簧134。藉由上述的配置，使對應的第一軟墊150能夠對應使用者的左顴骨以及右顴骨的角度及位置而移動或轉動。在其他實施例中，各個第一彈性部可以具有銷接頭或是其他種類的連接件，本發明在此不加以限制。

本實施例的兩個第二彈性部140a與束帶120一體成形，能夠省去分別開模製造第二彈性部與束帶的成本。此外，由於本實施例的兩個第二彈性部140a與束帶120一體成形，可選擇性地使得各個第二軟墊160能夠沿著束帶120延伸且與額墊170一體成形，進一步省去分別開模製造第二軟墊與額墊的成本。

基於本實施例的兩個第一軟墊與兩個第二軟墊的設計原則，兩個第一軟墊150透過對應的第一彈性部130a貼附於使用者的左顴骨以及右顴骨，兩個第二軟墊160透過對應的第二彈性部140a貼附於使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間以及右側的第一軟墊150與右耳之間，符合人的臉部輪廓的轉折。換句話說，頭戴式顯示裝置100b在配戴時能根據使用者的臉部輪廓的不同，兩個第一軟墊150與兩個第二軟墊160隨之改變位置及角度，以符合大部分使用者的臉部輪廓，進而讓大部分的使用者能夠體驗配戴時的舒適感。

圖8是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。圖9是圖8的頭戴式顯示裝置的爆炸示意圖。請參考圖8及圖9，本實施例的頭戴式顯示裝置100c與圖2的頭戴式顯示裝置100大致相同，兩者重複的部分在此不再贅述。兩者間的主要差異在於：兩個第一彈性部與兩個第二彈性部的連接方式。

在本實施例中，第一彈性部130b及第二彈性部140b與束帶120一體成形。

本實施例的第二彈性部140b是自束帶120延伸形成。各個第一彈性部130b是從對應的第二彈性部140b延伸形成的彈性支架。藉由上述的結構，使各個第一軟墊150與各個第二軟墊160能夠配置於適當的位置且可分別移動。

本實施例的兩個第一彈性部140b及兩個第二彈性部140b與束帶120一體成形，能夠省去分別開模製造第一彈性部、第二彈性部與束帶的成本。此外，由於本實施例的兩個第二彈性部140b與束帶120一體成形，使得各個第二軟墊160能夠沿著束帶120延伸且與額墊170一體成形，進一步省去分別開模製造第二軟墊與額墊的成本。

基於本實施例的兩個第一軟墊與兩個第二軟墊的設計原則，兩個第一軟墊150透過對應的第一彈性部130b貼附於使用者的左顴骨以及右顴骨，兩個第二軟墊160透過對應的第二彈性部140b貼附於使用者的左側的第一軟墊150與左耳之間以及右側的第一軟墊150與右耳之間，符合人的臉部輪廓的轉折。換句話說，頭戴式顯示裝置100c在配戴時能根據使用者的臉部輪廓的不同，兩個第一軟墊150與兩個第二軟墊160隨之改變位置及角度，以符合大部分使用者的臉部輪廓，進而讓大部分的使用者能夠體驗配戴時的舒適感。

綜上所述，在本發明的頭戴式顯示裝置中，藉由第一軟墊與第二軟墊分別的抵靠使用者的臉部的不同部位，使頭戴式顯示裝置配戴時能夠適當貼附於使用者的臉部，提升使用者的舒適感。此外，藉由第一軟墊與第二軟墊分別抵靠使用者臉部的不同部位，還可讓兩個軟墊根據不同使用者的臉部輪廓而自動調整位置，進而讓大部分的使用者能夠體驗配戴時的舒適感。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧習知的頭戴式顯示裝置

100、100a、100b、100c‧‧‧頭戴式顯示裝置

110‧‧‧本體

120‧‧‧束帶

122‧‧‧支架

130、130a、130b‧‧‧第一彈性部

132‧‧‧球接頭

134‧‧‧壓縮彈簧

140、140a、140b‧‧‧第二彈性部

150‧‧‧第一軟墊

152‧‧‧鼻墊

160‧‧‧第二軟墊

170‧‧‧額墊

A-A’‧‧‧線

D‧‧‧方向

圖1是習知的頭戴式顯示裝置配戴於不同使用者的頭部的剖面示意圖。 圖2是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖3是圖2的頭戴式顯示裝置的爆炸示意圖。 圖4是圖2的頭戴式顯示裝置配戴於使用者的頭部時的剖視圖。 圖5是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖6是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖7是圖6的頭戴式顯示裝置沿線A-A’的剖視圖。 圖8是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖9是圖8的頭戴式顯示裝置的爆炸示意圖。

Claims (9)

1. 一種頭戴式顯示裝置，包括： 一本體，對應一使用者的眼部； 一束帶，連接於該本體，用以環繞該使用者的頭部； 兩個第一彈性部與兩個第二彈性部，設置於該束帶或該本體； 兩個第一軟墊，設置於該些第一彈性部，其中該些第一軟墊分別用以抵靠該使用者的左顴骨以及右顴骨；以及 兩個第二軟墊，設置於該些第二彈性部，其中該些第二軟墊分別用以抵靠該使用者的左側的該第一軟墊與左耳之間以及右側的該第一軟墊與右耳之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中對應該使用者的左側的該第一彈性部與該第二彈性部互相連接，對應該使用者的右側的該第一彈性部與該第二彈性部互相連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中該些第一彈性部可拆卸地組裝至該本體，該些第二彈性部與該束帶一體成形。
4. 如申請專利範圍第3項所述的頭戴式顯示裝置，其中該些第一彈性部具有一壓縮彈簧。
5. 如申請專利範圍第4項所述的頭戴式顯示裝置，其中各該第一彈性部更具有一球接頭，連接該壓縮彈簧。
6. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中該些第一彈性部及該些第二彈性部與該束帶一體成形。
7. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，更包括一額墊，設置於該束帶，用以抵靠該使用者的額頭。
8. 如申請專利範圍第7項所述的頭戴式顯示裝置，其中該額墊與該些第二軟墊相連。
9. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，更包括一鼻墊，用以抵靠該使用者的鼻子，其中該些第一軟墊與該鼻墊相連且成型為一體。