TW202011081A - 頭戴顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種頭戴顯示裝置，其包括主機、承靠座、隔板、旋鈕、導引件、第一齒輪、第二齒輪以及頭帶組。隔板固定於承靠座內。旋鈕樞設於承靠座外。導引件樞設於承靠座內，且配置用以被旋鈕帶動而旋轉。導引件包括軸部，穿過承靠座與隔板。第一齒輪與第二齒輪套設於軸部，且被隔板分隔開來。頭帶組連接主機與承靠座。頭帶組包括輔助頭帶、第一側頭帶以及第二側頭帶。第一齒輪配置用以帶動輔助頭帶。第二齒輪配置用以帶動第一側頭帶與第二側頭帶。

Description

頭戴顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種頭戴顯示裝置。
所謂的虛擬實境(virtual reality)是指利用電腦模擬產生三維虛擬環境，以提供使用者視覺、嗅覺或觸覺等感官模擬，讓使用者獲致身臨其境的臨場感。
一般而言，使用者需穿戴頭戴顯示裝置以取得三維虛擬環境的影像畫面，其中頭戴顯示裝置可概分為主機與頭帶組等兩大部分，且頭帶組可概分為通過使用者的頭部左右兩側的兩側頭帶，以及通過使用者的頭頂的輔助頭帶。藉由調整兩側頭帶或輔助頭帶的長度，使用者能控制其穿戴頭戴顯示裝置時的鬆緊程度。雖然兩側頭帶的長度可透過同一調整機構同步調整，但輔助頭帶的長度需透過另一調整機構進行調整。因此，在兩側頭帶以及輔助頭帶的長度無法同步調整的情況下，使用者需花費更多時間來調整其穿戴頭戴顯示裝置時的鬆緊程度。
本發明提供一種頭戴顯示裝置，其具有良好的使用便利性。
本發明的頭戴顯示裝置包括主機、承靠座、隔板、旋鈕、導引件、第一齒輪、第二齒輪以及頭帶組。承靠座相對於主機設置。隔板固定於承靠座內。旋鈕樞設於承靠座外。導引件樞設於承靠座內，且配置用以被旋鈕帶動而旋轉。導引件包括軸部，穿過承靠座與隔板。第一齒輪與第二齒輪套設於軸部，且被隔板分隔開來。頭帶組連接主機與承靠座。頭帶組包括輔助頭帶、第一側頭帶以及第二側頭帶。輔助頭帶具有伸入承靠座的輔助齒排部，且第一齒輪嚙接輔助齒排部的輔助內齒排。第一側頭帶具有伸入承靠座的第一齒排部，且輔助齒排部與第一齒排部被隔板分隔開來。第二側頭帶具有伸入承靠座的第二齒排部，其中第二齒排部疊設於第一齒排部，且第二齒輪嚙接第一齒排部的第一內齒排與第二齒排部的第二內齒排。
基於上述，本發明的頭戴顯示裝置能同步控制第一側頭帶、第二側頭帶以及輔助頭帶移動，以快速地調整使用者穿戴頭戴顯示裝置時的鬆緊程度。換句話說，本發明的頭戴顯示裝置具有良好的使用便利性。
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1是本發明一實施例的頭戴顯示裝置的示意圖。圖2A與圖2B分別是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的旋鈕所在處於兩不同視角的局部放大示意圖。圖3是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的承靠座與輔助頭帶的局部放大示意圖。圖4是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的承靠座、輔助頭帶、第一側頭帶以及第二側頭帶的局部放大示意圖。特別說明的是，圖2A的旋鈕140採用虛線繪示，以清楚呈現內部結構配置。圖2B省略繪示承靠座120的部分殼體與頭帶組180，以清楚呈現內部結構配置。圖3省略繪示承靠座120的部分殼體與第二齒輪170，且隔板130採用虛線繪示，以清楚呈現內部結構配置。圖4省略繪示承靠座120的部分殼體，以清楚呈現內部結構配置。
請先參考圖1、圖2A以及圖2B，在本實施例中，頭戴顯示裝置100包括主機110、承靠座120、隔板130、旋鈕140、導引件150、第一齒輪160、第二齒輪170以及頭帶組180，其中主機110可用以收發訊號或資訊、處理訊號或資訊、接受電力以及顯示影像，且與承靠座120相對設置。進一步來說，當使用者穿戴頭戴顯示裝置100時，主機110貼附於使用的眼前，而承靠座120抵靠使用者的後腦勺。另一方面，旋鈕140樞設於承靠座120外，也就是說，旋鈕140與主機110分別位於承靠座120的相對兩側。導引件150樞設於承靠座120內，且被旋鈕140罩覆。進一步而言，旋鈕140與導引件150可彼此分離或因旋鈕140的旋轉而彼此抵靠，當旋鈕140旋轉而推抵導引件150時，導引件150可隨旋鈕140同步旋轉。
承靠座120包括內齒棘輪部121，其中旋鈕140樞設於內齒棘輪部121上，且包括驅動部141(示意地繪示出多個)。這些驅動部141例如是凸塊，凸設於旋鈕140面向承靠座120的一側，且位於內齒棘輪部121內。導引件150包括軸部151、定位部152以及止擋部153，其中軸部151樞設於內齒棘輪部121內，且定位部152與止擋部153連接軸部151的外周面。進一步而言，定位部152與止擋部153位於內齒棘輪部121內，且定位部152配置用以嚙接內齒棘輪部121的多個內棘齒122。另一方面，定位部152的數量與止擋部153的數量可為多個，例如是與這些驅動部141的數量相同。每一定位部152具有相對的嚙接部152a與從動部152b，其中這些從動部152b與這些止擋部153連接軸部151的外周面，且每一止擋部153位於對應的從動部152b的一側，或者是任兩相鄰的從動部152b之間設有一個止擋部153。
承上述，每一嚙接部152a連接對應的從動部152b，且延伸至對應的止擋部153的一側，並以背向軸部151的一側嚙接這些內棘齒122的至少部分。另一方面，每一驅動部141位於對應的嚙接部152a與從動部152b之間，換句話說，每一嚙接部152a與對應的從動部152b之間存在一讓位空間，以容納對應的驅動部141。舉例來說，旋鈕140配置用以相對於承靠座120正轉或逆轉，當旋鈕140相對於承靠座120正轉時，每一驅動部141相對於內齒棘輪部121旋轉而推動對應的從動部152b，以帶動導引件150沿同向同步旋轉。當旋鈕140停止旋轉時，這些嚙接部152a與這些內棘齒122的產生結構干涉，需先解除這些嚙接部152a與這些內棘齒122的結構干涉，方能視需求再使旋鈕140與導引件150相對於承靠座120正轉或逆轉。
當旋鈕140相對於承靠座120逆轉時，每一驅動部141推動對應的嚙接部152a，以使對應的嚙接部152a朝向軸部151產生彈性變形，從而解除與這些內棘齒122的至少部分的結構干涉。另一方面，每一嚙接部152a與軸部151之間維持間隙G，其中每一止擋部153位於對應的間隙G內，且每一止擋部153可用以限制對應的嚙接部152a的變形程度，避免這些嚙接部152a產生過度變形。接著，持續使旋鈕140相對於承靠座120逆轉，每一驅動部141推動對應的嚙接部152a，以帶動導引件150沿同向同步旋轉。當旋鈕140停止旋轉時，這些嚙接部152a與這些內棘齒122的產生結構干涉，需先解除這些嚙接部152a與這些內棘齒122的結構干涉，方能視需求再使旋鈕140與導引件150相對於承靠座120正轉或逆轉。
除繼續參考圖1、圖2A以及圖2B外，請同時參考圖3與圖4，在本實施例中，隔板130固定於承靠座120內，且導引件150的軸部151穿過承靠座120與隔板130。第一齒輪160與第二齒輪170套設於軸部151，且被隔板130分隔開來。頭帶組180連接主機110與承靠座120，且包括輔助頭帶181、第一側頭帶182以及第二側頭帶183。當使用者穿戴頭戴顯示裝置100時，第一側頭帶182與第二側頭帶183分別通過使用者的頭部的左右兩側，而輔助頭帶181通過使用者的頭頂。藉由調整輔助頭帶181、第一側頭帶182以及第二側頭帶183的長度，能控制使用者穿戴頭戴顯示裝置100時的鬆緊程度。
輔助頭帶181具有伸入承靠座120的輔助齒排部181a，且第一齒輪160嚙接輔助齒排部181a的輔助內齒排181b。另一方面，第一側頭帶182具有伸入承靠座120的第一齒排部182a，且輔助齒排部181a與第一齒排部182a被隔板130分隔開來。第二側頭帶183具有伸入承靠座120的第二齒排部183a，其中第二齒排部183a疊設於第一齒排部182a，且第二齒輪170嚙接第一齒排部182a的第一內齒排182b與第二齒排部183a的第二內齒排183b。進一步而言，隔板130位於輔助齒排部181a與第一齒排部182a之間，且第一齒排部182a位於隔板130與第二齒排部183a之間。輔助齒排部181a垂直於第一齒排部182a與第二齒排部183a，且輔助齒排部181a、第一齒排部182a以及第二齒排部183a能相對移動。
當旋鈕140相對於承靠座120正轉時，導引件150被旋鈕140帶動而同步旋轉，此時，第一齒輪160與第二齒輪170也同步旋轉，其中第一齒輪160帶動輔助齒排部181a沿垂直於第一齒排部182a與第二齒排部183a的方向移動，且第二齒輪170帶動第一齒排部182a與第二齒排部183a分別沿兩相反方向移動。換句話說，藉由旋鈕140與雙齒輪(即第一齒輪160與第二齒輪170)的整合設計，使用者能透過旋轉旋鈕140的方式帶動雙齒輪(即第一齒輪160與第二齒輪170)旋轉，並透過同步旋轉的雙齒輪(即第一齒輪160與第二齒輪170)帶動輔助頭帶181、第一側頭帶182以及第二側頭帶183同步移動，以快速地調整使用者穿戴頭戴顯示裝置100時的鬆緊程度。
在本實施例中，承靠座120包括多個限位部123，位於第一齒輪160與第二齒輪170的周圍，且用以界定出互為垂直的第一限位通道124與第二限位通道125。進一步而言，輔助齒排部181a滑設於第一限位通道124內，且第一齒排部182a與第二齒排部183a滑設於第二限位通道125內，以提高輔助頭帶181、第一側頭帶182以及第二側頭帶183移動時的穩定度。
另一方面，頭戴顯示裝置100更包括第一彈性定位件190a與第二彈性定位件190b，卡接於軸部151，且例如是彈性定位環。第一彈性定位件190a與第二彈性定位件190b被隔板130分隔開來，其中第一彈性定位件190a位於第一齒輪160與軸部151之間，且被第一齒輪160環繞。第二彈性定位件190b位於第二齒輪170與軸部151之間，且被第二齒輪170環繞。
在本實施例中，第一彈性定位件190a可包括第一彈性卡抵部191a(示意地繪示出多個)，第一彈性定位件190a與軸部151相固定，並以這些第一彈性卡抵部191a卡抵第一齒輪160的內周面161上的多個卡槽162。藉由這些第一彈性卡抵部191a與這些卡槽162的卡合關係，第一齒輪160可套接於軸部151並隨軸部151同步旋轉。另一方面，第二彈性定位件190b可包括第二彈性卡抵部191b(示意地繪示出多個)，第二彈性定位件190b與軸部151相固定，並以這些第二彈性卡抵部191b卡抵第二齒輪170的內周面171上的多個卡槽172。藉由這些第二彈性卡抵部191b與這些卡槽172的卡合關係，第二齒輪170可套接於軸部151並隨軸部151同步旋轉。
進一步而言，第一齒輪160與第一彈性定位件190a設有單向空轉設計，且第二齒輪170與第二彈性定位件190b設有單向空轉設計。基於前述單向空轉設計，當輔助頭帶181的移動自由度暫時受到限制時，第一齒輪160暫時無法隨軸部151同步旋轉，使得第一彈性定位件190a與第一齒輪160產生滑脫，但第二齒輪170仍可隨軸部151同步旋轉，以帶動第一側頭帶182與第二側頭帶183移動。又或者是，當第一側頭帶182與第二側頭帶183的移動自由度暫時受到限制時，第二齒輪170暫時無法隨軸部151同步旋轉，使得第二齒輪170與第二彈性定位件190b產生滑脫，但第一齒輪160仍可隨軸部151同步旋轉，以帶動輔助頭帶181移動。
以第一齒輪160與第一彈性定位件190a的配合為例，每一第一彈性卡抵部191a具有相對的第一順向面192a與第一止擋面193a，且每一卡槽162具有相對的第二順向面162a與第二止擋面162b。每一第一彈性卡抵部191a的第一順向面192a用以抵靠任一卡槽162的第二順向面162a，且每一第一彈性卡抵部191a的第一止擋面193a用以抵靠任一卡槽162的第二止擋面162b。因此，當輔助頭帶181的移動自由度暫時受到限制時，這些第一順向面192a可滑動通過這些第二順向面162a，以使第一彈性定位件190a與第一齒輪160產生滑脫。當使第一彈性定位件190a反轉時，這些第一止擋面193a與這些第二止擋面162b相卡抵，以使第一齒輪160、第一彈性定位件190a以及軸部151同步旋轉。因第二齒輪170的卡槽172與第二彈性定位件190b的這些第二彈性卡抵部191b的結構設計及運作原理相同或相似，於此不重複贅述。
綜上所述，本發明藉由旋鈕與雙齒輪的整合設計，使用者能透過旋轉旋鈕的方式帶動雙齒輪旋轉，並透過同步旋轉的雙齒輪帶動第一側頭帶、第二側頭帶以及輔助頭帶同步移動，以快速地調整使用者穿戴頭戴顯示裝置時的鬆緊程度。換句話說，本發明的頭戴顯示裝置具有良好的使用便利性。
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。
100:頭戴顯示裝置110:主機120:承靠座121:內齒棘輪部122:內棘齒123:限位部124:第一限位通道125:第二限位通道130:隔板140:旋鈕141:驅動部150:導引件151:軸部152:定位部152a:嚙接部152b:從動部153:止擋部160:第一齒輪161、171:內周面162、172:卡槽162a:第二順向面162b:第二止擋面170:第二齒輪180:頭帶組181:輔助頭帶181a:輔助齒排部181b:輔助內齒排182:第一側頭帶182a:第一齒排部182b:第一內齒排183:第二側頭帶183a:第二齒排部183b:第二內齒排190a:第一彈性定位件191a:第一彈性卡抵部192a:第一順向面193a:第一止擋面190b:第二彈性定位件191b:第二彈性卡抵部G:間隙
圖1是本發明一實施例的頭戴顯示裝置的示意圖。 圖2A與圖2B分別是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的旋鈕所在處於兩不同視角的局部放大示意圖。 圖3是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的承靠座與輔助頭帶的局部放大示意圖。 圖4是本發明一實施例的頭戴顯示裝置中的承靠座、輔助頭帶、第一側頭帶以及第二側頭帶的局部放大示意圖。
100:頭戴顯示裝置
110:主機
120:承靠座
140:旋鈕
180:頭帶組
181:輔助頭帶
182:第一側頭帶
183:第二側頭帶

Claims (11)

  1. 一種頭戴顯示裝置，包括： 一主機； 一承靠座，相對於該主機設置； 一隔板，固定於該承靠座內； 一旋鈕，樞設於該承靠座外； 一導引件，樞設於該承靠座內，且配置用以被該旋鈕帶動而旋轉，該導引件包括一軸部，穿過該承靠座與該隔板； 一第一齒輪，套設於該軸部： 一第二齒輪，套設於該軸部，且該第一齒輪與該第二齒輪被該隔板分隔開來；以及 一頭帶組，連接該主機與該承靠座，該頭帶組包括： 一輔助頭帶，具有伸入該承靠座的一輔助齒排部，且該第一齒輪嚙接該輔助齒排部的一輔助內齒排； 一第一側頭帶，具有伸入該承靠座的一第一齒排部，且該輔助齒排部與該第一齒排部被該隔板分隔開來；以及 一第二側頭帶，具有伸入該承靠座的一第二齒排部，其中該第二齒排部疊設於該第一齒排部，且該第二齒輪嚙接該第一齒排部的一第一內齒排與該第二齒排部的一第二內齒排。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該承靠座包括一內齒棘輪部，且該旋鈕樞設於該內齒棘輪部上，該導引件還包括一定位部，其中該定位部位於該內齒棘輪部內，且配置用以嚙接該內齒棘輪部的多個內棘齒。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的頭戴顯示裝置，其中該旋鈕包括一驅動部，位於該內齒棘輪部內，該定位部具有相對的一嚙接部與一從動部，且該驅動部位於該嚙接部與該從動部之間，該驅動部配置用以相對於該內齒棘輪部旋轉而推動該從動部或推動該嚙接部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的頭戴顯示裝置，其中該導引件還包括一止擋部，且該從動部與該止擋部連接該軸部的外周面，且該止擋部位於該從動部的一側，該嚙接部連接該從動部，且延伸至該止擋部的一側。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的頭戴顯示裝置，其中該嚙接部與該軸部之間維持一間隙，且該止擋部位於該間隙內。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該承靠座包括多個限位部，位於該第一齒輪與該第二齒輪的周圍，且用以界定出兩限位通道，該輔助齒排部滑設於該兩限位通道的其一內，且該第一齒排部與該第二齒排部滑設於該兩限位通道的另一內。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該輔助齒排部垂直於該第一齒排部與該第二齒排部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，更包括: 一彈性定位件，卡接於該軸部，且被該第一齒輪環繞，該彈性定位件包括一彈性卡抵部，配置用以卡抵該第一齒輪的內周面上的多個卡槽。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的頭戴顯示裝置，其中該彈性卡抵部具有相對的一第一順向面與一第一止擋面，且各該卡槽具有相對的一第二順向面與一第二止擋面，該第一順向面用以抵靠任一該第二順向面，且該第一止擋面用以抵靠任一該第二止擋面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，更包括: 一彈性定位件，卡接於該軸部，且被該第二齒輪環繞，該彈性定位件包括一彈性卡抵部，配置用以卡抵該第二齒輪的內周面上的多個卡槽。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的頭戴顯示裝置，其中該彈性卡抵部具有相對的一第一順向面與一第一止擋面，且各該卡槽具有相對的一第二順向面與一第二止擋面，該第一順向面配置用以抵靠任一該第二順向面，且該第一止擋面配置用以抵靠任一該第二止擋面。
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