TWI579481B - 萬向接頭模組及頭戴型顯示裝置 - Google Patents

Description

萬向接頭模組及頭戴型顯示裝置

本發明是有關於一種接頭模組及顯示裝置，且特別是有關於一種萬向接頭模組及頭戴型顯示裝置。

隨著科技的快速發展，近年來發展出將頭戴式裝置與電子模組整合的產品，以使電子模組可配戴於使用者的頭部。舉例來說，將顯示模組配置在頭戴式電子裝置上，以讓使用者可以直接在眼前看到畫面。為了讓使用者可以將顯示模組自行調整至適合角度，顯示模組可以透過萬向接頭配置在頭戴式裝置上。

在一般傳統的萬向接頭中，球頭與座體的表面接觸，利用球頭相對於座體運動時摩擦力作為阻尼，而使球頭能夠相對座體停留在不同的位置。然而，球頭（一般為金屬）與座體（一般為塑膠）在經過一段時間使用之後，會因為磨耗而在兩者之間產生間隙，而導致球頭不能完整地接觸到座體而無法固定，可能會使得顯示模組下垂。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種萬向接頭模組，其具有較長的使用壽命。

本發明提供一種頭戴型顯示裝置，其具有上述的萬向接頭模組。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種萬向接頭模組，包括一座體、一第一承座、一球轉軸、一固定件及至少一彈性件。座體包括一內部空間、連通於內部空間的一孔洞，以及連通於內部空間且相對於孔洞的一開口。第一承座位在內部空間。球轉軸包括一球頭與連接於球頭的一軸體，球頭可轉動地配置於內部空間且抵靠於第一承座，軸體穿過孔洞。固定件位在內部空間中且靠近開口，固定件可移動地固定於座體，以調整固定件與第一承座之間的距離。彈性件配置於內部空間且位於第一承座與固定件之間，其中彈性件受固定件擠壓而推擠第一承座，以使第一承座與球頭之間維持一壓力。

在本發明的一實施例中，上述的第一承座包括相對的一第一面與一第二面，第一面承載且貼合於球頭，且彈性件接觸第二面。

在本發明的一實施例中，上述的第一承座的一第一承座外側面緊配於座體的一座體內側面。

在本發明的一實施例中，上述的座體內側面的橫截剖面的形狀為非圓的幾何形狀，且第一承座外側面的橫截剖面的形狀對應於座體內側面的橫截剖面的形狀。

在本發明的一實施例中，上述的座體包括位在一座體內側面的一下固定部，第一承座包括位在一第一承座外側面且對應於下固定部的一第一固定部，第一承座藉由第一固定部與下固定部的配合而固定至座體。

在本發明的一實施例中，上述的座體所使用的材質的硬度大於第一承座所使用的材質的硬度，且球頭所使用的材質的硬度大於第一承座所使用的材質的硬度。

在本發明的一實施例中，上述的第一承座包括朝向固定件凸出的一柱體，彈性件套設於柱體。

在本發明的一實施例中，上述的萬向接頭模組更包括一第二承座，位在內部空間且靠近孔洞，其中球頭抵靠於第二承座。

在本發明的一實施例中，上述的第二承座呈環形，第二承座包括相對的一第三面與一第四面，第三面接觸座體，且第四面抵靠且貼合於球頭。

在本發明的一實施例中，上述的第二承座的一第二承座外側面緊配於座體的一座體內側面。

在本發明的一實施例中，上述的座體內側面的橫截剖面的形狀為非圓的幾何形狀，且第二承座外側面的橫截剖面的形狀對應於座體內側面的橫截剖面的形狀。

在本發明的一實施例中，上述的座體包括位在一座體內側面的一上固定部，第二承座包括位在一第二承座外側面且對應於上固定部的一第二固定部，第二承座藉由第二固定部與上固定部的配合而固定至座體。

在本發明的一實施例中，上述的座體所使用的材質的硬度大於第二承座所使用的材質的硬度，且球頭所使用的材質的硬度大於第二承座所使用的材質的硬度。

在本發明的一實施例中，上述的至少一彈性件包括兩個以上的彈片，各彈片皆呈兩端孔徑不同的中空碗狀，且兩個以上的彈片相互堆疊。

在本發明的一實施例中，上述的座體的一座體內側面在靠近開口處具有一內螺紋，固定件包括一螺絲，且固定件藉由內螺紋可移動地固定於座體。

在本發明的一實施例中，上述的球頭的直徑大於孔洞的孔徑。

本發明的另一實施例提出一種頭戴型顯示裝置，包括一框架、一顯示裝置及上述的萬向接頭模組。框架適於一使用者配戴。顯示裝置適於提供一影像光束以供使用者觀看。萬向接頭模組樞接框架以及顯示裝置。

在本發明的一實施例中，上述的萬向接頭模組更包括一連接槽座，固設於座體的一座體外側面靠近開口處，其中連接槽座適於連接框架。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。本發明的萬向接頭模組藉由可調整的固定件去擠壓彈性件，使彈性件推擠第一承座，以維持第一承座與球頭之間的壓力，而確保第一承座能夠提供球頭足夠的摩擦力，球頭便能夠相對於第一承座轉動且固定在所需的位置上，而使得球轉軸可具有穩定的扭力值，且萬向接頭模組具有較長的使用壽命。

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。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前、後、內或外等，僅是參考附加圖式的方向或相對位置。因此，使用的方向、位置或座標軸等用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是依照本發明的一實施例的一種頭戴型顯示裝置的示意圖。請參閱圖1，本實施例的頭戴型顯示裝置10包括一框架12、一顯示裝置14、一連接槽座16及一萬向接頭模組100。框架12適於讓使用者配戴於其頭部。連接槽座16連接於框架12，連接槽座16可於框架12上移動。藉由萬向接頭模組100，顯示裝置14樞接於連接槽座16。顯示裝置14適於提供一影像光束以供使用者觀看。本實施例的頭戴型顯示裝置10透過萬向接頭模組100，可讓使用者將顯示裝置14調整至最佳的觀看角度。下面將對萬向接頭模組100進行詳細地介紹。

圖2是圖1的頭戴型顯示裝置10的萬向接頭模組100的A平面的剖面示意圖。圖3是圖1的頭戴型顯示裝置10的萬向接頭模組100的爆炸示意圖。

請參閱圖2與圖3，本實施例的萬向接頭模組100包括一座體110、一第一承座120、一球轉軸130、一固定件140、至少一彈性件150及一第二承座160。在本實施例中，座體110呈一鐘形，座體110包括一內部空間116、連通於內部空間116的一孔洞117，以及連通於內部空間116且相對於孔洞117的一開口118。連接槽座16固設於座體110的一座體外側面111且靠近開口118處。

球轉軸130包括一球頭132與連接於球頭132的一軸體134，球頭132可轉動地配置於內部空間116，且軸體134穿過座體110的孔洞117。軸體134可以連接於顯示裝置14。在本實施例中，球頭132的直徑大於孔洞117的孔徑，而使球頭132不會掉出座體110之外。

第一承座120位在內部空間116中較靠近開口118處，第二承座160位在內部空間116且靠近孔洞117處。也就是說，在本實施例中，第一承座120位在圖2中球頭132的下方，第二承座160位在圖2中靠近球頭132上半部的位置。球頭132分別抵靠於第一承座120與第二承座160。

詳細地說，第一承座120包括相對的一第一面121與一第二面122及朝向固定件140凸出的一柱體125。在本實施例中，第一面121為第一承座120朝向上方（即圖2中正Z方向）的表面，第一面121承載且貼合於球頭132；第二面122為朝向下方（即圖2中負Z方向）的表面，彈性件150接觸第二面122。第二承座160呈環形，第二承座160包括相對的一第三面161與一第四面162。在本實施例中，第三面161為第二承座160的外表面，第三面161接觸座體110；第四面162為第二承座160的內表面，第四面162抵靠且貼合於球頭132。

在本實施例中，座體110所使用的材質的硬度大於第一承座120與第二承座160所使用的材質的硬度，且球頭132所使用的材質的硬度大於第一承座120與第二承座160所使用的材質的硬度。舉例而言，球頭132的材質可以是鋼材，座體110的材質可以是鋁材或是鋼材，第一承座120與第二承座160的材質可以是銅合金或是其他硬度較軟的金屬，或者第一承座120與第二承座160的材質也可以是塑膠，本發明不以此為限。第一承座120與第二承座160的材質比球頭132的材質來得軟，可以降低球頭132被磨損的程度。

如圖2所示，至少一彈性件150配置於內部空間116且位於第一承座120與固定件140之間，在本實施例中，彈性件150的數量以兩個為例，但彈性件150亦可以是1個或是3個以上，本發明並不以此為限制。彈性件150例如是金屬、塑膠或其他可提供彈性應力的材質，各彈性件150皆呈兩端孔徑不同的中空碗狀的彈片，在其他實施例中，彈性件150也可以是彈簧或其他適當的彈性元件。彈性件150的中空處可套設於柱體125，以固定彈性件150與第一承座120之間的相對位置，且兩彈性件150相互堆疊。

座體110的一座體內側面112在靠近開口118處具有一內螺紋115，固定件140位在內部空間116中且靠近開口118，固定件140可移動地固定於座體110，以調整固定件140與第一承座120之間的距離。在本實施例中，固定件140包括一螺絲，且固定件140藉由內螺紋115可上下移動地固定於座體110。在本實施例中，位在座體110的開口118附近的固定件140可以阻絕灰塵等外界物質，避免這些外界物質掉入座體110的內部空間116而影響調整球頭132的扭力。

在本實施例中，使用者可以調整固定件140與座體110之間的相對位置，彈性件150會受固定件140擠壓而推擠第一承座120，以使第一承座120與球頭132之間維持一定的壓力。如此一來，第一承座120便能夠持續地藉由彈性件150提供穩定的壓力給球頭132，即便第一承座120與球頭132之間在長時間的使用下因磨損而產生餘隙，只要使用者調整固定件140在座體110上的位置（例如旋轉固定件140朝圖2的上方移動），使彈性件150能夠再度提供足夠的壓力去擠壓第一承座120，便可有效地減少球頭132與第一承座120之間的餘隙。球頭132也會因為被第一承座120擠壓而與第二承座160之間更為貼合，同樣地也能降低球頭132與第二承座160之間的餘隙。因此，本實施例的萬向接頭模組100可維持球轉軸130的扭力值的穩定，並具有較長的使用壽命。

值得一提的是，在本實施例中，萬向接頭模組100的球頭132由於同時被第一承座120與第二承座160包覆，而能夠提供更穩定且平順的轉動效果。在其他實施例中，當第一承座120與彈性件150已可提供足夠的壓力而使第一承座120貼合於球頭132時，萬向接頭模組100也可以省略第二承座160的設置，本發明並不以此為限。

此外，在本實施例中，第一承座120的第一承座外側面與第二承座160的第二承座外側面分別緊配於座體110的座體內側面，而使第一承座120與座體110之間以及第二承座160與座體110之間不會有相對運動。第一承座120與座體110之間以及第二承座160與座體110之間亦可設有其他不會相對運動的結構，本發明並不以此為限。

圖4、圖5A、圖5B分別是依照本發明的另一實施例的一種萬向接頭模組的不同角度的剖面示意圖。圖4為X-Z平面上萬向接頭模組100a的剖面示意圖，圖5A與圖5B則分別是萬向接頭模組100a的第一承座120a與第二承座160a於X-Y平面上的剖面示意圖。請參閱圖4、圖5A與圖5B，座體110a包括位在座體內側面的一下固定部113a1與一上固定部113a2。在本實施例中，下固定部113a1與上固定部113a2例如是於Z方向上相互連通且寬度相等的兩凹槽。第一承座120a包括位在一第一承座外側面123a且對應於下固定部113a1的一第一固定部124a，第二承座160a包括位在一第二承座外側面163a且對應於上固定部113a2的一第二固定部164a。在本 實施例中，第二固定部164a分別是凸出於第一承座外側面123a與第二承座外側面163a的兩凸塊。第一固定部124a與第二固定部164a的寬度例如是可配合下固定部113a1與上固定部113a2的寬度，第一承座120a藉由第一固定部124a與下固定部113a1的配合固定至座體110a，第二承座160a藉由第二固定部164a與上固定部113a2的配合固定至座體110a，而使第一承座120a與座體110a之間以及第二承座160a與座體110a之間相對位置固定，而不會產生相對移動或轉動。值得注意的是，下固定部113a1與上固定部113a2亦可以是相互分離或寬度不同的兩凹槽，第一固定部124a與第二固定部164a例如是分別配合於下固定部113a1與上固定部113a2的寬度，以避免第一承座120a與第二承座160a的安裝順序錯誤而作為防呆裝置，本發明並不以此為限。

圖6A與圖6B分別是依照本發明的再一實施例的一種萬向接頭模組的剖面示意圖。圖6A與圖6B分別是萬向接頭模組100b的第一承座120b與第二承座160b於X-Y平面上的剖面示意圖。請參閱圖6A與圖6B，第一承座120b藉由第一固定部124b與座體110b的下固定部114b1的配合，以固定座體110b與第一承座120b的相對位置。第二承座160b藉由第二固定部164b與座體110b的上固定部114b2的配合，以固定座體110b與第二承座160b的相對位置。在本實施例中，座體110b的座體內側面的橫截剖面的形狀為非圓的幾何形狀，其中第一承座120b的第一承座外側面的橫截剖面的形狀，以及第二承座160b的第二承座外側面的橫截剖面的形狀皆對 應於座體內側面的橫截剖面的形狀。更明確地說，座體內側面的橫截剖面例如為截掉圓形的相對兩側皆為直線的形狀，第一承座120b與座體110b之間透過形狀上的卡合而不會有相對移動或轉動。同樣地，第二承座160b與座體110b之間亦可透過形狀上的卡合而不會有相對移動或轉動。

此外，請參照圖2，萬向接頭模組100的兩彈性件150的堆疊方式為兩碗體的排列方向相同，以使兩彈性件150之間具有更強的結合剛性而不易變形，相較於僅設置單一彈性件可具有更佳的定位穩定性，然而多個彈性件150的堆疊方式並不以此為限制。圖7是依照本發明的又一實施例的一種萬向接頭模組的彈性件的配置示意圖。請參閱圖7，在本實施例中，兩彈性件150的排列方向相反，即兩彈性件150以碗底相接的方式堆疊，以產生更強的彈性應力。需說明的是，此處僅以兩個彈性件150為例，在其他實施例中，若彈性件150的數量為3個或更多，亦可將這些彈性件以圖2、圖7或是混搭的方式排列。

綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。本發明的萬向接頭模組藉由可調整的固定件去擠壓彈性件，使彈性件推擠第一承座，以維持第一承座與球頭之間的壓力，確保第一承座能夠提供球頭足夠的摩擦力，球頭便能夠相對於第一承座平順地轉動且能夠定位在所需的位置上，而使得球轉軸可具有穩定的扭力值，且萬向接頭模組能夠具有較長的使用壽命。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能 以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

10‧‧‧頭戴型顯示裝置

12‧‧‧框架

14‧‧‧顯示裝置

16‧‧‧連接槽座

100、100a、100b‧‧‧萬向接頭模組

110、110a、110b‧‧‧座體

111‧‧‧座體外側面

112‧‧‧座體內側面

113a1、113b1‧‧‧下固定部

113a2、113b2‧‧‧上固定部

115‧‧‧內螺紋

116‧‧‧內部空間

117‧‧‧孔洞

118‧‧‧開口

120、120a、120b‧‧‧第一承座

121‧‧‧第一面

122‧‧‧第二面

123a‧‧‧第一承座外側面

124a、124b‧‧‧第一固定部

125‧‧‧柱體

130‧‧‧球轉軸

132‧‧‧球頭

134‧‧‧軸體

140‧‧‧固定件

150‧‧‧彈性件

160、160a、160b‧‧‧第二承座

161‧‧‧第三面

162‧‧‧第四面

163a‧‧‧第二承座外側面

164a、164b‧‧‧第二固定部

圖1是依照本發明的一實施例的一種頭戴型顯示裝置的示意圖。 圖2是圖1的頭戴型顯示裝置的萬向接頭模組的A平面的剖面示意圖。 圖3是圖1的頭戴型顯示裝置的萬向接頭模組的爆炸示意圖。 圖4、圖5A、圖5B分別是依照本發明的另一實施例的一種萬向接頭模組的不同角度的剖面示意圖。 圖6A與圖6B分別是依照本發明的再一實施例的一種萬向接頭模組的剖面示意圖。 圖7是依照本發明的又一實施例的一種萬向接頭模組的彈性件的配置示意圖。

16‧‧‧連接槽座

100‧‧‧萬向接頭模組

110‧‧‧座體

111‧‧‧座體外側面

112‧‧‧座體內側面

115‧‧‧內螺紋

116‧‧‧內部空間

117‧‧‧孔洞

118‧‧‧開口

120‧‧‧第一承座

121‧‧‧第一面

122‧‧‧第二面

125‧‧‧柱體

130‧‧‧球轉軸

132‧‧‧球頭

134‧‧‧軸體

140‧‧‧固定件

150‧‧‧彈性件

160‧‧‧第二承座

161‧‧‧第三面

162‧‧‧第四面

Claims (18)

1. 一種萬向接頭模組，包括： 一座體，包括一內部空間、連通於該內部空間的一孔洞以及連通於該內部空間且相對於該孔洞的一開口； 一第一承座，位在該內部空間； 一球轉軸，包括一球頭與連接於該球頭的一軸體，其中該球頭可轉動地配置於該內部空間且抵靠於該第一承座，該軸體穿過該孔洞； 一固定件，位在該內部空間中且靠近該開口，該固定件可移動地固定於該座體，以調整該固定件與該第一承座之間的距離；以及 至少一彈性件，配置於該內部空間且位於該第一承座與該固定件之間，其中該彈性件受該固定件擠壓而推擠該第一承座，以使該第一承座與該球頭之間維持一壓力。
2. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該第一承座包括相對的一第一面與一第二面，該第一面承載且貼合於該球頭，且該彈性件接觸該第二面。
3. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該第一承座的一第一承座外側面緊配於該座體的一座體內側面。
4. 如申請專利範圍第3項所述的萬向接頭模組，其中該座體內側面的橫截剖面的形狀為非圓的幾何形狀，且該第一承座外側面的橫截剖面的形狀對應於該座體內側面的橫截剖面的形狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該座體包括位在一座體內側面的一下固定部，該第一承座包括位在一第一承座外側面且對應於該下固定部的一第一固定部，該第一承座藉由該第一固定部與該下固定部的配合而固定至該座體。
6. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該座體所使用的材質的硬度大於該第一承座所使用的材質的硬度，且該球頭所使用的材質的硬度大於該第一承座所使用的材質的硬度。
7. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該第一承座包括朝向該固定件凸出的一柱體，該彈性件套設於該柱體。
8. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，更包括： 一第二承座，位在該內部空間且靠近該孔洞，其中該球頭抵靠於該第二承座。
9. 如申請專利範圍第8項所述的萬向接頭模組，其中該第二承座呈環形，該第二承座包括相對的一第三面與一第四面，該第三面接觸該座體，且該第四面抵靠且貼合於該球頭。
10. 如申請專利範圍第8項所述的萬向接頭模組，其中該第二承座的一第二承座外側面緊配於該座體的一座體內側面。
11. 如申請專利範圍第10項所述的萬向接頭模組，其中該座體內側面的橫截剖面的形狀為非圓的幾何形狀，且該第二承座外側面的橫截剖面的形狀對應於該座體內側面的橫截剖面的形狀。
12. 如申請專利範圍第8項所述的萬向接頭模組，其中該座體包括位在一座體內側面的一上固定部，該第二承座包括位在一第二承座外側面且對應於該上固定部的一第二固定部，該第二承座藉由該第二固定部與該上固定部的配合而固定至該座體。
13. 如申請專利範圍第8項所述的萬向接頭模組，其中該座體所使用的材質的硬度大於該第二承座所使用的材質的硬度，且該球頭所使用的材質的硬度大於該第二承座所使用的材質的硬度。
14. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該至少一彈性件包括兩個以上的彈片，各彈片皆呈兩端孔徑不同的中空碗狀，且該兩個以上的彈片相互堆疊。
15. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該座體的一座體內側面在靠近該開口處具有一內螺紋，該固定件包括一螺絲，且該固定件藉由該內螺紋可移動地固定於該座體。
16. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該球頭的直徑大於該孔洞的孔徑。
17. 一種頭戴型顯示裝置，包括： 一框架，適於一使用者配戴； 一顯示裝置，適於提供一影像光束以供使用者觀看；以及 一如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，其中該萬向接頭模組樞接該框架以及該顯示裝置。
18. 如申請專利範圍第1項所述的萬向接頭模組，更包括： 一連接槽座，固設於該座體的一座體外側面靠近該開口處，其中該連接槽座適於連接該框架。