TWI635322B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括一顯示模組、一影像處理模組以及一樞接件，顯示模組具有一容置空間，樞接件樞接顯示模組影像處理模組，且影像處理模組可透過樞接件相對顯示模組由一收納位置繞一旋轉軸旋轉至一展開位置，其中當影像處理模組位於收納位置時，影像處理模組位於容置空間內，當影像處理模組位於展開位置且由一使用者配戴時，顯示模組位於使用者之頭部前側，且影像處理模組位於使用者之頭部後側。

Description

頭戴式顯示裝置

本發明係有關於一種頭戴式顯示裝置，特別是一種影像處理模組可透過樞接件相對顯示模組旋轉的頭戴式顯示裝置。

近年來，隨著虛擬實境(Virtual Reality,VR)的技術蓬勃發展，能呈現立體視覺顯示的光學產品已成為消費市場上的注目焦點。頭戴式顯示器可分別提供不同的影像至使用者之左眼與右眼，使得使用者之左眼與右眼可分別接收不同的影像資訊，再利用人類的兩眼視差，從而觀看到立體的影像。然而，傳統頭戴式顯示器的結構複雜、體積龐大且厚重，影響使用者於配戴時的方便度與舒適度。

本發明即為了欲解決習知技術之問題，而提供之一種頭戴式顯示裝置，包括一顯示模組、一影像處理模組以及一樞接件，顯示模組具有一容置空間，樞接件樞接顯示模組與影像處理模組，且影像處理模組可透過樞接件相對顯示模組由一收納位置繞一旋轉軸旋轉至一展開位置，其中當影像處理模組位於收納位置時，影像處理模組位於容置空間內，當影像處理模組位於展開位置且由一使用者配戴時，顯示模組位於使用 者之頭部前側，且影像處理模組位於使用者之頭部後側。

在一實施例中，頭戴式顯示裝置更包括至少一第一支撐架及至少一第二支撐架，第一支撐架連接顯示模組與樞接件，第二支撐架連接樞接件與影像處理模組，且第一支撐架及第二支撐架可朝顯示模組彎折。

在一實施例中，第一支撐架及第二支撐架具有可撓性之金屬材質或蛇腹管結構。

在一實施例中，頭戴式顯示裝置更包括一傳輸線模組，設置於第一支撐架及第二支撐架內並電性連接顯示模組與影像處理模組。

在一實施例中，第一支撐架具有一第一連接件，且第一支撐架可透過第一連接件而朝顯示模組彎折。

在一實施例中，第一連接件包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管結構。

在一實施例中，第二支撐架具有一第二連接件，且第二支撐架可透過第二連接件而朝顯示模組彎折。

在一實施例中，第二連接件包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管結構。

在一實施例中，影像輸出模組包括一處理單元及一電池單元，且第二支撐架包括複數個桿件，分別連接處理單元及電池單元到樞接件。

在一實施例中，電池單元具有一凸柱，處理單元具有一凹槽，且凸柱可於凹槽內滑動。

在一實施例中，凸柱係具有一T字形結構。

在一實施例中，當影像處理模組位於展開位置時，影像處理模組與顯示模組之間係夾一鈍角。

1‧‧‧頭戴式顯示裝置

10‧‧‧顯示模組

101‧‧‧容置空間

20‧‧‧影像處理模組

21‧‧‧處理單元

211‧‧‧凹槽

22‧‧‧電池單元

221‧‧‧凸柱

30‧‧‧樞接件

A‧‧‧旋轉軸

B‧‧‧彎折線

C1、C2‧‧‧連接件

F‧‧‧前側

P‧‧‧軌跡

R‧‧‧後側

S1‧‧‧第一支撐架

S2‧‧‧第二支撐架

S11、S21、S22‧‧‧桿件

U‧‧‧使用者

α‧‧‧鈍角

第1圖係表示本發明一實施例之頭戴式顯示裝置由使用者配戴時的示意圖。

第2圖係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置的立體示意圖。

第3A圖係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置的立體示意圖。

第3B圖係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置的立體示意圖。

第4A-4D圖係表示第2圖中之第一支撐架及第二支撐架展開步驟的俯視示意圖。

第5A-5D圖係表示第2圖中之影像處理模組展開步驟的側視示意圖。

第6圖係表示本發明另一實施例之影像處理模組的爆炸圖。

茲配合圖式說明本發明之實施例。

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、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照第1圖，其係表示本發明一實施例之頭戴式顯示裝置1由使用者U配戴時的示意圖。前述頭戴式顯示裝置1主要包括一顯示模組10、一影像處理模組20以及一樞接件30。顯示模組10可包括一顯示面板，用以顯示影像，例如液晶面板或有機發光二極體面板。在本實施例中，顯示模組10具有一容置空間101，用以容置影像處理模組20。影像處理模組20包括一處理單元21以及一電池單元22，處理單元21透過導線(未圖示)或以無線傳輸的方式可處理並輸出影像訊號至顯示模組10，電池單元22則可透過導線(未圖示)提供電力予顯示模組10及處理單元21，其中處理單元21更可包含中央處理器、記憶體等各式電子元件。

前述樞接件30樞接顯示模組10與影像處理模組20，如此一來，影像處理模組20可透過樞接件30而相對顯示模組10由顯示模組10的容置空間101(收納位置)繞旋轉軸A(與Y軸平行)旋轉至一展開位置(如第1圖所示)。此外，由第1圖可看出，當影像處理模組20位於展開位置且前述頭戴式顯示裝置1由使用者U配戴時，顯示模組10位於使用者U之頭部前側F，且影像處理模組20位於使用者U之頭部後側R，其中影像處理模組20與顯示模組10之間係夾一鈍角α。應了解的是，藉由樞接件30使影像處理模組20可以往使用者U之頭部後側R方向旋轉，可使頭戴式顯示裝置1整體的重心往後移動，故可提高長時間配戴時的方便度與舒適度。

請繼續參照第1圖，頭戴式顯示裝置1更包括至少一第一支撐架S1及至少一第二支撐架S2，其中第一支撐架S1 連接顯示模組10與樞接件30，第二支撐架S2則連接樞接件30與影像處理模組20。在本實施例中，第一支撐架S1及第二支撐架S2皆具有可彎折之特性，例如可採用具可撓性之金屬材質或蛇腹管結構以達到可彎折之目的。此外，前述頭戴式顯示裝置1更包括一傳輸線模組(未圖示)，設置於第一支撐架S1及第二支撐架S2內，電性連接顯示模組10與影像處理模組20以傳輸影像處理模組20之影像訊號至顯示模組10。於本實施例中，第一支撐架S1包括複數個桿件S11，第二支撐架S2則包括複數個桿件S21、S22，分別連接處理單元21及電池單元22到樞接件30。值得注意的是，影像處理模組20大致可為弧形，舉例而言，處理單元21及電池單元22可為弧形，以符合使用者的頭型，進而提高配戴時的舒適度。

請參照第2圖，其係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置1的立體示意圖，本實施例與第1圖的實施例不同之處在於：在顯示模組10的兩側皆設有一組對稱的第一支撐架S1及第二支撐架S2，其中每個第一支撐架S1的桿件S11上皆設有一第一連接件C1，每個第二支撐架S2的桿件S21、S22上皆設有一第二連接件C2，且第一支撐架S1及第二支撐架S2可分別透過第一連接件C1及第二連接件C2彎折。舉例而言，前述第一連接件C1及第二連接件C2可包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管等可彎折的材料或結構。如此一來，當頭戴式顯示裝置1未被使用時，可將其彎折以減少體積，進而可方便攜帶或收納。於本實施例中，顯示模組10可更包括一可開闔之上蓋，覆蓋顯示模組10內的容置空間101。

請參照第3A圖，其係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置1的立體示意圖，本實施例與第2圖的實施例不同之處在於：在顯示模組10的兩側皆設有一組對稱的第一支撐架S1及第二支撐架S2，其中每個第一支撐架S1及每個第二支撐架S2可包括一片狀結構，其中片狀結構可沿著彎折線B彎折。在本實施例中，第一支撐架S1及第二支撐架S2皆具有可彎折之特性，例如可採用具可撓性之金屬材質以達到可彎折之目的。

接著請參照第3B圖，其係表示本發明另一實施例之頭戴式顯示裝置1的立體示意圖，本實施例與第3A圖的實施例不同之處在於：在顯示模組10的兩側皆設有一組對稱的第一支撐架S1及第二支撐架S2，其中每個第一支撐架S1的桿件S11上皆設有一第一連接件C1，每個第二支撐架S2的桿件S21、S22上皆設有一第二連接件C2，且第一支撐架S1及第二支撐架S2可分別透過第一連接件C1及第二連接件C2彎折。舉例而言，前述第一連接件C1及第二連接件C2可包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管等可彎折的材料或結構。

第4A-4D圖係表示第2圖中之第一支撐架S1及第二支撐架S2展開步驟的俯視示意圖。第4A圖為第一支撐架S1及第二支撐架S2透過第一連接件C1及第二連接件C2而朝顯示模組10方向彎折的狀態，其中當影像處理模組20位於容置空間101(收納位置)時，樞接件30可藉由第一支撐架S1及第二支撐架S2透過第一連接件C1及第二連接件C2而朝顯示模組10方向彎折並位於顯示模組10的兩側。第4B-4C圖則為第一支撐架S1及第二支撐架S2透過第一連接件C1及第二連接件C2而朝顯示 模組10外側逐漸展開的不同階段狀態，其中樞接件30可藉由第一支撐架S1及第二支撐架S2與第一連接件C1及第二連接件C2而朝顯示模組10的外側展開，以遠離顯示模組10的兩側。第4D圖為第一支撐架S1及第二支撐架S2透過第一連接件C1及第二連接件C2朝顯示模組10後側完全展開的狀態，其中樞接件30由原先位於顯示模組10兩側的位置移動至位於顯示模組10後側的位置。

請參照第5A-5D圖，其係表示第2圖之影像處理模組20展開步驟的側視示意圖，其中第5A圖表示第4D圖中之頭戴式顯示裝置1的側視圖。在完成第4D圖及第5A圖所示的步驟後，可將影像處理模組20透過樞接件30而相對顯示模組10由收納位置繞旋轉軸A(與Y軸平行)往遠離顯示模組10的方向旋轉(如第5B圖所示)。接著，如第5C圖所示，影像處理模組20可透過樞接件30而相對顯示模組10繞旋轉軸A(與Y軸平行)沿一軌跡P旋轉，最後使處理單元21及電池單元22位於不同角度而到達展開位置(如第5D圖所示)。於本實施例中，當影像處理模組20位於展開位置時，處理單元21及電池單元22仍可彼此滑動而重疊或展開，藉以更進一步地平均分配頭戴式顯示裝置1之重量，進而可提高長時間配戴時的方便度與舒適度。

接著請參照第6圖，其係表示本發明另一實施例之影像處理模組20的爆炸圖。如圖所示，前述電池單元22於面對前述處理單元21的一側具有至少一凸柱221，前述處理單元21則於面對前述電池單元22的一側具有至少一凹槽211，其中凸柱221可對應地嵌入凹槽211內，且凸柱221可於凹槽211內滑 動。於本實施例中，凸柱221可具有一T字形結構，且凸柱221與凹槽211接觸之部分可使用金屬材料，電池單元22可藉此傳輸電力至處理單元21。

在本發明上述實施例之頭戴式顯示裝置1中，影像處理模組20可透過樞接件30而相對顯示模組10由收納位置繞旋轉軸A旋轉至展開位置，因此於使用者配戴時，可使顯示模組10位於使用者之頭部前側，且影像處理模組20位於使用者之頭部後側，以將頭戴式顯示裝置1的重心往後移動，進而提高配戴時的方便度與舒適度。另一方面，當影像處理模組20位於收納位置時，樞接件30更可藉由第一支撐架S1及第二支撐架S2與第一連接件C1及第二連接件C2而朝顯示模組10方向彎折，因此當頭戴式顯示裝置1未被使用時，可將其彎折以減少體積，進而可方便攜帶或收納。

雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (12)

1. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一顯示模組，具有一容置空間；一影像處理模組；以及一樞接件，樞接該顯示模組與該影像處理模組，且該影像處理模組可透過該樞接件相對該顯示模組由一收納位置繞一旋轉軸旋轉至一展開位置，其中當該影像處理模組位於該收納位置時，該影像處理模組位於該容置空間內，當該影像處理模組位於該展開位置且該頭戴式顯示裝置由一使用者配戴時，該顯示模組位於該使用者之頭部前側，且該影像處理模組位於該使用者之頭部後側；至少一第一支撐架，連接該顯示模組與該樞接件；以及至少一第二支撐架，連接該樞接件與該影像處理模組，其中當該影像處理模組位於該容置空間內時，該第一支撐架及該第二支撐架可朝該顯示模組彎折。
2. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一支撐架及該第二支撐架包括具有可撓性之金屬材質或蛇腹管結構。
3. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一支撐架及該第二支撐架包括一片狀結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該頭戴式顯示裝置更包括一傳輸線模組，設置於該第一支撐架及該第二支撐架內並電性連接該顯示模組與該影像處理模組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一 支撐架具有一第一連接件，且該第一支撐架可透過該第一連接件而朝該顯示模組彎折。
6. 如申請專利範圍第5項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一連接件包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第二支撐架具有一第二連接件，且該第二支撐架可透過該第二連接件而朝該顯示模組彎折。
8. 如申請專利範圍第7項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第二連接件包括萬向接頭、樞軸或蛇腹管結構。
9. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該影像輸出模組包括一處理單元及一電池單元，且該第二支撐架包括複數個桿件，分別連接該處理單元及該電池單元到該樞接件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之頭戴式顯示裝置，其中該電池單元具有至少一凸柱，該處理單元具有至少一凹槽，且該凸柱可於該凹槽內滑動。
11. 如申請專利範圍第10項所述之頭戴式顯示裝置，其中該凸柱係具有一T字形結構。
12. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中當該影像處理模組位於該展開位置時，該影像處理模組與該顯示模組之間係夾一鈍角。