TWI657331B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

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TWI657331B
TWI657331B TW106139647A TW106139647A TWI657331B TW I657331 B TWI657331 B TW I657331B TW 106139647 A TW106139647 A TW 106139647A TW 106139647 A TW106139647 A TW 106139647A TW I657331 B TWI657331 B TW I657331B
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胡智凱
林宜璇
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宏達國際電子股份有限公司
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Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括主體、兩延伸件以及可調式固定件。主體適於承靠使用者頭部的前部。兩延伸件相向設置，其中各延伸件的第一端分別耦接於主體的相對兩端而適於相對於主體旋轉，以承靠使用者頭部的兩側部。可調式固定件耦接兩延伸件各自的第二端，以承靠使用者頭部的後部或頂部，其中主體藉由兩延伸件與可調式固定件固定於使用者頭部上。各延伸件適於相對於主體旋轉以接觸或遠離使用者頭部的兩側部。

Description

頭戴式顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種頭戴式顯示裝置。
隨著科技產業日益發達，電子裝置的型態、使用功能以及使用方式越來越多元，可直接配帶在使用者身體上的穿戴式(wearable)電子裝置也因應而生。頭戴式電子裝置的種類相當多，以眼罩類型等頭戴式電子裝置為例，使用者配戴上此類電子裝置之後，除了可以看到立體影像之外，影像還會隨著使用者頭部轉動而變，可提供使用者更身歷其境的感受。
然而，此類頭戴式電子裝置在長時間配戴下，容易因為不穩定的固定機構造成頭戴式電子裝置的晃動。或者是頭戴式電子裝置本身的重量分配不均而壓迫特定部位，進而使得使用者感到不舒適。此外，過於複雜的固定機構也造成使用者無法輕易地戴上頭戴式電子裝置或是脫下頭戴式電子裝置。
本發明提供一種頭戴式顯示裝置，可與使用者有緊密的配合且能提升配戴舒適度。
本發明的頭戴式顯示裝置包括主體、兩延伸件以及可調式固定件。主體適於承靠使用者頭部的前部。兩延伸件相向設置，其中各延伸件的第一端分別耦接於主體的相對兩端而適於相對於主體旋轉，以承靠使用者頭部的兩側部。可調式固定件耦接兩延伸件各自的第二端，以承靠使用者頭部的後部或頂部，其中主體藉由兩延伸件與可調式固定件固定於使用者頭部上。各延伸件適於相對於主體旋轉以接觸或遠離使用者頭部的兩側部。
在本發明的一實施例中，上述的兩延伸件分別由主體的相對兩端彎曲延伸至使用者的耳朵上方。
在本發明的一實施例中，上述的兩延伸件為彎曲結構，且彎曲結構的開口處朝向相應於使用者頭部的頂部。
在本發明的一實施例中，上述的頭戴式顯示裝置還包括兩樞轉件，分別連接於主體的相對兩端與相應的兩延伸件的第一端之間，其中兩延伸件適於藉由相應的兩樞轉件相對於主體旋轉以接觸或遠離使用者頭部的兩側部。
在本發明的一實施例中，上述的各延伸件的第一端分別以鎖固方式耦接於主體的相對兩端。
在本發明的一實施例中，上述的可調式固定件包括頂側可調式固定件以及背側可調式固定件。頂側可調式固定件適於接觸使用者頭部的頂部，且頂側可調式固定件的相對兩端分別耦接 於各延伸件的第二端。背側可調式固定件適於接觸使用者頭部的後部，且背側可調式固定件的相對兩端分別耦接於各延伸件的第二端。主體藉由調整頂側可調式固定件以及背側可調式固定件而固定於使用者頭部上。
在本發明的一實施例中，上述的頂側可調式固定件包括承靠帶及兩扣環，其中各扣環分別連接承靠帶的相對兩端與相應的延伸件之間。承靠帶具有彈性部。
在本發明的一實施例中，上述的頂側可調式固定件包括承靠帶及兩彈性連接帶。各彈性連接帶分別連接於承靠帶的相對兩端與相應的各延伸件的第二端之間。承靠帶藉由兩彈性連接帶的彈性拉伸相對兩延伸件移動，進而藉由承靠帶承靠使用者頭部的頂部而固定主體至使用者頭部的前部。
在本發明的一實施例中，上述的背側可調式固定件包括調整機構及兩調整帶。各調整帶連接於調整機構與相應的各延伸件的第二端之間。背側可調式固定件的整體長度藉由調整此調整機構而變化。
在本發明的一實施例中，上述的調整機構具有齒輪，而調整帶具有齒條，調整機構適於旋轉以帶動調整帶移動，其中兩調整帶彼此重疊以形成重疊區。重疊區的長度藉由旋轉調整機構而變化，背側可調式固定件的整體長度依據重疊區的長度而變化。
在本發明的一實施例中，上述的各調整帶分別樞接於相應的各延伸件的第二端，以使背側可調式固定件相對於兩延伸件 樞轉。
基於上述，在本發明的實施例中，頭戴式顯示裝置中的主體能藉由兩延伸件與可調式固定件承靠於使用者頭部，因此主體可與使用者有緊密的配合。其中，兩延伸件相向設置且可相對於主體旋轉以接觸或遠離使用者頭部的兩側部，使得頭戴式顯示裝置可以承靠的方式承靠在使用者頭部，進而提升配戴舒適度。此外，使用者可以簡單扳動的方式旋轉兩延伸件以方便穿戴或脫除頭戴式顯示裝置，進而提升穿戴或脫除頭戴式顯示裝置的便利性。
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。
10‧‧‧前部
20‧‧‧側部
30‧‧‧後部
40‧‧‧頂部
50‧‧‧使用者頭部
60‧‧‧耳朵
100‧‧‧頭戴式顯示裝置
110‧‧‧主體
120、120A‧‧‧延伸件
122‧‧‧第一端
124‧‧‧第二端
126‧‧‧開口處
128‧‧‧突出部
130‧‧‧樞轉件
130A‧‧‧彈性件
132‧‧‧第一連接部
134‧‧‧第二連接部
136‧‧‧轉軸
138‧‧‧彈簧元件
140‧‧‧可調式固定件
150、150A‧‧‧頂側可調式固定件
152‧‧‧承靠帶
154‧‧‧扣環
156‧‧‧彈性連接帶
160‧‧‧背側可調式固定件
162‧‧‧調整機構
164‧‧‧調整帶
170‧‧‧固定元件
A‧‧‧第一方向
B‧‧‧第二方向
C‧‧‧第三方向
D‧‧‧第四方向
E‧‧‧伸縮方向
F‧‧‧彈性部
G‧‧‧齒輪
GA‧‧‧齒條
圖1為本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的立體示意圖。
圖2為圖1的頭戴式顯示裝置立體組裝體示意圖。
圖3為圖1的頭戴式顯示裝置在另一視角的部分區域立體示意圖。
圖4為圖3的延伸件在另一視角的部分區域立體示意圖。
圖5為本發明另一實施例的延伸件的立體示意圖。
圖6為本發明另一實施例的頂側可調式固定件的立體示意圖。
圖7A及圖7B分別為圖1的背側可調式固定件在收合及拉伸狀態的立體示意圖。
圖8為圖7A的背側可調式固定件隱藏外部殼體的立體示意圖。
圖1為本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的立體示意圖。圖2為圖1的頭戴式顯示裝置立體組裝體示意圖。請參考圖1及圖2。在本實施例中，頭戴式顯示裝置100包括主體110、兩延伸件120以及可調式固定件140。主體110適於承靠使用者頭部50的前部10。在本實施例中，主體110例如是包括有顯示器(未繪示)、電路板(未繪示)。而顯示器及電路板的種類，可依據頭戴式顯示裝置100應用在虛擬實境系統(virtual reality system)、擴增實境系統(augmented reality system)或混合實境系統(mixed reality system)中而有所調整，本發明並不以此為限。
圖3為圖1的頭戴式顯示裝置在另一視角的部分區域立體示意圖。圖4為圖3的延伸件在另一視角的部分區域立體示意圖。請同時參考圖1至圖4。在本實施例中，兩延伸件120相向設置，且各延伸件120的第一端122分別耦接於主體110的相對兩端而適於相對於主體110旋轉，以承靠使用者頭部50的兩側部20。其中，各延伸件120相對於主體110旋轉以接觸或遠離使用者頭部50的兩側部20。
詳細而言，兩延伸件120的第一端122分別以樞接的方式連接於主體110於使用者頭部50兩側延伸的兩端。因此，兩延伸件120可藉由分別與主體110兩端的連接處向第一方向A或第二方向B轉動，以調整兩延伸件120與主體110的相對位置，如圖3所繪示。換句話說，使用者可扳動兩延伸件120以改變兩延伸件120與主體110的相對角度，進而接觸或遠離使用者頭部50的兩側部20。
舉例而言，若將兩延伸件120朝第一方向A轉動時，兩延伸件120承靠在使用者頭部50的兩側部20上，以固定主體110承靠於使用者頭部50的前部10。若將兩延伸件120朝第二方向B轉動時，兩延伸件120將遠離使用者頭部50的兩側部20上，以鬆開主體110於使用者頭部50的前部10，進而脫除頭戴式顯示裝置100。如此一來，使用者可藉由轉動兩延伸件120的方式，方便地穿戴或脫除頭戴式顯示裝置100。同時，使用者還可藉由微調兩延伸件120的角度以調整穿戴頭戴式顯示裝置100兩側的鬆緊程度，進而使延伸件120緊貼於使用者的兩側部20，同時提升穿戴舒適度。
此外，值得一提的是，在本實施例中，兩延伸件120分別由主體110的相對兩端彎曲延伸至使用者的耳朵60上方，以避開延伸件120壓迫耳朵60。詳細而言，在本實施例中，兩延伸件120為彎曲結構，且彎曲結構的開口處126朝向相應於使用者頭部50的頂部40，並且位於使用者頭部50的頂部40與耳朵60之間。 換句話說，本實施例的延伸件120的彎曲結構為符合人因工學設計的結構，在延伸至耳朵60前朝向頂部40斜向延伸，以使延伸件120避開耳朵60。因此，可提升使用者在穿戴頭戴式顯示裝置100時的舒適度。另外，在其他實施例中，亦可藉由延伸件120向耳朵60上方的彎曲結構，進一步搭載其他輔助電子裝置，輔助電子裝置例如為耳機或其他電子配件，以增加頭戴式顯示裝置100的功能性，但本發明並不限於此。
除此之外，在本實施例中，頭戴式顯示裝置100還包括兩樞轉件130，分別連接於主體110的相對兩端與相應的兩延伸件120的第一端122之間。其中，兩延伸件120適於藉由相應的兩樞轉件130相對於主體110旋轉，以接觸或遠離使用者頭部50的兩側部20。如此一來，可達到固定或脫除主體110至使用者頭部50的前部10，或調整兩延伸件120與使用者頭部50的兩側部20之間的鬆緊程度。
舉例而言，在本實施例中，各樞轉件130包括第一連接部132、第二連接部134以及轉軸136。其中第一連接部132固定於主體110，且第二連接部134固定於對應的延伸件120。因此，第二連接部134可藉由轉軸136相對於第一連接部132旋轉，以使延伸件120朝向靠近或遠離使用者頭部50的方向翻轉，如圖4所繪示。兩樞轉件130的種類、材質及外型，可依據主體110及兩延伸件120的外型而調整設計，本發明並不以此為限。舉例而言，在本實施例中，亦可額外套設彈簧元件138於轉軸136上， 以使第二連接部134可藉由彈簧元件138的彈力朝第一方向A轉動，進而使兩延伸件120緊靠在使用者頭部50，提升主體110固定於使用者頭部50的穩定性，但本發明並不以此為限。
圖5為本發明另一實施例的延伸件的立體示意圖。為方便說明，在圖5中隱藏了延伸件120A的部分外殼以顯示出彈性件130A。請同時參考圖1及圖5，在圖5的實施例中，各延伸件120A的第一端122分別以鎖固的方式耦接於主體110的相對兩端。舉例而言，在本實施例中，各延伸件120A包括一鎖固於主體110相對兩端的彈性件130A，而在圖1的實施例中，具有樞轉件130的延伸件120可選擇性地替換為本實施例的延伸件120A，以達到兩延伸件120A的第一端122分別耦接於頭戴式顯示裝置100的相對兩端，並適於相對於主體110旋轉。換句話說，在本實施例中，延伸件120A是以彈性件130A相對於主體110旋轉。
詳細而言，兩彈性件130A分別連接於各第一端122，並且以頭戴式顯示裝置100的多個固定元件170固定於主體110的相對兩端。固定元件170例如是選用螺絲，而彈性件130A係由彈性材料製成，例如是塑膠，但本發明並不以此為限。如此一來，兩延伸件120A可藉由相對應彈性件130A的彎曲而相對於主體110旋轉。
此外，在不施力的情況下，彎曲後的彈性件130A可恢復成原始形狀。舉例而言，在穿戴時，使用者對延伸件120A施力使其中的彈性件130A彎曲，進而穿戴主體110至使用者頭部50的 前部10。而在穿戴完成前，可藉由結束施力以使彈性件130A恢復成原始形狀，進而使延伸件120A接觸於使用者頭部50的兩側部20以固定頭戴式顯示裝置100。如此一來，可提升使用者穿戴或脫除頭戴式顯示裝置100的便利性。
下述有關於可調式固定件140的實施方式，可依據使用者的需求而選擇性的應用於圖1或圖5的頭戴式顯示裝置100中。在下述的段落中將以應用於圖1的頭戴式顯示裝置100為例，然而本發明並不以此為限。
請繼續參考圖1及圖2，另一方面，可調式固定件140耦接兩延伸件120各自的第二端124，以承靠使用者頭部50的後部30或頂部40，其中主體110藉由兩延伸件120與可調式固定件140固定於使用者頭部50上。換句話說，兩延伸件120連接於主體110與可調式固定件140之間，且藉由調整可調式固定件140使得可調式固定件140、兩延伸件120與主體110同時承靠於使用者頭部50。如此一來，能使得頭戴式顯示裝置100與使用者有緊密的配合。
具體而言，在本實施例中，可調式固定件140包括頂側可調式固定件150以及背側可調式固定件160。頂側可調式固定件150適於接觸使用者頭部50的頂部40，且頂側可調式固定件150的相對兩端分別耦接於各延伸件120的第二端124。如此一來，在使用者配戴頭戴式顯示裝置100時，可藉由頂側可調式固定件150承靠使用者頭部50的頂部40而防止主體110及兩延伸件120因 重力而向下滑動。
詳細而言，在本實施例中，頂側可調式固定件150包括承靠帶152及兩扣環154，其中各扣環154分別連接於承靠帶152的相對兩端與相應的延伸件120之間，而承靠帶152具有彈性部F。換句話說，頂側可調式固定件150的兩端具有用以分別扣接至兩延伸件120的兩扣環154，使用者可藉由兩扣環154調整接扣至相應的兩延伸件120的位置，進而調整主體110、兩延伸件120以及頂側可調式固定件150的整體長度，以適應於不同使用者。
此外，由於頂側可調式固定件150係藉由兩扣環154扣接至相應的兩延伸件120上，因此使用者可易於組裝頂側可調式固定件150，或自兩延伸件120上拆除頂側可調式固定件150，進而更換、調整或清洗頂側可調式固定件150。其兩扣環154具體的種類、材質及形狀，可依據兩延伸件120的扣接處(未繪示)結構而調整設計，本發明並不以此為限。值得一提的是，承靠帶152的彈性部F例如是由橡膠帶或鬆緊帶等彈性材料製成，且可視情況直接或間接形成於承靠帶152中不具彈性的部分上，或者是，亦可使用彈性材料直接形成承靠帶152，本發明並不以此為限。如此一來，可使得使用者在穿戴時，能藉由簡單拉伸頂側可調式固定件150而方便穿戴或脫除頭戴式顯示裝置100，進而提升穿戴頭戴式顯示裝置100的便利性，同時，彈性材料的特性亦能增加使用者在穿戴時的舒適度。
圖6為本發明另一實施例的頂側可調式固定件的立體示 意圖。請參考圖6，本實施例的頂側可調式固定件150A類似於圖2中所顯示的頂側可調式固定件150，惟兩者之間主要差異在於，在本實施例中，頂側可調式固定件150A包括承靠帶152及兩彈性連接帶156。換句話說，本實施例是由彈性連接帶156取代扣環154。彈性連接帶156例如是以彈性材料製成或是具有彈簧結構。各彈性連接帶156分別連接於承靠帶152的相對兩端與相應的各延伸件的第二端(見如圖2所顯示延伸件120的第二端124)之間。承靠帶152可藉由兩彈性連接帶156的彈性相對兩延伸件拉伸移動，因此使用者可進一步藉由承靠帶152承靠使用者頭部的頂部(見如圖1所顯示使用者頭部50的頂部40)而固定主體(見如圖2所顯示的主體110)。換句話說，在使用頭戴式顯示裝置100時，使用者可藉由簡單拉伸頂側可調式固定件150A遠離使用者的頭部以方便穿戴頭戴式顯示裝置100。而在結束使用時，亦可藉由簡單拉伸頂側可調式固定件150A遠離使用者的頭部以方便脫除頭戴式顯示裝置100。如此一來，可提升穿戴或脫除頭戴式顯示裝置100的便利性。
接下來將說明背側可調式固定件160的實施方式，請繼續參考圖1至圖4。在本實施例中，背側可調式固定件160適於接觸使用者頭部50的後部30，且背側可調式固定件160的相對兩端分別耦接於各延伸件120的第二端124。具體而言，背側可調式固定件160的相對兩端分別連接固定於相映的兩延伸件120的突出部128上。如此一來，在使用者配戴頭戴式顯示裝置100時，可 藉由背側可調式固定件160承靠使用者頭部50的後部30而防止主體110及兩延伸件120因重力而向下滑動，並固定主體110在使用者頭部50的前部10的位置。
圖7A及圖7B分別為圖1的背側可調式固定件在收合及拉伸狀態的立體示意圖。圖8為圖7A的背側可調式固定件隱藏外部殼體的立體示意圖。請同時參考圖1、圖2、圖7A、圖7B及圖8，在本實施例中，背側可調式固定件160包括調整機構162及兩調整帶164，各調整帶164連接於調整機構162與相應的各延伸件120的第二端124之間。背側可調式固定件160的整體長度L1藉由調整此調整機構162而變化。
詳細而言，在本實施例中，調整機構162例如為齒輪G，而調整帶164具有齒條GA，調整機構162適於旋轉以帶動調整帶164移動，其中齒條GA適配於齒輪G，而兩調整帶164彼此重疊以形成一重疊區OL。重疊區OL的長度L2藉由旋轉調整機構162而變化，而背側可調式固定件160的整體長度L1依據重疊區的長度L2而變化。換句話說，當使用者旋轉齒輪G時，兩調整帶164會因齒條GA與齒輪G的作用而增加或減少重疊區的長度L2，進而調整背側可調式固定件160的整體長度L1。如此一來，使用者可依據使用者頭部50的尺寸旋轉齒輪G以調整背側可調式固定件160的整體長度L1，使背側可調式固定件160朝相同或相反於伸縮方向E移動，如圖7A至圖7B中背側可調式固定件160的長度變化。然而，在其他實施例中，背側可調式固定件160亦可以是 使用伸縮結構，以伸縮的方式調整兩調整帶164的重疊區OL的長度L2進而改變整體長度L1，但本發明並不以此為限。
另一方面，在本實施例中，兩調整帶164分別樞接於相應的各延伸件120的第二端124，以使背側可調式固定件160相對於兩延伸件120樞轉。詳細而言，兩調整帶164分別以螺絲等固定元件(未繪示)樞接於延伸件120的突出部128上，使得使用者可以突出部128為支點朝第三方向C或第四方向D旋轉背側可調式固定件160，進而調整背側可調式固定件160在使用者頭部50的後部30上下的位置。如此一來，可藉由調整背側可調式固定件160的位置以使頭戴式顯示裝置100與使用者有緊密的配合，同時，提升使用者配戴頭戴式顯示裝置100的舒適度。
基於上述，主體110可藉由調整頂側可調式固定件150以及背側可調式固定件160而固定至使用者頭部50上。換句話說，在使用者配戴頭戴式顯示裝置100時，主體110、兩延伸件120、頂側可調式固定件150以及背側可調式固定件160係以四點接觸的方式承靠於使用者頭部50上，進而提升配戴頭戴式顯示裝置100的穩固性。
綜上所述，在本發明的實施例中，頭戴式顯示裝置中的主體能藉由兩延伸件與可調式固定件承靠於使用者頭部，因此主體可與使用者有緊密的配合。其中，兩延伸件相向設置且可相對於主體旋轉以接觸或遠離使用者頭部的兩側部，使得頭戴式顯示裝置可以承靠的方式承靠在使用者頭部，進而提升配戴舒適度。 此外，使用者可以簡單扳動的方式旋轉兩延伸件以方便穿戴或脫除頭戴式顯示裝置，進而提升穿戴或脫除頭戴式顯示裝置的便利性。
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。

Claims (11)

  1. 一種頭戴式顯示裝置，包括： 一主體，適於承靠一使用者頭部的前部； 兩延伸件，相向設置，其中各該延伸件的一第一端分別耦接於該主體的相對兩端而適於相對於該主體旋轉，以承靠該使用者頭部的兩側部；以及 一可調式固定件，耦接該兩延伸件各自的一第二端，以承靠該使用者頭部的後部或頂部，其中該主體藉由該兩延伸件與該可調式固定件固定於該使用者頭部上，各該延伸件適於相對於該主體旋轉以接觸或遠離該使用者頭部的兩側部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中該兩延伸件分別由該主體的相對兩端彎曲延伸至該使用者的耳朵上方。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的頭戴式顯示裝置，其中該兩延伸件為一彎曲結構，且該彎曲結構的開口處朝向相應於該使用者頭部的頂部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，還包括： 兩樞轉件，分別連接於該主體的相對兩端與相應的該兩延伸件的該第一端之間，其中該兩延伸件適於藉由相應的該兩樞轉件而相對於該主體旋轉以接觸或遠離該使用者頭部的兩側部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中各該延伸件的該第一端分別以鎖固方式耦接於該主體的相對兩端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的頭戴式顯示裝置，其中該可調式固定件包括： 一頂側可調式固定件，適於接觸該使用者頭部的頂部，且該頂側可調式固定件的相對兩端分別耦接於各該延伸件的該第二端；以及 一背側可調式固定件，適於接觸該使用者頭部的後部，且該背側可調式固定件的相對兩端分別耦接於各該延伸件的該第二端，該主體藉由調整該頂側可調式固定件以及該背側可調式固定件而固定於該使用者頭部上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的頭戴式顯示裝置，其中該頂側可調式固定件包括一承靠帶及兩扣環，其中各該扣環分別連接該承靠帶的相對兩端與相應的該延伸件之間，該承靠帶具有彈性部。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的頭戴式顯示裝置，其中該頂側可調式固定件包括一承靠帶及兩彈性連接帶，各該彈性連接帶分別連接於該承靠帶的相對兩端與相應的各該延伸件的該第二端之間。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的頭戴式顯示裝置，其中該背側可調式固定件包括一調整機構及兩調整帶，各該調整帶連接於該調整機構與相應的各該延伸件的該第二端之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的頭戴式顯示裝置，其中該調整機構具有齒輪，而該些調整帶具有齒條，該調整機構適於旋轉以帶動該些調整帶移動。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的頭戴式顯示裝置，其中各該調整帶分別樞接於相應的各該延伸件的該第二端，以使該背側可調式固定件相對於該兩延伸件樞轉。
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