TWI679523B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示裝置包含一穿戴裝置、一顯示源配置部及一光學組件。穿戴裝置具有一穿戴部與一帽簷部。顯示源配置部位於帽簷部上。光學組件可活動地位於帽簷部上，介於穿戴部與顯示源配置部之間。

Description

頭戴式顯示裝置

本發明有關於一種頭戴式裝置，尤指一種頭戴式顯示裝置。

隨著科技的進步，市面上用於配合擴增實境技術(Augmented Reality，AR)的頭戴式顯示裝置也逐漸興起。頭戴式顯示裝置用於配戴至使用者之頭部，以供使用者觀看顯示影像。

然而，若目前的頭戴式顯示裝置的顯示畫面讓使用者感到太小或太近，且無法依據眼睛位置進行對應調整時，使用者在觀看時將會感到不適，並且降低其使用意願。

本發明在於提供一種頭戴式顯示裝置，用以解決習知技術中所面臨之問題。

本發明之一實施例提供了一種頭戴式顯示裝置。頭戴式顯示裝置包含一穿戴裝置、一顯示源配置部及一光學組件。穿戴裝置具有一穿戴部與一帽簷部。顯示源配置部位於帽簷部上。光學組件可活動地位於帽簷部上，介於穿戴部與顯示源配置部之間。

依據本發明一或複數個實施例，上述之頭戴式顯示裝置更包含一顯示螢幕。顯示螢幕固定於顯示源配置部內，光耦合光學組件，以將顯示螢幕之光線傳送至光學組件。

依據本發明一或複數個實施例，上述之頭戴式顯示裝置更包含一框架、一隔板與一透明區。框架固定於帽簷部之底部。隔板傾斜地位於框架上，並於框架內定義出一上容置部與一下容置部。上容置部位於帽簷部與隔板之間。下容置部用以容納光學組件。透明區連接上容置部與下容置部，用以讓顯示螢幕之光線傳送至光學組件。

依據本發明一或複數個實施例，上述之光學組件更包含一承載框與一透鏡。承載框位於下容置部內，具有一樞軸件。承載框透過樞軸件樞接至框架上。透鏡安裝至承載框內。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之頭戴式顯示裝置中，下容置部之容積大於光學組件之體積，使得光學組件能夠完全轉入下容置部內。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之頭戴式顯示裝置中，光學組件可滑移地連接框架。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之頭戴式顯示裝置中，光學組件包含一透鏡或一濾光片。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之頭戴式顯示裝置中，光學組件包含一用以增大影像之透鏡，或一提供正立虛像之透鏡。

依據本發明一或複數個實施例，在上述之頭戴式顯示裝置中，顯示源配置部包含一置換空腔，用以可更換地容 納一外部裝置。

本發明之另一實施例提供了一種頭戴式顯示裝置。頭戴式顯示裝置包含一穿戴裝置、一固定框、一光學組件與一顯示螢幕。固定框包含一框架、一隔板與一透明區。框架固定於穿戴裝置上。隔板傾斜地位於框架上，並定義出一上容置部與一下容置部。透明區貫穿隔板，且連接上容置部與下容置部。光學組件可活動地位於下容置部內。顯示螢幕位於上容置部內，且覆蓋透明區。顯示螢幕之顯示面透過透明區光耦合光學組件。

如此，藉由以上實施例所述之架構，使用者能夠對應使用者之眼睛位置進行調整光學組件，而提供合適影像至使用者，不致讓使用者感到不適，進而提高使用者的使用意願。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施例及相關圖式中詳細介紹。

10、11、12‧‧‧頭戴式顯示裝置

100‧‧‧穿戴裝置

110‧‧‧穿戴部

120‧‧‧帽簷部

121‧‧‧頂部

122‧‧‧開口

123‧‧‧底部

124‧‧‧內部空間

200‧‧‧顯示源配置部

210‧‧‧顯示螢幕

211‧‧‧顯示面

220‧‧‧置換空腔

300、301‧‧‧光學組件

310‧‧‧承載框

311‧‧‧樞軸件

312‧‧‧滑塊

320‧‧‧透鏡

400‧‧‧固定框

410‧‧‧框架

420‧‧‧隔板

421‧‧‧上容置部

422‧‧‧下容置部

423‧‧‧軸接孔

424‧‧‧滑槽

430‧‧‧透明區

D‧‧‧外部裝置

E‧‧‧眼部

L‧‧‧光線

S‧‧‧螢幕

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為本發明一實施例之一頭戴式顯示裝置之分解圖；第2圖為第1圖之頭戴式顯示裝置穿戴於使用者上之示意圖；第3圖為第2圖之光學組件於收合時之使用操作圖；第4圖為本發明一實施例之頭戴式顯示裝置之使用示意 圖；以及第5A圖與第5B圖分別為本發明一實施例之頭戴式顯示裝置之操作示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖為本發明一實施例之一頭戴式顯示裝置10之分解圖。第2圖為第1圖之頭戴式顯示裝置10之側視圖。如第1圖與第2圖所示，頭戴式顯示裝置10包含一穿戴裝置100、一顯示螢幕210、一顯示源配置部200及一光學組件300。穿戴裝置100具有一穿戴部110與一帽簷部120。帽簷部120連接穿戴部110，顯示源配置部200位於帽簷部120上。光學組件300可活動地位於帽簷部120上，介於穿戴部110與顯示源配置部200之間。顯示螢幕210固定於顯示源配置部200內，光耦合光學組件300，故，顯示螢幕210之顯示面211能夠傳送光線L至光學組件300，從而讓光學組件300引導光線L至使用者眼部E。換句話說，顯示螢幕210之顯示面211得以透過光學組件300朝使用者之眼部E提供顯示影像。

如此，藉由以上所述架構，使用者能夠對應眼睛 位置進行調整光學組件300，而提供合適影像至使用者，不致讓使用者感到不適，進而提高使用者的使用意願。

更具體地，穿戴裝置100以供穿戴於一使用者頭部，例如為露出頭頂之遮陽帽，然而，本發明不限於此，其他實施例中，穿戴裝置100也可以是遮蓋頭頂之棒球帽。在本實施例中，穿戴部110例如為帶體。帽簷部120包含相對配置之一頂部121與一底部123。顯示螢幕210與光學組件300皆配置於帽簷部120之底部123。

顯示螢幕210內建於頭戴式顯示裝置10內，並透過纜線電連接一外部電腦(圖中未示)，並接受外部電腦之控制，故，顯示螢幕210之顯示面211得以透過光學組件300朝使用者之眼部E提供顯示影像。顯示螢幕210例如為一非穿透式顯示螢幕。

此外，頭戴式顯示裝置10更包含一固定框400。固定框400位於帽簷部120之底部123。在本實施例中，帽簷部120具有一內部空間124。固定框400之一部分容納於內部空間124內，另部分從帽簷部120之底部123伸出。舉例來說，固定框400包含一框架410、一隔板420與一透明區430。框架410固定於帽簷部120之底部123。隔板420傾斜地位於框架410上，並於框架410內定義出一上容置部421與一下容置部422。上容置部421位於帽簷部120與隔板420之間。顯示螢幕210位於上容置部421內、放置於隔板420上，且顯示螢幕210之顯示面211正對透明區430。下容置部422用以容納光學組件300。透明區430例如為貫穿隔板420之貫穿口或無貫口之透明壓克力板， 且連接上容置部421與下容置部422，用以將顯示螢幕210之顯示面211之光線L經由透明區430傳送至光學組件300。

再者，光學組件300更包含一承載框310與一透鏡320。透鏡320安裝至承載框310上。承載框310位於下容置部422內，且承載框310之外側具有樞軸件311。固定框400之框架410之內側具有軸接孔423。承載框310透過樞軸件311樞接至軸接孔423上，故，光學組件300能夠相對固定框400轉動。

如此，透過轉動光學組件300，光學組件300之透鏡320能夠被調整相對使用者眼部E之角度，從而將光線L合適地引導至使用者眼部E。

於一具體實施例中，透鏡320例如為用以增大影像之透鏡(如放大鏡)。意即，提供顯示螢幕210之增大影像至使用者眼部E。然而，本發明不限於此，其他實施例中，透鏡320也能夠為提供正立虛像之透鏡，如凸透鏡，或者，光學組件也可以包含濾光片等合適之光學元件。

第3圖為第2圖之光學組件300於收合時之使用操作圖。如第1圖與第3圖所示，於一具體實施例中，下容置部之容積大於該光學組件之體積，因此當使用者將承載框310轉入下容置部422內時，光學組件300能夠完全轉入並容納於下容置部422內。然而，本發明不限於此，其他實施例中，光學組件300未必需要完全容納於下容置部422內。

第4圖為本發明一實施例之頭戴式顯示裝置11之使用示意圖。本實施例之頭戴式顯示裝置11與第1圖之頭戴式顯示裝置10大致相同，其差異在於第1圖之頭戴式顯示裝置10 之顯示螢幕210無法被任意抽拔而離開頭戴式顯示裝置10。反觀，如第4圖所示，第4圖之頭戴式顯示裝置11之顯示源配置部內並未內建任何顯示螢幕，而是為一能夠更換地容納外部裝置D之置換空腔220。外部裝置D例如為智慧型手機。帽簷部120之頂部121具有一開口122。開口122接通上容置部421。

當使用者將一外部裝置D透過開口122滑入上容置部421內，使得外部裝置D之螢幕S恰好透過透明區430正對下容置部422內之光學組件300，故，外部裝置D之顯示幕之影像便得以透過光學組件300之引導而送至使用者眼部E。

第5A圖與第5B圖分別為本發明一實施例之頭戴式顯示裝置12之操作示意圖。如第5A圖所示，本實施例之頭戴式顯示裝置12與第1圖之頭戴式顯示裝置10大致相同，其差異在於，本實施例之頭戴式顯示裝置12之光學組件301為可滑移地連接固定框400之框架410。故，光學組件301得以在固定框400之框架410上水平地位移。

舉例來說，光學組件301包含一承載框310與一透鏡320。透鏡320安裝至承載框310上。承載框310位於下容置部422內，且承載框310之外側具有滑塊312。固定框400之框架410之內側具有滑槽424。承載框310透過滑塊312可滑移地銜接至框架410之滑槽424上，故，光學組件301能夠相對固定框400滑移。如此，透過滑移光學組件301，使用者得以調整光學組件300對應使用者眼部E之距離。

最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍 內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本發明中。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 (8)

1. 一種頭戴式顯示裝置，包含：一穿戴裝置，具有一穿戴部與一帽簷部；一框架，固定於該帽簷部之底部；一隔板，傾斜地位於該框架上，並於該框架內定義出一上容置部與一下容置部，該上容置部位於該帽簷部與該隔板之間；一顯示源配置部，位於該帽簷部上，用以容納一顯示螢幕；一光學組件，可活動地容納於該下容置部內，且介於該穿戴部與該顯示源配置部之間，其中該光學組件可樞轉地位於該帽簷部上，或者，該光學組件可滑移地位於該帽簷部上；以及一透明區，貫穿該隔板，且連接該上容置部與該下容置部，用以讓該顯示螢幕之光線傳送至該光學組件。
2. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該顯示螢幕固定於該顯示源配置部內，光耦合該光學組件，並將該顯示螢幕之光線傳送至該光學組件。
3. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該光學組件包含：一承載框，位於該下容置部內，具有一樞軸件，該承載框透過該樞軸件樞接至該框架上；以及一透鏡，安裝至該承載框內。
4. 如請求項3所述之頭戴式顯示裝置，其中該下容置部之容積大於該光學組件之體積，使得該光學組件能夠完全轉入該下容置部內。
5. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該光學組件可滑移地連接該框架。
6. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該光學組件包含一透鏡或一濾光片。
7. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該光學組件包含一用以增大影像之透鏡，或一提供正立虛像之透鏡。
8. 如請求項1所述之頭戴式顯示裝置，其中該顯示源配置部包含一置換空腔，用以可更換地容納該顯示螢幕。