TWI685680B - 後置式頭戴虛擬實境(vr)顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，包括有：一殼體、一顯示器、一組感測器、一組計算元件、複數片反射鏡、一組左透鏡組及一組右透鏡組；其中，透過將該顯示器設於該殼體後方之內面上，以及透過將二組透鏡組分別設於該殼體內左、右邊之設計，令重量平均分攤於該殼體四邊，而不會造成配戴人頸部的不舒服感，無法長期使用，而且該殼體前方不會太厚，對配戴的使用者不會有不舒適感，而且不會造成透鏡組的數量限制，而不會導致放大率(即人眼視距)的限制。

Description

後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置
本發明係一種後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，尤指一種可減少配戴的不舒適感，並增加人眼視距以及放大率之虛擬實境顯示裝置。
按，一般的虛擬實境裝置，其至少包含一個螢幕、一組感測器及一組計算元件，這些東西被組裝在頭戴式裝置中，即頭戴式虛擬實境(VR)產品；其螢幕用來顯示仿真的影像，投射在使用者的視網膜上，感測器則用來感知使用者的旋轉角度，計算元件則收集感測器的資料，決定螢幕顯示的畫面為何。產生的一個三維虛擬世界，可以讓使用者感覺彷彿身歷其境，即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。
市面上販售的頭戴式VR產品10大致如第1圖所示；皆將顯示器(手機、螢幕…等)置於眼前，並搭配透鏡組去做影像的調整，使影像可以放大並正確投射於人眼中。
但該習知之頭戴式VR產品10，其顯示器及透鏡組置於眼前的設計會造成配戴人頸部的不舒服感，無法長期使用。而且基於設計太厚，對配戴的使用者會有不舒適感，其透鏡組的數量限制，也導致放大率即人眼視距的限制。
由此可見，上述習用物品仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。
有鑑於此，本案發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
本發明之目的，在提供一種後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，係可減少配戴的不舒適感，並增加人眼視距以及放大率。
根據上述之目的，本發明之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其主要係包括有：一殼體、一顯示器、一組感測器、一組計算元件、複數片反射鏡、一組左透鏡組及一組右透鏡組；其中，該殼體係呈一立體框體，其中央具有一供頭部置入之開口，該開口在對應眼部處呈透明；該顯示器設於該殼體後方之內面上，該顯示器用來顯示仿真的影像，投射在使用者的視網膜上，其可顯示左右兩種畫面；該組感測器設於該殼體內，用來感知使用者的旋轉角度；該組計算元件設於該殼體內，該組計算元件係收集該組感測器的感知資料，並依據該感知資料決定該顯示器顯示的畫面為何，而產生的一個三維虛擬世界，讓使用者感覺彷彿身歷其境，即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物；該等反射鏡之其中二片呈V形45度設於該顯示器之中央處，而可反射該顯示器左右兩種畫面，該等反射鏡之另外四片分別設於該殼體內之四角處，以供再反射該顯示器左右兩種畫面，該等反射鏡之再二片呈V形45度設於該開口對應眼部處之中央位置，而可將位於該殼體內四角處反射鏡反射之左右兩種畫面，再反射進入眼部之眼球裡；該組左透鏡組設於該殼體內之左邊，供放大該顯示器之左畫面；該組右透鏡組設於該殼體內之右邊，供放大該顯示器之右畫面；藉此，透過將該顯示器設於該殼體後方之內面上，以及透過將二組透鏡組分別設於該殼體內左、右邊之設計，令重量平均分攤於該殼體四邊，而不會造成配戴人頸部的不舒服感，無法長期使用，而且該殼體前方不會太厚，對配戴的使用者不會有不舒適感，而且不會造成透鏡組的數量限制，而不會導致放大率(即人眼視距)的限制。
為便 貴審查委員能對本發明之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
本發明乃有關一種「後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置」，請參閱第2圖所示，本發明之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其主要係包括有：一殼體20、一顯示器30、一組感測器(圖中未示)、一組計算元件(圖中未示)、複數片反射鏡40、一組左透鏡組50及一組右透鏡組60。
其中，該殼體20係呈一立體框體，其中央具有一供頭部21置入之開口22，該開口22在對應眼部23處呈透明。
該顯示器30設於該殼體20後方之內面上，該顯示器30用來顯示仿真的影像，投射在使用者的視網膜上，其可顯示左右兩種畫面31、32。
該組感測器(圖中未示)設於該殼體20內，用來感知使用者的旋轉角度。
該組計算元件(圖中未示)設於該殼體20內，該組計算元件係收集該組感測器的感知資料，並依據該感知資料決定該顯示器30顯示的畫面為何，而產生的一個三維虛擬世界，讓使用者感覺彷彿身歷其境，即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。
該等反射鏡40之其中二片41、42呈V形45度設於該顯示器30之中央處，而可反射該顯示器30左右兩種畫面31、32，該等反射鏡40之另外四片43、44、45、46分別設於該殼體20內之四角處，以供再反射該顯示器30左右兩種畫面31、32，該等反射鏡40之再二片47、48呈V形45度設於該開口22對應眼部23處之中央位置，而可將位於該殼體20內四角處四片43、44、45、46反射鏡反射之左右兩種畫面31、32，再反射進入眼部23之眼球裡。
該組左透鏡組50設於該殼體20內之左邊，供放大該顯示器30之左畫面31。
該組右透鏡組60設於該殼體20內之右邊，供放大該顯示器30之右畫面32。
藉上述構件之組成，透過將該顯示器30設於該殼體20後方之內面上，以及透過將二組透鏡組(該組左透鏡組50、該組右透鏡組60)分別設於該殼體20內左、右邊之設計，令重量平均分攤於該殼體20四邊，而不會造成配戴人頸部的不舒服感，無法長期使用，而且該殼體20前方不會太厚，對配戴的使用者不會有不舒適感，而且不會造成透鏡組(該組左透鏡組50、該組右透鏡組60)的數量限制，而不會導致放大率(即人眼視距)的限制。
復請參閱第2圖所示，該組左透鏡組50具有二片凸透鏡51，而能放大該左畫面31，在本發明中，該組左透鏡組50之凸透鏡51片數，可因應實際需求做調整，即增加或減少凸透鏡51片數，來調整放大該左畫面31之倍率。
復請參閱第2圖所示，該組右透鏡組60具有二片凸透鏡61，而能放大該右畫面32，在本發明中，該組右透鏡組60之凸透鏡61片數，可因應實際需求做調整，即增加或減少凸透鏡61片數，來調整放大該右畫面32之倍率。
綜合上所述，本發明之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，確實具有前所未有之創新構造，其既未見於任何刊物，且市面上亦未見有任何類似的產品，是以，其具有新穎性應無疑慮。另外，本發明所具有之獨特特徵以及功能遠非習用所可比擬，所以其確實比習用更具有其進步性，而符合我國專利法有關發明專利之申請要件之規定，乃依法提起專利申請。
以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，惟本發明之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
20‧‧‧殼體 21‧‧‧頭部 22‧‧‧開口 23‧‧‧眼部 30‧‧‧顯示器 31‧‧‧左畫面 32‧‧‧右畫面 40‧‧‧反射鏡 41、42‧‧‧其中二片 43、44、45、46‧‧‧另外四片 47、48‧‧‧再二片 50‧‧‧左透鏡組 51‧‧‧二片凸透鏡 60‧‧‧右透鏡組 61‧‧‧二片凸透鏡
第 1 圖為習用虛擬實境(VR)顯示裝置之外觀示意圖。
第 2 圖為本發明後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置之透視圖。
20‧‧‧殼體
21‧‧‧頭部
22‧‧‧開口
23‧‧‧眼部
30‧‧‧顯示器
31‧‧‧左畫面
32‧‧‧右畫面
40‧‧‧反射鏡
41、42‧‧‧其中二片
43、44、45、46‧‧‧另外四片
47、48‧‧‧再二片
50‧‧‧左透鏡組
51‧‧‧二片凸透鏡
60‧‧‧右透鏡組
61‧‧‧二片凸透鏡

Claims (5)

  1. 一種後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，包括： 一殼體，該殼體係呈一立體框體，其中央具有一供頭部置入之開口，該開口在對應眼部處呈透明； 一顯示器，該顯示器設於該殼體後方之內面上，該顯示器用來顯示仿真的影像，投射在使用者的視網膜上，其可顯示左右兩種畫面； 一組感測器，該組感測器設於該殼體內，用來感知使用者的旋轉角度； 一組計算元件，該組計算元件設於該殼體內，該組計算元件係收集該組感測器的感知資料，並依據該感知資料決定該顯示器顯示的畫面，而產生的一個三維虛擬世界； 複數片反射鏡，該等反射鏡之其中二片呈V形適當角度設於該顯示器之中央處，而可反射該顯示器左右兩種畫面，該等反射鏡之另外四片分別設於該殼體內之四角處，以供再反射該顯示器左右兩種畫面，該等反射鏡之再二片呈V形適當角度設於該開口對應眼部處之中央位置，而可將位於該殼體內四角處反射鏡反射之左右兩種畫面，再反射進入眼部之眼球裡； 一組左透鏡組，該組左透鏡組設於該殼體內之左邊，供放大該顯示器之左畫面；及 一組右透鏡組，該組右透鏡組設於該殼體內之右邊，供放大該顯示器之右畫面。
  2. 如申請專利範圍第 1 項所述之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其中該組左透鏡組具有二片凸透鏡，而能放大該左畫面。
  3. 如申請專利範圍第 2 項所述之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其中該組左透鏡組之凸透鏡片數，可因應實際需求做調整，即增加或減少凸透鏡片數，來調整放大該左畫面之倍率。
  4. 如申請專利範圍第 1 項所述之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其中該組右透鏡組具有二片凸透鏡，而能放大該右畫面。
  5. 如申請專利範圍第 4 項所述之後置式頭戴虛擬實境(VR)顯示裝置，其中該組右透鏡組之凸透鏡片數，可因應實際需求做調整，即增加或減少凸透鏡片數，來調整放大該右畫面之倍率。
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