TWI709848B - 虛擬實境頭戴式顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種虛擬實境頭戴式顯示裝置，其穿戴於一使用者的頭部，並包括一本體以及一固定組件。固定組件包括一支撐臂組、二樞接件、及二音訊元件。支撐臂組具有分別位於本體的相對二側之一第一端部與一第二端部。樞接件分別連接第一端部及第二端部，且分別樞接於本體的相對二側。二音訊元件分別設置於第一端部及第二端部與該二樞接件之間。二音訊元件分別具有一導音孔，導音孔朝向使用者的耳朵。

Description

虛擬實境頭戴式顯示裝置
本發明是關於一種虛擬實境的顯示裝置，特別是關於一種頭戴式顯示裝置。
虛擬實境（Virtual Reality，VR）顯示技術通常使用頭戴式顯示器（Head-Mounted Display，HMD）作為立體影像的顯示裝置。其中，頭戴式顯示器通常具有一個眼罩（本體），以覆蓋於使用者雙眼的前方，並遮蔽使用者的視野完全遮蔽，令使用者能夠沈浸於顯示影像所塑造出的虛擬實境的視覺效果。
除了影像的視覺效果以外，聽覺效果也是影響到能否讓使用者身歷其境的重要因子之一。目前頭戴式顯示器的音訊模組是設置在眼罩內部，並於眼罩兩側另外設置導音元件，通常為長形具有中空通道的元件。然而，播放的聲音經過導音元件後，其聽覺效果降低。又，目前的導音元件無法調整位置，故其出音方向無法配合不同使用者之耳朵的位置。
有鑑於上述課題，本發明之主要目的係在提供一種虛擬實境頭戴式顯示裝置，以解決習知頭戴式顯示裝置的聽覺效果不佳且無法配合不同使用者而調整的問題。
為達成上述之目的，本發明提供一種虛擬實境頭戴式顯示裝置，其穿戴於一使用者的頭部。虛擬實境頭戴式顯示裝置包括一本體以及一固定組件。固定組件包括一支撐臂組、二樞接件、及二音訊元件。支撐臂組具有分別位於本體的相對二側之一第一端部與一第二端部。樞接件分別連接第一端部及第二端部，且分別樞接於本體的相對二側。二音訊元件分別設置於第一端部及第二端部與二樞接件之間。二音訊元件分別具有一導音孔，導音孔朝向使用者的耳朵。
根據本發明之一實施例，固定組件更包括一調整機構，支撐臂組具有一疊合區域，疊合區域位於第一端部及第二端部之間，調整機構設置於疊合區域，以調整支撐臂組的整體長度。
根據本發明之一實施例，調整機構包括一齒輪，支撐臂組包括一第一臂及一第二臂。第一臂具有第一端部及一第一齒部，第二臂具有第二端部及一第二齒部。至少一部分的第一齒部及至少一部分的第二齒部位於疊合區域彼此重疊且與齒輪嚙合。
根據本發明之一實施例，當齒輪轉動時，帶動第一齒部與第二齒部相對移動，改變第一齒部與第二齒部彼此重疊的長度，以調整支撐臂組的整體長度。
根據本發明之一實施例，第一齒部位於第一臂相反於第一端部的一端，第二齒部位於第二臂相反於第二端部的一端。
根據本發明之一實施例，調整機構更包括一旋鈕，其連接於齒輪且用以驅動齒輪。
根據本發明之一實施例，支撐臂組具有二第一容置槽，分別位於第一端部及第二端部，該二音訊元件分別設置於該二第一容置槽內。
根據本發明之一實施例，各樞接件具有與第一容置槽對應的一第二容置槽，各音訊元件容納於第一容置槽與第二容置槽中，且導音孔與外界連通。
根據本發明之一實施例，第一容置槽或第二容置槽具有一開孔，其與導音孔連通。
根據本發明之一實施例，二音訊元件以一樞接方式分別設置於第一端部及第二端部與二樞接件之間，使二音訊元件可分別相對於第一端部及第二端部旋轉。
根據本發明之一實施例，本體的相對二側分別包括一樞軸部，各樞接件包括一樞接孔，樞接件以樞接孔組裝至樞軸部。
承上所述，由於音訊元件的導音孔朝向使用者的耳朵，可將聲音清楚的傳遞至使用者的耳朵，且支撐臂組透過樞接件連接至本體，更可藉由轉動支撐臂組調整導音孔的方向，以配合不同使用者的耳朵位置、或使用習慣，再者使用者亦可藉由旋轉旋鈕使齒輪轉動，以調整支撐臂組的整體長度。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
圖1為本發明之一實施例之虛擬實境頭戴式顯示裝置的示意圖，圖2為圖1所示之虛擬實境頭戴式顯示裝置的分解示意圖，圖3A及圖3B為圖1所示之虛擬實境頭戴式顯示裝置的穿戴示意圖。請參考圖1、圖2、圖3A及圖3B所示。本實施例之虛擬實境頭戴式顯示裝置1（以下簡稱為頭戴式顯示裝置1）穿戴於一使用者的頭部，如圖3A及圖3B所示。其中，頭戴式顯示裝置1包括一本體10以及一固定組件20。本實施例之本體10為眼罩構型，內部設置有顯示模組，以呈現虛擬視覺影像。固定組件20包括一支撐臂組21、二音訊元件22、及二樞接件23。支撐臂組21亦可稱為綁帶，本實施例之支撐臂組21具有一疊合區域211、及分別位於該本體的相對二側之一第一端部212與一第二端部213。須說明的是，第一端部212與第二端部213是指位於支撐臂組21靠近本體10之相對二端的區域，並非僅指靠近本體10之相對二端的端面。又，疊合區域211位於第一端部212與第二端部213之間。
音訊元件22分別設置於支撐臂組21的第一端部212及第二端部213與樞接件23之間。較佳的，支撐臂組21具有二第一容置槽214，分別位於第一端部212及第二端部213（由於圖2的視角，未標示位於第二端部213的第一容置槽214），二個音訊元件22分別設置在二個第一容置槽214內。又，樞接件23分別連接第一端部212及第二端部213，且二個樞接件23樞接於本體10的相對二側。換言之，本實施例之支撐臂組21是透過樞接件23連接至本體10的相對二側。當樞接件23樞接至本體10時，使音訊元件22及支撐臂組21皆可相對於本體10轉動，以調整不同的穿戴角度。
較佳的，本實施例之各個樞接件23具有一第二容置槽231及一樞接孔232。其中，第二容置槽231與第一容置槽214相互對應。第一容置槽214與第二容置槽231組裝後具有可容置音訊元件22的空間，使音訊元件22可容納於第一容置槽214與第二容置槽231中。又，本體10的相對二側（左、右二側）具有樞軸部11，樞接件23以樞接孔232組裝至樞軸部11，使支撐臂組21及音訊元件22可相對於本體10轉動。
在一些實施例中，樞接件23亦可以直接設置在音訊元件22朝向本體10的表面。亦即，樞接件23與音訊元件22的殼體為一體的結構，同樣可使支撐臂組21藉由樞接件23連接至本體10的相對二側。在一些實施例中，二個音訊元件22亦可以樞接方式分別設置於第一端部212及第二端部213與二樞接件23之間。換言之，音訊元件22的一側具有樞軸或其他可旋轉的結構，以連接於支撐臂組21的第一端部212及第二端部213，另一側則透過樞接件23連接至本體10的相對二側。藉由前述結構使音訊元件22可分別相對於本體10、支撐臂組21的第一端部212及第二端部213旋轉。
如圖1及圖2所示，本實施例之音訊元件22具有一導音孔221，本實施例之導音孔221朝向支撐臂組21的疊合區域211，並朝向使用者的耳朵，如圖3A所示。較佳的，導音孔221與外界連通。例如，可於第一容置槽214或第二容置槽231設置對應於導音孔221的開孔2141，使導音孔221與外界連通。本實施例之第一容置槽214具有開孔2141，且第二容置槽231無遮擋導音孔221的結構，使導音孔221可與外界連通。
在其他實施例中，亦可於音訊元件22形成穿越第一容置槽214及第二容置槽231的通道，使導音孔221外露於第一容置槽214及第二容置槽231，亦可使導音孔221與外界連通。使用者穿戴頭戴式顯示裝置1後，由於導音孔221朝向使用者的耳朵，可將聲音清楚的傳遞至使用者的耳朵。又，支撐臂組21是透過樞接件23連接至本體10，更可藉由移動支撐臂組21調整導音孔221的方向，以配合不同使用者的耳朵位置、或使用習慣。在第一容置槽214為獨立構件的實施例中，則可以藉由轉動第一容置槽214以調整導音孔221的方向。
另外，本實施例之音訊元件22直接設置在本體10的外側，使聲音可以直接傳遞至使用者的耳朵。相較於習知的頭戴式顯示器，其需另外透過導音元件傳遞聲音，故本實施例之頭戴式顯示裝置1更可達到有效傳遞聲音的效果。另外，本實施例之頭戴式顯示裝置1無需另外設置導音元件，亦可節省材料的製造與使用，以達到節省成本的效果。
如圖2所示，本實施例之固定組件20更包括一調整機構24，設置於支撐臂組21的疊合區域211，以調整支撐臂組21的整體長度。圖4為圖2所示之疊合區域的放大示意圖，請參考圖2及圖4所示。具體而言，調整機構24包括一齒輪241及一旋鈕242，且旋鈕242連接於齒輪241，並用以驅動齒輪241。本實施例之支撐臂組21是由二條綁帶所組成，並將具有第一端部212的綁帶稱為第一臂21a，而具有第二端部213的綁帶稱為第二臂21b。又，第一臂21a更具有一第一齒部215，第一齒部215位於第一臂21a相反於第一端部212的一端，即第一端部212及第一齒部215位於第一臂21a的相對二端。第二臂21b更具有一第二齒部216，第二齒部216位於第二臂21b相反於第二端部213的一端，即第二端部213及第二齒部216位於第二臂21b的相對二端。簡言之，支撐臂組21包括第一臂21a及第二臂21b，第一臂21a具有第一端部212及第一齒部215，第二臂21b具有第二端部213及一第二齒部216。
其中，第一齒部215與第二齒部216的位置靠近於齒輪241，使至少一部分的第一齒部215及至少一部分的第二齒部216位於疊合區域211彼此重疊，且與齒輪241嚙合。例如，第一齒部215及第二齒部216分別位於齒輪241的上、下二側。當齒輪241轉動時，可帶動第一齒部215與第二齒部216相對移動，以改變第一齒部215與第二齒部216彼此重疊的長度，藉此調整支撐臂組21的整體長度。以圖4的視角舉例說明，當齒輪241順時針轉動，齒輪241帶動第一齒部215向左移動，並帶動第二齒部216向右移動，進而縮短第一齒部215與第二齒部216重疊的部分，藉此增加支撐臂組21的整體長度。反之，當齒輪241逆時針轉動，齒輪241帶動第一齒部215向右移動，並帶動第二齒部216向左移動，進而增加第一齒部215與第二齒部216重疊的部分，藉此減少支撐臂組21的整體長度。因此，使用者可藉由旋轉旋鈕242使齒輪241轉動，以調整支撐臂組21的整體長度，以因應不同頭圍的使用者。在其他實施例中，除了支撐臂組21以外，固定組件20更包括頭帶，其連接於本體10與支撐臂組21的疊合區域211，以協助將頭戴式顯示裝置1穿戴於使用者的頭部。
綜上所述，由於音訊元件的導音孔朝向使用者的耳朵，可將聲音清楚的傳遞至使用者的耳朵，且支撐臂組透過樞接件連接至本體，更可藉由移動支撐臂組調整導音孔的方向，以配合不同使用者的耳朵位置、或使用習慣，再者使用者亦可藉由旋轉旋鈕使齒輪轉動，以調整支撐臂組的整體長度。
應注意的是，上述諸多實施例係為了便於說明而舉例，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1:頭戴式顯示裝置 10:本體 11:樞軸部 20:固定組件 21:支撐臂組 21a:第一臂 21b:第二臂 211:疊合區域 212:第一端部 213:第二端部 214:第一容置槽 2141:開孔 215:第一齒部 216:第二齒部 22:音訊元件 221:導音孔 23:樞接件 231:第二容置槽 232:樞接孔 24:調整機構 241:齒輪 242:旋鈕
圖1為本發明之一實施例之虛擬實境頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖2為圖1所示之虛擬實境頭戴式顯示裝置的分解示意圖。 圖3A及圖3B為圖1所示之虛擬實境頭戴式顯示裝置的穿戴示意圖。 圖4為圖2所示之疊合區域的放大示意圖。
1:頭戴式顯示裝置
10:本體
11:樞軸部
20:固定組件
21:支撐臂組
21a:第一臂
21b:第二臂
211:疊合區域
212:第一端部
213:第二端部
214:第一容置槽
2141:開孔
22:音訊元件
221:導音孔
23:樞接件
231:第二容置槽
232:樞接孔
24:調整機構
242:旋鈕

Claims (11)

  1. 一種虛擬實境頭戴式顯示裝置，穿戴於一使用者的頭部，該虛擬實境頭戴式顯示裝置包括： 一本體；以及 一固定組件，包括： 一支撐臂組，具有分別位於該本體的相對二側之一第一端部與一第二端部； 二樞接件，分別連接該第一端部及該第二端部，且分別樞接於該本體的相對二側；及 二音訊元件，分別設置於該第一端部及該第二端部與該二樞接件之間，該二音訊元件分別具有一導音孔，該導音孔的位置朝向該使用者的耳朵。
  2. 如請求項1所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該固定組件更包括一調整機構，該支撐臂組具有一疊合區域，該疊合區域位於該第一端部及該第二端部之間，該調整機構設置於該疊合區域，以調整該支撐臂組的整體長度。
  3. 如請求項2所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該調整機構包括一齒輪，該支撐臂組包括一第一臂及一第二臂，該第一臂具有該第一端部及一第一齒部，該第二臂具有該第二端部及一第二齒部，至少一部分的該第一齒部及至少一部分的該第二齒部位於該疊合區域彼此重疊且與該齒輪嚙合。
  4. 如請求項3所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中當該齒輪轉動時，帶動該第一齒部與該第二齒部相對移動，改變該第一齒部及該第二齒部彼此重疊的長度，以調整該支撐臂組的整體長度。
  5. 如請求項3所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該第一齒部位於該第一臂相反於該第一端部的一端，該第二齒部位於該第二臂相反於該第二端部的一端。
  6. 如請求項3所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該調整機構更包括一旋鈕，其連接於該齒輪且用以驅動該齒輪。
  7. 如請求項1所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該支撐臂組具有二第一容置槽，分別位於該第一端部及該第二端部，該二音訊元件分別設置於該二第一容置槽內。
  8. 如請求項7所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中各該樞接件具有與該第一容置槽對應的一第二容置槽，各該二音訊元件容納於該第一容置槽與該第二容置槽中，且該導音孔與外界連通。
  9. 如請求項8所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該第一容置槽或該第二容置槽具有一開孔，其與該導音孔連通。
  10. 如請求項1所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該二音訊元件以一樞接方式分別設置於該第一端部及該第二端部與該二樞接件之間，使該二音訊元件可分別相對於該第一端部及該第二端部旋轉。
  11. 如請求項8或10所述之虛擬實境頭戴式顯示裝置，其中該本體的相對二側分別包括一樞軸部，各該樞接件包括一樞接孔，該樞接件以該樞接孔組裝至該樞軸部。
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