TWI748631B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

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TWI748631B TW109130287A TW109130287A TWI748631B TW I748631 B TWI748631 B TW I748631B TW 109130287 A TW109130287 A TW 109130287A TW 109130287 A TW109130287 A TW 109130287A TW I748631 B TWI748631 B TW I748631B
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林鴻昌
任乾坡
黃榮義
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仁寶電腦工業股份有限公司
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一種頭戴式顯示裝置，包括一頭戴組件、一顯示組件及一可動組件。頭戴組件適於穿戴於一使用者的頭部。可動組件具有一第一連接部及一第二連接部。第一連接部可轉動地連接於頭戴組件及顯示組件的其中之一，第二連接部可滑動地連接於頭戴組件及顯示組件的其中之另一。

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。
隨著虛擬實境顯示技術的進步，具備虛擬實境功能的頭戴式顯示裝置應用於軍事、工業、教育、娛樂等多種領域，且逐漸普及於消費市場。然而，現有的頭戴式顯示裝置並沒有專門為醫療手術設計的虛擬實境。並且，現有的頭戴式顯示裝置的影像顯示區域無法相對於使用者的頭部上下偏移，若將其應用於醫療手術，則在視線長時間朝向下方的手術目標的情況下，外科醫生需不斷將視線上移才能觀看頭戴式顯示裝置的顯示畫面，造成使用上的不便且易導致疲勞。
本發明提供一種頭戴式顯示裝置，其影像顯示區域可相對於使用者的頭部上下偏移。
本發明的頭戴式顯示裝置包括一頭戴組件、一顯示組件及一可動組件。頭戴組件適於穿戴於一使用者的頭部。可動組件具有一第一連接部及一第二連接部。第一連接部可轉動地連接於頭戴組件及顯示組件的其中之一，第二連接部可滑動地連接於頭戴組件及顯示組件的其中之另一。
在本發明的一實施例中，上述的顯示組件包括一投影模組及一透光板體，投影模組適於投射一影像至透光板體上。
在本發明的一實施例中，上述的第一連接部可轉動地連接於頭戴組件，第二連接部可滑動地連接於顯示組件。
在本發明的一實施例中，上述的頭戴組件具有一軸部，第一連接部樞接於軸部。
在本發明的一實施例中，上述的第二連接部及顯示組件的其中之一具有至少一滑軌，第二連接部及顯示組件的其中之另一具有至少一滑塊，滑塊滑設於滑軌。
在本發明的一實施例中，上述的滑軌包括至少一弧形滑軌。
在本發明的一實施例中，上述的第一連接部以一轉動軸線為軸而可轉動地連接於頭戴組件，弧形滑軌的徑向垂直於轉動軸線。
在本發明的一實施例中，上述的第一連接部可轉動地連接於顯示組件，第二連接部可滑動地連接於頭戴組件。
在本發明的一實施例中，上述的第一連接部包括一軸部，顯示組件樞接於軸部。
在本發明的一實施例中，上述的頭戴組件具有一突伸部，第二連接部包括一槽部並藉由槽部而可滑動地套設於突伸部。
基於上述，本發明利用可動組件來連接頭戴組件及顯示組件，使顯示組件能夠透過可動組件而相對於頭戴組件進行滑動及轉動。據此，顯示組件藉由所述滑動及所述轉動之兩階段的作動而可使其影像顯示區域大幅度地相對於頭戴組件上下偏移，以適用於各種使用情境。
圖1是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的立體圖。圖2是圖1的頭戴式顯示裝置的局部側視圖。請參考圖1及圖2，本實施例的頭戴式顯示裝置100例如是具有虛擬實境顯示功能的立體影像顯示裝置，其包括一頭戴組件110、一顯示組件120及一可動組件130。頭戴組件110適於穿戴於一使用者的頭部，顯示組件120透過可動組件130而連接於頭戴組件110，且用以顯示立體影像。其中，顯示組件120包括一投影模組122及至少一透光板體124，投影模組122適於投射影像至透光板體124上，使用者可透過透光板體124觀看到眼前的實景，且可同時觀看到投影模組122投射至透光板體124上的影像。
具體而言，本實施例的可動組件130具有一第一連接部132及一第二連接部134。第一連接部132以一轉動軸線A為軸而可轉動地連接於頭戴組件110，第二連接部134可滑動地連接於顯示組件120。藉此，顯示組件120可透過可動組件130而相對於頭戴組件110作動。
圖3至圖5繪示圖2的顯示組件相對於頭戴組件作動。舉例來說，使用者可施力於顯示組件120，使顯示組件120從圖2所示位置相對於可動組件130往前滑動至圖3所示位置。使用者可施力於顯示組件120，使顯示組件120從圖3所示位置相對於可動組件130往後滑動至圖2所示位置。使用者可施力於顯示組件120及/或可動組件130，使可動組件130及顯示組件120從圖3所示位置相對於頭戴組件110往上轉動至圖4所示位置。使用者可施力於顯示組件120及/或可動組件130，使可動組件130及顯示組件120從圖4所示位置相對於頭戴組件110往下轉動至圖3所示位置。使用者可施力於顯示組件120，使顯示組件120從圖4所示位置相對於可動組件130往下滑動至圖5所示位置。使用者可施力於顯示組件120，使顯示組件120從圖5所示位置相對於可動組件130往上滑動至圖4所示位置。使用者可施力於顯示組件120及/或可動組件130，使可動組件130及顯示組件120從圖1所示位置相對於頭戴組件110往上轉動至圖5所示位置。使用者可施力於顯示組件120及/或可動組件130，使可動組件130及顯示組件120從圖5所示位置相對於頭戴組件110往下轉動至圖1所示位置。
如上所述，本實施例的顯示組件120能夠透過可動組件130而相對於頭戴組件110進行滑動及轉動。據此，顯示組件120藉由所述滑動及所述轉動之兩階段的作動而可使其影像顯示區域(即透光板體124)大幅度地相對於頭戴組件110上下偏移，以適用於各種使用情境。
舉例來說，頭戴式顯示裝置100可應用於醫療手術環境而供進行手術的外科醫生使用，顯示組件120所顯示的資訊可包括被手術者的心跳、血壓等生理資訊，或其他手術相關資訊。當外科醫生透過顯示組件120的透光板體124觀看被手術者的患部並對其進行手術時，外科醫生的視線一般是朝向下方，此時顯示組件120可如上述般藉由可動組件130的作動而使其影像顯示區域相應地往下偏移。如此一來，外科醫生不需將視線上移就能夠觀看頭戴式顯示裝置100的顯示畫面及資訊，而讓頭戴式顯示裝置100在使用上較為便利、舒適。在本發明的另一實施例，投影模組122可根據顯示組件120相對頭戴組件110的旋轉角度及/或滑動位置，調整投射至透光板體124的投射影像。
以下說明本實施例的第一連接部132及第二連接部134的具體結構。圖6是圖1的頭戴式顯示裝置的局部立體圖。請參考圖2及圖6，本實施例的頭戴組件110具有一軸部112，可動組件130的第一連接部132樞接於頭戴組件110的軸部112，以使可動組件130能夠相對於頭戴組件110轉動。圖7是圖6的可動件及顯示組件的分解圖。請參考圖6及圖7，本實施例的可動件130的第二連接部134具有兩滑軌134a，顯示組件120的投影模組122的外表面具有兩滑塊122a，兩滑塊122a分別滑設於兩滑軌134a，以使顯示組件120可相對於可動組件130滑動。
進一步而言，本實施例的滑軌134a為弧形滑軌，此弧形滑軌的徑向R(標示於圖3)垂直於軸部112的轉動軸線A。藉此，當顯示組件120藉其滑塊122a沿著滑軌134a滑動時，顯示組件120會繞平行於轉動軸線A的軸向產生轉動量而使其顯示區域相對於頭戴組件110進一步同時產生前後及上下的偏移，意即本實施例僅透過單一滑軌134a的設計，使顯示組件120相對於頭戴組件110同時產生二個軸向的移動以及視角的旋轉。
本發明不對可動件的形式及連接方式加以限制，以下藉由另一實施例對此舉例說明。圖8是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的立體圖。圖9是圖8的頭戴式顯示裝置的局部結構側視圖。請參考圖8及圖9，本實施例的頭戴式顯示裝置200例如是具有虛擬實境顯示功能的立體影像顯示裝置，其包括一頭戴組件210、一顯示組件220及一可動組件230。頭戴組件210適於穿戴於一使用者的頭部，顯示組件220透過可動組件230而連接於頭戴組件210，且用以顯示立體影像。其中，顯示組件220包括一投影模組222及一透光板體224，投影模組222適於投射影像至透光板體224上，使用者的視線可穿透過透光板體224觀看到眼前的實景，且可同時觀看到投影模組222投射至透光板體224上的影像。
具體而言，本實施例的可動組件230如圖9所示具有一第一連接部232及一第二連接部234。第一連接部232可轉動地連接於顯示組件220，第二連接部234可滑動地連接於頭戴組件210。藉此，顯示組件220可透過可動組件230而相對於頭戴組件210作動。
圖10至圖12繪示圖8的顯示組件相對於頭戴組件作動。舉例來說，使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220及可動組件230從圖8所示位置相對於頭戴組件210往前滑動至圖10所示位置。使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220及可動組件230從圖10所示位置相對於頭戴組件210往後滑動至圖8所示位置。使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220從圖10所示位置相對於可動組件230往下轉動至圖11所示位置。使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220從圖11所示位置相對於可動組件230往上轉動至圖10所示位置。使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220從圖10所示位置相對於可動組件230往上轉動至圖12所示位置。使用者可施力於顯示組件220，使顯示組件220從圖12所示位置相對於可動組件230往下轉動至圖10所示位置。
如上所述，本實施例的顯示組件220能夠透過可動組件230而相對於頭戴組件210進行滑動及轉動。據此，顯示組件220藉由所述滑動及所述轉動之兩階段的作動而可使其顯示區域大幅度地相對於頭戴組件210產生前後及上下的偏移，以適用於各種使用情境。進一步而言，本實施例是先使顯示組件220及可動組件230相對於頭戴組件210往前滑動，然後再使顯示組件220相對於可動組件230轉動，如此可避免顯示組件220轉動時因距離使用者的臉部太近而撞擊到使用者的臉部。
舉例來說，頭戴式顯示裝置200可應用於醫療手術環境而供進行手術的外科醫生使用，顯示組件220所顯示的資訊可包括被手術者的心跳、血壓等生理資訊，或其他手術相關資訊。當外科醫生的視線穿透過顯示組件220的透光板224觀看被手術者的患部並對其進行手術時，外科醫生的視線一般是朝向下方，此時顯示組件220可如上述般藉由可動組件230的作動而使其顯示區域相應地往下偏移。如此一來，外科醫生不需將視線上移就能夠觀看頭戴式顯示裝置200的顯示畫面及資訊，而讓頭戴式顯示裝置200在使用上較為便利、舒適。
以下說明本實施例的第一連接部232及第二連接部234的具體結構。請參考圖9，本實施例的頭戴組件210具有一突伸部212，可動組件230的第二連接部234包括一槽部234a並藉由槽部234a而可滑動地套設於頭戴組件210的突伸部212，以使可動組件230能夠相對於頭戴組件210滑動。槽部234a與突伸部212可具有適當的相對應的止擋凸部，以限制其相對滑動範圍，本發明不對其具體結構加以限制。此外，可動組件230的第一連接部232包括一軸部232a，顯示組件220(繪示於圖8、圖10至圖12)樞接於軸部232a而可相對於可動組件230轉動。
綜上所述，本發明利用可動組件來連接頭戴組件及顯示組件，使顯示組件能夠透過可動組件而相對於頭戴組件進行滑動及轉動。據此，顯示組件藉由所述滑動及所述轉動之兩階段的作動而可使其顯示區域大幅度地相對於頭戴組件產生前後及上下的偏移，以適用於各種使用情境。
100、200:頭戴式顯示裝置 110、210:頭戴組件 112、232a:軸部 120、220:顯示組件 122、222:投影模組 122a:滑塊 124、224:透光板體 130、230:可動組件 132、232:第一連接部 134、234:第二連接部 134a滑軌 212:突伸部 234a:槽部 A:轉動軸線 R:徑向
圖1是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的立體圖。 圖2是圖1的頭戴式顯示裝置的局部側視圖。 圖3至圖5繪示圖2的顯示組件相對於頭戴組件作動。 圖6是圖1的頭戴式顯示裝置的局部立體圖。 圖7是圖6的可動件及顯示組件的分解圖。 圖8是本發明另一實施例的頭戴式顯示裝置的立體圖。 圖9是圖8的頭戴式顯示裝置的局部結構側視圖。 圖10至圖12繪示圖8的顯示組件相對於頭戴組件作動。
100:頭戴式顯示裝置
110:頭戴組件
112:軸部
120:顯示組件
122:投影模組
124:透光板體
130:可動組件
132:第一連接部
134:第二連接部
A:轉動軸線

Claims (9)

  1. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一頭戴組件，適於穿戴於一使用者的頭部；一顯示組件；以及一可動組件，具有一第一連接部及一第二連接部，其中該第一連接部可轉動地連接於該頭戴組件及該顯示組件的其中之一，該第二連接部可滑動地連接於該頭戴組件及該顯示組件的其中之另一，其中該顯示組件包括一投影模組及一透光板體，該透光板體部份延伸在該投影模組外，該投影模組適於投射一影像至該透光板體上。
  2. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一頭戴組件，適於穿戴於一使用者的頭部；一顯示組件；以及一可動組件，具有一第一連接部及一第二連接部，其中該第一連接部可轉動地連接於該頭戴組件，該第二連接部可滑動地連接於該顯示組件。
  3. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該頭戴組件具有一軸部，該第一連接部樞接於該軸部。
  4. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該第二連接部及該顯示組件的其中之一具有至少一滑軌，該第二連接部及該 顯示組件的其中之另一具有至少一滑塊，該至少一滑塊滑設於該至少一滑軌。
  5. 如請求項4所述的頭戴式顯示裝置，其中該至少一滑軌包括至少一弧形滑軌。
  6. 如請求項5所述的頭戴式顯示裝置，其中該第一連接部以一轉動軸線為軸而可轉動地連接於該頭戴組件，該至少一弧形滑軌的徑向垂直於該轉動軸線。
  7. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一頭戴組件，適於穿戴於一使用者的頭部；一顯示組件；以及一可動組件，具有一第一連接部及一第二連接部，其中該第一連接部可轉動地連接於該顯示組件，該第二連接部可滑動地連接於該頭戴組件，其中該顯示組件包括一投影模組及一透光板體，該透光板體部份延伸在該投影模組外，該投影模組適於投射一影像至該透光板體上。
  8. 如請求項7所述的頭戴式顯示裝置，其中該第一連接部包括一軸部，該顯示組件樞接於該軸部。
  9. 如請求項7所述的頭戴式顯示裝置，其中該頭戴組件具有一突伸部，該第二連接部包括一槽部並藉由該槽部而可滑動地套設於該突伸部。
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