TWI817252B - 頭戴顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種頭戴顯示裝置，其包括殼體、光機模組、二個固定座、二個鏡腿以及二個彈性凸部。光機模組配置於殼體上。所述二個固定座分別固定於殼體的相對兩側。所述二個鏡腿分別樞接於所述二個固定座。所述二個彈性凸部分別配置於所述二個固定座與所述二個鏡腿之間。當所述二個鏡腿分別相對於所述二個固定座旋轉遠離彼此，並推擠所述二個彈性凸部產生彈性變形時，所述二個彈性凸部分別對所述二個鏡腿施加彈性恢復力以使所述二個鏡腿旋轉靠近彼此。

Description

頭戴顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種頭戴顯示裝置。

虛擬實境(virtual reality)是透過電腦模擬產生一個三維的虛擬環境，並透過頭戴顯示裝置將三維的虛擬影像呈現在使用者的眼前，以令使用者沉浸在三維的虛擬環境中。一般來說，頭戴顯示裝置按其穿戴方式可概分為頭盔型、頭箍型、眼罩型及眼鏡型。以眼鏡型的頭戴顯示裝置為例，其二個鏡腿鉸接於光機模組，當所述二個鏡腿開展至定位並配戴於使用者的頭部時，所述二個鏡腿處於鬆弛狀態，導致配戴於使用者的頭部上的頭戴顯示裝置容易產生晃動，甚至從使用者的頭部掉落。

本發明提供一種頭戴顯示裝置，有助於提高使用者配戴時的穩定度及可靠度，並提升操作體驗。

本發明提出一種頭戴顯示裝置，其包括殼體、光機模組、二個固定座、二個鏡腿以及二個彈性凸部。光機模組配置於殼體上。所述二個固定座分別固定於殼體的相對兩側。所述二個鏡腿分別樞接於所述二個固定座。所述二個彈性凸部分別配置於所述二個固定座與所述二個鏡腿之間。當所述二個鏡腿分別相對於所述二個固定座旋轉遠離彼此，並推擠所述二個彈性凸部產生彈性變形時，所述二個彈性凸部分別對所述二個鏡腿施加彈性恢復力以使所述二個鏡腿旋轉靠近彼此。

在本發明的一實施例中，上述的每一個鏡腿包括第一腿部、連接第一腿部的樞接部及連接第一腿部的第二腿部。樞接部與第二腿部分別位於第一腿部的相對兩側，且第一腿部透過樞接部樞接於固定座。

在本發明的一實施例中，上述的二個彈性凸部分別配置於所述二個固定座上並接觸所述二個鏡腿，或者是，所述二個彈性凸部分別配置於所述二個鏡腿上並接觸所述二個固定座。

在本發明的一實施例中，上述的二個彈性凸部分別配置於所述二個固定座上並接觸所述二個鏡腿。每一個固定座還具有面向對應的鏡腿的第一腿部的第一端面，且彈性凸部凸出於第一端面。每一個第一腿部具有面向對應的固定座的第一端面的第二端面，且每一個固定座的彈性凸部接觸對應的第一腿部的第二端面。

在本發明的一實施例中，上述的每一個固定座的第一端面與對應的第一腿部的第二端面之間保持間隙，且間隙隨第一腿部相對於固定座的旋轉而加大或縮減。

在本發明的一實施例中，上述的二個彈性凸部分別一體成型於所述二個固定座。

在本發明的一實施例中，上述的每一個樞接部包括彼此樞接的第一定位部與第二定位部。第一定位部固定於固定座，且第二定位部固定於第一腿部。

在本發明的一實施例中，上述的每一個固定座還具有面向對應的鏡腿的第一腿部的凹槽，且樞接部的第一定位部固定於凹槽內。

在本發明的一實施例中，上述的每一個鏡腿的第二腿部包括彈性連接部與連接彈性連接部的腿部本體，且彈性連接部固定於第一腿部。

在本發明的一實施例中，上述的每一個鏡腿的第一腿部的剛性大於第二腿部的剛性。

在本發明的一實施例中，上述的每一個鏡腿的第一腿部的剛性大於對應的固定座的彈性凸部的剛性。

在本發明的一實施例中，上述的頭戴顯示裝置更包括配置於殼體上的蓋體，且蓋體覆蓋光機模組的一側。

在本發明的一實施例中，上述的蓋體包括中空框架及包覆中空框架的表層，且中空框架磁吸固定於殼體上。

在本發明的一實施例中，上述的蓋體更包括配置於中空框架上的至少一個第一磁鐵，且殼體配置有至少一個第二磁鐵。第一磁鐵對位於第二磁鐵，使得蓋體透過第一磁鐵與第二磁鐵產生的磁吸力吸附固定於殼體上。

在本發明的一實施例中，上述的蓋體更包括配置於中空框架上的至少一個磁鐵，且光機模組包括導磁材料。磁鐵對位於光機模組，使得蓋體透過磁鐵與導磁材料產生的磁吸力吸附固定於光機模組上。

在本發明的一實施例中，上述的頭戴顯示裝置更包括連接殼體的支撐架及連接支撐架的襯墊，其中殼體與襯墊分別位於支撐架的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的支撐架包括連接殼體的底座、連接底座的定型架、連接定型架的鼻托架以及連接鼻托架的襯墊架，且定型架與鼻托架位於底座與襯墊架之間。襯墊配置於襯墊架上，且定型架與襯墊分別位於襯墊架的相對兩側。

在本發明的一實施例中，上述的支撐架還包括配置於底座上的磁鐵，且殼體包括導磁材料。磁鐵對位於殼體，使得支撐架透過磁鐵與導磁材料產生的磁吸力吸附固定於殼體上。

在本發明的一實施例中，上述的頭戴顯示裝置更包括配置於殼體上的光感應器，其中底座具有對應光感應器配置的光通孔以露出光感應器。

基於上述，當使用者將頭戴顯示裝置配戴於頭部時，二個鏡腿可產生向內的夾持力，使得頭戴顯示裝置穩固地配戴於使用者的頭部，避免頭戴顯示裝置產生晃動或從使用者的頭部掉落。因此，本發明的頭戴顯示裝置不僅有助於提高使用者配戴時的穩定度及可靠度，也有助於提升使用者的操作體驗。

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。

圖1A是本發明一實施例的頭戴顯示裝置的示意圖。圖1B是圖1A的頭戴顯示裝置的俯視示意圖。圖1C是圖1A的頭戴顯示裝置的爆炸示意。圖1D是圖1A的頭戴顯示裝置在另一視角的爆炸示意。請參考圖1A至圖1C，在本實施例中，頭戴顯示裝置100可為眼鏡型的頭戴顯示裝置，不僅較為輕便，且易於使用者穿戴。具體而言，頭戴顯示裝置100包括殼體110、光機模組120、二個固定座130、二個鏡腿140、至少二個彈性凸部131以及蓋體150，其中光機模組120與蓋體150配置於殼體110上，且蓋體150覆蓋光機模組120的一側。

如圖1A、圖1B及圖1D所示，所述二個固定座130分別固定於殼體110的相對兩側，且所述二個鏡腿140分別樞接於所述二個固定座130，以令使用者可視個人需求收折或展開所述二個鏡腿140。詳細而言，每一個固定座130與對應的鏡腿140之間設有至少一個彈性凸部131，其中彈性凸部131配置於固定座130上或一體成型於固定座130，並接觸鏡腿140。本實施例是以每一個固定座130設有二個彈性凸部131作說明，但不以此為限。在其他實施例中，每一個固定座上的彈性凸部的數量可視設計需求增減。

在其他實施例中，彈性凸部可配置於鏡腿上或一體成型於鏡腿，並接觸固定座。另外，每一個鏡腿上的彈性凸部的數量可為至少一個，且可視設計需求而增加。

圖2是圖1B的頭戴顯示裝置配戴於使用者的頭部的俯視示意圖。圖3A與圖3B是圖1A的頭戴顯示裝置在二個不同視角的局部內部結構示意圖。請參考圖1B、圖2、圖3A及圖3B，在本實施例中，每一個固定座130上的二個彈性凸部131接觸對應的鏡腿140，當頭戴顯示裝置100配戴於使用者的頭部10時，所述二個鏡腿140受到頭部10的推擠而分別沿互為反向的旋離方向R1及R2相對於所述二個固定座130旋轉。受到頭部10推擠的所述二個鏡腿140旋轉遠離彼此，且每一個鏡腿140推擠對應的固定座130上的二個彈性凸部131，使得每一個固定座130上的二個彈性凸部131產生彈性變形，並施加彈性恢復力於對應的鏡腿140，以使所述二個鏡腿140分別沿互為反向的旋近方向R3及R4旋轉靠近彼此，並對頭部10施加夾持力。

也就是說，受到頭部10推擠的所述二個鏡腿140向外旋轉，且每一個鏡腿140推擠對應的固定座130上的二個彈性凸部131。同時，每一個鏡腿140推擠對應的固定座130上的二個彈性凸部131產生彈性變形，並施加彈性恢復力於對應的鏡腿140上，以使所述二個鏡腿140產生向內旋轉的趨勢。據此，所述二個鏡腿140可產生向內的夾持力，使得頭戴顯示裝置100穩固地配戴於使用者的頭部10，避免頭戴顯示裝置100產生晃動或從使用者的頭部10掉落，不僅有助於提高使用者配戴時的穩定度及可靠度，也有助於提升使用者的操作體驗。

請參考圖1B、圖3A及圖3B，在本實施例中，每一個鏡腿140包括第一腿部141、連接第一腿部141的樞接部142及連接第一腿部141的第二腿部143，且第一腿部141與第二腿部143可包覆有矽膠套體、橡膠套體或軟質材料所製成的套體，以提高使用者配戴時的舒適性與服貼度。另一方面，樞接部142與第二腿部143分別位於第一腿部141的相對兩側，且第一腿部141透過樞接部142樞接於固定座130，故使用者可施力旋動所述二個第一腿部141以收折或展開所述二個鏡腿140。

每一個固定座130還具有面向對應的鏡腿140的第一腿部141的第一端面132，且二個彈性凸部131凸出於第一端面132。每一個第一腿部141具有面向對應的固定座130的第一端面132的第二端面141a，且二個彈性凸部131接觸第一腿部141的第二端面141a。如圖1B與圖2所示，每一個固定座130的第一端面132與對應的第一腿部141的第二端面141a之間保持間隙G，且間隙G隨第一腿部141相對於固定座130的旋轉而加大或縮減。另外，二個彈性凸部131落在間隙G內，隨著間隙G的縮減，二個彈性凸部131的彈性變形量(例如壓縮變形量)越大。

在其他實施例中，彈性凸部配置於鏡腿上，且凸出於鏡腿的第二端面，以接觸固定座的第一端面。

如圖1B與圖2所示，當頭戴顯示裝置100配戴於使用者的頭部10時，所述二個第一腿部141受到頭部10的推擠而分別沿互為反向的旋離方向R1及R2相對於所述二個固定座130旋轉遠離彼此，且每一個第一腿部141推擠對應的固定座130上的二個彈性凸部131，使得每一個固定座130上的二個彈性凸部131產生彈性變形，並施加彈性恢復力於對應的第一腿部141上，以使所述二個第一腿部141分別沿互為反向的旋近方向R3及R4旋轉靠近彼此，並對頭部10施加夾持力。

請參考圖1C、圖3A及圖3B，在本實施例中，每一個樞接部142包括彼此樞接的第一定位部142a與第二定位部142b，其中第一定位部142a固定於固定座130，且第二定位部142b固定於第一腿部141。當使用者施力於第一腿部141時，第一腿部141透過第二定位部142b相對於第一定位部142a旋轉。另一方面，每一個固定座130還具有面向對應的鏡腿140的第一腿部141的凹槽133，其中凹槽133位於第一端面132，且樞接部142的第一定位部142a固定於凹槽133內。

請參考圖2、圖3A及圖3B，每一個鏡腿140的第二腿部143包括彈性連接部143a與連接彈性連接部143a的腿部本體143b，且彈性連接部143a固定於第一腿部141的一端。當頭戴顯示裝置100配戴於使用者的頭部10時，所述二個第二腿部143受到頭部10的推擠而分別相對於所述第一腿部141產生擺動。此時，所述二個彈性連接部143a受力作用而產生彈性變形，並分別所述二個腿部本體143b施加彈性恢復力，以使所述二個第二腿部143產生旋轉靠近彼此(例如向內旋轉)的趨勢，並對頭部10施加夾持力。

在本實施例中，每一個鏡腿140的第一腿部141的剛性大於第二腿部143的剛性，以具備足夠承擔殼體110、光機模組120及蓋體150的重量的強度，避免所述二第一腿部141受重力作用而產生過大的變形量。另一方面，因第二腿部143的彈性佳，第二腿部143可配合不同使用者的頭型，以提高使用者配戴時的舒適性與服貼度。

詳細而言，每一個鏡腿140的第一腿部141的剛性大於對應的固定座130上的二個彈性凸部131的剛性，故彈性凸部131可受第一腿部141的推擠而產生彈性變形(例如壓縮變形)。相應地，每一個固定座130上的二個彈性凸部131在產生彈性變形後可施加彈性恢復力於對應的第一腿部141上，以使所述二個第一腿部141產生向內旋轉的趨勢。

請參考圖1A、圖1C及圖1D，在本實施例中，蓋體150包括中空框架151及包覆中空框架151的表層152，且中空框架151磁吸固定於殼體110上，故使用者可依個人需求拆換蓋體150，不僅能符合個人化需求，也具有極佳的操作靈活度。中空框架151採用輕量化設計，且鏤空區的分布面積大於實體骨架的分布面積，不僅有利於光機模組120的散熱，也有利於減輕頭戴顯示裝置100的整體重量。另一方面，表層152可由泡棉、皮革或布料製成，不僅有利於光機模組120的散熱，也有利於減輕頭戴顯示裝置100的整體重量。

請參考圖1C及圖1D，蓋體150更包括配置於中空框架151上的至少一個第一磁鐵153，且殼體110配置有至少一個第二磁鐵111。第一磁鐵153對位於第二磁鐵111，使得蓋體150透過第一磁鐵153與第二磁鐵111產生的磁吸力吸附固定於殼體110上。另一方面，蓋體150更包括配置於中空框架151上的至少一個磁鐵154，且光機模組120包括導磁材料。磁鐵154對位於光機模組120，使得蓋體150透過磁鐵154與導磁材料產生的磁吸力吸附固定於光機模組120上。

請參考圖1B至圖1D，在本實施例中，頭戴顯示裝置100更包括連接殼體110的支撐架160及連接支撐架160的襯墊170，且殼體110與襯墊170分別位於支撐架160的相對兩側。詳細而言，襯墊170可為海綿、泡棉、橡膠、矽膠或其他軟質材料組成，以提高使用者穿戴頭戴顯示裝置100時的舒適性。

支撐架160包括連接殼體110的底座161、連接底座161的定型架162、連接定型架162的鼻托架163以及連接鼻托架163的襯墊架164，其中定型架162與鼻托架163位於底座161與襯墊架164之間，且鼻托架163位於定型架162與襯墊架164之間。定型架162可用以承載並定型遮光罩體(圖未示)，且鼻托架163配合人臉的輪廓設計，以提高使用者穿戴頭戴顯示裝置100時的舒適性。另外，襯墊170配置於襯墊架164上，其中定型架162分離於襯墊架164，且定型架162與襯墊170分別位於襯墊架164的相對兩側。

支撐架160還包括配置於底座161上的磁鐵165，且殼體110包括導磁材料。磁鐵165對位於殼體110，使得支撐架160透過磁鐵165與導磁材料產生的磁吸力吸附固定於殼體110上。另一方面，頭戴顯示裝置100更包括配置於殼體110上的光感應器180，其中底座161具有對應光感應器180配置的光通孔161a以露出光感應器180，使得光線可穿過光通孔161a並傳遞到光感應器180。

綜上所述，當使用者將頭戴顯示裝置配戴於頭部時，二個鏡腿可產生向內的夾持力，使得頭戴顯示裝置穩固地配戴於使用者的頭部，避免頭戴顯示裝置產生晃動或從使用者的頭部掉落。因此，本發明的頭戴顯示裝置不僅有助於提高使用者配戴時的穩定度及可靠度，也有助於提升使用者的操作體驗。

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。

10:頭部 100:頭戴顯示裝置 110:殼體 111:磁鐵 120:光機模組 130:固定座 131:彈性凸部 132:第一端面 133:凹槽 140:鏡腿 141:第一腿部 141a:第二端面 142:樞接部 142a:第一定位部 142b:第二定位部 143:第二腿部 143a:彈性連接部 143b:腿部本體 150:蓋體 151:中空框架 152:表層 153:第一磁鐵 154:磁鐵 160:支撐架 161:底座 161a:光通孔 162:定型架 163:鼻托架 164:襯墊架 165:磁鐵 170:襯墊 180:光感應器 G:間隙 R1、R2:旋離方向 R3、R4:旋近方向

圖1A是本發明一實施例的頭戴顯示裝置的示意圖。 圖1B是圖1A的頭戴顯示裝置的俯視示意圖。 圖1C是圖1A的頭戴顯示裝置的爆炸示意。 圖1D是圖1A的頭戴顯示裝置在另一視角的爆炸示意。 圖2是圖1B的頭戴顯示裝置配戴於使用者的頭部的俯視示意圖。 圖3A與圖3B是圖1A的頭戴顯示裝置在二個不同視角的局部內部結構示意圖。

100:頭戴顯示裝置

110:殼體

120:光機模組

130:固定座

140:鏡腿

141:第一腿部

143:第二腿部

150:蓋體

152:表層

160:支撐架

162:定型架

164:襯墊架

170:襯墊

Claims (16)

1. 一種頭戴顯示裝置，包括：殼體；光機模組，配置於該殼體上；二個固定座，分別固定於該殼體的相對兩側；二個鏡腿，分別樞接於該二個固定座，每一該鏡腿包括第一腿部、連接該第一腿部的樞接部及連接該第一腿部的第二腿部，該樞接部與該第二腿部分別位於該第一腿部的相對兩側，且該第一腿部透過該樞接部樞接於該固定座，每一該樞接部包括彼此樞接的第一定位部與第二定位部，該第一定位部固定於該固定座，且該第二定位部固定於該第一腿部；以及二個彈性凸部，分別配置於該二個固定座與該二個鏡腿之間，當該二個鏡腿分別相對於該二個固定座旋轉遠離彼此，並推擠該二個彈性凸部產生彈性變形時，該二個彈性凸部分別對該二個鏡腿施加彈性恢復力以使該二個鏡腿旋轉靠近彼此力，其中每一該固定座還具有面向對應的該鏡腿的該第一腿部的凹槽，且該樞接部的該第一定位部固定於該凹槽內。
2. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，其中該二個彈性凸部分別配置於該二個固定座上並接觸該二個鏡腿，或者是，該二個彈性凸部分別配置於該二個鏡腿上並接觸該二個固定座。
3. 如請求項2所述的頭戴顯示裝置，其中該二個彈性凸部分別配置於該二個固定座上並接觸該二個鏡腿，每一該固定座 還具有面向對應的該鏡腿的該第一腿部的第一端面，且該彈性凸部凸出於該第一端面，每一該第一腿部具有面向對應的該固定座的該第一端面的第二端面，且每一該固定座的該彈性凸部接觸對應的該第一腿部的該第二端面。
4. 如請求項3所述的頭戴顯示裝置，其中每一該固定座的該第一端面與對應的該第一腿部的該第二端面之間保持間隙，且該間隙隨該第一腿部相對於該固定座的旋轉而加大或縮減。
5. 如請求項3所述的頭戴顯示裝置，其中該二個彈性凸部分別一體成型於該二個固定座。
6. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，其中每一該鏡腿的該第二腿部包括彈性連接部與連接該彈性連接部的腿部本體，且該彈性連接部固定於該第一腿部。
7. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，其中每一該鏡腿的該第一腿部的剛性大於該第二腿部的剛性。
8. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，其中每一該鏡腿的該第一腿部的剛性大於對應的該固定座的該彈性凸部的剛性。
9. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，更包括配置於該殼體上的蓋體，且該蓋體覆蓋該光機模組的一側。
10. 如請求項9所述的頭戴顯示裝置，其中該蓋體包括中空框架及包覆該中空框架的表層，且該中空框架磁吸固定於該殼體上。
11. 如請求項10所述的頭戴顯示裝置，其中該蓋體更包括配置於中空框架上的至少一個第一磁鐵，且該殼體配置有至少一個第二磁鐵，該第一磁鐵對位於該第二磁鐵，使得該蓋體透過該第一磁鐵與該第二磁鐵產生的磁吸力吸附固定於該殼體上。
12. 如請求項10所述的頭戴顯示裝置，其中該蓋體更包括配置於該中空框架上的至少一個磁鐵，且該光機模組包括導磁材料，該磁鐵對位於該光機模組，使得該蓋體透過該磁鐵與該導磁材料產生的磁吸力吸附固定於該光機模組上。
13. 如請求項1所述的頭戴顯示裝置，更包括連接該殼體的支撐架及連接該支撐架的襯墊，其中該殼體與該襯墊分別位於該支撐架的相對兩側。
14. 如請求項13所述的頭戴顯示裝置，其中該支撐架包括連接該殼體的底座、連接該底座的定型架、連接該定型架的鼻托架以及連接該鼻托架的襯墊架，且該定型架與該鼻托架位於該底座與該襯墊架之間，該襯墊配置於該襯墊架上，且該定型架與該襯墊分別位於該襯墊架的相對兩側。
15. 如請求項14所述的頭戴顯示裝置，其中該支撐架還包括配置於該底座上的磁鐵，且該殼體包括導磁材料，該磁鐵對位於該殼體，使得該支撐架透過該磁鐵與該導磁材料產生的磁吸力吸附固定於該殼體上。
16. 如請求項14所述的頭戴顯示裝置，更包括配置於該殼體上的光感應器，其中該底座具有對應該光感應器配置的光通孔以露出該光感應器。

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