TWI833521B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

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朱俊龍
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Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括一主機、兩個支架與兩個轉動組件。兩個支架分別樞接於主機的相對兩側。各支架包括一第一段與一第二段。第一段樞接於第二段，且第一段樞接於主機。兩個轉動組件分別組裝於各支架的第一段與第二段，以控制第一段與第二段之間的夾角。

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。
隨著科技產業日益發達，顯示裝置的型態、使用功能以及使用方式越來越多元，可直接配戴在使用者的頭部的頭戴式顯示裝置也因應而生。頭戴式顯示裝置的種類相當多，以眼鏡類型的頭戴式顯示裝置為例，使用者配戴上此類顯示裝置之後，除了可以看到立體影像之外，影像還會隨著使用者頭部轉動而改變，可提供使用者更身歷其境的感受。
然而，頭戴式顯示裝置在不同使用情境下所需的夾持力不同，且每個人的頭型大小和形狀有差異。因此，頭戴式顯示裝置有必要提供可調整的夾持力，以提升配戴的舒適性，並且避免頭戴式顯示裝置摔落而損毀。
本發明提供一種頭戴式顯示裝置，可提供可調整的夾持力。
本發明的頭戴式顯示裝置包括一主機、兩個支架與兩個轉動組件。兩個支架分別樞接於主機的相對兩側。各支架包括一第一段與一第二段。第一段樞接於第二段，且第一段樞接於主機。兩個轉動組件分別組裝於各支架的第一段與第二段，以控制第一段與第二段之間的夾角。
在本發明的一實施例中，轉動組件包括一馬達與一螺桿。第二段具有一齒輪部。馬達組裝於第一段且用以轉動螺桿。螺桿嚙合齒輪部以帶動第二段相對第一段轉動。
在本發明的一實施例中，各支架更包括一轉軸。轉軸穿過第一段與第二段。齒輪部適於以轉軸為軸心而轉動。
在本發明的一實施例中，各支架更包括一軟墊，組裝至第二段並用以接觸一使用者的後腦杓。
在本發明的一實施例中，頭戴式顯示裝置更包括一壓力感測器，設置於對應的軟墊，用以根據感測結果而停止轉動組件。
在本發明的一實施例中，頭戴式顯示裝置更包括一開關，設置於對應的第一段，開關適於致動轉動組件以改變第一段與第二段之間的夾角。
基於上述，在本發明的頭戴式顯示裝置中，支架的第一段與第二段之間的夾角可以控制，因此能夠提供可調整的夾持力。
圖1是依照本發明的一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。圖2是圖1的頭戴式顯示裝置配戴在另一使用者的頭部的示意圖。請參照圖1與圖2，本實施例的頭戴式顯示裝置100包括一主機110、兩個支架120與兩個轉動組件130。兩個支架120分別樞接於主機110的相對兩側。每個支架120包括一第一段120A與一第二段120B。第一段120A樞接於第二段120B，且第一段120A樞接於主機。每個轉動組件130組裝於對應的一個支架120的第一段120A與第二段120B，以控制第一段120A與第二段120B之間的夾角。
因為轉動組件130可以控制第一段120A與第二段120B之間的夾角，所以在頭戴式顯示裝置100穿戴在使用者的頭部之後，可以調整第一段120A與第二段120B之間的夾角而使得第一段120A與第二段120B都能盡量貼合使用者的頭部。如此，可使頭戴式顯示裝置100穩固地穿戴在使用者的頭部。在進行遊戲或其他需要較激烈的身體移動的情境中，可適度縮小第一段120A與第二段120B之間的夾角以提供較為牢固的固定效果。在較為溫和的虛擬情境中，也可以適度擴大第一段120A與第二段120B之間的夾角而提升舒適性。此外，即使不同使用者的頭型不同且頭圍大小也有差異，仍可通過調整第一段120A與第二段120B之間的夾角而使頭戴式顯示裝置100穩固地穿戴在不同使用者的頭部。
當主機110上裝有面罩時，適度縮小第一段120A與第二段120B之間的夾角也可將主機110往使用者的面部的方向移動，使得面罩更為緊貼使用者的面部，確實遮蔽外界的光線而降低使用者觀看影像時受到的干擾，提升使用體驗。
在本實施例中，主機110是一頭戴式顯示器，例如可應用於虛擬實境系統（virtual reality system）、擴增實境系統（augmented reality system）或混合實境系統（mixed reality system）等領域。主機110可包括光學系統以及保護外殼等構件，並可設置顯示器或適於放置顯示器。前述顯示器可以是內建顯示器或外加的可攜式顯示器（例如智慧型手機等），但本發明不限於此。光學系統包括用於改變顯示器的光路的光學元件，例如為透鏡、導光件或稜鏡等。圖1中的主機110是以具有較大體積的型態呈現，但主機110也可以是類似眼鏡的型態或是其他型態。
在本實施例中，每個支架120更包括一軟墊120C，組裝至第二段120B並用以接觸使用者的後腦杓。舉例來說，當頭戴式顯示裝置100配戴在使用者的頭部時，支架120夾置在耳部與頭骨之間，與一般眼鏡的鏡腳一樣，而軟墊120C則用於接觸使用者的頭部在耳部後方的部分，以增加配戴的舒適性以及穩定度。
在本實施例中，每個支架更包括一開關120E，設置於第一段120A，用以在使用者致動開關120E時致動轉動組件130以改變第一段120A與第二段120B之間的夾角。舉例來說，在使用者想要調整夾持力時，使用者可以致動開關120E以使轉動組件130開始轉動而改變第一段120A與第二段120B之間的夾角。開關120E可以是機械式的開關，也可以是觸控式的開關，本發明不對此加以限制。此外，開關120E也可以設置在主機110、第二段120B或其他適當位置。經過適當設計，可以讓使用者在想要穿戴頭戴式裝置100而拿起頭戴式裝置100時，自然接觸開關120E而致動轉動組件130。如此，可提供使用者最為直覺且便利的使用體驗。此外，使用者可以再次致動開關120E以結束角度的調整。頭戴式顯示裝置100也可更包括一壓力感測器140，設置在軟墊120C或其他適當的位置，以便根據壓力感測器140的感測結果而在適當時機停止轉動組件130，結束角度的調整。或者，可以在使用者介面中提供使用者選項，並根據使用者選擇的選項而將角度調整至預存的數值。
圖3是圖1的頭戴式顯示裝置的支架的局部放大圖。圖4與圖5是圖1的頭戴式顯示裝置的支架在兩種不同狀態下的局部放大示意圖。請參照圖3與圖4，在本實施例中，轉動組件130包括一馬達132與一螺桿134。第二段120B具有一齒輪部120B1。馬達132組裝於第一段120A且用以轉動螺桿134。螺桿134嚙合齒輪部120B1以帶動第二段120B相對第一段120A轉動。請參照圖4與圖5，當馬達132轉動螺桿134時，與螺桿134嚙合的齒輪部120B1會被轉動，也就是第二段120B會相對第一段120A轉動。
在本實施例中，每個支架120更包括一轉軸120D。轉軸120D穿過第一段120A與第二段120B。齒輪部120B1適於以轉軸120D為軸心而轉動。也就是，因為第一段120A與第二段120B被轉軸120D穿過而彼此樞接，所以當圍繞轉軸120D的齒輪部120B1的齒被螺桿134撥動時，第二段120B也就會圍繞轉軸120D相對第一段120A轉動。
綜上所述，在本發明的頭戴式顯示裝置中，支架包括彼此樞接的兩段，可以較佳地貼合使用者的頭部。並且，轉動組件可以控制第一段與第二段之間的夾角，以根據需求調整夾持力，並可適應不同使用者的頭型與頭圍大小。如此一來，即使頭戴式顯示裝置的重量隨著使用的元件變多而增加，還是可以穩固地穿戴在使用者的頭部。在身體晃動較大的使用情境中，第一段與第二段之間的夾角可以縮小以提供牢固的固定效果。在身體晃動輕微的使用情境中，第一段與第二段之間的夾角可以適度放大而提升舒適性。
100:頭戴式顯示裝置 110:主機 120:支架 120A:第一段 120B:第二段 120B1:齒輪部 120C:軟墊 120D:轉軸 120E:開關 130:轉動組件 132:馬達 134:螺桿 140:壓力感測器
圖1是依照本發明的一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖2是圖1的頭戴式顯示裝置配戴在另一使用者的頭部的示意圖。 圖3是圖1的頭戴式顯示裝置的支架的局部放大圖。 圖4與圖5是圖1的頭戴式顯示裝置的支架在兩種不同狀態下的局部放大示意圖。
100:頭戴式顯示裝置 110:主機 120:支架 120A:第一段 120B:第二段 120C:軟墊 120E:開關 130:轉動組件

Claims (6)

  1. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一主機；兩個支架，分別樞接於該主機的相對兩側，其中各該支架包括一第一段與一第二段，該第一段樞接於該第二段，且該第一段樞接於該主機；以及兩個轉動組件，分別組裝於各該支架的該第一段與該第二段，以控制該第一段與該第二段之間的夾角。
  2. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中各該轉動組件包括一馬達與一螺桿，各該第二段具有一齒輪部，該馬達組裝於該第一段且用以轉動該螺桿，該螺桿嚙合該齒輪部以帶動該第二段相對該第一段轉動。
  3. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中各該支架更包括一轉軸，該轉軸穿過該第一段與該第二段，該齒輪部適於以該轉軸為軸心而轉動。
  4. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中各該支架更包括一軟墊，組裝至該第二段並用以接觸一使用者的後腦杓。
  5. 如請求項4所述的頭戴式顯示裝置，更包括一壓力感測器，設置於對應的該軟墊，用以根據感測結果而停止該些轉動組件。
  6. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，更包括一開關，設置於對應的該第一段，其中該開關適於致動該些轉動組件以改變該些第一段與該些第二段之間的夾角。
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