TWI896135B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

頭戴式顯示裝置

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TWI896135B TW113118715A TW113118715A TWI896135B TW I896135 B TWI896135 B TW I896135B TW 113118715 A TW113118715 A TW 113118715A TW 113118715 A TW113118715 A TW 113118715A TW I896135 B TWI896135 B TW I896135B
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Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括一顯示部與一頭墊模組。頭墊模組包括一基座、一第一驅動器、一第一軟墊、一第一感測器以及一控制器。基座樞接至顯示部。第一驅動器連接於基座與顯示部之間，用以驅動基座相對顯示部轉動。第一軟墊設置於基座，用以接觸一使用者的一額頭。第一感測器設置於第一軟墊，用以感測額頭施加於第一軟墊的壓力。控制器電性連接第一感測器與第一驅動器，用以根據第一感測器的感測結果而控制第一驅動器驅動基座或停止驅動基座。

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。
近年來，虛擬實境(Virtual Reality,VR)與增強實境(Augmented Reality,AR)的應用越來越普及，頭戴式顯示裝置的種類相當多。然而，在現有的頭戴式顯示裝置中，用以接觸頭部的構件並不適合所有使用者，而使得某些使用者在穿戴此種頭戴式顯示裝置時會感到不舒適。因此，如何在使頭戴式顯示裝置更穩固地穿戴至使用者頭部的同時，還能夠提供使用者更舒適的使用感受，是本領域極為重要的課題。
本發明提供一種頭戴式顯示裝置，有助於提升使用者穿戴時的舒適性。
本發明的頭戴式顯示裝置包括一顯示部與一頭墊模組。頭墊模組包括一基座、一第一驅動器、一第一軟墊、一第一感測 器以及一控制器。基座樞接至顯示部。第一驅動器連接於基座與顯示部之間，用以驅動基座相對顯示部轉動。第一軟墊設置於基座，用以接觸一使用者的一額頭。第一感測器設置於第一軟墊，用以感測額頭施加於第一軟墊的壓力。控制器電性連接第一感測器與第一驅動器，用以根據第一感測器的感測結果而控制第一驅動器驅動基座或停止驅動基座。
在本發明的一實施例中，頭墊模組更包括兩個軟墊座、一第二驅動器、兩個第二軟墊以及兩個第二感測器。兩個軟墊座可移動地設置於基座。第二驅動器連接於基座與軟墊座之間，用以驅動軟墊座相對基座移動。兩個第二軟墊設置於軟墊座且位於第一軟墊的兩側，用以接觸額頭。兩個第二感測器設置於第二軟墊，用以感測額頭施加於第二軟墊的壓力。控制器更電性連接第二感測器與第二驅動器，用以根據第二感測器的感測結果而控制第二驅動器驅動軟墊座或停止驅動軟墊座，以改變第二軟墊與第一軟墊的夾角。
在本發明的一實施例中，頭戴式顯示裝置更包括一旋鈕，耦接軟墊座，用以供使用者手動驅動軟墊座相對基座移動，以改變第二軟墊與第一軟墊的夾角。
在本發明的一實施例中，第一驅動器包括一第一馬達，第二驅動器包括一第二馬達，第一馬達的轉軸與第二馬達的轉軸互相垂直。
在本發明的一實施例中，顯示部是虛擬實境顯示部或增 強實境顯示部。
在本發明的一實施例中，基座是可拆式地樞接至顯示部。
在本發明的一實施例中，控制器訊號連接顯示部。
在本發明的一實施例中，控制器是根據第一感測器的感測結果與使用者設定的一閾值的比較結果而控制第一驅動器驅動基座或停止驅動基座。
基於上述，在本發明的頭戴式顯示裝置中，控制器根據感測器的感測結果而控制軟墊轉動，可以配合不同使用者的頭型，有助於提升舒適性與穩固性。
10:額頭
50:頭戴式顯示裝置
52:顯示部
100:頭墊模組
110:基座
120:第一驅動器
130:第一軟墊
140:第一感測器
150:控制器
160:軟墊座
162:旋鈕
170:第二驅動器
180:第二軟墊
190:第二感測器
圖1是依照本發明的一實施例的頭戴式顯示裝置的使用狀態的示意圖。
圖2是圖1的頭戴式顯示裝置的示意圖。
圖3是圖1的頭戴式顯示裝置的另一視角的示意圖。
圖4是圖1的頭戴式顯示裝置的使用狀態的作動示意圖。
圖5與圖6是圖1的頭戴式顯示裝置配戴於不同使用者的頭部的示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的頭戴式顯示裝置的使用狀態的示意圖。請參照圖1，本實施例的頭戴式顯示裝置50包括一顯示部52與一頭墊模組100。顯示部52可以是虛擬實境顯示部、增強實境顯示部或其他形式的顯示部。
圖2是圖1的頭戴式顯示裝置的示意圖。圖3是圖1的頭戴式顯示裝置的另一視角的示意圖。請參照圖2與圖3，本實施例的頭墊模組100包括一基座110、一第一驅動器120、一第一軟墊130、一第一感測器140以及一控制器150。基座110樞接至顯示部52。也就是，基座110可以相對顯示部52轉動。第一驅動器120連接於基座110與顯示部52之間，用以驅動基座110相對顯示部52轉動。換言之。第一驅動器120連接於基座110，且第一驅動器120也連接於顯示部52，因此第一驅動器120可以改變基座110與顯示部52的相對狀態。以本實施例而言，第一驅動器120可以驅動基座110相對顯示部52轉動，也就是第一驅動器120可以驅動基座110以順時針方式旋轉而靠近顯示部52或是驅動基座110以逆時針方式旋轉而遠離顯示部52，如圖4所示的視角。
第一軟墊130設置於基座110，用以接觸一使用者的一額頭10(請參照圖1)。第一感測器140設置於第一軟墊130，用以感測額頭10施加於第一軟墊130的壓力。第一感測器140可以設置於第一軟墊130與基座110之間，也可以埋在第一軟墊130內，或是設置在其他適當位置。
控制器150電性連接第一感測器140與第一驅動器120，用以根據第一感測器140的感測結果而控制第一驅動器120驅動基座110或停止驅動基座110。也就是，第一感測器140的感測結果會傳送到控制器150。控制器150是根據第一感測器140的感測結果與一閾值的比較結果而控制第一驅動器120驅動基座110或停止驅動基座110。例如，當第一感測器140的感測結果低於閾值，則控制器150控制第一驅動器120驅動基座110轉動。當第一感測器140的感測結果等於或高於閾值，則控制器150控制第一驅動器120停止驅動基座110。這個閾值可以是由使用者設定，或者是製造時就先由製造商設定。
在本實施例中，控制器150訊號連接顯示部52。因此，使用者可以在顯示部52顯示的系統中設定前述的閾值。但是，控制器150也可以不訊號連接顯示部52，而前述的閾值則由製造商設定後無法改變，但可節省訊號連接所需的元件及成本。控制器150可以採用有線或無線的方式訊號連接顯示部52。
圖4是圖1的頭戴式顯示裝置的使用狀態的作動示意圖。請參照圖2與圖4，在使用者剛配戴本實施例的頭戴式顯示裝置50時，頭墊模組100是呈現遠離使用者的額頭10的狀態。接著，可以由使用者電控或手動，或者根據是否感測到使用者配戴頭戴式顯示裝置50，來啟動第一驅動器120以驅動基座110相對顯示部52轉動。此時，基座110會朝向使用者的額頭10轉動，並使得第一軟墊130接觸使用者的額頭10。在第一軟墊130 接觸使用者的額頭10後，第一感測器140可以開始感測到額頭10施加於第一軟墊130的壓力，並將感測結果傳送到控制器150。當控制器150判斷感測結果尚未超過閾值，就控制第一驅動器120繼續驅動基座110轉動，使軟墊130更為貼近使用者的額頭10，提升配戴的穩固性。當控制器150判斷感測結果等於或高於閾值，則控制第一驅動器120停止驅動基座110，以避免軟墊130造成使用者的不適。
每個使用者的頭部形狀都不同，例如額頭的傾斜程度不同。但是，本實施例的頭戴式顯示裝置50的第一軟墊130的角度可以改變，所以可以較佳的接觸各個不同使用者的額頭，有助於提升使用者穿戴頭戴式顯示裝置的舒適性，並進而增加其穿戴在使用者頭部時的穩固性。
在本實施例中，基座110是採用相對固定的方式樞接至顯示部52。但是在其他實施例中，基座110也可以是可拆式地樞接至顯示部52，讓使用者可以根據需求決定是否設置頭墊模組100。
圖5與圖6是圖1的頭戴式顯示裝置配戴於不同使用者的頭部的示意圖。請參照圖4至圖6，在本實施例中，頭墊模組100更包括兩個軟墊座160、一第二驅動器170、兩個第二軟墊180以及兩個第二感測器190。兩個軟墊座160可移動地設置於基座110。第二驅動器170連接於基座110與軟墊座160之間，用以驅動軟墊座160相對基座110移動。換言之。第二驅動器 170連接於基座110，且第二驅動器170也連接於兩個軟墊座160，因此第二驅動器170可以改變基座110與兩個軟墊座160的相對狀態。以本實施例而言，第二驅動器170可以驅動兩個軟墊座160相對基座110移動。
兩個第二軟墊180設置於軟墊座160且位於第一軟墊130的兩側，用以接觸額頭10。也就是，兩個第二軟墊180與第一軟墊130共同構成用於接觸額頭的近似曲面。當兩個軟墊座160相對基座110移動時，兩個第二軟墊180與第一軟墊130之間的夾角可以改變，因此三者構成的近似曲面的曲率可以改變。
兩個第二感測器190設置於第二軟墊180，用以感測額頭10施加於第二軟墊180的壓力。控制器150更電性連接第二感測器190與第二驅動器170，用以根據第二感測器190的感測結果而控制第二驅動器170驅動軟墊座160或停止驅動軟墊座160，以改變第二軟墊180與第一軟墊130的夾角。也就是，第二感測器190的感測結果會傳送到控制器150。控制器150是根據第二感測器190的感測結果與一閾值的比較結果而控制第一驅動器120驅動軟墊座160或停止驅動軟墊座160。例如，當第二感測器190的感測結果低於閾值，則控制器150控制第二驅動器170驅動軟墊座160移動而使得第二軟墊180轉動。當第二感測器190的感測結果等於或高於閾值，則控制器150控制第二驅動器170停止驅動軟墊座160移動。這個閾值可以是由使用者設定，或者是製造時就先由製造商設定。以此方式，不論使用者的 額頭具有較大或較小的曲率半徑，兩個第二軟墊180都可以很好地接觸使用者的額頭。
在本實施例中，頭戴式顯示裝置50更包括一旋鈕162，耦接軟墊座160，用以供使用者手動驅動軟墊座160相對基座110移動，以改變第二軟墊180與第一軟墊130的夾角。也就是，使用者可以根據自己的喜好而微調兩個第二軟墊180的角度。
在本實施例中，第一驅動器120包括一第一馬達122，第二驅動器170包括一第二馬達172，第一馬達122的轉軸122A與第二馬達172的轉軸172A互相垂直。也就是，基座110相對於顯示部52轉動的轉軸方向垂直於第二軟墊180相對於第一軟墊130轉動的轉軸方向。此外，第一馬達122例如是利用齒輪、凸輪、連桿、齒條等機械結構驅動基座110，而第二馬達172也可利用齒輪、凸輪、連桿、齒條等機械結構驅動軟墊座160。
綜上所述，在本發明的頭戴式顯示裝置中，因為設置有感測器，所以軟墊可以自動轉動到最適合每個使用者的額頭的角度，適於配合不同使用者的頭型，有助於提升使用者穿戴頭戴式顯示裝置的舒適性，並進而增加其穿戴在使用者頭部時的穩固性。
10:額頭
50:頭戴式顯示裝置
52:顯示部
100:頭墊模組

Claims (8)

  1. 一種頭戴式顯示裝置，包括： 一顯示部； 一頭墊模組，包括： 一基座，樞接至該顯示部； 一第一驅動器，連接於該基座與該顯示部之間，用以驅動該基座相對該顯示部轉動； 一第一軟墊，設置於該基座，用以接觸一使用者的一額頭； 一第一感測器，設置於該第一軟墊，用以感測該額頭施加於該第一軟墊的壓力；以及 一控制器，電性連接該第一感測器與該第一驅動器，用以根據該第一感測器的感測結果而控制該第一驅動器驅動該基座或停止驅動該基座。
  2. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該頭墊模組更包括： 兩個軟墊座，可移動地設置於該基座； 一第二驅動器，連接於該基座與該些軟墊座之間，用以驅動該些軟墊座相對該基座移動； 兩個第二軟墊，設置於該些軟墊座且位於該第一軟墊的兩側，用以接觸該額頭；以及 兩個第二感測器，設置於該些第二軟墊，用以感測該額頭施加於該些第二軟墊的壓力，其中該控制器更電性連接該些第二感測器與該第二驅動器，用以根據該些第二感測器的感測結果而控制該第二驅動器驅動該些軟墊座或停止驅動該些軟墊座，以改變該些第二軟墊與該第一軟墊的夾角。
  3. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，更包括一旋鈕，耦接該些軟墊座，用以供該使用者手動驅動該些軟墊座相對該基座移動，以改變該些第二軟墊與該第一軟墊的夾角。
  4. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該第一驅動器包括一第一馬達，該第二驅動器包括一第二馬達，該第一馬達的轉軸與該第二馬達的轉軸互相垂直。
  5. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該顯示部是虛擬實境顯示部或增強實境顯示部。
  6. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該基座是可拆式地樞接至該顯示部。
  7. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該控制器訊號連接該顯示部。
  8. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該控制器是根據該第一感測器的感測結果與該使用者設定的一閾值的比較結果而控制該第一驅動器驅動該基座或停止驅動該基座。
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