TWM545255U - 頭戴式顯示設備 - Google Patents

Description

頭戴式顯示設備

本創作主要關於一種頭戴式顯示設備，尤指一種具有景觀組件之頭戴式顯示設備。

習知之頭戴式顯示器可供使用者配戴於頭部，並可提供平面影像或立體影像供使用者觀看。頭戴式顯示器可藉由靠近使用者眼睛之透鏡來放大影像，藉以提供較佳之觀看體驗。

然而，為了能提供較佳之影像品質，當使用者配戴頭戴式顯示器時，會遮蔽外部之環境光線，因此使用者難以觀看到外部環境，而當使用者想要看到外部環境時，需將頭戴式顯示器整個移除。

但是，習知之頭戴式顯示器於配戴時十分繁瑣，若使用者僅需要暫時性地觀看外部環境，隨後又需要再次進行頭戴式顯示器的配戴過程，造成了使用上之不便。

因此，雖然目前之頭戴式顯示器符合了其使用之目的，但尚未滿足許多其他方面的要求，因此需要提供相關之改進方案。

本創作提供一種頭戴式顯示設備，能於配戴頭戴式顯示設備的情況下觀看到外部環境，藉以提高頭戴式顯示設 備使用上之便利性。

本創作提供了一種頭戴式顯示設備，包括一主殼體、一顯示螢幕、一透鏡、以及一景觀組件。主殼體包括一後壁、形成於後壁之一影像開口、連接於後壁之一側壁、形成於側壁之一景觀開口、以及連通於影像開口與景觀開口之一容置腔。顯示螢幕設置於容置腔內。透鏡設置於影像開口，並朝向顯示螢幕。景觀組件設置於景觀開口，且包括一第一光學元件，位於景觀開口之上；以及一第二光學元件，位於景觀開口之下以及容置腔之內。環境光線照射至第一光學元件後，穿過景觀開口照射於第二光學元件。

於一些實施例中，第一光學元件以及第二光學元件為平面鏡及/或多邊稜鏡。顯示螢幕以及透鏡之中心沿一排列方向排列，第一光學元件與排列方向之夾角約為45度。第二光學元件平行於第一光學元件。

於一些實施例中，景觀組件可移動地或可拆卸地設置於主殼體。一影像軸穿過顯示螢幕以及透鏡之中心。當景觀組件位於一景觀模式時，第二光學元件位於顯示螢幕以及透鏡之間。當景觀組件位於一影像模式時，第二光學元件遠離影像軸。

於一些實施例中，頭戴式顯示設備更包括一覆蓋板，設置於主殼體，且用以覆蓋景觀開口。

於一些實施例中，景觀組件包括一景觀殼體，穿過景觀開口，且包括一入射開口以及一出光開口，其中入射開口以及出光開口朝向相反之方向，第一光學元件鄰近於入射開 口，且第二光學元件鄰近於出光開口。

於一些實施例中，更包括設置於主殼體之一第三光學元件，其中主殼體更包括形成於後壁之一次景觀開口，且次景觀開口位於第二光學元件與第三光學元件之間或是該次景觀開口。第三光學元件為一分光鏡。

綜上所述，本創作之頭戴式顯示設備，利用設置於主殼體上之景觀組件，外部之環境光線能經由景觀組件照設置使用者之眼睛，因此使用者能於配戴頭戴式顯示設備的情況下觀看到外部環境，進而提高頭戴式顯示設備使用上之便利性。

1‧‧‧頭戴式顯示設備

10‧‧‧主殼體

11‧‧‧前壁

12‧‧‧後壁

121‧‧‧影像開口

122‧‧‧次景觀開口

13‧‧‧側壁

131‧‧‧配戴部

132‧‧‧景觀開口

14‧‧‧容置腔

20‧‧‧處理模組

21‧‧‧電路板

22‧‧‧處理晶片

30‧‧‧感測器

40‧‧‧顯示螢幕

50‧‧‧透鏡

60‧‧‧覆蓋板

61‧‧‧彈性元件

70‧‧‧景觀組件

71‧‧‧景觀殼體

711‧‧‧入射開口

712‧‧‧出光開口

713‧‧‧第一限位塊

714‧‧‧第二限位塊

72‧‧‧第一光學元件

73‧‧‧第二光學元件

74‧‧‧第三光學元件

AX1‧‧‧影像軸

D1‧‧‧排列方向

D2‧‧‧插置方向

L1‧‧‧環境光線

E1‧‧‧眼睛

第1圖為本創作之頭戴式顯示設備的立體圖。

第2圖為本創作之頭戴式顯示設備的剖視圖。

第3圖為本創作之頭戴式顯示設備的立體圖。

第4圖為本創作之頭戴式顯示設備的剖視圖。

第5圖為景觀組件於一影像模式的剖視圖。

第6圖為本創作之頭戴式顯示設備之另一實施例的剖視圖。

以下之說明提供了許多不同的實施例、或是例子，用來實施本創作之不同特徵。以下特定例子所描述的元件和排列方式，僅用來精簡的表達本創作，其僅作為例子，而並非用以限制本創作。例如，第一特徵在一第二特徵上或上方的 結構之描述包括了第一和第二特徵之間直接接觸，或是以另一特徵設置於第一和第二特徵之間，以致於第一和第二特徵並不是直接接觸。

於此使用之空間上相關的詞彙，例如上方或下方等，僅用以簡易描述圖式上之一元件或一特徵相對於另一元件或特徵之關係。除了圖式上描述的方位外，包括於不同之方位使用或是操作之裝置。圖式中之形狀、尺寸、厚度、以及傾斜之角度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。

第1圖為本創作之頭戴式顯示設備1的立體圖。第2圖為本創作之頭戴式顯示設備1的剖視圖。頭戴式顯示設備1可配戴於使用者之頭部，用以提供平面影像或是立體影像供使用者觀看。於一些實施例中，頭戴式顯示設備1可為一頭戴式虛體實境設備。頭戴式顯示設備1可包括一主殼體10、一處理模組20、感測器30、一顯示螢幕40、一透鏡50、以及一覆蓋板60。

主殼體10包括一前壁11、一後壁12、以及一側壁13。前壁11相對於後壁12，前壁11可平行或大致平行於後壁12。側壁13連接前壁11以及後壁12。側壁13可垂直或大致垂直於前壁11以及後壁12。側壁13可為一環狀側壁，且可具有突出於後壁12之一配戴部131。配戴部131可用以貼附於使用者之臉部。

前壁11、後壁12、以及側壁13形成一容置腔14。後壁12具有多個影像開口121，其貫穿後壁12並與容置腔14連通。側壁13具有多個景觀開口132，其貫穿側壁13並與容置腔 14連通。

處理模組20設置於容置腔14內。處理模組20可包括一電路板21以及設置於電路板21之多個處理晶片22。於一些實施例中，處理模組20可固定於前壁11。感測器30設置於前壁11，並與處理晶片22電性連接。於一些實施例中，感測器30可為一紅外線感測器，可用以感測使用者之手勢。於一些實施例中，感測器30可為一陀螺儀，用以偵測頭戴式顯示設備1之一移動。

顯示螢幕40設置於容置腔14內，且用以顯示一畫面。於本實施例中，顯示螢幕40設置於處理模組20模組上，且可與處理模組20大致平行。顯示螢幕40可為一液晶顯示面板或是一有機發光二極體面板。

當頭戴式顯示設備1提供一立體影像時，顯示螢幕40之左半部顯示一左眼影像，顯示螢幕40之右半部顯示一右眼影像。當使用者之左眼觀看到左眼影像且右眼觀看到右眼影像時，會使使用者感覺看到一立體影像。

於一些實施例中，頭戴式顯示設備1具有兩個顯示螢幕40，顯示螢幕40中之一者對應於使用者之左眼並顯示左眼影像，顯示螢幕40中之另一者對應於使用者之右眼並顯示右眼影像。

透鏡50分別設置於影像開口121，並朝向顯示螢幕40。透鏡50可一凸透鏡。於一些實施例中，頭戴式顯示設備1包括多個透鏡50。透鏡50中之一者對應於使用者之左眼，透鏡50中之另一者對應於使用者之右眼。透鏡50可使顯示螢幕40所 產生之影像產生一放大之虛像。因此使用者經由透鏡50觀看顯示螢幕40所產生之影像時可具有放大之效果，進而提供使用者較佳之觀看感受。

於本實施例中，當頭戴式顯示設備1配戴於使用者之頭部時，顯示螢幕40、透鏡50之中心以及使用者之眼睛E1位於一影像軸AX1上，上述影像軸AX1可沿一排列方向D1延伸。上述之排列方向D1可為一水平方向。於一些實施例中，前壁11、後壁12、處理模組20、顯示螢幕40、以及透鏡50垂直或大略垂直於影像軸AX1或排列方向D1延伸。

覆蓋板60設置於主殼體10，且用以覆蓋景觀開口132。於本實施例中，覆蓋板60可樞接於側壁13，且可位於容置腔14之內。覆蓋板60藉由一彈性元件61所提供之彈性力，接觸並覆蓋景觀開口132。當覆蓋板60覆蓋於景觀開口132時，覆蓋板60可防止環境光線L1經由景觀開口132進入容置腔14內。

於一些實施例中，覆蓋板60可滑移地設置於主殼體10。於一些實施例中，覆蓋板60可設置於側壁13之外表面。

第3圖為本創作之頭戴式顯示設備1的立體圖。第4圖為本創作之頭戴式顯示設備1的剖視圖。頭戴式顯示設備1更包括多個景觀組件70。景觀組件70可移動地或可拆卸地設置於主殼體10。景觀組件70用以提供使用者頭戴式顯示設備1外部之環境。

如第3圖及第4圖所示，當使用者欲觀看頭戴式顯示設備1外部之環境時，可不需要將頭戴式顯示設備1移除。使 用者可將景觀組件70插置於景觀開口132，即可經由景觀開口132觀看頭戴式顯示設備1外部之環境。

景觀組件70包括一景觀殼體71、一第一光學元件72、以及一第二光學元件73。景觀殼體71穿過景觀開口132，且包括一入射開口711以及一出光開口712，其中入射開口711以及出光開口712朝向相反之方向。於本實施例中，景觀殼體71可更包括一第一限位塊713以及一第二限位塊714設置於景觀殼體71之外表面。

第一光學元件72鄰近於入射開口711。第一光學元件72為平面鏡或多邊稜鏡。於本實施例中，第一光學元件72為一平面鏡。第一光學元件72與排列方向D1之夾角約為45度。

第二光學元件73鄰近於出光開口712。第一光學元件72為平面鏡或多邊稜鏡。於本實施例中，第一光學元件72為一平面鏡。第二光學元件73可平行或大致平行於第一光學元件72。

於第3圖及第4圖中，景觀組件70位於一景觀模式。當景觀組件70沿一插置方向D2插置於景觀開口132時，景觀組件70之第一限位塊713可抵接於主殼體10之外表面，以限制景觀組件70與主殼體10之相對位置。另於本實施例中，景觀組件70沿插置方向D2延伸，且入光開口711以及出光開口712沿插置方向D2排列。上述插置方向D2可垂直於排列方向D1以及影像軸AX1。

當景觀組件70位於一景觀模式時，第一光學元件72位於景觀開口132之上。第一光學元件72以及入射開口711位 於主殼體10之外部。第二光學元件73位於景觀開口132之下，且第二光學元件73以及出光開口712位於容置腔14之內。出光開口712朝向透鏡50，且第二光學元件73位於顯示螢幕40以及透鏡50之間。

因此，當景觀組件70位於一景觀模式時，一環境光線L1可經由入射開口711照射至第一光學元件72。環境光線L1經由第一光學元件72反射(或折射)後穿過景觀開口132照射於第二光學元件73。之後，環境光線L1經由第二光學元件73反射(或折射)後穿過出光開口712以及透鏡50進入使用者之眼睛E1。因此，使用者可藉由景觀組件70觀看到頭戴式顯示設備1外部之環境。

當使用者需要觀看顯示螢幕40之影像時，將景觀組件70由主殼體10上移除即可(如第1圖及第2圖所示)。

第5圖為景觀組件70於一影像模式的剖視圖。當使用者需要觀看顯示螢幕40之影像時，可選擇不將景觀組件70由主殼體10上移除。使用者可將景觀組件70稍微拔出，以使第二限位塊714抵接主殼體10之內表面。於當景觀組件70於一影像模式，第二光學元件73遠離影像軸AX1，且出光開口712朝向後壁12。

此時，由於景觀組件70並不位於顯示螢幕40與透鏡50之間，因此使用者可順利地觀看顯示螢幕40所產生之影像。此外，使用者可藉由移動景觀組件70與主殼體10之間的相對位置，快速地且便利地切換景觀組件70之景觀模式或是影像模式。

第6圖為本創作之頭戴式顯示設備1之另一實施例的剖視圖。景觀組件70可固定於主殼體10。景觀組件70更包括一第三光學元件74。於本實施例中，第三光學元件74可為一分光鏡。主殼體10更包括形成於後壁12之一次景觀開口122。次景觀開口122位於第二光學元件73與第三光學元件74之間。於一些實施例中，第三光學元件74可位於次景觀開口122以及出光開口712。

因此，環境光線L1可經由入射開口711依序照射至第一光學元件72以及第二光學元件73，並經由次景觀開口122照射至第三光學元件74。由於第三光學元件74位於透鏡50之上，因此使用者朝斜上方觀看第三光學元件74即可觀看到頭戴式顯示設備1外部之環境。

綜上所述，本創作之頭戴式顯示設備，利用設置於主殼體上之景觀組件，外部之環境光線能經由景觀組件照設置使用者之眼睛，因此使用者能於配戴頭戴式顯示設備的情況下觀看到外部環境，進而提高頭戴式顯示設備使用上之便利性。

上述已揭露之特徵能以任何適當方式與一或多個已揭露之實施例相互組合、修飾、置換或轉用，並不限定於特定之實施例。

本創作雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本創作的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本創作之範圍，本創作之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧頭戴式顯示設備

10‧‧‧主殼體

11‧‧‧前壁

12‧‧‧後壁

121‧‧‧影像開口

13‧‧‧側壁

131‧‧‧配戴部

132‧‧‧景觀開口

14‧‧‧容置腔

20‧‧‧處理模組

21‧‧‧電路板

22‧‧‧處理晶片

30‧‧‧感測器

40‧‧‧顯示螢幕

50‧‧‧透鏡

60‧‧‧覆蓋板

61‧‧‧彈性元件

70‧‧‧景觀組件

71‧‧‧景觀殼體

711‧‧‧入射開口

712‧‧‧出光開口

713‧‧‧第一限位塊

714‧‧‧第二限位塊

72‧‧‧第一光學元件

73‧‧‧第二光學元件

AX1‧‧‧影像軸

D1‧‧‧排列方向

D2‧‧‧插置方向

L1‧‧‧環境光線

E1‧‧‧眼睛

Claims (10)

1. 一種頭戴式顯示設備，包括：一主殼體，包括一後壁、形成於該後壁之一影像開口、連接於該後壁之一側壁、形成於該側壁之一景觀開口、以及連通於該影像開口與該景觀開口之一容置腔；一顯示螢幕，設置於該容置腔內；一透鏡，設置於該影像開口，並朝向該顯示螢幕；以及一景觀組件，設置於該景觀開口，且包括：一第一光學元件，位於該景觀開口之上；以及一第二光學元件，位於該景觀開口之下以及該容置腔之內，其中一環境光線照射至該第一光學元件後，穿過該景觀開口照射於該第二光學元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，其中該第一光學元件以及該第二光學元件為平面鏡及/或多邊稜鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，其中該顯示螢幕以及該透鏡之中心沿一排列方向排列，該第一光學元件與該排列方向之夾角約為45度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，其中該第二光學元件平行於該第一光學元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，其中該景觀組件可移動地或可拆卸地設置於該主殼體。
6. 如申請專利範圍第5項所述之頭戴式顯示設備，其中更包括一覆蓋板，設置於該主殼體，且用以覆蓋該景觀開口。
7. 如申請專利範圍第5項所述之頭戴式顯示設備，其中當該景觀組件位於一景觀模式時，該第二光學元件位於該顯示螢幕以及該透鏡之間。
8. 如申請專利範圍第5項所述之頭戴式顯示設備，其中一影像軸穿過該顯示螢幕以及該透鏡之中心，當該景觀組件位於一影像模式時，該第二光學元件遠離該影像軸。
9. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，其中該景觀組件包括一景觀殼體，穿過該景觀開口，且包括一入射開口以及一出光開口，其中該入射開口以及該出光開口朝向相反之方向，該第一光學元件鄰近於該入射開口，且該第二光學元件鄰近於該出光開口。
10. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示設備，更包括設置於該主殼體之一第三光學元件，其中該主殼體更包括形成於該後壁之一次景觀開口，且該次景觀開口位於該第二光學元件與該第三光學元件之間或是該次景觀開口。