TWM573838U - Head-mounted virtual reality display device - Google Patents

Abstract

本新型為一種頭戴式虛擬實境顯示裝置，包含：一殼體，包含至少一穿孔；一控制模組，設置於該殼體中，該控制模組包含一儲存電路、一識別訊號輸出電路及一控制電路，該識別訊號分別與該儲存電路及該控制電路電性連接；一微顯示器，架設於該殼體相對於該至少一穿孔的另一面；一反射基板，架設於該殼體中，在該反射基板上具有一反射塗層；一光學基板，架設於該殼體中，同時對應於該反射基板，當該控制電路對該光學基板施加電壓時，該光學基板因通電而成為反射狀態，當該控制電路停止對該光學基板施加電壓時，該光學基板成為透射狀態；至少一透鏡，設置於該殼體之該至少一穿孔上；該光學基板能在反射與透射之間快速切換，讓播放的影片光線穿越不同的透鏡，令使用者的雙眼看到不同的影像以製造出立體的虛擬環境。

Description

頭戴式虛擬實境顯示裝置

一種虛擬實境顯示裝置，尤其是指一種頭戴式虛擬實境顯示裝置。

隨著科技日新月異，影像的呈現方式也不斷有新的突破，從早年的黑白電視、彩色的映像管螢幕，到現在的液晶螢幕(LCD)及有機發光二極體螢幕(OLED)的2D畫面，以及越來越普及的3D影像，到現在的虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)，使得人類從單純接收訊息演變成能模擬與這些訊息互動，甚至實際與這些訊息交流，而在互動的過程中需要透過特定的媒介才能達成，虛擬實境顯示器即為一種越來越受大眾歡迎的器材；請參見圖6，為現有虛擬實境頭戴顯示器80示意圖，使用者頭戴著該虛擬實境頭戴顯示器80，搭配影像及相關感測器能在虛擬的實境中遊玩探索，舉凡HTC VIVE、Oculus Rift CV1都是相關的產品；但這種顯示器需要搭配高階顯示卡，且必須將播放的影片預先製作成兩種偏光效果不同或是角度略為不同的影像檔，並在該虛擬實境頭戴裝置中同時播放此兩種影像檔，讓使用者的兩眼分別觀看兩種影像檔，才能讓使用者看到3D的立體影像，製作成本相對高出許多。

為節省製作成本，請參見圖7，google製作了一種VR眼鏡，此VR眼鏡包含一殼體91，此殼體91用紙板裁切組合而成，並搭配一行動裝置92，例如使用者的手機，與先下載相關應用程式將欲播放的影片以該應用程式處理後轉成角度略微不同之兩影像檔，並在該行動裝置上以分割畫面同時播放該兩影像檔，透過該殼體91中的透鏡93觀看後就能看到3D的立體影像；惟此種VR裝置雖能節省成本，採用行動裝置作為顯示器所呈現出來的VR效果不如真正的虛擬實境頭戴顯示器來的佳，使用者在觀看時可能無法真正體驗VR所帶來的震撼。

為在合理的成本考量下提供較佳的立體虛擬實境畫面，本新型提出一種頭戴式虛擬實境顯示裝置，藉由控制模組對光學基板施加電壓與否，控制光學基板成為透射或折射狀態，讓使用者的雙眼接收到不同的影像，以製造立體的虛擬實境影像。

為達成上述目的，本新型頭戴式虛擬實境顯示裝置包含： 一殼體，包含至少一穿孔，該至少一穿孔形成於該殼體的其中一面； 一控制模組，設置於該殼體中，該控制模組包含一儲存電路、一識別訊號輸出電路及一控制電路，該識別訊號輸出電路分別與該儲存電路及該控制電路電性連接； 一微顯示器，架設於該殼體相對於該至少一穿孔的另一面； 一反射基板，架設於該殼體中，且位於該微顯示器及該至少一穿孔之間，在該反射基板上具有一反射塗層； 一光學基板，架設於該殼體中且位於該微顯示器及該至少一穿孔之間，同時對應於該反射基板，當該控制電路對該光學基板施加電壓時，該光學基板因通電而成為反射狀態，當該控制電路停止對該光學基板施加電壓時，該光學基板成為透射狀態； 至少一透鏡，設置於該殼體之該至少一穿孔上。

當該微顯示器播放其中一左眼畫面時，該識別訊號輸出電路輸出一包含左眼畫面資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路對該光學基板施加電壓，讓該光學基板反射，以將該左眼畫面在該反射基板及該光學基板之間連續反射後透過其中一透鏡射入左眼；而當該微顯示器播放其中一右眼畫面時，該識別訊號輸出電路輸出一包含右眼畫面資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路對該光學基板停止施加電壓，讓該光學基板透射，以將該右眼畫面透射過該光學基板後，再透過其中一透鏡射入右眼。

藉由兩眼所接收到不同的影像，製造出立體虛擬實境的效果，結構簡易不甚複雜，且同時能呈現出優良的虛擬實境影像。

請參見圖1，本新型一種頭戴式虛擬實境顯示裝置包含：一殼體10、一控制模組20、一微顯示器30、一反射基板40、一光學基板50及至少一透鏡。

該殼體10的內部放置該控制模組20、該微顯示器30、該反射基板40、該光學基板50及該至少一透鏡，在該殼體10的其中一側面形成至少一穿孔12，本實施例中具有兩穿孔12、一第一透鏡61及一第二透鏡62，該兩穿孔12的位置對應雙眼，每一穿孔12分別放置該第一透鏡61及該第二透鏡62。

該控制模組20與該微顯示器30及該光學基板50電性連接；該控制模組20包含一儲存電路21、一識別訊號輸出電路23及一控制電路25，該儲存電路21與該識別訊號輸出電路23電性連接，該識別訊號輸出電路23與該控制電路25電性連接；該儲存電路21儲存一播放軟體及欲播放之影片，該播放軟體用以播放影片，其中該影片包含成複數第一畫面影格(frame)及複數第二畫面影格(frame)，該複數第一畫面影格及該複數第二畫面影格交替穿插顯現；該複數第一畫面影格可為左眼畫面影格F1，該複數第二畫面影格可為右眼畫面影格F2，且該複數左眼畫面影格F1及該複數右眼畫面影格F2以一固定頻率依序穿插播放，在一較佳實施例中，該固定頻率為60Hz。

該識別訊號輸出電路23以該固定頻率持續輸出一識別訊號至該控制電路25，該識別訊號包含當下該播放軟體播放該複數左眼畫面影格F1或該複數右眼畫面影格F2的資訊。

該控制電路25接收該識別訊號，以控制對該光學基板50施加電壓與否，例如當該控制電路25接收的該識別訊號包含左眼畫面影格F1的資訊時，該控制電路25對該光學基板50施加電壓，當該控制電路25接收的該識別訊號包含右眼畫面影格F2的資訊時，該控制電路25對該光學基板50停止施加電壓。

該微顯示器30設置於該殼體10的其中一側面，且位於該兩穿孔12的對側，該微顯示器30用以播放該影片。

該反射基板40架設於該殼體10內且位於該微顯示器30及該至少一穿孔12之間，且對應該第一透鏡61，以反射該微顯示器30的該複數左眼畫面影格F1至其中該第一透鏡61中，在該反射基板40上具有一反射塗層。

該光學基板50架設於該殼體10內且位於該微顯示器30及該至少一穿孔12之間，並與該反射基板30對應，同時對應該第二透鏡62，當該光學基板50通以電壓時，該光學基板50會通電而成為反射狀態；當該光學基板50無通以電壓時，該光學基板50則成為透射狀態；該光學基板可為軟性透明基板或是硬式透明玻璃基板。

請參見圖2，當該微顯示器30顯示其中一幀左眼畫面影格F1時，該識別訊號輸出電路23輸出帶有左眼畫面影格資訊之該識別訊號至該控制電路25，該控制電路25隨即施加電壓至該光學基板50，該光學基板50可進行反射，讓該左眼畫面影格F1在該反射基板40及該光學基板50之間不斷反射，經過該第一透鏡61後進入左眼，讓左眼接收到該左眼畫面影格F1，此時右眼由於該光學基板50無光線透射而不會看到任何事物。

請參見圖3，當該微顯示器30經該固定頻率後顯示接續上一幀左眼畫面影格F1之該右眼畫面影格F2時，該識別訊號輸出電路23輸出帶有右眼畫面影格資訊之該識別訊號至該控制電路25，該控制電路25隨即控制該光學基板50透射，讓該右眼畫面影格F2直接透射過該光學基板50，經過該第二透鏡62後進入右眼，讓右眼接收到該右眼畫面影格F2，此時左眼由於無光線進入而不會看到任何事物。

當該微顯示器30經該固定頻率後顯示接續上一幀右眼畫面影格F2之該左眼畫面影格F1時，如圖2所示，該控制電路25再度控制該光學基板50反射，讓該左眼畫面影格F1僅進入左眼當中。

請參見圖4，為本新型的第二較佳實施例，與第一較佳實施例的差異在於該反射基板40的位置對應該第二透鏡62，該光學基板50的位置對應該第一透鏡61；本實施例中，該第一畫面影格為右眼畫面影格F1，該第二畫面影格為左眼畫面影格F2。

當該微顯示器30顯示其中一右眼畫面影格F1時，該識別訊號輸出電路23輸出帶有右眼畫面影格資訊之該識別訊號至該控制電路25，該控制電路25對該光學基板50施加電壓，以控制該光學基板50反射，讓該右眼畫面影格F2在該反射基板40及該光學基板50之間不斷反射，經過該第二透鏡62後進入右眼，讓右眼接收到該右眼畫面影格F1，此時左眼由於該光學基板50無光線透射而不會看到任何事物。

請參見圖5，當該微顯示器30經該固定頻率後顯示接續上一右眼畫面影格F1之該左眼畫面影格F2，該識別訊號輸出電路23輸出帶有左眼畫面影格資訊之該識別訊號至該控制電路25，該控制電路25隨即停止施加電壓至該光學基板50，該光學基板50可進行透射，讓該左眼畫面影格F2通過該光學基板50，經過該第一透鏡61後進入左眼，讓左眼接收到該左眼畫面影格F2，此時右眼由於無光線進入而不會看到任何事物。

當該控制電路25在影片播放時不間斷地控制該光學基板50反射與透射時，該複數左眼畫面影格F2及該複數右眼畫面影格F1分別依序進入左眼及右眼中，使用者可感受到連續且完整的立體畫面。

10‧‧‧殼體

12‧‧‧穿孔

20‧‧‧控制模組

21‧‧‧儲存電路

23‧‧‧識別訊號輸出電路

25‧‧‧控制電路

30‧‧‧微顯示器

40‧‧‧反射基板

50‧‧‧光學基板

61‧‧‧第一透鏡

62‧‧‧第二透鏡

80‧‧‧虛擬實境頭戴顯示器

91‧‧‧殼體

92‧‧‧行動裝置

93‧‧‧透鏡

F1‧‧‧左眼畫面影格/右眼畫面影格

F2‧‧‧右眼畫面影格/左眼畫面影格

圖1：本新型第一較佳實施例之俯視示意圖。 圖2：本新型第一較佳實施例之光學基板反射示意圖。 圖3：本新型第一較佳實施例之光學基板透射示意圖。 圖4：本新型第二較佳實施例之光學基板反射示意圖。 圖5：本新型第二較佳實施例之光學基板透射示意圖。 圖6：習用之虛擬實境裝置。 圖7：另一習用之虛擬實境裝置。

Claims (9)

1. 一種頭戴式虛擬實境顯示裝置，包含： 一殼體，包含至少一穿孔，該至少一穿孔形成於該殼體的其中一面； 一控制模組，設置於該殼體中，該控制模組包含一儲存電路、一識別訊號輸出電路及一控制電路，該識別訊號輸出電路分別與該儲存電路及該控制電路電性連接； 一微顯示器，架設於該殼體相對於該至少一穿孔的另一面； 一反射基板，架設於該殼體中，且位於該微顯示器及該至少一穿孔之間，在該反射基板上具有一反射塗層； 一光學基板，架設於該殼體中且位於該微顯示器及該至少一穿孔之間，同時對應於該反射基板，當該控制電路對該光學基板施加電壓時，該光學基板因通電而成為反射狀態，當該控制電路停止對該光學基板施加電壓時，該光學基板成為透射狀態； 至少一透鏡，設置於該殼體之該至少一穿孔上。
2. 如請求項1所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，該儲存電路儲存一播放軟體及欲播放之影片，該播放軟體用以播放影片，其中該影片分割成複數第一畫面影格及複數第二畫面影格，且該複數第一畫面影格及該複數第二畫面影格以一固定頻率依序穿插播放。
3. 如請求項2所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，該至少一透鏡包含一第一透鏡及一第二透鏡，該第一透鏡及該第二透鏡分別架設於該穿孔上。
4. 如請求項3所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，當該微顯示器播放其中一幀第一畫面影格時，該識別訊號輸出電路輸出一包含第一畫面影格資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路對該光學基板施加電壓，該第一畫面影格在該反射基板及該光學基板之間連續反射後通過該第一透鏡。
5. 如請求項4所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，當該微顯示器播放其中一幀第二畫面影格時，該識別訊號輸出電路輸出一包含第二畫面影格資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路無施加電壓在該光學基板，該第二畫面影格透射過該光學基板後，通過該第二透鏡。
6. 如請求項3所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，當該微顯示器播放其中一幀第一畫面影格時，該識別訊號輸出電路輸出一包含第一畫面影格資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路對該光學基板施加電壓，讓該光學基板成為反射狀態，以將該第一畫面影格在該反射基板及該光學基板之間連續反射後通過該第二透鏡。
7. 如請求項6所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，當該微顯示器播放其中一幀第二畫面影格時，該識別訊號輸出電路輸出一包含第二畫面影格資訊之識別訊號至該控制電路，該控制電路對該光學基板停止施加電壓，讓該光學基板成為透射狀態，以將該第二畫面影格透射過該光學基板後，再通過該第一透鏡。
8. 如請求項5或7所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，該複數第一畫面影格為左眼畫面影格，該複數第二畫面影格為右眼畫面影格。
9. 如請求項5或7所述之頭戴式虛擬實境顯示裝置，該複數第一畫面影格為右眼畫面影格，該複數第二畫面影格為左眼畫面影格。