TW202331346A - 頭戴式顯示裝置及穿戴組件 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示裝置，包括一前端組件及一穿戴組件。穿戴組件連接至前端組件，並適於將前端組件穿戴至使用者的臉部。穿戴組件包括一托架、一耦合機構、多個側頭帶、一按鈕及一復位件。當相對於托架按壓按鈕時，按鈕帶動耦合機構不耦接這些側頭帶，使得這些側頭帶能夠相對於托架自由地移動，以調整托架與前端組件之間的距離。當相對於托架放開按鈕時，復位件帶動耦合機構耦接這些側頭帶，並經由耦合機構相對於托架拉緊這些側頭帶。

Description

頭戴式顯示裝置及穿戴組件

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及穿戴組件。

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身體上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，以眼罩類型等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。

頭戴式顯示裝置的前端組件（front assembly）通過穿戴組件穿戴至使用者的臉部，使得前端組件的顯示模組可朝向使用者的雙眼投射顯示畫面。由於每個使用者的頭型尺寸相異，在將頭戴式顯示裝置穿戴至頭部時需要調整穿戴組件，因此如何快速且方便地調整穿戴組件，為當前重要的發展。

本發明提供一種頭戴式顯示裝置，可以快速且便利地調整其穿戴尺寸。

本發明提供一種穿戴組件，可以快速且便利地調整頭戴式顯示裝置的穿戴尺寸。

本發明的頭戴式顯示裝置包括一前端組件及一穿戴組件。穿戴組件連接至前端組件，並適於將前端組件穿戴至使用者的臉部。穿戴組件包括一托架、一耦合機構、多個側頭帶、一按鈕及一復位件。耦合機構設置在托架內。這些側頭帶個別連接至前端組件並穿設於托架。按鈕可移動地連接至托架並耦接耦合機構。復位件設置於托架及耦合機構之間。當相對於托架按壓按鈕時，按鈕帶動耦合機構不耦接這些側頭帶，使得這些側頭帶能夠相對於托架自由地移動，以調整托架與前端組件之間的距離。當相對於托架放開按鈕時，復位件帶動耦合機構耦接這些側頭帶，並經由耦合機構相對於托架拉緊這些側頭帶。

本發明的穿戴組件適於連接至一頭戴式顯示裝置之一前端組件，且適於將前端組件穿戴至使用者的臉部。穿戴組件包括一托架、一耦合機構、多個側頭帶、一按鈕及一復位件。耦合機構設置在托架內。這些側頭帶個別連接至前端組件，並穿設於托架。按鈕可移動地連接至托架並耦接耦合機構。復位件設置於托架及耦合機構之間。當相對於托架按壓按鈕時，按鈕帶動耦合機構不耦接這些側頭帶，使得這些側頭帶能夠相對於托架自由地移動，以調整托架與前端組件之間的距離。當相對於托架放開按鈕時，復位件帶動耦合機構耦接這些側頭帶，並經由耦合機構相對於托架拉緊這些側頭帶。

基於上述，在本發明中，頭戴式顯示裝置透過按壓按鈕帶動耦合機構，使這些側頭帶具有相對於托架移動的自由度，進而調整托架與前端組件之間的距離，以讓使用者快速且便利地調整頭戴式顯示裝置的穿戴尺寸。此外，當按鈕被放開時，復位件可經由耦合機構拉緊這些側頭帶，以持續且微幅地縮小托架與前端組件之間的距離，使頭戴式顯示裝置能更持續貼近使用者的頭部。

請參考圖1A及圖1B，在本實施例中，頭戴式顯示裝置10包括一前端組件11及一穿戴組件100。穿戴組件100包括一托架110、一耦合機構120、多個側頭帶130、一按鈕140及一復位件150。耦合機構120設置在托架110內。穿戴組件100利用這些側頭帶130連接前端組件11，且這些側頭帶130穿設於托架110。按鈕140可移動地連接托架110並耦接耦合機構120。復位件150設置在托架110及耦合機構120之間。當相對於托架110按壓按鈕140時，按鈕140帶動耦合機構120不耦接這些側頭帶130，使得這些側頭帶130能夠相對於托架110自由地移動，以調整托架110與前端組件11之間的距離。當相對於托架110放開按鈕140時，該復位件150帶動耦合機構120耦接這些側頭帶130，並經由耦合機構120相對於托架110拉緊這些側頭帶130。

在本實施例中，前端組件11可包括光學系統（未繪示）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。前述顯示器的種類可依據頭戴式顯示裝置10應用在虛擬實境系統（virtual reality system）、擴增實境系統（augmented reality system）或混合實境系統（mixed reality system）中而有所調整。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。

另一方面，在本實施例中，頭帶式顯示裝置10還可包括一輔助頭帶12。輔助頭帶12連接前端組件11與穿戴組件100，且這些側頭帶130與輔助頭帶12適於將前端組件11穿戴至使用者的頭部。

請參考圖2A及圖2B，耦合機構120可包括一第一轉動件121、一第二轉動件122及一移動件123。第一轉動件121可旋轉地連接至托架110並耦接移動件123及按鈕140。第二轉動件122可旋轉地連接至托架110並耦接移動件123及這些側頭帶130。移動件123可移動地連接托架110。具體來說，當相對於托架110按壓按鈕140來帶動第一轉動件121旋轉時，第一轉動件121帶動移動件123移動而脫離第二轉動件122，使這些側頭130帶能夠相對於托架110自由地移動，以調整這些側頭帶130各自露出托架110的長度。

在本實施例中，托架110可包括一前蓋111、一後蓋112及一架體113。架體113設置在前蓋111與後蓋112之間，且後蓋112可具有一開口112a。按鈕140可移動地設置在托架110內並凸出於開口112a。按鈕140可包括一按壓部141及一耦接部142。按壓部141延伸至開口112a外。耦接部142由按壓部141向托架110內延伸並耦接第一轉動件121。第一轉動件121穿設於架體113並樞接於前蓋111，使第一轉動件121可相對於架體113旋轉。第二轉動件122設置於後蓋112與架體113之間並樞接於後蓋112，使第二轉動件122可相對於架體113旋轉。第二轉動件122還耦接這些側頭帶130。當第二轉動件122相對於架體113旋轉時，會帶動這些側頭帶130相對於托架110移動，進而改變這些側頭帶130各自露出托架110的長度。

在本實施例中，第一轉動件121及第二轉動件122為齒輪，且移動件123可包括一移動齒條部123a。第一轉動件121及第二轉動件122各自嚙接移動齒條部123a。按鈕140的耦接部142可具有一按鈕齒條部142a，且按鈕齒條部142a嚙接第一轉動件121。移動件123還可具有一移動鉤部123b，其配置在靠近第二轉動件122的一側。托架110的架體113還可具有一托架鉤部113a及一托架槽孔113b。移動件123設置在托架槽孔113b的一側。移動鉤部123b凸出於托架槽孔113b並可在托架槽孔113b內移動。復位件150的兩端分別被移動鉤部123b與托架鉤部113a鉤住，且復位件150提供一恢復力給移動件123使移動鉤部123b往托架鉤部113a的方向移動。在本實施例中，復位件150可以是具有彈性的彈力圈或是具有磁性的磁鐵組，以提供移動件123一恢復力使移動件123往托架鉤部113a的方向移動，但不以此為限。

在本實施例中，托架槽孔113b可具有一第一端部E1及一第二端部E2。第一端部E1靠近第二轉動件122及托架鉤部113a，而第二端部E2靠近第一轉動件121。當復位件150連接移動鉤部123b與托架鉤部113a時，復位件150會施予一恢復力給移動件123使移動件123抵靠在第一端部E1的位置。當移動件123受到與恢復力的方向相反且大於恢復力的外力時，移動件123就會往第二端部E2的位置移動。

在本實施例中，這些側頭帶130可各自具有一頭帶槽孔131及一頭帶齒條部132。第二轉動件122穿設在這些頭帶槽孔131內，並且嚙接這些頭帶齒條部132。當這些側頭帶130往靠近彼此的方向移動時，這些側頭帶130露出托架110的長度變短，使前端組件11與托架110之間的距離縮短。當這些側頭帶130往遠離彼此的方向移動時，這些側頭帶130露出托架110的長度變長，使前端組件11與托架110之間的距離變長。

請參考圖3A及圖4A，當按鈕140沒有被按壓時，復位件150會施予移動件123一恢復力使移動鉤部123b抵靠在第一端部E1。在此狀態下，移動件123被固定且無法相對於托架110移動，使得同時與移動件123嚙接的第一轉動件121及第二轉動件122無法相對於托架110旋轉。當第二轉動件122固定時，同時與第二轉動件122嚙接的這些側頭帶130也無法相對於托架110移動。

請參考圖3B、圖3C、圖4B及圖4C，當使用者按壓按鈕140的按壓部141時，按壓部141受到一外力F而相對於托架110移動，使耦接部142隨著按壓部141的移動往第一轉動件121的方向移動，並帶動第一轉動件121旋轉。當按壓部141抵靠至托架110的架體113並停止繼續移動時，耦接部142也會隨著按壓部141停止移動，並使第一轉動件121停止旋轉。

另一方面，當第一轉動件121被旋轉時，第一轉動件121將帶動移動件123往遠離第二轉動件122的方向移動。具體來說，當移動件123受到第一轉動件121所施予的推力大於復位件150施予移動件123的恢復力時，第一轉動件121將帶動移動件123相對於托架110移動。此時，移動鉤部123b隨著移動件123在托架槽孔113b內由第一端部E1移動至第二端部E2。當移動鉤部123b移動至第二端部E2時，移動件123會脫離第二轉動件122。此時，第二轉動件122沒有與移動件123嚙接，使第二轉動件122可相對於托架110自由地旋轉。

承上所述，當第二轉動件122可相對於托架110自由旋轉時，這些側頭帶130具有能夠相對於托架110移動的自由度。此時，使用者可以透過調整這些側頭帶130各自露出托架110的長度，進而調整前端組件11與托架110之間的距離。值得注意的是，在此狀態下，由於按壓部141持續被施予一外力F使耦接部142無法移動，所以與按鈕齒條部142a嚙接的第一轉動件121無法相對於托架110旋轉，使得與第一轉動件121嚙接的移動件123被固定而不會往托架鉤部113a的方向移動。

請參考圖3D、圖3E、圖4D及圖4E，當使用者放開按鈕140時，施予按壓部141的外力F被解除，使第一轉動件121可以相對托架110自由旋轉。此時，移動件123僅受到復位件150所施予的恢復力，使移動鉤部123b由第二端部E2往第一端部E1移動，並抵靠在第一端部E1。

承上所述，在移動件123由第二端部E2往第一端部E1移動的過程中，移動件123再度與第二轉動件122嚙接。此時，移動件123受到復位件150的恢復力而驅動第二轉動件122，使第二轉動件122相對於托架110旋轉。當第二轉動件122旋轉時，嚙接於第二轉動件122的這些頭帶齒條部132會隨著第二轉動件122的旋轉而互相靠近，並帶動這些側頭帶130往彼此的方向移動，進而微幅地縮短前端組件11與托架110之間的距離，使頭帶式顯示裝置10能更持續貼近使用者的頭部。

另一方面，在移動件123由第二端部E2往第一端部E1的方向移動的過程中，移動件123會帶動第一轉動件121，使第一轉動件121帶動耦接部142往托架110的開口112a移動。此時，按壓部141隨著耦接部142移動並回復到初始位置。

具體來說，復位件150可以提供移動件123恢復力使移動件123往第一端部E1移動。當沒有施予穿戴組件100外力時，復位件150施予移動件123的恢復力會使移動件123抵靠在第一端部E1。此時，與移動件123嚙接的第一轉動件121與第二轉動件122無法相對於托架110旋轉，進而使這些側頭帶130無法相對於彼此移動。當施予外力F使移動件123往第二端部E2移動時，移動件123脫離第二轉動件122使第二轉動件122可以相對於托架110自由旋轉，進而使這些側頭帶130具有可相對於托架110移動的自由度。

當外力F解除時，復位件150的恢復力使移動件123往托架鉤部113a的方向移動，移動件123與第二轉動件122重新嚙接並使第二轉動件122旋轉，進而帶動這些側頭帶130往彼此的方向移動，更進一步地縮小前端組件11與托架110之間的距離。也就是說，使用者在按壓按鈕140後可以調整這些側頭帶130各自從托架110暴露出的長度，使頭戴式顯示裝置10調整為適合使用者頭部的尺寸。在使用者調整完這些側頭帶130並釋放按鈕140後，可以利用復位件150的恢復力經由耦合機構120來拉緊這些側頭帶130，持續且微幅地縮小前端組件11與托架110之間的距離，以使頭戴式顯示裝置10更貼近使用者的頭部。

請參考圖5，其所繪示的另一實施例與圖1A的實施例大致相同。兩者的差異如下。在圖1A的實施例中，這些側頭帶130直接連接前端組件11。在本實施例中，頭戴式顯示裝置10還可包括一前頭帶13。前頭帶13連接穿戴組件100與前端組件11，且前頭帶13可樞接至前端組件11。具體來說，前頭帶13可連接這些側頭帶130。前頭帶13可與這些側頭帶130一體成型。當這些側頭帶130相對於托架110移動時，可以調整托架110與前頭帶13之間的距離，進而調整托架110與前端組件11之間的距離。在圖5的實施例中，頭戴式顯示裝置10也可具有如圖1A所示的輔助頭帶12，且輔助頭帶12連接托架110與前頭帶13，以增加頭戴顯示裝置10配戴在使用者頭部的穩定性。

綜上所述，在本發明中，頭戴式顯示裝置透過按壓按鈕帶動耦合機構，使這些側頭帶具有相對於托架移動的自由度，進而調整托架與前端組件之間的距離，以讓使用者快速且便利地調整頭戴式顯示裝置的穿戴尺寸。此外，當按鈕被放開時，復位件可經由耦合機構拉緊這些側頭帶，以持續且微幅地縮小托架與前端組件之間的距離，使頭戴式顯示裝置能更持續貼近使用者的頭部。再者，穿戴組件也可以可拆卸地組裝至前端組件，因此穿戴組件能夠被組裝至不同型態的前端組件，以使得這些不同型態的前端組件均能緊靠使用者的臉部。換言之，具有此種穿戴組件的頭戴式顯示裝置不僅能夠快速調整側頭帶以符合不同頭型的使用者，更可只要放開按鈕即可達到固定側頭帶的目的。因此，具有此種穿戴組件的頭戴式顯示裝置不僅具有快速穿脫的優點，也能穩定地固定在使用者頭上。

10:頭戴式顯示裝置 11:前端組件 12:輔助頭帶 13:前頭帶 100:穿戴組件 110:托架 111:前蓋 112:後蓋 112a:開口 113:架體 113a:托架鉤部 113b:托架槽孔 120:耦合機構 121:第一轉動件 122:第二轉動件 123:移動件 123a:移動齒條部 123b:移動鉤部 130:側頭帶 131:頭帶槽孔 132:頭帶齒條部 140:按鈕 141:按壓部 142:耦接部 142a:按鈕齒條部 150:復位件 E1:第一端部 E2:第二端部 F:外力

圖1A是本發明的一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。 圖1B是圖1A的頭戴式顯示裝置於另一個視角的示意圖。 圖2A是圖1A的頭戴式顯示裝置的分解圖。 圖2B是圖1B的頭戴式顯示裝置的分解圖。 圖3A至圖3E繪示圖1A的穿戴組件的調整過程。 圖4A至圖4E繪示圖1A的穿戴組件於另一個視角的調整過程。 圖5是本發明的另一實施例的頭戴式顯示裝置的示意圖。

10:頭戴式顯示裝置

11:前端組件

12:輔助頭帶

100:穿戴組件

110:托架

120:耦合機構

130:側頭帶

140:按鈕

150:復位件

Claims (18)

1. 一種頭戴式顯示裝置，包括： 一前端組件；以及 一穿戴組件，連接至該前端組件，並適於將該前端組件穿戴至使用者的臉部，該穿戴組件包括： 一托架； 一耦合機構，設置在該托架內； 多個側頭帶，個別連接至該前端組件並穿設於該托架； 一按鈕，可移動地連接至該托架並耦接該耦合機構；以及 一復位件，設置於該托架及該耦合機構之間，其中 當相對於該托架按壓該按鈕時，該按鈕帶動該耦合機構不耦接該些側頭帶，使得該些側頭帶能夠相對於該托架自由地移動，以調整該些側頭帶從該托架暴露出的長度， 當相對於該托架放開該按鈕時，該復位件帶動該耦合機構耦接該些側頭帶，並經由該耦合機構相對於該托架拉緊該些側頭帶。
2. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，其中該耦合機構包括： 一移動件，可移動地連接至該托架； 一第一轉動件，可旋轉地連接至該托架並耦接該移動件及該按鈕；以及 一第二轉動件，可旋轉地連接至該托架並耦接該移動件及該些側頭帶，其中 當相對於該托架按壓該按鈕來帶動該第一轉動件旋轉時，該第一轉動件帶動該移動件移動而脫離該第二轉動件，使該些側頭帶能夠相對於該托架自由地移動，以調整該些側頭帶各自露出該托架的長度。
3. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該按鈕具有一耦接部，且該耦接部耦接該第一轉動件。
4. 如請求項3所述的頭戴式顯示裝置，其中該耦接部具有一按鈕齒條部，且該按鈕齒條部嚙接該第一轉動件。
5. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該移動件具有一移動齒條部，該第一轉動件與該第二轉動件為齒輪，且該第一轉動件與該第二轉動件個別嚙接該移動齒條部。
6. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該些側頭帶的每一個具有一頭帶槽孔及一頭帶齒條部，該些頭帶齒條部的每一個位於對應的該頭帶槽孔內，該第二轉動件為齒輪，且該第二轉動件位於該些頭帶槽孔內並嚙接該些頭帶齒條部。
7. 如請求項2所述的頭戴式顯示裝置，其中該托架具有一托架鉤部，該移動件具有一移動鉤部，該復位件為彈性圈，且該復位件的兩端分別被該托架鉤部與該移動鉤部鉤住。
8. 如請求項1所述的頭戴式顯示裝置，更包括： 一前頭帶，連接至該前端組件，其中該些側頭帶各自連接至該前頭帶，以經由該前頭帶連接至該前端組件。
9. 如請求項8所述的頭戴式顯示裝置，其中該前頭帶樞接至該前端組件。
10. 一種穿戴組件，適於連接至一頭戴式顯示裝置之一前端組件，且適於將該前端組件穿戴至使用者的臉部，該穿戴組件包括： 一托架； 一耦合機構，設置在該托架內； 多個側頭帶，個別連接至該前端組件並穿設於該托架； 一按鈕，可移動地連接至該托架並耦接該耦合機構；以及 一復位件，設置於該托架及該耦合機構之間，其中 當相對於該托架按壓該按鈕時，該按鈕帶動該耦合機構不耦接該些側頭帶，使得該些側頭帶能夠相對於該托架自由地移動，以調整該托架與該前端組件之間的距離， 當相對於該托架放開該按鈕時，該復位件帶動該耦合機構耦接該些側頭帶，並經由該耦合機構相對於該托架拉緊該些側頭帶。
11. 如請求項10所述的穿戴組件，其中該耦合機構包括： 一移動件，可移動地連接至該托架； 一第一轉動件，可旋轉地連接至該托架並耦接該移動件及該按鈕；以及 一第二轉動件，可旋轉地連接至該托架並耦接該移動件及該些側頭帶，其中 當相對於該托架按壓該按鈕來帶動該第一轉動件旋轉時，該第一轉動件帶動該移動件移動而脫離該第二轉動件，使該些側頭帶能夠相對於該托架自由地移動，以調整該些側頭帶各自露出該托架的長度。
12. 如請求項11所述的穿戴組件，其中該按鈕具有一耦接部，且該耦接部耦接該第一轉動件。
13. 如請求項12所述的穿戴組件，其中該耦接部具有一按鈕齒條部，且該按鈕齒條部嚙接該第一轉動件。
14. 如請求項11所述的穿戴組件，其中該移動件具有一移動齒條部，該第一轉動件與該第二轉動件為齒輪，且該第一轉動件與該第二轉動件個別嚙接該移動齒條部。
15. 如請求項11所述的穿戴組件，其中該些側頭帶的每一個具有一頭帶槽孔及一頭帶齒條部，該些頭帶齒條部的每一個位於對應的該頭帶槽孔內，該第二轉動件為齒輪，且該第二轉動件位於該些頭帶槽孔內並嚙接該些頭帶齒條部。
16. 如請求項11所述的穿戴組件，其中該托架具有一托架鉤部，該移動件具有一移動鉤部，該復位件為彈性圈，且該復位件的兩端分別被該托架鉤部與該移動鉤部鉤住。
17. 如請求項10所述的穿戴組件，更包括： 一前頭帶，連接至該前端組件，其中該些側頭帶各自連接至該前頭帶，以經由該前頭帶連接至該前端組件。
18. 如請求項17所述的穿戴組件，其中該前頭帶樞接至該前端組件。

Images