TWI751343B

TWI751343B - 頭戴式顯示裝置

Info

Publication number: TWI751343B
Application number: TW107118975A
Authority: TW
Inventors: 溫峻宏; 陳俊賢; 何吉泰; 陳冠霖
Original assignee: 宏星技術股份有限公司; 宏碁股份有限公司
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2022-01-01
Also published as: TW202002832A; US20190369660A1; US11023004B2

Abstract

一種頭戴式顯示裝置包括頭帶、載架、第一卡扣件、顯示組件以及第二卡扣件。載架連接頭帶。第一卡扣件設置於載架的周圍，其中第一卡扣件包括彼此相鄰的第一卡扣部以及解扣部。第二卡扣件設置於該顯示組件的周圍。第二卡扣件包括第二卡扣部。顯示組件透過第二卡扣件的第二卡扣部與第一卡扣件的第一卡扣部的扣合而固定於載架。第二卡扣部對位於解扣部，且第二卡扣件的第二卡扣部與第一卡扣件的第一卡扣部的扣合關係能藉由解扣部的作動而解除。

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具有頭戴式顯示裝置。

所謂的虛擬實境(virtual reality)是指利用電腦模擬產生三維虛擬環境，以提供使用者視覺、嗅覺或觸覺等感官模擬，讓使用者獲致身臨其境的臨場感。一般而言，使用者需透過頭戴顯示裝置取得三維虛擬環境的影像畫面，其中常見的頭戴顯示裝置可概分為顯示組件與頭帶等兩大部分，且顯示組件大多透過樞接結構樞接頭帶。若使用者欲將顯示組件與頭帶分拆開來，則需先行拆解前述樞接結構，操作上並不便利且過程耗時。再者，若與他人共用頭戴顯示裝置中的頭帶，則會衍生出清潔衛生不佳的問題。

因此，如何將快速拆裝的機制導入頭戴顯示裝置，以利於使用者拆裝顯示組件與頭帶，並且保持個人清潔衛生，例如：使用者的個人頭帶能與他人或共用的顯示組件相結合，實為當前亟待投入研發的一環。

本發明提供一種頭戴式顯示裝置，不僅便於使用者快速穿戴，也能保持個人清潔衛生。

本發明的頭戴式顯示裝置，包括頭帶、載架、第一卡扣件、顯示組件以及第二卡扣件。載架連接頭帶。第一卡扣件設置於載架的周圍，其中第一卡扣件包括彼此相鄰的第一卡扣部與解扣部。第二卡扣件設置於顯示組件的周圍，其中第二卡扣件包括第二卡扣部，且顯示組件透過第二卡扣件的第二卡扣部與第一卡扣件的第一卡扣部的扣合而固定於載架。第二卡扣部對位於解扣部，且第二卡扣件的第二卡扣部與第一卡扣件的第一卡扣部的扣合關係能藉由解扣部的作動而解除。

基於上述，本發明的頭戴式顯示裝置的顯示組件可拆卸地組裝於載架，使用者可先將連接載架的頭帶穿戴於頭部，再將顯示組件扣合於載架上，故組裝上極為便利且快速。另一方面，因使用者的頭帶得為個人使用而無需與他人共用，故能保持個人清潔衛生。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的分解示意圖。圖2是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的組合示意圖。圖3與圖4是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的組裝過程的局部剖面示意圖。請參考圖1至圖4，在本實施例中，頭戴式顯示裝置100可應用於虛擬實境，其包括頭帶110、連接頭帶110的載架120以及顯示組件130，其中載架120可為中空框架，且透過樞軸140樞接至頭帶110。載架120可包括中空承靠部121與連接中空承靠部121的中空延伸部122，中空承靠部121的材質可為橡膠或矽膠，或者是其他防滑且能適度變形的材質。當使用者將頭帶110穿戴於其頭部時，載架120係以中空承靠部121貼附臉部，故能減少使用者的不適感，並且避免頭戴式顯示裝置100自使用者的頭部輕易地滑落或脫落。

顯示組件130可拆卸地組裝於載架120上，其中顯示組件130包括主機131、設置於主機131上的透鏡組132以及自主機131的相對兩側向外延伸的兩主機延伸部133，且透鏡組132落在載架120的中空承靠部121與中空延伸部122內。因此，當主機131投射出光線時，前述光線會先通過透鏡組132而產生折射，接著折射後的光線通過中空延伸部122與中空承靠部121以傳遞到使用者的眼睛，並不會受到載架120的遮擋。

頭戴式顯示裝置100還包括第一卡扣件150與第二卡扣件160，其中第一卡扣件150設置於載架120的周圍，且第二卡扣件160設置於顯示組件130的周圍。第二卡扣件160配置用以與第一卡扣件150相配合，以便於使用者拆裝載架120與顯示組件130。基於顯示組件130與載架120的快速拆裝設計，顯示組件130與載架120可通用，但使用者的頭帶110得為個人使用而無需與他人共用，故能保持個人清潔衛生。

在本實施例中，第一卡扣件150的數量為兩個，且分別設置於中空延伸部122的相對兩側。第二卡扣件160的數量為兩個，且分別設置於前兩主機延伸部133。進一步而言，各第一卡扣件150設置於中空延伸部122的外側，且各第二卡扣件160設置於對應的主機延伸部133的內側。因顯示組件130的寬度大於載架120的寬度，在顯示組件130組裝於載架120後，各主機延伸部133包覆對應的中空延伸部122的外側，且各第二卡扣件160扣合於第一卡扣件150。藉由對稱設置的兩組第一卡扣件150與第二卡扣件160的配合，有助於提高組裝顯示組件130與載架120的便利性與可靠度。

特別說明的是，第一卡扣件150與第二卡扣件160的數量可依設計需求而增減，惟前述兩者的數量需相符。另外，因應設計需求，例如將顯示組件130的寬度設計為小於載架120的寬度，第一卡扣件150可改設置於中空延伸部122的內側，而第二卡扣件160可改設置於主機延伸部133的外側。

因兩組第一卡扣件150與第二卡扣件160的結構設計與拆裝原理相同，以下僅就其中一組第一卡扣件150與第二卡扣件160進行說明，不重複贅述。請繼續參考圖1至圖4，在本實施例中，第一卡扣件150包括彼此相鄰的第一卡扣部151與解扣部152，其中第一卡扣部151與解扣部152彼此分離，且解扣部152可受力而產生變形。另一方面，第二卡扣件160包括第二卡扣部161，在圖4所示的狀態下，顯示組件130透過第二卡扣件160的第二卡扣部161與第一卡扣件150的第一卡扣部151的扣合而固定於載架120。因第一卡扣部151與第二卡扣部161相卡抵，且第一卡扣部151阻斷於第二卡扣部161的外移路徑的至少部分，第二卡扣件160不會受外力作用而輕易地與第一卡扣件150脫離開來。

在第二卡扣部161扣合於第一卡扣部151後，第二卡扣部161對位於解扣部152。當使用者欲分拆載架120與顯示組件130時，使用者可施力按壓解扣部152上方的按鍵，以使解扣部152產生作動而推抵第二卡扣部161。此時，受推抵的第二卡扣部161產生彈性變形而移動遠離第一卡扣部151，從而解除第二卡扣部161與第一卡扣部151的扣合關係。在解除第二卡扣部161與第一卡扣部151的扣合關係後，使用者便能將載架120與顯示組件130分拆開來。

在本實施例中，頭戴顯示裝置100更包括彈性件170，其中彈性件170設置於第一卡扣件150上，且可以採用壓縮彈簧。彈性件170與解扣部152並列設置，且彈性件170受第二卡扣部161的壓抵而產生彈性變形，如圖4所示。並且，處於壓縮狀態下的彈性件170的彈性回復力施加於第二卡扣部161，用以驅使第二卡扣部161確實地卡抵於第一卡扣部151，避免載架120與顯示組件130鬆脫或浮動。反之，在解除第二卡扣部161與第一卡扣部151的扣合關係後，彈性件170的彈性回復力可驅使第二卡扣部161相對於第一卡扣部151移動，避免第二卡扣部161因彈性回復而再次扣合於第一卡扣部151。

請參考圖3，第一卡扣部151具有第一順向面151a與連接第一順向面151a的第一止擋面151b，且第二卡扣部161具有第二順向面161a與連接第二順向面161a的第二止擋面161b。在使第二卡扣部161扣合於第一卡扣部151的過程中，第二順向面161a會先移動通過第一順向面151a並相互推抵，使得第一卡扣部151與第二卡扣部161產生彈性變形。在第二順向面161a移動通過第一順向面151a後，彈性復原的第一卡扣部151與第二卡扣部161彼此扣合，並且第二卡扣部161是以第二止擋面161b抵接第一卡扣部151的第一止擋面151b，如圖4所示。

在圖4所示的狀態下，第一順向面151a與第二順向面161a分別位於第一止擋面151b與第二止擋面161b的相對兩側，且解扣部152對位於第二順向面161a。因此，受力後作動的解扣部152係推抵第二止擋面161b而使第二卡扣部161產生彈性變形，同時間，第二止擋面161b相對於第一止擋面151b而分離開來，從而解除抵第二卡扣部161與第一卡扣部151的扣合關係。在解除抵第二卡扣部161與第一卡扣部151的扣合關係後，使用者便能將載架120與顯示組件130分拆開來

進一步而言，第一順向面151a與第二順向面161a可為斜面，故能提高扣合或解扣第一卡扣部151與第二卡扣部161的順暢度。另一方面，第一止擋面151b與第二止擋面161b可為垂直面，例如與載架120與顯示組件130的拆裝方向垂直，因此，在未解除第一止擋面151b與第二止擋面161b的抵接關係的情況下，彈性件170的彈性回復力或其他作用力難以輕易地將載架120與顯示組件130分拆開來。

請參考圖1、圖3以及圖4，在本實施例中，第一卡扣件150還包括導引結構，可以採用滑槽153，且配置用以引導第二卡扣部161。另一方面，第一卡扣部151與解扣部152位於滑槽153的同一側，且彈性件170設置於滑槽153內，故能減少配置空間上的浪費。在組裝載架120與顯示組件130的過程中，第二卡扣部161自滑槽153的開口進入其中，並朝向滑槽153的底部移動，進而抵接設置於滑槽153內的彈性件170。反之，在拆解載架120與顯示組件130的過程中，第二卡扣部161可受彈性件170的彈性回復力或其他作用力的推動而自滑槽153的開口退出。也就是說，滑槽153與第二卡扣部160的配合可用以決定載架120與顯示組件130的拆裝方向，便於使用者拆裝載架120與顯示組件130。

為提高拆裝載架120與顯示組件130的穩定度，第一卡扣件150還包括第一導引結構154，且並列於滑槽153。第二卡扣件160還包括並列於第二卡扣部161的第二導引結構162。舉例來說，第一導引結構154可為滑塊，且第二導引結構162可為滑槽。在組裝載架120與顯示組件130的過程中，滑塊(即第一導引結構154)自滑槽(即第二導引結構162)的開口進入其中，並朝向滑槽(即第二導引結構162)的底部移動，進而抵接滑槽(即第二導引結構162)的底部。反之，在拆解載架120與顯示組件130的過程中，滑塊(即第一導引結構154)可受彈性件170的彈性回復力或其他作用力的推動而自滑槽(即第二導引結構162)的開口退出。也就是說，相耦接第一導引結構154與第二導引結構162可用以決定載架120與顯示組件130的拆裝方向，便於使用者拆裝載架120與顯示組件130。

特別說明的是，第一導引結構154與第二導引結構162的配合方式不限於上述，舉例來說，第一導引結構154可改設置為滑槽，而第二導引結構162可改設置為滑塊。

在組裝載架120與顯示組件130的過程中，為協助定位載架120與顯示組件130的相對位置，以使第一卡扣件150對位於第二卡扣件160。載架120可設有第一磁性件123，且顯示組件可設有第二磁性件163。依據載架120與顯示組件130的組裝方向，以及第一卡扣件150與第二卡扣件160的配合方式，第一磁性件123於載架120上的所在位置與第二磁性件163於顯示組件130上的所在位置需相互參照，藉此，在組裝載架120與顯示組件130時，得以讓第二磁性件163對位於第一磁性件123，並透過第一磁性件123與第二磁性件163之間的磁吸力，引導使用者組裝載架120與顯示組件130。

特別說明的是，第一磁性件123的數量與第二磁性件163的數量一致，其中第一磁性件123的數量與第二磁性件163的數量分別可為一個或多個，本發明對此不加以限制。另一方面，第一磁性件123與第二磁性件163可為兩個磁鐵的組合，或者是磁鐵與受磁吸件的組合，且第一磁性件123與第二磁性件163之間的磁吸力是以不大於彈性件170的彈性回復力為設計原則，避免因第一磁性件123與第二磁性件163之間的磁吸力過大而產生彈性件170的彈性回復力無法推動第二卡扣部161相對於第一卡扣部151移動的情形。

除此之外，基於相同或相似的拆裝原理，第一卡扣件150可改設置於顯示組件130，而第二卡扣件160可改設置於載架120。上述配置方式，僅需對載架120與顯示組件130的拆裝方向作考量，進而調整第一卡扣件150中的結構方向與細部結構的相對位置，以及第二卡扣件160中的結構方向與細部結構的相對位置，如此為之，亦能達到上述實施例的相同技術效果。

綜上所述，本發明的頭戴式顯示裝置的載架樞接於頭帶，且載架與顯示組件分別設有對應的第一卡扣件與第二卡扣件，使用者可先將頭帶穿戴於頭部，再透過第一卡扣件與第二卡扣件的扣合以將顯示組件固定於載架上，故組裝上極為便利且快速。反之，使用者僅需解除第一卡扣件與第二卡扣件的扣合關係，便能將顯示組件與載架分拆開來。基於顯示組件與載架的快速拆裝設計，顯示組件與載架可通用，但使用者的頭帶得為個人使用而無需與他人共用，故能保持個人清潔衛生。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧頭戴式顯示裝置110‧‧‧頭帶120‧‧‧載架121‧‧‧中空承靠部122‧‧‧中空延伸部123‧‧‧第一磁性件130‧‧‧顯示組件131‧‧‧主機132‧‧‧透鏡組133‧‧‧主機延伸部140‧‧‧樞軸150‧‧‧第一卡扣件151‧‧‧第一卡扣部151a‧‧‧第一順向面151b‧‧‧第一止擋面152‧‧‧解扣部153‧‧‧滑槽154‧‧‧第一導引結構160‧‧‧第二卡扣件161‧‧‧第二卡扣部161a‧‧‧第二順向面161b‧‧‧第二止擋面162‧‧‧第二導引結構163‧‧‧第二磁性件170‧‧‧彈性件

圖1是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的分解示意圖。圖2是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的組合示意圖。圖3與圖4是本發明一實施例的頭戴式顯示裝置的組裝過程的局部剖面示意圖。

100‧‧‧頭戴式顯示裝置

110‧‧‧頭帶

120‧‧‧載架

121‧‧‧中空承靠部

122‧‧‧中空延伸部

123‧‧‧第一磁性件

130‧‧‧顯示組件

131‧‧‧主機

132‧‧‧透鏡組

133‧‧‧主機延伸部

150‧‧‧第一卡扣件

151‧‧‧第一卡扣部

152‧‧‧解扣部

153‧‧‧滑槽

154‧‧‧第一導引結構

160‧‧‧第二卡扣件

161‧‧‧第二卡扣部

162‧‧‧第二導引結構

163‧‧‧第二磁性件

170‧‧‧彈性件

Claims

一種頭戴顯示裝置，包括：一頭帶；一載架，連接該頭帶；一第一卡扣件，設置於該載架的周圍，其中該第一卡扣件包括彼此相鄰的一第一卡扣部與一解扣部；一顯示組件；以及一第二卡扣件，設置於該顯示組件的周圍，其中該第二卡扣件包括一第二卡扣部，且該顯示組件透過該第二卡扣件的該第二卡扣部與該第一卡扣件的該第一卡扣部的扣合而固定於該載架，該第二卡扣部對位於該解扣部，且該第二卡扣件的該第二卡扣部與該第一卡扣件的該第一卡扣部的扣合關係能藉由該解扣部的作動而解除，該第一卡扣部具有一第一順向面與連接該第一順向面的一第一止擋面，且該第二卡扣部具有一第二順向面與連接該第二順向面的一第二止擋面，該第一止擋面與該第二止擋面相抵接，其中該第一順向面與該第二順向面分別位於該第一止擋面與該第二止擋面的相對兩側，且該解扣部對位於該第二順向面。
如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，更包括：一彈性件，設置於該第一卡扣件上，其中該彈性件與該解扣部並列設置，且該彈性件受該第二卡扣部的壓抵而產生彈性變形。
如申請專利範圍2項所述的頭戴顯示裝置，其中該第一卡扣件還包括一導引結構，配置用以引導該第二卡扣部，且該第一卡扣部與該解扣部位於該導引結構的一側，該彈性件設置於該導引結構。
如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該第一卡扣件還包括一第一導引結構，且該第二卡扣件還包括並列於該第二卡扣部的一第二導引結構，該第一導引結構與該第二導引結構相耦接。
如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該載架設有一第一磁性件，且該顯示組件設有一第二磁性件，該第一磁性件對位於該第二磁性件且彼此吸引。
如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該第一卡扣件的數量為兩個，且該第二卡扣件的數量為兩個，該兩第一卡扣件分別設置於該載架的相對兩側，且該兩第二卡扣件分別設置於該顯示組件的相對兩側。
如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，更包括.一樞軸，樞接於該頭帶與該載架。