TWI826010B

TWI826010B - 頭戴式顯示裝置

Info

Publication number: TWI826010B
Application number: TW111136000A
Authority: TW
Inventors: 林士堯; 王啟翰
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2022-09-22
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2023-12-11
Also published as: TW202414028A

Abstract

本案提供一種頭戴式顯示裝置，包括穿戴組件、顯示裝置、電源模組及擴充裝置。穿戴組件包括穿戴結構、第一導引部及第一電連接部。第一導引部及第一電連接部設置於穿戴結構上。顯示裝置設置於穿戴組件。電源模組包括第二導引部及第二電連接部，電源模組以第二導引部可分離地設置於第一導引部，第二電連接部電性連接於第一電連接部，且電源模組位於穿戴結構上相對於顯示裝置的位置。擴充裝置選擇性地設置於電源模組。

Description

頭戴式顯示裝置

本案與頭戴式裝置有關，特別是關於一種頭戴式顯示裝置。

虛擬實境(Virtual Reality，VR)是一種結合電腦圖形系統及各種顯示、控制設備來產生出虛擬三維影像的技術。而一般的虛擬三維影像主要是透過VR眼鏡來實現，且市面上的VR眼鏡主要是結合於頭帶上以形成頭戴式顯示器(Head-mounted Display)以便於使用者穿戴。

然而，市面上的VR眼鏡為了能獨立運作並兼顧續航力，因此VR眼鏡內必須設置大容量的電源模組，如此將會大幅增加VR眼鏡的重量，當VR眼鏡結合於頭帶上時，VR眼鏡為了能對應至使用者眼部而必須裝配於頭帶的前額部，如此導致使用者穿戴後，大部分的重量都集中於使用者的前額部，如此將會造成使用者活動時的負擔，而影響使用體驗。

此外，前述VR眼鏡可視使用需求擴充連接各種擴充裝置，但各種擴充裝置多是透過實體線路有線連接於VR眼鏡，當VR眼鏡擴充連接擴充裝置之後，擴充裝置的線路纏繞於VR眼鏡周圍，造成使用上的不便，也極不美觀，因而有待改善。

本案提供一種頭戴式顯示裝置，包括穿戴組件、顯示裝置、電源模組及擴充裝置。穿戴組件包括穿戴結構、第一導引部及第一電連接部。第一導引部及第一電連接部設置於穿戴結構上。顯示裝置設置。電源模組包括第二導引部及第二電連接部，電源模組以第二導引部可分離地設置於第一導引部，第二電連接部電性連接於第一電連接部，且電源模組位於穿戴結構上相對於顯示裝置的位置。擴充裝置選擇性地設置於電源模組。

藉此，頭戴式顯示裝置的顯示裝置與電源模組分別設置於穿戴結構的反向位置，平衡整體頭戴式顯示裝置的重力分配，提升使用體驗，且電源模組是可拆分地連接於穿戴結構，使用者得以視使用狀況自行拆換，提高使用便利性。

一些實施例中，前述顯示裝置位於穿戴結構上相對於第一導引部與第一電連接部的位置。

一些實施例中，前述第一導引部為滑槽，第二導引部為凸塊。

一些實施例中，前述穿戴結構包含帶體、組裝座及調整件，帶體的兩端穿設於組裝座內，調整件可轉動地設置於組裝座並分別連接於帶體的兩端以調整帶體外露於組裝座的長度。

一些實施例中，前述電源模組包括殼體，殼體的一側具有凹口，凹口穿套於調整件。

一些實施例中，前述穿戴組件更包括第一定位部，電源模組包括第二定位部，第二定位部定位於穿戴組件的第一定位部。

一些實施例中，前述第一定位部與該第二定位部為磁吸件。

一些實施例中，擴充裝置包括第三電連接部及第三定位部，電源模組更包含第四電連接部及第四定位部，第四電連接部及第四定位部位於殼體設置凹口的同一側，擴充裝置的第三定位部定位於第四定位部致使第三電連接部電性連接於第四電連接部。

一些實施例中，前述穿戴組件更包括第五電連接部及第五定位部，第五電連接部及第五定位部位於穿戴結構設置顯示裝置的相反側，擴充裝置更包括第六電連接部與第六定位部，擴充裝置的第六定位部定位於第五定位部致使第六電連接部電性連接於第五電連接部。

一些實施例中，前述擴充裝置為耳機並包含主機體、二延伸段及二耳罩，第三定位部及第五定位部位於主機體上相對的兩面上，各延伸段的一端銜接於主機體的兩端，各耳罩可滑移及轉動地設置於延伸段的另一端。

一些實施例中，前述擴充裝置為副電源模組。

一些實施例中，前述擴充裝置為無線通訊模組。

請配合參閱圖1及圖2，圖1為本案頭戴式顯示裝置之一實施例的立體外觀示意圖；圖2為本案頭戴式顯示裝置之一實施例的立體結構分解示意圖。本案提供一種頭戴式顯示裝置(Head-mounted Display，HMD)，主要能提供使用者無線配置電源並能視需求無線配置其他擴充裝置，避免接線纏繞並能提高拆裝變換的便利性。

參閱圖1及圖3，本案頭戴式顯示裝置包括穿戴組件10、顯示裝置20、電源模組30及擴充裝置40。穿戴組件10包括穿戴結構11、第一導引部12及第一電連接部13。第一導引部12與該第一電連接部13分別設置於穿戴結構11上。顯示裝置20設置於穿戴組件10。電源模組30包括第二導引部32及第二電連接部33，電源模組30以第二導引部32可分離地設置於第一導引部12，且第二電連接部33電性連接於第一電連接部13，且電源模組30位於穿戴結構11上相對於顯示裝置20的位置。擴充裝置40選擇性地設置於電源模組30。

參閱圖1及圖2，藉此，頭戴式顯示裝置的顯示裝置20與電源模組30分別設置於穿戴結構11的兩相對側位置，平衡整體頭戴式顯示裝置的重力分配，提升使用體驗，且電源模組30是可拆分地連接於穿戴結構11，使用者得以視使用狀況自行快速地進行拆換，提高使用便利性。此外，電源模組30也提供使用者能視使用需求選擇性地設置擴充裝置40，藉以滿足各種使用需求。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，顯示裝置20可包括外殼21及設置於外殼21內的光學系統(圖中未示)及顯示器(圖中未示)。且顯示裝置20的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），但本案不限於此。前述顯示器的種類可依據頭戴式顯示裝置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。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，穿戴組件10的穿戴結構11用以穿戴於使用者，一些實施例中，穿戴結構11適於穿戴於使用者的頭部。此些實施例中，穿戴結構11為環形結構以穿套於人體頭部，穿戴結構11穿戴於使用者頭部之後，顯示裝置20對應於使用者的前額部，電源模組30對應使用者的後腦杓位置。

參閱圖1及圖2，第一導引部12設置於穿戴結構11上以導引電源模組30的組裝。一些實施例中，第一導引部12為凹槽，電源模組30的第二導引部32為凸塊，此些實施例中，第一導引部12的剖面為T形並沿垂直方向延伸長度，且第二導引部32為對應凹槽形狀的T形凸塊。於此，垂直方向係指當頭戴式顯示裝置穿戴於使用者頭部時，相對於地面的水平面方向垂直的上下方向。藉此，電源模組30得以受到第一導引部12的導引而沿垂直方向位移地組裝於穿戴結構11並受到限位，藉此得以快速組裝及拆換。

參閱圖1及圖2，第一電連接部13設置於穿戴結構11上以與電源模組30電性連接。一些實施例中，第一電連接部13為彈簧針連接器(POGO PIN Connector)，且第二電連接部33為能與第一電連接部13配合抵接而形成電性連接的彈簧針連接器，但本案並不以此為限。

一些實施例中，第一導引部12及第一電連接部13位於穿戴結構11上相對於顯示裝置20的位置，藉以使電源模組30透過第一導引部12及第一電連接部13組裝至穿戴結構11時，恰能與顯示裝置20位於穿戴結構11上的對向位置，便於使用者的組裝。

穿戴結構11可視使用者頭圍調整其環繞於使用者頭部的內徑尺寸，且穿戴結構11不限於是透過包含部分可撓性材質製成的彈性調整，也可以是透過調整機構調整。

參閱圖1及圖2，在穿戴結構11是透過調整機構調整尺寸的一些實施例中，穿戴結構11包含帶體111、組裝座112及調整件113。一些實施例中，帶體111環繞成為環型並以兩端可反向位移地穿設於組裝座112內，調整件113的局部穿入組裝座112內連接帶體111的兩端，局部外露於組裝座112以供使用者轉動進而調整帶體111兩端的相對位置，使帶體111外露於組裝座112的長度受到調整。再在一些實施例中，帶體111位於組裝座112內的兩端分別具有齒部(圖中未示)，而調整件113穿入組裝座112內的部分具有齒輪(圖中未示)並分別嚙合於帶體111兩端的齒部，藉此，透過轉動調整件113就能對應控制帶體111兩端的相對位置進而改變帶體111的內徑尺寸。值得說明的是，本案調整帶體111內徑尺寸的調整機構並不以此為限。

參閱圖1及圖2，在穿戴結構11包含組裝座112的一些實施例中，第一導引部12及第一電連接部13設置於組裝座112上，而電源模組30包括殼體31，殼體31的一側具有凹口311，使整體電源模組30的外觀成為類似於拱門的型態。此些實施例中，當電源模組30的第二導引部32對應穿入第一導引部12並沿第一導引部12位移至第一導引部12末端時，電源模組30的第二電連接部33與穿戴組件10的第一電連接部13恰能相抵接並電性連接，同時，電源模組30的凹口311套設於調整件113上，且調整件113的局部凸出於凹口311以便於使用者轉動調整件113進而調整帶體111的圈繞尺寸，藉此，此實施例能將電源模組30配置於相對於顯示裝置20的對向位置而不影響調整件113的設置。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，為提高電源模組30組裝於穿戴組件10上之穩定性，穿戴組件10的第一導引部12之數量為二並位於調整件113的兩側，而電源模組30的第二導引部32之數量為二並位於凹口311的兩側，藉此提高電源模組30組裝於穿戴組件10上之結構穩定性。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，組裝座112為立體結構並具有頂面1121、底面1122、外側面1123及內側面1124，頂面1121與底面1122相對，外側面1123與內側面1124相對，且頂面1121及底面1122銜接於內側面1124與外側面1123之間，於此，當穿戴結構11穿套於人體頭部時，組裝座112的內側面1124是朝向使用者的一面，外側面1123為貼靠於電源模組30的一面。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，調整件113穿出於外側面1123的中間位置，第一電連接部13設置於頂面1121的中間位置，而第一導引部12則是由頂面1121開放並延伸至外側面1123並位於調整件113的兩側。此些實施例中，電源模組30的殼體31在設置凹口311的相反側更包括抵靠凸緣312，抵靠凸緣312由殼體31的其中一面凸出，而第二電連接部33設置於抵靠凸緣312。具體而言，抵靠凸緣312設置第二電連接部33的一面係垂直鄰接於殼體31設置第二導引部32的一面。藉此，當電源模組30組裝於穿戴組件10上時，電源模組30的抵靠凸緣312能靠抵於組裝座112的頂面1121，於此，透過抵靠凸緣312提供電源模組30於垂直方向上的支撐，同時，第一電連接部13與第二電連接部33成為垂直方向上的抵靠，而能提高穩定性。

參閱圖1及圖2，一些實施例中，為更提高電源模組30組裝於穿戴組件10上的穩定性，穿戴組件10更包括第一定位部14，電源模組30更包括第二定位部34，當電源模組30組裝於穿戴組件10上時，電源模組30的第二定位部34定位於穿戴組件10的第一定位部14上。

一些實施例中，穿戴組件10的第一定位部14與電源模組30的第二定位部34為可相磁吸定位的磁吸件，但本案並不以此為限。

參閱圖1及圖2，在第一定位部14與第二定位部34為磁吸件的一些實施例中，第一定位部14可以設置於穿戴結構11的組裝座112內部，且第二定位部34可以設置於電源模組30的殼體31內部，藉此保持組裝座112與殼體31的表面平整性及美觀性。

參閱圖3至圖10，一些實施例中，擴充裝置40可以是組裝於電源模組30以自電源模組30取用電力來源的裝置，也可以是組裝於電源模組30與電源模組30共同供電予顯示裝置20的裝置。此些實施例中，擴充裝置40包括第三電連接部41及第三定位部42，電源模組30更包含第四電連接部35及第四定位部36，第四電連接部35與第四定位部36位於殼體31設置凹口311的同一側，藉此，擴充裝置40的第三定位部42定位於電源模組30的第四定位部36致使第三電連接部41電性連接於第四電連接部35。於此，第三電連接部41為彈簧針連接器(POGO PIN Connector)，且第四電連接部35為能與第三電連接部41配合抵接形成電性連接的彈簧針連接器。此外，擴充裝置40的第三定位部42與電源模組30的第四定位部36為可相磁吸定位的磁吸件，但本案並不以此為限。

參閱圖3至圖10，一些實施例中，擴充裝置40包含主機體43，主機體43內設置可產生不同功能的功能部件並得以搭配設置其他周邊部件以使擴充裝置40提供不同的擴充功能。具體而言，擴充裝置40的主機體43內設置不同的功能部件而能成為副電源模組40A、無線通訊模組40B或是耳機40C，但本案並不以此為限。以下就提供不同功能的擴充裝置40之具體結構組態進行說明。

參閱圖3，一些實施例中，擴充裝置40的主機體43為立方體結構並包含平行相對的第一面431及第二面432，第三電連接部41及第三定位部42設置於第一面431。

參閱圖3，一些實施例中，擴充裝置40是組裝於電源模組30與電源模組30共同供電予顯示裝置20的副電源模組40A。此些實施例中，主機體43內設置能儲存電能、供給電能的功能部件(例如電路板與電容或電池)。此些實施例中，副電源模組40A透過主機體43第一面431的第三定位部42定位於電源模組30的第二定位部34以定位於電源模組30，同時，副電源模組40A的第三電連接部41電性連接至電源模組30的第四電連接部35，藉此，副電源模組40A能與電源模組30同時提供顯示裝置20所需電力來源，延長顯示裝置20的運作續航力。

參閱圖4及圖5，一些實施例中，擴充裝置40為無線通訊模組40B(例如5G天線)。此些實施例中，無線通訊模組40B包含主機體43與延伸段44，主機體43內設置能提供無線通訊的功能部件(例如電路板與天線)，而延伸段44銜接於主機體43並朝向遠離主機體43的方向延伸。此些實施例中，無線通訊模組40B透過主機體43第一面431的第三定位部42定位於電源模組30的第四定位部36以定位於電源模組30，同時，無線通訊模組40B的第三電連接部41電性連接至電源模組30的第四電連接部35，藉此，無線通訊模組40B能自電源模組30取得電力並得以提供顯示裝置20無線通訊的功能，此外，此些實施例中，當頭戴式顯示裝置組裝無線通訊模組40B並穿戴於使用者頭部時，無線通訊模組40B的延伸段44是朝向靠近顯示裝置20的方向延伸，藉此提高顯示裝置20無線通訊的穩定性。

參閱圖6至圖10，一些實施例中，擴充裝置40是組裝於電源模組30以自電源模組30取用電力來源的耳機40C。此些實施例中，擴充裝置40包含主機體43、二延伸段44及二耳罩45，主機體43內設置能提供音訊處理功能的功能部件，二延伸段44的一端銜接於主機體43並彼此相對，二延伸段44與主機體43成為概呈ㄇ字形的外觀型態，各耳罩45可滑移及轉動地設置於各延伸段44的另一端。藉此，耳機40C能自電源模組30取得電力並得以提供使用者音訊撥放的耳機功能。

參閱圖6至圖8，此些實施例中，耳機40C的各延伸段44是銜接於主機體43的第一面431與第二面432之間。藉此，當耳機40C之主機體43的第一面431上之第三電連接部41電性連接至電源模組30的第四電連接部35，且第三定位部42定位至第四定位部36時，各延伸段44是由使用者的後腦杓處朝臉部的兩側延伸，各延伸段44末端的耳罩45也能延伸至對應使用者耳朵的位置，使用者可以透過樞轉耳罩45(如圖7及圖8之狀態)，使耳罩45的位置更貼合於不同使用者的耳朵的位置，使用便利性高。

參閱圖9、圖10，一些實施例中，為使耳機40C能符合不同使用習慣的使用者，穿戴組件10更包含第五電連接部15及第五定位部16，第五電連接部15及第五定位部16設置於穿戴結構11設置顯示裝置20鄰近位置，且擴充裝置40(耳機40C)更包含第六電連接部46與第六定位部47，擴充裝置40的第六電連接部46與第六定位部47設置於主機體43的第二面432。藉此，當耳機40C以第六定位部47定位於穿戴組件10的第五定位部16，且第六電連接部46電性連接至第五電連接部15時，耳機40C是相對於帶體111呈直立型態地跨設在使用者的頭頂部，藉此提供不同使用習慣的使用者能自由改變擴充裝置40的裝配位置使用。於此，第五電連接部15為彈簧針連接器(POGO PIN Connector)，且第六電連接部46為能與第五電連接部15配合抵接而形成電性連接的彈簧針連接器。此外，穿戴組件10的第五定位部16與擴充裝置40的第六定位部47為可相磁吸定位的磁吸件，但本案並不以此為限。

雖然本揭露已以一些實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神及範圍內，當可作些許更動及潤飾。因此本案之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10:穿戴組件

11:穿戴結構

111:帶體

112:組裝座

1121:頂面

1122:底面

1123:外側面

1124:內側面

113:調整件

12:第一導引部

13:第一電連接部

14:第一定位部

15:第五電連接部

16:第五定位部

20:顯示裝置

21:外殼

30:電源模組

31:殼體

311:凹口

312:抵靠凸緣

32:第二導引部

33:第二電連接部

34:第二定位部

35:第四電連接部

36:第四定位部

40:擴充裝置

40A:副電源模組

40B:無線通訊模組

40C:耳機

41:第三電連接部

42:第三定位部

43:主機體

431:第一面

432:第二面

44:延伸段

45:耳罩

46:第六電連接部

47:第六定位部

[圖1]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例的立體外觀示意圖。 [圖2]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例的立體結構分解示意圖。 [圖3]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合副電源模組型態的擴充模組之分解示意圖。 [圖4]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合無線通訊模組型態的擴充模組之分解示意圖。 [圖5]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合無線通訊模組型態的擴充模組之使用狀態示意圖。 [圖6]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合耳機型態的擴充模組之分解示意圖一。 [圖7]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合耳機型態的擴充模組之使用狀態示意圖一。 [圖8]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合耳機型態的擴充模組之使用狀態示意圖二。 [圖9]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合耳機型態的擴充模組之分解示意圖二。 [圖10]為本案頭戴式顯示裝置之一實施例配合耳機型態的擴充模組之使用狀態示意圖三。