头戴显示装置的制作方法

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种头戴显示装置。

背景技术：

所谓的虚拟实境(virtualreality)是指利用电脑模拟产生三维虚拟环境，以提供使用者视觉、嗅觉或触觉等感官模拟，让使用者获致身临其境的临场感。

一般而言，使用者需通过头戴显示装置取得三维虚拟环境的图像画面，其中头戴显示装置可概分为主机与头带等两大部分，且头带大多通过枢轴枢接至主机，或者是通过螺丝锁附至主机，故不便于使用者拆装头带且过程耗时。另一方面，在使用者穿戴头戴显示装置的过程中，头戴显示装置的重量会施加于使用者头部与脸部，若重量分配不均，则会加重使用者穿戴头戴显示装置时的不适感。

技术实现要素：

本发明提供一种头戴显示装置，其具有良好的使用便利性与穿戴舒适性。

本发明一实施例的头戴显示装置包括主机、两安装座、两转接件以及头带。主机具有两安装槽与相对的两侧壁，且所述两安装槽分别贯穿所述两侧壁。所述两安装座设置于主机内，其中各安装座具有相连接的抵靠部与安装部。各安装座的抵靠部抵靠对应的侧壁的内缘，且各安装座的安装部自对应的安装槽暴露于主机外。所述两转接件分别安装于所述两安装座的所述两安装部上。头带具有相对的两连接部，且所述两连接部分别连接所述两转接件。

本发明另一实施例的头戴显示装置包括主机、两安装座、两转接件、第一头带以及承靠座。主机具有两安装槽与相对的两侧壁，且所述两安装槽分别贯穿所述两侧壁。所述两安装座设置于主机内，其中各安装座具有相连接的抵靠部与安装部。各安装座的抵靠部抵靠对应的侧壁的内缘，且各安装座的安装部自对应的安装槽暴露于主机外。所述两转接件分别安装于所述两安装座的所述两安装部上。第一头带具有相对的两连接部，所述两连接部分别连接所述两转接件。承靠座通过第一头带连接主机，其中主机面向承靠座的一侧设有承靠部，且承靠部具有相对的第一承靠点与第二承靠点。承靠座具有相对的第三承靠点与第四承靠点，其中第一承靠点与第三承靠点连成第一线段，且第二承靠点与第四承靠点连成第二线段。第一线段与第二线段分别位于各连接部的相对两侧。

基于上述，基于本发明的头戴显示装置中的转接件与头带的整合设计，使用者能快速地拆换头带。另一方面，基于主机的脸部承靠点的分布设计、承靠座的头部承靠点的分布设计以及头带、主机及承靠座三者之间的连接关系，在使用者穿戴头戴显示装置的过程中，头戴显示装置的重量能够平均分摊在使用者的脸部与头部的不同位置上，以提高使用者穿戴头戴显示装置时的舒适感。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a是本发明一实施例的头戴显示装置的示意图。

图1b是图1a的头戴显示装置于另一视角的示意图。

图1c是图1a的头戴显示装置的局部剖面示意图。

图2a是本发明另一实施例的头戴显示装置的示意图。

图2b是图2a的头戴显示装置的局部剖面示意图。

图2c是图2a的转接件与头带的分解示意图。

图2d是图2a的旋钮的放大示意图。

图2e是图2a的头戴显示装置于另一视角的示意图。

附图标记说明：

10、10a：头戴式显示装置；

100：主机；

110：侧壁；

112：内缘；

120：安装槽；

130：承靠部；

132：第一承靠点；

134：第二承靠点；

140：扣环；

150：走线；

200：安装座；

210：抵靠部；

220：安装部；

222：安装面；

224：止挡面；

226：第一安装孔；

300、300a：转接件；

310：锁附部；

312：第二安装孔；

314：锁附件；

320：止挡部；

330：扣环部；

340：第一枢接部；

342：环形槽；

346：枢转座；

400：头带；

400a：第一头带；

410、410a：连接部；

412：第一区段；

414：第二区段；

415：环形凸肋；

416：第二枢接部；

416a：凸轴；

420：第一延伸部；

430：第二延伸部；

440：伸缩部；

450：弹簧；

500：承靠座；

502：第三承靠点；

504：第四承靠点；

510：旋钮；

512：第一抓持部；

514：第二抓持部；

520：第一支架；

522：中心部；

524：第一端部；

530：第二支架；

540：第三支架；

550：第四支架；

600：第二头带；

610：第一区段；

620：第二区段；

630：第三区段；

700：挠性件；

710：挠性部；

720：转接部；

722：集线器；

d1、d2：距离；

l1：第一线段；

l2：第二线段；

l3：第三线段；

l4：第四线段；

q1：四边形；

s1、s2、s3：位置；

t1、t2、t3、t4、t5：切线；

w1：开窗区；

α1：第一夹角；

α2：第二夹角；

α3：第三夹角。

具体实施方式

图1a是本发明一实施例的头戴显示装置的示意图。图1b是图1a的头戴显示装置于另一视角的示意图。图1c是图1a的头戴显示装置的局部剖面示意图。特别说明的是，图1c的剖面位置大致落在安装座200与转接件300所在处。请参考图1a至图1c，在本实施例中，头戴式显示装置10可应用于虚拟实境，其包括主机100、两安装座200、两转接件300以及头带400。主机100用以接收电能、收发信号或信息、处理信号或信息以及显示图像，主机100具有两侧壁110与两安装槽120，其中所述两侧壁110彼此相对，且所述两安装槽120分别贯穿所述两侧壁110。

每一安装座200设置于主机100内，其中每一安装座200具有相连接的抵靠部210与安装部220，每一抵靠部210抵靠对应的侧壁110的内缘112，且每一安装部220自对应的安装槽120暴露于主机100外。所述两转接件300分别安装于所述两安装座200的所述两安装部220上，进一步来说，每一安装部220具有安装面222、连接安装面222的止挡面224以及贯穿安装面222的至少一第一安装孔226，其中安装面222用以承接转接件300，且止挡面224用以限制转接件300的移动自由度。

另一方面，每一转接件300具有锁附部310与贯穿锁附部310的至少一第二安装孔312，每一转接件300通过锁附部310抵靠对应的安装部220的安装面222，并使第一安装孔226对准于对应的第二安装孔312相对准，最后，将锁附件314穿入相对准的第二安装孔312与第一安装孔226并锁附于其中，以将每一转接件300锁固于对应的安装座200上。举例来说，锁附件314可以是铆钉或螺丝，本发明对于锁附件314的类型不作限制。

进一步来说，每一转接件300还具有位于锁附部310的一侧的止挡部320，其中每一锁附部310与对应的止挡部320例如是互为垂直，且每一安装面222与对应的止挡面224例如是互为垂直。在将每一转接件300安装至对应的安装座200的过程，需先使每一锁附部310抵靠对应的安装面222，接着，使每一止挡部320抵靠对应的止挡面224，之后，略微调整每一锁附部310于对应的安装面222的位置，以使每一第二安装孔312对准于对应的第一安装孔226。也就是说，基于每一止挡部320与对应的止挡面224的配合，可协助每一转接件300在对应的安装座200上组装到定位，并且提高每一转接件300与对应的安装座200的组装后的稳定度。

在本实施例中，每一转接件300还具有连接锁附部310的扣环部330，以供头带400穿设于其中。头带400为软式头带，其具有较大的变形裕度，以供使用者依穿戴需求调整头带400的松紧程度。除此之外，软式头带400也能起缓冲的效果，避免对使用者的头部、脸部或耳朵造成过度的压迫。头带400具有相对的两连接部410，且分别连接所述两转接件300。进一步来说，每一连接部410穿设固定于对应的扣环部330，其中每一连接部410具有相连的第一区段412与第二区段414，且每一第一区段412穿过对应的转接件300的扣环部330后反折并与对应的第二区段414结合固定。举例来说，每一第一区段412与对应的第二区段414相结合的两结合面上可设有魔鬼毡，但本发明不限于此。在其他实施例中，每一第一区段与对应的第二区段相结合的两结合面上可设有磁铁、卡合结构或扣合结构。

以下列举其他实施例的头戴显示装置作为说明，其中相同或相似的构件将标示相同或相似的符号，并且省略相同或相似技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。

图2a是本发明另一实施例的头戴显示装置的示意图。图2b是图2a的头戴显示装置的局部剖面示意图。图2c是图2a的转接件与头带的分解示意图。特别说明的是，图2b的剖面位置大致落在安装座200与转接件300a所在处。请参考图2a至图2c，在本实施例中，头戴显示装置10a的安装座200与主机100的安装方式，以及转接件300a与安装座200的安装方式可参照上述实施例的说明，于此不在赘述。进一步来说，每一转接件300a通过邻接锁附部310的第一枢接部340与第一头带400a中对应的连接部410a相连接。

第一头带400a为硬式头带，且每一连接部410a设有第二枢接部416，用以枢接对应的第一枢接部340。也就是说，第一头带400a具有相对于主机100旋转的自由度。另一方面，每一第一枢接部340具有至少一环形槽342，且各第二枢接部416具有至少一环形凸肋415。每一第二枢接部416的环形凸肋415插入并滑设于对应的第一枢接部340的环形槽342，以提高每一连接部410a相对于对应的转接件300a旋转时的稳定度。在其他实施例中，环形槽可设于第二枢接部，而环形凸肋可设于第一枢接部。

如图2c所示，每一第一枢接部340还具有被环形槽342环绕的枢转座346，且每一第二枢接部416还具有被环形凸肋415环绕的凸轴416a。进一步来说，每一凸轴416a卡接对应的枢转座346，以避免每一第二枢接部416轻易地自对应的第一枢接部340脱离。因枢转座346具有绕轴线旋转的自由度，当使用者旋转第一头带400a时，每一凸轴416a受到第一头带400a的带动而带动枢转座346旋转，同时，每一环形凸肋415在对应的环形槽342内滑动。

请继续参考图2a至图2c，在本实施例中，头戴显示装置10a还包括承靠座500，其中第一头带400a用以连接主机100与承靠座500，且主机100面向承靠座500的一侧设有承靠部130。举例来说，承靠座500面向承靠部130的一侧可设有乳胶、橡胶、硅胶或其他软性且防滑的材质，而承靠部130面向承靠座500的一侧也可设有乳胶、橡胶、硅胶或其他软性且防滑的材质，以提高使用者穿戴头戴显示装置10a时的舒适感，并且避免头戴显示装置10a滑脱。

具体而言，承靠部130具有第一承靠点132与第二承靠点134，分别位于转接件300a的相对两侧。另一方面，承靠座500具有相对的第三承靠点502与第四承靠点504，其中第一承靠点132与第三承靠点502连成第一线段l1，且第二承靠点134与第四承靠点504连成第二线段l2。第一线段l1与第二线段l2互不平行，且分别位于连接部410a或转接件300a的相对两侧。其次，第一承靠点132与第二承靠点134连成第三线段l3，且第三承靠点502与第四承靠点504连接第四线段l4，第一线段l1、第三线段l3、第二线段l2以及第四线段l4依序相连而构成四边形q1。

第一承靠点132与第二承靠点134作为脸部成靠点，而第三承靠点502与第四承靠点504作为头部承靠点，基于上述至少四个承靠点的支撑，能够提高使用者穿戴头戴显示装置10a时的稳定度，且头戴显示装置10a的重量能通过上述至少四个承靠点平均分摊在使用者脸部与头部，以提高使用者穿戴头戴显示装置10a时的舒适感。

在本实施例中，第一头带400a还包括两第一延伸部420、两第二延伸部430以及两伸缩部440，其中所述两第一延伸部420分别连接所述两连接部410a，且所述两第二延伸部430分别连接所述两第一延伸部420。进一步来说，每一第一延伸部420与对应的第二延伸部430之间存在转折，且第一线段l1实质上延伸通过第二延伸部430。当使用者穿戴头戴显示装置10a时，基于每一第一延伸部420与对应的第二延伸部430之间的转折设计，第一头带400a可绕过使用者的耳朵，避免对使用者的耳朵造成压迫。

另一方面，所述两伸缩部440分别连接所述两第二延伸部430，其中每一第二延伸部430位于对应的第一延伸部420与伸缩部440之间，且每一伸缩部440的其中一端部耦接承靠座500。进一步来说，承靠座500设有旋钮510，用以耦接每一伸缩部440伸入承靠座500的端部。通过旋转旋钮510，能够带动每一伸缩部440相对于承靠座500移动，以调整第一头带400a的长度。另一方面，第一头带400a还包括至少两弹簧450，分别设置于所述两第二延伸部430内。每一弹簧450的相对两端分别连接对应的第二延伸部430与伸缩部440伸入第二延伸部430的另一端部，虽然第一头带400a的长度主要是由每一伸缩部440伸出承靠座500的长度所决定，但每一第二延伸部430可通过对应的弹簧450相对于伸缩部440移动，以略微加长第一头带400a的长度，便于使用者穿戴或摘除头戴显示装置10a。

在每一伸缩部440伸出承靠座500的长度不变的情况下，使用者可施力于主机100以让每一第二延伸部430朝远离承靠座500的方向移动，此时，因第一头带400a的长度略微加长，使用者能顺利地穿戴或摘除头戴显示装置10a。在施加于主机100上的外力移除后，每一弹簧450自拉伸状态回复至初始状态，并带动对应的第二延伸部430朝靠近承靠座500的方向移动而回复至定位。举例来说，弹簧450可以是拉簧或扭簧。

图2d是图2a的旋钮的放大示意图。请参考图2a与图2d，在本实施例中，旋钮510具有第一抓持部512与第二抓持部514，且第一抓持部位512于承靠座500与第二抓持部514之间。第一抓持部512的外径自承靠座500朝向第二抓持部514渐扩，且第二抓持部514自第一抓持部512朝远离承靠座500的方向渐缩。基于前述外径设计，第一抓持部512适于让使用者的指尖确实地抓持于旋钮510，而第二抓持部514适于让使用者的指腹确实地抵贴于旋钮510，故有助于使用者施力于旋钮510并旋转旋钮510。

图2e是图2a的头戴显示装置于另一视角的示意图。请参考图2a与图2e，在本实施例中，头戴显示装置10a还包括第二头带600与挠性件700，其中第二头带600的相对两端分别连接主机100与挠性件700。第二头带600为软式头带，具有较大的变形裕度，以供使用者能依穿戴需求调整第二头带600的松紧程度。除此之外，软式头带也能起缓冲的效果，避免对使用者的头部造成过度的压迫。第二头带600位于所述两连接部410a之间，并通过挠性件700连接承靠座500。

具体而言，主机100包括扣环140，且第二头带600穿设固定于扣环140。第二头带600具有第一区段610、第二区段620以及第三区段630，且第二区段620连接第一区段610与第三区段630。第一区段610穿过扣环140后反折并与第三区段630结合固定，且第二区段620扣合于扣环140。举例来说，第一区段610与第三区段630相结合的两结合面上可设有魔鬼毡，但本发明不限于此。基于魔鬼毡的设置，第二区段620的弹性系数小于第一区段610与第三区段630的弹性系数，也就是说，当第二头带600受力拉伸时，相较于第一区段610与第三区段630而言，第二区段620具有较大的变形裕度，以便于使用者穿戴或摘除头戴显示装置10a。举例来说，在第一区段610的结合面的背面可设有指示性结构或标签，以让使用者通过触摸指示性结构或标签的方式判断出第一区段610与第三区段630的结合固定方向。在其他实施例中，每一第一区段与对应的第三区段相结合的两结合面上可设有磁铁、卡合结构或扣合结构。

另一方面，挠性件700位于两连接部410之间，其中挠性件700包括挠性部710与转接部720，挠性部710连接承靠座500，且转接部720连接第三区段630与挠性部710。挠性部710的材质较承靠座500的材质更具弹性且较第二头带600的材质更具韧性，因此不仅能适度变形以服贴使用者的头型，也能提供足够的张力以撑起第二头带600。在本实施例中，转接部720位于第三区段630与挠性部710之间，且转接部720的一侧设有集线器722，用以收纳连接主机100的至少一走线150。

走线150用以传输信号、数据或电能，且走线150能相对于集线器722滑动，避免头戴显示装置10a受走线150拉扯而偏移或掉落。此外，转接部720与主机100之间的距离d1大于转接部720与承靠座500之间的距离d2，进一步来说，当使用者穿戴头戴显示装置10a时，转接部720与集线器722的位置大致上落在使用者的头顶，且相对靠近后脑勺。如此设计下，能避免对使用者调整第二头带600的长度的动作造成影响。

请继续参考图2a与图2e，在本实施例中，承靠座500包括第一支架520、第二支架530、第三支架540以及两第四支架550，其中第一支架520可为弧形支架，且具有中心部522与位于中心部522相对两侧的两第一端部524。中心部522对应于挠性件700，其中旋钮510设置于中心部522且所述两第一端部524连接第一头带400a。第二支架530可为弧形支架，自中心部522的其中一侧向外延伸并连接挠性部710。第三支架540可为弧形支架，自中心部522的另一侧向外延伸并连接所述两第四支架550。所述两第四支架550可为弧形支架，分别自第三支架540向外延伸并分别连接两第一端部524。进一步来说，第一支架520与所述两第四支架550围绕出开窗空间，且由跨越此开窗空间的第三支架540将此开窗空间划分为两并列的开窗区w1。基于上述承靠座500的结构设计，可让头戴显示装置10a的重量更为平均地分摊在使用的后脑勺。

为了优化并加速穿戴头戴显示装置10a的流程，每一伸缩部440与挠性部710分别耦接于旋钮510，且每一伸缩部440与挠性部710适于受旋钮510的带动而相对于承靠座500移动，进一步来说，当使用者旋转旋钮510时，每一伸缩部440与挠性部710同步相对于承靠座500移动，且每一伸缩部440相对于承靠座500移动的距离与挠性部710对于承靠座500移动的距离之间的比例约为7：4。也就是说，使用者仅须通过旋转旋钮510，便能同步带动每一伸缩部440与挠性部710，以调整头戴显示装置10a穿戴于头部时的松紧程度。

请同时参考图2a与图2e，为因应东西方不同人种的头型变化，承靠座500设计有特殊弧度。在x-z平面上，切线t1通过第一支架520的中心部522，例如是通过中心部522的中心点。切线t2与通过第二支架530，例如是通过由中心部522往第二支架530的方向位移一小段距离的位置s1。切线t3通过第三支架540，例如是通过由中心部522往第三支架540的方向位移一小段距离的位置s2。切线t1与切线t2所夹的第一夹角α1可为13度，而切线t1与切线t3所夹的第二夹角α2可为6度。在y-z平面上，切线t4通过第一支架520的中心部522，例如是通过中心部522的中心点。切线t5通过位于中心部522与任一第一端部524之间的区段，例如是通过由中心部522往任一第一端部524的方向位移一小段距离的位置s3。其中，切线t4与切线t5所夹的第三夹角α3可为9度。以上参数设计为因应东西方不同人种的头型所取的平均值。

特别说明的是，因应于个人清洁卫生，举凡头戴显示装置10a中会与使用者的头部、脸部或其他部位接触的构件，皆可采用抗菌、透气或疏水疏油的材质所构成。

综上所述，基于本发明的头戴显示装置中的转接件与头带的整合设计，使用者能快速地拆换头带。另一方面，基于主机的脸部承靠点的分布设计、承靠座的头部承靠点的分布设计以及头带、主机及承靠座三者之间的连接关系，在使用者穿戴头戴显示装置的过程中，头戴显示装置的重量能够平均分摊在使用者的脸部与头部的不同位置上，以提高使用者穿戴头戴显示装置时的舒适感。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。