头戴式显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种头戴式显示装置，其包括装置本体及影像显示装置。装置本体包括第一部分及与第一部分组装的第二部分。影像显示装置设置于装置本体。影像显示装置将影像画面投射至投影目标。影像显示装置包括影像输出元件、多个透镜元件及成像元件。影像输出元件输出影像光束经由透镜元件传递至成像元件。成像元件将影像光束投射至投影目标，以显示影像画面。影像输出元件及透镜元件设置在装置本体的第一部分。投影目标位于参考面，影像输出元件在参考面上的投影位在投影目标的上方。本发明专利技术提供的头戴式显示装置让使用者的可视角扩大、并将头戴式显示装置的体积缩小以及重量减轻。

Headwear display device

The invention discloses a head wearing display device, which comprises a device body and an image display device. The device body includes the first part and the second parts assembled with the first part. The image display device is set on the device body. The image display device projected the image to the projection target. The image display device consists of an image output element, a plurality of lens elements and an imaging element. The output image beam of the image output element is transmitted to the imaging element via the lens element. The imaging element projecting the image beam to the projective target to display the image. The image output element and the lens element are set in the first part of the device body. The projection target is located on the reference surface, and the projection position of the image output element on the reference surface is above the projection target. The head wearing display device provided by the present invention allows the user's visual angle to be expanded, and the volume of the head wearing device is reduced and the weight is reduced.

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示装置
本专利技术涉及一种显示装置，且特别涉及一种头戴式显示装置。
技术介绍
近眼显示装置(NearEyeDisplay，NED)或头戴式显示装置(Head-MountedDisplay，HMD)是目前极具潜力的穿戴式显示装置。近眼显示装置在应用上以是否能够同时观看到环境影像，而可分为扩增实境(AugmentedReality，AR)与虚拟实境(VirtualReality，VR)两类。对于虚拟实境而言，讲究的是沉浸在虚拟世界的真实感，亦即超越眼睛极限的广视角。扩增实境的需求则是如何在体积轻量化的前提下，提供最佳的影像品质。目前扩增实境的头戴式显示装置，其光学技术发展的关键在于如何同时兼顾视角(FieldofView，FOV)、体积、重量与外观性这四项关键需求。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属
中普通技术人员所知道的公知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被所属
中普通技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种头戴式显示装置，让使用者的可视角(FieldofView，FOV)扩大、将头戴式显示装置的体积缩小以及重量减轻。本专利技术提供一种头戴式显示装置，其外观时尚，且可提供良好的配戴舒适性。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种头戴式显示装置，其包括装置本体以及影像显示装置。装置本体包括第一部分以及与第一部分连接的第二部分。影像显示装置设置于装置本体。影像显示装置用于将影像画面投射至投影目标。影像显示装置包括影像输出元件、多个透镜元件以及成像元件。影像输出元件输出影像光束经由透镜元件传递至成像元件。成像元件将影像光束以虚像投影方式投射至投影目标，以显示影像画面。影像输出元件以及透镜元件设置在装置本体的第一部分。投影目标位于参考面，影像输出元件在参考面上的投影位在投影目标的上方。基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本专利技术实施例的影像显示装置，其中各光学元件至少在装置本体的第一部分分散配置，因此头戴式显示装置的外观时尚，且可提供良好的配戴舒适性，也可让使用者的可视角(FieldofView，FOV)扩大、将头戴式显示装置的体积缩小以及重量的减轻。为让本专利技术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1是示出本专利技术一实施例的头戴式显示装置的概要示意图。图2是示出本专利技术另一实施例的头戴式显示装置的概要示意图。图3是示出本专利技术另一实施例的头戴式显示装置的概要示意图。图4是示出本专利技术一实施例的影像显示装置的光学概要示意图。图5是示出本专利技术一实施例的光源模组的光学概要示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1是示出本专利技术一实施例的头戴式显示装置的概要示意图。请参考图1，本实施例的头戴式显示装置100包括装置本体110以及影像显示装置120。装置本体110包括第一部分112以及与第一部分112连接的第二部分114。在本实施例中，装置本体110例如包括眼镜，但眼镜的型态并不用以限定本专利技术。第一部分112包括镜框、镜架以及鼻垫三者中的至少其中之一。在本实施例中，镜框、镜架以及鼻垫例如是分别制作后再以螺丝等类似的固定元件(fixer)加以组装。在一实施例中，镜框、镜架以及鼻垫三者也可一体成型。本专利技术对装置本体110的型态并不加以限制。第二部分114包括镜片，其数量例如是一个或两个以上，并且组装在镜框上。在其他实施例中，第一部分112与第二部分114为一体成型，例如护目镜(goggle)架构。在本实施例中，影像显示装置120设置于装置本体110。影像显示装置120用于将影像画面，以虚像投影方式投射至投影目标。投影目标例如使用者的眼睛(图4的投影目标800)。在本实施例中，影像显示装置120包括光源模组122、影像输出元件126、成像元件128、多个透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123。在本实施例中，透镜元件121_1、121_2、121_3设置在影像光束L2的传递路径上，且透镜元件121_1、121_2、121_3设置在影像输出元件126以及成像元件128之间。面镜元件123设置在影像光束L2的传递路径上，且面镜元件123设置在透镜元件121_2、121_3之间。在本实施例中，光源模组122、影像输出元件126、多个透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123分散设置在装置本体110的第一部分112。举例而言，光源模组122可设置在镜架。影像输出元件126可设置在镜框。透镜元件121_1、121_2、121_3分散设置在装置本体110的第一部分112中。在本实施例中，成像元件128设置在装置本体110的第一部分112与第二部分114两者中的其中之一。举例而言，成像元件128例如可以整合在眼镜的镜片上，或者是位于镜片内侧紧贴于镜片处，成像元件128例如是半穿透半反射镜片或是分光镜，例如以涂布方式形成于镜片上，但不限于此。在本实施例中，光源模组122用于输出照明光束L1至影像输出元件126。影像输出元件126调变照明光束L1，并输出影像光束L2至透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123。影像光束L2经由透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123传递给成像元件128。成像元件128再将影像光束L2以虚像投影方式投射至投影目标，以显示影像画面。在本实施例中，面镜元件123用于改变影像光束L2的传递路径。举例而言，面镜元件123包括反射镜，其用于将影像光束L2从透镜元件121_2反射至透镜元件121_3。本实施例的面镜元件123的数量是以一个为例，但依据不同光路的设计方式，面镜元件123的数量也可以是多个。本专利技术对面镜元件123的数量并不加以限制。在本实施例中，环境光束L3例如穿透装置本体110的第二部分114并且投射至投影目标，从而头戴式显示装置100可提供扩增实境的功能。但本专利技术实施例将影像显示装置120中各元件分散设置的方式也可应用在虚拟实境或混合实境(MixedReality，MR)的头戴式显示装置，本专利技术对影像显示装置120的应用层面并不加以限制。在本实施例中，影像输出元件126、透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123沿着第一部分112与第二部分114分布。举例而言，在本实施例中，影像输出元件126、透镜元件121_1、121_2、121_3以及面镜元件123的分布区域例如是在第一部分112与第二部分114连接之处的邻近区域。在本实施例中，经过调制过后符合影像输出元件126需求的照明光束L1从光源模组122发出。照明光束L1经过影像输出元件126后，成为带有影像资本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示装置，其特征在于包括：一装置本体以及一影像显示装置，其中，所述装置本体包括一第一部分以及与所述第一部分连接的一第二部分，以及所述影像显示装置设置于所述装置本体，用于将一影像画面投射至一投影目标，以及所述影像显示装置包括一影像输出元件、多个透镜元件以及一成像元件，所述影像输出元件输出一影像光束经由这些透镜元件传递至所述成像元件，所述成像元件将所述影像光束投射至所述投影目标，以显示所述影像画面，其中所述影像输出元件以及这些透镜元件设置在所述装置本体的所述第一部分，以及所述投影目标位于一参考面，所述影像输出元件在所述参考面上的投影位在所述投影目标的上方。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示装置，其特征在于包括：一装置本体以及一影像显示装置，其中，所述装置本体包括一第一部分以及与所述第一部分连接的一第二部分，以及所述影像显示装置设置于所述装置本体，用于将一影像画面投射至一投影目标，以及所述影像显示装置包括一影像输出元件、多个透镜元件以及一成像元件，所述影像输出元件输出一影像光束经由这些透镜元件传递至所述成像元件，所述成像元件将所述影像光束投射至所述投影目标，以显示所述影像画面，其中所述影像输出元件以及这些透镜元件设置在所述装置本体的所述第一部分，以及所述投影目标位于一参考面，所述影像输出元件在所述参考面上的投影位在所述投影目标的上方。2.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，这些透镜元件设置在所述影像光束的传递路径上，位于所述影像输出元件以及所述成像元件之间。3.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述影像显示装置还包括一光源模组，所述光源模组用于输出一照明光束至所述影像输出元件，所述影像输出元件依据所述照明光束输出所述影像光束经由这些透镜元件传递至所述成像元件，所述成像元件将所述影像光束以虚像投影方式投射至所述投影目标，以显示所述影像画面，其中所述光源模组、所述影像输出元件以及这些透镜元件分散设置在所述装置本体的所述第一部分。4.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述影像显示装置还包括至少一个面镜元件，所述至少一个面镜元件用于改变所述影像光束的传递路径，其中所述至少一个面镜元件、所述影像输出元件以及这些透镜元件分散设置在所述装置本体的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢启堂，蔡志贤，潘浩炜，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71