TWI622804B - 頭戴式顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

頭戴式顯示裝置包含第一光源、第二光源、影像輸出模組與導光板。第一光源係用以發射第一光束。第二光源係用以發射第二光束。影像輸出模組係用以接收第一光束與第二光束，且分別產生帶有對應影像資訊的第一影像光束與第二影像光束。導光板包含第一出光部與第二出光部，第一出光部與第二出光部於第一方向上相隔至少一距離，且第一方向係第一光源與第二光源的排列方向。導光板係用以將進入導光板中的第一影像光束與第二影像光束分別導引至第一出光部與第二出光部。

Description

頭戴式顯示裝置
本揭露係關於一種頭戴式顯示裝置，特別係關於一種頭戴式立體顯示器。
近年來，隨著虛擬實境(Virtual Reality；VR)的技術蓬勃發展，能呈現立體視覺顯示的光學產品已成為消費市場上的注目焦點。傳統上，頭戴式顯示裝置可分別提供不同的影像至使用者之左眼與右眼，使得使用者之左眼與右眼可分別接收不同的影像資訊，再利用人類的兩眼視差，從而觀看到立體的影像。然而，傳統頭戴式立體顯示器之結構複雜、體積龐大且厚重，影響使用者於配戴時的方便度與舒適度。
本揭露提供一種頭戴式顯示裝置，其可提供立體影像的顯示效果，且可減少頭戴式顯示裝置之尺寸，從而可提升配戴的方便與舒適度。
依據本揭露之部分實施方式，頭戴式顯示裝置包含第一光源、第二光源、影像輸出模組與導光板。第一光源係用以發射第一光束。第二光源係用以發射第二光束。影像輸出模組係用以接收第一光束與第二光束，且分別產生帶有對應影像資訊的第一影像光束與第二影像光束。導光板包含第一出光部與第二出光部，第一出光部與第二出光部於第一方向上相隔至少一距離，且第一方向係第一光源與第二光源的排列方向。導光板係用以將進入導光板中的第一影像光束與第二影像光束分別導引至第一出光部與第二出光部。
於本揭露之多個實施方式中，藉由影像輸出模組與導光板之配置，頭戴式顯示裝置可分別提供第一影像光束與第二影像光束。第一影像光束與第二影像光束可藉由導光板而分別被導引至第一出光部與第二出光部，由於第一出光部與第二出光部係分離的，因此，使用者之左眼與右眼可分別接收來自第一出光部之第一影像光束與來自第二出光部之第二影像光束，從而觀看到立體影像。此外，導光板之結構尺寸係可依據不同需求而改變的，故可幫助縮小頭戴式顯示裝置的尺寸。
以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本揭露之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭露之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭露之實施例後，當可由本揭露所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭露之精神與範圍。
另外，空間相對用語，如「下」、「下方」、「低」、「上」、「上方」等，是用以方便描述一元件或特徵與其他元件或特徵在圖式中的相對關係。除了圖式中所示之方位以外，這些空間相對用語亦可用來幫助理解元件在使用或操作時的不同方位。當元件被轉向其他方位（例如旋轉90度或其他方位）時，本文所使用的空間相對敘述亦可幫助理解。此外，本文中「A元件光學耦合B元件」之敘述除了代表通過或來自A元件之光束可直接進入B元 件外，只要通過或來自A元件之光束可進入B元件，則亦允許A元件與B元件之間存在其他的光學元件。相似地，本文中「A元件係光學耦合於B元件與C元件之間」之敘述代表只要光束可通過A元件、B元件及C元件，則亦不排除其他光學元件存在於A元件、B元件與C元件之間。
第1圖為依據本揭露之部分實施方式之頭戴式顯示裝置之立體示意圖。如第1圖所示，頭戴式顯示裝置10包含第一光源100、第二光源200、光反向偏轉模組300、影像輸出模組400與導光板500。第一光源100係用以發射第一光束L1。第二光源200係用以發射第二光束L2。光反向偏轉模組300係光學耦合於第一光源100與影像輸出模組400之間，且光學耦合於第二光源200與影像輸出模組400之間。光反向偏轉模組300係用以改變第一光束L1之行進方向，且改變第二光束L2之行進方向。影像輸出模組400係用以接收第一光束L1與第二光束L2，且分別產生帶有影像資訊的第一影像光束I1與第二影像光束I2。導光板500可助於將第一影像光束I1與第二影像光束I2分別導引至使用者的右眼與左眼。進一步來說，導光板500包含分離的第一出光部A1與第二出光部A2，第一出光部A1與第二出光部A2在第一方向D1上相隔至少一距離，其中第一方向D1係第一光源100與第二光源200的排列方向。亦即，第一出光部A1與第二出光部A2係位於導光板500之不同位置，而在空間上分離。導光板500係用以將進入導光板500中的第一影像光束I1與第二影像光束I2導引至第一出光部A1與第二出光部A2。隨後，第一影像光束I1可經由第一出光部A1離開導光板500而傳導至使用者的右眼，且第二影像光束I2可經由第二出光部A2離開導光板500而傳導至使用者的左眼。如此一來，頭戴式顯示裝置10可分別提供使用者之右眼與左眼不同的影像資訊(亦即第一影像光束I1與第二影像光束I2)，隨後左眼與右眼所接收的影像資訊可在使用者的大腦中組合，進而產生立體影像的效果。
同時參照第1圖與第2圖。第2圖為依據本揭露之部分實施方式的俯視圖。於部分實施方式中，導光板500包含第一導光子板510與第二導光子板520。第一導光子板510具有相交的第一側面512與第一入光面514，第一入光面514之面積係大於第一側面512之面積。第一入光面514具有第一入光部E1，第一入光部E1係位於第一入光面514的局部區域，且第一入光部E1係比第一出光部A1遠離第一側面512。換句話說，如第2圖所示，第一入光部E1係位於第一出光部A1與第二出光部A2之間，亦即，第一出光部A1與第二出光部A2係分別位於第一入光部E1的相對兩側。第一影像光束I1係經由第一入光面514之第一入光部E1進入到第一導光子板510中。相似地，於部分實施方式中，第二導光子板520具有相交的第二側面522與第二入光面524，第二入光面524之面積係大於第二側面522之面積，第二入光面524具有第二入光部E2，第二入光部E2係位於第二入光面524的局部區域，且第二入光部E2係比第二出光部A2遠離第二側面522。換句話說，如第2圖所示，第二入光部E2係位於第一出光部A1與第二出光部A2之間，亦即，第一出光部A1與第二出光部A2係分別位於第二入光部E2的相對兩側。第二影像光束I2係經由第二入光面524之第二入光部E2進入到第二導光子板520中。
舉例而言，於部分實施方式中，第一導光子板510與第二導光子板520可為半穿透半反射式導光元件、全像光學元件(holographic optical element；HOE)、以上兩者、或其他適當的光學元件，但本揭露不以此為限。於部分實施方式中，第一導光子板510係一體成形地連接第二導光子板520，且第一入光面514與第二入光面524可共平面。或者，第一導光子板510係藉由黏接元件連接第二導光子板520。於其他實施方式中，第一導光子板510亦可不連接第二導光子板520而分隔至少一距離，但本揭露不以此為限。
參照第2圖。於部分實施方式中，第一導光子板510具有相對的第一出光面516，第一出光面516係相對第一入光面514遠離光反向偏轉模組300。第一出光部A1係位於第一出光面516的局部區域，且第一出光部A1係相對第一入光部E1靠近第一側面512。當第一影像光束I1抵達第一入光面514之第一入光部E1時，第一影像光束I1可進入且傳導於第一導光子板510中。第一導光子板510係經設計以使得第一影像光束I1可由第一入光部E1朝著第一出光部A1於第一導光子板510中前進。隨後，第一影像光束I1可經由第一出光面516之第一出光部A1離開第一導光子板510而被導引至使用者的右眼。
相似地，於部分實施方式中，第二導光子板520具有相對的第二出光面526，第二出光面526係相對第二入光面524遠離光反向偏轉模組300。第二出光部A2係位於第二出光面526的局部區域，且第二出光部A2係相對第二入光部E2靠近第二側面522。當第二影像光束I2抵達第二入光面524之第二入光部E2時，第二影像光束I2可進入且傳導於第二導光子板520中。第二導光子板520係經設計以使得第二影像光束I2可由第二入光部E2朝著第二出光部A2於第二導光子板520中前進。隨後，第二影像光束I2可經由第二出光面526之第二出光部A2離開第二導光子板520而被導引至使用者的左眼。如此一來，藉由設置第一導光子板510與第二導光子板520，第一影像光束I1與第二影像光束I2可分別且精確地被傳送至使用者的右眼與左眼。
於部分實施方式中，如第2圖所示，頭戴式顯示裝置10更包含第一反射元件530，第一反射元件530係鄰設於第一導光子板510。導光板500之第一入光部E1系光學耦合於第一反射元件530，且第一反射元件530至導光板500之第一入光部E1的垂直距離係沿著第一入光部E1朝著第一出光部A1的方向增加的。也就是說，第一反射元件530具有法向量N1，且此法向量N1係朝向圖中右下方。如此一來，依據光的反射定律，入射光與反射光會各自在法向量的兩側，故當第一影像光束I1經由第一入光部E1而抵達第一反射元件530時，第一影像光束I1可藉由第一反射元件530而轉向，使得第一影像光束I1朝著第一出光部A1而傳導於第一導光子板510中。
相似地，於部分實施方式中，如第2圖所示，頭戴式顯示裝置10更包含第二反射元件540，第二反射元件540係鄰設於第二導光子板520。導光板500之第二入光部E2系光學耦合於第二反射元件540，且第二反射元件540至導光板500之第二入光部E2的垂直距離係沿著第二入光部E2朝著第二出光部A2的方向增加的。也就是說，第二反射元件540具有法向量N2，此法向量N2係朝向圖中右上方。如此一來，依據光的反射定律，入射光與反射光會各自在法向量的兩側，故當第二影像光束I2經由第二入光面524而抵達第二反射元件540時，第二影像光束I2可藉由第二反射元件540而轉向，使得第二影像光束I2朝著第二出光部A2而傳導於第二導光子板520中。
更詳細地說，於部分實施方式中，第一導光子板510包含第一導光面518，第一導光面518比第一側面512接近第二導光子板520。第一反射元件530係鄰設於第一導光面518，且第一反射元件530係用以改變第一影像光束I1的前進方向。亦即，藉由第一反射元件530，第一影像光束I1可由第一導光子板510之第一導光面518朝向第一側面512前進。相似地，第二導光子板520包含第二導光面528，第二導光面528比第二側面522接近第一導光子板510。第二反射元件540係鄰設於第二導光面528，且第二反射元件540係用以改變第二影像光束I2的前進方向。亦即，藉由第二反射元件540，第二影像光束I2可由第二導光子板520之第二導光面528朝向第二側面522前進。由於第一反射元件530與第二反射元件540可分別反射第一影像光束I1與第二影像光束I2，使得第一影像光束I1的前進方向係不同於第二影像光束I2的前進方向，因此，傳導於導光板500之第一影像光束I1與第二影像光束I2係彼此不干擾的，俾利於第一影像光束I1精確地傳導至使用者的右眼，且俾利於第二影像光束I2精確地傳導至使用者的左眼。
於部分實施方式中，第一反射元件530可連接第一入光面514，且第一反射元件530與第一入光面514之第一入光部E1相夾一銳角。也就是說，第一反射元件530與第一入光面514具有一夾角θ1，且夾角θ1的角度小於45度。因此，當第一導光子板510之第一入光面514係呈圖中之垂直面時，第一反射元件530之法向量N1係朝向圖中右下方。如此一來，當第一影像光束I1經由第一入光面514而抵達第一反射元件530時，第一影像光束I1可被第一反射元件530轉向而朝著第一出光部A1前進。相似地，第二反射元件540可連接第二入光面524，且第二反射元件540與第二入光面524之第二入光部E2相夾一銳角。也就是說，第二反射元件540與第二入光面524具有一夾角θ2，且夾角θ2的角度小於45度。因此，當第二導光子板520之第二入光面524係呈圖中之垂直面時，第二反射元件540之法向量N2係朝向圖中右上方。如此一來，當第二影像光束I2經由第二入光面524而抵達第二反射元件540時，第二影像光束I2可被第二反射元件540轉向而朝著第二出光部A2前進。
於部分實施方式中，第一反射元件530與第二反射元件540可為一反射鏡，但本揭露並不以此為限。於其他實施方式中，第一反射元件530與第二反射元件540可為高反射率之薄膜，例如:金、銀或其他高反射率材料之薄膜，但本揭露並不以此為限。
同時參照第1圖及第2圖。於部分實施方式中，頭戴式顯示裝置10包含一目鏡組600。目鏡組600係光學耦合於光反向偏轉模組300與導光板500之間，通過目鏡組600之第一影像光束I1可前進至導光板500之第一入光部E1，通過目鏡組600之第二影像光束I2可前進至導光板500之第二入光部E2。更詳細地說，柱狀透鏡(tapered rod)110的出口與柱狀透鏡210的出口分別成像於第一入光部E1與第二入光部E2，且第一入光部E1不重疊於第二入光部E2。由於第一入光部E1不重疊於第二入光部E2，因此，通過目鏡組600之第一影像光束I1可精確地傳導至第一導光子板510，而不會傳導致第二導光子板520。相似地，通過目鏡組600之第二影像光束I2可精確地傳導至第二導光子板520，而不會傳導致第一導光子板510。
舉例而言，於部分實施方式中，第一導光子板510之第一入光部E1與第二導光子板520之第二入光部E2之間相隔至少一距離，俾利於第一影像光束I1與第二影像光束I2可分別且精確地傳導至第一導光子板510與第二導光子板520。於其他實施方式中，第一導光子板510之第一入光部E1可連接第二導光子板520之第二入光部E2，但第一入光部E1與第二入光部E2彼此不重疊，但本揭露不以此為限。
同時參照第1及3圖。第3圖為依據本揭露之部分實施方式之頭戴式顯示裝置之側視圖。光反向偏轉模組300包含第一光轉向元件310與第二光轉向元件320，第一光轉向元件310係用以將來自第一光源100之第一光束L1與來自第二光源200之第二光束L2轉向至第二光轉向元件320，且第二光轉向元件320係用以將來自第一光轉向元件310之第一光束L1與第二光束L2轉向至影像輸出模組400。舉例而言，於部分實施方式中，第一光源100之發光面係朝向方向D3(亦即，第3圖中由左至右的方向)。當第一光源100所發射之第一光束L1沿著方向D3前進而抵達光反向偏轉模組300之第一光轉向元件310時，第一光束L1可經由第一光轉向元件310反射而沿著方向D4(亦即，第3圖中由上往下的方向)往第二光轉向元件320前進。隨後，第一光束L1可穿透第二光轉向元件320而抵達影像輸出模組400，且影像輸出模組400可轉換第一光束L1為具有影像資訊的第一影像光束I1。第一影像光束I1係朝著第二光轉向元件320與第一光轉向元件310的排列方向D5前進，且當第一影像光束I1抵達第二光轉向元件320時，第一影像光束I1可被第二光轉向元件320轉向，而沿著方向D6(亦即，第3圖中由右至左的方向)前進至導光板500。
相似地，於部分實施方式中，第二光源200之發光面亦係朝向方向D3(亦即，第1圖中由左至右的方向)。當第二光源200所發射之第二光束L2沿著方向D3前進而抵達光反向偏轉模組300之第一光轉向元件310時，第二光束L2可經由第一光轉向元件310反射而沿著方向D4往第二光轉向元件320前進。隨後，第二光束L2可穿透第二光轉向元件320而抵達影像輸出模組400，且影像輸出模組400可轉換第二光束L2為具有影像資訊的第二影像光束I2。第二影像光束I2係朝著第二光轉向元件320與第一光轉向元件310的排列方向D5前進，且當第二影像光束I2抵達第二光轉向元件320時，第二影像光束I2可被第二光轉向元件320轉向，而沿著方向D6前進至導光板500。
如此一來，藉由第一光轉向元件310與第二光轉向元件320可將來自第一光源100之第一光束L1與來自第二光源200之第二光束L2做至少兩次轉向而抵達影像輸出模組400，使得影像輸出模組400可被設置於與第一光源100與第二光源200不同的水平高度(例如：第1圖與第3圖的右下方)。換句話說，第一光源100所在的水平高度與影像輸出模組400所在的水平高度係不同的，且第二光源200所在的水平高度與影像輸出模組400所在的水平高度係不同的，俾利於縮小頭戴式顯示裝置10的水平面積。於部分實施方式中，第一光源100所在的水平高度與第二光源200所在的水平高度係實質上相同的，俾利於更有效地縮小頭戴式顯示裝置10的水平面積，但本揭露不以此為限。
舉例而言，於部分實施方式中，第一光轉向元件310可為全內反射稜鏡、或反射鏡，例如:鍍鋁反射鏡片、金屬鍍膜反射鏡或其他高反射率材料之反射鏡，從而有效地將第一光束L1與第二光束L2轉向至第二光轉向元件320，但本揭露不以此為限。於部分實施方式中，第二光轉向元件320可為全內反射稜鏡，以有效地分隔第一光束L1與第一影像光束I1，且有效地分隔第二光束L2與第二影像光束I2，但本揭露不以此為限。
於部分實施方式中，影像輸出模組400係一數位微型反射鏡(Digital Micromirror Device；DMD)元件，用以將來自第二光轉向元件320之第一光束L1反射為帶有影像資訊的第一影像光束I1，且將來自第二光轉向元件320之第二光束L2反射為帶有影像資訊之第二影像光束I2。具體而言，此數位微型反射鏡元件包含複數微小的反射鏡片，可各自控制其所接收之光線的反射方向。其中，每一反射鏡片代表一像素，且每一反射鏡片可藉由控制元件驅動，從而將鏡片旋轉至對應的角度，利於將光線反射至預定的位置。
舉例而言，當第一光束L1前進至數位微型反射鏡元件時，數位微型反射鏡元件之眾多鏡片之第一組鏡片可接收第一光束L1且反射第一光束L1為帶有影像資訊的第一影像光束I1，且第一影像光束I1可被第二光轉向元件(Total Internal Reflection Prism；TIR Prism)320轉向，而沿著方向D6前進至導光板500。相似地，當第二光束L2前進至數位微型反射鏡元件時，數位微型反射鏡元件之眾多鏡片之第二組鏡片可接收第二光束L2且反射第二光束L2為帶有影像資訊的第二影像光束I2，且第二影像光束I2可被第二光轉向元件320轉向，而沿著方向D6前進至導光板500。值得注意的是，數位微型反射鏡元件之第一組鏡片與第二組鏡片可係不同的，從而以反射的方式產生帶有不同影像資訊的第一影像光束I1與第二影像光束I2。此外，當影像輸出模組400係數位微型反射鏡元件時，可有效地分隔第一影像光束I1與第二影像光束I2的行徑路線，使得第一影像光束I1與第二影像光束I2免於互相干擾，從而幫助第一影像光束I1與第二影像光束I2更準確地傳導至至導光板500之第一導光子板510與第二導光子板520。舉例而言，於部分實施方式中，影像輸出模組400可為畫素傾斜及旋轉式(tilt and roll pixel；TRP)數位微型反射鏡，但本揭露不以此為限。
於部分實施方式中，頭戴式顯示裝置10更包含光源時序控制單元700。第一光源100與第二光源200可連接光源時序控制單元700，且光源時序控制單元700係用以控制第一光源100與第二光源200時序性地發光。換句話說，光源時序控制單元700可用以控制第一光源100的發光時間不同於第二光源200的發光時間，亦即，第一光源100與第二光源200係在時間軸上交錯地發光。舉例而言，於部分實施方式中，在第一個時間點時，第一光源100發射第一光束L1，第一光束L1經由光反向偏轉模組300轉向至影像輸出模組400而產生第一影像光束I1，第一影像光束I1可藉由導光板500之第一導光子板510而被導引至使用者的右眼。在第二個時間點時，第二光源200發射第二光束L2，第二光束L2經由光反向偏轉模組300轉向至影像輸出模組400而產生第二影像光束I2，第二影像光束I2藉由導光板500之第二導光子板520而被導引至使用者的左眼。如此一來，藉由第一光源100與第二光源200時序性地快速切換，可將對應的第一影像光束I1與第二影像光束I2分別且時序性地成像至使用者的右眼與左眼，從而達到頭戴式顯示裝置10之立體顯示效果。換句話說，本揭露之頭戴式顯示裝置10係採用時間多工(time-multiplex)方法，依序切換第一光源100與第二光源200，從而呈現立體影像。
於部分實施方式中，影像輸出模組400係時序性地提供複數反射圖案，且第一光源100與第二光源200之切換與反射圖案的切換係實質上同步的。具體而言，於部分實施方式中，影像輸出模組400所提供之反射圖案可分類為第一群反射圖案與第二群反射圖案，且第一群反射圖案與第二群反射圖案係時序性地切換，亦即影像輸出模組400係在時間軸上交錯地提供第一群反射圖案與第二群反射圖案。舉例而言，在第一時間點時，第一光源100發射第一光束L1至影像輸出模組400，且影像輸出模組400實質上同步地提供第一群反射圖案，於是影像輸出模組400接收第一光束L1而產生帶有第一群反射圖案資訊的第一影像光束I1。隨後，在第二時間點時，第二光源200發射第二光束L2至影像輸出模組400，且影像輸出模組400實質上同步地提供第二群反射圖案，於是影像輸出模組400接收第二光束L2而產生帶有第二群反射圖案資訊的第二影像光束I2。換句話說，在第一時間t1時，可控制第一光源100發光而第二光源200不發光，且控制影像輸出模組400提供第一群反射圖案。隨後，在第二時間t2時，可控制第一光源100不發光而第二光源200發光，且控制影像輸出模組400提供第二群反射圖案。如此一來，可使第一光源100產生的第一光束L1與影像輸出模組400產生的第一群反射圖案實質上同步，從而產生帶有對應正確影像資訊的的第一影像光束I1，利於第一影像光束I1成像至使用者的右眼。相似地，可使第二光源200產生的第二光束L2與影像輸出模組400產生的第二群反射圖案實質上同步，從而產生帶有對應正確影像資訊的第二影像光束I2，利於第二影像光束I2成像至使用者的左眼。
於部分實施方式中，第一光源100可包固態光源陣列。相似地，第二光源200可包固態光源陣列。固態光源陣列可包含至少一固態光源，例如紅光光源、綠光光源或藍光光源，其可為發光二極體或有機發光二極體，但本揭露不以此為限。值得注意的是，第一光源100之固態光源陣列所發射之第一光束L1實質上係一收束點在無窮遠(Telecentric)的光束，亦即第一光束L1之發散角度近乎於零，所以當影像輸出模組400接收第一光束L1後亦可產生一近乎收束點在無窮遠的第一影像光束I1，故第一影像光束I1可精準地經由導光板500而被導引至使用者的右眼，避免第一影像光束I1偏移至使用者的左眼。相似地，第二光源200之固態光源陣列所發射之第二光束L2實質上係一收束點在無窮遠的光束，亦即第二光束L2之發散角度近乎於零，所以當影像輸出模組400接收第二光束L2後亦可產生一近乎收束點在無窮遠的第二影像光束I2，故第二影像光束I2可精準地經由導光板500而被導引至使用者的左眼，避免第二影像光束I2偏移至使用者的右眼。此外，於部分實施方式中，如第1圖所示，第一光源100與第二光源200也可包含柱狀透鏡(tapered rod)110與210，且可包含球狀透鏡(ball lens)120與220，用以調整光束的亮度與均勻度，從而改善頭戴式顯示裝置10之成像品質。
於部分實施方式中，導光板500之第一導光子板510與第二導光子板520於頭戴式顯示裝置10中所佔據之體積係可經設計而輕薄化，從而提升使用者於配戴頭戴式顯示裝置10的舒適度。舉例而言，於部分實施方式中，由於本揭露之頭戴式顯示裝置10具有體積小且重量輕的特性，頭戴式顯示裝置10可與一支撐座或支撐架結合(未繪示)，支撐座或支撐架可容納頭戴式顯示裝置10，且支撐座或支撐架具有一夾持部，夾持部可夾持於帽子之帽沿。如此一來，使用者可藉由配戴夾持有頭戴式顯示裝置10的帽子，而無須與頭戴式顯示裝置10直接接觸，即可觀測到頭戴式顯示裝置10所呈現的立體影像。此外，當使用者配戴一般近視眼鏡時，亦不會影響頭戴式顯示裝置10之使用，從而幫助改善使用者於使用頭戴式顯示裝置10時的方便度與舒適度。
於上述之多個實施方式中，藉由第一光源與第二光源之時序性的切換，以及影像輸出模組與導光板之配置，頭戴式顯示裝置可分別且時序性地提供第一影像光束與第二影像光束。第一影像光束與第二影像光束可藉由導光板而分別被導引至第一出光部與第二出光部，由於第一出光部與第二齣光部係分離的，因此，使用者之左眼與右眼可分別接收來自第一出光部之第一影像光束與來自第二出光部之第二影像光束，從而觀看到立體影像。此外，導光板之結構尺寸係可依據不同需求而改變的，故可幫助縮小頭戴式顯示裝置的尺寸。
雖然本揭露已以實施方式描述如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧頭戴式顯示裝置
100‧‧‧第一光源
110‧‧‧柱狀透鏡
120‧‧‧球狀透鏡
200‧‧‧第二光源
210‧‧‧柱狀透鏡
220‧‧‧球狀透鏡
300‧‧‧光反向偏轉模組
310‧‧‧第一光轉向元件
320‧‧‧第二光轉向元件
400‧‧‧影像輸出模組
500‧‧‧導光板
510‧‧‧第一導光子板
512‧‧‧第一側面
514‧‧‧第一入光面
516‧‧‧第一出光面
518‧‧‧第一導光面
520‧‧‧第二導光子板
522‧‧‧第二側面
524‧‧‧第二入光面
526‧‧‧第二出光面
528‧‧‧第二導光面
530‧‧‧第一反射元件
540‧‧‧第二反射元件
600‧‧‧目鏡組
700‧‧‧光源時序控制單元
A1‧‧‧第一出光部
A2‧‧‧第二出光部
D1‧‧‧第一方向
D3、D4、D5、D6‧‧‧方向
N1、N2‧‧‧法向量
E1‧‧‧第一入光部
E2‧‧‧第二入光部
L1‧‧‧第一光束
L2‧‧‧第二光束
I1‧‧‧第一影像光束
I2‧‧‧第二影像光束
閱讀以下詳細敘述並搭配對應之圖式，可了解本揭露之多個樣態。需留意的是，圖式中的多個特徵並未依照該業界領域之標準作法繪製實際比例。事實上，所述之特徵的尺寸可以任意的增加或減少以利於討論的清晰性。 第1圖為依據本揭露之部分實施方式之頭戴式顯示裝置之立體示意圖。 第2圖為依據本揭露之部分實施方式之頭戴式顯示裝置之俯視圖。 第3圖為依據本揭露之部分實施方式之頭戴式顯示裝置之側示圖。

Claims (11)

  1. 一種頭戴式顯示裝置，包含： 一第一光源，用以發射一第一光束； 一第二光源，用以發射一第二光束； 一影像輸出模組，用以接收該第一光束與該第二光束，且分別產生帶有對應影像資訊的一第一影像光束與一第二影像光束；以及 一導光板，包含一第一出光部與一第二出光部，該第一出光部與該第二出光部於一第一方向上相隔至少一距離，該第一方向係該第一光源與該第二光源的排列方向，且該導光板係用以將進入該導光板中的該第一影像光束與該第二影像光束分別導引至該第一出光部與該第二出光部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，更包含： 一第一反射元件，其中該導光板包含一第一入光部，光學耦合該第一反射元件，該第一出光部與該第二出光部分別位於該第一入光部的相對兩側，且該第一反射元件至該第一入光部之垂直距離係沿著該第一入光部朝該第一出光部的方向增加的。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一反射元件與該第一入光部相夾一銳角。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，更包含： 一第二反射元件，其中該導光板包含一第二入光部，光學耦合該第二反射元件，該第一出光部與該第二出光部分別位於該第二入光部的相對兩側，且該第二反射元件至該第二入光部之垂直距離係沿著該第二入光部朝該第二出光部的方向增加的。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第二反射元件與該第二入光部相夾一銳角。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，更包含： 一目鏡組，其中通過該目鏡組之該第一影像光束係前進至該導光板之一第一入光部，通過該目鏡組之該第二影像光束係前進至該導光板之一第二入光部，且該第一入光部不重疊於該第二入光部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該影像輸出模組係一數位微型反射鏡元件，用以將該第一光束反射為該第一影像光束，且將該第二光束反射為該第二影像光束。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，更包含： 一光反向偏轉模組，光學耦合於該第一光源與該影像輸出模組之間，且光學耦合於該第二光源與該影像輸出模組之間，該光反向偏轉模組係用以改變第一光束之行進方向與改變第二光束之行進方向， 其中該第一光源所在的一水平高度與該影像輸出模組所在的一水平高度係不同的，且該第二光源所在的一水平高度與該第一光源所在的該水平高度係實質上相同的。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，更包含： 一光源時序控制單元，用以控制該第一光源與該第二光源時序性地發光。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之頭戴式顯示裝置，其中該影像輸出模組係時序性地提供複數反射圖案。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之頭戴式顯示裝置，其中該第一光源與該第二光源之切換與該些反射圖案的切換係實質上同步的。
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