TWI658683B - 頭戴顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
一種頭戴顯示裝置，包括機體、風扇、控制模組以及閘門。機體具有系統側與可視側。風扇與控制模組分別配置於系統側，風扇電性連接控制模組。閘門可開闔地配置於機體且位於系統側與可視側之間。閘門電性連接控制模組。控制模組驅動並控制風扇與閘門啟閉，以流通系統側與可視側的空氣。
Description
本發明是有關於一種頭戴顯示裝置。
隨著顯示裝置的發展，顯示裝置的大小和重量朝著微型化的方向發展，因此頭戴式顯示(head mount display,HMD)裝置常被用來觀賞虛擬實境之影像畫面，而能符合多種使用需求。
由於HMD裝置是在附接至使用者的身體之後使用，但，無論為何種顯示模式，HMD裝置與身體之間會因相互附接而在身體與鏡片腔室之間形成密閉空間，一旦身體熱量散逸至密閉空間，將因無法散出HMD裝置之外而導致鏡片腔室過熱，甚至形成水氣而影響使用者的視線。同時，一旦HMD裝置與身體之間無法緊密的附接時，則會產生讓外部環境的光線也投射入鏡片腔室中而影響觀看品質。
據此，如何同時解決光線與溫度的相關問題，實為技術人員所應思考解決的課題。
本發明提供一種頭戴顯示裝置，其藉由風扇與閘門對應搭配，以同時對系統與使用者提供散熱效果。
本發明的頭戴顯示裝置，包括機體、風扇、控制模組以及閘門。機體具有系統側與可視側。風扇與控制模組分別配置於系統側，且風扇電性連接控制模組。閘門可開闔地配置於機體且位於系統側與可視側之間。閘門電性連接控制模組。控制模組驅動並控制風扇與閘門啟閉，以流通系統側與可視側的空氣。
基於上述，頭戴顯示裝置藉由配置在系統側的風扇，以及可視側與系統側之間可開闔的閘門，而使控制模組依據需求驅動並控制風扇與閘門啟閉，進而流通可視側與系統側的空氣。據此，將能有效解決使用者在使用頭戴顯示裝置所可能造成臉部的悶熱感，而提升使用舒適感，同時也對系統側的相關電子元件提供散熱效果。
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。
100‧‧‧頭戴顯示裝置
110‧‧‧機體
112、114‧‧‧開孔
120‧‧‧顯示元件
130‧‧‧光學元件
140‧‧‧控制模組
150‧‧‧閘門
160‧‧‧風扇
162‧‧‧入風口
164、166‧‧‧出風口
170‧‧‧感測器
S1‧‧‧可視側
S2‧‧‧系統側
圖1是依據本發明一實施例的頭戴顯示裝置的簡單示意圖。
圖2是圖1的頭戴顯示裝置於另一狀態的示意圖。
圖3是圖1的頭戴顯示裝置的相關構件電性關係圖。
圖4是依據本發明另一實施例頭戴顯示裝置的簡單示意圖。
圖1是依據本發明一實施例的頭戴顯示裝置的簡單示意圖。圖2是圖1的頭戴顯示裝置於另一狀態的示意圖。圖3是圖1的頭戴顯示裝置的相關構件電性關係圖。請同時參考圖1至圖3，在本實施例中，頭戴顯示裝置100包括機體110、顯示元件120、光學元件130、控制模組140、閘門150以及風扇160，機體110以光學元件130作為區隔而形成可視側S1與系統側S2等不同空間，其中可視側S1作為使用者穿戴處，而系統側S2作為電子組件的設置處，用以配置控制模組140(例如電路板)、顯示元件120等。如此，使用者便能從可視側S1經由光學元件130而觀視顯示元件120所產生的影像。
在此，風扇160配置於系統側S2，閘門150可開闔地配置於機體110且位於可視側S1與系統側S2之間，且閘門150對應於風扇160。風扇160、顯示元件120與閘門150分別電性連接控制模組140。據此，控制模組140藉由驅動並控制風扇160與閘門150的啟閉，便能讓系統側S2與可視側S1之間的空氣得以順利地流通。
詳細而言，本實施例的風扇160是橫流式風扇，其具有入風口162與出風口164、166，入風口162對應地連通機體110的開孔112，進而使風扇160的入風口162得以從外部環境汲取空氣。出風口164對應於閘門150，出風口166朝向系統側S2。據
此，當控制模組140驅動閘門150關閉時，可視側S1與系統側S2被視為彼此隔絕的空間，此時風扇160的出風口164也因被閘門150阻擋，故風扇160的冷卻氣流僅經由出風口166而吹向系統側S2，故此時風扇160主要作為對系統側S2的電子組件(例如控制模組140、顯示元件120等)提供散熱效果。
接著，請參考圖2，當控制模組140驅動閘門150開啟而連通可視側S1與系統側S2時，此時風扇160的出風口164因應閘門150而開啟，因此風扇160能同時經由出風口164、166提供散熱氣流，其中經由出風口166的散熱氣流仍舊能對電子組件提供散熱，而經由出風口164的散熱氣流便能因此流至可視側S1，以對使用者的臉部提供散熱效果。據此，控制模組140據以搭配風扇160與閘門150的啟閉，便能兼具對可視側S1與系統側S2提供所需的散熱效果，同時提升使用者在操作頭戴顯示裝置100時的舒適感。需提及的是，在此省略閘門150的詳細驅動機構，由於其已能從現有技術得知，便不再予以贅述
另需說明的是，機體110還具有另一開孔114，設置於前述開孔112的相對側，以提供所需的空氣對流效應。
另一方面，本實施例的頭戴顯示裝置100還包括感測器170，電性連接控制模組140，進而對頭戴顯示裝置100的使用狀態與環境提供感測數據，而藉由感測器170所感測到的參數條件，作為控制模組140驅動及控制風扇160與閘門150的依據。
進一步地說，感測器170例如是溫度計與濕度計的至少
其一，用以感測可視側S1與系統側S2的溫度與濕度。當所測得的溫度或濕度達到預設值後，控制模組140便能據以啟閉閘門150或調整風扇160的風速或風量，而對可視側S1或系統側S2提供所需的散熱效果。
此外，感測器170也可以是重力感測器，其作為頭戴顯示裝置100之運動狀態的感測手段。需先說明的是，當閘門150開啟時，外部環境的光線有可能因漏光而從系統側S2照射到可視側S1，進而影響可視側S1的視覺環境，進而降低使用者在操作頭戴顯示裝置100所需的沉浸式體驗。據此，可藉由重力感測器來感測頭戴顯示裝置100的使用狀態，舉例來說，當頭戴顯示裝置100處於晃動較大的狀態時，使用者在視覺上較不會受到外部環境光線的影響，因而此時便能讓控制模組140驅動閘門150開啟而進行散熱。相反地，當頭戴顯示裝置100處於晃動較小的狀態時，則使用者的視覺容易受影響，則此時需關閉閘門150，以維持可視側S1的完全黑暗狀態。
另一方面，控制模組140也能藉由感測顯示元件120的亮度，而作為啟閉閘門150的依據。舉例來說，當顯示元件120的亮度較高時，對於可視側S1的使用者而言，即使外部光線經由閘門150而照射到可視側S1，其仍未能對使用者造成視覺效果，故而此時閘門150可維持開啟狀態，而有利於對可視側S1提供散熱。相反地，當顯示元件120的亮度較低時，則閘門150開啟而產生的漏光效果便較為明顯，故此時閘門150需維持為關閉狀態。
圖4是依據本發明另一實施例頭戴顯示裝置的簡單示意圖。與前述實施例不同的是，本實施例於光學元件130的上、下兩側皆設置有閘門150，圖4所示即是閘門150皆處於開啟的狀態。此時，藉由開啟風扇160，便能造成可視側S1與系統側S2空氣相互對流的情形，並因此提升散熱效果。本實施例未提及的其他構件，以及閘門150與風扇160的啟動時機，皆一如前述實施例，在此便不再贅述。
綜上所述，在本發明的上述實施例中，頭戴顯示裝置藉由配置在系統側的風扇，以及可視側與系統側之間可開闔的閘門，而使控制模組依據需求驅動並控制風扇與閘門啟閉，進而流通可視側與系統側的空氣。據此，將能有效解決使用者在使用頭戴顯示裝置所可能造成臉部的悶熱感，而提升使用舒適感，同時也對系統側的相關電子元件提供散熱效果。
再者，頭戴顯示裝置的控制模組還能依據感測器的感測到的參數條件，而據以作為控制模組驅動風扇與閘門的參考。除藉由感測器能感測可視側與系統側的溫度與濕度之外，為了避免閘門開啟時因外部環境的光線會經由入風口而照設至可視側，感測器還可以是重力感測器，以藉由感測頭戴顯示裝置的晃動程度，來決定閘門的起、閉時機。再者，控制模組尚能藉由顯示元件的亮度高低，而作為啟閉閘門的依據。進而在進行散熱操作的同時，也能兼顧對使用者的操作環境，以維持所需的沉浸式體驗效果。
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。
Claims (7)
- 一種頭戴顯示裝置，包括： 一機體，具有一系統側與一可視側； 一風扇與一控制模組，分別配置於該系統側，該風扇電性連接該控制模組；以及 一閘門，可開闔地配置於該機體且位於該系統側與該可視側之間，該閘門電性連接該控制模組，該控制模組驅動並控制該風扇與該閘門啟閉，以流通該系統側與該可視側的空氣。
- 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該風扇是橫流式風扇。
- 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，其中該風扇具有至少二出風口，其中一出風口面對該閘門，其中另一出風口朝向該系統側。
- 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，還包括一感測器，電性連接該控制模組，該控制模組依據該感測器所感測到的一參數條件，而據以啟閉該閘門。
- 如申請專利範圍第4項所述的頭戴顯示裝置，其中該控制模組依據該感測器所感測到的該參數條件，而據以調整該風扇的風量與風速。
- 如申請專利範圍第4項所述的頭戴顯示裝置，其中該感測器包括重力感測器、溫度計或濕度計的至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述的頭戴顯示裝置，還包括： 一顯示元件，設置於該系統側且電性連接該控制模組，其中該控制模組依據該顯示元件的顯示亮度而據以控制該風扇與該閘門啟閉。
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