TWI695996B - 擴增實境裝置 - Google Patents

Abstract

一種擴增實境裝置包括主機體、支撐件以及鏡片模組。主機體包括基座、投影器及第一樞接部。投影器經由第一樞接部樞接於基座，使投影器能夠以第一樞接部作為第一旋轉軸相對基座旋轉。支撐件樞接於基座的第一端部，用以供使用者穿戴於頭部，鏡片模組樞接於基座相對於第一端部的第二端部，鏡片模組能夠相對基座旋轉並疊合於基座之下表面。透過可旋轉折疊的收納式結構，可以使得收納後整體體積更為小型化，在攜帶與收納上會較為容易。

Description

擴增實境裝置

本發明是有關於一種擴增實境裝置，特別是可收折的擴增實境裝置。

隨著擴增實境（Augmented Reality, AR）及虛擬實境（Virtual Reality, VR）技術的成熟及應用的增加，相關的設備或裝置也開始各種的改良。由於擴增實境主要是將虛擬的影像藉由投影或是與攝影機的結合，以投射在顯示器上。例如精靈寶可夢的AR捕抓模式，即是透過攝影機來將現實環境影像顯示於螢幕上，並將寶可夢與現實環境結合，帶給使用者好像真的在現實環境中出現了虛擬寶可夢角色的虛實混合體驗。

而為了應用於更為複雜的遊戲或是結合射擊遊戲、生存遊戲等，現亦有推出眼鏡型的擴增實境裝置，但由於需要透過投影裝置將影像投射於眼鏡鏡片上，以使得虛擬影像能與現實影像相結合，因此在眼鏡型態的擴增實境裝置體積會較大，且多為無法被折疊收納成便於攜帶的型式。

有鑑於此，本發明於一實施例中提供一種擴增實境裝置包括主機體、支撐件以及鏡片模組。主機體包括基座、投影器及第一樞接部。投影器經由第一樞接部樞接於基座，使投影器能夠以第一樞接部作為第一旋轉軸相對基座旋轉。支撐件樞接於基座的第一端部，用以供使用者穿戴於頭部。鏡片模組樞接於基座相對於第一端部的第二端部，鏡片模組能夠相對基座旋轉並疊合於基座之下表面。

藉此，透過將投影器、支撐件及鏡片模組皆設置為可旋轉折疊的收納式結構，可以使得擴增實境裝置在收納後整體體積更為小型化，在攜帶與收納上會較為容易。

在一些實施例中，主機體可更包括第二樞接部，支撐件藉由第二樞接部樞接於基座的第一端部。使支撐件能夠以第二樞接部作為第二旋轉軸相對基座旋轉，且第二旋轉軸的軸向垂直於第一旋轉軸的軸向。

在一些實施例中，主機體可更包括第三樞接部，鏡片模組藉由第三樞接部樞接於基座的第二端部。藉此使鏡片模組能夠以第三樞接部作為第三旋轉軸相對基座旋轉，且第三旋轉軸的軸向平行於第一旋轉軸的軸向。

在一些實施例中，擴增實境裝置可更包括驅動模組設置於基座並連接第一樞接部及第三樞接部。驅動模組控制第一樞接部及第三樞接部作動，使投影器與鏡片模組能夠旋轉至使用位置或收納位置。投影器與鏡片模組可以為分別手動旋轉至所需要的使用位置或收納位置。或者是透過驅動模組讓投影器與鏡片模組分別或同步旋轉至使用位置或是收納位置。藉此，當要使用擴增實境裝置的時候，可以分別控制並調整鏡片模組及投影器，或是僅透過調整鏡片模組，即可同時將投影器調整至所對應的使用位置。

在一些實施例中，驅動模組可包括控制器、馬達及齒輪。控制器、馬達及齒輪設置於基座。控制器電性連接馬達，馬達連接齒輪，且齒輪連接至第一樞接部及第三樞接部。當控制器接收控制訊號後，將控制馬達驅動齒輪帶動第一樞接部及第三樞接部轉動，藉此使投影器與鏡片模組能夠旋轉至使用位置或收納位置。如此，可透過電動控制驅動的方式調整鏡片模組與投影器轉動至所需位置。

在一些實施例中，驅動模組可包括齒輪組，連接至第一樞接部及第三樞接部。當第三樞接部轉動時帶動齒輪組，使齒輪組帶動第一樞接部轉動，藉此使投影器與鏡片模組能夠旋轉至使用位置或收納位置。如此，可透過手動調整的方式，通過調整鏡片模組，即可同時將投影器調整至所對應的使用位置或收納位置。

在一些實施例中，當投影器與鏡片模組旋轉至使用位置時，投影器係垂直於鏡片模組之鏡面。藉此，可使得投影器之影像可確實投射於鏡片模組之鏡面上，讓影像更為清晰。

在一些實施例中，鏡片模組於使用位置時，鏡片模組之鏡面與主機體之基座間之夾角係小於90度。較佳為使得鏡片模組之鏡面與主機體之基座間之夾角為45度。如此，鏡片模組仍可跨置於鼻梁處，而使用者的眼睛亦可清楚看見鏡面上所投影的影像。

在一些實施例中，當投影器與鏡片模組旋轉至收納位置時，投影器容設於基座中，且鏡片模組疊合於基座的下表面。如此，當在收納位置的狀態下，投影器被收納於主機體之基座中，而鏡片模組又疊合於主機體之基座的下表面，擴增實境裝置整體的體積可被收納為約主機體之基座的大小，如此透過善用結構空間，可讓整體體積小型化。

綜上所述，擴增實境裝置透過將鏡片模組、支撐件以及投影器皆設置為可旋轉折疊的收納式結構，可以使得擴增實境裝置在收納後整體體積小型化，在攜帶與收納上會較為容易。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟悉相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參閱圖1至圖3，圖1為本發明所述一實施例的擴增實境裝置之使用示意圖，圖2為本發明所述一實施例的擴增實境裝置於使用位置之立體圖，圖3本發明所述一實施例的擴增實境裝置於收納位置之立體圖。本實施例之擴增實境裝置100包括主機體10、支撐件20以及鏡片模組30。主機體10包括基座11、投影器12及第一樞接部13。

投影器12經由第一樞接部13樞接於基座11，使投影器12能以第一樞接部13作為第一旋轉軸C1相對基座11旋轉。由圖1及圖2可見，第一旋轉軸C1係為平行於基座11長邊軸向的軸向。投影器12可以第一旋轉軸C1為軸心旋轉至完全收納於基座11（圖未示）中，或是如圖1及圖2所示，以第一旋轉軸C1為軸心旋轉至凸出於基座11外部。

由圖1至圖3可見，支撐件20樞接於基座11的第一端部111，支撐件20用以供使用者穿戴於頭部。由圖1可見，基座11的第一端部111及第二端部112分別位於基座11短邊的二端部。在本實施例中，支撐件20共有二個分別設置於基座11相對平行的二短邊側的第一端部111。且支撐件20可以相對基座11旋轉至如圖2所示的使用位置或如圖3所示的收納位置。

鏡片模組30則是樞接於基座11相對於第一端部111的一第二端部112，使得鏡片模組30能夠相對於基座11旋轉至突出於該基座11（如圖2所示的使用位置）或疊合於基座11之一下表面（如圖3所示的收納位置）。

藉此，透過將鏡片模組30、支撐件20以及投影器12皆設置為可旋轉折疊的收納式結構，可以使得增實境裝置100在收納後整體體積更為小型化，在攜帶與收納上會較為容易。

再請繼續參閱圖1至圖3，主機體10更包括第二樞接部14及第三樞接部15分別設置於基座11的第一端部111及第二端部112。第二樞接部14係設置於基座11與支撐件20相連接處且支撐件20藉由第二樞接部14樞接於基座11的第一端部111。藉此使支撐件20能夠以第二樞接部14作為一第二旋轉軸C2相對基座11旋轉，且第二旋轉軸C2的軸向垂直於第一旋轉軸C1的軸向。在本實施例中，由於具有二個支撐件20設置於基座11的二側，所以同樣具有二個第二樞接部14分別設置於基座11長邊二側的第一端部111處，使得二支撐件20皆能相對於基座11以第二旋轉軸C2為軸心旋轉。藉由支撐件20以第二旋轉軸C2相對基座11旋轉作動，便可將支撐件20移動至使用位置（如圖2所示）或收納位置（如圖3所示）。

第三樞接部15則是設置於基座11與鏡片模組30相連接處且鏡片模組30藉由第三樞接部15樞接於基座11的第二端部112，藉此使鏡片模組30能夠以第三樞接部15作為一第三旋轉軸C3相對基座11旋轉，以將鏡片模組30旋轉於使用位置或收納位置。其中，第三旋轉軸C3的軸向平行於第一旋轉軸C1的軸向。如圖2可見，第三旋轉軸C3的旋轉軸向亦是平行於基座11的長邊軸向，且第三旋轉軸C3亦會與第二旋轉軸C2相互垂直。在本實施例中，可以將會用到的電子元件，例如處理器、電路板、驅動結構、電線、電池等皆設置於主機體10的基座11中。又或者也可以將電池等設置於支撐件20中，讓基座11或支撐件20等的結構可以適度的小型化或平均整體重量分布，讓使用者在配戴時更為舒適，亦或在收納後更小型化。

另外，在本實施例中，投影器12與鏡片模組30係設置為會同步旋轉至使用位置或收納位置。例如可透過連桿或傳動器等驅動結構，可以讓投影器12與鏡片模組30同步進行旋轉至使用位置或是收納位置。藉此，當使用者要使用或收納擴增實境裝置的時候，可以僅透過調整鏡片模組30，即可同時將投影器12亦調整至所需要的使用位置或收納位置。更甚者，可以設置開關按鍵，使用者只要操作開關按鍵，即可同時使得投影器12與鏡片模組30移動至使用位置或收納位置。

在其他實施例中，投影器與鏡片模組可以為分別手動旋轉至所需要的使用位置或收納位置。或者是透過驅動模組讓投影器與鏡片模組分別旋轉至使用位置或是收納位置。藉此，當要使用擴增實境裝置的時候，可以分別控制並調整鏡片模組及投影器，本發明不以此為限。

在本實施例中，舉例來說，請參閱圖2，本實施例之擴增實境裝置100更包括一驅動模組40，驅動模組40設置於基座11並連接第一樞接部13及第三樞接部15。驅動模組40控制第一樞接部13及第三樞接部15作動，使投影器12與鏡片模組30能夠旋轉至使用位置或收納位置（如圖3所示）。

在本實施例中，驅動模組40包括一控制器41、一馬達42及一齒輪43，控制器41、馬達42及齒輪43設置於基座11。控制器41電性連接馬達42，馬達42連接齒輪43，齒輪43連接至第一樞接部13及第三樞接部15。當控制器41接收一控制訊號後，將控制馬達42驅動齒輪43帶動第一樞接部13及第三樞接部15轉動，藉此使投影器12與鏡片模組30在驅動模組40的作動下，同步旋轉至使用位置或收納位置。

另外，在圖2中雖以繪製單側的第一樞接部13及第三樞接部15為例示說明，但可知在相對的另一短邊側亦可以設置對應於另一鏡片位置的投影器12與將投影器12樞接於基座11的第一樞接部13。同時，亦可設置另一齒輪43連接至第一樞接部13，並透過連桿等將另一齒輪43連接至馬達42，以使控制器41能控制馬達42同時驅動二側的齒輪43來帶動二側的第一樞接部13轉動。再者，鏡片模組30可透過一個第三樞接部15樞接至基座11，亦可以使用二個第三樞接部15分別連接於鏡片模組30的二側，且同樣使用另一齒輪43來驅動另一側之第三樞接部15，以使二側的第三樞接部15能同步轉動。

透過上述例示之結構，即可透過電動控制驅動的方式調整鏡片模組30與投影器12轉動至所需位置。

接著，如圖1所示，當投影器12與鏡片模組30旋轉於使用位置時，投影器12係垂直於鏡片模組30之鏡面31。藉此，可使得投影器12之影像可確實投射於鏡片模組30之鏡面31上，讓影像更為清晰可見。

又，鏡片模組30於如圖1及圖2所示的使用位置時，鏡片模組30之鏡面31與主機體10的基座11間之夾角θ會小於90度。較佳為使得鏡片模組30之鏡面31與主機體10的基座11間之夾角θ維持在45度。如此，鏡片模組30仍可跨置於鼻梁處，而使用者的眼睛亦可清楚看見鏡面31上所投影的影像。

另外，由圖3可見，當投影器12旋轉至收納位置時，投影器12將會容設於主機體10之基座11中。而當鏡片模組30亦旋轉至收納位置時，鏡片模組30將疊合於主機體10之基座11的下表面，又當支撐件20也旋轉至收納位置時，支撐件20疊合於主機體10之基座11的側表面。如此，擴增實境裝置100整體的體積可被收納為約主機體10之基座11的大小，透過善用結構空間，可有效讓整體體積小型化。

綜上所述，擴增實境裝置100透過將鏡片模組30、支撐件20以及投影器12皆設置為可旋轉折疊的收納式結構，可以使得擴增實境裝置100在收納後整體體積小型化，在攜帶與收納上會較為容易。

接著請參閱圖4，圖4為本發明所述另一實施例的擴增實境裝置於使用位置之立體圖。本實施例與前一實施例所述之元件與結構相同之處將以同樣的元件符號說明，且不再贅述。本實施例與前一實施例不同之處在於，本實施例的驅動模組50為一齒輪組，連接至第一樞接部13及第三樞接部15，當第三樞接部15轉動時帶動齒輪組，使齒輪組帶動第一樞接部13轉動，藉此使投影器12與鏡片模組30同步旋轉至使用位置或收納位置。

如圖4所示，齒輪組可例如由三個齒輪51、52、53所組成，第一齒輪51組設於第一樞接部13，第二齒輪52組設於第三樞接部15，第三齒輪53分別連接至第一齒輪51及第二齒輪52。如此，當帶動第一齒輪51旋轉時，第二齒輪52亦會跟著同步且同軸向轉動，且當帶動第二齒輪52旋轉時，第一齒輪51亦會跟著同步且同軸向轉動。藉此，當第三樞接部15轉動時將帶動第二齒輪52旋轉，使第二齒輪52帶動第三齒輪53轉動且同時帶動第一齒輪51轉動，如此可同步使得第一樞接部13與第三樞接部15同軸向轉動，以使投影器12與鏡片模組30同步旋轉至使用位置或收納位置。

同樣地，雖然圖面上未繪製，但可知在基座11另一短邊側若有設置另一第一樞接部13及第三樞接部15時，亦可以對應設置齒輪組來同步驅動另一第一樞接部13及第三樞接部15。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明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。

100:擴增實境裝置

10:主機體

11:基座

111:第一端部

112:第二端部

12:投影器

13:第一樞接部

14:第二樞接部

15:第三樞接部

20:支撐件

30:鏡片模組

31:鏡面

40:驅動模組

41:控制器

42:馬達

43:齒輪

50:驅動模組

51:第一齒輪

52:第二齒輪

53:第三齒輪

C1:第一旋轉軸

C2:第二旋轉軸

C3:第三旋轉軸

θ:夾角

[圖1]為本發明一實施例所述的擴增實境裝置之使用示意圖； [圖2]為本發明一實施例所述的擴增實境裝置於使用位置之立體圖； [圖3]為本發明一實施例所述的擴增實境裝置於收納位置之立體圖；以及 [圖4]為本發明另一實施例所述的擴增實境裝置於使用位置之立體圖。

100:擴增實境裝置

11:基座

111:第一端部

112:第二端部

13:第一樞接部

14:第二樞接部

15:第三樞接部

20:支撐件

30:鏡片模組

40:驅動模組

41:控制器

42:馬達

43:齒輪

C1:第一旋轉軸

C2:第二旋轉軸

C3:第三旋轉軸

Claims (9)

1. 一種擴增實境裝置，包括：一主機體，包括一基座、一投影器及一第一樞接部，該投影器經由該第一樞接部樞接於該基座，使該投影器能夠以該第一樞接部作為一第一旋轉軸相對該基座旋轉；一支撐件，樞接於該基座的一第一端部，該支撐件用以供使用者穿戴於頭部；以及一鏡片模組，樞接於該基座相對於該第一端部的一第二端部，該鏡片模組能夠相對該基座旋轉並疊合於該基座之一下表面；其中，當該投影器與該鏡片模組旋轉於一使用位置時，該投影器係垂直於該鏡片模組之一鏡面。
2. 如請求項1所述之擴增實境裝置，其中該主機體更包括一第二樞接部，該支撐件藉由該第二樞接部樞接於該基座的該第一端部，使該支撐件能夠以該第二樞接部作為一第二旋轉軸相對該基座旋轉，且該第二旋轉軸的軸向垂直於該第一旋轉軸的軸向。
3. 如請求項1所述之擴增實境裝置，其中該主機體更包括一第三樞接部，該鏡片模組藉由該第三樞接部樞接於該基座的該第二端部，使該鏡片模組能夠以該第三樞接部作為一第三旋轉軸相對該基座旋轉，且該第三旋轉軸的軸向平行於該第一旋轉軸的軸向。
4. 如請求項3所述之擴增實境裝置，更包括一驅動模組，該驅動模組設置於該基座並連接該第一樞接部及該第三樞接部，該驅動 模組控制該第一樞接部及該第三樞接部作動，使該投影器與該鏡片模組能夠旋轉至該使用位置或一收納位置。
5. 如請求項4所述之擴增實境裝置，其中該驅動模組包括一控制器、一馬達及一齒輪，該控制器、該馬達及該齒輪設置於該基座，該控制器電性連接該馬達，該馬達連接該齒輪，該齒輪連接至該第一樞接部及該第三樞接部，當該控制器接收一控制訊號後，將控制該馬達驅動該齒輪帶動該第一樞接部及該第三樞接部轉動，藉此使該投影器與該鏡片模組能夠旋轉至該使用位置或該收納位置。
6. 如請求項4所述之擴增實境裝置，其中該驅動模組包括一齒輪組，連接至該第一樞接部及該第三樞接部，當該第三樞接部轉動時帶動該齒輪組，使該齒輪組帶動該第一樞接部轉動，藉此使該投影器與該鏡片模組能夠旋轉至該使用位置或該收納位置。
7. 如請求項4所述之擴增實境裝置，其中該鏡片模組於該使用位置時，該鏡片模組之該鏡面與該基座間之夾角係小於90度。
8. 如請求項7所述之擴增實境裝置，其中該鏡片模組於該使用位置時，該鏡片模組之該鏡面與該基座間之夾角係為45度。
9. 如請求項4所述之擴增實境裝置，其中當該投影器與該鏡片模組旋轉至該收納位置時，該投影器容設於該基座中，且該鏡片模組疊合於該基座的該下表面。

Images