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經濟部智慧財產局

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國家發明創作獎

頭戴式顯示器

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模組化設計 拓展XR應用多樣性

全球科技巨擘爭搶元宇宙商機,相繼投入AR/VR等先進技術。宏達電研發團隊以頭戴一體機「VIVE XR Elite」挑戰極限,透過模組化設計,實現可拆式鏡腳與電池替換,提升攜帶便利性與續航力,滿足專業應用需求。

自2020年「元宇宙」(Metaverse)概念興起,頭戴裝置產業迅速發展。根據市調機構IDC預估,2024年全球AR/VR頭戴式裝置出貨量達1270萬台、年增率高達38.7%,並於2026年突破2000萬台,2023年至2027年複合成長率(CAGR)達29%。

隨著市場需求不斷增長,各家公司無不卯足全力,以求跟上競爭對手的步伐。宏達電(HTC)自2023年1月在美國消費電子展(CES)發布首款結合VR和MR的頭戴一體機「VIVE XR Elite」,2024年6月再推出升級版,提供使用者更輕鬆、舒適的配戴體驗。

關鍵突破 可拆式電池鏡腳

「VIVE XR Elite 最大特點為模組化,希望產品像眼鏡一樣輕巧,又能夠長時間使用,因此『輕量』和『續航力』為持續改善的重點。」宏達電產品設計師龎哲勳指出。

為讓整機更輕盈,研發團隊(郭彥均、陳力瑋、龎哲勳)將連接電池座的鏡腳設計成可拆式,不僅可替換電池,延長使用時間,同時鏡腳可收折放入盒中,方便攜帶。對於專業場景如救難隊演練,可優化充電管理,只需拆下鏡腳置於充電盤,即可同步充電多組電池, 提升作業效率。

「可拆式鏡腳設計看似簡單,實則充滿挑戰。」龎哲勳坦言,為了實現一鍵拆卸、更換電池的功能,必須確保按鍵機構耐用,不因頻繁操作而損壞。然而,初期測試時,鏡腳結構脆弱容易斷裂,迫使團隊不斷嘗試各種材質; 經歷多次失敗,最終找到兼具剛性與彈性的材料,使鏡腳既堅固又能穩定拆裝。此外,鏡腳內還需藏入喇叭,以確保配戴時的音效體驗,同時又不能占據過多空間,讓設計更具挑戰。最終,團隊成功讓鏡腳兼具折疊收納、不易斷裂與內建音效等多重功能,成為VIVE XR Elite一大亮點。

人因設計 提升配戴舒適度

為提供長時間配戴的舒適度,VIVE XR Elite採用人體工學設計,配備可調節頭帶和面罩,適合不同頭型和面部特徵;同時配備可調整屈光度的鏡片和瞳距調整鈕,不須配戴矯正眼鏡也能享受清晰的視覺體驗。龎哲勳提及, 過程中經過十多款設計原型測試,每一個設計原型都需要經過大量且不同性別、年齡及人種長時間測試,以找出最佳的設計參數。

另一個巧思是包裝設計,除了追求尺寸與重量的極小化,降低運送的碳排量,且包材是由植物纖維製成,100%可回收,符合全球環保趨勢

專利保護 建立技術壁壘

VIVE XR Elite於2023年9月取得「頭戴式顯示器」設計專利,並已全面商業化,除了消費型市場,更進一步應用於軍警訓練、學校和醫學教育等商用領域。龎哲勳指出,取得專利可確保技術不被競爭對手模仿,也有助於內部資源取得,獲得專利認證後,公司對該技術的重視度提高,管理層在批准相關研發經費時也更具信心。團隊的下一步目標是挑戰輕量化與小型化,同時緊跟市場技術發展,力求在競爭激烈的XR領域保持領先地位。

  • 發布日期:114-08-15
  • 更新日期: 114-08-15
  • 發布單位:專利行政企劃組
  • 點閱次數:5
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