CN105829949B - 一种头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

一种头戴式显示设备，包括：显示装置(20)，包括一显示体(21)及两个自该显示体(21)相对两端分别延伸的臂架(22)；耳机装置(30)，包括用于输出音频信号的两个耳机体(31)；头戴支架(40)，包括两个自该头戴支架(40)两端分别延伸的连接部(42)；及两组连接机构(50)，用于分别将各臂架(22)连接至对应的一个耳机体(31)及连接部(42)；各连接机构(50)包括连接该臂架(22)及其对应耳机体(31)的第一旋转件(51)，及与第一旋转件(51)可转动接合的第二旋转件(52)，该第二旋转件(52)连接至对应的一端连接部(42)。本头戴式显示设备在第一旋转件及第二旋转件相对转动的带动下，显示装置与头戴支架可实现相对转动，进而可将显示装置及头戴支架叠合收纳，提高了产品的便携性。

Description

一种头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及一种穿戴式显示设备。

背景技术

头戴式显示设备(HMD，Head Mount Display)，采用近眼显示技术，通过一组光学系统(主要是精密光学透镜)放大超微显示屏上的图像，将影像投射于视网膜上，进而呈现于观看者眼中大屏幕图像。由于头戴式显示设备的外形基本类似于眼镜，因此也被形象的称呼为视频眼镜(video glasses)，提出了一种便携式家庭影院的产品概念。

现有产品中，大部分通过有线连接入耳式耳机的方式来提高头戴式显示设备的便携性，进而将“家庭影院”的随身、便携概念产品化。但是，入耳式耳机音效较为普通，因此，现有产品也有直接嵌入头戴式耳机的，但这种结合一体的方式致使产品体积较大，便携性有限。因此，如何提高头戴式显示设备的整体特性的同时保证其便携性，是产品普及过程中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可解决上述技术问题的头戴式显示设备，包括：

显示装置，包括一显示体及两个字该显示体相对两端分别延伸的臂架；

耳机装置，包括用于输出音频信号的两个耳机体；

头戴支架，包括头戴部及两个自该头戴部两端分别延伸的连接部；及

两组连接机构，用于分别将各臂架连接至对应的一个耳机体及连接部；各连接机构包括连接该臂架及其对应耳机体的第一旋转件，及与第一旋转件可转动接合的第二旋转件，该第二旋转件连接至该对应的一端连接部。

本发明实施例提供的一种头戴式显示设备，包括了用于连接显示装置、耳机装置及头戴支架的连接机构，该连接机构包括：连接显示装置一端臂架及对应一耳机体的第一旋转件，以及与第一旋转件可转动接合的第二旋转件，该第二旋转件连接至头戴支架的一端连接部，在第一旋转件及第二旋转件相对转动的带动下，显示装置与头戴支架可实现相对转动，提供了一种灵活的连接方式，进而可将显示装置及头戴支架叠合收纳，提高了产品的便携性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种头戴式显示设备示意图。

图2是本发明实施例提供的一种头戴式显示设备的连接机构分解示意图。

图3是图2中第一旋转件与第二旋转件的装配示意图。

图4是图3装配后的啮合结构局部放大示意图。

图5为图2中第二旋转件的示意图。

图6为本发明又一实施例提供的一种头戴支架与盖体的连接方式示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1，为本发明实施例提供的一种头戴式显示设备，包括显示装置20、耳机装置30、头戴支架40及连接机构50。其中，显示装置20包括具有显示侧21A的显示体21，该显示侧21A用于显示输出图像至用户双眼；及显示体21两端分别向显示侧21A方向A延伸的臂架22，形成类似眼镜的形状。耳机装置30包括用于输出音频信号的两个耳机体31。头戴支架40包括头戴部41，及该头戴部41两端分别延伸的连接部42。两组连接机构50用于分别连接显示体21两端的臂架22至对应的一个耳机体31及对应的一个连接部42。结合图2至图4，该连接机构50包括连接对应的一个臂架22及与其对应耳机体31的第一旋转件51，还包括与第一旋转件51可转动接合的第二旋转件52，该第二旋转件52连接至对应的一端连接部42。

本发明上述实施例提供的一种头戴式显示设备，包括了用于连接显示装置20、耳机装置30及头戴支架40的连接机构50，该连接机构50包括：连接显示装置20一端臂架22及对应一耳机体31的第一旋转件51，以及与第一旋转件51可转动接合的第二旋转件52，该第二旋转件52连接至头戴支架40的一端连接部42，在第一旋转件51及第二旋转件52相对转动的带动下，显示装置20与头戴支架40可实现相对转动，提供了一种灵活的连接方式，进而可将显示装置20及头戴支架40叠合收纳，提高了产品的便携性。

该实施例中，两组连接机构50中至少有一组连接机构50还包括啮合结构53，该啮合结构53包括：设置在第一旋转件51及第二旋转件52二者之一的圆周壁531之上的齿形结构532，以及固定至第一旋转件51及第二旋转件52之另一者之上的与齿形结构532啮合的弹片533，该第一旋转件51与该第二旋转件52在外力作用下通过齿形结构532与弹片533啮合转动。在齿形结构532与弹片533形成的啮合作用力下头戴支架40与显示装置20维持相对角度，在外力的作用下，使得弹片533发生形变，与齿形结构532形成相对滑动，使得显示装置20绕着贯穿两个耳机体31的轴心的轴线发生相对旋转。需说明的是，两组连接机构50中，可仅于一组连接结构50中设置啮合结构53或者两组连接机构50中均设置啮合结构53，以实现头戴支架40与显示装置20维持相对角度。

某些情形下，当两组连接机构50中均设置有啮合结构53时，若用户施力不当，如对显示装置20及头戴支架40偏向一组连接机构50的位置拉动时，会造成对另一组啮合结构53施力相对较小，从而两组啮合结构53转动量不一致，易造成设备损坏。基于此问题，采用仅在一组连接结构50中设置啮合结构53，由该组中的啮合结构53带动另一组连接机构50同步转动，从而解决上述问题。

本发明的上述实施例，包括了用于连接显示装置20、耳机装置30及头戴支架40的连接机构50，该连接机构50包括：具有齿形结构532及弹片533的啮合结构53，在外力作用下连接机构50通过齿形结构532与弹片533啮合旋转，带动显示装置20与头戴支架40发生相对旋转，提供了一种灵活的连接方式，进而可将显示装置20及头戴支架40叠合收纳，提高了产品的便携性。

具体的，第一旋转件51及第二旋转件52分别包括具有卡合结构54的卡合边侧51A、52A，及与卡合边侧51A、52A相对的对侧51B、52B。啮合结构53设置于卡合边侧51A、52A。较优的实施方式中，第一旋转件51及第二旋转件52为包括内圆周壁51a、52a及外圆周壁51b、52b的环形框体，第一旋转件51的环形半径大于或小于第二旋转件52的环形半径。进一步的，第一旋转件51及第二旋转件52二者中，具有较大环形半径的一者的卡合结构54包括：沿卡合边侧51A或52A朝向环心方向延伸的第一接合部541，以及由该第一接合部541朝向背离对侧51B或52B的方向延伸的第二接合部542。具体的，第二接合部542可以用以设置上述啮合结构53的圆周壁531及齿形结构532。第一旋转件51及第二旋转件52二者中具有较小环形半径的一者的卡合结构54包括：沿卡合边侧52A或51A朝向背离环心方向延伸的第三接合部543。该第一接合部541与该第三接合部543贴合。从而环形半径较小一者的第三结合部543可通过环形半径较大一者的内部压合于第一接合部543，且环形半径较小一者的环形框体的对侧51B或52B可通过环形半径较大一者的环形框体伸出，从而第一旋转件51与第二旋转件52实现可转动的卡合连接。另一组连接机构50的结构可与上述描述基本相同，不同之处仅在于不具有上述弹片533，或者不具有上述弹片533及齿形结构532。

为了详细阐述上述原理，以下结合一具体实施例加以阐述。该实施例中，第一旋转件51的环形半径大于第二旋转件52的环形半径。但本发明并不限于此。

第一旋转件51的第二接合部542为环形框体延伸的同心环，该同心环包括内圆周壁542a及外圆周壁542b。该实施例中，啮合结构53的圆周壁531及齿形结构532设置于该第二接合部543，具体的，齿形结构532设于该同心环的内圆周壁542a，可以理解的是，该同心环的内圆周壁542a可以作为啮合结构53的圆周壁531。啮合结构53的弹片533固定于第二旋转件52，当第二旋转件52的第三接合部543通过第一旋转件51的内部压合于第一接合部541，弹片533与齿形结构532对位啮合。

具体的，该实施方式中，第二旋转件52的环形框体上设有弹片固定部521，设置于第二旋转件52与第一旋转件51卡合连接后对应齿形结构532的位置。具体的，该例中，弹片固定部521为对应弹片533形状的限位通孔，弹片533的部分限位固定于第二旋转件52的内侧，弹片533用于啮合的部分通过通孔伸出，对位啮合齿形结构532。优选地，本实施方式具有两个弹片固定部521，弹片533具有两个露出固定部521以与齿形结构532啮合的部分，并且其中一个部分位于齿形结构532相邻两个齿的空隙中时，另一个部分抵持齿形结构532的齿。如此，能使转动的定位精度达到齿形结构532的齿距的一半。

本发明较优实施方式中，第一旋转件51、第二旋转件52采用环形框体，并采用卡合结构54连接，从而通过环形框体构建了容置内腔，可用以容置电子元件，如PCB板、电池等，精简了头戴式显示设备需额外设置容置空间的冗余结构。较优的，还可在环形框体构建的容置空间外侧设置卡扣结构的外盖，方便拆卸，便于对元件的更换、维护、修理等。

但本发明的第一旋转件51、第二旋转件52并不限于环形框体，即弹片533的设置可沿齿形结构532相对旋转而保持啮合即可。如，第一旋转件51或第二旋转件52二者中，具有齿形结构532的一者可以采用外方形壁、内圆周壁的框体，齿形结构532设于内圆周壁；相应的，另一者可以为上述实施例中内嵌的环形框体，也可以为内嵌于前一者内圆周壁构建的圆形内腔的圆形实体，弹片533设于该圆形实体的圆形外壁与齿形结构532对位啮合。可以理解的是，第一旋转件51及第二旋转件52二者中，具有齿形结构532的一者也可以为环形半径较小的环形框体，齿形结构532设置于该环形框体的外圆周壁；具有弹片533的一者可以为具有与前一者外圆周壁对应的内圆周壁、而外形不限，从而齿形结构532可以内嵌于该内圆周壁，弹片533通过该内圆周壁与内嵌的前一者齿形结构532对位啮合。本领域技术人员根据该原理构建的第一旋转件、第二旋转件的相对啮合旋转方式均属于本发明范围内。

该实施方式下，第一旋转件51的对侧51B连接与其对应的耳机体31。具体的，可以通过固定件80实现耳机体31与第一旋转件51的连接。将固定件80固定连接于第一旋转件51的对侧51B，耳机体31固定于该固定件80。具体固定方式可以为铆钉固定，也可以为本领域常用的任何固定方式。

较优的，该头戴式显示设备10还包括触控板60，触控板60设置于第二旋转件52的对侧52B。具体的，可结合参考图6，还可以包括盖体70，盖体70包括穿透部71及固定部72，触控板60固定于盖体70并通过穿透部71对外显露；固定部72与第二旋转件52固定连接。具体的，作为头戴支架40与连接机构50的又一实施方式，如图5所示，第二旋转件52包括固定连接部525，具体为铆钉固定孔，通过铆钉固定连接至盖体的固定部72。该方式下，头戴支架40的连接端42通过枢轴可转动的连接于盖体70。盖体70包括轴孔73，从而连接端42的枢轴421可穿过轴孔73，固定于盖体70内。

其他实施方式中，当不具有盖体70时，头戴支架40的连接端42通过枢轴可转动的连接于第二旋转件52。具体的，如图6所示，第二旋转件52包括轴孔522，从而连接端42的枢轴421可由第二旋转件52的外侧穿过轴孔522，通过轴套523固定于第二旋转件52内侧。

但本发明头戴支架40的连接端42与连接机构50的连接方式并不限于上述具体实施方式，如图1所示，头戴支架40的连接端42可以为一体固定成型于第二旋转件52或盖体70，也可以为插接方式、卡扣方式等连接至第二旋转件52或盖体70。

上述较优实施方式中，该头戴式显示设备通过连接结构50第一旋转件51与第二旋转件52的卡合结构54实现可转动连接，其中，头戴支架40连接于第二旋转件52，显示装置20的臂架22连接于第一旋转件51，从而显示装置20与头戴支架40可以在第一旋转件51及第二旋转件52的转动下实现相对转动。其中，所述的连接包括直接连接也包括通过其他件间接连接。

上述实施方式中，啮合结构53起到了使第一转件51及第二旋转件52以有阻尼的方式相对转动的作用，进而起到定位头戴部41与显示体21的相对夹角的功能。然而可以理解，能起到上述功能的不限于本发明的啮合结构53，比如可以是两个橡胶件，只要是起到能使该第一及第二旋转件51及52有阻尼地相对转动的阻尼结构便可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

显示装置，包括一显示体及两个自该显示体相对两端分别延伸的臂架；

耳机装置，包括用于输出音频信号的两个耳机体；

头戴支架，包括头戴部及两个自该头戴部两端分别延伸的连接部；及

两组连接机构，用于分别将各臂架连接至对应的一个耳机体及连接部；各连接机构包括连接该臂架及其对应耳机体的第一旋转件，及与第一旋转件可转动接合的第二旋转件，该第二旋转件连接至对应的一端连接部；

所述第一旋转件及第二旋转件二者之一包括设有齿形结构的圆周壁，另一者包括设有与所述齿形结构啮合的弹片，该第一旋转件与该第二旋转件在外力作用下通过齿形结构与弹片啮合转动；

具有所述弹片的所述第一旋转件或所述第二旋转件还包括：两个弹片固定部，所述弹片具有两个露出该弹片固定部以与所述齿形结构啮合的部分，并且其中一个部分位于齿形结构相邻两个齿的空隙中时，另一个部分抵持齿形结构的齿。

2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一旋转件及第二旋转件分别包括具有卡合结构的卡合边侧及与该卡合边侧相对的对侧；所述齿形结构和与所述齿形结构啮合的弹片设置于所述卡合边侧。

3.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一旋转件及第二旋转件为包括内圆周壁及外圆周壁的环形框体，所述第一旋转件的环形半径大于或小于所述第二旋转件的环形半径。

4.如权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于，第一旋转件及第二旋转件二者中具有较大环形半径的一者的卡合结构包括：沿卡合边侧朝向环心方向延伸的第一接合部，以及由该第一接合部朝向背离所述对侧的方向延伸的第二接合部；所述第一旋转件及第二旋转件二者中具有较小环形半径的一者的卡合结构包括：沿卡合边侧朝向背离环心方向延伸的第三接合部；该第一接合部与该第三接合部贴合。

5.如权利要求4所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一旋转件的环形半径大于所述第二旋转件的环形半径。

6.如权利要求5所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一旋转件的第二接合部为所述环形框体延伸的同心环，该同心环包括内圆周壁及外圆周壁；

所述齿形结构设于该同心环的内圆周壁；

所述弹片固定于所述第二旋转件，当所述第二旋转件的第三接合部通过所述第一旋转件的内部压合于所述第一接合部，所述弹片与所述齿形结构对位啮合。

7.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一旋转件的对侧连接所述对应耳机体。

8.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括触控板，所述触控板设置于所述第二旋转件的所述对侧。

9.如权利要求8所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括盖体，所述盖体包括穿透部及固定部，所述触控板固定于所述盖体并通过所述穿透部对外显露；所述固定部与所述第二旋转件固定连接。

10.如权利要求9所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴支架的连接端通过枢轴可转动的连接于所述盖体。

11.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴支架的连接端通过枢轴可转动的连接于所述第二旋转件。