CN107065191A - 一种头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴式显示设备。该头戴式显示设备包括围有收容空间的壳体；设置于所述壳体内的显示组件；设置于所述壳体内的导轨；头带支撑件，所述头带支撑件被配置为能沿所述导轨往复滑动；联动机构，所述联动机构被配置为具有阻止所述头带支撑件往复滑动的锁紧状态以及让所述头带支撑件能自由往复滑动的自由状态。本发明要解决的一个技术问题是在现有头戴式显示组件的头带调节结构中零件繁多、不利于组装生产的技术问题。

Description

一种头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，本发明涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

随着显示技术的发展，市场上出现了许多头戴式显示设备。现有虚拟现实产品一般设有头戴调节结构，以佩带于不同用户的头部，从而实现调节用户眼部与VR设备显示组件的距离。

为了实现上述调节功能，现有头戴调节结构具有非常复杂的结构。在现有头戴调节结构中，头带固定连接在头带支撑件上，在头带支撑件自身的两侧分别设有左、右调节组件。两个调节组件上均设置有4根弹簧、4根弹簧导轴、滑动块等来实现调节功能。通过设置许多外壳、盖板、螺丝对调节组件进行固定锁附。两个调节组件的末端再分别通过魔术贴连接在壳体上。

可见，在现有头戴调节结构中，产品结构复杂、零件繁多，不利于组装、生产。左、右调节结构通过变化魔术贴连接位置实现长度的变化，魔术贴寿命较短，可调节次数较少。左、右调节结构中的零件较多，很难精确地对调节结构的长度进行调节。左、右调节结构很难进行完全同步调节。

因此，有必要对现有头戴式显示设备进行改进，尤其是对其上的头戴调节结构进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种头戴式显示设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种头戴式显示设备。该头戴式显示设备包括：围有收容空间的壳体；设置于所述壳体内的显示组件；设置于所述壳体内的导轨；头带支撑件，所述头带支撑件被配置为能沿所述导轨往复滑动；联动机构，所述联动机构被配置为具有阻止所述头带支撑件往复滑动的锁紧状态以及让所述头带支撑件能自由往复滑动的自由状态。

可选地，在所述头带支撑件上设置有第一止挡部，在所述联动机构的一端设置有第二止挡部，所述联动机构被配置为在处于锁紧状态时所述第二止挡部对所述第二止挡部进行止挡，在处于自由状态时所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

可选地，所述第一止挡部包括齿条，所述第二止挡部包括能与所述齿条相啮合的锁紧齿，所述齿条上的齿沿所述滑动部的滑动方向分布。

可选地，在所述导轨上设有用于穿入所述第二止挡部的避让空间。

可选地，所述联动机构包括主动杠杆、从动杠杆以及至少一个扭簧，所述第二止挡部设置在所述从动杠杆的一端，所述扭簧被配置为能提供使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧扭力，所述联动机构被配置为在所述主动杠杆的一端受力转动时能带动所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

可选地，所述联动机构包括主动滑动件、从动滑动件和弹簧，所述第二止挡部设置在所述从动滑动件的一端，所述弹簧被配置为能提供使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧力，所述联动机构被配置为在所述主动滑动件的一端受力滑动时能带动所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

可选地，还包括用于带动所述联动机构受力一端移动的按钮以及用于提供给所述按钮弹性力的复位弹簧，在所述壳体上设有用于穿入所述按钮的通孔。

可选地，还包括用于环绕于使用者头部的头带组件，所述头带支撑件穿出所述壳体以与所述头带组件连接在一起，所述头带支撑件包括能与所述头带组件共同环绕于使用者头部的曲面结构。

可选地，还包括安装于所述壳体内表面上的固定支架，所述导轨安装在所述固定支架上。

可选地，所述导轨位于邻近所述壳体上的顶壁位置。

本发明的发明人发现，现有头戴式显示设备中，头带调节结构通过魔术贴固定于壳体上，通过结构复杂的左、右两个调节组件实现调节功能。零件繁多，不利于组装、生产。左、右调节结构很难进行完全同步调节。调节结构通过魔术贴固定，魔术贴寿命较短，可调节次数较少。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

本发明提供的头戴式显示设备中，头带支撑件能够沿导轨往复滑动，从而调节使用者眼球与透镜之间的距离。零件数量少、便于组装、易于调节。

联动机构具有锁紧状态和自由状态。在锁紧状态下，联动结构能阻止头带支撑件往复滑动，头带支撑件位置固定。在自由状态下，头带支撑件能自由往复滑动。便于使用者操作。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一种实施例中提供的头戴式显示设备的局部结构示意图；

图2是本发明一种实施例中提供的头戴式显示设备的结构示意图；

图3是本发明一种实施例中提供的联动机构的示意图；

图4是本发明一种实施例中提供的联动机构的示意图。

其中，1：壳体；2：显示组件；3：头带支撑件；30：滑动部；31：连接部；4：头带组件；5：导轨；50：避让空间；6：联动机构；60：锁紧齿；61：从动杠杆；62：扭簧；63：主动杠杆；64：圆柱销；65：从动滑动件；66：主动滑动件；67：弹簧；7：按钮；8：复位弹簧；9：固定支架。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种头戴式显示设备，参考图1、图2，该头戴式显示设备包括壳体1、显示组件2、头带支撑件3、导轨5以及联动机构6。所述壳体1围有收容空间。所述显示组件2设置于所述壳体1内。所述显示组件2可包括显示屏和透镜，使用者通过所述透镜观察所述显示屏。例如，所述透镜的数量可以为两个，两个所述透镜可安装于镜筒上。

参考图1，所述头戴式显示设备还包括头带组件4，所述头戴支撑件3与所述头带组件4连接在一起。参考图2，在使用者佩带上所述头带组件4后，所述头带组件4可环绕于使用者的头部。使用者的眼睛与所述显示组件2的透镜位置相对应，以使得使用者观察所述显示屏。定义自使用者眼睛朝向所述透镜的方向为前，反之为后。

所述导轨5设置于所述壳体1内。所述导轨5的安装位置可以有多种。可选地，参考图1，在所述壳体1内表面上安装有固定支架9。所述导轨5安装在所述固定支架9上。例如，所述导轨5可以为导轨脊或导轨槽。

所述头带支撑件3能沿所述导轨5往复移动，以带动所述头带组件4相对于所述显示组件2往复移动。所述头带支撑件3能带动所述头带组件4向前或向后移动，以在佩带前或佩带中调节使用者的眼球与所述透镜之间的距离。例如，在使用者佩带上所述头带组件4后，可根据自身情况能滑动所述头带支撑件3，以使所述透镜远离或者靠近使用者的眼球，直至达到最佳观看效果。例如，所述导轨5可垂直于所述透镜。

所述头带支撑件3与所述头带组件4的具体结构及其之间的连接方式可以有多种。例如，所述头带组件4可与所述头带支撑件3一体设置。又例如，所述头带组件4能拆卸地连接于所述头带支撑件3上。

在一个例子中，所述头带组件4可穿入所述壳体1内，以与所述头戴支撑件3连接在一起。

在另一个例子中，参考图1，所述头戴支撑件3可穿出所述壳体1，以与所述头带组件4连接在一起。

在该实施例中，参考图1，所述头带支撑件3可包括能与所述头带组件4共同环绕于使用者头部的曲面结构。例如，所述头带组件4可与所述头带支撑件3能相对滑动地或者固定地连接在一起。如此，便于将所述头带支撑件3与所述头带组件4连接在一起。

在该实施例中，参考图1，所述头带支撑件3可包括滑动部30和连接部31。所述滑动部30可与所述导轨5滑动连接在一起，以使所述滑动部30能沿所述导轨5滑动。例如，所述滑动部30可呈平板形状或其他形状。所述连接部31可由所述滑动部30的一端延伸至穿出所述壳体1，以与所述头带组件4连接在一起。例如，所述连接部31可包括能与所述头带组件4共同环绕于使用者头部的曲面结构。

所述联动机构6具有阻止所述头带支撑件3滑动的锁紧状态，以及让所述头带支撑件3能往复滑动的自由状态。在所述联动机构6位于自由状态时，所述头带支撑件3能沿所述导轨5自由滑动。用户可以根据自身的需求，滑动所述头带支撑件3从而带动所述头带组件4向前或者向后移动，以调节所述透镜与使用者眼球之间的距离。在所述联动机构6处于锁紧状态时，所述联动机构6阻止所述头带支撑件3沿所述导轨5滑动，从而固定所述头带支撑件3的位置。

在一个例子中，所述联动机构6初始可处于锁紧状态。使用者佩带所述头带组件4后，可转换所述联动机构6处于自由状态，根据自身观察效果，使用者可实时滑动所述头带支撑件3，以调节使用者眼球与透镜之间的距离。在达到最佳观察效果时，再转换所述联动机构6处于锁紧状态，以固定所述头带支撑件3的位置。

在所述联动机构6处于锁紧状态时，能阻止所述头带支撑件3滑动。优选地，在所述头带支撑件3上设置有第一止挡部。例如，所述第一止挡部可设置于所述头带支撑件3上。在所述联动机构6的一端设置有第二止挡部。在所述联动机构6处于锁紧状态时，所述第二止挡部对所述第二止挡部进行止挡，以阻止所述头带支撑件3沿所述导轨5往复滑动。在所述联动机构6处于自由状态时，所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离，以让所述头带支撑件3能沿所述导轨5自由往复滑动。

所述第一止挡部与第二止挡部的具体结构可以有多种。例如，所述第一止挡部与第二止挡部可分别为形状相匹配的凸起结构和凹陷结构。

在一个例子中，所述第一止挡部包括球面结构和凹陷结构中的一个。所述第二止挡部包括所述球面结构和凹陷结构中的另一个。所述球面结构和所述凹陷结构形状相匹配，所述球面结构能进入所述凹陷结构内以形成止挡。

例如，所述第一止挡部可为凹陷结构，所述第二止挡部为球头结构。所述凹陷结构的数量可有多个。所述凹陷结构可沿着所述头带支撑件3的滑动方向均匀分布。

又例如，所述第一止挡部可为球头结构，所述第二止挡部为凹陷结构。所述球头结构的数量可有多个。所述球头结构可沿着所述头带支撑件3的滑动方向均匀分布。

在另一个优选的例子中，参考图1、图3，所述第一止挡部包括齿条。所述第二止挡部包括锁紧齿60。所述锁紧齿60能与所述齿条相啮合，以形成止挡。在所述联动机构6处于锁紧状态时，所述锁紧齿60与所述齿条相啮合，所述头带支撑件3不能沿所述导轨5滑动。在所述联动机构6处于自由状态时，所述锁紧齿60与所述齿条错位分离，使用者能推动所述头带支撑件3沿所述导轨5滑动。

所述齿条上的齿沿着所述头带支撑件3的滑动方向分布。所述锁紧齿60上齿的数量至少有一个。所述齿条可具有一定的长度，所述齿条上齿的数量比所述锁紧齿的数量多。例如，所述齿条可沿所述头带支撑件3的滑动方向均匀分布。如此，在所述齿条随所述头带支撑件3往复滑动，便于所述锁紧齿60与所述齿条相啮合。

所述联动机构6的具体结构、联动方式可有多种。只要其能够具有上述锁紧状态、自由状态，且能在锁紧状态、自由状态之间转换即可。

在一个例子中，参照图1、图3，所述联动机构6包括主动杠杆63、从动杠杆61以及至少一个扭簧62。所述第二止挡部设置在所述从动杠杆61的一端。在所述联动机构6处于自由状态时，所述扭簧62提供使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧扭力。在需要将所述联动机构6转换为自由状态时，可对所述联动机构6的另一端施加按压力。所述按压力克服所述扭簧62的锁紧扭力，带动所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

下面以所述第二止挡部包括锁紧齿60为例具体说明。参考图3，所述锁紧齿60可设置在所述从动杠杆61的一端。所述第一止挡部包括齿条。在所述联动机构6处于自由状态时，所述锁紧齿60与所述齿条相互啮合，所述扭簧62提供使所述锁紧齿60啮合于所述齿条的锁紧扭力。在需要将所述联动机构6转换为自由状态时，可对所述联动机构6的另一端施加按压力。所述按压力克服所述扭簧62的锁紧扭力，带动所述从动杠杆61上的锁紧齿60向远离所述齿条的方向移动，直至所述锁紧齿60与所述齿条错位分离。按压力消失时，在所述扭簧62的锁紧扭力带动下，所述锁紧齿60向所述齿条的方向移动，直至所述锁紧齿60与所述齿条重新啮合，所述联动机构6又处于自由状态。

参考图3，在所述主动杠杆63和所述从动杠杆61上均可设有销孔。在所述销孔内分别穿有圆柱销64。所述主动杠杆63和所述从动杠杆61可围绕所述圆柱销64轴向转动。例如，所述圆柱销64可机械固定于固定支架9上，所述销孔与所述圆柱销64间隙配合。又例如，所述圆柱销64转动连接于固定支架9上。

所述扭簧62可套设于所述圆柱销64上。所述扭簧62的一端可以固定于或者相抵于杠杆的一端。所述扭簧62的另一端可固定于固定支架9上。

所述扭簧62的数量至少有一个。例如，所述扭簧62可以只设置于所述从动杠杆61上。又例如，所述扭簧62可以只设置于所述主动杠杆63上。再例如图3所示，所述扭簧62数量有两个，两个所述扭簧62分别设置于所述从动杠杆61和所述主动杠杆63上。

参考图3，下面举例说明所述联动机构6的一种运动状况。所述扭簧62的数量为两个，分别设置于所述从动杠杆61和所述主动杠杆63的一侧。初始状态下，所述联动机构6处于自由状态，在两个所述扭簧62的锁紧扭力共同作用下，所述锁紧齿60与所述齿条相啮合。此时，所述头带支撑件3位置固定，无法滑动。在需要将所述联动机构6转换为自由状态时，所述主动杠杆63的一端受按压力下移，所述主动杠杆63的另一端上移，进而带动所述从动杠杆61的一端上移，进而带动所述从动杠杆61的另一端下移，进而带动所述锁紧齿60随之下移，直至所述锁紧齿60与所述齿条错位分离。此时，使用者可以往复滑动所述头带支撑件3以带动所述头带组件4向前或者向后移动。之后，按压力消失，所述扭簧62带动所述锁紧齿60朝向所述齿条移动，直至所述锁紧齿60与所述齿条相啮合。此时，所述联动机构6重新处于锁紧状态。为使所述联动机构6达成该种运动状况，所述主动杠杆63、从动杠杆61可以为折形或者其他形状。

在另外一个例子中，参考图1、图4，所述联动机构6包括主动滑动件66、从动滑动件65和弹簧67。所述锁紧齿60设置在所述从动滑动件65的一端。所述弹簧67提供能使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧力。

在所述主动滑动件66的一端受力滑动时，能克服所述弹簧67的锁紧力，使所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。例如，可通过导向槽、导向孔或者导向空间预先设定所述主动滑动件66和所述从动滑动件65的滑动方向。例如，所述主动滑动件66的预设滑动方向可以垂直于所述从动滑动件65的预设滑动方向。

在所述主动滑动件66的一端受力滑动时，能带动所述从动滑动件65滑动。优选地，所述主动滑动件66可通过斜面来带动所述从动滑动件65滑动。所述斜面倾斜于所述从动滑动件65的滑动方向。例如，所述斜面可设置于所述主动滑动件66上。例如，所述斜面可设置于所述从动滑动件65上。例如图4所示，所述斜面可同时设置于所述主动滑动件66和从动滑动件65上。

下面以所述第二止挡部包括锁紧齿60为例具体说明。参考图4，所述锁紧齿60设置在所述从动滑动件65的一端。所述弹簧67提供使所述锁紧齿60啮合于所述齿条的锁紧力。在所述主动滑动件66和从动滑动件65上分别设置有相贴合的斜面，所述斜面倾斜于所述从动滑动件65的滑动方向。在所述主动滑动件66的一端受力滑动时，带动所述从动滑动件65滑动，使得所述锁紧齿60与所述齿条错位分离。

在一个具体实施方式中，所述弹簧67可包括设置于所述主动滑动件66受力一端的拉伸弹簧。预设所述从动滑动件65能沿重力方向往复滑动。初始状态下，所述联动机构6处于锁紧状态，所述拉伸弹簧的圈与圈之间并紧，通过整个联动结构的结构尺寸来保证所述锁紧齿60与所述齿条相啮合。

在所述主动滑动件66的一端受按压力滑动时，所述主动滑动件66的一端受力滑动，所述拉伸弹簧被拉伸。同时，所述主动滑动件66与所述从动滑动件65之间形成移动空间，所述从动滑动件65在重力作用下移动，直至所述锁紧齿60与所述齿条错位分离。在按压力消失时，所述拉伸弹簧恢复至初始形状、尺寸，所述主动滑动件66带动所述从动滑动件65复位，所述锁紧齿60与所述齿条重新啮合。

当然，所述弹簧67也可以包括设置于所述主动滑动件66另一端的压缩弹簧。

当然，所述联动机构6也可以为杠杆和滑动件的组合。

参考图1、图2，在使用者佩带所述头带组件4后，所述头带组件4环绕于使用者的头部，所述壳体1位于使用者面部前方。定位自使用者脚部向其头部的方向为向上，反之为下。所述壳体1包括位于朝向上方一侧的顶壁、朝向下方一侧的底壁以及位于所述顶壁、底壁之间的侧壁。所述导轨5可位于邻近所述壳体1的顶壁位置。如此，节省了安装空间。

可选地，所述第一止挡部可设置于所述导轨5的下表面上。所述第二止挡部可位于所述齿条的下方。在所述导轨5上可以设有用于穿入所述第二止挡部的避让空间50。如此，所述第二止挡部可穿入所述避让空间50，以往复移动。

下面以所述第一止挡部包括齿条、所述第二止挡部包括锁紧齿60为例具体说明。参考图3，所述齿条设置于所述导轨5的下表面上。所述锁紧齿60位于所述齿条的下方。所述锁紧齿60可穿入所述避让空间50。

在将所述联动机构6由锁紧状态转换为自由状态时，可按压所述联动机构6的一端。参考图3，所述头戴式显示设备还可包括用于带动所述联动机构6受力一端移动的按钮7以及用于提供给所述按钮7弹性力的复位弹簧8。在所述壳体1上设有用于穿入所述按钮7的通孔。如此，使用者能通过按压所述按钮7，带动所述联动机构6一端移动。

由于所述联动机构6的联动作用，所述按钮7、通孔可被设置于所述壳体1上便于使用者按压的位置。

所述复位弹簧8的具体结构、位置可以有多种。例如，所述复位弹簧8可设置于所述按钮7与所述壳体1之间。例如，所述复位弹簧8可以是拉伸弹簧或者压缩弹簧等。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

围有收容空间的壳体(1)；

设置于所述壳体(1)内的显示组件(2)；

设置于所述壳体(1)内的导轨(5)；

头带支撑件(3)，所述头带支撑件(3)被配置为能沿所述导轨(5)往复滑动；

联动机构(6)，所述联动机构(6)被配置为具有阻止所述头带支撑件(3)往复滑动的锁紧状态以及让所述头带支撑件(3)能往复滑动的自由状态。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，在所述头带支撑件(3)上设置有第一止挡部，在所述联动机构(6)的一端设置有第二止挡部，所述联动机构(6)被配置为在处于锁紧状态时所述第二止挡部对所述第二止挡部进行止挡，在处于自由状态时所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一止挡部包括齿条，所述第二止挡部包括能与所述齿条相啮合的锁紧齿(60)，所述齿条上的齿沿所述头带支撑件(3)的滑动方向分布。

4.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，在所述导轨(5)上设有用于穿入所述第二止挡部的避让空间(50)。

5.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述联动机构(6)包括主动杠杆(63)、从动杠杆(61)以及至少一个扭簧(62)，所述第二止挡部设置在所述从动杠杆(61)的一端，所述扭簧(62)被配置为能提供使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧扭力，所述联动机构(6)被配置为在所述主动杠杆(63)的一端受力转动时能带动所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

6.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述联动机构(6)包括主动滑动件(66)、从动滑动件(65)和弹簧(67)，所述第二止挡部设置在所述从动滑动件(65)的一端，所述弹簧(67)被配置为能提供使所述第二止挡部对所述第一止挡部进行止挡的锁紧力，所述联动机构(6)被配置为在所述主动滑动件(66)的一端受力滑动时能使所述第二止挡部与所述第一止挡部错位分离。

7.根据权利要求5或6所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括用于带动所述联动机构(6)受力一端移动的按钮(7)以及用于提供给所述按钮(7)弹性力的复位弹簧(8)，在所述壳体(1)上设有用于穿入所述按钮(7)的通孔。

8.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括用于环绕于使用者头部的头带组件(4)，所述头带支撑件(3)穿出所述壳体(1)以与所述头带组件(4)连接在一起，所述头带支撑件(3)包括能与所述头带组件(4)共同环绕于使用者头部的曲面结构。

9.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括安装于所述壳体(1)内表面上的固定支架(9)，所述导轨(5)安装在所述固定支架(9)上。

10.根据权利要求1或9所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述导轨(5)位于邻近所述壳体(1)上的顶壁位置。