CN108302312B - 一种头戴显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种头戴显示装置，涉及穿戴设备技术领域。用于解决头戴显示装置的佩戴过程复杂、操作难度大的问题。本发明头戴显示装置包括显示器和夹持件，显示器连接有第一连接臂，夹持件连接有第二连接臂，第一连接臂与第二连接臂铰接，且第一连接臂上设有弹性卡扣和卡槽中的一个，第二连接臂上设有弹性卡扣和卡槽中的另一个，弹性卡扣卡接于卡槽内，向第二连接臂施加弹性锁止力，以使显示器和夹持件分别由人体的眼部和人体头部的后表面夹持于人体的头部，当向远离人体头部的方向旋转第二连接臂时的驱动力能够克服弹性锁止力时，可使显示器和夹持件分别与人体的眼部和人体头部的后表面分离。本发明头戴显示装置用于向人体眼睛传送光学信号。

Description

一种头戴显示装置

技术领域

本发明涉及穿戴设备技术领域，尤其涉及一种头戴显示装置。

背景技术

随着虚拟现实技术的发展与普及，头戴显示装置等虚拟显示产品越来越多地走进了人们的生活。头戴显示装置通常包括显示器和用于将显示器固定于人体眼部的固定结构，现有技术中，固定结构的结构形式有多种，常用的一种固定结构为弹性绑带，此弹性绑带的两端与显示器连接，并与显示器围成一个远小于人体头部尺寸的中空区域，在佩戴头戴显示装置的过程中，需用力撑开弹性绑带，以使弹性绑带与显示器之间围成的中空区域的尺寸与人体的头部尺寸相适应时，才能将头戴显示装置套接于人体的头部，此佩戴过程复杂，操作难度大。

发明内容

本发明提供一种头戴显示装置，用于解决头戴显示装置的佩戴过程复杂、操作难度大的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种头戴显示装置，包括显示器和夹持件，所述显示器贴合于人体的眼部，所述夹持件贴合于所述人体头部的后表面，所述显示器连接有第一连接臂，所述夹持件连接有第二连接臂，所述第一连接臂与所述第二连接臂之间通过转轴铰接，且所述第一连接臂上设有弹性卡扣和卡槽中的一个，所述第二连接臂上设有所述弹性卡扣和所述卡槽中的另一个，所述弹性卡扣卡接于所述卡槽内，向所述第二连接臂施加弹性锁止力，以使所述显示器和所述夹持件分别由所述人体的眼部和所述人体头部的后表面夹持于所述人体的头部，当向远离所述人体头部的方向旋转所述第二连接臂时的驱动力能够克服所述弹性锁止力时，可使所述显示器和所述夹持件分别与所述人体的眼部和所述人体头部的后表面分离。

优选的，所述第一连接臂和所述第二连接臂位于所述人体头部的上侧。

优选的，所述第一连接臂与所述人体的前额贴合。

优选的，所述显示器与所述第一连接臂之间通过阻尼转轴铰接，所述阻尼转轴沿水平且平行于所述人体的脸部的方向延伸。

优选的，自所述夹持件的左右两端向外延伸形成第一翼部，两个所述第一翼部分别与所述人体头部的左右两侧面贴合。

优选的，所述第一连接臂和/或所述第二连接臂为弹性结构。

优选的，所述第一连接臂、所述第二连接臂和所述夹持件靠近所述人体头部的表面均设有软质材料。

可选的，所述软质材料为海绵。

优选的，自所述第一连接臂的左右两端向外延伸形成第二翼部，两个所述第二翼部分别与所述人体前额的左右两侧面贴合。

优选的，所述第二连接臂与所述夹持件一体成型。

本发明提供的一种头戴显示装置，将显示器与人体的眼部贴合后，可驱动第二连接臂相对于第一连接臂旋转至指定位置，以使夹持件贴合并压紧于人体头部的后表面，同时弹性卡扣伸入卡槽内，向第二连接臂施加弹性锁止力，以将显示器固定在人体的眼部，由此完成了头戴显示装置的佩戴，在不使用头戴显示装置时，可向第二连接臂上施加一个远离人体头部且能够克服该弹性锁止力的驱动力，即可驱动第二连接臂向远离人体头部的方向旋转，以使显示器和夹持件分别与人体的眼部和人体头部的后表面分离，从而实现了头戴显示装置的摘除，此过程简单，操作难度较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例头戴显示装置的侧面结构示意图；

图2为图1所示头戴显示装置的正面结构示意图；

图3为图1所示头戴显示装置中区域A的局部结构示意图；

图4为图1所示头戴显示装置中第二连接臂位于a位置时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上侧”、“前”、“后”、“左侧”、“右侧”、“水平”等指示的方位或位置关系均是基于人体处于站立状态时的方位或位置关系，这种描述方式，只是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参照图1、图2和图3，图1、图2和图3为本发明实施例头戴显示装置的一个具体实施例，本实施例的头戴显示装置包括显示器1和夹持件2，所述显示器1贴合于人体的眼部，所述夹持件2贴合于所述人体头部的后表面，如图1所示，所述显示器1连接有第一连接臂3，所述夹持件2连接有第二连接臂4，所述第一连接臂3与所述第二连接臂4之间通过转轴5铰接，如图3所示，且所述第一连接臂3上设有弹性卡扣6和卡槽7中的一个，所述第二连接臂4上设有所述弹性卡扣6和所述卡槽7中的另一个，所述弹性卡扣6卡接于所述卡槽7内，向所述第二连接臂4施加弹性锁止力，以使所述显示器1和所述夹持件2分别由所述人体的眼部和所述人体头部的后表面夹持于所述人体的头部，当向远离所述人体头部的方向旋转所述第二连接臂4时的驱动力能够克服所述弹性锁止力时，可使所述显示器1和所述夹持件2分别与所述人体的眼部和所述人体头部的后表面分离。

本发明提供的一种头戴显示装置，如图4所示，将显示器1与人体的眼部贴合后，可驱动第二连接臂4相对于第一连接臂3旋转至指定位置(也即是图4所示的a位置)，以使夹持件2贴合并压紧于人体头部的后表面，同时弹性卡扣伸入卡槽内，向第二连接臂4施加弹性锁止力，以将显示器1固定在人体的眼部，由此完成了头戴显示装置的佩戴，在不使用头戴显示装置时，可向第二连接臂4上施加一个远离人体头部且能够克服该弹性锁止力的驱动力，即可驱动第二连接臂4向远离人体头部的方向旋转(也即是由图4所示a位置向b位置旋转)，以使显示器1和夹持件2分别与人体的眼部和人体头部的后表面分离，从而实现了头戴显示装置的摘除，此过程简单，操作难度较小。

在上述实施例中，第一连接臂3和第二连接臂4可以为图1所示的片状结构，也可以为棍状结构，还可以为其他形状的结构，在此不做具体限定。但是，为了减小头戴显示装置的重量，以便于佩戴，优选的，第一连接臂3和第二连接臂4为图1所示的片状结构，此时第一连接臂3和第二连接臂4的厚度较薄，重量较轻，能够减小头戴显示装置的重量。

其中，夹持件2可以为图1所示的片状结构，也可以为块状结构，还可以为其他形状的结构，在此不做具体限定。但是，为了减小头戴显示装置的重量，优选的，夹持件2为图1所示的片状结构，此时夹持件2的厚度较薄，重量较轻，能够减小头戴显示装置的重量。

另外，第一连接臂3和第二连接臂4的材料可以为金属、塑料、陶瓷等等，在此不做具体限定。但是，为了减轻第一连接臂3和第二连接臂4的重量，可选的，第一连接臂3和第二连接臂4由塑料制作，相比于金属和陶瓷，塑料的密度较小，重量较轻，能够减小第一连接臂3和第二连接臂4的重量。进一步可选的，第一连接臂3和第二连接臂4由聚碳酸酯制作，聚碳酸酯易于成型，成本较低，且聚碳酸酯为成型技术领域中的常用材料，易于找到。

再者，转轴5的材料可以为金属或塑料等等，在此不做具体限定。但是，为了提高转轴5的结构强度，以延长转轴5的使用寿命，优选的，转轴5由金属材料制作。

进一步的，转轴5的直径可以为2毫米、3毫米、4毫米等等，在此不做具体限定。但是，为了提高转轴5的结构强度，同时为了尽可能地减小转轴5的体积，优选的，转轴5的直径为4毫米。

再进一步的，第一连接臂3和第二连接臂4可以沿直线延伸，也可以沿弧线延伸，在此不做具体限定。但是，为了使第一连接臂3和第二连接臂4能够与人体的头部贴近，以保证头戴显示装置的外观美观性，优选的，如图1所示，第一连接臂3和第二连接臂4沿弧线延伸，且该弧线的曲率与人体头部的表面曲率相适应，这样，可使第一连接臂3和第二连接臂4贴近人体的头部设置，从而保证了头戴显示装置的外观美观性。

又进一步的，弹性卡扣和卡槽的数量可以为1组，也可以为2组，还可以为3组，在此不做具体限定。但是，为了提高弹性卡扣与卡槽之间的锁止稳定性，同时为了避免因弹性卡扣和卡槽的设置数量过多而增大头戴显示装置的结构复杂度，优选的，弹性卡扣和卡槽的数量为2组。

在图1所示的实施例中，第一连接臂3和第二连接臂4可以位于人体头部的左侧，也可以位于人体头部的右侧，还可以位于人体头部的上侧，在此不做具体限定。

为了避免第一连接臂3和第二连接臂4与人体的左耳或右耳产生干涉，优选的，如图1所示，第一连接臂3和第二连接臂4位于人体头部的上侧，这样，可避免第一连接臂3和第二连接臂4与人体的左耳或右耳产生干涉。

在上述实施例中，第一连接臂3可以与人体的头部贴合，也可以与人体的头部间隔设置，在此不做具体限定。但是，为了降低头戴显示装置的佩戴难度，优选的，如图1所示，第一连接臂3与人体的前额贴合，这样，在驱动第二连接臂4相对于第一连接臂3旋转的同时，可将第一连接臂3压紧于人体的额部，以固定第一连接臂3的位置，从而防止第一连接臂3在驱动第二连接臂4绕转轴5旋转的过程中产生窜动，进而降低了头戴显示装置的佩戴难度。

在图1所示的实施例中，为了与不同人的面部相适应，优选的，如图2所示，显示器1与第一连接臂3之间通过阻尼转轴8铰接，阻尼转轴8沿水平且平行于所述人体的脸部的方向延伸。这样，通过阻尼转轴8能够调节显示器1与第一连接臂3之间的夹角，以适应不同人的面部，从而提高了头戴显示装置的通用性。

在上述实施例中，需要说明的是，如图1所示，为了使显示器1和夹持件2能够分别夹持于人体头部的前后两侧，阻尼转轴8旋转时的阻尼力应大于或等于显示器1与人体头部之间的挤压力，否则，在显示器1和夹持件2夹持于人体头部的前后两侧的过程中，显示器1与人体头部之间的挤压力会驱动显示器1绕阻尼转轴8向远离所述夹持件2的方向旋转，以使显示器1和夹持件2不能稳定夹持于人体的头部，从而降低了头戴显示装置的佩戴稳定性。

为了防止头戴显示装置相对于人体头部左右窜动，优选的，如图1所示，自夹持件2的左右两端向外延伸形成第一翼部21，两个第一翼部21分别与人体头部的左右两侧面贴合，这样，通过两个第一翼部21能够防止头戴显示装置相对于人体头部左右窜动，从而提高了头戴显示装置在人体头部的佩戴稳定性。

在上述实施例中，需要说明的是，为了方便描述，定义人体眼睛能够观察到的一侧为人体头部的前侧，背离该前侧的一侧为人体头部的后侧，人体两个耳朵所朝向的两侧分别为人体头部的左侧和右侧。夹持件2的左端是指夹持件2上靠近人体头部的左侧的一端，夹持件2的右端是指夹持件2上靠近人体头部的右侧的一端。

在图1所示的实施例中，第一连接臂3和第二连接臂4可以为刚性结构，也可以为弹性结构，在此不做具体限定。但是，为了使头戴显示装置能够适用于不同尺寸的人体头部，优选的，第一连接臂3和/或第二连接臂4为弹性结构，这样，在将头戴显示装置佩戴于较大尺寸的人体头部上时，第一连接臂3和/或第二连接臂4可产生弹性变形，以使显示器1与夹持件2之间的距离弹性增大，以匹配此较大尺寸的头部，从而增大了头戴显示装置的适用范围。

在上述实施例中，为了使第一连接臂3和/或第二弹性臂具有弹性，第一连接臂3和/或第二连接臂4可以由弹簧钢制作，也可以由其他弹性材料制作，在此不做具体限定。但是，由于弹簧钢为常用的弹性材料，且寿命较长，弹性较好，因此，优选的，第一连接臂3和/或第二连接臂4由弹簧钢制作。当第一连接臂3和/或第二连接臂4由弹簧钢制作时，为了防止第一连接臂3和/或第二连接臂4在生产或运输过程中划伤操作人员或其他设备，优选的，第一连接臂3和/或第二连接臂4的外表面包覆有一层塑料，相比于弹簧钢，塑料的材质较软，能够防止第一连接臂3和第二连接臂4在生产或运输过程中划伤操作人员。具体的，该塑料可以为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯等等，在此不做具体限定。

为了减轻头戴显示装置对人体头部产生的压迫感，优选的，第一连接臂3、第二连接臂4和夹持件2靠近人体头部的表面均设有软质材料，软质材料的质地较软，对头部产生的压迫感较小，从而能够减轻头戴显示装置对人体头部产生的压迫感。

在上述实施例中，软质材料可以有多种，在此不做具体限定。比如，软质材料可以为棉花、羽绒、海绵等等。其中，由于海绵的成本较低，寿命较长，弹性较好，因此为了延长寿命，降低成本，优选的，上述实施例中的软质材料为海绵。

为了进一步防止头戴显示装置相对于人体头部左右窜动，优选的，如图1和图2所示，自第一连接臂3的左右两端向外延伸形成第二翼部31，两个第二翼部31分别与人体前额的左右两侧面贴合，这样，通过两个第二翼部31能够防止头戴显示装置相对于人体头部左右窜动，从而提高了头戴显示装置在人体头部的佩戴稳定性。

在上述实施例中，需要说明的是，第一连接臂3的左端是指第一连接臂3上靠近人体头部的左侧的一端，第一连接臂3的右端是指第一连接臂3上靠近人体头部的右侧的一端。

为了减少头戴显示装置包括的零部件的数量，优选的，如图1所示，第二连接臂4与夹持件2一体成型。这样，头戴显示装置包括的零部件数量较少，结构复杂度较低，装配难度较小。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种头戴显示装置，其特征在于，包括显示器和夹持件，所述显示器贴合于人体的眼部，所述夹持件贴合于所述人体头部的后表面，所述显示器连接有第一连接臂，所述夹持件连接有第二连接臂，所述第一连接臂与所述第二连接臂之间通过转轴铰接，且所述第一连接臂上设有弹性卡扣和卡槽中的一个，所述第二连接臂上设有所述弹性卡扣和所述卡槽中的另一个，所述弹性卡扣卡接于所述卡槽内，向所述第二连接臂施加弹性锁止力，以使所述显示器和所述夹持件分别由所述人体的眼部和所述人体头部的后表面夹持于所述人体的头部，

当向远离所述人体头部的方向旋转所述第二连接臂时的驱动力能够克服所述弹性锁止力时，可使所述显示器和所述夹持件分别与所述人体的眼部和所述人体头部的后表面分离；

所述显示器与所述第一连接臂之间通过阻尼转轴铰接，所述阻尼转轴沿水平且平行于所述人体的脸部的方向延伸；

所述弹性卡扣与所述卡槽卡接的接触面为平面。

2.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述第一连接臂和所述第二连接臂位于所述人体头部的上侧。

3.根据权利要求2所述的头戴显示装置，其特征在于，所述第一连接臂与所述人体的前额贴合。

4.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，自所述夹持件的左右两端向外延伸形成第一翼部，两个所述第一翼部分别与所述人体头部的左右两侧面贴合。

5.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述第一连接臂和/或所述第二连接臂为弹性结构。

6.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述第一连接臂、所述第二连接臂和所述夹持件靠近所述人体头部的表面均设有软质材料。

7.根据权利要求6所述的头戴显示装置，其特征在于，所述软质材料为海绵。

8.根据权利要求3所述的头戴显示装置，其特征在于，自所述第一连接臂的左右两端向外延伸形成第二翼部，两个所述第二翼部分别与所述人体前额的左右两侧面贴合。

9.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述第二连接臂与所述夹持件一体成型。

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