一种头戴显示设备
技术领域
本发明涉及可穿戴设备技术领域,特别涉及一种头戴显示设备。
背景技术
随着VR(virtual reality,虚拟现实)和AR(augmented reality,增强现实)技术的不断发展,陆续出现了许多VR/AR头戴显示设备。
为了提升用户的体验,具有目镜的主体部的品质已经成为用户体验的重要指标。在现有技术中,为了实现将头戴显示设备固定于用户头部,头戴显示设备通常包括主体部以及绑带等头戴组件;由于主体部内部的元件愈加复杂与精密,头戴显示设备往往较为笨重,并且当用户使用完毕后,头戴显示设备的占地空间大,不利于存放与收纳;与此同时,当用户使用完毕后,外界光线极易造成主体部内部的显示屏的灼伤。
综上,如何方便快捷的实现对头戴显示设备的保管是本领域技术人员值得思考的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种头戴显示设备,能够实现方便快捷的收纳与保管,且有助于提升头戴显示设备的使用寿命。
为实现上述目的,本发明提供的一种头戴显示设备,包括具有目镜的主体部,还包括具有遮挡部的调节组件,调节组件与主体部相连,调节组件用以调节其相对于主体部的位置关系;
当调节组件处于第一工作状态时,遮挡部远离主体部,用以实现头戴功能;
当调节组件处于第二工作状态时,遮挡部靠近主体部,用以避免光线照射于目镜。
优选地,调节组件还包括可形变、用以连接主体部和遮挡部的连接部。
优选地,调节组件还包括用以连接主体部和遮挡部的连杆组。
优选地,连杆组的两端分别铰接于主体部和遮挡部,且连杆组包括至少两根连杆,相邻的两根所述连杆铰接。
优选地,连杆组和主体部之间、连杆组和遮挡部之间以及相邻的两根连杆之间,上述任意相互铰接的两者之一设有延伸臂,相互铰接的另一者设有用以容纳延伸臂的容纳槽和穿设于容纳槽两侧的限位孔;延伸臂设有穿设其两侧的通孔;
还包括用以穿设通孔和两限位孔的转轴,紧固部用以与转轴锁紧,以实现转轴的两端分别相对于两限位孔位置固定。
优选地,全部连杆均为弧形杆;和/或,遮挡部呈弧状。
优选地,还包括套设于转轴、用以抵于延伸臂和容纳槽的一组相邻侧壁之间的阻尼部件。
优选地,延伸臂和容纳槽相贴合的侧壁之间具有限位结构,限位结构和阻尼部件分别位于容纳槽的两侧,限位结构用以实现当延伸臂和容纳槽两者相对旋转后保持在当前位置。
优选地,遮挡部设有用以向主体部提供电能的供能组件。
优选地,还包括设于主体部和遮挡部之间、用以绷紧于头部两侧的弹性佩戴部。
优选地,主体部和弹性佩戴部之间还设有调节装置,调节装置用以调节弹性佩戴部和主体部之间的距离。
优选地,调节装置包括设于主体部的本体,还包括设于本体、用以沿远离和靠近主体部的方向移动的滑轨,滑轨连接弹性佩戴部。
相对于上述背景技术,本发明提供的头戴显示设备,调节组件与主体部相连,且调节组件与主体部之间的位置关系可调;调节组件包括遮挡部;也即,当调节组件与主体部之间的位置关系发生变化后,则遮挡部与主体部之间的位置关系随之变化。具体来说,当调节组件处于第一工作状态时,此时遮挡部远离主体部,且遮挡部用以实现头戴;当调节组件处于第二工作状态时,此时遮挡部靠近主体部,且遮挡部用以避免光线照射于主体部的目镜;简单来说,当调节组件处于上述不同状态时,则调节组件相对于主体部的位置关系不同,进而实现遮挡部具有不同的功能,即头戴和遮挡光线。换句话说,通过改变调节组件相对于主体部的位置关系,使得调节组件处于不同的工作状态,即可实现遮挡部的两种不同功能;在遮挡部满足现有技术中的头戴功能的同时,通过改变调节组件相对于主体部的位置关系,使得遮挡部还具备遮挡光线、避免光线照射于目镜后灼伤位于主体部内部的显示屏的作用;如此设置,当用户使用完毕后,通过改变调节组件相对于主体部的位置关系,即可实现遮挡部对光线进行遮挡,从而避免因光线照射于主体部而导致主体部内部的元件的灼伤,从而能够方便快捷的对头戴显示设备进行保管,在一定程度上避免了头戴显示设备使用寿命的降低。
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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的头戴显示设备的整体结构示意图;
图2为图1的爆炸图;
图3为图2中除主体部之外的另一角度的示意图;
图4为图1中的连杆组处于第二工作状态时的示意图;
图5为图4中将主体部半剖后的示意图;
图6为图1中将主体部沿纵截面剖开的示意图;
图7为图6的正视图;
图8为图1中将遮挡部沿纵截面剖开的示意图;
图9为图1中第一连杆与第二连杆之间铰接处的剖视图;
图10为图1中第一连杆与第二连杆之间铰接处的爆炸图。
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供的一种头戴显示设备,主要包括主体部1和调节组件,其中,调节组件包括遮挡部3,如说明书附图1所示。
主体部1具有目镜,目镜通常包括至少一片透镜;在使用过程中,主体部1位于用户的眼前,用户通过透镜观看位于主体部1内部的显示屏上的图像;在不使用时,如果将主体部1放置于明亮的空间中,由于光路可逆的原理,外界光线极易通过透镜聚焦在显示屏上,容易造成对显示屏的灼伤。
主体部1和调节组件相连,且调节组件相对于主体部1的位置关系可调,可以认为调节组件相对于主体部1具有两个工作位置,两个工作位置分别对应着调节组件的两个工作状态,也即第一工作状态和第二工作状态。
说明书附图1示出了调节组件处于第一工作状态时的情形,此时调节组件整体呈伸展状态,遮挡部3远离主体部1;也即,当使用头戴显示设备时,主体部1位于人眼的前方,而遮挡部3与后脑相抵,此时头戴显示设备即可头戴于人脑,实现头戴显示设备的功能。
当调节组件处于第一工作状态下,调节组件与主体部1相连,且遮挡部3远离主体部1,遮挡部3和主体部1之间连接。此时遮挡部3与后脑相抵,主体部1位于人眼前方,遮挡部3和主体部1构成的一体结构能够相对于人脑固定,也即调节组件实现头戴功能。
说明书附图4与附图5示出了调节组件处于第二工作状态时的情形,此时调节组件呈折叠状态,遮挡部3靠近主体部1;也即当不使用头戴显示设备时,遮挡部3靠近主体部1,用以实现对光线进行遮挡,进而避免主体部1内部的显示屏被光线灼伤。
针对遮挡部3,其具体形状应与目镜或遮脸部8的形状相配,以实现当调节组件处于第二工作状态时,遮挡部3能够完全遮挡住外界光线,避免外界光线照射于目镜,致使显示屏灼伤。参考说明书附图8,遮脸部8设于主体部1,遮脸部8位于主体部1和遮挡部3之间;在使用过程中,遮脸部8与人脸贴合,用以实现人眼所接收的光线全部来自于主体部1内部的显示屏。由于遮脸部8位于主体部1和遮挡部3之间,因此遮挡部3的具体形状应与遮脸部8的形状相配,举例来说,倘若遮脸部8具有弧状结构,则相应地,遮挡部3应设置与遮脸部8的弧状结构相匹配的结构或部件,以实现遮挡部3能够完全遮挡住外界光线以避免光线进入遮脸部8。
倘若遮脸部8从主体部1拆卸,则遮挡部3的形状应与目镜的形状相配,以避免外界光线照射于目镜,本文不再赘述。
针对调节组件的具体设置方式,本发明给出如下实施例。
第一种实施例中,调节组件包括连接部,连接部用以将主体部1和遮挡部3相连,连接部可以为一根能够发生形变的形变杆,形变杆的两端分别连接主体部1和遮挡部3,形变杆可以根据实际需要进行弯曲并能够保持于弯曲状态。
举例来说,形变杆可以为一根材料为ABS+硅胶+弹簧钢的构件,ABS是指通过丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体组成而成的三元共聚物,三种单体相对含量可任意变化,制成各种树脂。形变杆类似于现有技术中某些台灯的支撑柱,形变杆能够弯曲,并且可以保持于弯曲状态。当然,形变杆还可以采用现有技术中记忆合金等材料实现相对于主体部1的位置变化,本文将不再赘述。
连接部并不仅限于杆状,还可以为其他形状,只要能够产生形变以满足遮挡部3的上述两种功能即可。
第二种实施例中,调节组件还包括连杆组2,连杆组2用于连接主体部1和遮挡部3;其中,连杆组2包括至少两根连杆,且任意相邻的两根连杆之间相互铰接;例如:连杆组2包括四根连杆,依次为连杆一、连杆二、连杆三和连杆四;上述四根连杆相互铰接,连杆一和主体部1铰接,连杆四和遮挡部3铰接。针对相互铰接的连杆之间的具体设置方式,可以采用现有技术中的任意方式实现,也可采用下文所提及的铰接形式。
下文给出连杆组2包括三根连杆的具体情形:
主体部1和遮挡部3之间的连杆组2包括左端连杆、中间连杆和右端连杆;其中左端连杆的左端与主体部1铰接,左端连杆的右端与中间连杆的左端铰接,中间连杆的右端与右端连杆的左端铰接,且右端连杆的右端与遮挡部3铰接;如此设置,左端连杆、中间连杆和右端连杆三根连杆均可相对转动,当上述三根连杆均朝向靠近主体部1的方向旋转时,则连杆组2呈折叠状;也即遮挡部3靠近主体部1,此时遮挡部3用以避免光线照射于主体部1内部的目镜;当上述三根连杆均朝向远离主体部1的方向旋转时,则连杆组2呈伸展状;也即遮挡部3远离主体部1,此时遮挡部3用以实现头戴功能。
参考说明书附图1至附图5,连杆组2可以仅仅包括第一连杆21和第二连杆22;第一连杆21的第一端与主体部1铰接,第一连杆21的第二端与第二连杆22的第一端铰接,第二连杆22的第二端与遮挡部3铰接;当调节组件处于第一工作状态时,第一连杆21和第二连杆22之间的角度较大,第二连杆22的第二端远离主体部1;通过调节遮挡部3与第二连杆22之间的角度,使得遮挡部3大体竖直,进而实现头戴功能。
当调节组件处于第二工作状态时,第一连杆21和第二连杆22之间的角度较小,第二连杆22的第二端靠近主体部1,且通过调节遮挡部3与第二连杆22之间的角度,使得遮挡部3与第二连杆22之间的角度减小,此时遮挡部3用以避免光线照射于目镜。
以连杆组2包括第一连杆21和第二连杆22为例,下文给出连杆组2和主体部1之间的铰接方式;然而需要说明的是,连杆组2和主体部1之间并不限于下文给出的铰接方式。
如说明书附图2、附图3、附图6和附图7所示;第一连杆21的第一端设有安装通孔210,安装通孔210穿设第一连杆21的两侧壁,主体部1设有两个支耳11,两个支耳11位于第一连杆21的两侧壁的外侧,两个支耳11设有限位通孔110;在安装过程中,第一连杆21的第一端放置于两个支耳11之间,确保安装通孔210与两个限位通孔110同轴,并利用第一生耳23穿设安装通孔210和两个限位通孔110,且第一生耳23的两端分别位于两个限位通孔110中,进而实现第一连杆21的第一端与支耳11的铰接,也即第一连杆21的第一端可相对于主体部1旋转。
针对第二连杆22的第二端与遮挡部3之间的铰接方式,下文仅给出一种具体设置方式,然而两者之间的铰接并不仅限于此。
如说明书附图2和附图8所示;第二连杆22的第二端设有装配过孔220,装配过孔220穿设第二连杆22的两侧壁,遮挡部3设有两个立耳31,两个立耳31位于第二连杆22的两侧壁的外侧,两个立耳31设有限位过孔310;在安装过程中,第二连杆22的第二端放置于两个立耳31之间,确保装配过孔220与两个限位过孔310同轴,并利用第二生耳24穿设装配过孔220与两个限位过孔310,且第二生耳24的两端分别位于两个限位过孔310中,进而实现第二连杆22的第二端与立耳31的铰接,也即第二连杆22的第二端可相对于遮挡部3旋转。
如说明书附图1、附图6和附图8所示,第一连杆21和第二连杆22可以均为弧形杆,遮挡部3设置呈弧状;当调节组件处于第一工作状态时,也即当第二连杆22的第二端远离主体部1时,此时第一连杆21和第二连杆22之间的夹角较大,第一连杆21和第二连杆22呈弧状,用以贴合于头顶;在使用时,呈弧状的第一连杆21和第二连杆22贴合于头顶,呈弧状的遮挡部3贴合于后脑,且主体部1贴合于眼部,即可实现头戴显示设备固定于头部;当然,根据头部的不同尺寸,还可以将第一连杆21和第二连杆22设置为伸缩杆,以调节遮挡部3相对于主体部1的距离。
针对第一连杆21和第二连杆22之间的铰接方式,本文以说明书附图2和附图3为例进行说明;当然,第一连杆21和第二连杆22之间的铰接方式还可以参考上述第一连杆21的第一端和主体部1之间的铰接方式,或者第二连杆22的第二端和遮挡部3之间的铰接方式,且其他铰接方式也应在本文的保护范围之内。
第一连杆21设有延伸臂201,第二连杆22设有容纳槽202;延伸臂201朝向第二连杆22的方向延伸,且延伸臂201能够伸入容纳槽202中;第二连杆22还设有穿设容纳槽202的限位孔203,限位孔203穿设第二连杆22的两侧壁,且延伸臂201设有通孔204,通孔204穿设延伸臂201的两侧。当然,延伸臂201还可以设于第二连杆22,与之对应地,容纳槽202可以设于第一连杆21,本文不再赘述。
为了实现延伸臂201相对于容纳槽202的铰接,利用转轴4穿设通孔204、容纳槽202和两个限位孔203,并通过紧固部5与转轴4锁紧,进而实现转轴4的两端分别相对于两个限位孔203位置固定。
参考说明书附图3,转轴4的一端为轴头,轴头连接轴杆,轴头的直径尺寸大于轴杆的直径尺寸;轴杆穿设一个限位孔203后,伸入容纳槽202中,而后轴杆穿设通孔204,并从另一限位孔203穿出,且轴头的直径尺寸大于限位孔203中供轴杆穿过的部分的尺寸,由此轴头在轴向上被抵紧,轴杆的末端由紧固部5锁紧,避免转轴4相对于限位孔203发生轴向运动,也即实现延伸臂201位于容纳槽202中,且第一连杆21与第二连杆22可相对旋转。
如说明书附图9,第二连杆22的两个限位孔203为阶梯孔,每一限位孔203靠近容纳槽202的一侧孔径较小,远离容纳槽202的一侧孔径较大;如上文所述,转轴4的轴头伸入一个限位孔203的孔径较大的部位,且轴头抵于孔径较小的部位外侧;紧固部5伸入另一个限位孔203的孔径较大的部位,且紧固部5抵于孔径较小的部位外侧。
参考说明书附图9与附图10,转轴4套设有阻尼部件6,阻尼部件6在沿转轴4的轴向上具备弹性;且阻尼部件6位于容纳槽202内;阻尼部件6的轴向上的两侧分别抵于延伸臂201的侧壁和容纳槽202的侧壁,也即阻尼部件6靠近紧固部5的一侧,如说明书附图9中所示。当然,根据实际需要,阻尼部件6还可以设置于靠近轴头的一侧,本文将不再赘述。阻尼部件6可以为碟簧、弹簧等具备沿轴向产生预紧力的部件。
当第一连杆21相对于第二连杆22旋转时,阻尼部件6始终具有用以抵紧延伸臂201和容纳槽202的轴向作用力,因此在第一连杆21相对于第二连杆22的旋转过程中具有一定的阻尼力,阻碍第一连杆21相对于第二连杆22的旋转,并且在轴向作用力的作用下,第一连杆21相对于第二连杆22能够停止于任意位置,确保调节组件能够静止于第一工作状态和第二工作状态。延伸臂201和容纳槽202相贴合的侧壁还可以设置限位结构,如说明书附图9,限位结构靠近轴头的一侧;也即容纳槽202的一侧壁与延伸臂201的一侧壁通过限位结构贴合,容纳槽202的另一侧壁与延伸臂201的另一侧壁通过阻尼部件6抵紧,进而能够避免延伸臂201相对于容纳槽202在轴向上运动,提高头戴显示设备的品质。
当然,上述第一连杆21和第二连杆22之间的铰接方式还可应用于第一连杆21相对于主体部1的铰接以及第二连杆22相对于遮挡部3的铰接;此外,在连杆组包括不仅限于第一连杆21和第二连杆22的情形下,任意相邻的两根连杆之间均可采用上述第一连杆21和第二连杆22之间的铰接方式,以实现相应的技术效果。
例如:主体部1可设有延伸臂201,相应地第一连杆21的第一端设有容纳槽202;类似地,延伸臂201还可设于第一连杆21的第一端,容纳槽202设于主体部1,其余部分参考上文所述,以实现主体部1和第一连杆21的第一端铰接。
同样地,第二连杆22的第二端可设有延伸臂201,相应地遮挡部3设有容纳槽202;类似地,延伸臂201还可设于遮挡部3,容纳槽202设于第二连杆22的第二端,其余部分参考上文所述,以实现第二连杆22的第二端和遮挡部3铰接。
针对上文连杆组2包括左端连杆、中间连杆和右端连杆的情形,在左端连杆和中间连杆之间的铰接方式中,左端连杆的右端可设有延伸臂201,相应地中间连杆的左端设有容纳槽202;类似地,左端连杆的右端可设有容纳槽202,中间连杆的左端设有延伸臂201,其余部分参考上文所述,以实现左端连杆的右端和中间连杆的左端铰接。
与之类似地,中间连杆的右端和右端连杆的左端之间的铰接方式与上文类似,本文不再赘述。
也即,上文针对连杆组的两端分别铰接于主体部1和遮挡部3,以及连杆组中至少两根连杆之间的铰接方式仅仅分别给出一种具体实施方式;然而本领域技术人员应知晓,具体的铰接方式并不局限于上文分别给出的具体方式,只要涉及到铰接的部位均可以采用上文描述的任意一种,当然,还可以采用现有技术中的其他铰接方式,本文不再赘述。
参考说明书附图10,容纳槽202的一侧壁设有第一限位部206,延伸臂201的一侧壁设有第二限位部205;需要说明的是,说明书附图10中的第一限位部206应位于容纳槽202的一侧壁,第一限位部206应属于容纳槽202的一部分,而不是一个独立部件;为了清楚说明第一限位部206与第二限位部205的形状构造,附图10将第一限位部206作为一个部件示出,但并不代表本发明的头戴显示设备具有该独立部件。
结合说明书附图9,第一限位部206与第二限位部205紧密贴合,且二者具有沿轴向的凸起,第一限位部206与第二限位部205之间相互嵌和;当第一连杆21和第二连杆22相对转动时,则第一限位部206与第二限位部205相对转动,此时两者脱离嵌和状态,当第一连杆21和第二连杆22旋转一定角度后,第一限位部206与第二限位部205再次实现嵌和;在上述脱离嵌和状态直至再次实现嵌和的过程中,用户可以根据需要将第一连杆21和第二连杆22旋转至某一角度,并在第一限位部206和第二限位部205相互嵌和的作用下实现第一连杆21和第二连杆22的相对固定,也即实现当延伸臂201和容纳槽202两者相对旋转后保持在当前位置。可以看出,上述第一限位部206与第二限位部205即为限位结构,限位结构和阻尼部件6分别位于容纳槽202的两侧,如说明书附图9;针对限位结构的具体设置方式,本文并不作出具体限制,只要第一限位部206与第二限位部205两者具备在轴向上用以互补的特征即可,也即当第一限位部206和第二限位部205相对旋转时,能够实现两者的嵌和与脱离即可。
参考说明书附图1,遮挡部3包括内弧侧301和外弧侧302,当调节组件处于第一工作状态时,第一连杆21与第二连杆22的夹角较大,遮挡部3大体竖直,内弧侧301与主体部1相对,而外弧侧302远离主体部1;此时内弧侧301用以与头部贴合,进而实现头戴。
参考说明书附图4,当调节组件处于第二工作状态时,经过第一连杆21和第二连杆22的相对转动,此时连杆组2呈折叠状,且遮挡部3与第二连杆22之间的夹角变小,遮挡部3朝向靠近第一连杆21的方向旋转,经遮挡部3旋转后,外弧侧302靠近主体部1,而内弧侧301远离主体部1,外弧侧302遮挡于目镜的外侧,用以避免光线照射于目镜。其中,外弧侧302还可以设有防护层等部件,用以避免与主体部1的剐蹭,防护层具体可以为纱布层或海绵层等质地柔软的部件。
如说明书附图1至附图3,头戴显示设备还包括弹性佩戴部7,弹性佩戴部7的一端连接于主体部1,弹性佩戴部7的另一端连接于遮挡部3;两个弹性佩戴部7分别位于主体部1的两侧,当使用头戴显示设备时,通过弹性佩戴部7能够绷紧于头部的两侧,确保主体部1与遮挡部3分别抵紧于眼部和后脑。
其中,弹性佩戴部7可以为现有技术中的松紧带、皮筋等部件,本文对此并不作出具体限制。
当然,还可以在主体部1设置调节装置71,弹性佩戴部7连接于调节装置71,且弹性佩戴部7能够调节其相对于主体部1的位置,也即实现弹性佩戴部7靠近或远离主体部1。更为具体地,调节装置71包括本体和滑轨,本体固设于主体部1,本体相对于主体部1相对位置不变,滑轨设于本体,且滑轨能够相对于本体移动,用以实现滑轨远离和靠近主体部1;滑轨连接弹性佩戴部7,当滑轨远离或靠近主体部1时,则弹性佩戴部7远离或靠近主体部1,从而调节弹性佩戴部7相对于主体部1的距离,用以供不同尺寸的头部佩戴。
为了实现调节后的滑轨固定于当前位置,本体可设有沿滑轨的移动方向延伸的条形槽,滑轨设有用以与条形槽配合,以实现滑轨固定于本体的锁紧部件;当锁紧部件相对于条形槽放松时,则滑轨相对于本体可以移动;当滑轨相对于本体的位置调节完毕后,通过锁紧部件锁紧于条形槽,实现本体和滑轨的相对位置固定,进而调节弹性佩戴部7相对于主体部1的距离。
本发明的头戴显示设备将供能组件放置于遮挡部3,摒弃了现有技术中将供能组件放置于主体部1的方式;如此设置,避免了主体部1过于沉重,不利于长时间头戴的缺点;将用以向主体部1提供电能的供能组件设置于遮挡部3,使得在头戴时避免头部前后极度不平衡,在一定程度上缓解头部压力,进一步提升用户体验。
针对供能组件,可设置为可充电电池等,供能组件通过有线或无线的方式向主体部1供电;倘若采用有线的供电方式,则供能组件和主体部1可通过线缆等部件实现电连接,线缆等部件可设于连杆组2,且能够随着连杆组2的形状变化而变化;倘若采用无线的供电方式,则供能组件和主体部1可通过脉冲等信号方式实现电连接,本文不再赘述。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的头戴显示设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。