CN109239925A - 头戴式显示器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种头戴式显示器，包括：左镜头、右镜头、镜头安装座，定位支架，显示屏；左镜头和右镜头与镜头安装座上部密封连接，定位支架与镜头安装座下部密封连接，镜头安装座上、且位于左镜头与右镜头之间的部分形成橡胶伸缩部，橡胶伸缩部沿瞳距调节方向收缩或伸长以驱动镜头与右镜头相互靠近或远离；镜头安装座和/或定位支架上具有定位部，定位部用于将镜头安装座固定在目标瞳距位置处；显示屏固定于定位支架上。本发明实施例的头戴式显示器能在保证防尘密封的同时，实现单屏瞳距可调的功能，具有成本较低，工艺简单的优点。

Description

头戴式显示器

技术领域

本发明涉及穿戴式智能设备技术领域，尤其涉及一种头戴式显示器。

背景技术

智能穿戴设备越来越受到大家的欢迎，其中头戴式显示器更是佼佼者，头戴式显示器的显示屏可以通过镜头向用户的眼睛发送光学信号。市面上的头戴式显示器多数都可调节瞳距、焦距，以满足不同人的需求，使得使用者佩戴更为灵活舒适。

头戴式显示器在配备瞳距调节功能的同时，还需要防止灰尘等进入显示屏和透镜上以保证显示器的清晰度，现有技术中的头戴式显示器主要包括左右两个显示屏，并配合左右两个镜头组形成一个整体模块，从而灰尘无法进入到显示屏与镜头之间，在调节瞳距时，通过移动左显示屏与左镜头组成整体模块，以及右显示屏与右镜头组成的整体模块来实现瞳距调节。

上述现有技术中的头戴式显示器需要采用两个显示屏，其成本较高，且工艺复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种头戴式显示器，以在保证防尘密封的同时，实现单屏瞳距可调的功能，具有成本较低，工艺简单的优点。

本发明实施例提供一种头戴式显示器，包括：左镜头、右镜头、镜头安装座，定位支架，显示屏；

所述左镜头和所述右镜头与所述镜头安装座上部密封连接，所述定位支架与所述镜头安装座下部密封连接，所述镜头安装座上、且位于左镜头与右镜头之间的部分形成橡胶伸缩部，所述橡胶伸缩部沿瞳距调节方向收缩或伸长以驱动左镜头与右镜头相互靠近或远离；

所述镜头安装座和/或所述定位支架上具有定位部，所述定位部用于将所述镜头安装座固定在目标瞳距位置处；

所述显示屏固定于所述定位支架上。

进一步的，所述镜头安装座与所述定位支架在瞳距调节方向上可相对滑动，在所述定位支架上设有多个所述定位部，所述定位部用于定位所述镜头安装座，以使所述左镜头和所述右镜头能够固定在目标瞳距位置处。

进一步的，所述镜头安装座整体为弹性橡胶件，所述左镜头与所述右镜头之间区域形成所述橡胶伸缩部。

可选的，所述镜头安装座包括安装部与所述橡胶伸缩部；

所述安装部包括：刚性基体和密封件；所述密封件设置于所述刚性基体与所述左镜头和/或右镜头之间，用于密封所述左镜头和/或右镜头与镜头安装座之间的间隙。

进一步的，在所述定位支架上形成有多个卡槽，所述卡槽形成所述定位部，多个所述卡槽顺次沿所述瞳距调节方向排布，所述镜头安装座包括卡条，所述卡槽与所述卡条配合实现镜头安装座与定位支架之间的定位。

进一步的，两相邻卡槽之间的槽壁为弹性橡胶件；及/或，所述卡条为弹性橡胶件。

可选的，所述定位支架整体为弹性橡胶件。

进一步的，所述镜头安装座上沿瞳距调节方向设有导轨，所述定位支架上设有与所述导轨相配合的导槽；

及/或，所述镜头安装座上沿瞳距调节方向设有导槽，所述定位支架上设有与所述导槽配合的导轨。

进一步的，所述导轨与导槽之间通过橡胶弹性挤压接触。

进一步的，所述导轨与所述导槽之间设有减磨层。

进一步的，还包括屏幕支架，所述显示屏通过所述屏幕支架固定安装于所述定位支架上。

本发明实施例提供的头戴式显示器，通过镜头安装座安装左镜头和右镜头，通过镜头安装座上的橡胶伸缩部伸缩实现瞳距调节，通过定位支架上的定位部固定调节后的镜头安装座的位置，在瞳距调节时，只需驱动橡胶伸缩部以使左镜头与右镜头之间间距改变，即瞳距改变，再通过定位部固定镜头安装座以固定所需的瞳距位置即可，左镜头、右镜头与镜头安装座密封连接，镜头安装座与定位支架之间密封连接，且瞳距调节过程中镜头安装座的橡胶伸缩部的伸缩是沿瞳距调节方向变形，其他方向变形微小，显示屏与镜头之间能够保持密封状态，能有效防止灰尘进入显示屏与镜头之间，由此实现了头戴式显示器的单屏瞳距可调的功能，无需设置两个显示屏，具有成本较低，操作简单，工艺简单的优点。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的头戴式显示器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的头戴式显示器的爆炸图；

图3为本发明实施例提供的头戴式显示器的轴测剖视图；

图4为本发明实施例提供的头戴式显示器的侧剖视图；

图5为图4的头戴式显示器在缩小瞳距后的状态图；

图6为图4的头戴式显示器在扩大瞳距后的状态图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。

在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

应当理解，本文中使用的术语“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。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者系统中还存在另外的相同要素。

图1为本发明实施例提供的头戴式显示器的结构示意图；图2为本发明实施例提供的头戴式显示器的爆炸图；图3为本发明实施例提供的头戴式显示器的轴测剖视图；图4为本发明实施例提供的头戴式显示器的侧剖视图。如图1-图4所示，本实施例提供的头戴式显示器包括：左镜头10、右镜头20、镜头安装座30，定位支架40，显示屏50。

需要说明的是，本实施例中的头戴式显示器可以为眼镜、头盔、面罩等穿戴于头部的设备。用户可以通过头戴式显示器观看电影，玩游戏，或者进行学习等。实施例中的显示屏50可以为LCD屏或者CRT显示屏等，本实施例不做特别限定。

其中，左镜头10和右镜头20与镜头安装座30上部密封连接，定位支架40与镜头安装座30下部密封连接。本实施例中，如图2所示，左镜头10可以包括左镜片11和左镜筒12，左镜头10安装于左镜筒12上远离镜头安装座30的一端，右镜头20可以包括右镜片21和右镜筒22，右镜片21安装于右镜筒22上远离镜头安装座30的一端。

具体的，左镜筒12上远离左镜片11的一端与镜头安装座30密封连接，右镜筒22上远离右镜片21的一端与镜头安装座30密封连接，例如，镜头安装座30可以与左镜筒12和右镜筒22连接后通过橡胶等弹性密封件密封镜头安装座30与左镜筒12、右镜筒22之间，或者，镜头安装座30可以与左镜筒12和右镜筒22整体直接整体注塑成型，镜头安装座30与左镜筒12和右镜筒22之间不存在间隙，保证密封。

图5为图4的头戴式显示器在缩小瞳距后的状态图；图6为图4的头戴式显示器在扩大瞳距后的状态图。如图4所示，镜头安装座30上、且位于左镜头10与右镜头20之间的部分形成橡胶伸缩部31，橡胶伸缩部31可以沿瞳距调节方向(图4所示双箭头方向)收缩或伸长以驱动左镜头10与右镜头20相互靠近或远离。具体的，橡胶伸缩部31可以为软硅胶材料，可以选用弹性极高，且长久或高频变形不易破裂的型号，具体可根据实际情况进行力学形变仿真模拟，从而选定所需的材料。需要说明的是，在本实施例中，镜头安装座30上、且位于左镜头10与右镜头20之间的部分形成橡胶伸缩部31，并不排除在镜头安装座30上的其他位置处也由橡胶制成。

在使用时，如图5所示，当需要减小瞳距时，用户可以在瞳距调节方向上，直接将左镜头10与右镜头20相对挤压靠近，橡胶伸缩部31收缩，左镜头10与右镜头20如图5所示相互靠近(图中宽箭头为施力方向)，进而瞳距减小。如图6所示，当需要加大瞳距时，用户可以在瞳距调节方向上，直接将左镜头10与右镜头20朝相互远离的方向拉动(图中宽箭头为施力方向)，橡胶伸缩部31伸长，左镜头10与右镜头20如图6所示相互远离，进而瞳距加大。

镜头安装座30和/或定位支架40上可以具有定位部41，定位部41用于将镜头安装座30固定在目标瞳距位置处。通过定位部41将镜头安装座30固定在目标瞳距位置处，以避免在瞳距调节后在橡胶伸缩部31的作用下而发生回弹，从而导致瞳距位置无法固定的现象，影响用户体验。其中，目标瞳距位置处为根据用户的需求所选择的瞳距位置。

另外，显示屏50固定于定位支架40上。在镜头与显示屏50之间形成观测通道，该通道时刻保持密封状态。用户在使用头戴显示器时，可以透过镜头观看到显示屏50上显示的图像或者画面。更进一步的，本实施例的头戴式显示器还可以包括屏幕支架60，显示屏50可以通过屏幕支架60固定安装于定位支架40上。具体的，显示屏50、屏幕支架60、定位支架40之间可以通过点胶，或者卡接等方式连接，本实施例不做限定。

本发明实施例提供的头戴式显示器，通过镜头安装座30安装左镜头10和右镜头20，通过镜头安装座30上的橡胶伸缩部31伸缩实现瞳距调节，通过定位支架40上的定位部41固定调节后的镜头安装座30的位置，在瞳距调节时，只需驱动橡胶伸缩部31以使左镜头10与右镜头20之间间距改变，即瞳距改变，再通过定位部41固定镜头安装座30以固定所需的瞳距位置即可，左镜头10、右镜头20与镜头安装座30密封连接，镜头安装座30与定位支架40之间密封连接，且瞳距调节过程中镜头安装座30的橡胶伸缩部31的伸缩是沿瞳距调节方向变形，其他方向变形微小，显示屏与镜头之间能够保持密封状态，能有效防止灰尘进入显示屏与镜头之间，在瞳距可调的同时实现了动态密封，由此实现了头戴式显示器的单屏瞳距可调的功能，无需设置两个显示屏，具有成本较低，操作简单，工艺简单的优点。

在上述实施例中，如图3所示，具体的，镜头安装座30与定位支架40在瞳距调节方向上可相对滑动，在本实施例中，镜头安装座30上沿瞳距调节方向可以设有导轨32，定位支架40上设有与导轨相配合的导槽42；及/或，镜头安装座30上沿瞳距调节方向设有导槽，定位支架40上设有与导槽配合的导轨。

以图2和图3所示在定位支架40上设置导槽，在镜头安装座30上设置导轨32为例，对结构进行进一步优化，具体的，导槽可以包括两个，并可对称设置于定位支架40的两相对侧边，定位支架40上的导槽42的长度方向可以平行于瞳距调节方向，在导槽42的上端可以以一定倾斜角度向导槽42内部弯曲形成弹性保持部421，弹性保持部421夹持镜头安装座30上的导轨32，可以便于导轨32安装，并且有利于保持导轨32在导槽42内，不易从导槽42内脱离，保证结构稳定性。

导轨与导槽之间可以通过橡胶弹性挤压接触。具体的，弹性保持部421可以为橡胶件，或者，导轨、导槽本身为橡胶件，在配合时，整体弹性挤压接触。又或者，镜头安装座30和定位支架40全部整体为橡胶件，镜头安装座30和定位支架40各位置的刚度可以相同也可以不同，具体可根据不同部位的功能需要而部署，例如，在弹性要求高的区域(例如镜头安装座30上的橡胶伸缩部31)，刚度可以略低，在导向性要求高的区域(例如镜头安装座30上的导轨32和定位支架40上的导槽42)，刚度可以稍高。

导轨与导槽之间通过橡胶弹性挤压接触，可以保证导轨与导槽之间的密封，从而，即使在镜头安装座30与定位支架40的相对滑动过程中，灰尘也不易从两者之间的接触处进入到显示屏与镜头之间，保证显示器的显示效果。

另外，更进一步的，导轨与导槽之间还可以设有减磨层(图中未示出)。具体的，减磨层可以设置在导槽的槽壁上，或者导轨的外表面，或者，在导槽的槽壁上和导轨的外表面都设有减磨层。减磨层可以为改性PE(聚乙烯，polyethylene)减磨层，植绒减磨层等，通过在导轨与导槽之间设置减磨层，一方面能够减少镜头安装座30与定位支架40在相对滑动过程中的摩擦阻力，另一方面可以减少镜头安装座30与定位支架40之间的磨损，有利于提高该头戴式显示器的使用寿命。

当然，当镜头安装座30上沿瞳距调节方向设有导槽，定位支架40上设有与导槽配合的导轨，该种形式的导轨与导槽的结构也可以与图2和图3所示方式相同，在此不再赘述。

可以理解的是，镜头安装座30与定位支架40的相互滑动的方式还可以通过滑套与滑柱实现，即，镜头安装座30上沿瞳距调节方向可以设有滑柱，定位支架40上设有与滑柱相配合的滑套；及/或，镜头安装座30上沿瞳距调节方向设有滑套，定位支架40上设有与导槽配合的滑柱。实现镜头安装座30与定位支架40之间相对滑动的方式有很多，在此，本实施例不作特别限定。

在定位支架40上可以设有多个定位部41，定位部41用于定位镜头安装座30，以使左镜头10和右镜头20能够固定在目标瞳距位置处。具体的，多个定位部41可以在瞳距调节方向上设置在不同瞳距位置处，镜头安装座30上对应的设有用于与定位部41配合的固定结构，当用户拉动左镜头10和右镜头20而来调节瞳距至预定位置后，将镜头安装座30通过定位支架40上的合适的定位部41即可。随后，用户即可采用该适合自己的瞳距进行观看。

在上述实施例中，镜头安装座30可以整体为弹性橡胶件，左镜头10与右镜头20之间区域形成上述的橡胶伸缩部31。在本实施例中，镜头安装座30整体为弹性橡胶件，例如，镜头安装座30可以为软硅胶薄层结构，镜头安装座30上安装左镜头10和右镜头20的位置处为安装部33，该安装部33可以呈筒状，筒状的安装部33包裹左镜头10和右镜头20的下部外筒壁。镜头安装座30整体为弹性橡胶件可以较好地保证镜头安装座30与镜头之间，以及镜头安装座30与定位支架40之间的密封，同时，制造工艺也较为简单。

在其他实施例中，可选的，镜头安装座30可以包括安装部33与橡胶伸缩部31。安装部33可以包括：刚性基体和密封件；密封件可以设置于刚性基体与左镜头10和/或右镜头20之间，用于密封左镜头10和/或右镜头20与镜头安装座30之间的间隙。具体的，密封件可以为弹性密封件例如橡胶件，或者柔性密封件例如芳纶纤维、碳纤维等材料制成的柔性密封件。密封件可以设置在刚性基体与左镜头10之间，或者刚性基体与右镜头20之间，或者，刚性基体与左镜头10之间，以及刚性基体与右镜头20之间都设置有密封件。与上述实施例类似，本实施例中的安装部33也可呈筒状。密封件可以布设在刚性基体的内侧壁上，左镜头10和右镜头20可以通过密封件与安装部33接触。

如图2和图3所示，在定位支架40上可以形成有多个卡槽，卡槽形成上述的定位部41，多个卡槽顺次沿瞳距调节方向排布，镜头安装座30包括卡条34，镜头安装座30的边缘可以折叠形成卡条34，卡槽与卡条34配合实现镜头安装座30与定位支架40之间的定位。在本实施例中，多个卡槽分为两组，两组卡槽对称布置在定位支架40的两个侧端，每组卡槽可以排布成百叶结构，在瞳距调节过程中，镜头安装座30在定位支架40上滑动，镜头安装座30上的卡条越过其他不需要卡持的卡槽卡入到目标卡槽中。

进一步的，两相邻卡槽之间的槽壁可以为弹性橡胶件；或者卡条为弹性橡胶件；或者，两相邻卡槽之间的槽壁和卡条均为弹性橡胶件。由此，可以便于在瞳距调节过程中，越过不需要卡持的非目标卡槽。另外，当两相邻卡槽之间的槽壁为弹性橡胶件时，当定位状态下，其他橡胶槽壁也可以对卡条进行挤压，从而实现更进一步的密封，提高密封性。

更进一步的，左镜头10和右镜头20可以延伸成与镜头安装座30匹配的形状，下部与镜头安装座30层叠布置，左镜头10和右镜头20上与镜头安装座30的边缘重叠的部分可以一起形成上述的卡条34，具体可参照附图4-图6。在该种情况下，卡条的镜头结构处可以为刚性件，而镜头安装座30处的卡条可以为刚性件或弹性橡胶件。

优选的，定位支架40也可以整体为弹性橡胶件。与镜头安装座30类似，当定位支架40整体为弹性橡胶件，例如硅胶件时，其制造工艺简单，密封效果较好。

本发明的上述实施例提供的头戴式显示器可以用于实现虚拟现实(VirtualReality，简称VR)、增强现实(Augmented Reality，简称AR)、混合现实(Mix reality，简称MR)等不同效果，瞳距调节方便，可以适用于不同人使用，灵活性较好。

需要说明的是，虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。

本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述说明示出并描述了本发明实施例的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明实施例并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明实施例的精神和范围，则都应在本发明实施例所附权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：左镜头、右镜头、镜头安装座，定位支架，显示屏；

所述左镜头和所述右镜头与所述镜头安装座上部密封连接，所述定位支架与所述镜头安装座下部密封连接，所述镜头安装座上、且位于左镜头与右镜头之间的部分形成橡胶伸缩部，所述橡胶伸缩部沿瞳距调节方向收缩或伸长以驱动左镜头与右镜头相互靠近或远离；

所述镜头安装座和/或所述定位支架上具有定位部，所述定位部用于将所述镜头安装座固定在目标瞳距位置处；

所述显示屏固定于所述定位支架上。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜头安装座与所述定位支架在瞳距调节方向上可相对滑动，在所述定位支架上设有多个所述定位部，所述定位部用于定位所述镜头安装座，以使所述左镜头和所述右镜头能够固定在目标瞳距位置处。

3.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜头安装座整体为弹性橡胶件，所述左镜头与所述右镜头之间区域形成所述橡胶伸缩部。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜头安装座包括安装部与所述橡胶伸缩部；

所述安装部包括：刚性基体和密封件；所述密封件设置于所述刚性基体与所述左镜头和/或右镜头之间，用于密封所述左镜头和/或右镜头与镜头安装座之间的间隙。

5.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其特征在于，在所述定位支架上形成有多个卡槽，所述卡槽形成所述定位部，多个所述卡槽顺次沿所述瞳距调节方向排布，所述镜头安装座包括卡条，所述卡槽与所述卡条配合实现镜头安装座与定位支架之间的定位。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其特征在于，两相邻卡槽之间的槽壁为弹性橡胶件；及/或，所述卡条为弹性橡胶件。

7.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，所述定位支架整体为弹性橡胶件。

8.根据权利要求1-7任一项所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜头安装座上沿瞳距调节方向设有导轨，所述定位支架上设有与所述导轨相配合的导槽；

及/或，所述镜头安装座上沿瞳距调节方向设有导槽，所述定位支架上设有与所述导槽配合的导轨。

9.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，所述导轨与导槽之间通过橡胶弹性挤压接触。

10.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，所述导轨与所述导槽之间设有减磨层。

11.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，还包括屏幕支架，所述显示屏通过所述屏幕支架固定安装于所述定位支架上。