CN112230428B - 头戴式设备支架及头戴式设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种头戴式设备支架及头戴式设备。一种头戴式设备支架，包括支架主体、柔性电路板、弹性卷片及转轴。柔性电路板沿一伸缩臂设置，柔性电路板包括两固定端及位于两固定端之间的卷曲部。弹性卷片设于卷曲部上。卷曲部及弹性卷片呈螺旋状卷曲，弹性卷片恢复弹性形变带动卷曲部的两端伸出。转轴设于螺纹状卷曲的开始端，且转轴与卷曲部及弹性卷片限位连接，转轴转动使卷曲部收放卷，转轴与搭接部驱动连接，两搭接部相对伸缩运动带动转轴转动，使卷曲部的两端随两搭接部伸缩。头戴式设备支架的结构简单，重量较轻，大大提高佩戴的舒适性。

Description

头戴式设备支架及头戴式设备

技术领域

本公开涉及一种电子设备，特别涉及一种头戴式设备支架及头戴式设备。

背景技术

头戴式设备(Head Mount Display)是头戴虚拟显示器的一种，又称眼镜式显示器、随身影院。因为眼镜式显示器的外形像眼镜，同时专为大屏幕显示音视频播放器的视频图像的，所以形象的称呼其为视频眼镜(video glasses)。

由于佩戴者的头型、脸型、胖瘦不同，则头戴式设备为满足不同佩戴者的使用要求可调节大小。但是，对于头戴式设备支架的周向大小的调节的时候，往往涉及电学元件的位置变化。目前，为避免电学元件的位置变化，大多头戴式设备支架包括一沿周向可调节大小的调节支架及用于承载电学元件的固定支架。调节支架用于与佩戴者的头型适配调节。由于调节支架与固定支架为两个相互独立的框架结构，则调节支架调节伸缩，不会影响固定支架的形状，也就不会对固定支架内部的电学元件产生影响。

但是，由于头戴式设备支架包括了调节支架及固定支架，两个支架重叠设置导致整个头戴式设备的重量较大，影响使用者的佩戴体验。

发明内容

本公开的目的在于提供一种重量较轻的头戴式设备支架。

一种头戴式设备支架，包括：

支架主体，包括两伸缩臂，所述伸缩臂均设有搭接部，两所述搭接部可相互伸缩；

柔性电路板，沿一所述伸缩臂设置，所述柔性电路板包括两固定端及位于两固定端之间的卷曲部；

弹性卷片，设于所述卷曲部上，所述卷曲部及所述弹性卷片呈螺旋状卷曲，所述弹性卷片恢复弹性形变带动所述卷曲部的两端伸出；及

转轴，设于所述螺纹状卷曲的开始端，且所述转轴与所述卷曲部及所述弹性卷片限位连接，所述转轴转动使所述卷曲部收放卷，所述转轴与所述搭接部驱动连接，两所述搭接部相对伸缩运动带动所述转轴转动，使所述卷曲部的两端随两所述搭接部伸缩。

本申请的另一方面还提供一种头戴式设备。

一种头戴式设备，包括上述头戴式设备支架、显示模块及电源模块，所述显示模块安装于所述支架主体的一端，所述电源模块位于所述支架主体的另一端。

上述头戴式设备支架通过两可以相对伸缩的伸缩臂，实现头戴式设备支架的形状、大小可调。佩戴者可以根据自己的头型进行相应调节，以使上述头戴式设备支架能够适用多种头型。

并且，头戴式设备支架通过在柔性电路板上设置弹性卷片使柔性电路板能够顺利随转轴的转动而伸缩，以使柔性电路板的长度能够满足支架主体调整周向大小的运动需求。支架主体的伸缩臂可以兼顾佩戴尺寸的调节功能，也能保证在运动调节过程中，头戴式设备的电学元件能够保持稳定连通，避免头戴式设备的电学元件受损。上述头戴式设备支架的支架主体结构简单，重量较轻，大大提高佩戴的舒适性。

附图说明

图1为根据本公开的一实施方式的头戴式设备支架的立体示意图；

图2为根据图1所示的头戴式设备支架的部分结构示意图；

图3为根据图2所示的头戴式设备支架的爆炸图；

图4为根据图2所示的头戴式设备支架的局部放大图；

图5为根据图2所示的头戴式设备支架的部分结构示意图；

图6为根据图5所示的头戴式设备支架的局部放大图。

附图标记说明如下：

10、支架主体；12、镜片架；11、伸缩臂；111、搭接部；112、导槽；113、齿条；

20、电池盒；

30、调节结构；31、第一齿轮；32、旋钮；

40、柔性电路板；41、固定端；411、卡合部；42、卷曲部；

50、弹性卷片；

60、转轴；61、限位条；62、第二齿轮；

70、保护套；

80、头部支架。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

本实施方式的头戴式设备包括头戴式设备支架及显示模块。头戴式设备可以应用于多个领域，例如，游戏、电影、教育、军事、医疗、企业、电商等多个领域，此处对头戴式设备的应用领域不做限定。并且，头戴式设备可以为3D眼镜、虚拟现实VR(Virtual Reality)眼镜、混合现实AR(Augmented Reality)眼镜等。

具体在本实施方式中，头戴式设备以AR眼镜为例进行说明，其他实施方式不再赘述。

AR眼镜会使佩戴者看到的场景为虚拟画面与现实生活综合。AR眼镜可以实现诸多功能，可以看作是一台微型手机，通过跟踪眼球实现轨迹判断用户目前处于的状态，并开启相应的功能。

请参见图1，一种头戴式设备包括头戴式设备支架、显示模块及电源模块。显示模块安装于支架主体10的一端，电源模块安装于支架主体10的另一端。为方便说明，现规定，显示模块安装于支架主体10的前端，电源模块安装于支架主体10的后端。

显示模块安装于头戴式设备支架的前端上。显示模块用于显示AR眼镜的图像。显示模块可以为一个或多个，根据不同需要，相应设计显示模块的个数即可，此处对显示模块的个数不做限定。

传统的头戴式设备将电源模块及显示模块均设于头戴式设备的前端，以避免调节头戴式设备支架的时候影响其电学元件的位置。但是，将显示模块及电源模块均设于头戴式设备支架的前端，造成头戴式设备支架的前端较重，后端较轻。整个头戴式设备支架的主要重量均集中于前端，在佩戴的时候，前端的重量压迫前额及鼻梁，使佩戴者产生较大的压迫感，降低用户的体验感。

在本实施方式的头戴式设备中，电源模块设置于头戴式设备支架的后端，与显示模块相对设置。则电源模块与显示模块分别设于头戴式设备支架的两端，能够使头戴式设备支架的重量能够相对平衡。因此，本实施方式的头戴式设备在佩戴使用的时候，重量可以均匀分布在头顶周围，避免对前额及鼻梁的集中压迫，使佩戴舒适，提高用户的体验感。

本实施方式的头戴式设备中，电源模块与显示模块通过柔性电路板40实现电导通及信号传输。在头戴式设备支架伸缩调节过程中，柔性电路板40会随着一起发生伸缩，柔性电路板40在伸缩过程中容易发生损坏。

请参见图2，本实施方式的头戴式设备支架包括支架主体10及用于收容电源模块的电池盒20。

支架主体10用于抱箍头部，以承载AR眼镜的主要重量。支架主体10可以为环状或头箍状，支架主体10的形状适配头部形状，符合人体工学设计要求。支架主体10将AR眼镜的重力分散，尽量提高AR眼镜佩戴的稳定性。

支架主体10包括伸缩臂11及用于安装显示模块的镜片架12。伸缩臂11设于镜片架12两侧。镜片架12与两伸缩臂11相互连接使支架主体10呈闭合环状。镜片架12位于支架主体10的前端，电池盒20设于支架主体10的后端。

具体在本实施方式中，两伸缩臂11的长度相同，两伸缩臂11的重叠处位于支架主体10的后端，对应佩戴者的后脑勺位置。可以理解，通过调节两伸缩臂11的长度，两伸缩臂11的重叠处还可以位于支架主体10的其他位置，例如，两伸缩臂11的重叠处还可以对应佩戴者的耳后、额头两侧等。

伸缩臂11的自由端均设有搭接部111，两搭接部111可相互伸缩。两搭接部111相互重叠搭接设置使支架主体10呈闭合环状。两伸缩臂11相对或相背运动，可以调整两个搭接部111相互搭接重叠的长度，从而可以实现对支架主体10的周长进行调整，以适应不同大小的头型的佩戴。可以理解，搭接部111可以位于伸缩臂11的一端也可以位于伸缩臂11的中部等其他位置，此处对搭接部111的位置不做限定。

请参见图2及图3，具体在本实施方式中，两搭接部111分别设有导槽112，以使两伸缩臂11沿导槽112相对伸缩运动。并且，导槽112的内侧壁设有齿牙。导槽112为狭长形，矩形开槽。导槽112沿长度方向的内侧壁上设有齿牙，使导槽112的内侧壁形成类似齿条113的结构形式。

具体地，其中一伸缩臂11的导槽112的上内侧壁设有齿牙，则另一伸缩臂11的导槽112的下内侧壁也相应设有齿牙，两个导槽112的齿牙相对设置，分别位于导槽112的两相对侧。

具体在本实施方式中，头戴式设备支架还包括调节结构30。调节结构30设于两搭接部111相互重叠处，并分别与两搭接部111驱动连接。转动调节结构30带动两搭接部111相对伸缩。

具体地，调节结构30包括第一齿轮31。两搭接部111均开设有导槽112。第一齿轮31收容于导槽112内，第一齿轮31与导槽112的内侧壁相啮合，第一齿轮31沿导槽112转动，使两搭接部111相对伸缩运动。

调节结构30还包括旋钮32。旋钮32与第一齿轮31驱动连接。转动旋钮32，可以调节第一齿轮31位于导槽112内位置，从而可以使两个搭接部111相对伸缩，对支架主体10的周向进行调节。

因此，上述头戴式设备支架通过两可以相对伸缩的伸缩臂11，实现头戴式设备支架的支架主体10的形状、大小可调。佩戴者可以根据自己的头型进行相应调节，以使上述头戴式设备支架可以适用于多种头围大小的头型，提高支架主体10的适用性及使用的舒适性。

可以理解，在其他实施方式中，调节结构30还可以为其他结构形式，例如，两个搭接部111通过不同的卡位卡合固定，也可以实现调节支架主体10的周向大小的目的。

电池盒20位于调节结构30的一侧。并且，调节结构30与电池盒20集成为一体，调节结构30的元件也收容于电池盒20内。电池盒20对应头部的后脑勺部位。

并且，电池盒20的体积较大，电池盒20的内侧与头部接触，可以增大支架主体10与头部的接触面积，减小后脑勺处受到的压力。并且，电池盒20朝向镜片架12的一侧设有缓冲垫。缓冲垫可以减缓电池盒20与头部之间的压紧，进一步提高佩戴稳定性和舒适性。可以理解，缓冲垫可以为乳胶垫、海绵垫等。

头戴式设备支架还包括柔性电路板40、弹性卷片50、转轴60。

柔性电路板40沿一伸缩臂11设置。柔性电路板40从伸缩臂11的一端延伸至伸缩臂11的搭接部111。柔性电路板40用于电连接位于镜片架12的显示模块及位于电池盒20内的电源模块。

具体在本实施方式中，柔性电路板40包括两固定端41。柔性电路板40的两固定端41均与支架主体10固定连接。靠近镜片架12的固定端41与镜片架12固定连接，另一固定端41与电池盒20固定连接。并且，两个固定端41均设有卡合部411，卡合部411用于与支架主体10卡合固定。靠近镜片架12的固定端41的卡合部411为卡扣结构，该卡扣与镜片架12卡合固定。请参见图4，另一固定端41的卡合部411为卡槽，卡槽可以与电池盒20卡合固定。因此，此处对柔性电路板40的两固定端41的固定方式不做限定，还可以通过粘接等方式固定。

柔性电路板40还包括位于两固定端41之间的卷曲部42。卷曲部42成螺旋状卷曲。卷曲部42收卷和放卷，可以使卷曲部42的两端收回或伸出。

弹性卷片50固定设于卷曲部42上。弹性卷片50可以通过粘胶贴合于卷曲部42上。弹性卷片50具有一定弹性且具有一定刚性。可以理解，弹性卷片50可以为卷簧片、或涡卷弹簧片等。

请同时参阅图5及图6，弹性卷片50与卷曲部42通过转轴60呈螺旋状卷曲。转轴60设于螺纹状卷曲的开始端，且转轴60与卷曲部42及弹性卷片50限位连接。具体地，转轴60的柱状外侧壁上设有限位条61，柔性电路板40及弹性卷片50套设于限位条61上。可以理解，柔性电路板40及弹性卷片50还可以通过绑定或粘接固定在转轴60上。

具体在本实施方式中，转轴60外露于卷曲部42的一端设有第二齿轮62，位于支架主体10内侧的伸缩臂11的搭接部111于靠近柔性电路板40的一侧设有齿条113，第二齿轮62与齿条113啮合。当两伸缩臂11的搭接部111相对伸缩运动的时候，带动齿条113运动，齿条113运动使第二齿轮62转动。第二齿轮62转动从而带到转轴60转动。转轴60转动使卷曲部42收放卷，转轴60与搭接部111驱动连接，两搭接部111相对伸缩运动带动转轴60转动，使卷曲部42的两端随两搭接部111伸缩。

当转轴60逆时针转动，带动卷曲部42及弹性卷片50逆时针旋转的时候，则卷曲部42的两端伸出，柔性电路板40的两固定端41之间的距离变大，则支架主体10的适应头围变大。当转轴60顺时针转动，带动卷曲部42及弹性卷片50顺时针旋转的时候，则卷曲部42的两端收缩卷入，柔性电路板40的两固定端41之间的距离变小，则支架主体10的适应头围变小。

当弹性卷片50与卷曲部42旋转收卷，弹簧卷片发生弹性形变。弹性卷片50恢复弹性形变带动卷曲部42的两端伸出。弹性卷片50在收卷与放卷的过程中，一方面弹性卷片50可以对柔性电路板40进行保护，避免柔性电路板40发生过度弯折而受损。另一方面，弹性卷片50的弹性恢复力沿弹性卷片50的表面延伸，并且，弹性恢复力传递到柔性电路板40上，使柔性电路板40能够顺利伸缩，避免卷曲部42发生松卷，使卷曲部42的两端不能顺利伸缩。

并且，弹性卷片50的宽度大于等于卷曲部42的宽度。因此弹性卷片50能够完全包覆卷曲部42，对卷曲部42能够完全保护。并且，弹性卷片50的两端分别设有延伸部，两延伸部由卷曲部42分别朝向两固定端41延伸，则弹性卷片50可以对柔性电路板40的全长进行保护，避免柔性电路板40受损。并且，弹性卷片50的弹性恢复力可以一直由卷曲部42延伸至固定端41，避免卷曲部42与固定端41之间的柔性电路板40发生打卷或弯曲的状况，使柔性电路板40损坏。

因此，本实施方式的头戴式设备支架通过在柔性电路板40上设置弹性卷片50使柔性电路板40能够顺利随转轴60的转动而伸缩，以使柔性电路板40的长度能够满足支架主体10调整周向大小的运动需求。因此，支架主体10的伸缩臂11可以兼顾佩戴尺寸的调节功能，也能保证在运动调节过程中，头戴式设备的电学元件能够保持稳定连通，避免头戴式设备的电学元件受损。上述头戴式设备支架的支架主体10结构简单，重量较轻，大大提高佩戴的舒适性。

请再次参阅图1，本实施方式的头戴式设备支架还包括保护套70，保护套70套设于两搭接部111的外侧。保护套70于两个搭接部111的外侧包覆，使支架主体10于两个搭接部111处的外表面光滑，便于佩戴。并对两个搭接部111进行隔离保护，方便两个搭接部111发生相对伸缩运动。

支架主体10还包括头部支架80。头部支架80可转动设于镜片架12的一侧。头部支架80铰接在支架主体10靠近额头处，以缓解支架主体10的电子组件主要集中在前端而造成的支架主体10前端重量较重而对鼻梁造成的压力。头部支架80为与额头形状相适配的弧形板，以与头部更加贴合，佩戴更加舒适。固定支架与头部支架80具有相同的弧度。头部支架80沿头围方向具有一定长度，以增大受力面积，避免过压。

头部支架80的内侧还可以设置缓冲垫，减缓头部突然移动时对设备的冲击，进一步提高佩戴稳定性和舒适性。缓冲垫的一侧面与头部支架80相贴合，缓冲垫另一侧面为与相应的头部位置相适配的弧面。可以理解，缓冲垫可以为乳胶垫、海绵垫等。

可以理解，头部支架80可以与支架主体10一体成型，也可以通过可插拔结构可插拔地固定于支架主体10上。

头部支架80绕铰接处相对支架主体10翻转至适合自己额头角度或高度位置。将头部支架80以所调节的角度固定在支架主体10上。AR眼镜便可通过头部支架80将一部分重量分到使用者头部，避免对鼻梁等部位产生太大的压力而影响使用体验。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种头戴式设备支架，其特征在于，包括：

支架主体，包括两伸缩臂，所述伸缩臂均设有搭接部，两所述搭接部可相互伸缩；

柔性电路板，沿一所述伸缩臂设置，所述柔性电路板包括两固定端及位于两固定端之间的卷曲部；

弹性卷片，设于所述卷曲部上，所述卷曲部及所述弹性卷片呈螺旋状卷曲，所述弹性卷片恢复弹性形变带动所述卷曲部的两端伸出；及

转轴，设于所述螺旋状卷曲的开始端，且所述转轴与所述卷曲部及所述弹性卷片限位连接，所述转轴转动使所述卷曲部收放卷，所述转轴与所述搭接部驱动连接，两所述搭接部相对伸缩运动带动所述转轴转动，使所述卷曲部的两端随两所述搭接部伸缩；

其中，所述转轴外露于所述卷曲部的一端设有齿轮，所述搭接部靠近所述柔性电路板的一侧设有齿条，所述齿轮与所述齿条啮合。

2.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述转轴的柱状外侧壁上设有限位条，所述柔性电路板及所述弹性卷片套设于所述限位条上。

3.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，还包括调节结构，所述调节结构与两所述搭接部驱动连接，转动所述调节结构带动两所述搭接部相对伸缩。

4.根据权利要求3所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述调节结构包括齿轮，两所述搭接部均开设有导槽，所述齿轮收容于所述导槽内，所述齿轮与所述导槽的内侧壁相啮合，所述齿轮沿所述导槽转动，使两所述搭接部相对伸缩运动。

5.根据权利要求3所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述柔性电路板的固定端设有卡合部，所述卡合部用于与所述支架主体卡合固定。

6.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述弹性卷片的宽度大于等于所述卷曲部的宽度。

7.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述弹性卷片的两端分别设有延伸部，两所述延伸部由所述卷曲部分别朝向两所述固定端延伸。

8.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，还包括保护套，所述保护套套设于两所述搭接部的外侧。

9.根据权利要求1所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述支架主体还包括安装显示模块的镜片架及用于收容电源模块的电池盒，所述镜片架与所述电池盒相对设于所述支架主体的两端。

10.根据权利要求9所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述支架主体还包括头部支架，所述头部支架可转动设于镜片架的一侧。

11.根据权利要求9所述的头戴式设备支架，其特征在于，所述电池盒朝向所述镜片架的一侧设有缓冲垫。

12.一种头戴式设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一所述的头戴式设备支架、显示模块及电源模块，所述显示模块安装于所述支架主体的一端，所述电源模块安装于所述支架主体的另一端。

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