CN115373143A - 头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种头戴显示设备，其包括显示主机、头带座、第一侧向头带、第二侧向头带、辅助头带、旋钮、第一驱动件以及第二驱动件。头带座通过第一侧向头带、第二侧向头带以及辅助头带连接显示主机。旋钮枢设于头带座，其中旋钮通过第一驱动件耦接第一侧向头带与第二侧向头带，且旋钮通过第二驱动件耦接辅助头带。旋钮同步带动第一驱动件与第二驱动件，以通过第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带，并通过第二驱动件带动辅助头带。或者是，旋钮带动第一驱动件与第二驱动件的其中一者。

Description

头戴显示设备

技术领域

本发明涉及一种显示设备，尤其涉及一种头戴显示设备。

背景技术

所谓的虚拟现实(virtual reality)是指利用计算机仿真产生三维虚拟环境，以提供使用者视觉、嗅觉或触觉等感官模拟，让使用者获致身临其境的临场感。

一般而言，使用者需穿戴头戴显示设备以取得三维虚拟环境的图像画面，其中头戴显示设备可概分为显示主机与头带等两大部分，且头带可概分为通过使用者的头部左右两侧的两个侧向头带以及通过使用者的头顶的辅助头带。通过调整两个侧向头带的长度或辅助头带的长度，使用者能依据个人需求调整穿戴头戴显示设备时的松紧程度。虽然两个侧向头带的长度可通过同一个调整机构同步调整，但辅助头带的长度需通过另一个调整机构进行调整。因此，在两个侧向头带的长度以及辅助头带的长度无法同步调整的情况下，使用者需花费更多时间来调整穿戴头戴显示设备时的松紧程度。

发明内容

本发明是针对一种头戴显示设备，其具有极佳的操作便利性。

根据本发明的实施例，头戴显示设包括显示主机、头带座、第一侧向头带、第二侧向头带、辅助头带、旋钮、第一驱动件以及第二驱动件。头带座相对于显示主机设置。第一侧向头带的一端滑设于头带座，且第一侧向头带的另一端连接显示主机。第二侧向头带的一端滑设于头带座并重叠于第一侧向头带，且第二侧向头带的另一端连接显示主机。辅助头带的一端滑设于头带座并交错于第二侧向头带，且辅助头带的另一端连接显示主机。旋钮枢设于头带座，且头带座位于显示主机与旋钮之间。第一驱动件枢设于头带座并耦接第一侧向头带与第二侧向头带。第一驱动件接合于旋钮以随旋钮同步旋转，或第一驱动件松脱于旋钮以停止旋转。第二驱动件枢设于头带座并耦接辅助头带。第二驱动件接合于旋钮以随旋钮同步旋转，或第二驱动件松脱于旋钮以停止旋转。

基于上述，在本发明的头戴显示设备中，使用者可通过旋动旋钮的方式同步带动第一侧向头带、第二侧向头带以及辅助头带，并同步调整第一侧向头带的长度、第二侧向头带的长度以及辅助头带的长度，从而依据个人需求调整穿戴头戴显示设备时的松紧程度。因此，本发明的头戴显示设备具有极佳的操作便利性。

当旋钮无法通过第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带时，第一驱动件松脱于旋钮，以令旋钮仍可通过第二驱动件带动辅助头带。相反地，当旋钮无法通过第二驱动件带动辅助头带时，第二驱动件松脱于旋钮，以令旋钮仍可通过第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带。基于上述设计，若第一侧向头带与第二侧向头带的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对辅助头带的长度(或松紧程度)进行调整。相反地，若辅助头带的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对第一侧向头带与第二侧向头带的长度(或松紧程度)进行调整。除此之外，上述设计也可用以防止使用者过度旋调而造成机构损坏。

附图说明

图1是本发明一实施例的头戴显示设备的示意图；

图2是图1中对应于旋钮所在处的局部放大正视示意图；

图3是图1的头戴显示设备于另一视角的局部示意图；

图4是图3的旋钮、第一驱动件、第二驱动件以及定位座的放大示意图；

图5是本发明一实施例的头戴显示设备的局部放大剖面示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是本发明一实施例的头戴显示设备的示意图。图2是图1中对应于旋钮所在处的局部放大正视示意图，并采用虚线示出头带座120的内部结构的一部分与旋钮140的内部结构的一部分。图3是图1的头戴显示设备于另一视角的局部示意图，并省略显示主机110、头带座120中朝向显示主机110的部分机壳、第一侧向头带130的部分区段、第二侧向头带131的部分区段以及辅助头带132的部分区段。图4是图3的旋钮、第一驱动件、第二驱动件以及定位座的放大示意图。图5是本发明一实施例的头戴显示设备的局部放大剖面示意图。

请参考图1至图3，在本实施例中，头戴显示设备100可供使用者穿戴于头部，并提供三维虚拟环境的图像画面，以让使用者获致身临其境的临场感。详细而言，头戴显示设备100包括显示主机110、头带座120、第一侧向头带130、第二侧向头带131、辅助头带132、旋钮140、第一驱动件150以及第二驱动件160，其中显示主机110具备逻辑运算、数据存取以及图像显示等能力，且显示主机110通过第一侧向头带130、第二侧向头带131以及辅助头带132连接头带座120。

头带座120相对于显示主机110设置，当使用者将头戴显示设备100穿戴于头部时，显示主机110位于使用者的脸部并罩覆使用者的眼睛。另外，头带座120位于使用者的后脑勺，其中第一侧向头带130与第二侧向头带131延伸通过使用者的头部左右两侧，且辅助头带132延伸通过使用者的头顶，据以提高使用者穿戴头戴显示设备100时的稳固度与舒适度。

进一步而言，第一侧向头带130的一端滑设于头带座120，且第一侧向头带130的另一端连接显示主机110。第二侧向头带131的一端滑设于头带座120，且第二侧向头带131的另一端连接显示主机110。辅助头带132的一端滑设于头带座120，且辅助头带132的另一端连接显示主机110。举例来说，第一侧向头带130与第二侧向头带131连接显示主机110的左右两侧，其中辅助头带132连接显示主机110的顶部，且位于第一侧向头带130与第二侧向头带131之间。

如图3与图5所示，在头带座120中，第一侧向头带130与第二侧向头带131至少部分重叠，且辅助头带132交错于第二侧向头带131。辅助头带132实质上垂直于第二侧向头带131，且第二侧向头带131位于辅助头带132与第一侧向头带130之间。另一方面，第一侧向头带130的延伸方向与第二侧向头带131的延伸方向互为平行，且辅助头带132的延伸方向交错于或垂直于第一侧向头带130的延伸方向与第二侧向头带131的延伸方向。

请参考图1、图3以及图5，在本实施例中，旋钮140、第一驱动件150以及第二驱动件160枢设于头带座120，且头带座120位于显示主机110与旋钮140之间。第一侧向头带130中滑设于头带座120的区段与第二侧向头带131中滑设于头带座120的区段至少部分重叠，并机械性耦接第一驱动件150。通过第一驱动件150相对于头带座120的旋转，第一侧向头带130与第二侧向头带131被第一驱动件150同步带动并沿着两相反方向相对于头带座120滑动。

另一方面，第二驱动件160穿过第一侧向头带130中滑设于头带座120的区段与第二侧向头带131中滑设于头带座120的区段，并机械性耦接辅助头带132中滑设于头带座120的区段。通过第二驱动件160相对于头带座120的旋转，辅助头带132被第二驱动件160带动并相对于头带座120滑动。另外，辅助头带132的滑动方向交错于或垂直于第一侧向头带130的滑动方向与第二侧向头带131的滑动方向。

详细而言，使用者可通过旋动旋钮140的方式同步带动第一驱动件150与第二驱动件160相对于头带座120旋转，以通过第一驱动件150带动第一侧向头带130与第二侧向头带131，并通过第二驱动件160带动辅助头带132，据以同步调整第一侧向头带130的长度、第二侧向头带131的长度以及辅助头带132的长度，并依据个人需求调整穿戴头戴显示设备100时的松紧程度。因此，头戴显示设备100具有极佳的操作便利性。

在本实施例中，第一侧向头带130包括滑设于头带座120的第一齿条部130a，且第一齿条部130a位于第一侧向头带130中滑设于头带座120的区段。另一方面，第二侧向头带131包括滑设于头带座120的第二齿条部131a，且第二齿条部131a位于第二侧向头带131中滑设于头带座120的区段。举例来说，第一侧向头带130中滑设于头带座120的区段具有第一滑槽130b，且第一齿条部130a设置于第一滑槽130b内。另一方面，第二侧向头带131中滑设于头带座120的区段具有第二滑槽131b，其中第二滑槽131b与第一滑槽130b至少部分重叠，且第二齿条部131a设置于第二滑槽131b内。

第一驱动件150包括第一齿轮部151，且第一齿轮部151位于第一滑槽130b与第二滑槽131b内。第一齿轮部151啮接第一齿条部130a与第二齿条部131a，当第一齿条部130a旋转时，第一齿条部130a与第二齿条部131a被第一齿轮部151带动，使得第一侧向头带130与第二侧向头带131沿着两相反方向相对于头带座120滑动。

辅助头带132包括滑设于头带座120的辅助齿条部132a，且位于辅助头带132中滑设于头带座120的区段。举例来说，辅助头带132中滑设于头带座120的区段具有辅助滑槽132b，其中辅助滑槽132b交错于第二滑槽131b，且辅助齿条部132a设置于辅助滑槽132b内。第二驱动件160包括第二齿轮部161，其中第二齿轮部161穿过第一滑槽130b与第二滑槽131b，且位于辅助滑槽132b内。第二齿轮部161啮接辅助齿条部132a，当第二齿轮部161旋转时，辅助齿条部132a被第二齿轮部161带动，使得辅助头带132相对于头带座120滑动。

如图3与图5所示，第一齿条部130a相对于第二齿条部131a设置，举例来说，第一齿条部130a在下，而第二齿条部131a在上，但不限于此。另一方面，辅助齿条部132a的延伸方向交错于或垂直于第一齿条部130a的延伸方向与第二齿条部131a的延伸方向，且第一齿条部130a的延伸方向与第二齿条部131a的延伸方向互为平行。

请参考图5，在第一状态下，第一驱动件150与第二驱动件160均接合于旋钮140以随旋钮140同步旋转，其中第一驱动件150带动第一侧向头带130与第二侧向头带131，且第二驱动件160带动辅助头带132。详细而言，头戴显示设备100还包括第一单向弹簧170与第二单向弹簧180，其中第一单向弹簧170的一端固定于旋钮140，且第一单向弹簧170的另一端套设于第一驱动件150。另一方面，第二单向弹簧180的一端固定于旋钮140，且第二单向弹簧180的另一端套设于第二驱动件160。

在第一状态下，第一单向弹簧170迫紧于第一驱动件150，使得第一驱动件150与旋钮140联动。另一方面，第二单向弹簧180迫紧于第二驱动件160，使得第二驱动件160与旋钮140联动。如图5所示，第一单向弹簧170环绕第二单向弹簧180，且第一驱动件150环绕第二驱动件160，或称，第二驱动件160穿设于第一驱动件150。另外，第二单向弹簧180位于第一驱动件150与第二驱动件160之间。

请参考图1、图2、图4以及图5，在本实施例中，旋钮140包括旋钮本体141、轴部142以及定位座143，且旋钮本体141位于头带座120中背向显示主机110的一侧。轴部142凸出于旋钮本体141并穿设于头带座120，以作为旋钮本体141的旋转基准轴。另一方面，定位座143设置于旋钮本体141，其中第一驱动件150套设于第二驱动件160，且轴部142穿设于定位座143与第二驱动件160。

进一步而言，定位座143包括第一凸环143a、被第一凸环143a环绕的第二凸环143b以及被第二凸环143b环绕的第三凸环143c，且第二凸环143b位于第一凸环143a与第三凸环143c之间。第一驱动件150的一端接触第二凸环143b，其中第一单向弹簧170套设于第一驱动件150与第二凸环143b，且第一单向弹簧170的一端固定于第二凸环143b。另外，第一单向弹簧170设置于第一凸环143a与第二凸环143b之间的环状沟槽内。

第二驱动件160的一端接触第三凸环143c，其中第二单向弹簧180套设于第二驱动件160与第三凸环143c，且第二单向弹簧180的一端固定于第三凸环143c。另外，第二单向弹簧180设置于第二凸环143b与第三凸环143c之间的环状沟槽内，其中轴部142穿设于第三凸环143c，且第二凸环143b将第一单向弹簧170与第二单向弹簧180隔开。

在第一状态下，第一单向弹簧170迫紧于第一驱动件150，使得第一驱动件150与第二凸环143b联动。另外，第二单向弹簧180迫紧于第二驱动件160，使得第二驱动件160与第三凸环143c联动。旋钮本体141可用以带动定位座143同步旋转，以使第二凸环143b通过第一单向弹簧170带动第一驱动件150同步旋转，以及第三凸环143c通过第二单向弹簧180带动第二驱动件160同步旋转。

请参考图2与图4，在本实施例中，旋钮140还包括凸出于旋钮本体141且环绕轴部142的凸块144(示意地示出多个)，且定位座143的外壁面143d(即第一凸环143a的外壁面)设有定位弹臂143e(示意地示出多个)。举例来说，所述多个凸块144的数量等于所述多个定位弹臂143e的数量，且所述多个凸块144与所述多个定位弹臂143e采一对一配置。进一步而言，每一个定位弹臂143e包括从动部143f、弹臂部143g以及棘爪143h，其中从动部143f固接外壁面143d，且棘爪143h通过弹臂部143g连接从动部143f。

如图4所示，每一个凸块144位于对应的定位弹臂143e的从动部143f与棘爪143h之间。若旋钮本体141沿逆时针方向旋转，随旋钮本体141旋转的所述多个凸块144推抵所述多个从动部143f，以带动定位座143同步旋转。相反地，若旋钮本体141沿顺时针方向旋转，随旋钮本体141旋转的所述多个凸块144推抵所述多个棘爪143h，以带动定位座143同步旋转。

如图2所示，头带座120包括环绕定位座143的内齿棘轮121，且每一个凸块144位于内齿棘轮121与对应的定位弹臂143e之间。所述多个棘爪143h啮接内齿棘轮121，以达到定位旋钮140的目的。若旋钮本体141沿逆时针方向旋转，随旋钮本体141旋转的所述多个凸块144推抵所述多个棘爪143h，使得所述多个弹臂部143g产生弹性变形。当所述多个弹臂部143g产生弹性变形时，所述多个棘爪143h脱离于内齿棘轮121，以使定位座143顺利地被所述多个凸块144推动。

请参考图2、图3以及图5，在第二状态下，第一驱动件150接合于旋钮140以随旋钮140同步旋转，并带动第一侧向头带130与第二侧向头带131，但第二驱动件160松脱于旋钮140以停止旋转，并停止带动辅助头带132。进一步来说，在第二状态下，第一单向弹簧170迫紧于第一驱动件150，使得第一驱动件150与第二凸环143b联动。另外，因辅助头带132无法滑动，且第二驱动件160无法转动，旋转中的第三凸环143c施加作用力于第二单向弹簧180，使得第二单向弹簧180的内径扩大，以令第二单向弹簧180松脱于第二驱动件160。

也就是说，当旋钮140无法通过第二驱动件160带动辅助头带132时，第二驱动件160松脱于旋钮140，以令旋钮140仍可通过第一驱动件150带动第一侧向头带130与第二侧向头带131。

在第三状态下，第二驱动件160接合于旋钮140以随旋钮140同步旋转，并带动辅助头带132，但第一驱动件150松脱于旋钮140以停止旋转，并停止带动第一侧向头带130与第二侧向头带131。进一步来说，在第三状态下，第二单向弹簧180迫紧于第二驱动件160，使得第二驱动件160与第三凸环143c联动。另外，因第一侧向头带130与第二侧向头带131无法滑动，且第一驱动件150无法转动，旋转中的第二凸环143b施加作用力于第一单向弹簧170，使得第一单向弹簧170的内径扩大，以令第一单向弹簧170松脱于第一驱动件150。

也就是说，当旋钮140无法通过第一驱动件150带动第一侧向头带130与第二侧向头带131时，第一驱动件150松脱于旋钮140，以令旋钮140仍可通过第二驱动件160带动辅助头带132。

基于上述设计，若第一侧向头带130与第二侧向头带131的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对辅助头带132的长度(或松紧程度)进行调整。相反地，若辅助头带132的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对第一侧向头带130与第二侧向头带131的长度(或松紧程度)进行调整。除此之外，上述设计也可避免因过度旋调而造成机构损坏。

综上所述，在本发明的头戴显示设备中，使用者可通过旋动旋钮的方式同步带动第一侧向头带、第二侧向头带以及辅助头带，并同步调整第一侧向头带的长度、第二侧向头带的长度以及辅助头带的长度，从而依据个人需求调整穿戴头戴显示设备时的松紧程度。因此，本发明的头戴显示设备具有极佳的操作便利性。

在第一状态下，第一驱动件与第二驱动件均接合于旋钮以随旋钮同步旋转，其中第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带，且第二驱动件带动辅助头带。在第二状态下，第一驱动件接合于旋钮以随旋钮同步旋转，并带动第一侧向头带与第二侧向头带，但第二驱动件松脱于旋钮以停止旋转，并停止带动辅助头带。在第三状态下，第二驱动件接合于旋钮以随旋钮同步旋转，并带动辅助头带，但第一驱动件松脱于旋钮以停止旋转，并停止带动第一侧向头带与第二侧向头带。也就是说，当旋钮无法通过第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带时，第一驱动件松脱于旋钮，以令旋钮仍可通过第二驱动件带动辅助头带。相反地，当旋钮无法通过第二驱动件带动辅助头带时，第二驱动件松脱于旋钮，以令旋钮仍可通过第一驱动件带动第一侧向头带与第二侧向头带。基于上述设计，若第一侧向头带与第二侧向头带的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对辅助头带的长度(或松紧程度)进行调整。相反地，若辅助头带的长度(或松紧程度)已调整完毕，则使用者仍可对第一侧向头带与第二侧向头带的长度(或松紧程度)进行调整。除此之外，上述设计也可避免因过度旋调而造成机构损坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种头戴显示设备，其特征在于，包括：

显示主机；

头带座，相对于所述显示主机设置；

第一侧向头带，其中所述第一侧向头带的一端滑设于所述头带座，且所述第一侧向头带的另一端连接所述显示主机；

第二侧向头带，其中所述第二侧向头带的一端滑设于所述头带座并重叠于所述第一侧向头带，且所述第二侧向头带的另一端连接所述显示主机；

辅助头带，其中所述辅助头带的一端滑设于所述头带座并交错于所述第二侧向头带，且所述辅助头带的另一端连接所述显示主机；

旋钮，枢设于所述头带座，且所述头带座位于所述显示主机与所述旋钮之间；

第一驱动件，枢设于所述头带座并耦接所述第一侧向头带与所述第二侧向头带，所述第一驱动件接合于所述旋钮以随所述旋钮同步旋转，或所述第一驱动件松脱于所述旋钮以停止旋转；以及

第二驱动件，枢设于所述头带座并耦接所述辅助头带，所述第二驱动件接合于所述旋钮以随所述旋钮同步旋转，或所述第二驱动件松脱于所述旋钮以停止旋转。

2.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，所述第一侧向头带包括滑设于所述头带座的第一齿条部，且所述第二侧向头带包括滑设于所述头带座的第二齿条部，所述第一驱动件包括第一齿轮部，且所述第一齿轮部啮接所述第一齿条部与所述第二齿条部。

3.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，所述辅助头带包括滑设于所述头带座的辅助齿条部，且所述第二驱动件包括第二齿轮部，所述第二齿轮部啮接所述辅助齿条部。

4.根据权利要求1所述的头戴显示设备，其特征在于，还包括第一单向弹簧与第二单向弹簧，其中所述第一单向弹簧的一端固定于所述旋钮，且所述第一单向弹簧的另一端套设于所述第一驱动件，其中所述第二单向弹簧的一端固定于所述旋钮，且所述第二单向弹簧的另一端套设于所述第二驱动件。

5.根据权利要求4所述的头戴显示设备，其特征在于，所述第一单向弹簧的另一端迫紧于所述第一驱动件或松脱于所述第一驱动件，且所述第二单向弹簧的另一端迫紧于所述第二驱动件或松脱于所述第二驱动件。

6.根据权利要求4所述的头戴显示设备，其特征在于，所述第一单向弹簧环绕所述第二单向弹簧，且所述第一驱动件环绕所述第二驱动件。

7.根据权利要求4所述的头戴显示设备，其特征在于，所述第二单向弹簧位于所述第一驱动件与所述第二驱动件之间。

8.根据权利要求4所述的头戴显示设备，其特征在于，所述旋钮包括旋钮本体、轴部以及定位座，所述轴部凸出于所述旋钮本体并穿设于所述头带座，其中所述定位座设置于所述旋钮本体，所述第一驱动件套设于所述第二驱动件，且所述轴部穿设于所述定位座与所述第二驱动件。

9.根据权利要求8所述的头戴显示设备，其特征在于，所述旋钮还包括凸出于所述旋钮本体且环绕所述轴部的凸块，且所述定位座的外壁面设有定位弹臂，所述定位弹臂包括从动部、弹臂部以及棘爪，其中所述从动部固接所述外壁面，且所述棘爪通过所述弹臂部连接所述从动部，所述凸块随所述旋钮本体旋转并推抵所述从动部或所述棘爪，以带动所述定位座随所述旋钮本体旋转。

10.根据权利要求9所述的头戴显示设备，其特征在于，所述头带座包括环绕所述定位座的内齿棘轮，且所述棘爪啮接所述内齿棘轮，所述凸块位于所述内齿棘轮与所述定位弹臂之间。

11.根据权利要求8所述的头戴显示设备，其特征在于，所述定位座包括第一凸环、被所述第一凸环环绕的第二凸环以及被所述第二凸环环绕的第三凸环，且所述第二凸环位于所述第一凸环与所述第三凸环之间，

所述第一驱动件的一端接触所述第二凸环，其中所述第一单向弹簧套设于所述第一驱动件与所述第二凸环，且所述第一单向弹簧的一端固定于所述第二凸环，

所述第二驱动件的一端接触所述第三凸环，其中所述第二单向弹簧套设于所述第二驱动件与所述第三凸环，且所述第二单向弹簧的一端固定于所述第三凸环。

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