CN117518504B - 一种头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴式显示设备，包括：主体壳体用于安装显示主体，连接座用于安装转动座并调节转动座的相对位置，连接座设置有两组且对称安装在主体壳体的两侧；调节组件用于调节两组所述连接座在主体壳体上的相对位置，调节组件设置有两组且与所述连接座配套连接；后枕用于佩戴在使用者后脑处，其上固定设置有张紧组件，张紧组件上连接有绑带一和绑带二，绑带一和绑带二用于连接张紧组件与转动座，通过所述张紧组件调节绑带一和绑带二的长度实现对显示设备佩戴松紧的调节；本发明通过两组调节组件改变两侧连接座与主体壳体之间的相对位置，从而调节两组连接座之间的间距，确保对不同脸宽的使用者能够稳定佩戴本显示设备。

Description

一种头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及头戴设备技术领域，具体涉及一种头枕能够自动收紧的头戴式显示设备。

背景技术

头戴式显示设备即头显，是虚拟现实应用中的3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接受来自主机的3DVR图形信号。使用方式为头戴式，辅以三个自由度的空间跟踪定位器可进行VR输出效果观察，同时观察者可做空间上的自由移动，如；自由行走、旋转等，沉浸感较强，在VR效果的观察设备中，头戴式显示设备的沉浸感优于显示器的虚拟现实观察效果，逊于虚拟三维投影显示和观察效果，在投影式虚拟现实系统中，头戴式显示设备作为系统功能和设备的一种补充和辅助。

头戴式显示设备的原理是将小型2维显示器所产生的影像借由光学系统放大。具体而言，小型显示器所发射的光线经过凸状透镜使影像因折射产生类似远方效果。利用此效果将近处物体放大至远处观赏而达到所谓的全像视觉。液晶显示器的影像通过一个偏心自由曲面透镜，使影像变成类似大银幕画面。由于偏心自由曲面透镜为一倾斜状凹面透镜，因此在光学上它已不单是透镜功能，基本上已成为自由面棱镜。当产生的影像进入偏心自由曲面棱镜面，再全反射至观视者眼睛对向侧凹面镜面。侧凹面镜面涂有一层镜面涂层，反射时光线再次被放大反射至偏心自由曲面棱镜面，并在该面补正光线倾斜，达到观视者眼睛。

现有市场上的头戴式显示设备，其对于头戴尺寸的张紧调节一般还是采用弹性带实现，弹性带虽然能够实现对头戴张紧的调节，然而其调节的范围是一定的，因此不同的人佩戴的舒适度不同，并且弹性带会随着使用逐渐丧失，从而造成无法稳定使用的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种头枕能够自动收紧的头戴式显示设备，解决现有头戴式显示设备调节的范围是一定的，因此不同的人佩戴的舒适度不同，并且弹性带会随着使用逐渐丧失，从而造成无法稳定使用的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

头枕自动收紧的头戴式显示设备，包括：

主体壳体，用于安装显示主体，所述显示主体固定安装在主体壳体的前端，所述显示主体用于进行影像画面的显示；

连接座，其用于安装转动座并调节转动座的相对位置，所述连接座设置有两组且对称安装在所述主体壳体的两侧；

调节组件，其用于调节两组所述连接座在主体壳体上的相对位置，所述调节组件设置有两组且与所述连接座配套连接；

后枕，其用于佩戴在使用者后脑处，其上固定设置有张紧组件，所述张紧组件上连接有绑带一和绑带二，所述绑带一和绑带二用于连接张紧组件与转动座，通过所述张紧组件调节绑带一和绑带二的长度实现对显示设备佩戴松紧的调节。

作为本发明进一步的方案，所述主体壳体靠近佩戴者面部的一侧设置有用以避让鼻子的鼻腔槽。

作为本发明进一步的方案，所述连接座包括：

内座体，滑动连接在所述主体壳体内部，用于与所述调节组件相连；

外座体，固定连接在所述内座体上，其上固定设置有连接轴，连接轴用于与转动座相连；

扭簧，其一端固定在连接轴上，另一端与转动座固定连接，其用于对转动座起到复位的作用。

作为本发明进一步的方案，所述转动座包括：

侧颊支座，用于与所述连接座相连；

侧颊座，固定连接在侧颊支座上，用于夹紧在佩戴者头部侧面，其上靠近佩戴者头部的一侧可拆卸安装有侧护垫，所述侧护垫用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度。

作为本发明进一步的方案，所述转动座还包括：

导向杆，其至少设置有两组固定连接在所述侧颊座内部，所述导向杆对张紧滑块的滑动起到导向的作用；

张紧滑块，用于与绑带相连，所述张紧滑块滑动连接在导向杆上实现对绑带长度的调节；

张紧弹簧，其套设在导向杆外周且固定连接在张紧滑块上，其用于对张紧滑块和绑带起到复位的作用。

作为本发明进一步的方案，所述后枕包括：

后枕座，其呈与佩戴者头部相贴合的弧形结构，用于安装张紧组件；

后枕护垫，其可拆卸安装在后枕座的凹弧处，用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度。

作为本发明进一步的方案，所述张紧组件包括：

张紧座，其用于安装绑带轴一和绑带轴二；所述绑带轴一和绑带轴二分别与绑带一和绑带二固定连接；

张紧驱动，其固定安装在所述张紧座上，用于驱动绑带轴一和绑带轴二转动实现对绑带一和绑带二的长度调节。

作为本发明进一步的方案，所述张紧组件还包括：

张紧轴，其固定安装在张紧驱动上，其上固定安装有用以驱动绑带轴一和绑带轴二转动的主动齿轮；

从动齿轮，设置有两组并分别固定安装在绑带轴一和绑带轴二上，且分别与主动齿轮啮合连接。

作为本发明进一步的方案，所述调节组件包括：

导向座，其固定设置在主体壳体内部，其上设置有用于连接导向滑板的导向滑槽；

导向滑板，滑动连接在导向座的导向滑槽内，其下端固定设置有用于与调节齿轮相啮合的调节齿条；

调节连板，其用于固定连接导向滑板和连接座上；

侧连板，设置有两组且固定连接在导向座下端两侧，其上转动安装有调节轴，调节轴用以安装调节齿轮。

作为本发明进一步的方案，所述调节组件还包括：

传动齿轮，其固定安装在所述调节轴上，其用于与驱动齿轮啮合连接，带动调节轴转动；

主动轴，其转动安装在导向座和主体壳体上，所述驱动齿轮固定安装在主动轴上，所述驱动齿轮上端伸出主体壳体上表面。

本发明的有益效果：

通过两组调节组件改变两侧连接座与主体壳体之间的相对位置，从而调节两组连接座之间的间距，确保对不同脸宽的使用者能够稳定佩戴本显示设备。

两组转动座用于对使用者头部两侧进行夹紧，利用扭簧的弹性作用可以使得转动座夹紧在使用者头部，从而确保显示设备佩戴时的稳定性，并且两侧设置侧护垫保护佩戴者头部的同时提高佩戴舒适度。

利用张紧组件调节两组绑带的长度，从而使得显示设备方便佩戴的同时确保其佩戴时的稳定性，并且绑带在张紧弹簧的作用下可以实现自动收缩复位，无需手动对其进行调节，能够适应对不同头型的稳定佩戴使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体的立体结构示意图；

图2是本发明整体的轴测结构示意图；

图3是本发明整体的俯视结构示意图；

图4是本发明整体的主视结构示意图；

图5是本发明图4中A-A方向的剖视结构示意图；

图6是本发明图4中A-A方向剖视轴侧结构示意图；

图7是本发明调节组件的上方局部剖视结构示意图；

图8是本发明调节组件的下方局部剖视结构示意图。

图中：1、显示主体；2、主体壳体；21、鼻腔槽；22、护眼镜片；3、连接座；31、内座体；32、外座体；33、连接轴；34、扭簧；4、转动座；41、侧颊座；42、侧护垫；43、侧颊支座；44、导向杆；45、张紧弹簧；46、张紧滑块；5、调节组件；51、导向座；52、调节连板；53、导向滑板；54、调节齿条；55、侧连板；56、调节齿轮；57、传动齿轮；58、主动轴；59、驱动齿轮；6、绑带一；7、绑带二；8、后枕；81、后枕座；82、后枕护垫；9、张紧组件；91、张紧座；92、张紧驱动；93、张紧轴；94、主动齿轮；95、绑带轴一；96、绑带轴二；97、从动齿轮。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图8所示，本发明为头枕自动收紧的头戴式显示设备，包括：主体壳体2，用于安装显示主体1，所述显示主体1固定安装在主体壳体2的前端，所述显示主体1用于进行影像画面的显示；连接座3，其用于安装转动座4并调节转动座4的相对位置，所述连接座3设置有两组且对称安装在所述主体壳体2的两侧；调节组件5，其用于调节两组所述连接座3在主体壳体2上的相对位置，所述调节组件5设置有两组且与所述连接座3配套连接；后枕8，其用于佩戴在使用者后脑处，其上固定设置有张紧组件9，所述张紧组件9上连接有绑带一6和绑带二7，所述绑带一6和绑带二7用于连接张紧组件9与转动座4，通过所述张紧组件9调节绑带一6和绑带二7的长度实现对显示设备佩戴松紧的调节。

所述主体壳体2靠近佩戴者面部的一侧设置有用以避让鼻子的鼻腔槽21，在确保佩戴时鼻子能够正常舒适的使用，且使得眼睛与主体壳体2之间更为贴合，对于显示主体1的观看效果更好，同时在主体壳体2靠近佩戴者面部的一侧设置为与面部更为贴合的弧形结构，在弧形结构处可拆卸安装有两片护眼镜片22，使得佩戴者在观看视频的同时对眼部起到保护作用，并且在主体壳体2的表面还设置有一层防护垫，对面部起到保护的作用。

在本显示设备中，所有的零件的棱角均做倒圆角处理，确保使用者在佩戴及使用显示设备时，不会因棱角的尖锐造成伤害。

所述连接座3包括：内座体31，滑动连接在所述主体壳体2内部，用于与所述调节组件5相连；外座体32，固定连接在所述内座体31上，其上固定设置有连接轴33，连接轴33用于与转动座4相连；扭簧34，其一端固定在连接轴33上，另一端与转动座4固定连接，其用于对转动座4起到复位的作用。

两组转动座4用于对使用者头部两侧进行夹紧，利用扭簧34的弹性作用可以使得转动座4夹紧在使用者头部，从而确保显示设备佩戴时的稳定性。

所述转动座4包括：侧颊支座43，用于与所述连接座3相连，且侧颊支座43转动连接在连接轴33上，并且扭簧34设置在连接轴33和侧颊支座43之间；侧颊座41，固定连接在侧颊支座43上，用于夹紧在佩戴者头部侧面，其上靠近佩戴者头部的一侧可拆卸安装有侧护垫42，所述侧护垫42用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度，侧护垫42选用高弹性柔性材质，确保安全性和舒适性。

导向杆44，其至少设置有两组固定连接在所述侧颊座41内部，所述导向杆44对张紧滑块46的滑动起到导向的作用；张紧滑块46，用于与绑带相连，所述张紧滑块46滑动连接在导向杆44上实现对绑带长度的调节；张紧弹簧45，其套设在导向杆44外周且固定连接在张紧滑块46上，其用于对张紧滑块46和绑带起到复位的作用。

在另外的可选实施例中，在转动座4远离佩戴者头部的一侧可拆卸安装有可调式耳机（图中未画出），将耳机与显示主体1相连，可以为使用者提供更好地试听体验，可调式耳机采用可弯折的耳机连臂，能够调节耳机的位置，确保更好更舒适的与使用者耳朵相贴合。

所述后枕8包括：后枕座81，其呈与佩戴者头部相贴合的弧形结构，用于安装张紧组件9；后枕护垫82，其可拆卸安装在后枕座81的凹弧处，用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度，后枕护垫82的材质与侧护垫42的材质相同，可拆卸式的安装可以根据需要对护垫进行更换，从而提高用户的可选择性，兼容舒适性和稳定性。

在另外的可选实施例中，在后枕8与主体壳体2的顶部之间设置有上绑带（图中未画出），上绑带的设置进一步提高对显示设备佩戴的稳定性，且上绑带可以选择弹性张紧带，能够自动调节张紧度，同样可以采用与张紧组件9相同的机构对上绑带的长度进行灵活调节。

所述张紧组件9包括：张紧座91，其用于安装绑带轴一95和绑带轴二96；所述绑带轴一95和绑带轴二96分别与绑带一6和绑带二7固定连接；张紧驱动92，其固定安装在所述张紧座91上，用于驱动绑带轴一95和绑带轴二96转动实现对绑带一6和绑带二7的长度调节。

其中张紧驱动92可以根据需求选择电驱动和手动驱动，电驱动则采用电机或电动马达对张紧轴93进行驱动，手动驱动则采用旋转手柄对其进行驱动，提供不同的驱动方式使得产品具有不同的规格可以选择。

所述张紧组件9还包括：张紧轴93，其固定安装在张紧驱动92上，其上固定安装有用以驱动绑带轴一95和绑带轴二96转动的主动齿轮94；从动齿轮97，设置有两组并分别固定安装在绑带轴一95和绑带轴二96上，且分别与主动齿轮94啮合连接。

由于是采用一个主动齿轮94同时驱动两组从动齿轮97转动，此时绑带轴一95和绑带轴二96的转动方向相同，因此为了确保对两组绑带的同步调节，两组绑带与绑带轴之间的连接方式为相反方向，如图5所示。

所述调节组件5包括：导向座51，其固定设置在主体壳体2内部，其上设置有用于连接导向滑板53的导向滑槽；导向滑板53，滑动连接在导向座51的导向滑槽内，其下端固定设置有用于与调节齿轮56相啮合的调节齿条54；调节连板52，其用于固定连接导向滑板53和连接座3上；侧连板55，设置有两组且固定连接在导向座51下端两侧，其上转动安装有调节轴，调节轴用以安装调节齿轮56。

所述调节组件5还包括：传动齿轮57，其固定安装在所述调节轴上，其用于与驱动齿轮59啮合连接，带动调节轴转动；主动轴58，其转动安装在导向座51和主体壳体2上，所述驱动齿轮59固定安装在主动轴58上，所述驱动齿轮59上端伸出主体壳体2上表面。

当需要对连接座3的位置进行调节时，则通过手动拨动伸出主体壳体2上表面驱动齿轮59，利用驱动齿轮59带动传动齿轮57转动，传动齿轮57通过调节轴带动调节齿轮56同步转动，利用调节齿轮56与调节齿条54之间的啮合传动带动导向滑板53沿着导向座51滑动，从而在调节连板52的作用下带动连接座3水平滑动，调节连接座3的位置，确保对不同脸宽的使用者能够稳定佩戴本显示设备。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

主体壳体（2），用于安装显示主体（1），所述显示主体（1）固定安装在主体壳体（2）的前端，所述显示主体（1）用于进行影像画面的显示；

连接座（3），其用于安装转动座（4）并调节转动座（4）的相对位置，所述连接座（3）设置有两组且对称安装在所述主体壳体（2）的两侧；

调节组件（5），其用于调节两组所述连接座（3）在主体壳体（2）上的相对位置，所述调节组件（5）设置有两组且与所述连接座（3）配套连接；

后枕（8），其用于佩戴在使用者后脑处，其上固定设置有张紧组件（9），所述张紧组件（9）上连接有绑带一（6）和绑带二（7），所述绑带一（6）和绑带二（7）用于连接张紧组件（9）与转动座（4），通过所述张紧组件（9）调节绑带一（6）和绑带二（7）的长度实现对显示设备佩戴松紧的调节；

所述主体壳体（2）靠近佩戴者面部的一侧设置有用以避让鼻子的鼻腔槽（21）；

所述连接座（3）包括：

内座体（31），滑动连接在所述主体壳体（2）内部，用于与所述调节组件（5）相连；

外座体（32），固定连接在所述内座体（31）上，其上固定设置有连接轴（33），连接轴（33）用于与转动座（4）相连；

扭簧（34），其一端固定在连接轴（33）上，另一端与转动座（4）固定连接，其用于对转动座（4）起到复位的作用。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述转动座（4）包括：

侧颊支座（43），用于与所述连接座（3）相连；

侧颊座（41），固定连接在侧颊支座（43）上，用于夹紧在佩戴者头部侧面，其上靠近佩戴者头部的一侧可拆卸安装有侧护垫（42），所述侧护垫（42）用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述转动座（4）还包括：

导向杆（44），其至少设置有两组固定连接在所述侧颊座（41）内部，所述导向杆（44）对张紧滑块（46）的滑动起到导向的作用；

张紧滑块（46），用于与绑带相连，所述张紧滑块（46）滑动连接在导向杆（44）上实现对绑带长度的调节；

张紧弹簧（45），其套设在导向杆（44）外周且固定连接在张紧滑块（46）上，其用于对张紧滑块（46）和绑带起到复位的作用。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述后枕（8）包括：

后枕座（81），其呈与佩戴者头部相贴合的弧形结构，用于安装张紧组件（9）；

后枕护垫（82），其可拆卸安装在后枕座（81）的凹弧处，用于保护佩戴者头部并提高佩戴舒适度。

5.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述张紧组件（9）包括：

张紧座（91），其用于安装绑带轴一（95）和绑带轴二（96）；所述绑带轴一（95）和绑带轴二（96）分别与绑带一（6）和绑带二（7）固定连接；

张紧驱动（92），其固定安装在所述张紧座（91）上，用于驱动绑带轴一（95）和绑带轴二（96）转动实现对绑带一（6）和绑带二（7）的长度调节。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述张紧组件（9）还包括：

张紧轴（93），其固定安装在张紧驱动（92）上，其上固定安装有用以驱动绑带轴一（95）和绑带轴二（96）转动的主动齿轮（94）；

从动齿轮（97），设置有两组并分别固定安装在绑带轴一（95）和绑带轴二（96）上，且分别与主动齿轮（94）啮合连接。

7.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述调节组件（5）包括：

导向座（51），其固定设置在主体壳体（2）内部，其上设置有用于连接导向滑板（53）的导向滑槽；

导向滑板（53），滑动连接在导向座（51）的导向滑槽内，其下端固定设置有用于与调节齿轮（56）相啮合的调节齿条（54）；

调节连板（52），其用于固定连接导向滑板（53）和连接座（3）上；

侧连板（55），设置有两组且固定连接在导向座（51）下端两侧，其上转动安装有调节轴，调节轴用以安装调节齿轮（56）。

8.根据权利要求7所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述调节组件（5）还包括：

传动齿轮（57），其固定安装在所述调节轴上，其用于与驱动齿轮（59）啮合连接，带动调节轴转动；

主动轴（58），其转动安装在导向座（51）和主体壳体（2）上，所述驱动齿轮（59）固定安装在主动轴（58）上，所述驱动齿轮（59）上端伸出主体壳体（2）上表面。