CN207689758U - 一体式虚拟现实头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式虚拟现实头戴显示设备，包括：头显和头戴，头戴主体包括：弹簧钢箍、前额支撑支架、顶骨支撑支架、枕骨支撑支架和电池盒；枕骨支撑支架和电池盒固定连接形成一个整体，该整体与顶骨支撑支架之间通过扭转结构扭转连接，以使头戴能够根据人头的形状和大小进行松紧力度调节，从而使用户可以快速调节出合适的贴合度。本实用新型通过将电池布局在头戴后端，使头戴的整体重量有效平衡了头显部分的重量，从而使设备整体重量分配趋于合理化，减小了用户脸部及鼻梁易受到挤压。

Description

一体式虚拟现实头戴显示设备

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，更具体的说，涉及一种一体式虚拟现实头戴显示设备。

背景技术

虚拟现实头戴显示设备包括：头戴式显示器和头戴，头戴式显示器(Head MountDisplay，HMD)，简称头显，是一种用于计算机系统的显示设备，该设备被佩戴在用户的头部，通过位于用户眼睛前方的目视光学系统放大微型显示屏上的图像，从而提供沉浸式或穿透式的显示效果。头戴：与头显相连接，用于虚拟现实头戴式显示设备的佩戴和固定的部分。

目前，市场上的虚拟现实头戴显示设备基本分为三类：第一类为外接式虚拟现实头戴式显示设备，该设备需要与外部主机相连接，是一种本身不包含主要计算能力，仅包含显示系统与传感系统的头戴式显示设备；第二类为一体式虚拟现实头戴式显示设备，简称：VR(Virtual Reality，虚拟现实)一体机，该装置将显示、传感和计算等系统集成在一体的头戴式显示设备，具有省时省力、操作简单和方便的优势。其中，计算单元和传感单元可以不安装在头部，而是通过有线或无线与安装在头部的显示部分连接；第三类为外壳式虚拟现实头戴式显示设备，该装置本身不具有显示和计算系统，仅具有光学系统及可选传感系统的头戴式装置，该装置通过与智能移动通信终端等智能终端结合实现完整的头戴式显示功能。纵观整个行业，虚拟现实头戴显示设备仍以外接式虚拟现实头戴式显示设备(如Oculus Rift、HTC Vive等)和外壳式虚拟现实头戴式显示设备(如Google Cardboard、GearVR等)为主，但随着VR行业规模与市场快速增长，以及终端用户的潜在需求，为实现高端体验，各个VR公司都在着力开发将显示、传感和计算等系统集成一体的一体式虚拟现实头戴式显示设备。

传统的一体式虚拟现实头戴式显示设备，大都把电池容纳在头显中，从而增加了头显部分的重量。佩戴方式也基本都采用头显加绑带的方式，依靠纵、横两条绑带将头显捆扎固定在用户头部，使设备整体重量集中分布在头显部分，形成类似“悬臂式结构”，从而使用户脸部及鼻梁易受到挤压，产生强烈的压迫感，因此舒适感很差。另外，显示设备的绑带大部分采用松紧带，用户若要调节出合适的贴合力度并不容易。因此，当用户长时间佩戴时，不利于头部血液循环，从而会产生头皮发麻等现象，疲劳感十分明显。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型公开一种一体式虚拟现实头戴显示设备，以解决传统头戴显示设备存在的容易使用户脸部及鼻梁易受到挤压，产生强烈的压迫感，不易使用户调节出合适的贴合度，以及当用户长时间佩戴时，不利于头部血液循环，从而会产生头皮发麻等问题。

一种一体式虚拟现实头戴显示设备，包括头显和头戴，所述头戴的头戴主体包括：弹簧钢箍、前额支撑支架、顶骨支撑支架、枕骨支撑支架和电池盒；

所述枕骨支撑支架和所述电池盒固定连接形成一个整体，所述整体与所述顶骨支撑支架之间通过扭转结构扭转连接，以使所述头戴能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节。

优选的，所述扭转结构包括：芯轴和螺旋扭转弹簧，所述芯轴贯穿所述螺旋扭转弹簧。

优选的，所述螺旋扭转弹簧的数量为2个。

优选的，所述前额支撑支架、所述顶骨支撑支架和所述枕骨支撑支架中用于与人体贴合的部位均设置有海绵。

优选的，所述头显和所述头戴通过铰链连接结构连接，使所述头显的头显面罩能够在预设范围内调节与人脸部的贴合力度。

优选的，所述预设范围为30°。

优选的，所述铰链连接结构包括：锁付在所述头戴的铰链转轴以及设置在头显底壳上的转轴固定座。

优选的，所述铰链转轴和所述转轴固定座采用耐落螺丝锁付。

优选的，所述头显包括：头显主体以及设置在所述头显主体上的触控按键和触摸板，所述头显主体包括：面壳、底壳和面罩支架。

优选的，所述触控按键包括：首页键、返回键、电源键和音量调节键。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型公开了一种一体式虚拟现实头戴显示设备，包括：头显和头戴，头戴主体包括：弹簧钢箍、前额支撑支架、顶骨支撑支架、枕骨支撑支架和电池盒；枕骨支撑支架和电池盒固定连接形成一个整体，该整体与顶骨支撑支架之间通过扭转结构扭转连接，以使头戴能够根据人头的形状和大小进行松紧力度调节。本实用新型融入人体工程学的专业理念，通过将电池布局在头戴后端，使头戴的整体重量有效平衡了头显部分的重量，从而使设备整体重量分配趋于合理化，减小了用户脸部及鼻梁易受到挤压，提高了用户舒适感；枕骨支撑支架和电池盒形成的整体与顶骨支撑支架之间通过扭转结构扭转连接，可使头戴能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节，从而使用户可以快速调节出合适的贴合度；进一步，用户佩戴本实用新型中的头戴显示设备后，主要受力区分布在人体头部的额骨、顶骨和枕骨三处，这三处形成稳固的三角形集合力学结构，可有效减少用户长时间佩戴后的疲惫感，从而增强用户的沉浸感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的头显结构示意图；

图2为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的头戴结构示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的前视图；

图4为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的左视图；

图5为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的右视图；

图6为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的后视图；

图7为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的顶视图；

图8为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的底视图；

图9为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图；

图10为本实用新型实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的佩戴示意图；

图11为本实用新型实施例公开的另一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图；

图12为本实用新型实施例公开的另一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图；

图13为本实用新型实施例公开的另一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种一体式虚拟现实头戴显示设备，以解决传统头戴显示设备存在的容易使用户脸部及鼻梁易受到挤压，产生强烈的压迫感，不易使用户调节出合适的贴合度，以及当用户长时间佩戴时，不利于头部血液循环，从而会产生头皮发麻等问题。

参见图1和图2，分别为本实用新型公开的一体式虚拟现实头戴显示设备的头显结构示意图和头戴结构示意图，头戴10和头显20相连接，具体参见图3～图8，分别示出的一体式虚拟现实头戴显示设备的前视图、左视图、右视图、后视图、顶视图和底视图；

具体的，参见图9示出的一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图，头戴10的头戴主体包括：弹簧钢箍11、前额支撑支架12、顶骨支撑支架13、枕骨支撑支架14和电池盒15；

枕骨支撑支架14和电池盒15固定连接形成一个整体，该整体与顶骨支撑支架13之间通过扭转结构(图3中未示出)扭转连接，以使头戴10能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节。

较优的，弹簧钢箍11的数量具体依据实际需要而定，比如两根，本实用新型在此不做限定。

下面针对本实用新型公开的一体式虚拟现实头戴显示设备的佩戴方式以及受力说明阐述如下：

参见图10所示的一体式虚拟现实头戴显示设备的佩戴示意图，用户佩戴本实用新型公开的一体式虚拟现实头戴显示设备后，主要受力区域分布在人体头部的前额骨01、顶骨02和枕骨03三处，这三处形成稳固的三角形几何力学结构，可有效减少用户长时间佩戴后的疲惫感，从而增强用户的沉浸感。

综上可知，本实用新型融入人体工程学的专业理念，通过将电池布局在头戴10后端，使头戴10的整体重量有效平衡了头显20部分的重量，从而使设备整体重量分配趋于合理化，减小了用户脸部及鼻梁易受到挤压，提高了用户舒适感；枕骨支撑支架14和电池盒15形成的整体与顶骨支撑支架13之间通过扭转结构扭转连接，可使头戴10能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节，从而使用户可以快速调节出合适的贴合度；进一步，用户佩戴本实用新型中的头戴显示设备后，主要受力区分布在人体头部的额骨、顶骨和枕骨三处，这三处形成稳固的三角形集合力学结构，可有效减少用户长时间佩戴后的疲惫感，从而增强用户的沉浸感。

较优的，前额支撑支架12、顶骨支撑支架13和枕骨支撑支架14中用于与人体贴合的部位可以均设置有海绵，比如优质亲肤海绵，该种海绵具有天然环保、透气性高、质地自然柔软和触感顺滑的特点，以有效减少用户长时间佩戴头戴显示设备的疲惫感，增强用户的沉浸感。

较优的，如图11所示的另一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图，枕骨支撑支架14和电池盒15固定连接形成的整体与顶骨支撑支架13之间扭转连接所需的扭转结构包括：芯轴16和螺旋扭转弹簧17，芯轴16贯穿螺旋扭转弹簧17。在实际应用中，如图11所示，螺旋扭转弹簧17的数量可以为两个。

为进一步减小头显20对人体脸部以及鼻梁的压迫感，本实用新型提供了一种新的头戴10与头显20的连接方式。

参见图12所示的一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图，头戴10与头显20通过铰链连接结构连接，以使头显20的头显面罩能够在预设范围内调节与人脸部的贴合力度。

较优的，预设范围为30°，当然，也可以根据实际需求，设置其它的预设范围。

较优的，图12中所述的铰链连接结构包括：锁付在头戴10的铰链转轴18以及设置在头显底壳上的转轴固定座19，铰链转轴18和转轴固定座19通过耐落螺丝锁付。

本实用新型中，头戴10与头显20通过锁付在头戴10的铰链转轴18与转轴固定座19形成铰链连接，用于佩戴一体式虚拟现实头戴显示设备后，可在预设范围内，比如30°范围内，自由调节头显面罩40(见图9)与人脸部的贴合力度，以提高佩戴的舒适度。

参见图13，本实用新型另一实施例公开的一种一体式虚拟现实头戴显示设备的结构示意图，结合图9所示，本实用新型中的头显包括：头显主体以及设置在头显主体上的触控按键和触摸板21，头显主体包括：面壳22、底壳23和面罩支架24，触控按键包括：首页键25、返回键26、电源键27和音量调节键，音量调节键包括：音量“+”键281和音量“－”键282。

需要说明的是，在实际应用中，头显20包括但不限于上述，还可依据实际需要在头显主体上设置其他功能模块，比如，I/O端口盖29、摄像机镜头30。

综上可知，本实用新型公开的一体式虚拟现实头戴显示设备融入人体工程学的专业理念，具有如下优势：

1)头戴10与头显20分体设计，将电池布局在头戴10后端，使头戴10的整体重量有效平衡了头显20部分的重量，从而使设备整体重量分配趋于合理化，布局时尚，符合人机工程学，能够有效减小用户脸部及鼻梁易受到挤压，提高用户舒适感；

2)头戴显示设备在佩戴状态下，主要受力区分布在人体头部的额骨、顶骨和枕骨三处，这三处形成稳固的三角形集合力学结构，可有效减少用户长时间佩戴后的疲惫感，增强用户的沉浸感；

3)枕骨支撑支架14和电池盒15形成的整体与顶骨支撑支架13之间通过扭转结构扭转连接，可使头戴10能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节，从而使用户可以快速调节出合适的贴合度，减少用户佩戴产生的疲劳感，最大限度的增强沉浸感；

4)头戴10与头显20通过铰链连接结构连接，能够是头显20的头显面罩能够在预设范围内调节与人脸部的贴合力度，从而有效减少面部和鼻梁的压迫感。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种一体式虚拟现实头戴显示设备，包括头显和头戴，其特征在于，所述头戴的头戴主体包括：弹簧钢箍、前额支撑支架、顶骨支撑支架、枕骨支撑支架和电池盒；

所述枕骨支撑支架和所述电池盒固定连接形成一个整体，所述整体与所述顶骨支撑支架之间通过扭转结构扭转连接，以使所述头戴能够根据人体头部的形状和大小进行松紧力度调节。

2.根据权利要求1所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述扭转结构包括：芯轴和螺旋扭转弹簧，所述芯轴贯穿所述螺旋扭转弹簧。

3.根据权利要求2所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述螺旋扭转弹簧的数量为2个。

4.根据权利要求1所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述前额支撑支架、所述顶骨支撑支架和所述枕骨支撑支架中用于与人体贴合的部位均设置有海绵。

5.根据权利要求1所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述头显和所述头戴通过铰链连接结构连接，使所述头显的头显面罩能够在预设范围内调节与人脸部的贴合力度。

6.根据权利要求5所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述预设范围为30°。

7.根据权利要求5所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述铰链连接结构包括：锁付在所述头戴的铰链转轴以及设置在头显底壳上的转轴固定座。

8.根据权利要求7所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述铰链转轴和所述转轴固定座采用耐落螺丝锁付。

9.根据权利要求1所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述头显包括：头显主体以及设置在所述头显主体上的触控按键和触摸板，所述头显主体包括：面壳、底壳和面罩支架。

10.根据权利要求9所述的一体式虚拟现实头戴显示设备，其特征在于，所述触控按键包括：首页键、返回键、电源键和音量调节键。