頭戴式顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及虛擬顯示設備技術領域，公開了一種頭戴式顯示裝置。本發明中，頭戴式顯示裝置包括：雙目視覺機構、焦距調節機構以及終端固定機構；雙目視覺機構通過焦距調節機構連接于終端固定機構；焦距調節機構包括依次連接的多個套筒，且相鄰兩個套筒通過一個滑動連接組件可滑動連接；本發明焦距調節機構的結構變得相對簡單，從而使得頭戴式顯示裝置的體積減小且重量減輕，進而方便了用戶攜帶，提升了用戶體驗。
【專利說明】
頭戴式顯示裝置
技術領域
[0001]本發明涉及虛擬顯示設備技術領域，特別涉及一種頭戴式顯示裝置。
【背景技術】
[0002]虛擬現實技術是20世紀末興起的一門嶄新的綜合性信息技術，是一種先進的、數字化的人機接口技術，它的實時三維空間表現能力、自然的人機交互式操作環境以及給人帶來的身臨其境感受，將從根本上改變人與計算機之間枯燥、生硬和被動的現狀，為人機交互技術開創了一個全新的研究領域。
[0003]目前，常見的一種虛擬現實設備例如頭戴式頭盔裝置，佩戴頭戴式頭盔裝置可以將人對外界的視覺封閉，引導用戶產生一種置身于其虛擬環境中的感覺；目前頭戴式頭盔裝置的成像原理是采用“透鏡+屏幕”的方式，其中，裝置中的焦距調節設備構件數較多，結構復雜，導致頭盔裝置的整體重量偏重、體積偏大，從而用戶攜帶不方便，體驗不佳。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種頭戴式顯示裝置，焦距調節機構的結構變得相對簡單，從而使得頭戴式顯示裝置的體積減小且重量減輕，進而方便了用戶攜帶，提升了用戶體驗。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種頭戴式顯示裝置，包括:雙目視覺機構、焦距調節機構以及終端固定機構;雙目視覺機構通過焦距調節機構連接于終端固定機構；焦距調節機構包括依次連接的多個套筒，且相鄰兩個套筒通過一個滑動連接組件可滑動連接。
[0006]本發明相對于現有技術而言，焦距調節機構包括依次連接的多個套筒，且相鄰兩個套筒通過一個滑動連接組件可滑動連接;采用這種焦距調節機構使得其結構變得相對簡單、穩固，從而使得頭戴式顯示裝置的體積減小且重量減輕，方便了用戶收納和隨身攜帶；并且，多個套筒之間可以通過滑動連接組件進行伸縮滑動，使得用戶可以自由調節焦距，從而適用于更多人群(包括不同近視度人群)，提高了用戶體驗。
[0007]另外，相鄰兩個套筒包括外套筒與內套筒，所述內套筒嵌套在所述外套筒內；滑動連接組件包括兩個限位塊與一個滑塊;兩個限位塊沿著外套筒的長度方向排列；兩個限位塊中的一個限位塊設置于所述外套筒的內表面，兩個限位塊中的另一個限位塊設置于所述外套筒的內表面;或者，兩個限位塊中的另一個限位塊設置于雙目視覺機構的連接部，雙目視覺機構的連接部用于與焦距調節機構連接;滑塊設置于內套筒的外表面，且位于兩個限位塊之間；其中，滑塊沿著外套筒的內表面在兩個限位塊之間滑動。本實施方式提供了一種具體的滑動連接方式，使得內套筒通過滑塊與限位塊在外套筒中來回伸縮滑動，進而實現焦距調節。
[0008]另外，滑動連接組件還包含阻尼件;阻尼件夾持于滑塊與外套筒的內表面之間。設置阻尼件使得焦距除外力以外可以定位于調節好的位置而不輕易改變，方便用戶控制焦距，減少重復調焦操作。
[0009]另外，阻尼件設置于滑塊;相比設置在外套筒的內表面，直接設置于滑塊，使得阻尼件抵持于外套筒內表面，阻尼件隨著滑塊滑動，如此阻尼件的設置面積也可以相對較小，節省材料且簡化結構。
[0010]另外，滑塊具有朝向外套筒的開槽;阻尼件設置于開槽內；S卩，阻尼件設置于滑塊內，使得阻尼件與滑塊整合于一體，從而阻尼件與滑塊結合的更加可靠。
[0011]另外，終端固定機構包括支撐框架與定位蓋板;支撐框架與移動終端的邊框相匹配，以放置移動終端;定位蓋板用于定位移動終端。本實施方式中提供的終端固定機構由于結構簡單，從而便于移動終端散熱;并且，通過支撐框架與移動終端的邊框的匹配設計，盡量減小環境光對觀看效果影響。
[0012]另外，定位蓋板的一端可旋轉地連接于支撐框架;其中，當定位蓋板由釋放位置旋轉至定位位置時，定位移動終端;使得定位蓋板可與支撐框架組合于一體，進一步方便攜帶與收納，避免丟失。
[0013]另外，定位蓋板的另一端具有第一卡扣，支撐框架具有第二卡扣，第二卡扣與第一卡扣對應;其中，當定位蓋板位于定位位置時，第一卡扣扣合于第二卡扣。使得移動終端定位的更加牢靠。
[0014]另外，終端固定機構還包括緩沖件;緩沖件設置于支撐框架，且對應于移動終端的邊框;使得移動終端放置于支撐框架時，海綿緊緊壓縮，起一定的緩沖作用，防止移動終端表面的硬損傷，并且緩沖件還可以密封光線，進一步減小環境光對觀看效果影響。
[0015]另外，雙目視覺機構包括蓋體、兩個透鏡鏡片以及兩個瞳距調節組件;兩個透鏡鏡片分別通過兩個瞳距調節組件設置于蓋體;有效匹配用戶需求。
[0016]另外，每個瞳距調節組件包括至少一卡持件以及對應于卡持件的卡條;卡持件設置于透鏡鏡片，卡條設置于蓋體;卡持件卡持于卡條，且卡持件能夠沿著卡條在兩個透鏡鏡片的排列方向上移動；即，提供了一種瞳距調節組件的具體實現結構，方便快捷地調節不同瞳距。
[0017]另外，蓋體上開設有多個透氣孔;頭戴式顯示裝置還包括透氣遮光件;透氣遮光件設置于蓋體的外表面且遮蓋多個透氣孔;使得用戶戴上之后既透氣又遮光。
【附圖說明】
[0018]圖1是根據第一實施方式的頭戴式顯示裝置的結構分解示意圖；
[0019]圖2是根據第一實施方式中焦距調節機構的第一種實現方式的示意圖；
[0020]圖3是根據第一實施方式中焦距調節機構的第二種實現方式的的示意圖；
[0021]圖4是根據第一實施方式的頭戴式顯示裝置中終端固定機構一側的示意圖；
[0022]圖5是根據第一實施方式的瞳孔調節組件的示意圖；
[0023]圖6是根據第一實施方式的卡持件卡持于卡條的剖面圖；
[0024]圖7是根據第二實施方式中滑塊具有開槽的示意圖；
[0025]圖8是根據第三實施方式的頭戴式顯示裝置中雙目視覺機構一側的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0027]本發明的第一實施方式涉及一種頭戴式顯示裝置，用戶可以佩戴其于頭部體驗虛擬世界，如圖1所示，頭戴式顯示裝置包括:雙目視覺機構、焦距調節機構以及終端固定機構。
[0028]雙目視覺機構通過焦距調節機構連接于終端固定機構，即焦距調節機構設置于雙目視覺機構與終端固定機構之間，
[0029]本實施方式中，焦距調節機構包括依次連接的多個套筒10、11、12;且相鄰兩個套筒10和11、11和12通過一個滑動連接組件可滑動連接，然本實施方式對套筒的數目不作任何限制;較佳的，設置依次連接的3個套筒于頭戴式顯示裝置而言更合適，3個套筒已經基本能夠滿足不同近視度的人群以及焦距調節需要;若套筒的數目多于三個，功能并不會得到很大提升且顯得比較累贅。
[0030]其中，相鄰兩個套筒包括外套筒與內套筒，內套筒嵌套在外套筒內。滑動連接組件包括兩個限位塊與一個滑塊。
[0031]如圖2所示，為本實施方式中焦距調節機構的第一種實現方式的示意圖。具體而言，圖2中包括兩組相鄰套筒，分別為外套筒10與內套筒11，以及外套筒11與內套筒12，且內套筒11嵌套在外套筒10內，內套筒12嵌套在外套筒11內。這里以外套筒11與內套筒12為例進行說明。兩個限位塊14、15設置于外套筒11的內表面，且沿著外套筒11的長度方向排列；較佳的，限位塊14置于外套筒11內表面的一端，限位塊15置于外套筒11內表面的另一端。滑塊13設置于內套筒12的外表面，且位于兩個限位塊14、15之間。其中，滑塊13能夠沿著外套筒11的內表面在兩個限位塊14、15之間滑動；S卩，兩個限位部14、15確定了滑塊13在外套筒11中可滑動的長度、內套筒12可伸縮的長度。
[0032]若沿著如圖2中箭頭所示的方向拉動內套筒12，滑塊13沿著外套筒11的內表面滑動，使得焦距調節機構整體長度伸長;當內套筒12位于完全外伸位置時，內套筒12抵持于限位塊14。相應的，若沿著箭頭相反方向推動內套筒12，滑塊13沿著外套筒11的內表面滑動，使得焦距調節機構整體長度縮短；當內套筒12位于完全內縮位置時，內套筒12抵持于限位塊15 ο
[0033]如圖3所示，為本實施方式中焦距調節機構的第二種實現方式的示意圖。第二種實現方式與第一種實現方式的不同之處在于，在第一種實現方式中，兩個限位塊14、15分別設置外套筒11的內表面的兩端;而在第二種實現方式中，一個限位塊(如圖3中限位塊14)設置于外套筒11的內表面的一端(遠離雙目視覺機構的一端)，另一個限位塊(圖中未示出)設置于雙目視覺機構的連接部(圖中未示出)，雙目視覺機構的連接部用于與焦距調節機構連接。即，焦距調節機構與雙目視覺機構組裝后，當焦距調節機構中各套筒都位于完全內縮位置時，各套筒靠近于雙目視覺機構的一端均抵持于設置于雙目視覺機構上的限位塊;如圖3中示意的，此時各套筒靠近于雙目視覺機構的一端可以在同一平面上。
[0034]本實施方式中提供了滑動連接的兩種實現方式，使得內套筒通過滑塊與限位塊在外套筒中來回伸縮滑動，進而實現焦距調節。本實施方式對限位塊的具體設置位置不作任何限制，凡是能夠實現滑塊在外套筒的內表面順利伸縮的限位塊的位置，均可應用于本實施方式中。
[0035]需要說明的是，本實施方式對滑動連接組件的具體實現方式不作任何限制，凡是能夠實現相鄰兩個套筒滑動的結構組件，均可應用于本實施方式中以調節焦距;例如，相鄰兩個套筒還可以采用導向軌、彈性滑道等的結構形式。
[0036]本實施方式中，終端固定機構包括支撐框架20與定位蓋板21。
[0037]其中，支撐框架20與移動終端(例如手機，平板電腦，然不作任何限制)的邊框相匹配，以放置移動終端。具體的，可以為不同型號的移動終端設計不同的框架形狀，以使得不同型號的移動終端有相應的支撐框架20相匹配。支撐框架20可以設置為可更換的(可拆卸)，以隨時更換支撐框架20適應不同型號的移動終端，滿足了用戶需求。
[0038]其中，定位蓋板21用于定位移動終端。
[0039]優選的，如圖4所示，定位蓋板21可以采用V字形結構，使得兩邊預留出足夠的空間，使得移動終端的兩邊裸露在外部而不被封閉，從而使得移動終端能夠很好的散熱，進而提高移動終端內部電路中芯片的穩定性及壽命，并且定位蓋板21采用V字形結構進一步減輕了頭戴式顯示裝置的整體重量。
[0040]具體而言，定位蓋板21的一端可旋轉地連接于支撐框架20;其中，當定位蓋板21由釋放位置旋轉至定位位置時，定位移動終端，使得定位蓋板可與支撐框架組合于一體，進一步方便攜帶與收納，避免丟失。
[0041]示例的，可以通過扭簧將定位蓋板21的一端旋轉連接于支撐框架20，實現定位蓋板21旋轉定位。相應的，定位蓋板21的另一端具有第一卡扣，支撐框架20具有第二卡扣，第二卡扣與第--扣對應。其中，當定位蓋板21位于定位位置時，第--^扣扣合于第二卡扣；
使得移動終端定位的更加牢靠且從結構上保證了終端固定機構的強度。然本實施方式對第一^^扣與第二卡扣的具體結構形式以及扣合方式不作任何限制，凡是能夠實現卡扣扣緊的結構形式，均可應用于本實施方式中以定位移動終端。
[0042]需要說明的是，本實施方式對定位蓋板21與支撐框架20的結合方式不作任何限制，凡是能夠實現定位蓋板21相對于支撐框架20定位的形式，均可應用于本實施方式中以定位移動終端，例如定位蓋板21與支撐框架20之間還可以無任何連接(可拆卸)，直接對應位置卡合即可;定位蓋板21還可以無旋轉連接于支撐框架20。
[0043]本實施方式中，終端固定機構采用這種精簡化設計，結構簡單，從而便于移動終端散熱；并且，通過支撐框架與移動終端的邊框的匹配設計，盡量減小環境光對觀看效果影響。另外，移動終端的耳機口、電源充電口沒有被封閉，即，裸露在外部，使得用戶在需要時可以方便的插入耳機或者為移動終端充電，提高了使用頭戴式顯示裝置的便利性。
[0044]較佳的，終端固定機構還包括緩沖件22;緩沖件22設置于支撐框架20，且對應于移動終端的邊框;使得移動終端放置于支撐框架20時，起一定的緩沖作用，且移動終端可以更牢靠的固定于支撐框架20，并且緩沖件22還可以密封光線。另外，還可以在定位蓋板21內面，覆蓋一層海綿支撐件23，當移動終端放置其中時，海綿緊緊壓縮，移動終端被牢牢固定于終端固定機構中。
[0045]需要說明的是，本實施方式對終端固定機構的具體實現方式不作任何限制，凡是能夠實現固定移動終端的結構形式，均可應用于本實施方式中以組成頭戴式顯示裝置。
[0046]本實施方式中，雙目視覺機構包括蓋體30、兩個透鏡鏡片31以及兩個瞳距調節組件32;兩個透鏡鏡片31分別通過兩個瞳距調節組件32設置于蓋體30。
[0047]其中，兩個透鏡鏡片31可以是非球面透鏡，使其與顯示屏之間自然避光，然不作任何限制。
[0048]具體而言，每個瞳距調節組件32包括至少一卡持件以及對應于卡持件的卡條。如圖5、6所示，在各透鏡鏡片31的上側邊和下側邊上分別設置兩個卡持件33，較佳的，同一側邊上的兩個卡持件33分布在該側邊的左右兩端。如此，各透鏡鏡片上總共設置有4個卡持件
33。各卡條34設置于蓋體30的內表面且分別對應于各卡持件33，使得卡持件33卡持于卡條
34。其中，各卡條34例如是凸出于蓋體的凸條;然不限于，也可以在蓋體上開兩個槽孔，該兩個槽孔中間的阻隔部形成所述卡條。
[0049]卡持件33卡持于卡條34后，能夠在垂直于蓋體表面的方向上定位透鏡鏡片31，且能夠帶動透鏡鏡片31沿著卡條34在兩個透鏡鏡片31的排列方向上移動。即，兩個透鏡鏡片31通過卡持件33在卡條34上左右移動，調節兩個透鏡鏡片31之間的距離。
[0050]優選的，在卡條34上可以設置多擋調節，例如設置三擋調節(然，不作任何限制)，使得卡持件33可以固定于調節的擋數對應的位置上，進而使得頭戴式顯示裝置可適應于更多不同瞳距的用戶;然，本實施方式對卡持件33的具體數目、具體結構形式不作限制，可根據需要設置，例如可以設置2個卡持件分別于透鏡鏡片的上下兩端，卡持件可以為卡鉤。
[0051]需要說明的是，本實施方式對瞳距調節組件32的具體實現方式不作任何限制，凡是能夠實現瞳距調節的組件形式，均可應用于本實施方式中以調節兩個透鏡鏡片31之間的距離。
[0052]本實施方式中，雙目視覺機構還包括隔斷海綿35，于蓋體30處沿中心線設置隔斷海綿35，使得隔斷海綿35隔出的兩個空間分別對應于一個透鏡鏡片，從而將雙眼通過透鏡鏡片31觀看的光路進行隔離;另外，還可以于蓋體30的任意一側設置穿帶孔36，方便用戶穿帶掛件。
[0053]本實施方式中，雙目視覺機構還包括貼面眼罩37，于蓋體30處貼有柔性材料的貼面眼罩37(例如貼面海綿，然不作任何限制)，使得其能與人臉很好的貼合，從而使得用戶佩戴舒適。
[0054]本發明相對于現有技術而言，焦距調節機構包括依次連接的多個套筒，且相鄰兩個套筒通過一個滑動連接組件可滑動連接;采用這種焦距調節機構使得其結構變得相對簡單、穩固，無復雜內嵌結構，在保證頭戴式顯示裝置基本功能滿足的情況下，本發明使得頭戴式顯示裝置的體積減小且重量減輕，方便了用戶收納和隨身攜帶。并且，多個套筒之間可以通過滑動連接組件進行來回伸縮滑動，以使用戶自由設置焦距，從而適用于更多人群(包括不同近視度人群)，提高了用戶體驗。
[0055]本發明的第二實施方式涉及一種頭戴式顯示裝置。第二實施方式在第一實施方式的基礎上作出改進，主要改進之處在于:在本發明第二實施方式中，滑動連接組件還包含阻尼件。
[0056]本實施方式中，阻尼件夾持于滑塊與外套筒的內表面之間。即，阻尼件固定在滑塊或外套筒的內表面均可。
[0057]優選的，阻尼件設置于滑塊;相比設置在外套筒的內表面，直接設置于滑塊，使得阻尼件抵持于外套筒內表面，阻尼件隨著滑塊滑動，如此，阻尼件的設置面積也可以相對較小，節省材料且簡化結構。
[0058]進一步的，如圖7所示，滑塊13具有朝向外套筒的開槽131;阻尼件設置于開槽131內；即，阻尼件設置于滑塊13內，使得阻尼件與滑塊13整合于一體，從而阻尼件與滑塊13結合的更加可靠。
[0059]本實施方式相對于第一實施方式而言，將阻尼件設置在滑塊與外套筒的內表面之間，使得外套筒與內套筒可以克服一定的外力(即外力較小時)而相對定位，從而使得當前調節的焦距保持不變。只有當外力大于預設數值(與阻尼系數有關)時，外套筒與內套筒才會相對滑動，以供用戶重新調節焦距。因此，在外套筒與內套筒之間增設阻尼件可以方便用戶控制焦距，避免誤碰觸或者外接干擾力導致的焦距改變，減少重復調焦操作。
[0060]本發明第三實施方式涉及一種頭戴式顯示裝置。第三實施方式在第二實施方式的基礎上作出改進，主要改進之處在于:如圖8所示，在本發明第三實施方式中，在雙目視覺機構的蓋體上開設有多個透氣孔;頭戴式顯示裝置還包括透氣遮光件38。
[0061]然，本實施方式分別對透氣孔、透氣遮光件的形狀、材料不作任何限制，透氣孔可以為柵格狀透氣孔，透氣遮光件38可以為透氣遮光海綿。
[0062]本實施方式中相對于第二實施方式而言，透氣遮光件38設置于蓋體的外表面且遮蓋多個透氣孔;使得用戶佩戴之后面部熱量散出去，既透氣又遮光，使得用戶戴上頭戴式顯示裝置后不受外界環境光的影響，能快速沉浸虛擬世界中，提升了用戶體驗。
[0063]本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。
【主權項】
1.一種頭戴式顯示裝置，其特征在于，包括:雙目視覺機構、焦距調節機構以及終端固定機構； 所述雙目視覺機構通過所述焦距調節機構連接于所述終端固定機構； 所述焦距調節機構包括依次連接的多個套筒，且相鄰兩個套筒通過一個滑動連接組件可滑動連接。2.根據權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述相鄰兩個套筒包括外套筒與內套筒，所述內套筒嵌套在所述外套筒內； 所述滑動連接組件包括兩個限位塊與一個滑塊； 所述兩個限位塊沿著所述外套筒的長度方向排列;所述兩個限位塊中的一個限位塊設置于所述外套筒的內表面，所述兩個限位塊中的另一個限位塊設置于所述外套筒的內表面;或者，所述兩個限位塊中的另一個限位塊設置于所述雙目視覺機構的連接部，所述雙目視覺機構的連接部用于與所述焦距調節機構連接； 所述滑塊設置于所述內套筒的外表面，且位于所述兩個限位塊之間； 其中，所述滑塊沿著所述外套筒的內表面在所述兩個限位塊之間滑動。3.根據權利要求2所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述滑動連接組件還包含阻尼件;所述阻尼件夾持于所述滑塊與所述外套筒的內表面之間。4.根據權利要求3所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述阻尼件設置于所述滑塊。5.根據權利要求4所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述滑塊具有朝向所述外套筒的開槽;所述阻尼件設置于所述開槽內。6.根據權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述終端固定機構包括支撐框架與定位蓋板； 所述支撐框架與移動終端的邊框相匹配，以放置所述移動終端； 所述定位蓋板用于定位所述移動終端。7.根據權利要求6所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述定位蓋板的一端可旋轉地連接于所述支撐框架； 其中，當所述定位蓋板由釋放位置旋轉至定位位置時，定位所述移動終端。8.根據權利要求7所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述定位蓋板的另一端具有第一卡扣，所述支撐框架具有第二卡扣，所述第二卡扣與所述第一卡扣對應； 其中，當所述定位蓋板位于所述定位位置時，所述第一卡扣扣合于所述第二卡扣。9.根據權利要求6所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述終端固定機構還包括緩沖件； 所述緩沖件設置于所述支撐框架，且對應于所述移動終端的邊框。10.根據權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述雙目視覺機構包括蓋體、兩個透鏡鏡片以及兩個瞳距調節組件； 所述兩個透鏡鏡片分別通過所述兩個瞳距調節組件設置于所述蓋體。11.根據權利要求10所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，每個瞳距調節組件包括至少一卡持件以及對應于所述卡持件的卡條； 所述卡持件設置于所述透鏡鏡片，所述卡條設置于所述蓋體； 所述卡持件卡持于所述卡條，且所述卡持件能夠沿著所述卡條在所述兩個透鏡鏡片的排列方向上移動。12.根據權利要求10所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述蓋體上開設有多個透氣孔;所述頭戴式顯示裝置還包括透氣遮光件； 所述透氣遮光件設置于所述蓋體的外表面且遮蓋所述多個透氣孔。
【文檔編號】G02B27/01GK105974590SQ201610538241
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月9日
【發明人】馮小三, 韋正華, 唐筱嬌
【申請人】華勤通訊技術有限公司