本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种头戴式显示设备及其调节方法。
背景技术：
近年来，伴随着虚拟现实(Virtual Reality，VR)、增强现实(AugmentedReality，AR)及混合现实(Mixed Reality，MR)技术的发展，头戴式显示设备大量涌入到我们的日常生活中。
现有技术中的头戴式显示设备可以通过改变透镜、显示屏与人眼间的距离进行调焦，从而实现观影的视觉效果的调节。但是现有技术中的头戴式显示设备与头部之间的位置相对固定，无法调节，佩戴后有可能会对佩戴者面部造成压迫感，或者在头部转动过程中，头戴设备与面部存在间隙，降低了观影的效果。此外，固定式的头戴式显示设备，头戴显示设备固定于外置支撑物，用户佩戴后，头戴显示设备的主要重量由支撑物承担，从而减轻用户面部的承重。然而，这种固定式的头戴式显示设备与头部之间的相对位置固定不动，无法进行调节，会限制头部的运动，影响了佩戴的体验。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种头戴式显示设备，该设备能调节目镜组件与头部之间的距离，增强佩戴的舒适性。
本申请还提供一种上述头戴式显示设备的调节方法。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
本发明的实施例中提供一种头戴式显示设备，其包括固定壳体、随动机构和目镜组件，所述随动机构包括驱动组件及连接组件，所述连接组件连接所述固定壳体和所述目镜组件，所述随动机构驱动连接组件以使得所述目镜组件沿远离或靠近所述固定壳体方向移动。
本发明的实施例中还提供一种头戴式显示设备的调节方法，包括
提供一压力传感器，所述压力传感器将采集到的压力信息传输至控制组件；
所述控制组件根据所述压力信息控制驱动组件；
所述驱动组件驱动连接组件以使得目镜组件沿远离或靠近固定壳体方向移动。
本申请实施例具有如下优点或有益效果：
本发明实施例中的头戴式显示设备包括固定壳体、随动机构和目镜组件，随动机构中包括驱动组件及连接组件，连接组件连接固定壳体和目镜组件，通过驱动组件驱动连接组件使得所述目镜组件相对于固定壳体运动，从而当用户头部运动时，目镜组件可以随着头部的运动而前后移动，保证目镜组件与头部保持相贴合，提升了头戴式显示设备的佩戴舒适性。本发明的头戴式显示设备的驱动方法能够保证目镜组件与头部保持相贴合，提升头戴式显示设备的佩戴舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例的头戴式显示设备结构示意图。
图2为图1所示的头戴式显示设备的分解示意图。
图3为图1所示的头戴式显示设备的剖面示意图。
图4为本发明的另一个实施例的头戴式显示设备结构示意图。
图5为本发明头戴式显示设备的调节方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请以下实施例中所采用的序数限定词，第一、第二等仅是为了清楚地说明本申请中相似的特征的区别性的用语，不代表相应的特征的排列顺序或者使用顺序。
请结合参阅图1和图2。图1为本发明的一个实施例的头戴式显示设备的结构示意图。图2为图1的分解示意图。本实施例中的头戴式显示设备100包括固定壳体10、随动机构(图未编号)和目镜组件30。固定壳体10可以与头部之间保持相对固定。目镜组件30中包括光学镜片组(图未示出)和微型显示屏(图未示出)。目镜组件30用于为人眼提供显示图像。随动机构包括驱动组件201和连接组件(图未编号)，连接组件连接于固定壳体10与目镜组件30之间，驱动组件201驱动连接组件，使得目镜组件30沿远离或靠近固定壳体10方向移动，以使得目镜组件30与头部相贴合。
本发明中的头戴式显示设备100包括固定壳体10、随动机构和目镜组件30，可以通过随动机构调节目镜组件30与头部的相对位置，使得头部的运动前后移动时，目镜组件30也会随着头部的运动前后移动，保证目镜组件30与头部保持相贴合，提升了头戴式显示设备100的佩戴舒适性。
本发明一种可能的实现方式中，驱动组件201包括电驱动单元21、第一驱动件22和第二驱动件23。其中，电驱动单元21与第一驱动件22连接，第一驱动件22及第二驱动件23分置于固定壳体10及目镜组件30上，第一驱动件22及第二驱动件23啮合设置。具体的，电驱动单元21可以为电机21、第一驱动件22可以为齿轮22，第二驱动件23可以为齿条23。进一步具体的，齿轮22固定于电机21转轴上，齿轮22与齿条23啮合设置。电机21与齿条23分置于固定壳体10及目镜组件30上。具体的，电机21可以为步进电机或者伺服电机。
进一步的，连接组件至少包括第一连接件31和第二连接件11，第一连接件31与第二连接件11分置于固定壳体10及目镜组件30上，驱动组件201驱动第一连接件31在第二连接件11中移动。具体的，第一连接件31可以为凸台31。目镜组件30之靠近固定壳体10的端面上设置有凸台31；相应的，第二连接件11可以为容置槽11。固定壳体10之靠近目镜组件30的端面上相应设置有容置槽11。
请结合参阅图3，图3为图1所示的头戴式显示设备的剖面示意图。电机21固定于凸台31上，齿条23固定于容置槽11中，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中移动。即驱动组件201驱动目镜组件30相对于固定壳体10沿远离或靠近固定壳体10方向移动。可以理解的是，本发明的其他实施方式中，第一连接件31和第二连接件11还可以为其他结构，此处不以为限。
可以理解的是，在本发明的其他实施方式中，凸台31还可以设置于固定壳体10上，容置槽11可以设置于目镜组件30上。也就是说，电机21可以固定于固定壳体10上，齿条23可以固定于目镜组件30上。
可以理解的是，在本发明其他实施方式中，驱动组件201还可以为曲柄滑块组件、滚珠丝杠组件等能够由转动副转变为移动副的机械结构，此处不作穷尽列举。或者，驱动组件201还可以为直线电机21等。
本发明一种可能的实现方式中，头戴式显示设备还包括导向机构。导向机构连接于固定壳体10及目镜组件30之间，导向机构用于限制目镜组件30的移动方向。具体的，导向机构可以包括第一导向单元32和第二导向单元12，第一导向单元32和第二导向单元12分别设置于目镜组件30及固定壳体10上，第一导向单元32能够在第二导向单元12中移动。进一步具体的，第一导向单元32可以为导柱32；相应的，第二导向单元可以为导槽12。固定壳体10之靠近目镜组件30的端面上设置有导槽12，目镜组件30之靠近固定壳体10的端面上相应的设置有导柱32。导槽12和导柱32共同构成了头戴式显示设备100的导向机构。可以理解的是，在其他实施方式中，导向机构还可以为其他形式的机构，此处不加以限定。
可以理解的是，当目镜组件30相对固定壳体10移动时，导柱32可以在导槽12中移动，进而限制目镜组件30的移动方向，保证目镜组件30沿远离或靠近固定壳体10方向移动。具体的，导柱32和导槽12的数量各为4个，4个导柱32均匀分布于目镜组件30之靠近固定壳体10的端面的四周，导槽12与导柱32相应设置。可以理解的是，本发明的其他实施方式中，导柱32(导槽12)的数量还可以为2个、3个、5个……等，此处不加以限定。
可以理解的是，本发明的其他实施方式中，导柱32还可以设置于固定壳体10上；相应的，导槽12可以设置于目镜组件30上。
本发明一种可能的实现方式中，头戴式显示设备100还包括控制组件(图未示出)和压力传感器61。控制组件可以安装于固定壳体10上。压力传感器61设置于目镜组件30之远离固定壳体10的端面301上。可以理解的是，该目镜组件30之远离固定壳体10的端面301与佩戴者的头部直接接触。压力传感器61用于采集的压力信息。控制组件用于根据压力传感器61采集的压力信息判断目镜组件30与佩戴者头部之间的位置关系，从而控制随动机构工作，使得目镜组件30与头部相贴合。具体的，佩戴时，若压力传感器61测得压力为0，则此时目镜组件30未与佩戴者头部接触，控制组件控制电机21转动，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中移动，驱动目镜组件30贴近佩戴者头部，直至传感器61测得压力恰好不为0或者在某个大于0的阈值范围内时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部。反之，若传感器61测得压力大于0且位于压力阈值范围内时，控制组件控制驱动组件201工作，使得驱动目镜组件30远离佩戴者头部，直至传感器61测得压力恰好为0或者在某个大于0的压力阈值范围内时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部。
进一步的，随动机构还包括距离传感器62。压力传感器61及距离传感器62设置于目镜组件30之远离固定壳体10的端面301上，可以理解的是，该目镜组件30之远离固定壳体10的端面301与佩戴者的头部直接接触。压力传感器61用于采集的压力信息，距离传感器62用于采集的距离信息。控制组件用于根据压力传感器61采集的压力信息及距离传感器62采集的距离信息判断目镜组件30与佩戴者头部之间的距离，从而控制驱动组件工作，使得目镜组件30与头部相贴合。
具体的，在佩戴时，若距离传感器62测得距离大于0(或大于某个距离阈值)，且压力传感器61测得压力为0，则此时目镜组件30未与佩戴者头部接触，控制组件控制电机21转动，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中移动，驱动目镜组件30贴近佩戴者头部；直至传感器测得距离为0，且压力传感器61测得压力为0时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部；佩戴过程中，若佩戴者头部前倾，则头部会对设备施加一定压力，压力传感器61测得压力大于0，则控制组件控制电机21反转，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中反向移动。随动机构驱动目镜组件30沿远离佩戴者头部方向移动；直至传感器测得距离为0，且压力传感器61测得压力为0时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30又正好贴合于佩戴者头部。需要说明的是，在其他实施例中还可以设置目镜组件30正好贴合于佩戴者头部时，压力传感器61感测的压力略大于0，以此时的状态为目镜组件30正好贴合于佩戴者头部状态。也就是说，目镜组件30正好贴合于佩戴者头部，并且与头部之间轻触。目镜组件30正好贴合于佩戴者头部时的压力值可以根据不同人的感受进行个性化设置。此处不加以限定。
进一步具体的，随动机构中压力传感器61及距离传感器62的数量均为多个，多个压力传感器61及距离传感器62均匀分布于目镜组件30之与头部接触的端面301上。可以理解的是，目镜组件30与佩戴者头部之间并非点接触，而是目镜组件30贴合于佩戴者的眼部周围，为了更加准确判断目镜组件30贴合于佩戴者眼部周围，可以在目镜组件30之与头部接触的端面301上多设置几个压力传感器61及距离传感器62。可以理解的是，为了增强佩戴的舒适性，还可以在所述目镜组件之远离固定壳体10的端面301可以采用海绵、橡胶等弹性材料制成。
本发明一种可能的实现方式中，距离传感器62和压力传感器61还可以配合使用。例如，控制组件根据过距离传感器62采集的距离信息，从而控制压力传感器61的开启和关闭。可以预先设定距离传感器的采集的距离阈值。若距离传感器62检测到头部与头戴式显示设备100的距离超过预设的距离阈值时(譬如使用者摘下头戴式显示设备)，控制组件控制压力传感器61处于关闭状态，避免有东西压在头戴式显示设备上(即发生误触)，造成目镜组件30与固定壳体10的相对运动。可以理解的是，控制组件还可以根据压力传感器61采集的压力信息，从而控制距离传感器62的开启和关闭。其工作过程与上述类似，此处不再赘述。
本发明一种可能的实现方式中，随动机构还可以包括多个驱动组件201和多个压力传感器61。每个压力传感器对应于一个驱动组件201。目镜组件30之远离固定壳体的端面301上包括多个区域，每个区域各设置有一个压力传感器61。也就是说，压力传感器61、驱动组件201与目镜组件的端面301上的多个区域一一对应，控制组件用于根据各个区域上的压力传感器61采集的压力信息控制该区域对应的驱动组件，使得目镜组件30上对应的区域与头部相贴合。
本发明一种可能的实现方式中，头戴式显示设备100还包括耳机组件40。具体的，固定壳体10向两侧延伸出耳机组件40。头戴式显示设备100还包括耳机组件40可以通过耳机组件佩戴于头部，使得固定壳体10与头部保持相对静止。
本发明一种可能的实现方式中，请参阅图4，图4为本发明另一种实施例的结构示意图。本实施例与上述实施例的区别点在于，固定壳体10之远离目镜组件30的端面上延伸出连接杆50，固定壳体10通过连接杆50连接固定于固定架(图未示出)上。具体的，固定架可以为桌子、椅子、天花板或大地等。通过将头戴式显示设备100固定于支架上，可以以减轻设备的对头部的压力。同时，使用过程中可以通过随动机构调节目镜组件30相对于固定壳体10移动，使得目镜组件10与头部相贴合，避免头部运动过程中目镜组件10脱离头部，提升了佩戴的体验。可选的，连接杆50可以通过类似于手机支架的形式夹持于固定壳体10上。或者，连接杆50直接与固定壳体10之间锁固连接，此处不加以限定。
请结合参阅图2和图5，图5为本发明头戴式显示设备的调节方法流程示意图。本发明的调节方法主要包括如下步骤：
步骤S001：提供一压力传感器，所述压力传感器将采集到的压力信息传输至控制组件。
具体的，压力传感器61设置于目镜组件30之远离固定壳体10的端面301上，该目镜组件30之远离固定壳体10的端面301与佩戴者的头部直接接触，因此在端面301上设置压力传感器61可以采集的头部与目镜组件10之间的压力信息。压力传感器61采集到压力信息后传输至控制组件10中进行处理。可以理解的是，所述控制组件10可以为中央处理器等具有逻辑处理能力的组件。
步骤S002：所述控制组件根据所述压力信息控制驱动组件。
步骤S003：所述驱动组件驱动连接组件以使得目镜组件沿远离或靠近固定壳体方向移动。
具体的，佩戴时，若压力传感器61测得压力为0，则此时目镜组件30未与佩戴者头部接触，控制组件控制所述驱动组件201工作，所述驱动组件201驱动连接组件202以使得目镜组件30贴近佩戴者头部，直至传感器61测得压力恰好不为0或者在某个大于0的压力阈值范围内时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部。反之，若传感器61测得压力大于0且位于压力阈值范围内时，控制组件控制驱动组件201工作，使得驱动目镜组件30远离佩戴者头部，直至传感器61测得压力恰好为0或者在某个大于0的阈值范围内时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部。
本发明提供的头戴式显示设备的调节方法中，通过压力传感器将采集到的压力信息传输至控制组件，述控制组件根据所述压力信息控制驱动组件使得目镜组件沿远离或靠近固定壳体方向移动。实现目镜组件与佩戴者头部距离可调，增强了头戴显示设备的舒适性。
进一步的，本发明一种可能的实现方法中，所述调节方法还包括：
提供一距离传感器，用于将采集到的距离信息传输至控制组件。
所述控制组件根据所述压力信息控制驱动组件步骤中还包括，所述控制组件根据所述压力信息及所述距离信息控制驱动组件。
具体的，压力传感器61及距离传感器62设置于目镜组件30之远离固定壳体10的端面301上，可以理解的是，该目镜组件30之远离固定壳体10的端面301与佩戴者的头部直接接触。压力传感器61用于采集的压力信息，距离传感器62用于采集目镜组件30与头部的距离信息。控制组件用于根据压力传感器61采集的压力信息及距离传感器62采集的距离信息判断目镜组件30与佩戴者头部之间的距离，从而控制驱动组件工作，使得目镜组件30与头部相贴合。
具体的，在佩戴时，若距离传感器62测得距离大于0(或大于某个距离阈值)，且压力传感器61测得压力为0，则此时目镜组件30未与佩戴者头部接触，控制组件控制电机21转动，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中移动，驱动目镜组件30贴近佩戴者头部；直至传感器测得距离为0，且压力传感器61测得压力为0时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30正好贴合于佩戴者头部；佩戴过程中，若佩戴者头部前倾，则头部会对设备施加一定压力，压力传感器61测得压力大于0，则控制组件控制电机21反转，电机21转动带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合传动，驱动凸台31在容置槽11中反向移动。随动机构驱动目镜组件30沿远离佩戴者头部方向移动；直至传感器测得距离为0，且压力传感器61测得压力为0时，控制组件控制电机21停止转动，此时目镜组件30又正好贴合于佩戴者头部。需要说明的是，在其他实施例中还可以设置目镜组件30正好贴合于佩戴者头部时，压力传感器61感测的压力略大于0，以此时的状态为目镜组件30正好贴合于佩戴者头部状态。也就是说，目镜组件30正好贴合于佩戴者头部，并且与头部之间轻触。目镜组件30正好贴合于佩戴者头部时的压力值可以根据不同人的感受进行个性化设置。此处不加以限定。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。