一种头戴设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种头戴设备，包括光感元件、太阳能板、驱动机构和控制器；其中，所述光感元件用于采集入射到头戴式显示设备的各方位光线，并生成相应的光强信号；所述太阳能板用于采集光线并转换成电能，为头戴式显示设备的内置电池充电；所述驱动机构连接所述太阳能板，用于驱动所述太阳能板偏转；所述控制器根据光感元件输出的光强信号确定最大光强的光线的方位，并控制驱动机构携带太阳能板向最大光强的光线的直射方向偏转。本实用新型专利技术通过在头戴设备中设置可自动寻找最佳采光角度的太阳能充电系统，不仅使产品摆脱了外部充电器的束缚，而且可以获得最大的采光效率，达到光电转换效率的最大化，实现高效率充电。

【技术实现步骤摘要】
一种头戴设备
本技术属于头戴设备
，具体地说，是涉及一种应用于头戴设备的充电系统。
技术介绍
头戴设备是一种通过光学系统（主要是精密光学透镜）放大超微显示屏上的图像，并将影像投射于视网膜上,进而呈现于观看者眼中大屏幕图像的视频播放设备，可以实现虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等不同效果。目前的头戴设备，其充电方式普遍采用Type-C线充电或者无线充电。对于Type-C线充电方式，充电时需要头戴设备外接Type-C线缆，并通过Type-C线缆连接外部的充电器。由于头戴设备在佩戴使用过程中往往处于不断运动的状态，因此，这种有线充电方式会给佩戴者带来束缚，影响佩戴者的正常使用。对于无线充电方式，需要头戴设备在充电时靠近外部的无线充电器，而无线充电器需要有线连接外部电源，且位置相对固定，因此也限制了头戴设备在充电期间佩戴者的活动范围。鉴于此，如何在头戴设备上补充一种不影响佩戴者正常使用的充电方式，是目前头显研发领域的一种重要课题。
技术实现思路
本技术为了提高头戴设备在充电期间使用的灵活性，提出了一种太阳能充电方式，可以使得用户在头戴设备充电期间仍能正常佩戴使用。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现：一种头戴设备，包括光感元件、太阳能板、驱动机构和控制器；其中，所述光感元件用于采集入射到头戴式显示设备的各方位光线，并生成相应的光强信号；所述太阳能板用于采集光线并转换成电能，为头戴式显示设备的内置电池充电；所述驱动机构连接所述太阳能板，用于驱动所述太阳能板偏转；所述控制器根据所述光感元件输出的光强信号确定最大光强的光线的方位，并控制所述驱动机构携带所述太阳能板向最大光强的光线的直射方向偏转。在本申请的一些实施例中，所述驱动机构包括万向轴、X轴舵机、Y轴舵机、X轴舵机驱动芯片和Y轴舵机驱动芯片；其中，所述万向轴连接所述太阳能板，用于调整所述太阳能板的转动方向和角度，包括两根呈垂直关系的X向转轴和Y向转轴；所述X轴舵机通过齿轮传动机构连接所述万向轴的X向转轴，用于驱动所述万向轴携带所述太阳能板相对Y向转轴方向偏转一定角度；所述Y轴舵机通过齿轮传动机构连接所述万向轴的Y向转轴，用于驱动所述万向轴携带所述太阳能板相对X向转轴方向偏转一定角度；所述X轴舵机驱动芯片连接所述控制器，根据控制器输出的控制信号驱动所述X轴舵机运行；所述Y轴舵机驱动芯片连接所述控制器，根据控制器输出的控制信号驱动所述Y轴舵机运行。在本申请的一些实施例中，在所述万向轴的X向转轴上轴接有X向从动轮，在所述万向轴的Y向转轴上轴接有Y向从动轮；在所述X轴舵机的输出轴上轴接有X向主动轮，所述X向主动轮与所述X向从动轮啮合；在所述Y轴舵机的输出轴上轴接有Y向主动轮，所述Y向主动轮与所述Y向从动轮啮合。在本申请的一些实施例中，所述万向轴位于所述太阳能板的背后，且优选连接所述太阳能板的中心位置；所述X轴舵机和Y轴舵机位于所述太阳能板的背后，且相对所述万向轴上、下布设。在本申请的一些实施例中，所述驱动机构还可以采用电磁感应线圈配合驱动模块的方式构建；具体而言，所述电磁感应线圈包括多个，位于所述太阳能板的背后且分散排布；所述驱动模块连接所述控制器，根据所述控制器输出的控制信号驱动其中一个电磁感应线圈通电，以吸附所述太阳能板向通电的电磁感应线圈的方向偏转，以增大太阳能板接收光线照射的面积，提高采光效率。在本申请的一些实施例中，所述电磁感应线圈优选包括三个，分布在所述太阳能板的背后的偏左、偏右及偏上的位置，以分别用于吸附所述太阳能板向左偏转固定角度、或者向右偏转固定角度、或者上仰固定角度。在本申请的一些实施例中，所述头戴式显示设备包括显示主体和头戴组件，所述显示主体包括壳体，壳体中内置有PCB主板，壳体前端安装有透光前罩；所述光感元件优选安装于所述透光前罩的内侧，所述太阳能板和驱动机构优选内置于所述壳体中且位于所述透光前罩与PCB主板之间，通过对显示主体的内部空间进行合理、充分利用，以改善产品外观。在本申请的一些实施例中，所述光感元件优选采用全方位光感应器，且配置所述透光前罩的中心点轴线与所述全方位光感应器的中心点轴线以及太阳能板的中心点轴线共线；并且，所述全方位光感应器与所述太阳能板同向且平行。这样可以提高全方位光感应器对光线入射角度感知的准确度，并且使得太阳能板能够调整到完全面向光线直射的方向，达到采光效率的最大化，实现高效率充电。在本申请的一些实施例中，所述光感元件优选嵌装于或者贴附在所述透光前罩的内侧；所述驱动机构优选安装于所述PCB主板上。在本申请的一些实施例中，所述头戴式显示设备还包括稳压电路，用于接收所述太阳能板输出的电能，并进行稳压处理后，输出至所述电池，为所述电池充电。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是：本技术通过在头戴设备中增设太阳能板，利用太阳能发电技术将太阳辐射的能量转换成电能，为头戴设备中的电池充电，由此使得头戴设备可以在有阳光照射的情况下随时进入充电状态，补充电量，延长续航时间，尤其适合户外长时间佩戴使用，且不会对佩戴者的活动范围产生任何限制，改善了使用体验。另外，通过在头戴设备中增设光感元件，用于感知光强最大的光线的直射方向，进而控制太阳能板自动寻找最佳采光角度，由此可以使得太阳能板能够尽可能地以最大面积接收太阳光照射，以获得最大的采光效率，达到光电转换效率的最大化，实现高效率充电。结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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是应用于头戴设备中的太阳能充电系统的构建示意图；图2是太阳能充电系统的一种实施例的电路原理框图；图3是图2所示的太阳能充电系统在头戴设备中的布局图；图4是图3中的太阳能板、万向轴、X轴舵机、Y轴舵机以及齿轮传动机构之间的相对位置关系图；图5是太阳能充电系统的另外一种实施例的电路原理框图；图6是图5所示的太阳能板与电磁感应线圈之间的相对位置关系图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细地说明。需要说明的是，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴设备，其特征在于，包括：/n光感元件，其用于采集入射到头戴式显示设备的各方位光线，并生成相应的光强信号；/n太阳能板，其用于采集光线并转换成电能，为头戴式显示设备的内置电池充电；/n驱动机构，其连接所述太阳能板，用于驱动所述太阳能板偏转；/n控制器，其根据所述光感元件输出的光强信号确定最大光强的光线的方位，并控制所述驱动机构携带所述太阳能板向最大光强的光线的直射方向偏转。/n

【技术特征摘要】
1.一种头戴设备，其特征在于，包括：
光感元件，其用于采集入射到头戴式显示设备的各方位光线，并生成相应的光强信号；
太阳能板，其用于采集光线并转换成电能，为头戴式显示设备的内置电池充电；
驱动机构，其连接所述太阳能板，用于驱动所述太阳能板偏转；
控制器，其根据所述光感元件输出的光强信号确定最大光强的光线的方位，并控制所述驱动机构携带所述太阳能板向最大光强的光线的直射方向偏转。


2.根据权利要求1所述的头戴设备，其特征在于，所述驱动机构包括：
万向轴，其连接所述太阳能板，用于调整所述太阳能板的转动方向和角度，包括两根呈垂直关系的X向转轴和Y向转轴；
X轴舵机，其通过齿轮传动机构连接所述万向轴的X向转轴，用于驱动所述万向轴携带所述太阳能板相对Y向转轴方向偏转一定角度；
Y轴舵机，其通过齿轮传动机构连接所述万向轴的Y向转轴，用于驱动所述万向轴携带所述太阳能板相对X向转轴方向偏转一定角度；
X轴舵机驱动芯片，其连接所述控制器，根据控制器输出的控制信号驱动所述X轴舵机运行；
Y轴舵机驱动芯片，其连接所述控制器，根据控制器输出的控制信号驱动所述Y轴舵机运行。


3.根据权利要求2所述的头戴设备，其特征在于，
在所述万向轴的X向转轴上轴接有X向从动轮，在所述万向轴的Y向转轴上轴接有Y向从动轮；
在所述X轴舵机的输出轴上轴接有X向主动轮，所述X向主动轮与所述X向从动轮啮合；
在所述Y轴舵机的输出轴上轴接有Y向主动轮，所述Y向主动轮与所述Y向从动轮啮合。


4.根据权利要求3所述的头戴设备，其特征在于，
所述万向轴位于所述太阳能板的背后，且连接所述太阳能板的中心位置；
所述X...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹阳，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37