CN103823563B - 一种头戴式智能显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种头戴式智能显示设备，其包括框架以及配置于框架上的显示装置、摄像装置、处理芯片以及控制装置。控制装置包括触控面板以及滚轮组件，滚轮组件包括滚轮、连接件、触头以及传感器。滚轮可滚动地安装于触控面板上，触头的一侧由连接件固定连接至滚轮的轴向端部，传感器设置于触头的另一侧，用于与触头配合以检测滚轮的运动。控制装置通过触控面板和滚轮组件接收操作指令，并传输至处理芯片，由处理芯片转变为在显示装置上的操作指令。本发明通过对滚轮的旋转方向和速度的检测，能够实现在狭窄控制区域内对头戴式智能显示设备的扩大控制范围，从而方便了用户的灵活且大范围的操控。

Description

一种头戴式智能显示设备

技术领域

本发明涉及可穿戴式智能显示设备技术领域，尤其是一种头戴式智能显示设备。

背景技术

随着电子设备的微型化，头戴式智能显示设备，比如智能眼镜，已经逐步投入市场。主流的智能眼镜结构图如图9所示，这种智能眼镜包括眼镜式框架901，以及配置于眼镜式框架901上的显示装置902、摄像装置903以及控制装置904。当用户佩戴这种智能眼镜时，显示装置902位于常规眼镜的镜片所处位置，用于向用户显示画面。显示装置902的附近设置摄像装置903，用于拍摄用户前方图像，并传输至处理芯片(未示出)进行处理。用户通过控制装置904对智能眼镜发出各种操作指令。由于智能眼镜主要的载体为人们日常生活中所佩带的眼镜，因此控制模块必须要超小型化，集成在正常佩带状态下人眼无法看到的眼镜框架两侧的框架腿部上。基于此原因，传统的基于笔记本电脑类的触控板的解决方案并不适合智能眼镜类产品的应用。而且，现有的基于平板电脑、手机等的多点触控解决方案也不适合智能眼镜的应用。

目前，控制装置904通常为多点触控板的形式。但是受限于智能眼镜框架的物理尺寸，这个触控板仅能设计为狭长长方形的形式，由用户通过手指尖来实现基本的控制功能，比如参数调整和设置等。

然而，上述结构存在一个问题，那就是智能眼镜在竖直方向上的操作范围受到极大的限制，导致只能使用手指指尖操作，且定位不够准确。具体地，由于竖直方向上的操作范围较小，位移不够，不方便用手指指身进行灵活操作。而且，当用户用手指指尖在控制板上进行上下方向的控制时，无法准确地将上下方向进行清晰定位。

因此，期待能够开发出一种能方便用户进行灵活控制的头戴式智能显示设备。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种头戴式智能显示设备，其通过对控制装置进行改进，从而方便用户进行灵活控制。

本发明提供了一种头戴式智能显示设备，其包括框架以及配置于框架上的显示装置、摄像装置、处理芯片以及控制装置。控制装置包括触控面板以及滚轮组件，滚轮组件包括滚轮、连接件、触头以及传感器。滚轮可滚动地安装于触控面板上，触头的一侧由连接件固定连接至滚轮的轴向端部，传感器设置于触头的另一侧，用于与触头配合以检测滚轮的运动。控制装置通过触控面板和滚轮组件接收操作指令，并传输至处理芯片，由处理芯片转变为在显示装置上的操作指令。

优选地，滚轮组件可设置于触控面板在水平方向上的中间位置或边缘处。

优选地，滚轮可从触控面板的水平面部分地突出。

优选地，滚轮的最高点可与触控面板的水平面相一致。

优选地，传感器可以为旋转式编码器。

优选地，滚轮组件的上下滚动被转变为显示装置上在框架的竖直方向上的上下移动。

优选地，触头具有三个触点，传感器具有三个管脚，传感器通过触点与管脚的间断导通来检测滚轮的旋转运动。

本发明通过对滚轮的旋转方向和速度的检测，能够实现在狭窄控制区域内对头戴式智能显示设备的扩大控制范围，从而方便用户灵活且大范围的操控。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的总体结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的立体示意图；

图3示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的另一立体示意图；

图4示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的另一立体示意图；

图5示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置沿着A-A线的剖面图；并且

图6示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的管脚示意图；

图7示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的触点与管脚接通的一示意图；

图8示出了根据本发明实施例的头戴式智能显示设备的控制装置的触点与管脚接通的另一示意图；

图9示出了根据现有技术的头戴式智能显示设备的总体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。

根据本发明的头戴式智能显示设备将在下文中以智能眼镜作为示例描述。但本领域技术人员可认识到，本发明的头戴式智能显示设备并不限于智能眼镜，也可以是其他形式的显示设备。

如图1所示，根据本发明实施例的智能眼镜1与常规眼镜类似，其包括眼镜式框架11，以及配置于眼镜式框架11上的显示装置12、摄像装置13、处理芯片(未示出)以及控制装置14。当用户佩戴这种眼镜时，显示装置12位于常规眼镜的镜片所处位置，用于向用户显示画面。显示装置12的附近设置摄像装置13，用于拍摄用户前方图像，并传输至处理芯片进行处理。用户通过设置于眼镜框架侧面的框架腿部中的控制装置14对智能眼镜发出各种操作指令。

下面结合图2对控制装置14进行详细的描述。

如图2所示，本发明实施例中的控制装置14包括触控面板21以及滚轮组件22。触控面板21用于接收用户手指在其上的动作(比如水平滑动)，并将这个水平滑动由处理芯片转化为显示装置12上的相应动作(比如水平滑动)。在图2中，滚轮组件22示出为设置于触控面板21在水平方向上的中间位置。在本发明中，水平方向指的是在用户佩戴智能眼镜1时与水平面平行的方向。但滚轮组件22的位置并不限于此，其也可以设置于触控面板的边缘处或其他位置，如图3、图4所示。

滚轮组件22包括滚轮221、连接件222、触头223以及传感器224，如图5所示。滚轮221比如呈圆柱形，可滚动地安装于触控面板21上。滚轮221的最高点可与触控面板21水平面相一致，实现平滑过渡，或者滚轮221的最高点略高于触控面板21的水平面，以便于用户可轻易地用手指使之滚动。触头223在一侧处由连接件222固定地连接至滚轮221的轴向端部处，从而使得在滚轮221滚动时，触头223也一致地跟随滚动。连接件222可以是任何常规的机械固定件，只要能实现触头223与滚轮221之间的相对固定即可。

在触头223的另一侧处，设置有固定的传感器224。传感器224可以是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式编码器。具体地，在触头223随着滚轮旋转期间，触头223和传感器224之间进行间断导通。触头223面向传感器224的一侧上具有三个触点，这3个触点之间间隔开120°的角度。传感器224的面向触头223的一侧具有分别为与处理芯片相连接的3个管脚，这3个管脚实际上为3块扇形区域，分别为管脚0、管脚a、管脚b，每块扇形区域的角度为120°。管脚a和管脚b分别包括等间距的金属接触位，如图6所示，管脚a例如包括a0、a1两个由非金属接触位(阴影区域)间隔开的金属接触位(空白区域)，管脚b例如包括b0、b1、b2三个由非金属接触位(阴影区域)间隔开的金属接触位(空白区域)。上述接触位的数量只是示例，为了便于图示和简化描述，并不意味着接触位的实际数量仅为数个，当然这也不构成对本发明的限制。每个管脚所包括的金属接触位数量越多，则检测精度越高，可根据实际需要任意设置，本发明对此不作限制。

在触头223随着滚轮旋转期间，无论哪个触点(深色圆点)与管脚0的金属接触位接触，都会使得触点0接通。与此同时，如果另一个触点与管脚a的金属接触位接通时，由于管脚a和管脚b的金属接触位的设置，必然导致最后一个触点与管脚b的非金属接触位接触。反之亦然，如果另一个触点与管脚b的金属接触位接通时，由于管脚a和管脚b的金属接触位的设置，必然导致最后一个触点与管脚a的非金属接触位接触。

如图7所示，触头223的两个触点分别接通了管脚b的金属接触位b2和管脚0，那么第三个触点就与管脚a的非金属接触位相接触。当触头223顺时针旋转时，如图8所示，会接通管脚a的金属接触位a1和管脚0，而当触头223逆时针旋转时则会接通管脚b的金属接触位b0和管脚0(未示出)。

传感器224将如上旋转运动转换成一串数字脉冲信号，根据脉冲信号输出的特点，比较一个脉冲周期内的电平变化从而实现滚轮的旋转方向的判断，即滚轮是向上旋转还是向下旋转(相对于佩戴状态而言)。旋转编码器是本领域公知的元器件，本发明在此不做赘述。同时，还可以利用角速度传感器等方式来感测滚轮的旋转速度。如此，通过将电信号转化及识别，实现对滚轮方向和速度的检测。检测结果由传感器224发送至处理芯片(未示出)，将其转换为控制信号，形成在显示装置12上的操作。本领域技术人员还可以采用其他方式实现对滚轮旋转方向和速度的检测，本发明对此不作限制。

传感器224通过确定触头223相对于其的旋转运动来检测滚轮22的旋转运动，包括旋转方向和旋转速度，并将所感测到的信号传输至处理芯片，由处理芯片转变为在显示装置12上的操作。其中，用户手指在触控面板21上的水平滑动将转变为显示装置12上水平方向上的滑动，而滚轮221的上下滚动将转变为显示装置12上竖直方向上的滑动。

在本发明中，通过对滚轮的旋转方向和速度的检测，能够在狭小区域内实现对竖直方向(与水平方向垂直的方向)的扩大的控制范围，从而扩大了显示装置12在竖直方向上的操作，从而方便了用户的灵活且大范围的操控。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制。因此，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，本领域技术人员可作出各种改变、替换和变型。很显然，但这些改变、替换和变型都应涵盖于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种头戴式智能显示设备，其包括框架（11）以及配置于所述框架（11）上的显示装置（12）、摄像装置（13）、处理芯片以及控制装置（14），其特征在于，所述控制装置（14）包括触控面板（21）以及滚轮组件（22），所述滚轮组件（22）包括滚轮（221）、连接件（222）、触头（223）以及传感器（224），所述滚轮（221）可滚动地安装于所述触控面板（21）上，所述触头（223）的一侧由连接件（222）固定连接至所述滚轮（221）的轴向端部，所述传感器（224）设置于所述触头（223）的另一侧，用于与所述触头（223）配合以检测所述滚轮（221）的运动，

其中，所述控制装置（14）通过所述触控面板（21）和所述滚轮组件（22）接收操作指令，并传输至所述处理芯片，由所述处理芯片转变为在所述显示装置（12）上的操作指令。

2.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其特征在于，所述滚轮组件（22）设置于所述触控面板（21）在水平方向上的中间位置或边缘处。

3.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其特征在于，所述滚轮（221）从所述触控面板（21）的水平面部分地突出。

4.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其特征在于，所述滚轮（221）的最高点与所述触控面板（21）的水平面相一致。

5.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其特征在于，所述传感器（224）为旋转式编码器。

6.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其中所述滚轮组件（22）的上下滚动被转变为显示装置（12）上在框架（11）的竖直方向上的上下移动。

7.如权利要求1所述的头戴式智能显示设备，其特征在于，所述触头（223）具有三个触点，所述传感器（224）具有三个管脚，所述传感器通过所述触点与所述管脚的间断导通来检测所述滚轮（221）的旋转运动。