CN105954877A - 一种头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头戴式显示设备，包括：固定框架，所述固定框架上设置有头戴显示屏；镜片安装板，所述镜片安装板设置在所述固定框架远离所述头戴显示屏的一侧；透光镜片，所述透光镜片安装在所述镜片安装板上；所述固定框架、头戴显示屏、镜片安装板以及透光镜片共同构成封闭腔室；头戴部，所述头戴部安装在所述固定框架上；除雾装置，所述除雾装置设置在所述固定框架上，用于除去因佩戴者散发热量而产生的雾气。本发明提供的一种头戴式显示设备，可除去佩戴者在佩戴本头戴式显示设备时，因散发出热量而在镜片上或腔室内产生的雾气。

Description

一种头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及显示设备领域，特别是涉及头戴式显示设备。

背景技术

虚拟现实技术是通过计算机或移动终端等设备虚拟出现实世界，通过显示屏和目视系统投射到人眼视网膜。其本质就是呈现一个以使用者视角为主体，可以实时、无限制地观察三维空间内的物体，给使用者沉浸感体验。虚拟现实技术已经广泛应用在娱乐，军事训练，医疗培训、产品三维虚拟展示等多个领域。

用户通常借助头戴式显示设备来观看由虚拟现实技术而产生的逼真画面。然而，在长时间佩戴头戴显示设备时，佩戴者容易散发出热量，容易在头戴显示设备上的透光镜片上产生雾气，从而影响佩戴者观看效果。

因此，本领域亟需实现一种可除去因佩戴者散发热量而产生的雾气的头戴显示设备。

发明内容

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种头戴式显示设备，包括：固定框架，所述固定框架上设置有用于显示虚拟画面的头戴显示屏；镜片安装板，所述镜片安装板设置在所述固定框架远离所述头戴显示屏的一侧；透光镜片，所述透光镜片安装在所述镜片安装板上，便于佩戴者观看所述头戴显示屏上所显示的画面；所述固定框架、头戴显示屏、镜片安装板以及透光镜片共同构成封闭腔室；头戴部，所述头戴部安装在所述固定框架上，用于固定在佩戴者的头部；除雾装置，所述除雾装置设置在所述固定框架上，用于除去因佩戴者散发热量而产生的雾气。

进一步，所述除雾装置包括第一散热孔和第二散热孔，所述第一散热孔开设在所述镜片安装板上；所述第二散热孔开设在所述固定框架上。

进一步，所述第一散热孔开设在所述镜片安装板相对的两侧侧边；所述第二散热孔开设在所述固定框架的底部。

进一步，所述第一散热孔呈斜开口状，所述第二散热孔呈正开口状。

进一步，本头戴式显示设备，还包括：抗蓝光镜片，所述抗蓝光镜片安装在所述固定框架内侧，且位于所述透光镜片的前方。

进一步，在所述抗蓝光镜片的表面上设置有一层具有抗蓝光效果的蓝光膜。

进一步，本头戴式显示设备，还包括：光感传感器，所述光感传感器安装在所述固定框架内侧靠近所述头戴显示屏的一侧，用于采集所述头戴显示屏发出的光线强度变化信息；微处理器，所述微处理器安装在所述固定框架内侧；所述微处理器接收所述光线强度变化信息，判断所述光线强度变化信息是否超过预设变化幅度值；若所述光线强度变化信息超过预设变化幅度值，所述微处理器发出按照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏亮度的光线调节信号；光线调节模块，所述光线调节模块安装在所述固定框架内侧；所述光线调节模块接收所述微处理器输出的光线调节信号，按所述照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏的光线强度。

进一步，所述光感传感器，用于采集所述头戴显示屏发出的光线强度；所述微处理器接收所述光感传感器输出的光线强度，判断所述光线强度是否达到预设强度阀值；若所述光线强度达到预设强度阀值，所述微处理器发出调节所述头戴显示屏亮度的光线调节信号；所述光线调节模块接收所述微处理器输出的光线调节信号，调节所述头戴显示屏的光线强度。

进一步，本头戴式显示设备，还包括：电路板，所述电路板固定在所述固定框架内侧，所述微处理器、光感传感器、光线调节模块均安装在所述电路板上。

进一步，本头戴式显示设备，其特征在于，还包括：鼻托部，所述鼻托部设置在所述镜片安装板与所述固定框架交接处。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

1、本发明提供的一种头戴式显示设备，增设有除雾装置，可除去佩戴者在佩戴本头戴式显示设备时，因散发出热量而在镜片上或腔室内产生的雾气。另外，头戴显示屏工作时，散发一定的热量，逐步提升头戴式显示设备腔室内的温度；从而减小头戴式显示设备腔室内外的温度差，可有效避免在透光镜片等上产生雾气。

2、本发明中除雾装置包括开设在镜片安装板上的第一散热孔和开设在固定框架上的第二散热孔，通过第一散热孔、第二散热孔，实现头戴式显示设备内部的空气与外部空气相互流通，有效地避免了头戴式显示设备内密闭不透风、腔内起雾、镜片模糊以及脸部出汗等问题，从而长时间保持佩戴者脸部通风，防止出汗，实现除雾目的。另外，本除雾装置具有结构简单、可靠性强等优点。

3、本发明中第一散热孔为侧开口，可以有效地防止漏光问题，进一步保证显示画面效果的真实感觉，提高了沉浸感效果。此外，第二散热孔为正开口，可有效地、快速地除去雾气。

4、本发明中抗蓝光镜片表面涂有抗蓝光材料层，可以滤除可见光中含有一种高能量的可见蓝光，从而避免蓝光会直接穿过角膜和晶状体并接触到视网膜，以及对眼睛照成难以估计的伤害，从而达到保护视力的目的。

5、本发明通过采集头戴显示屏的光线强度，在光线强度超过预设强度阀值，调节该头戴显示屏的显示亮度，有效地避免由于头戴显示屏亮度过于高而刺伤佩戴者眼睛，从而达到保护佩戴者眼睛的目的。

6、本发明还通过采集头戴显示屏的光线强度变化信息，在光线强度变化信息超过预设变化幅度值，按照预设幅度参数调节该头戴显示屏的显示亮度，有效地避免由于头戴显示屏亮度变化过于极端(画面、亮度以及色调的改变幅度太大)，而刺伤佩戴者眼睛，从而达到保护佩戴者眼睛的目的。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种头戴式显示设备及显示方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明中一种头戴式显示设备的一部分组成结构示意图；

图2是本发明中一种头戴式显示设备的组成结构示意图；

图3是本发明中一种头戴式显示设备的另一部分组成结构示意图；

图4是本发明中一种头戴式显示设备的电路示意图。

附图标号说明：

10、固定框架，11、头戴显示屏，12、镜片安装板，13、透光镜片，14、鼻托部，20、除雾装置，21、第一散热孔，22、第二散热孔，30、抗蓝光镜片，40、光感传感器，50、微处理器，51、电路板，60、光线调节模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

如图1、图2和图3所示，根据本发明的一个实施例，一种头戴式显示设备，包括：固定框架10，所述固定框架10上设置有用于显示虚拟画面的头戴显示屏11；镜片安装板12，所述镜片安装板12设置在所述固定框架10远离所述头戴显示屏11的一侧；透光镜片13，所述透光镜片13安装在所述镜片安装板12上，便于佩戴者观看所述头戴显示屏11上所显示的画面；所述固定框架10、头戴显示屏11、镜片安装板12以及透光镜片13共同构成封闭腔室；头戴部，所述头戴部安装在所述固定框架10上，用于固定在佩戴者的头部；除雾装置20，所述除雾装置20设置在所述固定框架10上，用于除去因佩戴者散发热量而产生的雾气。鼻托部14，所述鼻托部14设置在所述镜片安装板12与所述固定框架10交接处。

针对上述实施例的改进，本实施例中，所述除雾装置20包括第一散热孔21和第二散热孔22，所述第一散热孔21开设在所述镜片安装板12上；所述第二散热孔22开设在所述固定框架10上。所述第一散热孔21开设在所述镜片安装板12相对的两侧侧边；所述第二散热孔22开设在所述固定框架10的底部。所述第一散热孔21呈斜开口状，所述第二散热孔22呈正开口状。为了防止漏光，在镜片安装板12上左右两侧的散热孔设计为侧开口，侧边开口方式；并且，在用户戴上头戴式显示设备时，所散发的热量由此第一散热孔21进入腔室内。固定框架10上的散热孔为正开口，直接开口方式，腔室内的热气从固定框架10底部的散热孔排出。

针对用户长时间使用头戴式显示设备，由于镜腔内密闭不透风，导致腔内起雾、镜片模糊以及脸部出汗等问题。本发明中的除雾装置根据人体学的设计，并在结构中实现，通过结构精密设计以保持空气流通，防止用户长时间佩戴出汗、产生雾气，导致镜片模糊或者用户脸部出汗。该结构设计可以有效地提升用户的体验，并完善整个护眼系统；保持眼睛清爽舒适，给用户带来更好的体验。

针对上述实施例的改进，本实施例中，本头戴式显示设备，还包括：抗蓝光镜片30，所述抗蓝光镜片30安装在所述固定框架10内侧，且位于所述透光镜片13的前方。在所述抗蓝光镜片30的表面上贴设有或镀有一层具有抗蓝光效果的蓝光膜。

如图4所述，针对上述实施例的改进，本实施例中，本头戴式显示设备，还包括：光感传感器40，所述光感传感器40安装在所述固定框架10内侧靠近所述头戴显示屏11的一侧，用于采集所述头戴显示屏11发出的光线强度；微处理器50，所述微处理器50安装在所述固定框架10内侧；所述微处理器50接收所述光感传感器40输出的光线强度，判断所述光线强度是否达到预设强度阀值；预设强度阀值可以根据人眼对可见光的舒适度进行设置；若所述光线强度达到预设强度阀值，所述微处理器50发出调节所述头戴显示屏11亮度的光线调节信号；光线调节模块60，该光线调节模块60接收所述微处理器50输出的光线调节信号，调节所述头戴显示屏11的光线强度。本发明中利用光感传感器40测量头戴显示屏11当前显示画面的亮度，并根据人眼适应光线的强度来动态调节头戴显示屏11屏幕背光亮度；以达到用户体验头戴显示器的时候，画面不刺眼不昏暗，画面反差柔和，适应性强的效果。

针对上述实施例的改进，本实施例中，所述光感传感器40还用于采集所述头戴显示屏11发出的光线强度变化信息；所述微处理器50接收所述光线强度变化信息，判断所述光线强度变化信息是否超过预设变化幅度值；预设变化幅度值可以根据人眼对可见光发生变化时，感受到的舒适度进行设置；若所述光线强度变化信息超过预设变化幅度值，所述微处理器50发出按照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏11亮度的光线调节信号；所述光线调节模块60接收所述微处理器50输出的光线调节信号，按所述照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏11的光线强度。本头戴式显示设备还包括电路板51，所述电路板51固定在所述固定框架10内侧，所述微处理器50、光感传感器40、抗蓝光镜片30均安装在所述电路板51上。

本发明中的光感传感器40，通过光感传感器40采集头戴显示屏11当前屏幕画面短时间内的光线强度变化，针对头戴显示屏11播放画面的光线强度过于极端以及短时间内的光线变化幅度过大的问题，动态调节头戴显示屏11屏幕亮度的变化，以达到减缓短时间内光线的变化反差，减缓对人眼的刺激效果，有效地保护眼睛不受伤害并缓解眼睛疲劳。可以采集半屏光感数据，也可以采集双屏光感数据以及采集单屏多光感数据。或者，屏幕色调的采集进而更精确地获取屏幕内容的变化来动态调节其它系统与其配合以达到更好的效果。

具体的，光感传感器直接对准头戴显示屏屏幕，采集屏幕亮度信息。微处理器(MCU)通过短时间的光感数据采集进行比对与数据分析，检测数据是否为极端变化，并且确定数据变化信息，根据人体学中人眼对光线变化的适应舒适度预设阀值。根据人体光感结合光线传感器，在播放内容的时候获取屏幕光感数据信息，在预设时间段内，判断光强变化速率是否在预设阀值以外，通过调节屏幕背光以及蓝光驱动将光线变化速度，以防止极端变化，控制光线变化强度对人眼带来的不适感，防止对人眼造成伤害。

本发明目的是为解决用户体验健康、用眼问题的解决方案，虚拟现实技术原理是将内容画面呈现给人眼，然后通过人眼转动高速替换画面给人眼，人眼将变换的内容画面信息传输给大脑，以达到六自由度全景的效果。其中，最关键的部位就是人眼与画面的信息传输，所以对人眼的保护至关重要，发明人觉得该系统的产生是必然的。该系统可以有效得防止用户体验虚拟现实设备所带来的用眼疲劳和光线刺激以及佩戴出汗的问题。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

固定框架，所述固定框架上设置有用于显示虚拟画面的头戴显示屏；

镜片安装板，所述镜片安装板设置在所述固定框架远离所述头戴显示屏的一侧；

透光镜片，所述透光镜片安装在所述镜片安装板上，便于佩戴者观看所述头戴显示屏上所显示的画面；

所述固定框架、头戴显示屏、镜片安装板以及透光镜片共同构成封闭腔室；

头戴部，所述头戴部安装在所述固定框架上，用于固定在佩戴者的头部；

除雾装置，所述除雾装置设置在所述固定框架上，用于除去因佩戴者散发热量而产生的雾气。

2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于：

所述除雾装置包括第一散热孔和第二散热孔，所述第一散热孔开设在所述镜片安装板上；所述第二散热孔开设在所述固定框架上。

3.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于：

所述第一散热孔开设在所述镜片安装板相对的两侧侧边；所述第二散热孔开设在所述固定框架的底部。

4.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于：

所述第一散热孔呈斜开口状，所述第二散热孔呈正开口状。

5.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括：

抗蓝光镜片，所述抗蓝光镜片安装在所述固定框架内侧，且位于所述透光镜片的前方。

6.如权利要求5所述的头戴式显示设备，其特征在于：

在所述抗蓝光镜片的表面上设置有一层具有抗蓝光效果的蓝光膜。

7.如权利要求1～6中任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括：

光感传感器，所述光感传感器安装在所述固定框架内侧靠近所述头戴显示屏的一侧，用于采集所述头戴显示屏发出的光线强度变化信息；

微处理器，所述微处理器安装在所述固定框架内侧；所述微处理器接收所述光线强度变化信息，判断所述光线强度变化信息是否超过预设变化幅度值；

若所述光线强度变化信息超过预设变化幅度值，所述微处理器发出按照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏亮度的光线调节信号；

光线调节模块，所述光线调节模块安装在所述固定框架内侧；所述光线调节模块接收所述微处理器输出的光线调节信号，按所述照预设幅度参数逐步调节所述头戴显示屏的光线强度。

8.如权利要求7所述的头戴式显示设备，其特征在于：

所述光感传感器，用于采集所述头戴显示屏发出的光线强度；

所述微处理器接收所述光感传感器输出的光线强度，判断所述光线强度是否达到预设强度阀值；

若所述光线强度达到预设强度阀值，所述微处理器发出调节所述头戴显示屏亮度的光线调节信号；

所述光线调节模块接收所述微处理器输出的光线调节信号，调节所述头戴显示屏的光线强度。

9.如权利要求7所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括：

电路板，所述电路板固定在所述固定框架内侧，所述微处理器、光感传感器、光线调节模块均安装在所述电路板上。

10.如权利要求1～6中任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括：

鼻托部，所述鼻托部设置在所述镜片安装板与所述固定框架交接处。