CN106646888A - 帽型头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帽型头戴显示设备，包括帽身、帽檐、光学显示放大模组和光学组合器，其中：帽檐根部通过刚性材料与帽身连接；所述光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐下方，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回到帽檐内。同时，本发明还公开了一种类似帽型头戴显示设备，其光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐中部，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回成为帽檐的一部分。本发明用帽子作为头戴显示设备的承载体，用户压重感减弱，佩戴更舒适，且对于已经佩戴了框架眼镜的用户无任何限制。

Description

帽型头戴显示设备

技术领域

本发明涉及头戴显示设备领域，尤其涉及一种帽型头戴显示设备。

背景技术

目前，民用头戴显示设备一般设计为眼镜形式，如google glass，这种形式对于不习惯佩戴眼镜的用户及已经佩戴了框架眼镜的用户来说，比较难以接受。市场需要更多其他类型的头戴显示设备出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种帽型头戴显示设备，为头戴显示设备增加一种新的形式，特别适用于不习惯佩戴眼镜的用户及已经佩戴了框架眼镜的用户。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种帽型头戴显示设备，包括帽身、帽檐、光学显示放大模组和光学组合器，其中：帽檐根部通过刚性材料与帽身连接；所述光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐下方，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回到帽檐内。

优选的，所述可折连接机构包含相互枢转的第一连接件和第二连接件，第一连接件固定连接到帽檐根部或帽檐下方，第二连接固定件连接光学组合器。

优选的，所述帽型头戴显示设备还包括控制电路板，所述控制电路板位于帽身后端或顶端或侧面；所述光学显示放大模组中的微型图像显示源，通过固定于帽身边沿的控制线与控制电路板连接。

优选的，所述控制电路板包括中央处理器和电源模块；中央处理器独立控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

优选的，所述控制电路板包括无线收发模块和电源模块；无线收发模块通过无线方式连接移动终端，由移动终端控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

优选的，所述控制电路板包括终端连接接口；外接移动终端通过该接口，以有线方式连接到帽型头戴显示设备上，为整个帽型头戴显示设备供电及控制微型图像显示源。

优选的，在所述帽身的前端或帽檐上方还安装有一摄像头，该摄像头通过控制线与所述控制电路板连接。

优选的，所述可折连接机构附近安装有微型电机，可折连接机构的第二连接件连接有一根由所述微型电机控制的连杆，微型电机带动连杆顺时针或逆时针旋转，连杆驱动第二连接件顺时针或逆时针旋转。

优选的，所述帽型头戴显示设备包括一组光学显示放大模组和一个光学组合器；或所述帽型头戴显示设备包括两组光学显示放大模组和两个光学组合器；或帽型头戴显示设备包括两组光学显示放大模组和一个光学组合器。

相应的，本发明还提出了一种帽型头戴显示设备，包括帽身、帽檐、两组光学显示放大模组和一个光学组合器，每组光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，其中：帽檐根部通过刚性材料与帽身连接，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐中部，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回成为帽檐的一部分。

优选的，所述帽型头戴显示设备还包括控制电路板，所述控制电路板位于帽身后端或顶端或侧面；所述光学显示放大模组中的微型图像显示源，通过固定于帽身边沿的控制线与控制电路板连接。

本发明帽型头戴显示设备用帽子作为头戴显示设备的承载体，用户压重感减弱，佩戴更舒适，且对于已经佩戴了框架眼镜的用户无任何限制。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例一帽型头戴显示设备处于非使用状态时的结构示意图；

图2为图1帽型头戴显示设备处于使用状态时的结构示意图；

图3为在图1和图2结构上增加了自动升降光学组合器的帽型头戴显示设备结构示意图；

图4为本发明实施例一帽型头戴显示设备为双目显示设备共用光学组合器时的立体结构示意图；

图5为为本发明实施例二帽型头戴显示设备非使用状态时的立体结构示意图；

图6为为本发明实施例二帽型头戴显示设备使用状态时的立体结构示意图；

图中标记：1-帽身，2-帽檐，3-光学显示放大模组，4-光学组合器，5-可折连接机构，6-控制电路板，7-控制线，8-微型电机，9-连杆，21-帽檐根部，31-微型图像显示源，51-可折连接机构的第一连接件；52-可折连接机构的第二连接件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例一帽型头戴显示设备结构示意图，图1展示的是帽型头戴显示设备处于非使用状态时的立体结构，所述帽型头戴显示设备包括帽身1、帽檐2、光学显示放大模组3和光学组合器4，帽檐根部21通过刚性材料与帽身1连接；所述光学显示放大模组3包括微型图像显示源31和光束整形系统32，光学显示放大模组3倾斜固定于帽檐根部；光学组合器4通过可折连接机构5安装到帽檐2下方，光学组合器4能顺时针旋转折叠到人眼前方(如图2)，且能逆时针旋转折回到帽檐内(如图1)。所述可折连接机构5包含相互枢转的第一连接件51和第二连接件52，第一连接件51固定连接到帽檐根部或帽檐下方，第二连接件52固定连接光学组合器4，可折连接机构包括铰链、枢接机构等可折叠连接件。

本发明帽型头戴显示设备还包括控制电路板6，所述控制电路板位于帽身后端或顶端或侧面；所述光学显示放大模组3中的微型图像显示源31，通过固定于帽身边沿的控制线7与控制电路板6连接，控制电路板6优选放置在帽身的后端，可以用来平衡前端光学显示放大模组的重量。

本发明实施例中，微型图像显示源31可为OLED、LCD或LCos显示器；光束整形系统由多个光学元件组成，其主要作用是对图像源起放大作用，同时校正放大的虚像的像差，确保人眼经头戴显示光学系统观察到的虚像是清晰的；光学组合器4作为光路的转折及外界环境光进入人眼的通道，人眼经光学组合器可同时观察到放大的图像源和外界环境，光学组合器4可以是平板也可以是曲面，且光学组合器可以是传统光学反射镜，如平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜、自由曲面反射镜等，也可以是衍射光学元件，如全息光学元件。在本结构中，若厂商不希望用户看见外界环境(即非透视式)则可以在光学组合器4上镀一层全反膜成为非透视式结构。

本发明实施例中，在帽身的前端或帽檐上方还可以安装有一摄像头，该摄像头通过控制线与所述控制电路板连接。

图1和图2实施例所示的帽型头戴显示设备，光学组合器折叠时需要通过用户手动操作实现，本发明还公开了一种能实现自动折叠光学组合器的方案，参见图3，在可折连接机构5附近安装一个微型电机8，可折连接机构5的第二连接件52连接一根由所述微型电机8控制的连杆9，微型电机8带动连杆9顺时针或逆时针旋转，连杆9驱动第二连接件52顺时针或逆时针旋转。用户只需要通过制微型电机8的供电开关，即可实现自动升降光学组合器。

本发明实施例帽型头戴显示设备可以为单目也可以为双目，单目时只包括一组光学显示放大模组和一个光学组合器；双目时，帽檐两侧各设有一套光学显示放大系统，光学组合器可以是在帽檐两侧各设有一套，也可以两套光学显示放大系统共用一套光学组合器，参见图4，为两组光学显示放大模组和一个共用光学组合器的结构示意图。

本发明实施例帽型头戴显示设备的控制部分可以为多种形式：1)帽型头戴显示设备上设置独立的控制系统；2)帽型头戴显示设备通过无线方式连接到移动终端上，由移动终端控制头戴显示设备；3)帽型头戴显示设备通过有线方式连接到移动终端上，由移动终端控制头戴显示设备。

当帽型头戴显示设备上设置独立的控制系统时，所述控制电路板6包括中央处理器和电源模块；中央处理器独立控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

当帽型头戴显示设备通过无线方式连接到移动终端上时，所述控制电路板包括无线收发模块和电源模块；无线收发模块通过无线方式连接移动终端，由移动终端控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

当帽型头戴显示设备通过有线方式连接到移动终端上时，所述控制电路板包括终端连接接口；外接移动终端通过该接口，以有线方式连接到帽型头戴显示设备上，为整个帽型头戴显示设备供电及控制微型图像显示源。

图1至图4实施例所示意的帽型头戴显示设备，其光学组合器均安装于帽檐下方，是一个独立的功能部件，在本发明中，可以将光学组合器设计为帽檐的一部分，如图5和图6，图5和图6为本发明施例二帽型头戴显示设备立体结构示意图，所述帽型头戴显示设备包括帽身、帽檐、两组光学显示放大模组和一个光学组合器，每组光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，其中：帽檐根部通过刚性材料与帽身连接，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐中部，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回成为帽檐的一部分。本实施例中帽型头戴显示设备其他结构可参考图1至图4方案，区别仅在于：图5和图6方案中光学组合器安装到帽檐中部，能折回称为帽檐的一部分。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.帽型头戴显示设备，其特征在于，所述帽型头戴显示设备包括帽身、帽檐、光学显示放大模组、光学组合器和控制电路板，其中：

帽檐根部通过刚性材料与帽身连接；

所述光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；

光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐下方，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回到帽檐内；

所述控制电路板位于帽身后端，所述微型图像显示源通过固定于所述帽身边沿的控制线与所述控制电路板连接。

2.如权利要求1所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述可折连接机构包含相互枢转的第一连接件和第二连接件，第一连接件固定连接到帽檐根部或帽檐下方，第二连接件固定连接光学组合器。

3.如权利要求1所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述控制电路板包括中央处理器和电源模块；中央处理器独立控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

4.如权利要求1所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述控制电路板包括无线收发模块和电源模块；无线收发模块通过无线方式连接移动终端，由移动终端控制微型图像显示源；电源模块为整个帽型头戴显示设备供电。

5.如权利要求1所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述控制电路板包括终端连接接口；外接移动终端通过该接口，以有线方式连接到帽型头戴显示设备上，为整个帽型头戴显示设备供电及控制微型图像显示源。

6.如权利要求3至5中任一项所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，在所述帽身的前端或帽檐上方还安装有一摄像头，该摄像头通过控制线与所述控制电路板连接。

7.如权利要求2至5中任一项所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述可折连接机构附近安装有微型电机，可折连接机构的第二连接件连接有一根由所述微型电机控制的连杆，微型电机带动连杆顺时针或逆时针旋转，连杆驱动第二连接件顺时针或逆时针旋转。

8.如权利要求1至5中任一项所述的帽型头戴显示设备，其特征在于，所述帽型头戴显示设备包括一组光学显示放大模组和一个光学组合器；或所述帽型头戴显示设备包括两组光学显示放大模组和两个光学组合器；或帽型头戴显示设备包括两组光学显示放大模组和一个光学组合器。

9.帽型头戴显示设备，其特征在于，所述帽型头戴显示设备包括帽身、帽檐、两组光学显示放大模组、一个光学组合器和控制电路板，每组光学显示放大模组包括微型图像显示源和光束整形系统，其中：

帽檐根部通过刚性材料与帽身连接，光学显示放大模组倾斜固定于帽檐根部；

光学组合器通过可折连接机构安装到帽檐中部，能顺时针旋转折叠到人眼前方，且能逆时针旋转折回成为帽檐的一部分；

所述控制电路板位于帽身后端，所述微型图像显示源通过固定于帽身边沿的控制线与所述控制电路板连接。