CN107209373A - 头戴式显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种头戴式显示设备(1)，包括：显示装置(10)，包括容置其内的显示模组(11)及第一连接口(12)；两个耳机体(20)，各耳机体(20)包括容置其内的发声模组(21)及第二连接口(22)；连接臂架(30)，用于将各耳机体(20)连接至显示装置(10)相对两端中对应的一端，包括连接第一连接口(12)的第一连接端(31)，连接第二连接口(22)的第二连接端(32)，及贯穿第一连接端(31)及第二连接端(32)的内腔(33)；各耳机体(20)分别通过柔性电路板(40)与显示装置(10)电连接，柔性电路板(40)一端连接显示模组(11)，另一端通过对应的第一连接口(12)及第一连接端(31)进入内腔(33)并通过第二连接口(22)连接至对应的耳机体(20)。这种头戴式显示设备充分利用了连接臂架实现内部走线，同时采用柔性电路板可以实现连接臂架的轻薄设计。

Description

头戴式显示设备 技术领域
本发明涉及穿戴式显示设备，尤其涉及一种头戴式显示设备。
背景技术
头戴式显示设备(HMD，Head Mount Display)，采用近眼显示技术，通过一组光学系统(主要是精密光学透镜)放大超微显示屏上的图像，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。由于头戴式显示设备的外形基本类似于眼镜，因此也被形象的称呼为视频眼镜(video glasses)，提出了一种便携式家庭影院的产品概念。
现有产品中，大部分通过有线连接入耳式耳机的方式来提高头戴式显示设备的便携性，进而将“家庭影院”的随身、便携概念产品化。但是，入耳式耳机音效较为普通。同时，入耳式耳机线会暴露于产品外部，还会产生以下问题。
1、耳机线的冗余容易导致线路损坏。
2、耳机线的外露降低了产品的整体性及美观。
据此，需要提供一种头戴式显示设备，可以有效的将耳机结合到显示装置，解决耳机线外露的问题，同时提升产品的一体化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种头戴式显示设备可以有效解决上述技术问题。
本发明的实施方式提供了一种头戴式显示设备，包括：
显示装置，包括容置其内的显示模组，及第一连接口；
两个耳机体，各耳机体包括容置其内的发声模组，及第二连接口；
连接臂架，用于将各耳机体连接至显示装置相对两端中对应的一端，包括连接所述第一连接口的第一连接端，连接所述第二连接口的第二连接端，及贯穿第一连接端及第二连接端的内腔；
其中，各耳机体分别通过柔性电路板与显示装置电连接，所述柔性电路板一端连接显示模组，另一端通过对应的第一连接口及第一连接端进入所述内腔并通过第二连接口连接至对应的耳机体。
本发明实施例提供的头戴式显示设备，包括用于将各耳机体连接至显示装置相对两端的连接臂架，且该连接臂架具有内腔，各耳机体分别通过置于该内腔中的柔性电路板与显示模组电连接。如此，充分利用了连接臂架实现内部走线，同时，采用柔性电路板可以实现连接臂架的轻薄设计，可有效提升头戴式显示设备的轻便性、小型化。
附图说明
下列附图用于结合具体实施方式详细说明本发明的各个实施方式。应当理解，附图中示意出的各元件并不代表实际的大小及比例关系，仅是为了清楚说明而示意出来的示意图，不应理解成对本发明的限制。
图1为本发明第一实施例提供的一种头戴式显示设备的结构示意图。
图2为本发明第二实施例提供的一种头戴式显示设备的结构示意图。
图3为本发明第一实施例提供的一种头戴式显示设备的右视示意图。
图4为本发明实施例提供的一种头戴式显示设备的触控单元结构示意图。
图5为本发明又一实施例提供的一种头戴式显示设备的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合多个实施方式及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，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；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。
本发明第一实施例提供的一种头戴式显示设备1，如图1所示，包括用于显示输出的显示装置10，两个耳机体20，以及连接两个耳机体20的头戴支架90。具体的，各耳机体20包括容置其内的发声模组21，如，扬声器，用于提供音频输出。其中，两个耳机体20分别通过连接臂架30的 两端连接至显示装置10，位于显示装置10的相对两端。用户佩戴该设备时，显示装置10位于用户双眼前，两个耳机体20分别佩戴于用户的左、右耳，从而，用户可沉浸于头戴式显示设备提供的音视频体验。需说明的是，该头戴式显示设备包括但不限于头戴式视频播放设备、头戴式游戏设备、头戴式导航设备或者头戴式医疗设备。
具体的，显示装置10包括容置其内的显示模组11，该显示模组11包括显示单元111，用于提供显示源。根据近眼显示原理，显示单元111一般采用微型显示器，为呈现良好的显示效果，需要通过光学模组117将显示源形成放大的虚像投射至用户的眼睛。具体的，显示模组11可以包括两个微型显示器以及两组光学模组117，从而两组光学模组117分别将与其对应的微型显示器提供的显示源光线通过对应的视窗投射至用户的双眼，进而使用户看到放大的虚像。由于该近眼显示的原理是本领域现有技术，在此不再赘述。但需要说明的是，显示模组11也可以仅包括一个微型显示器，分别通过两组光学模组形成两路输出。其中，微型显示器可以为OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，也可以为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)显示器，本发明并不限定显示单元111的类型。
显示模组11还包括音视频处理单元113，显示单元111连接于该音视频处理单元113的输出端。具体的，音视频处理单元113可以为具有音视频信号处理功能的电路板，用于将多媒体信号转换为显示单元111可显示播放的视频信号，从而供显示单元111显示输出显示源。
该音视频处理单元113还用于将多媒体信号转换为发声模组21可播放的音频信号。据此，显示装置10设有第一连接口12，耳机体20设有第二连接口22，用以实现显示模组11与耳机体20的线路连接，具体的，该 第一连接口12提供了显示装置10内线路的走线出口，该引出的线路可以通过连接臂架30走线至耳机体20内。具体的，连接臂架30包括连接第一连接口12的第一连接端31，连接第二连接口22的第二连接端32，及贯穿第一连接端31及第二连接端32的内腔33。从而，该连接臂架30将各耳机体20连接至显示装置10相对两端中对应一端的同时，可以通过内腔33走线。如此，实现了产品内电性连接走线的隐性设置。其中，第一显示端31与第一连接口12、第二显示端32与第二连接口22之间可以为一体化固定连接，或者卡扣连接、限位连接等等。因为连接臂架30具有贯穿第一显示端31及第二显示端32的内腔33，因此，第一显示端31及第二显示端32为可穿透该内腔33的腔口，分别与第一连接口12、第二连接口22连通。
较优的，各发声模组21分别通过柔性电路板(FPC，Flexible Printed Circuit)40与显示模组11电连接，其中，柔性电路板40一端连接显示模组11，另一端通过对应的第一连接口12及第一连接端31进入内腔33，并通过第二连接口22连接至对应的耳机体20。如此，可以实现连接臂架30的轻薄设计，可有效提升产品的轻便性、小型化。
第一实施例中，连接臂架30为一弧形，类似“C”的形状，第二连接端32设置于该弧形的两端，“C”的两端开口处，第一连接端31设置于该弧形的中间部位，该弧形两端分别设置的第二连接端32分别与第一连接端31形成的两个内腔33共通，即该弧形连接臂架30具有一贯穿两端的内腔33。相应的，第一连接口12设置于显示装置10对应于该第一连接端31的位置。该实施例中，该弧形连接臂架30可包覆于显示装置10显示侧10A相对的面10B，第一连接口设置于该相对的面10B的中间部位。该实施方式中，可以包括两个柔性电路板40，各柔性电路板40的一端连接于 音视频处理单元113，另一端通过第一连接口12伸入连接臂架30的第一连接端31，并朝对应耳机体20的方向通过内腔33以及第二连接端32伸入第二连接口22，进入对应的耳机体20内。其他实施方式中，可采用一个柔性电路板40来实现显示模组11与两端耳机体20的电性连接，例如，柔性电路板40一端连接至音视频处理单元113，用于伸出第一连接口12的部分采用分离的方式，类似于“人”字形的设置，从而另一端形成可分离的两部分分别通过内腔33连接至对应的耳机体20内。该实施方式下，连接臂架40采用弹性材质时，由于仅中间部分连接至显示装置10，因此连接臂架40除中间部分以外可与显示装置10可分离，相对于连接臂架30包覆显示装置10的部分完全固定于显示装置10的结构来说，可以有效降低因对两耳机体20施加相互分离的作用力时产生的夹持力，即对于头部较宽的用户来说，提供了更加舒适的佩戴体验。同时，也可以有效降低因施加两耳机体20相互分离的作用力而损坏设备的概率。
需说明的是，当一耳机体20连接音视频处理单元113的FPC作为信号输出线路，另一耳机体20连接音视频处理单元113的FPC作为音频输出线路至该另一耳机体20，为便于区分说明，如图5所示，假设前述一耳机体20为A，另一耳机体20为B。此时可以设置一条音频输出线路41连接于音视频处理单元113，通过第一连接口12伸入内腔33并通过对应该一耳机体A的第二连接端32伸入该一耳机体A的第二连接口22，连接至该一耳机体A的发声模组21。
该实施例中，头戴式显示设备还可以包括伸缩结构70，用于改变耳机体20与显示装置10之间的距离。如伸缩结构70可以包括伸缩臂71以及具有限位滑动的滑槽72。具体的，连接臂架30可以包括该伸缩结构70，该连接臂架30包括具有内腔33的连接臂71的第一臂架30A，及内腔33 设有滑槽72的第二臂架30B，其中，第一臂架30A及第二臂架30B通过伸缩结构70连接时，仍具有连通内腔33。具体的，连接臂71一端具有限位滑动部连接于滑槽72内的限位结构中，第一臂架30A相对设有连接臂71的另一端设置为第一连接端31或第二连接端32二者之一，第二臂架30B相对设有滑槽72的另一端设置为第一连接端31或第二连接端32二者中另一者。从而伸缩臂71可于滑槽72中限位滑动，提供了显示装置10与耳机体20之间距离的可调节性，对于不同头部形状的用户提供了个性化调节方式，以提升用户的佩戴舒适度。但本发明伸缩结构70并不限于此，本领域技术人员可以根据公知的伸缩结构进行灵活变化。即该伸缩结构70具有内腔33结构且该内腔33可连通至耳机体20的第二连接口22及显示装置10的第一连接口12即可。
其他实施方式中，连接臂架30与耳机体20或显示装置10可共同构成可伸缩结构70。如图3所示，连接臂架30包括两个连接体30，各连接体30的相对两端分别具有所述第一连接端31及第二连接端32。相应的，显示装置10包括两个第二连接口12，分别设置于显示装置10相对两端。该方式下，伸缩结构可以结合与连接臂架30与耳机体20或显示装置10共同构成。具体的，具有内腔33的伸缩臂71或内腔33内设有滑槽的二者之一可以设置于显示装置10的第一连接口12或耳机体20的第二连接口22，二者中的另一者可以设置于连接臂架30对应的连极端。
上述具有伸缩结构70的实施方式中，柔性电路板30的长度可以设置一定的冗余量，使得伸缩结构70拉伸至最大量时，即耳机体20与显示装置10之间的达到最大值时，柔性电路板30不会被损坏。
较优的，可结合图2，头戴式显示设备还可以包括头戴支架90，该头戴支架90的相对两端分别连接至对应的耳机体20。当一耳机体20连接音 视频处理单元113的FPC作为信号输出线路，另一耳机体20连接音视频处理单元113的FPC作为音频输出线路至该另一耳机体20，为便于区分说明，结合图1、图3所示，假设前述一耳机体20为A，另一耳机体20为B。其中，头戴支架90为具有贯穿两端内腔91的结构，相应的，耳机体20分别包括第四连接口20a，从而可以将音频输出线41通过第四连接口20a连接至耳机体A。
较优方式下，该耳机体20还可以包括可相对旋转的两个旋转件，头戴支架90的一端及该端对应的连接臂架30的第二连接端32分别连接至该耳机体20的两个旋转件，其中连接臂架30的第二连接端32连接的旋转件设有第二连接口22。该示例中，各耳机体20包括可相对旋转的第一旋转件20A及第二旋转件20B，头戴支架90的两端分别连接至对应的第一旋转件20A，各第二连接口22设置于对应的第二旋转件20B。连接臂架30的第二连接端32分别连接至第二旋转件20B的第二连接口22。从而头戴支架90与显示装置10在两个旋转件20A、20B的相对旋转下可叠合，便于收纳。
上述各实施中，显示装置10及耳机体20均具有一定的容置空间，即可用以放置电子元器件，而具体的元器件的放置位置可以根据需要灵活选择。以下将结合一具体实施方式加以阐述本发明的走线原理，并不用于限定本发明的范围。
该头戴式显示设备1还包括降噪功能，具体的，耳机体20还包括降噪单元23，发声模组21连接至该降噪单元23的输出端，并通过降噪单元23连接至该耳机体20内的柔性电路板40的另一端。该方式下，可以仅在一个耳机体20中设置降噪单元23，具体的，该降噪单元23为具有音频降噪功能的电路板，由于音频降噪为本领域技术人员所熟知的技术，此处不 再赘述。
该实施方式下，当一耳机体20连接音视频处理单元113的FPC作为信号输出线路，另一耳机体20连接音视频处理单元113的FPC作为音频输出线路至该另一耳机体20，为便于区分说明，假设前述一耳机体20为A，另一耳机体20为B。假设降噪单元23设置于耳机体B，则此时可以设置一条音频输出线路41，该音频输出线路41一端连接降噪单元23，另一端通过该耳机体B的第四连接口20a伸入头戴支架90贯穿两端的内腔91，并通过耳机体A的第四连接口20a连接至对应的发声模组21。
较优的，该耳机体20还可以包括触控功能。具体的，结合图4所示，耳机体20还包括触控单元24，电性连接至设有该触控单元24的耳机体20内的柔性电路板40的另一端。由于该柔性电路板40的另一端需连接至该耳机体20内的发声模组21，因此，可以采用上述“人”形柔性电路板40，该柔性电路板40分离的另一端可以分别连接至该耳机体20内的发声模组21以及触控单元24。该触控单元24设置于耳机体20的外侧，即用于佩戴于用户耳朵所在侧的相对侧，从而提供用户直接于耳机体20上的触摸操控。
另一耳机体20内可以设置电源50以及处理单元60，充分利用耳机体20及显示装置10的容置空间实现元器件的放置，同时，通过具有内腔33的连接臂架30实现了产品内的走线。
作为较优实施方式，该头戴式显示设备还包括处理装置80，将上述电源50及处理单元60独立成一个装置设备，通过数据线81对显示装置10及耳机装置20供电，以及与显示装置10及耳机装置20实现通信，该处理单元60可以为头戴式显示设备的处理中心。据此，可以有效减轻头戴部分的重量，提升用户佩戴体验。该实施方式下，至少一个耳机体20包 括第三连接口28，数据线81通过第三连接口28连接至对应的耳机体20内。具体的，该耳机体20内包括信号转换模块29，用于实现柔性电路板40与数据线81之间的信号转换，实现信号传输。具体的，数据线81通过第三连接口28连接至该信号转换模块29，该耳机体20内柔性电路板40的另一端还连接至该信号转换模块29，具体也可采用上述“人”形柔性电路板40，该柔性电路板40分离的另一端可以分别连接至该耳机体20内的发声模组21以及信号转换模块29。
具体的，该第三连接口28可以设置为数据线81接口。
其他实施方式中，处理装置80可以仅包括电源50，或者仅包括处理单元60，或者，还可以包括无线通信单元等。
本发明较优实施方式中，柔性电路板40设置为三层结构，其中，数据线路布设于中间层，分别覆盖该中间层上、下表面的上层及下层为接地屏蔽层。具体的，上层及下层可通过过孔的方式连接中间层的地线。该方式下，可以有效降低电磁辐射。
较优方式下，柔性电路板的电源线路可布设于上述第一层或第二层。该方式下，处理装置向显示装置10及耳机体20供电时，压差相对变小，使得信号传输更加稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

  1. 一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：
    显示装置，包括容置其内的显示模组，及第一连接口；
    两个耳机体，各耳机体包括容置其内的发声模组，及第二连接口；
    连接臂架，用于将各耳机体连接至显示装置相对两端中对应的一端，包括连接所述第一连接口的第一连接端，连接所述第二连接口的第二连接端，及贯穿第一连接端及第二连接端的内腔；
    其中，各耳机体分别通过柔性电路板与显示装置电连接，所述柔性电路板一端连接显示模组，另一端通过对应的第一连接口及第一连接端进入所述内腔并通过第二连接口连接至对应的耳机体。
  2. 如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述连接臂架包括可伸缩结构，或者连接臂架与所述耳机体或所述显示装置构成可伸缩结构，用于改变所述耳机体与显示装置之间的距离。
  3. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括：
    处理装置，用于通过数据线对所述显示装置及耳机装置供电，和/或与所述显示装置及耳机装置实现通信；
    其中，至少一个耳机体包括第三连接口，所述数据线通过第三连接口连接至对应的耳机体。
  4. 如权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述包括第三连接口的耳机体包括信号转换模块，所述数据线通过第三连接口连接至该信号转换模块，该耳机体的柔性电路板的另一端还连接至该信号转换模块。
  5. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示模 组包括音视频处理单元及连接该音视频处理单元输出端的显示单元，各连接对应耳机体的柔性电路板的一端连接至该音视频处理单元。
  6. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述耳机体还包括降噪单元，所述发声模组连接至该降噪单元的输出端，所述降噪单元连接至该耳机体对应的柔性电路板的另一端。
  7. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述柔性电路板包括三层结构，其中，数据线路布设于中间层，分别覆盖该中间层上、下表面的上层及下层为接地屏蔽层。
  8. 如权利要求7所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述柔性电路板的电源线路布设于所述上层或下层。
  9. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，至少一个所述耳机体还包括触控单元，该耳机体对应的柔性电路板的另一端还连接至该触控单元。
  10. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述连接臂架包括两个连接体，各连接体的相对两端分别具有所述第一连接端及第二连接端；
    所述显示装置包括两个第二连接口，分别设置于显示装置相对两端。
  11. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述连接臂架为一弧形，所述第二连接端设置于该弧形的两端，所述第一连接端设置于该弧形的中间部位，该弧形两端分别设置的第二连接端分别与所述第一连接端形成的两个所述内腔共通；
    所述第一连接口设置于所述显示装置对应于该第一连接端的位置。
  12. 如权利要求1或2所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括头戴支架，该头戴支架的相对两端分别连接至对应的所述耳机体。
  13. 如权利要求12所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述两个耳机体分别包括第四连接口，所述头戴支架包括贯穿相对两端的头戴内腔，以及容置于头戴内腔的音频输出线，该音频输出线通过两个耳机体的第四连接口实现音频输出连接。
  14. 如权利要求13所述的头戴式显示设备，其特征在于，各所述耳机体包括可相对旋转的第一旋转件及第二旋转件，各所述第四连接口分别设置于所述第一旋转件，各所述第二连接口设置于对应的第二旋转件。
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Denomination of invention: Headworn display device

Effective date of registration: 20230508

Granted publication date: 20200728

Pledgee: Shihua Public Relations Consultants (Shanghai) Co.,Ltd.

Pledgor: Shenzhen Ruoyu Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980039999

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