CN111208644A - 头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，包括：支撑部、显示屏、电源线路和弹性开关；支撑部具有安装通道和佩戴接触面；显示屏与支撑部连接；电源线路包括穿设在安装通道中的第一线路和第二线路；显示屏和弹性开关串联在电源线路上；弹性开关设置在安装通道处，弹性开关具有一断开第一线路和第二线路的断开状态和一导通第一线路和第二线路的闭合状态，头戴式显示设备具有一佩戴状态；弹性开关处于断开状态下，弹性开关的至少部分结构凸出于佩戴接触面；头戴式显示设备处于佩戴状态下，弹性开关产生弹性变形，以从断开状态切换到闭合状态。本申请实施例的头戴式显示设备，可以避免佩戴者因忘记关闭电源开关而使得显示屏会浪费大量电量的情况出现。

Description

头戴式显示设备

技术领域

本发明涉及穿戴式智能设备领域，特别涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

相关技术中，头戴式显示设备(HMD，Head Mount Display)的显示屏是功耗较大的组件之一，其主要通过外部的电源开关来实现开启和关闭。

但是，有时佩戴者在取下头戴式显示设备之后，会忘记关闭电源开关，显示屏会保持一段时间的亮屏状态，由此使得显示屏会消耗大量的电量，甚至将电量耗尽。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的主要目的在于提供一种头戴式显示设备，以解决相关技术中，佩戴者因忘记关闭电源开关而使得显示屏会浪费大量电量的技术问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，包括：

支撑部，所述支撑部具有安装通道和位于所述安装通道一侧的佩戴接触面；

显示屏，所述显示屏与所述支撑部连接；

与所述显示屏连接的电源线路，所述电源线路包括第一线路和第二线路，所述第一线路和所述第二线路穿设在所述安装通道中；

通过所述电源线路与所述显示屏串联弹性开关，所述弹性开关设置在所述安装通道处，以选择性地导通所述第一线路和所述第二线路；所述弹性开关具有一断开所述第一线路，以及所述第二线路的断开状态和一导通所述第一线路和所述第二线路的闭合状态，所述头戴式显示设备具有一佩戴在佩戴者的头部的佩戴状态；所述弹性开关处于所述断开状态下，所述弹性开关的至少部分结构凸出于所述佩戴接触面，所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述弹性开关产生弹性变形，以从所述断开状态切换到所述闭合状态。

进一步地，所述支撑部包括镜框，以及具有所述安装通道和所述佩戴接触面的镜架；

所述显示屏设置在所述镜框上，所述镜框与所述镜架连接。

进一步地，所述支撑部包括头箍，所述头箍具有所述安装通道和所述佩戴接触面。

进一步地，所述弹性开关为导电弹片，

所述导电弹片的一端与所述第一线路导电连接；

所述导电弹片处于所述断开状态下，所述导电弹片的远离所述第一线路的一端凸出于所述佩戴接触面；

所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述导电弹片的远离所述第一线路的一端与所述第二线路导电接触。

进一步地，所述弹性开关包括导通板、施力杆和套设在所述施力杆上的弹簧；

所述导通板设置在所述安装通道中，所述施力杆的一端与所述导通板连接；

所述弹簧的远离所述导通板的一端与所述施力杆连接，所述弹簧的靠近所述导通板的一端与所述支撑部连接；

所述弹性开关处于所述断开状态下，所述施力杆远离所述导通板的一端凸出于所述佩戴接触面，所述导通板与所述第一线路和所述第二线路分离；

所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述导通板与所述第一线路和所述第二线路导电接触。

进一步地，所述头戴式显示设备还包括电源开关，所述电源开关控制所述头戴式显示设备的开机或关机；

所述电源线路包括显示支路，所述显示支路包括所述第一线路和所述第二线路。

进一步地，所述电源开关设置在所述支撑部上，且通过所述电源线路与所述弹性开关串联。

进一步地，所述头戴式显示设备包括主机和与所述主机通信的操作手柄，所述主机包括所述支撑部、所述显示屏、所述电源线路和所述弹性开关；所述电源开关设置在所述操作手柄上，以控制所述主机的开机或关机。

进一步地，所述头戴式显示设备还包括保护层，所述保护层设置在所述支撑部的外表面，且覆盖所述弹性开关。

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，通过在支撑部上设置与显示屏串联的弹性开关，并在佩戴者戴上头戴式显示设备之后，通过佩戴者的头部挤压弹性开关，以将弹性开关从断开状态切换到闭合状态，可以使得佩戴者戴上头戴式显示设备之后，显示屏才能被自动打开，当佩戴者取下头戴式显示设备之后，显示屏会被自动关闭，由此，可以避免佩戴者因忘记关闭电源开关而使得显示屏会浪费大量电量的情况出现。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种头戴式显示设备的结构示意图；

图2为图1所示的头戴式显示设备的电源线路中的显示支路的示意图，图中的弹性开关处于断开状态，为便于描述，图中同时示出了电源开关，而并非表示电源开关只设置在显示支路上；

图3为图2所示的显示支路中的弹性开关处于闭合状态的示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种头戴式显示设备的结构示意图，图中展示的是该头戴式显示设备的正面；

图5为本申请实施例提供的另一种显示支路的示意图，图中的弹性开关处于断开状态，为便于描述，图中同时示出了电源开关，而并非表示电源开关只设置在显示支路上；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为图5所示的显示支路中的弹性开关处于闭合状态的示意图；

图8为图7中B处的局部放大图。

附图标记：支撑部10；佩戴接触面10a；镜框11；镜架12；头箍13；显示屏20；电源线路30；显示支路31；第一线路31a；第二线路31b；弹性开关40；导通板41；施力杆42；弹簧43；电源开关50。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

本申请一实施例提供一种头戴式显示设备，请参阅图1至图3，该头戴式显示设备包括支撑部10、显示屏20、电源线路30和弹性开关40。支撑部10具有安装通道(图未示出)和位于安装通道一侧的佩戴接触面10a。显示屏20与支撑部10连接。电源线路30与显示屏20连接，电源线路30包括第一线路31a和第二线路31b，第一线路31a和第二线路31b穿设在安装通道中。弹性开关40通过电源线路30与显示屏20串联。弹性开关40设置在安装通道处，以选择性地导通第一线路31a和第二线路31b。弹性开关40具有一断开第一线路31a和第二线路31b的断开状态，以及一导通第一线路31a和第二线路31b的闭合状态，头戴式显示设备具有一佩戴在佩戴者的头部的佩戴状态；弹性开关40处于断开状态下，弹性开关40的至少部分结构凸出于佩戴接触面10a。头戴式显示设备处于佩戴状态下，弹性开关40产生弹性变形，以从断开状态切换到闭合状态。

具体地，本实施例的头戴式显示设备可以是增强现实(AR，Augmented Reality)头戴式显示设备、虚拟现实头戴式(VR，Virtual Reality)显示设备或混合现实(MR，MixedReality)头戴式显示设备。佩戴接触面10a是指佩戴者佩戴头戴式显示设备之后，与佩戴者的头部至少有部分接触的一面。弹性开关40相当于显示屏20的开关，弹性开关40的设置位置需要保证佩戴者戴上头戴式显示设备之后，弹性开关40能够与佩戴者接触并在佩戴者的头部的挤压下产生弹性变形，另外，根据弹性开关40的种类不同，在弹性开关40处于断开状态时，弹性开关40可以是有一部分结构位于安装通道中，也可以是全部位于安装通道外，但是，至少要保证处于断开状态下的弹性开关40至少有部分结构凸出于支撑部10的外表面。更具体地，可以认为头戴式显示设备还具有一非佩戴状态，在非佩戴状态下，弹性开关40保持在初始状态，此时，弹性开关40处于断开状态，在断开状态下，显示屏20处于关闭状态，当佩戴者戴上头戴式显示设备之后，佩戴者与弹性开关40接触的部位对弹性开关40产生一定的挤压力，在挤压力的作用下，弹性开关40产生弹性变形，弹性开关40从断开状态切换到闭合状态，由此可以打开显示屏20，当佩戴者取下头戴式显示设备之后，弹性开关40恢复到初始状态，显示屏20自动关闭。

由于设置了弹性开关40，所以，当佩戴者取下头戴式显示设备之后，显示屏20可以自动关闭，当佩戴者重新戴上头戴式显示设备之后，显示屏20又可以自动打开，进而可以避免相关技术中，佩戴者因忘记关闭电源开关而使得显示屏会消耗大量电量的技术问题。

另外，设置弹性开关40之后，头戴式显示设备上还可以设置保护层，保护层设置在支撑部10的外表面，且覆盖弹性开关40。也就是说，从外观上看不见弹性开关40，当佩戴者挤压弹性开关40时，佩戴者的头部实际上是直接与保护层接触，由此，既可以提高佩戴者在佩戴头戴式显示设备时的舒适感，也可以使得头戴式显示设备的外观更加美观。

进一步地，请参阅图2和图3，图2和图3是本实施例的头戴式显示设备的电源线路30中的显示支路31的示意图，为了便于描述，本实施例将显示支路31简化成了包括电源开关50、弹性开关40和显示屏20在内的串联回路，可以理解的是，实际应用中，电源线路30可以包括多条并联的支路，显示支路31只是其中一条，电源开关50用于控制多条支路，既电源开关50可以与每条支路都是串联的关系，其并非只设置在显示支路31上。本实施例的头戴式显示设备还包括电源开关50，电源开关50控制头戴式显示设备的开机或关机，电源线路30包括显示支路31，显示支路31包括第一线路31a和第二线路31b。更进一步地，本实施例的电源开关50设置在支撑部10上，且通过电源线路30与弹性开关40串联。也就是说，本实施例的头戴式显示设备在弹性开关40之外，还设置了电源开关50，在电源开关50处于闭合状态下，弹性开关40只是用于实现显示屏20的自动打开和自动关闭，即，当弹性开关40处于断开状态时，只是显示屏20被自动关闭，但是头戴式显示设备仍然保持在开机状态。

此种设置方式的好处在于，相关技术中，头戴式显示设备通常会设置一定的自动熄屏时间，当佩戴者摘下头戴式显示设备而没有关闭电源开关时，显示屏会在一定时间之后自动从亮屏状态切换到熄屏状态，当佩戴者再次戴上头戴式显示设备时，需要通过手动操作的方式重新将显示屏切换到亮屏状态。但是，如果设置的自动熄屏时间过短的话，佩戴者在使用头戴式显示设备的中途临时摘下头戴式显示设备时，头戴式显示设备会很快切换到熄屏状态，当佩戴者再次戴上头戴式显示设备时，需要通过手动操作的方式重新将显示屏切换到亮屏状态，由此会影响佩戴者体验，而如果设置的自动熄屏时间过长的话，又会浪费电量。

而对于本实施例的头戴式显示设备来说，当佩戴者在使用头戴式显示设备的中途临时取下头戴式显示设备之后，弹性开关40从闭合状态切换到断开状态，只有显示屏20被自动关闭，但头戴式显示设备本身仍然保持在开机状态，当佩戴者重新戴上头戴式显示设备之后，显示屏20可以自动打开，由此，既可以在佩戴者临时取下头戴式显示设备时，只关闭显示屏20以节省电量，又可以在佩戴者重新戴上头戴式显示设备之后，自动打开显示屏20，而不需要佩戴者再通过手动操作的方式将显示屏20切换到亮屏状态，进而，在节省头戴式显示设备的电量的同时，还可以便于佩戴者使用。

可以理解的是，在其它实施方式中，头戴式显示设备也可以包括主机和与主机通信的操作手柄，主机包括支撑部10、显示屏20、电源线路30和弹性开关40。电源开关50设置在操作手柄上，以控制主机的开机或关机，也就是说，可以利用操作手柄，以遥控的方式控制主机的开机或关机。在其它实施方式中，弹性开关40也可以为头戴式显示设备的电源开关，当佩戴者取下头戴式显示设备之后，弹性开关40从闭合状态切换到断开状态，头戴式显示设备从开机状态切换到关机状态，包括显示屏20在内的整个头戴式显示设备被关闭，当佩戴者戴上头戴式显示设备之后，再通过佩戴者的头部挤压弹性开关40，以重新启动头戴式显示设备。

请参阅图1，本实施例的支撑部10包括镜框11、以及具有安装通道和佩戴接触面10a的镜架12。显示屏20设置在镜框11上，镜框11与镜架12连接。也就是说，本实施例的头戴式显示设备大体呈眼镜的形状，而在佩戴状态下，镜架12需要与佩戴者的头部接触，因此，弹性开关40设置在镜架12上。

可以理解的是，头戴式显示设备可以有多种结构形式，因此，弹性开关40的设置位置也可以根据需要进行调整。比如，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的另一种头戴式显示设备的结构示意图，图中展示的是该头戴式显示设备的正面，弹性开关40设置在图中所示的头箍13的背面，在另一实施方式中，对于一些重量和体积都较大的头戴式显示设备，例如一体式的增强现实头戴式显示设备来说，通常会配置一个起到固定和支撑作用的头箍13，头箍13一般放在佩戴者的前额位置，且和佩戴者的前额贴合比较紧密，因此，针对具有头箍13的头戴式显示设备来说，可以在头箍13中设置安装通道，弹性开关40处于断开状态下，弹性开关40的至少部分结构凸出于头箍13的佩戴接触面10a。当佩戴者戴上该头戴式显示设备之后，佩戴者的前额与弹性开关40接触，并挤压弹性开关40，以使弹性开关40产生弹性变形，并从断开状态切换到闭合状态。

在其它实施方式中，头戴式显示设备的支撑部10还可以包括头盔，安装通道可以设置在头盔中，或者，支撑部10还可以具有其它的结构形式，只要保证可以在支撑部10上设置连接弹性开关40的电源线路30，且在佩戴者戴上该头戴式显示设备之后，其头部能够挤压弹性开关40，使弹性开关40从断开状态切换到闭合状态即可。

请参阅图2和图3，本实施例的弹性开关40为导电弹片。导电弹片的一端与第一线路31a导电连接。导电弹片处于断开状态下，导电弹片的远离第一线路31a的一端凸出于佩戴接触面10a。头戴式显示设备处于佩戴状态下，导电弹片与第二线路31b导电接触。导电弹片的结构简单，弹性良好，且成本较低，使用方便。

在其它实施方式中，弹性开关40也可以是其它的结构形式，比如，请参阅图5至图8，图5至图8是另一种显示支路31的示意图，为了便于描述，本实施例将显示支路31简化成了包括电源开关50、弹性开关40和显示屏20在内的串联回路，可以理解的是，实际应用中，电源线路30可以包括多条并联的支路，显示支路31只是其中一条，电源开关50用于控制多条支路，既电源开关50可以与每条支路都是串联的关系，其并非只设置在显示支路31上。在一种实施方式中，弹性开关40包括导通板41、施力杆42和套设在施力杆42上的弹簧43。导通板41设置在安装通道中，施力杆42的一端与导通板41连接。弹簧43的远离导通板41的一端与施力杆42连接，弹簧43的靠近导通板41的一端与支撑部10连接。弹性开关40处于断开状态下，施力杆42远离导通板41的一端凸出于佩戴接触面10a，导通板41与第一线路31a和第二线路31b分离。头戴式显示设备处于佩戴状态下，导通板41与第一线路31a和第二线路31b导电接触。

具体地，当佩戴者戴上该头戴式显示设备之后，佩戴者的头部挤压施力杆42，弹簧43被压缩，施力杆42带动导通板41向靠近第一线路31a和第二线路31b的方向运动，直到导通板41与第一线路31a和第二线路31b接触，第一线路31a和第二线路31b被导通，当佩戴者取下该头戴式显示设备之后，弹簧43带动施力杆42向远离第一线路31a和第二线路31b的方向运动，直到施力杆42复位，导通板41与第一线路31a和第二线路31b分离。也就是说，在断开状态下，弹性开关40也可以不与第一线路31a和第二线路31b中的任意一个接触，当佩戴者戴上该头戴式显示设备之后，通过佩戴者的头部挤压施力杆42，弹性开关40再同时与第一线路31a和第二线路31b导电接触，以导通第一线路31a和第二线路31b。

上述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

支撑部，所述支撑部具有安装通道和位于所述安装通道一侧的佩戴接触面；

显示屏，所述显示屏与所述支撑部连接；

与所述显示屏连接的电源线路，所述电源线路包括第一线路和第二线路，所述第一线路和所述第二线路穿设在所述安装通道中；

通过所述电源线路与所述显示屏串联弹性开关，所述弹性开关设置在所述安装通道处，以选择性地导通所述第一线路和所述第二线路；所述弹性开关具有一断开所述第一线路和所述第二线路的断开状态，以及一导通所述第一线路和所述第二线路的闭合状态，所述头戴式显示设备具有一佩戴在佩戴者的头部的佩戴状态；所述弹性开关处于所述断开状态下，所述弹性开关的至少部分结构凸出于所述佩戴接触面，所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述弹性开关产生弹性变形，以从所述断开状态切换到所述闭合状态。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述支撑部包括镜框，以及具有所述安装通道和所述佩戴接触面的镜架；

所述显示屏设置在所述镜框上，所述镜框与所述镜架连接。

3.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述支撑部包括头箍，所述头箍具有所述安装通道和所述佩戴接触面。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述弹性开关为导电弹片，

所述导电弹片的一端与所述第一线路导电连接；

所述导电弹片处于所述断开状态下，所述导电弹片的远离所述第一线路的一端凸出于所述佩戴接触面；

所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述导电弹片的远离所述第一线路的一端与所述第二线路导电接触。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述弹性开关包括导通板、施力杆和套设在所述施力杆上的弹簧；

所述导通板设置在所述安装通道中，所述施力杆的一端与所述导通板连接；

所述弹簧的远离所述导通板的一端与所述施力杆连接，所述弹簧的靠近所述导通板的一端与所述支撑部连接；

所述弹性开关处于所述断开状态下，所述施力杆远离所述导通板的一端凸出于所述佩戴接触面，所述导通板与所述第一线路和所述第二线路分离；

所述头戴式显示设备处于所述佩戴状态下，所述导通板与所述第一线路和所述第二线路导电接触。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括电源开关，所述电源开关控制所述头戴式显示设备的开机或关机；

所述电源线路包括显示支路，所述显示支路包括所述第一线路和所述第二线路。

7.根据权利要求6所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述电源开关设置在所述支撑部上，且通过所述电源线路与所述弹性开关串联。

8.根据权利要求6所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备包括主机和与所述主机通信的操作手柄，所述主机包括所述支撑部、所述显示屏、所述电源线路和所述弹性开关；所述电源开关设置在所述操作手柄上，以控制所述主机的开机或关机。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括保护层，所述保护层设置在所述支撑部的外表面，且覆盖所述弹性开关。

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