CN205157883U - 一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，包括显示器壳体、图像采集装置以及环状头带：显示器壳体的靠近人脸一侧向壳体内凹入一预定深度形成凹陷部，其四周由从凹陷部突伸出来的支撑于头上部的前额支撑部、支撑于头下部的脸颊支撑部、支撑于人脸中间的鼻托部、以及支撑于头左右侧部的头带包围，形成与人脸的紧密贴合，外界光线被隔离不能进来；所述图像采集装置,沿光线进入方向依次包括液晶光阀、光学透镜和图像传感器；所述显示器壳体在位于该显示器壳体底部的所述脸颊支撑部的对应于人左右两眼的位置处布置有液晶光阀观察窗，通过对液晶光阀通电或断电使可见光进入所述液晶光阀观察窗。

Description

一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器

技术领域

本实用新型涉及一种显示器，特别涉及一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器。

背景技术

如今，随着电子技术的发展，电子游戏越来越受到大众的欢迎。然而普通的电脑屏幕和电视屏幕已经不能满足大众的需求。市面上出现了新型的近眼显示器，这种显示器类似护目镜，可被戴在头上，如此玩家即可通过目镜看到游戏画面，达到一种身临其境的感觉，大大提高了游戏的可玩性。

然而，要想清楚看到显示的画面，近眼显示器在佩戴时必须保证与外界隔离，不能让可见光射进来。但这样的话，玩家在玩游戏时，如果需要看到外界的事物，例如鼠标、键盘、障碍物等，就必须摘下这种护目镜式显示器，需要时再戴上，大大降低了游戏时的便利性。

因此，需要一种方便使用的基于液晶光阀的头戴式近眼显示器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，能够使该显示器佩戴者不用取下该显示器，只是简单地打开该显示器下方区域的液晶光阀，就可以看到外界，能够让游戏者方便地看到键盘、鼠标、障碍物等。

本实用新型提供一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，包括显示器壳体、图像采集装置以及环状头带：显示器壳体的靠近人脸一侧向壳体内凹入一预定深度形成凹陷部，其四周由从凹陷部突伸出来的支撑于头上部的前额支撑部、支撑于头下部的脸颊支撑部、支撑于人脸中间的鼻托部、以及支撑于头左右侧部的头带包围，形成与人脸的紧密贴合，外界光线被隔离不能进来；所述图像采集装置,沿光线进入方向依次包括液晶光阀、光学透镜和图像传感器；所述显示器壳体在位于该显示器壳体底部的所述脸颊支撑部的对应于人左右两眼的位置处布置有液晶光阀观察窗，通过对液晶光阀通电或断电使可见光进入所述液晶光阀观察窗。

优选地，其中当液晶光阀通电时，可见光能够进入观察窗，反之液晶光阀断电时，可见光不能进入观察窗。

优选地，其中当液晶光阀断电时，可见光能够进入观察窗，反之液晶光阀通电时，可见光不能进入观察窗。

优选地，其中液晶光阀位于所述光学透镜进光一侧，所述液晶光阀中液晶层的厚度小于1mm。

优选地，其中所述液晶光阀依次包括第一基板、第一导电电极、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二导电电极和第二基板。

优选地，其中所述第一基板、第一导电电极、第一配向膜、第二配向膜、第二导电电极和第二基板为透明材料制成。

优选地，其中所述液晶光阀是一体的或分体的。

优选地，其中在观察窗附近的所述凹陷部偏离垂直方向向壳体内进一步倾斜凹陷，并与脸颊支撑部形成楔形三角“∠”状，以提供更大的斜下方观察空间给人眼。

优选地，其中所述液晶光阀上设置有金属或磁性部件，能够与显示器壳体底部的金属或磁性部件吸合，因而液晶光阀可以吸附在显示器壳体上，也可以与显示器壳体分离。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1是根据本实用新型的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器的概要结构示意图。

图2是根据本实用新型的实施方式的电控式液晶光阀的概要示意图。

图3a和3b分别示出了根据本实用新型的液晶光阀的示意性结构，以及处于开启和关闭时的状态。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提出了一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器100，可以让使用者在不摘下该显示器的情况下，看到下方的区域，如鼠标、键盘、障碍物等。

图1是根据本实用新型的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器100的结构示意图。

如图1所示，本实用新型的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器100包括：显示器壳体101、内嵌于该显示器壳体101并且为人左右眼提供显示画面的两个图像采集装置102、以及与显示器壳体101连接并向后延伸以围绕使用者头部固定该显示器壳体的环状头带103。

所述显示器壳体101外观类似护目镜，其靠近人脸一侧向壳体内侧凹陷一预定深度，凹陷部四周由支撑于头上部的前额支撑部111、支撑于头下部的脸颊支撑部112、支撑于人脸中间的鼻托部113、以及支撑于头左右侧部的头带103包围，形成与人脸的紧密贴合，如此外界可见光被隔离而不能进来。所述图像采集装置102,沿光线进入方向依次包括液晶光阀、用于采集图像光线的光学透镜、和图像传感器；通过调节头带103，使用者在佩戴上该带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器时，可以不受外界可见光影响且清楚地看到由图像采集装置提供的游戏画面。所述凹陷部的深度设计成不仅可容纳使用者佩戴的眼镜，并且保证预定空间用于人眼观察。

如图1所示，所述显示器壳体101在位于该显示器壳体底部的脸颊支撑部的对应于人左右两眼的位置处布置有液晶光阀的观察窗104，其中液晶光阀是一体的或分体的，通过对所述液晶光阀加电或者断电使可见光能进入观察窗，也即，对应于人左右两眼位置，佩戴者可向下观察物体的位置。根据本实用新型的一个实施例，其中当液晶光阀通电时，可见光能够进入观察窗，佩戴者能够观察外界环境，反之液晶光阀断电时，佩戴者只能观看近眼显示器内画面或者当液晶光阀断电时，佩戴者能够观察外界环境，反之液晶光阀通电时，佩戴者只能观看近眼显示器内画面。

根据本实用新型的一个实施例，其中液晶光阀位于所述光学透镜进光一侧，所述液晶光阀中液晶层的厚度小于1mm。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述液晶光阀依次包括第一基板、第一导电电极、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二导电电极和第二基板。

根据本实用新型的一个实施例，其中第一基板、第一导电电极、第一配向膜、第二配向膜、第二导电电极和第二基板为透明材料制成。

从图1可见，在观察窗104附近，凹陷部在越过图像采集装置102后偏离垂直方向向壳体内、即人体前部斜下方进一步倾斜凹陷，并与脸颊支撑部形成楔形三角“∠”状，以在脸颊支撑部112提供更大的水平开口空间来容纳观察窗104，并且提供足够的斜下方观察空间给人眼。

根据本实用新型的一个实施例，其中液晶光阀上设置有金属或磁性部件，能够与显示器壳体底部的金属或磁性部件吸合，因而液晶光阀可以吸附在显示器壳体上，也可以与显示器壳体分离。

下面具体参见图2详述该液晶光阀的结构。

图2是根据本实用新型的实施方式的电控式液晶光阀的概要示意图。

在通常的游戏过程中，当使用者需要看到鼠标或键盘或观察障碍物时，只需使液晶光阀201通电，可见光能够进入观察窗104，反之液晶光阀断电时，可见光不能进入观察窗；或者当使用者需要看到鼠标或键盘或观察障碍物时，只需使液晶光阀201断电，可见光能够进入观察窗，反之液晶光阀通电时，可见光不能进入观察窗。

根据本实用新型的一个实施例，其中在观察窗附近的所述凹陷部偏离垂直方向向壳体内进一步倾斜凹陷，并与脸颊支撑部形成楔形三角“∠”状，以提供更大的斜下方观察空间给人眼。

另外，所述液晶光阀可以是一体的，同时打开或关闭，也可以是分体的，分别打开或关闭，甚至可以从该护目镜式显示器取下。

图3a和3b分别示出了根据本实用新型的液晶光阀的示意性结构，以及处于开启和关闭时的状态。

如图3a所示，根据本实用新型的液晶光阀依次包括相对设置的第一基板301a和第二基板301b、以及夹在所述第一基板301a和第二基板301b之间的液晶层304。第一基板301a和第二基板301b均为透明基板，其例如可以是透明玻璃、塑料、石英的材料制成。液晶层304优选地包含向列型液晶分子，液晶层304被密封在第一基板301a和第二基板301b之间的框架内。

在第一基板301a和液晶层304之间，还设置有与第一基板301a相邻的第一电极层302a和与液晶层304相邻的第一配向层303a，以及在第二基板301b和液晶层304之间，设置有与第二基板301b相邻的第二电极层302b和与液晶层304相邻的第二配向层303b。

第一电极层302a和第二电极层302b用于施加电压，从而使得液晶层304中的液晶分子在通电的情况下发生偏转。

第一配向层303a和第二配向层303b用于对液晶层304内的液晶分子进行配向，以使液晶层304的液晶分子有规律的旋转一定角度。

第一电极层302a、第二电极层302b、第一配向层303a、第二配向层303b均为透明材料制成。第一电极层302a和第二电极层302b优选为整片的面电极，其例如可以由铟锡氧化物(IndiumTinOxide,ITO)或铟锌氧化物(IndiumZincOxide,IZO)等透明材料制成。

在图3a所示的液晶光阀处于关闭的状态下，第一电极层302a和第二电极层302b未施加电压，液晶层304中的液晶分子如图所示平行于第一基板301a的平面排列，这样，入射到液晶光阀的可见光会被液晶分子阻挡而无法透过液晶光阀303进入光学透镜301。图3b示出了液晶光阀303处于开启的状态下，第一电极层302a和第二电极层302b施加电压，液晶层304中的液晶分子如图所示垂直于第一基板301a的平面排列，这样，入射到液晶光阀的可见光会通过液晶分子而透过液晶光阀303进入光学透镜301，从而在图像传感器上成像。

可以理解的是，图3a和图3b所示的只是本实用新型的一个示意性的实施例，也可以是图3a为液晶光阀通电开启的状态，图3b为液晶光阀断电关闭的状态。

根据本实用新型的一个实施例，液晶层304中的液晶分子旋转排列的角度可以通过施加在第一电极层302a和第二电极层302b上的电压来调节，从而调节通过液晶光阀的进光量。

根据本实用新型的护目镜式显示器具有以下优点：

1.在常规头带式显示器的基础上，增加了向下看的观察窗，使使用者可以在不摘下显示器的情况下，通过对液晶光阀的通电或者断电使可见光可以进入观察窗，使得使用者能够使用鼠标或键盘，或者观察障碍物，提高了使用便利性。

2.使用通电或者断电的电控方式取代了手动液晶光阀的现有技术，有利于使用者操作游戏的同时更方便的观察外界环境。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，包括显示器壳体、内嵌于该显示器壳体并且为左右眼提供显示图像的图像采集装置、以及与显示器壳体连接并向后延伸以围绕使用者头部固定该显示器壳体的环状头带：

所述显示器壳体的靠近人脸一侧向壳体内凹入一预定深度形成凹陷部，该凹陷部的四周由从凹陷部突伸出来的支撑于头上部的前额支撑部、支撑于头下部的脸颊支撑部、支撑于人脸中间的鼻托部、以及支撑于头左右侧部的头带包围，形成与人脸的紧密贴合，如此外界光线被隔离而不能进来；

所述图像采集装置,沿光线进入方向依次包括液晶光阀、用于采集图像光线的光学透镜、和图像传感器；

所述显示器壳体在位于该显示器壳体底部的所述脸颊支撑部的对应于人左右两眼的位置处布置有液晶光阀观察窗，通过对液晶光阀通电或断电使可见光进入所述液晶光阀观察窗。

2.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中当液晶光阀通电时，可见光能够进入观察窗，反之液晶光阀断电时，可见光不能进入观察窗。

3.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中当液晶光阀断电时，可见光能够进入观察窗，反之液晶光阀通电时，可见光不能进入观察窗。

4.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中液晶光阀位于所述光学透镜进光一侧，所述液晶光阀中液晶层的厚度小于1mm。

5.如权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中所述液晶光阀依次包括第一基板、第一导电电极、第一配向膜、液晶层、第二配向膜、第二导电电极和第二基板。

6.如权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中所述第一基板、第一导电电极、第一配向膜、第二配向膜、第二导电电极和第二基板为透明材料制成。

7.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中所述液晶光阀是一体的或分体的。

8.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中在观察窗附近的所述凹陷部偏离垂直方向向壳体内进一步倾斜凹陷，并与脸颊支撑部形成楔形三角“∠”状，以提供更大的斜下方观察空间给人眼。

9.根据权利要求1所述的带有液晶光阀观察窗的头戴式近眼显示器，其中所述液晶光阀上设置有金属或磁性部件，能够与显示器壳体底部的金属或磁性部件吸合，因而液晶光阀可以吸附在显示器壳体上，也可以与显示器壳体分离。