CN207440401U - 一种近眼显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近眼显示装置，适于固定至眼镜的镜框，所述镜框包括镜片架和镜腿，所述近眼显示装置包括：壳体，所述壳体包括第一壳部，以及与所述第一壳部连通的第二壳部，所述第一壳部与所述第二壳部之间具有夹角，所述第一壳部设置有开口；第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片架下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半；设置于所述壳体的连接部件，所述连接部件适于固定所述壳体至所述眼镜的镜框；以及全部或部分位于所述壳体外部与所述开口相对设置的光学投影结构，所述光学投影结构在所述第一壳部长度方向的投影尺寸在所述第一壳部高度方向的最大尺寸范围内。本实用新型中的近眼显示装置用户体验更好。

Description

一种近眼显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种近眼显示装置。

背景技术

近眼显示技术起源于头盔显示应用(Head Mount Display，HMD)，是在80年代提出来的，主要为军事应用，结合了包括计算机视觉在内的计算机技术。随着半导体技术和光学技术的成熟，它开始走向了商用方面电子科技技术、数字图像处理技术以及精密光学制造技术的发展，近眼显示技术逐渐从军事领域进入人们的日常生活中。

近眼显示装置(Near-eye Display Device)被视为自电影、电视、电脑、移动电话之后的第五代新兴显示媒体。它在使用者的视野正前方建置一个显示器，在所述显示器上可以展示各种数据内容，包括影像、照片、网页、电子邮件与数位地图等。与智能手机、智能平板电脑、笔记本电脑和桌面式电脑相比，近眼显示装置能够用很小的显示屏幕结合光学投影技术，在使用者眼前投影出更大尺寸的屏幕以提供更大视角的画面信息。

但是，目前近眼显示装置的使用感受度仍有待提高。

实用新型内容

本实用新型实施例解决的问题优化近眼显示装置的用户体验。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种近眼显示装置，适于固定至眼镜的镜框，所述镜框包括镜片架和镜腿，所述近眼显示装置包括：壳体，所述壳体包括第一壳部，以及与所述第一壳部连通的第二壳部，所述第一壳部与所述第二壳部之间具有夹角，所述第一壳部设置有开口，所述第一壳部的长度方向为所述第一壳部从连通第二壳部的一端延伸至另一端的方向，所述第二壳部的长度方向为从所述第二壳部与所述第一壳部连通的一端指向第二壳部另一端的方向，且所述第一壳部的高度方向垂直于所述第一壳部的长度方向及第二壳部的长度方向；第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片架下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半；设置于所述壳体的连接部件，所述连接部件适于固定所述壳体至所述眼镜的镜框；以及全部或部分位于所述壳体外部与所述开口相对设置的光学投影结构，所述光学投影结构在所述第一壳部长度方向的投影尺寸在所述第一壳部高度方向的最大尺寸范围内。

可选的，所述的近眼显示装置，还包括设置于所述壳体内部的显示器，所述显示器的显示面相对所述开口设置，以从所述开口出射光线；所述光学投影结构适于改变从所述显示面出射的光线的传播方向，以使得所述光学投影结构的出射光线投射至所述镜片架。

可选的，所述第一壳部包括连通的第一部分和第二部分，所述第一部分垂直于所述第一壳部的高度方向的截面积大于所述第二部分垂直于所述第一壳部的高度方向的截面积；所述开口设置于所述第二部分背离所述第二壳部的端面。

可选的，所述光学投影结构包括：入射面，所述入射面相对所述开口设置，以接收显示器的出射光线；与所述入射面成锐角设置的半反半透面；以及设置于所述镜片架侧的出射面。

可选的，所述入射面、半反半透面以及出射面围成直角三棱柱，所述入射面和所述出射面作为所述直角三棱柱的两个直角面。

可选的，在所述第一壳部的第一部分设置所述连接部件，或者在所述第一壳部的第一部分和所述第二壳部设置所述连接部件。

可选的，设置于所述第一壳部的连接部件固定于所述镜片架，设置于所述第二壳部的连接部件固定所述镜腿。

可选的，所述连接部件包括以下任意一种：夹紧组件、卡扣组件、磁吸组件、粘贴组件或捆绑组件。

可选的，所述第一壳部的预设长度小于等于5厘米。

本实用新型还提供一种分体式AR眼镜，包括：如前所述的近眼显示装置，以及所述镜框。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

在本实用新型的实施例中，近眼显示装置包括第一壳部和第二壳部，第一壳部和第二壳部之间具有夹角，在第一壳部设置有开口，光学投影结构相对于开口设置。第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片架下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半，并且述光学投影结构在所述第一壳部长度方向的投影尺寸在所述第一壳部高度方向的最大尺寸范围内。由此，真实物体的光线可以直接通过镜片架的下半部分到达用户瞳孔，从而用户可以根据需要选择观看光学投影结构的影像，或者将视线投向镜片架的下半部分，直接观看前方真实物体。另外，在本实用新型实施例中，在壳体设置连接部件，连接部件适于固定壳体至眼镜的镜框，从而可以方便的更换与近眼显示装置相连接的眼镜。进而，本实用新型实施例中的近眼显示装置可以提升用户体验。

进一步，本实用新型实施例中，设置与第一壳部相连通的第二壳部，第一壳部和第二壳部之间设置有夹角，第一壳部适于固定至镜片架侧，第二壳部适于固定至镜腿侧，不但利用了镜片架侧的空间配置第一壳部，还利用了镜腿侧的空间配置第二壳部，故可以增加壳体的内腔总的容量，且可以减小第一壳部的尺寸，避免遮挡用户视线，进而可以提升用户体验。

附图说明

图1是本实用新型近眼显示装置一实施例的立体图；

图2是图1所示近眼显示装置的后视图；

图3是图1所示近眼显示装置的左视图；

图4是图1所示近眼显示装置的仰视图；

图5是图1所示近眼显示装置的一种安装示意图；

图6是本实用新型近眼显示装置另一实施例的立体图。

具体实施方式

由背景技术可知，近眼显示装置的使用感受度仍有待提高。

在一些近眼显示装置的技术方案中，近眼显示装置完全覆盖用户的视野范围，真实物体的光线无法直接到达用户瞳孔，用户只能观看近眼显示装置中的画面。当近眼显示装置应用于增强现实(Augmented Reality，AR)领域时，用户可以通过近眼显示装置显示的画面中获得真实物体的信息。

但是，上述近眼显示装置无法满足用户直接观看真实物体的需求，用户体验有待提升。

在另一些近眼显示装置的技术方案中，近眼显示装置与镜框是一体的，无法根据需要更换近眼显示装置至不同的眼镜。如此，视力不同的用户或用户视力变化，无法根据需要方便的更换眼镜。

在本实用新型实施例中，在壳体设置连接部件，连接部件适于固定壳体至眼镜的镜框，从而可以方便的更换与近眼显示装置相连接的眼镜。另外，由于本实用新型实施例中，真实物体的光线可以直接通过镜片架的下半部分到达用户瞳孔，从而用户可以根据需要选择观看光学投影结构的影像，或者将视线投向镜片架的下半部分，直接观看前方真实物体。进而，本实用新型实施例中的近眼显示装置可以提升用户体验。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

结合参考图1至图4，图1是本实用新型近眼显示装置一实施例的立体图，图2是图1所示近眼显示装置的后视图，图3是图1所示近眼显示装置的左视图，图4是图1所示近眼显示装置的仰视图。

本实施例中，所述近眼显示装置100包括壳体10。

壳体10包括第一壳部11以及与第一壳部11相连通的第二壳部12。第一壳部11和第二壳部12之间具有夹角。在本实施例中该夹角为90°，第一壳部11和第二壳部12为一体成形的结构。第一壳部11和第二壳部12上设置有可分离的盖体，以便于放置电子结构至壳体10的内腔。

在本实用新型其它实施例中，该夹角的度数可以不同于本实施例。另外，第一壳部和第二壳部可以是分别成形后，卡接或嵌接形成壳体。

本实用新型实施例设置与第一壳部相连通的第二壳部，第一壳部和第二壳部之间设置有夹角，第一壳部适于固定至镜片架侧，第二壳部适于固定至镜腿侧，不但利用了镜片架侧的空间配置壳部，还利用了镜腿侧，故可以增加壳体的内腔总的容量，且可以减小第一壳部的尺寸，避免遮挡用户视线，进而可以提升用户体验。

在本实施例中，第一壳部11的长度方向为所述第一壳部11从连通第二壳部12的一端延伸至另一端的方向(图中方向L1)，所述第二壳部12的长度方向为从所述第二壳部12与所述第一壳部11连通的一端指向第二壳部12另一端的方向(图中L2方向)，且所述第一壳部11的高度方向垂直于所述第一壳部11的长度方向及第二壳部12的长度方向。第一壳部11在所述高度方向的下边缘与所述镜片框下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半。

具体地，在本实用新型实施例中，第一壳部在所述高度方向(图中H1方向)的最大尺寸设置为小于或者等于所述镜片架高度的一半，以保证第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片框下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半。

在本实用新型其它实施例中，第一壳部在所述高度方向的最大尺寸也可以设置为大于镜片架高度的一半，在装配至眼镜时，第一壳部的上边缘可以高于镜片架的上边缘，以使得第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片框下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半。

需要说明的是，此处镜片架的长度和镜片架的高度，指通常情况下，常用的镜框的镜片架的长度和高度。通常，镜片架的高度在4厘米至8厘米之间，镜片架的长度在12厘米至14厘米之间。对于无镜片眼镜，镜片架的长度和高度依预计镜片位置进行估算。

也即，对应用于特定类型眼镜的近眼显示装置，其高度方向的最大尺寸以及长度方向的预设尺寸，可以根据需要设定。对应用于常规眼镜的近眼显示装置，第一壳部高度方向的最大尺寸可以设定为小于等于4厘米、小于等于3厘米或者小于等于2厘米。

在具体实施中，所述第一壳部的长度方向的预设尺寸可以小于或者等于所述镜片架的长度，第一壳部的长度方向的尺寸可以小于14厘米或者12厘米，例如，可以进一步设置为不超过5厘米。或者第一壳部的长度方向的预设尺寸可以大于镜片架的长度，以使得近眼显示装置在装配至眼镜后，以眼镜中心为中点，两侧长度对称，以提升稳定性。

图5是图1所示近眼显示装置的一种安装示意图，图5中所示的镜框包括镜腿52和镜片架51，第一壳部的长度方向的预设尺寸小于镜片架的长度的一半，第一壳部的高度方向的下边缘与镜片架下边缘的距离H6小于等于镜片架高度H5的一半。

从图5中可以看出，近眼显示装置壳体在高度方向的上边缘高于镜片架的上边缘，近眼显示装置的在高度方向的最大尺寸大于镜片架高度H5的一半。

在本实用新型其它实施例中，镜框的形状、结构可以与图5不同，镜片架可以是全框或者半框，可以装有镜片或者也可以未装有镜片。对于未装有镜片的半框眼镜，镜片架高度依装配有镜片的预计镜片位置计算。

本实用新型实施例中的技术方案通过限制第一壳部的高度方向的最大尺寸，可以使得近眼显示装置第一壳体的下边缘与镜片架的下边缘的距离大于或者等于镜片架高度的一半，以避免遮挡用户看向真实物体的视线，使得用户可以选择观看真实物体，或者观看近眼显示装置中画面。

本实施例中，第一壳部11设置有开口，近眼显示装置还包括设置于壳体内部的显示器15，显示器15的显示面相对所述开口设置，以从所述开口出射光线；所述光学投影结构14适于改变从所述显示面出射的光线的传播方向，以使得所述光学投影结构14的出射光线投射至所述镜片架，从而投射光线至人眼16，具体参见图4中虚线箭头方向。故显示图像可以成像在人眼16前，用户可以观看到显示器的显示图像。

在本实用新型的具体实施中，所述显示器的功耗可以低于20毫瓦，因此所述显示器的功耗较小，从而能够增加所述显示器的续航时间，相应能够降低所述近眼显示装置的耗电量、增加所述眼显示装置单次充满电后的使用时间。

所述显示器可以是LCD显示器或OLED显示器，从而有利于提高所述显示器的轻薄度，减小所述近眼显示装置的体积和重量，进而有利于满足用户对佩戴舒适度和轻便型的要求。

需要说明的是，所述显示器的尺寸不宜过小，也不宜过大。如果所述显示器的尺寸过小，则容易导致向用户所提供的显示图像过小，从而导致用户难以看清所述显示图像，进而导致用户的使用感受度下降；如果所述显示器的尺寸过大，相应会导致所述显示器的体积和重量过大，从而难以满足用户对所述近眼显示装置的佩戴舒适度和轻便型的要求，且还不利于所述近眼显示装置的日常携带。为此，在具体实施中，所述显示器的尺寸可以是0.1寸至1寸。

另外，可以通过合理设定所述图像显示器的尺寸、所述图像显示器至所述光学投影结构的距离、所述显示器至人眼的距离、以及选取合适的光学投影结构的镜片，使用户能够看清所述图像。

本实施例中，为了使用户能够看清所述图像，所述显示图像的成像距离不宜过小。因此，本实施例中，所述显示图像的成像距离至少为明视距离，即所述显示图像的成像距离至少为25厘米。

但是，所述显示图像的成像距离也不宜过大。如果所述显示图像的成像距离过大，也会导致用户难以看清所述图像。为此，本实施例中，所述显示图像的成像距离为25厘米至1米。

在如图1至图4所示的实施例中，近眼显示装置100还包括与该开口相对设置的光学投影结构14，该投影结构从壳体内部伸出，所述光学投影结构14在所述第一壳部11长度方向的投影尺寸在所述第一壳部11的高度方向的最大尺寸范围内，以避免遮挡用户看向真实物体的视线，减少对用户日常生活的影响，进而优化所述近眼显示装置100的用户体验。

进一步地，本实施例中的光学投影结构14依图4中箭头方向依次包括：入射面，所述入射面相对所述开口设置，以接收显示器15的出射光线；与所述入射面成锐角设置的半反半透面；以及设置于所述镜片架侧的出射面。

其中，所述入射面、半反半透面以及出射面围成直角三棱柱，所述入射面和所述出射面作为所述直角三棱柱的两个直角面。通过设置半反半透面，光学投影结构可以接收来自真实物体的光线，以向人眼16呈现显示器显示图像与真实物体复合后的图像。

在本实用新型其它实施例中，入射面不设置镜片，空置以透过显示器画面。出射面同样可以不设置镜片。半反半透面也可以设置非透过式镜片，仅向用户呈现显示器画面。

更进一步地，在本实施例中，第一壳部11包括连通的第一部分111和第二部分112，所述第一部分111垂直于所述高度方向的截面积大于所述第二部分112垂直于所述高度方向的截面积，所述开口设置于所述第二部分112背离所述第二壳部12的端面。显示器15设置于第二部分112的内部，光学投影结构14固定于第二部分112的开口外侧。

由于第一部分111垂直于所述高度方向的截面积大于所述第二部分112垂直于所述高度方向的截面积，故光学投影结构14可以设置于第一部分111的下方。光学投影结构14与第一壳部11的第二部分112在高度方向总的投影尺寸小于第一部分111在高度方向的投影尺寸，从而可以为用户观看真实物体留出更大的空间。

本实施例中，近眼显示装置100还包括在所述第一壳部11的第一部分111设置的连接部件131，以及在所述第二壳部12设置的所述连接部件132。连接部件131和连接部件132为加紧组件。

在本实用新型其它实施例中，连接部件还可以选自以下任一种：夹紧组件、卡扣组件、磁吸组件、粘贴组件或捆绑组件。

图6示出了本实用新型近眼显示装置另一实施例的立体图，连接部件61还可以仅设置在第一壳部的第一部分。

由于本实用新型实施例中设置了连接部件，可以使用户根据需要更换近眼显示装置至不同的眼镜，以提升用户体验。

综上，本实用新型实施例提供的近眼显示装置遮挡用户视野的范围较小，方便用户选择观看对象。并且，本实用新型中的近眼显示装置与眼镜分体设置，便于用户更换眼镜。故本实用新型实施例中的近眼显示装置用户体验更好。

本实用新型实施例还提供一种分体式AR眼镜，包括前述的近眼显示装置和镜框。

继续以图5为例，设置于近眼显示装置100第二壳部的连接部件固定至镜腿，设置于近眼显示装置100的第一壳部的连接部件固定至镜片架51。

在其它实施例中，继续以图5中眼镜为例，所述镜片架51包括两个镜片支撑部以及连接两个所述镜片支撑部的中部连接部512，近眼显示装置可以仅在第一壳部设置一个连接部，该连接部可以固定至所述镜框的中部连接部512。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种近眼显示装置，其特征在于，适于固定至眼镜的镜框，所述镜框包括镜片架和镜腿，所述近眼显示装置包括：

壳体，所述壳体包括第一壳部，以及与所述第一壳部连通的第二壳部，所述第一壳部与所述第二壳部之间具有夹角，所述第一壳部设置有开口，所述第一壳部的长度方向为所述第一壳部从连通第二壳部的一端延伸至另一端的方向，所述第二壳部的长度方向为从所述第二壳部与所述第一壳部连通的一端指向第二壳部另一端的方向，且所述第一壳部的高度方向垂直于所述第一壳部的长度方向及第二壳部的长度方向；第一壳部在所述高度方向的下边缘与所述镜片架下边缘的距离大于等于所述镜片架高度的一半；

设置于所述壳体的连接部件，所述连接部件适于固定所述壳体至所述眼镜的镜框；

以及全部或部分位于所述壳体外部与所述开口相对设置的光学投影结构，所述光学投影结构在所述第一壳部长度方向的投影尺寸在所述第一壳部高度方向的最大尺寸范围内。

2.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，还包括设置于所述壳体内部的显示器，所述显示器的显示面相对所述开口设置，以从所述开口出射光线；所述光学投影结构适于改变从所述显示面出射的光线的传播方向，以使得所述光学投影结构的出射光线投射至所述镜片架。

3.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一壳部包括连通的第一部分和第二部分，所述第一部分垂直于所述第一壳部的高度方向的截面积大于所述第二部分垂直于所述第一壳部的高度方向的截面积；

所述开口设置于所述第二部分背离所述第二壳部的端面。

4.根据权利要求3所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学投影结构包括：

入射面，所述入射面相对所述开口设置，以接收显示器的出射光线；

与所述入射面成锐角设置的半反半透面；

以及设置于所述镜片架侧的出射面。

5.根据权利要求4所述的近眼显示装置，其特征在于，所述入射面、半反半透面以及出射面围成直角三棱柱，所述入射面和所述出射面作为所述直角三棱柱的两个直角面。

6.根据权利要求3所述的近眼显示装置，其特征在于，在所述第一壳部的第一部分设置所述连接部件，或者在所述第一壳部的第一部分和所述第二壳部设置所述连接部件。

7.根据权利要求6所述的近眼显示装置，其特征在于，设置于所述第一壳部的连接部件固定于所述镜片架，设置于所述第二壳部的连接部件固定所述镜腿。

8.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述连接部件包括以下任意一种：夹紧组件、卡扣组件、磁吸组件、粘贴组件或捆绑组件。

9.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一壳部的预设长度小于等于5厘米。

10.一种分体式AR眼镜，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的近眼显示装置，以及所述镜框。