CN212933136U - 面罩支架及头戴显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种面罩支架及头戴显示装置，该面罩支架包括用于与佩戴者面部贴合的面部支件；用于和头戴显示装置上外接设备连接的底部支件，和设置于面部支件与底部支件之间的弹性支件，其中，底部支件的一侧与面部支件中背离贴合面部的一侧连接，弹性支件用于支撑面部支件。本实用新型中的面罩支架能够降低佩戴者出汗、发闷及外接设备上眼镜起雾的情况发生。

Description

面罩支架及头戴显示装置

技术领域

本实用新型涉及终端技术领域，尤其涉及到一种面罩支架及头戴显示装置。

背景技术

HMD(head mount display，头戴显示器)应用越来越广泛，HMD中的贴脸面罩主要用于设备与面部适配时，对面部进行支撑。现有技术中的一些贴脸面罩，由于密闭性较强，在使用过程中，随着佩戴者佩戴时长增加和所适配环境温差变化，佩戴者较易出汗并会有发闷的感受，且HMD的镜片还会出现起雾的现象，导致佩戴者体验性较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种面罩支架及头戴显示装置，以降低佩戴者出汗、发闷及外接设备上眼镜起雾的情况发生。

第一方面，本实用新型提供了一种面罩支架，该面罩支架上设有开放式的气体交换区，且该面罩支架设置于头戴显示装置中；上述面罩支架包括面部支件、底部支件和设置于面部支件和底部支件之间用于将面部支件和底部支件连接的弹性支件，其中，面部支件和底部支件具有一个连接部，因此除连接部以外的部分，面部支件和底部支件之间均不接触，即面部支件和底部支件之间间隔设置，而弹性支件连接在面部支件和底部支件之间不接触的区域内，且弹性支件将面部支件和底部支件连接，以用于支撑面部支件，并为面部支件提供弹性作用力，使面部支件与面部的贴合度更高；此种设置的方式，可以使佩戴上面罩支架后，面罩支架内部的空气通过开放的区域与外界进行交换，以使佩戴上面罩支架后佩戴者不会出现出汗和发闷的情况，因面罩支架内部空气能够与外界流通，连接于面罩支架上的外接设备上的眼镜也不会出现起雾的情况。

需要说明的是，面部支件、弹性支件和底部支件可通过注塑工艺一体成型，形成一个一体式的面罩支架，或者面部支件、弹性支件和底部支件分别进行注塑，并通过凸台、卡扣或突出部、插接口等方式进行连接，当然还可为其他的连接方式。

另外，由于面部支件需要与面部贴合，为了使佩戴者的体验感更佳，在面部支件用于和面部贴合的一侧(即第一侧)上可以设有柔性层，柔性层可以通过热压或粘贴等方式固定安装于面部支件与面部贴合的一侧；且柔性层的材质可以为多种，只要材料具有亲肤性和柔软性即可。

在一具体实施方案中，在面部支件上可以设置用于和佩戴者鼻部进行配合的鼻部支撑区，并在面部支件上还可以设有额头支撑区、一对眉骨支撑区及一对眼角支撑区，其中，额头支撑区用于和佩戴者额头部进行配合，眉骨支撑区用于和佩戴者的眉骨部进行配合，眼角支撑区用于和佩戴者的眼角部进行配合，在将面部支件与面部贴合的过程中，鼻部支撑区始终与鼻部区域贴合，而在弹性支件的作用下，额头支撑区、一对眉骨支撑区及一对眼角支撑区中的至少一个会与面部进行贴合，以使面部支件能够稳定的罩设于面部。

具体地，随着弹性支件与面部支件之间连接点位置改变，面部支件上与佩戴者接触的区域会随着改变，即弹性支件与面部支件通过第一连接点连接时，鼻部支撑区可以与额头支撑区共同与佩戴者的面部贴合，弹性支件与面部支件通过第二连接点连接时，鼻部支撑区与两个眉骨支撑区共同与佩戴者的面部贴合，弹性支件与面部支件通过第三连接点连接时，鼻部支撑区与两个眼角支撑区共同与佩戴者的面部贴合。

需要说明的是，面部支件上的支撑区不仅限于上述方案中与面部贴合的方式，在弹性支件的作用下，可以有多个支撑区同时作用于面部。

在上述的方案中，弹性支件用于将底部支件和面部支件连接，弹性支件可以是一个片状的型材，呈片状型材的弹性支件的第一端和第二端均连接于面部支件背离面部的一侧，弹性支件的中部向底部支件所在位置的方向延伸，并连接于底部支件上，这样弹性支件为一个呈弧形设置弹片，能够更好的为面部支件提供弹性作用力，且弹性支件与面部支件之间形成了镂空的空间，也便于面罩支架内部的空气能够与外界流通。

弹性支件还可以包括两段，分别为第一弧形段和第二弧形段，第一弧形段和第二弧形段均可为片状型材，且第一弧形段和第二弧形段的弧度相同，第一弧形段的第一端与面部支件背离面部的一侧连接，第一弧形段的第二端与底部支件连接，第二弧形段的第一端与面部支件背离面部的一侧连接，第二弧形段的第二端同样连接于底部支件，第一弧形段的第二端与第二弧形段的第二端间隔设置于底部支件上，此种形式的弹性支件与面部支件之间形成的开放区域相对较大，更加有利于提高面罩支架内部的透气性。

另外，第一弧形段和第二弧形段的形式还可为，第一弧形段的第一端和第二端均连接于面部支件背离面部的一侧，第一弧形段的中部与底部支件连接，第二弧形的第一端和第二端也分别连接于面罩支架背离面部的一侧，第二弧形段的中部与底部支件连接，其中，第一弧形段和第二弧形段的结构相同，并且第一弧形段的第一端和第二端位于面部支件背离面部的一侧，第二弧形段的第一端和第二端位于面部支件背离面部的另一侧，二者对称设置于面部支件上。

在上述的方案中，底部支件具体可包括连接架及与连接架连接的定位架，连接架分别与面部支件的鼻部支撑区和弹性支件连接，由于定位架用于和外接设备的镜筒配合，因此定位架的形状可封闭的环形或半环形，定位架的形状的选取根据定位架与镜筒之间是否产生干涉来设定；其中，定位架还可以为其他的形状，只要其不与镜筒产生干涉即可；而且定位架内还掺杂了磁性材料，这样镜筒能够吸附于定位架上，以使镜筒更好的安装于定位架上，降低镜筒与定位架之间组装的难度。

第二方面，本实用新型提供了一种头戴显示装置，包括外接设备和上述的面罩支架，面罩支架在安装于外接设备上时，外接设备可以将面罩支架上除了弹性支件以外的区域全部遮挡，或者将面罩支架上所有的开放区域全部暴露在外侧，以使面罩支架内的空气与外界流通，保证佩戴者在佩戴头戴显示装置后，不会出现发闷、出汗及使外接设备上眼镜起雾的情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的面罩支架的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的面罩支架的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的面罩支架的中面部支件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的面罩支架的又一结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的面罩支架的受力时的变形示意图。

附图标记：

10-面部支件；11-鼻部支撑区；12-额头支撑区；13-眉骨支撑区；14-眼角支撑区；20-弹性支件；21-第一弧形段；22-第二弧形段；30-底部支件；31-连接架；32-定位架。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

面罩支架广泛的应用于HMD(head mount display，头戴显示器)中，其中，HMD具体可以包括VR(virtual reality，虚拟现实)、AR(augmented reality，增强现实)或MR(mediated reality，介导现实)设备等，佩戴者在将VR、AR或MR设备佩戴到脸部时，面罩支架主要起到与佩戴者面部贴合和支撑的作用，为了使佩戴者佩戴面罩支架后有暗室的效果，一般面罩支架本身的遮光性较好，且在将面罩支架安装到HMD设备后，HMD设备会将面罩支架进行包裹，这样，面罩支架内部与外部环境之间相对隔离，由于佩戴者会长时间佩戴VR、AR或MR设备，在该过程中，佩戴者会产生出汗及发闷的问题。

基于此，本实用新型实施例提供了一种面罩支架。以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本实用新型的限制。如在本实用新型的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本实用新型的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图1为本实用新型实施例提供的面罩支架的一种结构示意图；如图1所示，本实用新型实施例中的面罩支架可以包括面部支件10、弹性支件20和底部支件30，其中，面部支件10具有可用于和佩戴者的面部贴合的第一侧，底部支件30位于背离面部支件10的第一侧的一侧，可用于和头戴显示装置连接，头戴显示装置即可以为上述描述的头戴显示器HMD，比如可以是VR、AR设备等。在具体实施时，底部支件30的一端可与面部支件10连接，另一端则可与面部支件10间隔设置，以使两者之间形成间隙，弹性支件20可设置于底部支件30和面部支件10之间，以对面部支件10进行支撑。佩戴者在佩戴上面罩支架后，面罩支架内部的空气能够通过面部支件10和底部支件30之间的间隙与外部的空气之间流通，这样佩戴者就不会出现出汗及发闷的现象；另外，在将面部支件10佩戴在面部时，弹性支件20可以为面部支件10提供弹性作用力，使面部支件10与面部之间贴合度更高，进而提高面部支件10的适配性。

其中，面部支件10、弹性支件20和底部支件30可以通过注塑工艺一体成型，形成一个完整的面罩支架；或者也可以对面部支件10、弹性支件20和底部支件30分别进行注塑，并通过凸台、卡扣或突出部、插接口等结构进行连接，当然也可以通过其他的方式进行连接，此处不再一一列举。

需要说明的是，在佩戴面罩支架时，面部支件10需要与面部贴合，因此在面部支件10与面部贴合的第一侧可设置有柔性层，以保证在面部支件10与面部贴合时，佩戴者的舒适性更高；具体地，柔性层的内部可以为海绵或者化妆棉等柔性材料，柔性层的外层材质可以为皮质或布料材质，这样，柔性层即可由皮质或布料材质包裹化妆棉或者海绵形成。此外，在将柔性层设置在面部支件10上时，具体可采用热压、粘贴等方式将其与面部支件10进行固定。

在一具体实施方案中，参照图2，在面部支件10与佩戴者面部进行贴合的过程中，为了使面部支件10能够稳定的贴合于面部，在面部支件10上设置有可以与佩戴者的鼻部区域配合的鼻部支撑区11，且鼻部支撑区在佩戴过程中可一直卡设于佩戴者的鼻部区域，此外，面部支件10上还可设置有与佩戴者的额头区域配合的额头支撑区12，与佩戴者面部两侧的眉骨配合的眉骨支撑区13，以及与佩戴者面部两侧的眼角配合的眼角支撑区14。在弹性支件20的作用下，额头支撑区12、一对眉骨支撑区13及一对眼角支撑区14中的至少一个会与面部进行贴合，配合前述鼻部支撑区11的作用，可以保证在佩戴面罩支架时，面部支件10上至少有两个支撑区会保持与面部接触，进而使面部支件10与面部的适配性更高，同时能够使面部支件10与面部的贴合也更加的稳定。具体地，鼻部支撑区11可以设置于面部支件10与底部支件30的连接处，鼻部支撑区11与底部支件30对应的位置可形成有鼻托，鼻托包括面部支件10位于连接处上的第一部分，和底部支件30位于连接处的第二部分，其中，第一部分和第二部分均呈U型设置，第一部分远离开口的一端与第二部分远离开口的一端连接。

上述的技术方案中，一并参照图1和图2，具体设置弹性支件20时，弹性支件20具有第一端和第二端，弹性支件20的第一端和第二端均可以连接在面部支件10靠近底部支件30的一侧，弹性支件20的第一端和第二端在面部支件10上的位置可以调节，而通过调节弹性支件20的第一端和第二端在面部支件10上的位置，可以改变面部支件10与面部贴合时与面部接触的支撑区，以使面部支件10能够适用于多种脸型的佩戴者。且当弹性支件20的第一端和第二端连接于面部支件10上时，弹性支件20的中部向远离第一端和第二端的方向延伸(即向底部支件30的方向延伸)，并且与底部支件30连接，这样，弹性支件20的中部与第一端之间的连接线呈弧形，弹性支件20的中部与第二端之间的连接线也呈弧形设置，这种设置方式有利于弹性支件20为面部支件10提供弹性作用力。

其中，图3为本实用新型实施例提供的面罩支架的中面部支件的结构示意图；即图3为图1由底部支件30向面部支件10方向(即图1中箭头a的方向)的面部支件10的俯视图，请参考图2和图3，当弹性支件20的第一端和第二端分别与面部支件10上的两个A区域内的两个第一连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区11和额头支撑区12与佩戴者的面部贴合；当弹性支件20的第一端和第二端分别与面部支件10上的两个B区域内的两个第二连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区11和眼角支撑区14与佩戴者的面部贴合；当弹性支件20的第一端和第二端分别与面部支件10上C区域内的两个第三连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区11和眉骨支撑区13与佩戴者的面部贴合。其中，C区域位于两个B区域中间，两个A区域位于两个B区域远离C区域的一侧，且每个B区域的两侧分别与C区域和A区域连接。这样，调整弹性支件20连接于面部支件10上的位置，可以使面部支件10与佩戴者面部不同的位置贴合，使面罩支架适用于不同脸型的佩戴者，提高其适用灵活性。

需要说明的是，当弹性支件20的中部与底部支件30连接时，弹性支件20的中部与底部支件30之间的连接方式可为多种，例如：在弹性支件20中部与底部支件30接触的一端设有凸出部，在底部支件30与弹性支件20中部相对应的位置，设有与凸出部相互配合的插接口，其中，可在弹性支件20中部与底部支件30之间通过螺纹连接或者通过卡扣配合连接。

在上述的技术方案中，继续参照图1，底部支件30包括连接架和位于连接架两侧的定位架，连接架用于与弹性支件20及面部支件10连接，具体地，连接架与面部支件10上设置的鼻部支撑区相连接，定位架用于和外接设备上镜筒配合，其中，定位架与连接架之间可通过注塑工艺一体成型，且定位架可为两个封闭的环形。在弹性支件20将面部支件10与连接架连接时，弹性支件20可选用一整体的片状型材，此时，弹性支件20连接于连接架的中部位置，以支撑面部支件10。

图4为本实用新型实施例提供的面罩支架的又一结构示意图。如图4所示，在具体设置弹性支件时，弹性支件可以分为两段，即第一弧形段21和第二弧形段22，第一弧形段21和第二弧形段22各自的一端分别连接在面部支件10靠近底部支件30的一侧，第一弧形段21和第二弧形段22各自的另一端分别连接在底部支件30上，其中，第一弧形段21和第二弧形段22的长度可相同，二者的弧度也可相同，且第一弧形段21和第二弧形段22对称设置，进而可以保证第一弧形段21和第二弧形段22在受到相同的作用力时，提供给面部支件10相等的弹性力。

需要说明的是，一并参照图3和图4，当弹性支件包括第一弧形段21和第二弧形段22时，第一弧形段21和第二弧形段22分别与面部支件10两个A区域内的两个第一连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区和额头支撑区与佩戴者的面部贴合；第一弧形段21和第二弧形段22分别与面部支件10上的两个B区域内的两个第二连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区和眼角支撑区与佩戴者的面部贴合；第一弧形段21和第二弧形段22分别与面部支件10上C区域内的两个第三连接点连接时，设置于面部支件10上的鼻部支撑区和眉骨支撑区与佩戴者的面部贴合。其中，C区域位于两个B区域中间，两个A区域位于两个B区域远离C区域的一侧，且每个B区域的两侧分别与C区域和A区域连接。

另外，当弹性支件20包括第一弧形段21和第二弧形段22时，弹性支件20与面部支件10和底部支件30之间的连接方式与弹性支件20为一整体的片状型材时的连接方式可以相同，再有，弹性支件20只要是能够与面部支件10和底部支件30连接，弹性支件20的形式还可包括不限于一个筋位的形式，此处不再进行赘述。

继续参照图4，当连接于连接架31两侧的定位架32为半环形时，弹性支件20可以分为第一弧形段21和第二弧形段22，第一弧形段21和第二弧形段22的第一端分别连接面部支件10远离鼻部支撑区的一端，第一弧形段21和第二弧形段22的第二端分别连接于定位架32，此种形式也能够使弹性支件20与面部支件10之间形成开放的区域，更加有利于提高面罩支架内部的透气性。

需要说明的是，定位架32的形状不仅限于上述方案中所提及的封闭环形和半环形，其只要能够使定位架32能够与头戴显示装置的镜筒相配对，且不产生干涉即可。另外，当外接设备的镜筒为金属材质时，定位架32内还可掺有磁性材料，以使在与头戴显示装置进行适配时，提高定位架32与头戴显示装置之间的稳定性。

另外，第一弧形段21的第一端和第二端连接在面部支件10背离面部的一侧，第二弧形段22上的第一端和第二端也连接在面部支件10背离面部的一侧，第一弧形段21的中部和第二弧形段22的中部连接在底部支件30上，并且第一弧形段21和第二弧形段22对称设置于面部支件10与弹性支件20的间隔之间，此种设置方式，第一弧形段21和第二弧形段22也能够为面部支件10提供弹性力。

下面以图1中所示的面罩支架为例，对面罩支架受力时的变形情况进行说明。如图5所示，图5中实线箭头为受力方向，虚线箭头为形变方向，在将面罩支架罩设于佩戴者的面部时，面部支件的鼻部支撑区始终与佩戴者的鼻部接触外，额头支撑区、两个眉骨支撑区及两个眼角支撑区中任意一个或几个位置会与佩戴者的面部接触，此时，弹性支件也会受到面部支件的压力而产生形变，以使面部支件与佩戴者的面部贴合。

以面部支件上采用下列的支撑区为例：当面部支件上的支撑区为额头支撑区和鼻部支撑区时，将面部支件佩戴于佩戴者面部，在弹性支件的作用下，面部两侧的眼角支撑区不会与面部支件进行贴合，面部支件受力集中于额头处，其他的区域受压较小；该种结构可有效减缓面罩下滑现象。

当面部支件的支撑区为眉骨支撑区、眼角支撑区和鼻部支撑区时，将面部支件佩戴于佩戴者面部时，在弹性支件的作用下，支撑区位于眼角附近的区域，额头属于受力放开区域，面部支件整体受力集中于两侧，面部支件的变形程度自适应于额头压力；该种结构可有效减缓面部支件内压现象。

本实用新型还提供了一种头戴显示装置，该头戴显示装置包括面罩支架，和安装于面罩支架外部的外接设备，该外接设备可固定于佩戴者的头部。其中，将面罩支架安装于外接设备上后，由于在面罩支架中，面部支件与底部支件之间间隔设置，且弹性支件自身与面部支件之间也存有间隙，因此，外接设备在与面罩支架具体连接时，外接设备可以不罩设弹性支件，或底部支件与面部支件之间除弹性支件以外的部分，这样，佩戴者佩戴在佩戴头戴显示装置后，头戴显示装置内部的空气会与外界空气流通，使佩戴者不会出现发闷、出汗及使外接设备上眼镜起雾的情况。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种面罩支架，用于头戴显示装置，其特征在于，包括：

面部支件，所述面部支件具有第一侧，所述第一侧用于与佩戴者的面部贴合；

底部支件，所述底部支件用于和头戴显示装置上的外接设备连接，且所述底部支件的一侧与所述面部支件的背离所述第一侧的一侧连接；

弹性支件，所述弹性支件位于所述面部支件与所述底部支件之间，以用于支撑所述面部支件。

2.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，所述面部支件上设有用于与佩戴者鼻部区域配合的鼻部支撑区、用于与佩戴者额头区域配合的额头支撑区、用于与佩戴者面部两侧眉骨配合的眉骨支撑区及用于与佩戴者面部两侧眼角配合的眼角支撑区；

其中，所述鼻部支撑区位于所述面部支件与所述底部支件的连接处。

3.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，所述弹性支件的第一端和第二端均连接于所述面部支件背离所述面部的一侧，所述弹性支件的中部向远离所述面部支件的一侧延伸，并与所述底部支件连接。

4.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，所述弹性支件包括第一弧形段和第二弧形段，所述第一弧形段的一端及所述第二弧形段的一端分别与所述面部支件背离所述面部的一侧连接，所述第一弧形段和第二弧形段的另一端分别与所述底部支件连接。

5.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，还包括柔性层，所述柔性层设置于所述第一侧的表面。

6.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，所述面部支件背离所述第一侧的一侧设置有多个用于与所述弹性支件配合的连接点，所述连接点的位置可调。

7.如权利要求1所述的面罩支架，其特征在于，所述底部支件包括用于和面部支件及弹性支件连接的连接架，及设置于所述连接架两侧用于使所述底部支件与所述外接设备连接的定位架。

8.如权利要求7所述的面罩支架，其特征在于，所述定位架具有磁性，以与所述外接设备吸附连接。

9.如权利要求7或8所述的面罩支架，其特征在于，所述定位架为半环形结构或环形结构。

10.一种头戴显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的面罩支架，及与所述面罩支架连接的外接设备。

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