CN213210599U - 一种头戴式单目视觉辅助显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种头戴式单目视觉辅助显示装置，包括：头戴支架和视觉辅助显示部件，头戴支架通过连杆机构与视觉辅助显示部件铰接；视觉辅助显示部件包含保护壳、显示屏和光学反射机构，显示屏设置于保护壳内部的后侧壁上，光学反射机构设置于保护壳内部的前端，且光学反射机构通过旋转机构伸出保护壳的前端形成展开状态；显示屏通过无线或有线通讯方式与主机连接，显示屏上的光学影像通过展开状态下的光学反射机构反射后进入佩戴者的眼睛。本实用新型通过结构设计，为整个装置设计了保护外壳，提高了使用过程中的安全性；同时，采用光学反射结构，避免了传统单模显示器模块中需要将显示图像左右换向的问题。

Description

一种头戴式单目视觉辅助显示装置

技术领域

本实用新型涉及视觉辅助显示技术领域，具体涉及一种头戴式单目视觉辅助显示装置。

背景技术

随着生产力水平的发展，各种各样的信息化辅助设备，越来越多的进入一线生产领域，这些先进设备的辅助使得生产一线工作人员的工作效率得到大幅提升，并显著加强了工业生产链中的信息管理作用。在这些先进技术中，基于视觉辅助显示装置的AR显示系统无疑是其中坚力量，视觉辅助显示系统可以在不占用人正常视野的情况下在人的视场前方投射信息，使得佩戴人员能够以极其便捷流畅的方式获得信息，而不必通过其他平板显示设备来取得信息。特别是对于生产一线工作人员来讲，在离终端显示设备距离较远的情况下，很难去经常查看其它平板显示设备，因此，辅助显示装置就显得尤为重要。

目前市场上常见的视觉辅助显示装置，多采用微型电子显示器与复杂的折射放大光学显示系统进行组合，价格多在500-3000元内，总体而言较为昂贵。且因其主体结构较为复杂，缺乏外壳保护结构，使用过程中的部件损坏风险较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提出一种头戴式单目视觉辅助显示装置，通过结构设计，为整个装置设计了保护外壳，提高了使用过程中的安全性；同时，采用光学反射结构，避免了传统单模显示器模块中需要将显示图像左右换向的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种头戴式单目视觉辅助显示装置，包括：头戴支架和视觉辅助显示部件，所述头戴支架通过连杆机构与所述视觉辅助显示部件铰接；

所述视觉辅助显示部件包含保护壳、显示屏和光学反射机构，所述显示屏设置于保护壳内部的后侧壁上，所述光学反射机构设置于保护壳内部的前端，且所述光学反射机构通过旋转机构伸出保护壳的前端形成展开状态；

所述显示屏通过无线或有线通讯方式与主机连接，所述显示屏上的光学影像通过展开状态下的光学反射机构反射后进入佩戴者的眼睛。

本实用新型技术方案的特点和进一步的改进在于：

进一步地，所述光学反射机构包含镜架和固定于镜架上的前镀膜反射镜及分光镜，所述前镀膜反射镜与分光镜相互垂直；所述镜架可转动设置于保护壳内。

更进一步地，所述镜架由相互连接的移动框和镜片框组成，所述移动框与镜片框前后设置于保护壳内，所述移动框在保护壳内前后移动，所述镜片框的两个侧壁上分别安装前镀膜反射镜和分光镜；所述移动框与镜片框的连接端分别开设有轴孔，通过竖直转轴穿过轴孔使镜片框与移动框可转动连接。

更进一步地，所述镜片框与移动框的连接端的底部设置有限位槽，所述限位槽的侧壁与移动框内壁之间设置有扭簧。

更进一步地，所述保护壳的一个侧壁上前后开设有水平滑槽，所述移动框的对应外侧壁上设置有限位块，所述限位块在水平滑槽内前后移动。

进一步地，所述保护壳由主壳体、前盖、后盖和左侧盖组成，所述后盖可拆卸安装于主壳体上，所述后盖上安装显示屏；所述前盖和左侧盖可转动安装于主壳体上；所述主壳体上与左侧盖对应的侧壁上开设有水平滑槽，所述移动框的对应外侧壁上设置有限位块，所述限位块在水平滑槽内前后移动。

更进一步地，所述主壳体的顶板的前端水平开设有导槽，所述导槽内安装有弹簧，所述前盖的对应位置设置有定位孔，所述弹簧的一端固定于定位孔内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过结构设计，使得装置在使用和不使用时对应两个不同状态。使用时，光学反射机构处于展开状态，使显示屏的光学影像通过反射进入佩戴者的眼睛；不使用时，光学反射机构处于封闭状态，即其位于保护壳内，避免敏感的光学器件损坏。

(2)本实用新型设计了一种简洁的双反射光路，可最大限度的减少反射过程中的成像虚像，同时避免了传统单模显示器模块中的左右换向问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的头戴式单目视觉辅助显示装置的三维立体图；

图2为本实用新型实施例的视觉辅助显示部件在封闭状态下的三维立体图；

图3为本实用新型实施例的视觉辅助显示部件在展开状态下的三维立体图；

图4为本实用新型实施例的视觉辅助显示部件在展开状态下去掉左侧盖的三维立体图；

图5为本实用新型实施例的光学反射机构在封闭状态下的构三维立体图；

图6为本实用新型实施例的光学反射机构在展开状态下的三维立体图；

图7为本实用新型实施例的光路原理图；

以上图中，1头戴支架；2视觉辅助显示部件；21保护壳；211主壳体；2111水平滑槽；2112导槽；212前盖；2121定位孔；213后盖；214左侧盖；2141限位块；22显示屏；23光学反射机构；231镜架；2311移动框；2312镜片框；232前镀膜反射镜；233分光镜；234限位槽；235竖直转轴；3连杆机构。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。

参考图1-3和图7，本实用新型提供一种头戴式单目视觉辅助显示装置，包括：头戴支架1和视觉辅助显示部件2，所述头戴支架1通过连杆机构3与所述视觉辅助显示部件2铰接；所述视觉辅助显示部件2包含保护壳21、显示屏22和光学反射机构23，所述显示屏22设置于保护壳21内部的后侧壁上，所述光学反射机构23设置于保护壳21内部的前端，且所述光学反射机构23通过旋转机构伸出保护壳21的前端形成展开状态；所述显示屏22通过无线或有线通讯方式与主机连接，所述显示屏22上的光学影像通过展开状态下的光学反射机构23反射后进入佩戴者的眼睛。

以上实施例中，头戴支架1可选择头箍结构或标准FAST组件与头部半盔悬挂框架连接的结构，使视觉辅助显示部件2在使用过程中能够稳定的显示，保证装置佩戴的稳定性。连杆机构3可以是两连杆或三连杆，能够调节视觉辅助显示部件2与用户的头部之间的位置，使用户能够更加准确的接收到显示屏22上的光学影像。当用户不需要使用视觉辅助显示部件2时，则通过旋转机构将光学反射机构23转入保护壳21内部，避免光学反射机构23内的光学元件的裸露于外部空间带来的碰撞损坏风险；当用户需要使用视觉辅助显示部件2时，则通过旋转机构将光学反射机构23伸出保护壳21的前端形成展开状态，显示屏22将主机传输过来的影像信息通过展开的光学反射机构23反射后进入佩戴者的眼睛，完成辅助显示过程。本实施例的显示屏22与主机的通讯方式可以是蓝牙、有线或WiFi。

参考图5和图6，根据本实用新型的一个实施例，所述光学反射机构23包含镜架231和固定于镜架231上的前镀膜反射镜232及分光镜233，所述前镀膜反射镜232与分光镜233相互垂直；所述镜架231可转动设置于保护壳21内。

参考图5和图6，根据本实用新型的一个实施例，所述镜架231由相互连接的移动框2311和镜片框2312组成，所述移动框2311与镜片框2312前后设置于保护壳21内，所述移动框2311在保护壳21内前后移动，所述镜片框2312的两个侧壁上分别安装前镀膜反射镜232和分光镜233；所述移动框2311与镜片框2312的连接端分别开设有轴孔，通过竖直转轴235穿过轴孔使镜片框2312与移动框2311可转动连接。

参考图5和图6，根据本实用新型的一个实施例，所述镜片框2312与移动框2311的连接端的底部设置有限位槽234，所述限位槽234的侧壁与移动框2311内壁之间设置有扭簧。

以上实施例中，在光学反射机构23处于封闭状态时，即用户未使用辅助显示时，移动框2311处于保护壳21的较后端，移动框2311与镜片框2312均收回在保护壳21内，此时，镜片框2312刚好进入保护壳21内，镜片框2312与移动框2311的连接端的限位槽234的侧壁与移动框2311内壁之间的扭簧处于压缩状态。当用户需要进行辅助显示时，用户将移动框2311移动至保护壳21的较前端，则镜片框2312被推出保护壳21前端，此时扭簧的束缚力解除，扭簧弹开，使镜片框2312沿着竖直转轴235转动，并伸出保护壳21外，形成光学反射机构23的展开状态，此时，显示屏22上的光学影像依次经过前镀膜反射镜232和分光镜233的反射、分光后，形成水平光束使该光学影像进入用户的眼睛，达到辅助显示的目的，具体如图7所示。当用户不需要辅助显示时，只需将移动框2311移动至保护壳21的较后端，即将移动框2311后移，在扭簧的作用下，带动镜片框2312旋转回缩，并最终整体收于保护壳21内，从而起到对其的回收保护作用。其中，前镀膜反射镜232为前镀膜单面反射镜，可最大限度的减少反射过程中的成像虚像，分光镜233为1:1镀膜分光镜233。

参考图4，根据本实用新型的一个实施例，所述保护壳21的一个侧壁上前后开设有水平滑槽2111，所述移动框2311的对应外侧壁上设置有限位块2141，所述限位块2141在水平滑槽2111内前后移动。

以上实施例中，移动框2311的前后移动是由固定于其上的限位块2141沿水平滑槽2111前后移动来实现的。该移动方式操作简便。

参考图2和图3，根据本实用新型的一个实施例，所述保护壳21由主壳体211、前盖212、后盖213和左侧盖214组成，所述后盖213可拆卸安装于主壳体211上，所述后盖213上安装显示屏22；所述前盖212和左侧盖214可转动安装于主壳体211上；所述主壳体211上与左侧盖214对应的侧壁上开设有水平滑槽2111，所述移动框2311的对应外侧壁上设置有限位块2141，所述限位块2141在水平滑槽2111内前后移动。

参考图2和图3，根据本实用新型的一个实施例，所述主壳体211的顶板的前端水平开设有导槽2112，所述导槽2112内安装有弹簧，所述前盖212的对应位置设置有定位孔2121，所述弹簧的一端固定于定位孔2121内。

以上实施例中，后盖213安装显示屏22，其可拆卸的安装于主壳体211内，便于在其上安装显示屏22并配置相应连接线路。前盖212为可侧开盖，左侧盖214为可上翻盖；主壳体211上与左侧盖214对应的侧壁上开设有水平滑槽2111，限位块2141沿水平滑槽2111前后移动。使用时，将左侧盖214上翻后露出主壳体211上的水平滑槽2111，拨动其内的限位块2141前后移动即可。当镜片框2312伸出保护壳21时，在展开过程中，移动框2311带动镜片框2312向前运动，镜片框2312的遮光檐与前盖212内壁发生抵触，从而使前盖212打开；通过在导槽2112内安装弹簧，即弹簧一端固定于导槽2112内，弹簧另一端与定位孔2121内壁或在定位孔2121内设一个固定杆固定连接，使镜片框2312伸出时前盖212打开，镜片框2312收回时，前盖212也跟着闭合。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，包括头戴支架和视觉辅助显示部件，所述头戴支架通过连杆机构与所述视觉辅助显示部件铰接；

所述视觉辅助显示部件包含保护壳、显示屏和光学反射机构，所述显示屏设置于保护壳内部的后侧壁上，所述光学反射机构设置于保护壳内部的前端，且所述光学反射机构通过旋转机构伸出保护壳的前端形成展开状态；

所述显示屏通过无线或有线通讯方式与主机连接，所述显示屏上的光学影像通过展开状态下的光学反射机构反射后进入佩戴者的眼睛。

2.根据权利要求1所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述光学反射机构包含镜架和固定于镜架上的前镀膜反射镜及分光镜，所述前镀膜反射镜与分光镜相互垂直；所述镜架可转动设置于保护壳内。

3.根据权利要求2所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述镜架由相互连接的移动框和镜片框组成，所述移动框与镜片框前后设置于保护壳内，所述移动框在保护壳内前后移动，所述镜片框的两个侧壁上分别安装前镀膜反射镜和分光镜；所述移动框与镜片框的连接端分别开设有轴孔，通过竖直转轴穿过轴孔使镜片框与移动框可转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述镜片框与移动框的连接端的底部设置有限位槽，所述限位槽的侧壁与移动框内壁之间设置有扭簧。

5.根据权利要求3所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述保护壳的一个侧壁上前后开设有水平滑槽，所述移动框的对应外侧壁上设置有限位块，所述限位块在水平滑槽内前后移动。

6.根据权利要求3所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述保护壳由主壳体、前盖、后盖和左侧盖组成，所述后盖可拆卸安装于主壳体上，所述后盖上安装显示屏；所述前盖和左侧盖可转动安装于主壳体上；所述主壳体上与左侧盖对应的侧壁上开设有水平滑槽，所述移动框的对应外侧壁上设置有限位块，所述限位块在水平滑槽内前后移动。

7.根据权利要求6所述的一种头戴式单目视觉辅助显示装置，其特征在于，所述主壳体的顶板的前端水平开设有导槽，所述导槽内安装有弹簧，所述前盖的对应位置设置有定位孔，所述弹簧的一端固定于定位孔内。

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