CN217467356U - 头戴式显示器以及头戴式显示器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及增强现实设备技术领域，公开了一种头戴式显示器以及头戴式显示器系统，该头戴式显示器包括头戴式显示器本体和镜片单元。头戴式显示器本体具有图像显示区域和用于供用户头部佩戴的佩戴区域；镜片单元被配置为处于图像显示区域内，镜片单元与头戴式显示器本体活动连接,且镜片单元可朝远离或靠近佩戴区域的方向运动。通过上述方式，本实用新型实施例提供的头戴式显示器通过调整镜片单元与头戴式显示器之间的距离能够改善头戴式显示器的使用体验。

Description

头戴式显示器以及头戴式显示器系统

技术领域

本实用新型涉及增强现实设备技术领域，特别是涉及一种头戴式显示器以及头戴式显示器系统。

背景技术

增强现实技术是在展示真实场景的同时，通过图像、视频、3D模型等技术为用户提供虚拟信息的技术。以头戴式显示器为代表的增强现实技术目前在各行业开始兴起。头戴显示器中的光学镜片具有特定光学性能，来自真实环境的光线部分可通过该镜片，虚拟图像信息则可投影在该镜片上，从而合成真实和虚拟并存的图像，进而被其反射到用户眼中。现有的头戴式显示器中光学镜片通常固定于框架，当不同用户佩戴头戴式显示器时，各用户的眼睛与光学镜片之间的距离相对于舒适观察距离存在较大偏差，会影响头戴式显示器的使用体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种头戴式显示器以及头戴式显示器系统，旨在改善头戴式显示器的使用体验。

为实现上述目的提供了如下技术方案：一种头戴式显示器，包括头戴式显示器本体和镜片单元。头戴式显示器本体具有图像显示区域和用于供用户头部佩戴的佩戴区域；镜片单元被配置为处于所述图像显示区域内，所述镜片单元与所述头戴式显示器本体活动连接,且所述镜片单元可朝远离或靠近所述佩戴区域的方向运动。

在一些可选地实施例中，所述头戴式显示器还包括转动件，所述转动件分别与所述头戴式显示器本体以及所述镜片单元连接，朝远离或靠近所述佩戴区域的方向，所述镜片单元可通过所述转动件相对于所述头戴式显示器本体转动并固定。

在一些可选地实施例中，所述转动件包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂固定于所述头戴式显示器本体，所述第一连接臂设有轴孔，所述第二连接臂固定于所述镜片单元，第二连接臂设有转轴，所述转轴穿过所述轴孔并与所述轴孔过盈配合。

在一些可选地实施例中，所述轴孔包括第一轴孔和第二轴孔，沿所述轴孔的中心轴线，所述第一轴孔和所述第二轴孔间隔设置于所述第一连接臂；所述第二连接臂和所述转轴的数量均为两个，一所述转轴设置于一所述第二连接臂，一所述第二连接臂的转轴穿过所述第一轴孔并与所述第一连接臂连接，另一所述第二连接臂的转轴穿过所述第二轴孔并与所述第一连接臂连接。

在一些可选地实施例中，所述第一连接臂设有第一抵接部，所述第二连接臂设有第二抵接部，朝远离所述佩戴区域的方向，当所述镜片单元转动至预定角度时，所述第二抵接部与所述第一抵接部相抵接，以使所述镜片单元处于所述图像显示区域内。

在一些可选地实施例中，所述镜片单元和所述转动件均为两个，一所述镜片单元通过一所述转动件与所述头戴式显示器本体连接，其中，两个所述镜片单元相邻设置于所述头戴式显示器本体。

在一些可选地实施例中，所述镜片单元包括光学镜片和固定于所述光学镜片的镜片支架，所述镜片支架与所述头戴式显示器本体连接；

其中，一所述镜片单元的镜片支架与另一镜片单元的镜片支架一体成型，一所述镜片单元的光学镜片与另一镜片单元的光学镜片一体成型。

在一些可选地实施例中，所述头戴式显示器本体包括框架、显示模块和头带，所述框架与所述转动件连接，所述头带与所述框架连接，并与所述框架围合成所述佩戴区域，所述显示模块收容于所述框架内，所述显示模块用于生成图像，所述图像的光路所形成的区域为所述图像显示区域。

在一些可选地实施例中，所述头带包括弹性带。

为实现上述目的提供了另一如下技术方案：一种头戴式显示器系统，包括上述所述的头戴式显示器。

本实用新型实施例的有益效果是：当镜片单元相对于头戴式显示器主体处于图像显示区域内时，头戴式显示器本体所产生的图像可投射至镜片单元。这样，当不同用户佩戴头戴式显示器时，可根据自身的使用需求调整与眼睛与镜片单元之间的距离，进而减少眼睛与镜片单元之间的距离相对于舒适观察距离的偏差，从而提升头戴式显示器的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例提供的一种头戴式显示器的结构示意图；

图2为图1中头戴式显示器的结构爆炸图；

图3为图2中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本实用新型的描述中，应当说明的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本实用新型的描述中，应当说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

请参阅图1至图3示出的示例，图1为本实用新型实施例提供的一种头戴式显示器的结构示意图，图2为图所示的头戴式显示器的结构爆炸图，图3为图2中A处的局部放大图。该头戴式显示器包括头戴式显示器本体10、镜片单元20和转动件30。头戴式显示器本体10具有用于供用户头部佩戴的佩戴区域10a。转动件30分别与头戴式显示器本体10以及镜片单元20连接。朝向远离或靠近头戴式显示器的佩戴区域10a的方向，镜片单元20可通过转动件30相对于头戴式显示器本体10转动并固定。当镜片单元被配置为处于图像显示区域内，换言之，镜片单元20与该佩戴区域10a之间的距离在预设距离范围内，头戴式显示器本体10生成的图像可投射至镜片单元20上，以被用户的眼镜所观察。应当说明的是，预设距离范围具体是指以镜片单元20与头戴式显示器本体10中的显示模块12之间的初始距离为预设距离，通过转动镜片单元20以使得镜片单元20与头戴式显示本体中的显示模块12之间的距离小于或大于该预设距离的数值范围为预设距离范围。此外，图像显示区域为图像的光路所形成的区域。

这样，当不同用户佩戴头戴式显示器，可根据自身的使用需求转动镜片单元20以调整镜片单元20与头戴式显示器本体10中的显示模块12之间的距离，使得不同用户的眼睛均可清晰的观察到头戴式显示器本体10投射至镜片单元20上的图像，从而提升头戴式显示器的使用体验。可以理解的是，镜片单元20与头戴式显示器之间的距离调节方式不限于此。在本实用新型其他一些实施例中，镜片单元20可借助导向机构与头戴式显示器本体10活动连接。示例性地，导向机构为直线滑轨。此时，沿远离或靠近头戴式显示器的佩戴区域10a的方向，镜片单元20可相对于头戴式显示器本体10直线往复运动，亦可满足镜片单元20与佩戴区域10a之间的距离在预设距离范围内，头戴式显示器本体10生成的图像可投射至镜片单元20。

具体而言，转动件30包括第一连接臂31和第二连接臂32。第一连接臂31固定于头戴显示器本体10，第一连接臂31设有轴孔311。第二连接臂32固定于镜片单元20，第二连接臂32设有转轴321，该转轴321可穿过轴孔311并与轴孔311过盈配合。示例性地，轴孔311包括第一轴孔311a和第二轴孔311b，沿轴孔311的中心轴线，第一轴孔311a和第二轴孔311b间隔设置于第一连接臂31，第二连接臂32和转轴321的数量均为两个，一转轴321设置于一第二连接臂32，一第二连接臂32的转轴321穿过第一轴孔311并与第一连接臂31可转动连接，另一第二连接臂32的转轴穿过第二轴孔311并与第一连接臂31可转动连接。可以理解的是，第二连接臂32和转轴321的数量不作具体限定，例如，第二连接臂32和转轴321的数量亦可为一个或两个以上。

由于第一连接臂31的轴孔311和第二连接臂32的转轴为过盈配合，仅在向镜片单元20施加作用力时，镜片单元20和头戴显示器本体10之间才可产生相对转动。这样，镜片单元20可相对于头戴显示器本体10在任意转动位置实现悬停。此外，在第一连接臂31和第二连接臂32为过盈配合的基础上，通过两个连接件与同一连接件配合，增大了第一连接臂31和第二连接臂32之间的摩擦力，使得镜片单元20不易与头戴显示器本体10产生相对转动，从而在进行镜片单元20的转动时，能够更精确地调整镜片单元20和头戴显示器本体10之间的角度。可以理解的是，转动件30亦可采用其他结构以实现镜片单元20和头戴显示器本体10之间的转动并悬停。例如，第一连接臂31和第二连接臂32之间可采用弹簧和摩擦片，此时第一连接臂31和第二连接臂32的结构为容纳弹簧和摩擦片可做适应性调整，其中，弹簧为摩擦片提供轴向推力，当第一连接臂31和第二连接臂32中的其中一者未受到外部作用力作用时，摩擦片将第一连接臂31和第二连接臂32相抵接，以保持第一连接臂31和第二连接臂32的相对固定。

为便于限制镜片单元20的最大转动角度，可选地，第一连接臂31设有第一抵接部312，第二连接臂32设有第二抵接部322，当镜片单元20相对于头戴显示器本体10转动至预定角度时，第二抵接部322与第一抵接部312相抵接，以使镜片单元处于图像显示区域内。示例性地，第二抵接部322连接于转轴的外周面，与第二抵接部322相对应的，第一抵接部312连接于轴孔311所在的第二连接臂32的侧壁，当镜片单元20相对于头戴显示器本体10朝头戴显示器本体10外转动至预定角度时，第一抵接部312和第二抵接部322相抵接，以限制镜片单元20的继续转动，这样，在该头戴显示器本体的图像显示区域内，显示模块12生成的图像均可投射至镜片单元20，减少了用户调整镜片单元20和头戴式显示器本体10之间的距离的所需时间，从而改善了头戴式显示器的使用体验。

接下来，依次对头戴式显示器本体10和镜片单元20的具体结构展开描述。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

对于上述头戴式显示器本体10，该头戴式显示器本体10包括框架11、显示模块12和头带13。框架11内设有腔体(未示出)以及将腔体和外界连通的开口(未示出)，腔体用于容置显示模块12。框架11具有相对设置的第一安装部111和第二安装部112，头带13的一端连接于第一安装部111，头带13的另一端连接于第二安装部112，框架11与头带13可共同限定出用于供用户头部佩戴的佩戴区域10a。示例性地，头带13包括弹性带。基于此，可根据用户的头部不同而适应性调整，以满足不同用户的佩戴需求。可以理解的是，在本实用新型实施例中，框架11和头带13的连接方式不作具体限定。例如，卡扣连接、粘接或者螺纹连接。

显示模块12包括驱动芯片(未示出)和显示面板(未示出)。显示面板收容于框架11的腔体内，显示面板和框架11的开口所在平面呈倾斜设置，并且显示面板朝向框架11的开口。驱动芯片固定于显示面板，驱动芯片可驱动显示面板以显示图像。由于框架11的开口将腔体与外界连通，显示模块12装配于框架11后，带有图像的光线可穿过框架11的开口投射至位于框架11外的镜片单元20，此光线传播的路径为上述图像的光路。

具体而言，显示模块12的数量为两个。第一显示模块12和第二显示模块12相邻设置，第一显示模块12可位于框架11的左侧，第二显示模块12可位于框架11的右侧。其中，两个显示模块12中的至少一者可独立显示输出的图像。

为便于两个显示模块12与框架11的装配，可选地，该头戴式显示器本体10还包括显示支架14。显示支架14设有第一定位开口(未示出)和第二定位开口(未示出)，第一显示模块12可安装于第一定位开口，第二显示模块12可安装于第二定位开口。第一显示模块12、第二显示模块12和显示支架14可构成一体结构，在对第一显示模块12和第二显示模块12进行装配时，只需将该一体结构装配固定于框架11上即可。此外，相对于第一显示模块12和第二显示模块12分别装配于框架11而言，由于显示支架14的第一定位开口和第二定位开口之间的间距不变，可改善第一显示模块12和第二显示模块12因缺少定位参照而未装配到位的情形。示例性地，第一显示模块12、第二显示模块12与显示支架14可通过粘接件固定，该粘接件可以是双面胶、胶水等。

对于上述镜片单元20，镜片单元20包括光学镜片21和固定于光学镜片21的镜片支架22。镜片支架22可分别与两个第二连接臂32连接固定。具体而言，该镜片单元20的数量亦为两个，两个镜片单元20相邻设置于框架11本体，一镜片单元20与一显示模块12对应，以使得该镜片单元20可接收自该显示模块12生成的图像。其中，两个镜片单元20可通过各自独立的转动件30与框架11本体连接。此时，用户可根据双眼的焦距不同而对不同侧的镜片单元20单独调整，从而适应同一用户双眼不同近视程度的情形。可以理解的是，两个镜片单元20亦可通过各自独立的转动件30实现同步转动。例如，一镜片单元20的镜片支架22与另一镜片单元20的镜片支架22一体成型，一镜片单元20的光学镜片21与另一镜片单元20的光学镜片21一体成型。

基于同一技术构思，本实用新型还提供一种头戴式显示器系统，该头戴式显示器系统包括上述所述的头戴式显示器。关于头戴式显示器的具体构造在此不再赘述，请参阅上述相关描述即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：

头戴式显示器本体，具有图像显示区域和用于供用户头部佩戴的佩戴区域；以及

镜片单元，被配置为处于所述图像显示区域内，所述镜片单元与所述头戴式显示器本体活动连接，并且所述镜片单元可朝远离或靠近所述佩戴区域的方向运动。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其特征在于，所述头戴式显示器还包括转动件，所述转动件分别与所述头戴式显示器本体以及所述镜片单元连接，朝远离或靠近所述佩戴区域的方向，所述镜片单元可通过所述转动件相对于所述头戴式显示器本体转动并固定。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示器，其特征在于，所述转动件包括第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂固定于所述头戴式显示器本体，所述第一连接臂设有轴孔，所述第二连接臂固定于所述镜片单元，第二连接臂设有转轴，所述转轴穿过所述轴孔并与所述轴孔过盈配合。

4.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其特征在于，所述轴孔包括第一轴孔和第二轴孔，沿所述轴孔的中心轴线，所述第一轴孔和所述第二轴孔间隔设置于所述第一连接臂；

所述第二连接臂和所述转轴的数量均为两个，一所述转轴设置于一所述第二连接臂，一所述第二连接臂的转轴穿过所述第一轴孔并与所述第一连接臂连接，另一所述第二连接臂的转轴穿过所述第二轴孔并与所述第一连接臂连接。

5.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其特征在于，所述第一连接臂设有第一抵接部，所述第二连接臂设有第二抵接部，朝远离所述佩戴区域的方向，当所述镜片单元转动至预定角度时，所述第二抵接部与所述第一抵接部相抵接，以使所述镜片单元处于所述图像显示区域内。

6.根据权利要求2-5任一项所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜片单元和所述转动件均为两个，一所述镜片单元通过一所述转动件与所述头戴式显示器本体连接，其中，两个所述镜片单元相邻设置于所述头戴式显示器本体。

7.根据权利要求6所述的头戴式显示器，其特征在于，所述镜片单元包括光学镜片和固定于所述光学镜片的镜片支架，所述镜片支架与所述头戴式显示器本体连接；

其中，一所述镜片单元的镜片支架与另一镜片单元的镜片支架一体成型，一所述镜片单元的光学镜片与另一镜片单元的光学镜片一体成型。

8.根据权利要求2-5任一项所述的头戴式显示器，其特征在于，所述头戴式显示器本体包括框架、显示模块和头带，所述框架与所述转动件连接，所述头带与所述框架连接，并与所述框架围合成所述佩戴区域，所述显示模块收容于所述框架内，所述显示模块用于生成图像，所述图像的光路所形成的区域为所述图像显示区域。

9.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其特征在于，所述头带包括弹性带。

10.一种头戴式显示器系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的头戴式显示器。

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