CN217954848U - 眼镜结构和头显设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种眼镜结构和头显设备。该眼镜结构包括：眼球追踪组件、支撑组件和透镜组件；眼球追踪组件具有第一镂空区域；支撑组件具有第二镂空区域；透镜组件具有光学调整区；支撑组件的一侧与眼球追踪组件连接，另一侧与透镜组件连接；沿第一方向，至少部分光学调整区露出于第一镂空区域和第二镂空区域；第一方向为透镜组件的中心朝向眼球追踪组件的中心的方向。本申请实施例实现了将眼球追踪组件和透镜组件通过支撑组件连接起来，集成在头显设备的眼镜结构中，眼球追踪组件和透镜组件均设计为扁平式结构，在第一方向上的厚度较薄，进而集成的眼镜结构在第一方向上的厚度较薄，有利于头显设备的轻薄化发展。

Description

眼镜结构和头显设备

技术领域

本申请涉及头显设备技术领域，具体而言，本申请涉及一种眼镜结构和头显设备。

背景技术

增强现实头显设备是可以提供增强现实感知的头戴式电子设备，用不同方法向眼睛发送光学信号，可以实现增强现实、混合现实等不同效果。

增强现实头显设备将人的视觉感知进行增强，佩戴后使用者可以看到原有空间中不存在的虚拟信息。头显设备中一般包括用来实现眼球追踪技术的眼球追踪模块、以及用来反射图像的透镜模块，透镜模块能够将显示屏上显示的图像进行光学反射并投射至用户的眼睛，使得用户观看二维的显示屏显示的图像时在脑海中产生了立体感。

相关技术中，这两个模块较为分散，导致头显设备整机尺寸较大。

实用新型内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种眼镜结构和头显设备，用以解决相关技术存在的眼球追踪模块和透镜模块较为分散导致整体尺寸较大的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种眼镜结构，包括：眼球追踪组件、支撑组件和透镜组件；

眼球追踪组件具有第一镂空区域；

支撑组件具有第二镂空区域；

透镜组件具有光学调整区；

支撑组件的一侧与眼球追踪组件连接，另一侧与透镜组件连接；

沿第一方向，至少部分光学调整区露出于第一镂空区域和第二镂空区域；第一方向为透镜组件的中心朝向眼球追踪组件的中心的方向。

第二个方面，本申请实施例提供了一种头显设备，包括：如上述第一个方面提供的任一眼镜结构。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例将眼球追踪组件和透镜组件通过支撑组件连接起来，集成在头显设备的眼镜结构中，无需分散设置在头显设备整机的不同位置，眼球追踪组件和透镜组件为别位于支撑组件的两侧，眼球追踪组件和透镜组件均设计为扁平式结构，在第一方向上的厚度较薄，进而集成的眼镜结构在第一方向上的厚度较薄，有利于头显设备的轻薄化发展。本申请实施例中的透镜组件具有半透半反的光学性能，既能够通过光学调整区进行反射显示屏上的图像，也能够通过第一镂空区域和第二镂空区域观看佩戴环境，能够丰富眼镜结构的应用场景。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种眼镜结构的分解示意图；

图2为本申请实施例提供的一种眼镜结构的主视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种眼镜结构的侧视示意图；

图4为本申请实施例提供的一种眼镜结构在第一视角下的立体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种眼镜结构在第二视角下的立体结构示意图。

100-眼镜结构；

10-眼球追踪组件；11-第一镂空区域；

20-支撑组件；21-第二镂空区域；22-框架；221-框架本体；222-侧壁；23-卡接件；

30-透镜组件；31-光学调整区；32-固定件；33-第一镜片部；331-第一光学调整区；34-第二镜片部；341-第二光学调整区；

40-保护件；41-透光区；42-遮光区；43-透光孔；

50-避让结构；

X-第一方向；Y-第二方向。

具体实施方式

下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解，下面结合附图所阐述的实施方式，是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述，对本申请实施例的技术方案不构成限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、元件和/或组件，但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解，当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件，也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。这里使用的术语“和/或”指该术语所限定的项目中的至少一个，例如“A和/或 B”可以实现为“A”，或者实现为“B”，或者实现为“A和B”。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：

眼球追踪：又称注视点追踪，是利用采集设备捕获、提取眼球特征信息，测量眼睛的运动情况，估计视线方向或眼睛注视点位置的技术。

本申请的研发思路包括：相关技术中，头显设备具有整机支架，眼球追踪模块和透镜模块分别安装在整机支架上的不同位置，导致整个头显设备的尺寸过于庞大，不利于头显设备的轻薄化发展。

本申请提供的眼镜结构和头显设备，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。需要指出的是，下述实施方式之间可以相互参考、借鉴或结合，对于不同实施方式中相同的术语、相似的特征以及相似的实施步骤等，不再重复描述。

本申请实施例提供了一种眼镜结构100，该眼镜结构100的结构的分解示意图如图1所示，包括：眼球追踪组件10、支撑组件20和透镜组件 30。

眼球追踪组件10具有第一镂空区域11。

支撑组件20具有第二镂空区域21。

透镜组件30具有光学调整区31。

支撑组件20的一侧与眼球追踪组件10连接，另一侧与透镜组件30 连接。

沿第一方向X，至少部分光学调整区31露出于第一镂空区域11和第二镂空区域21；第一方向X为透镜组件30的中心朝向眼球追踪组件10 的中心的方向。

在本实施例中，将眼球追踪组件10和透镜组件30通过支撑组件20 连接起来，集成在头显设备的眼镜结构100中，无需分散设置在头显设备整机的不同位置，眼球追踪组件10和透镜组件30为别位于支撑组件20 的两侧，眼球追踪组件10和透镜组件30均设计为扁平式结构，在第一方向X上的厚度较薄，进而集成的眼镜结构100在第一方向X上的厚度较薄，有利于头显设备的轻薄化发展。本申请实施例中的透镜组件30具有半透半反的光学性能，既能够通过光学调整区31进行反射显示屏上的图像，也能够通过第一镂空区域11和第二镂空区域21观看佩戴环境，能够丰富眼镜结构100的应用场景。

本领域技术人员能够理解，实际情况中透镜组件30的中心朝向眼球追踪组件10的中心之间的方向可能并不是水平的，但是，大致为正置状态下的横向，方向上可能存在一定的合理误差。

在一些可能的实施方式中，请参考图1-图5，眼镜结构100还包括：保护件40。

保护件40覆盖于眼球追踪组件10远离透镜组件30的一侧。

保护件40具有透光区41，沿第一方向X，透光区41与光学调整区 31至少部分重合。

在本实施例中，佩戴头显设备时，透镜组件30靠近用户的眼睛，保护件40位于眼球追踪组件10一侧，能够同时将眼球追踪组件10、支撑组件20以及透镜组件30一起保护起来，无需为眼球追踪组件10和透镜组件30均设置保护结构，也无需为分散设置的眼球追踪组件10和透镜组件30设置同一尺寸较大的保护结构。本申请实施例中的保护件40为扁平式结构，使得集成的眼镜结构100轻薄美观，有利于提高用户的使用体验感。

可选地，请参考图1，保护件40还具有遮光区42，保护件40的透光区41与透镜组件30的光学调整区31对应，使得用户能够通过光学调整区31和透光区41看到外界环境，在佩戴头显设备时也能够自如视物。遮光区42位于透光区41以外，对眼球追踪组件10、支撑组件20等的部分复杂结构进行遮盖，即通过遮光区42无法看到眼球追踪组件10、支撑组件20中的一些复杂结构，使得眼镜结构100的外观较为间洁、美观，避免用户通过保护件40看到这些复杂结构产生杂乱的观感。

可选地，遮光区42上还开设有透光孔43，能够对头显设备内部的图像采集设备进行补光。

可选地，参考图2-图3和图5，眼镜结构100处于正置状态下，本申请实施例提供的眼镜结构100的下方还具有避让结构50，在佩戴过程中能够避让用户的鼻梁、鼻尖等部位，能够使得眼镜结构100与用户的眼睛紧密配合，避免由于隆起的鼻梁、鼻尖或其他鼻子的结构导致的眼镜结构 100下方漏光的问题。本实施例中，保护件40下方、眼球追踪组件10下方、支撑组件20的下方以及透镜组件30的下方均具有配合鼻梁的缺口，这些缺口共同形成眼镜结构100的避让结构50。

在本申请实施例中，为使读者更容易了解眼镜结构100的结构，图4 示出了在第一视角下的眼镜结构100的立体示意图，图5示出了在第二视角下的眼镜结构100的立体示意图。

由于支撑组件20需要同时连接眼球追踪组件10和透镜组件30，在同一结构的两侧均进行连接处的设计，工艺较为复杂。因此，本申请还提供如下一种实施方式：请参考图1，支撑组件20包括：框架22和卡接件 23。

框架22的一侧与眼球追踪组件10连接，另一侧与卡接件23连接。

第二镂空区域21开设于框架22中。

卡接件23与透镜组件30卡接。

在本实施例中，支撑组件20分为框架22和卡接件23两个独立的部分，眼球追踪组件10安装在框架22的一侧，透镜组件30嵌入卡接件23 中，再将框架22与卡接件23连接起来，实现眼球追踪组件10、框架22、卡接件23以及透镜组件30之间的相互连接，便于组装眼镜结构100，能够减少眼镜结构100的制作成本。

本申请的发明人考虑到，透镜组件30可能是单块的镜片，也可能是多个镜片叠成的镜片组。无论是镜片还是镜片组，均为扁平状结构，本申请为透镜组件30的安装提供如下的实施方式：卡接件23的内边缘与透镜组件30的边缘卡接。

在本实施例中，为便于理解，可设置透镜组件30具有上下左右四个边缘，卡接件23卡住透镜组件30的边缘，实际围合在透镜组件30的至少两个边缘上，为片状的透镜组件30提供支撑。

可选地，参考图1，卡接件23具有三根卡接臂，呈U型，透镜组件 30卡在U型卡接件23围成的内部空间内。

在一些可能的实施方式中，卡接件23具有第一开口。

透镜组件30具有固定件32。

固定件32伸出于第一开口。

在本实施例中，卡接件23具有第一开口，固定件32从第一开口伸出，在头显设备的整机结构中，能够通过其他结构对固定件32进行压合，进一步提高透镜组件30的稳定性。

可选地，固定件32为压条。

可选地，为便于描述，可以以眼镜结构100的侧视图(如图3所示) 为基准，横向为第一方向X，纵向为第二方向Y。或者说，第一方向X为眼镜结构100正置状态下的横向且朝外的方向，第二方向Y在眼镜结构 100正置状态下的竖直方向上。本申请将透镜组件30固定件32从透镜组件30的边缘朝上(纵向向上)延伸出，与透镜组件30类似，固定件32 设计为扁平式结构，在第一方向X上的尺寸较小，并且，固定件32可以在制作透镜组件30的过程中，与透镜组件30一起通过一体成型工艺制备得到，固定件32并不起主要的支撑作用，只需在第一方向X上起到一定的固定作用即可。透镜组件30的厚度与固定件32的厚度一致，或略小于透镜组件30的厚度，在第一方向X上，固定件32基本不占用除透镜组件 30所占空间以外的空间。

可选地，由于眼镜结构100为曲面结构，保护件40、眼球追踪组件 10、支撑组件20以及透镜组件30均具有相一致的弧度。

在一些可能的实施方式中，眼球追踪组件10包括：电路板、红外装置和摄像装置，均固定于框架22的一侧。

在本实施例中，电路板上设于电路和其他电子器件，用来实现眼球追踪技术。红外装置和摄像装置用来捕获、提取眼球特征信息，并通过电路板实现信息处理、测量眼球的运动情况和估计视线方向或眼睛注视点位置等功能。电路板、红外装置和摄像装置可以分别固定在框架22的一侧，也可通过载体集成为独立的眼球追踪组件10，安装在框架22的一侧。

在一些可能的实施方式中，框架22包括框架本体221和侧壁222。

侧壁222的一端与框架本体221的边缘连接，另一端与卡接件23卡接。

框架本体221背离侧壁222的一侧连接眼球追踪组件10和保护件40。

侧壁222、光学调整区31和透光区41合围成闭合区域。

在本实施例中，框架22为四方的框架22结构，框架本体221为与透镜组件30的曲面对应的口字结构，第二镂空区域21开设在框架本体221 中，侧壁222相当于是从框架本体221上延伸出的结构，框架本体221的一面与眼球追踪组件10连接，保护件40为具有一定弧度的曲面，保护件 40的内曲面覆盖住眼球追踪组件10的同时也与框架22接触，保护件40与眼球追踪组件10相互配合，能够提高眼镜结构100的稳定性。

在本实施例中，侧壁222在第一方向X上具有一定的厚度，而保护件40、透镜组件30均为片式结构，保护件40与框架22接触，透镜组件 30卡在卡接件23内，保护件40与透镜组件30之间具有一定的空间，该空间的周向通过侧壁222闭合，使得保护件40与透镜组件30之间形成闭合区域，保护件40与框架22均能起到隔绝外界佩戴环境的作用。

可选地，框架22的侧壁222形成又一U型结构，框架22的侧壁222 的U型结构与卡接件23的外边缘贴合，相当于卡接件23嵌入于框架22 的侧壁222围成的结构中，使得框架22和卡接件23之间相互配合，连接稳固。因此，参考图3，一种情况下，透镜组件30卡入卡接件23内，卡接件23卡入侧壁222，从侧视图看，只能看到侧壁222，看不到卡入侧壁 222内部的透镜组件30，并且，参考图4，图4侧边最外侧的也是侧壁222。

另一种情况下(图中未示出)，卡接件23与侧壁222是卡扣连接状态，而不是嵌合关系，则最外侧的是卡接件23，而不是侧壁222。

可以理解的是，一般情况下，用户的眼睛有两只，用户之所以能够看到立体的景物，是因为双眼能够各自独立看到景物，由于左右眼之间有间距，造成左右眼之间的视角有轻微的区别，而大脑能够将左右眼分别看到的景物进行融合，使得最终感知到的景物有空间感和立体感。在一些可能的实施方式中，请参考图1和图4，透镜组件30包括：对称设置的第一镜片部33和第二镜片部34，第一镜片部33和第二镜片部34均为沿第一方向X凸出的曲面。

光学调整区31包括位于第一镜片部33中的第一光学调整区331和位于第二镜片部34中的第二光学调整区341。

光学调整区31为透镜组件30中用来反射或透射的区域。在本实施例中，可以将光学调整区31细分为第一镜片部33中的第一光学调整区331 和第二镜片部34中的第二光学调整区341。一般地，第一镜片部33整个镜片部分可能都为第一光学调整区331，或位于第一镜片部33的中间区域，类似地，第二镜片部34整个镜片部分可能都为第二光学调整区341，或位于第二镜片部34的中间区域。

在本实施例中，第一镜片部33对应用户的左眼，第二镜片部34对应用户的右眼，第一镜片部33与第二镜片部34沿第二方向Y(眼镜结构100 正置状态下的竖直方向)对称设置，第一镜片部33的第一光学调整区331 用于对光线进行光学调整并投射至用户的左眼，第二镜片部34的第二光学调整区341用于对光线进行光学调整并投射至用户的右眼，使得用户的左右眼均能通过眼镜结构100看到图像。

可选地，可根据用户的左右眼的视力差别，分别设计第一镜片部33 和第二镜片部34的光学性能，使得最终用户能够感知到良好的图像呈现效果。

基于同一发明构思，本申请实施例提供一种头显设备，包括：如前述实施例中提供的任一眼镜结构100。

本实施例提供的头显设备，包括上述实施例提供的任一眼镜结构100，其实现原理相类似，此处不再赘述。

可选地，本申请提供的头显设备为增强现实头显设备。

在一些可能的实施方式中，头显设备还包括：显示屏和整机支架。

显示屏与眼镜结构100的框架22分别与整机支架连接。

在本实施例中，整机支架分别固定集成了眼球追踪组件10和透镜组件30以及保护件40的眼镜结构100、显示屏，形成的头显设备整机外观轻薄美观。

可选地，在第二方向Y上，整机支架位于眼镜结构100以上，当佩戴时，不额外占用眼镜结构100存在于用户眼前的空间。眼镜结构100的框架22设有与整机支架连接的连接结构，沿第二方向Y延伸出并与整机支架连接，使得眼镜结构100在第一方向X上始终轻薄化，使得头显设备整机只有眼镜结构100存在于用户眼前，相比于相关技术中笨重的头显设备而言，用户的双眼对轻薄化的眼镜结构100的体验感较好，进一步增强了用户的使用体验感。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

1、将眼球追踪组件10和透镜组件30通过支撑组件20连接起来，集成在头显设备的眼镜结构100中，无需分散设置在头显设备整机的不同位置，眼球追踪组件10和透镜组件30为别位于支撑组件20的两侧，眼球追踪组件10和透镜组件30均设计为扁平式结构，在第一方向X上的厚度较薄，进而集成的眼镜结构100在第一方向X上的厚度较薄，有利于头显设备的轻薄化发展。本申请实施例中的透镜组件30具有半透半反的性能，既能够通过光学调整区31进行反射显示屏上的图像，也能够通过第一镂空区域11和第二镂空区域21观看佩戴环境，能够丰富眼镜结构100的应用场景。

2、佩戴头显设备时，透镜组件30靠近用户的眼睛，保护件40位于眼球追踪组件10一侧，能够同时将眼球追踪组件10、支撑组件20以及透镜组件30一起保护起来，无需为眼球追踪组件10和透镜组件30均设置保护结构，也无需为分散设置的眼球追踪组件10和透镜组件30设置同一尺寸较大的保护结构。本申请实施例中的保护件40为扁平式结构，使得集成的眼镜结构100轻薄美观，有利于提高用户的使用体验感。

3、支撑组件20分为框架22和卡接件23两个独立的部分，眼球追踪组件10安装在框架22的一侧，透镜组件30嵌入卡接件23中，再将框架 22与卡接件23连接起来，实现眼球追踪组件10、框架22、卡接件23以及透镜组件30之间的相互连接，便于组装眼镜结构100，能够减少眼镜结构100的制作成本。

4、卡接件23具有第一开口，固定件32从第一开口伸出，在头显设备的整机结构中，能够通过其他结构对固定件32进行压合，进一步提高透镜组件30的稳定性。

5、框架22为四方的框架22结构，框架本体221为与透镜组件30的曲面对应的扁平式结构，第二镂空区域21开设在框架本体221中，侧壁 222相当于是从框架本体221上延伸出的结构，框架本体221的一面与眼球追踪组件10连接，保护件40为具有一定弧度的曲面，保护件40的内曲面覆盖住眼球追踪组件10的同时也与框架22接触，保护件40与眼球追踪组件10相互配合，能够提高眼镜结构100的稳定性。

6、侧壁222在第一方向X上具有一定的厚度，而保护件40、透镜组件30均为片式结构，保护件40与框架22接触，透镜组件30卡在卡接件 23内，保护件40与透镜组件30之间具有一定的空间，该空间的周向通过侧壁222闭合，使得保护件40与透镜组件30之间形成闭合区域，保护件40与框架22均能起到隔绝外界佩戴环境的作用。

在本申请的描述中，词语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系，为基于附图所示的示例性的方向或位置关系，是为了便于描述或简化描述本申请的实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。

Claims (10)

1.一种眼镜结构，其特征在于，包括：

眼球追踪组件，具有第一镂空区域；

支撑组件，具有第二镂空区域；

透镜组件，具有光学调整区；

所述支撑组件的一侧与所述眼球追踪组件连接，另一侧与所述透镜组件连接；

沿第一方向，至少部分所述光学调整区露出于所述第一镂空区域和所述第二镂空区域；所述第一方向为所述透镜组件的中心朝向所述眼球追踪组件的中心的方向。

2.根据权利要求1所述的眼镜结构，其特征在于，还包括：保护件；

所述保护件覆盖于所述眼球追踪组件远离所述透镜组件的一侧；

所述保护件具有透光区，沿第一方向，所述透光区与所述光学调整区至少部分重合。

3.根据权利要求2所述的眼镜结构，其特征在于，所述支撑组件包括：框架和卡接件；

所述框架的一侧与所述眼球追踪组件连接，另一侧与所述卡接件连接；

所述第二镂空区域开设于所述框架中；

所述卡接件与所述透镜组件卡接。

4.根据权利要求3所述的眼镜结构，其特征在于，所述卡接件的内边缘与所述透镜组件的边缘卡接。

5.根据权利要求4所述的眼镜结构，其特征在于，所述卡接件具有第一开口；

所述透镜组件具有固定件；

所述固定件伸出于所述第一开口。

6.根据权利要求3所述的眼镜结构，其特征在于，所述眼球追踪组件包括：电路板、红外装置和摄像装置，均固定于所述框架的一侧。

7.根据权利要求6所述的眼镜结构，其特征在于，所述框架包括框架本体和侧壁；

所述侧壁的一端与所述框架本体的边缘连接，另一端与所述卡接件卡接；

所述框架本体背离所述侧壁的一侧连接所述眼球追踪组件和所述保护件；

所述侧壁、所述光学调整区和所述透光区合围成闭合区域。

8.根据权利要求1所述的眼镜结构，其特征在于，所述透镜组件包括：对称设置的第一镜片部和第二镜片部，所述第一镜片部和所述第二镜片部均为沿所述第一方向凸出的曲面；

所述光学调整区包括位于所述第一镜片部中的第一光学调整区和位于所述第二镜片部中的第二光学调整区。

9.一种头显设备，其特征在于，包括：如上述权利要求1-8中任一所述的眼镜结构。

10.根据权利要求9所述的头显设备，其特征在于，还包括：显示屏和整机支架；

所述显示屏与所述眼镜结构的框架分别与所述整机支架连接。

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