WO2018196545A1

WO2018196545A1 - 可穿戴设备

Info

Publication number: WO2018196545A1
Application number: PCT/CN2018/081063
Authority: WO
Inventors: 马占山; 田文红; 陈东; 张�浩; 陈丽莉; 孙志宇
Original assignee: 京东方科技集团股份有限公司; 北京京东方光电科技有限公司
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2018-11-01
Also published as: US11402063B2; US20210231259A1; CN206671689U

Abstract

一种可穿戴设备，属于智能设备领域，包括：头戴显示器（102）、与人体的头部轮廓匹配的C形佩戴组件（103）和连接组件（101），C形佩戴组件（103）由可形变材料制成；连接组件（101）的一端（P）与C形佩戴组件（103）的一端（m）连接，连接组件（101）的另一端（Q）通过连接轴（a）与头戴显示器（102）连接，连接轴（a）的轴线（s）通过头戴显示器（102）的重心（G）；C形佩戴组件（103）的另一端（n）能够卡接在人体的枕骨上，使头戴显示器（102）与人脸贴合。可穿戴设备中头戴显示器（102）能够与用户面部紧密贴合，从而避免了漏光以及佩戴不适的问题。

Description

可穿戴设备

本申请要求于2017年4月27日提交中国国家知识产权局、申请号为201720459233.7、发明名称为“可穿戴设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及智能设备领域，特别涉及一种可穿戴设备。

背景技术

当前，可穿戴设备，尤其是头部可穿戴设备，如头戴显示设备等在人们的日常生活中已经越来越常见了。实际应用中，如何将头部可穿戴设备可靠地固定于用户的头部已经成为了一个研究热点。

申请内容

本申请实施例提供了一种可穿戴设备。所述可穿戴设备包括：

头戴显示器、与人体的头部轮廓匹配的C形佩戴组件和连接组件，所述C形佩戴组件由可形变材料制成；

所述连接组件的一端与所述C形佩戴组件的一端连接，所述连接组件的另一端通过连接轴与所述头戴显示器连接，所述连接轴的轴线通过所述头戴显示器的重心；

所述C形佩戴组件的另一端能够卡接在人体的枕骨上，使所述头戴显示器与人脸贴合。

可选的，所述连接组件包括U形结构和两个所述连接轴；所述U形结构的两端分别通过一个连接轴与所述头戴显示器转动连接，所述U形结构的中部与所述C形佩戴组件的一端固定连接。

可选的，所述可穿戴设备还包括保护套，所述保护套套接于所述C形佩戴组件外部，所述保护套由可形变材料制成。

可选的，所述C形佩戴组件的形状与人体的颅顶轮廓匹配，所述可穿戴设备还包括保护垫，所述保护垫与所述C形佩戴组件远离所述头戴显示器的一端连接，所述保护垫由可形变材料制成，所述保护垫能够与人体的枕骨贴合。

可选的，所述保护垫的厚度为6毫米至10毫米。

可选的，所述C形佩戴组件的材质为弹簧钢片。

可选的，所述C形佩戴组件的材质为聚碳酸酯。

可选的，所述可形变材料为软胶、海绵或硅胶。

可选的，所述可穿戴设备还包括脸部贴合组件，所述头戴显示器与所述脸部贴合组件连接，所述脸部贴合组件由可形变材料制成。

可选的，所述头戴显示器包括对称设置的两个显示屏，在所述可穿戴设备被穿戴时，所述两个显示屏的图像显示面朝向用户。

可选的，所述头戴显示器还包括透镜，所述透镜设置于所述两个内显示屏的图像显示面所在侧。

可选的，所述头戴显示器包括外显示屏，在所述可穿戴设备被穿戴时，所述外显示屏的图像显示面背向用户。

可选的，所述保护垫的形状为条状。

可选的，所述保护垫的角部为圆角。

可选的，所述保护垫的宽度由中间向两边递增。

可选的，所述脸部贴合组件与所述头戴显示器可拆卸地连接。

可选的，所述C形佩戴组件的曲率大于人体头部的平均曲率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的正视图。

图4是本申请实施例提供的一种头戴显示器的结构示意图。

具体实施方式

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。

随着科技的发展，特别是虚拟现实技术的发展，头部可穿戴设备在人们的日常生活中已经越来越常见了，例如，VR(Virtual Reality,虚拟现实)眼镜以及AR(Augmented Reality，增强现实)眼镜等都是常见的头部可穿戴设备。实际应用中，如何将头部可穿戴设备可靠地固定于用户的头部已经成为了一个研究热点。

相关技术中，头部可穿戴设备通常可以包括一个可调整松紧的头圈，该头圈可以与头部可穿戴设备的头戴显示器连接，在穿戴该头部可穿戴设备时，用户可以将头圈固定在自身的头部，同时使与该头圈连接的头戴显示器悬挂于自身的面部前方。

但是，由于不同用户的面部轮廓不同，因此，仅仅将头戴显示器悬挂于用户的面部前方很可能导致头戴显示器无法与不同用户的面部均紧密贴合，此外，当用户做仰头或低头的动作时，头戴显示器很可能在自身的重力作用下发生翻转，这也会导致头戴显示器与用户的面部无法紧密贴合，而头戴显示器与用户的面部无法紧密贴合会引起漏光以及佩戴不适的问题。

本申请实施例提供了一种可穿戴设备，如图1所示，该可穿戴设备包括：连接组件101、头戴显示器102以及与人体的头部轮廓匹配的C形佩戴组件103，该C形佩戴组件103由可形变材料制成。

如图1所示，连接组件101的一端P与C形佩戴组件103的一端m连接，连接组件的另一端Q通过连接轴a与头戴显示器102连接，连接轴a的轴线通过头戴显示器102的重心。C形佩戴组件103的另一端n能够卡接在人体的枕骨上，使头戴显示器102与人脸贴合。

需要说明的是，上述可穿戴设备可以为VR(Virtual Reality,虚拟现实)眼镜、AR(Augmented Reality，增强现实)眼镜等可以穿戴于人体头部上的设备。其中，头戴显示器102可以为该可穿戴设备中能够与用户进行视觉感官交互的组件，例如，头戴显示器102可以为VR眼镜或AR眼镜等设备上的镜体等。

在本申请的一个实施例中，头戴显示器102可以包括用于显示图像的显像结构，如显示屏或透镜等，可选的，头戴显示器102还可以包括用于采集用户运动状态的运动传感器(如陀螺仪等)以及通信结构，该通信结构可以为蓝牙模块或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)模块等。在本申请的一个实施例中，该头戴显示器102可以由质量较轻的材料制成，其重量可以为300克以下。

如图1所示，C形佩戴组件103通过连接组件101与头戴显示器102连接，在实际应用中，该C形佩戴组件103可以与人体的颅顶轮廓相匹配，在这种情况下，当用户佩戴该可穿戴设备时，该C形佩戴组件103可以经由用户的前额e、顶骨d和枕骨z卡接于用户的枕骨z上(如图1所示)，其中，需要说明的是，C形佩戴组件103设计时以一个模拟的人体头部做参考，该模拟的人体头部是根据一些算法得到的模型。

当然，在本申请的一些实施例中，该C形佩戴组件103也可以与人体头部的横截面轮廓相匹配，在这种情况下，当用户佩戴该可穿戴设备时，该C形佩戴组件103可以经由用户的前额、太阳穴和枕骨卡接于用户的头部，其中，该C形佩戴组件的中部可以卡接在用户的耳骨与头骨所形成的间隙处，其形状类似于头带或头套的一半。

可选的，如图1所示，上述可穿戴设备还可以包括保护垫104，该保护垫104与C形佩戴组件103远离头戴显示器102的一端n(也即是上文所述的C形佩戴组件103的另一端n)连接。保护垫104由可形变材料制成，可选的，保护垫104可以由软胶、海绵或硅胶等材料制成，保护垫104能够与人体的枕骨相匹配。在本申请的一个实施例中，保护垫104的厚度可以为6毫米到10毫米。

设置上述保护垫104可以加大C形佩戴组件103与用户头部枕骨z的接触面积，从而减小C形佩戴组件103与用户头部枕骨z之间的压强，继而保证了用户佩戴的舒适度。此外，该保护垫104由可形变材料制成，这进一步增强了用户佩戴的舒适度。

可选的，该保护垫104的形状可以为条状，且，该保护垫104的宽度从中间向两边递增，这样可以保证保护垫104的形状符合人体工学，从而提高用户佩戴的舒适度。此外，该保护垫104的角部可以为圆角，这样，可以避免尖锐的角部划伤用户，继而提高用户佩戴的舒适度。

需要说明的是，保护垫104的尺寸可以由技术人员根据人机工程数据进行设定，以保证该保护垫104一方面不至于过大从而对用户的耳朵造成压迫，另一方面不至于过小从而在佩戴过程中脱落。

在实际应用中，C形佩戴组件103可以由可形变材料制成，可选的，在本申请的一些实施例中，C形佩戴组件103的材质可以为弹簧钢片、聚碳酸酯等。

此外，C形佩戴组件103的曲率可以设置为大于人体头部的平均曲率，从而保证用户在佩戴该可穿戴设备时，需要向远离头戴显示器102的方向拉动该C形佩戴组件103，使该C形佩戴组件103产生形变后再卡接于用户的头部。请参考图2，图2所示W为未佩戴状态下(也即是静置状态下)的C形佩戴组件103，F为佩戴状态下的C形佩戴组件103，由图2可知，该C形佩戴组件103处于佩戴状态时会产生形变。由于C形佩戴组件103处于佩戴状态时会产生形变，因而在用户佩戴该可穿戴设备时，产生形变的C形佩戴组件103朝向人体面部的一侧会形成一个朝向用户面部方向(如图2所示的o方向)的收紧力，从而使得与该C形佩戴组件103连接的头戴显示器102可以在该收紧力的作用下与用户的面部紧密贴合并固定，继而避免了可穿戴设备出现漏光及佩戴不舒适的现象。

需要说明的是，上述C形佩戴组件103的曲率、长度、弹性张力等物理参数可以由技术人员根据人机工程数据进行设定，本申请实施例在此不做具体限定。

请继续参考图1，如图1所示，上述连接组件101的一端P与C形佩戴组件103的一端m固定连接，另一端Q通过连接轴a与头戴显示器102连接。此外，请参考图3，图3所示为可穿戴设备的正视图，如图3所示，上述连接轴a的轴线s通过该头戴显示器102的重心G。

由于连接组件101的一端Q通过连接轴a与头戴显示器102连接，因此，在佩戴该可穿戴设备的过程中，头戴显示器102可以根据用户的面部轮廓自动绕连接轴a的轴线旋转，例如，当用户的鼻梁和颧骨较高时，头戴显示器102可以向图1所示的u方向旋转，当用户的鼻梁和颧骨较低时，头戴显示器102可以向图1所示的v方向旋转。头戴显示器102根据用户的面部轮廓自动旋转一方面可以保证头戴显示器102与用户面部的紧密贴合，从而避免可穿戴设备出现漏光及佩戴不舒适的现象，另一方面用户在佩戴过程中不需要手动调节头戴显示器102的位置，从而简化了用户的佩戴步骤。

此外，由于连接轴a的轴线s通过头戴显示器102的重心G，因此，头戴显示器102的重力在上述轴线s上产生的力矩恒为0，这样，在用户仰头、低头时，头戴显示器102不会因为自身的重力而发生翻转，从而保证了头戴显示器102与用户面部的紧密贴合，避免了可穿戴设备出现漏光及佩戴不舒适的现象。同时由于连接轴a的轴线s通过头戴显示器102的重心G，因此，上述C形佩戴组件103形变时产生的收紧力可以均匀地分布在头戴显示器102与人脸接触的区域中，保证了头戴显示器102与人脸处处都可紧密贴合，避免了可穿戴设备出现漏光及佩戴不舒适的现象。

请继续参考图3，如图3所示，可选的，上述连接组件101包括U形结构1011和两个连接轴a，该U形结构1011的两端d1和d2分别通过一个连接轴a与头戴显示器102转动连接，该U形结构1011的中部zz与C形佩戴组件103的一端m固定连接。需要说明的是，该U形结构可以由刚性材料制成。还需要说明的是，在该可穿戴设备被佩戴时，该U形结构相对于人脸呈现为倒U形。

综上所述，本申请实施例提供的可穿戴设备包含C形佩戴组件，在该可穿戴设备被穿戴时，该C形佩戴组件能够卡接在用户的头部，由于C形佩戴组件由可形变材料制成，因此，在可穿戴设备被穿戴时，C形佩戴组件可以产生一个朝向用户脸部的收紧力，在该收紧力的作用下，头戴显示器可以与用户的面部紧密贴合，此外，由于与头戴显示器连接的连接轴的轴线通过头戴显示器的重心，因此，头戴显示器的重力在该轴线上产生的力矩恒为0，这样，在用户仰头、低头时，头戴显示器不会因为自身的重力而发生翻转，从而保证了头戴显示器与用户面部的紧密贴合。头戴显示器与用户脸部的紧密贴合可以避免漏光以及佩戴不适的问题。

可选的，在实际应用中，上述可穿戴设备还可以包括保护套，该保护套套接于C形佩戴组件103外部，该保护套由可形变材料制成，在本申请的一个实施例中，上述保护套可以由软胶、海绵或硅胶等材料制成。

在C形佩戴组件103的外部设置保护套可以防止C形佩戴组件103与用户的头部硬接触，从而可以保证用户的佩带舒适性。

请继续参考图1，上述可穿戴设备还包括脸部贴合组件105，头戴显示器102与脸部贴合组件105连接，该脸部贴合组件105由海绵等可形变材料制成。

在实际应用中，由于可穿戴设备被穿戴时，头戴显示器102需要与人脸长时间接触。因此，为了保证佩戴舒适性，本申请实施例可以提供脸部贴合组件 105，该脸部贴合组件105在可穿戴设备被佩戴时可以位于头戴显示器102与人脸之间，并与人脸接触，由于该脸部贴合组件105由可形变材料制成，因此，其与人脸接触时对人脸的压迫较弱，从而保证了可穿戴设备的穿戴舒适性。

可选的，该脸部贴合组件105可以与头戴显示器102可拆卸地进行连接，这样可以方便对脸部贴合组件105的更换和清洗。

在实际应用中，头戴显示器102可以包括对称设置的两个内显示屏，在可穿戴设备被穿戴时，该两个内显示屏的图像显示面朝向用户。需要说明的是，上述两个显示屏的图像显示面为该两个显示屏的出光面。

该头戴显示器102还可以包括透镜，该透镜可以设置于该两个内显示屏的图像显示面所在侧，如图4所示，该内显示屏SS的图像显示面为G，透镜L可以设置于内显示屏SS的图像显示面G所在的一侧。可选的，头戴显示器102可以包括两个透镜，该两个透镜可以分别设置于两个内显示屏的图像显示面所在侧。在用户佩戴该可穿戴设备时，该透镜位于内显示屏和用户之间。实际实现时，该透镜可以为凸透镜，内显示屏显示的图像可以在凸透镜的作用下产生放大的虚像，从而使用户能够清晰地观看该内显示屏显示的图像，如图4所示，该内显示屏SS显示的图像经过凸透镜后，可以成一个放大的虚像X。

可选的，该头戴显示器102可以包括外显示屏，请参考图3，该外显示屏可以设置于头戴显示器102的ww侧，在可穿戴设备被穿戴时，该外显示屏的图像显示面背向佩戴该可穿戴设备的用户。实际应用中，该外显示屏可以显示佩戴该可穿戴设备的用户的人脸图像，在这种情况下，头戴显示器102还可以包括一个图像采集组件(例如摄像机等)，该图像采集组件可以采集佩戴该可穿戴设备的用户的人脸的图像。或者，该外显示屏可以显示内显示屏所显示的图像等，本申请实施例对此不做具体限定。

本申请实施例提供的可穿戴设备可以佩戴于用户头部，下面本申请实施例将以图1所示的可穿戴设备为例，对本申请实施例提供的可穿戴设备的穿戴方法做简要说明，该方法可以为：

将可穿戴设备的C形佩戴组件撑开使得该C形佩戴组件的开口大于用户头部的纵截面的头围，而后将C形佩戴组件卡接于用户的头部，并使与C形佩戴组件连接的头戴显示器位于用户脸部前方。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：

头戴显示器、与人体的头部轮廓匹配的C形佩戴组件和连接组件，所述C形佩戴组件由可形变材料制成；

所述连接组件的一端与所述C形佩戴组件的一端连接，所述连接组件的另一端通过连接轴与所述头戴显示器连接，所述连接轴的轴线通过所述头戴显示器的重心；

所述C形佩戴组件的另一端能够卡接在人体的枕骨上，使所述头戴显示器与人脸贴合。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述连接组件包括U形结构和两个所述连接轴；所述U形结构的两端分别通过一个连接轴与所述头戴显示器转动连接，所述U形结构的中部与所述C形佩戴组件的一端固定连接。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述可穿戴设备还包括保护套，所述保护套套接于所述C形佩戴组件外部，所述保护套由可形变材料制成。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述C形佩戴组件的形状与人体的颅顶轮廓匹配，所述可穿戴设备还包括保护垫，所述保护垫与所述C形佩戴组件远离所述头戴显示器的一端连接，所述保护垫由可形变材料制成，所述保护垫能够与人体的枕骨贴合。
根据权利要求4所述的可穿戴设备，所述保护垫的厚度为6毫米至10毫米。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述C形佩戴组件的材质为弹簧钢片。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述C形佩戴组件的材质为聚碳酸酯。
根据权利要求3或4所述的可穿戴设备，所述可形变材料为软胶、海绵或硅胶。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述可穿戴设备还包括脸部贴合组件，所述头戴显示器与所述脸部贴合组件连接，所述脸部贴合组件由可形变材料制成。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述头戴显示器包括对称设置的两个内显示屏，在所述可穿戴设备被穿戴时，所述两个内显示屏的图像显示面朝向用户。
根据权利要求10所述的可穿戴设备，所述头戴显示器还包括透镜，所述透镜设置于所述两个内显示屏的图像显示面所在侧。
根据权利要求1或10所述的可穿戴设备，所述头戴显示器包括外显示屏，在所述可穿戴设备被穿戴时，所述外显示屏的图像显示面背向用户。
根据权利要求4所述的可穿戴设备，所述保护垫的形状为条状。
根据权利要求4所述的可穿戴设备，所述保护垫的角部为圆角。
根据权利要求13所述的可穿戴设备，所述保护垫的宽度由中间向两边递增。
根据权利要求9所述的可穿戴设备，所述脸部贴合组件与所述头戴显示器可拆卸地连接。
根据权利要求1所述的可穿戴设备，所述C形佩戴组件的曲率大于人体头部的平均曲率。