頭戴式顯示設(shè)備支架的制作方法
【專利摘要】一種頭戴式顯示設(shè)備支架，可用于虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的沉浸式視覺體驗(yàn)。包括頭部固定裝置和雙眼光學(xué)系統(tǒng)，可以將顯示設(shè)備固定在用戶頭上隨頭部一起運(yùn)動，顯示設(shè)備固定在頭部固定裝置前方的顯示設(shè)備固定裝置上，通過兩片凸透鏡對顯示設(shè)備上的左右并排格式圖像進(jìn)行屈光，從而形成距離較遠(yuǎn)的放大虛像。
【專利說明】頭戴式顯示設(shè)備支架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頭戴式顯示設(shè)備支架，可用于虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的沉浸式視覺體驗(yàn)。

【背景技術(shù)】
[0002]在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中，頭戴式顯示設(shè)備(HMD)是常見的顯示設(shè)備。
[0003]目前通常采用兩塊單獨(dú)的顯示器分別顯示左右眼圖像，這樣的產(chǎn)品造價(jià)昂貴。
[0004]也有一些產(chǎn)品，采用單塊顯示器，將顯示畫面分為左右兩部分，分別供給用戶左右眼觀看。但顯示器距離透鏡的距離小于50mm，透鏡焦距很短，因此顯示的畫面必須是經(jīng)過變形處理的球形畫面，才能抵抗透鏡的球形畸變效應(yīng)。這樣使得該類產(chǎn)品無法播放普通畫面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，所要解決的技術(shù)問題是:采用單塊顯示器顯示出普通左右并排格式的普通圖像，使用戶看到未發(fā)生球形畸變的顯示畫面。
[0006]本發(fā)明主要通過以下技術(shù)方案實(shí)施。
[0007]—種頭戴式顯示設(shè)備支架，包括頭部固定裝置和雙眼光學(xué)系統(tǒng)，可以將顯示設(shè)備固定在用戶頭上隨頭部一起運(yùn)動，顯示設(shè)備固定在頭部固定裝置前方的顯示設(shè)備固定裝置上，通過兩片凸透鏡對顯示設(shè)備上的左右并排格式圖像進(jìn)行屈光，從而形成距離較遠(yuǎn)的放大虛像，凸透鏡距離顯示設(shè)備40mm以上，凸透鏡的焦距小于70mm。
[0008]作為優(yōu)選，顯示設(shè)備固定裝置可以安裝的顯示設(shè)備包括手機(jī)、平板電腦及其他顯示器。
[0009]作為優(yōu)選，凸透鏡直徑大于40mm，使得用戶眼球在離凸透鏡20mm之外的位置也可以看到顯示的畫面，因而保證了用戶眼球與凸透鏡之間存在大于20mm的間隙，可以容納用戶自己的眼鏡鏡片。
[0010]作為優(yōu)選，兩片凸透鏡及鏡片支架可繞底部旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動一定角度，從而在6(Γ70_范圍內(nèi)調(diào)整兩片凸透鏡的中心距。
[0011]作為優(yōu)選，頭部固定裝置分為面罩和主體兩個(gè)部分，兩部分可分離和組合，凸透鏡及顯示設(shè)備均安裝在主體內(nèi)。
[0012]作為優(yōu)選，頭部固定裝置分為面罩和主體兩個(gè)部分之間采用旋轉(zhuǎn)卡扣式組合結(jié)構(gòu)，按壓解鎖按鈕即可打開卡扣。
[0013]作為優(yōu)選，頭部固定裝置分為面罩和主體兩個(gè)部分之間采用旋轉(zhuǎn)磁吸式組合結(jié)構(gòu)。
[0014]作為優(yōu)選，頭部固定裝置分為面罩和主體兩個(gè)部分之間采用頂部劃入式組合結(jié)構(gòu)。
[0015]作為優(yōu)選，頭部固定裝置上的系帶從用戶耳朵上方繞過，在系帶中安裝有骨傳導(dǎo)發(fā)聲模塊，可接收外界音頻信號并振動發(fā)聲。
[0016]作為優(yōu)選，頭部固定裝置前部為折疊式結(jié)構(gòu)，可折疊至較小體積。
[0017]作為優(yōu)選，頭部固定裝置前部為環(huán)抱式結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備，并且可合攏至較小體積。
[0018]作為優(yōu)選，頭部固定裝置下部開口，鏡片支架下部不封口，因而用戶可以向下轉(zhuǎn)動眼球看到外界的情況。
[0019]作為優(yōu)選，顯示設(shè)備固定裝置為活動式夾裝結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備。
[0020]本發(fā)明的有益效果是。
[0021]I)采用單塊顯示器，成本低廉，技術(shù)復(fù)雜度小，易于推廣。
[0022]2)內(nèi)部空間可以容納用戶的近視或遠(yuǎn)視眼鏡，用戶不用摘下眼鏡就可以使用本產(chǎn)品O
[0023]3)面罩和主體可分離，且分離組合方式靈活，分離后，用戶戴著面罩可以看清外界的情況。
[0024]4)骨傳導(dǎo)發(fā)聲系統(tǒng)保證用戶在可以聽清外界聲音的情況下使用本產(chǎn)品。
[0025]5)頭部固定裝置的折疊或合攏結(jié)構(gòu)可以使得本品收縮至較小體積，易于攜帶。
[0026]6)產(chǎn)品下部不封口，用戶可看到下方外界景物。
[0027]7)活動式夾裝結(jié)構(gòu)可適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是頭戴式顯示設(shè)備支架與顯示設(shè)備配合使用的情況示意圖。
[0029]圖2是眼鏡鏡片容納空間示意圖。
[0030]圖3是鏡片支架轉(zhuǎn)動示意圖。
[0031]圖4是面罩和主體分體式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖5是面罩和主體的旋轉(zhuǎn)卡扣式組合結(jié)構(gòu)的兩種狀態(tài)。
[0033]圖6是面罩和主體的旋轉(zhuǎn)磁吸式組合結(jié)構(gòu)的兩種狀態(tài)。
[0034]圖7是面罩和主體的頂部劃入式組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖8是頭部固定裝置折疊式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖9是頭部固定裝置環(huán)抱式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖10是使用戶能看到外界情況的結(jié)構(gòu)改型示意圖。
[0038]圖11是顯示設(shè)備固定裝置的活動式夾裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中示意元素及編號:顯示設(shè)備(I)、頭部固定裝置(2)、顯示設(shè)備固定裝置(3)、凸透鏡(4)、用戶眼球(5)、眼鏡鏡片(6)、鏡片支架(7)、底部旋轉(zhuǎn)軸(8)、面罩(9)、主體
(10)、解鎖按鈕(11)、磁性結(jié)合件(12)、系帶(13)、骨傳導(dǎo)發(fā)聲模塊(14)。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面通過實(shí)施例，結(jié)合附圖，對本新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步具體的說明。
[0041]圖1描述了頭戴式顯示設(shè)備支架與顯示設(shè)備(I)配合使用的情況。顯示設(shè)備(I)可以是平板顯示器，也可以是手機(jī)或者平板電腦等其他帶有顯示器的電子設(shè)備。用戶通過系帶(13)將頭部固定裝置(2)固定在眼睛前方，雙眼通過凸透鏡(4)可以看到放大了的顯示設(shè)備(I)的虛像。凸透鏡(4)的焦距為55mm，凸透鏡(4)距離顯示設(shè)備(I)距離為55mm，則顯示設(shè)備(I)的虛像位于無窮遠(yuǎn)處。系帶(13)穿過用戶的耳朵上方，在與左右耳后皮膚接觸的位置有兩個(gè)骨傳導(dǎo)發(fā)聲模塊(14)，分別發(fā)出左右聲道的聲音，從而形成立體聲效果。
[0042]圖2描述了為何需要采用40mm以上大口徑凸透鏡的原因。凸透鏡(4)直徑為40mm，與用戶眼球(5)的距離為25mm，而用戶自己的眼鏡鏡片(6)距離用戶眼球(5)的距離為20mm，因而有足夠的空間容納用戶的眼鏡。用戶戴著自己的眼鏡來使用本產(chǎn)品，可以免去調(diào)節(jié)雙眼屈光度這一繁瑣的過程，也避免了由于屈光度調(diào)節(jié)不合理導(dǎo)致的眼部不適。
[0043]圖3描述了如何調(diào)節(jié)雙眼瞳距。當(dāng)鏡片支架(7)處于豎直狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)凸透鏡(4)的中心距離為65mm ;當(dāng)鏡片支架(7)帶動凸透鏡(4)繞底部旋轉(zhuǎn)軸(8)向中心轉(zhuǎn)動一定角度，兩個(gè)凸透鏡(4)的中心距離為60mm，為最小瞳距狀態(tài)；當(dāng)鏡片支架(7)帶動凸透鏡(4)繞底部旋轉(zhuǎn)軸(8)偏離中心轉(zhuǎn)動一定角度,兩個(gè)凸透鏡(4)的中心距離為70mm,為最大瞳距狀態(tài)；
[0044]圖4描述了面罩(9)和主體分(10)體式結(jié)構(gòu)。凸透鏡(4)和顯示設(shè)備(I)均安裝在主體(10)內(nèi)，取下主體(10)之后，面罩(9)仍固定在用戶頭上，由于面罩(9)中沒有任何屈光部件，所以用戶可以毫無障礙地看清外界環(huán)境。
[0045]圖5描述了一種快速分離和組合面罩(9)和主體(10)的方案。當(dāng)兩部分上方的旋轉(zhuǎn)軸卡住之后，向下旋轉(zhuǎn)主體(10)至卡扣鎖緊，兩部分即合為一體；向上按解鎖按鈕(11)即可打開卡扣，向上旋轉(zhuǎn)并移動主體(10)即可將兩部分分離。
[0046]圖6描述了另一種快速分離和組合面罩(9)和主體(10)的方案。兩部分表面都嵌有磁性結(jié)合件(12)，當(dāng)兩部分上方的旋轉(zhuǎn)軸卡住之后，向下旋轉(zhuǎn)主體(10)至兩部分中的磁性結(jié)合件(12)吸緊，兩部分即合為一體；用力向外拉動主體(10)可使兩部分中的磁性結(jié)合件(12)分離，然后向上旋轉(zhuǎn)并移動主體(10)即可將兩部分分離。
[0047]圖7描述了另一種快速分離和組合面罩(9)和主體(10)的方案。兩個(gè)部分之間采用如圖所示的頂部劃入式組合結(jié)構(gòu)。
[0048]圖8描述了頭部固定裝置(2)折疊式結(jié)構(gòu)方案。如圖，采用中點(diǎn)向內(nèi)折疊的方式，可將頭部固定裝置(2)折疊至較小體積。
[0049]圖9描述了頭部固定裝置(2)環(huán)抱式結(jié)構(gòu)方案。如圖，采用兩個(gè)可在不同角度卡緊的旋轉(zhuǎn)臂，可將不同尺寸的顯示設(shè)備(I)緊緊卡住，當(dāng)取下顯示設(shè)備(I)之后，可以將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)至緊貼凸透鏡(4)，因而可將頭部固定裝置(2)合攏至較小體積。
[0050]圖10描述了如何使用戶戴著頭部固定裝置(2)仍然能看到外部情況。頭部固定裝置(2)下部開口，鏡片支架(7)下部不封口，凸透鏡(4)下部一部分空缺，因而用戶可以向下轉(zhuǎn)動眼球看到外界的情況。
[0051]圖11描述了活動式顯示設(shè)備固定裝置(2)如何適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備(I)。顯示設(shè)備固定裝置(2)包括活動式夾裝結(jié)構(gòu)，活動式夾裝結(jié)構(gòu)為彈性夾緊式，可卡緊不同尺寸的顯示設(shè)備(I)。
[0052]以上對本專利實(shí)施例的選型方案進(jìn)行了描述，但是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利的設(shè)計(jì)思想和構(gòu)思的基礎(chǔ)上仍可以作出其他變型或者改型，應(yīng)當(dāng)說，這樣一些變型或改型都屬于本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴式顯示設(shè)備支架，包括頭部固定裝置和雙眼光學(xué)系統(tǒng)，可以將顯示設(shè)備固定在用戶頭上隨頭部一起運(yùn)動，其特征是:顯示設(shè)備(I)固定在頭部固定裝置(2)前方的顯示設(shè)備固定裝置(3)上，通過兩片凸透鏡(4)對顯示設(shè)備(I)上的左右并排格式圖像進(jìn)行屈光，從而形成距離較遠(yuǎn)的放大虛像，凸透鏡(4)距離顯示設(shè)備(I) 40mm以上，凸透鏡(4)的焦距小于70謹(jǐn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:顯示設(shè)備固定裝置(3)可以安裝的顯示設(shè)備(I)包括手機(jī)、平板電腦及其他顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:凸透鏡(4)直徑大于40_，使得用戶眼球(5)在離凸透鏡(4) 20mm之外的位置也可以看到顯示的畫面，因而保證了用戶眼球(5)與凸透鏡(4)之間存在大于20mm的間隙，可以容納用戶自己的眼鏡鏡片(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:兩片凸透鏡(4)及鏡片支架(7)可繞底部旋轉(zhuǎn)軸(8)轉(zhuǎn)動一定角度，從而在6(T70mm范圍內(nèi)調(diào)整兩片凸透鏡(4)的中心距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)分為面罩(9)和主體(10)兩個(gè)部分，兩部分可分離和組合，凸透鏡(4)及顯示設(shè)備(I)均安裝在主體(10)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)分為面罩(9)和主體(10)兩個(gè)部分之間采用旋轉(zhuǎn)卡扣式組合結(jié)構(gòu)，按壓解鎖按鈕(11)即可打開卡扣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)分為面罩(9)和主體(10)兩個(gè)部分之間采用旋轉(zhuǎn)磁吸式組合結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)分為面罩(9)和主體(10)兩個(gè)部分之間采用頂部劃入式組合結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)上的系帶(13)從用戶耳朵上方繞過，在系帶(13)中安裝有骨傳導(dǎo)發(fā)聲模塊(14)，可接收外界音頻信號并振動發(fā)聲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)前部為折疊式結(jié)構(gòu)，可折疊至較小體積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)前部為環(huán)抱式結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備(1)，并且可合攏至較小體積。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:頭部固定裝置(2)下部開口，鏡片支架(7)下部不封口，因而用戶可以向下轉(zhuǎn)動眼球看到外界的情況。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備支架，其特征是:顯示設(shè)備固定裝置(2)為活動式夾裝結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)不同尺寸的顯示設(shè)備(I)。
【文檔編號】G02B27/01GK203930211SQ201320793024
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:覃政