CN110703907B - 头戴式智能设备以及用于增强现实的眼镜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了头戴式智能设备以及用于增强现实的眼镜。这种头戴式智能设备包括：智能组件和与所述智能组件相连的头带，在所述头带中设置有由形状记忆合金制备的弹性件，所述弹性件与所述智能组件导热式连接。利用形状记忆合金的形状记忆特性，可精确地控制头带的伸展状态和收纳状态，从而方便头戴式智能设备收纳。

Description

头戴式智能设备以及用于增强现实的眼镜

技术领域

本申请涉及一种电子设备，特别是一种头戴式智能设备。本申请还涉及一种用于增强现实的眼镜。

背景技术

混合现实，即MR，是虚拟现实VR和扩增实境AR的结合体。通常，使用者可借助于头戴式智能设备，例如MR眼镜而沉浸在计算机生成的真实世界和虚拟事物叠加后的全新三维环境中。以MR眼镜为例，在MR眼镜上设置有处理器，传感器等多个电子元件，以在现实场景里叠加计算机生成的虚拟事物，从而形成全新的三维环境。

发明内容

本发明提出了一种头戴式智能设备。在头戴式智能设备的头带内具有由形状记忆合金制备的弹性件。利用形状记忆合金的形状记忆特性，可精确地控制头带的伸展状态和收纳状态，从而方便头戴式智能设备收纳。

根据本发明第一方面的头戴式智能设备，包括：智能组件和与所述智能组件相连的头带，在所述头带中设置有由形状记忆合金制备的弹性件，所述弹性件与所述智能组件导热式连接。

在一个实施例中，所述弹性件形成所述头带的至少一个折叠区。

在一个实施例中，所述形状记忆合金的转变温度在40℃到45℃之间，在低于所述转变温度时，所述弹性件为折叠状态；在高于所述转变温度时，所述弹性件为伸展状态。

在一个实施例中，所述形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。

在一个实施例中，所述头带包括本体，所述弹性件被设置在所述本体内。

在一个实施例中，在所述本体内设置有容纳槽，所述弹性件安装在所述容纳槽内。

在一个实施例中，所述弹性件与本体还通过螺钉固定连接。

在一个实施例中，在所述本体上设置有延伸到所述弹性件的多个散热孔。

在一个实施例中，在所述头带内还设置有信号线，所述信号线以固定贴附方式延伸越过所述弹性件。

在一个实施例中，所述弹性件构造为弹性金属片体。

根据本发明第二方面的用于增强现实的眼镜，包括承载有智能组件的眼镜框和与所述眼镜框相连的眼镜腿，其中，在所述眼镜腿上设置有由形状记忆合金制备的弹性金属片体，所述弹性金属片体与所述智能组件导热式连接并且形成所述眼镜腿的折叠部。

在一个实施例中，所述形状记忆合金的转变温度在40℃到45℃之间，在低于所述转变温度时，所述弹性金属片体为折叠状态；在高于所述转变温度时，所述弹性金属片体为伸展状态。

在一个实施例中，所述眼镜框由金属材料制成，所述形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。

在一个实施例中，所述弹性金属片体处于所述眼镜腿的与所述眼镜框相邻的1/3区域内。

在一个实施例中，所述眼镜腿还包括本体，在所述本体内设置有容纳槽，所述弹性金属片体安装在所述容纳槽内。

在一个实施例中，所述弹性金属片体与本体还通过螺钉固定连接。

在一个实施例中，在所述本体上设置有延伸到所述弹性金属片体的多个散热孔。

在一个实施例中，在所述眼镜腿内还设置有信号线，所述信号线以固定贴附方式延伸越过所述弹性金属片体。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明的头戴式智能设备具有能够折叠的头带，在头带中设置有由形状记忆合金制备的弹性件，弹性件与智能组件导热式连接。这样，利用形状记忆合金的形状记忆特性，可精确地控制头带的伸展状态和收纳状态，从而方便头戴式智能设备收纳。此外，利用形状记忆合金的超弹性，可以提高头带的变形性能。再者，形状记忆合金能辅助智能设备的散热，从而提高使用者的使用感受。

对于本申请的用于增强现实的眼镜而言，由形状记忆合金制备的弹性金属片体形成眼镜腿的折叠部，借助于形状记忆合金的形状记忆特性，完成眼镜腿的伸展和收纳，由此大幅度减少了眼镜的零件数量，降低眼镜的制造难度和制造成本。而且，此外，弹性金属片体还可以作为散热部件，以辅助散热。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地显示了根据本发明一个实施例的头戴式智能设备的整体。

图2示意性地显示了头戴式智能设备的头带的B-B截面图。

图3以部分挖空的方式示意性地显示了弹性件与头带本体的一种位置关系。

图4以部分挖空的方式示意性地显示了弹性件与头带本体的另一种位置关系。

图5示意性地显示了根据本发明另一个实施例的用于增强现实的眼镜的整体。

图6示意性地显示了弹性金属片体在伸展状态下的横截面。

图7示意性地显示了弹性金属片体在折叠状态下的横截面。

图8示意性地显示了弹性金属片体与本体相连的另一种形式。

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，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1整体上示意性地显示了根据本发明一个实施例的头戴式智能设备1。如图1所示，头戴式智能设备1(以下简称为智能设备1)包括智能组件100和与智能组件100相连的头带200。头带200构造为能够折叠。例如，在头带200中设置有由形状记忆合金制备的弹性件300，弹性件300与智能组件100导热式连接。

这样，利用形状记忆合金的形状记忆特性，可精确地控制头带200的伸展状态和收纳状态，从而方便智能设备1收纳，方便了使用者的使用。在另外的实施例中，头带200以可拆装的方式与智能设备1相连。

在智能组件100工作时，智能组件100的各个电子元器件会发热，而使得智能组件100形成智能设备1的发热件。例如，对于智能眼镜而言，在智能组件100工作时，其温度可达到40℃以上。在这种情况下，本发明使用的形状记忆合金的转变温度为40℃到45℃之间。另外，在形状记忆合金的温度低于其转变温度时，弹性件300为折叠状态；在形状记忆合金的温度高于其转变温度时，弹性件300为伸展状态。这样，通过环境温度和智能组件100散发的热量，可控制弹性件300的变形，进而精确控制头带200的伸展状态和收纳状态。

例如，当环境温度为15℃时，在将智能设备1从收纳盒中取出后，可首先对弹性件300进行预热到其温度高于形状记忆合金的转变温度，使得弹性件300变为伸展状态，头带200也顺应地变为伸展状态，以供使用者使用。在这种情况下，智能组件100所散热的热量可保持弹性件300为伸展状态。在收纳智能设备1时，需要将弹性件300的温度降低到其转变温度以下，无需特别注意弹性件300的折叠形状，这是由于形状记忆合金的特性决定的。由此，极大地方便了使用者收纳智能设备1。在这种情况下，弹性件300形成头带200的至少一个折叠区。

此外，在高于形状记忆合金的转变温度时，弹性片300还具有非常好弹性。这样可以极大地提高头带200的变形性能，以适应不同使用者的头部的形状。

在一个具体的实施例中，形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。通过控制合金的元素比和适当的热处理工艺，可将合金的转变温度控制在40℃到45℃之间，这里不再赘述。

如上所述，在智能组件100工作时，智能组件100的各个电子元器件会发热。电子元器件的发热会导致智能组件100的运算速度变慢，甚至会导致影像和/或声音延迟，这导致使用者的使用感受不佳。在本申请的智能设备1中，智能组件100不但可以通过其自身向周围环境散热，而且其产生的热可传递到头带上的弹性件300来辅助散热，这相当于增加了智能组件100的散热面积。由此，带有弹性件300的头带200可以大幅提高智能组件100的散热能力，进而提高了使用者使用智能设备1的使用感受。

在一个实施例中，弹性件300构造为弹性金属片体301。弹性金属片体301具有良好的传热和散热性能，从而有助于对智能组件100进行散热。此外，弹性金属片体301还由于厚度较小，更易于变形并具有良好的弹性，这有助于将智能设备1稳定地戴在头上，使用者也就能看到更稳定的影像，从而进一步提高了使用感受。

在另外的实施例中，弹性金属片体301的厚度可以大于等于0.1mm小于等于3.5mm，优选为大于等于0.3mm小于等于1.2mm，更优选为0.8mm。发明人发现，这种厚度的弹性金属片体301较为轻薄，不但散热能力较好，在温度高于形状记忆合金的转变温度时，其变形速度快，而且重量较小并且弹性也较好，有助于减小智能设备1的重量，并且智能设备1的佩戴也更为稳定。

如图2所示，弹性件300被设置在本体201内。这样，从外部不会看到弹性件300，从而提高智能设备1的美观性。在一个优选的实施例中，在本体201上设置有延伸到弹性件300的多个散热孔310(如图1所示)。散热孔有助于提高弹性件300的散热能力，而且不会影响智能设备1的美观性。

在一个实施例中，如图3所示，在本体201内设置有容纳槽202，弹性件300则安装在容纳槽202内。更优选地，弹性件300与本体201还通过螺钉固定连接在一起，这样就实现了将弹性件300设置在本体201内。

在一个具体的实施例中，对于弹性金属片体301而言，在弹性金属片体301上预设有螺钉孔，并且在本体201上相应地预设有螺钉孔，在将弹性金属片体301安装到容纳槽202内后，弹性金属片体301上的螺钉孔与本体201上的螺钉孔正对，然后将螺钉安装到这两个螺钉孔中，由此将弹性金属片体301固定在本体201内。

在另一个具体的实施例中，如图4所示，在本体201上间隔设置有两个收容腔204，在两个收容腔204之间形成有凹槽205。收容腔204和凹槽205一起形成了本体201的容纳槽。本体201还包括与凹槽205适配的盖板(未示出)。弹性金属片体301的两端分别插入到两个收容腔204内(如图4中的虚线所示)，并且整体处于凹槽205内。盖板以可拆装的方式安装在凹槽205内，并覆盖弹性金属片体301，从而将弹性金属片体301设置在本体201内。

在另外的实施例中，本体为塑料件，这样可通过注塑方式将弹性金属片体301直接固定设置在本体201内。

在智能设备1的头带200内还设置有信号线210，以实现数据传输。如图3所示，信号线210以固定贴附方式延伸越过弹性件300。对于面状的弹性金属片体301而言，更加有利于信号线210的固定。在图4所示的实施例中，信号线210也可以以固定贴附方式延伸越过弹性金属片体301。例如，可以以粘结方式或在弹性金属片体301的表面上构造延伸槽的方式将信号线210固定贴合在弹性金属片体301上。在收纳头带200时，弹性金属片体301可具有较大的弯曲半径(例如，弯曲半径在2mm到100mm，优选为1.5mm到2.5mm，更优选为1.8mm)。由此在弹性金属片体301弯曲时，固定贴附在弹性金属片体301上的信号线210会顺应弹性金属片体301的弯曲而以较大的弯曲半径弯曲，这就减小了信号线210意外折断的几率，提高了智能设备1的使用寿命。

图5示意性地显示了根据本发明另一个实施例的用于增强现实的眼镜6的整体。眼镜6与上文所述的智能设备1有相似之处，这里仅描述两者的不同之处。如图5所示，眼镜6包括眼镜框600和与眼镜框600相连的眼镜腿700。在眼镜框600上设置有如上文所述的智能组件100，在眼镜腿700上设置有由形状记忆合金制备的弹性金属片体701(在图5中，以剖开眼镜腿700的形式而显示)。弹性金属片体701与智能组件100导热式连接并且形成眼镜腿700的折叠部。弹性金属片体701与上文所述的弹性金属片体301相同，因此也具有形状记忆性、良好的传热、散热性能和有较大的弯曲半径。这样，在眼镜6中就省去了用于实现眼镜腿700折叠的传统的机械轴，由此大幅度减少了眼镜6的零件数量，降低眼镜6的制造难度和制造成本。

应理解的是，“弹性金属片体701与智能组件100导热式连接”意味着弹性金属片体701与智能组件100直接连接，也可以通过传热件间接相连。在一个实施例中，眼镜框600由铝或铝合金制成，弹性金属片体701与智能组件100通过眼镜框600间接相连。铝或铝合金具有良好的散热性能，而且传热系数较高，有助于将智能组件100产生的热量快速传递到弹性金属片体701，从而进一步提高了眼镜6或智能组件100的散热能力。此外，铝或铝合金的密度较小，有助于降低眼镜6的重量，这也有助于提高使用者使用眼镜6的使用感受。再者，铝或铝合金还有助于眼镜框600与弹性金属片体701之间的热传递，从而有助于弹性金属片体701的温度快速到达形状记忆合金的转变温度之上并保持，进而使得眼镜腿700处于伸展状态。

如上所述，形状记忆合金的转变温度在40℃到45℃之间，在智能组件100工作时，其温度可能会达到40℃以上。在形状记忆合金的温度低于其转变温度时，弹性金属片体701为折叠状态；在形状记忆合金的温度高于其转变温度时，弹性金属片体701为伸展状态。这样，通过环境温度和智能组件100散发的热量，可控制弹性金属片体701的伸展状态和收纳状态，使得眼镜腿700处于伸展状态或收纳状态。例如，当弹性金属片体701的温度高于其转变温度时，弹性金属片体701处于伸展状态，眼镜腿700就伸展开来并且眼镜6处于可佩带状态。在收纳眼镜6时，需要将弹性金属片体701的温度降低到其转变温度以下。

在一个实施例中，形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。发明人发现，在高于这种形状记忆合金的转变温度时，形状记忆合金还具有超弹性。这样，眼镜腿700的弯折范围就更大，并且不易损坏，这有助于适应不同佩戴者的头部的尺寸。

优选地，弹性金属片体701处于眼镜腿700的与眼镜框600相连的1/3区域内。发明人发现，在这种结构下，使用者佩戴眼镜6时，弹性金属片体701不会接触佩戴者的面部，这避免了温度较高的弹性金属片体701对佩戴者面部造成不舒服。

此外，眼镜腿700还包括本体710，在本体710内设置有容纳槽711，弹性金属片体701安装在容纳槽711内。弹性金属片体701还可与本体710还通过螺钉712固定连接。在本体710上设置有延伸到弹性金属片体701的多个散热孔713。在眼镜腿700内还设置有信号线714，信号线714以固定贴附方式延伸越过弹性金属片体701。这些特征均与上文描述类似，这里不再赘述。

应理解的是，在本申请中，智能组件100可包括图像组件，在使用智能设备1时，使用者可将头带200戴在头上，并且使智能组件100处于眼睛的前方，从而使用者可看到智能组件100产生的影像。智能组件100可通过虚拟现实技术来成像，这里所述的虚拟现实技术包括但不限于AR技术，VR技术和MR技术。在另一个实施例中，智能组件100还可以包括音响组件，以产生与影像适配的声音。此外，智能组件100还可以为单独的音响组件。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (19)

1.一种头戴式智能设备，其特征在于，包括：智能组件和与所述智能组件相连的头带，在所述头带中设置有由形状记忆合金制备的弹性件，所述弹性件形成所述头带的至少一个折叠区；利用形状记忆合金的形状记忆特性，控制所述头带的伸展状态和收纳状态；所述弹性件与所述智能组件导热式连接；所述智能组件包括图像组件；所述智能组件通过其自身向周围环境散热，而且将产生的热传递到所述头带上的所述弹性件来辅助散热；所述智能组件所散热的热量可保持所述弹性件为伸展状态。

2.根据权利要求1所述的头戴式智能设备，其特征在于，在低于所述形状记忆合金的转变温度时，所述弹性件为折叠状态；在高于所述形状记忆合金的转变温度时，所述弹性件为伸展状态。

3.根据权利要求2所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述形状记忆合金的转变温度为40℃到45℃。

4.根据权利要求3所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述头带包括本体，所述弹性件被设置在所述本体内。

6.根据权利要求5所述的头戴式智能设备，其特征在于，在所述本体内设置有容纳槽，所述弹性件安装在所述容纳槽内。

7.根据权利要求6所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述弹性件与本体还通过螺钉固定连接。

8.根据权利要求5所述的头戴式智能设备，其特征在于，在所述本体上设置有延伸到所述弹性件的多个散热孔。

9.根据权利要求5所述的头戴式智能设备，其特征在于，在所述头带内还设置有信号线，所述信号线以固定贴附方式延伸越过所述弹性件。

10.根据权利要求9所述的头戴式智能设备，其特征在于，所述弹性件构造为弹性金属片体。

11.一种用于增强现实的眼镜，其特征在于，包括承载有智能组件的眼镜框和与所述眼镜框相连的眼镜腿，

其中，在所述眼镜腿上设置有由形状记忆合金制备的弹性金属片体，所述弹性金属片体与所述智能组件导热式连接并且形成所述眼镜腿的折叠部；借助于形状记忆合金的形状记忆特性，完成所述眼镜腿的伸展和收纳；所述智能组件包括图像组件；所述智能组件产生的热量传递到所述弹性金属片体，所述弹性金属片体作为散热部件以辅助散热；所述智能组件所散热的热量可保持所述弹性金属片体为伸展状态。

12.根据权利要求11所述的眼镜，其特征在于，在低于所述形状记忆合金的转变温度时，所述弹性金属片体为折叠状态；在高于所述形状记忆合金的转变温度时，所述弹性金属片体为伸展状态。

13.根据权利要求12所述的眼镜，其特征在于，所述形状记忆合金的转变温度在40℃到45℃之间。

14.根据权利要求13所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜框由金属材料制成，所述形状记忆合金为TiNi合金或TiNiCu合金。

15.根据权利要求11到14中任一项所述的眼镜，其特征在于，所述弹性金属片体处于所述眼镜腿的与所述眼镜框相邻的1/3区域内。

16.根据权利要求15所述的眼镜，其特征在于，所述眼镜腿还包括本体，在所述本体内设置有容纳槽，所述弹性金属片体安装在所述容纳槽内。

17.根据权利要求16所述的眼镜，其特征在于，所述弹性金属片体与本体还通过螺钉固定连接。

18.根据权利要求16所述的眼镜，其特征在于，在所述本体上设置有延伸到所述弹性金属片体的多个散热孔。

19.根据权利要求18所述的眼镜，其特征在于，在所述眼镜腿内还设置有信号线，所述信号线以固定贴附方式延伸越过所述弹性金属片体。