CN104570355A - 可调式头戴显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调式头戴显示器，结构简单、紧凑，能够很好地适应有远视或近视的消费者使用，提高通用性。所述可调式头戴显示器包括主体框架，显示屏、左镜框和右镜框，左镜框内设置有具有左透镜的左镜筒，右镜框内设置有具有右透镜的右镜筒，左镜框和左镜筒上、右镜框和右镜筒上分别设有相互配合的螺旋轨道机构，且主体框架上还设置左调节部件和右调节部件。本发明可实现Z轴上左透镜的焦点、右透镜的焦点与对应眼球的距离的无级调节，以及左透镜的焦点、右透镜的焦点与显示屏之间距离的无级调节，以很好地适应有远视或近视消费者的使用，提高通用性。

Description

可调式头戴显示器

技术领域

本发明涉及头戴式显示器，尤其是一种头戴显示器透镜与显示屏、头戴显示器透镜与人眼球的距离可调的可调式头戴显示器。

背景技术

头戴式显示器(Head Mount Display)是用于显示图像及色彩的设备，通常是以眼罩或头盔的形式，把显示屏贴近用户的眼睛，通过光路调整焦距以在近距离中对眼睛投射画面。

头戴式显示器通常包括有主体框架，主体框架的前端安装有显示屏，主体框架上设有位于显示屏后侧并分别设置有左透镜和右透镜的左镜筒和右镜筒。现有技术中，左透镜、右镜筒与主体框架为一体结构，不能移动，则相应地，在Z轴上，左透镜的焦点、右透镜的焦点与对应眼球的距离，以及左透镜的焦点、右透镜的焦点与显示屏之间的距离均固定不可调，使产品不能很好地适应有远视或近视的消费者使用。

发明内容

本发明提供一种可调式头戴显示器，结构简单、紧凑，能够很好地适应有远视或近视的消费者使用，提高通用性。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种可调式头戴显示器，包括主体框架，所述主体框架上设置有位于其前端的显示屏和位于显示屏后侧的左镜框和右镜框，所述左镜框内设置有具有左透镜的左镜筒，所述右镜框内设置有具有右透镜的右镜筒，所述左镜框和所述左镜筒上设有相互配合且前后方向螺旋延伸的螺旋轨道机构，所述右镜框和所述右镜筒上设有相互配合且在前后方向上螺旋延伸的螺旋轨道机构，且所述主体框架上还设置用于分别驱动所述左镜筒相对所述左镜框、所述右镜筒相对所述右镜框沿对应所述螺旋轨道机构前后移动的左调节部件和右调节部件。

在本发明的技术方案中，还包括如下附加技术特征：

所述左镜框和所述左镜筒上的螺旋轨道机构包括设置在所述左镜框内壁上的螺旋状导轨槽和设置在所述左镜筒外圆周面上的螺旋状导轨；所述右镜框和所述右镜筒上的螺旋轨道机构包括设置在所述右镜框内壁上的螺旋状导轨槽和设置在所述右镜筒外圆周面上的螺旋状导轨。

所述左调节部件包括左调节轮体和固设在左调节轮体中心处的左转动轴，所述左调节轮体的外圆周面上具有齿形部，所述左镜筒外圆周面上相应设置齿形部，所述左调节部件以所述左转动轴可转动地安装在所述主体框架上，所述左调节轮体的齿形部与所述左镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述右调节部件包括右调节轮体和固设在右调节轮体中心处的右转动轴，所述右调节轮体的外圆周面上具有齿形部，所述右镜筒外圆周面上相应设置齿形部，所述右调节部件以所述右转动轴可转动地安装在所述主体框架上，所述右调节轮体的齿形部与所述右镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述左调节轮体具有左操作部，所述右调节轮体具有右操作部，所述主体框架上对应设有露出所述左操作部的左通孔和露出所述右操作部的右通孔。

所述左操作部位于所述左调节轮体的一部分外圆周面上，包括多条凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽交错设置，所述左调节轮体的齿形部位于所述左调节轮体的另一部分外圆周面上；所述右操作部位于所述右调节轮体的一部分外圆周面上，包括多条凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽交错设置，所述右调节轮体的齿形部位于所述右调节轮体的另一部分外圆周面上；所述左调节轮体和右调节轮体在左右方向上相对设置。

所述左调节部件为横置的左调节蜗杆，其包括左操作手轮和具有齿形部的左蜗杆，所述左镜筒外圆周面上设置有齿形部，所述左蜗杆的齿形部与所述左镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述右调节部件为横置的右调节蜗杆，其包括右操作手轮和具有齿形部的右蜗杆，所述右镜筒外圆周面上设置有齿形部，所述右蜗杆的齿形部与所述右镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述主体框架上对应设有露出所述左操作手轮的左通孔和露出所述右操作手轮的右通孔。

所述左调节蜗杆和所述右调节蜗杆在左右方向上相对设置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

1）可实现Z轴上左透镜的焦点、右透镜的焦点与对应眼球的距离的无级调节，以及左透镜的焦点、右透镜的焦点与显示屏之间距离的无级调节，以很好地适应有远视或近视消费者的使用，提高通用性；

2）螺旋轨道机构的行程可根据实际需要设计，以适应不同脸型和视力情况消费者使用；

3）左镜筒和右镜筒可以单独调节，互不影响；

4）结构简单紧凑、体积小、调节顺畅、无噪音。

附图说明

图1为本发明实施例一可调式头戴显示器的结构示意图；

图2为图1的分解结构图；

图3为本发明实施例二可调式头戴显示器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

首先，对该具体实施方式中涉及到的方位词语作一简要说明：本实施例中以沿头戴显示器正常佩戴状态下定义其左右方向和前后方向，左透镜和右透镜的中心连线的延伸方向为左右方向，头戴显示器的厚度方向为前后方向，显示屏所在侧为显示器的前侧，贴近人脸的一侧为显示器的后侧。

参照图1至图3，本发明可调式头戴显示器，包括大致为眼镜状的主体框架10，主体框架10上设置有显示屏20和左镜框12、右镜框11，显示屏20位于主体框架10的前端，显示屏20通过其前侧的前壳90固定在主体框架10；左镜框12和右镜框11左右设置，位于显示屏20的后侧，左镜框12内设置有左镜筒40，右镜框11内设置有右镜筒30，左镜筒40内安装有左透镜41，右镜筒30内安装有右透镜31。为实现Z轴上，左透镜41的焦点与左眼球之间距离的无级调节（相应实现左透镜41的焦点与显示屏20之间距离的无级调节），右透镜31的焦点与右眼球之间距离的无级调节（相应实现右透镜31的焦点与显示屏20之间距离的无级调节），本发明在左镜框12和左镜筒40上设有相互配合且前后方向螺旋延伸的螺旋轨道机构，右镜框11和右镜筒30上设有相互配合且在前后方向上螺旋延伸的螺旋轨道机构，且主体框架10上还设置用于分别驱动左镜筒40相对左镜框12、右镜筒30相对右镜框11沿对应的螺旋轨道机构前后移动的左调节部件和右调节部件。

通过操作左调节部件使左镜筒40在左镜框12内沿螺旋轨道机构自由旋转，由于螺旋轨道机构在前后方向上螺旋延伸，则实现了左镜筒40相对左镜框12的前后移动，进而能够调整左镜筒40内的左透镜41的焦点与左眼球之间的距离，相应调整了左透镜41的焦点与显示屏20的距离；同理，操作右调节部件使右镜筒30在右镜框11内沿螺旋轨道机构自由旋转，能够实现右镜筒30相对右镜框11的前后移动，进而能够调整右镜筒30内的右透镜31的焦点与右眼球之间的距离，相应调整了右透镜31的焦点与显示屏20的距离，使头戴显示器在Z轴上可调。

下面通过两个具体的实施例来详细阐述本发明的具体组建结构和工作原理。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例中左镜框12和左镜筒40上相配合的螺旋轨道机构包括设置在左镜框12内壁上的螺旋状导轨槽13和设置在左镜筒40外圆周面上的螺旋状导轨42；右镜框11和右镜筒30上相配合的螺旋轨道机构包括设置在右镜框11内壁上的螺旋状导轨槽15和设置在右镜筒30外圆周面上的螺旋状导轨32。

本实施例中，左调节部件为左调节轮60，包括左调节轮体61和固设在左调节轮体61中心处的左转动轴62，左调节轮体61的外圆周面上具有齿形部63，左镜筒40的外圆周面上相应设置齿形部43，左调节轮60以左转动轴62可转动地安装在主体框架10上，根据实际距离，左调节轮体61的齿形部63与左镜筒40的齿形部43直接啮合或通过传动齿轮啮合，本实施例中为直接啮合；同理，右调节部件为右调节轮50，包括右调节轮体51和固设在右调节轮体51中心处的右转动轴52，右调节轮体51的外圆周面上具有齿形部53，右镜筒30的外圆周面上相应设置齿形部33，右调节轮50以右转动轴52可转动地安装在主体框架10上，根据实际距离，右调节轮体51的齿形部53与右镜筒30的齿形部33直接啮合或通过传动齿轮啮合；另外，左调节轮体61具有左操作部64，右调节轮体51具有右操作部54，主体框架10上对应设有露出左操作部64的左通孔16和露出右操作部54的右通孔15，以便使左操作部64和右操作部54露出，方便操作转动左调节轮60和右调节轮50。

优选地，左操作部64与左调节轮体61一体成型，位于左调节轮体61的一部分外圆周面上，包括多条交错设置的凸棱和凹槽使左操作部64呈锯齿状，便于操作，左调节轮体61的齿形部63位于左调节轮体61的另一部分外圆周面上，即左操作部64和齿形部63均设置在左调节轮体的外圆周面上，无需另外单独设置，使整体结构简单、紧凑；同理，右操作部54位于右调节轮体51的一部分外圆周面上，包括多条交错设置的凸棱和凹槽，使右操作部54呈锯齿状，以便于操作，右调节轮体51的齿形部53位于右调节轮体51的另一部分外圆周面上；左调节轮体61和右调节轮体51在左右方向上相对设置，以方便操作。

实施例二

与上述实施例不同的是，如图3所示，本实施例中左调节部件为横置的左调节蜗杆80，其包括左操作手轮81和具有齿形部的左蜗杆82，左镜筒40的外圆周面上设置有齿形部43，左蜗杆82的齿形部与左镜筒40的齿形部43直接啮合或通过传动齿轮啮合；同时，右调节部件为横置的右调节蜗杆70，其包括右操作手轮71和具有齿形部的右蜗杆72，右镜筒30的外圆周面上设置有齿形部33，右蜗杆72的齿形部与右镜筒30的齿形部33直接啮合或通过传动齿轮啮合；另外，在主体框架10上对应设有露出左操作手轮81的左通孔16和露出右操作手轮71的右通孔15，以便使左操作手轮81和右操作手轮71露出，方便操作转动左调节蜗杆80和右调节蜗杆70。

进一步地，左调节蜗杆80和右调节蜗杆70在左右方向上相对设置，左操作手轮81位于主体框架10的左端，右操作手轮71位于主体框架10的右端，以方便左手或右手分别操作。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种可调式头戴显示器，包括主体框架，所述主体框架上设置有位于其前端的显示屏和位于显示屏后侧的左镜框和右镜框，所述左镜框内设置有具有左透镜的左镜筒，所述右镜框内设置有具有右透镜的右镜筒，其特征在于：所述左镜框和所述左镜筒上设有相互配合且前后方向螺旋延伸的螺旋轨道机构，所述右镜框和所述右镜筒上设有相互配合且在前后方向上螺旋延伸的螺旋轨道机构，且所述主体框架上还设置用于分别驱动所述左镜筒相对所述左镜框、所述右镜筒相对所述右镜框沿对应所述螺旋轨道机构前后移动的左调节部件和右调节部件。

2.根据权利要求1所述的可调式头戴显示器，其特征在于：所述左镜框和所述左镜筒上的螺旋轨道机构包括设置在所述左镜框内壁上的螺旋状导轨槽和设置在所述左镜筒外圆周面上的螺旋状导轨；所述右镜框和所述右镜筒上的螺旋轨道机构包括设置在所述右镜框内壁上的螺旋状导轨槽和设置在所述右镜筒外圆周面上的螺旋状导轨。

3.根据权利要求1或2所述的可调式头戴显示器，其特征在于：所述左调节部件包括左调节轮体和固设在左调节轮体中心处的左转动轴，所述左调节轮体的外圆周面上具有齿形部，所述左镜筒外圆周面上相应设置齿形部，所述左调节部件以所述左转动轴可转动地安装在所述主体框架上，所述左调节轮体的齿形部与所述左镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述右调节部件包括右调节轮体和固设在右调节轮体中心处的右转动轴，所述右调节轮体的外圆周面上具有齿形部，所述右镜筒外圆周面上相应设置齿形部，所述右调节部件以所述右转动轴可转动地安装在所述主体框架上，所述右调节轮体的齿形部与所述右镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述左调节轮体具有左操作部，所述右调节轮体具有右操作部，所述主体框架上对应设有露出所述左操作部的左通孔和露出所述右操作部的右通孔。

4.根据权利要求3所述的可调式头戴显示器，其特征在于：所述左操作部位于所述左调节轮体的一部分外圆周面上，包括多条凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽交错设置，所述左调节轮体的齿形部位于所述左调节轮体的另一部分外圆周面上；所述右操作部位于所述右调节轮体的一部分外圆周面上，包括多条凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽交错设置，所述右调节轮体的齿形部位于所述右调节轮体的另一部分外圆周面上；所述左调节轮体和右调节轮体在左右方向上相对设置。

5.根据权利要求1或2所述的可调式头戴显示器，其特征在于：所述左调节部件为横置的左调节蜗杆，其包括左操作手轮和具有齿形部的左蜗杆，所述左镜筒外圆周面上设置有齿形部，所述左蜗杆的齿形部与所述左镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述右调节部件为横置的右调节蜗杆，其包括右操作手轮和具有齿形部的右蜗杆，所述右镜筒外圆周面上设置有齿形部，所述右蜗杆的齿形部与所述右镜筒的齿形部直接啮合或通过传动齿轮啮合；所述主体框架上对应设有露出所述左操作手轮的左通孔和露出所述右操作手轮的右通孔。

6.根据权利要求5所述的可调式头戴显示器，其特征在于：所述左调节蜗杆和所述右调节蜗杆在左右方向上相对设置。