CN108873333A - 一种显示模组位置调节装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示模组位置调节装置，包括固定座、第一调节部、第二调节部和第三调节部，第一调节部沿X轴可移动地与固定座连接，第二调节部沿Y轴可移动地与第一调节部连接，第三调节部沿Z轴可移动地与第二调节部连接，用于出射图像光的图像源与第三调节部固定连接。通过调节第一调节部可以调节图像源在X轴方向的位置，通过调节第二调节部可以调节图像源在Y轴方向的位置，通过调节第三调节部可以调节图像源在Z轴的位置，实现对图像源三维位置的任意调节，从而使得该图像源所处的图像源的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

Description

一种显示模组位置调节装置及显示设备

技术领域

本发明涉及近眼显示技术领域，尤其涉及一种显示模组位置调节装置显示设备。

背景技术

目前采用扫描型图像源组成的AR近眼显示系统，例如日本兄弟公司发明的镜片式视网膜扫描显示器，Intel发布的Vaunt智能眼镜等，主要结构包括由光源10和扫描器11构成的图像源、以及成像镜片12，如图1所示，成像原理为光源10出射的光束照射到扫描器11上，扫描器11经过二维的振动扫描，实现平面图像，扫描的图像经过成像镜片12，再聚焦再人眼瞳孔附近，实现视网膜直接成像显示。可参考美国专利US20020085175A1及US6474816B2。

这种技术存在一定的量产问题，该技术方案由于其成像原理限制，其出瞳直径很小，聚焦光斑在人眼瞳孔附近只有很小的出瞳观测范围，易丢失视场，使用不便；并且不同的人群，其头部结构不同，为了适配不同的人群，需要针对每个个体单独定制产品，不易于量产化。

发明内容

本发明提供一种显示模组位置调节装置，用以实现对显示模组三维位置的任意调节，以能够适配不同人群的使用。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种显示模组位置调节装置，包括固定座、第一调节部、第二调节部和第三调节部，第一调节部沿X轴可移动地与固定座连接，第二调节部沿Y轴可移动地与第一调节部连接，第三调节部沿Z轴可移动地与第二调节部连接，用于出射图像光的图像源与第三调节部固定连接。

从而通过调节第一调节部可以调节图像源在X轴方向的位置，通过调节第二调节部可以调节图像源在Y轴方向的位置，通过调节第三调节部可以调节图像源在Z轴的位置，实现对图像源三维位置的任意调节，从而使得该图像源所处的图像源的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

优选的，所述的显示模组位置调节装置还包括用于驱动第一调节部沿X轴移动的第一驱动装置、用于驱动第二调节部沿Y轴移动的第二驱动装置和用于驱动第三调节部沿Z轴移动的第三驱动装置。

从而通过改变第一驱动装置的控制信号可以调节第一调节部在X轴方向的位置，进而可以调节图像源在X轴方向上的位置；通过改变第二驱动装置的控制信号可以调节第二调节部在Y轴方向上的位置，进而可以调节图像源在Y轴方向上的位置；通过改变第三驱动装置的控制信号可以调节第三调节部在Z轴方向上的位置，进而可以调节图像源在Z轴的位置，实现对显示模组三维位置的任意调节，从而使得该图像源所处的显示模组的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

优选的，所述的显示模组位置调节装置还包括控制器和用于采集用户眼睛位置信息的图像采集装置。控制器根据用户眼睛位置信息调节第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的控制信号，以使显示模组的出瞳位置位于用户瞳孔附近。优选的，所述的图像采集装置通过投射红外线和采集虹膜反射回的红外线得到用户眼睛位置信息。

进一步的，所述的固定座包括第一固定座分部和第二固定座分部，所述的第一调节部包括调节板，第一固定座分部上设置有沿X轴方向设置的第一调节杆，第二固定座分部上固定安装有沿X轴方向设置的引导杆，第一调节杆的一端设置有外螺纹，第一调节杆的另一端旋转安装于第一固定座分部上，引导杆的一端固定安装于第二固定座分部上，调节板上设置有与第一调节杆的外螺纹相配合的螺纹孔和与引导杆相配合的导向孔，调节板通过螺纹孔与第一调节杆连接，同时引导杆穿设于调节板的导向孔内。旋拧第一调节杆时，第一调节杆通过螺纹驱动调节板在引导杆的引导下沿X轴方向往复运动，从而可以调节调节板在X轴方向上的位置。作为优选的，引导杆和第一调节杆可分设在调节板的两端，从而支撑结构更稳定、牢靠。第一调节杆可通过轴套或轴承旋转安装于第一固定座分部。

进一步的，所述的第一驱动装置为驱动所述第一调节杆旋转的驱动装置。该驱动装置具体可为与第一固定座分部相对固定设置的驱动电机，即驱动电机可以固定安装于第一固定座分部上，也可以固定安装于固定支撑第一固定座分部的支撑件上，然后驱动电机的电机轴通过联轴器或减速器与第一调节杆连接。

进一步的，所述的第二调节部包括沿Z轴方向设置的第二调节杆，调节板上设置有沿Y轴方向延伸的导向槽，第二调节杆可沿Y方向滑动的安装于滑槽内。第二调节杆在滑槽内沿Y轴方向往复运动，从而可以调节第二调节杆在Y轴方向上的位置。

进一步的，所述的第二驱动装置为驱动第二调节杆沿Y轴方向移动的驱动装置。该驱动装置具体可以包括推杆电机和可沿Y轴方向滑动地安装于调节板上的滑块，滑块与推杆电机的推杆固定连接，由推杆电机驱动滑块沿Y轴方向移动，滑块连接第一调节杆以带动第一调节杆沿Y轴方向移动。

进一步的，所述的第三调节部包括设置有螺纹孔的连接件，第二调节杆的内部设置有调节螺杆，调节螺杆可旋转并轴向与第二调节杆相对固定地安装于第二调节杆内部，第二调节杆的外部设置有沿Z轴方向延伸的导轨，连接件可沿导轨滑动地安装于导轨，调节螺杆的末端伸出第二调节杆的末端并通过螺纹与连接件的螺纹孔连接，连接件与图像源固定连接。通过旋拧调节螺杆可以驱动连接件沿导轨沿Z轴方向移动。

进一步可选的，所述的第三驱动装置为驱动所述调节螺杆旋转的驱动装置。该驱动装置具体可为固定于所述滑块上的驱动电机，驱动电机通过传动装置连接调节螺杆以驱动调节螺杆旋转。在一些实施例中，该传动装置具体可为皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置等。该传动装置本身可以同时又是实现滑块与第二调节杆连接的连接件。

本发明实施例另一方面提供一种显示设备，包括上述的任意一种显示模组位置调节装置、镜片和用于佩戴于用户头部的头戴部件，显示模组位置调节装置的固定座安装在所述头戴部件上并被定位成图像源向镜片出射光束，镜片安装在所述头戴部件上并被定位成将图像源出射的光束聚焦至用户眼睛。通过显示模组位置调节装置可以调节图像源相对于镜片的位置，从而可以调节显示设备的出瞳位置，从而使得设备的出瞳位置可根据用户个体的不同进行相应的调整，能够适配不同的人群。

并且，可选的，所述的显示设备包括两个所述的显示模组位置调节装置，其中一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的左眼，另一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的右眼。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

通过调节第一调节部可以调节图像源在X轴方向的位置，通过调节第二调节部可以调节图像源在Y轴方向的位置，通过调节第三调节部可以调节图像源在Z轴的位置，实现对图像源三维位置的任意调节，从而使得该图像源所处的图像源的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

附图说明

图1为现有近眼显示系统的成像原理图；

图2为本发明的显示设备的结构示意图；

图3为本发明的显示模组位置调节装置的结构示意图；

图4为第一调节部的结构示意图；

图5为第二调节部的结构示意图；

图6为第三调节部的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种显示模组位置调节装置，用以实现对显示模组三维位置的任意调节，以能够适配不同人群的使用。

所述的一种显示模组位置调节装置，如图2、图3所示，包括固定座、第一调节部、第二调节部和第三调节部，第一调节部沿X轴可移动地与固定座连接，第二调节部沿Y轴可移动地与第一调节部连接，第三调节部沿Z轴可移动地与第二调节部连接，用于出射图像光的图像源5与第三调节部固定连接。

从而通过调节第一调节部可以调节图像源5在X轴方向的位置，通过调节第二调节部可以调节图像源5在Y轴方向的位置，通过调节第三调节部可以调节图像源5在Z轴的位置，实现对图像源5三维位置的任意调节，从而使得该图像源5所处的图像源5的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

本发明一些优选实施例中，所述的显示模组位置调节装置，还包括用于驱动第一调节部沿X轴移动的第一驱动装置、用于驱动第二调节部沿Y轴移动的第二驱动装置和用于驱动第三调节部沿Z轴移动的第三驱动装置。

从而通过改变第一驱动装置的控制信号可以调节第一调节部在X轴方向的位置，进而可以调节图像源5在X轴方向上的位置；通过改变第二驱动装置的控制信号可以调节第二调节部在Y轴方向上的位置，进而可以调节图像源5在Y轴方向上的位置；通过改变第三驱动装置的控制信号可以调节第三调节部在Z轴方向上的位置，进而可以调节图像源5在Z轴的位置，实现对显示模组三维位置的任意调节，从而使得该图像源5所处的显示模组的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

优选的，本发明的一些实施例中还包括控制器和用于采集用户眼睛位置信息的图像采集装置。控制器根据用户眼睛位置信息调节第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的控制信号，以使显示模组的出瞳位置位于用户瞳孔附近。优选的，所述的图像采集装置通过投射红外线和采集虹膜反射回的红外线得到用户眼睛位置信息。

进一步优选的，所述的图像采集装置还用于采集成像镜片6的成像点位置。

可选的，所述的控制器为单片机。

进一步的，如图2、图3、图4所示，本发明的一些实施例中所述的固定座包括第一固定座分部101和第二固定座分部102，所述的第一调节部包括调节板201，第一固定座分部101上设置有沿X轴方向设置的第一调节杆202，第二固定座分部102上固定安装有沿X轴方向设置的引导杆203，第一调节杆202的一端设置有外螺纹，第一调节杆202的另一端旋转安装于第一固定座分部上，引导杆203的一端固定安装于第二固定座分部上，调节板201上设置有与第一调节杆202的外螺纹相配合的螺纹孔204和与引导杆203相配合的导向孔205，调节板201通过螺纹孔204与第一调节杆202连接，同时引导杆203穿设于调节板201的导向孔205内。旋拧第一调节杆202时，第一调节杆202通过螺纹驱动调节板201在引导杆203的引导下沿X轴方向往复运动，从而可以调节调节板201在X轴方向上的位置。作为优选的，引导杆203和第一调节杆202可分设在调节板201的两端，从而支撑结构更稳定、牢靠。第一调节杆202可通过轴套或轴承旋转安装于第一固定座分部101。

并且优选的，第一调节杆202未设置外螺纹的一端从第一固定座分部101穿出，形成把持部，以便于用户旋拧。

进一步的，在一些设置有第一驱动器的实施例中，所述的第一驱动装置为驱动所述第一调节杆202旋转的驱动装置。该驱动装置具体可为与第一固定座分部101相对固定设置的驱动电机206，即驱动电机206可以固定安装于第一固定座分部101上，也可以固定安装于固定支撑第一固定座分部101的支撑件上，然后驱动电机206的电机轴通过联轴器或减速器与第一调节杆202连接。

进一步的，如图5所示，本发明的一些实施例中所述的第二调节部包括沿Z轴方向设置的第二调节杆301，调节板201上设置有沿Y轴方向延伸的导向槽302，第二调节杆301可沿Y方向滑动的安装于滑槽内。第二调节杆301在滑槽内沿Y轴方向往复运动，从而可以调节第二调节杆301在Y轴方向上的位置。

进一步的，在一些设置有第二驱动器的实施例中，所述的第二驱动装置为驱动第二调节杆301沿Y轴方向移动的驱动装置。该驱动装置具体可以包括推杆电机303和可沿Y轴方向滑动地安装于调节板201上的滑块304，滑块304与推杆电机303的推杆305固定连接，由推杆电机303驱动滑块304沿Y轴方向移动，滑块304连接第一调节杆202以带动第一调节杆202沿Y轴方向移动。

进一步的，如图6所示，本发明的一些实施例中所述的第三调节部包括设置有螺纹孔402的连接件401，

第二调节杆301的内部设置有调节螺杆403，调节螺杆403可旋转并轴向与第二调节杆301相对固定地安装于第二调节杆301内部，

第二调节杆301的外部设置有沿Z轴方向延伸的导轨404，连接件401可沿导轨404滑动地安装于导轨404，

调节螺杆403的末端伸出第二调节杆301的末端并通过螺纹与连接件401的螺纹孔402连接，

连接件401与图像源5固定连接。通过旋拧调节螺杆403可以驱动连接件401沿导轨404沿Z轴方向移动。

进一步可选的，在一些设置有第三驱动装置的实施例中，所述的第三驱动装置为驱动所述调节螺杆403旋转的驱动装置。该驱动装置具体可为固定于所述滑块304上的驱动电机405，驱动电机405通过传动装置406连接调节螺杆403以驱动调节螺杆403旋转。在一些实施例中，该传动装置406具体可为皮带传动装置、链条传动装置或齿轮传动装置等。该传动装置406本身可以同时又是实现滑块304与第二调节杆301连接的连接件，但优选的，滑块304可通过一个刚性连接件与第二调节杆301固定连接。

进一步的，本发明的一些实施例中所述的导向槽302为沿Z轴方向贯穿调节板201的通孔，所述的第二调节杆301上设置有限制调节杆穿过导向槽302的限位结构。可选的所述的限位结构为固设于第二调节杆301上的止位片、凸块等轴向限位结构。

本发明实施例另一方面提供一种显示设备，如图2、图3所示，包括上述的任意一种显示模组位置调节装置、镜片6和用于佩戴于用户头部的头戴部件7，显示模组位置调节装置的固定座安装在所述头戴部件7上并被定位成图像源5向镜片6出射光束，镜片6安装在所述头戴部件7上并被定位成将图像源5出射的光束聚焦至用户眼睛。通过显示模组位置调节装置可以调节图像源5相对于镜片6的位置，从而可以调节显示设备的出瞳位置，从而使得设备的出瞳位置可根据用户个体的不同进行相应的调整，能够适配不同的人群。

并且，可选的，所述的显示设备包括两个所述的显示模组位置调节装置，其中一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的左眼，另一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的右眼。所述的镜片可以为分别置于用户两个眼睛前方的两个单独镜片，也可以为一个面积较大置于用户两个眼睛前方的镜片。

进一步优选的，所述的头戴部件7包括眼镜框701和安装于眼镜框701两侧的眼镜腿702，所述的第一固定座分部101固定安装于眼镜框701的上部，第一调节杆202与镜片6平行设置，所述的第二固定座分部102固定安装于眼镜腿702上部。从而使得第一调节杆202和调节板201构成的两个直角边能够分别大致平行眼镜框701和眼镜腿702，使得位置调节装置能够充分利用眼镜框701和眼镜腿702连接部与用户面部间具有的间隙进行图像源5位置的调节，从而具有较大调节范围，同时相比原有眼镜结构也没有过多的增加体积。

进一步优选的，所述的眼镜腿702均包括与眼镜框701固定连接的固定部7021和与固定部7021铰接的夹持部7022，所述的第二固定座分部102固定安装于眼镜腿702的固定部7021。固定部7021与眼镜框701通过连接结构固定连接或一体成型，从而使得显示模组位置调节装置的安装基础是固定的结构，利于显示模组位置调节装置安装结构的稳固性。夹持部7022通过销轴与固定部7021连接，并且优选的，夹持部7022的末端具有向内侧弯曲的圆弧部，从而便于两个眼镜腿702的夹持部7022能够夹持在用户的头部。

当所述显示模组位置调节装置包括图像采集装置时，所述图像采集装置可固定设置于眼镜框701或眼镜腿702上。当图像采集装置固定设置于眼镜腿702上时，优选的，所述的图像采集装置置于眼镜腿702的固定部7021。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

通过调节第一调节部可以调节图像源5在X轴方向的位置，通过调节第二调节部可以调节图像源5在Y轴方向的位置，通过调节第三调节部可以调节图像源5在Z轴的位置，实现对图像源5三维位置的任意调节，从而使得该图像源5所处的图像源5的出瞳位置可任意调节，能够适配不同人群的使用，避免了设备需根据每个个体单独定制产品，不易于量产化的技术问题。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种显示模组位置调节装置，其特征在于，包括固定座、第一调节部、第二调节部和第三调节部，第一调节部沿X轴可移动地与固定座连接，第二调节部沿Y轴可移动地与第一调节部连接，第三调节部沿Z轴可移动地与第二调节部连接，用于出射图像光的图像源与第三调节部固定连接。

2.如权利要求1所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，还包括用于驱动第一调节部沿X轴移动的第一驱动装置、用于驱动第二调节部沿Y轴移动的第二驱动装置和用于驱动第三调节部沿Z轴移动的第三驱动装置。

3.如权利要求2所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，还包括控制器和用于采集用户眼睛位置信息的图像采集装置，控制器根据用户眼睛位置信息调节第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的控制信号，以使显示模组的出瞳位置位于用户瞳孔附近。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，所述的固定座包括第一固定座分部和第二固定座分部，所述的第一调节部包括调节板，第一固定座分部上设置有沿X轴方向设置的第一调节杆，第二固定座分部上固定安装有沿X轴方向设置的引导杆，第一调节杆的一端设置有外螺纹，第一调节杆的另一端旋转安装于第一固定座分部上，引导杆的一端固定安装于第二固定座分部上，调节板上设置有与第一调节杆的外螺纹相配合的螺纹孔和与引导杆相配合的导向孔，调节板通过螺纹孔与第一调节杆连接，同时引导杆穿设于调节板的导向孔内。

5.如权利要求4所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，所述的第一驱动装置为驱动所述第一调节杆旋转的驱动装置。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，所述的第二调节部包括沿Z轴方向设置的第二调节杆，调节板上设置有沿Y轴方向延伸的导向槽，第二调节杆可沿Y方向滑动的安装于滑槽内。

7.如权利要求6所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，所述的第二驱动装置为驱动第二调节杆沿Y轴方向移动的驱动装置，该驱动装置包括推杆电机和可沿Y轴方向滑动地安装于调节板上的滑块，滑块与推杆电机的推杆固定连接，滑块连接第一调节杆以带动第一调节杆沿Y轴方向移动。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的一种显示模组位置调节装置，其特征在于，所述的第三调节部包括设置有螺纹孔的连接件，

第二调节杆的内部设置有调节螺杆，调节螺杆可旋转并轴向与第二调节杆相对固定地安装于第二调节杆内部，

第二调节杆的外部设置有沿Z轴方向延伸的导轨，连接件可沿导轨滑动地安装于导轨，

调节螺杆的末端伸出第二调节杆的末端并通过螺纹与连接件的螺纹孔连接，

连接件与图像源固定连接。

9.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一种显示模组位置调节装置、镜片和用于佩戴于用户头部的头戴部件，显示模组位置调节装置的固定座安装在所述头戴部件上并被定位成图像源向镜片出射光束，镜片安装在所述头戴部件上并被定位成将图像源出射的光束聚焦至用户眼睛。

10.如权利要求1所述的一种一种显示设备，其特征在于，包括两个所述的显示模组位置调节装置，其中一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的左眼，另一个显示模组位置调节装置的图像源向镜片出射的光束经镜片聚焦至用户的右眼。