CN110007467A - 一种透镜选择机构和头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透镜选择机构和头戴式显示设备。所述透镜选择机构包括：透镜存储部、滑槽和透镜座；所述透镜存储部内设容置空间，所述透镜座通过所述滑槽与所述容置空间的下部连通，所述容置空间的顶端设置第一吸附件，所述容置空间内放置至少两个透镜，各所述透镜顶端设置与所述第一吸附件相互吸引的第二吸附件。利用该透镜选择机构，能够使用户根据需求自主选择透镜，透镜选择的准确率高，从而提升了用户使用头戴式显示设备的体验。

Description

一种透镜选择机构和头戴式显示设备

技术领域

本发明实施例涉及可穿戴技术领域，尤其涉及一种透镜选择机构和头戴式显示设备。

背景技术

随着科技的发展，头戴式显示设备得到了广泛的应用。现有的头戴式显示设备可供用户佩戴于头部，通过向用户眼睛发射光学信号，实现增强现实(Augmented Reality，AR)、虚拟现实(Virtual Reality，VR)和混合现实(Mix Reality，MR)等不同的效果。

目前头戴式显示设备中的透镜多为固定式结构，用户不能够根据自己的需求更换适合的透镜，用户使用体验差。

发明内容

本发明提供的一种透镜选择机构和头戴式显示设备，能够根据用户的使用需求选取适合的透镜，提升了用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种透镜选择机构，包括：透镜存储部、滑槽和透镜座；所述透镜存储部内设容置空间，所述透镜座通过所述滑槽与所述容置空间的下部连通，所述容置空间的顶端设置第一吸附件，所述容置空间内放置至少两个透镜，各所述透镜顶端设置与所述第一吸附件相互吸引的第二吸附件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种头戴式显示设备，包括：显示装置、壳体和头带，还包括本发明实施例提供的透镜选择机构。

本发明实施例提供了一种透镜选择机构和头戴式显示设备，该透镜选择机构包括：透镜存储部、滑槽和透镜座；所述透镜存储部内设容置空间，所述透镜座通过所述滑槽与所述容置空间的下部连通，所述透镜存储部内设的容置空间用于放置至少两个透镜；所述容置空间的顶端设置第一吸附件，各所述透镜顶端设置与所述第一吸附件相互吸引的第二吸附件。利用上述技术方案，用户能够根据需求自主选择透镜，透镜选择的准确率高，提升了用户使用头戴式显示设备的体验。

附图说明

图1a为本发明实施例一提供的一种透镜选择机构的结构示意图；

图1b为本发明实施例一提供的又一种透镜选择机构的结构示意图；

图1c为本发明实施例一提供的另一种透镜选择机构的结构示意图；

图1d为本发明实施例一提供的再一种透镜选择机构的结构示意图；

图1e为本发明实施例一提供的透镜存储部中活动挡板和移动旋钮的连接示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种头戴式显示设备的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“设置”另一元件时，其可以直接设置在另一元件上或间接设置在该另一元件上。当一个元件被称为“连接”或“连通”另一元件时，其可以直接连接到另一元件，也可以间接连接到该另一元件。如，可以是固定连接、可拆卸连接、机械连接或电连接等。此外，“内”、“下部”和“顶端”等指示的位置关系为基于附图所示的位置关系，本发明中并不对此进行限定。

实施例一

图1a为本发明实施例一提供的一种透镜选择机构的结构示意图，该透镜选择机构可适用于用户根据需求自动选择透镜的情况，该透镜选择机构可集成在头戴式显示设备中，如虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备和增强现实(Augmented Reality，AR)设备。

如图1a所示，本发明实施例一提供的透镜选择机构包括：透镜存储部11、滑槽12和透镜座13；透镜存储部11内设容置空间(图中未示出)，透镜座13通过滑槽12与容置空间的下部连通，容置空间的顶端设置第一吸附件14，容置空间内放置至少两个透镜15，各透镜15顶端设置与第一吸附件14相互吸引的第二吸附件(图中未示出)。

在本实施例中，该透镜选择机构的工作原理是：透镜选择机构的透镜存储部11内设容置空间，该容置空间内放置至少两个透镜15；容置空间顶端设置第一吸附件14，各透镜15顶端设置与第一吸附件14相互吸引的第二吸附件，以使各透镜15固定在第一吸附件14上；透镜座13通过滑槽12与容置空间的下部连通，当用户根据需求选取透镜15时，透镜15可以沿滑槽12落入透镜座13上。

在本实施例中，透镜存储部11内设有容置空间，用于放置透镜15。其中透镜存储部11的形状并不作限定，本领域技术人员可以根据需求进行选取，如正方体、长方体或圆柱体等。

可以理解的是，透镜存储部11可以在任一侧壁上开设有端盖，该端盖可拆卸于透镜存储部11。用户或工作人员可以打开端盖进行透镜15的安装。可以理解的是，当用户选择需要的透镜15时，也可以通过打开端盖直接选取对应的透镜15。当透镜15受到作用力时，脱离第一吸附件14的吸引沿滑槽12落入透镜座13。该作用力可以为用户直接或间接施加的。

此外，透镜座13可以通过滑槽12与容置空间活动连接。用户或工作人员可以根据需求拆卸透镜存储部11。

一般的，透镜存储部11内设有容置空间，该容置空间内放置至少两个透镜15供用户按需选择。可以理解的是，各透镜15的屈光度可以不同。当各透镜15屈光度不同时，屈光度不同的用户能够根据个人需求选取适合自己的透镜15，从而有效解决了现有技术中为了满足屈光不正用户的使用需求，用户需要手动调节透镜与显示屏间的距离，以使用户观看到清晰的图像所引起的调节结果不精确的技术问题。其中，屈光度可以包括屈光不正值或屈光不正程度，用户眼球的屈光不正包括近视、远视或散光，屈光不正值为用户眼球的确定度数。如用户眼球近视300度。屈光不正程度可以包括近视程度、远视程度或散光程度。

在本实施例中，本领域技术人员可以根据实际需求设置第一吸附件14的位置及个数。第一吸附件14可以铺满容置空间顶端；也可以根据透镜15的尺寸决定铺设的面积；还可以根据透镜15的个数设置第一吸附件14的个数。透镜15顶端设置的第二吸附件与第一吸附件14相互吸附，以将透镜15固定在容置空间内。其中，第一吸附件14可以包括磁铁、电磁线圈、第一粘接件和/或第一卡接件，此处并不作限定，本领域技术人员可以根据实际需求进行选取。第二吸附件可以为与第一吸附件14相互吸附的器件。如第二吸附件为磁性件，磁性件包括磁铁和/或电磁线圈；第二吸附件也可以为与第一粘接件粘接的第二粘接件；第二吸附件还可以为与第一卡扣件卡扣式连接的第二卡接件。如，第一卡接件上开设有卡凸，第二卡接件上开设有卡槽，卡凸能够卡接在卡槽内。

一般的，头戴式显示设备中可以至少存在两个透镜15供用户选择。本实施例中的透镜选择机构可以针对一只眼睛设计，也可以针对两只眼睛设计。可以理解的是，当本实施例中的透镜选择机构针对一只眼睛设计时，容置空间中每个垂直面(图1a中面ABCD可以为一垂直面)可以设置有一个透镜15。在将透镜选择机构集成在头戴式显示设备时，可以在左眼位置和右眼位置分别集成一个透镜选择机构。当透镜选择机构针对两只眼睛设计时，容置空间每个垂直面上可以根据眼镜间隔分别设置有两个透镜15。此外，当透镜选择机构针对两只眼睛时本实施例也可以通过容置空间每个垂直面设置一个透镜15实现，该透镜15的长度可以涵盖用户左右两眼。

可以理解的是，各透镜15的顶端设置有第二吸附件，第二吸附件的形状和尺寸并不作限定，只要能够将各透镜15吸附在第一吸附件14上即可。此外，各透镜15外围和滑槽12内壁可以设置保护层。

本发明实施例一提供了一种透镜选择机构，利用该透镜选择机构中的透镜存储部内设的容置空间，能够容置至少两个透镜，供用户进行自主选择；其中透镜通过其顶端设置的第二吸附件与容置空间顶端设置的第一吸附件吸引，从而将透镜固定在透镜存储部中。当用户选择适合透镜后，对应的透镜可以通过滑槽落入透镜座上，从而用户可以利用自主选择的透镜进行头戴式显示设备相应内容的观看，有效的提升了用户使用头戴式显示设备的体验。

进一步的，图1b为本发明实施例一提供的又一种透镜选择机构的结构示意图。如图1b所示，第一吸附件14包括：电源模块141、电源开关142和电磁线圈143；

电磁线圈143通过电源开关142连接至电源模块141；电磁线圈143和电源开关142的个数与各透镜15的个数相同，各电源开关142分别控制对应透镜15的吸附状态；各电源开关142导通时，各透镜15吸附在对应的电磁线圈143上；各电源开关142断开时，各透镜15脱离对应的电磁线圈143沿滑槽12落在透镜座13上。

可以理解的是，电磁线圈143与各透镜15的个数相同，用于单独固定各透镜15。电磁线圈143通过电源开关142连接至电源模块141，如电连接至电源模块141。电源开关142的个数与各透镜15的个数相同，可以单独控制各透镜15的吸附状态。不同的透镜15可以具有不同的属性，用户可以根据需求通过按动电源开关142选取对应的透镜15。电源开关142可以分别控制对应透镜15的吸附状态。每个电磁线圈143分别通过对应的电源开关142连接至电源模块141，形成各自的回路。

各电磁线圈143和电源模块141形成的回路中均可以串联一个电源开关142。当电源开关142导通时，透镜15吸附在对应的电磁线圈143上；当电源开关142断开时，透镜15脱离对应的电磁线圈143，脱离后的透镜15沿滑槽12落在透镜座13上。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求选取适合的电源模块141，该电源模块141只要能够为电磁线圈143供电即可。其中，电源模块141的个数也并不作限定，可以为每个电磁线圈143设置一个电源模块141，也可以所有的电磁线圈143共用一个电源模块141。

此外，本实施例中，电源开关142的具体型号并不作限定，只要该电源开关142能够获取用户输入的通断指令即可。可以理解的是，电源开关142的控制端可以穿出透镜存储部11，供用户控制。

在上述技术方案的基础上，图1c为本发明实施例一提供的另一种透镜选择机构的结构示意图。如图1c所示，容置空间内部设置有容纳腔16，容纳腔16的个数与各透镜15的个数相同，各容纳腔16用于放置各透镜15；各容纳腔16与滑槽12连通。

一般的，为了更好的使各透镜15在容置空间中沿滑槽12落入透镜座13上。在容置空间内部可以设置有多个容纳腔16。各容纳腔16之间可以通过挡板相互隔绝。各容纳腔16的尺寸可以根据所存放的透镜15的尺寸设定。容纳腔16的个数可以和各透镜15的个数相同，用于单独存放透镜15。各容纳腔16分别与滑槽12连通，当用户选取对应的透镜15时，透镜15可以从容纳腔16中沿滑槽12落入透镜座13。

进一步的，图1d为本发明实施例一提供的再一种透镜选择机构的结构示意图。如图1d所示，透镜座13和滑槽12的个数与各容纳腔16的个数相同，各透镜座13对应设置于各容纳腔16下方，各透镜座13通过对应的滑槽12连通至各容纳腔16。

本实施例可以将透镜座13和滑槽12的个数设置为与容纳腔16个数相同，以使每个容纳腔16下方均有一个透镜座13和滑槽12。每个容纳腔16中的透镜15可以沿各自的滑槽12落入对应的透镜座13上。其中，容纳腔16、滑槽12和透镜座13是一一对应关系，一个容纳腔16通过一个滑槽12连通至对应的透镜座13。示例性的，容纳腔16下方可以有一滑槽12连通至容纳腔16下方的透镜座13，从而使各透镜15均有一个对应的透镜座13。

可以理解的是，透镜座13的个数可以与容纳腔16个数相同，并且每个容纳腔16下方均可以设置有一个透镜座13，故每个透镜座13距离显示屏的距离不同。当各透镜15对应不同的屈光度，则可以结合透镜座13距离显示屏的距离设置各透镜15的屈光度。

在上述技术方案的基础上，图1e为本发明实施例一提供的透镜存储部中活动挡板和移动旋钮的连接示意图。如图1e所示，透镜存储部11还设置有活动挡板111和移动旋钮112；活动挡板111放置在所述容置空间的下部，移动旋钮112一侧穿入透镜存储部11通过齿轮113与活动挡板111的一侧连接，当移动旋钮112旋转时，带动活动挡板111移动。

可以理解的是，本实施例可以在透镜存储部11的容置空间下部设置有活动挡板111，用于在头戴式显示设备处于非工作状态时进一步固定各透镜15。具体的，该活动挡板111可以通过齿轮113的带动进行移动。齿轮113可以在移动旋钮112的旋转下转动，从而带动活动挡板111移动。

可以理解的是，此处活动挡板111的移动方式并不限定，本领域技术人员可以根据需求选取对应的方式。一般的，当透镜存储部11的容置空间内设置有多个容纳腔16时，每个容纳腔16下部均可以设置有一个活动挡板111或各个容纳腔16使用一个活动挡板111。

进一步的，活动挡板111为与齿轮113相啮合的齿条。

一般的，为了使齿轮113在移动旋钮112的旋转下转动，从而带动活动挡板111移动，活动挡板111可以为与齿轮113相啮合的齿条。

在上述技术方案的基础上，第一吸附件14的个数与各透镜15的个数相同。

一般的，透镜存储部11内设的容置空间顶端设置的第一吸附件14可以设置为多个，第一吸附件14的个数可以与透镜15的个数相同，以更好地独立控制各自对应的透镜15。

进一步的，各第一吸附件14等间距分布。

一般的，为了使容置空间存放的透镜15相互独立放置，各第一吸附件14可以等间距设置。

在上述技术方案的基础上，各透镜15对应不同的屈光度。

一般的，现有的头戴式显示设备可以调节透镜和显示屏间的距离，从而使屈光不正的用户能够使用头戴式显示设备。屈光不正用户在使用的时候，只能通过主观判断进行显示屏和透镜之间间距的调节，调节结果不准确。

本实施中的透镜选择机构容置空间中设置的各透镜15可以对应不同的屈光度，用户能够根据各自屈光不正程度选取适合的透镜15，从而相较于现有技术中通过调节显示屏和透镜间距而言，调节的结果更加精准，有效的提升了用户的体验。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种头戴式显示设备的示意图，本实施例可适用于用户根据需求自动选择透镜的情况。如图2所示，本发明实施例二提供的头戴式显示设备，包括显示装置21、壳体22和头带23，还包括：如本发明实施中所述的透镜选择机构1。

可以理解的是，透镜选择机构1在头戴式显示设备中的具体位置并不进行限定，一般的，本领域技术人员可以将透镜选择机构1设置在用户佩戴头戴式显示设备时眼睛所在位置处。本实施例提供的头戴式显示设备能够根据用户的实际需求选取对应的透镜，提高了透镜选择的准确性，有效的提升了用户使用头戴式显示设备的体验。

实施例三

本发明实施例三在上述实施例的基础上提供了一种透镜选择机构和头戴式显示设备。该头戴式显示设备可以包括显示装置、壳体和头带，还可以包括本发明实施例所提供的透镜选择机构。

用户可以佩戴该头戴式显示设备进行多媒体数据的观看。其中，头戴式显示设备集成的透镜选择机构中可以存放有至少两个透镜。本领域人员可以根据实际需求选取相应个数的透镜。

需要说明的是，为了减轻透镜选择机构的重量，透镜选择机构中各器件可以选用轻便材质制作。此外，如果透镜选择机构中的透镜存储部中各透镜对应不同的屈光度，工作人员可以为每个透镜存储部设定适用度数范围，然后根据所适用的度数范围选取相应度数的透镜放置在透镜存储部中，以进一步减轻透镜选择机构的重量。如透镜存储部适用于近视度数在100-300度的用户，则透镜存储部中可以存放有分别对应100度、150度、200度、250度和300度的透镜；透镜存储部适用于近视度数400-500度的用户，则透镜存储部中可以存放有分别对应400度、450度和500度的透镜。

需要注意的是，透镜在透镜存储部中的位置可以根据透镜选择机构的实际应用场景进行设定。如果该透镜选择机构适用于双眼，则在透镜存储部内部同一垂直面上可以设置有两个透镜。用户可以分别对左眼的透镜和右眼的透镜进行选取。此外，如果透镜存储部内部同一垂直面上设置有一个透镜，则在头戴式显示设备中左眼对应的位置上和右眼对应的位置上可以分别集成一个透镜选择机构。

在用户使用头戴式显示设备之前，用户可以从透镜存储部的容置空间中选择适合的透镜(如透镜存储部中存放了五个度数的透镜：100度、150度、200度、250度和300度，用户想要选取200度的透镜)。具体的选取过程可以为：

当第一吸附件和第二吸附件为相互吸引的磁铁时，用户可以对想要选取的透镜(200度的透镜)施加作用力，使对应的透镜脱落对应的第一吸附件，脱落后的透镜可以沿滑道落入透镜座中。其中在透镜沿滑道落入透镜座时，每个透镜可以沿各自的容纳腔沿同一个滑道落入同一个透镜座；也可以沿各自对应的滑道落入各自对应的透镜座。

当第一吸附件为电磁线圈时，由于各电磁线圈与电源模块形成的回路是相互独立的，并且各回路有独立的电源开关控制，电源开关的控制端设置在透镜存储部外侧(电源开关上可以标识有个透镜的属性，以便于用户选择适合的透镜)，供用户进行控制。故用户在选取透镜时，可以通过控制相应的电源开关选取对应的透镜。

具体的，当透镜选择机构处于备用状态时，各透镜吸附在第一吸附件上，各第一吸附件均接入电源。当用户想要选取度数为200度的透镜时，用户可以按动透镜存储部外侧设置的对应于200度的电源开关。当电源开关被按动时，该电源开关对应的回路断开，相应的第一吸附件的吸附力消失，第一吸附件所固定的200度的透镜脱落，沿滑槽落入透镜存储部。

需要说明的是，透镜选择机构的透镜存储部中还可以设置有活动挡板和移动旋钮。为了减少能源的消耗，当透镜选择机构处于非工作状态或者在透镜选取完后，用户或工作人员可以旋转移动旋钮，使容置空间下部的活动挡板封住容置空间，以将各透镜固定在透镜存储部中。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种透镜选择机构，其特征在于，包括：透镜存储部、滑槽和透镜座；所述透镜存储部内设容置空间，所述透镜座通过所述滑槽与所述容置空间的下部连通，所述容置空间的顶端设置第一吸附件，所述容置空间内放置至少两个透镜，各所述透镜顶端设置与所述第一吸附件配合的第二吸附件。

2.根据权利要求1所述的透镜选择机构，其特征在于，所述第一吸附件包括：电源模块、电源开关和电磁线圈；

所述电磁线圈通过所述电源开关连接至所述电源模块；所述电磁线圈和所述电源开关的个数与各所述透镜的个数相同，各所述电源开关分别控制对应透镜的吸附状态；各所述电源开关导通时，各所述透镜吸附在对应的电磁线圈上；各所述电源开关断开时，各所述透镜脱离对应的电磁线圈沿所述滑槽落在所述透镜座上。

3.根据权利要求1所述的透镜选择机构，其特征在于，所述容置空间内部设置有容纳腔，所述容纳腔的个数与各所述透镜的个数相同，各所述容纳腔用于放置各所述透镜；各所述容纳腔与所述滑槽连通。

4.根据权利要求3所述的透镜选择机构，其特征在于，所述透镜座和所述滑槽的个数与各所述容纳腔的个数相同，各所述透镜座对应设置于各所述容纳腔下方，各所述透镜座通过对应的滑槽连通至各所述容纳腔。

5.根据权利要求1所述的透镜选择机构，其特征在于，所述透镜存储部还设置有活动挡板和移动旋钮；所述活动挡板放置在所述容置空间的下部，所述移动旋钮一侧穿入所述透镜存储部通过齿轮与所述活动挡板的一侧连接，当所述移动旋钮旋转时，带动所述活动挡板移动。

6.根据权利要求5所述的透镜选择机构，其特征在于，所述活动挡板为与所述齿轮相啮合的齿条。

7.根据权利要求1所述的透镜选择机构，其特征在于，所述第一吸附件的个数与各所述透镜的个数相同。

8.根据权利要求7所述的透镜选择机构，其特征在于，各所述第一吸附件等间距分布。

9.根据权利要求1-8任一所述的透镜选择机构，其特征在于，各所述透镜对应不同的屈光度。

10.一种头戴式显示设备，包括显示装置、壳体和头带，其特征在于，还包括：如权利要求1-9任一所述的透镜选择机构。