CN110109251A - 可调瞳距的头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调瞳距的头戴显示设备，涉及头戴显示设备技术领域。包括壳体、安装支架和两个镜筒，安装支架设置在壳体内，两镜筒滑动设置在安装支架上，壳体与安装支架之间设置有用于调节两镜筒间距的调节机构，调节机构包括按键、传动机构、摆动件和两个推杆，传动机构设置在按键与摆动件之间；摆动件位于两镜筒之间并铰接于安装支架上，摆动件与两镜筒之间分别铰接有一推杆；按键通过传动机构驱动摆动件摆动，摆动件通过两推杆推动两镜筒做趋近或者远离运动。本发明可调瞳距的头戴显示设备具有瞳距调节功能，优化了用户的体验效果。

Description

可调瞳距的头戴显示设备

技术领域

本发明涉及头戴显示设备技术领域，具体涉及一种可调瞳距的头戴显示设备。

背景技术

头戴显示设备,即头显，是穿戴式设备的一种，通过各种头显，向眼睛发送光学信号，可以实现虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等不同效果。

随着显示技术、投影技术、人工智能、及增强视觉技术的持续发展，头戴显示设备的功能也不断革新和多功能化，这对头戴显示设备的画面清晰程度提出了更高的要求。当头戴显示设备镜筒上的光学镜片中心、画面中心与人眼瞳孔中心处于一条直线上时，得到的视觉效果最佳。如何调节头戴显示设备的两个光学镜片的中心距，即瞳距，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的以上缺陷，本发明提供一种可调瞳距的头戴显示设备，该可调瞳距的头戴显示设备具有瞳距调节功能，优化了用户的体验效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

可调瞳距的头戴显示设备，包括壳体、安装支架和两个镜筒，所述安装支架设置在所述壳体内，两所述镜筒滑动设置在所述安装支架上，所述壳体与所述安装支架之间设置有用于调节两所述镜筒间距的调节机构，所述调节机构包括按键、传动机构、摆动件和两个推杆；所述传动机构设置在所述按键与所述摆动件之间；所述摆动件位于两所述镜筒之间并铰接于所述安装支架上，所述摆动件与两所述镜筒之间分别铰接有一所述推杆；所述按键通过所述传动机构驱动所述摆动件摆动，所述摆动件通过两所述推杆推动两所述镜筒做趋近或者远离运动。

其中，两所述镜筒上分别设置有支撑件，两所述推杆分别铰接于相应的所述支撑件上。

其中，所述安装支架包括主板支架和屏幕支架，所述主板支架上设置有第一铰点，所述摆动件铰接于所述第一铰点；所述摆动件上设置有第二铰点和第三铰点，所述第二铰点和所述第三铰点分别位于所述第一铰点的上下两侧，两所述支撑件上分别设置有第四铰点和第五铰点，其中一个所述推杆的两端分别铰接于所述第二铰点和所述第五铰点，另一个所述推杆的两端分别铰接于所述第三铰点和所述第四铰点。

其中，两所述支撑件之间设置有支撑件滑动导向结构。

其中，所述传动机构包括驱动杆、齿轮和传动件；所述驱动杆铰接在所述按键与所述齿轮之间，所述传动件的一端设置有与所述齿轮啮合的第一齿条；所述按键通过所述驱动杆驱动所述齿轮往复转动，所述齿轮与所述第一齿条啮合传动驱动所述传动件往复移动，所述传动件驱动所述摆动件摆动。

其中，所述传动件的另一端设置有第二齿条，所述摆动件的一端与所述第二齿条啮合，所述摆动件的啮合端呈弧形。

其中，所述按键滑动设置在所述壳体上，所述齿轮转动设置在所述屏幕支架上，所述齿轮上设置有偏离所述齿轮中心的第六铰点，所述驱动杆的一端铰接于所述按键，所述驱动杆的另一端铰接于所述第六铰点，所述壳体上设置有按键自锁结构。

其中，所述按键自锁结构包括设置于所述壳体上的第一锁紧结构，设置于所述按键并与所述第一锁紧结构相配合的第二锁紧结构，以及用于给所述按键提供弹力使所述按键锁紧的弹性件。

其中，所述第一锁紧结构包括设置在所述壳体上的第三齿条，所述第二锁紧结构包括设置在所述按键上表面的与所述第三齿条相配合的第四齿条。

其中，所述屏幕支架与两所述镜筒之间设置有镜筒滑动导向结构。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供的可调瞳距的头戴显示设备，由于壳体与安装支架之间设置有用于调节两个镜筒间距的调节机构，调节机构中的摆动件、推杆和头戴显示设备的镜筒共同构成摆杆滑块机构，在使用的过程中，按键通过传动机构驱动摆动件摆动，摆动件通过两个推杆推动两个镜筒做趋近或者远离运动，将摆动件的摆动转换为两个镜筒的往复直线运动，从而达到调节两个镜筒间距的目的，然后使镜筒上的光学镜片中心、画面中心和人眼瞳孔中心处于一条直线上，以解决头戴显示设备中人眼看到的画面不清晰、变形等问题，其结构简单，调节方便，优化了用户的体验效果，满足了用户的需求。

附图说明

图1是本发明可调瞳距的头戴显示设备中的调节机构的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中调节机构对两个镜筒进行调节的状态示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明可调瞳距的头戴显示设备的爆炸示意图；

图6、图7是本发明可调瞳距的头戴显示设备中按键自锁结构的结构示意图；

图中：1-壳体，14-第三齿条，2-主板支架，21-第一铰点，3-屏幕支架，31-转轴，4-镜筒，41-安装柱，42-光学镜片，5-按键，51-第七铰点，52-第四齿条，6-摆动件，61-第二铰点，62-第三铰点，7-推杆，8-支撑件，81-第四铰点，82-第五铰点，83-安装孔，9-支撑件滑动导向轴，10-驱动杆，11-齿轮，111-第六铰点，12-传动件，121-第一齿条，122-第二齿条，13-弹性件，15-镜筒滑动导向轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。其中，为了便于描述本发明可调瞳距的头戴显示设备的结构，将可调瞳距的头戴显示设备的方位表述为上和下，该方位的表述并不构成对保护范围的限定。

如图1至图7共同所示，可调瞳距的头戴显示设备，包括壳体1、安装支架和两个镜筒4，安装支架设置在壳体1内，两个镜筒4滑动设置在安装支架上的同一侧，壳体1与安装支架之间设置有用于调节两个镜筒4间距的调节机构，调节机构包括按键5、传动机构、摆动件6和两个推杆7，传动机构设置在按键5与摆动件6之间；摆动件6位于两个镜筒4之间并铰接于安装支架上，摆动件6与两个镜筒4之间分别铰接有一推杆7；按键5通过传动机构驱动摆动件6摆动，摆动件6通过两个推杆7推动两个镜筒4做趋近或者远离运动。

如图1至图5共同所示，本实施例中的两个镜筒4上分别设置有支撑件8，两个推杆7分别铰接于相应的支撑件8上。本实施例中的安装支架包括主板支架2和屏幕支架3，镜筒4设置在屏幕支架3的一侧，支撑件8设置在屏幕支架3的另一侧，镜筒4的上下两侧分别设置有安装柱41，两个安装柱41分别穿过屏幕支架3与支撑件8相连接。

如图1至5共同所示，本实施例中主板支架2上设置有第一铰点21，摆动件6铰接于第一铰点21，摆动件6上设置有第二铰点61和第三铰点62，第二铰点61和第三铰点62分别位于第一铰点21的上下两侧，两个支撑件8上分别设置有第四铰点81和第五铰点82，其中一个推杆7的两端分别铰接于第二铰点61和第五铰点82，另一个推杆7的两端分别铰接于第三铰点62和第四铰点81。摆动件6、两个推杆7和两个支撑件8共同构成摆杆滑块机构，通过摆动件6的摆动驱动两个支撑件8做趋近或者远离的直线运动，从而达到调节两个镜筒4间距的目的，实现两个光学镜片42瞳距的调节。

如图1、图3和图5共同所示，本实施例中两个支撑件8之间设置有支撑件滑动导向结构。本实施例中优选支撑件滑动导向结构为支撑件滑动导向轴9，两个支撑件8上分别设置有安装孔83，支撑件滑动导向轴9穿设在两个支撑件8的安装孔83内，通过设置支撑件滑动导向结构，提高了两个支撑件8移动的直线性和一致性，减小了两个镜筒4之间的间距调整误差。实际应用中，支撑件滑动导向结构也可以采用滑动导轨的结构形式，设计者可根据需求自行选择，本实施例对此不作限制。

如图1至图5共同所示，本实施例中的传动机构包括驱动杆10、齿轮11和传动件12，驱动杆10铰接在按键5与齿轮11之间，传动件12的一端设置有与齿轮11啮合的第一齿条121，按键5通过驱动杆10驱动齿轮11往复转动，齿轮11与第一齿条121啮合驱动传动件12往复移动，传动件12驱动摆动件6摆动。实际应用中，传动机构也可采用连杆机构或者丝杠传动结构，只要能够驱动摆动件6摆动即可，本实施例对此不作限制。

如图1、图3、图5和图6共同所示，本实施例中的传动件12为截面呈矩形的传动件，传动件4的另一端设置有第二齿条122，第二齿条122和第一齿条121分别位于传动件12的相邻两侧，摆动件6的一端与第二齿条122啮合传动，摆动件6的啮合端呈弧形。实际应用中，传动件12与摆动件6之间也可以采用连杆的传动方式驱动摆动件6摆动。

如图1至图7共同所示，本实施例中按键5滑动设置在壳体1上，安装支架的屏幕支架3上设置有转轴31，齿轮11转动设置在转轴31上，按键5的下部设置有第七铰点51，齿轮11上设置有偏离齿轮11中心的第六铰点111，驱动杆10的一端铰接于第七铰点51，驱动杆10的另一端铰接于第六铰点111，壳体1上设置有按键自锁结构。

如图6和图7共同所示，本实施例中的按键自锁结构包括设置于壳体1上的第一锁紧结构，设置于按键5上并与第一锁紧结构相配合的第二锁紧结构，以及用于给按键5提供弹力使按键5锁紧的弹性件13。本实施例中优选第一锁紧结构包括设置在壳体1上的第三齿条14，第二锁紧结构包括设置在按键5上表面的与第三齿条14相配合的第四齿条52。通过第三齿条14上的齿槽或者齿与第四齿条52上的齿或者齿槽相配合，实现按键5的自锁，本实施例中的弹性件13优选为弹片，两个弹片13固定设置在壳体1上，实际应用中，第一锁紧结构可以采用设置在壳体1上的卡槽或卡凸，第二锁紧结构可以采用设置于按键5上表面的与卡槽或卡凸相适配的卡凸或卡槽，而弹性件13可以采用弹簧，设计者可根据需求自行选择，本实施例对按键自锁结构不做限制。

如图1至图5共同所示，本实施例中屏幕支架3与两个镜筒4之间设置有镜筒滑动导向结构，本实施例中优选镜筒滑动导向结构包括固定设置在屏幕支架3上下两侧的镜筒滑动导向轴15，两个镜筒4的上下两端分别滑动设置在相应的镜筒滑动导向轴15上，通过设置镜筒滑动导向结构，提高了两个镜筒4移动的直线性和一致性，减小了两个镜筒4之间的间距调整误差。实际应用中，镜筒滑动导向结构也可以采用滑动导轨的结构形式，设计者可根据需求自行选择，本实施例对此不作限制。

使用时，拨动按键5，按键5通过驱动杆10驱动齿轮11在一定角度内往复转动，由于传动件12的一端设置有与齿轮11啮合传动的第一齿条121，通过齿轮11的往复转动驱动传动件10做往复直线运动；由于传动件12的另一端设置有与摆动件6啮合传动的第二齿条122，通过传动件10的往复直线运动驱动摆动件6摆动，而摆动件6、两个推杆7和两个支撑件8构成一个摆杆滑块机构，通过摆动件6的摆动驱动两个支撑件8做往复直线运动，从而实现两个镜筒4做趋近或者远离运动，达到调节两个镜筒4上的光学镜片5的瞳距的目的。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.可调瞳距的头戴显示设备，包括壳体、安装支架和两个镜筒，所述安装支架设置在所述壳体内，其特征在于，两所述镜筒滑动设置在所述安装支架上，所述壳体与所述安装支架之间设置有用于调节两所述镜筒间距的调节机构，所述调节机构包括按键、传动机构、摆动件和两个推杆；

所述传动机构设置在所述按键与所述摆动件之间；

所述摆动件位于两所述镜筒之间并铰接于所述安装支架上，所述摆动件与两所述镜筒之间分别铰接有一所述推杆；

所述按键通过所述传动机构驱动所述摆动件摆动，所述摆动件通过两所述推杆推动两所述镜筒做趋近或者远离运动。

2.根据权利要求1所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，两所述镜筒上分别设置有支撑件，两所述推杆分别铰接于相应的所述支撑件上。

3.根据权利要求2所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述安装支架包括主板支架和屏幕支架，所述主板支架上设置有第一铰点，所述摆动件铰接于所述第一铰点；所述摆动件上设置有第二铰点和第三铰点，所述第二铰点和所述第三铰点分别位于所述第一铰点的上下两侧，两所述支撑件上分别设置有第四铰点和第五铰点，其中一个所述推杆的两端分别铰接于所述第二铰点和所述第五铰点，另一个所述推杆的两端分别铰接于所述第三铰点和所述第四铰点。

4.根据权利要求2所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，两所述支撑件之间设置有支撑件滑动导向结构。

5.根据权利要求3所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述传动机构包括驱动杆、齿轮和传动件；

所述驱动杆铰接在所述按键与所述齿轮之间，所述传动件的一端设置有与所述齿轮啮合的第一齿条；

所述按键通过所述驱动杆驱动所述齿轮往复转动，所述齿轮与所述第一齿条啮合传动驱动所述传动件往复移动，所述传动件驱动所述摆动件摆动。

6.根据权利要求5所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述传动件的另一端设置有第二齿条，所述摆动件的一端与所述第二齿条啮合，所述摆动件的啮合端呈弧形。

7.根据权利要求5所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述按键滑动设置在所述壳体上，所述齿轮转动设置在所述屏幕支架上，所述齿轮上设置有偏离所述齿轮中心的第六铰点，所述驱动杆的一端铰接于所述按键，所述驱动杆的另一端铰接于所述第六铰点，所述壳体上设置有按键自锁结构。

8.根据权利要求7所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述按键自锁结构包括设置于所述壳体上的第一锁紧结构，设置于所述按键并与所述第一锁紧结构相配合的第二锁紧结构，以及用于给所述按键提供弹力使所述按键锁紧的弹性件。

9.根据权利要求8所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述第一锁紧结构包括设置在所述壳体上的第三齿条，所述第二锁紧结构包括设置在所述按键上表面的与所述第三齿条相配合的第四齿条。

10.根据权利要求3所述的可调瞳距的头戴显示设备，其特征在于，所述屏幕支架与两所述镜筒之间设置有镜筒滑动导向结构。