CN110501815A - 后焦距可调节式头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于头戴技术领域，尤其涉及一种后焦距可调节式头戴显示设备，包括外壳、设置在外壳所围成腔体内的显示组件与镜筒组件，镜筒组件与外壳固定连接，在镜筒组件与显示组件之间设有伸缩密封件；还包括分别与显示组件螺纹传动连接并且沿前后方向设置的两根螺纹杆、转动安装在两根螺纹杆之间并且穿出至外壳外侧的调节旋钮、及设置在调节旋钮与两根螺纹杆之间的传动机构。本发明的后焦距可调节式头戴显示设备能够通过调节旋钮来调节显示组件的位置从而改变显示组件与镜筒组件之间的距离，以此实现后焦距的调节，解决了现有头戴显示设备的后焦距不可调节的问题，可以使不同近视程度的用户获得清晰的图像。

Description

后焦距可调节式头戴显示设备

技术领域

本发明属于头戴技术领域，尤其涉及一种后焦距可调节式头戴显示设备。

背景技术

随着技术的发展，头戴显示设备越来越多的出现在日常生活中，例如VR类头戴显示设备、AR类头戴显示设备。焦距是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离，在头戴显示设备中，显示组件上的屏幕与镜筒组件上的镜片之间的距离称为后焦距。

目前，由于很多用户的眼睛都有不同程度的近视，而且头戴显示设备的镜筒组件与用户眼部之间的距离固定不变，不能使不同近视程度的用户在使用头戴显示设备时都能获得清晰的图像，导致头戴显示设备不能满足不同用户的不同需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种后焦距可调节式头戴显示设备，旨在解决现有头戴显示设备的后焦距不可调节的问题，通过改变显示组件的位置来调节后焦距的大小从而使不同近视程度的用户获得清晰的图像。

本发明是这样实现的，一种后焦距可调节式头戴显示设备，所述后焦距可调节式头戴显示设备包括外壳、设置在所述外壳所围成腔体内的显示组件与镜筒组件，所述镜筒组件与所述外壳固定连接，在所述镜筒组件与所述显示组件之间设有伸缩密封件；还包括分别与所述显示组件螺纹传动连接并且沿前后方向设置的两根螺纹杆、转动安装在两根所述螺纹杆之间并且穿出至所述外壳外侧的调节旋钮、及设置在所述调节旋钮与两根所述螺纹杆之间的传动机构。

作为一种改进，在所述镜筒组件上固定有支架，所述调节旋钮转动安装在所述支架上，两根所述螺纹杆分别穿过所述支架后与所述显示组件螺纹传动连接；所述传动机构包括与所述调节旋钮同轴设置的主动锥齿轮、固定安装在所述螺纹杆位于所述支架远离所述显示组件一端上的从动锥齿轮、与所述主动锥齿轮啮合的第一传动锥齿轮、与所述从动锥齿轮啮合的第二传动锥齿轮、及连接在所述第一传动锥齿轮与所述第二传动锥齿轮之间的传动杆，所述传动杆与所述支架或者所述外壳转动连接。

作为一种改进，所述镜筒组件包括间隔设置并且连接为一体的两个筒体、及安装在每个所述筒体远离所述显示组件一端上的镜片。

作为一种改进，在每个所述筒体靠近所述显示组件一端的周侧上设有环板，两个所述筒体上的所述环板的临近侧连接为一体，所述密封结构设置在连接为一体的两所述环板与所述显示组件之间。

作为一种改进，两根所述螺纹杆对应设置在两个所述筒体的位置处。

作为一种改进，所述支架包括板体，在所述板体上分别设有套在所述筒体外周侧上的套环。

作为一种改进，所述伸缩密封件包括卡在连接为一体的两所述环板上的槽状卡环、与所述显示组件固定连接在一起的连接板、及连接在所述槽状卡环与所述连接板之间的软质波纹筒，在所述连接板上对应每个所述筒体处分别设有一个视窗。

作为一种改进，所述槽状卡环、所述软质波纹筒、及所述连接板为一体式结构，在所述槽状卡环位于两所述筒体之间的部分上设有缺口。

作为一种改进，所述显示组件包括固定架、屏幕、及用于将所述屏幕固定在所述固定架上的压板，在所述固定架上对应每根所述螺纹杆处分别设有一个螺纹套管；所述连接板的边缘处夹持在所述固定架与所述压板之间。

作为一种改进，在所述支架的周侧上间隔设有沿前后方向设置的多根导向套、在所述固定架上对应每根所述导向套处分别设有一根导杆，每根所述导杆分别插入对应的所述导向套内。

由于采用了上述技术方案，本发明的后焦距可调节式头戴显示设备包括外壳、设置在外壳所围成腔体内的显示组件与镜筒组件，镜筒组件与外壳固定连接，在镜筒组件与显示组件之间设有伸缩密封件；还包括分别与显示组件螺纹传动连接并且沿前后方向设置的两根螺纹杆、转动安装在两根螺纹杆之间并且穿出至外壳外侧的调节旋钮、及设置在调节旋钮与两根螺纹杆之间的传动机构。在显示组件上螺纹传动连接有两根螺纹杆，在两根螺纹杆之间转动安装有调节旋钮，在调节旋钮与两根螺纹杆之间设有传动机构，转动调节旋钮时可以通过传动机构带动两根螺纹杆转动，由于两根螺纹杆分别与显示组件传动连接、镜筒组件与外壳固定连接，这样就可以通过转动调节旋钮来调节显示组件与镜筒组件之间的距离，以此实现调节焦距的目的，本发明的后焦距可调节式头戴显示设备能够通过调节旋钮来调节显示组件的位置从而改变显示组件与镜筒组件之间的距离，以此实现焦距调节，解决了现有头戴显示设备的后焦距不可调节的问题，可以使不用近视程度的用户获得清晰的图像。

附图说明

图1是本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的分解结构示意图；

图3是本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的剖视结构示意图；

其中，11、外壳，12、长形通孔，20、镜筒组件，21、筒体，22、镜片，23、扣盖，24、环板，31、固定架，32、屏幕，33、压板，34、螺纹套管，35、导杆，40、伸缩密封件，41、槽状卡环，42、连接板，43、软质波纹筒，51、支架，52、螺纹杆，53、调节旋钮，54、主动锥齿轮，55、从动锥齿轮，56、第一传动锥齿轮，57、第二传动锥齿轮，58、导向套。

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。

图1至图3是本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的结构示意图，其中，图1示出了本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的立体结构示意图，图2示出了本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的分解结构示意图，图3示出了本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备的剖视结构示意图。为了便于表述，图中只给出了与本发明相关的部分。

由图1、图2和图3可知，定义头戴显示设备靠近用户面部的一侧为后，远离用户面部的一侧为前，该后焦距可调节式头戴显示设备包括外壳11、设置在外壳11所围成腔体内的显示组件与镜筒组件20，该镜筒组件20与外壳11固定连接，在镜筒组件20与显示组件之间设有伸缩密封件40；还包括分别与显示组件螺纹传动连接并且沿前后方向设置的两根螺纹杆52、转动安装在两根螺纹杆52之间并且穿出至外壳11外侧的调节旋钮53、及设置在调节旋钮53与两根螺纹杆52之间的传动机构。

在显示组件上螺纹传动连接有两根螺纹杆52，在两根螺纹杆52之间转动安装有调节旋钮53，在调节旋钮53与两根螺纹杆52之间设置传动机构，转动调节旋钮53时可以通过传动机构带动两根螺纹杆52转动，由于两根螺纹杆52分别与显示组件传动连接、镜筒组件20与外壳11固定连接，这样转动调节旋钮53时，可以通过传动机构驱动两根螺纹杆52转动，由于两根螺纹杆52与显示组件螺纹传动连接，显示组件产生靠近或者远离镜筒组件20的移动，从而改变调节显示组件与镜筒组件20之间的距离，以此实现调节后焦距的目的，本发明实施例的后焦距可调节式头戴显示设备能够通过调节旋钮53来调节显示组件的位置从而改变显示组件与镜筒组件20之间的距离，以此实现焦距调节，解决了现有头戴显示设备的焦距不可调节的问题，可以使不同近视程度的用户获得清晰的图像。

头戴显示设备一般包括显示组件(如用于显示虚拟图像的屏幕)和镜筒组件20(内含用透镜制成的镜片)，屏幕与镜片之间的距离通常称为后焦距。为了适配不同近视程度的用户，业内最常用的方案通常是调节头戴显示设备中镜筒组件20相对于用户眼部的位置(即焦距)，以此使用户获得清晰的图像(即用户眼睛看到清晰的图像)。

但是，调节镜筒组件20的位置容易造成镜筒组件20内部光学器件的性能变化，光学器件性能变化会造成头戴显示设备光学性能不稳定，影响用户体验。

相对于此，本申请实施例中，镜筒组件20固定设置在外壳11上，用户使用过程中，镜筒组件20位置保持不变。通过调节显示组件位置，调节头戴显示设备的后焦距，可以在保证头戴显示设备光学性能的同时使用户眼睛获得清晰的图像。

在本实施例中，在镜筒组件20上固定有支架51，调节旋钮53转动安装在支架51上，两根螺纹杆52分别穿过支架51后与显示组件螺纹传动连接；传动机构包括与调节旋钮53同轴设置的主动锥齿轮54、固定安装在螺纹杆52位于支架51远离显示组件一端上的从动锥齿轮55、与主动锥齿轮54啮合的第一传动锥齿轮56、与从动锥齿轮55啮合的第二传动锥齿轮57、及连接在第一传动锥齿轮56与第二传动锥齿轮57之间的传动杆，该传动杆与支架51或者外壳11转动连接。调节旋钮53转动时，主动锥齿轮54跟随调节旋钮53同步转动，并带动第一传动锥齿轮56转动，通过传动杆带动第二传动锥齿轮57转动，再由第二传动锥齿轮57带动从动锥齿轮55转动，从而带动螺纹杆52转动，由于螺纹杆52与显示组件螺纹传动连接，可以驱动显示组件沿螺纹杆52的前后方向进行移动，从而调节显示组件与镜筒组件20之间的距离。

在本实施例中，镜筒组件20包括两间隔设置的筒体21、设置在两筒体21之间的连接件、及安装在筒体21远离显示组件一端上的镜片22，通常，镜片22卡在筒体21端部上，再在筒体21端部上安装扣盖23，以此将镜片22固定在筒体21端部上。

在每个筒体21靠近显示组件一端的周侧上设有环板24，两个筒体21上的环板24的临近侧连接为一体，密封结构设置在连接为一体的两环板24与显示组件之间。

通常，两根螺纹杆52对应设置在两个筒体21的位置处。

具体地说，支架51包括板体，在板体上分别设有套在筒体21外周侧上的套环。安装时，直接将支架51套在两筒体21。

在本实施例中，伸缩密封件40包括卡在连接为一体的两环板24上的槽状卡环41、与显示组件固定连接在一起的连接板42、及连接在槽状卡环41与连接板42之间的软质波纹筒43，在连接板42上对应每个筒体21处分别设有一个视窗。通常，槽状卡环41、软质波纹筒43、及连接板42为一体式结构，是由硅胶、软质橡胶等制成的。

为了便于安装，在槽状卡环41位于两筒体21之间的部分上设有缺口。

在本实施例中，显示组件包括固定架31、屏幕32、及用于将屏幕32固定在固定架31上的压板33，在固定架31上对应每根螺纹杆52处分别设有一个螺纹套管34；连接板42的边缘处夹持在固定架31与压板33之间。

为了便于镜筒组件20、显示组件进行安装及显示组件相对镜筒组件20进行移动，在支架51的周侧上间隔设有沿前后方向设置的多根导向套58、在固定架31上对应每根导向套58处分别设有一根导杆35，每根导杆35分别插入对应的导向套58内，在调节焦距时，导杆35与导向套58配合起到导向的作用，防止产生歪斜。

在本实施例中，在外壳11上对应调节旋钮53处设有长形通孔12，调节旋钮53的边缘处穿过长形通孔12伸出至外壳11外侧，便于转动调节旋钮53。

以上所述仅为本发明的一些实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.后焦距可调节式头戴显示设备，包括外壳、设置在所述外壳所围成腔体内的显示组件与镜筒组件，其特征在于，所述镜筒组件与所述外壳固定连接，在所述镜筒组件与所述显示组件之间设有伸缩密封件；还包括分别与所述显示组件螺纹传动连接并且沿前后方向设置的两根螺纹杆、转动安装在两根所述螺纹杆之间并且穿出至所述外壳外侧的调节旋钮、及设置在所述调节旋钮与两根所述螺纹杆之间的传动机构。

2.根据权利要求1所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，在所述镜筒组件上固定有支架，所述调节旋钮转动安装在所述支架上，两根所述螺纹杆分别穿过所述支架后与所述显示组件螺纹传动连接；所述传动机构包括与所述调节旋钮同轴设置的主动锥齿轮、固定安装在所述螺纹杆位于所述支架远离所述显示组件一端上的从动锥齿轮、与所述主动锥齿轮啮合的第一传动锥齿轮、与所述从动锥齿轮啮合的第二传动锥齿轮、及连接在所述第一传动锥齿轮与所述第二传动锥齿轮之间的传动杆，所述传动杆与所述支架或者所述外壳转动连接。

3.根据权利要求2所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，所述镜筒组件包括间隔设置并且连接为一体的两个筒体、及安装在每个所述筒体远离所述显示组件一端上的镜片。

4.根据权利要求3所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，在每个所述筒体靠近所述显示组件一端的周侧上设有环板，两个所述筒体上的所述环板的临近侧连接为一体，所述密封结构设置在连接为一体的两所述环板与所述显示组件之间。

5.根据权利要求3所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，两根所述螺纹杆对应设置在两个所述筒体的位置处。

6.根据权利要求3所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，所述支架包括板体，在所述板体上分别设有套在所述筒体外周侧上的套环。

7.根据权利要求4所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，所述伸缩密封件包括卡在连接为一体的两所述环板上的槽状卡环、与所述显示组件固定连接在一起的连接板、及连接在所述槽状卡环与所述连接板之间的软质波纹筒，在所述连接板上对应每个所述筒体处分别设有一个视窗。

8.根据权利要求7所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，所述槽状卡环、所述软质波纹筒、及所述连接板为一体式结构，在所述槽状卡环位于两所述筒体之间的部分上设有缺口。

9.根据权利要求7所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，所述显示组件包括固定架、屏幕、及用于将所述屏幕固定在所述固定架上的压板，在所述固定架上对应每根所述螺纹杆处分别设有一个螺纹套管；所述连接板的边缘处夹持在所述固定架与所述压板之间。

10.根据权利要求9所述的后焦距可调节式头戴显示设备，其特征在于，在所述支架的周侧上间隔设有沿前后方向设置的多根导向套、在所述固定架上对应每根所述导向套处分别设有一根导杆，每根所述导杆分别插入对应的所述导向套内。