CN114217407A - 一种镜片的调节结构及头戴式显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了镜片的调节结构及头戴式显示设备，镜片的调节结构包括镜筒和驱动机构，镜筒内依次设置有第一安装部和第二安装部，第一安装部供第一镜片安装，第二安装部供第二镜片安装，第二安装部在镜筒的长度方向可活动设置，驱动机构包括驱动部、以及传动连接驱动部和第二安装部的传动机构，传动机构用以将驱动部的动作转化为第二安装部的活动，实现第一镜片和第二镜片之间的距离的调节，进而可根据佩戴者视力的不同，适应性调整第二镜片与第一镜片之间的距离，满足各类人群人眼所需的度数需求，使得佩戴者在佩戴头戴式显示设备时不需要另外佩戴眼镜，提高了佩戴者的舒适度且避免漏光，提高了的头戴设备的体验感，兼容性好。
Description
技术领域
本发明涉及VR设备技术领域，尤其涉及一种镜片的调节结构及头戴式显示设备。
背景技术
VR(VirtualReality，虚拟现实技术)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。
目前，在日常生活中，佩戴眼镜的人员也越来越多，由于眼镜的原因，导致在佩戴头戴设备时不舒服，且在佩戴头戴设备时存在漏光的现象，大大影响的头戴设备的体验感。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种镜片的调节结构及头戴式显示设备，旨在改善现有技术中，由于眼镜的原因，导致在佩戴头戴设备时不舒服，且在佩戴头戴设备时存在漏光的现象，大大影响的头戴设备的体验感的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种镜片的调节结构，包括：
镜筒，所述镜筒内依次设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部安装有第一镜片，所述第二安装部安装有第二镜片，所述第二安装部在所述镜筒的长度方向可活动设置；以及，
驱动机构，包括驱动部、以及传动连接所述驱动部和所述第二安装部的传动机构，所述传动机构用以将所述驱动部的动作转化为所述第二安装部的活动。
可选地，所述驱动部转动安装于所述镜筒的外侧。
可选地，所述驱动部包括转动设于所述镜筒的外侧的调节旋钮，且所述调节旋钮的转轴沿着所述镜筒的长度方向延伸；
所述传动机构传动连接所述调节旋钮与所述第二安装部。
可选地，所述传动机构包括传动筒，所述传动筒转动安装于所述镜筒内，所述传动筒与所述调节旋钮之间通过齿轮机构传动连接；
所述第二安装部呈环形设置，且与所述传动筒之间通过螺纹结构螺纹连接，且所述第二安装部与所述镜筒之间止转配合。
可选地，所述传动筒的侧壁沿其周向设置有多个齿部；
所述传动机构还包括传动套装于所述调节旋钮转轴上的传动齿轮，所述传动齿轮和所述多个齿部相啮合。
可选地，所述螺纹结构的导程角为α，所述螺纹结构的摩擦系数为μ，其中，tanα<μ；和/或，
所述镜筒设置有沿所述镜筒长度方向延伸设置的止转轴，所述第二安装部沿所述镜筒长度方向贯设有与所述止转轴止转配合且可沿所述止转轴长度方向活动的止转孔。
可选地，所述镜片的调节结构还包括：
检测装置，用以检测所述第二安装部的活动相关参数；
控制器，用以根据所述活动相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系。
可选地，所述驱动部包括转动设于所述镜筒的外侧的调节旋钮，且所述调节旋钮的转轴沿着所述镜筒的长度方向延伸，所述传动机构传动连接所述调节旋钮与所述第二安装部；所述检测装置用以检测所述调节旋钮的行程相关参数，所述活动相关参数包括所述行程相关参数；所述控制器用以根据所述行程相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系；和/或，
所述镜片的调节结构还包括显示器件，所述显示器件与所述控制器电性连接，用以显示所述矫正度数。
可选地，所述检测装置包括霍尔传感器和变阻式传感器中的一种。
为实现上述目的，本发明还提供一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括镜片的调节结构，所述镜片的调节结构包括：
镜筒，所述镜筒内依次设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用以供第一镜片安装，所述第二安装部用以供第二镜片安装，所述第二安装部在所述镜筒的长度方向可活动设置；以及，
驱动机构，包括驱动部、以及传动连接所述驱动部和所述第二安装部的传动机构，所述传动机构用以将所述驱动部的动作转化为所述第二安装部的活动。
在本发明提供的技术方案中，由于所述第二安装部在所述镜筒的长度方向可活动设置，当所述驱动部动作后，所述传动机构将所述驱动部的动作转化为所述第二安装部的活动，使得所述第二安装部朝向所述第一安装部活或者背离所述第一安装部活动，实现所述第一镜片和所述第二镜片之间的距离的调节，进而可根据佩戴者视力的不同，适应性调整第二镜片与第一镜片(双镜片)之间的距离，满足各类人群人眼所需的度数需求，使得佩戴者在佩戴头戴式显示设备时不需要另外佩戴眼镜，提高了佩戴者的舒适度且避免漏光，提高了的头戴设备的体验感，兼容性好，使用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的镜片的调节结构的一实施例的结构示意图；
图2为图1中镜片的调节结构(另一角度)的结构示意图；
图3为图1中镜片的调节结构俯视示意图；
图4为图3中B-B处的剖视示意图；
图5为图3中A-A处的剖视示意图；
图6为图5中C处的结构示意图；
图7为图5中D处的结构示意图；
图8为图1中设计时第一镜片和第二镜片之间的距离和角度对应的线性关系示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 镜片的调节结构 | 211 | 调节旋钮 |
| 200 | 第一镜片 | 212 | 传动齿轮 |
| 300 | 第二镜片 | 2111 | 转轴 |
| 1 | 镜筒 | 22 | 传动筒 |
| 11 | 第一安装部 | 221 | 齿部 |
| 12 | 第二安装部 | 3 | 止转轴 |
| 2 | 驱动机构 | 4 | 检测装置 |
| 21 | 驱动部 | B | 螺纹结构 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
在日常生活中，佩戴眼镜的人员也越来越多，由于眼镜的原因，导致在佩戴头戴设备时不舒服，且在佩戴头戴设备时存在漏光的现象，大大影响的头戴设备的体验感。
本发明提供一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括镜片的调节结构，只要是包括所述镜片的调节结构的头戴式显示设备均是本发明的方案，其中，图1至图5为本发明提供的镜片的调节结构的实施例的示意图。
请参阅图1至图3，所述镜片的调节结构100包括镜筒1和驱动机构2，所述镜筒1内依次设置有第一安装部11和第二安装部12，所述第一安装部11安装有第一镜片安装200，所述第二安装部12安装有第二镜片安装300，所述第二安装部12在所述镜筒1的长度方向可活动设置，所述驱动机构2包括驱动部21、以及传动连接所述驱动部21和所述第二安装部12的传动机构，所述传动机构用以将所述驱动部21的动作转化为所述第二安装部12的活动。
在本发明提供的技术方案中，由于所述第二安装部12在所述镜筒1的长度方向可活动设置，当所述驱动部21动作后，所述传动机构将所述驱动部21的动作转化为所述第二安装部12的活动，使得所述第二安装部12朝向所述第一安装部11活动或者背离所述第一安装部11活动，实现所述第一镜片200和所述第二镜片300之间的距离的调节，进而可根据佩戴者视力的不同，适应性调整第二镜片300与第一镜片200(双镜片)之间的距离，满足各类人群人眼所需的度数需求，使得佩戴者在佩戴头戴式显示设备时不需要另外佩戴眼镜，提高了佩戴者的舒适度且避免漏光，提高了的头戴设备的体验感，兼容性好，使用范围广。
所述驱动部21的设置位置有多处，例如，所述驱动部21可以设置在所述镜筒1内侧，所述驱动部21还可以套装在所述镜筒1上，具体地，在本实施例中，所述驱动部21转动安装于所述镜筒1的外侧，如此设置，便于操作所述驱动部21。
进一步地，所述驱动部21包括转动设于所述镜筒1的外侧的调节旋钮211，且所述调节旋钮211的转轴2111沿着所述镜筒1的长度方向延伸，所述传动机构传动连接所述调节旋钮211与所述第二安装部12，当需要调节所述第一镜片200和所述第二镜片300之间的距离时，转动所述调节旋钮211，通过所述传动机构将所述调节旋钮211的转动转换成所述第二安装部12靠近或远离所述第一安装部11活动，操作简单，且由于所述调节旋钮211位于所述镜筒1的一侧，在一定程度上减小了接触面积，避免误操作导致所述调节旋钮211转动。
传动连接所述调节旋钮211和所述第二安装部12的所述传动机构的种类有多种，例如，所述传动机构可以是带传动机构，还可以是链传动机构，具体地，在本实施例中，所述传动机构包括传动筒22，所述传动筒22转动安装于所述镜筒1内，所述传动筒22与所述调节旋钮211之间通过齿轮机构传动连接，实现当所述调节旋钮211转动时，带动所述传动筒22转动，由于所述第二安装部12呈环形设置，且与所述传动筒22之间通过螺纹结构B螺纹连接，且所述第二安装部12与所述镜筒1之间止转配合，使得当所述传动筒22转动时，所述第二安装部12能够沿着所述镜筒1长度方向做直线运动，从而实现所述第一镜片200合所述第二镜片300之间距离的调节，由于所述螺纹结构B具有自锁的作用，使得只有在转动所述调节旋钮211时，才可以驱动所述第二安装部12活动，实现可以根据需要将所述第二驱动部21停止在任意位置，提高了所述第二镜片300移动的稳定性和精确性。
为了实现通过螺纹结构B螺纹连接的所述第二安装部12和所述传动筒22之间具有自锁功效，所述螺纹结构B的导程角为α，所述螺纹结构B的摩擦系数为μ，其中，tanα<μ，如此设置，实现螺纹结构B中的螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角，使得螺纹连接的所述第二安装部12和所述传动筒22能够自锁，使得所述第二安装部12能够稳定地停留在调节好的位置。
所述传动筒22与所述调节旋钮211之间通过齿轮机构传动连接的方式有多种，例如，在一个实施例中，所述传动筒22外壁传动套装有第一齿轮，所述调节旋钮211的转轴2111上传动套装有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合，例如，在另外一个实施例中，所述传动筒22的侧壁沿其周向设置有多个第一齿部，所述调节旋钮211的侧部沿其周向设置有多个与所述第一齿部相啮合的第二齿部，具体地，在本实施例中，参照图3和图4，所述传动筒22的侧壁沿其周向设置有多个齿部221；所述传动机构还包括传动套装于所述调节旋钮211转轴2111上的传动齿轮212，所述传动齿轮212和所述多个齿部221相啮合，使得所述传动筒22与所述调节旋钮211传动平稳且工作可靠。
实现所述第二安装部12与所述镜筒1之间止转配合的方式有多种，例如，所述第二安装部12和所述镜筒1之中，其中一者设置有止转凸起，另一者设置有与所述止转凸起相适配的止转槽，具体地，在本实施例中，所述镜筒1设置有沿所述镜筒1长度方向延伸设置的止转轴3，所述第二安装部12沿所述镜筒1长度方向贯设有与所述止转轴3止转配合且沿所述止转轴3长度方向活动的止转孔，如此，使得在所述传动筒22转动时，所述第二安装部12只能够沿所述镜筒1长度方向做直线运动，便于调节所述第一镜片200和所述第二镜片300之间的距离。
需要说明的是，为了使得所述第二安装部12沿所述镜筒1长度方向运动平稳，所述止转孔和所述止转轴3共同构成止转结构，所述止转结构设置至少两个，所述至少两个止转结构沿所述镜筒1周向间隔设置，如此，使得所述第二安装部121在活动过程中受到至少两个所述止转轴3的止转导向，从而使得所述第二安装部121能够平稳地做直线运动。
具体地，所述镜片的调节结构100还包括检测装置4、控制器，所述检测装置4用以检测所述第二安装部12的活动相关参数，所述控制器用以根据所述活动相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系，如此，由于活动相关参数直接通过所述检测装置4进行测试得到，从而可以消除由于结构零件设计公差导致组装过程存在的误差，保证了调节度数与矫正度数一致。
参照图1和图4，所述驱动部21包括转动设于所述镜筒1的外侧的调节旋钮211，且所述调节旋钮211的转轴2111沿着所述镜筒1的长度方向延伸，所述传动机构传动连接所述调节旋钮211与所述第二安装部12，当转动所述调节旋钮211时，所述检测装置4检测所述调节旋钮211的行程相关参数，所述活动相关参数包括所述行程相关参数，所述控制器根据所述行程相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系，使得用户获得的矫正度数即为实际调节度数，从而解决了由于结构零件设计公差导致组装过程存在的误差导致矫正度数与实际调整度数不一致的问题。
具体地，为了使得用户实时获得矫正度数，所述镜片的调节结构还包括显示器件，所述显示器件与所述控制器电性连接，通过所述显示器件显示所述矫正度数，使得用户在所述显示器件直接看到的矫正度数即为实际调节度数，提高了用户体验。
需要说明的是，所述检测装置4包括霍尔传感器和变阻式传感器中的一种，当然，在其他实施例中，所述检测装置4还可以设置为角度传感器、角位移传感器等，本实施例对此不做限定。
具体地，为了确定所述映射关系，需要先获取多组所述第一镜片200与对应的所述第二镜片300之间的设计距离参数，并获得多组所述设计距离参数对应的多个设计度数，对多组设计距离参数和对应的多个设计度数进行拟合，得到所述设计距离参数与设计度数之间的函数关系：y1＝-0.0072x1+8.7255，其中，y1为设计距离参数，x1为设计度数，由此可知，所述设计距离参数与所述设计度数之间是线性关系(参照图5)。由于产品在生产和组装过程中有公差，在测试站对产品进行测试，调节所述第一镜片200和所述第二镜片300之间距离为最大时，相应的行程相关参数为m1，测试站记录实际度数为X1，调节所述第一镜片200和所述第二镜片300之间距离为最小时，相应的行程相关参数为m2，通过测试站记录实际度数为X2。由于设计距离参数与设计度数是线性关系，因此可建立行程相关参数和实际度数之间形成所述预设映射关系：X＝am+b。根据X1和对应的m1，X2和对应的m2可求得该函数中a和b的值，由于每个产品都是单独测试，消除了产品的部件公差和组装公差。将所述预设映射关系：X＝am+b写入产品，可得到矫正度数。因此，当用户在调节旋钮211时，带动检测装置4动作，检测装置4反馈行程相关参数到产品系统，通过预设映射关系，可以实时得到矫正度数，该矫正度数为产品实际调整度数，用户可以在显示器件5清楚得知调节到的度数。
需要说明的是，由于佩戴眼镜的原因有多种，例如近视需要佩戴近视眼镜，远视需要佩戴远视眼镜，因此所述矫正度数可以是近视的矫正度数也可以是远视的矫正度数，本实施例对此不做限定。通过调节所述第一镜片200和所述第二镜片300之间的距离实现度数的调节，在本实施例中，所述第一镜片200可以选用平面镜、凹镜或凸镜等，第二镜片300可以选用凹镜或凸镜等，如此，当改变第一镜片200和第二镜片300的间距的调节，可以实现不同视力人眼所需的度数。
本发明还提出一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括镜片的调节结构100，所述镜片的调节结构100采用了上述实施例全部的技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的技术效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的可选地实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种镜片的调节结构，其特征在于，包括：
镜筒，所述镜筒内依次设置有第一安装部和第二安装部，所述第一安装部安装有第一镜片，所述第二安装部安装有第二镜片，所述第二安装部在所述镜筒的长度方向可活动设置；以及，
驱动机构，包括驱动部、以及传动连接所述驱动部和所述第二安装部的传动机构，所述传动机构用以将所述驱动部的动作转化为所述第二安装部的活动。
2.如权利要求1所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述驱动部转动安装于所述镜筒的外侧。
3.如权利要求2所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述驱动部包括转动设于所述镜筒的外侧的调节旋钮，且所述调节旋钮的转轴沿着所述镜筒的长度方向延伸；
所述传动机构传动连接所述调节旋钮与所述第二安装部。
4.如权利要求3所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述传动机构包括传动筒，所述传动筒转动安装于所述镜筒内，所述传动筒与所述调节旋钮之间通过齿轮机构传动连接；
所述第二安装部呈环形设置，且与所述传动筒之间通过螺纹结构螺纹连接，且所述第二安装部与所述镜筒之间止转配合。
5.如权利要求4所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述传动筒的侧壁沿其周向设置有多个齿部；
所述传动机构还包括传动套装于所述调节旋钮转轴上的传动齿轮，所述传动齿轮和所述多个齿部相啮合。
6.如权利要求4所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述螺纹结构的导程角为α，所述螺纹结构的摩擦系数为μ，其中，tanα<μ；和/或，
所述镜筒设置有沿所述镜筒长度方向延伸设置的止转轴，所述第二安装部沿所述镜筒长度方向贯设有与所述止转轴止转配合且可沿所述止转轴长度方向活动的止转孔。
7.如权利要求1所述的镜片的调节结构，其特征在于，还包括：
检测装置，用以检测所述第二安装部的活动相关参数；
控制器，用以根据所述活动相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系。
8.如权利要求7所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述驱动部包括转动设于所述镜筒的外侧的调节旋钮，且所述调节旋钮的转轴沿着所述镜筒的长度方向延伸，所述传动机构传动连接所述调节旋钮与所述第二安装部；所述检测装置用以检测所述调节旋钮的行程相关参数，所述活动相关参数包括所述行程相关参数；所述控制器用以根据所述行程相关参数以及预设映射关系，计算出矫正度数，所述预设映射关系为所述活动相关参数与所述矫正度数之间的映射关系；和/或，
所述镜片的调节结构还包括显示器件，所述显示器件与所述控制器电性连接，用以显示所述矫正度数。
9.如权利要求8所述的镜片的调节结构，其特征在于，所述检测装置包括霍尔传感器和变阻式传感器中的一种。
10.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的镜片的调节结构。
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