CN205003365U - 一种虚拟显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种虚拟显示装置，包括：设于人眼前的显示单元，设置在人眼与显示单元之间的凸透镜单元，连接显示单元与凸透镜单元且通过人耳支撑的支撑单元，用于驱动显示单元的驱动单元，用于调整显示单元与凸透镜单元之间距离的调焦单元，用于音效输出的耳机单元，所述驱动单元、调焦单元、耳机单元均设置在支撑单元上。本实用新型重心靠后而且可以防止灰尘的干扰，可以给人们提供更好的视觉体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及头戴式虚拟显示装置。
背景技术
头戴式虚拟显示装置是现有显示技术的一个重要发展方向。如图1所示，现在的虚拟现实装置，主要利用凸透镜3将显示器2的图像进行放大形成远离人眼4的虚像1，从而使人眼能看清楚实际距离人眼很近的显示图像。这种技术结构简单，观看视角广，很容易造成沉浸，是未来虚拟现实的发展方向。
但是由于虚拟显示设备的零部件众多，现有技术中为了更好地数据处理及传输，将主要零部件都集中在眼睛前的显示器附近，几乎所有的重量均集中在人眼的前部，造成对人的鼻梁严重的承压，影响人们的观看效果。此外，由于凸透镜的放大作用，屏幕上方即便一些轻微的灰尘经过放大也会被人眼察觉，影响观看效果。
因此，如何设计一种佩戴感轻便的虚拟显示装置是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种虚拟显示装置，包括：设于人眼前的显示单元，设置在人眼与显示单元之间的凸透镜单元，连接显示单元与凸透镜单元且通过人耳支撑的支撑单元，用于驱动显示单元的驱动单元，用于调整显示单元与凸透镜单元之间距离的调焦单元，用于音效输出的耳机单元，所述驱动单元、调焦单元、耳机单元均设置在支撑单元上。
本技术方案中，凸透镜单元包括带有两个通孔的眼镜框、位于通孔内的凸透镜、可调节凸透镜在通孔内的左右位置的瞳距调节单元。
所述瞳距调节单元包括：设置在眼镜框上方分别与所述通孔连通的两个条形孔、分别位于通孔内且顶部搭接在条形孔上方的两个T形固定架，所述凸透镜固定在T形固定架上，所述T形固定架的顶部设有卡齿，所述眼镜框上方设有齿轮，所述卡齿与齿轮相互配合连接可使T形固定架沿着条形孔来回移动。
所述支撑单元为两条镜腿，所述镜腿包括相互铰接的前端和后端，两条镜腿的前端分别与显示单元的两侧边连接。所述调焦单元包括设置在镜腿的外侧的外卡齿，与外卡齿配合连接的外齿轮，分别从上下两个方向夹持住镜腿用于安装外齿轮的上盖和下盖，贯穿眼镜框以及左右两个上盖的转动杆，套装在转动杆的两端分别与外齿轮相互啮合的两个伞形齿轮。
耳机单元包括耳机线、连接在耳机线一端的耳塞、连接在耳机线另一端的夹子，所述夹子具有用于夹住镜腿的两个夹持臂。耳机线为刚性件，通过万向轴承与夹子连接，所述腿后端的内外侧设有可供夹持臂沿镜腿轴向方向来回移动的条形槽。
所述显示单元包括：设有长方形凹槽的框部、设置在长方形凹槽内的显示屏、设于长方形凹槽的开口处将显示屏密封在内的透明保护膜。所述透明保护膜与显示屏之间的距离大于3mm。
本实用新型通过将主要部件全部设置在镜腿上，使虚拟显示装置的重心后移，让人们佩戴更舒适，同时对虚拟现实装置的各个部件的详细结构进行了设计，使得各单元之间协调性更强，本实用新型可以提供显示和声音，同时能消除屏幕上方的灰尘对人们观看的影响。
附图说明
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
图1是现有技术的原理示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型凸透镜单元的结构示意图；
图4是本实用新型支撑单元的结构示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型进一步进行说明，但不局限于此。
如图2所示，本实用新型设计的虚拟显示装置具有显示单元1，凸透镜单元2，支撑单元3，驱动单元4，调焦单元，耳机单元5以及瞳距调节单元七个部分。其中驱动单元、调焦单元、耳机单元均设置在支撑单元上，减轻眼镜框的重量。
显示单元在使用时位于人眼前，其包括设有长方形凹槽的框部，设置在长方形凹槽内的显示屏，设于长方形凹槽的开口处将显示屏密封在内的透明保护膜。显示单元用于显示图像，显示屏可设置一块，也可以设置两块，当需要显示2D图像时，左半部与右半部显示的内容相同，当需要显示3D图像时，左半部显示左眼图像，右半部显示右眼图像。其中透明保护膜与框部将显示屏器密封起来，其中透明保护膜与显示屏之间的距离>1mm。因为显示屏被密封起来，因此外界的灰尘之会落在透明保护膜上，从而使得灰尘与显示屏之间维持一定的距离，因灰尘到凸透镜的距离大于显示屏到凸透镜的距离，因此其虚像距离人眼的距离大于显示图像的虚像到人眼的距离，因灰尘虚像与人眼距离过小，从而使人眼不能察觉灰尘的存在，从而消除灰尘对人们观看效果的影响。
如图3所示，凸透镜单元2设置在人眼与显示单元之间，其包括带有两个通孔24的眼镜框21、位于通孔内的凸透镜22、可调节凸透镜在通孔内的左右位置的瞳距调节单元。凸透镜单元的作用是提供光学镜片，将显示屏的图像成放大变远的虚像，从而使人能清晰看到。同时该单元设置的瞳距调节单元具体包括设置在眼镜框上方的两个条形孔23，这两个条形孔23分别与对应的通孔连通，两个T形固定架25上分别固定着凸透镜，凸透镜为矩形，同时其长宽比与显示器的相同，T形固定架从上穿过条形孔，使凸透镜位于通孔内，T形固定架搭接在条形孔的上方，T形固定架的顶部设有卡齿，眼镜框上方设有齿轮26，齿轮将T形固定架的顶部压在眼镜框的顶部，卡齿与齿轮相互配合连接，当旋转齿轮时，带动T形固定架的顶部进行滑动，从而改变凸透镜的位置，达到调节瞳距的目的，可以实现单独对每个凸透镜进行调节，从而使每个人均能找到最适合自己的镜片位置，让不同人均能享受高质量的显示感受。具有结构简单，体积小和质量轻的优点。T形固定架底部相接触的一侧边还可以设置条形槽，使T形固定架的移动更加顺畅。
如图4所示，支撑单元3通过人耳支撑，用来连接显示单元与凸透镜单元且对它们起到支撑的作用，本实施例中，支撑单元为两条镜腿31，镜腿31包括相互铰接的前端和后端，镜腿可以折叠起来，使整个系统便于携带。两条镜腿的前端分别与显示单元的两侧边连接。支撑单元和凸透镜单元通过调焦单元连接，调焦单元包括设置在镜腿的外侧的外卡齿32，与外卡齿32配合连接的外齿轮33，分别从上下两个方向夹持住镜腿用于安装外齿轮的上盖34和下盖35，贯穿眼镜框以及左右两个上盖的转动杆36，套装在转动杆的两端分别与外齿轮相互啮合的两个伞形齿轮。当推动眼镜框远离或靠近显示单元时，两个外齿轮沿着镜腿上的外卡齿旋转，带动两个伞形齿轮旋转，从而带动转动杆转动，转动杆可以让眼镜框两侧的外齿轮的位置保持同步，使得眼镜框始终与显示单元所在的平面平行，当眼镜框沿着镜腿滑动时，改变了凸透镜与显示单元之间的距离，从而达到调焦的目的。上、下盖通过卡在镜腿上的凹槽上，从而达到固定的效果。采取这种结构一方面可以减少材料，减少系统的重量，另一方面使镜腿的铰接结构不至于阻挡调焦单元的正常运作。
驱动单元的主要作用是驱动显示单元，驱动单元放置于镜腿上，处于人眼的后面，是因为显示驱动系统通常是整个系统中较重的部分，将重心后移，从而减轻给人的鼻梁带来的重负。
耳机单元用于音效输出，耳机单元包括耳机线、连接在耳机线一端的耳塞、连接在耳机线另一端的夹子，夹子具有用于夹住镜腿的两个夹持臂。夹持臂的末端设有弧形突起，腿后端的内外侧设有可供夹持臂沿镜腿轴向方向来回移动的条形槽，条形槽的底部为与夹持臂末端匹配的弧形，耳机线可以为柔性件也可以为刚性件，若是采用刚性件，则可以通过一个万向轴承与夹子连接，可以调整耳机的角度。通过条形槽和万向轴承使不同的人们均能调整耳机以便于佩戴，当佩戴好耳机后，由于耳机与镜腿相连，使得耳机起到固定整个系统的作用，避免整个系统出现滑动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种虚拟显示装置，包括：设于人眼前的显示单元，设置在人眼与显示单元之间的凸透镜单元，连接显示单元与凸透镜单元且通过人耳支撑的支撑单元，用于驱动显示单元的驱动单元，用于调整显示单元与凸透镜单元之间距离的调焦单元，用于音效输出的耳机单元，其特征在于，所述驱动单元、调焦单元、耳机单元均设置在支撑单元上。
2.如权利要求1所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述凸透镜单元包括带有两个通孔的眼镜框、位于通孔内的凸透镜、可调节凸透镜在通孔内的左右位置的瞳距调节单元。
3.如权利要求2所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述瞳距调节单元包括：设置在眼镜框上方分别与所述通孔连通的两个条形孔、分别位于通孔内且顶部搭接在条形孔上方的两个T形固定架，所述凸透镜固定在T形固定架上，所述T形固定架的顶部设有卡齿，所述眼镜框上方设有齿轮，所述卡齿与齿轮相互配合连接可使T形固定架沿着条形孔来回移动。
4.如权利要求2所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述支撑单元为两条镜腿，所述镜腿包括相互铰接的前端和后端，两条镜腿的前端分别与显示单元的两侧边连接。
5.如权利要求4所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述调焦单元包括设置在镜腿的外侧的外卡齿，与外卡齿配合连接的外齿轮，分别从上下两个方向夹持住镜腿用于安装外齿轮的上盖和下盖，贯穿眼镜框以及左右两个上盖的转动杆，套装在转动杆的两端分别与外齿轮相互啮合的两个伞形齿轮。
6.如权利要求4所述的虚拟显示装置，其特征在于，耳机单元包括耳机线、连接在耳机线一端的耳塞、连接在耳机线另一端的夹子，所述夹子具有用于夹住镜腿的两个夹持臂。
7.如权利要求6所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述耳机线为刚性件，通过万向轴承与夹子连接，所述腿后端的内外侧设有可供夹持臂沿镜腿轴向方向来回移动的条形槽。
8.如权利要求1至7任意一项所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述显示单元包括：设有长方形凹槽的框部、设置在长方形凹槽内的显示屏、设于长方形凹槽的开口处将显示屏密封在内的透明保护膜。
9.如权利要求8所述的虚拟显示装置，其特征在于，所述透明保护膜与显示屏之间存在间隙。
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