CN205038406U - 可调焦距的头戴式显示设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可调焦距的头戴式显示设备，包括外壳体、固定所述外壳体的绑带以及安装在所述外壳体内的显示系统和光学系统，所述外壳体呈矩形盒子状，所述外壳体五面封闭、一面开口，所述光学系统安装在所述开口面上，所述显示系统安装在与所述开口面相对的一面上，所述光学系统包括光学透视装置，所述光学透视装置上设置有调节焦距的光学焦距调节部。本实用新型不需要更换镜片，即可适配不同视力缺陷人群使用，且调节精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及虚拟现实或增强现实技术领域，尤其涉及可调焦距的头戴式显示设备。
背景技术
头戴式显示设备是现代显示技术中的一种全新技术，在增强显示、虚拟现实以及立体显示等方面有非常重要的应用。OculusRift是一款头戴式显示设备。在带上它之后，佩戴者将看到的是另一个虚拟的世界，并且通过双眼视差，佩戴者会有很强的立体感。此外，由于OculusRift当中配有陀螺仪、加速计等惯性传感器，可以实时的感知使用者头部的位置，并对应调整显示画面的视角。这样一来用户就仿佛完全融入在到了这个虚拟世界当中。
然而对于近视或远视等视力缺陷的人群，使用OculusRift时无法佩戴眼镜，这将会限制近视或远视等视力缺陷的人群的使用，因此，如何支持不同的视力使用群体正常观看，是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提出一种可调焦距的头戴式显示设备，旨在支持不同的视力使用群体正常观看视频。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种可调焦距的头戴式显示设备，包括外壳体、固定所述外壳体的绑带以及安装在所述外壳体内的显示系统和光学系统，所述外壳体呈矩形盒子状，所述外壳体五面封闭、一面开口，所述光学系统安装在所述开口面上，所述显示系统安装在与所述开口面相对的一面上，所述光学系统包括光学透视装置，所述光学透视装置上设置有调节焦距的光学焦距调节部。
优选地，所述光学透视装置包括光学镜头，所述光学镜头固定位于所述光学透视装置上，所述光学透视装置远离所述显示系统的一端设置有焦距调节旋钮，靠近所述显示系统的一端设置有焦距调节螺杆；所述外壳体内部设置有内筒，且所述内筒上对应设置有与所述焦距调节螺杆相配合的螺纹。
优选地，所述焦距调节旋钮的外侧上设置有用于防止调节焦距时滑动的防滑圈。
优选地，所述光学镜头包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜均为凸透镜、且并排设置在所述外壳体内的所述开口面上。
优选地，所述第一透镜和第二透镜均为平凸透镜，朝向所述显示系统的一面为凸面；背离所述显示系统的一面为平面。
优选地，所述可调焦距的头戴式显示设备还包括与所述光学系统相连的用于调节瞳距的瞳距调节装置。
优选地，所述光学透视装置上具有滑块，所述滑块上设置有延伸至外壳体的拨片；所述外壳体对应设置有与所述滑块相配合的限位柱；所述拨片用于推动所述滑块在所述限位柱间左右移动。
优选地，所述可调焦距的头戴式显示设备还包括图像采集装置和图像处理模块，其中，
所述图像采集装置，用于采集真实世界的现实场景；
所述图像处理模块，与所述图像采集装置电连接，用于构建与所述现实场景相匹配的虚拟场景，并将所述虚拟场景和所述现实场景进行融合；
所述显示系统，与所述图像处理模块电连接，用于显示所述融合的场景；
所述光学系统，与所述显示系统位于同一光轴上，用于放大所述显示的场景。
优选地，所述图像采集装置包括第一摄像头和第二摄像头，所述外壳体的所述相对面上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一摄像头贯穿所述第一通孔并与所述外壳体的正表面平齐或略低于所述外壳体的正表面，第二摄像头贯穿所述第二通孔并与所述外壳体的正表面平齐或略低于所述外壳体的正表面。
优选地，所述第一摄像头与所述第一通孔间隙配合；所述第二摄像头与所述第二通孔间隙配合。
本实用新型提出的一种可调焦距的头戴式显示设备，包括外壳体、固定所述外壳体的绑带以及安装在所述外壳体内的显示系统和光学系统，所述外壳体呈矩形盒子状，所述外壳体五面封闭、一面开口，所述光学系统安装在所述开口面上，所述显示系统安装在与所述开口面相对的一面上，所述光学系统包括光学透视装置，所述光学透视装置上设置有调节焦距的光学焦距调节部。本实用新型不需要更换镜片，即可适配不同视力缺陷人群使用，且调节精度高。
附图说明
图1为本实用新型可调焦距的头戴式显示设备一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型可调焦距的头戴式显示设备一实施例的功能框图；
图3为图1中所述光学透视装置一实施例的结构示意图；
图4为图1中所述瞳距调节装置一实施例的剖面示意图；
图5为图1中所述瞳距调节装置一实施例的立体示意图。
标注说明：
10、外壳体；20、绑带；30、显示系统；40、光学系统；50、图像采集装置；60、图像处理模块；70、瞳距调节装置；11、开口面；12、相对面；13、第一通孔、；14、第二通孔；15、内筒；151、螺纹；16、限位柱；51、第一摄像头；52、第二摄像头；41、光学透视装置；411、光学焦距调节部；412、光学镜头；4121、第一透镜；4122、第二透镜；413、焦距调节旋钮；4131、防滑圈；414、焦距调节螺杆；415、滑块；4151、拨片。
本实用新型目的的实现、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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和图2所示，本实用新型第一实施例提出一种可调焦距的头戴式显示设备，包括外壳体10、固定所述外壳体10的绑带20以及安装在所述外壳体10内的显示系统30、光学系统40、图像采集装置50以及图像图像处理模块60，所述外壳体10呈矩形盒子状，所述外壳体10五面封闭、一面开口，所述光学系统40安装在所述开口面11上，所述显示系统30安装在与所述开口面11相对的一面上，所述光学系统40包括光学透视装置41，所述光学透视装置41上设置有调节焦距的光学焦距调节部411。
所述图像采集装置50，用于采集真实世界的现实场景；
所述图像处理模块60，与所述图像采集装置50电连接，用于构建与所述现实场景相匹配的虚拟场景，并将所述虚拟场景和所述现实场景进行融合；
所述显示系统30，与所述图像处理模块60电连接，用于显示所述融合的场景；
所述光学系统40，与所述显示系统30位于同一光轴上，用于放大所述显示的场景。
具体地，所述图像采集装置50包括第一摄像头51和第二摄像头52，所述外壳体10的所述相对面12上开设有第一通孔13和第二通孔14，所述第一摄像头51贯穿所述第一通孔13并与所述外壳体10的正表面平齐或略低于所述外壳体10的正表面，第二摄像头52贯穿所述第二通孔14并与所述外壳体10的正表面平齐或略低于所述外壳体10的正表面。所述第一摄像头51与所述第一通孔13间隙配合；所述第二摄像头52与所述第二通孔14间隙配合。其中，所述焦距为所述光学系统40到所述显示系统30的距离，在本实施例中，所述焦距的可调节范围为39-42mm。
本实施例提供的可调焦距的头戴式显示设备，不需要更换镜片，即可适配不同视力缺陷人群使用，且调节精度高，从而适合和方便广大人群使用。
如图3所示，所述光学透视装置41包括光学镜头412，所述光学镜头412固定位于所述光学透视装置41上，所述光学透视装置41远离所述显示系统30的一端设置有焦距调节旋钮413，靠近所述显示系统30的一端设置有焦距调节螺杆414；所述外壳体10内部设置有内筒15，且所述内筒15上对应设置有与所述焦距调节螺杆414相配合的螺纹151。在本实施中，所述调节螺杆151上为空心杆，所述空心杆上设置有内螺纹；所述外壳体10设置有内筒15，内筒15上设置有与所述调节螺杆151的内螺纹相配合的外螺纹。
本实施例提供的可调焦距的头戴式显示设备，通过手动调节焦距调节旋钮即可调节头戴式显示设备的焦距，从而满足和适配不同视力人群的需要，且使用方便。
进一步参见图3，所述焦距调节旋钮413的外侧上设置有用于防止调节焦距时滑动防滑圈4131，所述防滑圈4131的圈数具体根据所述焦距调节旋钮413的长度均匀设置，并根据所述防滑圈4131的圈数来确定所述焦距的长短。所述防滑圈4131上可设置对应的刻度，以便更精确地调节所述焦距调节旋钮413。
本实施例提供的可调焦距的头戴式显示设备，通过手动调节所述焦距调节旋钮外侧上设置的均匀防滑圈的圈数，就可以确定不同视力佩戴者的焦距，从而更利于调节到准确的焦距。
进一步参见图1，所述光学镜头412包括第一透镜4121和第二透镜4122，所述第一透镜4121和所述第二透镜4122均为凸透镜、且并排设置在所述外壳体10内的所述开口面11上。所述第一透镜4121和第二透镜4122均为平凸透镜，朝向所述显示系统30的一面为凸面；背离所述显示系统30的一面为平面。
本实施例提供的可调焦距的头戴式显示设备，通过第一透镜和第二透镜的放大后将分屏显示的所述视频画面直接投射到人眼左右视网膜内，从而在用户眼前呈现三维立体图像。且第一透镜和第二透镜的光学镜头采用平凸透镜，从而完全覆盖人类双眼视角，实现大视角观测，在本实施例中，可实现110度FOV(fieldofview，视场视野)视场。
如图4和图5所示，所述可调焦距的头戴式显示设备还包括与所述光学系统40相连的用于调节瞳距的瞳距调节装置70。具体地，所述光学透视装置41上具有滑块415，所述滑块415上设置有延伸至外壳体10的拨片4151；所述外壳体4151对应设置有与所述滑块415相配合的限位柱16；所述拨片4151用于推动所述滑块415在所述限位柱间16左右移动。在本实例中，瞳距的可调节范围为58-66mm。
本实施例提出的所述可调焦距的头戴式显示设备在使用时，针对不同的视力人群以及左右眼视力不同的佩戴者，通过焦距调节装置和瞳距调节装置，可独立地进行光学焦距和瞳距调节，从而可适配不同的视力缺陷者以及不同年龄群体使用。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种可调焦距的头戴式显示设备，包括外壳体、固定所述外壳体的绑带以及安装在所述外壳体内的显示系统和光学系统，所述外壳体呈矩形盒子状，所述外壳体五面封闭、一面开口，所述光学系统安装在所述开口面上，所述显示系统安装在与所述开口面相对的一面上，其特征在于，所述光学系统包括光学透视装置，所述光学透视装置上设置有调节焦距的光学焦距调节部。
2.如权利要求1所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述光学透视装置包括光学镜头，所述光学镜头固定位于所述光学透视装置上，所述光学透视装置远离所述显示系统的一端设置有焦距调节旋钮，靠近所述显示系统的一端设置有焦距调节螺杆；所述外壳体内部设置有内筒，且所述内筒上对应设置有与所述焦距调节螺杆相配合的螺纹。
3.如权利要求2所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述焦距调节旋钮的外侧上设置有用于防止调节焦距时滑动的防滑圈。
4.如权利要求2所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述光学镜头包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜均为凸透镜、且并排设置在所述外壳体内的所述开口面上。
5.如权利要求4所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一透镜和第二透镜均为平凸透镜，朝向所述显示系统的一面为凸面；背离所述显示系统的一面为平面。
6.如权利要求1所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述可调焦距的头戴式显示设备还包括与所述光学系统相连的用于调节瞳距的瞳距调节装置。
7.如权利要求6所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述光学透视装置上具有滑块，所述滑块上设置有延伸至外壳体的拨片；所述外壳体对应设置有与所述滑块相配合的限位柱；所述拨片用于推动所述滑块在所述限位柱间左右移动。
8.如权利要求1所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述可调焦距的头戴式显示设备还包括图像采集装置和图像处理模块，其中，
所述图像采集装置，用于采集真实世界的现实场景；
所述图像处理模块，与所述图像采集装置电连接，用于构建与所述现实场景相匹配的虚拟场景，并将所述虚拟场景和所述现实场景进行融合；
所述显示系统，与所述图像处理模块电连接，用于显示所述融合的场景；
所述光学系统，与所述显示系统位于同一光轴上，用于放大所述显示的场景。
9.如权利要求8所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述图像采集装置包括第一摄像头和第二摄像头，所述外壳体的所述相对面上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一摄像头贯穿所述第一通孔并与所述外壳体的正表面平齐或略低于所述外壳体的正表面，第二摄像头贯穿所述第二通孔并与所述外壳体的正表面平齐或略低于所述外壳体的正表面。
10.如权利要求9所述的可调焦距的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一摄像头与所述第一通孔间隙配合；所述第二摄像头与所述第二通孔间隙配合。
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