CN210427918U - 焦距调节装置及头戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于头戴设备技术领域，尤其涉及一种焦距调节装置及头戴设备；焦距调节装置包括镜筒、显示组件、第一镜片组件、安装在镜筒所围成腔体内并且设置在显示组件与第一镜片组件之间的第二镜片组件、及驱动第二镜片组件沿镜筒的轴线方向滑动的驱动结构；第一镜片组件包括第一镜片、贴合在第一镜片靠近显示组件一侧上的第一半反半透膜，第一镜片靠近显示组件的一侧面为平面、另一侧面为凸面；第二镜片组件包括两个侧面均为凸面的第二镜片、贴合在第二镜片靠近显示组件一侧上的第二半反半透膜；头戴设备包括外壳、间隔设置在外壳所围成腔体内的两个焦距调节装置。解决了现有头戴设备体积比较大的问题，便于向小型化发展。

Description

焦距调节装置及头戴设备

技术领域

本实用新型属于头戴设备技术领域，尤其涉及一种焦距调节装置及头戴设备。

背景技术

AR设备、VR设备等头戴设备越来越多的出现在日常生活中，但是由于不同用户眼睛的度数不同，因此大多数头戴设备都具有焦距调节功能。

目前，主要通过改变透镜与显示屏之间的距离来实现焦距调节，即通过调节镜筒使其靠近或者远离显示屏实现焦距调节。这需要在头戴设备内部预留一定的调节空间才能调节镜筒使其靠近或者远离显示屏。

这样就会造成头戴设备的体积比较大，严重影响了头戴设备向小型化方向发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焦距调节装置及头戴设备，旨在解决现有头戴设备体积比较大的问题，便于头戴设备向小型化发展。

本实用新型公开了一种焦距调节装置，所述焦距调节装置包括镜筒、安装在所述镜筒第一端部处的显示组件、以及安装在所述镜筒第二端部处的第一镜片组件，还包括设置安装在所述镜筒所围成腔体内并且设置在所述显示组件与所述第一镜片组件之间的第二镜片组件、用于驱动所述第二镜片组件沿所述镜筒的轴线方向滑动的驱动结构；所述第一镜片组件包括第一镜片、贴合在所述第一镜片靠近所述显示组件一侧上的第一半反半透膜，所述第一镜片靠近所述显示组件的一侧面为平面、远离所述显示组件的另一侧面为凸面；所述第二镜片组件包括第二镜片、贴合在所述第二镜片靠近所述显示组件一侧上的第二半反半透膜，所述第二镜片的两个侧面均为凸面。

作为一种改进，所述镜筒所围成腔体呈圆筒状；所述第二镜片组件还包括呈圆环状的转动支架，所述第二镜片固定安装在所述转动支架上。

作为一种改进，所述驱动结构包括套设在所述镜筒的外周侧上并与所述镜筒转动连接的转动筒；在所述镜筒的侧壁上设有用于导向的长形通孔，所述长形通孔的设置方向与所述镜筒的轴线方向之间设有夹角；在所述转动支架上连接有穿过所述长形通孔的拨动件，所述转动筒能够带动所述拨动件沿所述长形通孔滑动。

作为一种改进，在所述转动支架上设有安装部，所述拨动件固定在所述安装部上。

作为一种改进，所述拨动件与所述安装部为可拆卸连接。

作为一种改进，在所述转动筒的内侧壁上设有沿所述镜筒的轴线方向延伸的滑槽，所述拨动件远离所述转动支架的一端穿过所述长形通孔后卡接在所述滑槽内；在所述镜筒的周向上间隔设置有多个所述长形通孔，在所述转动筒与所述转动支架之间对应每个所述长形通孔处分别设有一个所述拨动件。

作为一种改进，所述驱动结构还包括套设在所述转动筒的外周侧并与所述转动筒固定连接的从动齿轮、以及调节轮，在所述调节轮的侧部固定连接有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮。

作为一种改进，所述显示组件包括与所述镜筒固定连接的显示支架、固定在所述显示支架上的屏幕，在所述显示支架上还固定连接有安装板，固定连接在一起的所述调节轮与所述主动齿轮转动安装在所述安装板上。

作为一种改进，在所述安装板上固定连接有安装支架，所述安装支架包括板体、并排连接在所述板体上的第一架体与第二架体，在所述第一架体与所述第二架体之间的板体部分上设有长形孔；所述第一架体、所述第二架体分别设置在所述安装板的两侧，所述调节轮、所述主动齿轮设置在所述第一架体与所述安装板之间，并且所述调节轮的一部分穿过所述长形孔；在所述安装板上固定连接有转轴，所述调节轮与所述主动齿轮套设在所述转轴上，所述第一架体与所述转轴的端部固定连接、所述第二架体与所述安装板固定连接。

本实用新型公开了一种头戴设备，所述头戴设备包括外壳、间隔设置在所述外壳所围成腔体内的两个所述焦距调节装置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的焦距调节装置包括镜筒、安装在镜筒第一端部处的显示组件、以及安装在镜筒第二端部处的第一镜片组件，还包括安装在镜筒所围成腔体内并且设置在显示组件与第一镜片组件之间的第二镜片组件、用于驱动第二镜片组件沿镜筒的轴线方向滑动的驱动结构；第一镜片组件包括第一镜片、贴合在第一镜片靠近显示组件一侧上的第一半反半透膜，第一镜片靠近显示组件的一侧面为平面、远离显示组件的另一侧面为凸面；第二镜片组件包括第二镜片、贴合在第二镜片靠近显示组件一侧上的第二半反半透膜，第二镜片的两个侧面均为凸面。头戴设备包括外壳、间隔设置在外壳所围成腔体内的两个焦距调节装置。

显示组件的屏幕上的O点发出的光线照射到第二半反半透膜上的P点，经第二半反半透膜透射入第二镜片内，从第二镜片透射后照射到第一半反半透膜上的R点，经第一半反半透膜反射后再照射到第二镜片远离显示组件的一侧面上，透射入第二镜片内再经过第二半反半透膜反射后从第二镜片远离显示组件的一侧面透射出，以一定的角度照射至第一半反半透膜上，经第一半反半透膜透射后从第一镜片的平面上照射入第一镜片内，从第一镜片的凸面上透射出后照射至用户眼睛的Q点处，经用户眼睛的折射后在S点形成清晰图像；向远离显示组件的一侧调节第二镜片组件的位置后，从屏幕上相同位置的O点发出的光线照射到第二半反半透膜上另一位置处的P′点，这样经第一半反半透膜、第二镜片透射后的光线照射至第一半反半透膜上另一位置处的R′点，光线再经第二镜片透射、第二半反半透膜反射、第二镜片透射、第一半反半透膜透射、第一镜片透射后照射至用户眼睛另一位置处的Q′点处，经用户眼睛的折射后在另一位置处的S′点形成清晰图像；当第二镜片向靠近屏幕的一侧移动时，成像位置由S′点向远离瞳孔位置的S点移动，也就是焦距增大，反之，当第二镜片远离屏幕的一侧移动时，成像位置由S点向靠近瞳孔位置的S′点移动，也就是焦距减小。显示组件发出的光线在第二镜片组件与第一镜片组件之间形成折叠光路，可以通过驱动结构调节第二镜片组件的位置来改变光线在第二半反半透膜上入射点的位置、在第一半反半透膜上反射点的位置、在第一镜片的凸面上的出射点的位置，以此改变照射入用户眼睛内的光线汇聚点的位置，实现焦距的调节；而实现焦距调节的结构设置在镜筒所围成腔体内，调节第二镜片组件时不会对整体长度产生影响，不需要在镜筒外部预留用于焦距调节的空间，可节省头戴显示设备在垂直于用户面部方向上的长度尺寸，本实用新型的焦距调节装置解决了现有头戴设备体积比较大的问题，便于头戴设备向小型化发展。

附图说明

图1是本实用新型的焦距调节装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型的焦距调节装置的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的焦距调节装置的分解结构示意图；

图4是本实用新型的焦距调节装置的光路传导方向示意图；

其中，10、镜筒，11、长形通孔，20、显示组件，21、显示支架，22、屏幕，23、安装板，24、屏幕密封胶层，25、镜筒密封胶层，30、第一镜片组件，31、端盖，32、第一镜片，40、第二镜片组件，41、转动支架，42、安装部，43、拨动件，44、第二镜片，50、转动筒，51、从动齿轮，52、滑槽，53a、密封圈，53b、密封圈，60、调节轮，61、主动齿轮，62、安装支架，621、板体，622、长形孔，623、第一架体，624、第二架体，70a、半反半透膜，70b、半反半透膜，80、用户眼睛。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1至图4是本实用新型的焦距调节装置的结构示意图，其中，图1示出了本实用新型的焦距调节装置的立体结构示意图，图2示出了本实用新型的焦距调节装置的剖视结构示意图，图3示出了本实用新型的焦距调节装置的分解结构示意图，图4示出了本实用新型的焦距调节装置的光路传导方向示意图。为了便于表述，图中只给出了与本实用新型相关的部分。

由图1、图2、图3和图4可知，该焦距调节装置包括镜筒10、安装在镜筒10第一端部处的显示组件20、以及安装在镜筒10第二端部处的第一镜片组件30，还包括安装在镜筒10所围成腔体内并且设置在显示组件20与第一镜片组件30之间的第二镜片组件40、用于驱动第二镜片组件40沿镜筒10的轴线方向滑动的驱动结构；第一镜片组件30包括第一镜片32、贴合在第一镜片32靠近显示组件20一侧上的第一半反半透膜70a，该第一镜片32靠近显示组件20的一侧面为平面、远离显示组件20的另一侧面为凸面，具体的说，第一镜片组件30还包括与镜筒10第二端部处固定连接的端盖31，第一镜片32固定安装在端盖31上；第二镜片组件40包括第二镜片44、贴合在第二镜片44靠近显示组件20一侧上的第二半反半透膜70b，该第二镜片44的两个侧面均为凸面。

结合图4对焦距调节装置的工作原理作如下说明：

显示组件20的屏幕22上的O点发出的光线照射到第二半反半透膜70b上的P点，经第二半反半透膜70b透射入第二镜片44内，从第二镜片44透射后照射到第一半反半透膜70a上的R点，经第一半反半透膜70a反射后再照射到第二镜片44远离显示组件20的一侧面上，透射入第二镜片44内再经过第二半反半透膜70b反射后从第二镜片44远离显示组件20的一侧面透射出，以一定的角度照射至第一半反半透膜70a上，经第一半反半透膜70a透射后从第一镜片32的平面上照射入第一镜片32内，从第一镜片32的凸面上透射出后照射至用户眼睛80的Q点处，经用户眼睛的折射后在S点形成清晰图像(参见图4中实线所示光路)；向远离显示组件20的一侧调节第二镜片组件40的位置后，从屏幕22上相同位置的O点发出的光线照射到第二半反半透膜70b上另一位置处的P′点，这样经第一半反半透膜70a、第二镜片44透射后的光线照射至第一半反半透膜70a上另一位置处的R′点，光线再经第二镜片44透射、第二半反半透膜70b反射、第二镜片44透射、第一半反半透膜70a透射、第一镜片32透射后照射至用户眼睛80另一位置处的Q′点处，经用户眼睛的折射后在另一位置处的S′点形成清晰图像(参见图4中虚线所示光路)；当第二镜片44向靠近屏幕22(也就是远离用户眼睛)的一侧移动时，成像位置由S′点向远离瞳孔位置的S点移动，也就是第一镜片组件和第二镜片组件组成的光学系统的焦距增大，适合近视程度小的用户，反之，当第二镜片44远离屏幕22(也就是靠近用户眼睛)的一侧移动时，成像位置由S点向靠近瞳孔位置的S′点移动，也就是第一镜片组件和第二镜片组件组成的光学系统的焦距减小，适合近视程度大的用户。显示组件20发出的光线在第二镜片组件40与第一镜片组件30之间形成折叠光路，可以通过驱动结构调节第二镜片组件40的位置来改变光线在第二半反半透膜70b上入射点的位置、在第一半反半透膜70a上反射点的位置、在第一镜片32的凸面上的出射点的位置，以此改变照射入用户眼睛内的光线汇聚点的位置，实现焦距的调节；而实现焦距调节的结构设置在镜筒10所围成腔体内，调节第二镜片组件40时不会对整体长度产生影响，不需要在镜筒10外部预留用于焦距调节的空间，可节省头戴显示设备在垂直于用户面部方向上的长度尺寸，本实用新型的焦距调节装置解决了现有头戴设备体积比较大的问题，便于头戴设备向小型化发展。

在本实施例中，镜筒10所围成腔体呈圆筒状；第二镜片组件40还包括与镜筒10所围成腔体的周向尺寸相适配的圆环状转动支架41，第二镜片44固定安装在转动支架41上，具体地说，第二镜片44卡接安装在转动支架41的环状端口上。

在本实施例中，驱动结构包括套设在镜筒10的外周侧上并与镜筒10转动连接的转动筒50，在镜筒10靠近显示组件20第一端部处形成台阶、在镜筒10第二端部处固定连接有端盖31，转动筒50限定在台阶与端盖31之间并能相对镜筒10进行周向转动；在镜筒10的侧壁上设有用于导向的长形通孔11，该长形通孔11的设置方向与镜筒10的轴线方向之间设有夹角；在转动支架41上连接有穿过长形通孔11的拨动件43，该转动筒50能够带动拨动件43沿长形通孔11滑动。

具体地说，在转动支架41上设有安装部42，拨动件43固定在安装部42上，为了便于安装，拨动件43与安装部42为可拆卸连接，拨动件43通常选用螺栓，可以通过螺纹的方式实现可拆卸连接。组装时，先将转动支架41与第二镜片44固定在一起后，装入镜筒10所围成腔体内，然后将拨动件43穿过长形通孔11与转动支架41上的安装部42固定连接在一起。

驱动结构在调节第二镜片组件40的位置时，第二镜片组件40不仅会沿镜筒10的轴线方向进行滑动，自身也会产生周向的转动，因此，拨动件43也跟随第二镜片组件40产生相同的运动，为了便于实现拨动件43与转动筒50的连接、而且又不大会对拨动件43的运动产生影响，在转动筒50的内侧壁上设有沿镜筒10的轴线方向延伸的滑槽52，拨动件43远离转动支架41的一端穿过长形通孔11后卡接在滑槽52内，当然，拨动件43远离转动支架41的一端穿过长形通孔11后也可以直接与转动筒50固定连接。

为了便于转动筒50驱动第二镜片组件40沿镜筒10的轴线方向进行滑动，在镜筒10的周向上间隔设置有多个长形通孔11，在转动筒50与转动支架41之间对应每个长形通孔11处分别设有一个拨动件43。

为了便于转动筒50与镜筒10之间能够平稳的转动并且保持一定的径向约束，在转动筒50与镜筒10之间设有间隔的密封圈53a与密封圈53b，能够使转动筒50保持在转动至的位置，通常，在镜筒10的外侧壁上对应密封圈53a与密封圈53b处分别设有一个环槽，便于密封圈53a、密封圈53b安装。

驱动结构还包括套设在转动筒50的外周侧并与转动筒50固定连接的从动齿轮51、以及调节轮60，在调节轮60的侧部固定连接有与从动齿轮51啮合的主动齿轮61。可以通过转动调节轮60带动主动齿轮61同步转动，再通过主动齿轮61与从动齿轮51的啮合驱动转动筒50转动。

在本实施例中，显示组件20包括与镜筒10固定连接的显示支架21、固定在显示支架21上的屏幕22，为了便于显示组件20与镜筒10固定连接并保持连接处的密封性能，在显示支架21与镜筒10之间设有镜筒密封胶层25、在屏幕22与显示支架21之间设有屏幕密封胶层24，显示支架21通过螺栓与镜筒10固定连接在一起。

在显示支架21上还固定连接有安装板23，固定连接在一起的调节轮60与主动齿轮61转动安装在安装板23上；为了便于调节轮60、主动齿轮61转动安装在安装板23上，在安装板23上固定连接有安装支架62，该安装支架62包括板体621、并排连接在板体621上第一架体623与第二架体624，在第一架体623与第二架体624之间的板体621部分上设有长形孔622；第一架体623、第二架体624分别设置在安装板23的两侧，调节轮60、主动齿轮61设置在第一架体623与安装板23之间，并且调节轮60的一部分穿过长形孔622；通常，在安装板23上固定连接有转轴，调节轮60与主动齿轮61套设在转轴上，第一架体623与转轴的端部固定连接、第二架体624与安装板23固定连接。

本实用新型中还公开了一种头戴设备，该头戴设备包括外壳、并排间隔在外壳所围成腔体内的两个上述焦距调节装置，通常，两焦距调节装置分别固定安装在外壳所围成腔体内，具体的说，是焦距调节装置的显示组件20部分、第一镜片组件30部分分别与外壳固定连接在一起。

显示组件20发出的光线在第二镜片组件40与第一镜片组件30之间形成折叠光路，可以通过驱动结构调节第二镜片组件40的位置来改变光线在第二半反半透膜70b上入射点的位置、在第一半反半透膜70a上反射点的位置、在第一镜片32的凸面上的出射点的位置，以此改变照射入用户眼睛内的光线汇聚点的位置，实现焦距的调节；而实现焦距调节的结构设置在镜筒10所围成腔体内，调节第二镜片组件40时不会对整体长度产生影响，不需要在镜筒10外部预留用于焦距调节的空间，可节省头戴显示设备在垂直于用户面部方向上的长度尺寸，本实用新型的头戴设备解决了现有头戴设备体积比较大的问题，便于头戴设备向小型化发展。

以上所述仅为本实用新型的一些实施例而已，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 (10)

1.一种焦距调节装置，包括镜筒、安装在所述镜筒第一端部处的显示组件、以及安装在所述镜筒第二端部处的第一镜片组件，其特征在于，还包括安装在所述镜筒所围成腔体内并且设置在所述显示组件与所述第一镜片组件之间的第二镜片组件、用于驱动所述第二镜片组件沿所述镜筒的轴线方向滑动的驱动结构；所述第一镜片组件包括第一镜片、贴合在所述第一镜片靠近所述显示组件一侧上的第一半反半透膜，所述第一镜片靠近所述显示组件的一侧面为平面、远离所述显示组件的另一侧面为凸面；所述第二镜片组件包括第二镜片、贴合在所述第二镜片靠近所述显示组件一侧上的第二半反半透膜，所述第二镜片的两个侧面均为凸面。

2.根据权利要求1所述的焦距调节装置，其特征在于，所述镜筒所围成腔体呈圆筒状；所述第二镜片组件还包括呈圆环状的转动支架，所述第二镜片固定安装在所述转动支架上。

3.根据权利要求2所述的焦距调节装置，其特征在于，所述驱动结构包括套设在所述镜筒的外周侧上并与所述镜筒转动连接的转动筒；在所述镜筒的侧壁上设有用于导向的长形通孔，所述长形通孔的设置方向与所述镜筒的轴线方向之间设有夹角；在所述转动支架上连接有穿过所述长形通孔的拨动件，所述转动筒能够带动所述拨动件沿所述长形通孔滑动。

4.根据权利要求3所述的焦距调节装置，其特征在于，在所述转动支架上设有安装部，所述拨动件固定在所述安装部上。

5.根据权利要求4所述的焦距调节装置，其特征在于，所述拨动件与所述安装部为可拆卸连接。

6.根据权利要求3所述的焦距调节装置，其特征在于，在所述转动筒的内侧壁上设有沿所述镜筒的轴线方向延伸的滑槽，所述拨动件远离所述转动支架的一端穿过所述长形通孔后卡接在所述滑槽内；在所述镜筒的周向上间隔设置有多个所述长形通孔，在所述转动筒与所述转动支架之间对应每个所述长形通孔处分别设有一个所述拨动件。

7.根据权利要求3至6任一项所述的焦距调节装置，其特征在于，所述驱动结构还包括套设在所述转动筒的外周侧并与所述转动筒固定连接的从动齿轮、以及调节轮，在所述调节轮的侧部固定连接有与所述从动齿轮啮合的主动齿轮。

8.根据权利要求7所述的焦距调节装置，其特征在于，所述显示组件包括与所述镜筒固定连接的显示支架、固定在所述显示支架上的屏幕，在所述显示支架上还固定连接有安装板，固定连接在一起的所述调节轮与所述主动齿轮转动安装在所述安装板上。

9.根据权利要求8所述的焦距调节装置，其特征在于，在所述安装板上固定连接有安装支架，所述安装支架包括板体、并排连接在所述板体上的第一架体与第二架体，在所述第一架体与所述第二架体之间的板体部分上设有长形孔；所述第一架体、所述第二架体分别设置在所述安装板的两侧，所述调节轮、所述主动齿轮设置在所述第一架体与所述安装板之间，并且所述调节轮的一部分穿过所述长形孔；在所述安装板上固定连接有转轴，所述调节轮与所述主动齿轮套设在所述转轴上，所述第一架体与所述转轴的端部固定连接、所述第二架体与所述安装板固定连接。

10.一种头戴设备，包括外壳，其特征在于，还包括间隔设置在所述外壳所围成腔体内的两个如权利要求1至9任一项所述的焦距调节装置。

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