CN216646963U - 光学结构及虚拟头显设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及虚拟现实显示的技术领域，具体涉及光学结构及虚拟头显设备。光学结构包括：屏幕，屏幕设有镜筒；支架，设置在镜筒远离屏幕的一端；镜片组，设置在支架上；驱动机构；以及调节机构，与驱动机构连接，调节机构与支架连接，使得驱动机构驱动调节机构调节支架的位置；在佩戴时，通过驱动机构来驱动调节机构动作，调节机构在动作来调节支架的位置，支架在移动时就会带动镜片组移动，从而就可以根据佩戴者的瞳距来调节镜片组的位置。以此通过驱动机构和调节机构的配合来实现镜片组的调节，可以有效提高调节的精度，降低用户需要反复调节的可能性，提高用户的体验感。

Description

光学结构及虚拟头显设备

技术领域

本申请涉及虚拟现实显示的技术领域，具体涉及光学结构及虚拟头显设备。

背景技术

虚拟头显设备是一种通过透镜来浏览屏幕上显示内容的设备，用户一般都是将其佩戴在头部，将透镜对准眼部，就可以通过透镜来观察信息。

现有技术中，虚拟头显设备包括壳体、支架以及镜片，两个支架活动连接，用户在使用前，先要手动调节支架的相对位置，从而调节两个镜片的相对位置，以便于根据自己的瞳距来调节眼球与镜片之间的距离。但是手动调节的精度很低，需要用户反复调节才能找到最合适的位置，导致用户的体验较差。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种光学结构及虚拟头显设备，解决了或者改善了用户在根据瞳距调节镜片位置时精度较低，导致用户体验较差的问题。

第一方面，本申请提供的光学结构，所述光学结构包括：屏幕，所述屏幕设有镜筒；支架，设置在所述镜筒远离所述屏幕的一端，所述支架设置为两个；镜片组，设置在所述支架上，每个所述支架上设置一个所述镜片组；驱动机构；以及调节机构，与所述驱动机构连接，所述调节机构与所述支架连接，使得所述驱动机构驱动所述调节机构调节所述支架的位置；所述调节机构包括：第一丝杠，与所述驱动机构连接，且所述第一丝杠与其中一个所述支架连接；第二丝杠，与其中另一个所述支架连接；以及第一传动组件，所述第一传动组件设置为带动所述第一丝杠和所述第二丝杠同步转动。

本申请第一方面所提供的光学结构，在佩戴时，通过驱动机构来驱动调节机构动作，调节机构在动作来调节支架的位置，支架在移动时就会带动镜片组移动，从而就可以根据佩戴者的瞳距来调节镜片组的位置。以此通过驱动机构和调节机构的配合来实现镜片组的调节，可以有效提高调节的精度，降低用户需要反复调节的可能性，提高用户的体验感。

在一种可能的实现方式中，所述第一传动组件包括：第一齿轮，固定在所述第一丝杠远离所述驱动机构的一端；以及第二齿轮，固定在所述第二丝杠上，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。

在一种可能的实现方式中，所述第一齿轮与所述第二齿轮均采用锥齿轮。

在一种可能的实现方式中，所述调节机构还包括：套筒，每个所述支架的侧边均设置一个所述套筒，所述套筒与所述第一丝杠、所述第二丝杠分别螺纹套接。

在一种可能的实现方式中，所述驱动机构包括：动力件；第二传动组件，与所述动力件连接，所述第二传动组件与所述第一丝杠连接。

在一种可能的实现方式中，所述第二传动组件包括：蜗杆，与所述动力件相连接；以及蜗轮，与所述第一丝杠连接，所述蜗轮与所述蜗杆相啮合。

在一种可能的实现方式中，所述调节机构还包括：导轨，设置在所述镜筒的外侧，所述导轨与所述支架滑动连接。

在一种可能的实现方式中，所述调节机构还包括：连接杆，设于所述镜筒的外侧；以及连接套，设置在与所述镜筒对应的所述支架上，所述连接套与所述连接杆滑动套接。

第二方面，本申请还提供一种虚拟头显设备，所述虚拟头显设备包括：如本申请第一方面所述的光学结构。

在虚拟头显设备在佩戴使用时，可以通过该光学结构快速调整镜片组的位置，以使用佩戴者的瞳距，提高佩戴者的体验。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1所示为本申请一些实施例中光学结构的整体示意图。

图2所示为本申请一些实施例中光学结构的示意图。

图3所示为本申请一些实施例中丝杠调节结构和驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

申请概述

虚拟头显设备一般包括佩戴在头部的壳体和设置在壳体内的镜片组件构成，通过镜片组件对光线的折射而实现佩戴者对信息的浏览。但是不同佩戴者的瞳距是不同的，因此虚拟头显设备在使用前，需要对镜片组件的位置进行调节，以适应不同的佩戴者。

在现有技术中，镜片组件都是固定在支架上，支架再活动连接在壳体内，佩戴者在使用时就可以手动调节镜片组件的位置，以适应自己的瞳距。但是手动调节需要佩戴者自行判断镜片组件的位置是否合适，因此需要反复来推动镜片组件移动才能确定合适位置，调整精度角度。而位置不合适，佩戴者则不能清晰看到相应的内容，而上述手动调整过程又需要花费较多的时间，导致用户的体验较差。

本申请提供的一种光学结构及虚拟头显设备，通过设置自动调节的结构，在佩戴者使用时可以根据佩戴者的瞳距自行来调节镜片组件的位置，再通过设置专门检测瞳距的设备来检测瞳距信息，从而可以在佩戴时自行监测佩戴者的瞳距，进一步提高调节的精度，从而有效提高佩戴者的体验感。

示例性光学结构

图1所示为本申请一些实施例中光学结构的整体示意图。图2所示为本申请一些实施例中光学结构的爆炸结构示意图。参照图2所示，该光学结构包括屏幕100、支架200、镜片组300、驱动机构400以及调节机构500。屏幕100上设有镜筒110。支架200设置在镜筒110远离屏幕100的一端。镜片组300设置在支架200上。调节机构500与驱动机构400连接，调节机构500与支架200连接，例如螺纹连接，使得驱动机构400驱动调节机构500调节支架200的位置。

具体而言，镜筒110可以通过胶水等直接粘黏在屏幕100的侧面上，镜筒110 内部具有空腔，以便于支架200与镜筒110的连接。镜片组300包括透镜和薄膜，支架200内具有供透镜安装的腔体，透镜与支架200可以卡接，也可以通过胶水粘接。

图3所示为本申请一些实施例中丝杠调节结构和驱动机构的结构示意图。参照图2和图3所示，支架200可以设置为两个，每个所述支架200上设置一个所述镜片组300。调节机构500包括第一丝杠510、第二丝杠520以及第一传动组件530。驱动机构400可以设置在屏幕100上，也可以设置在镜筒110的外侧壁上。第一丝杠510与驱动机构400连接，且第一丝杠510与其中一个支架200连接，例如螺纹连接；第二丝杠520与其中另一个支架200连接，例如螺纹连接。第一传动组件530 设置为带动第一丝杠510和第二丝杠520同步转动。

在进行调节时，启动驱动机构400，驱动机构400从而带动第一丝杠510转动，第一传动组件530带动第二丝杠520与第一丝杠510同步转动。而第一丝杠510和第二丝杠520分别与两个支架200连接，因此，两个支架200会在螺纹配合下发生移动，以实现两个镜片组300的相互靠近或者远离。当初始位置为两个镜片组300 相距最近的距离的位置时，第一丝杠510和第二丝杠520就会带动两个支架200相互分离。当初始位置为两个镜片组300相距最远的距离的位置时，第一丝杠510和第二丝杠520就会带动两个支架200相互靠近。

具体而言，第一丝杠510和第二丝杠520分别转动连接在两个镜筒110的外侧壁上，第一丝杠510和第二丝杠520也可以分别连接在两个显示屏上。第一丝杠510 的远离第一齿轮531的一端可以直接与驱动机构400连接，此时驱动机构400采用自锁式减速电机。

参照图3所示，在本申请一些实施例中，第一传动组件530包括第一齿轮531 和第二齿轮532。第一齿轮531固定在第一丝杠510远离驱动机构400的一端。第二齿轮532固定在第二丝杠520上，第二齿轮532与第一齿轮531相啮合。

当第一丝杠510转动时，第一齿轮531会与第一丝杠510同步转动，第一齿轮 531就会带动第二齿轮532转动，第二齿轮532从而带动第二丝杠520，以此顺利驱动第一丝杠510和第二丝杠520转动。

参照图3所示，在本申请一些实施例中，第一齿轮531和第二齿轮532均采用锥齿轮，确保第一丝杠510和第二丝杠520在转动过程中不会分离，且第一齿轮531 和第二齿轮532的直径一致，确保第一丝杠510和第二丝杠520同步转动。

参照图2所示，在本申请一些实施例中，所述调节机构500还包括套筒550。每个所述支架200的侧边均设置一个套筒550。套筒550与第一丝杠510、第二丝杠520分别螺纹套接。具体而言，每个套筒550都可分为两段，两段套筒550间隔分布，以此在第一丝杠510和第二丝杠520转动时，套筒550内部具有内螺纹，可以逐渐带动套筒550移动，套筒550从而带动支架200移动。

参照图3所示，在本申请一些实施例中，驱动机构400包括动力件410和第二传动组件420。第二传动组件420与动力件410连接，第二传动组件420与第一丝杠510连接。在调节支架200的位置，可以通过动力件410产生动力，通过第二传动组件420来将动力传递至第一丝杠510，以驱动第一丝杠510转动。

参照图3所示，在本申请一些实施例中，所述第二传动组件420包括蜗杆和蜗轮421。蜗轮421固定在第一丝杠510上，蜗杆与驱动机构400连接，蜗轮421与蜗杆啮合。而蜗轮421与蜗杆具有自锁和减速的作用，因此驱动机构400就可以通过蜗轮421与蜗杆的配合顺利驱动第一丝杠510转动。

参照图3所示，具体而言，动力件410可以采用伺服电机，蜗杆通过联轴器与伺服电机的电机轴同轴固定。蜗轮421上同轴固定有连接轴422，连接轴422通过联轴器与第一丝杠510连接。从而当伺服电机运行时，电机轴通过联轴器带动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮421转动，蜗轮421带动连接轴422转动，连接轴422从而带动第一丝杠510转动。

参照图2所示，在本申请一些实施例中，调节机构500还包括导轨540。导轨 540设置在镜筒110的外侧，导轨540与镜片组300滑动连接。导轨540可以限制镜片组300的移动范围，从而减少镜片组300在移动过程中与镜筒110脱离的可能性。导轨540可以直接固定在镜筒110的外侧壁上，也可以固定在显示屏上。

参照图1所示，在本申请一些实施例中，调节机构500还包括连接杆560和连接套570。连接杆560设于镜筒110外侧。连接套570设置在与镜筒110对应的支架200上，连接套570与连接杆560滑动套接。具体而言，连接杆560可以直接固定在镜筒110的外侧壁上，且连接杆560位于镜筒110远离第一丝杠510的一侧。以此来进一步限定镜片组300与镜筒110之间的相对位置，从而减少镜片组300在移动过程中与镜筒110脱离的可能性。

示例性虚拟头显设备

该虚拟头显设备包括壳体和如上述任一实施例中所述的光学结构。光学结构设置在壳体内。

该虚拟头显设备在使用时，可以根据佩戴者的瞳距自行调节两个镜片组之间的相对位置，不再需要佩戴者自行调节，不仅提高了调节的精度，也有效提高了佩戴者的体验。

由于上述的虚拟头显设备设有上述的光学结构，因而上述的虚拟头显设备具有上述的光学结构的全部技术效果，在此不在赘述。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照所示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备中，各部件或各步骤是可以分解和/ 或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光学结构，其特征在于，所述光学结构包括：

屏幕(100)，所述屏幕(100)设有镜筒(110)；

支架(200)，设置在所述镜筒(110)远离所述屏幕(100)的一端，所述支架(200)设置为两个；

镜片组(300)，设置在所述支架(200)上，每个所述支架(200)上设置一个所述镜片组(300)；

驱动机构(400)；以及

调节机构(500)，与所述驱动机构(400)连接，所述调节机构(500)与所述支架(200)连接，使得所述驱动机构(400)驱动所述调节机构(500)调节所述支架(200)的位置；所述调节机构(500)包括：

第一丝杠(510)，与所述驱动机构(400)连接，且所述第一丝杠(510)与其中一个所述支架(200)连接；

第二丝杠(520)，与其中另一个所述支架(200)连接；以及

第一传动组件(530)，所述第一传动组件(530)设置为带动所述第一丝杠(510)和所述第二丝杠(520)同步转动。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述第一传动组件(530)包括：

第一齿轮(531)，固定在所述第一丝杠(510)远离所述驱动机构(400)的一端；以及

第二齿轮(532)，固定在所述第二丝杠(520)上，所述第二齿轮(532)与所述第一齿轮(531)相啮合。

3.根据权利要求2所述的光学结构，其特征在于，所述第一齿轮(531)与所述第二齿轮(532)均采用锥齿轮。

4.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，所述调节机构(500)还包括：

套筒(550)，每个所述支架(200)的侧边均设置一个所述套筒(550)，所述套筒(550)与所述第一丝杠(510)、所述第二丝杠(520)分别螺纹套接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述驱动机构(400)包括：

动力件(410)；

第二传动组件(420)，与所述动力件(410)连接，所述第二传动组件(420)与所述第一丝杠(510)连接。

6.根据权利要求5所述的光学结构，其特征在于，所述第二传动组件(420)包括：

蜗杆，与所述动力件(410)相连接；以及

蜗轮(421)，与所述第一丝杠(510)连接，所述蜗轮(421)与所述蜗杆相啮合。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述调节机构(500)调节机构还包括：

导轨(540)，设置在所述镜筒(110)的外侧，所述导轨(540)与所述支架(200)滑动连接。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的光学结构，其特征在于，所述调节机构(500)还包括：

连接杆(560)，设于所述镜筒(110)的外侧；以及

连接套(570)，设置在与所述镜筒(110)对应的所述支架(200)上，所述连接套(570)与所述连接杆(560)滑动套接。

9.一种虚拟头显设备，其特征在于，所述虚拟头显设备包括：

如权利要求1至8中任一项所述的光学结构。

Images