CN219162488U - 一种用于vr眼镜的自动调焦结构及vr眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及VR眼镜的技术领域，公开了一种用于VR眼镜的自动调焦结构及VR眼镜，所述用于VR眼镜的自动调焦结构包括壳体、显示屏、透镜模块和驱动机构；所述显示屏连接所述壳体；所述透镜模块正对所述显示屏；所述驱动机构包括电机、主动轮、从动轮及传动带，所述从动轮与所述壳体转动连接，所述传动带绕设于所述主动轮及所述从动轮上，所述电机分别连接所述壳体和所述主动轮，所述传动带连接所述透镜模块并用于驱动所述透镜模块靠近或远离所述显示屏。本申请主要解决现有VR眼镜在调焦时需反复取下的技术问题。

Description

一种用于VR眼镜的自动调焦结构及VR眼镜

技术领域

本实用新型涉及VR眼镜的技术领域，尤其涉及一种用于VR眼镜的自动调焦结构及VR眼镜。

背景技术

现有VR眼镜的调焦结构大部分都是手动调焦，具体而言，现有VR眼镜包括显示屏、透镜模块和调焦环，显示屏作为图像发生器，显示屏产生的图像光线经过光学系统入射到人眼，在人眼的远处形成图像的虚像，人眼就能看到远处放大的虚像，正常人眼观看时并不需要进行视度调节，但是近视眼观看时会存在看不清楚的问题，必须调整系统的焦距来匹配近视眼的视力度数，现有技术大都通过旋转调焦环的方式去调节透镜模块和显示屏之间的距离，从而改变虚像的位置，使近视的用户能够看得清楚虚像，但手动调焦有以下缺点：每次调焦时需要将眼镜取下后再旋转调焦环，再次带上进行观看，看不清还需要进行多次调节，造成用户的使用体验较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于VR眼镜的自动调焦结构及VR眼镜，主要解决现有VR眼镜在调焦时需反复取下的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于VR眼镜的自动调焦结构，包括：

壳体；

显示屏，连接于所述壳体；

透镜模块，正对所述显示屏；

驱动机构，包括电机、主动轮、从动轮及传动带，所述从动轮与所述壳体转动连接，所述传动带绕设于所述主动轮及所述从动轮上，所述电机分别连接所述壳体和所述主动轮，所述传动带连接所述透镜模块并用于驱动所述透镜模块靠近或远离所述显示屏。

在其中一个实施例中，所述用于VR眼镜的自动调焦结构还包括电源；

所述透镜模块具有远离所述显示屏的第一位置及靠近所述显示屏的第二位置，所述传动带用于驱动所述透镜模块在所述第一位置及所述第二位置之间移动；

所述电源与所述电机电连接，且所述电源与所述电机之间设有第一回路及第二回路，当所述电源通过所述第一回路与所述电机电连接时，所述传动带驱动所述透镜模块靠近所述显示屏；当所述电源通过所述第二回路与所述电机连接时，所述传动带驱动所述透镜模块远离所述显示屏；

当所述透镜模块位于所述第一位置至所述第二位置之间时，所述第一回路和所述第二回路均处于可连通状态；

当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述第二回路处于断开状态，所述第一回路处于可连通状态；

当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述第一回路处于断开状态，所述第二回路处于可连通状态。

在其中一个实施例中，所述用于VR眼镜的自动调焦结构还包括分别连接于所述壳体的第一感应开关及第二感应开关；所述第一感应开关用于判断所述透镜模块是否位于所述第一位置，所述第二感应开关用于判断所述透镜模块是否位于所述第二位置。

在其中一个实施例中，所述第一感应开关及所述第二感应开关均为机械式的限位开关，当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述透镜模块抵触于所述第一感应开关上；当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述透镜模块抵触于所述第二感应开关上。

在其中一个实施例中，所述壳体上设置有导向座，所述导向座上开设有导向孔，所述导向孔的延伸方向与所述第一位置指向所述第二位置的方向相同，所述导向座的外壁上开设有贯通至所述导向孔的避让缺口；

所述透镜模块包括相连的透镜主体及凸设于所述透镜主体外壁的连接块，所述透镜主体插接于所述导向孔内，所述连接块从所述避让缺口向外伸出并与所述传动带连接，当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述连接块抵触于所述第一感应开关上；当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述连接块抵触于所述第二感应开关上。

在其中一个实施例中，所述第一感应开关及所述第二感应开关均设于所述避让缺口内。

在其中一个实施例中，所述导向座的外壁凸设有两个支撑块，两所述支撑块连接有固定轴，所述从动轮套设于所述固定轴上并与所述固定轴转动连接。

在其中一个实施例中，所述壳体上设置有活动的拨动开关，所述拨动开关具有第一挡位、第二挡位及第三挡位；

当所述拨动开关为所述第一挡位且所述透镜模块不处于所述第一位置时，所述第一回路处于连通状态且所述第二回路处于断开状态；

当所述拨动开关为所述第二挡位时，所述第一回路及所述第二回路均处于断开状态；

当所述拨动开关为所述第三挡位且所述透镜模块不处于第二位置时，所述第二回路处于连通状态且所述第一回路处于断开状态。

在其中一个实施例中，所述壳体上开设有贯穿的避让孔，所述拨动开关从所述避让孔向外伸出，所述避让孔用于避让所述拨动开关在所述第一挡位、所述第二挡位及所述第三挡位自由切换。

本实用新型还提供了一种VR眼镜，其特征在于，包括两组上述的所述的用于VR眼镜的自动调焦结构。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于VR眼镜的自动调焦结构至少具有以下的有益效果：

当用户需要调节焦距时，可先戴上VR眼镜，然后启动电机，电机驱动主动轮旋转，主动轮带动传动带运动，传动带驱动透镜模块靠近或远离显示屏，直到用户的眼睛能够透过透镜模块看清楚图像后，可操作电机停止运转。本技术方案的自动调焦结构是电动自动调焦的，用户可戴上VR眼镜完成调焦的操作，调焦速度较快，调焦精度也较高，进而大幅提升用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的VR眼镜的结构示意图；

图2为图1所示A处的局部放大图；

图3为本申请实施例提供的两个自动调焦结构的结构示意图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为本申请实施例提供的VR眼镜的结构分解图；

图6为图3所示结构在透镜模块向显示屏的方向移动一段距离后的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的VR眼镜调焦的原理示意图；

图8为本申请实施例提供的电机的速度的控制原理图。

其中，图中各附图标记：

1、自动调焦结构；11、壳体；111、避让孔；12、显示屏；13、透镜模块；131、透镜主体；132、连接块；14、驱动机构；141、电机；142、主动轮；143、从动轮；144、传动带；16、第一感应开关；17、第二感应开关；18、拨动开关；19、导向座；191、导向孔；192、避让缺口；193、支撑块；194、固定轴；

2、盖板；21、透光孔；3、眼睛；4前透镜；5、虚像。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

请一并参阅图1至图5，本实施例提供了一种VR眼镜，其包括两个自动调焦结构1，两个自动调焦结构1均包括壳体11、显示屏12和透镜模块13，两个自动调焦结构1的壳体11可为一体件并共同构成VR眼镜的外壳，显示屏12固定在壳体11内，透镜模块13正对着显示屏12。VR眼镜还包括盖板2，盖板2上开设有两个透光孔21，其中一个透光孔21正对着其中一个自动调焦结构1，另外一个透光孔21正对另外一个自动调焦结构1，并且，透光孔21、透镜模块13和显示屏12依次沿一直线布置，盖板2用于遮盖壳体11内部的部件，并供用户的眼睛能够依次透过透光孔21和透镜模块13后看见显示屏12所呈现的虚像。透镜模块13可含有一片透镜或多片透镜，于本实施例，优选地，透镜模块13只有一片透镜。另外，请参阅图7，本实施例还在透镜模块13和显示屏12之间的位置设置了一片前透镜4。

两个自动调焦结构1还包括驱动机构14，驱动机构14包括电机141、主动轮142、从动轮143和传动带144。电机141是微型伺服电机，从动轮143安装在壳体11上并能够相对于壳体11自由转动，传动带144绕设在主动轮142和从动轮143上，电机141固定在壳体11上，主动轮142固定在电机141的输出轴上。

请参阅图7，假设正常视力的眼睛3观看时，显示屏12与透镜模块13的距离为T，T的大小范围一般在0到30mm，VR头戴显示设备中T会更大一些，自动调焦结构1就是通过调整前透镜4与透镜模块13之间的距离L₁来改变虚像5与眼睛3之间的距离L₂，这样会使得近视眼看清虚像5。在VR眼镜安装自动调焦结构1之前，需要设定电机141输出轴的转动速度V，V的单位是转/分钟(r/min)，该转动速度V会影响透镜模块13移动的速度，电机141输出轴的半径为R，R的单位为毫米，则传动带144每分钟移动的距离L＝2πR*V，L的单位是毫米，透镜模块13移动的距离也是为L，透镜模块13移动的距离不能大于T，根据T的大小来设定电机141的转动速度V，使得透镜模块13能够在电机的带动下缓慢移动。电机141型号可以为0837M5，电机141的转动速度V可以使用计算机进行控制，具体可参阅图8，用户可根据显示模块获取当前电机141的转动速度V或者传动带144的移动速度，并可通过处理器向驱动模块发送新的速度信号，电机141的转动速度V接收驱动模块所发送过来的速度信号进行自动更新，存储器用于保存电机141最新的速度信号，便于用户每次开机时都能够让电机141的转动速度V是最新修改的速度值，当然，存储器也可存储多挡的速度值，以便于用户能够自由切换电机141转动速度V的挡位。

具体而言，当用户需要调节焦距时，可先戴上VR眼镜，然后启动电机141，电机141输出轴驱动主动轮142转动，主动轮142带动传动带144移动，传动带144驱动透镜模块13靠近或远离显示屏12，直到用户的眼睛能够透过透镜模块13看清楚图像后，可操作电机141停止运转。本实施例的自动调焦结构1是电动自动调焦的，用户可戴上VR眼镜完成调焦的操作，调焦速度较快，调焦精度也较高，进而大幅提升用户的使用体验。

作为优选的，上述传动带144只能驱动透镜模块13在远离显示屏12的第一位置和最靠近显示屏12的第二位置之间移动。

具体的，基于电动控制的结构设计，本实施例的自动调焦结构1还包括电源(图中未示出)，此电源和电机141是电连接的。具体而言，电源和电机141之间设置有第一回路和第二回路，当电源通过第一回路和电机141电连接时，电机141的输出轴正转，此时传动带144只能驱动透镜模块13靠近显示屏12；当电源通过第二回路和电机141电连接时，电机141的输出轴反向转动，此时传动带144只能驱动透镜模块13远离显示屏12。并且，当透镜模块13位于第一位置至第二位置之间时，第一回路和第二回路都处于可连通的状态，此时电机141的输出轴可以正转或者反转，即，此时的透镜模块13可以向显示屏12靠近或者远离。当透镜模块13位于第一位置时，自动切断第二回路，并使第一回路处于可连通状态，此时电机141的输出轴只能正转，即，此时的透镜模块13只能向显示屏12靠近，透镜模块13不能继续远离显示屏12。当透镜模块13位于第二位置时，自动切断第一回路，并使第二回路处于可连通的状态，此时电机141的输出轴只能反向转动，此时的透镜模块13只能向远离显示屏12的方向移动，透镜模块13不能继续靠近显示屏12。

更具体的，本实施例的自动调焦结构1还包括设置在壳体11上的拨动开关18，拨动开关18具有三个挡位，分别是第一挡位、第二挡位和第三挡位。壳体11上开设有贯穿的避让孔111，拨动开关18从避让孔111向外伸出，避让孔111用于避让拨动开关18在三个挡位之间自由切换。具体而言，当拨动开关18处于第一挡位且上述透镜模块13不在第一位置时，此时的第一回路处于连通状态且上述的第二回路处于断开状态，此时透镜模块13向显示屏12靠近。当拨动开关18处于第二挡位时，上述的第一回路和第二回路都处于断开的状态，此时透镜模块13停止移动。当拨动开关18处于第三挡位且透镜模块13不在第二位置时，此时的第二回路处于连通状态且第一回路处于断开状态，此时透镜模块13向远离显示屏12的方向移动。用户可通过将拨动开关18切换至第一挡位或第三挡位去控制透镜模块13的位置，当眼睛看清楚图像后，即可将拨动开关18拨至第二挡位，使透镜模块13停在所需的位置上。

进一步的，本实施例的自动调焦结构1还包括第一感应开关16和第二感应开关17，第一感应开关16和第二感应开关17分别和壳体11相对固定，第一感应开关16用于判断透镜模块13是否位于第一位置，第二感应开关17用于判断透镜模块13是否位于第二位置。于本实施例中，第一感应开关16和第二感应开关17均为机械式的限位开关，第一感应开关16和第二感应开关17均设置在透镜模块13的移动路径上，当透镜模块13移动至第一位置时，透镜模块13抵触在第一感应开关16上；当透镜模块13移动至第二位置时，透镜模块13抵触在第二感应开关17上。于其他实施例，第一感应开关16和第二感应开关17也可以是接近传感器或光栅传感器。

更进一步的，本实施例的自动调焦结构1还包括导向座19，导向座19固定在壳体11上，导向座19上开设有导向孔191，导向孔191的延伸方向和第一位置指向第二位置的方向相同，此外，导向座19上还开设有避让缺口192，此避让缺口192和导向孔191是连通的。上述的透镜模块13具体包括相连的透镜主体131和连接块132，透镜主体131插接在导向孔191内且正对显示屏12，透镜主体131可沿着导向孔191的延伸方向滑动，导向座19用于供透镜主体131导向，以提高透镜主体131的运动精度。而连接块132凸设于透镜主体131的外壁并从避让缺口192向外伸出，且连接块132固定在传动带144上，当传动带144驱动透镜模块13移动时，连接块132能够在避让缺口192内移动，避让缺口192用于避让连接块132的移动，当透镜模块13移动至第一位置时，连接块132抵触在第一感应开关16上，当透镜模块13移动至第二位置时，连接块132抵触在第二感应开关17上。

作为本实施例优选的，请参阅图4，第一感应开关16和第二感应开关17都固定在导向座19上且都位于避让缺口192内。

作为本实施例优选的，请参阅图4，导向座19的外壁凸设有两个支撑块193，两个支撑块193之间连接有一根固定轴194，上述的从动轮143套设于此固定轴194的外壁上并能够相对于固定轴194自由转动。由此可见，导向座19还用于安装从动轮143，使得VR眼镜的内部结构更加紧凑合理。

请参阅图6，与图3相比，图6所示的透镜模块13相对于导向座19向显示屏12的方向前移的一段距离，此时可供近视的用户清楚地看见所显示的虚像画面。

综上所述，本实施例的VR眼镜可以单独调控左右眼的视度，结构也比较简单，采用微型伺服电机实现自动调焦，同时将开启自动调焦的拨动开关18设置在VR眼镜的外侧，在不取下VR眼镜的前提下，就可以完成视度的调节，能够更快地将透镜模块13调节至人眼清晰的位置。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，仅具体描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，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，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，包括：

壳体；

显示屏，连接于所述壳体；

透镜模块，正对所述显示屏；

驱动机构，包括电机、主动轮、从动轮及传动带，所述从动轮与所述壳体转动连接，所述传动带绕设于所述主动轮及所述从动轮上，所述电机分别连接所述壳体和所述主动轮，所述传动带连接所述透镜模块并用于驱动所述透镜模块靠近或远离所述显示屏。

2.如权利要求1所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述用于VR眼镜的自动调焦结构还包括电源；

所述透镜模块具有远离所述显示屏的第一位置及靠近所述显示屏的第二位置，所述传动带用于驱动所述透镜模块在所述第一位置及所述第二位置之间移动；

所述电源与所述电机电连接，且所述电源与所述电机之间设有第一回路及第二回路，当所述电源通过所述第一回路与所述电机电连接时，所述传动带驱动所述透镜模块靠近所述显示屏；当所述电源通过所述第二回路与所述电机电连接时，所述传动带驱动所述透镜模块远离所述显示屏；

当所述透镜模块位于所述第一位置至所述第二位置之间时，所述第一回路和所述第二回路均处于可连通状态；

当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述第二回路处于断开状态，所述第一回路处于可连通状态；

当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述第一回路处于断开状态，所述第二回路处于可连通状态。

3.如权利要求2所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述用于VR眼镜的自动调焦结构还包括分别连接于所述壳体的第一感应开关及第二感应开关；所述第一感应开关用于判断所述透镜模块是否位于所述第一位置，所述第二感应开关用于判断所述透镜模块是否位于所述第二位置。

4.如权利要求3所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述第一感应开关及所述第二感应开关均为机械式的限位开关，当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述透镜模块抵触于所述第一感应开关上；当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述透镜模块抵触于所述第二感应开关上。

5.如权利要求4所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述壳体上设置有导向座，所述导向座上开设有导向孔，所述导向孔的延伸方向与所述第一位置指向所述第二位置的方向相同，所述导向座的外壁上开设有贯通至所述导向孔的避让缺口；

所述透镜模块包括相连的透镜主体及凸设于所述透镜主体外壁的连接块，所述透镜主体插接于所述导向孔内，所述连接块从所述避让缺口向外伸出并与所述传动带连接，当所述透镜模块位于所述第一位置时，所述连接块抵触于所述第一感应开关上；当所述透镜模块位于所述第二位置时，所述连接块抵触于所述第二感应开关上。

6.如权利要求5所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述第一感应开关及所述第二感应开关均设于所述避让缺口内。

7.如权利要求5所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述导向座的外壁凸设有两个支撑块，两所述支撑块连接有固定轴，所述从动轮套设于所述固定轴上并与所述固定轴转动连接。

8.如权利要求2所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述壳体上设置有活动的拨动开关，所述拨动开关具有第一挡位、第二挡位及第三挡位；

当所述拨动开关为所述第一挡位且所述透镜模块不处于所述第一位置时，所述第一回路处于连通状态且所述第二回路处于断开状态；

当所述拨动开关为所述第二挡位时，所述第一回路及所述第二回路均处于断开状态；

当所述拨动开关为所述第三挡位且所述透镜模块不处于第二位置时，所述第二回路处于连通状态且所述第一回路处于断开状态。

9.如权利要求8所述的用于VR眼镜的自动调焦结构，其特征在于，所述壳体上开设有贯穿的避让孔，所述拨动开关从所述避让孔向外伸出，所述避让孔用于避让所述拨动开关在所述第一挡位、所述第二挡位及所述第三挡位自由切换。

10.一种VR眼镜，其特征在于，包括两组权利要求1至9任一项所述的用于VR眼镜的自动调焦结构。

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