CN208547771U - 一种瞳距调节装置及头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于光学设备技术领域，提供了一种瞳距调节装置及头戴显示设备，瞳距调节装置包括调节组件，调节组件包括螺杆以及带动螺杆转动的调节轮，螺杆上设有旋进方向相反的第一外螺纹和第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹分别与两单目显示组件啮合并带动两单目显示组件作相互反向的往复平移运动。本实用新型通过在螺杆上设置旋进方向相反的第一外螺纹和第二外螺纹，用于与两单目显示组件啮合，两单目显示组件随螺杆的转动沿固定组件上的导向机构作彼此反向的平移运动，实现了瞳距调节，能够满足不同使用者、不用年龄段使用者的瞳距要求，提高了适用性及用户体验的舒适度，方法简单、省时省力，且两单目显示组件能够稳定地保持在所需位置。

Description

一种瞳距调节装置及头戴显示设备

技术领域

本实用新型属于光学设备技术领域，特别涉及一种瞳距调节装置及头戴显示设备。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的显示设备被广泛应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具，其中，虚拟现实和增强现实技术正迅速发展。增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术是一种实时将虚拟图像与现实场景进行结合展现的技术，向人眼同时入射携带真实世界景物信息和虚拟图像信息的光线，两个光学路径上传输的图像信息在人眼处融合，使得人眼同时获得真实世界景物信息和虚拟图像的混合图像，从而达到增强现实的效果。虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术是一种计算机仿真***，可以生成一种模拟环境，通过三维动态实景、实体行为交互等方式向用户提供一种沉浸式的应用体验。

头戴显示设备通常是眼镜的形式，而现有的VR眼镜和AR眼镜之间的距离(瞳距)是固定的，不能满足所有使用者(如不同年龄段)的瞳距要求，使用者的双眼瞳距与VR眼镜或AR眼镜的瞳距不匹配会让使用者双眼接收到的画面发生扭曲，双眼和大脑易疲劳，降低使用者体验。因此，有必要提供一种瞳距便于调节、适用于所有使用者的VR眼镜和AR眼镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种瞳距调节装置及头戴显示设备，旨在满足不同使用者对瞳距的要求且便于瞳距调节。

本实用新型是这样实现的，一种瞳距调节装置，用于头戴显示设备中，所述头戴显示设备包括第一单目显示组件和第二单目显示组件，包括：

调节组件，包括螺杆以及带动所述螺杆轴向转动的调节轮，所述螺杆上设有旋进方向相反的第一外螺纹和第二外螺纹；

固定组件，包括导向机构，所述导向机构用于与所述第一单目显示组件和第二单目显示组件滑动连接，用于引导所述第一单目显示组件和第二单目显示组件的移动；

所述第一外螺纹用于与所述第一单目显示组件啮合，所述第二外螺纹用于与所述第二单目显示组件啮合；所述第一单目显示组件和第二单目显示组件随所述螺杆的转动而沿所述导向机构作相互反向的平移运动。

所述固定组件包括导向板，所述导向机构包括设于导向板上的多个导向滑槽，所述导向滑槽用于与所述第一单目显示组件和第二单目显示组件上的凸起部分别适配且使所述第一单目显示组件和第二单目显示组件在所述导向滑槽内平移。

所述瞳距调节装置还包括第一螺母套和第二螺母套，所述第一螺母套安装于所述第一单目显示组件，所述第二螺母套安装于所述第二单目显示组件，所述第一螺母套具有与所述第一外螺纹啮合的第一内螺纹，所述第二螺母套具有与所述第二外螺纹啮合的第二内螺纹。

所述螺杆上还设有位于所述第一外螺纹和第二外螺纹内侧或外侧的第一非螺纹区和第二非螺纹区，多个轴套穿过第一非螺纹区和第二非螺纹区并安装于所述固定组件上。

所述第一外螺纹和第二外螺纹的外侧设有限位机构，用于限定所述第一单目显示组件和第二单目显示组件之间的最大距离。

所述限位机构包括卡设或压紧于所述第一外螺纹和第二外螺纹的外侧的第一卡环。

所述调节轮的中心位置上设有沿轴向方向的第一通孔，所述螺杆的中部穿过所述第一通孔并与所述调节轮相对固定安装。

所述螺杆的中部穿过并相对固定安装于一蜗轮的中心位置上且沿轴向方向的第二通孔，所述蜗轮与一蜗杆啮合，所述蜗杆的一端垂直连接于所述调节轮的轴向中心位置。

本实用新型的另一目的在于提供头戴显示设备，包括第一单目显示组件和第二单目显示组件，以及上述所说的瞳距调节装置，所述第一单目显示组件和第二单目显示组件均为VR镜片组件或AR镜片组件。

所述头戴显示设备还包括设于所述固定组件上的外壳体，所述调节轮的至少一部分从所述外壳体露出。

本实用新型提供的瞳距调节装置及头戴显示设备相对于现有技术的有益效果在于：通过在调节组件的螺杆上设置旋进方向相反的第一外螺纹和第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹分别与第一单目显示组件和第二单目显示组件啮合，当螺杆在调节轮的带动下关于其轴向转动时，第一单目显示组件和第二单目显示组件分别在第一外螺纹和第二外螺纹的带动下沿固定组件上的导向机构作彼此反向的往复平移运动，实现了瞳距调节，能够满足不同使用者、不用年龄段使用者的瞳距要求，提高了适用性及用户体验的舒适度；使用者通过拨动调节轮即可带动第一单目显示组件和第二单目显示组件之间距离的调节，方法简单、省时省力；由于螺杆与显示***之间通过螺纹啮合，不容易发生相对移动，第一单目显示组件和第二单目显示组件能够稳定地保持在所需位置。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的瞳距调节装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的瞳距调节装置的立体分解示意图；

图3是本实用新型第一实施例提供的瞳距调节装置的导向板的结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例提供的瞳距调节装置的调节组件的放大图；

图5是本实用新型第二实施例提供的瞳距调节装置的整体结构示意图；

图6是本实用新型第二实施例提供的瞳距调节装置的调节轮与螺杆的连接关系示意图。

图中标记的含义为：

瞳距调节装置100，固定组件1，导向板11，导向机构111，导向滑槽1110，进入部1111，凹部112，导向部113，PCB模块12，PCB板121，电子元器件122，保护盖13；

调节组件2，螺杆21，第一外螺纹211，第二外螺纹212，第一非螺纹区213，第二非螺纹区214，限位机构215，安装部216，环形凸起2161，挡块2162，环形凹槽2163，调节轮22，第一通孔220，蜗轮23，蜗杆24，第一螺母套25，第一内螺纹251，第二螺母套26，第二内螺纹261，轴套27，第二卡环28；

显示***3，第一单目显示组件31，第二单目显示组件32。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图2和图6，本实用新型提供一种瞳距调节装置100，用于头戴显示设备中，头戴显示设备包括显示***3，显示***3包括第一单目显示组件31和第二单目显示组件32，该瞳距调节装置100包括：

调节组件2，包括螺杆21以及带动螺杆21转动的调节轮22，螺杆21上设有间隔的第一外螺纹211和第二外螺纹212，调节轮22的转动带动螺杆21关于其轴向转动，第一外螺纹211和第二外螺纹212的旋进方向相反；固定组件1，包括导向机构111，用于与第一单目显示组件31和第二单目显示组件32滑动连接，从而用于引导所述第一单目显示组件31和第二单目显示组件32的移动；第一单目显示组件31与第一外螺纹211啮合，第二单目显示组件32与第二外螺纹212啮合，第一单目显示组件31和第二单目显示组件32滑动连接于固定组件1的导向机构111，并且，当调节轮22带动螺杆21转动时，第一单目显示组件31和第二单目显示组件32沿导向机构111作彼此反向的平移运动。第一单目显示组件31和第二单目显示组件32可以均为AR镜片组件或VR镜片组件，即本实用新型的瞳距调节装置100可以应用于AR眼镜或VR眼镜等的头戴显示设备。

本实用新型提供的瞳距调节装置100相对于现有技术的进步为：

通过在调节组件2的螺杆21上设置旋进方向相反的第一外螺纹211和第二外螺纹212，第一外螺纹211和第二外螺纹212分别与第一单目显示组件31和第二单目显示组件32啮合，当螺杆21在调节轮22的带动下关于其轴向转动时，第一单目显示组件31和第二单目显示组件32分别在第一外螺纹211和第二外螺纹212的带动下沿固定组件1上的导向机构111作彼此反向的往复平移运动，实现了瞳距调节，能够满足不同使用者、不用年龄段使用者的瞳距要求，提高了适用性及用户体验的舒适度；使用者通过拨动调节轮22即可带动第一单目显示组件31和第二单目显示组件32之间距离的调节，方法简单、省时省力；由于螺杆21与显示***3之间通过螺纹啮合，不容易发生相对移动，第一单目显示组件31和第二单目显示组件32能够稳定地保持在所需位置。

该瞳距调节装置100适用于各种头戴显示设备中，除上述所说的VR眼镜和AR眼镜之外，还可以用于头部保健设备或者眼部保健设备中。

具体请参阅图2，固定组件1包括导向板11以及设于导向板11上方的PCB模块12，PCB模块12可以包括设于导向板11上方的PCB板121以及设置于PCB板121上的多个电子元器件122，固定组件1用于作为眼镜的主体支撑结构并提供电子元器件122的设置空间，电子元器件122用于向AR镜片组件或VR镜片组件提供光学信息。

导向机构111设置于导向板11上，请参阅图3，导向机构111包括导向滑槽1110以及连接于导向滑槽1110一端的进入部1111，导向滑槽1110的延伸方向为由第一单目显示组件31至第二单目显示组件32的方向，第一单目显示组件31和第二单目显示组件32上分别设有与多个进入部1111一一对应的凸起部(未图示)，多个凸起部能够自由穿过进入部1111并凸出于导向板11的上表面，且与导向滑槽1110适配以及能在导向滑槽1110内平移。具体地，导向滑槽1110的横截面呈T型或倒L型，凸起部对应呈T型或倒L型，凸起部的头部卡合于导向滑槽1110上，在竖直方向(以眼镜的实际使用方向为参考)上不会脱出导向滑槽1110内，并且能够沿导向滑槽1110进行往复式的平移运动。

如图2和图4所示，调节组件2中的螺杆21的第一外螺纹211和第二外螺纹212可以设于螺杆21两侧靠近端部的位置，第一单目显示组件31通过螺钉连接第一螺母套25，第二单目显示组件32通过螺钉连接第二螺母套26，第一螺母套25具有与第一外螺纹211啮合的第一内螺纹251，第二螺母套26具有与第二外螺纹212啮合的第二内螺纹261，当螺杆21关于其轴向转动时，第一外螺纹211和第二外螺纹212分别带动第一螺母套25的第一内螺纹251和第二螺母套26的第二内螺纹261转动，由于第一螺母套25和第二螺母套26通过螺钉安装在第一单目显示组件31上和第二单目显示组件32上，第一内螺纹251和第二内螺纹261的转动转化为第一单目显示组件31上和第二单目显示组件32的相反的平移运动。

请参阅图2和图4，在第一外螺纹211和第二外螺纹212内侧还设有第一非螺纹区213和第二非螺纹区214，多个轴套27穿过第一非螺纹区213和第二非螺纹区214，且多个轴套27通过螺钉安装于固定组件1上(具体可以是导向板11上)，螺杆21的第一非螺纹区213和第二非螺纹区214可以在轴套27内自由转动，以此将螺杆21相对固定地安装于导向板11上，同时防止调节过程中显示***3与螺杆21发生变形。在本实施例中，轴套27的数量为2，第一非螺纹区213和第二非螺纹区214分别对应一个轴套27。

第一非螺纹区213和第二非螺纹区214的直径大于第一外螺纹211和第二外螺纹212的大径，轴套27可以无阻碍地穿过第一外螺纹211和第二外螺纹212并到达第一非螺纹区213和第二非螺纹区214，而第一螺母套25和第二螺母套26被第一非螺纹区213和第二非螺纹区214阻挡无法继续向内侧旋进，第一非螺纹区213和第二非螺纹区214可以用于限定最小瞳距。在这种情况下，在螺杆21的两端，也即第一外螺纹211和第二外螺纹212外侧设置限位机构215，以防止随着螺杆21转动，第一螺母套25和第二螺母套26脱离出螺杆21，用于限定最大瞳距。例如，限位机构215可以是卡设或压紧于第一外螺纹211和第二外螺纹212外侧的第一卡环。在其他实施例中，限位机构215也可以包括设于螺杆21两端的限位孔(未图示)以及设于限位孔内并凸出于限位孔的限位块(未图示)，或者，限位机构215可以是直接设于或形成于螺杆21两端部的凸块(未图示)。

在其他实施例中，第一外螺纹211和第二外螺纹212可以设置位于第一非螺纹区213和第二非螺纹区214的内侧，对应地，多个轴套27位于第一外螺纹211和第二外螺纹212外侧，第一非螺纹区213和第二非螺纹区214的直径小于第一外螺纹211和第二外螺纹212的大径，第一螺母套25和第二螺母套26可以无阻碍地穿过第一非螺纹区213和第二非螺纹区214并到达第一外螺纹211和第二外螺纹212，这种情况下，同样在第一外螺纹211和第二外螺纹212外侧设置限位机构215，以防止随着螺杆21转动，第一螺母套25和第二螺母套26旋进至第一非螺纹区213和第二非螺纹区214，在此不再赘述。

如图2和4所示，调节轮22大体呈圆形，其外周可以设有锯齿结构，以利于使用者拨动。调节轮22的中心位置设有沿其轴向的第一通孔220，螺杆21的中部穿过第一通孔220并与第一通孔220相对固定，当使用者用手拨动调节轮22使调节轮22关于其轴向转动时，螺杆21被带动关于螺杆21的轴向转动。具体地，如图4所示，螺杆21的中部设有用于固定调节轮22的安装部216，安装部216包括一环形凸起2161以及设于环形凸起2161一侧并覆盖于螺杆21的外周圆面一部分的挡块2162，挡块2162远离环状凸起的一侧设有环形凹槽2163，调节轮22的第一通孔220对应于螺杆21的中部的挡块2162设置，调节轮22的第一通孔220与该挡块2162卡合，并且调节轮22的一侧被环形凸起2161抵挡，另一侧被卡设于环形凹槽2163内的第二卡环28抵挡，调节轮22与螺杆21之间实现相对固定连接，调节轮22与螺杆21之间能够同步转动。

如图3所示，导向板11上对应调节轮22的位置还设有一凹部112，用于容纳部分调节轮22，这样可以使调节轮22和螺杆21尽量靠近第一单目显示组件31和第二单目显示组件32，减小螺杆21与第一螺母套25、第二螺母套26啮合传动过程对显示***3产生的力矩，防止螺杆21、第一螺母套25、第二螺母套26、轴套27之间发生变形，本实用新型的瞳距调节装置100应用于头戴显示设备中也可使得头戴显示设备整体上结构上也更紧凑、小巧和美观。

请参阅图5和图6，为本实用新型提供的瞳距调节装置100的第二实施例。与第一实施例的不同在于调节轮22与螺杆21之间的传动方式。

螺杆21的安装部216穿过并固定于一蜗轮23中心位置上的沿轴向的第二通孔(未图示)，蜗轮23的第二通孔可以与上述第一实施例中调节轮22的第一通孔220形状相同。蜗轮23的外周上设有齿，蜗轮23的齿与一蜗杆24的螺纹啮合，蜗杆24的轴向方向与螺杆21的轴向方向垂直。蜗杆24的一端进一步垂直连接于调节轮22的轴向中心位置，蜗杆24的另一端在导向板11上的一导向部113内移动。如图6中所示，导向板11上仍设有凹部112用于容纳蜗杆24，导向部113可以进一步设置于凹部112的底面上并朝向蜗杆24，呈一盲孔的形式，导向部113用于容纳蜗杆24的另一端。

当使用者拨动调节轮22时，调节轮22的转动带动蜗杆24的转动，蜗杆24的转动带动蜗轮23的齿前进或后退，表现为蜗轮23转动，进而实现螺杆21的转动。并且，当蜗杆24的展开螺旋角小于蜗轮23与蜗杆24的接触摩擦角时，能够实现反向自锁，能够容易地由蜗杆24带动蜗轮23的齿，而不容易由蜗轮23的齿带动蜗杆24，也即是说，应用于本实用新型的瞳距调节装置100时，瞳距的调节仅能通过对调节轮22施力进行，在不对调节轮22施加力的时候，即使使用者用力触碰第一单目显示组件31和第二单目显示组件32，也不容易造成瞳距变动，实现了瞳距的锁定；蜗轮23-蜗杆24的传动比大，使用者可以精确地调节第一单目显示组件31和第二单目显示组件32之间的距离。

进一步地，本实用新型的瞳距调节装置100还包括一设于固定组件1的导向板11上的保护盖13，保护盖13位于调节轮22的外侧并覆盖调节轮22的一部分，调节轮22的一部分从保护盖露出，用于操作，其他部分被遮挡。

本实用新型提供的瞳距调节装置100应用于头戴显示设备中，如AR眼镜或VR眼镜，此时，头戴显示设备还包括一外壳体(未图示)，用于将包括固定组件1和调节组件2等在内的瞳距调节装置100覆盖并且使得调节轮22的至少一部分露出用于操作，整体上更美观。

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 (10)

1.一种瞳距调节装置，用于头戴显示设备中，所述头戴显示设备包括第一单目显示组件和第二单目显示组件，其特征在于，包括：

调节组件，包括螺杆以及带动所述螺杆轴向转动的调节轮，所述螺杆上设有旋进方向相反的第一外螺纹和第二外螺纹；

固定组件，包括导向机构，所述导向机构用于与所述第一单目显示组件和第二单目显示组件滑动连接，用于引导所述第一单目显示组件和第二单目显示组件的移动；

所述第一外螺纹用于与所述第一单目显示组件啮合，所述第二外螺纹用于与所述第二单目显示组件啮合；所述第一单目显示组件和第二单目显示组件随所述螺杆的转动而沿所述导向机构作相互反向的平移运动。

2.如权利要求1所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述固定组件包括导向板，所述导向机构包括设于导向板上的多个导向滑槽，所述导向滑槽用于与所述第一单目显示组件和第二单目显示组件上的凸起部分别适配且使所述第一单目显示组件和第二单目显示组件在所述导向滑槽内平移。

3.如权利要求1所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述瞳距调节装置还包括第一螺母套和第二螺母套，所述第一螺母套安装于所述第一单目显示组件，所述第二螺母套安装于所述第二单目显示组件，所述第一螺母套具有与所述第一外螺纹啮合的第一内螺纹，所述第二螺母套具有与所述第二外螺纹啮合的第二内螺纹。

4.如权利要求1所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述螺杆上还设有位于所述第一外螺纹和第二外螺纹内侧或外侧的第一非螺纹区和第二非螺纹区，多个轴套穿过第一非螺纹区和第二非螺纹区并安装于所述固定组件上。

5.如权利要求1所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述第一外螺纹和第二外螺纹的外侧设有限位机构，用于限定所述第一单目显示组件和第二单目显示组件之间的最大距离。

6.如权利要求5所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述限位机构包括卡设或压紧于所述第一外螺纹和第二外螺纹的外侧的第一卡环。

7.如权利要求1至6中任一项所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述调节轮的中心位置上设有沿轴向方向的第一通孔，所述螺杆的中部穿过所述第一通孔并与所述调节轮相对固定安装。

8.如权利要求1至6中任一项所述的瞳距调节装置，其特征在于，所述螺杆的中部穿过并相对固定安装于一蜗轮的中心位置上且沿轴向方向的第二通孔，所述蜗轮与一蜗杆啮合，所述蜗杆的一端垂直连接于所述调节轮的轴向中心位置。

9.一种头戴显示设备，其特征在于，包括第一单目显示组件和第二单目显示组件，以及权利要求1至8任一项所述的瞳距调节装置，所述第一单目显示组件和第二单目显示组件均为VR镜片组件或AR镜片组件。

10.如权利要求9所述的头戴显示设备，其特征在于，所述头戴显示设备还包括设于所述固定组件上的外壳体，所述调节轮的至少一部分从所述外壳体露出。