一种虚拟现实装置的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种虚拟现实装置。

背景技术：

随着科技的发展，虚拟现实技术在人们生产生活中的应用也越来越广泛。特别是头戴式虚拟现实装置的应用更为广泛，头戴式虚拟现实装置是一种利用人的左右眼获取信息差异，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉的立体显示器。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。用户佩戴头戴式虚拟现实装置以后，可以看到一个立体感很强的虚拟世界。然而，对于具有近视或远视等视力缺陷的人群来说，无法在佩戴头戴式虚拟现实装置的同时佩戴眼镜，因此，目前的虚拟现实装置一般都具有焦距调节功能，以适应不同视力的人群。

目前，虚拟现实装置中的焦距调节机构通常占用较大的内部空间，而且重量较大，焦距调节的准确性也比较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可精确调节瞳距并可调节焦距的虚拟现实装置。

本实用新型一种虚拟现实装置，包括外壳体、镜片模组、位于外壳体内且分别对应左右眼设置的焦距调节机构以及用于调节两个焦距调节机构的瞳距调节机构，镜片模组设置于焦距调节机构；瞳距调节机构包括光轴支架、齿轮及齿轮固定构件，齿轮固定于齿轮固定构件，光轴支架固定于外壳体；焦距调节机构包括横向齿轮配合部；焦距调节机构可横向移动的安装于光轴支架，齿轮与齿轮配合部齿合，其中一个焦距调节机构横向移动带动另一焦距调节机构靠近或远离齿轮。

本实用新型虚拟现实装置不仅可以实现焦距调节，还可以同时实现瞳距调节，且该瞳距调节机构简单，极大减少了虚拟现实装置的重量。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例虚拟现实装置的等轴侧外观示意图；

图2为本实用新型第一实施例虚拟现实装置的内部结构爆炸示意图；

图3为本实用新型第一实施例虚拟现实装置中瞳距调节机构的光轴支架的示意图；

图4为本实用新型第一实施例虚拟现实装置中瞳距调节机构的第一安装件的示意图；

图5为本实用新型第一实施例虚拟现实装置中瞳距调节机构的齿轮固定件示意图；

图6为本实用新型第一实施例应用于虚拟现实装置的焦距调节机构的结构爆炸示意图；

图7为本实用新型第二实施例应用于虚拟现实装置的焦距调节机构的驱动轮和从动轮的示意图；

图8为本实用新型第二实施例中滑槽的另一种设置方式的示意图；

具体实施方式

为节约虚拟现实装置的内部空间，提高焦距调节的准确性，本实用新型实施例提供了一种应用于虚拟现实装置的焦距调节机构及虚拟现实装置。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中提到的前、后描述针对的是虚拟现实装置使用时与人眼的距离，相对越靠近人眼则为前端，相对越远离人眼则为后端。换句话说，所述前后移动，指的是当虚拟现实装置佩戴于用户头部时，相对与人眼所在位置的靠近或远离运动。

本实用新型提供一种虚拟现实装置，包括外壳体、镜片模组、位于外壳体内且分别对应左右眼设置的焦距调节机构以及用于调节两个焦距调节机构的瞳距调节机构，镜片模组设置于焦距调节机构；瞳距调节机构包括光轴支架、齿轮及齿轮固定构件，齿轮固定于齿轮固定构件，光轴支架固定于外壳体；焦距调节机构包括横向齿轮配合部；焦距调节机构可横向移动的安装于光轴支架，齿轮与齿轮配合部齿合，其中一个焦距调节机构横向移动带动另一焦距调节机构靠近或远离齿轮。

下面通过实施方式一和实施方式二详细说明本发明实施例中的瞳距调节机构和焦距调节机构

实施方式一

请参阅图1，本实用新型实施例提供的虚拟现实装置，包括：外壳体(图未示)、两个焦距调节机构1、镜片模组2、屏幕组件(图未示)及用于调节两个焦距调节机构横向间距的瞳距调节机构4，且两个焦距调节机构1可横向移动的装设于瞳距调节机构4。屏幕组件固定于外壳体或焦距调节机构之一上，且屏幕组件面向镜片模组2。

在该实施例中，虚拟现实装置除具备焦距调节的功能外，还具备瞳距调节的功能。通过外力驱动焦距调节机构整体转动以将驱动力传导给瞳距调节机构4，瞳距调节机构4再驱动两个焦距调节机构1整体相向或相对移动，以调节两个焦距调节机构之间的横向距离，进而调节虚拟现实装置的瞳距。

请参阅图2至图5，在一具体实施例中，瞳距调节机构4包括：光轴支架41、齿轮42及齿轮固定构件43。其中，齿轮42固定于齿轮固定构件43，齿轮固定构件43固定于光轴支架41，光轴支架41固定于虚拟现实设备的外壳体(图未示)。焦距调节机构1包括齿轮配合部，齿轮配合部与齿轮42齿合。

本实施例中的光轴支架41包括第一光轴支架411和第二光轴支架412。第一光轴支架411包括第一安装件4111及平行安装于第一安装件4111的两个光轴导杆4111a、4111b。第二光轴支架412包括第二安装件4121及平行安装于第二安装件4121的两个光轴导杆4121a、4121b。焦距调节机构1可横向移动的安装于光轴支架41，即：两个焦距调节机构1分别套设在第一光轴支架411和第二光轴支架412。

其中，第一安装件4111的两端设置有壳体安装部A、壳体安装部A上面向外壳体的端面开设有穿孔A1、穿孔A1用于固定瞳距调节机构和外壳体。壳体安装部A的侧面开设有有盲孔(图未标)，此盲孔用于安装光轴导杆。两壳体安装部A之间为一面开口的腔体结构B，于腔体底部两端形成有凸台B1，安装通孔B11贯穿凸台B1。第二安装件4121的结构和第一安装件4111的结构相同，在此不再赘述。本实施例中，第一安装件4111和第二安装件4121一体成型。显而易见，在其他实施例中，第一安装件4111和第二安装件4121也可由多个零部件构成，且不局限于本实施例所示形状。本实施例中的安装件呈一面开口的腔体结构，在保证支撑力的同时，还节省材料。

齿轮42包括齿轮部421及设置于齿轮42中部并凸出于齿轮中部的连接轴422。

齿轮固定构件43包括用于承载齿轮42的承载件431及固定连接件432，所述承载件431包括设置于两相对端的固定部4311、设置于中部的凹腔部4312及从凹腔部4312两相对端阶梯连接至固定部4311的连接部4313。固定部4311中部开设有通孔4311a，固定部4311于与凹腔部4312开口相同的表面横向形成有截面为弧形的两条长条形凹槽4311b，两条长条形凹槽4311b位于通孔4311a两侧。连接部4313包括连接凹腔部4312的第一连接部4313a及连接固定部4311的第二连接部4313b，第一连接部4313a中空，以在保证承载件431刚性的同时减少承载件431的重量。凹腔部4312的底部另一面形成有稳定部4312a，底部中心开设有贯穿底部及稳定部4312a的轴容纳孔4312b。

固定连接件432大致呈长条板型，于其两相对端板面形成有具有台阶的安装固定部4321，安装固定孔(图未标)贯穿该安装固定部4321的台阶，该台阶可加强固定连接件432的刚性。稳定部4322可加强齿轮固定构件43的刚性，使得装设于该齿轮固定构件43的齿轮42在传动过程中稳定性更好。

齿轮42容置于承载件431的凹腔部4312，且齿轮42的连接轴422的一端穿设于凹腔部4312的轴容纳孔4312b。

第一光轴支架411和第二光轴支架412的光轴导杆分别插入承载件431的固定部4311的凹槽，以使第一光轴支架411和第二光轴支架412分设于承载件431的两端；将两个焦距调节机构分别套设在第一光轴支架411和第二光轴支架412的光轴导杆。

承载件431的固定部4311和固定连接件432安装固定部4321紧密贴合对位，以使固定连接件432的安装固定孔和承载件431的固定部4311的通孔4311a对位导通，再通过紧固件(图未示)固定连接，从而使得齿轮42的连接轴422的另一端顶底该固定连接件432表面，避免齿轮42从凹腔部4312脱出。

最后，光轴支架41通过螺钉(图未示)穿过光轴支架41的壳体安装部A的安装通孔螺纹连接于虚拟现实装置的外壳体，从而最终实现将瞳距调节机构4和焦距调节机构1、镜片模组2及屏幕组件3固定于虚拟现实装置的外壳体内。

显而易见，承载件431和固定连接件432结构不限于本实施例所示方式；承载件431和固定连接件432的固定连接方式也不限于本实施例所述方式，例如，直接胶粘固定也可。

本实施例中描述的所有的光轴导轨、及相关孔优选同轴设置。

套设于第一光轴支架411和第二光轴支架412的焦距调节机构1可以在光轴导杆上横向滑动。整体拨动其中一个焦距调节机构1，该焦距调节机构1的齿轮配合部驱动齿轮42旋转，齿轮42传导驱动力至另一焦距调节机构1的齿轮配合部进而驱动另一焦距调节机构1做靠近或远离齿轮42的横向移动而实现了瞳距调节。

如图6所示，焦距调节机构1包括第一壳体11、驱动轮12、从动轮13及第二壳体14。其中，第一壳体11、驱动轮12、从动轮13、第二壳体14均中空；第一壳体11与第二壳体14相对固定而围成收容驱动轮12、镜片模组2及从动轮13的收容空间；从动轮13紧邻第二壳体14，并穿设于驱动轮12，且从动轮13一端收容于第二壳体14，另一端收容于第一壳体11；所述镜片模组2固定于所述从动轮13内；第二壳体14顶抵于光轴支架41而阻止整个焦距调节机构1前后移动；驱动轮12相对从动轮13可转动，从动轮13相对第一壳体11、驱动轮12及第二壳体14任意之一非可转动但可前后移动；且驱动轮12转动可带动从动轮13在第二壳体14与第一壳体11形成的收容空间中前后移动，即靠近第一壳体11或远离第一壳体11。

所述第一壳体11顶部内侧设置有第一定位部111，本实施例中第一壳体11的第一定位部111可以是定位凹槽。在第一壳体11的底部设置有与第一壳体顶部同样的结构。第一壳体11面向驱动轮12的端面设有安装凸台112，安装凸台112面向驱动轮12的表面设置有第一安装孔1121。

驱动轮12的内侧设置有螺纹，螺纹的数量可以是单组，也可以是多组，本实施中为6组螺纹。

从动轮13的顶面为第一定位平面131，从动轮13的第一定位平面131表面上设置有导向凸块1311，所述导向凸块1311上开设有配合孔1312，所述配合孔1312的延伸方向与从动轮13的中空方向平行。在从动轮13的底面设置有与从动轮13的顶面同样的结构。在从动轮13的两个定位平面之间的外侧环面上设置有螺纹，从而使得驱动轮12可螺纹连接于从动轮13的周向外表面，螺纹的数量可以是单组，也可以是多组，本实施中为6组螺纹。从动轮13面向第一壳体11的端面设置有凸台132。

第二壳体14的顶部和底部设置有导向柱141和第一限位面142。第二壳体14在背对第一壳体11的方向上依次阶梯设置配合凸台143、环面体144。依次阶梯设置的配合凸台143、环面体144围成腔体(图未标)，该腔体用于容纳从动轮13。配合凸台143上对应安装凸台112上的第一安装孔1121设置有第二安装孔1431，螺纹连接件螺纹安装于安装凸台112上的第一安装孔1121与配合凸台143上的第二安装孔1431而将第一壳体11相对固定于第二壳体14，进而使得驱动轮12、镜片模组2及从动轮13可装设于第一壳体11与第二壳体14围成的收容空间中。本实施例中，由于第一壳体11与第二壳体14通过螺纹连接件连接。第二壳体14在远离第一壳体11的端面往外侧延伸形成有齿轮配合部145，且在远离第一壳体11的端面的上下端面部形成有四个安装部146，安装部146上横向开设有贯穿的通孔1461，且在安装部146接触虚拟现实装置外壳(图未示)的表面形成有齿合部件1462，相应的，外壳(图未示)上设置有与该齿合部件1462配合的齿配部(图未示)，齿合部件1462和齿配部为横向齿型结构。显而易见，在其他实施例中，安装部146的数量不局限于图中所示4个，可多余四个也可少于四个。第一光轴支架411和第二光轴支架412各自的两个光轴导杆分别插入第二壳体14的安装部146的通孔1461，并使第二壳体14上的的齿轮配合部145与齿轮42的齿轮部421齿合。此外，由于第二壳体14上的安装部146接触虚拟现实装置外壳体(图未示)的表面形成有齿合部件1462，相应的，外壳体上设置有与该齿合部件1462配合的齿配部(图未示)，因此两个焦距调节机构1在横向移动时，齿合部件1462与外壳体上的齿配部啮合提供运动阻尼，从而实现瞳距调节过程中有适当阻尼，提升手感舒适度，并可在不调节时，确保两侧的焦距调节机构位置稳定。驱动轮12螺纹连接于固设有镜片模组2的从动轮13外周面并露出从动轮13的导向凸块1311，第二壳体14的导向柱141插入从动轮13的导向凸块1311的配合孔1312，第一壳体11和第二壳体14固定连接，并将驱动轮12及固设有镜片模组2的从动轮13收容于第一壳体11和第二壳体14围成的收容空间中，且从动轮13一端的导向凸块1311收容于第一壳体11的第一定位部111，从动轮13的另一端临近第二壳体14的第一限位面142。

本实用新型实施例提供的虚拟现实装置，可实现调节虚拟现实装置的焦距，以适应不同视力人群的需求。具体的，在用户使用虚拟现实装置时，若设定焦距与用户视力情况不一致，由于驱动轮12套在从动轮13上，驱动轮12位于第一壳体11与第二壳体14围成的收容空间中，用户可以操作驱动轮12转动而带动从动轮13前后移动，因从动轮13与第二壳体14之间设有导向结构，以使从动轮13沿预设方向作前后直线运动，其中，导向结构包括导向柱141和配合部，配合部包括导向凸块1311和开设于导向凸块的配合孔1312，且预设方向和镜片模组的光轴方向保持一致。显而易见，导向柱和配合部之一设置在所述从动轮上，另一设置在所述第二壳体或第一壳体上都可以实现该导向功能。

当拨动驱动轮12时，驱动轮12通过螺纹带动从动轮13转动，从动轮13在第一壳体11与第二壳体14围成的容纳空间中沿着镜片模组2的光轴方向做向前或向后的直线运动。相应的，设置于从动轮13上的第一定位平面131上的导向凸块1311也沿着镜片模组2的光轴方向做向前或向后的直线运动，同时因第一壳体11顶部上的第一定位部111和第二壳体14内周侧上的限位平面142对从动轮13有限位作用以使从动轮13位于第一壳体11和第二壳体14围成的容纳空间中做直线运动，使得从动轮13沿着导向柱141靠近或远离第一壳体11和第二壳体14之一，避免了从动轮13的转动。另一个优先实施例中，导向结构的配合部可以是在从动轮上直接形成非圆形的导向槽，而导向柱141为截面与导向槽截面对应的导轨。显而易见，导向槽和导轨之一形成在从动轮，另一形成在第二壳体和第一壳体之一上即可。

由上所述可知，本发明的虚拟现实装置的焦距调节，通过驱动轮12仅做旋转运动来带动从动轮13相对第二壳体或第一壳体之一向前或向后移动来实现，并进一步在导向结构的导向作用下，使得从动轮13能够在预设的与镜片模组2的光轴相同的延伸方向上前后直线移动，达到调整VR设备焦距的目的。

显而易见，本发明虚拟现实装置可以包括显示屏幕，该显示屏幕可以固定在第二壳体，也可以固定在外壳体、位于第二壳体一侧且面向镜片模组。当然，该虚拟现实装置可以是适配带有显示屏幕的智能终端的适配件，例如：该虚拟现实装置具有插设智能手机的腔体，通过该智能手机插入该腔体来为该虚拟现实装置提供显示屏幕。总之，驱动轮在显示屏幕和镜片模组之间。

现有的VR产品是采用螺纹副调节焦距的方式，即：从动轮相对驱动轮固定不动，驱动轮旋转运动带动从动轮向前或向后直线移动，从而实现虚拟现实装置的焦距调节，然而，该种方式的光学调节焦距所需的调节距离需求相对较大，即，若调节距离需求是X，那么驱动轮和从动轮的最小调节距离都不能小于X，这样会造成驱动轮12的体积和重量都较大；此外，由于驱动轮在镜片模组和显示屏幕之间，所以驱动轮的部分体积会遮挡显示屏幕射向镜片模组的光线，造成产品可视角变小。

而本发明采用驱动轮12仅自身旋转(不前后移动)来驱动从动轮13沿镜片模组2的光轴方向作向前或向后的直线运动，当光学调节距离需求为X时，只需满足从动轮13的最小距离不能小于X即可，而对驱动轮12的距离没有要求，进而驱动轮12的最小距离可大大缩小，驱动轮12所需体积和重量均可大大缩小，驱动轮12在镜片模组与显示屏幕之间所占空间缩小，显示屏幕两侧可有更多光线射向镜片模组，极大增大了产品的可视角，在可精确调节焦距的同时可降低虚拟现实装置的体积和重量。

由上述分析可知，该虚拟现实装置的焦距调节机构仅通过驱动轮12的旋转运动即可带动从动轮13前后移动而实现了虚拟现实装置的焦距调节，无需其他结构的辅助，大大的节约了焦距调节机构的内部空间，降低了产品的整体重量，且进一步的，本发明实施例中的驱动轮12是通过螺纹连接方式驱动从动轮13前后移动，传动的稳定性和准确性都比较高，适合虚拟现实装置对精密度的要求。

实施方式二

请参考图7，本实施方式与实施方式一的不同在于：在本实施例中焦距调节机构的驱动轮通过导柱和滑槽带动从动轮转动。本实施例中驱动轮12的内侧设置导柱121，导柱121的数量至少为一个，本实施例中导柱的数量优先设置为2个。在从动轮13的两个定位平面之间的外侧环面上对应导柱121设置有相应的滑槽133a，即：滑槽133a的数量对应导柱121的数量至少为一个，同时与导柱121的数量一一对应，本实施例中优先设置为2个，且驱动轮12的导柱可沿其对应的滑槽133a可滑动的容置于从动轮13的周向外表面。在本实施例中滑槽133a整体沿从动轮13的前后两端连线方向延伸，驱动轮12与从动轮13之间通过导柱121和滑槽133a连接传动。由于驱动轮12套在从动轮13上，驱动轮12位于第一壳体11与第二壳体14围成的收容空间中，用户可以操作驱动轮12仅转动而带动从动轮13前后移动，因从动轮13与第二壳体14之间设有导向结构，以使从动轮13沿预设方向作前后直线运动，其中，导向结构包括导向柱141和配合部，配合部包括导向凸块1311和开设于导向凸块的配合孔1312，且预设方向和镜片模组的光轴方向保持一致。本实施方式中与实施方式一中相同零部件的结构此处不再赘述，请参照实施方式一。

当拨动驱动轮12时，驱动轮12在转动的过程中通过导柱121和滑槽133a带动从动轮13转动的同时，还驱动从动轮13在第一壳体11与第二壳体13围成的容纳空间中沿着镜片模组2的光轴方向做向前或向后的直线运动，且驱动轮12仅转动不前后移动。相应的，设置于从动轮13上的第一定位平面131上的导向凸块1311也沿着镜片模组2的光轴方向做向前或向后的直线运动，使得导向凸块1311随同从动轮13沿着第二壳体14上的导向柱141仅做相应的向前或向后的直线运动。另一个优先实施例中，导向凸块1311也可以是导向槽，导向柱141也可以是导轨。同时因第一壳体11顶部上的第一定位部111和第二壳体14内周侧上的限位平面142对从动轮13有限位作用以使从动轮13位于第一壳体11和第二壳体14围成的容纳空间中做直线运动。

由上所述可知，本发明的虚拟现实装置的焦距调节，通过驱动轮12仅做旋转运动来带动从动轮13相对屏幕组件仅做向前或向后的移动来实现，并进一步在导向结构的导向作用下，使得从动轮13能够在预设的与镜片模组2的光轴相同的延伸方向上前后直线移动，达到调整VR设备焦距的目的,且无需其他结构的辅助，大大的节约了内部空间，降低了产品重量，传动的稳定性和准确性较高。

图8作为此实施例中滑槽133a的另一种设置方式，滑槽133b整体沿从动轮的13外侧圆周方向延伸。

显而易见，上述实施方式中的虚拟现实装置中的屏幕组件并非必须，例如在智能手机插入虚拟现实装置作为显示屏幕的情况下，虚拟现实装置本身无需再配置屏幕组件。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。