一种出瞳距离调节机构及头戴显示设备的制作方法

1.本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，特别涉及一种出瞳距离调节机构。
2.本实用新型还涉及一种头戴显示设备。


背景技术：

3.随着虚拟现实、增强现实技术的发展，越来越多的头戴显示设备已得到广泛使用。
4.ar(augmented reality，增强现实)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
5.vr(virtual reality，虚拟现实)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象。
6.为便于佩戴，头戴显示设备通常在设备主体上配置有泡棉支架，而设备主体内设置有镜片模组。该泡棉支架大体呈具有一个柄部的环状结构，利用环状结构箍紧用户的前额、耳侧与后脑勺部位，保证用户佩戴稳固，同时利用柄部结构与设备主体连接成一体。
7.然而，由于泡棉支架与设备主体固定为一个整体结构，导致泡棉支架在出厂时的参数尺寸是固定的，进而导致泡棉支架与镜片模组的水平距离是固定的，也就是出瞳距离(eye relief，er)固定，对于不同用户而言，其最佳出瞳距离必然是各不相同的，现有技术中的头戴显示设备显然无法满足用户对出瞳距离的个性化调节需求，用户体验不佳。
8.因此，如何实现头戴显示设备的出瞳距离调节，满足用户对于出瞳距离的个性化调节需求，提高用户体验，是本领域技术人员面临的技术问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是提供一种出瞳距离调节机构，能够实现头戴显示设备的出瞳距离调节，满足用户对于出瞳距离的个性化调节需求，提高用户体验。本实用新型的另一目的是提供一种头戴显示设备。
10.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种出瞳距离调节机构，包括中壳、可旋转地设置于所述中壳上的调节旋钮、设置于所述中壳内并与所述调节旋钮的输出轴相连的齿轮传动机构，以及与所述齿轮传动机构的输出端相连并在其驱动下进行直线往复运动、用于调节所述中壳与泡棉支架间距的滑板，所述滑板上设置有与所述泡棉支架相连的连接件。
11.优选地，所述中壳的表面开设有安装孔，所述调节旋钮垂直立设于所述安装孔内，且所述调节旋钮的顶部凸出所述中壳的表面。
12.优选地，还包括与所述中壳相连的安装支架、设置于所述安装支架上的导向支架，
所述滑板可滑动地设置于所述导向支架的表面。
13.优选地，所述导向支架的表面两侧均设置有沿其长度方向延伸、用于与所述滑板的两侧边配合滑动的导向滑轨。
14.优选地，所述导向支架的表面上设置有用于与所述滑板的内侧端壁抵接以限制其向内滑动的最大距离的内止挡块、以及与所述滑板的外侧端壁抵接以限制其向外滑动的最大距离的外止挡块。
15.优选地，所述齿轮传动机构包括可旋转地设置于所述导向支架表面并与所述调节旋钮的输出轴相连的齿轮，所述滑板上设置有用于与所述齿轮啮合传动的齿条，且所述齿条的长度方向平行于所述导向滑轨的长度方向。
16.优选地，所述齿轮传动机构还包括与所述齿轮同轴设置的涡轮，以及与所述涡轮啮合传动的蜗杆，且所述蜗杆的一端贯穿所述调节旋钮的圆心区域以形成其输出轴。
17.优选地，所述导向支架的表面还设置有定位柱，且所述齿轮与所述涡轮的旋转轴可旋转地套设于所述定位柱上。
18.优选地，所述中壳的内壁两侧均立设有连接座，且所述蜗杆的两端分别可旋转地插设在对应的所述连接座内。
19.本实用新型还提供一种头戴显示设备，包括泡棉支架和与所述泡棉支架相连的出瞳距离调节机构，其中，所述出瞳距离调节机构具体为上述任一项所述的出瞳距离调节机构。
20.本实用新型所提供的出瞳距离调节机构，主要包括中壳、调节旋钮、齿轮传动机构、滑板和连接件。其中，中壳为设备主体的主要结构，主要用于安装和容纳其余零部件。调节旋钮设置在中壳上，并且可在中壳上进行旋转运动。齿轮传动机构设置在中壳内，其动力输入端与调节旋钮的输出轴相连，主要用于作为传动链并通过齿轮传动的方式传递调节旋钮的旋转运动。滑板与齿轮传动机构的输出端相连，并在齿轮传动机构的驱动下进行定向的直线往复运动，主要用于在进行直线往复运动的过程中调节中壳与泡棉支架之间的距离。同时，在滑板上设置有连接件，并通过该连接件与泡棉支架保持连接。如此，通过齿轮传动机构对调节旋钮的旋转运动的传递，可将调节旋钮的动力输入传递至滑板上，并将调节旋钮的旋转运动转化为滑板的直线运动，最终带动泡棉支架进行同步直线运动，实现了泡棉支架与中壳(及其内安装的镜片模组)之间的距离调节，进而实现了出瞳距离的调节。因此，本实用新型所提供的出瞳距离调节机构，用户只需往复旋转调节旋钮，即可方便地实现头戴显示设备的出瞳距离调节，满足用户对于出瞳距离的个性化调节需求，提高用户体验。
附图说明
21.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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。
23.图2为图1的结构爆炸图。
24.图3为中壳的具体结构示意图。
25.图4为导向支架的具体结构示意图。
26.图5为滑板的具体结构示意图。
27.图6为蜗杆的具体结构示意图。
28.图7为涡轮与齿轮的具体结构示意图。
29.其中，图1—图7中：
30.泡棉支架—1，中壳—2，调节旋钮—3，齿轮传动机构—4，滑板—5，连接件—6，安装支架—7，导向支架—8，连接座—9；
31.安装孔—21，齿轮—41，涡轮—42，蜗杆—43，齿条—51，抵接块—52，导向滑轨—81，内止挡块—82，外止挡块—83，定位柱—84；
32.环槽—431。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参考图1、图2，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图，图2为图1的结构爆炸图。
35.在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，出瞳距离调节机构主要包括中壳2、调节旋钮3、齿轮传动机构4、滑板5和连接件6。
36.其中，中壳2为设备主体的主要结构，主要用于安装和容纳其余零部件。调节旋钮3设置在中壳2上，并且可在中壳2上进行旋转运动。
37.齿轮传动机构4设置在中壳2内，其动力输入端与调节旋钮3的输出轴相连，主要用于作为传动链通过齿轮传动的方式传递调节旋钮3的旋转运动。
38.滑板5与齿轮传动机构4的输出端相连，并在齿轮传动机构4的驱动下进行定向的直线往复运动。重要的是，滑板5的滑动方向对中壳2与泡棉支架1的间距变化具有贡献，优选地，滑板5的滑动方向平行于泡棉支架1与中壳2或其内部的镜片模组的距离方向，如此，滑板5的滑动位移量即出瞳距离的调节量。当然，滑板5的滑动方向也可以与泡棉支架1及中壳2的间距方向存在一定偏角，此时滑板5的滑动位移量与出瞳距离的调节量之间存在偏角分量因素。
39.在滑板5上设置有连接件6，并通过该连接件6与泡棉支架1保持连接，一般的，该连接件6可为螺栓等紧固件。
40.如此，通过齿轮传动机构4对调节旋钮3的旋转运动的传递，可将调节旋钮3的动力输入传递至滑板5上，并将调节旋钮3的旋转运动转化为滑板5的直线运动，最终带动泡棉支架1进行同步直线运动，实现了泡棉支架1与中壳2(及其内安装的镜片模组)之间的水平距离调节，进而实现了出瞳距离的调节。
41.因此，本实施例所提供的出瞳距离调节机构，用户只需往复旋转调节旋钮3，即可方便地实现头戴显示设备的出瞳距离调节，满足用户对于出瞳距离的个性化调节需求，提高用户体验。
42.如图3所示，图3为中壳2的具体结构示意图。
43.为便于安装调节旋钮3，本实施例在中壳2的表面开设有安装孔21，以将调节旋钮3安装在该安装孔21内，并保持旋转自由度。具体的，为便于用户对调节旋钮3进行旋转控制，该调节旋钮3垂直立设在安装孔21内，即调节旋钮3在安装孔21内进行竖直旋转，而非水平旋转，同时，调节旋钮3的顶部凸出中壳2的表面，使得用户的手指能够轻易触摸到调节旋钮3的顶部，并通过摩擦力对其进行旋转。
44.为便于滑板5的稳定滑动，本实施例在中壳2内增设了安装支架7与导向支架8。具体的，安装支架7与中壳2的内壁相连，并具有沿水平方向分布的板体部分。导向支架8设置在安装支架7的表面上，而滑板5设置在导向支架8的表面上，并且可在导向支架8的表面进行往复滑动运动。
45.如图4所示，图4为导向支架8的具体结构示意图。
46.具体的，本实施例在导向支架8的表面两侧位置均设置有导向滑轨81，以将滑板5的两侧侧边分别安装进导向滑轨81内，使得滑板5可沿着导向滑轨81的长度方向进行往复滑动，以通过导向滑轨81对滑板5的直线运动形成导向作用。一般的，导向滑板5的长度方向可沿着导向支架8的长度方向或宽度方向延伸，并且平行于出瞳距离的所在直线方向。
47.考虑到出瞳距离的调节范围一般处于较短的距离范围内，本实施例还在导向支架8的表面上设置有内止挡块82和外止挡块83。其中，内止挡块82主要用于与滑板5的内侧端壁形成抵接，以限制滑板5在导向滑轨81上向内(朝中壳2方向)滑动的最大距离，从而限制将出瞳距离调小的最小值。外止挡块83主要用于与滑板5的外侧端壁形成抵接，以限制滑板5在导向滑轨81上向外(朝泡棉支架1方向)滑动的最大距离，从而限制将出瞳距离调大的最大值。考虑到滑板5较宽，内止挡块82和外止挡块83可均设置2个，并且两个内止挡块82分别分布在导向支架8的表面内侧两端，而两个外止挡块83分别分布在导向支架8的表面外侧两端。
48.如图5所示，图5为滑板5的具体结构示意图。
49.当然，还可以通过在滑板5的表面设置抵接块52的方式，使得抵接块52替代其端壁与内止挡块82或外止挡块83进行抵接，同样达到限制滑板5的滑动行程以及出瞳距离的调节范围的目的。
50.在关于齿轮传动机构4的一种优选实施例中，该齿轮传动机构4主要包括两级传动链，其中，第一级传动链为蜗轮蜗杆传动组件，而第二级传动链为齿轮齿条传动组件。由于涡轮蜗杆传动组件的传动比通常较大，因此能够达到对调节旋钮3进行减速的效果，同时可在中壳2内改变动力传递方向，有利于零部件布局。齿轮齿条传动组件的动力传递连续性和稳定性较高，能够保证滑板5在导向支架8上进行平稳、精确的直线运动。
51.具体的，第一级传动链主要包括涡轮42和蜗杆43。其中，蜗杆43的一端与调节旋钮3的输出轴相连，可在其带动下进行旋转。涡轮42与蜗杆43形成啮合传动，当调节旋钮3旋转时，可带动涡轮42进行缓速旋转。
52.如图6所示，图6为蜗杆43的具体结构示意图。
53.进一步的，为便于蜗杆43与调节旋钮3之间的输出对接，在本实施例中，蜗杆43的一端贯穿调节旋钮3的圆心区域，并在该端位置开设有环槽431，以将调节旋钮3套设在环槽431内，从而将蜗杆43直接作为调节旋钮3的输出轴，如此设置，调节旋钮3的输出轴与蜗杆
43的杆体即形成一体化结构。而为了便于稳定安装蜗杆43与调节旋钮3，本实施例在中壳2的内壁两侧均设置有连接座9，蜗杆43的两端分别插设在对应的连接座9内，并保持旋转自由度。
54.如图7所示，图7为涡轮42与齿轮41的具体结构示意图。
55.第二级传动链主要包括齿轮41和齿条51。其中，齿轮41设置在导向支架8的表面上，并且可以进行水平旋转，为便于与涡轮42进行输出对接，本实施例中齿轮41与涡轮42通过同一根旋转轴进行同轴设置，即蜗杆43带动涡轮42进行旋转时，也同步带动齿轮41进行旋转。齿条51设置在滑板5上，一般可在齿条51的表面开设通孔，然后将齿条51设置在通孔的孔壁上，并且该齿条51的延伸方向为滑板5的滑动方向。如此设置，当涡轮42与齿轮41同步旋转时，齿轮41即可与齿条51形成啮合传动，将齿轮41的旋转运动转化为齿条51的直线运动，进而带动滑板5进行直线往复滑动。
56.为保证齿轮41与涡轮42在导向支架8上的稳定旋转运动，本实施例在导向支架8的表面上还设置有定位柱84。具体的，该定位柱84主要用于定位安装齿轮41和涡轮42，考虑到齿轮41与涡轮42为同轴设置，从而可将齿轮41与涡轮42的旋转轴开设通孔，并整体套设在定位柱84上，使得齿轮41与涡轮42在导向支架8上进行垂向分层旋转。一般的，涡轮42位于定位柱84的上层位置，而齿轮41位于定位柱84的下层位置。
57.本实施例还提供一种头戴显示设备，主要包括泡棉支架1和与泡棉支架1相连的出瞳距离调节机构，其中，该出瞳距离调节机构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。
58.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。