近眼顯示裝置光學系統調整裝置的製作方法

2024-02-28 06:38:15 1

本實用新型涉及近眼顯示裝置領域，更具體地說，涉及一種近眼顯示裝置光學系統調整裝置。

背景技術：

近眼顯示裝置包括可將圖像直接投射到觀察者眼中的頭戴顯示器(HMD)，這種近眼顯示裝置是目前虛擬實境(VR)或增強現實(AR)領域常用的裝置。一般情況下，近眼顯示裝置的顯示屏距離使用者的眼球不到十釐米，通過特殊的光學處理，近眼顯示裝置可以將圖像清晰地投射在人的視網膜上，在用戶眼前呈現出虛擬大幅面圖像，由此用於虛擬實境或增強現實。

近眼顯示裝置在使用前必須經過瞳距測量和光學系統調整。當使用者的眼球位置或屈光系統與近眼顯示裝置的光學系統不能很好配合時(參見圖1)，需要調整近眼顯示裝置的光學系統，使用戶可以在眼中看到清晰的圖像。現有技術的近眼顯示裝置多沒有較好的瞳距調整功能，使用者在使用過程中僅憑感覺手動調整光學系統，不僅誤差很大，而且使用很不方便。

技術實現要素：

為了解決當前近眼顯示裝置沒有較好的瞳距調整功能的缺陷，本實用新型提供一種近眼顯示裝置光學系統調整裝置。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：提供一種近眼顯示裝置光學系統調整裝置，所述近眼顯示裝置包括顯示屏、光學鏡片、調節裝置，所述光學鏡片與所述調節裝置相連接，所述光學鏡片可以在所述調節裝置的帶動下左右轉動，所述調節裝置包括遮光裝置，所述遮光裝置包括至少兩個遮光片，所述遮光片包括缺口，所述遮光片可以扣合起來，扣合起來的所述遮光片的缺口可以組成透光孔。

優選地，所述遮光裝置進一步包括調節滾輪、齒輪裝置和支架，所述遮光裝置設置在所述支架的內部，調節所述滾輪可以控制所述齒輪裝置帶動所述光學鏡片運動，所述遮光裝置可以隨所述光學鏡片一起運動。

優選地，所述遮光裝置與所述光學鏡片可以沿所述顯示屏的中心轉動，轉動過程中所述遮光裝置與所述光學鏡片保持相對靜止。

優選地，所述顯示屏固定設置，當所述調節裝置帶動所述光學鏡片一起運動時，所述顯示屏不隨所述光學鏡片一起移動。

優選地，當所述調節裝置帶動所述光學鏡片一起運動時，所述顯示屏隨所述光學鏡片一起移動。

優選地，所述近眼顯示裝置為虛擬實境頭盔。

與現有技術相比，本實用新型採用遮光裝置和顯示屏相互配合的方式，可以精確調整光學系統，保證光學系統可以完美顯示。相對於需要通過電子設備測量瞳距再對光學系統進行調整的裝置來說節省了大量的成本，有利於設備的生產製造以及推廣。遮光裝置設置在支架的內部，既可以方便收納，又能防止丟失。通過在遮光裝置的中心設置透光孔可以使顯示屏中心的光線垂直出射，保證測量的精確性。在未使用時，遮光裝置收在顯示屏的兩側，不影響顯示。使用者通過滾輪來對齒輪裝置進行調節，方便易行。通過顯示屏播放測試圖像可以在調節到較好效果時對調整者進行提示。在顯示屏的中心顯示一個靶心有助於識別標記點，在其周圍顯示綠色箭頭可以方便使用者根據箭頭指示方向調整光學系統。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是現有技術近眼顯示裝置結構示意圖；

圖2是本實用新型近眼顯示裝置當遮光裝置未扣合時的結構示意圖；

圖3是扣合的遮光裝置結構示意圖；

圖4是本實用新型近眼顯示裝置當遮光裝置扣合時的結構示意圖；

圖5是本實用新型近眼顯示裝置光學系統未調整好光線傳播示意圖；

圖6是本實用新型近眼顯示裝置光學系統調整好的光線傳播示意圖；

圖7是本實用新型近眼顯示裝置第一實施例示意圖；

圖8是本實用新型近眼顯示裝置第二實施例示意圖。

具體實施方式

為了解決當前近眼顯示裝置沒有瞳距檢測功能和自動調整功能的缺陷，本實用新型提供一種近眼顯示裝置光學系統調整裝置。

為了對本實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

請參閱圖2—圖4，本實用新型包括近眼顯示裝置100，近眼顯示裝置100可以是虛擬實境頭盔。近眼顯示裝置100包括顯示屏10、光學鏡片20、調節裝置30，調節裝置30包括調節滾輪31、齒輪裝置32、遮光裝置33和支架34，齒輪裝置32與光學鏡片20通過支架34相連接，光學鏡片20可以在齒輪裝置32的帶動下做小範圍的轉動。在使用時，調整調節滾輪31即可使齒輪裝置32帶動光學鏡片20左右小範圍轉動，轉動中心為顯示屏10的中心。相對於水平移動光學鏡片20來調整光學系統來說，以顯示屏10的中心為轉動中心更加符合人眼的生理特徵，使顯示效果更佳。遮光裝置33分為左右兩片遮光片331，左右兩片遮光片331可以扣合起來，在正常使用情況下，左右兩片遮光片331分別處於顯示屏10的兩端，當需要進行光學系統的調整時，左右兩片遮光片331扣合起來後可以起到遮光的作用。遮光片331的一端設置有半圓形的缺口，當左右兩片遮光片331扣合起來後，兩個半圓形的缺口組成一個圓形的透光孔332。顯示屏10發射的光線可以通過透光孔332到達光學鏡片20，再經過光學鏡片20透射到外部空間。當兩個光學鏡片20各自的幾何中心的連線距離與和人眼的瞳距不相等時，可以通過調整調節裝置31來調節光學鏡片20的左右位置，遮光裝置33可以隨光學鏡片20一起運動。

請參閱圖5—圖6，當調整過程中兩個光學鏡片20各自的幾何中心的連線距離與和人眼的瞳距相等時，顯示屏10中心、光學鏡片20的幾何中心和人眼的瞳孔恰好處於一條直線上，達到完美光學的要求，此時顯示效果最佳。在調節過程中，顯示屏10的顯示中心顯示綠色靶心，在顯示屏10的中心水平線上，綠色靶心的左側顯示朝向右邊的綠色箭頭，綠色靶心的右側顯示朝向左邊的綠色箭頭，對綠色靶心的位置進行提示，其他位置不發光。當顯示屏10的中心與光學鏡片20的幾何中心的連線不通過人眼瞳孔時，使用者可以通過透光孔332觀察到綠色的箭頭，可以按照箭頭的指向來調整光學系統；當調整過程中顯示屏10的中心、光學鏡片20的幾何中心和人眼的瞳孔處於一條直線上時，顯示中心發射的綠色靶心的光線可以通過透光孔332到達人眼。使用者看到綠色靶心即可知道此時光學系統調節達到滿意的精確度，即可停止調節，將遮光裝置33調整到顯示屏10的兩端正常使用近眼顯示裝置100。使用綠光作為標記光線一方面是因為綠色光線在黑暗背景下比較清晰和明顯，另一方面綠光對人眼沒有較強的刺激，也避免了對人的視覺系統造成損傷。

請參閱圖7—圖8，圖7—圖8分別示出了本實用新型的兩種實施例，圖7所示本實用新型第一實施例，當調節裝置30帶動光學鏡片20一起運動時，顯示屏10不隨光學鏡片20一起移動，由於光學鏡片20是沿著顯示屏10的中心轉動，因此顯示屏10中心發射的光線依然可以通過光學鏡片20的幾何中心以一條直線發射出來，光線經過光學鏡片20時不發生偏轉。這樣設計的好處是顯示屏10可以固定設置，簡化了設計和裝配過程。圖8所示本實用新型第二實施例，當調節裝置30帶動光學鏡片20一起運動時，顯示屏10隨光學鏡片20一起移動，這樣顯示屏10和光學鏡片20保持相對靜止，因此顯示屏10中心發射的光線依然可以通過光學鏡片20的幾何中心以一條直線發射出來，光線經過光學鏡片20時不發生偏轉。顯示屏10隨著光學鏡片20一起運動可以使顯示效果更加突出，增加了視角和景深的選擇。

在調節開始時，顯示屏10播放測試圖像，顯示屏10的顯示中心顯示綠色靶心，在顯示屏10的中心水平線上，綠色靶心的左側顯示朝向右邊的綠色箭頭，綠色靶心的右側顯示朝向左邊的綠色箭頭。使用者佩戴近眼顯示裝置100，並調整遮光裝置33處於扣合狀態，調整調節裝置31來調節光學鏡片20的左右位置，按照綠色箭頭的指示調整，直到看到綠色的靶心為止。當視野中可以持續看到綠色的靶心時，可認為此時光學系統的調節達到滿意的精確度，可以停止調整光學系統。此時顯示屏10中心、光學鏡片20的幾何中心和人眼的瞳孔處於一條直線上，顯示效果最佳。

與現有技術相比，本實用新型採用遮光裝置33和顯示屏10相互配合的方式，可以精確調整光學系統，保證光學系統可以完美顯示。相對於需要通過電子設備測量瞳距再對光學系統進行調整的裝置來說節省了大量的成本，有利於設備的生產製造以及推廣。遮光裝置33設置在支架34的內部，既可以方便收納，又能防止丟失。通過在遮光裝置33的中心設置透光孔332可以使顯示屏10中心的光線垂直出射，保證測量的精確性。在未使用時，遮光裝置33收在顯示屏10的兩側，不影響顯示。使用者通過滾輪31來對齒輪裝置32進行調節，方便易行。通過顯示屏10播放測試圖像可以在調節到較好效果時對調整者進行提示。在顯示屏10的中心顯示一個靶心有助於識別標記點，在其周圍顯示綠色箭頭可以方便使用者根據箭頭指示方向調整光學系統。

上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本實用新型的保護之內。