一种AR设备用复合屈光调节结构及AR设备的制作方法

一种ar设备用复合屈光调节结构及ar设备
技术领域
1.本实用新型涉及ar设备结构技术领域，尤其涉及一种ar设备用复合屈光调节结构及ar设备。


背景技术：

2.ar设备指的是增强现实设备，ar设备能够利用ar技术将现实世界和虚拟世界的光线叠加后投入人眼，达到一种增强现实的显示效果。
3.ar设备通常包括屏幕与透镜，屏幕表面显示的是虚拟世界的图像，屏幕发出的光线经透镜的折射后，能够投入人眼；其中，ar设备通常还配置有屈光度调节功能，在现在技术中，主要通过下述两种方式调节屈光度：
4.调节屏幕位置以调节屈光度；在该方式中，屏幕和透镜的间距与屈光度范围成正比，屈光度范围越大，则屏幕与透镜间距越大，此时会导致屈光度为0的eyebox(eyebox指的是ar设备在眼球观看位置附近形成的锥形区域，该锥形区域可以获得较好的观看体验)较小，从而出现图像边缘模糊甚至无法看全的风险；
5.屏幕与透镜作为一个整体调节位置；在该方式中，由于屏幕与透镜的相对位置固定，如果需要获得一个较大的屈光度调节范围，则需要预留一更大的范围供屏幕与透镜活动；由于需要以较大的屏幕及透镜的移动，来换取屈光度的变化，存在大屈光度下有效光线被遮挡，从而造成图像缺损的风险。
6.综上，当前ar设备的屈光度调节方案无法同时消除图像边缘模糊与缺损的风险。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种ar设备用复合屈光调节结构及ar设备，来解决目前ar设备的屈光度调节方案无法同时消除图像边缘模糊与缺损的风险的问题。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种ar设备用复合屈光调节结构，包括：
10.显示组件；
11.透镜组件，所述透镜组件设置于所述显示组件的出光侧，并与所述显示组件移动连接：
12.第一升降组件，所述第一升降组件设置于所述显示组件与所述透镜组件之间，用于调节所述显示组件与所述透镜组件之间的间距；
13.第二升降组件，当所述第二升降组件高于第一高度且所述第二升降组件转动时，所述第二升降组件用于调节所述显示组件与所述透镜组件的高度；当所述第二升降组件低于第一高度且所述第二升降组件转动时，所述第二升降组件用于驱动所述第一升降组件，以调节显示组件与所述透镜组件之间的间距。
14.可选地，所述第一升降组件包括第一螺杆，所述显示组件开设有内螺纹孔；所述第一螺杆穿过所述透镜组件，并与通过所述内螺纹孔与所述显示组件螺纹连接。
15.可选地，所述第一螺杆外套设并固定连接有第一齿轮；所述第二升降组件包括第二齿轮；
16.当所述第二升降组件低于第一高度时，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，以令所述第二升降组件带动所述第一螺杆转动。
17.可选地，所述第二升降组件还包括第二螺杆，所述第二齿轮套设于所述第二螺杆外；
18.所述第二螺杆外形成有相连通的螺纹槽和平槽；所述透镜组件对应所述第二螺杆的位置凸设有升降卡合单元；
19.当所述第二升降组件高于第一高度时，所述升降卡合单元位于所述螺纹槽中，且所述第二齿轮与所述第一齿轮不啮合；当所述第二升降组件低于第一高度时，所述升降卡合单元位于所述平槽中，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。
20.可选地，所述第二齿轮为不完全齿轮，且所述第二齿轮的轮齿设置于所述平槽外。
21.可选地，所述第一螺杆凸出于所述显示组件的一端套设有第一卡环，所述第一卡环与所述显示组件抵接；所述第二螺杆套设有第二卡环，所述第二卡环与所述ar设备的机架抵接。
22.可选地，所述显示组件与所述透镜组件之间设置有导向柱，所述显示组件与所述透镜组件均套设于所述导向柱外，并与所述导向柱移动连接。
23.一种ar设备，包括上盖组件、支架组件及如上所述的ar设备用复合屈光调节结构；
24.所述显示组件及所述透镜组件设置于所述上盖组件与所述支架组件之间。
25.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
26.本实用新型提供的ar设备用复合屈光调节结构及ar设备，其在调节屈光度时，可以先令第二升降组件高于第一高度，从而通过第二升降组件调节显示组件与透镜组件的高度，初步调节屈光度；再令第二升降组件低于第一高度，使得第二升降组件及第一升降组件能够调节显示组件与透镜组件之间的间距，以进一步调节屈光度；首先，令第二升降组件高于第一高度，使显示组件与透镜组件能够整体移动，避免显示组件与透镜组件间隙过大，消除图像边缘模糊的风险；接着，当第二升降组件低于第一高度时，使透镜组件与显示组件的间距可调，避免透镜组件的行程过大，消除图像缺损的风险；综上，本实用新型的ar设备用复合屈光调节结构及ar设备同时消除了图像边缘模糊与缺损的风险。
附图说明
27.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。
28.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
29.图1为本实用新型实施例提供的ar设备的爆炸结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构的仰视结构示意图；
31.图3为图2沿a-a处的剖面结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构的正视结构示意图；
33.图5为本实用新型实施例提供的第二升降组件的局部结构示意图；
34.图6为本实用新型实施例提供的ar设备的第一局部结构示意图；
35.图7为本实用新型实施例提供的ar设备的第一剖面结构示意图；
36.图8为本实用新型实施例提供的ar设备的第二局部结构示意图；
37.图9为本实用新型实施例提供的ar设备的第二剖面结构示意图；
38.图10为本实用新型实施例提供的ar设备的第三局部结构示意图；
39.图11为本实用新型实施例提供的ar设备的第三剖面结构示意图。
40.图示说明：10、显示组件；20、透镜组件；21、升降卡合单元；22、导向柱；
41.30、第一升降组件；31、第一螺杆；32、第一齿轮；33、第一卡环；40、第二升降组件；41、第二螺杆；411、螺纹槽；412、平槽；42、第二齿轮；43、第二卡环；50、上盖组件；60、支架组件；
42.71、螺丝；72、o型圈；73、第一光学元件；74、第二光学元件。
具体实施方式
43.为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
45.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
46.请参考图1至图11，图1为本实用新型实施例提供的ar设备的爆炸结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构的仰视结构示意图，图3为图2沿a-a处的剖面结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构的正视结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的第二升降组件的局部结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的ar设备的第一局部结构示意图，图7为本实用新型实施例提供的ar设备的第一剖面结构示意图，图8为本实用新型实施例提供的ar设备的第二局部结构示意图，图9为本实用新型实施例提供的ar设备的第二剖面结构示意图，图10为本实用新型实施例提供的ar设备的第三局部结构示意图，图11为本实用新型实施例提供的ar设备的第三剖面结构示意图。
47.实施例一
48.本实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构，应用于ar设备上，主要用作屈光调节，其中，通过对结构进行优化使其消除了图像边缘模糊与缺损的风险，还能避免屈光调节时fov(视场角)变化值过大，避免出现画面不一致、不合像的现象。
49.如图1所示，本实施例提供的ar设备用复合屈光调节结构包括显示组件10、透镜组件20、第一升降组件30及第二升降组件40；透镜组件20设置于显示组件10的出光侧，并与显示组件10移动连接：第一升降组件30设置于显示组件10与透镜组件20之间，用于调节显示组件10与透镜组件20之间的间距；当第二升降组件40高于第一高度且第二升降组件40转动时，第二升降组件40用于调节显示组件10与透镜组件20的高度；当第二升降组件40低于第一高度且第二升降组件40转动时，第二升降组件40用于驱动第一升降组件30，以调节显示组件10与透镜组件20之间的间距。需要说明的是，第一高度指的是第二升降组件40处于图8及图9中的状态时，第二升降组件40所处的位置高度，当第二升降组件40高于第一高度时，其处于图6及图7中的位置，当第二升降组件40低于第一高度时，其处于图10及图11中的位置；需要补充的是，显示组件10指的是屏幕等结构，其具备图像显示功能，透镜组件20指的光学镜片，显示组件10发出的光经过透镜组件20后能够投入佩戴者的眼中。
50.示例性的，在调节屈光度时，可以先通过高于第一高度的第二升降组件40调节显示组件10与透镜组件20的高度，使显示组件10与透镜组件20下降，以初步提高屈光度；再令第二升降组件40低于第一高度，使得第二升降组件40及第一升降组件30能够调节显示组件10与透镜组件20之间的间距，以进一步调节屈光度；首先，当第二升降组件40高于第一高度时，使显示组件10与透镜组件20能够整体移动，避免显示组件与透镜组件间隙过大，消除图像边缘模糊的风险；接着，令第二升降组件40低于第一高度时，使透镜组件20与显示组件10的间距可调，能够以较小的活动范围令屈光度改变较大，避免透镜组件20与显示组件10的移动距离过大，消除图像缺损的风险；综上，本实实施例的ar设备用复合屈光调节结构通过复合两种屈光度调节方式，同时消除了图像边缘模糊与缺损的风险，还避免了在屈光度调节的过程中fov变化值过大所造成的画面不一致、不合像的现象。
51.示例性的，在调节屈光度时，同样可以先通过低于于第一高度的第二升降组件40调节，使得第二升降组件40及第一升降组件30能够调节显示组件10与透镜组件20之间的间距，以初步调节屈光度；再令第二升降组件40高于第一高度，使得第二升降组件40调节显示组件10与透镜组件20的高度，使显示组件10与透镜组件20移动，以进一步调整屈光度；首先，当第二升降组件40低于于第一高度时，使透镜组件20与显示组件10的间距可调；接着，令第二升降组件40高于于第一高度时，使显示组件10与透镜组件20能够整体移动，综上，本实实施例的ar设备用复合屈光调节结构通过复合两种屈光度调节方式，同时消除了图像边缘模糊与缺损的风险，还避免了在屈光度调节的过程中fov变化值过大所造成的画面不一致、不合像的现象。
52.进一步地，如图1至图4所示，第一升降组件30包括第一螺杆31，显示组件10开设有内螺纹孔；第一螺杆31穿过透镜组件20，并与通过内螺纹孔与显示组件10螺纹连接。其中，需要补充的是，当第二升降组件40低于第一高度时，第一螺杆31的自由度仅剩下旋转的自由度，即此时第一螺杆31转动时，在螺纹的配合时，会使得显示组件10上升或下降。在其他可选的实施方式中，第一升降组件30可以选用微型伸缩杆电机(该电机配置有齿轮及齿条等结构，能够将电机的旋转量转为升降量)或气缸，以控制显示组件10与透镜组件20之间的
间距。
53.进一步地，第一螺杆31外套设并固定连接有第一齿轮32；第二升降组件40包括第二齿轮42；当第二升降组件40低于第一高度时，第二齿轮42与第一齿轮32啮合，以令第二升降组件40带动第一螺杆31转动。即第二升降组件40能够通过旋转运动带动第二齿轮42及第一齿轮32转动，以带动第一螺杆31升降。
54.进一步地，第二升降组件40还包括第二螺杆41，第二齿轮42套设于第二螺杆41外；第二螺杆41外形成有相连通的螺纹槽411和平槽412；透镜组件20对应第二螺杆41的位置凸设有升降卡合单元21，该升降卡合单元21为柱状结构；当第二升降组件40高于第一高度时，升降卡合单元21位于螺纹槽411中，且第二齿轮42与第一齿轮32不啮合；当第二升降组件40低于第一高度时，升降卡合单元21位于平槽412中，且第二齿轮42与第一齿轮32啮合。
55.示例性的，如图6至图9所示，此时第二升降组件40高于第一高度，第一齿轮32与第二齿轮42未啮合，且升降卡合单元21位于螺纹槽411中；当第二螺杆41转动时，螺纹槽411转动，使升降卡合单元21向下运动，带动透镜组件20向下运动，由于第一齿轮32与第二齿轮42未啮合，第一螺杆31不转动，故第一螺杆31带动显示组件10同步下降，实现了显示组件10与透镜组件20同步移动的功能；
56.如图8至图11所示，此时第二升降组件40低于第一高度，第一齿轮32与第二齿轮42啮合，且升降卡合单元21位于平槽412中；当第二螺杆41转动时，平槽412转动，但因为其是平行于水平面的，故升降卡合单元21的高度不变，透镜组件20的高度不变；但此时因为第一齿轮32与第二齿轮42啮合，第一螺杆31同步转动，利用显示组件10的内螺纹与第一螺杆31的配合关系，使得显示组件10向下运动，实现了显示组件10相对于透镜组件20的相对移动功能。
57.作为一种补充的实施方式，第一升降组件30与第二升降组件40可以均采用气缸，通过第二升降组件40的气缸，能够实现显示组件10与透镜组件20同步移动，此时第二升降组件40的气缸高于第一高度；当第二升降组件40的气缸完全缩回后，即低于第一高度，此时可以通过第一升降组件30的气缸，对显示组件10与透镜组件20之间间距的进行调节。
58.在本实施例中，如图5所示，第二齿轮42为不完全齿轮，且第二齿轮42的轮齿设置于平槽412外。
59.在本实施例中，如图1、图6至图11所示第一螺杆31凸出于显示组件10的一端套设有第一卡环33，第一卡环33与显示组件10抵接，即第一螺杆31安装于显示组件10上；第二螺杆41套设有第二卡环43，第二卡环43与ar设备的机架抵接，更加具体地，第二卡环43与ar设备的上盖组件50的下端面抵接，即第二螺杆41安装于上盖组件50上。
60.在本实施例中，显示组件10与透镜组件20之间设置有导向柱22，显示组件10与透镜组件20均套设于导向柱22外，并与导向柱22移动连接。
61.在本实施例中，第二螺杆41的头部与上盖组件50之间还设置有o型圈72。第一齿轮32通过螺丝71与第一螺杆31固定连接。
62.实施例二
63.如图1所示，本实施例提供的ar设备包括上盖组件50、支架组件60及如实施例一中的ar设备用复合屈光调节结构；显示组件10及透镜组件20设置于上盖组件50与支架组件60之间。其中，支架组件60配置有第一光学元件73与第二光学元件74，显示组件10投出的光线
经过透镜组件20投射于第二光学元件74上。实施例一中叙述了关于ar设备用复合屈光调节结构的具体结构及技术效果，本实施例的ar设备引用了该结构，同样具有其技术效果。
64.综上，本实实施例的ar设备通过复合两种屈光度调节方式，同时消除了图像边缘模糊与缺损的风险，还避免了在屈光度调节的过程中fov变化值过大所造成的画面不一致、不合像的现象。
65.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。