一种头戴显示设备及其焦距调节装置的制作方法

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，更具体地说，涉及一种头戴显示设备，还涉及一种头戴显示设备的焦距调节装置。

背景技术：

头戴显示设备通过向眼睛发送光学信号，可以实现虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等不同效果。现在市场上的头戴显示设备产品，很多不能调节焦距，因此近视消费者或者远视消费者需要佩戴眼镜使用，非常不方便，并且眼镜镜片会摩擦头戴设备镜片，佩戴不舒适。有的可以调节焦距的产品不能根据使用者左右眼睛近视程度不同调节焦距，因而使用者眼睛不舒服，或画面看不清楚，严重影响产品体验。

综上所述，如何有效地解决近视或远视用户佩戴头戴显示设备不便、舒适性差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种头戴显示设备的焦距调节装置，该焦距调节装置的结构设计可以有效地解决近视或远视用户佩戴头戴显示设备不便、舒适性差的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述焦距调节装置的头戴显示设备。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种头戴显示设备的焦距调节装置，包括第一轴、第二轴、分别用于与左侧和右侧的镜筒螺纹连接的第一传动轴和第二传动轴，所述第一轴转动时带动所述第一传动轴转动以调节对应镜筒至显示屏的距离，所述第二轴转动时带动所述第二传动轴转动以调节对应镜筒至所述显示屏的距离，且所述第一轴与所述第二轴能够相对移动以连接进而同步转动或分离进而单独转动。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一轴呈筒状，所述第二轴套设于所述第一轴内且能够沿所述第一轴移动。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一轴与所述第二轴之间设置有复位弹性件，以在所述第一轴相对所述第二轴移动时发生弹性形变。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一轴的外端固定连接有第一滚轮，所述第二轴的外端固定连接有第二滚轮。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一滚轮与所述第二滚轮设置于同侧，且所述第一滚轮与所述第二滚轮上分别设置有相配合的第一齿面和第二齿面，以使所述第一滚轮与所述第二滚轮沿轴向相对移动至所述第一齿面与所述第二齿面相啮合时所述第一滚轮与所述第二滚轮同步转动。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一滚轮的外端面上开设有安装孔，所述第二滚轮的内端插入所述安装孔内并能够沿所述安装孔移动，且所述第二滚轮的内端面上具有所述第二齿面，所述安装孔的底面具有所述第一齿面。

优选地，上述焦距调节装置中，还包括用于将所述第一轴与所述第二轴锁止于连接状态的锁止部件。

优选地，上述焦距调节装置中，所述锁止部件包括卡扣和用于推动所述卡扣复位的解锁弹性件，所述第二轴的内端具有卡头，所述第二轴相对所述第一轴移动时按压所述锁止部件以使所述卡头插入所述卡扣内锁紧，且当所述第二轴再次按压时所述解锁弹性件推动所述卡扣将所述卡头释放。

优选地，上述焦距调节装置中，所述第一轴上固定有第一锥齿轮，所述第一传动轴的端部固定连接有与所述第一锥齿轮啮合的第三锥齿轮；所述第二轴上沿轴向滑动安装有第二锥齿轮，所述第二传动轴的端部固定连接有与所述第二锥齿轮啮合的第四锥齿轮。

本实用新型提供的焦距调节装置包括第一轴、第二轴、第一传动轴和第二传动轴。其中，第一传动轴和第二传动轴分别用于与左侧和右侧的镜筒螺纹连接；第一轴转动时带动第一传动轴转动，进而与第一传动轴螺纹连接的镜筒相对显示屏前后移动以调节焦距；第二轴转动时带动第二传动轴转动，进而与第二传动轴螺纹连接的镜筒相对显示屏前后移动以调节焦距；且第一轴与第二轴能够相对移动以连接进而同步转动或分离进而单独转动。

应用本实用新型提供的焦距调节装置，根据消费者左右眼的近视或远视程度，可单独转动第一轴，第一轴带动第一传动轴转动，进而带动与第一传动轴螺纹连接的镜筒相对显示屏前后移动，从而调节焦距。相应的，也可以单独转动第二轴，第二轴带动第二传动轴转动，进而带动与第二传动轴螺纹连接的镜筒相对显示屏前后移动，从而调节焦距。或者也可以通过第一轴与第二轴的相对移动将二者连接，从而转动二者中的一个即可实现二者的同步转动，以同时调节左右焦距。综上，该焦距调节装置可以根据消费者眼睛近视程度调节焦距，并可以根据使用者左右眼睛近视程度不同，分别调整左右焦距，也可以同时调节左右焦距，方便快捷，且通过螺纹传导运动，效率高，节省空间，调整方便。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种头戴显示设备，该头戴显示设备包括上述任一种焦距调节装置。由于上述的焦距调节装置具有上述技术效果，具有该焦距调节装置的头戴显示设备也应具有相应的技术效果。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个具体实施例的焦距调节装置的爆炸结构示意图；

图2为焦距调节装置的剖视结构示意图；

图3为第一滚轮的结构示意图；

图4为第二滚轮的结构示意图；

图5为一种锁止部件的爆炸结构示意图；

图6为第二轴未按压时锁止部件状态的示意图；

图7为锁止部件将第二轴锁止状态的示意图；

图8为锁止部件锁止状态下旋转卡扣的示意图；

图9为图8的截面结构示意图；

图10为内壁斜面的示意图。

附图中标记如下：

第一轴1，第二轴2，第一传动轴3，第二传动轴4，第一滚轮5，第二滚轮6，复位弹性件7，锁止部件8，第一锥齿轮9，第二锥齿轮10，第三锥齿轮11，第四锥齿轮12，导向轴13，镜筒14，显示屏15，前壳16，后壳17，卡头21，第一齿面51，第二齿面61，台阶面62，卡扣81，解锁弹性件82，旋转卡扣83，内壁斜面84，旋转卡头85。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种头戴显示设备的焦距调节装置，以方便快捷的调整左右焦距，且能够根据消费者眼睛近视程度分别调节左右焦距。

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。

请参阅图1-图2，图1为本实用新型一个具体实施例的焦距调节装置的爆炸结构示意图；图2为焦距调节装置的剖视结构示意图。

在一个具体实施例中，本实用新型提供的焦距调节装置包括第一轴1、第二轴2、第一传动轴3和第二传动轴4。

其中，第一传动轴3和第二传动轴4分别用于与左侧和右侧的镜筒14螺纹连接。也就是第一传动轴3与左侧的镜筒14螺纹连接，第二传动轴4与右侧的镜筒14螺纹连接，或者第一传动轴3与右侧的镜筒14螺纹连接，第二传动轴4与左侧的镜筒14螺纹连接。图1-2中示出的为第一传动轴3与左侧的镜筒14螺纹连接，也就是第一传动轴3为左传动轴，则与第一传动轴3连接的第一轴1为左轴；第二传动轴4与右侧的镜筒14螺纹连接，也就是第二传动轴4为右传动轴，则与第二传动轴4连接的第二轴2为右轴。根据实际需要，也可以将图1-2中第一传动轴3和第二传动轴4与左右镜筒14的对应关系互换。

第一轴1转动时带动第一传动轴3转动，由于第一传动轴3与对应的镜筒14螺纹连接，进而第一传动轴3旋转时与之连接的镜筒14能够沿第一传动轴3相对显示屏15前后移动以调节焦距。相应的，第二轴2转动时带动第二传动轴4转动，进而与第二传动轴4螺纹连接的镜筒14相对显示屏15前后移动以调节焦距。也就是第一传动轴3与第二传动轴4分别沿左侧及右侧镜筒14至显示屏15的距离方向设置，切二者均具有外螺纹。为了提高镜筒14沿传动轴移动的稳定性，与第一传动轴3和第二传动轴4平行的分别设置导向轴13，则各镜筒14上开设有用于导向轴13穿多的通孔，从而镜筒14相对显示屏15前后移动时导向轴13能够起到有效导向及支撑作用，使得镜筒14的移动更为平稳。优选的，第一传动轴3和第二传动轴4分别用于与对应的镜筒14顶端螺纹连接，与各镜筒14的底端配合的分别设置有导向轴13，进而能够从上下两个方向对镜筒14进行支撑并限制其移动方向，使镜筒14的运动更为平稳。

第一轴1与第二轴2能够相对移动以连接进而同步转动或分离进而单独转动。也就是第一轴1与第二轴2有两种工作状态，一种为连接同步转动状态，则通过转动二者中的一个即可实现左右焦距的同时调节。另一种为分离单独转动的状态，则可以分别转动二者，进而分别对左右焦距进行调节，以满足用户左右眼不同焦距的需求。第一轴1与第二轴2两种工作状态的切换通过第一轴1与第二轴2的相对运动实现，如图1-2中所示，第一轴1与第二轴2的自由状态为分离状态，则第一轴1与第二轴2相对移动使二者转换为连接状态。或者根据需要，也可以将第一轴1与第二轴2的自由状态设置为连接状态，则第一轴1与第二轴2相对移动使二者转换为分离状态。

需要说明的是，第一轴1与第二轴2的相对移动，既可以为第一轴1固定不动，第二轴2相对第一轴1移动，也可以是第二轴2固定不动，第一轴1相对第二轴2移动，或者二者均移动并产生相对位移。通过第一轴1与第二轴2的相对移动实现左右焦距的单独调节与同时调节的转换，无需单独设置传动结构，整体焦距调节装置的结构更为简单紧凑。

应用本实用新型提供的焦距调节装置，根据消费者左右眼的近视或远视程度，可单独转动第一轴1，第一轴1带动第一传动轴3转动，进而带动与第一传动轴螺纹连接的镜筒14相对显示屏15前后移动，从而调节该侧焦距。相应的，也可以单独转动第二轴2，第二轴2带动第二传动轴4转动，进而带动与第二传动轴螺纹连接的镜筒14相对显示屏15前后移动，从而调节该侧焦距。或者也可以通过第一轴1与第二轴2的相对移动将二者连接，从而转动二者中的一个即可实现二者的同步转动，以同时调节左右焦距。综上，该焦距调节装置可以根据消费者眼睛近视程度调节焦距，并可以根据使用者左右眼睛近视轻度不同，分别调整左右焦距，也可以同时调节左右焦距，方便快捷，且通过螺纹传导运动，效率高，节省空间，调整方便。

优选的，第一轴1垂直于第二传动轴4设置，第二轴2垂直于第二传动轴4设置，为便于第一轴1与第二轴2的连接以同步转动，第一轴1与第二轴2同轴设置，结构更为紧凑。当然，第一轴1与第二轴2也并不局限于上述设置方式，根据其具体结构相应设置即可。

进一步地，第一轴1呈筒状，第二轴2套设于第一轴1内且能够沿第一轴1移动。也就是第一轴1与第二轴2套装，节省空间。通过第二轴2在第一轴1内的移动，使得二者既能够分离单独转动，也能够连接同时转动。需要说明的是，第一轴1与第二轴2的分离并不限定于第二轴2由第一轴1内脱出，而是指解除第一轴1与第二轴2的连接，使得二者能够单独转动即可。

更进一步地，第一轴1与第二轴2之间设置有复位弹性件7，以在第一轴1相对第二轴2移动时发生弹性形变。也就是当需要切换第一轴1与第二轴2的状态时，外力作用使第一轴1与第二轴2相对移动，则二者的相对移动使得其间的复位弹性件7发生形变，从而当外力释放时，在复位弹性件7的作用下第一轴1与第二轴2能够恢复至自由状态。以第一轴1与第二轴2的自由状态为分离状态为例说明，也就是外力不作用时第一轴1与第二轴2分离可单独转动，通过外力作用使第一轴1与第二轴2相对移动并使弹性件形变，如图1-2中，向右推动第二轴2使第一轴1与第二轴2连接以同步转动，并压缩复位弹性件7，从而当外力释放时，复位弹性件7推动第二轴2复位，第一轴1与第二轴2回复分离状态。根据需要，也可以不设置复位弹性件7，则在复位时可通过手动恢复第一轴1与第二轴2的自由状态。

具体的，复位弹性件7可以为弹簧，根据需要也可以采用现有技术中其他常规的具有弹性回复力的材料或结构件。

为了便于转动第一轴1及第二轴2，第一轴1的外端固定连接有第一滚轮5，第二轴2的外端固定连接有第二滚轮6。进而用户可以手动转动第一滚轮5以带动第一轴1同步转动，手动转动第二滚轮6以带动第二轴2同步转动。优选的，第一滚轮5和第二滚轮6的外圆面上具有网纹，以增大用户操作时的摩擦力，便于转动。第一滚轮5优选的套设于第一轴1外，第二滚轮6优选的套设于第二轴2外。第一轴1与第一滚轮5及第二轴2与第二滚轮6可以采用过盈配合等固定连接方式，或者如图1和图2所示，第二轴2的端部具有沿径向的连接销，第二滚轮6上具有与该连接销配合插槽，从而第二滚轮6转动时能够带动第二轴2同步转动。

进一步地，第一滚轮5与第二滚轮6设置于同侧，请参阅图3和图4，图3为第一滚轮5的结构示意图；图4为第二滚轮6的结构示意图。通过将第一滚轮5与第二滚轮6设置于同侧，如图所示的均设置在左侧，便于用户操作。在第二轴2套设于第一轴1内、且第一滚轮5与第二滚轮6设置于同侧的情况下，则第一滚轮5套设于第一轴1外，第二滚轮6套设于第二轴2外，且第二滚轮6位于第二滚轮6以外。

更进一步地，第一滚轮5与第二滚轮6上分别设置有相配合的第一齿面51和第二齿面61，以使第一滚轮5与第二滚轮6沿轴向相对移动至第一齿面51与第二齿面61相啮合时第一滚轮5与第二滚轮6同步转动。具体的，第一滚轮5上具有第一齿面51，第二滚轮6上具有第二齿面61，第一滚轮5和第二滚轮6沿轴向移动至第一齿面51与第二齿面61啮合时，也就是通过第一齿面51与第二齿面61的啮合将第一轴1与第二轴2连接，则第一滚轮5与第二滚轮6同步转动的同时使第一轴1与第二轴2同步转动。而当第一滚轮5与第二滚轮6沿轴向移动至第一齿面51与第二齿面61分离时，也就是第一轴1与第二轴2分离，则第一滚轮5与第二滚轮6单独转动，进而第一轴1与第二轴2单独转动。通过第一齿面51与第二齿面61啮合的方式实现第一轴1与第二轴2的同步转动，结构简单可靠，能够充分利用空间。根据需要也可以采用其他连接方式实现第一轴1与第二轴2的同步转动，如第一轴1相对第二轴2移动至二者卡接，则第一轴1与第二轴2同步转动，解除二者的卡接则可以单独转动。

具体的，第一滚轮5的外端面上开设有安装孔，第二滚轮6的内端插入安装孔内并能够沿安装孔移动，且第二滚轮6的内端面上具有第二齿面61，安装孔的底面具有第一齿面51。需要说明的是，外端面指如图1-2所示的第一滚轮5左侧端面，也就是安装时位于外端的平面。第二滚轮6套设于第二轴2外的情况下，在外端面上开设安装孔也就是在第二滚轮6的中空腔体内设置安装孔，安装孔的底面设置第二齿面61，则第一滚轮5的内端插入安装孔内并沿安装孔移动可使得其端部的第一齿面51与第二齿面61啮合。

进一步地，在设置有复位弹性件7的情况下，优选的，复位弹性件7的一端与第一轴1的端部相抵，另一端与第二滚轮6相抵。第二滚轮6套设于第二轴2外，且第二滚轮6的中空腔体内具有台阶面62，复位弹性件7设置于台阶面62与第一轴1之间，通过台阶面62的设置便于复位弹性件7的安装。

在上述各实施例的基础上，还包括用于将第一轴1与第二轴2锁止于连接状态的锁止部件8。锁止部件8具有两种工作状态，即锁止状态与解锁状态。进而第一轴1与第二轴2连接状态下锁止部件8将第一轴1与第二轴2锁止，从而无需外力推动第一轴1或第二轴2使其保持连接状态，便于用户同时调节左右眼焦距。而当需要单独调节左眼或有眼焦距时，将锁止部件8解锁，则第一轴1与第二轴2能够相对移动以分离，进而可以根据需要单独调节左眼或者有眼的焦距。

进一步地，锁止部件8包括卡扣81和用于推动卡扣81复位的解锁弹性件82，第二轴2的内端具有卡头21，第二轴2相对第一轴1移动时按压锁止部件8以使卡头21插入卡扣81内锁紧，且当第二轴2再次按压时解锁弹性件82推动卡扣81将卡头21释放。需要说明的是，第二轴2的内端指与上述的外端相对的另一端，如图1-2中所示为右端。则第二轴2相对第一轴1移动至二者连接的同时，第二轴2的卡头21按压锁止部件8使卡头21插入卡扣81内锁紧，第二轴2被锁紧从而实现第一轴1与第二轴2的锁止。解锁时再次按压第二轴2，解锁弹性件82推动卡扣81将卡头21释放，从而第二轴2解除锁止，第一轴1与第二轴2恢复分离各自转动的状态。也就是锁止部件8可以采用轴向按压锁止组件，按压将第二轴2锁止，再次按压将第二轴2解锁。具体的，解锁弹性件82可以为弹簧，根据需要也可以采用现有技术中其他常规的具有弹性回复力的材料或结构件。

请参阅图5，图5为一种锁止部件8的爆炸结构示意图。当按压第二轴2时，第二轴2压缩解锁弹性件82，锁止部件8的弹性卡扣81会碰触到锁止部件8的侧壁后向内旋转，然后卡住第二轴2头部的卡头21使第二轴2被锁住不能后退。当再次按压第二轴2时锁止部件8内部止位松开，解锁弹性件82推动第二轴2向后运动卡扣81由自身弹性松开对第二轴2的锁位。内部止位具体可以包括旋转卡扣83，旋转卡扣83的顶端与卡扣81铰接，底端具有旋转卡头85。锁止部件8包括壳体和滑动安装于壳体内的卡扣81，壳体的外壁上开设有卡口，卡口形状如图8所示，包括高度较低的第一位置和高度较高的第二位置，第一位置与第二位置之间为倾斜壁。内壁面具有凸台，凸台具有与卡口配合的内壁斜面84，内壁斜面84的顶端由上至下从第二位置向第一位置倾斜，底端与卡口的形状相符，旋转卡扣83原始安装位置呈倾斜状。

具体的，请参阅图6，图6为第二轴2未按压时锁止部件的状态示意图。由于卡扣81自身结构形状成张开状。请参阅图7，图7为锁止部件将第二轴锁止的状态示意图。当按压第二轴时，卡扣81会受到外壳的挤压向内旋转，旋转卡扣83也会沿着内壁斜面84旋转，当其转到图8所示外壁卡口的第一位置时，旋转卡扣83的旋转卡头85卡在第一位置处，进而拉住卡扣81不能因为解锁弹性件82的弹力而复位，卡扣81卡住第二轴头部使第二轴不能后退，进而使第一轴与第二轴成为一体，可以一起转动。

请参阅图9，图9为图8的截面结构示意图。当再次按压第二轴时，第二轴会继续推动卡扣81向下做运动，旋转卡扣83会随之继续旋转，旋转卡头85由第一位置滑动进入第二位置，进而由于解锁弹性件82复位力量的推动，旋转卡头85随着卡扣81的复位进入外壁内侧，并恢复至内壁斜面84上方等待下次按压，卡扣81将第二轴头部释放，第二轴也可复位，进而第一轴与第二轴分离。

该锁止部件的具体结构及工作原理也可参考现有技术中常规的轴向按压锁止组件。根据需要，锁止部件8也可采用现有技术中其他常规的具有锁止与解锁功能的组件。

在上述各实施例中，第一轴1上固定有第一锥齿轮9，第一传动轴3的端部固定连接有与第一锥齿轮9啮合的第三锥齿轮11；第二轴2上沿轴向滑动安装有第二锥齿轮10，第二传动轴4的端部固定连接有与第二锥齿轮10啮合的第四锥齿轮12。当然，第二锥齿轮10应随第二轴2同步转动。通过锥齿轮组的配合能够有效可靠的将第一轴1与第二轴2的转动分别传递至第一传动轴3或第二传动轴4。第二锥齿轮10滑动安装于第二轴2上，进而第一轴1与第二轴2相对移动时，第二锥齿轮10能够始终保持与第四锥齿轮12的啮合，从而保证对相应镜筒14至显示屏15的距离进行有效调节。优选的，第二锥齿轮10与第二轴2通过键配合，则第二锥齿轮10既能够沿轴向相对第二轴2移动，且能够随第二轴2同步转动。

基于上述实施例中提供的焦距调节装置，本实用新型还提供了一种头戴显示设备，该头戴显示设备包括上述实施例中任意一种焦距调节装置。该焦距调节装置安装于头戴显示设备的前壳16与后壳17之间。由于该头戴显示设备采用了上述实施例中的焦距调节装置，所以该头戴显示设备的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。