本申請(qǐng)屬于虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備是一種頭戴式的3D影像顯示器。用戶將帶有屏幕的設(shè)備佩戴在頭上,通過(guò)透鏡觀察屏幕獲得沉浸式視覺(jué)體驗(yàn)。具體的,本申請(qǐng)是公開(kāi)一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù):
虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備是一種戴在頭上的顯示設(shè)備,利用雙眼的視差原理,用透鏡將左右畫(huà)面分別投射到左右眼睛中去,從而形成3D視覺(jué)的設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備是一種頭戴式的3D影像顯示器,分為自帶屏幕的完整的頭盔和利用手機(jī)屏幕的手機(jī)3D立體眼鏡。人的兩個(gè)眼睛分別通過(guò)兩個(gè)或者兩組透鏡分別觀看后方屏幕上對(duì)應(yīng)的左右格式的影響形成3D觀感??蓞⒄諏?zhuān)利:CN201420493114、201320327262、CN201420169701、USD701206、US D738374、 CN201420512363、USD719953,以及本人已經(jīng)申請(qǐng)的專(zhuān)利201420529370.X等相關(guān)專(zhuān)利的記載。以上專(zhuān)利有些有可調(diào)節(jié)的功能,有的沒(méi)有。以上專(zhuān)利存在的問(wèn)題是,所有的調(diào)節(jié)均為手動(dòng)調(diào)節(jié)。手動(dòng)調(diào)節(jié)需要用戶自己動(dòng)手調(diào)節(jié),比較麻煩。事實(shí)上,用戶可能并不知道什么樣的參數(shù)是最好的,是健康的,是合適某特定用戶的。比如用戶可能存在調(diào)節(jié)的過(guò)近的情況,雖然這樣也能看得清楚,但是這樣會(huì)對(duì)視力造成傷害。而且手動(dòng)調(diào)節(jié)之后,相關(guān)的參數(shù)也沒(méi)有上傳給顯示設(shè)備,顯示設(shè)備不能夠根據(jù)當(dāng)前的透鏡、眼睛、屏幕的距離和位置關(guān)系來(lái)及時(shí)調(diào)整畫(huà)面。手動(dòng)調(diào)節(jié)比較麻煩,用戶比較懶,可能不愿意調(diào)節(jié),將就著看了,效果也不是最好。也就是說(shuō),現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有意識(shí)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的重要性,也沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法、系統(tǒng)和裝置,也就不能適應(yīng)用戶的視力、瞳距等參數(shù),不能給用戶帶來(lái)最合適的,最優(yōu)化的體驗(yàn)。要解決這個(gè)問(wèn)題,需要給頭戴式顯示器設(shè)置伺服運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。也就是說(shuō),用戶只管輸入?yún)?shù),調(diào)節(jié)的過(guò)程由設(shè)備來(lái)自動(dòng)完成。本發(fā)明正是公開(kāi)這樣的方法流程,系統(tǒng)構(gòu)成,和對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了能夠解決這些問(wèn)題,本發(fā)明提出一種方法,使用戶能夠在一個(gè)界面輸入自己的參數(shù),系統(tǒng)根據(jù)用戶的具體參數(shù)驅(qū)動(dòng)頭戴式顯示器(后文簡(jiǎn)稱(chēng)頭顯,頭戴式顯示器=頭顯),調(diào)節(jié)頭顯的各部件到相應(yīng)的位置。本發(fā)明所指的用戶參數(shù)包括用戶的視力、瞳距、以及眼睛到透鏡的距離,本文稱(chēng)眼距。眼距調(diào)節(jié)的必要性是因?yàn)槊總€(gè)人的眼窩凹陷不同,所以戴上頭顯后眼睛到透鏡的距離就不同,而我們需要調(diào)節(jié)這個(gè)距離,使不同的用戶的眼距保持一致。本發(fā)明所指的用戶界面包括手機(jī)上的應(yīng)用程序界面或者電腦上的應(yīng)用程序界面。分別對(duì)應(yīng)了手機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡和電腦端的虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡。本發(fā)明所指的用戶界面還可以是一個(gè)特制的遙控器,用來(lái)調(diào)整各部件位置的遙控器。以上所述的手機(jī)、電腦、遙控器統(tǒng)稱(chēng)為終端設(shè)備。既用戶在終端設(shè)備的用戶界面上輸入各項(xiàng)參數(shù)。以上所述的界面統(tǒng)稱(chēng)為用戶界面。
本發(fā)明所指的頭戴式顯示器包括手機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡既手機(jī)3D立體眼鏡,和電腦虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡,如OCULUS等產(chǎn)品,還包括含有屏幕、cpu、主板、電池等部件的頭戴式一體化顯示設(shè)備。其中,在一體式頭顯中,用戶界面還可以是顯示在頭顯之中的,既用戶需要戴上頭顯才能看到用戶界面,才能進(jìn)行輸入和調(diào)節(jié)。此時(shí)的用戶界面,指的是虛擬現(xiàn)實(shí)3d的界面。
本發(fā)明所指的頭顯的各部件包括用戶的眼睛、頭顯主體、眼距調(diào)節(jié)裝置、視距調(diào)節(jié)裝置、瞳距調(diào)節(jié)裝置,屏幕。所述的頭顯主體既頭戴式顯示器的主體部分。眼距調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)眼睛到透鏡的距離,包括眼睛、透鏡、各級(jí)透鏡架、連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置。視距調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)透鏡到屏幕的距離,包括透鏡、各級(jí)透鏡架、屏幕、連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置。視距和眼距調(diào)節(jié)裝置有共用的部分也有差異,但各自成為一套系統(tǒng),部件之間存在共用。后文會(huì)具體分開(kāi)。瞳距調(diào)節(jié)裝置包括透鏡、各級(jí)透鏡架、連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置。既,本發(fā)明總共包含三套獨(dú)立調(diào)節(jié)裝置,三套獨(dú)立的連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置,分別為視距、眼距、瞳距的調(diào)節(jié)服務(wù)。以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置中的連接裝置主要是連接動(dòng)力設(shè)備并且傳遞動(dòng)力的裝置,比如齒輪齒條、螺紋螺桿等;驅(qū)動(dòng)裝置是指提供運(yùn)動(dòng)的裝置,如電機(jī)、舵機(jī)、電磁鐵、電動(dòng)氣液泵等。以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置是提供動(dòng)力并且用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接機(jī)構(gòu)將動(dòng)力和需要運(yùn)動(dòng)的部件連接并且傳遞動(dòng)力的裝置。以上所訴的位置反饋裝置是連接到連接和驅(qū)動(dòng)裝置上,或者連接到最終需要調(diào)節(jié)的部件上,用以反饋?zhàn)罱K所需要調(diào)節(jié)的部件之間的相互距離關(guān)系的裝置。位置反饋裝置與連接和驅(qū)動(dòng)裝置共同組成一套完整的伺服裝置、伺服系統(tǒng)。(本申請(qǐng)中的伺服裝置與伺服系統(tǒng)兩詞同意)。所述的伺服系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)對(duì)頭顯中各部件相對(duì)位置的調(diào)節(jié),既調(diào)節(jié)各項(xiàng)參數(shù)。以上所述三項(xiàng)調(diào)節(jié)功能中的伺服裝置,可以由一個(gè)控制板控制,也可以設(shè)立子控制板分別控制。
本發(fā)明所指的方法,對(duì)于每一套調(diào)節(jié)裝置均適用。實(shí)際情況下,若覺(jué)得其中一項(xiàng)功能沒(méi)有必要,可只調(diào)節(jié)其他的功能。既本發(fā)明所述的方法適用于視距和\或眼距和\或瞳距的調(diào)節(jié)。我們自己的產(chǎn)品,也可能只有一項(xiàng)或兩項(xiàng)是按照本發(fā)明所述的方法進(jìn)行調(diào)節(jié),而其他的調(diào)節(jié)要么就手動(dòng)調(diào)節(jié),要么就干脆固定住,不允許用戶調(diào)節(jié),不存在這個(gè)功能。以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置,共同組成伺服系統(tǒng)。本發(fā)明說(shuō)所指的用戶界面,上面顯示用戶所需的幾項(xiàng)參數(shù),供用戶輸入。用戶輸入具體的參數(shù)之后,由此裝置(手機(jī)、電腦、遙控器)將對(duì)應(yīng)的參數(shù)傳遞給頭顯上的控制板,控制板的程序接收此參數(shù),并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的伺服系統(tǒng)指令發(fā)給伺服系統(tǒng),或者按照參數(shù)直接控制伺服系統(tǒng)。其中控制板給伺服系統(tǒng)發(fā)送指令的方式是伺服系統(tǒng)也具有單獨(dú)的獨(dú)立的控制系統(tǒng),能夠根據(jù)控制板傳來(lái)的指令驅(qū)動(dòng)自身的連接和驅(qū)動(dòng)裝置(比如電機(jī)帶動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)齒條)到達(dá)目標(biāo)位置,并且自己完成位置反饋裝置的讀取、比較、定位;控制板直接控制伺服系統(tǒng)則是由控制板直接控制連接和驅(qū)動(dòng)裝置,并按照位置反饋裝置的反饋來(lái)糾正自己的控制策略(電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止),最終達(dá)到目標(biāo)位置。后文這兩種方式都會(huì)設(shè)有,且在一個(gè)實(shí)施例中。但本文對(duì)功能和方式的分配并不絕對(duì),具體的哪種調(diào)節(jié)功能對(duì)應(yīng)那哪種方式,是很靈活的。你可以只用一個(gè)控制板,伺服系統(tǒng)不設(shè)控制板,也可以控制板只發(fā)送指令,驅(qū)動(dòng)和定位都由伺服系統(tǒng)的控制板(以下稱(chēng)伺服系統(tǒng)內(nèi)的控制板為二級(jí)控制板或者子控制板)來(lái)完成。
所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置主要包括電機(jī)、電磁鐵、齒輪組、齒條、鏈輪、鏈條、皮帶輪、皮帶、同步帶、同步輪、連桿、螺母、螺桿、渦輪、蝸桿等,還包括直接輸出直線運(yùn)動(dòng)的直線電機(jī)、電動(dòng)推桿、電動(dòng)缸、液壓缸、氣壓缸、直線舵機(jī)等。其中的電機(jī)和電磁鐵屬于驅(qū)動(dòng)部件,其余屬于連接部件。驅(qū)動(dòng)部件提供驅(qū)動(dòng)力,通過(guò)連接部件來(lái)傳動(dòng)、放大、減速,最終還要連接具體的調(diào)節(jié)功能的零件,推動(dòng)這些零件改變其相對(duì)位置。后文的具體實(shí)施例中,每一個(gè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的連接和驅(qū)動(dòng)裝置都可以是上面所列舉的其中一種。
所述的位置反饋裝置主要包括電位器(旋轉(zhuǎn)電位器、線性電位器)、編碼器、光柵、霍爾傳感器、直線位置傳感器等。位置反饋裝置可以直接反應(yīng)所需要調(diào)節(jié)的功能所對(duì)應(yīng)的零件的位置,也可以反應(yīng)連接和驅(qū)動(dòng)裝置的位置,通過(guò)減速比的推算來(lái)算出最終的零件所在的位置。比如可以在電機(jī)上設(shè)置編碼器,由電機(jī)旋轉(zhuǎn)的實(shí)際圈數(shù)除以減速比來(lái)推算其所連接的調(diào)節(jié)裝置的位置。后文的具體實(shí)施例中,每一個(gè)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的位置反饋裝置都是上面所列舉的其中一種。
以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置相互之間可以任意組合。舉個(gè)例子,比如瞳距的調(diào)節(jié)采用皮帶和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的組合,采用光柵進(jìn)行位置反饋;或者視距的調(diào)節(jié)采用螺母螺桿和電機(jī)的組合,采用編碼器進(jìn)行反饋;或者眼距的調(diào)節(jié)采用齒輪齒條的傳動(dòng)方式,通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng),采用電位器來(lái)進(jìn)行位置反饋;或者瞳距的調(diào)節(jié)采用直線電磁鐵來(lái)驅(qū)動(dòng)和連接,采用線性電位器來(lái)進(jìn)行位置反饋,等等。每一個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)裝置,都可以由傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本文的具體實(shí)施例部分,將會(huì)盡可能多的提供相應(yīng)的組合以供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員參照,但是這樣的窮舉沒(méi)有實(shí)際意義,我們還是會(huì)選擇優(yōu)先采用的方式。但應(yīng)當(dāng)認(rèn)為我們已經(jīng)考慮到我們所列舉的各種結(jié)構(gòu)和裝置也可以用來(lái)解決本申請(qǐng)的問(wèn)題,是公開(kāi)了齊全完備的技術(shù)方案。具體的結(jié)構(gòu)可參閱申請(qǐng)日之前的各種伺服位置定位結(jié)構(gòu)。
以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置還可以全部由一個(gè)航空玩具領(lǐng)域的舵機(jī)來(lái)完成。舵機(jī)是一種自帶位置反饋裝置的,自帶傳動(dòng)裝置(既連接和驅(qū)動(dòng)裝置),有著固定的可控制的行程的伺服電機(jī)。舵機(jī)自帶控制板,能夠按照控制端所給出的位置指令完成定位的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō),舵機(jī)有輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)和輸出直線運(yùn)動(dòng)的舵機(jī)兩種。如果采用輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的舵機(jī),則還需要相應(yīng)的連接裝置將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為瞳距、眼距、視距調(diào)節(jié)上所需要的直線位移。如果采用輸出直線運(yùn)動(dòng)的舵機(jī),則只需要對(duì)其進(jìn)行固定,對(duì)其輸出端進(jìn)行連接即可。舵機(jī)是一種成熟可靠的伺服電動(dòng)機(jī),可以用來(lái)解決本申請(qǐng)中的驅(qū)動(dòng)和定位問(wèn)題,并且使用舵機(jī)會(huì)讓控制板更加簡(jiǎn)單。既,一個(gè)舵機(jī)裝置就包含了子控制板、連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置三項(xiàng)裝置,無(wú)需再另外設(shè)置此三項(xiàng)裝置,只需要將舵機(jī)安裝并與要調(diào)節(jié)的零部件連接即可。
本申請(qǐng)所述的調(diào)節(jié)方法流程是這樣的:首先,用戶拿到終端設(shè)備,在終端設(shè)備的用戶界面上(用戶界面也可稱(chēng)作輸入界面,更加形象)輸入自己的各項(xiàng)參數(shù),用戶輸入完成以后,點(diǎn)確認(rèn)(或者不設(shè)置確認(rèn)鍵,輸入完成即代表確認(rèn),或每按一次按鍵均實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)),終端設(shè)備取得用戶輸入的信息,將這個(gè)信息通過(guò)有線或者無(wú)線的方式傳遞給我們的頭顯,我們的頭顯中的控制板取得這個(gè)信息,按照這個(gè)信息來(lái)控制伺服裝置,既把這個(gè)信息繼續(xù)傳遞(信息可能需要做變換)給帶有子控制板的伺服系統(tǒng)或者按照這個(gè)信息直接驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)中的連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及讀取位置反饋裝置,來(lái)完成相對(duì)位置的變換。當(dāng)所有的參數(shù)輸入完成并且調(diào)整到位之后,整個(gè)過(guò)程結(jié)束。用戶在用戶界面輸入的參數(shù)可以存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備中,在用戶下次使用頭顯時(shí)可以直接調(diào)用免去再次輸入的麻煩。這個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備可以是手機(jī),也可以是一個(gè)帶有存儲(chǔ)功能的U盤(pán),或者一個(gè)遙控器。用戶只需要在用戶界面上輸入一次自己的參數(shù),將這些存儲(chǔ)有用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備和頭戴式顯示器連接之后,由終端設(shè)備直接將參數(shù)傳遞給頭戴式顯示器的控制板,直接調(diào)整到位,不需要用戶輸入。既,如果是未知的新用戶,即讓用戶輸入?yún)?shù)并存儲(chǔ);如果是已知參數(shù)的老用戶,則調(diào)用存儲(chǔ)中的參數(shù)。以上方法中,由于各項(xiàng)參數(shù)是由用戶輸入的,由終端設(shè)備和頭顯來(lái)執(zhí)行的,所以此時(shí)的頭顯的視頻顯示系統(tǒng)確切的知道當(dāng)前的鏡片、眼睛、視力、視距等參數(shù),能夠按照這些參數(shù)來(lái)調(diào)整自身的顯示特性,也就解決了一開(kāi)始提出的技術(shù)問(wèn)題。以上所述的終端設(shè)備上的用戶界面,可以是帶有輸入框的直接輸入界面,比如“視力:400度”;也可以是帶有加減號(hào)的調(diào)整界面,比如“瞳距: -65mm+”,通過(guò)按左右兩邊的加減號(hào)來(lái)調(diào)節(jié),還可以是一個(gè)可以拖動(dòng)滑動(dòng)的移動(dòng)條,就像智能手機(jī)上調(diào)節(jié)亮度的移動(dòng)條。所述的終端設(shè)備既包括使用手機(jī)屏幕的虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器,也包括使用電腦來(lái)驅(qū)動(dòng)的頭顯,還包括自帶屏幕、顯卡、主板、電池的一體化頭戴式顯示器。所述的輸入界面,包括電腦端的可執(zhí)行應(yīng)用程序,手機(jī)端的應(yīng)用程序,還包括頭顯內(nèi)部應(yīng)用程序的顯示,以及單獨(dú)的,獨(dú)立設(shè)計(jì)的一個(gè)遙控器。手機(jī)端應(yīng)用程序顯示相應(yīng)的輸入框,供用戶輸入,輸入完成后還可以進(jìn)行存儲(chǔ),下次可以直接調(diào)用這個(gè)用戶的參數(shù)而不必要再次輸入。遙控器上面可以設(shè)置實(shí)體按鍵,比如加減號(hào),比如數(shù)字鍵,類(lèi)似電視遙控器一樣,用戶通過(guò)遙控器作為輸入界面來(lái)控制頭顯。頭顯內(nèi)部的應(yīng)用程序也會(huì)顯示一些信息引導(dǎo)用戶輸入?yún)?shù),或者通過(guò)動(dòng)態(tài)的方式來(lái)提醒用戶合適的參數(shù)。所述的信息的傳遞方式,可以是有線的usb方式、音頻接口方式,也可以是無(wú)線的wifi、藍(lán)牙、紅外、nfc等方式,只要能夠完成信息的傳遞方式均為本申請(qǐng)所涵蓋。需要說(shuō)明的是,終端設(shè)備傳遞給頭顯上的控制板的信息,可能已經(jīng)經(jīng)過(guò)運(yùn)算的變換,壓縮數(shù)據(jù)量,并且?guī)в幸欢ǖ氖孪燃s定的數(shù)據(jù)格式,也即編碼的過(guò)程。頭顯上的控制板,通過(guò)以上所述的方式接受來(lái)自終端設(shè)備的輸入界面的信息,對(duì)其進(jìn)行解讀,獲取自己將要把哪些對(duì)應(yīng)的裝置調(diào)節(jié)到具體的位置,既獲取對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)功能的目標(biāo)位置。如果伺服系統(tǒng)不存在子控制板,那么由控制板直接控制連接和驅(qū)動(dòng)裝置,給電機(jī)正向或者反向的電流,實(shí)時(shí)讀取位置反饋裝置的反饋,對(duì)目標(biāo)位置和實(shí)際位置進(jìn)行比對(duì),當(dāng)兩者相符合時(shí)停止輸送電流,完成定位過(guò)程。如果伺服系統(tǒng)存在子控制板,那么控制板將對(duì)應(yīng)的控制指令發(fā)送給子控制板,由子控制板對(duì)連接和驅(qū)動(dòng)裝置輸出電流,并且由子控制板對(duì)位置反饋裝置進(jìn)行讀取和比對(duì),當(dāng)兩者相符合時(shí)停止輸出電流。以上即是本申請(qǐng)的整個(gè)過(guò)程。子控制板的設(shè)置取決于具體的結(jié)構(gòu),具體的連接和驅(qū)動(dòng)裝置。也就是說(shuō),子控制板可以單獨(dú)設(shè)置,也可以不設(shè)置既包含在主控制板內(nèi)部。比如如果采用舵機(jī)作為視距、瞳距、眼距的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),則舵機(jī)自身就帶有子控制板,驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)的過(guò)程不需要我們干預(yù)。如果我們采用電機(jī)+齒輪齒條+線性電位器的方式,那么可以單獨(dú)設(shè)置一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)和位置比較的子控制板,來(lái)簡(jiǎn)化我們的主控制板。
本申請(qǐng)接下來(lái)按照一個(gè)手機(jī)3d立體眼鏡的各項(xiàng)機(jī)構(gòu)及連接來(lái)敘述本發(fā)明個(gè)裝置之間的關(guān)系。但這并不表明本發(fā)明僅限于手機(jī)3d眼鏡,其他的頭顯設(shè)備和手機(jī)3d眼鏡本質(zhì)上是一樣的,都是調(diào)節(jié)屏幕、透鏡、眼睛之間的相互位置關(guān)系。本申請(qǐng)并不涉及電腦技術(shù)、電子技術(shù)的創(chuàng)新,不設(shè)涉及顯示技術(shù)的創(chuàng)新,如背景技術(shù)和標(biāo)題所述的,本申請(qǐng)主要注重位置調(diào)節(jié)的方法、系統(tǒng)和裝置的創(chuàng)新。那么本申請(qǐng)也就不過(guò)多設(shè)及以上這些背景技術(shù)的公開(kāi)。
下面本申請(qǐng)用以上所述的方法,設(shè)計(jì)一套系統(tǒng),有三套調(diào)節(jié)系統(tǒng),分別是視距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、眼距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、瞳距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括帶有用戶界面的終端設(shè)備,以無(wú)線或者有線的方式和頭戴式顯示器連接。頭戴式顯示器中設(shè)有控制板、伺服裝置、連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置。三套調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),可以參照本人專(zhuān)利2015202149097-一種眼睛到透鏡及屏幕距離分別可調(diào)的頭顯-中所述的三種機(jī)構(gòu),此處只是給這些基本結(jié)構(gòu)加上了連接和驅(qū)動(dòng)裝置,使其能夠具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。實(shí)際應(yīng)用情況下,這三套系統(tǒng)有些可能沒(méi)有必要全部設(shè)置,或者沒(méi)有必要全部加上伺服系統(tǒng),而是沿用原本的手動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié),或者就沒(méi)有這項(xiàng)功能。比如只涉及視距自動(dòng)調(diào)節(jié),而瞳距手動(dòng)調(diào)節(jié),眼距則固定不調(diào)節(jié)。
本申請(qǐng)所設(shè)計(jì)的裝置包括:手機(jī)托架、固定架、鏡片、一級(jí)透鏡架、二級(jí)透鏡架、視距調(diào)節(jié)電機(jī)、眼距調(diào)節(jié)電機(jī)、視距螺桿、視距螺母、眼距螺桿、眼距螺母、瞳距舵機(jī)、瞳距齒輪,瞳距齒條、視距電位器、眼距電位器、控制板、頭帶、海綿。由于頭帶、海綿等零件與本申請(qǐng)不相干,本申請(qǐng)就不顯示這些零件的連接。這些零件和本申請(qǐng)各部分的連接,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可查閱本申請(qǐng)背景技術(shù)中的相關(guān)專(zhuān)利。
其中的手機(jī)托架用來(lái)固定手機(jī),手機(jī)通過(guò)被夾持或者卡扣安裝在手機(jī)托架上;固定架是一種基座類(lèi)型的零件,用來(lái)安裝和連接各個(gè)其他部分的零件,比如頭帶、手機(jī)托架、海綿、電機(jī)和傳動(dòng)部件等;鏡片,也可以是鏡片組,具體不論何種鏡片和鏡片組都可以;一級(jí)透鏡架是用來(lái)安裝鏡片的,鏡片通過(guò)膠裝或者卡扣的方式安裝在一級(jí)透鏡架上;二級(jí)透鏡架是用來(lái)安裝一級(jí)透鏡架的,一級(jí)透鏡架安裝在二級(jí)透鏡架之上,通過(guò)可以滑動(dòng)的約束作相對(duì)直線運(yùn)動(dòng);
視距調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)固定安裝在固定架內(nèi)部,通過(guò)齒輪嚙合視距螺桿;視距螺母是手機(jī)托架上的一個(gè)帶有傳動(dòng)螺紋的結(jié)構(gòu),起到一個(gè)螺母的作用,和視距螺桿上的螺紋相配合;當(dāng)視距調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)視距螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)傳動(dòng)螺紋的配合使手機(jī)托架相對(duì)于固定架做直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而調(diào)節(jié)視距;眼距調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)固定安裝在固定架內(nèi)部,通過(guò)齒輪嚙合眼距螺桿,眼距螺母是二級(jí)透鏡架上的一個(gè)帶有傳動(dòng)螺紋的結(jié)構(gòu),起到一個(gè)螺母的作用,和眼距螺桿上的螺紋相配合;當(dāng)眼距調(diào)節(jié)電機(jī)通過(guò)齒輪推動(dòng)眼距螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)傳動(dòng)螺紋的配合使二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架做直線運(yùn)動(dòng),從而改變眼距;瞳距舵機(jī)安裝在二級(jí)透鏡架上,通過(guò)瞳距齒輪嚙合兩個(gè)一級(jí)透鏡架上的瞳距齒條,當(dāng)舵機(jī)的輸出軸上的齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),兩個(gè)一級(jí)透鏡架便會(huì)拉近或者相互原理,從而改變瞳距;視距電位器的主體固定安裝在固定架上,滑塊部分和手機(jī)托架連接,插入手機(jī)托架上對(duì)應(yīng)的孔內(nèi),手機(jī)托架相對(duì)于固定架運(yùn)動(dòng)時(shí),視距電位器的滑塊便隨著手機(jī)托架移動(dòng),從而改變視距電位器的阻值,進(jìn)而改變視距電位器的電壓;控制板讀取視距電位器的輸出電壓,就能夠知道當(dāng)前手機(jī)托架和固定架之間的距離關(guān)系,從而決定控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止,來(lái)達(dá)到視距的調(diào)節(jié)目標(biāo);眼距電位器的主體固定安裝在固定架上,滑塊部分和二級(jí)透鏡架相連接,插入二級(jí)透鏡架上所設(shè)的孔內(nèi),二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架運(yùn)動(dòng)時(shí),眼距電位器的滑塊便隨著二級(jí)透鏡架移動(dòng),從而改變眼距電位器的阻值,進(jìn)而改變眼距電位器的電壓;控制板讀取眼距電位器的輸出電壓,就能夠知道當(dāng)前二級(jí)透鏡架和固定架之間的距離關(guān)系,從而決定控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止,來(lái)達(dá)到眼距的調(diào)節(jié)目標(biāo);控制板設(shè)置在固定架上,通過(guò)電性連接和各調(diào)節(jié)電機(jī)、舵機(jī)、電位器相連;并且控制板也通過(guò)有線或者無(wú)線的方式和終端設(shè)備相連,從終端設(shè)備的用戶界面獲取用戶輸入的具體參數(shù),根據(jù)這些參數(shù)分別控制視距調(diào)節(jié)電機(jī)、眼距調(diào)節(jié)電機(jī)、瞳距舵機(jī),并且分別讀取視距電位器和眼距電位器的電壓,確定當(dāng)前的視距、眼距;瞳距舵機(jī)只需要給出信號(hào)就可以定位,不需要控制板介入讀取瞳距舵機(jī)內(nèi)部的電位器的電壓;瞳距舵機(jī)內(nèi)部自帶一個(gè)子控制板,自己完成自帶電位器電壓讀取和比較以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行定位。
以上所述的控制板和各電機(jī)、電位器之間,還可以設(shè)置子控制板。舉個(gè)例子,此處設(shè)置兩個(gè)子控制板,分別為視距子控制板和眼距子控制板;控制板通過(guò)電性連接分別和兩個(gè)子控制板連接,視距子控制板和眼距子控制板分別通過(guò)電性連接對(duì)應(yīng)的電機(jī)和電位器,控制板向兩個(gè)自控制板發(fā)送具體的位置信號(hào),視距子控制板和眼距子控制板分別根據(jù)各自收到位置信號(hào),分別驅(qū)動(dòng)視距調(diào)節(jié)電機(jī)和眼距調(diào)節(jié)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),并且實(shí)時(shí)的讀取電位器的電壓,當(dāng)達(dá)到位置信號(hào)所要求的電壓時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。既,視距子控制板從控制板獲取了一個(gè)位置信號(hào),并在視距子控制板內(nèi)部的芯片中將這個(gè)信號(hào)和所讀取的視距電位器的電壓作比較,如果當(dāng)前的電壓小于信號(hào)的電壓,則對(duì)視距調(diào)節(jié)電機(jī)輸出正轉(zhuǎn)的電流,如果當(dāng)前的電壓大于信號(hào)的電壓,則對(duì)視距調(diào)節(jié)電機(jī)輸出反轉(zhuǎn)的電流,如果當(dāng)前的電壓符合信號(hào)的電壓,則停止輸出電流,讓電機(jī)停轉(zhuǎn)。眼距子控制板也是同理。瞳距調(diào)節(jié)功能也可以不設(shè)置舵機(jī),而采用子控制板來(lái)控制對(duì)應(yīng)的電機(jī)和讀取電位器,也可以直接由控制板來(lái)控制瞳距調(diào)節(jié)電機(jī)和瞳距電位器。
以上所述的電機(jī)和電位器只是眾多方案中的一種,此處不排除直接在電機(jī)端安裝編碼器、光柵、位置傳感器等來(lái)反饋和控制位置的方案。
以上所述的螺桿和螺母的傳動(dòng)方式只是眾多傳動(dòng)方案中的一種,此處不排除使用齒輪齒條、蝸輪蝸桿、直線電機(jī)等方式來(lái)連接和傳動(dòng)的方案。
以上所述的瞳距舵機(jī)只是調(diào)節(jié)瞳距方案的一種,不排除使用電機(jī)+編碼器+減速器+齒輪+齒條或者螺桿螺母的方案。
既,本申請(qǐng)所述的幾種連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置互相之間可以進(jìn)行任意的組合成為本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題的解決方案。
總結(jié)以上所述,本申請(qǐng)公開(kāi)了:一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法,包括:用戶界面、終端設(shè)備、頭戴式顯示器、控制板、伺服裝置,其中用戶界面用于用戶輸入?yún)?shù),終端設(shè)備將信息通過(guò)有線或者無(wú)線的方式傳遞給頭戴式顯示器,頭戴式顯示器中的控制板取得信息,解讀信息并控制伺服裝置或者按照此信息和位置反饋裝置的反饋直接控制連接和驅(qū)動(dòng)裝置,伺服裝置、連接和驅(qū)動(dòng)裝置均與距離調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連,從而完成各參數(shù)的調(diào)節(jié)。以上所述的方法還可以包括與用戶界面所通信的存儲(chǔ)裝置,用于存儲(chǔ)用戶所輸入的各項(xiàng)參數(shù),并可向用戶界面提供先前保存的各項(xiàng)參數(shù)。 一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),包括:帶有用戶界面的終端設(shè)備,終端設(shè)備和頭戴式顯示器相連,頭戴式顯示器中包含有控制板,還包括n項(xiàng)伺服裝置和n項(xiàng)連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置(其中n包括0),頭戴式顯示器中的控制板和伺服裝置、連接和驅(qū)動(dòng)裝置和位置反饋裝置之間電性連接。以上所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),還可以在控制板和伺服裝置或控制板和連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置之間設(shè)置子控制板。以上所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),包括:視距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、眼距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、瞳距自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中任意一項(xiàng)或多項(xiàng)。以上所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,包括:眼距調(diào)節(jié)裝置、視距調(diào)節(jié)裝置、瞳距調(diào)節(jié)裝置此三項(xiàng)中任意一項(xiàng)或者多項(xiàng)。根據(jù)以上所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,包括:頭戴式顯示器內(nèi)設(shè)有與終端設(shè)備相連接的控制板,控制板與伺服裝置電性連接。根據(jù)以上任意所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,包括:頭戴式顯示器內(nèi)設(shè)有與終端設(shè)備相連接的控制板,控制板與連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置電性連接。 根據(jù)以上任意所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置可為電機(jī)、電磁鐵、齒輪組、齒條、鏈輪、鏈條、皮帶輪、皮帶、同步帶、同步輪、連桿、螺母、螺桿、渦輪、蝸桿;所述的位置反饋裝置可為電位器(旋轉(zhuǎn)電位器、線性電位器)、編碼器、光柵、霍爾傳感器、直線位置傳感器。 根據(jù)以上任意所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,以上所述的連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置相互之間可以任意組合。根據(jù)以上所述的一種頭戴式顯示器的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,包括:手機(jī)、手機(jī)托架、視距電位器連接桿、視距電位器連接孔、視距螺母柱、固定架、控制板、固定架貼面、透鏡、一級(jí)透鏡架、二級(jí)透鏡架、二級(jí)透鏡架螺母柱、眼距電位器連接孔、視距調(diào)節(jié)電機(jī)、眼距調(diào)節(jié)電機(jī)、視距螺桿、視距旋鈕、視距齒輪、視距螺母、眼距螺桿、眼距旋鈕、眼距齒輪、眼距螺母、瞳距舵機(jī)、瞳距齒輪,瞳距齒條、視距電位器、眼距電位器、視距電位器撥片、眼距電位器撥片,以上相互連接,以及控制板與電機(jī)、電位器、舵機(jī)、手機(jī)之間的電性連接。
經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐,使用本方法、系統(tǒng)和本裝置,能夠很便利的調(diào)節(jié)各項(xiàng)參數(shù),使瞳距、眼距、視距調(diào)節(jié)更加自動(dòng)化,降低不合理的參數(shù)設(shè)置對(duì)用戶眼睛的損傷,并且能夠確定當(dāng)前的參數(shù),進(jìn)而能夠進(jìn)行相應(yīng)的畫(huà)面調(diào)整。自動(dòng)調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)便,相對(duì)手動(dòng)調(diào)節(jié)要高級(jí)一點(diǎn),用戶會(huì)更加愿意去調(diào)節(jié)這些參數(shù)。并且可以每個(gè)人的參數(shù)自動(dòng)存儲(chǔ)到自己的終端設(shè)備上,只要設(shè)置一次就可以了,下次只要連接上頭顯就會(huì)自動(dòng)按照默認(rèn)參數(shù)調(diào)節(jié)。如果不搭載以上裝置,則會(huì)造成用戶的視力傷害和劣質(zhì)體驗(yàn)。以上設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),能夠提供出色和一致的觀影效果。
附圖說(shuō)明:
圖1是本申請(qǐng)的方法流程圖;
圖2是本申請(qǐng)的系統(tǒng)框架圖;
圖3是本申請(qǐng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖,其中對(duì)固定架進(jìn)行了局部剖;
圖4是本申請(qǐng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)立體圖;
圖5是本申請(qǐng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)爆炸圖;
圖6是本申請(qǐng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)爆炸圖;
圖7是本申請(qǐng)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)爆炸圖;
附圖中的名稱(chēng)和標(biāo)號(hào):手機(jī)1、手機(jī)托架2、視距電位器連接桿201、視距電位器連接孔202、視距螺母柱203、固定架3、控制板4、固定架貼面301、透鏡5、一級(jí)透鏡架302、二級(jí)透鏡架303、二級(jí)透鏡架螺母柱304、眼距電位器連接孔305、視距調(diào)節(jié)電機(jī)310、眼距調(diào)節(jié)電機(jī)320、視距螺桿311、視距旋鈕312、視距齒輪313、視距螺母314、眼距螺桿321、眼距旋鈕322、眼距齒輪323、眼距螺母324、瞳距舵機(jī)330、瞳距齒輪331,瞳距齒條332、視距電位器315、眼距電位器325、視距電位器撥片316、眼距電位器撥片326;
需要說(shuō)明的是:本申請(qǐng)的設(shè)計(jì)是左右對(duì)稱(chēng)的,因?yàn)橛行?duì)稱(chēng)的特征不方便引線,或者被其他特征所遮擋,所以在附圖中的引線為了簡(jiǎn)化有的引線只指向其中一個(gè)特征,而未指向全部?jī)蓚€(gè)特征,閱讀本申請(qǐng)時(shí)應(yīng)當(dāng)將其視作指向了這一類(lèi)特征。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示,一開(kāi)始是我們的終端設(shè)備給用戶展示一個(gè)用戶界面,這個(gè)用戶界面上有相應(yīng)的按鈕、輸入框、旋鈕等,還有文字或圖片來(lái)說(shuō)明這些按鈕的功能。用戶看到這個(gè)用戶界面,能夠知道自己所需要輸入哪些參數(shù),每個(gè)輸入框的含義,如何進(jìn)行各參數(shù)的調(diào)整。第二步就是用戶在我們的用戶界面上輸入或者調(diào)整自己的各項(xiàng)參數(shù)。第二步進(jìn)行的同時(shí),終端設(shè)備可以將用戶輸入的參數(shù)記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)里,也可以從存儲(chǔ)介質(zhì)里讀取用戶之前輸入過(guò)的參數(shù),或者讀取我們所設(shè)定的默認(rèn)參數(shù)。第三步是終端設(shè)備取得用戶的參數(shù),將其發(fā)送到頭戴式顯示器的控制板上。這些參數(shù)可以進(jìn)行編碼、壓縮。第四步是頭顯上的控制板收到參數(shù),處理和理解這些參數(shù)的含義,按照這些參數(shù)對(duì)相應(yīng)的連接和驅(qū)動(dòng)裝置施以控制,讀取相應(yīng)的位置反饋裝置的反饋,當(dāng)讀取到的反饋和該項(xiàng)參數(shù)所要求的位置相符時(shí),就完成了本次調(diào)節(jié)過(guò)程。結(jié)束。其中控制板控制連接和驅(qū)動(dòng)裝置的主要過(guò)程如上所述,還可以再加一個(gè)子控制板,承擔(dān)一部分功能。如果使用伺服電機(jī),則控制板只需要發(fā)指令,不需要讀取位置反饋裝置的反饋。此時(shí)的第四步就變成了控制板將各參數(shù)轉(zhuǎn)換為具體的指令并發(fā)送給該參數(shù)對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)。
如圖2所示,是本申請(qǐng)的系統(tǒng)框圖。本框圖的部分內(nèi)容在申請(qǐng)內(nèi)容部分已經(jīng)提及,此處不再贅述。圖2的含義是,用戶界面在終端設(shè)備中,終端設(shè)備和頭顯相連,具體是和頭顯設(shè)備中的控制板相連。其連接的方式可以是有線的usb等方式,也可以是藍(lán)牙等無(wú)線方式。本圖中的線段均為有線的或者無(wú)線的連接方式??刂瓢迮c伺服裝置相連,與連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置相連。此處所指的伺服裝置為舵機(jī)或者伺服電機(jī)等能夠按照具體位置指令而運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置共同組成的系統(tǒng)其實(shí)就是伺服系統(tǒng)。我們的具體實(shí)施例也將會(huì)是瞳距調(diào)節(jié)部分采用伺服裝置,而眼距和視距調(diào)節(jié)部分采用分開(kāi)的連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置。具體為每個(gè)參數(shù)采用哪種裝置并不限定。即本框圖中的伺服裝置、連接和驅(qū)動(dòng)裝置以及位置反饋裝置的設(shè)定是靈活的,如果不需要可以不設(shè),均是可選的。如果終端設(shè)備和頭戴式顯示器之間的連接是無(wú)線的方式,那么頭戴式顯示器部分可能還要設(shè)有電源以供電。
如圖3所示,本實(shí)施例由手機(jī)1、手機(jī)托架2、視距電位器連接桿201、視距電位器連接孔202、視距螺母柱203、固定架3、控制板4、固定架貼面301、透鏡5、一級(jí)透鏡架302、二級(jí)透鏡架303、二級(jí)透鏡架螺母柱304、眼距電位器連接孔305、視距調(diào)節(jié)電機(jī)310、眼距調(diào)節(jié)電機(jī)320、視距螺桿311、視距旋鈕312、視距齒輪313、視距螺母314、眼距螺桿321、眼距旋鈕322、眼距齒輪323、眼距螺母324、瞳距舵機(jī)330、瞳距齒輪331,瞳距齒條332、視距電位器315、眼距電位器325、視距電位器撥片316、眼距電位器撥片326,以及手機(jī)下方的usb接口到控制板之間的連接線、控制板到瞳距舵機(jī)的連接線、控制板到兩個(gè)視距調(diào)節(jié)電機(jī)的連接線,控制板到兩個(gè)眼距調(diào)節(jié)電機(jī)的連接線,控制板到兩個(gè)視距電位器的連接線,控制板到兩個(gè)眼距電位器的連接線,組成。以上連接線均采用普通多股銅絲細(xì)電線即可。以上連接線不屬于結(jié)構(gòu)特征,為了更好地突出結(jié)構(gòu)特征此處均隱去未畫(huà)出。本實(shí)施例采用usb的方式連接手機(jī)和頭顯中的控制板,用一根micro-usb線連接手機(jī)底部的micro-usb接口和控制板上的接口。所述連接線的一端還可以焊接在控制板上。所述的控制板到瞳距舵機(jī)的連接線為三根線,兩根為電源線,一正一負(fù),一根為信號(hào)線,用以傳遞控制指令。所述的控制板到兩個(gè)視距調(diào)節(jié)電機(jī)的連接線為四根電源線。本實(shí)施例所采用的電機(jī)為直流電機(jī),每個(gè)電機(jī)兩根線。兩邊一共兩個(gè)電機(jī)故需四根連接線。由控制板直接焊接引出,焊接到所述視距調(diào)節(jié)電機(jī)的尾部端子上。所述的控制板到兩個(gè)眼距調(diào)節(jié)電機(jī)的連接線同視距調(diào)節(jié)方面,四根線。所述的控制板到兩個(gè)視距電位器的連接線,控制板到兩個(gè)眼距電位器的連接線,均為六根線。每個(gè)電位器均有三根線,兩根電源線,一根反饋線。均直接焊接在對(duì)應(yīng)的端子上。本實(shí)施例均采用有線的方式通訊??刂瓢搴褪謾C(jī)之間通過(guò)usb通訊。并且控制板使用usb-otg功能由手機(jī)來(lái)供電??刂瓢灏l(fā)出4根線控制視距調(diào)節(jié)電機(jī)、4根線控制眼距調(diào)節(jié)電機(jī)、6根線用來(lái)讀取視距電位器、6根線用來(lái)讀取眼距電位器,一共20根線。以上所述的連線方案不用來(lái)限制本發(fā)明,只是本實(shí)施例所采用的連線方案。本實(shí)施例采用左右對(duì)稱(chēng)的電機(jī)和電位器設(shè)置,這樣比較可靠,但是為了簡(jiǎn)化系統(tǒng),可以只采用一邊設(shè)置電機(jī)和電位器,或者在頭顯的中部位置設(shè)置電機(jī)和電位器的方案。
附圖3顯示了本申請(qǐng)的右側(cè)立體圖,并且對(duì)固定架的側(cè)面進(jìn)行了局部剖面處理,以更加直觀的觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。零件均呈安裝到位狀態(tài)。圖3中可以看到視距調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸帶有齒輪,并且和視距齒輪相嚙合。同理眼距調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸齒輪亦和眼距齒輪相嚙合。兩個(gè)電位器,一個(gè)是視距電位器,一個(gè)是眼距電位器,分別連接手機(jī)托架上的視距電位器連接桿,和二級(jí)透鏡架上的眼距電位器連接孔。本圖也能看到視距螺桿和眼距螺桿的部分螺紋。螺桿分別和對(duì)應(yīng)的螺母和螺母柱呈擰入狀態(tài)。轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿即可推動(dòng)相應(yīng)零件移動(dòng)。附圖4則是本申請(qǐng)的左側(cè)立體圖,沒(méi)有進(jìn)行剖切處理。本實(shí)施例左右是完全對(duì)稱(chēng)的。圖中可以看出,正常狀態(tài)下,每一側(cè)僅有兩個(gè)旋鈕露出來(lái),一個(gè)是視距旋鈕,一個(gè)是眼距旋鈕。既兩側(cè)共露出四個(gè)旋鈕。這兩個(gè)旋鈕在內(nèi)部分別連接著視距螺桿和眼距螺桿,手動(dòng)撥動(dòng)這兩個(gè)旋鈕也可以調(diào)節(jié)視距和眼距。附圖5是對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了局部爆炸,并且對(duì)固定架的頂部做了局部剖,方便看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。能夠更加清楚的看到二級(jí)透鏡架零件狀態(tài),能夠看到一級(jí)透鏡架通過(guò)二級(jí)透鏡架上的約束安裝在其上。圖5中透鏡單獨(dú)爆炸出來(lái),方便查看。固定架貼面就是固定架的一部分,與臉部周?chē)钠つw接觸,其上應(yīng)覆有海綿等緩沖裝置。控制板安裝在固定架底部?jī)?nèi)側(cè)。視距電位器連接孔用來(lái)連接視距電位器上的撥片。眼距電位器連接孔用來(lái)連接眼距電位器上的撥片。瞳距舵機(jī)的輸出軸固定有齒輪,和兩個(gè)一級(jí)透鏡架上的齒條相配合。一級(jí)透鏡架上的瞳距齒條在瞳距齒輪的上下兩側(cè)與瞳距齒輪相嚙合。眼距螺母是二級(jí)透鏡架上的眼距螺母柱的一部分。眼距螺母具有和眼距螺桿的外螺紋相咬合的內(nèi)螺紋。眼距螺母嵌在二級(jí)透鏡架上的眼距螺母柱中。附圖6是爆炸后將固定架進(jìn)行了隱藏,但是螺桿、電機(jī)、電位器相對(duì)于固定架的安裝位置均保持不變。此圖著重展示安裝在固定架內(nèi)部的連接和驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和電位器的安裝位置。對(duì)應(yīng)的電位器撥片應(yīng)連接到對(duì)應(yīng)的連接孔。視距螺母是視距螺母柱的一部分,鑲嵌在視距螺母柱上。此圖中透鏡安裝在一級(jí)透鏡架上。視距螺桿和眼距螺桿一個(gè)朝前一個(gè)朝后,這是為了對(duì)電機(jī)和電位器進(jìn)行避位,因?yàn)橐暰嘈o和眼距旋鈕太大了,如果朝同一個(gè)方向會(huì)干涉。視距調(diào)節(jié)和眼距調(diào)節(jié)一共設(shè)有四個(gè)螺桿、四個(gè)電機(jī)、四個(gè)電位器。本圖還著重展示手機(jī)托架、二級(jí)透鏡架的相關(guān)連接。附圖7是爆炸后將手機(jī)托架和手機(jī)進(jìn)行了隱藏,方便看到瞳距調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)。本圖中清晰可見(jiàn)瞳距齒輪和瞳距齒條的嚙合狀態(tài)。兩個(gè)一級(jí)透鏡架上的瞳距齒條分別在上下兩邊與瞳距齒輪相嚙合,當(dāng)瞳距齒輪受瞳距舵機(jī)驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí),兩個(gè)一級(jí)透鏡架即左右相向或相斥移動(dòng)。本圖中可見(jiàn)兩個(gè)一級(jí)透鏡架安裝在二級(jí)透鏡架上,只可以左右移動(dòng)。需要說(shuō)明的是,眼距螺母只是一段螺紋,優(yōu)選的情況,只要一圈螺紋即可。此時(shí)的二級(jí)透鏡架是爆炸狀態(tài),眼距螺母和眼距螺桿并不咬合。二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架前后移動(dòng),就能改變透鏡到眼睛的距離。
如圖3、4、5、6、7所示,一個(gè)帶有屏幕的手機(jī)被安裝在手機(jī)托架上,具體的安裝方式可參考本人的現(xiàn)有專(zhuān)利記載,具體有壓緊式、夾持式、彈簧卡扣式等。手機(jī)的尾端的micro-usb接口連接一根usb數(shù)據(jù)線,數(shù)據(jù)線的另外一端連接在頭顯中的控制板上。手機(jī)托架安裝在固定架上,只能相對(duì)于固定架做前后伸縮的直線運(yùn)動(dòng),其他自由度均被約束。具體的約束裝置可以是利用尺寸的配合、直線導(dǎo)軌、柱塞套合關(guān)系等,并還可在兩者運(yùn)動(dòng)的部位添加潤(rùn)滑脂以減少兩者的運(yùn)動(dòng)摩擦。本實(shí)施例是采用手機(jī)托架和固定架套合來(lái)限制自由度的,手機(jī)托架尺寸略小,套合在固定架中。手機(jī)托架設(shè)有視距電位器連接桿,用來(lái)連接安裝在固定架上的視距電位器。視距電位器連接桿上面還設(shè)有和視距電位器的撥片相對(duì)應(yīng)的視距電位器連接孔。視距電位器固定安裝在固定架上。在手機(jī)托架相對(duì)于固定架前后移動(dòng)的過(guò)程中,手機(jī)托架上的視距電位器連接孔就會(huì)帶動(dòng)視距電位器上的撥片移動(dòng),進(jìn)而改變了撥片在電位器中的位置,也就改變了電位器的輸出電壓,這個(gè)就是反饋電壓,反應(yīng)當(dāng)前手機(jī)托架和固定架之間的距離關(guān)系。手機(jī)拖架上設(shè)有視距螺母柱,視距螺母柱內(nèi)有視距螺母。事實(shí)上,這個(gè)視距螺母和視距螺母柱只是功能性的區(qū)分,是一個(gè)結(jié)構(gòu)。設(shè)置一個(gè)視距螺母柱是因?yàn)橐暰嗾{(diào)節(jié)的行程需要讓位,所以設(shè)計(jì)一個(gè)柱形。真正起到傳動(dòng)作用的就是螺母內(nèi)的螺紋和視距螺桿上的螺紋的咬合。視距螺母就是指視距螺母柱內(nèi)部的一段螺紋。視距螺母柱有一定的高度,這樣視距螺桿可以全部旋進(jìn),也可以部分旋進(jìn),進(jìn)而調(diào)整兩者的相對(duì)位置。控制板安裝在固定架上,利用螺絲或者卡扣安裝在固定架內(nèi)壁上。除了和固定架之間的機(jī)械連接,還有和手機(jī)、電機(jī)、電位器等的電性連接。固定架貼面是固定架也即整個(gè)頭顯和人的面部接觸的地方,所以叫做貼面,因?yàn)樗墙佑|面部的。一般來(lái)說(shuō),貼面上應(yīng)該覆有海綿或者硅膠等材料,因?yàn)橐c皮膚接觸。本實(shí)施例中并未涉及海綿和頭帶,其特性和連接方式可參閱相關(guān)技術(shù)。本實(shí)施例中的透鏡安裝在一級(jí)透鏡架上。以上所述的透鏡既可以是單片的鏡片,也可以是多片鏡片組成的透鏡組。一級(jí)透鏡架設(shè)有左右兩個(gè),均安裝在二級(jí)透鏡架上,相對(duì)于二級(jí)透鏡架可以左右移動(dòng),進(jìn)而調(diào)節(jié)瞳距。兩個(gè)一級(jí)透鏡架通過(guò)二級(jí)透鏡架上的溝槽約束,只能相對(duì)于二級(jí)透鏡架做有限行程的左右直線運(yùn)動(dòng)。圖中的透鏡可能看不明顯,因?yàn)橥哥R是圓形弧形的,并且安裝在一級(jí)透鏡架上。透鏡的安裝方式可以是緊配合,或者膠裝。兩個(gè)一級(jí)透鏡架在上方設(shè)有瞳距齒條,與瞳距舵機(jī)、瞳距齒輪一起組成瞳距調(diào)節(jié)系統(tǒng)。兩個(gè)一級(jí)透鏡架的瞳距齒條,一個(gè)在瞳距齒輪上面嚙合,一個(gè)在瞳距齒輪下面嚙合。瞳距舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),兩個(gè)一級(jí)透鏡架要么相向靠近,要么相互遠(yuǎn)離,從而達(dá)到調(diào)節(jié)瞳距的目的。瞳距舵機(jī)固定在二級(jí)透鏡架上,和二級(jí)透鏡架是固定關(guān)系。瞳距齒輪固定在瞳距舵機(jī)的輸出軸上。因?yàn)槎鏅C(jī)是有限行程的伺服電機(jī),按照所接收到的命令進(jìn)行定位,內(nèi)部自帶連接和驅(qū)動(dòng)裝置、位置反饋裝置,所以只需要舵機(jī)即可實(shí)現(xiàn)瞳距調(diào)節(jié)。二級(jí)透鏡架和固定架的關(guān)系類(lèi)似于手機(jī)托架和固定架之間的關(guān)系。二級(jí)透鏡架在固定架內(nèi)部,與固定架具有不完全約束,剩余一個(gè)前后運(yùn)動(dòng)的自由度。二級(jí)透鏡架上設(shè)有二級(jí)透鏡架螺母柱,上設(shè)有眼距螺母。眼距螺母和二級(jí)透鏡架螺母柱實(shí)則為同一結(jié)構(gòu)。眼距螺母和眼距螺桿上的螺紋相配合,從而調(diào)節(jié)二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架的位置關(guān)系。相似的,二級(jí)透鏡架上也設(shè)置了用于連接眼距電位器撥片的眼距電位器連接孔。眼距電位器固定安裝在固定架上。在二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架前后移動(dòng)的過(guò)程中,二級(jí)透鏡架上的眼距電位器連接孔就會(huì)帶動(dòng)眼距電位器上的撥片移動(dòng),進(jìn)而改變了撥片在電位器中的位置,也就改變了電位器的輸出電壓,這個(gè)就是反饋電壓,反應(yīng)當(dāng)前二級(jí)透鏡架和固定架之間的距離關(guān)系。本實(shí)施例中視距和眼距調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)非常類(lèi)似。視距調(diào)節(jié)電機(jī)和眼距調(diào)節(jié)電機(jī)分別固定安裝在固定架上電機(jī)的輸出軸連接有齒輪。視距螺桿連接有視距齒輪和視距旋鈕,眼距螺桿連接有眼距齒輪和眼距旋鈕。本實(shí)施例采用螺桿、齒輪、旋鈕一體式設(shè)計(jì),減少零件數(shù)量。也可以做成幾個(gè)單獨(dú)的零件然后組裝到一起。視距螺桿和眼距螺桿均固定在固定架上,且有相對(duì)于固定架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的自由度。調(diào)節(jié)電機(jī)上的齒輪和螺桿上的齒輪嚙合,從而傳遞動(dòng)力。其中視距旋鈕和眼距旋鈕均露出固定架外殼,能夠提供手動(dòng)調(diào)節(jié)的功能,方便沒(méi)有電的時(shí)候使用。當(dāng)視距調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)視距齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而視距螺桿也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。由于視距螺桿相對(duì)于固定架前后位置固定,所以視距螺桿和視距螺母的配合,就會(huì)推動(dòng)手機(jī)托架相對(duì)于固定架的距離移動(dòng)。同理,眼距調(diào)節(jié)電機(jī)也會(huì)推動(dòng)二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架的距離移動(dòng)。手機(jī)托架上安裝有屏幕,其相對(duì)于固定架的距離就是視距。二級(jí)透鏡架上安裝有一級(jí)透鏡架以及透鏡,二級(jí)透鏡架相對(duì)于固定架的移動(dòng)也就是透鏡相對(duì)于固定架的距離移動(dòng)。由于固定架的貼面是貼合人的面部,固定架相對(duì)于人的面部是不能夠移動(dòng)的,所以透鏡相對(duì)于固定架的距離移動(dòng)也就是透鏡相對(duì)于人的面部、人的眼睛的距離移動(dòng),也即我們所要求的眼距。
以上顯示和描述了本申請(qǐng)的基本原理、主要特征和本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本申請(qǐng)不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本申請(qǐng)的原理,在不脫離本申請(qǐng)精神和范圍的前提下本申請(qǐng)還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本申請(qǐng)范圍內(nèi)。