一种头戴式显示器的自动调节装置制造方法及图纸

本申请是公开一种头戴式显示器的自动调节装置。可解决原有手动调节麻烦、不准确的问题。本申请提出一种方法，使用户能够在一个界面输入自己的参数，系统根据用户的具体参数驱动头戴式显示器，调节眼睛、透镜、屏幕的相对位置。并公开一种装置，利用上述方法，通过设置电机和舵机以螺杆螺母或齿轮齿条等传动方式以及电位器等反馈装置来实现自动调节各项参数。主要应用于高端头戴式显示器。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于虚拟现实头戴式显示设备领域。虚拟现实设备是一种头戴式的3D影像显示器。用户将带有屏幕的设备佩戴在头上，通过透镜观察屏幕获得沉浸式视觉体验。具体的，本申请是公开一种头戴式显示器的自动调节方法、系统和装置。
技术介绍
虚拟现实设备是一种戴在头上的显示设备，利用双眼的视差原理，用透镜将左右画面分别投射到左右眼睛中去，从而形成3D视觉的设备。虚拟现实显示设备是一种头戴式的3D影像显示器，分为自带屏幕的完整的头盔和利用手机屏幕的手机3D立体眼镜。人的两个眼睛分别通过两个或者两组透镜分别观看后方屏幕上对应的左右格式的影响形成3D观感。可参照专利：CN201420493114、201320327262、CN201420169701、USD701206、USD738374、CN201420512363、USD719953，以及本人已经申请的专利201420529370.X等相关专利的记载。以上专利有些有可调节的功能，有的没有。以上专利存在的问题是，所有的调节均为手动调节。手动调节需要用户自己动手调节，比较麻烦。事实上，用户可能并不知道什么样的参数是最好的，是健康的，是合适某特定用户的。比如用户可能存在调节的过近的情况，虽然这样也能看得清楚，但是这样会对视力造成伤害。而且手动调节之后，相关的参数也没有上传给显示设备，显示设备不能够根据当前的透镜、眼睛、屏幕的距离和位置关系来及时调整画面。手动调节比较麻烦，用户比较懒，可能不愿意调节，将就着看了，效果也不是最好。也就是说，现有技术没有意识到自动调节的重要性，也没有自动调节的方法、系统和装置，也就不能适应用户的视力、瞳距等参数，不能给用户带来最合适的，最优化的体验。要解决这个问题，需要给头戴式显示器设置伺服运动的自动调节装置。也就是说，用户只管输入参数，调节的过程由设备来自动完成。本专利技术正是公开这样的方法流程，系统构成，和对应的调节装置。
技术实现思路
为了能够解决这些问题，本专利技术提出一种方法，使用户能够在一个界面输入自己的参数，系统根据用户的具体参数驱动头戴式显示器（后文简称头显，头戴式显示器=头显），调节头显的各部件到相应的位置。本专利技术所指的用户参数包括用户的视力、瞳距、以及眼睛到透镜的距离，本文称眼距。眼距调节的必要性是因为每个人的眼窝凹陷不同，所以戴上头显后眼睛到透镜的距离就不同，而我们需要调节这个距离，使不同的用户的眼距保持一致。本专利技术所指的用户界面包括手机上的应用程序界面或者电脑上的应用程序界面。分别对应了手机虚拟现实眼镜和电脑端的虚拟现实眼镜。本专利技术所指的用户界面还可以是一个特制的遥控器，用来调整各部件位置的遥控器。以上所述的手机、电脑、遥控器统称为终端设备。既用户在终端设备的用户界面上输入各项参数。以上所述的界面统称为用户界面。本专利技术所指的头戴式显示器包括手机虚拟现实眼镜既手机3D立体眼镜，和电脑虚拟现实眼镜，如OCULUS等产品，还包括含有屏幕、cpu、主板、电池等部件的头戴式一体化显示设备。其中，在一体式头显中，用户界面还可以是显示在头显之中的，既用户需要戴上头显才能看到用户界面，才能进行输入和调节。此时的用户界面，指的是虚拟现实3d的界面。本专利技术所指的头显的各部件包括用户的眼睛、头显主体、眼距调节装置、视距调节装置、瞳距调节装置，屏幕。所述的头显主体既头戴式显示器的主体部分。眼距调节装置调节眼睛到透镜的距离，包括眼睛、透镜、各级透镜架、连接和驱动装置、位置反馈装置。视距调节装置调节透镜到屏幕的距离，包括透镜、各级透镜架、屏幕、连接和驱动装置、位置反馈装置。视距和眼距调节装置有共用的部分也有差异，但各自成为一套系统，部件之间存在共用。后文会具体分开。瞳距调节装置包括透镜、各级透镜架、连接和驱动装置、位置反馈装置。既，本专利技术总共包含三套独立调节装置，三套独立的连接和驱动装置、位置反馈装置，分别为视距、眼距、瞳距的调节服务。以上所述的连接和驱动装置中的连接装置主要是连接动力设备并且传递动力的装置，比如齿轮齿条、螺纹螺杆等；驱动装置是指提供运动的装置，如电机、舵机、电磁铁、电动气液泵等。以上所述的连接和驱动装置是提供动力并且用传动机构和连接机构将动力和需要运动的部件连接并且传递动力的装置。以上所诉的位置反馈装置是连接到连接和驱动装置上，或者连接到最终需要调节的部件上，用以反馈最终所需要调节的部件之间的相互距离关系的装置。位置反馈装置与连接和驱动装置共同组成一套完整的伺服装置、伺服系统。（本申请中的伺服装置与伺服系统两词同意）。所述的伺服系统用以实现对头显中各部件相对位置的调节，既调节各项参数。以上所述三项调节功能中的伺服装置，可以由一个控制板控制，也可以设立子控制板分别控制。本专利技术所指的方法，对于每一套调节装置均适用。实际情况下，若觉得其中一项功能没有必要，可只调节其他的功能。既本专利技术所述的方法适用于视距和\\或眼距和\\或瞳距的调节。我们自己的产品，也可能只有一项或两项是按照本专利技术所述的方法进行调节，而其他的调节要么就手动调节，要么就干脆固定住，不允许用户调节，不存在这个功能。以上所述的连接和驱动装置、位置反馈装置，共同组成伺服系统。本专利技术说所指的用户界面，上面显示用户所需的几项参数，供用户输入。用户输入具体的参数之后，由此装置（手机、电脑、遥控器）将对应的参数传递给头显上的控制板，控制板的程序接收此参数，并转换为对应的伺服系统指令发给伺服系统，或者按照参数直接控制伺服系统。其中控制板给伺服系统发送指令的方式是伺服系统也具有单独的独立的控制系统，能够根据控制板传来的指令驱动自身的连接和驱动装置（比如电机带动齿轮驱动齿条）到达目标位置，并且自己完成位置反馈装置的读取、比较、定位；控制板直接控制伺服系统则是由控制板直接控制连接和驱动装置，并按照位置反馈装置的反馈来纠正自己的控制策略（电机的正转、反转、停止），最终达到目标位置。后文这两种方式都会设有，且在一个实施例中。但本文对功能和方式的分配并不绝对，具体的哪种调节功能对应那哪种方式，是很灵活的。你可以只用一个控制板，伺服系统不设控制板，也可以控制板只发送指令，驱动和定位都由伺服系统的控制板（以下称伺服系统内的控制板为二级控制板或者子控制板）来完成。所述的连接和驱动装置主要包括电机、电磁铁、齿轮组、齿条、链轮、链条、皮带轮、皮带、同步带、同步轮、连杆、螺母、螺杆、涡轮、蜗杆等，还包括直接输出直线运动的直线电机、电动推杆、电动缸、液压缸、气压缸、直线舵机等。其中的电机和电磁铁属于驱动部件，其余属于连接部件。驱动部件提供驱动力，通过连接部件来传动、放大、减速，最终还要连接具体的调节功能的零件，推动这些零件改变其相对位置。后文的具体实施例中，每一个参数所对应的连接和驱动装置都可以是上面所列举的其中一种。所述的位置反馈装置主要包括电位器（旋转电位器、线性电位器）、编码器、光栅、霍尔传感器、直线位置传感器等。位置反馈装置可以直接反应所需要调节的功能所对应的零件的位置，也可以反应连接和驱动装置的位置，通过减速比的推算来算出最终的零件所在的位置。比如可以在电机上设置编码器，由电机旋转的实际圈数除以减速比来推算其所连接的调节装置的位置。后文的具体实施例中，每一个参数所对应的位置反馈装置都是上面所列举的其中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，本装置具有用户界面、终端设备、头戴式显示器、控制板、伺服装置，其中用户界面用于用户输入参数，终端设备将信息通过有线或者无线的方式传递给头戴式显示器，头戴式显示器中的控制板取得信息，解读信息并控制伺服装置或者按照此信息和位置反馈装置的反馈直接控制连接和驱动装置，伺服装置、连接和驱动装置均与距离调节系统相连，从而完成各参数的调节。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，本装置具有用户界面、终端设备、头戴式显示器、控制板、伺服装置，其中用户界面用于用户输入参数，终端设备将信息通过有线或者无线的方式传递给头戴式显示器，头戴式显示器中的控制板取得信息，解读信息并控制伺服装置或者按照此信息和位置反馈装置的反馈直接控制连接和驱动装置，伺服装置、连接和驱动装置均与距离调节系统相连，从而完成各参数的调节。2.根据权利要求1所述的一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，其还可以包括与用户界面所通信的存储装置，用于存储用户所输入的各项参数，并可向用户界面提供先前保存的各项参数。3.根据权利要求1所述的一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，包括：终端设备上具有用户界面，终端设备和头戴式显示器相连，头戴式显示器中设有控制板，头戴式显示器中还包括n项伺服装置和n项连接和驱动装置以及位置反馈装置，头戴式显示器中的控制板和伺服装置、连接和驱动装置、位置反馈装置之间电性连接。4.根据权利要求1所述的一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，在控制板和伺服装置或控制板和连接和驱动装置、位置反馈装置之间设置子控制板。5.根据权利要求1所述的一种头戴式显示器的自动调节装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵山山，
申请(专利权)人：赵山山，
类型：新型
国别省市：江苏;32