【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学成像，更具体地，本专利技术涉及一种可调焦光学模组、头戴显示器及虚拟现实系统。
技术介绍
1、虚拟现实技术(virtual reality，vr)结合计算机三维图形显示、多媒体、仿真等多种技术成果，借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界。目前大多数头戴显示设备通常没有考虑到不同视力人群，如近视人用户或远视用户等需要额外佩戴眼镜后再戴上头戴显示设备，缺乏便利性。为了解决这一问题，一些生产厂家开始对头戴显示设备中的光学模组进行改进，使其具备调焦功能，从而适用于不同视力的使用人群。在公开号为cn211979341u的中国授权专利中也公开了类似的结构，其技术方案中通过转动转筒来改变两片镜片的间距，实现调焦目的。
2、在上述调焦机构中，镜筒侧壁的导向孔的展开图呈直线状，即转筒的转动角度与镜片的轴向位移呈正比。然而在镜片位移过程中，两个镜片的间距变化与光学模组的虚像距变化并不正比，这会导致用户在不同调焦度数区间内进行调节时，转动调节的幅度不一，难以将光学模组调整到合适的虚像距，这给用户操作带来了极大的不便。
技术实现思路
1、为了解决以上的问题，本申请提供一种可调焦光学模组，包括外镜筒、内镜筒和转筒，所述外镜筒和内镜筒上分别对应安装有第一光学元件和第二光学元件，所述外镜筒套设于内镜筒外且两者可沿光学模组的轴向相对移动，所述转筒可转动地套设于外镜筒外，所述内镜筒上设有定位件，所述外镜筒和转筒中任一者上设有导向槽，另一者上设有限位槽，
2、进一步地，所述导向槽平面展开后呈曲线状或多段折线状。
3、进一步地，所述第二光学元件由初始位置移动靠近第一光学元件的过程中，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k满足以下其中一种情况：
4、斜率k呈连续增大后连续减小趋势；
5、斜率k呈连续减小后连续增大趋势；
6、斜率k呈间断式增大、减小或不变趋势；
7、斜率k呈多段斜率不相同且段内斜率恒定不变的变化趋势。
8、进一步地，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k满足以下条件：0.01≤k≤0.2。
9、进一步地，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率最大值kmax与斜率最小值kmin满足以下条件：0＜kmax-kmin≤0.05。
10、进一步地，所述光学模组每调节100度调焦度数时第二光学元件的移动间距l100与模组厚度h满足以下条件：0＜l100/h≤0.1，所述模组厚度h为光学模组中远离显示屏的光学面至显示屏上的像面的距离。
11、进一步地，所述光学模组中第二光学元件的最大移动距离lmax与模组厚度h满足以下条件：0＜lmax/h≤0.5，所述模组厚度h为光学模组中远离显示屏的光学面至显示屏上的像面的距离。
12、进一步地，所述外镜筒上设有所述导向槽，所述转筒上设有所述限位槽，所述定位件穿过所述导向槽后安装于所述限位槽内。
13、本专利技术还提供了一种穿戴式显示设备，包括上述的可调焦光学模组。
14、本专利技术还提供了一种vr系统，包括上述的穿戴式显示设备。
15、有益效果：
16、本申请实施例提供一种可调焦光学模组，采用转筒、外镜筒和内镜筒相互配合来作为调焦机构，通过转动转筒，转筒带动内镜筒相对外镜筒进行转动，内镜筒上的定位件沿着导向槽进行滑动，从而驱使第二光学元件沿轴向进行移动，改变第二光学元件与第一光学元件和显示屏的距离，调节光学模组的虚像距，另外，通过设计导向槽的斜率呈连续或非连续变化，以使所述转筒的转动角度与光学模组的调焦度数成正比，从而实现了用户在任何调节区间内在转动转筒时，光学模组的虚像距的变化幅度保持一致，用户能够轻易地将光学模组调节到与自身的视力度数相匹配的虚像距，提高了调节的精确性和便利性。
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1.一种可调焦光学模组，其特征在于，包括外镜筒、内镜筒和转筒，所述外镜筒和内镜筒上分别对应安装有第一光学元件和第二光学元件，所述外镜筒套设于内镜筒外且两者可沿光学模组的轴向相对移动，所述转筒可转动地套设于外镜筒外，所述内镜筒上设有定位件，所述外镜筒和转筒中任一者上设有导向槽，另一者上设有限位槽，所述定位件穿过导向槽和限位槽中任一者后安装于另一者内，所述限位槽沿光学模组的轴向延伸，所述导向槽沿着光学模组周向朝轴线方向倾斜延伸，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率呈连续或非连续变化，以使所述转筒的转动角度与光学模组的调焦度数成预设比例，且比例的误差值不大于5％。
2.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述导向槽平面展开后呈曲线状或多段折线状。
3.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述第二光学元件由初始位置移动靠近第一光学元件的过程中，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k满足以下其中一种情况：
4.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k
5.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率最大值kmax与斜率最小值kmin满足以下条件：0＜kmax-kmin≤0.05。
6.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述光学模组每调节100度调焦度数时第二光学元件的移动间距L100与模组厚度H满足以下条件：0＜L100/H≤0.1，所述模组厚度H为光学模组中远离显示屏的光学面至显示屏上的像面的距离。
7.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述光学模组中第二光学元件的最大移动距离Lmax与模组厚度H满足以下条件：0＜Lmax/H≤0.5，所述模组厚度H为光学模组中远离显示屏的光学面至显示屏上的像面的距离。
8.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述外镜筒上设有所述导向槽，所述转筒上设有所述限位槽，所述定位件穿过所述导向槽后安装于所述限位槽内。
9.一种穿戴式显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的可调焦光学模组。
10.一种VR系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的穿戴式显示设备。
...【技术特征摘要】
1.一种可调焦光学模组，其特征在于，包括外镜筒、内镜筒和转筒，所述外镜筒和内镜筒上分别对应安装有第一光学元件和第二光学元件，所述外镜筒套设于内镜筒外且两者可沿光学模组的轴向相对移动，所述转筒可转动地套设于外镜筒外，所述内镜筒上设有定位件，所述外镜筒和转筒中任一者上设有导向槽，另一者上设有限位槽，所述定位件穿过导向槽和限位槽中任一者后安装于另一者内，所述限位槽沿光学模组的轴向延伸，所述导向槽沿着光学模组周向朝轴线方向倾斜延伸，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率呈连续或非连续变化，以使所述转筒的转动角度与光学模组的调焦度数成预设比例，且比例的误差值不大于5％。
2.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述导向槽平面展开后呈曲线状或多段折线状。
3.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述第二光学元件由初始位置移动靠近第一光学元件的过程中，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k满足以下其中一种情况：
4.根据权利要求1所述的可调焦光学模组，其特征在于，所述定位件沿导向槽移动路径的平面展开图各点的斜率k满足以下条件：0.01≤k≤0.2。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，付和平，严盈锋，张大为，
申请(专利权)人：广州纳立多科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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