1.本发明涉及显示设备的显示技术领域，特别是设备涉及一种显示设备调节装置及方法
。
背景技术：
2.随着虚拟现实
(virtual reality
，调节
vr)、装置
增强现实
(augmented reality
，及方
ar)
技术的法流持续发展，其所使用的显示近眼显示设备日渐普及
。
近眼显示设备是设备一种位于人眼附近
、
由光学系统放大形成大视场的调节新型显示器
。
3.近眼显示设备的装置显示源器件
(
如光学镜片
)、
图像源器件
(
如光学引擎
)
及观察者
(
人眼
)
的及方空间位置关系对视觉成像的观影舒适度有着很大程度的影响
。
良好的法流视觉成像显示效果可有效提高人眼的舒适度，增加视觉观影的显示享受度
。
4.然而，设备现有技术中近眼显示设备的调节显示源器件
、
图像源器件的位置通常是固定的
。
不同用户使用时会获取不同的视觉观影舒适度，无法进行个性化的调节
。
技术实现要素：
5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种显示设备调节装置及方法，能够实现图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置的高精度动态调节，有效提升了视觉观影舒适度
。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种显示设备调节装置，包括承载平台
、
位置调节机构和支撑机构：所述承载平台用于放置显示设备的图像源器件；所述位置调节机构与所述承载平台相连，用于调节所述图像源器件的位置；所述支撑机构包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部与所述位置调节机构相连，所述第二支撑部与所述显示设备的显示源器件相连，用于支撑所述位置调节机构和所述显示源器件
。
7.于本发明一实施例中，所述位置调节机构包括第一球面副机构
、
第二球面副机构和移动副机构；
8.所述第一球面副机构与所述承载平台相连，用于所述图像源器件围绕所述第一球面副机构的球心实现转动；
9.所述第二球面副机构与所述第一球面副机构相连，用于所述图像源器件围绕所述第二球面副机构的球心实现转动；
10.所述移动副机构分别与所述第二球面副机构
、
所述支撑机构相连，用于所述图像源器件沿所述第一支撑部实现轴线位移
。
11.于本发明一实施例中，所述第一球面副机构包括第一球体和第一球壳，所述第二球面副机构包括第二球体和第二球壳；所述第一球体与所述承载平台相连，所述第一球体设置在所述第一球壳内，所述第一球壳与所述第二球体相连，所述第二球体设置在所述第二球壳内，所述第二球壳与所述移动副机构相连
。
12.于本发明一实施例中，所述位置调节机构包括球面副机构
、
螺旋副机构和转动副机构；
13.所述球面副机构与所述承载平台相连，用于所述图像源器件围绕所述球面副机构的球心实现转动；
14.所述螺旋副机构与所述球面副机构相连，用于所述图像源器件沿所述螺旋副机构实现轴向调节；
15.所述转动副机构分别与所述螺旋副机构和所述支撑机构相连，用于所述图像源器件围绕所述第一支撑部所在平面实现角度调节
。
16.于本发明一实施例中，所述球面副机构包括球体和球壳；所述球体与所述承载平台相连，所述球体设置在所述球壳内，所述球壳与所述螺旋副机构相连
。
17.于本发明一实施例中，所述螺旋副机构包括滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的顶端与所述球面副机构通过螺旋结构相连接
。
18.于本发明一实施例中，所述转动副机构与所述支撑机构通过铰链连接，所述螺旋副机构与所述转动副机构固定连接
。
19.于本发明一实施例中，所述显示设备调节装置还包括传感机构，所述传感机构设置在所述位置调节机构上，用于采集所述位置调节机构的调节参数
。
20.于本发明一实施例中，所述调节参数包括输入角度参数和输入距离参数
。
21.本发明提供一种根据上述的显示设备调节装置的调节方法，包括以下步骤：
22.校准系统零点基准；
23.校准显示源器件基准；
24.校准图像源器件基准；
25.调节位置调节机构，判断显示设备的成像效果满足预设要求；若否，继续调节所述位置调节机构，直至所述显示设备的成像效果满足预设要求
。
26.如上所述，本发明的显示设备调节装置及方法，具有以下有益效果：
27.(1)
通过球面副机构
、
螺旋副机构和移动副机构
/
转动副机构的配合使用实现图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置的高精度动态调节，配合多种传感数据的实时采集
、
反馈及相应算法处理，有效提升了显示设备的视觉观影舒适度；
28.(2)
能够最大化补偿因观察者的个体差异而导致视觉观影舒适度的差异，满足了显示设备的个性化需求，极大扩充了显示设备的使用场景和受众群体；
29.(3)
通过精准量化图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置关系，为显示设备的设计提供数据依据，降低了经验设计的比例；
30.(4)
可靠性较高，操作简便，极大地提升了用户体验
。
附图说明
31.图1显示为本发明的显示设备调节装置于一实施例中的结构示意图；
32.图2显示为本发明的支撑机构于一实施例中的结构示意图；
33.图3显示为本发明的位置调节机构于一实施例中的结构示意图；
34.图4显示为本发明的球面副机构于一实施例中的结构示意图；
35.图5显示为本发明的螺旋副机构于一实施例中的结构示意图；
36.图6显示为本发明的显示设备调节装置的调节方法于一实施例中的流程图
。
37.元件标号说明
[0038]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
承载平台
[0039]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
位置调节机构
[0040]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
球面副机构
[0041]
211
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
球体
[0042]
212
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
球壳
[0043]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
螺旋副机构
[0044]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转动副机构
[0045]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑机构
[0046]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
图像源器件
[0047]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
显示源器件
具体实施方式
[0048]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效
。
本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变
。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0049]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目
、
形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态
、
数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂
。
[0050]
本发明的显示设备调节装置及方法通过球面副机构
、
螺旋副机构和移动副机构
/
转动副机构的配合使用，配合多种传感数据的实时采集
、
反馈及相应算法处理，能够实现图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置的高精度动态调节，有效提升了视觉观影舒适度，实现了显示设备的个性化调节，极具实用性
。
[0051]
本发明实施例中所描述的显示设备可以是
ar
眼镜
、xr
眼镜
、vr
眼镜
、mr
眼镜或者其它带有显示功能的智能眼镜或非智能眼镜
。
[0052]
如图1所示，于一实施例中，本发明所述的显示设备调节装置包括承载平台
1、
位置调节机构2和支撑机构
3。
[0053]
所述承载平台1用于放置显示设备的图像源器件
4。
所述图像源器件4提供所述显示设备需要显示的图像信息
。
优选地，所述图像源器件4采用光学引擎
。
[0054]
所述位置调节机构2与所述承载平台1相连，用于调节所述图像源器件
4。
具体地，通过所述位置调节机构2对所述承载平台1在横向
、
纵向
、
空间任意角度进行调节，进而带动所述图像源器件4进行位置调节，实现所述图像源器件
4、
所述显示设备的显示源器件5与观察者之间位置关系的精准调节，使得不同观察者均能获取最优视觉观影舒适度
。
具体地，不同的观察者使用所述显示设备时，自身与所述图像源器件和所述显示源器件的相对位置不同，进而导致观察者所感知到的视觉观影效果不同
。
故需要针对不同的观察者进行个性化的精准调节，以实现不同观察者的最优视觉观影舒适度
。
[0055]
所述支撑机构3分别与所述位置调节机构
2、
所述显示源设备5相连，用于支撑所述
位置调节机构3和所述显示源设备
5。
如图2所示，所述支撑机构3包括一个或多个支撑杆
。
所述显示源器件5用于显示所述图像源器件4提供的图像信息，以使用户完成虚拟现实体验或增强现实体验
。
优选地，所述显示源器件5采用光学镜片
。
[0056]
在本发明中，所述位置调节机构需要在空间角度和空间位移上对所述图像源器件进行精准调节
。
下面通过具体实施例来描述所述位置调节机构的具体结构
。
[0057]
实施例一
、
所述位置调节机构包括第一球面副机构
、
第二球面副机构和移动副机构
。
[0058]
所述第一球面副机构与所述承载平台1相连，其具有三个自由度，分别为绕
x、y、z
轴转动，用于所述图像源器件4围绕所述第一球面副机构的球心实现转动
。
具体地，所述第一球面副机构包括第一球体和第一球壳，所述第一球体设置在所述第一球壳内，所述第一球体与所述承载平台1相连，并在所述第一球壳内绕某点进行三轴转动，从而带动所述承载平台1上的所述图像源器件4围绕所述第一球体的球心实现转动，进而实现在三维空间的任意角度调节
。
[0059]
所述第二球面副机构与所述第一球面副机构相连，其具有三个自由度，分别为绕
x、y、z
轴转动，用于所述图像源器件4围绕所述第二球面副机构的球心实现转动
。
具体地，所述第二球面副机构包括第二球体和第二球壳，所述第二球体设置在所述第二球壳内，所述第二球壳与所述移动副机构相连；所述第二球体与所述第一球壳相连，并在所述第二球壳内绕某点进行三轴转动，从而带动所述图像源器件4围绕所述第二球体的球心实现转动，进而实现在三维空间的任意角度调节
。
[0060]
所述移动副机构分别与所述第二球面副机构
、
所述支撑机构3相连，用于所述图像源器件4沿所述第一支撑部实现轴线位移
。
[0061]
实施例二
、
如图1和图3所示，所述位置调节机构2包括球面副机构
21、
螺旋副机构
22
和转动副机构
23。
[0062]
所述球面副机构与所述承载平台1相连，其具有三个自由度，分别为绕
x、y、z
轴转动，用于所述图像源器件4围绕所述球面副机构
21
的球心实现转动
。
如图4所示，所述球面副机构
21
包括球体
211
和球壳
212
，所述球体
211
设置在所述球壳
212
内
。
所述球壳
212
与所述螺旋副
22
相连；所述球体
211
与所述承载平台1相连，并在所述球壳
212
内绕某点进行三轴转动，从而带动所述承载平台1上的所述图像源器件4围绕所述球体
211
的球心实现转动，进而实现在三维空间的任意角度调节
。
[0063]
所述螺旋副机构
22
与所述球面副机构
21
相连，用于所述图像源器件4沿所述螺旋副机构实现轴向调节
。
具体地，所述螺旋副机构
22
具有一个自由度，即绕自身轴转动，从而将回转运动转换成直线运动，实现轴向的空间位移的调节
。
如图5所示，优选地，所述螺旋副机构
22
采用滚珠丝杆
。
所述滚珠丝杆的顶端设置有螺旋纹，与所述球面副机构
21
的球壳通过螺旋结构相固定
。
[0064]
所述转动副机构
23
与所述螺旋副机构
22
和所述支撑机构3相连，用于所述图像源器件围绕所述第一支撑部所在平面实现角度调节
。
具体地，所述转动副机构
23
具有一个自由度，即在某一平面内绕轴转动，可实现所述某一平面内转动
。
优选地，所述转动副机构
23
采用平面铰链结构
。
所述螺旋副机构
22
一端设置有孔，与所述平面铰链结构固定连接
。
同时，所述转动副机构
23
与所述支撑机构3通过铰链连接
。
[0065]
于本发明一实施例中，本发明的显示设备调节装置还包括传感机构，所述传感机构设置在所述位置调节机构2上，用于采集所述位置调节机构的调节参数
。
具体地，所述传感机构包括若干的角度传感器
、
位移传感器等，从而采集所述位置调节机构2在空间角度变化和轴向位移变化，以辅助判断所述图像源器件
4、
所述显示源器件5和观察者之间的空间位置是否能够获取最佳视觉观影舒适度
。
[0066]
因此，通过上述显示设备调节装置中位置调节机构对图像源器件的位置调节，能够实现图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的精准位置调节，从而提供个性化的最优视觉观影舒适度
。
其中，需通过所述参数调节机构进行位置精准调节
。
如图6所示，于一实施例中，本发明的显示设备调节装置的调节方法包括以下步骤：
[0067]
步骤
s1、
校准系统零点基准
。
[0068]
具体地，对所述显示设备调节装置的系统零点基准进行校准
。
优选地，所述系统零点机构设置在支撑机构上
。
[0069]
步骤
s2、
校准显示源器件基准
。
[0070]
步骤
s3、
校准图像源器件基准
。
[0071]
步骤
s4、
调节位置调节机构，判断显示设备的成像效果满足预设要求；若否，继续调节所述位置调节机构，直至所述显示设备的成像效果满足预设要求
。
[0072]
具体地，在完成系统零点基准
、
显示源器件基准和图像源基准的校准后，基于传感机构获取所述位置调节机构当前的调节参数
。
首先，将图像源器件和显示源器件进行初始校准并复位，并将此状态作为所述显示设备调节装置的初始工作状态
。
接着，判断当前的调节参数下的显示设备的成像效果满足预设要求；若满足，则调节结束；若不满足，则继续进行调节，直至所述显示设备的成像效果满足预设要求
。
于本发明一实施例中，所述预设要求包括成像精度阈值
、
成像距离阈值等等
。
需要说明的是，在满足所述预设要求的情况下，保存所述调节参数；在不满足所述预设条件的情况下，需要调节所述位置调节机构，并获取更新后的调节参数，如此循环，直至更新后的调节参数满足所述预设条件
。
[0073]
在本发明中，针对上述实施例三中的位置调节机构，所述图像源器件
、
所述显示源器件和观察者之间的空间位置
p
可描述为所述球面副机构
、
所述螺旋副机构和所述移动副机构之间的函数，即：s(p)
＝
f(
θi,
ηj,
φj,l0)
，
i∈(x,y,z)
，
j∈x。
其中，s(p)
为空间任一点
p
的状态量；
θi为球面副机构绕
x,y,z
轴的转动角度；
η
x
为螺旋副机构绕自身轴的转动角度；
φj为移动副机构在某一平面内转动角度；
l0为所述球面副机构
、
所述螺旋副机构和所述移动副机构之间的运动副间距
。
上式可进一步简化为s(p)
＝
f(
ω
,l)
，其中
ω
为输入角度参数，
l
为输入距离参数，且
l
由运动副间距和系统可调节位移距离确定
。
由上可知，本发明中图像源器件的任一点空间状态只与输入角度参数和输入距离参数有关，进而能够定量精准描述所述图像源器件在任一点的空间位置关系，从而影响人眼观看成像画面的效果
。
[0074]
故根据所述输入距离参数和所述输入角度参数即可获知显示设备的成像效果，进而判断其是否满足预设要求
。
若满足预设要求，则当前调节操作结束，并保存所述输入距离参数和所述输入角度参数，以便于该观察者下次使用所述显示设备时直接进行调用，无需再次调节；若不满足预设要求，则调节所述位置调节机构，获取更新后的输入距离参数和输入角度参数并进行成像效果判断，如此循环，直至所述显示设备的成像效果满足预设要求
。
例如，当所述预设要求为成像精度阈值时，每次调节所述输入距离参数和
/
或所述输入角度
参数后，采集显示设备的实时成像精度
。
比对所述实时成像精度和成像精度阈值；若所述实时成像精度不满足所述成像精度阈值的要求，则继续调节所述输入距离参数和
/
或所述输入角度参数，直至所述实时成像精度满足所述成像精度阈值的要求
。
[0075]
综上所述，本发明的显示设备调节装置及方法通过球面副机构
、
螺旋副机构和移动副机构
/
转动副机构的配合使用实现图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置的高精度动态调节，配合多种传感数据的实时采集
、
反馈及相应算法处理，有效提升了显示设备的视觉观影舒适度；能够最大化补偿因观察者的个体差异而导致视觉观影舒适度的差异，满足了显示设备的个性化需求，极大扩充了显示设备的使用场景和受众群体；通过精准量化图像源器件
、
显示源器件和观察者之间的空间位置关系，为显示设备的设计提供数据依据，降低了经验设计的比例；可靠性较高，操作简便，极大地提升了用户体验
。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值
。
[0076]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明
。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变
。
因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖
。