CN116165801B - 光学模组以及可穿戴设备 - Google Patents
光学模组以及可穿戴设备Info
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Abstract
本申请实施例提供了一种光学模组以及可穿戴设备;光学模组包括成像镜组、第一支架、镜筒、屏幕支架、滑动件及旋钮;成像镜组包括设于第一支架的第一镜片,第一镜片为切边镜片;第一支架设于镜筒内;屏幕支架设于镜筒的一端且背离镜筒的一侧设有装配部,装配部包括多个间隔设置并围成圆环结构的装配段,装配段上设有第一螺纹;滑动件盖设于装配部并与第一支架连接,滑动件包括限位轴及围绕限位轴设置的镂空区,镂空区与装配段一一对应设置,装配段从对应的镂空区伸出;旋钮包括连接孔,旋钮套设于装配部外,限位轴插接于连接孔,旋钮的内壁上设有第二螺纹;旋转旋钮,第二螺纹与第一螺纹的螺纹运动转变为驱使滑动件带动第一支架沿镜筒的轴向运动。
Description
技术领域
本申请实施例涉及光学成像技术领域,更具体地,本申请实施例涉及一种光学模组以及可穿戴设备。
背景技术
虚拟现实技术(Virtual Reality,VR),又称灵境技术,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体,其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛。同时,由于使用人群的视力差距较大,VR设备需要满足不同视力人群的需求。因此,VR设备带有视度调节的功能是非常有必要的。
在现有技术中,通常是在镜片无切边的情况下,也即在圆形镜片的基础上通过转动镜片来调节可动的镜片与固定镜片之间的距离,从而实现视度的调整。但是,在遇到光学方案中的镜片存在切边的情况下,采用传统的镜片转动方式来改变可动的镜片在镜筒内位置的方案就不适用了。在现有的VR设备中使用切边镜片的好处在于可以避让佩戴者的鼻梁和眉骨等区域,这使得切边镜片在VR设备中的使用逐渐增多。因此,研究包含切边镜片的光学模组的视度调节方案是非常有必要的。
发明内容
本申请的目的是提供一种光学模组以及可穿戴设备的新技术方案,能够实现在光学模组中的镜片有切边情况下的视度调节。
第一方面,本申请提供了一种光学模组。所述光学模组包括:
成像镜组,所述成像镜组包括至少第一镜片,所述第一镜片为切边镜片;
第一支架,所述第一镜片设于所述第一支架内;
镜筒,所述第一支架可移动地设于所述镜筒内;
屏幕支架,所述屏幕支架设于所述镜筒的一端,所述屏幕支架背离所述镜筒的一侧设有装配部,所述装配部包括多个装配段,所述多个装配段间隔设置并围成圆环结构,所述装配段的外壁上设有第一螺纹;
滑动件,所述滑动件盖设于所述装配部,所述滑动件与所述第一支架连接,所述滑动件包括限位轴及围绕所述限位轴设置的镂空区,所述镂空区与所述装配段为一一对应设置,所述装配段从对应的所述镂空区伸出;
旋钮,所述旋钮包括连接孔,所述旋钮套设于所述装配部的外部,所述限位轴插接于所述连接孔,所述旋钮的内壁上设有与所述第一螺纹相适配的第二螺纹;
调焦时转动所述旋钮,所述第二螺纹与所述第一螺纹的螺纹旋转运动转变为驱使所述滑动件带动所述第一支架沿所述镜筒的轴向运动,以使所述第一镜片可匹配目标对象的视度。
可选地,所述第一支架包括架体及设于所述架体一侧的至少两个支柱,所述支柱穿过所述镜筒与所述滑动件连接;
所述架体上开设有镜片安装区,所述第一镜片固定设于所述镜片安装区内。
可选地,所述支柱设置为三个,且三个所述支柱沿所述架体的周侧呈均匀布设。
可选地,所述滑动件的边缘设置有支脚,所述支脚与所述支柱为一一对应设置,所述支柱穿过所述镜筒并与相应的所述支脚连接,以使所述滑动件与所述第一支架连接为一体。
可选地,所述支脚上设置有装配孔,所述支柱的一端穿过所述装配孔并在所述支脚的背面通过卡簧固定。
可选地,各所述镂空区围合成圆形的避让区域,且任意相邻的两个所述镂空区之间通过分隔件隔开;
所述限位轴的一端与各所述分隔件连接并位于所述避让区域的中心。
可选地,所述屏幕支架包括支撑体及与所述支撑体连接的电控部;
所述电控部用于与所述支撑体内收容的显示屏形成电连接。
可选地,所述成像镜组还包括第二镜片,所述第二镜片设置为切边镜片,所述第二镜片的切边侧与所述第一镜片的切边侧相对应;
所述第二镜片设于所述镜筒远离所述屏幕支架的一端。
可选地,所述第二镜片粘接固定于第二支架内,所述第二支架具有与所述第二镜片的切边侧相适配的侧部,所述第二支架固定设置在所述镜筒远离所述屏幕支架的一端。
可选地,所述成像镜组还包括第三镜片,所述第三镜片设于所述镜筒内并位于所述屏幕支架的一侧。
可选地,所述第一镜片、所述第二镜片及所述第三镜片沿所述镜筒的轴向呈间隔设置,所述第一镜片、所述第二镜片及所述第三镜片位于同一光轴。
可选地,所述限位轴包括轴体和设于所述轴体外壁上的卡接件;
所述轴体为中空结构,所述轴体远离所述镂空区的一端设有两个相对的U形槽;
在所述轴体插设于所述连接孔时,所述U形槽可使所述轴体发生弹性形变以使所述卡接件进入所述连接孔;
在所述轴体插设于所述连接孔后,所述卡接件用于对所述轴体从所述连接孔的脱出形成止挡。
可选地,所述旋钮的外壁上设置有防滑结构。
第二方面,本申请提供了一种可穿戴设备,所述可穿戴设备包括:
壳体;以及
如第一方面所述的光学模组,所述光学模组设于所述壳体。
可选地,所述壳体为镜架,所述镜架上设置有两个镜框,所述光学模组设置为两个,两个所述光学模组分设在所述两个镜框内。
本申请的有益效果在于:
本申请实施例提供了一种光学模组,将可移动的第一镜片设置为切边镜片,同时设计将旋钮的螺纹旋转运动转化为滑动件的上下移动,可以通过该滑动件驱使第一镜片在镜筒内部沿镜筒的轴向进行平移运动,实现了在光学模组中的镜片存在切边情况下的视度调节。
通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述,本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例,并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
图1为本申请实施例提供的光学模组的结构分解示意图;
图2为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之一;
图3为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之二;
图4为本申请实施例提供的光学模组的结构示意图之三;
图5为本申请实施例提供的光学模组的第二支架的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的光学模组的第二镜片的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的光学模组的第一镜片的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的光学模组的第一支架的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的光学模组的镜筒的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的光学模组的屏幕支架的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的光学模组的滑动件的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的光学模组的旋钮的结构示意图之一;
图13为本申请实施例提供的光学模组的旋钮的结构示意图之二。
附图标记说明:
1、第一镜片;101、镜片切边A;2、第一支架;201、支柱;202、镜片安装区;203、纵切面A;3、镜筒;301、通孔;302、止挡件;4、屏幕支架;401、装配部;4011、装配段;402、电控部;403、第一螺纹;5、滑动件;501、限位轴;5011、卡接件;5012、U形槽;502、镂空区;503、支脚;504、分隔件;6、旋钮;601、第二螺纹;602、连接孔;603、防滑结构;7、卡簧;8、第二镜片;801、镜片切边B;9、第二支架;901、纵切面B;10、第三镜片。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种光学模组,所述光学模组适用于可穿戴设备。所述可穿戴设备例如包括有头戴显示设备(Head mounted display,HMD)。所述头戴显示设备例如包括有VR头戴设备,VR头戴设备例如包括VR眼镜或者VR头盔等形式,本申请实施例对此不做具体限制。
在VR产品设计中,以VR眼镜为例,为了使产品在佩戴时能够避让用户的鼻梁、眉骨等区域,提高佩戴舒适性,可以设计将光学模组中所应用的镜片进行切边处理,镜片就形成了非整圆形结构,对应的镜筒也就形成了非整圆的外形。其中,VR眼镜中采用的切边镜片为不规则的形状。
切边镜片在VR产品中的应用虽然利于提升佩戴的舒适性,但切边镜片的光学方案也会引发弊端问题,例如由于使用人群的视力差异较大,所以需要调节镜片之间的间距或者调节镜片与显示屏之间的距离,以满足屈光度(视度)调节,而镜片在切边后为不规则的外形,无法通过传统的调节件带动镜片转动并将转动运动转变为沿光轴方向的移动,不能满足不同视力人群的使用需求。
本申请实施例提供的光学模组,参见图1至图4,所述光学模组包括:成像镜组、第一支架2、镜筒3、屏幕支架4、滑动件5及旋钮6。所述成像镜组包括至少第一镜片1,所述第一镜片1设置为切边镜片。所述第一镜片1设于所述第一支架2内。所述第一支架2可移动地设于所述镜筒3内。所述屏幕支架4设于所述镜筒3的一端,所述屏幕支架4背离所述镜筒3的一侧设有装配部401,参见图10,所述装配部401包括多个装配段4011,且所述多个装配段4011间隔设置并围成圆环结构,所述装配段4011的外壁上设有第一螺纹403;所述滑动件5盖设于所述装配部401,所述滑动件5与所述第一支架2连接,所述滑动件5包括限位轴501及围绕所述限位轴501设置的镂空区502,所述镂空区502与所述装配段4011为一一对应设置,且所述装配段4011从对应的所述镂空区502伸出。参见图12及图13,所述旋钮6包括连接孔602,所述旋钮6套设于所述装配部401的外部,所述限位轴501插接于所述连接孔602,所述旋钮6的内壁上设有与所述第一螺纹403相适配的第二螺纹601。
在进行调焦时可转动所述旋钮6,所述第二螺纹601与所述第一螺纹403的螺纹旋转运动转变为驱使所述滑动件5带动所述第一支架2沿所述镜筒3的轴向运动,以使所述第一镜片1可匹配目标对象的视度。
对于传统的包含多个镜片的VR光学设计方案而言,其多为定焦方案,在此基础上,成像镜组中的各个镜片之间具有预设间隔,形成的整个光学模组的视度是无法进行调整的。
而若要实现光学模组的视度调节功能,在目前的技术中通常是在成像镜组中设置可动镜片,而可动镜片的外形通常为圆形,这样,可动镜片在调节件的控制下,可以在发生旋转运动的同时实现沿自身光轴方向的直线运动,以实现可动镜片的位置调整,从而实现了调整光学模组中可动镜片与固定镜片之间的距离,以此实现光学模组的视度调整。然而,这一视度调整方案的关键在于:光学模组中的可动镜片须为圆形镜片,而对于切边镜片显然并不适用。这是因为:切边镜片基于外形是非整圆形,无法通过控制其在转动的过程中实现沿自身光轴方向的直线运动。也就是说,传统的光学模组视度调整方案在遇到切边镜片的情况下就无法适用了。
本申请上述实施例提供的光学模组中所设计的调焦(视度调整)方案,可以不受限于镜片的形状,其不仅适合切边镜片,当然也适合圆形镜片。换言之,本申请实施例提供的光学模组调焦方案对于镜片的外形并没有特定要求,其适用范围较广。
在本申请的实施例中,所述第一镜片1设置为切边镜片,参见图1及图7,考虑到所述第一镜片1在整个光学模组中作为可动镜片使用以及本身具有切边的不规则外形特点,设计所述第一镜片1不做转动运动,而是在驱动下直接做沿镜筒3轴向(也即沿自身光轴方向)的直线运动。
具体而言,将所述第一镜片1设于第一支架2内并通过所述第一支架2将所述第一镜片1装配至所述镜筒3内,同时,所述第一支架2还与支撑显示屏的屏幕支架4配合连接,所述屏幕支架4被设计为具有圆环结构的装配部401,并为所述装配部401配设了相配合的滑动件5及旋钮6;其中,所述旋钮6可相对于所述装配部401发生转动,以将螺纹旋转运动转变为驱动所述滑动件5沿所述镜筒3轴向的直线运动,由于设计了所述滑动件5与所述第一支架2连为一体,这样,随着所述滑动件5的运动,就可以驱使所述第一支架2带动所述第一镜片1在所述镜筒3内沿轴向进行平移运动。如此,所述第一镜片1可以随着所述第一支架2在所述镜筒3内沿所述镜筒3的轴向做直线运动,所述第一镜片1可以靠近或者远离显示屏,从而根据调焦的具体需求,达到匹配目标对象的视度的目的。
也就是说,本申请实施例提供的技术方案,通过结构的全新设计,使得具有切边的所述第一镜片1在驱动下仅做直线运动,无需通过转动运动转变为直线运动,这样对于所述第一镜片1的外形可以不做任何限制。
本申请的实施例中,是将发生转动的部件由可动镜片(本申请中的第一镜片1)转移至其他部件如所述屏幕支架4和所述滑动件5。具体而言,通过在所述屏幕支架4上设置圆形的装配部401,其与所述滑动件5和所述旋钮6相互配合,可以实现将所述旋钮6与所述装配部401之间的螺纹旋转运动转变为所述滑动件5的直线运动,从而利用所述滑动件5直接驱使所述第一镜片1在所述镜筒3内产生直线运动。随着所述第一镜片1在所述镜筒3内位置的改变就可以实现视度的自由匹配。
在本申请上述的实施例中,可以移动的所述第一镜片1为切边镜片,其具有镜片切边A101,参见图1及图7,这使得所述第一镜片1从外观上呈现出非整圆形结构,也即为一种不规则形状。则对应的所述第一支架2也应当设计为具有与上述镜片切边A101相适配的纵切面,可参见图8,所述第一支架2的边缘具有纵切面A203。此时,所述镜筒3为非整圆形结构,如此可以避让佩戴者的鼻梁和眉骨等区域,如此利于提升佩戴舒适性。
在本申请上述的实施例中,利用了所述第一支架2来承载具有切边的第一镜片1。所述第一支架2可以保护所述第一镜片1,同时便于所述第一镜片1在所述镜筒3内的组装和移动控制。
本申请实施例提供的光学模组,其中设计了具有切边的第一镜片1能够在设定范围内沿所述镜筒3的轴向做直线运动,如此可以调节所述第一镜片1在所述镜筒3内的位置,也即可以调整显示屏与所述第一镜片1之间的距离,从而能够实现屈光度的调节,以此能够准确匹配用户的视度。
本申请实施例提供的光学方案,形成的光学模组可用于不同视度的人群。可以提升佩戴眼镜的用户的使用体验感。用户无需佩戴眼镜,可以通过光学模组具有的视度调节功能匹配自己的视度。这对于提高用户的视觉体验是有利的。
可选的是,所述旋钮6的转动可以通过驱动机构进行驱动。
当然,对于所述旋钮6的转动也可以直接由人工进行驱动,本申请中对于驱动所述旋钮6转动的驱动方式并不做具体限制。
需要说明的是,本申请实施例提供的光学调焦方案尤其适用于大切边镜片的镜筒,当然对于圆形镜片的常规镜筒也同样适用,适用范围广。
本申请实施例提供的光学模组,其中的屏幕支架4设计为固定不动。也就是说,在光学模组中的显示屏固定不动的情况下,通过控制所述第一镜片1的直线运动,实现所述显示屏与所述第一镜片1间距离的精确调节。
本申请实施例提供的光学模组包含成像镜组,所述成像镜组包括至少一个可以移动的镜片,用于调整视度,其还可以包括一个或多个固定镜片。
在一个例子中,参见图1,所述光学模组的成像镜组包括三个镜片,其中一个镜片设置为可动镜片且为切边镜片(如图1中示出的第一镜片1),其余两个镜片设置为固定不动的镜片;同时,在该光学模组内还可以设置例如分光元件、相位延迟器及偏振反射元件等光学器件,用以使整个光学模组形成折叠光路(pancake)结构,成像的光线在形成的折叠光路之间进行折返,能够延长光线的传播路径,利于最终的清晰成像。折叠光路设计可以减小光学模组沿光轴方向的尺寸和光学模组的重量,这就利于实现VR设备的轻薄化,可以提高佩戴的舒适感。
需要说明的是,在本申请实施例的光学模组中,可以根据具体需要灵活调整镜片的数量。
其中,所述分光元件例如为半透半反射器件,可供一部分光线透射,另一部分光线反射。所述分光元件的反射率例如为47%~53%。
其中,所述相位延迟器例如为四分之一波片。当然,这里的所述相位延迟器也可根据需要设置为其他相位延迟片如半波片等。所述相位延迟器可用于改变光线的偏振状态。例如,用于将线偏振光转化为圆偏振光,或将圆偏振光转化为线偏振光。
其中,所述偏振反射元件是一种水平线偏振光反射,竖直线偏振光透过的偏振反射器,或者其他任一特定角度线偏振光反射,与该角度垂直方向线偏振光透过的偏振反射器。
在本申请的实施例中,所述相位延迟器与所述偏振反射元件二者相配合,能够用于解析光线并对光线进行传递。
其中,所述分光元件、所述相位延迟器及所述偏振反射元件在所述镜片组内的布设位置较为灵活,但需要保证的是,相位延迟器要介于分光元件与偏振反射元件之间。
在本申请的一些示例中,参见图8,所述第一支架2包括架体及设于所述架体一侧的至少两个支柱201,所述支柱201穿过所述镜筒3与所述滑动件5连接;所述架体上开设有镜片安装区202,所述第一镜片1固定设于所述镜片安装区202内。
其中,所述第一镜片1例如通过胶粘接固定在所述镜片安装区202内。
所述镜片安装区202的形状和尺寸需要与所述第一镜片1相适配,以更好的容纳和保护所述第一镜片1,使得所述第一镜片1与所述第一支架2能够一体化。这样,随着所述第一支架2的移动,所述第一镜片1能发生同步运动,所述第一镜片1与所述第一支架2的连接牢度高,不易发生镜片脱落的情况。
其中,所述第一支架2的架体的侧部具有与所述第一镜片1相适配的切边,该切边可如图8中示出的纵切面A203。
其中,所述支柱201与所述架体例如为一体化设计。
所述支柱201可用于将所述第一支架2与所述滑动件5连为一体。这样,所述滑动件5可以带着所述第一支架2运动。为了增加连接和运动的稳定性可以选择设置多个所述支柱。
可选的是,所述支柱201设置为三个,且三个所述支柱201沿所述架体的周侧呈均匀布设。
将所述支柱201的数量设置为三个,使得所述第一支架2与所述滑动件5之间形成三点推动关系,这相比单点、双点推动方式而言,可靠性更高,在所述第一支架2带着所述第一镜片1沿所述镜筒3的轴向发生运动时不易出现倾斜卡死的情况,且运动也较为平稳。
参见图9,所述镜筒3的侧部开设有供所述支柱201穿过的通孔301。所述第一支架2设于所述镜筒3内,所述第一支架2的支柱201穿过所述通孔301与所述滑动件5连接为一体。
在本申请的一些示例中,参见图1及图11,所述滑动件5的边缘设置有支脚503,所述支脚503与所述支柱201为一一对应设置,所述支柱201穿过所述镜筒3并与相应的所述支脚503连接,以使所述滑动件5与所述第一支架2连接为一体。
在本申请实施例提供的光学模组中,所述第一支架2与所述滑动件5连为一体,二者之间的连接是通过所述第一支架2上的支柱201来实现的。
根据本申请的上述示例,参见图11,所述滑动件5的边缘设有专门的支脚503,所述支脚503用于与所述支柱201形成连接关系,该设计并不会影响到所述滑动件5的主体部分的结构设计,且使得所述滑动件5与所述第一支架2的连接方式较为简单、易于进行连接操作。
可选的是,参见图11,所述支脚503上设置有装配孔;参见图3,所述支柱201的一端穿过所述装配孔并在所述支脚503的背面通过卡簧7固定。
在连接所述第一支架2与所述滑动件5时,利用所述第一支架2上的支柱201穿过所述镜筒3的侧部连接至所述滑动件5的支脚503,并通过所述卡簧7对所述支柱201进一步固定,这就使得所述第一支架2与所述滑动件5可以更加牢固地连接在一起。
参见图1及图3,所述卡簧7为边缘具有缺口的环状体薄片结构,其属于固定件。所述卡簧7的固定方式简单。本申请中设计采用所述卡簧7固定连接所述第一支架2与所述滑动件5的优势在于:无需使用螺钉等部件,且拆卸和组装都较为简单、方便,这对于后续的维护和维修有利。
在本申请的一些示例中,参见图11,各所述镂空区502围合成圆形的避让区域,且任意相邻的两个所述镂空区502之间通过分隔件504隔开;
所述限位轴501的一端与各所述分隔件504连接并位于所述避让区域的中心。
参见图10及图11,所述滑动件5的主体部分上设有避让区域,用于供所述屏幕支架4上的所述装配部401整体从该避让区域伸出后,方便与所述旋钮6形成螺纹配合关系。
参见图10,由于所述装配部401包括多个间隔设置的装配段4011,且多个装配段4011围合成环状结构,为了适配,将所述避让区域设计为包括多个间隔开的镂空区502,且多个镂空区502最终围合成的也是圆形结构。在此基础上,各所述镂空区502例如为扇形,参见图11。
其中,所述限位轴501用于与所述旋钮6形成连接。
具体而言,所述旋钮6与所述屏幕支架4的装配部401之间可形成螺纹配合旋进,还可以通过位于中心位置的所述限位轴501进行限位,实现了随着所述旋钮6旋转,可以带动所述滑动件5稳定的上下移动,进而可以平稳的驱动所述第一支架2携带着所述第一镜片1发生直线移动,实现了视度调节的目的。
在一个例子中,参见图10及图11,所述装配部401包括四个间隔设置且围合成圆环状的装配段4011,所述滑动件5上的避让区域包括四个镂空区502,各个所述镂空区502为扇形,所述四个镂空区502为间隔设置并围合成圆形;每个所述装配段4011可以从一个对应的所述镂空区502中伸出,以使的所述装配部401整体露出;而所述限位轴501的下端可通过各所述装配段4011连接在所述避让区域的中心位置,同时,所述限位轴501也就处于所述旋钮6的中心,可以支撑所述旋钮6。
在本申请的一些示例中,参见图10,所述屏幕支架4包括支撑体及与所述支撑体连接的电控部402;所述电控部402用于与所述支撑体内收容的显示屏形成电连接。
所述屏幕支架4的支撑体可用于安装显示屏。显示屏例如可以通过粘接的方式固定在所述支撑体之内。所述电控部402用于与所述显示屏形成电连接。
在本申请的一些示例中,参见图1、图2及图6,所述成像镜组还包括第二镜片8,所述第二镜片8设置为切边镜片,所述第二镜片8的切边侧与所述第一镜片1的切边侧相对应;所述第二镜片8设于所述镜筒3远离所述屏幕支架4的一端。
本申请实施例提供的光学模组,在所述成像镜组中不仅设置有上述的第一镜片1,还可以设置有第二镜片8。具体而言,所述成像镜组中可以设置一个可动的镜片,还可以设置一个或者多个固定不动的镜片。
其中,上述示例中的第二镜片8为固定不动的镜片。在本申请上述的示例中,所述第二镜片8设置在所述镜筒3的一端,其也为切边镜片。
进一步地,上述示例中的第二镜片8可以为近人眼侧的第一个镜片,这一镜片固定不动,可以保证成像质量和用户观看画面的舒适感。
通过调整所述第一镜片1在所述镜筒3内的位置,可以调节所述第一镜片1与近人眼侧的第二镜片8的距离,以此可以匹配用户的视度。本申请实施例提供的光学模组,在保证成像质量的基础上通过控制所述镜筒3内的第一镜片1相对于所述第二镜片8的移动实现了变焦方案。
其中,参见图9,所述镜筒3例如为中空结构可容纳镜片等光学器件,其具有相对的两端如第一端及第二端。所述第一端上可以开设镜片安装孔,用以装配第二镜片8,这样所述第二镜片8可固定设于所述镜筒3。其中,所述镜筒3的第一端在使用时例如设计位于靠近人眼的一侧。
所述镜筒3例如还具有第二端,所述第二端与所述第一端为相对设置。具体地,当所述第一端朝向人眼时,所述第二端远离人眼且位于光学模组设置有显示屏的一侧。在此基础上,显示屏通过所述屏幕支架4固定在所述镜筒3的第二端。
可选的是,所述第二镜片8粘接固定于第二支架9内,参见图5及图6,所述第二支架9具有与所述第二镜片8的切边侧相适配的侧部,所述第二支架9固定设置在所述镜筒3远离所述屏幕支架4的一端。
其中,所述第二支架9用于承载所述第二镜片8,并可将所述第二镜片8固定在所述镜筒3靠近人眼的一端。所述第二支架9可以对所述第二镜片8起到保护和方便装配的作用。
参见图6,由于所述第二镜片8具有一镜片切边B801,则对应的所述第二支架9的侧部具有一纵切面B901,参见图5。所述第二支架9内形成有装配所述第二镜片8的装配区域。
在本申请的一些示例中,参见图1所述成像镜组还包括第三镜片10,所述第三镜片10设于所述镜筒3内并位于所述屏幕支架4的一侧。
其中,所述第三镜片10靠近所述屏幕支架4设置,为固定不动的镜片。所述第三镜片10可以为切边镜片,也可以为常规的圆形镜片,本申请实施例中对此不做限制。
其中,所述第一镜片1、所述第二镜片8及所述第三镜片10沿所述镜筒3的轴向呈间隔设置,所述第一镜片1、所述第二镜片8及所述第三镜片10位于同一光轴。
在本申请的一些示例中,参见图1及图11,所述限位轴501包括轴体和设于所述轴体外壁上的卡接件5011;所述轴体为中空结构,所述轴体远离所述镂空区502的一端设有两个相对的U形槽5012;
在所述轴体插设于所述连接孔602时,所述U形槽5012可使所述轴体发生弹性形变以使所述卡接件5011进入所述连接孔602;
在所述轴体插设于所述连接孔602后,所述卡接件5011用于对所述轴体从所述连接孔602的脱出形成止挡。
对于所述限位轴501插入所述旋钮6的连接孔602的一端,设计通过开设U形槽的设计,使得所述限位轴501的该端可以具有一定的弹性,可以在插入所述连接孔602时产生弹性形变,利于所述限位轴501带着所述卡接件5011进入所述连接孔602。
而当所述限位轴501插设于所述旋钮6的连接孔602之后,所述限位轴501上的卡接件5011可以形成止挡,用以防止所述限位轴501从所述连接孔602中脱出。这增加了限位轴501与旋钮6连接的稳定性。
在本申请的一些示例中,参见图12,所述旋钮6的外壁上设置有防滑结构603。
所述防滑结构603例如为连续的凸棱结构。
当然,所述防滑结构也可以为其他的防滑花纹结构。用于防止人工拨动所述旋钮6转动时打滑而影响到调焦精度。
在本申请一个具体的例子中,参见图1至图4,所述光学模组包括成像镜组、镜筒3、屏幕支架4、滑动件5及旋钮6;
所述成像镜组包括第一镜片1、第二镜片8及第三镜片10;
参见图7和图8,所述第一镜片1设置为切边镜片,所述第一镜片1设于所述第一支架2内,并通过所述第一支架2可移动地设于所述镜筒3内;参见图5和图6,所述第二镜片8设置为切边镜片,所述第二镜片8的切边侧与所述第一镜片1的切边侧相对应;所述第二镜片8固定于第二支架9内,所述第二支架9与所述屏幕支架4分设在所述镜筒3相对的两端;在使用时,所述第二支架9靠近人眼;所述第三镜片10固定设于所述镜筒3内并位于所述屏幕支架4的一侧;所述第一镜片1、所述第二镜片8及所述第三镜片10沿所述镜筒3的轴向呈间隔设置,且所述第一镜片1、所述第二镜片8及所述第三镜片10位于同一光轴;
其中,参见图8,所述第一支架2包括架体及设于所述架体一侧的三个支柱201,且三个所述支柱201沿所述架体的周侧呈均匀布设;所述支柱201穿过所述镜筒3与所述滑动件5连接,所述架体上开设有镜片安装区202,所述第一镜片1粘接固定设于所述镜片安装区202内;
参见图10,所述屏幕支架4包括支撑体及与所述支撑体连接的电控部402;所述电控部402用于与所述支撑体内收容的显示屏形成电连接;所述屏幕支架4背离所述镜筒3的一侧设有装配部401,所述装配部401包括四个装配段4011,且所述四个装配段4011间隔设置并围成圆环结构,所述装配段4011的外壁上设有第一螺纹403;
参见图11,所述滑动件5盖设于所述装配部401的外部,所述滑动件5的边缘设置有支脚503,所述支脚503与所述支柱201为一一对应设置,所述支柱201穿过所述镜筒3并与相应的所述支脚503连接,以使所述滑动件5与所述第一支架2连接为一体;在所述支脚503上设置有装配孔,所述支柱201的一端穿过所述装配孔并在所述支脚503的背面通过卡簧7固定;
所述滑动件5包括限位轴501及围绕所述限位轴501设置的镂空区502,所述镂空区502与所述装配段4011为一一对应设置,且所述装配段4011从对应的所述镂空区502伸出;四个所述镂空区502围合成圆形的避让区域,且任意相邻的两个所述镂空区502之间通过分隔件504隔开;所述限位轴501的一端与四个所述分隔件504连接并位于所述避让区域的中心;
其中,所述限位轴501包括轴体和设于所述轴体外壁上的卡接件5011;所述轴体为中空结构,所述轴体远离所述镂空区502的一端设有两个相对的U形槽5012;
参见图12及图13,所述旋钮6包括连接孔602,所述旋钮6套设于所述装配部401的外部,所述限位轴501插接于所述连接孔602,所述旋钮6的内壁上设有与所述第一螺纹403相适配的第二螺纹601;所述旋钮6的外壁上设置有防滑结构603;
在所述轴体插设于所述连接孔602时,所述U形槽5012可使所述轴体发生弹性形变以使所述卡接件5011进入所述连接孔602;在所述轴体插设于所述连接孔602后,所述卡接件5011用于对所述轴体从所述连接孔602的脱出形成止挡;
在调焦时转动所述旋钮6,所述第二螺纹601与所述第一螺纹403的螺纹旋转运动转变为驱使所述滑动件5带动所述第一支架2沿所述镜筒3的轴向运动,以使所述第一镜片1可匹配目标对象的视度。
本申请实施例中设计,所述旋钮6可以转动,其带动的是与之相连的所述滑动件5产生上下移动,所述滑动件5可驱动所述第一支架2带动所述第一镜片1相对于其他镜片或者显示屏做直线运动。
需要强调的是,在整个光学模组中,所述第一镜片1不做任何转动,只是在所述镜筒3内沿轴向做直线运动。
根据本申请实施例的另一方面,还提供了一种可穿戴设备,所述可穿戴设备包括壳体以及如上所述的光学模组,所述光学模组设于所述壳体。
所述可穿戴设备例如为VR头戴设备,包括VR眼镜或者VR头盔等,本申请实施例对此不做具体限制。
在一个例子中,所述壳体为镜架,所述镜架上设置有两个镜框;所述光学模组设置为两个,两个所述光学模组分设在所述两个镜框内。
本申请实施例的可穿戴设备的具体实施方式可以参照上述光学模组各实施例,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (15)
1.一种光学模组,其特征在于,包括:
成像镜组,所述成像镜组包括至少第一镜片(1),所述第一镜片(1)为切边镜片;
第一支架(2),所述第一镜片(1)设于所述第一支架(2)内,所述第一支架(2)包括架体及设于所述架体一侧的至少两个支柱(201);
镜筒(3),所述第一支架(2)可移动地设于所述镜筒(3)内;
屏幕支架(4),所述屏幕支架(4)设于所述镜筒(3)的一端,所述屏幕支架(4)背离所述镜筒(3)的一侧设有装配部(401),所述装配部(401)包括多个装配段(4011),所述多个装配段(4011)间隔设置并围成圆环结构,所述装配段(4011)的外壁上设有第一螺纹(403);
滑动件(5),所述滑动件(5)盖设于所述装配部(401),所述滑动件(5)与所述第一支架(2)连接,所述滑动件(5)包括限位轴(501)及围绕所述限位轴(501)设置的镂空区(502),所述镂空区(502)与所述装配段(4011)为一一对应设置,所述装配段(4011)从对应的所述镂空区(502)伸出;其中,所述支柱(201)穿过所述镜筒(3)与所述滑动件(5)连接;
旋钮(6),所述旋钮(6)包括连接孔(602),所述旋钮(6)套设于所述装配部(401)的外部,所述限位轴(501)插接于所述连接孔(602),所述旋钮(6)的内壁上设有与所述第一螺纹(403)相适配的第二螺纹(601);
调焦时转动所述旋钮(6),所述第二螺纹(601)与所述第一螺纹(403)的螺纹旋转运动转变为驱使所述滑动件(5)带动所述第一支架(2)沿所述镜筒(3)的轴向运动,以使所述第一镜片(1)可匹配目标对象的视度。
2.根据权利要求1所述的光学模组,其特征在于,所述架体上开设有镜片安装区(202),所述第一镜片(1)固定设于所述镜片安装区(202)内。
3.根据权利要求2所述的光学模组,其特征在于,所述支柱(201)设置为三个,且三个所述支柱(201)沿所述架体的周侧呈均匀布设。
4.根据权利要求2所述的光学模组,其特征在于,所述滑动件(5)的边缘设置有支脚(503),所述支脚(503)与所述支柱(201)为一一对应设置,所述支柱(201)穿过所述镜筒(3)并与相应的所述支脚(503)连接,以使所述滑动件(5)与所述第一支架(2)连接为一体。
5.根据权利要求4所述的光学模组,其特征在于,所述支脚(503)上设置有装配孔,所述支柱(201)的一端穿过所述装配孔并在所述支脚(503)的背面通过卡簧(7)固定。
6.根据权利要求1所述的光学模组,其特征在于,各所述镂空区(502)围合成圆形的避让区域,且任意相邻的两个所述镂空区(502)之间通过分隔件(504)隔开;
所述限位轴(501)的一端与各所述分隔件(504)连接并位于所述避让区域的中心。
7.根据权利要求1所述的光学模组,其特征在于,所述屏幕支架(4)包括支撑体及与所述支撑体连接的电控部(402);
所述电控部(402)用于与所述支撑体内收容的显示屏形成电连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的光学模组,其特征在于,所述成像镜组还包括第二镜片(8),所述第二镜片(8)设置为切边镜片,所述第二镜片(8)的切边侧与所述第一镜片(1)的切边侧相对应;
所述第二镜片(8)设于所述镜筒(3)远离所述屏幕支架(4)的一端。
9.根据权利要求8所述的光学模组,其特征在于,所述第二镜片(8)粘接固定于第二支架(9)内,所述第二支架(9)具有与所述第二镜片(8)的切边侧相适配的侧部,所述第二支架(9)固定设置在所述镜筒(3)远离所述屏幕支架(4)的一端。
10.根据权利要求8所述的光学模组,其特征在于,所述成像镜组还包括第三镜片(10),所述第三镜片(10)设于所述镜筒(3)内并位于所述屏幕支架(4)的一侧。
11.根据权利要求10所述的光学模组,其特征在于,所述第一镜片(1)、所述第二镜片(8)及所述第三镜片(10)沿所述镜筒(3)的轴向呈间隔设置,所述第一镜片(1)、所述第二镜片(8)及所述第三镜片(10)位于同一光轴。
12.根据权利要求1所述的光学模组,其特征在于,所述限位轴(501)包括轴体和设于所述轴体外壁上的卡接件(5011);
所述轴体为中空结构,所述轴体远离所述镂空区(502)的一端设有两个相对的U形槽(5012);
在所述轴体插设于所述连接孔(602)时,所述U形槽(5012)可使所述轴体发生弹性形变以使所述卡接件(5011)进入所述连接孔(602);
在所述轴体插设于所述连接孔(602)后,所述卡接件(5011)用于对所述轴体从所述连接孔(602)的脱出形成止挡。
13.根据权利要求1所述的光学模组,其特征在于,所述旋钮(6)的外壁上设置有防滑结构(603)。
14.一种可穿戴设备,其特征在于,包括:
壳体;以及
如权利要求1-13中任一项所述的光学模组,所述光学模组设于所述壳体。
15.根据权利要求14所述的可穿戴设备,其特征在于,所述壳体为镜架,所述镜架上设置有两个镜框,所述光学模组设置为两个,两个所述光学模组分设在所述两个镜框内。
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