CN207676048U - 一种虚拟现实设备光学组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种虚拟现实设备光学组件，包括嵌套在一起的外镜筒与内镜筒，以及分别固定在外镜筒和内镜筒的端部的外光学镜片和内光学镜片。其中，外光学镜片和内光学镜片均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构。外光学镜片的外平面侧上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构，外光学镜片的外弧面侧上镀有增透膜。本申请提供的光学组件，通过在外光学镜片平面的一侧设置多层偏振膜结构，吸收，反射或折射外界环境中的光线，减少环境光线在外光学镜片上，或通过外光学镜片进入光学组件内产生影响观影效果的亮斑，改善光学组件的成像质量，以解决传统光学组件中的镜片容易受到外界环境影响的问题。

Description

一种虚拟现实设备光学组件

技术领域

本申请涉及头戴显示设备技术领域，尤其涉及一种虚拟现实设备光学组件。

背景技术

头戴显示设备，是指佩戴于用户头部，能够向用户双眼发送光学信号的设备，包括虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、增强现实设备、游戏设备等。其中，虚拟现实设备因能够为佩戴者带来强烈的沉浸感而广泛流行。虚拟现实设备，如VR眼镜，内置独立的屏幕，可以将VR资源呈现给佩戴者的左右眼，形成虚拟现实影像。由于虚拟现实设备的屏幕与佩戴者眼镜的距离很近，因此很多虚拟现实设备中，内置如专利号为US20170017078B公开的技术方案中所提供的光学组件，以调整VR影像。

虚拟现实设备的光学组件中设有由玻璃或树脂材质制成的镜片，镜片材质本身的透光率只有91％，部分光线会在镜片的两侧被表面反射出去，并且用户佩戴虚拟现实设备时，屏幕在演示画面过程中具有较高的亮度，由于镜片的反射作用，在光学组件的透镜间容易产生画面的影子和反光，影响用户佩戴时的观影效果。为了改善上述问题，通常在镜片表面设置镀膜，来增加镜片的透光率。

现有技术中，镀膜工艺一般是将透明塑料材质的镀膜材料，通过电镀的方式吸附在镜片表面，使镜片表面形成极薄的膜层，改善产生影子和反光的问题。由于虚拟现实设备的屏幕亮度过高容易才镜片上产生反光和影子，并且过高的亮度在佩戴时会产生刺眼感，因此现有的虚拟现实设备屏幕亮度都不会太高。但屏幕的亮度低也极容易受到环境光的影响，使佩戴者观察的画面不清晰，另外，在佩戴过程中由于光学组件的镜片容易与外界环境中的物体接触，以致对镀膜结构造成破坏。

实用新型内容

本申请提供了一种虚拟现实设备光学组件，以解决传统光学组件中的镜片容易受到外界环境影响的问题。

本申请提供的虚拟现实设备光学组件，包括：外镜筒、外光学镜片、内镜筒以及内光学镜片，其中；

所述外镜筒与所述内镜筒为嵌套在一起的圆筒形结构，所述外光学镜片固定在所述外镜筒的外侧端部，所述内光学镜片固定在所述内镜筒靠近虚拟现实设备屏幕的端部位置；

所述外光学镜片和所述内光学镜片均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构；所述外光学镜片的外平面侧上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构。

可选的，所述外光学镜片的外弧面侧上镀有增透膜。

可选的，所述外光学镜片的外平面侧上镀有三层膜结构，所述三层镀膜结构，在远离所述外平面侧的方向上，镀膜顺序依次为：1/4偏振膜，反射式偏振膜和吸收式偏振膜。

可选的，所述外镜筒远离所述屏幕的端部设有阶梯状结构的外固定台，所述外固定台贴合所述外光学镜片的外平面侧边缘；

所述内镜筒靠近所述屏幕的端部设有内固定台，所述内固定台贴合所述内光学镜片的内平面侧边缘。

可选的，所述外光学镜片的外平面侧上覆盖有防护镜片，所述防护镜片为面积大于或等于所述外光学镜片的平面镜片结构，所述防护镜片用于保护，在所述外光学镜片的所述外平面侧上设置的多层偏振膜结构。

可选的，所述防护镜片的厚度H小于或等于，所述外固定台与所述外镜筒靠近所述外光学镜片的端面之间的距离D。

可选的，所述防护镜片远离所述外光学镜片的一侧镀有增透膜。

可选的，所述防护镜片上还镀有用于保护增透膜的硬膜和抗污膜。

可选的，所述内光学镜片的内平面侧镀有增透膜，所述内光学镜片的内弧面侧镀有部分反部分透膜，所述部分反部分透膜在沿中轴，远离所述屏幕的方向为反射；所述部分反部分透膜在沿中轴，靠近所述屏幕的方向为透射。

可选的，所述光学组件还包括覆盖在所述屏幕表面的平面镜片，所述平面镜片远离所述屏幕的一侧平面上镀有增透膜和减反射膜，所述平面镜片用于减少所述屏幕的反射率。

本申请还提供一种虚拟现实设备，包括前壳、后壳以及上述的光学组件,其中：

所述前壳与所述后壳的边缘轮廓相同，所述前壳与所述后壳连接形成用于收纳所述光学组件和电子器件的腔体；

所述后壳上设有两个镜孔，所述镜孔的直径大于或等于所述光学组件中外镜筒的外径，所述镜孔用于固定安装所述光学组件。

由以上技术方案可知，本申请提供一种虚拟现实设备光学组件，包括：外镜筒、外光学镜片、内镜筒以及内光学镜片，其中，外镜筒与内镜筒为嵌套在一起的圆筒形结构，外光学镜片和内光学镜片分别固定在外镜筒和内镜筒的端部，共同对屏幕显示的画面进行放大。外光学镜片和内光学镜片均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构。外光学镜片的外平面侧上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构，外光学镜片的外弧面侧上镀有增透膜。

本申请提供的光学组件，通过在外光学镜片平面的一侧设置多层偏振膜结构，吸收，反射或折射外界环境中的光线，减少环境光线在外光学镜片上，或通过外光学镜片进入光学组件内产生影响观影效果的亮斑，改善光学组件的成像质量，以解决传统光学组件中的镜片容易受到外界环境影响的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种虚拟现实设备光学组件的结构示意图；

图2为一种虚拟现实设备光学组件的组装图；

图3为本申请实施例中局部A的结构示意图；

图4为本申请实施例中局部B的结构示意图；

图5为本申请实施例中局部C的结构示意图；

图6为本申请实施例中光学组件虚影成像原理示意图；

图7为一种虚拟现实设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

虚拟现实设备的光学组件是安装在屏幕与佩戴者面部之间，由多个透镜组成的光学调整机构。光学组件主要用于将屏幕上显示的画面，通过透镜的折射呈现在佩戴者眼前，使佩戴者的面部距离屏幕很近时依然能够清晰的观看屏幕中的画面。并且光学组件还可以调整屏幕画面在人眼中的成像距离，以适应不同视力状况的佩戴者。应当说明的是，此处所说的成像距离是指屏幕相对于人眼之间的等效成像距离，在实际佩戴过程中，虚拟现实设备中的屏幕与佩戴者眼部之间的实际距离是固定不变的，而光学组件对成像距离的调整一般是通过调整光学组件中活动镜片的位置，从而使整个光学组件的焦距发生变化，进而调整佩戴者所观察到画面的大小和清晰度，相当于对成像距离进行调整。

参见图1，为一种虚拟现实设备光学组件的结构示意图。从图1示出的结构可以看出，本申请提供的光学组件包括：外镜筒1、外光学镜片2、内镜筒3以及内光学镜片4。其中外镜筒1与内镜筒3为嵌套在一起的圆筒形结构，外光学镜片2上固定有外光学镜片2，两者组成静止镜筒，内镜筒3上固定有内光学镜片4，两者组成活动镜片，内镜筒3与外镜筒1之间为间隙配合，以在保证内镜筒3与外镜筒1同轴的前提下，实现内镜筒3相对于外镜筒1在轴线方向的移动和在圆周方向的转动。外镜筒1的外侧端部是指，外镜筒1远离屏幕6的端部位置，即在本申请的部分实施例中，如图1所示，外镜筒1内壁上，远离屏幕6的一端设有阶梯状结构，用于固定外光学镜片2，外镜筒1的另一端与屏幕6的支架连接，而在内镜筒3靠近屏幕6的端部位置同样设有阶梯状结构，用来固定内光学镜片4。

进一步地，外光学镜片2和内光学镜片4可以通过胶水等粘合剂，直接粘接在外镜筒1和内镜筒3的阶梯状结构的侧面，也可以在将外光学镜片2放入外镜筒1内后，加装一个定位环，通过定位环的作用压紧外光学镜片2，以固定其位置。对于使用粘合剂进行固定的镜片和镜筒，其固定牢固，具有很好的防尘效果；而对于使用定位环进行固定的镜片和镜筒，则在保证位置固定的同时，也不会造成粘合剂对镜片造成污染，并且镜片可以很方便的在镜筒中取出，实现镜片与镜筒之间的可拆卸连接，以便于清洗和更换镜片。

上述虚拟现实设备的光学组件，在实际工作中，虚拟现实影像通过内置处理器的处理，将左右眼的影像分别显示在虚拟现实设备内置的左侧和右侧两个屏幕之中。为了使虚拟现实设备的佩戴者在观看VR影像时不产生刺眼的感觉同时提供较强的沉浸感，上述虚拟现实设备在画面演示的过程中，会降低一部分画面的亮度，以此来提高佩戴者的观影感受。但画面亮度的降低也使得光学组件的成像效果，容易受到外界光源的干扰，例如，通过遮光组件边缘投射进观看区域的光线，很容易在外光学镜片2的表面上，形成光斑或虚影，这些光斑和虚影直接出现在佩戴者的眼前，往往严重影响到虚拟现实设备的画面成像效果。为了改善外界光源对虚拟现实设备光学组件成像效果的影响，本申请提供的虚拟现实设备光学组件具有以下特征。

如图2所示，本申请提供的虚拟现实设备光学组件，包括：外镜筒1、外光学镜片2、内镜筒3以及内光学镜片4，其中，外镜筒1与内镜筒3为嵌套在一起的圆筒形结构，外光学镜片2固定在外镜筒1的外侧端部，内光学镜片4固定在内镜筒3靠近虚拟现实设备屏幕6的端部位置。为了减轻外界光源对光学组件成像效果的影响，如图3、图4所示，本申请提供的技术方案中，在上述结构的基础上，还包括以下结构特征，即，外光学镜片2和内光学镜片4均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构；外光学镜片2的外平面侧21上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构，外光学镜片的外弧面侧22上镀有增透膜。

本实施例中，外光学镜片2和内光学镜片4均是截面为D形的镜片，在实际使用中，D形镜片的平面一侧可以便于镜片的固定，使两个光学镜片仅需要在外镜筒1和内镜筒3上设置简单的阶梯状结构即可完成镜片的固定，而内光学镜片4的另一侧是弧面不仅可以用来改变画面的成像距离，以在佩戴者的眼前形成清晰的影像，还可以使镜片在被屏幕发出的光照射时，镜面反射的光不会直接照射在屏幕6上，从而可以避免弧面一侧的反光在屏幕6上产生影响观看效果的光斑。

外光学镜片2的弧面侧与内光学镜片4的弧面侧具有相同的作用，但由于外光学镜片2更加接近外部光源，因此在外光学镜片2上更容易受到多个方向上的环境光源影响。并且，由于屏幕6发出光线和外部环境中入射光线的共同作用，在外光学镜片2的弧面侧和平面侧都可能聚集光线，产生影响成像效果的虚影和光斑，因此在本申请提供的技术方案中，外光学镜片2的外平面侧21上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构，并且外光学镜片的外弧面侧22上镀有增透膜。

对于外光学镜片2，其弧面侧镀有增透膜，增透膜能够用于增大镜片的透射率，可以在环境光线在弧面侧产生光的聚集时，大部分光形成透射穿过外光学镜片2的弧面侧，避免在弧面侧形成光斑或虚影。另外，由于在外光学镜片2的弧面侧镀有增透膜，镜片可以更好的呈现屏幕6所显示的画面。其平面侧设置的多层偏振膜结构可以通过每一层膜的偏振作用将外界环境中的光线进行偏移和吸收，减少外界环境中光线透过外光学镜片2进入光学组件内，从而缓解外界环境中的光线对画面产生影响。

进一步地，如图3所示，在本申请的部分实施例中，外光学镜片2的平面侧21设置的多层偏振膜结构，主要包括三层镀膜，即在远离所述外平面侧21的方向上，镀膜顺序依次为：1/4偏振膜，反射式偏振膜和吸收式偏振膜。在实际使用过程中，外界环境中的光线照射到外光学镜片2上时，先通过吸收式偏振膜，吸收式偏振膜对环境光进行吸收，减少环境光照射到外光学镜片2的平面侧21，进而减少环境光在外光学镜片2上形成较强的光斑，影响VR影像的观看。

部分环境光线在通过吸收式偏振膜以后，再透射到反射式偏振膜上，通过反射式偏振膜的作用，外界光线的一部分被再一次反射到吸收式偏振膜上，通过吸收式偏振膜的吸收，从而将大量的光线被吸收而不会投射到佩戴者的眼部。

通过上述两层镀膜的作用，仍然可能存在部分未被反射或吸收的环境光线，这部分光线通过吸收式偏振膜和反射式偏振膜后，进入1/4偏振膜，通过1/4偏振膜的作用改变环境光线的照射方向，使透过的环境光中的一部分不垂直作用在外光学镜片2的平面侧21上，从而由外光学镜片2的平面侧21反射的光不会直接反射回佩戴者的眼部，减轻反射作用形成的光斑影响VR影像的观看。

需要说明的是，由于大多数虚拟现实设备都具有阻挡外界环境光线的遮光组件，一般遮光组件通过接触佩戴者的面部，足以将大部分环境光阻挡在外，因此，本申请中所提到的环境光是指，由于不同佩戴者的面部轮廓差异，而从遮光组件与面部接触缝隙中透射进观影区域的环境光，以及，虚拟现实设备屏幕发出的光，在照射到佩戴者的面部，而在面部衍射的光。显然，本申请中，环境光的强度较弱，也正因为环境光较弱，通过上述多层偏振膜的作用才不会在外光学镜片2上产生影响观看的光斑。

另外，由于外光学镜片2上的多层偏振膜结构在减轻环境光影响的同时，也进一步降低了屏幕显示画面在佩戴者眼前的成像亮度，当显示的画面亮度本身就较低时，多层偏振膜可能会影响VR影像的画质，因此，在本申请提供的技术方案中，在能够避免外界环境光影响前提下，应尽量减少偏振膜的镀膜层数。例如，对于不同的虚拟现实设备，其遮光组件对不同佩戴者的面部适应能力不同，通过遮光组件与面部缝隙进入的外界光强度也不同，当虚拟现实设备较大，遮光组件的密封性较好时，进入观看范围内的环境光强度很弱，对于这种虚拟现实设备所使用的光学组件，可以在外光学镜片2的平面侧21减少镀膜层数，如仅设置吸收式偏振膜一层镀膜即可。

当虚拟现实设备较轻薄时，其遮光组件对于不同佩戴者的适应能力较弱，通过接触缝隙进入观看区域的环境光强度较强，对于这种虚拟现实设备所使用的光学组件，不仅要具有上述三层偏振膜结构以外，而且可以视遮光组件的密封性和屏幕6的显示亮度，进一步增加偏振膜的镀膜层数，如，在1/4偏振膜与反射式偏振膜之间再增加一层吸收式偏振膜，以减少环境光的影响。

由以上技术方案可知，本申请提供的虚拟现实设备光学组件，在实际使用中，内镜筒3和外镜筒1上安装的内光学镜片4和外光学镜片2同轴设置，共同将屏幕6显示的画面成像到佩戴者的眼部。本申请提供的光学组件中，在外光学镜片2的弧面侧22设置增透膜以减少外界光线在弧面侧22聚集形成光斑，并且在外光学镜片2的平面侧21设置多层偏振膜结构，通过吸收，反射和部分折射，进一步减少环境光通过外光学镜片2照射进入佩戴者的视野范围内，减轻环境光对VR影像的观看效果产生影响。

在本申请的部分实施例中，如图3所示，外镜筒1远离屏幕6的端部设有阶梯状结构的外固定台11，外固定台11贴合外光学镜片2的外平面侧21边缘；内镜筒3靠近屏幕6的端部设有内固定台31，内固定台31贴合内光学镜片4的内平面侧41边缘。外固定台11不仅可以用于固定外光学镜片2，而且可以将外光学镜片2的平面侧与外镜筒1靠近佩戴者眼部的端面之间间隔一定的距离，从而减轻外光学镜片2在使用中受到外界环境的影响而被划伤。由于各镜片上的镀膜材料一般为硬度较低的塑料材质，因此在使用中极容易出现划痕，这种划痕会在受到环境光照射时产生影响观看的光影，大大降低光学组件的成像质量。

进一步地，如图3所示，为了避免外光学镜片2上的多层偏振膜被划伤损坏，在本申请提供的一种技术方案中，外光学镜片2的外平面侧21上覆盖有用于保护多层偏振膜结构的防护镜片5，防护镜片5为面积大于或等于外光学镜片2的平面镜片结构。本实施例中，防护镜片5可以选择高透光率的平面玻璃或树脂材料制成，防护镜片5可以将外光学镜片2与外界环境进行隔离，从而利用玻璃或树脂的耐磨性避免在使用中，外光学镜片2的多层偏振膜结构上出现划痕。

本实施例中，为了使防护镜片5能够对外光学镜片2的多层偏振膜结构实现完全保护，防护镜片5的面积要大于或等于外光学镜片2的平面侧21面积，即防护镜片5要完全覆盖在外光学镜片2的平面侧。为了安装方便，防护镜片5应该为与外光学镜片2具有相同形状的圆形平面镜片，在虚拟现实设备的组装过程中，可以事先在镀膜后外光学镜片2的平面侧21粘合一个透光率较高的防护镜片5，然后将两个镜片共同安装在外镜筒1内；或者先将防护镜片5安装在外镜筒1内，再安装外光学镜片2，并通过环状的固定件将两个镜片压紧在一起。

需要说明的是，由于本申请提供外镜筒1在组装后，要相对于后壳9具有一定的凸起，并且在安装过程中，需要穿过后壳9上设置的镜孔91，当外光学镜片2上设置防护镜片5时，需要为防护镜片5预留一定的安装空间，因此防护镜片5的面积不宜过大。在本实施例中，如果防护镜片5的面积过大，会使得外镜筒1在用于安装防护镜片5的位置，镜筒的壁厚较薄，以致影响防护镜片5的在使用中的稳定性。此外，如果防护镜片5的面积过大，还会进一步加大外镜筒1的内径，使光学组件整体不便于安装，更加大了环境光进入光学组件的可能性。综合以上效果，在本实施例中，优先选择使防护镜片5与所述外光学镜片2的面积相等，并且镜面的形状相同。

进一步地，如图3所示，防护镜片5的厚度H小于或等于，外固定台11与外镜筒1靠近外光学镜片2的端面之间的距离D。在本申请提供的技术方案中，加入了保护外光学镜片2上多层偏振膜结构的防护镜片5，但增加防护镜片5的同时也增加了外界光线照射在防护镜片5上进而产生反光的可能性，为了避免防护镜片5产生影响观看效果的反光，本实施例中，对于防护镜片5的厚度H，如果H大于外固定台11与外镜筒1靠近外光学镜片2的端面之间的距离D，会使得防护镜片5的厚度过厚，不但会占用外光学镜片2的安装空间，使外光学镜片2更接近内光学镜片4，影响成像和调焦范围，而且会由于防护镜片5对光的折射作用在防护镜片5上形成虚影。因此本实施例中，应在保证耐磨强度的前提下，尽量减少防护镜片5的厚度。

在本实施例中，为了避免防护镜片5产生反光，防护镜片5远离外光学镜片2的一侧还设有增透膜，增透膜可以进一步提高防护镜片5的透光率，降低防护镜片5在靠近佩戴者眼部外表面上对于环境光线的反射能力，减少头戴设备在佩戴时因反光形成的光斑。进一步地，为了保护防护镜片5上的增透膜，本实施例中可以在防护镜片5的外表面镀有增透膜后，再增加硬膜和抗污膜。其中，硬膜可以在保证透光率的前提下，避免增透膜在使用中被划伤；抗污膜可以减少防护镜片5沾惹灰尘或油污，提高防护镜片5的透光率，以及便于擦拭镜片。

在一种技术方案中，如图4所示，内光学镜片4的内平面侧41镀有增透膜，内光学镜片4的内弧面侧42镀有部分反部分透膜，所述部分反部分透膜在沿中轴，向远离屏幕6的方向为反射；所述部分反部分透膜在沿中轴，向靠近屏幕6的方向为透射。在本申请提供的技术方案中，由于整个光学组件中共有同轴设置的两个镜片，其中，内光学镜片4更接近于虚拟现实设备的屏幕6，当屏幕6演示画面时，屏幕6所发出的光将照射在内光学镜片4的内弧面侧42上，经过内弧面侧42的折射作用，对屏幕6上演示的影像进行放大。而为了改善从光学组件中观看到显示画面的质量，本实施例中，在内光学镜片4上镀有部分反部分透膜，部分反部分透膜在远离屏幕6的方向上为反射，从而将屏幕6发出的亮光进行反射，不使其进入佩戴者的视野范围内；而在靠近屏幕6的方向上为透射，即佩戴者可以沿着逐渐靠近屏幕6的方向上清晰的观看到屏幕上显示的内容。本申请提供的技术方案中，在内光学镜片4上增加的部分反部分透膜可以过滤掉屏幕6发出的较强刺眼光，并且在一定程度上降低显示画面的颗粒感，提升屏幕6上显示的画面质量，从而无需高分辨率的屏幕即可获得更高质量的画面。

在本实施例中，如图6所示，光学组件在工作过程中，正常光路如光线Ⅰ所传播的路径，但由于内光学镜片4的反射作用，导致光学组件中出现光线Ⅱ和光线Ⅲ的反射光线。其中，光线Ⅱ是由内光学镜片4的内弧面侧42反射形成，这部分光线由于被内光学镜片4反射光焦度不足，不会在直接在光学组件中成像，因此光线Ⅱ对画质影响较小的影响较小；而光线Ⅲ因其直接垂直照射在屏幕6上，所成的像也会被屏幕反射进入佩戴者的视野范围内，因此光线Ⅲ会成一个模糊的像，对画质影响较大。

本实施例中，如果定义屏幕出射光能量为1，则：

光线Ⅲ的出射能量＝1×内光学镜片4透射率×内光学镜片4透射率×屏幕6反射率×内光学镜片4透射率；

光线Ⅰ出射能量＝1×内光学镜片4透射率×内光学镜片4反射率；

对于本申请提供的光学组件，光线Ⅲ不影响观影效果，要满足：光线Ⅰ出射能量/光线Ⅲ出射能量≥256，即小于1个灰度，因此，在本实施例中：

如果内光学镜片4上镀有50％透射，50％反射的部分反部分透膜时，

光线Ⅲ出射能量＝1×0.5×0.5×0.04×0.5＝0.005；

光线Ⅰ出射能量＝1×0.5×0.5＝0.25；

此时，光线Ⅰ出射能量/光线Ⅲ出射能量＝50＜256，因此，内光学镜片4上镀有50％透射，50％反射的部分反部分透膜时，光线Ⅲ会对光学组件的输出画面产生影响。

而如果内光学镜片4镀有反射率为75％，透射率为25％的部分反部分透膜时，

光线Ⅲ出射能量＝1×0.25×0.25×0.04×0.25＝0.000625；

光线Ⅰ出射能量＝1×0.25×0.75＝0.1875；

此时，光线Ⅰ出射能量/光线Ⅲ出射能量＝300>256，因此，上述内光学镜片4上的镀膜方案可以避免在屏幕上产生模糊的像。另外，由于屏幕镀膜的反射率越高，相应的通过光学组件观察到的屏幕画面越暗，即有效输出能量越小，不但降低了画面质量，而且也使得光学组件成像效果容易受到外界环境光源的影响。

进一步地，为了在保证画面质量的同时，降低光线Ⅲ对成像效果的影响，在本实施例中，内光学镜片4的内弧面侧42上的镀膜反射率应大于或等于73.25％，即：

光线Ⅲ出射能量＝1×0.2675×0.2675×0.04×0.2675＝0.00076565；

光线Ⅰ出射能量＝1×0.2675×0.7325＝0.19594；

因此，光线Ⅰ出射能量/光线Ⅲ出射能量＝256，刚好作为反射率的临界值。

在一种技术方案中，如图5所示，光学组件10还包括覆盖在屏幕6表面的平面镜片7，平面镜片7远离屏幕6的一侧平面上镀有增透膜和减反射膜，平面镜片7用于减少屏幕6的反射率。本实施例中，通过增加平面镜片7可以减少屏幕6的反射率，进而避免光线Ⅲ在屏幕上产生模糊像，例如当屏幕6在加装镀膜的平面镜片7后，屏幕6的反射率从4％下降到0.4％，则：

光线Ⅲ出射能量＝1×0.5×0.5×0.004×0.5＝0.0005；

光线Ⅰ出射能量＝1×0.5×0.5＝0.25；

此时，光线Ⅰ出射能量/光线Ⅲ出射能量＝500＞256，从而避免光线Ⅲ在佩戴者的视野范围内产生模糊像，影响观影体验。

另外，由于被反射的光线Ⅲ中，有部分光线是由内光学镜片4的内平面侧41反射形成的，因此，本实施例中，为了减少光线Ⅲ的反射强度，在内光学镜片4的内平面侧41上还设有增透膜，通过设置增透膜，不但使光学组件所呈现的画面更加清晰，还可以减少内平面侧41的反光能力，避免产生虚影。

基于上述虚拟现实设备的光学组件，本申请还提供一种虚拟现实设备，包括前壳8、后壳9以及上述光学组件10,其中：

前壳8与后壳9的边缘轮廓相同，前壳8与后壳9连接形成用于收纳光学组件10和电子器件的腔体。在本申请提供的虚拟现实设备中，电子器件是指将虚拟现实影像资源转化成视频信号的器件，主要包括屏幕、显示驱动部件、控制器、方位传感器、信号传输部件以及辅助佩戴的传感器等，通过各个部件间的配合工作，使虚拟现实设备演示相应的VR资源。

后壳9上设有两个镜孔91，镜孔91的直径大于或等于光学组件中外镜筒1的外径，镜孔91用于固定安装光学组件10。两个镜孔91相对于虚拟现实设备的中间位置对称设置，两个镜孔91之间的距离应符合佩戴者的双眼之间距离的合理范围内。由于光学组件需要整个贯穿后壳9，为了使后壳9不影响到光学调整系统的安装，镜孔91的直径应大于或等于光学调整系统的外镜筒1的直径。但由于较大的镜孔91直径，会增加镜孔91与外镜筒1之间的缝隙，使灰尘通过缝隙进入腔体内，影响电子器件的散热，因此镜孔91的直径不宜过大。优选的，镜孔91的直径等于外镜筒1的直径。

由以上技术方案可知，本申请提供一种虚拟现实设备光学组件，包括：外镜筒1、外光学镜片2、内镜筒3以及内光学镜片4，其中，外镜筒1与内镜筒3为嵌套在一起的圆筒形结构，外光学镜片2和内光学镜片4分别固定在外镜筒1和内镜筒3的端部，共同对屏幕6显示的画面进行放大。外光学镜片2和内光学镜片4均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构。外光学镜片2的外平面侧21上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构，外光学镜片的外弧面侧22上镀有增透膜。

本申请提供的光学组件，通过在外光学镜片2平面的一侧设置多层偏振膜结构，吸收，反射或折射外界环境中的光线，减少环境光线在外光学镜片2上，或通过外光学镜片2进入光学组件内产生影响观影效果的亮斑，改善光学组件的成像质量，以解决传统光学组件中的镜片容易受到外界环境影响的问题。

以上实施例中，所述光学组件不仅局限于虚拟现实设备，还可应用于任何头戴设备，且所述头戴设备具体包括但不限于虚拟现实设备、增强现实设备、游戏设备、移动计算设备以及其它可穿戴式计算机等。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种虚拟现实设备光学组件，其特征在于，包括：外镜筒(1)、外光学镜片(2)、内镜筒(3)以及内光学镜片(4)，其中；

所述外镜筒(1)与所述内镜筒(3)为嵌套在一起的圆筒形结构，所述外光学镜片(2)固定在所述外镜筒(1)的外侧端部，所述内光学镜片(4)固定在所述内镜筒(3)靠近虚拟现实设备屏幕(6)的端部位置；

所述外光学镜片(2)和所述内光学镜片(4)均是一侧为平面，另一侧为弧面，且截面为D形的镜片结构；所述外光学镜片(2)的外平面侧(21)上镀有用于减少环境光干扰的多层偏振膜结构。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述外光学镜片的外弧面侧(22)上镀有增透膜。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述外光学镜片(2)的外平面侧(21)上镀有三层膜结构，所述三层镀膜结构，在远离所述外平面侧(21)的方向上，镀膜顺序依次为：1/4偏振膜，反射式偏振膜和吸收式偏振膜。

4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述外镜筒(1)远离所述屏幕(6)的端部设有阶梯状结构的外固定台(11)，所述外固定台(11)贴合所述外光学镜片(2)的外平面侧(21)边缘；

所述内镜筒(3)靠近所述屏幕(6)的端部设有内固定台(31)，所述内固定台(31)贴合所述内光学镜片(4)的内平面侧(41)边缘。

5.根据权利要求4所述的光学组件，其特征在于，所述外光学镜片(2)的外平面侧(21)上覆盖有防护镜片(5)，所述防护镜片(5)为面积大于或等于所述外光学镜片(2)的平面镜片结构，所述防护镜片(5)用于保护，在所述外光学镜片(2)的所述外平面侧(21)上设置的多层偏振膜结构。

6.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述防护镜片(5)的厚度H小于或等于，所述外固定台(11)与所述外镜筒(1)靠近所述外光学镜片(2)的端面之间的距离D。

7.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述防护镜片(5)远离所述外光学镜片(2)的一侧镀有增透膜。

8.根据权利要求7所述的光学组件，其特征在于，所述防护镜片(5)上还镀有用于保护增透膜的硬膜和抗污膜。

9.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述内光学镜片(4)的内平面侧(41)镀有增透膜，所述内光学镜片(4)的内弧面侧(42)镀有部分反部分透膜，所述部分反部分透膜在沿中轴，远离所述屏幕(6)的方向为反射；所述部分反部分透膜在沿中轴，靠近所述屏幕(6)的方向为透射。

10.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件(10)还包括覆盖在所述屏幕(6)表面的平面镜片(7)，所述平面镜片(7)远离所述屏幕(6)的一侧平面上镀有增透膜和减反射膜，所述平面镜片(7)用于减少所述屏幕(6)的反射率。

11.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括前壳(8)、后壳(9)以及权利要求1-10任意一项所述的光学组件(10),其中：

所述前壳(8)与所述后壳(9)的边缘轮廓相同，所述前壳(8)与所述后壳(9)连接形成用于收纳所述光学组件(10)和电子器件的腔体；

所述后壳(9)上设有两个镜孔(91)，所述镜孔(91)的直径大于或等于所述光学组件中外镜筒(1)的外径，所述镜孔(91)用于固定安装所述光学组件(10)。