CN208110168U - 一种光学组件以及头戴显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光学组件以及头戴显示设备，其中光学组件包括用于固定光学镜片的光学组件支架，所述光学组件支架上设置有用于安装所述光学镜片的安装孔和与所述安装孔相对应的金属支撑架，所述金属支撑架套设或者卡入所述安装孔。本实用新型的一个技术效果在于，本实用新型公开了一种光学组件，能够增强光学组件支架的结构强度。

Description

一种光学组件以及头戴显示设备

技术领域

本实用新型属于光学设备技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种光学组件以及头戴显示设备。

背景技术

在现有技术中，为了给头戴显示设备减重，减轻用户的头部负担，提升用户体验，并且结合工业生产降低成本的需求，大多数结构件都需要采用塑料件等轻质材料制成，并且在满足强度要求的前提下，所有结构件尽可能做到最轻。光学组件作为头戴显示设备中的重要组成部件，其中用于支撑固定光学镜片的光学组件之间也通常是采用塑料件制作。但随着头戴显示设备的功能越来越丰富，对图像的成像标准要求也越来越高，仅采用塑料制成的光学组件支架在装配时存在易发生形变，导致光学镜片的反射、折射角度发生偏移，造成产品的光学成像不良，影响产品良率以及用户的实际体验。

如说明书附图1所示的一种现有技术中的光学组件支架，整体为塑料结构，在光学组件支架上的曲面镜架上安装曲面镜，分光镜架上安装有分光镜，光源架上安装光源，例如AR头戴显示设备中，光源可以来自于手机屏幕，将手机固定在光源架上，通过整个光学组件来实现AR显示。但在实际装配后，结合光学组件3D扫描的结果，图中所示的A处，即曲面镜架上曲面镜两个曲面的交汇处，容易存在严重变形，导致曲面镜装配后产生翘曲，造成产品的光学成像不良，影响产品的良品率，在不改变光学组件整体结构或者是增大支架边框直径的前提下，很难对这一问题进行克服。另一方面，由于材料本身的特性，图中所示的A处和B处在长期使用后，由于长期受到曲面镜等带来的应力，随着应力释放，在后期过程中A处和B处也容易发生形变，甚至断裂等情况，造成产品的光学成像不良，降低了产品的使用寿命，也会影响用户的体验，导致降低产品的口碑和竞争力。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种光学组件的新技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供一种光学组件，包括用于固定光学镜片的光学组件支架，所述光学组件支架上设置有用于安装所述光学镜片的安装孔和与所述安装孔相对应的金属支撑架，所述金属支撑架套设或者卡入所述安装孔。

可选地，所述金属支撑架具有向远离对应的安装孔方向延伸的延伸部，所述延伸部设置在所述光学组件支架内，所述延伸部上设置有逃料通孔。

可选地，用于制作金属支撑架的材料包括金属合金材料。

可选地，所述金属合金包括钢铁、铝合金和钛合金中的任意一种。

可选地，所述金属支撑架与所述光学组件支架一体注塑成型。

可选地，所述金属支撑架上设置有逃料通孔，金属支撑架两侧的注塑填料通过所述逃料通孔固定连接。

可选地，所述光学组件支架包括相互连接围合成中空三棱柱体的曲面镜架、光源架和分光镜架。

可选地，所述安装孔包括用于安装曲面镜的曲面镜安装孔，所述金属支撑架包括与所述曲面镜安装孔相对应的曲面镜金属支撑架，所述曲面镜安装孔和所述曲面镜金属支撑架设置在所述曲面镜架上。

可选地，包括用于安装光源或引导光源光线的光源孔，还包括与所述光源孔相对应的光源金属支撑架，所述光源孔和所述光源金属支撑架设置在所述光源架上。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种头戴显示设备，包括上述的光学组件。

本实用新型的一个技术效果在于，本实用新型公开了一种光学组件，能够增强光学组件支架的结构强度。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是现有技术中的一种光学组件支架；

图2是本实用新型实施例1中光学组件支架的结构爆炸示意图；

图3是本实用新型实施例2中光学组件支架的结构爆炸示意图；

图4是本实用新型实施例2中光学组件支架的侧视结构示意图；

图5是本实用新型实施例3中光学组件支架的结构爆炸示意图；

图6是本实用新型实施例3中光学组件支架的侧视结构示意图；

图中：1光学组件支架，2曲面镜架，3分光镜架,4光源架,5曲面镜安装孔，6曲面镜金属支撑架，7光源孔，8光源金属支撑架，9延伸部，10逃料通孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。

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，决不作为对本实用新型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。

本实用新型提供了一种光学组件，如图2中所示的实施例1，包括用于固定光学镜片的光学组件支架1，光学组件支架1上设置有用于安装光学镜片的安装孔和与安装孔相对应的金属支撑架。金属支撑架包括如图2-6中所示的曲面镜金属支撑架6和光源金属支撑架8。在其他的具体实施方式中，也可以是分光镜金属支撑件等其他的光学镜片的金属支撑架，本申请对此并不限制。安装孔用于安装光学组件中的光学镜片，如图2-6中所示的曲面镜安装孔5。光学镜片固定在安装孔中，实现所需要的光学效果。

金属支撑架的形状结构通常是与所支撑的光学镜片的外边沿具有相对应仿形结构设计，也就与安装光学镜片的安装孔相对应，设置在光学组件支架1内，套设或者卡入安装孔，利用金属本身的刚性高的特点，对安装光学镜片的位置进行补强，提高光学组件支架1的结构强度。当然，本领域技术人员可以理解，所选用的金属材料本身的刚性要高于通常的塑料材质。金属支撑架的设置方式可以是植入、嵌入光学组件支架1内，金属支撑架的开孔大小可以是大于所支撑的光学镜片的外边沿，植入后，包围相对应的安装孔，由安装孔与光学镜片的外边沿相匹配，完成对光学镜片的安装固定；也可以是金属支撑架的开孔大小与所支撑的光学镜片的外边沿相匹配，安装孔的大小大于所支撑的光学镜片的外边沿，金属支撑架通过卡入或者粘接等方式安装固定在安装孔，通过将光学镜片直接安装在金属支撑架上，完成光学镜片的安装固定，本申请对此并不限制。

本实用新型通过在光学组件支架1上设置金属支撑架，形成复合的支架结构，提高了光学组件支架1的结构强度。通过嵌设等方式，在不改变光学组件整体结构或者是增大支架边框直径的前提下，能够对安装光学镜片的位置进行了补强，防止光学镜片的安装位置在安装光学镜片时或者安装光学镜片后发生形变，改善了产品光学成像不良的问题，有利于提高产品良率，提高了光学组件的可靠性，也就是提高了应用该光学组件的头戴显示设备的可靠性。

可选地，如图2-6中所示的，所述金属支撑架具有向远离对应的安装孔方向延伸的延伸部9。延伸部9设置在光学组件支架1内，用于提高金属支撑架本身的结构强度，提高光学组件支架1的整体强度。延伸部9的另一个功能用于增大金属支撑架与光学组件支架1的接触面积，提高与光学组件支架1固定的牢固程度。延伸部9上可以设置有逃料通孔10，在不影响金属支撑架结构强度的同时，减轻金属支撑架的重量，也就是在增大光学组件支架1整体强度的同时，尽可能的减少重量的增加，将对用户体验的影响降至最低。

可选地，制作金属支撑架的材料可以采用钢铁、铝合金和钛合金等金属合金材料。选用钢铁等金属合金材料，价格相对低廉，适合工业化生产，降低企业的生产成本，重量的增加幅度也在可接受的范围之内；选用铝镁合金、铝锂合金和钛合金等金属合金材料，重量的增幅很小，还能保持足够的强度，但价格相对较高，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，本申请对此并不限制。

可选地，金属支撑架与光学组件支架1一体注塑成型，将金属支撑架作为骨架进行一体注塑，包裹在光学组件支架1内，形成一个完整的整体结构，提高其强度。进一步地，通过在金属支撑架上设置逃料通孔10，能够使得在一体注塑时，注塑填料能够通过逃料通孔10，金属支撑架两侧的注塑填料能够穿过逃料通孔10形成固定连接，能够提高注塑填料之间、金属支撑架与注塑填料之间的连接牢固度。在其他的实施方式中，也可以是采用粘接等其他的连接方式与光学组件支架1进行连接，本申请对此并不限制。

可选地，如图2-6中所示的，光学组件支架1包括相互连接围合成中空三棱柱体的曲面镜架2、光源架4和分光镜架3，共同构成了光学组件支架1，用于安装光学镜片形成光学组件，来满足光学成像要求。金属支撑架的设置可以是如图3-4中所示的实施例2，安装孔包括曲面镜架2上设置的曲面镜安装孔5，用于安装光学组件中的曲面镜。曲面镜金属支撑架6设置在曲面镜架2内，与曲面镜安装孔5相对应，提高曲面镜安装孔5的结构强度。曲面镜安装孔5与分光镜架3和光源架4相邻的两边均为对称的双拱形结构，与曲面镜的结构相对应。曲面镜金属支撑架6上对应的两条边也均为对称的双拱形结构，与曲面镜安装孔6相契合，提高匹配度。同理，还可以设置分光镜金属支撑架等其他类型的金属支撑架。还可以是如图5-6中所示的实施例3，包括光源架4上设置的光源孔7，用于安装光学组件中的光源或是引导光源光线，如是手机屏幕等光源发出的光线能够直接透过所述光源孔7，使得光学组件能够通过该光线成像即可。还包括光源金属支撑架8，光源金属支撑架8设置在光源架4内，与光源孔7相对应。在其他的实施方式中，还可以是同时设置这些金属支撑架，例如图2中所示的实施例1，同时设置曲面镜金属支撑架6和光源金属支撑架8，也是可以的，本领域技术人员可以根据强度的需要进行选择，本申请对此并不限制。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种头戴显示设备，所述头戴显示设备内包括上述的光学组件。

可选地，所述头戴显示设备可以是AR头戴显示设备，也可以是VR头戴显示设备或者是其他类型的头戴显示设备。

虽然已经通过示例对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种光学组件，其特征在于，包括用于固定光学镜片的光学组件支架，所述光学组件支架上设置有用于安装所述光学镜片的安装孔和与所述安装孔相对应的金属支撑架，所述金属支撑架套设或者卡入所述安装孔。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述金属支撑架具有向远离对应的安装孔方向延伸的延伸部，所述延伸部设置在所述光学组件支架内，所述延伸部上设置有逃料通孔。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，用于制作金属支撑架的材料包括金属合金材料。

4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，所述金属合金包括钢铁、铝合金和钛合金中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述金属支撑架与所述光学组件支架一体注塑成型。

6.根据权利要求5所述的光学组件，其特征在于，所述金属支撑架上设置有逃料通孔，金属支撑架两侧的注塑填料通过所述逃料通孔固定连接。

7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件支架包括相互连接围合成中空三棱柱体的曲面镜架、光源架和分光镜架。

8.根据权利要求7所述的光学组件，其特征在于，所述安装孔包括用于安装曲面镜的曲面镜安装孔，所述金属支撑架包括与所述曲面镜安装孔相对应的曲面镜金属支撑架，所述曲面镜安装孔和所述曲面镜金属支撑架设置在所述曲面镜架上。

9.根据权利要求7或者8所述的光学组件，其特征在于，包括用于安装光源或引导光源光线的光源孔，还包括与所述光源孔相对应的光源金属支撑架，所述光源孔和所述光源金属支撑架设置在所述光源架上。

10.一种头戴显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的光学组件。