CN213240670U - 用于头戴式显示设备的光机模组及头戴式显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于头戴式显示设备的光机模组及头戴式显示设备，用于头戴式显示设备的光机模组包括：光学组件；用于出射图像光的显示组件；用于安装所述光学组件以及所述显示组件的安装支架；所述光学组件包括两组光学镜片，每组光学镜片均包括一第一光学镜片和一第二光学镜片；所述安装支架包括两个安装座以及连接两个所述安装座的连接部；每个所述安装座均包括一基板、连接所述基板两端的两个侧板和连接所述两个侧板底部的一横梁，相对于现有技术，本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组，安装座的横梁连接两个侧板，使得安装座整体结构更加稳固，两个侧板不容易发生形变，安装在安装座的镜片不会因此导致其光路产生偏差。

Description

用于头戴式显示设备的光机模组及头戴式显示设备

技术领域

本实用新型涉及头戴式显示设备领域，特别是涉及一种用于头戴式显示设备的光机模组及一种头戴式显示设备。

背景技术

现在市面上常见的头戴式显示设备中的光机模组，大部分结构都比较复杂，且光机模组的组装不方便，不利于生产制造。且复杂的光机模组重量往往较大，会造成整个头戴式显示设备的过于厚重，使用者佩戴不方便及不舒适。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于头戴式显示设备的光机模组，以解决现有技术中的缺点与不足。

本实用新型的一种用于头戴式显示设备的光机模组，包括：

光学组件；

用于出射图像光的显示组件；

用于安装所述光学组件以及所述显示组件的安装支架；

所述光学组件包括两组光学镜片，每组光学镜片均包括一第一光学镜片和一第二光学镜片；

所述安装支架包括两个安装座以及连接两个所述安装座的连接部；每个所述安装座均包括一基板、连接所述基板两端的两个侧板和连接所述两个侧板底部的一横梁，所述基板和两个侧板的前后两侧分别形成用于安装所述第一光学镜片的第一镜片安装部和用于安装所述第二光学镜片的第二镜片安装部；

所述显示组件安装在所述基板上，所述显示组件出射的图像光以第一角度投射到所述第一光学镜片并被所述第一光学镜片反射至所述第二光学镜片，所述第二光学镜片反射所述图像光至所述第一光学镜片，所述图像光以第二角度投射到所述第一光学镜片，并透射所述第一光学镜片。

相对于现有技术，本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组，拆装方便的同时还保证了各个组件装配的稳固，利用了较少的结构组合成了光机模组，减少了光机模组的重量，让设置有该光机模组的头戴式显示设备适于使用者穿戴，同时安装座的横梁连接两个侧板，使得安装座整体结构更加稳固，两个侧板不容易发生形变，安装在安装座的镜片不会因此导致其光路产生偏差。

本实用新型还提供一种头戴式显示设备，其包括：眼镜腿、眼镜架、电子元器件和本实用新型所述用于头戴式显示设备的光机模组；所述眼镜腿连接于所述眼镜架的两端；所述眼镜架形成有一容置腔，所述头戴式显示设备电子元器件和光机模组安装在所述容置腔内；所述电子元器件与所述光机模组的显示组件电连接。

附图说明

图1为本实用新型的光机模组的结构示意图；

图2为本实用新型的安装支架的结构示意图；

图3为本实用新型的光机模组前侧的一部分爆炸示意图；

图4为本实用新型的光机模组前侧的一部分装配后的示意图；

图5为本实用新型的光机模组后侧的一部分爆炸示意图；

图6为本实用新型的光机模组后侧的一部分装配后的示意图；

图7为本实用新型的光机模组的剖面示意图；

图8为本实用新型的图像光传播路径示意图。

具体实施方式

请同时参阅图1-7，本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组，其包括：光学组件、用于出射图像光的显示组件2、用于安装所述光学组件以及所述显示组件2的安装支架。本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组主要用于增强现实的头戴式显示设备，例如，AR眼镜。

所述光学组件包括两组光学镜片，每组光学镜片均包括一第一光学镜片12和一第二光学镜片13。具体地，本实施例所述第一光学镜片12为平面反射镜，第二光学镜片13为凹面反射镜，在其他一些实施例中，第一光学镜片12可以是分光镜，第二光学镜片13可以是曲面反射镜。

所述安装支架包括两个安装座30以及连接两个所述安装座30的连接部40；每个所述安装座30均包括一基板31、连接所述基板31两端的两个侧板32和连接所述两个侧板32底部的一横梁33。所述基板31和两个侧板32的前后两侧分别形成用于安装所述第一光学镜片12的第一镜片安装部和用于安装所述第二光学镜片13的第二镜片安装部，即基板31和两个侧板32的前侧形成成第一镜片安装部，基板31和两个侧板32的后侧形成第二镜片安装部，第一镜片安装部和第二镜片安装部可以为凹槽，也可以是其他用于安装的结构。其中，两个侧板32底部即两个侧板32远离基板31的一端，由于光机模组对镜片的位置要求较高，为了防止两个侧板32在使用时发生形变，本实施例通过一横梁33连接两个侧板32，所述基板、两个侧板和横梁共同围成一框体，可以增加两个侧板32的强度，进而使整个安装座30强度更高，可以更加好的固定镜片。

所述显示组件2安装在所述基板31上，第一光学镜片12和第二光学镜片13是分别安装于第一镜片安装部和第二镜片安装部的，两个侧板32的前后两侧互相形成一定的角度，使得第一光学镜片12和第二光学镜片13在安装时形成一定的夹角，两者能够实现显示组件2出射的图像光经过一定的光路进入人眼即可，即所述显示组件2出射的图像光以第一角度投射到所述第一光学镜片12并被所述第一光学镜片12反射至所述第二光学镜片13，所述第二光学镜片13反射所述图像光至所述第一光学镜片12，所述图像光以第二角度投射到所述第一光学镜片12，并透射所述第一光学镜片12。当人眼位于第一光学镜片12远离第二光学镜片13的一侧，则透射过第一光学镜片12的图像光会进入人眼，从而被人所看到。

请参阅图3-6，优选地，所述第一镜片安装部为设于所述基板31的前侧和两个侧板32的前侧的第一凹槽。所述第二镜片安装部为设于所述基板31的后侧和两个侧板32的后侧的第二凹槽。所述第一光学镜片12卡接入所述第一凹槽内，所述第二光学镜片13卡接入所述第二凹槽内。第一凹槽和第二凹槽分别设于基板31和两个侧板32上，第一光学镜片12可以通过三个部位(一基板31、两侧板32)实现三点定位，安装稳固，同理第二光学镜片13也如此。优选地，所述第一光学镜片12的两侧边分别卡接入所述两个侧板32的第一凹槽内，其顶边卡接入所述基板31的第一凹槽内；所述第二光学镜片13的两侧边分别卡接入所述两个侧板32的第二凹槽内，其顶边卡接入所述基板31的第二凹槽内。

请参阅图7，优选地，所述第一光学镜片12和第二光学镜片13两者远离所述基板31的一端相抵接，使得两光学镜片和基板31相互形成三角形结构，两光学镜片能够承受更大的冲击。另外，还可以在两光学镜片相抵接的位置点胶粘连，实现两光学镜片的密封，起到防尘作用，减少点胶工序，提高生产率。

在安装时，先将第一光学镜片12卡接入所述基板31和两个侧板32的第一凹槽内，形成第一个定位，然后将第二光学镜片13卡接入所述基板31和两个侧板32的第二凹槽内，形成第二个定位，与此同时，所述第一光学镜片12和第二光学镜片13两者远离所述基板31的一端相抵接，形成第三个定位，三个定位可以实现光学镜片的稳定安装。其次，在第一光学镜片12和第一凹槽相卡接的位置、第二光学镜片13和第二凹槽相卡接的位置加入密封胶进行密封。最后，在第一光学镜片12和第二光学镜片13相抵接的位置加入密封胶进行密封。

优选地，所述基板31设置有显示组件安装腔311，所述显示组件安装腔311的底部设置有图像光投射口312；所述显示组件2安装于所述显示组件安装腔311内，其出射的图像光通过所述图像光投射口312投射到所述第一光学镜片12。基板31提供显示组件安装腔311来安装显示组件2。

优选地，所述基板31的顶部设有连通所述显示组件安装腔311的安装口314，所述安装口314盖设有安装盖313。安装盖313可以通过螺丝与安装口314相互配合安装，此设计方便显示组件2的安装，也起到防尘的作用。

优选地，本实施例所述显示组件2包括显示屏21和透镜22，所述显示屏21用于出射图像光，所述显示屏21出射的图像光通过所述透镜22、图像光投射口312后投影到所述第一光学镜片12。

而由于显示组件2一般都带有排线，因此，优选地，所述显示组件安装腔311的侧壁设有排线口315。显示组件2安装进入显示组件安装腔311后，其排线通过排线口315导出，进而与其他电子元器件连接，此时安装盖313不紧可以封装显示组件2，也可以起到整理排线的作用。

本实施例图像光传播的过程可以参阅图8，显示屏21出射的图像光以第一角度(即竖直向下)经过透镜22整形(调整)后传输至第一光学镜片12，并被第一光学镜片12分为水平方向和竖直方向的两束光，其中竖直方向的光束直接向下射向外界环境，水平方向的光束被第一光学镜片12反射至第二光学镜片13，被第一光学镜片12反射的水平方向的光束在第二光学镜片13上一部分反射、一部分透射，其中，第二光学镜片13反射部分的水平方向的光束以第二角度(即水平向左)再次经过第一光学镜片12并透射第一光学镜片12后射入人眼，形成虚拟图像，而第二光学镜片13透射部分的水平方向的光束则直接射向外界环境。

同时，本实施例还提供一种头戴式显示设备，其包括：眼镜腿、眼镜架、电子元器件和本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组；所述眼镜腿连接于所述眼镜架的两端；所述眼镜架形成有一容置腔，所述头戴式显示设备电子元器件和光机模组安装在所述容置腔内；所述电子元器件与所述光机模组的显示组件电连接。电子元器件则是现有头戴式显示设备中的电子元器件，在此不作赘述。

相对于现有技术，本实施例所述用于头戴式显示设备的光机模组，拆装方便的同时还保证了各个组件装配的稳固，利用了较少的结构组合成了光机模组，减少了光机模组的重量，让设置有该光机模组的头戴式显示设备适于使用者穿戴，同时安装座的横梁连接两个侧板，使得安装座整体结构更加稳固，两个侧板不容易发生形变，安装在安装座的镜片不会因此导致其光路产生偏差。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于，包括：

光学组件；

用于出射图像光的显示组件；

用于安装所述光学组件以及所述显示组件的安装支架；

所述光学组件包括两组光学镜片，每组光学镜片均包括一第一光学镜片和一第二光学镜片；

所述安装支架包括两个安装座以及连接两个所述安装座的连接部；每个所述安装座均包括一基板、连接所述基板两端的两个侧板和连接所述两个侧板底部的一横梁，所述基板和两个侧板的前后两侧分别形成用于安装所述第一光学镜片的第一镜片安装部和用于安装所述第二光学镜片的第二镜片安装部；

所述显示组件安装在所述基板上，所述显示组件出射的图像光以第一角度投射到所述第一光学镜片并被所述第一光学镜片反射至所述第二光学镜片，所述第二光学镜片反射所述图像光至所述第一光学镜片，所述图像光以第二角度投射到所述第一光学镜片，并透射所述第一光学镜片。

2.根据权利要求1所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述第一镜片安装部为设于所述基板的前侧和两个侧板的前侧的第一凹槽；所述第二镜片安装部为设于所述基板的后侧和两个侧板的后侧的第二凹槽；

所述第一光学镜片卡接入所述第一凹槽内，所述第二光学镜片卡接入所述第二凹槽内。

3.根据权利要求2所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述第一光学镜片和第二光学镜片两者远离所述基板的一端相抵接。

4.根据权利要求2或3所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述第一光学镜片的两侧边分别卡接入所述两个侧板的第一凹槽内，其顶边卡接入所述基板的第一凹槽内；

所述第二光学镜片的两侧边分别卡接入所述两个侧板的第二凹槽内，其顶边卡接入所述基板的第二凹槽内。

5.根据权利要求4所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述基板设置有显示组件安装腔，所述显示组件安装腔的底部设置有图像光投射口；所述显示组件安装于所述显示组件安装腔内，其出射的图像光通过所述图像光投射口投射到所述第一光学镜片。

6.根据权利要求5所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述基板的顶部设有连通所述显示组件安装腔的安装口，所述安装口盖设有安装盖。

7.根据权利要求6所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：

所述显示组件包括显示屏和透镜，所述显示屏用于出射图像光，所述显示屏出射的图像光通过所述透镜、图像光投射口后投影到所述第一光学镜片。

8.根据权利要求5-7任一项所述的用于头戴式显示设备的光机模组，其特征在于：所述显示组件安装腔的侧壁设有排线口。

9.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：眼镜腿、眼镜架、电子元器件和如权利要求1-8任一项所述用于头戴式显示设备的光机模组；所述眼镜腿连接于所述眼镜架的两端；所述眼镜架形成有一容置腔，所述头戴式显示设备电子元器件和光机模组安装在所述容置腔内；所述电子元器件与所述光机模组的显示组件电连接。

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