具有防尘功能的光学镜片调焦组件的制作方法

文档序号:13445112阅读:181来源:国知局
具有防尘功能的光学镜片调焦组件的制作方法

本申请涉及头戴显示技术领域,尤其涉及一种具有防尘功能的光学镜片调焦组件。



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(virtualreality,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,因此为了呈现清晰的影像,很多虚拟现实设备中内置如专利号us20170017078b公开的技术方案中所提供的光学组件,用于调整vr影像。

虚拟现实设备中使用的光学组件,一般包括镜筒以及安装在镜筒内的光学镜片。在实际使用中,环境中的灰尘很容易通过缝隙进入镜筒内,并粘附在镜片上,遮挡视线影响观影效果。并且对于部分虚拟现实设备中使用的光学组件,具有调焦功能,进入镜筒内的灰尘还会对调焦过程造成影响。



技术实现要素:

本申请提供了一种具有防尘功能的光学镜片调焦组件,以解决传统光学组件容易进入灰尘,影响观影和调焦的问题。

本申请一种具有防尘功能的光学镜片调焦组件的技术方案包括:

外镜筒、固定在所述外镜筒的外光学镜片、内镜筒、固定在所述内镜筒的内光学镜片、定位特征件和至少一个防尘件;

所述外镜筒侧壁上设有至少一个倾斜槽;

所述内镜筒内置于所述外镜筒;

所述定位特征件与所述倾斜槽一一对应,各所述定位特征件一端固定在所述内镜筒的侧壁,另一端穿过所述倾斜槽可在所述倾斜槽内滑动;

所述防尘件位于所述倾斜槽对应的所述外镜筒外侧壁或内侧壁上。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述外光学镜片固定在所述外镜筒的内侧顶部。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述外光学镜片与所述外镜筒的内侧接触处设有防尘胶。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述内光学镜片固定在所述圆台的内侧底部。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述外光学镜片与所述外镜筒的内侧接触处设有防尘胶。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述倾斜槽的对应的所述外镜筒外侧壁或内侧壁上设有防尘件固定槽。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述定位特征件分别由两个固定螺钉和一个拨动固定螺钉组成,所述防尘件由两个第一防尘件和一个第二防尘件组成,所述第二防尘件固定在特定倾斜槽对应的所述外镜筒内侧壁上的防尘件固定槽内,所述特定倾斜槽为用于伸入所述拨动固定螺钉的倾斜槽,所述第一防尘件用于固定在其余所述倾斜槽对应的所述外镜筒外侧壁上的防尘件固定槽内。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述第二防尘件设有与所述特定的倾斜槽对应的槽口。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述第二防尘件的材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶tpu。

可选的,在上述光学镜片调焦组件的技术方案中,所述内镜筒与所述外镜筒之间设置防尘油层,所述防尘油层用于防止灰尘从所述内镜筒与外镜筒接触处进入。

采用上述技术方案的有益效果是:

由于光学调焦组件包括外镜筒和内镜筒,外镜筒上设有沿一定角度倾斜的倾斜槽,内镜筒的侧壁上设有伸入倾斜槽的定位特征件,定位特征件可在倾斜槽内滑动。在定位特征件沿倾斜槽内由下至上或由上至下滑动的过程中,定位特征件带动内镜筒移动,从而外光学镜片和内光学镜片两者间距可调。

可选的,所述防尘件固定槽与所述防尘件形状相同;所述防尘件固定槽的深度d大于或等于所述防尘件的厚度t。

可选的,所述外镜筒与所述内镜筒为嵌套在一起的两个圆柱筒状结构;所述外镜筒与所述内镜筒之间为间隙配合;所述内镜筒作为活动镜筒,可相对于所述外镜筒的内壁在轴向和圆周向滑动;所述外镜筒作为静止镜筒,用于为所述内镜筒提供滑动空间。

可选的,所述内镜筒包括设有阶梯状内固定部的圆台以及,在所述圆台端面向远离所述内固定部方向延伸的凸台;

所述内固定部用于固定所述内光学镜片,所述凸台的数量与所述倾斜槽的数量相等,所述凸台圆周面上设有用于安装所述定位特征件的安装孔;所述外镜筒包括设有阶梯状外固定部的外圆筒,以及连接所述外圆筒的主圆筒,所述主圆筒的侧壁上均匀设置至少一个所述倾斜槽;所述外固定部用于固定所述外光学镜片。

可选的,所述倾斜槽到所述外镜筒贴合端面的最小距离l1大于或等于所述圆台的轴向宽度w;所述倾斜槽在所述主圆筒的轴向延伸距离l2小于所述凸台的高度h;所述倾斜槽到所述外圆筒的最小距离l3大于或等于所述凸台的高度h;所述倾斜槽沿圆周向的延伸距离l4小于或等于所述凸台的圆周向长度al的1/2。

可选的,所述防尘件为与所述主圆筒的内侧壁或外侧壁曲率半径相同的弯曲片状结构;所述防尘件的轴线方向宽度sw大于所述倾斜槽在所述主圆筒的轴向延伸距离l2;所述防尘件的圆周向长度sl大于所述倾斜槽沿圆周向的延伸距离l4。

可选的,所述内镜筒的内径d1大于或等于所述外固定部的最小内径d2;所述主圆筒的外径d3大于所述外圆筒的外径d4。

可选的,所述外镜筒上远离所述外圆筒的一端还设有:凸起于所述主圆筒外侧壁的环形密封台;以及,凸起于所述主圆筒内侧壁的环形限位环;所述限位环形成的内径小于所述内固定部的内径,大于或等于所述圆台的内径;

所述密封台和所述限位环在远离所述外固定部的端面与所述外镜筒贴合端面平齐。

可选的,所述外光学镜片和所述内光学镜片都是平凸镜;所述外光学镜片的平面侧与所述外固定部贴合;所述内光学镜片的平面侧与所述内固定部贴合。

本申请还提供一种虚拟现实设备,包括前壳、后壳以及上述光学镜片调焦组件,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镜片调焦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镜片调焦组件中外圆筒的外径;所述后壳上还设有与所述光学镜片调焦组件中倾斜槽位置对应,且形状相同的调节槽。

由以上技术方案可知,本申请提供的具有防尘功能的光学镜片调焦组件,包括嵌套在一起的内镜筒和外镜筒,外镜筒与内镜筒之间满足间隙配合的关系,在设置润滑油层的情况下,可以减少灰尘通过内镜筒和外镜筒的配合间隙进入到镜筒组成的空间内部,粘附在镜片上影响观影效果。内镜筒中设置的圆台和凸台的结构能保证与倾斜槽接触位置的密封效果,并减少整体重量。设置在外镜筒上的倾斜槽,用于穿过定位特征件,使用户在拨动定位特征件时,带动内镜筒以及内光学镜片进行轴向和圆周向的滑动,完成焦距的调整。在外镜筒的内侧壁或者外侧壁设有防尘件固定槽和防尘件,进一步防止外界环境中的灰尘进入镜筒组成的空间内,提高防尘效果。

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为本申请一种虚拟现实设备的爆炸图;

图2为本申请一种虚拟现实设备的前壳的结构图;

图3(a)和图3(b)为本申请一种虚拟现实设备的后壳的正面图和背面图;

图4为本申请与虚拟现实设备配套使用的脸托的结构图;

图5为本申请一种虚拟现实设备的镜腿的结构图;

图6为本申请一种虚拟现实设备的遮光组件的结构图;

图7为本申请一种虚拟现实设备的光学系统、散热片的结构图;

图8为本申请一种虚拟现实设备的光学系统的结构图;

图9为本申请一种虚拟现实设备的右镜筒机构、右显示屏和右屏支架的爆炸图;

图10为本申请一种光学镜片调焦组件的爆炸图;

图11为本申请一种光学镜片调焦组件的剖视图;

图12为本申请一种光学镜片调焦组件的仰视图;

图13为本申请一种光学镜片调焦组件的俯视图;

图14为本申请与虚拟现实设备配套使用的脸托的爆炸图;

图15为本申请与虚拟现实设备与脸托的配合结构图;

图16为本申请一种虚拟现实设备的遮光组件的爆炸图;

图17(a)(b)(c)为本申请遮光组件安装在虚拟现实设备上的步骤图;

图18为本申请遮光组件安装在虚拟现实设备上的结构图;

图19为本申请的数据线固定件的结构图;

图20为本申请的数据线固定件与虚拟现实设备的爆炸图;

图21为本申请的数据线固定件安装在虚拟现实设备上的结构图;

图22(a)(b)为本申请的右屏支架和左屏支架的结构图;

图23为本申请实施例中具有防尘功能的光学镜片调焦组件的整体结构示意图;

图24为本申请实施例中调焦组件的剖面结构示意图;

图25为本申请实施例中外镜筒、内镜筒以及防尘件的结构示意图;

图26为本申请实施例中倾斜槽部分的局部结构放大图;

图27为本申请提供的虚拟现实设备结构示意图;

图28为本申请提供的虚拟现实设备中后壳的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本实施例中的虚拟现实设备包括壳体、内置于壳体的光学系统、pcba板、散热板和光感组件、与壳体配合使用的脸托、遮光罩等。下面针对各部件进行详细说明。

一、壳体:如图1所示,壳体包括:前壳1与后壳3围成的镜框、与镜框连接的左镜腿5和右镜腿4。下面分别针对上述部件进行详细说明:

(1)前壳1:如图2所示,前壳1的周边设有若干卡扣固定件16,用来将前壳1与后壳3固定;靠近前壳1的上端设有pcba固定件18,用来对pcba板8进行限位和固定;在靠近前壳1两端附近安装保护柱17,用来防止安装过程或者安装好后前壳受力过猛损坏前壳1。进一步的,为了提高前壳1的质量,还可以设置多条加固条纹。为了减轻虚拟现实设备的壳体重量,前壳1的材质优选轻质塑料,为了便于加工,整个前壳1优选设计为一体成型。

(2)后壳3:如图3(a)和图3(b)所示,后壳3包括收纳腔46,用来收纳虚拟现实设备的光学系统、pcba板8、散热片9和光感组件等。后壳3的下端设有调节槽42,用于伸出光学系统的焦距调节键(等同于下文的定位特征件、凸出控制键)并对其进行控制。后壳3内部偏上位置设有与前壳1相配合的pcba固定槽。为了提高后壳3的质量,还可以设置多条加固条纹,优选的设置在后壳的侧边。在后壳3的背面设有镜脚连接部,镜脚连接部上设有与左镜腿5和右镜腿4前端的凸起连接的凹槽44,凹槽44的外侧设有挡板45。由于凹槽44外侧具有一个挡板45,当镜腿的凸起装配到该凹槽中时,此时的镜腿只能向内侧移动。当用户配戴该虚拟现实设备时,镜腿的凸起会受到挡板45的阻挡,阻止其向外移动,这时就会向内产生一个力,让镜腿能够夹紧用户头部。在后壳3的背面还设有脸托固定件41和43,用来便于脸托6的固定。如图4和图14所示,脸托6包括主体固定部64和面部接触部63,面部接触部63一侧与主体固定部64连接,另一侧与人体面部相接触,主体固定部64上设有用于嵌入脸托固定件41和43的凸起61和62,实现主体固定部64固定在后壳3上。为了便于脸托6能分散虚拟现实设备的重量,主体固定部64和面部接触部63均为由位于中心的向外凸起的凸缘和沿远离凸缘方向延伸的弧形部组成的几字形结构。为了减轻虚拟现实壳体主体的重量,后壳3优选轻质塑料,为了便于加工,后壳3优选设计为一体成型。

(4)左镜腿5和右镜腿4:将左镜腿5和右镜腿4统称为镜腿,两者结构无实质差别。每一镜腿前端设有用于嵌入后壳3上镜脚连接部上凹槽的凸起53。下面以左镜腿5为例进行详细说明。如图5所示,非折合状态下,左镜腿5和右镜腿4为向内弯曲的弧形,便于夹紧使用者头部。为了进一步增强镜腿的夹紧力度,镜腿前端的厚度大于镜脚后端厚度。为了减轻镜腿的重量,镜腿上还设有镂空槽52,同时镂空槽52也可以防止注塑表面产生缺陷,影响美观。左镜腿5和右镜腿4上还分别设有通孔51,用于将遮光组件7的连接件71和72嵌入通孔51,实现遮光组件7的固定。通孔具体包括两个相通的固定孔和连接孔,连接孔的孔径大于连接件的最大宽度,固定孔的孔径小于连接件的最大宽度。固定孔用来固定遮光组件的凸起,连接孔用来遮光组件的凸起穿过定位。左镜腿5和右镜腿4均可为一体成型机构,为了减轻整体虚拟现实设备的整体重量,左镜腿5和右镜腿4的材质为具有柔韧性塑胶(tr90)。结合图1所示,上述虚拟现实设备的壳体和其他组件的具体安装步骤如下:

第一步:将带有左显示屏22、右显示屏24的左镜筒机构21、右镜筒机构23的光学系统装入后壳3的收纳腔46中进行固定,不限定具体固定方式。左镜筒机构21、右镜筒机构23的定位特征件同时伸出后壳3的调节槽42,便于用户来进行调节焦距;

第二步:将pcba板8装入后壳3的pcba固定槽中,并将pcba板8与光学系统进行连接;

第三步:装入散热片9,具体将散热片9一端与pcba板8上的发热器件贴合,另外一端分别与左显示屏22和右显示屏24的背面贴合,使得散热片9就可以将pcba板8和左显示屏22和右显示屏24散发的热量均匀散出;

第四步:装上前壳1,即将前壳1与后壳3进行固定,具体的将前壳1压入后壳3中,通过前壳1的扣固定件11进行固定;

第五步:将左镜腿5和右镜腿4上的凸起53嵌入后壳3上的凹槽44;

第六步:将脸托6安装到后壳3上,具体的将脸托6上的凸起61和62分别与后壳3上的脸托固定件41和43进行固定;

第七步:将遮光组件7包围虚拟现实设备,同时将遮光组件的,具体的遮凸起71和72分别嵌入镜腿的通孔51上。

上述虚拟现实设备包括前壳、后壳和两个镜腿,结构简单,组装简便,同时将虚拟现实设备的其他器件对应的安装在后壳的收纳槽上,盖上前壳和连接镜腿,整个虚拟现实设备结构比较小,占用空间较小,外形类似眼镜形态,比较美观。

(二)光学系统:如图1所示,光学系统包括左镜筒机构21、左显示屏22、右镜筒机构23和右显示屏24,左镜筒机构21和右镜筒机构23结构相同,统称为光学镜片调焦组件。具体的,左镜筒机构21和左显示屏22安装在左屏支架上且左显示屏22位于左镜筒机构21的后方,左显示屏整体位于左屏支架的内侧;右镜筒机构23和右显示屏24安装在右屏支架13上且右显示屏24位于右镜筒机构23的后方,右显示屏24整体位于右屏支架13的内侧。左显示屏22和右显示屏24的侧边沿具有切角,如图1所示,左显示屏22的右下角侧边具有切角。右显示屏24的左下角侧边具有切角。左屏支架和右屏支架13为两个相互独立的屏支架,均为一中空环状结构。由于两个屏支架中空,实现了通过左镜筒机构21和右镜筒机构23的镜片观看对应显示屏所显示的内容。屏支架的中空环状可为圆形或多边形或不规则形形状,具体根据光学模组的形状和虚拟现实设备外壳的形状确定。各屏支架与显示屏接触的面为屏接触面,屏接触面用于与显示屏表面相贴合,具体可设为光滑面,将屏接触面设为光滑面,可为避免显示屏造成损坏,同时也实现了显示屏与屏支架的良好贴合。本实施例中不具体限定屏接触面为光滑面或粗糙面。本实施例中,为了更好的实现屏接触面与显示屏表面的贴合,可以在两者之间设置软性的双面粘贴胶,双面粘贴胶可以为屏支架形状相对应的环形圈,通过双面粘贴胶使屏支架与显示屏粘贴在一起。与屏接触面相对应的为光学模组接触面,光学模组接触面分别与左镜筒机构21、右镜筒机构23相贴合。当屏支架分别与显示屏和光学模组组装后,屏支架起到便于安装的作用,同时三者形成密闭空间,起到防尘作用。为了进一步提高屏支架与显示屏和光学模组之间的防尘效果,右镜腿4屏支架靠近右镜腿4屏接触面的一侧设有第一凹槽,右镜腿4屏支架靠近右镜腿4光学模组接触面的一侧设有第二凹槽,右镜腿4第一凹槽和右镜腿4第二凹槽内均用于放置防尘圈,实现屏支架与光学模组、显示屏之间连接无空隙,进而避免外界的灰尘进入,提高其的防尘效果。需要说明的是,也可在不用防尘圈的情况下直接将显示屏和光学模组固定在屏支架上。由于左屏支架与右屏支架的安装相似,下面以右显示屏24、右镜筒机构23和右屏支架13的安装步骤进行说明,应该理解为左眼显示屏的安装相似,具体安装步骤如下:

第一步:在屏支架13的相对设置的屏接触面和光学模组接触面上分别固定左防尘圈12、右防尘圈14(左、右仅仅是结合附图进行区别,不具有实际含义),屏支架13、左防尘圈12和右防尘圈14组装成屏支架组件。左防尘圈12和右防尘圈14的固定方式可根据实际需要设置,不具体限定。优选为粘贴固定,左防尘圈12和右防尘圈14可为具有粘贴性的双面胶片,屏支架13上设有第一凹槽和第二凹槽,第一凹槽位于靠近屏接触面的一侧并与左防尘圈12的形状相对应,第二凹槽位于靠近光学模组接触面的一侧并与右防尘圈14的形状相对应,便于提高防尘效果以及节约材料。需要说明的是,双面胶片只是左防尘圈12和右防尘圈14可选的一种具体材料,任何具有粘贴性并且可以进行软性收缩的材料都可以,比如塑料或具有一定软性的poron或一定软性的pvc或轻薄的布料等;当然,为了减轻虚拟现实设备的整体重量,左防尘圈12和右防尘圈14优选质轻材料。同理,为了减轻虚拟现实设备的整体重量,屏支架13可一体成型,屏支架13的材料可选择轻质材料,如具有一定硬度的塑胶。

第二步:将右镜筒机构23和右显示屏24分别与屏支架组件进行固定。具体的,将右镜筒机构23放置到右防尘圈14上,优选的,右镜筒机构23可以放置在第二凹槽上,该右防尘圈14一侧与屏支架13接触,另一侧与右镜筒机构23接触。具体的,将右显示屏24放置到左防尘圈12上,优选的,右显示屏24可以放置在第一凹槽上,实现右显示屏24与屏支架13的固定。该左防尘圈12一侧与屏支架13接触,另一侧与右显示屏24接触。将右镜筒机构23和右显示屏241优选的固定在屏支架13两侧的第一凹槽和第二凹槽时,右显示屏24、屏支架13和右镜筒机构23之间能够形成密闭空间,其连接处都是紧密连接,并且具有凹槽的侧边进行防尘,这样就可以避免外界的灰尘进入到该密闭空间中,也就是说避免外界灰尘进粘附到显示屏上,造成显示屏上显示出现杂像的问题。

第三步:当右镜筒机构23、左防尘圈12、屏支架13、右防尘圈14和右镜筒机构23组装完成后,通过屏支架13上的屏固定孔与虚拟现实设备对应的第二固定孔匹配,实现组装后的组件固定到虚拟现实设备上,此固定方式不局限于螺钉固定方式。需要说明的是,屏支架13上的屏固定孔包括至少一个正向孔和至少一个反向孔。

如图22(a)(b)所示,屏支架的结构为:两个屏支架相互独立,光学模组接触面上设有沿远离其表面方向延伸光学模组固定件111和定位件113,当光学模组伸入屏支架并凸出于光学模组接触面时,光学模组固定件111与光学模组的最外边相接触,用于将光学模组固定在屏支架上,光学模组固定件111可以为向屏支架中心延伸的l形结构,用于将光学模组限定在l形结构内;定位件113位于光学模组的外围,用于确保光学模组安装在预设位置,用于限定光学模组的运动轨迹,定位件113用来防止光学模组向外移动。为了便于虚拟现实设备一些其他小电子件的固定,例如光感器,在屏支架的一侧凸出一个对应的收纳固定槽114,用来对其他小电子器件的固定。当显示屏、左防尘圈、屏支架、右防尘圈和光学模组组成完成后,通过屏支架上的屏固定孔112与虚拟现实设备对应的第二固定孔匹配,实现组装后的组件固定到虚拟现实设备上,此固定方式不局限于螺钉固定方式。需要说明的是,屏支架上的屏固定孔112包括至少一个正向孔和至少一个反向孔。如图10至图13所示,左镜筒机构和右镜筒机构统称为的光学镜片调焦组件均包括:外镜筒211、外光学镜片212、内镜筒214和内光学镜片217,外光学镜片212固定在外镜筒211上,内光学镜片217固定在内镜筒214上;外镜筒211侧壁上设有倾斜槽213;内镜筒214设置在外镜筒211内,内镜筒214的侧壁上设有定位特征件,定位特征件还伸入倾斜槽213并沿倾斜槽213滑动;当内镜筒214沿外镜筒211相对滑动时,固定在外镜筒211上的外光学镜片212与固定在内镜筒214上的内光学镜片217之间的距离可调,实现了光学组件的调焦。如图10所示的光学调焦组件的爆炸图,包括一个外镜筒211、外光学镜片212、内镜筒214、内光学镜片217、两个第一防尘件218、第一防尘件219、两个固定螺钉220、拨动固定螺钉221和拨动固定螺钉221。下面分别针对上述各部件进行说明:

(1)外镜筒211:该外镜筒211侧壁上设有至少一个倾斜槽213,倾斜槽213相对于水平面以一定角度倾斜,当固定在内镜筒214侧壁上的定位特征件嵌入倾斜槽213并沿倾斜槽213移动时,外光学镜片212与内光学镜片217之间的间距可调。如图1所示,外镜筒211横截面的形状为圆形,当倾斜槽213数量为三个以上时,倾斜槽213沿外镜筒211周向均布。需要说明的是,倾斜槽213不局限于图中所示的三个,优选的,倾斜槽213的数量为三个。此外,倾斜槽213也不仅限于沿外镜筒211周向均布,但必须满足若干个倾斜槽213位于同一水平面上。外镜筒211的截面形状也不限于图1中所示的圆形,也可为椭圆或菱形或异形。为了更好适配人体的形态特征,在靠近人体鼻梁附近,可以设置为与人体鼻梁匹配的形状,即将一个简单的圆形切除部分形成具有一与鼻梁匹配的倾斜面。因此,为了适应具体虚拟现实设备外壳,以及减小整体的虚拟现实设备的体积,外镜筒211的截面形可根据具体的虚拟现实外壳而定。

(2)外光学镜片212:外光学镜片212固定在外镜筒211上,具体的,如图2所示,外光学镜片212固定在外镜筒211的内侧顶部,内侧顶部即为远离内镜筒214的一侧。外光学镜片212与外镜筒211的固定方式具体可以是:通过塑胶将外光学镜片212固定在外镜筒211的内侧顶部,通过塑胶固定可以保证外光学镜片212稳定的固定在外镜筒211上,并且能有效防尘。需要说明的是,本申请不具体限定两者的固定方式。为了便于说明,将外镜筒211和外光学镜片212的组合结构定义为第一组件。

(3)内镜筒214:内镜筒214内置于外镜筒211,且内镜筒214可沿靠近或远离外光学镜片212的方向移动,进而外光学镜片212和内光学镜片217两者的间距可调。具体实现内镜筒214可沿外镜筒211移动的方式为:内镜筒214的侧壁上设有至少一个定位特征件,定位特征件与倾斜槽213一一对应,每一定位特征件嵌入倾斜槽213内并可沿倾斜槽213滑动,进而带动内镜筒214的移动。由于本申请未限定倾斜槽213的数量,则定位特征件的数量也不做具体限定。当倾斜槽213的数量为三个且沿外镜筒211周向均布时,三个定位特征件同时在倾斜槽213内移动,进而可保证内镜筒214上的内光学镜片217在上下移动过程中使其均处于一个平面上。进一步,由于外镜筒211与内镜筒214接触,为了提高调焦过程中内镜筒214的滑动,在内镜筒214与外镜筒211之间增加了起到润滑作用的油层,提高内镜筒214的滑动灵活性,并且油层一定程度上能够阻止外界的灰尘进入内部,起到防尘作用。具体的油层可以通过在内镜筒214与外镜筒211之间涂阻尼油形成,应该理解为其他可以提高内镜筒214与外镜筒211之间的滑动灵活性的方式都为本申请的保护范围。当定位特征件为三个时,三个定位特征件的结构可以分为:两个固定螺钉220和拨动固定螺钉221,两个固定螺钉220和拨动固定螺钉221通过固定螺孔固定在内镜筒214上,且两个固定螺钉220和拨动固定螺钉221分别伸入倾斜槽213并可沿倾斜槽213滑动。为了能提高推动拨动固定螺钉221的舒适度,便于用户在使用过程便于拨动,该拨动固定螺钉221外侧端固定连接有拨动硅胶头222,该拨动硅胶头222为具有一定硬度的硅胶,用户使用起来手感比较舒适。如图10所示,内镜筒214包括圆台215和位于圆台215上方并向上延伸的至少一个凸台216,凸台216与倾斜槽213一一对应,固定螺孔位于凸台216上。凸台216的形状与外镜筒211内壁形状相吻合,当外镜筒211为圆形时,凸台216可以为环形壁,该凸台216上均设有与倾斜槽213相对应的固定螺孔。

(4)内光学镜片217:内光学镜片217固定在内镜筒214上。如图2所示,内光学镜片217固定在内镜筒214的内侧底部,如内镜筒214的底端设有卡槽,内光学镜片217与内镜筒214底端卡槽固定连接,内侧底部为远离外镜筒211的一侧。内光学镜片217与内镜筒214的固定方式具体可以是:通过塑胶将内光学镜片217固定在内镜筒214的内侧底部,通过塑胶固定可以保证内光学镜片217稳定的固定在内镜筒214上,并且能有效防尘。需要说明的是,本申请不具体限定两者的固定方式。当然内镜筒214也可以不设卡槽,可以将内光学镜片217固定在内镜筒214的内侧底部的侧壁,即内光学镜片217的外侧边与内镜筒214的内侧壁固定连接,固定方式可以通过塑胶固定可以保证内光学镜片217稳定的固定在内镜筒214上,并且能有效防尘。需要说明的是,本申请不具体限定两者的固定方式。为了便于说明,将内镜筒214和内光学镜片217的组合结构定义为第一组件。

(5)第一防尘件218和第一防尘件219:当内镜筒214通过伸入倾斜槽213的两个固定螺钉和拨动固定螺钉沿靠近或远离外光学镜片212的方向移动时,两个第一防尘件218分别一一固定在两个固定螺钉220对应的外圆筒2112的倾斜槽213外侧,第一防尘件219固定在拨动固定螺钉221对应的外镜筒211的倾斜槽213内侧。需要说明的是,第一防尘件219也可以固定在外侧。第一防尘件219和第一防尘件218上设有与倾斜槽213对应的槽口。第一防尘件219具体可为具有粘贴性的tpu片,该tpu片上有与特定倾斜槽213对应的倾斜槽213孔。本申请不限定第一防尘件219的材质为tpu,应该理解为,所选材质只要满足具有一定硬度便于进行开槽口,且具体防尘性质即可,如具有一定硬度的poron或一定硬度的pvc、高温胶或美纹胶等。第一防尘件218和第一防尘件219的固定方式均可通过粘贴的方式进行固定,便于组装,但本申请不限定其固定方式。上述光学镜片调焦组件的装配步骤为:

步骤一:将外光学镜片212固定在外镜筒211的内侧顶部,形成第一组件;

步骤二:将内光学镜片217固定在内镜筒214的内侧底部,形成第二组件;

步骤三:将第一防尘件219放入第一组件的外镜筒211的特定倾斜槽213的内侧,该特定倾斜槽213用于伸入拨动固定螺钉。

步骤四:将第二组件置于第一组件内侧,即将组装好的带有内光学镜片217的内镜筒214置于组装好的带有外光学镜片212和第一防尘件219的外镜筒211的内侧。

步骤五:由于内镜筒214的侧壁上设有三个固定螺孔,三个固定螺孔外漏于倾斜槽213,然后在三个固定螺孔上分别固定连接两个固定螺钉220和一个拨动固定螺钉221。两个固定螺钉220伸入的倾斜槽213对应的外镜筒211的侧壁上分别固定连接两个第一防尘件218。

步骤五:将拨动硅胶头222固定在拨动固定螺钉221外侧端。

需要说明的是,上述的具体装配步骤不构成先后限制,可以根据具体情况安排其步骤的先后顺序。光学镜片调焦组件主要应用于虚拟现实领域,特别是短距离的光学镜片调节,应该理解为其他领域进行短距离的光学调焦也在保护范围内。

上述光学镜片调焦组件的工作原理具体为:拨动拨动硅胶头222使其带动拨动固定螺钉221在外镜筒211的倾斜槽213上进行上升或下降的倾斜滑动,由于拨动固定螺钉221一端固定在内镜筒214上,并且与其他两个固定螺钉220使内镜筒214在一个相对平面内。在拨动固定螺钉221沿倾斜槽213滑动的过程中,内镜筒214上的内光学镜片217与外镜筒211的外光学镜片2122的间距可调,具体的变化需要根据倾斜槽213的倾斜幅度以及倾斜槽213的槽口长度决定,优选的在倾斜角度在5-15度,内光学镜片217和外光学镜片212的距离调节范围在0.5-10mm之间。

(三)脸托6:如图14和15所示,脸托6包括主体固定部64和面部接触部63,面部接触部63一侧与主体固定部64连接,另一侧与人体面部相接触,主体固定部64还与虚拟现实设备的后壳3连接,不具体限定连接方式。主体固定部64和面部接触部63均可为一体成型结构。下面分别针对主体固定部64和面部接触部63进行说明。

(1)主体固定部64:为了便于脸托配件的使用,主体固定部64的形状可为由两端向中心拱起的几字形结构,具体可为凸缘和位于凸缘两侧的弧形部组成的几字形,可实现将虚拟现实设备的重力分散到人体面部多处位置。主体固定部64上设有至少一个凸出于其外表面的凸起,不局限附图中所示的凸起的数量为四个,其中两个为位于凸缘上的凸起61,另两个为位于弧形部上的凸起62。与该凸起相对应的是,如图3(b)所示,虚拟现实设备的后壳3上设有用于嵌入凸起的脸托固定件41和43,脸托固定件41和43具体可以为开口,实现了主体固定部64与虚拟现实设备的连接。当主体固定部上设有四个固定件时,其中两个凸起61位于凸缘靠近中轴线的两侧,在使用时,两个凸起位于用户鼻梁附近对应的位置;另外两个凸起62位于弧形部上,对应于靠近脸部颧骨附近。为了节约材料,以及使脸托形状比较美观,优选的主体固定部64与配套使用的虚拟现实设备的待固定位置相对应。为了便于生产,主体固定部64为一体成型,且优选质轻材料。

(2)面部接触部63:面部接触部63一侧与主体固定部64连接,另一侧与人体面部相接触。为了分散虚拟现实设备的重力,面部接触部63的形状同样可设为由两端向中心拱起的几字形结构,具体可为凸缘和位于凸缘两侧的弧形部组成的几字形,弧形部沿远离凸缘的方向延伸。在脸托6实际使用过程中,凸缘可对应到使用者鼻梁附近,弧形部可沿眼尾方向延伸,更好的让脸托配件承受到力分配的人体面部,即让面部接触部与人体面部接触的地方受力均匀。沿凸缘至远离凸缘的方向,面部接触部63的厚度为先逐步变厚,后逐步变薄,且中心的厚度小于两端端部的厚度,即面部接触部63中心轴附近厚度较薄,自由端厚度较厚。在面部接触部63与人体面部相接触的一面为具有一定角度的倾斜面,即将该面设置为与人体面以及鼻梁面相匹配的面。该倾斜面可具体包括鼻部倾斜面和脸颊倾斜面,鼻部倾斜面的面积小于脸颊倾斜面的面积,其中,鼻部倾斜面与竖直面的角度为10°~80°,脸颊倾斜面与竖直面的角度为3°至60°。此外,鼻部倾斜面对应的面部接触部厚度可小于脸颊倾斜面对应的面部接触部厚度。考虑到面部接触部63需要与人体进行接触,面部接触部63优选质轻且柔软材质,比如泡棉。同时为了便于生产加工,面部接触部63可为一体成型。如图15所示,上述脸托6安装到后壳3上的具体安装步骤如下:

第一步:将主体固定部64和面部接触部63固定连接,形成脸托6。固定连接方式不具体限定,如可采用粘贴方式进行固定连接;

第二步:将主体固定部64固定到虚拟现实设备的后壳3上。不具体限定固定连接方式,如主体固定部64上若有若干凸出于其外表面的凸起61和62,虚拟现实设备的后壳3上与凸起61和62相对应的脸托固定件41和43,脸托固定件41和43具体可以为开口,通过凸起卡入开口中实现主体固定部64和后壳3的固定。

值得注意的是,脸托6整体的横向长度为60~160mm,优选的90~30mm,特别是100~20mm这样可以满足大部分人体的脸部,比如横向长度设为110mm±8mm;脸托配件整体的纵向高度20~80mm,优选的30~70mm,特别是45~55mm这样可以满足大部分人体的鼻部,比如纵向设为48mm±5mm。应该理解为,本申请的脸托配件充分利用人的脸部形态特点,让用户配戴虚拟现实设备时,尽可能的增大与用户面部的接触面,将虚拟现实设备的重力进行分散。

本申请的脸托区别于现有脸托只与鼻梁部分进行接触,增大与用户面部的接触面,即脸托配件不仅与鼻梁接触,而且还与眼部附近位置接触,进而将虚拟现实设备的重力进行分散,鼻梁和鼻梁两侧的眼周都可承受虚拟现实设备的部分重力,减少用户使用虚拟现实设备配戴带来的不舒服以及损伤,可以让用户长时间舒服的使用头戴设备,大大的提高用户的体验度。

(四)遮光组件7:如图16至图18所示,遮光组件7包括:遮光件78和前端固定环77;遮光件78包括顶面73、第一曲面75、第二曲面76和底面74,其中:顶面73与人体面部相接触的一侧为由中心向外延伸的非封闭弧形;底面74整体与顶面73整体上下相对设置;第一曲面75和第二曲面76位于顶面73两侧,并均向靠近底面74的方向弯曲;第一曲面75和第二曲面76均分别与顶面73和底面74光滑过渡连接,使得顶面73、第一曲面75、第二曲面76和底面74围成一封闭中空区域;前端固定环77位于中空区域的最外侧的内周边并与其吻合。同时,由于本申请虚拟现实设备的遮光组件与虚拟现实设备主体配套使用,为了便于该遮光组件7的固定,第一曲面75和第二曲面76上各分别设有连接件71和72,为了便于区分,分别用第一连接件71和第二连接件72表示,第一连接件71和第二连接件72用于固定在虚拟现实设备的左镜腿5和右镜腿4上。如爆炸图图16所示,遮光组件7为一罩体结构,包括一个前端固定环77、一个遮光件78、一个第一连接件71和一个第二连接件72,下面分别针对上述各部件进行详细说明。

(1)前端固定环77:前端固定环77内置于遮光件78最外侧,当将遮光组件7应用到虚拟现实设备主体时,前端固定环77位于中空区域的内周边并与虚拟现实设备主体前端接触,如当虚拟现实设备为眼镜形态时,前端固定环77可以包围镜框部分,此处镜框部分排除镜腿。前端固定环77可为一个镂空密闭框架,由于前端固定环77需要包围虚拟现实设备主体,所以前端固定环77的形状需与虚拟现实设备主体本身外侧形状相对应。可以理解的是,如虚拟现实设备主体的形状可以为长方形,正方形以及各个不同规则的形状,则前端固定环77的形状需要相应变化。例如,当虚拟现实设备主体选择具有一定弧度且与眼镜形态相对应的形态时,前端固定环77的形状也优选为眼镜形态,即前端固定环77的形状是根据虚拟现实设备主体外侧边缘的形状而定。需要说明的是,前端固定环77可以是镂空,当然也可以是实心结构,为了节约材料、减轻用户配戴重量,提高用户体验度,前端固定环77优选为镂空。

(2)遮光件78:遮光件78包括顶面73、第一曲面75、第二曲面76和底面74。当将遮光组件应用到虚拟现实设备主体时,前端固定环77用于包括虚拟现实设备主体前端外框架,第一曲面75和第二曲面76可沿镜腿方向延伸,第一曲面75和第二曲面76上的第一连接件71和第二连接72固定在左镜腿5和右镜腿4上,实现遮光组件7固定在虚拟现实设备主体上,用户在使用配置有遮光组件的虚拟现实设备时,遮光件78围成的中空区域与人体面部能形成相对密闭的空间,避免外界的光学进入。遮光件78通过前端固定环77和虚拟现实设备主体连接,遮光件78的第一曲面75和第二曲面76沿靠近虚拟现实设备末端的方向延伸,顶面73与人体面部相接触的一侧为由中心向外延伸的非封闭弧形,该非封闭弧形可以与人体额头相匹配,底面设为由两端向中心拱起的w形,也同样与人体脸型相匹配,这样做不仅仅可以节约材料,还可以减轻遮光组件的重量,并且能够提高用户的配戴舒适度并且达到良好的遮光效果。具体的,遮光件78可选择具有一定硬度、可透气且能够防止光线透过的软性材质。优选的,为了便于遮光组件在使用过程中美观,可以选择具有一定弹性并且不容易褶皱的材质,例如拉架棉、莱卡等。例如,材质选择一种合成布,该合成布具有两层,一侧用来进行遮光,另外一层用来进行保证透气并且不易变形。由于一般的布料都比较柔软,难以成型,为了解决该问题,提高合成布的弹性、硬度并且耐磨性,通过胶水将两层布料进行合成。遮光件78具有容纳虚拟现实设备主体前端的中空区域,具体的,中空区域包括面部接触面和虚拟设备连接面;面部接触面用于与用户面部接触,虚拟设备连接面用于与虚拟现实设备的框体内侧的观看侧连接;或中空区域包括面部接触面和虚拟设备连接面;面部接触面用于与用户面部接触,虚拟设备连接面用于与虚拟现实设备的框体外侧连接。由于本实施例中的虚拟现实设备的光学组件可以为调焦组件,光学组件具体包括外镜筒211、固定在外镜筒211的外光学镜片212、内镜筒214、固定在内镜筒214的内光学镜片217和定位特征件(具体为的固定螺钉220和拨动固定螺钉221);外镜筒211侧壁上设有至少一个倾斜槽213;内镜筒214内置于外镜筒211;定位特征件(具体为的固定螺钉220和拨动固定螺钉221)与倾斜槽213一一对应,各定位特征件(具体为的固定螺钉220和拨动固定螺钉221)一端固定在内镜筒214的侧壁,另一端穿过倾斜槽213可在倾斜槽213内滑动。定位特征件(具体为的固定螺钉220和拨动固定螺钉221)即为虚拟现实设备凸出控制键,当调节定位特征件(具体为的固定螺钉220和拨动固定螺钉221)使内镜筒214沿外镜筒211相对滑动时,固定在外镜筒211上的外光学镜片212与固定在内镜筒214上的内光学镜片217之间的距离可调,实现了光学组件的调焦。为了使得上述凸出控制键便于操作,遮光件78的底面上设有开孔,开孔用于虚拟现实设备凸出控制键即定位特征件外露,在实现调焦的同时也实现了遮光。上述虚拟现实设备的遮光组件7的尺寸可以为:为了适配人体头部形态的大小,遮光组件7的前端横向距离相对小于后端纵向距离。一般遮光组件的前端横向长度为50~250mm范围内任意值,优选为120~170mm范围内任意值,特别是150~160mm之间最适合大众用户尺寸,具体比如155mm。纵向长度在30~150mm范围内任意值,优选为60-120mm范围内任意值,特别是80~100mm之间最适合大众用户尺寸,具体如91mm。遮光组件顶面的弧形的最底端至遮光罩前端的距离为3~25mm范围内任意值,优选为8-20mm范围内任意值,特别是12~16mm之间最适合大众用户尺寸,具体如14mm。

上述虚拟现实设备的遮光组件7的工作原理为:用户在使用带有遮光组件的虚拟现实设备时,用户带上虚拟现实设备,遮光组件7的遮光件78就会与用户的额头以及用户的脸以及虚拟现实设备一起形成一个相对密闭的空间,可以让用户眼睛避免外界的光线干扰,只看到虚拟现实设备提供的视觉光线,让用户能够很好的沉浸到虚拟现实设备的视频场景中,大大的提高用户的体验度。上述虚拟现实设备的遮光组件7的具体安装步骤如下:

第一步:通过遮光组件的封闭中空区域将虚拟现实设备主体包围,位于封闭中空区域内周边的前端固定环77与虚拟现实设备的前端框架相接触;

第二步:通过第一连接件71和第二连接件72将遮光组件的第一曲面75和第二曲面76固定在虚拟现实设备上,第一曲面75和第二曲面76沿虚拟现实设备末端的方向延伸。当虚拟现实设备为眼镜结构时,第一连接件71和第二连接件72分别与虚拟现实设备的镜腿固定,具体可以为虚拟现实设备(虚拟现实眼镜)的两个镜腿上各分别设有用于嵌入第一连接件71和第二连接件72的通孔51,当第一连接件71和第二连接件72嵌入通孔51时,可实现遮光件78和虚拟现实设备主体的固定,并且也便于拆卸下来,便于用户操作,提高用户的体验度。可以理解的是,虚拟现实设备和遮光件78也可通过粘贴的方式实现固定,对本申请不具体限定固定方式。

(五)pcba板8:如图7所示,后壳3包括收纳腔46,用来收纳虚拟现实设备的pcba板8,pcba板8与光学系统连接,具体的,pcba板8与左显示屏22、右显示屏24的屏面垂直连接。同时,光感组件还连接pcba板8,且与pcba板8平面保持垂直。

(六)散热片9:散热片9分别与左显示屏22和右显示屏24的后方贴合,并与pcba板8的发热器件贴合。具体的,散热片9包括铜箔层和位于铜箔层的外层的碳膜层,铜箔层与左显示屏22和右显示屏24的后方贴合,并与pcba板8的发热器件贴合。具体的,由于显示屏发热小,因此可在左显示屏22和右显示屏24的后方选取一部分表层涂导热胶并与散热片9连接。由于显示屏与散热片仅部分粘贴连接,便于后期维护过程中的拆卸。由于pcba板的芯片发热比较大,要让其热量充分散发出去,因此可将pcba板的发热器件表层涂满导热胶并与散热片9连接。考虑到光感组件也会被散热片9遮挡住,为了便于维修,在光感组件或其他散热片遮挡的器件对应的散热片处可以设置维修开口,便于后期进行维修,而避免了维修过程中需要将整个散热片拆卸下来进行维修。

(七)数据线固定件19:如图19至21所示,数据线固定件19用于固定在虚拟现实设备上。具体的,虚拟现实设备包括镜框和镜腿,镜框的后壳3靠近镜腿的一侧设有镜脚连接部,该镜脚连接部上设有凹槽44,镜腿上设有可嵌入凹槽44的凸起53。经过上述说明,为了虚拟现实设备的整体美观,数据线固定件19固定在镜脚连接部上,如螺钉连接。数据线固定件19包括顶面和分别与顶面连接并相对设置的第一侧面和第二侧面,其上分别形成有用于固定在虚拟现实设备上的固定部191、镂空开口192、数据线收容腔193和数据线挡板194,下面针对上述各部件进行详细说明。本实施例中,设定第二侧面与虚拟现实设备的镜脚连接部固定连接,第一侧面位于虚拟现实设备的外周边的内侧,第一侧面、第二侧面和顶面围成的数据线收容腔与虚拟现实设备的接口相对应,则固定部191位于第二侧面上并沿远离顶面的方向延伸,固定部191用来将数据线固定件19固定在虚拟现实设备上。固定部191与虚拟现实设备可拆卸连接,如虚拟现实设备上设有螺钉孔,固定部191与虚拟现实设备通过螺钉195连接;或固定部191与虚拟现实设备不可拆卸连接,如焊接等,具体不做限定。为了减轻数据线固定件19的重量以及节约材料,第一侧面和/或第二侧面上设有镂空开口,不局限于图1中所示的第二侧面上设有镂空开口192。顶面、第一侧面和第二侧面围成一三面开口的u形的数据线收容腔193,与虚拟现实设备连接的数据线的连接头收容在数据线收容腔193内。为了进一步防止数据线的连接头松动或掉落,避免数据线松动到时连接不良的问题,数据线固定件19上还可以进一步设有数据线挡板194,数据线挡板194设在数据线固定件19远离虚拟现实设备的一侧,数据线挡板194可分别与顶面和第一侧面连接,并与第二侧面之间具有用于伸入数据线的间隔;或数据线挡板194可以与第二侧面和顶面连接,并与第一侧面之间具有空隙,该空隙用于伸入数据线,同时数据线的连接头容纳在数据线收容腔193内,该数据线挡25板用于防止连接头脱离数据线收容腔193。将数据线固定件19安装到虚拟现实设备的具体步骤如下:

第一步:在虚拟现实设备上连接好数据线,即将数据线的连接头插入到虚拟现实设备上的数据线接口,本实施例中的数据线一般为hdmi数据线,当然也可采用其他用来进行数据传输或者进行充电的数据线,不做具体限定;

第二步:将数据线固定件19固定在虚拟现实设备上,数据线的连接头位于数据线固定件19中数据线收容腔193内。需要说明的是,本申请的数据线固定件19可为一体成型,优选的材质为轻质并且具有一定硬度的材质。

上述数据线固定件19的工作原理为:首先将数据线的连接头固定在虚拟现实设备的数据线接口上,然后数据线的连接头也容纳在数据线固定件19的数据线收容腔193内,同时数据线固定件远离虚拟现实设备的数据线接口的一侧还设有数据线挡板194,数据线挡板194用于防止数据线的连接头松动或掉落,阻挡数据线的连接头向外移动,使得数据线与虚拟现实设备良好连接,避免用户在使用过程中外接的数据线松动,导致数据传输不良甚至数据线脱落的问题,可以让用户大胆的进入的虚拟现实的场景互动中,提高用户体验度。

与现有技术相比,本申请中的虚拟现实设备新增加了数据线固定件19,在收纳数据线的连接头的同时将数据线固定在虚拟现实设备上,能有让数据线连接头在可控发范围移动,甚至不发生移动,这样就可以让数据线很好与虚拟现实设备进行连接,即便用户使用过程中进行剧烈的运动也不会导致数据线脱落,较大的提高了用户的体验度,并且提高了虚拟现实设备的适用场景。

在本申请的部分实施例中,如图26所示,防尘件固定槽223与防尘件210形状相同;防尘件固定槽223的深度d大于或等于防尘件210的厚度t。对于防尘件固定槽223,可以根据实际需要,设置在外镜筒211的外侧壁或内侧壁上。当防尘件固定槽223设置在外镜筒211的外侧壁上时,相应的防尘件210也固定在外镜筒211的外侧壁,为防止防尘件210从防尘件固定槽223中脱离,实际安装时可以将防尘件210粘贴在防尘件固定槽223的槽底面上。这样可以有效的避免防尘件210的外露,对防尘件210起到保护作用,并且一般防尘件210采用粘贴固定,这样将防尘件210边缘收纳在槽内,能防止其干化脱落,并且提高防尘效果。当防尘件固定槽233设置在镜筒内部时,防尘件210上应设有与倾斜槽213位置和形状相适应的条形孔,以便定位特征件2200从条形孔内穿过,达到调焦的效果。

本申请提供的部分实施例中,如图23所示,光学镜片调焦组件的主体结构主要包括外镜筒211和内镜筒214,两个镜筒为嵌套在一起的圆柱筒状结构。两者在安装位置上应保持同轴,内镜筒214位于外镜筒211的内部。外镜筒211与内镜筒214之间为间隙配合,即外镜筒211的内径等于或者略大于内镜筒214的外径。对于外镜筒211和内镜筒214之间的配合,在实际生产过程中,外镜筒211的内径的尺寸可以限定在等于内镜筒214的外径,但两者的偏差要求不同,一般外镜筒211的内径下偏差为0,而内镜筒214的外径上偏差为0,使得两者在微观结构上具有一定的间隙,可以实现相互转动。

进一步地,在实际使用中,外镜筒211与内镜筒214之间的尺寸关系可以根据实际需求进行选择。例如,当虚拟现实设备中使用的光学组件要求较高的调焦精度时,需要将外镜筒211内径尺寸尽量接近内镜筒214的外径尺寸,减少两个镜筒之间的间隙,从而保证位置的准确,并且,两镜筒间的尺寸越接近,相互转动的摩擦力越大,也越有利于对调焦的控制。当使用的光学组件要求较高的调焦灵活性时,则应适当增大外镜筒211的内径,适当减小内镜筒214的外径,通过增大两个镜筒之间的间隙,减小摩擦力,使内镜筒214在外镜筒211中可以轻易转动,快速完成调焦。对于多数虚拟现实设备而言,既要求较高的调焦精度,又要求较高的调焦灵活性,因此,在本实施例中,两个镜筒之间的尺寸具有差值,但差值也不宜过大,即通过间隙配合的方式,保证调焦精度和调焦的灵活性。

本实施例中,外镜筒211与内镜筒214之间为间隙配合,还有另外一种有益效果。即,可以阻止外界环境中的灰尘通过镜筒间的间隙进入镜筒内。显然,对于两个嵌套在一起的镜筒来说,外镜筒211的内径与内镜筒214的外径相差越大,越容易进入灰尘,这些灰尘会粘附在镜片上,长期使用会对镜片的透光效果产生影响。而在本实施例中,内镜筒214和外镜筒211之间的间隙配合可以在接触位置形成的间隙限制在微米级,再通过添加润滑油,减小镜筒间的摩擦力,也对灰尘进行阻隔,达到防尘效果。

在本申请的部分实施例中,如图24所示,内镜筒214作为活动镜筒,可相对于外镜筒211的内壁在轴向和圆周向滑动;外镜筒211作为静止镜筒,用于为内镜筒214提供滑动空间。为了减少灰尘的进入,本实施例中,外镜筒211固定在屏支架上,将内镜筒214嵌套在其中,通过密封连接后,外镜筒211与屏支架之间贴合固定,并采用防尘胶进一步密封接触部位,使外镜筒211相对处于静止状态。内镜筒214作为活动的镜筒,在外镜筒211与屏幕之间围成的空间内可进行轴向和圆周向的滑动,显然,为了实现内镜筒214在轴线方向的滑动,内镜筒214的轴向长度应小于外镜筒211的轴向长度。

进一步地,如图24所示,内镜筒214包括设有阶梯状内固定部2151的圆台215以及,在圆台215端面向远离内固定部2151方向延伸的凸台216;圆台215上设置的阶梯状内固定部2151是用来固定内镜片217的,在实际使用中,内固定部2151在阶梯状结构的前提下,实际结构应根据所固定的镜片结构进行选择,例如,当内镜片217为双凸透镜时,内固定部2151的阶梯状结构中,与镜片接触的面,相应也具有一定程度的倾斜,以便透镜垂直于内镜筒214的轴线,同时也便于透镜的固定,避免使用过多的胶质材料对镜片造成污染。而当内镜片217为半凸透镜或平面透镜时,内固定部2151的阶梯状结构为直角形,以便更好的与平面进行贴合。

本实施例中,凸台216用于在倾斜槽213的位置与外镜筒211的内壁进行贴合,凸台216的数量与倾斜槽213的数量相等,凸台216圆周面上设有用于安装定位特征件2200的安装孔2161。凸台216与倾斜槽213一一对应,首先可以在其中一个倾斜槽213中伸出定位特征件2200中的拨动固定螺钉221,在另外的倾斜槽213中伸出固定螺钉220,以通过倾斜槽213的引导作用,移动整个内镜筒214的位置,实现调焦。凸台216不仅为定位特征件2200提供安装位置,而且通过凸台216与外镜筒211内壁的接触,减少灰尘通过倾斜槽213进入外镜筒211的内部。除此之外,通过设置多个数量的凸台216,代替传统光学调焦组件使用整个筒状结构,可以在保证密封性的前提下,减轻内镜筒214的重量,从而为虚拟现实设备整体结构实现轻薄化,提供条件。

此外,本申请提供的光学组件中,外镜筒211包括设有阶梯状外固定部2111的外圆筒2112,以及连接外圆筒2112的主圆筒2113,主圆筒2113的侧壁上均匀设置至少一个倾斜槽213。本实施例中外固定部2111用于固定外光学镜片212,由于外光学镜片212在实际使用中,直接暴露在环境中,外光学镜片212与外镜筒211接触的位置容易受到环境中的影响,造成胶合部位开裂。因此为了保护外光学镜片212的边缘,本实施例中,在外圆筒2112的端面位置设有向中轴线方向延伸的环状凸起,外光学镜片212安装在环状凸起内部的侧面上,通过环状凸起组成截面为阶梯状结构的外固定部2111,保护外光学镜片212的边缘,减轻环境对连接位置的影响,从而避免在接触位置产生缝隙,提高防尘效果。

本申请提供的防尘光学组件中,如图25所示,通过定位特征件2200伸出倾斜槽213,并带动内镜筒214在外镜筒211内部进行滑动,调整内光学镜片217和外光学镜片212之间的距离。可见,倾斜槽213在轴线方向的延伸距离就是整个光学组件调焦的范围。因此,在一种技术方案中,倾斜槽213到外镜筒211贴合端面2116的最小距离l1大于或等于圆台215的轴向宽度w;倾斜槽213在主圆筒2113的轴向延伸距离l2小于凸台216的高度h;并且,倾斜槽213到外圆筒2112的最小距离l3大于或等于凸台216的高度h;倾斜槽213沿圆周向的延伸距离l4小于或等于凸台216的圆周向长度al的1/2。

对于内镜筒214中,圆台215的作用主要是用于固定内光学镜片217,以及通过圆台215的环形结构将凸台216固定,形成内镜筒214与外镜筒211之间的配合关系。为了减少整体重量,圆台215应保证整体不变形的前提下尽可能减小轴向宽度w,而在实际使用中,如果定位特征件带动内镜筒214处于倾斜槽213中最靠近贴合端面2116的位置上时,即内光学镜片217位于最靠近屏幕的位置上时,应保证内镜筒214连同内光学镜片217不能接触到屏幕或者屏幕支架,因此在本实施例中,设置倾斜槽213到外镜筒211贴合端面2116的最小距离l1大于或等于圆台215的轴向宽度w,这样就能够保证内光学镜片217处于外镜筒211与屏幕之间形成的区域内,在两个极限位置不触碰到屏幕。同理,在倾斜槽213的另一个极限位置上时,设置倾斜槽213到外圆筒2112的最小距离l3大于或等于凸台216的高度h,也是为了保证内镜筒214在外镜筒211与屏幕之间形成的区域内活动。

而在本实施例中,对于内镜筒214的凸台216,其主要作用是提供定位特征件2200的安装位置,以及通过在倾斜槽213接触位置上提供较大的贴合面积,当定位特征件2200处于倾斜槽213的两个极限位置时,凸台216能够保证在轴向和圆周向,不与倾斜槽213之间产生接触缝隙,显然这里的接触缝隙不仅指在凸台216的外侧壁与主圆筒2113之间存在缝隙,还指在倾斜槽213的槽内位置与凸台216的边缘位置产生的错位,进而形成的缝隙。

为了达到上述效果,本实施例中,对于凸台216进一步限制为:倾斜槽213在主圆筒2113的轴向延伸距离l2小于凸台216的高度h;倾斜槽213沿圆周向的延伸距离l4小于或等于凸台216的圆周向长度al的1/2。其中,倾斜槽213在主圆筒2113的轴向延伸距离l2小于凸台216的高度h是为了在调焦过程中,凸台216的高度h能够满足在两个极限位置上时均不能与倾斜槽213的槽内位置产生错位。即,当定位特征件2200在倾斜槽213中最靠近贴合端面2116的位置时,凸台216在轴线方向的顶面足以超过倾斜槽213中最远离贴合端面2116的位置;而当定位特征件2200位于倾斜槽213中最远离贴合端面2116的位置时,凸台216在轴线防线的底面足以超过倾斜槽213中最靠近贴合端面2116的位置。

同理,倾斜槽213沿圆周向的延伸距离l4小于或等于凸台216的圆周向长度al的1/2。可以达到以下有益效果,当定位特征件2200在倾斜槽213中最靠近贴合端面2116的位置时,凸台216在圆周方向的两个侧面都超过倾斜槽213圆周向的两端;而当定位特征件2200位于倾斜槽213中最远离贴合端面2116的位置时,凸台216在圆周方向的两个侧面也都超过倾斜槽213圆周向的两端。

由以上技术方案可知,本实施例提供的内镜筒214在实际使用中,可以通过设有阶梯状结构的内固定部2151的圆台215将内光学镜片217安装在圆台215,圆台215的另一端均匀设置至少一个凸台216,通过设置的凸台216代替整个圆柱状结构,减少内镜筒214的整体重量。通过限制凸台216和圆台215的轴向高度和圆周向宽度度,保证定位特征件2200在倾斜槽213的两个极限位置时,内镜筒214的两侧不接触到屏幕和外圆筒2112,并且保证凸台216的圆周侧外壁始终与主圆筒2113的内壁接触,不在倾斜槽213的位置产生缝隙,提高整体的防尘效果。

在一种技术方案中,为了进一步提高防尘效果,在每个倾斜槽213对应的位置上,本申请还提供了用于阻止外界灰尘进入的防尘件210,防尘件210是与主圆筒2113的内侧壁或外侧壁曲率半径相同的弯曲片状结构。防尘件210可以采用pvc材料,或者热塑性橡胶材料制成的片状结构,具体材料本申请不做限定,但防尘件210应至少满足轻质材料的要求,避免增加整体重量。在本申请提供的部分实施例中,外镜筒211的内壁或者外侧壁上设有用于安装防尘件210的防尘件固定槽223。显然,防尘件固定槽223的位置应与外镜筒211上的倾斜槽213位置相对应,并且防尘件固定槽223的面积稍大于倾斜槽213的面积。在实际使用中,防尘件210的形状是在满足与主圆筒2113的内侧壁或外侧壁曲率半径相同的弯曲片状结构前提下,具体形状应根据防尘件固定槽223的形状确定,例如,参见图25,防尘件固定槽223的形状为两条侧边与倾斜槽213的侧壁平行,两条顶边与倾斜槽213垂直的四边形结构时,防尘件210的结构也应该是相应的四边形结构。

进一步地,如图25所示,防尘件210的轴线方向宽度sw大于倾斜槽213在主圆筒2113的轴向延伸距离l2;并且,防尘件210的圆周向长度sl大于倾斜槽213沿圆周向的延伸距离l4。本实施例中,若想防尘件210起到最好的防尘效果,在实际使用中,其面积要能够完全覆盖整个倾斜槽213,原则上来讲,防尘件210只要覆盖到倾斜槽213槽口的位置即可实现防尘,但为了便于加工和安装,防尘件210依然采用规则的形状,并且要满足防尘件210的轴线方向宽度sw大于倾斜槽213在主圆筒2113的轴向延伸距离l2;防尘件210的圆周向长度sl大于倾斜槽213沿圆周向的延伸距离l4,以减少倾斜槽213位置产生的缝隙,挺高密封防尘效果。

在本申请的部分实施例中,内镜筒214的内径d1大于或等于外固定部2111的最小内径d2。在实际使用中,外固定部2111用来安装外光学镜片212,具体的通过设置在外光学镜片212边缘的阶梯状结构将外光学镜片212的一面通过防尘胶粘附在阶梯状结构的一个台面上,而为了防止外界环境中的灰尘进入,如上述实施例中所示,外固定部2111的阶梯状结构为环状凸起,用户通过环状凸起内部的结构观察光学组件内部透过的影像。不难理解的是,内镜筒214的内径,以及外圆筒2112上的环状凸起内径可直接影响视野范围。因此,本实施例中,如图24所示,设置内镜筒214的内径d1大于或等于外固定部2111的最小内径d2,可以避免内镜筒214的内部结构影响外固定部2111组成的光路通道,避免对影像形成遮挡。另外,内镜筒214的内径d1大于或等于外固定部2111的最小内径d2,还能够使不需要太高强度的内镜筒214,进一步减轻重量,避免整体重量的增加。

但对于外镜筒211而言,为了给内镜筒214留有足够的活动空间,本实施例中,设置主圆筒2113的外径d3大于外圆筒2112的外径d4。主圆筒2113的外径d3大于外圆筒2112的外径d4,一方面,可以在圆筒厚度不变的前提下,在主圆筒2113处形成内径更大的圆柱状空间,使得内镜筒214不会因为厚度过大,而遮挡到光学组件的光路;另一方面,可以在外圆筒2112与主圆筒2113连接的位置,形成阶梯状结构的外镜筒211外壁,这样的外壁结构可以在实际安装中贴合后壳,使外圆筒2112伸出后壳表面,便于整体在安装过程中的定位,也进一步防止外界环境中的灰尘通过外镜筒211的外壁进入虚拟现实设备中前壳1和后壳3组成的收纳腔46内。

在一种技术方案中,外镜筒2113上远离外圆筒2112的一端还设有:凸起于主圆筒2113外侧壁的环形密封台2114;以及,设置在主圆筒2113内侧壁的限位环2115。其中,凸起于主圆筒2113外侧壁的环形密封台2114,可以在实际安装过程中与屏幕支架上的设置的槽口贴合,进一步提高密封性,防止外界灰尘通过贴合端面2116进入镜筒内部。设置在主圆筒2113内侧壁的限位环2115在实际使用中,可以在整个内镜筒214装入外镜筒211后,再通过一个可以与主圆筒2113内侧壁进行配合的限位环2115进一步对内光学镜片217进行保护。即,在镜片的边缘形成保护镜片的环状结构,避免内光学镜片217在使用时受到冲击而脱离预定的安装位置。

进一步地,限位环2115的内径小于内固定部2151的内径,大于或等于圆台215的内径;密封台2114和限位环2115在远离外固定部2111的端面与外镜筒211贴合端面2116平齐。限位环2115的内径小于内固定部2151的内径,并且大于或等于圆台215的内径可以在实际安装完成后,在不遮挡光学组件的内部视野范围的前提下保证更好的密封效果,防止灰尘进入。而密封台2114和限位环2115在远离外固定部2111的端面与外镜筒211贴合端面2116平齐,可以与外镜筒211贴合端面2116一起固定在屏幕支架上,使接触位置更加牢固。

在本申请的部分实施例中,外光学镜片212和内光学镜片217都是平凸镜,并且外光学镜片212的平面侧2121与外固定部2111贴合;内光学镜片217的平面侧2171与内固定部2151贴合。对于外光学镜片212和内光学镜片217,实际在使用中应考虑实际变焦效果,在保证透过的图像足够清晰的前提下,使用更容易进行固定的平凸镜。一般来讲,凸透镜主要分为三种形式,即双凸透镜、平凸透镜和凹凸透镜,其中,最便于固定的透镜就是平凸透镜,平凸透镜包括两个面,一面是平面,一面是曲面,本实施例中,外光学镜片212的平面侧2121与外固定部2111贴合;内光学镜片217的平面侧2171与内固定部2151贴合。这样的结构不仅便于固定,减少密封胶的使用量,而且可以将容易粘附灰尘的曲面侧设置在镜筒的内部,避免灰尘对镜片及观影的影响。当然,应该理解为本申请的光学镜片不限于凸透镜,根据实际光路需求,其他凹透镜和平面镜也可实现。

本申请还提供一种虚拟现实设备,如图27所示,包括前壳1、后壳3以及上述实施例中所述的光学镜片调焦组件2。

前壳1与后壳3的边缘轮廓相同,前壳1与后壳3连接形成用于收纳光学镜片调焦组件2和电子器件的腔体。本实施例中,前壳1与后壳3组成虚拟现实设备的主体,其中,容纳屏幕、电子元器件、pcb板以及光学组件,并且在形成的主体两侧分别设置有镜腿以及用于数据传输的接口等,通过电子器件和光学组件的配合,将影像呈现在佩戴者的两眼正前方。

本申请提供的虚拟现实设备中,如图28所示,后壳3上设有两个镜孔3001,镜孔3001用于在实际安装过程中放置光学组件。进一步地,镜孔3001的直径大于或等于光学镜片调焦组件2中外圆筒2112的外径。这一结构可以在实际使用中将光学镜片调焦组件2的外镜筒2112部分从镜孔3001伸出,在佩戴者的双眼前形成观察区域,为双眼呈现影像。本实施例中,虽然另镜孔3001的直径大于或等于外镜筒2112的外径,但为了进一步增加固定效果,还限定镜孔3001的直径小于主圆筒2113的外径,这样的结构可以充分利用上述实施例中,外圆筒2112和主圆筒2113之间形成的阶梯状结构,将阶梯结构贴合在镜孔3001的边缘,进一步固定光学镜片调焦组件。

此外,本申请提供的虚拟现实设备中,后壳3上还设有与光学镜片调焦组件2中倾斜槽213位置对应,且形状相同的调节槽42。调节槽42可以根据实际调节方便,设置在后壳3的任何位置。但是,为了美观并且与镜筒的安装位置对应,调节槽42设置在虚拟现实设备后壳3的中框上,且位于底部的位置,即在佩戴时,调节槽42设置在光学镜片调焦组件2安装位置的下方。这样既不影响整体外观,还能减少灰尘从调节槽42进入虚拟现实设备内部。

以上实施例中,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。需要说明的是,本申请实施例中公开的数值,包括距离占比、宽度比和厚度比等均为举例说明各部件之间的尺寸关系,在实际应用中,各部件的尺寸还可采用其他数值,其中一个部件的尺寸发生变化时,其他部分的尺寸也发生变化,具体变化后的数值,本申请不再赘述,可根据本申请中公开的比例关系进行相应计算得到。

由以上技术方案可知,本申请提供的具有防尘功能的光学镜片调焦组件,包括嵌套在一起的内镜筒214和外镜筒211,外镜筒211与内镜筒214之间满足间隙配合的关系,在设置润滑油层的情况下,可以减少灰尘通过内镜筒214和外镜筒211的配合间隙进入到镜筒组成的空间内部,粘附在镜片上,影响观影效果。内镜筒214中设置的圆台215和凸台216的结构能保证与倾斜槽213接触位置的密封效果,并减轻整体重量。设置在外镜筒211上的倾斜槽213,用于穿过定位特征件2200,使用户在拨动定位特征件2200时,带动内镜筒214以及内光学镜片217进行轴向和圆周向的滑动,完成对焦距的调整。在外镜筒211的内侧壁或者外侧壁设有防尘件固定槽223和防尘件210,进一步防止外界环境中的灰尘进入镜筒组成的空间内,提高防尘效果。

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。

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