本实用新型专利技术题为“头戴式设备的光学模块”。本实用新型专利技术公开了一种用于被配置为向用户呈现内容的头戴式设备的光学模块。该光学模块包括光学模块外壳组件、显示组件和眼睛相机。该光学模块外壳组件具有第一端部和第二端部。该透镜连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第一端部处。该显示组件连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第二端部处。该显示组件被配置为使得该内容通过该透镜显示给该用户。该眼睛相机连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第二端部处。该眼睛相机被配置为通过该透镜获得图像。机被配置为通过该透镜获得图像。机被配置为通过该透镜获得图像。
【技术实现步骤摘要】
头戴式设备的光学模块、显示模块以及头戴式设备
[0001]本申请是申请号为202021504159.4、申请日为2020年7月27日、技术名称为“头戴式设备的光学模块”的技术专利的分案申请。
[0002]本公开整体涉及头戴式设备领域。
技术介绍
[0003]头戴式设备包括显示屏和将光从显示屏引导至用户眼睛的光学器件。通过单独地将光引导到用户的每只眼睛，内容可以立体视觉显示给用户，例如，作为计算机生成现实(CGR)体验的一部分。
技术实现思路
[0004]本公开的第一方面是一种用于被配置为向用户呈现内容的头戴式设备的光学模块。该光学模块包括光学模块外壳组件、显示组件和眼睛相机。该光学模块外壳组件具有第一端部和第二端部。该透镜连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第一端部处。该显示组件连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第二端部处。该显示组件被配置为使得该内容通过该透镜显示给该用户。该眼睛相机连接到该光学模块外壳组件并且定位在该光学模块外壳组件的该第二端部处。该眼睛相机被配置为通过该透镜获得图像。
[0005]在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块外壳组件包括第一部分，该第一部分连接到第二部分，并且该透镜保持在该第一部分和该第二部分之间。在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，突出部限定在该透镜上，并且通道限定在该光学模块外壳组件的该第一部分上，使得该突出部位于该通道中并在该通道内接合该光学模块外壳组件的该第一部分，以相对于该光学模块外壳组件固定该透镜并阻止该透镜相对于该光学模块外壳组件移动。在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该透镜和该显示组件以并排布置连接到该光学模块外壳组件。在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块外壳组件在该透镜和该显示组件之间限定内部空间。
[0006]在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块还包括：排气端口，该排气端口允许空气在该内部空间和外部环境之间行进；以及过滤元件，该过滤元件阻止外来颗粒进入该内部空间。在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块还包括粉尘捕集器，该粉尘捕集器位于该内部空间中并且被配置为保持外来颗粒。
[0007]在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块还包括基准标记，该基准标记形成在该透镜上并且在由该眼睛相机获得的图像中可见以用于校准。在根据本公开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该透镜是反折射透镜。在根据本公
开的第一方面的光学模块的一些具体实施中，该透镜是反折射光学系统的一部分。
[0008]本公开的第二方面是一种用于被配置为向用户呈现内容的头戴式设备的光学模块。该光学模块包括：光学模块外壳组件，该光学模块外壳组件限定内部空间；透镜，该透镜连接到该光学模块外壳组件；显示组件，该显示组件连接到该光学模块外壳组件。该显示组件被配置为使得该内容通过该透镜显示给该用户。红外发射器位于该透镜和该显示组件之间该光学模块外壳组件的该内部空间中。该红外发射器被配置为通过该透镜发射红外辐射。
[0009]在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该红外发射器包括柔性电路和发射部件，该发射部件连接到该柔性电路并且被配置为发射红外辐射。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，其中该发射部件围绕该光学模块外壳组件的光轴布置成阵列。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该柔性电路延伸穿过电气端口，该电气端口穿过该光学模块外壳组件形成，并且密封元件形成在该柔性电路上并且在该电气端口处与该光学模块外壳组件接合。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块外壳组件限定：光学路径开口，该光学路径开口邻近该显示组件并且被配置为允许光从该显示组件传递到该透镜；基部表面，该基部表面围绕该光学路径开口延伸，其中该红外发射器位于该基部表面上；以及周壁，该周壁位于该基部表面外侧。
[0010]在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块还包括眼睛相机，该眼睛相机被配置为获得示出由该红外发射器发射的该红外辐射的反射部分的图像。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该眼睛相机连接到该光学模块外壳组件并且被配置为通过该透镜获得该图像。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该光学模块还包括基准标记，该基准标记形成在该透镜上并且在由该眼睛相机获得的图像中可见以用于校准。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该透镜是反折射透镜。在根据本公开的第二方面的光学模块的一些具体实施中，该透镜是反折射光学系统的一部分。
[0011]本公开的第三方面是一种被配置为向用户呈现内容的头戴式设备。该头戴式设备包括：外壳；第一光学模块，该第一光学模块位于该外壳中；以及第二光学模块，该第二光学模块位于该外壳中。瞳孔间距调节组件相对于该外壳支撑该第一光学模块和该第二光学模块，以允许调节该第一光学模块和该第二光学模块之间的距离。该头戴式设备还包括：第一前向相机，该第一前向相机连接到该第一光学模块并且可通过该瞳孔间距调节组件与该第一光学模块一致地移动；以及第二前向相机，该第二前向相机连接到该第二光学模块并且可通过该瞳孔间距调节组件与该第二光学模块一致地移动。通过该瞳孔间距调节组件调节该第一光学模块和该第二光学模块之间的距离还调节该第一前向相机和该第二前向相机之间的距离。
[0012]在根据本公开的第三方面的头戴式设备的一些具体实施中，该外壳包括一个或多个光学透射面板，该第一前向相机和该第二前向相机可通过该一个或多个光学透射面板获得环境的图像。
[0013]在根据本公开的第三方面的头戴式设备的一些具体实施中，该第一前向相机的光轴与该第一光学模块的光轴对准，并且该第二前向相机的光轴与该第二光学模块的光轴对
准。
[0014]在根据本公开的第三方面的头戴式设备的一些具体实施中，该第一前向相机相对于该第一光学模块以固定关系连接，并且该第二前向相机相对于该第二光学模块以固定关系连接。
[0015]在根据本公开的第三方面的头戴式设备的一些具体实施中，该瞳孔间距调节组件在调节该第一光学模块和该第二光学模块之间的该距离期间保持该第一光学模块的光轴和该第二光学模块的光轴之间的第一间距大致等于该第一前向相机的光轴和该第二前向相机的光轴之间的第二间距。
附图说明
[0016]图1是示出用于头戴式设备的硬件配置的示例的框图。
[0017]图2是示出包括设备外壳和支撑结构的头戴式设备的顶视图。
[0018]图3是沿图2的线A
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A截取的后视图，其示出设备外壳。
[0019]图4是示出头戴式设备的光学模块的透视图。
[0020]图5是示出根据示例的光学模块的部件的分解侧视图。
[0021]图6是示出根据示例的透镜的前视图。
[0022本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于头戴式设备的光学模块，所述头戴式设备被配置为向用户呈现内容，其特征在于，所述光学模块包括：外壳主体；保持器；透镜，所述透镜设置在所述外壳主体和所述保持器之间，其中所述外壳主体和所述保持器接合所述透镜，使得阻止所述透镜相对于所述外壳主体和所述保持器移动；以及显示组件，所述显示组件连接到所述外壳主体并且被配置为使得所述内容通过所述透镜显示给所述用户。2.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述透镜包括透镜主体和从所述透镜主体向外延伸的突出部。3.根据权利要求2所述的光学模块，其中：所述保持器包括周壁，所述周壁围绕光学路径开口延伸并且包括上内周边部分，所述上内周边部分邻接所述光学路径开口并围绕所述光学路径开口延伸，所述上内周边部分被配置为接收所述透镜的透镜主体，并且通道形成于所述上内周边部分中并且被配置为接收所述透镜的所述突出部，以相对于所述外壳主体固定所述透镜并阻止所述透镜移动。4.根据权利要求3所述的光学模块，其中所述保持器的所述周壁包括下内周边部分，所述下内周边部分邻接所述光学路径开口并围绕所述光学路径开口延伸，并且所述下内周边部分被配置用于连接到所述外壳主体。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的光学模块，其中所述外壳主体包括基部部分、穿过所述基部部分形成的光学路径开口以及周壁，所述周壁围绕所述光学路径开口延伸并且被配置用于连接到所述保持器。6.根据权利要求5所述的光学模块，其中所述透镜以限定所述透镜和所述显示组件之间的内部空间的方式连接到所述外壳主体和所述保持器。7.根据权利要求6所述的光学模块，其中排气端口穿过在所述外壳主体的所述周壁延伸，并且允许空气在所述内部空间和外部环境之间行进，并且过滤元件连接到所述排气端口，并且所述过滤元件被配置为阻止外来颗粒通过所述排气端口进入所述内部空间。8.根据权利要求6所述的光学模块，还包括：粉尘捕集器，所述粉尘捕集器位于所述内部空间中并且被配置为保持外来颗粒。9.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述外壳主体和所述保持器由涂覆有涂覆材料的刚性材料形成，所述涂覆材料具有对可见波长和红外波长二者的电磁辐射的低反射率。10.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述显示组件包括密封件、挡板、显示模块、热界面和散热器。11.根据权利要求1所述的光学模块，还包括：眼睛相机，所述眼睛相机连接到所述外壳主体，具有与所述光学模块的光轴平行的光轴，并且被配置为通过所述透镜获得图像。12.根据权利要求1所述的光学模块，还包括：眼睛相机，所述眼睛相机连接到所述外壳主体，具有朝向所述光学模块的光轴成角度的光轴，并且被配置为通过所述透镜获得图像。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的光学模块，还包括：红外发射器，所述红外发射器在所述光学模块外壳组件的所述内部空间中位于所述透镜与所述显示组件之间，其中所述红外发射器被配置为通过所述透镜发射红外辐射。14.一种用于头戴式设备的显示模块，包括：硅晶圆；显示元件层，所述显示元件层位于所述硅晶圆上；玻璃层，所述玻璃层覆盖所述显示元件层；显示...
【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：
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