胶合镜组、光学模组以及头戴显示设备

技术领域

本申请实施例涉及光学技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种胶合镜组、光学模组以及头戴显示设备。

背景技术

在一些光路构架中需要用到胶合镜片，胶合镜片可以减小光学模组在例如厚度方向上的尺寸，更重要的是可以消除成像色差。但是，在胶合镜片的生产中存在胶合的两个镜片对位精度低的问题，这在很大程度上影响胶合镜片的光学效果。目前，在胶合镜片的加工中，一种方式是采用专门的设备进行两个镜片的光轴对位，不仅成本高，而且效率低；另一种方式是CCD拍照对位，其缺点在于：CCD设备本身误差大，对透镜注塑成型精度要求也很高，难以实现光轴对位精度要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种胶合镜组、光学模组以及头戴显示设备的新技术方案，解决了现有胶合镜组加工中不同透镜之间的光轴对位精度低的问题。

第一方面，本申请提供了一种胶合镜组。所述胶合镜组包括至少第一透镜及第二透镜，所述第一透镜与所述第二透镜之间形成有胶层；

所述第一透镜与所述第二透镜之间还通过定位结构形成对位配合，以使所述第一透镜的光轴与所述第二透镜的光轴能够重合；其中，所述定位结构包括第一定位组件及第二定位组件，所述第一定位组件用于限制所述第一透镜及所述第二透镜在XY平面的移动或转动，所述第二定位组件用于对所述第一透镜及所述所述第二透镜在Z方向限位。

可选地，所述第一定位组件包括偏心定位柱及偏心定位孔，且所述偏心定位柱与所述偏心定位孔为一一对应设置；

所述偏心定位柱及所述偏心定位孔中的一者设置在所述第一透镜上的光学有效区域外，所述偏心定位柱及所述偏心定位孔中的另一者设置在所述第二透镜上的光学有效区域外。

可选地，所述偏心定位柱及偏心定位孔分别设置为至少两个；其中，至少两个所述偏心定位孔包括一个圆孔及一个跑道型孔，所述圆孔与所述跑道型孔呈相对设置。

可选地，所述偏心定位孔的孔深大于所述偏心定位柱的高度；当所述偏心定位柱插设于相应的所述偏心定位孔内，在Z方向上，所述偏心定位柱与所述偏心定位孔之间形成目标间隙。

可选地，所述第二定位组件包括倾斜定位柱及倾斜定位孔，且所述倾斜定位柱与所述倾斜定位孔为一一对应设置；

所述倾斜定位柱及所述倾斜定位孔中的一者设置在所述第一透镜上的光学有效区域外，所述倾斜定位柱及所述倾斜定位孔中的另一者设置在所述第二透镜上的光学有效区域外。

可选地，所述倾斜定位柱及所述倾斜定位孔分别设为至少一个，用以控制所述第一透镜的光轴相对于所述第二透镜的光轴的倾斜度；各所述倾斜定位柱可插设于相应的所述倾斜定位孔中，且所述倾斜定位柱的插入端与所述倾斜定位孔的底壁形成抵接。

可选地，所述第一定位组件与所述第二定位组件在所述第一透镜与所述第二透镜相互胶合的一侧沿周向呈错开设置。

可选地，所述第一透镜与所述第二透镜相互胶合的两个表面分别为第一表面和第二表面，所述胶层位于所述第一表面的光学有效区域与所述第二表面的光学有效区域之间。

第二方面，本申请提供了一种光学模组，所述光学模组包括：

如第一方面所述的胶合镜组。

第三方面，本申请提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括：

外壳；以及

如第二方面所述的光学模组。

本申请的有益效果为：

根据本申请实施例提供的一种胶合镜组，通过在两个胶合的透镜之间增设定位结构，可以实现对两个胶合透镜的偏心和倾斜的管控，以此可以实现对该两个胶合透镜的光轴对位精度要求，而且具有对位方式简单、成本低且对位精度高的特点，可以提高胶合镜组的加工良品率。

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

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。

图1为本申请实施例提供的胶合镜组的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的第一透镜的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二透镜的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的胶合镜组的结构示意图之二；

图5为图4中A处的放大图；

图6为图4中B处的放大图；

图7为本申请实施例提供的胶合镜组的结构示意图之三；

图8为图7中C处的放大图。

附图标记：

1、第一透镜；11、第一表面；2、第二透镜；21、第二表面；3、胶层；4、偏心定位柱；5、偏心定位孔；6、倾斜定位柱；7、倾斜定位孔；8、第一光学膜材；9、第二光学膜材。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请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申请的范围。

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，决不作为对本申请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。

下面结合附图对本申请实施例提供的胶合镜组、光学模组以及头戴显示设备进行详细地描述。

根据本申请的一个实施例，提供了一种胶合镜组，该胶合镜组可用于多种光学模组中。例如，所述胶合镜组可用于直透式光学架构中，当然也可以用于折叠光学架构中。所述胶合镜组例如能够用于消除色差。

需要说明的是，本申请实施例提供的技术方案的重点在于两个透镜之间的定位配合部分，也即两个胶合的透镜边缘部分的设计。本申请实施例提供的胶合镜组的说明书附图1、图4及图7中均隐去了透镜的面型设计。

根据本申请实施例提供的胶合镜组，参见图1至图3，所述胶合镜组包括至少第一透镜1及第二透镜2，在所述第一透镜1与所述第二透镜2之间形成有胶层3。并且，所述第一透镜1与所述第二透镜2之间还通过定位结构形成对位配合，以使所述第一透镜1的光轴与所述第二透镜2的光轴能够重合；其中，所述定位结构包括第一定位组件及第二定位组件，所述第一定位组件用于限制所述第一透镜1及所述第二透镜2在XY平面的移动或转动，所述第二定位组件用于对所述第一透镜1及所述所述第二透镜2在Z方向限位。

根据本申请上述实施例提供的胶合镜组，通过在胶合的第一透镜1与第二透镜2之间增设定位结构，可以实现对该两个胶合透镜的偏心和倾斜的管控，以此能够实现对所述第一透镜1和所述第二透镜2的光轴对位精度要求，使得所述第一透镜1的光轴与所述第二透镜2的光轴能够重合。

本申请实施例中增设的定位结构，可以使所述第一透镜1与所述第二透镜2在胶合时对位方式简单、对位精度高且成本低，可以提高胶合镜组的加工良品率。

其中，所述第一透镜1及所述第二透镜2例如为塑胶镜片。

所述第一透镜1及所述第二透镜2可以通过注塑工艺成型。本申请实施例提供的光轴对位方式对所述第一透镜1及所述第二透镜2的注塑成型精度要求低，很好的克服了CCD拍照对位带来的缺陷问题。传统的CCD拍照对位方式对胶合的透镜的注塑成型精度要求很高。

根据本申请上述的实施例，所述定位结构包括第一定位组件及第二定位组件，二者可以在不同方向上实现所述第一透镜1与所述第二透镜2之间的胶合对位，使得胶合的第一透镜1与第二透镜2能够实现光轴重合。具体地，所述第一定位组件用于限制所述第一透镜1及所述第二透镜2在XY平面的移动或转动，这样所述第一透镜1与所述第二透镜2之间不会产生偏心。所述第二定位组件用于对所述第一透镜1及所述所述第二透镜2在Z方向进行限位，这样所述第一透镜1与所述第二透镜2之间不会产生相对倾斜，而是能够保证平面度，可以实现对透镜倾斜角度的精确管控。

需要说明的是，本申请实施例提供的胶合镜组包括但不限于两个透镜的胶合，还可以包括三个或者三个以上的透镜胶合，同样适用于本申请的方案，本申请中对胶合透镜的数量不做限制。

可选的是，参见图1，在所述第一透镜1与所述胶层3之间可以增设第一光学膜材8，且/或在所述第二透镜2与所述胶层3之间可以增设第二光学膜材。如此可以使形成胶合镜组兼具其他的光学性能或者提升光学性能。本申请中对于引入的光学膜材的类型及数量不做限制。

在本申请的一些示例中，参见图2及图3，所述第一定位组件包括偏心定位柱4及偏心定位孔5，且所述偏心定位柱4与所述偏心定位孔5为一一对应设置。所述偏心定位柱4及所述偏心定位孔5中的一者设置在所述第一透镜1上的光学有效区域外，所述偏心定位柱4及所述偏心定位孔5中的另一者设置在所述第二透镜2上的光学有效区域外。

根据上述示例，参见图2及图3，在所述胶合镜组中的所述第一透镜1上可以设置偏心定位柱4，此时，在所述第二透镜2上则需要设置偏心定位孔5，这样，通过所述偏心定位柱4与所述偏心定位孔5的扣合，可以实现对相互胶合的第一透镜1和第二透镜2的偏心的控制。

需要说明的是，当在所述第一透镜1上设置偏心定位孔5时，则在所述第二透镜2上设置偏心定位柱4。

根据上述示例，所述偏心定位柱4及所述偏心定位孔5分设在所述第一透镜1和所述第二透镜2上，且都位于相应透镜的光学有效区域外，也即透镜的边缘区域上，这样设计不会影响透镜的光学性能。

在本申请的一些示例中，所述偏心定位柱4及偏心定位孔5分别设置为至少两个；其中，至少两个所述偏心定位孔5包括一个圆孔及一个跑道型孔，所述圆孔与所述跑道型孔呈相对设置。

为了实现对胶合的第一透镜1和第二透镜2的偏心的控制，所述偏心定位柱4需要设置为两个或者两个以上，这样才能有效防止所述第一透镜1和所述第二透镜2在胶合时发生相对运动或者转动。

由于每个偏心定位柱4插设于一个对应的偏心定位孔5内，因此，所述偏心定位孔5的数量与所述偏心定位柱4的数量应当保持一致。

在一个例子中，所述偏心定位柱4设置为两个，所述偏心定位柱4为圆柱状，此时，所述偏心定位孔5对应的设置为两个，参见图3，其中的一个所述偏心定位孔5为圆孔，而另一个所述偏心定位孔5设计为跑道型孔，该两个偏心定位孔5相对设置位于同一直线上，这样能更好的限制胶合的第一透镜1和第二透镜2在XY平面的移动和转动。其在，跑道型孔的引入可以防止偏心定位柱4在装配时被过于约束，导致不易装配。

在本申请的一些示例中，参见图4至图6，所述偏心定位孔5的孔深大于所述偏心定位柱4的高度。当所述偏心定位柱4插设于相应的所述偏心定位孔5内，在Z方向上，所述偏心定位柱4与所述偏心定位孔5之间形成目标间隙。

参见图5及图6，在Z方向上，所述偏心定位柱4与相应的所述偏心定位孔5留有较大的间隙，其不用于Z向定位。

在本申请的一些示例中，请继续参见图2及图3，所述第二定位组件包括倾斜定位柱6及倾斜定位孔7，且所述倾斜定位柱6与所述倾斜定位孔7为一一对应设置；所述倾斜定位柱6及所述倾斜定位孔7中的一者设置在所述第一透镜1上的光学有效区域外，所述倾斜定位柱6及所述倾斜定位孔7中的另一者设置在所述第二透镜2上的光学有效区域外。

根据上述示例，参见图2及图3，所述胶合镜组中的所述第一透镜1上可以设置倾斜定位柱6，此时，在所述第二透镜2上则需要设置倾斜定位孔7，这样，通过所述倾斜定位柱6与所述倾斜定位孔7的扣合，可以实现对相互胶合的第一透镜1和第二透镜2的倾斜的控制，从而避免二者的光轴形成倾斜角度。

需要说明的是，当在所述第一透镜1上设置倾斜定位孔7时，则在所述第二透镜2上设置倾斜定位柱6。

根据上述示例，所述倾斜定位柱6及所述倾斜定位孔7分设在所述第一透镜1和所述第二透镜2上，且都位于相应透镜的光学有效区域外，也即透镜的边缘区域上，这样不会影响透镜的光学性能。

在本申请的一些示例中，参见图2及图3，各所述倾斜定位柱6及所述倾斜定位孔7分别设为至少一个，以控制所述第一透镜1的光轴相对于所述第二透镜2的光轴的倾斜度；其中，各所述倾斜定位柱6可插设于相应的所述倾斜定位孔7中，且所述倾斜定位柱6的插入端与所述倾斜定位孔7的底壁形成抵接，参见图7及图8。

需要说明的是，在胶合所述第一透镜1与所述第二透镜2时，若在第一定位组件的作用下，各所述偏心定位柱4都已经插设于相应的所述偏心定位孔5中，此时也可以形成对Z向定位作用，在此基础上，仅需要设置一组相互配合的倾斜定位柱6及倾斜定位孔7即可防止所述第一透镜1与所述第二透镜2之间发生相对倾斜。

作为本申请一个较为优选的示例，参见图2及图3，所述倾斜定位柱6及所述倾斜定位孔7分别设置三个，此时，通过管控该三个倾斜定位柱6及倾斜定位孔7配合面的平面度，可以实现对两个胶合透镜的光轴的倾斜度的精度管控。该管控方式精度更高，能进一步提升胶合镜组的良品率。

在本申请的一些示例中，所述第一定位组件与所述第二定位组件在所述第一透镜1与所述第二透镜2相互胶合的一侧沿周向呈错开设置。

这样，所述第一定位组件及所述第二定位组件之间不会相互干扰。

本申请中，参见图2及图3，通过在胶合的第一透镜1与第二透镜2之间引入上述示例中的第一定位组件及第二定位组件，可同时实现对胶合的第一透镜1和第二透镜2的偏心和倾斜控制。

在本申请的一些示例中，参见图4，所述第一透镜1与所述第二透镜2相互胶合的两个表面分别为第一表面11和第二表面21，所述胶层3位于所述第一表面11的光学有效区域与所述第二表面21的光学有效区域之间。

其中，所述胶层3例如可以采用光学胶，既可以将所述第一透镜1与所述第二透镜2稳定的胶合在一起，也不会影响透镜的光学性能。

其中，所述偏心定位孔5及所述倾斜定位孔7可以设计为圆形、椭圆形、多边形及其他形状的孔型，本申请中对此不做限制。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种光学模组。所述光学模组包括如上所述的胶合镜组。

其中所述光学模组可以包括一个或者多个胶合镜组，还可以包括单独的透镜。所述光学模组因采用了胶合镜组可以消除色差。

根据本申请的又一实施例，提供了一种头戴显示设备。所述头戴显示设备包括外壳以及如上述所述的光学模组。

所述头戴显示设备包括智能眼镜或者智能头盔等，本申请实施例中对此不做限制。

本申请实施例的光学模组以及头戴显示设备的具体实施方式可以参照上述胶合镜组各实施例，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

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