CN113126304B - 光学设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学设备，包括壳体组件，壳体组件设有第一壳体口；光机模组，光机模组的第一部分设于壳体组件中，光机模组的第二部分穿设于第一壳体口处或者由第一壳体口伸出于壳体组件外，光机模组间隙配合于第一壳体口，并与第一壳体口之间形成第一缝隙；承接壁，承接壁位于第一缝隙，并且承接壁的两端分别低于光机模组和壳体组件的外表面以与光机模组和壳体组件形成第一凹槽；第一密封环，第一密封环设于承接壁上以封堵第一缝隙，这样本申请装置可以实现阻挡外界水氧、灰尘等进入光学设备内部，进而避免对光学设备内部元器件的污染。

Description

光学设备

技术领域

本申请涉及智能设备领域，特别涉及一种光学设备。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，人们不再满足于通过屏幕来感受虚拟世界，还更想将虚拟世界与现实世界相结合，于是出现了诸如MR眼镜(混合现实眼镜)、AR眼镜(增强现实眼镜)等能够满足人们相关需求的智能设备。

智能设备中通常包含了用于传导光线的光机模组。作为包含光机模组的光学设备，各组成部件组装时不可避免的会出现缝隙，这样外界水氧以及灰尘等就有可能进入光学设备内部，造成例如光机模组等的内部元器件的损坏，故如何对装配时所产生的缝隙进行有效密封，是如今需要解决的问题。

发明内容

光学设备包括：壳体组件，壳体组件设有第一壳体口；光机模组，光机模组的第一部分设于壳体组件中，光机模组的第二部分穿设于第一壳体口处或者由第一壳体口伸出于壳体组件外，光机模组间隙配合于第一壳体口，并与第一壳体口之间形成第一缝隙；承接壁，承接壁位于第一缝隙，并且承接壁的两端分别低于光机模组和壳体组件的外表面以与光机模组和壳体组件形成第一凹槽；第一密封环，第一密封环设于承接壁上以封堵第一缝隙。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示意性地显示了本申请实施例的光学设备的整体结构图；

图2示意性地显示了图1的I处放大图；

图3示意性地显示了本申请实施例的光学设备的数据线的密封示意图；

图4示意性地显示了图1的***图；

图5示意性地显示了本申请实施例的光学设备的第一壳体的结构示意图；

图6示意性地显示了本申请实施例的光学设备的光机模组的结构示意图；

图7示意性地显示了本申请实施例的光学设备的第二壳体的结构示意图；

图8示意性地显示了本申请实施例的光学设备的承接壁对光学设备进行密封的平面示意图；

图9示意性地显示了本申请实施例的光学设备的第一密封槽于光学设备上的成形示意图；

图10示意性地显示了图9的II处放大图；

图11示意性地显示了图9的III处放大图；

图12示意性地显示了图9的IV处放大图；

图13示意性地显示了本申请实施例的光学设备的风镜于壳体组件的装配示意图；

图14示意性地显示了本申请实施例的光学设备的第一密封环与第二密封环之间的装配示意图；

图15示意性地显示了图14的V处放大图；

图16示意性地显示了本申请实施例的光学设备的承接壁对光学设备进行密封的平面另一种示意图。

附图标记说明

100-风镜、

S-壳体组件、200-第一壳体、210-第一壳体口、220-填充边、230-第二壳体口、240-第一安装槽、250-第三壳体口、

400-第二壳体、410-第二安装槽、

420-安装框、421-第一缺口、

P-承接壁、P1-第一承接壁、P2-第二承接壁、P3-第三承接壁、P4-第四承接壁、

N1-第一缝隙、N2-第二缝隙、N3-第三缝隙、

300-光机模组、310-模组支架、320-光机镜头、330-数据线、

500-第一密封环、600-第二密封环、

Q-密封件、Q1-第一密封件、Q2-第二密封件、O-第一凹槽。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

请参考图1～图15，本申请公开了一种光学设备。光学设备可以包括壳体组件S，壳体组件S为本申请的光学设备的安装基础，用于对光学设备的其他零部件和电子元器件进行安装和提供遮罩保护。光学设备的壳体组件S比如是智能眼镜的镜壳。智能眼镜可以是虚拟现实眼镜、增强现实眼镜或混合现实眼镜。

如图9、图10和图14所示，光学设备还包括光机模组300。光机模组300作为光学设备的光学显示附件使用，这样光学设备将通过光机模组300呈现图像。当光学设备是增强现实设备时，光机模组300可以呈现真实世界信息和虚拟世界信息，比如光机模组300为光波导结构、Birdbath结构、自由曲面结构、平面反射结构等。具体来说，为便于光机模组300进行安装，壳体组件S设有第一壳体口210，光机模组300的第一部分可以设于壳体组件S中，以通过壳体组件S的包覆得到保护。光机模组300的第二部分可以穿设于第一壳体口210处或者由第一壳体口210伸出于壳体组件S外，以使光学设备可通过光机模组300实现可视化。以光学设备为智能眼镜举例，当佩戴智能眼镜时，第一壳体口210可以位于靠近光学设备中靠近人眼的一侧，这样人眼便通过光机模组300看到虚拟与真实世界的信息。

如图9所示，光机模组300设置为间隙配合于第一壳体口210，以便于对光机模组300进行安装。光机模组300与第一壳体口210之间形成第一缝隙N1，以防止光机模组300与第一壳体口210之间相互挤压过度而遭受损坏。

如图9、图10和图15所示，第一缝隙N1的存在将影响整个光学设备的密封性能，故需要对第一缝隙N1进行封堵，比如采用密封胶等填充于第一缝隙N1中。本申请的密封方式为在光学设备上设置承接壁P和第一密封环500。其中，第一密封环500可采用硅胶、立线胶等进行制作，以便对第一缝隙N1进行封堵。承接壁P为第一密封环500的安装基础，第一密封环500可设置于承接壁P上以实现密封第一缝隙N1。

承接壁P位于第一缝隙N1，承接壁P的两端分别低于光机模组300的外表面和壳体组件S的外表面，以使承接壁P与光机模组300和壳体组件S形成第一凹槽O。在进行密封时，可将立线胶或硅胶等密封胶填充于第一凹槽O中，使其定型后形成第一密封环500，这样第一密封环500便设于承接壁P上，并封堵第一缝隙N1。

相比于相关技术中直接采用密封胶填充缝隙密封的方式，本申请可以方便的在第一凹槽O中填充胶水以形成第一密封环500，以起到更好的密封效果。采用这种方式，可以对不同尺寸的第一缝隙N1进行密封。通过承接壁P对第一密封环500的承载，以及通过第一凹槽O对第一密封环500的位置约束，能够避免密封胶任意流动，使密封胶更易定型形成第一密封环500。通过第一凹槽O的设计，能够更好的控制密封胶的用胶量，防止出现溢胶等异常。

对于承接壁P的设计方式来说，可以在壳体组件S上朝向第一缝隙N1的一侧设置第一台阶环，第一台阶环围绕第一缝隙N1进行设置，第一台阶环的底部形成承接壁P，第一台阶环的周部、第一台阶环的底部和光机模组300形成第一凹槽O。第一密封环500可以设置在第一凹槽O上以封堵第一台阶环的底部和光机模组300之间的缝隙。也可以在光机模组300上朝向第一缝隙N1的一侧设置第二台阶环，第二台阶环被第一缝隙N1进行围绕，第二台阶环的底部形成承接壁P，第二台阶环的周部、第二台阶环的底部和壳体组件S形成第一凹槽O。第一密封环500可以设置在第一凹槽O上以封堵第二台阶环的底部和壳体组件S之间的缝隙。

本申请实施例中，承接壁P可以采用的具体设置方式如图10和图15所示，承接壁P为环形板，环形板设于第一缝隙N1，这样可以简化制作工艺并使光学设备结构更加轻便。更为具体的实施方案中，环形板可以设置多层。具体来说环形板可以包括沿远离第一壳体口210的方向依次设置的第一层环形板、第二层环形板、第三层环形板......第N层环形板等。

这样可以更好的防止漏胶，比如对于最靠近第一壳体口210的第一层环形板来说，其上的部分密封胶漏入壳体组件S中时，该漏入部分的密封胶可被位于第一层环形板后的第二层环形板、第三层环形板等进行止挡，以防进一步下漏。

更进一步的，在环形板一端连接于壳体组件S的情况下，光机模组300的口径尺寸可以沿远离第一壳体口210方向逐渐缩小，每一层的环形板另一端可以均与光机模组300靠近，那么靠近第一壳体口210的第一层环形板漏入壳体组件S的胶水，将更好的被其后的第二层环形板、第三层环形板等进行止挡，以防进一步下漏。

同理，在环形板连接于光机模组300的情况下，壳体组件S的口径尺寸可以沿远离第一壳体口210方向逐渐增大，每一层的环形板可以均与壳体组件S靠近，这样也能够更好的防止进一步下漏。

壳体组件S上可以设置透光区域，透光区域一体化成形于壳体组件S上，故壳体组件S的透光区域处能够实现较好的密封效果。透光区域可以与第一壳体口210相对设置，并且透光区域与光机模组300的第一部分间隔设置。这样在佩戴光学设备时，壳体组件S中第一壳体口210所在的一侧靠近人眼，外界环境光线可通过透光区域进入光机模组300，进而进入人眼，以实现采光。

如图4、图5、图12和图13所示，壳体组件S上也可以设置第三壳体口250，第三壳体口250位于第一壳体口210的相对端，风镜100封堵设置于第三壳体口250处，并且风镜100与光机模组300的第一部分间隔设置。通过风镜100的封堵可实现对第三壳体口250的密封，同时风镜100可采用透光材料进行制作，外界环境光线可通过风镜100进入光机模组300，以实现采光。第三壳体口250处设置阶梯台，风镜100可以通过密封胶粘贴在阶梯台上实现密封。

在一些可选的实施方案中，光机模组300的第一部分也可穿设于第三壳体口250处或者由第三壳体口250伸出于壳体组件S外，光机模组300也可间隙配合于第三壳体口250，并与第三壳体口250之间形成第一缝隙N1。光机模组300与第三壳体口250和第一壳体口210配合，壳体组件S的两相对端均形成第一缝隙N1。两处第一缝隙N1均可设置承接壁P和第一密封环500，壳体组件S的两相对端均形成第一凹槽O，第一密封环500分别对两处第一缝隙N1进行封堵，这样外界环境光线可直接进入光机模组300，以实现采光。

在另一些实施方案中，承接壁P可以分为两部分，具体来说如图16所示，承接壁P可以包括第一承接壁P1和第二承接壁P2。第一承接壁P1的一端与光机模组300连接，第二承接壁P2的一端与壳体组件S连接。比如，第一承接壁P1环绕光机模组300设置，第一承接壁P1的内周部与光机模组300进行连接，第一承接壁P1的外周部为自由端，第一承接壁P1的外周部向第二承接壁P2所在侧进行延伸。第二承接壁P2对第一承接壁P1进行环绕设置，第二承接壁P2的外周部与壳体组件S进行连接，第二承接壁P2的内周部为自由端，第二承接壁P2的内周部向第一承接壁P1所在侧进行延伸。

这样第一承接壁P1的自由端和第二承接壁P2的自由端之间，例如，第一承接壁P1外周部和第二承接壁P2的内周部之间可以形成第二缝隙N2。第二缝隙N2为环绕光机模组300的环形缝隙，并且通过第一承接壁P1和第二承接壁P2的设置，能够使第二缝隙N2和壳体组件S之间保持第二预设距离，以及使第二缝隙N2和光机模组300之间保持第一预设距离。其中，第一承接壁P1和第二承接壁P2可以平齐，这样方便第一密封环500对第二缝隙N2进行密封。第一承接壁P1和第二承接壁P2也可以不平齐。第一承接壁P1在第二承接壁P2上的投影与第二承接壁P2可以部分交叠，或者，第二承接壁P2在第一承接壁P1上的投影与第一承接壁P1可以部分交叠，这样可以防止密封后的漏胶现象。

第一密封环500可以同时设于第一承接壁P1和第二承接壁P2上，以实现封堵第二缝隙N2。这样，通过将第二缝隙N2设置为环形，以及使第二缝隙N2分别与壳体组件S和光机模组300之间形成预设距离，能够避免壳体组件S和光机模组300对第一密封环500的干涉和磕碰，使第一密封环500对第二缝隙N2形成更有效的封堵。

在另一可选的实施方案中，承接壁P一端可以与光机模组300或壳体组件S连接，承接壁P的另一端为自由端。比如，将承接壁P环绕光机模组300进行设置，承接壁P内周部连接光机模组300，承接壁P的外周部形成向壳体组件S延伸的自由端。或者，将承接壁P环绕光机模组300进行设置，承接壁P外周部连接壳体组件S，承接壁P的内周部形成向光机模组300延伸的自由端。这样承接壁P的自由端与壳体组件S或光机模组300之间形成第二缝隙N2，第一密封环500封堵第二缝隙N2，以实现本申请装置的密封。第一密封环500可以设于承接壁P上，以实现封堵第二缝隙N2。

在一些可选的实施方案中，壳体组件S可以采用一体成型的结构。但为了更方便的进行装配，壳体组件S也可以采用分体式结构。具体如图1和图4所示，壳体组件S可以包括互相连接的第一壳体200和第二壳体400，这样的组合式结构便于光机模组300与壳体组件S之间进行装配。第一壳体200和第二壳体400之间可以采取卡扣卡接、螺栓连接等常用的可拆卸连接方式。这可以提高拆装便携性，也便于更换维护。第一壳体口210具体可以设于壳体组件S中第二壳体400所在的一侧。

本申请中第一壳体口210的设置方式也可以如图5和图7所示。在第一壳体200上可以设有填充边220，填充边220可以设置于第一壳体200中用于连接第二壳体400的一侧。第二壳体400可以包括开环结构的安装框420，安装框420上开设第一缺口421，填充边220填补于第一缺口421中，并且填充边220与安装框420首尾相接形成第一壳体口210。此种情况下，填充边220和安装框420相互配合形成对光机模组300的围绕，便于光机模组300安装于壳体组件S中。当然第一壳体口210可以全部成形于第二壳体400上，这里不再详述。

如图5～图12所示，对于壳体组件S包括第一壳体200和第二壳体400的情况来说，承接壁P可以设置为包括第三承接壁P3和第四承接壁P4，即壳体组件S的分体式结构与承接壁P的分体式结构相互对应。第三承接壁P3可以采用一体成型等方式设于填充边220上，第四承接壁P4可以采用一体成型等方式设于安装框420上。第三承接壁P3形成填充边220的一部分，第四承接壁P4形成安装框420的一部分。

这样设置可使填充边220与安装框420首尾相接形成第一壳体口210时，第三承接壁P3与第四承接壁P4也将首尾相接形成承接壁P。第三承接壁P3与第四承接壁P4的衔接处形成第三缝隙N3。第三承接壁P3与光机模组300之间，以及第四承接壁P4与光机模组300之间均形成第二缝隙N2。此时第一密封环500同时对第三缝隙N3和第二缝隙N2形成封堵，此种结构便于本申请装置的装卸，也便于对承接壁P进行设计布局。

如图14和图15所示，光学设备还可以包括第二密封环600。第二密封环600可以采用金属或者塑胶材质进行制作。第二密封环600可以设置于第一密封环500上，以实现对第一密封环500进行遮罩保护，以防第一密封环500受到磕碰损伤。

第二密封环600可以覆盖第一密封槽O。比如，将第二密封环600与承接壁P间隔设置，这样第二密封环600可对第一密封槽O的槽口进行封堵，遮挡第一密封环500。

第二密封环600的远离承接壁P的外表面的高度可以高于壳体组件S的外表面的高度。第二密封环600的远离承接壁P的外表面的高度可以高于光机模组300的外表面的高度，以防光机模组300受到磕碰损伤。

如图15所示，第二密封环600可以至少具有第一面和与第二面。其中第二面与第一面互成角度，比如两者相互垂直。第一面可以是平面，第二面可以是平面。第一面和第二面的厚度可以相同。第一面和第二面的厚度可以是0.1mm-0.3mm。

第一面可以用于与第一密封环500的远离承接壁P的一面接触，第二面用于与第一密封环500的远离承接壁P的自由端的一面接触，这样可以对第一密封环500形成更好的包覆效果，第二密封环600与第一密封环500粘接的更结实，并且第二密封环600的强度更大，不容易变形。具体来说，第二密封环600可以与承接壁P围成横截面为“U”的环形槽，该环形槽的槽口朝向承接壁P的自由端。第一密封环500位于环形槽中，这样第二密封环600除对第一密封环500实现保护以外，还能引导第一密封环500向承接壁P的自由端趋近，以实现更好的密封效果。

如图1～图7所示，光学设备还可以包括数据线330，数据线330与光机模组300电连接，以便为光机模组300输送电能和数据信息。

光学设备还可以包括密封件Q，密封件Q可以为数据线330提供保护基础。比如，提供绝缘保护、防止磕碰损伤，防尘防水等。壳体组件S包括侧壁，该侧壁用于限定第二壳体口230。比如，智能眼镜的镜框设置光机模组300，智能眼镜的镜框与镜腿转动连接，镜框靠近镜腿的位置设置第二壳体口230。第二壳体口230可用于与其他外接设备(例如，智能眼镜的镜腿)进行对接。密封件Q可以封堵于第二壳体口230处，数据线330穿设于密封件Q中并经由第二壳体口230露出于壳体组件S。这样通过第二壳体口230和密封件Q的设置，可以在实现光机模组300通过数据线330与外界进行信息交互的同时，能够对第二壳体口230进行有效密封，提高本申请装置的密封性能。数据线330可以穿出第二壳体口230后通过镜腿的空腔穿出镜腿，数据线330可以与智能手机连接，智能手机可以通过数据线330与光机模组300实现数据交互。

密封件Q可以包括第一密封件Q1和第二密封件Q2。第一密封件Q1与侧壁的第一侧贴合，第二密封件Q2与侧壁的第二侧贴合，第一密封件Q1和第二密封件Q2相对的位置形成密封孔，密封孔用于供数据线330穿设，这样可以便于密封件Q和数据线330进行装配。

为了更进一步的方便安装，可在第一壳体200上设第一安装槽240，以及在第二壳体400设第二安装槽410。第一安装槽240为侧壁的第一侧，第二安装槽410为侧壁的第二侧，第一安装槽240和第二安装槽410合围形成接口框，接口框位于侧壁处。

接口框内可以设接口，接口形成第二壳体口230。在实际装配中，可先将第一密封件Q1设于第一安装槽240中，第二密封件Q2设于第二安装槽410中。这样当第一壳体200和第二壳体400组装形成壳体组件S的同时，第一密封件Q1和第二密封件Q2也将相互贴合形成密封件Q。数据线330穿设于密封孔中，从而实现数据线330与密封件Q的便携安装。

如图6所示，在光学设备为智能眼镜的情况下，第二壳体口230可以用于安装镜腿，以便于使用者进行佩戴。光机模组300可以包括相互连接的模组支架310和光机镜头320。

模组支架310为光机模组300提供了安装基础，光机镜头320和数据线330均可以设于模组支架310。光机模组300也将通过模组支架310连接在壳体组件S中。例如，模组支架310固定连接在第一壳体200和第二壳体400固定连接的位置处。

光机镜头320为光机模组300实现可视化的终端元件，光机镜头320的第一端可以穿设于第一壳体口210处或者由第一壳体口210伸出于壳体组件S外。光机模组300通过光机镜头320与第一壳体口210之间形成第一缝隙N。

光机镜头320通过设于模组支架310上的显示电路与数据线330电连接，进而实现对光机镜头320进行电能和数据的传输。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种光学设备，其中，包括：

壳体组件，所述壳体组件设有第一壳体口和第三壳体口，所述第三壳体口位于所述第一壳体口的相对端；

光机模组，所述光机模组的第一部分设于所述壳体组件中，所述光机模组的第二部分穿设于所述第一壳体口处或者由所述第一壳体口伸出于所述壳体组件外，所述光机模组间隙配合于所述第一壳体口，并与所述第一壳体口之间形成第一缝隙；

承接壁，所述承接壁位于所述第一缝隙，并且所述承接壁的两端分别低于所述光机模组和所述壳体组件的外表面以与所述光机模组和所述壳体组件形成第一凹槽；

第一密封环，所述第一密封环设于所述承接壁上以封堵所述第一缝隙；以及，

风镜，所述风镜封堵设置于所述第三壳体口处，以对所述第三壳体口进行密封，所述风镜与所述光机模组的所述第一部分间隔设置。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述承接壁包括第一承接壁和第二承接壁，所述第一承接壁的一端与所述光机模组连接，所述第二承接壁的一端与所述壳体组件连接，所述第一承接壁的自由端和所述第二承接壁的自由端之间形成第二缝隙，所述第一密封环设于所述第一承接壁和所述第二承接壁上以封堵所述第二缝隙。

3.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述承接壁一端与所述光机模组或所述壳体组件连接，所述承接壁的另一端为自由端，所述承接壁的自由端与所述壳体组件或光机模组之间形成第二缝隙，所述第一密封环封堵所述第二缝隙。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学设备，其中，所述光学设备还包括第二密封环，所述第二密封环设置于所述第一密封环上。

5.根据权利要求4所述的光学设备，其中，所述第二密封环覆盖所述第一凹槽。

6.根据权利要求4所述的光学设备，其中，所述第二密封环的远离承接壁的外表面的高度高于所述壳体组件的外表面的高度，所述第二密封环的远离承接壁的外表面的高度高于所述光机模组的外表面的高度。

7.根据权利要求4所述的光学设备，其中，所述第二密封环至少具有第一面和与所述第一面互成角度的第二面，所述第一面用于与所述第一密封环的远离所述承接壁的一面接触，所述第二面用于与所述第一密封环的远离所述承接壁的自由端的一面接触。

8.根据权利要求7所述的光学设备，其中，所述第一密封环采用硅胶材质，所述第二密封环采用金属或者塑胶材质。

9.根据权利要求7所述的光学设备，其中，所述壳体组件包括用于限定第二壳体口的侧壁，

所述光学设备还包括密封件和数据线，所述数据线与所述光机模组电连接，所述密封件封堵于所述第二壳体口处，所述数据线穿设于所述密封件中并经由所述第二壳体口露出于所述壳体组件。

10.根据权利要求9所述的光学设备，其中，所述密封件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件与所述侧壁的第一侧贴合，所述第二密封件与所述侧壁的第二侧贴合，所述第一密封件和所述第二密封件相对的位置形成供所述数据线穿设的密封孔。

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