光机模组和增强现实设备的制作方法

本申请涉及增强现实，具体是涉及一种光机模组，还涉及一种应用有前述光机模组的增强现实设备。

背景技术：

1、随着成像技术的进步，人们对沉浸式体验的需求越来越高，近年来虚拟现实技术(virtual reality，vr)/增强现实(augmentedreality，ar)技术的发展，逐渐满足人们对视觉体验的追求。其中，增强现实(augmented reality，ar)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。

2、对于头戴式ar设备，近眼显示是其技术的关键，而近眼显示系统的核心为光机模组。该光机模组通常包括显示芯片组件和投影镜头，该显示芯片组件包含线路板和贴装于线路板上的显示芯片，该显示芯片用于输出图像光线，该线路板用于为显示芯片供电；该投影镜头用于接收、并放大来自显示芯片的图像光线。

3、在现有技术中，该显示芯片通常包括外壳、被设于外壳内部的半导体元件、以及设于外壳顶部的盖玻片。该外壳的底部设有接触垫，该接触垫用于与线路板上的接电点耦合，该半导体元件的表面具有显示区域和非显示区域，自该显示区域向外延伸有与接触垫连接的金属线，且该金属线的局部显露于该非显示区域。该盖玻片用来保护所述的半导体元件，如避免半导体显示元件在包装、运输或后道组装工序中沾染污渍。

4、为了使该显示芯片的使用性能更佳，通常会在盖玻片上集成功能性的涂层或薄膜。如，在盖玻片上集成增透膜，以降低图像光线在穿透盖玻片时的损耗；在盖玻片对应边缘区域的部位光刻丝印遮光层，以避免边缘区域的金属线对显示区域发出的图像光线进行反射，从而避免这部分反射光线在光机模组内部形成杂散光，而影响光机模组的成像质量。也正是因为盖玻片的存在，导致显示芯片较厚，不利于光机模组的小型化。

5、并且，为了便于组装显示芯片组件和投影镜头，该显示芯片组件还包括贴装于线路板的底座，该投影镜头则被安装于底座，这种包含有底座的显示芯片组件体积较大，也会造成光机模组的尺寸较大。

6、申请内容

7、本申请的一优势在于提供光机模组，在厚度更薄的同时，仍具有较低的杂光风险。

8、本申请的另一优势在于提供光机模组，透镜不容易变形，从而使成像质量更好。

9、本申请的另一优势在于提供光机模组，体积更小、组装工序更简化，散热效果更好。

10、为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，本申请提供了光机模组，其包括：

11、显示芯片，具有相对的第一表面和第二表面，所述的第一表面裸露有显示区域和位于所述显示区域外围的非显示区域，所述的显示区域用于发出图像光线；

12、投影镜头，包括镜筒和透镜，所述镜筒的内部沿轴向贯通，所述的透镜被设于所述镜筒的内部，所述镜筒的入光端端面与所述的第一表面相对，且所述镜筒的入光端设有通光孔，所述的通光孔容许所述的图像光线投射至所述的透镜，自所述镜筒侧壁的入光端边缘向内延伸有挡部，所述的挡部限定出至少局部的通光孔，并且，逆着光轴方向，所述的通光孔在所述第一表面上的投影落入所述的显示区域。

13、在本申请的一些实施例中，所述的透镜包括第一透镜，所述的第一透镜包括中心部和外围部，所述的挡部包括第一挡部和第二挡部，所述第一挡部上远离所述显示芯片的一侧表面与所述中心部的入光侧表面分离，所述第二挡部上远离所述显示芯片的一侧表面与所述外围部的入光侧表面相抵触。

14、在本申请的一些实施例中，所述中心部的入光侧表面为凸面，且所述第一挡部上远离所述显示芯片的一侧表面为第一斜面，所述的第一斜面沿光轴方向逐渐向外倾斜。

15、在本申请的一些实施例中，所述的第一斜面与光轴之间的夹角为α，且65°≤α≤80°。

16、在本申请的一些实施例中，所述通光孔的内壁为第二斜面，所述的第二斜面沿光轴方向逐渐向内倾斜。

17、在本申请的一些实施例中，所述第二斜面与光轴之间的夹角为β，且15°≤β≤20°。

18、在本申请的一些实施例中，所述的显示区域和通光孔均呈长方形。

19、在本申请的一些实施例中，还包括有

20、线路板，具有相对的第三表面和第四表面，所述线路板的第三表面与所述显示芯片的第二表面耦合；

21、一体式支架，呈环形、且其中心孔形成供所述图像光线穿过的光窗，所述的一体式支架包覆局部的第三表面和至少局部的非显示区域，且所述的镜筒被安装于所述的一体式支架。

22、在本申请的一些实施例中，所述的一体式支架具有与所述镜筒的入光端端面相对的正面，且所述一体式支架的正面和所述镜筒的入光端端面之间设有环形的胶水层，以将所述的投影镜头悬于所述的一体式支架；

23、所述镜筒的内部设有排气通道，所述排气通道的第一端开口被设于所述镜筒的入光端端面，且所述排气通道的第一端开口位于所述胶水层的内侧，所述排气通道的第二端开口显露于所述镜筒的外表面、并对应于所述通光孔的长边或短边。

24、在本申请的一些实施例中，所述的排气通道包括具有所述第一端开口的第一段和具有所述第二端开口的第二段，所述的第一段轴向延伸，所述的第二段径向延伸。

25、在本申请的一些实施例中，所述的镜筒包括具有入光端的方筒部和具有出光端的圆筒部，所述的排气通道被设于所述方筒部的其中一个角部，且所述方筒部的其他角部均设有一凹槽，各凹槽均轴向延伸且其口部被设于所述镜筒的入光端端面。

26、在本申请的一些实施例中，逆着光轴方向，所述的通光孔在所述第一表面上的投影的面积占所述显示区域的面积的85～97％。

27、在本申请的一些实施例中，所述的挡部呈环形，且所述挡部的中心孔形成所述的通光孔。

28、根据本申请的另一方面，本申请还提供了增强现实设备，其应用有前述的光机模组。

29、通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。

30、本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

技术实现思路

技术特征：

1.光机模组，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的光机模组，其特征在于，所述的透镜包括第一透镜，所述的第一透镜包括中心部和外围部，所述的挡部包括第一挡部和第二挡部，所述第一挡部上远离所述显示芯片的一侧表面与所述中心部的入光侧表面分离，所述第二挡部上远离所述显示芯片的一侧表面与所述外围部的入光侧表面相抵触。

3.如权利要求2所述的光机模组，其特征在于，所述中心部的入光侧表面为凸面，且所述第一挡部上远离所述显示芯片的一侧表面为第一斜面，所述的第一斜面沿光轴方向逐渐向外倾斜。

4.如权利要求3所述的光机模组，其特征在于，所述的第一斜面与光轴之间的夹角为α，且65°≤α≤80°。

5.如权利要求1所述的光机模组，其特征在于，所述通光孔的内壁为第二斜面，所述的第二斜面沿光轴方向逐渐向内倾斜。

6.如权利要求5所述的光机模组，其特征在于，所述第二斜面与光轴之间的夹角为β，且15°≤β≤20°。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的光机模组，其特征在于，所述的显示区域和通光孔均呈长方形。

8.如权利要求7所述的光机模组，其特征在于，还包括有

9.如权利要求8所述的光机模组，其特征在于，所述的一体式支架具有与所述镜筒的入光端端面相对的正面，且所述一体式支架的正面和所述镜筒的入光端端面之间设有环形的胶水层，以将所述的投影镜头悬于所述的一体式支架；

10.如权利要求9所述的光机模组，其特征在于，所述的排气通道包括具有所述第一端开口的第一段和具有所述第二端开口的第二段，所述的第一段轴向延伸，所述的第二段径向延伸。

11.如权利要求10所述的光机模组，其特征在于，所述的镜筒包括具有入光端的方筒部和具有出光端的圆筒部，所述的排气通道被设于所述方筒部的其中一个角部，且所述方筒部的其他角部均设有一凹槽，各凹槽均轴向延伸且其口部被设于所述镜筒的入光端端面。

12.如权利要求1至6中任一权利要求所述的光机模组，其特征在于，逆着光轴方向，所述的通光孔在所述第一表面上的投影的面积占所述显示区域的面积的85～97％。

13.如权利要求12所述的光机模组，其特征在于，所述的挡部呈环形，且所述挡部的中心孔形成所述的通光孔。

14.增强现实设备，其特征在于，应用有如权利要求1至13中任一权利要求所述的光机模组。

技术总结本申请公开了一种光机模组，其包括：显示芯片，具有相对的第一表面和第二表面，所述的第一表面裸露有显示区域和位于所述显示区域外围的非显示区域，所述的显示区域用于发出图像光线；投影镜头，包括镜筒和透镜，所述镜筒的内部沿轴向贯通，所述的透镜被设于所述镜筒的内部，所述镜筒的入光端端面与所述的第一表面相对，且所述镜筒的入光端设有通光孔，所述的通光孔容许所述的图像光线投射至所述的透镜，自所述镜筒侧壁的入光端边缘向内延伸有挡部，所述的挡部限定出至少局部的通光孔，并且，逆着光轴方向，所述的通光孔在所述第一表面上的投影落入所述的显示区域。本申请还涉及一种应用有前述光机模组的增强现实设备。技术研发人员：李潍,杜佳玮,徐钦锋,李泓,刘冰玉受保护的技术使用者：宁波舜宇光电信息有限公司技术研发日：20231205技术公布日：2024/6/5