CN101526671B - 防止用近眼显示器时产生不适反应的方法及近眼显示器 - Google Patents

Abstract

一种防止人们使用近眼显器示时产生不适反应的方法及近眼显示器，其方法是让使用者在使用近眼显示器观看显示内容的同时，也可以看到可视的静止的参照物；其近眼显示器包括显示器件，在所述显示器件前侧或其投影成像的光路中设有透明片状器件，在所述透明片状器件的表面设有作为固定参照物的条纹。本发明比较好地解决了近眼显示器普遍存在的使用者眼球频繁调焦的问题，减轻了近眼显示器给使用者眼睛带来的视疲劳，改善因眼睛调焦导致视神经和位听神经传递给大脑关于人体运动信息的差异，防止因此而产生的头晕、恶心等症状。

Description

防止用近眼显示器时产生不适反应的方法及近眼显示器

技术领域

本发明涉及一种防止人们使用近眼显示器时产生不适反应的方法及近眼显示器，具体地说是一种可以在使用者视野中，与显示屏幕大致等远的一定范围内，产生可视固定参照物的方法，和采用此方法的近眼显示器。它可以防止使用者眼睛在观看显示图像时频繁的调焦，改善使用者使用近眼显示器器时的视疲劳状况，防止因眼球频繁调焦而产生的头晕、恶心等症状的发生。

背景技术

随着科技的发展，近眼显示器已经开始进入一般应用领域，近眼显示器的原理是：采用微显示器件，显示输入的图像信号，通过光学系统将微显示图像虚拟为大屏幕图像，成像在使用者眼前一定距离处，达到清晰的显示效果。用于便携显示、虚拟显示和特殊行业显示器，近眼显示器确实有不可或缺的作用，但同时这种显示方式也带来了很多使用上的问题，国内外众多使用者都反映这类显示器很容易造成视觉疲劳，使用者会发生不同程度的头晕、恶心、甚至呕吐的情况。尤其是在近眼显示器所显示的内容是快节奏画面(如观看快速游戏)时，其产生头晕、恶心、甚至呕吐的人群面更大，产生的头晕、恶心、甚至呕吐现象更严重。

发明内容

针对上述提到的现有近眼显示器在使用过程中都存在着容易造成使用者产生头晕、恶心、甚至呕吐，而且，画面越大，虚拟距离越近，产生头晕、恶心、甚至呕吐的现象就越明显的问题，向社会提供一种防止人们使用近眼显示器时产生不适反应的方法及其近眼显示器。

本发明的技术方案是：

医学证明，当使用者在使用近眼显示器器时，由于近眼显示器所显示的画面很大，使用者的眼睛受画面内容吸引，容易产生眼球跟随屏幕内容主体变换而频繁调焦的问题，从而造成视神经和位听神经的反应产生混乱，因此，使用者就会产生不同程度的头晕、恶心、甚至呕吐的情况。

提供一种防止人们使用近眼显示器时产生不适反应的方法，就是让使用者在使用近眼显示器器观看显示内容的同时，也可以看到可视的静止的参照物。

本文中所述的参照物是指相对于近眼显示器所显示的内容而言，与所述近眼显示器所显示的内容可被人眼同时看见的静止的物体或图像。

所述的可视的静止的参照物的设置方式有三种，一种方式是利用图像合成的方法，在近眼显示器所要显示的内容中预先合成有固定的参照物。

所述的固定的参照物可以是前景内容，也可以是背景内容。

所述在近眼显示器所要显示的内容中预先合成有固定的参照物的方式，包括预先用软件将固定的参照物合成在近眼显示器所要显示的内容之中，即所谓地对片源添加固定的参照物的办法，比如说在游戏图像的前景或背景上合成有参照景物图像。也可以是在所述近眼显示器上设置能生成参照物的图像合成器件，在近眼显示器显示的内容同时，所述图像合成器件给所述显示的内容添加固定的参照物。或者是上述两种方法的结合。

第二种方式是在近眼显示器的显示器件上或显示器件周边一定范围内设置有可视的固定参照物的器件，经过电子或光学器件作用后，可以形成与显示屏幕大致等远的一定范围内的可视固定的参照物，让使用者在观看近眼显示器上显示内容的同时，可以清楚地看见固定的参照物。

当所述固定的参照物是图像时，其图像是指可做参照物的图画或图案。

一种近眼显示器，包括显示器件，在所述显示器件前侧或其投影成像的光路中设有透明片状器件，在所述透明片状器件的表面设有作为固定参照物的条纹。所述条纹为方格状。

具体地说，在透明片状器件表面设有可视的纹路，如方格，或图画或图案。当把所述的透明片状器件置于显示器件表面或其投影成像的光路中时，在观察者的角度，可以在视野中看清楚显示图像的同时，也可以看清楚所述的片状器件表面的纹路、图画或图案，或所述纹路、图画或图案在显示图像上的投影。

上述的透明片状器件可以是靠近或贴附在显示器件前表面的。所述片状器件是一个光可透过器件，在所述的透光器件表面有可观测到的均匀分布的纹路，所述透光器件可以用是接近无色的材料加工而成，如玻璃、亚克力、塑胶薄膜等。

所述的透明片状器件是网状物，所述网状物是靠近显示器件表面的器件，所述网状物在使用过程中，使用者可以在视野中看清楚显示图像的同时，也可以观测到清晰的网格。

一种近眼显示器，包括显示器件，在所述显示器件前侧或其投影成像的光路中设有不透明片状器件，该不透明片状器件具有将图像投射源投影的像素由入射面传递到出射面的作用，所述的不透明器件的图像出射面设有固定参照物，如光纤面板。

所述的片状器件上的纹路是任意的几何图形，规则或不规则的线状或点状图形。所述的纹路在最终观看的显示图像中，对图像内容的表现力影响不大。

一种近眼显示器，包括显示器件和显示器件控制电路，在所述显示器件控制电路中设有一个可以产生固定参照物的模块，该模块在显示器件显示内容的同时，提供可与显示器件显示内容合成的固定参照物。也就是说，在显示器件控制电路中加设一个固定参照物的模块，比如说，该模块可在显示器件显示内容的同时产生方格，这样，当在显示器件显示内容的同时，显示器件所显示内容的前景或背景是静止的方格。当然，固定参照物的模块也可以产生其它的图案或图画。并且固定参照物的模块的显示内容是可控的。

所述的近眼显示器，在所述显示器件屏幕的周围设有一个或一个以上的主动或被动型发光器件，其亮度足以让使用者的眼睛看到，比如显示屏幕的边框或发光器件本身或为涂覆在所述显示器件屏幕的四周方框上的荧光粉。

本发明的有益效果是：本发明是在近眼微显示方案中，建立使用者眼睛对视野中显示图像内固定景物的对焦，或与显示屏幕大致等远的一定范围内可视固定参照物的对焦，比较好地解决了近眼显示器普遍存在的使用者眼球频繁调焦的问题，在观看显示器显示图像过程中，降低使用者眼球跟随屏幕图像中所关注主体在屏幕上移动而产生的自动调焦次数，减轻了近眼显示器给使用者眼睛带来的视疲劳，改善因眼睛调焦导致视神经和位听神经传递给大脑关于人体运动信息的差异，防止因此而产生的头晕、恶心等症状。

附图说明

图1是本发明一种实施例的平面结构示意图。

图2是图1中的片状器件的平面结构示意图。

图3是本发明第二种实施例平面结构示意图。

图4是本发明第三种实施例平面结构示意图。

图5是本发明第四种实施例平面结构示意图。

图6是本发明第五种实施例平面结构示意图。

图7是本发明第六种实施例平面结构示意图。

图8是本发明第七种实施例原理框图。

图中，101-带有刻线的玻璃板，102-显示器件，  103-光纤面板，104-光学镜片，105-发光器件，106-屏幕边框，107-透明基板，108-控制电极，109-划线板，110-光源，111-透明板，112-眼睛位置，113-光学镜片组。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

为了达到提供近眼显示器可视固定参照物，在使用者使用近眼显示器器时，减少使用者眼球自动调焦的次数，降低视疲劳的目的，本发明的关键，在于近眼显示器在使用过程中，其视野中在显示图像内部或显示图像大致等远的周边范围，存在有可视的固定参照物，可以让使用者在看清楚显示图像的同时，也可以看清楚所述的固定参照物，比如合成在图像上的固定前景或某几何图案，或近眼显示器显示光路中存在带有某种纹路的片状器件或网状器件，以及可以达到同样目的的主动或被动光源，还有采用电子控制能够在近眼显示器视野里呈现周围环境景物的器件。对于在输入图像上，合成可以作为固定的可视参照物的条纹图像或某种几何图案，是已经成熟的电子技术，在此不再详述。

下面参考附图详细介绍本发明近眼显示器的结构。

参看附图1，图1所示为一种实施例近眼显示器平面示意图，其中102为显示器件，显示器件102与带有刻线的玻璃板101的距离很近，甚至贴合，让使用者在观看显示器件102上图像的同时。也可以观看到玻璃板101的刻线，此种使用情况，玻璃板101可以用网状物替代，可以达到相同的效果。

请参见图2，图2是图1中的透明片状器件的平面结构示意图。101为带有刻线的玻璃板，属于透光型可视固定参照物。本透明片状器件还可用透明度较高的片状材料制作，如亚克力、塑胶薄膜等。

图3是本发明第二种实施例平面结构示意图，光纤面板103为一种片状不透光型辅助护目器件，光纤面板具有将入射面A面图像像素传递到出射面B面的功能。图中显示器件102，光学镜片104，光纤面板103构成如图所示的投影关系，光纤面板103的表面存在可以清晰观测到的纹路，当显示器件102显示的图像投射在光纤面板103的入射面A面时，光纤面板103的出射面B面就显示出与其入射面A面相同的图像，同时光纤面板103的出射面B面的纹路也叠加在显示图像上，使用者在观看到图像的同时，也可以观看到纹路。

图4是本发明第三种实施例平面结构示意图，图中106为显示器件102的边框，发光器件105用可以发出柔和光线的LED或可以反射柔和光线的反射板，当显示器件102工作时，发光器件105同时也出现在使用者的视野中，因发光器件105不会随屏幕内容移动，也就达到了给使用者做固定景物参考的作用。

图5是本发明第四种实施例平面结构示意图，基板107内部注有液晶，基板107上下表面，对应形成纹路的位置，加工有电极108，当基板107上下表面电极108加上不同电压时，基板107内部液晶发生偏转，产生不同色彩和亮度的纹路，控制电极108的电压，就可以达到控制纹路显示与否的目的。

图6是本发明第五种实施例平面结构示意图，光源110应采用单向性和方向性都比较好的光源，如激光光源或发光二极管。划线板109是在不透光板上加工有极细的透光纹路，光源110的光线可以通过划线板109的透光纹路，投射在显示器件102的表面，与显示图象叠加，给使用者提供固定参考景物，关闭光源110时，显示器件102表面的纹路消失，调整光源110的光线强弱，可以得到不同亮度的纹路。

图7是本发明第六种实施例平面结构示意图，透明玻璃板111放置在显示器件102的投影光路中，投影光路由一个或多个光学镜片组113组成，包括透镜、棱镜等，112为使用者眼睛观察位置，当显示器件工作时，使用者的眼睛在112位置观看，除可以观察到投影光路中的图像外，还可以从透明玻璃板111其余部分看到前方的环境景物，同样达到给眼球参考调整焦距的作用，同时还可以起到观察周围环境的作用。

图8是本发明第七种实施例原理框图。图中主要讲解视频信号叠加的一般处理方式，图中示例为对于PAL/NTSC制式视频信号，首先分离出其同步信号，再根据需叠加的用于做固定参照物的图形，和需要叠加的位置，通过显示存储器控制，输出合成的视频信号，经模拟开关的控制作用，同步叠加在原视频信号上，产生叠加有可视固定参照物的复合视频信号输出。其叠加的可视固定参照物可以是方格线。具体实现的电路已经是市场成熟的产品，在此不再详述。对于在VGA模拟信号或数字视频信号的叠加，大致原理雷同，只是具体选择器件与电路不同，具体实现的电路也已经是市场上成熟的产品。

综上所述，本发明通过显示合成的图像或建立视野中可视固定参照物的方法，建立使用者眼球对显示图像内可视固定参照物的对焦，或与显示屏幕大致等远的一定范围内可视固定参照物的对焦，从而降低使用者眼球跟随屏幕图像中所关注主体在屏幕上移动而产生的自动调焦次数，降低因此而产生的头晕、恶心等症状。同时，根据本发明所述的原理和器件功能，若应用于一般大屏幕显示领域，同样可以达到降低使用者眼球调焦次数的目的，改善使用者眼睛的视疲劳状况，具有广阔的应用空间。

上述实施例为本发明优选实施方式，其它凡其原理和基本结构与本发明相同或相近的，均在本发明保护范围之内。

Claims (13)

1.一种防止使用近眼显示器时产生不适反应的方法，其特征在于：让使用者在使用近眼显示器器观看显示内容的同时，也可以看到可视的静止的参照物；所述的可视的静止的参照物的设置方式是利用图像合成的方法，在近眼显示器所要显示的内容中预先合成有固定的参照物，或者所述的可视的静止的参照物的设置方式是在近眼显示器的显示器件上或显示器件周边一定范围内设置有可视的固定参照物的器件，经过电子或光学器件作用后，可以形成与显示屏幕大致等远的一定范围内的可视固定的参照物，让使用者在观看近眼显示器上显示内容的同时，可以清楚地看见固定的参照物。。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在近眼显示器所要显示的内容中预先合成有固定的参照物的方式是预先用软件将固定的参照物合成在近眼显示器所要显示的内容中之中的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在近眼显示器所要显示的内容中预先合成有固定的参照物的方式是在所述近眼显示器上设置能生成参照物的图像合成器件，在近眼显示器显示的内容同时，所述图像合成器件给所述显示的内容添加固定的参照物。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：所述的固定的参照物可以是前景内容或是背景内容。

5.一种近眼显示器，包括显示器件，其特征在于：在所述显示器件前侧或其投影成像的光路中设有透明片状器件，在所述透明片状器件的表面设有固定参照物。

6.根据权利要求5所述的近眼显示器，其特征在于：所述固定参照物为纹路、图案或图画。

7.根据权利要求5所述的近眼显示器，其特征在于：所述的透明片状器件是网状物。

8.一种近眼显示器，包括显示器件，其特征在于：在所述显示器件前侧或其投影成像的光路中设有不透明片状器件，该不透明片状器件具有将图像投射源投影的像素由入射面传递到出射面的作用，所述的不透明器件的图像出射面设有固定参照物。

9.根据权利要求8所述的近眼显示器，其特征在于：所述不透明片状器件是光纤面板。

10.一种近眼显示器，包括显示器件，其特征在于：在所述显示器件屏幕的周围设有一个以上的主动或被动型发光器件。

11.根据权利要求10所述的近眼显示器，其特征在于：所述发光器件为LED。

12.根据权利要求10所述的近眼显示器，其特征在于：所述发光器件为涂覆在所述显示器件屏幕的四周方框上的荧光粉。

13.一种近眼显示器，包括显示器件和显示器件控制电路，其特征在于：在所述显示器件控制电路中设有一个可以产生固定参照物的模块，该模块在显示器件显示内容的同时，提供可与显示器件显示内容合成的固定参照物。

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