CN103309039A - 手持电子设备和显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种手持电子设备和显示方法。本发明的手持电子设备，包括：图像处理单元，配置来提供第一图像；第一显示单元，配置来显示所述第一图像；第一光学系统，配置来接收从所述第一显示单元发出的光线，并对从所述第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中所述第一光学系统与所述第一显示单元之间的光路的长度小于所述第一光学系统的焦距；第一视窗，设置在所述手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者在靠近所述第一外表面时，能够通过所述第一光学系统观看到所述第一放大虚像。

Description

手持电子设备和显示方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种手持电子设备和用于手持电子设备的显示方法。

背景技术

目前例如智能手机之类的具有大屏幕的手持电子设备越来越受到用户的青睐。但是手持电子设备的屏幕的尺寸毕竟受到便携特性的限制，一般不会超过4时或5时。然而，随着技术的发展，处理器的处理能力提高，便携式电子设备可为用户提供的功能不断增多，现有手持设备的屏幕大小已经不能满足用户越来越多样化的操作需要。例如，现有手持电子设备显示的图像尺寸小，并且显示屏幕的分辨率低，当用户通过手持电子设备观看视频时体验较差。因此希望提供一种为在保证电子设备便携性的同时，为用户提供更大视觉体验的便携式电子设备。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种手持电子设备及应用于手持电子设备的显示方法，以解决上述问题。

本发明实施例提供了一种手持电子设备，包括：图像处理单元，配置来提供第一图像；第一显示单元，配置来显示第一图像；第一光学系统，配置来接收从第一显示单元发出的光线，并对从第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中第一光学系统与第一显示单元之间的光路的长度小于第一光学系统的焦距；第一视窗，设置在手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者在靠近所述第一外表面时，通过第一光学系统观看到第一放大虚像。

本发明实施例还提供了一种显示方法，应用于手持电子设备。所述方法包括：通过图像处理单元提供第一图像；通过第一显示单元显示第一图像；通过第一光学系统接收从第一显示单元发出的光线，并对从第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中第一光学系统与第一显示单元之间的光路的长度小于第一光学系统的焦距。

在根据本发明实施例的手持电子设备和显示方法中，用户可观看的图像尺寸不受手持设备自身屏幕尺寸的限制，从而在保持手持设备便携性能同时，用户可通过手持设备观看到具有较大尺寸的显示图像。此外，与微型投影仪相比，根据本发明实施例的手持设备及显示方法功耗很低，并且不受环境光的限制。在光线较强的户外或在光线较弱的室内均可使用根据本发明实施例的手持设备及显示方法。

此外，如上所述，由于当观看者在靠近所述第一外表面时，才能够通过第一光学系统观看到第一放大虚像，从而防止用户所观看的内容被其他人窥视，提高了私密性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将简要描述本发明的实施例描述中所需要使用的附图。

图1示出了根据本发明一个实施例的手持电子设备的示例性框图。

图2A是示出根据本发明的一个示例的透镜组件的示意图。

图2B是示出根据本发明的另一示例的透镜组件的示意图。

图3是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的基本构造示例。

图4是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的基本构造示例。

图5是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的基本构造示例。

图6是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的基本构造示例。

图7a和图7b是示出了示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的示意图。

图8a和图8b是示出了示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的示意图。

图9是描述了根据本发明实施例的显示方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同步骤和元素用相同的附图标记来表示，且对这些步骤和元素的重复解释将被省略。

在本发明的以下实施例中，手持电子设备的具体形式包括但不限于移动电话、个人数字助手、媒体播放器(例如MP4)、游戏机、平板电脑，卫星定位设备等。图1示出了根据本发明一个实施例的手持电子设备100的示例性框图。如图1所示，手持电子设备100包括图像处理单元110、第一显示单元120、第一光学系统130和第一视窗140。

图像处理单元110可提供第一图像。第一图像可以是，例如，图片、视频图像或者文本，图片，文本和图片的组合等。图像处理单元110可以是手持电子设备的中央处理单元(例如CPU)，可替换地，也可以是在物理或逻辑上独立设置的图像处理单元。

第一显示单元120可显示图像处理单元110提供的第一图像。根据本发明的一个示例，第一显示单元120可以是其屏幕的尺寸小于现有手持设备的屏幕的尺寸的微型显示单元。此外，根据本发明的另一实施例，第一显示单元120具有较高的分辨率。具体地，第一显示单元120的屏幕的分辨率可高于现有手持设备的屏幕的分辨率。例如，第一显示单元120可采用符合高清或全高清标准的显示屏幕。由于第一显示单元120的屏幕尺寸很小，在本发明的示例中，用户难以通过肉眼看清第一显示单元120所显示的第一图像。此外，在手持设备的屏幕的分辨率较高的情况下，第一显示单元120的屏幕的分辨率也可等于手持设备的屏幕的分辨率。

第一光学系统130可接收从第一显示单元发120出的光线，并对从第一显示单元120发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中第一光学系统130与第一显示单元120之间的光路的长度小于第一光学系统的焦距。也就是说，第一光学系统130具有正屈光力。可预先设定第一光学系统130的放大倍数。可替换地，第一光学系统130可包括第一调节部件以调整第一光学系统130的放大倍数，稍后将对此进行详细描述。第一放大虚像的面积大于第一显示单元的显示区域的面积。

根据本发明的一个示例，第一光学系统130至少包括具有正屈光力的透镜组件。图2A是示出根据本发明的一个示例的透镜组件的示意图。如图2所示，透镜组件可包括一个凸透镜210。凸透镜210可接收从第一显示单元发120出的光线，并对从第一显示单元120发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像220。

虽然在图2A中以一条光线为例描述了对从第一显示单元120发出的光线进行的光路转换，但是应注意实际上从第一显示单元120发出的为由多条光线构成的一组光线，并且该组光线通过凸透镜210进行光路转换，以形成第一放大虚像220。

此外，为了减少像差、避免色散等对成像造成的干扰，带给用户更好的视觉体验，也可由包含凸透镜和凹透镜的多个透镜形成透镜组件。如上所述，该多个透镜形成透镜组件具有正屈光力，即，可等效为凸透镜。图2B是示出根据本发明的另一示例的透镜组件的示意图。如图2B所示，透镜组件可包括单凸透镜220、单凸透镜230和凹凸镜240。

图像处理单元110、第一显示单元120和第一光学系统130可设置在手持电子设备100的内部。第一视窗140可设置在手持电子设备100的第一外表面上，以允许观看者在靠近所述第一外表面时，能够通过第一光学系统观看到第一放大虚像。根据本发明的一个示例，第一视窗140的大小可与人眼的大小相对应，并且第一视窗140可设置在手持电子设备外壳的第一外表面上。

根据本发明的一个示例，在手持电子设备中，第一显示单元120设置在第一光学系统130的一侧，第一光学系统130允许观察者在与第一显示单元120相对的、该第一光学系统的另一侧，观看第一放大虚像。

通过上述本发明实施例提供的手持电子设备，用户可观看的图像尺寸不受手持设备自身屏幕尺寸的限制，从而在保持手持设备便携性能同时，用户可通过手持设备观看到具有较大尺寸的显示图像。此外，与微型投影仪相比，根据本实施例的手持设备功耗很低，并且不受环境光的限制。在光线较强的户外或在光线较弱的室内均可使用根据本发明实施例的手持设备观看视频或图片。

此外，如上所述，由于当观看者在靠近所述第一外表面时，才能够通过第一光学系统观看到第一放大虚像，从而防止用户所观看的内容被其他人窥视，提高了私密性。

图3是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的基本构造示例。与图1中所示的手持电子设备100类似，手持电子设备300包括图像处理单元310、第一显示单元320、第一光学系统330和第一视窗340。此外，手持电子设备300还包括第二显示单元350。

图像处理单元310可提供第一图像。第一图像可以是，例如，图片、视频图像或文本和图片的组合等。第一显示单元320可显示图像处理单元310提供的第一图像。如图3所示，在本实施例中，第一显示单元320为设置于手持电子设备300内部的微型显示单元。由于第一显示单元320的屏幕尺寸很小，在本实施例中，用户难以通过肉眼看清第一显示单元320所显示的第一图像。

第一光学系统330可接收从第一显示单元320发出的光线，并对从第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像。第一光学系统330包括有第一透镜331和第二透镜332构成的透镜组件。透镜组件具有正屈光力，即，第一透镜331和第二透镜332可等效为凸透镜。

如图3所示，沿透镜组件(即，第一透镜331和第二透镜332)的光轴对应地设置第一显示单元320和第一光学系统330。在本实施例中，第一光学系统330与第一显示单元320之间的光路的长度小于第一光学系统330的焦距。更具体地，第一光学系统330与第一显示单元320之间的光路的长度小于透镜组件的焦距。可根据第一光学系统330的所需要的放大倍数，确定第一透镜331和第二透镜332之间的距离，以及第一显示单元320和第一光学系统330之间的距离。例如，当第一光学系统330的所需要的放大倍数越大时，第一光学系统330与第一显示单元320之间的光路的长度越长。此外还可根据预定的观看者的眼睛的位置确定第一光学系统330与第一视窗340之间的距离。

第一视窗340设置在手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者能够通过第一光学系统330观看到第一放大虚像。如图3所示，第一视窗340的大小可与人眼的大小相对应，以及沿透镜组件(即，第一透镜331和第二透镜332)的光轴对应地设置第一视窗340和第一光学系统330。第一显示单元320设置在第一光学系统330的一侧，第一视窗340的设置在第一光学系统330的另一侧与第一显示单元320相对，以便观察者观看第一放大虚像。第一视窗340可设置在手持电子设备外壳的第一外表面360上。

第二显示单元350可显示第二图像。第二显示单元350的显示区域大于第一显示单元的显示区域，并且第二显示单元350允许观看者直接观看第二图像。也就是说，不需要通过光学系统对第二显示单元所显示的图像进行光路变换，观看者可直接观看第二显示单元所显示的第二图像。

第二显示单元350可以是，例如，设置在现有的手持电子设备的外表面上的显示单元。也就是说，第二显示单元350的屏幕的尺寸大于第一显示单元320的屏幕的尺寸。此外，第一显示单元320的分辨率可高于第二显示单元350的分辨率。从而观察者能够观看到清晰的第一放大虚像。在根据本发明实施例的手持电子设备中，第一放大虚像的尺寸大于第二显示单元350的屏幕的尺寸。例如，第二显示单元350可包括4时或5时的屏幕，而第一放大虚像可为50时。

可将第二显示单元350设置于手持电子设备300的第二外表面370。如图3所示，第一外表面360与第二外表面370相邻。也就是说，沿手持电子设备300的长度或宽度方向对应地设置第一显示单元320、第一光学系统330和第一视窗340，从而避免增加手持电子设备300的厚度。

图4是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备400的基本构造示例。与图1中所示的手持电子设备100类似，手持电子设备400包括图像处理单元410、第一显示单元420、第一光学系统430和第一视窗440。此外，手持电子设备400还包括第二显示单元450。

图像处理单元410可提供第一图像。第一图像可以是，例如，图片、视频图像或文本和图片的组合。第一显示单元420可显示图像处理单元410提供的第一图像。如图4所示，在本实施例中，第一显示单元420为设置于手持电子设备400内部的微型显示单元。由于第一显示单元420的屏幕尺寸很小，在本实施例中，用户难以通过肉眼看清第一显示单元420所显示的第一图像。

第一光学系统430可接收从第一显示单元420发出的光线，并对从第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像。第一光学系统430包括第一透镜431构成的透镜组件。透镜组件具有正屈光力。

如图4所示，偏离透镜组件(即，第一透镜431)的光轴设置第一显示单元420和第一光学系统430。第一光学系统430还包括第一光导部件。第一光导部件可将从第一显示单元420发出的光线传递到透镜组件。在图4所示的示例中，第一光导部件包括第一光导器件432(例如，平面镜)和第二光导器件433，然而本发明不限于此，例如，第一光导部件也可以是光导纤维等。

在本实施例中，第一光学系统430与第一显示单元420之间的光路的长度小于第一光学系统430的焦距。更具体地，第一光学系统430与透镜组件之间的光路的长度(即，第一光学系统430与第一光导部件包括第一光导器件432之间的光路长度、第一光导器件432与第二光导器件433之间的光路长度和第二光导器件433与第一透镜431之间的光路长度之和)小于透镜组件的焦距。此外，还可通过一个光学器件(例如自由曲面光学器件)形成第一光导部件和透镜组件。

第一视窗440设置在手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者能够通过第一光学系统420观看到第一放大虚像。如图4所示，第一视窗440的大小可与人眼的大小相对应。虽然在图4所示的示例中以及沿透镜组件(即，第一透镜431)的光轴对应地设置第一视窗440和透镜组件，但是本发明不限于此。可替换地，可在第一视窗440和透镜组件之间设置光导部件，从而可偏离透镜组件的光轴设置第一视窗440。

第二显示单元450可显示第二图像。与第一图像类似，第二图像可以是图片、视频图像或文本和图片的组合等。第二显示单元450的显示区域大于第一显示单元的显示区域，并且第二显示单元450允许观看者直接观看第二图像。也就是说，不需要通过光学系统对第二显示单元所显示的图像进行光路变换，观看者可直接观看第二显示单元所显示的第二图像。

第二显示单元450可以是，例如，设置在现有的手持电子设备的外表面上的显示单元。也就是说，第二显示单元450的屏幕的尺寸大于第一显示单元420的屏幕的尺寸。此外，第一显示单元420的分辨率可高于第二显示单元450的分辨率。从而观察者能够观看到清晰的第一放大虚像。在根据本发明实施例的手持电子设备中，第一放大虚像的尺寸大于第二显示单元450的屏幕的尺寸。例如，第二显示单元450可包括4时或5时的屏幕，而第一放大虚像可为50时。

可将第二显示单元450设置于手持电子设备400的第三外表面470。如图4所示，第一外表面460与第三外表面470相反。也就是说，沿手持电子设备400的厚度方向偏离透镜组件的光轴设置第一显示单元420、第一光学系统430和/或第一视窗440，并且通过第一光导部件增加从第一显示单元420到第一光学系统430之间的光路的长度，从而避免增加手持电子设备400的厚度。

如上所述，在根据本发明实施例的手持电子设备中，第一光学系统至少包括具有正屈光力的透镜组件。此外，根据本发明的另一实施例，第一光学系统还可包括保护部件。保护部件设置在第一光学系统中靠近观看者的一侧，以保护透镜组件。保护部件可以是，例如盖玻片等。

此外，根据本发明的另一实施例，第一光学系统还可包括第一调节部件，配置来改变透镜组件与第一显示单元之间的距离，以调整第一放大虚像的尺寸。例如，当透镜组件包括一凸透镜时，第一调节部件可改变该凸透镜与第一显示单元之间的光路的长度。而当透镜组件包括多个透镜时，第一调节部件可改变整个透镜组件与第一显示单元之间的光路的长度，或者单独调整每个透镜的位置以调整第一放大虚像的大小。在调节过程中，保护部件可以始终低于手持电子设备的第一外表面或者保持与手持电子设备的第一外表面齐平。

可选择地，第一调节部件包括伸展状态和收起状态，当第一调节部件处于收起状态时，保护部件位于第一外表面上，以及当第一调节部件处于伸展状态时，平光镜在沿透镜组件的光轴的方向上超出第一外表面。可替换地，当第一调节部件处于收起状态时，保护部件可低于第一外表面。从而即使沿手持电子设备厚度方向对应地设置第一显示单元、第一光学系统和第一视窗，也可避免增加手持电子设备的厚度。

图5是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备500的基本构造示例。与图1中所示的手持电子设备100类似，手持电子设备500包括图像处理单元510、第一显示单元520、第一光学系统530和第一视窗540。图像处理单元510、第一显示单元520和第一视窗540与图1中所示的图像处理单元110、第一显示单元120和第一视窗140类似，故在此不再赘述。

第一光学系统530可包括透镜组件531、保护部件532和第一调节部件。在图5所示的示例中，沿手持电子设备500厚度方向对应地设置第一显示单元520、透镜组件531、保护部件532和第一调节部件和第一视窗540。然而本发明不限于此，例如也可沿手持电子设备的长度或宽度方向对应地设置第一显示单元520、透镜组件531、保护部件532和第一视窗540。

第一调节部件可改变透镜组件531、保护部件532与第一显示单元520之间的距离，以调整第一放大虚像的尺寸。第一调节部533件包括伸展状态和收起状态，当第一调节部件处于收起状态时，透镜组件531和保护部件532位于手持电子设备500的内部，而当第一调节部件处于伸展状态时，透镜组件531和保护部件532沿箭头X所示移动，穿过设置第一外表面560上的第一视窗540，并且超出手持电子设备500的第一外表面560，如图5中的虚线所示的透镜组件531’和保护部件532’。

如上所述，在根据本发明实施例的手持电子设备中，第一光学系统至少包括具有正屈光力的透镜组件。此外，根据本发明的另一实施例，可在第一视窗和透镜组件之间设置光导部件，从而当偏离透镜组件的光轴设置第一视窗时，观察者也可观看到第一放大虚像。具体地，第一光学系统还可包括：第二光导部件和第三光导部件。第二光导部件可将经过透镜组件的光线传送到第三光导部件，而第三光导部件可接收通过第二光导部件传送的光并向第一视窗进行反射。

根据本发明的一个示例，第二光导部件可包括，例如平面镜或光导纤维之类的光学器件，以将经过透镜组件的光线传送到第三光导部件。而第三光导部件可包括多个平行设置的光线反射组件，以将从第二光导部件传送的光向第一视窗反射，从而观看者可通过第一视窗观看第一放大虚像。

可选择地，当第一光学系统还包括设置在第一光学系统中靠近观看者的一侧，以保护透镜组件的保护部件时，第三光导部件设置在所述保护部件中。保护部件可以是，例如盖玻片等。此外，如上所述，手持电子设备还可包括用于显示第二图像的第二显示单元。第二显示单元的显示区域大于第一显示单元的显示区域，并且第二显示单元允许观看者直接观看第二图像。也就是说，不需要通过光学系统对第二显示单元所显示的图像进行光路变换，观看者可直接观看第二显示单元所显示的第二图像。

根据本发明的一个示例，第二显示单元设置于手持电子设备的第一外表面。包含第三光导部件的保护部件覆盖在第二显示单元上层，与第二显示单元重叠设置。例如，第二显示单元可以是，例如，设置在现有的手持电子设备的外表面上的显示单元。而保护部件可以是覆盖在第二显示单元上的保护玻璃。第一视窗可与在手持电子设备的第一外表面上对于第二显示单元设置的视窗相同。从而当观看者面对第一外表面时，通过光线反射组件观看者能够观看第一显示单元所显示的第一图像的第一放大虚像，并且通过第二显示单元观看者能够直接观看第二图像。也就是说，不需要通过光学系统对第二显示单元所显示的图像进行光路变换，观看者可直接观看第二显示单元所显示的第二图像。

图6是示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备600的基本构造示例。与图1中所示的手持电子设备100类似，手持电子设备600包括图像处理单元610、第一显示单元620、第一光学系统和第一视窗640。图像处理单元610、第一显示单元620和第一视窗640与图1中所示的图像处理单元110、第一显示单元120和第一视窗140类似，故在此不再赘述。如图6所示，图像处理单元610、第一显示单元620设置在手持电子设备600内部，第一视窗640设置在手持电子设备600的第一外表面660上。

第一光学系统可包括透镜组件631、保护部件632、第二光导部件633和第三光导部件634。如图6所示，透镜组件631设置在手持电子设备600内部，用于接收从第一显示单元620发出的光。保护部件632设置于电子设备600的第一外表面660的第一视窗640处以保护透镜组件631。第二光导部件633将经过透镜组件631的光线传送到第三光导部件634。在图6所示的示例中第二光导部件633为反光镜，然而本发明不限于此，例如，第二光导部件633还可以是光导纤维。

如图6所示，第三光导部件634包括多个平行设置的光线反射组件，以将从第二光导部件传送的光向第一视窗反射，从而观看者可通过第一视窗观看第一放大虚像。根据本发明的一个示例光线反射组件可以是，例如，反光镜。

可替换地，光线反射组件可为透明的反光器件。手持电子设备600还可包括用于显示第二图像的第二显示单元(未示出)。第二显示单元可与保护部件重叠设置。从而当观看者面对第一外表面时，通过光线反射组件观看者能够观看第一显示单元所显示的第一图像的第一放大虚像，并且通过第二显示单元观看者能够直接观看第二图像。

此外，当用户通过第二显示单元观看第二图像时可将第三光导部件设置为透光模式，而当用户通过第一显示单元观看第一图像时可将第三光导部件设置为反光模式。

图7a和图7b是示出了示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的示意图。在图7a和图7b所示的示例中，图6中所示的手持电子设备还包括能够绕该转轴的轴心旋转的转轴710、与转轴相连能够相对于转轴的轴心旋转的第一壳体720和与转轴相连能够相对于转轴的轴心旋转的第二壳体730。在如图6所示的手持电子设备中，至少第三光导部件和第一视窗设置在手持电子设备的第一壳体720中，并且第一壳体720可以是透明的壳体。具体地，第一壳体720可以包括保护部件以及设置在其中的第三光导部件。如图7b所示，用户可旋转第一壳体以使其与手持电子设备的第二壳体分离。由于第一壳体是透明的，当观看第一放大虚像时，可看到现实环境的情况，以防止观看者发生跌倒、撞倒障碍物之类的意外情况。

可替换地，第一壳体可包括第一显示单元和第一光学系统中的全部组件以及第一视窗，以缩短光路避免发生色散或图像变形。在此情况下，可将第一壳体设置为部分透明。其中，可将第三光导部件和第一视窗设置在第一壳体的透明部分中。

图8a和图8b是示出了示出根据本发明的另一实施例的手持电子设备的示意图。在图8a和图8b所示的示例中，图6中所示的手持电子设备还包括第一壳体810和第二壳体820。具体地，第一壳体810能够通过滑轨装置与手持电子设备的第二壳体相连，并且可沿滑轨830相对于第二壳体移动。类似地，第二壳体820可通过滑轨装置与手持电子设备的第一壳体相连，并且可沿滑轨相对于第一壳体移动。滑轨装置的轨道可设置在第一壳体和第二壳体中的一个壳体上，而滑动部件可设置在第一壳体和第二壳体的另一个壳体上。

在如图6所示的手持电子设备中，至少第一光学系统中的第三光导部件和第一视窗设置在手持电子设备的第一壳体820中，并且第一壳体820可以是透明的壳体。具体地，第一壳体820可以包括保护部件以及设置在其中的第三光导部件。如图8b所示，用户可滑动第一壳体以使其与手持电子设备的第二壳体分离。由于第一壳体是透明的，当观看第一放大虚像时，可看到现实环境的情况，以防止观看者发生跌倒、撞倒障碍物之类的意外情况。

可替换地，第一壳体可包括第一显示单元、第一光学系统中的全部组件，以及第一视窗以缩短光路避免发生色散或图像变形。在此情况下，可将第一壳体设置为部分透明。其中，可将第三光导部件和第一视窗设置在第一壳体的透明部分中。此外，根据本发明的另一实施例，图1至图5中所示手持电子设备还可包括图像采集单元以拍摄第三图像。图像采集单元将所拍摄的第三图像传输到图像处理单元，其中图像采集单元设置在手持电子设备的第三外表面上。第三外表面与设置第一视窗的第一外表面与相反。图像处理单元可根据第三图像生成第一图像。

例如，图像处理单元可包括再现模块。再现模块可再现例如图片、视频图像、或文本和图片的组合之类的第二图像。图像处理单元可根据第三图像和第二图像生成第一图像。例如，在第一图像中，图像处理单元可将第三图像设置为位于第二图像的下层，并且第二图像设置为第一透明度，可替换地，图像处理单元可将第三图像设置为位于第二图像的下层，并且将第二图像的大小设置为小于第三图像的大小，从而在用户观看再现的视频图像同时，可看到周围的环境。

此外，根据本发明的另一实施例，图1至图5中所示手持电子设备还可包括近距传感单元，以检测观看者与第一视窗之间的距离是否小于或等于预定阈值。近距传感单元可生成距离检测结果，并将距离检测结果传输到图像处理单元。图像处理单元可根据距离检测结果控制手持电子设备的工作模式。例如，图像处理单元根据距离检测结果控制第一显示单元的开启或关闭。

此外，为了方便用户通过双眼同时观看被放大的第一图像，根本发明实施例的手持电子设备还可包括第三显示单元、第二光学系统和第二视窗。具体地，第三显示单元可显示第一图像。第二光学系统可接收从第三显示单元发出的光线，并对从第三显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第二放大虚像，其中第二光学系统与第三显示单元之间的光路的长度小于第二光学系统的焦距。第二视窗设置在手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者在靠近第一外表面时，通过第二光学系统观看到第二放大虚像。可根据观看者两眼之间的距离设置第一视窗和第二视窗。可替换地，手持电子设备还可进一步包括第二调节部件以根据观察者两眼之间的距离，调整第一光学系统和/或第二光学系统。例如，第一光学系统的位置可以是固定的，可根据观察者两眼之间的距离调节第二光学系统，反之亦然。可替换地，第一光学系统和第二光学系统的位置都是可通过第二调节部件进行调整的。

与第一光学系统类似，第二光学系统至少包括具有正屈光力的透镜组件。透镜组件可包括，例如，一个凸透镜。此外，为了减少像差、避免色散等对成像造成的干扰，带给用户更好的视觉体验，也可由包含凸透镜和凹透镜的多个透镜形成透镜组件。

第一显示单元和第三显示单元可以是独立设置的显示单元。可沿第一光学系统的透镜组件的光轴对应地设置第一显示单元和第一光学系统，并且沿第二光学系统的透镜组件的光轴对应地设置第三显示单元和第二光学系统。

可替换地，第一光学系统可包括第一光导部件，可偏离第一光学系统的透镜组件的光轴设置第一显示单元和第一光学系统，并通过第一光导部件将从第一显示单元发出的光线传送至透镜组件，并且第二光学系统可包括第四光导部件，可偏离第二光学系统的透镜组件的光轴设置第三显示单元和第第二光学系统，并通过第四光导部件将从第三显示单元发出的光线传送至透镜组件。在此情况下，第一显示单元和第三显示单元可以是相同的显示单元。

此外，与第一光学系统类似，第二光学系统还可包括设置在第二光学系统中靠近观看者的一侧保护部件，以保护第二光学系统中的透镜组件。并且第二光学系统还可包括第三调节部件，配置来改变第二光学系统中的透镜组件与第二显示单元之间的距离，以调整第二放大虚像的尺寸。根据本发明的一个示例，对应地设置第一光学单元和第二光学单元，在此情况下，第一调节部件可与第三调节部件相同。即，观看者可通过一个调节部件来控制其所观看的到的第一图像的放大虚像大小。

此外，与第一光学系统类似，可在第二视窗和第二光学系统的透镜组件之间设置光导部件，从而当偏离第二光学系统的透镜组件的光轴设置第二视窗时，观察者也可观看到第二放大虚像。具体地，第二光学系统还可包括：第五光导部件和第六光导部件。第五光导部件可将经过第二光学系统的透镜组件的光线传送到第六光导部件，而第六光导部件可接收通过第五光导部件传送的光并向第二视窗进行反射。当第二光学系统还包括设置在第二光学系统中靠近观看者的一侧，以保护透镜组件的保护部件时，第六光导部件设置在所述保护部件中。

根据本发明的一个示例，第一光学系统的保护部件可与第二光学系统的保护部件相同。例如，如上所述，手持电子设备还可包括用于显示第二图像的第二显示单元。第二显示单元的显示区域大于第一显示单元的显示区域，并且第二显示单元允许观看者直接观看第二图像。根据本发明的一个示例，第二显示单元设置于手持电子设备的第一外表面。包含第三光导部件和第六光导部件的保护部件可覆盖在第二显示单元上层，并且保护部件可与第二显示单元重叠设置。从而当观看者面对第一外表面时，可通过第三光导部件和第六光导部件观看第一放大虚像和第二放大虚像，并且通过第二显示单元观看者能够直接观看第二图像。

下面，参照图9说明本发明的实施例的显示方法。图9是描述了根据本发明实施例的显示方法900的流程图。显示方法900用于手持电子设备。显示方法900中的各个步骤可分别被上述图1至图6中的手持电子设备中的相应单元实现，因此，为了描述简洁，不再具体描述。

如图9所示，在步骤S910中，通过图像处理单元提供第一图像。第一图像可以是，例如，图片、视频图像或文本和图片的组合。图像处理单元可以是手持电子设备的中央图像处理单元(例如CPU)，可替换地，也可以是在物理或逻辑上独立设置的图像图像处理单元。

在步骤S920中，通过第一显示单元显示第一图像。根据本发明的一个示例，第一显示单元可以是其屏幕的尺寸小于现有手持设备的屏幕的尺寸的微型显示单元。此外，根据本发明的另一实施例，第一显示单元具有较高的分辨率。具体地，第一显示单元的屏幕的分辨率可高于现有手持设备的屏幕的分辨率。例如，第一显示单元可采用符合高清或全高清标准的显示屏幕。由于第一显示单元的屏幕尺寸很小，在本发明的示例中，用户难以通过肉眼看清第一显示单元所显示的第一图像。

在步骤S930中，通过第一光学系统接收从第一显示单元发出的光线，并对从第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中第一光学系统与第一显示单元之间的光路的长度小于第一光学系统的焦距。也就是说，第一光学系统具有正屈光力。可预先设定第一光学系统的放大倍数。可替换地，第一光学系统可包括第一调节部件以调整第一光学系统的放大倍数。通过设置在手持电子设备的第一外表面上的第一视窗，观看者可经由第一光学系统，观看的第一图像的放大虚像。

通过上述本发明实施例提供的显示方法，用户可观看的图像尺寸不受手持设备自身屏幕尺寸的限制，从而在保持手持设备便携性能同时，用户可通过手持设备观看到具有较大尺寸的显示图像。此外，与微型投影仪相比，根据本实施例的手持设备功耗很低，并且不受环境光的限制。在光线较强的户外或在光线较弱的室内均可使用根据本发明实施例的手持设备观看视频或图片。

此外，如上所述，由于当观看者在靠近所述第一外表面时，才能够通过第一光学系统观看到第一放大虚像，从而防止用户所观看的内容被其他人窥视，提高了私密性。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本领域技术人员应该理解，可依赖于设计需求和其它因素对本发明进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求书及其等价物的范围内。

Claims (21)

1.一种手持电子设备，包括：

图像处理单元，配置来提供第一图像；

第一显示单元，配置来显示所述第一图像；

第一光学系统，配置来接收从所述第一显示单元发出的光线，并对从所述第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中所述第一光学系统与所述第一显示单元之间的光路的长度小于所述第一光学系统的焦距；

第一视窗，设置在所述手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者在靠近所述第一外表面时，通过所述第一光学系统观看到所述第一放大虚像。

2.如权利要求1所述的手持电子设备，其中

所述第一光学系统至少包括透镜组件，

所述透镜组件具有正屈光力。

3.如权利要求2所述的手持电子设备，还包括：

第二显示单元，配置来显示第二图像，

其中所述第二显示单元的显示区域大于所述第一显示单元的显示区域，并且所述第二显示单元允许观看者直接观看所述第二图像。

4.如权利要求3所述的手持电子设备，其中

所述第二显示单元设置于所述手持电子设备的第二外表面，其中所述第一外表面与所述第二外表面相邻；

其中，沿所述透镜组件的光轴对应地设置所述第一显示单元、所述第一光学系统和所述第一视窗，以及

所述第一显示单元设置在所述第一光学系统的一侧，所述第一光学系统允许观察者在与所述第一显示单元相对的、该第一光学系统的另一侧，观看所述第一放大虚像。

5.如权利要求3所述的手持电子设备，其中

所述第二显示单元设置于所述手持电子设备的第三外表面，其中所述第一外表面与所述第三外表面相反；

偏离所述透镜组件的光轴设置所述第一显示单元；

所述第一光学系统还包括：

第一光导部件，配置来将从所述第一显示单元发出的光线传递到所述透镜组件。

6.如权利要求5所述的手持电子设备，其中

通过一个光学器件形成所述第一光导部件和所述透镜组件。

7.如权利要求2或3中所述的手持电子设备，其中所述第一光学系统还包括：

保护部件，其中所述保护部件设置在所述第一光学系统中靠近观看者的一侧，以保护所述透镜组件。

8.如权利要求7所述的手持电子设备，其中

所述第一光学系统还包括：

第一调节部件，配置来改变所述透镜组件与所述第一显示单元之间的光路的长度，以调整所述第一放大虚像的尺寸。

9.如权利要求8所述的手持电子设备，其中

所述第一调节部件包括伸展状态和收起状态，当所述第一调节部件处于收起状态时，所述保护部件位于所述第一外表面上，以及当所述第一调节部件处于伸展状态时，所述平光镜在沿所述透镜组件的光轴的方向上超出所述第一外表面。

10.如权利要求7所述的手持电子设备，其中所述第一光学系统还包括：

第二光导部件，配置来将经过所述透镜组件的光线传送到第三光导部件；

所述第三光导部件，配置来接收通过所述第二光导部件传送的光并向所述第一视窗进行反射。

11.如权利要求10所述的手持电子设备，其中

所述第三光导部件设置在所述保护部件中。

12.如权利要求11所述的手持电子设备，其中

所述第二显示单元设置于所述手持电子设备的第一外表面，

所述保护部件覆盖在所述第二显示单元上层，与所述第二显示单元重叠设置。

13.如权利要求12所述的手持电子设备，其中

所述第三光导部件包括多个平行设置的光线反射组件；

当观看者面对所述第一外表面时，通过所述光线反射组件所述观看者能够观看所述第一显示单元所显示的第一图像的所述第一放大虚像，并且通过所述第二显示单元观看者能够直接观看所述第二图像。

14.如权利要求12所述的手持电子设备，还包括：

转轴，能够绕该转轴的轴心旋转；

第一壳体，与所述转轴相连，使得所述第一壳体能够相对于所述转轴的轴心旋转，其中至少所述第三光导部件和所述第一视窗设置在所述手持电子设备的第一壳体中，所述第一壳体为至少部分透明的壳体；以及

第二壳体，与所述转轴相连，使得所述第二壳体能够相对于所述转轴的轴心旋转。

15.如权利要求12所述的手持电子设备，还包括：

第一壳体，通过滑轨装置与所述手持电子设备的第二壳体相连，并且可沿滑轨相对于所述第二壳体移动，其中至少所述第三光导部件和所述第一视窗设置在所述手持电子设备的第一壳体中，所述第一壳体为至少部分透明的壳体；

第二壳体，通过所述滑轨装置与所述手持电子设备的第一壳体相连，并且可沿滑轨相对于所述第一壳体移动。

16.如权利要求1所述的手持电子设备，还包括：

第三显示单元，配置来显示所述第一图像；

第二光学系统，配置来接收从所述第三显示单元发出的光线，并对从所述第三显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第二放大虚像，其中所述第二光学系统与所述第三显示单元之间的光路的长度小于所述第二光学系统的焦距；

第二视窗，设置在所述手持电子设备的第一外表面上，以允许观看者在靠近所述第一外表面时，通过所述第二光学系统观看到所述第二放大虚像。

17.如权利要求16所述的手持电子设备，还包括：

第二调节部件，配置来根据观察者两眼之间的距离，调整所述第一光学系统和/或所述第二光学系统。

18.如权利要求1所述的手持电子设备，还包括：

图像采集单元，配置来拍摄第三图像，并将所拍摄的第三图像传输到所述图像处理单元，其中所述图像采集单元设置在所述手持电子设备的第三外表面上，其中所述第一外表面与所述第三外表面相反，

所述图像处理单元根据所述第三图像生成所述第一图像。

19.如权利要求1所述的手持电子设备，还包括：

近距传感单元，配置来检测观看者与所述第一视窗之间的距离，生成距离检测结果，并将所述距离检测结果传输到所述图像处理单元；

所述图像处理单元根据所述距离检测结果控制所述手持电子设备的工作模式。

20.如权利要求19所述的手持电子设备，其中

所述图像处理单元根据所述距离检测结果控制所述第一显示单元的开启或关闭。

21.一种显示方法，应用于手持电子设备，所述方法包括：

通过图像处理单元提供第一图像；

通过第一显示单元显示所述第一图像；

通过第一光学系统接收从所述第一显示单元发出的光线，并对从所述第一显示单元发出的光线进行光路转换，以形成第一放大虚像，其中所述第一光学系统与所述第一显示单元之间的光路的长度小于所述第一光学系统的焦距。

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