CN106772967A - 一种透视型演讲显示光学系统 - Google Patents

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周亮
邹庆元
刘彤
张海军
李卓
龙尤
李晓霞
傅龙华
姬强
李明明
张虎
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B17/08—Catadioptric systems

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Abstract

本发明属于光学显示技术领域，提供一种透视型演讲显示光学系统，包括：图像源(1)发出的光线经中继透镜组(2)后入射到反射镜(3)，经反射镜(3)反射到组合镜(4)，并在组合镜(3)前方形成虚像，最后由组合镜(3)将虚像反射至演讲者观察位置，演讲者平视即可看到演讲稿，不用低头看稿件，可以更加方便地与观众进行眼神、手语等肢体语言互动。

Description

一种透视型演讲显示光学系统
技术领域
本发明属于光学显示技术领域，具体为一种透视型演讲显示光学系统，本发明可应用于演讲显示装置。
背景技术
目前，在一些重大会议、演讲、新闻发布会及记者发布会等场合中都配置了一种演讲提词器，它可以把演讲稿信息显示在一个透明屏上，演讲者平视即可看到演讲稿，不用低头看稿件，可以更加方便地与观众进行眼神、手语等肢体语言互动。现有的提词器结构如图1所示，存在以下问题：
1、显示信息量少；2、成像距离近，导致演讲者需要在观众与演讲稿之间不断调焦，人眼易疲劳；用户体验感有较大提升空间。
发明内容
本发明针对现有演讲提词器的技术不足，提供一种透视型演讲显示光学系统，可应用于演讲显示装置。
本发明的技术方案为：
所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：从图像源(1)出发，沿光路依次设置中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)；其中中继透镜组(2)包含若干透镜；
图像源(1)发出的光线经中继透镜组(2)后入射到反射镜(3)，经反射镜(3)反射到组合镜(4)，并在组合镜(4)前方形成至少10m远处虚像，最后由组合镜(3)将虚像反射至演讲者观察位置。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：组合镜(4)的反射面(S4a)镀可见光400nm～700nm波段范围的分光膜，所述反射面(S4a)的反射透射比为30/70；组合镜(4)的背面(S4b)镀可见光400nm～700nm波段范围的增透膜，对各个入射角度的光线全部透射。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：中继镜组(2)、反射镜(3)与组合镜(4)之间为座式构型，组合镜(4)可通过结构装置实施收放功能。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：在反射镜(3)与组合镜(4)之间增设透镜(5)，透镜(5)设置有偏心和倾斜，以增大虚像成像距离；透镜(5)、反射镜(3)与中继镜组(2)为一整体结构。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：在反射镜(3)与中继镜组(2)之间增设折转反射镜(6)，反射镜(3)与组合镜(4)之间设置平面镜(7)；平面镜(7)、反射镜(3)、折转反射镜(6)与中继透镜组(2)为一整体结构。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：反射镜(3)为曲面反射镜；折转反射镜(6)反射面镀可见光400nm～700nm波段范围的介质反射膜或金属反射膜，反射率大于95％。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：透镜(5)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
进一步的优选方案，所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：折转反射镜(6)、平面镜(7)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
有益效果
本发明的优点是：
1、本发明可使演讲者不必低头，就能看到演讲稿内容，避免人眼在观众与演讲稿之间不断调焦，不断抬头低头，缓解人眼疲劳，提高舒适性；
2、本发明为平视显示，更符合正常演讲习惯，具有较好的人机工效；
3、本发明为虚像显示，虚像成像于演讲者前方至少10m远，与人眼观察前方观众/听众距离相近，可同时观看；
4、本发明为透视显示，演讲者观察稿件内容时不影响观察观众；从观众方向看演讲者时，透明显示屏对演讲者无任何遮挡；
5、本发明光学系统构型简单，元件使用数量少，设计、加工、装配难度小。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为现有技术的光学原理示意图。
图2为本发明第一实施例的透视演讲显示光学系统示意图。
图3为本发明第二实施例的透视演讲显示光学系统示意图。
图4为本发明第三实施例的透视演讲显示光学系统示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参见图2，本发明提出的一种透视型演讲显示光学系统，从图像源(1)出发，沿光路依次设置中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)；其中中继透镜组(2)包含若干透镜；图像源(1)发出的光线经中继透镜组(2)后入射到反射镜(3)，经反射镜(3)反射到组合镜(4)，并在组合镜(4)前方形成至少10m远处虚像，最后由组合镜(3)将虚像反射至演讲者观察位置，演讲者平视即可看到演讲稿，不用低头看稿件，可以更加方便地与观众进行眼神、手语等肢体语言互动。
组合镜(4)的反射面(S4a)镀可见光400nm～700nm波段范围的分光膜，所述反射面(S4a)的反射透射比为(R/T)30/70；组合镜(4)的背面(S4b)镀可见光400nm～700nm波段范围的增透膜，对各个入射角度的光线全部透射。
反射镜(3)的反射面(S3a)镀可见光400nm～700nm波段范围的介质反射膜或金属反射膜，所述反射面(S3a)的反射率大于95％。
中继镜组(2)、反射镜(3)与组合镜(4)之间为座式构型，组合镜(4)可通过结构装置实施收放功能。
反射镜(3)的反射面(S3a)为平面或曲面。
组合镜(4)的两通光面(S4a)、(S4b)为球面或非球面。
中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
实施例2：
参见附图3，系统中在反射镜(3)与组合镜(4)之间增设一透镜(5)，设置有偏心和倾斜，可提高系统成像质量，增大虚像成像距离。
透镜(5)、反射镜(3)与中继镜组(2)为一整体，还可起到防尘密封的作用。
中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)、透镜(5)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
实施例3：
参见附图4，系统中在反射镜(3)与中继镜组(2)之间增设一折转反射镜(6)，使系统更加紧凑；折转反射镜(6)的面(S6a)为反射面，镀可见光400nm～700nm波段范围的介质反射膜或金属反射膜，所述反射面(S6a)的反射率大于95％。
反射镜(3)为曲面反射镜。
反射镜(3)与组合镜(4)之间为一平面镜(7)，可使平面镜(7)、反射镜(3)、折转反射镜(6)与中继透镜组(2)为一整体，还可起到防尘密封的作用。
中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)、折转反射镜(6)、平面镜(7)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：从图像源(1)出发，沿光路依次设置中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)；其中中继透镜组(2)包含若干透镜；
图像源(1)发出的光线经中继透镜组(2)后入射到反射镜(3)，经反射镜(3)反射到组合镜(4)，并在组合镜(4)前方形成至少10m远处虚像，最后由组合镜(3)将虚像反射至演讲者观察位置。
2.根据权利要求1所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：组合镜(4)的反射面(S4a)镀可见光400nm～700nm波段范围的分光膜，所述反射面(S4a)的反射透射比为30/70；组合镜(4)的背面(S4b)镀可见光400nm～700nm波段范围的增透膜，对各个入射角度的光线全部透射。
3.根据权利要求1或2所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：中继镜组(2)、反射镜(3)与组合镜(4)之间为座式构型，组合镜(4)可通过结构装置实施收放功能。
4.根据权利要求1所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：在反射镜(3)与组合镜(4)之间增设透镜(5)，透镜(5)设置有偏心和倾斜，以增大虚像成像距离；透镜(5)、反射镜(3)与中继镜组(2)为一整体结构。
5.根据权利要求1所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：在反射镜(3)与中继镜组(2)之间增设折转反射镜(6)，反射镜(3)与组合镜(4)之间设置平面镜(7)；平面镜(7)、反射镜(3)、折转反射镜(6)与中继透镜组(2)为一整体结构。
6.根据权利要求5所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：反射镜(3)为曲面反射镜；折转反射镜(6)反射面镀可见光400nm～700nm波段范围的介质反射膜或金属反射膜，反射率大于95％。
7.根据权利要求1、4或5所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：中继透镜组(2)、反射镜(3)、组合镜(4)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
8.根据权利要求7所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：透镜(5)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
9.根据权利要求7所述一种透视型演讲显示光学系统，其特征在于：折转反射镜(6)、平面镜(7)材料为无色透明玻璃或光学树脂PC/PMMA。
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