CN111562677A

CN111562677A - 一种平视显示的投影装置

Info

Publication number: CN111562677A
Application number: CN202010606917.1A
Authority: CN
Inventors: 程德文; 王其为; 赵卓静
Original assignee: Beijing Ned+ar Display Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Ned+ar Display Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-08-21

Abstract

本发明实施例提供一种平视显示的投影装置，包括相机、投影显示系统、处理系统，其中，相机，获取目标画面，传送给处理系统；处理系统对目标画面进行放大和/或，增强处理，然后传送给投影显示系统；投影显示系统，用于将接收的目标画面传送给人眼，人眼在正前方一定距离处看到目标画面的虚像。采用本发明所述的投影装置，可以预防因长时间低头引起的颈椎问题和近视。

Description

一种平视显示的投影装置

技术领域

本发明涉及投影显示领域，特别是指一种平视显示的投影装置。

背景技术

统计数据表明，目前青少年近视的比例越来越高，近视程度越来越深，而且青少年一旦近视，近视程度逐年上升，且随着生理发育和学业压力的增大，近视上升的速度也很快。青少年或者其他人群的近视多半是因为写字、看书时姿势不正确引起的。人们长时间书写、阅读时，很难长时间保持正确的低头、弯腰的姿势，长此以往，就会引起近视等视力问题，严重的，对身体的骨骼发育也会造成影响。

发明内容

针对上述问题，本发明实施例提供一种平视显示的投影装置，可让用户保持身体直立、平视的姿势进行书写、阅读或者观看目标画面。本发明提供的一种平视显示的投影装置，包括相机、投影显示系统、处理系统，其中，相机，获取目标画面，传送给处理系统；处理系统对目标画面进行放大和/或，增强处理，然后传送给投影显示系统；投影显示系统，用于将接收的目标画面传送给人眼，人眼在正前方一定距离处看到目标画面的虚像。

进一步的，所述投影显示系统的虚像距至少为1m。

进一步的，所述投影显示系统包括：显示屏，用于显示处理系统发送的目标画面；与显示屏成预定夹角的半反半透镜，下表面涂覆有预定透反比的反射膜，透射显示屏发送的目标画面，接收全反射镜发送的目标画面并反射至人眼；水平放置的全反射镜，用于将显示屏的目标画面，反射至半反半透镜。

进一步的，所述投影显示系统进一步包括，透明的保护镜，位于全反射镜的左侧。

进一步的，所述保护镜与人眼的距离至少为0.3m。

进一步的，显示屏在Y方向偏心的调节范围为71.01mm～143.65mm。

进一步的，所述投影显示系统通过活动支架固定，通过调整所述活动支架来调整投影显示系统的高度。

进一步的，所述投影显示系统为头戴显示设备。

进一步的，所述投影显示系统与处理系统为投影仪，相应的，所述目标画面在显示面上显示在用户眼前。

本发明所提供的投影装置，通过将目标画面平视显示在用户眼前，避免了用户低头观看画面，有效的保护了颈椎，同时，可以将目标画面在一定距离处显示，避免了用户长时间近距离观看目标画面时，易产生近视的缺陷，有效的保护用户的视力训练，进一步减轻对人眼的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明平视显示的投影装置结构示意图；

图2为本发明中投影显示系统的结构示意图；

图3为本发明中投影显示系统的另一结构示意图；

图4为本发明平视显示结构封装后的示意图；

图5为包含头戴显示设备的投影装置结构示意图；

图6为包含投影仪的投影装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明所示的平视显示的投影装置，包括：投影显示系统1、相机2以及处理系统3。相机2用于获取目标画面，传输给处理系统3，为了获取高质量的画面，所述相机2可以为高分辨率高帧率的相机，所述目标画面为用户需要观看的画面，例如，当用户低头阅读或者书写时，目标画面就是需要阅读的书籍或者书写的画面；处理系统3与相机2电连接或通过无线信号连接，将接收的目标画面根据需要进行缩放和/或增强处理，然后将目标画面传给投影显示系统1，所述缩放为目标画面较大或较小，投影系统的效果达不到人眼目视所需时，需要通过处理系统3对目标画面进行缩放，或者，目标画面画质较差，或用户为弱视人群，需要对目标画面的画质对比度增强，需要通过处理系统3对目标画面进行增强处理。处理系统3可以为电脑、类电脑设备或者专门的图像处理模块。投影显示系统1与所述处理系统3可以集成为一体，也可以独立设置，独立设置时，所述投影显示系统1与处理系统3可以电连接或者通过无线信号连接。投影显示系统1将接收的目标画面投射到人眼，人眼接收到目标画面，在一定距离处形成放大的虚像，看起来好像在距人眼一定距离处成像，实现用户在一定距离内观看目标画面的效果，这里的一定距离即为虚像距，就是人眼到虚像成像的距离。为了实现更好的显示效果，本实施例中的相机1可选用双目立体相机，相应的，用户需佩戴高频率眼镜，此时处理系统通过控制高频率眼镜在同一时刻左右眼不同时视物的方式，控制存在一定视差的图像分别进入左右眼，实现目标画面的立体显示。

本实施例中，投影显示系统1采用如图2所示的平显光学系统，包括光阑11、半反半透镜12，全反射镜13以及显示器件14，光阑11处为人眼所在位置，半反半透镜12的下表面镀有预定透反比的反射膜，所述透反比根据需要设置，本实施例中为1/2。全反射镜13为凹面反射镜，其面型可以为球面、非球面或自由曲面，显示器件14可以为LCD、Lcos或者OLED显示屏。显示器件14用于接收处理系统3发送的目标画面并将其图像光透过半反半透镜12到达全反射镜13，经过全反射镜13反射到半反半透镜12，然后经由半反半透镜12反射后到达光阑11，也就是人眼所在位置。为了调节虚像距，从而实现对人眼的视力训练，显示器件在Y方向偏心的调节范围为71.01mm～143.65mm。

不同的虚像距，人眼的观看效果不同，可通过调节显示器件14、半反半透镜12、全反射镜13之间的位置关系，来调节虚像距，为了更好的防护视力，虚像距至少为1m。表1示出了，虚像距为1m时，各个器件之间的位置参数。

表1

表面编号	X偏心	Y偏心	Z偏心	Alpha倾斜
					1	0	0	0	0
2	0	0	300	45
					3	0	-110	300	-90
4	0	71.01	300	90

表2示出了虚像距为3m时，各器件之间的位置关系。

表2：

表面编号	X偏心	Y偏心	Z偏心	Alpha倾斜
					1	0	0	0	0
2	0	0	300	45
					3	0	-110	300	-90
4	0	122.14	300	90

表3示出了虚像距为无穷远时，各器件之间的位置关系。

为了保证投影显示系统内的清洁，如图3所述投影显示系统1进一步包括保护镜15，所述保护镜15为透明材质，位于反射镜13左侧，人眼透过保护镜15接收目标画面的图像光。人眼距离保护镜15至少为0.3m，以便用户在人眼和保护镜15之间放置目标观察物。

为方便用户观看，投影显示系统需要放置在人眼正前方，如图4所示的，所述投影显示系统和处理系统封装后，固定于活动支架，用以调整自身的位置。所述活动支架由两段支撑杆通过转轴连接，一端固定投影显示系统，另一端通过转轴固定于桌面，通过调节活动支架，可以适应不同高度的用户。

本实施例中的投影显示系统是通过增强现实显示，将目标画面平视显示在用户眼前，可以理解的，投影显示系统并不限于上述实施例中的实现形式，只要能通过增强现实显示平视显示目标画面的光学系统，均在本发明的保护范围之内，为了简化使用，如图5所示，上述投影显示系统1可由头戴显示设备5代替，相机2将获取的目标画面传送给处理系统3，处理系统3与头戴显示设备5电连接或者通过无线信号相连，将获取的所述目标画面传给头戴显示设备5，由其直接在用户眼前显示。或者，如图6所示的，投影显示系统1和处理系统3由投影仪6代替，相机将获取的目标画面直接传给投影仪6，投影仪6将目标画面投影到显示面，为更好的用户体验和观看效果，用户与显示面之间的距离不小于0.5m，所述显示面可以是幕布，或者电视屏幕等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种平视显示的投影装置，其特征在于，包括相机、投影显示系统、处理系统，其中，

相机，获取目标画面，传送给处理系统；

处理系统对目标画面进行放大和/或，增强处理，然后传送给投影显示系统；

投影显示系统，用于将接收的目标画面传送给人眼，人眼在正前方一定距离处看到目标画面的虚像。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统的虚像距至少为1m。

3.根据权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统包括：

显示屏，用于显示处理系统发送的目标画面；

与显示屏成预定夹角的半反半透镜，下表面涂覆有预定透反比的反射膜，透射显示屏发送的目标画面，接收全反射镜发送的目标画面并反射至人眼；

水平放置的全反射镜，用于将显示屏的目标画面，反射至半反半透镜。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统进一步包括，透明的保护镜，位于全反射镜的左侧。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述保护镜与人眼的距离至少为0.3m。

6.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，显示屏在Y方向偏心的调节范围为71.01mm～143.65mm。

7.根据权利要求5或6所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统通过活动支架固定，通过调整所述活动支架来调整投影显示系统的高度。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统为头戴显示设备。

9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述投影显示系统与处理系统为投影仪，

相应的，所述目标画面在显示面上显示在用户眼前。

10.根据权利要9所述的投影装置，其特征在于，所述显示面与用户之间的距离不小于0.5m。