CN113039473A - 平视显示设备 - Google Patents

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迪恩·多布森
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Abstract

一种适于安装至头盔或一件头饰以向用户显示图像的平视显示设备。所述平视显示设备包括壳体和图像投影系统。所述图像投影系统包括：电子显示器；显示控制器，其适于接收和处理数据以在所述电子显示器上呈现；非球面透镜；半透明显示面板，其附接至所述壳体的外表面并且可定位在用户的视线内；以及前表面镜，用于将从所述电子显示器发射的光通过所述非球面透镜反射到所述半透明显示面板上以显示给用户。所述电子显示器、所述非球面透镜和所述前表面镜布置在所述壳体内，并且所述平视显示设备使用户眼睛在从主要任务看向所述显示器并回到所述主要任务时的重新聚焦最小化。

Description

平视显示设备
技术领域
本公开涉及一种平视显示器。具体来说，本文公开的本发明的实施方案涉及一种可以安装至用户的头部或头饰并且在用户的视场中提供不干扰显示的平视显示设备。
背景技术
本文中对背景技术的引用不应被解释为承认这种技术构成了公知常识。
从外科手术到跑步到驾驶再到建筑业和采矿业的一些任务要求用户保持专注于某项任务，而不要将手和/或眼睛从任务上移开，以免发生事故或错误。此类错误对于用户或区域中的其他人可能是危险的。
结合在遮阳板和头戴式显示器中的显示器(例如，外科医生的数字显示助手)是已知的并且减少了操作者为参考显示器或图表而进行头部移动的需要。然而，这些显示器通常安装在外科医生或用户头部的侧面(因为如果放置在外科医生或用户的面部前面，这些显示器会阻挡视线)，并且要求外科医生或用户将目光从患者或任务上移开以参考显示器。这可能会分散注意力并可能因分散注意力而导致错误。
在智能眼镜中可以发现头戴式显示器的另一种形式。智能眼镜是可穿戴计算机眼镜的一种形式，所述可穿戴计算机眼镜在佩戴者通过眼镜镜片看到的信息旁边显示信息。然而，这些智能眼镜可能难以使用(例如，与眼光眼镜一起使用)、易碎并且包含电池寿命短的复杂组件。
因此，需要一种改进的平视显示器。
发明目标
本公开的目的是提供一种平视显示设备，所述平视显示设备克服或改善了上述缺点或问题中的一个或多个，或者至少提供有用的商业替代方案。
本发明的其它优选目标将从以下详述中变得明显。
发明内容
在一种形式中，尽管不一定是唯一的形式或实际上最广泛的形式，但本发明在于一种平视显示设备，所述平视显示设备适于安装至头盔或一件头饰以向用户显示图像，所述设备包括：
壳体；
图像投影系统，所述图像投影系统包括：
电子显示器；
非球面透镜；
半透明显示面板，其附接至壳体的外表面并且可位于用户的视线中；以及
至少一个前表面镜，用于将从电子显示器发射的光通过非球面透镜反射到半透明显示面板上以显示给用户，
其中电子显示器、非球面透镜和前表面镜布置在壳体内；以及
显示控制器，其适于接收和处理数据以在电子显示器上呈现，
因此在从主要任务看向显示器并回到主要任务时，平视显示设备使用户眼睛的重新聚焦最小化。
优选地，平视显示设备适于免提操作或在没有来自用户的物理输入的情况下进行操作。优选地，平视显示设备适于以图形方式显示数据。优选地，平视显示设备适于在没有数字交互或输入(即，免提)的情况下显示数据。
优选地，平视显示设备包括准直装置，所述准直装置适于准直从显示装置的数字显示器发射的光以在无限远处观看，从而最小化用户在观看显示器与另一物体之间切换的焦点重新调整。优选地，准直装置包括非球面透镜，所述非球面透镜被配置用于图像投影系统与用户的眼睛之间的距离，由此图像看起来聚焦在远场中。
优选地，半透明显示面板包括半镀银镜或半透镜。优选地，半镀银镜或半透镜是无边的或无边框的，从而没有用户可观察到的可辨认边界或边框。
优选地，平视显示设备包括附接装置，以将显示器附接至头盔或另一件头饰并允许调整显示器以获得最佳观看效果。优选地，附接装置采用一个或多个夹子或安装支架的形式。
优选地，电子显示器包括液晶显示器(LCD)。优选地，LCD的高度大约为12mm且长度大约为24mm，以减小所需光学器件的大小。
优选地，透镜位于镜子附近并且适当地位于镜子与半镀银镜子之间。优选地，透镜被配置用于数字显示器与透镜之间以及透镜与用户的眼睛之间的距离，以减小光学失真并允许从眼睛与透镜之间的典型距离观看整个显示器。
优选地，半镀银或半透镜包括半透明镜或单向镜，其中半镀银镜的镜面面向透镜，以消除由透明基板在镜面前面的反射所引起的图像失真。
优选地，LCD连接至具有微控制器的显示控制器。优选地，显示控制器还包括适于从外部源接收无线电通信的无线电接收器。优选地，显示控制器包括用于容纳微控制器和无线电接收器的壳体。优选地，附接装置位于显示控制器的壳体的外表面上。优选地，壳体是加固的。优选地，壳体具有进入防护(IP)等级67。
优选地，无线电接收器包括蓝牙接收器、Wi-Fi接收器和远程(LoRa)接收器中的一个或多个。
在另一种形式中，本发明在于一种用于产生平视显示器的方法，所述方法包括以下步骤：
激活位于附接至头饰的壳体中的第一电子显示器以显示图像；以及
通过非球面透镜将图像从前表面镜上的第一电子显示器反射到半透明显示面板上，所述半透明显示面板附接至壳体并且位于用户的视线内。
优选地，所述方法还包括以下步骤：经由显示控制器接收和处理数据以在第一电子显示器上显示。
优选地，设备还包括第二前表面镜，所述第二前表面镜被布置成接收从前表面镜反射的光，并且还被布置成将光通过非球面透镜反射到半透明显示器上以显示给用户。
优选地，前表面镜、第二表面镜、电子显示器和非球面透镜以五棱镜或五面镜配置布置。优选地，由此从电子显示器发射的光被前表面镜反射到第二前表面镜上，所述第二前表面镜将反射的光反射通过非球面透镜。
本发明的其它特征和优势将从以下详细描述中变得明显。
附图说明
仅作为示例，在下文中将参考附图更全面地描述本发明的优选实施方案，其中：
图1示出根据本发明的实施方案的用于安装至头盔的平视显示设备；
图2示出平视显示设备的截面图；
图3示出平视显示设备的示意图；
图4示出安装至安全帽的平视显示设备；
图5示出从佩戴者的角度看平视显示设备的显示器的视图；
图6示出根据本发明的第二实施方案的用于安装至头盔的平视显示设备；
图7示出图6的平视显示设备的截面图；以及
图8示出图6和图7中所示的平视显示设备的示意图。
具体实施方式
以下公开内容涉及一种用于安装至例如头盔的头饰以显示用户相关的数字信息的显示器和显示装置。
图1和图2示出将要安装在头饰或头盔2(如图4所示)上的平视显示设备10的实施方案。
平视显示设备10包括：壳体100，其容纳采用微控制器102形式的显示控制器；电池104；以及无线电接收器106(可以在图2和图3中看到并且在下面进行说明)。
壳体100是小的防水盒(以及优选地具有进入防护等级67)，其具有适于夹在头饰上的采用夹具108形式的安装支架。可以改变或互换夹子的类型以适合所戴帽子或头饰的类型(例如，小的弹簧加压或螺栓夹以附接至建筑安全帽的帽沿)。
参考图2和图3，微控制器102操作并控制无线电接收器106以与来自源200的外部无线电发射器建立无线电通信。无线电接收器106可以使用短程和远程无线电技术从源200接收数据。例如，无线电接收器106可以具有蓝牙接收器和/或远程(LoRa)接收器。对于需要高带宽或与常用装置(例如，智能手机或计算机等)进行通信的情况，无线电接收器的实施方案可以包括蓝牙和WiFi接收器。蓝牙和Wi-Fi可能适用于数据源在附近(例如，在同一房间或相邻房间中)的情况，但不太可能满足远程使用或高电噪声环境(即，工厂环境或正在慢跑的用户)。在高带宽上支持可靠连接的此类情况下，远程无线电接收器(例如，LoRa接收器)是优选的。
在一些实施方案中，无线电接收器106也可以是允许显示装置与源之间的双向通信的无线电收发器。
停留在图3，本文描述的源装置200可以包括无线电接收器/收发器202，所述无线电接收器/收发器连接至具有控制器板201的应用装置，所述控制器板具有处理器204(例如，PC或智能手机)以及在其上安装于数字存储器208中的可执行软件和固件206，其用于提取并格式化将发送至显示设备10的数据。可替代地，在使用蓝牙或Wi-Fi作为无线电技术的实施方案中，可以使用智能手机应用程序格式化数据并将数据发送至显示设备10。
类似地，设备10包括微控制器板102a，所述微控制器板包括微控制器102，所述微控制器存储固件105(或软件)，所述固件访问包含指令(例如，上述数据传输协议)的存储器103。
通过可充电电池104(例如，锂离子电池)向设备10供电，所述可充电电池使用针对电池类型而优化的充电电路经由USB连接或类似者进行充电。
返回到图2，设备10示为还包括：显示系统，其具有位于壳体100内的液晶显示器(LCD)110；采用前表面镜112形式的镜子；非球面透镜114；以及采用半镀银镜显示器116(也通常称为半透镜)形式的半透明显示面板，所述半镀银镜显示器通过例如球窝118(如图所示)、可旋转的联接器或铰链的可调整机构附接至壳体100的外部。球窝机构118可由最终用户调整，以适应半镀银镜显示器116的可见性以及调整对用户外围视觉的阻碍。
显示设备10适于允许用户通过使用位于LCD 110与半镀银镜显示器116之间的透镜114清晰地读取半镀银镜显示器116，而不会分散注意力和/或导致图像失真。将在下面更详细地描述的透镜114改变显示器的焦距，使得用户可以无限远地观看显示器(即，来自显示器的光线是平行的)以减少或消除用户的眼睛在从外部任务看向半镀银镜显示器116并回到外部任务时重新聚焦的需要。
LCD 110是可调整的高亮度背光显示器，所述显示器可以克服强烈的阳光(例如，在室外区域的直射阳光下使用)并防止所显示的图像或数据对用户看起来暗淡或褪色。在一些实施方案中，LCD 110与位于壳体100外部(将在所述位置暴露于光)的光传感器(未示出)通信，以自动检测光量并调整LCD 110的亮度，从而节省功率并防止在用于弱光环境时用户被从显示器发射的过亮光眩晕。
停留在图2，示出壳体100的内部以及设备10的光路11，从LCD 110发射的光沿着壳体100内的光路11传播到倾斜的前表面镜112(与垂直方向成大致45°)，以朝向壳体100的开口101反射光。非球面透镜114位于开口101内，所述非球面透镜专门针对半镀银镜显示器116与非球面透镜114之间以及非球面透镜114与眼睛210之间的距离配置以减小光学失真，因此可以从眼睛210与透镜114之间的典型距离看到整个半镀银镜显示器116。如上所述，这种特定布置减小了显示器的焦距，使得用户可以在眼睛保持聚焦于远场且没有模糊的情况下观看显示器。重要的是，前表面镜112不是具有在反射表面的前面具有透明层(例如玻璃)的反射后表面的典型镜子，因为这会产生双重反射并不利地影响所显示图像的质量。
半镀银镜116(又称单向镜或半透镜)接收从前表面镜112反射并通过透镜114折射和准直的光，并用作平视显示器。这为显示设备10创造了一种全息错觉，使得所显示图像或文本似乎在用户面前悬停约1米，同时仍然是透明的。半镀银镜116被布置成使得半镀银镜116的反射镜面117面对透镜114以消除双反射的发生。在这种布置中，半镀银镜116的反射镜面117将从LCD 110和前表面镜112接收的光反射到用户的眼睛210，同时还允许来自半镀银镜116后面的光穿过半镀银镜116。这允许用户看到半镀银镜116后面的物体，从而减少了由显示设备10引起的对用户视线的阻碍。上述操作结果在图5中示出，其中仍然可以通过正在为用户显示信息116a的半镀银镜116看到从平视显示设备10离开一定距离的人30。
转向图6和图7，示出采用将安装在头饰或头盔2上的平视显示设备60的形式的本发明的第二实施方案。
平视显示设备60包括壳体600，其容纳采用微控制器602形式的显示控制器、电池604，以及无线电接收器606(可以在图7和图8中看到并且在下面进行说明)。所述显示控制器与以上关于平视显示设备10所述的显示控制器基本相似。然而，壳体600包括位于壳体600的端部的五棱镜部分620。在横截面中，五棱镜部分620可以被认为由五个侧面621-625限定(如图7所示)。侧面621与侧面622之间的角度θ1是大约112.5°。角度θ2至θ4大约等于112.5°的角度θ1。在侧面621与侧面625之间形成的角度θ5基本上是90°。
壳体600是小的防水盒(以及优选地具有进入防护等级67)，其具有适于夹在头饰上的采用夹具608形式的安装支架。可以改变或互换夹子的类型以适合所戴帽子或头饰的类型(例如，小的弹簧加压或螺栓夹以附接至建筑安全帽的帽沿)。
简单参考图8，微控制器602操作并控制无线电接收器606以与来自源200的外部无线电发射器建立无线电通信。无线电接收器606可以使用短程和远程无线电技术从源200接收数据。例如，无线电接收器606可以具有蓝牙接收器和/或远程(LoRa)接收器。对于需要高带宽或与常用装置(例如，智能手机或计算机等)进行通信的情况，无线电接收器的实施方案可以包括蓝牙和WiFi接收器。蓝牙和Wi-Fi可能适用于数据源在附近(例如，在同一房间或相邻房间中)的情况，但不太可能满足远程使用或高电噪声环境(即，工厂环境或正在慢跑的用户)。在高带宽上支持可靠连接的此类情况下，远程无线电接收器(例如，LoRa接收器)是优选的。
通过可充电电池604(例如，锂离子电池)向设备60供电，所述可充电电池使用针对电池类型而优化的充电电路经由USB连接或类似者进行充电。
设备60还包括：显示系统，其具有位于壳体600内的液晶显示器(LCD)610；采用两个前表面镜612、613形式的两个镜子；非球面透镜614；以及采用半镀银镜显示器616(也通常称为半透镜)形式的半透明显示面板，所述半镀银镜显示器通过例如球窝618(如图所示)、可旋转的联接器或铰链的可调整机构附接至壳体600的外部。球窝机构618可由最终用户调整，以适应半镀银镜显示器616的可见性以及调整对用户外围视觉的阻碍。
两个前表面镜612、613在构造上与上述前表面镜612基本相似。
显示设备适于允许用户通过使用位于LCD 610与半镀银镜显示器616之间的透镜614清晰地读取显示器，而不会分散注意力和/或导致图像失真。
将在下面更详细地描述的透镜614改变显示器的焦距，使得用户可以无限远地观看显示器(即，来自显示器的光线是平行的)以减少或消除用户的眼睛在从外部任务看向半镀银镜显示器616并回到外部任务时重新聚焦的需要。
LCD 610是可调整的高亮度背光显示器，所述显示器可以克服强烈的阳光(例如，在室外区域的直射阳光下使用)并防止所显示的图像或数据对用户看起来暗淡或褪色。在一些实施方案中，LCD 610与位于壳体600外部(将在所述位置暴露于光)的光传感器(未示出)通信，以自动检测光量并调整LCD 610的亮度，从而节省功率并防止在用于弱光环境时用户被从显示器发射的过亮光眩晕。
参考图7，示出壳体600的内部和设备60的光路61，应理解，显示系统以五棱镜或五面镜配置布置。
因此，从LCD 610(位于侧面621上)发射的光沿着壳体600内的光路61行进到第一前表面镜612(位于侧面624上)，所述第一前表面镜成一定角度以朝向沿着壳体600的顶板(侧面622)定位的第二前表面镜613反射光。如上所述，第一前表面镜612相对于透镜614或开口601以大约112.5°安装。
然后，从第一前表面镜612反射的光朝向壳体600的开口601(五棱镜的限定侧625)行进并由第二前表面镜613反射。第二前表面镜613也相对于LCD 610成大约112.5°安装。
非球面透镜614位于开口601内，所述非球面透镜614专门针对半镀银镜显示器616与非球面透镜614之间以及非球面透镜614与眼睛210的距离配置以减小光学失真。因此，从眼睛210与透镜614之间的典型距离可以看到整个半镀银镜显示器616。
如上所述，所描述的特定布置减小了显示器的焦距，使得用户可以在眼睛保持聚焦于远场且没有模糊的情况下观看显示器。
重要的是，前表面镜612、613不是具有在反射表面的前面具有透明层(例如玻璃)的反射后表面的典型镜子，因为这会产生双重反射并不利地影响所显示图像的质量。
半镀银镜616(也称为单向镜或半透镜)接收从第二前表面镜613反射的光，所述光通过透镜614折射并准直，并且所述半镀银镜用作平视显示器并产生显示设备60的全息错觉，使得所显示图像或文本似乎在用户面前悬停约1米，同时仍然是透明的。半镀银镜116被布置成使得半镀银镜116的反射镜面617面对透镜614或朝向透镜614定向，以消除双反射的发生。在这种布置中，半镀银镜616的反射镜面617将从LCD 610和前表面镜612、613接收的光反射到用户的眼睛210，同时还允许来自半镀银镜116后面的光穿过半镀银镜616，因此使用户能够看到半镀银镜616后面的物体，从而减少设备60对用户视线造成的阻碍。
相比于一个前表面镜，提供两个前表面镜减小了壳体内部的光学器件的大小。更具体地，将两个镜子布置成类似五棱镜的配置减小了光隧道的物理大小，而不必减小光学长度或光学距离。
返回图8，本文描述的源装置200可以包括无线电接收器/收发器202，所述无线电接收器/收发器连接至具有控制器板201的应用装置，所述控制器板具有处理器204(例如，PC或智能手机)以及在其上安装于数字存储器208中的可执行软件和固件206，其用于提取并格式化将发送至显示设备60的数据。可替代地，在使用蓝牙或Wi-Fi作为无线电技术的实施方案中，可以使用智能手机应用程序格式化数据并将数据发送至显示设备60。
类似地，设备60可以具有微控制器板602a，所述微控制器板包括微控制器602，所述微控制器存储固件605(或软件)，所述固件访问包含指令(例如，上述数据传输协议)的存储器603。
在一些实施方案中，对于非常明亮的环境，半镀银镜可以用全镀银镜代替(全镀银镜阻挡来自显示器后面的所有光线，并增加从显示器到用户的眼睛的光线传输)。或者，可以将光致变色层(类似于在光适应性或“过渡透镜”中使用的光致变色层)应用于半镀银镜的背面或朝外侧，以阻挡来自显示器后面的更多光以增加对比度并改善在非常明亮的环境中的可见度。
在所示的实施方案中，半镀银镜沿其侧面由边框限定。然而，应理解，半镀银镜可以是无边框的，以便改善镜子后面的用户可见性。
在一些实施方案中，微控制器可通过使用脉宽调制来改变LCD的亮度，以减少流向背光的平均电流并由此节省功率。
此外，除了上述内容之外，可以将非反射处理或非反射层应用于显示器的面向眼睛的表面，以改善显示器对比度和可读性。
在操作中，当无线电接收器106、606从源模块200接收到数据时，微控制器102、602检查数据结构是否具有正确的格式以及信道是否正确。如果否，则数据被拒绝，并且微控制器102、602继续等待下一个数据分组。
如果数据结构和信道正确，则微控制器102、602通过上述过程处理数据、格式化数据并在显示屏上显示数据。
在所描述的实施方案中，不存在电源开关或按钮(尽管在一些其它实施方案中可以包括它们)，微控制器102、602定期地对来自源单元200的有效数据的无线电传输进行采样，并且当发现用于监听信道的数据时，在显示器上进行切换。作为输入的附加或替代形式，本发明的实施方案可以被配置成检测头部/眼睛移动以控制显示器上的菜单和操作选择。
在一些实施方案中，当在超过指定时间长度内没有接收到通信时，由微控制器102、602执行的软件将进入低功率模式，这将节省电池功率。
在一些实施方案中，可视指示器可以显示单元何时激活并接收有效数据和信号强度，其正在监听的信道以及电池剩余电量指示器。
在一些实施方案中，使用数据传输协议来确保为显示模块接收到正确的信息，并且数据传输协议能够容忍传输中的错误。在一些特定实施方案中，数据传输协议包括将数据识别为有效的前同步码以及信道标识符，除了在LoRa传输中可用的标准数据保护机制之外，还使用所述前同步码和信道标识符。
在一些实施方案中，LCD的高度约为12mm且长度约为24mm，以减小所需的光学设备的大小。
有利的是，平视显示器有助于向佩戴者提供数字信息，从而在包括职业和娱乐用途在内的许多通用用例中增强其活动。此外，无需佩戴者的输入(即，免提)就可以访问和显示此信息。
在本发明的实施方案的另一个优点中，平视显示器基本上定位在佩戴者的前方，这允许佩戴者避免由于必须将目光从主要任务移开以参考远程显示器而引起的视网膜焦点的分散和/或丢失。
显示器的透明性质还减少了佩戴者的注意力分散和视觉障碍。具体来说，用作显示器的可调式透视镜允许操作员看到数字数据以及镜子后面的环境，从而将由于显示器遮挡而造成的部分视力丧失降至最低。对于操作员来说，显示器似乎是透明的、全息的，并且悬停在他们眼前的很短距离内。
本发明的实施方案还通过使用透镜来调整显示器的焦距从而进一步减少视网膜焦点的丢失。
在另一个优点中，可以在佩戴者佩戴验光眼镜或安全眼镜时使用本发明的实施方案，而不会影响显示器的质量。
总而言之，本发明的实施方案涉及一种将数据传送到建筑安全帽或类似头饰的佩戴者的构件，所述建筑安全帽或类似头饰将在不方便或不可能使用数字显示器(例如，智能手机、平板计算机或膝上型计算机)的替代方法并且操作员必须保持双手自由且视线主要集中在工作项目上的环境中使用。典型的用例(但不是排他性的)是用于建筑工地或矿场的建筑安全帽。在显示器与远程数字系统之间使用远程无线电连接，其中远程系统将格式化信息以呈现给显示器佩戴者，包括可能的视频和音频。
在本说明书中，例如第一和第二、左和右、顶部和底部等形容词仅仅可以用于将一个元件或动作与另一个元件或动作区分开而没有必要要求或暗示任何真实的这种关系或顺序。在上下文允许的情况下，对整数或组件或步骤(或类似者)的引用不应解释为仅限于所述整数、组件或步骤中的一个，而可以是所述整数、组件或步骤等中的一个或多个。
为了描述的目的，向相关领域的普通技术人员提供了本发明的各种实施方案的以上描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为单个公开的实施方案。如上所述，对于以上教示领域的技术人员来说，本发明的许多替代和变化将是显而易见的。因此，尽管已经具体讨论了一些替代实施方案，但是本领域普通技术人员将显而易见或相对容易地开发其它实施方案。本发明旨在涵盖本文已经讨论的本发明的所有替代、修改和变化，以及落入上述发明的精神和范围内的其它实施方案。
在本说明书中，术语“包括(comprises/comprising)”、“包含(includes/including)”或类似术语旨在表示非排他性包含，使得包括一系列元素的方法、系统或设备不仅仅包括这些元素，而可以包括未列出的其它元素。

Claims (27)

1.一种适于安装至头盔或一件头饰以向用户显示图像的平视显示设备，所述设备包括：
壳体；
图像投影系统，所述图像投影系统包括：
电子显示器；
非球面透镜；
半透明显示面板，其附接至所述壳体的外表面并且可位于用户的视线中；以及
前表面镜，用于将从所述电子显示器发射的光通过所述非球面透镜反射到所述半透明显示面板上以显示给用户，
其中所述电子显示器、所述非球面透镜和所述前表面镜布置在所述壳体内；以及
显示控制器，其适于接收和处理数据以在所述电子显示器上呈现，
因此在从主要任务看向所述显示器并回到所述主要任务时，所述平视显示设备使用户眼睛的重新聚焦最小化。
2.根据权利要求1所述的平视显示设备，所述平视显示设备还包括准直装置，所述准直装置适于准直从所述显示装置的数字显示器发射的光以在无限远处观看，从而最小化所述用户在观看所述显示器与另一物体之间切换的焦点重新调整。
3.根据权利要求2所述的平视显示设备，所述准直装置包括非球面透镜，所述非球面透镜针对所述图像投影系统与用户的所述眼睛之间的距离配置，由此所述图像看起来聚焦于远场中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的平视显示设备，所述半透明显示面板包括半透镜。
5.根据权利要求4所述的平视显示设备，其中所述半透镜是无边的或无边框的，从而没有用户可观察到的可辨认边界或边框。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的平视显示设备，其中所述非球面透镜与所述镜子相邻定位，并且位于所述镜子与所述半透明显示面板之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的平视显示设备，其中所述非球面透镜针对所述数字显示器与所述非球面透镜之间以及所述非球面透镜与用户的眼睛之间的距离配置，以减小光学失真并且允许从所述眼睛与所述非球面镜片之间的典型距离观看整个显示器。
8.根据权利要求4所述的平视显示设备，所述半透镜包括半透明镜或单向镜，其中所述半透镜的镜面面向所述非球面透镜，以消除由透明基板在所述镜面前面的反射所引起的图像失真。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的平视显示设备，其中所述电子显示器连接至具有微控制器的所述显示控制器。
10.根据权利要求9所述的平视显示设备，所述显示控制器还包括适于从外部源接收无线电通信的无线电接收器。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的平视显示设备，所述平视显示设备还包括附接装置，以将所述壳体附接至头盔或另一件头饰并允许调整所述半透明显示器以获得最佳观看效果。
12.根据权利要求11所述的平视显示设备，其中所述附接装置采用一个或多个夹子或安装支架的形式。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的平视显示设备，其中所述电子显示器包括液晶显示器(LCD)。
14.根据权利要求13所述的平视显示设备，其中所述LCD的高度约为12mm且长度约为24mm，以减小所需光学器件的大小。
15.根据权利要求10所述的平视显示设备，其中所述显示控制器、所述微控制器和所述无线电接收器布置在所述壳体内。
16.根据权利要求11或权利要求12所述的平视显示设备，其中所述附接装置位于所述壳体的外表面上。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的平视显示设备，其中所述壳体是加固的。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的平视显示设备，其中所述壳体的进入防护(IP)等级为67。
19.根据权利要求10所述的平视显示设备，其中所述无线电接收器包括蓝牙接收器、Wi-Fi接收器和远程(LoRa)接收器中的一个或多个。
20.根据权利要求4所述的平视显示设备，其中所述半透镜包括半镀银镜。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的平视显示设备，其中所述平视显示设备适于免提操作或无需用户的物理输入。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的平视显示设备，其中所述平视显示设备适于经由所述图像投影系统以图形方式显示数据和信息。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的平视显示设备，其中所述平视显示设备适于在没有数字交互或输入的情况下显示数据。
24.根据前述权利要求中任一项所述的平视显示设备，还包括第二前表面镜，所述第二前表面镜被布置成接收从所述前表面镜反射的光，并且还被布置成将所述光通过所述非球面透镜反射到所述半透明显示器上以显示给用户。
25.根据权利要求24所述的平视显示设备，其中所述前表面镜、所述第二表面镜、所述电子显示器和所述非球面透镜以五棱镜或五面镜配置布置，从而从所述电子显示器发射的光由所述前面镜反射到所述第二前表面镜上，所述第二前表面镜将所述反射光反射通过所述非球面透镜。
26.一种用于生成平视显示器的方法，所述方法包括以下步骤：
激活位于附接至头饰的壳体中的第一电子显示器以显示图像；以及
通过非球面透镜将所述图像从前表面镜上的所述第一电子显示器反射到半透明显示面板上，所述半透明显示面板附接至所述壳体并且位于用户的视线内。
27.根据权利要求26所述的平视显示器，所述方法还包括以下步骤：经由连接至所述第一电子显示器的显示控制器接收并处理数据以在所述第一电子显示器上显示。
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