CN1216308C - 收视外看通用眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用一片LCD液晶做显示器的收视外看通用眼镜,其特征是:它采用一个显示器产生双图像,并与光学棱镜、眼镜片、镜架连接构成眼镜式收视装置。一个显示器可以是一片LCD液晶显示器;也可以是一个有机电致光显示器。光学棱镜可以是A形棱镜、凹型棱镜、等腰三角形棱镜。眼镜片既可透视外景又可反射成像,它可以是透明镜片,也可以是液晶片,液晶片里连接有透明电极。这种收视外看通用眼镜结构更简单,生产成本较低,使用更方便,而且是眼镜结构形式的收视装置。
Description
技术领域:本发明涉及一种收视外看通用眼镜,特别是关于一种用一片LCD液晶做显示器的收视外看通用眼镜。
背景技术:现有的用LCD液晶显示器或用有机电致光显示器做的眼镜(窥镜)式收视装置。在眼镜(窥镜)式收视装置里装有两片液晶显示器,置于人的眼前,使得佩戴者对外界视线受到阻碍,使用成本高,不利于降低成本。在专利号:97218838.X公开了一种微型大屏窥镜式收视装置,它主要由窥镜、光学镜头、红外微型摄像机等部件构成。它采用两片LCD液晶显示器成像,并在窥镜的镜后壁上开设了一个窥孔,在镜前壁上开设了一扇窥窗,在窥镜前后壁之间设置了几片折射镜。通过本装置可实现观察窥镜外景像、接收红外微型摄像机提供的视觉图像等目的。
发明内容:本发明的目的是提供一种收视外看通用眼镜,它在专利号:97218838.X的基础上进行改进,结构更简单,生产成本较低,使用更方便,而且是眼镜结构形式的收视装置。
本发明的技术方案是:设计一种收视外看通用眼镜,其特征是:它采用一个显示器产生双图像,并与光学棱镜、眼镜片、镜架连接构成眼镜式收视装置。
所述的一个显示器可以是一片LCD液晶显示器;也可以是一个有机电致光显示器。
所述眼镜式收视装置的焦距
其中:物距(U)等于显示器到棱镜折射面的距离(L1)与棱
镜折射面到眼睛片的距离(L2)之和。
所述的光学棱镜可以是A形棱镜、凹型棱镜、等腰三角形棱镜。
所述A形棱镜的顶角边是弧形线;凹型棱镜的凹腔底部是弧形。
所述的显示器固定在棱镜底部或顶部;A形棱镜及显示器、凹形棱镜及显示器、三角形棱镜及显示器连接在两个窥孔或两个眼睛距离之间,也可连接在窥孔或两个眼睛一侧。
所述的眼镜片可以是曲面镜;棱镜及显示器可固定在眼镜片内部;也可固定在眼镜片外部的眼镜架上。
所述的眼镜片既可透视外景又可反射成像,它可以是透明镜片,也可以是液晶片,液晶片里连接有透明电极。
所述的镜架可以是转动折叠式镜架;镜腿通过有平行支撑棒的转动支架与镜框转动连接,镜框上固定有卡槽。所述的镜架上可以连接有转动式遮盖。
本发明与已有技术相比具有如下优点:
1、本发明由于采用了一片显示器,故已知的双片显示器结构简单,成本低。
2、本发明由于只采用了一个显示器产生双图像,相对应的光学装置、线路器件也相应减少,故重量大为减轻。
3、本发明将单片显示器置于两眼中间视线死角或双眼一侧,避开了将双显示器系统置于两个眼前造成不能外视的状况,可以使一镜两用。
4、本发明由于镜架可折叠,故使用方便。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明。
图1是外挂式结构收视外看通用眼镜结构示意图。
图2是凹型棱镜内置式结构收视外看通用眼镜结构示意图。
图3是A形棱镜内置式收视外看通用眼镜结构示意图。
图4是三角形棱镜内置式收视外看通用眼镜结构示意图。
图5是有折叠镜盖收视外看通用眼镜结构示意图。
图6是图1正视方向结构示意图。
图7是外置式单镜头收视外看通用眼镜结构视示意图。
图8是A型(空心)棱镜光路图。
图9是显示物距的光路图。
图10是转动折叠式镜架结构示意图。
图11是三角形棱镜光路示意图。
图12是图2内置式结构俯视图。
图13是凹型棱镜顶部接显示器的光路图。
图14是凹型棱镜底部接显示器的光路图。
图中:1、眼睛;2、虚像;3、虚像;4、窥孔;5、眼镜片;6、A形棱镜;7、显示器;8、虚像;9、转动支架;10、镜腿;11、镜盖;12、曲镜;13、转轴;14、支撑杆;15、眼镜架;16、卡钩;17、挂钩;18、平衡棒;19、卡钉;20、凹形棱镜;21、等腰三角形棱镜;22、三角形棱镜;23、卡槽;24、压缩弹簧;25、镜架转动箍;26、支撑转动轴;27、外平行支撑棒;28、内平行支撑棒。
实施例1如图1所示:显示器7固定在凹形棱镜20的底部,曲镜12通过支撑杆14固定在转轴13上,转轴13连接在显示器7的后上部,外置机构通过卡钩16挂在眼镜架15上。
实施例2如图2所示:显示器7固定在凹形棱镜20上,显示器7和凹形棱镜20装在眼镜片5中部,眼镜片5和镜腿10连接成镜架15。
实施例3如图3所示:显示器7和A形棱镜6固定在一起,装在眼镜片5中间,眼镜片5和镜腿10连接成镜架15。
实施例4如图4所示:它和实施例2、实施例3结构基本一样,只是棱镜为等腰三角形棱镜21。
实施例5如图5所示,它与实施例2、实施例3、实施例4基本一样,只是多了连接在镜架15上的可转动镜盖11。
图6是图1正视方向结构示意图。
实施例7如图7所示:三角形棱镜22和显示器7固定在一起,并通过平衡棒18和挂钩17挂在镜架15上,曲镜12与三角形棱镜22相连接。
如图8、图9所示:A形棱镜6的一侧面与该侧面尺寸相当的LCD或有机电致光显示器7相结合,显示器图像2的光路径A形棱镜6的另外两个界面折射后通过窥孔4分别形成虚像8(左眼所见)和虚像3(右眼所见)。虚像8和虚像3经眼睛1传到脑部视觉取合成,感觉出合成虚像2′。虚像2′是经焦距F一定的眼镜片5折射后对图像2放大了的虚像,如图8、图9所示。根据公式;
已知物距U=L1+L2其中:L1是显示器到棱镜折射面的距离;L2是棱镜折射面到曲镜的距离。
明视距离V≈-25cm
A形棱镜6紧贴于显示器7一侧的对面的棱角为一锐角,其作用是扩大折射面,弥补图形8和图形3在脑部视觉区结合成虚像2′时中间生成的缝隙。
由图2可知,凹形棱镜20的底部面紧贴于与底部面积相当的LCD或有机电致光显示器上,显示器图像2的光路经凹形镜两界面折射后分别一左一右通过窥孔4后形成虚像8和虚像3,虚像8的虚像3经眼睛1传到脑部视觉区合成虚像2′。虚像2′是经焦距F一定的眼镜片5折射后对图像2的放大。F的计算方法同上。凹形棱镜20的凹陷部位的谷底相当于开口向下的抛物线的圆滑底部,其作用也是扩大折射面以弥合合成图像的缝隙。
三角形棱镜21的一直角面与显示器7相连,显示器发生的光路一方面通过三角形棱镜21的45度界面经光学镜头19进入右眼1,另一方面经45度界面折射再被眼镜片5折射通过窥孔4进入左眼1。
图3和图4显示眼镜片5由透明材料组成,外罩镜盖11,当观看显示图像时镜盖11关闭;当观察外景时,镜盖打开,景物像通过眼镜片5传入,这是内置式单片显示器眼镜(窥镜)式收视装置的工作方式,镜腿10与眼镜片5构成眼镜式结构。
由图1、图6可知,凹形棱镜单片显示器系统可外置于普通眼镜架15之上,即将该系统通过卡钩16外挂于镜架15之上。这时的片形曲镜12通过支撑杆14固定于支撑旋转轴13。当需要看外景时可将片形曲镜12旋转至片形曲镜12′的位置。图像光路经片形曲镜12再经普通眼镜片射于人眼,外景像直接通过眼镜片射入人眼1。
由图7可知,三角形棱镜单片显示器系统也可以外置于眼镜架15的一侧,该系统通过平衡棒18,及其之上的挂钩17外挂于眼镜架15之上,显示器7的光路经三角形棱镜22折射,再经曲镜12折射并通过眼镜片射入人眼1。
如图10所示:镜腿10通过有平行支撑棒的转动支架9与眼镜架15转动连接,镜框上固定有卡槽23。镜腿10缩回,紧贴于眼镜架15的一侧,内平行支撑棒28与卡槽23之间不连接,压缩弹簧24处于伸展状态,由于外平行支撑棒27的阻挡,压缩弹簧24不能达到最展状态。当需要佩戴时,参见图10眼镜架15的左部剖视图,将镜腿10打开与眼镜架15一侧形成90度角,镜腿10伸展至被卡钉19卡住为止,眼镜架15以支撑转动轴26为轴顺时针方向(或向下)转动至内平行支撑棒28卡在卡槽23为止,成佩戴状态,外平行支撑棒27套在镜架转动箍25内,以外平行支撑棒27为轴最大转动角度为90度,支撑转动轴26的最外端与绊档共同阻止了镜架超过90度。而压缩弹簧24的张力使内平行支撑棒28较为稳固的卡于卡槽23中。
由图11可知,三角形棱镜22、单片显示器系统可内置于眼镜片5中间,图像2的光路经三角形棱镜22的界面两次折射,到达眼镜片5,再经眼镜片5折射形成虚像2′被人眼睛观察到。
图12是图2实施例2内置式凹形棱镜结构的俯视图。
由图13可知,凹形棱镜20也可将顶部与单片显示器7连接,图像2的光路经凹形棱镜20的两次折射,再经眼镜片5反射形成虚像2′。
图14是内置式凹形棱镜的光路图。
Claims (7)
1、一种收视外看通用眼镜,其特征是:它由眼镜片、镜架、镜腿、光学棱镜、一个显示器连接成“既能收视又能外看”的开放式眼镜式收视系统;
所述的光学棱镜是A形棱镜(6)或三角形棱镜(21)或凹形棱镜(20);当光学棱镜是A形棱镜时(6)时,显示器(7)连接在其底部并与A形棱镜一起置于眼镜片(5)中间,由显示器发出的光线经A形棱镜两侧等腰斜边交叉反射,分为左右两束光线分别至眼镜片的两侧,经眼镜片曲面反射、放大投入人左右眼中,同时外界自然光线也可通过眼镜片进入人眼瞳孔;
当光学棱镜是三角形棱镜(21),显示器设置于其一直角边上并同棱镜一起置于眼镜片(5)的一侧,由显示器发出的光束经三角形棱镜斜边反射至眼镜片另一侧,再经该侧眼镜片反射,进入人一只眼中,同时外界自然光线通过该侧眼镜片映入同一眼睛瞳孔中;
当光学棱镜是凹形棱镜(20),显示器(7)连接在棱镜的凹形底部并与棱镜一起置于眼镜片(5)中部,由显示器发出的光束经棱镜凹形底部锐角切割分为原屏的两个半屏光束,经两斜边反射至眼镜片两侧,再经两侧眼镜片曲面放大、反射投入人的双眼中,两个半屏图象在人脑中合成为满屏图象,同时外界自然光线也可通过两侧眼镜片进入人的双眼。
2、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:所述的眼镜片是曲面透镜,它既可以透视又可以放大、反射成像。
3、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:所述的眼镜片是液晶片,液晶片里连接有透明电极。
4、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:三角形棱镜及显示器连接在两个窥孔或两个眼睛距离之间,或者连接在窥孔或两个眼睛一侧。
5、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:棱镜及显示器既固定在眼镜片内部,或者固定在眼镜片外部的眼镜架上。
6、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:所述的显示器是一个液晶显示器,或者是一个有机电致光显示器。
7、根据权利要求1所述的一种收视外看通用眼镜,其特征是:所述的镜架上连接有转动式遮盖。
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