CN217640553U - 一种显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开属于显示设备技术领域，具体而言涉及一种显示装置，其包括：壳体，以形成内部空间，所述壳体上设有开窗；远像显示单元，包括显示器和凹面反射镜，所述凹面反射镜与所述开窗相对设置，以将所述显示器所显示的图像以放大的虚像的方式透过所述开窗呈现；遮蔽件，可操作地在第一状态和第二状态之间变化；所述遮蔽件包括由超黑材料覆盖的超黑区域，在第一状态下，所述遮蔽件的超黑区域呈现于所述开窗周围。通过在所述开窗周围设置超黑区域以使得周边视野无法引发聚焦，进而消除观看者视野之外的区域对观看者的干扰。

Description

一种显示装置

技术领域

本公开属于显示设备技术领域，具体而言涉及一种显示装置。

背景技术

成像区域往往局限于视野中央一定范围内，观看者通过屏幕观看显示图像，眼睛的中央视野经过由近变远的过程，眼睛的睫状肌放松，晶状体处于扁平状态。但此时，成像区外的周边视野距离仍然较近，在睫状肌放松调节时，周边视野的物体会成像于视网膜后，使得周边视网膜处于远视离焦状态。将对眼轴的调节产生影响，进而干扰防控近视的效果。视野内存在两种距离，会带来一定的视疲劳感受。当存在环境光源时(台灯、室内灯，自然光等)周边较亮的物体还会影响中央视野的对比敏感度，也会带来干眼症和视疲劳感受。

发明内容

本公开正是基于现有技术的上述需求而提出的，本公开要解决的技术问题是提供一种显示装置以避免视野之外的区域产生聚焦对观看者造成干扰。

为了解决上述问题，本公开提供的技术方案包括：

提供了一种显示装置，包括：壳体，以形成内部空间，所述壳体上设有开窗；远像显示单元，包括显示器和凹面反射镜，所述凹面反射镜与所述开窗相对设置，以将所述显示器所显示的图像以放大的虚像的方式透过所述开窗呈现；遮蔽件，可操作地在第一状态和第二状态之间变化；所述遮蔽件包括由超黑材料覆盖的超黑区域，在第一状态下，所述遮蔽件的超黑区域呈现于所述开窗周围。

通过光学组件中各种光学器件的排布和组合方式将所述显示器上的图像显示成正立放大且具有一定距离的虚像，以使所述显示装置始终为观看者提供一定距离的成像距离，所述遮蔽件上包括超黑区域以使得周边视野无法引发聚焦，进而消除观看者视野之外的区域对观看者的干扰，以使得观看者接收来自视野中心的刺激。通过远距离虚像和无法聚焦的遮蔽件的结合，能够减轻观看者近视的发生，保护视力。

优选的，所述超黑区域和所述开窗的面积之比大于1。

通过上述设置确保在观看者观看所述开窗所显示的内容时，周围事物不会对眼睛产生刺激，避免周边视野中的事物成像于观看者的视网膜后而产生远视离焦。

优选的，所述远像显示单元还包括分光镜，所述显示器发出的光线入射到所述分光镜上，并由所述分光镜将部分的光线向所述凹面反射镜反射，形成放大的远距离虚像。

如此设置以在一定程度上增加通过所述开窗看到的虚像的成像距离，以使得观看者的眼睛出于近视离焦的状态，同时还能减弱一部分光线有效降低强光对眼睛的刺激。

优选的，所述开窗包括所述分光镜。

如此设置使得所述分光镜的外表面朝向使用者设置，从而便于使用者通过分光镜观察到所述视频播放装置形成的像。

优选的，所述遮蔽件包括板，所述板设置在所述开窗周围，并与所述壳体枢转连接。

如此设置以实现所述板在所述第一状态和所述第二状态之间变化。

优选的，所述板包括沿第一方向相对设置的第一板和第二板，以及沿第二方向相对设置的第三板和第四板；所述第一方向和所述第二方向相互垂直；当所述板处于第一状态时，所述第一板分别与所述第三板和第四板相接；所述第二板分别与所述第三板和所述第四板相接。

如此设置以能够使得当所述板处于第一状态时，将所述开窗周围的事物全部遮挡避免由周围事物引起的远视离焦；当所述板处于第二状态时，能够将来自开窗周围的四个方向上的光全部遮挡。

优选的，所述板沿枢转路径在所述第一状态和所述第二状态之间变化；在第二状态下，所述板所在平面与所述开窗所在平面相正交以遮挡来自周围的光线。

如此设置以能够反射所述开窗之外的其他光源的光线，有效避免开窗的屏幕反光，以提升观看效果。

优选的，设置在所述开窗周围的壳体上覆盖有超黑材料层。

如此设置以避免在开窗周围壳体的刺激下产生的远视离焦。

优选的，所述遮蔽件还包括柔性材料，所述柔性材料可操作地呈现在所述开窗周围。

通过上述方式以遮挡来自所述开窗周围的事物，防止对眼睛产生远视离焦影响改善甚至治疗近视的效果。示器发射的光线的一部分向壳体内反射至凹面反射镜，并将所述凹面反射镜反射回来的光经透射至所述内部空间外以形成正立放大的第一虚像。

与现有技术相比，本公开通过光学组件中各种光学器件的排布和组合方式将所述显示器上的图像显示成正立放大且具有一定距离的虚像，以使所述显示装置始终为观看者提供一定距离的成像距离，所述遮蔽件的光反射率小于1％以使得周边视野无法引发聚焦，进而消除观看者视野之外的区域对观看者的干扰，以使得观看者接收来自视野中心的刺激。同时还能满足当所述板处于第二状态时，所述板与所述开窗相互垂直，来自外界的光线通过所述板反射出去，有效防止开窗区域产生反光以影响观看者的观察效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的实施例中显示装置的部分立体结构图；

图2为本公开的实施例中所述板处于第一状态时的简化示意图；

图3为本公开的实施例中所述板处于第二状态时的简化示意图；

图4为本公开的实施例中显示装置的内部光路结构图；

图5为本公开的实施例中显示装置的部分内部结构图；

图6为本公开的实施例中显示装置的侧视剖面图；

图7为本公开的实施例中光学组件的光路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本公开实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

为便于对本申请实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本申请实施例的限定。

本实施例提供了一种显示装置，参照图1-7。

所述显示装置包括壳体。所述壳体的至少部分由不透光的材料形成，所述壳体内部形成有空腔。不透光的壳体以无法将壳体内部的光源或图像源透出，避免对于视觉造成伤害的同时，防止对观看者造成干扰以分散观看者的注意力。

参照图1和图5所述壳体包括底面1，所述底面1至少部分的基本上呈平面设置，以供支撑所述显示装置，使得所述显示装置能够稳定的设置在平台上。此外，在壳体底部还可以设置可调节的支脚，通过调节不同支脚的不同角度以适配与不同观看者的观察角度。进一步的，所述壳体底面1的形状可以灵活设置，甚至可以部分镂空以通过支脚来支撑所述视频播放装置。在本具体实施方式中，优选地，所述底面1形成为具有多个面拼接而成的具有折线状截面的结构，前后两侧高中间低，既可以通过中间来支撑所述视频播放装置，也可以通过设置在壳体后侧的可调节支撑板来改变所述视频播放装置的放置角度。

所述壳体包括在底面1前侧设置的前表面2，所述前表面2的延伸方向与所述底面1的延伸方向成一定的夹角。所述前表面2上设置有开窗，进一步的，所述开窗设置在所述前表面2的中部位置，观看者透过所述开窗以观看显示装置所显示的图像。所述前表面2整体不透光，以遮挡壳体内部空间设置的结构和光学器件，能够有效避免观看者在观察时内部器件对观看者的干扰，防止观看者的注意力被分散。

进一步的，所述前表面2围绕所述开窗设置，所述前表面2上覆盖有光反射率小于1％的材料层。如此设置以避免由所述前表面2反射的光线入射到人眼中以引入干扰。

光反射率小于1％的材料，在现有技术中通常被称之为超黑材料，由于超黑材料对光的吸收作用特别强，因此几乎不会对人眼产生刺激。超黑材料可以采用现有技术中的碳纳米管材料等实现。一种例子包括“Vantablack”(梵塔黑)，其由黑文公司利用碳纳米管在铝箔片上培育而成，当然本领域技术人员可以理解，其余的超黑材料也可以适用于本具体实施方式的场景，只要其满足光反射率小于1％即可。

所述壳体还包括在底面1后侧设置的后表面3以及基本封闭所述底面1和前表面2之间的其它表面，例如侧表面4和/或顶表面5。

参照图5，所述显示装置还包括设置在内部空间中的远像显示单元，所述远像显示单元包括显示器7，所述显示器7优选地与所述壳体的底面1连接，所述显示器7位于所述开窗的下方，这样，可以避免从所述开窗中轻易观察到显示器7从而干扰对于凹面反射镜9成像的观看。所述显示器7为观看者提供图像，所述图像可以是动态的图像，也可以是静态的图像。在数字技术中，数字图像的播放可以通过对于指定格式的数字文件的解码还得到其图像信息，例如像素信息等，然后将图像信息通过显示屏幕显示出来。在现有技术中，对于数字文件的解码和控制屏幕的显示方面已经有广泛的记载，因此本具体实施方式中对于这部分内容不再详细展开。

所述远像显示单元还包括设置在所述显示器7上方的光学组件，所述光学组件包括凸透镜8。参照图4和图7，所述凸透镜8与所述显示器7的屏幕正对设置，设置在所述显示器7屏幕的上方，所述显示器7的中心点设置在所述凸透镜8的主光轴上，并位于所述凸透镜8的焦距以内，由此在所述凸透镜8靠近所述显示器7的一侧成所述显示器7放大正立的第二虚像A”。所述凸透镜8具有外凸的外表面。所述凸透镜8与所述显示器7相对或远离的外表面中的一个外凸，在本具体实施方式中为底面1，另外一个为平面。

所述光学组件还包括凹面反射镜9，所述凹面反射镜9据有内凹表面，当光线入射到所述凹面反光镜上的内凹表面时，以将入射光线反射出去。所述凸透镜8的外凸表面在沿着预定的方向与所述凹面反射镜9对准时，与所述凹面反射面的内凹表面轮廓完全一致且能够重合。在这种设置下能够抵消凹面反射镜9因为设计和加工的精度造成的图像的变形，由于人眼对于视频的观察非常敏感，稍微的一点变形便十分影响观看，而通过凸透镜8和凹面镜的互补设置实际上凸透镜8和凹面镜所引起的形变可以互相抵消从而避免了图像的畸变。

所述光学组件还包括分光镜10，所述分光镜10与所述凸透镜8相对设置，且所述分光镜10与所述凹面反射镜9相对设置，如此设置以使得所述分光镜10能够同时接收来自所述凸透镜8以及所述凹面反光镜传输的光线。所述开窗包括分光镜10，所述分光镜10的外表面朝向使用者设置，从而便于使用者通过分光镜10观察到所述视频播放装置形成的像。分光镜10是现有技术中的一种光学器件，其主要是通过与光线接触的表面的设计使得射向所述表面的一部分光透射出去而另外一部分反射出去。通过设置所述表面的微观结构调节不同比例的光线实现反射和不同比例的光线透射，也可以调节在不同角度入射光线和反射光线的比例。这是现有技术中常见的光学部件，因此在本具体实施方式中对其微观结构不再详细展开。

当所述显示器7发射的光照射到所述分光镜10的内表面时，所述分光镜10将显示器7的一部分光反射出去，另一部分光透过所述分光镜10透射出去。反射的光线在本实施例中射向分光镜10后方的凹面反射镜9，而透射的光从所述分光镜10向上发射出去。

从分光镜10透射的光线因为是向上发射，主要原因在于显示器7在分光镜10的下方，因此观看者在通常的观看视角下看不到透射的光线因此不会干扰到观看效果。而从分光镜10反射的光线在到达所述凹面反射镜9后，基于凹面反射镜9的原理可知，在其焦距以内的图像会被以放大的虚像A而呈现。此时由于人眼看到的是虚像因此人眼会将虚像与人眼的距离理解为观看的距离。这样由于光路是固定的，虚像位置也是固定的，因此人眼无论怎么靠近屏幕，虚像都不会距离人眼很近。能够有效避免近距离观察所造成的近视损害。

除此之外，从所述显示屏幕发出的光线，经过分光镜10面第一次到达所述分光镜10后在分光镜10的分光作用下一部分光线从分光镜10透射出去，从而减弱了一部分亮度，并且在所述凹面反射镜9的反射作用之后的光第二次经过所述分光镜10时一部分光反射到内部空间而不透射出去，因此进一步地减小了射入观看者眼部的光线亮度，从而起到了保护视力的作用。

在这种情况下，所述显示器7在所述分光镜10中的形成的虚像A’距离所述凹面反射镜9需要小于所述凹面反射镜9的焦距，即位于凹面反射镜9的焦点F以内，这样当所述虚像A’在凹面反射镜9中再成像A时，保证能够成放大正立的虚像，这样才能供观看者观看。

优选地，为了防止显示器7图像的畸变，一方面需要各个光学器件的加工精度较高，更为重要的是，所述显示器7在所述分光镜10中的形成的虚像A’整体上与所述凹面反射镜9的焦平面平行，更为优选地，所述显示器7在所述分光镜10中的形成的虚像的中心位于所述凹面反射镜9的主光轴上。这样所述显示器7所呈的虚像相对于所述凹面镜的主光轴对称分布，有利图像的对称显示。

进一步优选地，所述显示器7的中心与所述分光镜10中心的第一连线、所述凹面反射镜9的中心与所述分光镜10中心的连线为了第二连线，所述第一连线和第二连线相对于沿着所述分光镜10表面的垂线对称。这样显示器7能够与所述分光镜10的中心对准，分光镜10的中心与所述凹面镜中心对准能够有效利用分光镜10和凹面反射镜9的幅面从而满足显示尺寸的需求。

进一步地，在本具体实施方式中，优选地，所述显示器7的上表面低于所述凹面反射镜9和所述分光镜10的下边缘设置。优选地，在所述分光镜10和所述凹面反射镜9的下部设置有一个凹陷部，在所述凹陷部的底面1上设置有所述显示器7。这样所述显示器7不会影响所述凹面反射镜9和所述分光镜10之间的光路，除此之外，观看者不易通过所述分光镜10观察到所述显示器7，从而引导观看者至观看凹面反射镜9的放大远方虚像，有利于提高视觉保护效果。

更进一步地，由于所述显示器7在所述分光镜10所呈的虚像A’距离所述凹面反射镜9表面的距离在焦距以内(不包含本数)，而在此区间内，凹面反射镜9所呈的像从等大等距的虚像到无穷大无穷远的虚像变化，因此所述显示器7与所述分光镜10距离之间细微的调整就可以引起凹面镜中虚像距离的显著变化，因此在本具体实施方式中，优选地还可以设置调节装置，所述调节装置调节所述显示器7固定的位置，从而控制所述显示器7与所述分光镜10的距离从而通过微小的调整能过得到凹面反射镜9中较大范围的成像效果的变化。

参照图2-4，观看者通过所述开窗能够观察到放大正立且远距的虚像。所述显示装置还包括遮蔽件，操作地在第一状态和第二状态之间变化；所述遮蔽件包括由超黑材料覆盖的超黑区域，在第一状态下，所述遮蔽件的超黑区域呈现于所述开窗周围。所述遮蔽件的光反射率小于1％，且所述超黑区域和所述开窗的面积之比大于1。由于通过光学组件的作用，观看者观看的虚像距离人眼的距离是确定的，相对应的视野区域同样是确定的，所述开窗对应于观看者的视野区域，所述超黑区域对应于观看者视野之外的区域。成像区域往往局限于视野中央一定范围内，观看者经由开窗观看显示的图像，眼睛的中央视野经过由近变远的过程，眼睛的睫状肌放松，晶状体处于扁平状态。但此时，成像区外的周边视野距离仍然较近，在睫状肌放松调节时，周边视野的物体会成像于视网膜后，使得周边视网膜处于远视离焦状态。将对眼轴的调节产生影响，进而干扰防控近视的效果。视野内存在两种距离，会带来一定的视疲劳感受。当存在环境光源时(台灯、室内灯，自然光等)周边较亮的物体还会影响中央视野的对比敏感度，也会带来干眼症和视疲劳感受。通过上述设置确保在观看者观看所述开窗所显示的内容时，周围事物不会对眼睛产生刺激，避免周边视野中的事物成像于观看者的视网膜后而产生远视离焦。

所述遮蔽件的光反射率小于1％，可以消除视野之外的区域对观看者的干扰，即通过一定的手段使得周边视野无法引发聚焦，进而消除周边视野的干扰。

在本实施例中，所述超黑材料和远距离虚像进行结合，远距离虚像提供较远距离的观察刺激，使得虚像落在视网膜前，以产生拉动视网膜向前移动的趋势，进而缩短眼轴，而视野之外的图像将落在视网膜后，以减弱视网膜向前移动的趋势，由此结合超黑材料，将超黑材料设置在视野之外，不引起聚焦，消除视野之外的图像对眼睛产生的保持原状的刺激。因此二者结合起来能够起到预防和/或改善近视的作用。

所述遮蔽件包括板11，所述板11沿枢转路径在第一状态和第二状态之间变化，当所述板11在第一状态时，参照图2，所述板11所在平面与所述开窗所在平面相互平行，以使所述板11的超黑区域遮挡来自外界的光线，以规避外界环境中的事物对开窗区域内成像的干扰。由于超黑区域可以使得周边视野无法聚焦，将观看者眼镜受到的刺激限定在仅来自于所述开窗中的具有一定距离的正立放大的虚像。当所述板11在第二状态时，参照图2，所述板11所在平面与所述开窗所在平面相互垂直，以将来自周围的光线反射出去，避免开窗所在区域产生屏幕反光进而影响观看。

所述板11包括沿第一方向相对设置的第一板1101和第二板1102、以及沿第二方向相对设置的第三板1103和第四板1104。所述第一方向和所述第二方向相互垂直。所述第一板1101与所述第三板1103和所述第四板1104相邻，所述第二板1102与所述第三板1103和所述第四板1104相邻，相邻的两个板11之间相接。如此设置以能够在板11处于第一状态时遮挡周围区域的同时还能够实现当所述板11处于第二状体时，所述板11能够将来自开窗周围的四个方向上的光全部反射。

所述遮蔽件还包括柔性材料，所述柔性材料可操作地呈现在所述开窗周围。此类实现方式可以参照动物佩戴的伊丽莎白圈，所述柔性材料的内表面与所述开窗所在平面呈90°-180°，以能够实现遮盖周围光线和避免干扰。

所述遮蔽件还包括可操作打开的支架，所述柔性材料和可操作打开的支架相配合，参照伞的结构，所述柔性材料承载在所述支架上。在所述遮蔽件处于第一状态下时，所述支架撑开以将所述柔性材料平铺在所述开窗周围，以遮挡设置在所述开窗周围的事物，避免对周边视野的聚焦；在所述遮蔽件出于第二状态下时，所述支架收缩以将所述柔性材料折叠。

此外，在本具体实施方式中，所述视频播放装置还包括控制单元，所述控制单元与所述显示装置相连，以控制所述显示器7的显示内容。实际上所述控制单元与所述显示器7集成整体播放装置，例如，平板电脑、手机或者PDA等装置。

进一步地，为了便于控制播放内容，所述视频播放装置还包括按键14，所述按键14设置在所述壳体上部，并与所述控制单元电连接。优选地的实现方式包括：所述凹面反射镜9与所述壳体的后表面3固定连接，所述显示器7设置在显示器7支架15上，所述显示器7支架15与所述底面1相隔预定的距离以形成中空舱室，所述中空舱室内设置有控制电路板。这种设置有利于节省内部空间从而减小装置的体积。

更进一步地，所述壳体的后侧还设置有支架15，所述支架15的一端枢转地与所述壳体相连，这样可以根据观看情况调节视频播放装置的角度便于不同人群、场景下的观看需求。

以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

壳体，以形成内部空间，所述壳体上设有开窗；

远像显示单元，包括显示器和凹面反射镜，所述凹面反射镜与所述开窗相对设置，以将所述显示器所显示的图像以放大的虚像的方式透过所述开窗呈现；

遮蔽件，可操作地在第一状态和第二状态之间变化；所述遮蔽件包括由超黑材料覆盖的超黑区域，在第一状态下，所述遮蔽件的超黑区域呈现于所述开窗周围。

2.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，所述超黑区域和所述开窗的面积之比大于1。

3.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，所述远像显示单元还包括分光镜，所述显示器发出的光线入射到所述分光镜上，并由所述分光镜将部分的光线向所述凹面反射镜反射，形成放大的远距离虚像。

4.根据权利要求3所述的一种显示装置，其特征在于，所述开窗包括所述分光镜。

5.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，所述遮蔽件包括板，所述板设置在所述开窗周围，并与所述壳体枢转连接。

6.根据权利要求5所述的一种显示装置，其特征在于，

所述板包括沿第一方向相对设置的第一板和第二板，以及沿第二方向相对设置的第三板和第四板；

所述第一方向和所述第二方向相互垂直；

所述第一板分别与所述第三板和第四板相接；所述第二板分别与所述第三板和所述第四板相接。

7.根据权利要求5所述的一种显示装置，其特征在于，

所述板沿枢转路径在所述第一状态和所述第二状态之间变化；

在第二状态下，所述板所在平面与所述开窗所在平面相正交以遮挡来自周围的光线。

8.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，设置在所述开窗周围的壳体上覆盖超黑材料层。

9.根据权利要求1所述的一种显示装置，其特征在于，

所述遮蔽件还包括柔性材料，所述柔性材料可操作地呈现在所述开窗周围。

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