CN218918338U - 一种远像显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开属于显示装置领域，具体而言涉及一种远像显示装置，包括：外壳，所述外壳上设置有观察界面；光学模组，设置在所述外壳内部，包括：显示屏，用于显示图像；自由曲面屏，设置在所述观察界面朝向外壳内部的正投影上；分光镜，对应于所述观察界面设置，将所述显示屏发出的光部分反射至所述自由曲面屏，并透过所述自由曲面屏反射回来的所述光；其中，当所述显示装置水平放置时，所述显示屏水平放置；所述自由曲面屏的光轴沿水平方向延伸；所述显示屏整体位于所述观察界面下边缘预定距离的下方，当观察者透过所述观察界面观看所述显示屏在所述自由曲面屏上成的虚像时，所述显示屏被外壳完全阻挡；从而使所述显示屏相对于所述观察者不可见。

Description

一种远像显示装置

技术领域

本公开属于显示装置领域，具体而言涉及一种远像显示装置。

背景技术

多媒体设备尤其是视频或图像的载体，更甚至文字载体都在人们日常生活中广发使用，但过度的使用将带来眼睛疲劳，更有甚者会造成近视的发生。尤其是针对于青少年儿童，其视力降低对其日常生活产生巨大影响。

基于上述问题提出远像显示装置，以能够成像远距离的像，从而有效避免观察者观看时积累而形成的近视。但由于远像显示装置的布局存在一定的问题，例如，观察者能够从观察界面处直接看到显示屏，或在有限的空间内无法实现更多的功能，或若增加远像显示装置的功能，需要扩大远像显示装置的空间占用面积。

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远像显示装置以提高远像显示装置的性能。

为了解决上述问题，本公开提供的技术方案包括：

提供了一种远像显示装置，包括：外壳，所述外壳上设置有观察界面；光学模组，设置在所述外壳内部，包括：显示屏，用于显示图像；自由曲面屏，设置在所述观察界面朝向外壳内部的正投影上；分光镜，对应于所述观察界面设置，将所述显示屏发出的光部分反射至所述自由曲面屏，并透过所述自由曲面屏反射回来的所述光；其中，当所述显示装置水平放置时，所述显示屏水平放置；所述自由曲面屏的光轴沿水平方向延伸；所述显示屏整体位于所述观察界面下边缘预定距离的下方，当观察者透过所述观察界面观看所述显示屏在所述自由曲面屏上成的虚像时，所述显示屏被外壳完全阻挡；从而使所述显示屏相对于所述观察者不可见。

通过上述设置以使得观看者在观察远像显示装置时，能够看到由显示屏为光源经所述自由曲面屏成的虚像时，所述显示屏被外壳完全阻挡；从而使所述显示屏相对于所述观察者不可见，进而提高观看者的观看体验。

优选的，所述外壳侧壁和/或后壁与所述光学模组对应的侧部和/或后部之间存在间隙，所述间隙中设置有电路板。

通过上述设置使得观察者不管从哪个角度观看都能够得到清晰的显示图像，使得所述显示屏经过分光镜的反射后聚焦在自由曲面屏光轴上，进而保障所呈现的虚像能够为观察者带来良好的观看体验，同时将电路板设置在光学模组和外壳之间的间隙中，以有效利用空间资源，同时满足使用者的功能需求。

优选的，所述分光镜所在平面与所述显示屏所在平面呈45°夹角；所述分光镜所在平面与所述自由曲面屏的焦平面之间呈45°夹角；所述显示屏所在平面与所述自由曲面屏的焦平面相互垂直。

如此设置以使得经过分光镜反射的光线沿水平方向发射到自由曲面屏上，再由自由曲面屏反射在其光轴上，使得最终成像清晰。

优选的，所述远像显示装置还包括内壳，所述显示屏设置在所述内壳底面的窗口上；所述自由曲面屏设置在所述内壳后壁上；所述分光镜设置在所述内壳的前壁上，并与所述观察界面相对设置。

如此设置以将显示屏、分光镜以及自由曲面屏固定在所述内壳上，防止在移动远像显示屏移动时发生晃动以改变上述光学模块的相对角度和相对位置，以影响最终成像效果，此外能够以分光镜所在位置为基准进行组装。

优选的，所述内壳包括下凸部，下凸部上设置有安装部，所述显示屏贴合所述安装部设置；所述下凸部与所述外壳之间具有容置空间。

通过上述设置以保证观看者在正常使用过程中，透过观察界面无法看到其内壳中的显示屏，同时下凸部的设置以实现多种功能提供其所需空间，增强空间利用率。

优选的，所述远像显示装置还包括：音响，设置在所述远像显示装置内两侧的所述容置空间中。

如此设置以能够在有限空间内实现传播声音的功能，且无需扩大空间。

优选的，所述远像显示装置还包括：按键，设置在所述外壳的下部前侧，所述按键与按键电路相连，所述按键电路设置在所述远像显示装置内前侧的所述容置空间中。

如此设置以在有限空间内实现人机交互的功能，为观看者提供良好的使用体验。

优选的，所述下凸部的高度范围在3cm-8cm之间。

如此设置以为实现功能的多个模块提供其所需要的空间。

优选的，所述远像显示装置还包括摄像头，所述摄像头设置在所述观察界面下缘。

如此设置以在有限空间内实现拍摄和/或录制的功能，为观看者提供良好的使用体验。

优选的，所述远像显示装置还包括主板，设置在所述外壳侧壁与所述光学模组对应的侧部之间存在的间隙中；以及驱动电路板，设置在所述外壳后壁与对应的光学模组后部存在的间隙中。

如此设置以在保证散热不集中的情况下，利用有限空间进行有效的空间调配，提高空间利用率。

优选的，所述远像显示装置还包括底座，所述底座与所述外壳可枢转的连接，外壳相对于底座在俯仰方向具有±10°范围内调整俯仰角度。

通过上述设置以能够为观察者提供符合其自身情况的显示俯仰角，以适配不同观察者的高度和观察位置，能够实现普遍适用。

优选的，所述显示屏包括10英寸显示屏，在所述自由曲面屏上成具有5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括125英寸；或所述显示屏包括7英寸显示屏，在所述自由曲面屏上成具有5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括87.5英寸。

优选的，所述远像显示装置还包括接口，所述接口设置在所述远像显示装置左右两侧的所述容置空间中。

如此设置以在有限空间内实现与外界设备进行交互连接的功能，为观看者提供良好的使用体验。

与现有技术相比，本公开将所述显示屏水平放置，同时保持分光镜与显示屏呈45°设置，并保证自由曲面屏的内凹曲面与分光镜相对设置，以使得显示屏经过分光镜的反射后，其焦点能够落在自由曲面屏的光轴上，上述设置保证观察者通过观察界面能够观察到清晰的虚像，此外，将显示屏水平放置能够有效避免在观察者进行观察时无法轻易的直接看到显示屏的显示内容，降低显示屏对于观察者的干扰。除此之外，将主板、驱动板以及其他辅助模块设置在光学模组与外壳之间形成的间隙中，有效节省空间，提高空间利用率的同时保证远像显示装置的工作性能。

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为本实用新型实施例中的远像显示装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中内壳与外壳的相对结构示意图；

图3为本实用新型实施例中内壳的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中远像显示装置另一方向的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中主板与内壳的相对位置结构图；

图6为本实用新型实施例中光学模组与内壳的相对位置结构图。

附图标记：

1、外壳；2、显示屏、3、分光镜；4、自由曲面屏；5、内壳；6、音响；7、接口；8、摄像头；9、按键；10、主板；11、驱动板；12、底座。

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远像显示装置，如图1-6所示。

如图1所示，所述远像显示装置包括外壳1、光学模组和电路板。

外壳1，所述外壳1上设置有开窗，该开窗为观察者提供观察界面，以使得观察者透过所述观察界面观察所述远像显示装置内部的呈现图像。

光学模组，如图2所示，所述光学模组设置在所述外壳1内部。如图6所示，所述光学模组包括显示屏2、分光镜3以及自由曲面屏4。

显示屏2，所述显示屏2水平设置，同时显示图像和/或画面。通过沿基本水平的方向设置显示屏2，能够有效避免观察者从观察窗口处直接观察到新视屏所显示的图像，继而影响观察效果。在实施例的一个实施方式中，所述显示屏包括7寸显示屏和10寸显示屏。

分光镜3，所述分光镜3与所述观察界面相适配，观察者透过分光镜3能够观察到所述光学模组形成的像。所述分光镜3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。

所述分光镜3与所述显示屏2相对设置。当所述显示器发射的光照射到所述分光镜3的内表面时，所述分光镜3将显示器的一部分光反射出去，另一部分光透过所述分光镜3透射出去。反射的光线在本实施例中射向分光镜3后方的自由曲面屏4，而透射的光从所述分光镜3向上发射出去。

从所述显示屏2幕发出的光线，经过分光镜3面第一次到达所述分光镜3后在分光镜3的分光作用下一部分光线从分光镜3透射出去，从而减弱了一部分亮度，并且在所述凹面反射镜的反射作用之后的光第二次经过所述分光镜3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察者眼部的光线亮度，从而起到了保护视力的作用。

进一步的，所述分光镜3所在平面与所述显示屏2所在平面之间呈现45°夹角。如此设置以使得由显示屏2发出的光线经过分光镜3的反射后其形成的焦点能够落在自由曲面屏4的光轴上，以此来保证所述光学模组最终呈现的虚像的清晰呈现。

自由曲面屏4，所述自由曲面屏4具有内凹曲面，所述内凹曲面与所述分光镜3相对设置，所述自由曲面屏4的光轴沿水平方向延伸。进一步的，所述自由曲面屏的焦平面与所述分光镜所在平面之间呈45°夹角，所述显示屏所在平面与所述自由曲面屏的焦平面相互垂直。如此设置以能够使得观察者在通过观察界面观察时，能够看到完整清晰的像。

综上，所述显示屏2上的显示图像经过分光镜3和自由曲面屏4对于光线传播路线的改变，增加光路路径的长度，进而使得所述光学模组最终形成具有大于3m的虚像。

具体而言，当所述显示屏为10寸显示屏时，通过上述设置能够形成具有成5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括125英寸。当所述显示屏为7寸显示屏时，通过上述设置能够形成具有成5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括87.5英寸。

此外，为了保证光学模组在所述外壳1中稳定放置，如图6所示，所示光学模组包括内壳5，通过内壳5连接所述光学模组所包括的显示屏2、分光镜3以及自由曲面屏4。所述显示屏设置在所述内壳底面的窗口上；所述自由曲面屏设置在所述内壳后壁上；所述分光镜设置在所述内壳的前壁上，并与所述观察界面相对设置。通过上述设置使得在内壳5的连接下，将显示屏2、分光镜3以及自由曲面屏4相对稳定的固定，进而使得光学模组中的光学仪器之间的夹角和相对距离固定，不会因为晃动或调整而改变最终成像效果。

再进一步的，所述内壳5、显示屏2、分光镜3以及自由曲面屏4共同形成一个完整的整体，由于本实施例能够形成远距离的像，上述光学仪器之间进行光路传输过程中进入灰尘或污染都会影响最终的成像，所以将上述四者设置成一个整体将有效解决上述技术问题。

所述光学模组放置在所述外壳1中时，所述光学模组与所述外壳1之间存在由一定的间隙以放置其他模块，以在空间有限，且保证必要功能的情况下，有利于完善或加强所述远像成像装置的体验，以为观看者带来更好的使用效果。

如图3所示，所述内壳5包括下凸部，下凸部上设置有安装部，所述显示屏贴合所述安装部设置；所述下凸部与所述外壳之间具有容置空间。所述下凸部的高度范围在3cm-8cm之间。在所述远像显示装置内两侧的所述容置空间中设置有音响6。两个音响6对称设置以使得当观察者进行观看时，双耳能够均匀的听到环绕声，以此为观察者提供良好的使用体验，能够无意中增加观看时长，进而能够有效的防止或者改善用眼疲劳或者近视。

此外，所述远像显示装置还包括接口7，所述接口7设置在所述远像显示装置左右两侧的所述容置空间中。该接口7能够连接外界设备，以增加外界设备与远像显示装置的联动，进而为使用者提供更多的功能。

所述电路板包括驱动板11和主板10。驱动板11，如图4所示，所述驱动板11与所述显示屏2电性连接，以控制显示屏2的显示图像以及显示屏2背光板的颜色，具体而言，控制显示屏2背光板的颜色旨在降低蓝光而提高红光，进而具有改善观察者近视程度的效果。

进一步的，所述驱动板11设置在所述外壳1侧壁和/或后壁与对应的光学模组侧部和/或后部存在的间隙中。通过如此排布以将利用有限的空间实现对显示屏2显示图像的控制，为观察者提供大量选择方案。

主板10，如图5所示，所述主板10与所述显示屏2电性连接，以通过外界输入或观察者的实际用眼信息对显示屏2显示的图像进行调整。进一步的，所述主板10设置在所述外壳1侧壁和/或后壁与对应的光学模组侧部和/或后部存在的间隙中。通过如此排布以将利用有限的空间实现对显示屏2显示图像的控制，更加具有针对性的提供适宜于观察者观看的图像。

需要说明的是，所述驱动板11和所述主板10均能够设置在所述外壳1底壁与所述光学模组底部之间的间隙中，但由于驱动板11、主板10以及显示屏2均设置在底部位置，会造成使用时散热量巨大，同时由于环境不稳定形成的电路连接不稳等问题。由此尽量将显示屏2、驱动板11和主板10设置在具有一定距离的空间内，以保证各处散热互不影响的同时，所述远像显示装置整体体积不占有过大空间。

在本实施例的一个实施方式中，如图5所示，所述驱动板11设置在所述外壳1后壁和相对应的光学模组后部之间形成的间隙中，而所述主板10则设置在所述外壳1侧壁和相对应的光学模组侧部之间形成的间隙中。

此外，所述远像显示装置还包括摄像头8。如图1所示，所述摄像头8设置在所述观察界面下缘。所述远像显示装置还包括按键9，按键，设置在所述外壳的下部前侧，所述按键与按键电路相连，所述按键电路设置在所述远像显示装置内前侧的所述容置空间中。如此设置以利用有限的空间进行功能划分，也就是说通过上述设置以能够不额外增大远像显示装置的占用空间情况下，增强多种功能，以为观看者提供良好的使用体验。

进一步的，所述远像显示装置还包括底座12，所述底座与所述外壳可枢转的连接，外壳相对于底座在俯仰方向具有±10°范围内调整俯仰角度。所述底座与所述外壳可枢转的连接，外壳相对于底座在俯仰方向具有±10°范围内调整俯仰角度。通过上述设置以能够为观察者提供符合其自身情况的显示俯仰角，即当观察者能够达到的观看位置较低时，能够调整外壳1带动光学模组向上倾斜，以使得观察者能够通过抬头的方式观看到图像；而当观察者的观看位置较高时，能够调整外壳1带动光学模组向下倾斜，以使得观察者能够通过低头的方式观看图像。由此以适配不同观察者的高度和观察位置，能够实现普遍适用。

本实施例为了增强所述远像显示装置的显示效果，并提高观察者的使用体验，分别进行以下设置，一方面，为了使得观察者不管从哪个角度观看都能够得到清晰的显示图像，使得所述显示屏2经过分光镜3的反射后聚焦在自由曲面屏4的光轴上，当调整光学模组的俯仰角度时，其成像效果依旧能够保持清晰，另一方面，在不影响所述远像显示装置的占用空间下，尽可能的保证所述远像显示装置所提供的功能能够满足观察者的要求，由此在考虑散热以及空间排布后，在所述光学显示模组与所述外壳1之间形成间隙，在间隙中设置有驱动板11和主板10，且散热能力较强的分布在不同的空间内，以防止热量集中的现象产生。

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 (13)

1.一种远像显示装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设置有观察界面；

光学模组，设置在所述外壳内部，包括：显示屏，用于显示图像；自由曲面屏，设置在所述观察界面朝向外壳内部的正投影上；分光镜，对应于所述观察界面设置，将所述显示屏发出的光部分反射至所述自由曲面屏，并透过所述自由曲面屏反射回来的所述光；

其中，

当所述显示装置水平放置时，所述显示屏水平放置；所述自由曲面屏的光轴沿水平方向延伸；所述显示屏整体位于所述观察界面下边缘预定距离的下方，当观察者透过所述观察界面观看所述显示屏在所述自由曲面屏上成的虚像时，所述显示屏被外壳完全阻挡；从而使所述显示屏相对于所述观察者不可见。

2.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，

所述外壳侧壁和/或后壁与所述光学模组对应的侧部和/或后部之间存在间隙，所述间隙中设置有电路板。

3.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，

所述分光镜所在平面与所述显示屏所在平面呈45°夹角；

所述分光镜所在平面与所述自由曲面屏的焦平面之间呈45°夹角；所述显示屏所在平面与所述自由曲面屏的焦平面相互垂直。

4.根据权利要求3所述的一种远像显示装置，其特征在于，

所述远像显示装置还包括内壳，所述显示屏设置在所述内壳底面的窗口上；所述自由曲面屏设置在所述内壳后壁上；所述分光镜设置在所述内壳的前壁上，并与所述观察界面相对设置。

5.根据权利要求4所述的一种远像显示装置，其特征在于，

所述内壳包括下凸部，下凸部上设置有安装部，所述显示屏贴合所述安装部设置；所述下凸部与所述外壳之间具有容置空间。

6.根据权利要求5所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括：音响，设置在所述远像显示装置内两侧的所述容置空间中。

7.根据权利要求5所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括：按键，设置在所述外壳的下部前侧，所述按键与按键电路相连，所述按键电路设置在所述远像显示装置内前侧的所述容置空间中。

8.根据权利要求5所述的一种远像显示装置，其特征在于，

所述下凸部的高度范围在3cm-8cm之间。

9.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括摄像头，所述摄像头设置在所述观察界面下缘。

10.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括主板，设置在所述外壳侧壁与所述光学模组对应的侧部之间存在的间隙中；以及驱动电路板，设置在所述外壳后壁与对应的光学模组后部存在的间隙中。

11.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括底座，所述底座与所述外壳可枢转的连接，外壳相对于底座在俯仰方向具有±10°范围内调整俯仰角度。

12.根据权利要求1所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述显示屏包括10英寸显示屏，在所述自由曲面屏上成具有5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括125英寸；

或

所述显示屏包括7英寸显示屏，在所述自由曲面屏上成具有5m像距的虚像，所述虚像的尺寸包括87.5英寸。

13.根据权利要求5所述的一种远像显示装置，其特征在于，所述远像显示装置还包括接口，所述接口设置在所述远像显示装置左右两侧的所述容置空间中。

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