CN219320565U - 一种远像显示的投影装置 - Google Patents

Abstract

一种远像显示的投影装置，属于光学显示成像技术领域，为了解决现有技术存在能量损失大、远像投影系统杂散光干扰大的问题，该装置包括：第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、发光显示屏、可调支撑架、观察窗口和壳体；所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、发光显示屏和可调支撑架设置在壳体内；所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜组成离轴三反光学系统，发光显示屏置于离轴三反系统焦平面以内；所述发光显示屏设置在可调支撑架上，可调支撑架沿发光显示屏法线方向前后移动，壳体上开有观察窗口，人眼通过该观察窗口观察经壳体内离轴三反光学系统反射出的发光显示屏的放大虚像。该装置能够有效实现减少能量损耗，可以实现消除杂光影响。

Description

一种远像显示的投影装置

技术领域

本实用新型属于光学显示成像技术领域，具体涉及一种远像显示的投影装置。

背景技术

由于近年来科技水平的快速发展，电子设备是现代生活中不可或缺的工具，但是过度使用电子设备也会对青少年的眼睛健康造成危害，电子设备的屏幕所发出的光线会刺激眼睛，导致眼睛疲劳、干涩、视力下降等问题。长时间暴露于电子设备发出的光线下还会加剧近视的发展。由于青少年长时间近距离用眼，其接触到的电脑、手机、平板电脑等设备易导致青少年儿童长时间近距离接触电子设备发出的带有蓝光刺激和高闪烁频率的光线，从而导致眼部疲劳，晶状体调节能力下降，引起近视等一系列问题。且由于电子设备所成画面位置一定，青少年无法长时间保持正确观看姿势，导致其低头、弯腰，从而引起骨骼发育问题。

中国专利申请号“202111030315.7”，专利名称为“一种视频播放装置”，该装置采用了凹面反射镜结合分光镜的方式，通过将显示屏器件发出的光线反射至分光镜上，然后将部分光反射至凹面反射镜以形成正立放大的虚像，再透过分光镜进入人眼。该专利所述的远像投影系统中分光镜存在预定的透反比，成像光线两次到达分光镜后显示屏发出的光能量损失较大，最终看到的放大像亮度降低；同时显示屏发射出的光束可不经过远像放大系统直接进入人眼，杂散光干扰大，从而分散使用者观察远像投影时的注意力。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在能量损失大、远像投影系统杂散光干扰大的问题，提出一种远像显示的投影装置。

本实用新型解决技术问题的方案是：

一种远像显示的投影装置，其特征是，该装置包括：第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、发光显示屏、可调支撑架、观察窗口和壳体；

所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、发光显示屏和可调支撑架设置在壳体内；

所述第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜组成离轴三反光学系统，发光显示屏置于离轴三反系统焦平面以内；

所述发光显示屏设置在可调支撑架上，可调支撑架沿发光显示屏法线方向前后移动，壳体上开有观察窗口，人眼通过该观察窗口观察经壳体内离轴三反光学系统反射出的发光显示屏的放大虚像。

所述发光显示屏出射的光线依次经过第三反射镜、第二反射镜、第一反射镜、观察窗口进入人眼，形成放大的虚像；发光显示屏中心点发出的光束经过第一反射镜后水平进入人眼。

该装置还包括平面反射镜，其位于观察窗口和第一反射镜之间，所述平面反射镜翻转校正发光显示屏经由离轴三反系统形成的镜像；所述发光显示屏发出的光依次经第三反射镜、第二反射镜和第一反射镜反射，再经平面反射镜反射后从观察窗口入射到人眼。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型所提出的一种远像显示的投影装置采用离轴三反光学系统，经过该光学系统的光能利用率高，能够有效实现减少能量损耗，光学信息利用率高，该装置可以使人眼看到发光显示屏的放大虚像，虚像距离远近可调，缓解人眼近距离观察电子设备屏幕的疲劳。

本实用新型中发光显示屏与观察者眼瞳位于离轴三反光学系统同一侧、发光显示屏的背部面向观察者眼瞳，可有效避免发光显示屏与其所成正立放大的像同时处于人眼视觉范围内，可以实现消除杂光影响，避免人眼同时看到发光显示屏引起注意力分散。

本实用新型中发光显示屏位于可调支撑架上，可沿光线传播方向前后移动，从而改变该光学成像系统中物象位置，达到灵活调节虚像与人眼之间距离的目的。使用者眼部晶状体随虚像距离调节，从而达到进行视力训练，缓解视觉疲劳的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施方式一中一种远像显示投影装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施方式二中一种远像显示投影装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施方式一：

如图1所示，一种远像显示的投影装置，该装置包括：第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3、发光显示屏4、可调支撑架5、观察窗口6和壳体7；由第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3组成离轴三反光学系统，发光显示屏4置于离轴三反系统焦平面以内；发光显示屏4设置在可调支撑架5上，可调支撑架5沿发光显示屏4法线方向前后移动，壳体7上开有观察窗口6，人眼通过该观察窗口6观察经壳体7内离轴三反光学系统反射出的发光显示屏4的放大虚像。所形成的放大虚像的距离远近随可调支撑架5前后移动而改变。

所述发光显示屏4出射的光线依次经过第三反射镜3、第二反射镜2、第一反射镜1、观察窗口6进入人眼，形成放大的虚像；发光显示屏4中心点发出的光束经过第一反射镜1后水平进入人眼。保证发光显示屏4所发出光学信号能最大程度进入光学系统。

所述第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3各个反射镜的表面可以是球面、非球面或自由曲面。

基于放大镜原理可知，人眼通过观察窗口6看到光学系统所成放大的虚像，此时人眼会将虚像与人眼的距离视为人眼观看到的像的距离。当发光显示屏4位置不变时，人眼通过观察窗口6外任意角度和距离观察到的经光学系统所成虚像位置不变，从而能够避免人眼过近距离观察屏幕，造成近视损害。

所述发光显示屏4由可调支撑架5夹持，能够沿离轴三反光学系统成像光线方向前后定量移动。基于放大镜原理可知，发光显示屏4前后移动可改变光学系统中物象位置关系，进而改变虚像距离人眼的位置。当人眼长时间观察发光显示屏4的虚像时，通过调节支撑架5位置来调节虚像位置远近变化，缓解人眼因长时间采用同一种聚焦位置而产生的视觉疲劳。

所述可调支撑架5具有自动驱动模式，可以设置发光显示屏4开始移动和结束移动的时间、发光显示屏移动速度、发光显示屏在不同位置停留时间，按设定的模式调节远像距离，进行视力训练。

实施例1：

所述离轴三反式光学系统视场角为24.96°×14.2°，焦距为275mm，发光显示屏4大小为5.5英寸OLED显示屏。所述进入人眼的发光显示屏4中心点光束与发光显示屏4法线方向夹角小于10°。可以看到一个视觉效果较好的发光显示屏4的放大虚像。

实施方式二：

如图2所示，该远像显示投影装置还进一步包括一个平面反射镜8，其位于观察窗口6和第一反射镜1之间。所述平面反射镜8可翻转校正发光显示屏4经由离轴三反系统形成的镜像。进一步的，该平面反射镜8可以转折成像光路，优化离轴三反系统、发光显示屏4、可调支撑架5等部件在壳体内的布局。

实施方式二描述的一种远像显示投影装置在使用时，如图2所示，成像光束从发光显示屏4发出后依次经第三反射镜3、第二反射镜2和第一反射镜1反射，再经平面反射镜8反射后从观察窗口6入射到人眼。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种远像显示的投影装置，其特征是，该装置包括：第一反射镜(1)、第二反射镜(2)、第三反射镜(3)、发光显示屏(4)、可调支撑架(5)、观察窗口(6)和壳体(7)；

所述第一反射镜(1)、第二反射镜(2)、第三反射镜(3)、发光显示屏(4)和可调支撑架(5)设置在壳体(7)内；

所述第一反射镜(1)、第二反射镜(2)、第三反射镜(3)组成离轴三反光学系统，发光显示屏(4)置于离轴三反系统焦平面以内；

所述发光显示屏(4)设置在可调支撑架(5)上，可调支撑架(5)沿发光显示屏(4)法线方向前后移动，壳体(7)上开有观察窗口(6)，人眼通过该观察窗口(6)观察经壳体(7)内的离轴三反光学系统反射出的发光显示屏(4)的放大虚像。

2.根据权利要求1所述的一种远像显示的投影装置，其特征在于，所述发光显示屏(4)出射的光线依次经过第三反射镜(3)、第二反射镜(2)、第一反射镜(1)、观察窗口(6)进入人眼，形成放大的虚像；发光显示屏(4)中心点发出的光束经过第一反射镜(1)后水平进入人眼。

3.根据权利要求1所述的一种远像显示的投影装置，其特征在于，该装置还包括平面反射镜(8)，其位于观察窗口(6)和第一反射镜(1)之间，所述平面反射镜(8)翻转校正发光显示屏(4)经由离轴三反系统形成的镜像；

所述发光显示屏(4)发出的光依次经第三反射镜(3)、第二反射镜(2)和第一反射镜(1)反射，再经平面反射镜(8)反射后从观察窗口(6)入射到人眼。

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