CN112180604A - 一种近眼信息的显示装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种近眼信息的显示装置及其方法，其包括AR眼镜，AR眼镜设有凸透镜、投影仪，AR眼镜包括镜片，镜片具有投影成像区，镜片背离投影成像区的外表面设有遮光区，遮光区用于防止外界光线投射到投影成像区。镜片设有透光区、凸透镜。AR眼镜还包括反射片，AR眼镜设有摄像头，AR眼镜设有温控结构，温控结构包括加热丝、保温垫、保温凸部，AR眼镜设有加湿装置、加湿通道。通过本显示装置，可将手机平板上的屏幕图像信息转换为远景图像投射在人员眼前，使人员阅读时不易产生疲劳感，眼球能够得到放松，便于解决假性近视，遮光区的设置，使外界的景象不与投影图像重叠，便于人员阅读。

Description

一种近眼信息的显示装置及其方法

技术领域

本申请涉及显示装置技术领域，尤其是涉及一种近眼信息的显示装置及其方法。

背景技术

现有的儿童与青少年的阅读与学***板等，长时间近距离盯着电子屏幕易造成用眼疲劳，而影响视力。

由此需要保持使用者的眼球与屏幕图像之间的距离，使屏幕图像发出的光趋于平行以减轻使用者用眼疲劳。

针对上述中的相关技术，发明人认为使人员远离屏幕会造成人员无法清楚看到屏幕中的字体信息的缺陷。

发明内容

为了使人员能够在减轻眼球疲劳的同时能够清楚了解到屏幕中的字体信息，本申请提供一种近眼信息的显示装置。

本申请提供的一种近眼信息的显示装置采用如下的技术方案：

一种近眼信息的显示装置，包括AR眼镜，所述AR眼镜设有供数据线连接的数据传输端，所述AR眼镜内设有凸透镜一、投影仪，所述凸透镜一位于投影仪的投影端的正前方以将投影光线矫正平行，所述AR眼镜包括镜片，所述镜片具有用于接收投影光线的投影成像区，所述镜片背离投影成像区的外表面设有遮光区，所述遮光区用于防止外界光线投射到投影成像区。

通过采用上述技术方案，投影仪发出的光线经过凸透镜一后，其由向四周散射的状态收束变为平行发射的状态，之后通过设置在镜架上的反射面反射进入倾斜反射通道中，由于反射通道的内壁均为纯净二氧化硅，其临界角较大，投影光线在反射通道内发生全反射，继而垂直投射到投影成像区上，投影成像区的表面倾斜设置，以将投影成像区垂直射入人员眼中，此时由于人员眼球接收到的是平行光线，相当于远景光线，其虚像的成像处距离人员眼球的距离至少为5M，人员在观看时，眼球不易发生“内斜”，使人眼睫状肌处于放松的状态，减轻人员长时间阅读后眼疲劳的状况。遮光区的设置使外界景物反射的光线不易通过镜片投射在投影成像区中，避免其干扰人员对屏幕信息的阅读，使人员的视角反复在外界景物与投影之间切换，而使人员眼部的睫状肌与内直肌不断收缩、舒张，造成人员眼球易出现疲劳的现象。

可选的，所述镜片背离投影成像区的外表面还设有透光区，所述透光区与遮光区相邻近，所述镜片的外表面设有用于使透光区焦点前移的凸透镜二。

通过采用上述技术方案，透光区的设置，便于人员眼球能够通过选择性转动，将视线转移到透光区，从而观测到外界的景象，便于人员了解外界景象，使人员可在佩戴本显示装置时，能够自由走动，较为方便，凸透镜二的设置，使透光区的焦点前移，使原本聚焦与视网膜外的光线聚焦在视网膜内，将周围景物的影像拉近，便于人员观察。

可选的，所述AR眼镜还包括反射片，所述反射片与镜片平行设置，所述反射片与镜片之间形成供投影光线反射传播的反射通道，所述镜片与反射片的材质均采用纯净二氧化硅。

通过采用上述技术方案，纯净二氧化硅的最大反射角较大，使投影光线易发生全反射，便于投影光线传递到投影成像区。

可选的，所述AR眼镜设有摄像头，所述摄像头与AR眼镜的内部处理器连接。

通过采用上述技术方案，当人员对无法使用数据线进行数据传输的阅读设备或者当数据线损坏时，人员可开启摄像头对图像信息进行采集，使人员能够正常使用本显示装置对电子阅读设备上的图像进行阅读。

可选的，所述AR眼镜设有温控结构，所述温控结构包括加热丝、用于与人员眼球周边皮肤相贴的保温垫、保温凸部，所述保温凸部设有加热液的腔室，所述加热丝位于腔室内，所述保温垫安装于设置在保温凸部外部的凹槽中，所述凹槽的底壁设有贯通至腔室的导热块。

通过采用上述技术方案，温控结构可对人员眼部的皮肤与肌肉进行热敷，使人员眼部的肌肉能够得到充分地放松舒张，从而减少人员眼部的疲劳感。

可选的，所述AR眼镜设有用于润湿保温垫的加湿装置、加湿通道，所述加湿通道的两端分别连通凹槽与加湿装置。

通过采用上述技术方案，人员可通过加湿装置、加湿通道对保温垫进行润湿，保持人员眼部周围皮肤的舒张与湿润，使人员眼部周边的皮肤与肌肉得到更好地放松，从而减轻人员眼部的疲劳感。

本申请提供的一种近眼信息的显示方法采用如下的技术方案：

一种近眼信息的显示方法，包括以下步骤：

利用AR眼镜对手机平板上的屏幕图像信息获取并进行处理；

将处理的屏幕图像信息通过投影仪转换为投影光线进行投放；

将投影光线通过凸透镜一处理变为平行光线；

将投影光线投放到投影成像区经过投影成像区反射供人员观看。

通过采用上述技术方案，利用投影仪将采集的屏幕图像信息投射出，经过凸透镜一校正，使投影光线呈水平投设到投影成像区，之后经过投影成像区进入人员的眼中，以模拟远景光线，人员观看时眼睛中的睫状肌与内直肌能够保持放松状态，使人员在阅读时不易感到疲劳，同时遮光区将外界的光线干扰去除，防止投影成像区的投影虚像与外界景物虚像重叠，使人员无需眼部张紧内直肌与睫状肌切换远近视角，进一步减少阅读疲劳感。

可选的，在利用AR眼镜对手机平板上的屏幕图像信息获取之中，包括如下步骤：

通过数据线或者WIFI将数据传输端与手机平板内的数据信息对接以获取屏幕图像信息。

通过采用上述技术方案，利用数据线或者将WIFI将手机平板内的屏幕图像信息导入AR眼镜，人员无需眼镜对准屏幕，可以在平躺的过程中阅读，使人员全身得到放松。

可选的，在利用AR眼镜对手机平板上的屏幕图像信息获取之中，还包括如下步骤：

利用摄像头对手机平板上的图像信息进行采集，将采集的屏幕图像信息传输到AR眼镜内部处理器进行处理。

通过采用上述技术方案，当人员对无法使用数据线进行数据传输的阅读设备（数据线损坏或丢失的情况），人员可开启摄像头对图像信息进行采集，使人员能够正常使用本显示装置对电子阅读设备上的图像进行阅读，较为方便。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过本显示装置，可将手机平板上的屏幕图像信息转换为远景图像投射在人员眼前，使人员阅读时不易产生疲劳感，眼球能够得到放松，便于解决假性近视，遮光区的设置，使外界的景象不与投影图像重叠，便于人员阅读；

通过设置透光区，人员可通过透光区观看到外界的景象，使本显示装置便于在人员运动时使用。

附图说明

图1是本申请实施例的立体结构图。

图2是本申请实施例的剖视图。

图3是图2的A处放大图。

附图标记说明：1、AR眼镜；11、数据传输端；12、凸透镜一；13、投影仪；14、镜片；15、遮光区；16、透光区；17、凸透镜二；18、反射片；181、观测孔；182、反射通道；19、摄像头；2、温控结构；21、加热丝；22、保温垫；23、保温凸部；231、腔室；232、凹槽；233、导热块；24、加湿装置；25、加湿通道。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种近眼信息的显示装置。参照图1和图2，一种近眼信息的显示装置，包括AR眼镜1，AR眼镜1包括装载有处理器的镜架、固定在镜架上的镜片14以及反射片18。

AR眼镜1设有用于与手机平板连接的数据传输端11，数据传输端11可通过数据线或者WIFI连接的形式与手机平板建立数据连接。

参照图2和图3，镜片14的内表面具有用于接收投影光线的投影成像区，投影成像区正对人员瞳孔处，镜架内设有凸透镜一12、投影仪13，凸透镜一12位于投影仪13的投影端的正前方，反射片18固定在AR眼镜1上，反射片18与镜片14平行设置，反射片18与镜片14之间形成供投影光线反射传播的反射通道182，反射片18设有观测孔181，镜片14与反射片18的材质均采用纯净二氧化硅，镜片14背离投影成像区的外表面设有用于防止外界光线投射到投影成像区，观测孔181与投影成像区正对，以便人员能够清楚观看到投影到投影成像区的图像。

投影仪13发出的光线经过凸透镜一12后，其由向四周散射的状态收束变为平行发射的状态，之后通过设置在镜架上的反射面反射进入倾斜反射通道182中，由于反射通道182的内壁均为纯净二氧化硅，其临界角较大，使投影光线在反射通道182内发生全反射，继而垂直投射到投影成像区上，投影成像区的表面倾斜设置，以将投影成像区垂直射入人员眼中，此时由于人员眼球接收到的是平行光线，相当于远景光线，其虚像的成像处距离人员眼部的距离至少为5M，人员眼球不易发生“内斜”，使人眼睫状肌处于放松的状态，减轻人员长时间阅读后眼疲劳的状况。

遮光区15由镜片14外表面覆盖不透光的片体形成，投影成像区位于遮光区15沿镜片14厚度方向的投影内。遮光区15的设置使外界景物反射的光线不易通过镜片14投射在投影成像区中，避免其干扰人员对屏幕信息的阅读，使人员的视角反复在外界景物与投影之间切换，而使人员眼部的睫状肌而不断收缩、舒张，造成人员眼球易出现疲劳的现象。

镜片14背离投影成像区的外表面还设有透光区16，透光区16与遮光区15相邻近，透光区16为透明状，遮光区15固设有凸透镜二17，凸透镜二17的边侧凸出到透光区16，对透光区16的部分进行遮挡，以使透光区16的焦点前移，使原本聚焦与视网膜外的光线聚焦在视网膜内，将周围景物的影像拉近，便于人员观察。透光区16的设置，便于人员眼球能够通过选择性转动，将视线转移到透光区16，从而观测到外界的景象，便于人员了解外界景象，使人员可在佩戴本显示装置时，能够自由走动，较为方便。

镜架的外表面上设有摄像头19，摄像头19为***头，摄像头19与AR眼镜1的内部处理器连接，摄像头19可将拍摄到的图像信息传递到AR眼镜1的处理器中，继而通过投影仪13将图像信息投影出。当人员对无法使用数据线进行数据传输的阅读设备或者当数据线损坏时，人员可开启摄像头19对图像信息进行采集，使人员能够正常使用本显示装置对电子阅读设备上的图像进行阅读。

AR眼镜1设有温控结构2，温控结构2包括加热丝21、用于与人员眼球周边皮肤相贴的保温垫22、保温凸部23，保温凸部23固定在镜架上，保温凸部23设有加热液的腔室231，加热丝21位于腔室231内用于对加热液进行加热，加热丝21可对辊腔室231内的加热液进行加热，使其达到50度左右范围，保温垫22为柔性垫，保温垫22可才采用棉垫或者生物蛋白胶垫，保温垫22安装于设置在保温凸部23外部的凹槽232中，凹槽232用于与人员眼部周围的皮肤正对，保温垫22可相对保温凸部23可更换，凹槽232的底壁设有贯通至腔室231的导热块233，导热块233的材质采用不锈钢。

温控结构2可对人员眼部的皮肤与肌肉进行热敷，使人员眼部的肌肉能够得到充分地放松舒张，从而减少人员眼部的疲劳感。

AR眼镜1设有用于润湿保温垫22的加湿装置24、加湿通道25，加湿装置24为橡胶囊，橡胶囊内部空间用于填装加湿液，加湿液可采用纯净水，加湿通道25的两端分别连通凹槽232与加湿装置24的内部空间，加湿装置24固定安装于镜架的底部，人员可通过挤压加湿装置24，使橡胶囊内部的水体通过加湿通道25挤入保温垫22，对保温垫22进行润湿，保持人员眼部周围皮肤的舒张与湿润，使人员眼部周边的皮肤与肌肉得到更好地放松，从而减轻人员眼部的疲劳感。

本申请实施例一种近眼信息的显示装置的实施原理为：通过将手机平板上的屏幕图像信息，通过数据传输或者拍照的形式获取，之后通过投影仪13投射经过凸透镜一12，使投影光线趋于平行，再通过光路反射，投射到投影成像区中，由投影成像区直接投射到人员眼中，由于投影光线趋于平行，其虚像的成像处距离人员眼部的距离较远，相当于人员观测远景的效果，使人员的眼中睫状肌处于放松状态，减轻人员长时间阅读产生的疲劳感，同时遮光区15可防止人员在阅读时，外部景物对阅读信息造成干扰而使人员眼中的睫状肌为使人员适应所观看的景物距离，不断收缩调整眼球的位置而使眼睛疲劳。

本申请实施例还公开一种近眼信息的显示方法，包括以下步骤：

步骤S1：使用数据线将手机平板与AR眼镜1的数据传输端11连接，将手机平板上的屏幕图像信息通过数据线传输到AR眼镜1中，由AR眼镜1内的处理器对屏幕图像信息进行处理。或者当数据线损坏或者丢失等情况发生，人员不便通过数据线对手机平板的数据进行传输时，便通过启动AR眼镜1上的摄像头19对手机平板上的屏幕图像信息进行采集，传输到R眼镜内的处理器中进行处理。

步骤S2：将处理的屏幕图像信息通过投影仪13转换为投影光线进行输出；

步骤S3：将投影光线通过凸透镜一12进行汇聚处理，对投影光线进行校正使其变为平行光线，以增加投影光线虚像的成像距离，并将投影光线通过反射通道182进行全反射传输；

步骤S4：投影光线通过反射通道182的传输，最终到达镜片14上的投影成像区，人员带上AR眼镜1后投影成像区会近距离与人员瞳孔正对，之后通过投影成像区再次对投影光线的反射，使投影光线平行射入人员的瞳孔内，由于投影光线趋于平行，其虚像的成像距离较远相当于远景，使人员观看不吃力，同时由于投影成像区的背面被遮光，减少了外界景象对人员视线的干扰，使人员无需频繁通过睫状肌对眼球的调整以使人员排除外界景象的干扰，进一步减轻人员的阅读疲劳感。

本申请实施例一种近眼信息的显示方法的实施原理为：利用投影仪13将采集的屏幕图像信息投射出，经过凸透镜一12校正，使投影光线呈水平投设到投影成像区，之后经过投影成像区进入人员的眼中，通过上述步骤处理后的光线，与远景光线相似，人员观看时眼睛中的睫状肌与内直肌能够保持放松状态，使人员在阅读时不易感到疲劳，同时遮光区15将外界的光线干扰去除，使人员无需眼部张紧内直肌与睫状肌切换远近视角，进一步减少阅读疲劳感。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种近眼信息的显示装置，其特征在于：包括AR眼镜(1)，所述AR眼镜(1)设有用于传输数据的数据传输端(11)，所述AR眼镜(1)内设有凸透镜一(12)、投影仪(13)，所述凸透镜一(12)位于投影仪(13)的投影端的正前方以将投影光线矫正平行，所述AR眼镜(1)包括镜片(14)，所述镜片(14)具有用于接收投影光线的投影成像区，所述镜片(14)背离投影成像区的外表面设有遮光区(15)，所述遮光区(15)用于防止外界光线投射到投影成像区。

2.根据权利要求1所述的一种近眼信息的显示装置，其特征在于：所述镜片(14)背离投影成像区的外表面还设有透光区(16)，所述透光区(16)与遮光区(15)相邻近，所述镜片(14)的外表面设有用于使透光区(16)焦点前移的凸透镜二(17)。

3.根据权利要求1所述的一种近眼信息的显示装置，其特征在于：所述AR眼镜(1)还包括反射片(18)，所述反射片(18)与镜片(14)平行设置，所述反射片(18)与镜片(14)之间形成供投影光线反射传播的反射通道(182)，所述镜片(14)与反射片(18)的材质均采用纯净二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的一种近眼信息的显示装置，其特征在于：所述AR眼镜(1)设有摄像头(19)，所述摄像头(19)与AR眼镜(1)的内部处理器连接。

5.根据权利要求1所述的一种近眼信息的显示装置，其特征在于：所述AR眼镜(1)设有温控结构(2)，所述温控结构(2)包括加热丝(21)、用于与人员眼球周边皮肤相贴的保温垫(22)、保温凸部(23)，所述保温凸部(23)设有加热液的腔室(231)，所述加热丝(21)位于腔室(231)内，所述保温垫(22)安装于设置在保温凸部(23)外部的凹槽(232)中，所述凹槽(232)的底壁设有贯通至腔室(231)的导热块(233)。

6.根据权利要求5所述的一种近眼信息的显示装置，其特征在于：所述AR眼镜(1)设有用于润湿保温垫(22)的加湿装置(24)、加湿通道(25)，所述加湿通道(25)的两端分别连通凹槽(232)与加湿装置(24)。

7.一种基于权利要求1-6任意一条所述的近眼信息的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用AR眼镜(1)对手机平板上的屏幕图像信息获取并进行处理；

将处理的屏幕图像信息通过投影仪(13)转换为投影光线进行投放；

将投影光线通过凸透镜一(12)处理变为平行光线；

将投影光线投放到投影成像区经过投影成像区反射供人员观看。

8.根据权利要求7所述的一种近眼信息显示方法，其特征在于，在利用AR眼镜(1)对手机平板上的屏幕图像信息获取之中，包括如下步骤：

通过数据线或者WIFI将数据传输端(11)与手机平板内的数据信息对接以获取屏幕图像信息。

9.根据权利要求8所述的一种近眼信息显示方法，其特征在于，在利用AR眼镜(1)对手机平板上的屏幕图像信息获取之中，还包括如下步骤：

利用摄像头(19)对手机平板上的图像信息进行采集，将采集的屏幕图像信息传输到AR眼镜(1)内部处理器进行处理。

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