观看显示屏的凹面镜装置的制作方法

专利名称：观看显示屏的凹面镜装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及光学技术领域，也涉及显示器、电脑桌等技术领域。
背景技术：
专利CN1694609A《一种数字视窗显示装置》为了增加产品美感采用了凹面镜反射小显示屏的图像，使人在观看空调等电器上的小显示屏时产生了观看大显示屏的美感效果。它是利用凹面镜能放大物像的性质而不是利用凹面镜能放远物像的性质。因为从凹面镜中看到的物像左右颠倒，所以通过现有技术中的凹面镜不能观看文字。现有技术中能观看文字的并用于观看显示屏用的观察镜(例如专利200420078331. 9)使用的是凸透镜而不是凹面镜。凸透镜的特点是看到的物像正立，缺点是有色差、成本高等。

发明内容
本发明的目的或要解决的技术问题是克服凹面镜不能观看文字的缺点，利用凹面镜能放远物像的性质，提供一种用凹透镜为观察镜的能把"观看近处显示屏"变成"观看该显示屏的被放远的虚像"的装置，使眼睛舒适耐劳或预防由于长时间观看近处显示屏造成的近视。 技术方案是观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是0. 999f > u > f + (l+f)，并且还具有以下几种特征之一 或者该装置中包括"具有显示屏的装置"和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的虚像；或者，该装置中包括"具有显示屏的装置"并且"具有显示屏的装置"有左右翻转图像的功能或在显示屏中显示的文字是左右颠倒的，观察者从凹面镜中能看见显示屏的虚像；或者，该装置中包括安放"具有显示屏的装置"的专用装置和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的位置；或者，该装置中包括专门安放"反像显示屏装置"的专用装置，观察者从凹面镜中能看见显示屏的位置。
观看显示屏的凹面镜装置中的支架能使显示屏的位置和观察镜的位置保持在"观察者从观察镜中能看见显示屏虚像"的位置。如果用平行光顺观察方向照射观察镜则平行光通过观察镜的反射后可以聚成一个焦点(例如观察镜是一个球面凹面镜时平行光通过球面凹面镜反射后聚成一个焦点，或者，观察镜是由一个球面凹面镜和一个平面反射镜组成时平行光通过球面凹面镜和平面镜的先后两次反射后聚成一个焦点)，光线从凹面镜(中心)到这个焦点的光线路程是焦距f，光线从凹面镜(中心)到显示屏(中心)的光线路程是物距U，距离单位用米。凹面镜可以是球面凹面镜、或近似球面的能消除物像畸形的凹面镜、或其剖面为椭圆的一部分的凹面镜、或其剖面为部分抛物线的凹面放大镜，或是渐变多焦点的凹面镜等。显示器、移动电视、游戏机、手机、电子书、等等都是具有显示屏的装置。电脑桌、电子书支架、显示器支架、游戏机观察台等都是安放具有显示屏的装置的专用装置。"反像显示屏装置"是指"具有显示屏的装置"有左右翻转图像的功能或在显示屏中显示的文字是左右颠倒的。
这是属于一个总的发明构思的多项技术方案，其特定技术特征是有凹面镜并且凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>该技术方案克服了凹面镜不能观看文字的困难，观察者通过凹面镜看见的显示屏虚像稳定地保持在远处并且看见的文字是正立的。l，观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>并且该装置中包括"具有显示屏的装置"和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的虚像。凹面镜与反射镜的位置或配合关系是从显示屏发出的光线经过反射镜与凹面镜的先后两次反射(或者是先是反射镜反射再是凹面镜反射，或者是先是凹面镜反射再是反射镜反射)后到达观察者，观察者从观察镜中能看见显示屏虚像。观察镜是由凹面镜和反射镜组成，其中反射镜的作用是颠倒显示屏的虚像，凹面镜的作用是放远和颠倒显示屏的虚像，观察者从观察镜中能看见正立的被放远的显示屏虚像。在观看的显示屏中显示的文字是正立的，"具有显示屏的装置"可以没有左右翻转图像的功能。2，观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>并且该装置中包括"具有显示屏的装置"并且"具有显示屏的装置"有左右翻转图像的功能或在显示屏中显示的文字是左右颠倒的。虽然在显示屏中显示的文字是左右颠倒的，但是从凹面镜中看到的文字是正立的。3，观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>并且该装置中包括安放"具有显示屏的装置"的专用装置和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的位置。该装置中不包括要观看的"具有显示屏的装置"，它观看的是不属于该装置的"具有显示屏的装置"。4观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>并且该装置中包括专门安放"反像显示屏装置"的专用装置，观察者从凹面镜中能看见显示屏的位置。该装置不包括要观看的"具有显示屏的装置"，该装置专门用于观看不属于该装置的具有左右翻转图像功能的"具有显示屏的装置"。
上述技术方案还可以有如下附加技术特征 观看显示屏的凹面镜装置中凹面镜与显示屏位置的关系是u = 0. 99f或u = 0. 9f或u = 0. 8f或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或u<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或者凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>或<formula>formula see original document page 4</formula>支架是支撑构件的上位概念，例如支架可以是支撑杆，也可以是箱式或壳体等。支架可以是不可调整的固定式，也可以是可以调控的可调式。
或者，观看显示屏的凹面镜装置中有调控像距或物距大小的构件或机构。支架可以控制凹面镜与显示屏位置之间的距离，也就是控制显示屏虚像的远近。有调控凹面镜或反射镜或显示屏的角度或位置的构件或机构，观察者在观察镜中能看见显示屏虚像。
或者，观看显示屏的凹面镜装置中有表示像距的标示，如标尺、标签、刻度等。通过标示或标尺观察者可以知道凹面镜与显示屏位置之间的距离大小、或者是知道显示屏虚像的远近。
或者，观看显示屏的凹面镜装置中的凹面镜是渐变多焦点的凹面镜。例如一个渐 变多焦点的凹面镜相当于是由多个长条的球面凹面镜并联成一个凹面镜，它有多个焦距， 能减弱因凹面镜与显示屏倾斜放置(局部物距不同)引起的物像变形。 或者，观看显示屏的凹面镜装置中有可调式支撑架，可调式支撑架是支撑以上所 述的"观察镜+显示屏+控制物距的支架"的支架(也就是说可调式支撑架是支撑以上所 述的"凹面镜或凹面镜和反射镜、安放具有显示屏的装置的专用装置或具有显示屏的装置 及其支架"的支架)，可调式支撑架中包括支架底座和可以调控的支架，调整可调控的支架 可以将以上所述的"凹面镜或凹面镜和反射镜、安放具有显示屏的装置的专用装置或具有 显示屏的装置和保持物距的支架"一同移动。 在可调式支撑架上除了有观察镜之外还有"具有显示屏的装置"或"专门放置具有 显示屏的装置的专用平台"，调整可调式支撑架的调控支架能将观察镜和"具有显示屏的装 置"或"专门放置具有显示屏的装置的专用平台"一起移动到观察者眼前观看。
或者，观看显示屏的凹面镜装置中的反射镜是平面镜。 或者，观看显示屏的凹面镜装置中的反射镜还可以是凹面镜、或是曲率较小的凸 面镜。 观看显示屏的凹面镜装置中安放"具有显示屏的装置"的专用装置或专门安放"反 像显示屏装置"的专用装置是电脑桌并且在电脑桌上有安放电脑显示器的指定位置；或者 安放"具有显示屏的装置"的专用装置是一种支架并且支架上有联结"具有显示屏的装置" 的专用构件。 观看显示屏的凹面镜装置有调整凹面镜位置或角度、或调整反射镜位置或角度、 或调整显示屏位置或屏面角度、或调整放置"具有显示屏的装置"平台的构件或机构。
观看显示屏的凹面镜装置中的凹面镜是双眼共用的一个凹面镜；凹面镜是球面镜 或是近似球面的非球面镜。 或者，观看显示屏的凹面镜装置的观察镜中除了上述的"凹面镜"或"凹面镜和反 射镜"之外还有凸透镜。例如显示屏的光线先通过"凹面镜或凹面镜和反射镜"再通过凸透 镜到观察者眼中，观察者从观察镜中能看见显示屏的虚像。 或者，上述观看显示屏的凹面镜装置的凹面镜也可以是双眼分别使用的两个凹面 镜。 或者，上述观看显示屏的凹面镜装置的反射镜也可以是凹面镜、或反射镜也可以 是曲率较小的凸面镜(该凸面镜的焦距比凹面镜的焦距大)。 或者，观看显示屏的凹面镜装置，其特征在于观看显示屏的观察镜中除了上述凹 面镜或凹面镜和反射镜之外，还有凸透镜。也就是观看显示屏的观察镜是由凹面镜和凸透 镜共同构成，观察者从放大镜中能看见左右颠倒的被放远的显示屏虚像(如果用平行光顺 观察方向照射凸透镜则平行光通过凸透镜后到达凹面镜，再通过凹面镜反射可以聚成一个 焦点，光线从凹面镜到这个焦点的光线路程为f，光线从显示屏到凹面镜的光线路程为U); 或者观察镜是由凹面镜、反射镜和凸透镜共同构成，观察者从观察镜中能看见正立的被放 远的显示屏虚像(观察镜包括凹面镜、反射镜和凸透镜。如果用平行光顺观察方向照射凸 透镜则平行光通过凸透镜后再通过凹面镜和反射镜的两次反射后可以聚成一个焦点，光线 从凹面镜到这个焦点的光线路程为f，光线从显示屏到凹面镜的光线路程为U)。观察镜中凹面镜与凸透镜组合的优点是可以减小凹面镜曲率，或利于减小装置体积或增大观察镜面 积。 有益效果 学生长时间看近处的显示屏容易疲劳和近视，利用"观看显示屏的凹面镜装置"将 观看近处的显示屏变成观看远处的显示屏虚像(当0. 999f > u > f + (1+f)时物像较远)， 能放松眼睛、减少疲劳，保护眼睛、预防近视或者治疗近视眼。"观看显示屏的凹面镜装置" 中的反射镜可以将被凹面镜左右颠倒的显示屏虚像再颠倒过来，观察者看到的是正立的显 示屏虚像。(由于大面积的观察镜具有较大的焦距所以需要较大的物距)利用反射镜还能 使物距较大，物距较大有利于采用大面积的凹面镜，增大眼睛视角。利用反射镜使光路弯折 可以在获得较大物距的同时让装置体积较小。支架能保持凹面镜与显示屏之间的物距即保 持像距的稳定，有利于眼睛舒适耐劳长时间观看。装置中有调控像距(或物距)大小的机构 可以使像距等于观察者能看清楚的最远距离(明视远点)。每个观察者视力不同，有调控像 距的机构方便不同的观察者使用。调控像距还可以逐渐拉长明视远点改善近视眼的视力。 长时间观看显示屏学习的学生使用本装置能锻炼眼睛和诱导眼睛进一步放松晶状体缓解 视近疲劳。可调式支撑架则方便观察者使用，利用"可调式支撑架"让观察镜随观察者的位 置移动而不是让观察者随观察镜的位置移动，有利于观察者选择舒适的姿势观看；利用可 调式支撑架也可以让观察者随观察镜的位置观看而不是让观察镜随观察者的位置移动，有 利于校正少年儿童不正确的姿势；利用可调式支撑架也可以经常变换观察姿势，能防治因 长时间用一种姿势观看造成的劳损(例如颈椎病)。表示像距的标示或标尺有利于帮助观 察者选择像距(或调控物距)或监测观察者明视远点的变化情况。当f >u>fX5+(f+5) 时眼睛相当于观看无穷远时的状态，正视眼的调节或集合是处于最轻松的状态，观察者眼 睛舒适耐劳可长时间观看。当fX5+(f+5) ^u时，像距小于5米，眼睛近视的观察者可以 将显示屏虚像调控在明视远点上，起到保护眼睛、预防近视加深的作用，随着视力恢复和眼 睛明视远点变化可以逐渐加大物距u。渐变多焦点的凹面镜可以减少因镜面倾斜(即各局 部物距不同)产生的物像畸形。放远显示屏虚像有利于老视眼、远视眼舒适耐劳地观看。人 们普遍认为少年儿童长时间近距离看电脑会近视，人们预料不到的是使用"观看显示屏的 凹面镜装置"长时间近距离地看电脑可以防治近视。 由于凹面镜有"反像"的特点所以不能直接观看文字，本发明将凹面镜与反射镜组 合在一起或者将凹面镜与"反像的显示屏"组合在一起，解决了用凹面镜观看文字的技术问 题。本发明与现有技术的凹面镜装置不同，现有技术的凹面镜装置其目的都是利用凹面镜 能放大物像并增大视角的性质，而本发明是利用凹面镜能够放远物像的性质。本发明为了 "将观看近处显示屏变成观看该显示屏的被放远的虚像"的目的专门选择让凹面镜与显示 屏位置的关系在0.999f ^u^f+(l+f)范围内。对于现有技术的凹面镜装置来说具有其 预料不到的技术效果例如"眼睛舒适耐劳、能防治近视"等。 它与用凸透镜的现有技术相比，用凹面镜的优点是色差较小、物像清楚、成本较 低，面积大、等。因为凸透镜有棱镜产生的色差现象，所以凸透镜中的物像不如凹面镜中的 物像清楚。凹面镜的面积比凸透镜的面积可以做的大、凹面镜的成本比凸透镜成本低。由 于凹面镜是反射镜而凸透镜是透镜，两种观察镜装置的构造存在差异，并且通过凸透镜看 见的是正立的虚像而通过凹面镜看见的是左右颠倒的虚像，凹面镜不能向凸透镜一样直接观看文字，所以用凹面镜代替凸透镜是非显而易见的。



图1是




















問i疋种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 图2是图1所示的观看显示屏的凹面镜装置的构件位置和光路示意图。 图3是一种观看显示屏的凹面镜装置的侧视图。 图4是图3所示的观看显示屏的凹面镜装置的前视图。 图5是一种观看显示屏的凹面镜装置的侧视图。 图6是图5所示观看显示屏的凹面镜装置的前视图。 图7是一种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 图8是图7所示观看显示屏的凹面镜装置的光路示意图。 图9是图10或图11所示观看显示屏的凹面镜装置的移动式支撑架示意图。 图10是图9所示观看显示屏的凹面镜装置的局部构造示意图。 图11是图9所示观看显示屏的凹面镜装置局部构造(另一种构造)示意图。 ra m—种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。
一种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 一种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 一种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。 .种观看显示屏的凹面镜装置的构造示意图。
:1是凹面镜，2是支架，3是具有显示屏的装置，4是光线及光线方向，5是 观察者的位置，6是显示屏位置，7是焦点，f是焦距，u是物距，8，是反射镜，9是可调式支撑 架的可以调控的支架，10是可调式支撑架的支架底座，11是安放具有显示屏的装置的专用 装置，12是调整构件，13是表示像距的标尺或标示，14是安放具有显示屏的装置的空位置， 15是凸透镜，16是可以戴在头上的帽子或绑带，17是显示器的电路电源信号接口等构件。
图12是-图13是-图14是-图15是-图16是-图17是-图18是一^ 图19是-图20是i 图21是-附图中
具体实施例方式
实施例1 :一种观看显示屏的凹面镜装置，其构造如图1所示，图2是其光路示意 图。它主要是由具有显示屏的显示器3、观看显示屏的球面凹面镜l和支架2组成。显示 器3有左右翻转图像的功能(或者显示屏中显示的文字是左右颠倒的)，观看者5从放大 镜1中能看到显示器3上的显示屏，6是显示屏位置，显示屏与凹面镜的位置关系或配合关 系是如果用平行光4顺着观察方向照射凹面镜则平行光4通过凹面镜1的反射后可以聚 成一个焦点7，光线4从凹面镜1到这个焦点7的光线路程是焦距f，从显示屏到凹面镜的 光线路程是物距u，凹面镜与显示屏位置之间的距离u = vXf + (v+f)，其中v = 1或v = 2或v二3或v二4或v二5或v二6或v二10或v二 100，或u = 0. 99f ，或u = 0. 9f ，或u = 0. 8f，或者凹面镜与显示屏位置之间的距离是在<formula>formula see original document page 8</formula>范围内。距离单位用米。
实施例2 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图3和图4是其构造的示意图，图3是侧 视图，图4是前视图。这种装置是由具有显示屏6的移动电视3、凹面镜1和支架2组成。电 视3中显示的文字是左右颠倒的，支架2的底座是帽子17。显示屏6的光线4经凹面镜1反 射给眼睛，眼睛从凹面镜1中能看见被放远的显示屏6的虚像。<formula>formula see original document page 8</formula>
实施例3 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图5和图6是其构造的示意图，图5是 侧视图，图6是前视图。这种装置是由安放具有显示屏的装置的专用装置11 (11是前面有 视窗的空盒子)、凹面镜1和支架2组成。11和支架2的底座是帽子16。 ll上有安放显示 屏的空位置6。从位置6处发出的光线4能经凹面镜1反射给眼睛，眼睛从凹面镜1中能看 见安放具有显示屏的装置的专用装置11上的空位置6。观看时可将不属于本装置的具有显 示屏的装置放在11中观看。<formula>formula see original document page 8</formula>
实施例4 :一种观看显示屏的凹面镜装置，图7是其构造示意图，图8是其光路示 意图。它主要是由具有显示屏的装置3、观看显示屏的球面凹面镜1、平面反射镜8和支架 2组成。具有显示屏的装置3上有显示屏6，从显示屏6发出的光线4经过反射镜8与凹面 镜1的前后两次反射后可到达观察者5，观察者5从观察镜中能看见显示屏虚像。如果用平 行光顺观察方向照射观察镜则平行光通过反射镜8与凹面镜1的两次反射后可以聚成一个 焦点7，凹面镜与显示屏位置的关系是<formula>formula see original document page 8</formula>其中v二l或v二2或v二3或 v二4或v二5或v二6或v二10或v二 100，距离单位用米。装置上有表示像距的标示 牌13，例如光线从显示屏6到凹面镜1的光线路程<formula>formula see original document page 8</formula>标示牌13上写 着"像距100米"。 实施例5 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图9是其整体外观(包括可调式支撑 架)的示意图，图10是其局部构造(箱体式支架2内部的构造)示意图。这种装置是一种 电子书。它主要是由具有显示屏的装置3、观看显示屏的凹面镜1、反射镜8、支架2和可调 式支撑架(9和10)、以及调整机构12组成。具有显示屏的装置3是一个电子书，电子书上 有显示屏6，观察镜是一个近似球面的凹面镜1和一个平面镜反射镜8，调整机构12是由能 上下移动的顶杆、定位螺钉和标尺13构成，它们都联结安装在箱体式支架2内，箱体式支架 2联结安装在可调式支撑架上，可调式支撑架是由支架底座10和可以调控的支架9构成。 4代表显示屏光线的路线，观察者从观察镜中能看到显示屏的虚像。调整机构12是能调整 改变物距也就是调整改变凹面镜与显示屏之间的光线路程长短的机构，拧松螺钉可上下移 动顶杆，拧紧螺钉可以固定顶杆，顶杆上有刻度即标尺13，看标尺13的刻度可以知道u或v 的大小。例如，当u二fXl+(f+l)时从观察镜中看到的显示屏虚像的像距等于l米，当<formula>formula see original document page 8</formula>时从观察镜中看到的显示屏虚像的像距等于5米。通过调整机构12可以 将u调控在0. 999f > u > f + (l+f)范围内。观察者可将像距调整到自己眼睛明视远点的 距离，让眼睛舒适耐劳、预防近视。利用移动式支撑架可改变箱体2的位置使箱体2和其中 的观察镜、显示屏都移动到观察者眼前，可调式支撑架的底座可以用螺钉固定在桌面或其 它物体上。
实施例6 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图9是其整体外观(包括可调式支撑 架)的示意图，图11是其局部构造(箱体式支架2内部的构造)示意图。这种装置主要是 由具有显示屏6的装置3、观看显示屏的凹面镜1、箱体式支架2和可调控的支撑架(包括9 和10)、以及调整机构12组成。凹面镜1和具有显示屏6的装置3都联结安装在箱体式支架 2内，箱体式支架2联结安装在支撑架9上，可调式支撑架是由支架底座10和可以调控的支 架9构成。4代表显示屏6的光线，观察者从观察镜中能看到显示屏的虚像。"具有显示屏 的装置"有左右翻转图像的功能。调整机构12是由能上下移动的顶杆、定位螺钉和标尺13 构成，调整机构12能调整改变物距也就是调整改变凹面镜与显示屏之间的光线路程的长 短，拧松螺钉可上下移动顶杆，拧紧螺钉可以固定顶杆，顶杆上有刻度即标尺13，看标尺13 的刻度可以知道u或v的大小。通过调整机构12可以将u调控在0. 999f > u > f + (l+f) 范围内的某一值。移动式支撑架可改变箱体2的位置使箱体2和其中的凹面镜1、显示屏6 都移动到观察者眼前。 实施例7 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图12是其构造的示意图。这种装置是 一种电脑桌。它主要是由安放具有显示屏的装置的专用装置11、观看显示屏的凹面镜1和 支架2组成。支架2上有调整凹面镜1位置的构件12，安放具有显示屏的装置的专用装置 是一个桌子，桌面上有指定的安放具有显示屏的装置的空位置14，通过调整构件12可以使 凹面镜1与显示屏位置的距离u " f X5+ (f+5)，调整构件12可以使观察者从凹面镜1中 看到显示屏位置。 实施例8 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图13是其构造的示意图。这种装置主要 是由安放具有左右翻转图像功能的电脑显示器的电脑桌11、观看显示屏的凹面镜1和支架 2组成。支架2上有调整凹面镜1位置及镜面朝向的构件12，观察者从凹面镜1中能看到安 放电脑显示屏的空位置14。凹面镜1到指定的显示屏位置的距离大约为0. 9f > u > 0. 8f 。
实施例9 :一种观看显示屏的凹面镜装置，图14是其构造的示意图。它主要是由 具有显示屏6的装置3 (显示器)、观看显示屏的凹面镜1、平面反射镜8、支架2和可调式支 撑架组成，可调式支撑架包括可调的支架9和支架底座10。显示屏6射出的光线4经凹面 镜1和平面反射镜8的反射后再到观察者5，观察者5从观察镜中能看到显示屏6的虚像。 12是调整构件，通过12可以调控凹面镜1的位置或角度、反射镜8的位置或角度、显示屏6 的位置或屏面角度、物距大小、以及观看位置。调整12可以将u稳定地保持在0. 999f > u > f + (l+f)中的任意一个数值。调整构件12上有表示像距的刻度。 实施例10 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图15是其构造的示意图。它主要是由 安放具有显示屏的装置的专用装置11、观看显示屏的凹面镜1、平面反射镜8、支架2和可调 式支撑架组成，可调式支撑架包括可以调控的支架9和支架底座10。安放具有显示屏的装 置的专用装置11上有专门安放具有显示屏的装置的空位置14。从空位置14发出的光线4 经凹面放大镜1和平面反射镜8的反射后再到观察者5，观察者5从观察镜中能看到空位置 14。光线4从空位置14到反射镜8再到凹面镜l的光线路程为u。 12是调整构件，通过12 可以调控凹面镜1的位置或角度、反射镜8的位置或角度、显示屏6的位置或屏面角度和物 距u的大小，可以将u稳定地保持在0. 999 > u > 1Xf + (l+f)范围内的某一值。
实施例11 :一种观看显示屏的凹面镜装置，图16是其构造的示意图。这种装置是 一种电脑桌。它主要是由安放具有显示屏的装置的专用装置11、观看显示屏的凹面镜1、平
9面反射镜8和支架2组成。支架2上有调整构件12，安放具有显示屏的装置的专用装置是 一个桌子，桌面上有专门安放具有显示屏的装置的指定空位置14，4表示光线的光路，观察 者从凹面镜1中能看到空位置14。光线4从空位置14到凹面镜1的光线路程为u，调整构 件12能将u调到0.999f >u> 1Xf+(l+f)范围内的某一值并固定u。在12的套管上有 表示u大小的标尺刻度。 实施例12 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图17是其构造的示意图。它主要是由 具有显示屏的装置3 (电脑显示器或电视等)、观看显示屏的凹面镜1、平面反射镜8和支架 2组成。支架2是一个观察台，凹面镜1、平面反射镜8和具有显示屏的装置3都安装在观 察台的箱体内。从显示屏发出的光线4经过反射镜8与凹面镜1的先后两次反射后到达观 察者，观察者从观察镜中能看见显示屏虚像。光线4从显示屏到凹面镜1的光线路程为u， 0. 99f > u > 0. 9f。 实施例13 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图18是其构造的示意图。它主要是由 安放具有显示屏的装置的专用桌台11、球面凹面镜1、平面反射镜8(反射镜可以是平面镜、 或是凹面镜、或是曲率较小的凸面镜等)。、球面凸透镜15和支架2组成，专用桌台11上有 安放具有显示屏的装置的空位置14，4表示显示屏光线的光路。支架2上有调整构件12，调 整构件12是伸縮套管和定位销钉，可以调整凹面镜的位置，伸縮套管上有标尺。观察者从 观察镜中能清楚看见安放具有显示屏的装置的空位置14。观察者调整12可以将u调整到 0. 99f > u > 0. 9f并固定。 实施例14 :一种观看显示屏的凹面镜装置，图19是其构造的示意图。它主要是由 具有显示屏6的电脑显示器3、凹面放大镜1、球面凸透镜15和箱体式的支架2组成，4表示 显示屏6发出光线的光路，观察者从凸透镜15中能清楚看见显示屏6。如果用平行光顺观 察方向照射凸透镜8则平行光通过凸透镜8后再通过凹面镜1的反射可以在显示屏6上聚 成一个焦点，即像距无穷远。电脑显示器3有左右翻转图像的功能或者显示屏中显示的文 字是左右颠倒的。0. 99f > u > 0. 9f 。 实施例15 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图20是其构造的示意图。这种装置 是一种眼罩式显示器，它主要是由眼罩壳式支架2、显示器3和对应双眼的两套观察系统构 成，每个观察系统主要是由显示屏6、凹面镜1和凸透镜15组成。眼罩式显示器包括电路电 源信号接口等构件16，17是可以将眼罩式显示器戴在头上的绑带。左眼看的显示屏与右眼 看的显示屏的图像是相同的图像或者是成立体感的相似图像，并且显示器3有左右翻转图 像的功能或者显示屏中显示的文字是左右颠倒的。观察者从观察镜中能看见显示屏虚像。 如果用平行光射凸透镜15，则光线穿过凸透镜15后再经过凹面放大镜1反射后能形成一个 焦点，显示屏的位置在小于并接近焦点的位置。或者，O. 99f > u > 0. 8f。
实施例16 :—种观看显示屏的凹面镜装置，图21是其构造的示意图。这种装置是 一种眼罩式显示器，它主要是由眼罩壳式支架2、显示器3和分别对应左眼和右眼的两套观 察系统构成，左右对称，左右两个观察系统都是由显示屏6和凹面放大镜1组成。眼罩式显 示器包括电路电源信号接口等构件16，17是可以将眼罩式显示器戴在头上的绑带。左显示 屏与右显示屏的图像信号是相同的，或者左右显示屏的图像是成为立体感的相似图像，并 且显示屏中显示的文字是左右颠倒的或者有左右翻转图像的功能。观察者从凹面放大镜1 中能看见显示屏虚像。0. 99f > u > 0. 8f 。还可以有调控物距(即显示屏6到凹面放大镜1的距离)的机构或调控左右凹面放大镜之间距离(即瞳距)的机构'
权利要求
观看显示屏的凹面镜装置，包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是0.999f≥u≥f÷(1+f)，并且还具有以下几种特征之一或者该装置中包括“具有显示屏的装置”和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的虚像；或者，该装置中包括“具有显示屏的装置”并且“具有显示屏的装置”有左右翻转图像的功能或在显示屏中显示的文字是左右颠倒的，观察者从凹面镜中能看见显示屏的虚像；或者，该装置中包括安放“具有显示屏的装置”的专用装置和反射镜，观察者从由凹面镜和反射镜组成的观察镜中能看见显示屏的位置；或者，该装置中包括专门安放“反像显示屏装置”的专用装置，观察者从凹面镜中能看见显示屏的位置。
2. 根据权利要求1所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是u = 0. 99f或u = 0. 9f或u = 0. 8f或u = 100 X f+ (100+f)或u = 10 X f + (10+f)或u = 6 X f + (6+f)或u =5 X f + (5+f)或u = 4 X f + (4+f)或u = 3 X f + (3+f)或u = 2 X f + (2+f)，如果用平行光顺观察者的观察方向照射观察镜则平行光经过凹面镜反射后或者平行光经过凹面镜和反射镜的两次反射后可以聚成一个焦点，光线从凹面镜到这个焦点的光线路程是焦距f，光线从凹面镜到显示屏的光线路程是物距u，距离的单位是米。
3. 根据权利要求1所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是有调控像距或物距大小的构件或机构。
4. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是有表示像距的标示或标尺。
5. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是凹面镜是渐变多焦点的凹面镜。
6. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是有可调式支撑架，可调式支撑架是支撑以上所述的"凹面镜或凹面镜和反射镜、安放具有显示屏的装置的专用装置或具有显示屏的装置及其支架"的支架，可调式支撑架中包括支架底座和可以调控的支架，调整可调控的支架可以将以上所述的"凹面镜或凹面镜和反射镜、安放具有显示屏的装置的专用装置或具有显示屏的装置和保持物距的支架"一同移动。
7. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征在于反射镜是平面镜，凹面镜是双眼共用的一个凹面镜。
8. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征在于反射镜是凹面镜、或者反射镜是曲率比凹面镜小的凸面镜。
9. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是安放"具有显示屏的装置"的专用装置或专门安放"反像显示屏装置"的专用装置是电脑桌并且在电脑桌上有安放电脑显示器的指定位置；或者安放"具有显示屏的装置"的专用装置是一种支架并且支架上有联结"具有显示屏的装置"的专用构件。
10. 根据权利要求1或2或3所述的观看显示屏的凹面镜装置，其特征是观察镜中除了上述的"凹面镜"或"凹面镜和反射镜"之外还有凸透镜。
全文摘要
本发明观看显示屏的凹面镜装置主要涉及光学技术领域，也涉及显示器、电脑桌等技术领域。观看显示屏的凹面镜装置中包括观看显示屏用的凹面镜和支架，其特征是凹面镜与显示屏位置的关系是0.999f≥u≥f÷(1+f)，并且显示屏中显示的文字是左右颠倒的或者是有反射镜。该装置能将“观看近处显示屏”变成“观看该显示屏的被放远的正立的虚像”，能使眼睛舒适耐劳或预防由于长时间观看近处显示屏造成的近视，而且色差小、物像清楚。
文档编号G02B7/198GK101702052SQ20091024716
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者王霖华 申请人:王霖华