近眼显示系统的制作方法

本发明涉及一种可穿戴设备，尤其涉及一种近眼显示系统。

背景技术：

头戴式显示器或者头部可穿戴显示器是佩带在头上或者在头附近的显示装置。头戴式显示器通常通过近眼光学系统以产生位于用户前面几米的放大的虚拟图像。由于设备小型化的需求，需要针对现有显示屏发出的画面光线传播路径进行调整以便减小显示屏与用户眼睛之间的距离。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种近眼显示系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种近眼显示系统，包括：反射面体和显示屏，所述反射面体和所述显示屏之间设置有透镜组件，所述反射面体能够将所述显示屏的画面光线反射到眼睛。

进一步，所述反射面体能够在眼睛前方旋转，且所述反射面体旋转能够形成以下状态，

工作状态：所述显示屏发出的光线依次通过所述透镜组件的折射放大作用和所述反射面体的反射作用，最后传入眼睛；

关闭状态：所述反射面体通过旋转靠近所述透镜组件，并且所述反射面体不遮挡眼睛正前方向的视线。

进一步，所述反射面体安装在支点或转轴上，所述反射面体能够沿所述支点或转轴旋转，所述反射面体从关闭状态旋转变成工作状态时，旋转的角度介于15-75°。

进一步，所述透镜组件在位移过程中能够推动反射面体旋转。

进一步，所述透镜组件包括固定件以及设置在固定件内的放大透镜。

进一步，所述放大透镜为凸透镜或具备放大作用的菲涅尔透镜。

进一步，所述显示屏和所述透镜组件上下依次设置，且所述显示屏和所述透镜组件位移眼睛前上方。

进一步，所述反射面体上贴有或镀有单向透视膜，光线能够从反射面体一侧穿过并传入眼睛；所述反射膜贴或镀在反射面体靠近眼睛一面的表面上。

进一步，所述反射面体为镜面，所述镜面的反射层（如镀银层）位于反射面体靠近眼睛一面的表面上。

进一步，在所述工作状态下，所述反射面体朝向眼睛的一面为凹面结构。

进一步，在所述工作状态下：所述反射面体反射的光线沿所述眼睛正视方向传入眼睛。

进一步，所述透镜组件与所述显示屏之间的间距可调，和/或所述透镜组件及所述显示屏组成的整体与显示系统本体之间位置可调。

进一步，在调整所述透镜组件与所述显示屏之间的间距时，所述透镜组件沿自身光轴线的轴向移动。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

（1）通过将显示屏设在用户眉毛或额头处，当用户目光水平正视前方时，显示屏发出的画面光线竖直朝下，然后通过透镜组件的折射处理，在被倾斜设置的反射面体反射到用户眼睛。即：通过反射面体的作用，可以使显示屏更加靠近人的脸部，这样设备沿目光的延伸方向凸出人脸的厚度便有效缩短，进而通过反射面体改变光线传播路径的方式减小了设备的体积。

（2）反射面体通过自身的旋转作用，便于调整显示屏发出的画面光线的传播角度，保证用户眼睛能够接收到角度合适的画面光线；同时由于反射面体的旋转可以形成折叠和展开效果，如关闭状态时，反射面体旋转向透镜组件和显示屏方向收缩折叠，设备整体体积会更小，此时反射面体充当了防护罩将透镜显示屏等精密部件防护起来，且反射面体基本离开眼睛正前方，不会影响用户视线，无需将这个经验系统从头部取下也可无遮挡观察外界环境；如工作状态，反射面体原理透镜组件和显示屏形成切斜的展开效果，展现在用户眼前方便用户观看。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的优选实施例的关闭状态的结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的工作状态的结构示意图；

图中：1、反射面体；2、支点或转轴；3、显示屏；4、透镜；5、固定件；6、眼睛。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示，一种近眼显示系统，包括：反射面体和显示屏，反射面体和显示屏之间设置有透镜组件，反射面体能够将显示屏的画面光线反射到眼睛。通过将显示屏设在用户眉毛或额头处，当用户目光水平正视前方时，显示屏发出的画面光线竖直朝下，然后通过透镜组件的折射处理，在被倾斜设置的反射面体反射到用户眼睛。即：通过反射面体的作用，可以使显示屏更加靠近人的脸部，这样设备沿目光的延伸方向凸出人脸的厚度便有效缩短，进而通过反射面体改变光线传播路径的方式减小了设备的体积。

反射面体能够在眼睛前方旋转，且反射面体旋转能够形成以下状态：（1）工作状态：显示屏发出的光线依次通过透镜组件的折射放大作用和反射面体的反射作用，最后传入眼睛；（2）关闭状态：反射面体通过旋转靠近透镜组件，并且反射面体不遮挡眼睛正前方向的视线。反射面体通过自身的旋转作用，便于调整显示屏发出的画面光线的传播角度，保证用户眼睛能够接收到角度合适的画面光线；同时由于反射面体的旋转可以形成折叠和展开效果，如关闭状态时，反射面体旋转向透镜组件和显示屏方向收缩折叠，设备整体体积会更小，此时反射面体充当了防护罩将透镜显示屏等精密部件防护起来，且反射面体基本离开眼睛正前方，不会影响用户视线，无需将这个经验系统从头部取下也可无遮挡观察外界环境；如工作状态，反射面体原理透镜组件和显示屏形成切斜的展开效果，展现在用户眼前方便用户观看。

反射面体安装在支点或转轴上，反射面体能够沿支点或转轴旋转，反射面体从关闭状态旋转变成工作状态时，旋转的角度介于15-75°，优选30-60°，进一步最佳角度为45°±3°。在反射面体形成45°±3°左右时，其可以显示屏发出的光线反射90°左右后与目光基本平行的传入用户眼睛，此时用户眼睛得到的画面光线基本没有失真现象，画面质量比较高，用户体验也最好。支点或转轴的选择需要根据特定的安装结构进行设定，转轴可以满足反射面体以转轴为轴线的一维度旋转，支点可以是球头结构，其可以满足反射面体以支点为转心的二维度旋转；同时反射面体的旋转可以通过自身衔接的驱动设备进行旋转，或用户自由的手动旋转调节，或通过透镜组件的位移推动反射面体被动旋转。

透镜组件包括固定件以及设置在固定件内的放大透镜，放大透镜为凸透镜或具备放大作用的菲涅尔透镜。固定件可以为圆筒形结构，透镜同心的安装在圆筒形固定件内嵌中，显示屏通过另一固定装置固定在固定件一端，且显示屏可以深入到固定件内一端距离，同时反射面体设置在固定件另一端；显示屏所在的平面与透镜所在的平面相互平行，且显示屏与透镜之间的间距可以相对移动，移动的范围存在如下限定：如果透镜为放大透镜，则显示屏位于放大透镜的焦点到放大透镜本体之间。

单向透视膜(也叫单向膜、镜面膜等），是指一种贴或镀在玻璃上可以使玻璃对可见光具有很高反射比的膜。单向透视膜，可以实现当室外比室内明亮时，单向透视玻璃与普通镜子相似，室外看不到室内的景物，但室内可以看清室外的景物的效果，现在单向透视膜普遍应用于居家生活玻璃膜。

显示屏和透镜组件上下依次设置，且显示屏和透镜组件位移眼睛前上方。此结构可以保证近眼显示系统整体不会凸出用户脸面外过厚的距离，有利于近眼显示系统的小型化。

反射面体的结构可是以下两种情况：

情况一：反射面体上贴有或镀有单向透视膜，光线能够从反射面体一侧穿过并传入眼睛；反射膜贴或镀在反射面体靠近眼睛一面的表面上。这样用户佩戴近眼显示系统后，反射面体位于眼睛前方，此时用户周边的环境光可以通过反射面体传入用户眼睛，而此时反射面体的单向透视膜也具备镜面作用，其将显示屏的画面光线同步反射到用户眼睛，此时用户眼睛接收到的便是环境光与反射光的同步叠加效果。

情况二：反射面体为镜面，镜面的反射层（如镀银层）位于反射面体靠近眼睛一面的表面上。情况二不具备叠加环境光的功能，但是用于其将全部环境光全部屏蔽，此时用户眼睛可以接收不受背景光线影响的显示屏画面光线。

上述情况一和情况二的两中情况分别在反射面体靠近眼睛一面的表面上设置单向透视膜和反射层，这样可以避免如果设置在另一面出现的画面重影现象，画质效果更好。

在工作状态下，反射面体朝向眼睛的一面为凹面结构。反射面体通过自身设置的曲面或弧面结构，可以具备一定的画面放大效果，此结构可以一定程度上补充透镜组件中透镜的放大作用，设置在某些条件下取代透镜组件的透镜放大作用。

在工作状态下：反射面体反射的光线沿眼睛正视方向传入眼睛，这样显示屏的画面可以基本不失真的传入眼睛。

透镜组件与显示屏之间的相对位置关系可以存在以下三种情况：

情况一：透镜组件与显示屏之间的间距可调，此结构可以单纯的针对透镜组件中透镜的焦距进行调整，以便满足用户对眼睛接收画面的清晰度和虚像大小的调整需求。

情况二：透镜组件及显示屏组成的整体与近眼显示系统本体之间位置可调，此结构可以单纯的调整近眼显示系统在关闭状态和工作状态时的体积大小，特别是可以整体上将透镜组件及显示屏组成的整体收缩到近眼显示系统本体内部，缩小设备在关闭状态的体积。

情况三：透镜组件与显示屏之间的间距可调，同时透镜组件及显示屏组成的整体与显示系统本体之间位置可调。情况三的结构可以部分的兼顾上述请款一和情况二的效果。

在调整透镜组件与显示屏之间的间距时，透镜组件沿自身透镜的光轴线的轴向移动。这样透镜的焦距调整不会出现失真。放大功能透镜固定在透镜固定件上，通过电机或其它方式控制实现上下运动，并推动平面镜制作的反射面体绕平面镜旋转支点或转轴旋转，显示器位置固定。

显示模组关闭状态：透镜与透镜组件和平面镜收回，不遮挡人眼观看视线；

显示模组工作状态：透镜与透镜组件向下运动，推动平面镜打开，将显示器的放大虚像呈现在人眼观看区域。平面镜可选择半透明平面镜。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。