观看显示屏的装置的制作方法

专利名称：观看显示屏的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示器、凸透镜和电脑桌等技术领域。
背景技术：
眼睛看远处时，眼睛的调节与集合处于放松状态不容易疲劳，长时间观看 电脑时，显示屏离眼睛较近，双眼的调节与集合处于紧张状态，眼睛容易疲劳。
现有技术中观看显示屏的放大镜(例如ZL专利号200420078331. 9《显示器用放 大镜保护屏》)，是在显示屏前面安置一个起放大镜作用的凸透镜，其主观目的 是增大眼睛的视角而不是放远物像，因显示屏与凸透镜间隔的大小对眼睛视角 大小的影响不大， 一般放大镜与显示屏间隔较小，所以通过放大镜看到的显示 屏的虚像较近。现有技术的缺点是只要求增大眼睛的视角、不要求放松眼睛的 调节，眼睛容易疲劳。现有技术中的"观看显示屏的装置(即放置显示屏装置 的专用平台)"例如电脑桌或放置显示屏装置(电子书、mp4、显示器等)的支架 只能放置显示屏装置而不能放松眼睛的调节，眼睛长时间直接观看近处的显示 屏容易疲劳。

发明内容
本发明观看显示屏的装置的目的是通过凸透镜把显示屏的虚像放远，改 善眼睛的观察效果，让观察者感觉舒适耐劳。
本发明有属于一个总的发明构思的三项发明。本发明与现有技术的区别在 于"现有技术中凸透镜放大镜的主要目的和作用是放大物像、增大眼睛的视角， 使眼睛看清细节"，"本发明中凸透镜的主要目的和作用是放远物像、放松眼睛 的调节，使眼睛舒适耐劳"。本发明根据光学公式"l/u+l/v=l/f"通过控制显 示屏与凸透镜的距离使显示屏的虚像与显示屏的距离至少大于1米，从而放松 观看虚像的眼睛，达到"改善眼睛的观察效果，让观察者感觉舒适"的目的。 在这一个总的发明构思下的三项发明的特定技术特征是用支架控制凸透镜与 显示屏之间的距离为u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范围内的某一数值， 此范围内包括i^f等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。
第一项发明的技术方案是 一种观看显示屏的装置，有显示屏，有双眼观看显示屏用的一个凸透镜和保持凸透镜与显示屏之间距离稳定的支架，特征在 于支架能控制凸透镜与显示屏之间的距离为U， U是在大于f / (l+f)并且小于
l.lf范围内的某一数值，此范围内包括『f，或iF2f/(f+2)，或『3f/(f+3)， 或u二4f/(f+4)，或『5f/(f+5)等等数值(也就是说u可以等于"l.lf>u>f(l+f)" 范围内的任一数值，例如，u=f，或u=2f/(f+2)，或u=3f/(f+3)，或u=4f/(f+4)， 或iF5f/(f+5)，除举例的这几个数值外u还可以等于"l.l》u>f/(l+f)"范围内 的其它数值)，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。
第二项发明的技术方案是 一种观看显示屏的装置，(在装置中不包含要用 凸透镜观看的显示屏)有联接或安装显示屏装置的专用构件(例如弹簧夹、钩挂 构件、插接构件、粘贴连接构件、皮套、框架、安放显示屏装置的专用构件等 专用构件)，特征在于有双眼观看显示屏用的一个凸透镜，有支撑凸透镜并能保 持凸透镜与显示屏装置的空位置之间的距离稳定的支架，支架能控制凸透镜与 显示屏之间的距离为u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范围内的某一数值， 此范围内包括u=f，或u=2f / (f+2)，或u=3f / (f+3)，或u=4f / (f+4)，或u=5f / (f+5) 等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。
第三项发明的技术方案是 一种观看显示屏的装置，是安放显示屏装置的
专用桌台(例如电脑桌、观察台、监测台等，要观察的显示屏是在不属于本装置 的显示屏装置上)，特征是桌台上有双眼观看显示屏用的一个凸透镜，有支撑凸 透镜并能保持凸透镜与安放显示屏装置的空位置之间的距离稳定的支架，支架
能控制凸透镜与显示屏之间的距离为u，u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范围 内的某一数值，此范围内包括u=f，或u二2f/(f+2)，或u=3f/(f+3)，或 u=4f/(f+4)，或iF5f/(f+5)等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位 是米。
,说明在f 〉U〉 f / (f+l)范围内，显示屏通过凸透镜的成像是一个虚像，
显示屏的虚像与凸透镜之间的距离大于1米。显示屏的虚像与凸透镜之间的距
离是v米，光学公式为"v=u*f/ (f-u)"，即"u=v*f/ (v+f)"，所以当u=2f / (f+2) 时v=2米，当u=3f / (f+3)时v=3米，当u二4f / (f+4)时v=4米，当u=5f / (f+5)
时V二5米；当U二f时可认为显示屏的虚像在无穷远；当1. lf〉U〉f时的凸透镜利
于远视眼观看。技术方案中的"保持凸透镜与显示屏之间距离稳定"是指在观
看时凸透镜与显示屏之间距离保持不变。控制凸透镜与显示屏之间距离的支架 可以是不能改变凸透镜与显示屏之间距离的固定式支架(例如是杆式支架、或是 箱式支架等)，也可以是能改变凸透镜与显示屏之间距离的可调式支架(例如支 架是可伸縮的套管式支架、或是可弯曲的波纹管式支架、或是像各种可调的台 灯支架一样的支架，或是可伸縮的套盒式支架，等等各种形式的支架)。凸透镜 可以是双凸型球面透镜、或是平凸型球面透镜、或是凸凹型的球面凸透镜，或 者，凸透镜可以是消畸变的非球面的凸透镜、或者凸透镜是菲涅尔型凸透镜、 或者凸透镜是消色差的复合凸透镜等等形式的凸透镜。显示屏装置可以是电脑
显示器，或是手机，或是游戏机，或是移动电视机，或是mp4，或是液晶显示 器，或是读书机，或是移动DVD机等有显示屏的装置。
本发明的附加技术特征如下1，第一项发明观看显示屏的装置中还有支撑
"凸透镜和显示屏装置"的支撑架，调整这个支撑架能使"凸透镜和显示屏" 一同移动到观察者需要的位置(例如将"凸透镜和显示屏" 一同移动到观察者眼 前)。这个支撑架可以是各种形式的，例如是销钉伸縮套管式支架、或是可弯曲 的波纹管式支架、或是可保持平行移动的平行四杆机构式支架、或是剪式伸縮 架、或是像各种台灯支架或麦克风支架一样的支架、等等。这个支撑架的底座 可以是联接构件(例如可以将本装置连接到墙壁、桌、床、座椅等物体上的连接 零件，例如夹子、钉板、插接件等)，或者这个支撑架的底座是头戴式的帽子或 带子，或者这个支撑架的底座是座位(例如沙发、椅子等)，或者这个支撑架的 底座是桌台(例如电脑桌、写字台、工作台等)，或者这个支撑架的底座是床， 或者这个支撑架的底座是台式底座或落地底座等等，这个支撑架是可调式的支
架，或者这个支撑架也可以是结构固定的支架。2，第二项发明的观看显示屏的 装置上还有支撑"凸透镜和安装显示屏装置的专用构件"的支撑架，调整这个 支撑架能使"凸透镜和安装显示屏装置的专用构件"都移动到观察者需要的位 置。因为显示屏应安装在显示屏装置的专用构件上，所以调整这个支撑架能使 "凸透镜和显示屏" 一同移动到观察者需要的位置。这个支撑架同上述的支撑 架一样可以是各种形式的支架。3，以上观看显示屏的装置中凸透镜的焦距的大 小在0.2米至IO米之间，例如，焦距等于1/4.5米、或l/4米、或1/3.5、或1/3 米、或1/2.5、或1/2米、或1/1.5米、或1米，除这几个数值外焦距还可以是 其它数值。4，以上观看显示屏的装置中的凸透镜是非球面的能消除畸变或减弱
畸变的凸透镜。5，以上观看显示屏的装置中的凸透镜是滤光镜(例如吸收式滤 光镜、或反射式滤光镜等)或凸透镜上有镀膜(例如减反射膜、减少损害眼睛射 线的镀膜、抗磨损膜、或抗污膜等)。观察镜是滤光镜或观察镜上的镀膜可减少
有害射线有利于改善眼睛的观察效果，让观察者感觉舒适耐劳。6，以上观看显
示屏的装置中的凸透镜是可消除色差或可减弱色差的凸透镜，这种凸透镜是由 某一种折射率的材料做成的凸透镜与另一不同折射率材料做成的凹透镜重叠密
接构成的可消除色差或可减弱色差的凸透镜。7，以上观看显示屏的装置中的支 撑凸透镜并能保持凸透镜与显示屏之间距离稳定的支架是可调式支架，这个支 架不仅可以保持凸透镜与显示屏之间的距离在观看时稳定而且还可以改变凸透 镜与显示屏之间距离的大小，调整支架能改变u的大小并使u稳定在某一值，u 至少能调节到1.1f〉u〉f/(f+l)范围中的某一值，但不排除调整支架也能将凸 透镜与显示屏之间的距离u调节到l.lf〉u〉 f / (f+l)范围之外。 有益效果
本发明与现有技术的区别(1)目的区别"现有技术中凸透镜放大镜的主 要目的和作用是放大物像、增大眼睛的视角，使眼睛看清细节"，"本发明中凸 透镜的主要目的和作用是放远物像、放松眼睛的调节，使眼睛舒适耐劳"。(2)预 期效果区别现有技术放大镜的视角放大率较大，所以视野较小、看到的显示 屏画面粗糙分辨率低(因为组成画面的最小"色块"也被放大)，放大镜的面积 一般大于显示屏的面积才能放大画面。现有技术像距较短，观看时眼睛的调节 与集合都处于紧张状态，眼睛容易疲劳，近距离长时间观看容易引起近视。本 发明中的凸透镜不仅可以有放大效果而且更主要的效果是放远物像。本发明中 凸透镜具有的新的性能及用途是能同步放松双眼的调节和集合，使眼睛舒适耐 劳；通过凸透镜观看显示屏在远处的虚像有利于预防青少年长时间看近处显示 屏引起的近视；在使用中经常观看明视远点上或比明视远点稍远处的虚像利于
锻炼眼睛并治疗假性近视。本发明因为物像较远所以眼睛可以靠近凸透镜观看， 不仅可以利用凸透镜的放大作用增大眼睛的视角，还可以利用将"显示屏和凸 透镜"一起靠近眼睛的方法增大视角。眼睛靠近凸透镜观看时视野较大而且凸
透镜的面积还可以小于显示屏。(3)结构区别现有技术中凸透镜与显示屏的距
离较近，本发明中凸透镜与显示屏的距离较远。 一般认为放大镜的视角放大倍
数等于"0.25米/放大镜的焦距"，显示屏与放大镜之间的距离对视角放大倍数影响很小而对体积影响很大，显示屏与放大镜之间的距离越大体积越大，既不 方便又不美观，所以放大镜与显示屏的距离较近。(见图1所示凸透镜光心在
o点，F是焦点，眼睛在Y点观看，显示屏与凸透镜的距离u是bo或是ao，bo〉ao， 当显示屏在a点时它(ac)的虚像AC近在A点，当显示屏在b点时它(bd)的虚像 BD远在B点，因DCF在一条直线上所以"视角CYA"小于"视角DYB"。在图1 中看出眼睛越靠近凸透镜视角越大，当眼睛在凸透镜的焦距以内观察时，u 越小则凸透镜的视角越大(视角CYA大于视角CEA)、物象越近；u越大则凸透镜 的视角越小、物象越大；不论眼睛在凸透镜的焦距以内或以外观察时"u的大 小对视角大小的影响不大"。所以图l说明放大镜的u不需要很大， 一般保持 虚像与放大镜的距离在25cm左右即保持显示屏与放大镜的距离在u =0.25 f / (f+0. 25)左右就可以了)。本发明为了达到与现有技术不同的特殊目的或者特殊 效果在结构上本发明要求凸透镜与显示屏的间距u〉f / (f+l)，即要求像距大 于1米。当u=f时像距无穷远，当1. lf 〉u〉f时利于远视眼观看，当u=vf / (f+v) 时像距等于v米。
本发明有如下有益效果
(l)眼睛看远处的物体比看近处轻松，眼睛看"远点"上的物体时处于松弛 的休息状态， 一般认为正视眼看无穷远时处于完全松弛的休息状态。本发明通
过凸透镜将看近处的显示屏变成看远处显示屏的虚像(见图3)，能同步放松双眼 的调节与集合使眼睛舒适耐劳。(2)本发明通过凸透镜看显示屏在远处的虚像有 利于预防青少年长时间看近处显示屏引起的近视。(3)本发明通过凸透镜经常看 明视远点上的虚像或比明视远点稍远处的虚像利于锻炼眼睛治疗假性近视。(4) 显示屏的虚像与凸透镜距离(v)的大小随显示屏与凸透镜的距离(u)不同而不同。 趋近焦点时u很小的变化就会引起v很大的变化，v的变化会引起双眼集合与调 节的变化，集合与调节不断变化容易使眼睛疲劳。所以本发明通过支架保持显 示屏与凸透镜的距离(u)稳定不变，可以减少眼睛的疲劳。(5)每个观察者的明视 远点不同，所需要的像距不同。本发明使用能改变观察镜与显示屏之间距离的 可调式支架能满足每一个观察者，使显示屏的虚像处在不同观察者的明视远点
上，使眼睛舒适耐劳。(6)本发明中"显示屏和凸透镜" 一起靠近观察者，禾U用 縮短距离的方法增大视角，不仅能改善眼睛的观察效果，让观察者感觉舒适耐 劳，还能减小显示屏或凸透镜的面积，有利于节约成本，有利于避开制造大面 积凸透镜的困难。(7)本发明利用"支撑架"将"显示屏和凸透镜" 一起移动 到观察者面前有利于观察者选择更舒适的姿势观看、更方便。或者，通过"支 撑架"控制"显示屏和凸透镜"的位置来控制观察者观察的位置可以矫正观察 者不正确的观察姿势或有利于保持正确的观察姿势。(8)本发明选择U〉f / (f+l) 可将虚像保持在较远处或者将虚像保持在观察者的明视远点上，使眼睛舒适耐 劳，有利于防止因长时间看近引起的近视。本发明也有利于老视眼和远视眼观
看。(9)消畸变的非球面的凸透镜可以使显示屏的虚像平整、能改善观察效果。 (10)消除色差或可减弱色差的凸透镜可以改善观察效果。(ll)使用吸收式滤光
镜、反射式滤光镜或在凸透镜上镀减反射膜等都有利于保护眼睛和改善观察效
果。(12)放大镜的倍数越大则凸透镜焦距越小(一般放大镜视角放大倍数大于2 倍)。据凸透镜放大镜的"视角放大率=0.25米/焦距"计算，如果凸透镜焦距大 于0. 2米时视角放大率小于1. 25倍。凸透镜焦距大的优点在于放大倍数小、视 野大，显示屏画面细致、曲率半径大、色差小。焦距大则凸透镜的面积大，较 宽的凸透镜有利于用双眼同时观看，凸透镜的视场大有利于观看较大的显示屏， 较宽的凸透镜也有利于双眼靠近凸透镜观看，观察距离近则视角大。(13)因为 凸透镜的面积有限(凸透镜焦距越小则凸透镜面积越小)，所以用凸透镜放远物 像并将凸透镜靠近观察者，其优点还在于可以使用面积较小的凸透镜。例如凸 透镜在眼前时凸透镜面积比显示屏面积小但看到的像比显示屏大。(14)将观察 镜和显示屏通过支撑架安装在床、沙发等等底座上并且可按需要移动观察镜和 显示屏，有利于达到让观察者感觉舒适的目的。能改变观察位置也利于改变观
察姿势预防因长时间用一种姿势观看造成的劳损，例如颈椎病等。


图1是凸透镜视角放太率与显示屏位置关系的分析图。 图2是一种观看显示屏的装置的示意图。
图3是双眼通过凸透镜观看显示屏时的光路图及双眼集合调节的示意图。
图4是一种观看显示屏的装置的示意图。 图5是一种观看显示屏的装置的示意图。 图6是一种观看显示屏的装置的示意图。 图7是一种观看显示屏的装置的示意图。 图8是一种观看显示屏的装置的示意图。 图9是一种观看显示屏的装置的示意图。 图10是一种观看显示屏的装置的示意图。 图11是一种观看显示屏的装置的示意图。 图12是一种观看显示屏的装置的示意图。 图13是一种观看显示屏的装置的示意图。 图14是一种观看显示屏的装置的示意图。 图15是一种观看显示屏的装置的示意图。 图16是一种观看显示屏的装置的示意图。 图17是一种观看显示屏的装置的示意图。 图18是一种观看显示屏的装置的示意图。 图19是一种观看显示屏的装置的示意图。
附图中的l是观看显示屏的凸透镜，2是支撑凸透镜的支架，3是显示屏， v是显示屏的虚像与凸透镜的距离，u显示屏与凸透镜的距离，4是联接或安装 显示屏装置的专用构件，5是安放显示屏装置的专用桌台，6是支撑"凸透镜和 显示屏装置"的支撑架，7是定位零件，8是支撑"凸透镜和显示屏装置"的支
撑架的底座，9是安放显示屏装置的空位置。附图1中的ac是位置在a处的显 示屏，AC是显示屏ac在A处的虚像，bd是位置在b处的显示屏，BD是显示 屏bd在B处的虚像，0是凸透镜的光心，Y是眼睛的观察点，E是另外一个观 察点，F是凸透镜的焦点。
具体实施例方式
实施例1: 一种观看显示屏的装置与现有技术《显示器用放大镜保护屏》(专 利号为ZL 200420078331. 9)比较，特征在于"观看显示屏的装置"中的显示屏 与放大镜之间的距离u可以在1. lf〉u〉 f / (f+l)的区间调整，其中u是放大 镜与显示屏之间的距离，f是放大镜的焦距，f与u的单位是米。当u= fv / (f+v) 时通过放大镜看到的显示屏虚像在v米处，v=fu/ (f-u)。如『f / (f+l)时， 通过放大镜看到的显示屏虚像与放大镜之间的距离等于1米，当u= 3f / (f+3) 时，通过放大镜看到的显示屏虚像与放大镜之间的距离等于3米，当u= 5f / (f+5)时，通过放大镜看到的显示屏虚像与放大镜之间的距离等于5米。当u二f 时，通过放大镜看到的显示屏虚像在无穷远处。当1. lf〉u〉 f时通过放大镜看
到的显示屏虚像利于远视眼观察。使用时观察者可根据自己眼睛的明视远点调 整显示屏与放大镜之间的距离u。
实施例2:如图2所示的一种观看显示屏的凸透镜装置是由凸透镜1、固定 结构的支架2和有液晶显示屏3的电脑显示器构成。凸透镜是一个焦距为50 厘米的矩形凸透镜(平凸型凸透镜的平面可朝外也可朝内。平面朝观察者时可减 少反光，平面朝显示屏时凸透镜表面各点到显示屏的距离相同像面均匀)，凸透 镜1与显示屏3之间的距离u是49厘米。双眼通过凸透镜看到显示屏的虚像在 大约24. 5米远处(如图3所示，iK).49米，v二24. 5米)。
实施例3:如图4所示的观看显示屏的装置，1是一个非球面的可减弱畸变 的凸透镜，凸透镜通过镜框联接在可弯曲的波纹管式支架2上，其长度约等于 凸透镜的焦距f， 4是联接显示屏装置的专用构件弹簧夹，使用时将弹簧夹4 夹在液晶显示器的上边缘，双眼通过凸透镜1观看。
实施例4:如图5所示的是一种观看显示屏的装置，l是双眼观看显示屏时 用的一个凸透镜，4是联接显示屏装置的专用构件，使用时将4插接在液晶显 示器上，通过支架2控制凸透镜的位置。支架2不仅可以保持凸透镜与显示屏
之间的距离在观看时稳定而且还可以改变凸透镜与显示屏之间距离U的大小， 调整支架能改变U的大小并使U稳定在某一值，U至少能调节到1. lf〉U〉f/(f+l) 范围中的某一值，但不排除调整支架也能将凸透镜与显示屏之间的距离U调节 到1. lf〉U〉f/(f+l)范围之外。使用时可将凸透镜与显示屏的距离保持在双眼能 看清楚的最大距离。
实施例5，如图6所示的一种观看显示屏的装置，l是一个凸透镜，(凸透
镜也可以是一个菲涅尔型透镜)，4是联接或安装显示屏装置的专用构件(例如 是放置mp4的盒子)，2是控制凸透镜镜1与4之间距离的可伸縮的套管式支架。 u是凸透镜1到4中放显示屏的空位置的距离，u可调到凸透镜焦距的长度。
实施例6， 一种观看显示屏的装置，如图7所示5是电脑桌，在电脑桌上 没有显示屏而是有安放电脑显示器的空位置，有观察电脑显示器中的显示屏用 的凸透镜1， 2是支撑凸透镜并且可以调整凸透镜位置的支架。调整支架2可 以将凸透镜与显示屏之间的距离保持在l.lf米至f / (f+l)米之间，f(米)是 凸透镜的焦距。
实施例7: —种观看显示屏的装置，如图8所示5是一种安放显示屏装置
的专用桌台即电脑桌，在电脑桌上没有显示屏而是有安放电脑显示器的空位置
9(要观看的显示屏是在不属于本装置的其它的电脑显示器上)，有专用于观察电 脑显示器中显示屏的凸透镜1，凸透镜1是双眼共同使用的一个球面凸透镜， 凸透镜的焦距为1米(凸透镜的焦距也可为0. 33米或0. 5米等)，凸透镜能放松 双眼集合和放松双眼调节。2是支撑凸透镜并且可以调整凸透镜位置的支架(凸 透镜的支架可以是像各种台灯的支架一样或是向麦克风的支架一样的可调式支 架)。调整支架2可以将凸透镜与显示屏之间的距离保持在1. 1米至0. 5米之间 (艮口 1.1f〉u〉 f / (f+l))，观看电脑显示器的效果是通过凸透镜看到的显示屏 虚像是放远的虚像，虚像到凸透镜的距离是v二fu/(f-u)，当凸透镜与显示屏之 间的距离为1米时显示屏虚像在无穷远处。
实施例8:图9是"一种观看显示屏的装置"的示意图，这种观看显示屏 的装置是一种计算机显示器，其上有显示屏3，有双眼观看显示屏用的一个焦 距f等于l/3米的凸透镜l，有支撑凸透镜1的支架2，支架2是由四个可伸縮 的套管构成，支架2不仅可以保持凸透镜1与显示屏3之间的距离u在观看时稳定，而且通过支架2的伸縮还可以改变凸透镜与显示屏之间距离的大小。当
U=0.33米时双眼通过凸透镜看到的显示屏虚像在无穷远处，当u=0.31米时双眼 通过凸透镜看到的显示屏虚像约5米远，当U=0.25米时双眼通过凸透镜看到的 显示屏虚像约1米远，即u=vf/(f+v)米时双眼通过凸透镜看到的显示屏虚像 在v米处。在"观看显示屏的装置"上还有支撑凸透镜和显示屏装置的支撑架 6，调整这个支撑架6能使凸透镜1和显示屏3 —同移动到观察者需要的位置。
实施例9:如图IO所示的观看显示屏的装置是一个手持游戏机，l是一个 凸透镜，3是手持游戏机上的显示屏，2是控制凸透镜1与显示屏3之间距离的 可伸縮的套管式支架，凸透镜1是一个焦距为f的凸透镜(f二O. 2米，或0. 25 米，或0.33米，或0.4米，或0.5米等)，凸透镜1与游戏机显示屏3之间的 距离可以调节并稳定在大于f / (f+l)小于1. lf的范围中，即双眼通过凸透镜 看到的显示屏虚像到凸透镜之间的距离大于1米。
实施例10:图11是一种观看显示屏的装置的结构示意图，观看显示屏的 装置上有显示屏3，有双眼观看显示屏共用的一个凸透镜l，有支撑凸透镜与显 示器的支架2，支架2能控制凸透镜与显示屏之间的距离并且在观看时能保持 凸透镜与显示屏之间距离稳定，凸透镜的焦距是20cm(或者凸透镜的焦距f也 可以是1/3米、或1/4米等)，凸透镜与显示屏之间的距离u可以在17 cm至 22 cm之间调整即在l.lf〉u〉 f / (f+l)的范围内调整，支架2是带有滑动套管 和7的杆式支架，7是将显示器固定在支架2上某一位置的定位零件(螺丝)， 拧松7后可以移动显示器改变凸透镜与显示屏之间的距离u，拧紧7后可以周 定凸透镜与显示屏之间的距离。8是可以戴在观察者头上的帽子。帽子上也可 以有或连接音响装置和小型电脑。
实施例lh如图12所示的观看显示屏的装置，l是一个凸透镜，3是电脑 显示器上的显示屏，2是控制凸透镜1与显示屏3之间距离的支架，u是凸透 镜1与显示屏3之间的距离，可以调整u并保持u是在l.lf〉u〉 f/(f+l)范围 内的某一值，6是支撑电脑显示器和凸透镜的支撑架，调整支撑架6能使凸透 镜和显示屏一同移动到观察者需要的位置，调整支撑架6还能改变观察角度即 改变凸透镜和显示屏的朝向，8是电脑主机和键盘。
实施例12:如图13所示的一种"观看显示屏的装置"中包括显示器，显
示器上有液晶平面显示屏3，"观看显示屏的装置"中还包括凸透镜l、控制显
示屏3与凸透镜1之间距离的支架2、支撑显示器和凸透镜的支撑架6。支撑架 6的底座是观察者的坐位8(沙发)。支架2和支撑架6都是能调节的伸縮套管式 支架，在伸縮套管式支架上的7是定位构件(螺丝钉)。拧松支架上的定位构件 可以改变眼镜与显示屏的间距或调整观察位置，通过调整支架6可以将凸透镜 与显示屏一同移动到坐在沙发上的观察者眼前，拧紧定位构件可以保持眼镜与 显示屏间距u的稳定即保持眼镜与虚像的距离v在观看时稳定。当u二f时 (f=33. 3cm)通过凸透镜看到的显示屏的虚像在无穷远处。
实施例13:图14是一种观看显示屏的装置的示意图，l是一个凸透镜，它 的焦距等于40厘米。在凸透镜上有镀膜。2是套箱式支架，套箱的伸縮可以改 变凸透镜1与显示器上的显示屏3之间的距离，并且可以使凸透镜1与显示屏 3之间的距离调节到40厘米。6是支撑"凸透镜和显示器"的支撑架。支撑架 6的底座是可以将本装置连接安装到墙壁、或桌、或床、或某个物体上的连接 构件，调整这个支撑架6可以使凸透镜和显示屏一同移动到观察者需要的位置 观看。
实施例14:图15是一种观看显示屏的装置的示意图，1是一个消色差凸透 镜，它是由一种折射率材料做成的凸透镜与另一种不同折射率材料做成的凹透 镜重叠密接构成的可消除色差或可减弱色差的凸透镜。它的焦距等于25厘米。 2是套箱式支架，套箱的伸縮可以改变凸透镜1与显示屏3 (或显示器)之间的 距离u并可以保持凸透镜1与显示屏3之间的距离u为25厘米或20厘米。6 是支撑"凸透镜和显示器"的支撑架。支撑架6的底座是可以将本装置连接安 装到墙壁、或桌、或床、或计算机壳体或键盘等某个物体上的连接构件，调整 这个支撑架6可以使凸透镜和显示屏一同移动到观察者需要的位置观看。
实施例15:图16是"一种观看显示屏的装置"的示意图，这种观看显示 屏的装置上有显示屏3，有双眼共用的一个凸透镜1，有支撑凸透镜1的支架2， 还有支撑凸透镜和显示屏装置的支撑架6，支撑架6的底座8是桌子。凸透镜1 的焦距是0.4米，通过支架2可以控制凸透镜1与显示屏3之间的距离大于0. 29 米并且小于0.44米。
实施例16:图17是"一种观看显示屏的装置"的示意图，这种观看显示
屏的装置上有显示屏3，有双眼共用的一个凸透镜1，有联接凸透镜1和显示器
的支架2，显示器上有显示屏3，通过支架2可以控制凸透镜1与显示屏3之间 的距离。还有支撑凸透镜1和显示器的支撑架6，支撑架6的底座8是床。凸 透镜1与显示屏3之间的距离大于f / (l+f)并且小于l.lf，其中凸透镜的焦距f 的大小在0.2米至10米之间，凸透镜的焦距可以是1/4.5米、或者是l/4米、或 是1/3.5、或是1/3米、或是1/2.5、或是1/2米、或是1/1.5米、或1米等某一 数值。支撑架6和支架2都是可调式支架。
实施例17:如图18所示的是一种观看显示屏的装置，1是双眼观看显示屏 共用的一个凸透镜，这个凸透镜是一个非球面的可消畸变的凸透镜，凸透镜的 焦距f是30cm。 2是控制凸透镜与显示屏之间距离的支架，支架2是可伸縮并 固定的套管式支架，4是安装显示屏装置的专用构件，用此专用构件上的弹簧 夹能将其它不属于本装置的(mp4等)有显示屏的装置放置并固定在其中，凸透 镜与放置显示屏的位置之间的距离u为29cm左右。8是可以戴在观察者头上的 帽子。
实施例18:图19是"一种观看显示屏的装置"的结构示意图，在这种观 看显示屏的装置中不包含显示屏而是有安装显示屏装置的专用构件4，在安装 显示屏装置的专用构件4上有放置显示屏装置的空位置和夹紧显示屏装置的弹 簧夹。有供双眼观看显示屏用的一个凸透镜1和支撑凸透镜并能保持凸透镜与 显示屏之间距离稳定的支架2，支架2是可调的伸縮式支架，通过支架2能控 制凸透镜与显示屏之间的距离u在大于f / (l+f)并且小于l.lf范围内，此范围 内包括i^f、或『2f/(f+2)、或i^3f/(f+3)、或u二4f/(f+4)、或u二5f/(f+5) 等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。还有支撑"凸透镜1 和安装显示屏装置的专用构件4"的支撑架6，调整这个支撑架6能使凸透镜1 和安装显示屏装置的专用构件4 一同移动到观察者需要的位置。这种观看显示 屏的装置中不包含的显示屏装置可以是mp4、或是电子书、或是游戏机等等。
权利要求
1，一种观看显示屏的装置，有显示屏，有双眼观看显示屏用的一个凸透镜和保持凸透镜与显示屏之间距离稳定的支架，特征在于支架能控制凸透镜与显示屏之间的距离为u，u是在大于f/(1+f)并且小于1.1f范围内的某一数值，此范围内包括u＝f、或u＝2f/(f+2)、或u＝3f/(f+3)、或u＝4f/(f+4)、或u＝5f/(f+5)等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。
2， 一种观看显示屏的装置，有联接或安装显示屏装置的专用构件，特 征在于有双眼观看显示屏用的一个凸透镜，有支撑凸透镜并能保持凸透 镜与显示屏装置的空位置之间的距离稳定的支架，支架能控制凸透镜与 显示屏之间的距离为u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范围内的某 一数值，此范围内包括u=f、或u=2f/(f+2)、或u=3f/(f+3)、或 u=4f/(f+4)、或『5f/(f+5)等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u 的单位是米。
3， 一种观看显示屏的装置，是安放显示屏装置的专用桌台，特征在于 有双眼观看显示屏用的一个凸透镜，有支撑凸透镜并能保持凸透镜与安 放显示屏装置的空位置之间距离稳定的支架，支架能控制凸透镜与显示 屏之间的距离为u， u是在大于f / (l+f)并且小于l.lf范围内的某一数 值，此范围内包括u=f，或u=2f/ (f+2)，或u=3f/ (f+3)，或u=4f/ (f+4)， 或iF5f/(f+5)等等数值，其中f是凸透镜的焦距，f与u的单位是米。
4， 根据权利要求1所述的观看显示屏的装置，特征在于有支撑凸透镜 和显示屏装置的支撑架，调整这个支撑架能使凸透镜和显示屏一同移动 到观察者需要的位置。
5， 根据权利要求2所述的观看显示屏的装置，特征在于有支撑凸透镜 和安装显示屏装置的专用构件的支撑架，调整这个支撑架能使凸透镜和 安装显示屏装置的专用构件一同移动到观察者需要的位置。
6， 根据权利要求1或2或3或4或5所述的观看显示屏的装置，特征 在于凸透镜焦距的大小在0.2米至10米之间，其中包括1/4.5米、或1/4 米、或1/3.5、或l/3米、或1/2.5米、或l/2米、或1/1.5米、或1米等 等数值。
7， 根据权利要求1或2或3或4或5所述的观看显示屏的装置，特征在于凸透镜是非球面的能消除畸变或减弱畸变的凸透镜。
8， 根据权利要求1或2或3或4或5所述的观看显示屏的装置，特征 在于凸透镜是滤光镜或凸透镜上有镀膜，凸透镜是球面凸透镜。
9， 根据权利要求1或2或3或4或5所述的观看显示屏的装置，特征 在于凸透镜是可消除色差或可减弱色差的凸透镜，这种凸透镜是由某一 种折射率的材料做成的凸透镜与另一不同折射率材料做成的凹透镜重 叠密接构成的可消除色差或可减弱色差的凸透镜。
10， 根据权利要求1或2或3或4或5所述的观看显示屏的装置，特征 在于支撑凸透镜并能保持凸透镜与显示屏之间距离稳定的支架是可调 式支架，这个支架不仅可以保持凸透镜与显示屏之间的距离在观看时稳 定而且还可以改变凸透镜与显示屏之间距离的大小，调整支架能改变u 的大小并使u稳定在某一值，u至少能调节到1. lf〉u〉f/(f+l)范围中的 某一值，但不排除调整支架也能将凸透镜与显示屏之间的距离u调节到 1. lf〉u〉f/(f+l)范围之外。
全文摘要
本发明观看显示屏的装置涉及显示器和凸透镜等技术领域。本发明通过凸透镜放远显示屏的虚像放松眼睛的调节，让观察者感觉舒适耐劳。主要技术特征是凸透镜与显示屏之间的距离大于f/(f+1)并且小于1.1f，f是焦距。本装置不仅能放松眼睛的调节还能放松双眼的集合，使用者感觉舒适耐劳并能预防青少年长时间看近处显示屏引起的近视，也可以锻炼眼睛治疗假性近视。
文档编号G02B27/02GK101349790SQ200710137238
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者王霖华 申请人:王霖华