專利名稱：觀看顯示屏的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器、凸透鏡和電腦桌等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眼睛看遠(yuǎn)處時，眼睛的調(diào)節(jié)與集合處于放松狀態(tài)不容易疲勞，長時間觀看 電腦時，顯示屏離眼睛較近，雙眼的調(diào)節(jié)與集合處于緊張狀態(tài)，眼睛容易疲勞。
現(xiàn)有技術(shù)中觀看顯示屏的放大鏡(例如ZL專利號200420078331. 9《顯示器用放 大鏡保護(hù)屏》)，是在顯示屏前面安置一個起放大鏡作用的凸透鏡，其主觀目的 是增大眼睛的視角而不是放遠(yuǎn)物像，因顯示屏與凸透鏡間隔的大小對眼睛視角 大小的影響不大， 一般放大鏡與顯示屏間隔較小，所以通過放大鏡看到的顯示 屏的虛像較近。現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是只要求增大眼睛的視角、不要求放松眼睛的 調(diào)節(jié)，眼睛容易疲勞?，F(xiàn)有技術(shù)中的"觀看顯示屏的裝置(即放置顯示屏裝置 的專用平臺)"例如電腦桌或放置顯示屏裝置(電子書、mp4、顯示器等)的支架 只能放置顯示屏裝置而不能放松眼睛的調(diào)節(jié)，眼睛長時間直接觀看近處的顯示 屏容易疲勞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明觀看顯示屏的裝置的目的是通過凸透鏡把顯示屏的虛像放遠(yuǎn)，改 善眼睛的觀察效果，讓觀察者感覺舒適耐勞。
本發(fā)明有屬于一個總的發(fā)明構(gòu)思的三項發(fā)明。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在 于"現(xiàn)有技術(shù)中凸透鏡放大鏡的主要目的和作用是放大物像、增大眼睛的視角， 使眼睛看清細(xì)節(jié)"，"本發(fā)明中凸透鏡的主要目的和作用是放遠(yuǎn)物像、放松眼睛 的調(diào)節(jié)，使眼睛舒適耐勞"。本發(fā)明根據(jù)光學(xué)公式"l/u+l/v=l/f"通過控制顯 示屏與凸透鏡的距離使顯示屏的虛像與顯示屏的距離至少大于1米，從而放松 觀看虛像的眼睛，達(dá)到"改善眼睛的觀察效果，讓觀察者感覺舒適"的目的。 在這一個總的發(fā)明構(gòu)思下的三項發(fā)明的特定技術(shù)特征是用支架控制凸透鏡與 顯示屏之間的距離為u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范圍內(nèi)的某一數(shù)值， 此范圍內(nèi)包括i^f等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。
第一項發(fā)明的技術(shù)方案是 一種觀看顯示屏的裝置，有顯示屏，有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡和保持凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定的支架，特征在 于支架能控制凸透鏡與顯示屏之間的距離為U， U是在大于f / (l+f)并且小于
l.lf范圍內(nèi)的某一數(shù)值，此范圍內(nèi)包括『f，或iF2f/(f+2)，或『3f/(f+3)， 或u二4f/(f+4)，或『5f/(f+5)等等數(shù)值(也就是說u可以等于"l.lf>u>f(l+f)" 范圍內(nèi)的任一數(shù)值，例如，u=f，或u=2f/(f+2)，或u=3f/(f+3)，或u=4f/(f+4)， 或iF5f/(f+5)，除舉例的這幾個數(shù)值外u還可以等于"l.l》u>f/(l+f)"范圍內(nèi) 的其它數(shù)值)，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。
第二項發(fā)明的技術(shù)方案是 一種觀看顯示屏的裝置，(在裝置中不包含要用 凸透鏡觀看的顯示屏)有聯(lián)接或安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件(例如彈簧夾、鉤掛 構(gòu)件、插接構(gòu)件、粘貼連接構(gòu)件、皮套、框架、安放顯示屏裝置的專用構(gòu)件等 專用構(gòu)件)，特征在于有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡，有支撐凸透鏡并能保 持凸透鏡與顯示屏裝置的空位置之間的距離穩(wěn)定的支架，支架能控制凸透鏡與 顯示屏之間的距離為u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范圍內(nèi)的某一數(shù)值， 此范圍內(nèi)包括u=f，或u=2f / (f+2)，或u=3f / (f+3)，或u=4f / (f+4)，或u=5f / (f+5) 等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。
第三項發(fā)明的技術(shù)方案是 一種觀看顯示屏的裝置，是安放顯示屏裝置的
專用桌臺(例如電腦桌、觀察臺、監(jiān)測臺等，要觀察的顯示屏是在不屬于本裝置 的顯示屏裝置上)，特征是桌臺上有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡，有支撐凸 透鏡并能保持凸透鏡與安放顯示屏裝置的空位置之間的距離穩(wěn)定的支架，支架
能控制凸透鏡與顯示屏之間的距離為u，u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范圍 內(nèi)的某一數(shù)值，此范圍內(nèi)包括u=f，或u二2f/(f+2)，或u=3f/(f+3)，或 u=4f/(f+4)，或iF5f/(f+5)等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位 是米。
,說明在f 〉U〉 f / (f+l)范圍內(nèi)，顯示屏通過凸透鏡的成像是一個虛像，
顯示屏的虛像與凸透鏡之間的距離大于1米。顯示屏的虛像與凸透鏡之間的距
離是v米，光學(xué)公式為"v=u*f/ (f-u)"，即"u=v*f/ (v+f)"，所以當(dāng)u=2f / (f+2) 時v=2米，當(dāng)u=3f / (f+3)時v=3米，當(dāng)u二4f / (f+4)時v=4米，當(dāng)u=5f / (f+5)
時V二5米；當(dāng)U二f時可認(rèn)為顯示屏的虛像在無窮遠(yuǎn)；當(dāng)1. lf〉U〉f時的凸透鏡利
于遠(yuǎn)視眼觀看。技術(shù)方案中的"保持凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定"是指在觀
看時凸透鏡與顯示屏之間距離保持不變?？刂仆雇哥R與顯示屏之間距離的支架 可以是不能改變凸透鏡與顯示屏之間距離的固定式支架(例如是桿式支架、或是 箱式支架等)，也可以是能改變凸透鏡與顯示屏之間距離的可調(diào)式支架(例如支 架是可伸縮的套管式支架、或是可彎曲的波紋管式支架、或是像各種可調(diào)的臺 燈支架一樣的支架，或是可伸縮的套盒式支架，等等各種形式的支架)。凸透鏡 可以是雙凸型球面透鏡、或是平凸型球面透鏡、或是凸凹型的球面凸透鏡，或 者，凸透鏡可以是消畸變的非球面的凸透鏡、或者凸透鏡是菲涅爾型凸透鏡、 或者凸透鏡是消色差的復(fù)合凸透鏡等等形式的凸透鏡。顯示屏裝置可以是電腦
顯示器，或是手機(jī)，或是游戲機(jī)，或是移動電視機(jī)，或是mp4，或是液晶顯示 器，或是讀書機(jī)，或是移動DVD機(jī)等有顯示屏的裝置。
本發(fā)明的附加技術(shù)特征如下1，第一項發(fā)明觀看顯示屏的裝置中還有支撐
"凸透鏡和顯示屏裝置"的支撐架，調(diào)整這個支撐架能使"凸透鏡和顯示屏" 一同移動到觀察者需要的位置(例如將"凸透鏡和顯示屏" 一同移動到觀察者眼 前)。這個支撐架可以是各種形式的，例如是銷釘伸縮套管式支架、或是可彎曲 的波紋管式支架、或是可保持平行移動的平行四桿機(jī)構(gòu)式支架、或是剪式伸縮 架、或是像各種臺燈支架或麥克風(fēng)支架一樣的支架、等等。這個支撐架的底座 可以是聯(lián)接構(gòu)件(例如可以將本裝置連接到墻壁、桌、床、座椅等物體上的連接 零件，例如夾子、釘板、插接件等)，或者這個支撐架的底座是頭戴式的帽子或 帶子，或者這個支撐架的底座是座位(例如沙發(fā)、椅子等)，或者這個支撐架的 底座是桌臺(例如電腦桌、寫字臺、工作臺等)，或者這個支撐架的底座是床， 或者這個支撐架的底座是臺式底座或落地底座等等，這個支撐架是可調(diào)式的支
架，或者這個支撐架也可以是結(jié)構(gòu)固定的支架。2，第二項發(fā)明的觀看顯示屏的 裝置上還有支撐"凸透鏡和安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件"的支撐架，調(diào)整這個 支撐架能使"凸透鏡和安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件"都移動到觀察者需要的位 置。因?yàn)轱@示屏應(yīng)安裝在顯示屏裝置的專用構(gòu)件上，所以調(diào)整這個支撐架能使 "凸透鏡和顯示屏" 一同移動到觀察者需要的位置。這個支撐架同上述的支撐 架一樣可以是各種形式的支架。3，以上觀看顯示屏的裝置中凸透鏡的焦距的大 小在0.2米至IO米之間，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，除這幾個數(shù)值外焦距還可以是 其它數(shù)值。4，以上觀看顯示屏的裝置中的凸透鏡是非球面的能消除畸變或減弱
畸變的凸透鏡。5，以上觀看顯示屏的裝置中的凸透鏡是濾光鏡(例如吸收式濾 光鏡、或反射式濾光鏡等)或凸透鏡上有鍍膜(例如減反射膜、減少損害眼睛射 線的鍍膜、抗磨損膜、或抗污膜等)。觀察鏡是濾光鏡或觀察鏡上的鍍膜可減少
有害射線有利于改善眼睛的觀察效果，讓觀察者感覺舒適耐勞。6，以上觀看顯
示屏的裝置中的凸透鏡是可消除色差或可減弱色差的凸透鏡，這種凸透鏡是由 某一種折射率的材料做成的凸透鏡與另一不同折射率材料做成的凹透鏡重疊密
接構(gòu)成的可消除色差或可減弱色差的凸透鏡。7，以上觀看顯示屏的裝置中的支 撐凸透鏡并能保持凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定的支架是可調(diào)式支架，這個支 架不僅可以保持凸透鏡與顯示屏之間的距離在觀看時穩(wěn)定而且還可以改變凸透 鏡與顯示屏之間距離的大小，調(diào)整支架能改變u的大小并使u穩(wěn)定在某一值，u 至少能調(diào)節(jié)到1.1f〉u〉f/(f+l)范圍中的某一值，但不排除調(diào)整支架也能將凸 透鏡與顯示屏之間的距離u調(diào)節(jié)到l.lf〉u〉 f / (f+l)范圍之外。 有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別(1)目的區(qū)別"現(xiàn)有技術(shù)中凸透鏡放大鏡的主 要目的和作用是放大物像、增大眼睛的視角，使眼睛看清細(xì)節(jié)"，"本發(fā)明中凸 透鏡的主要目的和作用是放遠(yuǎn)物像、放松眼睛的調(diào)節(jié)，使眼睛舒適耐勞"。(2)預(yù) 期效果區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)放大鏡的視角放大率較大，所以視野較小、看到的顯示 屏畫面粗糙分辨率低(因?yàn)榻M成畫面的最小"色塊"也被放大)，放大鏡的面積 一般大于顯示屏的面積才能放大畫面?，F(xiàn)有技術(shù)像距較短，觀看時眼睛的調(diào)節(jié) 與集合都處于緊張狀態(tài)，眼睛容易疲勞，近距離長時間觀看容易引起近視。本 發(fā)明中的凸透鏡不僅可以有放大效果而且更主要的效果是放遠(yuǎn)物像。本發(fā)明中 凸透鏡具有的新的性能及用途是能同步放松雙眼的調(diào)節(jié)和集合，使眼睛舒適耐 勞；通過凸透鏡觀看顯示屏在遠(yuǎn)處的虛像有利于預(yù)防青少年長時間看近處顯示 屏引起的近視；在使用中經(jīng)常觀看明視遠(yuǎn)點(diǎn)上或比明視遠(yuǎn)點(diǎn)稍遠(yuǎn)處的虛像利于
鍛煉眼睛并治療假性近視。本發(fā)明因?yàn)槲锵褫^遠(yuǎn)所以眼睛可以靠近凸透鏡觀看， 不僅可以利用凸透鏡的放大作用增大眼睛的視角，還可以利用將"顯示屏和凸 透鏡"一起靠近眼睛的方法增大視角。眼睛靠近凸透鏡觀看時視野較大而且凸
透鏡的面積還可以小于顯示屏。(3)結(jié)構(gòu)區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)中凸透鏡與顯示屏的距
離較近，本發(fā)明中凸透鏡與顯示屏的距離較遠(yuǎn)。 一般認(rèn)為放大鏡的視角放大倍
數(shù)等于"0.25米/放大鏡的焦距"，顯示屏與放大鏡之間的距離對視角放大倍數(shù)影響很小而對體積影響很大，顯示屏與放大鏡之間的距離越大體積越大，既不 方便又不美觀，所以放大鏡與顯示屏的距離較近。(見圖1所示凸透鏡光心在
o點(diǎn)，F(xiàn)是焦點(diǎn)，眼睛在Y點(diǎn)觀看，顯示屏與凸透鏡的距離u是bo或是ao，bo〉ao， 當(dāng)顯示屏在a點(diǎn)時它(ac)的虛像AC近在A點(diǎn)，當(dāng)顯示屏在b點(diǎn)時它(bd)的虛像 BD遠(yuǎn)在B點(diǎn)，因DCF在一條直線上所以"視角CYA"小于"視角DYB"。在圖1 中看出眼睛越靠近凸透鏡視角越大，當(dāng)眼睛在凸透鏡的焦距以內(nèi)觀察時，u 越小則凸透鏡的視角越大(視角CYA大于視角CEA)、物象越近；u越大則凸透鏡 的視角越小、物象越大；不論眼睛在凸透鏡的焦距以內(nèi)或以外觀察時"u的大 小對視角大小的影響不大"。所以圖l說明放大鏡的u不需要很大， 一般保持 虛像與放大鏡的距離在25cm左右即保持顯示屏與放大鏡的距離在u =0.25 f / (f+0. 25)左右就可以了)。本發(fā)明為了達(dá)到與現(xiàn)有技術(shù)不同的特殊目的或者特殊 效果在結(jié)構(gòu)上本發(fā)明要求凸透鏡與顯示屏的間距u〉f / (f+l)，即要求像距大 于1米。當(dāng)u=f時像距無窮遠(yuǎn)，當(dāng)1. lf 〉u〉f時利于遠(yuǎn)視眼觀看，當(dāng)u=vf / (f+v) 時像距等于v米。
本發(fā)明有如下有益效果
(l)眼睛看遠(yuǎn)處的物體比看近處輕松，眼睛看"遠(yuǎn)點(diǎn)"上的物體時處于松弛 的休息狀態(tài)， 一般認(rèn)為正視眼看無窮遠(yuǎn)時處于完全松弛的休息狀態(tài)。本發(fā)明通
過凸透鏡將看近處的顯示屏變成看遠(yuǎn)處顯示屏的虛像(見圖3)，能同步放松雙眼 的調(diào)節(jié)與集合使眼睛舒適耐勞。(2)本發(fā)明通過凸透鏡看顯示屏在遠(yuǎn)處的虛像有 利于預(yù)防青少年長時間看近處顯示屏引起的近視。(3)本發(fā)明通過凸透鏡經(jīng)?？?明視遠(yuǎn)點(diǎn)上的虛像或比明視遠(yuǎn)點(diǎn)稍遠(yuǎn)處的虛像利于鍛煉眼睛治療假性近視。(4) 顯示屏的虛像與凸透鏡距離(v)的大小隨顯示屏與凸透鏡的距離(u)不同而不同。 趨近焦點(diǎn)時u很小的變化就會引起v很大的變化，v的變化會引起雙眼集合與調(diào) 節(jié)的變化，集合與調(diào)節(jié)不斷變化容易使眼睛疲勞。所以本發(fā)明通過支架保持顯 示屏與凸透鏡的距離(u)穩(wěn)定不變，可以減少眼睛的疲勞。(5)每個觀察者的明視 遠(yuǎn)點(diǎn)不同，所需要的像距不同。本發(fā)明使用能改變觀察鏡與顯示屏之間距離的 可調(diào)式支架能滿足每一個觀察者，使顯示屏的虛像處在不同觀察者的明視遠(yuǎn)點(diǎn)
上，使眼睛舒適耐勞。(6)本發(fā)明中"顯示屏和凸透鏡" 一起靠近觀察者，禾U用 縮短距離的方法增大視角，不僅能改善眼睛的觀察效果，讓觀察者感覺舒適耐 勞，還能減小顯示屏或凸透鏡的面積，有利于節(jié)約成本，有利于避開制造大面 積凸透鏡的困難。(7)本發(fā)明利用"支撐架"將"顯示屏和凸透鏡" 一起移動 到觀察者面前有利于觀察者選擇更舒適的姿勢觀看、更方便?；蛘撸ㄟ^"支 撐架"控制"顯示屏和凸透鏡"的位置來控制觀察者觀察的位置可以矯正觀察 者不正確的觀察姿勢或有利于保持正確的觀察姿勢。(8)本發(fā)明選擇U〉f / (f+l) 可將虛像保持在較遠(yuǎn)處或者將虛像保持在觀察者的明視遠(yuǎn)點(diǎn)上，使眼睛舒適耐 勞，有利于防止因長時間看近引起的近視。本發(fā)明也有利于老視眼和遠(yuǎn)視眼觀
看。(9)消畸變的非球面的凸透鏡可以使顯示屏的虛像平整、能改善觀察效果。 (10)消除色差或可減弱色差的凸透鏡可以改善觀察效果。(ll)使用吸收式濾光
鏡、反射式濾光鏡或在凸透鏡上鍍減反射膜等都有利于保護(hù)眼睛和改善觀察效
果。(12)放大鏡的倍數(shù)越大則凸透鏡焦距越小(一般放大鏡視角放大倍數(shù)大于2 倍)。據(jù)凸透鏡放大鏡的"視角放大率=0.25米/焦距"計算，如果凸透鏡焦距大 于0. 2米時視角放大率小于1. 25倍。凸透鏡焦距大的優(yōu)點(diǎn)在于放大倍數(shù)小、視 野大，顯示屏畫面細(xì)致、曲率半徑大、色差小。焦距大則凸透鏡的面積大，較 寬的凸透鏡有利于用雙眼同時觀看，凸透鏡的視場大有利于觀看較大的顯示屏， 較寬的凸透鏡也有利于雙眼靠近凸透鏡觀看，觀察距離近則視角大。(13)因?yàn)?凸透鏡的面積有限(凸透鏡焦距越小則凸透鏡面積越小)，所以用凸透鏡放遠(yuǎn)物 像并將凸透鏡靠近觀察者，其優(yōu)點(diǎn)還在于可以使用面積較小的凸透鏡。例如凸 透鏡在眼前時凸透鏡面積比顯示屏面積小但看到的像比顯示屏大。(14)將觀察 鏡和顯示屏通過支撐架安裝在床、沙發(fā)等等底座上并且可按需要移動觀察鏡和 顯示屏，有利于達(dá)到讓觀察者感覺舒適的目的。能改變觀察位置也利于改變觀
察姿勢預(yù)防因長時間用一種姿勢觀看造成的勞損，例如頸椎病等。


圖1是凸透鏡視角放太率與顯示屏位置關(guān)系的分析圖。 圖2是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。
圖3是雙眼通過凸透鏡觀看顯示屏?xí)r的光路圖及雙眼集合調(diào)節(jié)的示意圖。
圖4是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖5是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖6是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖7是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖8是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖9是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖10是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖11是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖12是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖13是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖14是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖15是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖16是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖17是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖18是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。 圖19是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖。
附圖中的l是觀看顯示屏的凸透鏡，2是支撐凸透鏡的支架，3是顯示屏， v是顯示屏的虛像與凸透鏡的距離，u顯示屏與凸透鏡的距離，4是聯(lián)接或安裝 顯示屏裝置的專用構(gòu)件，5是安放顯示屏裝置的專用桌臺，6是支撐"凸透鏡和 顯示屏裝置"的支撐架，7是定位零件，8是支撐"凸透鏡和顯示屏裝置"的支
撐架的底座，9是安放顯示屏裝置的空位置。附圖1中的ac是位置在a處的顯 示屏，AC是顯示屏ac在A處的虛像，bd是位置在b處的顯示屏，BD是顯示 屏bd在B處的虛像，0是凸透鏡的光心，Y是眼睛的觀察點(diǎn)，E是另外一個觀 察點(diǎn)，F(xiàn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 一種觀看顯示屏的裝置與現(xiàn)有技術(shù)《顯示器用放大鏡保護(hù)屏》(專 利號為ZL 200420078331. 9)比較，特征在于"觀看顯示屏的裝置"中的顯示屏 與放大鏡之間的距離u可以在1. lf〉u〉 f / (f+l)的區(qū)間調(diào)整，其中u是放大 鏡與顯示屏之間的距離，f是放大鏡的焦距，f與u的單位是米。當(dāng)u= fv / (f+v) 時通過放大鏡看到的顯示屏虛像在v米處，v=fu/ (f-u)。如『f / (f+l)時， 通過放大鏡看到的顯示屏虛像與放大鏡之間的距離等于1米，當(dāng)u= 3f / (f+3) 時，通過放大鏡看到的顯示屏虛像與放大鏡之間的距離等于3米，當(dāng)u= 5f / (f+5)時，通過放大鏡看到的顯示屏虛像與放大鏡之間的距離等于5米。當(dāng)u二f 時，通過放大鏡看到的顯示屏虛像在無窮遠(yuǎn)處。當(dāng)1. lf〉u〉 f時通過放大鏡看
到的顯示屏虛像利于遠(yuǎn)視眼觀察。使用時觀察者可根據(jù)自己眼睛的明視遠(yuǎn)點(diǎn)調(diào) 整顯示屏與放大鏡之間的距離u。
實(shí)施例2:如圖2所示的一種觀看顯示屏的凸透鏡裝置是由凸透鏡1、固定 結(jié)構(gòu)的支架2和有液晶顯示屏3的電腦顯示器構(gòu)成。凸透鏡是一個焦距為50 厘米的矩形凸透鏡(平凸型凸透鏡的平面可朝外也可朝內(nèi)。平面朝觀察者時可減 少反光，平面朝顯示屏?xí)r凸透鏡表面各點(diǎn)到顯示屏的距離相同像面均勻)，凸透 鏡1與顯示屏3之間的距離u是49厘米。雙眼通過凸透鏡看到顯示屏的虛像在 大約24. 5米遠(yuǎn)處(如圖3所示，iK).49米，v二24. 5米)。
實(shí)施例3:如圖4所示的觀看顯示屏的裝置，1是一個非球面的可減弱畸變 的凸透鏡，凸透鏡通過鏡框聯(lián)接在可彎曲的波紋管式支架2上，其長度約等于 凸透鏡的焦距f， 4是聯(lián)接顯示屏裝置的專用構(gòu)件彈簧夾，使用時將彈簧夾4 夾在液晶顯示器的上邊緣，雙眼通過凸透鏡1觀看。
實(shí)施例4:如圖5所示的是一種觀看顯示屏的裝置，l是雙眼觀看顯示屏?xí)r 用的一個凸透鏡，4是聯(lián)接顯示屏裝置的專用構(gòu)件，使用時將4插接在液晶顯 示器上，通過支架2控制凸透鏡的位置。支架2不僅可以保持凸透鏡與顯示屏
之間的距離在觀看時穩(wěn)定而且還可以改變凸透鏡與顯示屏之間距離U的大小， 調(diào)整支架能改變U的大小并使U穩(wěn)定在某一值，U至少能調(diào)節(jié)到1. lf〉U〉f/(f+l) 范圍中的某一值，但不排除調(diào)整支架也能將凸透鏡與顯示屏之間的距離U調(diào)節(jié) 到1. lf〉U〉f/(f+l)范圍之外。使用時可將凸透鏡與顯示屏的距離保持在雙眼能 看清楚的最大距離。
實(shí)施例5，如圖6所示的一種觀看顯示屏的裝置，l是一個凸透鏡，(凸透
鏡也可以是一個菲涅爾型透鏡)，4是聯(lián)接或安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件(例如 是放置mp4的盒子)，2是控制凸透鏡鏡1與4之間距離的可伸縮的套管式支架。 u是凸透鏡1到4中放顯示屏的空位置的距離，u可調(diào)到凸透鏡焦距的長度。
實(shí)施例6， 一種觀看顯示屏的裝置，如圖7所示5是電腦桌，在電腦桌上 沒有顯示屏而是有安放電腦顯示器的空位置，有觀察電腦顯示器中的顯示屏用 的凸透鏡1， 2是支撐凸透鏡并且可以調(diào)整凸透鏡位置的支架。調(diào)整支架2可 以將凸透鏡與顯示屏之間的距離保持在l.lf米至f / (f+l)米之間，f(米)是 凸透鏡的焦距。
實(shí)施例7: —種觀看顯示屏的裝置，如圖8所示5是一種安放顯示屏裝置
的專用桌臺即電腦桌，在電腦桌上沒有顯示屏而是有安放電腦顯示器的空位置
9(要觀看的顯示屏是在不屬于本裝置的其它的電腦顯示器上)，有專用于觀察電 腦顯示器中顯示屏的凸透鏡1，凸透鏡1是雙眼共同使用的一個球面凸透鏡， 凸透鏡的焦距為1米(凸透鏡的焦距也可為0. 33米或0. 5米等)，凸透鏡能放松 雙眼集合和放松雙眼調(diào)節(jié)。2是支撐凸透鏡并且可以調(diào)整凸透鏡位置的支架(凸 透鏡的支架可以是像各種臺燈的支架一樣或是向麥克風(fēng)的支架一樣的可調(diào)式支 架)。調(diào)整支架2可以將凸透鏡與顯示屏之間的距離保持在1. 1米至0. 5米之間 (艮口 1.1f〉u〉 f / (f+l))，觀看電腦顯示器的效果是通過凸透鏡看到的顯示屏 虛像是放遠(yuǎn)的虛像，虛像到凸透鏡的距離是v二fu/(f-u)，當(dāng)凸透鏡與顯示屏之 間的距離為1米時顯示屏虛像在無窮遠(yuǎn)處。
實(shí)施例8:圖9是"一種觀看顯示屏的裝置"的示意圖，這種觀看顯示屏 的裝置是一種計算機(jī)顯示器，其上有顯示屏3，有雙眼觀看顯示屏用的一個焦 距f等于l/3米的凸透鏡l，有支撐凸透鏡1的支架2，支架2是由四個可伸縮 的套管構(gòu)成，支架2不僅可以保持凸透鏡1與顯示屏3之間的距離u在觀看時穩(wěn)定，而且通過支架2的伸縮還可以改變凸透鏡與顯示屏之間距離的大小。當(dāng)
U=0.33米時雙眼通過凸透鏡看到的顯示屏虛像在無窮遠(yuǎn)處，當(dāng)u=0.31米時雙眼 通過凸透鏡看到的顯示屏虛像約5米遠(yuǎn)，當(dāng)U=0.25米時雙眼通過凸透鏡看到的 顯示屏虛像約1米遠(yuǎn)，即u=vf/(f+v)米時雙眼通過凸透鏡看到的顯示屏虛像 在v米處。在"觀看顯示屏的裝置"上還有支撐凸透鏡和顯示屏裝置的支撐架 6，調(diào)整這個支撐架6能使凸透鏡1和顯示屏3 —同移動到觀察者需要的位置。
實(shí)施例9:如圖IO所示的觀看顯示屏的裝置是一個手持游戲機(jī)，l是一個 凸透鏡，3是手持游戲機(jī)上的顯示屏，2是控制凸透鏡1與顯示屏3之間距離的 可伸縮的套管式支架，凸透鏡1是一個焦距為f的凸透鏡(f二O. 2米，或0. 25 米，或0.33米，或0.4米，或0.5米等)，凸透鏡1與游戲機(jī)顯示屏3之間的 距離可以調(diào)節(jié)并穩(wěn)定在大于f / (f+l)小于1. lf的范圍中，即雙眼通過凸透鏡 看到的顯示屏虛像到凸透鏡之間的距離大于1米。
實(shí)施例10:圖11是一種觀看顯示屏的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，觀看顯示屏的 裝置上有顯示屏3，有雙眼觀看顯示屏共用的一個凸透鏡l，有支撐凸透鏡與顯 示器的支架2，支架2能控制凸透鏡與顯示屏之間的距離并且在觀看時能保持 凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定，凸透鏡的焦距是20cm(或者凸透鏡的焦距f也 可以是1/3米、或1/4米等)，凸透鏡與顯示屏之間的距離u可以在17 cm至 22 cm之間調(diào)整即在l.lf〉u〉 f / (f+l)的范圍內(nèi)調(diào)整，支架2是帶有滑動套管 和7的桿式支架，7是將顯示器固定在支架2上某一位置的定位零件(螺絲)， 擰松7后可以移動顯示器改變凸透鏡與顯示屏之間的距離u，擰緊7后可以周 定凸透鏡與顯示屏之間的距離。8是可以戴在觀察者頭上的帽子。帽子上也可 以有或連接音響裝置和小型電腦。
實(shí)施例lh如圖12所示的觀看顯示屏的裝置，l是一個凸透鏡，3是電腦 顯示器上的顯示屏，2是控制凸透鏡1與顯示屏3之間距離的支架，u是凸透 鏡1與顯示屏3之間的距離，可以調(diào)整u并保持u是在l.lf〉u〉 f/(f+l)范圍 內(nèi)的某一值，6是支撐電腦顯示器和凸透鏡的支撐架，調(diào)整支撐架6能使凸透 鏡和顯示屏一同移動到觀察者需要的位置，調(diào)整支撐架6還能改變觀察角度即 改變凸透鏡和顯示屏的朝向，8是電腦主機(jī)和鍵盤。
實(shí)施例12:如圖13所示的一種"觀看顯示屏的裝置"中包括顯示器，顯
示器上有液晶平面顯示屏3，"觀看顯示屏的裝置"中還包括凸透鏡l、控制顯
示屏3與凸透鏡1之間距離的支架2、支撐顯示器和凸透鏡的支撐架6。支撐架 6的底座是觀察者的坐位8(沙發(fā))。支架2和支撐架6都是能調(diào)節(jié)的伸縮套管式 支架，在伸縮套管式支架上的7是定位構(gòu)件(螺絲釘)。擰松支架上的定位構(gòu)件 可以改變眼鏡與顯示屏的間距或調(diào)整觀察位置，通過調(diào)整支架6可以將凸透鏡 與顯示屏一同移動到坐在沙發(fā)上的觀察者眼前，擰緊定位構(gòu)件可以保持眼鏡與 顯示屏間距u的穩(wěn)定即保持眼鏡與虛像的距離v在觀看時穩(wěn)定。當(dāng)u二f時 (f=33. 3cm)通過凸透鏡看到的顯示屏的虛像在無窮遠(yuǎn)處。
實(shí)施例13:圖14是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖，l是一個凸透鏡，它 的焦距等于40厘米。在凸透鏡上有鍍膜。2是套箱式支架，套箱的伸縮可以改 變凸透鏡1與顯示器上的顯示屏3之間的距離，并且可以使凸透鏡1與顯示屏 3之間的距離調(diào)節(jié)到40厘米。6是支撐"凸透鏡和顯示器"的支撐架。支撐架 6的底座是可以將本裝置連接安裝到墻壁、或桌、或床、或某個物體上的連接 構(gòu)件，調(diào)整這個支撐架6可以使凸透鏡和顯示屏一同移動到觀察者需要的位置 觀看。
實(shí)施例14:圖15是一種觀看顯示屏的裝置的示意圖，1是一個消色差凸透 鏡，它是由一種折射率材料做成的凸透鏡與另一種不同折射率材料做成的凹透 鏡重疊密接構(gòu)成的可消除色差或可減弱色差的凸透鏡。它的焦距等于25厘米。 2是套箱式支架，套箱的伸縮可以改變凸透鏡1與顯示屏3 (或顯示器)之間的 距離u并可以保持凸透鏡1與顯示屏3之間的距離u為25厘米或20厘米。6 是支撐"凸透鏡和顯示器"的支撐架。支撐架6的底座是可以將本裝置連接安 裝到墻壁、或桌、或床、或計算機(jī)殼體或鍵盤等某個物體上的連接構(gòu)件，調(diào)整 這個支撐架6可以使凸透鏡和顯示屏一同移動到觀察者需要的位置觀看。
實(shí)施例15:圖16是"一種觀看顯示屏的裝置"的示意圖，這種觀看顯示 屏的裝置上有顯示屏3，有雙眼共用的一個凸透鏡1，有支撐凸透鏡1的支架2， 還有支撐凸透鏡和顯示屏裝置的支撐架6，支撐架6的底座8是桌子。凸透鏡1 的焦距是0.4米，通過支架2可以控制凸透鏡1與顯示屏3之間的距離大于0. 29 米并且小于0.44米。
實(shí)施例16:圖17是"一種觀看顯示屏的裝置"的示意圖，這種觀看顯示
屏的裝置上有顯示屏3，有雙眼共用的一個凸透鏡1，有聯(lián)接凸透鏡1和顯示器
的支架2，顯示器上有顯示屏3，通過支架2可以控制凸透鏡1與顯示屏3之間 的距離。還有支撐凸透鏡1和顯示器的支撐架6，支撐架6的底座8是床。凸 透鏡1與顯示屏3之間的距離大于f / (l+f)并且小于l.lf，其中凸透鏡的焦距f 的大小在0.2米至10米之間，凸透鏡的焦距可以是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 數(shù)值。支撐架6和支架2都是可調(diào)式支架。
實(shí)施例17:如圖18所示的是一種觀看顯示屏的裝置，1是雙眼觀看顯示屏 共用的一個凸透鏡，這個凸透鏡是一個非球面的可消畸變的凸透鏡，凸透鏡的 焦距f是30cm。 2是控制凸透鏡與顯示屏之間距離的支架，支架2是可伸縮并 固定的套管式支架，4是安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件，用此專用構(gòu)件上的彈簧 夾能將其它不屬于本裝置的(mp4等)有顯示屏的裝置放置并固定在其中，凸透 鏡與放置顯示屏的位置之間的距離u為29cm左右。8是可以戴在觀察者頭上的 帽子。
實(shí)施例18:圖19是"一種觀看顯示屏的裝置"的結(jié)構(gòu)示意圖，在這種觀 看顯示屏的裝置中不包含顯示屏而是有安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件4，在安裝 顯示屏裝置的專用構(gòu)件4上有放置顯示屏裝置的空位置和夾緊顯示屏裝置的彈 簧夾。有供雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡1和支撐凸透鏡并能保持凸透鏡與 顯示屏之間距離穩(wěn)定的支架2，支架2是可調(diào)的伸縮式支架，通過支架2能控 制凸透鏡與顯示屏之間的距離u在大于f / (l+f)并且小于l.lf范圍內(nèi)，此范圍 內(nèi)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) 等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。還有支撐"凸透鏡1 和安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件4"的支撐架6，調(diào)整這個支撐架6能使凸透鏡1 和安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件4 一同移動到觀察者需要的位置。這種觀看顯示 屏的裝置中不包含的顯示屏裝置可以是mp4、或是電子書、或是游戲機(jī)等等。
權(quán)利要求
1，一種觀看顯示屏的裝置，有顯示屏，有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡和保持凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定的支架，特征在于支架能控制凸透鏡與顯示屏之間的距離為u，u是在大于f/(1+f)并且小于1.1f范圍內(nèi)的某一數(shù)值，此范圍內(nèi)包括u＝f、或u＝2f/(f+2)、或u＝3f/(f+3)、或u＝4f/(f+4)、或u＝5f/(f+5)等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。
2， 一種觀看顯示屏的裝置，有聯(lián)接或安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件，特 征在于有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡，有支撐凸透鏡并能保持凸透 鏡與顯示屏裝置的空位置之間的距離穩(wěn)定的支架，支架能控制凸透鏡與 顯示屏之間的距離為u， u是在大于f/(l+f)并且小于l.lf范圍內(nèi)的某 一數(shù)值，此范圍內(nèi)包括u=f、或u=2f/(f+2)、或u=3f/(f+3)、或 u=4f/(f+4)、或『5f/(f+5)等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u 的單位是米。
3， 一種觀看顯示屏的裝置，是安放顯示屏裝置的專用桌臺，特征在于 有雙眼觀看顯示屏用的一個凸透鏡，有支撐凸透鏡并能保持凸透鏡與安 放顯示屏裝置的空位置之間距離穩(wěn)定的支架，支架能控制凸透鏡與顯示 屏之間的距離為u， u是在大于f / (l+f)并且小于l.lf范圍內(nèi)的某一數(shù) 值，此范圍內(nèi)包括u=f，或u=2f/ (f+2)，或u=3f/ (f+3)，或u=4f/ (f+4)， 或iF5f/(f+5)等等數(shù)值，其中f是凸透鏡的焦距，f與u的單位是米。
4， 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觀看顯示屏的裝置，特征在于有支撐凸透鏡 和顯示屏裝置的支撐架，調(diào)整這個支撐架能使凸透鏡和顯示屏一同移動 到觀察者需要的位置。
5， 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觀看顯示屏的裝置，特征在于有支撐凸透鏡 和安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件的支撐架，調(diào)整這個支撐架能使凸透鏡和 安裝顯示屏裝置的專用構(gòu)件一同移動到觀察者需要的位置。
6， 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的觀看顯示屏的裝置，特征 在于凸透鏡焦距的大小在0.2米至10米之間，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 等數(shù)值。
7， 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的觀看顯示屏的裝置，特征在于凸透鏡是非球面的能消除畸變或減弱畸變的凸透鏡。
8， 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的觀看顯示屏的裝置，特征 在于凸透鏡是濾光鏡或凸透鏡上有鍍膜，凸透鏡是球面凸透鏡。
9， 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的觀看顯示屏的裝置，特征 在于凸透鏡是可消除色差或可減弱色差的凸透鏡，這種凸透鏡是由某一 種折射率的材料做成的凸透鏡與另一不同折射率材料做成的凹透鏡重 疊密接構(gòu)成的可消除色差或可減弱色差的凸透鏡。
10， 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的觀看顯示屏的裝置，特征 在于支撐凸透鏡并能保持凸透鏡與顯示屏之間距離穩(wěn)定的支架是可調(diào) 式支架，這個支架不僅可以保持凸透鏡與顯示屏之間的距離在觀看時穩(wěn) 定而且還可以改變凸透鏡與顯示屏之間距離的大小，調(diào)整支架能改變u 的大小并使u穩(wěn)定在某一值，u至少能調(diào)節(jié)到1. lf〉u〉f/(f+l)范圍中的 某一值，但不排除調(diào)整支架也能將凸透鏡與顯示屏之間的距離u調(diào)節(jié)到 1. lf〉u〉f/(f+l)范圍之外。
全文摘要
本發(fā)明觀看顯示屏的裝置涉及顯示器和凸透鏡等技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過凸透鏡放遠(yuǎn)顯示屏的虛像放松眼睛的調(diào)節(jié)，讓觀察者感覺舒適耐勞。主要技術(shù)特征是凸透鏡與顯示屏之間的距離大于f/(f+1)并且小于1.1f，f是焦距。本裝置不僅能放松眼睛的調(diào)節(jié)還能放松雙眼的集合，使用者感覺舒適耐勞并能預(yù)防青少年長時間看近處顯示屏引起的近視，也可以鍛煉眼睛治療假性近視。
文檔編號G02B27/02GK101349790SQ200710137238
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者王霖華 申請人:王霖華