头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置的制造方法

头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种影像放大装置，特别涉及一种将手机类小屏幕显示终端输出的光信息放大为2D或3D显示以及成像叠加的拓展装置。
【背景技术】
[0002]目前对手机类小屏幕显示终端的视像扩展，通常采用单片凸透镜直接放大的方式，要达到适宜观看的大屏幕效果和合理虚像距离，所采用的相应装置体积较大，即其占用的视向空间很大，这给使用带来诸多不便，尤其不便于佩戴。
[0003]有些装置为了减少体积，采用增加放大倍数的方式，但该种方式会由于焦距太短造成严重的球差畸变效应及生成过大过近的虚像。
[0004]还有，早期兴起的视频眼镜采用的是一对小微显示屏和双凸镜3D模式，需要专用的驱动单元，要达到满意分辨率等效果，其成本高昂难以普及。现今市场上出现的手机3D眼镜采用的是手机分屏、左右3D立体成像方式，该结构不便直接观看原始未分屏手机类小屏幕显示，尤其是不能游览手机上的网页内容。看普通2D影像需要软件转化分屏，严重地缩减了分辨率指标和带来众多使用的局限。而能集中所有这些单个功能甚至兼顾最时髦的可穿戴视讯信息功能的产品和设计几乎是空白。

【发明内容】

[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小、放大倍数高且成像失真小的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]本实用新型的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，包括系挂在使用者头上的佩戴组件、与该佩戴组件固接的机壳和置于该机壳内的手机类小屏幕显示终端，所述机壳分上机壳和下机壳，上机壳与下机壳通过垂直设置的可调节其间距离的导槽滑杆调节机构连接在一起，在上机壳和下机壳的对应使用者脸部的背面上分别设有光射窗孔和成像窗孔；在上机壳上紧贴光射窗孔铰接有可插入所述显示终端的后盖板组件，所述显示终端以卧式竖向显示屏面朝前的方式置于所述后盖板组件中，在上机壳内与该显示终端的显示屏面相对的正前侧设有与该显示屏面成45度夹角的第一反射镜，该第一反射镜的反射面朝向所述的显示屏面侧；在下机壳内与所述成像窗孔相对的正前侧且位于第一反射镜的正下方设有与第一反射镜成90度夹角的第二反射镜，该第二反射镜的反射面朝向成像窗孔侧；在下机壳内位于第二反射镜的上方设有能安装至少一组水平透镜组件的卡槽，在成像窗孔位置设有能安装至少一组垂直透镜组件的卡位。
[0008]所述透镜组件为单轴凸透镜组件。
[0009]在所述上机壳和下机壳内设有可将上机壳和下机壳均分为左腔体和右腔体且可插入3D分隔板的固定插槽。
[0010]所述透镜组件为可调轴距的双凸透镜组件。
[0011]在下机壳上位于与成像窗孔相对的壳壁上，设有可将壳外景象映入使用者眼中的视口 ；所述第二反射镜可全反或半反半透光学镜片。
[0012]所述后盖板组件包括可横向垂直容置所述显示终端且前侧面上设有窗孔的腔体和设置于该腔体侧边上将其连接在上机壳上的铰链结构，在腔体内的后侧面上设有至少一个可将该显示终端固定住的吸盘或可横向调节位置的带有胶面U型弹簧卡。
[0013]在所述佩戴组件中还设有护眼罩。
[0014]与现有技术相比，本实用新型利用紧凑的光线曲折反射和行程调节(即物距调节)、不同功能透镜组件切换和分光隔板的留置与拆除、第二反射镜的调换以及通过手机类个人智能终端的APP软件，有效地实现了 2D平面放大成像和3D立体成像扩展显示以及虚拟现实、增强现实等多功能效用和紧凑式佩戴。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图。
[0016]附图标记如下:
[0017]上机壳1、光射窗孔11、第一反射镜12、下机壳2、成像窗孔21、第二反射镜22、水平透镜组件3、垂直透镜组件4、佩戴组件5、护眼罩51、后盖板组件6、显示终端61、弹簧卡7、影像光路8、外景光路9、导槽滑杆10。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0019]如图1所示，本实用新型的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，包括系挂在使用者头上的佩戴组件5、与该佩戴组件5固接的机壳、置于该机壳内的手机类小屏幕显示终端61和设置于机壳内的可将所述显示终端61发出的影像信号放大并射入使用者瞳孔中的光学系统。
[0020]所述机壳分上机壳I和下机壳2，上机壳I与下机壳2通过垂直设置的可调节其间距离的导槽滑杆调节机构(图中未详示出)连接在一起，在上机壳I和下机壳2的沿着影像光路8对应至使用者脸部的背面上分别设有光射窗孔11和成像窗孔21，在上机壳I背面，紧贴光射窗孔11铰接有采用卧式竖向插入所述显示终端61的后盖板组件6，所述显示终端61的显示屏面正对前方(以图1为参考，朝向使用者脸部为后，使用者脸部的正前方为前，下同)。
[0021]所述后盖板组件6用来装载固定所述的显示终端61。所述后盖板组件6包括可容置所述显示终端61且前面开有窗孔的腔体和设置于该腔体侧边上将其连接在上机壳I上的铰链和磁吸组件，在腔体内的后面上设有至少一个可将该显示终端61固定住的吸盘或者可横向移动调节的表面带胶的U型弹簧卡7。
[0022]所述光学系统包括第一反射镜12、第二反射镜22、单轴凸透镜组件和可调轴距的双凸透镜组件。
[0023]第一反射镜12设置在上机壳I内与所述显示终端61的显示屏面(即显示终端61上输出影像信号的显示屏幕)相对的正前侧，其与该显示屏面成45度夹角。第一反射镜12的反射面朝向所述的显示屏面侧。
[0024]第二反射镜22设置在下机壳2内与所述成像窗孔21相对的正前侧，而且其位于第一反射镜12的正下方并与第一反射镜12成90度夹角。第二反射镜22的反射面朝向成像窗孔21侧。
[0025]在下机壳2内位于第二反射镜22的上方设有能安装水平透镜组件3的卡槽，该水平透镜组根据功能需要分别为为普通单轴凸透镜组或可调轴距的双凸透镜组件。
[0026]在成像窗孔21位置设有能安装垂直透镜组件4的卡位，该垂直透镜组也是根据功能需要分别为单轴凸透镜组件或双轴可调轴距的双凸透镜组件。
[0027]水平透镜组件3和垂直透镜组件4可同时使用，也可仅使用水平透镜组件3或垂直透镜组件4。
[0028]所述水平和垂直透镜组件3、4要根据功能需要来安装，以实现本装置的多功能效用。
[0029]所述导槽滑杆10调节机构为设置于上机壳I的壳体左右两侧的铸造精密的方型凹槽，和下机壳2上的扁长型插入滑杆，形成滑动可调节上机壳I与下机壳2在垂直方向上的间距的导槽滑杆结构，通过调节上机壳I和下机壳2之间的距离可使机壳内光学系统的光路长短得到改变，直到满意就进行锁定(锁定结构未画)。
[0030]在所述佩戴组件5中还设有护眼罩51，该佩戴组件5采用插接方式与下机壳2上的成像窗孔21连接在一起。
[0031]本实用新型的进一步改进是在所述上机壳I和下机壳2内设有可将上机壳I和下机壳2均分为左腔体和右腔体且可插入3D分隔板的固定插槽(图中未画)。通过插入特殊形状的分隔隔板把上、下壳体的内腔分成左右两部分，把来自屏幕左右格式分屏显示的双视像沿影像光路8平行方向自然分成左右两部分再经双凸透镜处理进入左右眼睛形成立体成 像效果。
[0032]本发明的又一改进是在下机壳2上位于与成像窗孔21相对的壳壁上，设有可将壳外景象映入使用者眼中的视口，；所述第二反射镜22根据功能需要可调换为半反半透镜光学片。
[0033]本实用新型的工作过程:
[0034]I)将手机类小屏幕显示终端61以卧式竖向显示屏面朝前的方式装入后盖板组件6内，开启显示。
[0035]2)在所述卡槽中不插入所述的3D分隔板时，在所述卡位或卡槽中插入单轴凸透镜组件(也可在一个槽中插入，另一个槽中空置，根据各透镜组的实际参数而定)，通过导槽滑杆调节机构调节上机壳I与下机壳2之间的距离并借助锁紧装置(未画)，即可在成像窗孔21看到由所述显示终端61的屏幕输出的影像经第一反射镜12、第二反射镜22进入成像窗孔21的放大影像，该放大影像为使用者选定放大倍数的影像。
[0036]3)当需要观看3D左右格式视像或体验虚拟现实时，将所述3D分隔板(未画)插入所述卡槽中，同时，在所述卡位或卡槽中插入可调轴距(该轴距是指瞳孔间距)的双凸透镜组，启动手机内相应APP软件，通过导槽滑杆调节机构调节上机壳I与下机壳2之间的距离并锁紧，得到满意的3D立体成像或虚拟现实效果。
[0037]4)当佩戴者需要同时观看外部世界和由显示终端61输出的放大影像(即实现增强现实功能时，例如开车、行路及摩托车使用的导航功能等)时，将3D分隔板拆卸下来，再将第二反射镜22更换为半反半透镜片，将水平透镜更换为单轴透镜组件，垂直透镜组件插口空置即可看到外景光路9射入的影像和显示终端61输出的放大影像叠加的图像(如地图指示)。
[0038]本实用新型即使不使用也无需卸除本装置而戴在头上，基本不影响前方现实场景的观看和接受，当需要时，开启手机类小显示终端61及相关软件，轻松实现增强现实的时尚视讯功能。
[0039]本实用新型的成像原理:
[0040]由所述显示终端61发出的影像光线沿影像光路8水平射入第一反射镜12，经第一反射镜12反射垂直向下经水平透镜组件3放大至第二反射镜22，再经第二反射镜22水平反射至成像窗孔21，继而进入使用者的眼中。
[0041]光路在上机壳I和下机壳2内曲折反射传输，尤其是可随意调整路径长短即调整显示屏幕与透镜组件的距离(物距)达到成像的大小和远近的个人最佳观赏效果。同时，节约传输空间，更有上下机壳2内腔可加装3D分隔板(左右分隔)和相应更换不同透镜组件实现除屏幕普通平面(2D)视像扩展放大外的左右格式3D立体显象放大和虚拟现实以及更换透镜位置、参数和半反半镜片的增强现实功能效用。
[0042]本实用新型可随意调整影像大小、远近和轻松地佩戴后，可观看由显示终端61播放的三维空间全方位的视频图像，而又不过度增加前方长度方向尺寸的大屏幕视觉(平面虚像)装置。
[0043]其还兼有观看3D立体视像和实现体验虚拟现实功以及增强现实多种选项功能，并以最大限度的压缩佩戴负荷提供方便穿戴。
[0044]本实用新型包括由合理焦距凸透镜组成的放大光路、可自由调节手机类小屏幕与凸透镜距离(即“物距”)的影响视像大小和远近的调节装置、可靠轻松地戴在头上的固定佩戴装置，特别是为增加成像距离、图像幅度而尽量不增加结构前方水平空间尺寸影响负荷力矩的光路曲折反射装置以及插入左右腔分隔板和更换主透镜组类型实现左右格式3D立体视像显示和虚拟现实效果功能等多功能多用途结构。
[0045]本实用新型应用光学的放大和反射原理以及立体成像机制，有效地拓展手机类小显示装置的成像，以及以特殊的切换结构和现有智能手机陀螺仪重力加速度仪等手机标准配置加上APP软件方便地实现由普通2D平面视像转3D视像和虚拟现实、增强现实等功能。
【主权项】
1.一种头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，包括系挂在使用者头上的佩戴组件(5)、与该佩戴组件(5)固接的机壳和置于该机壳内的手机类小屏幕显示终端(61)，其特征在于:所述机壳分上机壳(I)和下机壳(2)，上机壳(I)与下机壳(2)通过垂直设置的可调节其间距离的导槽滑杆(10)调节机构连接在一起，在上机壳(I)和下机壳(2)的对应使用者脸部的背面上分别设有光射窗孔(11)和成像窗孔(21);在上机壳(I)上紧贴光射窗孔(11)铰接有可插入所述显示终端￠1)的后盖板组件￠)，所述显示终端￠1)以卧式竖向显示屏面朝前的方式置于所述后盖板组件(6)中，在上机壳(I)内与该显示终端(61)的显示屏面相对的正前侧设有与该显示屏面成45度夹角的第一反射镜(12)，该第一反射镜(12)的反射面朝向所述的显示屏面侧；在下机壳(2)内与所述成像窗孔(21)相对的正前侧且位于第一反射镜(12)的正下方设有与第一反射镜(12)成90度夹角的第二反射镜(22)，该第二反射镜(22)的反射面朝向成像窗孔(21)侧；在下机壳(2)内位于第二反射镜(22)的上方设有能安装至少一组水平透镜组件(3)的卡槽，在成像窗孔(21)位置设有能安装至少一组垂直透镜组件(4)的卡位。
2.根据权利要求1所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:所述透镜组件为单轴凸透镜组件。
3.根据权利要求1所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:在所述上机壳⑴和下机壳⑵内设有可将上机壳⑴和下机壳⑵均分为左腔体和右腔体且可插入3D分隔板的固定插槽。
4.根据权利要求3所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:所述透镜组件为可调轴距的双凸透镜组件。
5.根据权利要求1一 4中任一项所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:在下机壳(2)上位于与成像窗孔(21)相对的壳壁上，设有可将壳外景象映入使用者眼中的视口 ；所述第二反射镜(22)可全反或半反半透光学镜片。
6.根据权利要求5所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:所述后盖板组件(6)包括可横向垂直容置所述显示终端￠1)且前侧面上设有窗孔的腔体和设置于该腔体侧边上将其连接在上机壳(I)上的铰链结构，在腔体内的后侧面上设有至少一个可将该显示终端￠1)固定住的吸盘或可横向调节位置的带有胶面U型弹簧卡(7)。
7.根据权利要求6所述的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置，其特征在于:在所述佩戴组件(5)中还设有护眼罩(51)。
【专利摘要】一种体积小、放大倍数高且成像失真小的头戴式手机类小屏幕多功能拓展装置。包括佩戴组件、与该佩戴组件固接的机壳和置于该机壳内的手机类小屏幕显示终端，机壳的上机壳与下机壳通过可调节其间距离的导槽滑杆调节机构连接在一起，在上机壳和下机壳分别设有光射窗孔和成像窗孔；显示终端以卧式竖向显示屏面朝前的方式置于后盖板组件中，在上机壳内显示终端的正前侧设有第一反射镜；在下机壳内与成像窗孔的正前侧设有第二反射镜；在下机壳内还设有安装水平透镜和垂直透镜的卡槽或卡位。其通过手机类个人智能终端的APP软件，有效地实现了2D平面放大成像和3D立体成像扩展显示以及虚拟现实、增强现实等多功能效用和紧凑式佩戴。
【IPC分类】G02B27-01, G02B27-22
【公开号】CN204613516
【申请号】CN201520241229
【发明人】杨振亚
【申请人】杨振亚
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月21日