本發明涉及光學系統，尤其涉及一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺。

背景技術：

1、長時間近距離觀看及工作是近視形成的重要“元兇”之一，而讀寫臺通過特殊光路設計，可以將桌面內容遠距離成像在空中，將近距離用眼轉化為遠距離用眼，實現“視近”到“視遠”的轉變，從而減少眼睛的調節負擔，達到近視防控的目的。

2、市面上的部分讀寫臺不具備離焦功能，進而近視防控效果欠佳。讀寫臺大都自帶有光源，通過光源向下照亮書本，進而書本顯示較亮。經過讀寫臺成像后的書本影像投射較遠，人眼觀看書本成像較暗。由于人眼極易被亮光吸引，因此眼睛會不自覺的向下觀看實體書本，但是讀寫臺使用需要觀看較暗的虛像書本。如此一來，眼睛在明暗光照下觀看、會受到不同光照環境的影響，對眼睛造成損傷。

3、也有的讀寫臺為離焦讀寫臺，離焦讀寫臺采用雙光路成像系統設計，該系統結構包括分光鏡、凹面鏡和離焦片，分光鏡傾斜布置，分光鏡后方布置凹面鏡、上方布置離焦片，如圖1所示。離焦讀寫臺的核心技術包括遠像技術、光學周邊離焦與降低周邊視網膜對比度，遠像技術是通過自由曲面透鏡的光學設計，將書本或屏幕的影像投射到3-8米的虛擬空間中，從而模擬遠望狀態。

4、光學周邊離焦是通過離焦片的特殊設計，在周邊視野形成動態離焦信號，抑制眼軸增長，有效延緩近視進展。降低周邊視網膜對比度是通過自由曲面透鏡和分光鏡的配合、降低周邊視野光學對比度，防止高對比環境對眼軸的過度刺激。

5、需要注意：由于離焦片的特殊設計，導致在成像時存在亮暗對比，也就是人眼觀看到的成像是有較亮區域、也有較暗區域，進而視覺上不連續；而且主要觀看的中心區域是暗的，這不符合人眼視覺特性（人眼更容易注視亮的區域）。

技術實現思路

1、本發明為了解決部分讀寫臺近視防控效果差、而且明暗對比明顯影響視覺觀看連續性的問題，提供一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，優化光路設計，實現人眼通過優化后的讀寫臺看到的畫面中間區域為虛像，周邊區域為虛像、實像交替分布，做到在實現近視防控效果的同時，也可以保障視覺的連續性與清晰度。

2、為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

3、一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，包括全封閉的中空矩形殼體、分光鏡、凹面鏡、逆反射多結構組合鏡和物距匹配透光面板，所述殼體內中部傾斜布置有所述分光鏡，殼體后側壁上嵌入有所述凹面鏡，凹面鏡所對應的殼體前側壁敞口，方便人員使用讀寫臺；

4、所述分光鏡與凹面鏡呈45°夾角排布，使得被觀察物體中間區域發出的光束經分光鏡反射、凹面鏡反射后，再次穿過分光鏡并進入人眼，形成虛像；

5、所述殼體上側壁嵌入有逆反射多結構組合鏡，所述逆反射多結構組合鏡包括中央鏤空區一和布置在中央鏤空區一四周的組合鏡區一，所述組合鏡區一包括由內至外交替布置的多個逆反射鏡片和多個凹面鏡片，逆反射鏡片和凹面鏡片均為方框形狀；

6、所述殼體下側壁嵌入有所述物距匹配透光面板，物距匹配透光面板包括中央鏤空區二和布置在中央鏤空區二四周的組合鏡區二，所述組合鏡區二包括由內至外交替布置的多個凸透鏡片和多個平面透鏡片，凸透鏡片和平面透鏡片也均為方框形狀；

7、所述物距匹配透光面板和逆反射多結構組合鏡上下平行排布，且與分光鏡呈45°夾角排布，使得被觀察物體周邊區域發出的光束經物距匹配透光面板透射、分光鏡透射和逆反射多結構組合鏡反射后，再次經分光鏡反射后進入人眼，形成交替分布的實像和虛像。

8、進一步地，所述分光鏡呈45°傾斜布置，所述凹面鏡垂直于逆反射多結構組合鏡排布，凹面鏡尺寸與所述中央鏤空區一、中央鏤空區二尺寸一致，便于促使中央成像區域的成像內容恰好與周邊成像區域的成像內容相接，實現連續的成像畫面。

9、進一步地，內外相鄰的兩個逆反射鏡片和凹面鏡片緊密連接固定，逆反射多結構組合鏡中的所述凹面鏡片的曲率半徑與凹面鏡曲率半徑一致，提高了兩者成像像面在空間中深度的一致性，避免成像畫面出現割裂斷層現象；

10、通過逆反射鏡片區域成像的光束進入人眼、形成實像，通過凹面鏡片區域成像的光束進入人眼、形成虛像，通過逆反射多結構組合鏡形成的虛像像距與通過凹面鏡形成的虛像像距相同，有利于成像畫面的一致性。

11、進一步地，所述組合鏡區一尺寸小于組合鏡區二的尺寸，組合鏡區一的內外邊距按照以下公式表示：

12、

13、其中，為一個逆反射鏡片的內外邊距，為一個凹面鏡片的內外邊距，為逆反射鏡片總圈數，為凹面鏡片總圈數，?=或±1。

14、進一步地，所述逆反射鏡片和凸透鏡片上下相對應，相對應的逆反射鏡片和凸透鏡片尺寸匹配；平面透鏡片與凹面鏡片上下相對應，相對應的平面透鏡片與凹面鏡片尺寸匹配。

15、進一步地，所述物距匹配透光面板的光焦度調節量按照以下公式表示：

16、

17、其中，為凸透鏡片焦距，為物距匹配透光面板到桌面的垂直距離，為分光鏡中心到物距匹配透光面板的垂直距離，為人眼到分光鏡中心的水平距離。

18、進一步地，所述逆反射鏡片為玻璃珠或微棱鏡結構制成。

19、通過上述技術方案，本發明的有益效果是：

20、本發明結構設計合理，通過分光鏡和凹面鏡配合實現讀寫臺的遠像技術，可以滿足讀寫臺的基本使用。在此基礎上，在分光鏡上下平行布置特殊結構的逆反射多結構組合鏡與物距匹配透光面板，逆反射多結構組合鏡包括交替布置的逆反射鏡片與凹面鏡片，以及物距匹配透光面板包括交替布置的凸透鏡片和平面透鏡片，使得被觀察物體周邊離焦，可以使周邊視網膜上的成像焦點落在視網膜之前，形成近視性離焦，延緩眼軸增長，從而起到預防近視或延緩近視發展的作用。

21、本發明到達逆反射鏡片區域的逆反射光束經分光鏡透射匯聚在人眼后方，形成實像；到達凹面鏡片區域的反射光束再次通過分光鏡反射進入人眼，光束的反向延長線匯聚在人眼前方，形成虛像。由此人眼通過讀寫臺看到的畫面中間區域為虛像，周邊區域虛像、實像交替分布，既能保障視覺的連續性與清晰度，又因貼合人眼生理特性，即具備一定周邊視覺范圍，符合人眼結構與視覺需求，故而在不同角度下均能良好適配人眼視覺功能，有效提升視覺體驗與矯正效能。

技術特征：

1.一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，包括全封閉的中空矩形殼體（1）、分光鏡（2）、凹面鏡（3）、逆反射多結構組合鏡（4）和物距匹配透光面板（5），所述殼體（1）內中部傾斜布置有所述分光鏡（2），殼體（1）后側壁上嵌入有所述凹面鏡（3），凹面鏡（3）所對應的殼體（1）前側壁敞口；

2.根據權利要求1所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，所述分光鏡（2）呈45°傾斜布置，所述凹面鏡（3）垂直于逆反射多結構組合鏡（4）排布，凹面鏡（3）尺寸與所述中央鏤空區一（41）、中央鏤空區二（51）尺寸一致。

3.根據權利要求1所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，內外相鄰的兩個逆反射鏡片（7）和凹面鏡片（8）緊密連接固定，逆反射多結構組合鏡（4）中的所述凹面鏡片（8）的曲率半徑與凹面鏡（3）曲率半徑一致；

4.根據權利要求1所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，所述組合鏡區一（42）尺寸小于組合鏡區二（52）的尺寸，組合鏡區一（42）的內外邊距按照以下公式表示：

5.根據權利要求4所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，所述逆反射鏡片（7）和凸透鏡片（10）上下相對應，相對應的逆反射鏡片（7）和凸透鏡片（10）尺寸匹配；平面透鏡片（11）與凹面鏡片（8）上下相對應，相對應的平面透鏡片（11）與凹面鏡片（8）尺寸匹配。

6.根據權利要求1所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，所述物距匹配透光面板（5）的光焦度調節量按照以下公式表示：

7.根據權利要求1所述的一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，其特征在于，所述逆反射鏡片（7）為玻璃珠或微棱鏡結構制成。

技術總結
本發明涉及一種實現周邊近視型離焦的讀寫臺，包括全封閉的中空矩形殼體、分光鏡、凹面鏡、逆反射多結構組合鏡和物距匹配透光面板，殼體內中部傾斜布置分光鏡，殼體后側壁嵌入凹面鏡，凹面鏡對應的殼體前側壁敞口；殼體上側壁嵌入逆反射多結構組合鏡，逆反射多結構組合鏡包括中央鏤空區一和組合鏡區一，組合鏡區一包括由內至外交替布置的逆反射鏡片和凹面鏡片；殼體下側壁嵌入物距匹配透光面板，物距匹配透光面板包括中央鏤空區二和組合鏡區二，組合鏡區二包括由內至外交替布置的凸透鏡片和平面透鏡片；本發明人眼通過讀寫臺看到的畫面中間區域為虛像，周邊區域虛像、實像交替分布，在實現近視防控效果的同時，保障視覺的連續性與清晰度。

技術研發人員：劉琴,張博,何金泓,王子賢,高嘉穎
受保護的技術使用者：河南百合特種光學研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28