CN104075808A - 头盔式热像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的头盔式热像装置，涉及热像装置，以及红外热成像拍摄的应用领域。现有技术的头盔式热像装置，安装在头盔的外部，影响了头盔佩戴的舒适性，热像装置的重量增加，易于损坏；本发明提供一种头盔式热像装置，将热像装置安装于头盔中，由此，解决了现有技术存在的上述问题，降低了成本，使用便利。

Description

头盔式热像装置

技术领域

本发明的头盔式热像装置,涉及红外热像的应用领域。

背景技术

存在这样的技术，将热像装置安装在头盔的外部，通过目镜来进行观察及进行与红外拍摄有关的操作，来进行红外拍摄，使用者头戴这样的头盔，能解放使用者的双手，在电力、消防、国防等行业得到了良好的应用。例如专利文献201210164072.0公开了这样的头盔式热像装置，见图2所示的现有技术的头盔式热像装置。

然而，现有技术在以下方面存在问题：

1）安装在头盔的外部容易导致使用者头部的负载不均衡，影响了头盔佩戴的舒适性；

2）安装在头盔的外部需考虑热像装置自身的防护性等因素导致热像装置的重量增加；

3）安装在头盔的外部的热像装置由于使用者的装卸及连接线多等原因易于损坏；

上述问题影响了头盔式热像装置的使用，并且，在特殊行业中，上述方式的热像装置所产生的热量导致使用者的隐蔽性变差。

因此，所理解需要一种头盔式热像装置，其能解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种头盔式热像装置，将热像装置安装于头盔中，由此，解决了现有技术存在的上述问题，降低了成本，使用便利。

为此，本发明采用以下技术方案，头盔式热像装置，包括：

头盔；

热像装置，用于通过拍摄获得红外数据；

其中，所述热像装置安装于头盔的内部，通过头盔的开孔部位来进行拍摄。

本发明的其他方面和优点将通过下面的说明书进行阐述。

附图说明：

图1是实施例1的头盔式热像装置的外型图。

图2是现有技术的头盔式热像装置的外型图。

图3是表示一种实施方式的头盔式热像装置的概略构成的结构图。

图4是便携式显示装置的示意图。

图5是表示另一种实施方式的头盔式热像装置的概略构成的结构图。

图6是表示又一种实施方式的头盔式热像装置的概略构成的结构图。

图7是红外窗口安装的示意图。

图8是红外窗口及安装框的示意图。

图9是表示本发明的一种热像装置100及与其连接的显示装置的电气概略构成的框图。

图10是表示本发明的另一种热像装置100及与其连接的显示装置的电气概略构成的框图。

图11是表示本发明的又一种热像装置100及与其连接的显示装置的电气概略构成的框图。

图12是表示本发明的一种热像装置100的电气概略构成的框图。

具体实施方式

现在将根据附图详细说明本发明的典型实施例。注意，以下要说明的实施例用于更好地理解本发明，所以不限制本发明的范围，并且可以改变本发明的范围内的各种形式。

图1是本发明的头盔式热像装置的外型图。

该头盔式热像装置的外观包括头盔300（内部安装有热像装置100）、安装在头盔开孔部位的红外窗口200、使用者用于观察红外热像等的目镜400。

图2是现有技术的头盔式热像装置的外型图，包括头盔602、目镜603、及安装在头盔外侧的热像装置601。

图3是本发明的热像装置100安装在头盔中的安装示意图。

热像装置100根据头盔内部的顶部与护垫301之间的空间来进行配置其形状及各功能部件的组成，如图3所示，热像装置100根据头盔内部的顶部A的弧形，配置为弧形，并通过连接部件101与头盔的顶部A连接，热像装置100的光学部件105通过头盔300的开孔部位，来接收外界的红外光，并且，优选的实施方式，在开孔部位还安装了保护的红外窗口200。

其中，虽然在图3中，热像装置100被示意为一个整体的结构，但不限定于此，也可以被配置为多个分离式的部件来组成热像装置100，该多个分离式的部件通过相应的通信电缆等相互连接来组成热像装置100，如图5所示的热像装置100（由分离式的部件1，2，3，4，5构成，图示省略了各部件之间的连接线如专用电缆等）。

其中，虽然在图3中，热像装置100被示意为安装于头盔的顶部，但不限定于此，也可以被配置为安装在头盔的顶部A与护垫301之间的任意头盔内壁的位置，当头盔的护垫有支撑结构的设计时，还可以考虑将热像装置100安装于支撑结构。并且，在有些应用中，还可将热像装置100或构成热像装置100的部件安装于头盔100的内部，但在头盔内的其他部位。如图5中所示的部件1，5被配置固定在头盔内部的前后内壁等部位。

连接件101，例如螺丝、粘合胶、头盔内部的与头盔联接的夹具等固定作用的连接部件，用于将热像装置100与头盔300连接。或者，当配置为多个分离式的部件来组成热像装置100时，将构成热像装置100的各分离式的部件的至少其中之一与头盔300连接。

其中护垫301，用于保护使用者的头部及缓冲等的作用。

其中，目镜400，用于使用者观察红外热像，但不限定于目镜，也可以使用与热像装置100有线或无线连接的显示器。如图4所示的显示装置401，包括显示部分，或还包括使用者进行发出操作指令的操作部分，或还包括用来记录拍摄获得的红外数据的记录部分。与头盔式热像装置连接的显示装置，例如可以是目镜400，和/或其他类型的显示装置，例如便携式的显示装置401。此外，显示装置并非是必须的，也可以没有显示装置。

参考图7、图8来说明红外窗口200的安装于头盔的开孔部位的安装示意图。

安装框201、内螺母202、外螺母203构成了头盔与红外窗口200相互联接的部件，在接触部位还具有密封胶（或胶垫、垫圈等），其中，通过安装框201的外螺纹及内螺母202，将安装框201与头盔300固定，通过安装框201的内螺纹及外螺母203，将红外窗口200与安装框201固定。

其中，红外窗口可以是各种能透过红外光的材料，例如人工晶体材料，优选的，采用单晶锗作为窗口材料，对3-5或8-14微米的红外光的透过率达95%以上，进一步，还在构成窗口材料上加镀了增透膜，以增强红外光的透过率。

此外，并不限定于通过安装框来进行安装红外窗口，也可以用其他的方式来安装红外窗口，例如，将红外窗口用粘结胶来安装在开孔部位。

此外，并不限定于在开孔位置加装红外窗口，例如也可在开孔部位直接安装光学部件105，如图6所示。或还在光学部件上安装了红外窗口。在此，安装在头盔内部的热像装置100，优选的，将光学部件也配置在头盔内部，并且，为了达到优选的方式，也可将头盔的形状作出调整，以包裹光学部件；

在此，安装在头盔内部的热像装置100，也可以将光学部件（镜头）部分或全部配置在对应于开孔的头盔外部（如图6所示），也可以将镜头与头盔的开孔位置基本齐平（属于位于头盔内部的一种形式）。

显然，将热像装置100安装于头盔内部，能达到如下的有益效果：

1）安装在头盔的内部，构成热像装置100的各部件即可制作为整体，也可以制作为分离式的多个部件，容易配置负载均衡，和现有技术相比，提高了头盔佩戴的舒适性。

2）安装在头盔的内部，热像装置100自身处于防护性高的头盔内部环境，由于防护性相对现有技术简单的多，甚至热像装置100不需要防护外壳。热像装置100的重量和成本都可以大幅度下降。

3）安装在头盔的内部的热像装置100可以减少甚至不需要使用者安装及连线，故障率和损坏率降低。

上述问题的解决了现有技术的头盔式热像装置存在的主要问题；并且，在特殊行业中，上述方式的热像装置100所产生的热量位于头盔内部，与头盔的隐蔽性一起解决，使用者的隐蔽性提高。

参考图9-图12来说明如图3所示的安装于头盔内部的热像装置100的硬件配置的多个构成实施方式，其中的图9-11还说明与热像装置100连接的显示装置400的构成。

图9是表示本发明安装于头盔内的热像装置100的概略构成的一种实施方式的框图。13（或通信电缆、或无线通信装置）。

实施方式1的热像装置100安装于头盔内部，输出拍摄获得的红外数据。所述红外数据可以是拍摄部20拍摄获得的热像数据（AD值），或拍摄获得的热像数据经历规定处理获得的数据，如红外热像的图像数据。

具体而言，热像装置100具有通信接口10、拍摄部20、闪存30、临时存储部40、CPU50，CPU50通过控制与数据总线与上述相应部分进行连接，负责热像装置100的总体控制。

通信接口10，用于连续输出热像装置100拍摄获得的红外数据。同时，可接收对热像装置100进行控制的通信接口。在此，通信接口4包括与热像装置100上的各种有线或无线通信接口，如网络接口、USB接口、1394接口、视频接口等。

拍摄部20由未图示的光学部件105、红外探测器、信号预处理电路等构成。光学部件105由红外光学透镜组成，用于将接收的红外辐射聚焦到红外探测器，光学部件例如采用无需调焦的广角镜头。红外探测器如制冷或非制冷类型的红外焦平面探测器，把通过光学部件的红外辐射转换为电信号。信号预处理电路包括采样电路、AD转换电路等，将从红外探测器输出的电信号在规定的周期内进行取样等信号处理，经AD转换电路转换为数字的热像数据，该热像数据例如为14位或16位的二进制数据（又称为AD值）。此外，当采用的红外探测器集成了信号预处理电路时，拍摄部20可以由光学部件与红外探测器构成。

此外，当采用电动镜头时，或可切换视场的镜头，热像装置100还包括镜头驱动部件，根据控制部50的控制信号驱动透镜来执行聚焦或变焦操作；需要注意的是，当光学部件105非通过红外窗口来接收红外辐射时，也可为手动调节的光学部件。

闪存30，存储有用于控制的程序，以及各部分控制中使用的各种数据，也可采用其他类型的存储介质。

临时存储部40如RAM、DRAM等易失性存储器，作为对拍摄部20输出的热像数据进行临时存储的缓冲存储器，例如重复如下处理，即将获取的热像数据临时存储规定时间份，并在由拍摄获得新的热像数据（帧）时，删除旧的帧后存储新的热像数据（帧）；同时，作为CPU50等的工作存储器起作用，暂时存储由CPU50进行处理的数据。不限于此，CPU50等对应的处理器内部包含的存储器或者寄存器等也可以解释为一种临时存储介质。

CPU50控制了热像装置100的整体的动作，在存储介质例如闪存30中存储有用于控制的程序，以及各部分控制中使用的各种数据。此外，例如由MPU、SOC、可编程的FPGA等来实现CPU50的功能。

并且，CPU50具有图像处理单元，用于对通过拍摄部20拍摄获得的热像数据进行规定的处理，例如其在显示定时每次到来之际，从临时存储在所述临时存储部2的规定时间份的热像数据中，选择并读出每个规定时间间隔的热像数据（帧）；图像处理单元的处理如修正、插值、伪彩、合成、压缩、解压等,进行转换为适合于显示用、发送用等数据的处理。图像处理单元与CPU50为一体，此外，也可采用与CPU50非一体的处理器件来完成，例如也可以采用DSP或其他微处理器或可编程的FPGA等来实现。

图像处理单元用于对获得的热像数据实施规定的处理来获得红外热像的图像数据。具体而言，例如，图像处理单元对热像装置100拍摄获得的热像数据进行非均匀性校正、插值等规定处理，对规定处理后的热像数据进行伪彩处理，获得红外热像的图像数据；伪彩处理的一种实施方式，例如根据热像数据（AD值）的范围或AD值的设定范围来确定对应的伪彩板范围，将热像数据在伪彩板范围中对应的具体颜色值作为其在红外热像中对应像素位置的图像数据，在此灰度图像作为伪彩的一种特殊形式。

由此，通信接口10所输出的红外数据，可以是热像数据或热像数据规定处理后获得的数据如压缩后的热像数据，红外热像的图像数据；通信接口10具有信号生成单元，基于临时存储部40存储的红外热像的图像数据，可以生成如数字的视频格式的数据，也可以是模拟视频格式的视频信号等。并且，并不限定于视频信号，也可以按照USB、1394、网络等通信规范，将头盔式热像装置与外部装置进行连接并数据交换的接口，作为外部装置，例如可以列举个人计算机、服务器、PDA（个人数字助理装置）、其他的热像装置、可见光拍摄装置、存储装置、显示装置400等。

图9中的显示装置400（也可以是显示装置401），包括CPU1、显示部2、临时存储部3、通信接口4、硬盘5、辅助存储器6、操作部7。

显示部2如液晶显示器，显示与红外热像有关的界面。此外，还可基于CPU1的控制显示相关的各种设定信息。

临时存储部3如RAM、DRAM等易失性存储器，作为对通过通信接口4接收的红外数据进行临时存储的缓冲存储器，同时，作为CPU1的工作存储器起作用，暂时存储由CPU1进行处理的数据。不限与此，CPU1等处理器内部包含的存储器或者寄存器等也可以解释为一种临时存储部。

通信接口4，用于连续接收热像装置100输出的红外数据。同时，可作为对热像装置100进行控制的通信接口。在此，通信接口4包括显示装置400上的各种有线或无线通信接口，如网络接口、USB接口、1394接口、视频接口等。

硬盘5中存储有用于控制的程序，以及控制中使用的各种数据。

辅助存储部6，例如存储卡接口及存储卡等，用于将红外数据和/或红外数据规定处理后获得的数据记录在存储卡中，或读取存储在如存储卡中的红外数据等。

操作部7：用于使用者向显示装置400发出指示，或者输入设定信息，操作部7例如键盘、鼠标等构成，不限与此，也可采用触摸屏或语音控制部件等来实现操作。

CPU1控制了热像装置8的整体的动作，硬盘5中存储的所述控制程序使所述CPU1执行将通过通信接口4所接收的红外数据进行规定的处理，CPU1的处理如修正、插值、伪彩、合成、压缩、解压等,进行转换为适合于显示用、记录用等数据的处理。

CPU1用于对通信接口所接收的红外数据实施规定的处理而获得红外热像。例如，当接收的数据为压缩后的热像数据，规定的处理如CPU1对热像获取部接收的红外数据进行解压、伪彩处理。

参考图10，来说明热像装置100的另一种构成的实施方式。

通信接口10具有视频信号生成单元，在CPU50的控制下，从临时存储部40中定期读出图像数据，产生视频信号输出。例如输出PAL制的红外热像视频信号，显示装置400为液晶显示目镜，根据该视频信号进行显示。

参考图11，来说明热像装置100的另一种构成的实施方式。

通信接口4例如为接收AD值信号的接口电路，接收从拍摄部20拍摄获得的热像数据，并发送CPU1对拍摄部20进行控制的控制信号。所接收的热像数据被传送到临时存储部3，基于CPU1的图像处理单元的处理，获得红外热像的图像数据，该图像数据被显示在显示部2。在图11中，拍摄部20作为热像装置100的实例。

参考图12，来说明热像装置100的又一种构成的实施方式。

在该热像装置100中，并不具有显示装置；CPU50具有检测单元，对拍摄获得的热像数据进行各种检测，例如将热像数据转换为温度数值进行判断是否有超过阀值温度的情况，例如，根据AD值来判断是否具有超过规定阀值的AD值等，相应的预先准备了用于判断的条件如阀值等（可预先存储在闪存3中）。并且，基于CPU50的检测结果，报警装置发出报警，例如发出声光报警。

如上所述，安装于头盔内部的热像装置100，优选的实施方式，包含了由未图示的光学部件105、红外探测器、信号预处理电路的基本构成结构；并且，其中的光学部件还可以部分或全部位于头盔外部。并且，根据应用行业的不同，可以有各种不同的配置来构成热像装置100，优选实施方式：可以将通信接口10、拍摄部20、临时存储部40，而闪存30、CPU50配置为一体或分离式的部件安装在头盔内，作为热像装置100的构成，或也可以仅将拍摄部20配置为一体或分离式的部件安装在头盔内，作为热像装置100的构成。

此外，在头盔热像装置中，也可以去除显示目镜400，即控制部10具有报警控制单元，当检测到特定情况时，发出报警信号，例如，基于检测到的温度过高的情况，进行报警，例如声音报警等；

此外，优选的实施方式，具有操作部和用来记录的记录部，可以配置在头盔外部和/或头盔内部，此外也可以配置在头盔以外的其他部件如显示装置中等。

显然，可以通过硬件、软件或其结合来实现附图9-12中的功能块，但通常不需要设置以一对一的对应方式来实现功能块的结构。可以通过一个软件或硬件模块来实现多个功能的块。

Claims (10)

1.头盔式热像装置，包括：

头盔；

热像装置，用于通过拍摄获得红外数据；

其中，所述热像装置安装于头盔的内部，通过头盔的开孔部位来进行拍摄。

2.如权利要求1所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述开孔部位安装了红外窗口。

3.如权利要求2所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述红外窗口通过安装框安装于开孔位置；其中所述安装框具有第一安装部位，用于将红外窗口安装在安装框；第二安装部位，用于将安装框安装在头盔的开孔部位。

4.如权利要求9所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述第二安装部位，用于通过密封胶和/或安装框上的螺纹及对应的螺母将安装框安装在头盔的开孔部位。

5.如权利要求1所述的头盔式热像装置，其特征在于，具有观察热像装置拍摄获得的红外数据所生成的红外热像的显示器。

6.如权利要求4所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述显示器通过有线或无线的方式与热像装置连接。

7.如权利要求5所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述显示器为目镜和/或目镜以外的显示装置。

8.如权利要求1所述的头盔式热像装置，其特征在于，所述热像装置具有报警部，用于输出报警信号。

9.如权利要求1所述的头盔式热像装置，其特征在于，具有操作部和记录部，用于操作，和将拍摄获得的红外数据进行记录。

10.头盔式热像装置，包括：

头盔；

热像装置，用于通过拍摄获得红外数据；

其中，所述热像装置的主体安装于头盔的内部，热像装置的光学部件的部分或全部位于头盔的外部，并通过头盔的开孔部位与热像装置连接。