CN105333771A - 视觉伪装与隐身设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视觉伪装与隐身设备，包括图像采集与发射系统和图像显示系统，图像采集与发射系统包括透镜系统、感光元件、图像处理器和无线信号发射器；图像显示系统包括无线信号接收器和显示屏；显示屏覆盖于被隐身目标的全部或部分表面。透镜系统采集周围环境的影像，经感光元件转换为数字信号，经图像处理器处理后通过无线信号发射器发射，图像显示系统接收无线信号，并在显示屏上相应位置显示周围环境的图像。本发明除了视觉隐身，还可以实现视觉伪装，且隐身效果更好，隐身状态与非隐身状态可以自由切换，工程上更易于实现；并且本发明将图像采集与显示分成两个独立的系统，通过无线连接，从而更容易实现，并且图像采集选择范围更广。

Description

视觉伪装与隐身设备

技术领域

本发明专利涉及隐身材料与技术领域，更具体地涉及光波段隐身设备的设计。

背景技术

视觉伪装与隐身技术在军事上有许多重要的应用。所谓视觉伪装，就是在视觉上改变物体的外观，属于隐身的扩展范畴。隐身技术主要包括雷达隐形、红外隐形、可见光隐形等。很多武器装备，如飞机、导弹、坦克、战车、大炮等，都可以采取隐身措施把自己在一定程度上隐蔽起来。目前的隐身材料或隐身设备大多是利用设备自身改变电磁波的传播特性的方法来达到隐身的目的，其原理如图1所示。图中最内部为隐身区域。在其表面涂覆一层隐身材料层。光线穿过隐身材料层的时候发生绕射，并在穿过另一侧的表面时恢复到原来的轨迹，从而达到隐身的目的。近些年来研究比较热门的隐身衣、隐身斗篷等都是基于这种方法制作的。这类设备的缺点是设备体积庞大、隐身频段窄，因而很难进行实际应用。特别是在光波段，通过改变光线传播途径来实现隐身效果的方法仍存在无法克服的困难。

另一种隐身技术是采用透镜系统采集图像并成像的方法，在公开号为CN1631281A的中国专利中，提出了采用两个物镜和光纤传导设计隐身服的方法。这种方法对透镜采集的图像通过光纤直接在隐身服表面显示，图像失真较大。在另一篇公开号为CN203744840U的中国专利中，提出了一种采用微型摄像头、微处理单元、柔性屏幕实现光学隐身的装置，微型摄像头置于柔性显示屏的缝隙处，其结构原理如图2所示。这种方法容易实现，但是其结构限制了摄像头的数量与体积，因此会影响隐身的效果，并且不能实现视觉伪装功能。

发明内容

本发明中的技术方案，除了可以实现更好的隐身效果，还可以实现视觉伪装，用于多种军事或民用目的。为了解决现有技术中遇到的问题，本发明提出一种利用视觉伪装与隐身设备，方案如下：

一种视觉伪装与隐身设备，由图像采集与发射系统以及图像显示系统两部分独立的系统组成；所述图像采集与发射系统用于采集被隐身目标周围环境的图像，并通过无线方式向图像显示系统发送图像数据，所述图像显示系统用于通过无线方式接收图像数据，并显示图像；其中图像采集与发射系统包括透镜系统、感光元件、图像处理器和无线信号发射器；图像显示系统包括无线信号接收器和显示屏；显示屏覆盖于被隐身目标的全部或部分表面。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述无线信号接收器处于显示器的反面。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述图像处理器为单片机。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述图像采集与发射系统还包括存储器，所述存储器用于存储透镜系统采集的图像信息，以及预先存储用于视觉伪装的图像信息。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述透镜系统包括聚光透镜、滤色片、分色棱镜和谱带校正片。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述分色棱镜为三板式分色棱镜。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述透镜系统以及感光元件的数量至少为2个。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，图像采集与发射系统以及图像显示系统均附带驱动电源与电源开关。

如前所述的视觉伪装与隐身设备，所述显示屏类型为全像式裸眼立体显示屏。

本发明的有益效果为：本发明中的视觉伪装与隐身设备，将图像采集系统与图像显示系统分为两个独立的系统，不需要考虑二者之间的连接，因此可以将图像采集系统放置与被隐身目标以外，并且可以采用体积更大、质量更高的透镜系统以及图像处理系统，从而取得更逼真的图像显示效果。并且本发明与基于新型材料的隐身技术相比，除了视觉隐身，还可以实现视觉伪装，且该方法隐身效果更好，隐身状态与非隐身状态可以自由切换，工程上更易于实现。

附图说明

图1是基于新型隐身材料的隐身设备结构示意图；

图2是现有专利中已有的光学隐身设备结构示意图；

图3是本发明中的视觉伪装与隐身设备的结构示意图；

图4是本发明中透镜系统采用的三板式棱镜分色系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本申请受江苏省自然科学基金青年基金项目(项目批准号:BK20130854)支持。

图3是本发明公开的一种视觉伪装与隐身设备组成与原理图。该设备有两部分独立的系统组成。一部分包括透镜系统、感光元件、图像处理器、无线信号发射器，为图像采集与发射系统；另一部分包括无线信号接收器、显示屏，为图像显示系统。其中在图像显示系统中，无线信号接收器置于显示屏反面（显示屏与被隐身物体之间）。该设备工作原理为：图像采集与发射系统中的透镜系统采集周围环境的影像，经感光元件转换为数字信号，经图像处理器处理后通过无线信号发射器发射，图像显示系统同步接收无线信号，并在显示屏上相应位置显示周围环境的图像。通过这种设计，图像采集与发射系统可以独立于隐身物体以外，因此有效了节省了被隐身目标表面的隐身设备的体积。特别是对于一些小型被隐身物体来说，这是非常有必要的。另一方面，将图像采集、处理与图像显示部分分开，通过无线方式连接，可以不必考虑二者所处的位置关系，甚至图像采集与发射系统可以放置于被隐身目标以外，从而可以采用更高性能的摄像头与处理器。

本实施例中，图像处理器采用单片机来实现。其作用为对图像进行处理，避免图像失真，并确定图像信息在显示屏上输出的位置。

本实施例中，图像采集与发射系统还附带存储器。存储器作用为存放透镜系统采集的图像信息，并可预先存放一些其他的图像信息。图像处理器可以直接调用这些图像信息并在显示屏上显示，从而达到视觉伪装的目的。例如将该设备用于一些车辆时，可以调用与周围环境色调相反的图像，使目标更为明显；甚至可以调用预存的图像信息使目标物体在视觉上呈现为另一种目标。

本发明中所述的视觉伪装与隐身设备，透镜系统为基础设备，关系到成像的质量。本发明所述的技术方案使得采用高性能的透镜系统成为可能。透镜系统由聚光透镜、滤色片、分色棱镜、谱带校正片组成。为了全视角覆盖，这里的聚光透镜采用广角透镜。为了改善光线质量，还需要在透镜之后加滤色片。其中滤色片包括色温滤色片与中性滤色片等。色温滤色片的作用主要为补偿光源因色温不同引起的光谱特性变化。分色棱镜为三板式分色棱镜，如图4所示。光线经过分色棱镜分为红绿蓝三种不同颜色的光，形成三种基色图像。

为了能够全方位三维成像，透镜系统以及感光元件的数量至少需要两个以上。一般最好60度一个，做到全方位覆盖。由于被隐身目标时刻处于隐身状态在很多时候会带来很多不便，本发明中通过电源开关控制隐身效果。当不需要隐身时，关掉电源，可以去掉隐身效果。

在支持三维成像的场景时，显示屏类型需要能够支持立体成像。本实施例中可采用全像式裸眼立体显示屏。在工作的时候，聚光透镜采集周围的景象，然后在被隐身目标的另一侧的显示屏上输出，这样人眼看到的就只有被隐身目标后面的景象，从而达到隐身效果。对于一些特殊的目标，例如飞机，只需要将显示屏覆盖在飞机的底部，透镜安装在顶部，就可以映射天空的景象，从而实现隐身效果。

Claims (9)

1.一种视觉伪装与隐身设备，其特征在于，包括图像采集与发射系统和图像显示系统，所述图像采集与发射系统用于采集被隐身目标周围环境的图像，并通过无线方式向图像显示系统发送图像数据，所述图像显示系统用于通过无线方式接收图像数据，并显示图像；所述图像采集系统至少包括透镜系统、感光元件、图像处理器和无线信号发射器；所述图像显示系统至少包括无线信号接收器和显示屏；所述显示屏覆盖于被隐身目标的全部或部分表面。

2.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述无线信号接收器处于显示器的反面。

3.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述图像处理器为单片机。

4.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述图像采集与发射系统还包括存储器，所述存储器用于存储透镜系统采集的图像信息，以及预先存储用于视觉伪装的图像信息。

5.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述透镜系统包括聚光透镜、滤色片、分色棱镜和谱带校正片。

6.如权利要求5所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述分色棱镜为三板式分色棱镜。

7.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述透镜系统以及感光元件的数量至少为2个。

8.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述图像采集与发射系统以及图像显示系统均附带驱动电源与电源开关。

9.如权利要求1所述的视觉伪装与隐身设备，其特征在于，所述显示屏类型为全像式裸眼立体显示屏。