CN114945347A - 焊接信息提供装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供一种焊接信息提供装置，包括：本体，所述本体配备以便使用者能够佩戴；显示部，所述显示部配置于所述本体，包括向使用者显示焊接影像的显示屏；主透镜构件，所述主透镜构件配置于从所述显示屏提供的焊接影像所经过的路径上，具备凸面以便调节所述焊接影像的大小并导向所述使用者的双眼；至少一个摄像头，所述摄像头加装于所述本体外侧，获得关于焊接作业的焊接影像帧；及处理器，所述处理器控制所述显示屏以显示基于所述焊接影像帧生成的所述焊接影像。

Description

焊接信息提供装置
技术领域
本发明的实施例涉及焊接信息提供装置。
背景技术
为了保护操作者免受焊接工艺中发生的光和高热等影响而佩戴防护用具。在佩戴防护用具的状态下，操作者通过防护用具只能确认焊接正在进行中，因而为了确认如焊接装置设置条件等的用于焊接的多样信息，需要摘除防护用具后肉眼确认，因而非常麻烦。
当操作者的熟练度不高时，特别是佩戴自动焊接面罩及手动焊接面罩时，操作者只能看到邻近焊接光的部分，难以认知焊接周边环境等具体焊接状况。因此，需要向操作者提供高画质影像，以便操作者可以从视觉上确认焊接周边环境，还需要针对焊接状态信息，向操作者提供具体信息。
进一步地，在焊接作业时，焊接光点的照度/亮度非常高，因而使用黑化滤镜以便保护操作者的眼睛不受焊接光点影响，并使焊接作业顺利实现，此时，焊接光点之外的其他区域完全看不到，不仅使焊接作业非常困难，而且焊接的准确度反而会下降。
这种问题不仅是焊接作业，在利用诸如激光的高亮度/高照度光的皮肤手术和/或诊疗时，也会给医务人员带来相同的问题，在其他利用高亮度/高照度光的作业中也同样成为问题。
发明内容
技术问题
本发明鉴于上述必要性，目的在于提供一种能够向操作者呈现焊接点以及焊接周边环境以提高操作者的焊接准确度的焊接信息提供装置。
但是，这种课题是示例性的，本发明的范围不由此限定。
技术方案
本发明的一个实施例提供一种焊接信息提供装置，包括：本体，所述本体配备以便使用者能够佩戴；显示部，所述显示部配置于所述本体，包括向使用者显示焊接影像的显示屏；主透镜构件，所述主透镜构件配置于从所述显示屏提供的焊接影像所经过的路径上，具备凸面以便调节所述焊接影像的大小并导向所述使用者的双眼；至少一个摄像头，所述摄像头加装于所述本体外侧，获得关于焊接作业的焊接影像帧；及处理器，所述处理器控制所述显示屏以显示基于所述焊接影像帧生成的所述焊接影像。
发明效果
本发明一个实施例的焊接信息提供装置具有的优点是，通过向使用者双眼提供来自显示屏的焊接影像的主透镜构件，向使用者提供舒适的视野，而且即使进行转头等动作，也稳定地提供焊接影像。另外，本发明一个实施例的焊接信息提供装置使主透镜构件前后移动或调节角度，由此可以对应于每个人的视力和调节力来提供最佳焊接影像。
附图说明
图1是用于描述本发明一个实施例的焊接系统的结构的图。
图2是用于描述本发明一个实施例的焊接系统的部件的简要框图。
图3a至图3c是示出不同实施例的加装有多个摄像头的焊接信息提供装置的立体图。图4是用于描述本发明一个实施例的包括主透镜构件的焊接信息提供装置的侧视图。
图5是用于描述图4的显示部和主透镜构件的结构的俯视图。
图6至图8是用于描述本发明的多种实施形态的图。
图9a和图9b是为了简要描述另一实施例的焊接信息提供装置而只截取部分构成的图。
图10是用于描述利用本发明的前面主体部打开本体前面的结构的图。
图11是用于描述利用透镜框架打开前面主体部一个区域的结构的图。
最佳实施方式
本发明的一个实施例提供一种焊接信息提供装置，包括：本体，所述本体配备以便使用者能够佩戴；显示部，所述显示部配置于所述本体，包括向使用者显示焊接影像的显示屏；主透镜构件，所述主透镜构件配置于从所述显示屏提供的焊接影像所经过的路径上，具备凸面以便调节所述焊接影像的大小并导向所述使用者的双眼；至少一个摄像头，所述摄像头加装于所述本体外侧，获得关于焊接作业的焊接影像帧；及处理器，所述处理器控制所述显示屏以显示基于所述焊接影像帧生成的所述焊接影像。
在本发明一个实施例中，经过所述显示部的中心的虚拟中心线可以位于所述使用者的双眼之间。
在本发明一个实施例中，所述虚拟中心线可以经过所述主透镜构件。
在本发明一个实施例中，所述主透镜构件可以具备分别对应于所述使用者的左眼和右眼的2个凸面。
在本发明一个实施例中，所述主透镜构件在具备2个凸面时，可以由可分离的对应于所述使用者左眼的左眼透镜和对应于所述使用者右眼的右眼透镜构成。
在本发明一个实施例中，所述主透镜构件能够移动以便调节所述主透镜构件与所述显示屏之间的距离。
在本发明一个实施例中，所述主透镜构件能够调节角度以使与所述显示屏相向的一面相对于所述显示屏倾斜。
在本发明一个实施例中，所述显示部能够移动以便调节所述主透镜构件与所述显示屏之间的距离。
在本发明一个实施例中，所述显示部能够调节角度以使所述显示屏相对于所述主透镜构件倾斜。
在本发明一个实施例中，可以还包括前面主体部，所述前面主体部在内部配置所述显示部和所述主透镜构件，且保持所述显示部与所述主透镜构件之间的隔开状态。
在本发明一个实施例中，所述前面主体部可以安装于所述本体，以便能够开闭所述本体的一个区域。
在本发明一个实施例中，可以还包括固定所述主透镜构件的透镜框架，所述透镜框架可以安装于所述前面主体部，以便能够开闭所述前面主体部的一个区域。
通过以下附图、权利要求书及发明内容，前述内容之外的其他方面、特征、优点将会明确。
具体实施方式
下面参照附图，详细描述以下实施例，当参照附图进行描述时，相同或对应的部件赋予相同的附图标号，省略对此的重复描述。
本实施例可以施加多种变换，将在附图中示例性图示特定实施例并在正文中详细描述。参照后面与附图一同详细叙述的内容，本实施例的效果、特征以及达成其的方法将会明确。但是，本实施例不限定于以下公开的实施例，可以以多种形态实现。
在以下实施例中，第一、第二等术语并非限定性的意义，而是用于将一个部件区别于其他部件的目的。
在以下实施例中，只要上下文未明确表示不同，则单数的表达包括复数的表达。
在以下实施例中，包括或具有等术语，意味着存在说明书中记载的特征或部件，并不预先排除附加一个以上其他特征或部件的可能性。
在以下实施例中，当提到单元、区域、部件等部分在其他部分上方或上面时，不仅是在其他部分的紧上面的情形，也包括在其中间存在其他单元、区域、部件等的情形。
在以下实施例中，只要在上下文未明确表示不同，连接或结合等术语并不意味着两个构件必须直接及/或固定连接或结合，并不排除在两个构件之间存在其他构件。
意指说明书中记载的特征或部件的存在，并不预先排除附加一个以上其他特征或部件的可能性。
在附图中，为便于描述，部件的大小可以被夸大或缩小。例如，在图中显示的各构成的大小及厚度为了描述的便利而任意显示，因而以下实施例并非必须限定于图示的内容。
图1是用于描述本发明一个实施例的焊接系统的结构的图。
参照图1，本发明的焊接系统10可以包括焊接信息提供装置100和焊枪200。焊接信息提供装置100和焊枪200可以利用通信网相互连接并收发数据。焊接信息提供装置100和焊枪200可以但不限于1对1匹配运转，可以为1对n的关系。即，可以是1台焊接信息提供装置100连接n台焊枪200实现，也可以是n台焊接信息提供装置100连接1台焊枪200实现。不仅如此，焊接信息提供装置100和焊枪200可以与另外的服务器(未示出)通信并收发数据。
焊接信息提供装置100可以将焊接状况的信息提供给操作者。具体地，焊接信息提供装置100可以获得利用加装于焊接信息提供装置100的至少一个摄像头获得的焊接图像，并以此为基础生成合成影像并向操作者显示。此时，焊接信息提供装置100可以利用高动态范围图像(HDR，High Dynamic Range)技术来生成合成影像，并将高画质的合成影像向操作者显示并提供。此时，操作者可以通过高画质合成影像，在视觉上确认焊道形态和与焊接光相邻部分之外的周边环境的信息。
本发明一个实施例的焊接信息提供装置100为了合成并提供高画质焊接影像，可以通过2个以上的摄像头获得影像，并通过至少一个显示部显示各个影像。此时，焊接信息提供装置100可以改变各个摄像头的快门速度、ISO感光率、增益值并反复拍摄以合成影像。本发明一个实施例的焊接信息提供装置100可以通过对所获得的合成影像的对比度处理来改善画质。
另外，本发明的焊接信息提供装置100可以提供利用RGB而以偏好颜色(例如，绿色、蓝色)显示焊接信息的功能。另外，本发明的焊接信息提供装置100可以提供放大镜度数校正功能(例如，画面放大和缩小)。另外，本发明的焊接信息提供装置100可以利用另外的热成像摄像头提供温度合成影像。此时，焊接信息提供装置100可以用颜色显示焊接温度。本发明的焊接信息提供装置100可以支持针对前述所有功能而以声音(例如，引导提示)或提示音方式提供的功能。
本发明一个实施例的焊枪200可以通过至少一个传感器，实时感测包括焊接作业的焊接温度、焊接方向、焊缝倾角、焊接速度及母材与焊枪间的间隔等在内的焊接状况。焊枪200可以监测焊炬的状态，并根据焊接状况变更焊炬作业的设置值。
本发明的焊接信息提供装置100可以通过与焊枪200连接的通信网，从焊枪200接收关于作业设置和作业状态的信息，并基于所接收的焊接信息，通过视觉反馈向操作者提供作业信息。
例如，焊接信息提供装置100如果接收了关于焊接温度值的感测信息，则可以以灯光、振动、消息等多种方式，输出与温度值对应的提示。此时，提示可以是在焊接信息提供装置100的显示部或显示屏中提供的视觉反馈，可以是通过声音(例如，引导提示)或提示音的听觉反馈。
另一方面，关于温度值的感测信息可以包括关于是否超过预设温度范围等的信息。另外，关于温度值的感测信息可以包括与焊接面罩的温度值对应的数值、等级、水平等。
本发明一个实施例的焊接信息提供装置100如果判断为焊炬和焊接面罩的温度值超出预设温度范围，则可以引导操作者终止作业。当是超过预设温度范围的焊接时，存在品质下降风险，因而可以进行引导，以便操作者可以调节焊炬的温度值。
当感测到焊枪200的电流或电压状态不正常时，本发明一个实施例的焊接信息提供装置100可以提供用于警告的视觉反馈。
此时，视觉反馈可以是在显示作业现场的焊接信息提供装置100的显示部一部分区域提供代表危险的图标。又例如，焊接信息提供装置100可以反复增大和减小显示部整个画面的特定颜色(例如，红色)的饱和度，从而提供基于视觉反馈的终止作业引导。
根据本发明一个实施例，焊接信息提供装置100除了焊枪200包括的至少一个传感器(例如第二传感器)之外，还可以通过焊接信息提供装置100包括的传感器(例如第一传感器)来感测焊接信息。此时，焊接信息可以通过至少一个传感器实时感测包括与焊接作业相关的光强、焊接温度、焊接方向、焊缝倾角、焊接速度及母材与焊枪间的间隔等在内的焊接状况。
同样地，焊接信息提供装置100可以基于通过焊接信息提供装置100包括的传感器(例如第一传感器)感测的焊接信息，提供与焊接信息对应的引导。
根据本发明一个实施例，焊接信息提供装置100提供关于终止作业的引导后，可以感测预设的使用者动作或预设的使用者声音等并变更焊枪的工作。
在又一实施例中，焊接信息提供装置100在与焊枪200的通信不畅的状态下，可以通过本身配备的图像传感器，获得焊炬和焊接面罩的温度值。作为一例，焊接信息提供装置100可以基于通过热成像摄像头获得的图像数据，获得焊炬和焊接面罩的温度值。
上述示例只记述了从焊枪200接收的信息为焊接温度信息的情形，焊接信息提供装置100可以提供关于多样焊接信息的多样引导。
图2是用于描述本发明一个实施例的焊接系统的部件的简要框图。
参照图2，焊接系统10可以包括焊接信息提供装置100和焊枪200。焊接信息提供装置100可以包括摄像头110、通信部120、显示部130、处理器150和传感器部140。
摄像头110可以包括至少一个摄像头装置，可以包括用于拍摄焊接作业现场的图像的摄像头。本发明一个实施例的摄像头110可以是与焊接信息提供装置100的显示部130邻接配置的摄像头。作为一个示例，摄像头110中的第一摄像头和第二摄像头可以分别对称加装于焊接信息提供装置100的前面部的一个区域。
摄像头110可以从处理器150接收控制命令，响应控制命令以变更快门速度、ISO感光率、GAIN等设置，并拍摄焊接作业现场。摄像头110可以包括第一摄像头和第二摄像头，可以通过各个不同的拍摄设置来拍摄焊接作业现场。
本发明一个实施例的摄像头110可以配置于显示部130的前面部一个区域，可以是在从被拍摄物接收光的透镜的前方配置有遮光盒的结构。
自动遮光盒可以阻断操作者在焊接时发生的焊接光。即，自动遮光盒(未示出)可以基于通过传感器部140，例如通过光传感器感测的焊接光信息进行黑化以增加盒的遮光度。此时，自动遮光盒例如可以包括能够根据液晶排列方向来调节黑化度的液晶保护面板(LCD panel)。但不限于此，也可以以VA(Vertical Align，垂直对齐)型LCD、TN(TwistNematic，扭曲向列)型LCD、IPS(In Plane Switching，板内切换)型LCD等多样面板实现。
自动遮光盒的黑化度可以根据焊接光的亮度自动调节。如上所述，当根据焊接光的亮度自动调节时，可以利用传感器部140。传感器部140可以感测焊接光的光线强度，获得焊接光信息，并将焊接光信息中包括的焊接光强度信息通过既定的电信号传递给后述处理器150，处理器150可以基于焊接光的强度来控制黑化度。
即，自动遮光盒(未示出)可以实时变更面板的遮光度，以便对应于在焊接作业现场的焊接面罩发生的光的强度等，摄像头110可以拍摄被安装于前面部的自动遮光盒遮挡了一定量焊接光的焊接影像。
根据本发明另一实施例，焊接信息提供装置100可以不包括自动遮光盒。此时，使用者只利用通过摄像头110获得的焊接影像便可以执行焊接作业。
本发明一个实施例的摄像头110可以包括热成像摄像头。焊接信息提供装置100可以将通过热成像摄像头获得的热成像影像合成于焊接现场的影像以获得温度影像。
根据本发明一个实施例，可以还包括与处理器150电连接的照明部(未示出)。所述照明部(未示出)位于焊接信息提供装置100的外侧，配置成至少朝向焊接作业区域照射光。照明部(未示出)可以包括多个LED模块，通过照明部(未示出)照射的光的功率可以根据处理器150的控制进行调节。根据一个实施例，所述照明部(未示出)可以根据处理器150的控制，与摄像头110联动运转。
通信部120是用于从焊枪200接收焊接信息并发送用于控制焊枪200的命令的构成。根据本发明一个实施例，通信部120可以将合成影像传输给焊枪200之外的外部装置。此时，外部装置可以包括操作者/第三方的智能手机、计算机等具有通信模块的多样装置。
通信部120可以是根据多样类型的通信方式而与多样类型的外部装置执行通信的构成。通信部120可以包括wifi芯片、蓝牙芯片、无线通信芯片、NFC芯片中至少一种。特别是在利用wifi芯片或蓝牙芯片的情况下，可以先收发如SSID和会话密钥等的各种连接信息，由此建立通信连接后收发各种信息。无线通信芯片意指根据如IEEE、Zigbee、3G(3rdGeneration)、3GPP(3rd Generation Partnership Project)、LTE(Long Term Evolution)等多样通信标准执行通信的芯片。NFC芯片意指在如135kHz、13.56MHz、433MHz、860～960MHz、2.45GHz等的多样RF-ID频带中以使用13.56MHz频带的NFC(Near FieldCommunication，近场通信)方式工作的芯片。
显示部130是用于向操作者提供高画质合成影像的构成。具体地，显示部130可以包括向操作者显示对通过摄像头110获得的影像进行合成的合成影像的显示屏132(参照图4)。
根据本发明一个实施例，显示部130的背面部，即朝向使用者的部分可以包括用于向使用者显示高画质影像的显示屏132(参照图4)和用于收看显示屏(132)的主透镜构件135(参照图4)。
显示部130包括的显示屏可以显示高画质合成影像，以便操作者对与焊接光邻接部分之外的周边环境(例如，已处理的焊道的形态等)也可以在视觉上确认。另外，显示部130可以向操作者引导关于焊接进行状态的视觉反馈(例如，焊接进行方向)。
显示部130包括的显示屏132可以以LCD(Liquid Crystal Display)、OLED(Organic Light Emitting Diodes)、LED(Light-Emitting Diode)、LcoS(Liquid Crystalon Silicon)或DLP(Digital Light Processing)等多样显示技术实现。此时，本发明一个实施例的显示屏以不透明材质的面板实现，操作者可以不直接暴露于有害光。但不是必须限定于此，显示屏可以配备成透明显示屏。
传感器部140感测关于焊接现场的多样信息，可以包括为了获得焊接信息而构成的多个传感器模块。此时，焊接信息可以包括关于实时焊接作业的焊接温度、焊接方向、焊缝倾角、焊接速度及母材与焊枪间的间隔等。进一步地，所述传感器部140可以包括光传感器模块，所述光传感器模块配置成至少在焊接作业区域内检测光强。
根据本发明一个实施例，传感器部140可以包括照度传感器(illuminancesensor)，此时，传感器部140可以获得关于焊接现场的焊接光强度的信息。传感器部140除了照度传感器(illuminance sensor)之外，还可以包括如近距离传感器(proximitysensor)、噪声传感器(Noise Sensor)、视频传感器(Video Sensor)、超声波传感器、RF传感器的多样种类的传感器，可以感测与焊接作业环境相关的多样变化。
处理器150可以对通过摄像头110接收的焊接影像帧进行合成而生成高画质合成影像。处理器150可以将摄像头110按帧不同地设置拍摄条件，将按时间顺序获得的帧并行合成而获得合成影像。具体地，处理器150可以控制摄像头110，以便变更摄像头110的快门速度、ISO感光率和GAIN等进行拍摄。
此时，处理器150可以根据感测的焊接现场的焊接光、周边光、焊枪200的移动程度等条件而不同地设置拍摄条件。具体地，处理器150可以设置拍摄条件，以使焊接现场的焊接光和/或周边光越高，ISO感光率和GAIN越减小。另外，如果感测到焊枪200的移动和/或作业速度快，则可以设置拍摄条件以增加快门速度。
处理器150可以并行合成预设帧数的影像。根据本发明一个实施例，预设帧内的各个影像可以是按互不相同拍摄条件拍摄的。
本发明一个实施例的处理器150在摄像头110为两个以上的情况下，可以不同地设置各个摄像头的拍摄设置条件以控制拍摄。此时，处理器150也可以并行合成预设帧数的影像。
处理器150可以利用存储器(未示出)中存储的各种程序来控制焊接信息提供装置100的全面工作。例如，处理器150可以包括CPU、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、系统总线。其中，只读存储器是用于存储系统启动所需的命令集的构成，CPU根据只读存储器中存储的命令，将焊接信息提供装置100的存储器中存储的操作系统复制到随机存储器并运行O/S以启动系统。启动完成后，CPU将存储器中存储的各种应用程序复制到随机存储器并运行，以执行各种操作。以上描述了处理器150只包括一个CPU的情形，但在实现时，可以以多个CPU(或DSP、SoC等)实现。
根据本发明一个实施例，处理器150可以以处理数字信号的数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、微处理器(microprocessor)和/或时间控制器(Timecontroller，TCON)实现。但不限于此，可以包括中央处理器(central processing unit，CPU)、MCU(Micro Controller Unit)、MPU(micro processing unit)、控制器(controller)、应用程序处理器(application processor，AP)或通信处理器(communication processor，CP)、ARM处理器中一种或多种，或者可以由相应术语定义。另外，处理器150既可以以内置处理算法的片上系统(System on Chip，SoC)、大规模集成电路(large scale integration，LSI)实现，也可以以现场可编程门阵列(Field Programmablegate array，FPGA)形态实现。
另一方面，虽然未示出，焊枪200可以包括通信部、传感器部和第二处理器。
通信部与焊接信息提供装置100收发数据。通信部可以包括可进行近距离无线通信(例如，蓝牙(Bluetooth)、Wifi、Wifi-Direct)或远距离无线通信(3G、HSDPA(High-SpeedDownlink Packet Access)或LTE(Long Term Evolution))的模块。
传感器部或第二传感器包括于焊枪，是用于感测焊接温度、焊接速度、焊缝倾角、焊接方向及母材与焊枪间的间隔等焊接状况的构成。
传感器部可以感测诸如把持焊枪200的使用者的姿势变化、焊接面罩的照度变化、焊枪200的加速度变化等的多样变化中至少一种，并将与之相应的电信号传递给第二处理器。即，传感器部可以感测基于焊枪而构成的状态变化，生成基于此的感测信号并传递给第二处理器。
在本公开中，传感器部可以由多样传感器构成，当焊枪200驱动时，可以根据控制(或基于使用者设置)，向预设的至少一个传感器供应电源，感测焊枪200的状态变化。
此时，传感器部可以包括能够检测焊枪200的状态变化的所有形态的感测装置(sensing device)中至少一种装置而构成。例如，传感器部可以包括加速度传感器(Acceleration Sensor)、陀螺仪传感器(Gyro Sensor)、照度传感器(illuminancesensor)、近距离传感器(proximity sensor)、压力传感器(pressure sensor)、噪声传感器(Noise Sensor)、视频传感器(Video Sensor)、重量传感器等多样感测装置中至少一种传感器而构成。通过焊枪200的照度传感器感测的焊接作业区域内的光强可以通过通信部传递给处理器150，处理器150也可以不通过焊接信息提供装置100的传感器部140，而是基于通过焊枪200的照度传感器传递的光强来控制照明部(未示出)和/或摄像头110。
另一方面，加速度传感器是用于感测焊枪200的移动的部件。具体地，加速度传感器可以测量焊枪200的加速度、振动、冲击等动态力，因而可以测量焊枪200的移动。
重力传感器是用于测量重力朝向的方向的部件。即，重力传感器的感测结果可以与加速度传感器一同用于判断焊枪200的移动。另外，可以通过重力传感器判断焊枪200被把持的方向。
除上述种类的传感器之外，焊枪200还可以包括如陀螺传感器、地磁传感器、超声波传感器、RF传感器的多样种类的传感器，可以感测与焊接作业环境相关的多样变化。
图3a至图8是简要示出本发明一个实施例的焊接信息提供装置100的图。
图3a至图3c是示出不同实施例的加装了多个摄像头的焊接信息提供装置的立体图。
参照图3a，本发明的焊接信息提供装置100可以包括本体160、在本体160的正面安装的显示部130、在显示部130的前面部一个区域加装的至少一个摄像头110以及处理器150。另外，焊接信息提供装置100可以包括固定部170，所述固定部170配置于至少一个传感器部140和本体160的背面，将焊接信息提供装置100固定于操作者的头部。
根据一个实施例，摄像头110可以以多个实现。特别是当摄像头110为2个时，可以对称地加装于显示部130的前面部一个区域。此时，显示部130的前面部可以为与焊接作业进行方向对应的外部区域(图3a所示区域)。相反，显示部130的背面部可以为与操作者的脸部方向对应的内部区域。但是，本发明不限于此，摄像头110也可以配置于与焊接作业的进行方向对应的本体160的外部区域。
在图3a中，示出了至少一个传感器140(或第一传感器)加装于显示部130的前面部一个区域的情形，但根据本发明一个实施例，传感器部140可以包括于本体160。此时，传感器部140可以加装于本体160的正面方向以便可以感测焊接状况。
保护操作者脸部的本体160可以以具有既定强度的材料形成，例如可以以强化塑料等形成，但本发明不限于此，只要是对焊接时可能发生的诸如火花的要素具有抵抗性的材料，则可以多样地使用。
固定部170是用于直接接触操作者的头部的构成，固定部170的一侧面，即与操作者的头部直接接触的内侧面的至少一部分，可以包括诸如纤维材料或海绵材料的柔软材料。
参照图3b，本发明的保护操作者脸部的本体160可以包括安装于本体160正面的显示部130和传感器部140。另外，至少一个摄像头110可以对称地加装于本体160的两侧面。另外，焊接信息提供装置100可以包括固定部170，所述固定部170配置于本体160的背面并将焊接信息提供装置100固定于操作者的头部。
特别是摄像头110可以以2个摄像头实现，可以在每个本体160的两侧面分别沿着对应于操作者作业方向的方向加装。在本图中虽然未示出，但当摄像头110为奇数个时，可以加装于本体160的中央上端。
本示例中的显示部130的背面部是操作者的脸部方向，可以配置显示屏132以便向操作者显示合成焊接影像。另外，显示部130的前面部是操作者的焊接作业进行方向，如果发生预设事件，则可以显示如焊接信息提供装置100电池状态等的关于当前状态的UI。
在图3b中，示出至少一个传感器140(或第一传感器)加装于显示部130的前面部一个区域的情形，根据本发明一个实施例，传感器部140可以包括于本体160。根据另一实施例，传感器部140可以包括并加装于至少一个摄像头110的至少一部分。
参照图3c，本发明的焊接信息提供装置100可以还包括从本体160向外部凸出形态的前面主体部190。本发明的焊接信息提供装置100为了确保使用者视野，可以使显示部130配置于从使用者的眼睛E隔开既定距离的位置。为此，焊接信息提供装置100通过使显示部130配置于从本体160凸出的前面主体部190一侧，可以使显示部130从使用者隔开配置。此时，至少一个摄像头110可以加装于与前面主体部190邻接配置的本体160上。
图4是用于描述本发明一个实施例的包括主透镜构件的焊接信息提供装置的侧视图，图5是用于描述图4的显示部和主透镜构件的结构的俯视图。
参照图4和图5，焊接信息提供装置100可以包括主透镜构件135，所述主透镜构件135用于近距离将显示屏132提供的焊接影像传递给使用者的双眼。
本发明一个实施例的焊接信息提供装置100为了确保使用者的视野区域，通过从使用者隔开既定距离的显示屏132提供焊接影像。由此，使用者可以从一个显示屏获得焊接影像，而不是通过分别与双眼对应的显示屏获得焊接影像，从而即使在焊接信息提供装置100内密闭的空间也可以确保宽阔的视野。不过，此时焊接信息提供装置100为了将从显示屏132提供的焊接影像更清晰地提供给使用者，可以包括主透镜构件135。
本发明的显示屏132由一个构成时，经过显示部130的中心O1的虚拟中心线Ax1可以位于使用者的双眼之间。但是，本发明不限于此，当然，多个显示屏132可以配置于从使用者双眼隔开既定距离的位置。
主透镜构件135可以配置于从显示屏132提供的焊接影像经过的路径上，可以具备凸面，以便调节焊接影像的大小以导向使用者的双眼E。主透镜构件135可以是包括凸面以对提供的焊接影像进行放大的凸透镜。
主透镜构件135可以由玻璃材质、塑料材质等构成，当为塑料材质时，可以使用甲基丙烯酸树脂等苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、烯丙基树脂、二甘醇双烯丙基碳酸酯树脂CR-39等碳酸烯丙酯树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、异氰酸酯化合物与二甘醇等羟基化合物反应得到的聚氨酯树脂、异氰酸酯化合物与多硫醇化合物反应得到的硫氨酯树脂、使含有分子内具有1个以上二硫键的硫代环氧化合物的聚合组份固化而得到的透明树脂等。另外，主透镜构件135也可以涂敷阻断特定波段光的滤光膜。例如，主透镜构件135可以为涂敷了蓝色阻断滤光膜的透镜。
作为一个实施例，主透镜构件135朝向显示屏132的一面可以由凸面构成。例如，凸面可以只朝向显示屏132的第一方向(y方向)具有曲率(curvature)，向垂直于第一方向(y方向)的第二方向(z方向)没有曲率而具有平坦结构。由此，主透镜构件135对第一方向(y方向)的折射程度与对垂直于第一方向(y方向)的第二方向(z方向)的折射程度可以不同。例如，对形成曲率的第一方向(y方向)的折射程度可以大于对第二方向(z方向)的折射程度。
具体地，如图4和图5所示，从显示屏132提供的焊接影像经主透镜构件135提供给使用者的眼睛E。此时，相对于作为显示屏132上下方向的第二方向(z方向)在互不相同位置B1、B2、B3提供的光，几乎不折射地提供给使用者的眼睛E，但相对于作为显示屏132上下方向的第一方向(y方向)在互不相同位置C1、C2、C3提供的光，可以被折射并提供给使用者的眼睛E。
主透镜构件135如图所示，可以由覆盖与使用者双眼对应的区域的一个透镜构成，此时，经过显示部130的中心O1的虚拟中心线Ax1可以经过主透镜构件135。例如，所述虚拟中心线Ax1可以经过显示部130的中心O1和主透镜构件135的中心O2。但是，本发明并非只由一个透镜构成，当然可以通过配置具有相同光轴的两个以上透镜来构成主透镜构件135。
作为另一实施例，主透镜构件135也可以由凸面分别对应于使用者左眼LE和右眼RE的2个凸面构成。即，主透镜构件135可以以对应于左眼LE的左眼透镜和对应于右眼RE的右眼透镜相连接的结构形成。主透镜构件135可以采用对应于左眼LE的凸面的屈光度与对应于右眼RE的凸面的屈光度不同的方式设计。此时，主透镜构件135可以将通过一个透镜构件而从显示屏132提供的焊接影像，根据左眼LE和右眼RE的视力分别聚焦并传递给使用者。
另一方面，主透镜构件135可以初始位于由显示屏132至使用者眼睛E距离定义的总距离TL的1/2地点。换言之，显示屏132至主透镜构件135初始位置的距离DL可以与主透镜构件135初始位置至使用者眼睛E的距离EL相同。其中，总距离TL可以通过前面主体部190的结构或固定部170的结构而事先设置，主透镜构件135的折射能力(refeactive power)可以根据总距离TL确定。不过，主透镜构件135的折射能力并非单纯只由总距离TL确定，还可以考虑使用焊接信息提供装置100的使用者眼睛的屈光度(diopter)来确定。
例如，当总距离TL为12cm时，透镜需要的度数为+8.0D(dipoter)，以30～40年龄段使用者为基准，具有平均+3.0D的调节力，因而主透镜构件135的度数可以确定为+5.0D。其中，使用者眼睛的屈光度是以正常视力为基准考虑的，其中，所述正常视力是指即使不调节视力，平行光线也在网膜上成像的眼睛，在使用者使用眼镜的情况下，会具有与之不同的结果值。
主透镜构件135可以以初始位置为基准前后移动。如上所述，主透镜构件135考虑使用者的视力来确定度数，但每个使用者视力不同，因而本发明的焊接信息提供装置100通过调节主透镜构件135与使用者的距离，可以提供具有最佳画质的焊接影像。为此，本发明的焊接信息提供装置100可以还包括距离调节构件137，所述距离调节构件137调节主透镜构件135与显示屏132之间的距离。
距离调节构件137可以包括透镜框架1373和导轨1371，所述透镜框架1373固定主透镜构件135，所述导轨1371引导所述透镜框架1373能够沿第一方向(y方向)前后移动。距离调节构件137可以以如同调整螺丝一样向一个方向细微调整的结构构成，并可由使用者手动调节距离，不仅如此，还可以包括生成用于使主透镜构件135和框架1373移动的驱动力的驱动装置，以便能够自动调节距离。如果通过外部输入装置提供了对距离调节的输入信号，则处理器150可以控制距离调节构件137以使主透镜构件135前后移动。
此时，主透镜构件135可以通过距离调节构件137，以初始位置为基准前后移动第一距离，其中，第一距离L1、L2可以对应于由显示屏132至使用者的双眼RE、LE距离定义的总距离TL的1/4。由于每个使用者的视力及调节力存在差异，所以本发明的焊接信息提供装置100可以利用距离调节构件137，调节主透镜构件135至使用者眼睛E的距离EL或主透镜构件135至显示屏132的距离DL以便对焦。不过，在即使将主透镜构件135调节为既定距离以上也不聚焦的情况下，是仅以主透镜构件135的度数无法满足的状态，因而本发明的焊接信息提供装置100可以控制使主透镜构件135只前后移动预设的第一距离。
作为另一实施例，焊接信息提供装置100在仅通过主透镜构件135的距离调节无法聚焦的情况下，可以添加辅助透镜构件1351。为此，焊接信息提供装置100可以还包括可插入辅助透镜构件1351的结合装置139。例如，辅助透镜构件1351可以由能够提供追加度数的凸透镜构成。但是，本发明不限于此，也可以根据使用者的视力和调节力，配备具有必要功能的多样透镜，而不是凸透镜，并可以添加两个以上的透镜。另外，辅助透镜构件1351可以配置于与主透镜构件135相同的光轴上。
图6至图8是用于描述本发明的多种实施形态的图。
作为可选实施例，参照图6，本发明的主透镜构件135可以配置成能前后倾斜(tilting)，以使与显示屏132相向的一面相对于所述显示屏132倾斜。换言之，主透镜构件135可以配置成能以平行于第三方向(x方向)的旋转轴为中心旋转。例如，固定主透镜构件135的框架1373相对于导轨1371可旋转地连接，使用者可以通过调节框架1373来调节主透镜构件135的角度。由此，使用者可以在包括焊接信息提供装置100佩戴状态的各种条件中，调节主透镜构件135的角度以便最适合本人。
另一方面，参照图7和图8，本发明另一实施例的焊接信息提供装置100可以调节包括显示屏132的显示部130的距离或调节角度。更具体地，本发明另一实施例的焊接信息提供装置100通过配置成使显示部130可沿第一方向(y方向)前后移动，可以调节显示屏132与使用者眼睛E的距离或显示屏132与主透镜构件135的距离。
与主透镜构件135一样，显示部130可以配备另外的距离调节构件以调节与主透镜构件135的距离，或调节显示屏132与使用者眼睛E的距离。例如，焊接信息提供装置100可以还包括使显示部130固定于一侧的镜筒支架1301。距离调节构件可以通过使用者手动距离调节或自动距离调节而使上述镜筒支架1301前后移动。由此，显示部130可以向前面主体部130内侧收缩或向前面主体部130外侧凸出。
另外，显示部130可以像主透镜构件135一样配置成能前后倾斜(tilting)，以便显示屏132能够相对于主透镜构件135倾斜。换言之，显示部130可以配置成能够以平行于第三方向(x方向)的旋转轴为中心旋转。例如，固定显示部130的框架1301相对于镜筒支架1301可旋转地连接，使用者可以通过调节框架来调节镜筒支架1301的角度。由此，使用者在包括焊接信息提供装置100佩戴状态的各种条件中，不仅可以调节主透镜构件135的角度，还可以调节显示部130的距离或角度以便最适合本人。
另一方面，显示部130也可以通过显示屏132以数字(digital)方式对焊接影像进行放大并提供。使用者可以利用输入装置，根据需要而选择为放大焊接影像，处理器150如果从所述输入装置接收了输入信号，则可以控制使得显示屏132提供经放大的影像。
图9a和图9b是为了简要描述另一实施例的焊接信息提供装置100'而只提取部分构成的图。
参照图9a和图9b，另一实施例的焊接信息提供装置100'可以具备2个分离的主透镜构件134R、134L。此时，2个分离的主透镜构件134R、134L分别可以沿左右方向(x方向)移动。为此，焊接信息提供装置100'还可以包括引导框架1375，所述引导框架1375引导以使2个分离的主透镜构件134R、134L可以沿左右方向(x方向)移动。2个分离的主透镜构件134R、134L能移动地安装于引导框架1375，并可以沿引导框架1375分别独立地移动。通过这种结构，焊接信息提供装置100'在使用者左、右眼视力不同时，可以对应于使用者视力而应用度数不同的透镜，提供画质更清晰的焊接影像。
图10是用于描述本发明的利用前面主体部打开本体前面的结构的图，图11是用于描述利用透镜框架来打开前面主体部一个区域的结构的图。
参照图10，本发明的前面主体部190正如前面所作的描述，在内部配置有显示部130和主透镜构件135，可以执行保持显示部130与主透镜构件135之间隔开状态的功能。换言之，前面主体部190具有比本体160凸出的结构，使显示部130配置于一侧，由此可以在确保使用者视野的状态下提供焊接影像。焊接信息提供装置100可以具备主透镜构件135以便向使用者提供画质更清晰的焊接影像，这种结构的显示部130和主透镜构件135如上所述，可以以隔开状态配置于前面主体部190内。此时，本发明的主透镜构件135和显示部130当然可以在前面主体部190内能前后移动地安装。
前面主体部190对应于本体160一个区域地配置，本体160的一个区域可以以开放的形态形成，以便使用者的脸部露出。前面主体部190可以安装于本体160以便可以开闭上述本体160的一个区域。例如，前面主体部190可以以铰链方式结合于本体160一侧，通过相对于铰链轴旋转，可以打开或封闭本体160的一个区域。由此，使用者可以肉眼确认焊接作业结果或最大限度提高与其他操作者间对话的容易性。
参照图11，本发明的主透镜构件135可以借助于透镜框架1373而结合于前面主体部190。此时，透镜框架1373可以以能开闭前面主体部190一个区域的方式结合于前面主体部190。具体地，使主透镜构件135固定于前面主体部190的透镜框架1373可以以铰链方式结合于前面主体部190的一侧，并可以通过相对于铰链轴的旋转而打开或封闭前面主体部190的一个区域。此时，前面主体部190的一个区域是对应于显示部130的区域，从而通过打开主透镜构件135和透镜框架1373，显示部130可以直接暴露给使用者。由此，使用者在不需要经放大的焊接影像时，可以从显示部130直接获得焊接影像，可以提高使用便利。
另一方面，焊接信息提供装置100可以包括连接结构1377，所述连接结构1377在固定主透镜构件135的透镜框架1373沿导轨1371移动到最外侧后，使得可以在导轨1371的一端旋转。由此，焊接信息提供装置100可以实现在能够使主透镜构件135沿前后方向移动的同时使前面主体部190的一个区域开闭的结构。
综上所述，本发明实施例的焊接信息提供装置具有的优点是，通过向使用者双眼提供来自显示屏的焊接影像的主透镜构件，向使用者提供舒适的视野，而且即使进行转头等动作，也稳定地提供焊接影像。另外，本发明实施例的焊接信息提供装置使主透镜构件前后移动或调节角度，以此可以对应于每个人的视力和调节力来提供最佳焊接影像。
如上所述，本发明以附图中图示的一个实施例为参考进行了描述，但这只不过是示例性的，只要是相应技术领域的技术人员便会理解，可以由此进行多样的变形及实施例的变形。因此，本发明真正的技术保护范围应由附带的权利要求书的技术思想确定。
【工业实用性】
本发明涉及焊接信息提供装置，可以应用于用于保护操作者免受焊接工艺中发生的光和高热等影响的防护用具。

Claims (12)

1.一种焊接信息提供装置，包括：
本体，所述本体配备以便使用者能够佩戴；
显示部，所述显示部配置于所述本体，包括向使用者显示焊接影像的显示屏；
主透镜构件，所述主透镜构件配置于从所述显示屏提供的焊接影像所经过的路径上，具备凸面以便调节所述焊接影像的大小并导向所述使用者的双眼；
至少一个摄像头，所述摄像头加装于所述本体外侧，获得关于焊接作业的焊接影像帧；及
处理器，所述处理器控制所述显示屏以显示基于所述焊接影像帧生成的所述焊接影像。
2.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
经过所述显示部的中心的虚拟中心线位于所述使用者的双眼之间。
3.根据权利要求2所述的焊接信息提供装置，其中，
所述虚拟中心线经过所述主透镜构件。
4.根据权利要求2所述的焊接信息提供装置，其中，
所述主透镜构件具备分别对应于所述使用者的左眼和右眼的2个凸面。
5.根据权利要求4所述的焊接信息提供装置，其中，
所述主透镜构件在具备2个凸面时，由可分离的对应于所述使用者左眼的左眼透镜和对应于所述使用者右眼的右眼透镜构成。
6.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
所述主透镜构件能够移动以便调节所述主透镜构件与所述显示屏之间的距离。
7.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
所述主透镜构件能够调节角度以使与所述显示屏相向的一面相对于所述显示屏倾斜。
8.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
所述显示部能够移动以便调节所述主透镜构件与所述显示屏之间的距离。
9.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
所述显示部能够调节角度以使所述显示屏相对于所述主透镜构件倾斜。
10.根据权利要求1所述的焊接信息提供装置，其中，
还包括前面主体部，所述前面主体部在内部配置所述显示部和所述主透镜构件，且保持所述显示部与所述主透镜构件之间的隔开状态。
11.根据权利要求10所述的焊接信息提供装置，其中，
所述前面主体部安装于所述本体，以便能够开闭所述本体的一个区域。
12.根据权利要求11所述的焊接信息提供装置，其中，
还包括固定所述主透镜构件的透镜框架，
所述透镜框架安装于所述前面主体部，以便能够开闭所述前面主体部的一个区域。
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