CN206224059U - 头戴式可视化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了头戴式可视化装置，头戴式可视化装置包括：固定部件适于戴在人员头部；第一单元包括物镜、显示器件；所述物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线，或中心轴线之间的夹角α为：0≤α≤15度；光电传感器用于将穿过所述物镜的外界光信号转换为电信号，并传送到处理电路；传输介质沿着连接件布置；第二单元包括处理电路、电源，所述处理电路的输出通过传输介质连接所述显示器件，第二单元设置在所述固定部件上；连接件采用可弯曲定形材料，两端分别连接所述第一单元和第二单元。本实用新型具有无视差、使用方便等优点，可应用在弱光、烟雾环境中外界的成像中。

Description

头戴式可视化装置

技术领域

本实用新型涉及成像领域，特别涉及头戴式可视化装置。

背景技术

目前，世界上所有的头盔式热像仪或与CCD/CMOS融合的系统都装在头盔顶上或侧面耳朵旁，LCD/OLED等显示器装在头盔下面，具有很大的上下或左右视差，易造成行走、拿物、射击等失误。

为了消除视差，本实用新型人提出了改进方案，具体为：热像仪放在面罩前，把显示器放在面罩内成一直线以消除视差，请参见专利CN100509086C。该专利也具有不足，如：把显示器放在面罩内且不能移动，会在不使用热像仪时阻挡视线，还缩小了面罩内部可用体积和气流量。

另外，专利号CN201520395217.7公开了一种新头盔式消防夜视二用热像仪，具体方案为：把组成红外热像仪的镜头、焦平面、电路板及LCD显示器的显示屏、背光源、驱动板和目镜成一直线叠在一起做成一个头部，从而消除视差。但该方案依然具有不足，如：

1.高度有十多公分，像象鼻子伸在面罩外显然难被用户接受，为此把面罩重新压膜以使眼睛前的区域压低2公分，把整个头部嵌在凹坑内，眼睛离显示器只有2公分，通过虚拟成像在大屏幕上显示，但平底面罩与弧形面罩会使视觉不一样，并且伸在面罩外的头部高度仍有十公分左右难被用户接受；

2.各零件更接近眼睛(虽在面罩外但如果面罩被压破或烧坏就増加危险性)，面罩内部空间和气流量减少，也难通过面罩检验标准。

3.把面罩压近眼睛的另一个缺点是立体视角被显示器挡住的部分变大，不易看到周围物体；如果面罩不压扁显示器仍离眼4-5公分，被挡的立体视角要小得多，更易看到周围物体。不但把面罩重新压模要增加成本，红外热像仪节使在紧急情况下想用于现有面罩也不可能，因此让使用部门难于接受；

4.该专利把电池放在帽沿下也不妥，万一铝电池在脑门上爆炸或燃烧会造成生命危险，电池必须放在帽盔上金属壳内才安全。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种无视差、使用方便、对视线影响小的头戴式可视化装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

头戴式可视化装置，所述头戴式可视化装置包括：

固定部件，所述固定部件适于戴在人员头部；

第一单元，所述第一单元包括物镜、显示器件；所述物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线，或中心轴线之间的夹角α为：0≤α≤15度；

光电传感器，所述光电传感器用于将穿过所述物镜的外界光信号转换为电信号，并传送到处理电路；

传输介质，所述传输介质沿着连接件布置；

第二单元，所述第二单元包括处理电路、电源，所述处理电路的输出通过传输介质连接所述显示器件，第二单元设置在所述固定部件上；

连接件，所述连接采用可弯曲定形材料，两端分别连接所述第一单元和第二单元。

根据上述的头戴式可视化装置，优选地，所述光电传感器设置在所述第一单元内，输出的电信号通过所述传输介质与所述处理电路连接。

根据上述的头戴式可视化装置，优选地，所述光电传感器设置在所述第二单元内；所述传输介质包括：

光导纤维，穿过所述物镜的外界光信号经所述光导纤维接收并传输到所述光电传感器；

线缆，所述线缆连接所述处理电路和显示器件。

根据上述的头戴式可视化装置，优选地，所述连接件采用金属管或金属波纹管，所述传输介质从管内部穿过；或者，

所述连接件采用金属条，所述传输介质固定在连接件外壁。

根据上述的头戴式可视化装置，优选地，所述固定件采用军用头盔或消防员用头盔，所述第二单元固定在头盔上部。

根据上述的头戴式可视化装置，优选地，所述头盔为头盔。

根据上述的头戴式可视化装置，可选地，所述头盔连接有保护罩；

所述第一单元设置在所述保护罩的外侧，或者所述显示器件设置在所述保护罩的内侧，所述物镜设置在所述保护罩的外侧，所述光电传感器设置在所述保护罩和物镜之间，或穿过物镜的外界光信号被光导纤维收集并传送到所述第二单元内的光电传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1.第一单元和第二单元间的分离式设计，使得包含电路板和电池的第二单元再也不挡视线，包含物镜的第一单元的直径仅有2-3厘米，阻挡视线很少，在眼睛正视时完全没有视差,便于行走和作业；

当不使用时，向上扳动第一单元，不阻挡视线；

2.在穿戴时，连接件位于鼻梁上方，向左右扳动第一单元以利用左眼或右眼观察，方便不同用户；

3.应用领域广，可应用在测温、无光、弱光和烟雾环境下的外界成像。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本实用新型实施例的头戴式可视化装置的结构简图。

具体实施方式

图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本实用新型实施例的头戴式可视化装置，如图1所示，所述头戴式可视化装置包括：

固定部件，如头盔，所述固定部件适于戴在人员头部；

第一单元，所述第一单元包括物镜、显示器件；显示器件可采用LCD、AMOLED显示屏等；所述物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线，或中心轴线之间的夹角α为：0≤α≤15度，如中心轴线相互偏离，但平行；夹角为2度、5度、10度、15度；

光电传感器，所述光电传感器设置在第一单元内，用于将穿过所述物镜的外界光信号转换为电信号，并传送到处理电路；

第二单元，所述第二单元包括处理电路、电源，所述处理电路的输出通过传输介质连接所述显示器件，第二单元设置在所述固定部件上，在使用时不阻挡视线；

传输介质，如线缆，所述传输介质沿着连接件布置，如绕在连接件外缘或内部，具体视连接件的结构而定，将所述电信号传送到处理电路，并把处理电路的输出信号传送到显示器件；

连接件1，所述连接采用可弯曲定形材料，如金属条、波纹管、金属管等，两端分别连接所述第一单元和第二单元，使得在使用时，第一单元置于左眼或右眼前方，不使用时将第一单元扳到眼睛上方，对视线没有任何影响。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

使用人员将固定部件戴在头部；

开启电源，第一单元内，光电传感器将穿过物镜的外界光信号转换为电信号，电信号通过传输介质送第二单元内的处理电路，处理电路的输出信号通过传输介质传送到第一单元内的显示器件，以显示外界图像；

调节连接件，使第一单元相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，或之间的夹角α为：0≤α≤15度，眼睛观察到显示器件显示的外界图像，连接件定形；

移动第一单元，使第一单元不阻挡人员视线，连接件定形。

实施例2：

本实用新型实施例的头戴式可视化装置，与实施例1不同的是：

1.所述光电传感器设置在所述第二单元内；

2.传输介质包括：

光导纤维(束)，穿过所述物镜的外界光信号经所述光导纤维(束)接收并传输到所述光电传感器；

线缆，所述线缆连接所述处理电路和显示器件；

3.固定部件配有保护罩，第一单元处于所述保护罩的外侧。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

使用人员将固定部件戴在头部；

开启电源，第一单元内，光导纤维接收穿过物镜的外界光信号并传输到第二单元内的光电传感器，转换出的电信号送处理电路，处理电路的输出信号通过线缆等传输介质传送到第一单元内的显示器件显示；

调节连接件，使第一单元相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，或之间的夹角α为：0≤α≤15度，，如中心轴线相互偏离，但平行；夹角为2度、5度、10度、15度；眼睛观察到显示器件显示的外界图像，连接件定形；

移动第一单元，使第一单元不阻挡人员视线，连接件定形。

实施例3：

本实用新型实施例的头戴式可视化装置，与实施例1不同的是：

1.固定部件配有保护罩，以保护使用者的面部；

2.传输介质包括：

光导纤维(束)，穿过所述物镜的外界光信号经所述光导纤维(束)接收并传输到所述光电传感器；

线缆，所述线缆连接所述处理电路和显示器件；

3.所述光电传感器设置在所述第二单元内；

4.所述显示器件固定在所述保护罩的内侧，所述物镜、光导纤维的端部设置在所述保护罩的外侧，穿过物镜的外界光信号被光导纤维收集并传送到所述第二单元内的光电传感器；物镜与光导纤维的端部随所述连接件移动。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

使用人员将固定部件戴在头部；

开启电源，光导纤维接收穿过物镜的外界光信号并传输到第二单元内的光电传感器，转换出的电信号送处理电路，处理电路的输出信号通过线缆等传输介质传送到第一单元内的显示器件显示；

调节固定部件、保护罩、第一单元与头部的相对位置，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，或之间的夹角α为：0≤α≤15度，眼睛观察到显示器件显示的外界图像，连接件定形。

实施例4：

根据本实用新型实施例1的头戴式可视化装置在弱光或无光环境中的应用例。

在该应用例中，固定部件采用军用头盔；连接件采用波纹管；传输介质采用线缆，从波纹管的内部穿过；第二单元固定在所述军用头盔的上部，不会阻挡视线；第一单元外壳为圆筒形，物镜、红外光电传感器及显示器件自外向内地依次安装在外壳内，物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

战士将头盔戴在头部；

开启电源，第一单元内，光电传感器将穿过物镜的外界光信号转换为电信号，电信号通过线缆送第二单元内的处理电路，处理电路的输出信号通过线缆传送到第一单元内的显示器件，以显示外界图像；

向下扳动第一单元，使第一单元相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，波纹管定形，使第一单元和第二单元的相对位置固定；眼睛看到显示器件上的夜晚弱光或无光下的外界图像；

向上扳动第一单元，使第一单元不阻挡战士视线。

实施例5：

根据本实用新型实施例2的头戴式可视化装置在烟雾环境中的应用例。

在该应用例中，固定部件采用消防员用头盔，头盔上具有保护罩；连接件采用金属管；传输介质采用光纤束及线缆，从金属管的内部穿过，光纤采用硫系玻璃光纤或多晶PIR光纤；第二单元固定在所述头盔的上部，不会阻挡视线；第一单元设置在所述保护罩的外侧，外壳为圆筒形，物镜、显示器件自外向内地依次设置在外壳内。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

消防员将头盔戴在头部；

开启电源，第一单元内，光导纤维接收穿过物镜的外界光信号并传输到第二单元内的光电传感器，转换出的电信号送处理电路，处理电路的输出信号通过线缆等传输介质传送到第一单元内的显示器件显示；

向下扳动第一单元，使第一单元相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，金属管定形，使第一单元和第二单元的相对位置固定；眼睛看到显示器件上的烟雾环境下的外界图像；

向上扳动第一单元，使第一单元不阻挡消防员视线。

实施例6：

根据本实用新型实施例1的头戴式可视化装置在测温中的应用例。

在该应用例中，固定部件采用头盔；连接件采用两段式结构，第一段的上端部可左右旋转地固定在头盔上，第二段的一端和第一段通过连接机构连接且位置之间的角度可调，另一端固定第一单元；传输介质采用线缆，绕在所述连接件上；第二单元固定在所述头盔的上部，不会阻挡视线；第一单元外壳为圆筒形，物镜、光电传感器及显示器件自外向内地依次安装在外壳内，物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线；处理电路根据光辐射原理获得与接收到的光信号对应的温度，也即外界的温度分布。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

将头盔戴在头部；

开启电源并向下扳动和旋转连接件，调整连接件相对头盔的角度，以及第一段和第二段的相对角度，使第一单元相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，连接件定形，使第一单元和第二单元的相对位置固定；眼睛看到显示器件上的外界图像，该图像包含温度信息，

向上扳动第一单元，使第一单元不阻挡视线。

实施例7：

根据本实用新型实施例3的头戴式可视化装置在烟雾环境中的应用例。

在该应用例中，固定部件采用消防员用头盔，头盔上具有保护罩；连接件采用金属波纹管；传输介质采用光纤束及线缆，从波纹管内部穿过，光纤采用硫系玻璃光纤或多晶PIR光纤；第二单元固定在所述头盔的上部，不会阻挡视线；物镜和光纤的端部设置在所述保护罩的外侧，外壳为圆筒形，物镜、光纤的端部自外向内地依次设置在外壳内；显示器件固定在保护罩的内侧。

上述头戴式可视化装置的工作过程：

消防员将头盔戴在头部；

开启电源，光纤接收穿过物镜的外界光信号并传输到第二单元内的光电传感器，转换出的电信号送处理电路，处理电路的输出信号通过线缆传送到显示器件显示；

调整头盔与消防员头部的相对位置，以及上下转动保护罩，使得眼睛正视时，视线与显示器件的中心轴线共线；

向下扳动所述外壳，使物镜相对第二单元移动，直到眼睛正视时，视线和物镜的中心轴线共线，波纹管定形，使第一单元和第二单元的相对位置固定；眼睛看到显示器件上的烟雾环境下的外界图像。

上述实施例仅是示例性地给出了连接件采用波纹管、金属管，固定部件采用头盔的情况，当然还可以是其他器件，如连接件采用金属条，传输介质绕在所述金属条外缘，固定采用固定带。

Claims (7)

1.头戴式可视化装置，其特征在于：所述头戴式可视化装置包括：

固定部件，所述固定部件适于戴在人员头部；

第一单元，所述第一单元包括物镜、显示器件；所述物镜的中心轴线与显示器件的中心轴线共线，或中心轴线之间的夹角α为：0≤α≤15度；

光电传感器，所述光电传感器用于将穿过所述物镜的外界光信号转换为电信号，并传送到处理电路；

传输介质，所述传输介质沿着连接件布置；

第二单元，所述第二单元包括处理电路、电源，所述处理电路的输出通过传输介质连接所述显示器件，第二单元设置在所述固定部件上；

连接件，所述连接采用可弯曲定形材料，两端分别连接所述第一单元和第二单元。

2.根据权利要求1所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述光电传感器设置在所述第一单元内，输出的电信号通过所述传输介质与所述处理电路连接。

3.根据权利要求1所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述光电传感器设置在所述第二单元内；所述传输介质包括：

光导纤维，穿过所述物镜的外界光信号经所述光导纤维接收并传输到所述光电传感器；

线缆，所述线缆连接所述处理电路和显示器件。

4.根据权利要求1所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述连接件采用金属管或金属波纹管，所述传输介质从管内部穿过；或者，

所述连接件采用金属条，所述传输介质固定在连接件外壁。

5.根据权利要求1所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述固定件采用军用头盔或消防员用头盔，所述第二单元固定在头盔上部。

6.根据权利要求5所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述头盔连接有保护罩；

所述第一单元设置在所述保护罩的外侧，或者所述显示器件设置在所述保护罩的内侧，所述物镜设置在所述保护罩的外侧，所述光电传感器设置在所述保护罩和物镜之间，或穿过物镜的外界光信号被光导纤维收集并传送到所述第二单元内的光电传感器。

7.根据权利要求6所述的头戴式可视化装置，其特征在于：所述显示器件固定在所述保护罩的内侧，物镜与光电传感器或光导纤维随所述连接件移动。