CN104280124A - 头盔装置 - Google Patents

Abstract

本发明的头盔装置涉及显示及头盔的应用领域。现有技术的头盔装置的目镜对眼睛对外界的观察产生正视遮挡，且调节不便，使用者在步行时使用很不方便。本发明提供一种头盔装置，头盔与显示装置之间的连接件包括连接臂及连接臂两端的第一连接部、第二连接部，所述第一连接部与所述头盔进行连接，所述第二连接部与所述显示装置进行连接；所述连接件为可调节部件，用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、使用者的眼睛视线与显示装置的角度。独特的显示部的位置配置，有效的解决了现有技术问题。

Description

头盔装置

技术领域

本发明涉及头盔装置。 

背景技术

目前，头盔装置在各行业得到应用，如专利201010502802.4公开了适用于热像观察的头盔装置。 

现有技术的头盔装置，通常采用单目镜或双目镜进行观察；如图4所示的现有技术的目镜，当显示装置位于观察位置时，由于位于眼睛正前方，易于对使用者的眼睛（至少一只眼）对现场环境的观察产生正视（瞳孔位于眼睛正中的直视状态）的法线遮挡；其中，当为单目镜时，由于使用者的双目之间存在观察外界和观察显示图像的视觉差，在步行中使用容易感觉晕眩；而使用双目镜时，由于目镜对人眼的遮挡，使用者在使用时步行不便。总之，现有技术的头盔装置，如显示装置调整在观察位置时，对使用者步行产生较大的影响。 

为便于观察显示的图像并减少对使用者步行时的影响，现有技术的目镜通常采用可调节方式，例如目镜的上下翻的调节方式、左右翻的调节方式、升降的调节方式；但这些方式存在这样的问题，需要对显示装置的观察位置进行调整操作，如在步行中上翻目镜，以便于步行状态下眼睛对外界的观察，在需要观察显示图像时再下翻目镜，以便于观察图像状态；在使用者双手持握其他物品时，调节操作不便；此外，当在夜间使用的时候，如果头盔装置的显示装置与眼睛的距离近，显示装置与外界亮度的视觉差容易导致人眼感觉不适。此外，例如进行红外拍摄时，有时需要不断的比对拍摄的红外热像和实际被摄体，需要便于眼睛观察这二者；显然现有技术的头盔装置的显示装置操作并不方便或舒适。 

发明内容

针对上述现有技术的问题，本发明提出一种便于使用者观察显示图像和观察现场环境、降低对步行影响、提高眼睛观察显示图像的舒适度、便于调节显示装置、结构简单的头盔装置。为此，本发明采用以下技术方案，头盔装置，包括头盔和显示装置，所述显示装置通过连接件与所述头盔连接；其特征在于：所述连接件包括连接臂及连接臂两端的第一连接部、第二连接部，所述第一连接部与所述头盔进行连接，所述第二连接部与所述显示装置进行连接；所述连接件为可调节部件。 

进一步，所述连接件用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、使用者的眼睛视线与显示装置的角度。 

本发明的有益效果在于：便于将显示装置设置在人眼正视法线之外，且显示装置设置的位置和人眼处于一定距离，解决了现有的显示装置其安装往往处于人眼正视视线的前方，并往往紧贴人眼，造成的使用视觉差；另外通过连接臂与第一连接部和第二连接部进行连接，如连接臂采用万向调节部件，使得操作者可按照任意方向对显示装置进行调节，由于不同人的人眼观察显示屏有不同的观察距离（双眼离显示屏的距离）的限制，可适应不同操作者的需要。 

附图说明

图1（a）-（c）是实施例1的头盔佩带示意图； 

图2（a）-（c）是实施例1的头盔佩带示意图； 

图3（a）-（c）是实施例1的头盔外观示意图； 

图4（a）-（c）是现有技术的头盔佩带示意图； 

图5（a）-（d）是实施例1的连接件的示意图； 

图6（a）-（c）是实施例1显示装置的外观、遮光罩、装配遮光罩后的示意图； 

图7（a）-（d）是实施例1的头盔、显示装置、连接件的连接示意图； 

图8(a)-(b)为实施例1的头盔中安装热像装置的示意图； 

图9为实施例2的连接件的示意图； 

图10为实施例2的头盔、显示装置的插座的示意图； 

图11为实施例2的头盔101、连接件102、显示装置103的连接示意图； 

图12为实施例3的连接件与头盔的连接的示意图； 

图13为实施例4的头盔内部安装了热像装置的示意图； 

图14（a）、（b）为实施例4的头盔佩戴的示意图；图14（c）为实施例4的头盔装置的一种实施示意图； 

图15为实施例5的显示装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。 

实施例1 

参考图1-图8来说明实施例1，其中，相同的部件赋予了相同的标号。 

图1、图2是实施例1的头盔装置的佩戴示意图。 

在图1中，图1（a）是使用者佩戴头盔后的正视图，其中图1（b）是使用者佩戴头盔后的左视图，图1（c）是使用者佩戴头盔后的俯视图；该头盔装置包括头盔101、头盔与显示装置103的连接件102、显示装置103。其中显示装置103被调整位于使用者眼睛的侧面。 

在图2中，图2（a）是使用者佩戴头盔后的正视图，其中图2（b）是使用者佩戴头盔后的左视图，图2（c）是头盔的俯视图；该头盔装置的包括头盔101、头盔与显示装置103的连接件102、显示装置103。显示装置103被调整位于使用者眼睛的的上方。 

在图1-图2中，显示装置103均设置在人眼的正视法线之外，并且，通过调节连接件102，显示装置103离人眼可设置大约在8cm-30cm之间，并设置在不会对人眼的正视法线造成阻挡的位置。显然，上述连接件102如采用可弯曲定型的蛇形管时，使用者可通过对蛇形管的弯曲定型，来实现图1-图2所示的显示装置103的位置设置。所述连接件或连接臂的长度例如为8CM-30CM之间。 

图3是实施例1的头盔装置的外观构成的示意图。 

其中，图3（a）为正视图、图3(b)为侧视图；图3(c)为俯视图；该头盔装置的外观构成包括：头盔101、连接件102、显示装置103；其中，在头盔101中安装了热像装置，头盔101的前部可见热像装置的镜头104。 

图4是现有技术的头盔装置的佩戴示意图。其中图4（a）是使用者佩戴头盔状态的正视图，其中图4（b）是使用者佩戴头盔状态的左视图，图4（c）是使用者佩戴头盔状态的俯视图；该头盔装置的包括头盔、头盔与显示装置402的连接件401、使用者用于观察热像等的显示装置402。与实施例1不同之处在于，显示装置402配置在人眼的正前方即人眼的正视法线上，对人眼对外界的正视观察形成遮挡；并且，当距离人眼的距离近，如8cm之内时，易于造成使用者的佩戴不适。 

根据图1、2、3；显然，在实施例1中，使用者的双目中的任何一只眼睛的正视法线没有被遮挡，使用者可通过主观意识来决定对显示装置103的观察，由于该显示装置103距离人眼有一定距离，还能减少亮暗的视差。使用者可观察或不观察，对步行中的使用影响很小， 当需要观察时，使用者可利用眼角（如转动眼珠）来进行随性的观察，确保了如在变电站中的步行状态下的使用安全性。并且，显示装置103可根据使用的需要采用合适的尺寸；其装配的位置由于极为灵活，例如可以配置在眼睛侧面（如图1）、上方（如图2）、下方等；其中优选的是将显示装置103配置在人眼转动后对该位置观察的法线垂直面上，但也可以有其它灵活的方式，例如调整使显示装置103与人眼对屏幕观察视角的法线允许有小于90的夹角的合适观察的角度。 

参考图5来说明实施例1连接件102的实施方式； 

如图5（a）所示，连接件102包括连接臂1022及连接臂1022二端的第一连接部1021、第二连接部1023，其中，连接臂1022可采用蛇型管，如金属蛇型管，长度一般为10cm～30cm为宜；第一连接部1021、第二连接部1023可采用带有一端带有螺纹的连接头，连接臂1022可插入连接头的另一端进行彼此之间的连接，如压接。 

另一种实施方式，如图5（b）所示，连接件102包括连接臂1022及连接臂二端的第一连接部1021、第二连接部1023，其中，连接臂可采用蛇型管，如金属蛇型管；第一连接部1021、第二连接部1023采用带有一端带有螺纹的连接头，连接头的另一端可插入连接臂（中空的蛇形管）进行彼此之间的连接，如压接。 

并且，如图5（c）所示，蛇型管可由使用者进行弯曲定型，用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、视线与显示装置的角度。宜采用便于自由弯曲定型、定型度良好、弯曲调节无响声的蛇形管，并且该蛇形管宜符合便于穿过电缆导线的中空口径，可在蛇形管的外壁包裹有橡胶、隔热护套等护套。 

蛇型管可作为万向调节部件的一种实施方式。此外，万向调节部件可由二个或二个以上的刚性部件，通过万向头（如球头及与球头配合的机构）实现相互之间的连接，来实现万向调节。 

如图5（d）所示，第一连接部1021与头盔进行的连接，第二连接部1023与显示装置进行的连接，显然可采用螺母1024等方式进行连接和固定。 

所述连接件或连接臂的长度宜为8cm-30cm之间。 

参考图6来说明显示装置103的实施方式； 

图6（a)为显示屏1031的外观图，图6(b)为遮光罩1032示意图，图6(c)为安装了遮光罩1032的显示屏1031，所构成的显示装置103的示意图。 

显示屏1031可以是普通TFT液晶显示屏，也可以是STN、OLED、LED等种类的显示屏；可以是各种尺寸的液晶显示屏，根据实际的应用，优选的采用1.5英寸-5英寸的液晶显示屏；便于使用者双眼的观察。在显示屏1031的外壳的上部和二侧具有与遮光罩1032的卡扣1034相对应的凸起1033，以便于遮光罩1032的拆装。 

显示装置103具有遮光罩，所述遮光罩可拆卸。上述设计（包括显示屏1031和遮光罩1032）将较大的显示屏显示、便于观察和不受阳光干扰三大特点集于一身。显然，显示装置103也可不含有遮光罩1032；或者采用固定而非可拆卸的遮光罩。 

参考图7来说明头盔101与显示装置103的连接件102的装配方式；所述连接件102为采用如图5（b）所示的结构。 

图7（a）为头盔装置的俯视图； 

图7（b）为根据图7（a）的A-A的剖面图； 

图7（c）为根据图7（b）中的细部Ⅰ的放大图；其中第二连接部1023通过螺母1024与显示屏的外壳1031进行连接，此外，头盔101与显示装置103之间的电缆导线通过中空的蛇形管1022与显示装置103中的电路板702相连。 

图7（d）为根据图7（b）中的细部Ⅱ的放大图；其中第一连接部1021通过螺母1024与头盔101外壳1012相连的凸起部1011进行连接，此外，头盔101与显示装置103之间的电缆导线701通过中空的蛇形管1022与头盔101中的电路板相连。显然，本方式电缆导线701位于连接件中，保护性强，外观简洁美观。 

参考图8，来说明当头盔中安装了热像装置的实施方式； 

图8（a）为头盔装置的俯视图； 

图8（b）为根据图8（a）的B-B的剖面图；其中，热像装置包括红外传感器1013、电路板1014、镜头104；其中，镜头104安装于头盔的开孔处（例如镜头外壁上的螺纹用螺母进行紧箍、或胶黏紧箍等方式），并通过头盔上开孔接收外界光。并且，由隔板1015来实现与人头部等的隔离。 

将热像装置安装在头盔内部，通过透过头盔上开孔或开孔处的光学材料的外界光来拍摄获取红外热像等数据。将热像装置安装于头盔内部，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，甚至热像装置不需要防护外壳。热像装置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。 

此外，热像装置并不限于安装在头盔内部，也可以安装在头盔外部等方式。除了热像装置，也可以安装各种图像的拍摄装置，如可见光、紫外等；或还可以同时安装二个或二个以上（相同或不同图像传感器）的拍摄装置。 

如上述图1-图8所示的头盔装置，上述连接件102的结构显然可以实现对显示装置103的调整，如与人眼的上下、左右、远近、显示装置103与人眼视线的角度进行调整，以使使用者能够获得舒适的观察效果。并且，由于头盔和显示装置之间的电缆导线通过中空的连接件（如蛇形管等）进行连接，在调整时由于导线的弯曲位置并不总位于同一位置，不易折断。 

实施例2 

参考图9-图11来说明实施例2；实施例2的连接件102的第一连接部91和第二连接部93与头盔101和显示装置103之间，采用可插拔的结构。所述连接臂采用金属蛇形管，所述第一连接部设有可插拔的电气接口，所述头盔设有与所述第一连接部的电气接口相配合的电气接口；所述金属蛇形管可弯曲定型。所述连接臂采用金属蛇形管，所述第二连接部设有可插拔的电气接口，所述显示装置设有与所述第二连接部的电气接口相配合的电气接口；所述金属蛇形管可弯曲定型。 

参考图9来说明实施例2中适用的头盔101与显示装置103的连接件102的实施方式，该连接件102包括第一连接部91、第二连接部93和连接臂92，该连接臂92采用可调节定型的部件，一般采用可弯曲定型的蛇形管（如金属蛇形管），该蛇形管的长度一般为8CM-30CM 为宜，其中第一连接部91和第二连接部93采用可插拔的电气接口（例如电气插头），显然，宜采用具有插入导轨94、锁定凸起95及释放锁定凸起部件的电气插头，以确保与电气插座的连接可靠性和插拔的便利性。 

头盔101、显示装置103分别设有与第一连接部、第二连接部相对应的电气接口（例如与电气插头配合的电气插座）。参考图10来说明头盔101与显示装置103的电气接口的实施方式； 

图10（a）为头盔101上的电气接口97，例如与第一连接部91（电气插头）相配合的电气插座。优选的，该电气接口97可配置在如图10（a）所示的头盔101的前侧面，显然也可配置在头盔101上的其它位置。 

图10（b）为显示装置103上的电气接口98，例如与第二连接部93（电气插头）相配合的电气插座。 

图10（c）为电气插头相配合的电气插座的放大示意图。 

参考图11来说明头盔101与显示装置103的连接件102的连接实施方式； 

图11（a）为待连接的头盔101、显示装置103、连接件102。 

图11（b）为连接的头盔101、显示装置103、连接件102。 

头盔101和显示装置103的电气连接线均包裹在蛇形管内，使用时，将连接件102的第一连接部91插入头盔的电气接口97，然后将第二连接部93插入显示装置103的电气接口98，根据不同操作者通过弯曲连接臂92（金属蛇形管）的方式，由于该蛇形管可定型在弯曲后的位置，可实现来任意调整显示装置103的位置，从而实现既不遮挡视线，又能便于观察显示图像和外界环境的目的。在本例中，第一连接部91、第二连接部93和连接臂92可以一体化设计，即连接臂92的两端直接设计为电气接口。当然，作为改进，第一连接部91或者第二连接部93的其中一个连接部设计为电气接口，另一个连接部跟头盔101或者显示装置103进行固定连接。上述设计的好处在于结构简单，蛇形管可包裹各种通讯及电源连接线，而且调节也是万向的，结构简单、成本低；另外第一连接部91、第二连接部93如果采用通用的电气接口，例如可插拔式的电气接口，那么可以根据不同的需要分别配置头盔101或者显示装置103，从而实现了模块化的组装。上述的可插拔式的电气接口，根据电源和视频信号的需要，例如可采用4芯以上的雷默(LEMO)连接器（例如采用LM.SG767,FGG0B305等型号，包括配合使用的插头和插座）。显然，第一连接部91、第二连接部93的插头可以采用相同或不同的插头，头盔101、显示装置103的插座97、插座98采用与之对应的。 

实施例3 

参考图12来说明头盔101与显示装置103的连接件102的另一种装配方式； 

图12（a）为头盔装置的俯视图； 

图12（b）为根据图12（a）的A-A的剖面图； 

图12（c）为根据图12（b）中的细部Ⅱ的放大图；其中第一连接部1021通过螺母1024与头盔101外壁1012进行连接，此外，头盔101与显示装置103之间的电缆导线1201通过中空的蛇形管1022与头盔101中的电路板相连。显然，第一连接部与头盔相连，可以是与头盔外壁相连接，也可以与头盔外壁连接的部件相连接（实施例1）。 

实施例4 

参考图13-图14来说明实施例4； 

图13（a）为头盔装置的俯视图； 

图13（b）为根据图13（a）的B-B的剖面图；其中，热像装置包括红外传感器1013、电路板1014、镜头104；其中，镜头104位于头盔内部，透过头盔上开孔处的光学窗口132的接收外界光。并且，由隔板1015来实现与人头部等的隔离。 

光学窗口132，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。可将红外窗口用粘结胶来安装在头盔的开孔部位。显然，与实施例1相比，能达到外观简洁、隐蔽、防护性好的有益效果。但这种方式镜头104宜采用电调镜头或无需手动调焦的镜头。 

图14（a）、(b)为使用者佩戴的示意图； 

图14（a）为侧视图，连接件包括第一连接部143、连接臂144、第二连接部145构成；其中，第一连接部143为刚性部件（不可弯曲定型的部件），与上述实施例不同在于，较长（5CM-20CM），第一连接部143可以是与头盔以不可调节的方式固定连接的；也可以是可调节的方式进行连接，例如头盔与第一连接部143连接的部件配置有（如阻尼调节或可调节并固定的）旋转机构；例如头盔与第一连接部143配置的（如阻尼或可调节固定的）旋转机构进行连接；旋转机构如带有阻尼的齿轮来实现旋转。或还可以是可插拔的结构。 

与第一连接部143连接的连接臂144（如蛇型管），可实现任意的弯曲定型等调节，可实现如图1、2中所实现的显示装置的设置位置。由于采用刚性部件（不可弯曲定型的部件）和可弯曲定型部件来共同构成连接件，能保证调节的方便、美观的双重效果。 

在本例中，也可将第一连接部143、连接臂144理解为蛇形管（可弯曲定型的部件）与刚性部件（不可弯曲定型的部件）连接构成的连接臂。此外，也可在第一连接部143、连接臂144之间设有可旋转调节的机构。 

如图14（c）所示，连接件包括连接臂（刚性部件1403和蛇形管1404连接构成连接臂），及与头盔相连的第一连接部1402、与显示装置1405连接的第二连接部；其中第一连接部1402为球头，头盔具有与所述第一连接部1402适配并带有阻尼（或带有锁定结构）的凹形结构1401；显示装置1405与头盔之间的连线可通过中空的连接件；由此，可实现所述第一连接部与所述头盔进行可旋转的连接；此外，第二连接部也设计与所述显示装置进行可旋转连接。 

实施例5 

为确保人眼的舒适度，并不影响使用者的步行；在上述所描述的显示装置103，可设置对人眼正视不构成法线遮挡，并宜采用一定尺寸的液晶显示屏（例如1.5英寸-5英寸），来便于双眼的观察。其中，显示装置103如果直接采用普通的液晶显示屏，不加透镜的话，由于人眼观察液晶屏有距离的限制，如人眼观察物体的距离因人而异约15CM开外，近于该距离将无法看清目标或易于疲劳；而为了保证观察的舒适度，需要连接件102较长，有时会影响了使用的便利性。参考图15来说明显示装置的实施例。 

其中图15为显示装置的组成部件示意图。包括遮光罩151、透镜152、第一构件153、第二构件154、显示屏155、后盖156； 

其中，液晶显示屏165可以是普通TFT液晶显示屏，也可以是STN、OLED、LED等种类的显示屏；透镜162一般可为放大镜，可选用各种不同材料（如塑料利用晶体材料、玻璃等材 料和曲率来制作这种透镜，可以为凸透镜、半凸透镜、菲涅耳透镜或者其他种类的放大镜。其作用主要有两点，第一，对LCD液晶显示屏上的画面进行放大，第二，解决当人眼距离液晶屏太近时，图像不清晰的问题；其中显示屏165可与透镜162平行，其透镜为放大镜，且显示屏与透镜之间的距离在一定范围之内，当只有1块透镜时，显示屏165到透镜162之间的距离L宜小于或等于透镜162的1倍焦距。当有1组透镜时，显示屏165与这组透镜中心点之间的法线距离宜小于或者等于该组透镜的1倍焦距。 

作为优先方案，在固定透镜162的第一构件163和固定显示屏的第二构件164，可以设置调节机构用于调节透镜162与显示屏165之间的距离，例如第一构件163内部设置和第二构件164外部相配合的螺纹，这样通过对螺旋的旋进或者旋出来调节透镜162与显示屏165之间的距离，当然如上述所述，将透镜固定在第一构件163，然后通过释放螺丝167调节第一构件163和第二构件164之间的位置来实现透镜162和显示屏165之间的距离也可以认为是调节机构。其中显示屏165可以是各种尺寸的液晶显示屏，显示装置103的上述设计将较大的显示屏显示、能近距离观察和不受阳光干扰三大特点集于一身。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。 

Claims (10)

1.头盔装置，包括头盔和显示装置，所述显示装置通过连接件与所述头盔连接；其特征在于：所述连接件包括连接臂及连接臂两端的第一连接部、第二连接部，所述第一连接部与所述头盔进行连接，所述第二连接部与所述显示装置进行连接；所述连接件为可调节部件。

2.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，所述连接件用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、使用者的眼睛视线与显示装置的角度。

3.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，其中，所述连接件包括可万向调节部件，用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、视线与显示装置的角度。

4.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，其中，所述连接臂为可弯曲定型的部件，用于调节显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的上下、左右、远近、视线与显示装置的角度。

5.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，所述连接臂采用蛇形管，或蛇形管与不可弯曲定型的部件连接构成的部件；所述蛇形管可弯曲定型。

6.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，所述连接件可调节使显示装置与头盔佩戴者眼睛之间的距离为8cm-30cm之间。

7.根据权利要求1所述的头盔装置，其特征在于，所述连接臂采用金属蛇形管，所述第一连接部设有可插拔的电气接口，所述头盔设有与所述第一连接部的电气接口相配合的电气接口；所述金属蛇形管可弯曲定型。

8.按照权利要求1-7所述的头盔装置，其特征在于，所述头盔内部安装有热像获取装置，所述热像获取装置与显示装置之间采用通过中空的连结件的连接电缆进行电气连接。

9.根据权利要求1-7所述的头盔装置，其特征在于，所述热像获取装置安装在头盔的内部，通过红外光学镜头及安装在头盔开孔处的光学窗口接收外界红外辐射。

10.根据权利要求8所述的头盔装置，其特征在于，所述热像获取装置安装在头盔的内部，通过红外光学镜头接收外界红外辐射；所述红外光学镜头位于头盔外部，或位于头盔内部通过头盔的开孔处接收红外辐射。