全文摘要
本实用新型公开一种可调节滤光式视觉增强装置。所述可调节滤光式视觉增强装置包括依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)；所述显示源(4)发出的图像光束先经所述准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统；所述图像光束在所述反射系统内发生全内反射后由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)后射入观察者眼中。本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置可以很好的适应多变环境，并满足观察者的实时需求，具有结构简单、使用方便、紧凑性好、稳定性好、信息量大、成像清晰度高、成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于拓展的特点。
主设计要求
1.一种可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述可调节滤光式视觉增强装置包括：依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)；所述显示源(4)发出的图像光束先经所述准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统；所述图像光束在所述反射系统内发生全内反射后由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)后射入观察者眼中。
设计方案
1.一种可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述可调节滤光式视觉增强装置包括：依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)；所述显示源(4)发出的图像光束先经所述准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统；所述图像光束在所述反射系统内发生全内反射后由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)后射入观察者眼中。
2.根据权利要求1所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述反射系统包括基板(1)、第一反射表面(2)和选择性反射表面(3)；所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)内部；所述第一反射表面(2)设置在所述基板(1)的一端，所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)的另一端；所述第一反射表面(2)设置在所述中性滤光片(6)的出射光路上，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统的所述图像光束经所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)反射后由所述反射系统射出。
3.根据权利要求2所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述选择性反射表面(3)的数量为两个或以上；两个或以上所述选择性反射表面(3)平行设置；所述液体透镜(7)设置在两个或以上所述选择性反射表面(3)的出射光路上。
4.根据权利要求1所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述显示源(4)发出的所述图像光束为所述显示源(4)直接产生的图像光束，或者为所述显示源(4)根据接收到的外部连接的图像获取设备捕获到的图像信息间接产生的相应的图像光束。
5.根据权利要求4所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述显示源(4)为单色显示源、彩色显示源、强显示源或弱显示源中的一种。
6.根据权利要求4所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述图像获取设备为热像仪、微型星光放大器、具有光学变焦能力的视觉矫正装置或数字视频摄像机。
7.根据权利要求1所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述准直透镜(5)设置在所述显示源(4)与所述中性滤光片(6)之间，并且所述准直透镜(5)分别与所述显示源(4)以及所述中性滤光片(6)正对。
8.根据权利要求1所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述中性滤光片(6)为中性灰度镜。
9.根据权利要求8所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述中性灰度镜为渐变镜、灰渐变镜或彩色渐变镜。
10.根据权利要求1所述的可调节滤光式视觉增强装置，其特征在于，所述液体透镜(7)为液压式微透镜或液晶变焦透镜。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及成像采集处理技术领域，特别是涉及一种可调节滤光式视觉增强装置。
背景技术
在科技不断进步的今天，由于特殊人群、移动电子设备以及军事领域对于当前视觉系统迫切的扩展需要，视觉增强相关理论随之不断发展，可实现视觉增强系统的设计受到了越来越多的关注，尤其是在特殊人群视觉辅助等头戴式设备、手机等移动设备、航空军事领域观察设备以及车载观察屏幕等方面的应用，使得紧凑性好、更轻便、稳定性好、信息量大、可靠性高、实时性好、易于扩展的视觉增强系统被广泛的开发研究。专利号为US7751122B2，名称为“SUBSTRATE-GUIDED OPTICAL DEVICE PARTICULARLY FOR VISIONENHANCED OPTICAL SYSTEMS”的现有技术中，虽然存在一些优点，但仍存在着一定的不足，例如该现有技术中采用的系统或设备均只考虑了普通白光外部场景条件下的系统设计，需要较温和的光线强度等参数，在实际应用中适用范围较窄；并且该现有技术中整个系统设计复杂，图像传输易出现重影等影响图像清晰度的现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可调节滤光式视觉增强装置，以解决现有视觉增强装置结构复杂、适用范围窄且图像清晰度低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种可调节滤光式视觉增强装置，所述可调节滤光式视觉增强装置包括：依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)；所述显示源(4)发出的图像光束先经所述准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统；所述图像光束在所述反射系统内发生全内反射后由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)后射入观察者眼中。
可选的，所述反射系统包括基板(1)、第一反射表面(2)和选择性反射表面(3)；所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)内部；所述第一反射表面(2)设置在所述基板(1)的一端，所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)的另一端；所述第一反射表面(2)设置在所述中性滤光片(6)的出射光路上，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统的所述图像光束经所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)反射后由所述反射系统射出。
可选的，所述选择性反射表面(3)的数量为两个或多个；两个或多个所述选择性反射表面(3)平行设置；所述液体透镜(7)设置在两个或多个所述选择性反射表面(3)的出射光路上。
可选的，所述显示源(4)发出的所述图像光束为所述显示源(4)直接产生的图像光束，或者为所述显示源(4)根据接收到的外部连接的图像获取设备捕获到的图像信息间接产生的相应的图像光束。
可选的，所述显示源(4)为单色显示源、彩色显示源、强显示源或弱显示源中的一种。
可选的，所述图像获取设备为热像仪、微型星光放大器、具有光学变焦能力的视觉矫正装置或数字视频摄像机。
可选的，所述准直透镜(5)设置在所述显示源(4)与所述中性滤光片(6)之间，并且所述准直透镜(5)分别与所述显示源(4)以及所述中性滤光片(6)正对。
可选的，所述中性滤光片(6)为中性灰度镜。
可选的，所述中性灰度镜为渐变镜、灰渐变镜或彩色渐变镜。
可选的，所述液体透镜(7)为液压式微透镜或液晶变焦透镜。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型提供一种可调节滤光式视觉增强装置。所述可调节滤光式视觉增强装置包括：依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)；所述显示源(4)发出的图像光束先经所述准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)后进入所述反射系统；所述图像光束在所述反射系统内发生全内反射后由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)后射入观察者眼中。本实用新型在图像光束采集阶段通过所述中性滤光片(6)进行光线强弱调节，在图像光束反射出所述反射系统后通过所述液体透镜(7)进行焦距调节，并通过所述反射系统实现扩瞳功能，因此本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置可以很好的适应多变环境，并满足观察者的实时需求，具有结构简单、使用方便、紧凑性好、稳定性好、信息量大、成像清晰度高、成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于拓展的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本实用新型提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种可调节滤光式视觉增强装置，以解决现有视觉增强装置结构复杂、适用范围窄且图像清晰度低的问题。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置的结构示意图。参见图1，本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置包括：依次设置的显示源(4)、准直透镜(5)、中性滤光片(6)、反射系统以及液体透镜(7)。所述显示源(4)直接或间接发出的带有图像信息的光束先经所述准直透镜(5)准直，而后射入所述中性滤光片(6)，经过所述中性滤光片(6)选择调节处理后进入所述反射系统；所述带有图像信息的光束在所述反射系统内发生全内反射后，由所述反射系统射出，经所述液体透镜(7)按照观察者所需调节焦距等参数后射入观察者眼中，最终使得射入观察者眼中的光线很好的符合观察者要求，并呈现效果很好的图像信息。
其中，所述显示源(4)可以直接产生带有图像信息的光束(即图像光束)，也可根据接收到的外部连接的多种图像获取设备捕获到的图像信息，间接产生相应的图像光束射入所述反射系统。所述显示源(4)可以是单色显示源、彩色显示源、强显示源或弱显示源中的一种。与所述显示源(4)外部连接的多种图像获取设备可以为热像仪、微型星光放大器、具有光学变焦能力的视觉矫正装置、数字视频摄像机等。
所述准直透镜(5)设置在所述显示源(4)与所述中性滤光片(6)之间，并且所述准直透镜(5)分别与所述显示源(4)以及所述中性滤光片(6)正对。所述准直透镜(5)用于对图像光束进行准直形成平行光束。
所述中性滤光片(6)为中性灰度镜，所述中性灰度镜可以为渐变镜、灰渐变镜、彩色渐变镜等。所述中性滤光片(6)用于调节射入所述反射系统中的图像光束的光线强弱。
所述反射系统具体包括基板(1)、第一反射表面(2)和选择性反射表面(3)。所述基板(1)为长方形平板，厚度在1-2毫米。所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)内部。所述基板(1)主体为透明材料，优选采用玻璃材料制作。进一步的，在所述基板(1)的外表面增加涂层，例如光致变色涂层，可根据外界环境光强实现入射光线光强的调节。
所述第一反射表面(2)设置在所述基板(1)的一端，所述选择性反射表面(3)设置在所述基板(1)的另一端。所述第一反射表面(2)设置在所述中性滤光片(6)的出射光路上，所述第一反射表面(2)与所述中性滤光片(6)正对，并且所述第一反射表面(2)在所述基板(1)上的投影宽度大于所述中性滤光片(6)的宽度，以保证将中性滤光片(6)中透射出的光线全部进行反射。
进一步的，所述第一反射表面(2)镀有满足全内反射条件的反射面材料，例如镀全反射膜。所述选择性反射表面(3)镀有具有角度、方向选择性功能的反射面材料，例如镀角度选择膜层。经过所述中性滤光片(6)进行滤光处理后的图像光束射入所述反射系统，携带有用图像信息的所述图像光束经所述第一反射表面(2)和所述选择性反射表面(3)后很好的反射出所述反射系统。
优选的，所述选择性反射表面(3)的数量为两个。本实用新型设置两个选择性反射表面(3)实现扩瞳图像功能，也可根据期望的扩瞳大小设置其他数量选择性反射表面(3)。两个或多个所述选择性反射表面(3)平行设置，两个或多个所述选择性反射表面(3)之间的距离需要保证能够将光线全部反射入液体透镜(7)中。
所述液体透镜(7)设置在两个所述选择性反射表面(3)的出射光路上。所述液体透镜(7)正对两个选择性反射表面(3)的中心，保证反射的光线能够进入所述液体透镜(7)中。所述液体透镜(7)的作用是调整焦距，所述液体透镜(7)可以为液压式微透镜、液晶变焦透镜等。
本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置的具体功能实现步骤为：
1)对图像光束进行准直及可调节式滤光处理
对所述显示源(4)直接得到的图像光束或者由图像获取设备捕获后送入所述显示源(4)的图像光束首先经准直透镜(5)进行准直处理，而后通过改变中性滤光片(6)或更换中性滤光片(6)的种类很好的达到足以适应多种外界环境变化的可调节式滤光处理，发出强度等均符合当前观察者要求的带有图像信息的平行光束，使其在很好携带高清晰度图像信息的同时能够很好的满足使用者的个性化需求。
2)基于全内反射原理的图像光束阵列调整
基于全内反射原理，由所述中性滤光片(6)射出的所述图像光束在所述反射系统中经多个反射表面进行全内反射，通过两个选择性反射表面(3)调整图像光束阵列使其能够很好的将携带图像信息的光束分为两个部分，在保证能量和不发生相互干扰的前提下将两部分图像光束很好的整合并射入观察者眼中。
3)对反射系统整合后的图像光束进行进一步调整
原始图像光束经初步准直、滤光处理以及所述反射系统有序反射处理后携带高清晰度图像信息，所述图像光束在不同选择性表面进行反射后出射进入液体透镜(7)，由所述液体透镜(7)进行更深层次的可调节焦距处理，使得最终获得的图像光束具有符合当前实时性要求的基本特点。
本实用新型基于全内反射原理，将携带有图像信息的光束以能量损失极低、各参数可灵活调节的方式大范围的传入观察者眼中，具有使用方便、紧凑性好、稳定性好、信息量大、功能易于拓展的特点。
本实用新型中准直透镜(5)、液体透镜(7)、中性滤光片(6)等均为成熟技术，显示源(4)发出带有图像信息的光束或者被图像获取设备捕获的带有图像信息的光束经显示源(4)发出，该光束先经准直透镜(5)准直而后射入所述中性滤光片(6)，经中性滤光片(6)选择调节处理后进入反射系统，光线在反射系统内发生全内反射，携带有用图像信息的光线经多个反射表面，即第一反射表面(2)和两个选择性反射表面(3)反射后极好的反射出所述反射系统，经液体透镜(7)按照观察者所需调节焦距等参数，最终使得带有图像信息的光线具有极其符合观察者要求的参数并射入观察者眼中，能够呈现效果极好的图像信息。本实用新型基于普通白光照射的外部环境调节方式，使本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置可以极好的适用于极端户外环境条件下的多需求视觉增强系统设计，并且本实用新型实现了更宽视场范围的视觉图像增强，解决了现有技术适用范围窄的缺点。
采用本实用新型提供的可调节滤光式视觉增强装置，可以有效、精确、灵敏的根据环境变化调节光强、焦距等参数，给出一种使用方便、紧凑性好、精确度好、可靠性高、稳定性高、实时性好、成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于拓展的视觉增强装置，有效解决了现有视觉增强装置的不足之处。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822251145.5
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209086565U
授权时间:20190709
主分类号:G02B 27/01
专利分类号:G02B27/01;G02B27/00
范畴分类:30A;
申请人:深圳珑璟光电技术有限公司
第一申请人:深圳珑璟光电技术有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市宝安区石岩街道创维数字大厦写字楼404室
发明人:彭雅珮;王景;苏鹏华;宋强;马国斌;汪涛
第一发明人:彭雅珮
当前权利人:深圳珑璟光电技术有限公司
代理人:程华
代理机构:11569
代理机构编号:北京高沃律师事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计