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龙图腾网获悉吉林省海云天智惠科技有限公司申请的专利基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121209110B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511783294.4，技术领域涉及：G02B27/01；该发明授权基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法是由韩宗玉;李英超;杨帅;孙洪宇;江晟;史浩东;魏辰刚设计研发完成，并于2025-12-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法在说明书摘要公布了：基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法，属于AR技术领域，解决了现有技术由于未考虑高温、热辐射及空气热晕效应对成像质量的影响，以及高温下消防面罩热变形对成像质量的影响，导致在消防作业时，成像质量严重劣化，图像对比度和信噪比显著降低，无法在高温消防场景下提供清晰、稳定、可靠信息的技术问题。通过对面罩进行热分析，将面罩拟合为自由曲面带入光学设计软件中进行一体化设计，微显示器发出光束经过双胶合透镜、透射面、全反射面、半反半透面和全反射面处理后，折射进入人眼；真实场景的光束穿过面罩，通过折射面、半反半透面和全反射面折射进入人眼。本发明用于实现提供清晰、稳定、可靠信息的消防头盔光学显示系统。

本发明授权基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法在权利要求书中公布了：1.基于自由曲面棱镜的消防头盔光学显示系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，构建自由曲面棱镜模组，包括微显示器、双胶合透镜、自由曲面棱镜和辅助棱镜，构建面罩的三维光学模型，将其拟合为自由曲面； 步骤2，将自由曲面棱镜模组和面罩拟合为的自由曲面作为整体，对自由曲面棱镜模组进行优化设计，得到优化后的自由曲面棱镜模组； 步骤3，对步骤1所述面罩拟合为的自由曲面进行有限元分析，结合有限元分析结果，对优化后的自由曲面棱镜模组进行无热化设计，得到最终的消防头盔光学显示系统； 所述消防头盔光学显示系统包括微显示器、双胶合透镜、自由曲面棱镜、面罩和辅助棱镜，所述自由曲面棱镜包括全反射面S1、全反射面S1’、半反半透面S2和透射面S3，所述辅助棱镜包括折射面S4； 微显示器发出光束，利用双胶合透镜将光束折射到透射面S3，由透射面S3将光束透射到全反射面S1’，利用全反射面S1’将光束全反射到半反半透面S2，经半反半透面S2将光束反射到全反射面S1，由全反射面S1将光束折射进入人眼； 真实场景的光束穿过面罩，通过折射面S4将真实场景的光束折射到半反半透面S2，依次经过半反半透面S2和全反射面S1折射进入人眼； 所述全反射面S1在y方向上偏离光轴-1.162mm，绕x轴逆时针倾斜1.63°； 所述半反半透面S2在y方向上偏离光轴-1.58mm，绕x轴顺时针旋转24.3°； 所述透射面S3在y方向上偏离光轴17.49mm，绕x轴逆时针旋转50.2°； 所述折射面S4在y方向上偏离光轴0.08mm，绕x轴逆时针旋转0.625°； 双胶合透镜中的出射面S5在y方向上偏离光轴19.932mm，绕x轴逆时针旋转51.566°； 全反射面S1和全反射面S1’的曲率半径为560，半反半透面S2的曲率半径为-274.9，透射面S3的曲率半径为-12.39，折射面S4的曲率半径为-171.7，双胶合透镜中的出射面S5的曲率半径为-18.937，胶合面S6的曲率半径为124.6，入射面S7的曲率半径为-19.12。

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