DE102004040148A1 - Light protection glass for casing user eye, has two cameras and electronic display units that are arranged at glass frame, where display units displays image of environment taken up by cameras - Google Patents

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Abstract

The glass have two cameras (3a, 3b) and electronic display units arranged at a glass frame (2), where the display units displays an image of the environment taken by the cameras. One camera and one electronic display unit are assigned to each eye of the user. An image processing unit automatically regulates the light intensity of selected image pixels or image areas of the taken up image.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtschutzbrille mit einem Brillengestell.The The invention relates to a sunscreen with a spectacle frame.

Hohe Lichtintensitäten, wie sie insbesondere bei vielen Lasern vorkommen, gefährden das menschliche Auge. Bei Unfällen mit starken Lichtquellen bleiben in der Regel permanente Schädigungen von Hornhaut, Augenlinse und/oder Netzhaut der betroffenen Person.Height Light intensities, as they occur in particular with many lasers, endanger the human Eye. At accidents with strong light sources usually remain permanent damage of the cornea, eye lens and / or retina of the affected person.

Es sind beispielsweise aus dem US-Patent 5,828,437 Lichtschutzbrillen bekannt, die transmittive Optiken aufweisen. Zumeist werden hierzu getönte Gläser verwendet, die für den jeweiligen Einsatzzweck geeignete Transmissionscharakteristiken aufweisen. Zum Schutz vor dem Einfluss von Schweißlichtbögen in der Schweißtechnik sind Lichtschutzbrillen mit Flüssigkristallelementen bekannt, deren Transmissionsgrad bei erhöhtem Lichteinfall reduziert wird.It For example, US Pat. No. 5,828,437 discloses protective eyewear known, which have transmissive optics. Mostly this will be used tinted glasses, the for appropriate transmission characteristics for the respective application exhibit. To protect against the influence of welding arcs in the welding technology are goggles with liquid crystal elements known whose transmittance reduces with increased incidence of light becomes.

Beim Arbeiten mit Lasern weisen die bekannten Lichtschutzbrillen das Problem auf, dass das Licht des Wellenlängenbereichs des intensiven Lasers mit einem Filterglas blockiert wird. Wenn an einem solchen Laserstrahl gearbeitet werden soll, zum Beispiel Justieren des Laserstrahls, ist gerade das Licht dieses Laserstrahls völlig unsichtbar. Dabei besteht eine erhöhte Verletzungsgefahr beispielsweise indem der Benutzer mit der Hand oder einem Werkzeug versehentlich in den Laserstrahl gerät. Die Folgen können Verbrennungen der Haut oder Reflektionen sein, die unkontrolliert abstrahlen und das Auge der arbeitenden oder einer anderen Person treffen.At the Working with lasers, the well-known sun glasses that Problem on that the light of the wavelength range of the intense Laser is blocked with a filter glass. If at such a Laser beam to be worked, for example, adjusting the laser beam, the light of this laser beam is completely invisible. It exists an increased Risk of injury, for example, by the user with his hand or a tool accidentally gets into the laser beam. The consequences can Burns of the skin or reflections that are uncontrolled radiate and the eye of the working or another person to meet.

Wenn bei den herkömmlichen Lichtschutzbrillen der direkte Strahl auf die Optik der Lichtschutzbrille trifft, wird diese in der Regel derart beschädigt, dass der Lichtschutz rapide nachlässt. Vor allem bei ultrakurze Lichtpulse aussendenden Lasern übersteigt die Spitzenleistung schnell die spezifizierte Leistungsgrenze der herkömmlichen Laserschutzbrillen und die Schutzfunktion bricht binnen Sekundenbruchteilen zusammen.If in the conventional Goggles of direct beam on the optics of goggles this usually gets damaged in such a way that the sunscreen decreases rapidly. Especially when ultrashort pulses of light emitting lasers exceeds the peak power quickly exceeds the power limit specified by the usual Laser protective goggles and the protective function breaks within fractions of a second together.

Zudem muss je nach Anwendung für verschiedene Wellenlängen und Strahlungsleistungen in der Regel eine dafür vorgesehene Schutzbrille verwendet werden, damit ein ausreichender Schutz gemäß der Spezifikation der Lichtschutzbrille gewährleistet ist. In optischen Laboren werden mitunter aber mehrere Laser- oder sonstige Lichtquellen unterschiedlichster Wellenlängen und Leistungen gleichzeitig betrieben. Hierfür gibt es dann keinen geeigneten Augenschutz mehr.moreover must be depending on the application for different wavelengths and radiation usually a designated goggles can be used to provide adequate protection according to the specification the sunglasses is. In optical laboratories, however, sometimes several laser or other light sources of different wavelengths and Services operated simultaneously. There is no suitable one for this Eye protection more.

Selbsttönende oder elektronisch geregelte Flüssigkristallelemente erfüllen nur geringe Schutzklassen und reagieren verhältnismäßig träge.Auto-sounding or electronically controlled liquid crystal elements fulfill only low protection classes and react relatively slowly.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Lichtschutzbrille mit einem Brillengestell zu schaffen, um die Augen eines Benutzers vor intensiver Lichtstrahlung unabhängig vom jeweiligen Spektralbereich zu schützen und dennoch eine nahezu vollständige Übersicht über die Umgebungsbedingungen zu ermöglichen.task The invention therefore, an improved sunscreen with to create a spectacle frame, in front of a user's eyes intense light radiation independently Protected by the respective spectral range and yet a nearly complete overview of the Enabling environmental conditions.

Die Aufgabe wird mit der Lichtschutzbrille erfindungsgemäß gelöst durch mindestens eine Kamera und mindestens eine elektronische Anzeigeeinheit an dem Brillengestell zur Darstellung eines von der mindestens einen Kamera aufgenommenen Bildes vor dem Auge eines eine Laserschutzbrille tragenden Benutzers, wobei die Lichtschutzbrille zur Kapselung der Augen des Benutzers von der Umgebung und Darstellung der Umgebung ausschließlich über die mindestens eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist.The Task is solved with the sunshade glasses according to the invention at least one camera and at least one electronic display unit the spectacle frame to represent one of the at least one Camera captured image in front of the eye of a laser safety glasses user wearing a protective goggles for encapsulation Eyes of the user of the environment and representation of the environment exclusively on the at least a display unit is provided.

Im Unterschied zu den herkömmlichen mit Schutzgläsern arbeitenden Lichtschutzbrillen wird nunmehr vorgeschlagen, die Lichtschutzbrille aus Kamera und Anzeigeeinheit aufzubauen, so dass die Augen des Benutzers durch die Lichtschutzbrille gekapselt und damit vollständig geschützt sind. Mit der Kamera wird dann das Bild der Umgebung aufgenommen. Die intensive Lichtstrahlung kann dann nur die Kamera ganz oder teilweise zerstören. Der Ausfall einzelner Sensorzellen in der Kamera ist dabei relativ unkritisch. Das von der Kamera aufgenommene Bildsignal wird elektronisch zur Anzeigeeinheit geleitet, die für den Benutzer dann ein völlig ungefährliches Bild im Spektralbereich der Kamera darstellt. Gefährlich Lichtstrahlung bleibt damit sichtbar, ohne dass das Auge des Benutzers gefährdet wird.in the Difference to the conventional ones with protective glasses working sun glasses is now proposed, the sunscreen glasses build out of camera and display unit so that the eyes of the User encapsulated by the goggles and thus fully protected. The camera then takes the picture of the surroundings. The intense light radiation can then only the camera in whole or in part to destroy. The failure of individual sensor cells in the camera is relative critical. The image signal recorded by the camera becomes electronic led to the display unit, which is then a completely safe for the user Picture in the spectral range of the camera represents. Dangerous light radiation remains visible without endangering the user's eye.

Vorzugsweise ist mindestens eine Kamera an dem Brillengestell selbst beispielsweise im typischen Abstand der Augen vor den Augen eines Benutzers auf der Rückseite der Anzeigeeinheit angeordnet, so dass die Kamera das Bild der Umgebung in einer Perspektive aufnimmt, die annähernd der Perspektive des menschlichen Auges des Benutzers entspricht.Preferably is at least one camera on the glasses frame itself, for example at the typical distance of the eyes from the eyes of a user the back arranged the display unit, so that the camera the image of the environment in a perspective that approximates the perspective of the human Eye of the user corresponds.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei Kameras zur Stereoskopieaufnahme und zwei Anzeigeeinheiten vorgesehen sind, wobei jedem Auge des Benutzers jeweils eine Kamera und eine Anzeigeeinheit zugeordnet wird. Die aus zwei Perspektiven durch die Kamera aufgenommenen Bilder zeigen, wie zwei menschliche Augen, durch Überlagerung der von den beiden Augen des Benutzers gesehenen auf den beiden Anzeigeeinheiten dargestellten Abbildungen ein räumliches Bild.It is particularly advantageous if two cameras are provided for stereoscopic recording and two display units, wherein each eye of the user is assigned a respective camera and a display unit. The images taken from two perspectives by the camera show, like two human eyes, by overlaying the image seen by both eyes of the user on the two display units a spatial picture.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Kamera Mittel zum automatischen Einstellen der Bildschärfe, der Belichtungszeit und/oder der Blende hat.Farther It is advantageous if the at least one camera means for automatic Adjust the image sharpness, the shutter speed and / or aperture.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Bildbearbeitungsmittel basierend auf bekannten Bildanalysemethoden als Hard- oder Software vorgesehen sind, um die Lichtintensität ausgewählter Bildpunkte und/oder Bildbereiche durch Erhöhung oder Verminderung der Lichtintensität der Bildpunkte zu regeln.Especially it is advantageous if image processing means based on known Image analysis methods are provided as hardware or software to the light intensity selected Pixels and / or image areas by increasing or decreasing the Light intensity to regulate the pixels.

Zusätzlich oder optional hierzu kann auch eine Fernsteuerung für Mittel der Kamera zum Einstellen der Bildschärfe, Lichtintensität und/oder Vergrößerung vorgesehen sein.Additionally or Optionally, this can also be a remote control for means of adjusting the camera the picture sharpness, Light intensity and / or magnification provided be.

Das Brillengestell hat vorzugsweise eine integrierte Batterieaufnahme, so dass die Lichtschutzbrille autark ist.The Eyeglass frame preferably has an integrated battery receptacle, so that the goggles are self-sufficient.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Kamera, beispielsweise eine Schwarz-Weiß-Kamera, zur Detektion und Anzeige von sichtbarer bis naher Infrarotstrahlung mit der mindestens einen Anzeigeeinheit vorgesehen ist. Damit ist es möglich, dem Benutzer neben dem mit den Augen ansonsten ohnehin sichtbaren Strahlen auch unsichtbare Infrarotstrahlen anzuzeigen.Especially It is advantageous if a camera, for example a black and white camera, for Detection and display of visible to near infrared radiation is provided with the at least one display unit. This is it is possible the user next to the eyes otherwise visible anyway Rays also display invisible infrared rays.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 – eine perspektivische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Lichtschutzbrille; 1 - A front perspective view of a sunshade glasses according to the invention;

2 – eine perspektivische Rückseitenansicht der Lichtschutzbrille aus 1. 2 - A rear perspective view of the goggles 1 ,

Die 1 lässt eine Lichtschutzbrille 1 insbesondere zum Schutz vor Laserstrahlen mit einem Brillengestell 2 erkennen. Eine linke und rechte Kamera 3a, 3b ist auf den oberen vorderen Rand des Brillengestells 2 so montiert, dass diese ein Bild annähernd in der Perspektive eines vom rechten und linken Auge des Benutzers wahrgenommenes Bild aufzeichnen. Die elektronischen Bilddaten, die von der jeweiligen Kamera 3a, 3b aufgenommen wurden, werden an eine Anzeigeeinheit geleitet, die auf der Rückseite der Frontfläche 4 des Brillengestells 2 angeordnet sind. Die Frontfläche 4 ist lichtabschwächend, lichtbegrenzend oder sogar lichtundurchlässig für intensive Lichtstrahlen, insbesondere für Laserlicht. Auch die an die Frontfläche 4 angrenzenden Seiten 5 sind zum Schutz der menschlichen Augen des Benutzers vorgesehen und sind entsprechend lichtabschwächend, lichtbegrenzend oder lichtundurchsichtig. Die Frontfläche 4 und die Seiten 5 sind vorzugsweise lichtabsorbierend und kaum reflektierend. Damit werden die Augen des Benutzers durch die Idealerweise lichtundurchlässige Lichtschutzbrille 1 von der Umgebung vollständig gekapselt oder zumindest ausreichend vor intensiver Strahlung abgeschirmt. Diese Umgebung wird dem Benutzer indirekt mittels einer Kamera 3 und Anzeigeeinheit dargestellt.The 1 Leaves a sunscreen 1 in particular for protection against laser beams with a spectacle frame 2 detect. A left and right camera 3a . 3b is on the upper front edge of the glasses frame 2 mounted so as to record an image approximately in the perspective of an image perceived by the user's right and left eyes. The electronic image data taken by the respective camera 3a . 3b are fed to a display unit located on the back of the front panel 4 of the glasses frame 2 are arranged. The front surface 4 is light-attenuating, light-limiting or even opaque to intense light rays, especially for laser light. Also to the front surface 4 adjacent pages 5 are intended to protect the user's human eyes and are accordingly light-attenuating, light-limiting or opaque to light. The front surface 4 and the pages 5 are preferably light-absorbing and hardly reflective. This will make the user's eyes ideal for the use of opaque goggles 1 completely encapsulated by the environment or at least sufficiently shielded from intense radiation. This environment is provided to the user indirectly by means of a camera 3 and display unit.

Weiterhin ist mindestens eine Batterieaufnahme 6a, 6b an dem Brillengestell 2 vorgesehen, um die elektronischen Kameras 3a, 3b und die Anzeigeeinheiten sowie gegebenenfalls Bildsignalverarbeitungseinrichtungen zur Bearbeitung der von den Kameras 3a, 3b aufgenommenen Bilder beispielsweise durch Filterung aufzubereiten.Furthermore, at least one battery receptacle 6a . 6b on the spectacle frame 2 provided to the electronic cameras 3a . 3b and the display units and optionally image signal processing means for processing the from the cameras 3a . 3b For example, processed images can be processed by filtering.

Die 2 lässt eine perspektivische Rückseitenansicht des Brillengestells 2 aus der 1 erkennen. Es wird deutlich, dass für das rechte und das linke Auge jeweils eine Anzeigeeinheit 7a, 7b auf der Rückseite der Frontfläche 4 des Brillengestells 2 angeordnet sind, um den Benutzer das von der rechten und linken Kamera 3a, 3b jeweils aufgezeichnete Bild anzuzeigen. Auf diese Weise wird eine Stereoaufnahme ermöglicht.The 2 leaves a rear perspective view of the glasses frame 2 from the 1 detect. It becomes clear that for the right and the left eye one display unit each 7a . 7b on the back of the front surface 4 of the glasses frame 2 are arranged to the user that of the right and left camera 3a . 3b display each recorded image. In this way, a stereo recording is possible.

Die mindestens eine Kamera 3a, 3b hat vorzugsweise Autofocusmittel zum automatischen Einstellen der Bildschärfe. Damit wird ohne Zutun des Benutzers sichergestellt, dass die anvisierten Objekte scharf aufgezeichnet und angezeigt werden.The at least one camera 3a . 3b preferably has autofocus means for automatically adjusting the focus. This ensures that the targeted objects are recorded and displayed without user intervention.

Optional kann eine Fernbedienung für die Kameras 3a, 3b zum manuellen Einstellen der Bildschärfe vorgesehen sein. Neben der Bildschärfe können gegebenenfalls auch die Vergrößerung vom Weitwinkel- bis zum Teleobjektiv, die Helligkeit, der Kontrast etc. justiert werden.Optionally, a remote control for the cameras 3a . 3b be provided for manually adjusting the image sharpness. In addition to the sharpness of the image, the magnification from the wide-angle lens to the telephoto lens, the brightness, the contrast, etc. can also be adjusted if necessary.

Mit der Lichtschutzbrille 1 wird das Auge eines Benutzers vollständig vor gefährlicher Lichtstrahlung geschützt, ohne jedoch größere, häufig relevante Spektralbereiche so abzublocken, dass die eigentliche Tätigkeit behindert wird. Dies wird durch Isolierung der Augen vollständig von der Umgebungslichtstrahlung mit der elektronischen Lichtschutzbrille erreicht, die durch eine Kamera-Anzeigeeinheit-Kombination 3, 7 eine Sichtfähigkeit gewährt.With the sunscreen glasses 1 A user's eye is completely protected from dangerous light radiation, but without blocking larger, often relevant spectral ranges in such a way that the actual activity is hindered. This is achieved by isolating the eyes completely from the ambient light radiation with the electronic goggles provided by a camera-display unit combination 3 . 7 granted a visibility.

Claims (8)

Lichtschutzbrille (1) mit einem Brillengestell (2), gekennzeichnet durch mindestens eine Kamera (3a, 3b) und mindestens eine elektronische Anzeigeeinheit (7a, 7b) an dem Brillengestell (2) zur Darstellung eines von der mindestens einen Kamera (3a, 3b) aufgenommenen Bildes vor dem Auge eines die Lichtschutzbrille (1) tragenden Benutzers, wobei die Lichtschutzbrille (1) zur Kapselung der Augen des Benutzers von der Umgebung und Darstellung der Umgebung ausschließlich über die mindestens eine Anzeigeeinheit (7a, 7b) vorgesehen ist.Protective goggles ( 1 ) with a spectacle frame ( 2 ), characterized by at least one camera ( 3a . 3b ) and at least one electronic display unit ( 7a . 7b ) on the spectacle frame ( 2 ) for displaying one of the at least one camera ( 3a . 3b ) in front of the eye of one of the sunglasses ( 1 wearing the goggles ( 1 ) for encapsulating the user's eyes from the environment and displaying the environment exclusively via the at least one display unit ( 7a . 7b ) is provided. Lichtschutzbrille (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera (3a, 3b) an dem Brillengestell (2) angeordnet ist.Protective goggles ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one camera ( 3a . 3b ) on the spectacle frame ( 2 ) is arranged. Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Kameras (3a, 3b) zur Stereoskopieaufnahme und zwei Anzeigeeinheiten (7a, 7b), wobei jedem Auge des Benutzers jeweils eine Kamera (3a, 3b) und eine Anzeigeeinheit (7a, 7b) zugeordnet ist.Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by two cameras ( 3a . 3b ) for stereoscopic recording and two display units ( 7a . 7b ), each eye of the user having a respective camera ( 3a . 3b ) and a display unit ( 7a . 7b ) assigned. Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera (3a, 3b) Mittel zum automatischen Einstellen der Bildschärfe, der Belichtungszeit und/oder der Blende hat.Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one camera ( 3a . 3b ) Means for automatically adjusting the focus, the exposure time and / or the aperture. Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bildbearbeitungsmittel zur automatischen Regelung der Lichtintensität ausgewählter Bildpunkte oder Bildbereiche des aufgenommenen Bildes.Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by image processing means for automatically controlling the light intensity of selected pixels or image regions of the recorded image. Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fernsteuerung für Mittel zum Einstellen der Bildschärfe, Lichtintensität und/oder Vergrößerung der mindestens einen Kamera (3a, 3b).Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a remote control for means for adjusting the image sharpness, light intensity and / or magnification of the at least one camera ( 3a . 3b ). Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in das Brillengestell (2) integrierte Batterieaufnahme (6a, 6b).Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a in the spectacle frame ( 2 ) integrated battery holder ( 6a . 6b ). Lichtschutzbrille (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kamera zur Detektion und Anzeige von sichtbarer bis naher Infrarotstrahlung mit der mindestens einen Anzeigeeinheit (7a, 7b) ausgebildet ist.Protective goggles ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one camera for detecting and displaying visible to near infrared radiation with the at least one display unit ( 7a . 7b ) is trained.
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