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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, die an einem
Schutzhelm, einer Gasmaske oder dgl. befestigbar ist.
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Aus
der
US 2003/0122958
A1 ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, die an einem Helm
befestigt werden kann und die eine Infrarotkamera sowie ein Display
aufweist, welches mit der Infrarotkamera über einen Schwanenhals
verbunden ist. Zwar kann bei dieser Anzeigevorrichtung aufgrund
des Schwanenhalses das Display aus dem Gesichtsfeld geschwenkt werden.
Jedoch muß der Benutzer das Display stets mit sich führen,
auch wenn er es gar nicht benutzen will.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen,
die an einem Schutzhelm, einer Gasmaske oder dgl. befestigbar ist
und die einen verbesserten Bedienkomfort für den Benutzer
ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Anzeigevorrichtung, die
an einem Schutzhelm, einer Gasmaske oder dgl. befestigbar ist und
eine an dem Schutzhelm, der Gasmaske oder dgl. montierbare Befestigungseinrichtung,
eine mit der Befestigungseinrichtung verbundene Positioniereinrichtung
sowie eine mit der Positioniereinrichtung verbundene Anzeige zur
Darstellung von Bildern aufweist, wobei im auf den Kopf eines Benutzers
aufgesetzten Zustand des Schutzhelms, der Gasmaske oder dgl., wenn
die Anzeigevorrichtung daran befestigt ist, mittels der Positioniereinrichtung
die Anzeige vor einem Auge des Benutzers in eine Arbeitsstellung,
in der der Benutzer die durch die Anzeige dargestellten Bilder wahrnehmen
kann, sowie in eine Ruhestellung bringbar ist, in der die Anzeige
nicht im Blickfeld des Auges liegt, und die Anzeige mit der Befestigungseinrichtung
derart lösbar verbunden ist, daß während des
Gebrauchs des Schutzhelmes, der Gasmaske oder dgl. die Anzeige von
der montierten Befestigungseinrichtung getrennt werden kann, ohne
die Funktion des Schutzhelms, der Gasmaske oder dgl. dabei negativ
zu beeinflussen.
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Durch
diese erfindungsgemäße Lösung der lösbaren
Verbindung wird der Vorteil erreicht, daß der Benutzer
des Schutzhelms, der Gasmaske oder dgl. auch während des
bestimmungsmäßigen Gebrauchs des Schutzhelms,
der Gasmaske oder dgl. die Anzeige von der Befestigungseinrichtung
und somit von dem Schutzhelm, der Gasmaske oder dgl. trennen kann.
Dies erhöht den Bedienkomfort, da der Benutzer den Schutzhelm,
die Gasmaske oder dgl. nicht abnehmen muß, um die Anzeige
von der Befestigungseinrichtung zu trennen oder mit dieser eventuell
zu verbinden. Dies ist insbesondere auch noch deshalb vorteilhaft,
da die Anzeige in der Regel das teuerste und empfindlichste Element
der gesamten Anzeigevorrichtung ist.
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Die
Anzeige kann insbesondere derart lösbar mit der Befestigungseinrichtung
verbunden sein, daß sie von der Positioniereinrichtung
getrennt werden kann. Alternativ ist es möglich, daß sie
zusammen mit zumindest einem Teil der Positioniereinrichtung von
der Befestigungseinrichtung getrennt werden kann.
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Ferner
kann die Positioniereinrichtung die Anzeige durch Schwenken um den
Drehpunkt des Auges in verschiedene Arbeitsstellungen bringen. Insbesondere
können die verschiedenen Arbeitsstellungen vorgegeben sein,
so daß die Anzeige reproduzierbar in dieselbe Arbeitsstellung
bringbar ist. Bevorzugt kann die Positioniereinrichtung die Anzeige in
den vorgegebenen Arbeitsstellungen fixieren. Dies kann z. B. mit
einem Rastmechanismus verwirklicht werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung kann
die Anzeige in der Ruhestellung in einer Garage sein, in der sie
vor äußeren Einflüssen geschützt
ist. Die Garage kann insbesondere Teil des Schutzhelms, der Gasmaske
oder dgl. oder Teil der Anzeigevorrichtung sein. Ferner kann die
Garage bevorzugt eine Tür aufweisen, die die Öffnung
der Garage verschließen kann, durch die die Anzeige in
die Garage eingebracht wird.
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Da
die Ruhestellung der Anzeige sich innerhalb der Garage befindet,
wird die Anzeige vor äußeren Einflüssen
geschützt, so daß die Anzeigevorrichtung eine
Schutzstellung für die Anzeige aufweist. Dies ist insbesondere
von Vorteil, wenn im Einsatz die Anzeige gerade nicht gebraucht,
aber nicht ausgeschlossen werden kann, daß sie später
noch einmal benutzt werden soll. Dann kann sichergestellt werden,
daß die Anzeige auch später noch funktioniert.
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Es
versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen
Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung
einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten
Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren,
noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung in einem
an einem Schutzhelm S befestigten Zustand;
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2a–c
Darstellungen zur Erläuterung, wie die Anzeige 4 der
Anzeigevorrichtung 1 von 1 in die
Schutzstellung gebracht werden kann,
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3 eine
perspektivische vergrößerte Teildarstellung der
Anzeige 4 zusammen mit dem Verbindungsstück 8;
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4a eine
Darstellung der Helmbefestigung 2 zusammen mit der Positioniereinrichtung 3;
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4b–d
Darstellungen zur Erläuterung der Verschwenkbarkeit der
Anzeige 4;
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5 eine
Darstellung zur Erläuterung der Klemmhalterung 30 der
Helmbefestigung 2;
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6 eine
Darstellung zur Erläuterung der lösbaren Verbindung
zwischen der Klemmhalterung 30 und der Scheibe 20 der
Positioniereinrichtung 3, und
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7 eine
schematische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt
die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1 eine
am Schutzhelm S montierte Helmbefestigung 2, eine mit der
Helmbefestigung 2 verbundene Positioniereinrichtung 3 sowie
eine mit der Positioniereinrichtung 3 verbundene Anzeige 4.
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Die
Anzeige 4 umfaßt eine Anzeigeeinheit 5, mit
der Bilder erzeugt werden können, sowie einen Halter 6 und
einen damit verbundenen Rundstab 7.
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Das
dem Halter 6 abgewandte Ende des Rundstabes 7 ist
mit einem Verbindungsstück 8 verbunden, das seinerseits über
ein Drehgelenk 9 mit einem Schlitten 10 verbunden
ist. Der Schlitten 10 ist auf einer Schiene 11 geführt
und die Schiene 11 ist mit der Helmbefestigung 2 verbunden.
Die Elemente 8–11 sind Teil der Positioniereinrichtung 3.
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Ferner
umfaßt die Anzeigevorrichtung 1 eine Garage 12,
in der die Schiene 11 angeordnet ist und deren Funktion
nachfolgend noch beschrieben wird.
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Bei
der in 1 gezeigten Arbeitsstellung der Anzeige 4 kann
ein Benutzer B, der den Schutzhelm S auf dem Kopf trägt,
die mit der Anzeige 4 dargestellten Bilder wahrnehmen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Anzeige 4 vor
einem Visier V des Schutzhelmes S positioniert. Bei dem Schutzhelm
S kann es sich beispielsweise um einen Feuerwehr-Schutzhelm handeln.
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Wenn
der Benutzer B die Anzeige 4 beispielsweise nicht mehr
benötigt oder vor den vorhandenen Umweltbedingungen schützen
will, kann er mittels der Positioniereinrichtung 3 die
Anzeige 4 in der Garage 12 parken. Dazu muß der
Benutzer, wie in 2a angedeutet ist, die Anzeige 4 zusammen mit
dem Rundstab 7 und dem Verbindungsstück 8 um das
Drehgelenk 9 nach vorne umklappen und dann in dieser Stellung
(2b) nach hinten in die Garage 12 schieben
(2c). Dieses Schieben ist aufgrund des auf der
Schiene 11 geführten Schlittens 10 leicht möglich.
In der in 2c gezeigten Ruhestellung ist dann
die Anzeige 4 vollständig innerhalb der Garage 12 angeordnet
und so gegen Umwelteinflüsse geschützt. Insbesondere
kann die Garage 12 noch eine (nicht gezeigte) Tür
aufweisen, mit der die vordere Öffnung 13 der
Garage 12 verschlossen werden kann, so daß die
Anzeige vollständig gegenüber der Umgebung geschützt
ist.
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Das
Drehgelenk 9 ist bevorzugt so ausgebildet, daß die
in 1 gezeigte Stellung (Rundstab 7 steht
senkrecht zur Schiene 11) durch die Spannung einer Feder
(nicht gezeigt) gehalten wird. Dann muß man im Schritt
von 2a die Anzeige 4 gegen die Federkraft
nach vorne umklappen. Beim Herausziehen der Anzeige 4 aus
der Schutzposition von 2c sorgt die Federkraft dann
dafür, daß die Anzeige quasi automatisch in die
Drehstellung von 1 geklappt wird.
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Wie
insbesondere der vergrößerten, perspektivischen
Ausschnittsdarstellung der Anzeige 4 mit dem Verbindungsstück 8 in 3 zu
entnehmen ist, weist der Rundstab 7 mehrere, in Längsrichtung des
Rundstabes 7 voneinander beabstandete Kerben 14 auf.
Der Bereich des Rundstabes 7 mit den Kerben 14 steht
in eine entsprechende Bohrung 15 in dem Verbindungsstück 8 ein.
Das Verbindungsstück 8 enthält ferner
eine Feder 16, die eine Kugel 17 in die Bohrung 15 quer
zur Längsrichtung der Bohrung vorspannt. Diese Kugel 17 rastet
in eine der Kerben 14 ein, so daß der Rundstab 7 in
seiner Längsrichtung in den durch die Kerben 14 vorgegebenen
Positionen arretiert werden kann. Dies wird genutzt, um die Anzeige 4 geeignet
vor das Auge des Benutzers B zu positionieren.
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Ferner
kann dies auch noch dazu benutzt werden, die Anzeige 4 von
dem Verbindungsstück 8 und somit von der Positioniereinrichtung 3 schnell und
leicht zu trennen. Dazu muß lediglich die Anzeige 4,
in 3 gesehen, nach links herausgezogen werden. Somit
ist es für den Benutzer leicht möglich, die Anzeige 4 von
der restlichen Anzeigevorrichtung 1 zu trennen, selbst
wenn er den Schutzhelm S gerade trägt. Der Benutzer B kann
daher während der bestimmungsgemäßen
Nutzung des Schutzhelmes S die Anzeige 4 von der Positioniereinrichtung 3 und damit
auch von der Helmbefestigung 2 trennen, ohne die Funktionalität
des Schutzhelmes S negativ zu beeinflussen.
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Ferner
ist die Anzeigevorrichtung 1 noch so ausgebildet, daß der
Halter 6 gegenüber dem Rundstab 7 verdreht
werden kann. Der Rundstab 7 und der Halter 6 sind
dabei so ausgelegt, daß stets ein Reibschluß vorhanden
ist. Damit kann die Anzeigeeinheit 5 geeignet positioniert
werden. Natürlich ist es auch möglich, daß der
Halter 6 zusammen mit dem Rundstab 7 gegenüber
dem Verbindungsstück 8 gedreht wird. In diesem
Fall sind die Kerben 14 bevorzugt als umlaufende Kerben
ausgebildet.
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In 4a ist
eine schematische Seitenansicht der Positioniereinrichtung 3 und
der Helmbefestigung 2 ohne den Schutzhelm S und die Anzeige 4 dargestellt.
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Wie
aus der Darstellung von 4a ersichtlich
ist, weist die Schiene 11 ein sich in Längsrichtung der
Schiene 11 erstreckendes Langloch 18 auf, durch das
eine Schraube 19 hindurchsteht und in eine hinter der Schiene 11 angeordnete
Scheibe 20 eingeschraubt ist. Die Schraube 19 ist
so ausgebildet, daß die Schiene 11 auf die Scheibe 20 geklemmt
wird. Durch Lösen der Schraube 19 und Verschieben
der Schiene 11 relativ zur Schraube 19 kann der
Abstand der Anzeige 4 vom Auge des Benutzers eingestellt werden
und durch Anziehen der Schraube 19 fixiert werden.
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Die
Scheibe 20 ist in der Helmbefestigung 2 drehbar
gehalten und weist auf ihrem Umfangsrand eine Mehrzahl von Kerben 21 auf.
In einer der Kerben 21 steht eine mit einer Feder 22 vorgespannte
Kugel 23 der Helmbefestigung ein. Damit ist es möglich,
die Scheibe 20 und somit die Schiene 11, die drehfest
mit der Scheibe 20 verbunden ist, in verschiedenen Drehstellungen
zu fixieren. Da die Drehachse der Scheibe 20 so gelegt
ist, daß sie auf Höhe des Augendrehpunkt des Benutzers
liegt, können verschiedene Blickhöhen der Anzeige 4 vor
dem Auge des Benutzers eingestellt werden. So kann die Anzeige 4 so
positioniert werden, daß sie direkt vor dem Auge des Benutzers
angeordnet ist (4b). Dann kann der Benutzer
beim Geradeausblicken die Anzeige bzw. mittels der Anzeige dargestellte
Bild erfassen. Es ist jedoch auch möglich, die Anzeige
oberhalb (4c) oder unterhalb (4d)
des Auges zu positionieren, so daß der Benutzer nach oben
bzw. nach unten blicken muß, um das Bild der Anzeige zu
erfassen. Wie den Darstellungen in 4b–4d zu entnehmen
ist, wird die Garage 12 der Scheibe 20 mitgedreht.
Somit kann zu jeder Drehstellung der Scheibe 20 die Anzeige 4 in
die Garage 12 eingeschoben werden. Insbesondere ist es
ferner möglich, die Anzeige vollständig aus dem
möglichen Blickfeld des Benutzers heraus zu schwenken (nicht
gezeigt).
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Insbesondere
kann die Drehachse der Scheibe 20 so gewählt werden,
daß sie mit der Drehachse des Visiers V zusammenfällt,
sofern das Visier des Schutzhelmes S drehbar ist. Dies führt
zu dem Vorteil, daß die Anzeige 4 einerseits und
das Visier V andererseits voneinander unabhängig geschwenkt werden
können, ohne sich gegenseitig zu stören.
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Die
Scheibe 20 kann zusammen mit der Schiene 11 und
den restlichen Elementen der Positioniereinrichtung 3 und
der Anzeige 4 einfach von der Helmbefestigung 2 getrennt
werden. Wie in 5 ersichtlich ist, die eine
linke Seitenansicht der in 4 gezeigten
Helmbefestigung 2 und Positioniereinrichtung 3 zeigt,
umfaßt die Helmbefestigung 2 ein unteres Element 24,
das an dem in 5 nicht gezeigten Schutzhelm
S montiert ist, und ein oberes Element 25. Die beiden Elemente 24 und 25 weisen
zusammen einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf,
wobei das obere Element 25 in vertikaler Richtung, in 5 gesehen,
gegenüber dem unteren Element 24 verschiebbar
ist. Dazu sind zwei Stäbe 26 vorgesehen, die jeweils
am unteren Element 24 befestigt sind und durch Durchgangsbohrungen
entlang der Rückseite 27 des oberen Elementes 25 verlaufen.
Zwischen dem oberen Ende der Stäbe 26 und der
Oberseite 28 des oberen Elementes 25 ist jeweils eine
Feder 29 vorgesehen, die dafür sorgt, daß das obere
Element 25 nach unten gegen das untere Element 24 gedrückt
wird.
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Um
die Scheibe 20 aus der durch die beiden Elemente 24 und 25 gebildeten
Klemmhalterung 30 zu entnehmen, muß die Scheibe 20 lediglich
nach oben so weit gedrückt werden, daß sie aus
der Klemmhalterung 30 herausgeschwenkt werden kann, wie
dies in 6 angedeutet ist.
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Zum
Einsetzen der Scheibe 20 ist in umgekehrter Weise vorzugehen.
Somit läßt sich die Positioniereinrichtung 3 zusammen
mit der Anzeige 4 leicht von der Helmbefestigung 2 trennen.
Insbesondere ist dieses Trennen während der Benutzung des Schutzhelmes
S möglich, ohne die Funktionalität des Schutzhelmes
S nachteilig zu beeinflussen.
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Neben
der beschriebenen Klemmhalterung 30 kann die lösbare
Verbindung zwischen der Helmbefestigung 2 und der Positioniereinrichtung 3 auch in
anderer Art und Weise realisiert sein. Beispielsweise kann ein Bajonettverschluß vorgesehen
oder die Halterung als magnetische Halterung ausgebildet sein. Auch
ist es möglich, die Helmbefestigung in Art eines Befestigungsschuhs
(ähnlich wie ein Blitzschuh) mit einer Mechanik zum Lösen
der Verbindung auszubilden.
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Bei
der bisher beschriebenen Ausführungsform ist die Anzeigevorrichtung 1 vollständig
außerhalb des Schutzhelmes S angeordnet. Natürlich
ist es auch möglich, wenn ausreichend Platz vorhanden ist, die
Anzeigevorrichtung 1 innerhalb des Schutzhelmes S anzuordnen.
Eine solche Ausführungsform ist schematisch in 7 dargestellt.
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Die
Anzeige 4 bzw. die Anzeigeeinrichtung 5 kann wie
eine herkömmliche Anzeigeeinheit von bekannten, auf dem
Kopf montierbaren Anzeigevorrichtungen (Head Mounted Display-Vorrichtungen)
ausgebildet sein. Insbesondere kann die Anzeige ein flächiges
bilderzeugendes Element aufweisen, das beispielsweise ein LCD-Element
oder ein LCoS-Element sein kann. Die Anzeigeeinheit 5 kann
eine Abbildungsoptik (nicht gezeigt) enthalten, um die erzeugten
Bilder insbesondere als virtuelle Bilder darzustellen, die der Benutzer
in einem vorbestimmten Abstand vor seinem Auge wahrnehmen kann.
Ferner kann die Anzeige 4 eine Steuereinrichtung (nicht
gezeigt) aufweisen, die auf der Basis vorgegebener Bilddaten die
Anzeigeeinheit 5 so ansteuert, daß die gewünschten
Bilder dargestellt werden.
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Die
Anzeige 4 kann durch eine (nicht gezeigte) Schutzummantelung
gegen äußere Einflüsse geschützt
werden. Die Schutzummantelung kann insbesondere so ausgebildet werden,
daß sie Hitze reflektiert, wärmeisolierend ist
und aus feuerfestem Material besteht. Als Material kann z. B. Duroplast, Aramid
und/oder eine hitzereflektierende Aluminiumschicht verwendet werden.
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Die
Anzeigevorrichtung 1 kann ferner eine nicht gezeigte Kamera
aufweisen, die mit der Helmbefestigung 2 verbunden ist.
Die Bilder der Kamera können dem Benutzer über
die Anzeige 4 dargeboten werden. Insbesondere kann es sich
dabei z. B. um eine Wärmebildkamera handeln.
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Auch
die Kamera kann mittels einer Schutzummantelung gegen äußere
Einflüsse geschützt werden. Insbesondere kann
die Anzeigevorrichtung 1 so ausgebildet werden, daß die
Anzeige 4 von der Helmbefestigung 2 getrennt werden
kann, unabhängig davon, ob die Kamera auch von der Helmbefestigung
getrennt wird oder nicht. Die Anzeige 4 kann insbesondere
so vor dem Auge des Benutzers positioniert werden, daß die
Benutzung einer Brille zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit weiterhin
möglich ist.
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Die
Anzeige 4 kann dem Benutzer die Bilder so darbieten, daß er
nur die Bilder im Bereich der Anzeige 4 erfassen kann.
Es ist jedoch auch möglich, daß ihm die Bilder
in Überlagerung mit der Umgebung dargeboten werden.
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Ferner
kann die Anzeigevorrichtung 1 so weitergebildet werden,
daß für beide Augen des Benutzers jeweils eine
Anzeige 4 vorgesehen ist. Insbesondere wird dann die beschriebene Anzeigevorrichtung
zweimal vorgesehen, einmal für jedes Auge, wobei die beiden
Anzeigevorrichtungen bevorzugt zueinander gespiegelt ausgebildet
sind.
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Die
Anzeigevorrichtung 1 ist insbesondere zum Einsatz bei der
Feuerwehr, Militär, Polizei und/oder Industrie geeignet.
Insbesondere kann die Anzeigevorrichtung nicht nur an einem Schutzhelm befestigt
werden, sondern auch an einer Gasmaske oder dgl.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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