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Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung, enthaltend eine Fassung für zumindest einen Schutzfilter, wobei die Fassung zumindest eine Strahleintrittsfläche und zumindest eine Einrichtung zur Erkennung von Laserstrahlung aufweist, wobei der zumindest eine Schutzfilter dazu eingerichtet ist, zwischen einer Laserlichtquelle und zumindest einem Auge eines Benutzers der Schutzvorrichtung oder einer Bilderfassungseinrichtung positioniert zu werden, wobei der Schutzfilter von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand schaltbar ist und eintreffende Laserstrahlung bei Durchtritt durch den Schutzfilter zumindest teilweise abgeschwächt wird, wenn der Schutzfilter im zweiten Zustand ist. Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art können dazu verwendet werden, elektronische Geräte oder das menschliche Auge vor intensiver Laserstrahlung zu schützen.
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Aus der
US 4,462,661 ist eine Schutzvorrichtung in Form einer Brille bekannt. Die Schutzvorrichtung umfasst einen Rahmen, in welchen elektrisch schaltbare Schutzfilter nach Art eines Brillenglases gefasst sind. Im Rahmen sind weiter Photodioden angeordnet, welche das Eintreffen intensiver Strahlung erkennen, so dass die Schutzfilter von einem transparenten in einen opaken Zustand geschaltet werden können.
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Diese bekannte Schutzvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass die Laserstrahlung nur an diskreten Stellen des Rahmens durch die Photodioden erfasst werden kann. Damit besteht die Gefahr, dass der Träger der Schutzvorrichtung durch einen Laserstrahl geblendet wird, welcher den Rahmen bzw. die Fassung der Brille in einem Abschnitt zwischen zwei Laserdioden überstreicht, so dass die eintreffende Laserstrahlung nicht erkannt wird. Weiterhin weist diese bekannte Vorrichtung den Nachteil auf, dass die Photodioden auf jede intensive Lichtquelle reagieren, so dass die Schutzfilter nicht nur selektiv beim Eintreffen von Laserstrahlung ansprechen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässigere Schutzvorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine Schutzvorrichtung zum Schutz vor Laserstrahlung offenbart, bei welcher zumindest ein Schutzfilter in zumindest eine Fassung aufgenommen ist. Die Fassung kann entsprechend dem Anwendungszweck der Schutzvorrichtung die Form eines Brillengestells aufweisen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Fassung in einen Helm integriert sein oder Bestandteil eines Visiers sein, welches mittels eines Kopfbandes oder mittels einer Helmbefestigung vor dem Gesicht eines Benutzers angeordnet werden kann. In wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Fassung dazu vorgesehen sein, zumindest einen Schutzfilter vor einem Objektiv anzuordnen bzw. mit der Eintrittslinse eines Objektivs zu verbinden. Hierdurch kann eine nachfolgende Optik bzw. eine elektronische Bilderfassungseinrichtung vor intensiver Laserstrahlung geschützt werden. Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Schutzbrille für die Augen eines Benutzers beschrieben. Selbstverständlich soll jedoch der Schutz nicht auf diese Ausführungsform beschränkt sein.
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Der zumindest eine Schutzfilter wird durch die Fassung zwischen einer Laserlichtquelle und dem zu schützenden Gegenstand bzw. dem menschlichen Auge positioniert. Eintreffende Laserstrahlung muss somit den Schutzfilter durchdringen, ehe das Licht auf das Auge des Benutzers der Schutzvorrichtung bzw. die Bilderfassungseinrichtung trifft. Der Schutzfilter kann durch ein elektrisches Signal von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand geschaltet werden. Im ersten Zustand ist der Schutzfilter transparent oder transluzent und kann beispielsweise mehr als 40 %, mehr als 60 %, mehr als 80 % oder mehr als 90 % eintreffenden Lichtes im relevanten Spektralbereich passieren lassen. Im zweiten Zustand wird eintreffende Laserstrahlung bei Durchtritt durch den Schutzfilter zumindest teilweise abgeschwächt, d.h. der Schutzfilter ist reflektierend oder absorbierend, so dass weniger als etwa 20 %, weniger als 10 %, weniger als 5 % oder weniger als 2 % eintreffender Laserstrahlung im relevanten Spektralbereich den Schutzfilter passieren können. Der relevante Spektralbereich ist dabei entsprechend dem Anwendungszweck gewählt. Bei der Verwendung der Erfindung als persönliche Schutzausrüstung ist der relevante Spektralbereich zumindest ein Teilbereich des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums. Sofern die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für den Schutz einer Infrarotoptik verwendet werden soll, kann der relevante Spektralbereich aus dem infraroten Spektralbereich ausgewählt sein.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der zumindest eine Schutzfilter ein Flüssigkristallelement enthalten oder daraus bestehen, welches durch ein elektrisches Signal vom ersten Zustand in den zweiten Zustand geschaltet werden kann. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der zumindest eine Schutzfilter einen mechanischen Shutter enthalten, welcher über einen Elektromotor, einen Piezoantrieb oder eine Magnetspule bewegt werden kann. In wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Schutzfilter einen elektrooptischen räumlichen Lichtmodulator, eine photochrome Beschichtung oder eine gasochrome Beschichtung, eine elektrochrome Beschichtung oder einen thermochromen Filter enthalten. Ein thermochromer Filter kann beispielsweise Vanadiumdioxid enthalten oder daraus bestehen. Diese Schutzelemente enthalten keinerlei bewegte mechanische Teile und können daher besonders rasch vom ersten Zustand in den zweiten Zustand geschaltet werden und/oder eine erhöhte Betriebssicherheit aufweisen.
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Die Laserlichtquelle, vor welcher der Benutzer geschützt werden soll, kann beispielsweise eine Werkzeugmaschine oder ein Messgerät sein, dessen Strahlung bei Gerätedefekt oder mangelnder Sorgfalt bei der Anwendung in das Auge von Bedienpersonal fallen kann. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schutzvorrichtung von Piloten, Fahrzeugführern, Polizisten oder anderen Einsatzkräften getragen werden, um Schutz vor Blendattacken durch intensive, transportable Laserlichtquellen zu bieten. Die Verfügbarkeit solcher kompakter und leistungsstarker Halbleiterlaser nimmt weltweit stetig zu. Daher wird diese intensive Strahlung zunehmend für Blendattacken gegen den genannten Personenkreis eingesetzt. Erschwerend kommt hinzu, dass die Angreifer aufgrund der großen Reichweite aus sicherer Entfernung agieren können und oftmals jedes Unrechtsbewusstsein fehlt.
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Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung weist dabei den Vorteil auf, dass der Schutz wellenlängenunabhängig ist, so dass Angriffe aus dem gesamten verfügbaren Spektralbereich abgewehrt werden können.
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Die Fassung des Schutzfilters weist eine dem Benutzer bzw. dem Auge zugewandten Rückseite und eine der Laserlichtquelle zugewandte Vorderseite auf. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Fassung nicht nur mit einzelnen Photodioden zu belegen, so dass nur einzelne Teilflächen der der Laserlichtquelle zugewandten Seite zur Erkennung eintreffender Laserstrahlung ausgebildet sind, sondern zumindest einen Teil der Fassung als Lichtleiter einzusetzen, so dass die gesamte der Laserlichtquelle zugewandte Vorderseite der Fassung oder zumindest ein erheblicher Anteil der Vorderseite als Lichteintrittsfläche zur Erkennung eintreffender Laserstrahlung verwendet werden kann. Eintreffende Strahlung wird dann innerhalb der Fassung zu einer Einrichtung zur Erkennung von Laserstrahlung geleitet. Auf diese Weise können eine geringere Anzahl von Detektoren und damit ein geringerer apparativer Aufwand dennoch einen verbesserten Schutz bereitstellen.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der als Lichtleiter wirkende Teil der Fassung so geformt, dass dieser die Schutzfilter vollständig umschließt. Auf diese Weise trifft ein auf den Schutzfilter geschwenkter Laserstrahl immer zunächst auf die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters und dann auf den Schutzfilter, so dass eine sichere Erkennung der eintreffenden Strahlung ermöglicht wird. Da sich im Falle von handgeführten Laserlichtquellen sowohl der Strahlfleck als auch das Ziel bewegen, wird bei einer versuchten Blendattacke der Laserstrahl stets auf das Ziel geschwenkt werden. Weiterhin ist der Laserstrahl aufgrund des großen Abstandes zwischen Lichtquelle und Auge meist soweit aufgeweitet, dass selbst dann ein Teil des Lichtes auf die Fassung fällt, wenn der Laser erst dann eingeschaltet wird, wenn dieser auf das Ziel ausgerichtet ist. Gleichzeitig ist durch die den oder die Schutzfilter weitgehend oder vollständig umgebende Lichteintrittsfläche ausgeschlossen, dass der Laserstrahl zwischen zwei Detektoren und damit von der Schutzvorrichtung unbemerkt auf den Schutzfilter geschwenkt wird.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Detektor zur Erkennung von Laserstrahlung zumindest eine Photodiode und/oder zumindest einen Zeilen-Sensor und/oder zumindest einen Matrix-Sensor enthalten. Photodioden weisen dabei den Vorteil auf, dass diese schnell ausgelesen werden können und damit die Intensität eintreffender Strahlung rasch erfassen können und ein rasches Ansprechen der Schutzvorrichtung ermöglichen. Weiterhin können Photodioden aufgrund ihres einfachen Aufbaus sehr robust sein, so dass sich eine erhöhte Zuverlässigkeit der Schutzvorrichtung ergibt. Zeilen- oder Matrix-Sensoren weisen eine räumliche Auflösung auf und sind daher auch dazu geeignet, Interferenzmuster zu erkennen. Damit kann eine Unterscheidung von Laserstrahlung zu anderen intensiven Lichtquellen getroffen werden, beispielsweise Bogenentladungen oder direkte Sonnenstrahlung. Ein Zeilen- oder Matrix-Sensor kann als CCD-Sensor oder als CMOS-Sensor als integrierter Schaltkreis ausgeführt sein. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Zeilen- oder Matrix-Sensor diskret aus einer Mehrzahl von Photodioden aufgebaut sein. Ein Zeilensensor kann auch mehrere nebeneinander liegende Bildpunkte aufweisen, so dass der Übergang zu einem Matrixsensor mit hohem Längen-/Breitenverhältnis fließend ist.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Detektor zur Erkennung von Laserstrahlung dazu eingerichtet sein, Speckle-Interferenzen zu erkennen. Speckle-Interferenzen entstehen bei der Streuung von Laserstrahlung an unterschiedlichen Streuzentren, wobei sich zwei kohärente Teilstrahlen mit unterschiedlicher optischer Weglänge zum Detektor ergeben.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Fassung ein transparentes oder transluzentes Material enthalten oder daraus bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Fassung Glas, Quarz, Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat enthalten oder daraus entstehen. Das transparente oder transluzente Material kann sowohl zur mechanischen Befestigung und Positionierung des zumindest einen Schutzfilters dienen als auch als Lichtleiter, welcher eintreffende elektromagnetische Strahlung auf den Detektor lenkt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest die der Laserlichtquelle zugewandte Seite der Fassung eine streuende Oberfläche aufweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest die der Laserlichtquelle zugewandte Lichteintrittsfläche der Fassung eine Oberflächenstrukturierung aufweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die der Laserlichtquelle zugewandte Seite der Fassung eine Oberflächenstrukturierung mit einer Strukturgröße aufweisen, welche kleiner oder gleich der Wellenlänge eintreffender Laserstrahlung gewählt ist. Durch die Lichtstreuung an der Oberflächenstrukturierung wird eintreffende Laserstrahlung zumindest teilweise in die Ebene der Fassung gestreut, so dass sich diese innerhalb der Fassung wie in einem an sich bekannten Lichtwellenleiter ausbreiten kann, da aufgrund des Brechzahlunterschiedes des Materials der Fassung und der Umgebung das gestreute Licht innerhalb der Fassung eine Totalreflexion an den Grenzflächen erfährt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die der Laserlichtquelle abgewandte Seite der Fassung opak sein. Hierdurch kann das Auftreffen von Laserstrahlung auf Personen oder Gegenstände hinter der Schutzvorrichtung zuverlässig vermieden werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann an der der Laserlichtquelle abgewandten Seite der Fassung ein Absorberelement oder ein Spiegelelement angeordnet sein. Das Absorberelement kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen oder einen Kunststoff enthalten, welcher im gewünschten Spektralbereich absorbiert, beispielsweise aufgrund eines Farbstoffes. Hierdurch wird gestreutes oder auch direktes Laserlicht, welches auf die Rückseite der Fassung abgegeben wird, zuverlässig vom Benutzer oder dahinterliegenden Gegenständen abgehalten. Sofern die der Laserlichtquelle abgewandte Seite verspiegelt ist oder sich dort ein Spiegelelement befindet, wird auf die Rückseite abgegebene Strahlung reflektiert, so dass die thermische Belastung in der Fassung bzw. anderer Teile der Schutzvorrichtung verringert ist.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die der Laserlichtquelle abgewandte Seite der Fassung mit einer absorbierenden oder reflektierenden Beschichtung versehen seien. Hierdurch ergibt sich ein mechanisch robuster Aufbau und zusätzliche Bauteile können eingespart werden, so dass die Schutzvorrichtung ein geringeres Gewicht und damit einen erhöhen Tragekomfort aufweist.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können im Volumen des Materials der Fassung Streuzentren enthalten sein. Streuzentren können beispielsweise durch Einschlüsse eines opaken Materials gebildet sein. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Streuzentren das Trübungsmittel Kryolit (Na3AlF6) enthalten. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Streuzentren mikro- oder nanokristallines Material enthalten, beispielsweise Ruß oder Farbstoffe oder metallische Einschlüsse. Die Streuzentren im Volumen des Materials der Fassung bewirken, dass eintreffende Laserstrahlung zunächst in die Fassung eintritt und dort gestreut wird. Hierdurch wird ein Teil der Strahlung in die Ebene der Fassung abgelenkt, so das diese nachfolgend über die als Lichtleiter wirkende Fassung den zumindest einen Detektor zur Erkennung der Laserstrahlung erreichen können. Sofern das Licht an unterschiedlichen Streuzentren an unterschiedlichen Orten gebeugt wird, kann sich im gestreuten Licht eine Speckle-Interferenz ausbilden, welche von einem entsprechend eingerichteten Detektor empfangen werden kann, um auf diese Weise Laserlicht von anderen intensiven Lichtquellen zu unterscheiden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Teil einer Außenkante der Fassung reflektierend ausgebildet sein. Hierdurch wird vermieden, dass das Licht die Fassung über deren Außenkante verlässt, ohne den Detektor zu erreichen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Teil der Außenkante der Fassung eine Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann bewirken, dass Licht, welches die Fassung über die Außenkante verlassen möchte, reflektiert wird.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Teil der Außenkante der Fassung eine Dotierung aufweisen. Die Dotierung kann den Brechungsindex des Materials der Fassung ändern, so dass am Rand der Fassung ein Bereich ausgebildet ist, an welchem Totalreflexion auftritt, ehe das Licht die Außenkante erreicht. Auf diese Weise kann der Lichtleiter innerhalb der Fassung exakt definiert werden, so dass sich eine gute Effizienz des Lichtleiters und damit eine geringe Nachweisintensität ergibt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Teil der Außenkante der Fassung mittels Laserstrahlung bearbeitet sein. Die Materialmodifikation durch die Laserstrahlung kann den Brechungsindex des Materials der Fassung ändern, so dass am Rand der Fassung ein Bereich ausgebildet ist, an welchem Totalreflexion auftritt, ehe das Licht die Außenkante erreicht. Auf diese Weise kann der für den Lichtleiter innerhalb der Fassung verwendete Teil der Fassung exakt definiert werden, so dass sich eine gute Effizienz des Lichtleiters und damit eine geringe Nachweisgrenze ergibt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zumindest ein Teil der Außenkante der Fassung ein Absorberelement oder ein Spiegelelement enthalten. Auf diese Weise wird unerwünscht austretende Strahlung zuverlässig absorbiert oder reflektiert, so dass eine Gefährdung des Benutzers oder anderer, im Nahbereich der Vorrichtung befindlicher Personen ausgeschlossen wird.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Detektor zur Erkennung von Laserstrahlung an einem Teilabschnitt der Außenkante der Fassung angeordnet sein. Dies erlaubt einen kompakten Aufbau und eine zuverlässige Einkopplung der in der Fassung geführten Strahlung in den Detektor.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der zur Montage des Detektors vorgesehene Abschnitt der Außenkante eine abgeschrägte Montagefläche aufweisen. Eine solche abgeschrägte Montagefläche kann einen größeren Querschnitt aufweisen als der entsprechende Teil der Fassung. Hierdurch können Detektoren mit größerer Lichteintrittsfläche eingesetzt werden, welche eine verbesserte Nachweiseffizienz oder eine größere Ortsauflösung aufweisen können.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Detektor zur Erkennung von Laserstrahlung mit einer Alarmeinrichtung gekoppelt sein, welche einen optischen oder akustischen Alarm ausgeben kann. In diesem Fall kann die Schutzvorrichtung vor dem Schalten des Schutzfilters einen hörbaren Alarm ausgeben, so dass der Benutzer der Vorrichtung vom plötzlichen Schalten der Schutzfilter nicht überrascht wird. Weiterhin kann der Benutzer selbst aktiv Gegenmaßnahmen gegen die Blendattacke ergreifen, ehe der Schutzfilter vom ersten Zustand in den zweiten Zustand geschaltet wird. Schließlich kann die Schutzvorrichtung in einigen Ausführungsformen keinen Schutzfilter aufweisen, sondern lediglich eine akustische Warnung an den Benutzer der Vorrichtung ausgeben, so dass dieser selbst aktiv Schutzmaßnahmen einleiten kann.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt
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1 eine Explosionszeichnung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt die erste Ausführungsform der Erfindung im betriebsbereiten Zustand.
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3 zeigt den Schnitt durch einen Lichtleiter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt die Ankopplung des Detektors an den Lichtleiter in einer ersten Ausführungsform.
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5 zeigt einen Lichtleiter und zugeordnete Detektoren in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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6 erläutert den Strahlengang eintreffender Laserstrahlung.
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7 zeigt die Ansicht einer dritten Ausführungsform der Schutzvorrichtung.
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8 erläutert ein Detail der dritten Ausführungsform der Schutzvorrichtung.
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Anhand der 1, der 2 und der 3 wird eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 1 erläutert. Die Schutzvorrichtung 1 weist eine dreiteilige Fassung auf. Die Fassung enthält einen Lichtleiter 2, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel eine in etwa quaderförmige Grundform aufweist. Der Lichtleiter 2 kann eine Dicke von etwa 1 mm bis etwa 10 mm aufweisen und eine Höhe bzw. Breite, welche an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Schutzvorrichtung 1 als Brille verwendet werden, um die Augen eines Benutzers zu schützen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Schutzvorrichtung 1 ein optisches Instrument mit zwei Eintrittsfenstern schützen, beispielsweise einen Entfernungsmesser, indem die dargestellte Schutzvorrichtung außen oder innen am Gehäuse des optischen Gerätes vor die jeweiligen Lichteintrittsfenster angeordnet wird.
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Der Lichtleiter 2 weist eine der Laserlichtquelle zugewandte Vorderseite 21 auf. Die der Vorderseite 21 gegenüberliegende Rückseite 22 ist in 1 nicht sichtbar. Zwischen der Vorderseite 21 und der Rückseite 22 befindet sich die Außenkante 23.
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Weiterhin enthält der Lichtleiter 2 zwei Ausnehmungen 20, welche zur Aufnahme der Schutzfilter 5 vorgesehen sind. Die Schutzfilter 5 sind in 1 nicht dargestellt. 2 zeigt dieselbe Schutzvorrichtung in zusammengebautem Zustand, wobei die Lage der Schutzfilter 5 erkennbar ist.
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Weiterhin weist der Lichtleiter 2 an der jeweils rechten und linken Außenkante einen keilförmigen Abschnitt 25 auf, über welchen das im Lichtleiter geführte Licht ausgekoppelt und in den Detektor 6 zur Erkennung von Laserstrahlung über dessen Lichteintrittsfläche 61 eingekoppelt wird.
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Der Lichtleiter 2 kann aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoff bestehen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Weiterhin sind die Vorderseite 21 und/oder das Volumen des Lichtleiters 2 so ausgebildet, dass eintreffendes Licht gestreut wird. Auf diese Weise wird zumindest ein Teil eintreffenden Lichtes in die Ebene des Lichtleiters 2 abgelenkt und zu den Detektoren 6 geleitet.
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Der Lichtleiter 2 kann in ein Spiegelelement 3 bzw. ein gleichermaßen geformtes Absorptionselement eingelegt werden. Das Spiegelelement 3 weist eine verspiegelte Innenseite auf, welche nach der Montage des Lichtleiters 2 an dessen Rückseite 22 anliegt. Auf diese Weise wird Licht, welches in unerwünschter Weise auf der Rückseite 22 des Lichtleiters 2 austritt, vom Spiegelelement 3 reflektiert bzw. von einem entsprechenden Absorptionselement absorbiert. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass eintreffende Laserstrahlung durch die Schutzvorrichtung hindurch tritt und den dahinter liegenden Benutzer gefährdet.
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Das Spiegelelement 3 weist ebenfalls Öffnungen 30 auf, welche nach der Montage des Lichtleiters 2 an den Öffnungen 20 ausgerichtet sind, so dass sich ein durchgängiger Strahlengang durch die Schutzfilter 5 ergibt.
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Das Spiegelelement 3 kann einen optionalen Rand 33 aufweisen, welcher nach der Montage des Lichtleiters 2 an dessen Außenkante 23 anliegt. Hierdurch wird Licht, welches unerwünscht durch die Außenkante 23 des Lichtleiters 2 austritt, am Rand 33 reflektiert und in den Lichtleiter 2 zurückgeworfen.
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Schließlich zeigt das Spiegelelement 3 Eckverstärkungen 34. In den Eckverstärkungen 34 sind Innengewinde 35 angeordnet, mit welchen die Bestandteile der Schutzvorrichtung verschraubt werden können.
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Schließlich weist die Fassung eine Frontblende 4 auf. Die Frontblende 4 weist ebenfalls eine der Laserlichtquelle zugewandte Vorderseite 41 und eine in 1 nicht sichtbare Rückseite 42 auf. Die Frontblende 4 hat eine Außenkontur, welche in etwa der Außenkontur des Spiegelelementes 3 entspricht. Die Frontblende 4 weist eine Ausnehmung 40 auf, welche größer ist als die Ausnehmungen 20 und 30. Hierdurch bleibt eine Teilfläche der Vorderseite 21 des Lichtleiters 2 von der Frontblende 4 unbedeckt, so dass diese Teilfläche als Lichteintrittsfläche für den Nachweis eintreffender Laserstrahlung verwendbar ist.
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Weiterhin weist die Frontblende 4 Montagebohrungen 45 auf. In die Montagebohrungen 45 können zugeordnete Schrauben 46 eingeführt werden, um die Endmontage der dreiteiligen Fassung und der Schutzfilter 5 durchzuführen.
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Wie 2 weiter zeigt, sind Datenkabel 65 aus der Fassung herausgeführt, welche die Signale der Detektoren 6 zu einer Auswerteschaltung leiten. Weiterhin sind Anschlüsse 55 vorgesehen, mit welchen den Schutzfiltern 5 eine Betriebs- und/oder Steuerspannung zugeführt werden kann, um die Schutzfilter von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand zu schalten.
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3 zeigt nochmals die Ansicht auf die Außenkante 23 des Lichtleiters 2. Die Vorderseite 21 liegt der Rückseite 22 gegenüber. An zwei gegenüberliegenden Seitenkanten sind keilförmige Abschnitte 25 angeformt. Diese begrenzen je eine Lichtaustrittsfläche 26, so dass der Lichtleiter 2 Licht in zwei getrennte Detektoren einkoppeln kann. Durch die redundante Erfassung eintreffender Laserstrahlung kann eine höhere Zuverlässigkeit der Schutzvorrichtung erreicht werden.
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4 zeigt nochmals einen Ausschnitt aus dem Querschnitt durch den Lichtleiter 2. 4 zeigt wiederum einen keilförmigen Abschnitt 25 am Rand des Lichtleiters 2. Dieser begrenzt eine Lichtaustrittsfläche 26. Die Lichteintrittsfläche 61 des Detektors 6 liegt an der Lichtaustrittsfläche 26 an.
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Der Detektor 6 kann eine Photodiode, eine Mehrzahl von Photodioden oder einen ortsauflösenden CCD-Detektor enthalten. Hierdurch können Interferenzmuster erkannt werden, so dass eine Unterscheidung von Laserlichtquellen und anderen, inkohärenten intensiven Lichtquellen möglich ist.
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Weiterhin zeigt 4 Streuzentren 27 und 28, welche verhindern, dass Laserstrahlung vom Detektor 6 unerkannt bleibt, wenn diese durch die Vorderseite 21 eintritt und durch die Rückseite 22 austritt. 6 erläutert dabei die Wirkung von Streuzentren 28 im Volumen des Lichtleiters 2.
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In 6 ist schematisch eine Laserlichtquelle 7 dargestellt, welches Laserlicht 70 aussendet. Der Lichtstrahl 70 fällt auf ein Streuzentrum 28 und wird von diesem zumindest in den der Laserlichtquelle 7 gegenüberliegenden Halbraum gestreut. Exemplarisch sind zwei Lichtstrahlen 71 und 72 gezeigt. Der Lichtstrahl 71 wird in etwa 90° zur Einfallsrichtung gestreut, so dass dieser die Lichtaustrittsfläche 26 des Lichtleiters 2 in gerader Linie verlassen kann. Der Lichtstrahl 72 wird in etwa 60° zur Einfallsrichtung 7 gestreut und erfährt daher an der Rückseite 22 des Lichtleiters 2 eine Totalreflexion. Der reflektierte Lichtstrahl verlässt den Lichtleiter 2 ebenfalls über die Lichtaustrittsfläche 26 und kann dort von einem nicht dargestellten Detektor 6 erfasst werden oder vor der Erfassung interferieren.
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In gleicher Weise kann Licht an den weiteren in 6 dargestellten Streuzentren 28 gestreut werden, so dass an der Lichtaustrittsfläche 26 eine hinreichende Intensität zum Nachweis der Laserstrahlung 70 vorhanden ist.
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In gleicher Weise wie anhand von 6 für Streuzentren 28 im Volumen des Lichtleiters 2 erläutert, kann Licht an einer Oberflächenstrukturierung 27 gestreut werden. Auch das an der Oberflächenstrukturierung gestreute Licht kann in Richtung der Lichtaustrittsfläche 26 abgelenkt und dort vom Detektor 6 nachgewiesen werden.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Lichtleiters 2 mit einer Vorderseite 21 und einer Rückseite 22. Der Lichtleiter 2 gemäß 5 weist jedoch keine keilförmigen Abschnitte 25 auf, so dass die Lichtaustrittsfläche 26 in etwa orthogonal auf der Vorder- und Rückseite 21 und 22 steht.
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Anhand der 7 und 8 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Gleiche Bestandteile der Erfindung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sich die nachfolgende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränkt. 7 zeigt eine Ansicht der Schutzvorrichtung und 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A.
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Wie aus 7 ersichtlich ist, weist die Schutzvorrichtung im Wesentlichen die Form einer handelsüblichen Brille auf. Anstelle der üblicherweise zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit verwendeten Brillengläser sind Schutzfilter 5 eingesetzt wie vorstehend erläutert. Die Schutzvorrichtung 1 kann wie eine an sich bekannte Brille mittels Bügeln 37 am Kopf des Benutzers gehalten werden.
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Die Brillenfassung, welche die Schutzfilter 5 aufnimmt, besteht im Wesentlichen aus einem Lichtleiter 2, welcher die Schutzfilter 5 umgibt. An zumindest einer Stelle des Lichtleiters 2 ist ein Detektor 6 angeordnet, um das im Lichtleiter 2 geführte Licht nachzuweisen.
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Wie aus 8 ersichtlich ist, ist der Lichtleiter 2 im Wesentlichen aus transparentem Kunststoff gefertigt. Um zu verhindern, dass Laserstrahlung auf der Rückseite 22 austritt und dem Benutzer gefährdet, ist eine spiegelnde oder absorbierende Beschichtung 39 vorgesehen, welche auf zumindest einer Teilfläche der Rückseite 22 durch Sputtern, Aufdampfen, Drucken oder Bekleben aufgebracht wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Beschichtung 39 auch die Seitenkante 23 bedecken.
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Die Vorderseite 21 des Lichtleiters 2 ist mit einer Oberflächenstrukturierung 27 versehen, wie bereits vorstehend erläutert wurde. Die Oberflächenstrukturierung 27 kann beispielsweise durch Sandstrahlen, Bürsten der Schleifen eingebracht werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Oberflächenstrukturierung 27 auch durch eine entsprechend ausgebildete Oberfläche eines Spritzgusswerkzeuges erzeugt werden. Auch wenn Streuzentren 28 im Volumen des Lichtleiters 2 in 8 nicht dargestellt sind, können solche selbstverständlich auch in dieser Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein.
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Die in 7 dargestellte Ausführungsform erlaubt eine besonders einfache Handhabung der Schutzvorichtung. Gleichzeitig ist diese Ausführungsform aufgrund der wenigen mechanischen Teile besonders robust.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Merkmale aus unterschiedlichen, vorstehend detailliert beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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