DE102016009364B4

DE102016009364B4 - Kopfschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE102016009364B4
Application number: DE102016009364.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Franz; Stefan MORLEY; Livio Fornasiero
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2019-09-12
Anticipated expiration: 2036-08-04
Also published as: US10423242B2; CN107684167B; US20180039342A1; CN107684167A; DE102016009364A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopfschutzvorrichtung, aufweisend eine Entfernungsmessvorrichtung mit einer räumlichen Richtcharakteristik, eine Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung sowie wenigstens eine Steuereinheit, wobei die Entfernungsmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Entfernungsinformation bezogen auf einen Fokussierungsbereich der räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit bereitzustellen, wobei die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung ausgebildet ist, einen Lichtstrahl in Richtung des Fokussierungsbereiches zu erzeugen und wobei die Steuereinheit in einem ersten Betriebsmodus auf Basis der Entfernungsinformation ein Steuersignal an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung bereitstellt, welches eine Anforderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz des Lichtstrahls in Abhängigkeit der Entfernungsinformation indiziert.

Description

Einsatzkräfte, wie beispielsweise Feuerwehrleute, haben vielfach bei Einsätzen in verrauchten oder verstaubten Räumen nur eine begrenzte bzw. eingeschränkte Möglichkeit zur räumlichen Orientierung aufgrund ggf. eingeschränkter Sichtverhältnisse. Häufig kommt es in Einsatzräumen für Einsatzkräfte auch vor, dass eine erhöhte Luftfeuchte in Form von Nebel oder Sprühwasser auftritt, welches ebenfalls die Sichtverhältnisse einschränken kann.
Zu vermeiden ist es insbesondere, dass eine Einsatzkraft mit ihrem Körper, insbesondere ihrem Kopf, mit einem Gegenstand bzw. Objekt kollidiert. Häufig erfolgt eine räumliche Orientierung dadurch, dass die Einsatzkräfte ihre Hände für ein Vorantasten im Einsatzraum verwenden, wobei hierbei die Reichweite der Detektion von Objekten aufgrund der Armlänge begrenzt ist.
Bekannt sind sogenannte Wärmebildkameras, welche durch eine Einsatzkraft in der Hand gehalten werden kann und deren Anzeigeeinheit durch die Einsatzkraft betrachtet werden kann, um dann in dem Anzeigebereich eine Information über eine Wärmeverteilung in dem Einsatzraum zu gewinnen.
Bekannt ist ferner eine Lösung eines Helms, bei welchem anhand von Ultraschallsensoren ein oder mehrere Abstände gemessen werden und wobei - ein Maß für einen Abstand mithilfe von Vibrationen an der Innenseite des Helms dem Nutzer des Helms indiziert wird. Diese Lösung ist bekannt aus http://www.sheffield.ac.uk/news/nr/sensory-helmet-for-fire-fighters-1.265758. Nachteilig ist es hierbei, dass eine taktile Wahrnehmung des Nutzers des Helmes erforderlich ist, wodurch in bestimmten Situationen ein gewisses Maß an Stress überstiegen werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopfschutzvorrichtung für Einsatzkräfte bereitzustellen, welche eine Information bezogen auf eine Entfernung zwischen der Kopfschutzvorrichtung und einem Objekt in solcher Weise dem Nutzer dargeboten wird, dass ein bestimmtes Maß an Stress für den Nutzer nicht überschritten wird.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Vorgeschlagen wird eine Kopfschutzvorrichtung, aufweisend eine Entfernungsmessvorrichtung mit einer räumlichen Richtcharakteristik, eine Lichtstrahlerzeugungsvörrichtung sowie wenigstens eine Steuereinheit, wobei die Entfernungsmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Entfernungsinformation bezogen auf einen Fokussierungsbereich der räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit bereitzustellen, wobei die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung ausgebildet ist, einen Lichtstrahl in Richtung des Fokussierungsbereiches zu erzeugen und wobei die Steuereinheit in einem ersten Betriebsmodus auf Basis der Entfernungsinformation ein Steuersignal an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung bereitstellt, welches eine Anforderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz des Lichtstrahls in Abhängigkeit der Entfernungsinformation indiziert. Die Lichtstrahlerzeugungseinheit moduliert die Helligkeit des Lichtstrahls in Abhängigkeit der indizierten Helligkeitsmodulationsfrequenz.
Die erfindungsgemäße Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da die durch die Entfernungsmessvorrichtung ermittelte Entfernungsinformation dem Nutzer eben nicht mittels taktiler Wahrnehmung dargeboten wird, sondern mittels einer Änderung der Helligkeitsmodulationsfrequenz, sodass eben nur die Helligkeitsintensität des Lichtstrahls sich in Abhängigkeit der Entfernungsinformation verändert, aber keine weitere zusätzliche optische Information wie z.B.eine taktile Information durch den Nutzer wahrgenommen werden muss. Hierdurch wird eine Stressbelastung des Nutzers vermieden bzw. minimiert.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit der Kopfschutzvorrichtung ausgestaltet, in dem Fall, dass die Entfernungsinformation für eine vorgegebene Zeitdauer durchgehend einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, ein Steuersignal an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da es hierdurch möglich ist, mittels eines Vorhaltens der Hand vor die Entfernungsmessvorrichtung in einer vorgegebenen Entfernung für die vorgegebene Zeitdauer die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung automatisiert auszuschalten. Der Nutzer muss also keinen Druckschalter und/oder Taster drücken, welches insbesondere daher für Einsatzkräfte ungünstig wäre, da diese häufig Schutzhandschuhe tragen und somit Druckschalter und/oder Taster zum Abschalten der Strahlerzeugungsvorrichtung nur schlecht mit den Fingern bedienen können.
Vorzugsweise ist das Steuersignal der Kopfschutzvorrichtung ein erstes Steuersignal und ferner weist die Kopfschutzvorrichtung wenigstens einen Beschleunigungs- oder Drehratensensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Beschleunigungs- oder eine Drehrateninformation bezogen auf eine horizontale Rotation der Kopfschutzvorrichtung an die Steuereinheit bereitzustellen, sowie ferner eine Anzeigeeinheit mit einem zweidimensionalen Anzeigebereich, wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebsmodus auf Basis der Beschleunigungs- oder Drehrateninformation eine Rotationsausrichtungsinformation zu ermitteln, welche eine horizontale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung indiziert, die horizontale Rotationsausrichtungsinformation zu der Entfernungsinformation in eine zeitliche Beziehung zu setzen und ein zweites Steuersignal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereichs in Abhängigkeit der Entfernungsinformation und der horizontalen Rotatiönsausrichtungsinformation indiziert. Die Anzeigeeinheit nimmt eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereichs v in Abhängigkeit des zweiten Steuersignals vor.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da eben nicht nur eine aktuelle Entfernungsinformation in Relation zu einer aktuellen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung mittels des Lichtstrahls bzw. seiner Helligkeitsmodulationsfrequenz dem Benutzer indiziert wird, sondern es werden ferner bereits erfasste Entfernungsinformationen in Relation zu erfassten horizontalen Rotationsausrichtungsinformationen in zeitliche Beziehung gesetzt und vorgehalten, sodass dann dem Nutzer in dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit diese bereits erfassten Entfernungsinformationen und Rotationsausrichtungsinformationen durch Veränderung einer Helligkeit und/oder einer Farbe eines Teilbereiches dargeboten werden können. Je mehr der Nutzer eine horizontale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung und damit eben auch der Entfernungsmessvorrichtung vornimmt, umso mehr Entfernungsinformationen in, Relation zu entsprechenden Rotations-ausrichtungsinformationen werden gewonnen, , sodass diese Informationen nicht eben nur zu einem aktuellen Zeitpunkt der Informationserfassung sondern auch zu späteren Zeitpunkten auf der Anzeigeeinheit in dem Anzeigebereich dem Nutzer dargeboten werden.
Vorzugsweise weist die Kopfschutzvorrichtung eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, dann in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dieses wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dann in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Absolutwert einer Differenz zweier horizontaler Rotationsausrichtungsinformationswerte innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da es durch Herbeiführen einer schnellen Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung, beispielsweise durch eine sogenannte Geste des Kopfschüttelns, möglich ist, in automatisierter Weise von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, um die Anzeigeeinheit zu aktivieren. Möchte ein Nutzer also zunächst in dem ersten Betriebsmodus Entfernungsinformationen lediglich durch eine Änderung der Helligkeitsmodulationsfrequenz des Lichtstrahls dargeboten bekommen, aber dann zu einem späteren Zeitpunkt verschiedene Entfernungsinformationen in Relation zu verschiedenen horizontalen Rotationsausrichtungsinformationen auf der Anzeigeeinheit dargeboten bekommen, so ist es hierfür nicht notwendig, dass der Nutzer einen Schalter oder Taster mit seinen Händen bzw. Fingern bedient, sondern er kann in einfacher Weise durch die Geste des Kopfschüttelns von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus wechseln.
Vorzugsweise weist die Kopfschutzvorrichtung einen Anzeigebereich auf, wobei der Anzeigebereich eine den Anzeigebereich in zwei gleichgroße Teilbereiche aufteilende Symmetrieachse aufweist, und wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, in dem zweiten Betriebsmodus eine unmittelbar nach dem Überschreiten vorliegende aktuelle horizontale , Rotationsausrichtungsinformation zu detektieren und eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl eines auf der Symmetrieachse liegenden Teilbereiches in Abhängigkeit einer der aktuellen horizontalen Rotationsausrichtungsinformation zugeordneten Entfernungs-information zu wählen.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da bei Aktivierung des zweiten Betriebsmodus jene Entfernungsinformation mit jener horizontalen Rotationsausrichtungsinformation entlang der Symmetrieachse des Anzeigebereiches dargestellt wird, welche unmittelbar bei oder nach Aktivierung des zweiten Betriebsmodus erfasst bzw. ermittelt wurde. Hierdurch wird der Anzeigebereich korrespondierend zu jenen Raumbereichen in zwei gleichgroße Teilbereiche ausrichtet, welche als Raumbereiche sich links bzw. rechts zu seiner Blickrichtung im Moment der Aktivierung des zweiten Betriebsmodus befinden.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgebildet, dass die mittels des zweiten Steuersignals angeforderte Helligkeitswahl und/oder die mittels des zweiten Steuersignals angeforderte Farbwahl sich in Abhängigkeit einer fortlaufenden Zeit ändert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da die Wahl der Helligkeit und/oder die Farbwahl der Teilbereiche des Anzeigebereiches zur Darstellung von vergangenen Entfernungsinformationen in Relation zu vergangenen horizontalen Rotationsausrichtungsinformationen nicht für eine unbegrenzte Zeitdauer in dem Anzeigebereich dargestellt werden. Stattdessen werden aufgrund der Abhängigkeit von der fortlaufenden Zeit Teilbereiche mit einer verminderten Helligkeit und/oder einer sich ändernden Farbwahl weniger dominant in dem Anzeigebereich dargestellt. Dem Nutzer werden also hiermit nach einer abgelaufenen Dauer nur noch solche Entfernungsinformationen in Relation zu horizontalen Rotationsausrichtungsinformationen dargeboten, welche innerhalb eines geradeerst vergangenen Zeitfensters gewonnen würden. Ältere, möglicherweise nicht mehr relevante Informationen werden dann nicht mehr zur Kennzeichnung von Teilbereichen des Anzeigebereiches berücksichtigt. Hierdurch wird es möglich, dass der Nutzer nach einer ersten Erfassung von Entfernungsinformationen in Relation zu horizontalen Rotationsausrichtungs-informationen und dem Anzeigen dieser Informationen in dem Anzeigebereich dann später seine Position im Einsatzraum ändern kann und dann durch erneute Variation der horizontalen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung neue Entfernungsinformationen in Relation zu neuen horizontalen Rotations-ausrichtungsinformationen gewinnen kann, wobei eben, in automatisierter Weise die älteren, zurückliegenden Entfernungsinformationen nicht mehr zur Kennzeichnung der Teilbereiche des Anzeigebereiches herangezogen werden sondern nur die neu gewonnenen Entfernungsinformationen.
Vorzugsweise ist die räumliche Richtcharakteristik eine erste räumliche Richtcharakteristik, wobei die Kopfschutzvorrichtung ferner eine Temperaturmessvorrichtung mit einer zweiten räumlichen Richtcharakteristik aufweist, wobei die Temperaturmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Temperaturinformation bezogen auf einen Fokussierungsbereich der zweiten räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit bereitzustellen, wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, die Temperaturinformation zu der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation in eine zeitliche Beziehung zu setzen und das zweite Steuersignal so zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereichs in Abhängigkeit der Temperaturinformation und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da nicht nur eine räumliche Lage von Objekten mittels einer Kennzeichnung von Teilbereichen in dem Anzeigebereich dem Nutzer als Information dargeboten wird, sondern dass auch eine Temperaturinformation bezogen auf die Objekte, welche mittels der gekennzeichneten Teilbereiche in dem Anzeigebereich dargestellt werden, für den Nutzer zugänglich ist.
Vorzugsweise ist die räumliche Richtcharakteristik eine erste räumliche Richtcharakteristik, wobei die Kopfschutzvorrichtung ferner eine Temperaturmessvorrichtung mit einer zweiten räumlichen Richtcharakteristik aufweist, wobei die Temperaturmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Temperaturinformation bezogen auf einen Fokussierungsbereich der zweiten räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit bereitzustellen, wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, auf Basis der Temperaturinformation das Steuersignal so zu wählen, dass das Steuersignal ferner eine Anforderung einer Farbwahl des Lichtstrahls in Abhängigkeit der Temperaturinformation indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da eine Information über eine Temperatur im Bereich der gemessenen Entfernung dem Nutzer gleichzeitig mit der Entfernungsinformation selber dargeboten werden kann, wobei die Entfernungsinformation die Helligkeitsmodulationsfrequenz des Lichtstrahls beeinflusst und die Information bezogen auf die gewonnene. Temperatur gleichzeitig durch die Farbwahl des Lichtstrahls dem Nutzer angezeigt werden kann.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgebildet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das Steuersignal eine Anforderung zur Darstellung eines vorgegebenen zweidimensionalen geometrischen Elementes in Abhängigkeit der aktuellen Rotationsausrichtungsinformation indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da anhand des vorgegebenen zweidimensionalen geometrischen Elementes dem Nutzer in dem Anzeigebereich eine aktuelle horizontale oder vertikale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung bzw. seiner aktuellen Blickrichtung dargeboten werden kann.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgebildet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Entfernungsinformation auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen:
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da es für einen Nutzer der Kopfschutzvorrichtung als Einsatzkraft bzw. Feuerwehrmann möglicherweise nur von Interesse ist, Entfernungsinformationen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches bzw. ,einer maximalen Entfernung zu gewinnen. Hierdurch wird in automatisierter Weise der Anzeigebereich skaliert.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgebildet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, festzustellen, ob ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und bei Unterschreiten ein weiteres Steuersignal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit indiziert. Dieses wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, festzustellen, ob eine erste zeitliche Ableitung der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und bei Unterschreiten ein weiteres Steuersignal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit indiziert.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, da es für den Nutzer hierdurch möglich ist, während des zweiten Betriebsmodus die Anzeigeeinheit in automatisierter Weise dadurch abzuschalten, dass er mittels seines Kopfes die Kopfschutzvorrichtung für die vorgegebene Zeitdauer in einer Ruheposition hält und somit das Abschalten der Anzeigeeinheit direkt durch seine Kopfhaltung bewirken kann. Dadurch ist es nicht notwendig, dass der Nutzer die Anzeigeeinheit mittels seiner Hand bzw. eines Fingers an einem Taster oder Schalter abschaltet.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass der wenigstens eine Beschleunigungs- oder Drehratensensor ferner dazu ausgebildet ist, eine weitere Beschleunigungs- oder Drehrateninformation, bezogen auf eine vertikale Rotation der Kopfschutzvorrichtung an die Steuereinheit bereitzustellen, wobei die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet ist, in einem dritten Betriebsmodus auf Basis der weiteren Beschleunigungs- oder Drehrateninformation eine vertikale Rotationsausrichtungsinformation zu ermitteln die vertikale Rotationsausrichtungsinformation zu der Entfernungsinformation in eine zeitliche Beziehung zu setzen und das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereichs in Abhängigkeit der Entfernungsinformation und der vertikalen Rotationsausrichtungsinformation indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da es hierdurch ermöglicht wird, dass der Nutzer durch vertikales Verschwenken seines Kopfes im Form einer vertikalen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung Entfernungsinformationen und dazugehörige vertikalen Rotationsausrichtungsinformationen sammelt und diese ihm dann mittels einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereiches dargeboten werden.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dann in den dritten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der vertikalen Rotationsausrichtung innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dieses wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dann in den dritten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Absolutwert einer Differenz zweier vertikaler Rotationsäusrichtungsinformationswerte innerhalb einer. vorgegebenen maximalen Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da es dem Nutzer hierdurch ermöglicht wird, durch eine schnelle Änderung der vertikalen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung mittels einer Bewegung seines Kopfes von dem zweiten Betriebsmodus in den dritten Betriebsmodus zu wechseln. Dies kann beispielsweise durch eine sogenannte Geste des Nickens erfolgen.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist zu detektieren, ob die vertikale Rotationsausrichtungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und ob gleichzeitig die Entfernungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und bei Detektion das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert..
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da in dem Fall, dass der Nutzer die vertikale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung in einen unteren Bereich lenkt, dann, wenn gleichzeitig die Entfernungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, welches beispielsweise durch ein vor dem Nutzer im Bodenbereich befindliches Loch der Falls sein kann, der Nutzer mittels der optischen Warnung über das Vorhandensein des Loches im Bodenbereich informiert wird. Die optische Warnung wird vorzugsweise in dem Anzeigebereich der Anzeigeeinheit ausgegeben.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist zu detektieren, ob die Entfernungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und bei Detektion das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert.
Diese Ausgestaltung der Kopfschutzvorrichtung ist vorteilhaft, da beispielsweise ein Unterschreiten der Entfernungsinformation dadurch verursacht sein kann, dass sich in einem nahen Bereich vor der Kopfschutzvorrichtung und somit in einem nahen Bereich vor dem Kopf des Nutzers ein Objekt befindet, mit welchem der Nutzer möglicherweise kollidieren könnte. Hierüber wird der Nutzer mittels der optischen Warnung, welche vorzugsweise dem Anzeigebereich ausgegeben wird, informiert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kopfschutzvorrichtung,
2a die Kopfschutzvorrichtung in einer Aufsicht eines Einsatzbereiches,
2b eine erste Variante eines Anzeigebereiches,
2c eine zweite Variante eines Anzeigebereiches,
3a ein Unterschreiten eines Schwellenwertes durch eine Entfernungsinformation,
3b, 3c Verläufe horizontaler Rotationsausrichturigsinformationen,
3d einen Verlauf einer vertikalen Rotationsausrichtungsinformation,
4 eine dritte Variante eines Anzeigebereiches,
5a eine Kennlinie für eine Änderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz in Abhängigkeit einer Entfernungsinformation,
5b Amplituden bzw. Helligkeitswerte, welche mittels einer Modulationsfrequenz moduliert werden.

1 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kopfschutzvorrichtung K.
Die Kopfschutzvorrichtung K weist eine Entfernungsmessvorrichtung E auf, welche eine räumliche Richtcharakteristik besitzt. Die Richtcharakteristik ist dargestellt mittels eines Fokussierungsbereiches FB1 dieser Richtcharakteristik. Die Entfernungsmessvorrichtung E ist ausgebildet, eine Entfernungsinformation bezogen auf den Fokussierungsbereich FB1 zu bestimmen. Die Entfernungsinformation EI wird von der Entfernungsmessvorrichtung E an eine Steuereinheit SE bereitgestellt.
Die Entfernungsmessvorrichtung E ist vorzugsweise eine Abstandsmesseinheit basierend auf Ultraschalltechnologie oder basierend auf Radartechnologie. Die Entfernungsmessvorrichtung E erfasst also bezogen auf den Fokussierungsbereich FB1 der Entfernungsmessvorrichtung E eine Entfernung zu einem in dem Fokussierungsbereich FB1 befindlichen Objekt. Dieses wird als entsprechende Entfernungsinformation EI durch die Vorrichtung E bereitgestellt.
Die Kopfschutzvorrichtung K weist ferner eine Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L auf. Die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L ist ausgebildet, einen Lichtstrahl LS zu erzeugen. Die Entfernungsmessvorrichtung E und die Lichtstrahlerzeugungseinheit L sind in der Weise an der Kopfschutzvorrichtung K befestigt bzw. positioniert, dass der Lichtstrahl LS der , Lichtstrahlerzeugungsvörrichtung L in Richtung des Fokussierungsbereiches FB1 der Entfernungsmessvorrichtung E gerichtet ist. Vorzugsweise ist die LichtstrahlerzeugungseinheitL direkt an der Entfernungsmessvorrichtung E so befestigt bzw. positioniert, dass der Lichtstrahl LS der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L in Richtung des Fokussierungsbereiches FB1 der Entfernungsmessvorrichtung E gerichtet ist.
In einem ersten Betriebsmodus verwendet die Steuereinheit SE die Entfernungsinformation EI, um auf Basis dieser Information, EI ein Steuersignal S1 an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L bereitzustellen. Die Steuereinheit SE wählt in einem ersten Betriebsmodus das Steuersignal S1 derart, dass das Steuersignal S1 eine Anforderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz zur Modulation der Helligkeit bzw. Intensitätsamplitude des Lichtstrahls LS in Abhängigkeit der Entfernungsinformation EI indiziert.
Die Steuereinheit SE verwendet vorzugsweise eine in einer Speichereinheit MEM bereitgestellte Kennlinie KL, wie in 5a dargestellt. Die 5a zeigt die Kennlinie KL, gemäß derer die Helligkeitsmodulationsfrequenz f in Abhängigkeit der Entfernungsinformation EI gewählt wird. Verringert sich die Entfernungsinformation EI, so erhöht sich die Helligkeitsmodulationsfrequenz f, vorzugsweise wenigstens innerhalb eines bestimmten Wertebereiches WB.
Die 5b zeigt hierzu eine Amplitude AM bzw. eine Intensität des Lichtstrahls über der Zeit t, wobei die Amplitude AM in Abhängigkeit der Helligkeitsmodulationsfrequenz f moduliert wird. Wird die Helligkeitsmodulationsfrequenz f erhöht, da beispielsweise die Entfernungsinformation EI aus 5a sich verringert, so resultiert dies in einer Erhöhung der Helligkeitsmodulationsfrequenz bzw. Blinkfrequenz des Lichtstrahls.
Die 2a zeigt eine Aufsicht auf einen Einsatzbereich EB, in welchem sich die Kopfschutzvorrichtung K befindet. Die Entfernungsmessvorrichtung und die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung sind nicht explizit in der 2a eingezeichnet. Es findet sich jedoch der Fokussierungsbereich FB1 der Entfernungsmessvorrichtung in der 2a. Der Lichtstrahl LS zeigt in Richtung des Fokussierungsbereiches FB1. Eine Entfernung bzw. eine Entfernungsinformation, welche durch die Entfernungsmessvorrichtung bezogen auf den Fokussierungsbereich FB1 dadurch ermittelt wird, dass ein in der Entfernung befindliches Objekt O1 detektiert wird, wird dann durch die Wahl des Steuersignals mittels der Steuereinheit in eine Änderung der Helligkeitsmodulationsfrequenz des Lichtstrahls LS umgesetzt, vorzugsweise durch Verwendung der Kennlinie KL der 5a.
Würde in dem ersten Betriebsmodus der Nutzer die Kopfschutzvorrichtung K horizontal rotieren, sodass der Fokussierungsbereich FB1 das Objekt O2 erfassen würde, so würde hierzu eine andere Entfernungsinformation als zu dem Objekt O1 ermittelt und bereitgestellt werden, da sich das Objekt O2 weiter von der Kopfschutzvorrichtung K befindet als das Objekt O1. Dann würde also die Helligkeitsmodulationsfrequenz f gegenüber dem Detektionsfall des Objektes O1 verringert werden.
Die 3a zeigt einen möglichen Verlauf der Entfernungsinformation EI über der Zeit t. Zwischen zwei Zeitpunkten t1 und t2 ist ein vorgegebener Zeitraum T1 eingezeichnet. Für diesen vorgegebenen Zeitraum T1 unterschreitet die Entfernungsinformation. EI durchgehend einen vorgegebenen Schwellenwert SW1. Die Steuereinheit stellt daher gemäß der 1 ein Steuersignal S4 an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L bereit, welches eine Anforderung zum Abschalten der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung indiziert.
Dieses Abschalten der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L kann durch den Nutzer beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, dass er seine Hand dauerhaft vor die Entfernungsmessvorrichtung E für den Zeitraum T1 hält, sodass das Unterschreiten des Schwellenwertes SW1 durch die Entfernungsinformation EI herbeigeführt wird. Der Nutzer muss also keinen Schalter oder Taster drücken, um die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung in automatisierter Weise abzuschalten.
Gemäß der 1 weist die Kopfschutzvorrichtung K vorzugsweise einen oder mehrere Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren SEN auf. DerSensor SEN ist ausgebildet, eine Beschleunigungs- oder eine Drehrateninformation B1 bezogen auf eine horizontale Rotation HR der Kopfschutzvorrichtung K um eine Rotationsachse HRA einer horizontalen Rotation zu ermitteln und an die Steuereinheit SE bereitzustellen.
Ferner weist die Kopfschutzvorrichtung K vorzugsweise eine Anzeigeeinheit AE auf, welche einen zweidimensionalen Anzeigebereich AB besitzt. Vorzugsweise ist die Anzeigeeinheit AE mittels einer Befestigungseinheit BE an der Kopfschutzvorrichtung K befestigt. Vorzugsweise befindet sich aufgrund der Befestigung BE sich die Anzeigeeinheit AE mit ihrem Anzeigebereich AB in einem Sichtfeld eines einzelnen Auges oder beider Augen des Benutzers. Hierdurch kann der Nutzer in einfacher Weise den Anzeigebereich AB wahrnehmen. In dem Fall, dass der Anzeigebereich im Wesentlichen nur innerhalb des Sichtfeldes eines einzelnen Auges wahrnehmbar ist, kann der Nutzer das andere Auge zur Wahrnehmung des vor ihm befindlichen Einsatzbereiches ohne Einschränkung nutzen.
Iin einem zweiten Betriebsmodus ermittelt die Steuereinheit SE auf Basis der Beschleunigungs- oder Drehrateninformation B1 eine horizontale Rotationsausrichtungsinformation RI1. Diese horizontale Rotationsausrichtungsinformation-RI1 indiziert eine horizontale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung K um die Rotationsachse HRA der horizontalen Rotation.
Die Steuereinheit SE setzt ferner die horizontale Rotationsausrichtungsinformation RI1 in eine zeitliche Beziehung zu der Entfernungsinformation EI.
Die Steuereinheit SE stellt ein Steuersignal S2 an die Anzeigeeinheit AE bereit, welches eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereich AB in Abhängigkeit der. Entfernungsinformatiön und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation indiziert.
2b zeigt hierzu den Anzeigebereich AB, in welchem vorzugsweise mittels eines Symbols AK eine Position der Kopfschutzvorrichtung indiziert wird.
In Abhängigkeit gewonnener Entfernungsinformationen und gewonnener horizontaler Rotationsausrichtungsinformationen, welche beispielsweise bezogen auf die Objekte O1, O2 und O3 der 2a gewonnen wurden, wird eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl von entsprechenden Teilbereichen TB1, TB2, TB3 in dem Anzeigebereich ABvorgenommen. Dem Nutzer wird also durch diese Darstellung in dem Anzeigebereich AB eine Information dargeboten, aus welcher er ableiten kann, in welcher horizontalen Rotationsausrichtung und in welcher Entfernung ein Objekt zu erwarten ist.
Vorzugsweise wird für eine aktuelle horizontale Rotationsausrichtung ART entlang einer entsprechend skizzierten Achse dem Nutzer indiziert, in welche Richtung die Kopfschutzvorrichtung momentan horizontal rotiert ist. Vorzugsweise wird dieses dadurch dem Nutzer angezeigt, dass in Richtung der aktuellen Rotationsausrichtung ART ein vorgegebenes geometrisches Element GE dargestellt wird.
Die Darstellung der 2b zeigt eine Wahl des Anzeigebereiches AB, bei welchem das in dem Bereich AB dargestellte Bild aufgrund einer horizontalen Rotationsänderung der Kopfschutzvorrichtung der Bildbereich nicht rotiert wird. Wird die Darstellung in dem Anzeigebereich AB wie gemäß der 2b dargestellt gewählt, so lässt sich der Anzeigebereich AB anhand einer Symmetrieachse SY in zwei gleich große Teilbereiche TBA, TBB aufteilen.
Die 2c zeigt eine Wahl des Anzeigebereichs AB1, bei welcher eine Darstellung von Entfernungsinformationen bezogen auf eine aktuelle Rotationsausrichtung ART1 der Kopfschutzvorrichtung K immer entlang einer Symmetrieachse SY erfolgt, sodass andere Entfernungsinformationen und dazugehörige horizontale Rotationsausrichtungsinformation derart dargestellt werden, dass die Teilbereiche TB1, TB2, TB3 der 2B als gegenüber der Symmetrieachse SY rotierte Teilbereiche TB11, TB21, TB31 in dem Anzeigebereich AB1 dargestellt werden. Dieses entspricht einer Darstellung der sogenannten Augmented Reality.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dann in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dieses wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dann in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Absolutwert einer Differenz zweier horizontaler Rotationsaüsrichtungsinformationswerte innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
3b zeigt hierzu einen möglichen Verlauf der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation RI1 über der Zeit t.
Zwei horizontale Rotationsausrichtungsinformationswerte RI1W2, RI1W1 innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer T2 resultieren in einem Absolutwert ihrer Differenz, welcher einen vorgegebenen Schwellenwert SW2 überschreitet. Dieses Überschreiten kann beispielsweise mittels der Beziehung $| R I 1 W 2 (t 2) - R I 1 W 2 (t 1) | > S W 2$
festgestellt werden.
Im Falle des Überschreitens des Schwellenwertes durch den Absolutwert der zeitlichen Differenz der beiden horizontalen Rotationsausrichtungsinformationswerte RI1W2, RI1W1 innerhalb der vorgegebenen maximalen Zeitdauer T2 wechselt die Steuereinheit automatisch in den zweiten Betriebsmodus. Dieses ist vorteilhaft, da durch ein sogenanntes Kopfschütteln ein schneller Anstieg oder aber ein schneller Abfall der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation, durch den Nutzer herbeigeführt werden kann, um dann automatisiert in den zweiten Betriebsmodus zur Verwendung der Anzeigeeinheit zu gelangen. Vorzugsweise wird bei dem Wechsel in den zweiten Betriebsmodus durch die Steuereinheit ein Steuersignal S3, wie in der 1 gezeigt, bereitgestellt, welches eine Anforderung zum Einschalten bzw. Aktivieren der Anzeigeeinheit AE indiziert.
Wie zuvor erläutert, lässt sich der Anzeigebereich AB aus 2b anhand einer Symmetrieachse SY in zwei gleich große Teilbereiche TBA, TBB aufteilen, Wechselt die Steuereinheit in den zweiten Betriebsmodus, so detektiert sie unmittelbar nach dem Überschreiten des Schwellenwertes SW2 bzw. bei Wechsel in den zweiten Betriebsmodus eine vorliegende aktuelle horizontale Rotationsausrichtungsinformation zusammen mit einer der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation zugeordneten Entfernungsinformation. Eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl eines auf der Symmetrieachse liegenden Teilbereiches, gemäß 2b der Teilbereich TB1, wird dann in Abhängigkeit dieser aktuellen horizontalen Rotationsausrichtungsinformation und der dazu zugeordneten Entfernungsinformation gewählt. Dieses ist vorteilhaft, da bei Aktivieren des zweiten Betriebsmodus, vorzugsweise durch die sogenannte Geste des Kopfschütteln durch den Nutzer, eine Darstellung in dem Anzeigebereich AB derart normiert wird, dass eine unmittelbar bei Wechsel in den zweiten Betriebsmodus bzw. direkt bei Ausführen der Geste des Kopfschüttelns detektierte Entfernungsinformationen immer entlang der Symmetrieachse SY dargestellt wird.
Die mittels des zweiten Steuersignals S2 angeforderte Helligkeitswahl und/oder die mittels des zweiten Steuersignals S2 angeforderte Farbwahl zur Darstellung der Teilbereiche TB1, TB2, TB3, TB11, TB21, TB31 erfolgt vorzugsweise derart, dass die Helligkeitswahl und/oder die Farbwahl sich in Abhängigkeit der fortlaufenden Zeit ändert. Hierdurch können, wie bereits zuvor erwähnt, zeitlich weiter zurückliegende Entfernungsinformationen aus dem Anzeigebereich AB, AB1 ausgeblendet werden..
Vorzugsweise weist ,die in der 1 dargestellte Kopfschutzvorrichtung K eine Temperaturmessvorrichtung TS mit einer räumlichen Richtcharakteristik FB2 auf. Diese Richtcharakteristik FB2 ist auch in der 2a bei Aufsicht auf den Einsatzbereich EB dargestellt. Die Temperaturmessvorrichtung TS ist vorzugsweise derart an der Kopfschutzvorrichtung K positioniert bzw. befestigt, dass die Fokussierungsbereiche FB1 und FB2 im Wesentlichen übereinstimmen bzw. eine gleiche räumliche Ausrichtung aufweisen.
Die Steuereinheit SE ist dazu ausgebildet, eine Temperaturinformation TI, welche durch die Temperaturmessvorrichtung TS, bereitgestellt wird, zu der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation in eine zeitliche Beziehung zu setzen.
Die Steuereinheit SE wählt,das zweite Steuersignal S2 so, dass das zweite Steuersignal S2 eine Anforderung einer Farbwahl der Teilbereiche TB1, TB2, TB3, TB11, TB22, TB31 in Abhängigkeit der Temperaturinformation TI und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation RI1 indiziert.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit SE dazu ausgebildet, auf Basis der Temperaturinformation TI das Steuersignal S1 so zu wählen, dass das Steuersignal S1 ferner eine Anforderung einer Farbwahl des Lichtstrahls in Abhängigkeit der Temperaturinformation TI indiziert.
Hierdurch wird eine Veränderung der Farbe des Lichtstrahls abhängig von einer in dem Fokussierungsbereich FB2 der Temperaturmessvorrichtung TS befindlichen Temperatur gewählt.
Vorzugsweise begrenzt die Steuereinheit SE die Entfernungsinformation EI auf einen vorgegebenen Maximalwert. Hierdurch wird erreicht, dass nur solche Entfernungsinformationen EI in Betracht gezogen werden, welche eine für den Einsatzbereich EB sinnvolle Entfernung darstellen.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit SE dazu ausgebildet, festzustellen, ob ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und bei Unterschreiten ein weiteres Steuersignal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit indiziert. Dieses wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Steuereinheit SE dazu ausgebildet ist, festzustellen, ob eine erste Ableitung der horizontalen Rotationsausrichturigsinformation innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und bei Unterschreiten ein weiteres Steuersignal an die Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit (AE) indiziert. Hierzu zeigt die 3c einen möglichen Verlauf der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation RI1, bei welcher die zwei Werte RI1W4 und RI1W3 sowie dazwischen liegende Werte derart gestaltet sind, dass die erste zeitliche Ableitung dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
Vorzugsweise wird dies anhand der Beziehung $\frac{d R I 1}{d t} < S W 3 \forall t \in T 3$
ermittelt.
Wird dieses Unterschreiten durch die Steuereinheit detektiert, so stellt die Steuereinheit SE ein weiteres Steuersignal S3 an die Anzeigeeinheit AE bereit, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit AE indiziert. Vorzugsweise stellt dann die Steuereinheit SE ferner auch ein Steuersignal S5 an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L bereit, welches eine Anforderung zum Abschalten der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung L indiziert.
Hierdurch wird es vorteilhaft ermöglicht, dass ein Nutzer durch ein Stillhalten des Kopfes und somit ein Verweilen der Kopfschutzvorrichtung in einer Ruheposition für den vorgegebenen Zeitraum T3 automatisiert die Anzeigeeinheit und/oder die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung ausschalten kann. Hierdurch wird dann eben vorzugsweise der zweite Betriebsmodus beendet. Vorzugsweise wird dann automatisiert in den ersten Betriebsmodus zurück gewechselt.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Beschleunigungs- oder Drehratensensor SEN aus 1 dazu ausgebildet, eine weitere Beschleunigungs- oder Drehrateninformation B2 bezogen auf eine vertikale Rotation VR der Kopfschutzvorrichtung K um eine Rotationsachse VRA einer vertikalen Rotation an die Steuereinheit SE bereitzustellen.
In einem dritten Betriebsmodus ist die Steuereinheit SE dazu ausgebildet, auf Basis der Information B2 eine vertikale Rotationsausrichtungsinformation RI2 zu ermitteln. Ferner setzt die Steuereinheit SE diese vertikale Rotationsausrichtungsinformation RI2 zu der Entfernungsinformation EI in eine zeitliche Beziehung.
Die Steuereinheit SE wählt dann in dem dritten Betriebsmodus das Steuersignal S2 derart, dass das Steuersignal S2 eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen des Anzeigebereiches in Abhängigkeit der Entfernungsinformation EI und einer Rotationsausrichtungsinformation RI2 indiziert.
Wie in der 4 dargestellt, wird dann in einem Anzeigebereich AB2 eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl der Teilbereiche TB41, TB42, TB43 in Abhängigkeit der Entfernungsinformation und der vertikalen Rotationsausrichtungsinformation vorgenommen. Vorzugsweise wird mittels eines Symbols AK2 eine Position der Kopfschutzvorrichtung indiziert.
Vorzugsweise wechselt die Steuereinheit SE automatisiert dann in den dritten Betriebsmodus, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der vertikalen Rotationsausrichtung innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Insbesondere wechselt die Steuereinheit SE automatisiert dann in den dritten Betriebsmodus, wenn ein Absolutwert einer zeitlichen Differenz zweier vertikaler Rotationsausrichtungsinformationswerte innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer T4 einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Hierzu zeigt die 3d einen Verlauf der vertikalen Rotationsausrichtungsinformation RI2. Die Rotationsausrichtungsinformationswerte RI2W2 und RI2W1 sind derart, dass der Absolutwert ihrer Differenz innerhalb der Zeitdauer T4 den vorgegebenen Schwellenwert SW4 überschreitet. Vorzugsweise wird dies durch die Beziehung $| R I 1 W 2 (t 2) - R I 2 W 1 (t 1) | > S W 4$
ermittelt.
Hierdurch kann der Nutzer also dadurch automatisiert in den dritten Betriebsmodus wechseln, dass er vorzugsweise mittels einer sogenannten Geste des Nickens eine schnelle Änderung der vertikalen Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung vornimmt, so dass er zum Erreichen des dritten Betriebsmodus keine Bedienung eines Tasters oder Schalters mittels seiner Hände oder seiner Finger vornehmen muss.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist zu detektieren, ob die vertikale Rotationsausrichtungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und ob gleichzeitig die Entfernungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und bei Detektion das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert.
Vorzugsweise ist die Kopfschutzvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist zu detektieren, ob die Entfernungsinformation einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und bei Detektion das zweite Steuersignal derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert.
Die hier offenbarte Erfindung kann auch durch einen Nachrüstsatz NR aus der Figur zur Befestigung an einer herkömmlichen Kopfschutzvorrichtung gegeben sein. Die Befestigung des Nachrüstsatzes an einer herkömmlichen Kopfschutzvorrichtung kann durch ein Befestigungselement wie eine Klemmverbindung, eine Schraubverbindung, eine Rastverbindung oder eine andere mechanische Verbindung hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Nachrüstsatz NR weist zumindest die hier offenbarte Entfernungsmessvorrichtung E, die Lichtstrahlerzeugungseinheit L sowie die Steuereinheit SE auf. Vorzugsweise weist der Nachrüstsatz NR ferner den Beschleunigungs- oder Drehratensensor -SE sowie die Anzeigeeinheit AE auf. Vorzugsweise weist der Nachrüstsatz NR ferner auch noch die Temperaturmessvorrichtung TS auf.
Die in der 1 gezeigte Steuereinheit SE kann als eine oder mehrere Steuer- und/oder Recheneinheiten realisiert sein.
Die Funktion der Steuereinheit SE kann durch entsprechende Hardware in Form eines Prozessors gegeben sein. Hierbei handelt es sich vorzugweise um Hardware, welche Software in Form von Programmcode ausführt. Ein Prozessor kann hierbei in Form eines Einzelprozessors oder eines Verbundes mehrerer Prozessoren realisiert sein. Der Ausdruck „Prozessor“ soll hierbei nicht ausschließlich als reine Hardware zur Ausführung von Software aufgefasst werden, sondern kann als ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein Application Specific Integrated Circuit (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder als eine andere Art von Hardwareimplementierung gegeben sein. Die erwähnte Konfiguration des Prozessors kann durch Einspielen von Software auf den Prozessor bei Herstellung des Prozessors erfolgen oder aber durch Auslieferung einer Kommunikationseinheit mit Prozessor und Beilegung eines Mediums mit einem Computerprogrammprodukt, welches dann auf den Prozessor aufgespielt werden kann.
Die Speichereinheit MEM ist vorzugsweise eine in die Steuereinheit SE integrierte Speichereinheit. Alternativ kann die Speichereinheit MEM eine von der Steuereinheit SE separate Speichereinheit sein, welche dann mit der Steuereinheit SE verbunden ist, um an die Steuereinheit SE in der Speichereinheit MEM abgelegte Daten, vorzugsweise die Kennlinie KL, bereitzustellen.
Bezugszeichenliste

AB, AB1, AB2: Anzeigebereich
AE: Anzeigeeinheit
AK, AK2: Symbol
AM: Amplitude
ART, ART1: Aktuelle Ausrichtung
ART, ART1: Aktuelle Rotation
B1, B2: Beschleunigungs- oder Drehrateninformation
E: Entfernungsmessvorrichtung
EB: Einsatzbereich
EI: Entfernungsinformation
f: Helligkeitsmodulationsfrequenz
FB1, FB2: Fokussierungsbereich
GE: Geometrisches Element
HR: Horizontale Rotation
HRA: Rotationsachse
K: Kopfschutzvorrichtung
KL: Kennlinie
L: Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung
LS: Lichtstrahl
MEM: Speichereinheit
O1, O2, O3: Objekt
RI1, RI2: Rotationsausrichtungsinformation
RI1W1, RI1W2, RI1W3, RI1W4, RI2W1, RI2W2: Rotationsausrichtungsinformationswert
S1, S2, S3: Steuersignal
SE: Steuereinheit
SEN: Beschleunigungs- oder Drehratensensor
SW1: Schwellenwert
SY: Symmetrieachse
T1, T2, T3, T4: vorgegebene Zeitdauer
TB1, TB2, TB3, TB11, TB21, TB31, TB41, TB42, TB43, TBA, TBB: Teilbereich
TI: Temperaturinformation
TS: Temperaturmessvorrichtung
VR: Vertikale Rotation
VRA: Rotationsachse
WB: Wertebereich

Claims

Kopfschutzvorrichtung (K), aufweisend - eine Entfernungsmessvorrichtung (E) mit einer räumlichen Richtcharakteristik, - eine Lichtsfrahlerzeugungsvorrichtung (L) - sowie wenigstens eine Steuereinheit (SE), wobei die Entfernungsmessvorrichtung (E) dazu ausgebildet ist, eine Entfernungsinformation (EI) bezogen auf einen Fokussierungsbereich (FB1) der räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (LS) in Richtung des Fokussierungsbereiches (FB1) zu erzeugen und wobei die Steuereinheit (SE) in einem ersten Betriebsmodus auf Basis der Entfernungsinformation (EI) ein Steuersignal (S1) an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) bereitstellt, welches eine Anforderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz (f) des Lichtstrahls (LS) in Abhängigkeit der Entfernungsinformation (EI) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, in dem Fall, dass die Entfernungsinformation (EI) für eine vorgegebene Zeitdauer (T1) durchgehend einen vorgegebenen Schwellenwert (SW1) unterschreitet, ein Steuersignal (S1) an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 1, wobei das Steuersignal (S1) ein erstes Steuersignal (S1) ist, ferner aufweisend - wenigstens einen Beschleunigungs- oder Drehratensensor (SEN), welcher ausgebildet ist, eine Beschleunigungs- oder eine Drehrateninformation (B1) bezogen auf eine horizontale Rotation - (HR) der Kopfschutzvorrichtung (K) an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, - sowie eine Anzeigeeinheit (AE) mit einem zweidimensionalen Anzeigebereich (AB, AB1, AB2), wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebsmodus auf Basis der Beschleunigungs- oder Drehrateninformation (B1) eine Rotationsausrichtungsinformation (RI1) zu ermitteln, welche eine horizontale Rotationsausrichtung der Kopfschutzvorrichtung (K) indiziert, - die horizontale Rotationsausrichtungsinformation (RI1) zu der Entfernungsinformation (EI) in eine zeitliche Beziehung zu setzen - und ein zweites Steuersignal (S2) an die Anzeigeeinheit (AE) bereitzustellen, welches eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen (TB1, TB2, TB3, TB11, TB21, TB31, TB41, TB42, TB43) des Anzeigebereichs (AB) in Abhängigkeit der Entfernungsinformation (EI) und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, - wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, dann in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.,
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 4, wobei der Anzeigebereich (AB) eine den Anzeigebereich (AB) in zwei gleichgroße Teilbereiche (TBA, TBA) aufteilende Symmetrieachse (SY) aufweist, und wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, in dem zweiten Betriebsmodus - eine unmittelbar nach dem Überschreiten vorliegende aktuelle horizontale Rotationsausrichtungsinformation zu detektieren und - eine Helligkeitswahl und/oder eine Farbwahl eines auf der. Symmetrieachse (SY) liegenden Teilbereiches (TB1) in Abhängigkeit einer der aktuellen horizontalen Rotationsausrichtungsinformation zugeordneten Entfernungsinformation (EI) zu wählen.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, wobei die mittels des zweiten Steuersignals (S2) angeforderte Helligkeitswahl und/oder die mittels des zweiten Steuersignals (S2) angeforderte Farbwahl sich in Abhängigkeit einer fortlaufenden Zeit ändert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, wobei die räumliche Richtcharakteristik eine erste räumliche Richtcharakteristik ist, ferner aufweisend eine Temperaturmessvorrichtung (TS) mit einer zweiten räumlichen Richtcharakteristik, wobei die Temperaturmessvorrichtung (TS) dazu ausgebildet ist, eine Temperaturinformation (TI) bezogen auf einen Fokussierungsbereich (FB2) der zweiten räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, - die Temperaturinformation (TI) zu der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) in eine zeitliche Beziehung zu setzen - und das zweite Steuersignal (S2) so zu wählen, dass das zweite` Steuersignal (S2) eine Anforderung einer Farbwahl von Teilbereichen (TB1, TB2, TB3) des Anzeigebereichs (AB, AB1, AB2) in Abhängigkeit der Temperaturinformation (TI) und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 1, wobei die räumliche Richtcharakteristik eine erste räumliche Richtcharakteristik ist, ferner aufweisend eine Temperaturmessvorrichtung (TS) mit einer zweiten räumlichen Richtcharakteristik, wobei die Temperaturmessvorrichtung (TS) dazu ausgebildet ist, eine Temperaturinformation (TI) bezogen auf einen Fokussierungsbereich-(FB2) der zweiten räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, auf Basis der Temperaturinformation (TI) das Steuersignal (S2) so zu wählen, dass das Steuersignal (S2) ferner eine Anforderung einer Farbwahl des Lichtstrahls (LS) in Abhängigkeit .der Temperaturinformation (TI) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, das zweite Steuersignal (S2) derart zu wählen, dass das Steuersignal (S2) eine Anforderung zur Darstellung eines vorgegebenen zweidimensionalen geometrischen Elementes (GE) in Abhängigkeit der aktuellen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, die Entfernungsinformation (EI) auf einen vorgegebenen Maximalwert zu begrenzen.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, festzustellen, ob ein Maß für eine zeitliche Änderung der horizontalen Rotationsausrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer (T3) dauerhaft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und bei Unterschreiten ein weiteres Steuersignal (S5) an die Anzeigeeinheit (AE) bereitzustellen, welches eine Anforderung zum Abschalten der Anzeigeeinheit (AE) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 3, wobei der wenigstens eine Beschleunigungs- oder Drehratensensor (SEN) ferner dazu ausgebildet ist, eine weitere Beschleunigungs- oder Drehrateninformation (B2) bezogen auf eine vertikale Rotation (VR) der Kopfschutzvorrichtung (K) an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, in einem dritten Betriebsmodus - auf Basis der weiteren Beschleunigungs- oder Drehrateninformation (B2) eine vertikale Rotationsausrichtungsinformation (RI2) zu ermitteln, - die vertikale Rotationsausrichtungsinformation (RI2) zu der Entfernungsinformation (EI) in eine zeitliche Beziehung zu setzen - und das zweite Steuersignal (S2) derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal (S2) eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen (TB41, TB42, TB43) des Anzeigebereichs (AB2) in Abhängigkeit der Entfernungsinformation (EI) und der vertikalen Rotationsausrichtungsinformation (RI2) indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist, dann in den dritten Betriebsmodus zu wechseln, wenn ein Maß für eine zeitliche Änderung der vertikalen Rotationsausrichtung innerhalb einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer (T4) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist - zu detektieren, ob die vertikale Rotationsausrichtungsinformation (RI2) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und ob gleichzeitig die Entfernungsinformation (EI) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet - und bei Detektion das zweite Steuersignal (S2) derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal (S2) eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert.
Kopfschutzvorrichtung (K) nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit (SE) dazu ausgebildet ist zu detektieren, ob die Entfernungsinformation (EI) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet und bei Detektion das zweite Steuersignal (S2) derart zu wählen, dass das zweite Steuersignal (S2) eine Anforderung zur Ausgabe einer optischen Warnung indiziert.
Nachrüstsatz zur Befestigung an einer Kopfschutzvorrichtung (K), welcher aufweist - eine Entfernungsmessvörrichtung (E) mit einer räumlichen Richtcharakteristik, - eine Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) - sowie wenigstens eine Steuereinheit (SE), wobei die Entfernungsmessvorrichtung (E) dazu ausgebildet ist, eine Entfernungsinformation (EI) bezogen auf einen Fokussierungsbereich (FB1) der räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) ausgebildet ist, einen Lichtstrahl (LS) in Richtung des Fokussierungsbereiches (FB1) zu erzeugen und wobei die Steuereinheit (SE) in einem ersten Betriebsmodus auf Basis der Entfernungsinformation (EI) ein Steuersignal (S1) an die Lichtstrahlerzeugungsvorrichtung (L) bereitstellt, welches eine Anforderung einer Helligkeitsmodulationsfrequenz (f) des Lichtstrahls (LS) in Abhängigkeit der Entfernungsinformation (EI) indiziert.
Nachrüstsatz nach Anspruch 16, wobei das Steuersignal (S1) ein erstes Steuersignal (S1) ist, ferner aufweisend - wenigstens einen Beschleunigungs- oder Drehratensensor (SEN), welcher ausgebildet ist, eine Beschleunigungs- oder eine Drehrateninformation (B1) bezogen auf eine horizontale Rotation (HR) der Kopfschutzvorrichtung (K) an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, - sowie eine Anzeigeeinheit (AE) mit einem zweidimensionalen Anzeigebereich (AB, AB1, AB2), wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, in einem zweiten Betriebsmodus - auf Basis der Beschleunigungs- oder Drehrateninformation (B1) eine Rotationsausrichtungsinformation (RI1) zu ermitteln, welche eine horizontale Rotationsausrichtung -der Kopfschutzvorrichtung (K) indiziert, - die horizontale Rotationsausrichtungsinformation (RI1) zu der Entfernungsinformation (EI) in eine zeitliche Beziehung zu setzen - und ein zweites Steuersignal (S2) an die Anzeigeeinheit (AE) bereitzustellen, welches eine Anforderung einer Helligkeitswahl und/oder einer Farbwahl von Teilbereichen (TB1, TB2, TB3, TB11, TB21, TB31, TB41, TB42, TB43) des Anzeigebereichs (AB) in Abhängigkeit der Entfernungsinformation (EI) und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) indiziert.
Nachrüstsatz nach Anspruch 17, wobei die räumliche Richtcharakteristik eine erste räumliche Richtcharakteristik ist, ferner aufweisend eine Temperaturmessvorrichtung (TS) mit einer zweiten räumlichen Richtcharakteristik, wobei die Temperaturmessvorrichtung (TS) dazu ausgebildet ist, eine Temperaturinformation (TI) bezogen auf einen Fokussierungsbereich (FB2) der zweiten räumlichen Richtcharakteristik zu bestimmen und an die Steuereinheit (SE) bereitzustellen, wobei die Steuereinheit (SE) ferner dazu ausgebildet ist, - die Temperaturinformation (TI) zu der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) in eine zeitliche Beziehung zu setzen - und das zweite Steuersignal (S2) so zu wählen, dass das zweite Steuersignal (S2) eine Anforderung einer Farbwahl von Teilbereichen (TB1, TB2, TB3) des Anzeigebereichs (AB, AB1, AB2) in Abhängigkeit der Temperaturinformation (TI) und der horizontalen Rotationsausrichtungsinformation (RI1) indiziert.