DE102020118020A1

DE102020118020A1 - laser safety goggles

Info

Publication number: DE102020118020A1
Application number: DE102020118020.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Lindemann; Benedikt Hofmeister
Original assignee: Ruhr Univ Bochum Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Ruhr Universitaet Bochum Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Current assignee: Ruhr Univ Bochum Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts; Ruhr Universitaet Bochum Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laserschutzbrille (1), zum Schutz der Augen einer die Laserschutzbrille vor den Augen tragenden Person vor Verletzungen durch Laserlicht, mit einem Gehäuse (2), das beim Tragen des Gehäuses vor den Augen der Person diese vor dem Laserlicht schützt, einer Befestigungsvorrichtung (3) zum Befestigen des Gehäuses (2) am Kopf der Person, einer Kamera (4) zum Aufnehmen wenigstens eines Teilbereichs der Umgebung der Laserschutzbrille (1), einem beim Tragen des Gehäuses (2) vor den Augen den Augen zugewandten Display (5), einer Verarbeitungseinheit (6) zum Darstellen wenigstens eines Teilbereichs der von der Kamera (4) erfassten Umgebung auf dem Display (5) und einem mit einer Laseranlage (15) verbindbaren Notaus-System (7), mit dem der damit verbundenen Laseranlage (15) ein Notaus-Signal zum Ausschalten der Laseranlage (15) sendbar ist, wobei das Notaus-System (7) einen Notaus-Sender (8) zum Aussenden des Notaus-Signals an die Laseranlage (15) und einen zum Aussenden des Notaus-Signals über den Notaus-Sender (8) von der Person betätigbaren Notaus-Schalter (9) aufweist, der unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille (1) ist. Mittels dieser erfindungsgemäßen Laserschutzbrille (1) wird das Problem der fehlenden Ausfallsicherheit der aktiven Komponenten herkömmlicher digitaler Laserschutzbrillen auf effiziente Weise gelöst.The invention relates to laser safety goggles (1) for protecting the eyes of a person wearing the laser safety goggles in front of their eyes from injuries caused by laser light, with a housing (2) which protects the person from the laser light when the housing is worn in front of their eyes Fastening device (3) for fastening the housing (2) to the person's head, a camera (4) for recording at least a partial area of the surroundings of the laser safety goggles (1), a display (2) facing the eyes when the housing (2) is worn in front of the eyes 5), a processing unit (6) for displaying at least a partial area of the surroundings recorded by the camera (4) on the display (5) and an emergency stop system (7) which can be connected to a laser system (15) and to the laser system connected to it (15) an emergency stop signal to switch off the laser system (15) can be sent, the emergency stop system (7) having an emergency stop transmitter (8) to transmit the emergency stop signal to the laser system (15) and one to transmit en the emergency stop signal via the emergency stop transmitter (8) by the person actuated emergency stop switch (9), which is a captive part of the laser safety goggles (1). The problem of the lack of reliability of the active components of conventional digital laser safety glasses is solved in an efficient manner by means of these laser safety glasses (1) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserschutzbrille, zum Schutz der Augen einer die Laserschutzbrille vor den Augen tragenden Person vor Verletzungen durch Laserlicht, mit einem Gehäuse, das beim Tragen des Gehäuses vor den Augen der Person diese vor dem Laserlicht schützt, einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Gehäuses am Kopf der Person, einer Kamera zum Aufnehmen wenigstens eines Teilbereichs der Umgebung der Laserschutzbrille, einem beim Tragen des Gehäuses vor den Augen den Augen zugewandten Display und einer Verarbeitungseinheit zum Darstellen wenigstens eines Teilbereichs der von der Kamera erfassten Umgebung auf dem Display.The invention relates to laser safety goggles for protecting the eyes of a person wearing the laser safety goggles in front of their eyes from injuries caused by laser light, with a housing which protects the person from the laser light when the housing is worn in front of their eyes, a fastening device for fastening the housing to the head of the person, a camera for recording at least a portion of the area surrounding the laser safety goggles, a display facing the eyes when the housing is worn in front of the eyes, and a processing unit for displaying at least a portion of the area captured by the camera on the display.

Der Umgang mit Lasern oberhalb Klasse 3R erfordert zwingend die Verwendung von Laserschutzbrillen. Diese müssen als persönliche Schutzausrüstung (PSA) die erforderliche EU-Richtlinie erfüllen. Im Stand der Technik wird dies z.B. durch optische Filter erreicht, die anwendungsspezifisch zertifiziert und eingesetzt werden müssen. Herkömmliche Laserschutzbrillen basieren auf optischen Filterglasern, die Licht einer bestimmten Wellenlange ausfiltern, um die Augen des Benutzers vor diesem Licht zu schützen. Für unterschiedliche Wellenlängen werden unterschiedliche Laserschutzbrillen benötigt. Sollen mehrere Laser verschiedener Wellenlängen oder Laser mit breitem Emmissionsspektrum verwendet werden, führt die Verwendung konventioneller Laserschutzbrillen zu einer schlechten bis unbrauchbaren Durchsicht und Arbeitsergonomie oder ein vollständiger Schutz ist sogar unmöglich.Working with lasers above class 3R requires the use of laser safety goggles. As personal protective equipment (PPE), these must meet the required EU directive. In the prior art, this is achieved, for example, by optical filters that have to be certified and used for specific applications. Conventional laser safety glasses are based on optical filter glasses that filter out light of a certain wavelength to protect the user's eyes from this light. Different laser safety goggles are required for different wavelengths. If several lasers of different wavelengths or lasers with a broad emission spectrum are to be used, the use of conventional laser safety goggles leads to poor or unusable visibility and work ergonomics or complete protection is even impossible.

Die Tatsache, dass für verschiedene Laserwellenlängen verschiedene Laserschutzbrillen erforderlich sind, ist von großem Nachteil. Dies führt auch zu Nutzungssituationen verschiedener Lasersysteme, in denen aktuell kein vollständiger Augenschutz existiert. Je mehr Laser-Wellenlängen von einer konventionellen Filter-Laserschutzbrille ausgefiltert werden, desto schlechter wird die Durchsicht. Eine originalgetreue Farbsicht ist üblicherweise ebenfalls nicht möglich.The fact that different laser safety goggles are required for different laser wavelengths is a major disadvantage. This also leads to usage situations of various laser systems in which there is currently no complete eye protection. The more laser wavelengths are filtered out by conventional filter laser safety goggles, the worse the view through. A color view that is true to the original is also usually not possible.

Bekannt sind auch universal einsetzbare digitale Laserschutzbrillen, bei denen die zuvor genannten Probleme nicht bestehen. So ist aus der WO 2018/028759 A1 eine Strahlenschutzbrille bekannt, die folgendes umfasst: ein Gehäuse und eine digitale Kamera sowie ein in Gebrauchsstellung der Strahlenschutzbrille den Augen eines Trägers der Strahlenschutzbrille zugewandtes Display, wobei die Strahlenschutzbrille dazu ausgelegt ist, in Gebrauchsstellung die Augen des Trägers vor elektromagnetischer Strahlung zu schützen und wobei mittels des Displays ein Sichtfeld der digitalen Kamera zumindest teilweise abgebildet wird. Optional kann mittels des Displays ein Sichtfeld der digitalen Kamera zumindest teilweise im Wesentlichen in Echtzeit abgebildet werden.Also known are digital laser safety goggles that can be used universally and in which the aforementioned problems do not exist. That's it WO 2018/028759 A1 radiation protection goggles are known, which comprise the following: a housing and a digital camera and a display facing the eyes of a wearer of the radiation protection goggles when the radiation protection goggles are in the position of use, the radiation protection goggles being designed to protect the eyes of the wearer from electromagnetic radiation in the position of use and wherein by means of the display a field of view of the digital camera is at least partially reproduced. Optionally, a field of view of the digital camera can be imaged at least partially essentially in real time by means of the display.

Weiterhin ist aus der DE 10 2010 010 030 A1 eine Vorrichtung zum Darstellen einer Umgebung mit einer Kamera zum Abbilden der Umgebung auf einen Detektor bekannt, mit einem optischen Visier mit einem Anzeigemittel zum Darstellen der Umgebung in einem Bild, einem Prozessmittel, das zum Erzeugen des Bilds auf dem Anzeigemittel aus Bildsignalen des Detektors vorbereitet ist und einem Körperhalter, der zum Mitführen des Anzeigemittels vor dem Auge eines Beobachters bei einer Bewegung des Beobachters vorbereitet ist. Um einen aus der Umgebung einstrahlenden Laser schnell und gefahrlos erkennen können, wird vorgeschlagen, dass das Prozessmittel dazu vorbereitet ist, einfallende Laserstrahlung als solche zu erkennen und im Bild eindeutig als solche zu kennzeichnen.Furthermore, from the DE 10 2010 010 030 A1 a device for displaying an environment with a camera for imaging the environment onto a detector is known, with an optical sight with a display means for displaying the environment in an image, a processing means which is prepared for generating the image on the display means from image signals of the detector and a body holder prepared to carry the display means in front of an observer's eye upon movement of the observer. In order to be able to quickly and safely identify a laser radiating from the environment, it is proposed that the process means be prepared to identify incident laser radiation as such and to clearly mark it as such in the image.

Schließlich ist aus der DE 20 2013 011 112 U1 eine Laserschutzbrille für einen Benutzer bekannt, mit einem Brillengestell zum Tragen desselben vor den Augen des Benutzers, aufweisend eine Strahlblockereinrichtung, die ausgebildet ist, Laserstrahlung vor den Augen des Benutzers zu blocken, insbesondere die Augen vor Laserstrahlung von der Umwelt abzukapseln, eine Kameraeinrichtung mit einer Kamera, die ausgebildet ist, Strahlung in einem Spektralbereich von sichtbarem Licht und in einem Spektralbereich jenseits des sichtbaren Lichts bildlich aufzunehmen, ein Okulardisplay mit einer Okularanzeige, auf dem ein von der Kameraeinrichtung aufgenommenes Bild darstellbar ist, und ein Datendisplay, auf dem Messwerte angezeigt werden.Finally is out of the DE 20 2013 011 112 U1 laser safety goggles for a user, with a spectacle frame for wearing in front of the user's eyes, having a beam blocking device designed to block laser radiation in front of the user's eyes, in particular to encapsulate the eyes from laser radiation from the environment, a camera device with a Camera designed to image radiation in a spectral range of visible light and in a spectral range beyond visible light, an eyepiece display with an eyepiece display on which an image captured by the camera device can be displayed, and a data display on which measured values are displayed .

Der Vorteil der universalen Einsetzbarkeit solcher digitaler Laserschutzbrillen wird durch die Verwendung von aktiven Komponenten ermöglicht, die jedoch nach der entsprechenden EU-Richtlinie zusätzliche Anforderungen an die funktionale Sicherheit erfüllen müssen. Ein Aspekt der funktionalen Sicherheit stellt die Ausfallsicherheit dar, welche aufgrund der Komplexität des Systems aber nicht wirtschaftlich zu erreichen ist. Beispielsweise wäre die Realisierung der sicherheitsrelevanten Elektronik in doppelter Ausführung nötig und für jede neue Version wäre eine erneute Zertifizierung von Elektronik und Software erforderlich.The advantage of the universal applicability of such digital laser safety goggles is made possible by the use of active components, which, however, have to meet additional functional safety requirements according to the relevant EU directive. One aspect of functional safety is reliability, which cannot be achieved economically due to the complexity of the system. For example, it would be necessary to implement the safety-relevant electronics in duplicate and a new certification of the electronics and software would be required for each new version.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, das Problem der fehlenden Ausfallsicherheit der aktiven Komponenten digitaler Laserschutzbrillen auf effiziente Weise zu lösen.Proceeding from this, it is the object of the invention to efficiently solve the problem of the lack of failsafety of the active components of digital laser safety goggles.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred developments can be found in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft also eine Laserschutzbrille, zum Schutz der Augen einer die Laserschutzbrille vor den Augen tragenden Person vor Verletzungen durch Laserlicht, mit

einem Gehäuse, das beim Tragen des Gehäuses vor den Augen der Person diese vor dem Laserlicht schützt,
einer Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Gehäuses am Kopf der Person,
mindestens einer Kamera zum Aufnehmen wenigstens eines Teilbereichs der Umgebung der Laserschutzbrille,
einem beim Tragen des Gehäuses vor den Augen den Augen zugewandten Display,
einer Verarbeitungseinheit zum Darstellen wenigstens eines Teilbereichs der von der Kamera erfassten Umgebung auf dem Display und
einem mit einer Laseranlage verbindbaren Notaus-System, mit dem zu der damit verbundenen Laseranlage ein Notaus-Signal zum Ausschalten der Laseranlage sendbar ist, wobei das Notaus-System einen Notaus-Sender zum Aussenden des Notaus-Signals an die Laseranlage und einen zum Aussenden des Notaus-Signals über den Notaus-Sender von der Person betätigbaren Notaus-Schalter aufweist, der unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist.

The invention thus relates to laser safety goggles for protecting the eyes of a person wearing the laser safety goggles in front of their eyes from injuries caused by laser light

a housing that protects the person from the laser light when the housing is worn in front of the person's eyes,
a fastening device for fastening the housing to the person's head,
at least one camera for recording at least a portion of the area surrounding the laser safety goggles,
a display facing the eyes when the housing is worn in front of the eyes,
a processing unit for displaying at least a portion of the environment captured by the camera on the display and
an emergency stop system which can be connected to a laser system and with which an emergency stop signal for switching off the laser system can be sent to the laser system connected thereto, the emergency stop system having an emergency stop transmitter for transmitting the emergency stop signal to the laser system and one for transmitting the Has an emergency stop signal via the emergency stop transmitter, which can be actuated by the person, which is an integral part of the laser safety goggles.

Erfindungsgemäß weist die Laserschutzbrille also ein Gehäuse auf, das beim Tragen des Gehäuses vor den Augen der Person diese vor Verletzungen durch das Laserlicht schützt. Vorzugsweise ist das Gehäuse dazu mit einem Material hergestellt, das im Wellenlängenbereich bzw. in den Wellenlängenbereichen des Laserlichts, vor dem die Augen geschützt werden sollen, intransparent ist. Grundsätzlich könnte zwar ein solches Gehäuse verwendet werden, das eine gewisse ungefährliche Transmission von sichtbarem Licht erlaubt. Da die Umgebung der Laserschutzbrille jedoch zumindest teilweise auf dem Display in dem Gehäuse dargestellt wird, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse den Bereich vor den Augen vollständig abdunkelt, also nicht nur für den Wellenlängenbereich des in Rede stehenden Laserlichts, sondern auch für das gesamte sichtbare Spektrum intransparent ist.According to the invention, the laser safety goggles have a housing that protects the person from injury from the laser light when the housing is worn in front of the person's eyes. For this purpose, the housing is preferably made of a material that is opaque in the wavelength range or in the wavelength ranges of the laser light from which the eyes are to be protected. In principle, such a housing could be used that allows a certain safe transmission of visible light. However, since the surroundings of the laser safety goggles are at least partially shown on the display in the housing, it is advantageous if the housing completely darkens the area in front of the eyes, i.e. not only for the wavelength range of the laser light in question, but also for the entire visible range spectrum is opaque.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Gehäuses am Kopf der Person vorgesehen. Diese Befestigungsvorrichtung kann z.B. in Form von Brillenbügeln ausgestaltet sein. Ein besonders sicherer Halt der Laserschutzbrille auf dem Kopf wird jedoch durch ein elastisches Band oder mehrere elastische Bänder erzielt, ähnlich wie bei einer Skibrille oder einer Tauchermaske.According to the invention, a fastening device for fastening the housing to the person's head is also provided. This fastening device can be designed, for example, in the form of eyeglass temples. However, a particularly secure hold of the laser safety goggles on the head is achieved by means of an elastic band or several elastic bands, similar to ski goggles or a diving mask.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass ein mit einer Laseranlage verbindbares Notaus-System vorgesehen ist. Zu diesem Notaus-System gehört ein Notaus-Schalter, der unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist. Das bedeutet, dass die Laserschutzbrille in einer derartigen Form bereitgestellt wird, bei der der Notaus-Schalter in bestimmter Weise mit wenigstens einer anderen Komponente der Laserschutzbrille unverlierbar verbunden ist. Auf diese Weise steht der Person, die die erfindungsgemäße Laserschutzbrille nutzt, der Notaus-Schalter beim Tragen der Laserschutzbrille immer zur Verfügung. Mit anderen Worten bedeutet das, dass der Notaus-Schalter beim Aufsetzen der Laserschutzbrille nicht vergessen werden kann.An essential point of the invention is that an emergency stop system that can be connected to a laser system is provided. This emergency stop system includes an emergency stop switch that is an integral part of the laser safety goggles. This means that the laser safety goggles are provided in such a form that the emergency stop switch is captively connected in a specific way to at least one other component of the laser safety goggles. In this way, the emergency stop switch is always available to the person using the laser safety goggles according to the invention when wearing the laser safety goggles. In other words, this means that the emergency stop button cannot be forgotten when putting on the laser safety goggles.

Damit stellt die Erfindung ein Konzept bereit, das die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von der konkreten Ausgestaltung der Laserschutzbrille, insbesondere ihrer Elektronikkomponenten, und der Funktionalität der Laserschutzbrille entkoppelt. Auf diese Weise ist eine sichere Verwendung der Laserschutzbrille möglich. Da die Funktionalität der erfindungsgemäßen Laserschutzbrille auf einem komplexen elektronischen System mit einer Kamera und der Darstellung von mit der Kamera erfassten Umgebungsbereichen auf einem Display auf einer komplexen Software basiert, wäre es nicht praktikabel, dieses System selbst ausfallsicher zu gestalten. Stattdessen geht die Erfindung einen anderen Weg, indem ein weiteres System implementiert wird, nämlich das Notaus-System, das die funktionale Sicherheit gewährleistet, indem es die Gefahrenquelle, vorliegend die Laseranlage, in einen sicheren Zustand bringt, falls die Funktionalität der Laserschutzbrille, insbesondere die Anzeigung eines Umgebungsbereichs in dem Display, ausfällt. Somit kann die die Laserschutzbrille nutzende Person die Laserschutzbrille gefahrlos abnehmen, wenn es zu einem Funktionsausfall kommt. Da die erfindungsgemäße Laserschutzbrille in jedem Betriebszustand für die Laserstrahlung intransparent ist, ist die Lasersicherheit dauerhaft gegeben. Die Notaus-Lösung muss daher in ihrer Funktion als Komponente zur Herstellung der funktionalen Sicherheit lediglich die Laseranlage in einen sicheren Zustand bringen, vorzugsweise ausschalten, so dass die Laserschutzbrille im Falle einer Fehlfunktion gefahrlos vom Kopf genommen werden kann.The invention thus provides a concept that decouples the guarantee of functional safety from the specific design of the laser safety goggles, in particular their electronic components, and the functionality of the laser safety goggles. In this way, safe use of the laser safety goggles is possible. Since the functionality of the laser safety goggles according to the invention is based on a complex electronic system with a camera and the representation of surrounding areas captured by the camera on a display using complex software, it would not be practicable to design this system itself to be fail-safe. Instead, the invention takes a different approach by implementing another system, namely the emergency stop system, which ensures functional safety by bringing the source of danger, in this case the laser system, into a safe state if the functionality of the laser safety goggles, in particular the Display of a surrounding area in the display fails. Thus, the person using the laser safety goggles can safely remove the laser safety goggles if there is a functional failure. Since the laser safety goggles according to the invention are opaque to the laser radiation in every operating state, laser safety is permanent. In its function as a component for establishing functional safety, the emergency stop solution must therefore only bring the laser system into a safe state, preferably switch it off, so that the laser safety goggles can be safely removed from the head in the event of a malfunction.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Notaus-System ausfallsicher ausgestaltet. Wenn vorliegend von „ausfallsicher“ bzw. von „Ausfallsicherheit“ gesprochen wird, bedeutet das nicht, dass ein Ausfall mit Sicherheit vermieden werden kann. Vielmehr wird von „Ausfallsicherheit“ gesprochen, wenn Maßnahmen getroffen wurden, um bei einem Fehler den Schaden möglichst gering zu halten. Ganz besonders bevorzugt wird eine solche Ausfallsicherheit des Notaus-Systems durch technische Redundanz erzielt, z.B. durch einen sogenanntes digitales „Watchdog“-Protokoll. Die Laserquelle wird bei einem derart gestalteten Notaus-System ausgeschaltet, sobald die digitale Verbindung zu dem an der Laserschutzbrille befestigten Notaus-Sender des Notaus-Systems ausfällt. Bei einem solchen Ausfall des Notaus-Senders wird die Laseranlage automatisch in einen sicheren Zustand versetzt.According to a preferred development of the invention, the emergency stop system is designed to be fail-safe. When the terms "fail-safe" or "fail-safe" are used in the present case, this does not mean that a failure can be avoided with certainty can be. Rather, "fail safety" is used when measures have been taken to keep the damage as low as possible in the event of an error. Such fail-safety of the emergency stop system is very particularly preferably achieved by technical redundancy, for example by a so-called digital "watchdog" protocol. In an emergency stop system designed in this way, the laser source is switched off as soon as the digital connection to the emergency stop transmitter attached to the laser safety goggles of the emergency stop system fails. In the event of such a failure of the emergency stop transmitter, the laser system is automatically put into a safe state.

Wie weiter oben schon erläutert, ist der Notaus-Schalter ein unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille. Vorzugsweise ist der Notaus-Schalter dazu mechanisch fest mit dem Gehäuse und/oder der Befestigungsvorrichtung verbunden oder auch in das Gehäuse oder die Befestigungsvorrichtung integriert. In diesem Zusammenhang gilt, dass gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Notaus-Schalter mittels einer flexiblen Verbindung mit dem Gehäuse und/oder der Befestigungsvorrichtung verbunden ist und einen Clip aufweist, mit dem er an einem Kleidungsstück der Person befestigbar ist. Auf diese Weise kann der Notaus-Schalter also in einem gewissen Abstand vom Gehäuse mitgeführt und z.B. an einem Gürtel, einer Gürtelschlaufe oder an einer Hosentasche lösbar befestigt werden. Auf diese Weise steht der Notaus-Schalter der die Laserschutzbrille nutzenden Person auf einfache und sichere Weise jederzeit zur Verfügung, um bei einer Fehlfunktion der Laserschutzbrille die Laseranlage in einen sicheren Zustand zu überführen. Eine solche flexible Verbindung kann im Übrigen ein Band oder eine Schnur sein.As explained above, the emergency stop button is an integral part of the laser safety goggles. For this purpose, the emergency stop switch is preferably mechanically firmly connected to the housing and/or the fastening device or also integrated into the housing or the fastening device. In this context, according to a particularly preferred embodiment of the invention, the emergency stop switch is connected to the housing and/or the fastening device by means of a flexible connection and has a clip with which it can be fastened to the person's clothing. In this way, the emergency stop switch can be carried at a certain distance from the housing and e.g. be detachably attached to a belt, a belt loop or a trouser pocket. In this way, the emergency stop switch is available to the person using the laser safety goggles in a simple and safe manner at all times in order to transfer the laser system to a safe state in the event of a malfunction of the laser safety goggles. Incidentally, such a flexible connection can be a band or a cord.

Dadurch, dass der Notaus-Schalter unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist, kann grundsätzlich schon die funktionale Sicherheit bereitgestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Laserschutzbrille eine Prüf- und Schalteinrichtung aufweist, mit der prüfbar ist, ob der Notaus-Schalter auf die vorbestimmte Weise unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist, und die so eingerichtet ist, dass sie einen Betrieb des Displays nur dann zulässt, wenn festgestellt worden ist, dass der Notaus-Schalter auf die vorbestimmte Weise unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist. Ist also z.B. aufgrund eines Defekts der Einrichtung, die sicherstellen soll, dass der Notaus-Schalter unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille ist, tatsächlich kein Notaus-Schalter an der Laserschutzbrille vorhanden, stellt diese Ausgestaltung der Erfindung sicher, dass die Laserschutzbrille dann gar nicht einsetzbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die die Laserschutzbrille nutzende Person nicht in eine derartige Situation kommen kann, in der sie eigentlich mit Hilfe des Notaus-Schalters die Laseranlage ausschalten wollte, dann aber feststellen muss, dass der Notaus-Schalter gar nicht vorhanden ist. Eine solche Prüf- und Schalteinrichtung kann auf unterschiedliche Weisen eingerichtet sein. Beispielsweise prüft die Prüf- und Schalteinrichtung, ob sie über eine elektrische Verbindung mit dem Notaus-Schalter verbunden ist.Because the emergency stop switch is an integral part of the laser safety goggles, functional safety can basically be provided. According to a preferred development of the invention, however, it is provided that the laser safety goggles have a testing and switching device that can be used to test whether the emergency stop switch is a captive part of the laser safety goggles in the predetermined manner, and which is set up in such a way that it operates of the display only if it has been determined that the emergency stop switch is a captive part of the laser safety goggles in the predetermined manner. If, for example, due to a defect in the device that is intended to ensure that the emergency stop switch is an integral part of the laser safety goggles, there is actually no emergency stop switch on the laser safety goggles, this embodiment of the invention ensures that the laser safety goggles cannot then be used at all. This ensures that the person using the laser safety goggles cannot get into a situation in which they actually wanted to switch off the laser system using the emergency stop switch, but then find out that the emergency stop switch is not available. Such a testing and switching device can be set up in different ways. For example, the testing and switching device checks whether it is connected to the emergency stop switch via an electrical connection.

Grundsätzlich kommt die erfindungsgemäße Laserschutzbrille ihrer Funktion zur Herstellung der funktionalen Sicherheit schon dadurch nach, dass der mit der Laserschutzbrille unverlierbar verbundene Notaus-Schalter vorgesehen ist, der von einer die Laserschutzbrille nutzenden Person betätigbar ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Laserschutzbrille jedoch eine Kontroll- und Steuereinrichtung auf, mit der automatisch erfassbar ist, ob die Laserschutzbrille korrekt funktioniert, und die so eingerichtet ist, dass das Aussenden eines Notaus-Signals an die Laseranlage veranlasst wird, wenn erfasst worden ist, dass die Laserschutzbrille nicht korrekt funktioniert. Auf diese Weise kommt es also zu einem automatischen Abschalten der Laseranlage, wenn die Laserschutzbrille einer Fehlfunktion unterliegt. Hierbei handelt es sich damit um eine in das Betriebsprogramm der Laserschutzbrille integrierte Lösung.In principle, the laser safety goggles according to the invention already fulfill their function of producing functional safety in that the emergency stop switch is provided which is captively connected to the laser safety goggles and can be actuated by a person using the laser safety goggles. According to a preferred development of the invention, however, the laser safety goggles have a monitoring and control device with which it is possible to automatically detect whether the laser safety goggles are working correctly, and which are set up in such a way that an emergency stop signal is sent to the laser system if detected it has been determined that the laser safety goggles are not working properly. In this way, the laser system is switched off automatically if the laser safety goggles malfunction. This is a solution that is integrated into the operating program of the laser safety goggles.

Grundsätzlich kann das Notaus-System kabelgebunden mit dem Laser verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Notaus-Sender des Notaus-Systems ein Funkmodul aufweist, mit dem das Notaus-System per Funk mit der Laseranlage verbindbar ist. Dies hat den Vorteil, dass sich die die Laserschutzbrille nutzende Person trotz Mitführung des Notaus-Systems frei an ihrem Arbeitsplatz bewegen kann. Vorzugsweise wird dabei ein Funkprotokoll unter Gewährleistung der funktionalen Sicherheit nach Maschinenrichtlinie verwendet. Ferner wird ganz besonders bevorzugt eine direkte Funkverbindung zwischen dem Notaus-Sender des Notaus-Systems und der Gefahrenabschaltungseinrichtung an der Laseranlage verwendet. Bei der Umsetzung dieser Ausgestaltung mittels eines Funknetzwerks (WLAN) wird vorzugsweise ein sicherer Kanal, wie „Safety-Over-EtherCAT“ verwendet.Basically, the emergency stop system can be wired to the laser. According to a preferred development of the invention, however, it is provided that the emergency stop transmitter of the emergency stop system has a radio module with which the emergency stop system can be connected to the laser system by radio. This has the advantage that the person using the laser safety goggles can move freely at their workplace despite carrying the emergency stop system. A radio protocol is preferably used in this case, while guaranteeing functional safety in accordance with the Machinery Directive. Furthermore, a direct radio link between the emergency stop transmitter of the emergency stop system and the hazard shutdown device on the laser system is very particularly preferably used. When this embodiment is implemented using a radio network (WLAN), a secure channel such as “Safety-Over-EtherCAT” is preferably used.

Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn das Notaus-System auf die Betätigung des Notaus-Schalters hin das Notaus-Signal zum Abschalten der Laseranlage aussendet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Notaus-System jedoch eine Rückmeldeeinheit auf, die derart eingerichtet ist, dass der die Laserschutzbrille nutzenden Person eine Rückmeldung gegeben wird, wenn das Notaus-Signal ausgesandt worden ist. Eine derartige Rückmeldung ist vorzugsweise eine optische Rückmeldung, welche in das Display eingeblendet oder mittels einer separaten Einrichtung an der Laserbrille ausgegeben wird und/oder ein akustisches Signal, das von einer entsprechenden Ausgabeeinrichtung an der Laserbrille ausgegeben wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die die Laserschutzbrille nutzende Person aufgrund der Rückmeldung weiß, dass das Notaus-Signal tatsächlich ausgesandt worden ist, so dass sie davon ausgehen kann, dass die Laseranlage auch tatsächlich abgeschaltet worden ist. Ein Abnehmen der Laserschutzbrille ist dann regelmäßig ungefährlich.In principle, it is sufficient if the emergency stop system transmits the emergency stop signal to switch off the laser system when the emergency stop switch is actuated. According to a preferred development of the invention, however, the emergency stop system has a feedback unit that is set up in such a way that the person using the laser safety goggles receives feedback when the emergency stop signal has been sent. Such feedback is preferably visual feedback which is shown on the display or is output by a separate device on the laser glasses and/or an acoustic signal which is output by a corresponding output device on the laser glasses. This configuration has the advantage that the person using the laser safety goggles knows from the feedback that the emergency stop signal has actually been sent, so that they can assume that the laser system has actually been switched off. Removing the laser safety goggles is then regularly harmless.

Ein zusätzlicher Nutzen kommt der Laserschutzbrille zu, wenn diese gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zusätzlich ein Kommunikationsmodul aufweist, mit dem eine Bild- und/oder Tonkommunikation mit einem entfernten Kommunikationsmodul über Funk herstellbar ist. Auf diese Weise erfährt die vorliegende Erfindung eine Ergänzung durch die Erweiterung der Laserschutzbrille als Vorrichtung zur entfernten Zusammenarbeit während der Nutzung am Laserarbeitsplatz zu verwenden. Dabei kann die ohnehin vorhandene Kameratechnik in der Laserschutzbrille und die verarbeitende Elektronik dazu verwendet werden, Personen außerhalb des Laserarbeitsplatzes die am Laserarbeitsplatz durchgeführte Tätigkeit zu zeigen, ohne dass diese anderen Personen in diesem Gefahrenbereich anwesend sein müssen. Personen außerhalb des Laserarbeitsplatzes können so z.B. in einem Rückkanal, der vorzugsweise auch skizzenbasierte Kommunikation umfasst, mit der Person am Laserarbeitsplatz kommunizieren. Ein beispielhafter Anwendungsfall ist die Kommunikation einer am Laserarbeitsplatz arbeitenden Person mit einer Person außerhalb des Laserarbeitsplatzes zwecks fachlicher Unterstützung für die aktuelle Tätigkeit am Laserarbeitsplatz, vorzugsweise über das Internet. Mit dem Internet vernetzte Anwendungen dieser Art werden nur durch ein von der Elektronik der Laserschutzbrille getrenntes aber unverlierbares Notaus-System ermöglicht, da durch eine Verbindung mit dem Internet nicht absehbare Risiken für die Betriebssicherheit der Software auf der Brille einhergehen.The laser safety goggles have an additional benefit if, according to a preferred development of the invention, they also have a communication module with which image and/or sound communication can be established via radio with a remote communication module. In this way, the present invention is complemented by expanding the use of laser safety goggles as a device for remote collaboration during use at the laser work station. The already existing camera technology in the laser safety goggles and the processing electronics can be used to show people outside the laser work station the activity carried out at the laser work station without these other people having to be present in this danger area. Persons outside the laser work station can, for example, communicate with the person at the laser work station in a return channel, which preferably also includes sketch-based communication. An exemplary application is the communication of a person working at the laser workstation with a person outside the laser workstation for the purpose of technical support for the current activity at the laser workstation, preferably via the Internet. Internet-connected applications of this type are only made possible by an emergency stop system that is separate from the electronics of the laser safety goggles but cannot be lost, since a connection to the Internet entails unforeseeable risks for the operational safety of the software on the goggles.

Hinsichtlich der Arbeit am Laserarbeitsplatz ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Kamera derart eingerichtet, dass wenigstens ein Teilbereich unterhalb der Blickrichtung der Person erfasst wird, die die Laserschutzbrille nutzt, so dass im Display wenigstens ein Teilbereich des Arbeitsbereichs der Person erfasst wird, der von den Händen der Person erreicht wird, ohne dass diese den Kopf senken muss. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass sich der Greifraum der Person üblicherweise im Gesichtsfeld der Person befindet und es somit nicht zu ergonomischen Einschränkungen am Laserarbeitsplatz kommt.With regard to the work at the laser workstation, according to a further preferred embodiment of the invention, the camera is set up in such a way that at least a partial area below the line of sight of the person using the laser safety goggles is captured, so that at least a partial area of the work area of the person is captured on the display reached by the person's hands without having to lower their head. In this way, it is made possible for the person's reach to be usually within the person's field of vision, so that there are no ergonomic restrictions at the laser workstation.

Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung ohne weiteres als Notaus-System für mehrere gleichzeitig in einem Gefahrenbereich befindliche Personen genutzt werden kann. Die dortigen Laseranlagen bleiben vorzugsweise nur solange aktiv, solange keine Person die Notaus-Funktion ausgelöst hat. Dadurch kann jede Person durch Aktivieren der Notaus-Funktion die Gefahrenabschaltung auslösen.It goes without saying that the invention can easily be used as an emergency stop system for several people who are in a danger zone at the same time. The laser systems there preferably only remain active as long as no one has triggered the emergency stop function. This means that anyone can trigger the hazard shutdown by activating the emergency stop function.

Schließlich ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass die Notaus-Funktion der Laserschutzbrille nur aktiv geschaltet wird, sobald sich die Brille am Laserarbeitsplatz befindet. Dies vermeidet ein versehentliches Auslösen der Notaus-Funktion während sich die Brille außerhalb des Laserarbeitsplatzes, z.B. in einem Vorbereitungsraum, befindet.Finally, according to a preferred development, the emergency stop function of the laser safety goggles is only activated as soon as the goggles are at the laser workstation. This avoids accidentally triggering the emergency stop function while the goggles are outside the laser work station, e.g. in a preparation room.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein System mit einer Laserschutzbrille, wie zuvor beschrieben, und einer mit dem Notaus-System der Laserschutzbrille verbundenen Laseranlage, wobei die Laseranlage einen Notaus-Empfänger aufweist, der mit dem Notaus-Sender der Laserschutzbrille verbunden ist und mit dem ein Sicherheitsrelais-Kontakt zum Schalten der Laseranlage schaltbar ist. Vorzugsweise wird hierzu das EtherCAT-Protokoll nach IEC 61784-3 oder ein proprietäres sicheres Protokoll mit einem entsprechenden Sicherheitsrelais genutzt. Das Notaus-System der Laserbrille wird hier also um den an der Laseranlage vorgesehenen Notaus-Empfänger erweitert. Dabei ist vorzugsweise ein solches Notaus-Gesamtsystem vorgesehen, bei dem der Notaus-Sender und der Notaus-Empfänger zusammen als ausfallsicheres System zertifiziert sind.Finally, the invention also relates to a system with laser safety goggles, as described above, and a laser system connected to the emergency stop system of the laser safety goggles, the laser system having an emergency stop receiver which is connected to the emergency stop transmitter of the laser safety goggles and to the one Safety relay contact for switching the laser system can be switched. The EtherCAT protocol according to IEC 61784-3 or a proprietary secure protocol with a corresponding safety relay is preferably used for this purpose. The emergency stop system of the laser glasses is extended here by the emergency stop receiver provided on the laser system. Such an overall emergency stop system is preferably provided in which the emergency stop transmitter and the emergency stop receiver are certified together as a fail-safe system.

Bei diesem System ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Laseranlage eine Rückmeldeeinheit aufweist, die derart eingerichtet ist, dass der Person, die die Laserschutzbrille nutzt, eine Rückmeldung gegeben wird, wenn die Laseranlage auf das Notaus-Signal hin ausgeschaltet worden ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es so, dass die die Laserschutzbrille nutzende Person ganz sicher sein kann, dass die Laseranlage ausgeschaltet worden ist, da ihr nicht nur eine Rückmeldung dahingehend gegeben wird, dass das Notaus-Signal ausgesandt worden ist, sondern dass auf den Empfang des Notaus-Signals an der Laseranlage diese tatsächlich außer Betrieb genommen worden ist.In this system, it is preferably also provided that the laser system has a feedback unit that is set up in such a way that the person using the laser safety goggles is given feedback when the laser system has been switched off in response to the emergency stop signal. In this embodiment of the invention, the person using the laser safety goggles can be quite sure that the laser system has been switched off, since not only is feedback given to the effect that the emergency stop signal has been sent, but that the Reception of the emergency stop signal at the laser system that has actually been taken out of service.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter im Detail erläutert.The invention is explained in more detail below using a preferred exemplary embodiment with reference to the drawings.

Figurenlistecharacter list

1 schematically a laser safety goggles according to a first preferred embodiment of the invention,
2 schematically a laser safety goggles according to a second preferred embodiment of the invention,
3 schematically a laser safety goggles according to a third preferred embodiment of the invention,
4 schematically a laser safety goggles according to a fourth preferred embodiment of the invention,
5 schematically a laser safety goggles according to a fifth preferred embodiment of the invention and
6 schematically shows a system with laser safety goggles and a laser system according to a sixth preferred embodiment of the invention.

Aus 1 ist schematisch eine Laserschutzbrille 1 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Die Laserschutzbrille 1 dient zum Schutz der Augen einer in den Figuren nicht weiter dargestellten, die Laserschutzbrille tragenden Person vor Verletzungen durch Laserlicht. Dazu weist die Laserschutzbrille 1 ein Gehäuse 2 auf, das beim Tragen des Gehäuses vor den Augen der Person diese vor dem Laserlicht schützt. Die Laserschutzbrille 1 weist ferner eine Befestigungsvorrichtung 3 zum Befestigen des Gehäuses 2 am Kopf der Person auf, vorliegend in Form eines elastischen Bandes. In das Gehäuse 2 der Laserschutzbrille 1 ist eine Kamera 4 zum Aufnehmen wenigstens eines Teilbereichs der Umgebung der Laserschutzbrille 1 integriert. Außerdem weist die Laserschutzbrille 1 eine beim Tragen des Gehäuses 2 vor den Augen den Augen zugewandtes Display 5 auf. Dieses Display 5 ist mit einer Verarbeitungseinheit 6 zum Darstellen wenigstens eines Teilbereichs der von der Kamera 4 erfassten Umgebung auf dem Display 5 verbunden.Out 1 a laser safety goggle 1 according to a first preferred exemplary embodiment of the invention is shown schematically. The laser safety goggles 1 are used to protect the eyes of a person wearing the laser safety goggles (not shown in the figures) from injuries caused by laser light. For this purpose, the laser safety goggles 1 have a housing 2 which protects the person from the laser light when the housing is worn in front of the person's eyes. The laser safety goggles 1 also have a fastening device 3 for fastening the housing 2 to the person's head, in the present case in the form of an elastic band. A camera 4 is integrated into the housing 2 of the laser safety goggles 1 for recording at least a partial area of the surroundings of the laser safety goggles 1 . In addition, the laser safety goggles 1 have a display 5 that faces the eyes when the housing 2 is worn in front of the eyes. This display 5 is connected to a processing unit 6 for displaying at least a portion of the environment captured by the camera 4 on the display 5 .

Wesentlich ist nun, dass die Laserschutzbrille 1 mit einem mit einer schematisch in 6 dargestellten Laseranlage 15 verbindbaren Notaus-System 7 versehen ist, mit dem der damit verbundenen Laseranlage 15 ein Notaus-Signal zum Ausschalten der Laseranlage 15 sendbar ist. Dabei weist das Notaus-System 7 einen Notaus-Sender 8 zum Aussenden des Notaus-Signals an die Laseranlage 15 und einen zum Aussenden des Notaus-Signals über den Notaus-Sender 8 von der Person betätigbaren Notaus-Schalter 9 auf. Dieser Notaus-Schalter 9 ist unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille 1, indem er mechanisch fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, vorliegend nämlich mittels einer flexiblen Verbindung 10, wie mit einem Band. Außerdem weist der Notaus-Schalter einen Clip 22 auf, mit dem er an einem Kleidungsstück der Person befestigbar ist.It is now essential that the laser safety goggles 1 with a with a schematically in 6 shown laser system 15 is provided connectable emergency stop system 7, with which the associated laser system 15 an emergency stop signal to turn off the laser system 15 can be sent. The emergency stop system 7 has an emergency stop transmitter 8 for transmitting the emergency stop signal to the laser system 15 and an emergency stop switch 9 that can be actuated by the person via the emergency stop transmitter 8 to transmit the emergency stop signal. This emergency stop switch 9 is a captive component of the laser safety goggles 1 in that it is mechanically firmly connected to the housing 2, specifically in the present case by means of a flexible connection 10, like a band. In addition, the emergency stop switch has a clip 22 with which it can be attached to the person's clothing.

Die Laserschutzbrille 1 wird also in einer derartigen Form bereitgestellt, bei der der Notaus-Schalter 9 mit dem Gehäuse 2 der Laserschutzbrille 1 unverlierbar verbunden ist, so dass der Person, die die Laserschutzbrille 1 nutzt, der Notaus-Schalter 9 beim Tragen der Laserschutzbrille 2 immer zur Verfügung steht, da er beim Aufsetzen der Laserschutzbrille 1 nicht vergessen werden kann. Auf diese Weise wird die Gewährleistung der funktionalen Sicherheit von der konkreten Ausgestaltung der der Elektronikkomponenten und der Funktionalität der Laserschutzbrille 1 entkoppelt, so dass eine sichere Verwendung der Laserschutzbrille 1 ermöglicht wird. Das Notaus-System 7 gewährleistet die funktionale Sicherheit, indem es die Laseranlage 15 in einen sicheren Zustand bringt, falls die Funktionalität der Laserschutzbrille 1 ausfällt, insbesondere die Anzeige eines Umgebungsbereichs in dem Display 5. Somit kann die die Laserschutzbrille 1 nutzende Person die Laserschutzbrille 1 gefahrlos abnehmen, wenn es zu einem Funktionsausfall kommt. Da die hier beschriebene Laserschutzbrille 1 so ausgestaltet ist, dass sie in jedem Betriebszustand für die Laserstrahlung intransparent ist, ist die Lasersicherheit dauerhaft gegeben. Das Notaus-System 7 muss daher in seiner Funktion als Komponente zur Herstellung der funktionalen Sicherheit lediglich die Laseranlage 15 in einen sicheren Zustand bringen, nämlich ausschalten, so dass die Laserschutzbrille 1 im Falle einer Fehlfunktion gefahrlos vom Kopf genommen werden kann. Dazu ist vorliegend das Notaus-System 7 ausfallsicher ausgestaltet.The laser safety goggles 1 are therefore provided in such a form that the emergency stop switch 9 is captively connected to the housing 2 of the laser safety goggles 1, so that the person using the laser safety goggles 1 can use the emergency stop switch 9 when wearing the laser safety goggles 2 is always available because it cannot be forgotten when putting on the laser safety goggles 1. In this way, ensuring functional safety is decoupled from the specific design of the electronic components and the functionality of the laser safety goggles 1, so that safe use of the laser safety goggles 1 is made possible. The emergency stop system 7 ensures functional safety by bringing the laser system 15 into a safe state if the functionality of the laser safety goggles 1 fails, in particular the display of a surrounding area on the display 5. The person using the laser safety goggles 1 can thus remove the laser safety goggles 1 safely removed if a functional failure occurs. Since the laser safety goggles 1 described here are designed in such a way that they are opaque to the laser radiation in every operating state, laser safety is permanent. In its function as a component for establishing functional safety, the emergency stop system 7 must therefore only bring the laser system 15 into a safe state, namely switch it off, so that the laser safety goggles 1 can be safely removed from the head in the event of a malfunction. For this purpose, the emergency stop system 7 is designed to be fail-safe.

In 2 ist schematisch eine Laserschutzbrille 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Diese ist so aufgebaut, wie die in 1 gezeigte Laserschutzbrille 1. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Komponenten der Laserschutzbrille 1 hier jedoch nicht vollständig dargestellt. Zusätzlich weist die Laserschutzbrille vorliegend eine Prüf- und Schalteinrichtung 11 auf, mit der prüfbar ist, ob der Notaus-Schalter 9 unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille 1 ist, und die so eingerichtet ist, dass sie einen Betrieb des Displays 5 nur dann zulässt, wenn festgestellt worden ist, dass der Notaus-Schalter 9 tatsächlich unverlierbarer Bestandteil der Laserschutzbrille 1 ist. Wenn der Notaus-Schalter 9 also fehlen sollte, wird auf diese Weise sichergestellt, dass die Laserschutzbrille 1 nicht einsetzbar ist. Damit kann die die Laserschutzbrille 1 nutzende Person nicht in eine solche Situation kommen, in der sie eigentlich mit Hilfe des Notaus-Schalters 9 die Laseranlage 15 ausschalten wollte, dann aber feststellen muss, dass der Notaus-Schalter 9 gar nicht verfügbar ist. Vorliegend ist die Prüf- und Schalteinrichtung 11 so eingerichtet, dass sie prüft, ob sie über eine elektrische Leitung 12 mit dem Notaus-Schalter 9 verbunden ist.In 2 1 is a schematic view of laser safety goggles 1 according to a further exemplary embodiment of the invention. This is structured like the one in 1 shown laser safety goggles 1. For the sake of clarity, these components of the laser safety goggles 1 are not fully shown here. In addition, the laser safety goggles presently have a testing and switching device 11, which can be used to check whether the emergency stop switch 9 is a captive part of the laser safety goggles 1, and which is set up in such a way that it only allows the display 5 to be operated if it is detected that the emergency stop switch 9 is actually a captive part of the laser safety goggles 1. If the emergency stop switch 9 is missing, it is ensured in this way that the laser safety goggles 1 cannot be used. This means that the person using the laser safety goggles 1 cannot get into a situation in which they actually wanted to switch off the laser system 15 using the emergency stop switch 9, but then have to realize that the emergency stop switch 9 is not available at all. Present is the Testing and switching device 11 set up so that it checks whether it is connected to the emergency stop switch 9 via an electrical line 12 .

In 3 ist schematisch eine Laserschutzbrille 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Diese ist so aufgebaut, wie die in 1 oder in 2 gezeigte Laserschutzbrille 1. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Komponenten der Laserschutzbrille 1 hier j edoch nicht vollständig dargestellt. Zusätzlich ist vorliegend eine Kontroll- und Steuereinrichtung 13 vorhanden, mit der automatisch erfassbar ist, ob die Laserschutzbrille 1 korrekt funktioniert, und die so eingerichtet ist, dass das Aussenden des Notaus-Signals an die Laseranlage 15 veranlasst wird, wenn erfasst worden ist, dass die Laserschutzbrille 1 nicht korrekt funktioniert. Das bedeutet, dass die Laseranlage 15 automatisch abgeschaltet wird, wenn die Laserschutzbrille 11 eine Fehlfunktion zeigt.In 3 1 is a schematic view of laser safety goggles 1 according to a further exemplary embodiment of the invention. This is structured like the one in 1 or in 2 shown laser safety goggles 1. For the sake of clarity, these components of the laser safety goggles 1 are not fully shown here. In addition, a monitoring and control device 13 is present, with which it can be automatically detected whether the laser safety goggles 1 are working correctly, and which is set up in such a way that the emergency stop signal is sent to the laser system 15 when it has been detected that the laser safety goggles 1 are not working properly. This means that the laser system 15 is switched off automatically if the laser safety goggles 11 show a malfunction.

In 4 ist schematisch eine Laserschutzbrille 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Diese ist so aufgebaut, wie die in 1, 2 oder 3 gezeigte Laserschutzbrille 1. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Komponenten der Laserschutzbrille 1 hier jedoch nicht vollständig dargestellt. Zusätzlich ist vorliegend das Notaus-System 7 mit einer Rückmeldeeinheit 16 versehen, die so eingerichtet ist, dass der Person eine Rückmeldung gegeben wird, wenn das Notaus-Signal ausgesandt worden ist. Diese Rückmeldung wird vorliegend gleichzeitig mittels eines im Display 5 eingeblendeten optischen Signals und mittels eines akustischen Signals ausgegeben. Auf diese Weise wird der die Laserschutzbrille 1 nutzenden Person vermittelt, dass das Notaus-Signal tatsächlich ausgesandt worden ist, so dass sie davon ausgehen kann, dass die Laseranlage 15 auch tatsächlich abgeschaltet worden ist, so dass das Abnehmen der Laserschutzbrille 1 ungefährlich ist.In 4 1 is a schematic view of laser safety goggles 1 according to a further exemplary embodiment of the invention. This is structured like the one in 1 , 2 or 3 shown laser safety goggles 1. For the sake of clarity, these components of the laser safety goggles 1 are not fully shown here. In addition, in the present case the emergency stop system 7 is provided with a feedback unit 16 which is set up in such a way that the person is given feedback when the emergency stop signal has been sent out. In the present case, this feedback is output simultaneously by means of an optical signal superimposed on the display 5 and by means of an acoustic signal. In this way, the person using the laser safety goggles 1 is told that the emergency stop signal has actually been sent, so that they can assume that the laser system 15 has actually been switched off, so that removing the laser safety goggles 1 is not dangerous.

In 5 ist schematisch eine Laserschutzbrille 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Diese ist so aufgebaut, wie die in 1, 2, 3 oder 4 gezeigte Laserschutzbrille 1. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Komponenten der Laserschutzbrille 1 hier jedoch nicht vollständig dargestellt. Zusätzlich ist vorliegend ein Kommunikationsmodul 17 vorgesehen, mit dem eine Bild- und Tonkommunikation mit einem hier nicht dargestellten entfernten Kommunikationsmodul über Funk herstellbar ist. Die Daten der Bildkommunikation werden auf dem Display 5 dargestellt, und die Tondaten werden mittels eines Lautsprechers 18 ausgegeben. Sprache der die Laserschutzbrille 1 nutzenden Person kann mittels eines nicht weiter dargestellten Mikrofons an der Laserschutzbrille 1 aufgenommen werden. Auf diese Weise kann die Laserschutzbrille 1 zur entfernten Zusammenarbeit während der Nutzung am Laserarbeitsplatz verwendet werden. Zum Beispiel kann einer Person außerhalb des Laserarbeitsplatzes die am Laserarbeitsplatz durchgeführte Tätigkeit gezeigt werden, ohne dass diese andere Person in diesem Gefahrenbereich anwesend sein muss. Personen außerhalb des Laserarbeitsplatzes können so mit der Person am Laserarbeitsplatz kommunizieren, z.B. zwecks fachlicher Unterstützung für die aktuelle Tätigkeit am Laserarbeitsplatz.In 5 1 is a schematic view of laser safety goggles 1 according to a further exemplary embodiment of the invention. This is structured like the one in 1 , 2 , 3 or 4 shown laser safety goggles 1. For the sake of clarity, these components of the laser safety goggles 1 are not fully shown here. In addition, a communication module 17 is provided here, with which image and sound communication can be established via radio with a remote communication module (not shown here). The data of the image communication is shown on the display 5, and the sound data is output through a speaker 18. FIG. The speech of the person using the laser safety goggles 1 can be recorded by means of a microphone on the laser safety goggles 1 that is not shown in more detail. In this way, the laser safety goggles 1 can be used for remote collaboration during use at the laser work station. For example, the activity carried out at the laser workstation can be shown to a person outside the laser workstation without this other person having to be present in this danger zone. Persons outside of the laser work station can communicate with the person at the laser work station, for example for the purpose of professional support for the current activity at the laser work station.

Aus 6 ist schematisch ein System mit einer Laserschutzbrille 1 und einer Laseranlage 15 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Die Laserschutzbrille 1 ist so aufgebaut, wie die in 1, 2, 3, 4 oder 5 gezeigte Laserschutzbrille 1. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Komponenten der Laserschutzbrille 1 hier jedoch nicht vollständig dargestellt. Zusätzlich ist hier vorgesehen, dass der Notaus-Sender 8 des Notaus-Systems 7 ein Funkmodul 14 aufweist, mit dem das Notaus-System 7 per Funk mit der Laseranlage 15 verbunden ist. Dazu weist die mit dem Notaus-System 7 der Laserschutzbrille 1 verbundene Laseranlage 15 einen Notaus-Empfänger 19 auf, der einem Sicherheitsrelais 20 zum Schalten der Laseranlage 15 verbunden ist. Hierbei wird vorteilhaft das EtherCAT-Protokoll nach IEC 61784-3 oder ein proprietäres sicheres Protokoll genutzt. Außerdem ist bei diesem System weiterhin vorgesehen, dass die Laseranlage 15 eine Rückmeldeeinheit 21 aufweist, die derart eingerichtet ist, dass der Person, die die Laserschutzbrille 1 nutzt, eine akustische Rückmeldung gegeben wird, wenn die Laseranlage 15 auf das Notaus-Signal hin ausgeschaltet worden ist. Auf diese Weise kann die die Laserschutzbrille 1 nutzende Person ganz sicher sein, dass die Laseranlage 15 ausgeschaltet worden ist, da ihr nicht nur eine Rückmeldung dahingehend gegeben wird, dass das Notaus-Signal ausgesandt worden ist, sondern dass auf den Empfang des Notaus-Signals am Notaus-Empfänger 19 der Laseranlage 15 diese tatsächlich ausgeschaltet worden ist.Out 6 a system with laser safety goggles 1 and a laser system 15 according to a preferred exemplary embodiment of the invention is shown schematically. The laser safety goggles 1 are constructed like those in 1 , 2 , 3 , 4 or 5 shown laser safety goggles 1. For the sake of clarity, these components of the laser safety goggles 1 are not fully shown here. In addition, it is provided here that the emergency stop transmitter 8 of the emergency stop system 7 has a radio module 14 with which the emergency stop system 7 is connected to the laser system 15 by radio. For this purpose, the laser system 15 connected to the emergency stop system 7 of the laser safety goggles 1 has an emergency stop receiver 19 which is connected to a safety relay 20 for switching the laser system 15 . Here, the EtherCAT protocol according to IEC 61784-3 or a proprietary secure protocol is advantageously used. In addition, this system also provides for the laser system 15 to have a feedback unit 21 that is set up in such a way that the person using the laser safety goggles 1 is given acoustic feedback when the laser system 15 has been switched off in response to the emergency stop signal is. In this way, the person using the laser safety goggles 1 can be quite sure that the laser system 15 has been switched off, since it is not only given feedback that the emergency stop signal has been sent, but that the emergency stop signal has been received at the emergency stop receiver 19 of the laser system 15, this has actually been switched off.

Die dieser Patentanmeldung zu Grunde liegende Erfindung entstand im Rahmen des vom Förderprogramm Startup-Hochschulausgründung EFRE.NRW geförderten Projekts „LaserLab Vision“.The invention on which this patent application is based was created as part of the "LaserLab Vision" project funded by the start-up university spin-off EFRE.NRW funding program.

BezugszeichenlisteReference List

11: Laserschutzbrillelaser safety goggles
22: Gehäusecasing
33: Befestigungsvorrichtungfastening device
44: Kameracamera
55: Displayscreen
66: Verarbeitungseinheitprocessing unit
77: Notaus-Systememergency stop system
88th: Notaus-Senderemergency stop transmitter
99: Notaus-SchalterEmergency switch
1010: Bandtape
1111: Prüf- und SchalteinrichtungTesting and switching device
1212: elektrische Leitungelectrical line
1313: Kontroll- und Steuereinrichtungmonitoring and control device
1414: Funkmodul des Notaus-SendersRadio module of the emergency stop transmitter
1515: Laseranlagelaser system
1616: Rückmeldeeinheit der LaserschutzbrilleFeedback unit of the laser safety goggles
1717: Kommunikationsmodulcommunication module
1818: Lautsprecherspeaker
1919: Notaus-Empfängeremergency stop receiver
2020: Sicherheitsrelaissafety relay
2121: Rückmeldeeinheit der LaseranlageFeedback unit of the laser system
2222: Clipclip

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 2018/028759 A1 [0004]
DE 102010010030 A1 [0005]
DE 202013011112 U1 [0006]

Claims

Laser safety goggles (1) for protecting the eyes of a person wearing the laser safety goggles in front of their eyes from injuries caused by laser light a housing (2) which protects the person from the laser light when the housing is worn in front of the person's eyes, a fastening device (3) for fastening the housing (2) to the person's head, a camera (4) for recording at least a portion of the area surrounding the laser safety goggles (1), a display (5) facing the eyes when the housing (2) is worn in front of the eyes, a processing unit (6) for displaying at least a portion of the environment captured by the camera (4) on the display (5) and an emergency stop system (7) which can be connected to a laser system (15) and with which an emergency stop signal to switch off the laser system (15) can be sent to the laser system (15) connected thereto, the emergency stop system (7) having an emergency stop transmitter (8) for sending out the emergency stop signal to the laser system (15) and an emergency stop switch (9) that can be actuated by the person to send out the emergency stop signal via the emergency stop transmitter (8), which is a captive component of the laser safety goggles (1 ) is.

Laser safety goggles (1) after claim 1 , The emergency stop system (7) is designed to be fail-safe.

Laser safety goggles (1) after claim 1 or 2 , wherein the emergency stop switch (9) is mechanically fixed to the housing (2) and/or the fastening device (3) or is integrated into the housing (2) or the fastening device (3).

Laser safety goggles (1) after claim 3 , wherein the emergency stop switch (9) is connected to the housing (2) and/or the fastening device (3) by means of a flexible connection (10) and has a clip (22) with which it can be fastened to the person's clothing .

Laser safety goggles (1) according to one of Claims 1 until 4 , with a testing and switching device (11), with which it is possible to test whether the emergency stop switch (9) is a captive part of the laser safety goggles (1), and which is set up in such a way that the display (5) can only be operated permitted if it has been determined that the emergency stop switch (9) is an integral part of the laser safety goggles (1).

Laser safety goggles (1) according to one of Claims 1 until 5 , with a monitoring and control device (13) with which it can be automatically detected whether the laser safety goggles (1) are working correctly, and which is set up in such a way that the emergency stop signal is sent to the laser system (15) when detected it has been determined that the laser safety goggles (1) are not working properly.

Laser safety goggles (1) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the emergency stop transmitter (8) of the emergency stop system (7) has a radio module (14) with which the emergency stop system (7) can be connected to the laser system (15) by radio.

Laser safety goggles (1) according to one of Claims 1 until 7 , which additionally has a communication module (17) with which image, data and/or sound communication can be established with a remote communication module via radio.

System with laser safety goggles (1) according to one of Claims 1 until 8th and a laser system (15) connected to the emergency stop system (7) of the laser safety goggles (1), the laser system (15) having an emergency stop receiver (19) which is connected to the emergency stop transmitter (8) of the laser safety goggles (1) is connected and with which a safety relay (20) for switching the laser system (15) can be switched.

system after claim 9 , wherein the laser system (15) has a feedback unit (21) which is set up in such a way that the person using the laser safety goggles (1) is given feedback when the laser system (15) has been switched off in response to the emergency stop signal is.