DE4340971A1 - Atemmaske mit einer Sichtanzeigeeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Atemmaske mit einer Sichtanzeige­ einheit, welche ein Sichtanzeigefeld umfaßt, dessen Funktion es ist, Meßdaten im Blickfeld des Trägers der Maske darzustellen.

Es sind Anstrengungen unternommen worden, um die Arbeitssi­ cherheit eines Trägers einer persönlichen Atemmaske dadurch zu verbessern, daß dem Träger Meß- und Alarmdaten verschiede­ ner Umwelt- und Gerät-Werte übermittelt werden. Bekannte Ein­ richtungen für diesen Zweck umfassen verschiedene tragbare Meßeinrichtungen, welche für gewöhnlich zusätzlich zu einer Sichtanzeigeeinheit einen Höralarm aufweisen. Das diesen Ein­ richtungen anhaftende Problem ist ihr umständlicher Gebrauch, da sich die Meßeinrichtung in Vorsprüngen der Umgebung verha­ ken kann, wenn sie vom Hals des Trägers herabhängt, und zum Betrachten eventuell hochgehoben werden muß. Darüber hinaus kann der Höralarm bei anstrengender Arbeit in geräuschvoller Umgebung nicht hörbar sein.

Es sind Blickfeld-Darstellungsgeräte (HEAD-UP DISPLAYS (HUD)) bekannt, welche in Kampfflugzeugen und in Pilotenhelmen ver­ wendet werden und mittels derer der Pilot wichtigen, dem Fliegen zugeordneten Informationen ohne Absenken seiner Augen folgen kann. Ein HUD wird für gewöhnlich unter Verwendung von Hologrammtechniken realisiert. Es ist möglich, Hologramme in großen Serien mit geringen Kosten herzustellen, sie müssen aber bewegt werden oder aus verschiedenen Winkeln beleuchtet werden, um die gewünschte Veränderung in der Sichtanzeige zu erzeugen. Dies vergrößert die Komplexizität der Sichtan­ zeigeeinheit und vergrößert ihre Kosten.

Es sind auch Atemmasken mit einer Sichtanzeigeeinheit be­ kannt, das Problem bei der Sichtanzeige derartiger Masken aber liegt darin, daß sie aufgrund von Schutzkleidung und dem Erfordernis der Tragbarkeit sehr nahe an dem Auge angeordnet werden müssen, in welchem Fall normale numerische und Skalen­ sichtanzeigen nicht korrekt wahrgenommen werden können.

Aus der europäischen Patentveröffentlichung EP 0 252 281 ist eine Atemmaske des am Anfang dieser Beschreibung ausgeführten Typs bekannt, bei welcher die Sichtanzeigeeinheit innerhalb der Maske angeordnet ist. Diese Veröffentlichung beschreibt die Art und Weise, in welcher die Meßdaten in der Sichtanzei­ ge dargestellt sind, nicht detaillierter, es ist aber offen­ sichtlich, daß das Sichtanzeigefeld zu einem Zeitpunkt nur Jeweils einen Meßwert zeigt und daß dann, wenn eine Mehrzahl von Meßdaten an den Träger übermittelt werden sollen, diese aufeinanderfolgend in dem Feld dargestellt werden. Ein derar­ tiges Anzeigeverfahren kann die Aufmerksamkeit des Trägers der Atemmaske zu sehr auf die Beobachtung der Meßdaten len­ ken, worunter die Ausführung der tatsächlichen Arbeitsaufga­ ben leiden wird. Die in dieser Veröffentlichung offenbarte Atemmaske weist den weiteren Nachteil auf, daß das Meßsignal zu der Sichtanzeigeeinheit innerhalb der Maske mittels einer Zuleitung zugeführt wird, welche einen Durchgang in der Maske erfordert, der möglicherweise eine Leckstelle bildet.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Atemmaske mit einer Sichtanzeigeeinheit vorzusehen, welche die Nachteile der vor­ her beschriebenen Systeme vermeidet, und insbesondere für eine persönliche Atemmaske eine Sichtanzeigeeinheit wirt­ schaftlich vorzusehen, auf welcher der Träger ohne Überan­ strengung seiner Augen Meß- und Alarmdaten von Umwelt- und Gerät-Werten beobachten kann, während seine Augen auf die Arbeitsentfernung fokussiert sind.

Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Atemmaske gelöst, deren Hauptmerkmale in den beiliegenden Patentansprü­ chen angegeben sind.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß das Sichtanzei­ gefeld der Sichtanzeigeeinheit durch Benutzung eines mechani­ schen und/oder elektronischen Lichtmodulators (sogenannte Maske) realisiert sind, wobei die Skalen, Symbole und anderen auf dem Schirm erzeugten Zeichen die Meßdaten an den Träger übermitteln. Die Verwendung eines Lichtmodulators gestattet es, eine Vielzahl von Daten gleichzeitig auf dem Sichtanzei­ gefeld darzustellen. Die durch den Lichtmodulator gebildeten Symbole oder dgl. können dadurch beleuchtet werden, daß als das Hintergrundlicht entweder Umgebungslicht oder eine sepa­ rate Lichtkomponente oder separate Lichtkomponenten, z. B. eine Leuchtdiode (LED), verwendet werden.

Der mechanische Lichtmodulator kann z. B. ein dünner Metall­ film sein, auf dem die gewünschten Symbole durch Ausschneiden der gewünschten Muster mittels eines Lasers oder durch Ätzen derselben mittels Photolithographie erhalten werden. So kann eine begrenzte Anzahl verschiedener Symbole unter Verwendung eines mechanischen Lichtmodulators dargestellt werden. Das Darstellen neuer Symbole erfordert den Austausch des Modula­ tors, was an sich ein einfacher Vorgang ist.

Ein elektronischer Lichtmodulator kann z. B. durch Verwendung der Flüssigkristalltechnologie realisiert werden. Die Symbole in der Sichtanzeige können der Situation entsprechend durch Aus lesen des Inhalts einer neuen Sichtanzeige aus einem Spei­ cherbauteil verändert werden. In diesem Fall ist die Anzahl unterschiedlicher Sichtanzeigen prinzipiell unendlich, wobei der begrenzende Faktor die Speicherkapazität des Speicherbau­ teils ist.

Eine erfindungsgemäße Sichtanzeigeeinheit kann derart aufge­ baut sein, daß das Sichtanzeigefeld durch ein optisches Sy­ stem betrachtet wird, welches die angezeigte Information ver­ größert. In diesem Fall können die physikalischen Abmessungen des Sichtanzeigeelements so klein gemacht werden, daß es das Blickfeld des Trägers nicht übermäßig abdeckt. Daraus folgt ebenfalls, daß der Lichtmodulator sehr klein gemacht werden kann, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung durch z. B. Mikroelektronikverfahren ermöglicht wird. Das eine oder meh­ rere Linsen umfassende optische System einer erfindungsgemä­ ßen Sichtanzeigeeinheit kann derart sein, daß der Lichtmodu­ lator in einer größeren Entfernung zu sehen ist als in derje­ nigen, in der er tatsächlich angeordnet ist. Daher kann der Träger seine Augen auf die normale Arbeitsentfernung fokus­ sieren und die Sichtanzeige ist immer noch scharf zu sehen.

Eine erfindungsgemäße Atemmaske kann auch derart konstruiert sein, daß der Lichtmodulator und das diesem zugeordnete opti­ sche System über einen Spiegel betrachtet werden. Dieser Spiegel kann derart ausgebildet sein, daß er Licht entspre­ chend der Wellenlänge des Hintergrundlichts des Lichtmodula­ tors intensiv reflektiert und das andere Licht größtenteils durchläßt. In diesem Fall sieht der Träger ein durchsichtiges Feld, welches deshalb sein Blickfeld nicht einschränkt, wobei die Sichtanzeige der durch den Lichtmodulator gebildeten Sym­ bole in diesem Feld zu sehen ist. Eine derartige Verwendung eines Reflektors ermöglicht auch einen zweckmäßigeren mecha­ nischen Aufbau des Sichtanzeigeelements. Dies ist wichtig, wenn die Sichtanzeigeeinheit in eine Vollgesichtsmaske einge­ setzt ist oder dann, wenn es wünschenswert ist, bei Anordnung außerhalb einer Maske vorspringende Teile zu vermeiden.

Die Übermittlung von Informationen von Detektoren oder einer Zentraleinheit zu einer erfindungsgemäßen Sichtanzeigeeinheit kann durch Verwendung von Metallzuleitungen oder Lichtleitern realisiert werden und auch drahtlos durch Funk oder durch Verwendung einer Induktionsschleife realisiert werden. Eine drahtlose Verbindung beseitigt die Notwendigkeit von Durch­ führungen, wenn die Sichtanzeigeeinheit in einer Vollge­ sichtsmaske angeordnet ist.

Die zu messenden Umwelt- und Gerät-Werte können z. B. Kohlen­ monoxid, explosive Gase, Hydrogensulfid, Multigas, Teilchen­ konzentration, Flaschendruck (bei Rauchbedingungen) und Tem­ peratur sein.

Die Atemmaske kann eine Vollgesichtsmaske sein, bei der die Sichtanzeigeeinheit entweder innerhalb oder außerhalb der Vollgesichtsmaske eingesetzt ist, sie kann aber auch eine Maske ohne einen Schirm sein.

Wenn die Sichtanzeigeeinheit außerhalb der Vollgesichtsmaske angeordnet ist, ist sie bevorzugterweise in einem Halter ein­ gesetzt, welcher an dem unteren Rand des- Maskenschirms be­ festigt ist und in seitlicher Richtung bewegbar ist.

Es folgt eine detailliertere Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, in der

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen, mit einer Sichtanzeigeeinheit ausgestatteten Atemmaske ist und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen mechanischen Lichtmodu­ lator zeigt, welcher in die Sichtanzeigeeinheit einer erfin­ dungsgemäßen Atemmaske eingesetzt ist.

In Fig. 1 ist eine Vollgesichtsmaske allgemein mit dem Be­ zugszeichen 1 bezeichnet. Die Vollgesichtsmaske 1 weist einen Schirm 2 auf, wobei am unteren, dem gleichzeitig die Dichtung bildenden Rand 3 des Schirms ein Halter 4 befestigt ist, wel­ cher seitlich entlang des unteren Rands 3 bewegt werden kann. Die Sichtanzeigeeinheit 5 ist in den Halter 4 eingesetzt. Die Meßdaten werden von Detektoren oder von einer Zentraleinheit (in der Figur nicht dargestellt) mittels eines Bündels 6 von Lichtleiterfasern der Sichtanzeigeeinheit 5 zugeführt. Bei diesem Aufbau ist die Sichtanzeigeeinheit modular, d. h. sie ist an bereits verwendeten Atemmasken anbringbar.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Aufbaus des mechanischen Lichtmodulators 7. Der Lichtmodulator 7 umfaßt einen dünnen Metallfilm, in welchem die gewünschten Symbole 8, 9, P und CO durch Schneiden mit Laser erzeugt wurden. Die Symbole in dem Dichtmodulator 7 werden von hinten durch separate Lichtquel­ len beleuchtet, welche z. B. aufliegende LED's oder Lichtfa­ sern sein können. Der dargestellte Lichtmodulator 7 weist elf separate Zeichen auf. Mittels der Skala 8 im oberen Teil ist es z. B. möglich, eine Zunahme der Kohlenmonoxidkonzentration darzustellen und mittels der Kreise 9 im unteren Teil einen Druckabfall darzustellen. Eine Veränderung der Meßdaten kann z. B. durch eine Veränderung der Symbolfarbe angezeigt werden oder dadurch, daß ein oder mehrere Symbole (in Fig. 2 P und CO) in einen Blinkzustand versetzt werden. Blinken ist ein effektives Alarmierungsmittel; eine Person erfaßt Veränderun­ gen im Randbereich des Auges schnell.

Die Erfindung betrifft eine Atemmaske 1 mit einer ein Sicht­ anzeigefeld umfassenden Sichtanzeigeeinheit 5, wobei es die Funktion der Einheit ist, Meßdaten in dem Blickfeld des Mas­ kenträgers darzustellen, wobei ferner das Sichtanzeigefeld durch Verwendung eines mechanischen und/oder elektronischen Lichtmodulators 7 realisiert ist, wobei die Skalen, Symbole oder anderen im Lichtmodulator erzeugten Zeichen dem Träger Meßdaten übermitteln.

Claims (7)

1. Atemmaske (1) mit einer ein Sichtanzeigefeld umfassenden Sichtanzeigeeinheit (5), wobei es die Funktion der Sichtan­ zeigeeinheit ist, Meßdaten in dem Blickfeld des Maskenträgers darzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtanzeigefeld durch Verwendung eines mechanischen und/oder elektronischen Lichtmodulators (7) realisiert ist, wobei die Skalen, Symbole oder anderen darin erzeugten Zei­ chen dem Träger Meßdaten übermitteln.

2. Atemmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtanzeigeeinheit (5) zusätzlich ein optisches System um­ faßt, durch welches das Sichtanzeigefeld betrachtet wird und welches die dargestellte Information vergrößert und/oder die­ se in einer größeren Seh-Entfernung erscheinen läßt als die­ jenige, in der sie tatsächlich angeordnet ist.

3. Atemmaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine die Wellenlänge/Wellenlängen des Lichtmodulator-Hintergrundlichts reflektierende Oberfläche umfaßt, über welche die Skalen, Symbole oder anderen Zeichen auf der Sichtanzeige zu dem Maskenträger derart gespiegelt werden, daß der Rest der reflektierenden Oberfläche für den Träger durchsichtig ist.

4. Atemmaske nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Daten, welche die Sichtanzeige steuern, der Sichtanzeigeeinheit (5) durch Verwendung von Metallzuleitun­ gen, Lichtleitern (6) oder drahtlos durch Funk oder durch Verwendung einer Induktionsschleife zugeführt werden.

5. Atemmaske nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß sie eine Vollgesichtsmaske ist und daß die Sichtan­ zeigeeinheit in die Vollgesichtsmaske eingesetzt ist und daß die Daten, welche die Sichtanzeige steuern, der Sichtan­ zeigeeinheit drahtlos durch Funk oder durch Verwendung einer Induktionsschleife zugeführt werden.

6. Atemmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie eine Vollgesichtsmaske (1) ist und daß die Sichtanzeigeeinheit (5) in einen Halter (4) außerhalb der Vollgesichtsmaske (1) eingesetzt ist, wobei der Halter (4) an der Vollgesichtsmaske (1) befestigt ist.

7. Atemmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (4) an dem unteren Rand des Schirms (2) der Vollge­ sichtsmaske befestigt ist und an der Vorderseite des Schirms seitlich bewegbar ist.