JP2008543104A - 保護ガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、一つ以上の光照射源の近傍で作業するオペレータの眼（１７、１８）を保護するガラスに関し、本保護ガラスは、観察用デジタルガラス（１０）、少なくとも一つのビデオカメラ（１１）、電源（１９）を含む制御装置（１２）、及び移動の際に周囲を可視化する移動用の第１ビデオカメラ（４０）と作業領域を可視化する調整用の第２ビデオカメラ（４１）とからなる２つの切り替え可能なビデオカメラを備える。

Description

技術分野
本発明は、一つ以上の可視光照射源又は不可視光照射源、例えばレーザの照射源の近傍で作業するオペレータの眼を保護するガラスに関する。

背景技術
光の照射から眼を保護する装置の分野では、ガラスの供給業者により、この照射を減衰させるか、又は受動的に反射する手段からなる解決方法が提供されている。この場合、付随的なサービスの提供という点でこれらのガラスの性能を高めることができない。
また、前記解決方法は本発明の要求を完全に満たさない。
−先行技術による保護ガラスは固定の波長範囲のみを対象としている。
−これらの保護ガラスでは、不可視域のレーザ光を観察できない。従って、これらの保護ガラスは、加工用レーザ光の波長以外の波長で位置合わせ用レーザ光を使用する必要がある。
−これらの保護ガラスは、特定のパワーレベルについて較正される。これらのパワーレベルが大きい場合、これによって輝度の低い環境を明瞭に視認することができない。
−反射により保護を行なうこれらの保護ガラスは、他のオペレータ、更には周りの機器に危険を生じる。
−これらの保護ガラスは、正しく較正されたとしても、受信光線又は機械的な引っかき傷によってダメージを受ける可能性がある。そのような場合、このようなダメージを常に認知できないために、これらの保護ガラスは潜在的な危険性を有する。従って、これらのガラスは定常的に検査する必要がある。
−特定のパワーレベルについては、眼を効果的に保護する保護ガラスが存在しない。

本発明の目的は、照射光の波長又はパワーに関係なく眼を完全に保護することができる、オペレータの眼と外部照射源の間のインターフェースを提案することである。しかしながら、本発明は、切断レーザのような非常に大きいパワーを持つレーザの影響からオペレータの眼を保護する手段には関連しない。

本発明の概要
本発明は、一つ以上の光源、例えばレーザ光源の近傍に位置するオペレータの眼を保護するガラスに関し、本保護ガラスは、
−観察用デジタルガラス、
−少なくとも一つのビデオカメラ、及び
−電源を有する指令装置
を備え、２つの切り替え可能なビデオカメラ、即ち
−オペレータが環境内部を移動する際に周囲を観察するための、移動用の第１ビデオカメラ、及び
−作業領域を観察するための、調整用の第２ビデオカメラ
を備えることを特徴とする。

観察用デジタルガラスは、２つのＬＣＤディスプレイを有し、自然視に近い視界が得られるガラスとすることができる。ビデオカメラは、ピンホール型カメラ、即ちＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラとすることができる。
本発明の保護ガラスには吸収コーティング剤を塗布することができる。

実施形態の第１の変形例では、指令装置は更に、リモート処理ユニットにゴー信号を送信できるビデオ送信ユニットを含む。
実施形態の第２の変形例では、指令装置は更に、リモート処理ユニットから戻り信号を受信し、この処理済みビデオ信号を観察用デジタルガラスに送信できるビデオ受信ユニットを含む。

移動用の第１ビデオカメラは、例えば視野角が広く、被写界深度が大きく、且つ可視域で機能するＣＣＤカメラとすることができる。
調整用の第２ビデオカメラは、例えば第１カメラよりも視野角が狭く、被写界深度が小さく、且つ可視域又は不可視域で機能するＣＣでカメラとすることができる。

本発明の保護ガラスは、先行技術における公知の保護ガラスより優れた多数の利点を有する。即ち、
−本発明の保護ガラスは、光強度を減衰させることにより機能するのではなく、且つ機器を探すため、メモを取るため、或いは、例えばレーザ室でオペレータにより行われる手順又は他の何らかの動作を読み取るために環境内で移動する際、周囲を認識する動作を妨げることがない。
−本発明の保護ガラスは、照射源の波長及びパワーに関係なく効果を維持する。これにより、所定の設備において使用される保護の選択に間違いが生じない。
−本発明の保護ガラスによって、オペレータは、研究室において異なる波長を持つ複数のレーザ光を使用して作業することができる。
−本発明の保護ガラスによって、ビデオカメラに使用されるセンサの捕捉時間を利用することにより、複数のパルスレーザの観察が可能になる。
−エネルギーフローが大きい場合、これらのガラスに吸収コーティング剤を塗布し、これによって反射に関連する全ての問題を排除することができる。
−カメラ技術を正しく選択することにより、強度の大きい光源の環境を観察することができ、これによってオペレータは画面上の非常に明るいスポットを認めることができ、しかも同時に、周囲の残りの部分を完全な形で観察することができる。従って、眼に感じるまぶしさを完全に無くすことができる。
−前記ガラスの製造コストは小さく、且つ前記ガラスは軽量である。
−これらの保護ガラスによってオペレータは、ヒトの眼には見えない波長のレーザを直接使用することができ、付随的に位置合わせ用レーザを使用する必要がない。ビデオカメラはこれらの波長を捕捉することができ、これらの波長はガラスの観察画面に可視カラーで再生することができ、観察スペクトルの残りの部分を完全に妨げることがない。
−ヘルツ波伝送システムを付加することにより、オペレータの動き及び動作を離れた位置から監視することができる。この機能によって、例えば安全管理分野又は知識の保存に関する分野に、多数の可能性が広がる。

図１に示すように、本発明の保護ガラスは、
−オペレータの眼１７及び１８の前方に配置される観察用デジタルガラス１０、
−観察対象のシーン（ポイント０）に向けられ、且つ前記ガラス１０に向けてビデオ信号ＳＶを出力する少なくとも一つのビデオカメラ１１、及び
−前記ガラス１０及びカメラ１１の電源１９を含み、且つオペレータのベルトに装着できる指令装置１２
を備える。

ガラス１０及びビデオカメラの両方は、同一のポイント０に向いている。図１に示すカメラのセル２０に直交する方向２７と、ガラスの画面１３及び１４に直交する方向２８の間に形成される角度αは、作業距離に応じて調整することができる。
これらのガラス１０では、作業距離での３次元観察をシミュレートするために、角度αは非ゼロの角度でなければならない。

観察用デジタルガラス１０は、元々ゲーム用途（ゲームコンソール又はポータブルＤＶＤプレーヤ）専用に設計された、自然視に近い視界が得られるガラスである。
従って、これらのガラス１０は、オペレータのそれぞれの眼（１７、１８）の前方のレンズ（１５、１６）に接続する画面（１３、１４）を含み、各画面は信号ＳＶを受信する。

前記ガラス１０によって、現実に近いシーンを作り出すことができる。
ビデオカメラ１１は、画素をマトリクス状に配置した形態のＣＣＤセンサ２０を含むＣＣＤカメラ（電荷結合素子）とすることができ、これらの画素の各々は、光子を受け取ると電子を生成する。この場合、センサ２０はレンズ２１に接続する。ビデオカメラ１１は、ＣＭＯＳカメラとすることもできる。

図２に示す実施形態の第１の変形例では、指令装置１２は、電源１９に加えて、ビデオ送信ユニット２０を含み、このビデオ送信ユニットはゴー信号ＳＶＡを、ヘルツ波伝送又はケーブル２１により、リモート処理ユニット２２に収容されるビデオ受信ユニット２３と観察及び記録ユニット２４に送信する。
図３に示す実施形態の第２の変形例では、リモート処理ユニット２２は、図２に示す構成要素に加えて、リアルタイムデジタル画像処理ユニット３０、及び戻りビデオ信号ＳＶＲを送信するビデオ送信ユニット３１を含む。指令装置１２はビデオ受信ユニット３２を含み、ビデオ受信ユニットはこの戻りビデオ信号ＳＶＲを受信して、その出力信号ＳＶ’を観察用デジタルガラス１０に送信する。

図４に示すように、本発明のガラスは、切り替え可能な２つのビデオカメラ、即ち、
−移動用の第１ビデオカメラ４０（視野角が広く、被写界深度が大きい可視域センサ）、及び
−調整用の第２ビデオカメラ４１（視野角が狭く、被写界深度が小さい可視域センサ又は不可視域センサ）
を使用する。
第１ビデオカメラ４０は、環境の内部を移動する際に周囲を観察するために使用される。第２ビデオカメラ４１は、作業領域を観察するために使用される。各カメラはビデオ信号（ＳＶ１、ＳＶ２）を出力する。図４の楕円４３は、環境の内部を移動するときの視野を示している。楕円４４は作業視野を示している。これらのガラスでは、ユーザは、スイッチ４２を用いて、一方の観察モードから他方の観察モードに切り替えることができる。
図４は、このスイッチ４２を使用して、使用中のカメラへの電源供給を指示すること、及び他方のカメラの電源を遮断して、例えば再充電型電池から成る電源１９の寿命を保存することを示していない。

実施例
一実施例では、本発明のガラスの構成部品は以下の通りである。
観察用デジタルガラス１０は、１８０，０００画素の解像度を有する２つのＬＣＤ（液晶表示）画面を備えるデジタルガラスであり、これらの画面は、オペレータの眼の各々の前方に配置され、従って例えばＲＩＭＡＸ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｖｉｓｉｏｎ ２−０の種類の２つのＬＣＤディスプレイを有する。

ビデオカメラ１１は、ピンホールレンズを備えるＣＣＤカメラ、例えばＭＩＳＵＭＩ製のＳｎａｋｅ ＣＣＤ Ｃａｍｅｒａ（ＭＳ−Ｃ４９３Ａ−３Ｃ−Ｐ０１）の種類のカメラである。このカメラの位置決めは、読み取り距離に相当する距離で最大精度を実現する（ｅｙｅ／ｂｏｏｋ）ように計算により行う。このようにピンホールの特徴を選択することにより、最大被写界深度を実現する。
ガラス１０とカメラ１１のアセンブリに、吸収コーティング剤を塗布することができる。

これらのガラス１０及びビデオカメラ１１のアセンブリの電力供給１９は、オペレータのベルトに装着可能な再充電型電池を使用して得ることができる。従って、本発明の保護ガラスは完全自己給電式である。前記観察アセンブリは、取扱い及び軽さの点で、一部の先行技術に劣らない。
前記保護ガラスは、特に、出力２を超えるクラスのレーザを使用する人、アーク溶接工、炉の傍で作業するオペレータの保護ガラスとして使用することができる。

一般的に、前記保護ガラスは、眼の完全な状態に有害なあらゆる光の照射から保護するために使用することができるか、又はまぶしい光に危険が伴う全ての分野で使用することができる。
更に、前記保護ガラスによって、不可視波長を観察することができる。

本発明の保護ガラスの一実施形態を模式的に示す。 本発明の保護ガラスの実施形態の一変形例を示す。 本発明の保護ガラスの実施形態の別の一変形例を示す。 本発明の保護ガラスの実施形態のまた別の一変形例を示す。

Claims (12)

1. 一つ以上の光照射源の近傍に位置するオペレータの眼のための保護ガラス（１７、１８）であって、
   −観察用デジタルガラス（１０）、
   −少なくとも一つのビデオカメラ（１１）、及び
   −電源（１９）を含む指令装置（１２）
   を備え、２つの切り替え可能なビデオカメラ、即ち
   −環境内部を移動する際に周囲を観察するために使用される移動用の第１ビデオカメラ（４０）、及び
   −作業領域を観察するために使用される調整用の第２ビデオカメラ（４１）
   を備えることを特徴とするガラス。
2. 観察用デジタルガラス（１０）が、２つのＬＣＤディスプレイを有し、自然視に近い視界が得られるガラスである、請求項１記載のガラス。
3. ビデオカメラ（１１）がＣＣＤカメラである、請求項１記載のガラス。
4. ビデオカメラ（１１）がＣＭＯＳカメラである、請求項１記載のガラス。
5. ビデオカメラ（１１）がピンホールカメラである、請求項１記載のガラス。
6. ビデオカメラ（１１）が標準レンズを装着するカメラである、請求項１記載のガラス。
7. 吸収コーティング剤が塗布される、請求項１記載のガラス。
8. 指令装置（１２）が、ゴービデオ信号（ＳＶＡ）をリモート処理ユニット（２２）に送信できるビデオ送信ユニット（２０）を含む、請求項１記載のガラス。
9. 指令装置（１２）が、リモート処理ユニット（２２）から戻りビデオ信号（ＳＶＲ）を受信して観察用デジタルガラス（１０）にビデオ信号（ＳＶ’）を送信できるビデオ受信ユニット（３２）を含む、請求項８記載のガラス。
10. 移動用の第１ビデオカメラ（４０）が、視野角が広く、被写界深度が大きく、且つ可視域で機能するビデオカメラである、請求項１記載のガラス。
11. 調整用の第２ビデオカメラ（４１）が、第１ビデオカメラよりも視野角が狭く、被写界深度が小さく、且つ可視域又は不可視域で機能するビデオカメラである、請求項１記載のガラス。
12. 一又は複数の照射源が一つ以上のレーザ照射源である、請求項１記載のガラス。

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