JP2013517545A - 保護遵守システム - Google Patents

Abstract

本発明は危険状態における安全遵守のための装置と方法を提供する。本装置は、第１の保護装置を検出する感知手段と、対象者を検出する手段と、保護装置と対象者との係合を監視する監視手段と、監視手段に従って第２の装置の使用可能性を制御する制御装置と、を含んでもよい。本発明の実施形態は、眼鏡類であり音または放射線を減衰する保護装置を含む。本装置は電源を含んでもよい。本装置の要素間の通信はいずれの好適な手段によってもよく、固定回線、無線周波数、光伝送、音響または同種のものによってもよい。本発明は、対象者を検出する工程と、保護装置に対する対象者の位置を判断する工程と、保護装置の遵守状態を判断する工程と、この遵守状態に従って第２の装置を制御する工程と、を含む安全遵守方法を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、安全装置および方法に関し、特に個人の保護装置および方法に関する。

努力傾注分野の多くでは、職業的危険が労働者の健康を大きく損ねることは周知である。世界の多くの地域では、より安全な作業環境を提供するべきだという圧力が増している。製作作業環境では、危険は日常的である。危険装置または材料を扱う人々のために、労働者の危険性への暴露を低減する目的で採用された改善された安全措置と手順がある。

長年にわたって、工場機械類には機械の動作中に危険な可動部へのアクセスを防ぐために安全囲いが組み込まれてきた。これはすべて、オペレータまたはこのような機械類の近くにいる可能性のある他の要員の不慮の事故による負傷の可能性を無くすことを目的としている。周知の安全囲いの例には光カーテン、安全柵、セーフティインターロック等がある。このような解決策においては、危険を発生し得る工場または機械類に保護安全装置が取り付けられる。

危険を物理的な囲いの内に抑えるのが困難であると考えられる場合、労働者により個人用保護具が使用されることがある。このような個人用保護具の例には、発射物から眼を保護するための安全眼鏡または安全ゴーグル、高雑音レベルによる聴力損失に対し保護する耳覆いまたは耳プラグ、放射熱から保護する反射性上着、紫外線による損傷から眼を保護する溶接用マスクなどがある。

危険な機械類の周知の例には、至る所で使われているボール盤がある。ボール盤オペレータは、穿孔作業をはっきり見ることができる一方で工作物へ明確に物理的に接近しなければならない。これにより、オペレータは、工作物の飛翔切屑または破片による眼の負傷の危険性に晒される。ボール盤の多くには明確な囲いが設置されているが、これらはしばしば作業領域を十分には覆わず、いずれの場合も工作物の取り扱いと配置を妨害する可能性があるため、オペレータがそれらを除去することとなる。したがってボール盤または旋盤または同様の機械類のオペレータは、安全眼鏡等の眼保護衣を着用するということが要件であることが多い。

別の一般的危険は、ジャックハンマまたは材木用こぎり等の重機械により発せられる高雑音レベルである。このような雑音源の近くにいるときは耳覆い形式の聴覚保護具を着用することが慣例である。このような装置は、ユーザ上に正しく配置されると、高音圧レベルに対する長期暴露を原因とする早期聴力損失を防ぐことができる。

残念ながら、規則類により多くの環境において保護具の使用が求められているが、オペレータがこのような機器の使用を意図的に回避したり機械類を操作する前にそれを正しく着用することを忘れたりする状況が存在することもまた周知である。このような状況下では、オペレータは物理的障害に再び晒され得る。

したがって、オペレータの保護のための安全設備がユーザ上に効果的に配置されることを保証することが望ましく、そしてこのような安全設備が全く使用されていない場合またはこのような機器が間違って使用されている場合、その危険な工場および機械類を停止するまたはこのような危険な工場および機械類が起動されるのを防止すること等のいくつかの行動が取られる、または最低限でも、オペレータが、安全な機器または機械類操作を保証する是正処置を取ることを喚起されるように、警報を発することがさらに望ましい。

目と耳保護に対する基本的手法は十分に確立されており当業者に知られている。目と耳保護の領域における運用の強化に関する多くの開示がある。例えばＢｒｏｗｎらの米国特許第５，２７８，９９９号明細書では、耳と眼保護を単一装置内に組み合わせる発明を開示した。Ｇｒａｈａｍの米国特許第５，２４３，７１１号明細書では、ヘアスプレーとヘアスタイリングに伴う危険性に向けられた特徴を有する保護眼鏡を開示している。Ｈａｒｔｌｅｙらの米国特許第７，００８，０５６号明細書では、衝撃と光の両方に対する眼保護を提供する発明を開示している。高い音響減衰を実現する聴覚保護装置を開示するＦａｌｃｏらの米国特許第７，４６４，７８６号明細書による発明など他の発明がある。

Ｈｅｌｌｅｒらの国際公開第２００９／０８１３４０号パンフレットでは、保護具がユーザ上に配置されていることを保証するために画像処理方法を利用したシステムを開示している。開示したシステムは、保護具が存在するということを示す重要な指標を探して画像を解析する。このシステムは、保護具が視認可能であるということを要するという欠点を有する。したがってこのような機器が衣類の下または別の機器の下のユーザ上に配置されると、検出されない。

必要なのは、安全対策の正しい適用と維持に関する要件をユーザがよりよく遵守するよう促進する方法と装置である。

従来技術領域で一般的に知られた前述の解決策その他に伴う問題は、保護装置および方法が適切に使用されることを保証するためにこれらの解決策がオペレータに頼るということである。対象ユーザがこのような装置と方法を正しく適用しなければ、提供される保護は弱められ、傷害を防止できない場合がある。本発明の実施形態は、危険装置操作中のオペレータの安全のための装置の遵守位置決め（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）に依存する潜在的に危険な装置を制御するという課題に対する複数の解決策を提供する。

本発明の目的は、危険装置と共に使用する保護装置の使用を監視するための手段を提供することである。このような装置は通常、危険装置の操作中の安全性を高めるために対象者上に配置される。本文書では、危険装置は、限定するものではないが、機械類、溶接装置、大音響装置、高温装置、放射線発射装置等の装置を含んでもよい。本発明の別の目的はこのような装置と対象者との係合を監視することである。本発明の別の目的は装置が正しくユーザ上に配置され続けることを監視することである。本発明の別の目的は、監視される装置の状態に依存して危険装置の動作を制御することである。本発明の別の目的は、警報を発するか、そうでなければ危険装置を操作する間の危険への暴露から人々を保護するために使用され得る信号を供給することである。他の目的はここに添付された本発明の開示を読むことで明らかになる。

本発明は最も有利には、第１の装置を検出する検出手段と、対象者を検出する検出手段と、前記第１の装置と前記対象者との係合を監視する監視手段と、前記監視手段に従って第２の危険装置の使用可能性を制御する制御装置と、を含む法規制順守装置を提供し得る。検出手段は対象者を感知する感知手段を含む。本発明の実施形態が良好な安全対策への遵守を監視し強制するのに有用となるアプリケーションは多い。実施形態のいくつかについて本文書において説明する。さらに、本発明は、最も有利には、保護装置を検出する工程と、前記保護装置の位置を検出する工程と、前記保護装置と対象者とを係合させる工程と、前記保護装置の位置に従って危険装置を制御する工程と、を含む安全遵守方法を提供し得る。

一態様では、本発明は、保護装置と、対象者を検出する検出手段と、遵守指標（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を出力する意思決定手段と、を含む遵守装置を提供する。検出手段は好適なセンサであってよい。遵守装置は意思決定手段から遵守指標を受信する制御装置をさらに含んでも良い。意思決定手段は任意の適切にプログラムされたマイクロプロセッサであってよい。遵守装置は駆動装置をさらに含んでもよい。制御装置と駆動装置は単一装置を構成してもよい。遵守装置は、第２の装置と通信する駆動装置により起動されるインターフェースを含んでもよい。第２の装置は、機械類または機器 その操作と共に保護装置が使用されることを必要とする任意の他のタイプの装置であってよい。インターフェースはリレーであってよい。インターフェースは、上記機械類、機器、または他の装置など第２の装置と通信してもよい。対象者を検出する検出手段は、前記対象者のある解剖学的特徴の近傍にあるときに感知出力を供給してもよい。対象者を検出する検出または感知手段は対象者のある解剖学的特徴に従ってもよい。検出または感知手段は対象者の特徴的なパラメータを感知する任意の好適なセンサであってよい。感知手段は複数のパラメータを感知する複数のセンサを含んでもよい。

別の態様では、本発明は、第１の保護装置を検出する感知または検出手段と、対象者を検出する検出手段と、前記保護装置と前記対象者との係合を監視する監視手段と、前記監視手段に従って第２の装置の使用可能性を制御する制御装置と、を含む装置を提供し得る。制御装置は適切にプログラムされたマイクロプロセッサであってよい。本発明は眼鏡類である保護装置を含む。あるいは保護装置は音を減衰または反射してもよい。あるいは保護装置は対象者に当たるかもしれないＸ線または他の有害な放射線を減衰または反射してもよい。保護装置は気体等の別のタイプの危険な現象から保護してもよい。

本装置は電源を含んでもよい。本装置の要素間の通信は、固定回線、無線周波数、光伝送、または音響等の任意の好適な手段によってもよい。装置の要素同士は連結されてもよく、連結はコードによってよい。

別の態様では、本発明は、対象者を検出する工程と、保護装置に対する対象者の位置を判断する工程と、保護装置の係合の遵守状態を判断する工程と、保護装置の遵守状態に従って第２の装置を制御する工程と、を含む安全遵守方法を提供し得る。保護装置は、危険状態における傷害を防止するのに有用な任意のタイプの保護装置であってよい。

別の態様では、本発明は、第１の装置を検出する工程と、第１の装置の位置を検出する工程と、第１の装置と対象者とを係合させる工程と、第１の装置の位置に従って第２の装置を制御する工程と、を含む安全遵守方法を提供し得る。第１の装置は最も有利には安全装置であってよい。制御工程は第１の装置の状態に従って第２の装置の操作を防止する工程を含んでもよい。

図１は、本発明をシステムブロック線図として示す。 図２は、保護眼鏡類の本発明の実施形態を示す。 図３は、保護眼鏡類に関するものとして本発明の実施形態の詳細を示す。 図４は、聴覚保護の目的のための本発明の実施形態を示す。 図５は、浮遊Ｘ線放射からの保護の目的のための本発明の実施形態を示す。 図６は、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を組み込む発明の実施形態を示す。 図７は、遵守装置の感知および送信回路の実施形態を示す。 図８は、遵守装置の受信および制御回路の実施形態を示す。 図９は、遵守装置の受信および制御ユニットのユーザーインタフェースの実施形態の線図を示す。 図１０は、受信および制御ユニットのセーフティインターロック態様を詳述するフローチャートを示す。 図１１は、ワイヤループを利用する局所化の例を示す。 図１２は、飛翔時間を利用する局所化の例を示す。 図１３は、指向性アンテナを利用する局所化の例を示す。 図１４は、光学的手段を利用する局所化を示す。 図１５は、個別のオペレータ識別子と保護装置タイプとを組み合わせる遵守装置の実施形態を示す。

本発明概念は、図１に要約され、そしてそれに続く図面に本発明の様々な実施形態を含みさらに詳細に示される。本発明の様々な実施形態の本明細書での記載は例示目的のための特定かつ非限定的な例であることが理解されるであろう。実施形態は、本発明の性能の例を提供するために本明細書に含まれており、本発明をこれらの実施形態に限定するように解釈されてはならない。本発明の範囲は本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ制限されることが理解されるであろう。

本発明は、個人用保護具の正しい適用への遵守を監視する装置と方法を提供する。本装置と方法は、個人用保護具等の装置が、危険な機器のオペレータなどの対象者の近傍においてなどほぼ正しく配置されたかどうかを判断する少なくとも１つの感知手段を含み、または危険な機器により負傷する可能性がある対象者は正しく配置されない保護具であった。好ましくは、前記感知手段（１）は、保護される物理的領域の近傍で着用者のある解剖学的な輪郭または特徴に一致するように少なくとも部分的に成形される。好ましくは、少なくとも１つの検出手段（２）が前記感知手段内にまたはそれに近接して搭載される。好ましくは、前記感知手段の感知出力は前記物理的領域の空間的位置決めと前記解剖学的特徴とを検出する。本発明はさらに、保護装置の遵守を示す保護装置の係合の状態を示す判断出力を生成するために前記感知出力に作用する意思決定手段（３）を含む。係合の状態は、正しい適用に遵守する、または正しい適用に遵守しない、のいずれか１つであることが好ましい。好ましくは、意思決定手段は少なくとも１つの入力に基づき判断出力（９）を提供する。本発明はさらに、前記判断出力を受信するように配置された制御および駆動装置（４）を含んでもよい。制御および駆動装置は好ましくは少なくとも１つのインターフェースを含む。少なくとも１つのインターフェースは危険装置または他の出力を使用可能または使用不能にするリレー（５）であることが好ましい。インターフェースは警報手段を起動することが好ましい。警報手段はライト（６）または音響器（７）であることが好ましい。警報手段は前記判断出力の状態に依存することが好ましい。装置は電子機器に電力を供給する電源（８）をさらに含むことが好ましい。

本発明の別の実施形態では、意思決定装置（３）と制御および駆動装置（４）は１つの装置に合体される。

本発明のさらに別の実施形態では、任意のインターフェース起動または通知出力を遅らせる調整可能遅延の追加のための手立てが講じられ、前記調整可能遅延の範囲は零遅延を含む。

本発明のさらに別の実施形態では、無線通信手段が検出器（２）とインターフェース駆動装置（４）間のリンクの少なくとも１つを形成する。前記無線通信手段は無線または光学または音響リンクのいずれでもよい。これは、保護具の着用者に運動の自由度を許容するという利点をもたらす。

本発明のさらに別の実施形態では、着用者により使用されるように意図された装置だけが使用可能になりその近くの他のいかなる危険装置も着用者により使用可能にならないように、危険装置に対する保護具の着用者の近接度を判断するための手立てが講じられる。

本発明の一実施形態では、図２を参照すると、１対の保護眼鏡（１０）には眼鏡の鼻ブリッジ（１１）上の検出手段（１２）が取り付けられる。眼鏡のブリッジ内の鼻の存在は、電極を使用した抵抗測定、容量測定、照明と受光装置を使用した光学的測定、振動トランスデューサまたはスイッチ機構を使用した音響測定などの任意の検出手段からなってよい検出手段により検出されてもよい。

眼鏡のブリッジ内の鼻の取り付け具は、近接度に基づきまたは接触もしくは圧力に基づき感知出力を生じる前述の検出方法の任意の１つまたは任意の組み合わせを有効にする。電子モジュール（１３）が前述の感知出力を受理し、アンテナ（１４）を介し送信信号を生成するが、通報手段はケーブル、無線リンク、光リンクまたは音響リンク等の任意の好適なものであってよい。保護眼鏡がユーザ上に正しく配置されているという指標として送信信号が受信アンテナ（１５）を介し監視装置（１６）により受信され、これによりライトなどの表示装置を起動する、または危険な機器を制御するためにリレー（１７）などの制御装置を起動する。その後の鼻のブリッジからの保護眼鏡の除去は、同じ通信手段を介し示され、表示装置または制御用リレーの状態を反転するために利用されてもよい。

最も有利には、本発明は意思決定手段の動作により検出手段における検出方法と感知部位とを組み合わせることを含む。これにより、無生物が着用者の顔の造形の任意の１つ内に配置された状況においてセンサ配列が誤動作しないことを保証してもよい。例えば、ユーザ上に正しく配置されているかどうかの場合がそうであるように、眼鏡蝶番に固定された追加の感知部位が眼鏡の両翼が完全に延ばされているかどうかを判断してもよい。

別の実施形態では、少なくとも１つのアーム（１０ａ）にスイッチ（１１ｂ）が取り付けられてもよく、スイッチは前記アームの位置に依存して状態を変える。ばねなどの適切な手段によりまたは単に眼鏡の成形処理により与えられる付勢力が、眼鏡が着用されていない場合に、眼鏡が着用されていないということを反映する状態にスイッチがあることを保証する。有利には、このスイッチは、眼鏡が着用されていない場合に電力が搭載回路により消費されず、これにより電池寿命を延長するという利益を提供する電力遮断スイッチであってもよい。

次に図４を参照し、本発明の別の実施形態を説明する。この実施形態では、１対の耳覆い（２０）などの雑音消去手段には、耳覆いのカップ内の耳介等の耳の少なくとも１つの物理的特徴の存在を検出する検出手段（２１）が取り付けられる。前記検出器（２１）は好ましくは単に容量性板であるが、インダクタンスまたは抵抗のいずれかが支配的な検出手段であってもよいし、または移動もしくは圧力検出器を使用する触覚方法によってもよいしまたは超音波法によってもよい。耳覆いの耳への正しい適用に関しより確固たる判断をするために、いくつかのこのような検出方法を組み合わせることが有利であり得る。このような検出方法は例えば温度検出器または感知器を含んでもよい。制御装置（２２）は検出器（２１）に接続され、カップ内に耳の特徴が存在するかどうかを判断する。耳検出器を支持するカップ構造はこの場合センサを含む。耳がカップ内に正しく配置されたということをセンサ信号が示す場合、制御装置はアンテナ（２３）を介し無線信号を送信する。送信は受信アンテナ（２４）により受信され、インターフェース駆動装置（２５）はリレー（２６）を起動して雑音装置の動作を許容する。または、検出手段は、耳覆いがユーザ上に配置されていることを示す、ヘッドバンドが弛緩状態にあるのではなくむしろ応力を受けていることを示すヘッドバンド内または耳カップ内の単純なスイッチ（２８）または圧力検出器であってよい。前記スイッチまたは圧力センサは、例えばヘッドバンド（２９）を押しつけこれによりコンタクト同士２８ｂを分離する付勢バネ（２８ａ）で構成される。前記スイッチは単に、前述の感知機能と保護具が着用されていない場合の省電力の便益とを有利に兼ねる、搭載回路への電力を制御する電源スイッチであってよいことに留意されたい。

次に本発明の別の実施形態について図５を参照して説明する。患者は歯科医において、または胸部Ｘ線写真、マンモグラム等のために、診断用Ｘ線を受けることを求められることは多い。浮遊Ｘ線を吸収するために患者が高密度鉛エプロン（３０）を着用することはこのような状況では通常の慣行である。この場合、エプロンには物理的構造と内部検出器からなるセンサ（３１ａまたは３１ｂ）または複数のセンサ（３１ａと３１ｂの両方）が取り付けられてもよい。物理的構造と内部検出器は前記センサが首に密着整合されるときに患者の首等の身体の一部の存在を検出するように配置される。制御装置（３２）はセンサ情報を読み取る。センサがエプロンの正しい位置決めを示していると思われる場合には無線信号が送信手段（好ましくはアンテナ（３３））を介し送信される。この送信された無線信号は、アンテナ（３４）により受信され、インターフェース駆動装置（３５）により処理されリレー（３６）を起動し、ひいてはＸ線機械を使用可能にするために使用されてよいコンタクト同士（３７）を係合させる。このようにして、鉛エプロンが対象者上に正しく配置されていれば、Ｘ線機械は動作可能にされそうでなければ動作不能にされる。

本発明の実施形態は、個人用保護具内に電源をオンオフするスイッチ手段を組み込んでもよい。これは、保護具が使用されていないときに電力消費を削減しこれにより必要とされ得る任意の使い捨て電源の寿命を伸ばすという利点を有する。

電源
本発明は着用者の存在を検出し、保護具が正しく配置されていることをいくつかの手段により通知するため、保護具内の回路を動作させるための電力を入手する必要がある。本発明の実施形態内に組み込まれ得る多くの可能な電源がある。

一実施形態では、電力は、ベンチまたは機器搭載バッテリまたは電源等の固定電源に接続されたケーブルまたはケーブル網を介し個人用保護具へ供給されてもよい。このような手法は保護具の着用者の動きを制限することになるかもしれないが、同じケーブルまたはケーブル網は保護具が正しく配置されているということを信号で伝えるための通信媒体で機能することができるという利点を有する。

別の実施形態では、電力は、保護具を着用する人の使用のために配置された携帯電源に接続されたケーブルを介し供給されてもよい。電源は例えば電池パックであってよい。好ましくは、電池パックはベルトクリップで留められる。この実施形態は、着用者の動きの自由度を改善するという利点を有するが、取り付け取り外しするのが煩わしいという欠点を有する。

本発明の別の実施形態では、電力は個人用保護具に取り付けられた搭載電池により供給されてもよい。この実施形態は、着用者に対し最大の運動の自由度を許容するという利点を有する。

さらに別の実施形態では、電力は放射エネルギーにより供給されてもよい。これは、近くのエネルギー源からの無線周波数エネルギーの形式を取ってもよいし、または背景電磁放射から単純に取り出されてもよい。あるいは、エネルギー源は、光電池を介し有用な電力に変換されることができる光であってよい。

本発明のさらに別の実施形態では、電力と通信は無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）技術を利用して供給されてもよい。この手立ては、必要とされる電力のすべてが呼び掛けＲＦ電界（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｎｇ ＲＦ ｆｉｅｌｄ）により供給される完全に受動的なもの、または電源が、電池を使用することにより増強されるもののいずれであってよい。

図６は、ＲＦＩＤ技術を利用した個人用保護具監視システムである本発明の実施形態の線図を示す。支持構造（５１）には、保護される領域の近接度に関係する信号を制御装置（５３）へ供給する検出器（５２）が取り付けられる。制御装置（５３）は、アンテナ（５４）を介し呼び掛け器（５８）からＲＦエネルギー（５５）を受けるためのアンテナ（５７）を有する。このエネルギーは必要に応じ制御装置（５３）と検出器（５２）へ給電するために使用されてもよい。保護具が所定の場所に適切に存在するということをセンサ（５２）と制御装置（５３）が示す場合、制御装置は呼び掛け器へ肯定応答（５７）を送信してもよい。呼び掛け器は受信するとリレー（５９）を起動して危険な機器を動作できるようにするか、またはライト（６０）または音響器（６１）をオンにして保護具が所定の場所にあるということを示してもよい。

符号化
最も有利には、本発明の任意の実施態様は、特定の連結された装置（保護具または監視手段のいずれか）を特定する手段を組み込んでもよい。好ましくは、連結は保護具から監視手段へ送信される特定コードであってよいキーを手段とする。好ましくは、連結は、コードを生成し得るコンピュータアルゴリズムにより実施される。このようにしてデータベースの利用により、着用者が遭遇しようとする危険な機器または環境と共に使用するのに保護具が適切であることを確認することができる。例えば、ボール盤は聴覚保護よりむしろ保護眼鏡類を必要とすると思われるので、監視または制御装置が送信されたコードを利用して様々なタイプの保護具を区別することができることは価値がある。

キーはＲＦＩＤ技術を利用することにより送信されてもよい。ＲＦＩＤ技術は、特定の機器と共に使用するために特定の一組の保護装置が特定されるという恩恵を提供することができる。したがって特定のＲＦＩＤタグ番号の存在は使用中の機器に適合する保護具のデータベースと比較されることができ、個人用保護具が適合性データベース内に無い場合に潜在的に危険な機器の使用またはそれへのアクセスを防止することができる。

データベースはさらに、オペレータスキルと危険な機器を使用する権限とをリンクするために使用されてもよい。例えばオペレータが専用の１対の安全眼鏡を支給され、安全眼鏡がデータベース内のその個人に関連付けられた固有の識別子または通し番号を有する場合、データベースはその個人がその機器を使用する許可を得ているかどうかを判断するために管理システムにより調べられてもよい。例えば個人がボール盤を使用することに長けているが旋盤の使用には長けていない場合がある。したがって個人は安全眼鏡を着用しているものの、旋盤を使用しようとすればデータベースは否定的な結果を返すことになり、旋盤は非作動のままとなる。

別の実施形態では、保護具を着用する個人の識別子は個別のＲＦＩＤタグまたはバーコードまたは個人に関連付けられてよい任意の他の手段などの個別の手段により実現されてもよい。監視システムは、使用可能にすべき危険な機器を判断するために、着用者の個人識別子からの情報と保護具の性質とを組み合わせてもよい。したがって図１５を参照すると、受信システム（１５０）は保護具（１５１）と個人識別タグ（１５２）からそれぞれ識別信号を受信する。

局所化
無線通信手段を組み込むいくつかの実施形態では、作業の範囲を、アクセスしようとしている装置または危険の一定距離範囲内となるように制限することが望ましい。これは、１つの位置で働く保護具の着用者が近傍位置で使用許可応答を活性化する可能性を回避するためである。

例えば、個人用保護具を着用しボール盤を操作する人が近くの旋盤の使用許可回路の活性化を引き起こすことは望ましくない。局所性（ｌｏｃａｌｉｔｙ）（以下では、局所化（ｌｏｃａｌｉｓａｔｉｏｎ）と呼ぶ）を強化するために使用されてもよい多くの方法がある。実施形態のいくつかを以下に説明する。

誘導ループによる局所化
ある領域を囲うワイヤループの使用は電気的結合を局所化する非常に有効なやり方である。図１１を参照すると、オペレータ（１１０）は、本発明の実施形態の一部をなす保護眼鏡類（１１１）を着用しながらボール盤（１１２）を操作する。眼鏡類（１１１）から送信された信号を捕捉するために、周辺ワイヤループ（１１３）が危険装置の周囲に適切に配置される。ループと送信コイル間の電磁結合は眼鏡類がループ内にある場合に最も強く、ループ外に移動するにつれ急速に減少する。したがって危険装置の所望オペレータ位置の周囲の小さな誘導ループは、オペレータが正しい位置にいることを保証する有効な手段である。

飛翔時間による局所化
図１２を参照すると、パルス送信機（１２３）が電磁気または超音波信号を発射する。眼鏡類（１２１）は、前記信号を受信し、そして送信機が眼鏡類を現在の作業領域に有効なものとして識別できるように送信機に対しキー化された戻り信号（１２４）に応答する。（１２３）からの一連の送信と応答信号（１２４）の到着とにかかる測定時間は距離の直接的指標でありしたがって前記パルス送信機に対する眼鏡類の位置の尺度である。この時間が期待する範囲内にあれば、眼鏡類は作業の領域内にあると考えられる。

指向性アンテナによる局所化
図１３を参照すると、指向性アンテナ（１３３と１３４）は、それらのピーク感度が期待する作業領域において交差するように配向されてよい。したがって前記交点における眼鏡類（１３１）からの送信は両方のアンテナにより受信され、オペレータが作業領域内にいるということを示す。

あるいは同様の結果を実現するために、作業領域上の垂直方向に配置された単一のアンテナ（１３５）を使用することが可能であろう。

光学的視野
図１４を参照すると、光受信器（１４３）は作業領域を覆う視野（１４４）を有するように配置される。眼鏡類（１４１）に搭載された赤外線ビーコンは、それが作業領域内にあるということを示すために受信器（１４３）へ符号系列を定期的に送信する。

干渉の回避
無線周波数リンクが外部放射源からの干渉を受ける可能性があることは当業者には周知である。このような放射源はコンピュータ、携帯型セルラ電話または送受信器等の他の電子機器等であり得る。干渉は通信の損失をもたらす可能性があり、したがって機器を不必要に停止させるであろう。逆に干渉が保護具からの有効な送信と誤解されると、危険装置に、所定の場所の保護具無しに開始される機会を許容するかもしれない。危険な機器はその関連する監視機器が有効なコードを受信した場合だけ動作可能にされるので、前述の符号化送信の使用は後者の課題を軽減する。

一般的に干渉の影響を最小限にするためには、無線伝送における妨害防止方法を利用することが有利である。スペクトル拡散技術として当業者に知られたこのような２つの方法は周波数ホッピングと符号拡散である。これらの技術の両方は、干渉に対する大きな抵抗を与え、容易に実施され、例えばＳｉｍｏｎらの「Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」を含む多くの刊行物に記載されている。またＢｌａｓｈａｌｇ（米国特許第４，２３１，１１３号明細書）とＰｕｒｉｎｇｔｏｎ（米国特許第２，６３５，２２８号明細書）を参照されたい。

最も好ましい実施形態
最も好ましい実施形態の説明は、ここでは保護眼鏡類の領域におけるその応用に関してなされる。先に述べたように、の範囲は複数の実施形態を含み、ここではユーザ上に配置される必要がある個人用保護具は保護具が着用者の少なくとも１つの物理的特徴の存在を検出できるようなやり方で構築されてもよく、したがって最も好ましい実施形態のこの説明は本発明を特定の実施形態に制限するものと考えてはならない。

添付図面を参照して、例えば１対の安全眼鏡の鼻ブリッジ部（１１ａ）の形式を取ってもよい物理的構造（１）には、前記鼻ブリッジ内に埋め込まれ図７に参照符号７１ａと７１ｂにより表されるような回路に接続された小さな金属領域の形式の１対の容量性板（１２ａ）が取り付けられる。前記安全眼鏡が正しく着用されると、着用者の鼻は前記板に多量の高誘電率材料を与え、測定容量の増加をもたらす。適切な容量感知方法の詳細は、数ある中でもＥｉｃｈｅｌｂｅｒｇｅｒらの米国特許第４，２９０，０５２号明細書とＢｏｂｉｃｋの米国特許第４，１０３，２５２号明細書に開示されている。

図７を参照すると、容量性板（７１ａと７１ｂ）はマイクロコントローラ（７０）の２つのポートピンに接続される。当初、マイクロコントローラ（７０）は、第２の線（７８ｂ）に接続された他のポートピンを入力とする一方で第１の線（７８ａ）を約１０ｋＨｚの周波数で切り替える。切り替え線（７８ａ）からの電流は、５．１メグオーム抵抗器（７７）を通して非駆動板（７１ｂ）に流れ、こうして非駆動板（７１ｂ）と最終的に線（７８ｂ）に接続されたマイクロコントローラ入力とを充放電する。第１の駆動ポート線（７８ａ）上の遷移から第２の線（７８ｂ）上で検出される遷移までにかかる時間を測定することにより、非駆動板（７１ｂ）により与えられるその近く材料の誘電率と量にひいては依存する容量性負荷を測定することが可能である。眼鏡のブリッジは着用者の鼻上に配置されるので、非駆動板（７１ｂ）の容量は大幅に増加することになる。初期の処理に続いて、反対の処理が、駆動される７８ｂ線と測定される７８ａ線に適用されてもよい。初期およびその後の測定の両方が一致すると、制御装置（７０）は、保護具がユーザ上に正しく配置されていると判断し、次に「ＣＯＭＭＳ」線（７２）に接続されたポートピンを使用して無線送信部（７３）を起動する。無線送信部はループアンテナを給電するＳＡＷ安定化単一トランジスタ発振器（７４）を含む。無線送信部（７３）は「ＣＯＭＭＳ」線（７２）がハイに駆動される間活性化され、「ＣＯＭＭＳ」線がローに駆動されると非活性化される。このようにして単純なオンオフキーイング（ＯＯＫ：ｏｎ−ｏｆｆ ｋｅｙｉｎｇ）が実現される。これは、適切な受信回路により受信され有効性のために比較されてよいコードを送信するための基本であるということが当業者には明らかとなる。したがって保護具がユーザ上に正しく配置されているということをマイクロコントローラ（７０）が判断すると、コードは図９に図式的に示された受信回路（図２の参照符号１６）へ送信され、受信回路はオペレータが危険な機器を開始するのを許可する。

セーフティインターロックシーケンス
単に保護具を着用する行為の結果として危険装置を開始させることを許容することは望ましくないということに留意されたい。これは、このような装置の突然かつ予期しない活性化による傷害の可能性をもたらすであろう。保護具を着用する行為だけでなく危険装置を意図的にオンにするためのオペレータによるその後の行為がなければならないことが最も望ましい。保護具を着用するオペレータに警告を随意的に発するため以外の、保護具の適切な適用前に危険装置をオンにするいかなる企ても無視されるであろう。

さらに、保護具がユーザ上に正しく配置されていないことに応じて危険装置が停止されれば、セーフティインターロックシーケンスはリセットされ、保護具が適切に所定の場所に置かれると危険装置を意図的に再開することをオペレータに要求する。この論理は図１０に示すフローチャートとして示され、図９をさらに参照し以下に説明される。

受信器は電力入力（９０）と電力がユニットに利用可能なときに点燈する電力表示灯（９１）とを有するということが図９で分かる。「レディ」表示灯（９２）は、対応する保護具から有効なコードが受信されると点燈する。「レディ」表示灯（９２）が点燈されると、オペレータは「イネーブル」ボタン（９３）を直ちに押し、電源出力（９４）において危険装置に利用可能な電力を生じることになる。

セーフティインターロック論理のさらに詳細な説明は図１０を参照してなされる。

論理は受信器へ電源を投入すると開始される（工程１００）。取られる第１の動作は、危険な機器への電力をデフォルト安全状態として使用不能にすることである（工程１０１）。次の工程（１０２）では、保護具がユーザ上に今配置されていることを示すであろう有効なコードの到着を求める。有効なコードが到着しなければ、フローは前の工程（１０１）に戻る。有効なコードが受信されれば、論理は、「イネーブル」スイッチ（９３）をチェックし未押下状態であると判断する（工程１０３）。これは、そうでなければ電源が不意に危険装置に投入されるかもしれない押下状態にスイッチが押されないことを保証するためである。前述の「イネーブル」スイッチが未押下状態であれば、フローは進み「レディ」灯（９２）をオンにし、保護機器から定期的に送信されている有効なコードの受信を可能にするのに十分な遅延時間の間待つ（工程１０４）。工程１０５では、有効なコードが固定遅延の終了までに受信されなければ、システムは「レディ」灯（９２）をオフにし論理は工程１０１へリセットする。あるいは有効な「イネーブル」コードが受信されれば、システムはオペレータが工程１０６で「イネーブル」スイッチ（９３）を押したかどうかをチェックする。スイッチが押されていなければ論理は工程１０４に戻る。しかしながらスイッチが押されたことがわかれば、論理は進み、危険装置への電源供給が可能になる（工程１０７）。その後、システムは「キャンセル」コードの到着を定期的にチェックする（工程１０８）、または「イネーブル」コードの到着を定期的にチェックする（工程１０９）。「キャンセル」コードが受信されれば、または「イネーブル」コードが送信されるのを停止すれば、論理は「レディ」灯を消し、工程１０１に戻り、危険装置への電源供給を無効にする。

「キャンセル」コードの使用は、監視機器が有効な「イネーブル」コードが到着していないということを判断ししたがって危険装置を使用不可能にするために一定期間の間待つ必要がないのでより速い応答速度という恩恵を提供するということに留意されたい。さほどタイムクリティカルでないアプリケーションについては、「キャンセル」コードの使用は必要でないので工程１０８を削除して、複雑さと最終的にコストとを幾分節約してもよい。

明らかに、当業者は本発明の精神と範囲内で修正を容易になし得るので本発明は先に記載された特定の実施形態に限定されないということを理解すべきである。

Claims (20)

1. 保護装置と、
   対象者を検出する検出手段と、
   遵守指標を出力する意思決定手段と、を含むことを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記意思決定手段から前記遵守指標を受信する制御装置をさらに含むことを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置において、駆動装置をさらに含むことを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の装置において、前記制御装置と前記駆動装置は単一装置を構成することを特徴とする装置。
5. 請求項３または４に記載の装置において、第２の装置と通信するための、前記駆動装置により活性化されるインターフェースをさらに含むことを特徴とする装置。
6. 請求項５に記載の装置において、前記インターフェースはリレーであることを特徴とする装置。
7. 請求項５に記載の装置において、前記インターフェースは第２の装置と通信することを特徴とする装置。
8. 請求項１に記載の装置において、前記対象者を検出する前記感知手段は前記対象者のある解剖学的特徴の近傍にあるときに感知出力を提供することを特徴とする装置。
9. 請求項１に記載の装置において、前記対象者を検出する前記感知手段は前記対象者のある解剖学的特徴に従うことを特徴とする装置。
10. 第１の保護装置を検出する検出手段と、
    対象者を検出する検出手段と、
    前記保護装置と前記対象者との係合を監視する監視手段と、
    前記監視手段に従って第２の装置の使用可能性を制御する制御装置と、を含むことを特徴とする装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の装置において、要素同士が連結されることを特徴とする装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、前記連結はコードにより設定されることを特徴とする装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の装置において、前記保護装置は眼鏡類であることを特徴とする装置。
14. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置において、前記保護装置は音を減衰または反射することを特徴とする装置。
15. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置において、前記保護装置はＸ線を減衰することを特徴とする装置。
16. 請求項１乃至１３の何れか１項に記載の装置において、前記保護装置は危険な現象を減衰、反映、そうでなければそれから保護することを特徴とする装置。
17. 請求項１乃至１４の何れか１項に記載の装置において、さらに電源を含むことを特徴とする装置。
18. 対象者を検出する工程と、
    保護装置に対する前記対象者の位置を判断する工程と、
    前記保護装置の係合の遵守状態を判断する工程と、
    前記保護装置の前記遵守状態に従って第２の装置を制御する工程と、を含むことを特徴とする安全遵守方法。
19. 第１の装置を検出する工程と、
    前記第１の装置の位置を検出する工程と、
    前記第１の装置と対象者とを係合させる工程と、
    前記安全装置の位置に従って第２の装置を制御する工程と、を含むことを特徴とする安全遵守方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、前記第１の装置は保護装置であることを特徴とする装置。

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