SE524890C2

SE524890C2 - Andningsmask med presentationsanordning

Info

Publication number: SE524890C2
Application number: SE0302237A
Authority: SE
Inventors: Fredrik Mattinson; Goete Svedenkrans
Original assignee: Saab Ab
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2004-10-19
Also published as: ZA200601609B; ES2319902T3; SE0302237D0; DE602004019223D1; EP1659890B1; US20070181129A1; EP1659890A1; SE0302237L; WO2005016046A1; ATE421261T1

Description

25 30 . - - . »u 524 830 för att kontrollera eventuella faror inverkar det stora momentet klart negativt på bärarens förmåga att röra sig och hans känsla av komfort. Ändamålet med föreliggande uppﬁnning är att åstadkomma en andningsmask som inte uppvisar ovan påtalade nackdelar med kända konstruktioner. Dessutom är det önskvärt att andningsmasken skall kurma användas tillsammans med de eventuellt utprovade standardhj ähnar som utnyttjas av rökdykare. Ytterligare ett önskemål är att beﬁntliga eventuellt utprovade andningsmasker lätt låter sig modiﬁeras och uppgraderas med IR-funktion. Modiﬁeringen kan huvudsakligen bestå i att ta upp ett litet hål i sidan av visiret för montage av optikenhet och lR-kamera. Fördelen med denna enkla, men dock funktionella modiﬁering är att ett nedsotat eller ristat visir lätt låter sig bytas. Uppﬁnningsändamålet uppnås genom en andningsmask enligt första stycket kännetecknad av att optikenheten med display är justerbart anbringad i visiret på dess insida medelst en inställningsmekanism. Placeringen av optikenheten ger ett förhållandevis litet momentbidrag samtidigt som optikenheten får en skyddad placering innanför visiret. Luftcirkulationen i andningsmasken skyddar optik och display mot kondensbildning.

Inställningsmekanismen är med fördel utformad att medge förskjutning sidledes för justering av optikenheten relativt bärarens ögon i beroende av bärarens avstånd mellan ögonen. Företrädesvis är inställningsmekariismen vidare utformad att medge förskjutning i höjdled.

Enligt ett fördelaktigt utförande utgörs optikenhetens display av en emissiv mikrodisplay, s k OLED (Qrganic I_.ight Emitted Qiodes). En fördel med emissiv OLED-display är att den inte behöver någon belysningsdel som LCD-displayer och därmed krävs mycket mindre drivelektronik. Displaytypen är också mindre effektkrävande än LCD-displayer, varför ett mindre batteri kan användas.

Sammantaget kan därför elektronikenheten med batteri göras betydligt lättare.

Optikenhetens display kan utgöras av en färgdisplay. Detta möjliggör att en IR- kameras Iso-thenn-ﬁnilction kan utnyttjas vid bildgenereringen på så sätt att ett visst temperaturområde, exempelvis mellan ca 30°och 40° C visas med en färg och förslagsvis rött mot en annars gråskalig bild. Detta underlättar för en rökdykare att se 10 15 20 25 30 - n n « n» 524 890 s människor i mörker och rök. Ett lämpligt utförande av andningsmasken kännetecknas av att optikenhetens display utgörs av en färgdisplay med återgivning i färg inom ett första temperaturintervall svarande mot mänskliga kroppstemperaturer och återgivning i gråskala utanför detta första intervall.

Enligt ett annat fördelaktigt utförande är Hl-kameran anbringad i visiret på dess utsida. Många på marknaden tillgängliga andningsmasker kan därvid lätt kompletteras med IR-kamera och samordnad montering kan ske med optikenheten och eventuellt med gemensam håltagning i visiret.

Enligt ytterligare ett fördelaktigt utförande av andningsmasken innefattar optikenheten en halvgenomskinlig spegel anordnad i strålgången mellan en i optikenheten innefattad utgångslins och ett öga på andningsmaskens bärare för att sammanföra en av displayen presenterad och i den halvgenomskinliga spegeln reﬂekterad bild med en genom den halvgenomskinliga spegeln transmitterad direktbild av omvärlden.

Utförandet medger att bäraren på sitt ena öga samtidigt kan se en direktbild av omgivningen och en lR-bild av samma omgivning upptagen av IR-kameran och presenterad av displayen via den halvgenomskinliga spegeln. Den halvgenomskinliga spegeln är lämpligen konstruerad så att ca 70% av det från displayen infallande ljuset reﬂekteras till användaren. Samtidigt tillåts ca 30% av ljus från omgivningen att transmitteras rakt genom spegeln mot användarens öga så att användaren kan se omgivningen vid normal sikt.

Höga krav ställs på optikenheten bland annat vad gäller kompakthet och prestanda för att den skall kunna inrymmas i befintliga andningsmasker. Detta innebär krav på eye relief och synfält. När det gäller synfältet bör den avbildade bilden uppta minst 25°x 20°. Lämpligen innefattar optikenheten asfäriska ytor för att uppnå god optisk kvalitet.

För att få optikenheten lätt, utformas linsema företrädesvis i plast. Optikenheten är vidare företrädesvis utfonnad med trunkerade optiska element för att vara anpassad till en landskapsbild från en företrädesvis rektangulär display.

Med fördel innefattar IR-kameran en lR-detektor som detekterar strålning inom 7-14 pm. Det utnyttjade våglängdsområdet ger goda möjligheter att se i en rökomgivning. 10 15 20 25 30 524 BÉÛ Vidare möjliggör valet av våglängdsområde att IR-detektorer utan kylning kan användas.

Enligt ärmu ett fördelaktigt utförande är elektronikenheten med strömförsörjning extemt anordnad exempelvis på bärarens rygg tillsammans med erforderliga gastuber.

Ett sådant arrangemang gör att belastningen på bärarens huvud minskar och är därför oﬂa att föredra, För rengöring och utbyte av komponenter är det värdefullt att optikenhet och IR- kamera lätt kan frigöras och avlägsnas från visiret. Enligt ett lämpligt speciﬁkt utförande är därför optikenheten och IR-kameran utformade att fästas i andningsmaskens visir medelst bajonettkopplingar.

Enligt ännu ett fördelaktigt utförande är displayen anordnad att utöver bilder från IR- karneran visa annan information, såsom information om tryck, batteriladdning, aktionstid och temperatur. Detta kan ske oavsett om IR-karneran är på eller inte.

Displayen har därigenom dubbla presentationsuppgiﬂer.

Med fördel kan IR-karneran vara anordnad omställbar mellan ett norrnalläge, ett uppåtriktat läge och ett nedåtriktat läge. I ett nedåtriktat läge kan bäraren hålla huvudet upprätt samtidigt som han kan se en IR-bild av sina fötter, trappsteg och liknande. På samma sätt kan bäraren i ett uppåtriktat läge hålla kontroll på exempelvis brandgaser i takhöjd eller eld i takbjälkar. Detta är till stor fördel för den tungt utrustade rökdykaren som helst vill slippa lyfta respektive sänka huvudet.

Enligt ett utförande är visiret plant utformat i synfältet för optikenhetens öppning mot omgivningen och kurvfonnat utformat i synfáltet för ögat utan optikenhet. Den kurvforrniga utforrrmingen av visiret gör att bäraren kan se trappsteg och liknande vid normal sikt då IR-bilden inte behöver användas utan det synliga ljuset är tillräckligt.

Uppﬁnningen kommer nedan att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar där: n. .- 10 15 20 25 30 - > . ~ s. 524 5890 Figur 1 visar ett exempel på en andningsmask enligt uppﬁnningen anbringad på en bärare.

Figur 2 visar en schematisk perspektivvy av en IR-kamera som kan ingå i andningsmasken enligt uppﬁnningen.

Figur 3 visar en perspektivvy av ett exempel på en optikenhet lämpad att ingå i en andningsmask enligt uppﬁnningen.

Figur 4 schematiskt illustrerar strålgången mellan optikenheten enligt ﬁgur 3 och en bärares öga respektive strålgången direkt från omgivningen till bärarens öga.

Figur 5 schematiskt visar drivningen av en i en optikenheten ingående display, vilken optikenhet är lämpad att ingåi en andningsmask enligt uppﬁnningen.

Den i ﬁgur l visade andningsmasken 1 innefattar organ 2 för tillförsel av syrgas och organ 3 för uttag av utandningsluñ och ett visir 4. Andningsmasken 1 hålls på plats på bärarens 6 huvud 7 med hjälp av justerbara remmar 8, 9. På ena kanten av visiret 4 är en IR-karnera 10 monterad. På insidan av visiret och i anslutning till IR-kameran 10 är en optikenhet 11 anbringad. Optikenheten beskrivs närmare under hänvisning till ﬁgur 3.

IR-kameran 10 visad i ﬁgur 2 är av kompakt typ och har objektiv 12 som är utbytbart.

Kameran 10 är försedd med fästorgan 13, 14 av ej närmare visat slag för infästning i visiret 4. Enligt ett lämpligt utförande kan kameran fästas medelst en i och för sig känd och därför ej visad koppling av bajonettyp. Därigenom kan kameran lätt avlägsnas från visiret för rengöring, service, utbyte osv. Kameran är anordnad omställbar mellan tre lägen. I ett första läge, grundläge, ser kameran rakt fram relativt bäraren. I ett andra läge ser kameran nedåt och i ett tredje läge uppåt. I sitt grundläge, när kameran ser rakt fram, är den synkroniserad att minimera parallaxfelet mellan ögats synfält och kamerans synfält.

Optikenheten 1 1, som är närmare visad i ﬁgur 3, innefattar en display 15 inrymd i optikenhetens nedre del. Framför displayen 15 är en optikdel 16 anordnad med okulär 10 15 20 25 30 - ~ ~ ~ -u 524 820 funktion och innefattande en eller ﬂera ej visade linser varav en utgångslins och framför optikdelen en halvgenomskinlig spegel 17. En sådan spegel transmitterar ljus till viss del och reﬂekterar ljus till viss del. Exempelvis kan spegeln reflektera 70 % av displayens ljus och transmittera 30% av omgivningens ljus. En lämplig display är en emissiv OLED-display. Denna behöver till skillnad mot LCD-displayer ingen belysningsdel och därmed mindre drivelektronik i jämförelse med LCD-displayer.

Den emissiva OLED-displayen är också effektsnålare, varför ett mindre och lättare batteri kan användas. Den halvgenomskinliga spegeln är monterad så att den kan vika sig utåt om den mot förmodan skulle stöta mot bärarens ögonbryn, exempelvis på grund av att bäraren faller och på något vis rubbar masken. Detta kan åstadkommas genom att göra spegeln fjäderförspånt vridbar runt en axel kopplat till ett spärrläge som släpper spärren vid viss belastning.

Optikenheten ll är utformad att fästas i visiret 4 och kan ha icke visade baj onettkopplingar för infástning i visiret. En i optikenheten ingående inställningsmekanism 18 medger justering i höjd och sidled av optikenheten ll.

Genom att törskjuta optikenheten 11 i ett spår 19 kan optikenhetens läge i sidled justeras så att den optiska enhetens halvgenomskinliga spegel harnnar i passande sidlägesposition framför bärarens ena öga. Låsning i passande läge görs genom att dra åt två skruvar 20, 21.

Inställningen i höjdled kan vara fast, dvs konstruktionen har en fix eye relief. Ett enkelt sätt att justera i höjdled är att flytta optikenheten 11 upp eller ned i hållaren 28 som den halvgenomskinliga spegeln sitter fast på. Det är också möjligt att föra optikenheten framåt eller bakåt i förhållande till bäraren. Inställningsmekanismen för detta kan sitta på sidan vid tappen 29 för infástning av visiret 4.

I ﬁgur 4 visas strålgången schematiskt. Avståndet från spegeln 17 till ögat 23 är i detta fall eye relief. Från omgivningen inkommande ljus 22 transmitteras i den halvgenomskinliga spegeln för att sedan nå bärarens 6 öga 23. Bilden från displayen 15 överförs via optikdelen 16, vars yttersta lins 24 är antydd i figur 4, till den halvgenomskinliga spegeln 17 där den reﬂekteras till bärarens 6 öga 23. .1- -i noob 10 524 8790 Figur 5 visar schematiskt drivningen av den i optikenheten ingående displayen. I det visade sensorblocket 25 kan utöver IR-karnera 10 exempelvis ingå sensorer för mätning av tryck, batteriladdning, luﬁmängd och temperatur. En elektronikenhet 26 omarbetar informationen från sensorerna, t ex i form av videosignaler, till lämpligt format för att presenteras på displayen 15. Displayen 15 och elektroniken i elektronikenheten strömförsörj s ﬁån ett batteri 27 i elektronikenheten.

Elektronikenheten med batteri är företrädesvis utformad att monteras på en bärares rygg tillsammans med arman erforderlig utrustning, såsom luﬁtuber.

Uppﬁnningen är inte begränsad till de i ovanstående såsom exempel visade utföringsforrnema utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav. u. .H

Claims

1. 0 15 20 25 30 524 8980 Patentkrav Andningsmask (1) lämpad att bäras vid rökdykning, innefattande organ för tillförsel av gas (2), organ för uttag av utandningsluft (3), ett visir (4) som ger en bärare (6) av andningsmasken direktseende genom visiret, organ (8, 9) för anbringande av andningsmasken på bäraren, samt en IR-kamera (10), en optikenhet (11) med display (15) och en elektronikenhet (26) med strömförsörjning, kännetecknad av att optikenheten (1 1) med display är justerbart anbringad i visiret (4) på dess insida medelst en inställningsmekanism (18). Andningsmask enligt patentkravet 1, kännetecknad av att inställningsmekanismen (18) är utformad att medge förskjutning sidledes för justering av optikenheten (1 1) relativt bärarens ögon i beroende av bärarens avstånd mellan ögonen. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att inställningsmekanismen (18) är utformad att medge förskjutning i höjdled. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att optikenhetens display (15) utgörs av en emissiv mikrodisplay, s k OLED. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att optikenhetens display (15) utgörs av en fárgdisplay med återgivning i färg inom ett första temperaturintervall svarande mot mänskliga kroppstemperaturer och återgivning i gråskala utanför detta första intervall. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att optikenheten (11) innefattar en halvgenomskinlig spegel (17) anordnad i strålgången mellan en i optikenheten innefattad utgångslins (16) och ett öga på andningsmaskens bärare för att sammanföra en av displayen (15) presenterad och i den halvgenomskinliga spegeln (17) reflekterad bild med en genom den halvgenomskinliga spegeln transmitterad direktbild av omvärlden. 10 15 20 25 30 10. ll. 12. 13. 14. 524 890 9 : : : : Andningsmask enligt patentkravet 6, kännetecknad av att den halvgenomskinliga spegeln (17) är utfonnad att transmittera ca 30% av direktbilden genom spegeln mot ett öga på andningsmaskens bärare och reﬂektera ca 70% av ljuset från den av displayen presenterade bilden i spegeln mot nämnda öga på andningsmaskens bärare. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att optikenheten (11) är utforrnad trunkerad. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att IR-kameran (10) är anbringad i visiret (4) på dess utsida. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att IR-kameran (10) innefattar en IR-detektor som detekterar strålning inom 7-14 um. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att optikenheten (1 1) och IR-kaineran (10) är utformade att fästas i andningsmaskens (1) visir (4) medelst bajonettkopplingar. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att displayen (15) är anordnad att utöver bilder från IR-karneran (10) visa annan information, såsom information om tryck, batteriladdning, aktionstid och temperatur. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, käunetecknad av att IR-kameran (10) är anordnad omställbar mellan ett nonnalläge, ett uppåtriktat läge och nedåtriktat läge. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att visiret (4) är plant utfonnat i synfáltet för optikenhetens (1 1) öppning mot omgivningen och kurvformat utformat i synfáltet för ögat utan optikenhet. 15. 16. 10 . . n . .n 524 890 1() : : Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att elektronikenheten (26) med strömförsörjning är extemt anordnad exempelvis på bärarens rygg tillsammans med erforderliga gastuber. Andningsmask enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att i andningsrnasken tillförd gas är anordnad att verka på optikenheten (11) med display (15) för att förhindra att kondens bildas på optikenheten och displayen.