技术领域
[0001] 本
发明涉及用于使眼睛免受辐射的设备。本发明进一步涉及用于使眼睛免受辐射的方法。
背景技术
[0002] 发生越来越多对人的攻击，其中，使用激光、强光或红外线辐射。因此，需要使例如飞行员、公交车司机、火车司机、警卫或军人这样的人的眼睛免受这种辐射，例如以避免伤害或事故。
[0003] 使眼睛免受辐射的设备例如从文献US5828437或US5255117已知。这种设备具有的缺点是未充分地保护眼睛。
发明内容
[0004] 本发明的任务是保护人眼的设备和方法。
[0005] 目的具体由使眼睛免受辐射的设备实现，优选地该辐射在100nm直到1mm的范围内并且具体地来自UV、光或IR，该设备包括至少两个
传感器构造、即外部传感器构造和内部传感器构造，其中，各传感器构造包括相继排列的多个辐射传感器，其分别沿着闭合曲线排列，并且其中，内部传感器构造被外部传感器构造围绕，并且其中，所述外部传感器构造和内部传感器构造彼此相邻排列，并且其中，所述内部传感器构造包围出辐射通过区域，并且其中，所述辐射通过区域包括辐射通过开口，并且其中，相当于所述辐射通过区域按照使通过所述辐射通过开口的入射辐射通过或完全关断或由着色表面至少部分衰减的方式设置有闭合装置，并且所述设备包括控制装置，该控制装置连接到所述内部传感器构造、所述外部传感器构造和所述闭合装置。
[0006] 目的具体由使眼睛免受辐射的方法实现，优选地该辐射在100nm直到1mm的范围内并且更具体地来自UV、光或IR，其中，眼睛由至少两个传感器构造、即外部传感器构造以及内部传感器构造围绕，其中，各传感器构造包括沿着闭合曲线相继排列的多个辐射传感器，并且其中，所述内部传感器构造由所述外部传感器构造围绕，并且其中，所述内部传感器构造包围出辐射通过区域，并且其中，在所述辐射通过区域中设置有辐射通过开口，并且其中，相对于所述辐射通过区域按照使入射辐射通过或完全关断或被至少部分衰减的方式设置有闭合装置，借此，如果所述外部传感器构造并且随后所述外部传感器构造被所述入射辐射照射，或仅第二传感器构造被照射，则所述闭合装置被闭合，并且如果首先所述内部传感器构造并且随后仅所述外部传感器构造被所述入射辐射照射，则闭合装置被再次打开，以及这两个传感器构造一起被照射然后一旦超过编程值，则所述闭合装置被闭合。
[0007] 术语“光”这里用作从380nm至780nm的
波长带中的可见光。
[0008] 辐射攻击经常用激光执行。例如，飞行员可以由于激光攻击而失明。
激光束根据攻击距离，具有不同的点尺寸或不同的光束直径。在10000m距离中，点尺寸可以是近似10m，在2500m距离中，点尺寸是近似2.5m，在1250m距离中，点尺寸是近似1.25m。在较近的距离中，如50m，点尺寸是近似0.05m，并且在25m，点尺寸是0.025m，并且在仅10m的距离中，点尺寸是仅0.01m。
[0009] 本发明的设备具有的优点在于可以安全地阻挡很小的点尺寸或小的光束直径，因为一旦击中外部传感器构造并且随后内部传感器构造，设备就识别光束的接近并且闭合装置使光束中断，使得光束不再与眼睛直接
接触。一旦光束从内部传感器构造上返回到外部传感器构造，并且内部传感器构造不再被照亮，则闭合装置可以重新打开。实际上，这意味着闭合装置仅闭合非常短的时间，使得飞行员的眼睛仅被遮盖非常短的时间，并且飞行员大部分时间具有清晰的
视野，并且不被分心。在此优选地使用机械闭合装置或还有
电子闭合装置，因为这些从具有优选地在从10-3至10-18秒的范围内的
快门速度的
照相机可知。快门速度可以因此非常短，例如，在毫秒至阿托(atto)秒的范围内。一次眨眼持续大约0.25秒。眼睛由此过慢而无法有效免受激光攻击。快门速度被限定为使闭合装置从打开状态到闭合状态的时间段。本发明的设备的较快的快门速度由此具有的优点在于可以较好地保护飞行员或受影响人的眼睛，这是因为眼睑仅以0.25秒闭合，尤其在短距离或较远距离且具有更高性能的激光攻击中。
[0010] 基本上，激光照射越强，快门应当越快地闭合，以使眼睛免受过度的辐射曝露，这是因为如果以照射强度在时间上测量(m/w)，则
阈值变短。本发明装置具有尤其有利的特性在于闭合物(closure)或闭合装置优选地再次立即打开，并且这甚至优选个别地，使得一旦激光束不再在照射通过区域中则右侧和左侧自主地工作，使得飞行员、火车司机、公交车司机等非常快地在被攻击的眼睛上重获可视性。在有利的实施方式中，打开时间意味着使闭合装置从闭合状态到打开状态的时间长度，也应当优选地在10-3至10-18秒范围内。由此，闭合装置优选地保持闭合，只要激光束不再在辐射通道区域内，以便之后立即再打开。有利地，在照射通过区域由激光束照射的同时，闭合装置根据照射的持续时间保持闭合，其中，照射时间可以根据情况在几分之一秒的范围内，然而，在不利的情况下，曝露时间较长，例如，在几秒的范围内。
[0011] 在特别有利的实施方式中，单独的闭合装置设置在左右眼的前面，借此两个闭合物独立工作。在具有小激光光束尺寸的激光攻击中，由此可以仅同时攻击仅左眼或右眼，结果是通常至少一个眼镜具有清晰的视野。
[0012] 在特别有利的实施方式中，本发明的设备包括并且具有的优点在于可以检测辐射攻击的移动方向，这是因为设备包括两个并列的传感器构造，借此各传感器构造包括多个单独可测量的传感器。基于这些测量得的值，可以使用评估装置来计算辐射强度。
[0013] 在另一个有利的实施方式中，测量的入射方向存储在本发明的设备中，优选地，与诸如时间、辐射强度、或例如基于GPS数据的地点、坐标、或例如可以用MEMS传感器(CRG20、SiRRS01、PinPoint、Gemini)和电子装置来记录的高度一起，并且经由通信电话、SMS等传送。
[0014] 基于该信息，优选地，可以立即或随后至少近似地确定激光攻击的发射点。
[0015] 在本发明的设备中，优选地，有利地使用机械或电子闭合装置，如在例如照相机中已知的。这种闭合装置还称为快门。这种闭合装置通常在打开状态下测量到100％以下的辐射透射率，即，通过闭合装置进入的光束不具有或仅具有轻微的阻尼效果。
[0016] 本发明的设备因此尤其有利于飞行员，这是因为标准ISO 12311-1、ISO 12312-1或EN166规定强制要求75％的光透射率。
[0017] 本发明的设备因此还具有的优点在于确保了良好的色彩识别并且不发生色彩劣化，这是因为没有波长被滤出。由此，本发明的设备在航空、船运、
铁路以及陆运中，满足了关于色彩再现的标准ISO 12312-1、ISO 123111、EN166，尤其来自现代的彩色数字或模拟显示器。
[0018] 机械闭合装置还具有的优点在于其可以容易地将辐射切破成大的波段。在本发明的设备中，例如，将使用具有400nm至1100nm的灵敏度范围的传感器。
[0019] 偏振
过滤器或激光
护目镜已知为用于免受激光攻击的示例。偏振过滤器的缺点在于它们在航空中不被允许，这是因为机载仪器不再可识别。激光安全护目镜的缺点在于它们是包括多个不同波长的
激光器。激光安全护目镜仅可以过滤永久固定且预定的波长，使得激光安全护目镜不过滤所有照射激光。
[0020] 本发明的设备具有的进一步优点在于可以完全阻挡具有高的辐射强度的激光攻击，这是因为光学束路径被机械闭合装置中断。
[0021] 已知设备将使一些残留的辐射以特定的辐射强度通过，使得无法确保完整的保护。例如，点光束可以穿透LCD，并且其还根据辐射以哪个
角度击中LCD，光束可以是较强或较弱的。在本发明的优选实施方式中，在闭合装置的帮助下，辐射通过开口完全闭合。由此，使得在较强激光的情况下残留光仍会造成破坏成为不可能。
[0022] 本发明的设备在另一个有利的实施方式中，将具有至少一个照相机和显示器，其中，所述显示器设置在眼镜的内部，并且照相机设置在眼镜外部，使得照相机以2D或3D记录数据，或以SWIR、MWIR、LWIR记录外部图像，并且在显示器上再现，使得飞行员可以被尽可能详细地呈现有他的环境，即使这两个闭合装置临时闭合短时间。如果存在计算机的
接口，则也可以直接在画面上显示附加数据，诸如飞行数据。
[0023] 本发明的测量装置在另一个有利的实施方式中，可以还包括过滤器，其设置在眼镜的前面，并且会过滤进入的辐射，诸如UVC、UVB、UVA和蓝光，以及红外线。
[0024] 下面参照所有的实施方式来详细描述本发明。
附图说明
[0025] 用于说明实施方式的附图示出了：
[0026] 图1是被设计成眼镜附件的设备的立体图。
[0027] 图2是具有眼镜附件的眼镜的平面图；
[0028] 图3是具有使用LCD或允许全黑(blackout)的其他技术的闭合装置的设备的示意图；
[0029] 图4a-图4e是用于闭合和打开该设备的示例性过程；
[0031] 通常，相同部件在附图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
[0032] 设备用于免受激光攻击、增大的辐射或较强的光，其基于复杂的UV、光和IR
传感器系统，并且将毫秒、微秒、纳秒、皮秒、毫微微秒、阿托秒、10的-21次方秒(zepto-second)、直到10的-24次方秒(yocto-second)的脉冲传递到闭合装置，并且可以在毫秒、微秒、纳秒直到阿托秒或更快地打开和闭合至少一个或更多个闭合装置。该激光和强
光保护应当更好和更快地使眼睛免受危险和超过阈值的强烈辐射，这是因为一次眨眼持续0.25秒，由此在该
能量范围内是太慢的。重要的是，保护装置在如小于一米的短距离以及在长距离中工作。
[0033] 现今的激光护目镜仅
覆盖特定波长。然而，市场上可获得的激光装置的
频率开始于从157nm、193nm,213nm、222nm、224.3nm、248nm、266nm、激态
原子XeCI 308nm、325nm He-Cd、332.4nm、347nm、351nm、355nm的UV辐射，然后继续于可见光，其中，具有以下波长的激光，诸如402nm、432nm、441.6nm、488nm、510.5nm、具有532nm、539.5nm、543.5nm的绿色激光、具有578.2nm、594.1nm的黄色激光，直到具有611.9nm、632.8nm、647.1nm、694nm的红色激光，然后其继续于红外范围，如Nd.Yag 946nm、25Nd.Yag 1064、1047nm、1079nm、1152nm、1315nm、1319nm、1523nm、1540nm、2001nm、2008nm、2079nm、2090nm、3391nm，直到距离IR
1mm。
[0034] 因此，黎明和夜晚区间要求至少大于75％的光透射率。(参见标准ISO 12312-1或EN 166)。开发或与LCD、OLED和其他技术一起工作的激光保护也无法用于黎明和夜晚区间。其原因再次在于光透射率必须大于75％。LCD技术与偏振过滤器一起工作，这是因为光透射率低于75％，在近似40％-50％。
[0035] 该强烈光可能使飞行员和司机暂时分心。被影响人的可视性可能暂时受影响、干扰或阻挡。飞行的关键阶段是：启动、进近、着陆和应急操纵。如果眼镜被阻挡了小于一秒的几分之一，则人可以开始事件和行动。否则，他短时间或长时间不具有视觉，这是因为眼睛辐射超载。其他担心的事是潜在的眼损伤，眼损伤影响整个眼睛，包括
角膜、结膜、虹膜、晶状体、玻璃体、黄斑和
视网膜。而且，在晚上和夜间，黑暗环境与非常高的强光有区别，使得眼睛甚至更加受到极端情况影响。(关于激光保护的更多信息可以在BGI 5092下找到，并且可以在那阅读)。
[0036] 在其顶部上，激光束根据距离具有不同的点尺寸(光束直径)。在10000m中，点尺寸是近似10m，在2500m中，点尺寸是近似2.5m，在1250m中，点尺寸是近似1.25m。若是较近的距离，如50m，则点尺寸是近似0.05m且在25m，点尺寸是近似0.025m并且在10m的距离处，点尺寸仅是0.01m。由此，近距离区域中存在危险，诸如警察、电车司机、公交车司机、火车司机、驾驶员等，其中，距离低于50m且小于10m(与飞行相比)。而
直升机飞行员还可以遭受该近范围。激光束越近，能量越强。由此，眼睛必须在所有情况下(近和远)被保护。而且，具有防反射涂层的眼镜具有小于60％的透光率，由此未达到75％的光透射率。还有国际指南ISO 123121和ISO 12311.1或EN 166。
[0037] 如果一个人省略掉个别
颜色，如因为一些制造商进行的以阻止特定波长，则反而发生颜色区分，由此航空中或运输和船运中的安全性处于危险中。激光安全眼镜服从个人防护装备欧洲指南(PPE Directive 89/686/EWG)。它们不被道路交通
许可。
[0038] 根据DIN EN 207，保护必须经受住至少10秒。
[0039] 例如，对酸、
碱或毒或活性气体和
蒸汽的较高程度的保护。可以使传感器免受尘土，并且根据应用涂敷了相应的透明或着色材料，诸如
石英、诸如聚
碳酸酯、聚酯、共聚酯、丙酸
纤维素、
醋酸盐的
聚合物或其他聚合物。
[0040] 激光保护的构建可以不仅存在于眼睛的前面，还可以在眼睛周围，因为必须保护眼睛。辐射可以不横向进入，或不从上方或下方进入。维持非常大的视野区域也是重要的，使得不限制安全性。因此，人们应当至少确保具有90°至180°或更大的可见区域。
[0041] 与眼睛相比，
皮肤对于激光束通常不太敏感。激光束对皮肤的影响高度依赖于辐射的强度，并且其不仅损坏皮肤的表层，更下的皮肤层也可能受到高强度影响。具有高强度的激光辐射可以导致烧伤、严重的
水疱和随后的皮肤结疤。
[0042]
[0043] 进一步的信息可以在关于阈值的文献中找到，阈值以mW代表且以时间为单位。这些值可以经由
软件来调节。
[0044] 图1示出了设备1，设备1被设计成用于保护眼睛免受辐射的眼镜附件，优选地辐射在从100nm至1mm的范围内并且具体地来自UV、光或IR。设备1包括至少两个传感器构造2、3，即外部传感器构造2以及内部传感器构造3，其中，各传感器构造2、3具有多个依次跟随排列的辐射传感器2a、3a，它们各排列在闭合曲线路径2b、3b上。曲线路径可以以各种可能形式延伸，有利地，为圆形或椭圆形，例如，如多边形，例如三角形或四边形。内部传感器构造3由外部传感器构造2围绕，其中，外部传感器构造2和内部传感器构造3彼此水平排列，并且其中，内部传感器构造3包围出辐射通过区域4。辐射通过区域4具有辐射通过开口5。机械闭合装置6相对于辐射通过区域4按照使入射辐射S可以通过辐射通过开口5或被至少部分衰减的方式设置。如图5例示，电子控制装置8信号可传导地连接到内部传感器构造3、外部传感器构造2和闭合装置6。
[0045] 闭合装置6包括至少一个机械可移动元件6a，其使入射辐射S通过或被至少部分衰减。有利地，可移动元件6a允许入射辐射S完全通过或完全阻挡。闭合装置6优选地具有从10-3至10-18秒的范围内的快门速度。
[0046] 机械可移动元件6a优选地是对辐射不透明，或构造成不同OD(光学
密度)，并且可以具有镜面表面。
[0047] 在有利实施方式中，机械可移动元件6a可以具有5％直到99％的范围内的辐射透射率。
[0048] 设备1可以如图1所示被设计成眼镜10，或如图2所示，被设计成眼镜13上的眼镜附件10。眼镜13可以包括
矫正镜片。眼镜13可以还包括保护过滤器，使得其是彩色的，并且具有从100％到0％的范围内的光透射率。在该区域中，设备1有利地具有周围盖12，其防止横向不进入。图1和图2示出了用于眼镜或作为眼镜的设备1，具有两个相互隔开的辐射通过区域4，各辐射通过区域4具有辐射通过开口5且各具有一个闭合装置6，其中，各个辐射通过区域4被内部传感器构造3和外部传感器构造2包围。两个闭合装置6有利地被单独控制。
[0049] 图1和图2所示的设备1有利地包括用于检测环境辐射的环境辐射传感器7。
[0050] 设备1可以另外还包括未例示的可溶光学过滤器，其按照以下方式可与该设备连接：光学过滤器设置在传感器构造2、3、辐射通过区域4、以及优选地环境辐射传感器7前面，以过滤入射辐射，以具体地保护环境辐射传感器7免受过大的光强度。
[0051] 如图5所示，设备1具有控制装置8，并且优选地具有存储装置8a以及数据接口8b。控制装置8与外部传感器构造2、内部传感器构造3、和闭合装置6信号可传导地连接。
[0052] 图3示出了设备1的实施方式，设备1具有外部传感器构造2和内部传感器构造3、辐射通过区域4和辐射通过开口5。辐射通过开口5同时是闭合装置6，其被构造成电子-光学辐射快门，例如，作为LCD辐射快门。
[0053] 设备按照以下方式操作：使入射辐射S通过辐射通过开口4或借助辐射通过开口4而被至少部分衰减，借此如果外部传感器构造2并且随后内部传感器构造3被入射辐射S照射，则闭合装置6被闭合，并且其中，当首先内部传感器构造3并且随后仅外部传感器构造2被入射辐射S照射时，闭合装置6被再次打开。图4a至图4e示出了这种方法。附图示出了外部传感器构造2和内部传感器构造3。
[0054] 在图4a中，入射辐射S接近外部传感器构造2并且照射外部传感器构造2。在图4b中，入射辐射S更多地前进，并且入射辐射S还照射内部传感器构造3。一旦控制装置8识别该状况，则闭合装置6被闭合。如图4c所示，入射辐射S进一步移动到辐射通过区域4中。入射辐射S继续前进，并且将从辐射通过区域4的任意点离开，从而，如图4d所示，首先照射内部传感器构造3，然后照射外部传感器构造2。入射辐射S继续前进，并且如图4e所示，将不再照射内部传感器构造3，而仅照射外部传感器构造2。一旦控制装置8识别该状况，则闭合装置6将再打开。这确保当入射辐射S在辐射通过区域4中时，闭合装置6总是闭合的。
[0055] 有利地，规划辐射通过开口5，各具有用于左眼和右眼的相应闭合装置，其中，闭合装置6可以独立于入射辐射S有利地控制。
[0056] 有利地，环境辐射U由传感器7测量，并且仅如果由外部传感器构造2测量得的入射辐射S的辐射强度至少高于环境辐射U的强度或超过阈值，闭合装置6才关闭和再次打开。
[0057] 有利地，外部传感器构造2和优选地也在内部传感器构造3上的各传感器2a、3a可以单独测量或至少成组地测量，使得可以测量入射辐射S，并且可以根据其计算入射辐射方向，因为知道传感器2a、3a中的哪一个被入射辐射S照射。除了入射辐射方向之外，优选地，时间、GPS
位置、高度、坐标或入射辐射S的辐射强度将被测量并存储在储存装置8a中。
