CN109975997A - 多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，包括：激光防护镜、与固定设置在防护镜架上的激光告警装置；防护镜设置有两个防护镜单元，第一防护镜单元的镜片具有预设的高可见光透光率，并可衰减超连续谱红外波段激光，第二防护镜单元镜片可对预设的多种单波长激光衰减，可活动地设置在防护镜架上；激光告警装置设置有激光探测器单元、声光和振动告警装置、控制器、驱动装置、告警信号互联装置，可用于在预设波长激光来袭时的自动探测报警，并驱动第二防护镜单元活动至预设防护位置，同时触发周围战友佩戴的告警和防护联动装置，实现集群联防。本发明具有如下优点：当激光来袭时，可以快速有效地做出预警并即时进行防护响应。

Description

多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置。

背景技术

随着激光技术的快速发展，各种类型和多种波长的激光器件在激光测距、激光工业加工、激光雷达探测、激光医学、军事训练，以及反恐、缉私和作战环境等各个领域的应用日益广泛，激光辐射眼损伤的防护和激光预警越来越引起人们的重视，特别是短脉冲特定波长激光，以及连续谱宽带可调谐激光对人眼的危害尤为严重，当激光来袭时，需要快速有效地做出预警并即时进行防护响应。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种当激光来袭时，可以快速有效地做出预警并即时进行防护响应的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，包括：防护镜架；与所述防护镜架相连的可佩戴部件；固定设置在所述防护镜架上的第一防护镜单元，所述第一防护镜单元具有预设的高可见光透光率；可活动地设置在所述防护镜架上的第二防护镜单元，其中，所述第二防护镜单元活动至预设防护位置时，所述第二防护镜单元位于所述第一防护镜单元的正前方；设置在所述防护镜架上的激光探测器单元，用于探测附近是否有预设波长的激光；驱动装置，用于驱动所述第二防护镜单元活动；报警装置，用于进行报警；告警信号互联装置,用于告警信号无线发射，触发周围用户佩戴的告警和防护联动装置；控制器，用于在所述激光探测器单元探测到预设波长的来袭激光时，控制所述报警装置进行报警，并通过所述驱动装置驱动所述第二防护镜单元活动到所述预设防护位置。

另外，根据本发明上述实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一防护镜单元为KG3玻璃或GRB3玻璃。

根据本发明的一个实施例，所述第二防护镜单元的基质材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或纳米复合光学材料，在所述基质材料掺杂有机吸收染料钨盐和蒽醌。

根据本发明的一个实施例，在所述第一防护镜单元的表面镀制有对所述预设波长激光反射衰减的多层介质膜。

根据本发明的一个实施例，所述探测器单元包括：激光接收光学装置，用于将接收到的光信号转换为电信号；放大电路，用于对所述电信号进行放大；阈值电路，用于对放大后电信号进行阈值比较；整形电路，用于将阈值比较后的结果信号进行整形发送给所述控制器。

根据本发明的一个实施例，所述第二防护镜单元可翻转地设置在所述防护镜架上，所述第二防护镜单元的翻转点位于所述第一防护镜单元的上方，所述第二防护镜单元上设置有金属导板，所述驱动装置包括失电型电磁铁；其中，当所述失电型电磁铁失电时所述金属导板和所述失电型电磁铁吸合，所述第二防护镜单元位于所述第一防护镜单元的上方；当所述失电型电磁铁得电时所述金属导板和所述失电型电磁铁不吸合，所述第二防护镜单元向下翻转，翻转后的所述第二防护镜单元位于所述第一防护镜单元的正前方并与所述第一防护镜单元复合。

根据本发明的一个实施例，还包括：电源，用于对电子设备进行供电。

根据本发明的一个实施例，所述报警装置包括告警蜂鸣器、告警指示灯和告警振动膜片。

根据本发明的一个实施例，所述激光探测器单元包括多个激光探测器，所述预设波长为多个波长，所述多个激光探测器用于对应地探测所述多种波长的激光。

根据本发明实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，当预设波长的激光来袭时，使第二防护镜单元与第一防护镜单元重叠抵御激光伤害；当没有预设波长的激光时，用户可以通过预设高可见光透光率的第一防护镜单元进行观测；本申请的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置抗冲击性能强，并且能适应野外激光作业和不同激光加工环境。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置的结构框图；

图2是本发明一个实施例中使用多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置抵御激光眼损伤的光学原理图；

图3是本发明一个实施例的探测告警装置的电路方框图；

图4是本发明一个实施例中多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置的结构示意图；

图5是图4的侧视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述本发明的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置。

图1是本发明一个实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置的结构框图。如图1所示，本发明实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，包括防护镜架、第一防护镜单元、第二防护镜单元、激光探测器单元、驱动装置、报警装置、控制器和告警信号互联装置(用于实现集群联动抵御激光来袭)。

其中，用户可以通过可佩戴部件将本发明的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置(以下简称本设备)进行佩戴。

第一防护镜单元固定设置在防护镜架上，当用户佩戴本设备时，第一防护镜单元位于用户的眼睛前方。第二防护镜单元可活动地设置在防护镜架上。活动连接的方式可以是铰接等方式。其中，第二防护镜单元活动至预设防护位置时，第二防护镜单元位于第一防护镜单元的正前方并与第一防护镜单元复合，此时用户佩戴本设备时，通过位于用户眼睛前方的第一防护镜单元和第二防护镜单元可以抵御激光照射眼损伤。

激光探测器单元用于探测预设波长的来袭激光。驱动装置用于驱动第二防护镜单元活动。报警装置用于声、光和振动报警。控制器，用于在激光探测器单元探测到预设波长的来袭激光时，控制报警装置进行报警，并通过驱动装置驱动第二防护镜单元活动到预设防护位置，并控制启动告警信号互联装置发送告警信号，以触发周围用户佩戴的告警和防护联动装置进行激光防护，实现集群联动抵御激光来袭。

图2是本发明一个实施例中使用多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置抵御激光眼损伤的光学原理图。如图2所示，在本发明的一个实施例中，在佩戴本设备时，为保证人眼对目标观察的清晰度和分辨力，第一防护镜单元应具有预设的高可见光透过率，在无激光袭扰的情况下，可将第二防护镜单元上翻至水平位置，利用第一防护镜单元进行目标观察和防护。第一防护镜单元选用透光性好的优质光学玻璃，目前可供选用的国内外不同牌号的有色光学玻璃有多种，如KG3或GRB3，可对波长为980nm-2500nm宽光谱波段激光进行防护，光密度2-5，可见光透过率≥80％，或选用QB21，防护波段为680nm-1100nm，光密度3-5，可见光透过率≥75％，将KG3和QB21双镜片复合，光密度3-7，可根据需要选择单镜片或双镜片复合使用。当双镜使用时，虽少量降低透光度，但可提高特定波长激光防护的光密度。本实施例采用YAG:Nd脉冲激光、脉宽10nm、波长1064nm的近红外激光对复合镜片进行测试，光密度≥7。同时，双镜复合可扩展连续光谱波段的激光防护。本发明实施例中防护镜的镜片的主要特点是：可对宽光谱红外波段激光进行衰减，同时可兼顾高光密度和高可见光透过率两项指标，防护角大、抗冲击和抗激光损伤能力较强、且耐磨性好。

如图2所示，在本发明的另一个实施例中，当激光来袭时，使第二防护镜单元下落，与第一防护镜单元折合为一体对来袭激光进行复合防护。第二防护镜单元采用特制光学塑料激光防护镜片，其基质材料可选用聚碳酸酯、或聚甲基丙烯酸甲酯、或纳米复合光学材料，在基质材料中掺杂有机吸收染料钨盐和蒽醌，调整配比和制备方法，可以对多种特定波长激光进行吸收衰减。本实施例采用YAG:Nd倍频脉冲激光、脉宽10nm、波长532nm的绿激光对所制备的单片和复合镜片进行测试，光密度3-7可同时对紫外和蓝绿波段激光进行有效衰减，可见光透过率40％-60％。

如图2所示，在本发明的又一个实施例中，将第一防护镜单元作为可置换镜片，可采用吸收和反射复合式防护镜片对特定波长和超连续谱波段来袭激光进行防护。本实施例中镜片以KG3或GRB3吸收型光学玻璃为基质材料，在其表面镀制对532nm和1064nm特定波长激光反射衰减的多层介质膜。充分利用染料吸收型防护镜片对光的吸收带较宽、镀介质膜反射型防护镜片带宽可控、并可实现锐截止的特点，对多波长激光进行吸收和反射衰减，从而获得宽光谱多波长激光防护，并实现防护镜片的高光密度和高可见光透过率两项指标的兼顾。吸收型防护镜片主要对红外波段980nm-2500nm激光进行防护，光密度2-5，镀介质膜反射型防护镜片主要对532nm和1064nm特定波长激光进行防护，光密度≥4，可根据需要将QB21镜片与之复合，提高光密度，扩展吸收光谱带宽。

激光探测器单元设置在防护镜架上，激光探测器单元用于探测附近是否有预设波长的激光。例如预设波长的激光可以包括470nm、532nm、808nm、1064nm波长的激光。

图3是本发明一个实施例的探测告警装置的电路方框图。如图3所示，在本发明的一个实施例中，探测器单元包括激光接收光学装置、放大电路、阈值电路和整形电路。在本发明的一个实施例中，多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置还包括电源，电源用于对电子设备进行供电。

驱动装置用于驱动第二防护镜单元活动。报警装置用于进行报警。控制器用于在激光探测器单元探测到附近有预设波长的激光时，控制报警装置进行报警，并通过驱动装置驱动第二防护镜单元活动至预设防护位置。

在本发明的一个示例中，激光探测器单元主要包括四个激光接收光学系统、六组接收放大电路、六组阈值电路、六组整形电路、信号处理与控制系统、声光告警电路。四个光学接收窗口分别对应四种激光波长(470nm、532nm、808nm、1064nm)和超连续光谱激光。采用高灵敏度快响应的激光探测器光电子元件和电路系统，经过信号接收放大处理，对特定波长来袭激光进行声光和振动告警。电源部件主要包括电池、充电器、电源变换器、防护镜联动关合驱动电路、振动告警电路和无线收发机。

激光防护探测告警是通过多路激光接收光学系统、信号放大处理电路和控制系统，分别探测激光器所发出的不同波长的激光。一旦探测到激光信号，信号处理电路对信号进行处理和激光波长识别。识别完成后立即启动镜片关合驱动电路，驱使激光防护镜组在联动装置的作用下折合形成双镜复合防护，从而避免来袭激光对眼的伤害。与此同时，系统驱动声光告警电路和振动告警电路，进行声光告警或振动告警。声光告警和振动告警可通过开关进行切换，根据环境和实际需要进行选择。声光告警信号是通过不同颜色的指示灯闪烁和蜂鸣器发出的声音进行告警，不同颜色的灯光闪烁，提示有不同波长的激光入侵，闪烁的频次代表激光的强度，例如，目前最常用Nd:YAG激光器所发出的基频1064nm近红外激光和倍频532nm绿色激光，当绿色灯光闪烁时，提示有532nm波长激光入侵；当红色指示灯闪烁，提示有1064nm波长激光入侵；当白色指示灯闪烁，提示有超连续光谱波段激光入侵。蜂鸣器发出的音频告警信号为间歇性蜂鸣声，入射激光强度越高、音频信号越强、声音越大、越急促，则发出声音的频率越高。如果选择了振动告警，则声光告警无响应，振动器发出振动告警信号，使机身振动，提示有激光入侵，应予警觉和采取相应防护措施，振动告警适用于隐蔽侦查和安保等特殊环境。在一些示例中，复合式多功能防护镜与探测告警装置还可以具有无线发射和接收功能，如果作业区域同时存在多名人员且多名人员均佩戴本发明的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置时，只要其中一人的激光告警装置探测到激光信号，就会通过无线发射机自动发送告警信号给周围人员的无线接收机，周围人员佩戴的告警装置中的无线接收机就会接收到不同激光波长的告警信号，并形成信号互联，同时触发周围战友的告警和防护联动装置，使激光防护镜片复合，起到防护和警示作用。

在本发明的一个实施例中，驱动装置用于驱动第二防护镜单元活动。报警装置用于进行报警。控制器用于在激光探测器单元探测到附近有预设波长的激光时，控制报警装置进行报警，并通过驱动装置驱动第二防护镜单元活动到预设防护位置。第二防护镜单元可翻转地设置在防护镜架上，第二防护镜单元的翻转点位于第一防护镜单元的上方，第二防护镜单元上设置有金属导板，驱动装置包括失电型电磁铁。其中，当失电型电磁铁失电时金属导板与失电型电磁铁吸合，第二防护镜单元位于第一防护镜单元的上方；当失电型电磁铁得电时金属导板与失电型电磁铁不吸合，第二防护镜单元向下翻转，翻转后的第二防护镜单元位于第一防护镜单元的正前方。

图4是本发明一个实施例中多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置的结构示意图，图5是图4的侧视图。

如图4和图5所示，本实施例中的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置包括防护镜架8、在防护镜架8上还设置有470nm探测器1、532nm探测器2、808nm探测器3、1064nm探测器4、告警蜂鸣器5、告警指示灯6和失电型电磁铁7。

在防护镜架8上还设置的便于佩戴者透气的通气阀9、探测报警装置10、用于固定可佩戴部件与佩戴者之间紧固关系的佩带扣12。

防护镜架8上设置可活动的第二防护镜单元11、在第二防护镜单元11上设置有第一永磁磁铁13。防护镜架8上固定设置第一防护镜单元15、在第一防护镜单元15上设置有第二永磁磁铁14。第一永磁磁铁13可以与第二永磁磁铁14吸合。第二防护镜单元11和第一防护镜单元15通过一个失电型电磁铁7完成吸合和分离动作。失电型电磁铁7又称自保持吸盘电磁铁，根据电磁原理，采用了与普通吸盘式电磁铁相反状态的工作方式，即在失电状态下，内置超强吸力的永久磁铁产生强大的吸持力将金属负载吸合，而在通电的状态下，因施加的直流电所产生的磁力与内置永久磁铁的固有磁力极性相反，吸力相互抵消使电磁铁不产生吸持力，从而释放所吸载物。失电型电磁铁7安装在防护镜架8的前上方，由螺钉固定或强力胶粘结与防护镜架相连，将一个直角金属导板(电工纯铁)安装在第二防护镜单元11上。在未通电状态下，失电型电磁铁7与金属导板吸合，使第二防护镜单元11上翻至水平位置。

当470nm探测器1、532nm探测器2、808nm探测器3、1064nm探测器4检测到有470nm波长、532nm波长、808nm波长或1064nm波长的激光来袭时，系统电路闭合，使失电型电磁铁7极性转换而无吸力。第二防护镜单元11利用自身重力下落，与第一防护镜单元15复合并通过第一永磁磁铁13和第二永磁磁铁14吸合，从而实现激光告警与防护镜组的联动及复合防护功能。其中，失电型电磁铁7的主要特征：微型吸盘式，直流电源，圆盘形强吸力保持式，间歇式通电消磁，在断电时有吸力，通电时无吸力，安全省电，吸力强劲。失电型电磁铁7外壳及铁芯为优质电工纯铁，线圈为一级纯铜线。在激光来袭时，通过告警蜂鸣器5和告警指示灯6进行报警。当激光威胁解除时，可手动将第二防护镜单元11上翻复位,与失电型电磁铁7吸合，恢复到初始状态。

另外，本发明实施例的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，包括：

防护镜架；

固定设置在所述防护镜架上的第一防护镜单元，所述第一防护镜单元具有预设的高可见光透光率，并对超连续谱红外波段激光进行衰减与防护；

可活动地设置在所述防护镜架上的第二防护镜单元，所述第二防护镜单元在激光来袭时被驱动至预设防护位置，与所述第一防护镜单元复合，用于对多种单波长激光的衰减与防护；

设置在所述防护镜架上的激光探测器单元，用于探测预设波长的来袭激光；

驱动装置，用于驱动所述第二防护镜单元活动；

报警装置，用于声、光和振动报警；

告警信号互联装置,用于告警信号无线发射，以触发周围用户佩戴的告警和防护联动装置进行激光防护；

控制器，用于在所述激光探测器单元探测到预设波长的来袭激光时，控制所述报警装置进行报警，并通过所述驱动装置驱动所述第二防护镜单元活动到所述预设防护位置，并控制启动所述告警信号互联装置发送所述告警信号。

2.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述第一防护镜单元为KG3玻璃或GRB3玻璃。

3.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述第二防护镜单元的基质材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或纳米复合光学材料，在所述基质材料掺杂有机吸收染料钨盐和蒽醌。

4.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，在所述第一防护镜单元的镜片表面镀制有对所述预设波长激光反射衰减的多层介质膜。

5.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述探测器单元包括：

激光接收光学装置，用于将接收到的光信号转换为电信号；

放大电路，用于对所述电信号进行放大；

阈值电路，用于对放大后电信号进行阈值比较；

整形电路，用于将阈值比较后的结果信号进行整形发送给所述控制器。

6.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述第二防护镜单元可翻转地设置在所述防护镜架上，所述第二防护镜单元的翻转点位于所述第一防护镜单元的上方，所述第二防护镜单元上设置有金属导板，所述驱动装置包括失电型电磁铁；

其中，当所述失电型电磁铁失电时所述金属导板与所述失电型电磁铁吸合，所述第二防护镜单元位于所述第一防护镜单元的上方；

当所述失电型电磁铁得电时所述金属导板与所述失电型电磁铁不吸合，所述第二防护镜单元向下翻转，翻转后的所述第二防护镜单元与所述第一防护镜单元复合。

7.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，还包括：

电源，用于对电子设备进行供电。

8.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述报警装置包括告警蜂鸣器和告警指示灯及振动膜片。

9.根据权利要求1所述的多功能激光防护镜与激光探测告警复合装置，其特征在于，所述激光探测器单元包括多个激光探测器，所述预设激光波长为多个单波长及红外超连续谱波段，所述多个激光探测器用于对应地探测所述多种波长的激光。