AT527635A1

AT527635A1 - Elektro-optische Strahlungsschutzvorrichtung

Info

Publication number: AT527635A1
Application number: ATA50811/2023A
Authority: AT
Original assignee: Optrel Holding AG
Priority date: 2023-10-04
Filing date: 2023-10-04
Publication date: 2025-04-15
Also published as: WO2025073916A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektro-optische Strahlungsschutzvorrichtung (1), insbe- sondere Lichtschutzvorrichtung, mit mindestens einer elektro-optischen Schutz- scheibe (1), die mindestens das Sichtfeld eines Auges überdeckt und mindestens ein Flüssigkristallelement (2) umfasst, mindestens zwei Strahlungssensoren (3, 4, 5), die jeder in Abhängigkeit von der Intensität der auftreffenden Strahlung ein Steuersignal erzeugen, und mit einer Steuerelektronik (6), die zum Empfang der Steuersignale und zur Ansteuerung der oder jeder Flüssigkristallzelle (2) ausge- legt ist, und welche den Transmissionsgrad (T) der Schutzscheibe (1) als Funktion der Steuersignale der Strahlungssensoren steuert. Die Strahlungssensoren (3, 4, 5) sind als Photodioden mit der höchsten Empfindlichkeit im Infrarotbereich, über- wiegend im Bereich zwischen 400 und 1100 nm, ausgebildet, wobei die Sensorflä- chen (7, 8, 9) Sensorebenen (SE3, SE4, SE5) definieren, wobei zumindest zwei der Sensorebenen (SE3, SE4) einander in einem Winkel kleiner 45° schneiden, und wobei die Schnittlinie dieser Sensorebenen (SE3, SE4) vorzugsweise in der oder parallel zur Sagittalebene (S) der Schutzscheibe (1) liegt.

Description

dere Lichtschutzvorrichtung, gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Dabei ist es bekannt, eine elektro-optischen Schutzscheibe vorzusehen, die mindestens das Sichtfeld eines Auges überdeckt und mindestens ein Flüssigkristallelement umfasst. Auch ist es bekannt, Strahlungssensoren vorzusehen und in Abhängigkeit von der Intensität der auftreffenden Strahlung ein Steuersignal zu erzeugen und dann den Transmissionsgrad der Schutzscheibe zu steuern. Beispielsweise ist aus der US 8081262 B1 eine Sonnenschutzvorrichtung bekannt, insbesondere eine Sonnenbrille, mit zumindest einem optischen Sonnenschutzfilter, der zumindest eine Flüssigkristallzelle aufweist, und mit zumindest einer Sensoreinheit, welche zu einer Erfassung einer Sonneneinstrahlung vorgesehen ist,

vorgeschlagen worden.

Weiters beschreibt die EP 3 258 306 B eine Sonnenschutzvorrichtung, insbesondere eine Sonnenbrille, mit zumindest einem optischen Sonnenschutzfilter, der zumindest eine Flüssigkristallzelle aufweist, und mit zumindest einer Sensoreinheit, welche zu einer Erfassung einer Sonneneinstrahlung vorgesehen ist. Vorzugsweise weist die Sonnenschutzvorrichtung zudem eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, abhängig von einer Sonneneinstrahlung eine Durchlässigkeit des optischen Sonnenschutzfilters zu steuern und/oder zu regeln. Eine Sensorfläche der zumindest einen Sensoreinheit wird dabei durch zumindest eine Sensorabdeckung zumindest teilweise abdeckt, welche zumindest teilweise gegenüber Strahlung eines sichtbaren Lichtspektrums zumindest im Wesentlichen

opak ist.

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Durchlässigkeiten zu steuern und/oder zu regeln.

In der WO 2022/038014 A1 ist eine Ausführung einer Sonnenschutzvorrichtung beschrieben, deren optischer Sonnenschutzfilter zumindest ein photochromati-

sches Schutzelement zusätzlich zum optischen Sonnenschutzfilter aufweist.

In der US 5 552 841 A sind Brillen mit über Flüssigkristallzellen elektronisch abblendbaren Brillengläsern offenbart, die in Abhängigkeit von der einfallenden Strahlung abdunkeln. Die Stromversorgung wird über eine auf den Gläsern aufgebrachte Folie bewerkstelligt. Weiters kann eine wiederaufladbare Batterie vorgesehen sein und kann eine eigene Kontrolleinheit für die Abdunkelung mit einem manuellen Einstellknopf zwischen der Solarzelle und dem Brillenglas angeordnet sein. Eine Ausführungsform dieser Brille sieht zumindest einen Infrarotsensor vor, wobei dessen Ausgangssignal zur Steuerung der Abdunkelung herangezogen wird. Die Abdunkelung kann über die Höhe des Glases verlaufend sein, gegebe-

nenfalls auch manuell einstellbar.

Die US 2023/0213787 A1 offenbart eine Brillenvorrichtung mit einer ophthalmischen Linse mit variabler Transmission, ein Verfahren zum Steuern der Transmission einer solchen Linse und ein computerlesbares Speichermedium zur Implementierung eines solchen Verfahrens. Die Brillenvorrichtung umfasst einen Lichtsensor, der zum Messen einer Lichtmenge in der Umgebung eines Trägers konfiguriert ist, und eine Steuerschaltung, die zum Empfangen von zumindest Lichtdaten von dem Lichtsensor und zum Ansteuern der Transmission der ophthalmischen Linse auf der Grundlage des Lichts konfiguriert ist. Die Steuerschal-

tung ist so konfiguriert, dass sie die Übertragung der ophthalmischen Linse auf der

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einer Schätzung einer Bewegung des Kopfes des Trägers abgeleitet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war eine Vorrichtung wie eingangs beschrieben derart zu verbessern, dass eine bessere Abstimmung des Strahlungsschutzes auf die tatsächlichen Beleuchtungsverhältnisse im gesamten Umfeld der Vorrichtung gegeben ist, und ein funktionssicherer Betrieb der Vorrichtung über lange Zeit

bei kompaktem Aufbau und leichtem Gewicht sichergestellt ist. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungssensoren als Photodioden mit der höchsten Empfindlichkeit im Infrarotbereich, überwiegend im Bereich zwischen 400 und 1100 nm, ausgebildet sind, wobei die Sensorflächen Sensorebenen definieren, die mit der vertikalen Symmetrieachse der Schutzscheibe einen Winkel kleiner 45° einschliessen, wobei zumindest zwei der Sensorebenen einander in einem Winkel kleiner 45° schneiden, und wobei die Schnittlinie dieser Sensorebenen vorzugsweise in der oder parallel zur Sagittalebene der Schutzscheibe liegt. Damit können die Beleuchtungsverhältnisse in einem grösseren Bereich in der Horizontalebene um die Schutzvorrichtung für die Steuerung des Transmissionsgrades und damit

für den notwendigen Schutzfaktor genutzt werden.

Bevorzugt sind zumindest drei Strahlungssensoren pro Schutzscheibe vorgesehen sind, wobei die Sensorfläche des mittleren Strahlungssensors parallel zur Querachse der Schutzscheibe orientiert ist, und wobei die Sensorebenen von zumindest je einem seitlich zu beiden Seiten des mittleren Strahlungssensor angeordneten Strahlungssensor, vorzugsweise des jeweils unmittelbar benachbarten Strahlungssensors, die Sensorebene des mittleren Strahlungssensors in einem Winkel kleiner 45° schneiden. Damit kann ein noch grösserer Bereich um die Schutzvorrichtung für die Steuerung des Transmissionsgrades und damit für den notwendi-

gen Schutzfaktor genutzt werden.

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von der Richtung der Einstrahlung immer in ausreichender Höhe bleibt.

Weiters ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass zumindest eine der Sensorebenen mit der Querachse der Schutzscheibe einen Winkel kleiner 45° einschliesst. Damit kann ein noch grösserer Bereich um die Schutzvorrichtung für die Steuerung des Transmissionsgrades, nämlich auch in einem grösseren Winkelbereich in der

Sagittalebene, genutzt werden.

Bevorzugt werden die als Strahlungssensoren vorgesehenen Photodioden im photovoltaischen Modus betrieben, wobei die Ausgangsspannung als Steuersignal in die Steuerelektronik eingespeist wird und vorzugsweise auch für die Energieversorgung der Steuerelektronik und/oder der Flüssigkristallzelle herangezogen wird. Damit können zusätzliche Stromquellen wie Batterien, Akkus, usw. vermieden und

sowohl Gewicht als auch Bauraum eingespart werden.

Dabei ist eine Ausführungsform besonders vorteilhaft, bei welcher eine Photodiode und/oder ein photovoltaisches Element als Energieversorgung für die Steuerelektronik und/ oder für die Flüssigkristallzelle mit dieser/n verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform können auch Vorrichtungen mit höherem Energiebedarf ohne separate Energiequellen wie Batterien oder Akkus betrieben und entspre-

chend leicht und klein gehalten werden.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerelektronik derart ausgelegt ist, um aus den Signalen aller Lichtsensoren einen Mittelwert zu bestimmen und den Transmissionsgrad der Flüssigkristallzelle abhängig von diesem Mittelwert zu steuern. Dadurch kann auch bei einer Relativbewegung der Lichtquelle insbesondere um die vertikale Achse der Schutzvorrichtung eine über die Fläche der Schutzscheibe möglichst gleichmässige und auch zeitlich ge-

sehen gleichbleibende Abdunkelung sichergestellt werden.

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einzustellen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Strahlungssensoren auf der dem Flüssigkristallelement gegenüberliegenden Seite der Schutzscheibe angeordnet ist. Dadurch können Beeinträchtigungen bei der Erfassung des Lichteinfalls durch optische Ablenkungen

und/oder Verspiegelungen vermieden werden.

Bevorzugt ist weiters eine Ausführungsform, bei welcher die Strahlungssensoren und vorzugsweise die Steuerelektronik in die Schutzscheibe integriert oder darauf angebracht sind, vorzugsweise im Bereich des oberen Randes und vorzugsweise in oder nahe der Sagittalebene. Dies bietet eine hohe Flexibilität für die Verwendung der Schutzscheibe in verschiedenen Trägeranordnungen, zum Beispiel mit Traggestellen unterschiedlicher Ausführungsform, von unterschiedlichen Herstel-

lern, usw.

Eine weitere Ausführungsform der Strahlungsschutzvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Strahlungssensor eine Flüssigkristallzelle zugeordnet, wobei der Transmissionsgrad der Schutzscheibe im Bereich jeweils einer Flüssigkristallzelle individuell abhängig von dem Lichteinfall gesteuert wird, der vom zugeordneten Strahlungssensor ermittelt wird. Durch diese Merkmalskombination kann der Schutzeffekt, d.h. die Abdunkelung, genau auf die Einfallsrichtung der Strahlung eingestellt werden, während die übrigen Blickwinkelbereiche nicht oder nur wenig abgedunkelt werden und optimale Sichtverhältnisse aufrecht erhalten wer-

den.

Eine wieder andere Ausführungsform der Strahlungsschutzvorrichtung sieht vor,

dass die Schutzscheibe im aktivierten Zustand aufgehellt ist und im deaktivierten

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stand verringert oder vermieden werden.

Um die erfindungsgemässe Strahlungsschutzvorrichtung in Art einer Brille, insbesondere als Sonnenbrille oder Sportbrille, tragen zu können, umfasst sie ein Traggestell und zumindest eine Schutzscheibe, die an oder in einem Traggestell montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist. Diese Schutzscheiben über-

deckt zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes zumindest eines Auges.

Zur Lösung der erfindungsgemässen Aufgabenstellung ist eine derartige Schutzvorrichtung, insbesondere Brille, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Strahlungssensoren, vorzugsweise alle Strahlungssensoren, und vorzugsweise auch die Steuerelektronik in die Schutzscheibe integriert oder daran befestigt ist/sind, vorzugsweise nahe dem oberen Rand der Schutzscheibe. Dies bietet eine hohe Flexibilität für die Verwendung der Schutzscheibe in verschiedenen Trägeranordnungen, zum Beispiel mit Traggestellen unterschiedlicher Ausführungs-

form, von unterschiedlichen Herstellern, usw.

Alternativ kann eine derartige Strahlungsschutzvorrichtung mit Traggestell auch dadurch gekennzeichnet sein, dass zumindest ein Teil der Strahlungssensoren, vorzugsweise alle Strahlungssensoren, und die Steuerelektronik in das Traggestell integriert oder darauf angebracht sind, vorzugsweise nahe dem oberen Rand der Schutzscheibe und in oder nahe der Sagittalebene des Traggestells. Dadurch ergeben sich keinerlei Einschränkungen des Sichtfeldes im Bereich der Schutzscheibe und alle notwendigen Komponenten können entsprechend ihrer baulichen Ausführung über den gesamten Bereich des Traggestells an der optimalen Stelle

verteilt positioniert sein.

Bevorzugt ist dabei eine Ausführung, bei welcher eine Photodiode und/oder ein photovoltaisches Element als Energieversorgung für die Steuerelektronik und/ oder für die Flüssigkristallzelle mit dieser/n verbunden und vorzugsweise im Trag-

gestell integriert oder am Traggestell angebracht ist. Damit kann eine Verbesse-

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werden können, die für die Steuerung des Strahlungsschutzes vorgesehen sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schutzscheiben an oder in einem Traggestell montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden sind, wobei die Schutzscheiben derart angeordnet sind, um jeweils zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes eines Auges zu überdecken. Damit liegt die erfindungsgemässe Vorrichtung in Form einer herkömmli-

chen Brille vor, die einfach und bequem zu tragen ist.

Eine wieder andere Ausführungsform der Strahlungsschutzvorrichtung sieht vor, dass das Traggestell beide Schutzscheiben entlang von deren Rand zur Gänze einfasst und im Bereich der Sagittalebene bzw. der eine Symmetrieachse bildenden Mittelachse eine vom unteren Rand ausgehende und sich über einen Teil der Höhe der Schutzscheiben in Richtung des oberen Randes des Traggestells erstreckende Nasenausnehmung aufweist. Dies bietet den optimalen Schutz für die Schutzscheiben gegen unbeabsichtigtes Lösen vom Traggestell und gegen mechanische Beschädigungen dieser hochwertigen Bauteile, insbesondere von de-

ren Rändern.

Gemäss einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Schutzscheibe an oder in einem Traggestell montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist, und zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes beider Augen überdeckt. Damit ergeben sich keinerlei Einschränkungen durch störende Elemente, beispielsweise Rahmenabschnitte, Nasenauflagen, usw., im Gesichtsfeld des Trägers der Schutzvorrichtung und optimale Sichtverhältnisse über

das gesamte Gesichtsfeld.

Bevorzugt ist dabei die Schutzscheibe und/oder ein die Schutzscheibe einfassender Rand des Traggestells im Bereich der Sagittalebene bzw. der eine Symmetrieachse bildenden Mittelachse eine vom unteren Rand ausgehende und sich über

einen Teil der Breite der Schutzscheibe in Richtung des oberen Randes der

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nierung zu gewährleisten.

Unter einer "Strahlenschutzvorrichtung" soll im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die zu einem Schutz der Augen eines Benutzers vor, insbesondere störender, Licht- bzw. Sonneneinstrahlung vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine Sonneneinstrahlung zumindest zu verringern. Besonders bevorzugt ist die Strahlungsschutzvorrichtung in zumindest einem Betriebszustand zu einer Abdunkelung einer, insbesondere störender, Licht- bzw. Sonneneinstrahlung auf die Augen des Benutzers vorgesehen. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausbildungen dieser Vorrichtung denkbar, wie beispielsweise als eine Blende und/oder besonders be-

vorzugt als eine Schutzbrille.

Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer "Sensorfläche" der Sensoreinheit insbesondere eine Detektionsfläche der Sensoreinheit verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Fläche der Sensoreinheit verstanden werden, auf welcher die Sensoreinheit eine Strahlung, insbesondere auftreffendes Licht, erfassen kann. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere eine Zelloberfläche der Sensoreinheit verstanden werden. Vorzugsweise ist die Sensorfläche nach vorne oder schräg nach vorne, also insbesondere in Richtung einer hypothetischen Blickrichtung bzw. eines grösseren Blickfeldes eines Benutzers, gerichtet. Bevorzugt erstreckt sich die Sensorfläche im Wesentlichen parallel zu einer Stirnseite der Strahlungsschutzvorrichtung, insbesondere tangential zur

Oberfläche einer Schutzscheibe der Strahlungsschutzvorrichtung.

Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Schutzscheibe" insbesondere eine Scheibe aus Glas und/oder Kunststoff verstanden werden. Vorzugsweise ist deren Lichtdurchlässigkeit einstellbar ausgeführt, allenfalls mit einer automatischen und/oder manuell einstellbaren Verdunkelung. Besonders bevorzugt weist die Schutzscheibe zumindest eine in der Transmission schaltbare Flüssigkristalle-

bene mit zumindest einer Flüssigkristallzelle auf. Es sind verschiedene, einem

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thetischen Blickrichtung eines Benutzers, gerichtet.

Die Verdunkelung bzw. Veränderung der Transmission der Schutzvorrichtung soll derart erfolgen, dass zumindest 50%, vorzugsweise zumindest 70% und besonders bevorzugt zumindest 90% einer entsprechenden einfallenden Strahlung absorbiert und/oder reflektiert wird, jedenfalls im Bereich des sichtbaren Lichts, d.h

insbesondere im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm.

Unter einer "Steuerelektronik" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer elektronischen Schaltung verstanden werden, welche vorzugsweise aus Spannungs- und Vergleichsregelbausteinen besteht. Grundsätzlich kann die Steuerelektronik jedoch auch komplexer aufgebaut sein, wie insbesondere durch die Nutzung einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) und/oder eines

Mikrokontrollerbausteins.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden

Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässe Schutzscheibe

mit drei Strahlungssensoren in der Vorderansicht;

Fig. 2 die Schutzscheibe der Fig. 1 in einer Ansicht von schräg oben;

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Fig. 3 einen Schnitt parallel zur Transversalebene im zentralen Bereich der Schutzscheibe der Fig. 1 und Fig. 2, mit den Diagrammen der Emp-

fangscharakteristika der Strahlungssensoren;

Fig. 4 ein Diagramm der Empfangscharakteristika der drei Strahlungssensoren der Schutzscheibe der Fig. 1 und Fig. 2 und ein schematisches Schaltbild;

Fig. 5 einen Schnitt parallel zur Sagittalebene durch eine zweite Ausführungs-

form einer erfindungsgemässen Schutzscheibe;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Strahlungsschutzvorrichtung in Form einer Brille mit

einer Schutzscheibe entsprechend den Fig. 1 bis 4;

Fig. 7 einen Schnitt parallel zur Sagittalebene durch die Strahlungsschutzvor-

richtung der Fig. 6;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Strahlungsschutzvorrichtung in Form einer Brille mit

zwei separaten Schutzscheiben;

Fig. 9 ein Diagramm der Spannungen der drei Strahlungssensoren, der Sum-

menspannung und eines Mittelwertes.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Zum besseren Verständnis des Aufbaus können Elemente teilweise unmaßstäb-

lich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt sein.

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Fig. 1 zeigt eine Schutzscheibe 1 für eine elektro-optische Strahlungsschutzvorrichtung, insbesondere für eine Schutzvorrichtung gegen zu starke Lichteinstrahlung, zum Beispiel für die Anwendung als Sonnenschutz, als Sport- oder Sonnen-

brille oder auch für selbst abdunkelnde optische Brillen.

Die Schutzscheibe 1 überdeckt dabei mindestens das Sichtfeld eines Auges des Trägers und lagert das elektrooptische Element oder kann selbst als elektrooptisches Element ausgeführt sein. Die Schutzscheibe 1 kann dabei aus einem entsprechenden Kunststoff, beispielsweise Polykarbonat oder aus Glas hergestellt sein. Die Schutzscheibe 1 kann selbst mit Tragstruktur, wie beispielsweise Brillenbügeln, Elastikändern usw. versehen sein, um die Nutzung als eigenständige

Strahlungsschutzvorrichtung zu ermöglichen.

Die Strahlungsschutzvorrichtung umfasst weiters mindestens ein Flüssigkristallelement 2 mit zumindest einer, vorzugsweise mit mehreren Flüssigkristallzellen 2a, 2b,..., welches Flüssigkristallelement 2 wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, Teil der Schutzscheibe 1 sein kann. Die Schutzscheibe 1 kann jedoch das oder die Flüssigkeitskristallelemente 2 bzw. deren Zellen 2a, 2b,... lagern und dient dann als Träger für das Flüssigkeitskristallelement 2. Das Flüssigkeitskristallelement 2 kann dabei auf der Schutzscheibe 1 in Richtung des Sehstrahls auf ein Objekt auf deren Vorder- oder Rückseite angeordnet sein. Bei der Benutzung der Sonnenschutzvorrichtung ist dabei die Vorderseite dem Benutzer der Strahlenschutzvorrichtung zugewendet, während die Außenseite auf der gegenüberliegenden dem zu betrachtenden Objekt zugewandten Seite ist. Das Flüssigkristallelement 2 kann auch an der Außenseite oder Innenseite einer als Träger wirkenden Schutzscheibe 1 ange-

bracht sein.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform sieht die Flüssigkristallzellen des Flüssigkristallelementes 2 in einer in Bezug auf die Sagittalebene spiegelsymmetrischen Anordnung vor. Auch die in Bezug auf eine Transversalebene spiegelsymmetrische Anordnung von Flüssigkristallzellen hat Vorteile, beispielsweise um einen je nach Einfallswinkel der Strahlung gegenüber der Horizontalen angepasst unterschiedliche Abdunkelung der Schutzvorrichtung zu erleichtern. Die Flüssigkristall-

zellen weisen jeweils eine in der Transmission T schaltbare Flüssigkristallebene

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auf. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass lediglich eine Flüssigkristallzelle vorhanden ist, welche sich insbesondere über das Gesichtsfeld beider Augen

des Benutzers erstreckt.

Die Flüssigkristallzellen sind vorzugsweise jeweils von einer Kunststoff-Flüssigkristallzelle gebildet. Die Flüssigkristallzellen können aus jeweils mehreren Schichten bestehen und auch der Form der Schutzscheibe 1 betreffend die flächenhafte

Ausführung als auch betreffend allfällige gebogene Formgebung folgen.

Weiters weist die Schutzscheibe 1 mindestens zwei, vorzugweise jedoch drei Strahlungssensoren 3, 4, 5 auf, die vorzugsweise im Bereich des oberen Randes der Schutzscheibe 1 und vorzugsweise zentral, d.h. im Bereich der Sagittalebene S bzw. einer vertikalen Achse V durch die Schutzscheibe 1 angeordnet sind. Die vertikale Achse verläuft parallel oder in einem spitzen Winkel kleiner 45° zu einer Höhe der Schutzscheibe 1. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Strahlungssensoren 3, 4, 5 auf der Schutzscheibe 1 benachbart zum Flüssigkeitskristallelement 2 angeordnet sind. Vorzugsweise liegen die Strahlungssensoren 3, 4, 5 in einer Linie nebeneinander entlang oder parallel zu einer Querachse Q der Schutzscheibe 1, welche parallel zur Breite der Schutzscheibe 1 verläuft. Weiters ist in Fig. 1 noch die Frontalebene F eingezeichnet, zu welcher die Querachse paralle| verläuft und die parallel zu einer Ebene verläuft, die die Schutzscheibe 1 der Fig. 1 bis Fig. 6 in deren zentralem Bereich tangiert. Jeder der Strahlungssensoren 3, 4, 5 erzeugt in Abhängigkeit von der Intensität der auftreffenden Strahlung ein Steuersignal und ist mit einer Steuerelektronik 6 (Fig. 2 und 3) verbunden, die zum Empfang der Steuersignale und zur Ansteuerung des Flüssigkeitskristallelementes 2 bzw. der oder jeder Flüssigkristallzelle 2a, 2b, .... ausgelegt ist, um deren Transmissionsgrad und damit auch den Transmissionsgrad der Strahlungsschutzvorrichtung als Funktion der Steuersignale der Strahlungssensoren 3, 4, 5 und da-

mit auch als Funktion der Strahlungsintensität zu steuern.

Die Strahlungssensoren 3, 4, 5 sind bevorzugt als Photodioden ausgeführt, deren höchsten Empfindlichkeit vorzugsweise im Infrarotbereich liegt. Der Bereich mit der höchsten Empfindlichkeit, bei welcher die vorzugsweise im photovoltaischen

Modus betriebenen Strahlungssensoren 3, 4, 5 den höchsten Strom bzw. die

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höchste Spannung liefern, liegt vorzugsweise zwischen 400 nm und 1100 nm. Damit kann die Ausgangsspannung bzw. der Ausgangsstrom sowohl als Steuersignal in die Steuerelektronik 6 eingespeist werden, als auch zur Energieversorgung der Steuerelektronik 6 und/oder des Flüssigkeitskristallelementes 2 bzw. der Flüssigkristallzelle 2a, 2b, ... genutzt werden. Sollte doch mehr Energie für den Betrieb der Steuerelektronik 6 und/oder der Flüssigkristallzellen 2 benötigt werden, könnte eine weitere Photodiode 10 und/oder ein photovoltaisches Element 11 vorgesehen werden, um die Energieversorgung für die Steuerelektronik 6 und/oder für die

Flüssigkristallzellen zu unterstützen oder gänzlich zu übernehmen.

Die Sensorflächen 7, 8, 9 der Strahlungssensoren 3, 4, 5 definieren dabei bzw. liegen in Sensorebenen SE3, SE4 und SE5S5, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis Fig 4 normal auf die Transversalebene T bzw. parallel zur vertikalen Achse V ausgerichtet sind. Die Sensorflächen 7, 8, 9 der Strahlungssensoren 3, 4, 5 können dabei in unterschiedlichen räumlichen Relativiagen zueinander angeordnet

sein.

Befinden sich die Sensorflächen 7, 8, 9 der Strahlungssensoren 3, 4, 5 beispielsweise in der gleichen Frontalebene F, wie dies in Fig. 9 schematisch dargestellt ist, sind die Strahlungssensoren 3, 4, 5 derart ausgelegt und relativ zueinander positioniert, dass die Keulen der horizontalen Empfangscharakteristika sich in den Randbereichen überlappen. Dadurch kann eine verbesserte Erfassung der Lichtintensität der einfallenden Infrarotstrahlung und eine verbesserte Mittelwertbildung des Summensignals der Strahlungssensoren 3, 4, 5 erreicht und bei schräg einfallender Strahlung eine verbesserte Abschattungsrelation zwischen der einfallenden Lichtstrahlung bei unterschiedlichen Winkelstellung derselben zur Frontalebene F

erreicht werden.

Dabei ist die Steuerungselektronik 6 bevorzugt derart ausgelegt, um aus den Signalen aller Strahlungssensoren 3, 4 oder 4, 5 bzw. aller vorhandenen Strahlungssensoren einen Mittelwert zu bestimmen und den Transmissionsgrad des Flüssigkeitskristallelementes 2 abhängig von diesem Mittelwert zu steuern. Damit wird

auch schräg einfallende Strahlung angezogen, um einen Mittelwert der Intensität

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der auf die Schutzscheibe 1 treffenden Strahlung zu bilden. Durch die Überschneidung der Sensorbereiche der einzelnen Strahlungssensoren und in Verbindung

mit der Auswertung der Infrarotstrahlung wird gegenüber der Verwendung der einfallenden Strahlung des sichtbaren Lichtes eine Dämpfung der Signalveränderung erreicht und eine harmonischere Anpassung der Abdunklung je nach Lichteinfallswinkel und Veränderung der Lichtintensität erreicht. Vor allem ist es dadurch möglich, dass die Strahlungsschutzvorrichtung über die gesamte Fläche der Schutz-

scheibe 1 etwas geringer abgedunkelt wird, um auch in jenen Bereichen, in denen eine geringere Lichtintensität auf der Strahlenschutzvorrichtung 1 auftritt, eine aus-

reichende Sichtwirkung für den Benutzer zu ermöglichen.

Bei einer weiteren möglichen unabhängigen Ausführungsform der Erfindung können die Sensorflächen 7, 8, 9 der Strahlungssensoren 3, 4, 5 Sensorebenen SE3 und/oder SE4 und/oder SE5 definieren bzw. in diesen liegen, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Dabei sind die Sensorebenen SE3 und/oder SE4 und/oder SE5 normal auf die Transversalebene T bzw. parallel zur vertikalen Achse V ausgerichtet, d.h. deren Flächennormale liegt jeweils in der Transversalebene T. Sie bilden im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine „gekrümmte“ Anordnung, wie nachfolgend erläutert wird, wobei die Flächennormale

nicht parallel orientiert sind, sondern miteinander spitze Winkel einschliessen.

Zur Verdeutlichung dieses Merkmals ist in Fig. 2 die Sensorebene SE3 des Strahlungssensors 3 eingezeichnet. Die Sensorebene SE4 des mittleren Strahlungssensors 4 fällt im Beispiel der Fig. 2 mit der Frontalebene F zusammen, bzw. wird im Allgemeinen jedenfalls parallel zu dieser orientiert sein. Die Sensorebene SE4 schliesst mit der Sensorebene SE3 einen Winkel a kleiner 45°ein. Vorzugsweise ist die Anordnung der Strahlungssensoren 3, 4, 5 symmetrisch, und auch die Sensorebene SE5 des dem Strahlungssensor 3 gegenüberliegenden Strahlungssensors 5 schneidet die Sensorebene SE4 des zentralen Strahlungssensors 4 im gleichen Winkel a. Bevorzugt liegt der Winkel a, bzw. liegt jeder Winkel zwischen den Sensorebenen SE3 und SE4 bzw. SE4 und SE5 zwischen 1° und 33°, bevor-

zugt zwischen 3° und 25°. Die Schnittlinie der Sensorebenen SE3 und SE4 bzw.

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SE4 und SE5 liegen dabei vorzugsweise in der Sagittalebene S der Schutz-

scheibe 1 oder parallel dazu.

Die Schnittansicht der Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Schutzscheibe 1 in Höhe der Sensoren 3, 4, 5, d.h. im oberen Randbereich und zentral in der Schutzscheibe 1. Dabei sind neben den Strahlungssensoren 3, 4, 5 auch die bereits erwähnte Photodiode 10 bzw. ein photovoltaisches Element 11 dargestellt. Des Weiteren ist aus dieser Darstellung in Fig. 3 die Steuerelektronik 6 zu ersehen, die sich ebenso wie die Strahlensensoren 3, 4, 5 in einem vom Flüssigkeitskristallelement 2 freigestellten Bereich der Schutzscheibe 1 auf der Innenseite | der Schutzscheibe 1 angeordnet oder eingeformt bzw. auf andere Art befestigt sind. Der vom Flüssigkeitskristallelement 2 freigestellte Bereich ist unter anderem aus den Fig. 1 und 5 ersichtlich. Die Steuerelektronik 6 kann jedoch auch in einem Traggestell 12 der Brille, einem Bügel 13 oder dem Rahmen 14 angeordnet sein, wie dies unter anderem in der Fig. 8 schematisch angedeutet ist. Aber auch bei Schutzscheiben 1, die jeweils nur einem Auge zugeordnet sind, kann die Steuerelektronik 6 auch auf der jeweiligen Schutzscheibe 1 angeordnet sein. Des Weiteren ist die symmetrische Anordnung der Strahlungssensoren 3, 4, 5 und deren Sensorflächen 7, 8, 9 zu erkennen. Sowohl die Sensorebene SE5 auf der linken Seite als auch die Sensorebene SE3 auf der rechten Seite schliesst mit der Sensorebene SE4 bzw. einer

Frontalebene F einen spitzen Winkel a kleiner 45°ein.

Damit ergibt sich für die Empfangscharakteristika der Strahlungssensoren 3, 4, 5 eine Situation wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt, bei welcher die Keulen der horizontalen Empfangscharakteristika einander überschneiden, und bei welcher die benachbarten Keulen gegeneinander um den gleichen Winkel a wie zwischen den Sensorebenen SE3 und SE4 bzw. SE4 und SE5 geneigt sind.

Die Steuerelektronik 6 ist bevorzugt derart ausgelegt, um aus den Signalen aller Strahlungssensoren 3, 4, 5 einen Mittelwert zu bestimmen und den Transmissionsgrad der Flüssigkristallzelle 2 abhängig von diesem Mittelwert zu steuern. Die entsprechenden Spannungsdiagramme eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sind in Fig. 9 dargestellt. Auf der linken Seite der Fig. 9 sind übereinander die Aus-

gangsspannungen V3, V4 und V5 der Strahlungssensoren 3, 4, 5 aufgetragen, wie

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sie bei einem Lichteinfall entsprechend der Fig. 4 entstehen. Rechts in Fig. 9 ist das Summensignal VS in gleichem Massstab dargestellt, wobei die Anteile der Ausgangsspannungen V3, V4 und V5 kenntlich gemacht sind. Schliesslich ist noch ein Mittelwertsignal VM eingezeichnet, hier wie bevorzugt als Drittel des Summensignals VS. Wie daraus hervorgeht, ist der Mittelwert VM der drei TeilSignale V3, V4, V5 der Sensoren 3, 4, 5, die je nach Lichteinfall im Winkel von den drei Sensoren aufgenommen wurden, dabei keinesfalls kleiner als das Signal V3 des am stärksten von der Strahlung getroffenen Strahlungssensors 3. Damit wird auch schräg einfallende Strahlung herangezogen, um einen Mittelwert der Intensität der auf die Schutzscheibe 1 treffenden Strahlung zu bilden. Wie besser aus Fig. 4 hervorgeht, die nur die Keulen der Empfangscharakteristika darstellt, gleicht bei beispielsweise schrägem Lichteinfall — der in Fig. 4 durch die schrägen Pfeile symbolisiert ist — der dem Lichteinfall stärker zugewandte Strahlungssensor den starken Rückgang der Empfindlichkeit des gegenüberliegenden, am stärksten vom Lichteinfall abgewandten Strahlungssensor aus. Somit ist es möglich, einen Ausgleich für die Helligkeit über die gesamte Breite der Schutzscheibe 1 zu erstellen, sodass die von Strahlung mit geringerer Intensität getroffenen Bereiche der Schutzscheibe 1 nicht so stark abdunkeln, als wenn nur die frontal von der einfallenden Strahlung erzeugte Energie zum Abdunkeln der Anordnung der Flüssigkris-

tallzellen 2 herangezogen würde.

Des Weiteren könnte bei der Summenbildung des Signals für die Stärke der Abblendung die Wertigkeit der Signalgröße unterschiedlich berücksichtigt werden. Vor allem dann, um über die Breite B und/oder Höhe H der Schutzscheibe 1 einen unterschiedlichen Abdunkelungseffekt zu erreichen. Vor allem bei optischen Gläsern bzw. getrennten Gläsern für beide Augen in einem Brillengestell können beispielsweise bei der Summenbildung bzw. der Ansteuerung der Abblendung der jeweiligen Gläser die Signale der Fotodioden beider Gläser berücksichtigt werden, sodass bei seitlich einfallendem Licht die Abdunklung im Bereich des weniger be-

strahlten Glases zu einer verringerten Gesamtabdunkelung beider Gläser führt.

Wie in Fig. 3 auch zu erkennen ist, können die Strahlungssensoren 3, 4, 5 und

vorzugsweise die Steuerelektronik 6 in die Schutzscheibe 1 integriert oder darauf

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angebracht sein. Vorzugsweise werden diese Elemente im Bereich des oberen Randes der Schutzscheibe 1 und vorzugsweise in oder nahe von deren Sagittalebene S in einem der Flüssigkeitskristallelementen 2 benachbarten Bereich positi-

oniert.

Fig. 4 beinhaltet auch einen schematischen grundlegenden Schaltplan für die erfindungsgemässe Strahlungsschutzvorrichtung. Die Signale der Strahlungssensoren 3, 4, 5 werden optional durch diesen Sensoren zugeordnete Signalaufbereitungsschaltungen 17 vorverarbeitet und dann der mit den Sensoren 3, 4, 5 oder diesen Schaltungen 17 verbundenen Steuerelektronik 6 zugeführt. Der Ausgang der Steuerelektronik 6 ist mit dem Flüssigkristallelement 2 verbunden, um dessen Transmissionsgrad entsprechend dem in der Steuerelektronik 6 implementierten Algorithmus zu steuern. Der Algorithmus kann dabei als fest verdrahtete Schaltung, als Softwaremodul, gegebenenfalls unter Verwendung von künstlicher Intelligenz, oder als Kombination davon realisiert sein. Der Algorithmus kann eine reine Ein-Aus-Funktion der Flüssigkristallzelle 2 bewerkstelligen, wobei lediglich zwischen zwei Transmissionsstufen, vorzugsweise maximal durchsichtig und maximal abgedunkelt, umgeschaltet wird. Die Transmission kann aber auch in mehreren Stufen umgeschaltet werden, oder kann auch in direkt proportionaler Abhängigkeit von der auf zumindest einen Strahlungssensor 3, 4 oder 5 auftreffenden Strahlung oder von einem Gesamtsignal mehrerer, vorzugsweise aller Strahlungssensoren 3, 4, 5 oder einer beliebigen Funktion davon eine kontinuierlich veränderliche

Transmission hervorrufen.

Weiters zeigt die Fig. 4 noch die optionalen Möglichkeiten der manuellen Beeinflussung der Transmissionssteuerung durch ein mit der Steuerelektronik 6 verbundenes Betätigungselement 18, beispielsweise einer Ein/Aus-Taste, eines Einstellrades für den Transmissionsgrad oder die Charakteristik des Algorithmus, etc. Eine weitere optionale Möglichkeit der Beeinflussung der Steuerelektronik 6 ist die Steuerung über eine externe Bedieneinheit, beispielsweise ein Mobiltelefon 20, das drahtlos mit einem externen und mit der Steuerelektronik 6 verbundenen Empfangsmodul 19 kommuniziert. Das Empfangsmodul 19 könnte auch in Steuer-

elektronik 6 direkt integriert sein. Über das Mobiltelefon 20 können auch Daten

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eingespielt werden, die dann mittels Ansteuerung der Flüssigkristallzelle 2 in das

Sichtfeld des Trägers eingeblendet werden können.

Beispielsweise ist es auch möglich, jedem Strahlungssensor 3, 4, 5 jeweils eine Flüssigkristallzelle 2 oder eine Gruppe von benachbarten Zellen zuzuordnen, wobei der Transmissionsgrad der Schutzscheibe 1 im Bereich dieser Flüssigkristallzelle 2 oder Gruppe von Zellen individuell abhängig von der Strahlungsintensität gesteuert wird, der vom zugeordneten Strahlungssensor 3, 4, 5 ermittelt wird. Es ist aber unabhängig von der zuvor beschriebenen Ansteuerung auch möglich, dass das gesamte Flüssigkeitskristallelement bzw. die Flüssigkeitskristallzelle oder -zellen mit dem gleichen Steuersignal der Steuerelektronik angesteuert werden und somit über die gesamte Fläche der Schutzscheibe 1 eine gleichmässige

Abdunkelung erreicht wird.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Schutzscheibe 1 bzw. die jeweilige Flüssigkristallzelle 2 bzw. Gruppe von Zellen im aktivierten Zustand aufgehellt

ist und im deaktivierten Zustand verdunkelt ist.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutzvorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Um einfallende Strahlung auch aus Richtungen schräg zur Transversalebene T optimal berücksichtigen zu können, kann zumindest eine der Sensorflächen 7, 8, 9 gegenüber der vertikalen Achse V etwas geneigt sein. Vorzugsweise ist zumindest die Sensorfläche 8 des zentralen Strahlungssensors 4 gegenüber der vertikalen Achse V der Schutzscheibe 1 etwas geneigt und schliesst mit dieser einen Winkel kleiner 45° ein, wobei das gleiche auch für die zugehörige Sensorebene SE4 gilt, die ebenfalls mit der vertikalen Achse V diesen Winkel einschliesst, der bevorzugt zwischen 1° und 33°, bevorzugt zwischen 3° und 25°, liegt. Ein grösserer Winkelbereich in der Sagittalebene S kann durch eine Ausführungsform abgedeckt werden, bei welcher beispielsweise die zentrale Sensorfläche 8 und die Sensorflächen 7 und 9 der benachbarten Strahlungssensoren in unterschiedlichem Sinn um horizontale verlaufende Achsen geneigt sind. So könnte beispielsweise erreicht werden, dass bei hohem Sonnenstand aufgrund

der geringeren Direktblendung eine geringere Abdunklung erreicht wird, wogegen

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bei tiefstehender Sonne eine stärke Abdunklung, vor allem bei Fahren bzw. Ge-

hen, erfolgt.

Alternativ zu der eben beschriebenen Auslegung der Steuerelektronik 6 könnte diese auch derart ausgelegt sein, um den Transmissionsgrad der Flüssigkristallzelle 2 abhängig vom jeweils höchsten Steuersignal aller Lichtsensoren 3, 4, 5 zu

steuern.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass zumindest einer der Strahlungssensoren 3, 4, 5 auf der dem Flüssigkristallelement 2 gegenüberliegenden Seite der Schutzscheibe 1, also deren Außenseite A, ange-

ordnet ist.

Eine durch bequeme Tragbarkeit vorteilhafte Ausführungsform einer Strahlungsschutzvorrichtung ist in Fig. 6 und im Schnitt in der Sagittalebene auch in Fig. 7 abgebildet. Diese Ausführungsform umfasst ein Traggestell 12 und zumindest eine Schutzscheibe 1, die an oder in diesem Traggestell 12 montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist. Die Schutzscheibe 1 deckt dabei zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes zumindest eines Auges ab. Bei der in Fig. 6 dargestellten ersten Ausführungsform mit Traggestell 12 ist zumindest einer der Strahlungssensoren 3, 4, 5, in die Schutzscheibe 1 integriert oder auf dieser angeordnet. Vorzugsweise sind alle Strahlungssensoren 3, 4, 5 und besonders bevorzugt ist auch die Steuerelektronik 6 in die Schutzscheibe 1 integriert oder daran befestigt. Die besagten Elemente werden, um das Gesichtsfeld möglichst wenig einzuschränken, vorzugsweise nahe dem oberen Rand der Schutzscheibe 1 und

möglichst zentral im Bereich der Sagittalebene S positioniert.

Die Ausführungsform der Fig. 6 weist eine Schutzscheibe 1 auf die durchgehend das Blickfeld beider Augen überdeckt und dabei vom Bereich eines Bügels 13 zum gegenüberliegenden Bügel 13 reicht. Die Bügel 13 sind an den Seiten eines Rahmens 14 vorzugsweise einklappbar angebracht, welcher den Randbereich der Schutzscheibe 1 vorzugsweise entlang des gesamten Umfangs einfasst und wobei der Rahmen 14 und auch die Schutzscheibe 1 im Bereich der Sagittalebene S

eine Nasenausnehmung 15 haben und die Schutzscheibe 1 die geringste Höhe

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aufweist. Auch die allfällige weitere Photodiode 10 und/oder ein photovoltaisches Element 11 als Energieversorgung für die Steuerelektronik 6 und/ oder für die Flüssigkristallzelle 2 sind vorzugsweise im Traggestell 12 integriert daran angebracht. Die bevorzugte Position dafür ist der obere Rand des Rahmens 14 im

zentralen Bereich um die Sagittalebene S.

Die Schutzscheibe 1 kann auswechselbar mit dem Traggestell 12 verbunden sein, was besonders einfach möglich ist, wenn das Traggestell 12 einen Rahmen 14 aufweist, der nach unten hin offen ist und nur im Bereich des oberen Randes der Schutzscheibe 1 mit dieser verbunden bzw. verbindbar ist, allenfalls noch bis hin zum seitlichen Bereich des Rahmens 12. Auch in diesem Fall ist eine Nasenaus-

nehmung 15 in der Schutzscheibe 1 vorteilhaft.

Fig. 8 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform einer Schutzvorrichtung mit Traggestell 12, bei der an oder im Rahmen 14 des Traggestells 12 zwei Schutzscheiben 1 gehalten sind, um jede zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes jeweils eines Auges zu überdecken. Auch diese separaten Schutzscheiben 1 können lösbar bzw. auswechselbar mit dem Traggestell 12 verbunden

sein.

Der Rahmen 14 des Traggestells 12 fasst beide Schutzscheiben 1 vorzugsweise

entlang von deren Rand zur Gänze ein. Auch ist wieder für erhöhten Tragkomfort und sichere Positionierung der Schutzvorrichtung im Bereich der Sagittalebene S

bzw. der eine Symmetrieachse bildenden Vertikalachse V eine vom unteren Rand ausgehende und sich über einen Teil der Höhe der Schutzscheiben 1 in Richtung des oberen Randes des Rahmens 13 des Traggestells 12 erstreckende Na-

senausnehmung 15 vorgesehen.

Hier ist nun für jede der Schutzscheiben 1 eine Anordnung von zumindest zwei Strahlungssensoren 4 und 16 bzw. 4 und 5 vorgesehen, wobei für eine besonders vorteilhafte Variante dieser Ausführungsform die beiden mittleren Strahlungssensoren 4 und 16 in ihrer Ausrichtung zu den Ebenen und Achsen der Schutzvorrichtung dem zentralen Strahlungssensor 4 der Schutzscheibe 1 der Fig. 1 bis 5

entsprechen.

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Jedenfalls schneidet für ein und dieselbe Schutzscheibe 1 auch hier beispielsweise die Sensorebene SE3 eines aussenliegenden Strahlungssensors 3 die Sensorebene SE16 eines innenliegenden Sensors 16 in einem spitzen Winkel a kleiner 45°, wie oben für die anderen Ausführungsformen erläutert. Gleiches gilt auch

für das gegenüberliegende Schutzglas 1, in gespiegelter Anordnung.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere natürlich bei jenen mit Strahlungssensoren 3, 4, 5 und/oder Steuerelektronik 6 an oder in einem Traggestell 12 und Flüssigkristallzelle(n) 2 an oder in der Schutzscheibe 1, kann die Kontaktierung durch gedruckte Leiterbahnen und Kontaktelemente bewerkstel-

ligt sein.

Die Steuerelektronik 6 kann allenfalls um diverse Module und Funktionalitäten erweitert werden, insbesondere wenn durch Positionierung im Traggestell 12 das Platzangebot relativ gross ist, aber auch bei einer Steuerelektronik 6 in oder an der Schutzscheibe 1. So könnten Module zum Empfang und zur Anzeige von diversen Informationen integriert sein, beispielsweise von Entfernungen zu Gegenständen im Blickfeld, zur Geschwindigkeit des Trägers der Schutzvorrichtung, aber auch von allgemeinen Informationen von Wetterdiensten, Warndiensten, od. dgl. Derartige Daten können auch von einem Mobiltelefon kommen, das über Bluetooth oder ein ähnliches Protokoll übertragen wird, wenn die elektro-optische Schutzvorrichtung mit einer entsprechende Datenschnittstelle ausgestattet sind. Es könnte auch ein Mobilfunk-Modul in die Steuerelektronik 6 integriert oder im

Traggestell 12 oder in der Schutzscheibe 1 vorhanden sein.

Die Ansteuerung der Flüssigkristallzellen 2 bzw. das Abrufen bestimmter Funktionen der Steuerelektronik 6 kann auch durch Betätigungselemente am Schutzglas

1 oder am Traggestell 12 zumindest ergänzend oder überbrückend erfolgen.

Die Strahlungssensoren 3, 4, 5 können durch eine gemeinsame oder durch jeweils separate Sensorabdeckungen geschützt sein, wobei im Bereich der jeweiligen eigentlichen Sensorflächen 7, 8, 9 Schutzabdeckungen vorgesehen sein können,

um die Sensoren mechanisch und/oder gegen Feuchtigkeit, Verschmutzung usw.

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zu schützen. Die Sensorabdeckung besteht dazu aus einem teilweise transluzenten und/oder transparenten Material, welches abhängig von einer Wellenlänge einer Strahlung die Strahlung absorbiert bzw. reflektiert oder transmittiert. Vorzugsweise ist die Sensorabdeckung zumindest teilweise gegenüber Strahlung eines Infrarot-Lichtspektrums, insbesondere des Bereiches, in welchem die Strahlungssensoren 3, 4, 5 ihre höchste Empfindlichkeit haben, zumindest im Wesentlichen transluzent. Eine Transparenz der Sensorabdeckung beträgt in diesem Wellenlän-

genbereich mehr als 30%, vorzugsweise mehr als 80%, optimal annähernd 90%.

Die Sensorabdeckung kann teilweise einstückig mit dem Material der Schutzscheibe 1 bzw. des Rahmens 14 ausgeführt sein und aus dem gleichen Material wie diese Bauteile bestehen, vorzugsweise aber eine geringere Materialdicke aufweisen. Grundsätzlich wäre auch denkbar, dass die Sensorabdeckung und die Schutzscheibe 1 und/der das Traggestell 12 bzw. der Rahmen 14 aus verschiedenen Materialien bestehen und/oder separat angefertigt und auf eine beliebige, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise einstückig verbunden sind, wie

beispielsweise mittels eines Klebeprozesses.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen

Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

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Bezugszeichenliste

1 Schutzscheibe a Winkel zwischen Sensorebe2 Flüssigkristallelement nen

2a Flüssigkristallzelle B Breite

2b _Flüssigkristallzelle H Höhe

3 Strahlungssensor | Innenseite

4 Strahlungssensor A Aussenseite

5 Strahlungssensor V3 Signal Sensor 3 6 Steuerelektronik V4 Signal Sensor 4 7 Sensorebene V5 Signal Sensor 5 8 Sensorebene VS Summensignal 9 Sensorebene VM Mittelwertsignal

10 Photodiode

11 Photovoltaisches Element 12 Traggestell

13 Bügel

14 Rahmen

15 Nasenausnehmung 16 Strahlungssensor 17 Sensorelektronik 18 Bedienungselement 19 Funkmodul

20 Mobilfunkgerät

F Frontalebene

Q Querachse

Ss Sagittalebene

SE3 Sensorebene Sensor 3 SE4 Sensorebene Sensor 4 SE5 Sensorebene Sensor 5 V Vertikale Achse

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Claims

Patentansprüche

1. Elektro-optische Strahlungsschutzvorrichtung (1), insbesondere Lichtschutzvorrichtung, mit mindestens einer elektro-optischen Schutzscheibe (1), die mindestens das Sichtfeld eines Auges überdeckt und mindestens ein Flüssigkristallelement (2) umfasst, mindestens zwei Strahlungssensoren (3, 4, 5), die jeder in Abhängigkeit von der Intensität der auftreffenden Strahlung ein Steuersignal erzeugen, und mit einer Steuerelektronik (6), die zum Empfang der Steuersignale und zur Ansteuerung der oder jeder Flüssigkristallzelle (2) ausgelegt ist, und welche den Transmissionsgrad (T) der Schutzscheibe (1) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungssensoren (3, 4, 5) als Photodioden mit der höchsten Empfindlichkeit im Infrarotbereich, überwiegend im Bereich zwischen 400 und 1100 nm, ausgebildet sind, wobei die Sensorflächen (7, 8, 9) Sensorebenen (SE3, SE4, SE5) definieren, wobei zumindest zwei der Sensorebenen (SE3, SE4) einander in einem Winkel kleiner 45° schneiden, und wobei die Schnittlinie dieser Sensorebenen (SE3, SE4) vorzugsweise in der oder parallel zur Sagittalebene (S) der

Schutzscheibe (1) liegt.

2. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Strahlungssensoren (6, 7, ..) pro Schutzscheibe (1) vorgesehen sind, wobei die Sensorfläche des mittleren Strahlungssensors (7) parallel zur Querachse der Schutzscheibe (1) orientiert ist, und wobei die Sensorebenen (15, 16) von zumindest je einem seitlich zu beiden Seiten des mittleren Strahlungssensor (7) angeordneten Strahlungssensor (6, ...), vorzugsweise des jeweils unmittelbar benachbarten Strahlungssensors, die Sensorebene des mittleren

Strahlungssensors in einem Winkel kleiner 45° schneiden.

3. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schutzscheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorebenen (15, 16) einen Winkel zwischen 1° und 33°, bevorzugt

zwischen 3° und 25°, einschliessen.

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4. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Sensorebenen mit der vertika-

len Achse (V) der Schutzscheibe (1) einen Winkel kleiner 45° einschliesst.

5. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Strahlungssensoren (3, 4, 5) vorgesehenen Photodioden im photovoltaischen Modus betrieben werden, wobei die Ausgangsspannung als Steuersignal in die Steuerelektronik (6) eingespeist wird und vorzugsweise auch für die Energieversorgung der Steuerelektronik (6) und/oder der

Flüssigkristallzelle (2) herangezogen wird.

6. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photodiode (10) und/oder ein photovoltaisches Element (11) als Energieversorgung für die Steuerelektronik (6) und/ oder für die Flüssigkristallzelle

(2) mit dieser/n verbunden ist.

7. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (6) derart ausgelegt ist, um aus den Signalen aller Lichtsensoren (3, 4, 5) einen Mittelwert zu bestimmen und den Transmissionsgrad der Flüssigkristallzelle (2) abhängig von diesem Mittelwert

zu steuern.

8. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (6) derart ausgelegt ist, um den Transmissionsgrad der Flüssigkristallzelle (2) abhängig vom jeweils höchsten

Steuersignal aller Lichtsensoren (3, 4, 5) zu steuern.

9. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Strahlungssensoren (3, 4, 5) auf der dem Flüssigkristallelement (2) gegenüberliegenden Seite der Schutz-

scheibe (1) angeordnet ist.

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10. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungssensoren (3, 4, 5) und vorzugsweise die Steuerelektronik (6) in die Schutzscheibe (1) integriert oder darauf angebracht sind, vorzugsweise im Bereich des oberen Randes und vorzugsweise in oder nahe

der Sagittalebene.

11. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass jedem Strahlungssensor (3, 4, 5) eine Flüssigkristallzelle (2) zugeordnet ist, wobei der Transmissionsgrad der Schutzscheibe (1) im Bereich jeweils einer Flüssigkristallzelle (2) individuell abhängig von dem Lichtein-

fall gesteuert wird, der vom zugeordneten Strahlungssensor (3, 4, 5) ermittelt wird.

12. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzscheibe (1) im aktivierten Zustand auf-

gehellt ist und im deaktivierten Zustand verdunkelt ist.

13. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend ein Traggestell (12) und zumindest eine Schutzscheibe (1), die an oder in einem Traggestell (12) montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist, und zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes zumindest eines Auges überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Strahlungssensoren (3, 4, 5), vorzugsweise alle Strahlungssensoren, und vorzugsweise auch die Steuerelektronik (6) in die Schutzscheibe (1) integriert oder daran befestigt

ist/sind, vorzugsweise nahe dem oberen Rand der Schutzscheibe (1).

14. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 11 oder 12, umfassend ein Traggestell (12) und zumindest eine Schutzscheibe (1), die an oder in einem Traggestell (12) montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist, und zumindest einen grossen Teil des Gesichtsfeldes zumindest eines Auges überdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Strahlungssensoren (3, 4, 5), vorzugsweise alle Strahlungssensoren (3, 4, 5), und die

Steuerelektronik (6) in das Traggestell (12) integriert oder darauf angebracht sind,

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vorzugsweise nahe dem oberen Rand der Schutzscheibe (1) und in oder nahe der

Sagittalebene des Traggestells.

15. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photodiode und/oder ein photovoltaisches Element als Energieversorgung für die Steuerelektronik und/ oder für die Flüssigkristallzelle (2) mit dieser/n verbunden und vorzugsweise im Traggestell (12) integriert oder am

Traggestell (12) angebracht ist.

16. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schutzscheiben (3) an oder in einem Traggestell (12) montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden sind, wobei die Schutzscheiben (3) derart angeordnet sind, um jeweils zumindest einen grossen Teil des Ge-

sichtsfeldes eines Auges zu überdecken.

17. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Traggestell (12) beide Schutzscheiben (3) entlang von deren Rand zur Gänze einfasst und im Bereich der Sagittalebene bzw. der eine Symmetrieachse bildenden Mittelachse (23) eine vom unteren Rand ausgehende und sich über einen Teil der Höhe der Schutzscheiben (3) in Richtung des oberen Randes

des Traggestells (12) erstreckende Nasenausnehmung (15) aufweist.

18. Strahlungsschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzscheibe (1) an oder in einem Traggestell (12) montiert oder auswechselbar mit diesem verbunden ist, und zumindest

einen grossen Teil des Gesichtsfeldes beider Augen überdeckt.

19. Strahlungsschutzvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzscheibe (1) und/oder ein die Schutzscheibe (1) einfassender Rand des Traggestells (12) im Bereich der Sagittalebene bzw. der eine Symmet-

rieachse bildenden Mittelachse (23) eine vom unteren Rand ausgehende und sich

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über einen Teil der Breite der Schutzscheibe (1) in Richtung des oberen Randes

der Schutzscheibe (1) erstreckende Nasenausnehmung (15) aufweist/aufweisen.

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