CA2138485A1 - Lunettes solaires a filtres electro-optiques - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne des lunettes solaires à filtres électro-optiques filtrant les rayons lumineux et qui comporte un capteur photo-sensible adapté à émettre un signal primaire continu de puissance croissante en fonction de l'intensité lumineuse qui l'atteint, un circuit électronique électriquement relié au capteur photo-sensible et émettant un signal secondaire alternatif de puissance croissante avec la puissance du signal émis par le capteur photo-sensible et deux filtres électro-optiques fonctionnant en positif et placés sur des montures de lunetterie et comportant chacun une zone active. La transparence à la perpendiculaire aux filtres électro-optiques est supérieure à cent-dix pourcents de la transparence minimale des filtres électro-optiques lorsque le capteur photosensible perçoit un rayonnement solaire de face.

Description

- 21384~5 -LUNETTES SOLAlRES A FILTRES ELECTRO-OPTI~UES
La présente inventlon pr~sente des lunette6 solalres ~ flltre~
electro-opt~ques ~l~nt la tran~pa~ence est command~ée automatlquement en fonctlon de la lumlere qul les attelnt.
Les verres solalre6 connus ~ ce ~our pogs~dent un coefflclent . .. ..
de transparerice predétermlrlé et invariable en fonctlon de l'lntensit~ lumlneu~e qui les traverse.
La pr~sente lnveTItlon entend remédle~ ~ cet lnconvénient en presentant un dl~posltlf possédant un capteur photo-senel~le comlnarldant la tran~parence de flltre8 électro-optlques en fonctlon dbcrolssan~e de l'lntenslt~ lumlneuse qu'll capte.
~ n partlculler, la prégente lnventlon présente un as~emblage de filtres à crlxtaux llquldeg et de polarlseurs adapté à posséder un contraste très unlforme dans un angle ~ollde correspondant a la vlsion de 1'oell à traver~ de~ lunette~.
Le dlspositlf obJet de la pr~gente lnventlon est donc un dl~posltif de filtrage de rayong lumineux comportant un capteur photo-senslble adapté à ~mettre un slgnal prlmaire contlnu de pulssance crolssante en fonctlon de l'lntenslté lumlneuse qul l'attelnt, un clrcult electrolllque électrlquement rellé au capteur photo-sensible et émettant un ~lgnal gecondalre alternatli de pulssance crois~ante avec la pulgsance du slgnal émls par le capteur ph~to-~enslhle et deux flltres electro-optlque~
fot~ctlonnant en po81tlf et plac~g sur des monture~ de lunetterie et comportant chacun une zone actlve, la transparence à la perpendlculalre aux filtres électro-optiques étant supérleure à
cent-dlx po~rcent~ ~e la transparence mlnlmale des flltre~
électro-optlques lorsque le capteur photosensible percolt un rayonnement ~olaire de face.
La descrlptlon qul va suivre, ealte dans ~In ~ut explleatl~ et nullement llmltatlf ~ermet de ~leux comprendre leg avantayes, but~
et caractérlstlqucs de l'lnventlon.
La flgure I représente une vue de face de la palre de lunettes selon l'inventlon.
La flgure 2 représente une vue en coupe d'un des flltre~
électro-optlques lncorporég dans le dlspogltlf représenté en flgure 1.

- ~138485

- 2 - I

La fl~ure 3 représente des polarl~eurs pouvant s'incorporer dans le di~posltif pre~el~té en flgure 1.
La flgure 4 repr~sente un schéma-bloc d'un premler mode de rballsation d'un circuit électronique lncorporé dans le dlsposltlf . ... ..
pre~enté en flgure 1.
La flgure 5 représente un sc~1~ma-bloc d'un second mode de réalisation d'un circuit électronique lncorporé dans le disposltlf présenté en flgure l.
La flgure 6 représente Ull schéma-~loc d'un troisleme mode de réallsatlon d'un clrcult électronique lncorporé dans le dlsposltif presenté en f lgure 1, Dans la figure l sont repr~Rentés un monture de lunetterie 1, un capteur photo-senslble 2, un clrcuit électronique 3, deux flltres électro-optiques 5 et 6 comportant des zones aCtives 7 et 8, respectivement, et des connexlons électrlques 4 rellant le circuit électronique 3 et les zones actives 7 et 8 des filtres électro-optiques 5 et 6.
La monture de lunetterle 1 est de ty~e connu. Elle tient mecanlquement les autres composants présentés en figure l. En partlculier, la monture 1 peut ~tre réallsée par moulage ou par usinage de piece~ en plastlque, en métal ou en matérlaux artlflclels.
l,e capteur p~lo~o-senslble 2 est adapté à émettre un slgnal continu dont la pulssance est une fonc~lon crolssante de l'intensit~ lumineuse totale qul lui est incidente. Par exemple, le capteur photo-sens~ble 2 peut être constltué d'une photo-dlode, d'une photo-résistance allmentée par un plle électrlque ou d'une cellule solalre. Il est préf~rentlellement posltlonn~ en deux morceaux, latéralement ~ hauteur des pupilles de l'utllisateur.
lrols modes de réalisation du circuit ~lectronlque 3 ~ant donnés en fiyure 4, 5 e~ 6. Préférentlellement, comme dans les flgures 4 et 5, le circult électronlque 3 contporte un moyen de llmltation de tension pulgque c'est la tenslon appl~quée aux filtres électro-optiques qul contrôle leur transparence.
Les filtres électro-optiques 5 et 6 sont présentés en regard des flgures 2, 3 et 4. Ils fonction~let1t en positif, c'est ~ dlre ~138 1~5 que lellr transparence dlmlnue avec la pulssance du slgnal élec~llqu~ qui leur est appliqué. Leur e~fet d'o~scurclssement est déflnl optlquement par la relatlon entre leur coefflclent de transparence dans leur dlrectlon d'obscurcissement maxlmal en fonctlon de la t~enslon de commande qul l~ur est appllquée. Les flltre~ électro-optlques 5 et 6 comporterl~ re~pectlvement les zones activee 7 et 8 présentees en flgure 3. Ce~ zonçs actlves 7 et 8 sont ~osltionll~e~ chacune devant un ~e~ yeux de l'utlllsateur du dl~posltlf obJet de la presente lnventlon.
La transparence a la perpendiculaire aux flltres électro-optiques est supérieure ~ cent-dlx pourcents de la trallspaLellce minlmale des flltres électro-optlques lorsque le capteur photosensible perçolt un rayonnement solalre de face. La sellsatlon de l'utlllsateur est donc de voir un dégrade de la transparerlCe des flltres ~lectro-optiques, le haut de son champ de vlslon correspondant à un filtrage plu9 lntense de la l~lmi~re que l'horlzon ou que le bas de ce champ de vislon.
Cet effet est obterlu en contrôlant la tenslon efficace de commande de ces flltres.
Le circuit électronlque 3 est rellé électrlquement au capteur photo-sensible 2 et egt adapté à éme~re un slgllal alternatlf de pulssance croi6sante avec la puissance du signal émle par le capteur photo-senslble 2. I.a tenglon de commande des filtres à
crlstaux llquldes gortant du clrcuit électronlque 3 est lnférleure à la tenslon provoquant que la transparence a la perpendlculaire aux flltres électro-optiqueY étan~ supér~eure ~ cent-dlx ~ourcents de la transparence mlnlmale des filtreg électro-optlques lorsque le capteur photosenslble per~oit un rayonnement solalre de face.
Les llalsons électrlque~ 4 rel~ent ~lectrlquement le clrcult électrorllque 3 et chacun deg flltres électre-optlques 5 et 6.
Pr~f~rentlellement, l~axe de polarlgatlon des polarlgeurs avant dè chacun des flltreg électro-optlques S et 6 est vertlcal.
Préférentlellement ausel, la b~réfrlngence du crl9tal llqulde 15 et son épals9eur sont con~olntement adaptés au premler mlnium de la courbe dlte de Gooch et Tarry, c~eet-a-dlre que leur prodult est senelblement égal ~ S00 nm.

21384~5 La flgure 2 represente une vue en coupe d'un des flltres electro-optlques incorporés dallg le dlg~osltif représenté en flgure 1. Dan6 la flgure 2 sont représent~8 succesYlvement de haut en bas, un traltement anti-rayure 9, un polarlgeur 10, une couche de colle 11, une iame de verre 52, une électrode 13, une couche d'orlentation 14, un crlstal liquide 15, une couche d'orlentatlOn 53, une électrode 17, une ].ame de verre 19, une couc~le de colle 20, un polariseur 21, une zone active 7 et, latéralement posltLonn~ autour du cri~tal llqulde 15 et entre les couche~
d'orlentatlon 14 et 53, un ruball de colle 22.
Le traltement anti-rayure 9 e8t réall9é ~ur le polarl~eur 10 de manlère connue, Les polarlseurs 10 et 21 sont de type connus.
Ils sont coll~g ~ur le9 lameg de verre 52 et 19 par les couches de colle 11 et 20. Leg ~lectrodeg 13 et 17 sont transparentes et de type connu et réalisée~ gu~ les lames de verre 52 et 19. Le~
couches d'orlen~Ation 14 et 53 et le ruban de colle 22 sont de types connu dan~ la r~all~atlon de i~iltre~ a crlgtaux llquldes. Le crlsta1 llqulde 15 e9t de type nematlque en ~léllce avec une hellce réali~ant un quart de son pas, 901t quatre-vlllgt-dix degrés. Les orientatlons des polarlseurs et des couclle~ d'orientatlons sont pr~senté~ en figure 3.
La zone actlve connexe 7 e8t la p~rtie connexe la plus grande de la superposltion de6 ~lectrodes 13 et 17.
Selon une varlante, au moin9 l'un des deux polarlseurs 1~ et 21 est color~, c~e8t-~-dlre que son ~pectre d'abgorbslorl n'e~t pa~
unlforme dans le domai.le vl~lble.
t.a flgure 3 représente des polarl~eur8 pouvant s~incorPorer dans le dlspos1t1f presenté en fiyure 1, Dans la figure 3 ~ont repregentes quatre flèches F10, F14, F53 et F21. La fleche FlO rey~bsente la dlrection de polarisation du polarlseur 10. La flèche F14 repLégente la dl~ection d'orientatlon de la couche d'orientatlon 14. La flèche F53 représente la dlrectlon de IA couche d'orlentatlon 53. L~ flèche F21 represente la dlrectlon de polarisatlon du polariseur 21.
Les fleches F14 et F53 ~ont perpendiculalreg, ce qul e~t connu d~ns la fabrlcatlon deg flltres a cristaux liquideg nematlques en ~13~

héllce. La flèche F10 est inclinée vers la gauche et possède avec la flèc~le F14 un angle de 5 degré~ dans le sens trlgonométrlque.
La flèche F21 est lncllnée vers le ba~ et possede avec la flèche F53 un angle de 5 degr~ dans le sene opposé au sens trlgonométrlque. [.'angle entre les directlons de polarisatlon des ~olariseurs 10 et 21 est donc de 100 degrés. Il est à noter que d'autre~ valeurs d'lnclinaisons par rapport aux directlons des couches d'orlentation gont au~sl conformes à l'esprlt de l'invention et que leg valeurs des angles erltre chacune des couches d'orlentation et les polarlseur~ cor~espondant peuvent ~tre differents ou dang le même sens trigonometrlque.
Préf~rentlellement, les filtres électro-optlques 5 et 6 étant constltués de flltres à cristaux lLquldes comportant des couches d'orientatlon 14 et 53 et deg polarifieùrs 10 et 21, au moln~ un angle erltre l'une des directlons F14 ou F53 d'une couche d'orlentation et re~pectivement l'une des dlrectlons F10 ou F21 d'un ~olarlseur est supérleur à deux degr~s.
En variante, le posltlonnement des couches d'orlentatlon F14 et F53 forme un angle inférleur ~ 90 degrés et des polarlseur~
~ormant entre eux un angle de 90 degrés.
La figure 4 représente un schéma-bloc d'un ~remier mode de réallsatlon d'un clrcult électronlque lncorporé dans le dlsposltlf présenté en flgure 1.
Dans la flgure 4 sont representé9 des cellules solalres 30, un condensateur 31, une réglstance 32, ulle réslstance 33, un condensateur 34, un potentiometre 35, deux translstors 36 et 37, un condensateur 3~, quatre trlggerg de Schmidt inverseurs 39, ~0, 41 et 42 et des llalsons ~lectrique~ 12 et 16.
Le potentlomètre 35 controle le ~aln de l'ampllflcateur ~ g~ln variable constitué des deux trangistors 36 et 37. Son reglage permet au clrcult électronlque électri~uelllelll; rellé au capteur photo-senslble de fournlr une tengion de commande des flltres à
cristaux liquides pour que la trangparence à la perpendiculalre aux filtres electro-optiqueg soit gupérieure à cent-dlx pourcents de la transparence mlnimale des filtres électro-optiques lorsque le capteur photosensible perçolt un rayonnement solalre de face.

- 213~4~5 Le clrcult électronlque dont le gch~ma est donné en flgure 4 est d'une compr~hen~lon et d'usle réallsatlon alsée pour l'homllle de l'art. Sa descrlptlon n'e~t donc pas plus détalllee.
Les llai~on~ électrlques 12 et 16 sont respectlvement rellées .~ ... ...
aux partles d'électrodes 26 et 27 et con~titu~rl- alnsl les llai~on~ 4 présentées en flgure~ 1 ~ 3.
Le~ cellules ~olalres 30 constituent le capteur photo-~enslble 2 et la ~ource d'allmentatlon électrlque 28. Elles sont preférentiellement posltlonnées par groupes latérale~ent à hauteur de~ pupille~ de l'ullllsa~eur.
Dans la flgure 4, le moyen de limltatlon de ten~lon est constltué d'au moln~ u~e réslstance, lci un potentlometre dlmlnuant la tension appllquée aux crlstaux liquldes La figure S représente un ~chéma-bloc d'un second mode de réallfiatlon d'un circult électroni~ue incorporé dans le dispositlf présenté en flgure l.
Dans la flgure S ~ont représentés les mêmes élémentg que dans la flgure 4 mais avec en ~upplément des diodes 43.
Les dlodes 43 sont de type zener et forment un pont de dlodes placé électrlquement en parallèle avec les cellules solalres 30.
Les dlodes 43 llmltent la tenglon au bornes des cellules solalre~
30 à une valeur flxée par constructlon pour que la tran~parence à
la perpendlculalre aux flltree électro-optlques solt supérieure a cent-dix pourcents de la tran~parence mlnlmale de~ flltres électro-optlques lorsque le capteur photosenslble perçolt un rayonnement solalre de face. Le moyen de llmltation de tenslon e~t icl con~tltué des dlode~ 43.
La flgure 6 représente un schéma-bloc d'un trolslème mode de r~alisatlon d'un clrcult électronique lncorpor~ dang le dlsposltlf présenté en flgure 1~
Dans la flgure 6 gont repré~ent~ les m~mes él~ments que dans la flgure 4 mais les cellules solalres ~ourllis~e~-t, lorsqu'elle~
reSolvent le rayonnement solalre de face, une tenslon fixée par con~truction et qui est inférleure à la tenslon provoquant que la transparence a la perpendlculalre aux flltres électro-optiques solt lnférleure à cent-dlx pourcent~ de la transparence minlmale - 2-~ 3 (~
-de~ flltres électro-optlque~ lorsque le capteur photosenslble perçolt un rayonnement solaire de face.
Il e~t ~ noter que la valeur de cent-dlx pourcents de l'eff~t électro-optique peut ~tre modlf~ée tout en re~tant conforme ~
.; ,.. . ..
l'e~prit de l'lnventlon.

Claims (10)

1/ Lunettes solaires à filtres électro-optiques filtrant les rayons lumineux comportant un capteur photo-sensible (2) adapté à
émettre un signal primaire continu de puissance croissante en fonction de l'intensité lumineuse qui l'atteint, un circuit électronique (3) électriquement relié au capteur photo-sensible et émettant un signal secondaire alternatif de puissance croissante avec la puissance du signal émis par le capteur photo-sensible et deux filtres électro-optiques (5,6) fonctionnant en positif et placés sur des montures de lunetterie (1), la transparence à la perpendiculaire aux filtres électro-optiques étant supérieure à
cent-dix pourcents de la transparence minimale des filtres électro-optiques lorsque le capteur photosensible perçoit un rayonnement solaire de face.

2/ Lunettes selon la revendication 1 caractérisées en ce que le circuit électronique (3) comporte au moins un moyen de limitation de tension.

3/ Lunettes selon la revendication 2 caractérisées en ce que le moyen de limitation de tension est constitué d'au moins une résistance (35) diminuant la tension appliquée aux cristaux liquides.

4/ Lunettes selon la revendication 2 caractérisées en ce que le moyen de limitation de tension est constitué de diodes (43).

5/ Lunettes selon la revendication 2 caractérisées en ce que les diodes (43) sont de type zener et sont montées en parallèles avec le capteur photo-sensible.

6/ Lunettes selon la revendication 1 caractérisées en ce que l'alimentation électrique est constituée de cellules solaires (30) en nombre limite.

7/ Lunettes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisées en ce que les filtres électro-optiques (5,6) sont constitués de filtres à cristaux liquides comportant des couches d'orientation (14,53) et des polariseurs (10,21), au moins un angle entre une direction (F14,F53) d'une couche d'orientation et une direction (F10,F21) d'un polariseur étant supérieur à deux degrés.

8/ Lunettes selon la revendications 7 caractérisé en ce que l'un des deux polariseurs (10,21) possède un spectre d'absorbsion qui n'est pas uniforme dans le domaine visible.

9/ Lunettes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le circuit électronique (3) comporte deux oscillateurs fonctionnant en décallage de phase.

10/ Lunettes selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le capteur photo-sensible (2) est positionné
à hauteur des pupilles de l'utilisateur.