Противоослепляющие очки относятся к средствам защиты зрения ослепляющего воздействия светового излучения. Противоослепляющие очки в первую очередь могут быть востребованы водителями, а также во всех тех областях деятельности, где есть необходимость защитить зрение человека от ослепляющего воздействия искусственных или естественных источников света.Anti-glare glasses are a means of protecting the vision of the blinding effects of light radiation. Anti-glare glasses can be primarily demanded by drivers, as well as in all those areas of activity where there is a need to protect a person's vision from the blinding effects of artificial or natural light sources.
Известны противоослепляющие очки с автоматической регулировкой интенсивности проходящего светового потока, состоящие из двух пар поляризационных фильтров фотоприемника и механического устройства для синхронного поворота одной пары фильтров. Эти очки хорошо работают в светлое время суток, защищая глаза от запредельных значений светового давления прямого или отраженного солнечного света.Known anti-glare glasses with automatic adjustment of the intensity of the transmitted light flux, consisting of two pairs of polarizing filters of the photodetector and a mechanical device for synchronously turning one pair of filters. These glasses work well in the daytime, protecting the eyes from the transcendental values of light pressure in direct or reflected sunlight.
Главными недостатками этой оптической системы являются: невысокая скорость реагирования, обусловленная наличием механического привода, и полная непригодность к использованию в темное время суток и ночью в условиях контрастной освещенности автомобильных дорог.The main disadvantages of this optical system are: low response rate due to the presence of a mechanical drive, and complete unsuitability for use at night and at night in conditions of contrasting illumination of roads.
Противоослепляющие очки для водителей с автоматическим избирательным затемнением (см. чертеж) состоят из 1 - поляризационного фильтра, 2 - жидкокристаллического модулятора света (ЖКМС) прямоугольной формы, разделенного на автономно управляемые ячейки, которые все вместе представляют собой координатную систему. Абсциссой и ординатой этой системы являются расположенные по полупериметру каждого из окуляров в полном соответствии с координатной сеткой фотоприемники 3. Фотодиоды последовательно повернуты относительно центрального в своем (горизонтальном или вертикальном) ряду, плоскость фотоприемника которого параллельна плоскости окуляра так, что угол обзора глаза делится на сектора по горизонтали и вертикали и видимая панорама условно фрагментируется на квадраты. Каждому из виртуальных квадратов панорамы соответствует ячейка ЖКМС на окуляре и два фотодиода - один из горизонтального ряда, один из вертикального. В схеме противоослепляющих очков предусмотрено коммутационное устройство, согласующее взаимодействие фотоприемников и ЖКМС, и усилитель, предназначенный для настройки чувствительности.Anti-glare glasses for drivers with automatic selective dimming (see the drawing) consist of 1 - a polarizing filter, 2 - a liquid crystal light modulator (LCMS) of a rectangular shape, divided into autonomously controlled cells, which together represent a coordinate system. The abscissa and ordinate of this system are the photodetectors 3 located along the semi-perimeter of each eyepiece in full accordance with the coordinate grid. The photo diodes are sequentially rotated relative to the center in their (horizontal or vertical) row, the plane of the photodetector of which is parallel to the plane of the eyepiece so that the viewing angle of the eye is divided into sectors horizontally and vertically, and the visible panorama is conditionally fragmented into squares. Each of the virtual squares of the panorama corresponds to an LCMS cell on the eyepiece and two photodiodes - one from the horizontal row, one from the vertical. The scheme of anti-glare glasses provides a switching device that matches the interaction of photodetectors and LCDs, and an amplifier designed to adjust the sensitivity.
Сущность изобретения заключается в избирательности затемнения части окуляра очков для ослабления или воспрепятствования проникновению светового луча на чувствительную поверхность глазного дна 6, в то же время через незатемненную часть окуляра очков наблюдатель воспринимает неискаженную ослеплением картину обстановки. Функция избирательности затемнения той части окуляра, которая находится на одной прямой с источником света и чувствительной к свету областью глазного дна, основана на разделении поверхности окуляра очков на систему автономно управляемых светопроницаемых жидкокристаллических ячеек и способности фотодиодов генерировать ЭДС под действием света. Установленные под разными углами по периметру окуляра фотодиоды по-разному реагируют на световой поток, возникающий в зоне обзора: максимальное значение ЭДС генерируется фотодиодами, испытывающими наибольшее световое давление - это те фотодиоды, угол падения светового луча на плоскость которых близок к прямому. Когда ЭДС фотодиодов (минимум двух: по одному из горизонтального и вертикального ряда) превысит пороговое значение настройки, сигнал от коммутатора через усилитель поступает на соответствующую ячейку ЖКМС (минимум одну). Активированная ячейка не пропускает совсем в зависимости от настройки или пропускает частично предварительно поляризованный фильтрами световой поток. Когда световой поток ослабнет или переместится и напряжение на фотодиоде упадет ниже порогового, соответственно отключится и ячейка ЖКМС. Световой луч, перемещающийся (в реальности перемещаться и совершать колебания относительно источника света будет наблюдатель со своей оптической системой) в поле зрения наблюдателя, будет последовательно включать и выключать соответствующие ячейки ЖКМС и, как частный случай, мощный световой поток может спровоцировать оптическое запирание на всей площади окуляра.The essence of the invention is the selectivity of dimming part of the eyepiece of the glasses to weaken or prevent the penetration of the light beam on the sensitive surface of the fundus 6, at the same time, through the unshaded part of the eyepiece of the glasses, the observer perceives an undistorted dazzling picture of the situation. The function of selectivity to darken the part of the eyepiece that is located on one straight line with the light source and the light-sensitive area of the fundus is based on dividing the eyepiece surface of the glasses into a system of autonomously controlled translucent liquid crystal cells and the ability of photodiodes to generate EMF under the action of light. The photodiodes installed at different angles around the perimeter of the eyepiece react differently to the light flux arising in the field of view: the maximum emf value is generated by the photodiodes experiencing the highest light pressure - these are the photodiodes whose angle of incidence of the light beam on the plane is close to straight. When the emf of the photodiodes (at least two: in one of the horizontal and vertical rows) exceeds the threshold setting value, the signal from the switch through the amplifier enters the corresponding LCMS cell (at least one). An activated cell does not let through completely, depending on the setting, or lets in a partially pre-polarized light stream with filters. When the luminous flux weakens or moves and the voltage at the photodiode drops below the threshold, the LCD cell will also turn off. A light beam moving (the observer with his optical system will move and oscillate relative to the light source) in the observer's field of view will sequentially turn on and off the corresponding LCMS cells and, as a special case, a powerful light flux can provoke optical blocking over the entire area eyepiece.
Необходимо сказать еще о форме и размерах ячеек ЖКМС: оптимальной формой для «заслонения» светящего объекта был бы круг, но круглые ячейки трудно сопрягаются между собой без перекрытия или зазора, поэтому следует выбрать форму квадрата или правильного шестиугольника. Размер ячейки должен обеспечить надежное «загораживание» зрачка глаза от источника света, учитывая то обстоятельство, что в темноте зрачок увеличен, поперечник ячейки не может быть меньше 8-10 мм.It is necessary to say more about the shape and size of the LCMS cells: the circle would be the optimal shape to “obscure” the luminous object, but round cells are difficult to mate with each other without overlapping or clearance, so you should choose the shape of a square or regular hexagon. The size of the cell should provide reliable "obstruction" of the pupil of the eye from the light source, given the fact that in the dark the pupil is enlarged, the diameter of the cell cannot be less than 8-10 mm.
В качестве примера (см. чертеж) рассмотрен случай, когда перед наблюдателем источник света 5, достаточно мощный, чтобы инициировать «закрытие» ячейки 4.As an example (see drawing), the case when the light source 5 is powerful enough to initiate the "closure" of cell 4 in front of the observer is considered.