WO2017180023A1 - Controllable anti-glare diffusion filter 1 (cagdf-1) - Google Patents
Controllable anti-glare diffusion filter 1 (cagdf-1) Download PDFInfo
- Publication number
- WO2017180023A1 WO2017180023A1 PCT/RU2017/000198 RU2017000198W WO2017180023A1 WO 2017180023 A1 WO2017180023 A1 WO 2017180023A1 RU 2017000198 W RU2017000198 W RU 2017000198W WO 2017180023 A1 WO2017180023 A1 WO 2017180023A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- radiation
- filter
- liquid crystal
- optically transparent
- systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
- B60J3/06—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles using polarising effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
Definitions
- the invention relates to devices for protection against glare and can be used to significantly improve the safety of movement of land, air and other vehicles, due to the complete elimination of glare, in particular, drivers with headlights of oncoming and passing vehicles.
- ACE Adaptive Polarizing Filter
- the funds are aimed at creating an effective anti-glare filter with minimal losses and adaptive to glare radiation sources.
- the threshold under the action of control potentials on the corresponding electrode systems, forms
- the electrode systems are executed in the form of sequences in parallel, applied to one on the surfaces of optically transparent substrates between which the liquid crystal films (10) are enclosed, systems of narrow stripes of networks, and, on the opposite side of each liquid crystal film (10), in a direction that differs from the direction of the arrangement of the electrode systems on another surface, for example, orthogonally are systems of wide, optically transparent electrodes (13) or systems of electrodes, in the form of sequences applied in parallel, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of grids, cells of which s opposite, symmetrically, relative to the cells, are systems of narrow stripes of networks on optically
- the filter is mounted underneath the passage to the transmitted radiation (Fig. 9), and contains a light absorber located in such a way that radiation reflected from the filter surface from the driver’s side falls on it.
- liquid crystal films that are optically matched to minimize the loss of transmitted radiation.
- the outer surfaces have an antireflection coating.
- Figure 1 shows the scattering by the filter (3) UPRF -1 external glare radiation (1) when it exceeds a predetermined threshold.
- Figures 2a, b, c show fragments of electrode systems made in the form of sequences parallel to the surface of optically transparent substrates, between which are enclosed liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids (14).
- Figure 2e shows fragments of electrodes in the form of systems of narrow stripes of grids (14) and orthogonally located systems of wide, optically transparent electrodes (13), between which
- Fig.3 shows a possible variant of the relative arrangement of the electrodes in the form of systems of narrow strips of grids (14), and additional, narrow electrodes
- Figure 4 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially homeotropically oriented molecules, in which, when the corresponding potential zones of the filter are applied to the electrodes (14), under the action of electric field profiles generated by the electrode system, optical anisotropy is formed, leading to radiation scattering of the corresponding polarization components.
- Figures 5a and b respectively show a fragment of sequences of LC films, with initially homeotropically oriented molecules, where one film is used for both films, a common system of optically transparent wide electrodes (13) of Figure 5a, or electrodes in the form of systems of narrow stripes of grids (14 ), in which when applying to the electrodes the corresponding filter zones
- Figure 6 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially planar-oriented molecules, and a matching rotator of the plane of polarization (16) between them, in which the orientant orients the liquid crystal molecules in the same way.
- Figure 7 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially homeotropically oriented molecules mounted on a reflector (17) in which, when the potentials of the filter are applied to the electrodes of the control potentials, the radiation is scattered
- FIG. 3 shows a variant of the visor with an optically transparent filter (3) that extends from it.
- Figure 9 shows the installation of the filter (3), at an angle to the radiation passing through it, to eliminate possible glare from its surface on the driver's side (4), using a retractable light absorber.
- Figure 10 shows the near radiation zone
- "A” is the road surface zone, the brightness of which and the general illumination is given by the support,
- Figure 11 shows the installation or combination of the optical part of the filter UPRF -1 with the windshield of the vehicle.
- On Fig shows a graph of the scattering of glare radiation by the filter zones, at a threshold level that varies in accordance with the overall illumination and brightness of the reference region of the road surface,
- LCD liquid crystal films
- controllable anti-sleeper scattering filter -1 (UPRF -1) (FIG. 1) contains optically transparent systems in series using optically transparent
- the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants, and also contains a signal processing system and control, including at least one sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation (DFIN) (6), at least one processor At least one position sensor in the space of receivers of external optical radiation (DPP) (9), at least one formation system, as well as LC molecules (10) form spatial optical anisotropy using one of the orientations, for each of orthogonal polarization components of an external optical filter passing through a filter
- electrode systems are made in the form of sequences of parallel deposited, on the surface of optically transparent substrates, between which there are liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids, cells of which are opposite, symmetrically, relative to cells, systems of narrow stripes of grids on optically transparent substrates on the opposite side of the liquid crystal films (10), the size of each cell of systems of narrow stripes of grids determines the size of the aperture of microlenses formed in the liquid crystal films (10), and also contains systems of wide, optically transparent electrodes (13), and in addition, at least one irradiator (7) operating in the optical or infrared range, and additionally,
- the filter (3) it orientates the liquid crystal molecules (10) in the same way, contains a floating threshold installation system, and settings relative to it, an optical anisotropy formation threshold, the filter (3) is installed at an angle to the transmitted radiation, and contains
- dielectric substance - thin optically transparent substrates (11) are optically matched to each other, contains a reflector (17) of external optical radiation, contains a sensor for estimating the average intensity of external optical radiation, an analyzer of spectral composition, a light filter, made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit , the outer surfaces of the filter (3) have an antireflection coating, and also contains a system for maintaining the temperature UPRF -1 in the working interval and a system that tracks the condition of the driver facilities.
- the device operates as follows:
- the controlled anti-glare scattering filter -1 (UPRF -1) (Fig. 1) is mounted in the vehicle (ground, air, etc.), while the filter (3) can be located in an assembled (folded) form so that if necessary, it could be introduced before the eyes of the driver of the vehicle, to protect it from external optical radiation of increased brightness, at a distance of, for example, 200 ... 1000 mm, or mounted on the windshield of the vehicle or combined with the windshield, or made in the form points as well as a falling trump card ka for a helmet, for example, the motorcyclist, and in addition, a filter (3) can be applied and for the vehicle passengers.
- UPRF -1 UPRF -1
- At least one fixation sensor (receiver) for the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation (DFIN) (6) passing through the filter to the external optical radiation receivers (4) is installed on or near the filter holder (3), from a given sector of the front hemisphere, at least one position sensor in the space of the receivers of external optical radiation (9) - the pupils of the eyes of the driver (4), and at least one
- an irradiator (7) operating in the optical or infrared range, providing the necessary illumination of the pupils of the driver’s eyes to reliably determine their position in space.
- a signal processing and control system is installed on the holder or in the dashboard of the vehicle, as well as at least one decision-making processor and at least one formation system, from the output of which control signals are distributed between the electrode systems (13, 14, 15) of the corresponding liquid crystal films (10), for a local change in the properties of the zones specified by at least one decision-making processor.
- the position sensors in the space of optical radiation receivers (9) (DPP) - the pupils of the driver’s eyes can be performed using the technology of the Swedish company Tobii Technology, which developed such a system for vehicles in order to improve road safety, which works equally with any driver, regardless age, eye color, whether a person wears glasses or lenses, and in any conditions, from night driving to the bright sun.
- narrow-band filters can be installed, matched in spectrum with an irradiator / irradiators, which will increase the noise immunity of the system.
- the irradiators illuminating the radiation receivers (4) can operate in a continuous mode, pulsed or have a different type of modulation, and the beam / rays of the irradiators can scan the sector in which the radiation receivers are located (4), and the sensors
- the positions of radiation receivers (9) in their work can use, for example, the red-eye effect.
- the pulse mode to eliminate the influence of external radiation on the operation of the system for determining the coordinates of the pupils of the eyes, the pupils, for example, can be highlighted through the frame, followed by subtraction of successive frames, and to eliminate reflections from the lenses of glasses, the irradiator emits one polarization, and Dpp accepts orthogonal.
- the position sensors in the space of the radiation receivers (9) record the geometric parameters of the radiation receivers (4),
- the diameter of the pupils of the eyes of the driver for example, the diameter of the pupils of the eyes of the driver, the relative parameters of which can vary with the expansion / contraction of the pupils and
- control device increases or decreases the scattering areas (zones) of the filter (3), which will optimize the information content of the space viewed through the filter.
- a sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6) can be performed using at least one color matrix, divided into two parts, in front of which there are input lenses, an attenuator controlled by a resolving device (RU) transmitting the orthogonal polarization components of external radiation, respectively, in different parts of the matrix, or can be performed using two matrices, in front of which the lenses and attenuator are likewise mounted.
- DFIN resolving device
- the optical filter system (3) (Fig. 1) contains serially installed optically transparent systems (Fig. 4 ... Fig. 7) with
- liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids, Fig. 2a, b, c, each 0.5 ... 2 mm wide, or optically transparent electrodes are applied on one side (13) Fig. 2e, 0.5 ... 2 mm wide, the transparency of which can be 99% [8], whose location on one surface differs from their location on another surface, for example, are orthogonal.
- the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants that specify the initial orientation of the LC molecules, for example, planar, homeotropic, or inclined, as well as the orientation of the LC molecules, which they acquire under the influence of an electric field generated when applied to the electrodes
- the initial homeotropic orientation of LC molecules is established by sputtering carbon nanotubes on the surface of an optically transparent dielectric substance (11), followed by the formation of an additional orienting relief, and processing by a surface electromagnetic wave (SEW) [7].
- SEW surface electromagnetic wave
- each of the polarization components of the external optical radiation passes through at least one
- optical radiation (DFIN) threshold under the influence of control potentials on the respective electrode systems, is formed by one of the orientations in one or in part of the films, or in all LCD films installed in series, spatial optical anisotropy, which partially or partially scatters through the maximum efficiency radiation filter.
- the filter is based on the ability of the lens to disperse
- the radiation passing through it which is carried out by the formation of multiple microlenses in predetermined zones of liquid crystal films.
- the electrode systems are made in the form of sequences in parallel
- each cell deposited on optically transparent substrates of systems of narrow bands grids determines the size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10) when applying potentials to the corresponding electrodes and can be, for example, 100 ... 200 ⁇ m x 100 ... 200 ⁇ m, in which under the action of control potentials around the perimeter of the cells optical anisotropy is formed, and accordingly, the transmitted radiation is scattered in the vertical and horizontal planes, providing maximum attenuation of the transmitted radiation.
- narrow electrode systems (15) were introduced (Fig. 2a), separated from the first, from the electrode systems, in the form of sequences applied in parallel to, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of networks (Fig. 2a) , B, c) optically transparent, dielectric insulating film (12)
- the signal processing and control system supplies control potentials only to the corresponding additional narrow electrodes (15), which form lens systems in specified filter zones, significantly
- the signal processing and control system connects to the operation of the system of electrodes, in the form of sequences applied in parallel, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of grids (14)
- lens systems are formed that are coordinated by means of an orientant with the corresponding
- the maximum scattering (scattering area) of the glare radiation, and the inclined arrangement of the electrodes forming the mesh cells (Fig.2b), will allow to scatter most of the glare radiation at an angle to the horizontal plane, minimizing the penetration of scattered radiation into the neighboring eye.
- the formation system supplies control potentials, the values of which can vary significantly, which will optimize the degree of scattering radiation exceeding a predetermined threshold both in the vertical and horizontal planes, and install the filter at various sizes melts from the radiation receiver, as well as when applying separate filters for each eye, for example, in goggles or a motorcyclist's visor, will provide effective, controlled scattering of all sources of glare radiation.
- a matching polarization plane rotator (16) is introduced, which rotates the polarization plane of the radiation passing through it by 90 degrees, for matching the second, orthogonal polarization component of the transmitted radiation with the orientant, which orients the molecules of liquid crystals in them of the same type and can have the same parameters.
- control potentials are not applied to the electrodes, in LCD films
- the sensor / sensors for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6) provides signals to at least one decision-making processor containing information on the polarization intensity
- the zones or scattering zones into groups to which control signals are addressed, and which are updated, supplemented with new segments (points) or new ones appear zones, and also exclusion from groups of non-renewable segments or zones occurs, and, in addition, it will significantly reduce the requirements for the electrical conductivity of the electrodes.
- Figure 10 shows the near radiation zone
- "A” is the road surface zone, according to the brightness of which, taking into account the general illumination, a support is set, relative to which the threshold of the system is protected from blinding
- "B” is the receiving matrix zone (DFIN ) (6), which gives information about the level of the floating support - the averaged intensity of reflected radiation at a given time by the area “A” of the road surface, a system of protection against glare, which takes into account the adaptive characteristic of the driver’s eyes.
- this area of the matrix receives the radiation of its own headlights reflected from the road surface at dusk, plus external, natural radiation, and in the daytime, mainly external, natural radiation.
- the DFIN can be performed using one color matrix, which is divided into two parts, in front of which there are input lenses, an attenuator controlled by a resolving device (RU), transmitting the orthogonal polarization components of external radiation, respectively, to different parts of the matrix, and possibly an auto diaphragm, or be performed on two matrices, in front of which the lens and attenuator are likewise mounted.
- a resolving device RU
- a color matrix is necessary for identifying such signals as, for example, traffic signals, “stop” - signals of vehicles moving in front, etc., for which the filter should be transparent.
- a separate photodetector As a signal level sensor, received from the reference zone, a separate photodetector can be used.
- a manual adjustment of the threshold level can be introduced, for example, in wet weather. Perhaps the introduction of rain sensors, for
- the brightness of oncoming radiation sources is also analyzed.
- Ambient light sensors determine the integral brightness of the radiation in a cone with an angle, for example, 120 ... 160 degrees.
- the filter is installed at an angle to the radiation passing through it ( Figure 9), for example, at an angle of 30 degrees, relative to the vertical, and contains a light absorber that can be pulled out together with a filter located in such a way that radiation reflected from the surface of the filter from the driver’s side falls on it.
- the liquid crystal films (10), the orientant and the optically transparent dielectric substance, between which the liquid crystal films are enclosed, are optically matched with an antireflection coating.
- the reflector of external optical radiation from the output side of the UPRF-1 filter (Fig. 7)
- it can be used on a vehicle as anti-glare side mirrors and rear-view mirrors, in which, similarly, under the influence of control potentials on electrode systems (13.14 , 15), in the filter zones specified by the processor (3) when the external optical radiation exceeds the threshold, lens systems with variable focal length are formed, scattering the transmitted radiation, which is reflected from the output side of the filter, and BL passes through the filter system (3), this radiation scattering, and optical radiation at intensities below the threshold passes through the filter (3) no change is reflected from the reflector (mirror) and extends toward the receiver optical radiation, the eyes of the driver (4).
- the signal processing and control system may be common for controlling mirror systems (Fig. 7) and for the filter of Fig. 1,
- the beam lowers and illuminates the roadway at a distance of 50 ... 70 meters, while the brightness of the headlights practically remains the same and, accordingly, the brightness of the spot reflected from the roadway does not change significantly, but the brightness of the headlights of an oncoming vehicle, when they switch to the dipped beam, decreases by at least an order of magnitude - the headlight dazzles not with a direct beam, but with diffused light. Based on what, the magnitude of the ratio of brightness, sources of oncoming radiation and brightness the spots of intrinsic radiation reflected from the road given in the tables can be reduced by at least an order of magnitude.
- external optical radiation (1) for example, natural emitters and reflectors (sun, clouds, road, vegetation, etc.), natural illumination in the twilight time, which will optimize the work of the DFIN, changing the threshold level in relation to the adaptive characteristic of the driver’s eyes ( 4) to light.
- received external optical radiation (1) which can be used to analyze incoming information in order to exclude radiation scattering with useful and necessary information, for example, traffic signals of high brightness or other signals.
- change the spectral composition of the received radiation contains a filter that corrects its spectrum.
- UPRF -1 built on this technology can be made thin enough, which will allow to build on its basis a lowering visor on a helmet, for example, a motorcyclist.
- the control unit, the decision-making processor and other components can be brought outside their design into an external unit, for example, installed directly in the vehicle dashboard, and an automatic, two-way communication between them can carried out, for example, by radiation and reception of signals in the infrared or other frequency range, which will significantly reduce their weight, dimensions, and with autonomous power and reduce power consumption.
- the external unit may comprise a control panel for filter operation modes.
- an antireflection coating for example, Nippon Electric Glass film, which will achieve surface transparency within 99.5%.
- the UPRF-1 filter passes losslessly polarized and non-polarized radiation to radiation receivers — pupils of the driver’s eyes of the vehicle (4) from any direction within a given viewing sector from the front hemisphere, and / or through the vehicle’s mirrors, if its intensity is below a predetermined threshold and at the same time scatters polarized and non-polarized radiation independently, from any direction within the specified viewing sector, if its intensity exceeds a predetermined threshold, and degree
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
Управляемый противослепящий рассеивающий фильтр -1 (УПРФ -1). Guided anti-glare scattering filter -1 (UPRF -1).
Изобретение относится к устройствам защиты от ослепления и может быть использовано для существенного повышения безопасности движения наземных, воздушных и др. транспортных средств, за счёт полного исключения ослепления, в частности, водителей светом фар встречных и попутных транспортных средств. The invention relates to devices for protection against glare and can be used to significantly improve the safety of movement of land, air and other vehicles, due to the complete elimination of glare, in particular, drivers with headlights of oncoming and passing vehicles.
Известны устройства для транспортных средств, использующие фильтр для защиты от излучения [1,2], а также использующие козырек или очки для защиты от поляризованного и неполяризованного излучения [3,4]. Known devices for vehicles using a filter to protect against radiation [1,2], as well as using a visor or glasses to protect against polarized and unpolarized radiation [3,4].
Недостатками известных устройств являются большие потери The disadvantages of the known devices are large losses
принимаемого излучения [1], существенная взаимная засветка глаз при рассеивании излучения [2], требуется не менее двух жидкокристаллических (ЖК) плёнок для рассеивания каждой из поляризационных составляющих излучения [3], а также технологические сложности при построении оптической системы фильтра [4]. received radiation [1], significant mutual illumination of the eyes when scattering radiation [2], requires at least two liquid crystal (LC) films to scatter each of the polarization components of radiation [3], as well as technological difficulties in constructing the optical filter system [4].
Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является "Адаптивный поляризационный фильтр" (АПФ) [4], содержащий управляемый поляризационный фильтр, по крайней мере, один приёмник внешнего оптического излучения, по крайней мере, один датчик положения в пространстве зрачков глаз водителя транспортного средства и процессор выработки решений. The closest in technical essence and selected as a prototype is “Adaptive Polarizing Filter” (ACE) [4], containing a controlled polarizing filter, at least one receiver of external optical radiation, at least one position sensor in the pupil’s space of the driver’s eyes vehicle and decision making processor.
Недостатки прототипа: The disadvantages of the prototype:
1. Невозможность управления в динамике степенью рассеяния слепящего излучения в горизонтальной плоскости. 2. Предложенная структура не позволит получить достаточно эффективного ослабления слепящего излучения без существенного усложнения устройства. 1. The inability to control in dynamics the degree of scattering of glare radiation in the horizontal plane. 2. The proposed structure will not allow to obtain a sufficiently effective attenuation of glare radiation without significant complication of the device.
Заявляемое техническое решение в приложении к транспортным The claimed technical solution in the annex to transport
средствам направлено на создание эффективного противоослепительного фильтра с минимальными потерями и адаптивного к слепящим источникам излучения. the funds are aimed at creating an effective anti-glare filter with minimal losses and adaptive to glare radiation sources.
1. Это достигается тем, что в отличие от известного " Адаптивного поляризационного фильтра" (АПФ), содержащего последовательно 1. This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known "Adaptive Polarizing Filter" (ACE), which contains sequentially
установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек и последовательностей жидкокристаллических плёнок (ЖК), противоположные поверхности которых имеют системы электродов, направление расположения которых на одной поверхности отличается от направления расположения их на другой поверхности, причем поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек содержат ориентанты, а также содержащий систему обработки сигналов и управления, включающую, по крайней мере, один датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения, проходящего через фильтр к приёмникам внешнего оптического излучения, по крайней мере, один процессор выработки решений, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приёмников внешнего оптического излучения относительно фильтра, и, по крайней мере, одну систему формирования, с выхода которой управляющие потенциалы распределяются между системами электродов соответствующих жидкокристаллических плёнок (ЖК) для локального изменения свойств зон, заданных, по крайней мере, одним процессором выработки решений, при этом, при соответствующем сигнале системы обработки сигналов и управления, молекулы жидкокристаллических плёнок фильтра, имеющие начальную ориентацию, при которой внешнее оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и расположенные в зонах прохождения через фильтр к приёмникам внешнего оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации installed optically transparent systems using an optically transparent dielectric substance - thin optically transparent substrates and sequences of liquid crystal films (LCD), the opposite surfaces of which have electrode systems whose direction on the same surface differs from their location on another surface, and the surfaces of the optically transparent dielectric substances - thin optically transparent substrates contain orientants, as well as containing signal processing and control system, including at least one sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarizing components of the external optical radiation passing through the filter to the external optical radiation receivers, at least one decision processor, at least one position sensor in the space of receivers of external optical radiation relative to the filter, and at least one formation system, from the output of which control potentials are distributed between the system by the electrodes of the corresponding liquid crystal films (LC) for the local changes in the properties of zones specified by at least one decision-making processor, while, with an appropriate signal from the signal processing and control system, molecules of liquid crystal film films having an initial orientation in which external optical radiation passes through them freely and located in zones passing through the filter to the receivers of external optical radiation, the intensity of which exceeds that specified by the fixation sensor
интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения порог, под действием управляющих потенциалов на соответствующих системах электродов, формируют of the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation, the threshold, under the action of control potentials on the corresponding electrode systems, forms
посредством одного из ориентантов в одной, или в части, или во всех последовательно установленных жидкокристаллических плёнках (ЖК), пространственную оптическую анизотропию, рассеивающую проходящее через фильтр излучение, в управляемом противослепящем рассеивающим фильтре -1 (УПРФ -1), введён, по крайней мере, один облучатель (7), работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, и, кроме того, с одной стороны каждой из жидкокристаллических плёнок (10), системы электродов вьшолнены в виде последовательностей параллельно нанесённых, на одну из поверхностей оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические плёнки (10), систем узких полос сеток, а, с противоположной стороны каждой жидкокристаллической плёнки (10), в направлении, которое отличается от направления расположения систем электродов на другой поверхности, например, ортогонально, расположены системы широких, оптически прозрачных электродов (13) или системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесённых, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток, ячейки которых расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических плёнок (10), при этом размер каждой ячейки by means of one of the orientations in one, or in part, or in all successively installed liquid crystal films (LCs), spatial optical anisotropy, scattering radiation passing through the filter, in the controlled anti-glare scattering filter -1 (UPRF -1), at least , one irradiator (7) operating in the optical or infrared range, and, in addition, on one side of each of the liquid crystal films (10), the electrode systems are executed in the form of sequences in parallel, applied to one on the surfaces of optically transparent substrates between which the liquid crystal films (10) are enclosed, systems of narrow stripes of networks, and, on the opposite side of each liquid crystal film (10), in a direction that differs from the direction of the arrangement of the electrode systems on another surface, for example, orthogonally are systems of wide, optically transparent electrodes (13) or systems of electrodes, in the form of sequences applied in parallel, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of grids, cells of which s opposite, symmetrically, relative to the cells, are systems of narrow stripes of networks on optically transparent substrates on the opposite side of the liquid crystal films (10), while the size of each cell
нанесённых на оптически прозрачные подложки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических плёнках (10) микролинз, при подаче на соответствующие электроды управляющих потенциалов. applied to optically transparent substrates of systems of narrow stripes of grids, determines the size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10), when control potentials are applied to the corresponding electrodes.
2. Кроме того, со стороны жидкокристаллической плёнки (10), 2. In addition, from the side of the liquid crystal film (10),
дополнительно введены системы узких электродов (15), отделенные от первых оптически прозрачной, диэлектрической изолирующей плёнкой. systems of narrow electrodes were additionally introduced (15), separated from the first by an optically transparent, dielectric insulating film.
3. Кроме того, введена система, корректирующая в соответствующих жидкокристаллических плёнках (10) углы рассеяния излучения, 3. In addition, a system has been introduced that corrects the angles of scattering of radiation in the corresponding liquid crystal films (10),
превышающего заданный порог в горизонтальной плоскости, учитывающая расстояние между приёмником излучения и фильтром. exceeding a given threshold in the horizontal plane, taking into account the distance between the radiation receiver and the filter.
4. Кроме того, между последовательностями жидкокристаллических плёнок (10), рассеивающих ортогональные поляризационные составляющие излучения, при подаче на соответствующие системы электродов 4. In addition, between sequences of liquid crystal films (10) that scatter the orthogonal polarization components of radiation when applied to the corresponding electrode systems
управляющих потенциалов, введён согласующий вращатель плоскости поляризации (16), а ориентант в них, при этом ориентирует молекулы жидких кристаллов однотипно (Фиг.6). control potentials, a matching rotator of the plane of polarization (16) was introduced, and the orientant in them, while orienting the molecules of liquid crystals of the same type (Figure 6).
5. Кроме того, содержит систему установки плавающего порога, которая определяет усреднённую интенсивность отражённого поверхностью дороги излучения из ближней зоны и общую освещённость в данный момент времени, и вычисляет в соответствии с этим, и с учётом адаптационной характеристики глаз водителя, порог включения системы формирования в заданных зонах фильтра оптической анизотропии. 6. Кроме того, фильтр установлен под утлом к проходящему излучению (Фиг.9), и содержит светопоглотитель, расположенный таким образом, что на него падает отражённое от поверхности фильтра со стороны водителя излучение. 5. In addition, it contains a floating threshold installation system, which determines the average intensity of radiation reflected from the near surface of the road from the near zone and the total illumination at a given moment in time, and calculates, in accordance with this, and taking into account the adaptive characteristics of the driver’s eyes, the formation threshold for specified filter zones of optical anisotropy. 6. In addition, the filter is mounted underneath the passage to the transmitted radiation (Fig. 9), and contains a light absorber located in such a way that radiation reflected from the filter surface from the driver’s side falls on it.
7. Кроме того, жидкокристаллические плёнки (10), ориентант и оптически прозрачное диэлектрическое вещество, между которым заключены 7. In addition, liquid crystal films (10), orientant and optically transparent dielectric substance, between which are enclosed
жидкокристаллические плёнки, оптически согласованы между собой для минимизации потерь проходящего излучения. liquid crystal films that are optically matched to minimize the loss of transmitted radiation.
8. Кроме того, с выходной стороны содержит отражатель (17) внешнего оптического излучения (Фиг.7). 8. In addition, on the output side contains a reflector (17) of external optical radiation (Fig.7).
9. Кроме того, содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения. 9. In addition, it contains a sensor for evaluating the average intensity of external optical radiation.
10. Кроме того, содержит анализатор спектрального состава принимаемого внешнего оптического излучения. 10. In addition, it contains an analyzer of the spectral composition of the received external optical radiation.
11. Кроме того, содержит светофильтр, корректирующий спектр 11. In addition, it contains a filter that corrects the spectrum.
проходящего внешнего оптического излучения. passing external optical radiation.
12. Кроме того, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, при этом часть узлов системы обработки сигналов и управления установлена в корпусе очков, а другая часть, имеющая больший вес, габариты и энергопотребление установлена во внешнем блоке и между ними введён канал двухсторонней автоматической связи. 12. In addition, it is made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit, while part of the nodes of the signal processing and control system is installed in the case of glasses, and the other part, which has more weight, dimensions and power consumption, is installed in the external unit and introduced between them two-way automatic communication channel.
13. Кроме того, внешние поверхности имеют просветляющее покрытие. 13. In addition, the outer surfaces have an antireflection coating.
14. Кроме того, содержит систему поддержания температуры фильтра в рабочем интервале. 14. In addition, it contains a system for maintaining the temperature of the filter in the operating range.
15. Кроме того, содержит систему, отслеживающую состояние водителя транспортного средства. Предлагаемое техническое решение поясняется с помощью Фиг.1 ... Фиг.12: 15. In addition, it contains a system that monitors the condition of the driver of the vehicle. The proposed technical solution is illustrated using Figure 1 ... Figure 12:
На Фиг.1 показано рассеяние фильтром (3) УПРФ -1 внешнего слепящего излучения (1) при превышении им заданного порога. Figure 1 shows the scattering by the filter (3) UPRF -1 external glare radiation (1) when it exceeds a predetermined threshold.
На Фиг.2а,Ь,с показаны фрагменты систем электродов выполненных в виде последовательностей параллельно нанесённых, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические плёнки (10), систем узких полос сеток (14). Figures 2a, b, c show fragments of electrode systems made in the form of sequences parallel to the surface of optically transparent substrates, between which are enclosed liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids (14).
На Фиг.2а показаны фрагменты дополнительных систем узких электродов. On figa shows fragments of additional systems of narrow electrodes.
На Фиг.2е показаны фрагменты электродов в виде систем узких полос сеток (14) и ортогонально расположенные системы широких, оптически прозрачных электродов (13), между которыми устанавливается Figure 2e shows fragments of electrodes in the form of systems of narrow stripes of grids (14) and orthogonally located systems of wide, optically transparent electrodes (13), between which
жидкокристаллическая плёнка. liquid crystal film.
На ΦΉΓ.2Ϊ показаны фрагменты электродов в виде систем узких полос сеток On ΦΉΓ.2Ϊ fragments of electrodes are shown in the form of systems of narrow stripes of grids
(14) , расположенных взаимно ортогонально, между которыми (14) arranged mutually orthogonally, between which
устанавливается жидкокристаллическая плёнка. a liquid crystal film is installed.
На Фиг.З показан возможный вариант взаимного расположения электродов в виде систем узких полос сеток (14), и дополнительных, узких электродов On Fig.3 shows a possible variant of the relative arrangement of the electrodes in the form of systems of narrow strips of grids (14), and additional, narrow electrodes
(15) , разделённых оптически прозрачной изолирующей плёнкой (12). (15) separated by an optically transparent insulating film (12).
На Фиг.4 показан фрагмент последовательностей ЖК - плёнок (10), с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, в которых при подаче на электроды (14) соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов, под действием сформированных системой электродов профилей электрических полей, формируется оптическая анизотропия, приводящая к рассеянию излучения соответствующих поляризационных составляющих. На Фиг.5а,Ь показан соответственно фрагмент последовательностей ЖК - плёнок, с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, где для обеих плёнок применена одна, общая система оптически прозрачных широких электродов (13) Фиг.5а, или электродов в виде систем узких полос сеток (14), в которых при подаче на электроды соответствующих зон фильтра Figure 4 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially homeotropically oriented molecules, in which, when the corresponding potential zones of the filter are applied to the electrodes (14), under the action of electric field profiles generated by the electrode system, optical anisotropy is formed, leading to radiation scattering of the corresponding polarization components. Figures 5a and b respectively show a fragment of sequences of LC films, with initially homeotropically oriented molecules, where one film is used for both films, a common system of optically transparent wide electrodes (13) of Figure 5a, or electrodes in the form of systems of narrow stripes of grids (14 ), in which when applying to the electrodes the corresponding filter zones
управляющих потенциалов, под действием сформированных профилей электрических полей, формируется оптическая анизотропия, приводящая к рассеянию излучения соответствующих поляризационных составляющих.control potentials, under the action of the generated profiles of electric fields, an optical anisotropy is formed, leading to scattering of the radiation of the corresponding polarization components.
На Фиг.6 показан фрагмент последовательностей ЖК - плёнок (10), с изначально планарно-ориентированными молекулами, и согласующим вращателем плоскости поляризации (16) между ними, в которых ориентант ориентирует молекулы жидких кристаллов однотипно. Figure 6 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially planar-oriented molecules, and a matching rotator of the plane of polarization (16) between them, in which the orientant orients the liquid crystal molecules in the same way.
На Фиг.7 показан фрагмент последовательностей ЖК - плёнок (10), с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, установленных на отражатель (17) в которых при подаче на электроды соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов, рассеивается излучения Figure 7 shows a fragment of sequences of LC films (10), with initially homeotropically oriented molecules mounted on a reflector (17) in which, when the potentials of the filter are applied to the electrodes of the control potentials, the radiation is scattered
соответствующих поляризационных составляющих. corresponding polarization components.
На Фиг.8 показан вариант козырька с выдвигающимся из него оптически прозрачного фильтра (3). On Fig shows a variant of the visor with an optically transparent filter (3) that extends from it.
На Фиг.9 показан вариант установки фильтра (3), под углом к проходящему через него излучению, для устранения возможных бликов от его поверхности со стороны водителя (4), с применением выдвигающегося светопоглотителя. Figure 9 shows the installation of the filter (3), at an angle to the radiation passing through it, to eliminate possible glare from its surface on the driver's side (4), using a retractable light absorber.
На Фиг.10 показана ближняя зона излучения, "А" - зона поверхности дороги, по яркости которой и общей освещённости задаётся опора, Figure 10 shows the near radiation zone, "A" is the road surface zone, the brightness of which and the general illumination is given by the support,
относительно которой устанавливается порог срабатывания системы защиты от ослепления. На Фиг.11 показана установка или совмещение оптической части фильтра УПРФ -1 с лобовым стеклом транспортного средства. regarding which the threshold for the glare protection system is set. Figure 11 shows the installation or combination of the optical part of the filter UPRF -1 with the windshield of the vehicle.
На Фиг.12 показан график рассеяния слепящего излучения зонами фильтра, при уровне порога, изменяющемся в соответствии с общей освещённостью и яркостью опорной области поверхности дороги, On Fig shows a graph of the scattering of glare radiation by the filter zones, at a threshold level that varies in accordance with the overall illumination and brightness of the reference region of the road surface,
учитывающего адаптационную характеристику глаз водителя. taking into account the adaptive characteristic of the driver’s eyes.
На Фиг.1 ... Фиг.11 и в тексте приняты следующие обозначения: Figure 1 ... Figure 11 and in the text the following notation:
1- источник внепшего оптического излучения, 1 - source of incident optical radiation,
2- зоны фильтра, рассеивающие лучи внепшего оптического излучения, 2 - filter zones, scattering rays of incident optical radiation,
3- оптическая система фильтра УПРФ -1, 3- optical filter system UPRF -1,
4- приёмники внешнего оптического излучения (глаза водителя), 4- receivers of external optical radiation (driver’s eyes),
5- плоскости рассеяния внепшего оптического излучения, 5 - scattering plane of incident optical radiation,
6- датчик фиксации интенсивности и направлений прихода 6- sensor for recording the intensity and directions of arrival
поляризационных составляющих внешнего оптического излучения, polarization components of external optical radiation,
7- облучатель, для подсветки приёмников внешнего оптического излучения, 7- irradiator, for illumination of external optical radiation receivers,
8- система обработки сигналов и управления, 8- signal processing and control system,
9- датчик положения в пространстве приёмников внешнего оптического излучения, 9 - position sensor in the space of the receivers of external optical radiation,
10- жидкокристаллические плёнки (ЖК), 10 - liquid crystal films (LCD),
11- оптически прозрачное диэлектрическое вещество - тонкие оптически прозрачные подложки, 11- optically transparent dielectric substance - thin optically transparent substrates,
12- оптически прозрачная изолирующая плёнка, 12- optically transparent insulating film,
13- системы оптически прозрачных широких электродов, 13 - systems of optically transparent wide electrodes,
14- электроды в виде систем узких полос сеток, 14- electrodes in the form of systems of narrow stripes of grids,
15- дополнительные, системы узких электродов, 16- вращатель плоскости поляризации, 15 - additional, narrow electrode systems, 16- polarization plane rotator,
17- отражатель. 17- reflector.
Таким образом, управляемый противосл спящий рассеивающий фильтр -1 (УПРФ -1) (Фиг.1) содержит последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного Thus, the controllable anti-sleeper scattering filter -1 (UPRF -1) (FIG. 1) contains optically transparent systems in series using optically transparent
диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек (11) и последовательностей жидкокристаллических плёнок (ЖК) (10), dielectric substance - thin optically transparent substrates (11) and sequences of liquid crystal films (LC) (10),
противоположные поверхности которых имеют системы электродов (СЭ) (13, 14, 15), направление расположения которых на одной поверхности отличается от направления расположения их на другой поверхности, поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) содержат ориентанты, а также содержит систему обработки сигналов и управления, включающую, по крайней мере, один датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН) (6), по крайней мере, один процессор выработки решений, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приёмников внешнего оптического излучения (ДПП) (9), по крайней мере, одну систему формирования, а также, молекулы ЖК (10) формируют посредством одного из ориентантов пространственную оптическую анизотропию, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих проходящего через фильтр внешнего оптического the opposite surfaces of which have electrode systems (SE) (13, 14, 15), the direction of which on one surface differs from the direction of their location on another surface, the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants, and also contains a signal processing system and control, including at least one sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation (DFIN) (6), at least one processor At least one position sensor in the space of receivers of external optical radiation (DPP) (9), at least one formation system, as well as LC molecules (10) form spatial optical anisotropy using one of the orientations, for each of orthogonal polarization components of an external optical filter passing through a filter
излучения, системы электродов выполнены в виде последовательностей параллельно нанесённых, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические плёнки (10), систем узких полос сеток, ячейки которых расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических плёнок (10), размер каждой ячейки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических плёнках (10) микролинз, а также, содержит системы широких, оптически прозрачных электродов (13), и кроме того, содержит, по крайней мере, один облучатель (7) работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, и дополнительно, radiation, electrode systems are made in the form of sequences of parallel deposited, on the surface of optically transparent substrates, between which there are liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids, cells of which are opposite, symmetrically, relative to cells, systems of narrow stripes of grids on optically transparent substrates on the opposite side of the liquid crystal films (10), the size of each cell of systems of narrow stripes of grids determines the size of the aperture of microlenses formed in the liquid crystal films (10), and also contains systems of wide, optically transparent electrodes (13), and in addition, at least one irradiator (7) operating in the optical or infrared range, and additionally,
параллельно электродам (14), расположены дополнительные, узкие электроды (15) , отделенные от первых оптически прозрачной parallel to the electrodes (14), additional, narrow electrodes (15) are located, separated from the first optically transparent
диэлектрической изолирующей плёнкой (12), введена система, dielectric insulating film (12), a system has been introduced,
корректирующая в последовательностях жидкокристаллических плёнок (10) углы рассеяния излучения, а также, введён, по крайней мере, один correcting in the sequences of liquid crystal films (10) the scattering angles of radiation, and also, at least one
согласующий вращатель плоскости поляризации (16), ориентант alignment rotator of the plane of polarization (16), orient
ориентирует молекулы жидких кристаллов (10) однотипно, содержит систему установки плавающего порога, и установки относительно её, порога включения системы формирования оптической анизотропии, фильтр (3) установлен под углом к проходящему излучению, и содержит it orientates the liquid crystal molecules (10) in the same way, contains a floating threshold installation system, and settings relative to it, an optical anisotropy formation threshold, the filter (3) is installed at an angle to the transmitted radiation, and contains
светопоглотитель, ЖК- плёнки, ориентант и оптически прозрачное light absorber, LCD films, orientant and optically transparent
диэлектрическое вещество - тонкие оптически прозрачные подложки (11) оптически согласованы между собой, содержит отражатель (17) внешнего оптического излучения, содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения, анализатор спектрального состава, светофильтр, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, внешние поверхности фильтра (3) имеют просветляющее покрытие, а также содержит систему поддержания температуры УПРФ -1 в рабочем интервале и систему, отслеживающую состояние водителя транспортного средства. Устройство работает следующим образом: dielectric substance - thin optically transparent substrates (11) are optically matched to each other, contains a reflector (17) of external optical radiation, contains a sensor for estimating the average intensity of external optical radiation, an analyzer of spectral composition, a light filter, made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit , the outer surfaces of the filter (3) have an antireflection coating, and also contains a system for maintaining the temperature UPRF -1 in the working interval and a system that tracks the condition of the driver facilities. The device operates as follows:
Управляемый противослепящий рассеивающий фильтр -1(УПРФ -1) (Фиг.1) укреплен в транспортном средстве (наземном, воздушном и т. п.), при этом фильтр (3) может быть расположен в собранном (сложенном) виде таким образом, чтобы при необходимости он мог быть введён перед глазами водителя транспортного средства, для защиты от внешнего оптического излучения повышенной яркости, на расстоянии, например, 200 ... 1000 мм, или установлен на лобовом стекле транспортного средства или совмещен с лобовым стеклом, или выполнен в виде очков, а также опускающегося козырька на шлеме, например, мотоциклиста, и кроме того, фильтр (3) может быть применён и для пассажиров транспортного средства. The controlled anti-glare scattering filter -1 (UPRF -1) (Fig. 1) is mounted in the vehicle (ground, air, etc.), while the filter (3) can be located in an assembled (folded) form so that if necessary, it could be introduced before the eyes of the driver of the vehicle, to protect it from external optical radiation of increased brightness, at a distance of, for example, 200 ... 1000 mm, or mounted on the windshield of the vehicle or combined with the windshield, or made in the form points as well as a falling trump card ka for a helmet, for example, the motorcyclist, and in addition, a filter (3) can be applied and for the vehicle passengers.
На держателе фильтра (3) или вблизи него установлены, по крайней мере, один датчик фиксации (приёмник) интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН) (6), проходящего через фильтр к приёмникам внешнего оптического излучения (4), из заданного сектора передней полусферы, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приёмников внешнего оптического излучения (9) - зрачков глаз водителя (4), и, по крайней мере, один At least one fixation sensor (receiver) for the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation (DFIN) (6) passing through the filter to the external optical radiation receivers (4) is installed on or near the filter holder (3), from a given sector of the front hemisphere, at least one position sensor in the space of the receivers of external optical radiation (9) - the pupils of the eyes of the driver (4), and at least one
облучатель (7) работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, обеспечивающий необходимую подсветку зрачков глаз водителя для надёжного определения положения их в пространстве. На держателе или в приборной панели транспортного средства установлена система обработки сигналов и управления, а также, по крайней мере, один процессор выработки решений, и, по крайней мере, одна система формирования, с выхода которой управляющие сигналы распределяются между системами электродов (13, 14, 15) соответствующих жидкокристаллических плёнок (10), для локального изменения свойств зон, заданных, по крайней мере, одним процессором выработки решений. an irradiator (7) operating in the optical or infrared range, providing the necessary illumination of the pupils of the driver’s eyes to reliably determine their position in space. A signal processing and control system is installed on the holder or in the dashboard of the vehicle, as well as at least one decision-making processor and at least one formation system, from the output of which control signals are distributed between the electrode systems (13, 14, 15) of the corresponding liquid crystal films (10), for a local change in the properties of the zones specified by at least one decision-making processor.
Датчики положения в пространстве приёмников оптического излучения (9) (ДПП) - зрачков глаз водителя могут быть выполнены с использованием технологии Шведской Компании Tobii Technology, разработавшей такую систему для транспортных средств в целях повышения безопасности дорожного движения, которая одинаково работает с любым водителем, независимо от возраста, цвета глаз, носит ли человек очки или линзы, и в любых условиях, начиная от ночного вождения до яркого солнца. The position sensors in the space of optical radiation receivers (9) (DPP) - the pupils of the driver’s eyes can be performed using the technology of the Swedish company Tobii Technology, which developed such a system for vehicles in order to improve road safety, which works equally with any driver, regardless age, eye color, whether a person wears glasses or lenses, and in any conditions, from night driving to the bright sun.
Аналогичная система с небольшой доработкой м.б. применена и в узле отслеживания положения в заданном секторе обзора, слепящих источников излучения (1). A similar system with a little refinement m. it was also used in the tracking unit of the position in a given viewing sector, of glare radiation sources (1).
На входе датчиков могут быть установлены узкополосные светофильтры, согласованные по спектру с облучателем/облучателями, что повысит помехозащищённость системы. Облучатели, подсвечивающие приёмники излучения (4) могут работать в непрерьшном режиме, импульсном или иметь другой вид модуляции, а также луч/лучи облучателей могут сканировать сектор, в котором расположены приёмники излучения (4), а датчики At the input of the sensors, narrow-band filters can be installed, matched in spectrum with an irradiator / irradiators, which will increase the noise immunity of the system. The irradiators illuminating the radiation receivers (4) can operate in a continuous mode, pulsed or have a different type of modulation, and the beam / rays of the irradiators can scan the sector in which the radiation receivers are located (4), and the sensors
положения приёмников излучения (9) в своей работе могут использовать, например, эффект "красных глаз". При применении импульсного режима, для устранения влияния внешнего излучения на работу системы определения координат зрачков глаз, зрачки, например, могут подсвечиваться через кадр, с последующем вычитании следующих друг за другом кадров, а для устранения отражений от линз очков - облучатель излучает одну поляризацию, а ДПП принимает ортогональную. Кроме того, датчики положения в пространстве приёмников излучения (9) фиксируют геометрические параметры приёмников излучения (4), the positions of radiation receivers (9) in their work can use, for example, the red-eye effect. When applying the pulse mode, to eliminate the influence of external radiation on the operation of the system for determining the coordinates of the pupils of the eyes, the pupils, for example, can be highlighted through the frame, followed by subtraction of successive frames, and to eliminate reflections from the lenses of glasses, the irradiator emits one polarization, and Dpp accepts orthogonal. In addition, the position sensors in the space of the radiation receivers (9) record the geometric parameters of the radiation receivers (4),
например, диаметр зрачков глаз водителя, относительные параметры которых могут изменяться и при расширении/сужении зрачков и в for example, the diameter of the pupils of the eyes of the driver, the relative parameters of which can vary with the expansion / contraction of the pupils and
зависимости от расстояния их от фильтра (3), и в соответствии с этим, а также с учётом быстродействия систем слежения за положением depending on their distance from the filter (3), and in accordance with this, as well as taking into account the speed of tracking systems for position
приёмников излучения, устройство управления увеличивает или уменьшает рассеивающие области (зоны) фильтра (3), что позволит оптимизировать информативность просматриваемого через фильтр пространства. radiation receivers, the control device increases or decreases the scattering areas (zones) of the filter (3), which will optimize the information content of the space viewed through the filter.
Датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН) (6), может быть выполнен с использованием, по крайней мере, одной цветной матрицы, разделённой на две части, перед которыми установлены входные линзы, аттенюатор, управляемый решающим устройством (РУ), пропускающий ортогональные поляризационные составляющие внешнего излучения, соответственно в разные части матрицы, или может быть выполнен с использованием двух матриц, перед которыми аналогично установлены линзы и аттенюатор. A sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6) can be performed using at least one color matrix, divided into two parts, in front of which there are input lenses, an attenuator controlled by a resolving device (RU) transmitting the orthogonal polarization components of external radiation, respectively, in different parts of the matrix, or can be performed using two matrices, in front of which the lenses and attenuator are likewise mounted.
Оптическая система фильтра (3) (Фиг.1) содержит последовательно установленные оптически прозрачные системы (Фиг.4 ... Фиг.7) с The optical filter system (3) (Fig. 1) contains serially installed optically transparent systems (Fig. 4 ... Fig. 7) with
использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек (11) и последовательностей жидкокристаллических (ЖК) плёнок (10) толщиной, например, 50 ... 100 мкм, противоположные поверхности которых имеют системы электродов, которые выполнены в виде последовательностей параллельно нанесённых, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми using an optically transparent dielectric substance - thin optically transparent substrates (11) and sequences of liquid crystal (LC) films (10) with a thickness of, for example, 50 ... 100 μm, the opposite surfaces of which have electrode systems that are made in the form of sequences in parallel, deposited on surfaces of optically transparent substrates, between which
заключены жидкокристаллические плёнки (10), систем узких полос сеток, Фиг.2а,Ь,с, шириной 0,5 ... 2 мм каждая, или на одной из сторон нанесены оптически прозрачные электроды (13) Фиг.2е, шириной 0,5 ... 2 мм, прозрачность которых может быть вьппе 99% [8], расположение которых на одной поверхности, отличается от расположения их на другой поверхности, например, ортогональны. liquid crystal films (10), systems of narrow stripes of grids, Fig. 2a, b, c, each 0.5 ... 2 mm wide, or optically transparent electrodes are applied on one side (13) Fig. 2e, 0.5 ... 2 mm wide, the transparency of which can be 99% [8], whose location on one surface differs from their location on another surface, for example, are orthogonal.
При этом поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) содержат ориентанты, задающие исходную ориентацию молекул ЖК, например, планарную, гомеотропную или наклонную, а также ориентацию молекул ЖК, которую они обретают под воздействием электрического поля, формируемого при подаче на электроды In this case, the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants that specify the initial orientation of the LC molecules, for example, planar, homeotropic, or inclined, as well as the orientation of the LC molecules, which they acquire under the influence of an electric field generated when applied to the electrodes
соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов. Например, исходная гомеотропная ориентация молекул ЖК устанавливается, напылением на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) углеродных нанотрубок, с последующим формированием дополнительного ориентирующего рельефа, обработкой поверхностной электромагнитной волной (ПЭВ) [7]. corresponding filter zones of control potentials. For example, the initial homeotropic orientation of LC molecules is established by sputtering carbon nanotubes on the surface of an optically transparent dielectric substance (11), followed by the formation of an additional orienting relief, and processing by a surface electromagnetic wave (SEW) [7].
Таким образом, каждая из поляризационных составляющих внешнего оптического излучения проходит, по крайней мере, через одну Thus, each of the polarization components of the external optical radiation passes through at least one
согласованную с ней, посредством ориентанта жидкокристаллическую плёнку (10), а молекулы жидкокристаллических плёнок фильтра (3), при соответствующих управляющих потенциалах системы обработки сигналов и управления, имеющие начальную ориентацию, при которой внешнее оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и the liquid crystal film (10) coordinated with it, by means of an orientant, and the liquid crystal film molecules of the filter (3), with the corresponding control potentials of the signal processing and control system, having an initial orientation in which external optical radiation passes through them without hindrance, and
расположенные в зонах прохождения через фильтр к приемникам излучения — глазам водителя (4) внешнего оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнею located in the zones of passage through the filter to the radiation receivers - to the driver’s eyes (4) of external optical radiation, the intensity of which exceeds the intensity fixation set by the sensor and directions of arrival of polarization components of the external
оптического излучения (ДФИН) порог, под действием управляющих потенциалов на соответствующих системах электродов, формируют посредством одного из ориентантов в одной, или в части плёнок, или во всех последовательно установленных ЖК- плёнках, пространственную оптическую анизотропию, рассеивающую частично или с максимальной эффективностью проходящее через фильтр излучение. optical radiation (DFIN) threshold, under the influence of control potentials on the respective electrode systems, is formed by one of the orientations in one or in part of the films, or in all LCD films installed in series, spatial optical anisotropy, which partially or partially scatters through the maximum efficiency radiation filter.
В основу работы фильтра положено свойство линзы рассеивать The filter is based on the ability of the lens to disperse
проходящее через неё излучение, что осуществляется формированием в заданных зонах жидкокристаллических плёнок множества микролинз. the radiation passing through it, which is carried out by the formation of multiple microlenses in predetermined zones of liquid crystal films.
В управляемом противослепящем рассеивающем фильтре -1 (УПРФ -1), с одной стороны каждой из жидкокристаллических плёнок (10), системы электродов выполнены в виде последовательностей параллельно In a controlled anti-glare scattering filter -1 (UPRF -1), on one side of each of the liquid crystal films (10), the electrode systems are made in the form of sequences in parallel
нанесённых, на одну из поверхностей оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические плёнки (10), систем узких полос сеток (Фиг.2а,Ь,с), а, с противоположной стороны каждой жидкокристаллической плёнки (10), в направлении, которое отличается от направления расположения систем электродов на другой поверхности, например, ортогонально, расположены системы широких, оптически прозрачных электродов (13) (Фиг.2е) или системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесённых, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток (Фиг.2а,Ь,с), ячейки которых applied onto one of the surfaces of optically transparent substrates, between which the liquid crystal films (10) are enclosed, systems of narrow stripes of nets (Fig. 2a, b, c), and, on the opposite side of each liquid crystal film (10), in a direction that differs from the direction of the arrangement of the electrode systems on another surface, for example, orthogonally, there are systems of wide, optically transparent electrodes (13) (Fig. 2f) or electrode systems, in the form of sequences applied in parallel, on optically transparent substrates, si the narrow bands grids (2a, b, c), which cell
расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических плёнок (10), при этом размер каждой ячейки нанесённых на оптически прозрачные подложки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических плёнках (10) микролинз, при подаче на соответствующие электроды управляющих потенциалов и может составлять, например, 100 ... 200 мкм х 100 ... 200 мкм, в которых под действие управляющих потенциалов по периметру ячеек, формируется оптическая анизотропия, и соответственно, проходящее излучение рассеивается в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивая максимальное ослабление проходящего излучения.located opposite, symmetrically, relative to the cells, systems of narrow stripes of networks on optically transparent substrates on the opposite side of liquid crystal films (10), while the size of each cell deposited on optically transparent substrates of systems of narrow bands grids, determines the size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10) when applying potentials to the corresponding electrodes and can be, for example, 100 ... 200 μm x 100 ... 200 μm, in which under the action of control potentials around the perimeter of the cells optical anisotropy is formed, and accordingly, the transmitted radiation is scattered in the vertical and horizontal planes, providing maximum attenuation of the transmitted radiation.
Дополнительно, со стороны жидкокристаллической плёнки (10), введены системы узких электродов (15) (Фиг.2а), отделенные от первых, от систем электродов, в виде последовательностей параллельно нанесённых, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток (Фиг.2а,Ь,с) оптически прозрачной, диэлектрической изолирующей плёнкой (12) Additionally, from the side of the liquid crystal film (10), narrow electrode systems (15) were introduced (Fig. 2a), separated from the first, from the electrode systems, in the form of sequences applied in parallel to, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of networks (Fig. 2a) , B, c) optically transparent, dielectric insulating film (12)
(Фиг.З). (Fig. 3).
При этом, при недостаточно интенсивном слепящем излучении, система обработки сигналов и управления подаёт управляющие потенциалы, только на соответствующие, дополнительные узкие электроды (15), которые формируют в заданных зонах фильтра системы линз, существенно At the same time, with insufficiently intense blinding radiation, the signal processing and control system supplies control potentials only to the corresponding additional narrow electrodes (15), which form lens systems in specified filter zones, significantly
соответствующих цилиндрическим линзам, рассеивающих слепящее излучение в вертикальной плоскости, исключая попадания этого излучения в соседний глаз водителя. С ростом интенсивности слепящего излучения, система обработки сигналов и управления подключает к работе системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесённых, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток (14) corresponding to cylindrical lenses scattering glare in a vertical plane, excluding this radiation from entering the driver’s neighboring eye. With an increase in the intensity of blinding radiation, the signal processing and control system connects to the operation of the system of electrodes, in the form of sequences applied in parallel, on optically transparent substrates, systems of narrow stripes of grids (14)
(Фиг.2а,Ь,с), изменяя на них величину потенциала, в зависимости от интенсивности слепящего излучения, что приводит к его рассеиванию и в горизонтальной плоскости, увеличивая, таким образом, при необходимости, площадь рассеяния до максимальной. (Fig. 2a, b, c), changing the magnitude of the potential on them, depending on the intensity of the blinding radiation, which leads to its scattering and horizontal plane, thus increasing, if necessary, the scattering area to the maximum.
И таким образом, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих проходящего через фильтр внешнего оптического And thus, for each of the orthogonal polarization components of the external optical filter passing through the filter
излучения, в соответствующих зонах фильтра, при превышении внешним оптическим излучением заданного порога на приёмниках излучения, под действием управляющих потенциалов формируются системы линз, согласованных посредством ориентанта с соответствующей radiation, in the corresponding zones of the filter, when the external optical radiation exceeds a predetermined threshold at the radiation receivers, under the action of control potentials, lens systems are formed that are coordinated by means of an orientant with the corresponding
поляризационной составляющей излучения, цилиндрических, polarization component of radiation, cylindrical,
рассеивающим излучение в вертикальной плоскости, и/или существенно соответствующих сферическим, рассеивающим излучение как в scattering radiation in a vertical plane, and / or substantially corresponding to spherical scattering radiation as in
вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, обеспечивая both vertical and horizontal, providing
максимальное рассеяние (площадь рассеяния) слепящего излучения, а наклонное расположение электродов, формирующих ячейки сеток (Фиг.2Ь), позволит рассеивать большую часть слепящего излучения под углом к горизонтальной плоскости, минимизируя попадание рассеянного излучения в соседний глаз. the maximum scattering (scattering area) of the glare radiation, and the inclined arrangement of the electrodes forming the mesh cells (Fig.2b), will allow to scatter most of the glare radiation at an angle to the horizontal plane, minimizing the penetration of scattered radiation into the neighboring eye.
При этом, для каждой формируемой управляющими потенциалами зоны фильтра, рассеивающей внешнее оптическое излучение, превышающее заданный порог, для каждой поляризационной составляющей этого излучения, на соответствующие электроды жидкокристаллических плёнок, система формирования подаёт управляющие потенциалы, величины которых могут существенно различаться, что позволит оптимизировать степень рассеяния излучения, превышающею заданный порог как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, и установить фильтр на различных расстояниях от приёмника излучения, а также, при применении раздельных фильтров для каждого глаза, например, в очках или козырьке мотоциклиста, позволит получить эффективное, управляемое рассеяние всех источников слепящего излучения. At the same time, for each filter zone formed by the control potentials, which scatters external optical radiation exceeding a predetermined threshold, for each polarization component of this radiation, to the corresponding electrodes of liquid crystal films, the formation system supplies control potentials, the values of which can vary significantly, which will optimize the degree of scattering radiation exceeding a predetermined threshold both in the vertical and horizontal planes, and install the filter at various sizes melts from the radiation receiver, as well as when applying separate filters for each eye, for example, in goggles or a motorcyclist's visor, will provide effective, controlled scattering of all sources of glare radiation.
Дополнительно, введена система, корректирующая в соответствующих жидкокристаллических плёнках (10), утлы рассеяния излучения, Additionally, a system has been introduced that corrects, in the corresponding liquid crystal films (10), the radiation scattering angles,
превышающего заданный порог в горизонтальной плоскости, относительно положения каждого из зрачков глаз водителя излучения, учитывающая расстояние между приёмником излучения и фильтром для исключения при возможности (когда слепящее излучение не достаточно велико) попадания в область зрачков части рассеянного слепящего излучения из соседней рассеивающей зоны. exceeding a predetermined threshold in the horizontal plane, relative to the position of each pupil of the radiation driver’s eyes, taking into account the distance between the radiation receiver and the filter to exclude, if possible (when the glare radiation is not large enough), a part of the scattered glare radiation from the neighboring scattering zone can enter the pupil region.
При этом последовательная установка систем управляемых посредством электродов ЖК - плёнок для рассеяния поляризационных составляющих слепящего излучения, позволит при минимальной толщине фильтра, получить ослабление слепящего излучения на приёмнике (глаза водителя) в 500... 1000 раз и более. In this case, the sequential installation of systems controlled by electrodes of LCD films to scatter the polarizing components of the glare radiation, with the minimum thickness of the filter, will allow the weakening of glare radiation on the receiver (driver's eyes) 500 ... 1000 times or more.
Дополнительно, между последовательностями жидкокристаллических плёнок (10) (Фиг.6), рассеивающих ортогональные поляризационные составляющие излучения, при подаче на соответствующие системы электродов управляющих потенциалов, введён согласующий вращатель плоскости поляризации (16) поворачивающий плоскость поляризации проходящего через него излучения на 90 град., для согласования второй, ортогональной поляризационной составляющей проходящего излучения с ориентантом, который ориентирует молекулы жидких кристаллов в них однотипно и может иметь одинаковые параметры. В исходном состоянии, при отсутствии внешнего слепящего излучения, на электроды не подаются управляющие потенциалы, в ЖК - плёнках Additionally, between the sequences of liquid crystal films (10) (Fig. 6), scattering the orthogonal polarization components of the radiation, when the control potentials are applied to the corresponding electrode systems, a matching polarization plane rotator (16) is introduced, which rotates the polarization plane of the radiation passing through it by 90 degrees, for matching the second, orthogonal polarization component of the transmitted radiation with the orientant, which orients the molecules of liquid crystals in them of the same type and can have the same parameters. In the initial state, in the absence of external glare, control potentials are not applied to the electrodes, in LCD films
отсутствует оптическая анизотропия и фильтр прозрачен. There is no optical anisotropy and the filter is transparent.
При наличии внешнего слепящего излучения и превышении им заданного порога, датчик/датчики фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН) (6) выдает на, по крайней мере, один процессор выработки решений сигналы, содержащие информацию об интенсивности поляризационных In the presence of external glare radiation and when it exceeds a predetermined threshold, the sensor / sensors for recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6) provides signals to at least one decision-making processor containing information on the polarization intensity
составляющих внешнего оптического излучения, спектральном составе и направлении их прихода, который в соответствии с этими данными и данными с датчика атчиков положения в пространстве приёмников внешнего оптического излучения относительно фильтра (ДПП) (9) выстраивает в соответствии с их координатами между ними (виртуально) прямую линию и определяет точки или зоны прохождения этой линии через фильтр (3), и далее посредством, по крайней мере, одного управляющего устройства распределяет управляющие сигналы между системами components of external optical radiation, the spectral composition and direction of their arrival, which, in accordance with these data and data from the sensor of the position sensors in the space of external optical radiation receivers relative to the filter (DPP) (9), draws a (virtually) straight line in accordance with their coordinates between them line and determines the points or zones of passage of this line through the filter (3), and then through at least one control device distributes control signals between systems
электродов (13,14,15), используя, например, мультиплексный метод или метод активной матричной адресации с применением запоминающих ячеек, таким образом, что на пути лучей внешнего оптического излучения к приёмникам излучения - глазам водителя (4) транспортного средства молекулы ЖК - плёнок (10) в соответствующих зонах фильтра УПРФ -1 под действием локально модулируемого этими сигналами электрического поля изменяют свою ориентацию в пространстве, и таким образом, данные зоны фильтра (3) приобретают оптическую анизотропию для одной или обеих поляризационных составляющих, и соответственно выполняются условия управляемого рассеяния внешнего оптического излучения посредством сформированных линз (Фиг.5 ... Фиг.7), а изменение electrodes (13,14,15), using, for example, the multiplex method or the active matrix addressing method using memory cells, so that on the way of the rays of external optical radiation to the radiation receivers - the eyes of the driver (4) of the vehicle molecules of the LCD film (10) in the corresponding zones of the UPRF-1 filter, under the influence of an electric field locally modulated by these signals, they change their orientation in space, and thus, the data of the filter zone (3) acquire optical anisotropy for one or both polar radiation components, and accordingly, the conditions for controlled scattering of external optical radiation are satisfied through the formed lenses (Fig. 5 ... Fig. 7), and the change
потенциалов на электродах (13, 14, 15), формирующих системы линз приведет к управляемому изменению их фокусного расстояния и potentials on the electrodes (13, 14, 15) forming the lens systems will lead to a controlled change in their focal length and
соответственно степени рассеяния слепящего излучения. respectively, the degree of scattering of glare radiation.
В целях облегчения работы устройства и существенного уменьшения тактовой частоты управляющих сигналов на электродах фильтра, возможно объединение в динамике электродов зоны или зон рассеяния в группы, на которые адресно подаются управляющие сигналы, и которые во времени обновляются, дополняются новыми сегментами (точками) или появляются новые зоны, а также происходит исключение из групп не возобновляемых сегментов или зон, и, кроме того, з»то позволит существенно снизить требования к электропроводности электродов. In order to facilitate the operation of the device and significantly reduce the clock frequency of the control signals on the filter electrodes, it is possible to combine in the dynamics of the electrodes the zones or scattering zones into groups to which control signals are addressed, and which are updated, supplemented with new segments (points) or new ones appear zones, and also exclusion from groups of non-renewable segments or zones occurs, and, in addition, it will significantly reduce the requirements for the electrical conductivity of the electrodes.
Кроме того, содержит систему установки плавающего порога, In addition, it contains a floating threshold installation system,
определяющую усреднённую интенсивность отражённого поверхностью дороги излучения из ближней зоны, составляющей, например, 10 ... 15 метров от транспортного средства, и общую освещённость в данный момент времени, в непрерывном режиме, и установки относительно её порога включения системы формирования в заданных зонах фильтра систем линз. which determines the average intensity of radiation reflected from the near surface of the road, which is, for example, 10 ... 15 meters from the vehicle, and the total illumination at a given time, in continuous mode, and the settings relative to its threshold of inclusion of the formation system in the specified zones of the filter systems lenses.
На Фиг.10 показана ближняя зона излучения, "А" - зона поверхности дороги, по яркости которой, с учётом общей освещённости, задается опора, относительно которой устанавливается порог срабатывания системы зашиты от ослепления, а, "В" - зона приёмной матрицы (ДФИН) (6), дающая информацию об уровне плавающей опоры - усреднённой интенсивности отражённого излучения в данный момент времени областью "А" поверхности дороги, системы защиты от ослепления, учитывающей адаптационную характеристику глаз водителя. В тёмное время суток данная зона матрицы принимает отражённое от поверхности дороги излучение собственных фар, в сумеречное время, плюс излучение внешнее, естественное излучение, а в дневное время суток - в основном внешнее, естественное излучение. Figure 10 shows the near radiation zone, "A" is the road surface zone, according to the brightness of which, taking into account the general illumination, a support is set, relative to which the threshold of the system is protected from blinding, and, "B" is the receiving matrix zone (DFIN ) (6), which gives information about the level of the floating support - the averaged intensity of reflected radiation at a given time by the area “A” of the road surface, a system of protection against glare, which takes into account the adaptive characteristic of the driver’s eyes. In the dark, this area of the matrix receives the radiation of its own headlights reflected from the road surface at dusk, plus external, natural radiation, and in the daytime, mainly external, natural radiation.
ДФИН может быть выполнен с использованием одной цветной матрицы, которая разделена на две части, перед которыми установлены входные линзы, аттенюатор, управляемый решающим устройством (РУ), пропускающий ортогональные поляризационные составляющие внешнего излучения, соответственно в разные части матрицы, и возможно автодиафрагма, или может быть выполнен на двух матрицах, перед которыми аналогично установлены линзы и аттенюатор. The DFIN can be performed using one color matrix, which is divided into two parts, in front of which there are input lenses, an attenuator controlled by a resolving device (RU), transmitting the orthogonal polarization components of external radiation, respectively, to different parts of the matrix, and possibly an auto diaphragm, or be performed on two matrices, in front of which the lens and attenuator are likewise mounted.
Цветная матрица необходима для идентификации таких сигналов, как например, сигналы светофора, "стоп" - сигналы движущихся впереди транспортных средств и т. п., для которых фильтр должен быть прозрачен. A color matrix is necessary for identifying such signals as, for example, traffic signals, “stop” - signals of vehicles moving in front, etc., for which the filter should be transparent.
В качестве датчика уровня сигнала, принятого из опорной зоны, может быть применён отдельный фотоприёмник. As a signal level sensor, received from the reference zone, a separate photodetector can be used.
Дополнительно, может быть введена ручная корректировка уровня порога, например, в сырую погоду. Возможно введение датчиков дождя, для Additionally, a manual adjustment of the threshold level can be introduced, for example, in wet weather. Perhaps the introduction of rain sensors, for
автоматической корректировки уровня порога, а также датчиков внешней освещённости, а в сложных условиях анализируется и яркость встречных источников излучения (фар). automatic adjustment of the threshold level, as well as ambient light sensors, and in difficult conditions, the brightness of oncoming radiation sources (headlights) is also analyzed.
Датчики внешней освещённости определяют интегральную яркость излучения в конусе с углом, например, 120 ... 160 градусов. Ambient light sensors determine the integral brightness of the radiation in a cone with an angle, for example, 120 ... 160 degrees.
При необходимости информация с датчика (ДФИН) может вводиться в запоминающее устройство, для контроля дорожной обстановки. Для устранения возможных бликов от поверхности фильтра (3) со стороны водителя (4), фильтр установлен под углом к проходящему через него излучению (Фиг.9), например, под углом 30 град, относительно вертикали, и содержит светопоглогитель, который может выдвигаться вместе с фильтром, расположенный таким образом, что на него падает отражённое от поверхности фильтра со стороны водителя излучение. If necessary, information from the sensor (DFIN) can be entered into the storage device to monitor traffic conditions. To eliminate possible glare from the surface of the filter (3) from the driver's side (4), the filter is installed at an angle to the radiation passing through it (Figure 9), for example, at an angle of 30 degrees, relative to the vertical, and contains a light absorber that can be pulled out together with a filter located in such a way that radiation reflected from the surface of the filter from the driver’s side falls on it.
Для повышения прозрачности фильтра, жидкокристаллические плёнки (10), ориентант и оптически прозрачное диэлектрическое вещество, между которым заключены жидкокристаллические плёнки, оптически согласованы между собой просветляющим покрытием. To increase the transparency of the filter, the liquid crystal films (10), the orientant and the optically transparent dielectric substance, between which the liquid crystal films are enclosed, are optically matched with an antireflection coating.
При установке с выходной стороны фильтра УПРФ -1 отражателя внешнего оптического излучения (Фиг.7), он может применяться на транспортном средстве в качестве противослепящих боковых зеркал и зеркала заднего вида, в которых аналогично, под действием управляющих потенциалов на системах электродов (13,14,15), в заданных процессором зонах фильтра (3) при превышении внешним оптическим излучением порога, формируются системы линз с изменяемым фокусным расстоянием, рассеивающие проходящее излучение, которое с выходной стороны фильтра отражается, и вновь проходит через системы фильтра (3), рассеивающие это излучение, а оптическое излучение меньшей интенсивности, ниже порога проходит через фильтр (3) без изменений, отражается от отражателя (зеркала) и проходит к приёмнику оптического излучения, глазам водителя (4). When installing the reflector of external optical radiation from the output side of the UPRF-1 filter (Fig. 7), it can be used on a vehicle as anti-glare side mirrors and rear-view mirrors, in which, similarly, under the influence of control potentials on electrode systems (13.14 , 15), in the filter zones specified by the processor (3) when the external optical radiation exceeds the threshold, lens systems with variable focal length are formed, scattering the transmitted radiation, which is reflected from the output side of the filter, and BL passes through the filter system (3), this radiation scattering, and optical radiation at intensities below the threshold passes through the filter (3) no change is reflected from the reflector (mirror) and extends toward the receiver optical radiation, the eyes of the driver (4).
И аналогично фильтру Фиг.1, изменение фокусного расстояния систем линз, посредством управляющих потенциалов на электродах, позволит And similarly to the filter of FIG. 1, a change in the focal length of lens systems, through control potentials on the electrodes, will allow
регулировать интенсивность проходящего к приёмнику излучения (4). При этом, система обработки сигналов и управления, может быть общей для управления системами зеркал (Фиг.7) и для фильтра Фиг.1, adjust the intensity of radiation passing to the receiver (4). In this case, the signal processing and control system may be common for controlling mirror systems (Fig. 7) and for the filter of Fig. 1,
расположенного перед глазами водителя (4) транспортного средства, в передней полусфере. located in front of the driver’s eyes of the vehicle (4) in the front hemisphere.
Представленная таблица 21(для транспортных средств с включённым "дальним" светом) показывает отношение яркости источника встречного излучения, рассеянного фильтром с Kf = 103, где Kf - коэффициент снижения яркости слепящего излучения фильтром, к яркости пятна собственного излучения фар транспортного средства, отражённого от дороги с d = 0,1, где Kd - коэффициент отражения дорожного полотна, для углов рассеивания пучков света фар собственного излучения - 10 град., и встречного - 10 град., где Dc - расстояние в метрах до встречного транспортного средства и Ds - расстояние в метрах до пятна, отражённого от дороги собственного The presented table 21 (for vehicles with the main beam on) shows the ratio of the brightness of the oncoming radiation source scattered by the filter with Kf = 10 3 , where Kf is the coefficient of reduction in the brightness of the blinding radiation by the filter, to the brightness of the spot of the radiation of the headlights of the vehicle reflected from roads with d = 0.1, where Kd is the reflection coefficient of the roadway, for the scattering angles of light beams of the headlights of their own radiation - 10 degrees, and oncoming - 10 degrees, where Dc - distance in meters from the oncoming vehicle and Ds is the distance in meters to the spot reflected from the own road
излучения. radiation.
Согласно приведённой таблице при максимальном рассеянии фильтра, например, Kf = 103 , даже в худших условиях - встречные транспортные средства движутся с включённым дальнем светом, водители не подвергаясь ослеплению могут просматривать дорогу на расстоянии, более 50 метров. According to the table below, with maximum filter scattering, for example, Kf = 10 3 , even in worse conditions - oncoming vehicles move with high beams on, drivers without being dazzled can view the road at a distance of more than 50 meters.
А при переключении света фар транспортных средств с дальнего на ближний, луч опускается и освещает полотно дороги на расстоянии до 50 ... 70 метров, при этом яркость света фар практически остаётся прежней и соответственно яркость пятна, отражённого от полотна дороги существенно не изменяется, а яркость света фар встречного транспортного средства, при переключении их на ближний свет, уменьшается как минимум на порядок - фара слепит не прямым лучом, а рассеянным светом. Исходя из чего, величины отношений яркостей, источников встречного излучения и яркости пятна собственного излучения, отражённого от дороги, приведённые в таблицах, можно уменьшить как минимум на порядок. And when switching the headlights of vehicles from far to near, the beam lowers and illuminates the roadway at a distance of 50 ... 70 meters, while the brightness of the headlights practically remains the same and, accordingly, the brightness of the spot reflected from the roadway does not change significantly, but the brightness of the headlights of an oncoming vehicle, when they switch to the dipped beam, decreases by at least an order of magnitude - the headlight dazzles not with a direct beam, but with diffused light. Based on what, the magnitude of the ratio of brightness, sources of oncoming radiation and brightness the spots of intrinsic radiation reflected from the road given in the tables can be reduced by at least an order of magnitude.
Дополнительно содержит датчик оценки средней интенсивности Additionally contains an average intensity sensor
внешнего оптического излучения (1), например, естественных излучателей и отражателей (солнце, облака, дорога, растительность и т.п.), естественной подсветки в сумеречное время, что позволит оптимизировать работу ДФИН, изменяя уровень порога применительно к адаптационной характеристике глаз водителя (4) к освещенности. external optical radiation (1), for example, natural emitters and reflectors (sun, clouds, road, vegetation, etc.), natural illumination in the twilight time, which will optimize the work of the DFIN, changing the threshold level in relation to the adaptive characteristic of the driver’s eyes ( 4) to light.
Дополнительно содержит анализатор спектрального состава Additionally contains a spectral analyzer
принимаемого внешнего оптического излучения (1), который может быть использован для анализа входящей информации с целью исключения рассеяния излучения с полезной и необходимой информацией, например, сигналов светофора повышенной яркости или других сигналов. received external optical radiation (1), which can be used to analyze incoming information in order to exclude radiation scattering with useful and necessary information, for example, traffic signals of high brightness or other signals.
При необходимости изменить спектральный состав принимаемого излучения содержит светофильтр, корректирующий его спектр. If necessary, change the spectral composition of the received radiation contains a filter that corrects its spectrum.
УПРФ -1 построенный по данной технологии может быть выполнен достаточно тонким, что позволит на его основе построить опускающийся козырёк на шлеме, например, мотоциклиста. UPRF -1 built on this technology can be made thin enough, which will allow to build on its basis a lowering visor on a helmet, for example, a motorcyclist.
При применении фильтра в виде козырька на шлеме или очков, блок управления, процессор выработки решений и другие узлы, могут быть выведены за пределы их конструкции во внешний блок, например, установлены непосредственно в приборной панели транспортного средства, а автоматическая, двухсторонняя связь между ними может осуществляться, например, излучением и приёмом сигналов в инфракрасном или другом частотном диапазоне, что позволит, существенно облегчить их вес, габариты, а при автономном питании и снизить потребляемую мощность. При этом внешний блок может содержать пульт управления режимами работы фильтра. When using a filter in the form of a visor on a helmet or glasses, the control unit, the decision-making processor and other components can be brought outside their design into an external unit, for example, installed directly in the vehicle dashboard, and an automatic, two-way communication between them can carried out, for example, by radiation and reception of signals in the infrared or other frequency range, which will significantly reduce their weight, dimensions, and with autonomous power and reduce power consumption. In this case, the external unit may comprise a control panel for filter operation modes.
Для снижения отражений от внешних поверхностей фильтра, они To reduce reflections from the outer surfaces of the filter, they
содержат просветляющее покрытие, например, плёнку компании Nippon Electric Glass, которая позволит достичь прозрачности поверхностей в пределах 99,5%. contain an antireflection coating, for example, Nippon Electric Glass film, which will achieve surface transparency within 99.5%.
При использовании фильтра УПРФ -1 в жёстких климатических When using the filter UPRF -1 in harsh climates
условиях, например, мотоциклистом в холодное время года, введена система поддержания температуры фильтра (3) в рабочем интервале температур. conditions, for example, a motorcyclist in the cold season, a system has been introduced to maintain the temperature of the filter (3) in the operating temperature range.
Дополнительно, содержит систему, отслеживающую состояние водителя транспортного средства по движению век и направлению взгляда, что является весьма надежной и точной мерой, позволяющей предупредить водителя транспортного средства о возможности неконтролируемого сна или Additionally, it contains a system that monitors the condition of the driver of the vehicle according to the movement of the eyelids and the direction of view, which is a very reliable and accurate measure to alert the driver of the vehicle about the possibility of uncontrolled sleep or
критического ослабления внимания во время движения. critical weakening of attention during movement.
Таким образом, фильтр УПРФ -1 пропускает без потерь поляризованное и неполяризованное излучение к приёмникам излучения - зрачкам глаз водителя (4) транспортного средства с любого направления в пределах заданного сектора обзора из передней полусферы, и/или через зеркала транспортного средства, если его шггенсивность, ниже заданного порога и одновременно рассеивает поляризованное и неполяризованное излучение независимо, с любого направления в пределах установленного сектора обзора, если его интенсивность превышает заданный порог, причём степень Thus, the UPRF-1 filter passes losslessly polarized and non-polarized radiation to radiation receivers — pupils of the driver’s eyes of the vehicle (4) from any direction within a given viewing sector from the front hemisphere, and / or through the vehicle’s mirrors, if its intensity is below a predetermined threshold and at the same time scatters polarized and non-polarized radiation independently, from any direction within the specified viewing sector, if its intensity exceeds a predetermined threshold, and degree
рассеяния зависит от яркости источников внешнего оптического излучения. Использование изобретения позволит: scattering depends on the brightness of external optical radiation sources. Using the invention will allow:
Создать технологичный и эффективный управляемый противослепящий рассеивающий фильтр, с минимальными потерями, адаптивный к источникам поляризованного и неполяризованного излучения для существенного повышения безопасности движения транспортных средств. To create a technologically advanced and efficient anti-glare scattering filter, with minimal losses, adaptive to sources of polarized and non-polarized radiation to significantly increase the safety of vehicles.
Таблица 1 Table 1
ЛИТЕРАТУРА. LITERATURE.
1. US Patent 5.422.756. G 02 В 005/3, 18.05.1992г. 1. US Patent 5.422.756. G 02 B 005/3, 05/18/1992
2. РФ Патент 2.077.069, С1, кл. 6 G02 С7 /10, В60 J3 /06, 10.04.1997г. 2. RF Patent 2.077.069, C1, cl. 6 G02 C7 / 10, B60 J3 / 06, 04/10/1997
3. РФ Патент 2.530.172, кл. 7G02B5/30, B60J3/06, 20 мая 2013г. 3. RF Patent 2.530.172, cl. 7G02B5 / 30, B60J3 / 06, May 20, 2013
4. РФ Патент 2.413.256, кл. 7G02B5/30, B60J3/06, 07.09.2009г. 4. RF Patent 2.413.256, cl. 7G02B5 / 30, B60J3 / 06, September 7, 2009
6. РФ Патент 2.373.558, кл. G02F1/13, 01.07.2008г. 6. RF Patent 2.373.558, cl. G02F1 / 13, July 1, 2008
7. Каманина Н.В., Васильев П.Я. О возможности получения 7. Kamanina N.V., Vasiliev P.Ya. About the possibility of obtaining
гомеотропнои ориентации нематических элементов при использовании наноструктур. Письма в ЖТФ, 2009, т.35, вып.11, стр.39-43. homeotropic orientation of nematic elements when using nanostructures. Letters to the ZhTF, 2009, vol. 35, issue 11, pp. 39-43.
8. Study of the growth of conductive single- wall carbon nanotube films with ultra-high transparency 8. Study of the growth of conductive single- wall carbon nanotube films with ultra-high transparency
Dachuan Shi, Daniel E. Resasco Dachuan Shi, Daniel E. Resasco
Chemical Physics Letters 511 (2011) 356-362. Chemical Physics Letters 511 (2011) 356-362.
9. High-resistance liquid-crystal lens array for rotatable 2D/3D autostereoscopic display. 9. High-resistance liquid-crystal lens array for rotatable 2D / 3D autostereoscopic display.
Yu-Cheng Chang, Tai-Hsiang Jen, Chih-Hung Ting, and Yi-Pai Huang* Yu-Cheng Chang, Tai-Hsiang Jen, Chih-Hung Ting, and Yi-Pai Huang *
Department of Photonics & Institute of Electro-Optical Engineering, National Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan. Department of Photonics & Institute of Electro-Optical Engineering, National Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan.
2014Optical Society of America. 2014 Optical Society of America.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016116141 | 2016-04-15 | ||
| RU2016116141A RU2607822C1 (en) | 2016-04-15 | 2016-04-15 | Controlled antiglare scattering filter-1 (uprf-1) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2017180023A1 true WO2017180023A1 (en) | 2017-10-19 |
Family
ID=58456026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000198 Ceased WO2017180023A1 (en) | 2016-04-15 | 2017-04-03 | Controllable anti-glare diffusion filter 1 (cagdf-1) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2607822C1 (en) |
| WO (1) | WO2017180023A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3684244A4 (en) | 2017-09-21 | 2021-07-07 | Verily Life Sciences LLC | RETINAL CAMERAS WITH MOBILE OPTICAL STOPS |
| RU2685555C1 (en) * | 2018-02-01 | 2019-04-22 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) |
| GB2618530A (en) * | 2022-05-05 | 2023-11-15 | Continental Automotive Gmbh | A motor vehicle cabin sensing system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608567A (en) * | 1991-11-05 | 1997-03-04 | Asulab S.A. | Variable transparency electro-optical device |
| US20040190106A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Gpt Glendale, Inc. | Eye protection methods and apparatus |
| RU2413256C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Adaptive polarisation filter (apf) |
| RU2530172C1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-10-10 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled anti-glare filter |
-
2016
- 2016-04-15 RU RU2016116141A patent/RU2607822C1/en not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-04-03 WO PCT/RU2017/000198 patent/WO2017180023A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608567A (en) * | 1991-11-05 | 1997-03-04 | Asulab S.A. | Variable transparency electro-optical device |
| US20040190106A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Gpt Glendale, Inc. | Eye protection methods and apparatus |
| RU2413256C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Adaptive polarisation filter (apf) |
| RU2530172C1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-10-10 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled anti-glare filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2607822C1 (en) | 2017-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4274713A (en) | Device with a scatter-free light valve | |
| US20210114439A1 (en) | Vehicular vision system with glare reducing windshield | |
| US20090109648A1 (en) | Techniques For Controlling Observed Glare Using Polarized Optical Transmission And Reception Devices | |
| US20030103261A1 (en) | Techniques for reducing observed glare by using polarized optical transmission & reception devices | |
| RU2607822C1 (en) | Controlled antiglare scattering filter-1 (uprf-1) | |
| CN107089182A (en) | Lighting control system and the vehicles | |
| RU2413256C1 (en) | Adaptive polarisation filter (apf) | |
| CN114312253A (en) | Control method of vehicle shade device, vehicle and storage medium | |
| RU2530172C1 (en) | Controlled anti-glare filter | |
| US20180201101A1 (en) | Sectorized adaptive screen and driver assistance system comprising such an adaptive screen | |
| WO2001007276A1 (en) | Eye protecting device | |
| CN106143317A (en) | Antiglare equipment and rearview mirror | |
| WO2013151460A2 (en) | Polarizing anti-glare filter | |
| RU2464596C1 (en) | Adaptive polarisation antiglare filter | |
| CN104407451A (en) | Day and night anti-dazzle liquid crystal glasses | |
| RU2369490C2 (en) | Multifunctional system for protecting eyes from blindness | |
| RU2685555C1 (en) | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) | |
| RU2609278C1 (en) | Controlled anti-glare scattering filter | |
| RU2377616C2 (en) | Adaptive polarisation reflectory filter (versions) | |
| US11536947B2 (en) | Tunable window system for a vehicle | |
| RU2124161C1 (en) | Polarization anti-dazzler | |
| DE102010006293A1 (en) | Glare shield device for vehicle, has transparent surface element, which is subdivided into multiple partitions, where transmission factor of each of partitions is automatically adjusted as function of intensity | |
| GB2562248A (en) | Driver anti-blinding system | |
| RU2541035C2 (en) | Method for driver's eyes protection if blinded by light of oncoming car | |
| RU2325675C2 (en) | Adaptive polarised reflecting filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17782733 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17782733 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |