CN104407450A - 一种防眩液晶眼镜的设计方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶片眼镜，尤其涉及一种防止车辆会车时对司机视觉产生干扰的防眩目液晶片以及使用该防眩目液晶片制作的眼镜。一种防眩目眼镜，包括镜架（3）、右镜片（2）和左镜片（1），所述右镜片（2）和左镜片（1）分别至少有一个高透视区和至少一个低透视区，所述低透视区的两端设有电极；光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器；所述对面车灯光探测器接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压；控制电路，包括光照度比较器和方波发生器,方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述低透视区两端的电极。本发明装置不但可以防眩目，而且可以增加司机的视觉舒适度。

Description

一种防眩液晶眼镜的设计方法与装置

技术领域

本发明涉及一种眼镜，尤其涉及一种防止车辆会车时对司机视觉产生干扰的防眩目眼镜。

背景技术

开车的人都知道，夜间行车时，对面车道的车辆如果开了灯（特别是远光灯），对司机的视觉影响非常明显，甚至无法看清前方道路情况，存在很大的安全隐患；为防止上述情况的发生，各类防眩目眼镜的研究也逐渐增多。比较典型的防眩目眼镜如CN88220466.1文献中所记载，其根据对面车辆在司机视线中的位置，将眼镜镜片的一部分区域使用防眩目的有色镜片，而另一部分采用普通镜片。该种眼镜可以在一定程度上实现防眩目功能，但是，它的缺点也很明显，首先，该镜片的有色镜片透过率较低，在对面没有车辆或者没有大灯的情况下，一个镜片的两个区域透过率差别过大，对司机的视觉感觉非常不好；其次，如果想使司机在对面无大灯的情况下眼睛的舒适度增加，那么就要增加该有色镜片的透过率，而如果有色镜片的透过率过高，则又难以起到防眩目的作用；另一种防眩目眼镜如CN201020655051.5文献中所记载，其通过一套手动的机械结构来控制滤光片的位置，每次使用前先调整好滤光片的位置。该防眩目眼镜的滤光片的位置虽然可以认为通过机械结构调节，但是，在司机开车过程中仍然不方便调节，如果不调节滤光片的位置，则存在上述第一种防眩目眼镜存在的问题；如果进行调节，则对司机的行车安全存在很大隐患。而且，这种调节有时需要非常频繁，更是不便。

发明内容

本发明的目的在于：

提供一种使用上述防眩目液晶片制作的防眩目眼镜。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防眩目眼镜，包括镜架、右镜片和左镜片，其中，所述右镜片和左镜片分别至少一个高透视区和至少一个低透视区，所述低透视区的两端设有电极；

光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器；所述对面车灯光探测器接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压；

控制电路，包括光照度比较器和方波发生器, 方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述低透视区两端的电极。

作为优选方案，所述光照度传感器还包括至少一个背景光探测器，所述背景光探测器接收除对面车灯光照射方向外的光照度，其输出作为背景参考电压。

作为优选方案，所述光照度传感器还包括设置于所述背景光探测器和对面车灯光探测器前方的正透镜。所述正透镜（6）为一个或分别位于背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的两个。当采用一个透镜时，传感器应该这样放置，透镜的光轴指向正前方，背景光探测器放在透镜的焦平面上的光轴的左侧，信号光探测器放在透镜的焦平面上的光轴的右侧。

作为优选方案，右镜片和左镜片结构相同，左镜片具有一个高透视区和一个低透视区，两者的分界线包括一条自左下方到右上方或者自右下方到左上方的一条斜线，该斜线与垂直线的夹角可以在15度到65度之间。

作为优选方案，右镜片高低透视区分界线的中点与左镜片中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为眼镜佩戴者的瞳距。

作为优选方案，所述低透视区采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片，所述高透视区为非液晶区域。

作为优选方案，所述镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透射区设有电极，而相应的高透射区不设电极；所述TN型液晶片的低透视区贴偏振片。

作为优选方案，光照度比较器包括两路前放，一路放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ光开关；背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的前置放大器进入运放器作比较。

作为优选方案，当对面车灯光照度比背景光高1.5倍到５倍之间或者两者的差值高于预设值M时，其中M取值为3Lux到30Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按预定比例放大了的信号通道的电压。

作为优选方案，当采用一个正透镜时，两个探测器都放在透镜焦平面附近，背景光探测器放在自己车行驶方向来光汇聚的位置，对面车灯光探测器放在对面车方向来光汇聚的位置。

本发明的有益效果为：本发明的防眩目眼镜具有至少两个区域，即高透视区和低透视区，低透视区对应对面车大灯的照射方向，通过安装光照度传感器，判断是否有大灯照射。如果没有大灯照射时，高透视区与低透视区的光透过率一样或接近，使人眼感觉不到太大的差异，没有不舒适的感觉；如果有大灯照射，则只有眼镜片上的局部区域，也就是在人眼和对面车灯之间的低透视区变暗，起到防眩目的功能；而眼镜片上的其他区域的透过率并不变化，特别是眼镜片上在人眼和自己车行驶前方的路面之间的区域即高透视区的透过率始终不发生变化，因而并不影响司机对自己车前方路面情况的观察。这样实现了“只遮大灯不遮路”的效果。本发明所述的液晶防眩目眼镜有效增加了司机的视觉舒适度，减少疲劳，提高驾驶安全性。

本发明很好利用了液晶片根据电压变化的特性和光敏元件等控制电路的特性。

附图说明

图1是本发明防眩目眼镜的结构示意图；

图2a是灯光探测传感器的结构示意图；

图2b是灯光探测传感器中对面车灯光探测器聚焦对面车灯光的结构示意图；

图2c是灯光探测传感器中背景光探测器聚焦背景光的结构示意图；

图3是液晶片控制系统的电路原理图；

图4是光照比较器的电路图。

其中：

1：左镜片；2：右镜片；3：镜架；4：背景光探测器；5：对面车灯光探测器；6：正透镜；1a：低透视区；1b：高透视区；1c：分界线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施方式提供了一种防眩目眼镜，该眼镜主要包括左镜片1、右镜片2和镜架3。左右镜片均为液晶片。每个镜片均分为两个区域，以左镜片1为例，其中包括高透视区1b和低透视区1a。低透视区1a位于左侧，低透视区1a对应于对面左侧来车方位。在此指出，本实施例中防眩目眼镜适用于车辆右侧通行的国家或者地区，比如中国、美国等。低透视区1a的光透过率可以根据对面车辆大灯的远近或者亮度自动进行调节，当对面车辆大灯亮度比较大时，低透视区1a的光透过率也降低较多，此时司机可以通过高透视区1b观看前面路面情况；当对面车辆大灯亮度比较小或者车辆距离比较远时，低透视区1a的光透过率降低程度较少或根本不降低，从而减少了高透视区1b与低透视区1a之间的光透过率差值，提高司机的眼睛舒适度。

高透视区1b由于可以不进行透过率调节，所以高透视区1b可以为非液晶区域，也可以为液晶区域。

再参见图1，图中右镜片2的高透视区和低透视区的设置方式与左镜片1完全相同，所以不再重复标号和描述。左镜片高透视区1b和低透视区1a的分界线为1c，分界线1c的中点与右镜片2中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为眼镜佩戴者的瞳距。分界线1c为一条自左下方到右上方的一条斜线， 该斜线与垂直线的夹角设在35度。这样设置的原因是，在人眼看来公路上左右车道的分界线(有时是黄线)是一条斜线，这条斜线与铅垂线的夹角大约是35度左右。在这条斜线以左，是对面车辆行驶的区域，在这条斜线以右，是自己的车可能行驶的区域。在使用本专利所述防眩眼镜时，司机可以尽量使镜片上的高低透视区的分界线1c和路面上的左右车道的分界线在视场里重合，使得低透视区对应对面车可能行驶的区域，高透视区对应自己车可能行驶的区域。不论低透视区如何遮光，都不影响自己车行驶区域的观察情况。实现了“只遮大灯不遮路”的功能。

上述低透视区1a随对面车大灯的亮度进行自动调节光透过率是通过如下技术方案实现的：

低透视区1a的液晶镜片采用的液晶为染料液晶，染料液晶的设置方式为，将电极只设置在低透视区1a，根据液晶片的液晶材料特性，使得加电压时低透视区1a光透过率降低，不加电压时低透视区1a光透过率维持原状。低透视区1a的电压控制系统原理参见图3。也可以采用两种液晶片的组合，一片在前一片在后。例如前片用PDLC液晶片，后片用染料液晶片。在PDLC液晶片前面可以加用黄色滤光片。

图3中光照度传感器的结构图参见图2a，光照度传感器包括两个光探测器（PD），分别为背景光探测器4和对面车灯光探测器5，如图2b和图2c所示，背景光探测器4指向自己车行驶方向，并要避开对面车灯的直接照射，用于探测车辆前方（非对面车大灯照射方向）的光照度，这路ＰＤ输出的电压作为背景参考电压。对面车灯光探测器5用于探测对面车大灯照射方向的光照度，这路PD输出作为信号电压。为保证ＰＤ的定向性，可以把ＰＤ放在一个正透镜6的焦点附近，也可以放在一个细管的一端，而将另一端指向所需的方向。正透镜6的光轴指向正前方，背景光探测器4放在透镜的焦平面上的光轴的左侧，对面车灯光探测器5放在正透镜6的焦平面上的光轴的右侧。可以把几个PD封装在一体，放在眼镜的同一位置；也可以分开封装，放在眼镜的不同位置。正透镜6可以为两个，分别放置于背景光探测器4和对面车灯光探测器5的前方。

控制电路包括光照度比较器和方波发生器。光照度比较器包括两路前放，一路放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ开关。如图4所示。两路ＰＤ的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的前置放大器进入运放器作比较。当对面车灯光照度比背景光高一定倍数，比如1.5倍到５倍之间或两者的差值高于预设值M时，其中M取值为5Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按一定(预定)比例放大了的Vs 电压。

所说的方波发生器会将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波。方波的幅值与光照度比较器输出的电压一样。由于方波的幅值与比较器输出的电压一样，而液晶的黑度与所加电压相关，所以液晶镜片遮光部分变化的黑度与对面车灯的亮度成正比，灯越亮镜片相应部分的透过率就越低。因而可以有效地遮挡对面的灯光，同时又不会遮挡司机的正常视场。

实现方法有很多种，可以用逻辑电路器件构成，也可以用微处理器ＭＣＵ实现。

实施例二

本实施例二防眩目眼镜与实施例一的主要区别在于：低透视区1a的液晶镜片是TN型液晶， TN型液晶片的局部控制可以在低透视区1a贴偏振片，而高透视区1b不贴偏振片。其具体控制电路原理与实施例一相同，在此不再赘述。

所述镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透射区设有电极，而相应的高透射区不设电极；所述TN型液晶片的低透视区贴偏振片。

此外，液晶片也可以为PDLC液晶片或者SHTN型液晶片。

在上述实施例一和实施例二中，光照度传感器包括两个光探测器（PD），分别为背景光探测器和对面车灯光探测器。作为另一种可选方案，光照度传感器还可以只包括一个光探测器（PD），即对面车灯光探测器。在此方案中，取消了背景光探测器，那么可以将对面车灯光探测器的输出电压与一个固定电压值作比较。

需要说明的是，镜片的区域划分上并不限于两个区域，也可以是多于两个，比如有两个低透视区和一个高透视区等等。再有，本发明所述眼镜并不局限于普通形式的眼镜，也应包括如头盔镜等特殊样式的眼镜。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防眩目眼镜，包括镜架（3）、左镜片（1）和右镜片（2），其特征在于，所述左镜片（1）和右镜片（2）分别至少有一个高透视区（1b）和至少一个低透视区（1a），所述低透视区的两端分别设有电极；光照度传感器，其包括至少一个对面车灯光探测器（5）；所述对面车灯光探测器（5）接收对面车灯光照射方向的光照度，其输出作为信号电压；控制电路，包括光照度比较器和方波发生器, 方波发生器将光照度比较器输出的直流电压转换成交流电压或者是方波；方波发生器的输出端连接所述低透视区两端的电极。

2.根据权利要求1所述的防眩目眼镜，其特征在于，所述光照度传感器还包括至少一个背景光探测器（4），所述背景光探测器（4）接收除对面车灯光照射方向外的光照度，其输出作为背景参考电压。

3.根据权利要求2所述的防眩目眼镜，其特征在于，所述光照度传感器还包括设置于所述背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的正透镜（6），所述正透镜（6）为一个或分别位于背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）前方的两个。

4.根据权利要求1所述的防眩目眼镜，其特征在于，左镜片（1）和右镜片（2）结构相同，左镜片（1）具有一个高透视区（1b）和一个低透视区（1a）；高透视区与低透视区的分界线（1c）包括一条自左下方到右上方或者自右下方到左上方的一条斜线，该斜线与垂直线的夹角可以在15度到65度之间。

5.根据权利要求4所述的防眩目眼镜，其特征在于，左镜片高低透视区分界线（1c）的中点与右镜片(2)中高透视区和低透视区的分界线的中点距离L为眼镜佩戴者的瞳距。

6.根据权利要求1所述的防眩目眼镜，其特征在于，所述低透视区采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片，所述高透视区为非液晶区域。

7.根据权利要求6所述的防眩目眼镜，其特征在于，所述镜片采用染料液晶片或者PDLC液晶片或者SHTN型液晶片或者TN型液晶片；所述TN或SHTN型液晶片的低透视区贴偏振片；相应的高透视区不贴偏振片；所述用染料液晶或PDLC液晶的镜片的低透射区设有电极，而相应的高透射区不设电极。

8.根据权利要求2所述的防眩目眼镜，其特征在于，光照度比较器包括两路前放，一路放大器、运放比较器、和ＭＯSＦＥＴ光开关；背景光探测器（4）和对面车灯光探测器（5）的输出电压信号电压VS和参考电压VD通过各自的前置放大器进入运放器作比较。

9.根据权利要求8所述的防眩目眼镜，其特征在于，当对面车灯光照度比背景光高1.5倍到５倍之间或者两者的差值高于预设值M时，其中M取值为3Lux到30Lux，光照度比较器的ＭＯＳＦＥＴ管被触发，电路将输出按预定比例放大了的信号通道的电压。

10.根据权利要求9所述的防眩目眼镜的光照度传感器，其特征在于，当采用一个正透镜（6）时，两个探测器都放在透镜焦平面附近，背景光探测器放在自己车行驶方向来光汇聚的位置，对面车灯光探测器放在对面车方向来光汇聚的位置。