CN207473227U - 电子护目镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及护目镜。所述护目镜包括带液晶盒(LC)的护目镜镜片,其穿透度(TR)可以在透射与阻挡之间切换。此外,护目镜具有眼睛跟踪器(ET),其可以确定眼睛的视觉方向。它们还包括至少一个传感器(IL、IR)来测量入射的可见光的亮度,所述传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧并且通过至少一个护目镜镜片以空间分辨的方式测量亮度。传感器可以确定来自用眼睛跟踪器确定的眼睛视觉方向的可见光的亮度。护目镜还具有用于控制液晶盒的穿透度的闭环控制电路,其中在眼睛处预设亮度设置点值,其中控制电路采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及电子护目镜和眩光抑制系统。
背景技术
可以借助市场上可获得的多种液晶盒(TN、STN、Fe-LC等)来对通过光调制器的光强度进行电控制,从而达到至少两种状态,即可透射的透明状态或不透射的黑暗状态,这与目前的现有3D电视或影院护目镜(所谓的快门镜片)一样。
根据该基本想法,在1960年代就已经试图研发"电子太阳镜"来向这种护目镜的穿戴者提供可变的穿透度。
一些已知电子太阳镜以纯控制(而不是调节)方式操作,即,光电传感器位于护目镜的外部,因而只能测量从外部入射在护目镜上的亮度(例如,参见US 5,172,256或DE 102012 217 326 A1)。因此,仅基于纯经验值的特征线相应地将LCD切换到光亮或黑暗。
另外,接收方向同样非特定的传感器(传感器指向前方或指向天空)通常太少。这常常会导致完全错误并且甚至相反的眼镜反作用。例如,如果穿戴者看到观测的黑暗区域(暗角),同时护目镜被一束杂散阳光捕获(通过在物体上的偶然反射或者移动树林中的具有微小深色图案的树叶),那么LC是黑暗的,尽管由于穿戴者想要看见黑暗区域而在实际上应当是亮的。
出于视觉增强目的而抑制眩光的电子系统已经提出80多年(例如,参见US 2,066,680 A)。在该1934的专利中,通过旋转机械狭缝或层状盘("斩波器")使某人自己头灯灯光被调制成方波信号 (沿时间轴),同时完全相同的狭缝或层状盘在使用者(护目镜) 的视场前方进行完全相同的操作,即,频率和相位位置精确相同,其中使用者与被调制头灯灯光同步地感知外部世界。
如果使用者的护目镜例如有50%的时间(脉冲-暂停比=1:1) 被封闭,那么50%的不需要的光(例如,低阶太阳光)被抑制,观看物体的能见度被增强。
后来,可电子控制的光调制器代替了机械光调制器,具体地说,代替了液晶盒形式的机械光调制器,同时光源也变得越来越快速并且更容易电子控制(例如,参见DE 101 34770 A1,DE 2 001 086 A, WO 2013/143 998 A2)。
发明目的
本发明的目的是提供护目镜和在不同条件下向护目镜穿戴者提供视觉改进的系统。
解决方案
通过独立本发明的主题实现上述目的。所有采用的用语在此通过引用方式并入到说明书的内容中。
在下面的部分中描述解决问题或对解决方案做出贡献的不同方面。本领域技术人员将会清楚,几乎所有这些不同方面可以相互组合。
眼睛追踪器
为了实现该目的,提出用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜。护目镜具有至少一个护目镜镜片,其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。此外,护目镜具有能够确定眼睛的视觉方向的眼睛跟踪器,此外,具有至少一个传感器,用于测量入射的可见光的亮度,其中,所述传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧,传感器可以测量通过至少一个护目镜镜片的亮度,并且
-具有照相机的成像系统,或者
-位于坐标系上的至少三个传感器,或者
-复眼。
电子复眼由许多个体眼睛组成,类似于在生物学中用于描述飞行昆虫的复眼的术语"小眼",但是由电气的光电传感器组成,该光电传感器又位于导光斗(没有透镜)的下端,或者分别具有上游微透镜或两者组合(斗和微透镜)(例如,参见EP 0813079 A2)。
至少一个传感器可以确定来自眼睛跟踪器确定的眼睛的视觉方向的可见光的亮度。
护目镜还具有闭环控制电路,用于调节液晶盒的穿透度,其中对在眼睛处的亮度设置设置点值,并且其中,所述控制环路使用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
利用这种护目镜,可以对来自护目镜穿戴者的真实视觉方向的眩光快速而精确地调节亮度,例如当汽车驾驶员接近另一汽车时,或者当驾驶员在晴天驶入或驶出隧道时。
然而,当今,在极端小型化和"可穿戴电子设备"的背景下,可以通过容易且简单集成到护目镜中的微型电子设备来实现这种强大、安全系统的视觉改进。
为了扩展护目镜的范围,可取的是不将护目镜液晶盒的透射率调节到适当灰度,但是尽可能短地按顺序在透光周期与遮挡光周期之间切换护目镜。为了使人眼尽可能少地感知这种切换,透光周期与遮挡周期的循环(周期)应当持续最多二十四分之一(1/24)秒。
这种系统在人不再感知调节时尤其运行良好,即,以大约60Hz 的临界闪烁频率(CFF)以上的循环时间运行。
为了实现此目的,液晶盒应当设计成:在最多10ms内其穿透度能够从90%变化到10%并且从10%变化到90%。
如果使用这种液晶盒,液晶盒的穿透度可以在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。为此,必须具有用于控制或调节液晶盒的高穿透度状态和低穿透度状态的时间以及两种状态之间变化的装置。调节或闭环控制电路适当地设计成:高穿透度状态时间随着入射到至少一个传感器的可见光的亮度增加而变短(脉冲宽度调制,PWM)。
如果控制电路设计成:当确定来自眼睛的视觉方向的亮度时,能够考虑特定用户眼睛/视网膜灵敏曲线以对亮度加权,那么控制会更精确并且对护目镜穿戴者的眼睛更柔和。
特定用户眼睛/视网膜灵敏曲线例如考虑护目镜穿戴者的年龄和其他一般和/或个体特定眼睛参数,尤其相对于入射角,但也相对于其他光技术变量,该变量具有对感知的影响,例如,光源亮度、距离或光强度或光照强度(每个球面弧度角度的光通量)、照明度、其相应的绝对量级,例如在眼睛处的阈值、光通量、干涉源尺寸(点对面)、颜色或源的光谱分布及其时间变化、眼睛的预设(白昼视觉对暗视觉等)。
这些灵敏度曲线可以试探地和逻辑地确定,但是通常凭经验确定,例如在DouglasMace,Philip Garvey,Richard J.Porter, Richard Schwab和Werner Adrian:"Counter-measures for Reducing the Effects of Headlight Glare"中使用和分析;为AAAFoundation for Traffic Safety,2001年12月Washington DC而编写。
前述的人眼灵敏度曲线被储存为在各种表格(查询表-LUT) 中的加权倍数或可计算公式–至少以下述方式:在包括内部传感器、微控制器和预设设置点值的系统的闭环控制电路中,这些加权倍数实时并入到设定信号中以设置液晶盒的穿透度。
例如,用来确定"在失能眩光情况下物体的不可见性和不可识别性"的Adrian和Bhanji的公式(Adrian,W.和Bhanji,A.(1991) "Fundamentals of disability glare.Aformula to describe stray light in the eye as a function of the glare angleand age." Proceedings of the First International Symposium on Glare, Orlando,Florida,pp.185–194)考虑了入眼光角度的依赖性,在此情况下逐渐不再识别。
例如:如果入射光直接以眼睛垂直,则眩光最高(在权重公式中最大)。在眼睛跟踪器确定了视觉方向(向量ET(x,y,z))并且内部传感器和/或外部传感器确定了入射光方向(向量眩光(x,y, z))之后,微控制器可以检查者两个向量是否共线,即,具有相同的方向,并且相应地用前述权重曲线估算最大值。如果,例如,权重曲线储存为LUT,那么后者随着眼睛移动的视觉方向向量ET(x, y,z)在微控制器的存储器中相应地大致前后移动。如果存储为公式,该向量相应地转换为角度。
作为结果,灵敏度曲线不再需要制作成在光击中光电传感器之前相应对光"承重"的特殊预制透镜(例如,个体自由形态塑料透镜)。无须再现视网膜灵敏度的承重透镜甚至移动透镜,因为一切事物可以纯用软件表示,虽然所有传感器均刚性安装。
所述护目镜具有护目镜框架使至少一个护目镜镜片相关联的眼睛以光密闭的方式相对于环境光密封的事实,对眼睛特别柔和并且导致特别精确的调节。
控制电路的设置点值的20至400lx(Lux)范围的平均亮度设定已经证明对眼睛特别柔和。当外部亮度从非常量向下变到设置点值时,例如当汽车在晴天进入或离开隧道时,该值允许护目镜穿戴者眼睛的亮度恒定,或者反之亦然。亮度或照明强度变化此时可以为倍数1000或以上。护目镜穿戴者不会暴露于这些非常快速的亮度波动。始终通过护目镜的控制来平衡亮度波动。
在明亮晴天进入黑暗隧道或黑暗阴影区域(树林等)是典型应用。因为在白天设置的设置点值相当于黑色太阳镜,所以眼睛始终适应黑暗并且从开始就做好准备,使得在进入黑暗区域之后,护目镜镜片仅需要实时调节为透明和清晰(打开),以便能够立即在黑暗中看见。没有这些护目镜的人眼所需的黑暗适用时间大约30秒,其中这可以降低到几分之一秒(例如,10ms),从而人可以立即在黑暗中看见。就在离开隧道回到光线中之后发生其相反现象。
如果护目镜镜片具有至少一个其他亮度传感器,并且该亮度传感器设置在护目镜的背向眼睛一侧(外部传感器)以确定环境光的亮度,那么可以获得下述的更多空置可能性。
例如,控制电路的设置点值可以作为环境光的亮度的函数而变化,其中所述设置点值的变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数10,因而应当发生以使护目镜穿戴者的眼睛没有困难地适应这种变化。
在亮度突然变化的情况下,护目镜应当在10μs到1s内对极端亮度值进行反应,以使所述液晶盒(LC)设置为低穿透度状态。
在极端情形下,这被称为"失能眩光",其中,所述护目镜穿戴者不能阅读或看见任何事物(参见上文),即,当恰好垂直于眼睛 (零度以下)的极强眩光出现时,例如直接看太阳,护目镜完全关闭,即设置为全黑。
这种控制不是关键的,因为该控制不会涉及某人是否由于极度眩光或者由于护目镜变暗至全黑而什么也看不见;然而,黑暗状态具有的优点是眼睛保持被保护并且保持对黑暗的适应。
在某一时间段或者护目镜穿戴者的眼睛方向变化之后,护目镜慢慢回到亮状态。
当护目镜具有用于护目镜穿戴者的两只眼睛的护目镜镜片以及一个眼睛传感器时,眩光抑制的控制更精确,其中眼睛传感器位于每个护目镜镜片上,用于测量射入相应眼睛的可见光的亮度。可以通过用于每个护目镜镜片的控制电路对每只眼睛单独地进行控制。
如果两只眼睛的设置点值相互偏离1%至60%,那么可以用这种护目镜实现亮度/对比度范围的增益。实践中,典型的左右偏离的值为5%-30%。在类比的高动态范围(HDR)摄影中,这里可以参考"HDR 视觉"。
以前,这种系统已经在理论上获得,但是只有现在,可以通过获得极快速调制器和非常快的处理器实现智能的、安全相关的多通道实时控制系统来增强视觉,其中,左右眼睛分开处理,和/或可以包括团体应用的多个用户。
为了确保这一点,入射到一只眼睛的可见光的亮度的控制应当考虑控制另一只眼睛的亮度。
护目镜还可以与设置在护目镜的背向眼睛一侧的光源结合。然后,根据护目镜穿戴者的视觉方向适当控制光源。按照这种方式,由护目镜关闭以避免眩光而引起的变暗可以被抵消。例如,可以想到四个LED,在每个眼角设置一个。
然后,眼睛跟踪器确定四个LED中的哪一个应当根据视觉方向通电–当向外向上/向下看时,在视觉方向上只有一个LED–或者当对应于视觉方向时,两个LED–或者当直接向前看时,所有四个LED。
其他可能性:
代替或者除了在一对护目镜角部的四个刚性安装的LED以外,也可以借助眼睛跟踪器在眼睛方向上控制任何其他光源/头灯。
为此,这些灯可以电动机械地枢转,以类似于机动车的电子枢转曲线光,或者在旋转3轴监控照相机的情况下,或者在可自由移动的手持系统的情况下,这可以通过电子或大轴承平衡环(平衡环或固定凸轮法)进行控制,相对于地球或穿戴者保持其自身稳定的坐标系,头灯可以相对于地球或穿戴者在视觉方向上枢转。
因此,在所有类型的支撑件中的所有类型的LED头灯可以认为是:汽车、头盔、自行车、摩托车、手、肩膀、身体、步枪等。
当光源的发光时间和发光强度被控制成光源在液晶盒的高穿透度状态期间照射时,这尤其有效。在这种情况下,光源的发光强度和液晶盒的穿透度的乘积的时间积分在高穿透度状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
例如,这种闪光光源可以为汽车头灯,该汽车头灯始终用队驾驶员恒定的亮度照射公路和环境,同时通过关闭护目镜来有效方式对面车辆产生的眩光。然而,在这里所述的意义上,也可以使用其他类型的头灯,例如自行车灯、头盔灯、闪光灯。
因为从外部或对面车辆头灯检测的亮度在这些条件下始终是恒定的而与如何调节脉冲-暂停比无关,所以在更换的意义上容易取下这种汽车头灯,或者在专用配件的意义上可以购买额外的头灯。
现在可以借助强白光和/或RGB LED/LASER实现这种用于改善视觉的强大且安全的系统。
除了汽车头灯以外,还可以想到以下光源:
-用于照射人类、光学传感器或照相机的光源,和/或
-在护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器,和/或
-在护目镜镜片的眼睛侧的显示器,和/或
-平视显示器。
例如,智能电话、平板电脑、笔记本电脑、驾驶员显示器等可以认为是在护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器。
例如,"Google Glass"或"virtual reality"("增强现实")显示器可以使用在护目镜镜片的眼睛侧。
各种显示器可以归入平视显示器(HUD),它们中的一些位于护目镜的眼睛侧,一些位于护目镜的外侧,例如位于具有显示器的头盔的前面。它们的共同点在于人们可以透过观看,但是平视显示器示出附加信息。
可以按照上述方式针对太阳或其他干扰眩光源阅读所有这些显示器。
该系统可以与下述的用于自身光检测的系统和方法完美结合。
在下文中,更详细地描述单独的过程步骤。这些步骤不一定以所指的顺序进行,同时所述方法也可以进一步包括没有提到的步骤。
该目的还可以通过用于调节入射到至少一只眼睛的可见光的亮度的方法来实现,包括以下步骤:
1.提供一对护目镜,其中,所述护目镜包括:
1.1至少一个护目镜镜片;
1.2其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度(TR)能够通过适当控制而变化;
2.眼睛跟踪器(ET),能够确定眼睛的视觉方向;
3.提供至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射到传感器上的可见光的亮度;
3.1其中,所述至少一个传感器(IL,IR)设置在护目镜镜片的眼睛侧;
3.2其中,所述至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;
3.3.其中,所述至少一个传感器(IL,IR)包括
3.3.1具有照相机的成像系统,或者
3.3.2位于坐标系上的至少三个传感器,或者
3.3.3复眼;
3.4其中,所述至少一个传感器(IL,IR)确定从通过眼睛跟踪器(ET)确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度;
4.提供闭环控制电路(MC),用于控制所述液晶盒(LC)的穿透度;
4.1其中,对在眼睛处的亮度预设设置点值;
4.2其中,所述控制电路采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
显示设备的可读性的改进
为了实现该目的,还提出了通过眩光抑制改善可视性的系统,该系统包括:
-用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
-至少一个护目镜镜片,其中,所述至少一个护目镜镜具有液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。在这方面,护目镜还具有用于控制或调节液晶盒的高穿透度状态的时间的装置。
另外,护目镜具有至少一个传感器,用于测量入射的可见光的亮度,其中,所述至少一个传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧并且测量向前通过至少一个护目镜镜片的亮度。
闭环控制电路调节液晶盒的穿透度。控制设计成:高穿透度状态的时间随着眩光增加而变短(脉冲宽度调制,PWM)。设置在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值,其中,所述控制电路使用所述传感器测量的作为实际值的亮度。
此外,该系统包括显示器和用于控制照明时间和显示器发光强度以便在液晶盒的高穿透度状态期间照射的装置。在这种情况下,所述显示器的发光强度和液晶盒的穿透度的乘积的时间积分在高穿透度状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
例如,如果环境光的亮度加倍,该系统一方面以液晶盒的高穿透度状态时间的一半反应,其中,有效补偿增加的眩光。同时,显示器的照明时间缩短,其发光强度加倍。作为结果,护目镜穿戴者感知的显示器亮度保持不变。
所有这些切换液晶盒的穿透度和切换显示器开关的过程应当以以下频率和速度进行:对护目镜穿戴者没有眩光或其他可感知影响。这意味着可能被穿戴者感知的所有影响应当至少24Hz,优选至少 60Hz。
具体地说,考虑如下显示器:
-护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器,和/或
-护目镜镜片的眼睛侧的显示器,和/或
-平视显示器.
智能电话、平板电脑、笔记本电脑、驾驶员显示器等或者平视显示器(HUD)可以认为是在护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器。
例如,"Google Glass"或"virtual reality"("增强现实")可以用作在护目镜镜片的眼睛侧的显示器。
所有这些显示器可以以所述方式读出,即使在强太阳辐射的情况下,或者在从作为背光的太阳而来的直接眩光的情况下。
优选的是,护目镜包括眼睛跟踪器,该眼睛跟踪器可以确定眼睛的视觉方向。在这种情况下,至少一个传感器包括:
-具有照相机的成像系统,或者
-位于坐标系上的至少三个传感器;
-复眼。
电子复眼由许多个体眼睛组成,类似于在生物学中用于描述飞行昆虫的复眼的术语"小眼",但是由电气的光电传感器组成,该光电传感器又位于导光斗(没有透镜)的下端,或者分别具有上游微透镜或两者组合(斗和微透镜)(例如,参见EP 0813079 A2)。
至少一个传感器可以确定来自眼睛跟踪器确定的眼睛的视觉方向的可见光的亮度。然后,所述控制环路使用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
在这种护目镜的情况下,例如,如果汽车驾驶员接近另一汽车而无论驾驶员是否看对面汽车方向,可以对来自护目镜穿戴者的真实视觉方向的眩光快速而精确地调节亮度。因为显示器的表述始终适用于通过护目镜进行的眩光抑制,所以不会损害显示器的可读性。
该目的还可以通过符合根据所述系统原理的操作的方法实现。
编码
该目的进一步借助通过眩光抑制改善可见度的系统来实现。该系统包括:
-用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
-至少一个护目镜镜片;
-其中,所述至少一个护目镜镜片包括液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
-其中,所述液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。
此外,护目镜包括用于控制液晶盒的高穿透度状态时间的装置。
另外,该系统包括光源,该光源具有用于控制或调节光源的照明时间和照明强度的装置,以便在液晶盒的高穿透度状态期间照射。光源的发光强度和液晶盒的穿透度的乘积的时间积分在高穿透度状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
液晶盒和光源的调节或控制设计成:能够在高穿透度状态时间和低穿透度状态时间的周期内连续或不连续地改变高穿透度状态时间的时间位置;和/或能够连续或不连续地改变高穿透度状态时间和低穿透度状态时间的周期的持续时间。
这些改变通过编码密钥确定。
所有这些切换液晶盒的穿透度和切换光源开关的过程应当以以下频率和速度进行:对护目镜穿戴者没有眩光或其他可感知影响。可能被穿戴者感知的所有影响应当至少24Hz,优选至少60Hz。
这种编码开启了宽范围的可能性,尤其在军事和安全部门(警察、消防队等)。没有编码密钥的任何人都很难消除通过光源的眩光。
另外,编码提供了以下可能性:各个团体,无论是否是对手或者具有类似任务的团队,均通过编码的光源接收单个秘密的专用视图,尤其如果具有类似整体系统(护目镜和光源)的外部用户在相同空间区域中的夜晚活跃。
对于眩光抑制的自动控制,护目镜优选具有至少一个传感器,用于测量入射到所述传感起的可见光的亮度。传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧并且测量通过至少一个护目镜镜片的亮度。此外,护目镜包括闭环控制电路,用于以以下方式控制液晶盒的穿透度:高穿透度状态时间随着入射到至少一个传感器的可见光的亮度增加而变短(脉冲宽度调制,PWM)。预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值,其中,所述控制电路使用所述传感器测量的作为实际值的亮度。
一方面,如果至少一个传感器具有带照相机的成像系统或者位于坐标系上的至少三个传感器或者复眼,那么可以提高眩光抑制的精度。另一方面,护目镜还包括能够确定眼睛的视觉方向的眼睛跟踪器。这是因为至少一个传感器可以确定从通过眼睛跟踪器确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度。并且,控制电路采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。这明显导致对实际眩光的非常精确的抑制。
如果光源或者附加的第二光源适合使活体生物、光学传感器或照相机耀眼,那么尤其引起安全应用的关注。例如,光源可以适合使夜视设备耀眼,这例如已经可以用红外光源的低强度实现。军事夜视系统不再随着亮度增加而运行,因为非常灵敏的接收器/剩余光放大器已经"超过"一定的亮度,即,过多的光将使它们故障。
显然,第二光源也应当仅在液晶盒的低穿透度状态期间照射。这开启了使罪犯或对手失明而不会使自己失明的可能性。
该目的还通过符合根据所述系统原理的操作的方法实现。
眩光武器
该目的通过用于使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的系统进一步实现,该系统包括:
-用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有至少一个护目镜镜片,其中,所述至少一个护目镜镜片包括液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。另外,还具有用于控制液晶盒的高穿透度状态的时间的装置。
-此外,该系统具有使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的光源,所述光源在液晶盒的低穿透度状态时间期间照射。
这种系统的主要优点在于:借助光源,罪犯或对手例如可能失明,但是护目镜穿戴者不会被耀眼,因为光源仅在护目镜的液晶盒遮挡光线时照射。
另外,致失明或将要致失明系统可以位于镜面荧光屏后面(例如,在车辆中),或者随机反射物体,或者可以有意地使用镜子以将眩光有目的地返回到发射器。根据现有技术,眩光武器的操作员未受保护并且可能经过反射而被其自身的光伤害。另外,根据现有技术,反射也可能使在操作员左右的相同任务工作小组的团队成员失明。这同样适用于粗心和疏忽操作眩光武器。所提出的系统消除了这些风险。
例如,光源可以适合使夜视设备耀眼,这例如已经可以用红外光源的低强度实现。军事夜视系统不再随着亮度增加而运行,因为非常灵敏的接收器/剩余光放大器的亮度已经"过调制",即,过多的光将使它们故障。
这种眩光武器通常也被称为"强光器",同时激光器的使用也被称为"激光强光器"。
如果在安全任务中人们不仅想要使对手失明而且尤其例如在夜晚还想要用自己的聚光灯照亮场景以更好地个人定向,问题是强光器的极亮光使其自身聚光灯衰退,使得聚光灯在远处不再充分可见,即,由于衰退,特定失明的人或失明的系统相对于反射行为变化(投降、停止、撤退、改变方向等)或者相对于一般数据收集(阅读车牌照等)不能充分看到。
此外,衰退的亮度通常为:当头灯照射被耀眼对手的环境时,甚至失明人或失明系统的环境不再充分可见,例如以便检测场景中的可以变化(有效监控环境)。
为了补救这种情形,该系统包括第二光源和用于控制或调节第二光源的照明时间和发光强度以便在液晶盒的高穿透度状态期间照射的装置。
这种方案允许系统用户为自身照射场景,而对手保持失明。第二光源在液晶盒发光时段内照射,耀眼光源仅在液晶盒遮挡光线的互补时间照射。系统用户不会被眩光武器耀眼,但是可以使用聚光灯照明和探测场景。
在其他选项中,可以想到第二光源为显示器。然后系统用户使对手耀眼,同时从自己的未受干扰的仪器显示器阅读信息。
为了防止或者至少对敌人造成以下困难:a)使眩光武器的发光时间与可比较系统同步并且在这些时间使液晶盒切换到遮挡(情景 A),甚至更糟,b)无论眩光武器何时关闭,对手猜测发射器的护目镜打开并且用其自己的眩光武器在该时隙使其耀眼,所以液晶盒和眩光武器的光源控制或调节可以设计成:在高穿透度状态时间和低穿透度状态时间的周期内连续或不连续地改变高穿透度状态时间的时间位置(跳相)。作为选择,能够连续或不连续地改变高穿透度状态时间和低穿透度状态时间的周期的持续时间(跳频)。然后,重要的是,这些改变通过编码密钥确定。任何模式不能以可容易识别的方式周期性地重复。
在足够快的反应系统的情况下(在技术性武器相同的意义上) 不能用编码保证对手对眩光(情景A)的自我防护,因为对手大体上仅猜测眩光武器*的"失去同步侧面"(*=不完整知识/信息不对称),它们不用其自己的(对方的)眩光武器射入具有连续安全性(最大能量)的护目镜的所有开放时隙中,尤其在脉冲图案不再通过编码同步和互补的情况下,但是"非逻辑跳",即,耀斑武器的短暂遗失 (下降光侧面)不一定意味着发射器的护目镜随后打开,尤其因为 100Hz系统具有每秒至少100个时隙并且每个人不一定使用这种"一贯逻辑"。
另外,激光强光器与灯一起在每个周期恰好可以产生更多跳跃" 遗失"或"光脉冲",尤其因为激光器和LED灯现在可以例如通过比LC 快门=10kHz而不是100Hz快100倍的倍数极快速地调制。这不可避免地导致对手的欺骗和混淆,尤其如果不是每个"遗失"或"光脉冲 "都导致护目镜的同步打开。前述保密编码也可以"系统地"应用,因为"公共传输信息"(眩光武器遗失或聚光灯脉冲)不再存在与其自身护目镜(或传感器)的打开时间的精确逻辑连接。
该系统可以与下述的各种人视力的颜色编码的系统和方法完美结合。
该目的还通过符合根据所述系统原理的操作的方法实现。
自身光检测
该目的进一步借助通过眩光抑制进行的可见度增强的系统实现,该系统具有用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜。护目镜具有至少一个护目镜镜片,其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。
该系统还包括至少一个传感器,用于测量入射到所述至少一个传感器的可见光的亮度,其中,所述至少一个传感器优选设置在护目镜镜片的背向眼睛的一侧。
另外,该系统包括闭环控制电路,用于控制液晶盒的穿透度,其中,预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值,并且控制电路采用通过至少一个传感器测量的作为实际值的亮度。在这种情况下,调节或控制设计成:高穿透度状态的时间随着眩光增加而变短。
最后,该系统还包括光源具有用于控制或调节光源的发光时间和发光强度以使光源在液晶盒的高穿透度状态期间照射的装置。光源发发光强度和液晶盒的穿透度发下乘积的时间积分在高穿透度状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
为了区分通过至少一个传感器检测的光的起因,即,有关是否来自外部光源(例如,耀眼光源)的光或来自其自身光源的光的问题,重要的是至少一个传感器检测仅在低穿透度状态时间入射的可见光的亮度。这允许所需的区分,因为被测量的亮度仅来自外部光源。
这种系统防止来自其自身光源的耀眼。
该系统可以与上述的借助眼睛跟踪器抑制眩光的系统和方法完美结合。
该目的还通过符合根据上述系统原理的操作的方法实现。
RGB编码
该目的进一步通过在多个护目镜穿戴者的视场中对物体进行颜色识别的系统实现。该系统包括用于每一护目镜穿戴者的一对护目镜,每一护目镜穿戴者具有至少一只眼睛。每一护目镜具有至少一个护目镜镜片,其中,所述相应的至少一个护目镜镜片具有液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。
该系统包括用于调节或控制液晶盒的高穿透度状态时间的装置,使得相应的液晶盒在不同时间被设置成高穿透度状态。
在该系统中,每一护目镜载体具有RGB光源以及用于控制或调节RGB光源的发光时间、颜色和强度的装置,使得
-第一护目镜穿戴者的RGB光源在其护目镜的液晶盒的高穿透度状态时照射第一颜色;并且
-第二护目镜穿戴者的RGB光源在第二护目镜穿戴者的护目镜的液晶盒的高穿透度时照射与第一颜色不同的第二颜色。
按照这种方式,在具有多人的团体应用中,人和物体的颜色编码可以在相应参与者的视场中进行,这样只有个人而不是外人可以看见。
当RGB光源例如设计成适合产生白光时,该光可以例如被分解成红、绿和蓝光脉冲的快速时间序列。如果只有其中一个光脉冲落入参与者液晶盒的高穿透度状态时间,那么只有他们看到这些颜色。外人,具体为没有快门护目镜的人将光感知为白色。
团体的成员(他们的液晶盒的高穿透度状态时间相互同步)看见相同的颜色。与该液晶盒打开时间不同的其他团体的成员看见其他颜色。
为了使颜色编码保持保密或者对没有护目镜的第三方或外人不可见,在相应护目镜的低穿透度状态时间从相应RGB光源发出需要以时间依赖方式传输的颜色,从而给没有穿戴任何护目镜的人留下白色的印象。
为了以衰减的形式看到用户或团体中的一些颜色标记,第一护目镜穿戴者的液晶盒可以在第二护目镜穿戴者的高穿透度状态的时间内提供弱化但非零的穿透度。
颜色编码不仅可以出现在三原色(红、绿、蓝)中,而且可以出现在由红、绿、蓝混合的任何颜色中。为了自由定义第一护目镜穿戴者的RGB光源在其护目镜液晶盒的高穿透度状态时间照射的颜色,可以在液晶盒的高穿透度状态时间加入RGB光源的各个原色的颜色成分在0%至100%之间的任意强度值。在液晶盒的低穿透度状态的相关时间,对其RGB光源的三原色的每一种原色发出缺失部分直到100%。
该保密颜色标记可以与上述眩光武器完美结合。
此外,该系统可以与借助上述眼睛跟踪器的抑制眩光的系统和方法完美结合。
该系统应用于具有编码密钥的上述编码中,这防止了可能使用的颜色编码被对手检测到。
该系统还可以与改善显示仪器易读性的上述系统和方法结合。
该目的进一步通过符合根据所述系统原理的操作的方法实现。
增强空间感
该目的进一步通过用于增强物体空间感的系统实现。该系统包括用于具有右眼和左眼至少两只眼睛的穿戴者的护目镜。护目镜具有位于两只眼睛的每一只眼睛的前面的护目镜镜片,其中每个护目镜镜片具有液晶盒,液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度分别能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。护目镜还具有用于控制或调节液晶盒的高穿透度状态时间的装置。
此外,系统包括两个光源,每个光源均分配一只眼睛,其中,所述光源的立体基线大于眼距。另外,具有用于控制或调节光源的发光时间的装置,其中
-与右眼关联的光源在右眼的液晶盒的高穿透度状态期间照射,
-而与左眼关联的光源不照射并且左眼的液晶盒被设置成低穿透度。
并且反之亦然。
这种方法产生了更好的3D感知,这通常在专题文献中称为 "2.5D",因为人不能完全看到后面的物体。从更大的立体基线照射物体,这种照射分别被左右眼感知。这导致瞳孔距离与两个光源之间距离相等的明显光学效应,这改善了深度分辨率的可能性。
两个聚光灯中每一个均可以独立发出RGB信号使得第三方始终看到白光同时两只眼睛种的每一只通过护目镜在相应的时间选择Ton时间对特定颜色可见的事实,意味着物体例如可以配备有补偿颜色束(例如,对具有红色边缘的右侧,和具有蓝色边缘的左侧)。
基本上,在下面的描述中,人们由于扩展立体基线和所谓的视觉作用或视觉重音(纯基于人类感知)而必须区分物理产生的空间投影,例如,视觉感知的系统理论穿透度通道所述。(源自: Systemtheorie der visuellen Wahrnehmung by Prof.Dr.-Ing.GertHauske,TU Munich,Teubner Verlag,Stuttgart,1994)。
具有互补颜色空间(例如,右红、左蓝)在视觉感知上稍微更加突出,尤其在遥远背景甚至没有背景(自由风景中的物体)的情况下。
当用人眼能够感知的预定频率对两个光源进行调幅,可以获得空间感的进一步增强或者至少对光背景的更可区分的感知。
这可以用于获得各种视觉感知,从在光背景(同相和异相)情况下的简单视觉("闪光灯"a)一直到有意诱发的看起来增强空间性的视觉效果,例如,Pulfrich效果(具体地说,在夜晚的逆相)。
前述闪光(a)的优点在于:在相对亮背景前面的被照物体的时间亮度变化在白天或暮光中被感知为增强对比或轮廓增强,尤其当想象两个不同边缘颜色的物体(右红,左蓝)交替闪光。在白天闪光总是一种使感知可见亮度产生略微差异的好方法–尤其在本文所述方式的情况下。
此外,尤其在暮光或夜晚,反相闪光(b)以及穿透度通道的其他适当影响(右或左LC更加变暗,比如在"HDR视觉"的情况下,或者在通道上传输少量的光l)时,图像或两张图像的"在对面通道中的感知运行时间"(参见上文:Prof.Gert Hauske)被延长,从而可以诱发Pulfrich效果。
该系统可以容易地与上述颜色编码结合。
除了互补颜色空间(右红,左蓝),特定主颜色(例如,红色) 的左右变化可以用于上述部分的"不可见颜色编码"。对团队的用户 1,右颜色边缘是亮红而左边缘呈现暗红(或类似),同时团队的用户2具有物体浅绿的右颜色边缘和深绿的左边缘。
另外,白光可以始终被增强,因为由于较宽立体基线而具有头灯,尤其在更遥远背景前面的物体或者自由旷野的无限背景的情况下。
该系统还可以与上述改善显示仪器可读性和借助眼睛跟踪器进行眩光抑制的系统和方法结合。
最后,该系统还可以与上述后背照明(LIDAR)的空间分离的系统和方法结合。
该目的还通过符合根据所述系统原理的操作的方法实现。
LIDAR
该目的进一步通过借助眩光抑制改进空间监控区域的视觉的系统实现。该系统包括护目镜,护目镜具有至少一个护目镜镜片,其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化。液晶盒设计成:液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换。该系统还包括用于调节或控制液晶盒的高穿透度状态的时间的装置。
该系统还包括脉冲光源,所述脉冲光源发出光脉冲。光源设计成:所述光源能够产生光脉冲,所述光脉冲的时间持续短于光源的光穿过在穿戴者的视觉方向上空间监控的区域所需的时间。
所述护目镜还包括用于控制或调节液晶盒的高穿透度状态时间的装置,所述装置能够临时设置液晶盒的高穿透度状态时间,使得只有来自空间监控区域的光脉冲的反向散射信号被液晶盒传输。
按照这种方式,实现了与称为LIDAR(Light Detection And Ranging)的基于激光的测量方法类似的效果。护目镜穿戴者仅从通过护目镜的控制已经切断的空间区域看见背光。按照这种方式,可以避免直接出现在头灯前面的由雾、雪花或雨滴产生的普通散射光。
为了增加液晶盒的切换次数,可取的是在某些环境下减少液晶盒的面积。如果需要,从简单护目镜镜片到两个集电极透镜(在其焦点中设置尽可能小的液晶盒)的组合的过渡是必要的。
另外,还可以是用特殊液晶,例如,多层(堆叠)铁电表面稳定晶体(FLC),以便获得在光速的时间范围中的非常快速的切换要求。
该系统可以与用于眩光抑制和可稳定阅读显示器的上述系统和方法完美结合。
该系统应用于空间视觉放大。这有助于在驾驶时提高安全性。
该目的还通过符合根据上述系统原理的操作的方法实现。
其他细节和特征将从下面结合本发明的优选示例性实施例的描述中变得清楚。在这种情况下,各个特征可以以其自身或多个特征的相互结合来实现。解决上述问题的可能性不限于示例性实施例。因此,例如,范围数据包含所有中间值(未提及)以及所有可预期的子区间。
具有眼睛跟踪器的智能护目镜
所有上述问题可以用"智能护目镜"解决,智能护目镜由液晶盒 LC形式的具有闭环实时PID控制电路的至少一个护目镜镜片组成,但是优选由两个完全独立护目镜镜片和所述类型控制电路组成。液晶盒的穿透度可以通过适当控制而变化,使得液晶盒的穿透度能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换,从而实现快门效果。如果足够快地完成,各个眼睛的视觉印象可以基于人类的视觉感知惯性而变化。
为了实现闭环控制电路,至少一个光电传感器必须位于每只眼睛的"内侧",从而能够通过快门在眼睛方向上观看并因此测量"实际亮度"。这作为用于控制的"实际值"。
需要对快门测量的上升实际亮度值进行定义注释,因为根据技术事实,在时间轴上离散(点对点)实际值和积分结果必须在完整快门周期T上区分:
1.在现实,当今可用的光电传感器可以快速读出,通过快门的光强度可以在时间轴上基于点对点被测量(例如,利用微秒级的采样频率),类似于具有光学测量头的数字存储示波器,从而离散的实际值曲线可以储存在微控制器的易失性存储器中。在该过程中,恰好当闸门在脉冲宽度调制(PWM)周期T内打开(Ton或透明)时和当关闭(Toff或非透明)时看见。例如,如果快门系统在100Hz基本频率下运行,临时存储深度为1/100Hz=10ms。在循环末端,微控制器可以通过该亮度轮廓纯数学地形成积分,因此提供周期的"实际值"。
2.另一方面,相同光电传感器可以在整个周期T上,即在上述 10ms上物理和电子地或者相对于切换技术整合,从而精确地在周期 T的末端,具有被微控制器读取的测量结果,而不必产生数学平均。在本发明中,光电传感器用于测量实际值,这能够进行快速点对点/ 离散测量。为了避免误会,当"灰度值"(经过周期T的平均亮度) 通过周期时间T被转换或积分时,在本文一般使用术语"实际值",具体因为人类同样仅感知灰度值,即使在现实中,仅从Ton到Toff的时间比值。
因此,光电传感器有效地掌管眼睛的角色,以测量落入眼睛的" 实际亮度",不只是任何随机的外部亮度。眼睛用作ON-OFF键控PWM 中的低通,因为只有在眼睛中或者只有在人类感知中产生灰度值,所以护目镜镜片在现实中从不感知灰度值。严格地说,类比实际值的上述积分情景(1和2),可以通过整合微控制器和/或光电传感器来限定第三情景,直到达到灰度值,这样可以被人类感知为灰度值(例如,在大约250-500ms上积分之后)。如果该可感知实际值是平均值,那么在本文中通常单独指出。
在点"LC域形成"的情况下,或在LC盒相反侧点污染的情况下,光电传感器或亮度传感器与LC盒相距一定距离(通常为1-3mm),这样由于开角度而实际上认为LC面积大于传感器的芯片面积。这导致更好的亮度平均和更精确/稳定的测量。在任何情况下,出于安全原因并且出于温度原因,在LC盒前面1-3mm距离处适当提供外部保护玻璃,这样也构成了护目镜外部设计。因此,这种点污染(小苍蝇、尘埃颗粒等)不再对LC具有任何影响,对光电传感器当然也没有影响。另外,整合光电传感器(如果它们是常规的,因而非透明的光电传感器)应用于外部LC边缘区域或护目镜框架区域,因而不会干扰视场。
然而,为了能够尽可能精确地确定LC快门中心的实际亮度值,在直视向前的情况下,每只眼睛至少两个优选三个光电传感器使用在瞳孔的统计中心。例如,他们可以排列成三角形,瞳孔的静态局部平均值在三角形的角部趋于不真实,这通常与直视向前的点相同(即,非斜视人类)。利用三角计算,相对于静态局部平均值或直视向前的平均亮度可以被计算并且作为用于控制的"实际值"。
另外,每只眼睛的多个内部光电传感器的优点在于:由于这种冗余保证了测量的可靠性,即使在污染的情况下,或者在强准时光入射(例如,只在三个光电传感器中的一个光电传感器上的随机光反射)的情况下。
控制需要"设置点",该设置点最初通过一种电位器或类似的"调节器"预设,这种方式使眼睛始终适应黑暗,类似于例如具有防护等级III(S3,8-18%穿透度)的相当强的太阳镜。
控制电路必须快速,以至于人眼不再感知控制过程,到达眼睛的亮度始终恒定(相对于设置点值),无论外部亮度如何变化。
这是所谓的实时控制回路,其中,所谓的delta(控制误差),即,设置点值与实际值之差,在收缩状态下始终为零(校正PID参数化)。
然而,这种控制仅在护目镜相对于外部光绝对光紧密的情况下工作。因此,护目镜例子类似于潜水镜、滑雪镜或具有软尘的紧密配合的安全镜、游泳镜风格的光紧密眼罩或具有宽侧杆和防护上下光的大眼镜。借助电位计或类似调节器,护目镜穿戴者的瞳孔a)可以缓慢打开,即使垂直"转动"直到为白天正常直径的75%以上;并且 b)由于实时控制稳定地保持在该直径,从而看起来"柔和抑制",无论外部亮度如何变化。
每只眼睛分开完成,尽管在开启例程中,每只眼睛被设置为相同的设置点值(例如,右眼(R)和左眼(L)100lx)。在实践中,设置点值R和L相当慢地变化(例如比亮度控制慢2-100倍),并且还有意地具有微小差异(例如,左侧10%多一点的透明度,而右侧 10%小一点的透明度)。下面阐述原因。
每只眼睛的至少一个外部传感器(OL,OR)粗略地且相当慢地 (例如,1-2秒以内)检测白天情形的时间平均并且确定是否为晴天、阴天或室内环境。这是需要的,因为一天内的动态范围覆盖100 lx-100,000lx的范围,即,倍数10,000,而简单的LC盒仅包括倍数1000-5000(对比率)。在借助可变设置点值切换到打开(例如,在非常亮的白天,在眼睛处初始100lx变为在眼睛处300lx)的开启期间,LC盒的"操作点"转移到正确范围,这通过外部传感器确定 (白天、阴天,...)。
当控制器处于下或上止点时,外部传感器初始化的设置点值也可以快速地动态变化,即,控制偏差不再为零,因为LC盒或穿透度的控制变量达到了不再增加的值(即,一直到上限或下限)。
这不应当是惯常情况,因为有意保持眼睛永久性适应黑暗。然而,如果照明情形完全改变,并且考虑到电子储存的经验值和来自外部和内部传感器的信息,在眼这特定方向(LC完全打开或完全关闭)达到控制器止点之前不久,设置点值改变,以至于控制器保持"控制模式"并且实际上不达到该止点,即,在最广义的意义上该响应是对数的或近似非线性的,但是由于增加的透射亮度(例如,当直接看向太阳)而允许虹膜柔和的受控的关闭。然而,这种设置点值的动态范围扩展的调整仅在少有的特例情况下出现。在正常操作时,瞳孔被设为相对固定的黑暗值(例如,正常直径的75%以上),使得在进入黑暗房间之后可以立即获得已经适应黑暗的眼睛(即,在1ms 以内)。
另外,两个设置点值(L和R)可以具有微小差异,例如,左侧比右侧多5%-30%的透明度,使得大脑可以从在感知上两个略微不同图像再次形成具有较高对比度范围(动态范围)的图像(在摄影上称为HDR="高动态范围",其中,两张不同曝光的照片相互拷贝)。先决条件是对比度差异不能变得太极端,即,对人保持不可感知,例如,1%-60%,优选5%-30%。不包括大于>30%的较高值,但是显示较短时间,不过可以使大脑极微地构造具有较高对比度范围的新图像。因此,通过只能软件算法影响人的感知。
另外,倾斜和加速度传感器也可以集成到护目镜中,这在所谓" 可穿戴技术"和智能电话中是惯常的,使得例如,在快速传播期间,这种亮度差可以自动降低或者甚至消除,以便避免例如不需要的效果(例如,Pulfrich效果或或其他感知的假象)。
这种电子控制的最高且最复杂的形式在"Swinging Flashlight Test"(SWIFT)-类似照明情形中考虑左右对侧瞳孔的亲近关系,这通过视神经叉和大脑后部的交叉左右神经信号交换实现。具体地说,这意味着在双眼电子设置点值精确相同(L=R=const.)时在没有对侧瞳孔的亲近关系不对称的健康人的情况下,横向上没有神经元刺激交换(例如,在相对性传入性瞳孔障碍RAPD的情况下),因为双眼的亮度始终恒定。有三种方式开发这种效果:
1)在一个通道(L或R)上具有相同标称值(R=L=const.) 的增强控制信号(例如,加强变暗)表示不对称的照明情形,例如,在相关通道上的过多户外光。该通道的微控制器与其他微控制器或其他通道的状态机通讯,然后可以打开照明侧的通道的近似到达或过调。
2)HDR差异模式的有意操作可以产生切换到更亮(更透明)的通道,尤其在切换得过快且过于周边(delta t、delta T较高)的情况下,在其他通道上对侧瞳孔收缩。为了考虑这种作用(用于补偿=负反馈,或者,如果需要,用于放大=正反馈),以下面的方式柔和且适当地控制其他通道:对另一只眼睛改善视觉,但是不使其导致向原始影响通道的新对侧转移。为此,提供衰减以防止系统两只瞳孔和两个软件控制的通道扫描。考虑外部光情形、两个控制器的工作点、在各个通道上的短暂/照明变化(例如,晴天、阴天、接近控制止点)和控制器之间的差异。
3)医学和精神病理学的应用:
(a)对于具有相对性传入性瞳孔障碍(RAPD)的病人而言,病人的左右瞳孔行为图案可以储存在微控制器的软件中,这样在两个上述模式(1和2)内的操作期间考虑正确的LC透明度,使得感知亮度始终恒定并且符合一定的所需值。
b)对于具有医学规定的左右视觉训练的病人而言(例如,在击球之后),一侧会根据某个临时图案而交替地更暗或更亮。
(c)对于应急情形中的紧急服务人事部门(例如,战斗中的士兵),他们具有急剧增加的肾上腺素水平并因此瞳孔扩张,软件可以通过略微降低(略微变暗)向上指令(键)相应地降低穿透度,其中,所述视觉感知在亮度上更令人愉快。
内部电眼至少加倍或甚至三倍。这不仅用于计算瞳孔(如上文所述)的最可能位置的平均亮度,而且还为了安全。例如,可以通过逻辑比较(例如,两个传感器示出类似的亮度,而只有一个没有亮度)识别某个光电传感器的污染或缺陷,因此仅考虑运行的两个光电传感器。
为此,除了永久性计算控制器部件以外,软件包含纯逻辑安全例程(单独的状态机),这保证护目镜始终与控制器并行运行。(在这种背景下,应当注意这种打算用于汽车应用的最容错的护目镜是双核或三核处理器且根据测试硬件和软件故障的ASIL标准认证。
简单型眼睛跟踪器
类别于上述模仿人眼的光电传感器或照相机类型,在护目镜中设置用于观测眼睛的第二传感器,该传感器设置在其中。例如,可以安装在所述传感器的后侧或略微偏离。可以采用各种传感器,例如,相对简单和便宜的光电传感器或CCD传感器或高分辨率成像系统。在最简单的情况中,仅大致检测视觉方向。具体地说,可以容易地通过使用编码红外光屏障在眼镜的白部分(巩膜)检测眼镜的左右移动。红外光不被眼镜感知,但是根据视觉方向而不同地被反射。IR源编码是必要的,使得不会与其他光源混淆并且在接收器侧反射。在最简单的情况下,这种编码可以是周期性的(例如,具有已知频率和相位位置的10kHz方波)。相敏检测器(PSD,也称为方脉冲放大器)可以根据频率进行非常精确的振幅测量,具体为在 10个周期上(即,以大约1kHz)的低通积分之后相对于发射器信号的相位位置,即使这相对于其他IR信号"噪音"非常弱。
这仅是简单眼睛跟踪器的一个实例。通过位置也可以由非常类似的方法–同样以反射确定,但是在这种情况下相对于在黑暗中瞳孔吸收而不是在白色巩膜上的反射。因为反射光点传感器非常划算,所以这种传感器可以安装在眼镜的内侧(接近鼻子)和外侧(接近太阳穴),可以在眼睛下方(上看/下看)-因此总共2-3个传感器。若干个传感器在视觉方向上增加了测量精度。
然而,当使用微小高分辨率成像照相机(类似于智能电话或笔记本电脑所使用)时,理想使用眼睛跟踪器。该照相机相对于视觉方向检测瞳孔位置,因而具有所有角度。
光电传感器和眼睛跟踪器的相关计算
光电池/照相机的方向性和亮度信息与眼睛跟踪器确定的眼睛方向数学关联。例如,这意味着初始取视觉方向作为输出值,而入射亮度以精确相同的角度被同时(即,实时)测量并时时被调节。因为这是实时PID控制回路,其中,控制偏差始终为零,所以在视觉方向上的亮度始终恒定–即,被调节的设置点值。
如果这种控制非常精确地起作用(可以使用高工艺),则主轴上的瞳孔从不经历亮度差。可以根据应用(例如,体育、机动车、工业、医药、军事)例如,通过开关或其他命令(例如,经由通过蓝牙等与护目镜连接的智能电话)选择这种控制模式。
另一方面,根据应用,这种极快速和精确的控制模式也可以在感知上产生不需要的假象。因此,可以设置替换模式,其中,软件被有意减速或者亮度仅以微小角度等级调节。例如,仅当用户实际精确看向位于旁边的眩光源(例如,交通车)时,立即调节到恒定亮度,否则,当瞳孔在中间仅略微前后移动并且移出没有背光的区域时,对亮度持续调节。
另外,个体年龄依赖眩光敏感度函数(可以储存在软件中作为公式或查找表(LUT))可以通过前看亮度传感器信号储存为模板(例如,以乘法加权)。虽然该传感器不像眼球一样移动,但是刚性地安装成直线,该模板根据眼球移动而随着眼睛跟踪器信号移动。实践中,这形成了人造眼睛,该人造眼睛考虑个体视觉角度依赖眩光敏感度并且在实时PID控制电路中用作参考变量(也称为"实际值")。根据预期应用,留给本领域技术人员使算法更柔更强。作为选择,可以规定用户进行选择。
通用眩光抑制系统
这是借助眩光抑制进行可视度增强的系统(也称为防眩光系统),实现了智能的、安全相关的多通道实时控制系统来增强视觉,其中,左右眼睛分开处理,和/或可以包括团体应用的多个用户。
为了实现一致的整体系统,其中,护目镜和聚光灯连续模拟地相互作用,使得从零黑暗(0lux)到暮光(例如,100lux)的应用范围无缝覆盖。例如,在聚光灯的恒定整体亮度的情况下,需要上文所述的实时控制为恒定亮度的护目镜,而在许多情况下,稍微简化的版本(没有眼睛跟踪器)是足够的。这种护目镜允许通过对亮度值持续控制来抑制眩光。另外,眼睛永久保持相当暗(即,调节为较大瞳孔),使得用户在经过明-暗跳跃(例如,进入茂密树林) 时立即且无感知地适应黑暗(实时),否则通常需要花费一分钟或更多。然而,问题是,对比度范围或者有用信号与干涉信号的商随着透过护目镜镜片变暗的增加而降低(即,增加外部亮度)。
为了改正,仍然需要同步操作的聚光灯(因而以与护目镜相同的频率操作)。在这种情况下,每传输光脉冲的脉冲能量应当大致保持恒定。为此,聚光灯的发光强度与照明持续时间的乘积的时间积分在周期中尽可能保持恒定。
具有显示器的眩光抑制系统
迄今,防眩光系统的使用和应用主要在于机动化运动(汽车、摩托车、火车等)或者自动力的快速运动的情况(自行车等),其中,眩光主要由对面车辆或者太阳或其他干扰光源引起。在这种情景中,假设干扰信号(例如,越来越近的交通或太阳)和有用信号 (自身头灯)来自完全不同的方向(远处太阳、汽车头灯)。当假信号(太阳)恰好在生产有用信号的点被反射(例如,在反射屏表面)时,出现稍微不同的情形。
然而,两种情形的共同之处在于:在眼睛处的太阳信号b始终由干涉信号和有用信号组成。因此,相对于护目镜-眼睛组合,物理上没有变化,因为从人的视觉感知点,有用信号始终通过时间分割区分于干涉信号,而应当改进有用信号与干涉信号的积分比。另外,在两种情况下,干涉信号也可能来自与使用者视觉方向不同的方向,但是这种干涉信号也可以强烈耀眼以至伤害视觉点的可视度。
显示器系统包括所有类型的屏幕、显示器(PC、笔记本、智能电话、TV,...)、装置或其他可视人机交互界面,例如,所有类型的驾驶室装置(例如,在汽车、飞机、轮船、摩托车等中),或其他自照明显示面板、警告信号、转速计、钟表、地理坐标、导航系统、平视显示器等。
如同上述自身头灯一样,通过调制指示器灯补救。这意味着无论护目镜的液晶盒在短时隙中何时打开(例如,仅周期时间T的5%),显示器的背景照明短暂地类似脉冲地打开,优选以高于正常的光强度。
一方面,使用者需要读取显示器上显示的信息的显示器亮度的预设值从护目镜控制光射入眼睛的亮度得出,例如,400lx,另一方面,从该显示器的通常亮度得出。因为护目镜通常控制在400lx,即,相当暗的状态,所以Ton与显示器亮度的乘积得到的数值一般低于显示器的正常亮度设置。这为所需的脉冲型提升留下空间。如果背景照明由快速反应光源(例如,白光或RGB LEDs)组成而快速反应光源反过来被软件或b)OEM硬件方案控制,那么将一直没有问题。
a)从Internet下载的软件(例如,应用程序)可能已经调节实施上述防眩光系统的智能手机或类似设备(例如,平板电脑或笔记本或位于护目镜外部的平视显示器)的显示后背照明的亮度。
b)否则,通过将特殊的超强背光源并入设备中,智能手机和平板设备将预期在中期内(即,已经在几年之后)适用于这些系统。作为新的消费终端出现在市场上,无论如何,这种可能性被认为是现实的。并且,在非消费设备(飞机驾驶舱等)的专用显示器的情况下,已经很明显,这种专用系统通过合作可以容易地结合到下一代指示器中。
通过这种系统,例如,超过95%的眩光被抑制,而屏幕的光脉冲精确地落入护目镜的开放时隙中,因而落入到适应黑暗的眼睛中。作为结果,尽管相当多太阳辐射(或其他干扰辐射),所显示的信息也清晰可见,而没有该系统的显示器可能不可读。
在眩光武器情况下的眩光抑制系统
定义:
这里一般性使用的词语"眩光武器"或"强光器"仅用作通用术语,即,与涉及的光技术实施(灯、激光器等)、波长或强度无关,因而同样涵盖了具有非常高光束强度的LASER强光器或具有可见波长(多色)的LASER或其他高强度光源–同样位于红外(IR)或紫外(UV)的边缘范围中。所有眩光武器的共同想法是明确的攻击战术眩光和对对手(无论个人还是团体)的干扰,或对敌人使用的光电子系统(例如,坦克等上的传感器系统)的眩光和干扰。
根据最新的技术,人的自身眩光武器的极亮光超过了其自身的头灯灯光,从而远距离不再可充分识别,即使用头灯照射被耀眼的对手的环境例如以便检测场景的可疑变化(超越已经成功地耀眼,所谓的有效环境观测)。
本眩光抑制系统可以与眩光武器(强光器)结合。在本实施例中,相对于护目镜的开放持续时间Ton,反循环或反向打开信号馈送至眩光武器。因此,眩光武器仅在非常短的时隙中始终关闭(例如, 5%的强光器cw持续时间),其中,搜索头灯打开而护目镜非常短地同步打开一次。一旦眼镜再次关闭(切换非透明),眩光武器再次操作。这使得分开的双通道操作(头灯和强光器)作为整体。
如果强光器在护目镜的短开放时隙中完全关闭,这样是不利的,因为它不再可视觉追踪。因此,在这些时间,强光器可以被设置为可自由调节的低发光强度,例如其最大强度的0.5-5%,使其保持对使用者清晰可见而且不会无意猛烈抑制以至于不再充分知道眩光武器的闪烁位置。
利用这种双通道甚至多通道操作(由具有自身光的个体光源和至少一个个体眩光武器组成),可以照耀敌人人员或其光学设备(例如,坦克上的传感器),而且还同时用其自身的独立光源照射/探索视觉方向的周围环境。
与下面所述的根据本发明系统的实施例结合,甚至可以用颜色对团队成员(并且仅对他们)标记敌人靶子,并且以加密的方式操作系统。
具有编码的眩光抑制系统
具体地说,可以预见,团体应用具有安全任务(BOS)的当局和组织或军方用途。这必须保证演员不能无意相互照耀。为此,系统组件相互同步。由于不能排除存在类似系统外部用户(无论他们是对手还是具有类似任务的其他团队),所有计划调制系统组件(例如,护目镜和光源),使得相应同步的护目镜的短开放时间不再符合循环或周期图案,但是它们的时间序列根据编码密钥持续变化。在原理上,这种变化相对于所有可预期自由调制参数发生,但是优选相对于其相位位置、脉冲位置(相位和脉冲位置跳)、频率(频跳)、振幅(AM)或者写调制方法的组合。
当然,这种编码也可以应用于上述具有眩光武器的系统的构造。在这种情况下,眩光武器也可以以护目镜和自身光源的保密编码时隙在时间轴上前后“跳跃”–在每种情况下仅颠倒。
还可以想到编码密钥的分级,例如,一个或多个附加眩光武器 (强光器)可以根据人或团队借助子密钥分开加密,从而不会由于错误相互耀眼。
附图说明
在附图中示意性示出了示例性实施例。在单个附图中相同的附图标记表示相同或功能等同的元件或者与其功能相对应的元件。
图1示出电子护目镜的俯视截面图的示意性表述;
图2示出眩光抑制系统护目镜的随时间的所谓穿透度的视图,其中该系统配备有眩光武器;
图3示出当在指示器或显示表面上反射眩光信号(太阳)时的情况的示意性表述;
图4示出图3在具有用于非可调制显示器的附加装置时的情况;
图5A示出在具有所谓的"内部HUD"时的情况的示意性表述;
图5B示出完全黑暗而没有其自身光源的保护镜(工作保护)的实施例;
图6示出具有RGB颜色编码的防眩光系统的穿透度的视图;
图7示出在具有RGB颜色编码的防眩光系统中的各个穿透度等级TR(Ch#1,2,3)的行为的视图;
图8示出用于增强空间感的系统的示意性表述;
图9示出通过根据LIDAR原理的粒子沉淀抑制在特写区中的反射来提高视觉范围的系统的示意性表述;
图10示出眩光抑制系统的自身光抑制的视图;以及
图11示出自身光抑制的其他视图,该视图示出初始阶段。
具体实施方式
在下文中,部分地参考图1。
下面的所有内容始终适用于一只眼睛(右或左,也称为"通道")。通道由至少一个LC盒(也可以将两个或更多LC盒串联连接)组成,根据应用、LC盒包含适当的快速和高对比LC材料(TN、STN、Fe-LC)。
距离人体较远的盒被称为"远端",而接近眼睛的盒被称为"近端"。1-3个复合光电传感器IL1,IR1以一定距离(通常1-3mm) 位于近端盒的后面,以探测在观看方向上通过LC盒LC 1L、LC 2L、 LC 1R、LC 2R入射的光,其中单个光电传感器反过来由跨越正交x-y-z 坐标系的至少3个传感器组成,其中矢量(1,1,1)近似地指向观看方向。
作为这种x-y-z光电传感器的替换方式,可以使用光电传感器阵列,该光电传感器阵列与复眼一样包括明显多于3条正交通道。每条通道均可以在宽动态范围上测量亮度,以便将"粗糙图像"传输至微处理器。
作为这种"粗糙图像"的替换方式,具有相当高分辨率(例如,5 百万像素照相机)且同一微型尺寸不超过几平方毫米的系统(照相机)可以配备有相当高分辨率(类似于已经在智能手机和笔记本中使用的分辨率)。通过这种照相机传输到处理器的图像被精细解析:通过使用高动态芯片材料(类似于在分析型医学摄影中使用的材料) 来确定用于测量亮度的动态范围和线性。
单纯出于安全的原因,每只眼睛E(L)、E(R)(通道)使用至少3个这种复合光电传感器(x-y-z,或复眼或照相机)。
上述所有光电传感器例如可以呈光电二极管、光电晶体管、光电池等形式,其中所有这些器件的共同点是通过包括眼睛的感色度曲线(所谓根据DIN 5031的V-lambda函数)而色彩中性地作出反应。例如,在色彩中性照明测量的摄影中使用这种类型的光电池。根据周围亮度(通过外部传感器OL,OR测量,或者从控制器MC的被控变量和设定点值导出),在计算算法中可以包括主要在黑暗情况下的具有夜视的V’值的查找表(LUT),从而考虑所谓的Purkinje 效应(在夜间增加蓝色敏感度)。此外,基于实证研究,可以考虑个体的年龄依赖眩光敏感度,尤其是角度依赖和年龄依赖(例如, Adrian and Bhanji 1991IlluminationEngineering Society of North America)。
自由形态的透镜/通道或具有照相机的软件
上述眼灵敏公式的物理转换可以通过透明材料(例如,玻璃、塑料、液体等)的自由形态透镜用于亮度的方向敏感测量,自由形态透镜安装在光电传感器的前面以起到类似人眼的作用。这样产生了"人造眼",该人造眼与人眼一样对经由入射角的眩光敏感。必须考虑以下两个因素:1.V-Lambda和V'-Lambda函数(在夜间的 Purkinje效应);2.角度依赖眩光敏感度。
作为这种透镜的替换形式,还可以使用黑色通道(即,大致为孔),该黑色通道借助自由形态计算适当成型,在黑色通道的端部设置有光电池,从而得到符合人眼敏感度的开放角度。
作为选择,眩光敏感度公式可以单纯以算法或软件实现,因为在照相机图像中也包含每个像素的方向信息和亮度,所以该公式也可以得到高分辨率/高动态的照相机图像。尤其当可以通过任何人机界面(例如,在护目镜上的按键、USB-PC软件界面、通过(蓝牙) 无线的智能手机应用)确定其个人年龄或其他个体偏好或有关眩光敏感度的药理指示/推荐时,可以用个体(年龄依赖)评估公式来对照相机图像加权。
眼睛跟踪器
可以通过眼睛跟踪器ET(L)、ET(R)确定的光电池/照相机的方向和亮度信息也可以在数学上与观看方向关联。
然后,在软件中可以被储存为公式或查找表(LUT)的个体和年龄依赖的眩光敏感度函数可以覆盖前看亮度传感器的信号并作为模板(例如,以乘法加权)。该传感器刚性地安装在护目镜上。然而,由于眼睛跟踪器信号,该模板也可以随着眼球移动而位移,其中,考虑个体视觉角度依赖眩光敏感度实现人造眼睛的功能性。
LC盒中的脉冲成形
有三种可能性:
1.两个LC盒均为在无电压状态下透明的盒,以便允许在系统或电压故障情况下视觉正常。
2.对于眩光在工作区(例如,LASER实验室或当电弧焊接时) 存在永久风险的高度安全应用而言,可以使用恰好以相反方式操作的LC盒,即,该盒在无电压状态完全黑暗并且仅可以通过按下安全开关等被切换到透明。
3.上述类型的盒的混合,即,一个在无电压状态下透射的盒和一个不透射的盒。从在时间轴上方形脉冲形式(在光学测量示波器图像上具有高侧面斜度的矩形)的几分之一秒的透明电路的意义上讲,这种方式可以用于在光学脉冲的上升和下降侧面上提高侧面斜度。其优点是:在与自身光源或若干参与者同步的应用中减少噪音和其他对比度下降的假象(串音)。
上述护目镜可以用作眩光抑制系统的部件。图2示出这种护目镜的随时间的所谓穿透度(TR)。穿透度是通过液晶盒LC的强度Io 与入射强度I的商。
护目镜在时间Ton打开,即,切换到透明。在其余时间(时间段T减去Ton),眼镜关闭,即,非透明。
为了获得无缝和模拟灰度值,图2(第一条线)中的信号可以实现为模拟脉冲宽度调制PWM,即,在图2中,例如,从周期T到周期 2T和3T仅对PWM的不同跳转状态成像。这些状态也可以被写作百分比脉冲-周期时间比D(占空比)。
为了提高"SNR"("信噪比"),每次传输光脉冲的脉冲能量在一定限度内保持恒定。具体地说,由有效脉冲宽度时间Ton乘以脉冲的相应发射强度IE(I=强度,E=发射)得到的图2中间线的区域 A大致上保持恒定。
在实践中,这可以通过在这种高能量设计的适当光源中应用较高电压或者施加较高电流来实现。这应由本领域技术人员来保证现有光源适于此目的。
另外,光强度IE必须始终符合标准化强度值I标准(该标准已经被当局(TüV等)认可),但是乘以占空比D的百分之一的倒数。实例:
脉冲-暂停比=占空比=50%=0.5
0.5的倒数=系数2
IE=2x I标准
该方法是必要的,使得在长时间积分上测量的强度始终符合恒定I标准。即使当局的暂时测量间隔仅为1秒,在70Hz聚光灯的情况下,很多不同的脉冲高度或脉冲周期已经及时被平均,从而始终产生所需的恒定光值I标准。通过从t=0到周期末端T3对图2的中间线的信号IE积分,使原理变得清晰。
此外,在护目镜为打开且透明(例如,5%)的控制电路设置点值的非常窄时隙中,眼镜对IE功率(即,IE除以Ton)足够小的光敏感以实现被观测场景的视觉改进,同时可以抑制大约100-5%= 95%的干涉外部光。
当前的眩光抑制系统可以与眩光武器(强光器)组合。图2的底部线涉及该情形并且示出强光器如何接收相对于护目镜的打开时间反循环或反向的on/off信号。另外,可以看出,确定的是强光器被限制在其最大强度IDAZ的例如0.5-5%总量的(可自由调节的)非零OFF值,从而保持对使用者在视觉上容易观测。
图3示出防眩光系统如何与显示器结合以通过在显示器上反射来抑制眩光,同时保证显示器的可读性。在这种情况下,在眼睛处的总信号gamma 1+2始终由干涉信号和有用信号组成。在最简单的情况下,从Internet下载的软件(例如,应用程序)可能已经以实现上述防眩光系统的方式具有智能手机SP或类似设备(例如,平板电脑或笔记本或位于护目镜外部的平视显示器)的显示后背照明。以这种方式可以抑制超过95%的太阳光S和gamma 1,同时屏幕的光脉冲恰好落入护目镜的开放时隙和适应黑的眼睛。
护目镜与显示器的同步可以通过多种方式实现:
1)在一种情况中,电子设备为"主"并发射纯脉冲光,其中,护目镜可以借助其光传感器纯在光学上同步(外部=OS,内部= IS)。
2)可选的是,同步信息可以经由护目镜与终端之间的无线链路RF进行交换。通常,例如可以使用现有的无线系统(例如,蓝牙)。 "主"设备可以在这里可以保持开放,这只是编程问题。
3)另外,终端与护目镜之间的同步信息SYNC也可以通过电缆 (例如,USB)或任何其他可预期的方式传输。两者之中为"主"的设备可以保持开放,这只是编程问题。
在下文中,对图4进行参考。
一种也可以用于不容易调制背景照明的显示器和指示器的方案。对于至少具有均匀背景照明的显示器(例如,用于读书的具有"电子墨"的纸状显示器)而言,另一个液晶快门AddLC可以设置或夹持在显示器上。该额外的快门调制显示器的对应于护目镜时隙的均匀(DC)且最大(或者也可以通过干涉超过最大)的背景照明。如果均匀的背景照明被设置的非常亮,这种方式产生已经描述的外部干涉源S的眩光抑制的优点,包括所述的易读性的改进。额外的快门具有其自带的与护目镜同步的接口,例如,无线电RF2或电缆连接器(例如,USB)或任何其他通道SYNC2。
另外,也可以使用上述信息通道的适当组合,例如,通过无线电RF1和无线连接RF2或电缆SYNC2启动背光源以与护目镜同步的软件("App")。也可以通过光学传感器OS、IS进行纯光学同步。
与护目镜外部的平视显示器(HUD)相比,在护目镜内部的"HUD" 表现了在图5A中示出的特殊情况(透明HUD,类似于"Google Glasses"或者Samsung的"Gear Glasses"等)。这导致通过眩光抑制改善读出,改善读出在偶尔观看太阳的情况下是重要的(快门将在短时间内完全或几乎关闭)。另外,改善是由于护目镜在非常大的动态范围上始终控制精确亮度(大致恒定的设置点值)的实际情况,这反过来保证最优的背景亮度和/或最优的对比度而与内部HUD 透明度无关,但是亮度在外部变化。可以在任何时刻读取内部HUD。
下文参考图5B。
在工作防护的情况下,存在在黑暗中穿戴的非常简单的眩光护目眼镜,例如,在必须黑暗才能进行工作的研究和开发实验室(例如,光和LASER实验、生物技术)中,当在强脉冲光理疗(IPL理疗) 期间皮肤医生使用时,等等。然而,这些保护镜通常不适合进行工作,因为它们只有两个状态,即on和off,并且这些保护镜还会错误地起反作用,因为在外部安装了太少光电传感器,而光电传感器只控制液晶盒但非实时控制液晶盒(例如,参见DE 102014 107 587)。另外,玻璃的穿透度状态(on或off)在黑暗中依然未知,因为控制器或调节器均不能提供可靠的"实际值"。甚至调节器在完全黑暗 (例如,约零l ux)中具有问题,因为实际值可能太小而不能提供有关液晶盒正确运行的可靠而安全相关的信息。
对于这些情形而言,向每个眼镜片(即,左和右)提供有效光幕LS,包括相对设置的有效发光二极管LED和另一个内部传感器 IS2,其中通过液晶盒的穿透度尤其在宽模拟动态范围上投射并且甚至可能在完全黑暗中被测量。
具有RGB编码的眩光抑制系统
在下文中,对图6和图7进行参考。
具体地说,在向具有安全任务(BOS)的当局和组织或军方用途的团体应用提供的眩光抑制系统的情况下,可以使用以下实施例:例如,该实施例可以(例如,对于标记的目标)分配可自由选择的光颜色,该光颜色例如可以被一个队员清晰看到并且对其组员呈减弱的形式,同时该光对外人呈白色。
为此,使用自身光源,该光源不仅可以调制其振幅或照明强度,而且还可以调制其颜色(波长)。除了诸如振荡器(例如,OPO、OPA 激光器等)等波长可调光源以外,在最简单的情况下也可以使用RGB LASER或RGB LED,其通常具有3个可独立控制的通道,即根据RGB 颜色模型的所谓原色"红、绿、蓝",这产生相应的白光重叠。只要产生完全的白光,那么接近RGB颜色模型的其他类型和组合的原色也是可以的。
在图6的下面三张图中分别示出的第一通道Ch#1的颜色R=红色,G=绿色,B=蓝色(R,G,B的IE)不必同时透射,例如蓝色可以在红色和绿色之后稍微延迟透射,但是延迟非常短暂(几毫秒)以至于人脑不能将其感知为闪光,而是始终感知为白光。
然而,护目镜的穿戴者相对于通道设定的区别在于:在护目镜打开的时隙Ton(即,TR接近100%)时的颜色为红色和绿色两种颜色从自身光源透射,而蓝色仅在眼睛再次关闭(TR接近0%=OFF)时透射。在图6中,该蓝色脉冲表示为"B1和顶部线",其中字母之上的线条表示"非"。在这种情况下,B1为非"蓝,对通道1不可见"。在图6中,这用符号表示为在波形括号之上的Y,因为红色和绿色的总和产生混合颜色黄色。护目镜Ch#1的穿戴者因而看到黄光。因此,相对于3个颜色通道RGB和相应的护目镜使用至少一种多通道时分多路复用方法。
在图6中,在通道2中可以看到,红色和蓝色R+B在护目镜打开的时隙中混合,表示为具有M的波形括号(为品红色,因为该颜色有红色和蓝色混合而成)。护目镜Ch#2的穿戴者因而看到品红色的光。
为了使穿戴者具有其身边人的通道正在照射目标的想法(例如,用于保密标记),护目镜Ch#1将在该通道时隙中稍微打开,例如从接近0%(护目镜关闭)到25%的穿透度(例如,可自由调节),使得穿戴者也看到护目镜Ch#2的穿戴者的品红色。然而,因为只有25%是可见的,所以护目镜Ch#1的穿戴者可以更专注其自身的光。根据具体应用,该衰减程度可以在0%(对其他组成员隐藏)与100%(对所有其他成员的亮度与其自身彩色光源的亮度精确相同)之间自由变化。
实际上,"等时信号侧面"(在图6中的实线、虚线和点划线) 重叠。然而,为了清楚,等时信号侧面在图6中没有表示为重叠,而是略微偏离。在图7中示出了没有该偏离的正确情形。这里可以看到,护目镜或通道Ch#1至Ch#3的宽度实际上近似相等(t相同的 Ton),并且在其他通道的时隙中,相应护目镜非常容易打开(例如,大约25%)。因此,除了利用单独的通道以外,图7表示与图6相同的情形。这里,变量x%,y%,z%用来表示每个使用者可以根据其在团队中的角色或者根据个人偏好自由调节其他参与者或颜色的可识别度。
图6示出在周期时间T截止之后的RGB光源的各种示例性调制方法。类似于开始描述的每个脉冲能量恒定(恒定脉冲区A)的方法, RGB光源也可以被调制,使得单个颜色通道随时间变得更窄而强度变得更高,和/或反之亦然。这是容易实现的,因为RGB LED或RGBLASER 尤其可以以明显高于护目镜的频率相对快速地调制相位和振幅。因此,单个RGB脉冲的精确相位(时间位置)容易在护目镜的打开时间Ton内变化,不论是否从完整周期到完整周期(大约70-140Hz),甚至在一个周期内极快(>>1kHz)。通过这种极快的相位变化,相位调制或PSK可以应用于由其他护目镜或其他接收器识别的每一个RGB通道,例如,还可以用于护目镜的"光学同步",其中,护目镜的外部和内部传感器OS、IS始终为此足够快速。这样可以使护目镜在团队内同步而没有无线电接触(例如,如果无线电接触是不需要的或者发生故障)。
除了标记物体的颜色以外,该相位调制也可以用密钥和保密信息内容按照以下方式进行编码:在完全标记("完整的信息指定") 的意义上,其他信息(例如,物体的类型和名称等)可以应用于目标或物体。反过来,可以通过外部和内部传感器OS、IS或者也可以通过独立的接收和解码单元对该完全信息进行解码。
在图6中,在右上方示出从右上方(IE绿)将第三时束分成两个临时半宽脉冲G1'和G1”(即,2×1/2Ton)并且用A=恒定表示,这符合已经阐述的每个脉冲能量恒定的原理。另外,存在表示可以用两个独立脉冲进行几乎任何调制方法的"xPSK",类似于相位关系可以彼此变化和跳转或者相对于时间轴变化和跳转的"双比特 (di-bits)",–理论上也可以为QPSK和类似程序。
分成B2'和B2”的蓝色脉冲(对上方的各个情况进行非运算) 在下方的时束(IE蓝)上是可见的,但是只有一半高度,即,振幅 0.5I标准。同样在该实例中,可以清楚区域A(即,脉冲阵列的能量)保持恒定。振幅信息也可以用于穿透度信息,与振幅调整AM的情况一样,如果合适,也可以用密钥进行编码。还可以使用任何FSK、 x-PSK和AM方法的混合。
通常通过无线信号实现护目镜和自身光源的同步,但是也可以光学地进行。可以根据某一分级系统进行同步,其中一个参与者始终为"主",而所有其他参与者始终为"从"(如果"主"故障,则其他指定的"从"变为"主",等等)。例如,可以在普通初始化例程的情况下(即,在调度之前),也可以在过程中间确定该分级(例如,由于编程的编码识别而通过无线电或光学,类似于诸如LAN、WLAN、 Token-Ring等多用户IT系统)。
另外,这种总体多用户系统可以以通道数量略微减少为代价运行,使得护目镜的脉冲宽度调制行程稍微延伸(见图6的图表TR的右上方)到由虚线侧面和PWM表示的周期T的右侧。这种PWM调制行程的延伸的优点是:仍然可以用略微变暗(例如,0Lux至100Lux) 的模拟灰色光控制护目镜。即使在具有不可见颜色标记的多通道团体应用中,也可以在驱动护目镜进行模拟灰度控制操作(如上文所述)的白天方向无缝地操作护目镜。
某人自身的光源不必专门由高性能RGB LED或RGB LASER组成,而是可以有高功率白光LED组成,例如,该高功率白光LED构成其自身光的主要部分,同时出于着色目的仅添加红-绿-蓝成分。这可以通过在头灯/反射器中挨着白光LED放置至少一个或多个RGB LED/LASER的方式实现。
在某人自身护目镜打开的短暂时隙Ton中,除了在图2(中间线) 已经示出的相同区域的白光脉冲以外,从其自身光源中还可以发出特定颜色。两种调制方法(白光和不可见颜色标记)可以组合,从而在整个系统上保持无缝运行。仍然可以与本文描述的不看见颜色标记同时地使用眩光武器(在上文中进一步描述),因为该眩光武器只有在护目镜的所有通道(Ch#1,2,3等)分别关闭(最小穿透度)时切换到on。
作为选择,如上文已经描述,某人的自身光源仍然可以具有保密脉冲跳动过程,例如,这样敌方设备不能对颜色解码并且不能干扰整体系统(具有护目镜的聚光灯)。这种整体当然也可以与改善可读性的显示器(图3-图5B)结合。
增强空间感
由于有限的人眼距离,物体的距离越远,越看起来一维,这限制了物体的可识别性。在图8中示出了可以提供补救的根据本发明整体系统的实施例。那里可以看到眼镜距离或瞳孔距离PD以及任意物体1,例如,该物体(根据某人自身的两个独立光源的S1(L)和 S1(R)的范围)几百米远(即使由于有限的附图尺寸而显得就在护目镜F的前方)。如上文所述,考虑到有意的亮度差异(HDR视觉) 和/或生理特征,护目镜F可以实时地彼此独立地(即,两个独立通道/控制)完全调节亮度。然而,规定微控制器MC也可以控制两个独立的自身光源。这些设置在该系统穿戴者的左右,但是它们之间的距离DS1(L-R)大于穿戴者的瞳孔距离PD。
操作模式基本上符合上述RGB编码。如图表TR(L)和TR(R) 所示,护目镜的液晶相继打开但从不同步。因为仍然是时分多路复用方法,所以其代价是自由通道(用户),使得如果所有参与者都想使用3D增强,那么该系统仅可以处理团体应用中的一半用户。然而,与上述RGB编码相比,每只眼睛都使用明显不同的颜色,例如,黄色Y在左眼,品红色M在右眼。
由于空间的原因,在图8中没有记录每一个单独RGB通道,而是例如用左通道IE(L)中的名称R1+G1识别每个眼睛通道L、R的眼睛颜色。光脉冲B1(非)跟从死时隙(两个镜片均关闭),使得外部系统在外部第三方看来呈中性白光。例如,在右眼通道IE(R),在死时隙(两个镜片均关闭)中将R1+B1增加到M(品红),接着增加绿色脉冲G1(非)。因此,基本原来原理大致上与RGB编码相同,更多地参考上文描述以获得进一步理解。在图8中,还指出了超过周期时间T的已经在右侧描述的相位调制方法和xPSK方法。
总的来说,该方法产生了更好的3D感知,这通常在专题文献中称为"2.5D",因为人不能完全看到后面的物体。
该方法同样对调制白光和RGB光的混合有效,用于将高频RGB LED/LASER模块与上述装置混合的系统可以与稍微慢的白光LED兼容。
使用纯白光(即,没有RGB光源)也是可以的,具体通过增加光源DS1(LR)之间的距离和/或通过在左右通道中的任一侧可感知地闪烁(例如,以2-10Hz),这可以通过自照明和护目镜的适当控制而称为可能。
激光雷达(LIDAR)
到目前为止所描述的系统可以扩展,使得下降和上升粒子的光反射在用户附近隐藏。例如,当夜间驾驶雪地车辆时会出现问题,其中雪片由于较高的亮度而直接出现在头灯的前面并且在空间深度上遮挡较大距离的视线。在图9中示出了这种情形:在距离d1,反射粒子RP1朝着驾驶员反射光gamma 1。
如果使用特殊的基于LASER或LED头灯产生具有几纳秒脉冲宽度的超声脉冲,那么根据LIDAR/LaDAR原理(现有技术中已知)在其寿命上借助同样快速的快门对其进行控制,以便对用户隐藏/暴露。为此,快门透镜可以被控制,使得透镜在经过用户自身头灯灯光在空间紧密粒子RP1上反射之后仅在(后面)时间t2处打开。在图9中时间轴也可以被理解为空间轴,因为距离(d=ct)在乘以恒定光速c之后导出并且反之亦然,相应的时间t通过光线传播距离的总和除以恒定光速c获得(t2=(d+d1)/c)。在光传播通过距离d(头灯到附近粒子)和d1(附近粒子到护目镜)之后,经过了时间t2。然而,如果眼镜的快门仅在经过了时间t2之后打开,如图9的TR(=on)所表示,那么光反射被抑制(在图9中补充) 并且因而不可见。
雪片或其他颗粒(或薄雾)实际上是不可见的–它们看起来就像黑点–但是由于减少眩光而明显改善了在空间深度上的整体视觉。
自身光识别或抑制
在下文中,对图10和图11进行参考。A表示环境光,U表示外部光(不需要的,例如太阳光),W表示自身光(需要的)。U与W 之间的区别如下:
因为微处理器知道打开头灯W的时间点,所以可以在传输光脉冲之后不久(或者之前不久)查询足够快的外部光电传感器–如在图10中的N-1或N+1所示,其中N为传输光脉冲的第N个时隙。适用如下:
A(t)=U(t)+W(t) (1),
或者离散地查询,其中,N=根据图10的时隙N的平均值:
A(N)=U(N)+W(N) (2),
假设干涉光在光脉冲"之前不久或之后不久"的时间内不会明显变化,因为N-1到N到N+1之间的时间段非常短。
U(N)=U(N-1)=U(N+1) (3)。
另外,例如,可以选择更复杂的基于经验的平均法或简单的算数平均。在任何情况下,假设利用该方法可以在时隙N内非常高精度地确定干涉光值U(N),假设环境光不会非常快地变化并且自身不会脉冲。如果假设根据公式(1)将来自其自身光束的附加光增加到环境光中,那么A(N)在相邻时隙中始终大于环境光:
A(N)>A(N-1)和A(N)>A(N+1) (4)。
此外,相比于像强烈太阳光这样大规模干涉光,来自远处的反射性不强的物体,即来自正常场景/环境(公路、树林、田野、在具有大空间的房屋中)的自身光的正常返回反射非常小,从而在大规模眩光抑制的极端应用中,适用如下:
W(N)<<U(N) (6)。
通常,值得一提的是,对于非常小的量可以添加或省略"delta",这样公式(1)也可以写作:
Δ(N)=W(N)=A(N)-U(N) (7).
因为在70Hz系统中Δ(N)每秒被测量70次,所以这些值反过来可以例如在有意义的小时间段内被平均,当在三分之一到八分之一秒(x=例如125ms to 300ms)的时间段内看到这些头灯时,该小时间段足够迅速以相对于自身头灯的潜在紧急关闭或向下调节来充分保护眼睛:
平均值:MΔ(N)=MW(N)=例如,在时间段T=t到t+x 内的所有W(N)的流动算数平均。
然后,该值被馈送到阈值断开或者用于其自身头灯的更均匀(模拟)的向下调节。
实例:
S=自身头灯的紧急停机确定阈值
W(N)<S自身头灯正常地继续
W(N)>=S自身头灯断开
作为经验法则公式,可以说经验上确定的较亮出射光的倍数M (乘数)用作阈值:
S=M*U(N) (8.1)
或者,如果某人不想涉及U(N),即,使所谓的"场景"独立,例如过多或没有眩光–那么只通过W(N)的倍数自我表示,例如:
S=通常经验值W(N)的50%至500% (8.2)。
在图10中,假设护目镜在控制停机时出于"夜间模式",使得所有Ton时间同样窄(例如,周期时间T的5%)。随着完全充满黑色光束,在图像中心的图表中示出了所需的光W(N)。因为在通常情况下来自物体的背向反射非常弱,所以黑色光束在最先的两个周期内非常弱。无论增加多少其他干涉光U,如在周期T中示意性示出,下面示出的头灯灯光保持恒定强度IE1,即,头灯已经达到其最大强度例如16x IN,该最大强度不能进一步增加。然而,如果需要与不需要的比例明显变化,如在2T(1:1)中示出,那么头灯强度减小R。在极端情况3T中,可以被断开(IE接近零)。
IS内部传感器与短一次性闪光结合的测量
另外,在上述周期T中,作为上述方法的替换形式或者出于测试目的,可以测量delta,即,W(N),然后,特例地并且专门地仅在下面的周期2T中,灯S代替期望光脉冲,因此随着漏失而有意暴露光脉冲。因为在周期2T中的这种单个"漏失"仅是每秒总共70个光脉冲之一(在70Hz系统的情况下),所以不被使用者或外部第三方注意。
如果存在DC光,或者如果眼镜与AC干涉光同步运行,那么甚至可以假设干涉光在非常短的时间间隔N-1、N、N+1内不会变化很大,并且从一个周期T到下一周期2T之前基本保持恒定:
U(N,T)=U(N,2T) (9)
然后,内部传感器IS可以在周期T内测量delta W(N),但是在周期2T中,该delta W(N)由于其自身关闭头灯而不再看得见。因此,在相同时隙N内发生,从而W(N)的额外测量可以通过内部传感器进行,而不必依赖具有外部传感器的上述测量(在时隙N-1, N,N+1中)。如果同时使用两种方法(即,具有光源的内部传感器和曾关闭过的光传感器),那么W(N)测量的精确性和可靠性随着该冗余度而增加。可以通过微控制器同时应用两种方法来确定并相应纠正冲突和非逻辑测量。
无DC被光源且偶然看见自身光源
假设在非常暗的夜晚和无干扰视线的极端情况下(例如,完全独自在树林中),适用如下:
U(N)=0
由上述公式(2)=A(N)=U(N)+W(N)获得,该公式适用如下:
A(N)=W(N)
在这种情况下,护目镜也可以完全打开/透明,同时头灯也可以永久地或者近似或基本永久地开启(各个300ms独立测量脉冲),这样也可以进行上述delta测量。仅当出现突然干扰时,护目镜自动转回到常规的PWM调制模式。
强AC背光源,例如,来自50/60Hz低电压网的人造电光源
外部传感器OS或OL、OR具有三个主要特征:
1)比工业人造源(100-120Hz)快很多,可以电子触发并且容易借助微控制器检测。
2)也可以标准化为测量装置(可以输出lux值或较轻科技单位值或相应电压当量)并且用人眼灵敏公式曲线加权,从而也可以测量光强度。
3)优选(但非必然)的是,与内部传感器IS相同,从而微控制器可以在内部(通过LCD)与外部(绕过LCD)之间以实时"补偿测量"方式立即被测量。
如果只有一个主人造光源使得可以通过外部传感器检测周期性的100/120Hz震荡,则确定护目镜PWM的基本频率和PWM频率的起始时间TNull,其中外部光源的最大亮度始终精确地位于循环的开始并且可以通过外部传感器OS也可以通过内部传感器IS立即测量。内部传感器IS也可以测量人造光源的最大亮度,因为在循环的开始,护目镜始终"打开",即液晶盒是透明的。因此,外部传感器OS和内部传感器IS基本上测量相同的光,但是稍微不同的是,透明LCD位于内部传感器IS前部,使得IS接收少量的光,即减去在连续状态下温度依赖和年龄依赖的穿透度–例如,用正交偏振器(偏振器- 检偏器位置)减少50%。
此外,内部和外部传感器IS1和OS1空间非常接近地排列在虚轴上,例如,不超过3mm间隔–也称为"测量对No.1"(MP1)。因此,即使OF>3mm的空间频率OF(最广含义为"条纹图案")也决不会导致测量故障。另外,在每一种情况下可以存在由IS2和OS2 组成的与前述测量对MP1垂直的另一测量对MP2,使得如果大于3mm 则可以相应的检测与前述空间频率垂直运行的棋盘图案,即空间频率。两个测量对(MP1和MP2)提供可以由微控制器评估的值,这样可以根据瞳孔中心点位置与传感器排列之间的虚三角形来形成"几何平均值"。
一个周期内的积分
内部传感器IS测量通过LC入射的光,并且在护目镜保持完全打开的100或120Hz的恰好第一周期中在空闲初始化阶段对该光进行积分(见图11)。因为仅是同步100或120Hz系统(即,来自更后面的109或119受控循环)的一个周期,所以人眼不能感知。然而,存在周期T的第一积分结果。
如果传感器IS例如通过常数(DC干涉光)形成整体,那么产生直上升线(见图11),在超过设置点值阈值(设置点触发器)之后,该直上升线使护目镜完全关闭(通过PWM的硬on-off键)。这还具有以下优点:确定和反应仍然在相应的周期T内进行,而不必包括 T+1或T-1或者其他周期,而这在"APID控制器的频率域中的模拟数学计算"的情况下通常是必须的。因此,不需要Fourier变换,不需要FFT,也不需要FT、DFT等。
因此,所谓控制在该情况下为"硬"并且已经在周期T中对设置点值实时反应–也称为"微观控制"。
所谓的"宏观控制":
然而,从第N个周期的微观积分值可以储存在易失性中间存储器中,从而可以用作"浮动/滑动平均值纠正值",即,进一步连续积分值。作为宏观积分值-大约在100Hz或120Hz循环的四分之一或三分之一以内(即,在一秒的不可感知的片段以内)。
因此,调节始终在波动人造光的情况下正确反应。图11示出具有仍然未知输出或未知输出外部亮度的初始化相位(加权系数 beta),然后在周期2中,当达到目标值Thres时,随之而来的是标准化为1或者最大亮度和特征为积分(Toff)的调制行程的周期(加权系数alpha)。
在第三周期中,例如,示出外部亮度如何增加以及如何波动。相应的积分(图像中心的图表)现在更陡峭,从而更快递达到设置点值Thres,因此护目镜更容易及时关闭–TOFF因而在该周期中比之前更长。积分值在每个周期的末端被设置为零,从而每个周期的穿透率TR可以被实时控制。
情景:若干强AC背光源,例如来自各种网络的电人造光源,从而存在频率混合。
各种叠加频率的混合可以使外部传感器不再能够与某一干扰频率同步。然而,这还可以具有一些优点,因为在震荡中的混合被描述为"噪音",相比于由于叠加造成的稳定的"接地噪音",该噪音几乎没有更多波谷并且使外部光失效。在这种情况下,护目镜或微控制器将中止同步的尝试并且简单切换到通常预设的操作频率,例如 70Hz,以便根据上述积分方案在此偶尔工作。
情景:若干强脉冲背景光源,例如电LED型光源,例如存在的或类似的系统
由于在周期内的立即积分,所以护目镜在达到阈值时立刻关闭。因为外部和内部传感器的动态范围和测量速度始终比人眼更快且更好,所以还可以避免极端强度和有害性能,例如,来自脉冲Q-开关激光器或脉冲LED的高能量极端光脉冲。
由于角膜和视网膜处于被损伤的危险,所以人眼不再感知和反应随着脉冲而增加的强度,而脉冲同时变得越来越短。
护目镜在疑问情况下的反应:
护目镜因此在高强度下趋于"关闭"(眼镜保护)-同时在低强度的情况下趋于"打开",但是在不被同步的无序的不可列举的频率图案情况下,通过在若干周期T上(例如在300ms上)积分和求平均来确定一种"平均亮度",如同噪音或接近均匀的源–反之,然而,基本上处于PWM夜视和黑暗范围(具有适当脉冲聚光灯的5%至大约20%打开的PWM时隙)。
因此,提出护目镜。护目镜具有带液晶盒LC的护目镜镜片,其穿透度TR可以在透射与阻挡之间切换。此外,护目镜具有眼睛跟踪器ET,其可以确定眼睛的视觉方向。此外,提供至少一个传感器IL、 IR来测量入射的可见光的亮度,其中传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧并且通过至少一个护目镜镜片以空间分辨的方式测量亮度。传感器可以确定来自用眼睛跟踪器确定的眼睛视觉方向的可见光的亮度。护目镜还具有用于控制液晶盒的穿透度的闭环控制电路,其中在眼睛处预设亮度设置点值,其中控制电路采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
引用的文献
引用的专利文献
DE 10 2012 217 326 A1
DE 101 34 770 A1
DE 2 001 086 A,
EP 0 813 079 A2
US 2,066,680 A
US 5,172,256
WO 2013/143 998 A2
引用的非专利文献
Adrian,W.and Bhanji,A.:"Fundamentals of disability glare.A formula todescribe stray light in the eye as a function of the glare angle and age.”Proceedings of the First International Symposium on Glare,1991, Orlando,Florida,pp.185-194.
Douglas Mace,Philip Garvey,Richard J.Porter,Richard Schwab, WernerAdrian:Counter-measures for Reducing the Effects of Headlight Glare;Preparedfor:The AAA Foundation for Traffic Safety,Washington, D.C.,December 2001
Prof.Dr.-Ing.Gert Hauske:"Systemtheorie der visuellen Wahrnehmung",Teubner Verlag,Stuttgart,1994
Claims (76)
1.用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,包括
1.1至少一个护目镜镜片;
1.1.1其中所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度(TR)能够通过适当控制而变化;
1.2眼睛跟踪器(ET),能够确定眼睛的视觉方向;
1.3至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射的可见光的亮度;
1.3.1其中,所述至少一个传感器(IL,IR)设置在护目镜镜片的眼睛侧;
1.3.2其中,所述至少一个传感器(IL,IR)能够测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;
1.3.3其中,所述至少一个传感器(IL,IR)包括
1.3.3.1具有照相机的成像系统,或者
1.3.3.2位于坐标系上的至少三个传感器,或者
1.3.3.3复眼;
1.3.4其中,所述至少一个传感器(IL,IR)能够确定从通过眼睛跟踪器(ET)确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度;以及
1.4闭环控制电路(MC),用于控制所述液晶盒(LC)的穿透度;
1.4.1其中,对在眼睛处的亮度的预设设置点值;
1.4.2其中,所述控制电路采用至少一个传感器(IL,IR)在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
2.根据前一权利要求所述的护目镜,
其特征在于
液晶盒(LC)设计成:在最多10ms内其穿透度能够从90%变化到10%并且从10%变化到90%。
3.根据权利要求2所述的护目镜,
其特征在于
3.1液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;
3.2用于控制或调节液晶盒(LC)的高穿透度状态(Ton)和低穿透度状态(Toff)的时间以及两种状态之间变化的装置;
3.2.1其中,所述用于控制或调节液晶盒(LC)的高穿透度状态(Ton)和低穿透度状态(Toff)的时间以及两种状态之间变化的装置和闭环控制电路(MC)设计成:高穿透度(Ton)状态随着入射到至少一个传感器(IL,IR)的可见光的亮度增加而变短;
3.2.2其中,以人眼不能分辨的临时频率进行所述高穿透度状态(Ton)与低穿透度状态(Toff)之间的变化。
4.根据前述权利要求中任一项所述的护目镜,
其特征在于
所述控制电路设计成:当确定来自眼睛的视觉方向的亮度时,能够考虑特定用户眼睛/视网膜灵敏曲线以对亮度加权。
5.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
护目镜框架(F),其中
所述护目镜框架使所述至少一个护目镜镜片所指定的眼睛以光密闭的方式相对于环境光密封。
6.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
所述控制电路的设置点值规定在眼睛处的亮度为20至400lx。
7.根据权利要求5所述的护目镜,
其特征在于
所述环境光的亮度从设置点值和控制电路的控制信号导出。
8.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
至少一个其他亮度传感器(OL,OR)设置在护目镜背向眼睛的一侧并且确定环境光的亮度。
9.根据权利要求7或8所述的护目镜,
其特征在于
9.1所述控制电路的设置点值能够作为环境光亮度的函数变化;并且
9.2所述设置点值的变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数10。
10.根据权利要求9所述的护目镜,
其特征在于
10.1所述设置点值以预设步骤变化;
10.2其中,所述设置点值的逐步变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数100。
11.根据权利要求10所述的护目镜,
其特征在于
所述液晶盒穿透度的控制设计成:在10μs到1s内对极端亮度值进行反应,以使所述液晶盒(LC)设置为低穿透度状态。
12.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
12.1用于护目镜穿戴者的两只眼睛的护目镜镜片;
12.2用于每个护目镜镜片的眼睛侧传感器,用于测量入射到相应眼睛中的可见光的亮度;以及
12.3用于每个护目镜镜片的控制电路。
13.根据前一权利要求所述的护目镜,
其特征在于
两只眼睛的设置点值相差1%至60%。
14.根据权利要求12所述的护目镜,
其特征在于
当调节入射到一只眼睛的可见光的亮度时,考虑另一只眼睛的亮度的调节。
15.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
15.1设置在所述护目镜的背向眼睛一侧的至少一个光源(S);
15.2其中,所述光源能够作为护目镜穿戴者的视觉方向的函数被控制。
16.根据前一权利要求所述的护目镜,
其特征在于
16.1用于控制光源(S)的照明时间和照明强度的装置,以便在液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态期间照射;
16.2其中,以下乘积的时间积分:
16.2.1光源(S)的发光强度,和
16.2.2液晶盒(LC)的穿透度(TR),在高穿透度(Ton)状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
17.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
-使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的光源,和/或
-护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器,和/或
-护目镜镜片的眼睛侧的显示器,和/或
-平视显示器(HUD)。
18.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
所述传感器的被测量值和/或控制电路的设置点值和/或由此导出的环境亮度与地理坐标接收器的地理坐标信号连接并被记录。
19.根据权利要求1所述的护目镜,
其特征在于
19.1所述至少一个护目镜镜片还具有另一个液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当的控制而变化,
19.2其中,所述另一个液晶盒沿着视觉方向设置在液晶盒(LC)的后面或前面。
20.通过眩光抑制进行视觉增强的系统,包括:
20.1用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,包括
20.1.1至少一个护目镜镜片;
20.1.1.1其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
20.1.1.1.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
20.1.2用于控制或调节液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态的时间的装置;
20.1.3至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射的可见光的亮度;
20.1.3.1其中,所述至少一个传感器(IL,IR)设置在护目镜镜片的眼睛侧;
20.1.3.2其中,所述至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;以及
20.1.4闭环控制电路(MC),用于调节液晶盒(LC)的穿透度;
20.1.4.1其中,所述调节设计成:高穿透度(Ton)状态的时间随着眩光增加而变短;
20.1.4.2其中,预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值;
20.1.4.3其中,所述控制电路使用所述传感器测量的作为实际值的亮度;以及
20.2显示器,具有
20.2.1用于控制照明时间和显示器发光强度的装置,以便在液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态期间照射;
20.2.2其中,以下乘积的时间积分:
20.2.2.1所述显示器的发光强度,和
20.2.2.2液晶盒(LC)的穿透度(TR),在高穿透度(Ton)状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定。
21.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
所述显示器包括:
-护目镜镜片的背向眼睛一侧的显示器,和/或
-护目镜镜片的眼睛侧的显示器,和/或
-平视显示器(HUD)。
22.根据权利要求20-21中任一项所述的系统,
其特征在于
液晶盒(LC)设计成:在最多10ms内其穿透度能够从90%变化到10%并且从10%变化到90%。
23.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
23.1所述护目镜具有护目镜框架,其中
23.2所述护目镜框架使护目镜穿戴者的至少一只眼睛以光密闭的方式相对于环境光密封。
24.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
所述控制电路的设置点值规定在眼睛处的亮度为20至400lx。
25.根据权利要求23所述的系统,
其特征在于
所述环境光的亮度从设置点值和控制电路的控制信号导出。
26.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
至少一个其他亮度传感器(OL,OR)设置在护目镜背向眼睛的一侧并且确定环境光的亮度。
27.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
27.1所述控制电路的设置点值能够作为环境光亮度的函数变化;并且
27.2所述设置点值的变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数10。
28.根据权利要求27所述的系统,
其特征在于
28.1所述设置点值以预设阶段变化;
28.2其中,所述设置点值的逐步变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数100。
29.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
用于调节液晶盒(LC)的穿透度的所述闭环控制电路(MC)设计成:在10μs到1s内对极端亮度值进行反应,以使所述液晶盒(LC)设置为低穿透度状态。
30.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
眼镜包括:
30.1用于护目镜穿戴者的两只眼睛的护目镜镜片;
30.2用于每个护目镜镜片的眼睛侧传感器,用于分别测量入射到相应眼睛中的可见光的亮度;以及
30.3用于每个护目镜镜片的控制电路。
31.根据权利要求30所述的系统,
其特征在于
两只眼睛的设置点值相差1%至60%。
32.根据权利要求29所述的系统,
其特征在于
当调节入射到一只眼睛的可见光的亮度时,考虑另一只眼睛的亮度的调节。
33.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
33.1提供能够确定眼睛的视觉方向的眼睛跟踪器(ET);
33.2其中,所述至少一个传感器(IL,IR),包括:
33.2.1具有照相机的成像系统,或者
33.2.2位于坐标系上的至少三个传感器,或者
33.2.3复眼;
33.3,其中,所述至少一个传感器(IL,IR)能够确定从通过眼睛跟踪器(ET)确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度;以及
33.4其中,所述控制电路(MC)采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
34.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
所述控制电路设计成:当确定来自眼睛的视觉方向的亮度时,能够考虑特定用户眼睛/视网膜灵敏曲线以对亮度加权。
35.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
所述传感器的被测量值和/或控制电路的设置点值和/或由此导出的环境亮度与地理坐标接收器的地理坐标信号连接并被记录。
36.根据权利要求20所述的系统,
其特征在于
36.1所述至少一个护目镜镜片还具有另一个液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当的控制而变化,
36.2其中,所述另一个液晶盒沿着视觉方向设置在液晶盒(LC)的后面或前面。
37.通过眩光抑制进行的可见度增强的系统,具有
37.1用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
37.1.1至少一个护目镜镜片;
37.1.1.1其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度(TR)能够通过适当控制而变化;
37.1.1.1.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
37.1.2用于控制或调节液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态时间的装置;
并且具有
37.2光源(S),包括:
37.2.1用于控制光源(S)的照明时间和照明强度的装置,以便在液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态期间照射;
37.2.2其中,以下乘积的时间积分:
37.2.2.1光源(S)的发光强度,和
37.2.2.2液晶盒(LC)的穿透度(TR),在高穿透度(Ton)状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定;
37.3其中,所述液晶盒(LC)和光源(S)的调节或控制构造成:
37.3.1能够在高穿透度状态时间(Ton)和低穿透度状态时间(Toff)的周期内连续或不连续地改变高穿透度状态时间(Ton)的时间位置;和/或
37.3.2能够连续或不连续地改变高穿透度状态时间(Ton)和低穿透度状态时间(Toff)的周期的持续时间;
37.3.3其中,所述改变通过编码密钥确定。
38.根据权利要求37所述的系统,
其特征在于
38.1所述护目镜还包括至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射到所述传感器的可见光的亮度;
38.1.1其中,用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)设置在护目镜镜片的眼睛侧;
38.1.2其中,用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;
38.2所述护目镜还包括闭环控制电路(MC),用于调节液晶盒(LC)的穿透度;
38.2.1预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值;
38.2.2其中,所述控制电路使用所述传感器测量的作为实际值的亮度。
39.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
39.1所述至少一个传感器(IL,IR)包括:
39.1.1具有照相机的成像系统,或者
39.1.2位于坐标系上的至少三个传感器,或者
39.1.3复眼;
39.2所述护目镜还包括能够确定眼睛的视觉方向的眼睛跟踪器(ET);
39.3所述至少一个传感器能够确定从通过眼睛跟踪器(ET)确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度;并且
39.4所述控制电路采用传感器在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
40.根据权利要求37所述的系统,
其特征在于
40.1使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的第二光源,
40.2所述系统在液晶盒(LC)的低穿透度(Toff)状态期间照射。
41.根据权利要求37所述的系统,
其特征在于
所述光源是使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的光源。
42.根据权利要求37所述的系统,
其特征在于
所述光源是显示器。
43.用于使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的系统,包括:
43.1用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
43.1.1至少一个护目镜镜片;
43.1.1.1其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
43.1.1.1.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
43.1.2用于控制液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态的时间的装置;
43.2使活体生物、光学传感器或照相机耀眼的光源,
43.2.1所述光源在液晶盒(LC)的低穿透度状态时间(Toff)期间照射;
43.3其中,液晶盒(LC)的控制或调节和用于耀眼的光源(S)的控制或调节构造成:
43.3.1能够在高穿透度状态时间(Ton)和低穿透度状态时间(Toff)的周期内连续或不连续地改变高穿透度状态时间(Ton)的时间位置;和/或
43.3.2能够连续或不连续地改变高穿透度状态时间(Ton)和低穿透度状态时间(Toff)的周期的持续时间;
43.3.3其中,所述改变通过编码密钥确定。
44.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
44.1第二光源(S);
44.2用于控制或调节第二光源(S)的照明时间和发光强度的装置,以便在液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态期间照射。
45.根据权利要求44所述的系统,
其特征在于
所述第二光源是显示器。
46.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
46.1所述护目镜还包括至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射到所述至少一个传感器的可见光的亮度;
46.1.1其中,所述至少一个传感器设置在护目镜镜片的眼睛侧;
46.1.2其中,所述至少一个传感器测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;
46.2所述护目镜还包括闭环控制电路(MC),用于调节液晶盒(LC)的穿透度;
46.2.1预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值;
46.2.2其中,所述控制电路使用所述传感器测量的作为实际值的亮度。
47.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
47.1用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)包括
47.1.1具有照相机的成像系统,或者
47.1.2位于坐标系上的至少三个传感器,或者
47.1.3复眼;
47.2所述护目镜还包括能够确定眼睛的视觉方向的眼睛跟踪器(ET);
47.3用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)能够确定从通过眼睛跟踪器(ET)确定的眼睛的视觉方向入射的可见光的亮度;并且
47.4所述控制电路采用用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)在眼睛的视觉方向上测量的作为实际值的亮度。
48.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
液晶盒(LC)设计成:在最多10ms内其穿透度能够从90%变化到10%并且从10%变化到90%。
49.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
所述护目镜框架使护目镜穿戴者的至少一只眼睛以光密闭的方式相对于环境光密封。
50.根据权利要求47所述的系统,
其特征在于
所述控制电路的设置点值规定在眼睛处的亮度为20至400lx。
51.根据权利要求49所述的系统,
其特征在于
所述环境光的亮度从设置点值和控制电路的控制信号导出。
52.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
至少一个其他亮度传感器(OL,OR)设置在护目镜背向眼睛的一侧并且确定环境光的亮度。
53.根据权利要求51所述的系统,
53.1其中,所述控制电路的设置点值能够作为环境光亮度的函数变化;并且
53.2其中,所述设置点值的变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数10。
54.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
54.1所述设置点值以预设步骤变化;
54.2其中,所述设置点值的逐步变化比所述液晶盒穿透度的控制慢至少倍数100,并且
54.3在其过程中具有迟滞现象。
55.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
所述液晶盒穿透度的控制设计成:在10μs到1s内对极端亮度值进行反应,以使所述液晶盒(LC)设置为低穿透度状态。
56.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
56.1用于护目镜穿戴者的两只眼睛的护目镜镜片;
56.2两个眼睛侧传感器,用于分别测量入射到眼睛的可见光的亮度;并且,其特征在于
56.3用于每只眼睛的控制电路。
57.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
两只眼睛的设置点值相差1%至60%。
58.根据权利要求56所述的系统,
其特征在于
当调节入射到一只眼睛的可见光的亮度时,考虑另一只眼睛的亮度的调节。
59.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
59.1设置在护目镜的背向眼睛一侧的光源;
59.2其中,所述光源能够作为护目镜穿戴者的视觉方向的函数被控制。
60.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
所述传感器的被测量值和/或控制电路的设置点值和/或由此导出的环境亮度与地理坐标接收器的地理坐标信号连接并被记录。
61.根据权利要求43所述的系统,
其特征在于
61.1所述至少一个护目镜镜片还具有另一个液晶盒,所述液晶盒的穿透度能够通过适当的控制而变化,
61.2其中,所述另一个液晶盒沿着视觉方向设置在液晶盒的后面或前面。
62.通过眩光抑制进行的可见度增强的系统,具有:
62.1用于具有至少一只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
62.1.1至少一个护目镜镜片;
62.1.1.1其中,所述至少一个护目镜镜片具有液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
62.1.1.1.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
62.1.2至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射到所述至少一个传感器的可见光的亮度;并且具有
62.1.3闭环控制电路(MC),用于调节液晶盒(LC)的穿透度;
62.1.3.1预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值;
62.1.3.2其中,所述控制电路采用通过至少一个传感器(IL,IR)测量的作为实际值的亮度;
62.1.3.3其中,所述闭环控制电路(MC)构造成:高穿透度(Ton)状态的时间随着眩光增加而变短;并且具有
62.2光源(S),具有
62.2.1用于控制或调节光源(S)的发光时间和发光强度以使光源在液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态期间照射的装置;
62.2.2其中,以下乘积的时间积分:
62.2.2.1光源的发光强度,和
62.2.2.2液晶盒(LC)的穿透度(TR),在高穿透度(Ton)状态时间的变化期间在预定容差内保持恒定;
62.3其中,所述至少一个传感器(IL,IR)仅在低穿透度状态时间(Toff)内测量入射的可见光的亮度。
63.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
63.1用于测量可见光的亮度的所述至少一个传感器(IL,IR)还在高穿透度(Ton)状态内测量入射的可见光的亮度;
63.2其中,这些测量与在低穿透度状态时间(Toff)内的测量分开进行。
64.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
光源(S)的控制,使得在高穿透度状态时间(Ton)期间的被测量亮度高于低穿透度状态时间(Toff)期间的预定阈值亮度的情况下,光源(S)被关闭或者降低其发光强度。
65.在多个护目镜穿戴者的视场中对物体进行颜色编码的系统,具有:
65.1用于每一护目镜穿戴者的一对护目镜,具有
65.1.1相应的至少一个护目镜镜片;
65.1.2其中,所述相应的至少一个护目镜镜片包括:液晶盒(LC),所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
65.1.2.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
65.1.3用于调节或控制液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态时间的装置,使得相应的液晶盒(LC)在不同时间被设置成高穿透度(Ton)状态;并且具有
65.2用于每一护目镜穿戴者的一个RGB光源(S1,S2,S3);
65.2.1用于控制或调节RGB光源(S1,S2,S3)的发光时间、颜色和强度的装置,使得
65.2.1.1第一护目镜穿戴者的RGB光源(S1)在其护目镜的液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态时照射第一颜色;并且使得
65.2.2.2第二护目镜穿戴者的RGB光源(S2)在第二护目镜穿戴者的护目镜的液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)时照射与第一颜色不同的第二颜色。
66.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
在相应护目镜的低穿透度(Toff)状态的时间内,相关RGB光源(S1,S2,S3)发出所需的颜色,以便对没有穿戴任何护目镜的人以瞬时平均的方式产生白色效果。
67.根据权利要求65或66所述的系统,
其特征在于
第一护目镜穿戴者的液晶盒(LC)在第二护目镜穿戴者的高穿透度(Ton)状态的时间内具有衰减但非零的穿透度。
68.根据权利要求65或66所述的系统,
其特征在于
68.1通过RGB光源(S1)的各个原色的颜色成分在0%至100%之间的任意强度值,来自由限定第一护目镜穿戴者的RGB光源在其护目镜的液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态时照射的颜色;
68.2而在液晶盒(LC)的低穿透度状态(Toff)的相关时间,对其RGB光源(S1)的三原色的每一种原色发出缺失部分直到100%。
69.根据权利要求65或66所述的系统,
其特征在于
护目镜
69.1每个护目镜均包括至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射的可见光的亮度;
69.1.1其中,所述相应的至少一个传感器(IL,IR)设置在相应护目镜镜片的眼睛侧;
69.1.2其中,所述相应的至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;
69.2并且具有闭环控制电路(MC),每一闭环控制电路均用于控制相应液晶盒(LC)的穿透度;
69.2.1其中,对在相应护目镜穿戴者的眼镜处的亮度预设设置点值;
69.2.2其中,所述控制电路(MC)采用通过至少一个传感器(IL,IR)测量的作为实际值的亮度。
70.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
额外LED,所述额外LED可以与传感器通讯,以便出于安全目的检查相应护目镜的液晶盒的正确运行。
71.用于增强物体空间感的系统,包括:
71.1用于具有右眼(E(R))和左眼(E(L))至少两只眼睛的穿戴者的护目镜,具有
71.1.1位于两只眼睛的每一只眼睛的前面的一个护目镜镜片;
71.1.2其中,每个护目镜镜片均包括:液晶盒(LC(L)、LC(R)),所述液晶盒的穿透度能够通过适当控制而变化;
71.1.2.1其中,所述液晶盒(LC(L)、LC(R))的穿透度(TR)分别能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换,并且具有
71.1.2.1.1用于控制或调节液晶盒(LC(L)、LC(R))的高穿透度状态时间(Ton)的装置;并且具有
71.2两个光源(S1(L),S1(R)),每个光源与一只眼睛关联;
71.2.1其中,两个光源发出不同的颜色;并且
71.2.2其中,所述光源的立体基线(DS1)大于眼距(PD);并且具有
71.2.3用于通过以下方式控制或调节光源(S1(L),S1(R))的发光时间的装置:
71.2.3.1与右眼(E(R))关联的光源(S1(R))在右眼的液晶盒(LC(R))的高穿透度状态(Ton)期间照射,
71.2.3.1.1而与左眼(E(L))关联的光源(S1(L))不照射,并且
71.2.3.1.2左眼的液晶盒(LC(L))被设置成低穿透度;
71.2.3.2并且反之亦然。
72.根据前一项权利要求所述的系统,
其特征在于
在低穿透度状态(Toff)的相关时期补充所述光源在高穿透度状态时间(Ton)发出的颜色,以提供白色效果。
73.根据权利要求71或72所述的系统,
其特征在于
用人眼能够感知的预定频率对两个光源进行调幅。
74.根据权利要求71或72所述的系统,
其特征在于
所述护目镜
74.1包括至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射的可见光的亮度;
74.1.1其中,所述至少一个传感器(IL,IR)设置在至少一个护目镜镜片的眼睛侧;
74.1.2其中,所述至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;并且
74.2具有至少一个闭环控制电路(MC),用于调节相应液晶盒(LC)的穿透度;
74.2.1其中,对在护目镜穿戴者眼睛处的亮度预设至少一个设置点值;
74.2.2其中,所述控制电路(MC)采用通过至少一个传感器测量的作为实际值的亮度。
75.借助眩光抑制改进空间监控区域的视觉的系统,具有:
75.1护目镜,具有
75.1.1至少一个护目镜镜片;
75.1.2其中,所述至少一个护目镜镜片包括液晶盒(LC):所述液晶盒的穿透度(TR)能够通过适当控制而变化;
75.1.2.1其中,所述液晶盒(LC)设计成:液晶盒(LC)的穿透度(TR)能够在高穿透度状态与低穿透度状态之间切换;并且具有
75.1.2.1.1用于调节或控制液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态的时间的装置;
75.2脉冲光源(S),所述脉冲光源发出光脉冲;
75.2.1其中,所述光源(S)设计成:所述光源能够产生光脉冲,所述光脉冲的时间持续短于光源的光穿过在穿戴者的视觉方向上空间监控的区域所需的时间;并且具有
75.3用于控制或调节液晶盒(LC)的高穿透度(Ton)状态时间的装置,所述装置能够临时设置液晶盒的高穿透度(Ton)状态时间,使得只有来自空间监控区域的光脉冲的反向散射信号被液晶盒(LC)传输。
76.根据权利要求75所述的系统,
其特征在于
所述护目镜
76.1包括至少一个传感器(IL,IR),用于测量入射的可见光的亮度;
76.1.1其中,所述至少一个传感器(IL,IR)设置在相应护目镜镜片的眼睛侧;
76.1.2至少一个传感器(IL,IR)测量通过至少一个护目镜镜片的亮度;并且
76.2具有至少一个闭环控制电路(MC),用于控制相应液晶盒(LC)的穿透度;
76.2.1预设在护目镜穿戴者眼睛处的亮度的设置点值;
76.2.2其中,所述控制电路(MC)采用通过至少一个传感器(IL,IR)测量的作为实际值的亮度。
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