CN2463215Y - 跟踪式衰减强光源护目器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种跟踪式衰减强光源护目器,可跟踪视场中的强光源并降低其强度。包括光学成像器、由m×n个光传感器排列组成的光电感应组合器、由m×n个门电路组成的LCD开关驱动组合电路,和由m×n个LCD液晶衰减单元排列组成的LCD液晶衰减屏,各光传感器与各LCD液晶衰减单元按相同的位置对应并列排成矩阵。光电感应组合器将光学成像器形成的散射像转换成电信号,经门电路组合驱动,而在LCD液晶衰减屏上形成大于视场中强光源面积的遮蔽区。

Description

跟踪式衰减强光源护目器

本实用新型涉及一种光强度衰减装置，更确切地说是涉及一种可选择地降低人眼视场中光强度的装置，避免眼睛受强光剌激。

在阳光下作业特别是驾驶车辆时，光线直射双眼，不仅使作业者或驾驶者无法看清景物，还强烈地剌激伤害人眼。佩带墨镜虽然可以对强光造成适当衰减，但同时也使视场中的景物全部变暗，导致作业者因看不清景物而降低作业效率或使驾驶员不能安全驾驶。车辆上设置的传统遮光板，如果放得太低，则在遮往强光的同时也遮挡住了驾驶者的视线。夜间行车时，对面驶来车辆的前灯灯光会剌激驾驶员眼睛，或后面车辆的前灯灯光会在后视镜上产生反光刺激驾驶员眼睛，诸如此类，均会导致驾驶员不能看清路况，其后果是非常危险的。

现有的光强度衰减装置，如由CN1187252A“光强度衰减装置和衰减方法”中所公开的技术，能够降低人眼所目视的光源强度，其眼用装置实施例包括框架、电源、光传感器、带有快门元件阵列的两透光镜片、用户控制器和处理电路。用户利用用户控制器预先设置用户常数，光传感器对视场进行扫描并产生光强度信号，处理电路利用用户常数及预置的阈值对该光强度信号进行处理，在光强度信号超过任一阈值时，两透光镜片上带有快门元件阵列中的一个或多个元件变暗，形成遮光区，从而有选择地降低了人眼所目视的光源强度。由于不同的佩带者在使用前均需按个人的条件预设用户常数，过程繁琐不便于使用；由于采用对视场进行扫描取样的工作方式，且眼球是处在不断的移动(左右或上下)状态中，为了压缩遮光区的占空时间，需在快门元件阵列电路前加设存储器件进行状态保持，使控制电路变得复杂化。

本实用新型的目的是设计一种跟踪式衰减强光源护目器，可以跟踪移动的强光源并对目视的该强光源进行强度衰减，但对视场内除强光源以外的景物仍能保持明亮状态，既保护人眼免受强光剌激，又能保持对视场的正常观察，且结构简单、使用方便。

本实用新型的跟踪式衰减强光源护目器，通过光电感应及其组合，对强光源的散射像进行取样并转换成电信号，再控制LCD液晶衰减屏并在LCD液晶衰减屏上形成对目视强光源的遮蔽区，而对目标光源强度进行跟踪式衰减。

本实用新型的目的是这样实现的：一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：包括光学成像器、由一个以上的光传感器经位置排列组合成的光电感应组合器、由一个以上的门电路组合成的LCD开关驱动组合电路，和由一个以上的LCD液晶衰减单元经位置排列组合构成的LCD液晶衰减屏；所述的光电感应组合器设置在光学成像器下方，所述光电感应组合器中的各光传感器与所述LCD开关驱动组合电路中的各门电路对应连接，所述LCD开关驱动组合电路中的各门电路输出与所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元对应连接，所述光电感应组合器中的各光传感器与所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元按相同的排列位置一一对应排列。

所述光电感应组合器中的各光传感器排列成m×n矩阵阵列，所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元排列成与之相对应的m×n矩阵阵列。

所述的m×n矩阵阵列是6×4矩阵阵列。

所述的光学成像器由光学透镜和散射板上下组合构成。

所述的光学成像器还包括有光圈，设置在所述光学透镜与散射板之间。

所述LCD开关驱动组合电路中的门电路是异或门，各异或门的一输入端与所述光电感应组合器中各光传感器的输出端连接，各异或门的另一输入端与LCD液晶驱动源连接。

所述的LCD液晶衰减屏有两个，两LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元对应排列并对应并联连接在相应门电路的输出端上。

可以设置一个眼镜框架，所述的光学成像器和光电感应组合器设置在眼镜框架的鼻架位置处，所述的两个LCD液晶衰减屏分别设置在所述眼镜框架的左右镜片位置处，所述的LCD开关驱动组合电路设置在眼镜框架的左右LCD液晶衰减屏上方。

还可以设置一个框架，所述的LCD液晶衰减屏设置在该框架上，所述的光学成像器、光电感应组合器、LCD开关驱动组合电路与该框架合体或分体设置。

所述光电感应组合器与LCD液晶衰减屏的长宽比为16∶9。

本实用新型的跟踪式衰减强光源护目器，由光电感应组合器中相应的光传感器将光学成像器散射板所成强光源景像的散射像转换成电信号，经相应的门电路驱动后输出到LCD液晶衰减屏的相应LCD液晶衰减单元上，由于光电感应组合器的各光传感器、光电感应组合器的各门电路及LCD液晶衰减屏的各LCD液晶衰减单元是一一对应并顺序连接的，且光电感应组合器的各光传感器与LCD液晶衰减屏的各LCD液晶衰减单元按相同的位置对应排列成矩阵阵列，因此，当光电感应组合器上的一个或多个光传感器因感受到强光而输出有光照信号时，经相应的门电路组合、驱动，而使LCD液晶衰减屏上相同位置上的LCD液晶衰减单元变暗，即在强光源与眼睛间出现遮蔽区，且遮蔽区的出现与目视强光源在时间上相关，实现即时跟踪并衰减强光源光照度的效果，有效地保护了眼睛避免强光剌激。此外，光电感应组合器上的其余光传感器因未感受到强光照射，与之位置对应处的LCD液晶衰减单元则不会变暗，仍保持透明，不会影响对强光源以外的景物的观察效果。

本实用新型的跟踪式衰减强光源护目器，由于在光学成像器中设置散射板，佩镜者视场中的景物经光学成像器形成散射像，光电感应组合器将其转换成强光源的电信号，通过门电路的组合，强光源的电信号越过门电路的阀值而驱动LCD液晶衰减单元变暗，形成大于佩镜者视场中强光源面积的遮蔽区，而该遮蔽区是位于佩镜者眼睛与强光源之间的，而使佩镜者的眼睛不会受强光源的伤害。

下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术。

图1是本实用新型眼镜型跟踪式衰减强光源护目器结构示意图。

图2是本实用新型跟踪式衰减强光源护目器原理性结构框图。

图3是本实用新型跟踪式衰减强光源护目器电气结构示意图。

参见图1，是本实用新型跟踪式衰减强光源护目器的一眼镜型实施例结构，包括眼镜框架10和固定在眼镜框架10上的电源开关1、电池2、集成稳压器3、光电感应组合器4、光学成像器5、由门电路组合6与LCD液晶驱动源7组合构成的LCD开关驱动组合电路，和左右LCD液晶衰减屏8、9。光学成像器5设置在光电感应组合器4的上方，两者位于眼镜框架10的鼻架位置处，左右LCD液晶衰减屏8、9分别设置在眼镜框架10的左右镜片位置处，电源开关1、电池2、集成稳压器3(也可不设置)、门电路组合6与LCD液晶驱动源7则设置在眼镜框架10左右LCD液晶衰减屏8、9的上方。

光电感应组合器4由24只光传感器排列成6×4矩阵阵列构成，左或右LCD液晶衰减屏8或9各由24片LCD液晶衰减单元排列成6×4矩阵阵列构成，每一只光传感器与每一片LCD液晶衰减单元在6×4矩阵阵列中对应排列而具有相同的位置，即同一行、列中(按成像倒置原理确定行列关系)。

佩镜者通过左或右LCD液晶衰减屏8或9视物，平时此屏透明。护目镜可以跟踪移动的强光源，并针对该移动的强光源进行衰减，而处于视场中的其它景物仍然明亮，不会影响佩镜者对它们的观察。

眼镜框架10的两个镜腿，其接近镜片的部位应较宽，用于避免强光从侧面射入刺激佩镜者的眼睛。

由于人眼在视物时，其眼球的左右转动与上下转动比为16∶9，因而本实施例的光电感应组合器4、LCD液晶衰减屏8、9与眼镜框架10的长宽比例均取为16∶9，每个LCD液晶衰减单元的尺寸为8.5×5.0毫米。

参见图2，图中示出本实用新型跟踪式衰减强光源护目器原理性结构。光学成像器5，由位于上方的光学透镜11、位于下方的散射板12和其间的光圈17组合构成，散射板12可用加有散射剂的透光材料制造，如毛玻璃或乳白色塑胶层等。观察者视场中的景物通过光学成像器5的透光镜11、经光圈17在散射板12的前表面形成实像13，经散射板12对光的散射作用，而在散射板12的后表面形成散化的实像14。该散化实像14不同于传统意义的放大成像，与实像13相比，散化实像14中各景物的几何尺寸变大，但各景物的几何形心间距离不变，因而散化像14可使其下方的光电感应组合器4的感光面积大于景物实像面积。

由于人眼瞳孔的放大程度随白天、黑夜变化，对强光的感应程度也有不同，故为适应人眼的这种调节机制，实施例可在上方的光学透镜11与下方的散射板12间设置光圈17，以便随着白天(阴晴天)或夜晚调整所成散射像的亮度。光圈17可采用传统机械式或LCD液晶式结构。

光电感应组合器4位于光学成像器5下方，特别是位于散射板13下方，光电感应组合器4中的各光传感器可同时从观察者视场中由强光源形成的散化像14上取光照度信号，并按散射像14几何面积的尺寸来决定是由一个或该个及其周围若干个光传感器感应该光照度信号，即按散射像14几何面积的尺寸及其位置来确定所感光的光传感器个数及其所处位置。

光传感器将感应的图像光照度信号转换成电信号，送至LCD开关驱动组合电路6中相应的门电路输入端，在LCD液晶驱动源7的驱动下，使LCD液晶衰减屏上相应部位的LCD液晶衰减单元变暗，形成遮蔽区，如图中的15、16所示，衰减强光源发射到佩镜者双眼中的光。由于强光源像的几何尺寸已在散射板12后被散化，其几何尺寸已大于实际视场中强光源的几何尺寸，因此LCD液晶衰减屏上的遮蔽区面积是大于佩镜者在视场中所见强光源的实际面积的，其效果就好象用手掌去遮挡如硬币大小的强光源，此时无论佩镜者的眼球如何移动或改变LCD液晶衰减屏与人眼之间的距离，该遮蔽区都足以挡住强光源，不会产生漏光现象。

参见图3，图中示出本实用新型跟踪式衰减强光源护目器的电气结构。光电感应组合器4由24只光传感器组成，排列成6×4矩阵阵列，光传感器采用硅光电三极管组成射极输出取样放大电路，对佩镜者视场中的目视强光实像的散射像进行取样。LCD开关驱动组合电路6包括24只异或门，每个异或门的一个输入端与光电感应组合器4的6×4矩阵阵列中的一只光传感器连接，每个异或门的另一个输入端与LCD液晶驱动源7连接，LCD液晶驱动源7还连接两LCD液晶衰减屏8、9的背极。LCD液晶驱动源7是一脉冲发生器，可由传统的集成与门电路连接电阻、电容构成对称式多谐振荡器，如产生100Hz的对称方波。每个异或门的输出端与两LCD液晶衰减屏8、9中同一位置上的一个LCD液晶衰减单元并接，并使光电感应组合器4中6×4矩阵阵列中的每一个光传感器保持与LCD液晶衰减屏中6×4矩阵阵列中的每一个LCD液晶衰减单元具有相同的矩阵位置，即成一一对应连接关系，如光电感应组合器4中第一行第一列的光传感器通过异或门与LCD液晶衰减屏8、9中第四行第六列的LCD液晶衰减单元连接，其余可依次类推。图中3是稳压器，可对护目器的工作电源Vcc进行稳压。

当光电感应组合器4感应由佩镜者视场中强光源景物所生成的散射像时，强光使光电感应组合器4矩阵中的相应光传感器输出电信号，在该电信号超越异或门的电路阈值时，其输出信号即时驱动LCD液晶衰减屏8、9矩阵中的相应LCD液晶衰减单元，使之变成遮蔽区。此遮蔽区恰位于强光源与佩镜者的眼睛之间，对强光源进行衰减，而此时LCD液晶衰减屏8、9的其它LCD液晶衰减单元则是透明的，使佩镜者可清楚地看见除强光源以外的景物。该遮蔽是即时进行的，其反应速度约30毫秒，即使强光源或佩镜者在移动，只要强光源存在于佩镜者的视场里，就会一直伴随有遮蔽区，直到强光源从佩镜者的视场里消失或强光源本身减弱，LCD液晶衰减屏8、9上的遮蔽区才会消失，变得与其它区域一样透明。

本实用新型的跟踪式衰减强光源护目器除了可直接制作成如图1所示的眼镜型外，还可制作成一种平板式镜片，形成护目屏或护目片，再挂设在眼镜框架上，或组合制作在任何其它型式的眼用装置中。

本实用新型的跟踪式衰减强光源护目器对非干涉光，如阳光、灯光等有遮蔽效果。

Claims (10)

1．一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：包括光学成像器、由一个以上的光传感器经位置排列组合成的光电感应组合器、由一个以上的门电路组合成的LCD开关驱动组合电路，和由一个以上的LCD液晶衰减单元经位置排列组合构成的LCD液晶衰减屏；所述的光电感应组合器设置在光学成像器下方，所述光电感应组合器中的各光传感器与所述LCD开关驱动组合电路中的各门电路对应连接，所述LCD开关驱动组合电路中的各门电路输出与所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元对应连接，所述光电感应组合器中的各光传感器与所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元按相同的排列位置一一对应排列。

2．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述光电感应组合器中的各光传感器排列成m×n矩阵阵列，所述LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元排列成与之相对应的m×n矩阵阵列。

3．根据权利要求2所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述的m×n矩阵阵列是6×4矩阵阵列。

4．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述的光学成像器由光学透镜和散射板上下组合构成。

5．根据权利要求1或4所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述的光学成像器还包括有光圈，设置在所述光学透镜与散射板之间。

6．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述LCD开关驱动组合电路中的门电路是异或门，各异或门的一输入端与所述光电感应组合器中各光传感器的输出端连接，各异或门的另一输入端与LCD液晶驱动源连接。

7．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述的LCD液晶衰减屏有两个，两个LCD液晶衰减屏上的各LCD液晶衰减单元对应排列并对应并联连接在相应门电路的输出端上。

8．根据权利要求1或7所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：还包括有一个眼镜框架，所述的光学成像器和光电感应组合器设置在眼镜框架的鼻架位置处，所述的两个LCD液晶衰减屏分别设置在所述眼镜框架的左右镜片位置处，所述的LCD开关驱动组合电路设置在眼镜框架的左右LCD液晶衰减屏上方。

9．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：还包括有一个框架，所述的LCD液晶衰减屏设置在该框架上，所述的光学成像器、光电感应组合器、LCD开关驱动组合电路与该框架合体或分体设置。

10．根据权利要求1所述的一种跟踪式衰减强光源护目器，其特征在于：所述光电感应组合器与LCD液晶衰减屏的长宽比为16∶9。

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