CZ20014714A3 - Optický omezovač oslnění - Google Patents

Description

Optický omezovač oslnění

Oblast techniky

Vynález se týká optického omezovače oslnění, použitelného zejména pro motorová vozidla.

Dosavadní stav techniky

Je všeobecně známo, že schopnost lidského zrakového orgánu vnímat a uvědomovat si rychleji nebo pomaleji jasové, barevné a tvarové struktury okolního světa podstatně závisí kromě adaptační schopnosti oka na hustotě záření dopadajícího na oko a na rozdílech jasu v zorném poli. Velké hodnoty jasu mohou schopnost vnímání a tím i zrakový výkon oka podstatně ovlivnit. Takovýto vliv, výrazně působící na základní oční funkce, se nazývá oslnění.

Kromě toho je dále známo, že v nočním silničním provozu je možno nemálo dopravních nehod vztáhnout na opomíjené nebo nesprávné reakce řidiče v důsledku oslnění. Při noční jízdě je ciliámí muskulatura oka v závislosti na pozorovaném bodu více nebo méně napnuta. Zornice je poměrně hodně rozšířena a oko je přizpůsobeno střední hodnotě jasu panující v zorném poli. Změní-li se např. střední hodnota jasu světlem protijedoucího vozidla, je pro přizpůsobení oka z jednoho stavu do druhého potřeba určitý čas, jehož délka je závislá na osvětlení oka, směru adaptace a rozdílu jasu před a po adaptaci. Čím větší je rozdíl hodnot jasu způsobený světlem protijedoucího vozidla před adaptací, tím silněji je drážděna oční sítnice, zvyšují se požadavky na rychlost přizpůsobit se světlu a temnotě a v oku pak vede rozptýlené světlo ke vzniku závoje na sítnici a ke snížené zrakové schopnosti. Následky jsou pak, mimo jiné, pozdní či neostré vnímání protijedoucího vozidla a špatný odhad vzdálenosti, čímž se vyvolají nepřiměřené reakce řidiče.

• · • · · • · · ··

Vzrůstající podíl automobilových světlometů na bázi xenonu ještě zvyšuje nebezpečí škodlivých účinků tohoto typu světel majících vyšší světelnou účinnost oproti halogenovým světlometům. Výzkumy ukázaly, že testované osoby se podstatně a nezávisle na měřitelných ovlivněních zrakové schopnosti cítily ve všech věkových skupinách rušeny xenonovým světlem. Především starší osoby nemohly již při xenonovém protisvětle rozeznávat určité kontrasty (časopis Spiegel, č.7/1998, str. 168 a další).

Ze spisu DE 42 18 436 Al je známo osvětlovací zařízení pro motorová vozidla, které má při nočních jízdách zmenšovat vliv oslnění protijedoucími vozidly. Osvětlovací zařízení ve vozidle je uspořádáno v oblasti řidiče tak, že je mimo zorné pole řidiče upevněn světelný zdroj, jehož jedna část světlaje nasměrována na obličej řidiče. Světelný zdroj je napojen na světla vozidla tak, že svítí při zapnutých světlech vozidla a zapíná se též s pomocí senzorů při osvětlení protijedoucími vozidly.

Toto řešení má však podstatnou nevýhodu, v jejímž důsledku nemůže splnit svůj vynálezecký úkol. Protože část světla tohoto zařízení dopadá přímo na zorné pole řidiče, jsou tím vyvolány nebezpečné účinky oslnění.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky a nevýhody jsou do značné míry odstraněny optickým omezovačem oslnění podle vynálezu používajícím elektrický proudový zdroj sestávající ze světelného příjmového modulu a světelného zdroje, jehož světelné záření je regulovatelné v závislosti na záření vnějšího zdroje oslnění, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že světelný zdroj je opatřen reflektorem a prismatem a uspořádán tak, že jeho světelné záření dopadá plně na odrazovou plochu a od ní odražené světelné záření má v zorném poli snížený účinek oslnění.

Vynález má za úkol vytvořit zlepšený omezovač oslnění, který s pomocí optických prostředků snižuje nepříznivý účinek vnějších zdrojů oslnění na lidské oko.Tento úkol je řešen zejména uspořádáním podle význaků nároku 1, přičemž další výhodná vynálezecká provedení jsou popsána v nárocích 2 až 8.

Optický omezovač oslnění podle vynálezu má tu výhodu, že účinně snižuje působení vnějších zdrojů oslnění na lidské oko velmi jednoduchým způsobem. Je proto vhodný zejména pro použití v motorových vozidlech. Vynález chrání řidiče před nepříznivými účinky oslnění bodovým světlem, jak bylo uvedeno ve stavu techniky, a zaručuje dosažení téměř homogenních, širokoplošných a téměř neoslňujících kontrastních poměrů vzorném poli řidiče.

Při jeho použití v nočním provozu se podstatně snižují rozdíly hodnot jasu v zorném poli způsobené protijedoucími vozidly a téměř zcela se odstraní účinek oslnění. Pozorovaná silnice je zřetelně rozeznatelná a je umožněn reálný odhad dopravní situace řidičem.

Oslnění protijedoucími vozidly začíná zpravidla působit ve vzdálenosti cca 75 m. Od tohoto okamžiku řídí oslněný řidič vozidlo téměř poslepu. S použitím optického omezovače oslnění podle vynálezu se oblast zorného pole řidiče při přiblížení jinak oslňujícího protijedoucích vozidla tak rozjasní, že oko si včas zvykne na vyšší jas a účinek oslnění protijedoucím vozidlem je od vzdálenosti cca 75 m jen velmi nízký. V důsledku včas vyvolaného zjasnění zorného pole působí rozdíly jasu v důsledku osvětlení jinak oslňujícími reflektory protijedoucího vozidla na lidské oko jev velmi omezeně. Ani oslnění samo, ani rušivý lesk předního skla nemohou tak vyvolat škodlivé účinky na lidské oko. Podstatně se snižují požadavky na adaptační schopnosti oka. To má význam zejména pro starší řidiče, u nichž se v důsledku měnícího se vnímání světla, způsobeného stárnutím, zvyšuje doba přizpůsobení se světlu a tmě. Kladný účinek má vynálezecké zařízení i na nervózní řidiče.

Minimalizace rozdílů jasu má navíc tu výhodu, že oko a řidič sám se pomaleji unaví a vzrůstá pozitivní emocionální účinek na náladu a výkonnost řidiče.

Jedno z výhodných provedení vynálezu optického omezovače oslnění pamatuje i na to, aby se zornice trvale udržovala v takové základní hodnotě jasu jako při homogenním osvětlení místnosti blízkém stavu bdělosti člověka za dne, takže oko pak není při přiblížení protijedoucího vozidla v noci vystaveno žádným prudkým změnám.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí připojených výkresů, kde znázorňuje obr.l bokorys optického omezovače oslnění podle vynálezu, vyklopeného ze sluneční clony vozidla, obr.2 půdorys konstrukčního uspořádání optického omezovače oslnění s dělenou charakteristikou vyzařování, obr. 3 bokorys optického omezovače oslnění uspořádaného na stropu vozidla a obr.4 bokorys motorového vozidla s instalovaným optickým omezovačem oslnění podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je znázorněn optický omezovač oslnění v provozním stavu, vyklopený ze sluneční clony 9 vozidla a sestávající ze světelného příjmového modulu 4 uspořádaného v pouzdru 5. V něm je rovněž uložen reflektor 3 s prismatem i' a před ním uspořádaným difuzérem i, přičemž odrazová plocha znázorněna není. Reflektor 3 je proveden v tomto případě jako asymetrický. Pod vztahovou značkou 6 je znázorněno elektronické ovládání a vztahová značka 7 pak označuje čtyřstupňový spínač pro zprovoznění omezovače oslnění, jehož klidový vypínač je označen vztahovou značkou 1_1.

Pouzdro 5 je vyklopeno z vybrání 10 vytvořeného pro klidovou polohu omezovače oslnění, přičemž vyklopení se provede pomocí vypínače IL

Jako příjmový světelný modul 4 se použije fotodioda. Vhodné jsou i fototranzistory, fotoodpory, měniče světlo-fřekvence, měniče světlo-napětí, fluorescenční kolektory nebo lišty se solárními Články.

• « ·

Prisma Γ je provedeno jako podélné prisma sprotiběžně pilovitě uspořádanými jednotlivými prismaty, které zde nejsou rozeznatelné. Mohou být použita i jiná prismata, jako např. Fresnelovo prisma. Jako světelný zdroj 2 se použije obchodně dosažitelná paticová žárovka typu Osram 2723/12 V, 2,3 W. Mohou být použity i světelné diody, jako např. hliníkovo-indiovo-galiovo-fosfátová světelná dioda s 6500 med, typu Alln Gap-LED. Jako difuzér 1 se použije opálová destička známého druhu s absorpcí 20 % až 80 % světla 13 světelného zdroje 2, přednostně 30 %. Proudové napájení je provedeno z palubního zdroje motorového vozidla.

Na obr.2 je schematicky znázorněn půdorys konstrukčního uspořádání optického omezovače oslnění s dělenou charakteristikou vyzařování. Prisma E je zde provedeno jako podélné prisma 19 s protiběžně pilovitě uspořádanými jednotlivými prismaty, před nimiž je uspořádán difuzér 8. Takovýmto pilovitým uspořádáním se dosáhne rozdělení světla 13 světelného zdroje 2 na dva světelné proudy 20 se stejným jasem, které jsou nasměrovány na neznázoměnou odrazovou plochu.

Odrazová plocha však může být uspořádána tak, že světlo 13 světelného zdroje 2 nejprve dopadne na odrazovou plochu a teprve světlo odražené od této plochy je pomocí prismatu 19 a difuzéru 8 odchýleno do dvou světelných proudů 20 , které osvětlují zorné pole 12,14 širokoplošně s homogenními poměry kontrastu a stejnoměrně, čímž se dosáhne sníženého účinku oslnění.

Obr.3 znázorňuje optický omezovač oslnění uspořádaný na stropu 15 vozidla se světelným příjmovým modulem 4 v provozním stavu. Pomocí spínače 6 je možno docílit několikastupňového spínání. Nezávisle na poloze stand-by je možno docílit sepnutím jednoho stupně základního jasu světelného zdroje 2 cca 30 %. Podle individuální optické schopnosti vnímání je pak možno nastavit i jiné stupně základního jasu světelného zdroje 2 v zorném poli 12,14 v rozmezí 0% a 100%. Jakmile dopadne oslňující světlo protijedoucího vozidla na světelný příjmový modul 4, začne světelný zdroj 2 svítit v závislosti na jasu světla protijedoucího vozidla jasněji nebo méně jasně a tím se sníží rozdíl jasů mezi jasem světla vnějšího světelného zdroje 18 (viz obr.4) a jasem dosud panujícím v zorném poli řidiče.

♦ ·

- 6 Okolí v oblasti zorného pole 12,14 může být pomocí jednotlivých stupňů spínaných poloh nejen přizpůsobeno individuálním zrakovým zvyklostem, ale je též zaručeno, že ani dráždění sítnice oka světlem reflektorů protijedoucího vozidla, ani rušivý odlesk, např. zrcadlícím se předním sklem, neovlivní schopnost vnímání a zrakový výkon lidského oka výraznější měrou. Jas zorného pole 12 dosažený vynálezeckým zařízením tak umožní, že rozdíl jasů způsobený světly protijedoucího vozidla téměř zanikne.

Na obr.4 je znázorněn bokorys motorového vozidla vybaveného optickým omezovačem oslnění 16 podle vynálezu. Aby se tímto omezovačem nedocílilo oslňování jako při zapnutí vnitřního osvětlení vozidla, má jeho správné umístění ve vnitřku vozidla velký význam. Jeho snadným vyklopením o 90° z klidové polohy 10 (viz obr.l) a manuelní adjustací se docílí toho, že světelné záření světelného zdroje 2 dostatečně v široké ploše a co mono nej rovnoměrněji osvítí zorné pole 14 řidiče.

Namísto provedení optického omezovače jasu podle vynálezu,znázorněných na výkresech, je možno zvolit i jiná vhodná uspořádání jeho konstrukčních skupin, např. v závislosti na daném typu vozidla, přičemž i tato splní zamýšlený účel. Tak např. může být též sluneční clona vozidla nebo jen její část opatřena odrazovou plochou.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný zejména v automobilovém průmyslu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Optický omezovač oslnění používající elektrický proudový zdroj sestávající ze světelného příjmového modulu (4) a světelného zdroje (2), jehož světelné záření (13) je regulovatelné v závislosti na záření vnějšího zdroje oslnění (18), v y z n a č u j í c í se t í m, že světelný zdroj (2) je opatřen reflektorem (3) a prismatem (1') a uspořádán tak, že jeho světelné záření (13) dopadá plně na odrazovou plochu a od ní odražené světelné záření má vzorném poli (12,14) snížený účinek oslnění.
2. 2. Optický omezovač oslnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že před prismatem (1', 19) je uložen difuzér (1,8) a/nebo reflektor (3) asymetricky uspořádaný.
3. 3. Optický omezovač oslnění podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že difuzér (1,8) je proveden jako o sobě známá opálová destička s absorpcí 20 % až 80 % světelného záření (13) světelného zdroje (2), přednostně 30 %.
4. 4. Optický omezovač oslnění podle jednoho z nároků 1 až 3, v y z n a č u j í c í se t í m, že prisma (Γ) je provedeno jako podélné prisma (19) s přednostně pilovitě vytvořenými a protiběžně uspořádanými prismaty, které odchylují světelné záření (13)ú světelného zdroje (2) do dvou světelných proudů (20), s výhodou světelných proudů se stejným jasem.
5. 5. Optický omezovač oslnění podle nároku 1,vyznačující se tím, že světelný příjmový modul (4) je konstrukčním prvkem, jehož elektrická výchozí veličina je v závislosti na intenzitě světelného záření vnějšího zdroje oslnění (18) opakovatelně dostatečně silně měnitelná.
6. 6. Optický omezovač oslnění podle jednoho z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se t í m, že světelný příjmový modul (4) je fotodioda, fototranzistor, fotoodpor, měnič světlo-frekvence, měnič světlo-napětí, fluorescenční kolektor nebo lišta se solárními články.

   - 8
7. 7. Optický omezovač oslnění podle nároku 1,vyznačující se tím, že světelný zdroj (2) má své spektrum ve viditelné oblasti a vyzařovanou světelnou energií dociluje adaptaci lidského oka při homogenním osvětlení vnitřního prostoru vozidla na průměrnou úroveň jasu a je tvořen o sobě známou žárovkou a/nebo světelnou diodou, např. hliníkovo-indiovogaliovo-fosfátovou světelnou diodou.
8. 8. Optický omezovač oslnění podle jednoho z nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m, že je v motorovém vozidle uspořádán tak, že osvětluje zorné pole co možno širokoplošně a stejnoměrně a k tomu je proveden s výhodou výkyvné nebo výklopně na anebo ve sluneční cloně motorového vozidla a v optické ose řidiče.