DD228953A3

DD228953A3 - Anordnung zur ansteuerung von blendschutzbrillen

Info

Publication number: DD228953A3
Application number: DD24935683A
Authority: DD
Inventors: Ruediger Salomon; Klaus Nitsche; Gert Boerner
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1985-10-23
Also published as: GB8407797D0; DE3404748A1; SU1446590A1; CS272258B1; GB2137373A

Abstract

Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen zur automatischen Transparenzsteuerung von Fluessigkristallzellen, wobei eine selbsttaetige Anpassung an die sich veraendernden Lichtverhaeltnisse erfolgt. Aufgabe der Erfindung war es, eine Anordnung zu entwickeln, bei der die eine moegliche Blendung hervorrufenden Leuchtdichten automatisch in Beziehung zu den Umweltlichtverhaeltnissen gesetzt werden. Der erfindungsgemaesse Gedanke besteht darin, den Durchlassgrad t7 des aus Fluessigkristallzellen gebildeten Sichtfeldes in Abhaengigkeit von der Umgebungsleuchtdichte und der als blendend empfundenen Leuchtdichte zu veraendern, so dass mit einer konst. Ansprechschwelle unabhaengig von der Leuchtdichte gearbeitet werden kann. Dadurch sind zusaetzliche differenzbildende Baugruppen nicht notwendig. Zur Realisierung wird vor die das Sichtfeld ansteuernden Lichtsensoren eine weitere Fluessigkristallzelle angeordnet, deren Durchlassgrad t3 in Abhaengigkeit von der Umgebungsleuchtdichte geaendert wird. Es besteht hierbei eine optische Kopplung zwischen Umgebungsleuchtdichte und Blendstrahlung.

Description

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Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur automatischen Transparenzsteuerung von Flüssigkristallzellen. Da hierbei die sich verändernden Lichtverhältnisse automatisch berücksichtigt werden, ist diese Anordnung besonders für Blendschutzbrillen für den Tag-Nacht-Gebrauch geeignet. Die Ansteuerung kommt ohne zusätzliche Differenzverstärker aus und ist dadurch besonders leicht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der Schrift DE-AS 23 15 308 ist eine Schutzvorrichtung des menschlichen Auges vor Strahlung bekannt, die aus einer Flüssigkristallschicht besteht, die in Abhängigkeit vom einfallenden Licht elektrisch ansteuerbar ist. Der Fotoempfänger ist dabei in Strahlungsrichtung gesehen hinter der Flüssigkristallschicht und im Wirkungsbereich der durch diese Schicht hindurchgegangenen Strahlung angeordnet. Desweiteren ist bekannt, daß die Apertur des Fotoempfängers dem einfallenden Licht angepaßt ist» Es muß berücksichtigt werden, daß alle Arten von leichtdurchlässigen Stoffen die durch sie gelangende Leuchtdichte herabsetzen. Dies bedeutet, daß es bei einer Verwendung solcher Materialien in einer Blendschutzbrille neben der Eindämmung der Blendung auch zu einer Allgemeinverdunkelung kommt. Diese hängt von den optischen Eigenschaften des verwendeten Stoffes ab.

Dieser Umstand, daß nur abgeschwächtes Licht auf die menschlichen Augen trifft wird in der obigen Anmeldung dadurch berücksichtigt, daß der Fotoempfänger hinter der Flüssigkristallschicht angeordnet ist, also auch nur abgeschwächtes Licht empfängt. Es ist aber auch denkbar dies bereits bei der elektrischen Ansteuerung der Flüssigkristallschicht zu berücksichtigen. Zur Steuerung von umgebungslichtabhängigen Schaltprozessen (z. B« Ein- bzw. Ausschalten von Parklicht) wird mit einem Lichtsensor ein die Umgebungsleuchtdichte charakterisierendes Signal gewonnen, welches entsprechend verstärkt das Steuersignal darstellt.

Für die Realisierung einer Transparenzregelung für separat ansteuerbare und zu einer Funktionseinheit in Form einer Blendschutzvorrichtung zusammengefaßte Flüssigkristallzellen würde das bedeuten, daß für jede Flüssigkristallzelle bzw. jeder Gruppe solcher Zellen, der ein Lichtsensor zugeordnet ist, eine Differenzbildung zwischen der pro Flächeneinheit auftreffenden Lichtstärke und einer als Blendwert angenommenen Leuchtdichte erfolgen muß. Da dieses Diffenenzsignal nicht zum Ansteuern der Flüssigkristallzellen ausreicht, muß es anschließend noch verstärkt werden. Bekannt ist weiterhin, daß die eine Blendung hervorrufende Lichtstärke von den Lichtverhältnissen der Umgebung abhängt (z.B. Tag-Nacht-Verhalten). So kann z.B. eine Lichtquelle in der Nacht als Blendung empfunden werden, tagsüber aber nicht. Eine weitere Besonderheit besteht darin, daß das menschliche Auge in der Nacht geringere Helligkeitsunterschiede verkraftet als am Tag, d.h. der Blendwert ist keine konstante sondern eine variable Größe, die ständig im Zusammenhang mit der Umgebungshelligkeit gesehen werden muß. Für eine effektive Funktionsweise einer Blendschutzbrille ist es also erforderlich, diese Besonderheiten zu berücksichtigen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur

Ansteuerung von Blendschutzbrillen, bei der sich die Transparenzsteuerung der Flüssigkristallzellen automatisch an wechselnde Umweltlichtverhältnisse anpaßt.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen zu entwickeln, bei der die eine mögliche Blendung hervorrufenden Leuchtdichten automatisch in Beziehung zu den Umweltlichtverhältnissen gesetzt werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einer

(DO Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen, bestehend aus ein Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen, die über Ansteuerungseinheiten elektrisch mit Lichtsensoren gekoppelt sind und einer Stromversorgungseinheit dadurch gelöst, daß von den Lichtsensoren eine weitere als veränderbares Filter wirkende Flüssigkristallzelle angeordnet ist, die über eine Ansteuerungseinheit mit einem zusätzlichen Lichtsensor zur Messung der Umgebungsleuchtdichte gekoppelt ist. Mit Hilfe der in den Ansteuerungseinheiten vorgesehenen Regelglieder kann der Übertragungsfaktor dieser Ansteuerungseinheiten eingestellt werden. Damit ist der Ausgleich von Fertigungstoleranzen und das Einregeln der Ansprechschwelle der Transparenzsteuerung möglich

Zur Erreichung der erfindungsgemäßen Wirkung - In Beziehung setzen einer eine mögliche Blendung hervorrufenden Leuchtdichte mit der mittleren Leuchtdichte der Umgebung ist es erforderlich, daß der Durchlaßgrad der vor den Lichtsensoren angeordneten Flüssigkristallzelle sich in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit so verändert, wie die eine mögliche Blendung hervorrufende Leuchtdichte in Abhängigkeit von der Umgebungsleuchtdichte, Dadurch wird das Problem auf das Einstellen einer Ansprechschwelle für die ein Sicht feld bildenden Flüssigkristallzellen zurückgeführt, deren Oberschreiten einer Blendung entspricht und eine Abdunklung der Flüssigkristallzellen in Abhängigkeit von der Leuchtdichte bewirkt.

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Technisch realisiert werden kann das dadurch, daß bei jeweils gleichen anderen Kennwerten die das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen eine flachere elektrooptische Kennlinie aufweisen als die als veränderbares Filter wirkende Flüssigkristallzelle, die Empfindlichkeit der elektrisch mit denen das Sicht feld bildenden Flüssigkristallzellen verbundenen Lichtsensoren kleiner ist als die des Lichtsensors zur Messung der Umgebungshelligkeit bzw. dadurch, daß die Übertragungsfaktoren der mit denen das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen gekoppelten Ansteuerungseinheiten kleiner sind als der der Ansteuerungseinheit für das veränderbare Filter. Dadurch ist es möglich, daß ein und demselben eine Abdunkelung der Flüssigkristallzellen des Sichtfeldes be-

15' wirkender Signalwert in Abhängigkeit von der Leuchtdichte der Umgebung unterschiedliche jeweils eine Blendung hei— vorrufende Leuchtdichten entsprechen.

Die gesamte Ansteuerung wird also auf den Vergleich mit einem Festwert - der Ansprechschwelle - zurückgeführt.

Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß die Anordnung einen einfachen elektrischen Aufbau aufweist, keine Differenzbildung gemessener Parameter notwendig ist und damit keine Differenzverstärker erforderlich sind. Dadurch ist ein separater tragbarer Aufbau für den Einsatz unter ständig sich ändernden Lichtverhältnissen möglich. Die Anpassung an die auftretenden Lichtverhältnisse erfolgt dabei automatisch.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. In der Darstellung zeigt:

Fig. 1 Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen mit Flüssigkristallzellen

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Fig. 2 Abhängigkeit des Durchlaßgrades Γ, von

der Uragebungsleuchtdichte fi

Fig. 3 Beziehung zwischen Umgebungsleuchtdichte (fJu und der als Blendung empfundenen Leuchtdichte (f_B in Abhängigkeit von der Zeit t

Fig. 4 Abhängigkeit des Durchlaßgrades T ₇ von

der Leuchtdichte in einem eingeschränkten

Sehwinkelbereich φ

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt einen Lichtsensor 1 zur Messung der Leuchtdichte der Umgebung, der über eine Ansteuerungseinheit 2 elektrisch mit einer als veränderbares Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 verbunden ist. Diese Flüssigkristallzelle 3 ist als Filter vor den Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 angeordnet* Diese wiederum sind mit Signalleitungen über die ihnen jeweils zugeordneten Ansteuerungseinheiten 5.1, 5.2, 5.3 mit den entsprechenden Abschnitten der ein Sicht feld für das Auge 6 bildenden Flüssigkristallzellen 7.1, 7.2, 7.3 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 8 ist jeweils mit den An-Steuerungseinheiten 2 und 5.1, 5.2, 5.3 verbunden.

Die Darstellungen in Fig. 2 bis 4 dienen zur Erläuterung der Funktion der Anordnung.

Die Lichtsensoren 4.1., 4.2., 4.3. die dazugehörigen Ansteuerungseinheiten 5.1, 5.2, 5.3 sind so auf Flüssigkristallzellen 7.1, 7.2, 7.3 abgestimmt, daß beim Überschreiten eines vorgegebenen Lichtschwellwertes ein Signal durch die entsprechenden Ansteuerungseinheiten abgegeben wird, daß eine Änderung des Durchlaßgrades X- der betroffenen Teile der Flüssigkristallzellen 7.1, 7.2, bewirkt. Oberhalb des Lichtschwellwertes wird T₇ in Abhängigkeit von Leuchtdichte der Blendstrahlung verändert.

Durch den Lichtsensor 1, die Ansteuerungseinheit 2 und die Flüssigkristallzelle 3 wird in Abhängigkeit von Um-

gebungsleuchtdichte das auf die Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 auftreffende Licht geregelt. Fig. 3 zeigt schematisch eine Abhängigkeit zwischen Durchlaßgrad V-, der als Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 und der Uragebungsleuchtdichte fu.

Wie bekannt, hängt die als blendend empfundene Leuchtdichte (f) _B von (fiu ab. Als Beispiel in Abhängigkeit von der Zeit t in Fig. 2 dargestellt. Oas bedeutet, daß die Leuchtdichte in einem eingeschränkten Sehwinkelbereich (ß _A bei einem bestimmten ^u erst dann als blendend empfunden wird, wenn sie den Wert (^L überschreitet. Wenn die Leuchtdichten in die Bereiche φ_Α<$β für φ/j und (f>A ^> ΦB für φ u unterteilt werden, so wird aus Fig. 4 die Abhängigkeit zwischen ijj . und T₇ ersichtlich. Da die den Durchlaßgrad T- verändernden Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 optisch mit der als Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 gekoppelt sind und der Durchlaßgrad T, sich in Abhängigkeit von φα ändert, bewirkt dies, daß sich T-,, wenn φ_Α > φρ/artist, sich in Abhängigkeit von tf. und (fiu ändert. Dadurch wird die Anordnung automatisch an die jeweiligen Lichtverhältnisse angepaßt und die dazu notwendige Abhängigkeit zwischen ^a und ^ß durch die optische Koppelung auf einfache Weise realisiert.

Möglichkeiten zur Realisierung der entsprechenden Abhängigkeit zwischen $a und ^g durch die Durchlaßgrade T₃ und T-, in Abhängigkeit von φα bzw^stellen die Empfindlichkeiten der Lichtsensoren 1, 4.1, 4.2, 4.3, die Obertragungsfaktoren der Ansteuerungseinheiten 2, 5.1, 5.2, 5.3 und der Verlauf der elektrooptischen Kennlinie der Flüssigkristallzellen 3, 7.1, 7.2, 7.3 dar. Am zweckmäßigsten ist es, die geforderten Abhängigkeiten durch Justierung der Obertragungsfaktoren zu realisieren. Dazu dienen in erster Linie die Regelglieder der Ansteuerungseinheiten. Gleichzeitig wird mit ihnen die Ansprechschwelle für die Flüssigkristallzellen 7.1, 7.2, 7.3 bei deren Oberschreiten Τγ geändert wird, eingestellt.

Von Vorteil ist es, wenn T, keine Ansprechschwelle aufweist (dargestellt in Fig. 3).

Claims

- a -Erfindungsanspruch

1. Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen« bestehend aus ein Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzelleö, die über Ansteuerungseinheiten elektrisch mit Lichtsensoren gekoppelt sind und einer Stromversorgungseinheit, gekennzeichnet dadurch, daß vor den Lichtsensoren (4.1, 4.2, 4.3) eine weitere als veränderbares Filter wirkende Flüssigkristallzelle (3) angeordnet ist, die über eine Ansteuerungseinheit mit einem zusätzlichen Lichtsensor (1) gekoppelt ist.
2. Anordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ansteuerungseinheiten (2j 5.1; 5.2J 5.3) ein Regelglied zur Einstellung der Ansprechschwelle der Anordnung enthalten.
3. Anordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei gleicher Empfindlichkeit der Lichtsensoren (l; 4.1, 4.2, 4.3) und gleichen Obertragungsfaktoren der Ansteuerungseinheiten (2, 5.1, 5.2, 5.3) das Material der das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen (7.1, 7.2, 7*3) eine flachere elektrooptische Kennlinie aufweist als das Material für das als veränderbares Filter wirkenden Flüssigkristallzelle (3).
4. Anordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei gleichen elektrooptischen Kennlinien der Flüssigkristallzellen (3, 7.1, 7.2, 7.3) und gleichen Übertragungsfaktoren der Ansteuerungseinheiten (2, 5.1, 5.2, 5.3) die Empfindlichkeit der elektrisch mit denen das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen (7.1, 7.2, 7·3) verbundenen Lichtsensoren (4.1, 4.2, 4.3) kleiner ist als die des Lichtsensors (1) zur Messung der Umgebungsleuchtdichte.

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5. Anordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei gleichen elektrooptischen Kennlinien der Flüssigkristallzellen (3, 7.1, 7.2, 7.3) und gleicher Empfindlichkeit der Lichtsensoren (1, 4.1, 4.2, 4.3) die Übertrsgungsfaktoren der mit denen ein Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen (7.1, 7.2, 7.3) elektrisch verbundenen Ansteuerungseinheiten (5.1, 5.2, 5.3) kleiner sind als der Übertragungsfaktor der mit der als veränderbares Filter wirkenden Flüssigkristallzelle (3) elektrisch verbundenen Ansteuerungseinheit (2).

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