DD228953A3 - ARRANGEMENT FOR OPERATING BLADE GOGGLES - Google Patents
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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.Arrangement for controlling anti-glare glasses for automatic transparency control of liquid crystal cells, wherein a selbsttaetige adaptation to the changing light conditions takes place. The object of the invention was to develop an arrangement in which the luminescent densities causing a possible glare are automatically set in relation to the environmental light conditions. The idea according to the invention consists in varying the transmittance t7 of the field of view formed from liquid-crystal cells as a function of the ambient luminance and the luminescence perceived as dazzling, so that it is possible to work with a constant response threshold, irrespective of the luminance. As a result, additional difference-forming modules are not necessary. For implementation, a further liquid-crystal cell is arranged in front of the light sensors controlling the field of view, the transmittance t3 of which is changed as a function of the ambient luminance. There is an optical coupling between ambient luminance and glare radiation.
Description
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Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen Anwendungsgebiet der Erfindung Arrangement for controlling anti-glare glasses Field of application of the invention
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.The arrangement according to the invention serves for automatic transparency control of liquid crystal cells. Since the changing light conditions are automatically taken into account, this arrangement is particularly suitable for anti-glare glasses for day-night use. The control does not require additional differential amplifiers and is therefore particularly easy.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
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.From the document DE-AS 23 15 308 a protective device of the human eye from radiation is known, which consists of a liquid crystal layer which is electrically driven in response to the incident light. The photoreceiver is arranged in the direction of radiation behind the liquid crystal layer and in the area of action of the radiation passed through this layer. Furthermore, it is known that the aperture of the photoreceptor is adapted to the incident light »It must be remembered that all types of light-transmitting substances reduce the luminance they pass through. This means that with the use of such materials in a pair of antiglare glasses in addition to the containment of glare also comes to a general darkening. This depends on the optical properties of the substance used.
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.This fact that only attenuated light is incident on the human eyes is taken into account in the above application by the fact that the photoreceiver is arranged behind the liquid crystal layer, that is, it also receives only attenuated light. However, it is also conceivable to consider this already in the electrical control of the liquid crystal layer. In order to control ambient light-dependent switching processes (eg "switching on or off of parking light), a signal characterizing the ambient luminance is obtained with a light sensor, which signal correspondingly amplifies the control signal.
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.For the realization of a transparency control for separately controllable and combined to form a functional unit in the form of an antiglare device liquid crystal cells, this would mean that for each liquid crystal cell or each group of such cells, which is associated with a light sensor, a difference between the incident per unit area light intensity and one Blend value assumed luminance must be made. Since this Diffenenzsignal is not sufficient to drive the liquid crystal cells, it must then be amplified. It is further known that the amount of glare causing glare depends on the ambient light conditions (e.g., day-night behavior). Thus, e.g. a light source at night is perceived as glare, but not during the day. Another special feature is that the human eye can cope with lower differences in brightness during the night than during the day, i. The glare value is not a constant variable but a variable that must be constantly observed in the context of the ambient brightness. For an effective functioning of an anti-glare goggles, it is therefore necessary to take these special features into account.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zurThe aim of the invention is to provide an arrangement for
Ansteuerung von Blendschutzbrillen, bei der sich die Transparenzsteuerung der Flüssigkristallzellen automatisch an wechselnde Umweltlichtverhältnisse anpaßt.Control of anti-glare glasses, in which the transparency control of the liquid crystal cells automatically adapts to changing environmental light conditions.
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 einerThe invention has for its object to develop an arrangement for driving anti-glare glasses, in which the possible glare causing luminances are automatically set in relation to the environmental light conditions. According to the invention, the object is achieved in one
(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(DO arrangement for driving anti-glare glasses, consisting of a field of view forming liquid crystal cells which are electrically coupled via drive units with light sensors and a power supply unit achieved in that of the light sensors another acting as a variable filter liquid crystal cell is arranged, via a drive unit with an additional The transmission factor of these control units can be adjusted with the aid of the control elements provided in the control units, thus making it possible to compensate for manufacturing tolerances and to adjust the response threshold of the transparency control
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. In order to achieve the effect of the invention - In relation to a luminance which causes a possible glare with the average luminance of the environment, it is necessary for the transmittance of the liquid crystal cell arranged in front of the light sensors to change as a function of the ambient brightness, such as the luminance causing a possible glare Depending on the ambient luminance, the problem is attributed to the setting of a threshold for the field of view forming liquid crystal cells whose upper layer corresponds to a glare and causes a darkening of the liquid crystal cells as a function of the luminance.
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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-Technically can be realized by the fact that in each case the same other characteristics forming the field of view liquid crystal cells have a flatter electro-optical characteristic than acting as a variable filter liquid crystal cell, the sensitivity of the field of view forming liquid crystal cells electrically connected to the light sensors is smaller than that of the light sensor for measuring the ambient brightness or in that the transmission factors of the control units coupled to the fields of view forming the liquid crystal cells are smaller than those of the control unit for the variable filter. This makes it possible for one and the same to dim the liquid crystal cells of the field of view.
15' wirkender Signalwert in Abhängigkeit von der Leuchtdichte der Umgebung unterschiedliche jeweils eine Blendung hei— vorrufende Leuchtdichten entsprechen.15 'acting signal value as a function of the luminance of the environment different each corresponding to a glare vorufende luminance.
Die gesamte Ansteuerung wird also auf den Vergleich mit einem Festwert - der Ansprechschwelle - zurückgeführt.The entire control is thus attributed to the comparison with a fixed value - the threshold.
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.Of particular advantage here is that the arrangement has a simple electrical structure, no difference in measured parameters is necessary and thus no differential amplifiers are required. As a result, a separate portable structure for use under constantly changing lighting conditions is possible. The adaptation to the occurring lighting conditions takes place automatically.
An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. In der Darstellung zeigt:With reference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. In the illustration shows:
Fig. 1 Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen mit FlüssigkristallzellenFig. 1 arrangement for driving anti-glare glasses with liquid crystal cells
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Fig. 2 Abhängigkeit des Durchlaßgrades Γ, vonFig. 2 dependence of the transmittance Γ, of
der Uragebungsleuchtdichte fi the original illumination luminance fi
Fig. 3 Beziehung zwischen Umgebungsleuchtdichte (fJu und der als Blendung empfundenen Leuchtdichte (fB in Abhängigkeit von der Zeit tFIG. 3 Relationship between the ambient luminance (fJu and the luminance perceived as glare (f B as a function of the time t
Fig. 4 Abhängigkeit des Durchlaßgrades T 7 vonFig. 4 dependence of the transmittance T 7 of
der Leuchtdichte in einem eingeschränktenthe luminance in a restricted
Sehwinkelbereich φ 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.The illustration in FIG. 1 shows a light sensor 1 for measuring the luminance of the environment, which is electrically connected via a drive unit 2 to a liquid crystal cell 3 acting as a variable filter. This liquid crystal cell 3 is arranged as a filter in front of the light sensors 4.1, 4.2, 4.3 * These in turn are with signal lines via their respective associated control units 5.1, 5.2, 5.3 with the corresponding sections of a field of view for the eye 6 forming liquid crystal cells 7.1, 7.2, 7.3 connected. The power supply unit 8 is connected to the on-control units 2 and 5.1, 5.2, 5.3 respectively.
Die Darstellungen in Fig. 2 bis 4 dienen zur Erläuterung der Funktion der Anordnung.The illustrations in FIGS. 2 to 4 serve to explain the function of the arrangement.
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.The light sensors 4.1., 4.2., 4.3. the associated control units 5.1, 5.2, 5.3 are tuned to liquid crystal cells 7.1, 7.2, 7.3, that when a predetermined light threshold is exceeded, a signal is emitted by the corresponding drive units, that a change in the transmittance X- of the affected parts of the liquid crystal cells 7.1, 7.2, causes. Above the light threshold value, T 7 is changed as a function of the luminance of the glare radiation.
Durch den Lichtsensor 1, die Ansteuerungseinheit 2 und die Flüssigkristallzelle 3 wird in Abhängigkeit von Um-By the light sensor 1, the drive unit 2 and the liquid crystal cell 3, depending on conversion
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.The luminance level controls the light striking the light sensors 4.1, 4.2, 4.3. Fig. 3 schematically shows a relationship between transmittance V-, the liquid crystal cell 3 acting as a filter, and the initial illumination luminance 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 φΑ<$β für φ/j und (f>A > ΦB für φ u unterteilt werden, so wird aus Fig. 4 die Abhängigkeit zwischen ijj . und T7 ersichtlich. Da die den Durchlaßgrad T- verändernden Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 optisch mit der als Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 gekoppelt sind und der Durchlaßgrad T, sich in Abhängigkeit von φα ändert, bewirkt dies, daß sich T-,, wenn φΑ > φρ/artist, sich in Abhängigkeit von tf. und (fiu ändert. Dadurch wird die Anordnung automatisch an die jeweiligen Lichtverhältnisse angepaßt und die dazu notwendige Abhängigkeit zwischen ^a und ^ß durch die optische Koppelung auf einfache Weise realisiert.As is known, the luminance (f) B, perceived as dazzling, depends on (fiu , for example as a function of the time t shown in Fig. 2. Oas means that the luminance in a restricted visual angle range (β A at a given u It is only felt to be dazzling if it exceeds the value (^ L) If the luminances are subdivided into the ranges φ Α <$ β for φ / j and (f> A > φB for φ u , then FIG shows the dependence between ijj and T 7. Since the transmittance T- changing light sensors 4.1, 4.2, 4.3 are optically coupled to the acting as a filter liquid crystal cell 3 and the transmittance T, in response to φα changes, this causes T-, if φ Α > φρ / artist, changes as a function of tf and (fiu . This automatically adapts the arrangement to the respective lighting conditions and the dependence between ^ a and ^ ß required by the optical coupling a realized in a simple way.
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.Possibilities for realizing the corresponding dependence between $ a and ^ g by the transmittances T 3 and T-, in dependence on φα or ^ represent the sensitivities of the light sensors 1, 4.1, 4.2, 4.3, the transfer factors of the drive units 2, 5.1, 5.2, 5.3 and the course of the electro-optical characteristic of the liquid crystal cells 3, 7.1, 7.2, 7.3. It is most expedient to realize the required dependencies by adjusting the Obertragungsfaktoren. Serve primarily the control elements of the control units. At the same time, the response threshold for the liquid crystal cells 7.1, 7.2, 7.3 is changed with them when their upper step Τγ is changed.
Von Vorteil ist es, wenn T, keine Ansprechschwelle aufweist (dargestellt in Fig. 3).It is advantageous if T, has no response threshold (shown in Fig. 3).
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| DE3404748A1 (en) | 1984-10-04 |
| GB2137373A (en) | 1984-10-03 |
| SU1446590A1 (en) | 1988-12-23 |
| GB8407797D0 (en) | 1984-05-02 |
| CS272258B1 (en) | 1991-01-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |