DE3328436A1 - Blendschutzbrille - Google Patents

Blendschutzbrille

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DE3328436A1
DE3328436A1 DE19833328436 DE3328436A DE3328436A1 DE 3328436 A1 DE3328436 A1 DE 3328436A1 DE 19833328436 DE19833328436 DE 19833328436 DE 3328436 A DE3328436 A DE 3328436A DE 3328436 A1 DE3328436 A1 DE 3328436A1
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DE
Germany
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liquid crystal
light
crystal cells
glare
eyes
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DE19833328436
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Gert DDR 6502 Gera Börner
Klaus Dr. Nitsche
Rüdiger Salomon
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Jenoptik AG
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Jenoptik Jena GmbH
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/10Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • G02C7/101Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses having an electro-optical light valve
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/02Goggles
    • A61F9/022Use of special optical filters, e.g. multiple layers, filters for protection against laser light or light from nuclear explosions, screens with different filter properties on different parts of the screen; Rotating slit-discs
    • A61F9/023Use of special optical filters, e.g. multiple layers, filters for protection against laser light or light from nuclear explosions, screens with different filter properties on different parts of the screen; Rotating slit-discs with variable transmission, e.g. photochromic

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Description

Titel:
Blendschutzbrille
«"*>■ Anwendungsgebiet der Erfindung:
Mit der erfindungsgemäßen Blendschutzbrille können sich Menschen individuell von der Blendwirkung insbesondere sich bewegender Lichtquellen, wie es z. B. Autoscheinwerfer im Straßenverkehr sind, schützen. Die dem Träger anpaßbare Brille ist daher besonders für Verkehrsteilnehmer aber auch, da eine aus einem beliebigen sich ständig verändernden Winkel auftretende Blendung verhindert wird, zur Durchführung bestimmter Arbeitsaufgaben geeignet.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:
-.■' Besonders im Straßenverkehr stellt die Blendwirkung ein "^i- ernstes Problem dar. Da sie von vornherein nicht immer auszuschließen ist, sind verschiedene Mittel und Methoden vorgeschlagen worden, ihre Wirkung auf den Menschen zu unterbinden. Die praktischste Ausführung ist dabei die einer Brille. Beispiele dafür sind die in den Erfindungsbeschreibungen CH 481 645, DT 26 26 264, DT 25 14 439, DT 24 43 624, ■20 DT 23 16 849 und DT 23 38 400 dargelegten Ausführungen.
Die vorgeschlagenen Verfahren können dabei jedoch eine Blendung durch punktförmige Lichtquellen nur dann vermieden bzw. deren Wirkung vermindern, wenn die Einfallsrichtung bekannt ist. Erreicht wird dies dadurch, daß bestimmte Bereiqhe des ν 30 Gesichtspunkte durch Brillenteile abgedunkelt werden. Diese Teile sind Bereiche der Brillenglaser, die konstruktiv bedingt, fest vorgegeben sind und weisen eine reduzierte Licht-
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durchlässigkeit auf. Die zur Abdunkelung vorgesehenen Bereiche werden dabei durch Kopfbewegung zwischen Auge und Lichtquelle gebracht (CH 481 645) bzw. sie sind so angeordnet, daß die Lage des abgedunkelten Gesichtsfeldes durch die Kopfbewegung geringfügig korrigiert werden kann (T 23 16 849). Solche Bereiche können unterschiedlich in Form, Anordnung und Material sein. Bekannt ist z. B. die Verwendung von durchsichtigem gefärbtem Material (CH 481 645, DT 26 764), farbiger transparenter Folie (DT 24 43 624), in Gläsern in Form von Graufiltern eingearbeiteter Streifen reduzierter Lichtdurchlässigkeit und Teil schwenkbarer Polarisationsfilter (DT 23 38 400). In jedem Falle erfolgt dabei eine partielle Abdunkelung eines fest vorgegebenen Ausschnittes des Sehwinkelbereiches der Augen. Für alle vorgeschlagenen Lösungen ist charakteristisch, daß außer der blendenden Lichtquelle noch weitere Bereiche mit abgedunkelt v/erden und dadurch Ausschnitte mit zusätzlich verschlechterten Lichtverhältnissen entstehen. Alle bekannten Blendschutzvorrichtungen versagen dann, wenn die Blendwirkung aus einer unerwarteten bzw. extremen Richtung erfolgt, da dann die abgedunkelten Bereiche nicht ausreichen bzw. nicht durch Kopfbewegung zwischen Lichtquelle und Auge gebracht werden können. Eine Nachstellung von Hand ist dabei nur bedingt möglich.
Ziel der Erfindung:
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Blendschutzbrille, die automatisch die aus einem beliebigen sich stetig verändernden Winkel einfallende Blendstrahlung abschwächt.
Darlegung des Wesens der Erfindung:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blendschutzbrille zu entwickeln, bei der ein Bereich zur Abdunkelung automatisch in der optischen Achse zwischen Auge und blendender Lichtquelle gehalten wird, wobei die Fläche des abdunkelnden Bereiches der blenden Lichtquelle automatisch angepaßt wird.
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-1-5-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einer Blendschutzbrille mit einem in einen Brillengestell befestigten den Sehwinkelbereich der Augen vollständig bedeckenden und bezüglich ihrer Lage unabhängig voneinander einstellbarem Paar Brillengläsern dadurch gelöst, daß die Fläche jedes der Brillengläser aus Flüssigkristallzellen gebildet wird, daß zur separaten Ansteuerung der einzelnen Flüssigkristallzellen Ansteuerungseinheiten vorhanden sind und daß eine Anzahl von lichtempfindlichen Bauelementen, die elektrisch mit den Ansteuerungseinhexten verbunden sind, so an Teilen der Blendschutzbrille angeordnet ist, daß die lichtempfindlichen Bauelemente in ihrer Gesamtheit dejji Sehwinkelbereich der Augen zugeordnet sind, indem jedes lichtempfindliche Bauelement auf einen bestimmten Teilbereich des Sehwinkelbereiches der Augen eingestellt ist. Die Flüssigkristallzellen können dabei auch auf optisch korrigierenden Gläsern angeordnet sein. Die Form und die Abmessungen der Flüssigkristallzellen sind prinzipiell frei wählbar.
Jeder Flüssigkristallzelle, die einen Teilbereich des Sehwinkelbereicb.es der Augen erfaßt, ist hierbei ein lichtempfindliches Bauelement zugeordnet und über eine Ansteuerungseinheit mit ihm elektrisch gekoppelt. Dieses Bauelement erfaüt dabei den gleichen Teilbereich des Sehwinkelbereiches der Augen wie die entsprechende Flüssigkristallzelle.
Sind die Flüssigkristallzellen so ausgebildet und angeordnet, daß die Brillengläser in horizontale und vertikale Zeilen geteilt werden, so wird von jedem der den Zeilen zugeordneten lichtempfindlichen Bauelemente ein bestimmter Öffnungswinkel erfaßt, wobei alle diese Bauelemente der horizontalen bzw. vertikalen Zeilen jeweils den Sehwinkelbereich der Augen charakterisierenden horizontalen bzw. vertikalen Öffnungswinkel bilden. Ein in den Ansteuerungseinheiten vorgesehenes UND-Glied gestattet nur dann eine Änderung des Transmissionsgrades von Flüssigkristallzellen, wenn von den beiden lichtempfindlichen Bauelementen, die den von der I'lüseigkristallzelle bezogen auf die Augen erfaßten üehwinkelbereich charakterisieren, ein entsprechendes Signal vorliegt.
Die Bestimmung der Flüssigkristallzellen, die zur Bildung des in der optischen Achse zwischen Auge und Lichtquelle sich befindenden Bereiches benutzt werden, erfolgt über die Zuordnung der von den lichtempfindlichen Bauelementen erfaßten Teilbereiche des Sehwinkelbereiches Augen zu den betreffenden Flüssigkristallzellen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Blendschutzbrille besteht darin, daß eine blendende Strahlung unabhängig von Kopfhaltung Kopfbewegung des Trägers, den Standort der Lichtquelle und damit des Einfallwinkels abgeschwächt wird. Bei fehlender Blendstrahlung weist sie im Gegensatz zu anderen Blendschutzbrillen keine abdunkelnden Bereiche auf. Wichtig ist weiterhin, daß der abdunkelnde Bereich automatisch der Größe der Lichtquelle angepaßt wird und damit keine angrenden Gebiete miterfaßt und abgeschwächt werden.
Ausführungsbeispiel
Anhand von zwei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. In der Darstellung zeigt:
Fig 1 Ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Blendschutzbrille
Fig. 2 Eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Blendschutzbrille
Fig. 3 Eine Aufteilung des Sehwinkelbereiches des Auges in Teilbereiche (Seitenansicht)
Fig. 4 Eine erste schematische Darstellung eines
Brillenglases der Blendschutzbrille
Fig. 5 Eine zweite schematische Darstellung eines Brillenglases der Blendschutzbrille
Das Blockschaltbild nach Fig. 1 besteht aus einem Brillenglas 1, das durch Flüssigkristallzellen unterteilt ist. den
einheiten 3 und den Durch Signalpfeile
Bei Lichteinfall au
iiGlf-^ιθΗτ/
jeweils als funktioneile Blöcke dargestellten Ansteuerungs-
lichtempfindlichen Bauelementen 4.
das Funktionsprinzip dargestellt, bestimmte lichtempfindliche Bauelemente
4 wird über die Ansteuerungseinheiten 3 der Lichttransmissionsgrad der den lichtempfindlichen Bauelementen 4 entsprechenden Flüssigkristallzellen 2 verringert.
Die konstruktive Lö stellt erfolgen. Al
10 gierendes Glas verw
sung kann wie in Fig. 2 vereinfacht darge-3 Brillenglas kann dabei auch optisch korriendet werden. Zweckmäßigerweise wer
den die lichtempfindlichen Bauelemente 4 in dem die Brillengläser umschließenden Rahmen angeordnet, und zwar so, daß jedes
von ihnen einen dur
ch die Flüssigkristallzellen 2 bestimmten
in
Teilbereich des Sehwinkelbereiches des Auges erfaßt und sie ihrer Gesamtheit den Sehwinkelbereich der Augen ergeben. Die Ansteuerungseinheiten 3 können in den Bügeln der Blendschutzbrille untergebracht werden. Die elektrischen Signalverbindungen zwischen den drei Funktionstelen 1. 2 und 3 werden im Brillengestell bzw. in den Brillengläsern verlegt. Der Aufbau der Flüssigkristallzellen 2 unterscheidet si er. prinzipiell nicht vom Aufbau gebräuchlicher Flüssigkristallzellen. Nach dem Funktionsprinzip solcher Zellen muß die kristallene Flüssigkeit zwischen die in dem Falle durchsichtigen leitenden Schichten gebracht werden. Zweckmäßigerweise bildet das Brillenglas dabei die notwendige Ummantelung. Die Ausführung und elektrische Verknöpfung der leitenden Schichten mit den anderen Funktionsgruppen erfolgt entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung und der gewählten Ansteuerung durch die lichtempfindlichen Bauelemente. Die die Brillengläser 1 bildenden Flüssigkristallzellen 2 sind dabei so aufgebaut, daß sie komplette einzelne Zellen, die auch separat angesteuert werden können, darstellen. Das Gebrauchsblickfeld der Augen umfaßt nur einen kleinen Teil des Sehwinkelbereiches der Augen. Zur Verringerung der Bauelementezahl ist es deshalb möglich, die Flüssigkristallzellen 2 so zu gestalten, daß sie z. B. nach außen hin größer werden. Die Flüssigkristallzellen 2 können dabei beliebig
auf den Brillengläsern 1 angeordnet werden. Die Form der FlUssigkristallzellen ist im Prinzip frei wählbar, muß aber zur Vermeidung von toten Bereichen so sein, daß sie zusamraeneine geschlossene Fläche bilden.
Aus der Figur 3 ist ersichtlich, daß jede Flüssigkristallzelle 2 des Brillenglases 1 einen Abbildungsabschnitt der Netzhaut der Augen 5 darstellt und demzufolge einen für diese Flüssigkristallzelle 2 und ihre Lage zum Auge 5 typischen Sehwinkelbereich erfaßt. Alle Flüssigkristallzellen zusammen ergeben den Sehwinkelbereich der Augen.
Die für die Ansteuerung der FlUssigkristallzellen 2 vorgesehene Anzahl von lichtempfindlichen Bauelementen 4 spiegelt in ihrer Gesamtheit ebenfalls den Sehwinkelbereich der Augen 5 wider, wobei jedes einzelne nur einen kleinen Bereich erfaßt.
Mit vertretbarem Aufwand ist es praktisch nicht möglich, die lichtempfindlichen Bauelemente 4 im genau geforderten Winkel auszurichten. Außerdem weist jedes lichtempfindliche Bauelement Toleranzen im Öffnungswinkelbereich auf, hat also einen söge— nannten Sehwinkelfehler. Um zu verhindern, daß sich die von den lichtempfindlichen Bauelementen erfaßten Sehwinkelbereiche überlappen- ist festgestellt worden, daß der einzelnen FlUssigkristallzellen entsprechende Sehwinkelbereiche der· lichtempfindlichen Bauelemente größer als der doppelte Viert des auftretenden Sehwinkelfehlers dieser Bauelemente sein muß. Um Bildung von Totzonen also von nichterfaßten Bereichen zu verhindern, müssen sich die Sehwinkelbereiche nahtlos ergänzen bzw. leicht überlappen, dürfen also nur einen positiven Sehwinkelfehler besitzen.
Fig. 4 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung der Aufteilung eines Brillenglases 1 in einzelnen FlUssigkristallzellen 2 und die Anordnung der dazugehörigen lichtempfindlichen Bauelemente 4, Das Brillenglas 1 wurde hierbei in rechteckige Flüssigkristallzellen 2: die zum Brillenrand hin größer werde, eingeteilt. Jede Flüssigkristallzelle 2 ist hierbei mit einem einzelnen lichtempfindlichen Bauelement 4 entsprechend gekoppelt. D, h.
die Zahl der im Brillenrahmen angeordneten lichtempfindlichen Bauelemente 4 ist gleich der Zahl der Flüssigkristallzellen 2. Die lichtempfindlichen Bauelemente 4 sind dabei so ausgerichtet, daß sie den von den Plüssigkristallzeller. 'c jeweils erfaßten Teilbereich des Sehwinkelbereiches der Augen 5" entsprechen. Bei Lichteinfall auf eines dieser Bauelemente wird demzufolge der Lichttransmissionsgrad der dazugehörigen Flüssigkristallzelle geändert.
Pig. 5 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel eine weitere mögliche Aufteilung eines Brillenglases 1 in einzelnen Flüssigkristallzellen 2 und die Anordnung der dazugehörigen lichtempfindlichen Bauelemente 4.
Die Form und die Abmessungen der Flüssigkristallzellen sind dabei so gewählt., daß sie in horizontalen und vertikalen Zeilen angeordnet werden können. Hierfür bietet sich die Rechteckform an. Eine solche Anordnung gestattet es. die Anzahl der benötigten lichtempfindlichen Bauelemente 4 zu sehen und die an sie gestellten Anforderungen an den aufzufassenden Sehwinkelbereich zu vereinfachen. Hierbei wird der Sehwinkelbereich der Augen durch einen horizontalen und vertikalen Öffnungswinkel charakterisiert. Die Anzahl der benötigten lichtempfindlichen Bauelemente bestimmt sich hierbei aus der Zahl der horizontalen und vertikalen Zeilen und zwar dadurch, daß alle Flüssigkristallzellen 2 jeweils einer Zeile über ihre Ansteuerungseinheiten 3 nur mit einem lichtempfindlichen Bauelement 4 elektrisch gekoppelt sind. Die den horizontalen Zeilen zugeordneten lichtempfindlichen Bauelemente 4 müssen dabei einen so aufeinder abgestimmten vertikalen Öffnungswinkel aufweisen, daß die vertikalen öffnungswinkel der lichtempfindlichen Bauelemente 4 zusammen den vertikalen Öffnungsvfinkel des Sehwinkelbereiches der Augen 5 ergibt. Für die den vertikalen Zeilen zugeordneten lichtempfindlichen Bauelemente 4 besteht eine entsprechend analoge Forderung für den horizontalen Öffnungswinkel. Die öffnungswinkel der einzelnen Bauelemente müssen sich dabei nahtlos ergänzen bzw. in den bereits angeführten Toleranzen überlappen. Ba der Sehwinkelbereich jeder Flüssigkristallzelle 2 durch
einen horizontalen und vertikalen Öffnungswinkel charakterisiert werden kann, wird also die Lage der Flüssigkristallzellen 2 durch jeweils ein lichtempfindliches Bauelement 4 der vertikalen und horizontalen Zeile bestimmt. Zur Realisierung dieser Ansteuerungsvariante enthalten deshalb die Ansteueurngseinheiten 3 UND-Glieder. die die Aufgabe haben, erst bei Vorliegen der zwei die Lage der einzelnen Flüssigkristallzellen 2 charakterisierenden .Signale die Änderung des Lichttransmissionsgrades der entsprechenden Flüssig— kristallzellen 2 zu ermöglichen.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeiohen
1 — Brillenglas
2 - Flüssigkristallzelle 3·- Ansteuerungseinheit
4 - lichtempfindliches Bauelement
5 - Auge

Claims (10)

Patentansprüche
1. Blendschutzbrille mit einem in einem Brillengestell befestigten dem Sehwinkelbereich der Augen vollständig bedeckenden und bezüglich ihrer Lage unabhängig voneinander einstellbaren Paar Brillengläser, gekennzeichnet dadurch; daß die Fläche jedes der Brillengläser (1) aus Flüssigkristallzellen (2) gebildet wirdy daß zur separaten Ansteuerung der einzelnen Flüssigkristallzellen (2) Ansteuerungseinheiten (3) vorhanden sind und daß eine Anzahl von lichtempfindlichen Bauelementen (4), die elektrisch mit den Ansteuerungseinheiten (3) verbunden sind, so an Teilen der Blendschutzbrille angeordnet ist, daß die lichtempfindlichen Bauelemente (4) in ihrer Gesamtheit den Sehwinkelberich der Augen zugeordnet sind, indem jedes lichtempfindliche Bauelement (4) auf einen bestimmten Teilbereich des Sehwinkelbereiches der Augen eingestellx ist.
2. Blendschutzbrille nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkristallzellen (2) auf optisch korrigierenden Gläsern angeordnet sind.
3· Blendschutzbrille nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkristallzellen (2) rechteckig sind.
4. Blendschutzbrille nach Anspruch 1. gekennzeichnet da.durch, daß die Abmessungen der einzelnen Flüssigkristallzellen (2) am Rand größer als im Mittelpunkt der Brillengläser (1) sind.
5. Blendschutzbrille nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jede Flüssigkristallzelle (2) über eine Ansteuerungseinheit (3) mit einem lichtempfindlichen Bauelement (4) elektrisch gekoppelt ist.
6. Blendschutzbrille nach Anspruch 1. gekennzeichnet dadurch, daß jede;j der Brillengläser (1) aus KLüssigkristallzellen (2), die in horizontalen und vertikalen Zeilen angeordnet sind, gebildet wird.
7. Blendschutzbrille nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß alle Flüssigkristallzellen (2) einer Zeile über An— Steuerungseinheiten (3) nur mit einem lichtempfindlichen Bauelement (4) elektrisch gekoppelt sind.
8. Blendschutzbrille nach Anspruch 7T gekennzeichnet dadurch, daß die horizontalen Zeilen der Plüssigkristallzellen (2) zugeordneten lichtempfindlichen Bauelemente (4) einen bestimmten vertikalen Offnungswinkel besitzen, die zusammen den den Sehwinkelbereich der Augen charakterisierenden vertikalen Öffnungswinkel besitzen.
9· Blendschutzbrille nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die den vertikalen Zeilen der Flüssigkristallzellen (2) zugeordneten lichtempfindlichen Bauelemente (4) einen bestimmten horizontalen Öffnungswinkel besitzen, die zusammen den den Sehwinkelbereich der Augen charakterisierenden hori zontalen öffnungswinkel besitzen.
10. Blendschutzbrille nach Anspruch 7; gekennzeichnet dadurch, daß die Ansteuerungseinheiten (3) ein UND-Glied enthalten. so laß nur Flüssigkristallzellen (2) angesteuert werden-, wenn Signale der lichtempfindlichen Bauelemente (4) entspre chend der horizontalen und vertikalen Zeilen anliegen.
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