DE3404748A1

DE3404748A1 - Anordnung zur ansteuerung von blendschutzbrillen

Info

Publication number: DE3404748A1
Application number: DE19843404748
Authority: DE
Inventors: Gert DDR 6502 Gera Börner; Klaus Dr. Nitsche; Rüdiger Salomon
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1984-02-10
Publication date: 1984-10-04
Also published as: SU1446590A1; CS272258B1; GB2137373A; DD228953A3; GB8407797D0

Description

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Anordnung zur Ansteuerung von lilendschutzbx^Aillen

Die erfindungagomaßo Anordnung dient üur automatischen
Transparentsteuerung von Flüssigkristallzellen.. Da hierbei die sich verändernden Lichtverhältnisse automatisch berücksichtigt werden, ist diese Anordnung besonders für BlendschutzbriIlen für den Tag-Naeht-Gebrauch geeignet. Die Ansteuerung kommt ohne zusätzliche Differenzverstärker aus und ist dadurch besonders leicht.

Zur umgebungslichtabhängigen Transparenzsteuerung von
Flüssig-kristalJzoJ Jon wird mit Hilfe eines Li chtsensors ein Vergloichssignal gewonnen, welches entsprechend verstärkt ein kaß bzw. direkt die Steuergröße zur Transparenzr eßoltmg· darstellt. Für dies ltonl isiorunc oinor
Transparenzregolung- für separat ansteuerbare und zu
einer Funktionseinheit zusammengefaßte Flüssigkristallzellen entsprechend den Anmeldeunterlagen, Aktenzeichen A 61 F 2^3 77 1/1 würde das bedeuten, daß für jede
Flüssig'kristallzelle bzw. jeder Gruppe solcher Zellen,
der ein Lichtsensor zugeordnet ist, eine Differenzbildung zwischen der pro Flächeneinheit auftreffenden Lichtstärke und einer als iilendwert angenommenen Lichtstärke erfolgen muß. Da dieses DifferenzsignaJ nicht zum

Ansteuern der Flüssigkristallzellen ausreicht, muß os 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. Fur o:lne off öle 1.1 ve Funk tiouöwoiao einer 11.1 «ndsohutzbr i..l I ο ist es also erforderlich, diese besonderheiten zu berücksichtigen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen, bei der sich die Transparenzsteuerung der Flüssigkristallzellen automatisch an wechselnde Uinweltlichtverhältnisse anpaßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung /ur Ansteuerung von BJ ondschutzbrili en zu entwickeln, bei der die eine mögliche Blendung hervorrufenden Leuchtdichten automatisch in Beziehung zu den Umweltlichtverhältnissen gesetzt werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in einer 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 vor den Lichtsensoren eine weitere als veränderbares Filter wirkende Flüssigkristallzelle angeordnet ist, die über eine Ansteuerungseinheit mit einem zusätzlichen Lichtsensor zur Messung der Umgebungsleuchtdichte gekoppelt AhL. Mit Hilfe dor in den Ans teuerungseinheiten vorgesehenen Kogeicliedor kium dor Ubortragungsfaktor

dieser Ansteuerungseinheiten eingestellt werden. Damit ist der Ausgleich von Fertigungstoleranzen und das Einregeln der Ansprechschwelle der Transparenzsteuerung möglich.

Zur Erreichung der ei'findungs gemäß en Wirkung - In Ueniehung 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 Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen zurückgeführt, deren Überschreiten einer Blendung entspricht und eine Abdunlclung der Flüssigkristallzellen Ln Abhängigkeit von der Leuchtdichte bewirkt.

Toolmisoli roaiisjert werden kann das dadurch, «laß 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 Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen verbundenen Lichtsensoren kleiner ist als die des Lichtsensors zur kessung der Umgebungshelligkeit bzw. dadurch, daß die Ubertragungsfaktoren der¹ mit denen das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen gekoppelten Ansteuerungseinheiten kleiner sind als der der Ansteuerungseinheit für das veränderbare Filter.

Dadurch ist. «h möglich, daß ein xuui dorusolben eine Abdunkelung der Flüssigkristallzellen des Sichtfeldes bewirkender Signalwert in Abhängigkeit von der Leuchtdichte der Umgebung unterschiedliche jeweils eine Blendung hervorrufende Leuchtdichten entsprechen.

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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 Liehtverhältiiissen möglich. Die Anpassung an die auftretenden Lichtverhältnisse erfolgt dabei automatisch.

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

Fig. 1 Anordnung zur Ansteuerung von Blendschutzbrillen mit Flüssig-kris tallzellen

Fig. 2 Abhängigkeit des Durchlaß grades T von

der Umgebungsleuchtdichte (b_u

Fig. 3 Beziehung zwischen Umgebungsleuchtdichte

(j)_u und dex^% als Blendung empfundenen Leuchtdichte φ β in Abhängigkeit von der Zeit t Fig. 4 Abhängigkeit des DurchlaßgradesT von

der Leuchtdichte in einem eingeschränkten

Sehwinkelbereich u> ν

Die Darstellung· in Figo 1 zeigt einen Lichtsensor 1 zur Messung der Leuchtdichte der Umgebung, der über eine

2^r> Ans teuerun^-seinheit 2 elektrisch mit einer als veränderbare« 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 zugeordnoten Ansteuerungseinheiten 5·1₅ 5·2, 5·3 mit den entsprechenden Abschnitten der> ein Sichtfeld für das Aug-e 6

bildenden FlüssigeristallzelJen 7.1, 7.2, 7·3 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 8 ist jeweils mit den Ansteuerungseinheiten 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 S ig— nal durch die entsprechenden Ansteuerungseinheiten abgegeben wird, daß eine Änderung des Durchlaßgrades T der betroffenen Teile der Flussigkristallzellen 7·1» 7·2, bewirkt, überhalb des Lichtschwellwertes wird T „ in Abhängigkeit von Leuchtdichte der Blendstrahlung verändert.

Durch den Lichtsensor 1, die Ansteuerungseinheit 2 und die Fliissigkristallzelle 3 wird in Abhängigkeit von Umgebungsleuchtdichte das auf die Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 auf treffende Licht geregelt«, Fig. 3 zeigt schematisch eine Abhängigkeit zwischen Durchlaßgrad T der als Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 und der Umgebungs leuchtdichte Φ ii·

Wie bekannt, hängt die als blendend empfundene Leuchtdichte <j)g von § \x ab. Als Uoispiel in Abhängigkeit von der Zeit t in Fig. 2 dargestellt. Das bedetitet, daß die Leuchtdichte in einem eingeschränkten üehwinkelbereich <j> ^ bei einem bestimmten ψ n erst dann als blendend empfunden wird, wenn sie den Y/ert φ g, überschreitet. Wenn die Leuchtdichten in die Bereiche φ a ^ <fp. für φ U. und <j>k > (JIg₁ {ür (|^ unterteilt werden, so

wird aus Fig. 4 die Abhängigkeit zwischen ώ /\ und T ersichtlich. Da die den DurchlaßgradT„ verändernden Lichtsensoren 4.1, 4.2, 4.3 optisch mit der als Filter wirkenden Flüssigkristallzelle 3 gekoppelt sind und der Durch-

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.laßgradT ,, sich in Abhängigkeit von φ qändert, bewirkt dies, daß «ich C , wenn φ^> <j>g, tür y^ j st, sich in Abhängigkeit von φ^ und <j)_a ändert. Dadurch wird die Anordnung automatisch an die jeweiligen Lichtverhältnisse angepaßt und die dazu notwendige Abhängigkeit zwischen (bu. und <J> 2> durch die optische Koppelung auf einfache v/eise realisiert.

Möglichkeiten zur Realisierung der entsprechenden Abhängigkeit zwischen φ^ und φ & durch die JUurch-laßcrado T und T _iy In AbliiüitYl&JtoJ. L von (J)₁^ 1ν.'.\ν.ψ^ Ml.el.Lou dlo Kmpfindlichkeiten der Lichtsensoren 1, 4·1, 4.2, 4.3 die Obertragungsfalctoren der Ansteuerungseinheiten 2, 5·1, 5·2, 5·3 und der Verlauf der elektrooptischen Konnlinie der Flüssigkristallzellen 3, 7.1, 7.2, 7.3 dar. Am zweckmäßigsten ist es, die geforderten Abhängigkeiten durch Justierung der ubertragungsfaktoren zu realisieren. Dazu dienen in erster Linie die Regelglieder der Alis teuerungseinheiten. Gleichzeitig wird mit ihnen die Ansprechschwelle für die Flüssigkristallzellen 7.1, 7.2, 7.3 bei deren überschreiten T geändert wird, eingestellt. Von Vorteil ist es, wenn T„ keine Ansprechschwelle aufweist (darge;?»!.o.l .M. .in FAff. l) .

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 — Lichtsonsor zur Messung der Uuigobungs leuchtdichte

2 - Ansteuerungseinheit

3 — als veränderbares Filter wirkende Flüssigkristallzelle

4.1) 4.2 ) - Lichtsensoren

5.1 )

5.2 ) - Ansteuerungseinheiten 5.3 )

6 - Auge

7.1 )

7.2 ) - b.iehtfeld bildende Flussägkristallzellen

7.3 )

β - Stromversorgungseinheit

T- Durchlaßgrad der ein Sichtfeld bildenden Flüssig— kristallzellen 7.1, 7.2, 7*3

f_ — Durchlaßgrad der als veränderbares Filter wirkenden Flüssigkristallzelle

^u- Umgebungsleuchtdichte

(jig,- als Blendung empfundene Leuchtdichte φρ— Leuchtdichte in einem eingeschränkten ü{ horn I oh

t — Zeit.

Claims

Patentanspruch

ί 1 ο ι Aiioj-diumf-, zur Ails touoi-iuic von ii 1 cm idf» elin <.v;l)ivi .1 1 oil, bos teilend aus ein üielrLfeld bildenden Flüssigkristallzellen (7.1, 7.2, 7.3), die über Ansteuerungseinheiten (5·1, 5·2, 5.3) elektrisch mit Lichtsensoren (4.1, 4.2, 4.3) gekoppelt sind und einer Stromversorgungseinheit (8), gekennzeichnet dadui^eh, daß vor den Li eh!sensoren (4c 1, Ί.2, 4.3) eine weitere ji.l« vm'ündorlmi-O« Fi .L tor wirkende Flüssigkristallzelle (3) angeordnet ist, die über eine Ansteuerungseinheit (2) mit einem zusätzlichen Lichtsensor (i) zur Messung dez* Umgebungs] euchtdichte gekoppelt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Au« tpiioruni'.Hc ijrilmi Um ( '.i , !> . 1 , 5 » 2 , Γ>·3) o'in liognjglied zur lüins l,el Iung der Ansprechsehwelle der Anordnungen thai ten·

3· Anordnung nach Anspruch 1 , gekennzeiclinet dadurch, daß bei gleicher Jßrapfiridliclikeit dez" Lichtsensoren (1, 4.1, 4.2, Ί.3) und gleichen ijbertragungsi^valctox*en der Ans teueruiig'seinlieiten (2, 5.1, 5·>2, 5· 3) d-as Material der das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzeilen (7»1, 7*2, 7.3) eine flachei'C elektrooptisch^ Kennlinie aufv/eist als das Material i'üx" das als veränderbares Filter wirkenden Flussigkristallzelle (3)«

4„ Anordnung, nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, daß bo.i f.l α i cjion oJ ok l.roop (. !..solion Kenn I in j.oji <Joi· FJ«ifjt»igkristalizelien (3, 7·1, 7·2, 7o3) und gleichen Übertragungsfaktoren der Ansteuerungseinheiten (2, 5.1, 5.2, 5.3) die Empfindlichkeit der elektrisch mit denen das Sichtfeld bildenden Flüssigkristallzellen (7.I, 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. Anspruch 1, gekennsseiclmet dadurch, daß bei gleichen elektrooptischen Kennlinien der Flüssißkristallzellen (3, 7.1, 7.2, 7·3) und gleicher Empfindlichkeit der Lichtsensoren (1, 4.1, 4»2, 4.3) die Uber tragungsfaktoren der mit denen ein Sichtfeld bildenden Fluss itfkr is tall sseJ 1 on (7·1» 7*2, 7.3) oloktrjsch verbundenoti Ana touonjii^se LiüieJ ton (5.1, ΰ·2, 5·3) klclxuit* sind als der übertrag-ungsfaktor der mit der als veründerbaros Filter viirkendon F3 uysifvkristall'zoilo (3) elektrisch verbundenen Austeucrungseinheit (2).