DE3437704A1

DE3437704A1 - Empfaengereinheit fuer eine blendschutzbrille

Info

Publication number: DE3437704A1
Application number: DE3437704A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Nitsche; Bernd Dr. DDR 6902 Jena Reinhold; Rüdiger DDR 6502 Gera Salomon
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1984-01-02
Filing date: 1984-10-15
Publication date: 1985-07-11
Also published as: GB8431768D0; HUT38451A; GB2152661A

Description

Empfängereinheit für eine Blendschutzbrille

Die Erfindung ist als Empfängereinheit in einer Blendschutzbrille vorgesehen. Eine solche Empfängereinheit ermöglicht die Abbildung des einfallenden Lichts in Abhängigkeit vom Einfallswinkel auf den Lichtsensoren, die keinen aufeinander abgestimmten Öffnungebereich aufweisen müssen und durch die nachgeschaltete Teilflächen einer ein Sichtfenster bildenden Flüssigkristallzelle dunkel getastet werden. Die Empfängereinheit ermöglicht einen vereinfachten Aufbau einer Brille zum Schutz von Menschen vor der Blendwirkung von Lichtquellen.

Bekannt ist eine Blendschutzbrille mit Lichtsensoren und einer ein Sichtfenster bildender Flüssigkristallzelle, die durch Vorder- und Rückelektroden in einzeln ansteuerbare Teilflächen unterteilt ist. Bei Auftreffen von Licht werden die für die Abbildung im Auge verantwortlichen Teilflächen der Flüssigkristallzelle dunkel getastet und damit eine Blendwirkung durch die Lichtquelle vermieden· Verändert sich die Lage der Lichtquelle zum Auge werden automatisch andere für die Abbildung im Auge verantwortlichen Teilflächen dunkel getastet.

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Zur Realisierung dieser Funktion weisen die Llchteensoren unterschiedliche aufeinander abgestimmte und sich lückenlos ergänzende Öffnungswinkel auf. Die Lichtsensoren sind dabei über elektrische Signalverbindungen den ihnen entsprechenden Teilflächen der Flüssigkristallzelle zugeordnet. Die Zuordnung kann dabei so erfolgen, daß jeweils ein Lichtsensor für die Änderung des Transmissionsgrades einer Teilfläche verantwortlich ist. Denkbar ist auch eine Aufteilung der Flüssigkristallzelle in Zeilen und Spalten wodurch es zu einer Einsparung von Lichtsensoren kommt. Die Lichtsensoren sind dabei in Zeilen und Spalten angeordnet und weisen einen vorgegebenen horizontalen bzw. vertikalen öffnungswinkel auf. Dabei ist Jeweils ein Lichtsensor über Logigbauelemente mit allen Teilflächen einer Spalte bzw. Zeile der Flüssigkristallzelle verbunden« Wird eine Teilfläche von den zwei zugehörigen seine Spalte und Zeile charakterisierenden Lichtsensor angesteuert, so wird über die der jeweiligen Teilfläche vorgeschaltete Aneteuerungseinheit der Transmissionsgrad dieser Teilfläche verringert.

Nachteilig für diese Blendschutzbrille ist, daß 1. äußerst hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Herstellung der Lichtsensoren mit bestimmten Öffnungswinkeln gestellt werden und daß

2. die Lichtsensoren diskrete Bauelemente darstellen, die mit hoher Präzision zueinander ausgerichtet werden müssen·

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Empfängereinheit für eine Blendschutzbrille mit Lichtsensoren, die keine aufeinander abgestimmten öffnungswinkel besitzen müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfänger-

einheit für eine Blendschutzbrille zu entwickeln, bei der

;!s das einfallende Licht in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung durch zusätzliche Mittel nur auf die der Einfalls-

i richtung entsprechenden und einen beliebigen öffnungswin-

i 5 kel aufweisenden Lichtsensoren gelenkt wird.

"'j Die Aufgabe wird in einer Empfängereinheit für eine Blend-

I schutzbrille bestehend aus in Sehrichtung angeordneten

!2 Lichtsensoren die über Ansteuerungseinheiten mit einer ein

ü. Sichtfenster bildenden Flüssigkristallzelle, die in ge-

IO trennt voneinander ansteuerbare Teilflächen unterteilt ist, i| verbunden sind, dadurch gelöst, daß die Lichtsensoren mit ,$ Kontakten versehene Abschnitte einer photoempfindlichen fi Schicht, die in ihrer geometrischen Konfiguration der $ Flüssigkristallzelle entspricht, darstellen und aaß senk- "i !5 recht zur optischen Achse der photoempfindlichen Schicht ^ ein optisches System so angeordnet ist, daß die photoi empfindliche Schicht sich in ihrer reelen Bildebene beil findet« Das optische System kann eine Kombination mehrerer § optisch brechender Medien wie auch nur eine einfache $ 20 Sammellinse darstellen. Auch die Verwendung einer optischen § Blende ist denkbar.

I Am einfachsten ist es, wenn die Zahl der Lichtsensoren der photoempfindlichen Schicht gleich der Zahl der Teilflächen der Flüssigkristallzelle ist und jeweils ein Lichtsensor

,,, 25 mit der ihm entsprechenden Teilfläche der Flüesigkrietall-

^}i] zelle über Ansteuerungseinheiten elektrisch verbunden ist.

ί Die Anzahl der elektrischen Verbindungsleitungen ist des-

: halb gleich der Zahl der Lichtsensoren. Die elektrische

I Verdrahtung kann jedoch dadunch vereinfacht werden, daß

^l 30 die* Flüssigkristallzelle wie auch die photoempf indlicho

M Schicht in jeweils gleich große Zeilen und Spalten unter-

^;j teilt ist, wobei jeweils die Vorder- und Rückelektroden

j| aller Lichtsensoren bzw. Teilflächen einer Zeile bzw.

"% Spalte untereinander elektrisch verbunden sind. Die Vorder-

Ü 35 und Rückelektroden der photoempfindlichen Schicht und der I Flüesigkristallzelle bilden dabei ein gitterähnliches Ge- I bilde. Die Anschlüsse der Zeilen und Spalten der Flüasig-

kristallzelle und der photoempfindlichen Schicht sind so miteinander elektrisch verbunden, daß jeweils gleiche Zeilen bzw. Spalten der Vorder- bzw. Rückelektroden zusammengeschaltet sind.

Seder Lichtsensor wird durch eine Zeile und Spalte charakterisiert. Empfängt ein Lichtsensor ein Lichtsignal» so gelangt dieses über die Vorder- und Rückelektroden, die die Zeilen und Spalten darstellen, zu den Anschlüssen der ihnen entsprechenden Vorder- und Rückelektroden der Flüseigkristallzelle. Eine Verringerung des Tranemissionegrades erfolgt jedoch nur für die Teilfläche der Flüssigkristallzelle, die sich unter Vorder- und Rückelektrode befindet. Der Transmissionsgrad aller anderen Teilflächen bleibt unverändert.

Zur Steuerung des Transmissionsgrades der bei den die Brillengläser der Blendschutzbrille bildenden Flüssigkristallzellen genügt es auch, nur eine photoempfindliche Schicht mit davor angeordneten optischen System zu verwenden. Die Lichtsensoren müssen dabei gleichzeitig beide

Brillengläser ansteuern.

Der Vorteil der Blendschutzbrille besteht darin, daß die im Stand der Technik ausgewiesenen Nachteile beseitigt sind und dadurch eine technisch relativ unkomplizierte Konstruktion entsteht. Ein zusätzlicher Vorteil wird darin gesehen, daß bei entsprechender Anordnung die Anzahl der elektrischen Signalverbindungen zwischen den Lichtsensoren und der Flüssigkristallzelle erheblich verringert werden kann und gleichzeitig pro Zeile und Spalte der Flüssigkristallzelle nur noch eine Ansteuerungseinheit notwendig ist.

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

Fig. 1 Prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen

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Blendschutzbrille

Fig, 2 Schnittdarstellung durch eine Flüssigkrietallzelle und den Hohlzylinder mit Sammellinse und Lichtsensoren

Fig, 3 Elektrische Zuordnung der Lichtsensoren zu den Teilflächen der Flüssigkristallzelle

Die Blendschutzbrille nach Fig. 1 besteht aus den zwei FlüS3igkristallzellen 1, die die Sichtfesnter der Brille bilden, dem Brillenrahmen 2 mit der in den Bügeln enthaltenen Stromversorgungseinheit 3, den Ansteuerungeeinheiten 4 und den im Brillensteg zwischen den Brillengläsern integrierten Hohlzylinder 5·

Aue Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß der Hohlzylinder stirnseitig parallel zu den Flüssigkristallzellen 1 ausgerichtet ist. Die Eintrittsöffnung des Hohlzyliniers bildet die Sammellinse 6, Die Austritteöffnung wird durch die photoempfindliche Schicht 7, die in der reelen Bildebene der Sammellinse 6 angeordnet ist, verschlossen· Die photoempfindliche Schicht 7 entspricht in ihrer geometrisehen Konfiguration der Flüssigkris^allzelle 1« Die Flüssigkristallzelle 1 besteht aus in Zeilen und Spalten angeordneten und einzeln ansteuerbaren Texlflächen 1,3, Die Teilflächen 1.3 werden dabei aus streifenförmigen rechtwinkelig zueinander verlaufenden und auf der Vorder- und Rückseite der Flüssigkristallzelle 1 angeordneten Vorder» und Rückelektroden 1,1, 1*2 gebildet. Dadurch erhält die Flüssigkristallzelle 1 eine gitterähnliche Struktur« Die Anschlüsse der Vorder- und Rückelektroden 1,1, 1.2 werden im Brillenrahmen 2 zu den An-

Steuer- und Stromversorgungseinheiten 3,4 geführt· Die

photoemptindliche Schicht 7 besteht aus einzelnen Lichtsensoren 7*1, die in der gleichen Anzahl von Zeilen und Spalten wie die Teilflächen 1.3 angeordnet sind. Die Vorder- und Rückelektroden 7,2, 7*3 sind wie bei der

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Flüeeigkristallzelle 1 als rechtwinkelig zueinander verlaufende streifenförmige Elektroden ausgeführt. Die einzelnen Lichtsensoren 7,1 stellen die jeweils von den gegenüberliegenden Vorder- und Rückelektroden 7*2, 7,3 überdeckten Abschnitte der photoempfindlichen Schicht 7 dar« Die Anschlüsse der Vorder- und Rückelektroden 7.2, 7.3 werden über den Brillenrahmen 2 en den Ansteuerungsund Stromversorgungseinheiten 3, 4 geführt. In Fig« 3 ist stark vereinfacht die elektrische Zuordnung der Lichts^nsoren 7.1 zu den Teilflächen 1.3 dargestellt. Der Obersichtlichkeit wege.) ist nur eine der von den Lichtsensoren 7.1 angesteuerten Flüssigkristallzelle 1 dargestellt. Auf die Darstellung der Stromversorgungseinheiten 3* die zur Stromversorgung der Anateuerungseinheiten 4 und der Flüssigkristallzellen 1 dienen und der Vorderelektroden 1.1, 7.2 und der Rückelektroden 1.2, 7.3 ist der Einfachheit halber in Fig. 3 verzichtet worden. Die elektrischen Leitungsverbindungen zwischen den Lichtsensoren 7.1 und den Teilflächen sind symbolhaft durch

Signalpfeile dargestellt.

Im gewählten Ausführungsbeispiel ist die Zahl der Lichtsensoren 7.1 gleich der Zahl der Teilflächen 1.3. Bei Lichteinfall auf die Sammellinse 6 erfolgt die Abbildung der Lichtquelle auf der in der Bildebene der Sammellinse 6 anciordneten photoempfindlichen Schicht 7 als reeles seitenverkehrtes und kopfstehendes Bild. Entsprechend dieser Gesetzmäßigkeit (Drehspiegelung) erfolgt die Zuordnung der Lichtsensoren 7.1 zu den Teilflächen 1.3. Für einige schematisch dargestellte Elemente ist dies durch Signalpfeile und die der Flüssigkristallzelle 1 vorgeschalteten Ansteuerungseinheiten 4 angedeutet. Dabei wird jeder Lichtsensor 7.1 einer bestimmten Zeile und Spalte mit einer drehsymmetrisch zu ihm sich befindenden Teilfläche 1.3 einer entsprechenden Zeile und Spalte der Flüssigkristallzelle 1 elektrisch verbunden. Die Ansteuerungseinheiten 4 haben die Aufgabe, bei Überschreiten eines bestimmten Sollwertes aus dem vom Lichtsensor 7.1

gelieferten Wert ein entsprechendes Ansteuerungesignal für die Flüssigkrietallzelle 1 zu bilden, welches bewirkt, daß der Lichttransmissionsgrad der zugeordneten Teilfläche 1.3 dgr Flüssigkristallzelle 1 um einen bestimmten Betrag verringert wird.

Fällt ein als blendend empfundenes Licht unter einem anderen Winkel als vorher ein, so wird dieses von anderen Lichtsensoren 7,1 aufgefaßt und es werden demzufolge die mit ihm elektrisch verbundenen Teilflächen 1.3,'die die Abbildung des einfallenden Lichts auf der Netzhaut des Auges bewirken, angesteuert.

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Aufstellung der verwendeten Bezuqszeichen

1 - Flüssigkristallzelle

1.1 Vorderelektrode

1.2 Rückelektrode 1.3 Teilfläche

2 - Brillenrahmen

3 - Stromversorgungseinheit

4 - Ansteuerungseinheit

5 - Hohlzylinder 6 - Sammellinse

7 - photoempfindliche Schicht 7.1.Lichtsensor

7.2 Vorderelektrode

7.3 Rückelektrode

Claims

3A3770A Patentanspruch

1. Empfängereinheit für eine Blendschutzbrille bestehend aus in Sehrichtung angeordneten Lichtsen3oren, die über Ansteuerungseinheiten mit einer ein Sichtfenster bildenden Flüssigkristallzelle, die in getrennt voneinander ansteuerbare Teilflächen unterteilt ist verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Lichtsensoren (7.1) mit Kontakten versehene Abschnitte einer photoempfindlichen Schicht (7), die in ihrer geometrisehen Konfiguratuon der Flüssigkristallzelle (1) entspricht, darstellen und daß senkrecht zur optischen Achse der photoempfindlichen Schicht (7) ein optisches System so angeordnet ist, daß die photoempfindliche Schicht (7) sich in ihrer reelen Bildebene befindet,

2. Empfängereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die Ansteuerung von zwei die Sichtfenster der Brillengläser bildenden Flüssigkristallzellen (1) nur eine photoempfindliche Schicht (7) mit dazugehörigen optischen System vorhanden ist«

3· Empfängereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das optische System eine Blende darstellt«

4· Empfängereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das optische System eine Sammellinse (6) darstellt«

5* Empfängereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zahl der Lichtsen3oren (7.1) der photoempfindlichen Schicht (7) gleich der Zahl der Teilflächen (1.3) der Flüssigkristallzelle (1) ist und die Lichtsensoren (7.1) über Ansteuerungseinheiten (4) jeweils mit der ihnen entsprechenden Teilfläche (1*3) der Flüssigkristallzelle (1) elektrisch verbunden sind.

6. Empfängereinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

daß die Teilflächen (1.3) der Flüssigkristallzelle (1) und die Abschnitte der photoempfindlichen Schicht (7) in Jeweils gleichen Zeilen und Spalten angeordnet sind, daß die Vorderelektroden (7,2, 1,1) aller jeweils eine Zeile und die Rückelektroden(7.3, 1.2) aller jeweils eine Spalte bildenden Abschnitte der photoempfindlichen Schicht (7) und der Teilflächen (1.3) der Flüssigkristallzelle (1) jeweils getrennt nach Zeilen und Spalten elektrisch miteinander verbunden sind und daß die Anschlüsse der Zeilen und Spalten der photoempfindlichen Schicht (7) über Ansteuerungseinheiten (4) jeweils mit den ihnen entsprechenden Zeilen und Spalten der Flüssigkristallzelle (1) elektrisch verbunden sind.

7. Er-ipfängereinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die photoempfindliche Schicht (7) und das optische System in einem Hohlzylinder (5), der im Brillenrahmen (2) zwischen den Sichtfenstern integriert ist, angeordnet sind.