FR2530039A1

FR2530039A1 - Safety (protective) glasses having automatically adjustable transmission using liquid crystals

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Publication number: FR2530039A1
Application number: FR8211831A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-06
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1984-01-13

Abstract

Adjustable-transmission liquid-crystal safety glasses. According to the invention, the glasses comprise at least one liquid-crystal cell 10 and control means comprising a photodetector 12 capable of receiving the light flux transmitted by the cell and an adjustable-voltage generator 18 controlled by the photodetector and connected to the cell. The photodetector/generator/cell assembly constitutes a feedback loop capable of automatically keeping the transmitted light flux at a regulated value.

Description

La présente invention a pour objet des lunettes de protection à transmission réglable utilisant des cristaux liquides. Elle trouve une application dans la réalisation de lunettes de soleil ou de lunettes de protection contre les rayonnements intenses pouvant provenir de sources artificielles comme les arcs électriques, les lasers, les fours, etc... The present invention relates to protective goggles with adjustable transmission using liquid crystals. It finds an application in the production of sunglasses or protective glasses against intense radiation which can come from artificial sources such as electric arcs, lasers, ovens, etc.

On connaît déjà des lunettes de soleil à transmission variable. Elles utilisent des verres photochromiques dont la transparence diminue sous excitation ultraviolette. L'absorption des rayons solaires est donc d'autant plus grande que l'intensité de ceuxci est élevée puisque le rayonnement solaire comprend une part d'ultraviolet. Variable transmission sunglasses are already known. They use photochromic lenses whose transparency decreases under ultraviolet excitation. The absorption of solar rays is therefore all the greater as the intensity of these is high since the solar radiation comprises a part of ultraviolet.

Un tel dispositif présente de nombreux inconvénients. Tout d'abord il est fondé sur une action des ultraviolets, ce qui suppose que ceux-ci sont présents dans le rayonnement dont on veut se protéger. Or tel n'est pas toujours le cas En effet, la part d'ultraviolet peut fort bien être réduite dans un flux lumineux intense. C'est le cas par exemple lorsque lwobser- vateur se trouve derriere une vitre qui absorbe en partie les ultraviolets. C'est aussi le cas pour des sources artificielles monochromatiques Un autre inconvenient de ce type de dispositif est que 1' intensité lumineuse transmise n'est pas constante Enfin, un dernier inconvénient tient à ce que le temps de réponse des verres est long ce qui empêche une protection efficace dans le cas de changement brutal de luminosité. Such a device has many drawbacks. First of all, it is based on an action of ultraviolet rays, which supposes that they are present in the radiation from which we want to protect ourselves. However, this is not always the case. Indeed, the share of ultraviolet may very well be reduced in an intense luminous flux. This is the case, for example, when the observer is behind a window which partially absorbs ultraviolet light. This is also the case for artificial monochromatic sources. Another drawback of this type of device is that the transmitted light intensity is not constant. Finally, a last drawback is that the response time of the glasses is long which prevents effective protection in the event of a sudden change in brightness.

L'inventlon remédie à ces inconvénients en ce sens qu'elle permet d'obtenir un flux lumineux transmis sensiblement constant et cela indépendamment de la présence ou de l'absence de rayons ultraviolets, le temps de réponse étant très faible et de l'ordre de 1/10 de seconde. The inventlon overcomes these drawbacks in that it makes it possible to obtain a substantially constant transmitted light flux, regardless of the presence or absence of ultraviolet rays, the response time being very short and of the order 1/10 of a second.

Ces résultats sont obtenus grâce à l'utilisation de cristaux liquides aux lieu et place des verres photochromiques. On sait que les cristaux liquides se prêtent bien à la réalisation de cellules d'affichage ou de dispositifs de modulation. Par ailleurs, l'idée d'utiliser de tels produits dans la réalisation de lunettes de protection est déjà connue. C'est ainsi que le brevet américain 3.873.804 délivré à M. Gordon le 25
Mars 1975 et intitulé flwelding Helmet with Eye Piece
Control" décrit un casque de soudeur à l'arc, qui est muni d'une fenêtre à cristaux liquides commandée de telle sorte qu'elle soit -transparente en l'absence d'arc et opaque en présence de celui-ci. La commande de la transparence ou de l'opacité s'effectue par le biais d'une tension prélevée sur les moyens d'alimentation de l'arc.Un tel dispositif fonctionne donc selon le mode "tout ou rien
Par ailleurs, le brevet américain 4.152.846 délivré à F.A. Witt le 8 Mai 1979 et intitulé Flight
Training Method and Apparatus" décrit des lunettes d'entralnement pour pilotes d'avion ; ces lunettes utilisent des cristaux liquides fonctionnant encore par tout ou rien, en ce sens qu'elles sont transparentes si le pilote regarde les instruments de bord et opaques si lepilste regarde à l'extérieur de l'appareil.These results are obtained through the use of liquid crystals instead of photochromic lenses. It is known that liquid crystals lend themselves well to the production of display cells or modulation devices. Furthermore, the idea of using such products in the production of protective glasses is already known. This is how American patent 3,873,804 issued to Mr. Gordon on 25
March 1975 and titled flwelding Helmet with Eye Piece
Control "describes an arc welder's helmet, which is provided with a liquid crystal window controlled so that it is transparent in the absence of an arc and opaque in the presence of the latter. transparency or opacity is effected by means of a voltage taken from the arc supply means. Such a device therefore operates according to the "all or nothing" mode
Furthermore, American patent 4,152,846 issued to FA Witt on May 8, 1979 and entitled Flight
Training Method and Apparatus "describes piloting glasses for airplane pilots; these glasses use liquid crystals still functioning by all or nothing, in the sense that they are transparent if the pilot looks at the on-board instruments and opaque if lepilste look outside the camera.

De tels systèmes sont d'applications très limitées et ne sauraient en aucun cas convenir à des lunettes de soleil où la transparence doit pouvoir etre réglée continuement. Such systems are of very limited application and cannot in any case be suitable for sunglasses where the transparency must be able to be continuously adjusted.

Les cristaux liquides ont déjà été utilisés dans la réalisation de parois optiques telles que des vitres, à transparence réglable. Un tel dispositif est décrit dans le document FR-A-2 373 808. Il comprend une source de tension continue et des moyens pour régler cette source afin d'assurer à la paroi la transmission désirée.Un tel dispositif présente un double inc#onvénient : tout d'abord, l'utilisation d'une tension. con- tinue provoque dans le cristal liquide des effets parasites qui réduisent sa durée de vie ; ensuite le flux lumineux transmis par la vitre n'est pas régulé, c'està-dire maintenu à une valeur appropriée, lorsque les conditions d'utilisation changent , même si l'on utilise, comme le document le prévoit,un photodétecteur capable de mesurer la lumière ambiante, ce photodétecteur ne permet pas de tenir compte des modifications éven- tuelles de la paroi optique. Liquid crystals have already been used in the production of optical walls such as panes, with adjustable transparency. Such a device is described in the document FR-A-2 373 808. It comprises a source of direct voltage and means for adjusting this source in order to ensure the desired transmission to the wall. Such a device has a double inc # disadvantage : first of all, the use of a voltage. continuous causes parasitic effects in the liquid crystal which reduce its lifespan; then the luminous flux transmitted by the window is not regulated, that is to say maintained at an appropriate value, when the conditions of use change, even if one uses, as the document foresees, a photodetector capable of measure ambient light, this photodetector does not take into account any changes in the optical wall.

La présente invention a justement pour objet des lunettes qui évitent ces inconvénients. A cette fin, elles sont munies de moyens aptes à assurer au flux lumineux qu'elles transmettent une intensité régulée. The subject of the present invention is precisely glasses which avoid these drawbacks. To this end, they are provided with means capable of ensuring that the light flux transmits a regulated intensity.

De manière précise, l'invention a pour objet des lunettes de protection comprenant une cellule à cristaux liquides à transmission réglable et un moyen de commande de cette cellule, ces lunettes étant caractérisées en ce que ce moyen de commande comprend au moins un photodétecteur apte à recevoir le flux lumineux transmis par la cellule et un générateur de tension réglable commandé par le photodé-tecteur et relié à la cellule, l'ensemble photodétecteur-générateur-cellule constituant une boucle d'asservissement apte à maintenir automatiquement le flux lumineux transmis à une intensité régulée. Specifically, the subject of the invention is protective glasses comprising a liquid crystal cell with adjustable transmission and a control means for this cell, these glasses being characterized in that this control means comprises at least one photodetector capable of receive the light flux transmitted by the cell and an adjustable voltage generator controlled by the photodetector and connected to the cell, the photodetector-generator-cell assembly constituting a control loop capable of automatically maintaining the light flux transmitted to a regulated intensity.

Par "au moins une cellule" on entend que le dispositif de l'invention peut comprendre soit une seule cellule pour constituer un écran d'une seule pièce disposé entre les yeux de l'observateur et une source lumineuse quelconque, soit deux cellules selon la configuration habituelle des lunettes de soleil, une cellule étant affectée à chaque oeil. Dans ce dernier cas, un photodétecteur peut être déposé derrière l'une seulement des deux cellules ou derrière les deux. Si deux photodétecteurs sont utilisés, les deux boucles d'#asservissement peuvent être indépendantes ou partiellement confondues. Dans le dernier cas un signal moyen peut être formé à partir des deux signaux délivrés par les deux photodétecteurs, et un générateur de commande unique peut commander les deux cellules à partir du signal moyen.Dans certains cas, lorsque les yeux de l'observateur présentent une dissymétrie, les valeurs de transmission des deux cellules peuvent être réglées à des valeurs différentes, ce qui peut présenter un -intéret dans des traitements ophtalmologiques. By "at least one cell" is meant that the device of the invention can comprise either a single cell to constitute a screen of a single piece placed between the eyes of the observer and any light source, or two cells depending on the usual configuration of sunglasses, a cell being assigned to each eye. In the latter case, a photodetector can be deposited behind only one of the two cells or behind both. If two photodetectors are used, the two # control loops can be independent or partially confused. In the latter case an average signal can be formed from the two signals delivered by the two photodetectors, and a single command generator can control the two cells from the average signal. In some cases, when the eyes of the observer present asymmetry, the transmission values of the two cells can be set to different values, which may be of interest in ophthalmological treatments.

Bien que le générateur de tension utilisé pour commander la cellule puisse revêtir un grand nombre de variantes, de préférence il s'agit d'un générateur de tension alternative, (c'est-à-dire à valeur moyenne nulle) ayant un rapport cyclique réglable, le photodétecteur agissant sur ce générateur pour faire varier ce rapport cyclique. La forme de la tension-peut être quelconque : sinusoidale, rectangulaire, etc... Although the voltage generator used to control the cell can take a large number of variants, preferably it is an alternating voltage generator (that is to say with zero mean value) having a duty cycle adjustable, the photodetector acting on this generator to vary this duty cycle. The form of the tension-can be any: sinusoidal, rectangular, etc ...

En ce qui concerne les cristaux liquides utilisés, plusieurs types sont possibles : #les cristaux liquides mettant en jeu le phénomène de diffusion dynamique (en terminologie anglosaxonne "Dynamic Scattering Mode" ou en agrégé DSM) ; mais aussi les cristaux liquides à orientation moléculaire. Dans cette dernière famille, les nématiques en hélice semblent être avantageux. With regard to the liquid crystals used, several types are possible: #liquid crystals involving the phenomenon of dynamic diffusion (in English terminology "Dynamic Scattering Mode" or in DSM aggregation); but also liquid crystals with molecular orientation. In this latter family, helical nematics seem to be advantageous.

Dans tous les cas, la cellule est constituée d'un film de cristaux liquides intercalé entre deux électrodes transparentes déposées sur un substrat#iso- lant transparent, par exemple en verre ou en plastique. In all cases, the cell consists of a film of liquid crystals interposed between two transparent electrodes deposited on a transparent insulating substrate #, for example made of glass or plastic.

Dans le cas des nématiques en hélice, la cellule comprend en outre un analyseur et un polariseur lesquels sont croisés ou parallèles. Une cellule de ce dernier type est décrite dans le brevet français FR-A 2 117 358 intitulé "Cellule optique".In the case of helical nematics, the cell also comprises an analyzer and a polarizer which are crossed or parallel. A cell of the latter type is described in French patent FR-A 2 117 358 entitled "Optical cell".

Les caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe du dispositif
de l'invention; - la figure 2 représente un premier mode de réalisation
d'une boucle d' asservissemen t travaillant en modula
tion d'amplitude, - la figure 3 représente un deuxième mode de réalisa
tion d'une boucle dgasservissement travaillant en mo
dulation de fréquence, - la figure 4 représente un troisième mode de réalisas
tion d'une boucle d'asservissement agissant sur le
rapport cyclique, - la figure 5 représente un exemple de circuit permet
tant d'obtenir une variation du rapport cyclique, - - la figure 6 représente une courbe des variations du
coefficient de transmission d'une cellule à cristaux
liquides en fonction du rapport cyclique - la figure 7 représente un exemple de la disposition
adoptée dans l'invention pour les différents moyens
de commande, - la figure 8 illustre une variante à deux photodétec
teurs, - la figure 9 illustre le circuit de commande corres
pondant à la variante précédenteg - la figure 10 illustre une variante à photopiles inté
grées aux lunettes, - la figure 11 illustre un exemple où les cellules pré
sentent plusieurs zones. The characteristics of the invention will appear better after the description which follows, of exemplary embodiments given by way of explanation and in no way limitative. This description refers to appended drawings in which - Figure 1 is a block diagram of the device
of the invention; - Figure 2 shows a first embodiment
of a control loop working in modula
amplitude, - Figure 3 shows a second embodiment
tion of a servo loop working in mo
frequency modulation, - Figure 4 shows a third embodiment
tion of a control loop acting on the
duty cycle, - Figure 5 shows an example of a circuit allows
as long as a variation in the duty cycle is obtained, - - Figure 6 represents a curve of the variations in
transmission coefficient of a crystal cell
liquids as a function of duty cycle - Figure 7 shows an example of the arrangement
adopted in the invention for the different means
- Figure 8 illustrates a variant with two photodetects
teurs, - Figure 9 illustrates the corresponding control circuit
corresponding to the previous variantg - Figure 10 illustrates a variant with integrated solar cells
rigged with glasses, - Figure 11 illustrates an example where the cells pre
feel several areas.

Sur la figure 1 est représenté le schéma de principe des moyens de régulation utilisés selon l'invention. Le dispositif représenté comprend une cellule à cristaux liquides 10, un photodétecteur 12 placé derrière cette cellule par rapport à une source lumineuse 14, un amplificateur différentiel 16, un générateur de commande 18 dont la sortie est reliée à la cellule et un moyen 20 délivrant une tension de consigne. In Figure 1 is shown the block diagram of the regulating means used according to the invention. The device shown comprises a liquid crystal cell 10, a photodetector 12 placed behind this cell with respect to a light source 14, a differential amplifier 16, a control generator 18 whose output is connected to the cell and means 20 delivering a setpoint voltage.

Un tel système forme une boucle d'asservissement, dans laquelle le signal délivré par l'amplificateur 16 constitue un signal d'erreur (ou de contreréaction) qui traduit l'écart entre l'intensité lumineuse transmise et l'intensité souhaitée définie par la tension de consigne. A l'équilibre, ce signal d'erreur est nul, la tension délivrée par le photodétecteur étant égale à cette tension de consigne. Such a system forms a control loop, in which the signal delivered by the amplifier 16 constitutes an error (or counter-reaction) signal which translates the difference between the transmitted light intensity and the desired intensity defined by the setpoint voltage. At equilibrium, this error signal is zero, the voltage delivered by the photodetector being equal to this setpoint voltage.

L'intensité du flux lumineux transmis est donc asservie a une valeur donnée. Cette intensité est en géneral constante, à cette réserve près que si le flux incident vient à disparate totalement, le flux transmis devient évidemment nul. Par ailleurs, si l'on emploie des nématiques en hélice avec un couple polar i- seur-analyseur parallèles, l'absorption ne peut dépasser 50%, de sorte que si la lumière indicente est très intense et excède deux fois la valeur- de consigne, l'intensité transmise ne pourra être abaissée à cette valeur Mais il s'agit là de cas exceptionnels qui se rencontrent peu dans la pratique.Si dans une application particulière, on voulait se prémunir contre le dernier inconvénient, il suffirait de croiser le couple polariseur-analyseur pour obtenir une absorption qui varie entre 50% au repos et 100% au maximum d'excitation. The intensity of the transmitted light flux is therefore subject to a given value. This intensity is generally constant, except that if the incident flux disappears completely, the transmitted flux obviously becomes zero. Furthermore, if you use helical nematics with a parallel polar polarizer-analyzer, the absorption cannot exceed 50%, so that if the indicative light is very intense and exceeds twice the value of setpoint, the intensity transmitted cannot be lowered to this value.But these are exceptional cases which are rarely encountered in practice.If in a particular application, we wanted to protect against the last drawback, it would be enough to cross the couple polarizer-analyzer to obtain an absorption which varies between 50% at rest and 100% at maximum of excitation.

On observera que le fait de placer le photodétecteur derrière la cellule (et non pas devant comme dans le cas du document FR-A 2 373 808 cité plus haut), entrain que la régulation s'opère quelle que soit la cause provoquant la variation du flux transmis, que ce soit le flux incident qui varie, ou que ce soit les propriétés de la cellule qui se modifient, par exemple sous l'effet de la température, ou encore que ces deux causes se combinent. Dans tous les cas l'observateur est donc assuré de recevoir une intensité lumineuse constante. It will be observed that the fact of placing the photodetector behind the cell (and not in front as in the case of the document FR-A 2 373 808 cited above), results in the regulation taking place whatever the cause causing the variation of the transmitted flux, whether it is the incident flux which varies, or whether the cell properties change, for example under the effect of temperature, or whether these two causes combine. In all cases, the observer is therefore guaranteed to receive a constant light intensity.

L'observateur peut régler à sa guise l'intensité lumineuse reçue en agissant -sur la valeur de consigne délivrée par le circuit 20. Cette action peut se faire par un curseur, un bquton molleté, une toucher etc..., tous moyens solidaires des lunettes et disposés par exemple sur l'une des branches. The observer can adjust the received light intensity as desired by acting on the set value delivered by the circuit 20. This action can be done by a slider, a knurled stick, a touch etc ... glasses and arranged for example on one of the branches.

Les figures 2, 3 et 4 montrent des schémas illustrant trois variantes de réalisation du générateur 18. Sur la figure 2 le générateur comprend un générateur de signal carré 30, un intégrateur 32 et un multiplieur 34. Ce dernier est pas exemple du type à commande par la tension (en terminologie anglosaxonne "voltage controlled amplifier" ou VCA). I1 possède deux entrées, l'une reliée au générateur 30 et l'autre à l'intégrateur 32. Figures 2, 3 and 4 show diagrams illustrating three alternative embodiments of the generator 18. In Figure 2 the generator comprises a square signal generator 30, an integrator 32 and a multiplier 34. The latter is not an example of the control type by the voltage (in English terminology "voltage controlled amplifier" or VCA). I1 has two inputs, one connected to the generator 30 and the other to the integrator 32.

Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. La tension délivrée par l'intégrateur est utilisée pour moduler l'amplitude du signal carré délivré par le générateur 30, la forme et la fréquence de ce signal restant inchangées. Le sens de variation de la tension appliquée aux électrodes de la cellule dépend de la structure utilisée pour celle-ci. Avec un couple polariseur-analyseur croisés, en l'absence de tension appliquée aux électrodes, la transmission de la cellule est nulle.Elle peut être portée à 50% par application d'une tension apte à faire tourner le plan de polarisa tion de la lumière de 900. Avec un couple polariseuranalyseur parallèles, la transmission est égale à 50% en l'absence de tension et tombe à 0% avec une tension faisant tourner le plan de polarisation de 900. Si l'on utilise cette dernière disposition, l'amplitude du signal délivré#par le multiplieur 34 devra donc augmenter lorsque l'intensité transmise dépasse la valeur de-con- signe et vice versa. Avec la première disposition, c'est l'inverse. The operation of this circuit is as follows. The voltage delivered by the integrator is used to modulate the amplitude of the square signal delivered by the generator 30, the shape and the frequency of this signal remaining unchanged. The direction of variation of the voltage applied to the electrodes of the cell depends on the structure used for it. With a crossed polarizer-analyzer couple, in the absence of voltage applied to the electrodes, the cell transmission is zero. It can be increased to 50% by applying a voltage capable of rotating the plane of polarization of the light of 900. With a parallel polarizer-analyzer couple, the transmission is equal to 50% in the absence of voltage and drops to 0% with a voltage rotating the polarization plane of 900. If this latter arrangement is used, the The amplitude of the signal delivered # by the multiplier 34 must therefore increase when the transmitted intensity exceeds the setpoint and vice versa. With the first provision, it is the opposite.

Le schéma de la figure 3 représente une variante à modulation de fréquence. Le générateur 18 comprend encore un intégrateur 32 et en outre un oscillateur 36 à fréquence réglable. Cet oscillateur est par exemple du type à commande par la tension ("voltage controlled oscillator" ou VCO). Il possède une entrée 37 reliée à l'intégrateur 18 et une sortie 38 délivrant une tension carrée d'amplitude constante mais de fréquence variable. The diagram in FIG. 3 represents a variant with frequency modulation. The generator 18 also includes an integrator 32 and also an oscillator 36 with adjustable frequency. This oscillator is for example of the type with voltage control ("voltage controlled oscillator" or VCO). It has an input 37 connected to the integrator 18 and an output 38 delivering a square voltage of constant amplitude but of variable frequency.

Enfin, la figure 4 représente une variante à modulation du rapport cyclique qui est une variante particulièrement avantageuse. Ce rapport est le quotient de la durée de présence de la tension par la période du signal. Dans ce cas, le générateur 18 comprend, en plus de l'intégrateur 32, un générateur de tension en dents de scie 40 et un comparateur 42, lequel possède deux entrées, l'une reliée au générateur 40 et l'autre à l'intégrateur 32. Finally, FIG. 4 represents a variant with modulation of the duty cycle which is a particularly advantageous variant. This ratio is the quotient of the duration of presence of the voltage by the period of the signal. In this case, the generator 18 comprises, in addition to the integrator 32, a sawtooth voltage generator 40 and a comparator 42, which has two inputs, one connected to the generator 40 and the other to the integrator 32.

Le fonctionnement de ce circuit est le suivant. La tension de sortie de l'amplificateur 42 a la forme d'une impulsion rectangulaire dont le front avant est synchronisé avec le front vertical de la dent de scie et dont le front arrière est déclenché à l'instant où la dent de scie atteint la tension d'erreur délivrée par l'intégrateur 32. La largeur de l'impulsion de sortie est donc réglable mais la période du signal reste fixe puisque c'est celle du signal en dents de scie. The operation of this circuit is as follows. The output voltage of the amplifier 42 has the shape of a rectangular pulse whose front edge is synchronized with the vertical front of the sawtooth and whose rear front is triggered at the moment when the sawtooth reaches the error voltage delivered by the integrator 32. The width of the output pulse is therefore adjustable but the period of the signal remains fixed since it is that of the sawtooth signal.

La figure 5 illustre un mode particulier de réalisation de cette variante. Le générateur 40 comprend un amplificateur opérationnel 44 contre-réactionné par une résistance 43 et par une diode 45. Il possède deux entrées, l'une négative, 46, reliée à une source de tension positive 47 à travers une résistance 48 elle-même reliée à un condensateur 49 et l'autre positive, 50, reliée à la masse à travers une diode 51 et une résistance 52. L'entrée 46 est par ailleurs reliée à l'entrée inverseuse du comparateur 42. L'entrée positive de ce dernier est reliée à un potentiomètre 55 inséré entre deux résistances 56, 57 reliées à deux sources de tension négative 58 et positive 59. FIG. 5 illustrates a particular embodiment of this variant. The generator 40 comprises an operational amplifier 44 counter-reacted by a resistor 43 and by a diode 45. It has two inputs, one negative, 46, connected to a positive voltage source 47 through a resistor 48 itself connected to a capacitor 49 and the other positive, 50, connected to ground through a diode 51 and a resistor 52. The input 46 is also connected to the inverting input of the comparator 42. The positive input of the latter is connected to a potentiometer 55 inserted between two resistors 56, 57 connected to two sources of negative voltage 58 and positive 59.

Le circuit 42 compare le signal A, issu de l'oscillateur en dents de scie, à la référence fixe (ou variable dans le cas d'une commande automatique de luminosité) donnée par le réseau de résistances et le potentiomètre connectés å l'entrée positive. Circuit 42 compares signal A from the sawtooth oscillator with the fixed reference (or variable in the case of automatic brightness control) given by the resistor network and the potentiometer connected to the input positive.

Les différents composants utilisés peuvent être les suivants
diodes 45 et 51 :type k4154
condensateur 49 : 47 n
résistance 43 : 10 kt
résistance 48 : B MJQ
résistance 52 : 4,7 k3t
source 47 : 15 V
amplificateur 44 . TL 084 de Texas Instruments,
potentiomètre 55 : 100 k#,
résistances 56, 57 : 220 kn,
tensions des sources 58 et 59 s 15 V
Avec ces#composants, la tension en dents de scie délivrée par le circuit 40 passe de -4v à +4V.The different components used can be as follows
diodes 45 and 51: type k4154
capacitor 49: 47 n
resistance 43: 10 kt
resistance 48: B MJQ
resistance 52: 4.7 k3t
source 47: 15 V
amplifier 44. TL 084 from Texas Instruments,
potentiometer 55: 100 k #,
resistors 56, 57: 220 kn,
source voltages 58 and 59 s 15 V
With these # components, the sawtooth voltage delivered by circuit 40 goes from -4v to + 4V.

Après le comparateur 42 la tension rectangulaire B passe de -12V à +12V. La période du signal peut etre de quelques millisecondes. After the comparator 42 the rectangular voltage B goes from -12V to + 12V. The signal period can be a few milliseconds.

La figure 6 représente les variations de la transmission T d'une cellule à cristaux nématiques en hélice à polariseur et analyseur parallèles en fonction du rapport cyclique RC exprimé en pourcents. FIG. 6 represents the variations of the transmission T of a nematic crystal cell in a helix with parallel polarizer and analyzer as a function of the cyclic ratio RC expressed in percent.

La figure 7 représente des lunettes mettant en oeuvre les principes qui viennent d'être décrits. FIG. 7 represents glasses implementing the principles which have just been described.

Telles que représentées ces lunettes comprennent deux cellules 61, 62, un photodétecteur 64 et une électroni- que de commande 66. Sur l'une des branches 68 est fixé un système de réglage 70 relié à l'électronique de commande 66. Le flux lumineux incident 72, d'intensité variable, est partiellement absorbé à la traversée de chacune des cellules, de telle sorte que le flux lumineux émergent 74 présente une intensité régulée, généralement constante. As shown in these glasses, there are two cells 61, 62, a photodetector 64 and a control electronics 66. On one of the branches 68 is fixed an adjustment system 70 connected to the control electronics 66. The light flux incident 72, of variable intensity, is partially absorbed at the crossing of each of the cells, so that the emerging light flux 74 has a regulated intensity, generally constant.

Naturellement, en pratique, l'électronique de commande 66 est intégrée dans les montures des lunettes, soit dans l'une des branches, soit dans les deux, soit sur la partie frontale. Quant au photodétecteur 64 il est situé sur la périphérie d'une des cellules, pour ne pas gêner la vision. Ce photodétecteur est disposé en général à l'arrière de la cellule mais il pourrait éventuellement etre placé à l'avant de la cellule, a conditipn de disposer un miroir de renvoi à l'arrière de celle-ci pour que le photodétecteur reçoive bien la lumière ayant traversé la cellule (en l'occurrence la lumière aurait effectué deux traversées). Naturally, in practice, the control electronics 66 are integrated into the frames of the glasses, either in one of the branches, or in both, or on the front part. As for the photodetector 64, it is located on the periphery of one of the cells, so as not to interfere with vision. This photodetector is generally placed at the rear of the cell but it could possibly be placed at the front of the cell, provided that a deflection mirror is placed at the back of the latter so that the photodetector receives the light having crossed the cell (in this case the light would have made two crossings).

La figure 8 illustre une variante dans laquelle un photodétecteur supplémentaire 80 est disposé sur la face avant des lunettes, le photodétecteur 64 étant toujours disposé sur la face arrière. Le schéma de la figure 9 montre les deux boucles associées à ces deux photodétecteurs avec leurs amplificateurs 65, 81 et leurs intégrateurs 67, 82 tous deux reliés à l'entrée positive du comparateur 42. Le rôle du photodétec teur 80 est de prendre en compte la lumière ambiante pour modifier rapidement la commande de la cellule. FIG. 8 illustrates a variant in which an additional photodetector 80 is placed on the front face of the spectacles, the photodetector 64 being always arranged on the rear face. The diagram in FIG. 9 shows the two loops associated with these two photodetectors with their amplifiers 65, 81 and their integrators 67, 82 both connected to the positive input of the comparator 42. The role of the photodetector 80 is to take into account ambient light to quickly change the control of the cell.

La figure 10 illustre une variante dans laquelle des photopiles 90 sont intégrées à la monture des lunettes. Ces photopiles alimentent les circuits de commande, lesquels peuvent etre disposés dans un logement 92 disposé à la partie supérieure de la monture. FIG. 10 illustrates a variant in which solar cells 90 are integrated into the frame of the glasses. These solar cells supply the control circuits, which can be arranged in a housing 92 disposed at the upper part of the frame.

Enfin, la figure 11 illustre une variante dans laquelle chaque cellule présente plusieurs zones indépendantes 101, 102, 103 définissant des champs de vision différents. Ces zones sont associées chacune à un photodétecteur et leur transparence est asservie comme indiquée plus haut. Chaque zone peut être commandée pour présenter une transparence qui lui est. pro- pre : la zone supérieure 101, qui correspond sensiblement à un champ de vision dirigé vers le ciel, peut être rendue plus absorbante que la zone médiane 102. Finally, FIG. 11 illustrates a variant in which each cell has several independent zones 101, 102, 103 defining different fields of vision. These zones are each associated with a photodetector and their transparency is controlled as indicated above. Each zone can be controlled to present its own transparency. clean: the upper zone 101, which corresponds substantially to a field of vision directed towards the sky, can be made more absorbent than the central zone 102.

Dans le cas de l'utilisation par des skieurs, la zone inférieure 103, qui correspond au champ de vision dirigé vers le sol, peut, elle aussi, être rendue plus absorbante que la partie médiane.In the case of use by skiers, the lower zone 103, which corresponds to the field of vision directed towards the ground, can also be made more absorbent than the middle part.

Dans le cas de lunettes destinées aux conducteurs de voitures automobiles ou aux pilotes d'avions, les lunettes pourront. présenter deux zones, l'une, supérieure, à faible transmission et l'autre, inférieure, à forte transmission, toutes deux asservies comme indiqué plus haut. In the case of glasses intended for drivers of motor cars or pilots of airplanes, the glasses may. present two zones, one, upper, with weak transmission and the other, lower, with strong transmission, both controlled as indicated above.

Dans d'autres applications,il peut être intéressant d'utiliser des zones circulaires, par exemple sous forme d'iris. In other applications, it may be advantageous to use circular zones, for example in the form of iris.

Dans certaines applications, il peut être utile de se prémunir contre certaines radiations, de longueur d'onde bien particulière (par exemple dans le cas de lunettes de protection contre un rayonnement laser). Dans ce cas, le photodétecteur aura une plage de sensibilité centrée sur cette longueur d'onde. Dans d'autres cas, cette plage de sensibilité pourra couvrir une bande spectrale plus large allant par exemple du proche ultraviolet (environ 0,3 ssm) au proche infrarouge (environ 1 Bm). Dans d'autres cas encore on privilégiera une plage particulière (par exemple l'ultraviolet) si, pour des raisons médicales ou autres, on désire se protéger uniquement des radiations situées dans cette plage. In certain applications, it may be useful to guard against certain radiations, of very specific wavelength (for example in the case of protective glasses against laser radiation). In this case, the photodetector will have a sensitivity range centered on this wavelength. In other cases, this sensitivity range may cover a wider spectral band going for example from near ultraviolet (about 0.3 ssm) to near infrared (about 1 Bm). In still other cases, a particular range (for example the ultraviolet) will be preferred if, for medical or other reasons, one wishes to protect oneself only from the radiation located in this range.

Claims

1. Protective glasses comprising at least one liquid crystal cell (10) with adjustable transmission and a control means for this cell, characterized in that this means comprises at least one photodetector (12) capable of receiving the light flux transmitted by the cell and an adjustable voltage generator (18) controlled by the photodetector and connected to the cell, the photodetector-generator-cell assembly constituting a control loop capable of automatically maintaining the light flux transmitted at a regulated intensity.

2. Protective glasses according to claim 1, characterized in that the generator delivers an alternating voltage with adjustable duty cycle, the photodetector acting on this generator to vary this duty cycle.

3. Protective glasses according to any one of claims 1 and 2, characterized in that they comprise an electric means with manual control allowing the regulation of the regulated intensity of the transmitted light flux

4. Protective glasses according to claim 1, characterized in that they comprise an additional photodetector (80) disposed in front of at least one of the cells and receiving the incident light flux, this photodetector being connected to the generator.

5. Protective glasses according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the photodetectors has a particular range of sensitivity located between the near ultraviolet and the near infrared.

6. Protective glasses according to any one of claims 1 to 5, characterized in that they comprise means for supplying electrical energy constituted by solar cells integral with the glasses.

7. Protective glasses according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cell has at least two zones defining different fields of vision, zones for which the intensities of the transmitted light fluxes are different.

8. Protective glasses according to claim 7, characterized in that the zones are in the form of strips.

9. Protective glasses according to claim 7, characterized in that the zones are in circular form.