RU2250839C2 - Оптический ограничитель ослепляющего эффекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может использоваться, в частности, в автомобилях. Изобретение направлено на снижение ослепляющего воздействия, производимого на человеческий глаз внешними источниками светового излучения. Оптический ограничитель ослепляющего эффекта содержит узел приемника светового излучения и источник светового излучения с отражателем и призмой, причем световое излучение источника светового излучения может регулироваться в зависимости от светового излучения внешнего источника ослепляющего светового излучения и полностью падает на отражающую поверхность, а отраженное от этой поверхности световое излучение в поле зрения имеет пониженное ослепляющее воздействие. При этом узел приемника светового излучения является компонентом, выходная электрическая величина которого изменяется в зависимости от интенсивности светового излучения внешнего излучения внешнего источника ослепляющего эффекта, при этом призма выполнена в виде удлиненной призмы, перед призмой установлен диффузор и/или отражатель, который выполнен асимметричным. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оптическому ограничителю ослепляющего эффекта. Такой ограничитель может использоваться, в частности, в автомобилях.

Уровень техники

Общеизвестно, что способность зрительных органов человека более или менее быстро воспринимать и оценивать яркость, цвет и формы объектов внешнего мира зависит, помимо способности глаз к адаптации, в основном от яркости поступающего в глаз светового излучения и от различий в величинах яркости в поле зрения. При слишком высокой яркости в поле зрения может существенно снижаться способность к зрительному восприятию и сама острота зрения. Этот эффект, который оказывает значительное вредное влияние на основные функции глаз, далее называется ослепляющим эффектом.

Известно далее, что при ночном дорожном движении причиной немалого числа дорожно-транспортных происшествий может являться недостаточная или неправильная реакция водителя из-за ослепляющего эффекта. При езде в ночных условиях цилиарная мускулатура глаз напряжена в большей или меньшей степени в соответствии с фиксированной точкой наблюдения. Соответственно, зрачки расширены, и глаз настроен на среднюю яркость среды в поле зрения. Если средняя яркость изменяется, например, за счет появления встречного транспортного средства, процесс адаптации от одного состояния адаптации к другому требует определенного времени, которое зависит от засветки глаза, направления адаптации и перепада между яркостью светового излучения до адаптации и после нее. Чем больше перепад яркости из-за встречного автомобиля перед адаптацией, тем сильнее возбуждается сетчатка и тем выше требования к скорости световой и темновой адаптации, а это ведет к генерации внутри глаза рассеянного света, появлению вуали или завесы на сетчатке и, наконец, к снижению остроты зрения. В результате, среди прочих следствий, встречное транспортное средство часто распознается не резко или слишком поздно, а расстояния оцениваются неправильно, что ведет к неадекватным реакциям водителя.

Рост количества фар транспортных средств на основе ксенона дополнительно усиливает опасность вследствие вредного воздействия более высокой силы света по сравнению с обычными галогенными фарами. Исследования показали, что в основном и независимо от поддающегося измерению ухудшения силы зрения тестируемых людей всех возрастных групп раздражает ксеноновый свет. В первую очередь более пожилые люди не могут различать определенные контрасты при встречном ксеноновом свете (Der Spiegel, 7/1998, с.168).

Из патентного документа ФРГ №4218436 А1 известно осветительное устройство для автомобилей, которое должно снижать ослепляющий эффект от встречного транспортного средства. Осветительное устройство расположено внутри автомобиля в области нахождения водителя таким образом, что за пределами поля зрения водителя укреплен источник светового излучения. Часть светового излучения от источника направлена на лицо водителя, причем источник светового излучения связан с осветительными устройствами таким образом, что он приводится в состояние готовности при включении фар. С помощью датчиков этот источник светового излучения должен включаться при наличии светового излучения от встречных транспортных средств.

Описанное в патентном документе ФРГ №4218436 А1 техническое решение имеет тот серьезный недостаток, что оно не может обеспечивать решение поставленной задачи. Часть светового излучения от источника светового излучения осветительного устройства направлена прямо в поле зрения водителя и за счет этого сама создает опасный ослепляющий эффект.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании усовершенствованного ограничителя ослепляющего эффекта, который, в особенности с помощью оптических средств, снимает ослепляющий эффект, производимый на человеческий глаз внешними источниками светового излучения.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания ограничителя ослепляющего эффекта, обладающего признаками по п.1 формулы изобретения. Обладающие преимуществами примеры выполнения ограничителя ослепляющего эффекта определяются признаками, изложенными в зависимых пунктах 2-8 формулы изобретения.

Оптический ограничитель ослепляющего эффекта по изобретению имеет то преимущество, что он простым образом эффективно устраняет ослепляющий эффект внешних источников светового излучения. Поэтому он особенно пригоден для использования в автомобилях. Оптический ограничитель ослепляющего эффекта по изобретению защищает водителя от опасного ослепляющего воздействия точечных световых источников, как это было изложено в разделе уровня техники, и создает в пределах поля зрения водителя примерно равномерную степень контрастности в широкой плоскости, почти свободную от ослепляющего эффекта.

При использовании ограничителя во время дорожного движения в ночное время существенно снижаются перепады яркости в поле зрения, вызванные встречными транспортными средствами, и за счет этого почти компенсируется ослепляющий эффект. Трасса движения хорошо видна, и водитель транспортного средства в состоянии реально оценивать дорожную ситуацию.

Ослепляющий эффект встречного транспортного средства сказывается, как правило, при расстоянии между транспортными средствами, начиная примерно с 75 м. Иногда под действием ослепляющего эффекта встречного транспортного средства водитель ведет свой автомобиль почти вслепую.

Благодаря оптическому ограничителю ослепляющего эффекта при приближении ослепляющего транспортного средства световой фон в области поля зрения водителя заранее становится более светлым, так что глаз своевременно привыкает к более высокой интенсивности света, и ослепляющий эффект встречного транспортного средства в области ослепления около 75 м снижается самым кардинальным образом. Своевременно созданная яркость светового фона в поле зрения водителя позволяет существенно ограничить воздействие на человеческий глаз перепада яркости от света встречных фар, который в ином случае был бы ослепляющим. Ни ослепляющий встречный свет, ни мешающий блеск на лобовом стекле транспортного средства в данном случае уже не могут привести к вредному воздействию на остроту зрения. Соответственно, заметно снижаются требования к индивидуальной адаптационной способности человеческого глаза. Это имеет значение прежде всего для более пожилых водителей транспортных средств, так как по мере увеличения возраста увеличивается время, необходимое для световой и темновой адаптации при изменяющихся оптических условиях восприятия. Положительный эффект сказывается также и для нервозных водителей.

Кроме того, снижение до минимума перепада яркости в поле зрения имеет дополнительное преимущество в том, что глаза и сам водитель устают не так быстро. Это оказывает положительное эмоциональное влияние на настроение и работоспособность водителя транспортного средства.

В предпочтительном примере выполнения оптического ограничителя ослепляющего эффекта по изобретению предусмотрена возможность за счет соответствующего светового фона обеспечивать настройку зрачков на средний уровень яркости, как при равномерном освещении помещения в состоянии бодрствования человека в дневное время. В этом случае зрачки не испытывают резких изменений и при изменении яркости от света встречных транспортных средств.

Перечень Фигур чертежей

Примеры осуществления настоящего изобретения, его дополнительные особенности и преимущества будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает на виде сбоку оптический ограничитель ослепляющего эффекта, откинутый в рабочее положение из противосолнечного козырька.

фиг.2 изображает на виде сверху пример конструктивного выполнения оптического ограничителя с разделенной характеристикой излучения.

фиг.3 изображает на виде сбоку оптический ограничитель, установленный в салоне под крышей автомобиля.

фиг.4 изображает на виде сбоку легковой автомобиль со встроенным оптическим ограничителем светового излучения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 представлен откинутый из противосолнечного козырька 9 оптический ограничитель ослепляющего эффекта в рабочем положении. Он состоит из помещенного в корпусе 5 узла 4 приемника светового излучения, также помещенного в корпусе 5 отражателя 3 с призмой 1′ и расположенного перед призмой 1′ диффузора 1, при этом здесь не представлена светоотражающая поверхность. Отражатель 3 выполнен в данном примере в виде асимметричного отражателя. Позицией 6 обозначено устройство электронного управления, а позицией 7 - 4-х ступенчатый переключатель для выбора режима работы ограничителя ослепляющего эффекта. Выключатель ограничителя в нерабочем положении обозначен позицией 11.

В нерабочем положении корпус 5 размещен в углублении 10 в противосолнечном козырьке и откидывается в рабочее положение по фиг.1 путем воздействия на выключатель 11.

В качестве узла 4 приемника светового излучения используется фотодиод. Однако для этой цели могут использоваться также фототранзисторы, фоторезисторы, фото/частотные преобразователи, фото-преобразователи напряжения, коллекторы флуоресценции или солнечные элементы.

Призма 1’ выполнена в виде удлиненной призмы с противоположно ориентированными призмами, расположенными по пилообразной схеме (на чертеже не показаны). Могут использоваться также другие призмы, например призмы Френеля. В качестве источника 2 светового излучения использована готовая, имеющаяся в продаже стеклянная цокольная лампа марки Osram 2723/12 В, 2,3 Вт. Для данной цели могут использоваться также фотодиоды, такие как, например, алюминий-индий-галлий-фосфатный фотодиод 6500 мкд, тип Alln Gap-LED. В качестве диффузора используется матовое стекло известного типа, которое поглощает от 20% до 80% светового излучения от источника 2 светового излучения, предпочтительно 30% светового излучения.

Электрическое питание обеспечивается бортовым напряжением электрической системы автомобиля.

На фиг.2 на виде сверху схематично изображен пример конструктивного выполнения оптического ограничителя ослепляющего эффекта с разделенной характеристикой излучения.

В данном примере выполнения призма выполнена в виде удлиненной призмы 19 с противоположно ориентированными призмами, расположенными по пилообразной схеме. Перед призмами установлен диффузор 8. За счет удлиненной призмы 19 с расположенными по пилообразной схеме противоположно ориентированными призмами световое излучение 13 источника 2 светового излучения отклоняется с разделением на два световых потока 20 одинаковой яркости, направленных на не представленную здесь отражающую поверхность.

Однако отражающая поверхность может быть расположена и таким образом, что световое изучение от источника 2 светового излучения вначале падает на отражающую поверхность, а затем уже отраженный от этой поверхности свет проходит через призму 19 и диффузор 8 и разделяется на два световых потока 20. Эти два световых потока 20 равномерно и в широкой плоскости освещают поле 12, 14 зрения водителя с равномерной степенью контрастности, обеспечивая снижение ослепляющего эффекта.

На фиг.3 показан оптический ограничитель, установленный в салоне под крышей автомобиля, при этом узел 4 приемника светового излучения находится в рабочем положении. С помощью переключателя 7 можно выбирать различные ступени включения или режимы работы. Независимо от позиции режима ожидания можно путем выбора другой ступени включения настроить яркость фона источника 2 светового излучения примерно на 30%. Возможно также вручную настроить яркость фона источника 2 светового излучения в поле 12, 14 зрения в соответствии с индивидуальной оптической способностью зрительного восприятия в диапазоне от 0 до 100%.

Как только ослепляющее световое излучение от встречного транспортного средства попадает на узел 4 приемника светового излучения, в зависимости от его яркости источник 2 светового излучения ограничителя ослепляющего эффекта становится светлее или темнее и за счет этого уменьшает перепад яркости между световым излучением внешнего источника 18 и средней яркостью имевшегося до тех пор светового фона в поле зрения водителя автомобиля.

Таким образом, за счет различной установки переключателя можно настроить окружающий фон в области поля 12, 14 зрения в соответствии с индивидуальными зрительными привычками. Кроме того, одновременно такая настройка не допускает ограничения до критической степени способности к восприятию и остроты зрения ни вследствие возбуждения сетчатки глаза при свете встречных фар, ни при помехах от блеска, например, зеркальных лобовых стекол. Яркость светового фона в поле 12 зрения позволяет почти устранить прямой перепад яркости от светового излучения встречных транспортных средств.

На фиг.4 показан на виде сбоку легковой автомобиль со встроенным оптическим ограничителем 16 светового излучения. Для того чтобы ограничитель 16 светового излучения не стал сам причиной ослепляющего эффекта подобно внутреннему освещению автомобиля, особое значение имеет его правильное позиционирование в салоне в соответствии с различным ростом водителей. Для этого ограничитель ослепляющего эффекта из его перпендикулярного рабочего положения под углом 90° слегка отводят назад в направлении положения 10 хранения и настраивают вручную таким образом, чтобы световое излучение источника 2 светового излучения по возможности в широкой плоскости и равномерно освещало поле 14 зрения водителя.

Разумеется, вместо описанных и представленных на чертежах примеров выполнения оптического ограничителя ослепляющего эффекта для достижения поставленной цели могут быть выбраны другие компоновки составных частей ограничителя, например, в зависимости от типа транспортного средства. Так например, противосолнечный козырек или его часть могут быть оснащены отражающей поверхностью.

Claims (7)

1. Оптический ограничитель ослепляющего эффекта с использованием источника электрического тока, содержащий узел приемника светового излучения и источник светового излучения с отражателем и призмой, причем световое излучение источника светового излучения может регулироваться в зависимости от светового излучения внешнего источника ослепляющего светового излучения и полностью падает на отражающую поверхность, а отраженное от этой поверхности световое излучение в поле зрения имеет пониженное ослепляющее воздействие, отличающийся тем, что узел приемника светового излучения является компонентом, выходная электрическая величина которого изменяется в зависимости от интенсивности светового излучения внешнего излучения внешнего источника ослепляющего эффекта, при этом призма выполнена в виде удлиненной призмы, перед призмой установлен диффузор и/или отражатель, который выполнен асимметричным.

2. Оптический ограничитель по п.1, отличающийся тем, что диффузор выполнен из матового стекла, которое поглощает от 20 до 80%, предпочтительно 30% светового излучения от источника светового излучения.

3. Оптический ограничитель по п.1, отличающийся тем, что удлиненная призма выполнена с противоположно ориентированными и предпочтительно расположенными по пилообразной схеме призмами, которые отклоняют световое излучение источника светового излучения с формированием двух световых потоков.

4. Оптический ограничитель по п.3, отличающийся тем, что оба световых потока являются световыми потоками одинаковой яркости.

5. Оптический ограничитель по п.1, отличающийся тем, что узел приемника светового излучения представляет собой фотодиод, фототранзистор, фоторезистор, фоточастотный преобразователь, фотопреобразователь напряжения, коллектор флуоресценции или солнечный элемент.

6. Оптический ограничитель по п.1, отличающийся тем, что источник светового излучения имеет спектр в видимой области и посредством своей излучаемой световой энергии при равномерном освещении внутреннего пространства автомобиля вызывает адаптацию человеческого глаза к среднему уровню яркости и представляет собой лампу накаливания известного типа, фотодиод, например, алюминий-индий-галлий-фосфатный фотодиод.

7. Оптический ограничитель по п.1, отличающийся тем, что он расположен в автомобиле таким образом, что он освещает поле зрения равномерно в широкой плоскости и при этом расположен с возможностью поворота или откидывания на или внутри противосолнечного козырька автомобиля и на оптической оси водителя.

Images