RU2685555C1 - Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) - Google Patents
Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2685555C1 RU2685555C1 RU2018104889A RU2018104889A RU2685555C1 RU 2685555 C1 RU2685555 C1 RU 2685555C1 RU 2018104889 A RU2018104889 A RU 2018104889A RU 2018104889 A RU2018104889 A RU 2018104889A RU 2685555 C1 RU2685555 C1 RU 2685555C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- radiation
- optically transparent
- systems
- electrodes
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 191
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 62
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 87
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 16
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 14
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000593989 Scardinius erythrophthalmus Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002238 carbon nanotube film Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 210000000744 eyelid Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 201000005111 ocular hyperemia Diseases 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
- B60J3/06—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles using polarising effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
- B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
- B60J3/02—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles adjustable in position
- B60J3/0204—Sun visors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам защиты от ослепления и может быть использовано для существенного повышения безопасности движения наземных, воздушных и др. транспортных средств, за счет полного исключения ослепления, в частности, водителей, светом фар встречных и попутных транспортных средств, а также других источников излучения.The invention relates to protection against glare and can be used to significantly improve the safety of ground, air and other vehicles, due to the complete elimination of glare, in particular, drivers, headlights of oncoming and passing vehicles, as well as other radiation sources.
Известны устройства для транспортных средств, использующие фильтр для защиты от излучения [1, 2], а также использующие козырек или очки для защиты от поляризованного и неполяризованного излучения [3, 4, 5].Known devices for vehicles using a filter to protect against radiation [1, 2], as well as using a visor or goggles to protect against polarized and unpolarized radiation [3, 4, 5].
Недостатками известных устройств являются большие потери принимаемого излучения [1], существенная взаимная засветка глаз при рассеивании излучения [2], требуется не менее двух жидкокристаллических (ЖК) пленок для рассеивания каждой из поляризационных составляющих излучения [3], а также технологические сложности при построении оптической системы фильтра [4] и взаимное влияние управляющих потенциалов близко расположенных жидкокристаллических пленок [3, 4, 5].The disadvantages of the known devices are large losses of received radiation [1], significant mutual illumination of the eyes when scattering radiation [2] requires at least two liquid crystal (LCD) films to dissipate each of the polarization components of the radiation [3], as well as technological difficulties in constructing optical filter systems [4] and the mutual influence of control potentials of closely located liquid-crystal films [3, 4, 5].
Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является "Управляемый противослепящий рассеивающий фильтр - 1 (УПРФ - 1)" [5], содержащий управляемый рассеивающий излучение, оптически прозрачный фильтр, по крайней мере, один приемник внешнего оптического излучения, по крайней мере, один датчик положения в пространстве зрачков глаз водителя транспортного средства, процессор и блок управления.The closest in technical essence and selected as a prototype is the “Controlled anti-glare scattering filter - 1 (UPRF - 1)” [5], containing a controlled scattering radiation, optically transparent filter, at least one external optical radiation receiver, at least , one sensor position in the pupil eye space of the driver of the vehicle, the processor and the control unit.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
1. В большинстве случаев в отраженном излучении слепящей является только одна из поляризационных составляющих излучения, но взаимное влияние управляющих потенциалов близко расположенных ЖК - пленок не позволяет рассеивать независимо только одну из поляризационных составляющих излучения, слепящую, не затрагивая другую, информативную, или требует увеличения расстояния между ЖК - пленками, и соответственно существенного увеличения толщины оптической части фильтра и массы.1. In most cases only one of the polarization components of radiation is blinding in reflected radiation, but the mutual influence of control potentials of closely located LC films does not allow to dissipate only one of the polarization radiation components blinding without affecting the other, informative, or requires increasing distance. between LCD films, and accordingly a significant increase in the thickness of the optical part of the filter and the mass.
Заявляемое техническое решение в приложении к транспортным средствам направлено на создание эффективного противоослепительного фильтра с минимальными потерями и адаптивного к слепящим источникам излучения. 1. Это достигается тем, что в отличие от известного "Управляемого противослепящего рассеивающего фильтра - 1 (УПРФ - 1)" [5], содержащего последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек и последовательностей жидкокристаллических пленок (ЖК), противоположные поверхности которых имеют системы электродов, направление расположения которых на одной поверхности отличается от направления расположения их на другой поверхности, причем поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек содержат ориентанты, а также содержащего систему обработки сигналов и управления, включающую, по крайней мере, один датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения, проходящего через фильтр к приемникам внешнего оптического излучения, по крайней мере, один процессор выработки решений, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения относительно фильтра, и, по крайней мере, одну систему формирования, с выхода которой управляющие потенциалы распределяются между системами электродов соответствующих жидкокристаллических пленок (ЖК) для локального изменения свойств зон, заданных, по крайней мере, одним процессором выработки решений, при этом, при соответствующем сигнале системы обработки сигналов и управления, молекулы жидкокристаллических пленок фильтра, имеющие начальную ориентацию, при которой внешнее оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и расположенные в зонах прохождения через фильтр к приемникам внешнего оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения порог, под действием управляющих потенциалов на соответствующих системах электродов, формируют посредством, по крайней мере, одного из ориентантов в одной, или в части, или во всех последовательно установленных жидкокристаллических пленках (ЖК), пространственную оптическую анизотропию, рассеивающую проходящее через фильтр излучение, и кроме того, содержит, по крайней мере, один облучатель (7), работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, а также, с одной стороны каждой из жидкокристаллических пленок (10), системы электродов выполнены в виде последовательностей параллельно нанесенных, на одну из поверхностей оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические пленки (10), систем узких полос сеток, а, с противоположной стороны каждой жидкокристаллической пленки (10), в направлении, которое отличается от направления расположения систем электродов на другой поверхности, например, ортогонально, расположены системы широких, оптически прозрачных электродов (13) или системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесенных, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток, ячейки которых расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических пленок (10), при этом размер каждой ячейки нанесенных на оптически прозрачные подложки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических пленках (10) микролинз, при подаче на соответствующие электроды управляющих потенциалов, в Управляемом противослепящем рассеивающим фильтре (УПРФ), между жидкокристаллическими пленками, содержащими системы электродов, и рассеивающими ортогональные поляризационные составляющие слепящего излучения, при подаче потенциалов на соответствующие системы электродов, введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (18).The claimed technical solution applied to vehicles is aimed at creating an effective anti-glare filter with minimal losses and adaptive to glare radiation sources. 1. This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known "Controlled anti-glare scattering filter - 1 (UPRF-1)" [5], which contains successively installed optically transparent systems using an optically transparent dielectric substance — thin optically transparent substrates and sequences of liquid-crystalline films ( LC), the opposite surfaces of which have a system of electrodes, the direction of their location on one surface differs from the direction of their location on another surface, with than the surfaces of an optically transparent dielectric substance - thin optically transparent substrates contain orientants, as well as containing a signal processing and control system that includes at least one sensor recording the intensity and direction of arrival of polarization components of external optical radiation passing through the filter to external optical radiation receivers at least one decision making processor, at least one position sensor in the external optical receiver space radiation with respect to the filter, and at least one system of formation, from the output of which the control potentials are distributed between the systems of electrodes of the corresponding liquid-crystal films (LC) for local changes in the properties of the zones specified by at least one of the decision-making processors, with the appropriate signal of the signal processing and control system, the molecules of the liquid crystal films of the filter, having an initial orientation, at which external optical radiation passes unhindered Through them, and located in the zones of passage through the filter to the receivers of external optical radiation, whose intensity exceeds the threshold specified by the sensor for fixing the intensity and directions of polarization components of the external optical radiation, under the action of the control potentials on the corresponding electrode systems, they are formed by at least one from orientants in one, or in parts, or in all sequentially installed liquid crystal films (LC), spatial optical a isotropy, scattering the radiation passing through the filter, and in addition, contains at least one feed (7) operating in the optical or infrared range, as well as, on one side of each of the liquid crystal films (10), the electrode systems are made in sequences in parallel deposited on one of the surfaces of optically transparent substrates between which liquid crystal films (10) are enclosed are systems of narrow strips of meshes, and, on the opposite side of each liquid crystal film (10), which differs from the direction of the arrangement of the electrode systems on another surface, for example, orthogonally, there are systems of wide, optically transparent electrodes (13) or systems of electrodes, in the form of sequences parallelly deposited onto optically transparent substrates, systems of narrow strips of grids whose cells are opposite, symmetrically, with respect to cells, systems of narrow strips of grids on optically transparent substrates on the opposite side of liquid crystal films (10), with the size of each cell deposited x on optically transparent substrates of narrow-band systems of grids, determines the size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10), when applied to the corresponding electrodes of control potentials, in the Controlled anti-blind scattering filter (UPRF), between liquid crystal films containing systems of electrodes, and scattering orthogonal the polarization components of the blinding radiation, when the potentials are applied to the corresponding systems of electrodes, at least one optically transparent screen is introduced aniruyuschy electrode (18).
2. Кроме того, со стороны жидкокристаллической пленки (10), дополнительно введены системы узких электродов (15), отделенные от первых оптически прозрачной, диэлектрической изолирующей пленкой.2. In addition, from the side of the liquid crystal film (10), systems of narrow electrodes (15) are additionally introduced, which are separated from the first by an optically transparent dielectric insulating film.
3. Кроме того, введена система, корректирующая в соответствующих жидкокристаллических пленках (10) углы рассеяния излучения, превышающего заданный порог в горизонтальной плоскости, учитывающая расстояние между приемником излучения и фильтром.3. In addition, a system was introduced that corrects the scattering angles of radiation exceeding a predetermined threshold in the horizontal plane in the corresponding liquid-crystal films (10), taking into account the distance between the radiation receiver and the filter.
4. Кроме того, содержит систему установки плавающего порога, которая определяет усредненную интенсивность отраженного поверхностью дороги излучения из ближней зоны и общую освещенность в данный момент времени, и вычисляет в соответствии с этим, и с учетом адаптационной характеристики глаз водителя, порог включения системы формирования в заданных зонах фильтра оптической анизотропии, а также величину управляющих потенциалов на соответствующих электродах.4. In addition, it contains a system for setting a floating threshold, which determines the average intensity of radiation from the near zone reflected by the road surface and the total illumination at a given time, and calculates accordingly, taking into account the adaptation characteristics of the driver’s eye, specified zones of the optical anisotropy filter, as well as the magnitude of the control potentials at the corresponding electrodes.
5. Кроме того, фильтр установлен под углом к проходящему излучению (Фиг. 9), и содержит светопоглотитель, расположенный таким образом, что на него падает отраженное от поверхности фильтра со стороны водителя излучение.5. In addition, the filter is installed at an angle to the transmitted radiation (Fig. 9), and contains a light absorber located in such a way that radiation reflected from the driver’s side of the filter is incident on it.
6. Кроме того, жидкокристаллические пленки (10), ориентант, оптически прозрачные электроды (13), оптически прозрачный экранирующий электрод (18), и оптически прозрачное диэлектрическое вещество (11), между которым заключены жидкокристаллические пленки, оптически согласованы между собой для минимизации потерь проходящего излучения.6. In addition, liquid crystal films (10), an orientant, optically transparent electrodes (13), an optically transparent shielding electrode (18), and an optically transparent dielectric substance (11), between which liquid crystal films are enclosed, are optically matched to each other to minimize losses transmitted radiation.
7. Кроме того, с выходной стороны содержит отражатель (17) внешнего оптического излучения (Фиг. 7).7. In addition, the output side contains a reflector (17) of external optical radiation (Fig. 7).
8. Кроме того, содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения.8. In addition, the sensor contains an estimate of the average intensity of external optical radiation.
9. Кроме того, содержит анализатор спектрального состава принимаемого внешнего оптического излучения.9. In addition, it contains an analyzer of the spectral composition of the received external optical radiation.
10. Кроме того, содержит светофильтр, корректирующий спектр проходящего внешнего оптического излучения.10. In addition, it contains a light filter that corrects the spectrum of transmitted external optical radiation.
11. Кроме того, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, при этом часть узлов системы обработки сигналов и управления установлена в корпусе очков, а другая часть, имеющая больший вес, габариты и энергопотребление установлена во внешнем блоке и между ними введен канал двухсторонней автоматической связи.11. In addition, it is made in the form of glasses and contains a body of glasses and an external unit, with some of the nodes of the signal processing and control system installed in the body of glasses, and another part having greater weight, dimensions and power consumption is installed in the external unit and between them channel two-way automatic communication.
12. Кроме того, внешние поверхности имеют просветляющее покрытие.12. In addition, the outer surfaces have an antireflection coating.
13. Кроме того, содержит систему поддержания температуры фильтра в рабочем интервале.13. In addition, contains a system for maintaining the temperature of the filter in the working interval.
14. Кроме того, содержит систему, контролирующую состояние водителя транспортного средства, сопряженную с другими системами предупреждения аварийных ситуаций.14. In addition, contains a system that monitors the state of the driver of the vehicle, coupled with other systems to prevent emergency situations.
15. Кроме того, на оптически прозрачный фильтр выведена дополнительная, необходимая водителю информация.15. In addition, additional information necessary for the driver is displayed on the optically transparent filter.
Предлагаемое техническое решение поясняется с помощью Фиг. 1…Фиг. 12:The proposed technical solution is explained using FIG. 1 ... FIG. 12:
На Фиг. 1а показано рассеяние фильтром (3) УПРФ внешнего слепящего излучения (1) при превышении им заданного порога. На Фиг. 1b показана структурная схема фильтра УПРФ.FIG. 1a shows the scattering of external glare (1) by the filter (3) of the UPRF when it exceeds a given threshold. FIG. 1b shows a block diagram of the UPRF filter.
На Фиг. 1с показана структурная схема датчика фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН), с системой установки плавающего порога, в котором перед приемной матрицей установлен оптический аттенюатор, для стабилизации яркости излучения, отраженного от опорного участка дороги на заданном уровне, с учетом внешней освещенности.FIG. 1c shows a block diagram of a sensor for fixing the intensity and directions of arrival of polarization components of external optical radiation (DFIN), with a floating threshold setting system in which an optical attenuator is installed in front of the receiving matrix to stabilize the radiation brightness reflected from the reference road section at a given level, taking into account ambient light.
На Фиг. 2а, b, с показаны фрагменты систем электродов выполненных в виде последовательностей параллельно нанесенных, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические пленки (10), систем узких полос сеток (14).FIG. 2a, b, c are shown fragments of systems of electrodes made in the form of sequences in parallel deposited on the surfaces of optically transparent substrates, between which are placed liquid crystal films (10), systems of narrow strips of grids (14).
На Фиг. 2е показаны фрагменты дополнительных систем узких электродов.FIG. 2e shows fragments of additional systems of narrow electrodes.
На Фиг. 2е показаны фрагменты электродов в виде систем узких полос сеток (14) и ортогонально расположенные системы широких, оптически прозрачных электродов (13), между которыми устанавливается жидкокристаллическая пленка.FIG. Figure 2e shows fragments of electrodes in the form of systems of narrow strips of grids (14) and orthogonal systems of wide, optically transparent electrodes (13), between which a liquid-crystal film is installed.
На Фиг. 2f показаны фрагменты электродов в виде систем узких полос сеток (14), расположенных взаимно ортогонально, между которыми устанавливается жидкокристаллическая пленка.FIG. 2f shows fragments of electrodes in the form of systems of narrow strips of grids (14) arranged mutually orthogonally, between which a liquid-crystal film is installed.
На Фиг. 2g, h, i показаны фрагменты систем узких электродов, содержащих отводы - системы узких, коротких электродов (14) [4].FIG. 2g, h, i are shown fragments of systems of narrow electrodes containing taps — systems of narrow, short electrodes (14) [4].
На Фиг. 2j показаны фрагменты систем узких электродов, содержащих отводы-системы узких, коротких электродов (14) и ортогонально расположенные системы широких, оптически прозрачных электродов (13), между которыми устанавливается жидкокристаллическая пленка (10).FIG. 2j, fragments of systems of narrow electrodes are shown, containing taps — systems of narrow, short electrodes (14) and orthogonally located systems of wide, optically transparent electrodes (13), between which a liquid-crystal film is installed (10).
На Фиг. 2k показаны фрагменты систем узких электродов, содержащих отводы-системы узких, коротких электродов (14), расположенных взаимно ортогонально, между которыми устанавливается жидкокристаллическая пленка (10).FIG. 2k shows fragments of systems of narrow electrodes containing taps-systems of narrow, short electrodes (14), arranged mutually orthogonally, between which a liquid-crystal film (10) is installed.
На Фиг. 3а показан возможный вариант взаимного расположения электродов в виде систем узких полос сеток (14), и дополнительных, узких электродов (15), разделенных оптически прозрачной изолирующей пленкой (12).FIG. 3a shows a possible variant of the mutual arrangement of electrodes in the form of systems of narrow strips of grids (14), and additional narrow electrodes (15) separated by an optically transparent insulating film (12).
На Фиг. 3b показан фрагмент ЖК - пленки и системы узких, сетчатых электродов.FIG. Figure 3b shows a fragment of an LCD film and a system of narrow, mesh electrodes.
На Фиг. 4 показано рассеивание проходящего через фильтр излучения, сформированной в жидкокристаллической пленке линзой [10], с использованием нематических ЖК - пленок с гомеотропной ориентацией.FIG. Figure 4 shows the scattering of radiation transmitted through a filter formed in a liquid-crystal film by a lens [10], using nematic LC films with a homeotropic orientation.
На Фиг. 5 показан фрагмент последовательностей ЖК - пленок (10), с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, в которых при подаче на электроды соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов, под действием профилей электрических полей, сформированных системой узких электродов, расположенных с обеих сторон каждой ЖК -пленки, содержащих системы узких полос сеток (14) (Фиг. 2а, b, с,) или отводы -системы узких, коротких электродов (Фиг. 2g, h, i) [4], формируется оптическая анизотропия, приводящая к рассеянию излучения соответствующих поляризационных составляющих.FIG. 5 shows a fragment of LCD film sequences (10), with initially homeotropic oriented molecules, in which, when applied to the electrodes of the corresponding zones of the control potential filter, under the action of the profiles of the electric fields formed by a system of narrow electrodes located on both sides of each LCD film containing systems of narrow strips of grids (14) (Fig. 2a, b, c,) or taps of systems of narrow, short electrodes (Fig. 2g, h, i) [4], optical anisotropy is formed, leading to scattering of radiation from the corresponding polarizations these components.
На Фиг. 6 показан фрагмент последовательностей ЖК - пленок (10), с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, в которых при подаче на электроды соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов, под действием профилей электрических полей, сформированных системой электродов, содержащих системы узких полос сеток (14) (Фиг. 2а, b, с,) или отводы - системы узких, коротких электродов (Фиг. 2g, h, i) [4], расположенных с одной стороны ЖК - пленок, и системы оптически прозрачных широких электродов (13), расположенных с другой стороны ЖК -пленок, формируется оптическая анизотропия, приводящая к рассеянию излучения соответствующих поляризационных составляющих.FIG. 6 shows a fragment of LCD film sequences (10), with initially homeotropically oriented molecules, in which, when applied to the electrodes, the corresponding zones of the control potential filter, under the action of the profiles of the electric fields formed by the system of electrodes containing systems of narrow strips of grids (14) (FIG. 2a, b, c,) or taps — systems of narrow, short electrodes (Fig. 2g, h, i) [4], located on one side of LCD films, and a system of optically transparent wide electrodes (13), located on the other side LCD film formed about avian anisotropy leading to scattering of radiation from the corresponding polarization components.
На Фиг. 7 показан фрагмент последовательностей ЖК - пленок (10), с изначально гомеотропно ориентированными молекулами, установленных на отражатель (17) в которых при подаче управляющих потенциалов на электроды соответствующих зон фильтра, рассеивается излучение соответствующих поляризационных составляющих.FIG. 7 shows a fragment of LCD film sequences (10), with initially homeotropic oriented molecules mounted on a reflector (17) in which, when the control potentials are applied to the electrodes of the corresponding filter zones, the radiation of the corresponding polarization components is scattered.
На Фиг. 8 показан вариант козырька с выдвигающимся из него оптически прозрачным фильтром (3).FIG. 8 shows a variant of a visor with an optically transparent filter that slides out of it (3).
На Фиг. 9 показан вариант установки фильтра (3), под углом к проходящему через него излучению, для устранения возможных бликов от его поверхности со стороны водителя (4), с применением выдвигающегося светопоглотителя.FIG. 9 shows the installation of the filter (3), at an angle to the radiation passing through it, to eliminate possible glare from its surface on the driver's side (4), using a retractable light absorber.
На Фиг. 10 показана ближняя зона излучения, "А" - зона поверхности дороги, по яркости которой и общей освещенности задается опора, относительно которой устанавливается порог срабатывания системы защиты от ослепления.FIG. 10 shows the near radiation zone, "A" - the road surface area, the brightness of which and the general illumination set the support, relative to which the threshold of the blinding protection system is set.
На Фиг. 11а показан вариант козырька с выдвигающимся из него оптически прозрачным фильтром (3).FIG. 11a shows a variant of a visor with an optically transparent filter which is protruding from it (3).
На Фиг. 11b показан вариант совмещения оптической части фильтра УПРФ с лобовым стеклом транспортного средства.FIG. 11b shows a variant of combining the optical part of the UPRF filter with the windshield of the vehicle.
На Фиг. 12 показан график рассеяния слепящего излучения зонами фильтра, при уровне порога, изменяющемся в соответствии с общей освещенностью и яркостью опорной области поверхности дороги, учитывающего адаптационную характеристику глаз водителя.FIG. 12 shows a graph of the scattering of blinding radiation by the filter zones, with the threshold level varying in accordance with the general illumination and brightness of the supporting area of the road surface, taking into account the adaptation characteristic of the driver's eyes.
На Фиг. 1…Фиг. 11 и в тексте приняты следующие обозначения:FIG. 1 ... FIG. 11 and the following notation is used in the text:
1 - источник внешнего оптического излучения,1 - source of external optical radiation,
2 - зоны фильтра, рассеивающие лучи внешнего оптического излучения,2 - filter zones scattering rays of external optical radiation,
3 - оптическая система фильтра УПРФ,3 - optical system filter UPRF,
4 - приемники внешнего оптического излучения (глаза водителя),4 - external optical radiation receivers (driver's eyes),
5 - плоскости рассеяния внешнего оптического излучения,5 - the scattering plane of external optical radiation,
6 - датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения,6 - sensor fixing the intensity and direction of arrival of the polarization components of the external optical radiation,
7 - излучатель, для подсветки приемников внешнего оптического излучения,7 - emitter, for illuminating external optical radiation receivers,
8 - система обработки сигналов и управления,8 is a signal processing and control system,
9 - датчик положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения (зрачков глаз водителя),9 is a position sensor in space receivers external optical radiation (pupils of the driver's eyes),
10 - жидкокристаллические пленки (ЖК),10 - liquid crystal film (LCD),
11 - оптически прозрачное диэлектрическое вещество - тонкие оптически прозрачные подложки,11 - optically transparent dielectric substance - thin optically transparent substrates,
12 - оптически прозрачная изолирующая пленка,12 is an optically transparent insulating film,
13 - системы оптически прозрачных широких электродов,13 - system of optically transparent wide electrodes,
14 - электроды в виде систем узких полос сеток или системы узких, коротких электродов,14 - electrodes in the form of systems of narrow strips of grids or systems of narrow, short electrodes,
15 - дополнительные, системы узких электродов,15 - additional, systems of narrow electrodes,
16 - просветляющее покрытие,16 - antireflection coating
17 - отражатель,17 - reflector
18 - оптически прозрачный экранирующий электрод,18 - optically transparent shielding electrode
19 - датчик внешней освещенности,19 - ambient light sensor,
20 - блок обработки данных датчиков фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения,20 - data processing unit sensors fixing the intensity and direction of arrival of the polarization components of the external optical radiation,
21 - блок обработки данных датчиков положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения (зрачков глаз водителя),21 is a data processing unit of the position sensors in the space of external optical radiation receivers (pupils of the driver's eyes),
22 - интерфейс связи системы обработки сигналов и управления с оптической системой фильтра,22 is a communication interface of a signal processing and control system with an optical filter system,
23 - вход датчика внешней освещенности,23 - input sensor ambient light,
24 - вход установки плавающего порога,24 - installation input floating threshold
25 - аттенюатор,25 - attenuator,
26 - светопоглотитель,26 is a light absorber
27 - линзы,27 - lenses
28 - приемная матрица (матрицы),28 - receiving matrix (matrix),
29 - выход горизонтальной поляризационной составляющей излучения,29 - the output of the horizontal polarization component of the radiation,
30 - усилители,30 - amplifiers,
31 - выход вертикальной поляризационной составляющей излучения,31 - the output of the vertical polarization component of the radiation,
32 - распределитель поляризационных составляющих излучения,32 - distributor of polarization components of radiation,
33 - решающее устройство,33 - solver,
34 - ориентант,34 - Orientant
35 - установка параметров системы обработки сигналов и управления. Таким образом, Управляемый противослепящий рассеивающий фильтр35 - setting the parameters of the signal processing and control system. Thus, a controlled anti-glare diffusing filter
(УПРФ) (Фиг. 1) содержит последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек (11) и последовательностей жидкокристаллических пленок (ЖК) (10), противоположные поверхности которых имеют системы электродов (СЭ) (13, 14, 15), направление расположения которых на одной поверхности отличается от направления расположения их на другой поверхности, поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) содержат ориентанты, а также содержит систему обработки сигналов и управления, включающую, по крайней мере, один датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН) (6), по крайней мере, один процессор выработки решений, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения (ДПП) (9), по крайней мере, одну систему формирования, а также, молекулы ЖК (10) формируют посредством одного из ориентантов пространственную оптическую анизотропию, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих проходящего через фильтр внешнего оптического излучения, системы электродов выполнены в виде последовательностей параллельно нанесенных, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические пленки (10), систем узких полос сеток, ячейки которых расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических пленок (10), размер каждой ячейки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических пленках (10) микролинз, а также, содержит системы широких, оптически прозрачных электродов (13), и кроме того, содержит, по крайней мере, один облучатель (7) работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (18), и, дополнительно, параллельно электродам (14), расположены дополнительные, узкие электроды (15), отделенные от первых оптически прозрачной диэлектрической изолирующей пленкой (12), введена система, корректирующая в последовательностях жидкокристаллических пленок (10) углы рассеяния излучения, а также, ориентант ориентирует молекулы жидких кристаллов (10) однотипно, содержит систему установки плавающего порога, и установки относительно ее, порога включения системы формирования оптической анизотропии, фильтр (3) установлен под углом к проходящему излучению, и содержит светопоглотитель, ЖК - пленки, ориентант и оптически прозрачное диэлектрическое вещество - тонкие оптически прозрачные подложки (11) оптически согласованы между собой, содержит отражатель (17) внешнего оптического излучения, содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения, анализатор спектрального состава, светофильтр, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, внешние поверхности фильтра (3) имеют просветляющее покрытие (16), а также содержит систему поддержания температуры УПРФ в рабочем интервале, систему, контролирующую состояние водителя транспортного средства, сопряженную с другими системами предупреждения аварийных ситуаций и на оптически прозрачный фильтр выведена дополнительная, необходимая водителю информация.(UPRF) (Fig. 1) contains successively installed optically transparent systems using an optically transparent dielectric substance — thin optically transparent substrates (11) and sequences of liquid crystal films (LCs) (10), the opposite surfaces of which are electrode systems (ESS) (13 , 14, 15), the direction of their location on one surface differs from the direction of their location on another surface, the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants, as well as with Holds a signal processing and control system that includes at least one sensor for fixing the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation (DFIN) (6), at least one decision-making processor, and at least one position sensor in space receivers of external optical radiation (DPP) (9), at least one system of formation, as well as LCD molecules (10) form, by one of the orientants, spatial optical anisotropy, for each of the orthogonal the polarization components of the external optical radiation passing through the filter, the electrode systems are made in the form of sequences parallelly deposited on the surfaces of optically transparent substrates between which liquid crystal films (10) are enclosed, systems of narrow strips of grids whose cells are opposite, symmetrically with respect to cells, systems of narrow grid bands on optically transparent substrates on the opposite side of liquid crystal films (10), the size of each cell of systems of narrow grid bands, size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10), and also contains systems of broad, optically transparent electrodes (13), and also contains at least one feed (7) operating in the optical or infrared range, introduced at least one optically transparent shielding electrode (18), and, additionally, parallel to the electrodes (14), additional, narrow electrodes (15) are located, separated from the first optically transparent dielectric insulating film (12), a system has been introduced the angles of radiation scattering in the sequences of liquid crystal films (10), and also, the orientant orients the molecules of liquid crystals (10) in the same type, contains a system for setting a floating threshold, and installation for it, the threshold for turning on the system for forming optical anisotropy, filter (3) is set at an angle to transmitted radiation, and contains a light absorber, LCD films, an orientant and an optically transparent dielectric substance — thin optically transparent substrates (11) are optically matched to each other, contains The receiver (17) of external optical radiation, contains a sensor for evaluating the average intensity of external optical radiation, an analyzer of the spectral composition, a light filter, is made in the form of glasses and contains a body of glasses and an external unit, the external surfaces of the filter (3) have a clarifying coating (16), and contains a system for maintaining the temperature of the UPRF in the working interval, a system that monitors the condition of the driver of the vehicle, coupled with other systems to prevent emergency situations and to optically transparent filter out Dan additional necessary information to the driver.
Устройство работает следующим образом:The device works as follows:
Управляемый противослепящий рассеивающий фильтр (УПРФ) (Фиг. 1) укреплен в транспортном средстве (наземном, воздушном и т.п.), при этом фильтр (3) может быть расположен в собранном (сложенном) виде таким образом, чтобы при необходимости он мог быть введен перед глазами водителя транспортного средства (Фиг. 11а), для защиты от внешнего оптического излучения повышенной яркости, на расстоянии, например, 200…1000 мм, или установлен на лобовом стекле транспортного средства или совмещен с лобовым стеклом (Фиг. 11b), или выполнен в виде очков, а также опускающегося козырька на шлеме, например, мотоциклиста, и кроме того, фильтр (3) может быть применен и для пассажиров транспортного средства.The controlled anti-glare scattering filter (UPRF) (Fig. 1) is fixed in the vehicle (ground, air, etc.), while the filter (3) can be located in the assembled (folded) form so that, if necessary, it can be introduced before the driver's eyes (Fig. 11a), for protection from external optical radiation of increased brightness, at a distance of, for example, 200 ... 1000 mm, or mounted on the windshield of the vehicle or combined with the windshield (Fig. 11b), or made in the form of glasses, as well as lowering a visor on the helmet, for example, a motorcyclist, and in addition, the filter (3) can be applied to the passengers of the vehicle.
На держателе фильтра (3) или вблизи него установлены, по крайней мере, один датчик фиксации (приемник) интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН) (6), проходящего через фильтр к приемникам внешнего оптического излучения (4), из заданного сектора передней полусферы, по крайней мере, один датчик положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения (9) -зрачков глаз водителя (4), и, по крайней мере, один облучатель (7) работающий в оптическом или в инфракрасном диапазоне, обеспечивающий необходимую подсветку зрачков глаз водителя для надежного определения положения их в пространстве. На держателе или в приборной панели транспортного средства установлена система обработки сигналов и управления, а также, по крайней мере, один процессор выработки решений, и, по крайней мере, одна система формирования, с выхода которой управляющие сигналы распределяются между системами электродов (13, 14, 15) соответствующих жидкокристаллических пленок (10), для локального изменения свойств зон, заданных, по крайней мере, одним процессором выработки решений.At least one fixation sensor (receiver) of the intensity and directions of polarization components of external optical radiation (DFIN) (6) passing through the filter to the external optical radiation receivers (4) are installed on or near the filter holder (3) a given sector of the front hemisphere, at least one position sensor in space of the receivers of external optical radiation (9) -pupillary eyes of the driver (4), and at least one feed (7) operating in the optical or infrared range, baking the necessary illumination of the pupils of the driver's eyes for reliable determination of their position in space. A signal processing and control system is installed on the vehicle holder or dashboard, as well as at least one decision making processor and at least one generation system, from the output of which the control signals are distributed between electrode systems (13, 14 , 15) the corresponding liquid crystal films (10), for local changes in the properties of the zones specified by at least one decision-making processor.
Датчики положения в пространстве приемников оптического излучения (9) (ДПП) - зрачков глаз водителя могут быть выполнены, например, с использованием технологии Шведской Компании Tobii Technology, разработавшей такую систему для транспортных средств в целях повышения безопасности дорожного движения, которая одинаково работает с любым водителем, независимо от возраста, цвета глаз, носит ли человек очки или линзы, и в любых условиях, начиная от ночного вождения до яркого солнца.Position sensors in space of optical radiation receivers (9) (DFS) - driver's pupils of the eye can be performed, for example, using the technology of the Swedish Company Tobii Technology, which has developed such a system for vehicles in order to improve road safety, which works equally with any driver regardless of age, eye color, whether a person wears glasses or lenses, and in any conditions, ranging from night driving to bright sun.
Аналогичная система с небольшой доработкой м.б. применена и в узле отслеживания положения в заданном секторе обзора, слепящих источников излучения (1).A similar system with a slight revision m. applied to the site tracking position in a given sector of the review, glare sources of radiation (1).
На входе датчиков могут быть установлены узкополосные светофильтры, согласованные по спектру с облучателем/облучателями, что повысит помехозащищенность системы. Облучатели, подсвечивающие приемники излучения (4) могут работать в непрерывном режиме, импульсном или иметь другой вид модуляции, а также луч/лучи облучателей могут сканировать сектор, в котором расположены приемники излучения (4), а датчики положения приемников излучения (9) в своей работе могут использовать, например, эффект "красных глаз". При применении импульсного режима, для устранения влияния внешнего излучения на работу системы определения координат зрачков глаз, зрачки, например, могут подсвечиваться через кадр, с последующем вычитании следующих друг за другом кадров, а для устранения отражений от линз очков - облучатель может излучать одну поляризацию, а ДПП принимать ортогональную.Narrow-band light filters that are matched in spectrum with the irradiator / irradiators can be installed at the sensor input, which will increase the noise immunity of the system. The irradiators illuminating the radiation receivers (4) can operate in a continuous mode, pulsed or have a different type of modulation, and also the beam / rays of the irradiators can scan the sector in which the radiation receivers (4) are located, and the position sensors of the radiation detectors (9) in their work can use, for example, the red-eye effect. When using a pulse mode, to eliminate the influence of external radiation on the work of determining the coordinates of the pupils of the eyes, the pupils, for example, can be highlighted through the frame, with subsequent subtraction of successive frames, and to eliminate reflections from the lenses of the glasses - the irradiator can emit one polarization, and dpp take orthogonal.
Кроме того, датчики положения в пространстве приемников излучения (9) фиксируют геометрические параметры приемников излучения (4), например, диаметр зрачков глаз водителя, относительные параметры которых могут изменяться и при расширении/сужении зрачков и в зависимости от расстояния их от фильтра (3), и в соответствии с этим, а также с учетом быстродействия систем слежения за положением приемников излучения, устройство управления увеличивает или уменьшает рассеивающие области (зоны) фильтра (3), что позволит оптимизировать информативность просматриваемого через фильтр пространства.In addition, position sensors in the space of radiation receivers (9) fix the geometrical parameters of radiation receivers (4), for example, the diameter of the pupils of the driver’s eyes, the relative parameters of which can also change when the pupils are expanding / contracting and depending on the distance from the filter (3) , and in accordance with this, and also taking into account the performance of tracking systems for the position of radiation receivers, the control unit increases or decreases the scattering areas (zones) of the filter (3), which will optimize the information content rosmatrivaemogo through the space filter.
Датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН) (6), может быть выполнен с использованием, по крайней мере, одной цветной матрицы, разделенной на две части, перед которыми установлены входные линзы, пропускающий ортогональные поляризационные составляющие внешнего излучения, соответственно в разные части матрицы, или может быть выполнен с использованием двух матриц, перед которыми аналогично установлены линзы и аттенюатор, управляемый решающим устройством (РУ) (Фиг. 1с).The sensor fixing the intensity and direction of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6), can be performed using at least one color matrix, divided into two parts, in front of which are installed input lenses that transmit the external radiation orthogonal polarization components, respectively in different parts of the matrix, or can be performed using two matrices in front of which lenses and an attenuator controlled by a resolver (RU) are likewise installed (Fig. 1c).
Оптическая система фильтра (3) (Фиг. 1) содержит последовательно установленные оптически прозрачные системы (Фиг. 5…Фиг. 7) с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества - тонких оптически прозрачных подложек (11) и последовательностей жидкокристаллических (ЖК) пленок (10) толщиной, например, 10…150 мкм, противоположные поверхности которых имеют системы электродов, которые выполнены в виде последовательностей параллельно нанесенных, на поверхности оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические пленки (10), систем узких полос сеток (14) (Фиг. 2а, b, с, f, Фиг. 5), шириной, например, 0,5…2 мм каждая, или систем узких электродов, содержащих отводы - системы узких, коротких электродов (Фиг. 2g, h, i) [4], или на одной из сторон могут быть нанесены оптически прозрачные электроды (13) (Фиг. 2е, g, Фиг. 6), шириной, например, 0,5…2 мм, прозрачность которых может быть выше 91…99% [7, 8], расположение которых на одной поверхности, отличается от расположения их на другой поверхности, например, ортогональны.The optical system of the filter (3) (Fig. 1) contains successively installed optically transparent systems (Fig. 5 ... Fig. 7) using an optically transparent dielectric substance — thin optically transparent substrates (11) and sequences of liquid crystal (LCD) films (10) thickness, for example, 10 ... 150 μm, the opposite surfaces of which have systems of electrodes, which are made in the form of sequences in parallel deposited, on the surfaces of optically transparent substrates, between which liquid crystal e films (10), systems of narrow strips of grids (14) (Fig. 2a, b, c, f, Fig. 5), each with a width of, for example, 0.5 ... 2 mm, or systems of narrow electrodes containing taps — systems narrow, short electrodes (Fig. 2g, h, i) [4], or optically transparent electrodes (13) (Fig. 2e, g, Fig. 6) with a width of, for example, 0.5 can be applied on one of the sides ... 2 mm, the transparency of which may be higher than 91 ... 99% [7, 8], which are located on one surface, differs from their location on another surface, for example, are orthogonal.
При этом поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) содержат ориентанты, задающие исходную ориентацию молекул ЖК, например, планарную, гомеотропную или наклонную, а также ориентацию молекул ЖК, которую они обретают под воздействием электрического поля, формируемого при подаче на электроды соответствующих зон фильтра управляющих потенциалов. Например, исходная гомеотропная ориентация молекул ЖК устанавливается, напылением на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества (11) углеродных нанотрубок, с последующим формированием дополнительного ориентирующего рельефа, обработкой поверхностной электромагнитной волной (ПЭВ) [6].In this case, the surfaces of the optically transparent dielectric substance (11) contain orientants defining the initial orientation of LC molecules, for example, planar, homeotropic or inclined, as well as the orientation of LC molecules, which they acquire under the influence of an electric field generated by the control potentials. For example, the initial homeotropic orientation of LC molecules is established by spraying carbon nanotubes on the surface of an optically transparent dielectric substance (11), followed by the formation of an additional orienting relief, and surface electromagnetic wave (PEV) processing [6].
Таким образом, каждая из поляризационных составляющих внешнего оптического излучения проходит, по крайней мере, через одну согласованную с ней, посредством ориентанта жидкокристаллическую пленку (10), а молекулы жидкокристаллических пленок фильтра (3), при соответствующих управляющих потенциалах системы обработки сигналов и управления, имеющие начальную ориентацию, при которой внешнее оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и расположенные в зонах прохождения через фильтр к приемникам излучения - глазам водителя (4) внешнего оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения (ДФИН) порог, под действием управляющих потенциалов на соответствующих системах электродов, формируют посредством одного из ориентантов в одной, или в части пленок, или во всех последовательно установленных ЖК - пленках, пространственную оптическую анизотропию, рассеивающую частично или с максимальной эффективностью проходящее через фильтр излучение [9, 10].Thus, each of the polarization components of external optical radiation passes through at least one liquid crystal film (10) coordinated with it, by means of an orientant, and the molecules of liquid crystal films of a filter (3), with corresponding control potentials of the signal processing and control system, have the initial orientation, in which external optical radiation passes through them unhindered, and located in the passage zones through the filter to the radiation receivers — the driver’s eyes (4) The outer optical radiation, whose intensity exceeds the threshold specified by the sensor for fixing the intensity and directions of polarization components of the external optical radiation (DFIN), under the action of the control potentials on the corresponding electrode systems, is formed by one of the orientants in one or in part of the films, or in all installed LCD films, spatial optical anisotropy, which dissipates, partially or with maximum efficiency, the radiation passing through the filter ue [9, 10].
В основу работы фильтра положено свойство линзы рассеивать проходящее через нее излучение, что осуществляется формированием в заданных зонах жидкокристаллических пленок множества микролинз.The filter is based on the property of a lens to dissipate radiation passing through it, which is accomplished by the formation of a set of microlenses in specified zones of liquid crystal films.
В Управляемом противослепящем рассеивающем фильтре (УПРФ), с одной стороны каждой из жидкокристаллических пленок (10), системы электродов выполнены в виде последовательностей параллельно нанесенных, на одну из поверхностей оптически прозрачных подложек, между которыми заключены жидкокристаллические пленки (10), систем узких полос сеток (Фиг. 2а, b, с) или систем узких электродов, содержащих отводы - системы узких, коротких электродов (Фиг. 2g, h, i) [4], а, с противоположной стороны каждой жидкокристаллической пленки (10), в направлении, которое отличается от направления расположения систем электродов на другой поверхности, например, ортогонально, расположены системы широких, оптически прозрачных электродов (13) (Фиг. 2е) или системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесенных, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток (Фиг. 2а, b, с), ячейки которых расположены напротив, симметрично, относительно ячеек, систем узких полос сеток на оптически прозрачных подложках с противоположной стороны жидкокристаллических пленок (10), при этом размер каждой ячейки нанесенных на оптически прозрачные подложки систем узких полос сеток, определяет размер апертуры формируемых в жидкокристаллических пленках (10) микролинз, при подаче на соответствующие электроды управляющих потенциалов и может составлять, например, 100…600 мкм, или систем узких электродов, содержащих отводы - системы узких, коротких электродов (Фиг. 2g, h, i) [4], в которых под действие управляющих потенциалов по периметру ячеек, формируется оптическая анизотропия, и соответственно, проходящее излучение рассеивается в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивая максимальное ослабление проходящего излучения.In the Managed anti-glare scattering filter (UPRF), on one side of each of the liquid crystal films (10), the electrode systems are made in the form of sequences in parallel applied to one of the surfaces of the optically transparent substrates, between which are placed liquid crystal films (10) (Fig. 2a, b, c) or systems of narrow electrodes containing taps — systems of narrow, short electrodes (Fig. 2g, h, i) [4], a, on the opposite side of each liquid crystal film (10), in the direction which is different From the direction of the arrangement of the electrode systems on another surface, for example, orthogonally, there are systems of wide, optically transparent electrodes (13) (Fig. 2e) or systems of electrodes, in the form of sequences parallelly applied to optically transparent substrates, systems of narrow strips of grids (Fig 2a, b, c), the cells of which are located opposite, symmetrically, relative to the cells, systems of narrow strips of grids on optically transparent substrates on the opposite side of liquid crystal films (10), with the size of each cell nano systems of narrow strips of grids that are optically transparent to the substrate, determines the size of the aperture of microlenses formed in liquid crystal films (10), when applied to the corresponding electrodes of control potentials and can be, for example, 100 ... 600 μm, or systems of narrow electrodes containing tap-off systems of narrow , short electrodes (FIG. 2g, h, i) [4], in which, under the action of control potentials along the perimeter of the cells, optical anisotropy is formed, and accordingly, the transmitted radiation is scattered in the vertical and horizontal planes, ensuring maximum attenuation of the transmitted radiation.
При этом между жидкокристаллическими пленками (10), содержащими системы электродов, и рассеивающими ортогональные поляризационные составляющие слепящего излучения, при подаче потенциалов на соответствующие системы электродов, введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (18).At the same time, at least one optically transparent shielding electrode (18) is inserted between the liquid crystal films (10) containing the electrode systems and the scattering orthogonal polarization components of the blinding radiation, when the potentials are applied to the corresponding electrode systems.
При необходимости рассеивания одной из поляризационных составляющих излучения, возможно существенное влияние управляющих потенциалов на соседнюю ЖК - пленку, предназначенную для рассеивания ортогональной поляризационной составляющей излучения, что приведет к некоторому рассеянию и этой поляризационной составляющей, что в некоторых случаях ухудшит прохождение через эти зоны фильтра полезной, информативной составляющей излучения, например, в случаях отражения солнечного или другого излучения от мокрой поверхности дороги, водоема или других отражающих поверхностей, ослепляющая поверхность имеет большую площадь, при этом отражается и слепит водителя преимущественно одна из поляризационных составляющих излучения - горизонтальная.If it is necessary to scatter one of the polarization components of the radiation, the control potentials may be significantly influenced by the neighboring LC film designed to scatter the orthogonal polarization component of the radiation, which will lead to some scattering and this polarization component, which in some cases will worsen the passage of the filter through these zones, informative component of radiation, for example, in cases of reflection of solar or other radiation from the wet surface of the road, reservoir or and other reflecting surfaces, the blinding surface has a large area, while the driver is reflected and blinded mainly by one of the polarization radiation components - horizontal.
Рассеивая только эту, горизонтальную поляризационную составляющую излучения, фильтр работает в соответствующих зонах, как поляризационный фильтр, пропускает без потерь вторую, не слепящую, информативную составляющую излучения, и позволяет сохранить хорошую видимость дороги и в этой области.By scattering only this horizontal polarization component of the radiation, the filter operates in the corresponding zones as a polarization filter, passes the second non-blinding, informative component of the radiation without losses, and allows maintaining good road visibility in this area.
И соответственно для уменьшения влияния управляющих потенциалов соседних ЖК - пленок, рассеивающих ортогональные поляризационные составляющие, необходимо их пространственно разносить, а это приведет к существенному увеличению толщины и утяжелению оптической части фильтра (3), что усложнит конструкцию и неприемлемо, например, при совмещении фильтра с лобовым стеклом транспортного средства, установки фильтра на шлеме козырька мотоциклиста или в очках.And accordingly, in order to reduce the influence of control potentials of neighboring LC films that scatter orthogonal polarization components, it is necessary to separate them spatially, and this will lead to a significant increase in thickness and weighting of the optical part of the filter (3), which complicates the design and is unacceptable, for example, when combining the filter with vehicle windshield; installing a filter on a motorcycle visor helmet or goggles.
В случае многочисленных источников излучения, яркость которых превышает установленный порог, и/или протяженных источников слепящего излучения сложной формы, последовательная подача управляющих потенциалов в соответствующие зоны ЖК - пленок потребует значительного времени, ввиду инерционности молекул ЖК, время включения которых составляет 20…100 мс, и кроме того, необходимо учитывать время релаксации молекул ЖК после снятия управляющих потенциалов, которое потребует возобновления подачи потенциалов в соответствующие зоны ЖК - пленок фильтра.In the case of multiple radiation sources, the brightness of which exceeds the set threshold, and / or extended sources of blinding radiation of complex shape, the sequential supply of control potentials to the corresponding areas of LCD films will take considerable time, due to the inertia of LCD molecules, the activation time of which is 20 ... 100 ms, and in addition, it is necessary to take into account the relaxation time of LC molecules after removing the control potentials, which will require resuming the supply of potentials to the corresponding zones of LC films ф ltra.
При этом, излучение этих источников может быть разной интенсивности, а также, неполяризованным, частично поляризованным, или поляризованным в вертикальной и/или горизонтальной плоскостях, и соответственно, необходимо подавать управляющие потенциалы различной величины, в разные зоны ЖК - пленок, рассеивающих ортогональные поляризационные составляющие излучения, что приведет к взаимному влиянию управляющих потенциалов на молекулы соседней ЖК - пленки, на зоны, которые не должны воздействовать на проходящее через фильтр излучение.At the same time, the radiation of these sources can be of different intensity, as well as, non-polarized, partially polarized, or polarized in the vertical and / or horizontal planes, and accordingly, control potentials of various sizes must be supplied to different zones of the LC films that diffuse orthogonal polarization components radiation, which will lead to the mutual influence of the control potentials on the molecules of the neighboring LC film, on the zones that should not affect the radiation passing through the filter.
Таким образом, невысокое быстродействие электрооптического отклика для ЖК, определяющееся временем переориентации молекул ЖК, а также время релаксации молекул при снятии управляющих потенциалов, не позволят существенно увеличить тактовую частоту и одновременно, последовательно управлять ЖК - пленками, рассеивающими ортогональные поляризационные составляющие излучения, в случаях многочисленных и/или протяженных источников слепящего излучения.Thus, the low response speed of the electro-optical response for LCs, determined by the time of reorientation of LC molecules, as well as the relaxation time of molecules when removing control potentials, will not significantly increase the clock frequency and simultaneously sequentially control LC films that scatter orthogonal polarization components of radiation, in cases of multiple and / or extended sources of glare radiation.
Введение оптически прозрачного экранирующего электрода (18) между ЖК - пленками (10), рассеивающими ортогональные поляризационные составляющие излучения, устранит влияние управляющих потенциалов на соседнюю ЖК - пленку, и позволит одновременно и независимо подавать потенциалы на электроды соседних ЖК - пленок (10), рассеивающих ортогональные поляризационные составляющие слепящего излучения, снизив тактовую частоту, а также выполнить оптическую часть фильтра (3) тонкой и легкой, а при необходимости и гибкой, что имеет значение, и, с точки зрения, безопасности конструкции оптической части фильтра (3).The introduction of an optically transparent shielding electrode (18) between LCD films (10), which scatter the orthogonal polarization components of radiation, will eliminate the influence of control potentials on the next LCD film, and will simultaneously and independently apply potentials to the electrodes of neighboring LCD films (10) that scatter orthogonal polarization components of the blinding radiation, reducing the clock frequency, as well as making the optical part of the filter (3) thin and light, and, if necessary, flexible, which matters, and, from the point of view I, the security design of the optical filter (3).
Дополнительно, со стороны жидкокристаллической пленки (10), введены системы узких электродов (15) (Фиг. 2d), отделенные от систем узких полос сеток (Фиг. 2а, b, с) оптически прозрачной, диэлектрической изолирующей пленкой (12) (Фиг. 3а).Additionally, from the side of the liquid crystal film (10), systems of narrow electrodes (15) (Fig. 2d) are introduced, separated from systems of narrow strips of grids (Fig. 2a, b, c) with an optically transparent, dielectric insulating film (12) (Fig. 3a).
При этом, при недостаточно интенсивном слепящем излучении, система обработки сигналов и управления подает управляющие потенциалы, только на соответствующие, дополнительные узкие электроды (15), которые формируют в заданных зонах фильтра системы линз, существенно соответствующих цилиндрическим линзам, рассеивающих слепящее излучение в вертикальной плоскости, исключая попадания этого излучения в соседний глаз водителя. С ростом интенсивности слепящего излучения, система обработки сигналов и управления подключает к работе системы электродов, в виде последовательностей параллельно нанесенных, на оптически прозрачные подложки, систем узких полос сеток (14) (Фиг. 2а, b, с), изменяя на них величину потенциала, в зависимости от интенсивности слепящего излучения, что приводит к его рассеиванию и в горизонтальной плоскости, увеличивая, таким образом, при необходимости, площадь рассеяния до максимальной.In this case, when the radiation is not intense enough, the signal processing and control system supplies control potentials only to the corresponding, additional narrow electrodes (15), which form lens systems in the specified filter zones that substantially correspond to cylindrical lenses that scatter the blinding radiation in a vertical plane, excluding the ingress of this radiation into the adjacent eye of the driver. With an increase in the intensity of the blinding radiation, the signal processing and control system connects to the system of electrodes, in the form of sequences in parallel applied to optically transparent substrates, systems of narrow strips of grids (14) (Fig. 2a, b, c), changing the potential value , depending on the intensity of the blinding radiation, which leads to its dispersion in the horizontal plane, thus increasing, if necessary, the scattering area to the maximum.
И таким образом, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих проходящего через фильтр внешнего оптического излучения, в соответствующих зонах фильтра, при превышении внешним оптическим излучением заданного порога на приемниках излучения, под действием управляющих потенциалов формируются системы линз, согласованных посредством ориентанта с соответствующей поляризационной составляющей излучения, цилиндрических, рассеивающим излучение в вертикальной плоскости, и/или существенно соответствующих сферическим, рассеивающим излучение как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, обеспечивая максимальное рассеяние (площадь рассеяния) слепящего излучения.And thus, for each of the orthogonal polarization components of the external optical radiation passing through the filter, in the corresponding filter zones, when the external optical radiation exceeds a predetermined threshold on the radiation receivers, under the action of the control potentials, a system of lenses is formed that are matched by means of the orientant with the corresponding polarization component of the radiation, cylindrical, scattering radiation in a vertical plane, and / or substantially corresponding spherical, scattering their radiation in both vertical and horizontal planes, ensuring maximum scattering (area of scattering) of the blinding radiation.
При этом, для каждой формируемой управляющими потенциалами зоны фильтра, рассеивающей внешнее оптическое излучение, превышающее заданный порог, для каждой поляризационной составляющей этого излучения, на соответствующие электроды жидкокристаллических пленок, система формирования подает управляющие потенциалы, величины которых могут существенно различаться, что позволит оптимизировать степень рассеяния излучения, превышающего заданный порог как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, и установить фильтр на различных расстояниях от приемника излучения, а также, при применении раздельных фильтров для каждого глаза, например, в очках или козырьке мотоциклиста, позволит получить эффективное, управляемое рассеяние всех источников слепящего излучения, различной интенсивности.At the same time, for each filter zone formed by the control potentials that scatters external optical radiation exceeding a predetermined threshold, for each polarization component of this radiation, the formation system supplies control potentials to the corresponding electrodes of the liquid-crystal films, the values of which can vary significantly, which will optimize the degree of scattering radiation that exceeds a given threshold in both vertical and horizontal planes, and install a filter on different ratios standing from the radiation receiver, and also, when applying separate filters for each eye, for example, with glasses or a motorcyclist's visor, will allow you to get effective, controlled scattering of all sources of glare, of varying intensity.
Дополнительно, введена система, корректирующая в соответствующих жидкокристаллических пленках (10), углы рассеяния излучения, превышающего заданный порог в горизонтальной плоскости, относительно положения каждого из зрачков глаз водителя, учитывающая расстояние между приемником излучения и фильтром для исключения при возможности (когда слепящее излучение не достаточно велико) попадания в область зрачков части рассеянного слепящего излучения из соседней рассеивающей зоны.Additionally, a system is introduced that corrects, in the respective liquid crystal films (10), radiation scattering angles exceeding a predetermined threshold in the horizontal plane relative to the position of each of the pupils of the driver’s eyes, taking into account the distance between the radiation receiver and the filter to exclude, when possible, great) in the area of the pupils of the part of the scattered blinding radiation from the neighboring scattering zone.
При этом последовательная установка систем управляемых посредством электродов ЖК - пленок для рассеяния поляризационных составляющих слепящего излучения, позволит при минимальной толщине фильтра, получить управляемое, независимое для каждой рассеивающей зоны фильтра, ослабление слепящего излучения на приемнике (глаза водителя) в 10…100…1000 раз и более. В таблице №1 показано снижение слепящего излучения на зрачках глаз водителя в зависимости от расстояния (D, мм) до рассеивающих линз фильтра, где α = 23 - максимальный угол рассеяния слепящего излучения при применении одной ЖК - пленки для каждой поляризационной составляющей излучения, и α = 45 - максимальный угол рассеяния слепящего излучения при применении двух, последовательно установленных ЖК - пленок для каждой поляризационной составляющей излучения, при этом возможное частичное прохождение излучения вблизи электродов, в патенте УПФ [3] решается взаимным сдвигом электродов в этих ЖК - пленках на половину апертуры формируемых линз.At the same time, sequential installation of systems controlled by electrodes of LCD films for scattering the polarization components of the blinding radiation allows, with a minimum filter thickness, to obtain controlled, independent for each scattering filter zone, attenuation of blinding radiation at the receiver (the driver’s eye) 10 ... 100 ... 1000 times and more. Table 1 shows the reduction of glare radiation on the pupils of the driver's eyes depending on the distance (D, mm) to the scattering lens of the filter, where α = 23 is the maximum scattering angle of the blinding radiation when using one LCD film for each polarization component of the radiation, and α = 45 is the maximum angle of scattering of blinding radiation when two LCD films are installed in series for each polarization component of radiation, with possible partial passage of radiation near the electrodes, in the UFP patent [3] p creases mutual electrodes shift in those LCD - films for half of the aperture formed by the lens.
S1/S2 - отношение площади рассеяния слепящего излучения к площади зрачков глаз водителя для углов максимального рассеяния соответственно 23 и 45 градусов.S1 / S2 is the ratio of the area of scattering of blinding radiation to the pupil area of the driver’s eyes for maximum scattering angles of 23 and 45 degrees, respectively.
В исходном состоянии, при отсутствии внешнего слепящего излучения, на электроды не подаются управляющие потенциалы, в ЖК - пленках отсутствует оптическая анизотропия и фильтр (3) прозрачен.In the initial state, in the absence of external glare radiation, control potentials are not applied to the electrodes, in LCD films there is no optical anisotropy and the filter (3) is transparent.
При наличии внешнего слепящего излучения и превышении им заданного порога, датчик/датчики фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН) (6) (Фиг. 1с) выдает на, по крайней мере, один процессор выработки решений сигналы, содержащие информацию об интенсивности поляризационных составляющих внешнего оптического излучения, спектральном составе и направлении их прихода, который в соответствии с этими данными и данными с датчика/датчиков положения в пространстве приемников внешнего оптического излучения относительно фильтра (ДПП) (9) выстраивает в соответствии с их координатами между ними (виртуально) прямую линию и определяет точки или зоны прохождения этой линии через фильтр (3), и далее посредством, по крайней мере, одного управляющего устройства распределяет управляющие сигналы между системами электродов (13, 14, 15), используя, например, мультиплексный метод или метод активной матричной адресации с применением запоминающих ячеек, таким образом, что на пути лучей внешнего оптического излучения к приемникам излучения - глазам водителя (4) транспортного средства молекулы ЖК - пленок (10) в соответствующих зонах фильтра УПРФ под действием локально модулируемого этими сигналами электрического поля изменяют свою ориентацию в пространстве, и таким образом, данные зоны фильтра (3) приобретают оптическую анизотропию для одной или обеих поляризационных составляющих, и соответственно выполняются условия управляемого рассеяния внешнего оптического излучения посредством сформированных линз (Фиг. 5…Фиг. 7), а изменение потенциалов на электродах (13, 14, 15), формирующих системы линз приведет к управляемому изменению их фокусного расстояния и соответственно степени рассеяния слепящего излучения.In the presence of external glare radiation and if it exceeds a predetermined threshold, the sensor / sensors fixing the intensity and directions of arrival of the polarization components of optical radiation (DFIN) (6) (Fig. 1c) outputs to at least one decision-making processor signals containing information about the intensity of the polarization components of the external optical radiation, the spectral composition and the direction of their arrival, which, in accordance with these data and data from the sensor / position sensors in the external optical receiver space with respect to the filter (DPP) (9), it builds (virtually) a straight line in accordance with their coordinates between them and determines the points or zones of passage of this line through the filter (3), and then distributes the control devices through at least one control device signals between electrode systems (13, 14, 15), using, for example, a multiplex method or an active matrix addressing method using storage cells, so that on the path of the beams of external optical radiation to radiation receivers, of the vehicle's LCD module (4) in the corresponding zones of the UPRF filter, under the action of an electric field locally modulated by these signals, change their orientation in space, and thus, these filter zones (3) acquire optical anisotropy for one or both polarization components, and, accordingly, the conditions of controlled scattering of external optical radiation by means of formed lenses are satisfied (FIG. 5 ... FIG. 7), and a change in the potentials at the electrodes (13, 14, 15) that form the lens systems will lead to a controlled change in their focal length and, accordingly, the degree of scattering of the blinding radiation.
На Фиг. 4 показано рассеивание проходящего излучения сформированной в жидкокристаллической пленке линзой [10], с использованием нематических ЖК - пленок с гомеотропной ориентацией, где для зрачка диаметром 8 мм, диаметр рассеиваемой области на расстоянии 500 мм от фильтра составляет 420 мм, и соответственно отношение площади рассеивания слепящего излучения к площади зрачка глаз составит 2800.FIG. 4 shows the diffusion of transmitted radiation by a lens formed in a liquid crystal film [10] using nematic LCD films with a homeotropic orientation, where for a pupil with a diameter of 8 mm, the diameter of the dissipated area at a distance of 500 mm from the filter is 420 mm, and accordingly the ratio of the area of scattering of the blinding radiation to the pupil area of the eye will be 2800.
В целях облегчения работы устройства и существенного уменьшения тактовой частоты, управляющих сигналов на электродах фильтра, возможно объединение в динамике электродов зоны или зон рассеяния в группы, на которые адресно подаются управляющие сигналы, и которые во времени обновляются, дополняются новыми сегментами (точками) или появляются новые зоны, а также происходит исключение из групп, не возобновляемых сегментов или зон, и, кроме того, это позволит существенно снизить требования к электропроводности электродов.In order to facilitate the operation of the device and significantly reduce the clock frequency, control signals on the filter electrodes, it is possible to combine in the dynamics of the electrodes zones or scatter zones into groups to which control signals are given, and which are updated in time, complemented by new segments (dots) or appear new zones, as well as exclusion from groups of non-renewable segments or zones, and, in addition, this will significantly reduce the requirements for the electrical conductivity of the electrodes.
Кроме того, содержит систему установки плавающего порога, определяющую усредненную интенсивность отраженного поверхностью дороги излучения из ближней зоны, составляющей, например, 10…15 метров от транспортного средства, и общую освещенность в данный момент времени, в непрерывном режиме, и вычисляет в соответствии с этим, и с учетом адаптационной характеристики глаз водителя, порог включения системы формирования в заданных зонах фильтра оптической анизотропии, а также величину управляющих потенциалов на соответствующих электродах.In addition, it contains a floating threshold setting system, which determines the average intensity of the radiation reflected from the road surface from the near zone, for example, 10 ... 15 meters from the vehicle, and the total illumination at a given time, in continuous mode, and calculates accordingly , and taking into account the adaptation characteristics of the driver's eyes, the threshold for switching on the formation system in the specified zones of the optical anisotropy filter, as well as the magnitude of the control potentials at the respective electrodes.
На Фиг. 10 показана ближняя зона излучения, "А" - зона поверхности дороги, по яркости которой, с учетом общей освещенности, задается опора, относительно которой устанавливается порог срабатывания системы защиты от ослепления, а, "В" - зона приемной матрицы (ДФИН) (6), дающая информацию об уровне плавающей опоры - усредненной интенсивности отраженного излучения в данный момент времени областью "А" поверхности дороги, системы защиты от ослепления, учитывающей адаптационную характеристику глаз водителя.FIG. 10 shows the near radiation zone, "A" is the road surface area, the brightness of which, taking into account the total illumination, sets the footing relative to which the threshold of the blinding protection system is set, and "B" the receiving matrix area (DFIN) (6 ), which gives information about the level of floating support - the averaged intensity of the reflected radiation at a given point in time by the area "A" of the road surface, the glare protection system, which takes into account the adaptation characteristics of the driver's eyes.
В темное время суток данная зона матрицы принимает отраженное от поверхности дороги излучение собственных фар, в сумеречное время, плюс излучение внешнее, естественное излучение, а в дневное время суток - в основном внешнее, естественное излучение.At night, this zone of the matrix receives the radiation of its own headlights reflected from the road surface, at twilight time, plus external, natural radiation, and during the daytime - mainly external, natural radiation.
ДФИН может быть выполнен, например, с использованием одной цветной матрицы, или может быть выполнен на двух матрицах, перед которыми установлены линзы и аттенюатор.DFIN can be performed, for example, using a single color matrix, or it can be performed on two matrices, in front of which lenses and an attenuator are installed.
Цветная матрица необходима для идентификации таких сигналов, как например, сигналы светофора, "стоп" - сигналы движущихся впереди транспортных средств и т.п., для которых фильтр должен быть прозрачен.A color matrix is needed to identify signals such as traffic lights, "stop" signals in front of vehicles, etc., for which the filter must be transparent.
В качестве датчика уровня сигнала, принятого из опорной зоны, может быть применен отдельный фотоприемник.A separate photodetector can be used as a level sensor for a signal received from the reference zone.
Дополнительно, может быть введена установка параметров системы обработки сигналов и управления (35) (Фиг. 1а), а также ручная корректировка уровня порога.Additionally, the setting of the parameters of the signal processing and control system (35) (Fig. 1a), as well as the manual adjustment of the threshold level can be entered.
Возможно введение датчиков дождя, для автоматической корректировки уровня порога.Perhaps the introduction of rain sensors to automatically adjust the level of the threshold.
Датчики внешней освещенности определяют интегральную яркость излучения в конусе с углом, например, 120…160 градусов.Ambient light sensors determine the integral brightness of radiation in a cone with an angle, for example, 120 ... 160 degrees.
При необходимости информация с датчика (ДФИН) может вводиться в запоминающее устройство, для контроля и фиксации дорожной обстановки.If necessary, information from the sensor (DFIN) can be entered into a memory device to monitor and fix the traffic situation.
Для устранения возможных бликов от поверхности фильтра (3) со стороны водителя (4), фильтр установлен под углом к проходящему через него излучению (Фиг. 9), например, под углом 30 град, относительно вертикали, и содержит светопоглотитель, который может выдвигаться вместе с фильтром, расположенный таким образом, что на него падает отраженное от поверхности фильтра со стороны водителя излучение.To eliminate possible glare from the surface of the filter (3) on the driver’s side (4), the filter is installed at an angle to the radiation passing through it (Fig. 9), for example, at an angle of 30 degrees relative to the vertical, and contains a light absorber that can be pulled out together with a filter located in such a way that radiation reflected from the driver’s side of the filter is incident on it.
Для повышения прозрачности фильтра, жидкокристаллические пленки (10), ориентант, оптически прозрачные электроды (13), оптически прозрачный экранирующий электрод (18), и оптически прозрачное диэлектрическое вещество (11), между которым заключены жидкокристаллические пленки, оптически согласованы между собой, а также с жидкокристаллическими пленками для минимизации потерь проходящего излучения.To increase the transparency of the filter, liquid crystal films (10), an orientant, optically transparent electrodes (13), an optically transparent shielding electrode (18), and an optically transparent dielectric substance (11) between which liquid crystal films are enclosed are optically matched to each other, as well as with liquid crystal films to minimize the loss of transmitted radiation.
При установке с выходной стороны фильтра УПРФ отражателя внешнего оптического излучения (Фиг. 7), он может применяться на транспортном средстве в качестве противослепящих боковых зеркал и зеркала заднего вида, в которых аналогично, под действием управляющих потенциалов на системах электродов (13, 14, 15), в заданных процессором зонах фильтра (3) при превышении внешним оптическим излучением порога, формируются системы линз с изменяемым фокусным расстоянием, рассеивающие проходящее излучение, которое с выходной стороны фильтра отражается, и вновь проходит через системы фильтра (3), рассеивающие это излучение, а оптическое излучение меньшей интенсивности, ниже порога проходит через фильтр (3) без изменений, отражается от отражателя (зеркала) и проходит к приемнику оптического излучения, глазам водителя (4).When installed on the output side of the UPRF filter of the external optical radiation reflector (Fig. 7), it can be used on the vehicle as anti-dazzle side mirrors and rear-view mirrors, in which, similarly, under the action of control potentials on electrode systems (13, 14, 15 ), in the zones of the filter (3) specified by the processor, when the external optical radiation exceeds the threshold, lens systems with variable focal length are formed that scatter the transmitted radiation, which is reflected from the output side of the filter, and BL passes through the filter system (3), this radiation scattering, and optical radiation at intensities below the threshold passes through the filter (3) no change is reflected from the reflector (mirror) and extends to a receiver of optical radiation, the eyes of the driver (4).
И аналогично фильтру Фиг. 1, в зеркалах Фиг. 7, изменение фокусного расстояния систем линз, посредством управляющих потенциалов на электродах, позволит регулировать интенсивность проходящего к приемнику излучения (4).And similarly to the filter of FIG. 1 in the mirrors of FIG. 7, a change in the focal length of the lens systems, by means of control potentials on the electrodes, will make it possible to regulate the intensity of the radiation transmitted to the receiver (4).
При этом, система обработки сигналов и управления, может быть общей для управления системами зеркал (Фиг. 7) и для фильтра Фиг. 1, расположенного перед глазами водителя (4) транспортного средства, в передней полусфере.At the same time, the signal processing and control system may be common for controlling the mirror systems (FIG. 7) and for the filter of FIG. 1, located in front of the driver's eyes (4) of the vehicle, in the front hemisphere.
Представленная таблица №2 (для транспортных средств с включенным "дальним" светом) показывает отношение яркости источника встречного излучения, рассеянного фильтром с Kf = 103, где Kf - коэффициент снижения яркости слепящего излучения фильтром, к яркости пятна собственного излучения фар транспортного средства, отраженного от дороги с Kd = 0,1, где Kd - коэффициент отражения дорожного полотна, для углов рассеивания пучков света фар собственного излучения - 10 град., и встречного - 10 град., где Dc - расстояние в метрах до встречного транспортного средства и Ds - расстояние в метрах до пятна, отраженного от дороги собственного излучения.The presented table No. 2 (for vehicles with "far-off" light on) shows the ratio of the brightness of the source of oncoming radiation scattered by the filter with Kf = 10 3 , where Kf is the coefficient of brightness reduction of the glare radiation of the filter, to the brightness of the spot of the own radiation of the vehicle headlights reflected from the road with Kd = 0.1, where Kd is the reflection coefficient of the roadway, for the scattering angles of the light beams of the headlights of its own radiation is 10 degrees, and the oncoming light is 10 degrees, where Dc is the distance in meters to the oncoming vehicle and a Ds - distance in meters to the spot reflected from the road of their own radiation.
Согласно приведенной таблице при максимальном рассеянии фильтра, например, Kf = 103, даже в худших условиях - встречные транспортные средства движутся с включенным дальнем светом, водители, не подвергаясь ослеплению, могут просматривать дорогу на расстоянии, более 100 метров, с учетом того, что максимальный диапазон интенсивности света, который соответствует динамическому диапазону зрительной системы человека, составляет около 10000:1 (около 4 порядков).According to the table below, when the filter is maximally scattered, for example, Kf = 10 3 , even in the worst conditions - oncoming vehicles move with the included high beam, drivers, without being blinded, can view the road at a distance of more than 100 meters, taking into account that The maximum range of light intensity, which corresponds to the dynamic range of the human visual system, is about 10,000: 1 (about 4 orders of magnitude).
А при переключении света фар транспортных средств с дальнего на ближний, луч опускается и освещает полотно дороги на расстоянии до 50…70 метров, при этом яркость света фар практически остается прежней и соответственно яркость пятна, отраженного от полотна дороги существенно не изменяется, а яркость света фар встречного транспортного средства, при переключении их на ближний свет, уменьшается как минимум на порядок - фара слепит не прямым лучом, а рассеянным светом. Исходя из чего, величины отношений яркостей, источников встречного излучения и яркости пятна собственного излучения, отраженного от дороги, приведенные в таблицах, можно уменьшить как минимум на порядок.And when switching the headlights of vehicles from far to near, the beam descends and illuminates the roadway at a distance of 50 ... 70 meters, while the brightness of the headlights remains almost the same and, accordingly, the brightness of the spot reflected from the roadway does not change significantly, and the brightness the headlights of the oncoming vehicle, when switching them to the dipped beam, is reduced by at least an order of magnitude - the headlamp does not dazzle with a direct beam, but with a diffused light. Based on this, the values of the ratios of brightness, sources of oncoming radiation and the brightness of the spot of its own radiation reflected from the road, shown in the tables, can be reduced by at least an order of magnitude.
Дополнительно содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения (1), например, естественных излучателей и отражателей (солнце, облака, дорога, растительность и т.п.), естественной подсветки в сумеречное время, что позволит оптимизировать работу ДФИН, изменяя уровень порога применительно к адаптационной характеристике глаз водителя (4) к освещенности (Фиг. 12).It also contains a sensor for estimating the average intensity of external optical radiation (1), for example, natural emitters and reflectors (sun, clouds, road, vegetation, etc.), natural light in twilight time, which will optimize DFIN performance by changing the threshold level as applicable to the adaptation characteristics of the driver's eyes (4) to the light (Fig. 12).
Дополнительно содержит анализатор спектрального состава принимаемого внешнего оптического излучения (1), который может быть использован для анализа входящей информации с целью исключения рассеяния излучения с полезной и необходимой информацией, например, сигналов светофора повышенной яркости, габаритных огней, "стоп" - сигналов транспортных средств или других сигналов.It additionally contains an analyzer of the spectral composition of the received external optical radiation (1), which can be used to analyze incoming information in order to avoid scattering of radiation with useful and necessary information, for example, high-brightness traffic lights, side lights, "stop" signals from vehicles or other signals.
При необходимости изменить спектральный состав принимаемого излучения содержит светофильтр, корректирующий его спектр.If necessary, change the spectral composition of the received radiation contains a light filter, correcting its spectrum.
УПРФ построенный по данной технологии может быть выполнен достаточно тонким, что позволит на его основе построить опускающийся козырек на шлеме, например, мотоциклиста.UPRF built on this technology can be made quite thin, which will allow to build on its basis a descent visor on a helmet, for example, a motorcyclist.
При применении фильтра в виде козырька на шлеме или очков, блок управления, процессор выработки решений и другие узлы, могут быть выведены за пределы их конструкции во внешний блок, например, установлены непосредственно в приборной панели транспортного средства, а автоматическая, двухсторонняя связь между ними может осуществляться, например, излучением и приемом сигналов в инфракрасном или другом частотном диапазоне, что позволит, существенно облегчить их вес, габариты, а при автономном питании и снизить потребляемую мощность. При этом внешний блок может содержать пульт управления режимами работы фильтра.When applying a filter in the form of a visor on a helmet or goggles, the control unit, the decision-making processor, and other components can be brought out of their design into an external unit, for example, installed directly in the vehicle dashboard, and automatic, two-way communication between them carried out, for example, by radiation and reception of signals in the infrared or other frequency range, which will make it possible to significantly ease their weight, dimensions, and with autonomous power supply and to reduce power consumption. In this case, the external unit may contain a control panel of the filter operation modes.
Для снижения отражений от внешних поверхностей фильтра, они содержат просветляющее покрытие, например, пленку компании Nippon Electric Glass, которая позволит достичь прозрачности поверхностей в пределах 99,5%.To reduce reflections from the external surfaces of the filter, they contain an antireflection coating, for example, a Nippon Electric Glass film, which will allow a surface transparency of 99.5% to be achieved.
При использовании фильтра УПРФ в жестких климатических условиях, например, мотоциклистом в холодное время года, введена система поддержания температуры фильтра (3) в рабочем интервале температур, где в качестве подогревающего элемента может быть использован оптически прозрачный экранирующий электрод (18).When using the UPRF filter in severe climatic conditions, for example, by a motorcyclist during the cold season, a filter maintenance system (3) is introduced in the working temperature range, where an optically transparent shield electrode (18) can be used as a heating element.
Дополнительно, содержит систему, контролирующую состояние водителя транспортного средства по движению век и направлению взгляда, сопряженную с другими системами предупреждения аварийных ситуаций, например, системой автоматического торможения, что является весьма надежной и точной мерой, позволяющей предупредить водителя транспортного средства о возможности неконтролируемого сна или критического ослабления внимания во время движения.Additionally, it contains a system that monitors the condition of the vehicle driver according to the eyelid movement and gaze direction, coupled with other emergency warning systems, such as an automatic braking system, which is a very reliable and accurate measure to warn the driver of the vehicle about the possibility of uncontrolled sleep or critical attenuation while driving.
Кроме того, на оптически прозрачный фильтр выведена дополнительная, необходимая водителю для безопасного движения информация, например, о наличие вблизи других транспортных средств и их скорости, дублирование показаний приборов и т.п..In addition, additional information necessary for the driver to drive safely, such as the presence and speed of vehicles near other vehicles and their duplication, instrument duplication, etc., is displayed on an optically transparent filter.
Таким образом, фильтр УПРФ пропускает без потерь поляризованное и неполяризованное излучение к приемникам излучения - зрачкам глаз водителя (4) транспортного средства с любого направления в пределах заданного сектора обзора из передней полусферы, и/или через зеркала транспортного средства, если его интенсивность, ниже заданного порога и одновременно рассеивает поляризованное и неполяризованное излучение независимо, с любого направления в пределах установленного сектора обзора, если его интенсивность превышает заданный порог, причем степень рассеяния зависит от яркости каждого из источников внешнего оптического излучения.Thus, the UPRF filter passes losslessly polarized and unpolarized radiation to radiation receivers — the pupils of the driver’s eyes (4) from any direction within a given viewing sector from the front hemisphere and / or through the vehicle mirrors if its intensity is lower than the specified the threshold and simultaneously dissipates polarized and unpolarized radiation independently, from any direction within the established viewing sector, if its intensity exceeds a predetermined threshold, and with The heat of scattering depends on the brightness of each of the sources of external optical radiation.
Использование изобретения позволит:The use of the invention will allow:
Существенно повысить безопасность движения транспортных средств, при использовании технологичного и эффективного управляемого противослепящего фильтра УПРФ, независимо рассеивающего поляризационные составляющие входящего излучения, яркость которых превышает заданный порог и прозрачный для других направлений.It is essential to increase the traffic safety of vehicles, using a technologically advanced and efficient controlled anti-glare filter UPRF, independently scattering polarization components of the incoming radiation, the brightness of which exceeds a predetermined threshold and is transparent to other directions.
ЛИТЕРАТУРА.LITERATURE.
1. US Patent 5.422.756. G02B 005/3, 18.05.1992.1. US Patent 5.422.756. G02B 005/3, 05/18/1992.
2. РФ Патент 2.077.069, С1, кл. 6 G02C 7/10, B60J 3/06, 10.04.1997.2. RF Patent 2.077.069, C1, cl. 6
3. РФ Патент 2.530.172, кл. 7 G02B 5/30, B60J 3/06, 20.05.2013.3. The Russian Federation Patent 2.530.172, cl. 7
4. РФ Патент 2.609.278, кл. 7 G02B 5/30, B60J 3/06, 12.11.2015.4. RF Patent 2.609.278, cl. 7
5. РФ Патент 2.607.822, кл. 7 G02B 5/30, B60J 3/06, 15.04.2016.5. RF Patent 2.607.822, cl. 7
6. Каманина Н.В., Васильев П.Я. О возможности получения гомеотропной ориентации нематических элементов при использовании наноструктур. Письма в ЖТФ, 2009, т. 35, вып. 11, стр. 39-43.6. Kamanina N.V., Vasilyev P.Ya. On the possibility of obtaining a homeotropic orientation of nematic elements using nanostructures. Letters to the Journal of Technical Physics, 2009, vol. 35, no. 11, pp. 39-43.
7. Study of the growth of conductive single-wall carbon nanotube films with ultra-high transparency. Dachuan Shi, Daniel E. Resasco Chemical Physics Letters 511 (2011) 356-362.7. Carbon nanotube films with ultra-high transparency. Dachuan Shi, Daniel E. Resasco Chemical Physics Letters 511 (2011) 356-362.
8. Твердые растворы на основе оксида цинка для прозрачных электродов. Гаськов A.M., Воробьева Н.А., Жукова А.А., Кривецкий В.В., Марикуца А.В., Петухов И.А., Шатохин А.Н. Кафедра неорганической химии МГУ, 31.12.2014.8. Solid solutions based on zinc oxide for transparent electrodes. Gaskov A.M., Vorobieva N.A., Zhukova A.A., Krivetsky V.V., Marikutsa A.V., Petukhov I.A., Shatokhin A.N. Department of Inorganic Chemistry, Moscow State University, 12/31/2014.
9. High-resistance liquid-crystal lens array for rotatable 2D/3D autostereoscopic display.9. High-resistance liquid-crystal lens array for rotatable 2D / 3D autostereoscopic display.
Yu-Cheng Chang, Tai-Hsiang Jen, Chih-Hung Ting, and Yi-Pai Huang. Department of Photonics & Institute of Electro-Optical Engineering, National Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan. 2014 Optical Society of America.Yu-Cheng Chang, Tai-Hsiang Jen, Chih-Hung Ting, and Yi-Pai Huang. Department of Photonics & Institute of Electro-Optical Engineering, National Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan. 2014 Optical Society of America.
10. An Autostereoscopic Device for Mobile Applications Based on a Liquid Crystal Microlens Array and an OLED Display. Jose Francisco Algorri, Virginia Urruchi del Pozo, Jose Manuel Sanchez-Pena, Jose Manuel Oton. September 2014.10. Analogous to an OLED Display, an Autostereoscopic Device for Mobile Applications. Jose Francisco Algorri, Virginia Urruchi del Pozo, Jose Manuel Sanchez-Pena, Jose Manuel Oton. September 2014.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104889A RU2685555C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) |
| PCT/RU2019/000029 WO2019151900A1 (en) | 2018-02-01 | 2019-01-21 | Controllable anti-dazzle diffusion filter-2 (cadf-2) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104889A RU2685555C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2685555C1 true RU2685555C1 (en) | 2019-04-22 |
Family
ID=66314377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104889A RU2685555C1 (en) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2685555C1 (en) |
| WO (1) | WO2019151900A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608567A (en) * | 1991-11-05 | 1997-03-04 | Asulab S.A. | Variable transparency electro-optical device |
| US7008055B2 (en) * | 2003-03-19 | 2006-03-07 | Gpt Glendale, Inc. | Eye protection methods and apparatus |
| RU2413256C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Adaptive polarisation filter (apf) |
| RU2530172C1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-10-10 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled anti-glare filter |
| RU2607822C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-01-20 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled antiglare scattering filter-1 (uprf-1) |
-
2018
- 2018-02-01 RU RU2018104889A patent/RU2685555C1/en not_active IP Right Cessation
-
2019
- 2019-01-21 WO PCT/RU2019/000029 patent/WO2019151900A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5608567A (en) * | 1991-11-05 | 1997-03-04 | Asulab S.A. | Variable transparency electro-optical device |
| US7008055B2 (en) * | 2003-03-19 | 2006-03-07 | Gpt Glendale, Inc. | Eye protection methods and apparatus |
| RU2413256C1 (en) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Adaptive polarisation filter (apf) |
| RU2530172C1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-10-10 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled anti-glare filter |
| RU2607822C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-01-20 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Controlled antiglare scattering filter-1 (uprf-1) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019151900A1 (en) | 2019-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018006652A1 (en) | Switchable glass, controllable shading device, method and vehicle | |
| KR101011507B1 (en) | Vehicle rearview assembly including a high intensity display | |
| US4274713A (en) | Device with a scatter-free light valve | |
| US5168378A (en) | Mirror with dazzle light attenuation zone | |
| EP2312373B1 (en) | Optical display device comprising a window having a controllable variable transmittance | |
| US20190263317A1 (en) | Vehicle-mounted system and vehicle | |
| OA13260A (en) | Adjustable opaque window. | |
| US5541762A (en) | Antiglare optical device | |
| RU2413256C1 (en) | Adaptive polarisation filter (apf) | |
| RU2607822C1 (en) | Controlled antiglare scattering filter-1 (uprf-1) | |
| RU2530172C1 (en) | Controlled anti-glare filter | |
| WO2001007276A1 (en) | Eye protecting device | |
| CN114312253A (en) | Control method of vehicle shade device, vehicle and storage medium | |
| RU2685555C1 (en) | Controlled anti-glare diffusing filter (cagdf) | |
| RU2369490C2 (en) | Multifunctional system for protecting eyes from blindness | |
| CN211055041U (en) | Dimmable reflector, anti-glare rearview mirror and automobile | |
| RU2464596C1 (en) | Adaptive polarisation antiglare filter | |
| RU2609278C1 (en) | Controlled anti-glare scattering filter | |
| WO2013151460A2 (en) | Polarizing anti-glare filter | |
| CN106004365A (en) | Automatic anti-dazzle device | |
| RU2377616C2 (en) | Adaptive polarisation reflectory filter (versions) | |
| US11536947B2 (en) | Tunable window system for a vehicle | |
| RU2541035C2 (en) | Method for driver's eyes protection if blinded by light of oncoming car | |
| GB2562248A (en) | Driver anti-blinding system | |
| CN204575998U (en) | A kind of driving anti-glare glasses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200202 |