WO2016113439A1 - Gafas activas anti-deslumbramiento - Google Patents
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- WO2016113439A1 WO2016113439A1 PCT/ES2015/070491 ES2015070491W WO2016113439A1 WO 2016113439 A1 WO2016113439 A1 WO 2016113439A1 ES 2015070491 W ES2015070491 W ES 2015070491W WO 2016113439 A1 WO2016113439 A1 WO 2016113439A1
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- G—PHYSICS
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- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C7/00—Optical parts
- G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
Definitions
- the invention is an electronic product that could be used in a fairly generalized manner, basically consisting of improved sunglasses through an "intelligent" electronic device, where the following technologies are combined:
- LCD Liquid Crystal Display
- Liquid crystal display Liquid Crystal Display
- This device is currently applied on television screens, computers, smartphones, etc.
- the necessary technology is simpler than that used in the usual screens, because there is no need to manage colors or illuminate the screen.
- Only one matrix of cells is needed, in which the opacity of each cell is dynamically controlled.
- This type of transmissive screen has already been used in some old projectors using one for each of the 3 color components.
- Miniaturization The technology developed for smartphones allows both the cameras and the processor to have a reasonably small size so that the final product can be comfortable to use and aesthetic. Software.
- the new operating systems developed for smartphones and mini-tablets give great flexibility to the product and allow the execution of all kinds of programs.
- Stereoscopy This technique allows, locating a point in two images from separate cameras, estimate their position in space. If it is a distant point, only the direction is detected and if the direction is close and an approximation of the distance is detected. It is used in one of the variants of the invention.
- Virtual reality This technology is widely used today, especially in video games. Through it you can manage 3D models and generate 2D views of the model from any point of view. It is used in one of the variants of the invention.
- Augmented reality This technique mixes real images with computer generated images or drawings using 3D models. Augmented reality has inspired the invention but is not used in the usual way. EXPLANATION OF THE INVENTION
- the “active sunglasses” are improved sunglasses through an “intelligent” electronic device.
- Each glass of the glasses is composed of a matrix of cells, in which the opacity of each cell is regulated dynamically, to obstruct the path from the intense light sources to the user's eyes, avoiding glare.
- These glasses need two or more small cameras to know what the user sees and to know the position of their pupils.
- the images of the cameras are processed in real time by one or more microprocessors, which calculate the level of opacity that must be applied to each cell, so that the user can see the image as clear as possible and without being dazzled.
- LCD Liquid Crystal Display
- active matrix similar to those used in television screens, computers, smartphones, etc., are used as glasses. The difference is that the screens of the glasses would be simpler because they do not need color management and lighting.
- each camera can use a single camera facing forward to generate the two necessary masks (one for each eye). You can also use two cameras that look at the front and generate a mask with each of them. With this second option, each camera is as close as possible to the eye it protects, so the protection against lights reflected by the rear view mirror of a vehicle is better.
- a camera that looks at an eye of the user is used to calculate the position of the pupil. As the two eyes move the same, it is sufficient to observe the position of only one eye. In addition, with the images of this camera the radius of the user's pupil is measured.
- the gray levels are adjusted to serve as anti-glare masks.
- a margin (growth process) with a thickness equal to the measure of the radius of the user's pupil is added to the darkened areas. If a sharp change in the image is detected, another margin is added in the direction of the change.
- Stereoscopy allows two images coming from separate cameras to know the position in the space of points located in both images. Therefore, to use stereoscopy it is necessary to use two or more cameras facing forward.
- the gray levels are adjusted to serve as anti-glare masks.
- a margin (growth process) with a thickness equal to the radius of the user's pupil is added to the darkened areas. If a sharp change in the image is detected, another margin is added in the direction of the change.
- the glasses try to locate and cover an accessory object that would be supplied with them. If the glasses do not use stereoscopy the object would have to be placed relatively far away (it could be a red cardboard, which would unfold and stick to a wall). In this way, the user, managing the application, modifies the adjustment variables, until checking that the glasses are able to cover the object well, after which it indicates that the adjustment has finished.
- An additional advantage can be to avoid glare in exceptional cases, such as a nearby explosion or the malicious use of a laser pointer pointing at the window of a pilot or driver from afar.
- the masks that are used must partially obstruct the path of light that arrives from the dazzling light sources to the user's pupils; the obstruction must be partial so that the user can see as bright as possible the dazzling objects but without being dazzled.
- the pupil is a point, in this case the calculation is very simple and the necessary masks in general have very little surface.
- the pupil is not a point but a circle of variable size that has an optical system behind it, so that a certain point on the outside is projected at a certain point on the retina and the light coming from the outer point enters. through each point of the pupil. In other words, from a point on the outside light rays appear at all points of the pupil and the lens projects them at a single point on the retina.
- the liquid crystal at rest lets 50% of the light pass by subjecting the light to a polarization and with an electric field applied to each cell, the angle of a second polarization is changed, which controls the opacity of each cell , from 50% (rest) to 100%.
- An LCD device will be used for each eye, and the resolution (number of cells in the active matrix) does not have to be too large, since the user is just going to distinguish the cells of the screen, by focusing his sight on distant objects. Two possible resolutions valid for the screens can be 1024x768 and 800x600. Placing the crystals
- the glasses of the glasses built with LCD devices can be placed perpendicular to the optical axes of the user's eyes when facing the front. They can also be placed in different planes, with an angle to better adapt to the shape of the head or even the crystals could bow. In case of arching the crystals, it is necessary to do an additional deformation process of the anti-glare mask.
- the cameras used to detect the dazzling light sources are not dazzled, for which the light input must be small and you must put a suitable filter. This allows to capture well the zones with high levels of illumination and to distinguish a wide range of high intensities.
- the masks that are generated to darken the glasses of the glasses are images in gray levels (without color)
- the cameras that should be used are color cameras, because they are very cheap because they are components of widespread use on smartphones, tablets, laptops, etc.
- color cameras allows to protect the user from glare caused by colored laser pointers.
- the cameras should be as close as possible to the eyes but without obstructing the vision, in this way the protection against lights reflected by the rear view mirror of a vehicle is better.
- the cameras should be separated at least the separation distance we have between our eyes.
- the glasses have a mini USB connection, which is used to recharge the battery and to connect to other devices.
- the adjustment application which works on smartphones or tablets, requires a connection to the mini USB port of the glasses. This application can also be used to update the glasses software.
- LCD devices which at rest reduce the passage of light by 50%, could be a problem for nighttime application of glasses when lighting is scarce.
- the ideal solution for the night use of these glasses would be to get another type of device with an active matrix of cells, in which the opacity of each cell could be regulated from 0% 100%, however, at the moment there is no such device.
- Variant of the invention for the protection of cameras The method of protection against dazzling initially designed for people can also be applied to cameras.
- This variant of the invention allows cameras to collect quality images when the sun or other intense light arrives from the front.
- the glass where the opacity is regulated must have a very large size. This is due to the fact that a margin with a thickness equal to the radius of the diaphragm is added to the darkened areas and in movie cameras this radius is large, so if the glass is small and close, any area obscured would occupy a large proportion of the glass, covering an important part of the image.
- the “anti-glare active glasses” can be built with the following elements:
- a color camera that is mounted on the glasses facing one of the user's eyes.
- One or several microprocessors that allow, in real time, to process the images of the cameras, generating the two masking images, which are placed on the LCD screens.
- This invention can be considered more an article of general use, than of industrial use. It can be very useful for vehicle drivers and aircraft pilots.
- a variant of the invention can be used to protect against camera glare. This variant of the invention allows cameras to collect quality images when the sun or other intense light arrives from the front. In film production, it can be very useful to improve the quality of backlighting.
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Abstract
Las "gafas de sol activas" son unas gafas de sol mejoradas mediante un dispositivo electrónico "inteligente". Cada cristal de las gafas está compuesto por una matriz de celdas, en las que se regula la opacidad de cada celda de modo dinámico, para obstruir el camino desde las fuentes luminosas intensas hasta los ojos del usuario, evitando los deslumbramientos. Estas gafas necesitan dos o más pequeñas cámaras para saber lo que ve el usuario y para saber la posición de sus pupilas. Las imágenes de las cámaras se procesan en tiempo real mediante uno o más microprocesadores, que calculan el nivel de opacidad que se debe aplicar a cada celda, de modo que el usuario pueda ver la imagen lo más clara posible y sin que sea deslumbrado.
Description
D E S C R I P C I Ó N
GAFAS ACTIVAS ANTI-DESLUMBRAMIENTO SECTOR DE LA TÉCNICA
El invento es un producto electrónico que podría usarse de modo bastante generalizado, consiste básicamente en unas gafas de sol mejoradas mediante un dispositivo electrónico "inteligente", donde se combinan las siguientes tecnologías:
· Pantalla de cristal líquido (LCD = Liquid Crystal Display) de matriz activa. En estas gafas los cristales son sustituidos por este tipo pantalla.
• Miniaturización.
• Software.
• Proceso de imágenes.
· Óptica.
Opcionalmente también se puede utilizar:
• Generación de modelos 3D por estereoscopia.
• Realidad virtual.
También se podría interpretar que se usan técnicas de realidad aumentada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
No existen antecedentes concretos de esta invención, ya que se combinan varias tecnologías existentes con un nuevo objetivo.
Algunos de los antecedentes de las tecnologías que se combinan en este invento son:
Pantalla de cristal líquido (LCD = Liquid Crystal Display) de matriz activa. Este dispositivo se aplica actualmente en pantallas de televisiones, ordenadores, smartphones, etc. Para las gafas, la tecnología necesaria es más simple que la utilizada en las pantallas habituales, debido a que no se necesita gestionar colores, ni iluminar la pantalla. Solo se necesita una matriz de celdas en las que se controla dinámicamente la opacidad de cada celda. Este tipo de pantalla transmisiva se ha utilizado ya en algunos proyectores antiguos utilizando una para cada una de las 3 componentes del color.
Miniaturización. La tecnología desarrollada para los teléfonos inteligentes (smartphones) permite que tanto las cámaras como el procesador puedan tener un tamaño razonablemente pequeño y así el producto final pueda ser cómodo de usar y estético. Software. Los nuevos sistemas operativos desarrollados para smartphones y mini-tablets dan gran flexibilidad al producto y permiten la ejecución de toda clase de programas.
Proceso de imágenes. Esta tecnología existe desde hace mucho tiempo, habiendo software muy especializado y eficiente. De este modo con un buen microprocesador se pueden analizar y procesar en tiempo real las imágenes de las cámaras.
Estereoscopia. Esta técnica permite, localizando un punto en dos imágenes procedentes de cámaras separadas, estimar su posición en el espacio. Si es un punto lejano se detecta solo la dirección y si está cerca la dirección y una aproximación de la distancia. Se utiliza en una de las variantes del invento.
Realidad virtual. Esta tecnología se utiliza muchísimo en la actualidad, especialmente en vídeo- juegos. Mediante ella se pueden manejar modelos 3D y generar vistas 2D del modelo desde cualquier punto de vista. Se utiliza en una de las variantes del invento.
Realidad aumentada. Esta técnica mezcla imágenes reales con imágenes o dibujos generados por ordenador haciendo uso de modelos 3D. La realidad aumentada ha servido de inspiración al invento pero no se utiliza del modo habitual. EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Las "gafas de sol activas" son unas gafas de sol mejoradas mediante un dispositivo electrónico "inteligente". Cada cristal de las gafas está compuesto por una matriz de celdas, en las que se regula la opacidad de cada celda de modo dinámico, para obstruir el camino desde las fuentes luminosas intensas hasta los ojos del usuario, evitando los deslumbramientos.
Estas gafas necesitan dos o más pequeñas cámaras para saber lo que ve el usuario y para saber la posición de sus pupilas. Las imágenes de las cámaras se procesan en tiempo real mediante uno o más microprocesadores, que calculan el nivel de opacidad que se debe aplicar a cada celda, de modo que el usuario pueda ver la imagen lo más clara posible y sin que sea deslumhrado.
Utilidad y ventajas
Estas gafas podrían ser utilizadas por conductores de vehículos para evitar deslumbramientos. Durante el día protegería del sol, tanto directo como reflejado, y durante la noche protegería de los faros de otros vehículos. Esto haría más cómoda y segura la conducción. También sería útil para pilotos de aeronaves, evitando el deslumbramiento del sol directo o reflejado.
La sensación de usar estas gafas será la misma que la de usar unas gafas de sol convencionales, con la gran ventaja de que oscurecerían más las zonas por las que llega más luz, lo que permitirá mirar al sol y a otras fuentes luminosas deslumbrantes.
Funcionamiento
Funcionamiento del modelo básico
Como cristales de las gafas se usan pantallas de cristal líquido (LCD = Liquid Crystal Display) de matriz activa, similares a las usadas en las pantallas de televisiones, ordenadores, smartphones, etc. La diferencia es que las pantallas de las gafas serían más simples al no necesitar gestión de colores y ni iluminación.
Se puede utilizar una sola cámara que mira hacia al frente para la generación de las dos mascaras necesarias (una para cada ojo). También se pueden utilizar dos cámaras que miran al frente y generar con cada una de ellas una máscara. Con esta segunda opción, cada cámara queda lo más cerca posible del ojo al que protege, de este modo la protección contra luces reflejadas por el espejo retrovisor de un vehículo es mejor.
Por otro lado, una cámara que mira a un ojo del usuario se utiliza para calcular la posición de la pupila. Como los dos ojos se mueven igual, es suficiente observar la posición de un solo ojo. Además, con las imágenes de esta cámara se mide el radio de la pupila del usuario.
El funcionamiento es el siguiente:
• La imagen procedente de la cámara que mira al ojo del usuario se procesa, calculándose la posición y radio de las pupilas del usuario.
• Las imágenes procedentes de las cámaras que miran al frente, se procesan, dejándose solo los puntos con el valor máximo de luz y valores cercanos.
• Estas imágenes se procesan, teniendo en cuenta la posición del las pupilas del usuario,
mediante un recorte y un escalado, de modo que puestas sobre los cristales de las gafas coincidan con lo que ve el usuario.
• En las dos imágenes generadas se ajustan los niveles de gris para servir de máscaras anti-deslumbramiento.
· A las zonas oscurecidas se les añade un margen (proceso de crecimiento) con un grosor igual a la medida del radio de la pupila del usuario. Si se detecta un cambio brusco de la imagen se añade otro margen en la dirección del cambio.
• Se aclara el borde de las zonas oscurecidas y se oscurece más su interior, de modo que los bordes quedan suavizados y se mantiene el nivel de gris medio.
· Las imágenes resultantes se colocan en los correspondientes cristales de las gafas.
Funcionamiento del modelo mejorado mediante estereoscopia y realidad virtual
La estereoscopia permite mediante dos imágenes procedentes de cámaras separadas, saber la posición en el espacio de puntos localizados en ambas imágenes. Por tanto, para usar estereoscopia es necesario utilizar dos o más cámaras que miran hacia el frente.
El uso de esta variante proporciona una ventaja adicional a las "gafas de sol activas", que es la protección contra deslumbramientos de fuentes luminosas cercanas, cosa que el modelo básico no puede hacer. Esta variante de gafas sería útil en trabajos de soldadura.
El funcionamiento de esta variante cambia bastante respecto al modelo básico y se explica a continuación:
• La imagen procedente de la cámara que mira al ojo del usuario se procesa, calculándose la posición y radio de las pupilas del usuario.
• Las imágenes procedentes de las cámaras que miran al frente, se procesan, dejándose solo los puntos con el valor máximo de luz y valores cercanos.
• Con estas imágenes, haciendo uso de la estereoscopia, se genera un modelo 3D que contiene las fuentes luminosas deslumbrantes, las propias gafas y los ojos del usuario. · Con el modelo 3D, utilizando técnicas de realidad virtual, se hace una proyección de las fuentes deslumbrantes sobre los ojos del usuario, atravesando los cristales de las gafas y se generan las dos imágenes que atraviesan cada uno de los cristales. Estas imágenes serán utilizadas como máscaras para evitar el deslumbramiento.
• En las dos imágenes generadas se ajustan los niveles de gris para servir de máscaras anti-deslumbramiento.
• A las zonas oscurecidas se les añade un margen (proceso de crecimiento) con un grosor igual a la medida del radio de la pupila del usuario. Si se detecta un cambio brusco de la imagen se añade otro margen en la dirección del cambio.
• Se aclara el borde de las zonas oscurecidas y se oscurece más su interior, de modo que los bordes quedan suavizados y se mantiene el nivel de gris medio.
• Las imágenes resultantes se colocan en los correspondientes cristales de las gafas.
Ajuste Para un correcto funcionamiento de las gafas, cada usuario debe hacer un ajuste personalizado de sus gafas.
El ajuste depende de:
• La separación entre los ojos.
· La longitud de los párpados.
• El tamaño del globo ocular.
• La distancia entre los ojos y los cristales.
• El ángulo del eje óptico de los ojos (mirando al frente) respecto a los cristales. Para el ajuste, lo más sencillo es conectar las gafas a un smartphone o tablet donde se instala una aplicación para las gafas. Así, el usuario, con las gafas puestas y conectadas a su smartphone o tablet, realiza el ajuste mediante la aplicación que le guía durante la operación.
Durante la operación de ajuste, las gafas intentan localizar y tapar un objeto accesorio que se suministraría con éstas. Si la gafas no utilizan estereoscopia el objeto habría que colocarlo relativamente lejos (podría ser una cartulina roja, que se desplegaría y se pegaría a una pared). De este modo, el usuario, manejando la aplicación, modifica las variables de ajuste, hasta comprobar que las gafas son capaces de tapar bien el objeto, después de lo cual indica que el ajuste ha terminado.
Aclaraciones y detalles técnicos
Comparación de las "gafas de sol activas" con otras soluciones Otra solución alternativa y mucho más fácil de implementar para evitar el deslumbramiento es
presentar al usuario en pantallas convencionales la misma imagen que vería pero oscureciendo las zonas deslumbrantes. Sin embargo, esta solución sencilla hace perder agudeza visual y además la experiencia nos indica que este tipo de gafas cuando se usan prolongadamente producen fatiga a la vista y mareos. Esto se debe a que el usuario enfoca su vista a una pantalla que tiene muy cerca pero está viendo objetos que están lejos. En cualquier caso, ver la imagen real da más seguridad y naturalidad en la sensación visual.
Ventajas adicionales de las "gafas de sol activas" Una ventaja adicional puede ser evitar deslumbramientos en casos excepcionales, como una explosión cercana o el uso malintencionado de un puntero láser apuntando a la ventana de un piloto o conductor desde lejos.
Bases físicas y ópticas del funcionamiento
Las máscaras que se utilizan deben obstruir parcialmente el camino de la luz que llega desde las fuentes luminosas deslumbrantes hasta las pupilas del usuario; la obstrucción debe ser parcial para que el usuario pueda ver lo más claro posible los objetos deslumbrantes pero sin que sea deslumhrado.
Para el primer cálculo de la máscara anti-deslumbramiento se considera que la pupila es un punto, en este caso el cálculo es muy sencillo y las máscaras necesarias en general tienen muy poca superficie. Sin embargo, la pupila no es un punto sino un círculo de tamaño variable que tiene detrás un sistema óptico, de modo que un determinado punto del exterior se proyecta en un determinado punto de la retina y la luz, que viene desde el punto exterior entra a través de cada punto de la pupila. En otras palabras, desde un punto del exterior salen rayos de luz a todos los puntos de la pupila y el cristalino los proyecta en un solo punto de la retina.
Por tanto, si se quieren tapar todos los rayos de sol que llegan toda la pupila, no solo al punto central, hay que hacer crecer la máscara un grosor igual al del radio de la pupila.
Con una máscara opaca de este radio no llega ningún rayo de sol a la pupila y además quedaría oscurecida una zona alrededor del sol, debido a que una parte de los rayos de luz de dicha zona, que deberían llegar a la pupila son tapados por la máscara.
Sin embargo, no interesa tapar el 100 % de los rayos de sol porque entonces, en lugar del sol se vería un círculo negro. Por tanto, hay que dejar pasar una pequeña parte de los rayos del sol, para ello lo mejor es que el círculo de la máscara sea menos opaco por los bordes, de este modo, el sol se ve con poca intensidad y la zona oscurecida que aparece alrededor del sol se reduce considerablemente. Además, al suavizar los bordes, se evita la difracción de la luz.
(*) Por ejemplo, poniendo el cristal a una distancia de 15 mm del ojo, para tapar el sol en un punto se necesita una máscara circular con solo 0,07 mm de radio pero para tapar el sol en toda la pupila a este radio hay que sumarle el radio de la pupila, quedando un radio mucho mayor, de 1 ,57 mm.
Uso de dispositivos LCD de matriz activa
El cristal líquido en reposo deja pasar un 50% de la luz por someter a la luz a una polarización y con un campo eléctrico aplicado a cada celda, se cambia el ángulo de una segunda polarización, con lo cual se controla la opacidad de cada celda, desde el 50% (reposo) al 100%. Se utilizará un dispositivo LCD para cada ojo, y la resolución (número de celdas de la matriz activa) no tiene que ser demasiado grande, dado que el usuario apenas va a distinguir las celdas de la pantalla, por enfocar su vista a objetos lejanos. Dos posibles resoluciones válidas para las pantallas pueden ser 1024x768 y 800x600.
Colocación de los cristales
Los cristales de las gafas construidos con dispositivos LCD pueden colocarse perpendiculares a los ejes ópticos de los ojos del usuario cuando mira al frente. También pueden colocarse en planos diferentes, con un ángulo para adaptarse mejor a la forma de la cabeza o incluso los cristales podrían arquearse. En caso de arquearse los cristales, es necesario hacer un proceso adicional de deformación de la máscara anti-deslumbramiento.
Tipo de cámaras para mirar al frente
Es fundamental que las cámaras utilizadas para detectar las fuentes luminosas deslumbrantes no sean deslumbradas, para lo cual la entrada de luz debe ser pequeña y hay que ponerles un filtro adecuado. Esto permite captar bien las zonas con niveles de iluminación altos y distinguir un rango amplio de intensidades altas.
Aunque las máscaras que se generan para oscurecer los cristales de las gafas, son imágenes en niveles de grises (sin color), las cámaras que se deben usar son cámaras en color, por ser estás muy baratas debido a que son componentes de uso muy extendido en teléfonos inteligentes (smartphones), tabletas, ordenadores portátiles, etc.
Además el uso de cámaras de color permite proteger al usuario de deslumbramientos producidos por punteros láser de color.
Colocación de las cámaras que miran al frente
Las cámaras deben estar lo más cerca posible de los ojos pero sin obstaculizar la visión, de este modo la protección contra luces reflejadas por el espejo retrovisor de un vehículo es mejor.
Si se utiliza estereoscopia (para proteger de fuentes luminosas cercanas) las cámaras deben separarse al menos la distancia de separación que tenemos entre nuestros ojos.
Velocidad necesaria para la generación de las máscaras
El proceso de generación de máscaras debe hacerse con gran rapidez (en tiempo real) para que el usuario esté siempre protegido del deslumbramiento. Cuantas más imágenes se procesen por segundo, mejor será la protección.
Con la tecnología actual se pueden procesar fácilmente entre 50 y 60 imágenes por segundo. En este caso, desde que se produce un cambio de posición hasta que se genera la máscara pasan menos de 2 centésimas de segundo, momento en el que la protección es efectiva al 100% y mientras se procesa la imagen se utiliza la máscara anterior, que aunque no proteja al 100% es muy probable que de un porcentaje alto de protección. Además si se detecta movimiento en la imagen se añade un margen en la máscara en la dirección del movimiento.
Conexión de las gafas Las gafas tienen una conexión USB mini, que sirve para recargar la batería y para conectar a otros dispositivos.
La aplicación de ajuste, que funciona en smartphones o tablets, necesita que haya conexión con el puerto USB mini de las gafas. Esta aplicación también puede ser utilizada para actualizar el software de las gafas.
Posibles limitaciones para el uso nocturno de las gafas
El uso de dispositivos LCD, que en reposo reducen el paso de luz un 50%, podría ser un problema para la aplicación nocturna de las gafas cuando la iluminación es escasa.
De todas formas, si un conductor circula por la noche encontrándose con muchos vehículos que vienen de frente, como las gafas reducen el brillo de los faros que tiene delante y este brillo no le llegaría a molestar, la pupila del ojo del conductor puede abrirse más y compensar la pérdida de iluminación producida por las gafas.
Si el uso nocturno de las gafas llegara a ser un problema, una posible solución es un dispositivo mecánico para mover los cristales (dispositivos LCD), apartándolos del campo visual en el caso de que las cámaras detecten un ambiente muy oscuro y volviéndolos a colocar en su sitio cuando aumenta la cantidad de luz ambiente. En este caso, lo mejor sería un giro de los cristales por el eje horizontal situado en la parte superior de estos. En cualquier caso, esta posibilidad se descarta en una primera fase del desarrollo del producto ya que incorporar un sistema mecánico en las gafas complica el diseño y la fabricación.
La solución ideal para el uso nocturno de estas gafas sería conseguir otro tipo de dispositivo con una matriz activa de celdas, en las que se pudiera regular la opacidad de cada celda desde el 0%
al 100%, sin embargo, de momento no existe este tipo de dispositivo.
Variante del invento para la protección de cámaras El método de protección contra deslumbramientos inicialmente ideado para personas también puede aplicarse a cámaras. Esta variante del invento permite a las cámaras recoger imágenes de calidad cuando el sol u otra luz intensa llega de frente.
En la producción cinematográfica, puede ser de gran utilidad para mejorar la calidad de los contraluces.
Para conseguir imágenes de calidad, el cristal donde se regula la opacidad debe tener un tamaño muy grande. Esto se debe a que a las zonas oscurecidas se les añade un margen con un grosor igual a la medida del radio del diafragma y en las cámaras de cine este radio es grande, por lo que si el cristal es pequeño y está cerca, cualquier zona oscurecida ocuparía una gran proporción del cristal, tapando una parte importante de la imagen.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La explicación de este invento no necesita dibujos. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Las "gafas activas anti-deslumbramiento" se pueden construir con los siguientes elementos:
· 2 pantallas LCD de matriz activa, semitransparentes en donde la opacidad de cada celda puede ser regulada de modo dinámico. Cada una de estas dos pantallas actúa como un cristal de las gafas.
• 2 cámaras de color que se montan en las gafas mirando al frente.
• Una cámara de color que se montan en las gafas mirando a uno de los ojos del usuario. · Uno o varios microprocesadores que permitan, en tiempo real, realizar el proceso de las imágenes de las cámaras, generando las dos imágenes máscaras, las cuales se colocan en las pantallas LCD.
• El software necesario para realizar el proceso indicado en el párrafo anterior, que permite el funcionamiento normal de las gafas. Este software podrá utilizar solo proceso de imágenes o combinar proceso de imágenes, estereoscopia y realidad virtual (modelo 3D).
• Software adicional para realizar los procesos necesarios en el ajuste de las gafas.
• Conexión mini USB para comunicar con dispositivos externos de modo que se pueda efectuar el ajuste de las gafas, actualizar el software y cargar las baterías.
• Baterías recargables.
• Electrónica de control necesaria para los elementos utilizados.
Aplicación
Este invento se puede considerar más un artículo de uso general, que de uso industrial. Puede ser muy útil para conductores de vehículos y pilotos de aeronaves.
Seguidamente se expone una lista con posibles tipos de usuarios:
• Conductores de vehículos.
• Pilotos de aeronaves, tanto de aviación civil como militar. En el ámbito militar, las gafas pueden ser de gran utilidad para ver bien posibles enemigos que se acerquen con el sol detrás.
• Personal de las fuerzas armadas y de la policía. Las gafas pueden ser útiles para ver bien posibles enemigos situados con el sol detrás.
• Trabajadores que hacen soldaduras, los cuales tendrían que usar la gafas mejoradas mediante estereoscopia.
· Personas con problemas de hipersensibilidad a la luz (albinos y personas con dificultades para contraer la pupila). Para estas personas se podría hacer un ajuste especial de las gafas, de modo que el nivel de intensidad de luz para el que se empieza a proteger sea menor. Además, una variante del invento puede utilizarse para proteger contra deslumbramientos a cámaras. Esta variante del invento permite a las cámaras recoger imágenes de calidad cuando el sol u otra luz intensa llega de frente. En la producción cinematográfica, puede ser de gran utilidad para mejorar la calidad de los contraluces.
Claims
REIVINDICACIONES
Gafas activas anti-deslumbramiento: Gafas en las que cada cristal está compuesto por una matriz de celdas, en las que se regula la opacidad de cada celda de modo dinámico, para obstruir el camino desde las fuentes luminosas deslumbrantes hasta los ojos del usuario, evitando el deslumbramiento. Estas gafas necesitan una o más pequeñas cámaras que miran hacia el frente y uno o más microprocesadores, que procesando las imágenes de las cámaras en tiempo real, calculen el nivel de opacidad que se debe aplicar a cada celda, de modo que el usuario pueda ver la imagen lo más clara posible y sin que sea deslumhrado. Gafas activas anti-deslumbramiento descritas en la reivindicación anterior, añadiendo cámaras dirigidas a los ojos del usuario, para que el aparato sepa la posición de las pupilas del usuario, de modo que las máscaras de protección anti-deslumbramiento se adapten a la posición de las pupilas del usuario.
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
Applications Claiming Priority (2)
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US7970172B1 (en) * | 2006-01-24 | 2011-06-28 | James Anthony Hendrickson | Electrically controlled optical shield for eye protection against bright light |
WO2014079574A1 (de) * | 2012-11-22 | 2014-05-30 | Jürgen Röder | Verfahren zum reduzieren der von einem träger einer brille wahrnehmbaren helligkeit mindestens eines objekts sowie blendschutzbrille |
-
2015
- 2015-01-14 ES ES201530030A patent/ES2579777B1/es not_active Withdrawn - After Issue
- 2015-06-24 WO PCT/ES2015/070491 patent/WO2016113439A1/es active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2579777A1 (es) | 2016-08-16 |
ES2579777B1 (es) | 2017-08-04 |
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