Способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения

 

Изобретение может быть использовано в защитных очках, шлемах, масках, щитках и экранах для защиты глаз человека от ослепляющего оптического излучения, создаваемого мощными источниками излучения. В изобретении прерывают и рассеивают оптическое излучение поочередно каждым элементом матричного оптического затвора за счет уменьшения его светопропускания и пропускают к глазам оптическое излучение через остальные элементы матричного оптического затвора, фокусируют на чувствительную поверхность приемника оптического излучения зеркальную составляющую отраженного от глаз оптического излучения и преобразуют ее в электрический сигнал, усиливают электрический сигнал и сравнивают его с пороговым уровнем, при превышении электрическим сигналом порогового уровня выбирают элементы матричного оптического затвора, пропустившие к глазам оптическое излучение от источника ослепления, уменьшают светопропускание выбранных элементов матричного оптического затвора, прерывают и рассеивают оптическое излучение от источника ослепления выбранными элементами матричного оптического затвора и пропускают к глазам оптическое излучение через остальные элементы матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания. В качестве матричного оптического затвора используют матричный жидкокристаллический экран. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты глаз. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области оптики и электроники и преимущественно может быть использовано в защитных очках, шлемах, масках, щитках и экранах для защиты глаз человека от ослепляющего оптического излучения, создаваемого мощными источниками излучения, например Солнцем, прожектором, фарами транспортных средств и сварочной дугой.

Известен способ адаптации глаз водителя транспортного средства по авторскому свидетельству СССР 1183099, 1985, предусматривающий подачу на лобовое стекло транспортного средства адаптирующего светового потока сине-голубого цвета.

Использование указанного способа вызывает лишь незначительную адаптацию глаз к ослепляющему оптическому излучению, но не исключает его воздействия на органы зрения. Кроме того, используемый адаптирующий световой поток приводит к ухудшению восприятия органами зрения водителя дорожной обстановки, в особенности даже при незначительном загрязнении лобового стекла.

Известны способ защиты глаз водителя при ослеплении светом встречного транспортного средства по патенту Российской Федерации 2055557, 1996, и способы защиты органов зрения от ослепления оптическим излучением, которые реализованы в масках, козырьках, шлемах, очках и других защитных средствах от ослепления для водителей транспортных средств и сварщиков по авторским свидетельствам СССР 447154, 1974, 516988, 1978, 984397, 1982, 1042750, 1983, 1066595, 1984, 1323997, 1987, 1431753, 1988, 1653767, 1991, 1728839, 1992, 1739349, 1992 и 1824176, 1993, патентам СССР 1794255, 1993 и 1802705, 1993, патентам США 3756703, 1973, 4023892, 1977, 4160584, 1979 и 4678296, 1984 и заявкам Франции 2260807, 1975 и 2469734, 1981. Указанные способы предусматривают в общей для них части прием ослепляющего оптического излучения органами зрения или электронным приемником оптического излучения и рассеивание или экранирование ослепляющего оптического излучения размещенными на голове человека, очках, маске, шлеме или лобовом стекле транспортного средства рассеивающими элементами, козырьками, шторками, теневыми экранами или оптическими фильтрами, которые вводятся в действие либо вручную, либо поворотом головы человека, либо электроприводом по сигналу с приемника оптического излучения.

Данные способы не обеспечивают эффективной защиты органов зрения от ослепления, поскольку введение их в действие происходит недостаточно оперативно, что может привести к кратковременному ослеплению. Кроме того, используемые защитные оптические элементы существенно ограничивают поле обзора глаз человека, а также часто заставляют его держать голову в неудобном положении.

Известны способы защиты органов зрения при сварочном процессе по авторским свидетельствам СССР 1586705, 1990, 1806707, 1993 и 1813430, 1993 и заявке ФРГ 3536678, 1986, заключающиеся в общей для них части в том, что прерывают электросварочный процесс с частотой не менее 16 Гц и прерывают оптическое излучение, поступающее к органам зрения, с помощью оптического затвора в момент вспышки электрической дуги до окончания ее действия. Прерывание оптического излучения противофазно и синхронно прерыванию сварочного процесса производят по сигналам с включенного в сварочную цепь блока синхронизации или с приемника оптического излучения от сварочной дуги.

Указанные способы обеспечивают защиту органов зрения от оптического излучения, вызванного управляемым с целью прерывания электросварочным процессом, но не позволяют защищать органы зрения при воздействии на них неуправляемых источников ослепления, например Солнца, фар встречных транспортных средств и факела газовой сварочной горелки.

Известен способ защиты глаз водителя от ослепления светом фар встречного транспортного средства, реализованный в системе аналогичного назначения по авторскому свидетельству СССР 1685761, 1991. Указанный способ предусматривает оснащение фар и лобовых стекол всех транспортных средств определенного региона или государства в целом защитными жидкокристаллическими экранами, синхронную модуляцию оптического излучения, проходящего через защитные экраны фар и лобового стекла, с частотой, превышающей предельную частоту различения глазами водителя мельканий, по сигналам со стационарной радиопередающей станции данного региона или государства и в случае ослепления включение водителем режима модуляции оптического излучения защитными экранами, противофазного по отношению к встречному транспортному средству.

Данный способ обеспечивает достаточно эффективную защиту глаз водителя от ослепления, но реализующая его система обладает высокими сложностью и стоимостью изготовления, монтажа и эксплуатации. Кроме того, способ не обеспечивает защиту от ослепления светом источников излучения, не входящих в состав данной системы, например фар транспортных средств, прибывших из других регионов, а также солнечным излучением.

Известен способ защиты органов зрения от ослепления, реализованный в устройствах по авторским свидетельствам СССР 1270737, 1986 и 1681852, 1991 и предусматривающий пропускание оптического излучения к органам зрения через защитный оптический элемент, содержащий не менее двух плоскопараллельных пластин. Вредное для органов зрения оптическое излучение либо непосредственно, либо после преобразования с помощью люминофоров, которыми могут быть активированы плоскопараллельные пластины, отклоняется, рассеивается и за счет внутреннего отражения выводится через боковые торцы защитного оптического элемента.

Известен также способ защиты органов зрения от ослепления, реализованный в устройствах для наблюдения на расстоянии за объектом с концентрированным источником света по авторским свидетельствам СССР 1333334, 1987 и 1695914, 1991, который предполагает пропускание оптического излучения к органам зрения через оптический аттенюатор с двумя зонами различного уровня ослабления оптического излучения. Для его реализации оптический аттенюатор выполнен в виде двух плоских перфорированных пластин круглой формы из светонепроницаемого материала, установленных на взаимно параллельных осях вращения. Две зоны различного уровня ослабления оптического излучения позволяют наблюдать не только за концентрированным источником света, находящимся на объекте, но и за остальными частями объекта.

Оба указанных способа предусматривают ослабление всего оптического излучения, поступающего к органам зрения, и поэтому позволяют наблюдать только за источником ослепления, а не за всей окружающей обстановкой. Кроме того, представляется невозможным производить постоянное наблюдение в случае периодического воздействия на органы зрения источника ослепления, как это происходит, например, при ослеплении водителя фарами встречных транспортных средств.

Известны способы защиты органов зрения от ослепляющего оптического излучения, реализованные в устройствах по авторским свидетельствам СССР 1040456, 1983 и 1103186, 1984, патентам СССР 1540666, 1990 и 1560069, 1990, патенту Российской Федерации 2036627, 1995, патентам США 3652149, 1972, 3737211, 1974 и 4039254, 1977 и патентам Великобритании 1261738, 1968 и 1430183, 1976, которые в общей для них части предусматривают пропускание оптического излучения к органам зрения через оптический затвор, выполненный на основе жидких кристаллов или электрохромных материалов, преобразование ослепляющего оптического излучения в электрический сигнал, сравнение электрического сигнала с пороговым уровнем и в случае превышения электрическим сигналом порогового уровня уменьшение светопропускания оптического затвора.

Указанные аналоги обеспечивают ослабление или прерывание всего поступающего на органы зрения оптического излучения, а не только от источника ослепления, и поэтому позволяют производить наблюдение исключительно за источником ослепления, а не за окружающей обстановкой, поскольку не обеспечивают локального уменьшения светопропускания только той области оптического затвора, через которую поступает к органам зрения ослепляющий световой поток.

Известен способ защиты органов зрения от ослепления, реализованный в противоослепляющих очках по авторскому свидетельству СССР 1005787, 1983, который предусматривает пропускание оптического излучения через размещенные в оправе очков оптические элементы, содержащие последовательно размещенные по направлению распространения оптического излучения первый поляризационный фильтр, прозрачный фотопроводник, жидкокристаллический фильтр и второй поляризационный фильтр. Локальное уменьшение сопротивления фотопроводника по его поверхности в соответствии с падающим оптическим излучением вызывает изменение напряжения, подводимого к отдельным локальным участкам жидкого кристалла. Поэтому предполагается возможным уменьшение светопропускания лишь отдельных локальных областей оптических элементов, которые подвергаются засветке ослепляющим оптическим излучением. Однако существующие материалы и современный уровень технологии производства не позволяют обеспечивать уменьшение светопропускания оптического элемента в локально ограниченной области при моноблочном исполнении жидкокристаллического фильтра. Кроме того, дрейф носителей заряда в фотопроводнике также приводит к размытию областей оптического элемента, в которых уменьшается светопропускание.

Указанное свидетельствует о низкой эффективности защиты органов зрения от ослепляющего оптического излучения в случае необходимости сохранения хороших условий наблюдения за окружающей обстановкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению следует считать способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения, который реализован в противоослепляющем устройстве по авторскому свидетельству СССР 1794700, В 60 J 3/06, опубликованному 15.02.93.

Сущность прототипа заключается в следующем: - пропускают к глазам оптическое излучение через матричный оптический затвор, выполненный, например, на основе жидких кристаллов; - фокусируют оптическое излучение от источника ослепления на чувствительную поверхность координатно-чувствительного приемника оптического излучения, например передающей телевизионной трубки или матричного приемника оптического излучения; - преобразуют оптическое излучение от источника ослепления в электрический сигнал координатно-чувствительным приемником оптического излучения; - усиливают электрический сигнал; - сравнивают электрический сигнал с пороговым уровнем; - в случае превышения электрическим сигналом порогового уровня выбирают элементы матричного оптического затвора, соответствующие положению изображения источника ослепления на чувствительной поверхности координатно-чувствительного приемника оптического излучения; - уменьшают светопропускание выбранных элементов матричного оптического затвора; - прерывают и рассеивают оптическое излучение от источника ослепления выбранными элементами матричного оптического затвора и пропускают к глазам оптическое излучение от неослепляющих источников через остальные элементы матричного оптического затвора.

Указанный способ обеспечивает четкое локальное прерывание и рассеивание ослепляющего оптического излучения выбранными элементами матричного оптического затвора и пропускание к глазам оптического излучения от неослепляющих объектов окружающей обстановки через остальные элементы матричного оптического затвора.

Недостатком указанного способа является необходимость при его технической реализации высокоточной взаимной юстировки координатно-чувствительного приемника оптического излучения, матричного оптического затвора и защищаемого глаза, которая необходима для совпадения выбранных элементов матричного оптического затвора, прерывающих и рассеивающих оптическое излучение, со следом ослепляющего луча, то есть точкой пересечения поверхности матричного оптического затвора с прямой линией, соединяющей источник ослепления и защищаемый глаз. В случае размещения матричного оптического затвора на лобовом стекле транспортного средства подобная юстировка не представляется возможной из-за индивидуальности антропометрических данных каждого водителя и физической невозможности сохранения им в течение длительного времени неизменного положения тела и головы. Указанное справедливо и при реализации способа в защитных щитках для сварки. При реализации известного способа в защитных шлемах, масках или очках для сварщиков или водителей указанная юстировка должна выполняться каждым пользователем перед каждым применением не только из-за индивидуальности антропометрических данных головы и ее органов, но и вследствие различного положения указанного защитного средства, занимаемого им при надевании. При этом конструкция защитного средства должна обеспечивать неизменность его положения на голове пользователя в течение длительного времени.

Отмеченное не только приводит к усложнению конструкции защитного средства, но и существенно усложняет его эксплуатацию. Нарушение указанной взаимной юстировки вызывает снижение эффективности защиты глаз от ослепляющего оптического излучения и может привести к тому, что защитное средство перестанет выполнять свои функции.

Кроме того, использование координатно-чувствительного приемника оптического излучения усложняет конструкцию, а значит снижает надежность и приводит к существенным значениям массы, габаритов и стоимости реализующего известный способ устройства, а в случае применения в качестве приемника оптического излучения передающей телевизионной трубки дополнительно требует наличие высоковольтного источника питания.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты глаз от ослепляющего оптического излучения при одновременном упрощении конструкции, повышении надежности, снижении стоимости, массы и габаритов реализующего предлагаемый способ устройства, а также повышении удобства и упрощении его эксплуатации.

Поставленная цель достигается согласно изобретению тем, что предлагаемый способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения, включающий, в соответствии с прототипом, пропускание оптического излучения к глазам через матричный оптический затвор, фокусировку оптического излучения на чувствительную поверхность приемника оптического излучения, преобразование сфокусированного оптического излучения в электрический сигнал, усиление электрического сигнала, сравнение электрического сигнала с пороговым уровнем, при превышении электрическим сигналом порогового уровня выбор элементов матричного оптического затвора, пропустивших к глазам оптическое излучение от источника ослепления, уменьшение светопропускания выбранных элементов матричного оптического затвора, прерывание и рассеивание оптического излучения выбранными элементами матричного оптического затвора за счет уменьшения их светопропускания, пропускание оптического излучения к глазам остальными элементами матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания, отличается от прототипа тем, что первоначально прерывание и рассеивание оптического излучения элементами матричного оптического затвора за счет уменьшения их светопропускания производят и поочередно каждым элементом матричного оптического затвора, а пропускание оптического излучения к глазам производят через остальные элементы матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания, фокусируют на чувствительную поверхность приемника оптического излучения и преобразуют в электрический сигнал зеркальную составляющую отраженного от глаз оптического излучения. При этом в качестве матричного оптического затвора используют матричный жидкокристаллический экран.

Указанные отличительные признаки в известных аналогах не обнаружены.

Использование в предлагаемом способе первоначально прерывания и рассеивания оптического излучения поочередно каждым элементом матричного оптического затвора за счет уменьшения их светопропускания и пропускания оптического излучения к глазам через остальные элементы матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания обеспечивает пользователю средства защиты хорошие условия наблюдения и модуляцию светового потока матричным оптическим затвором, что после фокусировки оптического излучения на чувствительную поверхность позволяет получить с приемника оптического излучения электрический сигнал, временные параметры которого несут информацию о положении источника ослепляющего излучения. Отмеченное позволяет при технической реализации предлагаемого способа использовать не координатно-чувствительный приемник оптического излучения, например матричный приемник оптического излучения или передающую телевизионную трубку, а более простой, а значит более надежный и дешевый приемник оптического излучения, например фотодиод, что вызовет, кроме снижения стоимости и повышения надежности, упрощение конструкции, снижение массы и габаритов реализующего способ средства защиты.

Применение в предлагаемом способе фокусировки на чувствительную поверхность приемника оптического излучения и преобразования в электрический сигнал зеркальной составляющей отраженного от глаз оптического излучения после превышения электрическим сигналом порогового уровня обеспечивает при учете временных параметров электрического сигнала правильный выбор именно тех элементов матричного оптического затвора, которыми оптическое излучение от источника ослепления было пропущено к глазам, что после прерывания и рассеивания ослепляющего оптического излучения выбранными элементами матричного оптического затвора позволяет осуществить эффективную защиту глаз. Поэтому на этапах изготовления и применения средства защиты глаз, реализующего предлагаемый способ, не требуется высокоточная взаимная юстировка приемника оптического излучения, матричного оптического затвора и защищаемого глаза, что также упрощает конструкцию средства защиты и приводит к повышению удобства и упрощению его эксплуатации.

Отмеченное свидетельствует о существенности указанных отличительных признаков предлагаемого способа защиты глаз от ослепляющего оптического излучения.

Сущность предлагаемого способа защиты глаз от ослепляющего оптического излучения заключается в следующем: - прерывают и рассеивают оптическое излучение и поочередно каждым элементом матричного оптического затвора за счет уменьшения его светопропускания и пропускают к глазам оптическое излучение через остальные элементы матричного оптического затвора;
- фокусируют на чувствительную поверхность приемника оптического излучения зеркальную составляющую отраженного от глаз оптического излучения;
- преобразуют сфокусированную зеркальную составляющую отраженного от глаз оптического излучения в электрический сигнал;
- усиливают электрический сигнал;
- сравнивают электрический сигнал с пороговым уровнем;
- при превышении электрическим сигналом порогового уровня выбирают элементы матричного оптического затвора, пропустившие к глазам оптическое излучение от источника ослепления;
- уменьшают светопропускание выбранных элементов матричного оптического затвора;
- прерывают и рассеивают оптическое излучение от источника ослепления выбранными элементами матричного оптического затвора с уменьшенным светопропусканием и пропускают к глазам оптическое излучение через остальные элементы матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения, где 1 - источник ослепления; 2 - матричный оптический затвор; 3 - засвеченный источником 1 ослепления элемент матричного оптического затвора 2; 4 - фокусирующая оптическая система; 5 - приемник оптического излучения; 6 - усилитель; 7 - источник порогового напряжения; 8 - компаратор; 9 - динамический триггер; 10, 11 - соответственно первый и второй счетчики импульсов; 12 - счетчик-делитель; 13, 14 - соответственно первый и второй регистры хранения; 15, 16, 17, 18 - соответственно первый, второй, третий и четвертый дешифраторы; 19, 20 - соответственно первый и второй блоки дизъюнкторов; 21 - генератор тактовых импульсов; 22 - конъюнктор и 23 - защищаемый глаз.

Матричный оптический затвор 2 устройства для защиты глаз от ослепления установлен перед защищаемым глазом 23 так, чтобы он перекрывал все поле обзора защищаемого глаза 23, в пределах которого может появиться источник 1 ослепления. Приемник 5 оптического излучения расположен в фокальной плоскости фокусирующей оптической системы 4, оптическая ось которой направлена в центр защищаемого глаза 23. В устройстве последовательно соединены приемник 5 оптического излучения, усилитель 6, компаратор 8, подключенный вторым входом к выходу источника 7 порогового напряжения, и динамический триггер 9, выход которого соединен с первым входом конъюнктора 22 и входами записи первого 13 и второго 14 регистров хранения. Генератор 21 тактовых импульсов подключен ко второму входу конъюнктора 22 и входу первого счетчика 10 импульсов, выход переполнения которого соединен со входом второго счетчика 11 импульсов, а информационные выходы соединены со входами первого дешифратора 15 и информационными входами первого регистра 13 хранения, информационные выходы которого подключены ко входам третьего дешифратора 17. Аналогичные выходы первого 15 и третьего 17 дешифраторов попарно через двухвходовые логические элементы первого блока 19 дизъюнкторов соединены с электродами столбцов матричного оптического затвора 2. Информационные выходы второго счетчика 11 импульсов соединены со входами второго дешифратора 16 и информационными входами второго регистра 14 хранения, информационные выходы которого подключены ко входам четвертого дешифратора 18. Аналогичные выходы второго 16 и четвертого 18 дешифраторов попарно через двухвходовые логические элементы второго блока 20 дизъюнкторов подключены к электродам строк матричного оптического затвора 2. Выход конъюнктора 22 соединен со входом счетчика-делителя 12, выход которого подключен ко входам обнуления динамического триггера 9 и первого 13 и второго 14 регистров хранения.

В качестве динамического триггера 9 в устройстве использован триггер с инверсным динамическим входом, устанавливающийся в единичное состояние при изменении напряжения на его динамическом входе от уровня логической единицы до уровня логического нуля.

В случае, когда матричный оптический затвор 2 содержит nn=n2 элементов, расположенных по n строкам и n столбцам, первый 19 и второй 20 блоки дизъюнкторов содержат по n двухвходовых логических элементов каждый, первый 10 и второй 11 счетчики импульсов, а также первый 13 и второй 14 регистры хранения содержат m разрядов, m=log2n. Первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 дешифраторы имеют m входов и n выходов, а счетчик-делитель 12 выполнен с коэффициентом деления частоты, равным (n2-2).

Устройство, реализующее предлагаемый способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения, работает следующим образом. При включении устройства динамический триггер 9, первый 10 и второй 11 счетчики импульсов, счетчик-делитель 12, первый 13 и второй 14 регистры хранения обнуляются. Генератор 21 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы с периодом Т и частотой, превышающей предельную частоту различения глазами человека мельканий. Поступающие с генератора 21 тактовых импульсов тактовые импульсы подсчитываются первым счетчиком 10 импульсов, с информационных выходов которого цифровой код, соответствующий числу поступивших тактовых импульсов, дешифрируется первым дешифратором 15, на n выходах которого последовательно во времени с периодом Т устанавливается напряжение логической единицы, которое через соответствующие логические элементы первого блока 19 дизъюнкторов поступает на электроды столбцов элементов матричного оптического затвора 2. Нулевой цифровой код с информационных выходов второго счетчика 11 импульсов дешифрируется вторым дешифратором 16, в результате чего на его первом выходе устанавливается уровень напряжения логической единицы, который через соответствующий логический элемент второго блока 20 дизъюнкторов поступает на электрод первой строки матричного оптического затвора 2. В результате последовательно во времени уменьшается на время Т светопропускание элементов первой строки матричного оптического затвора 2, после поочередного уменьшения светопропускания всех элементов первой строки которого первый счетчик 10 импульсов переполнится, а его импульс переполнения зарегистрируется вторым счетчиком 11 импульсов. Далее аналогичным образом последовательно во времени уменьшается светопропускание на время Т всех элементов второй строки матричного оптического затвора 2 и так далее для всех его n строк, после чего процесс будет повторяться. Поэтому в каждый момент времени только один элемент матричного оптического затвора 2 прерывает оптическое излучение, а остальные (n2-1) элементы пропускают его к защищаемому глазу 23, причем каждый элемент пропускает оптическое излучение в течение времени (n2-1) Т и прерывает в течение времени Т. Указанное позволяет пользователю устройства с высоким качеством наблюдать окружающую обстановку, не замечая мельканий из-за инерционности органов зрения.

При возникновении в поле обзора защищаемого глаза 23 источника 1 ослепления оптическое излучение последнего через засвеченный источником 1 ослепления элемент 3 матричного оптического затвора 2 поступает на защищаемый глаз 23 и, отразившись от него, фокусируется фокусирующей оптической системой 4 на чувствительную поверхность приемника 5 оптического излучения, преобразующего его в электрический сигнал. После усиления усилителем 6 электрический сигнал сравнивается компаратором 8 с пороговым уровнем, формируемым источником 7 порогового напряжения и определяемым максимальным значением светового потока, не вызывающим ослепления. При превышении электрическим сигналом порогового уровня напряжение на выходе компаратора 8 меняется от уровня логического нуля до уровня логической единицы, что не вызывает установку динамического триггера 9 в единичное состояние. Когда в результате уменьшения светопропускания засвеченного источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора 2 оптическое излучение от источника 1 ослепления не попадет на защищаемый глаз 23 и следовательно на приемник 5 оптического излучения, сигнал на входе компаратора 8 вновь станет меньше порогового напряжения и напряжение на его выходе изменится от уровня логической единицы до уровня логического нуля. По этому перепаду напряжения динамический триггер 9 установится в единичное состояние и своим выходным сигналом обеспечит запись в первый 13 и второй 14 регистры хранения цифровых кодов соответственно из первого 10 и второго 11 счетчиков импульсов, а также откроет конъюнктор 22, через который тактовые импульсы с генератора 21 тактовых импульсов начнут поступать на счетчик-делитель 12 для подсчета. Записанные в первый 13 и второй 14 регистры хранения цифровые коды соответствуют номерам столбца и строки элементов матричного оптического затвора 2, на пересечении которых находится засвеченный источником 1 ослепления элемент 3. После дешифрации указанных цифровых кодов соответственно третьим 17 и четвертым 18 дешифраторами сигналы уровня логической единицы с соответствующих выходов последних через соответствующие логические элементы первого 19 и второго 20 блоков дизъюнкторов поступают на электроды указанных столбца и строки и вызывают уменьшение светопропускания засвеченного источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора 2, что предотвратит ослепление защищаемого глаза 23. При этом у остальных (n2-1) элементов матричного оптического затвора 2 светопропускание останется номинальным, но будет уменьшаться на время Т поочередно и последовательно во времени подобно тому, как это было описано выше. Поэтому в каждый момент времени (n2-2) элементов матричного оптического затвора 2 будут пропускать оптическое излучение к защищаемому глазу 23, обеспечивая высокое качество наблюдения окружающей обстановки.

К моменту времени, когда будет уменьшено на время Т светопропускание элемента матричного оптического затвора 2, предшествующего засвеченному источником 1 ослепления элементу 3, счетчик-делитель 12 подсчитает (n2-2) тактовых импульсов, и сигнал с его выхода обнулит динамический триггер 9, первый 13 и второй 14 регистры хранения. В результате у засвеченного при предыдущем наблюдении источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора 2 будет восстановлено номинальное светопропускание.

Если источник 1 ослепления исчез из поля обзора защищаемого глаза 23, электрический сигнал с приемника 5 оптического излучения не превысит порогового напряжения в компараторе 8 и устройство будет работать, последовательно во времени на время Т уменьшая светопропускание каждого элемента матричного оптического затвора 2, как это было описано выше.

Если источник 1 ослепления остался в поле обзора защищаемого глаза 23, то оптическое излучение от него, пройдя через тот же или другой засвеченный источником 1 ослепления элемент 3 матричного оптического затвора 2, после отражения от защищаемого глаза 23 и фокусировки фокусирующей оптической системой 4 будет преобразовано в электрический сигнал приемником 5 оптического излучения. Усиленный усилителем 6 электрический сигнал превысит в компараторе 8 пороговое напряжение, поступающее с источника 7 порогового напряжения, что приведет к установке на выходе комаратора 8 напряжения логической единицы. Когда, в соответствии с очередностью, будет уменьшено на время Т светопропускание того же или другого засвеченного источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора 2, напряжение на выходе компаратора 8 вновь упадет до уровня логического нуля, что вызовет установку динамического триггера 9 в единичное состояние. Сигналом с динамического триггера 9 откроется конъюнктор 22 для пропускания на счетчик-делитель 12 тактовых импульсов с генератора 21 тактовых импульсов и цифровые коды из первого 10 и второго 11 счетчиков импульсов запишутся в первый 13 и второй 14 регистры хранения. В соответствии с этими цифровыми кодами будет уменьшено светопропускание засвеченного источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора, чем обеспечивается прерывание оптического излучения от источника 1 ослепления, как это было описано выше.

Следовательно, устройство, реализующее предлагаемый способ, обеспечивает выявление засвеченного источником 1 ослепления элемента 3 матричного оптического затвора 2 и уменьшение его светопропускания для прерывания оптического излучения, проверку через время n2 Т факта засветки источником 1 ослепления того же элемента 3 матричного оптического затвора 2 и в случае исчезновения источника 1 ослепления восстановление номинального светопропускания, а в случае наличия источника 1 ослепления - очередное уменьшение светопропускания. При этом остальные (n2-2) элемента матричного оптического затвора 2 пропускают оптическое излучение к защищаемому глазу 23, обеспечивая высокое качество наблюдения окружающей обстановки.

Указанное обеспечивает эффективную защиту глаз от ослепляющего оптического излучения, создаваемого в том числе появляющимися, исчезающими и движущимися источниками ослепления, а также подтверждает возможность технической реализации предлагаемого способа защиты глаз от ослепляющего оптического излучения существующими средствами.

Таким образом, при технической реализации предлагаемого способа не требуется применение координатно-чувствительного приемника оптического излучения, например матричного приемника оптического излучения или передающей телевизионной трубки, а возникает возможность использовать более простой, а значит более надежный и дешевый приемник оптического излучения, например фотодиод, что приведет, кроме снижения стоимости и повышения надежности, к упрощению конструкции, снижению массы и габаритов реализующего способ устройства. Кроме того, на этапах изготовления и применения данного устройства не требуется высокоточная взаимная юстировка приемника оптического излучения, матричного оптического затвора и защищаемого глаза, что также упрощает конструкцию устройства и приводит к повышению удобства и упрощению его эксплуатации. Применение предлагаемого способа защиты глаз от ослепляющего оптического излучения обеспечит повышение эффективности зашиты глаз от ослепляющего оптического излучения.


Формула изобретения

1. Способ защиты глаз от ослепляющего оптического излучения, включающий пропускание оптического излучения к глазам через матричный оптический затвор, фокусировку оптического излучения на чувствительную поверхность приемника оптического излучения, преобразование сфокусированного оптического излучения в электрический сигнал, усиление электрического сигнала, сравнение электрического сигнала с пороговым уровнем, при превышении электрическим сигналом порогового уровня выбор элементов матричного оптического затвора, пропустивших к глазам оптическое излучение от источника ослепления, уменьшение светопропускания выбранных элементов матричного оптического затвора, прерывание и рассеивание оптического излучения выбранными элементами матричного оптического затвора за счет уменьшения их светопропускания, пропускание оптического излучения к глазам остальными элементами матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания, отличающийся тем, что первоначально прерывание и рассеивание оптического излучения элементами матричного оптического затвора за счет уменьшения их светопропускания производят поочередно каждым элементом матричного оптического затвора, а пропускание оптического излучения к глазам производят через остальные элементы матричного оптического затвора без уменьшения их светопропускания, фокусируют на чувствительную поверхность приемника оптического излучения и преобразуют в электрический сигнал зеркальную составляющую отраженного от глаз оптического излучения, при превышении электрическим сигналом порогового уровня выбирают элементы матричного оптического затвора, пропустившие к глазам оптическое излучение от источника ослепления, прерывают и рассеивают оптическое излучение от источника ослепления выбранными элементами матричного оптического затвора и пропускают к глазам оптическое излучение через остальные элементы матричного оптического затвора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве матричного оптического затвора используют матричный жидкокристаллический экран.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическим устройствам и может быть использовано для защиты глаз от ослепления, например, на транспорте

Изобретение относится к оптике, а конкретнее к конструкции линз для солнцезащитных, декоративных, рекламных или клубных голографических очков, эффект от которых обеспечивается голографическими изображениями, в том числе цветными, возникающими при освещении линз естественным или искусственным светом

Изобретение относится к оптике, а конкретнее к конструкции линз для солнцезащитных, декоративных, рекламных или клубных голографических очков, эффект от которых обеспечивается голографическим изображением, возникающим при освещении линз естественным или искусственным светом
Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано при поиске грибов

Изобретение относится к светозащитным оптическим устройствам и может быть использовано для защиты глаз водителей всех транспортных средств от ослепления прямым солнечным светом, светом фар встречного транспорта или при резких изменениях уровня освещенности трассы

Изобретение относится к очковой оптике и позволяет водителям авто- и мототранспорта в ночное время защитить глаза от ослепления светом фар встречного транспорта

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению, а именно к очковой оптике, и может быть использовано при изготовлении средства индивидуальной защиты глаза
Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для удаления птеригиума с поверхности роговицы

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано при лечении проникающих и непроникающих повреждений роговицы

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для растяжения тканей периорбитальной области
Изобретение относится к медицине, офтальмологии

Изобретение относится к области оптики и электроники и преимущественно может быть использовано в защитных очках, шлемах, масках, щитках и экранах для защиты глаз человека от ослепляющего оптического излучения, создаваемого мощными источниками излучения, например Солнцем, прожектором, фарами транспортных средств и сварочной дугой

Наверх