專利名稱：跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光強(qiáng)度衰減裝置，更確切地說是涉及一種可選擇地降低人眼視場中光強(qiáng)度的裝置，避免眼睛受強(qiáng)光剌激。
在陽光下作業(yè)特別是駕駛車輛時，光線直射雙眼，不僅使作業(yè)者或駕駛者無法看清景物，還強(qiáng)烈地剌激傷害人眼。佩帶墨鏡雖然可以對強(qiáng)光造成適當(dāng)衰減，但同時也使視場中的景物全部變暗，導(dǎo)致作業(yè)者因看不清景物而降低作業(yè)效率或使駕駛員不能安全駕駛。車輛上設(shè)置的傳統(tǒng)遮光板，如果放得太低，則在遮往強(qiáng)光的同時也遮擋住了駕駛者的視線。夜間行車時，對面駛來車輛的前燈燈光會剌激駕駛員眼睛，或后面車輛的前燈燈光會在后視鏡上產(chǎn)生反光刺激駕駛員眼睛，諸如此類，均會導(dǎo)致駕駛員不能看清路況，其后果是非常危險的。
現(xiàn)有的光強(qiáng)度衰減裝置，如由CN1187252A“光強(qiáng)度衰減裝置和衰減方法”中所公開的技術(shù)，能夠降低人眼所目視的光源強(qiáng)度，其眼用裝置實(shí)施例包括框架、電源、光傳感器、帶有快門元件陣列的兩透光鏡片、用戶控制器和處理電路。用戶利用用戶控制器預(yù)先設(shè)置用戶常數(shù)，光傳感器對視場進(jìn)行掃描并產(chǎn)生光強(qiáng)度信號，處理電路利用用戶常數(shù)及預(yù)置的閾值對該光強(qiáng)度信號進(jìn)行處理，在光強(qiáng)度信號超過任一閾值時，兩透光鏡片上帶有快門元件陣列中的一個或多個元件變暗，形成遮光區(qū)，從而有選擇地降低了人眼所目視的光源強(qiáng)度。由于不同的佩帶者在使用前均需按個人的條件預(yù)設(shè)用戶常數(shù)，過程繁瑣不便于使用；由于采用對視場進(jìn)行掃描取樣的工作方式，且眼球是處在不斷的移動(左右或上下)狀態(tài)中，為了壓縮遮光區(qū)的占空時間，需在快門元件陣列電路前加設(shè)存儲器件進(jìn)行狀態(tài)保持，使控制電路變得復(fù)雜化。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，可以跟蹤移動的強(qiáng)光源并對目視的該強(qiáng)光源進(jìn)行強(qiáng)度衰減，但對視場內(nèi)除強(qiáng)光源以外的景物仍能保持明亮狀態(tài)，既保護(hù)人眼免受強(qiáng)光剌激，又能保持對視場的正常觀察，且結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
本實(shí)用新型的跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，通過光電感應(yīng)及其組合，對強(qiáng)光源的散射像進(jìn)行取樣并轉(zhuǎn)換成電信號，再控制LCD液晶衰減屏并在LCD液晶衰減屏上形成對目視強(qiáng)光源的遮蔽區(qū)，而對目標(biāo)光源強(qiáng)度進(jìn)行跟蹤式衰減。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于包括光學(xué)成像器、由一個以上的光傳感器經(jīng)位置排列組合成的光電感應(yīng)組合器、由一個以上的門電路組合成的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路，和由一個以上的LCD液晶衰減單元經(jīng)位置排列組合構(gòu)成的LCD液晶衰減屏；所述的光電感應(yīng)組合器設(shè)置在光學(xué)成像器下方，所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器與所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的各門電路對應(yīng)連接，所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的各門電路輸出與所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元對應(yīng)連接，所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器與所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元按相同的排列位置一一對應(yīng)排列。
所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器排列成m×n矩陣陣列，所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元排列成與之相對應(yīng)的m×n矩陣陣列。
所述的m×n矩陣陣列是6×4矩陣陣列。
所述的光學(xué)成像器由光學(xué)透鏡和散射板上下組合構(gòu)成。
所述的光學(xué)成像器還包括有光圈，設(shè)置在所述光學(xué)透鏡與散射板之間。
所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的門電路是異或門，各異或門的一輸入端與所述光電感應(yīng)組合器中各光傳感器的輸出端連接，各異或門的另一輸入端與LCD液晶驅(qū)動源連接。
所述的LCD液晶衰減屏有兩個，兩LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元對應(yīng)排列并對應(yīng)并聯(lián)連接在相應(yīng)門電路的輸出端上。
可以設(shè)置一個眼鏡框架，所述的光學(xué)成像器和光電感應(yīng)組合器設(shè)置在眼鏡框架的鼻架位置處，所述的兩個LCD液晶衰減屏分別設(shè)置在所述眼鏡框架的左右鏡片位置處，所述的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路設(shè)置在眼鏡框架的左右LCD液晶衰減屏上方。
還可以設(shè)置一個框架，所述的LCD液晶衰減屏設(shè)置在該框架上，所述的光學(xué)成像器、光電感應(yīng)組合器、LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路與該框架合體或分體設(shè)置。
所述光電感應(yīng)組合器與LCD液晶衰減屏的長寬比為16∶9。
本實(shí)用新型的跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，由光電感應(yīng)組合器中相應(yīng)的光傳感器將光學(xué)成像器散射板所成強(qiáng)光源景像的散射像轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)相應(yīng)的門電路驅(qū)動后輸出到LCD液晶衰減屏的相應(yīng)LCD液晶衰減單元上，由于光電感應(yīng)組合器的各光傳感器、光電感應(yīng)組合器的各門電路及LCD液晶衰減屏的各LCD液晶衰減單元是一一對應(yīng)并順序連接的，且光電感應(yīng)組合器的各光傳感器與LCD液晶衰減屏的各LCD液晶衰減單元按相同的位置對應(yīng)排列成矩陣陣列，因此，當(dāng)光電感應(yīng)組合器上的一個或多個光傳感器因感受到強(qiáng)光而輸出有光照信號時，經(jīng)相應(yīng)的門電路組合、驅(qū)動，而使LCD液晶衰減屏上相同位置上的LCD液晶衰減單元變暗，即在強(qiáng)光源與眼睛間出現(xiàn)遮蔽區(qū)，且遮蔽區(qū)的出現(xiàn)與目視強(qiáng)光源在時間上相關(guān)，實(shí)現(xiàn)即時跟蹤并衰減強(qiáng)光源光照度的效果，有效地保護(hù)了眼睛避免強(qiáng)光剌激。此外，光電感應(yīng)組合器上的其余光傳感器因未感受到強(qiáng)光照射，與之位置對應(yīng)處的LCD液晶衰減單元則不會變暗，仍保持透明，不會影響對強(qiáng)光源以外的景物的觀察效果。
本實(shí)用新型的跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，由于在光學(xué)成像器中設(shè)置散射板，佩鏡者視場中的景物經(jīng)光學(xué)成像器形成散射像，光電感應(yīng)組合器將其轉(zhuǎn)換成強(qiáng)光源的電信號，通過門電路的組合，強(qiáng)光源的電信號越過門電路的閥值而驅(qū)動LCD液晶衰減單元變暗，形成大于佩鏡者視場中強(qiáng)光源面積的遮蔽區(qū)，而該遮蔽區(qū)是位于佩鏡者眼睛與強(qiáng)光源之間的，而使佩鏡者的眼睛不會受強(qiáng)光源的傷害。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)。


圖1是本實(shí)用新型眼鏡型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器原理性結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是本實(shí)用新型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
參見
圖1，是本實(shí)用新型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器的一眼鏡型實(shí)施例結(jié)構(gòu)，包括眼鏡框架10和固定在眼鏡框架10上的電源開關(guān)1、電池2、集成穩(wěn)壓器3、光電感應(yīng)組合器4、光學(xué)成像器5、由門電路組合6與LCD液晶驅(qū)動源7組合構(gòu)成的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路，和左右LCD液晶衰減屏8、9。光學(xué)成像器5設(shè)置在光電感應(yīng)組合器4的上方，兩者位于眼鏡框架10的鼻架位置處，左右LCD液晶衰減屏8、9分別設(shè)置在眼鏡框架10的左右鏡片位置處，電源開關(guān)1、電池2、集成穩(wěn)壓器3(也可不設(shè)置)、門電路組合6與LCD液晶驅(qū)動源7則設(shè)置在眼鏡框架10左右LCD液晶衰減屏8、9的上方。
光電感應(yīng)組合器4由24只光傳感器排列成6×4矩陣陣列構(gòu)成，左或右LCD液晶衰減屏8或9各由24片LCD液晶衰減單元排列成6×4矩陣陣列構(gòu)成，每一只光傳感器與每一片LCD液晶衰減單元在6×4矩陣陣列中對應(yīng)排列而具有相同的位置，即同一行、列中(按成像倒置原理確定行列關(guān)系)。
佩鏡者通過左或右LCD液晶衰減屏8或9視物，平時此屏透明。護(hù)目鏡可以跟蹤移動的強(qiáng)光源，并針對該移動的強(qiáng)光源進(jìn)行衰減，而處于視場中的其它景物仍然明亮，不會影響佩鏡者對它們的觀察。
眼鏡框架10的兩個鏡腿，其接近鏡片的部位應(yīng)較寬，用于避免強(qiáng)光從側(cè)面射入刺激佩鏡者的眼睛。
由于人眼在視物時，其眼球的左右轉(zhuǎn)動與上下轉(zhuǎn)動比為16∶9，因而本實(shí)施例的光電感應(yīng)組合器4、LCD液晶衰減屏8、9與眼鏡框架10的長寬比例均取為16∶9，每個LCD液晶衰減單元的尺寸為8.5×5.0毫米。
參見圖2，圖中示出本實(shí)用新型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器原理性結(jié)構(gòu)。光學(xué)成像器5，由位于上方的光學(xué)透鏡11、位于下方的散射板12和其間的光圈17組合構(gòu)成，散射板12可用加有散射劑的透光材料制造，如毛玻璃或乳白色塑膠層等。觀察者視場中的景物通過光學(xué)成像器5的透光鏡11、經(jīng)光圈17在散射板12的前表面形成實(shí)像13，經(jīng)散射板12對光的散射作用，而在散射板12的后表面形成散化的實(shí)像14。該散化實(shí)像14不同于傳統(tǒng)意義的放大成像，與實(shí)像13相比，散化實(shí)像14中各景物的幾何尺寸變大，但各景物的幾何形心間距離不變，因而散化像14可使其下方的光電感應(yīng)組合器4的感光面積大于景物實(shí)像面積。
由于人眼瞳孔的放大程度隨白天、黑夜變化，對強(qiáng)光的感應(yīng)程度也有不同，故為適應(yīng)人眼的這種調(diào)節(jié)機(jī)制，實(shí)施例可在上方的光學(xué)透鏡11與下方的散射板12間設(shè)置光圈17，以便隨著白天(陰晴天)或夜晚調(diào)整所成散射像的亮度。光圈17可采用傳統(tǒng)機(jī)械式或LCD液晶式結(jié)構(gòu)。
光電感應(yīng)組合器4位于光學(xué)成像器5下方，特別是位于散射板13下方，光電感應(yīng)組合器4中的各光傳感器可同時從觀察者視場中由強(qiáng)光源形成的散化像14上取光照度信號，并按散射像14幾何面積的尺寸來決定是由一個或該個及其周圍若干個光傳感器感應(yīng)該光照度信號，即按散射像14幾何面積的尺寸及其位置來確定所感光的光傳感器個數(shù)及其所處位置。
光傳感器將感應(yīng)的圖像光照度信號轉(zhuǎn)換成電信號，送至LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路6中相應(yīng)的門電路輸入端，在LCD液晶驅(qū)動源7的驅(qū)動下，使LCD液晶衰減屏上相應(yīng)部位的LCD液晶衰減單元變暗，形成遮蔽區(qū)，如圖中的15、16所示，衰減強(qiáng)光源發(fā)射到佩鏡者雙眼中的光。由于強(qiáng)光源像的幾何尺寸已在散射板12后被散化，其幾何尺寸已大于實(shí)際視場中強(qiáng)光源的幾何尺寸，因此LCD液晶衰減屏上的遮蔽區(qū)面積是大于佩鏡者在視場中所見強(qiáng)光源的實(shí)際面積的，其效果就好象用手掌去遮擋如硬幣大小的強(qiáng)光源，此時無論佩鏡者的眼球如何移動或改變LCD液晶衰減屏與人眼之間的距離，該遮蔽區(qū)都足以擋住強(qiáng)光源，不會產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。
參見圖3，圖中示出本實(shí)用新型跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器的電氣結(jié)構(gòu)。光電感應(yīng)組合器4由24只光傳感器組成，排列成6×4矩陣陣列，光傳感器采用硅光電三極管組成射極輸出取樣放大電路，對佩鏡者視場中的目視強(qiáng)光實(shí)像的散射像進(jìn)行取樣。LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路6包括24只異或門，每個異或門的一個輸入端與光電感應(yīng)組合器4的6×4矩陣陣列中的一只光傳感器連接，每個異或門的另一個輸入端與LCD液晶驅(qū)動源7連接，LCD液晶驅(qū)動源7還連接兩LCD液晶衰減屏8、9的背極。LCD液晶驅(qū)動源7是一脈沖發(fā)生器，可由傳統(tǒng)的集成與門電路連接電阻、電容構(gòu)成對稱式多諧振蕩器，如產(chǎn)生100Hz的對稱方波。每個異或門的輸出端與兩LCD液晶衰減屏8、9中同一位置上的一個LCD液晶衰減單元并接，并使光電感應(yīng)組合器4中6×4矩陣陣列中的每一個光傳感器保持與LCD液晶衰減屏中6×4矩陣陣列中的每一個LCD液晶衰減單元具有相同的矩陣位置，即成一一對應(yīng)連接關(guān)系，如光電感應(yīng)組合器4中第一行第一列的光傳感器通過異或門與LCD液晶衰減屏8、9中第四行第六列的LCD液晶衰減單元連接，其余可依次類推。圖中3是穩(wěn)壓器，可對護(hù)目器的工作電源Vcc進(jìn)行穩(wěn)壓。
當(dāng)光電感應(yīng)組合器4感應(yīng)由佩鏡者視場中強(qiáng)光源景物所生成的散射像時，強(qiáng)光使光電感應(yīng)組合器4矩陣中的相應(yīng)光傳感器輸出電信號，在該電信號超越異或門的電路閾值時，其輸出信號即時驅(qū)動LCD液晶衰減屏8、9矩陣中的相應(yīng)LCD液晶衰減單元，使之變成遮蔽區(qū)。此遮蔽區(qū)恰位于強(qiáng)光源與佩鏡者的眼睛之間，對強(qiáng)光源進(jìn)行衰減，而此時LCD液晶衰減屏8、9的其它LCD液晶衰減單元則是透明的，使佩鏡者可清楚地看見除強(qiáng)光源以外的景物。該遮蔽是即時進(jìn)行的，其反應(yīng)速度約30毫秒，即使強(qiáng)光源或佩鏡者在移動，只要強(qiáng)光源存在于佩鏡者的視場里，就會一直伴隨有遮蔽區(qū)，直到強(qiáng)光源從佩鏡者的視場里消失或強(qiáng)光源本身減弱，LCD液晶衰減屏8、9上的遮蔽區(qū)才會消失，變得與其它區(qū)域一樣透明。
本實(shí)用新型的跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器除了可直接制作成如
圖1所示的眼鏡型外，還可制作成一種平板式鏡片，形成護(hù)目屏或護(hù)目片，再掛設(shè)在眼鏡框架上，或組合制作在任何其它型式的眼用裝置中。
本實(shí)用新型的跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器對非干涉光，如陽光、燈光等有遮蔽效果。
權(quán)利要求1．一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于包括光學(xué)成像器、由一個以上的光傳感器經(jīng)位置排列組合成的光電感應(yīng)組合器、由一個以上的門電路組合成的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路，和由一個以上的LCD液晶衰減單元經(jīng)位置排列組合構(gòu)成的LCD液晶衰減屏；所述的光電感應(yīng)組合器設(shè)置在光學(xué)成像器下方，所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器與所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的各門電路對應(yīng)連接，所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的各門電路輸出與所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元對應(yīng)連接，所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器與所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元按相同的排列位置一一對應(yīng)排列。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述光電感應(yīng)組合器中的各光傳感器排列成m×n矩陣陣列，所述LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元排列成與之相對應(yīng)的m×n矩陣陣列。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述的m×n矩陣陣列是6×4矩陣陣列。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述的光學(xué)成像器由光學(xué)透鏡和散射板上下組合構(gòu)成。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述的光學(xué)成像器還包括有光圈，設(shè)置在所述光學(xué)透鏡與散射板之間。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路中的門電路是異或門，各異或門的一輸入端與所述光電感應(yīng)組合器中各光傳感器的輸出端連接，各異或門的另一輸入端與LCD液晶驅(qū)動源連接。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述的LCD液晶衰減屏有兩個，兩個LCD液晶衰減屏上的各LCD液晶衰減單元對應(yīng)排列并對應(yīng)并聯(lián)連接在相應(yīng)門電路的輸出端上。
8．根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于還包括有一個眼鏡框架，所述的光學(xué)成像器和光電感應(yīng)組合器設(shè)置在眼鏡框架的鼻架位置處，所述的兩個LCD液晶衰減屏分別設(shè)置在所述眼鏡框架的左右鏡片位置處，所述的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路設(shè)置在眼鏡框架的左右LCD液晶衰減屏上方。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于還包括有一個框架，所述的LCD液晶衰減屏設(shè)置在該框架上，所述的光學(xué)成像器、光電感應(yīng)組合器、LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路與該框架合體或分體設(shè)置。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器，其特征在于所述光電感應(yīng)組合器與LCD液晶衰減屏的長寬比為16∶9。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種跟蹤式衰減強(qiáng)光源護(hù)目器,可跟蹤視場中的強(qiáng)光源并降低其強(qiáng)度。包括光學(xué)成像器、由m×n個光傳感器排列組成的光電感應(yīng)組合器、由m×n個門電路組成的LCD開關(guān)驅(qū)動組合電路,和由m×n個LCD液晶衰減單元排列組成的LCD液晶衰減屏,各光傳感器與各LCD液晶衰減單元按相同的位置對應(yīng)并列排成矩陣。光電感應(yīng)組合器將光學(xué)成像器形成的散射像轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)門電路組合驅(qū)動,而在LCD液晶衰減屏上形成大于視場中強(qiáng)光源面積的遮蔽區(qū)。
文檔編號B60J3/00GK2463215SQ0120059
公開日2001年12月5日 申請日期2001年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月13日
發(fā)明者高海溯, 杜曉明 申請人:高海溯