ПРОТИВООСЛЕПЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ANTI-DAZZLING DEVICE

Изобретение относится к оптическим устройствам защиты глаз человека от яркого света, в том числе к устройствам защиты глаз водителя транспортного средства от ослепления фарами встречного автомобиля.
Известны устройства защиты глаз водителя от ослепления фарами встречного транспорта в виде противоослепляющих очков с затемняющими экранами [1. Патент РФ №2088190, МПК: A61F 9/02, заявка №94036022/14, 27.08.1997 г. 2. 3аявка РФ №93037244/28, МПК G02C 7/10, 20.06.1997 г.]. Недостатком вышеперечисленных устройств является использование широких затемняющих зон, экранов и козырьков, ограничивающих поле зрения водителя.
Кроме того, известны оптические устройства, в корпусе которых установлены светозащитные элементы со светофильтрами, которые ослабляют интенсивность светового потока, например очки с поляризационными фильтрами, установленными с возможностью изменения прозрачности оптических стекол или очковых линз [патент РФ №2029328 по заявке: №4933804/10, опубл.20.02.1995].
Также известны оптические бинокулярные устройства, у которых разные участки очковых линз или стекол очков выполнены с разной степенью прозрачности [Патент РФ №2189802 по заявке 98118892/14, опубл. 27.09.2002 г.]
Возникающие при использовании бинокулярных поляризующих, цветных светозащитных фильтров неизбежные существенные изменения в цветовом и световом восприятии и ограничение видимости из-за резкого снижения интенсивности попадающего в глаза света являются основными недостатками всех известных оптических устройств защиты от яркого света.
Целью изобретения являлось создание противоослепляющего устройства, не ограничивающего видимость и сохраняющего при установленных в устройстве светофильтрах максимально возможную естественную светопередачу в условиях уменьшения интенсивности потока видимого света.
Для эффективного решения задачи изобретения были использованы известные физиологические особенности зрения человека, такие как значительное ослабление субъективного эффекта ослепления в случае засветки только одного глаза, а также сохранение возможности в условиях бинокулярного зрения почти полного естественного световосприятия при установлении защитных, затемняющих или цветных фильтров в проекции только одного глаза.
Данная задача решается тем, что противоослепляющее устройство выполнено как бинокулярное устройство в виде корпуса с прозрачными оптическими элементами, снабженными светофильтрами, уменьшающими интенсивность видимого света, где оптические элементы в корпусе устройства на одном и том же уровне по горизонтали для обоих глаз в пределах межзрачкового расстояния или более имеют оптические среды с разной степенью пропускания видимого света или прозрачности в определенной части или по всей площади оптического элемента, включающие ассиметрично расположенный относительно оптических центров глаз в корпусе устройства светофильтр с максимальным защитным эффектом в одном из оптических элементов и второй оптический элемент для другого глаза, который выполнен с визуально более прозрачной оптической средой, чем противоположный, а само устройство выполняется, например, либо в виде очков-антифар с одним очковым стеклом, включающим поляризующий фильтр, и вторым очковым стеклом, имеющим сходную окраску оптической среды, либо корпус устройства выполняется как стационарный светозащитный экран, представляющий собой прозрачную пластину, имеющую последовательно расположенные по горизонтали оптические элементы, включающие ассиметрично или биполярно расположенные оптические элементы с поляризующими или цветными фильтрами для одного из глаз и оптический элемент со сходной окраской оптической среды для другого глаза.
На фиг. 1 представлен вариант портативного противоослепляющего устройства в виде очков-антифар, общий вид сзади. На фиг. 2 представлен стационарный вариант устройства в виде светозащитного экрана, общий вид спереди. На фиг. 3 представлен вариант светозащитного экрана с биполярно расположенными на разных уровнях и сторонах светозащитными фильтрами, общий вид спереди.
Противоослепляющее устройство для водителя транспортного средства выполняется как в варианте портативного устройства, например в виде очков-антифар 1 (фиг. 1), так и в варианте стационарного устройства в виде светозащитного экрана 2 (фиг. 2, 3), имеющего соизмеримые или большие в сравнении с очками размеры оптических элементов.
Во всех вариантах изобретения (фиг. 1, 2) противоослепляющие устройства состоят из корпуса 3 и оптических элементов со специальными оптическими средами соответственно для полей зрения правого и левого глаза, которые в очках-антифарах представлены очковыми стеклами 4 и 5 или линзами, а в светозащитном экране - соответствующими аналогами в виде разнесенных по горизонтальной оси 6 корпуса 2 устройства прозрачных участков или оптических полей 7 и 8 для бинокулярного зрения, представляющих собой, например, соответственно правую и левую половины прозрачного корпуса экрана, или в другом варианте экрана в виде трех последовательно расположенных по горизонтали оптических полей разной прозрачности или степени светопропускания, два из которых расположены биполярно относительно корпуса устройства и ассиметрично относительно оптических центров глаз.
Для снижения яркости света и получения светозащитного эффекта отдельные прозрачные оптические элементы снабжены защитными светофильтрами, которые в корпусе расположены таким образом, что создают затемнение или снижают интенсивность света только или преимущественно для одного глаза. Такое одностороннее снижение видимого светового потока только для одного глаза позволяет при использовании поляризующих или затемняющих цветных светофильтров, сохранять практически неизменным бинокулярное и цветное зрение и при этом одновременно уменьшать субъективный эффект ослепления глаз.
Для получения такого эффекта во всех вариантах устройств затемняющие, поляризующие, цветные и иные специальные светофильтры, снижающие интенсивность видимого света, устанавливаются таким образом, что образуют ассиметрично расположенные по горизонтали относительно корпуса и на одном и том же уровне для обоих глаз оптические среды разной прозрачности или степени снижения интенсивности видимого света. Для этого светофильтры в оптических элементах устанавливаются в разных вариантах, например, только на одном из двух оптических элементов или на двух элементах, но на разных уровнях по горизонтали и на разных сторонах либо на каждом оптическом элементе устройства, но при существенном различии в степени прозрачности или интенсивности светопропускания оптических сред двух разных оптических элементов, а также биполярно - на двух оптических элементах или полях, разделенных третьим оптическим элементом или полем. Во всех этих устройствах светофильтр располагается ассиметрично относительно оптических центров одного из глаз.
Во всех вариантах расположения светофильтров в пределах межзрачкового или межцентровочного расстояния на корпусе устройства образуются разные визуально различимые по интенсивности пропускания видимого света или прозрачности оптические среды для обоих глаз в определенной части или на всей площади и на определенном уровне по горизонтали, причем для получения максимального эффекта в одном из оптических элементов устанавливается максимальный светофильтр, достаточный для предупреждения ослепления глаза ярким светом, а на втором оптическом элементе либо используется аналогичная цветовая окраска оптической среды, либо используется такой же светофильтр, но с минимальным эффектом поляризации или светозащиты.
В варианте изобретения в виде очков-антифар 2 максимально затемняющий светофильтр, выполненный из поляризующего или иного фильтра, устанавливается на одно, например левое, очковое стекло 4, при этом второе очковое стекло 5 может быть прозрачным, может иметь аналогичную светофильтру окраску или представлять собой светофильтр, но с минимальной степенью поляризации, причем площадь поляризующего фильтра может быть равна или меньше площади оптического элемента или очкового стекла.
При таком асимметричном по горизонтали относительно корпуса или глаз расположении светофильтра в очках-антифарах возникает существенная разница в интенсивности воздействия света соответственно на правый и левый глаз, так как поляризующий фильтр с максимальным эффектом задерживает около 50% интенсивности светового потока. Аналогично устанавливаются поляризующие и иные светозащитные светофильтры и на таком устройстве, как светозащитный экран.
Таким образом, с помощью такого моделирования ассиметричных световых потоков светозащитное устройство создает основу для возникновения иной адаптивной реакции со стороны глаз на яркий свет, когда одновременно уменьшается физиологическая реакция глаз на яркий свет и при этом сохраняется практически нормальное световосприятие за счет одного из глаз, не защищенного светофильтром.
Для создания оптических сред или оптических элементов с вышеуказанными светозащитными эффектами в очках-антифарах 1 и светозащитном экране 2 технически используются простые методы световой защиты в виде нанесения поляризующей пленки, цветного фильтра или светоотражающего зеркального слоя на одно очковое стекло или соответствующее зрительное поле экрана.
Устройство в виде очков-антифар технически представляет собой обычную конструкцию очков 1, в корпусе 3 которой установлены оптические элементы 4 и 5 в виде очковых стекол или линз, которые имеют разные визуально различимые оптические свойства, а именно одно из очковых стекол или линз, например левое 4, выполнено поляризованным, соответственно пропускающим меньше света или с более интенсивно окрашенной оптической средой, чем правое очковое стекло 5 или линза. Правое очковое стекло 5 может быть при этом полностью прозрачным или выполнено с незначительным затемнением и (или) поляризацией, что уменьшает контрастность для обоих глаз при взгляде через такое устройство. Цветовая характеристика светозащитных фильтров и оптических элементов может быть различной, однако оптимальной является сходная или одинаковая окраска обоих оптических сред, например желтая или серая окраска поляризатора и второго оптического элемента.
В таком оптическом устройстве разные по своим оптическим свойствам оптические среды очковых стекол 4 и 5 или линз очков-антифар 1, где одно очковое стекло выполнено без светофильтра или с минимальным его затемнением, а другое с поляризацией или затемняющим светофильтром, достаточным для предупреждения ослепления, определяют и разные по интенсивности световые воздействия на тот или иной глаз, что является существенным признаком заявленного изобретения.
При такой конструкции очков-антифар 1 уменьшается содружественная защитная реакция зрачков на свет и сохраняется практически неизменным цветовое и световое восприятие одним из глаз через очковое стекло 5 с минимальным затемнением, в то время как, для сравнения, использование в аналогах затемняющих фильтров одновременно для двух глаз резко снижает видимость для водителя.
Корпус стационарного устройства 2 (фиг. 2, 3) представляет собой, как вариант, узкую протяженную прозрачную пластину из стекла или пластика с условной горизонтально направленной осью 6, по ходу которой в корпусе выполнены оптические поля 7 и 8 разной степени прозрачности или поляризации, представляющие в таком виде оптические элементы 7 и 8 для бинокулярного зрения в виде правой и левой частей или половинок светозащитного экрана или в виде последовательно расположенных особым порядком по горизонтали нескольких оптических полей с разной степенью пропускания света.
Особенностью разработанного светозащитного экрана является разная степень прозрачности или поляризации оптических полей 7 и 8 или частей экрана для правого и левого глаза либо на всех уровнях по горизонтали, либо на одном и том же уровне по горизонтали или вертикали для глаз, что и определяет разное по интенсивности световое воздействие на тот или иной глаз в проекции этих полей или соответствующих отдельных горизонтальных уровней в пределах этих полей на разных сторонах.
Для этого в одном из вариантов устройства левая часть или половина экрана, как оптическое поле 7 полностью или частично только на одном определенном уровне, выполняется визуально менее прозрачной или, например, максимально поляризованной за счет поляризующего фильтра в отличие от правой половины экрана, которая представляет собой правое оптическое поле 8 для другого глаза. Правое оптическое поле 8 может быть при этом полностью прозрачным или выполнено с небольшим затемнением или незначительной поляризацией полностью на всей площади или на определенной части и уровне по горизонтали, а также может иметь сходную или иную окраску оптической среды. Таким образом, разница в светопропускании между оптическими элементами в проекции глаз будет составлять около 50%, что позволяет создавать необходимый эффект одностороннего затемнения глаз. Эффект световой защиты в таких устройствах достигается и при меньшей разнице в светопропускании оптических полей. Сам корпус стационарного устройства может иметь элементы крепления 9 или фиксироваться клеевым способом к лобовому стеклу транспортного средства.
Устройство также может выполняться (фиг. 3) в виде светозащитного экрана 2 и очков-антифар, где оптические светозащитные фильтры 7 и 8, например, в стационарном устройстве установлены на двух оптических элементах в проекции обоих глаз, но на разных уровнях по горизонтали и вертикали и на противоположных сторонах, образуя биполярно расположенные по сторонам оптические среды, где степень уменьшения интенсивности светопропускания или прозрачности оптической среды одного из оптических элементов со светофильтром является достаточной для снижения или предупреждения эффекта ослепления глаза и может иметь плавный переход в сторону другого оптического элемента.
Следующим вариантом стационарного устройства является светозащитный экран 2 с тремя последовательно расположенными на одном уровне по горизонтали корпуса 3 экрана оптическими полями или оптическими элементами 7 и 8, оптические среды которых имеют разную степень поглощения света или прозрачности на одном и том же уровне по горизонтали для глаз или относительно горизонтальной оси 6 корпуса устройства, два из которых представлены светофильтрами 7, биполярно расположенными на расстоянии друг от друга, больше или меньше или соизмеримо с межзрачковым или центровочным расстоянием, и третий - расположенным между ними визуально более прозрачным оптическим элементом 8, имеющим сходную окраску или минимальную степень поляризации, причем обращенные друг к другу разделительные границы этих оптических полей могут быть вертикально направленными или могут быть выполненными под углом к горизонтальной оси. В последнем случае возникают оптические среды разной прозрачности не только по горизонтали, но и по одной и той же линии по вертикали.
Как вариант, оптические элементы очков-антифар и светозащитного экрана могут быть выполнены в виде электрооптического устройства с фоточувствительным элементом и схемой автоматического управления прозрачностью светофильтров очковых стекол и оптических полей экрана, выполненных в виде электрохромных оптических элементов.
Противоослепляющие очки-антифары используется как обычные очки, которые человек или водитель транспортного средства надевает для защиты от яркого света. В отличие от известных конструкций очков разработанные очки-антифары даже при использовании затемняющего светофильтра позволяют получать практически незатемненное цветовое и световое изображение, одновременно защищая один глаз от яркого света, что значительно уменьшает в целом эффект ослепления для водителя. Это позволяет использовать такие очки-антифары как для зашиты от слепящего действия света фар транспортного средства, так и для защиты от яркого солнечного света.
Противоослепляющее устройство в стационарном варианте в виде светозащитного экрана 2 применяется следующим образом. Светозащитный экран 2 устанавливается в автомобиле напротив глаз водителя на уровне или выше линии его глаз с использованием стандартных устройств крепления. Независимо от положения экрана относительно уровня глаз у водителя практически не возникает ограничений для обзора дорожного полотна, так как при взгляде через два разных по оптическим свойствам оптических поля образуется единая визуальная картина, которая в случае установки светофильтра только в проекции одного глаза максимально отражает световую характеристику дорожного полотна. При этом водитель также защищен в той или иной мере от ослепления ярким светом.
Таким образом, разработанное противоослепляющее устройство эффективно предупреждает ослепление глаз ярким светом и может быть использовано для предупреждения ослепления водителя транспортного средства светом встречных фар.