СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ГЛАЗ ВОДИТЕЛЯ ПРИ ОСЛЕПЛЕНИИ СВЕТОМ ФАР ВСТРЕЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область применения
Полезная модель относится к устройствам для защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства, и может быть использована на транспортных средствах.
Уровень техники
Известно, что при быстром переходе от темноты к свету или наоборот, от света к темноте, раздражение, получаемое сетчаткой глаза, бывает настолько велико, что на некоторое время глаза перестают что-либо видеть: наступает временная потеря зрения ослепление. Однако глаз устроен так, что количество света, попадающее на его сетчатку, может регулироваться. Это позволяет глазу приспосабливаться к различной освещенности, т.е. адаптироваться. При постепенном, медленном изменении освещенности адаптация происходит так, что водитель не ощущает чувства ослепления. Ослепление может быть уменьшено и "размыванием" контрастности между источником света и фоном. Задачу защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства решают как чисто электрическим путем переключением с помощью реле ламп дальнего и ближнего света, так и электромеханическим изменением наклона фар, отражателей, введением дополнительных экранов и очков. Из уровня техники известны различные устройства, реализованные на данной основе. Например, известно противоослепляющее устройство для фиксации на голове водителя [1], которое содержит держатель, укрепляемый на голове водителя, с откидным козырьком, на котором в направляющих закреплены экраны и с возможностью перемещения вдоль направляющих и фиксации на них за счет трения. Светозащитные экраны укреплены на откидном козырьке с упором-фиксатором рабочего положения, при этом краны укреплены подвижно с возможностью изменения их положения относительно глаз водителя, а нижняя кромка выполнена косой и составляет в рабочем положении козырька угол 5…150 с горизонтальной плоскостью.
Недостатком известного устройства является то, что все светозащитные экраны выполнены непрозрачными, что значительно сужает поле обзора проезжей части и делает движение менее безопасным.
Известен так же способ защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства [2], заключающийся в повороте головы водителя до перекрытия узкой полупрозрачной преградой, света встречных фар, установленной на крайней со стороны встречного движения части лобового стекла или очковой оправы любого вида, или укрепляемой на наголовнике любого вида (шлем, каска, очки). К недостаткам данного способа можно отнести наличие в устройстве для его реализации значительной мертвой зоны, не просматриваемой водителем, так как затемняющая область располагается вблизи глаза или на значительной части лобового стекла и ее размеры должны быть соизмеримы с размерами зрачка. Кроме того, ввиду близости к глазу (в варианте исполнения с очками) невозможно получить резкое изображение затемняющей области.
Так же известно устройство освещения проезжей части встречных транспортных средств [3], где при встрече двух транспортных средств светочувствительный элемент, размещенный под фарами, в зависимости от интенсивности освещенности фарами встречного транспортного средства вырабатывает ток, поступающий на пороговую схему переключения. При этом дальний свет переключается на ближний (с помощью реле), а, спустя определенный интервал времени (после проезда встречного транспортного средства), устанавливаемый с учетом скорости движения транспортного средства, происходит обратное переключение.
Недостаток данного устройства состоит в том, что системы с использованием светочувствительных элементов, регулирующих свет фар, имея много положительных сторон, оказываются бессильными в том случае, если транспортное средство, снабженное такой системой, двигаясь с ближним светом фар, попадает в ситуацию, когда его слепят фары встречного транспортного средства, также снабженного подобной системой, однако включение противоослепительной системы этого средства требует от уже ослепленного водителя транспортного средства включения дальнего света, что еще более усугубляет ослепление, так как свет собственных фар, включенных резко, увеличит воздействие света на сетчатку своих глаз, увеличивая время адаптации.
Наиболее близким аналогом является устройство для защиты глаз от действия яркого света [4] в виде очков, содержащее жидкокристаллическую панель, поляризатор, поглощающий или пропускающий свет, прошедший через панель, и управляющее устройство в виде солнечной ячейки, подающей сигнал на жидкокристаллическую панель при попадании на ячейку солнечного света.
Основным недостатком данного устройства является то, что при появлении яркого света уменьшается прозрачность всей поверхности экрана (стекол очков).
Технический результат данной полезной модели заключается в реализации эффективной защиты глаз водителя транспортного средства при ослеплении светом фар встречного транспортного средства при одновременном сохранении прозрачности лобового стекла в зонах, на которые не попал свет от источника.
Реализация полезной модели
Заявленный технический результат достигается тем, что система для защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства, содержащая экран, фотокамеру, устройство, которое определяет координаты пересечения оптической оси глаза с экраном, блок управления на основе программно-аппаратного комплекса, выполненного с возможностью периодичного считывания координат положения глаз водителя с датчика по определению координат положения каждого глаза человека относительно экрана, отличающаяся тем, что экран выполнен в виде прозрачного или частично-прозрачного защитного полимерного жидкокристаллического экрана низкого разрешения матричного типа и закреплен на лобовом стекле автомобиля или между лобовым стеклом и водителем, и функцией которого является соразмерное свету фар встречного транспортного средства формирование затемнения в той части экрана, которое необходимо для защиты глаз водителя транспортного средства от ослепления светом фар встречного транспортного средства, а блок управления выполнен с возможностью периодичного считывания изображения света фар встречного транспортного средства с фотокамеры.
Кроме того, устройство, которое определяет координаты пересечения оптической оси глаза с экраном, состоит из сканирующего устройства, выполненного с возможностью считывания координат положения каждого глаза водителя транспортного средства со светоотражающего устройства, которое выполнено в виде очков с нанесенной на них светоотражающей поверхностью или в виде светоотражающего макияжа вокруг глаз водителя транспортного средства.
Осуществление полезной модели
Сущность полезной модели поясняется чертежом: на фиг.1 изображена схема системы защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства. Устройство для защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства состоит из основы экрана 1, закрепленном на лобового стекле 6 или между лобовым стеклом 6 и водителем, фотокамеры 2, функцией которой является формирование изображения света фар 3 встречного транспортного средства 8, блока управления на основе программно-аппаратного комплекса 4 и устройства для определения координат 5 положения каждого глаза человека относительно экрана 1. Устройство 5 может быть реализовано, например, на основе устройства, описанного в патенте США №4859050, 1989 г. "Метод и система для генерации синхронизированного изображения визуального представления и оценка качества представления для многих зрителей". Согласно этому методу видеофильм предварительно снимается и записывается на высококачественной аппаратуре для последующего представления на телевизионном экране. Перед экраном сидит человек и смотрит представление. За движением глаз человека следит устройство, которое определяет координаты пересечения оптической оси глаза с экраном. Программно-аппаратный комплекс на основе компьютера преобразовывает данные с камеры, определяет координаты глаз человека, вычисляет на какие объекты, представленные на экране, в данный момент времени смотрит зритель и выдает на графический монитор изображение этих объектов экрана, на которые смотрит зритель. Далее при помощи второго графического монитора, видеокамеры и оптического устройства складываются сигналы исходного представления и графического монитора.
Именно данное устройство может быть использовано в заявленной системе для определения координат положения каждого глаза человека относительно лобового стекла.
Причем, экран 1 выполнен в виде прозрачного или частично-прозрачного защитного полимерного жидкокристаллического экрана низкого разрешения матричного типа, функцией которого является соразмерное свету фар встречного транспортного средства 8 формирование затемнения 3, только в той части экрана 1, которое необходимо для защиты глаз водителя транспортного средства от ослепления светом фар встречного транспортного средства 8, посредством блока управления на основе программно-аппаратного комплекса 4, выполненного с возможностью периодичного считывания изображения света фар встречного транспортного средства 8 с фотокамеры 2. Экран 1 может быть реализован, например, на основе технологии изготовления матричных монохромных прозрачных экранов Twisted Nematic, обладающие высокой скоростью переключения ячеек и низкой ценой. Также считывания координат положения каждого глаза водителя для определения координат положения каждого глаза человека относительно лобового стекла возможно осуществить посредством сканирующего устройства 5, выполненного с возможностью считывания координаты положения каждого глаза водителя транспортного средства со светоотражающего устройства 11, которое (см. Фиг.2) выполнено в виде очков с нанесенной на них светоотражающей поверхностью или в виде светоотражающего макияжа вокруг глаз водителя транспортного средства. Светоотражающее устройство 11 способствует более точному определению координат глаз водителя и более простому их фиксированию, поскольку за счет отражающего устройства 11 фиксировать положение светоотражающих очков или светоотражающего макияжа вокруг глаз легче и точнее, чем положение самих глаз водителя, как более темных и мелких объектов. При этом экран 1 может быть выполнен с возможностью сохранения обзора проезжей части, просматриваемой водителем, посредством затемнения темными пятнами необходимого размера в зависимости от положения и размера света фар встречного транспортного средства 8 на экране для каждого глаза водителя. При этом затемнения 3 на экране формируются только в области совмещения по линии фара-глаз, а не всего экрана 1, чтобы для водителя меньше создавалось помех в виде «слепых зон». Блок управления 4 на основе программно-аппаратного комплекса может быть реализован, например, на основе компьютера, который функционирует аналогично компьютеру программно-аппаратного комплекса, что описан в патенте США №4859050. Система для защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства работает следующим образом: фотокамера 2 ведет непрерывную съемку в зоне 9, являющейся потенциальной зоной встречных машин, и при появлении встречного транспортного средства 8 фотокамера 2, предпочтительно низкого разрешения, формирует изображение света фар встречного транспортного средства, блок управления 4 на основе аппаратно-программного комплекса считывает изображение света фар с фотокамеры 2 и в то же самое время устройство 5 осуществляет непрерывное слежение за водителем в зоне 10, где может перемещаться его голова в процессе управления автомобилем. По данным с устройства 5 формируются координаты положения каждого глаза человека. Затем, блок управления 4 на основе аппаратно-программного комплекса, обработав координаты положения каждого глаза человека и изображение света фар встречного транспортного средства 8, формирует затемнение 3 на экране 1 для каждого глаза водителя необходимого размера в зависимости от положения и размера источника света фар встречного транспортного средства 8 и положения глаз водителя, то есть совмещает по линии фара-глаз область затемнения 3 на экране и источник света. В целом устройство обеспечивает реализацию возможности эффективной защиты глаз водителя транспортного средства при ослеплении светом фар встречного транспортного средства при одновременном сохранении прозрачности экрана и лобового стекла в зонах, на которые не попал свет от источника, безопасности и удобства эксплуатации. Объясняется это тем, что активная защита от света фар встречных автомобилей в ночное время суток основана на затемнении удаленного источника света с помощью экрана, на котором формируется соразмерное такому источнику света затемнение только в той области экрана, которое необходимо для защиты глаз человека от ослепления, остальное пространство экрана остается не затемненным. Предлагаемое устройство позволяет в совокупности достаточно успешно решить задачу защиты глаз водителя при ослеплении светом фар встречного транспортного средства, вследствие наличия современных технических устройств, позволяющих реализовать удобство эксплуатации и в полной мере удовлетворить критериям эргономичности и удобства эксплуатации, что повышает безопасность дорожного движения.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №1653767, A61F 9/02, 1984.
2. Патент на изобретение РФ №2055557, A61F 9/00, 10.03.1996.
3. Патент ФРГ DE 3432323 A1, B60Q 1/00, 03.10.1985.
4. Европейский патент ЕР0341519 А2, G02C 7/10, 15.11.1989.