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Dokumentenidentifikation DE10046103A1 06.12.2001
Titel Dynamisches Blendschutzsystem
Anmelder Blank, Felix, 78465 Konstanz, DE;
Kaiser, Wolfram, 79848 Bonndorf, DE
Erfinder Blank, Felix, 78465 Konstanz, DE;
Kaiser, Wolfram, 79848 Bonndorf, DE
DE-Anmeldedatum 18.09.2000
DE-Aktenzeichen 10046103
Offenlegungstag 06.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2001
IPC-Hauptklasse E06B 9/24
IPC-Nebenklasse B60J 3/04   G02F 1/01   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum Schutz des menschlichen Auges vor Blendung durch künstliche oder natürliche Lichtquellen. Zu diesem Zweck wird eine (transparente) Scheibe zwischen dem Auge des Benutzers und der Blendquelle angebracht und ein Bereich in der Verbindungslinie Auge-Blendquelle auf der Scheibe dynamisch verdunkelt. Dabei wird die relative Lage der Lichtquelle zum Auge durch einen geeigneten Sensor fortwährend ermittelt und die Position des verdunkelten Bereichs auf der Scheibe in Bezug auf die relative Lage der Lichtquelle zum Auge dynamisch nachgeführt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Fahrzeugscheiben, Brillen, Schutzblenden und Nachtsichtgeräte.

Beschreibung[de]
Problematik und Stand der Technik

Zum Schutz von Fahrern oder Piloten werden heutzutage häufig mechanische Klappen, sogenannte Sonnenblenden nach Fig. 2-(5) verwendet, die durch Einbringung eines mechanischen Körpers in die Verbindungslinie von Sonne bzw. Lichtquelle und Fahrerauge einen Abschattungseffekt herbeiführen.

Die Problematik der aktuell verwendeten Sonnenblenden besteht darin, daß sie das Sichtfeld des Fahrers stark einschränken und nur Lichtquellen in einem eng definierten Sektor abschatten können und zumeist nicht individuell an die Kopfhaltung und Sichtfeldgeometrie des Fahrers angepasst werden können.

Aufgrund der stark begrenzten Abschattungssektoren können die Fahrer von beispielsweise Kraftfahrzeugen bei Sonneneinstrahlung aus einem Bereich oberhalb des inneren Rückspiegels am Rand der Frontscheibe mit konventionellen Methoden nur begrenzt geschützt werden.

Patent DE 44 13 905 zeigt und Beschreibt eine Vorrichtung, bei der diese Bereiche zusätzlich verdunkelt werden können. Die Einschränkung des Fahrersichtfeldes durch Abschattung von Gesichtsfeldsektoren, aus denen keine Blendwirkung hervorgeht wird damit allerdings nicht behoben.

Erfindung

Die Erfindung beruht auf der Idee, daß nur derjenige Teil einer Scheibe, die zwischen einer Lichtquelle und dem menschlichen Auge angebracht ist, beispielsweise einer Windschutzscheibe oder eine Brille, auf dynamischem Wege verdunkelt wird, der in der Verbindungslinie zwischen dem Auge des Benutzers und der einwirkenden Lichtquelle(beispielsweise der Sonne) liegt. Dabei kann der Verdunkelungsgrad gegebenenfalls der Lichtintensität angepasst werden.

Voraussetzung für den Betrieb einer solchen Vorrichtung ist eine ausreichend exakte Kenntnis über Richtung und Azimut des Leuchtkörpers in Bezug zum Benutzerauge.

Die Erfassung der Position der Lichtquelle relativ zum Benutzer kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Eine Möglichkeit zur Bestimmung von Intensität, Richtung und Azimut der Lichtquelle ist beispielsweise die Verwendung eines Sensors auf CCD-Basis.

Ist die Position der Lichtquelle relativ zum Auge bekannt, können die Einstrahlparameter und damit der Bereich, in dem die Scheibe verdunkelt werden muß, einfach berechnet werden.

Zur technischen Realisierung der Verdunkelung können verschiedene Mechanismen eingesetzt werden wie beispielsweise Strukturen auf Flüssigkristallbasis oder auf Grundlage elektrochromer Schichten.

Insbesondere Flüssigkristallanzeigen sind bei Digitaluhren oder Taschenrechnern seit längerem bekannt. Diese Technik wird unter anderem auch bei Schweißschilden benutzt. Die Flüssigkristallschicht wird durch das Anlegen einer Spannung dahingehend angeregt, daß die Kristalle eine definierte Ausrichtung einnehmen und Lichtstrahlen nicht mehr ungehindert durch die Schicht dringen können.

Die Tatsache, daß die Technologie für Schweißschilde eingesetzt wird zeigt, daß auch starke Lichtquellen soweit verdunkelt werden können, daß sie kein Problem mehr für das menschliche Äuge darstellen. Eine weitere Technologie die es ermöglicht, transparente Schichten zu erzeugen, die in ihrer Transparenz regelbar sind, sind elektrochrome Oberflächen, die bereits zur ganzflächigen Verdunklung von Windschutzscheiben eingesetzt werden können.

Eine Voraussetzung für die partielle Verdunkelung der Scheibe ist eine geeignete Segmentierung und Ansteuerung voneinander unabhängiger Sektoren. Die Scheibe wird um eine Funktionsschicht, welche die Aufgabe der Verdunkelung hat erweitert. Diese Funktionsschicht ist in Segmenten aufgebaut und beispielsweise aufgeteilt in eine Vielzahl aneinander angrenzender Rechtecke. Diese Rechtecksegmente können jeweils einzeln verdunkelt werden.

Eine Recheneinheit bestimmt anhand der Position der Lichtquelle relativ zum Benuzterauge, welche Segmente zu verdunkeln sind. Die Recheneinheit verfügt vorteilhafterweise zusätzlich über eine Eingabemöglichkeit für Intensität der Abdunklung, beispielsweise über einen Drehschalter. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Größe des Verdunkelungsfeldes individuell anpassen zu können.

Vorteile der Erfindung
  • - Einschränkung des Benutzer-Gesichtsfeldes nur im Bereich der Blendquelle.
  • - Dynamische Nachführung des Verdunklungssektors bei relativer Änderung der Bedieneraugeposition zur Blendquelle.
  • - Allgemeine Aufweitung des Gesichtsfeldes gegenüber einer mechanischen Sonnenblende oder Sonnenbrille.
  • - Blendschutz vor beliebigen Lichtquellen natürlichen und künstlichen Ursprungs.
Beschreibung der Abbildungen

Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Funktionsweise anhand einer erfindungsgemäßen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Verwendung in einer Brille, die am Körper befestigt getragen wird, erfolgt analog.

Fig. 1

Fig. 1 zeigt eine Fahrzeug-Frontscheibe (4) eines Fahrzeuges mit Rückspiegel (2) und der Sonne (1) im Blickfeld des Fahrers.

Fig. 2

Fig. 2 zeigt eine Fahrzeug-Frontscheibe mit der üblichen Sonnenblende (5) in abgeklappter Stellung zur Erzielung eines Blendschutzes.

Fig. 3

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe mit verdunkeltem Scheibensegment in der Verbindungslinie zwischen der Lichtquelle (Sonne) und dem Auge des Fahrers mit erheblich aufgeweitetem Gesichtsfeld im Vergleich zu Fig. 2.


Anspruch[de]
  1. 1. Anordnung zum Schutz des menschlichen Auges vor Blendung durch natürliche (Sonne) oder künstliche Lichtquellen (Scheinwerfer) auf Basis einer zumindest teilweise abdunkelbaren, im nicht abgedunkelten Zustand transparenten Scheibe in Verbindung mit mindestens einem Sensor zur Identifizierung von Position und Intensität einer Blendquelle relativ zum Auge.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe in einzelne abdunkelbare Segmente unterteilt ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abdunkelbaren Segmente einzeln angesteuert und damit abgedunkelte Bereiche beliebiger Position auf der Scheibe erzeugt werden können.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Position und Intensität einer Blendquelle relativ zum Benutzergesicht aus den Sensordaten und individuellen Benutzerabmessungen bestimmt werden kann.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sektor in der Verbindungslinie Blendquelle-Benutzergesicht durch fortwährende Erfassung der relativen Lage der Lichtquelle zum Benutzerauge automatisch (z. B. durch Ansteuerung der Segmente mit einem Computer) abgedunkelt werden kann und dieser Sektor bei Änderung der relativen Position des Benutzerauges zur Blendquelle dynamisch nachgeführt wird.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des abgedunkelten Bereichs automatisch oder manuell verändert werden kann.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdunklungsgrad des abgedunkelten Bereichs automatisch oder manuell verändert werden kann.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten mehrerer Blendquellen die Abdunklung mehrerer voneinander unabhängiger Sektoren gleichzeitig möglich ist.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und Position des abgedunkelten Sektors in horizontaler und senkrechter Richtung durch Zugabe eines beispielsweise additiven Wertes an die Kopfhaltung und Gestalt des Benutzers manuell angepaßt, werden kann.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifizierung der relativen Position einer Lichtquelle zum Benutzerauge ein geeigneter lichtempfindlicher Sensor verwendet wird.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Identifizierung der relativen Position der Sonne zu einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ein Chronometer in Verbindung mit einem Satellitennavigationsgerät und einem Kompaß oder einem geeigneten Richtungsanzeiger (Trägheitsnavigationssysstem)verwendet wird.
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in ein Nachtsichtgerät integriert und analog verwendet wird.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in eine Brille integriert und analog verwendet wird.






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