Способ светозащитной фильтрации с зональной адаптацией и устройство для его осуществления



Способ светозащитной фильтрации с зональной адаптацией и устройство для его осуществления
Способ светозащитной фильтрации с зональной адаптацией и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2482526:

Ежов Василий Александрович (RU)

Изобретение относится к светозащитным средствам для различных оптических сенсоров, в частности для глаз, и может быть использовано для обеспечения зрению человека нормальных условий наблюдения окружающей сцены при резких перепадах яркости поступающего от сцены света. В способе и устройстве излишне яркий свет от каждой из зон сцены понижают до нормального для зрения уровня, реализуя в элементах светозащитного модулятора, установленного перед глазами, компенсирующие значения оптического пропускания избирательно для всех зон. В способе и устройстве вспомогательный оптический модулятор выполнен полутоновым. С его помощью осуществляют итерационный процесс зональной компрессии динамического диапазона яркостей света между локальными областями, поступающего от сцены в апертуру измерительного фотоприемника, работа которого неизменна на линейном участке передаточной характеристики в рабочей точке с максимальной крутизной. Технический результат - расширение динамического диапазона и повышение точности адаптации. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к светозащитным средствам для различных светочувствительных сенсоров, в том числе для глаз, и может быть использовано для обеспечения зрению человека нормальных условий наблюдения окружающих сцен за счет защиты от зональных (локальных) и интегральных перепадах яркости света от сцены, в частности для защиты зрения пилотов космических и авиационных аппаратов, водителей различных водных и наземных средств передвижения, а также для создания нормальных условий съемки кино-, видео-, фотоаппаратурой сцен в режиме «против солнца».

Уровень техники

Известен способ [1] светозащитной фильтрации с общей адаптацией к свету от сцены, заключающийся в том, что свет от сцены модулируют под управлением процессорного блока полутоновым светозащитным модулятором и модулированный свет направляют на вход защищаемого светочувствительного сенсора, при этом параллельно на выходе измерительного фотоприемника, в апертуру которого направлен свет от сцены, формируют измерительный сигнал с амплитудой, соответствующей интегральной яркости общего всего света от сцены, и подают измерительный сигнал на вход процессорного блока, на выходе которого формируют информационный сигнал, подаваемый на управляющий вход полутонового светозащитного модулятора, что вызывает изменение величины оптического пропускания в его апертуре, пропорциональное амплитуде информационного сигнала.

В известном способе меняют величину оптического пропускания полутонового светозащитного модулятора одинаково по всей его апертуре пропорционально величине общей яркости света от сцены, т.е. пропорционально величине средней интенсивности общего светового потока по всем зонам (локальным областям) сцены. Чем выше общая яркость света сцены, тем меньше устанавливаемая величина оптического пропускания полутонового оптического модулятора. Тем самым на входе защищаемого светочувствительного сенсора (например, на глазах наблюдателя) уровень интенсивности света поддерживается в пределах, определяемых нормальными (комфортными) условиями наблюдения сцены.

Недостатком известного способа является невозможность обеспечить нормальные условия наблюдения для каждой из зон сцены в отдельности в случаях, когда эти зоны сильно различаются по яркости, в частности, если в какой-то из зон сцены находится аномально яркий источник света (например, солнце). В этом случае оптическое затухание полутонового светозащитного модулятора с общей адаптацией будет одинаково максимальным по всей его апертуре для обеспечения достаточной степени подавления солнечного света, что оптимально для зоны сцены с максимальной яркостью, но наблюдение объектов в зонах сцены с средней и малой яркостью будет в этом случае затруднено, а наблюдение объектов теневых зон станет проблематичным.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является известный способ [2] светозащитной фильтрации с зональной адаптацией (прототип), заключающийся в том, что свет от сцены модулируют полутоновым светозащитным модулятором и параллельно бинарным вспомогательным оптическим модулятором, каждый из которых содержит М×N элементов в своей апертуре, модулированный свет от первого и второго из которых направляют соответственно на вход защищаемого светочувствительного сенсора и в апертуру измерительного фотоприемника, при этом в измерительных циклах с первого выхода процессорного блока подают М×N бинарных сигналов сканирования на управляющий вход бинарного вспомогательного оптического модулятора, а на выходе измерительного фотоприемника формируют М×N измерительных сигналов, амплитуда mn-го из которых соответствует яркости mn-й зоны сцены, которые подают на вход процессорного блока, с второго выхода которого в циклах адаптации подают М×N информационных сигналов с градациями амплитуды на управляющий вход полутонового светозащитного модулятора, где m=1, 2, …, М; n=1, 2, …, N.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является зонально-адаптивный светозащитный фильтр [2], содержащий полутоновый светозащитный модулятор, бинарный вспомогательный оптический модулятор, измерительный фотоприемник и процессорный блок, первый выход которого соединен с управляющим входом бинарного вспомогательного оптического модулятора, второй выход процессорного блока соединен с управляющим входом полутонового светозащитного модулятора, выходная апертура которого сопряжена с апертурой измерительного фотоприемника, выход которого соединен с входом процессорного блока, при этом полутоновый светозащитный модулятор и бинарный вспомогательный оптический модулятор содержат по М×N элементов в своих апертурах, входом устройства для света от сцены является входная апертура полутонового светозащитного модулятора, выходная апертура которого сопряжена с входом защищаемого светочувствительного сенсора, в апертуре которого пересекаются М×N первых оптических осей, mn-я из которых проходит через mn-й элемент полутонового светозащитного модулятора и mn-ю зону сцены, а в апертуре измерительного фотоприемника пересекаются М×N вторых оптических осей, mn-я из которых проходит через mn-й элемент бинарного вспомогательного оптического модулятора и mn-ю зону сцены.

В известных способе и устройстве [2] в каждом из элементов апертуры вспомогательного бинарного оптического модулятора реализуются только два состояния оптического пропускания - максимальное (закрытое состояние) и минимальное (открытое состояние). В исходном состоянии вспомогательного оптического модулятора все его элементы закрыты. Под управлением процессорного блока в измерительном цикле элементы вспомогательного оптического модулятора последовательно по одному переводятся в открытое состояние, обеспечивая перебор парциальных световых потоков от всех М×N зон сцены с их поочередным прохождением в апертуру измерительного фотоприемника. На выходе измерительного фотоприемника формируется последовательность измерительных сигналов с величиной амплитуды, пропорциональной величине интенсивности парциальных световых потоков, поступающих от соответствующих зон сцены. Под действием вырабатываемого в циклах адаптации на втором выходе процессорного блока mn-го информационного сигнала в соответствующем mn-м элементе полутонового светозащитного модулятора реализуется компенсирующее оптическое затухание, величина которого тем больше, чем больше интенсивность парциального светового потока от mn-й зоны сцены (чем больше яркость этой области). Тем самым осуществляется зональная (локально-избирательная) световая защита светочувствительного сенсора с обеспечением условий нормального (комфортного) восприятия светочувствительным сенсором (глазами) света от всех зон сцены, включая наиболее яркие и наименее яркие (теневые) зоны. Измерительные циклы и циклы адаптации чередуются между собой.

Недостатком известных способа и устройства является узкий динамический диапазон адаптации, ограниченный динамический диапазоном измерительного фотоприемника. Когда максимальный перепад яркости между локальными областями сцены больше динамического диапазона фотоприемника, то при регистрации интенсивности света от самых ярких зон сцены измерительный фотоприемник входит в режим насыщения, и его передаточная функция перестает отслеживать изменение яркости этих областей. Вследствие этого не только нарушается функционирование адаптации для очень ярких зон сцены, но также снижается точность адаптации для зон, достаточно ярких с тем, чтобы измерительный фотоприемник работал на нелинейном участке своей характеристики (на подходе к режиму насыщения), где не только нарушается линейность работы измерительного фотоприемника, но и снижается крутизна его переходной характеристики, что снижает точность адаптации.

Решаемой задачей является расширение динамического диапазона и увеличение точности адаптации в способе и устройстве.

Сущность изобретения

Поставленная задача в способе светозащитной фильтрации с локально-избирательной адаптацией, заключающемся в том, что свет от сцены параллельно модулируют светозащитным модулятором и вспомогательным оптическим модулятором, каждый из которых содержит M×N элементов в своей апертуре, модулированный свет от первого и второго из которых направляют соответственно на вход защищаемого светочувствительного сенсора и в апертуру измерительного фотоприемника, при этом в измерительных циклах с первого выхода процессорного блока подают M×N вспомогательных сигналов на управляющий вход вспомогательного оптического модулятора, вызывая изменения оптического пропускания в элементах его апертуры, тем самым формируя на выходе измерительного фотоприемника М×N измерительных сигналов, амплитуда mn-го из которых соответствует яркости mn-й зоны сцены, которые подают на вход процессорного блока, с второго выхода которого в циклах адаптации подают М×N информационных сигналов на управляющий вход полутонового светозащитного модулятора, вызывая компенсирующее изменение оптического пропускания в mn-м элементе его апертуры, где m=1, 2, …, М, n=1, 2, …, N, решается тем, что с помощью процессорного блока формируют M×N вспомогательных сигналов с полутоновой в среднем за измерительный цикл или цикл адаптации амплитудой, под действием которых осуществляют полутоновую в среднем за каждый цикл адаптации оптическую модуляцию в mn-м элементе вспомогательного оптического модулятора, и далее в циклах адаптации с помощью вычислений в процессорном блоке корректирующих величин амплитуды вспомогательного сигнала для mn-го элемента вспомогательного оптического модулятора осуществляют минимизацию отклонения уровня освещенности mn-го элемента апертуры измерительного фотоприемника, создаваемого светом от mn-й зоны сцены, от заданного уровня освещенности, определяемого энергетической чувствительностью защищаемого светочувствительного сенсора, причем k-й цикл адаптации является одновременно измерительным циклом для k+1 цикла адаптации, где k - натуральное число (k=1, 2, …).

Поставленная задача в зонально-адаптивном светозащитном фильтре, содержащем светозащитный модулятор, вспомогательный оптический модулятор, измерительный фотоприемник и процессорный блок, первый выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного оптического модулятора, выход которого сопряжен с апертурой измерительного фотоприемника, выход которого соединен с входом процессорного блока, а второй выход процессорного блока соединен с управляющим входом светозащитного модулятора, входом устройства для света сцены является входная апертура светозащитного модулятора, выходная апертура которого сопряжена с входом защищаемого оптического сенсора, решается тем, что вспомогательный оптический модулятор выполнен с полутоновой в среднем за измерительный цикл или цикл адаптации передаточной характеристикой, а процессорный блок выполнен с возможностью формирования полутоновой в среднем за цикл адаптации передаточной характеристики между его входом и первым выходом.

Первым техническим результатом, достигаемым в изобретении, является расширение динамического диапазона способа и устройства за счет осуществления вспомогательным оптическим модулятором компрессии динамического диапазона изменения яркости света между локальными областями сцены. Вторым техническим результатом является обеспечение работы измерительного фотоприемника на линейном участке его передаточной характеристики, характеризующемся максимальной крутизной. Оба указанных технических результата обеспечивают решение задачи увеличения точности адаптации в способе и устройстве.

Перечень чертежей

Фиг.1 - структурная схема зонально-адаптивного светозащитного фильтра.

Фиг.2 - мозаичный измерительный фотоприемник.

Осуществление изобретения

Зонально-адаптивный светозащитный фильтр (фиг.1) содержит светозащитный модулятор 1, вспомогательный оптический фильтр 2, измерительный фотоприемник 3 и процессорный блок 4, первый выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного оптического модулятора 2, выходная апертура которого сопряжена с апертурой измерительного фотоприемника 3, выход которого соединен с входом процессорного блока 4, второй выход которого соединен с управляющим входом светозащитного модулятора 1. Светозащитный модулятор 1 и вспомогательный оптический модулятор 2 содержат по М×N элементов в своих апертурах, где m=1, 2, …, М; n=1, 2, …, N. Входом устройства для света от сцены 5 является входная апертура светозащитного модулятора 1, выходная апертура которого сопряжена с входом защищаемого светочувствительного сенсора 6. В апертуре светочувствительного сенсора 6 пересекаются М×N первых оптических осей, из которых mn-я оптическая ось 7 проходит через mn-й элемент светозащитного модулятора 2 и mn-ю зону сцены 5. В апертуре измерительного фотоприемника пересекаются М×N вторых оптических осей, из которых mn-я оптическая ось 8 проходит через mn-й элемент вспомогательного оптического модулятора и mn-ю зону сцены 5. Вспомогательный оптический модулятор 2 и светозащитный модулятор 1 выполнены с полутоновой в среднем за измерительный цикл и цикл адаптации передаточной характеристикой, а процессорный блок 4 выполнен с возможностью формирования полутоновой в среднем за цикл адаптации передаточной характеристики между его входом и первым выходом.

В частном варианте выполнения устройства измерительным фотоприемником является мозаичный фотоприемник 9 (фиг.2), в апертуре 91 которого находятся М×N светочувствительных элементов, из которых mn-й светочувствительный элемент расположен на одной оптической оси 8 с mn-м элементом вспомогательного оптического модулятора 2 и mn-й зоной сцены 5.

Способ светозащитной фильтрации с зональной адаптацией реализуется при работе устройства следующим образом. Свет от сцены 5 модулируют под управлением процессорного блока 4 светозащитным модулятором 1 и параллельно вспомогательным оптическим модулятором 2. Модулированный свет от первого и второго из которых направляют соответственно на вход защищаемого светочувствительного сенсора 6 и в апертуру измерительного фотоприемника 3. На выходе измерительного фотоприемника 3 в начальном измерительном цикле формируют М×N измерительных сигналов, амплитуда mn-го из которых соответствует яркости mn-й зоны сцены 5. Полученные M×N выходных сигналов подают на вход процессорного блока 4, с первого выхода которого в каждом из циклов адаптации подают М×N вспомогательных сигналов на управляющий вход вспомогательного оптического модулятора 2. С второго выхода процессорного блока 4 подают M×N информационных сигналов на управляющий вход светозащитного модулятора 1. После начального измерительного цикла на первом выходе процессорного блока 4 формируют М×N измерительных сигналов с полутоновой в среднем за измерительный цикл амплитудой, под действием которых осуществляют полутоновую в среднем за последующий цикл адаптации оптическую модуляцию в mn-м элементе вспомогательного оптического модулятора 2. Усреднение оптического пропускания за измерительный цикл или цикл адаптации соответствует результату интегрирования всех значений оптического пропускания за время цикла, деленному на время цикла.

В первом частном варианте способа усредненную за измерительный цикл или за цикл адаптации оптическую модуляцию в mn-м элементе вспомогательного оптического модулятора 2 и в mn-м элементе светозащитного модулятора 1 осуществляют в виде модуляции величины оптического пропускания (величины оптического затухания) в указанных mn-х элементах, что обеспечивает первоначальное избирательное понижение уровня яркости в mn-й зоне сцены на входе защищаемого светочувствительного сенсора 6. Далее в циклах адаптации путем вычислений в процессорном блоке 4 корректирующих величин амплитуды вспомогательного сигнала для mn-го элемента вспомогательного оптического модулятора 2 осуществляют минимизацию отклонения уровня освещенности mn-го элемента апертуры измерительного фотоприемника 3, создаваемого светом от mn-й зоны сцены, от заданного уровня освещенности, определяемого энергетической чувствительностью защищаемого светочувствительного сенсора 6. Процессорный блок 4 в первом цикле адаптации сравнивает реальный уровень mn-го измерительного сигнала на выходе измерительного фотоприемника 3 с заданным опорным уровнем, определяемым энергетически оптимальным (комфортным) уровнем света на входе светочувствительного сенсора 6. В случае излишне большого уровня яркости света от mn-й зоны сцены 5, не укладывающегося в динамический диапазон измерительного фотоприемника 3, в первоначальном измерительном цикле данный уровень яркости не будет точно отслежен величиной амплитуды mn-го вспомогательного сигнала на выходе измерительного фотоприемника 3. Однако уже в первом последующем цикле адаптации измерительный фотоприемник 3 работает уже при пониженной величине интенсивности парциального светового потока от mn-й зоны сцены вследствие соответствующего оптического затухания, вносимого в этот парциальный световой поток mn-м элементом вспомогательного оптического модулятора 2. В результате в текущем цикле адаптации на выходе измерительного фотоприемника 3 появляется корректирующий измерительный сигнал, под действием которого процессорный блок 4 вырабатывает корректирующий mn-й вспомогательный сигнал и корректирующий mn-й информационный сигнал, действие которых вызывает соответствующие коррекции величин оптического пропускания в mn-х элементах вспомогательного 2 и светозащитного 1 модуляторов. Если яркость света в mn-й области сцены 5 остается постоянной во времени, то в последующих циклах адаптации уровень всех корректирующих сигналов стремится к минимальному значению вплоть до нулевого. Если же яркость света в mn-й области сцены 5 начинает изменяться во времени, то абсолютная величина (модуль) амплитуды корректирующего измерительного сигнала в циклах измерения и адаптации будет увеличиваться, при этом знак корректирующего измерительного сигнала будет определяться знаком разности между предыдущим и последующим уровнями интенсивности парциального светового потока от mn-й зоны сцены 5. Соответственно процессорный блок 4 вырабатывает корректирующие mn-е вспомогательные и информационные сигналы с уровнями, обеспечивающими корректирующие изменения в оптическом пропускании mn-х элементов вспомогательного 2 и светозащитного 1 модуляторов. Тем самым в k-м цикле адаптации корректирующие сигналы коррекции минимизируются вплоть до нулевого значения для сцены 5 с любым распределением яркости света по ее зонам как статическим, так и динамическим распределением, при этом k-й цикл адаптации в соответствии с описанным алгоритмом работы одновременно является измерительным циклом для k+1 цикла адаптации, где k - натуральное число (k=1, 2, …). В итоге за счет компенсации излишних величин яркости в соответствующих зонах сцены 5 установившимися компенсирующими значениями оптического пропускания в элементах светозащитного модулятора 1 светочувствительный сенсор (глаза) 6 будет воспринимать сквозь апертуру светозащитного модулятора 1 все локальные области сцены в диапазоне нормальных величин яркостей.

При общем (интегральном) изменении яркости света от всей сцены 5 способ и устройство обеспечивают соответствующую интегральную светозащитную функцию за счет общего изменения оптического пропускания во всех элементах вспомогательного 2 и светозащитного 1 модуляторов.

Динамический диапазон в способе и устройстве шире динамического диапазона измерительного фотоприемника в g раз, где g - величина компрессии диапазона яркостей света от сцены 5, соответствующая динамическому диапазону вспомогательного оптического модулятора 2 (т.е. диапазону изменения величин оптического пропускания в его элементах). Точность адаптации в способе и устройстве улучшена за счет работы измерительного фотоприемника 3 в k-м цикле адаптации фактически в центре линейного участка своей передаточной характеристики, имеющего максимальную крутизну.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения динамический диапазон вспомогательного оптического модулятора 2 согласован с динамическим диапазоном измерительного фотоприемника 3, а динамический диапазон светозащитного модулятора 1 согласован с динамическим диапазоном светочувствительного сенсора 6.

Отличием другого частного варианта способа является то, что усредненная за измерительный цикл или за цикл адаптации оптическая модуляция в mn-х элементах светозащитного 1 и вспомогательного 2 оптических модуляторов соответствует модуляции насыщенности цвета в цветовой характеристике этих mn-х элементов, которая выбрана дополнительной к цветовой характеристике света от mn-й зоны сцены 5. Дополнительная (по отношению к заданной цветовой характеристике) цветовая характеристика имеет спектр, который не перекрывается на шкале длин волн с спектром, соответствующим заданной цветовой характеристике, при этом сумма спектров для заданной и дополнительной к ней цветовых характеристик соответствует спектру белого света. Поэтому разность заданной и дополнительной цветовых характеристик близка к нулю для всех длин волн видимого спектра. Следовательно, оптический модулятор с цветовой характеристикой, дополнительной к цветовой характеристике света, падающего на входную апертуру модулятора, не пропускает такой свет в свою выходную апертуру. В частности, желтый цвет является дополнительным к синему цвету, поэтому желтый свет эффективно подавляется синим фильтром (с 100%-ной насыщенностью синего цвета) при работе последнего на пропускание света. Следовательно, mn-ми элементами вспомогательного 2 и светозащитного 1 модуляторов с цветовой характеристикой, соответствующей синему цвету, подавляется цветовая составляющая света от mn-й зоны сцены 5 с энергией, сосредоточенной в участке спектра, соответствующего желтому цвету. Степень подавления проходящего света определяется степенью насыщенности дополнительного цвета в элементах вспомогательного 2 и светозащитного 1 модуляторов, которая изменяется при изменении уровней соответственно вспомогательного и информационного сигналов. При этом обеспечена возможность восприятия защищаемым оптическим сенсором 6 (глазами) света сцены 5 в остальной части видимого спектра (в частности, в синем свете).

Особенностью работы частного варианта устройства с измерительным фотоприемником 3 в виде мозаичного фотоприемника 9 является минимальная длительность измерительного цикла, поскольку здесь обеспечена возможность параллельного съема информации от М×N зон сцены 5. Например, при параллельной активации М элементов на каждой строке матрично-адресуемого измерительного оптического модулятора 2 длительность измерительного цикла в М раз меньше, чем при последовательном сканировании элементов каждой строки. В случае индивидуальной адресации всех элементов измерительного оптического фильтра 2 и мозаичного измерительного фотоприемника 9 возможно параллельное восприятие света сразу ото всех М×N зон сцены 5 с итоговым сокращением измерительного цикла в М×N раз.

Полутоновая в среднем за рабочий цикл (цикл измерения либо цикл адаптации) модуляция обеспечивается не только при полутоновой модуляции, но и при бинарной модуляции пропускания бинарного светозащитного модулятора 1 и бинарного вспомогательного оптического модулятора 2. В этом случае выбором постоянной времени интегрирования для измерительного сигнала на выходе измерительного фотоприемника 3 осуществляется преобразование бинарного измерительного сигнала в полутоновый измерительный сигнал. За счет временной памяти в зрительном аппарате наблюдателя бинарные изменения оптического пропускания светозащитного модулятора при надлежащем выборе частоты следования рабочих циклов воспринимаются сознанием наблюдателя как эквивалентные полутоновые изменения оптического пропускания.

Промышленная применимость

Практическая реализация светозащитного зонально-адаптируемого фильтра возможна с реализацией информационного и вспомогательного оптических модуляторов на полутоновых нематических жидкокристаллических (НЖК) структурах, например, на быстродействующих НЖК пи-структурах и STN (Super Twist Nematic) структурах [3], обеспечивающих динамический диапазон изменения оптического пропускания в однослойных структурах порядка 200:1 и время реакции порядка десятков-сотен микросекунд, а также на бинарных MEMOMI (MEMory Optical Mode Interference) НЖК структурах [4]. Оптические фильтры с переменными цветовыми характеристиками могут быть выполнены, например, на электрохромных структурах [5].

Изобретение может быть использовано для осуществления светозащитных функций для зрения пилотов различных космических, авиационных, надводных, подводных и наземных аппаратов. Светозащитный зональный фильтр может быть выполнен в виде защитного экрана в шлемах, стеклах кабин, иллюминаторов либо установлен в окнах оправы защитных очков.

Изобретение может быть также использовано для реализации нормальных условий кино-, видео-, фотосъемки «против солнца» в космическом пространстве, в стратосфере, атмосфере, под водой. Светозащитный зональный фильтр может быть выполнен в виде оптической насадки на объектив съемочной аппаратуры.

Литература

1. Sonderreger R. Glare protection device with a screened evaluation circuit. - US Patent No.6796652, G02C 7/10, publication date 28.09.04.

2. Bames E.E. Light intensity reduction apparatus and method. - US Patent No.5841507, G02C 7/12, publication date 24.11.98 (прототип).

3. Studentsov S.A., Ezhov V.A., Volume (or Stereoscopic) Images on the Screens of Standard Computer and Television Displays, SPIE Proceedings, v.5821, February 2005, pp.102-118.

4. Брежнев В.А., Ежов В.А., Студенцов С.А., Симоненко Г.В., Пассивно-матричный ЖК-дисплей и метод его управления. Патент РФ № 2206914, G02F 1/1337, G09G 3/36, приоритет от 24.04.2001.

5. Fitzmaurice D., Cummins D., Corr D. et al. Electrochromic device. - US Patent No. 6,870,657, G02F 1/15.3, publication date 22.03.2005.

1. Способ светозащитной фильтрации с зональной адаптацией, заключающийся в том, что свет от сцены параллельно модулируют светозащитным модулятором и вспомогательным оптическим модулятором, модулированный свет от первого и второго из которых направляют соответственно на вход защищаемого светочувствительного сенсора и в апертуру измерительного фотоприемника, при этом в измерительных циклах с первого выхода процессорного блока подают M×N вспомогательных сигналов на управляющий вход вспомогательного оптического модулятора, вызывая соответствующие изменения оптического пропускания в M×N элементах его апертуры, и формируют на выходе измерительного фотоприемника M×N измерительных сигналов, амплитуда mn-го из которых пропорциональна яркости mn-й зоны сцены, которые подают на вход процессорного блока, с второго выхода которого в циклах адаптации подают M×N информационных сигналов на управляющий вход светозащитного модулятора с M×N элементами в его апертуре, вызывая компенсирующее изменение оптического пропускания в mn-м элементе его апертуры, где m=1, 2, …, М; n=1, 2, …, N, отличающийся тем, что в начальном измерительном цикле формируют mn-й вспомогательный сигнал с полутоновой в среднем за измерительный цикл амплитудой, под действием которого осуществляют в mn-м элементе вспомогательного оптического модулятора полутоновую в среднем за измерительный цикл оптическую модуляцию, и далее в циклах адаптации с помощью вычислений в процессорном блоке корректирующих величин амплитуды вспомогательного сигнала для mn-го элемента вспомогательного оптического модулятора осуществляют минимизацию отклонения уровня освещенности mn-го элемента апертуры измерительного фотоприемника светом от mn-й зоны сцены от заданного уровня освещенности, определяемого энергетической чувствительностью защищаемого светочувствительного сенсора, причем k-й цикл адаптации является одновременно измерительным циклом для k+1 цикла адаптации, где k - натуральное число (k=1, 2, …).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полутоновую в среднем за измерительный цикл или цикл адаптации оптическую модуляцию в mn-м элементе вспомогательного оптического модулятора и в mn-м элементе светозащитного модулятора осуществляют в виде модуляции бинарного оптического пропускания mn-х элементов, либо в виде модуляции насыщенности цвета в цветовой характеристике mn-х элементов, которая выбрана дополнительной к цветовой характеристике света от mn-й зоны сцены.

3. Зонально-адаптивный светозащитный фильтр, содержащий светозащитный модулятор, вспомогательный оптический модулятор, измерительный фотоприемник и процессорный блок, первый выход которого соединен с управляющим входом вспомогательного оптического модулятора, выходная апертура которого сопряжена с апертурой измерительного фотоприемника, выход которого соединен с входом процессорного блока, а второй выход процессорного блока соединен с управляющим входом светозащитного модулятора, при этом информационный и вспомогательный оптический модуляторы содержат по M×N элементов в своих апертурах, входом устройства для света от сцены является входная апертура светозащитного модулятора, выходная апертура которого сопряжена с входом защищаемого светочувствительного сенсора, в апертуре которого пересекаются M×N первых оптических осей, mn-я из которых проходит через mn-й элемент светозащитного модулятора и mn-ю зону сцены, а в апертуре измерительного фотоприемника пересекаются M×N вторых оптических осей, mn-я из которых проходит через mn-й элемент вспомогательного оптического модулятора и mn-ю зону сцены, отличающийся тем, что вспомогательный оптический модулятор выполнен с полутоновой в среднем за измерительный цикл или цикл адаптации передаточной характеристикой, а процессорный блок выполнен с возможностью формирования полутоновой в среднем за цикл адаптации передаточной характеристики между его входом и первым выходом.

4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что измерительный фотоприемник выполнен мозаичным с M×N светочувствительными элементами в его апертуре, из которых mn-й светочувствительный элемент расположен на одной оптической оси с mn-м элементом вспомогательного оптического модулятора и mn-й зоной сцены.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству освещения, включающему в себя множество плоских источников света, устройству отображения и телевизионному приемнику. .

Изобретение относится к так называемым самозатемняющимся фильтрам. .

Изобретение относится к жидкокристаллическому дисплею, а также к жидкокристаллическому устройству отображения. .

Изобретение относится к устройству и способу отображения изображений, согласно которым изображение отображается с помощью разделения источника света для уменьшения неоднородности яркости или неоднородности цвета.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к системе задней подсветки и к дисплейному устройству. .

Изобретение относится к области офтальмооптики, в частности к светочувствительной композиции для светофильтров защитно-профилактического назначения, обеспечивающих защиту глаз и профилактику офтальмологических заболеваний, связанных с повреждающим действием светового излучения в видимой области спектра.

Изобретение относится к светостабилизированным полимерным композициям, включающим фотохромный краситель. .

Изобретение относится к фотохромной композиции, применяемой в качестве матрицы для фотохромных пластиковых линз. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения и направлено на создание комфортных условий для глаз водителя в темное время суток. .

Изобретение относится к устройствам защиты глаз водителей автомобилей от ослепления фарами встречного транспорта при езде ночью по трассе. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к противоослепляющим средствам, и может быть использовано для экранирования глаз водителя от ослепляющего света, особенно встречных машин.

Изобретение относится к технологии изготовления пластиковых линз, которые могут быть использованы в офтальмологии и в оптическом приборостроении. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при производстве приборов видения, например очков для улучшения и коррекции зрения.

Изобретение относится к области медицины, использующей для лечения онкологических заболеваний фотодинамическую терапию (ФДТ), и, в частности, служит для защиты зрения лечащего персонала от воздействия отраженного и рассеянного излучения терапевтических лазеров [на парах золота с длиной волны 633 нм или диодных с длиной волны 670 нм и мощностью 0,5-2,5 Вт].

Изобретение может быть использовано для создания очков, используемых при работе с ультрафиолетовым излучением и обеспечивающих одновременную защиту от механических и ультрафиолетовых воздействий. Способ включает послойное напыление на линзы металлов. Проводят последовательное магнетронное напыление металлов Ti и Сu без температурного воздействия, композиция которых позволяет получить эффект изменения цвета под ультрафиолетовым излучением от прозрачного до оранжевого для защиты глазного яблока от ожога. Технический результат - объединение функции защиты от механических повреждений и от ультрафиолетового излучения во время лечения, обеспечивающее повышение производительности врача-стоматолога. 3 пр., 1 ил.
Наверх