ES2956632T3

ES2956632T3 - Gafas electrónicas

Info

Publication number: ES2956632T3
Application number: ES15727609T
Authority: ES
Inventors: Ralf G J Knoll
Original assignee: INOPTEC Ltd
Current assignee: INOPTEC Ltd
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2035-05-28
Also published as: KR102528244B1; US20170199396A1; KR20220041959A; RU2016150715A; IL300790B2; JP7470223B2; KR102379025B1; US20240248328A1; AU2015265868B2; WO2015181340A1; AU2015265868A1; AU2020202124B2; JP2023058736A; CN207473227U; IL249265B; US11347081B2; CA2949250A1; US20230350234A1; US20190219844A1; US11982882B2

Abstract

La invención se refiere a gafas. Dichas gafas comprenden una lente para gafas que tiene una celda de cristal líquido (LC) cuya transmisión (TR) puede conmutarse entre transmisión y bloqueo. Además, las gafas comprenden un rastreador ocular (ET) que puede detectar la dirección de visión del ojo. Además comprenden al menos un sensor (IL, IR) para medir el brillo de la luz visible que incide sobre él, estando dispuesto dicho sensor en el lado del ojo del cristal para gafas y midiendo el brillo que entra a través del al menos un cristal para gafas en un manera espacialmente resuelta. El sensor puede determinar el brillo de la luz visible que incide sobre él desde la dirección de visión del ojo detectada por el seguidor ocular. Las gafas también tienen un sistema de control de circuito cerrado para controlar la transmisión de la celda de cristal líquido, estando predeterminado un valor deseado para el brillo al nivel del ojo, y el sistema de circuito cerrado utiliza el brillo medido por el sensor en la dirección de visión. del ojo como valor real. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Gafas electrónicas

Campo de la invención

La invención se refiere a unas gafas electrónicas y a un procedimiento para suprimir el deslumbramiento, es decir, para regular el brillo de la luz visible que incide en al menos un ojo.

Estado de la técnica

La intensidad de la luz que pasa a través de un modulador de luz se puede controlar eléctricamente con la ayuda de diversas células de cristal líquido disponibles en el mercado (TN, STN, Fe-LC, etc.) de tal manera que se alcancen al menos 2 estados, a saber, traslúcido/transparente u opaco/oscuro, como las gafas de cine o televisión 3D activas actuales (las denominadas gafas con obturador).

Según esta idea básica, ya en los años 60 se hicieron los primeros intentos de crear "gafas de sol electrónicas" para ofrecer al usuario de estas gafas una transmitancia variable.

Algunas gafas de sol electrónicas conocidas funcionan con controles puros (en lugar de regulación), es decir, los fotosensores se sitúan en el exterior de las gafas, de modo que solo se mide el brillo que incide en las gafas desde el exterior (véanse, por ejemplo, los documentos US 5,172,256 A o DE 102012217326 A1). Por consiguiente, se ilumina o se oscurece un LCD según corresponda conforme a una curva característica basada exclusivamente en valores empíricos.

Además, a menudo hay muy pocos sensores cuya dirección de recepción tampoco es específica (los sensores apuntan hacia adelante o hacia el cielo). Esto conduce muy a menudo a reacciones completamente erróneas e incluso opuestas de las gafas. Ejemplo: Por ejemplo, si el usuario de las gafas mira hacia un área de observación oscura (rincón oscuro), mientras que al mismo tiempo las gafas son captadas por un rayo de luz solar (debido a reflejos aleatorios en objetos u hojas en movimiento en el bosque, que proyectan un patrón claro-oscuro fino y variable), el LC se vuelve oscuro, aunque en realidad debería volverse claro porque el usuario quiere ver el área oscura.

Los sistemas electrónicos para suprimir el deslumbramiento con el objetivo de mejorar la visión existen desde hace más de 80 años (véase, por ejemplo, el documento US 2,066,680 A). En esta patente de 1934, la luz de los faros propios se modula en una señal de onda cuadrada (a lo largo del eje del tiempo) con la ayuda de discos mecánicos rotatorios ranurados o dentados ("choppers"), mientras que un disco ranurado o dentado completamente idéntico colocado delante del campo visual del usuario (visor) en la dirección de visión hace exactamente lo mismo: es decir, con exactamente la misma frecuencia y posición de fase, el usuario percibe el mundo exterior en sincronía con la luz modulada de los faros.

Si el visor a través del cual mira el usuario está cerrado el 50 % del tiempo, por ejemplo (relación pulso-pausa = 1:1), entonces se suprime el 50 % de la luz no deseada (por ejemplo, sol bajo) y, por tanto, la visibilidad del objeto observado aumenta.

Más tarde, los moduladores de luz controlables electrónicamente sustituyeron a los moduladores de luz mecánicos, en particular en forma de células de cristal líquido, y las fuentes de luz también se hicieron cada vez más rápida y fácilmente controlables electrónicamente (véanse, por ejemplo, los documentos DE 101 34770 A1, DE 2001 086 A, WO 2013/143998 A2).

Objetivo

El objetivo de la invención es especificar unas gafas y un procedimiento que mejoren la visión del usuario de las gafas en diferentes condiciones.

Solución

Este objetivo se consigue mediante los objetos de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se caracterizan perfeccionamientos ventajosos de los objetos de las reivindicaciones independientes. El texto de todas las reivindicaciones queda incorporado por referencia a la presente descripción.

Para alcanzar el objetivo se proponen unas gafas para un usuario con al menos un ojo. Las gafas tienen al menos un cristal, en donde el al menos un cristal presenta una célula de cristal líquido cuya transmitancia puede modificarse mediante un control adecuado. Las gafas también presentan un rastreador ocular que determina la dirección de visión del ojo. Además, al menos un sensor para medir el brillo de la luz visible que incide en el mismo, en donde el sensor está dispuesto en el lado del ojo del cristal, mide el brillo a través del al menos un cristal, y presenta

- un sistema de formación de imágenes con una cámara o

- al menos 3 sensores que abarcan un sistema de coordenadas o

- un ojo compuesto.

Un ojo compuesto electrónico consta de muchos ojos individuales, análogamente al término "omatidio" empleado en biología para describir el ojo compuesto de insectos voladores, pero compuesto por fotosensores eléctricos, que a su vez están ubicados en el extremo inferior de embudos conductores de luz (sin lente) -o están provistos en cada caso de una microlente antepuesta- o una combinación de ambos (embudo y microlente) (véase, por ejemplo, el documento EP 0813079 A2).

El al menos un sensor determina el brillo de la luz visible que incide en el mismo desde la dirección de visión del ojo determinada con el rastreador ocular.

Las gafas también disponen de un circuito regulador cerrado que regula la transmitancia de la célula de cristal líquido, en donde está predeterminado un valor teórico para el brillo en el ojo y en donde el circuito regulador utiliza como valor real el brillo medido por el sensor en la dirección de visión del ojo.

Con tales gafas, el brillo se puede adaptar de manera rápida y precisa al deslumbramiento desde la dirección de visión real del usuario de las gafas, por ejemplo cuando a un conductor de automóvil se le aproxima otro automóvil en sentido contrario o cuando un conductor de automóvil entra o sale de un túnel en un día soleado.

Solo ahora, en el marco de la miniaturización extrema y la "electrónica ponible" (wearable electronics), es posible implementar sistemas tan potentes y seguros para mejorar la visión utilizando dispositivos electrónicos en miniatura que también pueden integrarse de manera fácil y sencilla en unas gafas.

Para ampliar las posibilidades de aplicación de las gafas, no tiene sentido ajustar la transmitancia de la célula de cristal líquido de las gafas a un tono de gris adecuado en cada caso, sino conmutar rápidamente las gafas entre transmitir la mayor cantidad de luz posible y bloquear la luz tanto como sea posible. Para que el ojo humano vea lo menos posible de esto, un ciclo (período) de un lapso de tiempo de transmitancia y un lapso de tiempo de bloqueo debe durar como máximo una vigesimocuarta parte (1/24) de segundo.

Estos sistemas funcionan especialmente bien cuando las personas ya no perciben la regulación, es decir, cuando trabajan con tiempos de ciclo superiores a la frecuencia límite de parpadeo (Critical Flicker Frequency - CFF) de aproximadamente 60 Hz.

Para poder lograr esto, la célula de cristal líquido debe diseñarse de tal manera que pueda cambiar su transmitancia del 90 % al 10 % y del 10 % al 90 % en como máximo 10 ms.

Si se tiene una célula de cristal líquido de este tipo, la transmitancia de la célula de cristal líquido se puede conmutar entre estados de alta y baja transmitancia. Para ello deben estar presentes medios para regular o controlar los tiempos del estado de alta y de baja transmitancia de la célula de cristal líquido (LC) así como el cambio entre estos dos estados. Lógicamente, la regulación o el control y el circuito regulador cerrado están diseñados de tal manera que los tiempos del estado de alta transmitancia se acortan a medida que aumenta el brillo de la luz visible que incide en el al menos un sensor (modulación por ancho de pulso, PWM: pulse width modulation). A este respecto, el cambio entre los estados de alta y baja transmitancia se produce a una frecuencia temporal que el ojo humano no puede distinguir.

La regulación se vuelve aún más precisa y más respetuosa con los ojos del usuario de las gafas si el circuito regulador está diseñado de tal manera que, al determinar el brillo desde la dirección de visión del ojo, puede tener en cuenta una curva de sensibilidad ojo/retina específica del usuario para ponderar el brillo.

La curva de sensibilidad ojo/retina específica del usuario tiene en cuenta, por ejemplo, la edad del usuario de las gafas, otros parámetros generales y/o individuales específicos del ojo, principalmente en relación con el ángulo de incidencia en el ojo, pero también en relación con otras variables fotométricas que influyen en la percepción, como por ejemplo la luminancia, la distancia a la fuente de luz o la intensidad de la luz o intensidad luminosa (flujo luminoso por ángulo estereorradián), la iluminancia, sus respectivos valores absolutos como umbral en el ojo, flujo luminoso, tamaño de la fuente de interferencia (punto vs. área), color o distribución espectral de la fuente y su variación en el tiempo, preajuste del ojo (visión fotópica vs. escotópica, etc.).

Estas curvas de sensibilidad se pueden determinar de forma heurística y lógica, pero generalmente se determinan empíricamente, tal como se utilizan y evalúan en la obra: Douglas Mace, Philip Garvey, Richard J. Porter, Richard Schwab, Werner Adrian: "Counter-measures for Reducing the Effects of Headlight Glare"; Prepared for: The AAA Foundation for Traffic Safety, Washington, D.C., diciembre de 2001.

Las curvas de sensibilidad del ojo humano antes mencionadas se almacenan como factores de ponderación en diferentes tablas (Lookup Table - LUT) o como fórmulas calculables, en cualquier caso de tal manera que en el circuito regulador cerrado del sistema, que consta de un sensor interno, un microcontrolador y el valor teórico establecido, estos factores de ponderación se incluyen en tiempo real en la señal de ajuste para ajustar la transmitancia de la célula de cristal líquido.

Por ejemplo, una fórmula de Adrian y Bhanji (Adrian, W. y Bhanji, A. (1991). "Fundamentals of disability glare. A formula to describe stray light in the eye as a function of the glare angle and age". Proceedings of the First International Symposium on Glare, Orlando, Florida, págs. 185-194) para determinar la "imposible legibilidad y reconocibilidad de objetos a contraluz" (en inglés: "Disability Glare"), describe la dependencia del ángulo de incidencia de la luz parásita en el ojo, por debajo del cual cada vez más no se reconoce nada.

Ejemplo: Si la luz parásita incide directamente en perpendicular en el ojo, el deslumbramiento es el más alto (máximo en la fórmula de ponderación). Después de que el rastreador ocular determine la dirección de visión (vector ET(x,y,z)) y el sensor interno y/o el sensor externo determinen la dirección de incidencia de la luz parásita (vector Glare(x,y,z)), el microcontrolador puede comprobar si ambos vectores son colineales, es decir, apuntan en la misma dirección y, en consecuencia, evalúan al máximo con la curva de ponderación antes mencionada. Si la curva de ponderación está almacenada, por ejemplo, como LUT, se mueve hacia adelante y hacia atrás virtualmente en la memoria del microcontrolador con el vector de dirección de visión ET(x,y,z) conforme al movimiento ocular. Si está almacenada como fórmula, el vector se convierte en un ángulo en consecuencia.

Esto significa que las curvas de sensibilidad ya no tienen que fabricarse como lentes supletorias especiales (por ejemplo, lentes de plástico de forma libre individuales) que "ponderen" la luz de manera correspondiente antes de que llegue a un fotosensor. Se puede prescindir de lentes supletorias de ponderación o incluso de lentes supletorias móviles que simulen la sensibilidad de la retina, ya que todo está reproducido puramente por software, mientras que todos los sensores están montados de forma rígida.

Se ha demostrado que establecer el valor teórico del circuito regulador a un brillo medio en el intervalo de 20 a 400 lx (lux) es especialmente respetuoso con el ojo. Un valor de este tipo permite que la regulación mantenga un nivel constante de brillo para los ojos del usuario de las gafas cuando el brillo exterior baja de muy brillante hasta el valor teórico ajustado o viceversa, por ejemplo cuando un automóvil entra o sale de un túnel en un día de verano. Los cambios de brillo o iluminancia pueden ser un factor de 1000 o más en ese momento. El usuario de las gafas no está expuesto a estas fluctuaciones de brillo, dado el caso muy rápidas. Siempre quedan compensadas de manera nivelada mediante la regulación de las gafas.

Entrar en un túnel oscuro o en una zona oscura de sombra (bosque, etc.) en un día soleado es un caso de uso típico. Dado que el valor teórico ajustado en este caso corresponde a gafas de sol oscuras durante el día, el ojo siempre está adaptado y preparado para la oscuridad desde el principio, de modo que al entrar en la zona oscura, el cristal de las gafas solo tiene que regularse para hacerse más transparente y claro (abierto) en tiempo real para poder ver inmediatamente en la oscuridad. El tiempo de adaptación a la oscuridad del ojo humano de aproximadamente 30 segundos sin estas gafas se reduce así a una fracción de segundo (por ejemplo, 10 milisegundos), de modo que se puede ver inmediatamente en la oscuridad. Al salir de un túnel y volver a la claridad ocurre exactamente lo contrario.

Surgen otras opciones de regulación, que se ilustran más adelante, si las gafas tienen al menos un sensor de brillo adicional, que está dispuesto en el lado de las gafas opuesto al ojo (sensor externo) y determina el brillo de la luz ambiental.

Por ejemplo, el valor teórico del circuito regulador se puede modificar entonces en función del brillo de la luz ambiental, en donde tal modificación del valor teórico debe ser al menos diez veces más lenta que la regulación de la transmitancia de la célula de cristal líquido, de modo que el ojo del usuario de las gafas pueda adaptarse sin dificultad a esta modificación.

Las gafas deberían reaccionar a cambios repentinos de brillo dentro de 10 ps a un segundo de tal manera que la célula de cristal líquido (LC) se ajuste al estado de baja transmitancia.

En situaciones extremas, cuando se producen "Disability Glare", en los que (véase más arriba) una persona ya no puede leer ni ver nada, es decir, cuando se produce un deslumbramiento extremadamente intenso exactamente en perpendicular al ojo (por debajo de cero grados), como cuando se mira directamente al sol, las gafas se cierran completamente, es decir, se ajustan completamente a negro.

Una regulación de este tipo no es crítica en el sentido de que no importa si no se ve nada debido al deslumbramiento extremo o porque las gafas se oscurezcan a negro, pero este último estado tiene la ventaja de que el ojo queda protegido y adaptado a la oscuridad.

Después de un cierto tiempo o tras un cambio en la dirección de visión del usuario, las gafas permitirán a continuación que la luz vuelva a ser transportada lentamente.

La regulación de la supresión del deslumbramiento es aún más precisa si las gafas presentan dos cristales para dos ojos del usuario, así como un sensor en el lado del ojo para cada cristal para medir el brillo de la luz visible que incide en el ojo respectivo. Con la ayuda de un circuito regulador respectivo para cada cristal, podrá tener lugar entonces la regulación individualmente para cada ojo.

Con estas gafas se puede conseguir un refuerzo del rango brillo/contraste si los valores teóricos para ambos ojos difieren entre un 1 % y un 60 % entre sí. Los valores típicos para las desviaciones derecha-izquierda en la práctica se sitúan en el 5 % - 30 %. En analogía con la fotografía de alto rango dinámico (HDR, High Dynamic Range), se puede hablar en este caso de "visión HDR".

Hasta ahora estos sistemas solo estaban disponibles teóricamente, pero solo ahora, gracias a la disponibilidad de moduladores extremadamente rápidos y procesadores muy rápidos, se pueden implementar regulaciones multicanal en tiempo real inteligentes y relevantes para la seguridad para mejorar la visión, en donde el ojo izquierdo y derecho se tratan por separado y/o se pueden incluir varios usuarios para aplicaciones grupales.

Para garantizar esto, el circuito regulador debe diseñarse de tal manera que al regular el brillo de la luz visible que incide en un ojo se tenga en cuenta la regulación del brillo para el otro ojo.

Las gafas también se pueden combinar con una fuente de luz dispuesta en el lado de las gafas opuesto al ojo. Lógicamente, la fuente de luz se controla entonces en función de la dirección de visión del usuario de las gafas. Esto contrarresta el oscurecimiento provocado por la obturación de las gafas para evitar el deslumbramiento. Son concebibles, por ejemplo, cuatro LED, uno en cada esquina del cristal.

El rastreador ocular establece entonces cuál de los cuatro LED debe recibir energía preferentemente en función de la dirección de visión: solo un LED correspondiente a la dirección de visión si se mira arriba/abajo hacia afuera, o dos LED correspondientes a la dirección de visión si se mira hacia los lados en el centro, o los cuatro LED si se mira justo hacia delante.

Mas opciones:

En lugar de o además de los cuatro LED montados rígidamente en las esquinas de unas gafas, también se puede controlar la dirección de iluminación de cualquier otra fuente de luz o faro en la dirección de visión con la ayuda del rastreador ocular.

Para ello, estas lámparas pueden hacerse pivotar electromecánicamente, de manera análoga al caso de la luz en curva orientable electrónicamente en vehículos a motor o al caso de las cámaras de vigilancia orientables de 3 ejes o los sistemas portátiles de movimiento libre, pero que mantienen su propio sistema de coordenadas estable con respecto a la tierra o al soporte mediante suspensión electrónica o de cardán con soporte de masa (en inglés: gimbal o procedimientos steadycam) y en relación con el cual el faro puede entonces pivotar en la dirección de visión.

Por lo tanto, son posibles todos los tipos de faros LED en todos los tipos de soportes: automóvil, casco, bicicleta, motocicleta, mano, hombro, cuerpo, arma, etc.

Esto es particularmente eficaz si los tiempos de iluminación y la intensidad luminosa de la fuente de luz se regulan de tal manera que la fuente de luz ilumine durante los tiempos del estado de alta transmitancia de la célula de cristal líquido. A este respecto, la integral de tiempo del producto de la intensidad luminosa de la fuente de luz y la transmitancia de la célula de cristal líquido debe mantenerse constante dentro de una tolerancia predeterminada ante modificaciones de los tiempos del estado de alta transmitancia.

Una fuente de luz intermitente de este tipo puede ser, por ejemplo, el faro de un automóvil, que ilumina siempre con brillo constante la carretera y el entorno para el conductor, mientras que mediante la obturación de las gafas se evita eficazmente el deslumbramiento por parte de vehículos que se aproximan en sentido contrario. Sin embargo, en el sentido descrito en el presente documento también se pueden utilizar otros tipos de faros, tales como lámparas de bicicleta, lámparas de casco o linternas.

Dado que el brillo de los faros del automóvil percibido por una persona que se encuentra fuera o por un vehículo que se aproxima en sentido contrario es siempre constante en estas condiciones, independientemente de cómo se regule la relación pulso-pausas, puede ofrecerse un faro de automóvil de este tipo sin problemas como parte de una estrategia de reemplazo (replacement strategy) o bien la compra de faros adicionales como parte de una estrategia de accesorios (special accessories strategy).

Solo ahora es posible implementar sistemas tan potentes y seguros para mejorar la visibilidad mediante potentes luces blancas y/o LED RGB/LÁSER.

Además de los faros de un automóvil, en particular también son concebibles

- una fuente de luz para deslumbrar a un ser vivo, un sensor óptico o una cámara, y/o

- una pantalla en el lado del cristal opuesto al ojo y/o

- una pantalla en el lado del ojo del cristal y/o

- una pantalla de visualización frontal (Head-Up-Display)

como fuentes de luz.

Por ejemplo, un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador portátil, una pantalla de cabina, etc., pueden considerarse como pantallas situadas en el lado del cristal opuesto al ojo.

Por ejemplo, se pueden utilizar "Google Glass" o pantallas de realidad virtual o aumentada ("augmented rea lit/) como pantallas en el lado del ojo del cristal.

Las pantallas de visualización frontal (HUD, Head-Up-Display) abarcan diferentes pantallas, algunas de las cuales se sitúan en el lado del ojo de las gafas, otras fuera de las gafas, por ejemplo en forma de un casco con pantalla. Lo que todas tienen en común es que es posible mirar a través de las mismas, pero pantalla de visualización frontal permite ver información adicional superpuesta.

Todas estas pantallas se pueden leer de la manera ilustrada contra el sol u otras molestas fuentes de luz deslumbrantes.

A continuación se describen con más detalle las etapas de procedimiento individuales. Las etapas no tienen que llevarse a cabo necesariamente en el orden indicado, y el procedimiento que se va a ilustrar también puede tener etapas adicionales, no mencionadas.

El objetivo también se consigue mediante un procedimiento para regular el brillo de la luz visible que incide en al menos un ojo, con las siguientes etapas:

1. se proporcionan unas gafas, en donde las gafas presentan lo siguiente:

1.1 al menos un cristal;

1.1.1 en donde el al menos un cristal presenta una célula de cristal líquido (LC) cuya transmitancia (TR) puede modificarse mediante un control adecuado;

1.2 un rastreador ocular (ET) que determina la dirección de visión del ojo;

1.3 al menos un sensor (IL, IR) para medir el brillo de la luz visible que incide en el sensor;

1.3.1 en donde el al menos un sensor (IL, IR) está dispuesto en el lado del ojo del cristal;

1.3.2 en donde el al menos un sensor (IL, IR) mide el brillo a través del al menos un cristal;

1.3.3 en donde el al menos un sensor (IL, IR) presenta

1.3.3.1 un sistema de formación de imágenes con una cámara o

1.3.3.2 al menos tres sensores que abarcan un sistema de coordenadas o

1.3.3.3 un ojo compuesto;

1.3.4 en donde el al menos un sensor (IL, IR) determina el brillo de la luz visible que incide en el mismo desde la dirección de visión del ojo determinada con el rastreador ocular (ET);

2. la transmitancia de la célula de cristal líquido (LC) se regula mediante un circuito regulador cerrado (MC); 2.1 en donde está predeterminado un valor teórico para el brillo en el ojo;

2.2 en donde el circuito regulador utiliza como valor real el brillo medido por el sensor en la dirección de visión del ojo.

Otras particularidades y características se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos en combinación con las reivindicaciones dependientes. Las respectivas características se pueden implementar en este sentido por sí solas o varias en combinación entre sí. Las posibilidades de conseguir el objetivo no se limitan a los ejemplos de realización. Así, por ejemplo, las indicaciones de intervalos siempre abarcan todos los valores intermedios (no mencionados) y todos los subintervalos imaginables.

Gafas inteligentes con rastreador ocular

Todos los problemas anteriormente mencionados se resuelven con unas "gafas inteligentes", que constan de al menos un cristal, que está implementado por una célula de cristal líquido LC, con un circuito regulador PID en tiempo real, de bucle cerrado, pero que preferiblemente constan de dos cristales completamente independientes y reguladores de lazo del tipo mencionado. La transmitancia de la célula de cristal líquido se puede modificar mediante un control adecuado de tal manera que se pueda conmutar entre estados de alta y baja transmitancia para conseguir de este modo un efecto obturador. Si esto sucede lo suficientemente rápido, se puede cambiar la impresión visual del ojo respectivo, aprovechando la inercia de la percepción visual humana.

Para que se pueda implementar un circuito regulador de bucle cerrado (circuito regulador cerrado), al menos un fotosensor por cada ojo debe ser "interno", es decir, de tal manera que mire a través del obturador en la dirección de visión, igual que el ojo humano, y mida así el "brillo real". Este sirve como "valor real" para la regulación.

Nota definitoria en cuanto al valor de brillo real mencionado anteriormente, que se mide a través del obturador, porque, dado el caso, dependiendo de la descripción técnica de la situación, puede ser necesario distinguir entre un valor real discreto (puntual) en el eje del tiempo y un resultado de integración a lo largo de un ciclo completo de obturación T :

1. Estrictamente hablando, los fotosensores disponibles hoy en día pueden leerse tan rápidamente que las intensidades de la luz que pasa a través del obturador pueden medirse en puntos en el eje del tiempo (por ejemplo, con frecuencias de muestreo en el rango de los microsegundos), de manera análoga a un osciloscopio de almacenamiento digital con cabezal de medición óptico, de modo que una evolución de valores reales discretos se puede almacenar en una memoria volátil del microcontrolador. Esta evolución muestra exactamente cuándo se abre en cada caso el obturador dentro de un ciclo de modulación por ancho de pulso (PWM) T (Ton o transparente) y cuándo se cierra (Toff o no transparente). Si el sistema de obturador funciona, por ejemplo, con una frecuencia básica de 100 Hz, la profundidad de almacenamiento temporal es de 1/100 Hz = 10 ms. Al final de un ciclo, el microcontrolador puede calcular matemáticamente una integral a lo largo de esta evolución del brillo y así proporcionar el "valor real" de un ciclo.

2. Por otro lado, el mismo fotosensor también podría integrarse física y electrónicamente o mediante circuitos a lo largo de todo el ciclo T, es decir, a lo largo de los 10 milisegundos antes mencionados, de tal manera que esté disponible un resultado de medición exactamente al final del ciclo T, que luego es leído por el microcontrolador sin este tenga que realizar un promediado matemático. En la presente invención en este caso para medir el valor real se utiliza un fotosensor que permite una medición puntual/discreta rápida. Para evitar malentendidos, en el presente texto se utiliza generalmente el término "valor real" cuando se refiere a un "valor de gris" (brillo promedio que pasa en el ciclo T) convertido o integrado a lo largo del tiempo de ciclo T, sobre todo porque el ser humano también percibe solo valores de gris, aunque en realidad solo se dejen pasar relaciones temporales de Ton a Toff.

El fotosensor adopta así, por así decirlo, el papel del ojo, midiendo en sustitución del ojo el "brillo real" que incide en el ojo, no solo un brillo externo aleatorio. En una modulación PWM de tipo ON-OFFkeying, el ojo se utiliza como filtro de paso bajo en la medida en que los valores de gris aparecen solo en el ojo o solo en la percepción humana, mientras que los cristales de gafas en realidad nunca adoptan valores de gris. De manera análoga a los escenarios de integración (primero y segundo) para el valor real explicados anteriormente, estrictamente hablando se puede definir un tercer escenario en el que el microcontrolador y/o el fotosensor se integren hasta alcanzar un valor de gris que también puede ser percibido por el ser humano realmente como un valor de gris (por ejemplo, después de una integración a lo largo de aproximadamente 250 a 500 milisegundos). Si se trata de un valor real perceptible, normalmente esto se indica específicamente en el texto.

El fotosensor o sensor de brillo está a una cierta distancia (normalmente 1-3 mm) de la célula de LC, de modo que debido a su ángulo de apertura, el área de LC efectivamente observada es mayor que el área del chip del sensor. Esto conduce a un mejor promediado del brillo y a una medición más precisa/más estable en el caso de una "formación de dominio de LC" puntual, o en el caso de suciedad puntual en el lado opuesto de la célula de LC. Por motivos de seguridad y térmicos, se recomienda de todos modos colocar un cristal protector exterior, que también forme parte del diseño exterior de las gafas, a una distancia de 1-3 mm delante de la célula de LC. Esto significa que tal suciedad puntual (pequeñas moscas, granos de polvo, etc.) ya no tienen ningún efecto sobre el LC y ciertamente ya no tienen ningún efecto sobre el fotosensor. Además, los fotosensores internos (si son fotosensores clásicos, es decir, no transparentes) se colocan en el área de borde exterior del LC o en el área de la montura de las gafas, de modo que no interfieran con el campo de visión.

Sin embargo, para poder determinar el valor de brillo real en el centro del obturador de LC o, más precisamente, en el centro estadístico de la pupila cuando se mira de frente, se utilizan al menos dos, preferentemente tres fotosensores por cada ojo, cuyo posicionamiento es abarcado por un sistema de coordenadas. Por ejemplo, se pueden disponer en triángulo, en cuya esquina se situé el valor medio local estadístico de la pupila, que normalmente (es decir, en el caso de personas que no entrecierran los ojos) es idéntico al punto de la mirada de frente. Con la ayuda de un cálculo de triangulación se puede calcular el brillo promedio en relación con este valor medio local estadístico o con la mirada de frente y utilizarlo como "valor real" para la regulación.

Además, varios fotosensores internos por cada ojo tienen la ventaja de que esta redundancia mantiene la fiabilidad de la medición, incluso en caso de suciedad o de una mayor incidencia puntual de luz (por ejemplo, reflejo brillante accidental en solo uno de los tres fotosensores).

Para la regulación se necesita un "valor teórico", que se predetermina inicialmente con una especie de potenciómetro o "ajustador" equivalente, de tal manera que el ojo permanezca constantemente adaptado a la oscuridad, de manera análoga a unas gafas de sol relativamente fuertes, por ejemplo con un nivel de protección III (S3, 8-18 % de transmitancia).

El circuito regulador debe ser tan rápido que el proceso de regulación ya no pueda ser percibido por el ojo humano, de modo que el brillo que llega al ojo sea siempre constante (correspondiente al valor teórico), independientemente de cómo varíe el brillo exterior.

Se trata, por tanto, de un denominado circuito regulador en tiempo real, en el que la denominada delta (desviación de regulación), es decir, la diferencia entre el valor teórico y el valor real, en el estado estabilizado (parametrización PID correcta), siempre sea cero.

Sin embargo, esta regulación solo funciona si las gafas son absolutamente opacas respecto a la luz exterior. Por lo tanto, la carcasa de las gafas es similar a unas gafas de buceo, unas gafas de esquí o unas gafas de seguridad ajustadas con copas oculares blandas, resistentes al polvo y opacas, al estilo de las gafas de natación, o a unas gafas grandes con soportes laterales anchos y protección contra la luz por arriba y por abajo. Con la ayuda de un potenciómetro eléctrico o un ajustador similar, la pupila del usuario de las gafas puede a) abrirse lentamente, incluso verdaderamente "ensancharse", hasta que quede abierta hasta un 75 % por encima del diámetro normal a la luz del día; y b) mantener constante este diámetro debido a la regulación en tiempo real, de modo que permanezca casi "inmóvil", sin importar cómo pueda cambiar el brillo exterior.

Esto se hace por separado para cada ojo, aunque en la rutina inicial cada ojo puede configurarse inicialmente con el mismo valor teórico (por ejemplo, 100 lux en el ojo derecho (R) y en el izquierdo (L)). En la práctica, los valores teóricos R y L se modifican relativamente despacio (por ejemplo, de 2 a 100 veces más despacio que la regulación del brillo) y también se aplican a propósito ligeras diferencias (por ejemplo, un 10 % más de transparencia a la izquierda y un 10 % menos de transparencia a la derecha). Las razones de esto se explican a continuación.

Al menos un sensor externo por cada ojo (OL, OR) capta de forma aproximada y relativamente lenta (por ejemplo, en 1 -2 segundos) la situación de la luz del día como promedio a lo largo del tiempo y determina si es un día brillante, un día nublado o una situación de interior. Esto es necesario porque el rango dinámico en cuanto a la iluminancia durante el día abarca un intervalo de 100 lux a 100.000 lux, es decir, alrededor de un factor de 10.000, mientras que una simple célula de LC solamente abarca un factor de 1.000 a 5.000 (relación de contraste). Debido a un valor teórico cambiante, determinado por el sensor externo (día luminoso, día nublado, ...), el "punto de trabajo" de la célula de LC se desplaza al rango correcto durante una rutina de inicialización al encender (por ejemplo, en un día muy luminoso desde inicialmente 100 lux en el ojo hasta 300 lux en el ojo).

Este valor teórico iniciado por el sensor externo también cambia rápida y dinámicamente cuando el regulador está en el tope inferior o superior, es decir, la desviación de regulación ya no puede ser cero, porque la variable de regulación en la célula de LC o la transmitancia ha alcanzado un valor que ya no se puede aumentar (es decir, completamente abierto o completamente cerrado).

Esto no debería ser así de forma habitual, ya que el objetivo es mantener el ojo permanentemente adaptado a la oscuridad. Sin embargo, si la situación de iluminación cambia en general, teniendo en cuenta los valores empíricos almacenados electrónicamente y la información de los sensores externos e internos, poco antes de que se alcance el tope del regulador en una dirección determinada (LC completamente cerrado o completamente abierto), el valor teórico se puede cambiar de modo que el regulador permanezca en el "modo normal" y no llegue realmente a este tope, es decir, se comporte logarítmicamente o de manera análogamente no lineal en el sentido más amplio, pero debido al aumento del brillo que lo atraviesa (por ejemplo, al mirar directamente al sol) permita un cierre suave y controlado del iris. Sin embargo, este reajuste del valor teórico para ampliar el rango dinámico solo debería ocurrir en casos excepcionales; en el funcionamiento normal, la pupila se ajusta a un valor fijo, relativamente oscuro (por ejemplo, un 75 % por encima del diámetro normal), de modo que el ojo, que ya está adaptado a la oscuridad, está listo inmediatamente (es decir, por ejemplo, en un milisegundo) al entrar en un espacio oscuro.

Además, los dos valores teóricos (L y R) pueden tener ligeras diferencias, por ejemplo, entre un 5 % y un 30 % más de transparencia a la izquierda que a la derecha, de modo que el cerebro pueda transformar imperceptiblemente las dos imágenes ligeramente diferentes en una imagen con un mayor rango de contraste (rango dinámico) (conocido en fotografía como HDR = "high dynamic range" - dos fotografías con exposición diferente se copian la una en la otra). La condición previa es que la diferencia de contraste no sea demasiado extrema, es decir, que permanezca imperceptible para el ser humano, por ejemplo del 1 % al 60 %, preferiblemente del 5 % al 30 %. Los valores superiores > 30% tampoco se excluyen, pero entonces se muestran durante un período de tiempo más corto, de modo que el cerebro aún pueda construir imperceptiblemente una nueva imagen con un rango de contraste más alto. En este sentido intervienen algoritmos de software inteligentes en la percepción humana.

Además, como es habitual hoy en día en la llamada "tecnología ponible" y en los teléfonos inteligentes, también se pueden integrar en las gafas sensores de inclinación y aceleración, de modo que dichas diferencias de brillo se puedan reducir automáticamente o incluso desactivar, por ejemplo al conducir a gran velocidad, para evitar por ejemplo efectos indeseables (por ejemplo, efecto de Pulfrich u otros artefactos de percepción).

La forma más elevada y compleja de este tipo de control electrónico es la consideración de la aferencia pupilar contralateral derecha-izquierda en una situación de iluminación similar a una "prueba de la linterna oscilante" (SWIFT), que se produce fisiológicamente por el intercambio de señales nerviosas izquierda-derecha que se cruzan en el quiasma óptico y las partes posteriores del cerebro. En concreto, esto significa que si en personas sanas los valores teóricos electrónicos se ajustan exactamente iguales para ambos ojos (L=R=const.) sin asimetrías en la aferencia pupilar contralateral (por ejemplo, en caso del defecto pupilar aferente relativo, DPAR) en el funcionamiento normal no se cruzan estímulos neuronales, ya que el brillo es siempre constante en ambos ojos. Hay tres formas de aprovechar este efecto:

1) Una señal de ajuste aumentada (por ejemplo, mayor oscurecimiento) en un canal (L o R), con en cada caso valores teóricos idénticos (R=L=const.), señala una situación de iluminación asimétrica, por ejemplo, luz exterior excesiva en el canal correspondiente. El microcontrolador de este canal informa al otro microcontrolador o a la máquina de estados del otro canal que el canal está casi alcanzado o está siendo sobrecargado. El lado subexpuesto puede entonces abrirse.

2) El funcionamiento intencionado en el modo de diferencia HDR puede hacer que el canal conmutado a más brillante (más transparente), en particular si se conmuta a transparente demasiado rápido y demasiado ampliamente (delta t, delta T relativamente alto), provoque una contracción de la pupila contralateral en el otro canal. Para tener en cuenta este efecto (para compensarlo = retroalimentación negativa o, dado el caso, para aumentarlo intencionadamente = retroalimentación positiva), se controla el otro canal de forma suave y adecuada, de tal manera que se mejore la visión del otro ojo, pero sin que ello conduzca a una nueva transmisión contralateral al canal originalmente afectado. Además, hay amortiguación para evitar que oscile el sistema formado por ambas pupilas y ambos canales controlados por software. En este sentido se tienen en cuenta la situación de la luz exterior, los puntos de trabajo de los dos reguladores, los transitorios/cambios de iluminación en los respectivos canales (por ejemplo, día brillante, día nublado, proximidad al tope del regulador) y la diferencia entre los reguladores.

3) Indicaciones médicas y psicopatológicas:

a) Para pacientes con un defecto pupilar aferente relativo (DPAR), el patrón de comportamiento de la pupila derecha-izquierda del paciente se puede almacenar en el software del microcontrolador, de modo que durante el funcionamiento en ambos modos mencionados anteriormente (1 y 2) se tiene en cuenta el comportamiento de sus pupilas con la transparencia LC correcta en cada caso, de tal manera que el brillo percibido sea siempre constante o corresponda a determinados valores teóricos deseados.

b) Para pacientes con un entrenamiento de visión derecha-izquierda prescrito por un médico (por ejemplo, después de un derrame cerebral), opcionalmente se puede oscurecer o aclarar alternativamente un lado de forma permanente o según determinados patrones de tiempo.

c) Para los servicios de emergencia en situaciones estresantes (por ejemplo, soldados en acción) que tienen un nivel de adrenalina muy elevado y, por lo tanto, pupilas generalmente dilatadas, el software puede reducir correspondientemente la transmitancia (ligero oscurecimiento) mediante un comando (botón) para que la percepción visual sea más agradable en caso de claridad.

Las fotocélulas internas están diseñadas al menos de manera duplicada o incluso triplicada. Esto no sirve solo para calcular el brillo promedio en la ubicación más probable de la pupila (como se describió anteriormente), sino también por razones de seguridad. El software puede utilizar una comparación lógica (por ejemplo, dos sensores muestran un brillo similar y solo uno no muestra ningún brillo) para identificar dado el caso suciedad o un defecto en un fotosensor específico y, como consecuencia, tener en cuenta solo los dos fotosensores que aún están funcionando.

Además de los componentes del regulador que calculan constantemente, el software también contiene rutinas de seguridad puramente lógicas (máquinas de estados independientes) que garantizan constantemente el funcionamiento de las gafas en paralelo a los reguladores. (En este contexto, cabe señalar también que las gafas de este tipo menos propensas a errores, destinadas a aplicaciones automotrices, contienen procesadores de doble o triple núcleo aprobados según la norma ASIL, que verifican si hay errores tanto de hardware como de software.

Rastreador ocular de tipo simple

De forma análoga a los fotosensores mencionados anteriormente o tipos de cámaras que simulan un ojo humano, en el interior de las gafas donde se encuentra este sensor se coloca un segundo sensor que observa el ojo. Este podría montarse, por ejemplo, en la parte posterior del sensor mencionado anteriormente o ligeramente desplazado junto a él. Se pueden utilizar varios tipos de sensores, por ejemplo, fotosensores relativamente simples y económicos, o sensores compuestos, o sistemas de cámaras de formación de imágenes con mayor resolución. En el caso más sencillo, la dirección de visión solo se registra de forma aproximada. En particular, el movimiento de izquierda a derecha del ojo se puede detectar fácilmente incluso en la parte blanca del ojo (esclerótica) mediante una barrera de luz infrarroja codificada. La luz infrarroja no es percibida por el ojo, sino que se refleja de forma diferente según la dirección de visión. La fuente de infrarrojos debe codificarse para evitar confusiones con otras fuentes de luz y reflejos en el lado del receptor. En el caso más sencillo, esta codificación puede ser cíclica (por ejemplo, una onda cuadrada de 10 kHz con frecuencia y posición de fase conocidas). Un detector sensible a la fase (PSD, también conocido como amplificador de furgón) puede utilizar la frecuencia y, en particular, la posición de la fase para realizar una medición de amplitud muy precisa con respecto a la señal del transmisor después de una integración de paso bajo a lo largo de aproximadamente 10 ciclos, es decir, a aproximadamente 1 kHz, aunque esta sea muy débil en comparación con el "ruido" de otras señales IR.

Este es solo un ejemplo de un rastreador ocular simple. También se puede determinar la posición de la pupila con un procedimiento muy similar, también en reflexión, pero teniendo en cuenta la absorción en la pupila oscura en lugar de la reflexión en la esclerótica blanca. Dado que los sensores catadióptricos son muy económicos, estos sensores se pueden colocar tanto en el interior del ojo (cerca de la nariz) como en el exterior (cerca de las sienes), dado el caso también en el centro debajo del ojo (detectando mirar hacia arriba/abajo), es decir, definitivamente de 2 a 3 sensores. Varios de estos sensores aumentan la precisión de la medición en cuanto a la dirección de visión.

Sin embargo, lo ideal es utilizar un rastreador ocular que utilice una pequeña cámara de formación de imágenes de alta resolución similar a las que se utilizan en los teléfonos inteligentes o agendas portátiles. Esta cámara registra la posición de la pupila en cuanto a la dirección de visión y, por tanto, todos los ángulos.

Cálculo de correlación a partir de fotosensores y rastreador ocular

La información de dirección y brillo de las fotocélulas/cámara se correlaciona matemáticamente mediante software con la dirección de visión determinada por el rastreador ocular. Esto significa, por ejemplo, que se toma como punto de partida la dirección de visión y al mismo tiempo (es decir, en tiempo real) se mide el brillo incidente exactamente en el mismo ángulo y se regula constantemente. Dado que se trata de un circuito regulador PID en tiempo real, en el que la desviación de regulación es siempre cero, el brillo en la dirección de visión siempre será constante, es decir, según el valor teórico ajustado.

Si esta regulación funciona con mucha precisión, lo que sería posible utilizando alta tecnología, la pupila nunca experimentaría una diferencia de brillo en el eje principal. Este modo de regulación se puede seleccionar según la aplicación (por ejemplo, deportes, automoción, industria, medicina, militar), por ejemplo, mediante un interruptor u otro comando (por ejemplo, a través de un teléfono inteligente conectado a las gafas mediante Bluetooth o similar).

Por otro lado, según la aplicación, este modo de regulación extremadamente rápido y preciso también podría provocar artefactos de percepción no deseados. Por lo tanto, se puede ajustar un modo alternativo en el que el software se ralentice un poco deliberadamente o el brillo solo se reajuste en ligeros incrementos angulares. Por ejemplo, solo si el usuario mira de cerca una fuente de deslumbramiento situada más bien lateralmente (por ejemplo, tráfico en sentido contrario), se regulará inmediatamente a brillo constante; de lo contrario, si la pupila se mueve solo ligeramente hacia adelante y hacia atrás en el centro y no se produce ningún deslumbramiento en sentido contrario desde esta región, solo se regula a esta luminosidad de forma constante.

Además, la función de sensibilidad al deslumbramiento individual y en función de la edad, que se puede guardar en el software como fórmula o tabla de consulta (Look-Up-Table, LUT), se coloca sobre la señal del sensor de brillo que mira hacia delante como una plantilla (por ejemplo, con ponderación multiplicativa). Aunque este sensor no se mueve como un globo ocular, sino que está montado rígidamente hacia delante, esta plantilla se desplaza junto con el movimiento del globo ocular debido a la señal del rastreador ocular. De esta forma se crea prácticamente un ojo artificial que tiene en cuenta la sensibilidad al deslumbramiento individual en función del ángulo de visión, que sirve como variable de referencia para el circuito regulador PID en tiempo real (también llamada intrínsecamente "valor real"). Corresponde a este respecto al experto en la técnica hacer que los algoritmos sean más suaves o más fuertes, dependiendo de la aplicación prevista. Alternativamente, puede estar previsto que el usuario realice una selección con este fin.

Los ejemplos de realización se muestran esquemáticamente en las figuras. Las mismas referencias en las figuras individuales designan a este respecto elementos iguales o que tienen la misma función o que se corresponden entre sí en cuanto a sus funciones. En detalle, muestra:

la Fig. 1 una representación esquemática en vista planta, en sección, de las gafas electrónicas;

la Fig. 2 un diagrama de la denominada transmitancia de las gafas de un sistema de supresión del deslumbramiento a lo largo del tiempo, estando el sistema equipado con un arma de deslumbramiento (el arma de deslumbramiento no es según la invención y es meramente a título ilustrativo);

la Fig. 3 una representación esquemática de la situación cuando una señal de deslumbramiento (sol) se refleja en una pantalla o superficie de pantalla (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 4 la situación de la figura 3, con un dispositivo adicional para visualizaciones no modulables (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 5 una representación esquemática de la situación con la denominada "HUD interna" (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 5B una realización como gafas protectoras para oscuridad total, sin fuente de luz propia (seguridad laboral);

la Fig. 6 un diagrama de transmitancia para un sistema de supresión de deslumbramiento con codificación de colores RGB (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 7 un diagrama que ilustra el comportamiento de los distintos grados de transmitancia TR (Ch#1,2,3) en un sistema de supresión de deslumbramiento con codificación de colores RGB (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 8 una representación esquemática de un sistema de mejora de la impresión espacial (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 9 una representación esquemática de un sistema para mejorar el alcance visual mediante la supresión de reflejos en el campo cercano en caso de precipitación de partículas según el principio LIDAR (no según la invención, meramente a título ilustrativo);

la Fig. 10 un diagrama para la supresión de la luz propia de un sistema de supresión de deslumbramiento (no según la invención, meramente a título ilustrativo); y

la Fig. 11 otro diagrama para la supresión de la luz propia que muestra la fase de inicialización (no según la invención, meramente a título ilustrativo).

A continuación se hace referencia en parte a la figura 1.

Todo lo que sigue siempre se aplica a un ojo (derecho o izquierdo, también designado como "canal"). Un canal consta de al menos una célula de LC (aunque también se pueden conectar en serie dos o más células de LC) que, dependiendo de la aplicación, contiene un material de LC adecuado, rápido y de alto contraste (TN, STN, Fe-LC).

La célula más alejada del cuerpo humano se denomina "distal" y la más cercana al ojo "proximal". Detrás de la célula proximal se encuentran a una distancia determinada (normalmente 1 -3 mm) de uno a tres fotosensores complejos IL1, IR1, que capturan la luz incidente a través de la célula LC 1L, LC 2L, LC 1R, LC 2R en la dirección de visión, en donde un fotosensor individual consta a su vez de al menos 3 sensores que abarcan un sistema de coordenadas x-y-z ortogonal, en donde el vector (1,1,1) apunta lógicamente en la dirección de visión.

Como alternativa a un fotosensor x-y-z de este tipo se puede utilizar un conjunto de fotosensores que, de manera análoga a un ojo compuesto, tiene mucho más que solo 3 canales ortogonales. Cada canal puede medir el brillo en un amplio rango dinámico, de modo que se transmite al microprocesador una "imagen en bruto".

Como alternativa a una "imagen en bruto" de este tipo puede estar previsto un sistema (cámara) de formación de imágenes con lentes ópticas con una resolución significativamente mayor (por ejemplo, una cámara de 5 megapíxeles) con el mismo tamaño en miniatura que no supere unos pocos milímetros cuadrados, similares a los que ya se utilizan en teléfonos inteligentes y agendas portátiles. La imagen transmitida desde dicha cámara al procesador tiene una resolución más fina: El rango dinámico y la linealidad para medir el brillo se garantizan mediante el uso de materiales de chip altamente dinámicos, similares a los utilizados en la fotografía médica analítica.

Por razones de seguridad, se utilizan al menos 3 fotosensores complejos de este tipo (x-y-z, o compuestos o cámara) por ojo cada E(L), E(R) (canal).

Todos los fotosensores mencionados pueden diseñarse, por ejemplo, como fotodiodos, fototransistores, fotocélulas, etc. En cualquier caso, todos tienen en común que reaccionan de forma neutra en cuanto al color, teniendo en cuenta la curva de sensibilidad cromática del ojo (la llamada función V-Lambda según DIN 5031). Las fotocélulas de este tipo se utilizan, por ejemplo, en fotografía para medir la exposición de color neutro. A través del software, dependiendo del brillo ambiental (medido por un sensor externo OL, OR, o derivado de la variable de ajuste y el valor teórico del regulador MC), se puede incluir una tabla de consulta (Look-Up-Table, LUT) en el algoritmo de cálculo, cuando hay principalmente oscuridad, que incluye los valores V' para la visión nocturna, de modo que se tiene en cuenta el llamado efecto de Purkinje (aumento de la sensibilidad al azul durante la noche). Además, se puede tener en cuenta la sensibilidad al deslumbramiento individual, en función de la edad; existen estudios empíricos al respecto, en particular en función del ángulo y de la edad (por ejemplo, Adrian y Bhanji 1991 - Illumination Engineering Society of North America).

Lente/canal de forma libre o software con cámara

La implementación física de la fórmula de sensibilidad ocular mencionada anteriormente puede realizarse mediante una lente de forma libre correspondiente hecha de material transparente (por ejemplo, vidrio, plástico, líquido, etc.), que se coloca delante de un fotosensor de tal manera que puede utilizarse como el ojo humano para medir el brillo en función de la dirección. De este modo se crea un "ojo artificial", que por su ángulo de incidencia es tan sensible al deslumbramiento como el ojo humano. Para ello hay que tener en cuenta dos factores: 1. las funciones V-Lambda y V'-Lambda (efecto de Purkinje por la noche); 2. la sensibilidad al deslumbramiento en función del ángulo.

En lugar de esta lente, para simplificar, se puede utilizar también un canal negro (es decir, esencialmente un agujero) formado mediante cálculo de forma libre, en cuyo extremo se encuentra la fotocélula, de modo que tenga un ángulo de apertura que corresponda a la sensibilidad del ojo humano.

Alternativamente, la fórmula para la sensibilidad al deslumbramiento se puede implementar puramente como algoritmo o en el software que también recibe la imagen de alta resolución/alta dinámica de la cámara, ya que la imagen de la cámara también contiene la información de dirección y el brillo por píxel. A continuación, la imagen de la cámara se puede ponderar con fórmulas de evaluación individuales (dependientes de la edad), porque una persona puede introducir su edad u otras preferencias individuales o indicaciones/recomendaciones médicas relativas a la sensibilidad al deslumbramiento a través de cualquier interfaz hombre-máquina (por ejemplo, botones en las gafas, interfaz de software USB para PC, aplicación para teléfono inteligente a través de radio (Bluetooth)).

Rastreador ocular

La información de dirección y brillo de las fotocélulas/cámara se correlaciona además matemáticamente mediante software con la dirección de visión determinada por un rastreador ocular ET(L), ET(R).

La función de sensibilidad al deslumbramiento individual y en función de la edad, que se puede guardar en el software como fórmula o tabla de consulta (Look-Up-Table, LUT), puede colocarse sobre la señal del sensor de brillo que mira hacia delante como una plantilla (por ejemplo, con ponderación multiplicativa). Este sensor está montado rígidamente en las gafas. Sin embargo, debido a la señal del rastreador ocular, esta plantilla también se desplaza conforme al movimiento del globo ocular, con lo que se consigue la funcionalidad de un ojo artificial, que tiene en cuenta la sensibilidad al deslumbramiento individual en función del ángulo de visión,

Conformación de pulsos en las células de LC

Hay tres opciones en este caso:

1. Ambas células de LC son transparentes en cada caso en el estado sin tensión para garantizar una vista normal en cualquier caso en caso de un fallo del sistema o de tensión.

2. Para aplicaciones de alta seguridad en las que existe un riesgo permanente de deslumbramiento en el área de trabajo (por ejemplo, laboratorio LÁSER o soldadura por arco), se pueden usar células de LC que funcionan exactamente de manera opuesta, es decir, conmutan a oscuras completamente cuando están sin tensión y solo conmutan a transparentes cuando se presiona un interruptor de seguridad o similar.

3. Mezcla de células de los tipos anteriormente mencionados, es decir, una célula traslúcida en estado sin tensión y una célula que no traslúcida. Esta disposición se puede utilizar para mejorar la pendiente de flanco tanto en el flanco ascendente como en el descendente de un pulso óptico, en el sentido de una conmutación transparente durante una fracción de segundo en forma de un pulso de onda cuadrada en el eje del tiempo (onda cuadrada con alta pendiente de flanco en la imagen del osciloscopio de medición óptica). La ventaja es una menor diafonía y otros artefactos que reducen el contraste (crosstalk) en aplicaciones sincrónicas con una fuente de luz propia o con varios participantes.

Las gafas descritas anteriormente se pueden utilizar como parte de un sistema de supresión de deslumbramiento. La figura 2 muestra la denominada transmitancia (TR) de este tipo de gafas a lo largo del tiempo. A este respecto, la transmitancia es el cociente de la intensidad lo que se permite a través de la célula de cristal líquido LC y la intensidad incidente I.

En el tiempo Ton las gafas están abiertas, es decir, conmutan a transparentes. En el tiempo restante (período de tiempo T menos Ton), las gafas están cerrados, es decir, no son transparentes.

Para obtener valores de gris analógicos y sin interrupciones, la señal en la figura 2 (primera fila) se implementa como una modulación por ancho de pulso PWM analógica, es decir, en la figura 2, desde el ciclo T hasta los ciclos 2T y 3T, se muestran varios estados discretos de la PWM simplemente a modo de ejemplo. Estos estados también se pueden describir como una relación pulso-tiempo de ciclo porcentual D (ciclo de trabajo).

Para mejorar la "relación señal-ruido" (SNR, "Signal to Noise Ratio"), la energía de pulso por cada pulso de luz emitido se mantiene constante dentro de ciertos límites. En particular, el área A en la fila central de la figura 2, que se obtiene a partir del tiempo de ancho de pulso activo Ton multiplicado por la respectiva intensidad luminosa emitida IE (I = intensidad, E = emitida) de un pulso, se ha de mantener en gran medida constante.

En la práctica, esto se puede hacer aplicando una tensión superior o aplicando una corriente más alta en un elemento luminoso adecuado que esté diseñado para energías así de altas. Corresponde al experto en la técnica asegurarse de que el elemento luminoso existente sea adecuado para ello.

Además, la intensidad de la luz IE debe corresponder siempre al valor de intensidad normalizado y ya aprobado por las autoridades (TÜV, etc.), I Norm, pero multiplicado por el valor inverso de una centésima parte del ciclo de trabajo D.

Ejemplo:

Relación pulso-pausa = ciclo de trabajo = 50 % = 0,5

Valor inverso de 0,5 = factor 2

IE = 2 x I Norm

Este procedimiento es necesario para que la intensidad medida a lo largo de una integral de tiempo prolongada siempre corresponda a una I Norm constante en promedio en el tiempo. Incluso si el intervalo de medición en el tiempo en el caso de las autoridades fuera de solo 1 segundo, con un faro de 70 Hz se habrían promediado en el tiempo tantas alturas o ciclos de pulso diferentes que siempre se obtendría el valor de luz constante I Norm requerido. Si se integra la señal IE en la fila central de la figura 2 desde t = 0 hasta el final del ciclo T3, el principio queda claro.

Además, en caso de intervalos de tiempo muy estrechos en los que las gafas están abiertas y son transparentes (por ejemplo, 5 %), con un valor teórico ajustado correspondientemente oscuro del circuito regulador, es decir, con una pupila constante y muy abierta, el ojo se vuelve tan sensible a la luz que incluso pequeñas potencias de IE (es decir, IE dividido por Ton) son suficientes para lograr una mejora visible en la escena en cuestión, mientras se suprime aproximadamente el 100 - 5 % = 95 % de la luz extraña molesta.

Los aspectos y formas de realización mencionados a continuación no son según la invención, sino que son meramente a título ilustrativo.

El presente sistema de supresión de deslumbramiento puede combinarse con un arma de deslumbramiento (dazzler). La fila inferior de la figura 2 se refiere a esta situación y muestra cómo el dazzler recibe una señal de encendido anticíclica o invertida con respecto a la duración de apertura Ton de las gafas. También se puede ver que el dazzler se puede configurar a un valor de APAGADO distinto de cero (ajustable libremente) de, por ejemplo, el 0,5-5 % de su intensidad máxima I DAZ, de modo que siga siendo visualmente fácil de seguir para el usuario.

La figura 3 muestra cómo se puede combinar el sistema antideslumbramiento con una pantalla para suprimir el deslumbramiento debido a los reflejos en la pantalla y al mismo tiempo garantizar la legibilidad de la pantalla. En este sentido, la señal de suma gamma 1 2 en el ojo siempre se compone de una señal parásita y una señal útil. En el caso más sencillo, un software descargado de Internet (por ejemplo, una denominada app) puede modular el brillo de la iluminación de fondo de la pantalla de un teléfono inteligente SP o de un dispositivo similar, como una tableta o una agenda portátil, o una pantalla de visualización frontal situada fuera de las gafas, de tal manera que se implemente el sistema antideslumbramiento descrito anteriormente. De esta manera se puede suprimir más del 95 % de la luz solar S y gamma 1, mientras que los pulsos de luz de la pantalla caen exactamente en la ranura de tiempo abierta de las gafas y sobre el ojo adaptado a la oscuridad.

La sincronización de las gafas con la pantalla se puede realizar de diferentes formas:

1) En un caso, el dispositivo electrónico es el "maestro" que simplemente emite luz pulsada, que las gafas pueden sincronizar ópticamente con ayuda de sus sensores de luz (exterior = OS, interior = IS).

2) Opcionalmente se puede intercambiar información de sincronización a través de un enlace de radio entre las gafas y el dispositivo terminal. Normalmente se utilizan a este respecto sistemas de radio que ya están disponibles de serie, como por ejemplo Bluetooth. En este caso es indiferente qué dispositivo es el "maestro" ya que es solo una cuestión de programación.

3) Por cierto, también se puede transmitir información de sincronización SYNC entre el dispositivo terminal y las gafas mediante un cable (por ejemplo, USB) o de cualquier otro modo imaginable. También es indiferente en este caso cuál de los dos es el "maestro" ya que es solo una cuestión de programación.

Se hace referencia a la figura 4 a continuación.

También es posible una solución para pantallas y visualizaciones que no permiten fácilmente la modulación de la iluminación de fondo. Para pantallas que tienen al menos una iluminación de fondo uniforme (por ejemplo, pantallas similares a papel con "tinta electrónica" para leer libros), se puede colocar o sujetar otro obturador de cristal líquido AddlC sobre esta pantalla. Este obturador adicional modula entonces la luz de fondo de la pantalla, que de otro modo sería uniforme (DC), pero máxima (o, mediante intervención, también por encima de la máxima) conforme a las ranuras de tiempo de las gafas. Si la iluminación de fondo uniforme se puede ajustar muy brillante, con esta disposición se obtienen las ventajas descritas anteriormente de suprimir el deslumbramiento debido a fuentes de luz parásita extrañas S, incluida la mejora descrita de la legibilidad. El obturador adicional tiene sus propias interfaces para la sincronización con las gafas, por ejemplo, radio RF2 o una conexión por cable (por ejemplo, USB) o cualquier otro acceso SYNC2.

También se puede utilizar una combinación adecuada de los canales de información mencionados, por ejemplo un software ("app") para encender la iluminación de fondo a través de radio RF1 y, para la sincronización con las gafas, la conexión de radio RF2 o el cable SYNC2. También es posible una sincronización puramente óptica mediante los sensores ópticos OS, IS de las gafas.

A diferencia de la pantalla de visualización frontal (Head-Up Display, HUD) situada fuera de las gafas, la "HUD situada dentro de las gafas" representa un caso especial, como se muestra en la figura 5 (HUD transparente, similar a "Google Glass" o "Gear Glass" de Samsung, etc.). En este caso, se mejora la lectura mediante la supresión del deslumbramiento, lo cual es importante, por ejemplo, si se mira accidentalmente al sol (el obturador se cierra completamente o casi por un corto periodo de tiempo). Además, se mejora el hecho de que las gafas siempre regulan exactamente el mismo brillo en un rango dinámico muy amplio (valor teórico en gran medida constante), lo que a su vez significa que la HUD interna transparente siempre recibe el brillo de fondo óptimo y/o el contraste óptimo, sin importar lo que cambie el brillo en el exterior. Por lo tanto, la HUD interna siempre puede leerse de manera óptima.

Lo siguiente se refiere a la figura 5B.

En el marco de la seguridad laboral, existen gafas antideslumbrantes muy sencillas que se usan principalmente en la oscuridad, por ejemplo en laboratorios de investigación y desarrollo donde es necesario estar a oscuras para realizar el trabajo (experimentos con luz y LÁSER, Bio-Tech), por dermatólogos durante la terapia con luz pulsada de alta intensidad (terapia IPL) o similar. Sin embargo, estas gafas protectoras a menudo no son adecuadas para llevar a cabo el trabajo, ya que solo conocen dos estados, abierto y cerrado, y además reaccionan incorrectamente, ya que en el exterior hay muy pocos fotosensores que solo controlan los cristales de cristal líquido, pero no los regulan en tiempo real (véase, por ejemplo, el documento DE 102014107587). Además, en la oscuridad se desconoce el estado de transmitancia de las gafas (abierto o cerrado), ya que ni un control ni una regulación pueden proporcionar "valores reales" fiables. Incluso un regulador en completa oscuridad (por ejemplo, alrededor de cero lux) tendría el problema de que el valor real puede ser demasiado pequeño para hacer afirmaciones fiables y relevantes para la seguridad sobre el correcto funcionamiento de las células de cristal líquido.

Para tales situaciones está prevista para cada cristal (es decir, izquierdo y derecho) una barrera luminosa activa LS, compuesta por un emisor de luz LED activo y un sensor interno adicional opuesto IS2, con el que se puede medir específicamente la transmitancia a través de las células de cristal líquido a lo largo de un amplio rango dinámico analógico, incluso en completa oscuridad.

Sistema de supresión de deslumbramiento con codificación RGB

A continuación se hace referencia a las figuras 6 y 7.

En particular en el caso de sistemas de supresión de deslumbramiento destinados a aplicaciones grupales para uso por las fuerzas y cuerpos de seguridad o en el ejército, se puede utilizar una forma de realización que permita, por ejemplo, asociar a diferentes participantes o diferentes objetos iluminados (por ejemplo, objetivos marcados) en cada caso un color de luz seleccionable libremente que, por ejemplo, solo un miembro del equipo puede ver con toda claridad -y de forma debilitada también sus miembros del equipo, mientras que la luz utilizada aparece blanca para los extraños.

Para ello se utilizan fuentes de luz propias, que pueden modularse no solo en cuanto a su amplitud o intensidad luminosa, sino también en cuanto a su color (longitud de onda). Además de las fuentes de luz ajustables en longitud de onda, como por ejemplo osciladores (por ejemplo, OPO, láser OPA, etc.), en el caso más sencillo están disponibles potentes LÁSER RGB o LED RGB, que normalmente tienen 3 canales controlables por separado, concretamente para los llamados colores primarios "rojo, verde y azul", según el modelo de color RGB, que dan como resultado luz blanca cuando se superponen correspondientemente. También son concebibles otros tipos y combinaciones de colores primarios próximos al modelo de color RGB, siempre que sumen luz blanca.

Los colores R=rojo, G=verde, B=azul del primer canal Ch#1, mostrados en cada caso por separado en los 3 diagramas inferiores de la figura 6 (IE de R, G, B), no se emiten necesariamente de forma absolutamente simultánea, sino que el azul, por ejemplo, también puede emitirse con un ligero retraso después del rojo y el verde, pero tan pequeño (unos milisegundos) que el cerebro humano no lo perciba como un parpadeo, sino siempre juntos como luz blanca.

Sin embargo, la diferencia para el usuario de las gafas con la designación de canales es que en el intervalo de tiempo Ton en el que los cristales están abiertos (es decir, TR próxima al 100 %), los dos colores rojo y verde son emitidos por la fuente de luz propia, pero el color azul solo cuando los cristales ya están cerrados de nuevo (TR próxima al 0 % = OFF). En la figura 6, este pulso azul está designado como "B1 y raya superior", y la raya sobre la letra significa "negado". B1 negado significa en este contexto "azul, invisible para el canal 1". En la figura 6 esto se indica simbólicamente con Y encima de los corchetes, porque la suma de rojo y verde da como resultado el color mezclado amarillo (en inglés: amarillo). El usuario de las gafas Ch#1 ve así una luz amarilla. Por lo tanto, se utiliza al menos un procedimiento de multiplexación por división de tiempo multicanal con respecto a los 3 canales de color RGB y las gafas respectivas.

En la figura 6 se puede observar en el canal 2 o que en este caso los colores rojo y azul R+B se mezclan en la ranura de tiempo Ton, en la que las gafas están abiertas, indicado por el corchete con M (de magenta, ya que este color es el resultado de la mezcla de rojo y azul). Así, el usuario de las gafas Ch#2 ve una luz magenta.

Para que el usuario pueda tener una idea de qué objetivo está iluminando actualmente su vecino con el canal (por ejemplo, para marcar en secreto), las gafas Ch#1 en la ranura tiempo del canal solo se abrirán un poco, por ejemplo, desde casi 0 % (gafas cerradas) hasta (por ejemplo y de manera libremente ajustable) el 25 % de transmitancia, de modo que el usuario también vea el color magenta del usuario de las gafas Ch#2. Sin embargo, como solo el 25 % de esto es visible, el usuario de las gafas Ch#1 puede concentrarse mejor en su propia luz. Dependiendo de la aplicación específica, el grado de esta atenuación se puede cambiar libremente entre el 0 % (bloquear a otros miembros del equipo) y el 100 % (todos los demás con la misma claridad que su propia fuente de luz de luz de color).

En realidad, los "flancos de señal simultáneos" (líneas continua, discontinua y de puntos en la figura 6) se superponen. Sin embargo, para facilitar su reconocimiento, en la figura 6 no se han dibujado superpuestas, sino ligeramente desplazadas. La situación correcta, sin este desplazamiento, se ilustra en la figura 7. En esta puede verse que cada par de gafas o cada canal Ch#1 a Ch#3 tiene en realidad aproximadamente el mismo ancho (mismo Ton), y que en la ranura de tiempo de los demás canales las respectivas gafas se abren muy ligeramente (por ejemplo, aproximadamente un 25 %). Así, la figura 7 representa la misma situación que la figura 6, pero con canales separados. Las variables x %, y %, z % pretenden mostrar en este sentido que cada usuario puede establecer libremente el grado de reconocimiento de los demás participantes o colores, en función de su papel en el equipo o de sus preferencias personales.

En la figura 6 se muestran varios procedimientos de modulación a modo de ejemplo para las fuentes de luz RGB una vez transcurrido el tiempo de ciclo T : De forma análoga al procedimiento de energía constante por pulso (área de pulso constante A) descrito al principio, una fuente de luz RGB también se puede modular de tal manera que los canales de color individuales se vuelvan más estrechos en el tiempo pero más intensos y/o viceversa. Esto es posible sin problemas, ya que el RGB-LED o RGB-LÁSER se pueden modular con relativa rapidez en fase y amplitud, en particular a una frecuencia significativamente más alta que las gafas. Por tanto, la fase exacta (posición temporal) de un pulso RGB individual dentro del tiempo de apertura Ton de las gafas se puede variar fácilmente, ya sea de un ciclo completo a otro (aprox. 70-140 Hz), o incluso extremadamente rápido (» 1 kHz) dentro de un ciclo. Con una variación de fase tan extremadamente rápida se puede aplicar a cada canal RGB individual una modulación de fase o un PSK, que puede ser reconocido por otras gafas u otros receptores y, por ejemplo, también puede usarse para la "sincronización óptica" de las gafas: los sensores externos e internos OS e IS de las gafas siempre son lo suficientemente rápidos para esto. Esto permite sincronizar las gafas dentro de un equipo incluso sin contacto por radio (por ejemplo, si esto no es deseado o falla).

Además de la marcación por color de los objetos, esta modulación de fase también se puede codificar con una clave secreta y un contenido de información secreto, de modo que se pueda aplicar también otro tipo de información (por ejemplo, qué tipo de objeto es, nombre, etc.) en el sentido de un marcado completo ("full information designation") a un objetivo u objeto. Esta información completa puede ser descodificada a su vez mediante los sensores externos e internos OS, IS o también mediante unidades de recepción y decodificación independientes.

En la figura 6, en la tercera línea de tiempo desde arriba (IE verde) a la derecha, más allá del período T, se puede ver la división del impulso verde en dos pulsos GT y G1" que tienen la mitad de ancho en el tiempo (es decir, 2 x / Ton), arriba a la derecha, designado como A = constante, lo que corresponde al principio ya explicado de energía constante por cada pulso. También aparece "xPSK", lo que significa que con dos pulsos separados, de manera similar a los "Di Bits", que pueden variar y saltar en relación de fase entre sí o también en relación con el eje de tiempo, casi cualquier procedimiento de modulación de fase es posible. Teóricamente también QPSK y procedimientos similares.

La división del pulso azul en B2' y B2" (en cada caso negados encima) se puede ver en el extremo derecho de la línea de tiempo inferior (IE azul), pero solo a la mitad de la altura, es decir, con una amplitud de 0,5 I Norm. También en este ejemplo queda claro que el área A (es decir, la energía del par de pulsos) permanece constante. Como en el caso de la modulación de amplitud AM, la información de amplitud también se puede utilizar para la transmisión de información, dado el caso también codificada con una clave secreta. Por lo tanto, también son posibles formas mixtas de cualquier procedimiento FSK, x-PSK y AM.

La sincronización de las gafas y sus fuentes de luz propias se realiza normalmente mediante señales de radio, pero también se puede realizar de forma óptica. La sincronización puede realizarse, a este respecto, según un determinado sistema jerárquico, según el cual un participante es siempre "maestro" y todos los demás siempre "esclavos" (si el maestro falla, otro "esclavo" determinado podría convertirse en el nuevo "maestro" según un principio de rango programado, etc.). Esta jerarquía puede definirse, por ejemplo, como parte de una rutina de inicialización conjunta (es decir, antes de una operación), pero también justo en el medio de la acción (por ejemplo, por radio u ópticamente, basándose en un reconocimiento codificado programado, de manera similar a como ya se conoce en sistemas informáticos multiusuario como LAN, WLAN, Token Ring, etc.).

Además, este sistema global multiusuario puede funcionar a expensas de un número algo menor de canales, de modo que la carrera de modulación de ancho de pulso de las gafas se amplíe un poco (véase la figura 6 en la parte superior derecha del diagrama TR, a la derecha más allá del periodo T, marcado con un flanco discontinuo y PWM). Esta ampliación del rango de modulación PWM tiene la ventaja de que las gafas aún pueden regularse con niveles de grises analógicos en el crepúsculo (por ejemplo, de 0 lux a 100 lux). Incluso en una aplicación grupal multicanal con marcas de color invisibles, las gafas se pueden funcionar sin problemas en el sentido de unas gafas de conducción diurna (como se describió anteriormente) para una operación de control analógico en escala de grises.

La fuente de luz propia no tiene por qué estar compuesta exclusivamente por potentes LED RGB o LÁSER RGB, sino que también puede estar compuesta por LED de luz blanca de alto rendimiento, que, por ejemplo, constituyen la parte principal de la luz propia, mientras que los componentes rojo-verde-azul solo se mezclan de forma aditiva con el fin de dar color. Esto se puede lograr teniendo al menos uno o más LED/LÁSER RGB en el faro/reflector además de los LED de luz blanca.

En la corta ranura de tiempo Ton en la que las gafas propias están abiertas, la fuente de luz propia emite también un color específico, además del pulso de luz blanca de la misma área ya mostrado en la figura 2 (fila central), es decir, los dos procedimientos de modulación (luz blanca y marcado de color invisible) se pueden combinar, de modo que sigue siendo un sistema global que funciona perfectamente. Un arma deslumbradora (descrita anteriormente) también se puede usar en paralelo con el marcado de color invisible descrito en este caso, ya que solo se activa si las gafas de todos los canales (Ch#1,2, 3, etc.) están cerradas en cada caso (transmitancia mínima).

Opcionalmente, la fuente de luz propia puede dotarse de un procedimiento secreto por saltos de pulsos, como se describió anteriormente, de modo que, por ejemplo, las unidades enemigas no puedan decodificar los colores y tampoco puedan alterar el sistema global (faros con gafas). Naturalmente, un sistema global de este tipo también puede combinarse con una legibilidad mejorada de las pantallas (figuras 3 a 5).

Refuerzo de la impresión espacial

Los objetos a grandes distancias parecen cada vez más unidimensionales debido a la limitada distancia interocular del ser humano, lo que limita su reconocibilidad. En la figura 8 se muestra una forma de realización del sistema global según la invención que puede ser de ayuda en este caso. En la misma se puede ver la distancia interocular o interpupilar PD, así como un objeto 1 arbitrario que se encuentra, por ejemplo, a unos cientos de metros de distancia (aunque parezca estar directamente delante de las gafas F debido al tamaño limitado del dibujo), dependiendo del alcance de las dos fuentes de luz propia separadas S1(L) y S1(R). Como se describió anteriormente, las gafas F pueden regular el brillo para ambos ojos de forma completamente independiente entre sí (es decir, dos canales/regulaciones separadas) en tiempo real, incluso teniendo en cuenta diferencias de brillo intencionadas (visión HDR) y/o peculiaridades fisiológicas. Sin embargo, ahora está previsto que el microcontrolador MC también pueda controlar dos fuentes de luz propia separadas. Estas están dispuestos a la derecha y a la izquierda del usuario de dicho sistema, pero a una distancia DS1 (L-R) mayor que la distancia interpupilar PD del usuario.

A este respecto, su funcionamiento corresponde esencialmente a la codificación RGB descrita anteriormente. Los cristales líquidos de las gafas se abren, a este respecto, alternativamente uno tras otro, pero nunca simultáneamente, como se muestra en el diagrama TR(L) y TR(R). Dado que se trata igualmente de un procedimiento de multiplexación por división de tiempo, esto se realiza a expensas de los canales libres (usuarios), de modo que el sistema solo puede procesar aproximadamente la mitad de usuarios en una aplicación grupal si todos los participantes quisieran utilizar la mejora 3D. A diferencia de la codificación RGB descrita anteriormente, para cada ojo se utiliza en este sentido un color claramente diferenciable, por ejemplo amarillo Y a la izquierda y magenta M a la derecha.

Por razones de espacio, en la figura 8 no se han dibujado todos los canales RGB individuales, sino directamente la suma de colores por cada canal ocular L, R, reconocible, por ejemplo, por la denominación R1+G1 en el canal izquierdo IE(L). En la ranura de tiempo muerto (ambos cristales están cerrados) sigue el pulso luminoso B1 (negado), de modo que el sistema global aparece ante terceros con luz blanca neutra. En el canal del ojo derecho IE(R), por ejemplo, R1+B1 se suman para dar M (magenta), seguido en la ranura de tiempo muerto (ambos cristales cerrados) por un pulso verde G1 (negado). Por lo tanto, el principio fundamental es básicamente idéntico a la codificación RGB, a cuya descripción más arriba se remite para más detalles. Los procedimientos de modulación de fase y los procedimientos xPSK ya descritos también se indican a la derecha, más allá de la duración del período T, en la figura 8.

En general, este procedimiento conduce a una mejor percepción 3D, que en la bibliografía especializada suele denominarse "2,5D", ya que no se puede ver completamente detrás del objeto.

El procedimiento también funciona con una mezcla de luz blanca modulada y luz RGB, por lo que el sistema para mezclar módulos LED/LÁSER RGB de alta frecuencia mencionados anteriormente es compatible con LED de luz blanca ligeramente más lenta.

También es posible el uso de luz blanca pura (es decir, sin fuentes RGB), en particular aumentando aún más la distancia entre las fuentes DS1 (L-R) y/o haciendo que los canales izquierdo y derecho parpadeen alternativamente de forma claramente perceptible o parpadeen alternativamente de un lado a otro (por ejemplo, de 2 a 10 Hz), lo que es posible controlando adecuadamente los faros propios y los cristales.

LIDAR

El sistema descrito hasta ahora se puede ampliar de tal manera que se supriman los reflejos de luz de partículas que caen o se elevan en las proximidades del usuario. El problema surge, por ejemplo, al conducir un coche de noche cuando nieva, cuando los copos de nieve directamente delante de los faros aparecen especialmente brillantes debido a su mayor brillo, incluso llegando a deslumbrar, de modo que la visión a mayor distancia, hacia las profundidades del espacio, queda obstaculizada. Esta situación se muestra en la figura 9: A una distancia d1, una partícula reflectante RP1 refleja la luz gamma 1 en dirección al conductor.

Si se generan pulsos ultracortos con una duración de pulso de unos pocos nanosegundos con faros especiales basados en LÁSER o LED, estos se pueden mostrar u ocultar al usuario según el principio LIDAR/LaDAR (conocido por el estado de la técnica) con la ayuda de un obturador igualmente rápido para el usuario. Para ello se controlan los cristales de obturación de tal manera que no se abran hasta que haya transcurrido el instante (posterior) t2 tras la reflexión de la luz propia o del faro sobre la partícula RP1 espacialmente cercana. El eje temporal de la figura 9 también debe entenderse, a este respecto, como un eje espacial, ya que tras la multiplicación por la velocidad constante de la luz c, se obtienen las distancias (d = ct), y, a la inversa, los tiempos correspondientes t resultan de dividir la suma de las distancias recorridas por la luz entre la velocidad constante de la luz c (t2 = (d d1)/c). Después de que la luz haya recorrido las distancias d (faro a partícula cercana) y d1 (partícula cercana a gafas), ha transcurrido el tiempo t2. Sin embargo, si el obturador de las gafas no se abre hasta después de transcurrido el tiempo t2, como se muestra en la figura 9 con TR (= activada), la reflexión de la luz se suprime (sup en la figura 9) y por tanto no es visible.

Los copos de nieve u otras partículas (o también niebla) no son realmente invisibles gracias a ello, sino que aparecen como puntos negros, pero la visión global hacia las profundidades del espacio mejora significativamente gracias a la reducción del deslumbramiento.

Detección o supresión de la luz propia

A continuación se hace referencia a las figuras 10 y 11. A significa luz ambiental, U luz extraña o parásita (no deseada, por ejemplo, luz solar) y W luz propia (deseada). La distinción entre U y W tiene lugar tal y como se describe a continuación:

Dado que el microcontrolador conoce los instantes en que enciende su propio faro W, puede consultar al fotosensor externo, que es más que suficientemente rápido, en una ranura de tiempo justo antes (o justo después) del pulso de luz emitido, como se muestra en la figura 10 por N-1 o N+1, en donde N describe la enésima ranura de tiempo del pulso de luz emitido. Se aplica lo siguiente:

A (t) = U (t) W (t) (1),

o bien consulta discretamente, con N = valor medio de una ranura de tiempo N según la figura 10:

A (N) = U (N) W (N)

Se supone que la luz parásita no cambia significativamente en el tiempo "poco antes o poco después" del pulso de luz, ya que el período de tiempo entre N-1 y N y N+1 es muy pequeño.

U (N) = U (N-1) = U (N+1) (3)

También se pueden seleccionar otros procedimientos de promediado empíricos, por ejemplo más complejos, o también la simple media aritmética. En cualquier caso se parte del supuesto de que con este procedimiento se puede determinar el valor de la luz parásita U(N) en la ranura de tiempo N con una precisión muy alta, siempre que la luz ambiental no cambie muy rápidamente y no sea a su vez pulsada. Si ahora se supone que la luz adicional del faro propio se suma a la luz ambiental según la fórmula (1), entonces para A(N) se aplica que siempre es mayor que la luz ambiental en las ranuras de tiempo vecinas:

A (N) > A (N-1) y A (N) > A (N+1)

También se aplica que la retrorreflexión normal de la luz propia de objetos distantes y poco reflectantes, es decir, de un paisaje/entorno normal (calle, bosque, campo, en una casa con habitaciones grandes), es bastante pequeña en comparación con una enorme luz parásita como un sol bajo, por lo que en casos extremos se aplica una enorme supresión del deslumbramiento:

W(N) « U (N) (6)

En el caso de variables muy pequeñas, a menudo se habla de un "delta", que se añade o se omite, de modo que la fórmula (1) también se puede escribir en este caso como:

Delta (N) = W (N) = A (N) - U (N) (7)

Dado que un delta (N) se mide 70 veces en un segundo en un sistema de 70 Hz, estos valores a su vez se pueden promediar, por ejemplo, a lo largo de un período de tiempo razonablemente pequeño y lo suficientemente rápido como para proteger adecuadamente el ojo, con respecto a un posible apagado de emergencia o bajar los faros propios cuando se mira accidentalmente hacia este faro, por ejemplo, durante un período de tiempo de un tercio o un octavo de segundo (x = p. ej., de 125 ms a 300 ms):

Media: MDelta (N) = MV (N) = p. ej., media aritmética móvil de todos los W (N) en el período de tiempo T = t a t+x

Este valor puede entonces alimentarse para un umbral de desconexión o utilizarse para una reducción más uniforme (analógica) de los faros propios.

Ejemplo:

S = Umbral de decisión para el apagado de emergencia de los faros propios

W (N) < S el faro propio sigue funcionando normalmente

W (N) >= S el faro propio se apaga

Como regla general puede aplicarse que una luz que aparece más brillante en un múltiplo M (multiplicador) determinado empíricamente sirve como umbral:

S = M* U (N) (8.1)

O bien - si no se quiere hacer referencia a U (N), es decir, si se quiere hacer independiente de los denominados "escenarios", como el enorme deslumbramiento o la ausencia de deslumbramiento, entonces simplemente se formula autorreferencialmente mediante múltiplos de W(N), por ejemplo:

S = 50 % a 500 % del valor empírico habitual de W(N) (8.2).

En la figura 10 se supone que las gafas están en "modo noche" en el tope de regulación, de modo que todos los tiempos T^{o n}son igualmente estrechos (por ejemplo, 5 % del tiempo del ciclo T). La luz deseada W(N) se muestra en el gráfico en el centro de la imagen como una barra negra completamente rellena. Dado que la retrorreflexión de un objeto normalmente es muy débil, la barra negra se muestra muy pequeña durante los dos primeros ciclos. Por mucho que se añada otra luz parásita U, como se muestra a modo de ejemplo en el ciclo T, la luz del faro mostrada abajo permanece con una intensidad constante IE1, es decir, el faro ya ha alcanzado su intensidad máxima con, por ejemplo, 16 x IN, lo que no puede incrementarse más. Sin embargo, si la relación entre lo deseado y lo no deseado cambia significativamente, como se muestra en 2T (1:1), la intensidad de los faros se reduce R. En el caso extremo, 3T también se puede apagar cuando se mira directamente al faro propio (IE próxima a cero).

Medición con el sensor interno IS, en combinación con omisiones breves y puntuales de la luz propia Además, como alternativa al procedimiento anterior o con fines de prueba, el delta, es decir W(N), se puede medir en un ciclo T como se describió anteriormente, para luego, de forma excepcional y exclusiva, dejar la lámpara S apagada en lugar del pulso de luz esperado en el siguiente ciclo 2T, es decir, omitir deliberadamente un pulso de luz como deslizamiento. Dado que esta "omisión" aislada en el ciclo 2T es solo uno de un total de 70 pulsos de luz por segundo (en un sistema de 70 Hz), ni el usuario ni terceros externos lo notan.

Si hay luz parásita DC o si las gafas funcionan de manera sincrónica con luz parásita AC, se puede incluso suponer que la luz parásita apenas cambia no solo en el breve intervalo de tiempo N-1, N, N+1, sino permanece desde un ciclo T hasta el siguiente ciclo 2T prácticamente constante:

U(N, T) = U(N, 2T) (9)

El sensor interno IS puede entonces medir el delta W(N) en el ciclo T, mientras que este delta W(N) ya no aparece en el ciclo 2T porque el faro propio está apagado. Así, en el mismo intervalo de tiempo N, se puede realizar una medición adicional de W(N) utilizando el sensor interno, sin tener que depender de la medición con el sensor externo (en las ranuras de tiempo N-1, N, N+1) explicada anteriormente. Si ambos procedimientos (es decir, sensor interno con fuente de luz apagada puntualmente y sensor externo con medición de A (N-1, N, N+1) se utilizan simultáneamente, la precisión y fiabilidad de la medición W(N) se pueden aumentar aún más con esta redundancia. El microcontrolador puede registrar mediciones contradictorias o ilógicas y corregirlas en consecuencia si se utilizan ambos procedimientos simultáneamente.

Sin fuente de contraluz DC, pero con mirada accidental a la fuente de luz propia

En casos extremos, se puede suponer que en una noche muy oscura y con buena visibilidad (por ejemplo, completamente solo en el bosque) se aplica que:

U (N) = 0

De esto se deduce que, con la fórmula anterior (2) = A (N) = U (N) W (N), se aplica lo siguiente:

A (N) = W(N)

En este caso, las gafas también pueden estar completamente abiertas/ser transparentes y el faro también puede estar encendido de forma permanente o aparentemente o en gran medida permanente (por ejemplo, pulsos de medición aislados cada 300 ms), de modo que puedan seguir realizándose las mediciones delta descritas anteriormente. Las gafas solo vuelven automáticamente al modo de modulación PWM habitual si de repente aparece una luz parásita. Fuerte fuente de contraluz AC, por ejemplo, fuente de luz artificial eléctrica, que se alimenta, por ejemplo, desde la red de baja tensión de 50/60 Hz

El sensor externo OS u OL, OR tiene tres propiedades esenciales:

1) Es en comparación mucho más rápido que la luz artificial industrial (100 - 120 Hz) y admite resolución electrónica de la misma y reconocerla fácilmente mediante un microcontrolador.

2) También está normalizado como dispositivo de medición (puede emitir valores en lux o unidades técnicas de luz comparables o en valores equivalentes de tensión asociados) y está ponderado con la curva de sensibilidad del ojo humano, de modo que también puede medir la intensidad de la luz.

3) Es preferible, pero no necesariamente, de construcción idéntica al sensor interno IS, de modo que el microcontrolador pueda realizar inmediatamente "mediciones de comparación" entre el interior (a través del LCD) y el exterior (más allá del LCD) en tiempo real sin conversión compleja.

Si solo hay una fuente de luz artificial dominante, de modo que el sensor externo pueda detectar una oscilación cíclica de 100 / 120 Hz, se establece el instante de inicio Tcero de la frecuencia fundamental de la PWM de las gafas -así como la frecuencia de la PWM- de modo que ambos sistemas funcionen sincrónicamente de tal manera que el brillo máximo de la fuente de luz externa esté siempre exactamente al comienzo de un ciclo y pueda ser medido inmediatamente por el sensor externo OS y también por el sensor interno IS. El sensor interno IS también puede medir este brillo máximo de la fuente de luz artificial, porque al comienzo de un ciclo las gafas siempre están "abiertas", es decir, la célula de cristal líquido es transparente. Así, el sensor externo OS y el sensor interno IS miden básicamente la misma luz, con la pequeña diferencia de que el LCD transparente está delante del sensor interno IS, de modo que el IS recibe un poco menos de luz, es decir, menos la transmitancia dependiente de la temperatura y de la edad en el estado de paso, por ejemplo, un 50 % menos con filtros polarizadores cruzados (posición del analizador polarizador).

Además, los sensores interno y externo IS1 y OS1 también están dispuestos espacialmente muy cerca, por ejemplo a una distancia máxima de 3 mm en un eje imaginario, también llamado "pareja de medición n.° 1" (Mp1). Así, frecuencias espaciales OF (en sentido amplio, "patrón de rayas") de OF > 3 mm no dan lugar a errores de medición. Además existe otro par de medición MP2, compuesto por IS2 y OS2, en cada caso ortogonal al par de medición MP1 mencionado anteriormente, de modo que se pueden registrar patrones de tablero de ajedrez, es decir, frecuencias espaciales que discurren perpendicularmente a las frecuencias espaciales antes mencionadas, siempre que sean más de 3 mm. Ambos pares de medición (MP1 y MP2) entregan valores que pueden ser evaluados por el microcontrolador, de tal manera que se pueden formar "medias geométricas" según el triángulo imaginario entre la posición del centro de la pupila y la disposición de los sensores.

Integración dentro de un ciclo

El sensor interno IS mide la luz incidente a través del LC e integra esta luz como parte de una fase de inicialización en vacío en el primer ciclo de 100 o 120 Hz en el que las gafas permanecen completamente abiertas (véase Fig. 11). Dado que se trata solo de un ciclo de un sistema sincrónico de 100 o 120 Hz (es decir, de otros 109 o 119 ciclos regulados posteriores), el ojo humano no lo percibe. Sin embargo, hay un primer resultado de integración del ciclo T.

A este respecto, si el sensor IS forma una integral a lo largo de, por ejemplo, una constante (DC, luz parásita), se obtiene una línea recta ascendente (véase Fig. 11), lo que provoca que las gafas se cierren completamente (hard onoff keying forzada mediante PWM). Esto también tiene la ventaja de que se toma una decisión y tiene lugar una reacción dentro de cada ciclo T, sin tener que incluir T+1 o T-1 u otros ciclos, como normalmente sería necesario en un "cálculo matemático analógico en el dominio de la frecuencia de un regulador PID". Por tanto, no es necesaria ninguna transformada de Fourier, ni FFT ni FT, DFT, etc.

En este caso, la denominada regulación está diseñada de forma "dura" y reacciona en tiempo real ya en el ciclo T a un valor teórico, también llamado "regulación microscópica".

La denominada "regulación macroscópica":

Independientemente de esto, este valor de integración microscópica del enésimo ciclo se puede almacenar en una memoria intermedia volátil, de modo que esté disponible para otros valores de integración posteriores como "valor de corrección de media móvil/flotante", es decir, como valor de integración macroscópico; por ejemplo, en un cuarto o un tercio de un ciclo de 100 Hz o 120 Hz (es decir, en fracciones imperceptibles de segundo).

De este modo, la regulación siempre reacciona correctamente ante fluctuaciones de luz artificial. La figura 11 muestra la fase de inicialización con una salida desconocida o brillo externo desconocido (factor de ponderación beta), seguido después en el ciclo 2 por un ciclo normalizado a 1 o brillo máximo y carrera de modulación (factor de ponderación alfa), en el que la integral cuando se alcanza el valor teórico Thres hace que las gafas se cierren (toff).

El tercer ciclo muestra, por ejemplo, cómo el brillo exterior ha aumentado y también fluctúa. La integral correspondiente (gráfico en el centro de la imagen) ahora comienza más pronunciada, de modo que el valor teórico Thres se alcanza más rápido y las gafas se cierran antes - Toff es por tanto más largo que en el ciclo anterior. Los valores integrales se ponen a cero al final de cada ciclo, de modo que cada ciclo se regula en cuanto a su transmisión TR en tiempo real.

Escenario: Varias fuentes de contraluz AC potentes, como por ejemplos fuentes de luz artificial eléctrica, que se alimentan desde varias redes, de modo que estén presentes frecuencias mixtas.

Una mezcla de varias frecuencias superpuestas puede provocar que el sensor externo ya no pueda sincronizarse con una frecuencia parásita específica. Sin embargo, esto también puede tener ventajas, ya que en el oscilograma aparece una mezcla como "ruido", que apenas presenta valles y omisiones debido a luz extraña, ya que debido a las superposiciones se forma un "ruido de fondo" estable. En este caso, las gafas o el microcontrolador detendrán el intento de sincronización y simplemente cambiarán a una frecuencia de trabajo preestablecida típica, por ejemplo a 70 Hz, para poder trabajar allí de manera imperturbable, conforme al esquema de integración anterior.

Escenario: Varias fuentes de contraluz pulsada potentes, como fuentes de luz artificial LED eléctricas, por ejemplo como los presentes sistemas o similares

Debido a la integración instantánea dentro de un ciclo, las gafas pueden ajustarse en consecuencia una vez que se alcanza un umbral. Dado que el rango dinámico y la velocidad de medición de los sensores externo e interno son siempre más rápidos y mejores que los del ojo humano, también se pueden evitar de forma protectora intensidades extremas y emisiones dañinas, como por ejemplo pulsos de luz extremadamente cortos y de alta energía, como los de láseres con conmutación Q pulsados o LED sobrepulsados.

El ojo humano ya no puede percibir ni reaccionar adecuadamente ante una determinada intensidad creciente, con pulsos cada vez más cortos al mismo tiempo, de modo que la córnea y la retina corren peligro de sufrir daños.

Reacción de las gafas en caso de duda:

En caso de duda, las gafas tienden a "cerrarse" con intensidades altas (protección ocular), mientras que con intensidades bajas, pero patrones de frecuencia caóticos que no se pueden interpretar con más precisión y con los que no es posible la sincronización, tienden a "abrirse" y se intenta determinar un tipo de "brillo medio" integrando y promediando varios ciclos T (por ejemplo, por encima de 300 ms), como si fuera ruido o una fuente casi uniforme, pero mientras está básicamente en modo de visión nocturna y crepúsculo PWM (5 % hasta aproximadamente un 20 % de la ranura de tiempo PWM abierta con el correspondiente faro pulsado).

Por tanto se proponen unas gafas. Las gafas tienen un cristal con una célula de cristal líquido LC, cuya transmitancia TR se puede conmutar entre transmisión y bloqueo. Además, las gafas disponen de un rastreador ocular ET, que puede determinar la dirección de visión del ojo. Además, al menos un sensor IL, IR para medir el brillo de la luz visible que incide en el mismo, en donde el sensor está dispuesto en el lado del ojo del cristal y mide el brillo a través del al menos un cristal con resolución espacial. El sensor puede determinar el brillo de la luz visible que incide en el mismo desde la dirección de visión del ojo determinada con el rastreador ocular. Las gafas también disponen de un circuito regulador cerrado para regular la transmitancia de la célula de cristal líquido, en donde está predeterminado un valor teórico para el brillo en el ojo y en donde el circuito regulador utiliza como valor real el brillo medido por el sensor en la dirección de visión del ojo.

Bibliografía citada

Bibliografía de patentes citada

DE 102012217326 A1

DE 101 34770 A1

DE 2001 086 A,

EP 0813079 A2

US 2.066.680 A

US 5.172.256 A

WO 2013/143998 A2

Bibliografía no de patentes citada

Adrian, W. y Bhanji, A.: "Fundamentals of disability glare. A formula to describe stray light in the eye as a function of the glare angle and age". Proceedings of the First International Symposium on Glare, 1991, Orlando, Florida, págs.

185-194.

Douglas Mace, Philip Garvey, Richard J. Porter, Richard Schwab, Werner Adrian: "Countermeasures for Reducing the Effects of Headlight Glare"; Prepared for: The AAA Foundation for Traffic Safety, Washington, D.C., diciembre de 2001

Prof. Dr.-Ing. Gert Hauske: "Systemtheorie der visuellen Wahrnehmung", ed. Teubner, Stuttgart, 1994

Claims

REIVINDICACIONES

1. Gafas para un usuario con al menos un ojo, con

al menos un cristal;

en donde el al menos un cristal presenta una célula de cristal líquido (LC) cuya transmitancia (TR) puede modificarse mediante un control adecuado;

un rastreador ocular (ET) que determina la dirección de visión del ojo;

al menos un sensor (IL, IR) para medir el brillo de la luz visible que incide en el mismo;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) está dispuesto en el lado del ojo del cristal;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) mide el brillo a través del al menos un cristal;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) presenta

un sistema de formación de imágenes con una cámara o al menos tres sensores que abarcan un sistema de coordenadas o un ojo compuesto;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) determina el brillo de la luz visible que incide en el mismo desde la dirección de visión del ojo determinada con el rastreador ocular (ET); y con

un circuito regulador cerrado (MC) que controla la transmitancia de la célula de cristal líquido (LC);

en donde está predeterminado un valor teórico para el brillo en el ojo;

en donde el circuito regulador utiliza como valor real el brillo medido por el al menos un sensor (IL, IR) en la dirección de visión del ojo.

2. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por que

la célula de cristal líquido (LC) está diseñada de tal manera que puede cambiar su transmitancia del 90 % al 10 % y del 10 % al 90 % en como máximo 10 ms.

3. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por que

la célula de cristal líquido (LC) está diseñada de tal manera que la transmitancia (TR) de la célula de cristal líquido (LC) se puede conmutar entre estados de alta y baja transmitancia;

por que están presentes medios para regular o controlar los tiempos del estado de alta (Ton) y de baja (Toff) transmitancia de la célula de cristal líquido (LC) así como el cambio entre estos dos estados;

en donde la regulación o el control y el circuito regulador cerrado (MC) están diseñados de tal manera que los tiempos del estado de alta transmitancia (Ton) se acortan a medida que aumenta el brillo de la luz visible que incide en el al menos un sensor (IL, IR);

en donde el cambio entre los estados de alta (Ton) y baja (Toff) transmitancia se produce a una frecuencia temporal que el ojo humano no puede distinguir.

4. Gafas según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizadas por que

el circuito regulador está diseñado de tal manera que, al determinar el brillo desde la dirección de visión del ojo, puede tener en cuenta una curva de sensibilidad ojo/retina específica del usuario para ponderar el brillo.

5. Gafas según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizadas por que

el valor teórico del circuito regulador predetermina un brillo en el ojo de 20 a 400 lx.

6. Gafas según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizadas por

al menos otro sensor de brillo (OL, OR), que está dispuesto en el lado de las gafas opuesto al ojo (sensor externo) y determina el brillo de la luz ambiental.

7. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por que

el valor teórico del circuito regulador puede modificarse en función del brillo de la luz ambiental; y

por que la modificación del valor teórico es más lenta en al menos un factor de 10 que la regulación de la transmitancia de la célula de cristal líquido.

8. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por que

la regulación está diseñada de tal manera que reacciona a valores extremos de brillo dentro de 10 gis a un segundo de tal manera que la célula de cristal líquido (LC) se ajuste al estado de baja transmitancia.

9. Gafas según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizadas por

dos cristales para dos ojos de un usuario de las gafas;

un sensor de lado del ojo respectivo para cada cristal para medir el brillo de la luz visible que incide en el ojo respectivo; y por

un circuito regulador respectivo para cada cristal.

10. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por que

los valores teóricos para ambos ojos se desvían entre un 1 % y un 60 % entre sí.

11. Gafas según la reivindicación 9,

caracterizadas por que

el circuito regulador (MC) está diseñado de tal manera que al regular el brillo de la luz visible que incide en un ojo se tiene en cuenta la regulación del brillo para el otro ojo.

12. Gafas según la reivindicación 1,

caracterizadas por

al menos una fuente de luz (S) que está dispuesta en el lado de las gafas opuesto al ojo;

en donde la fuente de luz se controla en función de la dirección de visión del usuario de las gafas.

13. Gafas según la reivindicación anterior,

caracterizadas por

medios para controlar o regular los tiempos de iluminación y la iluminancia de la fuente de luz (S) de tal manera que esta ilumine durante los tiempos del estado de alta transmitancia (Ton) de la célula de cristal líquido (LC);

en donde la integral de tiempo del producto de

la iluminancia de la fuente de luz (S) y

la transmitancia (TR) de la célula de cristal líquido (LC)

permanece constante dentro de una tolerancia predeterminada ante una modificación de los tiempos del estado de alta transmitancia (Ton).

14. Gafas según la reivindicación 1,

caracterizadas por

- una pantalla en el lado del cristal opuesto al ojo y/o

- una pantalla en el lado del ojo del cristal y/o

- una pantalla de visualización frontal (HUD, Head-Up-Display).

15. Procedimiento para regular el brillo de la luz visible que incide en al menos un ojo, con las siguientes etapas: se proporcionan unas gafas, en donde las gafas presentan lo siguiente:

al menos un cristal;

un rastreador ocular (ET) que determina la dirección de visión del ojo;

al menos un sensor (IL, IR) para medir el brillo de la luz visible que incide en el sensor;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) presenta

un sistema de formación de imágenes con una cámara o

al menos tres sensores que abarcan un sistema de coordenadas o

un ojo compuesto;

en donde el al menos un sensor (IL, IR) determina el brillo de la luz visible que incide en el mismo desde la dirección de visión del ojo determinada con el rastreador ocular (ET);

la transmitancia de la célula de cristal líquido (LC) se regula mediante un circuito regulador cerrado (MC); en donde está predeterminado un valor teórico para el brillo en el ojo;

en donde el circuito regulador utiliza como valor real el brillo medido por el sensor en la dirección de visión del ojo.