УСТРОЙСТВО ПРОТИВ ОСЛЕПЛЕНИЯ ВОДИТЕЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК B60J3/00 

Устройство относится к оборудованию механических транспортных средств, улучшающих безопасность движения.

Известно устройство, обеспечивающее безопасность движения транспортного средства в ночное время суток при возможном ослеплении водителя фарами встречных транспортных средств, за счет снижения пропускной способности световой волны с помощью полупрозрачного светофильтра со срезанным правым нижним углом и размещенного внутри салона около ветрового стекла в поле зрения водителя и закрывающего встречную полосу движения (патент Франции N 2117762, кл. В 60 I 3/00, 1970).

Светофильтр, использованный в этом устройстве, является светофильтром типа ТС (из тонкого стекла), который снижает уровень мощности света во всем диапазоне световых волн (400-700 нм).

Светофильтр патент Франции, затемнен, дорожная обстановка, видимая через него, обладает малой информативностью, что особенно нежелательно, когда в сплошных потоках транспортных средств при обгонах, объездах и т.п. ситуациях водитель прикрывает светофильтром всю дорогу (т.е. полосы встречного и попутного движения), видимость дорожной обстановки на попутной полосе через фильтр типа ТС становится практически нулевой. Правый край светофильтра, который проектируется на границу встречной и попутной полос, создает дискомфорт для водителя, а вследствие параллакса зрения эта линия раздваивается в поле зрения водителя на полосах движения транспорта появляется дублирующий контур правого края светофильтра. Это обстоятельство отвлекает водителя от правильного анализа дорожной обстановки.

Обладая указанными недостатками, это устройство не обеспечивает безопасность вождения механических транспортных средств в темное время суток.

Цель изобретения создание устройства против ослепления водителя механического транспортного средства в темное время суток, которое не имеет указанных выше недостатков.

Предлагается устройство против ослепления водителя механического транспортного средства, которое:
обеспечивает возможность наблюдения за дорожной обстановкой: на полосе встречного движения через поле светофильтра, защищающее водителя от ослепления, а на полосе попутного движения через бесцветное поле светофильтра;
обеспечивает возможность наблюдения за дорожной обстановкой на встречной и попутной полосах движения через поле светофильтра, защищающее водителя от ослепления;
исключает дискомфорт водителя при наблюдении за дорожной обстановкой через светофильтр.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 его установка в салоне; на фиг.3 графики оптических свойств светофильтров и глаз; на фиг.4 картины дороги через светофильтры.

Устройство против ослепления водителя механического транспортного средства (фиг. 1) состоит из светофильтра 1 и узла 2 для установки устройства и регулировки положения светофильтра.

Устройство размещается (фиг.2) внутри салона (кабина) на стороне встречного движения у ветрового стекла, у его нижней части напротив водителя. В рабочем состоянии светофильтр размещается на некотором расстоянии от стекла, например, на В (0,15-0,05), где В расстояние от ветрового стекла до спинки сидения водителя.

Возможно размещение узла для установки устройства в верхнем углу или креплением к стойке проема ветрового стекла, крепление его к стеклу любым способом.

Светофильтр изготовлен из стекла или другого прозрачного материала или пленки с минимальной оптической плотностью, преимущественно, прямоугольной формы с размерами:
по вертикали: А В (0,10-0,25);
по горизонтали Д (0,10-0,25) 2В, где В расстояние от ветрового стекла до спинки сидения водителя.

Светофильтр имеет два цветовых поля:
левое поле имеет красно-оранжевый цвет со спектральной пропускной способностью 590±10 нм и оптической плотностью 1,25-1,60;
правое поле бесцветное с минимальной оптической плотностью.

Граница между полями выполнена в виде плавного перехода от окрашенного до бесцветного на протяжении В (0,05-0,20) и проходит по наклонной линии сверху вниз влево под углом (40-50^о) и вертикали.

Соответственно плавно изменяется и оптическая плотность от 1,25-1,60 до оптической плотности стекла.

Точка пересечения середины границы между полями и горизонтальной линии симметрии светофильтра, установленного в рабочее положение, расположена в вертикальной плоскости, которая проходит через ось рулевого колеса. Установка светофильтра определяется из условия, что цветное поле прикрывает в поле зрения водителя полосу встречного движения, а бесцветное поле полосу попутного движения.

При возможном ослеплении водитель наблюдает дорожную обстановку на встречной полосе через цветное поле светофильтра, а при необходимости, небольшим перемещением головы влево (вправо) наблюдает дорожную обстановку на полосах встречного и попутного движения через цветное поле светофильтра.

При отсутствии встречного движения водитель может убрать светофильтр.

При использовании устройством водитель должен соблюдать все требования ПДД, рекомендации при ночной езде и в случае ослепления.

Преимущества предлагаемого устройства определяются:
использованием светофильтра преимущественно, прямоугольной формы, прикрывающего всю дорогу;
защитным полем, имеющим красно-оранжевый цвет со спектральной пропускной способностью цветного поля 590±10 нм и отсутствием четкой границы цветного и бесцветного полей.

При левостороннем движении и соответствующем ему оборудовании транспортного средства, а также на мотоциклах принципиальная конструкция устройства не изменяется.

Критика светофильтра прототипа и обоснование характеристик светофильтра предлагаемого устройства:
1) Светофильтр по патенту Франции полупрозрачный, его оптические характеристики не определены. Такой светофильтр известен как светофильтр темного стекла (ТС).

Определим возможные оптимальные характеристики этого светофильтра.

Известно, что:
яркость встречных фар равна: 10⁴-10⁶ кд/м²;
яркость поля адаптации глаз водителя равна 10^-2-10^-1 кд/м²;
минимальное значение яркости, которая вызывает ослепление при указанной яркости поля адаптации глаз равна 10³ кд/м²;
из соотношения характеристик известных светофильтров видно, чтобы избежать ослепления, яркость встречных фар необходимо уменьшить в 500-1000 раз (при этом коэффициент пропускания 10^-3);
уменьшение яркости обзорной картины в 500-1000 раз определяется как полная потеря видимости дороги. Увеличение пропускной способности светофильтра вызовет ослепление водителя.

Вывод: светофильтр полупрозрачный не может выполнять свои функции в реальной дорожной обстановке. Он может быть использован только на прямолинейном участке дороги, без обгонов и объездов попутного и встречного транспортного средства при строгом наложении светофильтра на полосу встречного движения.

2). Светофильтр красно-оранжевого цвета.

Красный, красно-оранжевый светофильтры, известные как светофильтры с большеволновой отсекающей характеристикой, сохраняют новую адаптацию глаз при увеличении яркости на зрачке в 10⁴-10⁵ раз.

Это вытекает из следующих известных явлений и характеристик:
рентгенологии, для сохранения адаптированного к темноте зрения, перед включением освещения или перед выходом из затемненного кабинета в освещенное помещение одевают очки с красными светофильтрами. При этом яркость возрастает с 10^-2 кд/м² до 10³-10⁴ кд/м²;
Однако ослепления не наступает и сохраняется темновая адаптация глаз.

Во время II-й мировой войны красные очки применялись для защиты от ослепления при боевом управлении (при резких изменениях яркости на пунктах боевого управления;
при темновой адаптации чувствительность глаз к красным лучам в 1,2-1,7 раза больше, чем к голубым или синим;
разница в пороговых яркостях, при которых вообще воспринимается объект (относительный ахроматический интервал) для красного цвета, равен 1,45; для зеленого 100, т.е. адаптированные к темноте глаза водителя при применении красного, красно-оранжевого светофильтров воспринимают больше информации, чем при применении любого другого светофильтра при одинаковой освещенности дороги;
преимущества большеволнового отсекающего светофильтра перед любыми другими цветными светофильтрами объясняется квантовой теорией света: при одинаковой мощности светового потока, поток красного света имеет больше квантов, а, следовательно, несет и большую информацию, чем поток зеленого (синего, фиолетового) света.

Сравним эффективность светофильтров применительно к свету автомобильных фар.

На фиг.3 приняты следующие обозначения: 3 кривая распределения спектрального излучения лампы накаливания; 4 кривая спектрального пропускания красно-оранжевого светофильтра; 5 кривая пропускания полупрозрачного светофильтра коэффициент пропускания 10^-3; 6 кривая чувствительности сумеречного зрения.

Площадь под кривыми определяет относительную мощность светового потока.

Сравнивая пропускные способности светофильтров кривые 4 и 5, видим, что красно-оранжевый светофильтр отличается от светофильтра полупрозрачного по пропускной способности светового потока, воспринимаемого глазом водителя:
площадь фигуры а, б, в, ж, а больше площади фигуры а, б, 400, а во много раз.

Из соотношения площадей фигуры а, б, в, ж, а и фигуры под кривой 4 определяется условная оптическая плотность (сумеречного зрения) красно-оранжевого светофильтра. Она равна 1,25-1,60.

Преимущество светофильтра, имеющего прямоугольную форму с плавным переходом цветового поля в бесцветное перед светофильтром, в котором цветное поле имеет четкую границу с бесцветным полем (или границу пластины светофильтра), определяется визуальной картиной, наблюдаемой водителем при применении светофильтров (фиг.4).

У прототипа (патент Франции) правый край светофильтра (сдвоенный из-за паралакса) и по условию его использования оказывается в поле зрения в районе разделения встречной и попутной полос дороги, т.е. в области главного внимания водителя (фиг. 4) и неизбежные резкие перемещения этих линий в области главного внимания водителя создают сильный дискомфорт, вплоть до невозможности использовать этот светофильтр. Форма светофильтра и плавность перехода от окрашенного к неокрашенному полю в предлагаемом устройстве исключают этот дискомфорт (фиг.4) и в целом, с учетом исключения ослепления, создают комфортные условия наблюдения за дорожной обстановкой.

Анализируя характеристики, видим, что при одинаковой удовлетворительной способности защитить от ослепления, пропускная способность красно-оранжевого светофильтра, т.е. видимость через него в 35 раз больше, чем у светофильтра ТС.

Сравнивая ахроматический интервал (разница в пороговых яркостях элементов дорожной обстановки), видим, что при лучшей пропускной способности в поле зрения водителя через красно-оранжевый светофильтр просматривается больше информационных элементов дорожной обстановки чем через синий (или другой светофильтр коротких световых волн).

Использование: в оборудовании механических транспортных средств, улучшающих безопасность движения. Сущность: устройство выполнено в виде защитного экрана, установленного в поле зрения водителя, с пропускной спектральной характеристикой окрашенной части не менее 590± 10 нм и размерами по вертикали и горизонтали, составляющими соответственно (0,10 0,25) в и (0,10 0,25) 2 в, где в расстояние от спинки сиденья водителя транспортного средства до ветрового стекла последнего. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ПРОТИВ ОСЛЕПЛЕНИЯ ВОДИТЕЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее окрашенную пластину стекла, размещенную в поле зрения водителя внутри салона транспортного средства у ветрового стекла в его левой части для наблюдения через нее дороги, и средства крепления пластины к элементу салона кузова транспортного средства, отличающееся тем, что пластина выполнена преимущественно прямоугольной формы с размером по вертикали, составляющим (0,10-0,25)b, и размером по горизонтали, составляющим (0,10-0,25)2b, причем окрашенной выполнена левая часть стекла пластины, имеющего плавный переход от окрашенной до неокрашенной части на протяжении (0,05-0,20)b, где b расстояние от спинки сиденья водителя транспортного средства до ветрового стекла, а стекло окрашенной части пластины выполнено с пропускной спектральной характеристикой не менее 590±10нм.