RU2413256C1

RU2413256C1 - Adaptive polarisation filter (apf)

Info

Publication number: RU2413256C1
Application number: RU2009134066/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонтьевич Крапивин (RU); Владимир Леонтьевич Крапивин
Original assignee: Владимир Леонтьевич Крапивин
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-02-27
Also published as: WO2011028152A2; WO2011028152A3

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: filter has series-arranged optically transparent systems using optically transparent dielectric substance and birefringent substance on molecules of liquid crystals, made and arranged similarly and which attenuate intensity of radiation passing through the systems. The arrangement of the system of optically transparent electrodes on the surface of each system is different. The surface of the dielectric substance has an orientation which match major axes of the molecules of the birefringent substances with the corresponding polarisation component of the passing radiation so that the scattering and/or reflection condition is satisfied for one or both polarisation components of the radiation. Refraction indices of the birefringent substance are close to refraction indices of the dielectric substance when the major axes of the molecules of liquid crystals lie along the direction of incident radiation and differ for one of the orthogonal polarisation components when the position of major axes of the molecules of liquid crystals change in the direction given by the orientation. When radiation intensity exceeds a given threshold, molecules of the birefringent substance change their orientation.

EFFECT: high efficiency, reduced loss and adaptability to glaring radiation sources.

14 cl, 25 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам защиты от ослепления и может использоваться в антиослепительных системах, базирующихся в своей работе как на поляризованном, так и на неполяризованном излучении для обеспечения безопасности, и, в частности, для обеспечения безопасности движения транспортных средств.The invention relates to devices for protection against glare and can be used in anti-glare systems based on both polarized and non-polarized radiation in order to ensure safety, and, in particular, to ensure the safety of vehicles.

Известны устройства для транспортных средств, использующие фильтр для защиты от излучения [1, 2, 3], а также использующие козырек или очки для защиты от поляризованного и неполяризованного излучения [4, 5].Known devices for vehicles using a filter to protect against radiation [1, 2, 3], as well as using a visor or glasses to protect against polarized and unpolarized radiation [4, 5].

Недостатками известных устройств являются большие потери принимаемого излучения [1, 2], существенная засветка глаз при рассеивании излучения [3], а также возможные помехи от бокового излучения и неодинаковость отражения ортогональных поляризационных составляющих излучения [4, 5].The disadvantages of the known devices are the large losses of the received radiation [1, 2], significant illumination of the eyes when the radiation is scattered [3], as well as possible interference from lateral radiation and the uneven reflection of the orthogonal polarization components of the radiation [4, 5].

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является "Адаптивный поляризационный рефлекторный фильтр" [5], содержащий поляризационный отражающий фильтр и, по крайней мере, один приемник излучения.The closest in technical essence and selected as a prototype is the "Adaptive polarizing reflex filter" [5], containing a polarizing reflective filter and at least one radiation receiver.

Недостатки прототипа.The disadvantages of the prototype.

1. При наклонном падении внешнего бокового излучения на пилообразные структуры фильтра, ортогонально вершинам их, при отражении этого излучения от поверхностей структуры возможно попадание его на приемник излучения, что может быть ошибочно идентифицировано как излучение источника встречного транспортного средства, а применение в отражающих структурах фильтра светопоглощающих перегородок, защищающих от бокового излучения, усложнит устройство и может вызвать дополнительные помехи видимости (блики).1. With an inclined incidence of external lateral radiation on the sawtooth structure of the filter, orthogonal to their vertices, when this radiation is reflected from the surface of the structure, it may get on the radiation receiver, which can be mistakenly identified as the radiation from a source of an oncoming vehicle, and the use of light-absorbing filters in reflective structures partitions that protect against side radiation will complicate the device and may cause additional interference with visibility (glare).

2. При применении отражающих структур на основе многослойных пленок с различными показателями преломления с использованием жидких кристаллов (ЖК) в одной из последовательно установленных отражающих структур в режиме "отражение" большие оси молекул ЖК расположены в горизонтальной плоскости, ортогонально нормально падающему излучению и их показатели преломления для одной из поляризационных составляющих излучения будут изменяться в зависимости от угла падения слепящего излучения в азимутальной плоскости, что отрицательно скажется на эффективности работы отражающих структур, и в значительной мере это проявится при применении фильтра в боковых зеркалах транспортных средств.2. When using reflective structures based on multilayer films with different refractive indices using liquid crystals (LC) in one of the successively installed reflective structures in the "reflection" mode, the large axes of the LC molecules are located in a horizontal plane orthogonal to the incident radiation and their refractive indices for one of the polarizing components of the radiation will vary depending on the angle of incidence of the blinding radiation in the azimuthal plane, which will negatively affect the performance of reflective structures, and to a large extent this will be manifested when applying the filter in the side mirrors of vehicles.

Заявляемое техническое решение в приложении к транспортным средствам направлено на создание эффективного противоослепительного фильтра с минимальными потерями и адаптивного к слепящим источникам излучения.The claimed technical solution in the annex to vehicles is aimed at creating an effective anti-glare filter with minimal loss and adaptive to glare radiation sources.

1. Это достигается тем, что в отличие от известного "Адаптивного поляризационного рефлекторного фильтра" (АПРФ), содержащего, по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), противоположные поверхности каждой из которых имеют системы оптически прозрачных электродов (СОПЭ), расположение которых на одной поверхности отличается от расположения их на другой поверхности, причем поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат, по крайней мере, один ориентант, ориентирующий молекулы ЖК в заданном направлении, а показатели преломления пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК близки к показателям преломления оптически прозрачного диэлектрического вещества для оптического излучения, падающего на поверхность фильтра при расположении больших осей молекул ЖК вдоль направления этого излучения, и соответственно, различаются в каждой из, по крайней мере, двух последовательно установленных оптически прозрачных систем для одной из ортогональных поляризационных составляющих оптического излучения, при изменении расположения больших осей молекул ЖК в направлении, заданном, по крайней мере, одним ориентантом, а также содержащий систему обработки сигналов и управления, включающую датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН), падающего на фильтр и далее на приемник оптического излучения, процессор выработки решений, датчик фиксации положения приемника (ДФПП) оптического излучения относительно фильтра и, по крайней мере, одно управляющее устройство, с выхода которого управляющие сигналы распределяются между системами оптически прозрачных электродов (СОПЭ) для локального изменения свойств зон, заданных процессором выработки решений для каждой из, по крайней мере, двух последовательно установленных оптически прозрачных систем, при этом молекулы двулучепреломляющего вещества, имеющие начальную ориентацию, при которой оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и расположенные в зоне прохождения через фильтр к, по крайней мере, одному приемнику оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения порог, изменяют свою ориентацию в пространстве, в адаптивном поляризационном фильтре (АПФ), по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы, ослабляющие интенсивность оптического излучения, проходящего через них, выполнены и расположены однотипно, а ориентант в каждой из них согласует большие оси молекул двулучепреломляющего вещества на ЖК с соответствующей поляризационной составляющей проходящего оптического излучения таким образом, что для одной или обоих поляризационных составляющих входного излучения выполняются условия рассеяния и/или отражения.1. This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known "Adaptive Polarizing Reflex Filter" (APRF), which contains at least two sequentially installed optically transparent systems using optically transparent dielectric material and birefringent material on liquid crystal molecules (LC), opposite surfaces of each of which have systems of optically transparent electrodes (SOPE), the location of which on one surface differs from their location on another surface, The surfaces of an optically transparent dielectric substance contain at least one orienting element orienting LC molecules in a given direction, and the refractive indices of the films of birefringent substances on LC molecules are close to the refractive indices of an optically transparent dielectric substance for optical radiation incident on the filter surface when large the axes of the LC molecules along the direction of this radiation, and accordingly, differ in each of at least two consecutive updated optically transparent systems for one of the orthogonal polarizing components of optical radiation, when the location of the large axes of the LC molecules changes in the direction specified by at least one orientant, and also contains a signal processing and control system, including a sensor for recording the intensity and directions of arrival of polarizing components optical radiation (DFIN) incident on the filter and further on to the optical radiation receiver, decision-making processor, receiver position fixation sensor a (DFPP) of optical radiation relative to the filter and at least one control device, from the output of which control signals are distributed between systems of optically transparent electrodes (SOPE) for local change in the properties of the zones specified by the decision-making processor for each of at least two sequentially installed optically transparent systems, with birefringent molecules having an initial orientation, in which optical radiation passes through them unhindered, and those lying in the zone of passage through the filter to at least one receiver of optical radiation, the intensity of which exceeds a threshold set by the sensor for fixing the intensity and directions of arrival of the polarizing components of optical radiation, change their orientation in space, in the adaptive polarizing filter (ACE), at least , two sequentially installed optically transparent systems that attenuate the intensity of the optical radiation passing through them, are made and arranged the same way, and the orientation nt in each of them matches the major axes of the molecules of the birefringent material in the LCD with the corresponding polarization component passing optical radiation so that one or both polarization components of the input radiation scattering performed conditions and / or reflection.

2. Кроме того, между, по крайней мере, двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами введен вращатель плоскости поляризации.2. In addition, between at least two sequentially installed optically transparent systems introduced a rotator of the plane of polarization.

3. Кроме того, электроды системы оптически прозрачных электродов (СОПЭ) с одной стороны каждой из последовательно установленных оптически прозрачных систем выполнены широкими, а электроды с другой стороны установлены ортогонально им, и при подаче на них управляющих сигналов формируют в пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК цилиндрические линзы, фокусное расстояние которых зависит от формирующих их управляющих сигналов.3. In addition, the electrodes of the system of optically transparent electrodes (SOPE) on one side of each of the series-installed optically transparent systems are wide, and the electrodes on the other hand are mounted orthogonally to them, and when control signals are applied to them, they form birefringent materials on the LC molecules cylindrical lenses whose focal length depends on the control signals that form them.

4. Кроме того, вращатель плоскости поляризации содержит, по крайней мере, одну систему оптически прозрачных электродов.4. In addition, the polarization plane rotator contains at least one system of optically transparent electrodes.

5. Кроме того, с выходной стороны содержит светопоглотитель.5. In addition, from the output side contains a light absorber.

6. Кроме того, с выходной стороны содержит отражатель оптического излучения.6. In addition, from the output side contains a reflector of optical radiation.

7. Кроме того, дополнительно содержит, по крайней мере, один жидкокристаллический слой, обладающий эффектом управляемого рассеяния света.7. In addition, further comprises at least one liquid crystal layer having a controlled light scattering effect.

8. Кроме того, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, при этом часть узлов системы обработки сигналов и управления установлена в корпусе очков, а другая часть, имеющая больший вес, габариты и энергопотребление, установлена во внешнем блоке, и между ними введен канал двухсторонней автоматической связи.8. In addition, it is made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit, while some of the nodes of the signal processing and control system are installed in the case of glasses, and the other part, which has more weight, dimensions and power consumption, is installed in the external unit, and between they introduced a two-way automatic communication channel.

9. Кроме того, поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат электрически управляемые согласующие, просветляющие пленки, а его показатель преломления меньше минимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК с положительной диэлектрической анизотропией и больше максимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК с отрицательной диэлектрической анизотропией, при этом величина показателя преломления электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок имеет промежуточное значение между показателями преломления для поляризации оптического излучения, совпадающей с длинной осью молекул ЖК двулучепреломляющего вещества и ей ортогональной.9. In addition, the surfaces of the optically transparent dielectric substance contain electrically controlled matching, antireflection films, and its refractive index is less than the minimum refractive index of the birefringent substance on LC molecules with positive dielectric anisotropy and is greater than the maximum value of the refractive index of birefringent material on LC molecules with negative dielectric anisotropy, the refractive index being electrically controlled with of casing, antireflection films has an intermediate value between the refractive indices for the polarization of optical radiation, which coincides with the long axis of the LC molecules of the birefringent material and is orthogonal to it.

10. Кроме того, содержит датчик оценки средней интенсивности оптического излучения.10. In addition, it contains a sensor for evaluating the average intensity of optical radiation.

11. Кроме того, содержит анализатор спектрального состава принимаемого оптического излучения.11. In addition, it contains an analyzer of the spectral composition of the received optical radiation.

12. Кроме того, содержит светофильтр, корректирующий спектр проходящего оптического излучения.12. In addition, it contains a filter that corrects the spectrum of transmitted optical radiation.

13. Кроме того, внешние поверхности имеют просветляющее покрытие.13. In addition, the outer surfaces have an antireflection coating.

14. Кроме того, содержит систему поддержания температуры АПФ в рабочем интервале.14. In addition, it contains an ACE temperature maintenance system in the operating interval.

Предлагаемое техническое решение поясняется с помощью Фиг.1 - Фиг.7.The proposed technical solution is illustrated using Figure 1 - Figure 7.

На Фиг.1 показан фрагмент фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с рассеивающими оптическое излучение структурами, с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества во взаимно ортогональных направлениях, в которых под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием.Figure 1 shows an ACE filter fragment with two serially installed optically transparent systems with structures scattering optical radiation, using an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules and the orientant deposited in each of them on the surface of an optically transparent dielectric substance in mutually orthogonal directions, in which under the influence of control potentials rmiruyutsya LCD cylindrical lens with a variable focal length.

На Фиг.2а, b, с показаны фрагменты двух последовательно установленных оптически прозрачных систем с пилообразными отражающими структурами, между которыми введен управляемый внешним электрическим полем вращатель плоскости поляризации, и их работа при наличии и отсутствии внешнего управляющего потенциала на оптически прозрачных электродах, где на Фиг.2а ортогональные поляризационные составляющие внешнего оптического излучения последовательно отражаются соответственно от первой и второй отражающих структур, а на Фиг.2b, с соответственно одна из поляризационных составляющих внешнего оптического излучения отражается от первой или второй отражающей пилообразной структуры.Figures 2a, b, c show fragments of two serially mounted optically transparent systems with sawtooth reflective structures, between which a rotator of the plane of polarization controlled by an external electric field is introduced, and their operation in the presence and absence of an external control potential on optically transparent electrodes, where in Fig. .2a the orthogonal polarization components of the external optical radiation are successively reflected from the first and second reflective structures, respectively, and in Fig. 2b, respectively one of the polarization components of the external optical radiation reflected from the first or second reflection sawtooth structure.

На Фиг.3а, b показаны фрагменты АПФ, который установлен на лобовое стекло транспортного средства (или совмещен с ним), содержащие две однотипно построенные оптически прозрачные системы с отражающими структурами с управляемым коэффициентом отражения и с вращателем плоскости поляризации между ними, причем на Фиг.3а дополнительно введен жидкокристаллический слой (18), обладающий эффектом динамического рассеяния света (ДРС).On figa, b shows fragments of the ACE, which is mounted on the windshield of the vehicle (or combined with it), containing two of the same type constructed optically transparent systems with reflective structures with a controlled reflectance and with a rotator of the plane of polarization between them, and on Fig. 3a, an additional liquid crystal layer (18) is introduced, which has the effect of dynamic light scattering (DLS).

На Фиг.3с, d показаны фрагменты двух последовательно установленных оптически прозрачных систем с отражающими структурами на основе чередующихся слоев оптически прозрачных диэлектрических пленок и пленок на ЖК, с вращателем плоскости поляризации между ними, и их работа при наличии и отсутствии внешнего управляющего потенциала на оптически прозрачных электродах.On figs, d shows fragments of two series-mounted optically transparent systems with reflective structures based on alternating layers of optically transparent dielectric films and films on the LCD, with a polarization plane rotator between them, and their operation in the presence and absence of an external control potential on optically transparent electrodes.

На Фиг.3е показан фрагмент двух последовательно установленных оптически прозрачных систем фильтра АПФ, выполненный с использованием двух слоев ЖК, обладающих эффектом ДРС с асимметричной индикатрисой, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих оптического излучения.Figure 3e shows a fragment of two serially mounted optically transparent ACE filter systems made using two LC layers having an LRS effect with asymmetric indicatrix for each of the orthogonal polarizing components of the optical radiation.

На Фиг.3f, g, h показан фрагмент фильтра АПФ соответственно с двумя и четырьмя последовательно установленными оптически прозрачными системами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК (Фиг.3f, g) и планарной (Фиг.3h) и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества в одном направлении, с вращателем плоскости поляризации между ними, в которых под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием», причем в фильтре Фиг.3g в каждой из систем введен дополнительный ЖК-слой, в котором система оптически прозрачных электродов сдвинута в вертикальной плоскости, а в фильтре Фиг.3h введены дополнительные системы оптически прозрачных электродов.Fig.3f, g, h shows an ACE filter fragment with two and four successively mounted optically transparent systems using an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules (Fig.3f, g) and planar (Fig.3h) and the orientant deposited in each of them on the surface of the optically transparent dielectric substance in one direction, with a rotator of the plane of polarization between them, in which under With the help of control potentials, cylindrical LCD lenses with a variable focal length are formed, with an additional LCD layer introduced in the filter of Fig. 3g in each system, in which the system of optically transparent electrodes is shifted in a vertical plane, and additional systems are introduced in the filter of Fig. 3h optically transparent electrodes.

На Фиг.4а, b показан фрагмент зеркала транспортного средства на основе фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с отражающими структурами на основе чередующихся слоев оптически прозрачных диэлектрических пленок и пленок на ЖК с оптически прозрачными электродами, вращателем плоскости поляризации между ними и светопоглотителем с выходной стороны фильтра и его работа (зоны "А" и "В") при наличии и отсутствие внешнего управляющего потенциала на оптически прозрачных электродах, а зеркало Фиг.4b содержит дополнительную систему оптически прозрачных электродов.Figure 4a, b shows a fragment of a vehicle mirror based on an ACE filter with two optically transparent systems in series with reflective structures based on alternating layers of optically transparent dielectric films and films on an LCD with optically transparent electrodes, a polarization plane rotator between them and a light absorber with the output side of the filter and its operation (zones "A" and "B") in the presence and absence of an external control potential on optically transparent electrodes, and the mirror of Fig. 4b contains IT system more optically transparent electrodes.

На Фиг.4с показан фрагмент зеркала транспортного средства на основе фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с рассеивающими структурами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества во взаимно ортогональных направлениях, в которых под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием и отражателем с выходной стороны фильтра.Fig. 4c shows a fragment of a vehicle mirror based on an ACE filter with two optically transparent systems with scattering structures in series using an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules and the orientant deposited in each of them on the surface of an optically transparent dielectric substance in mutually orthogonal directions, in which yayuschih potentials formed LCD cylindrical lenses with variable focal length reflector and the outlet side of the filter.

На Фиг.4d показан фрагмент зеркала транспортного средства на основе фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества в одном направлении, с вращателем плоскости поляризации между ними, в которых под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК - линзы с изменяемым фокусным расстоянием и отражателем с выходной стороны фильтра.Fig. 4d shows a fragment of a vehicle mirror based on an ACE filter with two optically transparent systems in series using an optically transparent dielectric substance and a birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules and the orientant applied in each of them on the surface of an optically transparent dielectric substance in one direction, with a rotator of the plane of polarization between them, in which under the influence of Cylindrical guides potentials formed LCD - a lens with a variable focal length reflector and the outlet side of the filter.

На Фиг.5а…Фиг.5f показаны фрагменты многослойной отражающей структуры и прохождение оптического излучения через них для различных положений больших осей молекул ЖК, причем Фиг.5с…Фиг.5f содержат дополнительные слои электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок (зоны "А_1,2,3,4"), и кроме того, на Фиг.5с и Фиг.5d используется планарное расположение молекул ЖК (N₁<N₂<N₃₁), а на Фиг.5е, и Фиг.5f соответственно гомеотропное, (N₁>N₂>N₃₁).On figa ... Fig.5f shows fragments of a multilayer reflective structure and the passage of optical radiation through them for different positions of the large axes of the molecules of the LCD, and Figs.5c ... Fig.5f contain additional layers of electrically controlled matching, antireflection films (zone "A _{1, 2,3,4} "), and in addition, in Figs. 5c and 5d, the planar arrangement of LC molecules (N ₁ <N ₂ <N ₃₁ ) is used, and in Figs. 5e and 5f, respectively, homeotropic, ( N ₁ > N ₂ > N ₃₁ ).

На Фиг.6 показана эквивалентная схема работы АПФ, где А - плоскость, соответствующая выходной плоскости датчика фиксации направлений, в котором введена коррекция с учетом двух приемников, В - отражающий фильтр АПФ, С - плоскость, соответствующая выходной плоскости датчика положения приемников.Figure 6 shows the equivalent operation scheme of the ACE, where A is the plane corresponding to the output plane of the direction-fixing sensor, in which correction is introduced taking into account two receivers, B is the ACE reflective filter, C is the plane corresponding to the output plane of the position sensor of the receivers.

На Фиг.7а, b показано расположение на совмещенном фильтре-козырьке транспортного средства фильтра АПФ, датчика фиксации положения приемника излучения (ДФПП) и ДФИН (7), соответственно вид сбоку и со стороны водителя.On figa, b shows the location on the combined filter visor of the vehicle filter ACE, the sensor for fixing the position of the radiation receiver (DFPP) and DFIN (7), respectively, a side view and from the driver.

На Фиг.1 - Фиг.7 и в тексте приняты следующие обозначения:Figure 1 - Figure 7 and in the text the following notation:

1 - пилообразные структуры на основе оптически прозрачного диэлектрического вещества,1 - sawtooth structure based on an optically transparent dielectric substance,

2 - двулучепреломляющее вещество,2 - birefringent substance,

3 - системы оптически прозрачных электродов,3 - systems of optically transparent electrodes,

4 - вращатель плоскости поляризации,4 - rotator of the plane of polarization,

5 - просветляющее покрытие,5 - antireflection coating

6 - оптически прозрачное диэлектрическое вещество,6 - optically transparent dielectric substance,

7 - светопоглотитель,7 - light absorber,

8 - дополнительная система оптически прозрачных электродов,8 is an additional system of optically transparent electrodes,

9 - система оптически прозрачных электродов, общая для обеих структур, ослабляющих излучение, проходящее к приемнику,9 - a system of optically transparent electrodes, common to both structures, attenuating the radiation passing to the receiver,

10 - приемник излучения,10 - radiation receiver,

11 - источник внешнего оптического излучения,11 is a source of external optical radiation,

12 - зоны АПФ отражающие лучи внешнего оптического излучения, которое направлено к приемнику излучения,12 - zone ACE reflecting rays of external optical radiation, which is directed to the radiation receiver,

13 - совмещенный фильтр-козырек,13 - combined filter visor,

14 - датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих внешнего оптического излучения,14 - sensor recording the intensity and directions of arrival of the polarization components of external optical radiation,

15 - датчик фиксации положения приемника,15 - sensor fixation of the position of the receiver,

16 - адаптивный поляризационный фильтр,16 - adaptive polarizing filter,

17 - структуры, ослабляющие излучение, проходящее к приемнику,17 - structures that attenuate the radiation passing to the receiver,

18 - жидкокристаллический слой, обладающий эффектом динамического рассеяния света (ДРС),18 is a liquid crystal layer having the effect of dynamic light scattering (DLS),

19 - отражатель (зеркало).19 - reflector (mirror).

Таким образом, адаптивный поляризационный фильтр (АПФ) (Фиг.7) содержит, по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК, противоположные поверхности которых содержат системы оптически прозрачных электродов (СОПЭ) (3), направление расположения которых на одной поверхности отличается от направления расположения их на другой поверхности, поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат, по крайней мере, один ориентант, структуры АПФ выполнены и расположены однотипно, а также содержит систему обработки сигналов и управления, включающую датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН), процессор выработки решений, датчик фиксации положения приемника оптического излучения (ДФПП) и, по крайней мере, одно управляющее устройство, а также дополнительно содержит вращатель плоскости поляризации, электроды широкие и электроды, формирующие цилиндрические линзы, дополнительную систему оптически прозрачных электродов (ДСОПЭ), светопоглотитель, отражатель оптического излучения, по крайней мере, один жидкокристаллический слой (18), обладающий эффектом управляемого рассеяния света, выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, оптически прозрачное вещество с меньшим или с большим показателем преломления, имеющее просветляющее покрытие, электрически управляемые согласующие, просветляющие пленки, содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего излучения, анализатор спектрального состава, светофильтр, внешние поверхности АПФ имеют просветляющее покрытие, а также содержит систему поддержания температуры АПФ.Thus, the adaptive polarization filter (ACE) (Fig. 7) contains at least two sequentially installed optically transparent systems using an optically transparent dielectric substance and birefringent material on LC molecules, the opposite surfaces of which contain systems of optically transparent electrodes (SOPE) (3), the direction of their location on one surface differs from the direction of their location on another surface, the surface of an optically transparent dielectric thing The substances contain at least one orienting point, the ACE structures are made and arranged in the same way, and also contains a signal processing and control system, including a sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarizing components of optical radiation (DFIN), a decision-making processor, and a sensor for fixing the position of the optical receiver radiation (DFPP) and at least one control device, and also further comprises a polarization plane rotator, wide electrodes and electrodes forming a cylindrical lenses, an additional system of optically transparent electrodes (DSOPE), a light absorber, an reflector of optical radiation, at least one liquid crystal layer (18) having the effect of controlled light scattering, is made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit, an optically transparent substance with a lower or higher refractive index, having an antireflection coating, electrically controlled matching, antireflection films, contains a sensor for evaluating the average intensity of external radiation, an analyzer spectral composition, a light filter, the outer surfaces of the ACE have an antireflection coating, and also contains a system for maintaining the temperature of the ACE.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Адаптивный поляризационный фильтр (АПФ) укреплен в транспортном средстве в собранном (сложенном) виде таким образом, чтобы при необходимости он мог быть введен перед глазами водителя транспортного средства для защиты от внешнего оптического излучения повышенной яркости (Фиг.7) или установлен на лобовом стекле транспортного средства (или совмещен с лобовым стеклом). При этом внешнее оптическое излучение падает на, по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы, содержащие взаимно независимые структуры, ослабляющие интенсивность соответствующих поляризационных составляющих оптического излучения, проходящего через них к, по крайней мере, одному приемнику оптического излучения - рассеивающие и/или отражающие, с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов, с управляемым коэффициентом ослабления, которые выполнены и расположены однотипно, а ориентант в каждой из них в режимах управляемого коэффициента ослабления согласует большие оси молекул двулучепреломляющего вещества на ЖК с соответствующей поляризационной составляющей проходящего оптического излучения.The adaptive polarizing filter (ACE) is mounted in the vehicle in an assembled (folded) form so that, if necessary, it can be introduced before the eyes of the driver of the vehicle to protect it from external optical radiation of increased brightness (Figure 7) or mounted on the windshield of the vehicle means (or combined with a windshield). In this case, the external optical radiation is incident on at least two serially installed optically transparent systems containing mutually independent structures that attenuate the intensity of the corresponding polarization components of the optical radiation passing through them to at least one optical radiation receiver - scattering and / or reflective, using an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on liquid crystal molecules, with a controlled coefficient Ohms of attenuation, which are performed and arranged the same way, and the orienting in each of them in the modes of controlled attenuation coefficient matches the large axes of the molecules of the birefringent substance on the LC with the corresponding polarization component of the transmitted optical radiation.

Предложены структуры, рассеивающие и/или отражающие приходящее оптическое излучение.Structures are proposed that scatter and / or reflect incoming optical radiation.

На Фиг.1 показан фильтр АПФ, выполненный с использованием ЖК- пленок, в которых под действием внешнего управляющего потенциала на системе оптически прозрачных электродов в соответствующих зонах фильтра формируются фокусирующие (рассеивающие) оптическое излучение цилиндрические линзы [6, 7]. Начальная ориентация больших осей молекул в пленках ЖК устанавливается параллельно приходящему излучению и может быть гомеотропной или наклонной (в случае установки фильтра на лобовое стекло транспортного средства), а в случае применения ЖК с планарной ориентацией (Фиг.3h) вводятся дополнительные электроды (8), потенциалы (или управляющие сигналы), на которых обеспечивают соответствующую ориентацию молекул. При этом показатели преломления ЖК-пленок и оптически прозрачного диэлектрического вещества для проходящего через них излучения будут близки, и фильтр беспрепятственно пропустит его.Figure 1 shows an ACE filter made using LCD films in which cylindrical focusing (scattering) optical radiation is formed on the system of optically transparent electrodes in the corresponding zones of the filter [6, 7]. The initial orientation of the large axes of the molecules in the LC films is set parallel to the incoming radiation and can be homeotropic or inclined (in the case of installing the filter on the windshield of the vehicle), and in the case of applying the LC with a planar orientation (Fig.3h), additional electrodes are introduced (8), potentials (or control signals) at which they provide the appropriate orientation of the molecules. In this case, the refractive indices of the LCD films and the optically transparent dielectric substance for the radiation passing through them will be close, and the filter will freely let it through.

С одной стороны ЖК-пленок электроды могут быть выполнены широкими, близкими по размеру к апертуре цилиндрических линз, а с другой стороны ортогонально расположены управляющие и формирующие линзу узкие электроды, причем они расположены в горизонтальной плоскости, что позволяет рассеивать в соответствующей зоне фильтра превышающее порог излучение в вертикальной плоскости таким образом, чтобы оно не попадало на второй (соседний) приемник излучения (глаза водителя), а изменение потенциалов на оптически прозрачных электродах, формирующих линзы, приводит к изменению их фокусного расстояния и соответственно степени рассеяния слепящего излучения. В фильтре Фиг.1, ориентант определяющий направление наклона молекул ЖК при подаче управляющих потенциалов на оптически прозрачные электроды в обеих оптически прозрачных системах, нанесен на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества во взаимно ортогональных направлениях. На Фиг.3f, g показан фрагмент фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК с напылением на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества, например углеродных нанотрубок, и формированием ориентирующей поверхности обработкой поверхностной электромагнитной волной (ПЭВ) [8] в каждой из них в одном направлении, с вращателем плоскости поляризации между ними, согласующим фильтр с соответствующей плоскостью поляризации приходящего излучения, в которых под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием, причем в фильтре Фиг.3g в каждой из систем введен дополнительный ЖК-слой, в котором система оптически прозрачных электродов сдвинута в вертикальной плоскости. Этот слой может иметь существенно меньшую эффективность, но достаточную для рассеяния части излучения, прошедшего через первую систему линз в местах, где технологически трудно обеспечить достаточную эффективность линз, например вблизи управляющих электродов.On the one hand of the LCD films, the electrodes can be made wide, close in size to the aperture of the cylindrical lenses, and on the other hand, the narrow and narrow electrodes control and form the lens, orthogonally located, and they are located in a horizontal plane, which allows scattering radiation exceeding the threshold in the corresponding filter zone in a vertical plane so that it does not fall on the second (adjacent) radiation receiver (driver’s eyes), but the potential changes on optically transparent electrodes forming Inca, leads to a change in their focal length and, accordingly, the degree of scattering of glare radiation. In the filter of FIG. 1, an orientant determining the direction of inclination of the LC molecules when applying control potentials to the optically transparent electrodes in both optically transparent systems is deposited on the surface of the optically transparent dielectric substance in mutually orthogonal directions. 3f, g shows an ACE filter fragment with two optically transparent systems in series using an optically transparent dielectric substance and a birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules sputtering on the surface of an optically transparent dielectric substance, for example carbon nanotubes, and the formation of the orienting surface by treatment with a surface electromagnetic wave (SEW) [8] in each of them in one direction and, with a polarization plane rotator between them, matching the filter with the corresponding plane of polarization of the incoming radiation, in which under the influence of control potentials cylindrical LCD lenses with variable focal length are formed, and an additional LCD layer is introduced in the filter of Fig. 3g in each system, in which the system of optically transparent electrodes is shifted in a vertical plane. This layer may have a significantly lower efficiency, but sufficient to scatter part of the radiation that passed through the first lens system in places where it is technologically difficult to provide sufficient lens efficiency, for example, near the control electrodes.

Для предупреждения возможного экранирования ввиду электропроводности слоев углеродных нанотрубок они могут быть нанесены на поверхность оптически прозрачного диэлектрического вещества с разрывами, параллельно узким электродам, а в ортогональной плоскости совмещены с широкими электродами.To prevent possible shielding due to the electrical conductivity of the layers of carbon nanotubes, they can be deposited on the surface of an optically transparent dielectric substance with discontinuities parallel to narrow electrodes, and in the orthogonal plane combined with wide electrodes.

На (Фиг.2а, b, с) показаны оптически прозрачные системы с ослабляющими интенсивность оптического излучения структурами, которые выполнены на основе пилообразных структур оптически прозрачного диэлектрического вещества, содержащих пленку двулучепреломляющего вещества на жидких кристаллах (ЖК) с вращателем плоскости поляризации между ними, а на (Фиг.3а, b, с, d)- на основе чередующихся слоев пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК с вращателем плоскости поляризации между ними, начальная (заданная) ориентация больших осей молекул которых технологически [9] или под действием внешнего управляющего потенциала устанавливается параллельно лучам приходящего внешнего оптического излучения, при этом показатели преломления пилообразной структуры или пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества АПФ и таким образом ориентированных слоев молекул ЖК подбираются так, чтобы они были близки или равны, и для внешнего оптического излучения такие отражающие структуры однородны и прозрачны.Figure 2a, b, c) shows optically transparent systems with structures that attenuate the intensity of optical radiation, which are made on the basis of sawtooth structures of an optically transparent dielectric substance containing a film of birefringent material on liquid crystals (LC) with a polarization plane rotator between them, and on (Figa, b, c, d) - based on alternating layers of films of an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on LC molecules with a polarization plane rotator between them, n the initial (predetermined) orientation of the major axes of the molecules which are technologically [9] or under the influence of an external control potential is set parallel to the rays of the incoming external optical radiation, while the refractive indices of the sawtooth structure or films of optically transparent dielectric substance ACE and thus oriented layers of LC molecules are selected so so that they are close or equal, and for external optical radiation, such reflective structures are homogeneous and transparent.

На Фиг.3е показан фрагмент двух последовательно установленных оптически прозрачных систем фильтра АПФ с вращателем между ними, выполненный с использованием двух слоев ЖК в каждой из них, обладающих эффектом динамического рассеяния излучения (ДРС) с асимметричной индикатрисой, для каждой из ортогональных поляризационных составляющих оптического излучения [9], которые одну из ортогональных поляризационных составляющих излучения рассеивают больше другой, при этом, увеличивая количество последовательно установленных пленок, можно существенно повысить рассеивающую способность фильтра и асимметрию в ослаблении ортогональных поляризационных составляющих излучения. При этом асимметрия индикатрисы используется так, чтобы это излучение рассеивалось преимущественно в вертикальной плоскости и в минимальной степени попадало на второй приемник оптического излучения (глаз водителя).Figure 3e shows a fragment of two serially mounted optically transparent ACE filter systems with a rotator between them, made using two LC layers in each of them having an effect of dynamic radiation scattering (DLS) with an asymmetric indicatrix, for each of the orthogonal polarizing components of optical radiation [9], which scatter one of the orthogonal polarization components of radiation more than the other, while increasing the number of films in series, it is possible significantly increase the scattering power of the filter and the asymmetry in attenuation of the orthogonal polarization components of radiation. In this case, the asymmetry of the indicatrix is used so that this radiation is scattered mainly in the vertical plane and to a minimum extent falls on the second receiver of optical radiation (driver’s eye).

Аналогично, пройдя вращатель плоскости поляризации, в вертикальной плоскости рассеивается вторая поляризационная составляющая оптического излучения.Similarly, having passed the rotator of the plane of polarization, the second polarization component of the optical radiation is scattered in the vertical plane.

АПФ (Фиг.3а, b, с, d) выполнен на основе чередующихся слоев оптически прозрачных пленок толщиной λ/4 или нечетной кратной λ/4 с большим и малым показателями преломления, в котором чередуются диэлектрические оптически прозрачные пленки и ориентированные в заданном направлении соответствующим ориентантом (например, натиранием или напылением) ЖК-пленки, например, нематические ЖК (НЖК) с планарной или гомеотропной ориентацией молекул, в которых принудительное, управляемое изменение ориентации молекул происходит под действием внешнего электрического поля.The ACE (Fig. 3a, b, c, d) is made on the basis of alternating layers of optically transparent films with a thickness of λ / 4 or an odd multiple of λ / 4 with large and small refractive indices, in which dielectric optically transparent films alternate and are oriented in a given direction with the corresponding an orientant (e.g. rubbing or sputtering) LCD films, for example, nematic LCs (NLC) with planar or homeotropic orientation of molecules in which a forced, controlled change in the orientation of molecules occurs under the action of an external electric Skog field.

При использовании, например, НЖК с планарной ориентацией молекул с положительной анизотропией, δN=Ne-No, где показатель преломления No, совпадающий с малой осью молекул, меньше показателя преломления Ne, совпадающего с большой осью, показатель преломления оптически прозрачной диэлектрической пленки выбирается равным или близким к No.When using, for example, NLC with a planar orientation of molecules with positive anisotropy, δN = Ne-No, where the refractive index No, which coincides with the small axis of the molecules, is less than the refractive index Ne, which coincides with the major axis, the refractive index of the optically transparent dielectric film is chosen equal to or close to No.

При этом одна из поляризационных составляющих внешнего излучения, плоскость поляризации которой совпадает с малой осью молекул ЖК, проходит через слои без отражений, так как для нее показатели преломления диэлектрической пленки и ЖК равны, а ортогональная поляризационная составляющая излучения отражается от чередующихся слоев пленок с большим и малым показателями преломления.In this case, one of the polarization components of external radiation, the plane of polarization of which coincides with the minor axis of the LC molecules, passes through the layers without reflections, since for it the refractive indices of the dielectric film and the LC are equal, and the orthogonal polarization component of the radiation is reflected from alternating layers of films with large and low refractive indices.

Противоположные поверхности АПФ содержат системы оптически прозрачных электродов (3), причем направление расположения их на одной поверхности отличается от направления расположения на другой, например ортогональны.Opposite surfaces of the ACE contain a system of optically transparent electrodes (3), and the direction of their location on one surface differs from the direction of location on another, for example, orthogonal.

При подаче потенциала на оптически прозрачные электроды молекулы НЖК поворачиваются большими осями вдоль электрического поля, устанавливаясь, таким образом, вдоль направления внешнего излучения, и для обеих поляризационных составляющих этого излучения слои НЖК становятся изотропны, а их показатели преломления (для проходящего излучения) совпадают с показателями преломления слоев диэлектрических пленок и таким образом излучение проходит через фильтр без отражений.When a potential is applied to optically transparent electrodes, NLC molecules rotate with large axes along the electric field, thus being established along the direction of external radiation, and for both polarization components of this radiation, the NLC layers become isotropic, and their refractive indices (for transmitted radiation) coincide with those refraction of layers of dielectric films and thus radiation passes through the filter without reflections.

Аналогично работает АПФ с НЖК, имеющим гомеотропную ориентацию молекул, с той лишь разницей, что анизотропия отрицательна δN=Ne-No, и в исходном состоянии молекулы ЖК расположены вдоль направления внешнего излучения, и для него показатель преломления No больше чем Ne, и соответственно показатель преломления диэлектрической пленки должен быть близок к No. При подаче внешнего электрического поля молекулы НЖК поворачиваются малыми осями вдоль этого поля, а большими осями вдоль направления заданного, по крайней мере, одним ориентантом, нанесенным на поверхностях диэлектрических пленок, и таким образом, как и описано выше, отражающий фильтр приобретает анизотропию для одной из ортогональных поляризационных составляющих внешнего излучения и отражает ее, а вторая поляризационная составляющая излучения проходит через фильтр без потерь.The ACE works similarly with NLCs with a homeotropic orientation of molecules, with the only difference being that anisotropy is negative δN = Ne-No, and in the initial state, the LC molecules are located along the direction of external radiation, and for it the refractive index No is greater than Ne, and accordingly the exponent the refraction of the dielectric film should be close to No. When an external electric field is applied, NLC molecules rotate with small axes along this field, and with large axes along the direction specified by at least one orientant deposited on the surfaces of the dielectric films, and thus, as described above, the reflective filter acquires anisotropy for one of orthogonal polarization components of external radiation and reflects it, and the second polarization component of radiation passes through the filter without loss.

Управляемый внешним электрическим полем вращатель плоскости поляризации может иметь, по крайней мере, одну дополнительную систему оптически прозрачных электродов, которая позволит изменять его вращательную способность в заданных зонах фильтра и которая может быть совмещена с системами оптически прозрачных электродов отражающих структур или выполнена независимой от них, при этом их расположение на одной поверхности вращателя отличается от расположения на другой поверхности, например ортогональное.The polarization plane rotator controlled by an external electric field can have at least one additional system of optically transparent electrodes, which will allow changing its rotational ability in predetermined filter zones and which can be combined with systems of optically transparent electrodes of reflecting structures or made independent of them, this their location on one surface of the rotator differs from the location on the other surface, for example orthogonal.

При использовании вращателя плоскости поляризации пилообразные структуры установлены горизонтально, и вершины одной из них параллельны вершинам другой, а, в отражающих структурах с применением чередующихся слоев оптически прозрачных диэлектрических пленок и пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК большие оси молекул ЖК в режиме отражения внешнего оптического излучения, в обеих последовательно расположенных отражающих структурах, посредством ориентанта, технологически или под действием управляющих потенциалов устанавливаются взаимно параллельно и ортогонально внешнему оптическому излучению и, например, азимутальной плоскости.When using a polarization plane rotator, sawtooth structures are installed horizontally, and the vertices of one of them are parallel to the vertices of the other, and, in reflecting structures using alternating layers of optically transparent dielectric films and films of birefringent material on LC molecules, the large axes of the LC molecules in the reflection mode of external optical radiation, in both successively located reflecting structures, by means of an orientant, technologically or under the influence of control potentials merge mutually parallel and orthogonal to external optical radiation and, for example, the azimuthal plane.

При превышении интенсивности оптического излучения заданного порога на соответствующие электроды фильтра АПФ подаются управляющие потенциалы, изменяющие в заданных зонах фильтра напряженность электрического поля, под действием которого молекулы ЖК в слоях переориентируются в положение, определяемое нанесенным на оптически прозрачные диэлектрические пленки ориентантом, который в ослабляющих структурах нанесен однотипно, а во вращателе на противоположных поверхностях взаимно ортогонально, причем направление нанесения ориентанта на входной поверхности вращателя совпадает с направлением нанесения ориентанта в первой (входной) ослабляющей структуре. При этом для одной поляризационной составляющей входного излучения в первой структуре выполняются условия рассеяния и/или отражения, а другая ортогональная поляризационная составляющая излучения проходит через вращатель, где ее плоскость поляризации поворачивается на 90 градусов и аналогично первой, она рассеивается и/или отражается во второй ослабляющей структуре и выходит из фильтра, а при необходимости одна из поляризационных составляющих излучения, наиболее информативная, может частично пропускаться к приемнику излучения.When the intensity of optical radiation of a given threshold is exceeded, control potentials are applied to the corresponding electrodes of the ACE filter, which change the electric field strength in the given zones of the filter, under which the LC molecules in the layers reorient to the position determined by the orientant deposited on the optically transparent dielectric films, which is deposited in the attenuating structures the same type, and in the rotator on opposite surfaces mutually orthogonal, and the direction of drawing the orient and the entrance surface coincides with the direction of rotator orientant applying a first (input), weakening the structure. Moreover, for one polarizing component of the input radiation in the first structure, the conditions of scattering and / or reflection are satisfied, and the other orthogonal polarizing component of the radiation passes through the rotator, where its plane of polarization rotates 90 degrees and, like the first, it is scattered and / or reflected in the second weakening structure and exits the filter, and if necessary, one of the polarizing components of the radiation, the most informative, can be partially passed to the radiation receiver.

Вблизи фильтра, например в месте его крепления, установлены датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения (ДФИН) (14), падающего на АПФ, датчик фиксации положения приемника (ДФПП) оптического излучения (15), например, глаза водителя транспортного средства (10), система обработки сигналов и управления, процессор выработки решений и, по крайней мере, одно управляющее устройство, с выхода которого управляющие сигналы распределяются между системами оптически прозрачных электродов (СОПЭ) (3).A sensor for fixing the intensity and directions of arrival of the polarizing components of optical radiation (DFIN) (14) incident on the ACE, a sensor for fixing the position of the receiver (DFPP) of optical radiation (15), for example, the eyes of the driver of a vehicle (10), a signal processing and control system, a decision-making processor and at least one control device, from the output of which control signals are distributed between systems of optically transparent electrodes (SOPE) (3) .

При некоторой разнице в показателях преломления пилообразных структур (Фиг.2а, b, с) и слоя ЖК в режимах пропускания обеих или одной из поляризационных составляющих, для снижения потерь проходящего излучения поверхности пилообразных структур содержат просветляющее покрытие. При этом ввиду косого падения излучения на поверхность пилообразных структур (45 град) значение показателей преломления просветляющего покрытия для ортогональных поляризационных составляющих в зависимости от требований к фильтру АПФ может быть оптимизировано. Это достаточно сделать для одной из поляризационных составляющих, а во второй, последовательно установленной и однотипно расположенной пилообразной структуре оно будет аналогично оптимизировано ввиду поворота плоскости поляризации излучения введенным между ними вращателем.With some difference in the refractive indices of the sawtooth structures (Fig. 2a, b, c) and the LC layer in the transmission modes of both or one of the polarizing components, to reduce the loss of transmitted radiation, the surfaces of the sawtooth structures contain an antireflection coating. In this case, due to the oblique incidence of radiation on the surface of the sawtooth structures (45 degrees), the value of the refractive indices of the antireflection coating for orthogonal polarization components, depending on the requirements of the ACE filter, can be optimized. It is enough to do this for one of the polarization components, and in the second, sequentially installed and similarly located sawtooth structure, it will be similarly optimized due to the rotation of the plane of polarization of the radiation introduced by the rotator between them.

При падении на поверхность АПФ и на ДФИН (14) внешнего оптического излучения и при превышении этим излучением заданного порога ДФИН выдает на процессор выработки решений сигнал, содержащий информацию об интенсивности поляризационных составляющих и направлении его прихода, который в соответствии с этими данными и данными с ДФПП о расположении в пространстве, по крайней мере, одного приемника излучения (10) посредством, по крайней мере, одного управляющего устройства распределяет управляющие сигналы между системами оптически прозрачных электродов (3), которые используют, например, мультиплексный метод или метод активной матричной адресации с применением запоминающих ячеек [10] таким образом, что на пути лучей внешнего оптического излучения к приемнику излучения, например, глазам водителя транспортного средства, молекулы слоя ЖК или слоев ЖК в соответствующей зоне фильтра АПФ под действием локально модулируемого этими сигналами электрического поля изменяют свою ориентацию в пространстве, при этом данная зона фильтра приобретает анизотропию для одной или обоих поляризационных составляющих излучения таким образом, что выполняется условие рассеяния и/или отражения, а при необходимости - управляемого рассеяния и/или отражения.When external optical radiation is incident on the surface of the ACE and on the DFIN (14) and when this radiation exceeds a predetermined threshold, the DFIN gives a signal to the decision-making processor containing information about the intensity of the polarization components and the direction of its arrival, which, in accordance with these data and with the DFPP about the location in space of at least one radiation receiver (10) by means of at least one control device distributes control signals between optically transparent electronic systems ctrodes (3), which use, for example, the multiplex method or the active matrix addressing method using memory cells [10] in such a way that on the path of the external optical radiation to the radiation receiver, for example, the eyes of the driver of a vehicle, molecules of an LC layer or layers The LCs in the corresponding zone of the ACE filter under the influence of an electric field locally modulated by these signals change their orientation in space, while this filter zone acquires anisotropy for one or both polarizations GOVERNMENTAL components of radiation in such a way that the condition of the scattering and / or reflection, and if necessary - managed scattering and / or reflection.

А в случаях, когда внешнее оптическое излучение линейно поляризовано, при наклонах (колебаниях при движении) плоскости поляризации этого излучения относительно плоскости поляризации структур фильтра, для исключения возможной цветовой дисперсии его при прохождении через вращатель плоскости поляризации (при несогласованности плоскости поляризации падающего излучения с директором слоя ЖК на входе вращателя) первая ослабляющая структура включается в режим коррекции плоскости поляризации проходящего через нее излучения - согласует плоскость поляризации излучения с директором ЖК на его входе.And in cases where the external optical radiation is linearly polarized, when the polarization plane of the radiation is inclined (oscillating during movement) relative to the plane of polarization of the filter structures, to eliminate its possible color dispersion when passing through the rotator of the plane of polarization (if the plane of polarization of the incident radiation does not match the layer director LCD at the input of the rotator) the first attenuating structure is included in the correction mode of the plane of polarization of the radiation passing through it - it matches the plane bone of polarization with the director of the LCD at its input.

В целях облегчения режима работы устройства допустимо уменьшение тактовой частоты управляющих сигналов на электродах фильтра АПФ, что возможно при объединении электродов зоны или зон рассеяния и/или отражения в группы, на которые адресно подаются управляющие сигналы и которые во времени обновляются, дополняются новыми сегментами (точками) или появляются новые зоны, а также происходит исключение из групп, не возобновляемых сегментов или зон, и, кроме того, это позволит существенно снизить требования к электропроводности оптически прозрачных электродов и повысить их прозрачность.In order to facilitate the operation mode of the device, it is permissible to reduce the clock frequency of the control signals on the electrodes of the ACE filter, which is possible when combining the electrodes of the zone or zones of scattering and / or reflection into groups to which control signals are addressed and which are updated over time, supplemented by new segments (points ) or new zones appear, and also exclusion from groups of non-renewable segments or zones occurs, and, in addition, this will significantly reduce the requirements for the conductivity of optically transparent cing the electrode and increase their transparency.

Таким образом, в случае, когда внешнее оптическое излучение не поляризовано и интенсивность его превышает порог, одна из поляризационных составляющих этого излучения рассеивается и/или отражается в соответствующей зоне от первой структуры АПФ, а вторая поляризационная составляющая проходит далее или через вращатель плоскости поляризации, где ее плоскость поляризации поворачивается на 90 градусов и падает на вторую рассеивающую и/или отражающую структуру, которая выполнена и расположена однотипно с первой, и соответственно ослабляется в ней, а неполяризованное излучение для других зон поверхностей фильтра, интенсивность которого ниже пороговой, без потерь проходит к приемнику излучения.Thus, in the case when the external optical radiation is not polarized and its intensity exceeds a threshold, one of the polarizing components of this radiation is scattered and / or reflected in the corresponding zone from the first ACE structure, and the second polarization component passes further or through the rotator of the plane of polarization, where its plane of polarization rotates 90 degrees and falls on the second scattering and / or reflecting structure, which is made and located the same way as the first, and accordingly weakened in it, and non-polarized radiation for other zones of the filter surfaces, the intensity of which is below the threshold, without loss passes to the radiation receiver.

Однотипное выполнение и расположение последовательно установленных структур позволит создать одинаковые условия для ортогональных поляризационных составляющих излучения в обеих отражающих структурах при падении внешнего оптического излучения на АПФ под различными углами в азимутальной плоскости. При этом системы цилиндрических линз формируются в горизонтальной плоскости, также как и пилообразные отражающие структуры расположены в горизонтальной плоскости (Фиг.2а, b, с), а при применении в отражающих структурах чередующихся слоев пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК большие оси молекул ЖК в режиме отражения расположены ортогонально падающему излучению и азимутальной плоскости или, например, могут быть расположены параллельно азимутальной плоскости.The uniform execution and arrangement of sequentially installed structures will make it possible to create the same conditions for the orthogonal polarization components of radiation in both reflective structures when external optical radiation is incident on the ACE at different angles in the azimuthal plane. In this case, systems of cylindrical lenses are formed in the horizontal plane, as well as sawtooth reflective structures are located in the horizontal plane (Fig.2a, b, c), and when using alternating layers of films of optically transparent dielectric material and birefringent materials on LC molecules in reflective structures the axis of the LC molecules in the reflection mode are located orthogonally to the incident radiation and the azimuthal plane, or, for example, can be parallel to the azimuthal plane.

Таким образом, фильтр АПФ пропускает без потерь поляризованное и неполяризованное излучение к приемнику излучения (10) с любого направления в пределах заданных углов, если его интенсивность ниже порога, и одновременно рассеивает и/или отражает поляризованное и неполяризованное излучение независимо с любого направления в пределах заданных углов, если его интенсивность превышает заданный порог, а при совместном применении фильтров АПФ и поляризованного излучения фар транспортных средств позволит:Thus, the ACE filter transmits losslessly polarized and non-polarized radiation to the radiation receiver (10) from any direction within the given angles, if its intensity is below the threshold, and simultaneously scatters and / or reflects polarized and unpolarized radiation independently from any direction within the specified angles, if its intensity exceeds a predetermined threshold, and with the combined use of ACE filters and polarized radiation from the headlights of vehicles, it will allow:

а) детально различать встречные транспортные средства даже при включенном у них "дальнем" свете фар;a) to distinguish in detail the oncoming vehicles even when their "main" headlights are on;

в) улучшить видимость при движении в тумане в 5…15 раз [11];c) improve visibility when moving in fog by 5 ... 15 times [11];

с) повысить эффективность использования собственных фар при применении в них горизонтальной поляризации;c) increase the efficiency of the use of own headlamps when using horizontal polarization in them;

d) при применение фар с горизонтальной (или вертикальной) поляризацией излучения позволит исключить влияние наклона ветрового стекла на качество приема и отражения внешнего излучения.d) when using headlights with horizontal (or vertical) polarization of radiation, it will eliminate the influence of the tilt of the windshield on the quality of reception and reflection of external radiation.

АПФ при установке за ним светопоглотителя (Фиг.4а, b) может применяться на транспортном средстве в качестве противослепящих боковых зеркал и зеркала заднего вида [5]. Излучение выше порогового такой фильтр пропускает, и оно поглощается светопоглотителем, а для слабого излучения с других направлений работает в режиме отражения. При этом в режиме отражения внешнего оптического излучения к приемнику излучения, когда его интенсивность ниже порога, молекулы ЖК обеих оптически прозрачных систем с отражающими структурами технологически или под действием управляющих потенциалов устанавливаются ортогонально азимутальной плоскости, что позволяет получить неизменный показатель преломления слоев ЖК для излучения, падающего под различными углами в азимутальной плоскости.ACE when installing a light absorber behind it (Figure 4a, b) can be used on a vehicle as anti-glare side mirrors and rear-view mirrors [5]. Such a filter transmits radiation above the threshold, and it is absorbed by the light absorber, and for weak radiation from other directions it works in reflection mode. In this case, in the regime of reflection of external optical radiation to the radiation receiver, when its intensity is below the threshold, the LC molecules of both optically transparent systems with reflecting structures are technologically or under the action of control potentials set orthogonally to the azimuthal plane, which allows one to obtain a constant refractive index of the LC layers for radiation incident at different angles in the azimuthal plane.

Для улучшения согласования больших осей молекул ЖК с направлением прихода внешнего оптического излучения в режиме поглощения этого излучения светопоглотителем (при превышении порога), а также в режиме отражения ортогональных поляризационных составляющих излучения одна из внешних поверхностей оптически прозрачных систем с отражающими структурами содержит дополнительную систему оптически прозрачных электродов (ДСОПЭ) (8), расположение которых параллельно расположению СОПЭ (9) на противоположной поверхности, со сдвигом по отношению к ним и ортогонально расположению СОПЭ (3) на одноименной поверхности (Фиг.4b) и установленную с внешней стороны по отношению к ним, при этом при превышении внешним излучением заданного порога на электроды систем с параллельно расположенными СОПЭ (8, 9) подаются управляющие потенциалы со сдвигом в пространстве таким образом, чтобы в создаваемом ими электрическом поле большие оси молекул ЖК устанавливались параллельно направлению внешнего оптического излучения в зонах фильтра, соответствующих направлениям прихода излучения к приемнику излучения в случае его отражения от фильтра в пределах заданного сектора обзора. А для зон фильтра, отраженное излучение от которых ниже порогового, на соответствующие ортогонально расположенные электроды (3) система управления подает потенциалы, близкие к потенциалам на СОПЭ (9), с другой стороны фильтра, снимая, таким образом, электрическое поле в системе чередующихся слоев оптически прозрачных пленок, в которых большие оси молекул ЖК устанавливаются в направлении, заданном, по крайней мере, одним ориентантом на поверхностях оптически прозрачных диэлектрических пленок в положение, близкое к ортогональному, к направлению внешнего оптического излучения и азимутальной плоскости.To improve the alignment of the large axes of the LC molecules with the direction of arrival of external optical radiation in the absorption mode of this radiation by a light absorber (when the threshold is exceeded), as well as in the reflection mode of the orthogonal polarizing radiation components, one of the outer surfaces of optically transparent systems with reflective structures contains an additional system of optically transparent electrodes (DSOPE) (8), the arrangement of which is parallel to the location of the SOPE (9) on the opposite surface, with a shift with respect to n they are orthogonal to the location of the SOPE (3) on the surface of the same name (Fig. 4b) and installed externally in relation to them, while when external radiation exceeds a predetermined threshold, control potentials are applied to the electrodes of systems with parallel SOPE (8, 9) with a shift in space so that in the electric field created by them, the large axes of the LC molecules are set parallel to the direction of external optical radiation in the filter zones corresponding to the directions of radiation coming to the radiation receiver in the case of its reflection from the filter within a given viewing sector. And for filter zones, the reflected radiation from which is below the threshold, to the corresponding orthogonally located electrodes (3), the control system supplies potentials close to the potentials on the SOPE (9), on the other side of the filter, thus removing the electric field in the alternating layer system optically transparent films in which the large axes of the LC molecules are set in the direction specified by at least one orientant on the surfaces of the optically transparent dielectric films in a position close to orthogonal to the direction the external optical radiation and the azimuthal plane.

Электроды ДСОПЭ (9) могут быть установлены с шагом, отличным от шага установки электродов СОПЭ (8) с другой стороны фильтра и параллельных им, что необходимо для лучшего согласования больших осей молекул ЖК с направлением прихода внешнего оптического излучения к приемнику при применении выпуклого (панорамного) зеркала.DSOPE electrodes (9) can be installed with a step different from the installation step of SOPE electrodes (8) on the other side of the filter and parallel to them, which is necessary for better matching of the large axes of the LC molecules with the direction of arrival of external optical radiation to the receiver when convex (panoramic ) mirrors.

Аналогичная система оптически прозрачных электродов может быть применена в фильтре (АПФ), установленном на лобовом стекле транспортного средства (Фиг.3а, b) в целях ориентирования молекул ЖК в положение, соответствующее большей эффективности фильтра.A similar system of optically transparent electrodes can be used in a filter (ACE) mounted on the windshield of a vehicle (Figa, b) in order to orient the LC molecules in a position corresponding to a greater filter efficiency.

На Фиг.4с показан фрагмент зеркала транспортного средства на основе фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с рассеивающими структурами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества во взаимно ортогональных направлениях, в которых под действием управляющих потенциалов на системе оптически прозрачных электродов, в заданных зонах фильтра при превышении оптическим излучением порога, формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием и отражателем с выходной стороны фильтра, рассеивающие это излучение, а оптическое излучение меньшей интенсивности, ниже порога проходит через фильтр, отражается от отражателя (зеркала) и проходит к приемнику оптического излучения. А изменяемое фокусное расстояние линз позволяет регулировать интенсивность проходящего к приемнику излучения.Fig. 4c shows a fragment of a vehicle mirror based on an ACE filter with two optically transparent systems with scattering structures in series using an optically transparent dielectric substance and birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules and the orientant deposited in each of them on the surface of an optically transparent dielectric substance in mutually orthogonal directions, in which of potentials on a system of optically transparent electrodes, in predetermined filter zones when the optical radiation exceeds a threshold, cylindrical LCD lenses with a variable focal length and a reflector are formed on the output side of the filter, scattering this radiation, and optical radiation of lower intensity passes through the filter below the threshold, reflected from the reflector (mirror) and passes to the receiver of optical radiation. A variable focal length of the lenses allows you to adjust the intensity of the radiation passing to the receiver.

На Фиг.4d показан фрагмент зеркала транспортного средства на основе фильтра АПФ с двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК), с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ориентантом, нанесенным в каждой из них на поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества в одном направлении, что позволяет сделать введенный между ними вращатель плоскости поляризации, в которых аналогично под действием управляющих потенциалов формируются цилиндрические ЖК-линзы с изменяемым фокусным расстоянием и отражателем с выходной стороны фильтра.Fig. 4d shows a fragment of a vehicle mirror based on an ACE filter with two optically transparent systems in series using an optically transparent dielectric substance and a birefringent substance on liquid crystal molecules (LC), with the initial homeotropic orientation of the LC molecules and the orientant applied in each of them on the surface of an optically transparent dielectric substance in one direction, which allows us to make the polarization plane rotator introduced between them, in which similarly under the influence of control potentials form cylindrical LCD lenses with a variable focal length and a reflector on the output side of the filter.

При необходимости вращатель плоскости поляризации содержит, по крайней мере, одну независимую систему оптически прозрачных электродов, которая при ее подключении изменяет его вращательную способность в заданных управляющим устройством зонах фильтра. Это позволит в случае применения поляризованного излучения с заданной плоскостью поляризации, например горизонтальной, в соответствующих зонах АПФ на электроды вращателя подавать управляющий потенциал, который поворачивает оси молекул ЖК вдоль электрического поля, исключая (или уменьшая), таким образом, его вращательную способность, при этом часть поляризованного излучения рассеивается в первой структуре, а другая часть проходит через вращатель без изменений и рассеивается во второй структуре, а излучение ортогональной поляризации интенсивностью меньше пороговой проходит через эти зоны АПФ без потерь.If necessary, the polarization plane rotator contains at least one independent system of optically transparent electrodes, which, when connected, changes its rotational ability in the filter zones specified by the control device. This will make it possible, in the case of using polarized radiation with a given plane of polarization, for example, horizontal, in the corresponding ACF zones, to apply rotator electrodes to the electrodes of the rotator, which rotates the axis of the LC molecules along the electric field, thus eliminating (or decreasing) its rotational ability, while part of the polarized radiation is scattered in the first structure, and the other part passes through the rotator without changes and is scattered in the second structure, and the radiation of orthogonal polarization and less than the threshold intensity passes through these ACE zones without loss.

Многослойная отражающая структура с использованием пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на жидких кристаллах (ЖК) для получения достаточного отражающего эффекта требует большого количества таких слоев. В целях уменьшения количества слоев, по крайней мере, одна отражающая структура на входе содержит, по крайней мере, один ЖК слой, обладающий эффектом динамического рассеяния света (18) (ДРС) (Фиг.3а) [9]. При этом, например, при использовании соответствующей смеси нематических ЖК (НЖК) с δε<0 и исходной гомеотропной ориентацией молекул, при подаче управляющих сигналов небольшой величины вначале происходит переход Фредерикса, приводящий к планарной ориентации НЖК, который при дальнейшем увеличении потенциала сменяется эффектом ДРС, что приведет к начальному рассеянию излучения в пределах угла светорассеяния и дальнейшему отражению его в последующих слоях пленок, которых в этом случае потребуется меньше, а рассеивающие слепящее излучение зоны такой пленки могут быть существенно меньше зон последующих отражающих пленок АПФ.A multilayer reflective structure using films of optically transparent dielectric material and birefringent material on liquid crystals (LC) to obtain a sufficient reflective effect requires a large number of such layers. In order to reduce the number of layers, at least one reflective structure at the input contains at least one LC layer having the effect of dynamic light scattering (18) (DLS) (Fig. 3a) [9]. In this case, for example, when using the corresponding mixture of nematic LCs (NLCs) with δε <0 and the initial homeotropic orientation of the molecules, when control signals are small, the Fredericks transition first occurs, leading to planar orientation of the NLCs, which is replaced by the DLS effect with a further increase in potential, which will lead to the initial scattering of radiation within the angle of light scattering and its further reflection in subsequent layers of films, which in this case will require less, and scattering glare radiation zone of such a film can be substantially less reflecting zones subsequent ACE films.

Близкий эффект может быть получен и при применении на входе каждой из отражающих структур, например линз или пилообразной поверхности, сформированных с использованием ЖК, которые под действием управляющих потенциалов на электродах проявляются, рассеивая проходящее через них излучение или исчезают, пропуская излучение без изменений.A similar effect can also be obtained by applying at the input of each of the reflecting structures, for example, lenses or a sawtooth surface, formed using LCs, which, under the influence of control potentials, appear on the electrodes, scattering the radiation passing through them or disappear, passing radiation without changes.

АПФ может быть выполнен в виде очков, а также опускающегося козырька на шлеме, например, мотоциклиста.The ACE can be made in the form of glasses, as well as a falling visor on the helmet, for example, a motorcyclist.

При исполнении АПФ в виде очков блок управления, процессор и другие узлы могут быть выведены за пределы конструкции очков во внешний блок, например, установлены непосредственно в транспортном средстве, а автоматическая двухсторонняя связь между ними и АПРФ может осуществляться, например, излучением и приемом сигналов в инфракрасном или другом частотном диапазоне, что позволит оставить в очках только необходимые согласующие узлы, существенно облегчив их вес, габариты, а для очков с автономным питанием и снизить потребляемую мощность. При этом внешний блок может содержать пульт управления режимами работы фильтра АПФ.When the ACE is made in the form of glasses, the control unit, the processor, and other nodes can be moved outside the glasses design into the external unit, for example, installed directly in the vehicle, and automatic two-way communication between them and the ACRF can be carried out, for example, by radiation and reception of signals in infrared or other frequency range, which will allow you to leave glasses only the necessary matching nodes, significantly easing their weight, dimensions, and for glasses with autonomous power and reduce power consumption. In this case, the external unit may contain a control panel for the operating modes of the ACE filter.

Дополнительно внешние поверхности фильтров АПФ могут иметь различную кривизну для случаев коррекции ослабленного зрения водителей, и такие фильтры могут быть съемными и подбираться индивидуально, или АПФ может иметь дополнительное крепление для установки линз корректирующих ослабленное зрение.Additionally, the outer surfaces of ACE filters can have different curvatures for cases of correcting impaired vision of drivers, and such filters can be removable and selected individually, or ACE can have an additional mount for installing lenses for correcting low vision.

Для увеличения величины угла полного внутреннего отражения при использовании пилообразных структур (Фиг2а, b, с), по крайней мере, одна из поверхностей пилообразных структур содержит оптически прозрачную диэлектрическую пленку с меньшим (или большим), чем у пилообразной структуры показателем преломления и имеющую электрически управляемые согласующие, просветляющие пленки с использованием ЖК для лучшего согласования проходящего излучения, что позволит снизить требования к δN ЖК, и кроме того, такие пленки позволят не уменьшать для этих же целей показатель преломления пилообразных структур, что может привести к заметному расхождению лучей.To increase the angle of total internal reflection when using sawtooth structures (Figa, b, c), at least one of the surfaces of the sawtooth structures contains an optically transparent dielectric film with a lower (or greater) refractive index than the sawtooth structure and having electrically controlled matching, antireflection films using LCs for better matching of transmitted radiation, which will reduce the requirements for δN LCs, and in addition, such films will not reduce for these purposes of the refractive index of the sawtooth structure, which can lead to a marked divergence of rays.

Аналогично, для отражающих структур с чередующимися слоями пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества и ЖК поверхности пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат электрически управляемые согласующие, просветляющие пленки, а показатель преломления пленок оптически прозрачного диэлектрического вещества меньше минимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК с положительной диэлектрической анизотропией и больше максимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК с отрицательной диэлектрической анизотропией, при этом величина показателя преломления электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок имеет промежуточное значение между показателями преломления для поляризации излучения, совпадающей с длинной осью молекул ЖК двулучепреломляющего вещества и ей ортогональной.Similarly, for reflective structures with alternating layers of films of optically transparent dielectric material and the LCD, the surfaces of the films of optically transparent dielectric substance contain electrically controlled matching, antireflection films, and the refractive index of the films of optically transparent dielectric substance is less than the minimum refractive index of birefringent material on positive LC molecules anisotropy and more than the maximum value of the refractive index of birefringent material on LC molecules with negative dielectric anisotropy, and the refractive index of electrically controlled matching, antireflection films has an intermediate value between the refractive indices for the polarization of radiation, which coincides with the long axis of the molecules of the birefringent substance and is orthogonal.

При ориентировании больших осей молекул ЖК в направлении, перпендикулярном поверхности пленок, внешнее оптическое излучение проходит через фильтр без потерь, а при ориентировании их параллельно поверхности пленок одна из поляризационных составляющих этого излучения отражается при прохождении через слои пленок. При этом для δε>0 Фиг.5с, N₃₁>N₂>N₁, а для Фиг.5d N₂₁>N₃₁>N₁, и при δε<0 Фиг.5е, N₁>N₂>N₃₁, а для Фиг.5f N₁>N₃₁>N₂₁, где δε- диэлектрическая анизотропия двулучепреломляющего вещества, N₁-показатель преломления диэлектрических оптически прозрачных пленок, N₂ и N₂₁-показатели преломления двулучепреломляющего вещества, совпадающие с короткой и длинной осями молекул ЖК, и N₃₁-показатель преломления электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок. Таким образом, достигается большее значение δN между показателями преломления диэлектрической оптически прозрачной пленки и двулучепреломляющего вещества и соответственно потребуется меньшее количество слоев для достижения требуемого коэффициента отражения.When the large axes of the LC molecules are oriented in the direction perpendicular to the film surface, the external optical radiation passes through the filter without loss, and when they are oriented parallel to the film surface, one of the polarization components of this radiation is reflected when passing through the film layers. Moreover, for δε> 0, Fig. 5c, N ₃₁ > N ₂ > N ₁ , and for Fig. 5d, N ₂₁ > N ₃₁ > N ₁ , and for δε <0, Fig. 5e, N ₁ > N ₂ > N ₃₁ and for Fig. 5f, N ₁ > N ₃₁ > N ₂₁ , where δε is the dielectric anisotropy of the birefringent substance, N ₁ is the refractive index of dielectric optically transparent films, N ₂ and N ₂₁ are the refractive indices of the birefringent material, which coincide with the short and long axes LC molecules, and N ₃₁ is the refractive index of electrically controlled matching, antireflection films. Thus, a greater δN value is achieved between the refractive indices of the dielectric optically transparent film and the birefringent material and, accordingly, fewer layers are required to achieve the required reflection coefficient.

На Фиг.5с, d, е, f, зоны "A_1,2,3,4" показана работа электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок на ЖК, нанесенных на оптически прозрачные подложки, показатели преломления которых согласованы с показателями преломления близлежащего слоя ЖК или другого оптически прозрачного вещества, заменяющего этот слой ЖК и способного смешиваться с другим слоем ЖК, создавая градиент показателя преломления по толщине пленки. Такие пленки могут быть выполнены, например, с использованием ЖК с гомеотропной ориентацией молекул, причем состоящих из двух слоев, имеющих различное значение δε и подобранных таким образом, чтобы показатели преломления для поляризации света, совпадающей с поперечной осью молекул верхнего слоя, был больше показателя преломления нижнего слоя и равен или близок ему для поляризации света, совпадающей с длинной осью молекул ЖК. При этом в исходном состоянии ЖК-пленки будут состоять из двух слоев с различными значениями δε и иметь градиент показателя преломления по толщине при смешивании приграничных слоев, которые согласованы с предыдущим и последующим слоями оптически прозрачной диэлектрической пленки и пленки ЖК, выполняя функции просветляющего покрытия.On figs, d, e, f, zone "A _1,2,3,4 " shows the operation of electrically controlled matching, antireflection films on the LCD, deposited on optically transparent substrates, the refractive indices of which are consistent with the refractive indices of the adjacent layer of the LCD or another optically transparent substance that replaces this LC layer and is able to mix with another LC layer, creating a refractive index gradient across the film thickness. Such films can be made, for example, using LCs with a homeotropic orientation of molecules, moreover, consisting of two layers having different δε and chosen so that the refractive indices for the polarization of light coinciding with the transverse axis of the molecules of the upper layer are greater than the refractive index the lower layer and is equal to or close to it for the polarization of light, coinciding with the long axis of the LC molecules. In this case, in the initial state, the LCD films will consist of two layers with different δε and have a gradient of refractive index through thickness when mixing the boundary layers, which are consistent with the previous and subsequent layers of the optically transparent dielectric film and the LCD film, acting as an antireflection coating.

В случае, когда верхний слой имеет значение δε1>δε2 нижнего слоя, при подаче внешнего управляющего потенциала выше заданного порога Uп1, согласно Uп=π(4π kii/|δε|)^1/2, где kii - коэффициент, различный для исходной планарной или гомеотропной ориентации [9], молекулы верхнего слоя переориентируются и для одной из поляризационных составляющих оба слоя ЖК будут однородны (Фиг.5d, Фиг.5f) (при соответствующем подборе ЖК по показателям преломления), и фильтр обретет для нее максимальную отражающую способность.In the case when the upper layer has a value δε1> δε2 of the lower layer, when applying an external control potential above a given threshold, Uп1, according to Uп = π (4π kii / | δε |) ^1/2 , where kii is a coefficient different for the initial planar or homeotropic orientation [9], the molecules of the upper layer are reoriented and for one of the polarizing components both layers of the LC will be homogeneous (Fig. 5d, Fig. 5f) (with the appropriate selection of the LC according to the refractive indices), and the filter will gain maximum reflectivity for it.

Могут быть применены и другие виды начальной ориентации молекул ЖК и количество согласующих слоев, например, верхний слой ориентирован гомеотропно, а нижний планарно с изначально наклонной ориентацией, и при небольшом потенциале этот слой переориентируется, создавая условия градиента показателя преломления по толщине пленки, а при дальнейшем увеличении управляющего потенциала изменяют свою ориентацию молекулы гомеотропно ориентированного слоя и также при равных или близких значениях показателей преломления для поляризации света, совпадающей с малой осью молекул слоев ЖК, среда будет однородна.Other types of initial orientation of LC molecules and the number of matching layers can be applied, for example, the upper layer is homeotropically oriented, and the lower one is planar with an initially oblique orientation, and with a small potential, this layer is reoriented, creating conditions for the gradient of the refractive index over the film thickness, and later as the control potential increases, the molecules of the homeotropically oriented layer change their orientation, and also at equal or close values of the refractive indices for the polarization of light, with flows with the minor axis of the molecules LCD layers, the medium is homogeneous.

Дополнительно содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения, например естественных излучателей и отражателей (солнце, облака, дорога, растительность и т.п.), естественной подсветки в сумеречное время - это позволит оптимизировать работу ДФИН, изменяя уровень порога применительно к адаптационной характеристике глаз водителя к освещенности.It additionally contains a sensor for assessing the average intensity of external optical radiation, for example, natural emitters and reflectors (sun, clouds, road, vegetation, etc.), natural illumination in the twilight time - this will optimize the work of the DFIN, changing the threshold level in relation to the adaptive characteristic of the eyes driver to light.

Кроме того, для уменьшения модуляции подавляемого излучения при кренах транспортных средств процессор выработки решений отслеживает величину модуляции для каждого из источников внешнего излучения и подает соответствующие сигналы на управляющее устройство, изменяя глубину модуляции ЖК слоя или время включения и компенсируя, таким образом, возникающую модуляцию.In addition, in order to reduce the modulation of the suppressed radiation during vehicle rolls, the decision processor monitors the modulation value for each of the external radiation sources and sends the corresponding signals to the control device, changing the modulation depth of the LC layer or the on time and thereby compensating for the resulting modulation.

Дополнительно с пульта управления транспортного средства может быть введена коррекция величины (площади) отражающей зоны АПРФ, что позволит водителю индивидуально подобрать ее оптимальную величину.In addition, a correction of the magnitude (area) of the APRF reflecting zone can be entered from the vehicle’s control panel, which will allow the driver to individually select its optimal value.

А для уменьшения величины технологических отклонений молекул в слое ЖК от заданного направления, а также отклонений при колебаниях температуры двулучепреломляющее вещество содержит внутренний ориентант [12, 13].And to reduce the technological deviations of molecules in the LC layer from a given direction, as well as deviations due to temperature fluctuations, the birefringent substance contains an internal orientant [12, 13].

Дополнительно содержит анализатор спектрального состава принимаемого излучения, который может быть использован для анализа входящей информации с целью исключения отражения излучения с полезной и необходимой информацией, например света светофора повышенной яркости или других сигналов.Additionally, it contains an analyzer of the spectral composition of the received radiation, which can be used to analyze incoming information in order to exclude the reflection of radiation with useful and necessary information, for example, traffic lights of high brightness or other signals.

При необходимости изменить спектральный состав принимаемого излучения содержит светофильтр, корректирующий его спектр.If necessary, change the spectral composition of the received radiation contains a filter that corrects its spectrum.

Для снижения отражений от внешних поверхностей АПФ они содержат просветляющее покрытие.To reduce reflections from the external surfaces of the ACE, they contain an antireflection coating.

Для поглощения части внешнего излучения, проходящего через вершины пилообразной структуры, где технологически трудно выполнить условия полного внутреннего отражения, вершины содержат светопоглотители или отражатели.To absorb part of the external radiation passing through the vertices of the sawtooth structure, where it is technologically difficult to meet the conditions of total internal reflection, the vertices contain light absorbers or reflectors.

При использовании фильтра АПФ в жестких климатических условиях, например мотоциклистом в холодное время года, введена система поддержания температуры фильтра в рабочем интервале температур.When using the ACE filter in harsh climatic conditions, for example, a motorcyclist in the cold season, a system has been introduced to maintain the filter temperature in the operating temperature range.

Использование изобретения позволит:Using the invention will allow:

Создать эффективный противоослепительный фильтр с минимальными потерями и адаптивный к источникам поляризованного и неполяризованного излучения, который позволит осуществить плавное введение поляризованных источников излучения - фар для существенного повышения различимости встречных транспортных средств и соответственно безопасности движения.To create an effective anti-glare filter with minimal losses and adaptive to sources of polarized and non-polarized radiation, which will allow for the smooth introduction of polarized radiation sources - headlights to significantly increase the visibility of oncoming vehicles and, accordingly, traffic safety.

Источники информацииInformation sources

1. РФ Патент 2173472. кл. 7 G02В 5/30, 07.07.1999.1. RF Patent 2173472. cl. 7 G02B 5/30, 07/07/1999.

2. US Patent 5422756. G02В 005/3, 18.05.1992.2. US Patent 5,422,756. G02B 005/3, 05/18/1992.

3. РФ Патент 2077069. С1, кл. 6 G02С 7/10, В60J 3/06, 10.04.1997.3. RF Patent 2077069. C1, cl. 6 G02C 7/10, B60J 3/06, 04/10/1997.

4. РФ Патент 2325675. кл. G02В 5/30, В60J 3/06, 06.04.2006.4. RF Patent 2325675. cl. G02B 5/30, B60J 3/06, 04/06/2006.

5. Заявка на изобретение РФ №2008104946/28(005384), 01.02.2008.5. Application for the invention of the Russian Federation No. 2008104946/28 (005384), 02/01/2008.

6. Вдовин Г.В., Гуральник И.Р., и др.. Жидкокристаллические линзы с перестраиваемым фокусным расстоянием. 1. Теория. Квантовая электроника, 26, №3, 1999 г., стр.256-260.6. Vdovin GV, Guralnik IR, et al. Liquid crystal lenses with adjustable focal length. 1. Theory. Quantum Electronics, 26, No. 3, 1999, pp. 256-260.

7. Грязнова М.В., Данилов В.В., и др. Жидкокристаллические микролинзы в системе оптического ограничения. Письма в ЖТФ, 2001 г., т.27, вып.2, стр.24-29.7. Gryaznova MV, Danilov VV, et al. Liquid crystal microlenses in the optical limitation system. Letters to the ZhTF, 2001, v. 27, issue 2, pp. 24-29.

8. Каманина Н.В., Васильев П.Я. О возможности получения гомеотропной ориентации нематических элементов при использовании наноструктур. Письма в ЖТФ, 2009, т.35, вып.11, стр.39-43.8. Kamanina N.V., Vasiliev P.Ya. On the possibility of obtaining a homeotropic orientation of nematic elements using nanostructures. Letters to the ZhTF, 2009, vol. 35, issue 11, pp. 39-43.

9. Томилин М.Г. Взаимодействие жидких кристаллов с поверхностью. Политехника, СП/б, 2001 г., стр.84, 113, 120, 126-131.9. Tomilin M.G. The interaction of liquid crystals with the surface. Polytechnic, SP / b, 2001, p. 84, 113, 120, 126-131.

10. Зарубежная радиоэлектроника, 1988 г., №5, стр.67-68, М-ва, Р.и Св.10. Foreign electronics, 1988, No. 5, p. 67-68, M-va, R. and St.

11. Nathan A.M. Journ. Opt. Soc. Amer., 48, 285 (1958).11. Nathan A.M. Journ. Opt. Soc. Amer., 48, 285 (1958).

12. Каманина Н.В., Денисюк И.Ю. и др. Новый эффект внутреннего ориентанта. Оптический журнал №3, март 2004 г., т.71, стр.72-77.12. Kamanina N.V., Denisyuk I.Yu. et al. A new effect of an internal orientant. Optical Journal No. 3, March 2004, vol. 71, pp. 72-77.

13. Ракчеев Л.П., Каманина Н.В. Перспективы использования фуллеренов для ориентации ЖК композиций. Письма в ЖТФ, 2002 г., т.28, №11, стр.28-36.13. Rakcheev L.P., Kamanina N.V. Prospects for the use of fullerenes for orienting LC compositions. Letters to the ZhTF, 2002, v. 28, No. 11, p. 28-36.

Claims

1. Адаптивный поляризационный фильтр, содержащий, по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов, противоположные поверхности каждой из которых имеют системы оптически прозрачных электродов, расположение которых на одной поверхности отличается от расположения их на другой поверхности, причем поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат, по крайней мере, один ориентант, ориентирующий молекулы жидких кристаллов в заданном направлении, а показатели преломления пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов близки к показателям преломления оптически прозрачного диэлектрического вещества для оптического излучения, падающего на поверхность фильтра при расположении больших осей молекул жидких кристаллов вдоль направления этого излучения, и, соответственно, различаются в каждой из, по крайней мере, двух последовательно установленных оптически прозрачных систем для одной из ортогональных поляризационных составляющих оптического излучения, при изменении расположения больших осей молекул жидких кристаллов в направлении, заданном, по крайней мере, одним ориентантом, а также содержащий систему обработки сигналов и управления, включающую датчик фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения, падающего на фильтр и далее на приемник оптического излучения, процессор выработки решений, датчик фиксации положения приемника оптического излучения относительно фильтра, и, по крайней мере, одно управляющее устройство, с выхода которого управляющие сигналы распределяются между системами оптически прозрачных электродов для локального изменения свойств зон, заданных процессором выработки решений для каждой из, по крайней мере, двух последовательно установленных оптически прозрачных систем, при этом молекулы двулучепреломляющего вещества, имеющие начальную ориентацию, при которой оптическое излучение беспрепятственно проходит через них, и расположенные в зоне прохождения через фильтр к, по крайней мере, одному приемнику оптического излучения, интенсивность которого превышает заданный датчиком фиксации интенсивности и направлений прихода поляризационных составляющих оптического излучения порог, изменяют свою ориентацию в пространстве, отличающийся тем, что, по крайней мере, две последовательно установленные оптически прозрачные системы, ослабляющие интенсивность оптического излучения, проходящего через них, выполнены и расположены однотипно, а ориентант в каждой из них согласует большие оси молекул двулучепреломляющего вещества на жидких кристаллах с соответствующей поляризационной составляющей проходящего оптического излучения таким образом, что для одной или обоих поляризационных составляющих входного излучения выполняются условия рассеяния и/или отражения.1. Adaptive polarizing filter containing at least two optically transparent systems in series using optically transparent dielectric material and birefringent substances on liquid crystal molecules, the opposite surfaces of each of which have systems of optically transparent electrodes, the location of which on one surface differs from their location on another surface, and the surfaces of the optically transparent dielectric substance contain, at At least one orienting element orienting liquid crystal molecules in a given direction, and the refractive indices of birefringent films on liquid crystal molecules are close to the refractive indices of an optically transparent dielectric substance for optical radiation incident on the filter surface when large axes of liquid crystal molecules are located along this direction radiation, and, accordingly, differ in each of at least two sequentially installed optically transparent systems for one of the orthogonal polarizing components of optical radiation, when changing the location of the large axes of the liquid crystal molecules in the direction specified by at least one orientant, and also containing a signal processing and control system, including a sensor for recording the intensity and directions of arrival of the polarizing components of optical radiation falling on the filter and further on to the optical radiation receiver, a decision-making processor, a sensor for fixing the position of the optical radiation receiver o regarding the filter, and at least one control device, from the output of which control signals are distributed between the systems of optically transparent electrodes to locally change the properties of the zones specified by the decision-making processor for each of at least two sequentially installed optically transparent systems, this molecule birefringent substances having an initial orientation, in which optical radiation passes through them freely, and located in the zone of passage through the fil To at least one receiver of optical radiation, the intensity of which exceeds a threshold set by the sensor for fixing the intensity and directions of arrival of the polarizing components of optical radiation, they change their orientation in space, characterized in that at least two optically transparent systems are installed in series, attenuating the intensity of the optical radiation passing through them, are made and arranged the same way, and the orientant in each of them matches the large axes of the molecules lomlyayuschego liquid crystal substance with a respective passing polarization component of the optical radiation so that one or both polarization components of the input radiation scattering performed conditions and / or reflection.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что между, по крайней мере, двумя последовательно установленными оптически прозрачными системами введен вращатель плоскости поляризации.2. The filter according to claim 1, characterized in that between the at least two sequentially installed optically transparent systems introduced the rotator of the plane of polarization.

3. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что электроды системы оптически прозрачных электродов с одной стороны каждой из последовательно установленных оптически прозрачных систем выполнены широкими, а электроды с другой стороны установлены ортогонально им, и при подаче на них управляющих сигналов формируют в пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов цилиндрические линзы, фокусное расстояние которых зависит от формирующих их управляющих сигналов.3. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that the electrodes of the system of optically transparent electrodes on one side of each of the series-mounted optically transparent systems are wide, and the electrodes on the other hand are mounted orthogonally to them, and when control signals are applied to them, they are formed into the films of birefringent substances on liquid crystal molecules are cylindrical lenses whose focal length depends on the control signals that form them.

4. Фильтр по п.2, отличающийся тем, что вращатель плоскости поляризации содержит, по крайней мере, одну систему оптически прозрачных электродов.4. The filter according to claim 2, characterized in that the polarization plane rotator contains at least one system of optically transparent electrodes.

5. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что с выходной стороны содержит светопоглотитель.5. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that the output side contains a light absorber.

6. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что с выходной стороны содержит отражатель оптического излучения.6. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that the output side contains a reflector of optical radiation.

7. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по крайней мере, один жидкокристаллический слой, обладающий эффектом управляемого рассеяния света.7. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises at least one liquid crystal layer having a controlled light scattering effect.

8. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполнен в виде очков и содержит корпус очков и внешний блок, при этом часть узлов системы обработки сигналов и управления установлена в корпусе очков, а другая часть, имеющая больший вес, габариты и энергопотребление, установлена во внешнем блоке, и между ними введен канал двухсторонней автоматической связи.8. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it is made in the form of glasses and contains a case of glasses and an external unit, while some of the nodes of the signal processing and control system are installed in the case of glasses, and the other part, having a greater weight, dimensions and power consumption is installed in the external unit, and a two-way automatic communication channel is introduced between them.

9. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что поверхности оптически прозрачного диэлектрического вещества содержат электрически управляемые согласующие, просветляющие пленки, а его показатель преломления меньше минимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов с положительной диэлектрической анизотропией и больше максимального значения показателя преломления двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов с отрицательной диэлектрической анизотропией, при этом величина показателя преломления электрически управляемых согласующих, просветляющих пленок имеет промежуточное значение между показателями преломления для поляризации излучения, совпадающей с длинной осью молекул жидких кристаллов двулучепреломляющего вещества и ей ортогональной.9. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that the surfaces of the optically transparent dielectric substance contain electrically controlled matching, antireflection films, and its refractive index is less than the minimum refractive index of the birefringent substance on liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy and more than the maximum value refractive index of a birefringent substance on liquid crystal molecules with negative dielectric anisotropy, while elichina electrically controlled refractive index matching, the antireflection film has an intermediate value between the refractive index for the radiation polarization that coincides with the long axis of liquid crystal molecules of the birefringent material and orthogonal to it.

10. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит датчик оценки средней интенсивности внешнего оптического излучения.10. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a sensor for evaluating the average intensity of external optical radiation.

11. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит анализатор спектрального состава принимаемого излучения.11. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it contains an analyzer of the spectral composition of the received radiation.

12. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит светофильтр, корректирующий спектр проходящего излучения.12. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a filter that corrects the spectrum of transmitted radiation.

13. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что внешние поверхности имеют просветляющее покрытие.13. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that the outer surfaces have an antireflection coating.

14. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит систему поддержания температуры адаптивного поляризационного фильтра в рабочем интервале. 14. The filter according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a system for maintaining the temperature of the adaptive polarizing filter in the operating interval.