[發(fā)明專利]配有偏移偏振器的自動變光濾光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680007586.8
• 申請日: 2006-03-02
• 公開（公告）號: CN101137932A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯蒂娜·M·芒努松;肯尼思·亞雷福斯;佩爾－奧拉夫·達(dá)林
• 申請（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號: G02F1/1347
• 分類號: G02F1/1347;G02F1/1335;A61F9/06
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可用在焊接頭盔上以過濾從焊接設(shè)備的焊炬入射的光的自動變光液晶防護(hù)罩或?yàn)V光器。

背景技術(shù)

自動變光液晶防護(hù)罩也稱為自動變光濾光器(automaticdarkening?filter)或者ADF，其通常由偏振濾光器和液晶層的組合構(gòu)成。在授予Hornell和Palmer的美國專利6,097,451和5,825,441中描述了這種濾光器的實(shí)例。

ADF響應(yīng)控制信號而從亮(透光)態(tài)轉(zhuǎn)變到更暗(幾乎不透光)態(tài)。對于諸如焊接等需要保護(hù)人不受強(qiáng)烈入射光傷害的應(yīng)用領(lǐng)域，濾光器通常安置在面罩內(nèi)，而且通過來自焊弧的入射光起動控制信號。入射光入射到位于焊接頭盔上的探測器上，該探測器轉(zhuǎn)而將信號發(fā)送到ADF。這樣，當(dāng)沒有經(jīng)受焊弧的強(qiáng)光時(shí)濾光器是透明的或者透光的，而當(dāng)暴露在這樣的強(qiáng)光下時(shí)該濾光器立即變暗。這使得焊工可以進(jìn)行焊接操作，也可以在不摘除防護(hù)罩的情況下在焊接區(qū)域外執(zhí)行任務(wù)。

傳統(tǒng)濾光器具有一個(gè)特有的缺陷，即液晶層的濾光效果與角度有關(guān)。換句話說，用戶看到的觀察區(qū)域可能呈現(xiàn)不均勻的變暗。液晶盒間隙的變化以及粘接劑層或者偏振器中的不需要的雙折射也可以降低均勻性，從而造成焊接濾光器的觀察區(qū)域內(nèi)的遮光度發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供用于解決觀察區(qū)域內(nèi)的不均勻性問題的防護(hù)型自動變光濾光器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)為用戶提供在大觀察角內(nèi)在暗態(tài)下更均勻的遮光度。本發(fā)明的濾光器包括置于三個(gè)偏振器之間的兩個(gè)低扭轉(zhuǎn)旋光液晶盒。所述液晶盒的扭轉(zhuǎn)角小于90度。兩個(gè)外側(cè)偏振器(第一偏振器和第三偏振器)的偏振取向相對于第二(中間)偏振器的偏振方向的法線軸偏移。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及這樣一種裝置，其包括第一、第二和第三偏振器以及第一和第二低扭轉(zhuǎn)液晶盒，其中每個(gè)液晶盒具有小于90度的扭轉(zhuǎn)角。所述第一低扭轉(zhuǎn)液晶盒設(shè)置在所述第一偏振器和所述第二偏振器之間，所述第二低扭轉(zhuǎn)液晶盒設(shè)置在所述第二偏振器和所述第三偏振器之間。所述第一偏振器和所述第三偏振器中的至少一個(gè)的偏振取向相對于所述第二偏振器的偏振取向的法線軸偏移。

在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及自動變光濾光器，其包括內(nèi)部設(shè)置有可控濾光器的焊接面罩。所述自動變光濾光器還包括：傳感器，其探測入射光；以及控制電路，其接收與入射光的有無相對應(yīng)的來自傳感器的信號。所述控制電路響應(yīng)指示入射光存在的信號而使得在所述可控濾光器上施加電壓。所述可控濾光器包括第一、第二和第三偏振器以及第一和第二低扭轉(zhuǎn)液晶盒，每個(gè)液晶盒具有小于90度的扭轉(zhuǎn)角。所述第一低扭轉(zhuǎn)液晶盒設(shè)置在所述第一偏振器和所述第二偏振器之間。所述第二低扭轉(zhuǎn)液晶盒設(shè)置在所述第二偏振器和所述第三偏振器之間。所述第一偏振器和所述第三偏振器中的至少一個(gè)的偏振取向相對于所述第二偏振器的偏振取向的法線軸偏移。

本發(fā)明與已知自動變光濾光器的不同之處在于：所述第一偏振器和所述第三偏振器中的至少一個(gè)相對于所述第二偏振器的偏振取向的法線軸偏移。通過使所述第一偏振器和所述第三偏振器中的至少一個(gè)的偏振取向偏移，可以得到在暗態(tài)下更均勻的遮光度。使所述第一偏振器和所述第三偏振器中的一個(gè)或者兩個(gè)的偏振取向偏移，使得少量漏光可以透射通過所述濾光器，從而產(chǎn)生總體柔光效果，該總體柔光效果減少從所述濾光器觀察到的遮光度變化。通過減少遮光度變化，可以提高透過所述濾光器的可見度。提高可見度對焊工特別有益，這是因?yàn)樗麄冃枰辞逅庸の锛募?xì)節(jié)。

在附圖和下面的說明中描述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從說明內(nèi)容、附圖以及權(quán)利要求書將了解本發(fā)明的其它特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的防護(hù)型可控濾光器10的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的分解圖。

圖2是示出用于圖1所示可控濾光器10的偏振器和液晶盒的排列實(shí)例的示意圖。

圖3是安置在自動變光濾光器60內(nèi)的圖1所示可控濾光器10的框圖。

圖4是示出圖1所示可控濾光器結(jié)構(gòu)在不同視角下的濾光效果的極坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

圖1是可以用于自動變光濾光器應(yīng)用的可控濾光器10的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的分解圖。最外側(cè)元件是干涉濾光器22，其起到部分地消除紫外光和紅外光的作用并且限制波長范圍。濾光器10還包括第一偏振濾光器24、第一旋光液晶盒26、第二偏振濾光器28、第二旋光液晶盒30和第三偏振濾光器32。可選的是，該結(jié)構(gòu)也可以包括所謂的賓主盒34。