專利名稱：具有濾光器布置的焊接面罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有濾光器布置的焊接面罩，且確切地說，是包括主濾光器以及至少一個(gè)輔助濾光器的濾光器布置。
背景技術(shù)：
配備有濾光器的焊接面罩可以防止焊工受到在焊接操作過程中產(chǎn)生的光輻射，這種焊接面罩是為人熟知的。典型的焊接面罩濾光器是設(shè)置在焊接面罩前部的孔中的裝置， 焊工可以透過該濾光器來觀察焊接操作，而他們的眼睛不會(huì)暴露在有害量的光輻射中。
電磁光譜的可見段，即人眼可以檢測(cè)到的光輻射范圍，在焊接行業(yè)中通常被認(rèn)為是約為380納米至780納米(nm)的波長段。光輻射中波長小于可見段的另外波長段通常稱為紫外線(UV)輻射。焊接行業(yè)中所關(guān)注的UV輻射光譜部分約為200nm至380nm。光輻射中波長大于可見段的另外波長段通常稱為紅外線輻射(IR)。焊接行業(yè)中所關(guān)注的IR輻射光譜部分約為780nm至3000nm。
紫外線和紅外線輻射在焊接工藝的過程中通常由焊接弧產(chǎn)生，它們可能對(duì)人眼有害，例如，可能引起不可恢復(fù)的損壞。此外，在焊接工藝中產(chǎn)生的可見輻射通常太亮，從而導(dǎo)致焊工直接觀察起來很不舒適，因此，需要用一種 構(gòu)件來減弱該可見輻射的透射。一般來講，人眼以正常的厭惡反應(yīng)來避免亮的可見輻射，例如瞬目反射或頭部移動(dòng)等，但在一些情況下，亮的可見輻射可能會(huì)使焊工眼花并且引起暫時(shí)性失明。
已知的焊接面罩濾光器類型包括無源濾光器或自動(dòng)變暗濾光器(ADF)。無源濾光器常常是深色(通常是綠色)的玻璃透鏡，它使有限范圍內(nèi)的輻射波長能夠以某水平的透射比穿過。無源濾光器通常相當(dāng)暗并且在正常的環(huán)境光條件下對(duì)用戶僅提供有限量的可見度，因此通常定位在焊工面前，然后焊工即可開始焊接操作。傳統(tǒng)的ADF具有默認(rèn)狀態(tài)，即光亮狀態(tài)，這樣焊工可以向前看得很清楚。在焊接操作開始時(shí)它會(huì)自動(dòng)變?yōu)檩^暗狀態(tài)，當(dāng)焊工停止焊接操作時(shí)則返回到光亮狀態(tài)。通常情況下，ADF使用可轉(zhuǎn)換的電光技術(shù)例如液晶技術(shù)等來提供這些不同狀態(tài)。ADF中使用的液晶技術(shù)的實(shí)例在US6，097，45UUS5, 825，441， 以及US7，477，330中描述。
通常，可用的焊接面罩濾光器具有某一色調(diào)或者某個(gè)范圍的色調(diào)或色調(diào)數(shù)。色調(diào) S與發(fā)光透射比TL (表示為穿過濾光器的光相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源和標(biāo)準(zhǔn)觀察者的比率)有關(guān)，其關(guān)系如以下公式所示:
S = I+(7/3” 101g (!/TL)
此處，TL定義為透射發(fā)光強(qiáng)度與入射發(fā)光強(qiáng)度的比率。發(fā)光透射比的精確定義以各種標(biāo)準(zhǔn)給出，例如個(gè)人眼睛保護(hù)-透射比要求的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，EN169:2002。對(duì)于給定的色調(diào)數(shù)而言，發(fā)光透射比的公差以及不同波長段的UV和IR輻射中的最大透射比通常由焊接濾光器所運(yùn)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指定。例如，個(gè)人眼睛保護(hù)-透射比要求的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，EN169:2002 中的色調(diào)三(3)，指定了在8.5%與17.8%之間的發(fā)光透射比水平。在其他實(shí)例中，色調(diào)十二(12)指定了在0.0012%與0.0032%之間的發(fā)光透射比水平。對(duì)于色調(diào)12而言，波長在313nm 與365nm之間時(shí)，最大許可UV透射比為0.0012%，而對(duì)于從780nm至1400nm的波長帶，最大可允許的平均光譜IR透射比為0.027%。對(duì)特定濾光器中可能最暗的色調(diào)(例如，色調(diào)12) 而指定的最大UV和IR透射比的值也需適用于最亮的色調(diào)(例如，色調(diào)3)。
弧焊接中典型的無源濾光器的色調(diào)是色調(diào)十(10)。在光亮狀態(tài)中典型ADF的色調(diào)是色調(diào)3，而在黑暗狀態(tài)中的色調(diào)通?？梢杂珊腹ゎA(yù)先選擇并且通常在色調(diào)八(8)與色調(diào)十二(12)的范圍內(nèi)。黑暗狀態(tài)色調(diào)的選擇取決于所進(jìn)行的焊接操作類型以及焊工的個(gè)人偏好或舒適度。
提供配有ADF的焊接面罩，可以使焊工在不進(jìn)行焊接時(shí)無需抬升該護(hù)面罩或移除焊接面罩便具有某視野，但是它沒有考慮到焊工的周邊視野。最近，一些焊接面罩已配有無源側(cè)濾光器，通常稱為側(cè)窗，以便改善焊工的周邊視野。這些側(cè)窗是無源濾光器，它們可以減小透射到焊工的可見輻射水平。通常，當(dāng)前可用的無源濾光器的透射比相當(dāng)于自動(dòng)變暗焊接濾光器中的黑暗狀態(tài)與光亮狀態(tài)之間的水平。選定的色調(diào)或透射比水平是以下兩者之間的平衡:允許足夠的可見輻射透射比來改善焊工的周邊視野，以及使得在焊接操作過程中進(jìn)入面罩并且會(huì)在主濾光器上引起眩光或內(nèi)反射的可見輻射量最小化。具備該類側(cè)窗的焊接面罩在US5，191，468中描述。
本領(lǐng)域中已知的其他側(cè)窗配置，例如在US2004/0117888中描述的那些配置，包括用門覆蓋的透明側(cè)窗，所述門可以在焊工不執(zhí)行焊接操作時(shí)打開，而在焊接操作之前由焊工手動(dòng)關(guān)閉。這些側(cè)窗通常位于主濾光器的任一側(cè)，所述主濾光器是位于焊接面罩前部由焊工用來觀察焊接操作的濾光器，因此可以在焊工不在焊接時(shí)改善焊工的周邊視野。
側(cè)窗可以顯著改善焊工的周邊視野和意識(shí)。然而，在一些情況下，具備無源側(cè)窗的焊接面罩的功能性可以進(jìn)一步改善，從而更好地滿足焊工的需求。例如，進(jìn)一步優(yōu)化焊工的周邊視野可以大大改善焊工對(duì)于面罩使用和焊接工藝的體驗(yàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有濾光器布置 的焊接面罩，所述焊接面罩包括主濾光器以及至少一個(gè)輔助濾光器。至少一個(gè)輔助濾光器與所述主濾光器分離并且經(jīng)定位靠近所述主濾光器。 至少一個(gè)輔助濾光器包括電光元件，所述電光元件適于減弱入射到所述輔助濾光器上的光輻射的透射。
在一些實(shí)施例中，主濾光器也可以包括電光元件。在該類實(shí)施例的示例性實(shí)施方案中，所述主濾光器的電光元件可以包含液晶材料，并且至少一個(gè)輔助濾光器可以包含電致變色材料。
在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)輔助濾光器可以適于獨(dú)立于所述主濾光器來轉(zhuǎn)換，與所述主濾光器協(xié)同轉(zhuǎn)換，或二者兼?zhèn)洹?br> 根據(jù)本發(fā)明的一種示例性焊接面罩可以包括至少兩個(gè)輔助濾光器，其中至少一個(gè)輔助濾光器設(shè)置在主濾光器的一側(cè)上。至少兩個(gè)輔助濾光器可以經(jīng)配置以彼此獨(dú)立地轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明的一種示例性焊接面罩可以包括第一護(hù)面罩以及可移動(dòng)地附接到所述第一護(hù)面罩的第二護(hù)面罩。主濾光器可以設(shè)置在所述第二護(hù)面罩的孔中。一個(gè)或多個(gè)輔助濾光器可以設(shè)置在第一護(hù)面罩中、第二護(hù)面罩中或兩者中。


下面將僅以舉例的方式結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電光元件的示例性配置；
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電光元件的另一種示例性配置；
圖3為適用于本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的自動(dòng)變暗濾光器(ADF)的圖解說明；
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性濾光器布置；
圖5為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的焊接面罩的圖解說明；
圖6A、圖6B和圖6C示意性地示出了允許主濾光器與輔助濾光器協(xié)同或單獨(dú)轉(zhuǎn)換的濾光器布置；
圖7A和圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的焊接面罩；
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例的焊接面罩；以及
圖9為根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的焊接面罩的圖解說明；
附圖未必按比例繪制。附圖中所使用的類似標(biāo)號(hào)是指類似部件。然而，應(yīng)當(dāng)理解， 使用標(biāo)號(hào)來指代給定附圖中的部件并非意圖限制另一個(gè)附圖中使用相同標(biāo)號(hào)標(biāo)記的部件。
具體實(shí)施方式
在以下的說明中，參考附圖，附圖構(gòu)成說明的一部分，并且其中通過舉例說明的方式示出了若干具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可以設(shè)想其他實(shí)施例并可進(jìn)行修改。因此，以下的具體實(shí)施方式
不具有限制性意義。
除非另外指明，否則本文所用的所有科技術(shù)語具有本領(lǐng)域中常用的含義。本文給出的定義有利于理解本文中頻繁使用的某些術(shù)語，且并不意味著限制 本發(fā)明的范圍。
除非另外指明，否則本說明書和權(quán)利要求中使用的表示特征尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)該理解為在所有情況下均是由術(shù)語“約”來修飾的。因此，除非有相反的說明，否則上述說明書和所附權(quán)利要求書中列出的數(shù)值參數(shù)均是近似值，根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容尋求獲得的所需特性，這些近似值可以變化。
以端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括歸入該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(例如，I至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及該范圍內(nèi)的任何范圍。
除非本文內(nèi)容以其他方式明確指出，否則本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“所述”涵蓋具有復(fù)數(shù)形式的實(shí)施例。除非本文內(nèi)容以其他方式明確指出，否則本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“或”一般以包括“和/或”的意義使用。
本發(fā)明提供了一個(gè)或多個(gè)輔助濾光器，所述輔助濾光器包括適于減弱入射光輻射的透射的一個(gè)或多個(gè)電光元件。一些示例性輔助濾光器可以用至少兩種狀態(tài)為特征?？梢蕴峁┕饬翣顟B(tài)以增加周邊視野和對(duì)周圍物的意識(shí)，并且可以提供黑暗狀態(tài)以在焊接操作過程中或在焊接發(fā)生在周邊視野附近時(shí)減少通過輔助濾光器進(jìn)入焊接面罩的可見輻射。
根據(jù)本發(fā)明的電光兀件包括光響應(yīng)介質(zhì)層，所述光響應(yīng)介質(zhì)層能夠響應(yīng)于施加的電壓，而改變它的至少一種光學(xué)特性，以影響透射穿過電光元件的光的量。例如，當(dāng)對(duì)光響應(yīng)介質(zhì)施加電壓時(shí)，會(huì)使入射到光響應(yīng)介質(zhì)上的光的反射率、透射比、吸收率、偏振態(tài)等發(fā)生變化。
圖1示意性地示出了該類電光元件10的一種示例性配置，其包括設(shè)置在透明基底 14a與14b之間的光響應(yīng)介質(zhì)12。透明基底可以用任何合適的材料制成，只要該材料的透明度足以用于特定應(yīng)用中。合適材料的實(shí)例有玻璃以及透明塑性材料，例如聚碳酸酯。電光元件10還包括經(jīng)配置以向光響應(yīng)介質(zhì)12施加電壓17的透明導(dǎo)電層16a和16b。導(dǎo)電層 16a和16b可以分別設(shè)置在透明基底14a和14b上。
適用于本發(fā)明的實(shí)施例中的一類優(yōu)選的光響應(yīng)介質(zhì)為液晶材料。該類電光兀件可以稱為液晶單元(cell)。當(dāng)光響應(yīng)介質(zhì)12中含有液晶材料時(shí)，電光元件10通常還包括一個(gè)或多個(gè)偏振器19a和1%，所述偏振器可以相對(duì)于光介質(zhì)設(shè)置在透明基底14a和14b的外側(cè)上?；蛘?，如果適用，那么各偏振器19a和19b可以設(shè)置在光響應(yīng)介質(zhì)12與透明基底 14a或14b之間。
在本說明書中，使用的術(shù)語“偏振器”是指偏振濾光器，其用于透射具有第一偏振態(tài)的光并且吸收和/或反射具有第二偏振態(tài)的光，所述第二偏振態(tài)不同于第一偏振態(tài)。根據(jù)光響應(yīng)介質(zhì)中使用的液晶材料類型，偏振器19a和19b可以為線性偏振器，它們經(jīng)布置使得其透射軸彼此交叉或正交、彼此平行或具有另一種合適的取向?；谝壕У碾姽庠€可以包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊層，例如18a和18b，以便幫助實(shí)現(xiàn)液晶材料所需的取向。一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊層18a和18b通常設(shè)置成與光響應(yīng)介質(zhì)12相鄰或相接觸。在一些示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)對(duì)齊層也可以用作偏振器。
某些類型的液晶，例如向列型液晶，會(huì)響應(yīng)于施加的電場(chǎng)而改變其取向，從而又改變折射率分布，特別是介質(zhì)的雙折射。在使用扭曲向列型的液晶單元中，向列型分子布置在特定角位置處(通常是由于對(duì)齊層的原因)，這樣這些分子在透明基底14a與14b之間通過它們各自的扭曲角進(jìn)行扭曲。可以通過在透明電極16a與16b之間施加電場(chǎng)，來控制向列型液晶分子的取向。
進(jìn)一步參考圖1，當(dāng)沒有對(duì)扭曲向列型液晶單元施加電壓時(shí)，當(dāng)光穿過光響應(yīng)介質(zhì) 12 (此處是扭曲向列型材料)時(shí)，由輸入偏振器19b進(jìn)行偏振的該入射光LO的偏振平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。如果輸出偏振器19a與離開光響應(yīng)介質(zhì)12的光輸出偏振態(tài)相對(duì)齊,那么光電裝置 10仍為透明的，從而透射光LI的量相對(duì)較高。電壓17的施加在透明電極16a與16b之間產(chǎn)生了電場(chǎng)。向列型液晶分子隨后重新定向成與電場(chǎng)相對(duì)齊，從而垂直于電極16a與16b。 因此，透射穿過光響應(yīng)介質(zhì)12的光的偏振平面不會(huì)經(jīng)歷很多旋轉(zhuǎn)并且該光中的至少一部分被輸出偏振器19a阻斷。在這種情況下，透射光LI的量減少，并且電光器件10實(shí)現(xiàn)了變暗或減弱狀態(tài)。因此，當(dāng)將電壓施加到扭曲向列型液晶單元時(shí)，便會(huì)獲得減弱效果?？梢酝ㄟ^改變所施加的電壓來控制向列型分子的旋轉(zhuǎn)程度，因此，也可以控制相應(yīng)的減弱效果。在上述示例性實(shí)施例中，液晶單元在沒有施加電壓時(shí)為光亮狀態(tài)而在施加電壓時(shí)為黑暗狀態(tài)。然而，在其他示例性實(shí)施例中，情況可能相反。一般來講，當(dāng)電場(chǎng)施加到液晶光響應(yīng)介質(zhì)時(shí)，液晶材料會(huì)重新定向，從而使偏振光的透射性質(zhì)發(fā)生變化。例如，入射光LO 可以由第一偏振器19b來偏振并且其偏振態(tài)隨后可以由液晶光響應(yīng)介質(zhì)12重新定向，從而不與第二偏振器19a的透射軸重合，在這種情況下，第二偏振器19a只傳遞光LI減弱后的量。
適用于本發(fā)明的實(shí)施例中的另一類優(yōu)選的光響應(yīng)介質(zhì)為電致變色材料。圖2示意性地示出了該類電光元件20的一種示例性配置,其包括光響應(yīng)介質(zhì)。在該示例性實(shí)施例中，光響應(yīng)介質(zhì)包括設(shè)置在透明基底24a與24b之間的一層電致變色材料22。如果適用， 那么電光元件20還包括設(shè)置在電致變色材料22與透明基底24a或24b之間的透明導(dǎo)電層 26a和26b。離子導(dǎo)體層23可以設(shè)在電致變色材料22與導(dǎo)電層26a之間，并且離子存儲(chǔ)層 27也可以設(shè)在離子導(dǎo)體層23與導(dǎo)電層26a之間。透明導(dǎo)電層經(jīng)配置以，例如，通過施加電壓27而將電場(chǎng)施加到電致變色材料22。導(dǎo)電層26a和26b可以分別設(shè)置在透明基底24a 和24b上。
當(dāng)向透明導(dǎo)電層26a和26b施加電壓時(shí)，離子便在電致變色層、離子導(dǎo)體層與離子存儲(chǔ)層之間轉(zhuǎn)移。因此，電致變色材料22中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而改變?cè)摬牧系墓鈱W(xué)性質(zhì)。 在該示例性實(shí)施例中，電壓的施加將導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)，從而會(huì)改變由電致變色材料22所透射的光的量。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓的施加會(huì)改變由電致變色材料所吸收的光的量。電致變色材料22初始時(shí)可以是不透明的，而隨著電壓的施加而變?yōu)檩^透明狀態(tài)，或者反之亦然(SP， 電致變色材料22初始時(shí)可以是透明的，而隨著電壓的施加而變?yōu)檩^不透明狀態(tài))。合適的電致變色材料的實(shí)例包括基于鎢或鎳的氧化物以及各種其他材料。離子導(dǎo)體層23可以是或者可以包括液體或聚合物電解質(zhì)。關(guān)于電致變色材料，需要用反向電壓來使光響應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)換回到初始狀態(tài)。因此，電致變色技術(shù)可以是非常節(jié)能的，因?yàn)樗赡苤恍枰獜囊环N狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)的能量。
圖3為適用于本發(fā)明的實(shí)施例中的示例性自動(dòng)變暗濾光器(ADF)的圖解說明。自動(dòng)變暗濾光器I包括示例性電光元件2。在該實(shí)施例中，電光元件2包括兩個(gè)或多個(gè)液晶單元3a和3b，優(yōu)選地是與偏振器4a、4b、4c交替布置。一個(gè)或兩個(gè)液晶單元可以具有如圖1 中所描述的配置或另一種合適的構(gòu)造。電子控制器5與液晶單元3a和3b中的一個(gè)或兩個(gè)電氣連通，它經(jīng)配置以使液晶單元3a、3b具備適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)從而與液晶分子對(duì)齊或至少部分地對(duì)齊。如上所述，通過改變與偏振濾光器4a、4b、4c組合在一起的液晶單元3a、3b中的液晶的對(duì)齊方式，入射到自動(dòng)變暗濾光器I上的可見輻射LO的透射可以減弱到較小值L2。 偏振器中的偏振方向通常經(jīng)布置使得 交替的濾光器的透光軸與鄰近的偏振器成90度。在該實(shí)例中，中間的偏振濾光器4b的透光軸可以在水平方向上對(duì)齊，而兩個(gè)外側(cè)的偏振濾光器4a、4c可以在垂直方向上對(duì)齊。然而，其他相應(yīng)的角度和取向也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
可以包含電源6以向電子控制器并且隨后向液晶單元提供電力。電源6可以包括由原電池形成的電池。作為另外一種選擇或除此之外，電源6可以包括光電池，通常稱為太陽能電池，它經(jīng)布置使得周圍的可見輻射或來自焊接操作的可見輻射被轉(zhuǎn)變成電能，從而向電子控制器和電光兀件供電。也可以使用光電池與電池的組合。
示例性自動(dòng)變暗濾光器I可以包括可選的干涉濾光器7以用于反射大量的紅外線輻射和紫外線輻射。干涉濾光器可以包括某種透明基底，所述透明基底涂有組成不同的交替層，例如，介電材料和金屬。除了過濾紅外線輻射和紫外線輻射以外，該類干涉濾光器7 可以具有以下效果:減小透射到焊工的可見輻射的波長段。
電子控制器5用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)液晶單元3a、3b，它可以包括經(jīng)配置以檢測(cè)焊接弧的焊接檢測(cè)器8。焊接檢測(cè)器8確定焊接操作的啟動(dòng)時(shí)間。例如，焊接檢測(cè)器可以包括: 光電二極管，例如硅光電二極管；以及具有邏輯功能以對(duì)光電二極管所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理的電子器件。一旦焊接檢測(cè)器8檢測(cè)到焊接操作啟動(dòng)，該信息便被傳輸?shù)娇刂破?，從而觸發(fā)自動(dòng)變暗濾光器I從光亮狀態(tài)轉(zhuǎn)換到黑暗狀態(tài)，所述黑暗狀態(tài)為具有以下特征的狀態(tài)，即入射的可見輻射的減弱程度比光亮狀態(tài)下更大。
在焊接工業(yè)中，光亮狀態(tài)的特征通常為色調(diào)約為3至約為4，而黑暗狀態(tài)的特征通常為色調(diào)約為8至約為13。在一些實(shí)施例中，光亮狀態(tài)可以為色調(diào)3,而黑暗狀態(tài)可以由用戶在色調(diào)8與12之間(S卩，8、9、10、11或12)選出。在其他實(shí)施例中，光亮狀態(tài)可以為色調(diào) 4，而黑暗狀態(tài)可以在色調(diào)9與13之間(S卩，9、10、11、12或13)選出。在又一些實(shí)施例中， 黑暗狀態(tài)的特征可以為色調(diào)5或6，例如在氣體焊接和磨削應(yīng)用中。一般來講，與光亮狀態(tài)和黑暗狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的任何合適色調(diào)都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，此色調(diào)的選擇可以取決于焊接方法、所使用的焊接電流以及自動(dòng)變暗濾光器的位置。
自動(dòng)變暗濾光器I的轉(zhuǎn)換速度，也就是說，焊接弧的點(diǎn)燃與自動(dòng)變暗濾光器I到達(dá)其完全黑暗狀態(tài)之間的時(shí)間，通常非常短。根據(jù)ADF技術(shù)和環(huán)境，自動(dòng)變暗濾光器I的轉(zhuǎn)換速度可以約為0.1毫秒(ms)或另一合適的時(shí)間段。在一些實(shí)施例中，在焊工停止焊接操作與自動(dòng)變暗濾光器I返回到光亮狀態(tài)之間的時(shí)間中可以引入延遲。該延遲可以在IOOms與 250ms之間，或?yàn)槿Q于ADF技術(shù)的另一合適時(shí)間段，從而確保從焊接操作中放射出來的可見輻射的水平在暴露于焊工之前已經(jīng)下降到所需水平。
盡管ADFl已參考電光元件2進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)至IJ，可以使用具有其他配置的電光元件。例如，ADFl可以配置有關(guān)于圖1和圖2所描述的電光兀件中的任一者。
上述自動(dòng)變暗濾光器適合作為主濾光器或作為輔助濾光器而用于焊接面罩。通過參照?qǐng)D4進(jìn)行解釋可以進(jìn)一步理解主濾光器和輔助濾光器的概念，該圖示意性地示出了由用戶I佩戴的示例性焊接面罩100，該焊接面罩包括:主濾光器102 ;輔助濾光器104，該輔助濾光器設(shè)置成靠近主濾光器102并且在主濾光器的一側(cè)(此處是左側(cè))；以及額外的輔助濾光器106，該額外的輔助濾光器設(shè)置成靠近主濾光器102并且在主濾光器的另一側(cè)(此處是右側(cè))。出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“側(cè)”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前部”，以及其他類似術(shù)語用于描述當(dāng)含有濾光器的焊接面罩被用戶佩戴時(shí)的濾光器的空間關(guān)系。在工作位置中， 主濾光器102設(shè)置在用戶I的眼睛2a和2b前方，這樣用戶的兩只眼睛2a和2b通過主濾光器102來觀察，并且優(yōu)選地，在用戶I的直線視野103中觀察。直線視野103定義為視軸 103a與103b之間的空間，所述視軸從用標(biāo)準(zhǔn)頭形表示的用戶I的每只眼睛中心畫出來并且垂直于每只眼睛。直線視野103包括用戶兩只眼睛2a和2b的視野的中心部分101之間的重疊區(qū)域。輔助濾光器104和106與主濾光器102分離但設(shè)置成靠近主濾光器，且優(yōu)選是鄰近主濾光器。該示例性輔助濾光器104和106設(shè)置成不與用戶I的直線視野103重疊。在一些實(shí)施例中，輔助濾光器104和106設(shè)置成不與視野的中心部分101重疊。優(yōu)選地，輔助濾光器104和106分別設(shè)置在用戶I的周邊視野區(qū)105和107中。周邊視野區(qū)105和107 可以定義為分別與每只眼睛2a和2b的中心成45°圓錐體A和B外的視場(chǎng)(當(dāng)示例性實(shí)施例安裝在標(biāo)準(zhǔn)頭形上時(shí)可以確定)圍繞視軸103a和103b畫出來。在一些示例性實(shí)施例中， 當(dāng)在含有觀察者眼睛2a和2b中心的水平面內(nèi)測(cè)量時(shí)，輔助濾光器104和106可以各自相對(duì)于主濾光器102形成非零角度a。通常，角度α在約45度與約90度之間。然而,角度α的其他值也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，包括但不限于O度、45度和90度。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的焊接面罩200的圖解說明。焊接面罩200具有護(hù)面罩210以及配在護(hù)面罩210內(nèi)部的頭帶具(未示出)。護(hù)面罩210經(jīng)塑形以至少覆蓋焊工的眼睛，并且優(yōu)選地至少覆蓋焊工的面部。在一些示例性實(shí)施例中，護(hù)面罩210還覆蓋焊工的耳朵，例如圖5中所示的焊接護(hù)罩。護(hù)面罩210可以由任何合適的非透明材料制成。 優(yōu)選地，焊接護(hù)罩的材料的透射比低于主濾光器中的暗色調(diào)所需的透射比。制造護(hù)面罩210 的一個(gè)示例性方法包括注射模制一種熱塑性材料，其中所述材料為黑色并且具有輕質(zhì)的性質(zhì)，具有較高的抗融化能力和較好的阻燃特性。護(hù)面罩210可以在該護(hù)面罩內(nèi)部設(shè)有亞光表面光潔度以減少內(nèi)反射。
頭帶具(未示出)可以包括適用于將護(hù)面罩固持在用戶頭部的任何裝置并且可以用任何合適的方式來配置，包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方式。一種示例性帶具包括塑料帶，該塑料帶具有一種用于調(diào)整周邊尺寸的構(gòu)件，這樣該帶具可以固定至焊工的頭部并且拉緊以舒適地固持在適當(dāng)位置。護(hù)面罩210通常用兩個(gè)樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)208a和208b附接到頭帶具，這兩個(gè)樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于焊工頭部?jī)蓚?cè)的鬢角與耳朵之間的頭帶具的相對(duì)外表面上。樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以使護(hù)面罩210在不使用時(shí)抬升到焊工的視線外，并且在焊工執(zhí)行焊接操作之前降低，這樣護(hù)面罩210可以放置在焊工的面部與弧之間，從而防止焊接操作中的光輻射直接到達(dá)焊工眼睛，以及優(yōu)選地還有防止直接到達(dá)面部和耳朵。
圖5中所示的示例性焊接面罩包括:布置在位于護(hù)面罩210前部的第一孔202a中的主濾光器202，以及分別布置在護(hù)面罩210的第二孔204a和第三孔206a中的輔助濾光器 204和206。輔助濾光器204和206位于主濾光器202的任一側(cè)(左側(cè)和右側(cè))上并且與之靠近。一個(gè)輔助濾光器204或206設(shè)置在主濾光器202的任一側(cè)上，這樣焊工的周邊視野得以延伸。如上所述，輔助濾光器204和20 6是單獨(dú)的構(gòu)造并且與主濾光器202分離。在前部孔中的主濾光器202經(jīng)布置使得當(dāng)焊工執(zhí)行焊接操作時(shí)，他或她可以通過濾光器202 來觀察焊接點(diǎn)。重要的是主濾光器202這種方式的配備使得由焊接操作產(chǎn)生的未減弱的可見輻射不會(huì)直接到達(dá)焊工的眼睛。
主濾光器202以及輔助濾光器204和206中的任何一者或多者可以包括上述的一個(gè)或多個(gè)電光元件。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，輔助濾光器204和206中的每一者都包括一個(gè)電光元件。因此，主濾光器202以及輔助濾光器204和206中的一者或多者可以在至少兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中第一狀態(tài)不同于第二狀態(tài)。第一狀態(tài)可以是光亮狀態(tài)而第二狀態(tài)可以是黑暗狀態(tài)，所述黑暗狀態(tài)的特征為入射可見輻射的減弱程度比光亮狀態(tài)下更大。在光亮狀態(tài)下透射穿過輔助濾光器204和206的可見輻射的水平通常約為色調(diào)2至4，而在黑暗狀態(tài)下色調(diào)可以從色調(diào)6至色調(diào)12或更高。然而，其他色調(diào)水平也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 例如，色調(diào)5可以被認(rèn)為是黑暗狀態(tài)色調(diào)或光亮狀態(tài)色調(diào)，這取決于具體應(yīng)用。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，輔助濾光器可以只具有一個(gè)亮色調(diào)(例如，2至3)并且只具有一個(gè)暗色調(diào)(例如，7至10)。在其他示例性實(shí)施例中，輔助濾光器的暗色調(diào)可以由焊工來選擇。焊工可以用來選擇色調(diào)的一種方式是通過在用戶界面上按動(dòng)合適的按鈕，所述用戶界面定位在主濾光器、輔助濾光器附近，或處于另一合適位置。因此，該色調(diào)的選擇可以取決于焊工的個(gè)人偏好和所預(yù)期或需要可見輻射透射穿過輔助濾光器的量。在主濾光器 202以及輔助濾光器204和206包括電光元件的實(shí)施例中，與主濾光器中的黑暗狀態(tài)和光亮狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的色調(diào)可以與輔助濾光器中的黑暗狀態(tài)和光亮狀態(tài)的色調(diào)相同或不同。在又一示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)濾光器可以為無源或保持永久的色調(diào)。
輔助濾光器的轉(zhuǎn)換速度可能無需如主濾光器202的轉(zhuǎn)換速度那么快，因?yàn)楹腹o意通過輔助濾光器204和206來觀察焊接操作。然而，轉(zhuǎn)換速度需足夠快使得經(jīng)由輔助濾光器204和206而透射到焊接面罩內(nèi)的可見輻射不會(huì)在焊接操作開始時(shí)便弓I起內(nèi)反射使焊工眼花。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，輔助濾光器轉(zhuǎn)換速度可以在Ims至5ms的范圍內(nèi)。如果入射到與輔助濾光器204或206相連的焊接檢測(cè)器上的可見輻射水平不滿足焊接亮度的標(biāo)準(zhǔn)，那么輔助濾光器將維持在光亮狀態(tài)，從而使焊工可以在焊接操作過程中更好地意識(shí)到他或她的周圍物。
在一些示例性實(shí)施例中，輔助濾光器204和205中每一者的狀態(tài)可以彼此單獨(dú)且獨(dú)立地并且與主濾光器202單獨(dú)且獨(dú)立地控制。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)焊工準(zhǔn)備好執(zhí)行焊接操作時(shí)，主濾光器202以及輔助濾光器204和206可以處于光亮狀態(tài)，這樣焊工不僅能看清楚主濾光器202前面的區(qū)域而且能看清楚并且更好地意識(shí)到周圍物。輔助濾光器204和 206的光亮狀態(tài)可以為同一色調(diào)或比主濾光器202的光亮狀態(tài)更亮的色調(diào)，因此，焊工的周邊視野進(jìn)一步優(yōu)化并且與色調(diào)通常需高于或暗于主濾光器光亮狀態(tài)的無源側(cè)窗相比具有更好的視野。如果第二個(gè)焊工在該焊工的一側(cè)執(zhí)行焊接操作，那么當(dāng)來自第二個(gè)焊工的焊接操作的可見輻射水平滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)第二個(gè)焊工一側(cè)的輔助濾光器會(huì)變暗至黑暗狀態(tài)， 無論主濾光器202的狀態(tài)如何。因此，只有當(dāng)入射在輔助濾光器204和206上的可見輻射水平達(dá)到它們變暗所需水平時(shí)，它們才會(huì)轉(zhuǎn)換成黑暗狀態(tài)。
圖6A示出了一種示例性濾光器配置，使得輔助濾光器204和206可以彼此獨(dú)立且獨(dú)立于主濾光器202進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在該示例性實(shí)施例中，每個(gè)濾光器都具有單獨(dú)連接的焊接檢測(cè)器以及單獨(dú)連接的電子控制器。第一焊接檢測(cè)器32和第一電子控制器62與主濾光器 202相連。第一焊接檢測(cè)器32包括:第一傳感器42 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第一電子器件52，所述邏輯功能用于處理來自第一傳感器42的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)主濾光器202以及第一傳感器42是否滿足一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)?；谠摯_定，第一控制器62可以使主濾光器202進(jìn)入黑暗狀態(tài)或保持在光亮狀態(tài)。類似地，第二焊接檢測(cè)器 34和第二電子控制器64與輔助濾光器204相連。第二焊接檢測(cè)器34包括:第二傳感器44 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第二電子器件54，所述邏輯功能用于處理來自第二傳感器44的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)輔助濾光器204以及第二傳感器44是否滿足一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。同樣，第三焊接檢測(cè)器36和第三電子控制器66與輔助濾光器206 相連。第三焊接檢測(cè)器36包括:第三傳感器46 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第三電子器件56，所述邏輯功能用于處理來自第三傳感器46的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)輔助濾光器206以及第三傳感器46是否滿足一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。因此，在該示例性實(shí)施例中，每個(gè)濾光器可以獨(dú)立于其他濾光器而變亮和變暗。作為上述實(shí)施例的替代方案，有時(shí)可能需要使輔助濾光器204彼此協(xié)同和/或與主濾光器202協(xié)同地控制。在這種情況下，在濾光器的電子控制器之間可能存在電連接用來同步轉(zhuǎn)換濾光器或者它們可以具有共同的電子控制器。圖6B示出了這樣的示例性濾光器布置。在該示例性實(shí)施例中，每個(gè)濾光器都具有單獨(dú)連接的焊接檢測(cè)器以及共同的電子控制器162。與主濾光器202相連的第一焊接檢測(cè)器132包括:第一傳感器142 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第一電子器件152，所述邏輯功能用于處理來自第一傳感器142的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)主濾光器202以及第一傳感器142是否滿足一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。類似地，與輔助濾光器204相連的第二焊接檢測(cè)器134包括:第二傳感器144 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第二電子器件154，所述邏輯功能用于處理來自第二傳感器144的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)輔助濾光器204以及第二傳感器144是否滿足一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。同樣，與輔助濾光器206相連的第三焊接檢測(cè)器136包括:第三傳感器146 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的第三電子器件156，所述邏輯功能用于處理來自第三傳感器146的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)輔助濾光器206以及第三傳感器146是否滿足一個(gè)或多個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。
第一焊接檢測(cè)器132、第二焊接檢測(cè)器134以及第三焊接檢測(cè)器136的輸入由共同的電子控制器162處理以控制主濾光器202以及輔助濾光器204和206的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，需要的是主濾光器202為主導(dǎo)濾光器(即，主濾光器202以及輔助濾光器204和 206都響應(yīng)于來自第一焊接檢測(cè)器132的適當(dāng)信號(hào)而變暗)，從而確保焊工在向前的視野范圍內(nèi)不會(huì)暴露在不必要的高水平可見輻射中。除此之外或作為另外一種選擇，主濾光器202 可以具備一種構(gòu)件以確保主濾光器202在不必要或不需要時(shí)刻不會(huì)轉(zhuǎn)換。例如，電子控制器162可以使主濾光器202只有在向前方向上檢測(cè)到焊接(例如，只由第一檢測(cè)器132檢測(cè)至IJ)時(shí)才變暗。繼而，當(dāng)在特定的輔助濾光器一側(cè)，例如由檢測(cè)器134或136檢測(cè)到焊接操作時(shí)，輔助濾光器204和206中的一者或兩者可能會(huì)變暗。然而，也可以提供該示例性布置用于獨(dú)立轉(zhuǎn)換輔助濾光器和/或主濾光器，如關(guān)于圖6A所述。
圖6C示出了主濾光器202和輔助濾光器協(xié)同控制的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中，只有主濾光器202才具有相連的焊接檢測(cè)器232和電子控制器262。焊接檢測(cè)器232包括:傳感器242 (例如，光電二極管)以及具有邏輯功能的電子器件252，所述邏輯功能用于處理來自傳感器242的信號(hào)并且確定這些信號(hào)是否到達(dá)主濾光器202以及傳感器242是否滿足一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。焊接檢測(cè)器232的輸入由電子控制器262處理以控制主濾光器202以及輔助濾光器204和206的狀態(tài)。因此，當(dāng)在向前方向上檢測(cè)到焊接時(shí)，電子控制器262可以使一個(gè)或多個(gè)或所有濾光器變暗。
一個(gè)或多個(gè)濾光器中包含的電光元件可以使用任何合適的光響應(yīng)介質(zhì)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，濾光器(主濾光器202以及輔助濾光器204和206)包括一個(gè)或多個(gè)液晶單元。通常，液晶單元包括玻璃基底。玻璃基底可以具有較高的光學(xué)清晰度。當(dāng)需要使主濾光器202具有非常好的光學(xué)清晰度時(shí)，在一些實(shí)施例中，可能較為不重要的是使輔助濾光器204和206具有同樣高的光學(xué)清晰度水平，因?yàn)楹腹o意通過輔助濾光器來觀察焊接操作。因此，輔助濾光器204和206可以替代性地制作其他類型的基底，例如塑料基底。
在其他示例性實(shí)施例中，主濾光器202可以包括第一類型光響應(yīng)介質(zhì)，而輔助濾光器204和206中的至少一者可以包括不同于第一類型的第二類型光響應(yīng)介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一類型光介質(zhì)包括液晶材料，而第二類型光響應(yīng)介質(zhì)包括電致變色材料?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖7A和圖7B，示例性焊接面罩300包括第一護(hù)面罩310和頭帶具(未示出)。第一護(hù)面罩310通過兩個(gè)樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)308a和308b而附接到頭帶具。樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使第一護(hù)面罩310在不使用時(shí)抬升到焊工的視野外，并且在焊工執(zhí)行焊接操作之前降低。第一護(hù)面罩包括第一孔330以及布置在第一孔330中的透光護(hù)目鏡332。焊接面罩300還包括第二護(hù)面罩320，所述第二護(hù)面罩可移動(dòng)地附接到第一護(hù)面罩310。主濾光器302布置在位于第二護(hù)面罩320中的第二孔302a中。在朝下的位置處，第二護(hù)面罩320經(jīng)布置使得主濾光器302在用戶的直線視野中，這樣當(dāng)焊工執(zhí)行焊接操作時(shí)，他們可以通過主濾光器302來觀察焊接點(diǎn)。在朝上的位置處，第二護(hù)面罩320經(jīng)布置使得主濾光器302在用戶的直線視野外。
輔助濾光器304和306分別布置在護(hù)面罩310中的第三孔304a和第四孔306a中。 當(dāng)?shù)诙o(hù)面罩320在朝下的位置時(shí)，輔助濾光器304和306位于主濾光器302的任一側(cè)(左側(cè)和右側(cè))并且靠近主濾光器。當(dāng)?shù)诙o(hù)面罩320在朝上位置時(shí)，輔助濾光器304和306位于第一孔330的任一側(cè)(左側(cè)和右側(cè))。主濾光器302以及輔助濾光器304和306中的任何一者或多者可以包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)電光元件。
圖8示出了另一個(gè)示例性焊接面罩400，它包括第一護(hù)面罩410和頭帶具440。護(hù)面罩410通過兩個(gè)樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)408 (—個(gè)未示出)而附接到頭帶具440。樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使護(hù)面罩 410在不使用時(shí)抬升到焊工的視野外，并且在焊工執(zhí)行焊接操作之前降低。第一護(hù)面罩410 包括第一孔430以及布置在第一孔430中的透光護(hù)目鏡432。焊接面罩400還包括第二護(hù)面罩420，所述第二護(hù)面罩可移動(dòng)地附接到第一護(hù)面罩410。在該示例性實(shí)施例中，第二護(hù)面罩420經(jīng)由樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)408而以可樞轉(zhuǎn)方式附接到第一護(hù)面罩410。
主濾光器402布置在位于第二護(hù)面罩420中的第二孔402a中。兩個(gè)輔助濾光器 404 (只示出了其中一個(gè))布置在第二護(hù)面罩420中的第三和第四孔404a (只示出了其中一個(gè))中。輔助濾光器404定位成靠近主濾光器402并且位于主濾光器的任一側(cè)(左側(cè)和右側(cè)) 上。在朝下的位置處，第二護(hù)面罩420經(jīng)布置使得主濾光器402在用戶的直線視野中而輔助濾光器404在用戶的直線視野外。因此，當(dāng)焊工執(zhí)行焊接操作時(shí)，他或她可以通過主濾光器402來觀察焊接點(diǎn)并且通過輔助濾光器404來獲得周邊視野。在朝上位置處，第二護(hù)面罩420經(jīng)布置使得主濾光器和輔助濾光器在用戶的視野外。在其他示例性那個(gè)實(shí)施例中， 主濾光器402以及輔 助濾光器404中的任何一者或多者可以包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)電光元件。
根據(jù)本發(fā)明的焊接面罩在實(shí)例中只具有兩個(gè)輔助濾光器，這兩個(gè)輔助濾光器獨(dú)立于主濾光器且與主濾光器分離并且定位成靠近主濾光器，其中一個(gè)輔助濾光器在主濾光器的任一側(cè)。圖9為其他焊接面罩的圖解說明，其示出了本發(fā)明的又一些實(shí)施例。焊接面罩 500可以包括護(hù)面罩510,所述護(hù)面罩包括位于主濾光器502上方的輔助濾光器534,該輔助濾光器作為側(cè)輔助濾光器504和506的補(bǔ)充或替代，用于使焊工通過主濾光器更好地看清他或她視野范圍上方的環(huán)境。例如，如果焊工在其頭上有移動(dòng)機(jī)器的情況下執(zhí)行焊接操作， 那么可能需要該特征?？梢蕴峁┹o助濾光器的其他布置，例如輔助濾光器536位于主濾光器502的下方，這些方案也可以用于改善焊工的周邊視野以及他們對(duì)周圍物的意識(shí)。
或者，若干輔助濾光器可以矩陣形式布置在主濾光器502周圍。在這種情況下，輔助濾光器可以經(jīng)配置以不同轉(zhuǎn)換速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或以不同轉(zhuǎn)換閾值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或以這些方式的任何組合進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這些轉(zhuǎn)換速度或閾值要么彼此獨(dú)立要么彼此協(xié)同。輔助濾光器504 和506可以從色調(diào)三(3)轉(zhuǎn)換成可在八(8)與十二(12)之間選擇的色調(diào)。根據(jù)焊工的工作情況，可能需要將焊接面罩中的輔助濾光器設(shè)置成不同的色調(diào)，這取決于焊工的工作位置和/或輔助濾光器在焊接面罩上的位置。例如，如果焊工在頭上照亮的情況下工作，那么他們可能需要位于主濾光器502上方的輔助濾光器534具有色調(diào)四(4)至五(5)的亮色調(diào)， 這樣透射穿過輔助濾光器534的環(huán)境光照度不會(huì)在主濾光器502上引起不需要的反射。此夕卜，當(dāng)一個(gè)以上輔助濾光器位于主濾光器502的任一側(cè)時(shí)，可以設(shè)想到，亮色調(diào)與暗色調(diào)的選擇應(yīng)適于焊接操作。例如，相比輔助側(cè)濾光器504和506，輔助側(cè)濾光器524和526距主濾光器502更遠(yuǎn)，它們的色調(diào)可能比設(shè)置成更接近主濾光器502的輔助濾光器504和506 更亮(亮色調(diào)、暗色調(diào)或兩者)。
輔助濾光器可以經(jīng)調(diào)適使得它們可以由焊工轉(zhuǎn)換。在這種情況下，一個(gè)或多個(gè)輔助濾光器可以具備與電子控制器處于電氣連通的轉(zhuǎn)換器，從而使焊工可以改變輔助濾光器的狀態(tài)或色調(diào)。當(dāng)濾光器在其不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，一些焊工想要的是對(duì)濾光器的狀態(tài)進(jìn)行手動(dòng)控制。以舉例的方式有，當(dāng)焊工在存在許多其他焊接操作的環(huán)境中工作時(shí)，焊工可能想要使輔助濾光器處于黑暗狀態(tài)一段很長的時(shí)間，這樣無論輻射強(qiáng)度如何，來自鄰近焊接操作的可見輻射都不會(huì)引起分心。隨后，當(dāng)從工作位置移動(dòng)到另一工作位置時(shí)，即，移動(dòng)到延伸周邊視野較為有利的時(shí)刻，焊工可能想要將輔助濾光器轉(zhuǎn)換到光亮狀態(tài)。
此外，輔助濾光器可以經(jīng)配置使得輔助濾光器的色調(diào)可以借助于轉(zhuǎn)換器來改變。 連接到轉(zhuǎn)換器的電子控制器可以經(jīng)配置使得轉(zhuǎn)換器的連續(xù)按壓會(huì)使輔助濾光器變化通過一系列的不同色調(diào)。合適的轉(zhuǎn)換器可以是隔膜類型的轉(zhuǎn)換器，其位于主濾光器或輔助濾光器附近，或在任何其他合適位置。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器可以經(jīng)定位使得它們可以由焊工在佩戴焊接面罩的同時(shí)進(jìn)行操作。各種類型的轉(zhuǎn)換器均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如按鈕轉(zhuǎn)換器和搖桿轉(zhuǎn)換器。在一種焊接面罩中，其所包括的輔助濾光器從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換并不頻繁且該轉(zhuǎn)換借助于轉(zhuǎn)換器來觸發(fā)，此時(shí)使用電致變色技術(shù)是特別有利的。當(dāng)焊接面罩的濾光器布置中包含一個(gè)以上輔助濾光器時(shí)，輔助濾光器的轉(zhuǎn)換可以關(guān)聯(lián)于一個(gè)轉(zhuǎn)換器或多個(gè)單獨(dú)的轉(zhuǎn)換器。手動(dòng)轉(zhuǎn)換器可以與自動(dòng)模式組合起來使用。在這種情況下，轉(zhuǎn)換器可以是超控轉(zhuǎn)換器，這樣焊工能夠選擇是在手動(dòng)模式還是在自動(dòng)模式下使用輔助濾光器。
權(quán)利要求
1.一種具有濾光器裝置的焊接面罩，所述焊接面罩包括:主濾光器；以及至少一個(gè)輔助濾光器，所述至少一個(gè)輔助濾光器與所述主濾光器分離并且定位為靠近所述主濾光器；其中至少一個(gè)輔助濾光器包括電光元件，所述電光元件適于減弱入射到所述輔助濾光器上的光輻射的透射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中所述電光元件包括設(shè)置在透明基底之間的光響應(yīng)介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接面罩，其中所述光響應(yīng)介質(zhì)包括液晶材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接面罩，其中所述光響應(yīng)介質(zhì)包括電致變色材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中所述主濾光器包括電光元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接面罩，其中所述主濾光器的所述電光元件包括液晶材料，并且至少一個(gè)輔助濾光器包括電致變色材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中所述電光元件適于在第一狀態(tài)與至少一個(gè)第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中所述第二狀態(tài)減弱入射到所述輔助濾光器上的光輻射的透射。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中所述至少一個(gè)輔助濾光器適于獨(dú)立于所述主濾光器而轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中所述至少一個(gè)輔助濾光器適于與所述主濾光器協(xié)同轉(zhuǎn)換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中至少一個(gè)輔助濾光器適于手動(dòng)轉(zhuǎn)換。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其包括至少兩個(gè)輔助濾光器，其中至少一個(gè)輔助濾光器設(shè)置在所述主濾光器的一側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的焊接面罩，其中至少一個(gè)輔助濾光器設(shè)置在所述主濾光器一側(cè)的周邊視野區(qū)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的焊接面罩，其中所述至少兩個(gè)輔助濾光器彼此獨(dú)立地轉(zhuǎn)換。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中至少一個(gè)輔助濾光器設(shè)置在所述主濾光器上方。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其中至少一個(gè)輔助濾光器設(shè)置在所述主濾光器下方。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其還包括能夠在佩戴時(shí)抬升和降低的護(hù)面罩，所述主濾光器以及所述至少一個(gè)輔助濾光器定位在所述護(hù)面罩的孔中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接面罩，其還包括第一護(hù)面罩以及可移動(dòng)地附接到所述第一護(hù)面罩的第二護(hù)面罩，其中所述主濾光器設(shè)置在所述第二護(hù)面罩的孔中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的焊接面罩，其還包括設(shè)置在所述第二護(hù)面罩的孔中的至少一個(gè)輔助濾光器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的焊接面罩，其還包括設(shè)置在所述第一護(hù)面罩的孔中的至少一個(gè)輔助濾光器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的焊接面罩 ，其中所述第一護(hù)面罩能夠在佩戴時(shí)被抬升和降低。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有濾光器布置的焊接面罩(100,200,300,400,500)。所述焊接面罩設(shè)有主濾光器(102,202,302,402,502)以及至少一個(gè)輔助濾光器(104,204,304,404,504)，所述至少一個(gè)輔助濾光器與所述主濾光器分離并且經(jīng)定位靠近所述主濾光器。所述至少一個(gè)輔助濾光器包括電光元件(10,20)，所述電光元件適于減弱入射到所述輔助濾光器上的光輻射的透射。
文檔編號(hào)A61F9/06GK103221005SQ201180055974
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者克里斯蒂娜·芒努松, 肯尼思·亞雷福斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司