JPS60227228A - 溶接用保護レンズ組立体の光学フイルタ - Google Patents

溶接用保護レンズ組立体の光学フイルタ

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JPS60227228A
JPS60227228A JP60032991A JP3299185A JPS60227228A JP S60227228 A JPS60227228 A JP S60227228A JP 60032991 A JP60032991 A JP 60032991A JP 3299185 A JP3299185 A JP 3299185A JP S60227228 A JPS60227228 A JP S60227228A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般に、２つの透明電極と、これら電極間に
挿入された液晶の層とを具備した電気−光学セル（ＥＯ
セル）に係る。特に、本発明は、溶接作業者のヘルメッ
トもしくは覆面に取り付ける溶接用保護レンズ組立体に
使用する光学フィルタであって、上記形式の電気−光学
セルで構成されていると共に、残留光線を排除するため
にフィルタシートが光線経路に配置されているような光
学フィルタに係る。
発明の概要 本発明による溶接用保護レンズ組立体のための光学フィ
ルタは、２つの平行な電気−光学セル（３０３−３０５
；　３０５．３０７）を有し、少なくとも一方のセル（
３０５，３０７）は、異方性光吸収のダイ分子混合物を
有するネマチック型のものである。このフィルタは、セ
ルの光線路に配置されたフィルタシート（３０９）を備
え、このフィルタシートは、上記一方のセル（３０５゜
３０７）がその光吸収状態中に残留光線を透過する波長
レンジからずれた波長レンジ内の光を伝達することがで
きる。
従来の技術 液晶を用いた電気−光学セルは、溶接用の保護レンズ組
立体として提案され実際に使用されてきている。これは
、溶接作業者ヘルメットの覆面を溶接作業ごとに上げた
り下げたりしなくてよいという利点がある。
発明が解決しようとする問題点 然し乍ら、これまでに提案されて使用されている電気−
光学フィルタは、例えば、溶接用の保護レンズ組立体に
課せられる全ての要件を満たすものではない。
例えば、このような保護レンズ組立体では、光透過及び
光吸収性能が実質上角度によって変化しないのが望まし
いが、ネマチック型の液晶を用いたこれまで知られてい
る溶接用保護レンズ組立体でこのような性能を有してい
るものはない。更に、レンズ組立体は、目に損傷を受け
ないように光透過状態から光吸収状態へ素早く切り換ら
ねばならないと共に、周囲状態に拘りなく溶接光線が発
生すると同時にこのような切り換えを実行しなければな
らない。更に、溶接用保護レンズ組立体は、電圧が落ち
た時に光透過状態にならないことが必要である。
そこで、本発明の目的は、このような要求を満たす上記
形式の光学フィルタを提供することである。
本発明のこの目的及び更に別の目的は、本発明による光
学フィルタにより、特許請求の範囲第（１）項に記載の
特徴が発揮されるという点で、達成される。
好ましい実施例及びその変形態様は、特許請求の範囲の
実施態様項で規定する。
溶接光の発生に基づく電気−光学フィルタの切り換え制
御については、周囲光に対して適当なトリガ点を見出す
ことにこれまで問題があったことを述べておく。スペク
トルに大きく依存した感光素子の使用も試みられている
が、はとんど成功したものはない。
本発明では、充分迅速な切り換えが確保されると共に、
感度調整手段を必要とせず且つ周囲光の性質及び強さに
拘りなく溶接光の自動的な検出が確保される。迅速な切
り換えに寄与するものとして、切り換えが生じる前に電
極間に予めバイアス電圧をかけておき、然して、このバ
イアス電圧は、セルを光吸収状態にするには不充分であ
るが、好ましくは短時間充分な大きさの電圧をセルにか
けた時にセルを素早く切り換えられるような電圧として
おくことが挙げられる。このように切り換えの前にバイ
アス電圧をかけておく方法は、例えば、ＳＥ第３９４，
７５５号に開示されており、短時間大きな電圧を用いる
ことによって切り換え時間の短縮化を計る方法は、米国
特許第３，５７５．４９１号に開示されている。
本発明による光学フィルタは、現在溶接用の保護レンズ
組立体に使用されている光学フィルタに比べて光の角度
という点で著しい改善をもたらす。このような改善は、
光学フィルタの２つの電気−光学セルの少なくとも一方
が、異方性光吸収特性を有するダイ分子の混合物を有し
ているという点で達成される。このような設計の光学表
示ユニットが例えば米国特許第３，９６７．８８１号に
開示されている。これは、ダイ分子の長軸に沿った平面
偏光の方が、ダイ分子の長軸に直角な偏光よりも強く吸
収されることを意味する。従って、この形式の電気−光
学セルは、光透過、即ち、透明な状態と、実質的に１つ
の波長の光、即ち、「カラー」光を透過する別の状態と
の間で切り換ることのできる電気制御式のカラーフィル
タと考えることができる。異方性光吸収特性を有するダ
イ分子の混合物を有した形式の電気−光学セルに関する
主な利点は、光透過及び吸収特性が実質的に完全にセル
の観察角度に拘りないことである。
然し乍ら、上記形式の電気−光学セルを溶接用の保護レ
ンズ組立体に使用する時には、溶接作業中のセルの光吸
収性が不完全であるという問題がある。これは、特に、
上記の「カラー」セルについて言えることで、セルの光
吸収状態中に伝達される残留光線によって目に損傷が及
ぶことがある。
この問題を解決するために、本発明による光学フィルタ
には、上記の残留光を取り除くフィルタシートが設けら
れる。この解決策は、残留光が成る限定された波長レン
ジ内にあるという点から効果的である。
問題点を解決するための手段 本発明による光学フィルタでは、第２の電気−光学セル
が、第１のセルと同様のセルであってもよいし、現在溶
接用の保護レンズ組立体に使用されている形式の電気−
光学セル、即ち、異方性光吸収のダイ分子混合物を含ま
ないネマチック型の液晶層を有する電気−光学セルであ
ってもよい。
発明の作用 本発明による光学フィルタに適当な偏光フィルタ及びフ
ィルタシートを組み合わせることにより、多数の色々な
やり方で「正Ｊ及び［負」の電気−光学セルを形成する
ことができる。この点について、「正」とは、電極間に
電圧を印加した時にセルが光吸収状態になることを意味
し、一方、「負」とは、電圧を印加した時に光透過状態
になるセル、即ち、電圧を印加しない時に光吸収状態と
なるセルを意味する。この点については、光吸収状態に
ある電気−光学セル及びこれに関連したフィルタシート
が入射光を完全には吸収せず、従って、光吸収状態にあ
る時でもこのような光学フィルタを通して溶接作業を見
ることができることを指摘しておく。
以下の説明において、ＴＮセルという表現は、ねじれネ
マチック型の液晶を有する電気−光学セルについて使用
し、このセルは、液晶層及びこ糺−に関連した電極に加
えて、２つの偏光フィルタも備えている。ＧＨセルとい
う表現は、「ゲスト−ハウス」セルの略称であり、これ
は、異方性光吸収ダイ分子をドープしたネマチック型の
液晶、及び電極に関するものである。
以下、添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
実施例 第１図を説明すれば、溶接作業者用の覆面１０１は、感
圧スイッチ１０２と、光学ユニット１０３と、ヘッドバ
ンド１０４とを具備し、感圧スイッチ１０２は、使用者
が覆面を着用した時に状態を変えるように構成され、光
学ユニット１０３は、これを通して使用者が溶接作業を
見るためのもので、溶接作業中光の減衰度を相当に増加
し、そしてヘッドバンド１０４は、覆面１０１を位置保
持するように働く。又、覆面は、ヒンジ固定されており
、使用者は、ヘッドバンドを外すことなく、覆面全体を
持ち上げて、作業を良く見ることができる。
第２図は、光学ユニット１０３の好ましい実施例を示し
ており、このユニットは、溶接光の入射方向に、ＵＶ−
ＩＲ保護フィルタ３０２、ＴＮ型の第１電気−光学セル
３０３，３０４及び３０５、ＧＨ型の第２電気−光学セ
ル３０５及び３０７、そして、本発明のフィルタシート
３０９を備えている。
このような設計にする第１の理由は、消勢状態から付勢
状態への切換時間の短いＴＮセルを使用することが所望
されるからである。明セルから暗セルへの切換時間が重
要であるから、正のＴＮセル３０３．３０４．３０５、
が選択されている。
第２の理由としては、作業者がセルを通して色々な方向
から見た時に、ＧＨセルに比べて光透過特性が不都合に
も非対称であることが挙げられる。
第３の理由は、ＧＨセルが光吸収状態にある時にこのセ
ルから放射される残留光をフィルタシート３０９で除去
するのが望ましいからである。このような覆面に対する
現行の保安規定では、電圧が落ちた時に作業者が光学系
を通った溶接光線を受けてはならないとされているので
、負のＧＨセル３０５．３０７が選択されている。
ＴＮセル３０３，３０４，３０５は、（ａ）分子がいわ
ゆるねじれネマチック状態にあって、即ち、回転平行層
に相互に平行に配置されているような液晶の層３０４と
、（ｂ）液晶層の主平面に配置されていて、液晶層に電
界をかけられるようにする２つの透明電極と、（ｃ）液
晶層に平行にその入力側に配置された第１の偏光フィル
タ（以下、Ｐフィルタと称する）３０３と、（ｄ）この
第１のＰフィルタ３０３の偏光方向と直角の偏光方向を
有し、液晶層に平行にその出力側に配置された第２のＰ
フィルタ３０５とによって構成される。
外部の電源により、ＴＮセルの光透過度を次のように制
御することができる。液晶（液晶層）が付勢されない場
合には、入射偏光の偏光方向が液晶において９０°回転
される。これは、液晶３０４から発せられた光が何ら妨
げられずに第２のＰフィルタ３０５を通過できることを
意味する。
一方、液晶３０４が適当な電界によって付勢された場合
には、液晶において生じる光の回転がゼロとなるように
液晶層が互いに回転される。従って、液晶３０４から発
せられる光は第２のＰフィルタ３０５に対して直交方向
に偏光され、これにより、このフィルタで阻止される。
以上に述べた形式の電気−光学セルは、いわゆる正のセ
ルであり、即ち、消勢状態において光を透過し、付勢状
態において光を著しく減衰する。いわゆる負の電気−光
学セルについては、これと逆のことが言える。
第２図に示された第２の電気−光学セルは、いわゆるゲ
スト−ホスト型、即ち、ＧＨ型のものであり、これは、
（、）有機分子（ゲスト）がドープされたネマチック液
晶（ホスト）の層３０７と、（ｂ）液晶層の主平面に配
置されて、液晶層３０７に電界をかけられるようにする
２つの透明電極（図示せず）と、（ｃ）ＴＮセルに含ま
れ、液晶層３０７に平行にその入力側に配置されたＰフ
ィルタ３０５とによって構成される。第２図には、本発
明によるフィルタシート３０９も示されており、このフ
ィルタシートは、ここに示す実施例では、液晶層３０７
に平行にその出力側に配置される。
ＴＮセル３０３．３０４．３０５の場合と同様に１色々
な大きさの電界を電極にかけることによってＧＨセル３
０５，３０７の光透過度を制御することができる。液晶
（液晶層）３ｏ７内に溶解されている有機分子は、その
偏光方向が成るやり方で分子の成る軸に関連した向きと
なった場合に光を吸収する。液晶が付勢されない場合に
は、これらの″ダイ分子“が液晶内でランダムな向きを
とり、光を平均的に吸収する。液晶は、このような付勢
されない状態にある場合、成る波長レンジ内の光、即ち
、成る色の光のみを通すことができる。
然し乍ら、液晶３０７が付勢されると、液晶の分子は電
界に応じた向きをとり、非対称のダイ分子がこれに強制
的に従うようにされ、液晶で光を吸収しないような向き
にされる。従って、付勢状態においては、ＧＨセルは透
明であり、即ち、負のセルとなる。
溶接作業を開始する前に、ＴＮセルは実質的に消勢状態
にされそしてＧＨセルは付勢状態にされる。これは、両
セルとも、減衰度、即ち、コントラストが低いことを意
味する。然し乍ら、入射光３０１は保護フィルタ３０２
でフィルタされ、第２図のＰフィルタ３０３．液晶３０
７及びフィルタシート３０９で減衰される。ＴＮセルの
切換時間を改善するために、既知の技術に基づいて液晶
３０４に小さなバイアス電圧を印加することが示唆され
ている。溶接作業が開始された時に、第２図に示すよう
に、液６３０４に対して電圧を増加しそして液晶３０７
に対して減少し、両方の電気−光学セルの光減衰度を増
加させる。ＴＮセルを通過する光３０６は液晶３０７に
おいて更に減衰され、その後、カラーフィルタ３０９を
通過する時に実際上完全に消失される（第３図Ｃの領域
Ｂ）。これが、第２図に番号３０８及び３１０で各々示
されている。
本発明によるフィルタシート３０９の効果を更に明確に
するため、光学フィルタにおけるフィルタシートの機能
を第３図ａないし第３図ｄのグラフを参照しながら詳細
に述べる。
第３図ａのグラフは、本発明のフィルタシート３０９を
使用しない時の光透過状態におけるフィルタの光透過度
を波長の関数として示すもので、波長λ１は、入力フィ
ルタ３０２の波長上限を表わしている。
この光学フィルタが光吸収状態にあって然もフィルタシ
ート３０９を使用していない場合には、例えば、前記の
米国特許第３，９６７．８８１号に開示されたように、
この光学フィルタは、溶接中に、第３図すの斜線領域Ａ
に対応する残留光を透過する。
第２図に示したように、ＧＨセル３０５，３０７がその
光吸収状態中に通過できる光の色以外の色のフィルタシ
ート３０９をセルの光線路に設けることにより（即ち、
本発明のフィルタシート３０９は、その光透過波長レン
ジが、Ｇ　Ｈセルがその光吸収状態中に残留光を透過す
る波長レンジとずれている）、溶接中には、第３図Ｃの
斜線領域Ｂに対応するわずかな量の光しか透過されない
ことになる。これを第３図すの領域Ａと比較すると、溶
接用の保護レンズ組立体に使用されている公知の技術に
比べて、明−暗のコントラストが著しく改善される。
光線路内でＴＮセル及びＧＨセルに対してフィルタシー
ト３０９をどこに置くかは明らかに重要でなく、従って
、第２図に示すように、ＧＨセルの出力側に置かれたフ
ィルタシートの位置は一例に過ぎないと考えるべきであ
る。
第３図ｄの斜線領域Ｃは、本発明のフィルタシート３０
９を使用した時に、光透過状態にあるフィルタから放出
される光の量に対応する。このフィルタシートの光透過
レンジは、視覚の感知レンジ内にあるり 第４図には、光学ユニット１０３の光透過度を制御する
ための制御回路が示されている。この制御回路は、ホト
セル即ちソラーセルパネル１を有し、これは、実質的に
バイパスフィルタとして働く増巾器即ちフィルタユニッ
ト２と、時定数が約５０ｍ５のワンショット回路３とに
直列に接続される。ワンショット回路３の出力は、第ル
ベルシフタ６の作動可能化入力に接続され、このレベル
シフタは２つの出力を有している。その一方の出力は非
反転出力で、そして他方の出力は反転出力であり、これ
らは第１の正の電気−光学セル８の第１及び第２人力に
各々接続されている。この電気−光学セル８の第１人力
は、スイッチ７によって接地することができ、このスイ
ッチの制御入力はワンショット回路３の出力に接続され
、そしてこのスイッチは、不作動状態、即ち、第ルベル
シフタ６の作動可能化入力が低レベルである時に、閉成
される。
排他的オアゲート４の２つの入力は、ワンショット回路
３に対して並列に接続され、ノアゲート５の２つの入力
は、排他的オアゲート４の出力と、ワンショット回路３
の出力とに接続される。
排他的オアゲート４は、不作動状態の際に開くスイッチ
４ａを制御し、ノアゲート５は、不作動状態の際に閉じ
るスイッチ５ａ及び５ｂを制御し、更に、ノアゲート５
は、不作動状態において開である１つのスイッチ５ｃも
制御する。
発振器９は、第ルベルシフタ６のデータ入力に接続され
ると共に、第２レベルシフタ１０のデータ入力にも接続
され、このレベルシフタ１０の非反転出力は、スイッチ
４ａに直列に接続された可変電圧分割器１１か、又は、
スイッチ５ａに直列に接続された電圧分割器１２かのい
ずれかを経て、電圧ホロワ１４に接続され、その低イン
ピーダンス出力はキャパシタ１５ａを経て第１の電気−
光学セル８の第２人力に接続される。
第２レベルシフタ１０の非反転出力は、電圧分割器１３
にも接続され、この電圧分割器は、スイッチ５ｂ及びキ
ャパシタ１５ｂに直列に接続され、そしてこのキャパシ
タは第２の負の電気−光学セル１６の一方の入力に接続
され、その他方の入力はアースされている。
更に、制御回路は、第４図に番号２０で一般的に示され
た駆動回路も備えており、この駆動回路は、ソラーセル
パネル１と共に、この制御回路に含まれたユニットの電
源の機能を果たす。駆動回路２０は、Ｌｉバッテリ２１
を有し、その陽極は、カソード端子同志が接続された２
つの直列接続ダイオード２２及び２３を経て、ソラーセ
ルノ（ネル１の出力に接続され、そして）くツテリの陰
極は、スイッチ２４を経て接地することができる。
このスイッチ２４は、１８ビツトの２進カウンタ２５に
よって制御され、このカウンタがリセツ１−された時に
開成となる。カウンタ２５のクロックパルス入力は、発
振器９に接続され、そしてそのリセット入力は、オアゲ
ート２６の７出力に接続され、このオアゲートの一方の
入力はユニット２の出力に接続されそしてその他方の入
力は感圧スイッチ１０２（第１図）を経て高電圧に接続
さｈる。
この感圧スイッチは、例えば、溶接用の覆面の内部に配
置され、覆面を着用した時に閉じる。ダイオード２２と
２３との間には抵抗２８の一端力１接続され、その他端
は、スイッチ５Ｃに直列接続されたキャパシタ２９を経
てアースされ、更しこ、電圧安定化・倍電圧ユニット３
０に接続される。この実施例では、ユニット３０は、制
御回路内の各ユニットを駆動するために、３■、６■及
び−６Ｖの３つの直流出力を発生する。
レベルシフタ６及び１０の各々は、作動可能化入力と、
データ入力と、第１出力と、この第１人力に対して反転
された第２出力とを有している。
更に、レベルシフタは、基準電圧■ＳＳ及びＶＤＤ（こ
こでは、各々、３．２ｖ及び６Ｖ）が駆動回路２０から
供給される２つの電圧端子を有している。両方の出力は
高いインピーダンス出力であり、・作動可能化入力が低
レベルである場合にはデータ入力に送られる信号に拘り
ないものとなる。然し乍ら、作動可能化入力が高レベル
である場合には、第１の出力がデータ入力に基づくもの
となり、データ入力に論理”ＯＩＴが現われると、第１
出力はｖＳＳとなり、一方、データ入力に論理１１１１
１が現われると、この出力はＶＤＤとなる。他方の出力
に現われる電圧は第１出力の電圧と同じ大きさであるが
、符号が逆である。
第１の電気−光学セル８は正のセルであり、これは、セ
ルの入力にかかる電圧が増加する時に光透過度が低下す
ることを意味する。第２の電気−光学セルは負のセルで
あり、これは、印加電圧が減少する時に光透過度が低下
することを意味する。この第２の電気−光学セルは、保
安という点で特に効果がある。というのは、電圧が落ち
た時に、第２の電気−光学セルによって溶接光線が直ち
に減衰されるからである。
第４図ないし第６図を参照し、制御回路の作動モードを
説明する。第６図は、第１の電気−光学セル８のコント
ラスト（減衰度）を１つの溶接作業中の時間の関数とし
て示したものである。
溶接作業を開始する前には、回路が、状態Ｉと称するス
タンバイ状態にあり、この状態では、溶接作業の開始時
に第１の電気−光学セル８の切換時間の短縮化を考慮し
て、この第１の電気−光学セル８に小さなバイアス電圧
がかれられる。第６図には、溶接作業の開始時にいかに
してセル８のコントラストを実質的に増加させ、そして
その後、約５０ｍ５間高レベルに維持するかが示されて
いる。この初期状態を状態■と称する。５０ｍ５後、電
気−光学セル８のコントラストは若干低下するが、状態
Ｉの場合のコントラストよりは依然として相当に高い。
この作動状態においては、制御回路が状態■である。
スタンバイ状態■においては、ソラーセルパネル１がま
だ溶接光線を受けておらず、周囲から入射する光線の周
波数は、パネル１に発生する信号が増巾器及びフィルタ
ユニット２を通過できないような周波数であり、従って
、このユニット２の出力は、状態Ｉでは常に低レベルで
ある。この時、ワンショット回路３はトリガされず、そ
の出力、ひいては、第ルベルシフタ５の作動可能化入力
は、低レベルである。従って、第ルベルシフタ６の両出
力は、高インピーダンス状態であり、更に、非反転出力
は、この状態Ｉの間開じているスイッチ７を経てアース
される。従って、第１電気−光学セル８の第１人力もア
ースされる。
状態Ｉにおいては、排他的オアゲー１−４の出力が低レ
ベルであり、ノアゲー１〜５の出力が高レベルである。
これは、発振器９がら、第２レベルシフタ１０、電圧分
割器１２、スイッチ５ａ（状態夏において閉じている）
、電圧ホロア」４、及びキャパシタ１５ｂ　（信号の直
流成分を阻止する）を経て第１電気−光学セル８に信号
が送られることを意味する。この状態では、スイッチ４
ａを通る信号経路が阻止される。
電圧分割器１２で行なわれる電圧分割は、電気−光学セ
ル８のコントラストがスタンバイ状態Ｉにおいて比較的
低く、約１０％となるように調整される。このスタンバ
イ状態では、第２の電気−光学セル１６は、負の形式の
セルであるために透明であり、発振器９がら、第２のレ
ベルシフタ１０、電圧分割器１３、スイッチ５ｂ（この
状態では、閉じている）、及びキャパシタ１５ｂを経て
電圧信号が供給される。従って、スタンバイ状態■にお
いては、フィルタを透過する光が、第６図ｄに示す範囲
内となる。
スタンバイ状態Ｉにおいては、駆動回路２゜の状態が次
の通りである。この状態では、覆面に配置された感圧ス
イッチ１０２が閉じるでいるので、カウンタのリセット
入力が高レベルとなり、これは、カウンタ２５がリセッ
トされ、スイッチ２４が閉成されることを意味し、従っ
て、Ｌｉバッテリ２１が回路に接続され、種々のユニッ
トを駆動できる。
然し乍ら、周囲光が充分に強い場合には、これによって
回路を駆動でき、２つのダイオード２２及び２３によっ
てバッテリが切断される。溶接中は、抵抗２８がキャパ
シタ２９に接続され、著しく周波数変調された溶接光線
のためのローパスフィルタを形成する。然し、状態Ｉに
おいては、暗状態へのセルの切り換えが遅れないように
するため、このフィルタは回路接続されない。ユニット
３０では、ソラーセルパネル１又はバッテリ２１から受
けた電圧信号が安定化され、適当な駆動電圧及び基準電
圧に変換される。
状態■において、溶接作業が開始されると、次のような
事象が生じる。溶接炎からの周波数変調された溶接光線
がソラーセルパネル１に達し、増巾器及びフィルタユニ
ット２を通過できるような信号周波数の交流電圧が発生
され、従って、ユニット２の出力は、常時高レベルとな
る。ワンショット３がトリガされ、このワンショットの
出力、ひいては、第ルベルシフタ６の作動可能化入力が
、５０ｍ５間高レベルとなる。次いで、レベルシフタ６
の出力は、発振器９に接続されたデータ人力に現われる
入力信号に従うことになり、非反転出力と反転出力との
間には、ピーク・ピーク値１２ｖの交流電圧が現われる
。この交流電圧は、第１の電気−光学セル８に直結され
る。というのは、スイッチ７が開いており、これにより
、電気−光学セルの第１人力のアース接続が切断される
からである。
排他的オアゲート４は、消勢されたまＮであり、然も、
ノアゲートが消勢され、従って、スイッチ５ａ及び５ｂ
を通る電流路は、これらスイッチが開である時に遮断さ
れる。それ故、溶接時間の最初の５０＋ｎｓ間には、第
ルベルシフタ６からの信号のみが第１電気−光学セル８
に送られ、電気−光学セル８に印加される電圧は、この
セル８の暗状態への切り換え時間の短縮化を考慮して、
この状態の方が、残りの溶接時間中にこの電気−光学セ
ルに送られる電圧よりも著しく高くされる。
従って、スイッチ５ｂを経て第２の負の電気−光学セル
１６へ供給される電圧は、溶接作業の開始時に切断され
、それ故、この電気−光学セルは、第１の正の電気−光
学セル８を通過する光を更に減衰させる。
溶接作業の開始時にユニット２の出力が高レベルになる
と同時に、オアゲート２６が他方の入力で付勢される。
従って、カウンタ２５は、ゼロのまＮであり、スイッチ
２４が閉じ、バッテリ２１が回路接続される。然し、ソ
ラーセルパネルからの電圧がバッテリ電圧を越えると、
ダイオード２２によってこれが阻止され、バッテリ電圧
の不要な消費を回避する。Ｌｉバッテリの主たる目的は
、溶接光線の強度がその完全な値に達してソラーセルパ
ネルからの電圧が電気−光学セルを駆動するに充分なも
のとなる前に、暗状態へ切り換えるに充分な高い電圧を
供給することである。今や、スイッチ５ｃが閉じ、抵抗
１０８とキャパシタ１０９でローパスフィルタが構成さ
れ、溶接光線からの強く周波数変調された電圧を減衰す
るように働く。
溶接作業が５０ｍ５間行なわれた時に、制御回路は作動
状態■に入り、これは、第１の電気−光学セル８にか＼
る電圧が状態■の場合よりは低く、且つ状態Ｉの場合よ
りは高いことを特徴とする。
この状態■は、ワンショット回路３が５０ｍ５後に不作
動状態に復帰した時にスタートする。従って、ワンショ
ット回路３の出力は、低レベルであり、第ルベルシフタ
６が消勢され、これにより、第１の電気−光学セル８へ
このレベルシフタ６を経て信号が供給されず、第１の電
気−光学セル８の第１人力はスイッチ７を経てアースさ
れ、排他的オアゲート４が付勢され、従って、第１の電
気−光学セル８には、第２のレベルシフタ１゜から、可
変電圧分割器１１、閉成されているスイッチ４ａ、電圧
ホロア１４及びキャパシタ１５ａを経て、電気−光学セ
ル８の第２人力へ信号が供給される。この状態において
は、電気−光学セル８の第１人力がアースされているの
で、状態■中に電気−光学セルの入力に現われる電圧は
、状態■の場合よりも低くなる。
従って、作動状態■中には、本発明のフィルタによる光
透過度が、第３図Ｃの斜線領域Ｂに対応する。
状態■から状態■へ移行する際には、ノアゲートが消勢
されたまＮであり、且つ、駆動回路２０への入力信号が
変化しないので、駆動回路２゜もしくは第２の電気−光
学セル１６に何の変化も生じない。
以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、本
発明の精神及び範囲から逸脱せずに、多数の変更がなさ
れ得ることが当業者に容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による光学系統が設けられた溶接作業
者のヘルメットもしくは覆面の内部を示す斜視図であり
、 第２図は、溶接作業者のへ°ルメット又は覆面に用いる
本発明の光学フィルタの好ましい実施例を示す概略図で
あり、 第３図ａないしｄは、本発明によるフィルタシートの機
能を説明するための光透過度と波長の関係を示したグラ
フ、 第４図は、溶接作業者のヘルメット又は覆面の光学系統
を制御する制御回路の回路図であり、第５図は、第４図
の点Ａ−Ｄに対応する曲線を示す図であり、曲線Ａは、
ユニット２の出力に現われる電圧に対応し、曲線Ｂは、
ユニット３の出力に現われる電圧に対応し１曲線Ｃは、
排他的オアゲート４の出力電圧に対応し、そして曲線り
は、第１の電気−光学セル８の入力間の電圧に対応し、
そして 第６図は、スタンバイ状態Ｉと、５０ｍ５続く開始状態
■と、溶接作業の終了まで続く作動状態■とに分割され
た溶接作業中の３つの段階間で第１の電気−光学セルの
減衰度をいかに制御するかを示した図である。 １・・・ソラーセルパネル ２・・・増ｌＪ器又はフィルタユニット３・・・ワンシ
ョット回路 ６・・・第ルベルシフタ　７・・・スイッチ８・・・第
１の正の電気−光学セル ９・・・発振器　１０・・・第２レベルシフタ１１・・
・可変電圧分割器 １２・・・電圧分割器　１４・・・電圧ホロア１６・・
・第２の負の電気−光学セル １０１・・・溶接作業者の覆面 １０２・・・感圧スイッチ １０３・・・光学ユニット １０４・・・ヘッドバンド ３０２・・・ＵＶ−ＩＲ保護フィルタ ３０３．３０４．３０５・・第１電気−光学セル３０５
．３０７・・・第２電気−光学セル３０９・・・フィル
タシート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２つの平行な電気−光学セル（３０３−３０５；
    　３０５．３０７）を具備し、各々のセルは、その光透
    過度が、各セルに含まれた２つの透明電極に印加される
    電圧に応じて変化し、そして液晶の中間層を有しており
    、上記セルの一方（３０５，３０７）は、電圧が印加さ
    れた時に光透過状態となりそして電圧が印加されない時
    に光吸収状態となるような溶接用保護レンズ組立体の光
    学フィルタにおいて、上記セルのうちの少なくとも第１
    のセル（３０５，３０７）は、異方性光吸収特性のダイ
    分子の混合物を有するネマチック型のもの′であり、上
    記フィルタは、セルの光線路に配置されたフィルタシー
    １−（３０９）を有し、このフィルタシートは、上記第
    １のセルがその光吸収状態において残留光を透過する波
    長レンジからずれた波長レンジ内の光を透過できること
    を特徴とする光学フィルタ。
  2. （２）上記フィルタシート（３０９）は、上記残留光を
    吸収するように上記第１セル（３ｏ５．３０７）の光出
    口側に配置される特許請求の範囲第（１）項に記載のフ
    ィルタ。
  3. （３）上記第１セル（３ｏ５．３ｏ７）は、第２セル（
    ３０３−３０５）の光出口側に配置されて、そこからの
    平面偏光を受ける特許請求の範囲第（１）項又は第（２
    ）項に記載のフィルタ。
  4. （４）第２のセル（３０３−３０５）は、異方性光吸収
    のダイ分子の混合物をもたないネマチック型のものであ
    り、透明電極の各側には偏光フィルタがあり、この偏光
    フィルタは、実質的に電圧を印加しない時に第２セルが
    光透過性となり電圧を印加した時に光吸収性となるよう
    に構成される特許請求の範囲の前記各項いずれかに記載
    のフィルタ。
  5. （５）両方の電気−光学セルが、異方性光吸収のダイ分
    子の混合物を有するネマチック型のものである特許請求
    の範囲第（１）項ないし第（３）項のいずれかに記載の
    フィルタ。
  6. （６）電気−光学セルに印、加する電圧を選択すること
    によってフィルタの光透過度を制御する電気回路（第４
    図）を具備し、この電気回路は、短い時間巾の電圧を印
    加するためのタイミング回路（３）を有し、この電圧は
    、その後、光学フィルタが光透過状態から光吸収状態へ
    切り換えられる時に第２セルに印加する作用電圧より大
    きなものであり、更に、光検出器（１）を具備していて
    、その出力が電圧供給を与えると共に、バイパスフィル
    タ（２）を経て上記タイミング回路（３）のトリガ入力
    に接続され、このバイパスフィルタの限界周波数より高
    い周波数で変調された光を上記光検出器が受けた時に上
    記タイミング回路を特徴とする特許請求の範囲第（４）
    項に記載のフィルタ。
  7. （７）補助電源として働（バッテリ（２１）を更に具備
    し、上記バイパスフィルタ（２）の出力にスイッチ（２
    ４）及び遅延ユニット（２５）が接続されていて、上記
    光検出器が上記光の受光を停止した構成る遅延時間をお
    いて上記バッテリを切断する特許請求の範囲第（６）項
    に記載のフィルタ　。
JP60032991A 1984-02-24 1985-02-22 溶接用保護レンズ組立体の光学フイルタ Granted JPS60227228A (ja)

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