[发明专利]弯曲的自动变暗滤光器

说明书

本发明涉及响应于入射光从明透射状态变为暗透射状态的弯曲滤光器。弯曲的可切换滤光器具有设置在薄型、柔性、玻璃基片之间的至少一个液晶层。

背景技术

自动变暗滤光器通常具有响应于入射光从明透射状态自动地变成暗透射状态的可切换滤光器。通常通过利用位于个体防护设备上或者作为个体防护设备的部分的光电探测器来实现该切换。光电探测器识别待过滤的入射光的存在，并且电子模块生成控制电压，所述控制电压在被施加到可切换滤光器时导致滤光器从明透射状态变成暗透射状态。

自动滤光器已被设计成包含位于偏振膜之间的液晶盒。授予的美国专利4,240,709描述了可切换滤光器，所述可切换滤光器具有被夹在一对相互交叉的偏振器之间的单个扭转向列型液晶盒。液晶盒通常为包括透明电极和对齐层的平坦的、光学透明的玻璃基片。当在电子模块的控制下将电压施加在液晶盒上时，液晶分子沿特定方向对其自身进行取向。许多可商购获得的产品利用这种类型的可切换滤光器。

自动变暗滤光器在防护罩中的应用提供重要的人体工程学有益效果。以前，焊工例如在打接焊弧时不得不向下“摆动”他们的焊接防护罩，以确保他们的眼睛不受焊炬光危害。自动焊接滤光器消除了这种动作，因为焊接防护罩能够被连续地放置在向下的位置。因此，焊接模式质量已得到大体改善，因为可实现更精确的电极布置。生产力改善也已被注意到，因为碾磨和返工已得到相应地降低。

然而，现有的平坦玻璃自动变暗滤光器可将相当大的重量添加到最终产品(诸如焊接防护罩)，这继而可对使用者颈部和肩部产生应力和张力。典型玻璃夹心构造的矩形构造还往往会限制佩戴者的视野。已知的焊接滤光器通常因刻划和断裂刚性玻璃基片方面的困难已被局限于矩形构造。

术语表

下文说明的术语具有以下含义：

“自动变暗滤光器”是指响应于来自光本身的输入并且在没有来自人的输入的情况下使光衰减的装置；

“带通滤光器”是指允许一定频率范围内的光穿过其中但是拒绝其他频率的光通过的装置；

“弯曲的”是指当沿横截面观察时不遵循直线；

关于玻璃层的“变形”是指能够在距固定点50mm的悬臂距离上弯曲5毫米(mm)而不断裂；

“电场”是指电荷周围的区域，该区域可生成可施加到带电粒子和分子上的力；

“柔性的”是指能够经受变成弯曲形状的变形而不破裂；

“玻璃”是指能够透射可见光的无机的无定形的非结晶固体材料；

“玻璃层”或者“玻璃片”是指具有宽度和长度显著大于厚度的维度的玻璃；

“并置的”是指并列型放置但不一定相互接触；

“液晶层”是指具有处于液相的分子的层，该分子相对于彼此具有一些取向次序并且具有响应于电场而对齐的能力；

“低扭转性”是指具有小于90度的扭转角度；

“向列型分子”是指响应于电场表现出平行轴的分子；

“光学透明的”是指可见光可充分地穿过其中以在结构的相对侧上看到期望的图像；

“正交的”是指相互成直角；

“偏振”是指致使光按照明确的模式振动；

“偏振器”是指具有使可见光偏振的能力；

“偏振方向”是指由光的偏振导致的取向；

“旋转”是指改变取向；

“传感器”是指可检测限定光源的存在并且可将信号传送到另一个装置的装置；

“信号”是指电量，诸如电压；并且

“扭转角度”是指两个表面之间的取向角度差。

发明内容

本发明提供了可切换滤光器，所述可切换滤光器包括第一偏振器、第二偏振器和第一液晶盒。第一偏振器具有第一偏振方向，并且第二偏振器具有第二偏振方向。第二偏振方向与第一偏振方向相同或不同。第一液晶盒设置在第一偏振器和第二偏振器之间。第一液晶盒包含第一光学透明的柔性玻璃层和第二光学透明的柔性玻璃层，并且具有位于第一光学透明的柔性玻璃层和第二光学透明的柔性玻璃层之间的液晶层。