视觉防护滤光镜制造技术

本发明专利技术公开了一种视觉防护滤光镜，该视觉防护滤光镜包括多层光学膜和中性密度光学滤光器。

Visual protective filter

The invention discloses a vision protective filter, which comprises a multilayer optical film and a neutral density optical filter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视觉防护滤光镜
技术介绍
由于可能存在不期望的可见光辐射、紫外线辐射和/或红外线辐射水平，许多活动可以受益于视觉防护。此类活动的一个示例是焊接。对于焊接和其他活动，工业上用于眼睛和面部防护的安全标准由美国国家标准协会(ANSI)在ANSIZ87.1-2010中公布，该文献以引用方式并入本文。该ANSI标准基于发光的远紫外光、近紫外光、红外光和蓝光的加权透射率而定义一组遮光系数(等级)。
技术实现思路
概括地说，本文公开一种视觉防护滤光镜，其包括多层光学膜和中性密度光学滤光器。在以下具体实施方式中，这些方面和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应当将此广泛的
技术实现思路
理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，不论此类主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中给出还是在修订的专利申请的权利要求书中呈现，或者另外是在申请过程中呈现。附图说明图1为本文所公开的示例性视觉防护滤光镜的示意性剖面侧视图。图2包含用于现有技术的视觉防护滤光镜的透射光谱。图3包含用于本文所公开的示例性中性密度光学滤光器的透射光谱。图4包含图3的中性密度光学滤光器的透射光谱的可见范围部分的放大图。图5包含用于本文所公开的示例性多层光学膜的反射光谱。图6包含用于本文所公开的另一个示例性多层光学膜的反射光谱。图7包含用于示例性视觉防护滤光镜的透射光谱，该示例性视觉防护滤光镜包括与示例性多层光学膜组合的示例性中性密度光学滤光器。图8示出可以与本文公开的视觉防护滤光镜一起使用的示例性个人防护设备。在各图中，类似参考标号指示类似元件。一些元件可能以相同或等同形式的倍数呈现；在此类情况下，参考标号可能仅标出一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图形和绘图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本专利技术的不同实施方案的目的。特别地，除非另外指明，否则仅用例示性术语描绘各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管本公开中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“正面”、“背面”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”的术语，但应当理解，除非另外指出，否则那些术语仅以它们的相对意义使用。术语诸如向外、最外等是指当个人防护设备适配到使用者时朝向辐射源的方向，期望使用者的眼睛从所述辐射源被遮蔽。因此，例如，图8为头盔的向外侧的视图。术语诸如向内、最内等是指通常远离向外方向的方向(即朝向使用者眼睛的方向)。本文中对数值参数(尺寸、比率等)的所有参考被理解为可通过使用从参数的多个测量值得出的平均值来计算(除非另有说明)，特别是对于参数可变的情况。具体实施方式术语表滤光镜意指至少一个多层光学膜以及中性密度光学滤光器，它们不可分开地接合在一起作为可按单个单元处理(例如，可以安装到个人防护设备的可见光透光窗格)的片状组件。视觉防护滤光镜意指被配置为用于由使用者佩戴的个人防护设备(例如，头套诸如头盔或遮阳板，眼镜诸如护目镜等)的滤光镜。根据定义，视觉防护滤光镜不涵盖汽车玻璃或建筑窗口、电子显示器(诸如智能手机、平板计算机、电视机和监视器等的电子显示器)及其部件。多层光学膜意指由第一双折射有机聚合物和第二其他有机聚合物的多个共挤出、不可分开的交替层制成的膜，并且其被设计为优先反射在预定波长范围中延伸的初级反射频带中的辐射。(术语“不可分开”代表在通常使用部件为零件的实体时彼此不分开的部件)。中性密度光学滤光器意指多个层，它们共同表现出在300nm至1500nm的波长范围中小于30的透光百分比，以及绝对值小于约7透光百分比/100nm的可见光透射斜率。遮光系数意指根据ANSIZ87.1-2010测量和计算的参数。左频带边缘意指这样的波长，在该波长下由多层光学膜的主反射频带的左(较短波长)边缘表现出的反射率百分比跨越50。如在图1中的示例性实施方案中所示，本文所公开为滤光镜1，该滤光镜包括与中性密度光学滤光器40组合的至少一个多层光学膜20。多层光学膜20和中性密度光学滤光器40处于相同光路中；通常，中性密度光学滤光器40的层的主表面(例如，图1的主表面41)将粘结到多层光学膜20的主表面(例如，图1的主表面21)。(如本文后面详细论述的，如果在此类粘结中使用了粘合剂，则此类粘合剂被认为是中性密度滤光器40的一部分，因此在这种情况下，粘合剂的主表面可以提供中性密度光学滤光器40的主表面41。)如图8中的示例性实施方案所示，滤光镜1被构造成与个人防护设备100(例如，呼吸器)一起使用。因此，如本文稍后详细论述的，滤光镜1表现出至少为3的遮光系数。如本文所公开的滤光镜1解决例如对于在个人防护设备中使用的视觉防护滤光器的长期问题。这在图2中示出，该图2呈现用于作为波长函数的辐射的透光百分比的公开数据，该数据用于商购获得的遮光系数为3的视觉防护透镜(具体地，可从伊利诺伊州斯密斯菲尔德的斯博瑞安防护美洲公司(SperianProtectionAmericas,Inc.,Smithfield,IR)得到的UVEXINFRA-DURA3.0透镜)。从图2可以看出，该透镜在绿光范围(约500nm-570nm纳米(nm))中允许的透光百分比显著高于该透镜在红光范围(约620nm-740nm)中允许的透光百分比。(如本文所提及的所有此类波长范围(例如，绿色、红色、红外和近红外)为标称范围，因为在由不同来源报告的此类范围之间的边界中存在一些差值)。此类现象有时可以导致穿过视觉防护透镜的可见光具有由透镜的使用者观察到的明显绿色。这可以由一些使用者感知为不期望的，并且是例如在焊接操作中使用的视觉防护设备长期存在的问题(如PCT专利申请公布WO2008/074176所述)。这种现象显示出至少部分原因在于这样的事实：为了满足ANSIZ87.1-2010的要求，红外(IR)范围中的辐射透射必须显著受限(例如，在遮光系数为3的产品的情况下，受限于小于约9％的(加权)最大红外平均透射率)。虽然不希望受理论或机制限制，但本专利技术人已经发现，使用常规红外线阻挡(例如，红外吸收)材料来实现这一点(特别是使用此类材料来阻挡近红外线)可以引起透射的红光的显著减少(除了期望的红外线减少之外)，从而引起上述现象。专利技术人已经发现光学元件的新颖且独特的组合可以使上述问题最小化。具体地，如稍后详细论述的，本文使用的滤光镜1依赖于在300nm至1500nm波长范围(因而覆盖紫外(UV)范围到红外范围)内表现出小于30的透光百分比并且特别地在可见光范围内表现出相对平坦透光百分比的中性密度滤光器40。对于示例性中性密度滤光器，用实验方法得到的300nm-2500nm范围内的透光百分比在图3中呈现，并且在400nm-1000nm范围内的透光百分比的放大视图呈现在图4中。中性密度滤光器40与至少一个多层光学膜(MOF)20组合地使用，该多层光学膜优先地反射主反射频带中的辐射，该主反射频带中的辐射至少包括近红外范围(约740nm-1400nm)的显著部分。对于示例性多层光学膜，用实验方法得到的400nm-2000nm范围内的反射百分比呈现在图5中。专利技术人已经发现，将中性密度滤光器40与至少一个适当配置的多层光学膜20组合可以显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉防护滤光镜，包括：多层光学膜，所述多层光学膜表现出约600nm至约900nm范围内的左频带边缘；和中性密度光学滤光器，其中所述视觉防护滤光镜表现出为3至7的遮光系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.05 US 62/087,8431.一种视觉防护滤光镜，包括：多层光学膜，所述多层光学膜表现出约600nm至约900nm范围内的左频带边缘；和中性密度光学滤光器，其中所述视觉防护滤光镜表现出为3至7的遮光系数。2.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述视觉防护滤光镜附接到个人防护设备的可见光透射窗格的主表面，所述个人防护设备选自由护目镜、头盔、面罩、呼吸器和安全眼镜组成的组。3.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述视觉防护滤光镜为存在于个人防护设备的自动变暗滤光器的光路中的被动视觉防护部件。4.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述视觉防护滤光镜表现出为3的遮光系数。5.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度滤光器的至少一层的主表面附接到所述多层光学膜的主表面。6.根据权利要求5所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度滤光器的至少一层的主表面粘附于所述多层光学膜的主表面。7.根据权利要求5所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度滤光器呈组件的形式。8.根据权利要求7所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度滤光器组件粘附于所述多层光学膜的主表面。9.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度光学滤光器表现出绝对值不大于约4透光百分比/100nm的可见光透射斜率。10.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度光学滤光器表现出绝对值不大于约2透光百分比/100nm的可见光透射斜率。11.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述中性密度滤光器在300nm至1500nm的波长范围内表现出小于20的透光百分比。12.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述多层光学膜表现出约650nm至约850nm范围内的左频带边缘。13.根据权利要求1所述的视觉防护滤光镜，其中所述左频带边缘表现出至少约1透光百分比/n...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·E·哈洛克，乔伊·L·曼斯科，布里顿·G·比林斯利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US