自動電力管理を備えた自動遮光フィルタ
防護自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）は、自動電力管理能力を備える。ＡＤＦは、前記ＡＤＦがその時点で使用中であるか否かに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する、電力管理制御装置を備える。一実施形態では、前記ＡＤＦが使用中であるかどうかを判定するために、前記電力管理制御装置は、前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する運動センサを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接工のトーチからの光の入射を濾光するために溶接ヘルメット上で使用できる、自動遮光液晶防護シールド又はフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動遮光液晶防護シールドは、また、自動遮光フィルタ若しくはＡＤＦとしても知られるが、強いレベルの入射光からの防護が望まれる溶接のような用途にしばしば使用される。典型的なＡＤＦは、溶接アークのグレア（眩光）に曝されていないときの明（クリア若しくは透明）状態から、そのようなグレアに曝されているときの暗（ほとんど不透明）状態へとフィルタを変化させる、バッテリによって動作する電子制御回路を含む。これによって、溶接工が、溶接作業を実施でき、また防護シールドを取り外すことなく溶接領域の外で仕事を行えるようになる。ＡＤＦは、偏光フィルタと液晶素子の層との組み合わせから構築することができる。そのようなフィルタの例が、米国特許第６，０９７，４５１号及び同第５，８２５，４４１号（いずれもホーネル（Hornell）及びパーマー（Palmer））に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、自動電力管理を含む防護自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＡＤＦは、前記ＡＤＦがその時点で使用中であるか否かに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する、電力管理制御装置を備える。一実施形態では、前記ＡＤＦが使用中であるかどうかを判定するために、前記電力管理制御装置は、前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する運動センサを備える。
【０００５】
一実施形態では、本発明は、自動遮光フィルタであって、ＡＤＦヘルメットと、制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化する、前記ＡＤＦヘルメット内に据え付けられた切り替え可能フィルタと、入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を前記切り替え可能フィルタへと送信する切り替え可能フィルタ制御装置と、前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する電力管理制御装置とを備える、自動遮光フィルタを構成する。
【０００６】
他の実施形態では、本発明は、前記自動遮光フィルタの動きを感知する工程と、感知された前記動きに基づいて前記自動遮光フィルタへの電力を制御する工程とを含む方法を含む。
【０００７】
用語「自動遮光フィルタ」（ＡＤＦ：automatic darkening filter）は、ヘルメットと、溶接などの環境又は過度にまぶしい光によって人間の目が損傷する虞のある他の環境において過剰なグレアからユーザの目を防護するように設計された切り替え可能フィルタとを含む、防護デバイスを意味する。用語「自動電力管理」は、ユーザの積極的な行動（ＯＮ／ＯＦＦボタン若しくは他の電力制御スイッチを押すなど）なしにデバイスへの電力を自動的に制御することを意味する。用語「切り替え可能フィルタ」は、制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化することのできるフィルタを意味する。用語「切り替え可能フィルタ制御装置」は、入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を切り替え可能フィルタへと送信する装置を意味する。用語「運動センサ」は、位置、加速度、傾斜、衝撃、及び／又は振動などの動きを示すいくつものパラメータのうちのいずれかを感知するセンサを意味する。用語「電源」は、バッテリ、パワーサプライ、ジェネレータ、コンデンサ、燃料電池、ＡＣ電源、又は他のいずれかの種類の電力供給装置など、電力をそれによって供給できるあらゆるデバイス又は機構を意味する。用語「電力管理制御装置」は、ＡＤＦの動きを感知し、且つ感知された動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する装置を意味する。
【０００８】
本発明の１以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明をそれとともに使用できる種類の自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）ヘルメット１０の一例の斜視図である。ＡＤＦヘルメット１０は、ヘルメットシェル１２内で支持された自動遮光フィルタレンズ２０を含む。自動遮光フィルタレンズ２０は、ヘルメットがユーザによって着用されたときに該フィルタレンズが着用者の目の真正面にくるように、ヘルメットシェル１２内に据え付けることができる。一実施形態では、レンズ２０は、交換可能である。レンズ２０は、矩形（若しくは他の形状の）フレーム又はハウジングの形態を呈してよい。ヘルメットシェルの例は、例えば、米国特許第６，１８５，７３９号、同第５，５３３，２０６号、同第５，１９１，４６８号、同第５，１４０，７０７号、同第４，８７５，２３５号、及び同第４，８５３，９７３号に見ることができる。ＡＤＦヘルメット１０には、また、それらの内部に清浄な空気が供給されていてもよく、したがって該ＡＤＦヘルメット１０は、呼吸ゾーンを周囲空気から隔てるためのフェイスシールを含んでよい。そのようなフェイスシールの一例は、米国特許出願第１０／９８７，５１２号、同第１０／９８７，６４１号、同第１０／９８８，７８９号、同第２９／２１７，１５５号、同第２９／２１７，１５３号、同第２９／２１７，１５４号、同第２９／２１７，１０７号、同第２９／２１７，１５６号に示されている。
【００１０】
図２は、自動遮光フィルタレンズ２０の一例の分解図を示す。この実施形態では、自動遮光フィルタレンズ２０は、２枚の交換可能な防護プレート２２と２４との間に据え付けられた切り替え可能フィルタ３０を含む。切り替え可能フィルタ３０は、明状態から暗状態へと変化でき、ＡＤＦヘルメット１０内に据え付けられた制御電子機器によって制御される。図２に示される実施形態では、切り替え可能フィルタ３０は、７枚の異なる層、すなわち、ＵＶ／ＩＲフィルタ３１、３枚の偏光子３２、３４、及び３６、２枚の液晶素子３３及び３５、並びにカバーガラス３７の積層体である。ＵＶ／ＩＲフィルタ３１は、レンズがＯＮであるかＯＦＦであるか明であるか暗であるかに関わらず、有害な放射線を絶えず遮断する。制御電子機器（後述）による補助下で、液晶素子３３及び３５は、溶接アークを検出し、且つレンズを瞬時に遮蔽することによって溶接アークに反応する、シャッターの機能を果たす。好適な切り替え可能フィルタの例が、米国特許第６，０９７，４５１号及び同第５，８２５，４４１号、並びに同一出願人による同時継続中の米国特許出願（マグヌッセン（Magnusson）ら、２００５年３月１１日出願）に記載されている。
【００１１】
一実施形態では、第１及び第２の液晶素子３３及び３５は、低ツイスト液晶セルである。液晶セル３３及び３５には、制御電圧をそれによって印加できるコネクタ（図示せず）が設けられる。また、一部の実施形態では、以上で参照した米国特許第５，８２５，４４１号に記載されているように、第１の偏光子２４及び第３の偏光子３２の偏光の向きは、第２の偏光子５６の偏光の向きに対してほぼ垂直である。他の実施形態では、以上で参照した米国特許出願（マグヌッセン（Magnusson）ら、２００５年３月１１日出願）に記載されているように、第１の偏光子２４又は第３の偏光子３２の少なくとも１つの偏光の向きは、第２の偏光子５６の偏光の向きに対してほぼ垂直からずれている。図２には特定の切り替え可能フィルタの構造が示され記載されているが、切り替え可能フィルタ３０は、また、当該技術分野において既知の他の形態を呈することもでき、本発明は、この点に関して制限されない。
【００１２】
図３は、全体的に参照番号４０によって言及されるＡＤＦのブロック図である。ＡＤＦ４０は、切り替え可能フィルタ３０と、切り替え可能フィルタ制御装置５０と、電力管理制御装置６０とを含む。切り替え可能フィルタ制御装置５０は、光センサ５４とフィルタコントローラ５２とを含む。フィルタコントローラ５２は、光センサ５４によって検出された入射光のレベルに応答して、切り替え可能フィルタ３０によってもたらされる遮蔽の程度を制御する。このために、フィルタコントローラ５２は、入射光の検出されたレベルを示す光センサ５４からの信号を受け取り、電圧など、対応するフィルタ制御信号を生成する。フィルタコントローラ５２は、これらのフィルタ制御信号を切り替え可能フィルタ３０に適用し、したがって、入射光の検出されたレベルに応答して、切り替え可能フィルタ３０によってもたらされる遮蔽の程度を制御する。例えば、光センサ５４が溶接アーク又は他の入射光源の存在を検出するときには、フィルタコントローラ５２は、対応する制御電圧を発生させてその制御電圧を切り替え可能フィルタ３０の液晶素子３３及び３５（図２参照）に印加することができる。制御電圧は、切り替え可能フィルタ３０を暗くして、溶接アークのグレアからユーザを防護させる。制御電圧の大きさ、したがって提供される遮蔽の程度は、入射光の強度に応じたものであってよい。溶接アーク又はユーザがそれから防護されるべき他の入射光源が存在しない場合、フィルタコントローラ５２は、液晶素子３３及び３５への制御電圧を低減し、又はなくし、したがってフィルタ３０をより透明にする。ゆえに、切り替え可能フィルタ３０は、溶接作業を実施しながらユーザを防護し、防護ヘルメットを取り外すことなくユーザが溶接領域の外で他の仕事を行えるようにする。
【００１３】
電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０に自動電力管理能力を与える。すなわち、電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０がその時点で使用中であるかどうかに基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。本発明の目的では、電力管理制御装置６０は、感知された動きからＡＤＦ４０の使用を推測する。電力管理制御装置６０は、そのような動きを、例えば、溶接作業を実施するための準備の際にユーザがＡＤＦ４０を手に取る又は身に着けるときに感知することができる。電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０の動きを感知し、感知された動きに基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。
【００１４】
電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０が使用中であるかどうかを絶えず監視し、それに応じてＡＤＦ４０を作動又は動作停止させる。ＡＤＦ４０が使用中でないときには、電力管理制御モジュール６０がＡＤＦ４０を動作停止させる。動作停止されたときには、ＡＤＦ４０は、低（若しくは無）電力の休止モード又はＯＦＦ状態で動作する。ユーザが溶接ヘルメットを手に取るときに感知される動きのようなユーザ活動を検出すると、ＡＤＦ４０を自動的に「目覚めさせ（wake up）」若しくは作動させ、アクティブモードに入らせる。他方、運動センサ６８から受け取られる信号が、ユーザによって開始される活動が指定期間にわたって検出されなかったことを示すときには、電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０を動作停止させて、ＡＤＦ４０を休止モードに戻す。
【００１５】
図３に示される実施形態では、電力管理制御装置６０は、バッテリなどの電源６６と、運動センサ６８と、信号処理フィルタ６２と、電力コントローラ６４とを備える。電力コントローラ６４と運動センサ６８とは、相まって、ＡＤＦ４０の自動電力管理能力を提供する働きをする。運動センサ６８は、ＡＤＦ４０の動きを感知し、動きを示す信号を生成して、その信号を信号処理フィルタ６２を経由して電力コントローラ６４へと送信する。信号処理フィルタ６２は、これらの信号のうち小さな一時的外部振動に起因するものを除去する。信号処理フィルタ６２は、電力コントローラ６４による分析のために、何らかのユーザ活動に関係している可能性のある他の信号を通過させる。
【００１６】
電力コントローラ６４は、感知された任意の動きが予め選択された閾値条件を満たすかどうかを判定するために、運動センサ６８から発信される信号を分析する制御ロジックを含む。閾値条件は、ユーザ活動の結果として起こり得る、感知される動きの最低レベルに相当する。電力コントローラ６４は、感知された運動に基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。閾値条件が満たされる場合、電力コントローラ６４は、作動信号を生成してその作動信号を切り替え可能フィルタ制御装置５０へと送信する。この作動信号は、ＡＤＦ４０を本質的に「目覚めさせ（wakes up）」て、ＡＤＦ４０をＯＮ状態に入らせる。作動されたときには、ＡＤＦ４０は、完全自動遮光防護をもたらして、前述のように検出された周囲光の存在又は欠如に応答して明状態から暗状態に切り替える。
【００１７】
運動センサ６８は、位置、加速度、傾斜、衝撃、及び／又は振動などの動きを示すいくつものパラメータのうちのいずれかを感知することができ、本発明がこの点に関して制限されないことを理解すべきである。一実施形態では、運動センサ６８は、ＡＤＦ４０がＯＦＦ状態にあるときには電力を全く必要としない完全に受動的なデバイスである。そのような受動的感知デバイスの例としては、例えば、ゆるく接続された電気接点（例えば、１つ若しくは２つの金めっきボール）から成る機械的振動／動きセンサ、２軸若しくは３軸加速度計（例えば、完全に一体化されたシリコンデバイス）、又は運動、傾斜、衝撃、振動、及び／若しくは動きを示す他の情報を感知する他のいずれかの種類の既知のセンサを挙げることができる。他の実施形態では、運動センサ６８は、ＯＦＦ状態では最小量の電流しか取り出さない低電力センサであってよい。
【００１８】
運動センサ６８は、いくつかの種類の振動／動きセンサのうちのいずれかであってよいが、一実施形態では、関心のある信号は、運動センサ６８の機械的加速度である。この加速度信号は、所与の閾値を超える任意の全方向加速度成分の弁別型バイナリインジケータなどの形態であることができる。他の実施形態では、加速度信号は、軸ごとに別個の絶対加速度値をもつ３軸加速度計など、より複雑な形態を呈することができる。
【００１９】
電力コントローラ６４は、概念的に、第１の振動イベント（すなわち、運動センサ６８によって感知される動き）の検出時に作動される状態機械として表すことができる。４つのシステム状態Ｓ０〜Ｓ３の例は、次のように記述することができる。
【００２０】
【表１】
【００２１】
図４Ａ〜４Ｃは、前述の状態Ｓ０〜Ｓ３について状態間の移動を説明するタイミング図を示す。図４Ａ〜４Ｃの最上段は、それぞれ参照番号７０、７６、及び８２によって全体的に示された振動イベントを示す。中央の段は、それぞれ参照番号７２、７８、及び８４によって全体的に示されたシステム状態Ｓ０〜Ｓ３を示す。最下段は、それぞれ参照番号７４、８０、及び８６によって全体的に示されたＡＤＦのステータス（例えば、ＯＮ又はＯＦＦ）を示す。
【００２２】
図４Ａは、参照番号７０によって全体的に示された、システムをＯＮ状態へと作動させることにならない、短期の振動イベントを示す。状態Ｓ０（ＯＦＦ／動作停止）の間に、小さな（短い持続時間の）振動イベントが時間ｔ０で起こり、システムを状態Ｓ１へと移行させる。状態Ｓ１になった後、システムは、時間ｔ１まで待機する。状態Ｓ１（時間枠ｔ１−ｔ０）の間、振動イベントが継続する。時間ｔ１で、システムは、状態Ｓ２へと移行し、時間枠ｔ２−ｔ１の間、振動イベントを探す。状態Ｓ２（時間枠ｔ２−ｔ１）の間に振動イベントが存在しないので、システムは、作動されず、時間ｔ２で状態Ｓ０へと戻る。
【００２３】
図４Ｂでは、より大きな（より長い持続時間の）振動が、システムを作動させてＯＮ状態である状態Ｓ３に移行させることになる。この場合、参照番号７６によって示される振動イベントが、状態Ｓ２において時間ｔ３で起こる。時間ｔ３がｔ２−ｔ１時間枠内で（換言すれば、時間ｔ２よりも前に）起こるので、システムは、作動され、状態Ｓ３、すなわちＯＮ状態に入る。
【００２４】
図４Ｃでは、システムは、参照番号８６によって示されるように時間ｔ０でＯＮ（状態Ｓ３）である。ＯＮ状態Ｓ３の間、システムは、自動遮光フィルタの動きを絶えず監視する。予め規定された期間中に動きが感知されない場合、電力管理制御装置６０は、自動遮光フィルタが使用中ではないものとみなし、ＡＤＦ４０を動作停止させる。図４Ｃでは、予め規定された期間は、時間枠ｔ４−ｔ０である。ｔ４−ｔ０時間枠の間に振動イベントが感知されないので、電力管理制御装置６０は、システムを動作停止させて状態Ｓ０、すなわちＯＦＦ状態に戻す。
【００２５】
一部の実施形態では、環境に応じて、時間枠ｔ１−ｔ０は、例えば０．５秒〜３秒の範囲内のどこであってもよい。時間枠ｔ２−ｔ１は、例えば、０．５〜３秒の範囲内のどこであってもよい。時間枠ｔ４−ｔ０は、例えば、１分〜１０分の範囲内のどこであってもよい。ただし、これらの時間枠に修正を加えることができ、また、数ある因子の中でも特に、使用の種類及び／又はＡＤＦが使用されることになる特定の環境によっては、記載された範囲外の他の時間枠もまた適している場合があることを理解すべきである。したがって、本発明は、この点に関して制限されない。
【００２６】
図５は、電力管理制御装置６０がそれによってＡＤＦ４０への電力を自動的に管理する、プロセスの一例を示すフローチャートである。ＯＦＦ状態（Ｓ０）（９０）で始まるプロセスについて記載するが、プロセスをまた任意の時点で記載できることを理解すべきである。
【００２７】
ＯＦＦ状態Ｓ０（９０）で、電力コントローラ６４は、振動イベントに関して運動センサ６８から発信される信号を分析する（９１）。閾値条件を満たす振動イベントが検出されない場合、システムは、ＯＦＦ状態Ｓ０にとどまる（９０）。閾値条件を満たす振動イベントが検出された場合（９１）、システムは、状態Ｓ１へと移行し、第１の時間ｔ１まで待機する（９２）。時間ｔ１が経過した後、システムは、状態Ｓ２へと移行する（９３）。次いで、電力コントローラ６４は、時間枠ｔ２−ｔ１の間の振動イベントに関して運動センサ６８から受け取った信号を分析する（９４）。この時間枠の間に振動が検出されない場合、電力コントローラ６４は、検出された最初の振動が、ユーザによって開始される活動とは相関がなかったものと見なし、ＯＦＦ状態Ｓ０へと戻る（９０）。
【００２８】
他方、閾値条件を満たす振動イベントが時間枠ｔ２−ｔ１の間に検出された場合（９４）、電力コントローラは、その動きがユーザによって開始された活動に相当すると見なし、デバイスは、ＯＮ状態Ｓ３へと移行する（９５）。ＯＮ状態になった後、電力コントローラ６４は、振動イベントに関して運動センサから受け取った信号を分析する。閾値条件を満たす振動イベントが起こり続ける限り、システムは、ＯＮ状態Ｓ３にとどまる。ただし、ＯＦＦ条件が満たされたときには（９６）常に、電力コントローラ６４は、デバイスがもはや使用中ではないものと見なし、システムをＯＦＦ状態Ｓ０へと戻す（９０）。
【００２９】
適切なＯＦＦ条件（９６）の例としては、例えば、規定された期間にわたる検出された溶接光の欠如、規定された期間にわたる感知された動きの欠如、規定された期間にわたるそれ以外のユーザ活動（ＡＤＦユーザ制御の操作など）がないこと、又はＡＤＦがその時点で使用されていないことを示す他の適切な条件を挙げることができる。例えば、閾値条件を満たす振動イベントが指定期間にわたって検出されない場合、電力コントローラ６４は、ＡＤＦ４０がもはや使用中ではないと見なすことがあり、システムをＯＦＦ状態Ｓ０へと戻すことがある。この指定期間は、例えば、１分〜１０分の間のどこに設定されてもよい。指定期間は、製造業者によって決定且つ設定されてもよく、又はユーザが設定可能であってもよく、また、ＡＤＦが使用される環境に適した時間の長さをもたらすように選択されてよい。
【００３０】
電力コントローラ６４及び／又はフィルタコントローラ５２は、プログラム可能なプロセッサに前述の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体として具体化されてよい。「コンピュータ可読媒体」としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去書き込み可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気ハードドライブ、磁気ディスク若しくは磁気テープ、光ディスク若しくは光磁気ディスク、又はホログラフィー媒体などが挙げられるが、これらに限定されない。命令は、１以上のソフトウェアモジュールとして実装されてよく、それらのソフトウェアモジュールは、それらだけで実行されても、他のソフトウェアと併せて実行されてもよい。「コンピュータ可読媒体」は、また、伝送回線若しくは無線通信チャネル上で命令を転送するように変調又はエンコードされた搬送波を含んでよい。
【００３１】
本発明は、また、本明細書に記載の機能又は方法を実行するための論理回路を含む１以上のデバイスとして具体化されてもよい。論理回路としては、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など、一般用にプログラム可能であっても又は専用であってもよいプロセッサを挙げることができる。
【００３２】
本明細書に記載の技術の１以上を、部分的に又は完全にソフトウェアで実行することができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、すなわち、前述した技術の１以上を実施するためにプロセッサが実行できるプログラムコードを、格納する、ないしは別の方法で含むことができる。
【００３３】
本明細書に記載の発明は、いくつかの利点を有する。例えば、ヘルメットが手に取られるときにＡＤＦが自動的に作動するので、ユーザは、システムを使用可能状態にするために特別な措置をとる必要がない。さらに、制御回路によって、必要とされるときにシステムが作動されることが保証されるので、ユーザがＡＤＦをオンにするのを忘れてアクティブな防護を受けないという危険が低減される。システムは、また、使用中でないときにはデバイスの電力を下げ、必要とされるときにだけデバイスを作動させることによって、電気エネルギー（例えば、バッテリ寿命）を節約することができる。また、エネルギー消費がより低いので、より小さくより軽いバッテリを使用することができる。
【００３４】
背景技術の項で引用したものを含めて、以上で引用したすべての特許及び特許出願は、全体を本明細書に参考として組み込まれる。
本発明の様々な実施形態を説明した。上記及び他の実施形態は、特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】自動電力管理を有する、自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）ヘルメット１０の一例の斜視図。
【図２】ＡＤＦレンズ構造２０の実施形態の一例の分解図。
【図３】図２の切り替え可能フィルタ３０と、自動電力管理を備えたＡＤＦの制御電子機器４２とのブロック図。
【図４Ａ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図４Ｂ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図４Ｃ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図５】ＡＤＦにおける自動電力管理をもたらすプロセスの一例を示すフローチャート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接工のトーチからの光の入射を濾光するために溶接ヘルメット上で使用できる、自動遮光液晶防護シールド又はフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動遮光液晶防護シールドは、また、自動遮光フィルタ若しくはＡＤＦとしても知られるが、強いレベルの入射光からの防護が望まれる溶接のような用途にしばしば使用される。典型的なＡＤＦは、溶接アークのグレア（眩光）に曝されていないときの明（クリア若しくは透明）状態から、そのようなグレアに曝されているときの暗（ほとんど不透明）状態へとフィルタを変化させる、バッテリによって動作する電子制御回路を含む。これによって、溶接工が、溶接作業を実施でき、また防護シールドを取り外すことなく溶接領域の外で仕事を行えるようになる。ＡＤＦは、偏光フィルタと液晶素子の層との組み合わせから構築することができる。そのようなフィルタの例が、米国特許第６，０９７，４５１号及び同第５，８２５，４４１号（いずれもホーネル（Hornell）及びパーマー（Palmer））に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、自動電力管理を含む防護自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ＡＤＦは、前記ＡＤＦがその時点で使用中であるか否かに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する、電力管理制御装置を備える。一実施形態では、前記ＡＤＦが使用中であるかどうかを判定するために、前記電力管理制御装置は、前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する運動センサを備える。
【０００５】
一実施形態では、本発明は、自動遮光フィルタであって、ＡＤＦヘルメットと、制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化する、前記ＡＤＦヘルメット内に据え付けられた切り替え可能フィルタと、入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を前記切り替え可能フィルタへと送信する切り替え可能フィルタ制御装置と、前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する電力管理制御装置とを備える、自動遮光フィルタを構成する。
【０００６】
他の実施形態では、本発明は、前記自動遮光フィルタの動きを感知する工程と、感知された前記動きに基づいて前記自動遮光フィルタへの電力を制御する工程とを含む方法を含む。
【０００７】
用語「自動遮光フィルタ」（ＡＤＦ：automatic darkening filter）は、ヘルメットと、溶接などの環境又は過度にまぶしい光によって人間の目が損傷する虞のある他の環境において過剰なグレアからユーザの目を防護するように設計された切り替え可能フィルタとを含む、防護デバイスを意味する。用語「自動電力管理」は、ユーザの積極的な行動（ＯＮ／ＯＦＦボタン若しくは他の電力制御スイッチを押すなど）なしにデバイスへの電力を自動的に制御することを意味する。用語「切り替え可能フィルタ」は、制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化することのできるフィルタを意味する。用語「切り替え可能フィルタ制御装置」は、入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を切り替え可能フィルタへと送信する装置を意味する。用語「運動センサ」は、位置、加速度、傾斜、衝撃、及び／又は振動などの動きを示すいくつものパラメータのうちのいずれかを感知するセンサを意味する。用語「電源」は、バッテリ、パワーサプライ、ジェネレータ、コンデンサ、燃料電池、ＡＣ電源、又は他のいずれかの種類の電力供給装置など、電力をそれによって供給できるあらゆるデバイス又は機構を意味する。用語「電力管理制御装置」は、ＡＤＦの動きを感知し、且つ感知された動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する装置を意味する。
【０００８】
本発明の１以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明をそれとともに使用できる種類の自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）ヘルメット１０の一例の斜視図である。ＡＤＦヘルメット１０は、ヘルメットシェル１２内で支持された自動遮光フィルタレンズ２０を含む。自動遮光フィルタレンズ２０は、ヘルメットがユーザによって着用されたときに該フィルタレンズが着用者の目の真正面にくるように、ヘルメットシェル１２内に据え付けることができる。一実施形態では、レンズ２０は、交換可能である。レンズ２０は、矩形（若しくは他の形状の）フレーム又はハウジングの形態を呈してよい。ヘルメットシェルの例は、例えば、米国特許第６，１８５，７３９号、同第５，５３３，２０６号、同第５，１９１，４６８号、同第５，１４０，７０７号、同第４，８７５，２３５号、及び同第４，８５３，９７３号に見ることができる。ＡＤＦヘルメット１０には、また、それらの内部に清浄な空気が供給されていてもよく、したがって該ＡＤＦヘルメット１０は、呼吸ゾーンを周囲空気から隔てるためのフェイスシールを含んでよい。そのようなフェイスシールの一例は、米国特許出願第１０／９８７，５１２号、同第１０／９８７，６４１号、同第１０／９８８，７８９号、同第２９／２１７，１５５号、同第２９／２１７，１５３号、同第２９／２１７，１５４号、同第２９／２１７，１０７号、同第２９／２１７，１５６号に示されている。
【００１０】
図２は、自動遮光フィルタレンズ２０の一例の分解図を示す。この実施形態では、自動遮光フィルタレンズ２０は、２枚の交換可能な防護プレート２２と２４との間に据え付けられた切り替え可能フィルタ３０を含む。切り替え可能フィルタ３０は、明状態から暗状態へと変化でき、ＡＤＦヘルメット１０内に据え付けられた制御電子機器によって制御される。図２に示される実施形態では、切り替え可能フィルタ３０は、７枚の異なる層、すなわち、ＵＶ／ＩＲフィルタ３１、３枚の偏光子３２、３４、及び３６、２枚の液晶素子３３及び３５、並びにカバーガラス３７の積層体である。ＵＶ／ＩＲフィルタ３１は、レンズがＯＮであるかＯＦＦであるか明であるか暗であるかに関わらず、有害な放射線を絶えず遮断する。制御電子機器（後述）による補助下で、液晶素子３３及び３５は、溶接アークを検出し、且つレンズを瞬時に遮蔽することによって溶接アークに反応する、シャッターの機能を果たす。好適な切り替え可能フィルタの例が、米国特許第６，０９７，４５１号及び同第５，８２５，４４１号、並びに同一出願人による同時継続中の米国特許出願（マグヌッセン（Magnusson）ら、２００５年３月１１日出願）に記載されている。
【００１１】
一実施形態では、第１及び第２の液晶素子３３及び３５は、低ツイスト液晶セルである。液晶セル３３及び３５には、制御電圧をそれによって印加できるコネクタ（図示せず）が設けられる。また、一部の実施形態では、以上で参照した米国特許第５，８２５，４４１号に記載されているように、第１の偏光子２４及び第３の偏光子３２の偏光の向きは、第２の偏光子５６の偏光の向きに対してほぼ垂直である。他の実施形態では、以上で参照した米国特許出願（マグヌッセン（Magnusson）ら、２００５年３月１１日出願）に記載されているように、第１の偏光子２４又は第３の偏光子３２の少なくとも１つの偏光の向きは、第２の偏光子５６の偏光の向きに対してほぼ垂直からずれている。図２には特定の切り替え可能フィルタの構造が示され記載されているが、切り替え可能フィルタ３０は、また、当該技術分野において既知の他の形態を呈することもでき、本発明は、この点に関して制限されない。
【００１２】
図３は、全体的に参照番号４０によって言及されるＡＤＦのブロック図である。ＡＤＦ４０は、切り替え可能フィルタ３０と、切り替え可能フィルタ制御装置５０と、電力管理制御装置６０とを含む。切り替え可能フィルタ制御装置５０は、光センサ５４とフィルタコントローラ５２とを含む。フィルタコントローラ５２は、光センサ５４によって検出された入射光のレベルに応答して、切り替え可能フィルタ３０によってもたらされる遮蔽の程度を制御する。このために、フィルタコントローラ５２は、入射光の検出されたレベルを示す光センサ５４からの信号を受け取り、電圧など、対応するフィルタ制御信号を生成する。フィルタコントローラ５２は、これらのフィルタ制御信号を切り替え可能フィルタ３０に適用し、したがって、入射光の検出されたレベルに応答して、切り替え可能フィルタ３０によってもたらされる遮蔽の程度を制御する。例えば、光センサ５４が溶接アーク又は他の入射光源の存在を検出するときには、フィルタコントローラ５２は、対応する制御電圧を発生させてその制御電圧を切り替え可能フィルタ３０の液晶素子３３及び３５（図２参照）に印加することができる。制御電圧は、切り替え可能フィルタ３０を暗くして、溶接アークのグレアからユーザを防護させる。制御電圧の大きさ、したがって提供される遮蔽の程度は、入射光の強度に応じたものであってよい。溶接アーク又はユーザがそれから防護されるべき他の入射光源が存在しない場合、フィルタコントローラ５２は、液晶素子３３及び３５への制御電圧を低減し、又はなくし、したがってフィルタ３０をより透明にする。ゆえに、切り替え可能フィルタ３０は、溶接作業を実施しながらユーザを防護し、防護ヘルメットを取り外すことなくユーザが溶接領域の外で他の仕事を行えるようにする。
【００１３】
電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０に自動電力管理能力を与える。すなわち、電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０がその時点で使用中であるかどうかに基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。本発明の目的では、電力管理制御装置６０は、感知された動きからＡＤＦ４０の使用を推測する。電力管理制御装置６０は、そのような動きを、例えば、溶接作業を実施するための準備の際にユーザがＡＤＦ４０を手に取る又は身に着けるときに感知することができる。電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０の動きを感知し、感知された動きに基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。
【００１４】
電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０が使用中であるかどうかを絶えず監視し、それに応じてＡＤＦ４０を作動又は動作停止させる。ＡＤＦ４０が使用中でないときには、電力管理制御モジュール６０がＡＤＦ４０を動作停止させる。動作停止されたときには、ＡＤＦ４０は、低（若しくは無）電力の休止モード又はＯＦＦ状態で動作する。ユーザが溶接ヘルメットを手に取るときに感知される動きのようなユーザ活動を検出すると、ＡＤＦ４０を自動的に「目覚めさせ（wake up）」若しくは作動させ、アクティブモードに入らせる。他方、運動センサ６８から受け取られる信号が、ユーザによって開始される活動が指定期間にわたって検出されなかったことを示すときには、電力管理制御装置６０は、ＡＤＦ４０を動作停止させて、ＡＤＦ４０を休止モードに戻す。
【００１５】
図３に示される実施形態では、電力管理制御装置６０は、バッテリなどの電源６６と、運動センサ６８と、信号処理フィルタ６２と、電力コントローラ６４とを備える。電力コントローラ６４と運動センサ６８とは、相まって、ＡＤＦ４０の自動電力管理能力を提供する働きをする。運動センサ６８は、ＡＤＦ４０の動きを感知し、動きを示す信号を生成して、その信号を信号処理フィルタ６２を経由して電力コントローラ６４へと送信する。信号処理フィルタ６２は、これらの信号のうち小さな一時的外部振動に起因するものを除去する。信号処理フィルタ６２は、電力コントローラ６４による分析のために、何らかのユーザ活動に関係している可能性のある他の信号を通過させる。
【００１６】
電力コントローラ６４は、感知された任意の動きが予め選択された閾値条件を満たすかどうかを判定するために、運動センサ６８から発信される信号を分析する制御ロジックを含む。閾値条件は、ユーザ活動の結果として起こり得る、感知される動きの最低レベルに相当する。電力コントローラ６４は、感知された運動に基づいてＡＤＦ４０への電力を制御する。閾値条件が満たされる場合、電力コントローラ６４は、作動信号を生成してその作動信号を切り替え可能フィルタ制御装置５０へと送信する。この作動信号は、ＡＤＦ４０を本質的に「目覚めさせ（wakes up）」て、ＡＤＦ４０をＯＮ状態に入らせる。作動されたときには、ＡＤＦ４０は、完全自動遮光防護をもたらして、前述のように検出された周囲光の存在又は欠如に応答して明状態から暗状態に切り替える。
【００１７】
運動センサ６８は、位置、加速度、傾斜、衝撃、及び／又は振動などの動きを示すいくつものパラメータのうちのいずれかを感知することができ、本発明がこの点に関して制限されないことを理解すべきである。一実施形態では、運動センサ６８は、ＡＤＦ４０がＯＦＦ状態にあるときには電力を全く必要としない完全に受動的なデバイスである。そのような受動的感知デバイスの例としては、例えば、ゆるく接続された電気接点（例えば、１つ若しくは２つの金めっきボール）から成る機械的振動／動きセンサ、２軸若しくは３軸加速度計（例えば、完全に一体化されたシリコンデバイス）、又は運動、傾斜、衝撃、振動、及び／若しくは動きを示す他の情報を感知する他のいずれかの種類の既知のセンサを挙げることができる。他の実施形態では、運動センサ６８は、ＯＦＦ状態では最小量の電流しか取り出さない低電力センサであってよい。
【００１８】
運動センサ６８は、いくつかの種類の振動／動きセンサのうちのいずれかであってよいが、一実施形態では、関心のある信号は、運動センサ６８の機械的加速度である。この加速度信号は、所与の閾値を超える任意の全方向加速度成分の弁別型バイナリインジケータなどの形態であることができる。他の実施形態では、加速度信号は、軸ごとに別個の絶対加速度値をもつ３軸加速度計など、より複雑な形態を呈することができる。
【００１９】
電力コントローラ６４は、概念的に、第１の振動イベント（すなわち、運動センサ６８によって感知される動き）の検出時に作動される状態機械として表すことができる。４つのシステム状態Ｓ０〜Ｓ３の例は、次のように記述することができる。
【００２０】
【表１】
【００２１】
図４Ａ〜４Ｃは、前述の状態Ｓ０〜Ｓ３について状態間の移動を説明するタイミング図を示す。図４Ａ〜４Ｃの最上段は、それぞれ参照番号７０、７６、及び８２によって全体的に示された振動イベントを示す。中央の段は、それぞれ参照番号７２、７８、及び８４によって全体的に示されたシステム状態Ｓ０〜Ｓ３を示す。最下段は、それぞれ参照番号７４、８０、及び８６によって全体的に示されたＡＤＦのステータス（例えば、ＯＮ又はＯＦＦ）を示す。
【００２２】
図４Ａは、参照番号７０によって全体的に示された、システムをＯＮ状態へと作動させることにならない、短期の振動イベントを示す。状態Ｓ０（ＯＦＦ／動作停止）の間に、小さな（短い持続時間の）振動イベントが時間ｔ０で起こり、システムを状態Ｓ１へと移行させる。状態Ｓ１になった後、システムは、時間ｔ１まで待機する。状態Ｓ１（時間枠ｔ１−ｔ０）の間、振動イベントが継続する。時間ｔ１で、システムは、状態Ｓ２へと移行し、時間枠ｔ２−ｔ１の間、振動イベントを探す。状態Ｓ２（時間枠ｔ２−ｔ１）の間に振動イベントが存在しないので、システムは、作動されず、時間ｔ２で状態Ｓ０へと戻る。
【００２３】
図４Ｂでは、より大きな（より長い持続時間の）振動が、システムを作動させてＯＮ状態である状態Ｓ３に移行させることになる。この場合、参照番号７６によって示される振動イベントが、状態Ｓ２において時間ｔ３で起こる。時間ｔ３がｔ２−ｔ１時間枠内で（換言すれば、時間ｔ２よりも前に）起こるので、システムは、作動され、状態Ｓ３、すなわちＯＮ状態に入る。
【００２４】
図４Ｃでは、システムは、参照番号８６によって示されるように時間ｔ０でＯＮ（状態Ｓ３）である。ＯＮ状態Ｓ３の間、システムは、自動遮光フィルタの動きを絶えず監視する。予め規定された期間中に動きが感知されない場合、電力管理制御装置６０は、自動遮光フィルタが使用中ではないものとみなし、ＡＤＦ４０を動作停止させる。図４Ｃでは、予め規定された期間は、時間枠ｔ４−ｔ０である。ｔ４−ｔ０時間枠の間に振動イベントが感知されないので、電力管理制御装置６０は、システムを動作停止させて状態Ｓ０、すなわちＯＦＦ状態に戻す。
【００２５】
一部の実施形態では、環境に応じて、時間枠ｔ１−ｔ０は、例えば０．５秒〜３秒の範囲内のどこであってもよい。時間枠ｔ２−ｔ１は、例えば、０．５〜３秒の範囲内のどこであってもよい。時間枠ｔ４−ｔ０は、例えば、１分〜１０分の範囲内のどこであってもよい。ただし、これらの時間枠に修正を加えることができ、また、数ある因子の中でも特に、使用の種類及び／又はＡＤＦが使用されることになる特定の環境によっては、記載された範囲外の他の時間枠もまた適している場合があることを理解すべきである。したがって、本発明は、この点に関して制限されない。
【００２６】
図５は、電力管理制御装置６０がそれによってＡＤＦ４０への電力を自動的に管理する、プロセスの一例を示すフローチャートである。ＯＦＦ状態（Ｓ０）（９０）で始まるプロセスについて記載するが、プロセスをまた任意の時点で記載できることを理解すべきである。
【００２７】
ＯＦＦ状態Ｓ０（９０）で、電力コントローラ６４は、振動イベントに関して運動センサ６８から発信される信号を分析する（９１）。閾値条件を満たす振動イベントが検出されない場合、システムは、ＯＦＦ状態Ｓ０にとどまる（９０）。閾値条件を満たす振動イベントが検出された場合（９１）、システムは、状態Ｓ１へと移行し、第１の時間ｔ１まで待機する（９２）。時間ｔ１が経過した後、システムは、状態Ｓ２へと移行する（９３）。次いで、電力コントローラ６４は、時間枠ｔ２−ｔ１の間の振動イベントに関して運動センサ６８から受け取った信号を分析する（９４）。この時間枠の間に振動が検出されない場合、電力コントローラ６４は、検出された最初の振動が、ユーザによって開始される活動とは相関がなかったものと見なし、ＯＦＦ状態Ｓ０へと戻る（９０）。
【００２８】
他方、閾値条件を満たす振動イベントが時間枠ｔ２−ｔ１の間に検出された場合（９４）、電力コントローラは、その動きがユーザによって開始された活動に相当すると見なし、デバイスは、ＯＮ状態Ｓ３へと移行する（９５）。ＯＮ状態になった後、電力コントローラ６４は、振動イベントに関して運動センサから受け取った信号を分析する。閾値条件を満たす振動イベントが起こり続ける限り、システムは、ＯＮ状態Ｓ３にとどまる。ただし、ＯＦＦ条件が満たされたときには（９６）常に、電力コントローラ６４は、デバイスがもはや使用中ではないものと見なし、システムをＯＦＦ状態Ｓ０へと戻す（９０）。
【００２９】
適切なＯＦＦ条件（９６）の例としては、例えば、規定された期間にわたる検出された溶接光の欠如、規定された期間にわたる感知された動きの欠如、規定された期間にわたるそれ以外のユーザ活動（ＡＤＦユーザ制御の操作など）がないこと、又はＡＤＦがその時点で使用されていないことを示す他の適切な条件を挙げることができる。例えば、閾値条件を満たす振動イベントが指定期間にわたって検出されない場合、電力コントローラ６４は、ＡＤＦ４０がもはや使用中ではないと見なすことがあり、システムをＯＦＦ状態Ｓ０へと戻すことがある。この指定期間は、例えば、１分〜１０分の間のどこに設定されてもよい。指定期間は、製造業者によって決定且つ設定されてもよく、又はユーザが設定可能であってもよく、また、ＡＤＦが使用される環境に適した時間の長さをもたらすように選択されてよい。
【００３０】
電力コントローラ６４及び／又はフィルタコントローラ５２は、プログラム可能なプロセッサに前述の方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体として具体化されてよい。「コンピュータ可読媒体」としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去書き込み可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気ハードドライブ、磁気ディスク若しくは磁気テープ、光ディスク若しくは光磁気ディスク、又はホログラフィー媒体などが挙げられるが、これらに限定されない。命令は、１以上のソフトウェアモジュールとして実装されてよく、それらのソフトウェアモジュールは、それらだけで実行されても、他のソフトウェアと併せて実行されてもよい。「コンピュータ可読媒体」は、また、伝送回線若しくは無線通信チャネル上で命令を転送するように変調又はエンコードされた搬送波を含んでよい。
【００３１】
本発明は、また、本明細書に記載の機能又は方法を実行するための論理回路を含む１以上のデバイスとして具体化されてもよい。論理回路としては、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など、一般用にプログラム可能であっても又は専用であってもよいプロセッサを挙げることができる。
【００３２】
本明細書に記載の技術の１以上を、部分的に又は完全にソフトウェアで実行することができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令、すなわち、前述した技術の１以上を実施するためにプロセッサが実行できるプログラムコードを、格納する、ないしは別の方法で含むことができる。
【００３３】
本明細書に記載の発明は、いくつかの利点を有する。例えば、ヘルメットが手に取られるときにＡＤＦが自動的に作動するので、ユーザは、システムを使用可能状態にするために特別な措置をとる必要がない。さらに、制御回路によって、必要とされるときにシステムが作動されることが保証されるので、ユーザがＡＤＦをオンにするのを忘れてアクティブな防護を受けないという危険が低減される。システムは、また、使用中でないときにはデバイスの電力を下げ、必要とされるときにだけデバイスを作動させることによって、電気エネルギー（例えば、バッテリ寿命）を節約することができる。また、エネルギー消費がより低いので、より小さくより軽いバッテリを使用することができる。
【００３４】
背景技術の項で引用したものを含めて、以上で引用したすべての特許及び特許出願は、全体を本明細書に参考として組み込まれる。
本発明の様々な実施形態を説明した。上記及び他の実施形態は、特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】自動電力管理を有する、自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）ヘルメット１０の一例の斜視図。
【図２】ＡＤＦレンズ構造２０の実施形態の一例の分解図。
【図３】図２の切り替え可能フィルタ３０と、自動電力管理を備えたＡＤＦの制御電子機器４２とのブロック図。
【図４Ａ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図４Ｂ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図４Ｃ】自動電力管理を備えたＡＤＦの一例についての４つのシステム状態を示すタイミング図。
【図５】ＡＤＦにおける自動電力管理をもたらすプロセスの一例を示すフローチャート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）であって、
ＡＤＦヘルメットと、
制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化する、前記ＡＤＦヘルメット内に据え付けられた切り替え可能フィルタと、
入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を前記切り替え可能フィルタへと送信する切り替え可能フィルタ制御装置と、
前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する電力管理制御装置と、を備える、自動遮光フィルタ。
【請求項２】
前記電力管理制御装置は、前記ＡＤＦの動きを感知する運動センサをさらに備える、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項３】
前記運動センサは、運動、加速度、傾斜、衝撃、及び振動のうちの少なくとも１つを検出する、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項４】
前記運動センサは、前記ＡＤＦヘルメット内に位置決めされる、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項５】
前記電力管理制御装置は、感知された前記動きが閾値条件を満たすときに前記ＡＤＦを作動させる、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項６】
前記閾値条件は、ユーザ活動の結果として起こり得る、感知される動きの最低レベルに相当する、請求項５に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項７】
前記電力管理制御装置につながれた電源をさらに備える、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項８】
前記電源は、バッテリを含む、請求項７に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項９】
前記電力管理制御装置は、ＯＦＦ条件が満たされたときに前記ＡＤＦを動作停止させる、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項１０】
前記ＯＦＦ条件は、規定された期間にわたる検出された溶接光の欠如、規定された期間にわたる感知された動きの欠如、規定された期間にわたる他のユーザ活動の欠如のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項１１】
自動遮光フィルタの動きを感知する工程と、
感知された動きに基づいて前記自動遮光フィルタへの電力を制御する工程と、を含む方法。
【請求項１２】
感知された前記動きが閾値条件を満たすときに前記自動遮光フィルタを作動させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＯＦＦ条件が満たされたときに前記自動遮光フィルタを動作停止させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＯＦＦ条件が満たされたときに前記自動遮光フィルタを動作停止させる工程は、感知された前記動きが予め規定された前記期間にわたる動きの欠如を示すときに、前記自動遮光フィルタを動作停止させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
予め規定された前記期間は、１分〜１０分の範囲内である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記自動遮光フィルタが動作停止されたときに第１の振動イベントを感知する工程と、
第１の時間枠の間、待機する工程と、
第２の時間枠の間、第２の振動イベントを感知する工程と、
前記第２の振動イベントに応答して前記自動遮光フィルタを作動させる工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の時間枠は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の時間枠は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
時間ｔ０において、前記自動遮光フィルタが第１の動作停止状態Ｓ０にあるときの第１の振動イベントを感知する工程と、
時間ｔ１において、第２の状態Ｓ１に入る工程と、
時間枠ｔ２−ｔ１の間に振動イベントが検出されない場合、時間ｔ２において再び状態Ｓ０に入る工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
時間枠ｔ２−ｔ１は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
時間枠ｔ１−ｔ０は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
自動遮光フィルタ（ＡＤＦ：automatic darkening filter）であって、
ＡＤＦヘルメットと、
制御信号に応答して明状態から暗状態へと変化する、前記ＡＤＦヘルメット内に据え付けられた切り替え可能フィルタと、
入射光の存在を示す情報に応答して、制御信号を生成し、且つ、前記制御信号を前記切り替え可能フィルタへと送信する切り替え可能フィルタ制御装置と、
前記ＡＤＦの動きを感知し、且つ、感知された前記動きに基づいて前記ＡＤＦへの電力を制御する電力管理制御装置と、を備える、自動遮光フィルタ。
【請求項２】
前記電力管理制御装置は、前記ＡＤＦの動きを感知する運動センサをさらに備える、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項３】
前記運動センサは、運動、加速度、傾斜、衝撃、及び振動のうちの少なくとも１つを検出する、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項４】
前記運動センサは、前記ＡＤＦヘルメット内に位置決めされる、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項５】
前記電力管理制御装置は、感知された前記動きが閾値条件を満たすときに前記ＡＤＦを作動させる、請求項２に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項６】
前記閾値条件は、ユーザ活動の結果として起こり得る、感知される動きの最低レベルに相当する、請求項５に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項７】
前記電力管理制御装置につながれた電源をさらに備える、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項８】
前記電源は、バッテリを含む、請求項７に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項９】
前記電力管理制御装置は、ＯＦＦ条件が満たされたときに前記ＡＤＦを動作停止させる、請求項１に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項１０】
前記ＯＦＦ条件は、規定された期間にわたる検出された溶接光の欠如、規定された期間にわたる感知された動きの欠如、規定された期間にわたる他のユーザ活動の欠如のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の自動遮光フィルタ。
【請求項１１】
自動遮光フィルタの動きを感知する工程と、
感知された動きに基づいて前記自動遮光フィルタへの電力を制御する工程と、を含む方法。
【請求項１２】
感知された前記動きが閾値条件を満たすときに前記自動遮光フィルタを作動させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＯＦＦ条件が満たされたときに前記自動遮光フィルタを動作停止させる工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＯＦＦ条件が満たされたときに前記自動遮光フィルタを動作停止させる工程は、感知された前記動きが予め規定された前記期間にわたる動きの欠如を示すときに、前記自動遮光フィルタを動作停止させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
予め規定された前記期間は、１分〜１０分の範囲内である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記自動遮光フィルタが動作停止されたときに第１の振動イベントを感知する工程と、
第１の時間枠の間、待機する工程と、
第２の時間枠の間、第２の振動イベントを感知する工程と、
前記第２の振動イベントに応答して前記自動遮光フィルタを作動させる工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の時間枠は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の時間枠は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
時間ｔ０において、前記自動遮光フィルタが第１の動作停止状態Ｓ０にあるときの第１の振動イベントを感知する工程と、
時間ｔ１において、第２の状態Ｓ１に入る工程と、
時間枠ｔ２−ｔ１の間に振動イベントが検出されない場合、時間ｔ２において再び状態Ｓ０に入る工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
時間枠ｔ２−ｔ１は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
時間枠ｔ１−ｔ０は、０．５秒〜３秒の範囲内である、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５４６４４５（Ｐ２００８−５４６４４５Ａ）
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１６９４０（Ｐ２００８−５１６９４０）
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２２１７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００１７７７
【国際公開日】平成１９年１月４日（２００７．１．４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２２１７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００１７７７
【国際公開日】平成１９年１月４日（２００７．１．４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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