CN116560125A - 一种自动变光滤光镜adf及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动变光滤光镜ADF及其控制方法，ADF包括控制装置106，用于在ADF处于焊接状态下且预定使用模式1遮光号范围中的任一遮光号时，输出工作模式1信号及原始液晶控制信号，或预定使用模式2遮光号范围中的任一遮光号时，输出工作模式2信号及原始液晶控制信号；液晶信号控制电路112，用于根据工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压；以及液晶驱动复用电路114，用于接收液晶控制信号和控制电压以及控制装置输出的可调制驱动电压，生成对应于工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给两片正性液晶102和104。
Description
本申请要求申请号为202310487625.4，申请日为2023年4月28日，发明名称为“一种自动变光滤光镜ADF及其控制方法”的中国发明专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种低成本高遮光号的自动变光滤光镜ADF及其控制方法，尤其是一种不但能覆盖遮光号范围DIN4-13，且能以低成本提供DIN14-15遮光号的自动变光滤光镜ADF及其控制方法。
背景技术
在电弧焊接，或气体切割的生产操作中，对电弧光或强烈的火焰，需要使用采用液晶光阀的自动变光滤光镜ADF来保护操作人员的眼睛，避免强可见光的伤害。ADF在起弧前能提供给焊工一个明亮清晰的视野，透过ADF就可以精确定位焊点，一旦起弧后，无需焊工手动进行遮蔽，ADF能自动迅速变暗，既降低可见光的强度，又能有效阻挡弧光中的紫外线和红外线，防止眼睛被灼伤。
ADF的光学性能指标主要是遮光号，遮光号表示滤光镜透射比等级，依据遮光号的大小，焊工选用不同的ADF，因此遮光号的准确性极大的影响焊接产品的质量以及焊工眼部的防护。一般根据焊接的电流大小需要选择对应的ADF的遮光号，例如：在TIG焊接中，当电流范围40A～350A时，需要的遮光号范围在DIN9～13；而在重金属MIG焊接，或MAG焊接等一些极端的场景中，电流可能达到400-600A，则此时需要遮光号至少要达到DIN14。
通常使用的遮光号DIN4～13的ADF是使用内外侧两片正性液晶盒(即采用两片方案)。一些使用遮光号DIN14及以上的ADF通常都是使用在上述内外侧两片液晶的基础上，再增加一片中间片液晶的液晶盒(即采用三片方案)。
根据不同的方案，中间片液晶可以是正性液晶或负性液晶。负性液晶中间片的方案(即两正一负的三片方案)一般在遮光号DIN11～13时则需要向负性液晶中间片供电使其保持高透光率，仅在DIN14以上的高遮光号时才不向负性液晶中间片供电。但是，高遮光号工作时间是少数，因此，采用两正一负的三片方案会增加ADF电能的消耗。正性液晶中间片的方案(即三正的三片方案)针对DIN14以上的高遮光号，其在待机状态下三片均不加电；在遮光号DIN4-8时给内外侧两片加电；从在遮光号DIN9开始要启用中间片。采用三正的三片方案虽然可以实现高遮光度覆盖，但是要从遮光号DIN9开始就要启用中间片。因此，现有技术的两种三片方案虽然能提供DIN14以上的高遮光号，但是由于采用三片液晶而导致ADF的成本较高、体积和重量较大，且增加了ADF的电能消耗。
因此需要一种低成本、低功耗且高遮光号的自动变光滤光镜ADF的实现方案。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供了一种使用两片正性液晶的自动变光滤光镜ADF及其控制方法，不但使得ADF能够实现DIN14-15遮光号的遮光度覆盖，而且降低了ADF的成本、体积和重量，并减少了ADF在启用高遮光度时的电能消耗。
根据本发明的第一方面，提供了一种自动变光滤光镜ADF，其包括两片正性液晶、用于输出原始液晶控制信号的控制装置以及用于根据接收的所述原始液晶控制信号来控制所述两片正性液晶的液晶控制电路，其特征在于：
所述控制装置用于在所述ADF处于焊接状态下，预定使用模式1遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用模式2遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号；
所述液晶控制电路包括：
液晶信号控制电路，用于根据所述控制装置输出的所述工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据所述控制装置输出的所述工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压；以及
液晶驱动复用电路，用于接收所述液晶信号控制电路输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压或所述高压低频液晶控制信号和所述第二控制电压、以及所述控制装置输出的可调制驱动电压，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶。
根据本发明的第二方面，提供了一种自动变光滤光镜ADF的控制方法，其中所述ADF包括两片正性液晶、用于输出原始液晶控制信号的控制装置以及用于根据接收的所述原始液晶控制信号来控制所述两片正性液晶的液晶控制电路，所述液晶控制电路包括液晶信号控制电路和液晶驱动复用电路，所述控制方法包括有以下步骤：
工作模式生成步骤：通过所述控制装置，在所述ADF处于焊接状态下，预定使用模式1遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用模式2遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号；
液晶控制信号生成步骤：通过所述液晶控制电路，根据所述控制装置输出的所述工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据所述控制装置输出的所述工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压，；
液晶驱动信号生成步骤：通过所述液晶驱动复用电路，接收所述液晶信号控制电路输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压或所述高压低频液晶控制信号和所述第二控制电压、以及所述控制装置输出的可调制驱动电压，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶；以及
液晶驱动步骤：通过所述两片正性液晶，接收所述液晶驱动复用电路输出的所述液晶驱动信号，产生对应于所述工作模式1信号的所述模式1遮光号范围中的所述预定使用的遮光号，或产生对应于所述工作模式2信号的所述模式2遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
较佳地，所述模式1遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN4-13，所述模式2遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN13-15，且不限于下述两种组合情况：
在第一种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-12，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN13-14；
在第二种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-13，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN14-15，
其中，分别对应于所述工作模式1及2的所述遮光号的具体范围是由所述液晶信号控制电路通过调整电路参数而预先确定的。
较佳地，所述低压高频液晶控制信号是信号范围工作电压为4.5-5.5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波，所述第一控制电压为4.5-5.5v；所述高压低频液晶控制信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压，所述第二控制电压为6-20v。所述低压高频液晶驱动信号是信号范围工作电压为1.2-5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波；所述高压低频液晶驱动信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压
根据本发明提供的自动变光滤光镜ADF及其控制方法，ADF使用仅包含两片正性液晶的液晶盒实现了DIN4-15遮光号，因此，不但使得ADF能够实现DIN14-15的遮光号的遮光度覆盖，而且降低了ADF的成本、体积和重量，并减少了ADF在启用DIN14-15高遮光度时的电能消耗。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的一种自动变光滤光镜ADF的结构方框图。
图2为根据本发明第二实施例的一种自动变光滤光镜ADF的结构方框图。
图3为根据本发明第三实施例的一种自动变光滤光镜ADF的控制方法的流程图；
图4为根据本发明第四实施例的种自动变光滤光镜ADF的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、系统、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，提供了根据本发明第一实施例的一种自动变光滤光镜ADF100，包括两片正性液晶102和104、用于输出原始液晶控制信号的控制装置106和用于根据接收的所述原始液晶控制信号来控制两片正性液晶102和104的液晶控制电路108。
控制装置106包括微控制器单元(MCU)110，用于在所述ADF处于焊接状态下，预定使用遮光号DIN4-12(模式1遮光号范围)中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用遮光号DIN13-14(模式2遮光号范围)中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号。
液晶控制电路108包括液晶信号控制电路112和液晶驱动复用电路114。
液晶信号控制电路112用于根据微控制器单元110输出的工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据微控制器单元110输出的工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压。
其中，所述低压高频液晶控制信号是信号范围工作电压为4.5-5.5v(在本实施例中选择为5v)、频率为10Hz至60Hz之间的方波，第一控制电压为4.5-5.5v(在本实施例中选择为5v)。所述高压低频液晶控制信号是信号范围工作电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压，第二控制电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)。
液晶驱动复用电路114用于接收液晶信号控制电路112输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压或所述高压低频液晶控制信号和所述第二控制电压以及微控制器单元110输出的可调制驱动电压1.2-5v，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给两片正性液晶102和104。
其中，所述低压高频液晶驱动信号是信号范围工作电压为1.2-5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波。所述高压低频液晶驱动信号是信号范围工作电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压。
其中，当ADF处于待机状态不工作时，两片正性液晶102和104均处于不加电的状态，液晶呈现亮态。当ADF处于焊接或切割工作状态下，在工作模式1时，两片正性液晶102和104处于模式1遮光号范围4-12中所述预定使用的遮光号，或在工作模式2时，两片正性液晶102和104处于模式2遮光号范围13-14中所述预定使用的遮光号。
还提供有根据本发明第一实施例的一种变型(未示出)的一种自动变光滤光镜ADF100，根据本发明第一实施例的该变型与第一实施例的区别仅在于：
自动变光滤光镜ADF100中的控制装置106包括微控制器单元(MCU)110，用于在所述ADF处于焊接状态下，预定使用遮光号DIN4-13(模式1遮光号范围)中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用遮光号DIN14-15(模式2遮光号范围)中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号。
当ADF处于焊接或切割工作状态下，在工作模式1时，两片正性液晶102和104处于模式1遮光号范围DIN4-13中所述预定使用的遮光号；或在工作模式2时，两片正性液晶102和104处于模式2遮光号范围DIN14-15中所述预定使用的遮光号。
在第一实施例及其变型中，工作模式1所提供的遮光号的具体范围(DIN4-12或DIN4-13)及工作模式2所提供的遮光号的具体范围(DIN13-14或DIN14-15)是由液晶信号控制电路112通过调整电路参数而预先确定的。在第一实施例中，自动变光滤光镜ADF100覆盖的遮光号范围为DIN4-14(DIN4-12和DIN13-14)；在第一实施例的变型中，自动变光滤光镜ADF100覆盖的遮光号范围为DIN4-15(DIN4-13和DIN14-15)。
如图2所示，提供了根据本发明第二实施例的一种自动变光滤光镜ADF200。ADF200与据本发明第一实施例及其变型的一种自动变光滤光镜ADF100基本类似，两者之间的区别在于：ADF200还包括有光电传感器116，用于检测ADF200是否处于工作状态，并输出对应的感测信号给微控制器单元110(即控制装置106)。
其中，当ADF200处于待机状态不工作时，两片正性液晶102和104均处于不加电的状态，液晶呈现亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN4-12中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN4-13中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在光电传感器116检测ADF200未处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110时，微控制器单元110输出工作模式1信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.5-5v到液晶驱动复用电路114，液晶信号控制电路112仅输出第一控制电压到液晶驱动复用电路114但不输出液晶控制信号，液晶驱动复用电路114不输出液晶驱动信号，使得两片正性液晶102和104处于亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN4-12中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN4-13中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在光电传感器116检测ADF200处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110时，微控制器单元110输出工作模式1信号及原始液晶控制信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.2-5v电压到液晶驱动复用电路114，液晶信号控制电路112输出第一控制电压以及所述低压高频液晶控制信号到液晶驱动复用电路114，液晶驱动复用电路114生成对应于所述工作模式1的所述低压高频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶102和104以使得所述两片正性液晶102和104处于遮光号DIN4-12中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或处于遮光号DIN4-13中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN13-14中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN14-15中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在光电传感器116检测ADF200未处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110时，微控制器单元110输出工作模式2信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.5-5v电压到液晶驱动复用电路114，液晶信号控制电路112仅输出第二控制电压到液晶驱动复用电路114但不输出液晶控制信号，液晶驱动复用电路114不输出液晶驱动信号，使得两片正性液晶102和104处于亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN13-14中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN14-15中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在光电传感器116检测ADF200处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110时，微控制器单元110输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.5-5v电压到液晶驱动复用电路114，液晶信号控制电路112输出第二控制电压以及所述高压低频液晶控制信号到液晶驱动复用电路114，液晶驱动复用电路114生成对应于所述工作模式2的所述高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶102和104以使得所述两片正性液晶102和104处于遮光号DIN13-14中的所述预定的遮光号(对应第一实施例)或处于遮光号DIN14-15中的所述预定的遮光号(对应第一实施例的变型)。
在本发明的第二实施例的变型(未示出)中，ADF200中的控制装置106还包括有ADF工作参数配置控制电路(未示出)，用于在待机状态下完成ADF的工作参数配置，包括并不限于遮光度、灵敏度、时延等。微控制器单元110还用于在待机状态下完成ADF的工作模式配置，包括并不限于打磨、焊接、切割等。
如图3所示，提供了根据本发明第三实施例的一种自动变光滤光镜ADF的控制方法300。控制方法300由根据本发明第一实施例或其变型的自动变光滤光镜ADF100实施，包括有工作模式生成步骤302、液晶控制信号生成步骤304、液晶驱动信号生成步骤306和液晶驱动步骤308。
在工作模式生成步骤302中，通过微控制器单元110，在ADF100处于焊接状态下，预定使用遮光号DIN4-12中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN4-13中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及原始液晶控制信号，或预定使用遮光号DIN13-14中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN14-15中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及原始液晶控制信号；
在液晶控制信号生成步骤304中，通过液晶信号控制电路112，根据微控制器单元110输出的工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据微控制器单元110输出的工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压，其中，所述低压高频液晶控制信号是信号范围工作电压为4.5-5.5v(在本实施例中选择为5v)、频率为10Hz至60Hz之间的方波，第一控制电压为4.5-5.5v(在本实施例中选择为5v)，所述高压低频液晶控制信号是信号范围工作电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压，第二控制电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)；
在液晶驱动信号生成步骤306中，通过液晶驱动复用电路114，接收液晶信号控制电路112输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压以及微控制器单元110输出的可调制驱动电压1.2-5v，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给两片正性液晶102和104，其中，所述低压高频液晶驱动信号是信号范围工作电压为1.2-5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波，所述高压低频液晶驱动信号是信号范围工作电压为6-20v(在本实施例中选择为12v)、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压；以及
在液晶驱动步骤308中，两片正性液晶102和104接收液晶驱动复用电路114输出的液晶驱动信号，处于对应于所述工作模式1信号的遮光号DIN4-12中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN4-13中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)，或处于对应于所述工作模式2信号的遮光号DIN13-14中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN14-15中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)。
如图4所示，提供了根据本发明第四实施例的一种自动变光滤光镜ADF的控制方法400。控制方法400由本发明第二实施例的ADF200实施，其与本发明第三实施例的控制方法300基本类似，两者之间的区别在于：控制方法400还包括有在工作模式生成步骤302之前的工作状态监测步骤310。
在工作状态监测步骤310中，通过光电传感器116，检测ADF200是否处于工作状态，并输出对应的感测信号给微控制器单元110。
其中，当ADF200处于待机状态不工作时，两片正性液晶102和104均处于不加电的状态，液晶呈现亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN4-12中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN4-13中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在工作状态监测步骤310中，光电传感器116检测到ADF200未处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110；在工作模式生成步骤302中，微控制器单元110输出工作模式1信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.2-5v到液晶驱动复用电路114；在液晶控制信号生成步骤304中，液晶信号控制电路112仅输出第一控制电压到液晶驱动复用电路114但不输出液晶控制信号；在液晶驱动信号生成步骤306中，液晶驱动复用电路114不输出液晶驱动信号；在液晶驱动步骤308中，两片正性液晶102和104处于亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN4-12中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN4-13中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在工作状态监测步骤310中，光电传感器116检测ADF200处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110；在工作模式生成步骤302中，微控制器单元110输出工作模式1信号及原始液晶控制信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.2-5v到液晶驱动复用电路114；在液晶控制信号生成步骤304中，液晶信号控制电路112输出第一控制电压以及所述低压高频液晶控制信号到液晶驱动复用电路114；在液晶驱动信号生成步骤306中，液晶驱动复用电路114生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶102和104以使得两片正性液晶102和104处于遮光号DIN4-12中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN4-13中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)；在液晶驱动步骤308中，两片正性液晶102和104处于遮光号DIN4-12中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN4-13中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN13-14中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN14-15中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在工作状态监测步骤310中，光电传感器116检测ADF200未处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110；在工作模式生成步骤302中，微控制器单元110输出工作模式2信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.2-5v电压到液晶驱动复用电路114；在液晶控制信号生成步骤304中，液晶信号控制电路112仅输出第二控制电压12v到液晶驱动复用电路114但不输出液晶控制信号；在液晶驱动信号生成步骤306中，液晶驱动复用电路114不输出液晶驱动信号；在液晶驱动步骤308中，两片正性液晶102和104处于亮态。
其中，当ADF200处于焊接或切割工作模式且当预定使用遮光号DIN13-14中的任一遮光号(对应第一实施例)或当预定使用遮光号DIN14-15中的任一遮光号(对应第一实施例的变型)时，在工作状态监测步骤310中，光电传感器116检测ADF200处于工作状态并输出对应的感测信号给微控制器单元110；在工作模式生成步骤302中，微控制器单元110输出工作模式2信号及原始液晶控制信号到液晶信号控制电路112及输出可调制的驱动电压1.2-5v到液晶驱动复用电路114；在液晶控制信号生成步骤304中，液晶信号控制电路112输出第二控制电压以及所述高压低频液晶控制信号到液晶驱动复用电路114；在液晶驱动信号生成步骤306中，液晶驱动复用电路114生成对应于所述工作模式2的所述高压低频液晶驱动信号并输出给两片正性液晶102和104以使得两片正性液晶102和104处于遮光号DIN13-14中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN14-15中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)；在液晶驱动步骤308中，两片正性液晶102和104处于遮光号DIN13-14中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例)或遮光号DIN14-15中的所述预定使用的遮光号(对应第一实施例的变型)。
在本发明的第四实施例的变型(未示出)中，ADF200中的控制装置106还包括有ADF工作参数配置控制电路(未示出)。控制方法300还包括有位于工作状态监测步骤310之前的工作参数配置步骤：通过所述ADF工作参数配置控制电路，在待机状态下完成ADF的工作参数配置，包括并不限于遮光度、灵敏度、时延等。在工作模式生成步骤302中，还通过微控制器单元110，在待机状态下完成ADF的工作模式配置，包括并不限于打磨、焊接、切割等。
根据本发明的各实施例提供的自动变光滤光镜ADF及其控制方法，ADF使用仅包含两片正性液晶的液晶盒实现了DIN4-15遮光号，因此，不但使得ADF能够实现DIN14-15高遮光号的高遮光度覆盖，而且降低了ADF的成本、体积和重量，并减少了ADF在启用DIN14-15高遮光度时的电能消耗。
可以理解的是，以上具体实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (16)
1.一种自动变光滤光镜ADF，其包括两片正性液晶、用于输出原始液晶控制信号的控制装置以及用于根据接收的所述原始液晶控制信号来控制所述两片正性液晶的液晶控制电路，其特征在于：
所述控制装置用于在所述ADF处于焊接状态下，预定使用模式1遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用模式2遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号；
所述液晶控制电路包括：
液晶信号控制电路，用于根据所述控制装置输出的所述工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据所述控制装置输出的所述工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压；以及
液晶驱动复用电路，用于接收所述液晶信号控制电路输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压或所述高压低频液晶控制信号和所述第二控制电压、以及所述控制装置输出的可调制驱动电压，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶。
2.根据权利要求1所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于，所述模式1遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN4-13，所述模式2遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN13-15，且不限于下述两种组合情况：
在第一种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-12，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN13-14；
在第二种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-13，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN14-15，
其中，分别对应于所述工作模式1及2的所述遮光号的具体范围是由所述液晶信号控制电路通过调整电路参数而预先确定的。
3.根据权利要求1或2所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：所述低压高频液晶控制信号是信号范围工作电压为4.5-5.5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波，所述第一控制电压为4.5-5.5v；所述高压低频液晶控制信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压，所述第二控制电压为6-20v，
所述低压高频液晶驱动信号是信号范围工作电压为1.2-5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波；所述高压低频液晶驱动信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压。
4.根据权利要求1或2所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：所述ADF还包括有光电传感器，用于检测所述ADF是否处于工作状态，并输出对应的感测信号给所述控制装置。
5.根据权利要求4所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：其中，当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式1遮光号范围中的任一遮光号时，在所述光电传感器检测所述ADF未处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置时，所述控制装置输出工作模式1信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路，所述液晶信号控制电路仅输出所述第一控制电压到所述液晶驱动复用电路但不输出所述液晶控制信号，所述液晶驱动复用电路不输出液晶驱动信号，使得所述两片正性液晶处于亮态。
6.根据权利要求4所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式1遮光号范围中的任一遮光号时，在所述光电传感器检测所述ADF处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置时，所述控制装置输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路，所述液晶信号控制电路输出所述第一控制电压以及所述低压高频液晶控制信号到所述液晶驱动复用电路，所述液晶驱动复用电路生成对应于所述工作模式1的所述低压高频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶以使得所述两片正性液晶处于所述模式1遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
7.根据权利要求4所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式2遮光号范围中的任一遮光号时，在所述光电传感器检测所述ADF未处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置时，所述控制装置输出工作模式2信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路，所述液晶信号控制电路仅输出所述第二控制电压到所述液晶驱动复用电路但不输出所述液晶控制信号，所述液晶驱动复用电路不输出液晶驱动信号，使得所述两片正性液晶处于亮态。
8.根据权利要求4所述的自动变光滤光镜ADF，其特征在于：当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式2遮光号范围中的任一遮光号时，在所述光电传感器检测所述ADF处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置时，所述控制装置输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路，所述液晶信号控制电路输出所述第二控制电压以及所述高压低频液晶控制信号到所述液晶驱动复用电路，所述液晶驱动复用电路生成对应于所述工作模式2的所述高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶以使得所述两片正性液晶处于所述模式2遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
9.一种自动变光滤光镜ADF的控制方法，其中所述ADF包括两片正性液晶、用于输出原始液晶控制信号的控制装置以及用于根据接收的所述原始液晶控制信号来控制所述两片正性液晶的液晶控制电路，所述液晶控制电路包括液晶信号控制电路和液晶驱动复用电路，所述控制方法包括有以下步骤：
工作模式生成步骤：通过所述控制装置，在所述ADF处于焊接状态下，预定使用模式1遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式1且输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号，或预定使用模式2遮光号范围中的任一遮光号时，启用液晶信号控制模式2且输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号；
液晶控制信号生成步骤：通过所述液晶控制电路，根据所述控制装置输出的所述工作模式1信号，产生低压高频液晶控制信号和第一控制电压，或根据所述控制装置输出的所述工作模式2信号，产生高压低频液晶控制信号和第二控制电压，；
液晶驱动信号生成步骤：通过所述液晶驱动复用电路，接收所述液晶信号控制电路输出的所述低压高频液晶控制信号和所述第一控制电压或所述高压低频液晶控制信号和所述第二控制电压、以及所述控制装置输出的可调制驱动电压，生成对应于所述工作模式1的低压高频液晶驱动信号或对应于所述工作模式2的高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶；以及
液晶驱动步骤：所述两片正性液晶接收所述液晶驱动复用电路输出的所述液晶驱动信号，处于对应于所述工作模式1信号的所述模式1遮光号范围中的所述预定使用的遮光号，或处于对应于所述工作模式2信号的所述模式2遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其中，所述模式1遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN4-13，所述模式2遮光号范围提供的遮光度能力范围为DIN13-15，且不限于下述两种组合情况：
在第一种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-12，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN13-14；
在第二种情况下，对应于所述工作模式1的低遮光号范围为DIN4-13，对应于所述工作模式2的高遮光号范围为DIN14-15，
其中，分别对应于所述工作模式1及2的所述遮光号的具体范围是由所述液晶信号控制电路通过调整电路参数而预先确定的。
11.根据权利要求9或10所述的控制方法，其中，所述低压高频液晶控制信号是信号范围工作电压为4.5-5.5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波，所述第一控制电压为4.5-5.5v；所述高压低频液晶控制信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压，所述第二控制电压为6-20v，
所述低压高频液晶驱动信号是信号范围工作电压为1.2-5v、频率为10Hz至60Hz之间的方波；所述高压低频液晶驱动信号是信号范围工作电压为6-20v、频率为0.05Hz至20Hz之间的方波或直流电压。
12.根据权利要求9或10所述的控制方法，还包括有在所述工作模式生成步骤之前的工作状态监测步骤，在所述工作状态监测步骤中，检测所述ADF是否处于工作状态，并输出对应的感测信号给所述控制装置。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式1遮光号范围中的任一遮光号时，
在所述工作状态监测步骤中，检测所述ADF未处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置；
在所述工作模式生成步骤中，所述控制装置输出工作模式1信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压电压到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶控制信号生成步骤中，所述液晶信号控制电路仅输出所述第一控制电压到所述液晶驱动复用电路但不输出所述液晶控制信号；
在所述液晶驱动信号生成步骤中，所述液晶驱动复用电路不输出液晶驱动信号；以及
在所述液晶驱动步骤中，所述两片正性液晶处于亮态。
14.根据权利要求12所述的控制方法，其中，当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式1遮光号范围中的任一遮光号时，
在所述工作状态监测步骤中，检测所述ADF处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置；
在所述工作模式生成步骤中，所述控制装置输出工作模式1信号及所述原始液晶控制信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶控制信号生成步骤中，所述液晶信号控制电路输出所述第一控制电压以及低压高频液晶控制信号到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶驱动信号生成步骤中，所述液晶驱动复用电路选择对应于所述工作模式1的所述低压高频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶以使得所述两片正性液晶处于所述模式1遮光号范围中的所述预定使用的遮光号；
在所述液晶驱动步骤中，所述两片正性液晶处于所述模式1遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
15.根据权利要求12所述的控制方法，其中，当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式2遮光号范围中的任一遮光号时，
在所述工作状态监测步骤中，检测所述ADF未处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置；
在所述工作模式生成步骤中，所述控制装置输出工作模式2信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶控制信号生成步骤中，所述液晶信号控制电路仅输出所述第二控制电压到所述液晶驱动复用电路但不输出所述液晶控制信号；
在所述液晶驱动信号生成步骤中，所述液晶驱动复用电路不输出液晶驱动信号；
在所述液晶驱动步骤中，所述两片正性液晶处于亮态。
16.根据权利要求12所述的控制方法，其中，当所述ADF处于焊接或切割工作模式且当预定使用所述模式2遮光号范围中的任一遮光号时，
在所述工作状态监测步骤中，检测所述ADF处于工作状态并输出所述对应的感测信号给所述控制装置；
在所述工作模式生成步骤中，所述控制装置输出工作模式2信号及所述原始液晶控制信号到所述液晶信号控制电路及输出可调制的驱动电压到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶控制信号生成步骤中，所述液晶信号控制电路输出所述第二控制电压以及所述高压低频液晶控制信号到所述液晶驱动复用电路；
在所述液晶驱动信号生成步骤中，所述液晶驱动复用电路生成对应于所述工作模式2的所述高压低频液晶驱动信号并输出给所述两片正性液晶以使得所述两片正性液晶处于所述模式2遮光号范围中的所述预定使用的遮光号；
在所述液晶驱动步骤中，所述两片正性液晶处于所述模式2遮光号范围中的所述预定使用的遮光号。
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