DE69415178T2

DE69415178T2 - Elektrooptische filterkassette und dessen herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69415178T2
Application number: DE69415178T
Authority: DE
Inventors: Emil Ch-9630 Wattwil Ackermann
Original assignee: Optrel AG
Current assignee: Optrel AG
Priority date: 1994-10-04
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2014-10-05
Also published as: WO1996010767A1; ES2124917T3; JPH10506481A; US5854667A; ATE174438T1; EP0784806B1; EP0784806A1; TW281630B; DE69415178D1

Description

Sachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Filterkassette und auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Filterkassette. Die Filterkassette gemäß der Erfindung ist insbesondere, allerdings nicht ausschließlich, als eine aktive Augenschutz-Lichtblende in einem Schweißhelm oder einem Äquivalent nützlich, die den herkömmlichen, passiven Augenschutzfilter aus geschwärztem Glas in einem Schweißhelm ersetzt. Der Ausdruck "Schweißhelm" ist dazu vorgesehen, auch Schutzbrillen für Schweißer und Schutzschilder für Schweißer zu umfassen. Eine elektrooptische Filterkassette ist zum Beispiel aus der FR-A-2 294 100 bekannt.

Technologischer Hintergrund

Die große Mehrheit von heutigen Schweißhelmen weist eine gelenkig aufgehängte Fensterplatte auf, die aus verdunkeltem bzw. geschwärztem, nahezu opakem Glas hergestellt ist. Das Fenster wird manuell durch den Schweißer nach unten geklappt, bevor mit dem Schweißvorgang begonnen wird. Wenn das Werkstück umgesetzt werden soll, muß das mit Gelenk versehene Fenster manuell angehoben werden.
Um diese mühsame manuelle Herunterlassung und Anhebung des Augenschutzfensters zu vermeiden, sind Schweißhelme, die mit einer automatischen, lichtdurchlässigen Steuerung versehen sind, basierend auf der Verwendung von Flüssigkristalltafeln (LC Platten) entwickelt wurden. Solche automatischen Helme sind-z. B. in der US 3,873,804 (Gordon), der US 4,039,254 (Harch) und der US 4,240,709 (Hörnell) offenbart.
Gordon lehrt die Verwendung einer photoempfindlichen Einrichtung, die auf dem Helm befestigt ist, um auf einen Schweißlichtbogen zusammen mit einem Verstärkungsschaltkreis zum Triggern des optischen Filters von seinem normalen, lichtdurchlässigen Zustand zu seinem augenschützenden, im wesentlichen opaken Zustand anzusprechen.
Sowohl Harch als auch Hörnell lehren die Verwendung eines Mehrschicht-Schutzfilters, der zwei oder mehr übereinandergelegte, parallele, elektrooptische Zellen umfaßt, wobei jede davon eine Flüssigkristallschicht, typischerweise ein verdrehtes, nematisches Kristall, das sandwichartig zwischen parallelen Glasplatten zwischengefügt ist, die transparente Elektroden auf deren inneren Oberflächen tragen, und Polarisatoren auf jeder Seite der elektrooptischen Zellen umfaßt.
Eine Ausführungsform des Helms von Hörnell, die tatsächlich hergestellt wird und heutzutage verkauft wird, umfaßt eine Kunststoffschale, die auf dem Kopf des Schweißers plaziert wird und die eine vordere Öffnung besitzt, in der eine Filterkassette, die mit dem vorstehend erwähnten Merkmal einer automatischen Lichtdurchlässigkeits-Steuerung versehen ist, lösbar befestigt ist. Die Kassette liegt in der Form eines relativ dicken, steifen Gehäuses vor, das eine öffenbare Abdeckung auf deren Rückseite besitzt. Eine LC-Platte ist mechanisch innenseitig des Gehäuses zusammen mit einem Ein/Aus-Schalter, der von der Rückseite vorsteht, einem Empfindlichkeits-Einstellknopf, der auch von der Rückseite vorsteht, und einer ersetzbaren Batterie, die über eine öffenbare Abdeckung zugänglich ist, befestigt. Ein kleines Loch ist in der vorderen Seite des Gehäuses zum Aufnehmen von Schweißlicht, das durch einen Lichtsensor erfaßt werden soll, der auch innenseitig des Gehäuses vorgesehen ist, ausgestattet. Glasplatten zum Schützen der LC-Platte sind auf gegenüberliegenden Hauptoberflächen der LC-Platte angeordnet und decken große, rechtwinklige Durchgangsöffnungen in der vorderen und hinteren Oberfläche des Gehäuses ab.
Allerdings besitzen, obwohl diese automatischen Schweißfilter funktional verglichen mit passiven Glasfiltern vorteilhaft sind, sie eine Anzahl von Nachteilen. Erstens sind sie aufgrund der hohen Herstellkosten normalerweise nicht mit herkömmlichen, passiven Schweißfiltern, die aus verdunkeltem bzw. geschwärztem Glas hergestellt sind, konkurrenzfähig. Zweitens sind, verglichen mit passiven, geschwärzten Schweißgläsern, die bekannten, aktiven Filterkassetten, wie die eine, die in dem Helm von Hörnell verwendet ist, schwer und haben große Dimensionen, insbesondere in der Dikkenrichtung. Drittens besitzen bekannte, aktive Filterkassetten einen Nachteil, der sich auf die Sicherheit des Schweißers bezieht. Die Komponenten der bekannten, aktiven Filterkassetten werden leicht beschädigt, wenn zum Beispiel die Kassette versehentlich fallengelassen wird. Irgendeine solche Beschädigung der Filterkassette, z. B. auf der LC-Platte, kann zu ernsthaften Schäden an den Augen des Schweißers während der darauffolgenden Verwendung führen.
Die US-A-5,243,493 bezieht sich auf LC-Indikatoren, die in hochfeuchten Umgebungen verwendet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte, aktive, elektrooptische Filterkassette, insbesondere zur Verwendung als ein schützendes Augenglas eines Schweißhelms, zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Nachteile von automatischen Filterkassetten nach dem Stand der Technik beseitigt.
Eine spezifische Aufgabe der Erfindung ist es, eine ultra-dünne, aktive, elektrooptische Filterkassette zu schaffen, die Dimensionen und eine Aufschlagwiderstandsfähigkeit vergleichbar mit solchen eines passiven, geschwärzten Glasfilters besitzt. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine aktive, elektrooptische Filterkassette zu schaffen, die keine vorstehenden Teile besitzt.
Eine noch andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein kosten- und qualitätsmäßig effizientes Verfahren zum Herstellen eines solchen aktiven, elektrooptischen Filters zu schaffen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Herstellverfahren zu schaffen, das eine Massenproduktion solcher Kassetten unter einem konkurrenzfähigen Preis verglichen mit demjenigen von passiven, geschwärzten Glasplatten ermöglicht.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung ersichtlich werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine elektrooptische Filterkassette geschaffen, die eine LC-Platte zum Steuern einer Lichttransmission durch die Filterkassette, ein flaches Gehäuse, das einen geschlossenen Hohlraum bildet, der eine aktive Vorrichtung enthält, aufweist, wobei die aktive Vorrichtung als Komponenten die LC-Platte, die zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen gegenüberliegender Hauptwände des Gehäuses positioniert ist, eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einfallenden Lichts auf die Filterkassette, eine Schaltkreiseinrichtung zum Steuern der LC-Platte in Abhängigkeit eines Ausgangs von der Sensoreinrichtung und eine Energieversorgungseinrichtung zum Betreiben der aktiven Vorrichtung aufweist. Die Filterkassette ist dadurch gekennzeichnet, daß sie vollständig mit einem optischen, lichtdurchlässigen Harz und der aktiven Vorrichtung gefüllt ist und daß die aktive Vorrichtung vollständig durch das Harz umgeben und dadurch fixiert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektrooptischen Filterkassette geschaffen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:
Bilden eines offenen, flachen Hohlraums, der einen Rahmen und eine Bodenwand aufweist,
Füllen des Hohlraums vollständig mit einem optischen, durchlässigen Harz und einer aktiven Vorrichtung, so daß die letztere vollständig durch das Harz umgeben ist, wobei die aktive Vorrichtung als Komponenten eine LC-Platte, die parallel zu der Bodenwand positioniert ist, zum Steuern einer Lichttransmission durch die Filterkassette, eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einfallenden Lichts auf die Filterkassette, eine Schaltkreiseinrichtung zum Steuern der LC-Platte in Abhängigkeit eines Ausgangs von der Sensoreinrichtung und eine Energieversorgungseinrichtung zum Betreiben der aktiven Vorrichtung aufweist,
Schließen des Hohlraums durch dichtendes Verbinden einer Oberseitenwand an dem Rahmen, wobei die LC-Platte zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen der Boden- und Oberseitenwand positioniert wird, und
Härten des Harzes zum Fixieren der Komponenten der aktiven Vorrichtung in dem Hohlraum.
Demzufolge macht es die Erfindung möglich, eine integrierte, ultra-dünne, kompakte, aktive, elektrooptische Filterkassette aufzubauen, die die fortschrittlichste Technologie umfaßt, und macht es auch möglich, sie unter einem sehr konkurrenzfähigen Preis als Massenprodukt herzustellen und dennoch eine ausgezeichnete Qualität und eine ausgezeichnete Aufschlagswiderstandsfähigkeit des Produkts verglichen mit bekannten, aktiven Filterkassetten zu erhalten. Insbesondere kann das Verfahren gemäß der Erfindung in einer vollständig automatisierten, integrierten Produktionslinie ausgeführt werden, was eine Produktion von vielen tausend Einheiten pro Tag ermöglicht.
Gemäß der Erfindung können die äußeren Dimensionen der Filterkassette, insbesondere die Dicke, im wesentlichen gleich zu solchen eines passiven, geschwärzten Filterglases hergestellt werden. Als ein erläuterndes Beispiel kann eine aktive Filterkassette, die eine Dicke geringer als 5 mm besitzt, leicht gemäß der Erfindung herstellt werden. Weiterhin wird, da das Gehäuse vollständig mit dem durchlässigen, optischen Harz und der aktiven Vorrichtung gefüllt ist, die erfindungsgemäße Filterkassette eine kompakte Einheit bilden, die eine hohe Aufschlagwiderstandsfähigkeit, vergleichbar mit derjenigen einer passiven Glasplatte, zeigt.
In Bezug auf die Struktur der erfindungsgemäßen Filterkassette sollte auch angemerkt werden, daß alle Komponenten der aktiven Vorrichtung, einschließlich der Schaltkreisleiterplatte, der Energieversorgungsquelle und der Lichtsensoren, in dem Harz innerhalb des Hohlraums eingebettet sind und demzufolge nicht von der Außenseite zugänglich sind.
In Bezug auf das Herstellverfahren sollte angemerkt werden, daß die Bodenwand sowohl als eine Herstellhilfe, auf der das Harz und die aktive Vorrichtung angeordnet werden, als auch eine schützende Oberfläche des montierten Produkts dient.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schaltkreisleiterplatte der Schaltkreiseinrichtung mit integrierten Löchern versehen, wobei die Sensoreinrichtung auf der Schaltkreisleiterplatte zum Aufnehmen des einfallenden Lichts durch diese Löcher befestigt wird. Die Seitenwände der Löcher werden dann einen lichtabschirmenden Effekt in Bezug auf solches Licht haben, das nicht dazu dienen soll, die LC-Platte zu triggern. Demzufolge wird eine effektive, winkelmäßig auswählbare Erfassung des einfallenden Lichts ohne irgendwelche vorstehenden Teile von der Filterkassette erhalten.
Die vorstehenden und andere bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben und werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Filterkassette gemäß der Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen derselben werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 zeigt eine isometrische Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Filterkassette gemäß der Erfindung, die die individuellen Teile der Kassette, mit Ausnahme des optischen Harzes, darstellt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht der Ausführungsform in Fig. 1 in ihrem montierten Zustand.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linien III-III in Fig. 2. Diese Figur stellt auch das optische Harz dar.
Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen, in denen sich entsprechende Bezugszeichen auf entsprechende Elemente beziehen, stellt Fig. 1 die individuellen Teile einer elektrooptischen Filterkassette gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar, die aufweist: eine rechteckige, vordere Hauptwand 10, die aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff Folienmaterial hergestellt ist; einen steiferen rechtwinkligen Rahmen 12, der aus einem Kunststoffmaterial einer dickeren Dimension als die Folie 10 hergestellt ist; eine aktive Vorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet ist; und eine hintere Hauptwand 16, im wesentlichen identisch zu der vorderen Hauptwand 10.
In der Ausführungsform, die dargestellt ist, besitzen die hochtransparenten Kunststoff Folien 10, 16 jeweils eine Dicke von ungefähr 0,2 mm, während der Rahmen 12 eine Höhe von ungefähr 4 mm besitzt. In der zusammengebauten Filterkassette sind die vordere und hintere Folie 10, 16 in peripheren Vertiefungen 18, 20, die in der Boden- und Oberseiten-Oberfläche des Rahmens 12 vorgesehen sind, wie am besten in Fig. 3 dargestellt ist, befestigt. Das vollständig geschlossene Gehäuse, das so durch die zwei Folien 10, 16 und den Rahmen 12 gebildet ist, ergibt eine äußere Dikke von ungefähr 4 mm. Die seitlichen Dimensionen der Filterkassette können, nur als Beispiel, in der Größenordnung von 8 · 10 cm liegen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die innere Oberfläche der vorderen Folie 10 mit einer gedruckten Schicht 22 aus einem lichtblockierenden Material, wie beispielsweise einer dunkel bzw. schwarz gefärbten Schicht, versehen, die teilweise die vordere Folie 10 abdeckt, wodurch der verbleibende, nicht geschwärzte Flächenbereich der vorderen Folie 10 einen lichtdurchlässigen, rechtwinkligen Fensterbereich 24 definiert. Ähnlich ist die innere Oberfläche der transparenten, hinteren Folie 16 mit einer gedruckten Schicht 26 aus einem lichtblockierenden Material, das teilweise die hintere Folie 16 abdeckt, versehen, die einen entsprechenden lichtdurchlässigen Fensterbereich 28 definiert. Diese gedruckten Schichten 22, 26 absorbieren UV- und IR-Licht ebenso wie sichtbares Licht.
In der erläuternden Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist die aktive Vorrichtung 14 als Komponenten eine 3,8 mm dicke Flüssigkristallplatte (LC-Platte), die aus zwei übereinandergelegten 1,8 mm dicken elektrooptischen Zellen (EO-Zellen) 30, 32 hergestellt ist, zwei Lichtsensoren 34, 36 zum Erfassen auffallenden Schweißlichts, eine elektronische Steuerschaltkreisleiterplatte 38 zum Steuern der LC-Platte 30, 32 zwischen unterschiedlichen lichtdurchlässigen Zuständen in Abhängigkeit des einfallenden Schweißlichts, das erfaßt ist, und eine Energieversorgungseinrichtung in der Form von zwei flachen Batterien 40, 42 auf.
Jede EO-Zelle 30, 32 weist, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist, eine Flüssigkristallschicht (nicht dargestellt), die sandwichartig zwischen zwei parallelen Glasplatten 30a, 30b, 32a, 32b (Fig. 2) zwischengefügt ist, transparente Elektrodenschichten (nicht dargestellt), die auf den inneren Oberflächen der Glasplatten vorgesehen sind, und Polarisatoren (nicht dargestellt) an den äußeren Oberflächen der Glasplatten auf. Eine Spannung, die zwischen das Elektroden-Paar angelegt wird, wird durch die Steuerschaltkreisleiterplatte 38 in Abhängigkeit des einfallenden Lichts zum Ändern der Transmission der LC-Platte zwischen einem hoch durchlässigen Zustand, wenn kein Schweißlicht erfaßt wird, und einen das Auge schützenden, niedrig durchlässigen Zustand, wenn Schweißlicht erfaßt wird, gesteuert. Die Ausführung und die Betriebsweise einer solchen LC-Platte 30, 32 mit doppelter Zelle und deren Steuerschaltkreis 38 werden für einen Fachmann auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, und deshalb ist keine weitere detaillierte Erläuterung erforderlich. Es wird Bezug zum Beispiel auf die US-Patente, die vorstehend erwähnt sind, genommen.
Ein Verfahren zum Zusammenbauen der Komponenten, dargestellt in Fig. 1, wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.

Schritt 1

Jede der transparenten vorderen und hinteren Folie 10, 16 ist mit einer gedruckten, gefärbten Schicht, die lichtblockierende Flächenbereiche bildet und die lichtdurchlässige Fensterbereiche 24, 28 begrenzt, versehen. Unterschiedliche Farben können für diese gedruckten Schichten verwendet werden und irgendeine geeignete Drucktechnik kann verwendet werden. Mit Ausnahme der das Licht blockierenden Funktion können die gedruckten Schichten für die Zwecke von Firmen-Logos, Markenbezeichnungen, usw., verwendet werden.
Optional können die äußeren Oberflächen der vorderen und hinteren Folie 10, 16 mit kratzbeständigen Beschichtungen (nicht dargestellt) versehen werden.

Schritt 2

Die vordere Folie 10 ist mit deren gedruckten, lichtblockierenden Schicht nach unten weisend positioniert, worauf der Rahmen 12 entlang des inneren Umfangs der vorderen Folie 10 verklebt wird. Ein offener, flacher Hohlraum wird so gebildet. Das optische, durchlässige bzw. transmissive Harz, das später innenseitig des Hohlraums verwendet wird, kann auch zum Verbinden des Rahmens 12 an der vorderen Folie 10 verwendet werden. Die Höhe des Rahmens 12 wird normalerweise ungefähr gleich der Dicke der LC-Platte 30+32 sein.

Schritt 3

Die elektronische Steuerschaltkreisleiterplatte 38 wird in den Hohlraum hinein eingepaßt befestigt, wobei sie direkt auf der vorderen Folie 10 oder auf sich nach innen erstreckenden Nuten, die integral mit dem Rahmen 12 für Positionierungszwecke gebildet sind, ruhen. Wenn die Schaltkreisleiterplatte 38 direkt auf der vorderen Folie 10 plaziert werden soll, wird eine dünne Schicht 44 des optischen, durchlässigen Harzes im voraus auf die vordere Folie 10 aufgebracht. Dann werden die verbleibenden, nicht durchlässigen Komponenten der aktiven Vorrichtung 14, d. h. die zwei Lichtsensoren 34, 36 und die zwei Batterien 40, 42, in den Hohlraum hinein eingepaßt befestigt und an der Schaltkreisleiterplatte 38 angelötet, wie in den Fig. 2 und 3 angezeigt ist.
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Lichtsensoren 34, 36 fest direkt auf der Rückseite der Schaltkreisleiterplatte 38 an Stellen verbunden, die kleine Löcher 46 durch die Schaltkreisleiterplatte 38 präsentieren. Demzufolge werden lichtempfindliche, vordere Oberflächen der Sensoren 34, 36 zu der vorderen Folie 10 hinweisen und einfallendes Schweißlicht über die dünne Harzschicht 44 und die nicht geschwärzten Öffnungen 48 in dem gedruckten Farb-Rahmen 22 aufnehmen. Diese Öffnungen 48 sind am besten in Fig. 1 dargestellt. Diese Befestigungstechnik verhindert, daß restliches Licht (Beleuchtungsquellen, benachbarte Schweißer, Sonnenlicht, usw.) die aktive Vorrichtung 14 triggert, da die Löcher 46 eine effektive Abschirmung gegen solches restliches Licht liefern.

Schritt 4

Die erste EO-Zelle 30 wird nun auf die innere Oberfläche der vorderen Folie 10 aufgeklebt und zu diesem Zweck wird eine dünne Schicht 44 des optischen, durchlässigen Harzes zuerst aufgebracht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Es sollte angemerkt werden, daß diese Harzschicht 44 den gesamten Flächenbereich der EO-Zelle 30 abdeckt. Die erste EO-Zelle 30 wird dann elektrisch mit der Schaltkreisleiterplatte 38 verbunden, wie bei 50 angezeigt ist. Die zweite EO-Zelle 32 wird nun auf der ersten EO-Zelle 30 durch eine Zwischenschicht 52 des optischen, durchlässigen Harzes verklebt und wird danach elektrisch mit der Schaltkreisleiterplatte 38 verbunden, wie bei 54 angezeigt ist. Wie offensichtlich ist, besitzt die LC-Platte 30, 32 solche seitlichen Dimensionen, daß sie vollständig die transparenten Fensterbereiche 24, 28 der vorderen und hinteren Folie 10, 16 abdeckt. Allerdings ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist, dabei ein kleiner Spalt bei 56 zwischen den Kanten der LC-Platte 30, 32 und der inneren Oberfläche des Rahmens 12, der mit Harz gefüllt werden soll, vorgesehen.

Schritt 5

Der gesamte, redundante bzw. verbleibende Raum innerhalb des Hohlraums wird nun mit dem optischen, durchlässigen Harz 60 gefüllt, so daß alle Komponenten der aktiven Vorrichtungen 14 vollständig in dem Harz eingebettet werden. Es sollte angemerkt werden, daß die obere Oberfläche der LC-Platte 14 vollständig durch eine dünne, transparente Harzschicht 62 abgedeckt wird und daß der vorstehend erwähnte Spalt 56 zwischen der LC-Platte 14 und dem Rahmen 12 auch mit Harz gefüllt werden wird.
In dieser Stufe des Herstellvorgangs hat irgendein Härten des Harzes in dem Hohlraum bis dahin noch nicht stattgefunden. Deshalb ist es wichtig, daß die Komponenten der aktiven Vorrichtung 14 relativ exakt in den Hohlraum hinein passen, da die Befestigung in einem gewissen "schwimmenden" Zustand stattfindet. Optional ist es, um die Schaltkreisleiterplatte 38 in ihrer Position innerhalb des Hohlraums zu halten, bevor ein Härten stattfindet, möglich, Nuten bzw. Kerben oder das Äquivalent in der Kante der Leiterplatte 38 für einen Eingriff mit entsprechenden Vorsprüngen, die in die innere Wand des Rahmens 12 integriert sind, vorzusehen.

Schritt 6

Die hintere Folie 16, die mit der gedruckten Schicht 26 versehen ist, wird nun an dem Rahmen 12 und an der oberen Oberfläche des Harzes innerhalb des Hohlraums angeklebt. Die nicht durchlässigen Bereiche der aktiven Vorrichtung 14 werden nun zwischen den lichtblockierenden Flächenbereichen der vorderen und hinteren Wand 10, 16 positioniert werden, wogegen die LC-Platte 30, 32 zwischen den hoch durchlässigen Fensterbereichen 24, 28 angeordnet und zwischen den zwei Harzschichten 44, 62 sandwichartig zwischengefügt werden.

Schritt 7

Abschließend wird das Harz ausgehärtet, um alle Komponenten und die vordere und die hintere Wand zu fixieren.
Demzufolge sind gemäß der vorliegenden Erfindung eine bevorzugte Ausführungsform einer aktiven Filterkassette und eines Verfahrens zum Herstellen der Kassette beschrieben worden. Es wird für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich werden, daß Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen und daß die beigefügten Ansprüche dazu vorgesehen sind, alle solche Modifikationen zu umfassen.
Demzufolge können sich die Komponenten der aktiven Vorrichtung 14 von solchen, die beschrieben sind, unterscheiden. Die Anzahl der EO-Zellen in der LC-Platte 14 kann nur eine oder mehr als zwei sein. Die Energieversorgungseinrichtung kann auch Photozellen, die elektrische Energie in Abhängigkeit von Umgebungslicht erzeugen, umfassen. Der Rahmen 12 kann mit der vorderen Wand 10 integriert werden. Die Lichtsensoren 34, 36 können außerhalb der Schaltkreisleiterplatte angeordnet werden. Weiterhin kann die beschriebene Reihenfolge der Herstellschritte verändert werden, z. B. können die EO-Zellen miteinander verklebt werden, bevor sie in dem Hohlraum plaziert werden, kann die LC-Platte innerhalb des Hohlraums vor der aktiven Vorrichtung 14 plaziert werden, können einige der Komponenten elektrisch miteinander verbunden werden, bevor sie in dem Hohlraum positioniert werden, usw..

Claims

1. Elektrooptische Filterkassette, die eine LC-Platte (30, 32) zum Steuern einer Lichttransmission durch die Filterkassette, ein flaches Gehäuse (10,12, 16), das einen geschlossenen Hohlraum bildet, der eine aktive Vorrichtung (14) enthält, aufweist, wobei die aktive Vorrichtung (14) als Komponenten die LC-Platte (30, 32), die zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen (24, 28) gegenüberliegender Hauptwände (10, 16) des Gehäuses positioniert ist, eine Sensoreinrichtung (34, 36) zum Erfassen einfallenden Lichts auf die Filterkassette, eine Schaltkreiseinrichtung (38) zum Steuern der LC-Platte (30, 32) in Abhängigkeit eines Ausgangs von der Sensoreinrichtung (34, 36) und eine Energieversorgungseinrichtung (40, 42) zum Betreiben der aktiven Vorrichtung (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Hohlraum vollständig mit einem optischen, durchlässigen Harz (44, 56, 62) und der aktiven Vorrichtung (14) gefüllt ist und daß die aktive Vorrichtung (14) vollständig durch das Harz (44, 56, 62) umgeben und dadurch fixiert ist.

2. Elektrooptische Filterkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Hauptwände (10, 16) des Gehäuses aus einem lichtdurchlässigen Folien-Material hergestellt sind.

3. Elektrooptische Filterkassette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Hauptwände (10, 16) lichtblockierende Flächenbereiche darstellen, die die Komponenten (34, 36, 38, 40, 42) der aktiven Vorrichtung (14), mit Ausnahme der LC-Platte (30, 32), abdecken.

4. Elektrooptische Filterkassette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Oberflächen der gegenüberliegenden Hauptwände (10, 16) mit gedruckten, lichtblockierenden Schichten (22, 26), die die lichtblockierenden Flächenbereiche bilden, versehen sind.

5. Elektrooptische Filterkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (10) der Hauptwände (10, 16) des Gehäuses lichtdurchlässig über einem Flächenbereich (48) ist, entsprechend der Position der Sensoreinrichtung (34, 36), um dem einfallenden Licht zu ermöglichen, die Sensoreinrichtung (34, 36) zu erreichen.

6. Elektrooptische Filterkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkreiseinrichtung (38) eine Schaltkreisleiterplatte aufweist, die mit integrierten Löchern (46) versehen ist, und daß die Sensoreinrichtung (34, 36) auf der Schaltkreisleiterplatte (46) zum Aufnehmen des einfallenden Lichts durch die Löcher (46) zum Erhalten einer winkelmäßigselektiven Erfassung des einfallenden Lichts versehen ist.

7. Elektrooptische Filterkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der LC-Platte (30, 32) im wesentlichen gleich zu der inneren Dicke des Hohlraums ist.

8. Elektrooptische Filterkassette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des flachen Gehäuses (10, 12, 16) geringer als 5 mm ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer elektrooptischen Filterkassette, gekennzeichnet durch die Schritte:

Bilden eines offenen, flachen Hohlraums, der einen Rahmen (12) und eine Bodenwand (10) aufweist,

Füllen des Hohlraums vollständig mit einem optischen, durchlässigen Harz (44, 52, 56, 62) und einer aktiven Vorrichtung (14), so daß die letztere vollständig durch das Harz (44, 52, 56, 62) umgeben ist, wobei die aktive Vorrichtung (14) als Komponenten eine LC-Platte (30, 32), die parallel zu der Bodenwand (10) positioniert ist, zum Steuern einer Lichttransmission durch die Filterkassette, eine Sensoreinrichtung (34, 36) zum Erfassen einfallenden Lichts auf die Filterkassette, eine Schaltkreiseinrichtung (38) zum Steuern der LC-Platte (30, 32) in Abhängigkeit eines Ausgangs von der Sensoreinrichtung (34, 36) und eine Energieversorgungseinrichtung (40, 42) zum Betreiben der aktiven Vorrichtung (14) aufweist,

Schließen des Hohlraums durch dichtendes Verbinden einer Oberseitenwand (16) an dem Rahmen (12), wobei die LC-Platte (30, 32) zwischen den lichtdurchlässigen Bereichen (24, 28) der Boden- und Oberseitenwand (10, 16) positioniert wird, und

Härten des Harzes (44, 52, 56, 62) zum Fixieren der Komponenten (30-42) der aktiven Vorrichtung (14) in dem Hohlraum.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Füllens des Hohlraums die Unterschritte aufweist:

Vorsehen einer Schicht (44) des Harzes auf der inneren Oberfläche der Bodenwand (10),

Plazieren der LC-Platte (30, 32) auf der Schicht (44),

Plazieren der anderen Komponenten der aktiven Vorrichtung (14) innenseitig des Hohlraums,

Einrichten elektrischer Verbindungen (50, 54) zwischen den Komponenten der aktiven Vorrichtung (14) und

Füllen des verbleibenden Raums des Hohlraums mit dem Harz (56, 56, 62), umfassend eine obere Schicht (62), die alle Komponenten der aktiven Vorrichtung (14) abdeckt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Boden- und Oberseitenwand (10, 16) aus einem lichtdurchlässigen Folienmaterial hergestellt sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Vorsehens auf den inneren Oberflächen der Boden- und Oberseitenwand (10, 16) einer lichtblockierenden Schicht (22, 26) über einem Flächenbereich, der die Komponenten (34, 36, 38, 40, 42) der aktiven Vorrichtung (14), mit Ausnahme der LC-Platte (30, 32), abdeckt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Vorsehens einer UV-IR-Filterschicht auf der inneren Oberfläche mindestens einer (10) von der Bodenwand (10) und der Oberseitenwand (16).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-13, wobei die sich ergebende Filterkassette mindestens zwei übereinandergelegte, elektrooptische Zellen (30, 32), die die LC-Platte (30, 32) bilden, aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß der Schritt eines Füllens des Hohlraums den Unterschritt eines Vorsehens einer Zwischenschicht (52) des Harzes zwischen benachbarten Hauptoberflächen der LC-Zellen aufweist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in einer vollständig automatischen, integrierten Produktionslinie durchgeführt wird.