適于眼罩的pwm加熱系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種眼罩防冷凝系統(tǒng)，其包括：眼罩，其適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在用戶(hù)的眼睛和所述眼罩之間限定至少部分封閉的空間，電源，優(yōu)選包括微型計(jì)算機(jī)的脈寬調(diào)制器，優(yōu)選包括MOSFET器件的開(kāi)關(guān)裝置，其響應(yīng)于所述脈寬調(diào)制器，所述眼罩上的優(yōu)選氧化銦錫(ITO)加熱元件，以及將所述電源、所述脈寬調(diào)制器、所述開(kāi)關(guān)裝置以及加熱元件互連用于控制所述眼罩加熱的電路。在一個(gè)實(shí)施例中，眼罩劃分成多個(gè)加熱區(qū)域。采用電流調(diào)節(jié)裝置、傳感器和任選地用戶(hù)可選擇的簡(jiǎn)況以允許本發(fā)明的加熱調(diào)節(jié)或自動(dòng)化防霧能力以及可變的條件適應(yīng)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】適于眼罩的PWM加熱系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本專(zhuān)利申請(qǐng)要求于2012年2月16日提交的號(hào)為13/397,691的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利 申請(qǐng)的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及眼罩的加熱，以便防止防護(hù)性的眼罩起霧，并且更具體地涉及附接到 眼罩的電阻元件的電子電源供電的加熱，用于防止起霧，諸如將有利于對(duì)護(hù)目鏡、潛水面罩 或其它便攜式的透明護(hù)眼罩的除霧。

【背景技術(shù)】
[0004] 通常在涉及導(dǎo)致在眼罩上積聚冷凝物的條件以及甚至由起霧導(dǎo)致的短暫性視力 損害將成問(wèn)題的環(huán)境中使用運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡、潛水面罩和其它高度便攜的透明護(hù)眼罩是可取 的。當(dāng)這種眼罩的溫度已降至低于露點(diǎn)溫度，即低于其水滴開(kāi)始凝結(jié)并且露水可以形成的 大氣溫度時(shí)，已發(fā)生起霧。
[0005] 這種便攜式護(hù)眼罩的共同特征是下述事實(shí)，即它們的重量輕到足以佩戴到用戶(hù)的 頭部上且相對(duì)緊密地定位到用戶(hù)的面部，這樣用戶(hù)的呼吸和身體熱量加劇起霧條件。預(yù)期 在冬季活動(dòng)期間使用的易于起霧的運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡的示例包括適于高山滑雪、越野滑雪、滑板 滑雪、雪地摩托、乘雪橇、滑雪胎、冰山攀登等的護(hù)目鏡，上述運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡廣為人知且廣泛地 由運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者以及其工作或活動(dòng)要求他們?cè)谘┨旌推渌鼝毫拥暮涮鞖鈼l件下處于戶(hù)外 的其他人利用。易于起霧的潛水面罩的示例包括獨(dú)立于呼吸裝置的眼罩和鼻罩，以及其中 將呼吸裝置集成到罩內(nèi)的全面罩。易于起霧的護(hù)眼罩的示例包括醫(yī)生或牙醫(yī)將佩戴以便防 止病原體進(jìn)入用戶(hù)的嘴巴或眼睛內(nèi)的面罩、或摩托車(chē)頭盔的透明面罩部分。損害視力的起 霧是這種眼罩、潛水面罩和護(hù)眼罩的常見(jiàn)問(wèn)題。
[0006] 已經(jīng)存在設(shè)計(jì)成用于防止在適于護(hù)眼罩的眼罩上的冷凝物積聚的各種導(dǎo)電裝置。 這些導(dǎo)電裝置的目的是提供一種保持沒(méi)有冷凝物的眼罩，這樣用戶(hù)將能夠在觀(guān)察活動(dòng)期間 享受到不受阻礙的視野?，F(xiàn)有的具有電子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡主要在需要高度便攜性的環(huán)境 中使用，也就是，其中用于給適于設(shè)備的電子產(chǎn)品供電的電源有利地承載于適于護(hù)目鏡的 帶上或護(hù)目鏡本身上的環(huán)境，如由McCulloch提交的、標(biāo)題為"Modular Anti-fog Goggle System"的、序列號(hào)為61/563, 738的共同待決美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所示和所述的那樣。這種電 源供電的設(shè)備、尤其是消耗掉顯著量的來(lái)自電池的功率的加熱設(shè)備需要在通常以安培-小 時(shí)進(jìn)行測(cè)量的總可用電源容量的使用中是合理（judicious)的，以便維持電源壽命。從而， 調(diào)節(jié)輸送到眼罩電阻元件的電流量的能力也會(huì)是可取的。
[0007] 這些設(shè)備的限制是電源功率受到限制，所述電源功率可容易地承載于人的身上， 例如承載于頭帶上或護(hù)目鏡或面罩本身中，以便維持長(zhǎng)期的使用。雖然近年來(lái)鋰離子及相 關(guān)電源技術(shù)取得了進(jìn)步，但是改善眼罩加熱系統(tǒng)的效率以便最大化電源壽命將是可取的。
[0008] 授予 Curcio 的標(biāo)題為"Electrically Heated Ski Goggles" 的、號(hào)為 4, 868, 929 的美國(guó)專(zhuān)利包括眼罩，其具有經(jīng)由開(kāi)關(guān)設(shè)備可操作性地連接到外部電源包的嵌入式電阻 絲，所述外部電源包適于為了防霧的目的而產(chǎn)生眼罩的加熱。授予Welchel等的、標(biāo)題為 "Eyewear With Heating Elements"的、號(hào)為7, 648, 234的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了用于加熱眼罩的 鎳鉻合金和薄膜加熱元件的使用，并公開(kāi)了用于接通和關(guān)斷到所述眼罩的熱量的控制機(jī)構(gòu) 的使用。
[0009] 對(duì)于采用電加熱的運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡而言的另一個(gè)問(wèn)題是眼罩的整個(gè)表面上的不均勻 加熱。護(hù)目鏡和護(hù)目鏡眼罩制備成保持靠近佩戴者面部的位置所需的以及允許形成適于鼻 子的切口（cutout)和用于周邊視野的延伸邊緣的不規(guī)則形狀。在現(xiàn)有技術(shù)中一直沒(méi)有實(shí) 現(xiàn)這種不規(guī)則形狀的均勻加熱。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備易于受熱點(diǎn)影響，并且在有限的電池供電的應(yīng)用中使用這種設(shè)備 會(huì)使電池過(guò)度放電。熱點(diǎn)的原因是因?yàn)榭缪壅稚系碾娮柙碾娺B接之間的電阻率在眼罩 上的不同位置處較大或較小，使得在端子連接之間的距離較小的面積中所消耗的電流量較 大，并且在端子連接之間的距離較大的面積中所消耗的電流量較小。例如，在電阻布線(xiàn)的應(yīng) 用中，在端子位于鏡片任一側(cè)的情況下，對(duì)于均勻加熱透鏡而言存在問(wèn)題，因?yàn)樵诒橇荷戏?以及在眼睛下方向下行進(jìn)的那些電線(xiàn)與跨鏡片的中央部分行進(jìn)較短距離的其它電線(xiàn)相比， 電線(xiàn)從一個(gè)端子行進(jìn)到另一端子的距離更大。為了克服起霧條件，必須供應(yīng)充足的功率以 便克服在端子連接點(diǎn)之間的距離最大的面積中的霧，這導(dǎo)致較小的面積過(guò)熱，其轉(zhuǎn)而浪費(fèi) 功率。從而，問(wèn)題導(dǎo)致護(hù)目鏡眼罩的加熱的有限有用性。因?yàn)檠壅值牟灰?guī)則形狀，所以無(wú)論 考慮電阻絲應(yīng)用還是電阻膜應(yīng)用都存在這些問(wèn)題。
[0011] 與護(hù)目鏡和潛水面罩尤其相關(guān)聯(lián)的又一個(gè)問(wèn)題是在設(shè)備的眼罩部分和用戶(hù)的面 部之間所提供的空間量。在提供的空間不足的情況下，在護(hù)目鏡或面罩內(nèi)佩戴矯正性的眼 罩眼鏡被禁止。此外，在設(shè)備的罩部分和用戶(hù)的眼睛之間提供過(guò)大距離的情況下，將矯正性 的眼罩并入到護(hù)目鏡或面罩眼罩本身內(nèi)的能力被禁止。問(wèn)題是，在用戶(hù)的眼睛和眼罩之間 的增加的距離改善典型的依賴(lài)于空氣流動(dòng)的防霧護(hù)目鏡中的防霧能力，然而將眼罩安置在 這種距離用戶(hù)的眼睛的大距離處來(lái)促進(jìn)防霧使得矯正性的護(hù)目鏡眼罩對(duì)于矯正視力而言 效果較差。從而，在矯正性的眼罩護(hù)目鏡或潛水面罩領(lǐng)域內(nèi)早就需要下述技術(shù)，其將準(zhǔn)許矯 正性的眼罩充分地靠近用戶(hù)的眼睛以便從視力矯正的角度恰當(dāng)?shù)仄鹱饔茫瞧溥€能夠有 效地防霧。
[0012] 因此已發(fā)展出提供優(yōu)選自動(dòng)調(diào)節(jié)的可變電源的需求，其可提供足夠的電流來(lái)滿(mǎn)足 防霧的要求，而不會(huì)顯出高于所需的過(guò)大功率。另外，已發(fā)展出給多個(gè)區(qū)域提供多個(gè)電流供 應(yīng)的需求，以使能跨整個(gè)眼罩表面的對(duì)護(hù)目鏡眼罩的均勻加熱，而沒(méi)有熱點(diǎn)或功率的過(guò)度 使用。
[0013] 當(dāng)經(jīng)歷霧條件時(shí)接通功率到護(hù)目鏡，并且之后當(dāng)用戶(hù)覺(jué)得不再需要它時(shí)就將其關(guān) 斷，并非克服護(hù)目鏡或其它視力罩（vision shield)中的霧的高效方式。這是因?yàn)楫?dāng)它通 時(shí)，其使用全功率，這是電池資源的低效使用。此外，用戶(hù)并不真正準(zhǔn)確地知曉何時(shí)將它關(guān) 斷，因此充其量也就是用戶(hù)猜測(cè)何時(shí)是將其關(guān)斷的最佳時(shí)間。此外，當(dāng)用戶(hù)參與和專(zhuān)注于手 頭的活動(dòng)時(shí)，通常不便于不得不接通或關(guān)斷到眼罩的功率。到眼罩的功率的手動(dòng)開(kāi)關(guān)不允 許用戶(hù)設(shè)置足以減少起霧但也節(jié)省電池壽命的中間熱值。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中還未公開(kāi)用 于諸如護(hù)目鏡、眼鏡或太陽(yáng)鏡的眼罩上的膜或其它電阻元件的平衡加熱的已知系統(tǒng)，其還 提供對(duì)眼罩上的加熱元件的可變控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種眼罩防冷凝系統(tǒng)，其包括：眼罩，其適于保護(hù) 用戶(hù)的眼睛并適于在用戶(hù)的眼睛和眼罩之間限定至少部分封閉的空間，電源，脈寬調(diào)制器 (PWM)，響應(yīng)于所述脈寬調(diào)制器的開(kāi)關(guān)裝置，所述眼罩上的加熱元件，以及將電源、脈寬調(diào)制 器、開(kāi)關(guān)裝置以及加熱元件互連用于控制眼罩的加熱的電路。優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)裝置包括金 屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0015] 本發(fā)明該方面的設(shè)備提供單個(gè)PWM、單個(gè)加熱區(qū)域的眼罩防霧設(shè)備，其使能眼罩或 鏡片的高效加熱，這樣電池壽命被最大化，因?yàn)镻WM可預(yù)先設(shè)置為具有通對(duì)斷周期百分比 比率的輸出，所述百分比可具體針對(duì)正被供應(yīng)功率的特定護(hù)目鏡鏡片進(jìn)行定制。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種眼罩防冷凝系統(tǒng)，其包括：不規(guī)則形狀的眼罩， 其包括可劃分成一個(gè)或多個(gè)大小的多個(gè)區(qū)域以便促進(jìn)眼罩的可劃分加熱的表面面積，眼罩 適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在用戶(hù)的眼睛和罩之間限定至少部分封閉的空間。該系統(tǒng)進(jìn)一 步包括電源，多個(gè)PWM，每個(gè)PWM與電源可操作性地連接，以及多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置 響應(yīng)于相應(yīng)的PWM。根據(jù)本發(fā)明的這一方面，在眼罩上存在多個(gè)加熱元件，每個(gè)加熱元件延 伸到眼罩的相應(yīng)大小的區(qū)域，以及多個(gè)電路，每個(gè)電路將PWM之一與開(kāi)關(guān)裝置中的相應(yīng)一 個(gè)以及相應(yīng)加熱元件中的一個(gè)互連。每個(gè)PWM產(chǎn)生占空比，用于將一定量的電流提供給相 應(yīng)加熱元件，使得所述眼罩的每個(gè)區(qū)域的功率輸出與適于所述眼罩的區(qū)域的期望輸出相對(duì) 應(yīng)。
[0017] 根據(jù)上述本發(fā)明的前兩個(gè)方面，提供一種眼罩防冷凝系統(tǒng)，其包括：眼罩，所述眼 罩適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在用戶(hù)的眼睛和眼罩之間限定至少部分封閉的空間，眼罩具 有可劃分成至少一個(gè)區(qū)域用于促進(jìn)至期望溫度的眼罩的區(qū)域加熱的表面面積，電源，至少 一個(gè)PWM，至少一個(gè)加熱元件，其在至少一個(gè)區(qū)域上并且與至少一個(gè)區(qū)域一致用于促進(jìn)眼罩 的加熱，至少一個(gè)加熱元件與至少一個(gè)PWM-致。在該實(shí)施例中，存在至少一個(gè)電路，其將 電源、至少一個(gè)PWM以及至少一個(gè)相應(yīng)加熱元件互連用于加熱眼罩，其中所述至少一個(gè)PWM 控制電流，以便將至少一個(gè)加熱元件區(qū)域的溫度維持到高于操作環(huán)境的預(yù)期露點(diǎn)的溫度。
[0018] 本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域方面的設(shè)備提供多個(gè)PWM電阻膜加熱系統(tǒng)，其在劃分成多個(gè)區(qū) 域的眼罩或鏡片表面上，所述區(qū)域例如依據(jù)鏡片的不規(guī)則和不同形狀的部分的區(qū)域，諸如 與直接在眼睛的前方相比其直接位于鼻梁的上方，以便使能不同形狀或大小的區(qū)域的均勻 加熱。從而，例如，所述區(qū)域可用于將鏡片劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)具有從一個(gè)區(qū)域到下一區(qū) 域的相似面積，以使能跨所述眼罩的更均勻加熱?；蛘撸喾吹剡@種劃分可用于允許對(duì)眼罩 的某區(qū)域的特定加熱，例如以便確保鏡片的電子顯示部分的正確功能。
[0019] 根據(jù)構(gòu)建于本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域方面上的本發(fā)明的第三方面，PWM可根據(jù)簡(jiǎn)況 (profile)來(lái)操作，使得眼罩的每個(gè)區(qū)域的每平方單位的功率，即功率密度可被保證為跨區(qū) 域大致相等且均勻地分布，而不管每個(gè)區(qū)域的大小。或者，可替代地，可獨(dú)立地調(diào)節(jié)區(qū)域的 加熱以便形成特定眼罩所期望的具體簡(jiǎn)況以便對(duì)各種預(yù)定的天氣條件、各種活動(dòng)或眼罩類(lèi) 型、形狀和大小負(fù)責(zé)。
[0020] 優(yōu)選地，本發(fā)明該方面的多個(gè)PWM包括能夠同時(shí)執(zhí)行與多個(gè)PWM相對(duì)應(yīng)的多個(gè)各 種內(nèi)部PWM功能的微型計(jì)算機(jī)，所述微型計(jì)算機(jī)具有用于將內(nèi)部PWM功能與多個(gè)電路互連 的多個(gè)I/O端口。此外，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明該方面的每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置包括金屬-氧化物-半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET)。
[0021] 此外根據(jù)本發(fā)明的另一第四方面，不論是否涉及單個(gè)區(qū)域、單個(gè)PWM的設(shè)備或是 否涉及多個(gè)區(qū)域、多個(gè)PWM的設(shè)備，提供一種如前概述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括電 流調(diào)節(jié)裝置（CAM)，所述電流調(diào)節(jié)裝置可操作地連接到每個(gè)PWM (無(wú)論是單個(gè)PWM的實(shí)施例 還是多個(gè)PWM的實(shí)施例），用于經(jīng)由每個(gè)PWM改變電源的占空比轉(zhuǎn)而改變輸送到每個(gè)加熱元 件的電流量。
[0022] 本發(fā)明該方面的設(shè)備提供CAM的能力用于高效管理眼罩鏡片的溫度使其處于剛 好高于露點(diǎn)溫度的溫度，從而在用戶(hù)的最小關(guān)注度下有效地防止起霧。這轉(zhuǎn)而允許功率節(jié) 約以使能較長(zhǎng)的電池壽命。
[0023] 此外根據(jù)本發(fā)明的另一第五方面，提供一種如前所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，無(wú)論是 多個(gè)區(qū)域、多個(gè)PWM的實(shí)施例還是單個(gè)區(qū)域、單個(gè)PWM的實(shí)施例，設(shè)備進(jìn)一步包括用于測(cè)量 環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的裝置以及用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置。在本發(fā)明該方面中的用于計(jì)算露點(diǎn) 的裝置優(yōu)選地與CAM(優(yōu)選進(jìn)一步包括微型計(jì)算機(jī)裝置）可操作地性連接，使得CAM當(dāng)由眼 罩限定的空間內(nèi)的溫度下降到低于露點(diǎn)溫度閾值時(shí)增加到電路的功率，以及當(dāng)由眼罩限定 的空間內(nèi)的溫度升高到高于露點(diǎn)溫度閾值時(shí)降低到電路的功率。從而本發(fā)明能夠?qū)⒚}沖饋 送到電阻加熱元件，例如膜加熱元件，所述脈沖剛好足以保持它剛好高于露點(diǎn)，以便有效地 和自動(dòng)地防止起霧，并節(jié)省電池壽命。用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置優(yōu)選地包括微型計(jì)算機(jī)裝置，其 與溫度和相對(duì)濕度感測(cè)裝置可操作性地連接。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明該方面的眼罩防冷凝系統(tǒng)可進(jìn)一步包括相對(duì)濕度傳感器和溫度傳感 器，每個(gè)傳感器位于由所述眼罩所限定的空間內(nèi)。這種系統(tǒng)進(jìn)一步包括與相對(duì)濕度和溫度 傳感器可操作性地連接的、用于周期性地計(jì)算露點(diǎn)溫度的裝置，例如微型計(jì)算機(jī)裝置。此 夕卜，所述至少一個(gè)脈寬調(diào)制器響應(yīng)于所述用于周期性地計(jì)算露點(diǎn)溫度的裝置以便控制所述 至少一個(gè)加熱元件，使得至少一個(gè)加熱元件維持在高于露點(diǎn)的溫度以便保證防止隨著時(shí)間 的推移起霧。
[0025] 此外根據(jù)本發(fā)明的另一第六方面，如關(guān)于本發(fā)明多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├谋景l(fā)明第四和 第五方面的眼罩防冷凝系統(tǒng)可進(jìn)一步包括區(qū)域簡(jiǎn)況描繪（profiling)邏輯，其使能來(lái)自可 變的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的單一調(diào)節(jié)以便影響每個(gè)區(qū)域相對(duì)于其它區(qū)域的按比例調(diào)節(jié)。從而，為 了貫穿整個(gè)眼罩均勻分配加熱的目的，通過(guò)基于眼罩的簡(jiǎn)況調(diào)節(jié)輸送給每個(gè)部段的功率， 本發(fā)明提供變化的協(xié)調(diào)占空比以便給眼罩的多個(gè)電阻區(qū)域供電。此外，本發(fā)明該方面的設(shè) 備提供并入到防霧系統(tǒng)內(nèi)的自動(dòng)化簡(jiǎn)況特性，使得可根據(jù)導(dǎo)向鏡片的加熱功率的手動(dòng)或自 動(dòng)化調(diào)節(jié)維持鏡片的期望加熱，無(wú)論其是否是跨整個(gè)鏡片上的多個(gè)區(qū)域均勻加熱，或預(yù)定 的特定加熱模式，或使用鏡片的不同區(qū)域的加熱足跡（footprint)。
[0026] 此外，根據(jù)本發(fā)明的另一第七方面，提供一種如上所述的根據(jù)上述的本發(fā)明第一 或第二方面，即如上所述的本發(fā)明的單個(gè)區(qū)域或多個(gè)區(qū)域的方面，以及根據(jù)本發(fā)明的前一 第六方面的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其包括多個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)簡(jiǎn)況與相應(yīng)的選擇裝置，其使能根據(jù)用 戶(hù)所選擇的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)況之一來(lái)控制所述眼罩的每個(gè)區(qū)域。
[0027] 本發(fā)明該方面的設(shè)備提供并入到眼罩防霧系統(tǒng)內(nèi)的可選擇簡(jiǎn)況特征，使得可由 用戶(hù)取決于天氣和活動(dòng)水平條件、或所采用的眼罩特征，諸如視頻錄像、平視顯示器、全球 定位系統(tǒng)等選擇適當(dāng)?shù)募訜帷?br> [0028] 本文公開(kāi)的每個(gè)眼罩適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛免受風(fēng)、碎屑、雪、雨、極端溫度以及可 能傷害眼睛或以其它方式損害視力的元素。每個(gè)眼罩還適于形成且限定圍繞眼睛且在眼睛 的前方的至少部分的封閉空間（enclosure)。作為傳輸?shù)接伤鲅壅炙薅ǖ目臻g內(nèi)的身 體熱量的結(jié)果，該封閉空間相對(duì)于封閉空間外面的條件升溫，而且所述封閉空間由于汗水 還經(jīng)受相比于外界條件更高的相對(duì)濕度。當(dāng)所述眼罩的溫度下降到低于所述眼罩內(nèi)的溫度 時(shí)，露水或冷凝物將形成于所述眼罩的內(nèi)側(cè)上，發(fā)生眼罩的起霧。
[0029] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種眼罩防霧系統(tǒng)，不管天氣條件所述系統(tǒng)有效地防止 所述眼罩起霧。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種眼罩防霧系統(tǒng)，其以如此的方式采用PWM 以便節(jié)省功率和能量并延長(zhǎng)電池壽命。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種眼罩防霧系統(tǒng)，其 根據(jù)當(dāng)前的露點(diǎn)條件手動(dòng)地或自動(dòng)地調(diào)節(jié)到鏡片上的加熱器的功率，當(dāng)眼罩內(nèi)的溫度小于 露點(diǎn)溫度或下降到低于露點(diǎn)溫度時(shí)增加到眼罩的功率，或當(dāng)眼罩內(nèi)的溫度高于露點(diǎn)溫度時(shí) 如此減小功率。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種眼罩防霧系統(tǒng)，對(duì)于多種不同大小和形狀 的眼罩而言，通過(guò)提供至少部分地自動(dòng)化眼罩的加熱的簡(jiǎn)況，該系統(tǒng)保證并簡(jiǎn)化在變化的 天氣和活動(dòng)條件下無(wú)霧使用的達(dá)成。此外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供用戶(hù)可選擇的這種 簡(jiǎn)況。上述所列內(nèi)容并不意旨作為本發(fā)明的排他性所列內(nèi)容，可能存在本發(fā)明適合的但未 列出的其它目的，以及本文存在或不存在任何這種目的并不必然限制本發(fā)明的精神和范 圍，如本文所進(jìn)一步限定和要求的那樣。
[0030] 本發(fā)明任何上述方面的眼罩防冷凝系統(tǒng)可適于在運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡或任何防護(hù)性的眼 罩內(nèi)使用，所述防護(hù)性的眼罩諸如適于滑雪、內(nèi)胎滑雪、平底雪橇、冰山攀登、雪地摩托車(chē)、 騎自行車(chē)、跑步、與患者一起工作、在其它醫(yī)療或測(cè)試環(huán)境中等等。此外，本發(fā)明的任何上述 方面的系統(tǒng)可適于在潛水面罩中使用。
[0031] 本發(fā)明的主題在本說(shuō)明書(shū)的結(jié)論部分被特別指出并明確地要求。然而，操作的方 法和組織這二者連同其另外的優(yōu)點(diǎn)和目的可通過(guò)參照結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述最佳地 理解，其中相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1是從脈寬調(diào)制器（PWM)發(fā)出的多個(gè)電信號(hào)的圖示；
[0033] 圖2是不規(guī)則形狀眼罩的前視示意圖，其上具有單個(gè)區(qū)域的電阻加熱元件膜加熱 器；
[0034] 圖3是不規(guī)則形狀眼罩的前視示意圖，其上具有劃分成多個(gè)區(qū)域的電阻加熱元件 膜加熱器；
[0035] 圖4是不規(guī)則形狀眼罩的前視示意圖，其上具有劃分成多個(gè)區(qū)域的電阻加熱元件 膜加熱器；
[0036] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一方面的單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的示意圖；
[0037] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一方面的單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的示意圖；
[0038] 圖7是根據(jù)本發(fā)明一方面的單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例 的不意圖；
[0039] 圖8是根據(jù)本發(fā)明另一方面的自動(dòng)化的單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的又 一實(shí)施例的不意圖；
[0040] 圖9是根據(jù)本發(fā)明另一方面的多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的又一實(shí)施例 的不意圖；
[0041] 圖10是根據(jù)本發(fā)明又一方面的自動(dòng)化的多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的另 一實(shí)施例的示意圖；以及
[0042] 圖11是還包括一個(gè)充電器的自動(dòng)化的多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的眼罩防霧系統(tǒng)的微型 計(jì)算機(jī)控制實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043] 脈寬調(diào)制
[0044] 脈寬調(diào)制（PWM)主要用在馬達(dá)速度控制的應(yīng)用中，用于改變馬達(dá)的速度。參照?qǐng)D 1，PWM以由脈寬調(diào)制器所生成的模擬或數(shù)字信號(hào)為特征，所述脈寬調(diào)制器諸如模擬振蕩器 或數(shù)字邏輯設(shè)備，其提供變化的占空比，其為通百分比（percentage on)，例如諸如10%、 20%、30%和高達(dá)90%或更高通，以及相應(yīng)的斷百分比，諸如90%、80%、30%和低至10% 或更低斷，全部如由圖1中的數(shù)字1-9所示。虛線(xiàn)10用于指出PWM信號(hào)的波長(zhǎng)，并且虛線(xiàn) 11用于指出通（高）狀態(tài)下的恒定電壓幅度以及斷（低）狀態(tài)下的恒定電壓幅度。從而， 例如，在連接到12伏電池的PWM電路為40 %通以及60 %斷的情況下，可以說(shuō)PWM信號(hào)表示 在40%功率下的12伏PWM電路。從而，PWM電路可使馬達(dá)以其最大速度的40%或替代地 馬達(dá)的最大速度的另一百分比運(yùn)行，具有恒壓源而無(wú)需調(diào)節(jié)電壓，并且這提供通過(guò)調(diào)整輸 送到馬達(dá)的電流提供連續(xù)的較低電壓的效果。PWM信號(hào)通常具有固定的頻率，如圖1中所示 那些的情況那樣，并且它們通常在全電壓水平下具有恒定的全電壓或在低電壓水平下的恒 定無(wú)電壓，但這不是絕對(duì)必要的。
[0045] 單個(gè)區(qū)域、單個(gè)PWM的實(shí)施例
[0046] 參照?qǐng)D2,根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一部分提供一種眼罩鏡片或防護(hù)鏡200,其適 于圍繞用戶(hù)的眼睛至少部分地限定封閉空間，且其上具有單個(gè)區(qū)域的電阻透明導(dǎo)電膜加熱 構(gòu)件202。沿著膜加熱構(gòu)件202的上邊緣，存在經(jīng)由導(dǎo)線(xiàn)212與電源（未示出）互連的母線(xiàn) (bus-bar)加熱元件204。膜加熱構(gòu)件202可由氧化銦錫（ΙΤ0)或其它材料構(gòu)成，其以當(dāng)連 接到電路時(shí)生成熱量的電阻元件的形式設(shè)計(jì)。
[0047] 下部母線(xiàn)加熱元件206沿著膜加熱構(gòu)件202的下邊緣提供，且其經(jīng)由另一導(dǎo)線(xiàn)214 與電源互連。如對(duì)于許多眼罩通常而言的那樣，諸如在冬季運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡的情況下，眼罩鏡片 200是不規(guī)則形狀的，其具有在使用過(guò)程中在用戶(hù)的眼睛的正前方的兩個(gè)較寬的形狀類(lèi)似 的正方形、矩形、圓形或橢圓形的面積209、210,以及在使用過(guò)程中位于用戶(hù)的鼻梁上方的 較窄面積208。因?yàn)殓R片200在這些區(qū)域的每一區(qū)域處的不同形狀，并且由于鼻梁上方的面 積小于眼睛正前方的面積，所以對(duì)于鏡片而言存在在鼻梁上方較熱的傾向，其原因在于在 該面積內(nèi)具有較小的所測(cè)量的電阻。
[0048] 如圖5中所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供成根據(jù)本發(fā)明第一方面的單個(gè)PWM、單個(gè) 區(qū)域的防霧系統(tǒng)500。系統(tǒng)500包括用于生成恒定比率的PWM信號(hào)503的單個(gè)PWM 502,諸 如如圖6中所示的優(yōu)選M0SFET開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)裝置504,沉積在鏡片200上的加熱元件202,以 及具有正和負(fù)端子510、512的電源505。上述元件經(jīng)由正導(dǎo)線(xiàn)212和負(fù)導(dǎo)線(xiàn)214在電路中 互連。PWM信號(hào)503控制開(kāi)關(guān)裝置504,所述開(kāi)關(guān)裝置504控制到加熱元件202的功率。由 于在本發(fā)明的該實(shí)施例中，不存在改變到PWM 502的輸入電壓的裝置，所以將PWM設(shè)置成通 對(duì)斷的恒定比率，其將允許以恒定的溫度加熱鏡片200上的單個(gè)區(qū)域的加熱元件202。參 照?qǐng)D6,示出單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)600,其包括具有正和負(fù)端子510、512的電池電 源505,電路電線(xiàn)212、214, PWM 502 (其生成信號(hào)503)，眼罩200和加熱元件202,所述系統(tǒng) 600除了通用的開(kāi)關(guān)裝置已被替換為MOSFET開(kāi)關(guān)602之外與系統(tǒng)500相同。雖然當(dāng)前發(fā)明 優(yōu)選采用MOSFET開(kāi)關(guān)，但可以使用包括繼電器、功率晶體管或其它目前已知的開(kāi)關(guān)的其它 開(kāi)關(guān)裝置而不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神。
[0049] 電流調(diào)節(jié)裝置（CAM)
[0050] 現(xiàn)在參照?qǐng)D7,示出單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)700,其包括具有正和負(fù)端子 510、512的電池電源505,電路電線(xiàn)212、214，PWM 502(其生成信號(hào)503)，M0SFET 600,眼罩 200和加熱元件202,該系統(tǒng)700除了系統(tǒng)進(jìn)一步包括電流調(diào)節(jié)裝置（CAM) 702之外與系統(tǒng) 600相同。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，示出CAM 702為下述設(shè)備，其包括電位計(jì)并具有內(nèi)部基 準(zhǔn)電壓（vref)，其低于電池最低可用電壓并提供輸出電壓（到PWM的輸入電壓），來(lái)自CAM 的輸出電壓是基于電位計(jì)的設(shè)定在零電壓和基準(zhǔn)電壓（vref)之間的某一電壓。響應(yīng)于CAM 702, PWM 502產(chǎn)生相應(yīng)的百分比通/斷信號(hào)，其可作為來(lái)自CAM的輸出的結(jié)果而改變。在 使用數(shù)字邏輯的優(yōu)選系統(tǒng)中，如圖11中所示以及下面關(guān)于圖11進(jìn)一步描述的，響應(yīng)于更多 (MORE)(增加）按鈕和響應(yīng)于更少（LESS)(減小）按鈕的軟件控制CAM直接改變PWM的占 空比，并由此改變輸送到加熱元件202的電流量，而無(wú)需中間電壓基準(zhǔn)。
[0051] 承載CAM 702的輸出電壓的輸出線(xiàn)704在CAM和PWM 502之間可操作性地連接。 PWM 502將來(lái)自CAM 702的輸出電壓轉(zhuǎn)換成具有占空比的信號(hào)，所述占空比對(duì)應(yīng)于到PWM內(nèi) 的電壓的幅度并與其成比例。因此PWM 502輸出的占空比將關(guān)于來(lái)自CAM 702的電壓而發(fā) 生變化，這樣從CAM到PWM的接近零的輸入電壓將導(dǎo)致接近零百分比通/接近100%斷的占 空比的PWM的輸出。相比之下，在從CAM 702到PWM 502的電壓接近CAM的最大電壓（vref) 的情況下，將導(dǎo)致作為結(jié)果的接近100%通/接近零百分比斷的占空比的PWM的輸出。此 夕卜，并且相應(yīng)地，對(duì)于在到PWM 502的最小和最大輸出電壓之間的CAM 702的每個(gè)中間設(shè)定 而言，將導(dǎo)致相應(yīng)的中間百分比通/百分比斷的占空比的PWM的輸出。從而，CAM 702使能 變化的PWM 502的輸出占空比
[0052] 如下面進(jìn)一步描述的，諸如CAM 702的電流調(diào)節(jié)裝置也可與如圖9中所示的本發(fā) 明的多個(gè)區(qū)域的實(shí)施例一起使用。
[0053] 露點(diǎn)計(jì)算及自動(dòng)化
[0054] 現(xiàn)在參照?qǐng)D8,示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面的單個(gè)PWM、單個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)800， 其包括具有正和負(fù)端子510、512的電源505,電路電線(xiàn)212、214, PWM 502(其產(chǎn)生信號(hào) 503)，MOSFET 602,眼罩或鏡片200和加熱元件202,該系統(tǒng)800除了系統(tǒng)進(jìn)一步包括下述 裝置之外與系統(tǒng)700相同，即優(yōu)選微型計(jì)算機(jī)的用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置802 (露點(diǎn)計(jì)算器，或 DPC)，經(jīng)由信號(hào)裝置807、809可操作性地連接到DPC的溫度傳感器804和相對(duì)濕度傳感器 806。本發(fā)明的該方面使能基于溫度傳感器804和相對(duì)濕度傳感器806的輸入的對(duì)CAM的 調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，所述輸入從感測(cè)在加熱元件202附近的眼罩200和用戶(hù)的眼睛之間所限定 的空間內(nèi)的環(huán)境條件而獲得。
[0055] 如所示，DPC 802經(jīng)由電信號(hào)裝置803與CAM 702可操作性地連接以用信號(hào)表示電 流增加以及經(jīng)由電信號(hào)裝置805與CAM 702連接以用信號(hào)表示電流減小，這樣當(dāng)在由眼罩 200所限定的空間內(nèi)的環(huán)境條件已經(jīng)改變從而需要對(duì)來(lái)自系統(tǒng)800的加熱元件202進(jìn)行調(diào) 節(jié)時(shí)，DPC給CAM發(fā)出信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)800最初啟動(dòng)時(shí)，DPC 802計(jì)算露點(diǎn)溫度，并將其與由眼 罩200所限定的空間內(nèi)的實(shí)際溫度相比，并相應(yīng)地給CAM 702發(fā)出信號(hào)。如果如由DPC 802 所計(jì)算的露點(diǎn)溫度大于在所述眼罩200和用戶(hù)的眼睛之間所限定的空間內(nèi)的溫度，則DPC 內(nèi)的邏輯給CAM 700發(fā)出信號(hào)，以便增加輸出到PWM 502的電壓，其轉(zhuǎn)而增加 PWM輸出的占 空比，這轉(zhuǎn)而增加到加熱元件的功率，以增加眼罩200和在所述眼罩與用戶(hù)的眼睛之間的 空間的溫度。從而，從溫度傳感器804、相對(duì)濕度傳感器806到系統(tǒng)800的后續(xù)感測(cè)輸入以 及由DPC 802所進(jìn)行的計(jì)算均將不僅反映改變的環(huán)境條件，而且還反映由來(lái)自系統(tǒng)800的 前述增加請(qǐng)求所導(dǎo)致的溫度改變。以如下方式定期地進(jìn)行經(jīng)由DPC 802對(duì)系統(tǒng)800的進(jìn)一 步調(diào)節(jié)：當(dāng)由眼罩200所限定的空間內(nèi)的溫度下降到低于露點(diǎn)溫度閾值時(shí)，系統(tǒng)800經(jīng)由電 路電線(xiàn)212、214增加到加熱元件202的功率，以及當(dāng)由眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度升高到 高于露點(diǎn)溫度閾值時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)由電路電線(xiàn)減小到加熱元件的功率。上述操作可在系統(tǒng)800 的增加和減小狀態(tài)之間采用滯后，諸如在典型的恒溫器上所使用的滯后，以避免不想要的 快速切換。
[0056] 多個(gè)區(qū)域、多個(gè)PWM的實(shí)施例
[0057] 參照?qǐng)D3,根據(jù)本發(fā)明的另一第二實(shí)施例的一部分提供一種眼罩鏡片或防護(hù)鏡 300,其適于圍繞用戶(hù)的眼睛至少部分地限定封閉空間，且其上具有多個(gè)區(qū)域或區(qū)帶的電阻 膜加熱元件或構(gòu)件302、304、306。在使用過(guò)程中位于用戶(hù)的右眼上方的膜加熱元件302通 過(guò)母線(xiàn)308連接到電源（未示出），所述母線(xiàn)308沿著膜的上邊緣定位并電連接于膜和導(dǎo)向 電源的端子的導(dǎo)線(xiàn)310之間。在使用過(guò)程中位于正好在用戶(hù)的鼻子上方的眼罩鏡片300中 央的膜加熱元件304通過(guò)母線(xiàn)312連接到所述電源，所述母線(xiàn)312沿著膜的上邊緣定位并 電連接于膜和導(dǎo)向電源的端子的導(dǎo)線(xiàn)314之間。在使用過(guò)程中位于用戶(hù)的左眼上方的膜加 熱元件306通過(guò)母線(xiàn)316連接到電源，所述母線(xiàn)316沿著膜的上邊緣定位并電連接于膜和 導(dǎo)向電源的端子的導(dǎo)線(xiàn)318之間。沿著每一膜元件302、304、306的下邊緣定位的母線(xiàn)320 將膜元件互連到電源的接地端子。
[0058] 如所不，膜構(gòu)件302、306的表面面積大于膜構(gòu)件304的表面面積，這樣膜構(gòu)件304 的電阻小于其它膜構(gòu)件的電阻。因此，為了跨整個(gè)鏡片300進(jìn)行均勻加熱，應(yīng)將與其它膜構(gòu) 件相比更少的電流施加到膜構(gòu)件304。或者，可替代地，膜構(gòu)件之間的劃分將允許以比其它 膜構(gòu)件更多或更少地獨(dú)立加熱一個(gè)或多個(gè)薄膜構(gòu)件。
[0059] 參照?qǐng)D4,根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例提供眼罩鏡片400。眼罩400適于在用戶(hù)的眼 睛的前方至少部分地限定封閉空間，且其上沉積有多個(gè)（圖4中示出24個(gè)）電阻加熱膜區(qū) 帶或區(qū)域402 A-X。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是電阻加熱膜可被劃分成比所示更大或更小的區(qū)域而不 脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神。每個(gè)電阻膜區(qū)域402 A-X經(jīng)由導(dǎo)線(xiàn)和離散的母線(xiàn)404 a-x 連接到電源的端子。沿著每個(gè)電阻膜區(qū)域402 A-X的下邊緣安置的單條母線(xiàn)406將膜區(qū)域 的每一下端部互連到電源的接地端子。
[0060] 本發(fā)明的防霧系統(tǒng)的電阻膜區(qū)域優(yōu)選采用已知為聚碳酸酯鏡片上的離子濺射的 工藝沉積到眼罩200、300、400的內(nèi)表面上，但是可以使用噴涂以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它 方法和材料而不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神。母線(xiàn)通過(guò)沖壓、粘合劑背涂（adhesive backing)沉積到鏡片200、300、400上，或在導(dǎo)電性銀環(huán)氧樹(shù)脂母線(xiàn)的情況下，其可被施加 到聚碳酸酯基材。在潛水面罩的情況下，在可以采用將電阻膜和母線(xiàn)附接到面罩的內(nèi)側(cè)玻 璃表面的同時(shí)，優(yōu)選的替代性方案將是將這些施加到面罩內(nèi)的內(nèi)側(cè)聚碳酸酯基材。將電阻 膜加熱器和母線(xiàn)施加到各種基材的方法和系統(tǒng)是本領(lǐng)域內(nèi)已知的。每條母線(xiàn)及其相應(yīng)的電 阻膜區(qū)域重疊在每個(gè)的邊緣部分上，使得它們傳導(dǎo)至和自電源的電力，如本領(lǐng)域內(nèi)已知的 那樣。
[0061] 在多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├械腃AM和DPC
[0062] 在圖3中所示的本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├械母髷?shù)目的電阻膜區(qū)域302、304、 306以及可替代地在圖4中所示的本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├械母髷?shù)目的區(qū)域402 A-X 使能更均勻地加熱更廣泛的各種形狀和大小的眼罩300,或者可替代地眼罩400,并且在如 圖9和圖10中所示的多個(gè)區(qū)域、多個(gè)PWM的眼罩防霧系統(tǒng)中需要相應(yīng)更大數(shù)目的脈寬調(diào)制 器（PWM)，或PWM通道。因此，應(yīng)該意識(shí)到的是雖然圖9和圖10中示出三通道PWM系統(tǒng)，但 是可通過(guò)使用適當(dāng)數(shù)目的PWM通道以容納這種多個(gè)加熱元件區(qū)域，來(lái)提供更少或更多的通 道以容納相似數(shù)目的電阻加熱元件區(qū)域。
[0063] 如圖9和圖10中所示，對(duì)于本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├钥梢圆捎秒娏髡{(diào)節(jié)裝置 (CAM)，并且如圖10中所示，露點(diǎn)計(jì)算裝置（DPC)也可并入到本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├齼?nèi)， 以便使能如上所述的對(duì)每個(gè)區(qū)域的自動(dòng)化調(diào)節(jié)。在CAM的情況下，CAM的單一輸出電壓如 由下面進(jìn)一步描述的那樣由區(qū)域簡(jiǎn)況控制裝置（RPC)來(lái)接收并在該實(shí)施例中用于調(diào)節(jié)到 多個(gè)PWM中的每一個(gè)的輸入電壓，以允許基于用戶(hù)對(duì)選擇器的調(diào)節(jié)改變出自PWM的電流或 以使能自動(dòng)化，如下面進(jìn)一步描述的。本發(fā)明的多個(gè)區(qū)域?qū)嵤├腄PC以與上面針對(duì)本發(fā) 明的單個(gè)區(qū)域?qū)嵤├鱿嗤姆绞狡鹱饔谩?br> [0064] 平衡簡(jiǎn)況和定制簡(jiǎn)況
[0065] 現(xiàn)在參照?qǐng)D9,示出多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)900,其包括具有正和負(fù)端子 510'、512'的電源 505'，電路電線(xiàn)212'、214'，多通道PWM 502'，其示出為分別在通道a、b 和c上生成信號(hào) 503a、503b和 503c，CAM 702'，多個(gè)M0SFET 602'，一個(gè)M0SFET適于多通道 PWM的每一通道；眼罩或鏡片300和加熱元件區(qū)域302、304、306,該系統(tǒng)900除了系統(tǒng)進(jìn)一 步包括區(qū)域簡(jiǎn)況控制器902之外類(lèi)似于上述的單個(gè)PWM的系統(tǒng)，所述區(qū)域簡(jiǎn)況控制器902 主要用于平衡分別輸送到在眼罩300或400上的不同大小和形狀的電阻加熱膜區(qū)域（302、 304、306或可替代地402 A-X)的功率。
[0066] 不同形狀的眼罩鏡片300、400將需要反映鏡片的形狀及其單獨(dú)區(qū)域的相應(yīng)區(qū)域 簡(jiǎn)況，這樣每一區(qū)域的電特性被適當(dāng)?shù)丶訖?quán)，使得對(duì)每一區(qū)域保證合適量的功率，以保持它 與其它地區(qū)的平衡。從而區(qū)域簡(jiǎn)況與區(qū)域的形狀（以及該區(qū)域的作為結(jié)果的電阻率）和護(hù) 目鏡的整體形狀相關(guān)。如果要改變鏡片的形狀，則對(duì)于該鏡片來(lái)說(shuō)需要不同的簡(jiǎn)況。
[0067] 計(jì)算區(qū)域的電阻
[0068] 每個(gè)區(qū)域302、304和306具有所計(jì)算的總電阻（Rt)，其由考慮所用的電阻涂層的 類(lèi)型以及區(qū)域的面積的公式來(lái)確定，其中：Rt是以歐姆為單位的區(qū)域的總電阻，Ri是以歐 姆為單位的每平方英寸電阻薄膜的電阻，Η是以英寸為單位的區(qū)域的高度，以及W是以英寸 為單位的區(qū)域的寬度。Rt可使用下列公式計(jì)算： m * η
[0069] Rt =- w
[0070] 例如，考慮到區(qū)域302和306,給定Ri為10歐姆，H為3英寸，以及W為3英寸。 對(duì)于每一區(qū)域302和306而言的總電阻（Rt)可計(jì)算成（10X3)/3,其等于10歐姆?，F(xiàn)在考 慮區(qū)域304,給定Ri為10歐姆，Η為2英寸，以及W為1. 6英寸，則區(qū)域304的總電阻（Rt) 可計(jì)算成（10X 1. 6)/2,其等于8歐姆。從而，對(duì)于給定的電壓而言，因?yàn)?04中的總電阻 低于區(qū)域302、306中的總電阻，因此與區(qū)域302和306相比，在區(qū)域304中將消耗更多的功 率，這在區(qū)域304中造成熱點(diǎn)，如下面進(jìn)一步驗(yàn)證的那樣。
[0071] 計(jì)算區(qū)域的功率密度
[0072] 每個(gè)區(qū)域302、304、306具有所計(jì)算的功率密度（Pd)，其由考慮施加到該區(qū)域的有 效電壓（E)、以歐姆為單位的每平方英寸電阻薄膜的電阻（Ri)、以及以英寸為單位的區(qū)域 的寬度（W)的公式來(lái)確定。Pd可使用下列公式計(jì)算： E2
[0073] pd = WTW2
[0074] 例如，考慮到區(qū)域302和306,對(duì)于每個(gè)區(qū)域而言給定10伏操作電壓，Pd將等于 10V (10 X 32)，其等于1. 11瓦特每平方英寸?？紤]到區(qū)域304,給定相同的10伏操作電壓， 區(qū)域304的Pd將等于107(10X22)，其等于2. 5瓦特每平方英寸。這些計(jì)算表明，對(duì)于所 有區(qū)域而言給定相等的有效電壓，中央?yún)^(qū)域304將比外側(cè)區(qū)域302和306更熱。
[0075] 確定區(qū)域簡(jiǎn)況比例控制
[0076] 給定上述在用戶(hù)的鼻子上方的所確定的熱點(diǎn)，區(qū)域的按比例平衡是可取的。這種 平衡需要確定適于區(qū)域304的適當(dāng)電壓水平，其將在給區(qū)域302和306供以10伏的電時(shí)， 提供與區(qū)域302和306相同功率水平的輸出。此前，根據(jù)公式： g2
[0077] -7 = 1.11 (Pd 與 302 的相同) Ri*Wl
[0078] 并求解E，
[0079] E = y}Ri* W2 * Pd
[0080] 并代入已知的值，E等于
[0081 ] 其等于 6. 66 伏。
[0082] 因此，基于在區(qū)域302和306中所用的相同材料的寬度和高度，為了產(chǎn)生等效的功 率密度，區(qū)域304將需要的電壓為施加到區(qū)域302和304的電壓的0. 666倍（或66. 6% )。 該結(jié)果通過(guò)將針對(duì)區(qū)域304的功率密度（Pd)重新計(jì)算為6. 66V (10X22)來(lái)確認(rèn)，其等于 1. 11瓦特每平方英寸。
[0083] 將這些計(jì)算向后應(yīng)用到通道a和c上的由CAM 702'所產(chǎn)生的分別輸送到區(qū)域302 和306的基準(zhǔn)輸出電壓還將需要減少通道b上的基準(zhǔn)輸出電壓，與施加到通道a和b的值 相比減少66. 6 %。在模擬電路的情況下，可通過(guò)使用電阻網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)該按比例控制，如將由 本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的那樣。在數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案的情況下，將使用微型計(jì)算 機(jī)或等效的數(shù)字電路從數(shù)據(jù)表中對(duì)值進(jìn)行檢索以及計(jì)算作為結(jié)果的功率水平并將所述功 率水平直接施加到PWM通道，如將由本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的那樣。
[0084] 與形狀或區(qū)域匹配的區(qū)域簡(jiǎn)況
[0085] 因此，應(yīng)該理解當(dāng)較大的區(qū)域接收到100%的所施加的有效電壓時(shí)，較小的區(qū)域應(yīng) 該接收所施加的有效電壓的按比例較小的百分比，以平衡所有區(qū)域的功率密度。雖然已經(jīng) 提供適于特定形狀護(hù)目鏡的具體示例，但應(yīng)該意識(shí)到的是不同形狀的鏡片區(qū)域?qū)⑿枰?lèi)似 的計(jì)算和平衡簡(jiǎn)況確定。在彎曲邊緣或不規(guī)則形狀的區(qū)域的情況下，確定區(qū)域面積可能需 要應(yīng)用已知的數(shù)學(xué)方法來(lái)確定適于在上述計(jì)算中使用的區(qū)域面積。
[0086] 平衡的和定制的簡(jiǎn)況
[0087] 在上述示例中的結(jié)果公開(kāi)了一種平衡簡(jiǎn)況。更確切地說(shuō)，這些結(jié)果產(chǎn)生給特定護(hù) 目鏡上的不同大小的區(qū)域供電至相同的功率密度所需的模擬或數(shù)字比例輸入電壓。
[0088] 區(qū)域定制簡(jiǎn)況開(kāi)關(guān)及自動(dòng)化
[0089] 參照?qǐng)D10,示出類(lèi)似于系統(tǒng)900的多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)1000,其包括具 有正和負(fù)端子510'、512'的電源505'，電路電線(xiàn)212'、214'，示出為分別在通道a、b和c上 生成信號(hào) 503a、503b 和 503c 的多通道 PWM502'，CAM 702'，多個(gè) M0SFET 602'，一個(gè) M0SFET 適于多通道PWM的每一通道，眼罩或鏡片300和加熱元件區(qū)域302、304、306。系統(tǒng)1000與 系統(tǒng)900的不同之處在于，在系統(tǒng)1000中，RCP 902進(jìn)一步包括用戶(hù)可選擇的區(qū)域簡(jiǎn)況控 制開(kāi)關(guān)1002,其使得用戶(hù)能夠選擇平衡的簡(jiǎn)況或幾個(gè)定制簡(jiǎn)況之一，用于如下面進(jìn)一步描 述的分別至眼罩300或400上的不同大小和形狀的電阻加熱膜區(qū)域（302、304、306,或可替 代地402 A-X)的經(jīng)定制的功率輸送。
[0090] 定制簡(jiǎn)況可用于使能至特定的電阻膜區(qū)域的預(yù)定比例輸入電壓，其對(duì)于獲得所 期望的功率密度模式是必要的，該功率密度模式允許出于特定目的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域302、 304、306,或者可替代地402 A-X有目的地比其它區(qū)域更熱或更冷。連同DPC 802'和傳感 器804'、806'一起，0411 702'為區(qū)域302、304、306中的每一個(gè)或者可替代地區(qū)域402八-父 提供全程冷到全程熱之間的自動(dòng)變化，且RPC 902'的工作是了解簡(jiǎn)況以便知曉根據(jù)整體 調(diào)節(jié)按比例施加多少功率到每一區(qū)域。例如，對(duì)于給定的露點(diǎn)計(jì)算而言，CAM 702'可設(shè)置 為50%的整體功率施加或占空比，根據(jù)特定的預(yù)定簡(jiǎn)況，RPC將對(duì)于最大的區(qū)域302、304、 306(或者可替代地402 A-X)做出50%的調(diào)節(jié)，并且對(duì)于較小的區(qū)域做出按比例較小的輸 出。
[0091] 定制簡(jiǎn)況的示例可涉及用于單板滑雪者的簡(jiǎn)況，其可能需要向護(hù)目鏡鏡片的一側(cè) 增加熱量以便防止該側(cè)的起霧或減少該側(cè)的結(jié)冰，這取決于騎行者的哪只腳通常朝向下 坡，或作為另一示例，特定的鏡片或護(hù)目鏡形狀和構(gòu)造可能需要在護(hù)目鏡的邊緣處增加加 熱以便防止起霧或結(jié)冰?？商娲?，此外針對(duì)諸如雨天、雪天、晴天的特定的天氣條件或?qū)?于潛水面罩而言的不同深度和水溫等提供定制設(shè)定將是可取的。定制的簡(jiǎn)況描繪可通過(guò)定 制簡(jiǎn)況開(kāi)關(guān)1002由用戶(hù)進(jìn)行選擇。
[0092] 在圖10中所示的多個(gè)PWM、多個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)1000還進(jìn)一步包括用于計(jì)算露點(diǎn) 的裝置802'（也稱(chēng)為露點(diǎn)計(jì)算器，或DPC)、溫度傳感器804'和相對(duì)濕度傳感器806'，所述 傳感器經(jīng)由信號(hào)裝置807'、809'可操作性地連接到DPC用于系統(tǒng)1000的自動(dòng)化控制。除 了來(lái)自DPC 802'的信號(hào)由CAM和RPC來(lái)使用以便提供對(duì)到PWM 502'的多條信號(hào)線(xiàn)a、b、c 的主控制之外，DPC 802'和傳感器804'、806'以與上面結(jié)合本發(fā)明第一實(shí)施例所示和所述 的DPC 802和傳感器804、806相同的方式達(dá)到相同的目的和起到相同的作用。
[0093] 從上文可以看出，可將本發(fā)明的許多方面諸如露點(diǎn)計(jì)算、自動(dòng)化和電流調(diào)節(jié)裝置 應(yīng)用到本發(fā)明的第一或第二實(shí)施例中，而RPC主要適于在眼罩上采用多個(gè)區(qū)域的本發(fā)明的 第二實(shí)施例。
[0094] 系統(tǒng)概述
[0095] 雖然優(yōu)選地本發(fā)明任一實(shí)施例的PWM以及相關(guān)聯(lián)的功能，諸如露點(diǎn)計(jì)算、簡(jiǎn)況表 查找、可變的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、開(kāi)關(guān)裝置等可優(yōu)選地采用微型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是可采用諸如 可編程邏輯陣列（PLA)、狀態(tài)機(jī)、模擬電路或其它數(shù)字邏輯的其它技術(shù)來(lái)執(zhí)行這些功能中的 任意功能而不脫離本發(fā)明真實(shí)范圍和精神。
[0096] 參照?qǐng)D11，提供多通道PWM、多個(gè)區(qū)域的防霧系統(tǒng)1100的數(shù)字版本的一個(gè)優(yōu)選實(shí) 施例。系統(tǒng)1100包括諸如可再充電電池1102的電源、通/斷開(kāi)關(guān)1104、熱控制開(kāi)關(guān)1106、 簡(jiǎn)況選擇器1108和充電器插座1110。充電器插座1110可包括迷你 USB充電器插座或如本 領(lǐng)域內(nèi)已知的其它合適的充電系統(tǒng)。系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括功率水平指示器顯示器1112和 電池壽命指示器顯示器1114,所述功率水平指示器顯示器1112優(yōu)選包括配置成條形圖以 便指示所選擇的功率水平的多個(gè)LED，所述電池壽命指示器顯示器1114優(yōu)選包括配置成條 形圖以便指示剩余的電池壽命的多個(gè)LED。系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括眼罩1116,其上沉積有多 個(gè)薄膜加熱元件1118、1120、1122。眼罩1116適于在用戶(hù)的眼睛的前方限定至少部分的封 閉空間。溫度傳感器1124和相對(duì)濕度傳感器1126定位于由所述眼罩1116所限定的部分 封閉空間內(nèi)以便有助于露點(diǎn)溫度的計(jì)算。
[0097] 系統(tǒng)1100進(jìn)一步優(yōu)選包括低功率微控制器1128,其優(yōu)選地進(jìn)一步包括PWM邏輯、 其它可編程邏輯和如微電子領(lǐng)域內(nèi)已知的RAM/R0M/閃存存儲(chǔ)器1130的一些組合。微型計(jì) 算機(jī)控制器1128可操作性地連接到電池充電器電路1132。電池充電器電路1132連接到電 池充電器插座1110和可再充電電池1102。電池充電器電路1132主要負(fù)責(zé)維護(hù)可再充電電 池1102,包括在需要時(shí)將來(lái)自充電器插座1110的電荷路由到可再充電電池，以及當(dāng)電池已 被完全充電時(shí)關(guān)斷充電器、將充電器與電池?cái)嚅_(kāi)連接并將電池水平報(bào)告給微控制器1128。 系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括電池壽命指示器顯示邏輯1134,這樣當(dāng)微控制器1128如前所述從電 池充電器電路接收電池水平信息時(shí)，微控制器可根據(jù)用戶(hù)請(qǐng)求或其它給電池壽命指示器顯 示邏輯發(fā)信號(hào)。電池壽命指示器顯示邏輯1134將從微控制器1128所接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū) 動(dòng)電池壽命指示器顯示器1114所必要的邏輯。電池壽命指示器顯示邏輯1134可包括鎖存 器以便在顯示器上保持最后的值，以便緩解微型計(jì)算機(jī)來(lái)致力于其它任務(wù)。
[0098] 系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括眼罩加熱器驅(qū)動(dòng)器1136,其包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器通道1138、 1140、1142,每個(gè)通道分別對(duì)應(yīng)于薄膜加熱元件區(qū)域或區(qū)帶，諸如區(qū)域1118、1120、1122。微 控制器1128的主要責(zé)任是保持加熱器驅(qū)動(dòng)器1136和相關(guān)通道1138、1140、1142以最佳的 和優(yōu)選平衡的水平進(jìn)行操作，以便在節(jié)省電池壽命的同時(shí)消除并防止起霧。微控制器1128 可以以手動(dòng)熱控制或自動(dòng)加熱控制模式進(jìn)行操作。在手工熱控制模式下，響應(yīng)于來(lái)自更多 或更少熱開(kāi)關(guān)1106的輸入，微控制器1128根據(jù)預(yù)定簡(jiǎn)況調(diào)節(jié)到眼罩加熱器驅(qū)動(dòng)器1136 的功率，該預(yù)定簡(jiǎn)況包含在微控制器存儲(chǔ)器1130中且其以與每一相關(guān)聯(lián)的加熱元件1118、 1120U122的大小、形狀和電阻率相一致的方式來(lái)控制每個(gè)單獨(dú)PWM通道上的占空比信號(hào) 以便提供功率密度平衡。
[0099] 在期望除了功率密度平衡之外的一些其它定制簡(jiǎn)況的情況下，響應(yīng)于來(lái)自簡(jiǎn)況選 擇器開(kāi)關(guān)1108的輸入，系統(tǒng)1100可采納也存儲(chǔ)于微控制器存儲(chǔ)器1130中的定制簡(jiǎn)況，導(dǎo) 致將定制的功率密度簡(jiǎn)況應(yīng)用到加熱器驅(qū)動(dòng)器1136,這導(dǎo)致眼罩1116的期望部分比其它 部分接收更大的功率。
[0100] 系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括露點(diǎn)計(jì)算器（DPC) 1144,其從溫度傳感器1124和相對(duì)濕度傳 感器1126來(lái)計(jì)算露點(diǎn)溫度。在系統(tǒng)1100的加熱水平的自動(dòng)模式平衡的過(guò)程中，系統(tǒng)根據(jù)來(lái) 自DPC 1144的所計(jì)算的露點(diǎn)調(diào)節(jié)到區(qū)域的熱量。當(dāng)系統(tǒng)1100最初啟動(dòng)時(shí)，DPC 1144計(jì)算露 點(diǎn)溫度，并將其與由眼罩1116所限定的空間內(nèi)的實(shí)際溫度相比，并相應(yīng)地給微控制器1128 發(fā)信號(hào)。如果如由DPC 1144所計(jì)算的露點(diǎn)溫度大于在所述眼罩1116和用戶(hù)的眼睛之間所 限定的空間內(nèi)的溫度，則微控制器內(nèi)的邏輯向眼罩加熱器驅(qū)動(dòng)器1136發(fā)出信號(hào)，以便實(shí)際 根據(jù)簡(jiǎn)況增加 PWM通道的占空比，以增加眼罩1116以及眼罩與用戶(hù)的眼睛之間的空間的溫 度。從而，從溫度傳感器1124、相對(duì)濕度傳感器1126到DPC 1144的后續(xù)感測(cè)輸入以及由微 控制器1128所進(jìn)行的計(jì)算均將不僅反映改變的環(huán)境條件，而且還反映由來(lái)自系統(tǒng)1100的 前述增加請(qǐng)求所導(dǎo)致的溫度改變。由微控制器1128以如下方式定期地進(jìn)行經(jīng)由DPC 1144 對(duì)系統(tǒng)1100的進(jìn)一步調(diào)節(jié)：當(dāng)由眼罩1116所限定的空間內(nèi)的溫度下降到低于露點(diǎn)溫度閾 值時(shí)，系統(tǒng)1100經(jīng)由PWM通道1138、1140、1142增加到加熱元件1118、1120、1122的功率， 以及當(dāng)由眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度升高到高于露點(diǎn)溫度閾值時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)由PWM通道減小 到加熱元件的功率。上述操作可在系統(tǒng)1100的增加和減小狀態(tài)之間采用滯后，諸如在典型 的恒溫器上所使用的滯后，以避免不想要的快速切換。
[0101] 在系統(tǒng)1100的手動(dòng)和自動(dòng)操作模式兩者下，對(duì)于用戶(hù)而言?xún)?yōu)選獲知供應(yīng)到系統(tǒng) 的加熱元件的功率水平。這在手動(dòng)模式下特別有用，此時(shí)用戶(hù)可根據(jù)來(lái)自功率水平顯示器 的視覺(jué)反饋將功率設(shè)置在預(yù)定水平。響應(yīng)于來(lái)自更多/更少熱開(kāi)關(guān)1106的手動(dòng)改變和/或 定期地，微控制器1128從存儲(chǔ)器1130確定正被供應(yīng)到所述加熱器驅(qū)動(dòng)器1136的當(dāng)前操作 功率水平并將功率水平信號(hào)發(fā)送到功率水平顯示邏輯1146,其轉(zhuǎn)而將從微控制器1128所 接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)功率水平指示器顯示器1112所必要的邏輯。功率水平指示器顯示 邏輯1146可包括鎖存器以便在顯示器上保持最后的值，這緩解微型計(jì)算機(jī)來(lái)致力于其它 任務(wù)。
[0102] 雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的那些技術(shù)人員 而言顯而易見(jiàn)的是，可進(jìn)行許多改變和修改而在本發(fā)明更廣泛的方面不脫離本發(fā)明。例如， 本領(lǐng)域內(nèi)的那些普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，可將本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的各個(gè)部件進(jìn)行混合和 匹配而不脫離如所要求的本發(fā)明的真實(shí)精神。從而，通過(guò)示例的方式，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是雖然 系統(tǒng)1100公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的一種優(yōu)選方法，但是本領(lǐng)域內(nèi)的那些普通技術(shù)人員應(yīng) 該意識(shí)到的是，可以使用微控制器和/或微控制器的其它組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而不脫 離本發(fā)明的真實(shí)范圍和精神。因此所附的權(quán)利要求意圖涵蓋如落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范 圍內(nèi)的所有這類(lèi)改變和修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種眼罩防冷凝系統(tǒng)，包括： 眼罩，其適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在所述用戶(hù)的眼睛和所述眼罩之間限定至少部分 封閉的空間； 電源； 脈覽調(diào)制器； 開(kāi)關(guān)裝置，其響應(yīng)于所述脈寬調(diào)制器； 所述眼罩上的加熱元件；以及 電路，其將所述電源、所述脈寬調(diào)制器、所述開(kāi)關(guān)裝置以及所述加熱元件互連用于控制 所述眼罩的加熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)裝置包括金屬-氧化物-半 導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電流調(diào)節(jié)裝置，其可操作性地 連接到所述脈寬調(diào)制器，用于經(jīng)由所述脈寬調(diào)制器改變所述電源的占空比轉(zhuǎn)而改變輸送到 所述加熱元件的電流量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于測(cè)量環(huán)境溫度和相對(duì)濕度 的裝置以及用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置，所述用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置與所述電流調(diào)節(jié)裝置可操作地 性連接，使得所述電流調(diào)節(jié)裝置適于當(dāng)由所述眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度下降到低于露點(diǎn) 溫度閾值時(shí)增加到所述電路的功率，以及當(dāng)由所述眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度升高到高于 所述露點(diǎn)溫度閾值時(shí)降低到所述電路的功率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡中使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在潛水面罩中使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在防護(hù)性的眼罩中使 用。
8. -種眼罩防冷凝系統(tǒng)，包括： 不規(guī)則形狀的眼罩，其包括能夠劃分成一個(gè)或多個(gè)大小的多個(gè)區(qū)域以便促進(jìn)所述眼罩 的可劃分加熱的表面面積，所述眼罩適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在所述用戶(hù)的眼睛和所述 罩之間限定至少部分封閉的空間； 電源； 多個(gè)脈寬調(diào)制器，每個(gè)脈寬調(diào)制器與所述電源可操作性地連接； 多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，每個(gè)開(kāi)關(guān)裝置響應(yīng)于相應(yīng)的脈寬調(diào)制器； 所述眼罩上的多個(gè)加熱元件，每個(gè)所述加熱元件延伸到所述眼罩的相應(yīng)大小的區(qū)域； 以及 多個(gè)電路，每個(gè)所述電路將所述脈寬調(diào)制器之一與所述開(kāi)關(guān)裝置中的相應(yīng)一個(gè)以及所 述相應(yīng)加熱元件中的一個(gè)互連，每個(gè)所述脈寬調(diào)制器產(chǎn)生占空比，用于將電流量提供給所 述相應(yīng)加熱元件，使得所述眼罩的每個(gè)區(qū)域的功率輸出與適于所述眼罩的所述區(qū)域的期望 輸出相對(duì)應(yīng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述眼罩的每個(gè)區(qū)域的所述功率輸出 跨所述區(qū)域是大致相等的并且均勻地分布，而不管每個(gè)區(qū)域的大小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述多個(gè)脈寬調(diào)制器包括能夠同時(shí) 執(zhí)行與所述多個(gè)脈寬調(diào)制器相對(duì)應(yīng)的多個(gè)各種內(nèi)部脈寬調(diào)制器功能的微型計(jì)算機(jī)，所述微 型計(jì)算機(jī)具有用于將所述內(nèi)部脈寬調(diào)制器功能與所述多個(gè)電路互連的多個(gè)I/O端口。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中每個(gè)所述開(kāi)關(guān)裝置包括金屬-氧化 物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)電流調(diào)節(jié)裝置，其可 操作性地連接到所述多個(gè)脈寬調(diào)制器，用于經(jīng)由所述多個(gè)脈寬調(diào)制器改變所述電源的占空 比轉(zhuǎn)而改變輸送到每個(gè)所述相應(yīng)加熱元件的所述電流量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括區(qū)域簡(jiǎn)況描繪邏輯，其使能 來(lái)自可變的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的單一調(diào)節(jié)以便影響每個(gè)區(qū)域相對(duì)于其它區(qū)域的按比例調(diào)節(jié)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于測(cè)量環(huán)境溫度和相對(duì)濕 度的裝置以及用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置，所述用于計(jì)算露點(diǎn)的裝置與所述電流調(diào)節(jié)裝置可操作 地性連接，使得所述電流調(diào)節(jié)裝置當(dāng)由所述眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度下降到低于露點(diǎn)溫 度閾值時(shí)增加到所述多個(gè)電路的功率，以及當(dāng)由所述眼罩所限定的空間內(nèi)的溫度升高到高 于所述露點(diǎn)溫度閾值時(shí)降低到所述多個(gè)電路的功率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在運(yùn)動(dòng)護(hù)目鏡中使用。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在潛水面罩中使用。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)適于在防護(hù)性的眼罩中使 用。
18. -種眼罩防冷凝系統(tǒng)，包括： 眼罩，所述眼罩適于保護(hù)用戶(hù)的眼睛并適于在所述用戶(hù)的眼睛和所述眼罩之間限定至 少部分封閉的空間，所述眼罩具有能夠劃分成至少一個(gè)區(qū)域用于促進(jìn)至期望溫度的所述眼 罩的區(qū)域加熱的表面面積； 電源； 至少一個(gè)脈寬調(diào)制器； 至少一個(gè)加熱元件，其在所述至少一個(gè)區(qū)域上并與所述至少一個(gè)區(qū)域一致用于促進(jìn)所 述眼罩的區(qū)域加熱，所述至少一個(gè)加熱元件與所述至少一個(gè)脈寬調(diào)制器一致；以及 至少一個(gè)電路，所述至少一個(gè)電路將所述電源、所述至少一個(gè)脈寬調(diào)制器以及所述至 少一個(gè)相應(yīng)加熱元件互連用于加熱所述眼罩，其中所述至少一個(gè)脈寬調(diào)制器控制電流以便 將所述至少一個(gè)加熱元件區(qū)域的溫度維持到高于操作環(huán)境的預(yù)期露點(diǎn)的溫度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括： 相對(duì)濕度傳感器和溫度傳感器，每個(gè)傳感器位于由所述眼罩所限定的空間內(nèi)；以及 與所述相對(duì)濕度和溫度傳感器可操作性地連接的、用于周期性地計(jì)算露點(diǎn)溫度的裝 置； 其中所述至少一個(gè)脈寬調(diào)制器響應(yīng)于所述用于周期性地計(jì)算露點(diǎn)溫度的裝置以便控 制所述至少一個(gè)加熱元件，使得所述至少一個(gè)加熱元件維持在高于露點(diǎn)的溫度以便保證防 止隨著時(shí)間的推移起霧。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的眼罩防冷凝系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)預(yù)定數(shù)據(jù)簡(jiǎn)況與相應(yīng)的 選擇裝置，其使能根據(jù)用戶(hù)所選擇的所述數(shù)據(jù)簡(jiǎn)況之一來(lái)控制所述眼罩的每個(gè)區(qū)域。
【文檔編號(hào)】A61F9/04GK104114133SQ201380009708
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月16日
【發(fā)明者】杰克·科尼利厄斯 申請(qǐng)人:阿巴米納博實(shí)驗(yàn)室有限責(zé)任公司