CN107703647A - 眼科设备、用于对眼科设备供电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了眼科设备，该眼科设备包括镜架（30）、至少一个眼科镜片（10），其中，该镜架和/或该眼科镜片包括导电材料，该导电材料以至少一个基本上闭合的匝（20）的形式被安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上，以形成供电电感器，从而允许经由与具有电感的源磁路的互感来对电子部件供电。提供了用于对视力矫正用眼科设备供电的相关联方法。

Description

眼科设备、用于对眼科设备供电的方法

本发明涉及眼科设备。本发明更具体地涉及包括镜架、具有外部轮廓并且被安排在该镜架中的至少一个眼科镜片、以及至少一个电子部件的眼科设备。本发明还涉及一种用于对眼科设备的供电电感器供电的方法。

包括至少一个电子部件的眼科设备在本领域是已知的。一般而言，该一个或多个电子部件旨在促进对眼科镜片的电受控功能的控制。举例而言，可以提及以下电受控功能：允许透射率例如电致变色地变化的功能；允许显示信息的功能；以及允许镜片被移动或定向的功能。这样的设备通常被称为“有源眼科设备”或者为简洁起见又称为“有源镜片”。这些电受控功能可以：被无源部件启动：例如电阻式部件、电容式部件、或电感式部件；和/或被有源部件致动：例如电池、二极管、传感器、无线电部件、成像装置、微处理器、或执行器。这样的部件必须被供以电流。对部件供以电流通常是棘手的并且一般要求可能在体积和/或可靠性方面造成问题的有线连接。

本发明提出要解决所产生的技术问题、并且包括具体通过技术方案来简化对眼科设备的部件的电流供应并使其更可靠，该技术方案实施起来简单并且优选地对该设备的外观没有影响或没有大的影响、并且同时不干扰该设备的配戴者的视觉。

为此，本发明涉及包括镜架、具有外部轮廓并且被安排在该镜架中的至少一个眼科镜片、以及至少一个电子部件的眼科设备，其中，该镜架和/或该一个或多个眼科镜片包括导电材料，该导电材料以至少一个基本上闭合的匝的形式安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上，以便形成供电电感器，从而允许对该电子部件供电，其中，该供电电感器经由与具有电感的源磁路的互感而被供电。

这样的眼科设备允许在减少有线连接的数量或甚至消除有线连接的同时对眼科设备的部件供以电流。得到了在连接简单性、体积、以及可靠性方面的优点。另外，将该导电材料安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上允许不显眼地放置该一个或多个匝并且配戴者的视野不被显著干扰或者实际上完全没有变差。

表达“眼科镜片”应理解为是指性质为有待被安排在镜架中的任何镜片，这样的眼科镜片可以是：适合用于矫正配戴者的视力的眼科镜片、允许给配戴者提供可变透射率的眼科镜片、和/或性质为向配戴者呈现信息的眼科镜片。该眼科镜片可以包括一个或多个电子部件。如果该眼科镜片不包括电子部件，则在眼科设备的镜架上或其中安排至少一个电子部件。可以在眼科设备的镜架上或其中、以及在该眼科镜片上或其中均安排电子部件。

术语“镜架”应被理解为是指例如像在标准ISO 8624:2011(Ophthalmic optics-Spectacle frames-Measuring system and terminology(眼科光学-眼镜架-测量系统和术语))中介绍的眼镜架。这样的镜架包括用于将一个、并且一般为两个眼科镜片维持在配戴者眼睛的前方的器件。将每个眼科镜片放在矩形“盒”内，该盒外接该眼科镜片的形状。镜架通常包括旨在搁置在配戴者的耳朵上的镜腿。眼科镜片通过“镜圈”连接至镜腿上或者被钻孔并直接紧固至镜腿上。在“常规”或“全框”镜架的情况下，镜圈是连续的并且完全包绕镜片；在“Nylor”镜架的情况下，镜圈不完全包绕眼科镜片，该眼科镜片由例如尼龙制成的线固位。

表达“基本上闭合的匝”应被理解为是指其两端紧靠在一起并且性质为允许与具有电感的源磁路实现互感的匝；根据一个实施例，该匝的两端相隔小于1cm、或甚至小于5mm；根据一个实施例，考虑经过该匝的两端与轮廓形心的两条直线之间的角度，该匝的这些端之间的角度小于10°、或甚至小于5°。

表达“互感”应理解为是指一个磁路中的电流变化引起另一个磁路中出现电压。作为允许实现互感的方法的实例，提及了根据由无线充电联盟(Wireless PowerConsortium)开发的“Qi”协议的无线电力传输方法。“Qi系统”包括充电垫(充电器)和在移动设备中的兼容接收机。为了使用这个系统，将该移动设备放在该充电垫上，该充电垫接着经由磁电感将其再充电。可以在长达40mm的距离内无线地传输电力。所传输的电力可以低(从0W至5W)、或中等、高达120W。针对本发明，该移动设备是该眼科设备。

总体上，该一个或多个匝的轮廓的最小内尺寸大于或等于1cm、并且优选地大于或等于3cm；根据一个实施例，在该一个或多个匝的轮廓内可以内接3cm的圆。这引起具有电感的源磁路对供电电感器非常有效地加载。

本发明还涉及以下眼科设备：该眼科设备另外包括以下实施例的特征，这些实施例可以在任何技术上可想到的解决方案中组合在一起：

-该导电材料是以多个闭合的匝的形式安排的，这些匝被安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上；根据另一个实施例，该导电材料是以一个基本上闭合的匝的形式安排的，该匝被安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上；

-该供电电感器的这些匝是彼此绝缘、连续且基本上同心的；

-该供电电感器的匝的数量小于或等于50并且例如包含在5到20个匝之间；

-该一个或多个匝具有的横截面的最小尺寸和最大尺寸大于或等于10μm、并且小于或等于200μm，该横截面例如具有大于或等于10μm并且小于或等于200μm的直径；

-该导电材料选自：采用电线或层的形式的材料；通过导电墨水的沉积得到的材料；通过化学蚀刻得到的材料；通过对导电沉积物进行激光蚀刻而得到的材料；通过化学气相沉积(CVD)得到的材料；通过物理气相沉积(PVD)得到的材料；

-由该供电电感器被供电的电子部件：是无源部件、具体是选自以下无源部件清单的一个无源部件：电阻式部件、电容式部件、和电感式部件；或者是有源部件、具体是选自以下有源部件清单的一个有源部件：例如马达的电池、二极管、传感器、无线电部件、成像装置、微处理器、以及执行器；

-该供电电感器的该一个或多个匝被配置成用于形成天线，以允许在该眼科设备与用于发送和/或接收数据的装置之间交换数据；

-该镜架包括连续镜圈，该眼科镜片被安排在该连续镜圈中，并且其中，该供电电感器的该一个或多个匝被安排在该镜架的该连续镜圈上和/或其中；

-该供电电感器的该一个或多个匝沿周缘安排在该眼科镜片上和/或其中；根据一个实施例，该眼科镜片包括周缘凹槽，并且其中，该供电电感器的该一个或多个匝被安排在所述周缘凹槽中；根据一个实施例，该镜架包括连续镜圈，该眼科镜片被安排在该连续镜圈中，并且其中，导电材料以至少一个基本上闭合的匝的形式被安排在该镜架的该连续镜圈上和/或其中，以形成具有电感的源磁路，所述源磁路被配置成用于经由互感来对该供电电感器的该一个或多个匝供电，该一个或多个匝沿周缘安排在该眼科镜片上和/或其中。

本发明还涉及一种包括如以上所限定的眼科设备并且包括充电器的组件，该充电器包括具有电感的源磁路，所述源磁路被配置成用于经由该供电电感器与所述具有电感的源磁路之间的互感来对该供电电感器供电。

本发明还涉及一种用于对如以上所限定的眼科设备的供电电感器供电的方法，该方法包括以下步骤：使所述眼科设备和具有电感的源磁路靠近到足以允许在该供电电感器与所述具有电感的源磁路之间实现互感；接着是以下步骤：用所述具有电感的源磁路对该供电电感器加载。

通过参照附图将会更好地理解本发明，在附图中：

-图1和图2示出了根据本发明的眼科设备的一个部分的一个实施例；

-图3示出了根据本发明的眼科设备的另一个实施例；并且

-图4示出了根据本发明的眼科设备的一部分的另一个实施例。

应注意的是，所示装置的部件不一定按比例绘制并且这些图仅旨在促进对本发明的理解。在各个图中，在多于一个图中示出的部件用相同参考号指代。

图1示出了包括根据本发明的眼科设备的组件的一部分的一个实施例的示意性横截面，该眼科设备包括眼科镜片10；图2示出了从上方看到的这个眼科镜片10的示意图。眼科镜片10具有外部轮廓16；这个眼科镜片被安排在镜架(未示出)中。眼科镜片10具有凸形正面12和凹形背面14。眼科镜片10包括导电材料，该导电材料以两个匝20的形式被安排在该眼科镜片的外部轮廓16的周缘上；被定位成最靠近外部轮廓16的匝是基本上闭合的并且最靠近内部的匝是闭合的。在这个实施例中，眼科镜片10包括周缘凹槽18，并且这些匝20被安排在所述周缘凹槽中。这些匝20是彼此绝缘、连续且基本上同心的。它们通过导线22(例如，电线)连接至电子部件25上。这些匝20形成供电电感器，从而允许对电子部件25供电；这个供电电感器经由与具有电感的源磁路的互感而被供电，所述源磁路被包含在充电器100中。

根据一个实施例，该眼科镜片的外部轮廓的周缘是由包含在该眼科镜片的外部轮廓(外边缘)与离所述外部轮廓2mm、并且径向地朝向该眼科镜片的内部定位的线之间的区域形成的。

根据一个实施例，该眼科镜片的外部轮廓的周缘是由从将该眼科镜片安排在其中的镜架的镜圈的边缘所限定的区形成的；根据一个实施例，这个区包含在镜架的这个边缘与离这个边缘2mm并且径向地朝向该眼科镜片内部定位的线之间；因此，可以不侵占有用光学区的内部超过2mm，从而非常显着地限制对配戴者视觉的干扰。该有用光学区是镜片的可以被配戴者的注视扫描到的所有点。

根据一个实施例，例如当该导电材料被镜架的嵌槽遮掩住时，该导电材料是配戴者完全不可见的。该导电材料可以安排在该外部轮廓的周缘上、占据该轮廓的大部分(以便不干扰配戴者的视觉)并且优选地占据该轮廓的至少80％。根据一个实施例，如果该导电材料的一部分没有定位在该轮廓的周缘上，则这部分优选地定位在颞侧上以限制对视野的影响、并且不超过该轮廓的20％。

根据一个实施例，该导电材料是铜。根据一个实施例，该导电材料是电线，例如被搪瓷或任何绝缘体(例如，聚氨酯清漆)覆盖。根据一个实施例，该导电材料通过导电墨水的沉积而产生的。根据一个实施例，该导电材料是通过例如光刻型化学蚀刻得到。根据一个实施例，该导电材料是通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)得到。

图3示意性地示出了另一个实施例，其中镜架30包括两个连续镜圈32，将眼科镜片10安排在这些镜圈中。这些连续镜圈通过鼻梁34相连。导电材料以至少一个基本上闭合的匝20的形式被安排在每个眼科镜片的外部轮廓的周缘上、在每个眼科镜片上和/或其中，以便形成供电电感器，从而允许对电子部件(未示出)供电。导电材料以至少一个基本上闭合的匝40的形式被安排在镜架的镜圈上或其中，以便形成具有电感的源磁路。这个具有电感的源磁路被配置成用于经由与匝20的互感来对该供电电感器供电。所述具有电感的源磁路通过电子部件(未示出)、例如位于镜架的镜腿之一上的电池被供电。因此能够对安排在每个眼科镜片上的电子装置供电，所述电子装置允许控制每个眼科镜片的电受控光学功能。

相反地，该眼科镜片可以装备有具有电源功能的器件(例如，具备光伏表面的眼科镜片)；在这种情况下，可以通过具有电感的源磁路的方式来使用匝20。接着经由与匝20的互感来对镜架的镜圈上和/或其中的匝40供电，并且根据一个实施例，接着可以对定位在镜架的镜腿中的电池再充电。

图4示意性地示出了一个实施例：其中形成根据本发明的眼科设备的一部分(例如，与图1和2的实施例相对应)的眼科镜片可以与在所述眼科设备外部的装置交换信息。在这种情况下，该供电电感器的匝被配置成用于形成天线，以允许在该眼科设备与用于发送和/或接收数据的装置(例如，移动电话200)之间交换数据。眼科镜片10和移动电话200因此可以借助于通信接口(例如，根据选自以下短程电信协议中的协议：蓝牙、Zigbee、Wi-Fi、和ANT)以无线模式彼此交换数据。

借助于根据本发明的眼科设备，能够实施一种用于对眼科设备的供电电感器供电的方法，该方法包括以下步骤：使所述装置和具有电感的源磁路靠近到足以允许在该眼科设备的供电电感器与所述具有电感的源磁路之间实现互感；接着是以下步骤：用所述具有电感的源磁路对该供电电感器加载。

当然，本发明不限于以上所描述的实施例，这些实施例仅是通过举例方式给出。本发明包括本领域技术人员在本发明的背景中能够设想到的各种修改、替代形式和其他变型、以及特别是上述各种操作模式的任何组合，这些可以分开或相关联地实施。

Claims (14)

1.一种眼科设备，该眼科设备包括镜架（30）、具有外部轮廓（16）并且被安排在该镜架中的至少一个眼科镜片（10）、以及至少一个电子部件（25），其中，该镜架和/或该一个或多个眼科镜片包括导电材料，该导电材料以至少一个基本上闭合的匝（20）的形式被安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上，以便形成供电电感器，从而允许对该电子部件供电，并且其中，该供电电感器经由与具有电感的源磁路的互感而被供电。

2.根据前一项权利要求所述的眼科设备，其中，该导电材料是以多个闭合的匝的形式安排的，这些匝被安排在该眼科镜片的外部轮廓的周缘上。

3.根据前一项权利要求所述的眼科设备，其中，该供电电感器的这些匝是彼此绝缘、连续且基本上同心的。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的眼科设备，其中，该供电电感器的匝的数量小于或等于50并且例如包含在5到20个匝之间。

5.根据以上权利要求中任一项所述的眼科设备，其中，该一个或多个匝具有的横截面的最小尺寸和最大尺寸大于或等于10 µm、并且小于或等于200 µm，该横截面例如具有大于或等于10 µm并且小于或等于200 µm的直径。

6.根据以上权利要求中任一项所述的眼科设备，其中，该导电材料选自：采用电线、层的形式的材料；通过导电墨水的沉积得到的材料；通过化学蚀刻得到的材料；通过对导电沉积物进行激光蚀刻而得到的材料；通过化学气相沉积（CVD）得到的材料；通过物理气相沉积（PVD）得到的材料。

7.根据以上权利要求中任一项所述的眼科设备，其中，由该供电电感器供电的该电子部件：是无源部件、具体是选自以下无源部件清单的一个无源部件：电阻式部件、电容式部件、和电感式部件；或者是有源部件、具体是选自以下有源部件清单的一个有源部件：例如马达的电池、二极管、传感器、无线电部件、成像装置、微处理器、以及执行器。

8.根据以上权利要求中任一项所述的眼科设备，其中，该供电电感器的该一个或多个匝被配置成用于形成天线，以允许在该眼科设备与用于发送和/或接收数据的装置之间交换数据。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的眼科设备，其中，该镜架包括连续镜圈，该眼科镜片被安排在该连续镜圈中，并且其中，该供电电感器的该一个或多个匝被安排在该镜架的该连续镜圈上和/或其中。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的眼科设备，其中，该供电电感器的该一个或多个匝沿周缘安排在该眼科镜片上和/或其中。

11.根据前一项权利要求所述的眼科设备，其中，该眼科镜片包括周缘凹槽（16），并且其中，该供电电感器的该一个或多个匝被安排在所述周缘凹槽中。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的眼科设备，其中，该镜架包括连续镜圈，该眼科镜片被安排在该连续镜圈中，并且其中，导电材料以至少一个基本上闭合的匝（40）的形式被安排在该镜架的该连续镜圈上和/或其中，以形成具有电感的源磁路，所述源磁路被配置成用于经由互感来对该供电电感器的该一个或多个匝供电，该一个或多个匝沿周缘安排在该眼科镜片上和/或其中。

13.一种包括根据权利要求1至11中任一项所述的眼科设备并且包括充电器的组件，该充电器包括具有电感的源磁路，所述源磁路被配置成用于经由该供电电感器与所述具有电感的源磁路之间的互感来对该供电电感器供电。

14.一种用于对根据权利要求1至10中任一项所述的眼科设备的供电电感器供电的方法，该方法包括以下步骤：使所述眼科设备和具有电感的源磁路靠近到足以允许在该供电电感器与所述具有电感的源磁路之间实现互感；接着是以下步骤：用所述具有电感的源磁路对该供电电感器加载。