JP2016539667A - Multi-area heated protective glasses - Google Patents

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シー. コーネリアス、ジャック
シー. コーネリアス、ジャック
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アボミナブル ラブス、エルエルシー
アボミナブル ラブス、エルエルシー
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Abstract

保護眼鏡上の望ましくない集中加熱個所を防ぎながら、スキー用ゴーグル、潜水マスク、医療またはテスト用フェースシールドなどにおいて使用する曇り防止のために適応された保護眼鏡装置であって、光学的に透明な基板を有し、その基板上に複数の導電性領域が画定され、1若しくはそれ以上のチャネルの電力供給される回路に接続されたものである保護眼鏡装置。基板上の領域は、第1の実施形態では互いに電気的に絶縁され、基板上の領域は、第2の実施形態では、電気的に絶縁されないか、または基板上の隣接する領域と連続する。領域は、サイズが均一であるか、またはある領域から次の領域へとサイズおよび形状が変化し得、領域に適用される加熱材料の抵抗率毎スクウェアは、加熱材料の配合および/または加熱材料の厚さに基づいて選択され得る。Protective eyewear device adapted to prevent fogging for use in ski goggles, diving masks, medical or test face shields, etc., while preventing unwanted concentrated heating points on the eyeglasses. A protective eyewear device comprising a substrate, wherein a plurality of conductive regions are defined on the substrate and connected to a circuit to be powered by one or more channels. Regions on the substrate are electrically isolated from each other in the first embodiment, and regions on the substrate are not electrically isolated in the second embodiment, or are continuous with adjacent regions on the substrate. The regions may be uniform in size or may vary in size and shape from one region to the next, and the heating material resistivity square applied to the region may be a combination of heating material and / or heating material Can be selected based on the thickness.

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2014年09月29日付けで出願された、「MULTIREGION HEATED EYE SHIELD」に関する米国特許出願第14/040,683号(以下、「優先権出願」と言う)に対して利益および優先権を主張する。本優先権出願は、2012年2月16日付けで出願された、「PWM HEATING SYSTEM FOR EYE SHIELD」に関する米国特許出願第13/397,691号(以下、「親出願」と言う)の一部継続出願である(2013年8月22日付けで米国特許出願公開第2013−0212765号として公開、米国特許第8566962号として発行)。前記親出願はまた、PCT特許出願第PCT/US2013/026227号として出願されており、この参照により本明細書に組み込まれる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is filed in US patent application Ser. No. 14 / 040,683 (hereinafter referred to as “priority application”) filed on September 29, 2014, relating to “MULTIREGION HEATED EYE SHIELD”. Insist on profit and priority. This priority application is a part of US Patent Application No. 13 / 397,691 (hereinafter referred to as “parent application”) filed on February 16, 2012, relating to “PWM HEATING SYSTEM FOR EYE SHIELD”. This is a continuation application (published as U.S. Patent Application Publication No. 2013-0212765 and issued as U.S. Pat. The parent application is also filed as PCT Patent Application No. PCT / US2013 / 026227, which is incorporated herein by reference.

本発明は、電子電源により電力供給される曇り防止システムの一部として使用される場合、曇りを防止するように構成された曇り防止用保護眼鏡(anti−fog eye shields)に関し、より具体的には、保護眼鏡上に分配された抵抗膜加熱体を有することにより、レンズの一様な加熱または代替的にレンズの加熱のカスタマイゼーションを可能にし、曇り防止用ゴーグル、曇り防止用潜水マスクまたは他のポータブルで透明な曇りを防止するための眼の保護具において使用する曇り防止用保護眼鏡に関する。   The present invention relates to anti-fog eye shields that are configured to prevent fogging when used as part of an anti-fogging system powered by an electronic power source, and more particularly to anti-fog eye shields. By having a resistive heating element distributed over the protective glasses, it allows for the uniform heating of the lens or alternatively the customization of the lens heating, anti-fog goggles, anti-fog diving mask or other The present invention relates to anti-fogging protective glasses used in a portable and transparent eye protection device for preventing fogging.

スポーツ用ゴーグル、潜水マスクおよび他の高度にポータブルな透明の眼の保護具を使用することは、保護眼鏡上の結露堆積に寄与し、曇りによる視覚の一様な瞬時的障害が問題になり得る状況を伴う環境ではしばしば望ましい。そのような保護眼鏡の温度は、露点温度、すなわち、それを下回ると水滴が凝縮し始め露が形成し得る気温を下回ったとき、曇りが発生してしまう。   Using sports goggles, diving masks and other highly portable transparent eye protection can contribute to condensation build-up on protective eyewear and can cause problems of even uniform visual impairment due to cloudiness This is often desirable in a situational environment. When the temperature of such protective glasses falls below the dew point temperature, i.e. below the temperature at which water drops begin to condense and dew can form, fogging occurs.

そのようなポータブル眼の保護具の通例の特性は、それらが利用者の頭部に着用されるのに十分軽量であり、利用者の顔に比較的近接して配置されるしたがって、利用者の呼吸および体熱が曇りの状態を悪化させることである。冬のアクティビティ中の使用を対象とする、曇りを起こしやすいスポーツ用ゴーグルの例は、ダウンヒルスキー、クロスカントリースキー、スノーボード、スノーモービリング、そり滑べり、チュービング、アイスクライミングなどのためのゴーグルを含んでおり、雪の多いおよび他の厳しい寒冷な気象条件において屋外にいることをその義務またはアクティビティが要求するスポーツ愛好家などによって広く知られ、広く利用されている。曇りを起こしやすい潜水マスクの例は、呼吸装置とは独立した眼および鼻マスク、ならびに呼吸装置がマスクに組み込まれたフルフェースマスクを含んでいる。曇りを起こしやすい眼の保護具の例は、医師または歯科医が着用して病原体が利用者の口または眼に入るのを防ぎ得るフェースシールド、あるいはオートバイの透明フェースシールド部分またはスノーモービルヘルメットを含んでいる。視覚を損なう曇りは、そのようなゴーグル、潜水マスクおよび眼の保護具に共通の問題である。   The customary characteristics of such portable eye protection are that they are lightweight enough to be worn on the user's head and placed relatively close to the user's face, thus Breathing and body heat exacerbate cloudy conditions. Examples of cloudy sport goggles intended for use during winter activities include goggles for downhill skiing, cross-country skiing, snowboarding, snowmobiling, sledding, tubing, ice climbing, etc. It is widely known and widely used by sports enthusiasts whose duty or activity requires being outdoors in snowy and other severe cold weather conditions. Examples of diving masks that are prone to clouding include eye and nose masks independent of the respiratory device, and full face masks with the respiratory device incorporated into the mask. Examples of cloudy eye protection include face shields that can be worn by doctors or dentists to prevent pathogens from entering the user's mouth or eyes, or transparent face shield parts of motorcycles or snowmobile helmets. It is out. Haze that impairs vision is a common problem with such goggles, diving masks and eye protection.

眼の保護具のための保護眼鏡上の結露堆積を防ぐために考案された様々な導電性装置があり、その一方、薄膜加熱体を有する矩形保護眼鏡は、保護眼鏡にわたって一様に加熱され得るが、保護眼鏡に対する薄膜加熱材料の構成および適用によって、保護眼鏡の一様な加熱、または代替的にレンズ加熱プロファイルに従う保護眼鏡のカスタマイズされた加熱を可能にする薄膜加熱システムを保護眼鏡中に採用するための方法をいずれも教示していない。これらの導電性装置の目的は、利用者が視覚的アクティビティ中に妨げられない視覚を享受することが可能であり得ように、結露なしに保たれ得る保護眼鏡を単に提供することであり、そのようなものとして、それらは、不規則な形状に形成されたレンズ上に集中加熱個所を生じるという問題を起こしやすく、レンズのカスタマイズ可能な加熱を提供しなかった。電子システムを有する従来のスポーツゴーグルは、高度のポータビリティを必要とする環境において主に使用されており、すなわち、ここで、デバイスの電子回路に電力供給するための電源は、McCullochらによる「Goggle with Easily Interchangeable Lens that is Adaptable for Heating to Prevent Fogging」に関する同時係属米国特許出願第13/519,150号に図示および説明されているように、ゴーグル用のストラップ上にまたはゴーグル自体の上に有利に支持されている。   There are various conductive devices devised to prevent condensation deposition on protective glasses for eye protection, while rectangular protective glasses with thin film heating elements can be heated uniformly over the protective glasses Adopting a thin film heating system in the protective glasses, which allows uniform heating of the protective glasses, or alternatively customized heating of the protective glasses according to the lens heating profile, depending on the construction and application of the thin film heating material to the protective glasses Neither method is taught. The purpose of these conductive devices is simply to provide protective eyewear that can be kept without condensation so that the user may be able to enjoy unobstructed vision during visual activity, As such, they are prone to the problem of creating concentrated heating points on irregularly shaped lenses and did not provide customizable heating of the lenses. Conventional sports goggles with electronic systems are mainly used in environments that require a high degree of portability, i.e., here the power supply for powering the electronic circuitry of the device is described by McCulloch et al., “Google with. Advantageously supported on the goggles strap or on the goggles themselves as illustrated and described in co-pending US patent application Ser. No. 13 / 519,150 on “Easy Interchangeable Lens that is adaptable for Heating to Present Fogging”. Has been.

ゴーグルレンズの加熱を提供する開示のいくつかの例は以下を含む。Curcioによる「Electrically Heated Ski Goggles」に関する米国特許第4,868,929号は、曇り防止のために保護眼鏡の加熱を引き起こすために適応された外部電源パックにスイッチングデバイスを介して動作可能に接続された埋込み抵抗性ワイヤを有する保護眼鏡を有する。Curcioの開示は、レンズ上に薄膜加熱材料のある構成を採用することによる、レンズの一様な加熱、または代替的にレンズのカスタマイズされた加熱を教示しない。   Some examples of disclosure that provide heating of goggle lenses include: US Pat. No. 4,868,929 for “Electrically Heated Ski Goggles” by Curcio is operatively connected via a switching device to an external power pack adapted to cause heating of the protective glasses to prevent fogging Protective goggles with embedded resistive wires. The Curcio disclosure does not teach uniform heating of the lens, or alternatively customized heating of the lens, by employing a configuration of thin film heating material on the lens.

Lebelらによる「Reversible Strap−Mounting Clips for Goggles」に関する米国特許出願公開第2009/0151057号、およびWelchelらによる「Eyewear with Heating Elements」に関する米国特許第7,648,234号は、保護眼鏡バンドまたは保護眼鏡アーム上に支持されたバッテリーからの電力をオンにするための押しボタンスイッチで保護眼鏡を加熱するために使用される薄膜加熱要素の使用を開示している。LebelらとWelchelらのいずれも、レンズ上に薄膜加熱材料のある構成を採用することによる、不規則な形状に形成されたレンズの一様な加熱、または代替的にレンズのカスタマイズされた加熱を教示しない。   U.S. Patent Application Publication No. 2009/0151057 on “Reversible Strap-Mounting Clips for Goggles” by Lebel et al. And US Pat. No. 7,648,234 on “Eyewear with Heating Elements” by Welchel et al. Disclosed is the use of a thin film heating element used to heat protective glasses with a push button switch to turn on power from a battery supported on the spectacle arm. Both Lebel et al. And Welchel et al. Provide uniform heating of irregularly shaped lenses, or alternatively customized heating of lenses, by employing a configuration of thin film heating material on the lens. Do not teach.

Reuberらによる「Double Lens Electric Shield」に関する米国特許第5,351,339号は、不規則な形状に形成されたバイザーレンズ上に導電性フィルムが堆積される、一様でない加熱の問題を認識しており、導電性フィルム上の電流のかなり均一な流れのために電極間距離を実質的に同じにさせるという問題に対処する特定のバスバー構成(電極50および60)を提案している。しかしながら、Reuberらは、レンズ上に薄膜加熱材料のある構成を採用することによる、レンズの一様な加熱、または代替的に加熱プロファイルに従うレンズのカスタマイズされた加熱を開示しない。さらに、Reuberらの保護眼鏡は、利用者の鼻の鼻柱にわたって適合するように適応されたカットアウト部分を有する従来のゴーグルの保護眼鏡よりも均一であった。したがって、Reuberらの電極バスバーの構成は、より従来のゴーグルレンズ構成には不十分であろう。   U.S. Pat. No. 5,351,339 to “Double Lens Electric Shield” by Reuber et al. Recognizes the problem of uneven heating where a conductive film is deposited on an irregularly shaped visor lens. Specific bus bar configurations (electrodes 50 and 60) that address the problem of having substantially the same distance between the electrodes due to the fairly uniform flow of current on the conductive film. However, Reuber et al. Do not disclose uniform heating of the lens, or alternatively customized heating of the lens according to the heating profile, by employing a configuration of thin film heating material on the lens. In addition, Reuber et al.'S protective glasses were more uniform than conventional goggles protective glasses with cutout portions adapted to fit over the nasal column of the user's nose. Therefore, the configuration of the Reuber et al. Electrode bus bar would be insufficient for a more conventional goggle lens configuration.

このように、電気的加熱を採用したスポーツゴーグルでの問題は、不規則な形状に形成された保護眼鏡の表面全体にわたる一様でない加熱という問題である。ゴーグルおよび潜水マスク、ならびにそれらの保護眼鏡は、着用者の顔に近い位置を保つために必要とされ、また周辺視のために鼻のためのカットアウトおよび拡張されたエッジを可能にする、不規則な形状を伴って製造される。例えば、公開されている、Biddelによる「Anti−Fogging Device and Anti−Fogging Viewing Member」に関する米国特許出願公開第2008/0290081号、およびElenewskiによる「Visor Defroster」に関する米国特許第4,638,728号に記載された、保護眼鏡レンズ上にまたはその内部に蛇状ワイヤが含まれる、保護眼鏡の表面全体にわたって保護眼鏡を一様に加熱するための様々な一般的な試みが行われたが、薄膜加熱体を用いた、不規則な形状に形成された保護眼鏡の一様な加熱、またはそのような保護眼鏡のカスタマイズされた加熱は、従来技術において教示されていない。   Thus, a problem with sports goggles that employs electrical heating is the problem of uneven heating across the surface of the protective glasses formed in an irregular shape. Goggles and diving masks, and their protective glasses, are required to remain close to the wearer's face and also allow cutouts and extended edges for the nose for peripheral vision. Manufactured with a regular shape. For example, published US Patent Application Publication No. 2008/0290081 on “Anti-Fogging Device and Anti-Foging Viewing Member” by Biddel and US Pat. No. 4,638,728 on “Visor Defoster” by Elenewski. Various general attempts have been made to uniformly heat the protective glasses over the entire surface of the protective glasses, including a serpentine wire on or within the described protective glasses lens, but thin film heating Uniform heating of irregularly shaped protective glasses using the body, or customized heating of such protective glasses is not taught in the prior art.

Lebelらのデバイスでは集中加熱個所が発生しやすく、限られたバッテリー電源を適用するデバイスの使用により、バッテリーは過度に放電された。集中加熱個所が生じる理由は、保護眼鏡上の抵抗要素にわたる電気的接続間の電気的抵抗率が、端子接続間の距離がより小さいエリアでは消費される電流の量がより大きく、端子接続との間の距離がより大きいエリアでは消費される電流の量がより小さいように、保護眼鏡上の異なるロケーションにおいてより小さいかまたはより大きいからである。例えば、抵抗配線適用例において端子がレンズの両側にある場合、ワイヤがある端子から他の端子まで進む必要がある距離は、鼻柱にわたって眼の上下を進むワイヤのほうが、レンズの中心部分にわたってより短い距離を進む他のワイヤよりも大きかったので、レンズを一様に加熱するのに問題があった。曇りの状態を克服するために、十分な電力を印加して、より小さいエリアを過熱させて、端子接続点間の距離が最も大きいエリアにおける曇りを克服することが必要であり、これは電力を浪費する。このようにして、問題は、ゴーグル保護眼鏡の加熱の有用性を限定することになっている。保護眼鏡の不規則な形状のために、人が抵抗性ワイヤ適用例を考慮しているかまたは抵抗性膜適用例を考慮しているかにかかわらず、これらの問題は存在する。   The Lebel et al. Device is prone to intensive heating, and the battery was over-discharged by the use of a device that applied limited battery power. The reason for the central heating location is that the electrical resistivity between the electrical connections across the resistive elements on the protective glasses is such that the amount of current consumed is greater in areas where the distance between the terminal connections is smaller, This is because it is smaller or larger at different locations on the protective glasses so that the amount of current consumed is smaller in areas where the distance between them is larger. For example, in a resistive wiring application where the terminals are on both sides of the lens, the distance that the wire needs to travel from one terminal to the other is greater for the wire traveling up and down the eye over the nose column over the center of the lens. There was a problem in heating the lens uniformly because it was larger than the other wires that traveled a short distance. In order to overcome the cloud condition, it is necessary to apply enough power to overheat the smaller area and overcome the cloud in the area where the distance between the terminal connection points is the largest. waste. In this way, the problem is to limit the usefulness of heating goggles protective glasses. These problems exist regardless of whether a person is considering a resistive wire application or a resistive film application because of the irregular shape of the protective glasses.

ゴーグルと潜水マスクとに特に関連するさらに別の問題は、デバイスの保護眼鏡部分と利用者の顔との間に提供される空間量である。十分な空間が提供されない場合、ゴーグルまたはマスク内での補正レンズを有する眼鏡の着用は妨害されている。さらに、デバイスのシールド部分と利用者の眼との間に過剰な距離が提供された場合、ゴーグルまたはマスク・アイ・シールド自体に補正用レンズを組み込む能力は妨害されている。利用者の眼と保護眼鏡との間の距離の増加は、典型的な空気流依存の曇り防止ゴーグルにおける曇り防止能力を改善しているが、利用者の眼からそのような大きい距離に保護眼鏡を配置して曇り防止を可能にすると、必要な視覚補正を行うのにレンズにおいて必要なより高い程度の曲率に適応するために過大なレンズ厚さがそれによって必要とされ得るので、ゴーグル用補正レンズは視覚を補正するのにあまり効果的でなくなる。このように、ゴーグル用補正レンズまたは潜水マスクの技術において長く必要とされているものは、保護眼鏡用補正レンズが利用者の眼に十分に近くなって視覚補正観点から適切に機能することを可能にし得るだけでなく、同時に、効果的な曇り防止も可能である技術である。このように、保護眼鏡の領域を平衡させて、電力を過度に使用または集中加熱個所が発生することなく、視覚補正用レンズのために、利用者の眼と保護眼鏡自体との間が大きく離間することなく、保護眼鏡表面全体にわたる保護眼鏡の一様な加熱を可能にする必要が生じている。   Yet another problem particularly associated with goggles and diving masks is the amount of space provided between the protective glasses portion of the device and the user's face. If not enough space is provided, wearing spectacles with correcting lenses in goggles or masks has been hindered. Furthermore, the ability to incorporate a correcting lens into the goggles or the mask eye shield itself has been hampered if an excessive distance is provided between the shield portion of the device and the user's eye. While increasing the distance between the user's eye and protective eyeglasses has improved the anti-fogging ability in typical airflow-dependent anti-fog goggles, the protective eyeglasses are at such large distances from the user's eye. Aligning the lens to allow anti-fogging can result in excessive lens thickness thereby adapting to the higher degree of curvature required in the lens to make the necessary visual correction, so goggles correction The lens is less effective in correcting vision. Thus, what has long been required in the technology of goggles correction lenses or diving masks, the protective glasses correction lenses can be sufficiently close to the user's eyes to function properly from the viewpoint of visual correction. It is a technology that can effectively prevent fogging at the same time. In this way, the area of the protective glasses is balanced so that there is a large separation between the user's eye and the protective glasses themselves for the vision correction lens without excessive use of power or the occurrence of central heating. Without having to do so, there is a need to enable uniform heating of the protective glasses over the entire surface of the protective glasses.

本発明の多領域保護眼鏡(multiple−region eye shield)は、保護眼鏡またはレンズ面上に薄膜導電性加熱要素を提供し、この加熱要素は、例えば、眼の真正面と比較した場合、鼻柱のすぐ上方など、レンズの不規則で異なる形状に応じて複数の領域に分割され、それにより、当該異なる形状に形成またはサイズ決定された領域の一様な加熱、または代替的にカスタム加熱が可能となる。   The multi-region eye shield of the present invention provides a thin film conductive heating element on the protective eyeglass or lens surface, such as when compared to the front of the eye, such as in the nasal column. Divided into multiple regions depending on the irregular and different shape of the lens, such as just above, which allows uniform heating or alternatively custom heating of regions formed or sized to the different shapes Become.

本発明の一観点によれば、所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡が提供され、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、保護眼鏡上の集中加熱個所(hot spot)の発生を防止する。本発明のこの観点による保護眼鏡は、利用者の眼のうちの少なくとも1つを保護するように構成され、利用者の眼のうちの少なくとも1つと基板との間の少なくとも部分的に包囲される空間を画定するように構成された光学的に透明な基板と、前記基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる複数の導電性領域とを有する。好ましくは、本発明のこの観点によれば、保護眼鏡が不規則な形状に形成された保護眼鏡である場合でも、保護眼鏡全体にわたって実質的に一様に加熱することが可能な保護眼鏡が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided protective eyeglasses configured to be used with a circuit powered by a given voltage, the circuit preventing fogging of the protective eyeglasses and on the protective eyeglasses. Prevents the generation of hot spots. The protective glasses according to this aspect of the invention are configured to protect at least one of the user's eyes and are at least partially enclosed between at least one of the user's eyes and the substrate. An optically transparent substrate configured to define a space; and a plurality of conductive regions of the optically transparent and electrically resistive thin film conductive heating material on the substrate. Preferably, according to this aspect of the present invention, there is provided protective glasses that can be heated substantially uniformly throughout the protective glasses even when the protective glasses are irregularly shaped protective glasses. Is done.

好ましくは、本発明のこの観点によれば、導電性領域の数および各導電性領域のサイズは、不規則な形状に形成されたレンズの領域の所定の電力密度に従って決定される。本発明のこの観点の一実施形態によれば、各領域の電力密度は、好ましくは当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じである。本発明のこの観点の別の実施形態によれば、少なくとも1つの領域の電力密度は、別の領域の電力密度とは異なり得る。   Preferably, according to this aspect of the invention, the number of conductive regions and the size of each conductive region are determined according to a predetermined power density of the region of the lens formed in an irregular shape. According to one embodiment of this aspect of the invention, the power density in each region is preferably the same as the power density in each region other than each region. According to another embodiment of this aspect of the invention, the power density of at least one region may be different from the power density of another region.

基板上の複数の領域の数および各領域のサイズは、加熱プロファイルに従って作られることも、または作られないこともある。この点について、加熱プロファイルは、レンズの設計者が、実現可能な程度まで、本発明のこの観点に従うようにレンズ基板にわたって一様な加熱を望み得るという、単にレンズの設計者側での理解であり得る。または、本発明の別の観点によれば、理解、またはプロファイルは、例えばスキーヤーと比較したスノーボーダーの場合が当てはまり得るように、保護眼鏡のカスタム加熱を伴い得る。加熱プロファイルは、典型的には、保護眼鏡の1若しくはそれ以上の部分が保護眼鏡の他の部分よりも意図的に温かくされるべきである場合(例えば、保護眼鏡のある側が別の側よりも温かい場合、またはエッジが中央よりも温かい場合)に使用され得る。このように、例えば、スノーボーダーの場合、スノーボーダーは典型的に丘陵を下降しながら横向きに立つので、スノーボーダーの前方の足に対応するレンズの1つの側はより多くの熱を必要とし得る。本発明の一様な加熱の観点、または本発明のカスタム加熱の観点のいずれかによれば、加熱プロファイルは、画定されたレンズ加熱材料領域、レンズ加熱材料領域のサイズおよび形状の特定、相対的に増加された加熱または減少された加熱の所望の領域、ならびにそれぞれの領域電力密度の特定または計算のうちの1若しくはそれ以上を含む、より詳細な書込みプロファイルを含み得る。このように、加熱プロファイルは、極めて単純で、単に一様に理解され得るか、またはより複雑で一様に書き込まれ得、ある導電性領域から次の導電性領域への保護眼鏡にわたる平衡したまたは一様な加熱が望まれるかどうか、あるいは所与の保護眼鏡構成または目的のために領域の各々についての完全なまたは比例の加熱のカスタムプロファイルがより望まれ得るかどうかを決定する。本発明を使用して、一様に加熱されるかまたは代替的にカスタム加熱プロファイルに従って加熱される、規則的な形状に形成された保護眼鏡と不規則なな形状に形成された保護眼鏡の両方を生成し得る。   The number of regions on the substrate and the size of each region may or may not be made according to the heating profile. In this regard, the heating profile is simply an understanding on the lens designer's side that the lens designer may desire uniform heating across the lens substrate in accordance with this aspect of the invention to the extent feasible. possible. Or, according to another aspect of the present invention, the understanding or profile may involve custom heating of the protective glasses, as may be the case, for example, for a snowboarder compared to a skier. A heating profile is typically used when one or more parts of the protective glasses should be intentionally warmer than the other parts of the protective glasses (eg, one side of the protective glasses is more than the other side). Can be used if it is warm or if the edge is warmer than the center). Thus, for example, in the case of a snowboarder, the snowboarder typically stands sideways while descending a hill, so one side of the lens corresponding to the snowboarder's front foot may require more heat. . In accordance with either the uniform heating aspect of the present invention or the custom heating aspect of the present invention, the heating profile is defined by the defined lens heating material region, the size and shape identification of the lens heating material region, relative May include more detailed write profiles, including one or more of the desired regions of increased or decreased heating, as well as the identification or calculation of the respective region power density. In this way, the heating profile is very simple and can be simply understood or even more complex and uniformly written, balanced or over protective glasses from one conductive region to the next. Determine whether uniform heating is desired, or whether a complete or proportional heating custom profile for each of the regions may be more desirable for a given protective eyeglass configuration or purpose. Using the present invention, both protective glasses formed into regular shapes and protective glasses formed into irregular shapes are heated uniformly or alternatively according to a custom heating profile Can be generated.

本発明の一実施形態では、各導電性領域は保護眼鏡基板上の導電性エリアによって絶縁される。本発明のこの実施形態は、設計者および製造業者が、Corneliusによる同時係属米国特許出願公開第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に記載されているもののように、別個の電子回路チャネルで保護眼鏡の別個のエリアの駆動を提供することを可能にする。   In one embodiment of the invention, each conductive region is insulated by a conductive area on the protective eyeglass substrate. This embodiment of the present invention can be used separately by designers and manufacturers, such as those described in Cornelius co-pending US Patent Application Publication No. 13 / 397,691, US Patent Application Publication No. 2013/0212765. It is possible to provide driving of a separate area of the protective glasses with a plurality of electronic channels.

本発明の別の実施形態では、各導電性領域は、保護眼鏡上の加熱材料の隣接する領域と連続的に提供される。本発明のこの実施形態は、設計者および製造業者が、PWM制御を用いてまたは用いずに、一様に加熱するかあるいはプロファイルに従って加熱する保護眼鏡を生成することを可能にし、したがって、本発明のこの実施形態はゴーグルの製造を簡略化し、したがって、コストがあまりかからないゴーグルを可能にする。   In another embodiment of the invention, each conductive region is provided continuously with an adjacent region of heating material on the protective glasses. This embodiment of the present invention allows designers and manufacturers to produce protective glasses that heat uniformly or with a profile, with or without PWM control, and thus the present invention. This embodiment of the present invention simplifies the production of goggles and thus allows for less expensive goggles.

上記で説明した本発明のいずれかの実施形態に関して、本発明のこの観点による保護眼鏡は、さらに、導電性領域に接続され、導電性領域を電力供給される回路と相互接続するように構成された少なくとも2つのバスバーを有し得る。本発明のこの実施形態は、保護眼鏡の設計者および製造業者が、ゴーグル中に提供される単一のチャネル回路を用いて作業することを可能にする。代替的に、本発明のいずれかの実施形態では、本発明のこの観点による保護眼鏡は、さらに、前記導電性領域の各々に接続され、各前記導電性領域を電力供給される回路と相互接続するために構成された複数の導電性バスバーを有し得る。本発明のこの実施形態は、加熱される保護眼鏡の設計者および製造業者が、マルチチャネル回路を用いて作業して保護眼鏡の加熱へのより一層強力な制御を提供することを可能にする。   With respect to any of the embodiments of the invention described above, the protective glasses according to this aspect of the invention are further connected to the conductive region and configured to interconnect the conductive region with a powered circuit. There may also be at least two bus bars. This embodiment of the present invention allows designers and manufacturers of protective glasses to work with a single channel circuit provided in goggles. Alternatively, in any embodiment of the present invention, the protective glasses according to this aspect of the present invention are further connected to each of said conductive regions, and each said conductive region is interconnected with a powered circuit It may have a plurality of conductive bus bars configured to do so. This embodiment of the present invention allows designers and manufacturers of heated protective glasses to work with a multi-channel circuit to provide more powerful control over the heating of protective glasses.

いずれかの本発明の観点によれば、および本発明の実施形態のいずれかを用いて、加熱材料の特定の抵抗率は、例えば10オーム毎スクウェア(ohm per square)ITO(または他の加熱材料)、20オーム毎スクウェアITOなど、加熱材料の異なる配合(formulation)に従って変化され得るか、あるいは加熱材料の厚さを変化させてこの抵抗率を変化させ得る。あるいは、代替的に、本発明のいずれかの観点によれば、異なる配合と、加熱材料の変化する厚さとの何らかの組合せが採用され得る。したがって、発明のいずれかの観点および本発明の実施形態のいずれかによれば、保護眼鏡の複数の導電性領域のうちの少なくとも1つの加熱材料は、保護眼鏡の複数の導電性領域のうちの別の導電性領域の加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するように提供され得る。さらに、複数の導電性領域のうちの少なくとも1つの加熱材料の配合は、加熱材料の所与の抵抗率毎スクウェアに従って選択され得る。またさらに、複数の導電性領域のうちの少なくとも1つの加熱材料の抵抗率毎スクウェアは、少なくとも部分的に、基板に対してい加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定され得る。このようにして、保護眼鏡の設計者および製造業者は、加熱プロファイルを用いるかまたは用いないにかかわらず、本発明のいずれかの観点またはいずれかの実施形態に従って利用可能な材料および厚さから選択することによって、保護眼鏡およびそれの所望の加熱特性を設計する上でより大きな柔軟性が可能となる。設計および製造中の保護眼鏡のための設計オプションのそのような柔軟性により、複数の導電性領域にわたる電力密度の平衡化は、所与のサイズ、形状、電圧入力および電力密度の要件を達成するのがより容易になる。   According to any aspect of the present invention, and using any of the embodiments of the present invention, the specific resistivity of the heating material may be, for example, 10 ohm per square ITO (or other heating material) ), 20 ohms per square ITO, etc., can be varied according to different formulations of the heating material, or the thickness of the heating material can be varied to change this resistivity. Alternatively, according to any aspect of the present invention, any combination of different formulations and varying thicknesses of heating material may be employed. Thus, according to any aspect of the invention and any of the embodiments of the present invention, at least one heating material of the plurality of conductive regions of the protective glasses is included in the plurality of conductive regions of the protective glasses. It may be provided to have a specific resistivity square different from the specific resistivity square of the heating material in another conductive region. Furthermore, the composition of the heating material of at least one of the plurality of conductive regions may be selected according to a given resistivity per square of heating material. Still further, the resistivity per square of at least one heating material of the plurality of conductive regions may be determined, at least in part, by varying the thickness of the heating material applied to the substrate. In this way, designers and manufacturers of protective eyeglasses choose from the materials and thicknesses available according to any aspect of the invention or any embodiment, with or without a heating profile. This allows greater flexibility in designing the protective glasses and their desired heating characteristics. With such flexibility of design options for protective eyeglasses during design and manufacture, power density balancing across multiple conductive regions achieves given size, shape, voltage input and power density requirements It will be easier.

また、(電気的に絶縁された加熱領域の実施形態におけるかまたは連続する加熱領域の実施形態におけるかにかかわらず)本発明のカスタマイズされた加熱の観点および/または実施形態を有する保護眼鏡に関して、複数の導電性領域のうちの少なくとも1つの領域が、当該複数の導電性領域のうちの別の領域の電力密度とは異なる電力密度を有するように提供され得ることが上記から明らかであろう。したがって、抵抗率毎スクウェアあるいは厚さが、同じ保護眼鏡上の別のまたは他の導電性領域または加熱要素とは異なる1若しくはそれ以上の導電性領域を採用することにより、カスタム加熱プロファイルがより容易となり、極限条件における性能要件、カスタム適用、非常に不規則な形状に形成された保護眼鏡など、特定の必要に適応することが可能となる。   Also, with respect to protective eyeglasses with customized heating aspects and / or embodiments of the present invention (whether in an electrically insulated heating zone embodiment or in a continuous heating zone embodiment), It will be apparent from the above that at least one region of the plurality of conductive regions can be provided to have a power density that is different from the power density of another region of the plurality of conductive regions. Thus, custom heating profiles are made easier by employing one or more conductive areas where the resistivity per square or thickness is different from other or other conductive areas or heating elements on the same protective glasses This makes it possible to adapt to specific needs such as performance requirements in extreme conditions, custom application, protective glasses formed in a very irregular shape.

本発明の別の観点によれば、すべての本発明の実施形態について、一様な加熱プロファイルが使用されるかカスタム加熱プロファイルが使用されるかにかかわらず、一様でない加熱を通常ならば起こしやすいことがある保護眼鏡は不規則な形状の保護眼鏡であるので、保護眼鏡の基板は好ましくは不規則な形状である。このコンテキストでは、不規則な形状に形成された保護眼鏡または基板は、正方形または長方形以外の任意の形状の保護眼鏡または基板を意味する。   According to another aspect of the present invention, for all embodiments of the present invention, non-uniform heating occurs normally, regardless of whether a uniform heating profile or a custom heating profile is used. The protective glasses, which may be easy, are irregularly shaped protective glasses, so that the protective glasses substrate is preferably irregularly shaped. In this context, protective glasses or substrates formed in an irregular shape means protective glasses or substrates of any shape other than square or rectangular.

このようにして、本発明の第1の観点によれば、所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡が提供され、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、保護眼鏡上の集中加熱個所発生を防止するものであり、当該保護眼鏡は、利用者の眼を保護するために構成され、利用者の眼と前記基板との間に少なくとも部分的に包囲された空間を画定するように構成された光学的に透明な基板と、前記基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる複数の電気的に絶縁された導電性領域であって、各領域の電力密度は、当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じであり、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである、前記複数の電気的に絶縁された導電性領域とを有する。   Thus, according to a first aspect of the present invention, there is provided protective eyeglasses configured to be used with a circuit that is powered at a given voltage, said circuit providing fogging of the protective eyeglasses. Preventing the occurrence of concentrated heating spots on the protective glasses, the protective glasses being configured to protect the user's eyes and at least partially between the user's eyes and the substrate. A plurality of electrically isolated conductors comprising an optically transparent substrate configured to define an enclosed space and an optically transparent and electrically resistive thin film conductive heating material on the substrate The power density of each region is the same as the power density of each region other than each region, and the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is the plurality of regions. Another conductive region of the conductive region The definitive specific resistivity per square of the heating material and has a different specific resistivity per square, and a plurality of electrically isolated conductive regions.

または、代替的に、本発明の第1の観点の代替実施形態によれば、所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡が提供され、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、保護眼鏡上の集中加熱個所発生を防止するものであり、当該保護眼鏡は、利用者の眼を保護するために構成され、利用者の眼と基板との間に少なくとも部分的に包囲された空間を画定するために構成された光学的に透明な基板と、基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる複数の連続した導電性領域であって、各領域の電力密度は、当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じであり、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである、前記複数の連続する導電性領域とを有する。   Or alternatively, according to an alternative embodiment of the first aspect of the invention, there is provided protective glasses configured to be used with a circuit powered by a given voltage, said circuit comprising The protective glasses prevent fogging of the protective glasses and prevent the occurrence of concentrated heating spots on the protective glasses. The protective glasses are configured to protect the user's eyes and are provided between the user's eyes and the substrate. A plurality of consecutive conductive layers comprising an optically transparent substrate configured to define an at least partially enclosed space and an optically transparent and electrically resistive thin film conductive heating material on the substrate The power density of each region is the same as the power density of each region other than each region, and the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is the plurality of conductive regions. Another conductive region in the conductive region The kicking specific resistivity per square of the heating material and has a different specific resistivity per square, and a plurality of continuous conductive region.

さらに、複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける加熱材料の抵抗率毎スクウェアはまた、少なくとも部分的に、基板に対して加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定され得ることを上記から諒解されよう。したがって、本発明の一部としての加熱材料のいずれかの領域の抵抗率は、異なる配合を有する加熱材料を選定することと、レンズ基板への加熱材料の適用の厚さを変化させることとの一方または両方によって変化され得ることを諒解されよう。   Furthermore, the resistivity per square of the heating material in at least one of the plurality of conductive regions can also be determined, at least in part, by changing the thickness of applying the heating material to the substrate. It will be understood from the above. Therefore, the resistivity of any region of the heating material as part of the present invention is to select a heating material having a different formulation and to change the thickness of application of the heating material to the lens substrate. It will be appreciated that it can be changed by one or both.

本発明の保護眼鏡は、スキー用ゴーグル、潜水マスク、オートバイ・ヘルメット・バイザーまたはスノーモービル・ヘルメット・バイザーなどとともに使用のための独自の曇り防止保護眼鏡を提供する。さらに、本発明による保護眼鏡は、バイザーまたは保護眼鏡の曇りが問題になり得る、医療、ハイテク、テストまたは他の作業環境において使用するための独自の曇り防止保護眼鏡を提供する。保護眼鏡上の望ましくない集中加熱個所の除去は、各領域が、加熱されている領域のサイズにとって適切である電力密度を生じる適切なサイズおよび形状に設計され得るという点で、本発明を用いて達成される。また、本発明は、Corneliusによる同時係属米国特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に記載されているように、パルス幅変調(pulse−width modulated:PWM)システムの必要なしに、保護眼鏡上の集中加熱個所をも防ぎながら、曇りの防止を可能にするが、本発明はまた、他の理由によりそのように望まれる場合、そのようなPWMシステムとともに使用され得る。このようにして、本発明は、保護眼鏡の加熱を達成し、したがって、保護眼鏡の加熱の平衡化、または保護眼鏡の逆にカスタマイズされたゾーン加熱が保護眼鏡自体によって設計および製造時に決定されるという点で、保護眼鏡上の集中加熱個所をも防ぎながら曇りの防止を達成する。これは、あまり複雑でなくあまり費用がかからない電子回路を使用して保護眼鏡と、したがって得られる保護眼鏡とを生成することが可能になるので、保護眼鏡、および得られるゴーグル、マスクまたは他の保護眼鏡のプロビジョンを、生成するのによりコスト効果的にし、保護眼鏡上の曇りおよび集中加熱個所を防止するのに機能的により効率的にする。   The protective glasses of the present invention provide unique anti-fog protective glasses for use with ski goggles, diving masks, motorcycle helmet visors or snowmobile helmet visors and the like. Furthermore, the protective glasses according to the present invention provide unique anti-fog protective glasses for use in medical, high-tech, test or other work environments where fogging of the visor or protective glasses can be a problem. Using the present invention, the removal of unwanted concentrated heating points on the protective glasses can be designed with the present invention in that each region can be designed to an appropriate size and shape that results in a power density that is appropriate for the size of the region being heated. Achieved. The present invention also provides a pulse-width modulated (PWM) system as described in Cornelius co-pending U.S. Patent Application No. 13 / 397,691 and U.S. Patent Application Publication No. 2013/0212765. Allows for prevention of fogging while also preventing central heating points on the protective glasses without the need for, but the present invention can also be used with such a PWM system if so desired for other reasons. obtain. In this way, the present invention achieves heating of the protective glasses, and therefore, the balancing of the heating of the protective glasses, or the customized zone heating of the protective glasses, is determined at the time of design and manufacture by the protective glasses themselves. In this respect, it prevents fogging while also preventing central heating on the protective glasses. This makes it possible to produce protective glasses and thus the resulting protective glasses using less complex and less expensive electronic circuitry, so that the protective glasses and the resulting goggles, mask or other protection The provision of glasses is made more cost effective to produce and functionally more efficient to prevent fogging and concentrated heating points on the protective glasses.

本発明の上記の観点は、一元的な一様に適用される加熱材料では領域を過熱させるために領域についてあまりに多くの電力を生成するであろう保護眼鏡の部分において、例えば、鼻柱にわたって望ましくない集中加熱個所を生成することなしに、曇りを防ぐために電気的回路において加熱されて保護眼鏡の内面の温度が露点の上に上げられるために適応された保護眼鏡を提供する。さらに、PWMを使用して、Corneliusによる同時係属米国特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に開示されているようにシステムの効率を最大にするために、上記の利益および性質は、ゴーグルのフレームまたはストラップ中に保持されるリチウム・イオン・バッテリーなど、単一の高度にポータブルな電源で保護眼鏡に電力供給することによって達成されることが可能である。しかしながら、本発明の助けをかりて、リチウム・イオン・バッテリーなどの1若しくはそれ以上のバッテリー、およびオン/オフスイッチから成る単純な回路は、レンズ全体にわたって一様に加熱されるか、または代替的に、カスタマイズされたパターンに従って加熱される、曇りなしゴーグルレンズを提供するのに十分であろう。   The above aspect of the present invention is desirable over a nose column, for example, in the part of protective glasses that would produce too much power for the region to overheat the region with a centrally applied heating material. Providing protective eyeglasses adapted to be heated in an electrical circuit to prevent fogging and to raise the temperature of the inner face of the protective eyeglasses above the dew point, without generating no centralized heating points. Further, to maximize the efficiency of the system as disclosed in copending US patent application 13 / 397,691, US patent application publication 2013/0212765 by Cornelius, using PWM The benefits and properties of can be achieved by powering the protective glasses with a single highly portable power source, such as a lithium ion battery held in a goggle frame or strap. However, with the help of the present invention, a simple circuit consisting of one or more batteries, such as a lithium ion battery, and an on / off switch is heated uniformly throughout the lens or alternatively It would be sufficient to provide a non-fog goggle lens that is heated according to a customized pattern.

本発明のこの観点のデバイスは、同時係属のCorneliusによる米国特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に記載されているように、パルス幅変調(pulse−width modulated:PWM)ヒータードライバを用いてまたは用いずに、保護眼鏡の平衡化した加熱、または代替的にカスタマイズされた加熱を可能にする。したがって、本発明の方法は、生成するのが容易でコスト効果的である保護眼鏡を提供し、この保護眼鏡はまた、様々な異なる加熱されるゴーグル、マスクまたはバイザーを用いて一様なまたはカスタマイズされた加熱を可能にするように機能する。同時係属のCorneliusによる特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に開示されているようなPWMヒータードライバは、保護眼鏡上で加熱材料の出力の可変性を可能にし得、バッテリー使用に関してシステムのより一層高い効率を可能にするであろうが、利用者が、単一のPWMチャネルヒータードライバでエネルギーを節約するために可能な限り保護眼鏡の熱出力を変化させる能力なしに、単に保護眼鏡の一様なまたはカスタマイズされた加熱プロファイルを望む場合、利用者は、本発明の保護眼鏡のために単に一定電圧、一定出力の加熱システムを使用して所望の結果を達成し得るという点で、PWMヒータードライバは本発明のためには必要でない。したがって、本発明は、ゴーグル本体またはストラップ上に支持されるより小さいバッテリーの場合のように、あるいはより大きいバッテリーも利用可能である場合、スノーモービル、飛行機、自動車または他の車両上のバッテリーの場合のように、ポータブルバッテリーを利用する保護眼鏡加熱システムに関する使用のために適応され得る。   The device of this aspect of the present invention is pulse-width modulated as described in co-pending Cornelius US Patent Application No. 13 / 397,691 and US Patent Application Publication No. 2013/0212765. : PWM) Allows balanced heating of the protective glasses, or alternatively customized heating, with or without a heater driver. Thus, the method of the present invention provides protective eyewear that is easy to produce and cost effective, and this protective eyewear is also uniform or customized with a variety of different heated goggles, masks or visors Functions to allow for improved heating. PWM heater drivers such as those disclosed in co-pending Cornelius patent applications 13 / 397,691 and US Patent Application Publication No. 2013/0212765 allow variable output of heating material on protective glasses. The ability to change the heat output of the protective glasses as much as possible to save energy with a single PWM channel heater driver Without the user simply wanting a uniform or customized heating profile of the protective glasses, the user achieves the desired result using simply a constant voltage, constant power heating system for the protective glasses of the present invention In that respect, a PWM heater driver is not necessary for the present invention. Thus, the present invention is for a battery on a snowmobile, airplane, car or other vehicle, as in the case of a smaller battery supported on a goggle body or strap, or if a larger battery is also available. As such, it can be adapted for use with protective eyeglass heating systems that utilize portable batteries.

本発明のいずれかの上記の実施形態では、加熱材料上に非導電性保護コーティングを適用して加熱材料を保護し得る。加熱材料と基板とに固定されたこの保護コーティングは、加熱材料が、保護眼鏡上の加熱材料の機能を損ない得るスクラッチなどによって損傷を受けなくなることを保証するのを助ける。   In any of the above embodiments of the invention, a non-conductive protective coating may be applied on the heating material to protect the heating material. This protective coating secured to the heating material and the substrate helps to ensure that the heating material is not damaged by scratches or the like that can impair the function of the heating material on the protective glasses.

本発明の保護眼鏡を製造するための方法、または本発明の得られた保護眼鏡の上記の観点のいずれも、スキー、インナーチュービング、トボガニング、アイスクライミング、スノーモービル乗車、サイクリング、ランニング、他の医療またはテスト環境において患者を扱うことなど、スポーツゴーグルまたは任意の保護保護眼鏡の製造に関する使用のために適応され得る。さらに、本発明の上記の観点のいずれかも、潜水マスク・アイ・シールドの製造において使用するために適応され得る。   None of the methods for manufacturing the protective glasses of the present invention, or any of the above aspects of the resulting protective glasses of the present invention, ski, inner tubing, toboganing, ice climbing, snowmobile riding, cycling, running, other medical Or it may be adapted for use with the manufacture of sports goggles or any protective eyewear, such as handling a patient in a test environment. Further, any of the above aspects of the invention can be adapted for use in the manufacture of a diving mask eye shield.

本発明の主題は、本明細書の結論部分において特に指摘され、明確に請求される。しかしながら、動作の編成と方法の両方は、それのさらなる利点および目的とともに、添付の図面に関して取られる以下の説明を参照すれば最も良く理解され得、図面において、同じ参照符号は同じ要素を指す。   The subject matter of the present invention is particularly pointed out and distinctly claimed in the concluding portion of the specification. However, both the organization and method of operation, together with its further advantages and purposes, can best be understood with reference to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like elements.

図1は、本発明の一観点による、保護眼鏡上の集中加熱個所を防ぎながら、保護眼鏡の曇りを防ぐためのシステムにおける使用のために保護眼鏡を適応させるための方法に関するフローチャートであるFIG. 1 is a flow chart for a method for adapting protective glasses for use in a system for preventing fogging of protective glasses while preventing central heating points on the protective glasses according to an aspect of the present invention. 図2は、規則的な形状に形成されたレンズ基板上に複数の等しいサイズの電気的に絶縁された加熱材料領域を有し、dcバッテリーと並列に接続された保護眼鏡の少なくとも一部分のグラフィック表現正面図である。FIG. 2 is a graphical representation of at least a portion of protective eyeglasses having a plurality of equally sized electrically insulated heating material regions on a regular shaped lens substrate and connected in parallel with a dc battery. It is a front view. 図3は、不規則な形状に形成されたレンズ基板上に複数の等長の電気的に絶縁された加熱材料領域を有し、dcバッテリーと並列に接続された保護眼鏡の少なくとも一部分の代替実施形態のグラフィック表現正面図である。FIG. 3 shows an alternative implementation of at least a portion of protective eyeglasses having a plurality of isometric electrically insulated heating material regions on a lens substrate formed in an irregular shape and connected in parallel with a dc battery. It is a graphic representation front view of a form. 図4は、保護眼鏡への電力が複数の対応するパルス幅変調ヒータードライバで制御される、図3の代替実施形態のグラフィック表現正面図である。FIG. 4 is a graphical representation front view of the alternative embodiment of FIG. 3 in which the power to the protective glasses is controlled by a plurality of corresponding pulse width modulated heater drivers. 図5は、不規則な形状に形成されたレンズ基板上に複数の(平面図において)異なるサイズの電気的に絶縁された加熱材料領域を有し、単一の上側のバスバーと単一の下側のバスバーとを使用して単一のパルス幅変調器を介してdcバッテリーと並列に接続された保護眼鏡の少なくとも一部分の別の代替実施形態のグラフィック表現正面図である。FIG. 5 has a plurality of (in plan view) electrically insulated heating material regions of different sizes on an irregularly shaped lens substrate, with a single upper bus bar and a single lower FIG. 6 is a graphical representation front view of another alternative embodiment of at least a portion of protective eyeglasses connected in parallel with a dc battery via a single pulse width modulator using a side busbar. 図6aは、不規則な形状に形成されたレンズ基板上に複数の(平面図において)異なるサイズの電気的に絶縁された加熱材料領域を有し、等しい厚さまたは異なる厚さのいずれかの加熱材料領域を有し得る保護眼鏡の少なくとも一部分の別の代替実施形態のグラフィック表現正面図である。FIG. 6a has a plurality (in plan view) of electrically insulated heating material regions of different sizes on a lens substrate formed in an irregular shape, either of equal or different thickness FIG. 7 is a graphic representation front view of another alternative embodiment of at least a portion of protective eyeglasses that may have a heated material region. 図6bは、レンズ基板上の複数の電気的に絶縁された加熱要素領域にわたる一様な加熱が仮定され、レンズ基板に同じ透明薄膜導電性材料の異なる厚さを適用することによって達成される、(図6aにおいて変化する厚さの加熱要素領域を仮定して)図6aに図示された加熱される保護眼鏡の一部の代替実施形態のグラフィック表現底面図である。FIG. 6b assumes uniform heating across multiple electrically isolated heating element regions on the lens substrate and is achieved by applying different thicknesses of the same transparent thin film conductive material to the lens substrate. FIG. 6b is a bottom view of a graphic representation of an alternative embodiment of a portion of the heated protective eyewear illustrated in FIG. 6a (assuming varying heating element regions in FIG. 6a). 図6cは、レンズ基板上の複数の電気的に絶縁された加熱要素領域にわたるカスタム加熱(すなわち、中心ではより冷たく、各端部ではより熱い)が仮定され、レンズ基板に同じ透明薄膜導電性材料の異なる厚さを適用することによって達成される、(図6aにおいて変化する厚さの加熱要素領域を仮定して)図6aに図示された加熱される保護眼鏡の一部の代替実施形態のグラフィック表現底面図である。FIG. 6c shows the same transparent thin film conductive material on the lens substrate, assuming custom heating (ie, colder at the center and hotter at each end) across multiple electrically isolated heating element regions on the lens substrate. A graphic of an alternative embodiment of a portion of the heated protective glasses illustrated in FIG. 6a (assuming the heating element region of varying thickness in FIG. 6a), achieved by applying different thicknesses of It is an expression bottom view. 図7aは、不規則な形状に形成されたレンズ基板上に複数の(平面図において)異なるサイズの連続する加熱材料領域を有し、等しい厚さまたは異なる厚さのいずれかの加熱材料領域を有し得る保護眼鏡の少なくとも一部分の別の代替実施形態のグラフィック表現正面図である。FIG. 7a has a plurality (in plan view) of continuous heating material regions of different sizes on a lens substrate formed in an irregular shape, with heating material regions of either equal or different thickness. FIG. 6 is a graphic representation front view of another alternative embodiment of at least a portion of protective eyewear that may be included. 図7bは、レンズ基板上の複数の連続する加熱要素領域にわたる一様な加熱が仮定され、レンズ基板に同じ透明薄膜導電性材料の異なる厚さを適用することによって達成される、(図7aにおいて変化する厚さの加熱要素領域を仮定して)図7aに図示された加熱される保護眼鏡の一部の代替実施形態のグラフィック表現底面図である。FIG. 7b assumes a uniform heating over a plurality of successive heating element regions on the lens substrate and is achieved by applying different thicknesses of the same transparent thin film conductive material to the lens substrate (in FIG. 7a). FIG. 7b is a bottom view of a graphic representation of an alternative embodiment of a portion of the heated protective glasses illustrated in FIG. 7a (assuming varying thickness heating element regions). 図7cは、レンズ基板上の複数の連続する加熱要素領域にわたるカスタム加熱(すなわち、中心ではより冷たく、各端部ではより熱い)が仮定され、レンズ基板に同じ透明薄膜導電性材料の異なる厚さを適用することによって達成される、(図7aにおいて変化する厚さの加熱要素領域を仮定して)図7aに図示された加熱される保護眼鏡の一部の代替実施形態のグラフィック表現底面図である。FIG. 7c assumes custom heating (ie, colder at the center and hotter at each end) over multiple successive heating element regions on the lens substrate, with different thicknesses of the same transparent thin film conductive material on the lens substrate. In a graphic representation bottom view of an alternative embodiment of a part of the heated protective glasses illustrated in FIG. 7a (assuming a heating element region of varying thickness in FIG. 7a) achieved by applying is there. 図8は、不規則な形状に形成されたレンズ基板上に複数の電気的に絶縁された加熱材料領域を有し、マルチチャネルPWM制御ゴーグル回路の場合と同様に加熱材料領域の各々をマルチチャネル回路と接続するために複数の上側のバスバーと単一の下側の接地バスバーとを使用する保護眼鏡の別の代替実施形態の概略図である。FIG. 8 has a plurality of electrically insulated heating material regions on a lens substrate formed in an irregular shape, and each of the heating material regions is multi-channeled as in the case of a multi-channel PWM control goggles circuit. FIG. 6 is a schematic diagram of another alternative embodiment of protective glasses that uses a plurality of upper bus bars and a single lower ground bus bar to connect to a circuit.

図1を参照すると、開始ロケーション102において開始される方法100が開示されており、この方法は、光学的に透明な保護眼鏡を電気的回路での使用のために適応させて、保護眼鏡上に集中加熱個所が生じるのを防ぐ一方で、保護眼鏡の曇りを防止するものである。方法100は、102において開始した後に、104において、光学的に透明な保護眼鏡と保護眼鏡の外周とを画定する非導電性基板を選択する工程と、106において、好ましくはDCバッテリー電圧源(例えば、2つの4.2VDCの十分に充電されたリチウムイオンセルの出力である8.4VDC)であるが、PWMドライバからの出力でもよい、電源電圧を決定する工程と、保護眼鏡の外周内の加熱パターンを画定するための加熱プロファイルと、108において、加熱プロファイルに従って(電気的に絶縁されているか連続であるかにかかわらず)複数の領域の数と各領域のサイズとを決定する工程と、110において、各領域の所望の電力密度(Pd)を選択する工程と、112において、加熱領域を保護眼鏡基板の対応する領域上にマッピングする工程と、式R=(E−Pd)/Hを使用して各領域の抵抗毎スクウェア(R)を計算する工程であって、R=抵抗毎スクウェア(resistance per square)、E=電圧、Pd=電力密度、およびH=バスバー間の距離(これは、上側のバスバーと下側のバスバーとの間の高さの場合のように、垂直方向の距離であるため、本明細書ではHとして表される)である、計算する工程と、116において、対応する抵抗毎スクウェアを有する加熱材料を保護眼鏡の対応する導電性領域に適用して、保護眼鏡の対応する領域の各々を、電気を伝導するように構成する工程と、116において、電気を伝導するように構成された領域にバスバーを接続して適用する工程であって、バスバーおよび領域は、電気を伝導してバッテリーによって電力供給される電気回路を完成するように構成されるものである、適用する工程と、を有する。図8に関して図示され以下でさらに説明するように、複数の上側のバスバーと単一のバスバーとが使用され得るか、または図5に関して図示され以下でさらに説明するように、単一の上側のバスバーと単一の下側のバスバーとが使用され得ることを諒解されよう。イオンスパッタリング、コーティング、真空蒸着、噴霧、接着剤、接着剤支持および他の方法の通常知られている方法を含む、ITOなどの加熱材料を基板に適用するいくつかの異なる方法があることを諒解されよう。 Referring to FIG. 1, a method 100 is disclosed that is initiated at a start location 102, which is adapted to use optically transparent protective eyeglasses for use in an electrical circuit on the protective eyeglasses. While preventing the occurrence of central heating, it prevents fogging of the protective glasses. The method 100 begins at 102 and then at 104 selects a non-conductive substrate that defines an optically transparent protective eyeglass and an outer periphery of the protective eyeglass, and at 106 preferably a DC battery voltage source (eg, The output of two 4.2 VDC fully charged lithium ion cells (8.4 VDC), but may be the output from the PWM driver, and the heating in the outer periphery of the protective glasses A heating profile for defining a pattern; and at 108, determining the number of regions and the size of each region (whether electrically isolated or continuous) according to the heating profile; 110 Selecting a desired power density (Pd) for each region in 112, and in 112, the heating region is a corresponding region of the protective glasses substrate. A step of mapping the top, a formula R = (E 2 -Pd) / H 2 calculating a resistance per square (R) of each region using, R = resistance per square (resistance per square) , E = voltage, Pd = power density, and H = distance between the busbars (this is the vertical distance, as in the case of the height between the upper and lower busbars, In step 116, applying a heating material with a corresponding resistive square to the corresponding conductive region of the protective glasses to calculate the corresponding region of the protective glasses. Configuring each to conduct electricity, and connecting and applying a bus bar to an area configured to conduct electricity at 116, wherein the bus bar and area are electrically connected. Applying, which is configured to complete an electrical circuit that conducts air and is powered by a battery. A plurality of upper bus bars and a single bus bar may be used, as illustrated with respect to FIG. 8 and described further below, or a single upper bus bar as illustrated with respect to FIG. 5 and described further below. It will be appreciated that a single lower bus bar can be used. It is understood that there are several different ways to apply heating materials such as ITO to the substrate, including commonly known methods of ion sputtering, coating, vacuum deposition, spraying, adhesives, adhesive support and other methods. Let's be done.

本発明に従って加熱レンズを作成するためのプロセスの追加の工程は、加熱材料上に非導電性保護コーティングを適用して、基板上の加熱材料を保護することを伴う。したがって、保護コーティングは加熱材料と基板とに固定されて、保護眼鏡基板上の加熱材料がスクラッチなどによって損傷を受け、その機能が喪失されることを確実に防ぐことを助長する。   An additional step in the process for making a heated lens according to the present invention involves applying a non-conductive protective coating on the heated material to protect the heated material on the substrate. Thus, the protective coating is secured to the heating material and the substrate to help ensure that the heating material on the protective eyeglass substrate is damaged by scratches or the like and loses its function.

保護眼鏡基板(例えば、図2の212、図3の312、図6aの602、図7aの702、または図8の800)は、104において、利用者の環境における降雪、雨、風または他の比較的小さい浮遊微小粒子などのものから利用者の眼を遮蔽するのに十分に堅い、光学的に透明なポリカーボネート、他のプラスチック、強化ガラスなど、いくつかの材料のいずれかから選択され得る。スキー用ゴーグル、または他の寒冷気象ゴーグルの場合、好ましくは保護眼鏡基板(例えば、図2の212、図3の312、図6aの602、図7aの702、または図8の800)は、利用者の頭部および顔に概して適合するのに十分フレキシブルであり、保護眼鏡は、好ましくはセミフレキシブルのフレーム中に保持され、このセミフレキシブルのフレームは、保護眼鏡を当該フレームの外縁の周りに保持し、また、利用者の眼の周りにおよびそれの前に密閉空間を形成するように、従来のストラップの使用によって利用者の顔から適切な距離に保護眼鏡を保持し、フレームは、典型的には利用者の顔とゴーグルの残部間の半透過性密閉を提供する。本発明とともに採用される様々な保護眼鏡のために使用される材料はまた、それらが選定された特定の目的の必要に応じて、および当業者に知られているように、破砕、クラッキングまたは場合によっては破壊に対して耐性があるべきである。   A protective eyeglass substrate (eg, 212 in FIG. 2, 312 in FIG. 3, 602 in FIG. 6a, 702 in FIG. 7a, or 800 in FIG. 8) is at 104 snow, rain, wind or other in the user's environment. It can be selected from any of a number of materials, such as optically clear polycarbonate, other plastics, tempered glass, etc., which are sufficiently rigid to shield the user's eyes from things such as relatively small airborne particles. In the case of ski goggles or other cold weather goggles, preferably protective eyeglass substrates (eg 212 in FIG. 2, 312 in FIG. 3, 602 in FIG. 6a, 702 in FIG. 7a, or 800 in FIG. 8) are used. Flexible enough to generally fit the person's head and face, and the protective glasses are preferably held in a semi-flexible frame, which holds the protective glasses around the outer edge of the frame And the protective glasses are held at an appropriate distance from the user's face by the use of a conventional strap so as to form a sealed space around and in front of the user's eye, and the frame is typically Provides a semi-permeable seal between the user's face and the rest of the goggles. The materials used for the various protective eyeglasses employed with the present invention can also be shredded, cracked or cased as needed for the particular purpose for which they were selected and as known to those skilled in the art. Some should be resistant to destruction.

潜水マスクの場合、保護眼鏡基板(例えば、図2の212、図3の312、図6aの602、図7aの702、または図8の800)は、典型的には、104において、よりいくぶん堅いプラスチック、またはガラス、材料から選択されることになり、バイザーまたは医療用フル・フェース・アイ・シールドの場合、104において、基板は、よりいくぶん堅いプラスチック、またはガラス、材料から同様に選択され得、これらは、保護眼鏡を所定の位置に永続的に繰り返し配置することを可能にして利用者の眼を保護するのに十分に軽量であるが、十分に堅くもある。保護眼鏡基板の選択104は、好ましくは、それの内部(後部)表面とそれの外部(前部)表面の両方における感触が滑らかであり、選択された加熱材料との結合を形成するように適応された材料からのものになる。保護眼鏡基板材料は当業者によく知られており、いかなるタイプの光学的に透明な保護眼鏡基板の選択も、本明細書に添付された特許請求の範囲内に入るものである。   In the case of a diving mask, protective eyeglass substrates (eg, 212 in FIG. 2, 312 in FIG. 3, 602 in FIG. 6a, 702 in FIG. 7a, or 800 in FIG. 8) are typically somewhat stiffer at 104. In the case of a visor or medical full face eye shield, the substrate may be similarly selected from a somewhat more rigid plastic, or glass, material, in the case of a visor or medical full face eye shield, They are lightweight enough to allow the eyeglasses to be permanently and repeatedly placed in place and protect the user's eyes, but they are also stiff enough. The protective eyeglass substrate selection 104 is preferably adapted to have a smooth feel on both its inner (rear) surface and its outer (front) surface to form a bond with the selected heating material. Will be from the material made. Protective eyeglass substrate materials are well known to those skilled in the art, and the choice of any type of optically transparent protective eyeglass substrate is within the scope of the claims appended hereto.

さらに図1を参照すると、基板上の複数の領域の数および各領域のサイズは、加熱プロファイルに従って作製されることも、または作製されないこともある。加熱プロファイルは、実現可能な程度まで、レンズ基板にわたる一様な加熱が望ましいという、単にレンズの設計者側での要望、思考または理解であり得る。あるいは、代替的に、加熱プロファイルは、例えばスキーヤー加熱プロファイルと比較したスノーボーダーの場合が当てはまり得るように、保護眼鏡のカスタム加熱を伴い得る。したがって、保護眼鏡にわたって単に一様に加熱するのとは対照的に、保護眼鏡の1若しくはそれ以上の部分が保護眼鏡の他の部分よりも意図的に温かくされるべきである場合(例えば、保護眼鏡のある側が別の側よりも温かい場合、またはエッジが中央よりも温かい場合)、より形式的な加熱プロファイルが使用され得る。このように、例えば、スノーボーダーの場合、スノーボーダーは典型的に丘陵を下降しながら横向きに立つので、スノーボーダーの前方の足に対応するレンズの1つの側はより多くの熱を必要とし得る。一様な加熱が企図されるかカスタム加熱が企図されるかにかかわらず、加熱プロファイルは、画定されたレンズ加熱材料領域、レンズ加熱材料領域のサイズおよび形状の特定、相対的に増加された加熱または減少された加熱の所望の領域、ならびにそれぞれの領域電力密度の特定または計算のうちの1若しくはそれ以上を含む、より詳細な書込みプロファイルを含み得る。このように、加熱プロファイルは、極めて単純で、単に一様に理解され得るか、またはより複雑で一様に書き込まれ得る。加熱プロファイルは、ある導電性領域から次の導電性領域への保護眼鏡にわたる平衡したまたは一様な加熱が望まれるかどうか、あるいは所与の保護眼鏡構成または目的のために領域の各々についての完全なまたは比例の加熱のカスタムプロファイルがより望まれ得るかどうかを決定する。本発明を使用して、一様に加熱されるかまたは代替的にカスタム加熱プロファイルに従って加熱される、規則的な形状に形成された保護眼鏡と不規則な形状に形成された保護眼鏡の両方を生成し得る。   Still referring to FIG. 1, the number of regions on the substrate and the size of each region may or may not be made according to the heating profile. The heating profile can simply be the desire, thought or understanding on the lens designer's side that uniform heating across the lens substrate is desirable to the extent possible. Alternatively, the heating profile may involve custom heating of the protective glasses, such as may be the case for a snowboarder compared to a skier heating profile. Thus, where one or more parts of the protective glasses should be intentionally warmer than the other parts of the protective glasses (e.g., protective glasses) as opposed to simply heating uniformly over the protective glasses. If one side of the glasses is warmer than the other, or if the edge is warmer than the center), a more formal heating profile may be used. Thus, for example, in the case of a snowboarder, the snowboarder typically stands sideways while descending a hill, so one side of the lens corresponding to the snowboarder's front foot may require more heat. . Regardless of whether uniform heating or custom heating is contemplated, the heating profile can be defined as a defined lens heating material region, identification of the size and shape of the lens heating material region, relatively increased heating. Or, it may include a more detailed write profile that includes one or more of the desired regions of reduced heating, as well as the identification or calculation of the respective region power density. In this way, the heating profile is quite simple and can be understood simply or even more complex and written uniformly. The heating profile determines whether balanced or uniform heating across the protective glasses from one conductive region to the next conductive region is desired, or complete for each of the regions for a given protective eyeglass configuration or purpose. Decide if a custom profile of free or proportional heating may be more desirable. Using the present invention, both protective glasses formed into regular shapes and protective glasses formed into irregular shapes are heated uniformly or alternatively according to a custom heating profile. Can be generated.

次に特に図2〜図8を参照すると、本発明の様々な実施形態のあまり複雑でないものからより複雑なものへの進行が示され、基板の様々なサイズおよび形状、保護眼鏡に電力供給する様々な方法(例えば、dcバッテリーおよびPWM)、加熱材料の様々な配合および厚さ、様々な適用例(例えば、電気的に絶縁されたおよび連続する)、ならびに一般化された加熱または特定のマルチチャネルPWMシステムへの基板のますます改良された再分割に適応するための、加熱領域のサイズおよび形状の多くの可能な組合せが図示されている。本明細書の特許請求の範囲部分に記載された本発明の範囲および趣旨から逸脱し得ない加熱される保護眼鏡レンズを形成するために、上記の基本要素の他の組合せがあり得ることを諒解されよう。例えば、本発明では、電源はレンズの上部から来るものとして示され、バスバーはレンズの上方と下方にあるが、電子工学設計の当業者であれば、電源は、請求される本発明の真の範囲および趣旨から逸脱することなく、レンズの側部またはレンズの下部のいずれかからも来得ることを諒解されよう。   With particular reference now to FIGS. 2-8, the progression from less complex to more complex of various embodiments of the present invention is shown to power various sizes and shapes of substrates, protective glasses. Various methods (eg, dc battery and PWM), various formulations and thicknesses of heating material, various applications (eg, electrically isolated and continuous), and generalized heating or specific multi A number of possible combinations of the size and shape of the heating region are shown to accommodate the increasingly improved subdivision of the substrate to a channel PWM system. It is understood that there may be other combinations of the above basic elements to form a heated protective eyeglass lens that may not depart from the scope and spirit of the invention as described in the claims section of this specification. Let's do it. For example, in the present invention, the power supply is shown as coming from the top of the lens, and the busbars are above and below the lens, but those skilled in the art of electronics design will recognize the power supply as the true invention of the claimed invention. It will be appreciated that it can come from either the side of the lens or the bottom of the lens without departing from the scope and spirit.

特に図2を参照すると、並列回路204、206、208、210を介して8.4ボルト直流(volt direct current:VDC)電圧源202で上部から電力供給され、並列回路220、222、224を介して下部から226において接地される、規則的な(矩形の)保護眼鏡212上の3つの等しいサイズの矩形の電気的に絶縁された加熱要素領域A、BおよびC(それぞれ214、216、218)が示されている。これらの領域A、BおよびCの各々は、ITO、亜鉛インジウム酸化物(zinc indium oxides:ZIOs)、亜鉛スズ酸化物(zinc tin oxides:ZTOs)またはダブルウォールカーボンナノチューブ(double−walled carbon nanotubes:DWNTs)など、同じ抵抗率(例えば、すべてが20オーム毎スクウェア(ohm per square)の抵抗率を有するように配合された加熱材料を採用し得る)の透明で導電性の薄膜加熱体で配合されたものなど、同等の加熱要素コーティングを有する。図2には、本発明の一様に加熱される実施形態の単純バージョンが示されており、各領域は同じサイズ、同じ厚さおよび同じ化学的配合であるので、これらの領域の電力密度(power density:Pd)は同じである。20オームの抵抗率毎スクウェア(R)を仮定すれば、以下の式で各領域の電力密度を計算することができる。   With particular reference to FIG. 2, a 8.4 volt direct current (VDC) voltage source 202 is powered from the top through parallel circuits 204, 206, 208, 210 and through parallel circuits 220, 222, 224. Three equally sized rectangular electrically isolated heating element regions A, B and C (regular 214, 216, 218, respectively) on regular (rectangular) protective glasses 212 grounded at the bottom 226 It is shown. Each of these regions A, B, and C is composed of ITO, zinc indium oxides (ZIOs), zinc tin oxides (ZTOs), or double-walled carbon nanotubes (DWNTs). ) And the like (e.g., heating materials formulated to all have a resistivity of 20 ohm per square may be employed) and formulated with a transparent conductive thin film heater Have an equivalent heating element coating. FIG. 2 shows a simple version of the uniformly heated embodiment of the present invention, where each region is the same size, the same thickness and the same chemical formulation, so the power density of these regions ( The power density (Pd) is the same. Assuming a 20 ohm resistivity square (R), the power density in each region can be calculated with the following equation:

Pd=E/RxH、ただし、Pdは電力密度であり、Eは電圧であり、Rは抵抗毎スクウェアであり、Hは高さ(バスバー間の距離)である。 Pd = E 2 / RxH 2 , where Pd is power density, E is voltage, R is square per resistor, and H is height (distance between bus bars).

この式に値を加えると、8.4/20x3=0.392ワット毎スクウェア=Pdの結果が生じる。ここでも、この電力密度は領域の各々について同じであり得、他の上記のファクタのすべて(例えば、加熱材料の配合、加熱材料の厚さおよび加熱材料の高さ)が等しくなり得るので、保護眼鏡212は、保護眼鏡全体にわたって一様に加熱される。興味深いことに、電力密度の式に着目すると、A、BおよびCが単一の加熱要素に一緒に結合された場合でも、(等しい入力電圧、等しいH値、加熱材料の配合、および加熱材料の厚さを仮定すると)電力密度は依然として同じであり、距離Lによる影響はない。したがって、規則的な形状に形成された基板のこの単純な場合では、単一の加熱要素を採用して同じ結果を達成し得るが、図2は、Corneliusの特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号による別々のバッテリーまたはPWMチャネル制御の場合と同様に、加熱要素を複数の領域にセグメント化することにより、各領域を別々に加熱するオプションが開かれることを図示している。さらに、一様な加熱は、長方形または正方形の基板上の薄膜加熱要素で達成することが難しくないので、図2は、単一の保護眼鏡基板に複数の加熱要素を適用する本発明の適用例のための最も単純な場合を表している。 Adding value to this equation, 8.4 2 / 20x3 2 = 0.392 watts per square = Pd results. Again, this power density can be the same for each of the regions, and all other above factors can be equal (eg, heating material formulation, heating material thickness and heating material height) The glasses 212 are heated uniformly throughout the protective glasses. Interestingly, looking at the power density equation, even when A, B and C are combined together in a single heating element (equal input voltage, equal H value, heating material formulation, and heating material The power density is still the same (assuming thickness) and is not affected by the distance L. Thus, in this simple case of a substrate formed into a regular shape, a single heating element may be employed to achieve the same result, although FIG. 2 shows Cornelius patent application 13 / 397,691. As in the case of separate battery or PWM channel control according to US 2013/0212765, segmenting the heating element into multiple areas opens the option to heat each area separately It is shown. Furthermore, since uniform heating is not difficult to achieve with thin film heating elements on a rectangular or square substrate, FIG. 2 illustrates an application of the invention in which multiple heating elements are applied to a single protective eyeglass substrate. Represents the simplest case for.

さらに、図2にはバスバーが示されておらず、本発明によれば、バスバーは、保護眼鏡の所望の構成に応じて、保護眼鏡レンズ212自体の上にあるか、あるいはゴーグルフレーム(図示せず)中に収容され得ることが図示されている。   Further, the bus bar is not shown in FIG. 2, and according to the present invention, the bus bar is either on the protective eyeglass lens 212 itself or a goggle frame (not shown), depending on the desired configuration of the protective eyeglasses. It is shown that it can be accommodated in

次に特に図3に参照すると、不規則な形状に形成された基板312について、図2に示されたものに追加の複雑さが導入されおり、これは、3つの電気的に絶縁された領域A、B、C(それぞれ314、316、318)が、等しい高さではなく、むしろ台形形状の基板312に適合するように調整されていることを要求する。そのような一実施形態は、本発明を用いない場合、不規則な形状に形成された保護眼鏡基板312のために、保護眼鏡装置中に一様でない加熱を導入し始めているはずのタイプである。図3の実施形態は、加熱要素材料A、B、C(314、316、318)のH値が高くなるほど、電力密度Pdがより低くなることを図示している。したがって、20オームの一定の抵抗率毎スクウェア(R)を仮定すれば、台形形状の基板312をカバーするための異なる形状A、B、Cのために、電力密度計算は以下のように異なる結果を生じる。   Referring now specifically to FIG. 3, for a substrate 312 formed in an irregular shape, additional complexity is introduced into that shown in FIG. 2, which includes three electrically isolated regions. Requires A, B, C (respectively 314, 316, 318) to be adjusted to fit a trapezoidal shaped substrate 312 rather than equal height. One such embodiment is the type that would have begun to introduce non-uniform heating into the protective eyewear device due to the irregularly shaped protective eyeglass substrate 312 without using the present invention. . The embodiment of FIG. 3 illustrates that the higher the H value of the heating element materials A, B, C (314, 316, 318), the lower the power density Pd. Thus, assuming a constant resistivity per square (R) of 20 ohms, for different shapes A, B, C to cover the trapezoidal shaped substrate 312, the power density calculation has different results as follows: Produce.

A: Pd=E/RxH 値を加えると、8.4/20x3=0.392ワット毎スクウェア
B: Pd=E/RxH 値を加えると、8.4/20x3.6=0.272ワット毎スクウェア
C: Pd=E/RxH 値を加えると、8.4/20x4.2=0.200ワット毎スクウェア
したがって、より大きい高さを有する形状(すなわち、領域C、318)は、他のファクタ(入力電圧、加熱材料の厚さおよび加熱材料の抵抗率配合)が等しい場合、より短い高さ(H)を有する他の形状よりも低い(例えば、0.200ワット毎スクウェアにおける)電力密度を有することがわかり得る。同じ電圧入力を仮定すれば、エリアの電力密度が低くなるほど、そのエリアはより低温で動作することになる。逆に、より小さい高さを有する形状(すなわち、形状A、314)は、(入力電圧、加熱材料の厚さおよび加熱材料の抵抗率などの)他のファクタが等しい場合、より高い電力密度を有する。したがって、この実施形態における領域Aなど、あまり高くないエリアは過熱されることになる傾向があるので、保護眼鏡の設計者および製造業者は、図5〜図8に関して後で図示および説明する所望のパラメータに従って、レンズを設計する際に選定される加熱材料の配合、適用される加熱材料の厚さ、または加熱要素の高さを変更し得るために、基板にわたる一様な加熱であるかまたはカスタム加熱であるかにかかわらず、エリアをセグメント化し、所望のプロファイルに従って電力密度プロファイルを設計することが有利である。
A: Addition of Pd = E 2 / RxH binary, 8.4 2 / 20x3 2 = 0.392 watts per square B: When Pd = E 2 / RxH adding binary, 8.4 2 /20x3.6 2 = 0.272 watts per square C: Pd = E 2 / RxH 2 Adding the value, 8.4 2 /20×4.2 2 = 0.200 watts per square Therefore, a shape with a higher height (ie, Region C, 318) is lower (eg, 0) than other shapes with shorter height (H) when other factors (input voltage, thickness of heating material and heating material resistivity mix) are equal. It can be seen that it has a power density (in 200 watts per square). Assuming the same voltage input, the lower the area power density, the lower the area will operate. Conversely, a shape with a smaller height (ie, shape A, 314) has a higher power density if other factors (such as input voltage, heating material thickness and heating material resistivity) are equal. Have. Thus, areas that are not very high, such as area A in this embodiment, tend to be overheated, so that the designers and manufacturers of protective eyewear will want to illustrate and describe later with respect to FIGS. Depending on the parameters, the heating material selected when designing the lens, the thickness of the heating material applied, or the height of the heating element can be varied, either uniform heating over the substrate or custom Regardless of heating, it is advantageous to segment the area and design the power density profile according to the desired profile.

図2〜図8に関して、本発明は、単純なものからより複雑なものにわたる、保護眼鏡の複数の異なる実施形態を有することに留意されたい。本発明によるより単純な保護眼鏡の一例として、次に図3を参照すると、エリアA、B、C(それぞれ314、316、318)の配合の各々は、同じ抵抗率配合材料(800オングストロームの厚さで20オーム毎スクウェア)、同じ厚さおよび同じ印加電圧であると仮定される。とはいえ、加熱要素領域の異なる高さ(H)のために、本発明の適用なしでは、図3の実施形態の領域の一様でない加熱が生じ得る。本出願の発明のいずれかの実施形態の場合と同様に、一様な加熱であるかカスタム加熱であるかにかかわらず、加熱要素の抵抗率を変更し、それによりプロファイルに従って領域の電力密度を操作するために、人は加熱要素の配合または厚さを変化させ得ることを諒解されよう。   With respect to FIGS. 2-8, it should be noted that the present invention has several different embodiments of protective glasses, ranging from simple to more complex. As an example of simpler protective eyewear according to the present invention, and referring now to FIG. Now 20 ohms per square), the same thickness and the same applied voltage are assumed. Nevertheless, due to the different heights (H) of the heating element regions, non-uniform heating of the region of the embodiment of FIG. 3 can occur without application of the present invention. As with any embodiment of the invention of this application, the resistivity of the heating element is changed, whether uniform heating or custom heating, thereby changing the power density of the region according to the profile. In order to operate, one will appreciate that the heating element formulation or thickness can be varied.

さらに、図3に関して、電気的に絶縁されたセグメントまたは領域A、B、C(314、316、318)が示されているが、これらの領域は、並列回路ワイヤ306、308、310を介して単一の電源302によって駆動され、並列回路ワイヤ320、322、324を介して326において接地されることに留意されたい。単一のバスバーが暗示され(または逆に、図示の単一の電源へのおよびそれからの電力をもたらすために複数のバスバーが使用され得)、このようにして、本発明のこの実施形態は、PWM制御された加熱を用いてまたは用いずに制御される加熱に好適になる。図示のように単一の電源302の場合、連続するセグメントA、B、Cも同様の結果とともに採用され得たことに留意されたい。   Further, with respect to FIG. 3, electrically isolated segments or regions A, B, C (314, 316, 318) are shown, but these regions are connected via parallel circuit wires 306, 308, 310. Note that it is driven by a single power supply 302 and is grounded at 326 via parallel circuit wires 320, 322, 324. A single bus bar is implied (or conversely, multiple bus bars may be used to provide power to and from the single power source shown), thus this embodiment of the present invention Suitable for heating controlled with or without PWM controlled heating. Note that for a single power supply 302 as shown, consecutive segments A, B, C could also be employed with similar results.

次に特に図4に参照すると、図3のものと同様である保護眼鏡および基板414の一実施形態が提示されている。しかしながら、図4に示されている実施形態では、加熱領域A、B、C(それぞれ416、418、420)のための独立した接続408、410、412を通して保護眼鏡を駆動するためのPWM−1 402、PWM−2 404、PWM−3 406を有する、Corneliusの特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に示されているような3チャネルPWM回路が指定されている。図3の場合と同様に、各領域A、B、Cは同じ抵抗率毎スクウェア、例えば、20オーム毎スクウェアであるが、この実施形態では、AとBの領域の両方がCの電力密度(Pd)と同じ電力密度を有するまで、PWM出力を限定し、したがって、Bにはより少ない電力を送達し、Aにはより一層少ない電力を送達することによって、各領域への電力量は制御されて、一様に加熱される保護眼鏡が提供され得る。保護眼鏡領域A、B、Cのすべてへの最大平衡化した(一様な)電力を達成するために、(Cが全電力で動作していると仮定すると)AとBの領域が通常ならばCよりも熱くなるので、主に利用可能なオプションは、(この実施形態ではPWMを介して)領域BおよびAへの電力を限定することであることに留意されたい。   Referring now specifically to FIG. 4, one embodiment of protective glasses and substrate 414 similar to that of FIG. 3 is presented. However, in the embodiment shown in FIG. 4, PWM-1 for driving protective glasses through independent connections 408, 410, 412 for heating zones A, B, C (416, 418, 420, respectively). A 3-channel PWM circuit is designated as shown in Cornelius patent application 13 / 397,691, US patent application publication 2013/0212765 having 402, PWM-2 404, PWM-3 406. Yes. As in FIG. 3, each region A, B, C is the same square per resistivity, eg, 20 ohms square, but in this embodiment, both regions A and B are C power density ( By limiting the PWM output until it has the same power density as Pd), the amount of power to each region is controlled by delivering less power to B and less power to A. Thus, protective glasses that are uniformly heated can be provided. In order to achieve maximum balanced (uniform) power to all of the protective eyewear regions A, B, C, if the regions of A and B are normal (assuming C is operating at full power) Note that the option that is mainly available is to limit the power to regions B and A (via PWM in this embodiment) since it will be hotter than C.

次に図5を参照すると、その上に4つの電気的に絶縁された加熱要素領域A、B、C、D(それぞれ510、512、514、516)を有し、シングルチャネルPWM(PWM−1)電源502によって回路ワイヤ504を介して単一の上側のバスバー508に、および下側のバスバー518から接地ワイヤ520に電力供給される、保護眼鏡のための不規則な形状に形成された基板506が示されている。   Referring now to FIG. 5, there are four electrically isolated heating element regions A, B, C, D (510, 512, 514, 516, respectively) thereon and a single channel PWM (PWM-1 ) Irregularly shaped substrate 506 for protective eyeglasses powered by power source 502 through circuit wire 504 to single upper bus bar 508 and from lower bus bar 518 to ground wire 520 It is shown.

式R=(E/Pd)/Hを使用して、各領域の抵抗値(R)は計算され得、E=8.4ボルト直流(volt direct current:VDC)、電力密度(power density:Pd)=0.2ワット毎スクウェア、ならびに所与の高さ(バスバー間の距離、例えば、Ha=3.0、Hb=4.0、Hc=4.0およびHd=2.5)という仮定によれば、以下のようになる。 Using the equation R = (E 2 / Pd) / H 2 , the resistance value (R) of each region can be calculated, E = 8.4 volt direct current (VDC), power density (power density). : Pd) = 0.2 watts per square, and given height (distance between bus bars, eg Ha = 3.0, Hb = 4.0, Hc = 4.0 and Hd = 2.5) According to the assumptions:

A: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/3=39.2オーム毎スクウェア
B: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/4=22.1オーム毎スクウェア
C: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/4=22.1オーム毎スクウェア
D: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/2.5=56.5オーム毎スクウェア
このようにして、これらの計算に基づいて加熱材料を適用することによって、レンズ全体にわたって一様な加熱(すなわち、等電力密度)を有する保護眼鏡が生成される。この抵抗毎スクウェアの結果は、異なる加熱要素のために異なる配合の加熱材料を選択することによって達成され得るか、または代替的に、これは、計算に従って異なる厚さの等しい抵抗率配合の加熱材料を加熱要素領域に適用することによって達成され得る。あるいは代替的に、抵抗率を変化させる両方の方法の組合せが採用され得る。最後に、カスタム加熱が所望される場合、これは、図6に関して以下でさらに指定されるように計算され、達成され得る。
A: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/3 2 = 39.2 ohm per square B: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/4 2 = 22.1 ohm per square C: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/4 2 = 22.1 ohms per square D: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2) /2.5 2 = 56.5 ohm per square Thus, by applying a heating material based on these calculations, protective glasses with uniform heating (ie, equal power density) across the lens Generated. This resistance-to-resistance square result can be achieved by selecting different formulations of heating material for different heating elements, or alternatively, this is a heating material of equal resistivity formulation of different thickness according to the calculation Can be achieved by applying to the heating element region. Alternatively, a combination of both methods of changing resistivity can be employed. Finally, if custom heating is desired, this can be calculated and achieved as specified further below with respect to FIG.

なお図5を参照すると、一様に加熱される平衡した保護眼鏡が今や達成されているので、図示のように単一のチャネルPWMを使用して入力電流を変化させて、保護眼鏡全体について電力密度の所望のレベルを達成し得る。例えば、レンズ全体にわたって一様に50%の電力が望まれる場合、それは、本発明のこの実施形態を用いて、シングルチャネルPWM502を50%オン50%オフ設定に設定することによって達成され得る。したがって、本発明のこの実施形態では、保護眼鏡領域を平衡させることは、保護眼鏡とそれの加熱要素との構成で直接達成されているので、この平衡のためにマルチチャネルPWMは必要とされない。また一方、所与の保護眼鏡にとって単に全電力印加が好ましい場合、単一のチャネルPWMは、本発明のこの実施形態では、レンズ全体にわたって一様に全電力のオン/オフを提供するために、単に単一のバッテリーおよびオン/オフスイッチと交換され得る。   Referring still to FIG. 5, a balanced protective eyeglass that is uniformly heated has now been achieved, so a single channel PWM can be used to vary the input current as shown to power the entire protective eyeglass. The desired level of density can be achieved. For example, if 50% power is desired uniformly throughout the lens, it can be achieved by setting the single channel PWM 502 to a 50% on 50% off setting using this embodiment of the invention. Thus, in this embodiment of the present invention, balancing the protective glasses region is achieved directly with the configuration of the protective glasses and their heating elements, so multi-channel PWM is not required for this balancing. On the other hand, if only full power application is preferred for a given protective eyeglass, a single channel PWM, in this embodiment of the invention, provides a full power on / off uniformly across the lens, It can simply be replaced with a single battery and an on / off switch.

次に図6aを参照すると、前の実施形態において提供されているよりも一層多くの電気的に絶縁された加熱要素領域A〜Hを有する保護眼鏡基板602が提供されて、保護眼鏡が制御され得る程度が向上され、さらにより多くの不規則な形状に形成された保護眼鏡にわたって一様な加熱またはカスタム加熱が達成され得る程度がさらに向上されている。このように、図6aに示されているように、図示のサイズ値を有するA、B、C、D、E、F、GおよびH(それぞれ604、606、608、610、612、614、616、618)という、8つの加熱要素領域を有する保護眼鏡が提供されている。   Referring now to FIG. 6a, a protective glasses substrate 602 is provided having more electrically isolated heating element regions AH than provided in the previous embodiment to control the protective glasses. The degree to which a uniform or custom heating can be achieved over the protective glasses formed in even more irregular shapes is further improved. Thus, as shown in FIG. 6a, A, B, C, D, E, F, G, and H (604, 606, 608, 610, 612, 614, 616, respectively) having the illustrated size values. 618), a protective eyeglass having eight heating element regions.

本発明のこの実施形態の加熱要素領域A〜Gの抵抗率は正規化されて、図6bにおいて620、622、624、626、628、630、632、634で示されているように基板に適用される加熱要素材料(例えば、ITO)の異なる厚さを使用すること、または基板に適用される加熱材料の異なる抵抗率配合(例えば、800オングストローム厚のITOにおいて10オーム毎スクウェア、800オングストローム厚のITOにおいて20オーム毎スクウェアなど)を使用することのいずれかによって、保護眼鏡基板602全体にわたる一様な加熱が提供されている。最後に、これらの方法の組合せが採用され得る。   The resistivity of the heating element regions AG of this embodiment of the present invention is normalized and applied to the substrate as shown at 620, 622, 624, 626, 628, 630, 632, 634 in FIG. 6b. Use different thicknesses of heating element material (eg ITO) or different resistivity formulations of heating material applied to the substrate (eg 10 ohm per square, 800 angstrom thickness in 800 angstrom ITO) Uniform heating across the protective eyeglass substrate 602 is provided by either using 20 ohms per square in ITO, etc.). Finally, a combination of these methods can be employed.

代替的に、この実施形態の加熱要素領域A〜Hの抵抗率は、図6cに示されているようにカスタマイズされて、保護眼鏡の(例えば、領域C〜Fにおける)内側上ではより大きい加熱が提供され、保護眼鏡の(例えば、領域A〜BおよびG〜Hにおける)外側上ではより少ない加熱が提供され得るか、または何らかの他のカスタムプロファイルに従って提供され得る。図6cに示されているように、これは、保護眼鏡の各領域636、638、640、642、644、646、648、650、652の厚さを変更して、保護眼鏡のその部分の抵抗率を変化させることによって達成される。代替的に、これは、基板に適用される加熱材料の異なる抵抗率配合(例えば、800オングストローム厚のITOにおいて10オーム毎スクウェア、800オングストローム厚のITOにおいて20オーム毎スクウェアなど)を選定することによって達成され得る。最後に、これらの方法の組合せが同様に採用され得る。   Alternatively, the resistivity of the heating element regions AH of this embodiment can be customized as shown in FIG. 6c to provide greater heating on the inside (eg, in regions C-F) of the protective glasses. Can be provided and less heating can be provided on the outside of the protective glasses (eg, in regions AB and GH) or can be provided according to some other custom profile. As shown in FIG. 6 c, this changes the thickness of each region 636, 638, 640, 642, 644, 646, 648, 650, 652 of the protective glasses, and the resistance of that part of the protective glasses This is achieved by changing the rate. Alternatively, this may be done by selecting different resistivity formulations of the heating material applied to the substrate (eg, 10 ohms per square for 800 Å thick ITO, 20 ohms per square for 800 Å thick ITO, etc.). Can be achieved. Finally, combinations of these methods can be employed as well.

したがって、保護眼鏡の一様に加熱される実施形態が望まれるか、保護眼鏡のカスタマイズされた加熱の実施形態が望まれるかにかかわらず、厚さを変化させることによって保護眼鏡の異なるセグメントの抵抗率を変化させることによって、加熱材料の異なる配合を選定することによって、またはCorneliusの特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に開示されているようなPWM加熱チャネル技術を利用することによって、所望の結果が達成され得ることを諒解されよう。   Thus, regardless of whether a uniformly heated embodiment of the protective glasses is desired or a customized heating embodiment of the protective glasses is desired, the resistance of different segments of the protective glasses by varying the thickness PWM heating channels by varying the rate, by selecting different formulations of the heating material, or as disclosed in Cornelius patent application 13 / 397,691, US patent application publication 2013/0212765 It will be appreciated that the desired result can be achieved by utilizing the technique.

このように、領域A〜Hを有する図6aに示されている実施形態は、R値を正規化または等化して、例えば、加熱材料の配合選択および厚さ適用の一方または両方を使用して上記で説明したように電力密度を平衡させている。したがって、図6aに示されている実施形態によって図示される1つの利点は、例えば、マルチチャネルPWM加熱源を使用して領域の電力密度を変化させるべきであった場合、レンズがすでに正規化されているので、PWMシステムは、望ましくない集中加熱個所を補償することが不要であり得ることである。利用可能な調整の程度の一部は、保護眼鏡の過熱エリアを補償する際に失われていることがないので、これは、今度は、PWMによるレンズ全体のより大きい範囲の制御を可能にする。   Thus, the embodiment shown in FIG. 6a with regions A-H normalizes or equalizes the R value, for example using one or both of heating material formulation selection and thickness application. As described above, the power density is balanced. Thus, one advantage illustrated by the embodiment shown in FIG. 6a is that the lens is already normalized if, for example, a multi-channel PWM heating source should be used to change the power density of the region. As such, the PWM system may not need to compensate for undesirable central heating locations. This in turn allows for greater range control of the entire lens by PWM, since some of the degree of adjustment available is not lost in compensating the overheated area of the protective glasses .

例として図6aを参照すると、領域の数を増加させて、以下のように計算される(および上記で説明したように達成されることが可能な)様々な抵抗率値で示されているように、保護眼鏡上の加熱されるエリアの制御のより良好なグラニュラリティまたは程度を提供することが望ましいことがある。   Referring to FIG. 6a as an example, increasing the number of regions, as shown by various resistivity values calculated as follows (and can be achieved as described above): In addition, it may be desirable to provide a better granularity or degree of control of the heated area on the protective glasses.

A: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/3=39.2
B: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/3.7=25.8
C: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/3.8=24.4
D: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/4.2=20.0
E: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/4.2=20.0
F: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/3.8=24.4
G: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/2.7=48.4
H: R=(E/Pd)/H 値を加えると、R=(8.4/0.2)/2.2=72.9
上記の抵抗率毎スクウェア値は、基板602全体にわたる一様な加熱について計算され、PWMを用いて有効電圧を変更すること、あるいは上記で説明したように適用される加熱材料の配合または適用の厚さを変更することのいずれかによって達成され得る。さらに、例えば図8において図示および説明されているように、領域の特異性が大きくなるほど、達成され得るレンズに対する制御はより大きくなり、より大きい程度の一様性がレンズ全体にわたって達成され得ることを諒解されよう。
A: When R = (E 2 / Pd) / H 2 value is added, R = (8.4 2 /0.2)/3 2 = 39.2
B: When R = (E 2 / Pd) / H 2 value is added, R = (8.4 2 /0.2)/3.7 2 = 25.8
C: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/3.8 2 = 24.4
D: When R = (E 2 / Pd) / H 2 value is added, R = (8.4 2 /0.2)/4.2 2 = 20.0
E: When R = (E 2 / Pd) / H 2 value is added, R = (8.4 2 /0.2)/4.2 2 = 20.0
F: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/3.8 2 = 24.4
G: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/2.7 2 = 48.4
H: R = (E 2 / Pd) / H 2 value added, R = (8.4 2 /0.2)/2.2 2 = 72.9
The above-mentioned resistivity-per-square values are calculated for uniform heating across the substrate 602 and use PWM to change the effective voltage, or the heating material formulation or application thickness applied as described above. This can be accomplished by either changing the size. Further, as shown and described in FIG. 8, for example, the greater the specificity of the region, the greater the control over the lens that can be achieved, and that a greater degree of uniformity can be achieved across the lens. It will be understood.

次に図7a〜図7cを参照すると、複数の連続する加熱要素領域A〜H(それぞれ704、706、708、710、712、714、716、718)を有する保護眼鏡基板702の一部が提供されている。例えば高度に不規則な形状に形成された保護眼鏡のために、所与の保護眼鏡上でより大きい程度の一様加熱の特異性が望まれるが、とはいえ、それのために、単一のバッテリーのように単純でさえある簡略化された電子回路システムが望まれる場合、本発明は、図7aの実施形態などの実施形態を含み、ここでは、単一の上側のバスバー754と単一の下側のバスバー756とを使用して、この複数の連続する加熱要素領域と接続し得る。   Referring now to FIGS. 7a-7c, a portion of a protective eyeglass substrate 702 having a plurality of successive heating element regions A-H (704, 706, 708, 710, 712, 714, 716, 718, respectively) is provided. Has been. For example, for protective glasses formed in a highly irregular shape, a greater degree of uniform heating specificity on a given protective eyeglass is desired, although for that If a simplified electronic circuit system is desired, such as a simple battery, the present invention includes embodiments such as the embodiment of FIG. 7a, where a single upper bus bar 754 and a single The lower bus bar 756 can be used to connect to this plurality of successive heating element regions.

図7bには、平衡した加熱保護眼鏡またはスクリーンが示されており、ここでは、図6bと同様に、一様な加熱は、適用される加熱材料の厚さを変化させることと、異なるエリアのために異なる配合の加熱材料を選択することとのうちの1つまたは組合せによって達成され得る。しかしながら、本実施形態では加熱材料の厚さを変化させることが好ましく、なぜならば、このようにして、レンズにわたる抵抗率の変化のより滑らかな遷移がバンディングなしに達成され得るからである。したがって、図7bは、領域720、722、724、726、728、730、732、734を有する、一様に加熱する保護眼鏡を示し、内部領域724、726、728、730は外部領域720、722、732、734よりも厚くて、図6bに関して前に説明したのと同様に、基板全体にわたって正規化された加熱を提供する。しかしながら、図7bに示されているように、加熱材料の連続するセグメントまたは領域間の遷移は、より滑らかであり、あまり段階状でなく、領域間のより少ないコントラストを可能にし、したがって、領域間のより滑らかな電力密度遷移を可能にする。言い換えれば、図7bに示されている保護眼鏡の連続する実施形態の電力密度は、連続的に可変である。   FIG. 7b shows a balanced heated protective eyeglass or screen, where, as in FIG. 6b, uniform heating can be achieved by varying the thickness of the applied heating material and different areas. Can be achieved by one or a combination of selecting differently formulated heating materials. However, in this embodiment, it is preferable to change the thickness of the heating material because in this way a smoother transition of the change in resistivity across the lens can be achieved without banding. Accordingly, FIG. 7b shows uniformly heated protective glasses having regions 720, 722, 724, 726, 728, 730, 732, 734, the inner regions 724, 726, 728, 730 being outer regions 720, 722. , 732, 734, providing normalized heating across the substrate, similar to that previously described with respect to FIG. 6b. However, as shown in FIG. 7b, the transition between successive segments or regions of heating material is smoother and less step-like, allowing less contrast between regions, and therefore between regions. Enables a smoother power density transition. In other words, the power density of the continuous embodiment of the protective glasses shown in FIG. 7b is continuously variable.

図7cには、複数の連続する加熱要素736、738、740、742、744、746、748、750、752を有するカスタマイズされた加熱される保護眼鏡が示されており、ここでは、図6Cと同様に、カスタム加熱プロファイルは、中心エリア740、742、744、746ではより温かいセグメントを提供し、外部エリア736、738、750、752ではより冷たい領域を提供する。図7bに関して説明したように、この実施形態を用いた電力密度遷移は、保護眼鏡にわたってあまり段階状でなく、より連続的に変化し、したがって、これらの連続する領域間のより滑らかな電力密度遷移を提供する。また、図6a〜図6cおよび図7a〜図7bの保護眼鏡の場合と同様に、図7cに示されている本発明の実施形態は、単一のバスバー754、756を駆動する、単一のバッテリーなどの単一の電源、または単一のチャネルPWMを用いて達成され得る。   FIG. 7c shows a customized heated protective eyeglass having a plurality of successive heating elements 736, 738, 740, 742, 744, 746, 748, 750, 752, where FIG. Similarly, the custom heating profile provides warmer segments in the central areas 740, 742, 744, 746 and cooler areas in the outer areas 736, 738, 750, 752. As described with respect to FIG. 7b, power density transitions using this embodiment are less stepped across the protective glasses and change more continuously, and thus smoother power density transitions between these successive regions I will provide a. Also, as with the protective glasses of FIGS. 6a-6c and FIGS. 7a-7b, the embodiment of the present invention shown in FIG. 7c provides a single bus bar 754,756, It can be achieved using a single power source, such as a battery, or a single channel PWM.

図6b、図6c、図7bおよび図7cに示されている本発明の実施形態を図示する図は、例示のためのものにすぎない。また、加熱材料の適用の厚さの相対的差異を一定の縮尺で示すための試みが行われているが、とはいえ、これらの厚さは数百オングストローム程度の厚さであるので、図面は、実際の一定の縮尺の表現ではなく、材料の相対的厚さの粗い近似を表すことを諒解されよう。   The diagrams illustrating the embodiments of the invention shown in FIGS. 6b, 6c, 7b and 7c are for illustration only. Attempts have also been made to show relative differences in the thickness of application of heating materials at a constant scale, although these thicknesses are on the order of hundreds of angstroms, Will be understood to represent a rough approximation of the relative thickness of the material, not an actual constant scale representation.

次に図8を参照すると、前に説明した実施形態よりも一層多くの、すなわち24個の加熱領域、領域802、A〜Xに分割された保護眼鏡基板800が示されている。好ましくは、これらの加熱領域802、A〜Xの各々は、それらが一様な加熱または所望のカスタムプロファイルのいずれかを有するという点で、上記で説明したように正規化されている。本発明のこの実施形態は、鼻柱にわたって、領域があまり高くなく(すなわち、それらがより小さいH値を有し)、したがって、それらが、本発明なしでは従来通り過熱を受けやすいはずであることを明確に示している。さらに、Corneliusの特許出願第13/397,691号、米国特許出願公開第2013/0212765号に記載されているように、複数のPWMチャネルを使用して、バッテリー寿命を温存する方法で保護眼鏡加熱システムをさらに指定し駆動し得るように、複数のチャネルa〜xが提供されている。さらに、図8は複数のバスバーの使用を図示しており、各チャネルの各々は、各加熱領域802、A〜Xと、単一の接地バスバー806との独立した制御およびそれらへの電力供給を可能にする。   Referring now to FIG. 8, there is shown a protective eyeglass substrate 800 that is more divided than the previously described embodiment, ie, 24 heating regions, regions 802, A-X. Preferably, each of these heating regions 802, A-X is normalized as described above in that they have either uniform heating or a desired custom profile. This embodiment of the present invention does not have a very high area across the nasal column (ie, they have a smaller H value) and therefore they should be subject to overheating as usual without the present invention. Is clearly shown. Further, as described in Cornelius Patent Application No. 13 / 397,691 and US Patent Application Publication No. 2013/0212765, multiple PWM channels are used to protect eyeglasses in a manner that preserves battery life. A plurality of channels ax are provided so that the system can be further specified and driven. In addition, FIG. 8 illustrates the use of multiple bus bars, where each channel provides independent control of and power to each heating region 802, A-X and a single ground bus bar 806. to enable.

図8の本発明の実施形態とともに提供される制御のより大きく指定されたグラニュラリティのために、異なる詳細プロファイルはすべて、ゴーグル内に含まれているコンピュータマイクロプロセッサによって駆動されるのと同じ保護眼鏡で実装され得る。これらのプロファイルのいくつかの例は、スキーヤー晴天日プロファイル、スノーボーダーアイシング状態プロファイル、ロッククライマー降雨状態プロファイル、レスキュー・パトロール・プロファイル、スノーモービラープロファイルおよび潜水マスクプロファイルなどを含む。   Because of the greater specified granularity of control provided with the embodiment of the present invention of FIG. 8, all the different detail profiles are all in the same protective glasses as driven by the computer microprocessor contained within the goggles. Can be implemented. Some examples of these profiles include skier clear sky profiles, snowboarder icing status profiles, rock climber rainfall status profiles, rescue patrol profiles, snowmobile profiles and diving mask profiles.

本発明の好ましい実施形態について図示および説明されたが、本発明のより広い観点において本発明から逸脱することなく、多くの変更および修正が行われ得ることが当業者には明らかであろう。例えば、当業者は、請求される本発明の真の趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な実施形態の様々な構成要素を混合し、整合させ得ることを諒解されよう。添付の特許請求の範囲は、したがって、本発明の真の趣旨および範囲内に入るすべてのそのような変更および修正を包含するものである。   While the preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, it would be obvious to those skilled in the art that many changes and modifications can be made without departing from the invention in its broader aspects. For example, those skilled in the art will appreciate that various components of various embodiments of the invention can be mixed and matched without departing from the true spirit of the invention as claimed. Accordingly, the appended claims are intended to encompass all such changes and modifications as fall within the true spirit and scope of this invention.

Claims (23)

所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡(eye shield)であって、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、当該保護眼鏡上における集中加熱個所の発生を防止するものであり、当該保護眼鏡は、
光学的に透明な基板であって、利用者の眼のうちの少なくとも1つを保護するように構成され、当該利用者の眼のうちの少なくとも1つと当該基板との間に少なくとも部分的に包囲される空間を画定するように構成されるものである、前記光学的に透明な基板と、
前記基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる複数の導電性領域と
を有する保護眼鏡。
Eyeglasses configured to be used with a circuit powered by a given voltage, the circuit preventing fogging of the protective eyeglasses and of a central heating location on the protective eyeglasses To prevent the occurrence, the protective glasses
An optically transparent substrate configured to protect at least one of the user's eyes and at least partially enclosed between the substrate and at least one of the user's eyes The optically transparent substrate configured to define a space to be formed;
A plurality of conductive regions made of an optically transparent and electrically thin film conductive heating material on the substrate.
請求項1記載の保護眼鏡において、導電性領域の数および各導電性領域のサイズは、所定の電力密度に従って決定されるものである保護眼鏡。   2. The protective glasses according to claim 1, wherein the number of conductive regions and the size of each conductive region are determined according to a predetermined power density. 請求項2記載の保護眼鏡において、各領域の前記電力密度は、当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じである保護眼鏡。   The protective glasses according to claim 2, wherein the power density of each region is the same as the power density of each region other than the regions. 請求項2記載の保護眼鏡において、少なくとも1つの領域の前記電力密度は、別の領域の前記電力密度とは異なるものである保護眼鏡。   The protective glasses according to claim 2, wherein the power density of at least one region is different from the power density of another region. 請求項1記載の保護眼鏡において、さらに、
前記導電性領域に接続され、前記導電性領域を前記電力供給される回路と相互接続するように構成された少なくとも2つのバスバーを有するものである保護眼鏡。
The protective glasses according to claim 1, further comprising:
Protective eyewear comprising at least two bus bars connected to the conductive region and configured to interconnect the conductive region with the powered circuit.
請求項1記載の保護眼鏡において、各導電性領域は、前記基板上の電気的に非導電性のエリアによって絶縁されるものである保護眼鏡。   2. The protective glasses according to claim 1, wherein each conductive region is insulated by an electrically non-conductive area on the substrate. 請求項6記載の保護眼鏡において、さらに、
前記導電性領域の各々に接続され、各前記導電性領域を前記電力供給される回路と相互接続するように構成された複数の導電性バスバーを有するものである保護眼鏡。
The protective glasses according to claim 6, further comprising:
Protective eyewear comprising a plurality of conductive bus bars connected to each of the conductive regions and configured to interconnect each of the conductive regions with the powered circuit.
請求項1記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである保護眼鏡。   2. The protective glasses according to claim 1, wherein the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is a specific resistivity of the heating material in another conductive region of the plurality of conductive regions. Protective eyeglasses that have a specific resistivity per square different from every square. 請求項6記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである保護眼鏡。   7. The protective glasses according to claim 6, wherein the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is a specific resistivity of the heating material in another conductive region of the plurality of conductive regions. Protective eyeglasses that have a specific resistivity per square different from every square. 請求項8記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料の配合は、前記加熱材料の所与の抵抗率毎スクウェアに従って選択されるものである保護眼鏡。   9. The protective glasses according to claim 8, wherein the composition of the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is selected in accordance with a given resistivity square of the heating material. 請求項9記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つの前記加熱材料の配合は、前記加熱材料の所与の抵抗率毎スクウェアに従って選択されるものである保護眼鏡。   10. The protective glasses according to claim 9, wherein the composition of the heating material of at least one of the plurality of conductive regions is selected according to a given square of resistivity for the heating material. 請求項8記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料の前記抵抗率毎スクウェアは、少なくとも部分的に、前記基板に対して前記加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定されるものである保護眼鏡。   9. The protective glasses of claim 8, wherein the resistivity square of the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is at least partially applied to the substrate with a thickness that applies the heating material. Protective glasses that are determined by changing the height. 請求項8記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料の前記抵抗率毎スクウェアは、少なくとも部分的に、前記基板に対して前記加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定されるものである保護眼鏡。   9. The protective glasses of claim 8, wherein the resistivity square of the heating material in at least one of the plurality of conductive regions is at least partially applied to the substrate with a thickness that applies the heating material. Protective glasses that are determined by changing the height. 請求項1記載の保護眼鏡において、各前記導電性領域の前記電力密度は、前記基板にわたる一様な加熱のために各前記導電性領域以外の各々の前記導電性領域に対して平衡されるものである保護眼鏡。   The protective glasses of claim 1, wherein the power density of each conductive region is balanced against each conductive region other than each conductive region for uniform heating across the substrate. Protective glasses. 請求項1記載の保護眼鏡において、前記基板は不規則な形状を有するものである保護眼鏡。   2. The protective glasses according to claim 1, wherein the substrate has an irregular shape. 請求項8記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域の少なくとも1つの領域は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域の前記電力密度とは異なる電力密度を有するものである保護眼鏡。   9. The protective glasses according to claim 8, wherein at least one region of the plurality of conductive regions has a power density different from the power density of another conductive region of the plurality of conductive regions. Protective glasses. 請求項9記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域の少なくとも1つの領域は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域の前記電力密度とは異なる電力密度を有するものである保護眼鏡。   10. The protective glasses according to claim 9, wherein at least one region of the plurality of conductive regions has a power density different from the power density of another conductive region of the plurality of conductive regions. Protective glasses. 所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡であって、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、当該保護眼鏡上における集中加熱個所の発生を防止するものであり、当該保護眼鏡は、
光学的に透明な基板であって、利用者の眼を保護するように構成され、当該利用者の眼と前記基板との間に少なくとも部分的に包囲された空間を画定するように構成されるものである、前記光学的に透明な基板と、
前記基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる、複数の電気的に絶縁された導電性領域であって、
各領域の電力密度は、当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じであり、
前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである、
前記複数の電気的に絶縁された導電性領域と
を有する保護眼鏡。
Protective eyeglasses configured to be used with a circuit powered by a given voltage, the circuit preventing fogging of the protective eyeglasses and preventing the occurrence of a central heating spot on the protective eyeglasses The protective glasses are
An optically transparent substrate configured to protect a user's eye and configured to define an at least partially enclosed space between the user's eye and the substrate The optically transparent substrate,
A plurality of electrically isolated conductive regions comprising an optically transparent and electrically resistive thin film conductive heating material on the substrate,
The power density of each region is the same as the power density of each region other than each region,
The heating material in at least one of the plurality of conductive regions has a specific resistivity that is different from the specific resistivity per square of the heating material in another conductive region of the plurality of conductive regions. Each square has
And a plurality of electrically insulated conductive regions.
所与の電圧で電力供給される回路とともに使用されるように構成された保護眼鏡であって、前記回路は当該保護眼鏡の曇りを防止し、当該保護眼鏡上における集中加熱個所の発生を防止するものであり、当該保護眼鏡は、
光学的に透明な基板であって、利用者の眼を保護するように構成され、当該利用者の眼と前記基板との間に少なくとも部分的に包囲された空間を画定するように構成されるものである、前記光学的に透明な基板と、
前記基板上の光学的に透明で且つ電気抵抗性の薄膜導電性加熱材料からなる、複数の連続した導電性領域であって、
各領域の電力密度は、当該各領域以外の各々の領域の電力密度と同じであり、
前記複数の導電性領域のうちの少なくとも1つにおける前記加熱材料は、前記複数の導電性領域のうちの別の導電性領域における前記加熱材料の特定の抵抗率毎スクウェアとは異なる特定の抵抗率毎スクウェアを有するものである、
前記複数の連続する導電性領域と
を有する保護眼鏡。
Protective eyeglasses configured to be used with a circuit powered by a given voltage, the circuit preventing fogging of the protective eyeglasses and preventing the occurrence of a central heating spot on the protective eyeglasses The protective glasses are
An optically transparent substrate configured to protect a user's eye and configured to define an at least partially enclosed space between the user's eye and the substrate The optically transparent substrate,
A plurality of continuous conductive regions comprising an optically transparent and electrically resistive thin film conductive heating material on the substrate,
The power density of each region is the same as the power density of each region other than each region,
The heating material in at least one of the plurality of conductive regions has a specific resistivity that is different from the specific resistivity per square of the heating material in another conductive region of the plurality of conductive regions. Each square has
And a plurality of continuous conductive regions.
請求項18記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの前記少なくとも1つにおける前記加熱材料の前記抵抗率毎スクウェアは、少なくとも部分的に、前記基板に対して前記加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定されるものである保護眼鏡。   19. The protective glasses according to claim 18, wherein the resistivity-specific squares of the heating material in the at least one of the plurality of conductive regions at least partially apply the heating material to the substrate. Protective eyewear that is determined by changing the thickness. 請求項19記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの前記少なくとも1つにおける前記加熱材料の前記抵抗率毎スクウェアは、少なくとも部分的に、前記基板に対して前記加熱材料を適用する厚さを変化させることによって決定されるものである保護眼鏡。   20. The protective glasses of claim 19, wherein the squares of resistivity of the heating material in the at least one of the plurality of conductive regions at least partially apply the heating material to the substrate. Protective eyewear that is determined by changing the thickness. 請求項18記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの前記少なくとも1つにおける前記加熱材料の配合は、前記加熱材料の所与の抵抗率毎スクウェアに従って選択されるものである保護眼鏡。   19. Protective eyewear according to claim 18, wherein the composition of the heating material in the at least one of the plurality of conductive regions is selected according to a given resistivity per square of the heating material. . 請求項19記載の保護眼鏡において、前記複数の導電性領域のうちの前記少なくとも1つにおける前記加熱材料の配合は、前記加熱材料の所与の抵抗率毎スクウェアに従って選択されるものである保護眼鏡。   20. Protective eyewear according to claim 19, wherein the composition of the heating material in the at least one of the plurality of conductive regions is selected according to a given resistivity per square of the heating material. .
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