适于眼罩的pwm加热系统的制作方法

适于眼罩的pwm加热系统的制作方法
【专利摘要】一种眼罩防冷凝系统，其包括：眼罩，其适于保护用户的眼睛并适于在用户的眼睛和所述眼罩之间限定至少部分封闭的空间，电源，优选包括微型计算机的脉宽调制器，优选包括MOSFET器件的开关装置，其响应于所述脉宽调制器，所述眼罩上的优选氧化铟锡(ITO)加热元件，以及将所述电源、所述脉宽调制器、所述开关装置以及加热元件互连用于控制所述眼罩加热的电路。在一个实施例中，眼罩划分成多个加热区域。采用电流调节装置、传感器和任选地用户可选择的简况以允许本发明的加热调节或自动化防雾能力以及可变的条件适应性。
【专利说明】适于眼罩的PWM加热系统
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本专利申请要求于2012年2月16日提交的号为13/397,691的美国非临时专利 申请的权益和优先权。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及眼罩的加热，以便防止防护性的眼罩起雾，并且更具体地涉及附接到 眼罩的电阻元件的电子电源供电的加热，用于防止起雾，诸如将有利于对护目镜、潜水面罩 或其它便携式的透明护眼罩的除雾。

【背景技术】
[0004] 通常在涉及导致在眼罩上积聚冷凝物的条件以及甚至由起雾导致的短暂性视力 损害将成问题的环境中使用运动护目镜、潜水面罩和其它高度便携的透明护眼罩是可取 的。当这种眼罩的温度已降至低于露点温度，即低于其水滴开始凝结并且露水可以形成的 大气温度时，已发生起雾。
[0005] 这种便携式护眼罩的共同特征是下述事实，即它们的重量轻到足以佩戴到用户的 头部上且相对紧密地定位到用户的面部，这样用户的呼吸和身体热量加剧起雾条件。预期 在冬季活动期间使用的易于起雾的运动护目镜的示例包括适于高山滑雪、越野滑雪、滑板 滑雪、雪地摩托、乘雪橇、滑雪胎、冰山攀登等的护目镜，上述运动护目镜广为人知且广泛地 由运动爱好者以及其工作或活动要求他们在雪天和其它恶劣的寒冷天气条件下处于户外 的其他人利用。易于起雾的潜水面罩的示例包括独立于呼吸装置的眼罩和鼻罩，以及其中 将呼吸装置集成到罩内的全面罩。易于起雾的护眼罩的示例包括医生或牙医将佩戴以便防 止病原体进入用户的嘴巴或眼睛内的面罩、或摩托车头盔的透明面罩部分。损害视力的起 雾是这种眼罩、潜水面罩和护眼罩的常见问题。
[0006] 已经存在设计成用于防止在适于护眼罩的眼罩上的冷凝物积聚的各种导电装置。 这些导电装置的目的是提供一种保持没有冷凝物的眼罩，这样用户将能够在观察活动期间 享受到不受阻碍的视野。现有的具有电子系统的运动护目镜主要在需要高度便携性的环境 中使用，也就是，其中用于给适于设备的电子产品供电的电源有利地承载于适于护目镜的 带上或护目镜本身上的环境，如由McCulloch提交的、标题为"Modular Anti-fog Goggle System"的、序列号为61/563, 738的共同待决美国专利申请中所示和所述的那样。这种电 源供电的设备、尤其是消耗掉显著量的来自电池的功率的加热设备需要在通常以安培-小 时进行测量的总可用电源容量的使用中是合理（judicious)的，以便维持电源寿命。从而， 调节输送到眼罩电阻元件的电流量的能力也会是可取的。
[0007] 这些设备的限制是电源功率受到限制，所述电源功率可容易地承载于人的身上， 例如承载于头带上或护目镜或面罩本身中，以便维持长期的使用。虽然近年来锂离子及相 关电源技术取得了进步，但是改善眼罩加热系统的效率以便最大化电源寿命将是可取的。
[0008] 授予 Curcio 的标题为"Electrically Heated Ski Goggles" 的、号为 4, 868, 929 的美国专利包括眼罩，其具有经由开关设备可操作性地连接到外部电源包的嵌入式电阻 丝，所述外部电源包适于为了防雾的目的而产生眼罩的加热。授予Welchel等的、标题为 "Eyewear With Heating Elements"的、号为7, 648, 234的美国专利公开了用于加热眼罩的 镍铬合金和薄膜加热元件的使用，并公开了用于接通和关断到所述眼罩的热量的控制机构 的使用。
[0009] 对于采用电加热的运动护目镜而言的另一个问题是眼罩的整个表面上的不均匀 加热。护目镜和护目镜眼罩制备成保持靠近佩戴者面部的位置所需的以及允许形成适于鼻 子的切口（cutout)和用于周边视野的延伸边缘的不规则形状。在现有技术中一直没有实 现这种不规则形状的均匀加热。
[0010] 现有技术的设备易于受热点影响，并且在有限的电池供电的应用中使用这种设备 会使电池过度放电。热点的原因是因为跨眼罩上的电阻元件的电连接之间的电阻率在眼罩 上的不同位置处较大或较小，使得在端子连接之间的距离较小的面积中所消耗的电流量较 大，并且在端子连接之间的距离较大的面积中所消耗的电流量较小。例如，在电阻布线的应 用中，在端子位于镜片任一侧的情况下，对于均匀加热透镜而言存在问题，因为在鼻梁上方 以及在眼睛下方向下行进的那些电线与跨镜片的中央部分行进较短距离的其它电线相比， 电线从一个端子行进到另一端子的距离更大。为了克服起雾条件，必须供应充足的功率以 便克服在端子连接点之间的距离最大的面积中的雾，这导致较小的面积过热，其转而浪费 功率。从而，问题导致护目镜眼罩的加热的有限有用性。因为眼罩的不规则形状，所以无论 考虑电阻丝应用还是电阻膜应用都存在这些问题。
[0011] 与护目镜和潜水面罩尤其相关联的又一个问题是在设备的眼罩部分和用户的面 部之间所提供的空间量。在提供的空间不足的情况下，在护目镜或面罩内佩戴矫正性的眼 罩眼镜被禁止。此外，在设备的罩部分和用户的眼睛之间提供过大距离的情况下，将矫正性 的眼罩并入到护目镜或面罩眼罩本身内的能力被禁止。问题是，在用户的眼睛和眼罩之间 的增加的距离改善典型的依赖于空气流动的防雾护目镜中的防雾能力，然而将眼罩安置在 这种距离用户的眼睛的大距离处来促进防雾使得矫正性的护目镜眼罩对于矫正视力而言 效果较差。从而，在矫正性的眼罩护目镜或潜水面罩领域内早就需要下述技术，其将准许矫 正性的眼罩充分地靠近用户的眼睛以便从视力矫正的角度恰当地起作用，但是其还能够有 效地防雾。
[0012] 因此已发展出提供优选自动调节的可变电源的需求，其可提供足够的电流来满足 防雾的要求，而不会显出高于所需的过大功率。另外，已发展出给多个区域提供多个电流供 应的需求，以使能跨整个眼罩表面的对护目镜眼罩的均匀加热，而没有热点或功率的过度 使用。
[0013] 当经历雾条件时接通功率到护目镜，并且之后当用户觉得不再需要它时就将其关 断，并非克服护目镜或其它视力罩（vision shield)中的雾的高效方式。这是因为当它通 时，其使用全功率，这是电池资源的低效使用。此外，用户并不真正准确地知晓何时将它关 断，因此充其量也就是用户猜测何时是将其关断的最佳时间。此外，当用户参与和专注于手 头的活动时，通常不便于不得不接通或关断到眼罩的功率。到眼罩的功率的手动开关不允 许用户设置足以减少起雾但也节省电池寿命的中间热值。此外，在现有技术中还未公开用 于诸如护目镜、眼镜或太阳镜的眼罩上的膜或其它电阻元件的平衡加热的已知系统，其还 提供对眼罩上的加热元件的可变控制。


【发明内容】

[0014] 根据本发明的第一方面，提供一种眼罩防冷凝系统，其包括：眼罩，其适于保护 用户的眼睛并适于在用户的眼睛和眼罩之间限定至少部分封闭的空间，电源，脉宽调制器 (PWM)，响应于所述脉宽调制器的开关装置，所述眼罩上的加热元件，以及将电源、脉宽调制 器、开关装置以及加热元件互连用于控制眼罩的加热的电路。优选地，所述开关装置包括金 属-氧化物-半导体场效应晶体管。
[0015] 本发明该方面的设备提供单个PWM、单个加热区域的眼罩防雾设备，其使能眼罩或 镜片的高效加热，这样电池寿命被最大化，因为PWM可预先设置为具有通对断周期百分比 比率的输出，所述百分比可具体针对正被供应功率的特定护目镜镜片进行定制。
[0016] 根据本发明的第二方面，提供一种眼罩防冷凝系统，其包括：不规则形状的眼罩， 其包括可划分成一个或多个大小的多个区域以便促进眼罩的可划分加热的表面面积，眼罩 适于保护用户的眼睛并适于在用户的眼睛和罩之间限定至少部分封闭的空间。该系统进一 步包括电源，多个PWM，每个PWM与电源可操作性地连接，以及多个开关装置，每个开关装置 响应于相应的PWM。根据本发明的这一方面，在眼罩上存在多个加热元件，每个加热元件延 伸到眼罩的相应大小的区域，以及多个电路，每个电路将PWM之一与开关装置中的相应一 个以及相应加热元件中的一个互连。每个PWM产生占空比，用于将一定量的电流提供给相 应加热元件，使得所述眼罩的每个区域的功率输出与适于所述眼罩的区域的期望输出相对 应。
[0017] 根据上述本发明的前两个方面，提供一种眼罩防冷凝系统，其包括：眼罩，所述眼 罩适于保护用户的眼睛并适于在用户的眼睛和眼罩之间限定至少部分封闭的空间，眼罩具 有可划分成至少一个区域用于促进至期望温度的眼罩的区域加热的表面面积，电源，至少 一个PWM，至少一个加热元件，其在至少一个区域上并且与至少一个区域一致用于促进眼罩 的加热，至少一个加热元件与至少一个PWM-致。在该实施例中，存在至少一个电路，其将 电源、至少一个PWM以及至少一个相应加热元件互连用于加热眼罩，其中所述至少一个PWM 控制电流，以便将至少一个加热元件区域的温度维持到高于操作环境的预期露点的温度。
[0018] 本发明的多个区域方面的设备提供多个PWM电阻膜加热系统，其在划分成多个区 域的眼罩或镜片表面上，所述区域例如依据镜片的不规则和不同形状的部分的区域，诸如 与直接在眼睛的前方相比其直接位于鼻梁的上方，以便使能不同形状或大小的区域的均匀 加热。从而，例如，所述区域可用于将镜片划分成多个区域，每个具有从一个区域到下一区 域的相似面积，以使能跨所述眼罩的更均匀加热。或者，相反地这种划分可用于允许对眼罩 的某区域的特定加热，例如以便确保镜片的电子显示部分的正确功能。
[0019] 根据构建于本发明的多个区域方面上的本发明的第三方面，PWM可根据简况 (profile)来操作，使得眼罩的每个区域的每平方单位的功率，即功率密度可被保证为跨区 域大致相等且均匀地分布，而不管每个区域的大小。或者，可替代地，可独立地调节区域的 加热以便形成特定眼罩所期望的具体简况以便对各种预定的天气条件、各种活动或眼罩类 型、形状和大小负责。
[0020] 优选地，本发明该方面的多个PWM包括能够同时执行与多个PWM相对应的多个各 种内部PWM功能的微型计算机，所述微型计算机具有用于将内部PWM功能与多个电路互连 的多个I/O端口。此外，优选地，根据本发明该方面的每个开关装置包括金属-氧化物-半 导体场效应晶体管（MOSFET)。
[0021] 此外根据本发明的另一第四方面，不论是否涉及单个区域、单个PWM的设备或是 否涉及多个区域、多个PWM的设备，提供一种如前概述的眼罩防冷凝系统，其进一步包括电 流调节装置（CAM)，所述电流调节装置可操作地连接到每个PWM (无论是单个PWM的实施例 还是多个PWM的实施例），用于经由每个PWM改变电源的占空比转而改变输送到每个加热元 件的电流量。
[0022] 本发明该方面的设备提供CAM的能力用于高效管理眼罩镜片的温度使其处于刚 好高于露点温度的温度，从而在用户的最小关注度下有效地防止起雾。这转而允许功率节 约以使能较长的电池寿命。
[0023] 此外根据本发明的另一第五方面，提供一种如前所述的眼罩防冷凝系统，无论是 多个区域、多个PWM的实施例还是单个区域、单个PWM的实施例，设备进一步包括用于测量 环境温度和相对湿度的装置以及用于计算露点的装置。在本发明该方面中的用于计算露点 的装置优选地与CAM(优选进一步包括微型计算机装置）可操作地性连接，使得CAM当由眼 罩限定的空间内的温度下降到低于露点温度阈值时增加到电路的功率，以及当由眼罩限定 的空间内的温度升高到高于露点温度阈值时降低到电路的功率。从而本发明能够将脉冲馈 送到电阻加热元件，例如膜加热元件，所述脉冲刚好足以保持它刚好高于露点，以便有效地 和自动地防止起雾，并节省电池寿命。用于计算露点的装置优选地包括微型计算机装置，其 与温度和相对湿度感测装置可操作性地连接。
[0024] 根据本发明该方面的眼罩防冷凝系统可进一步包括相对湿度传感器和温度传感 器，每个传感器位于由所述眼罩所限定的空间内。这种系统进一步包括与相对湿度和温度 传感器可操作性地连接的、用于周期性地计算露点温度的装置，例如微型计算机装置。此 夕卜，所述至少一个脉宽调制器响应于所述用于周期性地计算露点温度的装置以便控制所述 至少一个加热元件，使得至少一个加热元件维持在高于露点的温度以便保证防止随着时间 的推移起雾。
[0025] 此外根据本发明的另一第六方面，如关于本发明多个区域实施例的本发明第四和 第五方面的眼罩防冷凝系统可进一步包括区域简况描绘（profiling)逻辑，其使能来自可 变的电流调节机构的单一调节以便影响每个区域相对于其它区域的按比例调节。从而，为 了贯穿整个眼罩均匀分配加热的目的，通过基于眼罩的简况调节输送给每个部段的功率， 本发明提供变化的协调占空比以便给眼罩的多个电阻区域供电。此外，本发明该方面的设 备提供并入到防雾系统内的自动化简况特性，使得可根据导向镜片的加热功率的手动或自 动化调节维持镜片的期望加热，无论其是否是跨整个镜片上的多个区域均匀加热，或预定 的特定加热模式，或使用镜片的不同区域的加热足迹（footprint)。
[0026] 此外，根据本发明的另一第七方面，提供一种如上所述的根据上述的本发明第一 或第二方面，即如上所述的本发明的单个区域或多个区域的方面，以及根据本发明的前一 第六方面的眼罩防冷凝系统，其包括多个预定数据简况与相应的选择装置，其使能根据用 户所选择的数据简况之一来控制所述眼罩的每个区域。
[0027] 本发明该方面的设备提供并入到眼罩防雾系统内的可选择简况特征，使得可由 用户取决于天气和活动水平条件、或所采用的眼罩特征，诸如视频录像、平视显示器、全球 定位系统等选择适当的加热。
[0028] 本文公开的每个眼罩适于保护用户的眼睛免受风、碎屑、雪、雨、极端温度以及可 能伤害眼睛或以其它方式损害视力的元素。每个眼罩还适于形成且限定围绕眼睛且在眼睛 的前方的至少部分的封闭空间（enclosure)。作为传输到由所述眼罩所限定的空间内的身 体热量的结果，该封闭空间相对于封闭空间外面的条件升温，而且所述封闭空间由于汗水 还经受相比于外界条件更高的相对湿度。当所述眼罩的温度下降到低于所述眼罩内的温度 时，露水或冷凝物将形成于所述眼罩的内侧上，发生眼罩的起雾。
[0029] 本发明的一个目的是提供一种眼罩防雾系统，不管天气条件所述系统有效地防止 所述眼罩起雾。本发明的另一个目的是提供一种眼罩防雾系统，其以如此的方式采用PWM 以便节省功率和能量并延长电池寿命。本发明的另一个目的是提供一种眼罩防雾系统，其 根据当前的露点条件手动地或自动地调节到镜片上的加热器的功率，当眼罩内的温度小于 露点温度或下降到低于露点温度时增加到眼罩的功率，或当眼罩内的温度高于露点温度时 如此减小功率。本发明的另一个目的是提供一种眼罩防雾系统，对于多种不同大小和形状 的眼罩而言，通过提供至少部分地自动化眼罩的加热的简况，该系统保证并简化在变化的 天气和活动条件下无雾使用的达成。此外，本发明的又一个目的是提供用户可选择的这种 简况。上述所列内容并不意旨作为本发明的排他性所列内容，可能存在本发明适合的但未 列出的其它目的，以及本文存在或不存在任何这种目的并不必然限制本发明的精神和范 围，如本文所进一步限定和要求的那样。
[0030] 本发明任何上述方面的眼罩防冷凝系统可适于在运动护目镜或任何防护性的眼 罩内使用，所述防护性的眼罩诸如适于滑雪、内胎滑雪、平底雪橇、冰山攀登、雪地摩托车、 骑自行车、跑步、与患者一起工作、在其它医疗或测试环境中等等。此外，本发明的任何上述 方面的系统可适于在潜水面罩中使用。
[0031] 本发明的主题在本说明书的结论部分被特别指出并明确地要求。然而，操作的方 法和组织这二者连同其另外的优点和目的可通过参照结合附图所进行的以下描述最佳地 理解，其中相似的附图标记指代相似的元件。

【专利附图】

【附图说明】
[0032] 图1是从脉宽调制器（PWM)发出的多个电信号的图示；
[0033] 图2是不规则形状眼罩的前视示意图，其上具有单个区域的电阻加热元件膜加热 器；
[0034] 图3是不规则形状眼罩的前视示意图，其上具有划分成多个区域的电阻加热元件 膜加热器；
[0035] 图4是不规则形状眼罩的前视示意图，其上具有划分成多个区域的电阻加热元件 膜加热器；
[0036] 图5是根据本发明一方面的单个PWM、单个区域的眼罩防雾系统的示意图；
[0037] 图6是根据本发明一方面的单个PWM、单个区域的眼罩防雾系统的示意图；
[0038] 图7是根据本发明一方面的单个PWM、单个区域的眼罩防雾系统的另一个实施例 的不意图；
[0039] 图8是根据本发明另一方面的自动化的单个PWM、单个区域的眼罩防雾系统的又 一实施例的不意图；
[0040] 图9是根据本发明另一方面的多个PWM、多个区域的眼罩防雾系统的又一实施例 的不意图；
[0041] 图10是根据本发明又一方面的自动化的多个PWM、多个区域的眼罩防雾系统的另 一实施例的示意图；以及
[0042] 图11是还包括一个充电器的自动化的多个PWM、多个区域的眼罩防雾系统的微型 计算机控制实施例的示意图。

【具体实施方式】
[0043] 脉宽调制
[0044] 脉宽调制（PWM)主要用在马达速度控制的应用中，用于改变马达的速度。参照图 1，PWM以由脉宽调制器所生成的模拟或数字信号为特征，所述脉宽调制器诸如模拟振荡器 或数字逻辑设备，其提供变化的占空比，其为通百分比（percentage on)，例如诸如10%、 20%、30%和高达90%或更高通，以及相应的断百分比，诸如90%、80%、30%和低至10% 或更低断，全部如由图1中的数字1-9所示。虚线10用于指出PWM信号的波长，并且虚线 11用于指出通（高）状态下的恒定电压幅度以及断（低）状态下的恒定电压幅度。从而， 例如，在连接到12伏电池的PWM电路为40 %通以及60 %断的情况下，可以说PWM信号表示 在40%功率下的12伏PWM电路。从而，PWM电路可使马达以其最大速度的40%或替代地 马达的最大速度的另一百分比运行，具有恒压源而无需调节电压，并且这提供通过调整输 送到马达的电流提供连续的较低电压的效果。PWM信号通常具有固定的频率，如图1中所示 那些的情况那样，并且它们通常在全电压水平下具有恒定的全电压或在低电压水平下的恒 定无电压，但这不是绝对必要的。
[0045] 单个区域、单个PWM的实施例
[0046] 参照图2,根据本发明第一实施例的一部分提供一种眼罩镜片或防护镜200,其适 于围绕用户的眼睛至少部分地限定封闭空间，且其上具有单个区域的电阻透明导电膜加热 构件202。沿着膜加热构件202的上边缘，存在经由导线212与电源（未示出）互连的母线 (bus-bar)加热元件204。膜加热构件202可由氧化铟锡（ΙΤ0)或其它材料构成，其以当连 接到电路时生成热量的电阻元件的形式设计。
[0047] 下部母线加热元件206沿着膜加热构件202的下边缘提供，且其经由另一导线214 与电源互连。如对于许多眼罩通常而言的那样，诸如在冬季运动护目镜的情况下，眼罩镜片 200是不规则形状的，其具有在使用过程中在用户的眼睛的正前方的两个较宽的形状类似 的正方形、矩形、圆形或椭圆形的面积209、210,以及在使用过程中位于用户的鼻梁上方的 较窄面积208。因为镜片200在这些区域的每一区域处的不同形状，并且由于鼻梁上方的面 积小于眼睛正前方的面积，所以对于镜片而言存在在鼻梁上方较热的倾向，其原因在于在 该面积内具有较小的所测量的电阻。
[0048] 如图5中所示，本发明的第一实施例提供成根据本发明第一方面的单个PWM、单个 区域的防雾系统500。系统500包括用于生成恒定比率的PWM信号503的单个PWM 502,诸 如如图6中所示的优选M0SFET开关的开关装置504,沉积在镜片200上的加热元件202,以 及具有正和负端子510、512的电源505。上述元件经由正导线212和负导线214在电路中 互连。PWM信号503控制开关装置504,所述开关装置504控制到加热元件202的功率。由 于在本发明的该实施例中，不存在改变到PWM 502的输入电压的装置，所以将PWM设置成通 对断的恒定比率，其将允许以恒定的温度加热镜片200上的单个区域的加热元件202。参 照图6,示出单个PWM、单个区域的防雾系统600,其包括具有正和负端子510、512的电池电 源505,电路电线212、214, PWM 502 (其生成信号503)，眼罩200和加热元件202,所述系统 600除了通用的开关装置已被替换为MOSFET开关602之外与系统500相同。虽然当前发明 优选采用MOSFET开关，但可以使用包括继电器、功率晶体管或其它目前已知的开关的其它 开关装置而不脱离本发明的真实范围和精神。
[0049] 电流调节装置（CAM)
[0050] 现在参照图7,示出单个PWM、单个区域的防雾系统700,其包括具有正和负端子 510、512的电池电源505,电路电线212、214，PWM 502(其生成信号503)，M0SFET 600,眼罩 200和加热元件202,该系统700除了系统进一步包括电流调节装置（CAM) 702之外与系统 600相同。在本发明的该实施例中，示出CAM 702为下述设备，其包括电位计并具有内部基 准电压（vref)，其低于电池最低可用电压并提供输出电压（到PWM的输入电压），来自CAM 的输出电压是基于电位计的设定在零电压和基准电压（vref)之间的某一电压。响应于CAM 702, PWM 502产生相应的百分比通/断信号，其可作为来自CAM的输出的结果而改变。在 使用数字逻辑的优选系统中，如图11中所示以及下面关于图11进一步描述的，响应于更多 (MORE)(增加）按钮和响应于更少（LESS)(减小）按钮的软件控制CAM直接改变PWM的占 空比，并由此改变输送到加热元件202的电流量，而无需中间电压基准。
[0051] 承载CAM 702的输出电压的输出线704在CAM和PWM 502之间可操作性地连接。 PWM 502将来自CAM 702的输出电压转换成具有占空比的信号，所述占空比对应于到PWM内 的电压的幅度并与其成比例。因此PWM 502输出的占空比将关于来自CAM 702的电压而发 生变化，这样从CAM到PWM的接近零的输入电压将导致接近零百分比通/接近100%断的占 空比的PWM的输出。相比之下，在从CAM 702到PWM 502的电压接近CAM的最大电压（vref) 的情况下，将导致作为结果的接近100%通/接近零百分比断的占空比的PWM的输出。此 夕卜，并且相应地，对于在到PWM 502的最小和最大输出电压之间的CAM 702的每个中间设定 而言，将导致相应的中间百分比通/百分比断的占空比的PWM的输出。从而，CAM 702使能 变化的PWM 502的输出占空比
[0052] 如下面进一步描述的，诸如CAM 702的电流调节装置也可与如图9中所示的本发 明的多个区域的实施例一起使用。
[0053] 露点计算及自动化
[0054] 现在参照图8,示出根据本发明另一个方面的单个PWM、单个区域的防雾系统800， 其包括具有正和负端子510、512的电源505,电路电线212、214, PWM 502(其产生信号 503)，MOSFET 602,眼罩或镜片200和加热元件202,该系统800除了系统进一步包括下述 装置之外与系统700相同，即优选微型计算机的用于计算露点的装置802 (露点计算器，或 DPC)，经由信号装置807、809可操作性地连接到DPC的温度传感器804和相对湿度传感器 806。本发明的该方面使能基于温度传感器804和相对湿度传感器806的输入的对CAM的 调节的自动化，所述输入从感测在加热元件202附近的眼罩200和用户的眼睛之间所限定 的空间内的环境条件而获得。
[0055] 如所示，DPC 802经由电信号装置803与CAM 702可操作性地连接以用信号表示电 流增加以及经由电信号装置805与CAM 702连接以用信号表示电流减小，这样当在由眼罩 200所限定的空间内的环境条件已经改变从而需要对来自系统800的加热元件202进行调 节时，DPC给CAM发出信号。当系统800最初启动时，DPC 802计算露点温度，并将其与由眼 罩200所限定的空间内的实际温度相比，并相应地给CAM 702发出信号。如果如由DPC 802 所计算的露点温度大于在所述眼罩200和用户的眼睛之间所限定的空间内的温度，则DPC 内的逻辑给CAM 700发出信号，以便增加输出到PWM 502的电压，其转而增加 PWM输出的占 空比，这转而增加到加热元件的功率，以增加眼罩200和在所述眼罩与用户的眼睛之间的 空间的温度。从而，从温度传感器804、相对湿度传感器806到系统800的后续感测输入以 及由DPC 802所进行的计算均将不仅反映改变的环境条件，而且还反映由来自系统800的 前述增加请求所导致的温度改变。以如下方式定期地进行经由DPC 802对系统800的进一 步调节：当由眼罩200所限定的空间内的温度下降到低于露点温度阈值时，系统800经由电 路电线212、214增加到加热元件202的功率，以及当由眼罩所限定的空间内的温度升高到 高于露点温度阈值时，系统经由电路电线减小到加热元件的功率。上述操作可在系统800 的增加和减小状态之间采用滞后，诸如在典型的恒温器上所使用的滞后，以避免不想要的 快速切换。
[0056] 多个区域、多个PWM的实施例
[0057] 参照图3,根据本发明的另一第二实施例的一部分提供一种眼罩镜片或防护镜 300,其适于围绕用户的眼睛至少部分地限定封闭空间，且其上具有多个区域或区带的电阻 膜加热元件或构件302、304、306。在使用过程中位于用户的右眼上方的膜加热元件302通 过母线308连接到电源（未示出），所述母线308沿着膜的上边缘定位并电连接于膜和导向 电源的端子的导线310之间。在使用过程中位于正好在用户的鼻子上方的眼罩镜片300中 央的膜加热元件304通过母线312连接到所述电源，所述母线312沿着膜的上边缘定位并 电连接于膜和导向电源的端子的导线314之间。在使用过程中位于用户的左眼上方的膜加 热元件306通过母线316连接到电源，所述母线316沿着膜的上边缘定位并电连接于膜和 导向电源的端子的导线318之间。沿着每一膜元件302、304、306的下边缘定位的母线320 将膜元件互连到电源的接地端子。
[0058] 如所不，膜构件302、306的表面面积大于膜构件304的表面面积，这样膜构件304 的电阻小于其它膜构件的电阻。因此，为了跨整个镜片300进行均匀加热，应将与其它膜构 件相比更少的电流施加到膜构件304。或者，可替代地，膜构件之间的划分将允许以比其它 膜构件更多或更少地独立加热一个或多个薄膜构件。
[0059] 参照图4,根据本发明的第二实施例提供眼罩镜片400。眼罩400适于在用户的眼 睛的前方至少部分地限定封闭空间，且其上沉积有多个（图4中示出24个）电阻加热膜区 带或区域402 A-X。应当意识到的是电阻加热膜可被划分成比所示更大或更小的区域而不 脱离本发明的真实范围和精神。每个电阻膜区域402 A-X经由导线和离散的母线404 a-x 连接到电源的端子。沿着每个电阻膜区域402 A-X的下边缘安置的单条母线406将膜区域 的每一下端部互连到电源的接地端子。
[0060] 本发明的防雾系统的电阻膜区域优选采用已知为聚碳酸酯镜片上的离子溅射的 工艺沉积到眼罩200、300、400的内表面上，但是可以使用喷涂以及本领域内已知的其它 方法和材料而不脱离本发明的真实范围和精神。母线通过冲压、粘合剂背涂（adhesive backing)沉积到镜片200、300、400上，或在导电性银环氧树脂母线的情况下，其可被施加 到聚碳酸酯基材。在潜水面罩的情况下，在可以采用将电阻膜和母线附接到面罩的内侧玻 璃表面的同时，优选的替代性方案将是将这些施加到面罩内的内侧聚碳酸酯基材。将电阻 膜加热器和母线施加到各种基材的方法和系统是本领域内已知的。每条母线及其相应的电 阻膜区域重叠在每个的边缘部分上，使得它们传导至和自电源的电力，如本领域内已知的 那样。
[0061] 在多个区域实施例中的CAM和DPC
[0062] 在图3中所示的本发明的多个区域实施例中的更大数目的电阻膜区域302、304、 306以及可替代地在图4中所示的本发明的多个区域实施例中的更大数目的区域402 A-X 使能更均匀地加热更广泛的各种形状和大小的眼罩300,或者可替代地眼罩400,并且在如 图9和图10中所示的多个区域、多个PWM的眼罩防雾系统中需要相应更大数目的脉宽调制 器（PWM)，或PWM通道。因此，应该意识到的是虽然图9和图10中示出三通道PWM系统，但 是可通过使用适当数目的PWM通道以容纳这种多个加热元件区域，来提供更少或更多的通 道以容纳相似数目的电阻加热元件区域。
[0063] 如图9和图10中所示，对于本发明的多个区域实施例而言可以采用电流调节装置 (CAM)，并且如图10中所示，露点计算装置（DPC)也可并入到本发明的多个区域实施例内， 以便使能如上所述的对每个区域的自动化调节。在CAM的情况下，CAM的单一输出电压如 由下面进一步描述的那样由区域简况控制装置（RPC)来接收并在该实施例中用于调节到 多个PWM中的每一个的输入电压，以允许基于用户对选择器的调节改变出自PWM的电流或 以使能自动化，如下面进一步描述的。本发明的多个区域实施例的DPC以与上面针对本发 明的单个区域实施例所述相同的方式起作用。
[0064] 平衡简况和定制简况
[0065] 现在参照图9,示出多个PWM、多个区域的防雾系统900,其包括具有正和负端子 510'、512'的电源 505'，电路电线212'、214'，多通道PWM 502'，其示出为分别在通道a、b 和c上生成信号 503a、503b和 503c，CAM 702'，多个M0SFET 602'，一个M0SFET适于多通道 PWM的每一通道；眼罩或镜片300和加热元件区域302、304、306,该系统900除了系统进一 步包括区域简况控制器902之外类似于上述的单个PWM的系统，所述区域简况控制器902 主要用于平衡分别输送到在眼罩300或400上的不同大小和形状的电阻加热膜区域（302、 304、306或可替代地402 A-X)的功率。
[0066] 不同形状的眼罩镜片300、400将需要反映镜片的形状及其单独区域的相应区域 简况，这样每一区域的电特性被适当地加权，使得对每一区域保证合适量的功率，以保持它 与其它地区的平衡。从而区域简况与区域的形状（以及该区域的作为结果的电阻率）和护 目镜的整体形状相关。如果要改变镜片的形状，则对于该镜片来说需要不同的简况。
[0067] 计算区域的电阻
[0068] 每个区域302、304和306具有所计算的总电阻（Rt)，其由考虑所用的电阻涂层的 类型以及区域的面积的公式来确定，其中：Rt是以欧姆为单位的区域的总电阻，Ri是以欧 姆为单位的每平方英寸电阻薄膜的电阻，Η是以英寸为单位的区域的高度，以及W是以英寸 为单位的区域的宽度。Rt可使用下列公式计算： m * η
[0069] Rt =- w
[0070] 例如，考虑到区域302和306,给定Ri为10欧姆，H为3英寸，以及W为3英寸。 对于每一区域302和306而言的总电阻（Rt)可计算成（10X3)/3,其等于10欧姆。现在考 虑区域304,给定Ri为10欧姆，Η为2英寸，以及W为1. 6英寸，则区域304的总电阻（Rt) 可计算成（10X 1. 6)/2,其等于8欧姆。从而，对于给定的电压而言，因为304中的总电阻 低于区域302、306中的总电阻，因此与区域302和306相比，在区域304中将消耗更多的功 率，这在区域304中造成热点，如下面进一步验证的那样。
[0071] 计算区域的功率密度
[0072] 每个区域302、304、306具有所计算的功率密度（Pd)，其由考虑施加到该区域的有 效电压（E)、以欧姆为单位的每平方英寸电阻薄膜的电阻（Ri)、以及以英寸为单位的区域 的宽度（W)的公式来确定。Pd可使用下列公式计算： E2
[0073] pd = WTW2
[0074] 例如，考虑到区域302和306,对于每个区域而言给定10伏操作电压，Pd将等于 10V (10 X 32)，其等于1. 11瓦特每平方英寸。考虑到区域304,给定相同的10伏操作电压， 区域304的Pd将等于107(10X22)，其等于2. 5瓦特每平方英寸。这些计算表明，对于所 有区域而言给定相等的有效电压，中央区域304将比外侧区域302和306更热。
[0075] 确定区域简况比例控制
[0076] 给定上述在用户的鼻子上方的所确定的热点，区域的按比例平衡是可取的。这种 平衡需要确定适于区域304的适当电压水平，其将在给区域302和306供以10伏的电时， 提供与区域302和306相同功率水平的输出。此前，根据公式： g2
[0077] -7 = 1.11 (Pd 与 302 的相同) Ri*Wl
[0078] 并求解E，
[0079] E = y}Ri* W2 * Pd
[0080] 并代入已知的值，E等于
[0081 ] 其等于 6. 66 伏。
[0082] 因此，基于在区域302和306中所用的相同材料的宽度和高度，为了产生等效的功 率密度，区域304将需要的电压为施加到区域302和304的电压的0. 666倍（或66. 6% )。 该结果通过将针对区域304的功率密度（Pd)重新计算为6. 66V (10X22)来确认，其等于 1. 11瓦特每平方英寸。
[0083] 将这些计算向后应用到通道a和c上的由CAM 702'所产生的分别输送到区域302 和306的基准输出电压还将需要减少通道b上的基准输出电压，与施加到通道a和b的值 相比减少66. 6 %。在模拟电路的情况下，可通过使用电阻网络来实现该按比例控制，如将由 本领域内的普通技术人员应当意识到的那样。在数字实现方案的情况下，将使用微型计算 机或等效的数字电路从数据表中对值进行检索以及计算作为结果的功率水平并将所述功 率水平直接施加到PWM通道，如将由本领域内的普通技术人员显而易见的那样。
[0084] 与形状或区域匹配的区域简况
[0085] 因此，应该理解当较大的区域接收到100%的所施加的有效电压时，较小的区域应 该接收所施加的有效电压的按比例较小的百分比，以平衡所有区域的功率密度。虽然已经 提供适于特定形状护目镜的具体示例，但应该意识到的是不同形状的镜片区域将需要类似 的计算和平衡简况确定。在弯曲边缘或不规则形状的区域的情况下，确定区域面积可能需 要应用已知的数学方法来确定适于在上述计算中使用的区域面积。
[0086] 平衡的和定制的简况
[0087] 在上述示例中的结果公开了一种平衡简况。更确切地说，这些结果产生给特定护 目镜上的不同大小的区域供电至相同的功率密度所需的模拟或数字比例输入电压。
[0088] 区域定制简况开关及自动化
[0089] 参照图10,示出类似于系统900的多个PWM、多个区域的防雾系统1000,其包括具 有正和负端子510'、512'的电源505'，电路电线212'、214'，示出为分别在通道a、b和c上 生成信号 503a、503b 和 503c 的多通道 PWM502'，CAM 702'，多个 M0SFET 602'，一个 M0SFET 适于多通道PWM的每一通道，眼罩或镜片300和加热元件区域302、304、306。系统1000与 系统900的不同之处在于，在系统1000中，RCP 902进一步包括用户可选择的区域简况控 制开关1002,其使得用户能够选择平衡的简况或几个定制简况之一，用于如下面进一步描 述的分别至眼罩300或400上的不同大小和形状的电阻加热膜区域（302、304、306,或可替 代地402 A-X)的经定制的功率输送。
[0090] 定制简况可用于使能至特定的电阻膜区域的预定比例输入电压，其对于获得所 期望的功率密度模式是必要的，该功率密度模式允许出于特定目的一个或多个区域302、 304、306,或者可替代地402 A-X有目的地比其它区域更热或更冷。连同DPC 802'和传感 器804'、806'一起，0411 702'为区域302、304、306中的每一个或者可替代地区域402八-父 提供全程冷到全程热之间的自动变化，且RPC 902'的工作是了解简况以便知晓根据整体 调节按比例施加多少功率到每一区域。例如，对于给定的露点计算而言，CAM 702'可设置 为50%的整体功率施加或占空比，根据特定的预定简况，RPC将对于最大的区域302、304、 306(或者可替代地402 A-X)做出50%的调节，并且对于较小的区域做出按比例较小的输 出。
[0091] 定制简况的示例可涉及用于单板滑雪者的简况，其可能需要向护目镜镜片的一侧 增加热量以便防止该侧的起雾或减少该侧的结冰，这取决于骑行者的哪只脚通常朝向下 坡，或作为另一示例，特定的镜片或护目镜形状和构造可能需要在护目镜的边缘处增加加 热以便防止起雾或结冰。可替代地，此外针对诸如雨天、雪天、晴天的特定的天气条件或对 于潜水面罩而言的不同深度和水温等提供定制设定将是可取的。定制的简况描绘可通过定 制简况开关1002由用户进行选择。
[0092] 在图10中所示的多个PWM、多个区域的防雾系统1000还进一步包括用于计算露点 的装置802'（也称为露点计算器，或DPC)、温度传感器804'和相对湿度传感器806'，所述 传感器经由信号装置807'、809'可操作性地连接到DPC用于系统1000的自动化控制。除 了来自DPC 802'的信号由CAM和RPC来使用以便提供对到PWM 502'的多条信号线a、b、c 的主控制之外，DPC 802'和传感器804'、806'以与上面结合本发明第一实施例所示和所述 的DPC 802和传感器804、806相同的方式达到相同的目的和起到相同的作用。
[0093] 从上文可以看出，可将本发明的许多方面诸如露点计算、自动化和电流调节装置 应用到本发明的第一或第二实施例中，而RPC主要适于在眼罩上采用多个区域的本发明的 第二实施例。
[0094] 系统概述
[0095] 虽然优选地本发明任一实施例的PWM以及相关联的功能，诸如露点计算、简况表 查找、可变的电流调节机构、开关装置等可优选地采用微型计算机来实现，但是可采用诸如 可编程逻辑阵列（PLA)、状态机、模拟电路或其它数字逻辑的其它技术来执行这些功能中的 任意功能而不脱离本发明真实范围和精神。
[0096] 参照图11，提供多通道PWM、多个区域的防雾系统1100的数字版本的一个优选实 施例。系统1100包括诸如可再充电电池1102的电源、通/断开关1104、热控制开关1106、 简况选择器1108和充电器插座1110。充电器插座1110可包括迷你 USB充电器插座或如本 领域内已知的其它合适的充电系统。系统1100进一步包括功率水平指示器显示器1112和 电池寿命指示器显示器1114,所述功率水平指示器显示器1112优选包括配置成条形图以 便指示所选择的功率水平的多个LED，所述电池寿命指示器显示器1114优选包括配置成条 形图以便指示剩余的电池寿命的多个LED。系统1100进一步包括眼罩1116,其上沉积有多 个薄膜加热元件1118、1120、1122。眼罩1116适于在用户的眼睛的前方限定至少部分的封 闭空间。温度传感器1124和相对湿度传感器1126定位于由所述眼罩1116所限定的部分 封闭空间内以便有助于露点温度的计算。
[0097] 系统1100进一步优选包括低功率微控制器1128,其优选地进一步包括PWM逻辑、 其它可编程逻辑和如微电子领域内已知的RAM/R0M/闪存存储器1130的一些组合。微型计 算机控制器1128可操作性地连接到电池充电器电路1132。电池充电器电路1132连接到电 池充电器插座1110和可再充电电池1102。电池充电器电路1132主要负责维护可再充电电 池1102,包括在需要时将来自充电器插座1110的电荷路由到可再充电电池，以及当电池已 被完全充电时关断充电器、将充电器与电池断开连接并将电池水平报告给微控制器1128。 系统1100进一步包括电池寿命指示器显示逻辑1134,这样当微控制器1128如前所述从电 池充电器电路接收电池水平信息时，微控制器可根据用户请求或其它给电池寿命指示器显 示逻辑发信号。电池寿命指示器显示逻辑1134将从微控制器1128所接收的信号转换成驱 动电池寿命指示器显示器1114所必要的逻辑。电池寿命指示器显示逻辑1134可包括锁存 器以便在显示器上保持最后的值，以便缓解微型计算机来致力于其它任务。
[0098] 系统1100进一步包括眼罩加热器驱动器1136,其包括多个驱动器通道1138、 1140、1142,每个通道分别对应于薄膜加热元件区域或区带，诸如区域1118、1120、1122。微 控制器1128的主要责任是保持加热器驱动器1136和相关通道1138、1140、1142以最佳的 和优选平衡的水平进行操作，以便在节省电池寿命的同时消除并防止起雾。微控制器1128 可以以手动热控制或自动加热控制模式进行操作。在手工热控制模式下，响应于来自更多 或更少热开关1106的输入，微控制器1128根据预定简况调节到眼罩加热器驱动器1136 的功率，该预定简况包含在微控制器存储器1130中且其以与每一相关联的加热元件1118、 1120U122的大小、形状和电阻率相一致的方式来控制每个单独PWM通道上的占空比信号 以便提供功率密度平衡。
[0099] 在期望除了功率密度平衡之外的一些其它定制简况的情况下，响应于来自简况选 择器开关1108的输入，系统1100可采纳也存储于微控制器存储器1130中的定制简况，导 致将定制的功率密度简况应用到加热器驱动器1136,这导致眼罩1116的期望部分比其它 部分接收更大的功率。
[0100] 系统1100进一步包括露点计算器（DPC) 1144,其从温度传感器1124和相对湿度传 感器1126来计算露点温度。在系统1100的加热水平的自动模式平衡的过程中，系统根据来 自DPC 1144的所计算的露点调节到区域的热量。当系统1100最初启动时，DPC 1144计算露 点温度，并将其与由眼罩1116所限定的空间内的实际温度相比，并相应地给微控制器1128 发信号。如果如由DPC 1144所计算的露点温度大于在所述眼罩1116和用户的眼睛之间所 限定的空间内的温度，则微控制器内的逻辑向眼罩加热器驱动器1136发出信号，以便实际 根据简况增加 PWM通道的占空比，以增加眼罩1116以及眼罩与用户的眼睛之间的空间的温 度。从而，从温度传感器1124、相对湿度传感器1126到DPC 1144的后续感测输入以及由微 控制器1128所进行的计算均将不仅反映改变的环境条件，而且还反映由来自系统1100的 前述增加请求所导致的温度改变。由微控制器1128以如下方式定期地进行经由DPC 1144 对系统1100的进一步调节：当由眼罩1116所限定的空间内的温度下降到低于露点温度阈 值时，系统1100经由PWM通道1138、1140、1142增加到加热元件1118、1120、1122的功率， 以及当由眼罩所限定的空间内的温度升高到高于露点温度阈值时，系统经由PWM通道减小 到加热元件的功率。上述操作可在系统1100的增加和减小状态之间采用滞后，诸如在典型 的恒温器上所使用的滞后，以避免不想要的快速切换。
[0101] 在系统1100的手动和自动操作模式两者下，对于用户而言优选获知供应到系统 的加热元件的功率水平。这在手动模式下特别有用，此时用户可根据来自功率水平显示器 的视觉反馈将功率设置在预定水平。响应于来自更多/更少热开关1106的手动改变和/或 定期地，微控制器1128从存储器1130确定正被供应到所述加热器驱动器1136的当前操作 功率水平并将功率水平信号发送到功率水平显示逻辑1146,其转而将从微控制器1128所 接收的信号转换成驱动功率水平指示器显示器1112所必要的逻辑。功率水平指示器显示 逻辑1146可包括锁存器以便在显示器上保持最后的值，这缓解微型计算机来致力于其它 任务。
[0102] 虽然已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域内的那些技术人员 而言显而易见的是，可进行许多改变和修改而在本发明更广泛的方面不脱离本发明。例如， 本领域内的那些普通技术人员应当意识到，可将本发明各个实施例的各个部件进行混合和 匹配而不脱离如所要求的本发明的真实精神。从而，通过示例的方式，应当意识到的是虽然 系统1100公开了实现本发明目的的一种优选方法，但是本领域内的那些普通技术人员应 该意识到的是，可以使用微控制器和/或微控制器的其它组合来实现本发明的目的而不脱 离本发明的真实范围和精神。因此所附的权利要求意图涵盖如落入本发明的真实精神和范 围内的所有这类改变和修改。
【权利要求】
1. 一种眼罩防冷凝系统，包括： 眼罩，其适于保护用户的眼睛并适于在所述用户的眼睛和所述眼罩之间限定至少部分 封闭的空间； 电源； 脉览调制器； 开关装置，其响应于所述脉宽调制器； 所述眼罩上的加热元件；以及 电路，其将所述电源、所述脉宽调制器、所述开关装置以及所述加热元件互连用于控制 所述眼罩的加热。
2. 根据权利要求1所述的眼罩防冷凝系统，其中所述开关装置包括金属-氧化物-半 导体场效应晶体管。
3. 根据权利要求2所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括电流调节装置，其可操作性地 连接到所述脉宽调制器，用于经由所述脉宽调制器改变所述电源的占空比转而改变输送到 所述加热元件的电流量。
4. 根据权利要求3所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括用于测量环境温度和相对湿度 的装置以及用于计算露点的装置，所述用于计算露点的装置与所述电流调节装置可操作地 性连接，使得所述电流调节装置适于当由所述眼罩所限定的空间内的温度下降到低于露点 温度阈值时增加到所述电路的功率，以及当由所述眼罩所限定的空间内的温度升高到高于 所述露点温度阈值时降低到所述电路的功率。
5. 根据权利要求1所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在运动护目镜中使用。
6. 根据权利要求1所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在潜水面罩中使用。
7. 根据权利要求1所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在防护性的眼罩中使 用。
8. -种眼罩防冷凝系统，包括： 不规则形状的眼罩，其包括能够划分成一个或多个大小的多个区域以便促进所述眼罩 的可划分加热的表面面积，所述眼罩适于保护用户的眼睛并适于在所述用户的眼睛和所述 罩之间限定至少部分封闭的空间； 电源； 多个脉宽调制器，每个脉宽调制器与所述电源可操作性地连接； 多个开关装置，每个开关装置响应于相应的脉宽调制器； 所述眼罩上的多个加热元件，每个所述加热元件延伸到所述眼罩的相应大小的区域； 以及 多个电路，每个所述电路将所述脉宽调制器之一与所述开关装置中的相应一个以及所 述相应加热元件中的一个互连，每个所述脉宽调制器产生占空比，用于将电流量提供给所 述相应加热元件，使得所述眼罩的每个区域的功率输出与适于所述眼罩的所述区域的期望 输出相对应。
9. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，其中所述眼罩的每个区域的所述功率输出 跨所述区域是大致相等的并且均匀地分布，而不管每个区域的大小。
10. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，其中所述多个脉宽调制器包括能够同时 执行与所述多个脉宽调制器相对应的多个各种内部脉宽调制器功能的微型计算机，所述微 型计算机具有用于将所述内部脉宽调制器功能与所述多个电路互连的多个I/O端口。
11. 根据权利要求10所述的眼罩防冷凝系统，其中每个所述开关装置包括金属-氧化 物-半导体场效应晶体管。
12. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括至少一个电流调节装置，其可 操作性地连接到所述多个脉宽调制器，用于经由所述多个脉宽调制器改变所述电源的占空 比转而改变输送到每个所述相应加热元件的所述电流量。
13. 根据权利要求12所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括区域简况描绘逻辑，其使能 来自可变的电流调节机构的单一调节以便影响每个区域相对于其它区域的按比例调节。
14. 根据权利要求12所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括用于测量环境温度和相对湿 度的装置以及用于计算露点的装置，所述用于计算露点的装置与所述电流调节装置可操作 地性连接，使得所述电流调节装置当由所述眼罩所限定的空间内的温度下降到低于露点温 度阈值时增加到所述多个电路的功率，以及当由所述眼罩所限定的空间内的温度升高到高 于所述露点温度阈值时降低到所述多个电路的功率。
15. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在运动护目镜中使用。
16. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在潜水面罩中使用。
17. 根据权利要求8所述的眼罩防冷凝系统，其中所述系统适于在防护性的眼罩中使 用。
18. -种眼罩防冷凝系统，包括： 眼罩，所述眼罩适于保护用户的眼睛并适于在所述用户的眼睛和所述眼罩之间限定至 少部分封闭的空间，所述眼罩具有能够划分成至少一个区域用于促进至期望温度的所述眼 罩的区域加热的表面面积； 电源； 至少一个脉宽调制器； 至少一个加热元件，其在所述至少一个区域上并与所述至少一个区域一致用于促进所 述眼罩的区域加热，所述至少一个加热元件与所述至少一个脉宽调制器一致；以及 至少一个电路，所述至少一个电路将所述电源、所述至少一个脉宽调制器以及所述至 少一个相应加热元件互连用于加热所述眼罩，其中所述至少一个脉宽调制器控制电流以便 将所述至少一个加热元件区域的温度维持到高于操作环境的预期露点的温度。
19. 根据权利要求18所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括： 相对湿度传感器和温度传感器，每个传感器位于由所述眼罩所限定的空间内；以及 与所述相对湿度和温度传感器可操作性地连接的、用于周期性地计算露点温度的装 置； 其中所述至少一个脉宽调制器响应于所述用于周期性地计算露点温度的装置以便控 制所述至少一个加热元件，使得所述至少一个加热元件维持在高于露点的温度以便保证防 止随着时间的推移起雾。
20. 根据权利要求19所述的眼罩防冷凝系统，进一步包括多个预定数据简况与相应的 选择装置，其使能根据用户所选择的所述数据简况之一来控制所述眼罩的每个区域。
【文档编号】A61F9/04GK104114133SQ201380009708
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月14日 优先权日:2012年2月16日
【发明者】杰克·科尼利厄斯 申请人:阿巴米纳博实验室有限责任公司