CN108139614A - 用于光学设备的电子镜架以及用于操作所述电子镜架的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光学设备的电子镜架(1)，所述电子镜架包括能够至少部分地容置至少一个镜片(3)的镜架前部元件(2)，所述前部元件(2)通过所述前部元件(2)和所述镜腿(6)的相应末端(4，10)连接至至少一个镜腿(6)上，所述电子镜架(1)包括用于控制至少一个电子部件的操作的电路。所述电子镜架包括至少一个磁场或电场发射器(8)和一个磁场或电场传感器(9)，所述传感器(9)或所述发射器(8)中的至少一个被安装成能相对于另一个在第一位置与第二位置之间移动，所述传感器(9)能够检测所述发射器(8)在所述第一位置发射的场的第一场方向和第一场值与所述发射器(8)在所述第二位置发射的场的第二场方向和第二场值之间的差异，以向所述控制电路生成第一位置信号或第二位置信号，以便引起所述控制电路朝向所述至少一个电子部件的响应。

Description

用于光学设备的电子镜架以及用于操作所述电子镜架的方法

技术领域

本发明涉及一种电子镜架。

背景技术

通过非限制性举例的方式，本发明可以讨论包括电子部件以便获得光学设备的镜架，例如装备有矫正眼镜片的一副眼镜，例如装备有诸如振幅可变眼科单元等矫正镜片或眼镜片、或者实际上甚至装备有简单的眼镜片(无论是否有色)，振幅可变眼科单元的振幅是通过电子电路来控制的。

用于眼镜式光学设备的电子镜架通常包括：

-前部元件，包括用于至少一个镜片的容纳壳体；

-至少一个镜腿，通过相应的前部元件和镜腿末端连接到所述前部元件；以及

-至少一个电子部件。

术语“前部”将被理解为意指用于光学设备的镜架的一组元件，当电子镜架被使用者配戴着时，组件旨在被放置在面部的前方。

这样的电子镜架消耗电力来运行。

发明内容

本发明允许检测这些电子镜架是否被配戴着，特别地(但不排他地)，以便在不使用眼镜式光学设备时限制电子镜架的电力消耗。

为此，本发明涉及一种上述类型的电子镜架，值得注意的是所述电子镜架包括至少一个电场或磁场发射器和相应的一个电场或磁场传感器，所述传感器或发射器中的至少一个被安装成能相对于另一个在第一位置与第二位置之间移动，所述电场或磁场传感器能够检测以下之间的差异：

-所述电场或磁场发射器在所述第一位置发射的场的第一场方向和/或第一场值，与

-相应地所述电场或磁场发射器在所述第二位置发射的场的第二场方向和/或第二场值，

以向所述控制电路生成第一位置信号或第二位置信号，以便引起所述控制电路朝向所述至少一个电子部件的响应。

借助于电子镜架中的电场或磁场传感器和电场或磁场发射器的存在，由于其中的一个能相对于另一个移动并且借助于因此限定的操作模式，电子镜架装备有允许在其未被配戴着时使其电源待机的装置。

具体地，考虑到第二位置等同于镜架的镜腿的闭合位置，并且第一位置等同于镜架的镜腿的打开位置(例如指示镜架正被配戴着的位置)，电场或磁场传感器能够检测所述位置中的一个或另一个位置，以便使控制电路的电源待机或重新激活电源。

因此，本发明允许节省电力，并且允许创造自动地管理其操作模式而无需配戴者进行干预的智能电子镜架(配戴者不需要致动按钮来使镜架的控制电路工作)。

根据本发明的电子镜架还可以单独或组合地包括以下特征：

-有利地，所述传感器是磁场传感器，并且所述发射器是磁场发射器；

-优选地，所述电场或磁场发射器被定位在所述前部元件或所述镜腿的末端中的一个末端处，并且所述电场或磁场传感器被定位在所述前部元件或所述镜腿的末端中的另一末端处；

-所述前部元件和所述镜腿的相应末端通过具有旋转轴线的铰链元件相连接，并且所述电场或磁场发射器可以被定位在所述铰链的附近并且中心可以在所述旋转轴线上，使得所述电场或磁场发射器具有与所述旋转轴线共点并在垂直于所述旋转轴线的平面内的磁场轴线；

-所述磁场发射器可以是大致圆柱形的磁体，并且所述磁体可以在径向方向上被极化；

-所述大致圆柱形的磁体可以被定位在所述铰链元件中，并且所述磁体可以具有允许其在安装时方便定向的平坦部；

-所述磁体可以具有通孔以容纳螺钉，以便将所述磁体紧固到所述镜架；

-所述电场或磁场传感器可以具有检测表面，并且所述磁场传感器可以是在预设测量方向上在所述检测表面测量电场或磁场的值的传感器；

-在最近实施例中，可以提供的是，所述预设测量方向与所述铰链的旋转轴线共点并且在垂直于所述旋转轴线的平面内；

-最后，所述磁场传感器是模拟传感器，可以是各向异性磁阻传感器、霍尔效应传感器、或磁簧传感器。

此外，本发明涉及一种组件，所述组件包括如以上限定的电子镜架和用于对所述镜架进行充电的设备，所述电子镜架包括充电座。根据本发明的组件值得注意的是，所述控制电路仅当所述控制电路接收到第二位置信号时才能允许对所述镜架进行充电。

最后，本发明涉及一种用于操作如以上限定的镜架的方法。根据本发明的方法值得注意的是，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路使所述电子镜架待机。

根据包括多个电子部件的电子镜架的一种有利实现方式，所述方法提供的是，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路停止所述电子部件之一的操作。

根据用于如以上限定的组件的电子镜架的另一种有利实现方式，所述方法提供的是，当所述控制电路接收到第一位置信号时，所述控制电路阻止所述电子镜架充电。

最后，根据用于如以上限定的组件的电子镜架的另一种有利实现方式，所述方法提供的是，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路允许所述电子镜架充电。

附图说明

为了允许实现本发明，在以下描述中以充分清楚和完整的方式描述了本发明，另外以下描述还附有附图，其中：

-图1是根据本发明的第一实施例的电子镜架的一部分的示意性截面视图；

-图2是图1中示出的截面视图的放大图；

-图3是图1中示出的镜架中所包括的磁场传感器的透视图；并且

-图4是图1中示出的镜架中所包括的磁场发射器的透视图。

具体实施方式

为了清楚起见，仅示出了对理解所描述的实施例有用的元件。

此外，从一个实施例到下一个实施例，指定给定元件的附图标记被重新使用。

最后，在以下描述中，为了便于理解，参照附图使用术语“下”、“上”、“顶”、“底”等。它们不能被理解为是对本发明范围的限制。

图1示出了根据本发明的电子镜架1的一部分。

仅展示出了电子镜架的包括本发明特有元件的部分。

电子镜架1包括部分地容置镜片3的前部元件2。

所展示的镜片3可以是其尺寸使得其位于电子镜架的配戴者的一只眼睛的前方的镜片。镜片3还可以是“护目镜”或“面罩”式镜片，其尺寸使得其位于电子镜架的配戴者的双眼前方。

在所展示出的实例的背景下，镜片3用镜圈7框住，镜圈7保持镜片3的边缘。镜圈7属于前部元件。

仅展示出了前部元件2的一部分，这个部分对应于铰链5附近的前部元件2的末端4，所述铰链将前部元件2连接到镜腿6。

更确切地，前部元件2的末端4和镜腿6的一个末端10通过铰链5连接在一起。

铰链5具有旋转轴线X，其允许镜腿6相对于前部元件2枢转，以便将镜腿6抵靠前部元件置于折叠位置，并且以便将镜腿6从前部元件分离，直至允许配戴者配戴电子镜架1的分离位置。图1中展示出了分离位置。

通常，电子镜架图1包括电子部件(未示出)和用于控制电子部件的操作的电路。

电子部件可以是电致变色镜片类型的有源镜片3的电子电路，当传感器检测到最小光强度值时，所述有源镜片变成有色的。这样的电子电路和允许控制其操作的装置被容置在电子镜架1的镜圈7中。然而，出于易读性，它们未在图1中示出。

根据本发明，电子镜架分别包括电场或磁场发射器8和电场或磁场传感器9。

在此实施例的背景下，电场或磁场发射器8是磁场发射器，并且更具体地是图1、图2和图4中所展示出的磁体8。

电场或磁场传感器9是磁场传感器，并且在图1和3中展示出。

根据所展示出的实施例，磁场传感器9被定位在镜腿6中、位于铰链5附近的镜腿末端10处，而磁体8被定位在前部元件2的末端4处。

以此方式，磁场传感器9被安装成能够相对于磁体8移动。

由于镜腿6能够通过铰链5在分离位置与折叠位置之间远离或朝向前部元件移动，磁场传感器9也可以在镜腿6的分离位置与折叠位置之间远离或朝向前部元件2移动。

在所展示出的实施例的背景下，磁体8被定位在铰链5中并且在铰链5的旋转轴线X的延长线上。

此外，磁体8在铰链中保持就位。

在铰链5的轴线上保持就位的磁体8的这个具***置意味着紧固到镜腿6上的磁场传感器9总是与磁体8保持相同的距离，但是，磁传感器被安装成能够围绕磁体8在例如对应于镜腿6的(前述)分离位置的第一极限位置与例如对应于镜腿6的折叠位置的第二极限位置之间旋转。

在磁传感器9处于第一位置或第二位置的位置，由磁体发射的磁场线不具有相同的方向。此外，在磁场传感器的第一位置或第二位置处的磁场值不相同，在镜腿6从分离位置转到折叠位置或反之亦然的过程中，场线不沿着磁场传感器的路径。

因此，取决于磁场传感器9处于第一位置还是第二位置、或者实际上在第一位置与第二位置之间的中间位置，磁场传感器能够检测磁场值和/或磁场方向的变化。

图1和图2示出了电场或磁场传感器9连接到***镜腿6中的电子板100上，电子板100允许对由电场或磁场传感器9收集到的信息进行处理并且将处理后的信息传输到用于控制电子镜架的电子部件的电路。

处理后的信息可以是指示镜腿处于与前部元件分离的位置的信号：所述信号则将被称为第一位置信号。

信号还可以指示镜腿处于折叠抵靠前部元件的位置：所述信号则将被称为第二位置信号。

响应于接收到第一位置信号，控制电路可以重新激活镜架的电子部件的电源(如果镜架处于待机状态)。控制电路还可以再次响应于接收到第一位置信号而阻止包含在眼镜镜架1中的电池充电，从而保证配戴者的最低安全水平。

响应于接收到第二位置信号，控制电路可以暂时停止电子镜架的电源，使其处于待机状态。控制电路还可以响应于接收到第二位置信号而停用电子镜架中所包括的多个电子部件中的单个电子元件的操作。例如，所述控制电路可以：

-将电致变色镜片恢复到清晰状态；

-置于监测环境光照水平的待机功能；

-置于监测其他电子部件(如用于调节电致变色镜片所采用的色彩的传感器、用于从自动模式切换到手动模式的传感器等)的待机功能；

-停止相应电子部件的供电；

-将微处理器或微控制器置于待机模式：这个微部件将这个待机状态作为一个选项，这个选项允许微处理器终止除对于电场或磁场传感器9产生的信号的变化的监测功能之外的所有活动。

因此，向控制电路传输第一位置信号或第二位置信号引起控制电路朝向电子镜架中所包括的一个或多个部件的响应。

现在参考根据本发明的电子镜架中所使用的磁体8。

图4展示了磁体8：所述磁体为大致圆柱形状，并且在径向方向上被极化。

因此，磁铁包括具有第一极的第一磁体半部11和具有第二极的第二磁体半部12，第一磁体半部11和第二磁体半部12位于磁体8的轴向平面P的两侧。

而且，磁体8包括在其被放置在电子镜架1的前部元件2的末端4处时允许磁体正确定向的周缘平坦部13。

例如，磁体8可以具有3mm的直径和1mm的高度，并且被径向极化。

磁体可以由NdFeB(钕铁硼)制成。

利用这样的磁体8，磁场传感器9可以放置在离磁体约5mm至8mm的距离处。

前部元件2的末端4包括用于容纳磁体8的壳体14，所述壳体具有磁体通过其而被***的孔口15并且具有与磁体的形状互补的形状：壳体14因此具有大致圆形的截面，其边缘部16是直的，当磁体8被***壳体中时，磁体的平坦部13抵靠所述边缘部放置。

磁体8具有轴向通孔(未示出)，允许磁体8通过螺钉连接而在壳体14中保持就位。

现在将参考在本实施例的上下文中使用的磁场传感器。

图3中展示了磁场传感器。

磁场传感器9包括用于紧固到电子板100的两个销20。磁场传感器9具有检测表面17，并且在预设测量方向18(图3中的双头箭头)上在检测表面处测量源自磁场发射器8的磁场的值。

磁场传感器9被配置成拥有两个输出状态，即对应于第一位置信号的第一状态和对应于第二位置信号的第二状态。

更确切地，当所测得的磁场高于某个值(可以是固定的或可参数化的)时，生成传感器的第一输出状态，并且如果所测量得的场低于这个值，则生成传感器的第二输出状态。

在磁传感器的实施例中，磁传感器从第一状态切换到第二状态的阈值约为一毫特斯拉(mtesla)。

在此实施例的背景下，提供的是，预设测量方向18与铰链5的旋转轴线X共点并且在垂直于此旋转轴线X的平面内。

由于磁体8与铰链的旋转轴线X同轴地放置，所以磁体8具有与旋转轴线X共点并垂直于铰链5的旋转轴线的磁场轴线。因此，磁场传感器9可以感测由磁体8发射的磁场的变化。

应当注意的是，当镜腿处于折叠位置时，磁体8的极化轴线与传感器的轴线对齐并且共面。当镜腿6半打开时(大致在折叠位置与分离位置之间的中途)，这样的配置引起传感器的状态改变。

如上所述的磁场发射器8和磁场传感器9的具体取向和位置允许***容许磁体的磁场值的变化以及旋转轴线与磁场传感器的中心之间的距离的变化。

具体地，此实施例保证了：

-传感器测量的最小磁场几乎为零(两个正交向量的标积)；并且

-在镜腿6的相对于磁场轴线的90°角位置处测得最大磁场。

另外，无论磁场值和磁场传感器9与旋转轴线X之间的距离如何，情况都是如此。

应当注意的是，磁场发射器或接收器的任何其他安排将在以下各项之间建立相关性：最小场的值、相对于磁体8的位置的最小和最大场的角位置、磁场传感器与磁体之间的距离以及磁场的值。

作为实例，磁场传感器9可以是各向异性磁阻传感器(AMR传感器)。

磁场传感器还可以是另一种类型的传感器，例如模拟霍尔效应传感器或模拟磁簧传感器。

在所描述的实施例中，磁场传感器用作检测电子镜架1是否正被戴着的检测器：折叠的镜腿表示所述设备未被戴着。

在另一个实施例(未展示出)中，可以提供的是，电子镜架1与电子镜架充电器1相关联。

在这种情况下，电子镜架将装备有充电座(未展示出)。

借助于本发明，提供的是，关于是否允许镜架充电，控制电路能够考虑由电子板100发射的信号。

具体地，并且正如上面已经提到的那样，在配戴者配戴着电子镜架的同时给电子镜架充电实际上是危险的，并且任何允许这种情况发生的实施例都是不可行的。

因此，如果控制电路考虑到响应于磁场传感器(或另一实施例中的电场传感器)9的指示而由电子板发射的信号的性质，可以当镜架的镜腿打开(由电子板朝向控制电路发散的第一位置信号)时防止电子镜架充电。

因此，在接收到由磁场传感器(或另一实施例中的电场传感器)9中继的信息之后，当电子板100发射第二位置信号时，则控制电路允许电子镜架充电。

从以上描述中应当理解本发明如何自动地允许未被使用的电子镜架容易地置于待机状态。

作为所描述的实施例的替代性实施例，可以设想将磁场或电场发射器放置在一个镜腿中，相比之下将磁场或电场传感器相应地放置在第二镜腿中。因此，只有当镜腿处于第二位置时，传感器才接收非零场，传感器和发射器则靠近在一起。

刚刚描述的根据本发明的实施例具有许多优点，其中：

-实现方式非常简单：如果假定电路板已经存在于镜腿中，则将传感器添加到电子板并将磁铁添加到电子镜架上就足够了。在这种情况下，所述板必须能够管理特定类型的微控制器特有的特定待机配置中的传感器信号。

-***价格低廉。

-这种镜架的操作非常可靠，因为本方法不需要机械接触。

-镜架的体积非常小。

-镜架稳健(***对组装过程的重复性或元件特征的变化不敏感)。

-发射器/传感器***允许容易地生产密封的电子器件。

-低功耗。

-在磁场发射器的情况下，可以检测镜腿是否打开/闭合，而无需在结合有磁体的元件中使用任何电子元件，因此允许所有电子器件在一个镜腿中、或者在镜架的前部元件中组合在一起。

Claims (15)

1.一种用于光学设备的电子镜架(1)，所述镜架包括能够至少部分地容置至少一个镜片(3)的镜架前部元件(2)，所述前部元件(2)通过所述前部元件(2)和所述镜腿(6)的相应末端(4，10)连接到至少一个镜腿(6)上，所述电子镜架(1)包括用于控制至少一个电子部件的操作的电路，

其特征在于，所述电子镜架包括至少一个电场或磁场发射器(8)和相应的一个电场或磁场传感器(9)，所述传感器(9)或发射器(8)中的至少一个被安装成能相对于另一个在第一位置与第二位置之间移动，所述电场或磁场传感器(9)能够检测以下之间的差异：

-所述电场或磁场发射器(8)在所述第一位置发射的场的第一场方向和/或第一场值，与

-相应地所述电场或磁场发射器(8)在所述第二位置发射的场的第二场方向和/或第二场值，

以向所述控制电路生成第一位置信号或第二位置信号，以便引起所述控制电路朝向所述至少一个电子部件的响应。

2.如前一项权利要求所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述电场或磁场传感器(9)是磁场传感器，并且在于，所述电场或磁场发射器(8)是磁场发射器。

3.如以上权利要求中任一项所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述电场或磁场发射器(8)被定位在所述前部元件(2)或所述镜腿(6)的末端(4，10)中的一个末端(4)处，并且在于，所述电场或磁场传感器(9)被定位在所述前部元件(2)或所述镜腿(6)的末端(4，10)中的另一末端(10)处。

4.如权利要求2和3中任一项所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述前部元件(2)和所述镜腿(6)的相应末端(4，10)通过具有旋转轴线(X)的铰链元件(5)相连接，并且在于，所述电场或磁场发射器(8)被定位在所述铰链(5)的附近并且中心在所述旋转轴线(X)上，使得所述电场或磁场发射器(8)具有与所述旋转轴线(X)共点并在垂直于所述旋转轴线(X)的平面内的磁场轴线。

5.如权利要求2至4中任一项所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述磁场发射器(8)是大致圆柱形的磁体(8)，并且在于，所述磁体(8)在径向方向上被极化。

6.如权利要求4和5所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述大致圆柱形的磁体(8)被定位在所述铰链元件(5)中，并且在于，所述磁体(8)具有允许其在安装时方便定向的平坦部(13)。

7.如权利要求6所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述磁体(8)具有通孔以容纳螺钉，从而允许将所述磁体紧固到所述电子镜架(1)上。

8.如权利要求2至6中任一项所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述磁场传感器(9)具有检测表面(17)，并且在于，所述磁场传感器(9)是在预设测量方向(18)上在所述检测表面(17)测量磁场的值的传感器。

9.如权利要求7所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述预设测量方向(18)与所述铰链的旋转轴线(X)共点并且在垂直于所述旋转轴线(X)的平面内。

10.如以上权利要求中任一项所述的电子镜架(1)，其特征在于，所述磁场传感器(9)是模拟传感器，所述传感器是各向异性磁阻传感器、霍尔效应传感器、或磁簧传感器。

11.一种组件，包括如以上权利要求中任一项所述的电子镜架(1)和用于对所述电子镜架(1)充电的设备，所述电子镜架(1)包括充电座，其特征在于，所述控制电路仅当所述控制电路接收到第二位置信号时才能允许对所述镜架进行充电。

12.一种用于操作如权利要求1至10中任一项所述的电子镜架(1)的方法，其特征在于，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路使所述电子镜架待机。

13.用于操作如权利要求1至10中任一项所述的电子镜架(1)的方法，所述电子镜架(1)包括多个电子部件，其特征在于，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路停止所述电子部件之一的操作。

14.用于操作如权利要求11所述的组件的电子镜架(1)的方法，其特征在于，当所述控制电路接收到第一位置信号时，所述控制电路阻止所述电子镜架充电。

15.用于操作如权利要求11所述的组件的电子镜架(1)的方法，其特征在于，当所述控制电路接收到第二位置信号时，所述控制电路允许所述电子镜架(1)充电。