JP2018504626A - マイクロ電流検知保護眼鏡加熱体システム - Google Patents
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Abstract
Description
この特許出願は、2014年11月29日付で出願され、2015年7月7日付で米国特許第9,072,591号明細書として発行された、Corneliusによる「Micro−Current Sensing Auto−Adjusting Heater System For Eye−Shield」に関する米国仮特許出願第14/556,128号(以下、「128出願」とも言う)の利益と優先権を主張するもので、128出願は2013年9月29日付で出願された先に同時係属中の米国特許出願第14/040,683号、米国特許出願公開第2014−0027436号の、Corneliusによる「多領域加熱される保護眼鏡」(以下、「親出願」とも言う)に関する利益と優先権を主張し、かつその一部継続出願であり、親出願は、2012年2月16日付で出願され、2013年10月29日付で米国特許第8,566,962号明細書として発行された、Corneliusによる「PWM Heating System for Eye−shield」に関する米国特許出願第13/397,691号(以下、「PWM出願」とも言う)の利益および優先権を主張する。したがって、本出願は、'128出願、親出願およびPWM出願の利益および優先権を主張する。'128出願、親出願、およびPWM出願は、参照により本明細書中に組み込まれる。
A:Pd=E2/R・H2に値を代入すると、8.42/20・32=単位面積当たり0.392ワット
B:Pd=E2/R・H2に値を代入すると、8.42/20・3.62=単位面積当たり0.272ワット
C:Pd=E2/R・H2に値を代入すると、8.42/20・4.22=単位面積当たりの0.200ワット
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、他の因子(入力電圧、加熱材料の厚さ、および抵抗率に関する加熱材料の配合)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、単位面積当たり0.200ワットの)電力密度を有することがわかる。電圧入力が同一であると仮定すると、所定のエリアにおける電力密度が低くなるほど、当該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)他の因子が等しい場合、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、より低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、基板にわたる均等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:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/32=単位面積当たり39.2オーム
B:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/42=単位面積当たり22.1オーム
C:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/42=単位面積当たり22.1オーム
D:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/2.52=単位面積当たり56.5オーム
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均等な加熱状態(すなわち、等電力密度)を有する保護眼鏡が生成される。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、または代替的に、計算に従って、等しい抵抗率を有するように配合され、かつ異なる厚さの加熱材料を加熱要素領域に適用することによって、この単位面積当たりの抵抗の結果が達成される。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、達成される。
A:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/32=39.2
B:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/3.72=25.8
C:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/3.82=24.4
D:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/4.22=20.0
E:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/4.22=20.0
F:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/3.82=24.4
G:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/2.72=48.4
H:R=(E2/Pd)/H2に値を代入すると、R=(8.42/0.2)/2.22=72.9
上記の単位面積当たりの抵抗率は、基板602全体にわたる均等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。
Claims (4)
- 保護眼鏡結露防止システムであって、
利用者の目を保護するように構成された保護眼鏡であって、当該保護眼鏡の所望の温度への領域加熱を容易にする、少なくとも1つの領域に分割可能な表面を有するものである、前記保護眼鏡と、
電源と、
少なくとも1つのパルス幅変調器と、
少なくとも1つのマイクロコンピュータと、
前記保護眼鏡の領域加熱を容易にするために、前記少なくとも1つの領域上に配置され、かつ当該領域と対応する少なくとも1つの加熱要素であって、前記少なくとも1つのパルス幅変調器に動作可能に接続され、かつ前記少なくとも1つのパルス幅変調器と対応するものである、前記加熱要素と、
前記電源から検知された電圧と加熱要素抵抗電圧とを比較する検知回路と、
前記電源、前記少なくとも1つのパルス幅変調器、前記少なくとも1つのマイクロコンピュータ、前記保護眼鏡を加熱するための前記対応する少なくとも1つの加熱要素、および前記検知回路を相互接続する少なくとも1つの回路と
を有し、
前記少なくとも1つのマイクロコンピュータは、前記少なくとも1つの加熱要素の領域の温度を動作環境の予想される露点より高い温度に維持するように電流を制御する前記少なくとも1つのパルス幅変調器に情報を中継するものであり、
前記少なくとも1つのマイクロコンピュータは、前記検知回路から加熱要素の抵抗を決定し、前記パルス幅変調器の電流を前記加熱体に合わせて制御し、それにより少なくとも1つの保護眼鏡領域の1つから別の保護眼鏡領域、および1つの保護眼鏡から別の保護眼鏡において発生する可能性のある抵抗の変動を補正するものである
保護眼鏡結露防止システム。 - 請求項1記載の保護眼鏡結露防止システムにおいて、このシステムは、複数の保護眼鏡領域に対応する複数のパルス幅変調器と、ゴーグルレンズの対応する複数の加熱要素とを有し、前記パルス幅変調器のうちの少なくとも1つの、対応する1つの保護眼鏡領域および1つの加熱要素に対する電流の制御を調整するために使用されるものである保護眼鏡結露防止システム。
- 請求項1記載の保護眼鏡結露防止システムにおいて、さらに、
加熱要素抵抗値のルックアップテーブルを有し、前記加熱要素抵抗値の各々は対応する複数のパルス幅調整係数に関連付けられており、これにより、前記マイクロコンピュータによる前記少なくとも1つのパルス幅変調器に適用される、発生した抵抗の変動を補正するための適切な調整値の計算が容易になるものである保護眼鏡結露防止システム。 - 請求項1記載の保護眼鏡結露防止システムにおいて、さらに、
請求項1記載の複数の保護眼鏡結露防止システムを有し、
前記保護眼鏡結露防止システムのうち第1のシステムは、パルス幅変調器のデューティサイクルの調整を可能にして、当該第1のシステムの少なくとも1つの加熱要素から、前記複数の保護眼鏡結露防止システムのうち第2のシステムの少なくとも1つの加熱要素に対する一定の熱を維持するために使用されるものであり、当該調整は、前記第1の保護眼鏡結露防止システムおよび前記第2の保護眼鏡結露防止システムからの加熱体抵抗値の変動にかかわらず行われるものである保護眼鏡結露防止システム。
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