适于电子眼镜的连接器以及包括这种连接器的电子眼镜的制作方法

本公开涉及适于在控制单元与布置于用于电子眼镜的电活性透镜中的至少一个电光部件之间提供电连接的连接器，并涉及包括这种连接器的电子眼镜。

背景技术：

1、如在本技术中所使用的“电子眼镜”包括其中电子器件被集成到眼镜框架中的任何眼镜。

2、许多类型的其中电子装置被集成到眼镜框架中的电子眼镜是可用的。在这些眼镜中的一些眼镜中，电子装置仅仅附接至框架。在其他情况下，电子装置与眼镜功能更紧密地联系在一起：例如，已知的眼镜中集成有相机，使得用户可以拍照或拍摄他们所看的东西。在其他电子眼镜中，电子装置与眼镜中的透镜相互作用：例如“主动式”3d眼镜的情况，其中，左透镜和右透镜以交替的方式被阻挡；以及其他类型的电活性透镜的情况，比如用于可调光透射的透镜的情况。本公开特别关注电子眼镜的类型，其中，至少一个透镜包括至少一个电光部件，所述至少一个电光部件能够由框架中的控制电子器件控制。

3、在大多数现有的电子眼镜中，电子器件分布在框架的前部部分的任一侧：例如，电源可以布置在一侧，而控制电子器件布置在另一侧部。这也意味着至少需要连接线缆用于电力传输，并且在许多种情况下也用于信息传输。然后，这种线缆必须以某种方式沿着框架的前部部分或穿过框架的前部部分集成。此外，必须在电子器件与透镜中的电光部件之间提供某种电连接。

4、此外，防水性在便携式电子装置中的重要性日益增加，因为当今的消费者希望能够随时随地使用他们的装置。根据预期用途，例如潮气侵入可能性较高的户外活动，基本防飞溅性(ipx4)以及甚至短期浸入水中的防护(ipx7)变得越来越多地成为标准。尤其是在眼镜中，防水性非常重要。除了在户外使用之外，眼镜本身容易沾染污物(灰尘和油脂)和/或汗水。为了确保您的眼镜有良好的视力，每天清洁眼镜是必要的。为了允许进行适当的清洁，需要最低的ipx4等级的防水性。

5、在许多现有的电子眼镜中，框架是针对特定的应用而设计的，包含精心定制的腔以容纳所有的电子器件和连接器。这些腔然后用附加的塑料和/或金属覆盖件进行密封，这些覆盖件可以旋拧和/或胶合到框架上。为了提供所需等级的防水性，覆盖件可以用防潮粘合剂或树脂进行紧密且永久地附接。然而，这些现有的系统具有一些缺点：它们对于不同的应用或者甚至稍微不同的透镜是不灵活的，并且可能难以更换电子器件。

6、此外，在许多现有的电子眼镜中，柔性印刷电路(fpc)用于桥接透镜与框架中的电子器件之间的距离。透镜中的电光部件通常通过直接焊接连接至fpc，但这不会导致可靠的连接，因为可移动的fpc可以容易地破坏薄且脆弱的连接。这可能是由于震动、掉落或者甚至由于组装期间的搬运造成的。

7、在处方眼镜的情况下，还有额外的挑战，因为每副眼镜均需要针对每个消费者进行个性化定制。针对每个消费者，不仅处方(确定眼镜的曲率和边缘厚度)不同，而且佩戴(瞳孔的位置指定为它们之间的距离和佩戴高度)也不同。所有这些参数都会影响边缘透镜的最终厚度，并且从而影响触点的位置。

8、如从上文清楚的是，当将电子装置集成到眼镜框架中时，存在许多挑战。首先是框架必须适于容纳电子装置，这可能导致框架仅适用于集成一个特定的电子装置，导致不期望的笨重，并且/或者导致不吸引人的美学结果。第二个挑战是确保控制电子器件与透镜中的电光部件之间的牢固的电连接，特别是如上所述的，在处方眼镜的情况下，透镜中/上的接触点的位置可能因用户而不同。第三个挑战是电子装置优选地被保护免受潮气侵入，并且同时，能够替换电子装置或接近电子装置可能是有利的。本公开的目的是解决这些挑战中的至少一些挑战。

9、文件us 2020/0225511 a1公开了一副眼镜，该副眼镜包括具有上边沿部分的框架，电活性透镜可以安装到该上边沿部分中。在该文件中所描述的示例中的一个示例中，围绕附接至框架的电活性透镜的径向圆周设置有垫圈。垫圈由柔顺的电绝缘材料制成。为了能够电连接至电活性透镜，在垫圈中设置孔口，该孔口容纳形成为与垫圈匹配的物理上柔顺的导电材料。然而，导体布置在垫圈的外部，仅在孔口的位置处，导体能够到达物理上柔顺的导电材料。因此，眼镜仍然不能充分防止潮气侵入。

技术实现思路

1、根据本公开的实施方式，提供了一种适于提供控制单元与布置在用于电子眼镜的电活性透镜中的至少一个电光部件之间的电连接的连接器，特别是用于电子眼镜的连接器，其中，电活性透镜具有周向边沿，沿着该周向边沿布置有多个暴露的接触区域，从而提供与电光部件的电接触。连接器还包括柔性线缆，该柔性线缆优选地包括柔性印刷电路(pcb)，其中，柔性线缆构造成连接至控制单元的至少一部分并且/或者形成控制单元的至少一部分，并包括连接至可压缩连接器模块的连接部分。至少一个可压缩连接器模块构造成定位在透镜的周向边沿与柔性线缆之间，并配置成提供多个暴露的触点与柔性线缆的连接部分之间的电连接。当柔性线缆放置在电子眼镜的框架中并放置在电活性透镜的周向边沿上时，可压缩连接器构造成在透镜与框架之间被压缩。还提供了密封单元，该密封单元构造成在连接器放置在透镜上时至少封围柔性线缆的导电部分以及可压缩连接器模块。

2、具有连接部分的柔性线缆——该柔性线缆通常包括fpc或由fpc组成——的使用在本领域并不罕见。然而，通常，连接部分与透镜中的电光部件之间的电连接是固定的连接，例如使用直接焊接来提供，这可能容易受到柔性线缆的运动和/或变形的影响，也容易受到突然运动的影响。此外，这种连接可能难以适当地防潮气。

3、然而，可压缩连接器模块可以至少部分地解决这两个问题。首先，连接器模块是可压缩的这一事实意味着连接器模块是更抗冲击的。虽然可压缩连接器模块可以以各种方式实现——这将在下面更详细地讨论——但是可压缩连接器模块构造成使得即使在对可压缩连接器模块施加力时，可压缩连接器模块也能确保牢固的电连接。此外，由于当柔性线缆放置在电子眼镜的框架中以及放置在电活性透镜的周向边沿上时，可压缩连接器被压缩在透镜与框架之间，所以柔性线缆与电活性透镜的周向边沿之间的空间可以被完全填充，这可能已经提供了一定水平的防潮，并且还可以使暴露的接触区域与氧气的接触最小化，从而避免/最小化氧化。最后，使用可压缩连接器模块而不是诸如通过直接焊接实现的固定触点意味着，在某些实施方式中，可以在不需要连接器的非常精确的定位的情况下建立牢固的电连接，从而使得可以使用相同的连接器用于具有不同位置的暴露的接触区域的电子眼镜。

4、在一些实施方式中，可压缩连接器模块的尺寸和形状使得可压缩连接器模块能够同时覆盖多个暴露的接触区域的所有接触区域。这可以增加模块和连接器作为整体的牢固性，并且还可以用相当简单的密封单元来实现所需的防潮性。

5、优选地，可压缩连接器模块是有弹性的，在这种意义上，当可压缩连接器模块被压缩时，可压缩连接器模块倾向于回弹或弹回。这可以确保当定位在框架与透镜之间时，可压缩连接器模块将占据最大可能的空间量，这可以防止潮气进入透镜与框架之间的空间，具体地是透镜的周向边沿上的暴露的接触区域与柔性线缆上的连接部分之间的空间。这可以例如通过至少部分地由弹性材料和/或弹性体材料制成的可压缩连接器模块来实现。

6、优选地，可压缩连接器模块配置成在柔性线缆的连接部分与电活性透镜的相应的暴露的接触区域之间在连接器模块的厚度方向上提供导电性，并且在垂直于厚度方向的横向平面中提供电绝缘性。此处的“厚度方向”也可以被称为z方向，是各种元件堆叠的方向；当连接器定位在透镜上时，该方向是透镜的周向边沿的法线方向——需要注意的是，该方向因此在整个电子眼镜中不是恒定的。厚度方向或z方向也大致垂直于柔性线缆的表面，该表面可以被描述为x-y平面。

7、具有这种仅在z方向上导电的可压缩连接器模块可以确保柔性线缆的每个连接部分电连接至暴露的接触区域中的相关一个暴露的接触区域——并且优选地，每个连接部分与暴露的接触区域中的所有其他暴露的接触区域电绝缘。这是因为在大多数情况下，不希望在柔性线缆的连接部分与没有明确电连接的电活性透镜的暴露的接触区域中的任何一个暴露的接触区域之间存在“串扰”。然而，在其他实施方式中，例如在下述实施方式中：对于透镜边缘的每个接触区域，使用至少一个单独的可压缩连接器模块，并且其中，可压缩连接器模块已经相对于彼此电绝缘)。

8、此外，在这样的实施方式中，将柔性线缆定位成使得柔性线缆的连接部分仅在z方向上与相应的暴露的接触区域分离就足够了，即，它们直接定位在相应的暴露的接触区域上方/上面以实现电连接。另一方面，只要压缩连接器模块的一部分存在于每个接触区域/连接部分对之间，则压缩连接器模块的准确定位就不太相关。

9、这些导电性能例如可以通过使用可压缩连接器模块来实现，该可压缩连接器模块包括橡胶或弹性体基体中交替的导电区域和绝缘区域——这种类型的弹性体可压缩连接器以名称商业可得。

10、然而，其他实施方式也是可能的。例如，可压缩连接器模块可以包括多个可压缩连接器，优选地，对于多个暴露的接触区域中的每个接触区域，可压缩连接器模块包括至少一个可压缩连接器。在这种情况下，接触区域/连接部分对之间的绝缘可以由密封单元提供，或者由设置在不同的连接器之间的另一绝缘元件提供。还可以对上述两种选项进行组合，即，可压缩连接器模块包括多个可压缩连接器，所述多个可压缩连接器中的任何一个或全部可压缩连接器可以配置成仅在z方向上导电；例如，可以使用多个弹性体连接器。

11、替代性地(或附加地)，压缩连接器模块可以包括表面安装装置、smd、例如具有覆盖有导电膜的硅橡胶芯部的smd。例如，可以使用由mtc micro tech components gmbh制造的smd类型w。

12、在实施方式中，当柔性线缆放置在电子眼镜的框架中时，可压缩连接器构造成在厚度方向上被压缩超过0.2mm-5mm，优选的0.5mm-2.5mm。根据应用、所选择的框架、所需的防潮等级等，可能需要不同的压缩公差以及可选的不同弹性。

13、虽然可压缩连接器模块可以配置成通过与暴露的接触区域直接接触来提供多个暴露的接触区域与柔性线缆的连接部分之间的电连接，但是对于连接器来说，连接器额外地包括至少一个连接元件可能是有利的，所述至少一个连接元件构造成直接布置到多个暴露的接触区域中的至少一个暴露的接触区域上，其中，连接元件是至少部分导电的。所述至少一个连接元件定位在暴露的接触区域与可压缩连接器模块之间，以将暴露的接触区域电连接至可压缩连接器模块。

14、可以以若干种方式设置至少一个连接元件。作为示例，连接元件可以包括将被施加至电活性透镜的暴露的接触区域中的一个或更多个暴露的接触区域的导电粘合剂材料，例如ag胶。这种导电粘合剂材料可以构造成作为一层或更多层被施加在透镜的周向边沿上的暴露的接触区域的顶部上。

15、替代性地或附加地，连接元件可以包括导电带，该导电带将被施加至电活性透镜的暴露的接触区域中的一个或更多个暴露的接触区域。

16、导电元件，特别是如果使用导电带形成导电元件或者如果导电元件以其他方式形成为层，可以仅在某些区域中导电，例如包括多个导电区域，每个导电区域构造成覆盖所述多个接触区域中的一个接触区域。替代性地或附加地，连接元件可以配置成仅在z方向上导电，即沿着垂直于其表面的方向导电。为了实现期望的导电性能，连接元件可以包括导电颗粒，导电颗粒允许柔性线缆的连接部分与电活性透镜的暴露的接触区域之间在厚度方向上的电互连，其中，这些颗粒间隔足够远以用于使连接部分在连接部分的平面中电绝缘。

17、连接器可以附加地包括布置在上述连接元件与可压缩连接器模块之间的至少一个附加的连接元件。该附加的连接元件例如可以包括柔性印刷电路(fpc)。在其他实施方式中，连接元件本身可以包括柔性印刷电路，在这种情况下，可能不需要其他的连接元件。

18、如所讨论的，非常希望保护电子元件——该电子元件包括确保控制单元与电活性透镜中的电光部件之间的电连接的零件——免受潮气影响。如上所述，这种可压缩连接器模块在实现这一点方面起作用。构造成至少对柔性线缆的连接部分和可压缩连接器模块进行封围的密封单元进一步有助于实现该目标。

19、密封单元的细节当然取决于可压缩连接器模块和连接器的其他元件的特性。在实施方式中，密封单元至少包括柔性壳体，其中，当连接器放置在透镜上时，柔性壳体与透镜一起形成防水封围件，该防水封围件至少用于柔性线缆的连接部分、可压缩连接器模块、暴露的接触区域，并且可选地，还用于柔性线缆的其他部分并且/或者用于一个或多个连接元件的至少一部分，如果存在的话。柔性壳体优选地包括弹性材料，例如硅树脂。优选地，柔性壳体由弹性材料制成。

20、柔性壳体可以包括多个部分。例如，柔性壳体可以包括第一壳体元件和第二壳体元件，第一壳体元件用于至少容纳至少一个可压缩连接器模块，第二壳体元件构造成放置在第二壳体元件以及容纳在其中的至少一个可压缩连接器模块的上方。第二壳体元件构造成还至少容纳柔性线缆的连接部分。如果存在的话，第二(或者可选地第一)壳体元件也可以容纳其他一个或多个连接元件。在这些实施方式中，第一壳体和第二壳体的材料性能可以相同，但是也可以有利地不同。例如，可能希望第一壳体比第二壳体更坚固，即可压缩性稍差。

21、第一壳体元件例如可以采取垫圈的形式，该垫圈可以设置成与可压缩连接器模块预组装在一起。这在可压缩连接器模块包括多于一个可压缩连接器的实施方式中可能特别有利——第一壳体除了提供防潮保护之外，然后还可以用于将可压缩连接器以彼此相距一定距离保持就位，并且在一些实施方式中还可以配置成使可压缩连接器彼此电绝缘。垫圈状的第一壳体元件的使用对于其他实施方式也可能是有利的。

22、除了提供防潮保护之外，密封单元可以配置成使多个暴露的接触区域彼此电绝缘。

23、防潮优选地通过构造密封单元以将可压缩连接器模块、暴露的接触区域以及柔性线缆的连接部分与环境密封隔开并且可选地将一个或多个连接元件——如果存在的话——的至少一部分与环境密封隔开来实现。

24、示例性实施方式还涉及包括如上所述的连接器的电子眼镜。具体地说，电子眼镜包括：框架；至少一个电活性透镜，所述至少一个电活性透镜包括电光元件以及沿着透镜的周向边沿的多个暴露的接触区域，每个接触区域包括与电光元件连接的接触端子；控制单元，该控制单元用于对至少一个电活性透镜的电光元件进行控制；以及如上所述的连接器。连接器定位成提供控制单元与至少一个电活性透镜的电光元件之间的电连接。在本公开的实施方式中，接触端子可以被实施为丝网印刷的导线，例如ag线或由透明材料制成的线，从而将接触区域与电活性透镜的透明电极中的相应的一个透明电极相连接。

25、优选地，连接器定位成使得柔性线缆被放置在框架中和/或沿着框架放置，并且可压缩连接器模块被压缩在透镜与框架之间。可压缩连接器模块可以直接应用于多个暴露的接触区域，或者连接器的连接元件可以直接应用于多个暴露的接触区域。在后一种情况下，该连接元件将定位在可压缩连接器模块与透镜之间，并且实际上可以通过可压缩连接器模块保持就位，而不需要任何附加的附接器件。在这样的实施方式中，可以更换连接器或连接器的元件。

26、在某些实施方式中，至少一个电活性透镜布置成用于可调谐的光透射。

27、在优选实施方式中，所描述的连接器可能特别有利，至少一个电活性透镜包括：第一光学透明基板和第二光学透明基板，其中，第一光学透明基板和第二光学透明基板大致彼此平行延伸；形成在第一光学透明基板上的第一光学透明电极以及形成在第二光学透明基板上的第二光学透明电极；连接至第二光学透明电极的衍射透镜结构件，比如菲涅耳透镜结构件；以及位于第一光学透明电极与第二光学透明电极之间的密封腔，其中，在密封腔中布置有液晶(lc)材料(优选的——但不限于——向列型液晶材料)的至少一个lc层，并且其中，液晶(lc)材料中的液晶大致轴向对准。控制单元然后配置成通过向第一光学透明电极和/或第二光学透明电极施加电压，从而改变lc层在横向方向上的折射率来改变电活性透镜的光功率。在这样的实施方式中，多个接触区域可以是第一光学透明电极的暴露区域和第二光学透明电极的暴露区域。

28、有多种方式可以设置沿着电活性透镜的周向边沿提供与电光部件电接触的多个暴露的接触区域。优选地，至少一个电活性透镜包括周向斜角边缘，第一光学透明电极和第二光学透明电极延伸到该周向斜角边缘中(或者至少导线可以延伸到该斜角边缘中，导线与电活性透镜的相应的透明导电层，例如氧化铟锡(ito)层连接)，并且其中，通过去除斜角边缘的一个或更多个部分来形成暴露的接触区域。这些部分可以径向向内移除，从而提供一个或更多个基本上平坦的暴露的接触区域。替代性地或附加地，这些部分可以轴向向内去除，例如通过在斜角边缘的一个或更多个侧面中钻出一个或更多个凹部或开口来去除。为了增加面积或者使其更容易连接至接触区域，也可以使用导电胶，例如ag胶。

29、电子眼镜还可以包括框架中的夹持机构，该夹持机构构造成在柔性线缆与可压缩连接器模块之间施加机械力。然而，也可以采用其他机构优选地以可释放的方式来附接框架和可压缩连接器模块。