CN117940835A - 双轴铰链机构 - Google Patents
双轴铰链机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117940835A CN117940835A CN202280058230.6A CN202280058230A CN117940835A CN 117940835 A CN117940835 A CN 117940835A CN 202280058230 A CN202280058230 A CN 202280058230A CN 117940835 A CN117940835 A CN 117940835A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hinge
- cam
- arm
- frame
- cable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 24
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 22
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 description 1
- 210000004279 orbit Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C5/00—Constructions of non-optical parts
- G02C5/22—Hinges
- G02C5/2209—Pivot bearings and hinge bolts other than screws
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C5/00—Constructions of non-optical parts
- G02C5/22—Hinges
- G02C5/2218—Resilient hinges
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C5/00—Constructions of non-optical parts
- G02C5/22—Hinges
- G02C5/2218—Resilient hinges
- G02C5/2227—Resilient hinges comprising a fixed hinge member and a coil spring
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C5/00—Constructions of non-optical parts
- G02C5/22—Hinges
- G02C5/2272—Hinges without well-defined pivot axis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C2200/00—Generic mechanical aspects applicable to one or more of the groups G02C1/00 - G02C5/00 and G02C9/00 - G02C13/00 and their subgroups
- G02C2200/28—Coil spring twisted upon actuation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
Abstract
眼镜包括使用铰链机构连接到臂的框架,该铰链机构使得臂能够移动到折叠位置、标称位置和超伸展位置。在标称位置中,最小化或消除眼镜的任何电子部件的间隙和暴露。具有不同部件的多个旋转轴线的铰链允许臂在相对于框架的多个稳定位置之间自动地卡扣,同时还能够弯曲并且向各种各样的头部施加夹紧力。电缆或其他电连接器可延伸穿过铰链的一部分以在臂和框架中的电子部件之间保护和引导电缆。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年8月26日提交的并且名称为“DUAL-AXIS HINGE MECHANISM(双轴铰链机构)”的美国临时专利申请第63/260,587号的优先权,该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入。
技术领域
所描述的实施方案整体涉及眼镜框架和铰链。更具体地,本发明的实施方案涉及用于电子眼镜的铰链。
背景技术
眼镜的铰链对于制造商和佩戴者来说是常见的故障和麻烦点。一直存在对改进眼镜的舒适性、美观性、质量、制造效率和耐久性的需要,特别是关于结合在承载电子部件的眼镜中的铰链。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种电子眼镜,其包括框架,框架包含光发射器和引导来自光发射器的光的波导,其中框架具有第一表面。臂也可以被包括并且可具有第二表面,并且铰链可枢转地接合框架和臂。铰链可以包括第一旋转轴线和第二旋转轴线。
在一些示例中,电子眼镜还可以包括垂直于第一表面的第一中心轴线和垂直于第二表面的第二中心轴线。根据一些示例,在铰链处于第一打开位置的情况下,第一表面平行于第二表面并且第一中心轴线平行于第二中心轴线。在其他示例中,在铰链处于第二打开位置的情况下,第一表面不平行于第二表面并且第二中心轴线相对于第一中心轴线平移。
在一些实施方案中,铰链包括扭矩曲线,该扭矩曲线被构造为自动地移动到折叠位置并且自动地移动到第一打开位置。铰链可以包括凸轮和支撑表面,其中凸轮具有第一平表面和第二平表面,其中第一平表面在铰链处于折叠位置的情况下接合支撑表面。第二平表面可以在铰链处于第一打开位置的情况下接合支撑表面。在一些实施方案中,第一平表面和第二平表面在铰链处于第二打开位置的情况下不与支撑表面接触。铰链可包括插入到第二部分中的第一部分,其中第一部分具有第一弯曲外表面且第二部分具有第二弯曲外表面。当铰链处于第一打开位置时,第一弯曲外表面和第二弯曲外表面可垂直对准。
铰链可以包括弹簧构件以将第一表面和第二表面从第二打开位置偏置到第一打开位置。铰链还可以包括第一旋转轴线和第二旋转轴线,其中当从折叠位置移动到第一打开位置时,铰链围绕第一旋转轴线旋转,并且其中当从第一打开位置移动到第二打开位置时,铰链围绕第二旋转轴线旋转。
在一些实施方案中,框架具有框架横向侧表面并且臂具有臂横向侧表面,其中在第二打开位置中,臂横向侧表面横向地定位在框架横向侧表面的外部。
本公开的另一个方面涉及一种用于眼镜的铰链,其包括:第一铰链部分,第一铰链部分限定凸轮支撑表面和旋转组件,其中旋转组件包括弹簧、轴和连接件;以及第二铰链部分,第二铰链部分限定与连接件可旋转地联接的凸轮并且具有第一平表面和第二平表面。弹簧被构造为偏置凸轮以经由连接件朝向凸轮支撑表面围绕轴旋转。另外,凸轮可以在第一位置和第二位置之间旋转,使得在第一位置中第一平表面接合凸轮支撑表面,并且在第二位置中第二平表面接合凸轮支撑表面。
在一些实施方案中,凸轮可包括联接到连接件的第二轴。旋转组件还可以包括与凸轮可旋转地联接的第二连接件,其中该连接件相对于第二连接件与第一平表面和第二平表面相对地定位。在一些实施方案中,凸轮包括硬止动表面,硬止动表面被构造为使凸轮相对于第一铰链部分的止动表面停止旋转。凸轮可以具有内部通道,其中电缆能够通过内部通道在第一铰链部分和第二铰链部分之间布线。凸轮可以围绕轴旋转至第三位置,其中第一平表面和第二平表面与凸轮支撑表面间隔开。弹簧可以将第一平面和第二平面从第三位置朝向第二位置偏置。
本公开的又一个方面涉及电子眼镜,其包括:臂结构,臂结构具有第一电子部件、突出部和穿过突出部限定的孔口;框架结构,框架结构具有第二电子部件和接收突出部的凹部,其中突出部能够相对于凹部在折叠位置和展开位置之间旋转;以及电缆,电缆连接第一电子部件和第二电子部件,其中电缆在折叠位置和展开位置被孔口和凹部容纳。
在一些实施方案中,眼镜还可以包括柔性密封件,其中电缆包括纵向轴线,并且其中电缆被构造为沿着纵向轴线平移以使柔性密封件挠曲(flex)。突出部可以包括弯曲表面,其中框架结构包括倒圆外表面,并且其中弯曲表面和倒圆外表面至少在展开位置中具有匹配的曲率。电缆可以在孔口内弯曲至少两次。此外,孔口可以具有凹部部分,电缆定位在该凹部部分中,其中突出部的旋转轴线延伸穿过该凹部部分。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述,将容易理解本公开,其中类似的附图标号指代类似的结构元件,并且其中:
图1示出了其臂处于折叠状态的眼镜的顶视图。
图2示出了其臂处于部分展开和展开/标称位置的眼镜的侧视图。
图3示出了处于标称位置的眼镜的铰链的内部后透视图。
图4示出了处于折叠位置的眼镜的铰链的外部后透视图。
图5示出了处于标称位置的眼镜的铰链的顶视图。
图6示出了处于超伸展位置的铰链的顶视图。
图6A示出了图6的详细视图。
图7示出了处于标称位置的铰链的各部分的透视图。
图8示出了处于标称位置的铰链的各部分的透视图,其中臂和框架以虚线示出。
图9示出了处于折叠位置的铰链的各部分的透视图,其中框架以虚线部分地示出。
图10示出了沿图9中的剖面线10-10截取的顶部剖视图。
图11示出了处于标称位置的铰链的简化顶部剖视图。
图12示出了处于折叠位置的铰链的简化顶部剖视图。
图13示出了处于超伸展位置的铰链的简化顶部剖视图。
图14示出了在展开和折叠时眼镜的铰链的扭矩曲线的图表。
图15示出了超伸展中的眼镜的夹紧力与角位移关系的图表。
图16示出了眼镜的铰链的凸轮部分的顶部透视图。
图17示出了穿过眼镜的铰链的电缆的简化顶视图。
图18示出了沿图17中的剖面线18-18截取的铰链和电缆布线的简化侧面剖视图。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的示例性实施方案。应当理解,以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
以下公开涉及佩戴在使用者头部上的眼镜,该眼镜具有被构造为定位在眼睛前方的框架和通过铰链连接到框架的臂,该铰链允许臂相对于框架折叠到存储位置中。铰链被构造为相对于框架自动地移动到两个不同的稳定位置,诸如例如,折叠位置和标称、打开或展开位置,在折叠位置,臂相对于铰链所连接的框架的突出部分成大约90度角,在标称、打开或展开位置,臂相对于框架突出部成大约180度角延伸。因此,铰链可以被称为是双稳态的,其中当折叠和展开时它是稳定的,并且当铰链中的框架之间的角相对于框架的突出部分不处于大约90度角或大约180度角时,由于由偏置构件施加的力矩,铰链被偏置以自动地移动框架和臂的角取向并将其过渡到那些位置(例如,卡扣)。
当眼镜处于标称打开构型时,框架的面向后的表面和臂的面向前的表面可以面向彼此并且可以彼此平行同时彼此接触。以此方式,用于臂的铰链可在框架与臂之间具有最小空间,从而减小当框架打开且处于标称位置时(例如,当被佩戴时或当搁置在桌面上时)毛发或其他碎屑被捕获或卡在铰链中的可能性。另外,围绕框架和臂上的铰链的外表面可具有类似的尺寸、曲率和其他表面特性,以有助于铰链在视觉上更无缝地融合到眼镜中。如本文所用,诸如眼镜佩戴者的“前方”或眼镜的前方或面向前的表面之类的方向指示符应当被理解为相对于佩戴者的面部指向水平向前的位置,或者在眼镜被佩戴并且佩戴者端坐或站直的情况下从眼镜镜片的正面指向。该方向可以被称为正Y方向或沿着正Y轴。类似地,“后”方向应理解为指向与前方向相反的方向(例如,在负Y轴上),“右”或“左”方向应理解为分别指向佩戴者在该位置的右侧或左侧(例如,分别在垂直于Y轴的X轴的正侧和负侧)。“垂直”方向应被理解为从前、后、左或右方向向上或向下取向(例如,在垂直于Y和X轴的Z轴上)。因此,“垂直对准”的部分应被理解为在Z方向上对准,当沿着Z轴观看时对准,或彼此重叠且沿着Z轴间隔开。
在框架的壳体内,铰链可具有凸轮部分和凸轮支撑表面,其中凸轮部分通过偏置构件(例如,扭转弹簧)被偏置成与凸轮支撑表面接触。凸轮的周边可具有相对于可接触凸轮支撑表面的凸轮的其他外过渡表面平或平坦化的一些外表面。当臂处于折叠构型时,一个平或平坦化的表面可以接合凸轮支撑表面,并且当臂处于打开的标称构型时,另一个平或平坦化的表面可以接合凸轮支撑表面。平或平坦化的表面之间的弯曲或过渡表面可有助于凸轮抵靠凸轮支撑表面可滑动地旋转,以卡扣、跳跃、滑动或以其他方式过渡到折叠或标称构型,其中平或平坦化的表面稳定地接合凸轮支撑表面。因此,凸轮和铰链的凸轮支撑表面可以提供眼镜臂的双稳态运动。凸轮的表面可以被设计成对由偏置构件施加的扭矩作出响应,其中在臂处于折叠位置与标称位置之间的过渡位置的情况下,朝向这些位置中的一个位置向臂施加力矩将导致臂自动地移动(例如,卡扣、滑动或以其他方式旋转或平移)到该位置,而不需要由使用者恒定地施加初始力矩或扭矩。然后,一旦臂到达多个稳定位置中的一个稳定位置,它将停靠在该位置中并且将阻止旋转离开该位置,除非施加足够的力矩或扭矩来克服来自偏置构件的偏置力矩。
臂相对于框架的尺寸、形状和定位可以被设计成适应并且舒适地保持定位在各种各样的使用者头部上。另外,为了适应更大头部尺寸的附加范围,眼镜的臂可以被构造为在仍然向使用者头部的侧面提供舒适且牢固的夹紧力的同时相对于框架超伸展(例如,另外数个或几个度)。当臂相对于框架超伸展时,铰链的凸轮可以被拉离凸轮支撑表面,并且臂的面向前的表面和框架的面向后的表面可以至少部分地彼此偏移和间隔开。例如,臂的运动可以在这些表面相对于佩戴者头部的内端处在面向前的表面与面向后的表面之间形成间隙,并且可以在这些表面相对于佩戴者头部的外端处彼此接触。以这种方式,面向前的表面和面向后的表面可以彼此不平行并且可以在沿着表面的点或线处彼此接触。
用于眼镜的单个铰链可被称为具有双旋转轴线。臂可相对于框架围绕延伸穿过凸轮的第一旋转轴线旋转,同时在折叠构型与标称构型之间过渡。该臂还可以相对于框架围绕第二旋转轴线旋转,该第二旋转轴线延伸穿过从第一旋转轴线偏移的轴或从其他枢转轴线、延伸穿过铰链的偏置构件和/或定位在凸轮的周边的横向外部,同时在标称构型与超伸展位置之间过渡。以这种方式实施两个旋转轴线可以使得面向前的表面和面向后的表面在标称构型中彼此齐平、接触和平行,同时在需要时仍然允许臂的超伸展或折叠。
眼镜可构造有定位在框架中、定位在臂中和/或通过铰链连接的电子部件,诸如臂中的部件,其通过延伸穿过铰链的电连接件而电连接至框架中的部件。一些电子部件可包括电路板或类似衬底或处理及存储设备、能量源(例如,电池)、光发射器(例如,光投影仪或激光发射器)及波导(例如,定位于佩戴者视野内的框架的镜片中、镜片上或镜片周围的无源波导或有源波导)。在一些实施方案中,电连接件可包括延伸穿过臂和框架中的电子部件之间的铰链的电缆或电线。电缆可隐藏在铰链内以保护其免受暴露、挤压、弯曲或损坏,它们可能在臂相对于框架移动时发生,或由于电缆可接近臂和框架外部的探针或尖锐物体而发生。因此,电缆可延伸穿过通道、孔口或隧道穿过凸轮,并且凸轮可用作电缆的部分壳体,其限制或完全消除电缆的这种暴露。穿过凸轮孔口的电缆可以安全地从臂的内部布线穿过凸轮并且以对于外部观察者不可见的方式进入框架的内部,或者仅通过这些部件之间的微小的亚毫米宽度的间隙可见,并且因此有效地不可见。
为了适应电缆布线,电缆可以被构造为在铰链内多次弯曲以改变其在铰链中的高度和横向位置。凸轮孔口的至少一部分可设计成接收电缆,同时允许凸轮在折叠位置和标称或超伸展位置之间的大部分运动,以避免与电缆的圆周的任何接触。由于对凸轮孔口的侧面的最小接触和应力集中,特别是在凸轮和电缆最频繁移动的地方,这可以帮助确保长的电缆寿命。
本公开的眼镜可以包括各种类型的眼镜(例如,具有处方镜片的眼镜、太阳镜、双焦点眼镜、老花镜、时尚框架、无镜片框架等)、目镜、护目镜、头戴式眼镜(例如,虚拟现实、替代现实或以其他方式修改的现实头戴式眼镜)、眼罩、面罩(例如,眼罩、睡眠面罩、服装等)以及佩戴在头部上的其他设备。“电子眼镜”包括头戴式设备(例如,虚拟现实、替代现实或以其他方式修改的现实头戴式眼镜或并入其各方面的眼镜/目镜),其包括电子部件,诸如电路、电连接的传感器、处理器、电子存储器设备、电能源(例如,电池)以及电子输入和输出设备(例如,显示器、开关、按钮等)。这些设备可以被构造为由头部的侧面或耳朵以及面部的正面支撑,诸如鼻梁、眉毛或佩戴者的颅骨和皮肤中的眼窝支撑结构。在一些实施方案中,眼镜可包括电子部件,诸如输出设备(例如,显示器、灯、红外线或紫外线发射器、激光器、扬声器、触觉振动或脉冲发生器、相关设备以及它们的组合)、输入设备(例如,麦克风、按钮、触摸传感器、开关、相关设备以及它们的组合)以及其他传感器(例如,温度计、加速计、陀螺仪、相关设备以及它们的组合)。在一些实施方案中,眼镜可以包括镜载电源,诸如电池,以向电子部件提供电力。框架中可以包括和包含波导,以引导和控制经由框架的镜片或经由单独的观察位置(例如,独立于主眼镜镜片定位在佩戴者眼睛前方的棱镜)向佩戴者提供光。
以下参考附图讨论这些和其他实施方案。然而,本领域的技术人员将容易地理解,本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的,而不应被理解为是限制性的。此外,如本文所用,包括第一选项、第二选项或第三选项中至少一者的系统、方法、制品、部件、特征或子特征应被理解为是指可包括每个所列选项的一个(例如,仅一个第一选项、仅一个第二选项或仅一个第三选项)、单个所列选项的多个(例如,两个或更多个第一选项)、同时两个选项(例如,一个第一选项和一个第二选项)或它们的组合(例如,两个第一选项和一个第二选项)的系统、方法、制品、部件、特征或子特征。
图1和图2示出了一副眼镜100的顶视图,其具有框架102和使用铰链108、110可旋转地附接到框架102的臂104、106。框架102可以包括一组镜片112、114,这些镜片被设置在被构造为位于佩戴者头部前方的前部部分116中。例如,前部部分116的中心部分可以搁置在佩戴者的鼻梁上以支撑框架102的重量。框架102还可以包括一对镜腿区域延伸突出部118、120,其从前部部分116延伸到臂104、106的前端并且在它们的后端支撑铰链108、110。框架102可以容纳和包含一个或多个电子部件,诸如输出设备、输入设备和本文别处描述的其他传感器。框架102可以是基本上刚性的,使得当使用者佩戴眼镜100或操作铰链108、110以移动臂104、106时,输出设备、输入设备和其他传感器在框架102上相对于彼此保持固定定向。突出部118、120可限定用于内腔、室或凹部的壳体,该内腔、室或凹部被构造为保持电子部件和铰链108、110的各部分。一些电子、发光或光引导部件(例如,140)可定位在突出部118中,一些此类部件(例如,142)可定位在前部部分116中(或可同时与前部部分116和突出部118重叠),并且一些此类部件(例如,144)可定位在臂(例如,104-a)中。这些部件140、142、144从图2中被省略,但是在图2的构型中仍然被定位在它们与眼镜100的相应位置中。在一些实施方案中,电子、发光或光引导部件140、142、144可以包括光发射器、投影仪、波导、能量源、电路板、处理设备、存储器设备、测距器或本文讨论的并且在电子和全息眼镜、平视显示器和类似技术的领域中已知的其他部件。在一些实施方案中,一个部件140包括光发射器,并且另一个部件包括光发射器(例如142和/或142加上112)包括波导,其能够操作以引导来自光发射器的光(例如,朝向佩戴者的眼睛)。在具有波导的实施方案中,通过使用波导反射来自框架102中的光发射器的光,使得光对于观察者而言具有更远的外观,从而允许佩戴者更舒适地聚焦经由眼镜100呈现给眼睛的光,眼镜可以用于在镜片112、114中的至少一个镜片上或通过其向佩戴者显示信息。一些部件140、142可以定位在臂104、106的前面。因此,支撑部件140、142的突出部118的第一或面向后的表面可定位在部件140、142后方,如图1所示。还参见图17及其本文的相关描述。
图1示出了眼镜100,其中臂104、106处于折叠构型(表示为104-a、106-a),其中臂104、106具有相对于突出部118、120的纵向轴线以大约90度角122、124定位的纵向轴线。在各种实施方案中,角122、124可在值范围内,诸如例如,在约70度至约105度的范围内、在约75度至约95度的范围内或约80度至约85度的范围内。每个臂104、106在位置104-a、106-a处的角122、124可以取决于臂104、106中的哪一个首先被折叠,其中第一臂相对于第二臂的角(例如,126)折叠成较小的角(例如,124)。第二顺序折叠的臂(例如,104)可接触并向前朝向框架102的前部部分116偏置第一顺序折叠的臂(例如,106)。铰链108、110可以包括止动表面,该止动表面被构造为当臂104、106处于至少第一折叠构型(例如,106-a)时彼此接合,使得臂不旋转成与框架102或镜片(例如,112)接触。还参见图9和图10及其在本文中的相关描述。
图2示出了眼镜100,其中臂104、106相对于框架102分别处于完全和部分展开位置。臂104示出为处于打开的标称位置(由104-b指示),并且臂106示出为处于部分打开位置(由106-b指示)。铰链108、110可以具有双稳定偏置运动,其中臂104、106被偏置到它们的稳定闭合位置104-a、106-a或稳定标称位置104-b(以及106的对应标称位置)。因此,将臂定位在这些位置之间将使臂朝向最接近的任一稳定位置偏置。例如,在臂106-b的位置中,铰链110可向臂106-b施加力矩,从而使其例如沿着图2中的方向128朝向其标称构型偏置。在标称位置中,臂104、106可使其纵向轴线与突出部118、120的纵向轴线同轴,其中轴线之间的角(例如,130)为约180度。在一些实施方案中,轴线之间的角(例如,130)可在约175度至约185度的范围内。因此,在不稳定的位置,铰链(例如110)可以具有在闭合位置的范围之间的角(例如,对应于上述角122、124的范围),如大约145度的角132所示(即,相比于接近约90度更接近约180)。
此外,在臂处于标称位置的情况下,铰链108可超伸展,使得臂相对于框架102的突出部移动到超伸展位置。例如,如图2所示,处于标称位置104-b的臂104可以在铰链108处旋转到臂104-c的位置,其中角130以大约5度到大约10度的范围内的值增长。在示例性实施方案中,角130增长约6度至约9.5度,并且在另一示例中,角130增长约6.1度至约9.2度。
臂104、106的超伸展可允许眼镜100适应横跨佩戴者头部的宽度(例如,在头部的每一侧上的耳上点之间的宽度或颅侧宽度),使得臂104、106抵靠佩戴者头部施加向内指向的力,从而将眼镜100牢固地保持在适当位置。耳上点位于耳朵的顶部,其中耳朵在太阳穴处附接到头部的侧面,并且颅侧宽度是在头部的每一侧上的耳上点之间的距离。根据研究测量,在一些实施方案中,当使用铰链108、110时,约6.0度至约6.1度(相对于180度标称位置)的超伸展角位移增长可以向头部施加夹紧力以将眼镜100保持到具有高达成年人的95%的颅侧宽度的佩戴者,并且约9.2度(相对于180度标称位置)的角位移增长可以向具有高达成年人的99%的颅侧宽度的佩戴者施加基本上相等的夹紧力。因此,臂104、106的超伸展可允许眼镜100适应于几乎所有成人并且由几乎所有成人舒适且安全地佩戴。
框架102可包括在突出部(例如,118)上彼此相对定位的外表面200和内表面202。当臂处于标称位置时,臂106的对应外表面204和对应内表面206可分别与外表面200和内表面202对准。此外,臂的面向前的表面和突出部118的面向后的表面可在标称位置中彼此平行且接触,如结合图5和图6进一步描述的。框架102还可包括从内表面206向内延伸的突出部分208,其中突出部分208的内表面从臂104的内表面202横向偏移。对应的表面200、202、204、206和突出部分208可位于臂106的铰链110处(相对于铰链108和臂104镜像定位),如结合图3至图8、图11至图13和图16至图18进一步详细描述的。
图3示出了臂106、框架102和铰链110的透视图,其示出了处于标称位置的内表面202、206。铰链108以及臂和框架的附近结构可以呈现为镜像。突出部分208可具有基本上平行于内表面202和206对准的平内表面300。突出部分208还可包括过渡表面302,其将内表面300逐渐过渡到内表面202和206。例如,当从上方观察时,过渡表面302可形成四分之一圆半径。在其他实施方案中,过渡表面302可在表面202与300之间形成斜坡或平角。过渡表面302可具有端部303,框架102在该端部处与臂106相接。因此,该端部303可以以最小化框架102和臂106之间的接缝和间隙的出现的方式与框架102和臂106之间的界面对准。
铰链110可包括附接到臂106且可随臂移动的铰链部件304(例如,凸轮或接头构件)。铰链部件304可以具有内表面306,该内表面在第一水平平面中的尺寸与过渡表面302在第二水平平面中的尺寸对准(例如,垂直对准或者沿着垂直的上下方向具有匹配的曲率)并且匹配,该第二水平平面平行于第一水平平面并且从第一水平平面垂直地偏移。因此,例如,过渡表面302可以具有与铰链部件304上的内表面306的曲率半径和水平(而非垂直)位置相匹配的曲率半径和水平位置。以这种方式,臂106和框架102可以使附近表面202、206和302、306彼此齐平和对准,以获得更无缝的美学外观,并且以这样的方式最小化毛发或其他碎屑或材料在它们处于标称位置时将被捕获或掉落在框架102和臂106之间的机会。
图4示出了臂106、框架102和铰链110的透视图,其中臂106处于折叠位置106-a。铰链部件304被容纳在过渡表面302和框架102的面向后的表面402中的间隙或开口400中。臂106被旋转使得其面向前的表面404不再接触面向后的表面402。在面向前、后的表面402、404之间测量的角406可以是约90度,或在约80度至约100度的范围内。臂106的内表面206可被间隔开而不与突出部分208的内表面300接触,从而防止和避免在内表面300或臂106上的刮痕。
图4还示出了铰链110隐藏并包含在框架102和臂106中的电子部件之间延伸的任何电缆、电线或其他电导体。因此,框架102和臂106的壳体(包括铰链部件304、突出部分208和铰链壳体408)可以保护和隐藏导体和类似的电气线路以保持它们免受损坏并且改善眼镜100的整体耐用性。铰链部件304与开口400之间的间隙可被最小化以减少侵入材料和碎屑将穿透到铰链110中的机会。
图5示出了处于标称位置的铰链110的顶视图。框架102和臂106的面向前、后的表面402、404被定向为彼此平行并且被定位为彼此紧邻。在一些实施方案中,表面402、404在标称位置彼此接触和邻接。此外,外表面200、204彼此平行且对准,内表面202、206彼此平行且对准,并且过渡表面302与铰链部件304上的内表面306对准(从而使得内表面306在该视图中隐藏)。臂106和突出部120的纵向轴线在标称位置中也可以是同轴的。因此,纵向轴线彼此之间可具有约180度的角。
在一些实施方案中,至少围绕面向前、后的表面402、404的周边限定小间隙或空间500,其中框架102和臂106的一部分间隔开而不彼此接触。框架102和臂106之间的空间500可被最小化以防止物体被卡在铰链110处。例如,空间500可以具有大约0.2毫米的宽度,以防止当眼镜100被佩戴时毛发进入到空间500中。类似地,在另一示例性实施方案中,空间500可具有在约0.15mm和约0.25mm的范围内的宽度。框架102和臂106的精确对准可消除铰链110处的视觉分散,并使其看起来更无缝且不那么明显,尤其是当从远处观察时。在一些情况下,铰链110可具有在框架102和臂106内部的接触表面,其确保在标称位置中,面后向、前的表面402、404保持彼此间隔开以防止彼此之间的接触,从而在这些面向前的表面402、404处和周围保持耐久性和表面光洁度。
图6示出了类似于图5的铰链110处的顶视图,但臂106相对于突出部120超伸展。因此,在它们的纵向轴线或垂直于面向前、后的表面402、404的中心轴线之间的角600超过图5的标称位置的角,诸如例如具有约186度至约189度的量值。在该位置中,面向前的表面404和面向后的表面402可至少部分地彼此分离,诸如通过在它们的最内端即,靠近过渡表面302的端部303处间隔开。面向后、前的表面402、404可以在接触点602处彼此接触,该接触点位于突出部120的外表面200处或从该外表面直接向内。因此,铰链110可在突出部120内部旋转以使铰链部件304沿向后方向移位,如图6中所示,且面向前的表面404可在点602处抵靠面向后的表面402滑动。结合图7至图13更详细地示出了铰链110的内部工作。
图5和图6还示出了第一或面向后的表面402和第二或面向前的表面404如何能够彼此邻接,其中面向前的表面404的一部分在横向定位的空间500处不与面向后的表面接触。换句话说,如图5所示,面向前的表面404具有横向部分605,该横向部分在面向后的表面402的横向外部(例如,从面向后的表面402的横向最外边缘606横向延伸)。如图5所示,垂直于面向前、后的表面402、404的纵向轴线或中心轴线是平行的。当铰链110移动到图6的位置时,面向前的表面404在面向后的表面402的横向外部的比例增加,如图6A的详细视图中所指示。当从横向最外边缘606在面向前的表面404上测量时,相比于标称位置在臂超伸展的情况下横向部分605包括更大比例的面向前的表面404。此外,突出部120和臂106的外表面200、204(即,横向侧表面)从在图5的标称位置中基本上对准、共面且平行移动到当臂106如图6和图6A中所示超伸展时横向偏移(例如,偏移图6A中的距离T)且不平行。如图6和图6A所示,当处于第二位置时,垂直于面向前、后的表面402、404的纵向轴线或中心轴线相对于彼此平行地平移。面向前的表面404与面向后的表面402之间的角U也从在标称位置中基本上为零增加到大于零/不为零,如图6A中所示。
框架102的突出部分208可以包括盖604,在该盖的外部上限定了表面300、302。图7示出了框架102和臂106的透视图,其中盖604被移除以显示出铰链110的内部部件。因此,在没有盖604的情况下示出了突出部208。图8是铰链110处的类似透视图,其中框架102和臂106以虚线示出以显示出其他部件在铰链110内的定位。臂106和铰链部件304可围绕延伸穿过铰链部件304的旋转轴线700旋转。因此,使用者相对于框架102旋转臂106可以围绕旋转轴线700旋转铰链部件304。
铰链部件304可包括凸轮部分702(即,突出部)、下轴部分704和上轴部分706。在一些实施方案中,凸轮部分702和下轴部分704可以是单个一体部件,并且上轴部分706可以是附接到凸轮部分702的单独部件,诸如通过上轴部分706具有焊接到凸轮部分702的顶部的下板708。在一些实施方案中,铰链部件304可包括作为单个一体件的凸轮部分702、下轴部分704、上轴部分706和下板708。铰链部件304还可以包括臂板710,该臂板附接到臂106的壳体上或者与该壳体一起形成并且从凸轮部分702延伸。臂板710可具有用作上述面向前的表面404的面向前的表面。因此,铰链部件304和臂板710(即,图16中的端块1600)都可以响应于相对于旋转轴线700向臂106施加力矩而围绕旋转轴线700旋转。
铰链110还可具有图8中所示的副轴712。副轴712可限定第二旋转轴线714,下连接件716和上连接件718能够围绕该第二旋转轴线旋转。与第一旋转轴线700不同,副轴712固定到框架102并且不能相对于框架102平移。在一些实施方案中,副轴712能够使用在副轴712的端部处的轴承相对于框架102旋转,并且在一些实施方案中,副轴712不能够相对于框架102旋转,诸如通过将副轴712的端部粘附或焊接到框架102。在这种情况下,连接件712、718可围绕轴712旋转(例如,使用轴承)。副轴712、连接件716、718和偏置构件720可统称为旋转组件。在一些实施方案中,旋转组件还可包括凸轮部分702及其轴704、706和板708。
偏置构件720围绕副轴712定位在铰链110内。图8和图9将偏置构件720示出为具有与框架102的内表面接合的第一端部900的螺旋扭转弹簧。图9示出了处于折叠构型的铰链110,并且以虚线示出了框架102的各部分以显示出内部部件。偏置构件720的第二端部接合或附接到上连接件718上(例如,在图8中的上接合点901处),并且由此被构造为向上连接件718施加力矩以偏置上连接件以围绕第二旋转轴线714旋转。该力矩也经由副轴712传递到下连接件716。因此,偏置构件720偏置上连接件718和下连接件716以使铰链部件304围绕第二旋转轴线714旋转并且与支撑表面902接触,如图7中所指示。具体地,铰链部件304的凸轮部分702接触支撑表面902,如以下结合图11至图13更详细地示出和描述的。由偏置构件720施加的力矩可以被眼镜100的使用者克服,诸如当铰链110超伸展时,并且臂106和铰链部件304由此可以被拉出而与支撑表面902脱离接触,至少直到由佩戴者施加的力矩被释放,并且偏置构件720的力矩使铰链部件返回而与支撑表面902接触。
如图9所示,铰链110可被操作到折叠位置,其中臂106相对于图7和图8所示的标称位置围绕第一旋转轴线700旋转。臂106相对于框架102的运动可通过上轴部分706和框架102上的硬止动表面之间的接触来限制。上轴部分706的轴硬止动表面904(即,凸轮部分702的上轴部分706的第三平表面)接触框架硬止动表面906。这些硬止动表面904、906可防止臂106在折叠时过度旋转并与眼镜100的镜片112、114或前部部分116接触。
图10示出了沿剖面线10-10截取的图9所示的铰链110的构型的顶部剖视图。图10示出了硬止动表面904、906在铰链110的上部区域中彼此接合的位置。硬止动表面904、906是平坦化的并且被构造为彼此面对面且平行地接触以限制臂106围绕第一旋转轴线700沿箭头1000的方向旋转。臂106的硬止动表面904横向面向内(即,朝向框架102的中心),并且框架102的硬止动表面906横向面向外(即,远离框架102的中心)。硬止动表面904、906并不阻止铰链110与箭头1000的方向相反地旋转(即,朝向标称位置返回)。
图11至图13示出了铰链110的一系列剖视图,示出了框架102、臂106、连接件718、轴706、712以及偏置构件720如何相互作用。一些特征被省略或简化以提高清晰度。在图11中,臂106相对于框架102处于标称位置。在图12中,臂106相对于框架102处于折叠位置。在图13中,臂106相对于框架102超伸展。凸轮部分702在其外周边上具有至少两个横向面对的平表面1100、1102,该平表面通过在弯曲过渡表面1104处的表面角的变化而彼此分离。凸轮部分702的内表面306被定位成邻近并邻接与过渡表面1104相对的平表面1102。在标称构型中,凸轮部分702具有一个平表面1100,该平表面接合并邻接框架102的平凸轮支撑表面902,如图11所示。另一平表面1102在突出部分208处与框架102的平内表面300对准。面向后、前的表面402、404彼此邻接,如结合图5更详细地描述的。
由于凸轮部分702的形状以及由于凸轮部分702被连接件718和偏置构件720偏置成与凸轮支撑表面902接触,臂106相对于框架102在图11的标称位置是稳定的。偏置构件720将力矩或扭矩施加到连接件718,该力矩或扭矩经由轴706传递到凸轮部分702。平表面1100的宽度及其接近第一旋转轴线700确保凸轮部分702的任何旋转将需要向臂106施加附加的力矩或扭矩以使臂106朝向折叠位置或超伸展位置旋转,且该附加的力矩或扭矩将需要克服凸轮部分702抵靠表面902的摩擦和偏置构件720的偏置力以使第一旋转轴线700远离支撑表面902旋转。换句话说,为了将凸轮部分702从图11的位置旋转到图12的位置(表面1102与凸轮支撑表面902接触),凸轮部分702将需要旋转远离凸轮支撑表面902(例如,过渡表面1104接触凸轮支撑表面902,与表面1100、1102的径向距离D2、D3相比,处于距旋转轴线700更大的径向距离D1)。旋转远离凸轮支撑表面902将需要至少部分地克服偏置力矩和摩擦以进行该移动。一旦到达过渡表面1104接触凸轮支撑表面902的位置,偏置力矩可以使凸轮部分702(和臂106)通过滑动表面1104与凸轮支撑表面902接触而“卡扣”或以其他方式自动移动回到图11的位置(如果凸轮部分702和凸轮支撑表面902之间在过渡表面1104上的接触点相对于较大径向距离D1点仍更靠近平表面1100),或通过滑动接触凸轮支撑表面902而卡扣或以其他方式自动移动回到图12的位置(如果凸轮部分702和凸轮支撑表面902之间在过渡表面1104上的接触点相对于较大径向距离D1点更靠近平表面1102)。
值得注意的是,当臂106移动时,第二旋转轴线714和轴712保持静止,但是第一旋转轴线700和轴706能够根据需要围绕第二旋转轴线714旋转。因此,当凸轮部分702旋转时(例如,当凸轮部分702具有与凸轮支撑表面902接触的过渡表面1104时),第一旋转轴线700可远离凸轮支撑表面902移动。以此方式,铰链110可被称为双轴铰链或具有多个内部旋转轴线的铰链,该多个内部旋转轴线使得能够使用第一旋转轴线(例如,700)与第二旋转轴线(例如,714)之间的连接件来枢转移动部件。
如图12所示,臂106可围绕第一旋转轴线700枢转到平表面1102与凸轮支撑表面902接触的位置。同样,臂106由偏置构件720经由连接件718偏置到该位置中。由于径向距离D3小于径向距离D1以及凸轮部分和支撑表面之间的摩擦,凸轮部分702抵抗远离该位置的运动(由此需要使用者施加力矩或扭矩)。因此,凸轮部分702被朝向横向向外滑动过渡表面1104(即,向图12中的右侧)偏置,以保持平表面1102尽可能接近地抵靠凸轮支撑表面902。
图13示出了处于超伸展位置的铰链110,其中力矩或扭矩(例如,当铰链110处于标称位置时沿着方向128)已经被施加到臂106以使其横向向外旋转。该运动围绕旋转轴线714并沿着箭头1300的方向。如此处所示,当凸轮部分702与臂106一起刚性地移动时,向外的旋转拉动平表面1100远离凸轮支撑表面902。面向前的表面404和面向后的表面402相对于彼此以非零角1302定位,其中该角的底边定位在接触点1304处,在该接触点处,面向前的表面404接触面向后的表面402的横向最外边缘。
臂106的外表面204完全从框架102的侧突出部120的外表面200横向偏移,这是由于臂106的旋转中心在轴线714处而不是在点1304处。在一些实施方案中,突出部120包括后凹部或凹槽1306,其为面向前的表面404的外边缘提供空间以在不刮擦面向后的表面402或外表面200的情况下横向于接触点1304移动。连接件718的旋转使第一旋转轴线700和轴706围绕第二旋转轴线714旋转,并且轴704、706使凸轮部分702和臂106与第一旋转轴线700一起移动。
偏置构件720向连接件718施加偏置力矩或扭矩,连接件继而又将该力矩传递给轴706、凸轮部分702和臂106。因此,当眼镜的佩戴者将眼镜100放置在他们的头部上并且头部的侧面与臂104、106之间的接触横向向外推动臂时,每个铰链108、110的偏置构件720向头部的侧面施加夹紧力以帮助保持眼镜固定到佩戴者。另外,当佩戴者取下眼镜时,偏置力矩可将臂104、106从超伸展构型驱动到标称位置,从而赋予眼镜100有序的、视觉上对准的外观以及针对不想要的污染物或堵塞物的侵入在铰链108、110处的最小间隙。
图14示出了本公开的实施方案的铰链的元件的扭矩曲线(即,力矩曲线)的图表1400。铰链可以具有位移角(如沿着水平轴线所指示的)并且可以在每个角处施加偏置力矩(如沿着垂直轴线所指示的)。在距折叠位置大约零度角位移的角处,第一扭矩曲线1402示出了铰链(例如,108或110)的偏置构件(例如,720)向铰链施加大约120牛顿-毫米的力以将铰链保持在折叠位置。例如,施加到凸轮部分702的力矩将保持第二平表面1102抵靠图12中的表面902。
当距折叠位置的角位移增加时(即,铰链朝向标称位置展开),由偏置构件施加的力矩沿着曲线1402逐渐变化,在大约140N-mm处达到峰值,直到下降到其从正值变为负值的点(即,在点1406处,其对应于大约86-87度的角位移)。在该点1406处,当凸轮的过渡表面1104在测量距离D1的外表面处经过时,现在负的力矩使铰链自动地移动到标称位置。当新的平凸轮表面(即,1100)抵靠在凸轮支撑表面(即,902)并且铰链在标称位置中保持静止时,力矩在大约100度的角位移处快速地切换回到正值。
第二扭矩曲线1404示出了该过程反向发生,其中示出了距标称位置而不是从折叠位置的零度的角位移。因此,在标称位置中(即,第二曲线1404的零的角位移),偏置构件施加将臂保持在标称位置中的约100N-mm的力矩。当臂朝向折叠位置旋转到大约68度的角位移时,偏置力矩略微增加然后逐渐减小,直到其在点1408处从正力矩切换到负力矩。该负力矩使凸轮自行转动,并使臂自动地移动(例如,在没有使用者施加附加的力的情况下卡扣或以其他方式过渡其运动)到折叠位置(即,平表面1102接合凸轮支撑表面902)。在离开标称位置大约100度的角位移处,力矩返回到将凸轮和臂保持在折叠位置中的适当位置的正值。从该点开始,当重新打开眼镜100时,将再次遵循第一曲线1402。
图15是示出当铰链(例如,108、110)正在超伸展时由眼镜的偏置构件(例如,720)施加的夹紧力的图表1500。在这种情况下,曲线1502示出了力与角位移的关系。在零度(即,臂相对于框架的标称位置处),夹紧力(即,在眼镜臂接触头部侧面的情况下将施加到佩戴者头部侧面的力)为约2牛顿。当臂被超伸展时,超伸展中的角位移(例如,图6中的角600的增长)导致偏置构件与角位移成比例地(或基本上成比例地)逐渐增加夹紧力。力值的变化幅度(即,每6度位移额外约0.5N)足够小,使得具有比另一佩戴者更宽的头部的佩戴者难以察觉。因此,眼镜可以向具有各种各样宽度的头部施加类似水平的夹紧力,在这些宽度上实现与臂的接触。通过使用具有高刚度并且充当至少基本上线性的弹簧并且潜在地充当恒力弹簧的偏置构件,可以将力相对于曲线1502的角位移的变化率保持得较小。
为了优化框架102和臂106中的内部空间的使用,电子部件可以被间隔开并且定位在框架102和臂106中。诸如电缆之类的电连接器可以用于链接电子部件,但是与其他部件相比,电缆可能相对易损坏,尤其是当它们被构造为穿过铰链时,该铰链使它们经受弯曲并且当操作铰链时潜在地使它们暴露。图16是图11至图13中所示的铰链110的凸轮部分702的顶部透视图。凸轮部分702与臂106的端块1600一体地形成或附接到其上。端块1600可以包括后开口1602,其通向臂106中的腔,臂电子部件位于该腔中。参见图18。后开口1602可提供通过端块1600通向侧面封闭的隧道状通道1604的入口,其在前开口1606处通向凸轮部分702。前开口1606通向凸轮部分702的顶表面中的凹槽、内部通道或凹部1608,该凸轮部分在其前端具有孔口1610。
图17示出了紧邻框架102定位的凸轮部分702的顶视图。电缆1700可通过从后开口1602穿过通道1604、穿过前开口1606、在凹部1608内并向下穿过前端处的孔口1610而延伸穿过凸轮部分702。电缆1700的后端1702可电连接至臂106中的臂电子部件1704,并且电缆1700的前端1706可电连接至框架102中的框架电子部件1708。因此,电缆1700可提供穿过铰链110以及框架102和臂106的电子部件之间的电连通。电子部件1704、1708可包括在别处公开的电子部件,诸如图1的电子部件(例如,140、142、144)。
电缆1700可沿其长度在后端1702和前端1706之间具有一系列弯曲部分。在一些实施方案中,电缆1700可具有S形顶部轮廓,如图17中所示(逆时针旋转90度),其中电缆1700在其穿过铰链110时(例如,在其穿过凸轮部分702时)在沿其长度的不同点处具有至少两个横向弯曲部。每个弯曲部可具有大致相同的角大小,但可保持电缆1700端部1702、1706基本上彼此平行,这是因为当从电缆1700的一个横向侧测量时彼此互补。在一些实施方案中,电缆1700在后端1702附近横向向内弯曲(即,朝向框架102的中心水平地弯曲)并且在前端1706附近横向向外弯曲(即,远离框架102的中心水平地弯曲),或者反之亦然。通过穿过凸轮部分702,在铰链110的所有操作构型中(即,在折叠构型、标称构型和超伸展构型中),电缆1700可被由凸轮部分702的外表面形成的外壳隐藏和保护。参见,例如,图3至图6。电缆1700因此可以被保护并且具有更长的使用寿命。
图17还示出了电缆1700可以具有定位在前端1706附近的柔性密封件1720,该柔性密封件被构造为接合框架102上的框架通道1800的口部。柔性密封件1720可包括弹性柔性材料(例如,橡胶或塑料),其随着电缆1700的运动而纵向伸长或缩短,以密封框架通道1800防止流体(例如,水)的侵入使得铰链110中的流体不会进入框架102。柔性密封件1720可沿电缆1700的纵向轴线改变其长度,并且可因此适应电缆1700的运动,而不会导致电缆1700在其被密封在框架通道1800处的地方弯曲或屈曲。柔性密封件1720可以包括围绕电缆1700缠绕的管状特征,或者可以形成为电缆1700的护套的一部分并且牢固地附接到框架通道1800的前端处的开口(例如,压靠并与其密封接触)。
图18示出了沿图17中的剖面线18-18截取的铰链110的侧面剖视图。因此,图18示出了电缆1700沿着面向外的方向穿过铰链110的布线的侧视图。电缆1700具有后端1702,该后端进入后开口1602、向前延伸通过通道1604离开前开口1606、跨过凹槽1608,并向下通过孔口1610进入通向框架电子部件1708的框架通道1800。如此处所示,电缆1700在凹部1608与孔口1610相遇的位置处向下弯曲,并且在进入框架通道1800之前在孔口1610的底部处补充地向上弯曲。因此,尽管铰链110内的高度变化,但电缆1700的后端和前端基本上平行。
图18还示出了凸轮部分702使其上轴706和下轴704邻近孔口1610对准,并且凸轮部分702的旋转轴线700延伸穿过电缆1700。旋转轴线700还延伸穿过轴704、706并穿过凹部1608。当铰链110被操作时,两个轴704、706支撑凸轮部分702并防止其在开口400中倾斜,从而减少或消除凸轮部分702和开口400之间的刮擦或粘结。例如,由于每个轴定位在凸轮的平表面1100、1102的相对垂直侧上,所以轴704、706有助于防止臂106围绕其纵向轴线旋转。
铰链110的运动使电缆在凹部1608处弯曲。电缆1700的移动及其与凹部1608和孔口1610的侧面的接触可导致电缆1700上的应力,特别是在大量折叠和展开循环中。为了减轻这种应力,孔口1610的尺寸和构型可被设计成在臂106相对于框架102的大部分运动范围内避免与电缆1700接触。例如,孔口1610可以具有足以避免与电缆1700接触的宽度,至少直到发生铰链从标称位置朝向折叠位置的大约70度的旋转,其中70度是在完整的折叠运动中取得的总体大约85-100度的总角位移的相当大部分。电缆1700的耐久性还可以通过在凹部1608和孔口1610之间的界面处包括弯曲芯轴表面1612、1614来补充,其中电缆1700可以横向地与弯曲芯轴表面接触,并且其弯曲半径可以由其所接触的芯轴表面的表面半径限制。
图18还以横截面示出了凸轮部分702,其中下板708定位成插入到凸轮部分702的顶部开口1802中,该顶部开口定位在凹部1608和孔口1610上方。在一些实施方案中,凸轮部分702和下板708可形成为单个一体件。在图18所示的实施方案中,下板708组装到凸轮部分702上并固定(例如,粘接或焊接)就位,使得凸轮部分702和下板708相对于彼此作为单个刚性结构。以这种方式使用两件式组件可以改善凸轮部分702的可制造性,特别是关于通过诸如铣削或激光烧蚀的技术来产生孔口1610和凹部1608。顶部开口1802可以具有花键周边,其中该周边部分地围绕孔口1610的周边延伸并且部分地围绕具有钩形轮廓部分1806的两个部分凹部1804(参见图16)延伸。下板708同样可包括花键周边,该花键周边被构造为插入到顶部开口1802中并且搁置在部分凹部1804上,其自身的钩形轮廓区段装配到部分1806中,如例如图7至图10中所示。花键轮廓的独特的不规则形状使得能够在凸轮部分702和下板708之间实现可靠的单向附接,并且有助于在不危害组装时形成的结合或焊接的情况下确保部件之间的大量扭矩传递。花键轮廓还改善了铰链部件304的可制造性并易于制造。
个人信息数据可用于实现和改进本文所述的各种实施方案,前提条件是其应根据适于所收集的数据的类型的授权和良好建立的安全隐私策略和实践来收集。然而,以上详细公开的技术在没有这种个人信息数据的情况下不能操作。
应当理解,上面本发明系统和方法的细节可以各种组合和与另选部件组合。本发明系统和方法的范围将由所附权利要求书进一步理解。
为了说明的目的,前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而,对于本领域的技术人员而言将显而易见的是,不需要具体细节,以便实践所述实施方案。因此,出于例示和描述的目的,呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非意在穷举或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是,鉴于上面的教导内容,许多修改和变型是可行的。
Claims (20)
1.一种电子眼镜,包括:
框架,所述框架包含光发射器和用于引导来自所述光发射器的光的波导,所述框架具有第一表面;
臂,所述臂具有第二表面;和
铰链,所述铰链枢转地接合所述框架和所述臂,所述铰链包括第一旋转轴线和第二旋转轴线。
2.根据权利要求1所述的电子眼镜,还包括:
第一中心轴线,所述第一中心轴线垂直于所述第一表面;和
第二中心轴线,所述第二中心轴线垂直于所述第二表面;
其中,在所述铰链处于第一打开位置的情况下,所述第一表面平行于所述第二表面并且所述第一中心轴线平行于所述第二中心轴线;并且
其中,在所述铰链处于第二打开位置的情况下,所述第一表面不平行于所述第二表面并且所述第二中心轴线相对于所述第一中心轴线平移。
3.根据权利要求1所述的电子眼镜,其中,所述铰链包括插入到第二部分中的第一部分,所述第一部分具有第一弯曲外表面,并且所述第二部分具有第二弯曲外表面;
其中,在所述铰链处于所述第一打开位置的情况下,所述第一弯曲外表面与所述第二弯曲外表面垂直对准。
4.根据权利要求1所述的电子眼镜,其中,所述铰链还包括弹簧构件,所述弹簧构件将所述后向表面和所述前向表面从所述第二打开位置偏置到所述第一打开位置。
5.根据权利要求1所述的电子眼镜,其中:
所述铰链在从折叠位置移动到第一打开位置的情况下围绕所述第一旋转轴线旋转;并且
所述铰链在从所述第一打开位置移动到第二打开位置的情况下围绕所述第二旋转轴线旋转。
6.根据权利要求1所述的电子眼镜,其中,所述铰链包括扭矩曲线,所述扭矩曲线被构造为自动地移动到所述折叠位置并且被构造为自动地移动到所述第一打开位置。
7.根据权利要求5所述的电子眼镜,其中,所述铰链包括:
凸轮,所述凸轮具有第一平表面和第二平表面;和
支撑表面;
其中,在所述铰链处于所述折叠位置的情况下,所述第一平表面接合所述支撑表面;并且
其中,在所述铰链处于所述第一打开位置的情况下,所述第二平表面接合所述支撑表面。
8.根据权利要求7所述的电子眼镜,其中,在所述铰链处于所述第二打开位置的情况下,所述第一平表面和所述第二平表面不与所述支撑表面接触。
9.一种用于眼镜的铰链,包括:
第一铰链部分,所述第一铰链部分限定凸轮支撑表面和旋转组件,所述旋转组件包括弹簧、轴和连接件;和
第二铰链部分,所述第二铰链部分限定与所述连接件可旋转地联接的凸轮并且具有第一平表面和第二平表面;
其中:
所述弹簧被构造为偏置所述凸轮以经由所述连接件朝向所述凸轮支撑表面围绕所述轴旋转;
所述凸轮能够在第一位置和第二位置之间旋转;
所述第一平表面在所述第一位置中接合所述凸轮支撑表面;并且
所述第二平表面在所述第二位置中接合所述凸轮支撑表面。
10.根据权利要求9所述的铰链,其中,所述凸轮包括联接到所述连接件的第二轴。
11.根据权利要求9所述的铰链,其中:
所述旋转组件还包括与所述凸轮可旋转地联接的第二连接件;并且
所述连接件相对于所述第二连接件与所述第一平表面和所述第二平表面相对地定位。
12.根据权利要求9所述的铰链,其中,所述凸轮包括硬止动表面,所述硬止动表面被构造为使所述凸轮相对于所述第一铰链部分的止动表面停止旋转。
13.根据权利要求9所述的铰链,其中,所述凸轮包括内部通道,其中,电缆能够通过所述内部通道在所述第一铰链部分和所述第二铰链部分之间布线。
14.根据权利要求9所述的铰链,其中,所述凸轮能够围绕所述轴旋转到第三位置,其中,所述第一平表面和所述第二平表面与所述凸轮支撑表面间隔开。
15.根据权利要求14所述的铰链,其中,所述弹簧将所述第一平表面和所述第二平表面从所述第三位置朝向所述第二位置偏置。
16.一种电子眼镜,包括:
臂结构,所述臂结构包括第一电子部件、突出部和穿过所述突出部限定的孔口;
框架结构,所述框架结构具有第二电子部件并且限定接收所述突出部的凹部,其中,所述突出部能够相对于所述凹部在折叠位置和展开位置之间旋转;和
电缆,所述电缆连接所述第一电子部件和所述第二电子部件,所述电缆在所述折叠位置中并且在所述展开位置中被所述孔口和所述凹部容纳。
17.根据权利要求16所述的电子眼镜,还包括柔性密封件;
其中,所述电缆包括纵向轴线;并且
其中,所述电缆被构造为沿所述纵向轴线平移以使所述柔性密封件挠曲。
18.根据权利要求16所述的电子眼镜,其中:
所述突出部包括弯曲表面;
所述框架结构包括倒圆外表面;并且
所述弯曲表面和所述倒圆外表面在所述展开位置具有匹配的曲率。
19.根据权利要求16所述的电子眼镜,其中,所述电缆在所述孔口内弯曲至少两次。
20.根据权利要求16所述的电子眼镜,其中:
所述孔口包括凹部部分;
所述电缆被定位在所述凹部部分中;并且
所述突出部的旋转轴线延伸穿过所述凹部部分。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163260587P | 2021-08-26 | 2021-08-26 | |
US63/260,587 | 2021-08-26 | ||
PCT/US2022/075298 WO2023028463A1 (en) | 2021-08-26 | 2022-08-22 | Dual-axis hinge mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117940835A true CN117940835A (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=83271549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280058230.6A Pending CN117940835A (zh) | 2021-08-26 | 2022-08-22 | 双轴铰链机构 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240184134A1 (zh) |
CN (1) | CN117940835A (zh) |
WO (1) | WO2023028463A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA627826A (en) * | 1961-09-19 | Zandanel Gino | Spectacle's temples hinge mounting | |
US5258784A (en) * | 1991-07-17 | 1993-11-02 | Baines Ian J | Spectacle frame |
JP5699649B2 (ja) * | 2011-02-04 | 2015-04-15 | セイコーエプソン株式会社 | 虚像表示装置 |
KR102528096B1 (ko) * | 2015-09-24 | 2023-05-03 | 에씰로 앙터나시오날 | 전자 프레임 |
WO2018139020A1 (ja) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | ソニー株式会社 | ヒンジ機構、及びこのヒンジ機構を有するヘッドマウントディスプレイ |
-
2022
- 2022-08-22 CN CN202280058230.6A patent/CN117940835A/zh active Pending
- 2022-08-22 WO PCT/US2022/075298 patent/WO2023028463A1/en active Application Filing
-
2024
- 2024-02-14 US US18/441,933 patent/US20240184134A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023028463A1 (en) | 2023-03-02 |
US20240184134A1 (en) | 2024-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10379376B2 (en) | Wearable electronic display | |
KR102483887B1 (ko) | 안경 힌지를 통한 전도성 연결 | |
US8004769B2 (en) | Binocular apparatus and system | |
US9696566B2 (en) | Spectacle with invisible optics | |
US9753287B2 (en) | Spectacle with invisible optics | |
CN108693644B (zh) | 具有柔性杆的头戴式显示装置 | |
US9239470B2 (en) | Adjustable eyewear | |
JP2010231119A (ja) | 眼鏡型の画像表示装置 | |
JP2011085929A (ja) | 画像鑑賞用眼鏡 | |
JPWO2017221369A1 (ja) | ウェアラブル装置 | |
JP5199509B1 (ja) | 折り畳めるモダン | |
WO2023069214A1 (en) | System and method of augmenting a head-mounted display for vision correction | |
WO2016077696A1 (en) | Spectacle with invisible optics | |
US5640218A (en) | Foldable spectacles with temple members having deformable earpieces for fitting into compact case | |
US11199716B2 (en) | Systems, devices, and methods for wearable heads-up displays | |
CN117940835A (zh) | 双轴铰链机构 | |
WO2023185115A1 (zh) | 镜框、头戴组件及头戴式设备 | |
JP7491012B2 (ja) | 頭部装着型表示装置 | |
KR20160095309A (ko) | 착용 가능한 표시 장치 | |
WO2023040484A1 (zh) | 头戴式设备 | |
WO2023040542A1 (zh) | 头戴式设备 | |
JP2931893B2 (ja) | 眼鏡のバネ丁番 | |
CN216670404U (zh) | 松紧调节组件及头戴式设备 | |
CN216696902U (zh) | 镜框及头戴式设备 | |
JP2008035208A (ja) | アイグラスディスプレイ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |