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映维网Nweon
2024年12月25日

）头戴式设备可能会暴露在灰尘环境中。所以，可以纳入粉尘缓减功能，以帮助确保设备令人满意地运行。

在一项专利申请中，
苹果
提出可使用灰尘缓减技术来帮助确保镜片安装耦合不受灰尘，颗粒和毛发等的不利影响。

图1示出可移动透镜类型的头戴式设备。设备10可以具有外壳12。外壳12可包括前部12F和诸如后部12R。当设备10佩戴在用户头上时，后部12R靠在用户的脸上。

头戴式外壳12可以连接到侧面部分12T。当外壳12佩戴在用户头上时，外壳12的前部可朝外，后部12R可朝向用户。设备10可具有用于向视窗36显示图像的电气和光学组件，包括左、右光学组件20。每个光学组件20可具有光学组件支撑38。

每个组件20可具有具有用于显示图像的像素阵列的显示器32和透镜34。透镜34可包括由光学透明聚合物或诸如玻璃的其它透明材料形成的一个或多个透镜元件。

可拆卸视力矫正透镜40可用于矫正用户视力缺陷，例如，屈光不正，如近视、远视和/或散光。在每个组件20中，显示器32和透镜34可以耦合到支架38并由支架38支撑。磁铁44或其他连接机机制可用于可拆卸地将视力矫正透镜40安装到与透镜34对齐的光学组件20。

例如，组件20和透镜40可以提供相应的配合磁铁44环。在操作过程中，由显示器32显示的图像可通过透镜34和矫正透镜40呈现给视窗36。

图2示出可拆卸视力矫正透镜。可拆卸视力矫正镜40可具有支撑结构，如可拆卸视力矫正镜框架40F。视力矫正透镜元件40LE可附在框架40F之上。透镜元件40LE可以具有圆形、椭圆形、泪滴形状或其他合适的形状。

框架40F可以绕镜头元件40LE的外围运行。在说明性配置中，透镜元件40LE由透明聚合物或玻璃形成，并且框架40F由不透明聚合物或其他不透明材料形成。

有时候，可能需要将每个可移动透镜40相对于其相应的固定透镜34精确地安装。为了精确地约束透镜40相对于透镜34的位置，可以使用具有一组运动安装对准结构54的运动安装系统。

例如，可以使用一组三个运动学安装对准结构54，它们在围绕透镜40外围的大约等距位置间隔。结构54可包括凸起和配合凹槽，其表面有助于建立用于对准的接触点。当透镜40磁性地附着在透镜34时，结构54的配合表面建立一组接触点，接触点设置每个透镜40相对于每个相关透镜34的所需位置。

在一个说明性示例中，光学组件20具有三个径向延伸的v形凹处，并且相应的透镜40具有三个突出到v形凹处的半球形突起。这种布置固定了所有六个自由度，并在透镜40和组件20之间形成了运动学耦合。

图3示出运动安装对准结构的横截面侧面视图。对准结构54可以具有运动安装对准凸点54P等运动安装对准凸点和相应的配合对准结构。

凹槽54R可以形成在透镜40的一部分或组件20的一部分中。类似地，突出54P可以由透镜40的一部分或组件20的一部分形成。在特定配置中，在透镜40形成突起54P，在组件20中形成凹槽。

突起54P可以有任何合适的形状。在透镜40（和透镜34）周围的不同位置可以使用不同类型的运动学对准结构54。

例如，在具有三个对准结构54的布置中，每个对准结构54位于图2所示三个位置中的不同位置之一，其中两个对准结构54可以具有与半球形突出配合的v形凹槽，并且其中一个对准结构54可以由与相应的半球形突出接触的平面形成。如果需要，可在将透镜40安装到组件20和透镜34时使用其他运动学耦合装置。

如图4的横截面侧视图所示，在框架40F和组件20的支撑38中可以形成对准结构54。结构54包括由框架40F的一部分形成的突出54P和由支撑38的一部分形成的凹槽54R。在凹槽54R内接收突起54P，并且当透镜40通过向52方向移动透镜40和/或通过向50方向移动组件20耦合到组件20时，帮助将透镜40对准组件20。

如果需要，组件20可以具有一个或多个对准突出，透镜40可以具有相应的对准凹点。如图5的横截面侧视图所示，在组件20的结构38中可形成突出54P，在透镜40的框架40F中可形成配合凹槽54R。

图6、7、8、9和10示出对准结构布置的附加横截面侧视图。

在图6，已分别在透镜40和组件20上形成配合对准结构54。组件40可具有具有对准结构54的支架38，框架40F可具有配合对准结构54。框架40F可以使用附着机制58附着到透镜元件40LE。通过使用对准结构54，可以将透镜40的透镜元件40LE对准组件20的透镜34。

在图7，对准结构54已由插入模压件形成。使用这种类型的布置，聚合物形成透镜40LE和34可以模压成对准结构54。

在图8，第一对准结构54已形成为透镜元件40LE的一个组成部分，而配套的第二对准结构54已由支撑38的一部分形成。

在图9，由透镜40的框架40F的一部分形成第一对准结构54，并且由组件20的透镜34的整体部分形成与第一对准结构配套的第二对准结构54。

图10示出，由透镜40的透镜元件40LE的整体部分形成第一对准结构54，并且由组件20的透镜34的整体部分形成配套的第二对准结构54。如果需要，可以使用其他安排。

如图11所示，当在对准凹槽54P内接收到对准突起54P时，配合对准结构54的表面形成对准透镜40和组件20的基准表面。通过减少或消除配合对准表面之间的灰尘等颗粒，可以达到令人满意的对准精度。

一般来说，对准凸点和凹点可以具有任何合适的形状，只要用于透镜40和组件20的对准结构54组按需要约束透镜40和组件20之间的相对运动。

图12、13、14和15示出对齐结构。如果需要，可以使用其他类型的对准结构。

在图12，对中凹槽54R为v形槽。

在图13，对准凹槽54R为锥形凹槽。

在图14，对准结构54PL为一个平面。当与对准凸点配合时，可以使用图14的平面来约束一个自由度。

在图15，对准突起54P具有球形形状。

图16示出如何将粉尘缓减结构并入对准结构54，以帮助防止粉尘干扰使用结构54实现的对准精度。当向62方向移动时，可以在配合对中凹槽54R内接收到对中突起54P。为了帮助防止碎屑进入凹槽54R，凹槽54R可设置诸如刷器64的碎屑覆盖物。

刷器64可以由柔性聚合物、金属或其他材料形成，当通过突起54P接触时，材料可以围绕铰链部分68偏转。当凹槽54P中不存在突起54P时，刷器64可停在第一位置。在挠曲过程中，刷器64可沿66方向移动至雨刷64不再覆盖凹槽54R开口的位置。在偏转期间，刷器64部分可以擦拭凹槽54R的侧面，从而有助于减轻灰尘污染。

如果需要，刷器64可以由磁性材料形成。可以提供一个或多个磁铁来吸引刷器64，从而促进刷器64在所需方向的运动。作为一个例子，磁铁70可以任选地安装到形成凹槽54R的结构，以帮助将刷器64向下偏转到凹槽54R中；磁铁72可以任选地安装到形成突起54P的结构，以帮助将刷器64拉出凹槽54R，从而在对准结构54P和54R彼此不匹配时将刷器64返回其所需位置。

如图17所示，如果需要，刷器64可以具有从凹槽54R的相对侧向内弯曲到凹槽54R的第一部分和第二部分。

如图18所示，对准凹槽54R具有圆形轮廓。碎屑罩74可以由柔性聚合物或其它材料形成。碎屑罩74可贴附于凹槽54R的圆形外围边缘，并可设置诸如狭缝76的狭缝。狭缝76将碎屑罩74分成四个饼状部分，当在凹槽54R内接收到配合对中突起54P时，每个饼状部分都可以向内弯曲，如图19所示。

如果需要，磁铁可以并入透镜40和/或组件20，以帮助从对准结构54中的对准表面拉出碎片颗粒。

图20是具有这种磁铁（磁铁80）横截面侧面视图。透镜40的部分可以设置诸如凹槽82的碎片聚集凹槽。凹槽82可用于收集灰尘，从而有助于防止收集到的灰尘污染对准凹槽54R。

如果需要，用户可以清洗镜片40和/或组件20的碎片。如图21所示，可以设置诸如孔84的液体（水）排气孔，以便于在洗涤过程中从槽82中除去水或其他液体。

图22是透镜40的透视图，透镜40具有诸如凹槽54R的对准结构和诸如凹槽82的灰尘清除槽，它与凹槽54R通信并因此与凹槽54R相邻。

在这种类型的布置中，槽82沿着框架40F的大部分或全部外围运行。凹槽82可以比凹槽54R更宽更深。如果需要，可以为诸如凹槽54R的对准结构54提供诸如涂层86的涂层。覆盖凹槽54R的部分或全部暴露表面的涂层86可以帮助防止灰尘粘附在表面之上。

作为示例，如果框架40F或框架40F的一部分由不锈钢形成，则涂层86可由不锈钢上的化学镍层形成。凹槽82的部分或全部表面还可以设置诸如涂层88的涂层。涂层88可以是薄粘接剂层、弹性体聚合物或其他涂层材料，其倾向于吸引碎屑，从而有助于防止灰尘进入凹槽54R。

相关专利

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Apple Patent | Lens mounting systems

名为“Lens mounting systems”的苹果专利申请最初在2023年6月提交，并在日前由美国专利商标局公布。