根据眼镜设计的上述缺点，本领域需要一种改进的眼镜，这种眼 镜允许佩戴者依据其所参加的活动调节眼镜的佩戴和/或光学方向。进 一步地，本领域需要一种眼镜，这种眼镜可被调节以便在多种眼镜构 造中提供较好的光学质量。本领域需要一种可调整的眼镜，这种眼镜 允许佩戴者将其所期望的LOS关于镜片的OCL对准，并且可用于采 取抬头姿势和低头姿势的活动中。而且，本领域需要一种眼镜，这种 眼镜可由佩戴者不使用工具进行调节，并且提供较好的抗正面冲击性。 最后，本领域需要一种可调整的眼镜，这种眼镜可由佩戴者容易地进 行调节以用于专项活动，而且这种眼镜是轻质的、结构上经久耐用的， 并且提供容易和快速的组装和拆卸，甚至在采取自行车竞赛姿势的情 况下对眼睛提供充分的保护。
因此，在实施方式中提供了一种眼镜，用于在不降低所述眼镜的 整体结构完整性的情况下使部件结构完整性和部件重量最小化。所述 眼镜可包括单一的镜片、框架和鼻梁架。所述镜片可具有上边缘和下 边缘。所述上边缘可具有在其相对端处形成的侧凹口，所述下边缘具 有形成于其内部的鼻梁架开口。
所述框架可具有相对的端部和至少部分地沿着所述框架延伸的上 部沟槽。所述上部沟槽的大小和构造可被确定成接纳所述镜片的所述 上边缘，并且所述镜片的所述侧凹口可被接纳在所述框架的所述相对 的端部中。进一步地，所述上部沟槽可具有由所述上部沟槽的深度和 宽度限定的横截面积。此外，所述框架可进一步具有从所述框架的中 央部向下延伸的柱部。
所述鼻梁架可具有中梁和从所述中梁向上延伸的安装件。所述鼻 梁架可具有至少部分地横过所述中梁延伸的下部沟槽，所述下部沟槽 的大小和构造可被确定成在其中可接纳所述镜片的所述下边缘。所述 安装件可被附接至所述柱部以将所述鼻梁架附接至所述框架。在该实 施方式中，所述框架与所述鼻梁架的共同接合可将所述镜片保持在所 述框架与所述鼻梁架之间，以便在不损害所述眼镜的整体镜片保持力 和整体结构完整性的情况下使所述上部沟槽的横截面最小化。例如， 所述上槽的所述横截面积可小于大约0.05平方英寸，而在某些实施方 式中，所述横截面积可不大于大约0.02平方英寸。进一步地，所述框 架的最大厚度小于沿着所述镜片的所述上边缘的所述镜片的厚度的 90％。因而，在保持所述眼镜的所述整体结构完整性的同时，可降低 眼镜的重量和单个部件的结构完整性。
在另一实施方式中，所述柱部可包括位于其末端的连接部。另外， 所述安装件可包括凹口，所述凹口的大小和构造被确定成至少接纳所 述柱部的所述连接部以将所述鼻梁架附接至所述框架。所述安装部的 所述凹口可形成于所述安装件的后侧部中。所述柱部可被形成为在所 述沟槽的后面连接至所述框架。在某些实施方式中，所述柱部可与所 述框架一体地形成。进一步地，所述镜片可被构造成被安装在所述柱 部和所述鼻梁架的所述安装件的前面。最后，所述镜片的模制出的构 造可符合所述框架的所述上部沟槽和所述鼻梁架的所述下部沟槽。
根据又一实施方式，所述眼镜可被构造成是可调整的，以便在采 取低头姿势的活动中使佩戴者的垂直偏移角最小化。所述垂直偏移角 可被定义为所述眼镜的光学中心线与佩戴者的所期望的视线之间的角 偏移。所述眼镜的所述镜片可限定光学中心线。在该实施方式中，安 装件可具有可定制的垂直高度，以使佩戴者的期望的垂直偏移角最小 化。
在另一实施方式中，所述眼镜是可调整的，以在整个垂直视角范 围内优化所述眼镜的保护功能，同时保持光学质量。在该实施方式中， 将安装件的垂直高度从第一垂直高度调整至第二垂直高度可增加镜片 的垂直高度，以便在观察到眼镜的顶部之外时提供保护，同时维持LOS 与OCL之间的期望的关系。
可调整的眼镜的鼻梁架可选自具有不同垂直高度的多个鼻梁架。 还提供了具有匹配的垂直高度的对应的多个镜片；每个镜片的位于垂 直面内的OCL被选择成符合对于每个镜片-鼻梁架组合的期望的LOS。
附图说明
下面参照优选实施方式的附图对本文所公开的本发明的上述和其 它特征进行描述。图示的实施方式旨在说明而非限制本发明。附图包 括下列各图：
图1是根据实施方式的具有框架、镜片和鼻梁架的可调整的眼镜 的前方分解立体图；
图2是图1所示的框架和鼻梁架的后视图；
图3A是眼镜的后视图，其中框架、镜片和鼻梁架处于组装状态；
图3B是图3A的眼镜的正视图；
图4A-4C图示了鼻梁架的示例性实施方式，其中鼻梁架的柱部具 有给定的垂直高度。
图5A是根据另一实施方式的眼镜的正视图，其中框架和鼻梁架 在安装镜片前被组装在一起；
图5B是处于组装状态的图5A的眼镜的正视图；
图6A是由处于抬头姿势的佩戴者佩戴眼镜的侧视图；
图6B是由处于低头姿势的佩戴者佩戴眼镜的侧视图，其中图示 了由佩戴者的视线和眼镜的光学中心线所限定的垂直视角；
图7A是现有技术的眼镜的正视图；
图7B是图7A的现有技术的眼镜的侧视横截面图，其中图示了在 其中保持有镜片的眼镜的框架内的沟槽的深度；
图8是图3B的眼镜的侧视横截面图，其中示出了框架内的上部 沟槽以及镜片与框架的互相连接。

虽然本发明说明书阐述了各种实施方式的具体细节，但是可以理 解本说明书仅是示例性的，并且不应以任何方式解释为限制性的。而 且，可由本领域技术人员想到的这些实施方式的各种应用及其修改也 包含在本文所描述的一般概念内。
参照图1，本发明提供了特有构造的眼镜10的实施方式，可减小 眼镜10的整体重量，并可改善由佩戴者在各种采取抬头和低头姿势的 活动中所享受的光学质量。眼镜10可由各种材料和方法制造。然而， 根据本发明的特有方面中的一个，可使用轻质部件组装眼镜10，或者 因结构强度方面的要求也可以不使用这种部件。
例如，在过去的眼镜设计中，采用较厚、较大和较重的设计来为 眼镜10提供充分的耐用性和结构完整性。然而，如本文进一步所述， 在不不降低眼镜的整体结构完整性的情况下，可利用轻质部件(因而 与较重部件相比其结构完整性可能较低)形成眼镜10。进一步地，实 施方式还对扭转和/或弯曲应力提供了基本的抵抗。
此外，眼镜10的实施方式还可向处于多个垂直视角的佩戴者提供 最优的光学特性。如上所述，许多体育活动的特征在于要求使用者采 取抬头或低头姿势。在低头姿势中，佩戴者一般将其期望的视线(LOS) 指引穿过眼镜的上部区域，这样可能不会向现有技术的眼镜的佩戴者 提供在平行于眼镜的光学中心线(OCL)观察时可获得的眼镜的预期 最优光学质量。
如图6A-6B所示，可以将佩戴者的LOS 80关于眼镜10的OCL 90 的角偏移表示为垂直偏移角92。垂直视角92还可以被定义为眼镜10 的OCL 90与佩戴者LOS 80之间的角偏移。通过减小垂直视角92，可 以预见佩戴者基本上可从眼镜10的改善的光学质量中获益，而在通常 的采取低头姿势的活动中由于非标准的面部结构无法获得这种改善的 光学质量。
在图1中，眼镜10被图示为包括镜片12、框架14、一对相对的 眼镜脚16和鼻梁架18。眼镜10的这些部件可被构造成允许佩戴者不 使用工具而快速地组装和拆卸眼镜10的卡扣连接(snap fit)部件。镜 片12可被形成为各种构造和几何形状。优选地，镜片12被构造成轻 质且在佩戴者的整个视野中提供较好的光学质量。可以预见，可以利 用双镜片或单镜片设计来形成镜片12。如图1所示，镜片12具有上 边缘20和下边缘22。如图6A-6B所示，镜片12还可限定光学中心线 (OCL)90。例如参见Houston等人的题为“用于眼镜的偏轴校正镜 片(Decentered Corrected Lens for Eyewear)”的第6,010,218号美国专 利，本文通过引用的方式并入该公开的全部内容，尤其是关于镜片的 构造、设计和光学的内容。
如下文进一步描述，可按照各种形状和轮廓形成上边缘和下边缘 20、22。镜片12还可包括形成于其相对的侧边缘28的一对相对的侧 凹口24。还如下文进一步描述，侧凹口24可以是镜片中的空洞(void)， 并且呈各种形状。最后，镜片12还可包括可至少部分地接纳鼻梁架 18的鼻梁架开口26。
如图1-2所示，框架14可被构造成包括可共同形成上部镜片接纳 部的相对的端部30和上部沟槽32。在实施方式中，相对的端部30的 大小和构造被确定成与对应的镜片12的侧边缘28的至少一部分配装。 优选地，端部30被形成为可拆卸地接纳对应的镜片12的侧凹口24。
上部沟槽32可至少部分地沿着框架14延伸，并且优选地相对的 侧凹口30的中间延伸。上部沟槽32的大小和构造优选地确定成接纳 镜片12的上边缘20。如图8所示的实施方式所示，上部沟槽32可限 定出具有宽度110和深度112的纵向槽。上部沟槽32可被形成为具有 不同或相同尺寸的内表面。例如，如图8所示，后表面114具有比前 表面116更大的横截面长度，并且可进一步不同于上部沟槽32的上表 面118的横截面长度。上部沟槽32的后表面114、前表面116和上表 面118可被修改以便在上部沟槽32内提供不同程度的镜片12的上边 缘20的保持力。
相对的端部30可被形成为使上部沟槽32沿着其至少部分地延伸。 由此，通过框架12的相对的端部30在其中接纳镜片12的侧凹口24， 以及上部沟槽32至少部分地在其中接纳镜片12的上边缘20，可至少 部分地组装眼镜10。如上所述，镜片12的侧凹口24可被不同地构造 并可包括特别的几何样式，这些几何样式倾向于与对应的端部30的几 何样式互锁。这个特征倾向于确保将镜片12推进上部沟槽32内并与 框架14完全地配合。还可利用这个特征来帮助佩戴，以确保镜片12 在组装过程中处于与框架14接合的位置。同样地，镜片12可被构造 成被接纳在上部沟槽32中，以便将垂直地固定镜片12的上边缘20， 并且相对的侧凹口24可被接纳在各自的框架14的相对的端部30中， 以便将镜片12水平地固定至框架14。
根据实施方式，框架14可进一步包括从框架14的中央部36向下 延伸的柱部34。如本文所述，柱部34可被形成为各种几何形状。如 下文进一步所述，优选地，柱部34可基本呈矩形，并且具有足够的宽 度和厚度以提供与鼻梁架18的牢固接合。柱部34优选地与框架14 一体地形成，比如由一片单一、连续的材料通过注模形成。可选地， 柱部34可由分离的材料形成，并且可利用粘合剂、机械互锁、过盈配 合或其它紧固件结合至框架14。最后，如图2所示，柱部34还可包 括可在柱部34的末端39处形成的连接部38。
图1-2还图示了鼻梁架18的示例性构造，其中鼻梁架18具有中 梁40和安装件42，安装件42可从中梁40向上延伸并具有垂直高度 44。中梁40与安装件42优选地例如通过注模一体地形成，但是也可 由分离的可结合的材料形成。
鼻梁架18可进一步包括沿着中梁40的至少一部分形成的下部沟 槽46。如图1所示，例如，下部沟槽46可至少部分地沿着中梁40延 伸。中梁40的下部沟槽46的大小和构造优选地被确定成可拆卸地接 纳镜片12的下部边缘22。具体地，下部沟槽46的形状可被确定成符 合镜片12的鼻梁架开口26的形状和大小。
安装件42的大小和构造可被确定成可附接至框架14的柱部34。 可利用各种构造将柱部34附接至安装件42，比如阳型和阴型互锁连 接以及其它第一和第二互补表面结构。例如，柱部34或安装件42中 的一个可形成为阳型连接器，该阳型连接器可拆卸地连接至柱部34 和安装件42中剩余的另一个形成的对应的阴型连接器。
如图2所示，安装件42的后侧部50可被形成为包括可接纳柱部 34的凹口54。在该实施方式中，柱部34的连接器部38可被形成为与 安装件42的凹口54配装。可选地，鼻梁架18的前侧部52可被构造 成包括凹口54。此外，柱部34还可包括可在其中接纳安装件42的凹 口。该可选的实施方式和修改被认为是在本公开和教导的范围内。
图3A-3B图示了镜片12、框架14和鼻梁架18的共同接合。在该 实施方式中，柱部34可在上部镜片沟槽32的后面连接至框架14。此 外，镜片12可被构造成安装在柱部34和鼻梁架18的安装件42的前 面。镜片12的模制出的构造可符合框架14的上部沟槽32和鼻梁架 18的下部沟槽46。
由该实施方式提供的共同接合可提供显著的优势，即可在不降低 眼镜10的整体耐用性和结构完整性的情况下减小这些部件的重量。进 一步地，在某些实施方式中，由于镜片12的侧边缘28和/或侧凹口24 与框架14的相对的端部30接合，眼镜10可承受扭转和/或弯曲应力。 由此，可以预见镜片12的侧边缘28和/或侧凹口24与框架14的相对 的端部30的接合可进一步稳定和减轻通常在眼镜10的使用中遇到的 扭转和弯曲力。因此，镜片12可由由框架14和鼻梁架18更牢固地保 持。
图3A是处于组装状态的眼镜10的后视图，而图3B是该处于组 装状态的眼镜10的正视图。如图3A所示，鼻梁架18的安装件42被 附接至框架14的柱部34，以便将鼻梁架18相对于框架14的垂直定 位固定。如图3A-3B所示，进一步地，在镜片12被安装的情况下， 安装件42还被图示为放置在镜片12与框架14的柱部34的中间，以 便将鼻梁架18相对于框架14的水平定位固定。
在组装过程中，可在组装框架14和鼻梁架18之后安装镜片12， 尽管这并非必要。镜片12一旦被组装后，可与框架14和鼻梁架18 共同接合，并且当镜片12被安装时，框架14与鼻梁架18彼此之间可 保持固定关系。由于框架14与鼻梁架18彼此之间的固定关系，上部 沟槽32和下部沟槽46也可相对于彼此基本上处于固定关系，从而确 保将镜片12完全地保持在其中。因此，该实施方式能够确保镜片12 的最大的整体保持力和眼镜10的结构完整性。
如上所述，由本文所公开的实施方式所提供的显著的优点中的另 一个是减小、最小化和/或消除可由将上框架定位在相对于佩戴者的鼻 子的不同高度而引起的垂直偏移角。因此，在例如自行车竞赛和其它 促使采用低头姿势的竞赛的活动中，佩戴者可通过选择性地互换鼻梁 架18以及安装相应的镜片来改变主要的LOS来调节眼镜10，同时仍 然允许佩戴者享受镜片12的较好的光学质量。
现在参照图4A-4C，其中图示了鼻梁架18的各种实施方式的后视 图。如图所示，第一鼻梁架18′的安装件42可具有第一垂直高度44′， 第二鼻梁架18″则可对应于第二垂直高度44″，而第三鼻梁架18″′可对 应于第三垂直高度44″′。大体上可从鼻梁架18的鼻顶点48至顶端62 来测得垂直高度44。图4A-4C图示了可在某些实施方式中互换使用的 一组示例性鼻梁架18。提供这些图示仅出于说明性目的，而且提供各 种其它大小和/或构造的鼻梁架18是可以预见的。如上所讨论，安装 件42可与框架14的柱部34互相连接。可以预见佩戴者可根据其需要 和/或偏好选择具有特定的垂直高度44的鼻梁架18。当所选择的鼻梁 架18被安装在眼镜10上时，可向佩戴者提供眼镜10的定制的佩戴方 式。每个鼻梁架与具有位于垂直面内的OCL的相应的镜片匹配，而通 过这种镜片-鼻梁架组合，该OCL与佩戴者所期望的LOS保持基本平 行。
一组可选鼻梁架18中的鼻梁架18的垂直高度44可处于给定的范 围内。例如，给定的一个鼻梁架的垂直高度44可处于大约一英寸的优 选范围内，比如+0.75/-0.250英寸。高度44可以是例如大约0.25″、 0.5″、0.75″和1.0英寸，或者两个或更多的鼻梁架可以被设置成具有 1/8英寸的增量。可以根据眼镜10的几何形状，并依据比如目标活动、 目标消费者等的其它考虑因素对范围进行加宽或修改。
可以预见通过将鼻梁架18与具有不同垂直高度44的鼻梁架互换， 佩戴者可以相对于佩戴者的鼻子或正前LOS 80的修改镜片12的上边 缘。可提供一系列的鼻梁架的大小。因而，佩戴者可选择性地定制眼 镜10(并且还可为各种活动使用眼镜10)，从而为特定的使用而优化 镜片的垂直高度和穿过镜片的视角，而且佩戴者的LOS 80仍可与OCL 更接近于平行地穿过镜片12，以下参照6A-6B对此进行进一步解释。
根据图4A-4C所示的另一方面，鼻梁架18可进一步包括轭部 (collar portion)56和鼻垫58。鼻垫58可包括被附接至鼻梁架18或与 鼻梁架18一体地形成的单鼻垫或双鼻垫。鼻垫58可被附接至鼻梁架 18的底部60。轭部56大体上可在鼻垫58与下部沟槽46的中间延伸。 由此，如图4A-4C所示，环部56的大小和构造可随安装件42的垂直 高度的不同而改变。
此外，可以预见鼻梁架18′、18″和18″′的下部沟槽46可保持相对 于鼻梁架18′、18″和18″′的顶端62的固定关系。在图4A所示的实施 方式中，当组装镜片12时，当鼻垫58和下槽46被组装至镜片12的 鼻梁架开口26时，可被定位成与镜片12的鼻梁架开口26大体上接触。 然而，当通过将垂直高度44比如分别增加至图4B或图4C的垂直高 度44″或44″′来调节垂直视角92时，下部沟槽46与鼻垫58的垂直位 置之间会产生垂直间隙。因此，轭部56通过填充该垂直间隙可有助于 补偿任何这种间隙。轭部56可以是实心的、穿孔的或者其它构造。因 此，佩戴者的脸部和眼睛可得到保护而不受会穿过该间隙的空气或者 其它物质的影响。
图5A图示了眼镜10的实施方式的分解图，其中镜片12可被安 装/接合在框架14和鼻梁架18上。进一步地，当拆卸眼镜10以调整 或修理时，可将镜片12从框架14和鼻梁架18分离，而无需在分离镜 片14之前拆卸或移除眼镜10的其它部件。如本文所述，通过将镜片 12的上边缘20插入上部沟槽32和相对的端部30，然后将镜片12的 下边缘22插入鼻梁架18的下部沟槽46来完成镜片的接合和分离(分 别以正向和反向顺序)。可通过轻轻地弯曲镜片12来完成此过程。当 镜片12被完全接合时，镜片12可卡扣入位。通过上述方式，佩戴者 可利用可互换的鼻梁架18选择性地调节眼镜10以使其适合。
图5B是眼镜10的正视图，其中图示了多个鼻梁架18′、18″和18″′ 的安装和佩戴。如以上所讨论，不同的垂直高度44′、44″和44″′(见 图4A-4C)可允许佩戴者将眼镜10的佩戴调节到相应的高度，从而提 供垂直视角92的调整。鼻梁架18的构造可被修改成包括任意各种大 小、形状、鼻垫、材料、轭部构造及其它特征，并且可符合眼镜10 在佩戴者脸部上的高度，例如，关于佩戴者的眉毛所测量的高度。
现在参照图6A-6B，其中图示了佩戴着眼镜10的佩戴者的头部的 侧视图。在图6A中，佩戴者的头部和眼镜10大体上处于抬头位置， 并且镜片12的OCL 90大体上是水平的(正前)。进一步地，佩戴者 的LOS 80大体上也是水平的，并且基本上平行于镜片12的OCL 90。
然而，在图6B中，以虚线图示了眼镜82，其中，眼镜82未被调 节以便对(关于镜片)垂直升高的LOS 80进行补偿。因而，佩戴者 的LOS 80可能从更接近上框架的、眼镜82的镜片的上部穿过。从而 这样造成的后果是光学效果差，而且对风、光和碎屑的防护作用低略。 此外，佩戴者LOS 80可能被眼镜82的框架遮挡。无论如何，由于眼 镜的框架如此接近LOS 80，佩戴者的视野必定会被减小。
对照之下，图6B还示出了眼镜84，其中，鼻梁架的垂直高度已 经被增加，并且具有相应构造的镜片已经被插入以减小垂直偏移角92 并提供较好的眼睛保护。如图6B所示，佩戴者的LOS 80倾向于更接 近镜片的中心部分穿过，并与镜片的OCL 90更加对准。这种实施会 倾向于改善由佩戴者享受的整体光学质量。进一步地，该实施方式倾 向于当佩戴者采取低头姿势时，确保佩戴者的LOS 80不被眼镜84的 框架所遮挡。
图7A-7B分别图示了示例性的现有技术的太阳镜100的正视图和 横截面图。太阳镜100包括框架101、镜片102和鼻梁架104。框架 101包括沟槽106，并且镜片102具有被接纳在框架101的沟槽106 中的上边缘108。如图7B的横截面图所示，沟槽106用于完全地支撑 镜片102和鼻梁架104。因而，这种太阳镜100的沟槽106必须特别 地深和宽并且大体上更坚固。在某些现有技术的太阳镜中，镜片沟槽 可深达0.10英寸。因此，太阳镜100的整体重量可能更大，外观可能 更庞大。
对照之下，图8示出了如图5B所示的实施方式的侧视图，并进 一步图示了眼镜10的轻质构造和共同接合的上述特征。如图所示，上 部沟槽32大体上由宽度110和深度112限定。与图7A-B的现有技术 的太阳镜进一步相对照，眼镜10的深度112可处于大约0.030-0.080 英寸的范围内。优选地，深度112小于或等于大约0.050英寸。因此， 由于鼻梁架和镜片的结构方面的贡献，小的多的深度112允许更多的 材料得以从框架14移除，从而允许框架的重量得以减小。
在框架14的某些实施方式中，框架14的垂直方向上的最大厚度 120优选地小于例如沿着镜片12的上边缘20的镜片12的厚度的90％。 在其它实施方式中，镜片12的厚度还可大于垂直方向上的框架14的 厚度120。水平方向上的框架14的最大厚度122优选地小于镜片12 的厚度的350％。如图8所示，可将框架14设计成各种轮廓和横截面 构造。因此，可以修改框架14的尺寸和形状。然而，可以预见通过采 用本文所教导的方案，可基本上将框架14的横截面最小化。
如上所述，上部沟槽32可被形成为具有不等或相等尺寸的内表 面。上部沟槽32可具有由宽度110和深度112或者由后表面114、前 表面116和上表面118限定的横截面积。优选地，上部沟槽32的横截 面积大约等于或小于0.02平方英寸。由此，接合在上部沟槽32中的 镜片12的横截面积可优选地小于大约0.02平方英寸。上部沟槽32的 后表面114的横截面长度可大于前表面116的横截面长度，并且可进 一步不同于上表面118的横截面长度。上部沟槽32的后表面114、前 表面116和上表面118可被修改以便在上部沟槽32内提供镜片12的 上边缘20的不同程度的保持力。
尽管在特定优选实施方式和实施例的背景下公开了本发明，本领 域的技术人员会理解，本发明从具体公开的实施方式扩展开到其它的 可替换的实施方式和/或本发明的使用以及本发明的明显的修改和等 同。此外，尽管已经示出并详细地描述了本发明的一些变形，但是基 于本公开，落入本发明的范围内的其它修改对本领域的技术人员来说 是显而易见的。还可以预见，可以对实施方式的特定特征和方面的进 行各种组合或次组合，并且这些组合或次组合仍然落入本发明的范围 内。应该理解，所公开的实施方式的各种特征和方面可以彼此组合或 彼此替代，以便形成所公开的发明的变化模式。因而，意图是本文所 公开的至少部分的发明的范围不应受限于上述具体公开的实施方式。