УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИЧНОЙ ГИГИЕНЫ ПОЛОСТИ РТА И ГОЛОВКА ЩЕТКИ СО ВСТРОЕННЫМ СВЕТОВОДОМ ВДОЛЬ ПОЛОГО ПРИВОДНОГО ВАЛА
DEVICE FOR PERSONAL ORAL HYGIENE AND BRUSH HEAD WITH BUILT-IN LIGHT GUIDE ALONG HOLLOW DRIVE SHAFT

[0001] Настоящие варианты реализации в целом относятся к устройствам для личной гигиены полости рта и, более конкретно, к устройству для личной гигиены полости рта или зубной щетке со встроенным световодом вдоль оси полого привода и способу его производства.
[0002] В области гигиены полости рта существует множество причин, обуславливающих необходимость обеспечения света для полости рта пользователя на кончике головки щетки. Одна причина заключается в необходимости освещении области для осмотра. Еще одна причина заключается в необходимости проведения анализа свойств отраженного света. Существуют и другие причины. Однако для передачи света через сменную или съемную головку щетки требуются переходная часть и оптический путь для обеспечения возможности прохождения света в съемную головку щетки, через и из нее. В частности, такая переходная часть и оптический путь были бы очень желательны для устройств для личной гигиены, таких как электрическая зубная щетка с вращаемой головкой щетки, которая вращается вокруг своей продольной оси. Кроме того, было бы желательно иметь простые и недорогие переходную часть и оптический путь.
[0003] Таким образом, желательно обеспечить усовершенствованный способ и устройство для преодоления проблем, имеющих место в уровне техники.
[0004] В соответствии с одним аспектом устройство для личной гигиены полости рта выполнено с возможностью использования вместе со съемной головкой щетки, имеющей первый световод с поверхностью для приема света, находящейся во взаимодействии с приемной полостью для приводного вала по меньшей мере с одной поверхностью сцепления в основании съемной головки щетки. Устройство содержит рукоятку, которая содержит корпус, исполнительный механизм с полым приводным валом и второй световод, расположенный коаксиально между первым и вторым концами полого приводного вала. Кроме того, устройство содержит задний стопорный соединительный адаптер, соединенный со вторыми концами полого приводного вала и второго световода, оптический соединитель, соединенный с поверхностью для приема света второго световода, источник света, предназначенный для излучения света на поверхность для входа света оптического соединителя, и передний стопорный соединительный адаптер, соединенный с первыми концами полого приводного вала и второго световода.
[0005] Исполнительный механизм расположен внутри корпуса. Исполнительный механизм содержит полый приводной вал, имеющий продольную ось, а также первый и второй концы. Первый конец полого приводного вала проходит за (i) первый конец исполнительного механизма и (ii) за пределы корпуса. Кроме того, исполнительный механизм выполнен с возможностью вращения полого приводного вала вокруг продольной оси.
[0006] Второй световод имеет оптическую ось, поверхность для выхода света и поверхность для приема света. Второй световод расположен коаксиально, вдоль своей оптической оси, между первым и вторым концами полого приводного вала, соответственно. В одном варианте реализации часть второго световода проходит за первый конец полого приводного вала.
[0007] Задний стопорный соединительный адаптер имеет проход, который проходит через него. Проход содержит (i) первый проход с внутренней радиальной поверхностью упора, соединенной со вторым концом полого приводного вала, и (ii) второй проход, который меньше первого прохода и соединен со вторым концом второго световода. Второй проход выполнен с возможностью подвешивания второго световода коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала на втором конце полого приводного вала.
[0008] Оптический соединитель имеет поверхность для входа света и поверхность для выхода света. Оптический соединитель расположен внутри второго прохода заднего стопорного соединительного адаптера, при этом поверхность для выхода света оптически соединена с поверхностью для приема света второго световода. Кроме того, источник света расположен внутри корпуса и выполнен с возможностью излучения света на поверхность для входа света оптического соединителя.
[0009] Передний стопорный соединительный адаптер имеет проход, который проходит через него. Проход содержит (i) первый проход с внутренней радиальной поверхностью упора, соединенной с первым концом полого приводного вала, и (ii) второй проход, который меньше первого прохода и соединен с первым концом второго световода. Второй проход переднего стопорного соединительного адаптера выполнен с возможностью подвешивания второго световода коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала на первом конце полого приводного вала. В результате, второй световод не находится в прямом контакте с полым приводным валом. Вместо этого, второй световод отделен вдоль своей длины от полого приводного вала радиальным промежутком.
[0010] Кроме того, передний стопорный соединительный адаптер содержит наружные концевую и оснóвную части. Наружная основная часть содержит по меньшей мере одну поверхность сцепления, которая дополняет по меньшей мере одну поверхность сцепления приемной полости для приводного вала в основании головки щетки. При использовании, в ответ на физическое соединение съемной головки щетки с рукояткой посредством вставки переднего стопорного соединительного адаптера в приемную полость для приводного вала, по меньшей мере одна поверхность сцепления наружной основной части сопрягается с по меньшей мере одной поверхностью сцепления приемной полости для приводного вала для обеспечения возможности (i) вращения головки щетки за счет вращения полого приводного вала и (ii) пропускания света от источника света через второй световод и в первый световод.
[0011] В одном варианте реализации оптический соединитель содержит коллимирующий линзовый элемент. Кроме того, источник света содержит одно, выбранное из группы, состоящей из фотодиода, светоизлучающего диода (СИД) и лазера. Еще в одном варианте реализации источник света физически отделен от оптического соединителя. Еще в одном варианте реализации источник света физически соединен с оптическим соединителем.
[0012] Еще в одном варианте реализации наружная концевая часть переднего стопорного соединительного адаптера отделена от наружной основной части поверхностью упора, которая проходит перпендикулярно длине переднего стопорного соединительного адаптера. Кроме того, поверхность упора первого стопорного соединительного адаптера обеспечивает промежуток между (i) поверхностью для выхода света второго световода и (ii) поверхностью для приема света первого световода для обеспечения возможности пропускания света от источника света через него.
[0013] Кроме того, в соответствии еще с одним вариантом реализации устройство для личной гигиены полости рта содержит съемную головку щетки. Съемная головка щетки содержит кончик на своем первом конце и основание на своем втором противоположном конце. Основание содержит приемную полость для приводного вала по меньшей мере с одной поверхностью сцепления. Кроме того, съемная головка щетки содержит область щетинок вблизи кончика на удалении от основания. Область щетинок имеет плоскость щетинок, проходящую поперек или перпендикулярно длине съемной головки щетки.
[0014] Кроме того, съемная головка щетки содержит первый световод, отражающий элемент и окошко. Первый световод имеет оптическую ось, поверхность для выхода света и поверхность для приема света, а также расположен вдоль своей оптической оси между первым и вторым концами съемной головки щетки, соответственно. Отражающий элемент расположен в съемной головке щетки и вблизи поверхности для выхода света первого световода для отражения света, выходящего через поверхность для выхода света первого световода, перпендикулярную оптической оси первого световода. Окошко содержит оптически прозрачный материал. Окошко расположено в области щетинок и находится на расстоянии от отражающего элемента. Свет, выходящий из поверхности для выхода света первого световода, отражается отражающим элементом через окошко. В одном варианте реализации первый световод является прямым вдоль своей оптической оси. Еще в одном варианте реализации первый световод содержит поликарбонатный световод.
[0015] Кроме того, еще в одном варианте реализации съемная головка щетки содержит по меньшей мере первый и второй опорные упоры, выполненные с возможностью подвешивания первого световода в съемной головке щетки вдоль ее длины. Подвешенный первый световод входит в контакт со съемной головкой щетки отдельно на опорных упорах, а в противном случае физически отделен от съемной головки щетки радиальным промежутком между первым световодом и съемной головкой щетки. В одном варианте реализации по меньшей мере первый и второй опорные упоры содержат радиальные проходящие внутрь упоры, имеющие поперечное сечение частично закругленной или изогнутой формы. Еще в одном варианте реализации отражающий элемент содержит одно, выбранное из группы, состоящей из (i) отражающего элемента, прикрепленного к первому световоду или представляющего собой его часть, и (ii) отдельного отражающего элемента.
[0016] Кроме того, в соответствии с еще одним вариантом реализации съемная головка щетки содержит верхний и нижний опорные элементы. Верхний опорный элемент содержит основание с приемной полостью для приводного вала, а нижний опорный элемент содержит отражающий элемент. Кроме того, по меньшей мере первый и второй опорные упоры содержат первый опорный упор, причем первая половина первого опорного упора расположена на верхнем опорном элементе, а вторая половина первого опорного упора расположена на нижнем опорном элементе. Второй опорный упор расположен в верхнем опорном элементе на верхнем конце приемной полости для приводного вала в основании съемной головки щетки. Кроме того, первый опорный упор находится вблизи конца первого световода около поверхности для выхода света, но на расстоянии от него. Второй опорный упор находится на противоположном конце первого световода около поверхности для приема света. Кроме того, второй опорный упор выступает в роли концевого стопора для первого световода.
[0017] В соответствии с еще одним вариантом реализации способ производства устройства для личной гигиены полости рта, выполненного с возможностью использования вместе со съемной головкой щетки, имеющей первый световод с поверхностью для приема света, находящейся во взаимодействии с приемной полостью для приводного вала по меньшей мере с одной поверхностью сцепления в основании съемной головки щетки, включает обеспечение рукоятки, которая содержит корпус, и обеспечение исполнительного механизма, расположенного в корпусе. Исполнительный механизм содержит полый приводной вал с продольной осью, при этом полый приводной вал имеет первый и второй концы. В одном варианте реализации первый конец полого приводного вала проходит за (i) первый конец исполнительного механизма и (ii) за пределы корпуса. Исполнительный механизм выполнен с возможностью вращения полого приводного вала вокруг продольной оси.
[0018] Кроме того, способ включает обеспечение второго световода, имеющего оптическую ось, поверхность для выхода света и поверхность для приема света. Второй световод расположен коаксиально, вдоль своей оптической оси, между первым и вторым концами полого приводного вала, соответственно. В одном варианте реализации часть второго световода проходит за первый конец полого приводного вала. Кроме того, способ включает обеспечение заднего стопорного соединительного адаптера, имеющего проход, который проходит через него и содержит (i) первый проход с внутренней радиальной поверхностью упора, соединенной со вторым концом полого приводного вала, и (ii) второй проход, который меньше первого прохода и соединен со вторым концом второго световода. Второй проход заднего стопорного соединительного адаптера выполнен с возможностью подвешивания второго световода коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала на втором конце полого приводного вала.
[0019] Кроме того, способ включает обеспечение оптического соединителя, имеющего поверхность для входа света и поверхность для выхода света. Оптический соединитель расположен внутри второго прохода заднего стопорного соединительного адаптера, при этом поверхность для выхода света оптически соединена с поверхностью для приема света второго световода. Кроме того, способ включает обеспечение источника света, расположенного в корпусе. Источник света выполнен с возможностью излучения света на поверхность для входа света оптического соединителя.
[0020] Кроме того, способ включает обеспечение переднего стопорного соединительного адаптера, имеющего проход, который проходит через него и содержит (i) первый проход с внутренней радиальной поверхностью упора, соединенной с первым концом полого приводного вала, и (ii) второй проход, который меньше первого прохода и соединен с первым концом второго световода. Второй проход переднего стопорного соединительного адаптера выполнен с возможностью подвешивания второго световода коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала на первом конце полого приводного вала. Второй световод не находится в прямом контакте с полым приводным валом и отделен вдоль своей длины от полого приводного вала радиальным промежутком. Передний стопорный соединительный адаптер также содержит наружные концевую и оснóвную части. Наружная основная часть содержит по меньшей мере одну поверхность сцепления, которая дополняет по меньшей мере одну поверхность сцепления приемной полости для приводного вала в основании головки щетки. При использовании, в ответ на физическое соединение съемной головки щетки с рукояткой посредством вставки переднего стопорного соединительного адаптера в приемную полость для приводного вала, по меньшей мере одна поверхность сцепления наружной основной части сопрягается с по меньшей мере одной поверхностью сцепления приемной полости для приводного вала для обеспечения возможности (i) вращения головки щетки за счет вращения полого приводного вала и (ii) пропускания света от источника света через второй световод и в первый световод.
[0021] Кроме того, еще в одном варианте реализации способа этап обеспечения переднего стопорного соединительного адаптера включает отделение наружной концевой части переднего стопорного соединительного адаптера от наружной основной части поверхностью упора, которая проходит перпендикулярно длине переднего стопорного соединительного адаптера. Кроме того, поверхность упора первого стопорного соединительного адаптера обеспечивает промежуток между (i) поверхностью для выхода света второго световода и (ii) поверхностью для приема света первого световода для обеспечения возможности пропускания света от источника света через него.
[0022] В соответствии с еще одним вариантом реализации способ также включает обеспечение съемной головки щетки, содержащей кончик на своем первом конце и основание на своем втором противоположном конце. Основание содержит приемную полость для приводного вала по меньшей мере с одной поверхностью сцепления. Кроме того, съемная головка щетки содержит область щетинок вблизи кончика на удалении от основания, причем область щетинок имеет плоскость щетинок, проходящую поперек или перпендикулярно длине съемной головки щетки. Кроме того, способ включает обеспечение первого световода, имеющего оптическую ось, поверхность для выхода света и поверхность для приема света, а также расположенного вдоль своей оптической оси между первым и вторым концами съемной головки щетки, соответственно. Кроме того, способ включает обеспечение отражающего элемента и окошка. Отражающий элемент расположен в съемной головке щетки вблизи поверхности для выхода света первого световода для отражения света, выходящего через поверхность для выхода света первого световода, перпендикулярную оптической оси первого световода. Окошко содержит оптически прозрачный материал, а также расположено в области щетинок и находится на расстоянии от отражающего элемента. Свет, выходящий из поверхности для выхода света первого световода, отражается отражающим элементом через окошко.
[0023] Кроме того, еще в одном варианте реализации способа этап обеспечения съемной головки щетки включает обеспечение по меньшей мере первого и второго опорных упоров, выполненных с возможностью подвешивания первого световода в съемной головке щетки вдоль ее длины. Подвешенный первый световод входит в контакт со съемной головкой щетки отдельно на опорных упорах, а в противном случае физически отделен от съемной головки щетки радиальным промежутком между первым световодом и съемной головкой щетки.
[0024] Кроме того, еще в одном варианте реализации способа этап обеспечения съемной головки щетки включает обеспечение верхнего и нижнего опорных элементов. Верхний опорный элемент содержит основание с приемной полостью для приводного вала, а нижний опорный элемент содержит отражающий элемент. Кроме того, по меньшей мере первый и второй опорные упоры содержат первый опорный упор, причем первая половина первого опорного упора расположена на верхнем опорном элементе, а вторая половина первого опорного упора расположена на нижнем опорном элементе. Кроме того, второй опорный упор расположен в верхнем опорном элементе на верхнем конце приемной полости для приводного вала в основании съемной головки щетки. Кроме того, первый опорный упор находится вблизи конца первого световода около поверхности для выхода света, но на расстоянии от него. Второй опорный упор находится на противоположном конце первого световода около поверхности для приема света. Кроме того, второй опорный упор выступает в роли концевого стопора для первого световода.
[0025] Преимущественно, в вариантах реализации настоящего изобретения представлена головка щетки, соединяемая с рукояткой, переходной элемент световода, который преодолевает проблемы уровня техники.
[0026] Дополнительные преимущества и достоинства станут поняты специалисту в данной области техники после прочтения и понимания следующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0027] Варианты реализации настоящего изобретения могут принимать форму различных компонентов и схем размещения компонентов, а также различных этапов и порядков выполнения этапов. Следовательно, чертежи предназначены для иллюстрации различных вариантов реализации и их не следует рассматривать в качестве ограничения вариантов реализации. На фигурах чертежей подобные ссылочные обозначения относятся к подобным элементам. Кроме того, следует отметить, что фигуры могут не подлежать масштабированию.
[0028] На фиг. 1 изображен вид в перспективе устройства для личной гигиены, выполненного с возможностью использования вместе со съемной головкой щетки, имеющей встроенный световод, при этом устройство для личной гигиены содержит исполнительный механизм с полым приводным валом и коаксиально расположенный второй световод, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0029] На фиг. 2 изображен частичный вид в поперечном сечении устройства для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0030] На фиг. 3 изображен вид в поперечном сечении съемной головки щетки со встроенным световодом для использования вместе с устройством для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0031] На фиг. 4 изображен вид сверху, на котором изображен первый световод и отражающий элемент съемной головки щетки со встроенным световодом для использования вместе с устройством для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0032] На фиг. 5 изображен разобранный вид в поперечном сечении съемной головки щетки со встроенным световодом для использования вместе с устройством для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0033] На фиг. 6A изображен вид в поперечном сечении опорного упора для световода, имеющего плоские поверхности, в съемной головке щетки со встроенным световодом в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0034] На фиг. 6B изображен вид в поперечном сечении опорного упора для световода, имеющего изогнутую поверхность, в съемной головке щетки со встроенным световодом в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения.
[0035] На фиг. 7 изображен частичный графический вид сверху в разрезе устройства для личной гигиены, содержащего исполнительный механизм с полым приводным валом и коаксиально расположенный второй световод, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0036] На фиг. 8 изображен вид в поперечном сечении переднего стопорного соединительного адаптера для полого приводного вала и второй световод в устройстве для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0037] На фиг. 9 изображен вид в перспективе кончика переднего стопорного соединительного адаптера для полого приводного вала и второй световод в устройстве для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0038] На фиг. 10 изображен вид в поперечном сечении заднего стопорного соединительного адаптера для полого приводного вала и второго световода, оптического соединителя и источника света в устройстве для личной гигиены в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
[0039] Варианты реализации настоящего изобретения, а также его различные признаки и преимущественные особенности разъяснены более полно со ссылкой на неограничивающие примеры, которые описаны и/или изображены на чертежах, а также подробно описаны в следующем описании. Следует отметить, что признаки, изображены на чертежах, не подлежат масштабированию, и признаки одного варианта реализации могут быть реализованы с другими вариантами реализации, что будет ясно специалисту в данной области техники, если иное явным образом не указано в настоящем документе. Описание общеизвестных компонентов и технологий обработки может быть опущено во избежание излишнего загромождения вариантов реализации настоящего изобретения. Примеры, используемые в настоящем документе, предназначены лишь для упрощения понимания того, каким образом варианты реализации настоящего изобретения могут быть реализованы на практике, а также для обеспечения специалисту в данной области техники возможности его практической реализации. Следовательно, примеры в настоящем документе не следует рассматривать в качестве ограничения объема вариантов реализации настоящего изобретения, который определен исключительно прилагаемой формулой изобретения и применимым законодательством.
[0040] Следует понимать, что варианты реализации настоящего изобретения не ограничены конкретной методологией, протоколами, устройствами, оборудованием, материалами, приложениями и т.д., описанными в настоящем документе, поскольку они могут варьироваться. Следует также понимать, что терминология, используемая в настоящем документе, используется с целью описания лишь конкретных вариантов реализации, и не предназначена для ограничения объема заявленных вариантов реализации. Следует отметить, что используемые в настоящем документе и в прилагаемой формуле изобретения грамматические формы единственного числа включают ссылку на множественное число, если контекстом явным образом не указано иное.
[0041] Если иное не определено, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют одинаковые значения, что будет главным образом ясно специалисту в области техники, к которой принадлежат варианты реализации настоящего изобретения. Описаны предпочтительные способы, устройства и материалы, несмотря на то, что на практике или при испытании вариантов реализации могут быть использованы любые способы и материалы, подобные или эквивалентные тем, которые описаны в настоящем документе.
[0042] Как будет ясно из представленного в настоящем документе раскрытия, устройство для личной гигиены или зубная щетка выполнено таким образом, что световод в нем передает свет от корпуса зубной щетки в направлении головки щетки через приводной вал исполнительного механизма. Кроме того, головка щетка содержит встроенный световод, который выполнен с возможностью передачи света от приводного вала к области щетинок. Головка щетки используется в сочетании с корпусом зубной щетки, имеющем переходной элемент световода, предпочтительно, в центре приводного вала.
[0043] Что касается оптических волокон или световодов, используемых в настоящем документе, следует понимать, что оптические волокна являются сложными и относительно дорогими для включения. В вариантах реализации настоящего изобретения световоды содержат, предпочтительно, поликарбонатные (ПК) световоды. Поликарбонат обеспечивает наилучшую желаемую производительность и при низкой стоимости. В других вариантах реализации световоды могут содержать другие подходящие материалы. Например, более дорогие материалы могут иметь улучшенные оптические свойства, однако они также могут быть менее желаемыми из-за того, что их зачастую очень сложно обработать или они являются очень хрупкими, как кварц. Кроме того, в конструкции в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, предпочтительно, предложена простая конструкция передачи света от основания головки щетки к зубам или десне.
[0044] В одном типе электрической зубной щетки головки зубной щетки вращаются вокруг продольной оси. Это означает, что любой переходной элемент между рукояткой и головкой щетки должен (i) обеспечивать возможность этого вращения или (ii) вращаться вместе с ней. Как будет ясно из представленного в настоящем документе раскрытия, варианты реализации настоящего изобретения, преимущественно, решают эту проблему за счет расположения оптического пути в центре вращения, т.е. используя полый приводной вал, в котором размещен световод.
[0045] Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что для минимизации потерь отражения, световод должен быть окружен воздухом максимально возможным образом. Это означает, что световод должен быть подвешен внутри головки щетки, а также внутри полого приводного вала, и поддерживаться в минимальном количестве мест. Кроме того, в одном варианте реализации свет должен выходить из головки щетки, изнутри области щетины под углом 90 градусов. Для других целей или вариантов реализации он может быть другим. В одном варианте реализации головка щетки разделена на ряд частей, как будет описано в настоящем документе далее. Следует отметить, что части также могут быть объединены, например, при изготовлении головки щетки, для минимизации их общего количества.
[0046] Ссылаясь теперь на фиг. 1, изображен вид в перспективе устройства 10 для личной гигиены, выполненного с возможностью использования со съемной головкой 20 щетки, имеющей встроенный световод, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. Устройство 10 для личной гигиены содержит приводную систему, содержащую исполнительный механизм 14 с полым приводным валом 18 и коаксиально расположенный второй световод. В одном варианте реализации устройство 10 для личной гигиены содержит электронную зубную щетку с головкой щетки. Исполнительный механизм 14 в целом расположен в рукоятке 16 устройства 10 для личной гигиены. Исполнительный механизм 14 приводит в действие полый приводной вал, на котором установлена съемная головка 20 щетки.
[0047] Переходя теперь к фиг. 2, более подробно изображен вид в поперечном сечении устройства 10 для личной гигиены, изображенного на фиг. 1. Головка 20 щетки содержит первый световод 28, расположенный вдоль ее длины, зеркало или отражающий элемент 30 и окошко 32, расположенное между зеркалом 30 и щетинками. Кроме того, головка 30 щетки может быть соединена с рукояткой 16 посредством переднего стопорного соединительного адаптера 34, как будет описано далее в настоящем документе со ссылкой на фиг. 8. Исполнительный механизм 14, который расположен внутри рукоятки 16, содержит полый приводной вал 18 (фиг. 3) и второй световод 36, расположенный коаксиально вдоль своей оптической оси внутри полого приводного вала. Кроме того, на фиг. 2 изображен оптический соединитель 64 и источник 66 света, которые будут описаны далее в настоящем документе ниже.
[0048] Ссылаясь теперь на фиг. 3, изображен вид в поперечном сечении съемной головки 20 щетки со встроенным световодом для использования вместе с устройством 10 для личной гигиены в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.
[0049] Кроме того, съемная головка 20 щетки содержит первый световод 28, отражающий элемент 30 и окошко 32. Первый световод 28 содержит оптическую ось, поверхность 28b для выхода света и поверхность 28a для приема света, а также расположен вдоль продольной оси съемной головки 20 щетки. Отражающий элемент 30 расположен в съемной головке 20 щетки и вблизи поверхности для выхода света первого световода 28 для отражения света, выходящего через поверхность для выхода света первого световода, перпендикулярную оптической оси первого световода. Окошко 32, содержащее оптически прозрачный материал, расположено в области щетинок или под ними и находится на расстоянии от отражающего элемента 30. Свет, выходящий из поверхности для выхода света первого световода 28, отражается отражающим элементом 30 через окошко 32. В одном варианте реализации первый световод 28 является прямым вдоль своей оптической оси. Еще в одном варианте реализации первый световод 28 содержит поликарбонатный световод.
[0050] В одном варианте реализации отражающий элемент 30 содержит отполированную нержавеющую сталь. Использование элемента из отполированной нержавеющей стали является преимущественным за счет простоты его изготовления и стоимости. В зависимости от цели освещения устройством для личной гигиены, возможны другие варианты реализации отражающего элемента. Например, отражающий элемент 30 может содержать отражающую поверхность, созданную непосредственно в первом световоде 28. Отражающая поверхность может быть создана путем отрезания граненого угла (например, 45 градусов) от конца первого световода и покрытия наружной поверхности граненого угла сильноотражающим покрытием. Иными словами, отражающий элемент 30 может содержать (i) отражающий элемент, прикрепленный к первому световоду 28 или представляющий собой его часть, и/или (ii) отдельный отражающий элемент.
[0051] В одном варианте реализации окошко 32 содержит материал, имеющий заданные характеристики оптической пропускаемости, подходящие для целевого назначения головки щетки. Окошко 32 расположено в головке 20 щетки в области над отражающим элементом 30 в головке щетки. Окошко 32 закрывает и защищает отражающий элемент 30 и поверхность для выхода света первого световода 28 от жидкостей, грязи и зубной пасты при использовании устройства для гигиены полости рта или зубной щетки. Предпочтительно, окошко 32 содержит поликарбонат. Также возможно использование других подходящих оптически прозрачных материалов.
[0052] На фиг. 4 изображен вид сверху, на котором изображен первый световод 28 и отражающий элемент 30 съемной головки 20 щетки со встроенным световодом. Отражающий элемент 30 является отдельным от первого световода 28.
[0053] Ссылаясь теперь на фиг. 5, изображен разобранный вид в поперечном сечении съемной головки 22 щетки со встроенным световодом для использования вместе с устройством 10 для личной гигиены. В одном варианте реализации съемная головка 20 щетки также содержит верхний и нижний опорные элементы 56 и 58, соответственно. Верхний опорный элемент 56 содержит приемную полость 44 для приводного вала по меньшей мере с одной поверхностью 46 сцепления. Нижний опорный элемент 58 содержит отражающий элемент 30. Кроме того, каждый из по меньшей мере верхнего и нижнего опорных элементов 56 и 58 имеет часть первого опорного упора 50, причем первая часть первого опорного упора 50 расположена на верхнем опорном элементе 56, а вторая часть первого опорного упора 50 расположена на нижнем опорном элементе 58 в положении, которое совпадает с положением первой части первого опорного упора. Первый опорный упор 50 находится вблизи самого конца первого световода 28 на поверхности для выхода света, но не на нем. Второй опорный упор 52 расположен в верхнем опорном элементе 56 на верхнем конце приемной полости 44 для приводного вала. Кроме того, второй опорный упор 52 выступает в роли концевого стопора для первого световода 28.
[0054] При сборке, в одном варианте реализации скрепляющее соединение, обеспечиваемое каждым из опорных упоров 50 и 52, обеспечивает контакт на 360 градусов с наружной поверхностью первого световода 28. Однако также возможны другие поддерживающие соединения или их варианты, например, прерывистый поддерживающий контакт на 360 градусов. В варианте реализации, изображенном на фиг. 5, каждый из опорных упоров 50 и 52 проходит на 360 градусов вокруг периферии световода в соответствующем опорном положении вдоль продольной оси световода. В предпочтительном варианте реализации каждый опорный упор содержит изогнутую, проходящую вовнутрь упорную часть или деталь на внутренней стенке верхнем и нижнем опорных элементах или секциях головки щетки, как изображено на фиг. 6A и 6B. Изогнутый упор может иметь минимальный контакт на микроскопическом уровне, что может привести к меньшим оптическим потерям.
[0055] Первый и второй опорные упоры 50 и 52 выполнены с возможностью подвешивания первого световода в съемной головке щетки вдоль ее длины. Подвешенный первый световод 28 входит в контакт со съемной головкой 20 щетки отдельно на опорных упорах, а в противном случае физически отделен от съемной головки щетки радиальным промежутком 54 между первым световодом 28 и съемной головкой 20 щетки. В одном варианте реализации по меньшей мере первый и второй опорные упоры 50 и 52, соответственно, содержат радиальные проходящие внутрь упоры, имеющие поперечное сечение частично закругленной или изогнутой формы (фиг. 6B).
[0056] Кроме того, первый и второй опорные упоры 50 и 52, соответственно, могут содержать разные формы поперечного сечения, определяемые в соответствии с конкретными вариантами реализации заданной головки щетки. Например, на фиг. 6A изображен вид в поперечном сечении опорного упора для световода, имеющего плоские поверхности, в соответствии с одним вариантом реализации. На фиг. 6B изображен вид в поперечном сечении опорного упора для световода, имеющего изогнутую поверхность, в соответствии с еще одним вариантом реализации настоящего изобретения.
[0057] Что касается варианта реализации, изображенного на фиг. 5, опорные упоры (50, 52) верхнего опорного элемента 56 головки щетки обеспечивают по меньшей мере одну область контакта относительного каждого конца первого световода 28. В ходе сборки первый световод 28 помещают в верхний опорный элемент 56. Нижний опорный элемент 58 также обеспечивает по меньшей мере одну область контакта для первого световода. Головка 20 щетки содержит окошко 32, расположенное относительно места расположения отражающего элемента 30, для обеспечения возможности выхода света, который исходит от первого световода 28, из головки 20 щетки. Также могут быть возможны вариации способов объединения и/или подразделения этих элементов.
[0058] В одном варианте реализации первый световод 28 помещают в верхний опорный элемент 56 перед прикреплением нижнего опорного элемента 58 или задней крышки. Ближний конец первого световода 28 плотно посажен в основную часть верхнего опорного элемента 56. Различные составные части могут немного деформироваться, так что может быть использована тугая посадка. Точная посадка зависит от выбора материалов для различных компонентов.
[0059] Ссылаясь теперь на фиг. 7, изображен частичный графический вид сверху в разрезе устройства 10 для личной гигиены, содержащего исполнительный механизм 14 с полым приводным валом 18. Полый приводной вал содержит второй световод 36, расположенный коаксиально между первым и вторым концами полого приводного вала, как изображено на фиг. 2. Первый конец полого приводного вала 18 проходит за (i) первый конец исполнительного механизма 14 и (ii) за пределы рукоятки 16. Кроме того, исполнительный механизм 14 выполнен с возможностью вращения полого приводного вала 18 вокруг продольной оси приводного вала. Кроме того, устройство 10 содержит задний стопорный соединительный адаптер 62, соединенный со вторым концом полого приводного вала 18 и второго световода 36, оптический соединитель 64, соединенный с поверхностью для приема света второго световода 36, источник 66 света, предназначенный для излучения света на поверхность для входа света оптического соединителя 64, и передний стопорный соединительный адаптер 34, соединенный с первым концом полого приводного вала 18 и второго световода 36.
[0060] Как станет ясно из представленного в настоящем документе описания, ключевым признаком вариантов реализации настоящего изобретения является использование полого вала в приводном механизме. Кроме того, приводной механизм, при необходимости, выполнен с возможностью поддержания подходящих рабочих характеристик вращения приводного механизма. Внутри полого приводного вала расположен световод и удерживается на месте с помощью концевых стопоров. В одном варианте реализации на заднем конце полого приводного вала 18, который проходит от заднего конца исполнительного механизма 14, свет от источника 66 света может быть направлен в световод 36.
[0061] Источник 66 света может быть расположен относительно световода 36 одним из двух способов. В первом способе, как изображено на фиг. 2, источник 66 света физически соединяют со световодом 36 или оптическим соединителем 64. В таком варианте реализации физическое соединение обеспечивает наилучшее исполнение в части эффективности. Однако такой вариант реализации предполагал бы вращение источника 66 света вместе с приводным валом 18 и, следовательно, электрические соединения с источником света должны были бы быть достаточно гибкими для обеспечения возможности вращения и достаточно износостойкими для функционирования в течение срока годности изделия.
[0062] Во втором способе источник 66 света помещают на небольшом расстоянии от задней части световода 36 (и/или оптического соединителя 64, например, коллимирующей линзы), как изображено на фиг. 7. Предпочтительно, в этом последнем варианте реализации источник 66 света расположен на неподвижной части рукоятки 16 щетки, что делает ее соответствующую конструкцию более надежной. Кроме того, расстояние между источником 66 света и световодом 36 (и/или оптическим соединителем 64) должно быть достаточно большим для обеспечения возможности прохождения источником света испытания падения сверху вниз, но не больше, для максимизации эффективности соответствующего сопряжения света.
[0063] Как было описано в настоящем документе выше, для минимизации потерь отражения, световод должен быть окружен воздухом максимально возможным образом. В соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения световод 36 образует внутреннюю сердцевину полого приводного вала 18 с промежутком между световодом и внутренней стенкой полого приводного вала. Для поддержания световода 36 на месте внутри полого приводного вала 18, световод удерживается в нем посредством соединительных адаптеров или разделителей на обоих концах, как изображено на фиг. 8- 10 и описано ниже.
[0064] На фиг. 8 изображен вид в поперечном сечении переднего стопорного соединительного адаптера 34 для полого приводного вала 18 и второй световод 36. Второй световод 36 имеет оптическую ось 68, поверхность 70 для выхода света и поверхность 72 для приема света (Фиг. 10). Второй световод 36 расположен коаксиально, вместе со своей оптической осью, между первым и вторым концами полого приводного вала 18, соответственно. В одном варианте реализации часть второго световода 36 проходит за первый конец полого приводного вала 18 (Фиг. 8).
[0065] Передний стопорный соединительный адаптер 34 имеет проход, который проходит через него. Проход содержит (i) первый проход A1 с внутренней радиальной поверхностью 74 упора, соединенной с первым концом полого приводного вала 18, и (ii) второй проход A2, который меньше первого прохода и соединен с первым концом второго световода 36. Второй проход A2 переднего стопорного соединительного адаптера 34 выполнен с возможностью подвешивания второго световода 36 коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала на первом конце полого приводного вала 18. В результате, второй световод 36 не находится в прямом контакте с полым приводным валом 18. Вместо этого, второй световод 36 отделен вдоль своей длины от полого приводного вала 18 радиальным промежутком 76.
[0066] Как изображено на фиг. 8, передний стопорный соединительный адаптер 34 также содержит по меньшей мере одну поверхность 84 сцепления, которая дополняет по меньшей мере одну поверхность 46 сцепления приемной полости 44 приводного вала головки 20 щетки (фиг. 5). При работе, в ответ на физическое соединение съемной головки 20 щетки с рукояткой 16 посредством вставки переднего стопорного соединительного адаптера 34 в приемную полость 44 для приводного вала, по меньшей мере одна поверхность 84 сцепления сопрягается с по меньшей мере одной поверхностью 46 сцепления приемной полости 44 для приводного вала (фиг. 5) для обеспечения возможности (i) вращения головки щетки за счет вращения полого приводного вала и (ii) пропускания света от источника 66 света через второй световод 36 в первый световод 28. Следует отметить, что конкретные формы поперечного сечения соединительных адаптеров не являются обязательными, пока имеется по меньшей мере одна плоская сторона или элемент, выполненный с возможностью использования в качестве поверхности 84 сцепления с поверхностью 46 сцепления приемной полости 44 в головке 20 щетки. Еще в одном варианте реализации поверхность 84 сцепления представляет собой поверхность 84 упора, которая проходит перпендикулярно длине переднего стопорного соединительного адаптера, как изображено на фиг. 8. Кроме того, поверхность 84 сцепления и упора первого стопорного соединительного адаптера используется для обеспечения промежутка 86 (как изображено на фиг. 2) между (i) поверхностью для выхода света второго световода 36 и (ii) поверхностью для приема света первого световода 28 для обеспечения возможности пропускания света от источника 66 света через него. Воздушный промежуток 86 может способствовать предотвращению какого-либо повреждения соответствующих световодов в ходе установки головки 20 щетки на рукоятку 16 и/или при использовании, в частности, ввиду того, что приводной вал, как правило, может двигаться в осевом направлении в пределах заданной величины допуска. Однако наличие воздушного пространства может не являться функциональным требованием. В одном варианте реализации воздушный промежуток составляет порядка нескольких миллиметров, однако могут быть возможны промежутки большего размера в зависимости от эффективности световода до этой точки. Чем более прямой путь может быть выполнен, тем больший промежуток может быть пересечен. Например, промежуток может составлять приблизительно 1 см или больше. Предпочтительно, световоды оптически выровнены друг с другом в промежутке. Для любой заданной реализации, эффективность оптического пропускания уменьшается вместе с соотношением соответствующих поверхностей. Приемлемые потери зависят от требуемого оптического сигнала для заданной реализации зубной щетки.
[0067] Для помощи в дальнейшем понимании настоящих вариантов реализации, на фиг. 9 изображен вид в перспективе переднего стопорного соединительного адаптера 34 для полого приводного вала и на конце поверхности (70) для выхода света второго световода (36) устройства 10 для личной гигиены.
[0068] Ссылаясь теперь на фиг. 10, изображен вид в поперечном сечении заднего стопорного соединительного адаптера 62 для полого приводного вала 18 и второго световода 36, оптического соединителя 64 и источника 66 света в устройстве 10 для личной гигиены. Задний стопорный соединительный адаптер 62 имеет проход, который проходит через него. Проход содержит (i) первый проход B1, соединенный со вторым концом полого приводного вала 18, и (ii) второй проход B2, который меньше первого прохода B1 и соединен со вторым концом второго световода 36. Второй проход B2 выполнен с возможностью подвешивания второго световода 36 коаксиально во внутреннем пространстве полого приводного вала 18 на втором конце полого приводного вала 18. Оптический соединитель 64 имеет поверхность 92 для входа света и поверхность 94 для выхода света. Оптический соединитель 64 расположен внутри второго прохода B2 заднего стопорного соединительного адаптера 62, при этом поверхность для выхода света оптически соединена с поверхностью для приема света второго световода 36. Кроме того, источник 66 света расположен внутри рукоятки 16 и выполнен с возможностью излучения света на поверхность 92 для входа света оптического соединителя 64.
[0069] В одном варианте реализации оптический соединитель 64 содержит коллимирующий линзовый элемент. Еще в одном варианте реализации источник 66 света содержит источник света, выбранный из фотодиода, СИД, лазера или другого подходящего источника света. Еще в одном варианте реализации источник 66 света физически отделен от оптического соединителя 64. Еще в одном варианте реализации источник 66 света физически соединен с оптическим соединителем (не изображено).
[0070] Продолжая ссылаться на фиг. 10, на ближнем конце второго световода 36 в полом приводном валу 18 оптический соединитель 64 изображен в виде оптического переходного элемента воронкообразной формы и соединен с задним стопорным соединительным адаптером 62 или концевым стопором. В одном варианте реализации оптический соединитель или переходной элемент содержит коллимирующую линзу. Кроме того, как изображено и описано, концевые стопоры, такие как передний и задний стопорные соединительные адаптеры, соответственно, используются для закрепления второго световода 36 в полом приводном валу 18 на обоих его концах.
[0071] В одном варианте реализации задний стопорный соединительный адаптер 62 соединен с полым приводным валом 18 и вторым световодом 36 через проход в заднем стопорном соединительном адаптере. То есть задний стопорный соединительный адаптер скользит по концу полого приводного вала через первый проход B1 и по втором световоду через второй проход B2, что обеспечивает более туго подогнанную соединительную часть для удержания конца второго световода. В данном варианте реализации конце второго световода 36 проходит наружу за конец приводного вала 18, однако в других вариантах реализации может быть предусмотрено, что второй световод не проходит за конец приводного вала.
[0072] Кроме того, принимая во внимание, что второй световод 36 произведен более простым и менее затратным способом в виде отдельной прямой детали, оптический соединитель 64 или коллимирующая линза представляет собой отдельную от второго световода часть. Как изображено на фиг. 10, оптический соединитель 64 вставлен в проход заднего стопорного соединительного адаптера 62 отдельно. В одном варианте реализации оптический соединитель 64 или коллимирующая линза приклеена, например, ко второму световоду 36 на оптической переходной части 96 между ними с использованием оптического клея для обеспечения оптимального пропускания. Еще в одном варианте реализации клей не используется, однако в переходной части 96 между коллимирующей линзой 64 и вторым световодом 36 может присутствовать воздушный промежуток.
[0073] Возможны другие вариации конкретных вариантов реализации, изображенных на фигурах. Например, несмотря на то, что полый приводной вал изображен с первым и вторым концами, проходящими за каждый из первого и второго концов исполнительного механизма, соответственно, расстояние до задней части не обязательно может составлять 100%. То есть оптический соединитель может быть вставлен непосредственно на конце исполнительного механизма, что будет означать, что задняя часть полого приводного вала не проходит за исполнительный механизм. Кроме того, что касается части второго световода, которая проходит за каждый из первого и второго концов полого приводного вала, такое расстояние прохождения световода за конец полого приводного вала может быть необязательным и может быть опущено при выполнении подходящих изменений соединительных адаптеров.
[0074] Кроме того, изображенные варианты реализации могут предполагать как определение света, так и прием сигналов отраженного света через второй световод в устройстве. Для включения в оптический путь устройства источника света и приемника света, предусмотрен(а) оптический соединитель/линза. Кроме того, оптический соединитель/линза может быть предусмотрен(а), когда условия являются недостаточно оптимальными, так что оптический соединитель/линза обеспечивает способ получения большего количества света от источника света во второй световод. Однако в варианте применения только для направления света через второй световод (т.е. только для целей освещения или при нахождении приемника в другом месте), оптический соединитель/линза может быть не нужен(на), поскольку датчик или приемник света будет расположен после источника света, а источник света может быть расположен непосредственно на оптической оси второго световода.
[0075] Несмотря на то, что только лишь несколько иллюстративных вариантов реализации было подробно описано выше, специалисту в данной области техники будет несложно понять, что возможен широкий ряд модификаций иллюстративных вариантов реализации без существенного выхода за рамки новых решений и преимуществ вариантов реализации настоящего изобретения. Например, варианты реализации настоящего изобретения могут быть преимущественно использованы в области применения электробритв. Следовательно, предполагается, что все такие модификации включены в объем вариантов реализации настоящего изобретения, определенный в следующих пунктах формулы изобретения. Предполагается, что в пунктах формулы изобретения части, представленные в форме «средство-плюс-функция», охватывают структуры, описанные в настоящем документе, в качестве таких, которые выполняют указанную функцию и не только структурные эквиваленты, но также и эквивалентные структуры.
[0076] Кроме того, любые ссылочные обозначения, заключенные в скобки, в одном или более пунктах формулы изобретения не следует считать ограничением пунктов формулы изобретения. Слово «содержащий» и «содержит», а также подобные, не исключает наличия элементов или этапов, отличающихся от перечисленных в любом пункте формулы изобретения или во всем описании. Ссылка на элемент в единственном числе не исключает ссылки на такие элементы во множественном числе, и наоборот. Один или более вариантов реализации настоящего изобретения могут быть реализованы посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько разных элементов, и/или посредством подходящим образом запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения на устройство, в котором перечислено несколько средств, несколько из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Сам по себе тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть с успехом использована.