CN219143196U - 头戴式显示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及头戴式显示系统。一种头戴式显示系统包括头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及鼻垫组件,用于将头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上。所述鼻垫组件包括鼻垫,所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域,所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域。所述鼻垫可以被配置和布置为在施加到顶点区域的反作用力下变形,使得远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部,从而改善鼻部上的负载分布。
Description
本专利文献的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对由任何人以专利文件或专利公开出现在专利局文档或记录中的形式复制这些专利文件或专利公开,但是另外保留任何所有版权权利。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年2月3日提交的澳大利亚临时申请号2021900244、于2021年1月29日提交的澳大利亚临时申请号2021900199、于2021年6月30日提交的澳大利亚临时申请号2021901994、于2021年2月3日提交的澳大利亚临时申请号2021900243、于2021年2月5日提交的澳大利亚临时申请号2021900272、于2021年2月3日提交的新加坡临时申请号10202101162X、于2021年7月16日提交的澳大利亚临时申请号2021902184、于2021年3月29日提交的国际申请PCT/AU2021/050277、于2021年4月16日提交的澳大利亚临时申请号2021901130、于2021年6月4日提交的澳大利亚临时申请号2021901671、于2021年10月6日提交的澳大利亚临时申请号2021903200、于2021年5月12日提交的澳大利亚临时申请号2021901408、于2021年6月30日提交的澳大利亚临时申请号2021901993、以及于2021年10月1日提交的澳大利亚临时申请号2021903158的权益,它们中的每一个通过引用整体并入本文。
技术领域
本技术涉及一种定位和稳定结构,用于保持头戴式显示单元和相关的头戴式显示组件,包括显示单元以及定位和稳定结构。本技术在增强现实头戴式显示器的使用中找到特定应用,并且在此上下文中描述。然而,应当理解,本技术可以具有更广泛的应用,并且可以用于包括虚拟现实显示器的其他头戴式显示器装置中。
背景技术
应当理解,如果在本文中提及任何现有技术,则该提及不构成承认现有技术在澳大利亚或任何其他国家构成本领域公知常识的一部分。
增强现实头戴式显示器使得使用者能够将数字元素添加到实时视图以创建真实世界环境的交互式体验,其中存在于现实世界中的对象可以通过计算机生成的感知信息得到增强。这些信息有时可以跨越多种感觉方式,包括视觉、听觉、触觉、体感和嗅觉。增强现实头戴式显示器可以在诸如通信、训练、医疗和外科实践、工程和视频游戏等领域中具有广泛的应用。
增强现实系统可以将现实世界与虚拟世界实时并以交互方式结合起来。叠加的增强现实感官信息有时可以添加到现实世界中(即建设性的),或者以某些形式可用于掩盖或去除现实世界的元素(即破坏性)。通过将增强现实体验与现实世界环境无缝交织,增强现实也可以以某些形式被使用者感知为一种身临其境的体验。虚拟现实用模拟环境完全取代了使用者的真实世界环境,而增强现实则改变了使用者对其真实世界环境的实时感知。
虚拟现实头戴式显示器通常被提供为包括显示单元的系统或组件,该显示单元被布置为保持在使用者面部前方的操作位置。显示单元典型地包括:壳体,其含有显示器;以及使用者接口结构,其被构造和布置为与使用者面部处于相对关系。使用者接口结构可以在显示器周围延伸并且限定到显示器的观察开口。使用者接口结构可以与该使用者面部相接合并且以某些形式包括用于使用者舒适性的衬垫。
为了将显示单元保持在其正确的操作位置,头戴式显示系统进一步包括布置在使用者头部上的定位和稳定结构。过去,这些定位和稳定结构可展开的刚性结构形成,带或可展开的刚性结构通常在张力下应用到使用者头部以将显示单元保持在其操作位置。这种系统易于在使用者面部施加夹紧压力,这会导致使用者在局部压力点不舒服。而且,先前的系统可能难以调节以实现头部尺寸的广泛应用。此外,显示单元和相关的定位和稳定结构通常很重并且难以清洁,这进一步限制了系统的舒适性和可用性。
因此,需要一种没有上述缺点的改进的系统。
实用新型内容
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括显示器。
本技术的一个方面涉及一种鼻垫组件,所述鼻垫组件包括鼻垫,所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域,所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合鼻峰的顶点区域和相对的远端区域。鼻垫可以被配置和布置为在施加到顶点区域的反作用力下变形,使得远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部,从而改善鼻部上的负载分布。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及鼻垫组件,其用于将头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上。
本技术的一个方面涉及一种鼻垫,所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域,所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合鼻峰的顶点区域和相对的远端区域。鼻垫可以被配置和布置为在施加到顶点区域的反作用力下变形,使得远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部,从而改善鼻部上的负载分布。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括鼻垫,所述鼻垫被配置为接触使用者的鼻部并提供夹持力,以保持头戴式显示系统在使用者面部上的位置。
本技术的一个方面涉及一种头戴式系统,该头戴式显示系统包括包括鼻垫组件,所述鼻垫组件被配置为接触使用者的鼻部。鼻垫由第一柔性材料构成并且包括空腔。不同于第一种材料的第二种材料填充空腔,以影响鼻垫的刚度。
本技术的一个方面涉及一种头戴式系统,其包括壳体、框架和鼻垫。框架将鼻垫与壳体互连。鼻垫可移动地连接至壳体,并且可移动地和/或可移除地连接至壳体和/或框架。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及鼻垫组件,用于将所述头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上。所述鼻垫组件包括鼻垫,所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域,所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合所述鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域。所述鼻垫被配置和布置为在施加到所述顶点区域的反作用力下变形,使得所述远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部,从而改善所述鼻部上的负载分布。
在一些形式中,鼻垫可以被配置和布置为在反作用力下弹性变形。
在一些形式中,鼻垫可由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。
在一些形式中,可以通过使内部使用者接触表面区域张紧,而使鼻垫在反作用力下变形。
在一些形式中,内部使用者接触区域可以在相对的远端区域处连接到外部区域。
在一些形式中,内部使用者接触区域可以偏压外部区域以弯曲,以使相对的远端区域朝向彼此移动。
在一些形式中,至少部分封闭的结构可以包括泡沫芯。
在一些形式中,外部区域沿其长度的至少一部分可以比内部区域更刚性。
在一些形式中,内部使用者接触表面区域可以由弹性材料形成。
在一些形式中,鼻垫可以包括弹性材料,所述弹性材料具有不同厚度的区域,以在反作用力下提供不同的顺应性。
在一些形式中,内部使用者接触表面区域和外部区域中的一者或两者可以具有不同厚度的区域。
在一些形式中,鼻垫可以包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄的区域。
在一些形式中,鼻垫可以包括厚度递增变化的弹性材料的混合物。
在一些形式中,外部区域可以包括加强肋。
在一些形式中,加强肋可以包括由较厚的弹性材料构成的区域。
在一些形式中,鼻垫可以包括由弹性材料制成的一体式单件结构。
在一些形式中,弹性材料可以包括硅树脂。
在一些形式中,鼻垫的内部使用者接触区域可以是抛光的硅树脂,以增加表面接触面积。
在一些形式中,鼻垫组件可以进一步包括包括框架,所述框架支撑鼻垫并且连接到头戴式显示单元。在一些形式中,框架可以是半柔性的。
在一些形式中,框架可以包括影响框架顺应性的特征。在一些形式中,特征可以选自包括以下的组:一个或多个凹口、变化的厚度、铰链、材料变化和一个或多个加强元件。
在一些形式中,鼻垫可由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域,并且框架沿其长度的至少一部分连接到外部区域。
在一些形式中,鼻垫可以包括至少一个袋,用于接收框架。
在一些形式中,框架和/或鼻垫可以与不同尺寸和/或顺应性的框架和/或鼻垫互换,以允许鼻垫组件适应使用者的人体测量变化。
在一些形式中,鼻垫可由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。框架可以沿其长度的至少一部分与外部区域一体地形成。
在一些形式中,头戴式显示单元可以是如上所述的增强现实显示单元,其中显示单元可以包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。
在一些形式中,鼻垫组件可以为增强现实显示单元的壳体提供主要支撑。
在一些形式中,鼻垫的偏置变形被配置为在使用者的鼻部上产生夹持力。
在一些形式中,头戴式显示器可以进一步包括前额支撑组件。前额支撑组件可以包括前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构,所述使用者接触表面区域被配置为接合使用者的前额,所述安装结构将前额支撑垫安装到所述头戴式显示单元。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。头戴式显示系统还包括前额支撑组件,所述前额支撑组件包括前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域,所述使用者接触表面区域被配置为接合使用者的前额。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括用于接触使用者前额区域的前额支撑垫。
本技术的一个方面涉及一种前额支撑组件,其包括前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构,所述使用者接触表面区域被配置为接合使用者的前额,所述安装结构将前额支撑垫安装到所述头戴式显示单元。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。头戴式显示系统还包括前额支撑组件,所述前额支撑组件包括前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域,所述使用者接触表面区域被配置为接合使用者的前额。前额支撑垫可相对于头戴式显示单元移动。
本技术的一个方面涉及一种前额支撑组件,其包括前额支撑垫,所述前额支撑垫可以由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。至少部分封闭的结构可以包括影响前额支撑垫的顺应性和/或尺寸的插入件。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。所述头戴式显示系统还包括前额支撑组件,所述前额支撑组件包括具有空腔的前额支撑垫。插入件被接收在空腔内,以影响前额支撑垫的顺应性和/或尺寸。
本技术的一个方面涉及一种头戴式系统,其包括壳体和支撑组件,所述支撑组件包括垫。所述垫被配置为接触使用者以帮助支撑壳体。
本技术的一个方面涉及一种头戴式系统,所述头戴式系统包括包括支撑组件,所述支撑组件包括鼻垫组件和支撑垫。所述鼻垫组件包括被配置为接触使用者鼻部的鼻垫。支撑垫被配置为接触除使用者鼻部之外的使用者的面部。支撑垫通过调节机构连接到壳体,该调节机构允许支撑垫和壳体之间的移动。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。所述增强现实显示单元包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。头戴式显示系统进一步包括调节机构,该调节机构被配置为允许垫相对于显示器移动。
本技术的一个方面涉及一种与头戴式显示单元一起使用的支撑垫。所述支撑垫包括袋以及接收在袋内的插入件。插入件由与袋材料不同的可变形材料制成。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,该头戴式显示单元包括增强现实显示单元。增强现实显示单元包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑所述显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。头戴式显示系统还包括前额支撑组件,所述前额支撑组件具有前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构,所述使用者接触表面区域被配置为接合使用者的前额,所述安装结构将前额支撑垫安装到头戴式显示单元。
在一些形式中,安装结构可以允许调节前额支撑垫的使用者接触表面区域与头戴式显示单元的间距,以允许调节显示器与使用者眼睛的距离。
在一些形式中,安装结构可以包括调节机构,以调节前额支撑垫的使用者接触表面区域与头戴式显示单元的间距。
在一些形式中,调节机构可以选自包括以下的组:滑块机构、拨盘调节机构、伸缩机构和棘轮机构。
在一些形式中,调节机构允许至少一度(例如,一度、二度、三度等)的移动。
在一些形式中,安装结构可以包括可释放臂,该可释放臂允许装配不同尺寸的臂,以调节前额支撑垫的使用者接触表面区域与头戴式显示单元的间距。
在一些形式中,安装结构可以允许调节前额支撑垫相对于头戴式显示单元的角度取向。
在一些形式中,安装结构可以允许通常在使用者的矢状面中进行角度调节。
在一些形式中,安装结构可以将前额支撑件连接到显示单元的上边缘区域。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括在安装结构和前额支撑垫之间的可释放连接,以允许更换前额支撑垫。
在一些形式中,前额支撑垫可以被配置和布置为变形以符合使用者前额的形状。
在一些形式中,前额支撑垫可以由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。
在一些形式中,至少部分封闭的结构可以包括影响前额支撑垫的顺应性和/或尺寸的插入件。
在一些形式中,前额支撑垫可包括至少一个袋,该袋含有用于接收插入件的空腔。
在一些形式中,插入件可以与不同尺寸和/或顺应性的插入件互换,以允许前额支撑垫适应使用者的人体测量变化。
在一些形式中,插入件可以是泡沫芯或可充气气囊。
在一些形式中,可使用控制器来控制可充气气囊。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括布置在封闭空间中的多个翼片,翼片横向于使用者接触表面延伸。在一些形式中,翼片可以在压缩下变形。在一些形式中,翼片可以间隔开,以允许热量从使用者接触表面逸出。
在一些形式中,使用者接触表面区域可以由弹性材料形成。
在一些形式中,前额支撑垫可以包括弹性材料,所述弹性材料具有不同厚度的区域。
在一些形式中,前额支撑垫可以由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域,并且使用者接触表面区域和外部区域中的一者或两者具有不同厚度的区域。
在一些形式中,前额支撑垫可以包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄的区域。
在一些形式中,前额支撑垫可以包括厚度递增变化的弹性材料的混合物。
在一些形式中,外部区域可以包括加强肋。在一些形式中,加强肋可以包括较厚的弹性材料区域。
在一些形式中,前额支撑垫可以包括由弹性材料制成的一体式单件结构。在一些形式中,弹性材料可以包括硅树脂。
在一些形式中,前额支撑垫的使用者接触区域可以是抛光的硅树脂,以增加表面接触面积。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括一对颞支撑垫,每个颞支撑垫位于使用者头部的相应外侧,并且被配置为抵靠使用者头部的相应侧面上的颞骨,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
本技术的一个方面涉及一对颞支撑垫,每个颞支撑垫位于使用者头部的相应外侧,并且被配置为抵靠使用者头部的相应侧面上的颞骨,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,包括连接到一对颞支撑臂的一对颞支撑垫。每个颞支撑垫被配置为相对于相应的颞支撑臂移动。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,包括:头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。所述增强现实显示单元包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。头戴式显示系统进一步包括颞臂,所述颞臂被配置为在使用者的耳朵上方接触使用者的头部。每个颞臂包括调节结构,所述调节结构被配置为允许至少一度的移动。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,包括:头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括增强现实显示单元。所述增强现实显示单元包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。头戴式显示系统进一步包括一对颞支撑垫,每个颞支撑垫位于使用者头部的相应外侧,并且被配置为抵靠使用者头部的相应侧面上的颞骨,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括相对的颞臂,所述相对的颞臂具有连接到显示单元的前端。相对的颞臂可以适于设置在使用者头部的相对侧上并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。
在一些形式中,每个颞臂可以沿着其长度的至少一部分是刚性的。
在一些形式中,颞臂的后端可以设置在使用者的耳上基点处或之后。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括安装结构,以将颞支撑垫安装到相应的颞部臂。
在一些形式中,安装结构可以允许调节颞支撑垫之间的间距,以适应不同尺寸的使用者头部。
在一些形式中,安装结构可以包括调节机构,以调节颞支撑垫之间的间距以适应不同尺寸的使用者头部。
在一些形式中,调节机构可以选自包括以下的组:滑块机构、拨盘调节机构、伸缩机构和棘轮机构。
在一些形式中,安装结构可以包括将颞支撑垫连接到相应的颞臂的臂。臂可以是可释放的,以允许装配不同尺寸的臂以调节颞支撑垫之间的间距。
在一些形式中,安装结构可以允许调节颞支撑垫相对于颞臂的位置和/或角度取向。
在一些形式中,安装结构可以允许调节大致平行于使用者的矢状面的位置和/或角度取向。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括在安装结构和相应颞支撑垫之间的可释放连接,以允许更换颞支撑垫。
在一些形式中,颞支撑垫可以被配置和布置为变形以符合使用者头部的形状。
在一些形式中,颞支撑垫可以各自由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。
在一些形式中,至少部分封闭的结构可以包括影响前额支撑垫的顺应性和/或尺寸的插入件。
在一些形式中,颞支撑垫可以各自包括至少一个袋,该袋含有用于接收插入件的空腔。
在一些形式中,插入件可以与不同尺寸和/或顺应性的插入件互换,以允许前额支撑垫适应使用者的人体测量变化。
在一些形式中,插入件可以是泡沫芯或可充气气囊。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括设置在封闭空间中的多个翼片。翼片可以横向于使用者接触表面延伸。
在一些形式中,翼片可以在压缩下变形。
在一些形式中,翼片可以间隔开,以允许热量从使用者接触表面逸出。
在一些形式中,使用者接触表面区域可以由弹性材料形成。
在一些形式中,颞支撑垫可以包括弹性材料,该弹性材料具有不同厚度的区域。
在一些形式中,颞支撑垫由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。使用者接触表面区域和外部区域中的一者或两者可以具有不同厚度的区域。
在一些形式中,颞支撑垫可以各自包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄的区域。
在一些形式中,颞支撑垫可以包括厚度递增变化的弹性材料的混合物。
在一些形式中,外部区域可以包括加强肋。
在一些形式中,加强肋可以包括较厚的弹性材料区域。
在一些形式中,颞支撑垫可各自包括由弹性材料制成的一体式单件结构。
在一些形式中,弹性材料可以包括硅树脂。
在一些形式中,颞支撑垫的使用者接触区域可以是抛光的硅树脂,以增加表面接触面积。
在一些形式中,颞支撑垫可以形成前额支撑垫的延续部。
在一些形式中,如上所述的头戴式显示系统可以进一步包括相对的颞臂,所述相对的颞臂具有连接到所述显示单元的前端。所述相对的颞臂适于设置在使用者头部的相对侧上并且沿着使用者的头部的颞区延伸。每个颞臂沿其长度的至少一部分是刚性的。可以沿着刚性颞臂的至少一部分形成臂垫。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括头戴式显示单元,该头戴式显示单元包括增强现实显示单元。所述增强现实显示单元包括:显示器,其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像;以及支撑显示器的壳体。所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑显示器输出的计算机生成图像。所述头戴式显示系统进一步包括相对的颞臂,所述相对的颞臂具有连接到所述显示单元的前端。所述相对的颞臂适于设置在所述使用者头部的相对侧上并且沿着所述使用者的头部的颞区延伸。每个颞臂臂沿其长度的至少一部分是刚性的;并且至少一个支撑垫设置在每个刚性颞臂的至少一部分上。
在一些形式中,颞臂的后端可以设置在使用者的耳上基点处或之后。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括从相应颞臂延伸的耳钩。耳钩可以各自具有端部区域,该端部区域从颞臂成角度地移位且平行于矢状面,以定位在使用者的耳朵后面。
在一些形式中,耳钩可以向内移位以至少部分地罩住使用者头部的枕骨区域。
在一些形式中,颞臂可以延伸到耳钩的端部区域。
在一些形式中,支撑垫可以形成颞臂的延伸,以至少限定耳钩的端部区域。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以沿着颞臂延伸,以在颧骨区域中接触使用者面部。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以突出到颞臂的下边缘的下方。
在一些形式中,所述至少一个支撑垫可以在各自的上边缘和内部边缘之间从颞臂向内延伸。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以沿其长度的至少一部分形成为至少部分封闭的结构,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。
在一些形式中,至少部分封闭的结构可以包括影响支撑垫的顺应性和/或尺寸的插入件。
在一些形式中,所述至少一个支撑垫可以包括至少一个袋,所述袋含有用于接收插入件的空腔。
在一些形式中,插入件可以与不同尺寸和/或顺应性的插入件互换,以允许至少一个支撑垫适应使用者的人体测量变化。
在一些形式中,插入件可以是泡沫芯或可充气气囊。
在一些形式中,外部区域沿其长度的至少一部分可以比内部区域更刚性。
在一些形式中,至少一个支撑垫的一部分可以是实心的。
在一些形式中,使用者接触表面区域可以由弹性材料形成。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以包括弹性材料,该弹性材料具有不同厚度的区域,以提供不同的顺应性。
在一些形式中,鼻垫可以包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄的区域。
在一些形式中,鼻垫可以包括厚度递增变化的弹性材料的混合物。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以包括由弹性材料制成的一体式单件结构。在一些形式中,弹性材料可以包括硅树脂。
在一些形式中,至少一个支撑垫的使用者接触区域可以是抛光的硅树脂,以增加表面接触面积。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。颞臂可以沿其长度的至少一部分连接到外部区域。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以包括至少一个袋,以接收颞臂。
在一些形式中,至少一个支撑垫可以由至少部分封闭的结构形成,该至少部分封闭的结构具有使用者接触表面区域和相对的外部区域。颞臂可以沿其长度的至少一部分与外部区域一体地形成。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括在颞臂和至少一个支撑垫之间的可释放连接,以允许移除至少一个支撑垫。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括调节机构,以调节颞臂相对于头戴式显示单元的角度取向。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括调节机构,以调节颞臂的有效长度。
在一些形式中,调节机构可以选自包括以下的组:滑块机构、拨盘调节机构、伸缩机构和棘轮机构。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括至少一个电子部件,所述电子部件被配置为在系统使用时操作。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括显示器和气流发生器,两者均被配置为支撑在使用者头部上。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括被配置为产生气流的气流发生器。所述气流发生器被配置为支撑在使用者头部上并平衡显示单元。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,其被配置为将头戴式显示单元支撑在使用者面部上。所述定位和稳定结构包括容纳空气引导装置的至少一个绑带,所述空气引导装置被配置为连接在头戴式显示单元和由至少一个绑带支撑的气流发生器之间。空气引导装置被配置为引导气流发生器和头戴式显示单元之间的气流。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,其包括被配置为向显示单元供电的至少一个能量存储装置。
本技术的一个方面涉及一种包括头戴式显示单元的头戴式显示系统,所述头戴式显示单元包括显示器,所述显示器在使用中被保持在使用者面部上方的操作位置。所述头戴式显示系统进一步包括:气流发生器,即空气移动装置(或鼓风机),所述气流发生器被配置为产生空气流;以及空气引导装置,所述空气引导装置联接至气流发生器,以使气流发生器能够将空气引导到或从头戴式显示系统附近的一个或多个选定区域,或从头戴式显示系统附近的一个或多个选定区域抽吸空气。
在一些形式中,头戴式显示系统可以是增强现实显示系统、虚拟现实显示系统或其他类型的头戴式显示系统。
气流发生器(即空气移动装置)可以设置在头戴式显示系统上,并且被布置为在头戴式显示系统附近产生空气流动,即气流。
在一些形式中,头戴式显示系统还可以包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为将头戴式显示单元保持在使用者面部上方,其中气流发生器安装在定位和稳定结构上。
在一些形式中,头戴式显示系统还可以包括位于气流发生器与定位和稳定结构之间的隔离构件,以抑制来自气流发生器的振动。在一些形式中,所述隔离构件是可弹性变形的。
在头戴式显示系统的一些形式中,引导装置可以包括与气流发生器气动连通的至少一个端口,并且空气可以在所产生的气流的作用下被引导或吸入通过所述端口。
在一些形式中,气流发生器可以包括壳体。至少一个端口可以集成在壳体内。
在一些形式中,空气引导装置可以包括至少一个导管,所产生的气流可以流过该导管。至少一个端口可以设置在远离气流发生器的导管中。
在一些形式中,至少一个导管可以形成在定位和稳定结构的一部分内或沿其布置。
头戴式显示系统可以进一步包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为将头戴式显示单元保持在使用者面部上方。定位和稳定结构可以包括头戴式显示系统的部件。气流发生器能够将空气引导到部件附近或从部件附近抽吸空气。在一些形式中,气流发生器能够将空气引导到头戴式显示单元的附近或从头戴式显示单元附近抽吸空气。
在一些形式中,头戴式显示单元可以限定围绕使用者面部的一部分的封闭空间,例如,限定在显示器和使用者眼睛之间的空间。气流发生器能够将空气引导至该封闭空间或从该封闭空间抽吸空气。在一些形式中,气流发生器能够将空气引导到使用者或抽吸空气经过使用者。例如,经过使用者的皮肤。在一些形式中,可以将空气引导到使用者上或抽吸空气经过使用者以促进感官反应。
头戴式显示系统可以进一步包括控制系统,所述控制系统具有处理器,所述处理器用于控制气流发生器的操作。可以向头戴式显示系统提供与处理器通信的至少一个传感器,其中至少一个传感器被配置为测量参数,例如温度,并将测量值(例如温度的测量值)传送给处理器。处理器可以被配置为基于测量值控制气流发生器(例如输出/输入气流的速率)。
在一些形式中,传感器可以是由以下组成的(传感器)组中的一种(但不限于此):压力传感器、流速传感器、温度传感器和湿度传感器。
在头戴式显示系统的一些形式中,控制系统可与头戴式显示单元中显示的信息相协调地有效控制气流发生器,以向使用者提供感官反馈。例如,由温度传感器测量的使用者体温测量值可以在使用期间(通过显示器)显示给使用者。
在头戴式显示系统的一些形式中,气流发生器可以包括鼓风机。鼓风机可以包括至少一个叶轮以使空气通过鼓风机。在一些形式中,鼓风机可适于提供双向气流。
头戴式显示系统可以进一步包括电源,所述电源被配置为向气流发生器提供电力。在一些形式中,电源是一个或多个电池组的形式。
在一些形式中,头戴式显示系统可以进一步包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为将头戴式显示单元保持在使用者面部上方。定位和稳定结构可以包括后支撑件,所述后支撑件适于接触使用者头部的后部区域。在一些形式中,气流发生器可以安装在后支撑件上。
在一些形式中,后支撑件可以包括枕骨部,所述枕骨部被配置为覆盖或位于使用者头部的枕骨下方。在一些形式中,气流发生器可以安装在枕骨部上。
在一个示例中,后支撑件(即,后支撑结构)包括枕骨部,所述枕骨部被配置和布置为在使用中沿枕骨的一部分接合使用者头部,该枕骨的一部分邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处。气流发生器可以安装在枕骨部上。
在头戴式显示系统的一些形式中,气流发生器可以对头戴式显示单元产生平衡。在一些形式中,气流发生器可以被配置为位于使用者头部的矢状面中。
在一些形式中,后支撑件可以进一步包括顶骨部,所述顶骨部适于邻近顶骨接合使用者头部。头戴式显示系统的部件可以安装在顶骨部。
在头戴式显示系统的一些形式中,定位和稳定结构可以进一步包括至少一个连接器,以将后支撑件与头戴式显示单元互连。至少一个连接器可以包括相对的颞连接器,所述相对的颞连接器被构造和布置为将后支撑件与头戴式显示单元互连。相对的颞连接器可以适于设置在使用者头部的相对侧并沿着使用者头部的颞部区域延伸。
每个颞连接器可以沿着其长度的至少一部分是刚性的。
在一些形式中,每个颞连接器可以包括颞臂,所述颞臂具有前端和后端,所述前端连接至头戴式显示单元,所述后端连接至后支撑件。在某些形式中,颞臂可能是刚性的。
在一些形式中,头戴式显示器可以包括多个气流发生器。所述气流发生器可以是可控制的,使得两个或更多个气流发生器可以一起操作,以将空气引导到头戴式显示系统附近的区域,或从头戴式显示系统附近的区域抽吸空气。另外地或可替代地,两个或更多个气流发生器可以操作,以将空气引导到头戴式显示系统附近的不同区域,或从头戴式显示系统附近的不同区域抽吸空气。
本技术可以针对提供在头戴式显示器的支撑、稳定、安装、使用和/或固定中使用的定位和稳定结构,该头戴式显示器具有改进的舒适性、成本、功效、易用性和可制造性中的一个或多个。
本技术的一个方面涉及在头戴式显示器的支撑、稳定、安装、利用和/或固定中使用的设备。
本技术的另一个方面涉及在头戴式显示器的支撑、稳定、安装、使用和/或固定中使用的方法。
另一个方面是一种用于头戴式显示器的定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括后(rear)(或后(posterior))支撑结构(或部分),其在使用中被布置为接触使用者头部的后部区域。
在一些形式中,后支撑部分或其至少一部分可以布置在使用者的耳上基点的后部。
在一些形式中,后支撑部分可以被偏置为与使用者的枕骨区域接触。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括相对的连接器,所述相对的连接器布置在使用者头部的相对侧并沿其颞部区域延伸,以将后支撑部分与头戴式显示单元互连。
在一些形式中,定位和稳定结构包括前支撑部分,所述前支撑部分将后支撑部分连接至头戴式显示单元。
本技术还可以针对提供接口结构,该接口结构用于以与使用者面部相对的关系支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封头戴式显示器。
另一个方面涉及与使用者面部处于相对关系的用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封头戴式显示器的设备。
另一个方面涉及与使用者面部处于相对关系的用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封头戴式显示器的方法。
本技术的另一个方面涉及一种定位和稳定结构,其包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部;前支撑部分,其被配置为在使用中连接后支撑部和头戴式显示单元;以及一对上支撑垫,每个上支撑垫位于使用者头部的相应侧面并且被配置为在使用中抵靠使用者头部的至少部分面向上的部分,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
本技术的另一个方面涉及一种定位和稳定结构,其包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部;前支撑部分,其被配置为在使用中连接后支撑部分和接口;以及一对上支撑垫,每个上支撑垫位于使用者头部的相应侧面,并且被配置为在使用中抵靠使用者头部的至少部分面向上的部分,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括头戴式显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括一对彼此分离且间隔开的上支撑垫。所述一对上支撑垫被配置为分配显示单元的重量。
本技术的另一个方面涉及一种使用者接口,其包括头戴式显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括一对彼此分开且间隔开的上支撑垫。所述一对上支撑垫被配置为分配增压室和/或密封形成结构的重量。
本技术的另一个方面涉及一对上支撑垫,所述一对上支撑垫被配置为包括在定位和稳定结构中。每个支撑垫包括弯曲,该弯曲被配置为对应于使用者头部的形状。在一些形式中,每个支撑垫被配置为偏向使用者头部,以便提供来自头戴式显示单元的重量分布。
本技术的另一个方面涉及一对上支撑垫,所述一对上支撑垫被配置为包括在定位和稳定结构中。每个支撑垫包括弯曲,该弯曲被配置为对应于使用者头部的形状。在一些形式中,每个支撑垫被配置为偏向使用者头部,以便提供来自增压室和/或密封形成结构的重量分布。
本技术的另一个方面涉及一种使用者接口,其包括:衬垫,所述衬垫包括增压室和密封形成结构;定位和稳定结构,其被配置为在使用中将密封形成结构保持在使用者头部上的密封位置,所述定位和稳定结构包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部:前支撑部分,其在使用中连接后支撑部分和衬垫;以及一对上支撑垫,每个上支撑垫位于后支撑部分和前支撑部分之间,并且被配置为在使用中抵靠使用者头部的至少部分面向上的部分,其中所述一对上支撑垫彼此间隔开;其中,所述一对上支撑垫被配置为通过将重量分布在所述一对上支撑垫上来支撑所述衬垫的至少一些重量。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置;所述定位和稳定结构包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部;前支撑部分,其在使用中连接后支撑部分和头戴式显示单元;以及一对上支撑垫,每个上支撑垫位于后支撑部分和前支撑部分之间,并且被配置为在使用中抵靠使用者头部的至少部分面向上的部分,其中所述一对上支撑垫彼此间隔开;其中,所述一对上支撑垫被配置为通过将重量分布在所述一对上支撑垫上来支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置,所述定位和稳定结构包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部:前支撑部分,其在使用时连接后支撑部分和头戴式显示单元;以及一对上支撑垫,每个上支撑垫位于使用者头部的相应侧面,并且被配置为在使用中靠着使用者头部的至少部分面向上的部分,以支撑头戴式显示系统的至少一些重量。
在一些形式中,后支撑部分包括枕骨绑带部分,所述枕骨绑带部分被配置为覆盖或位于使用者头部的枕骨下方。
在一些形式中,前支撑部分包括额骨支撑部分,所述额骨支撑部分被配置为在覆盖使用者头部的额骨的区域处接合使用者头部。
在一些形式中,所述定位和稳定结构包括条带部分,所述条带部分被配置为贴合使用者头部周围,所述条带部分包括枕骨绑带部分和额骨支撑部分。
在一些形式中,每个上支撑垫从使用者头部的相应侧上的条带部分向上和向内侧延伸。
在某些形式中,每个上支撑垫向内侧弯曲。
在一些形式中,每个上支撑垫可以在使用中位于或邻近使用者头部的中冠状面。
在一些形式中,上支撑垫跨过使用者头部的上表面彼此不连接;
在一些形式中,所述定位和稳定结构包括额骨连接器,所述额骨连接器连接在额骨支撑部分和头戴式显示单元之间。
在一些形式中,额骨连接器可以基本上位于使用者头部的矢状面中。
在一些形式中,额骨连接器可以被配置为相对于额骨支撑部分枢转;
在一些形式中,头戴式显示单元可以被配置为相对于额骨连接器枢转。
在一些形式中,枕骨绑带部分的长度可以是可调节的。
在一些形式中,所述定位和稳定结构的枕骨绑带部分包括一对外侧枕骨绑带部分和内侧枕骨绑带部分,每个外侧枕骨绑带部分位于使用者头部的相应侧,所述内侧枕骨绑带部分连接外侧枕骨绑带部分的内侧端部。
在一些形式中,内侧枕骨绑带部分的长度可以是可调节的。
在一些形式中,内侧枕骨绑带部分可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,外侧枕骨绑带部分的长度是可调节的;
在一些形式中,外侧枕骨绑带部分被配置为可释放地连接至内侧枕骨绑带部分;
在一些形式中,外侧枕骨绑带部分包括磁性夹,所述磁性夹被配置为磁性连接至内侧枕骨绑带部分上的对应连接点。
在一些形式中,头戴式显示系统进一步包括电池组,所述电池组用于为头戴式显示系统供电,电池组连接至枕骨绑带部分。
在一些形式中,电池组可以被配置为在使用中位于使用者头部的矢状面中。
本技术的另一个方面涉及一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构具有可旋转拨盘。拨盘调节机构被配置为在拨盘旋转时引起绑带部分中的至少一个的长度变化。
定位和稳定结构可用于虚拟现实系统、增强现实系统、CPAP系统或任何类似系统。
本技术的另一个方面涉及一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构具有可旋转拨盘。拨盘调节机构被配置为在拨盘旋转时引起绑带部分中的至少一个的长度变化。
本技术的另一个方面涉及一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括沿使用者的矢状面延伸的后绑带。
在一种形式中,包括可旋转拨盘的拨盘调节机构连接至后绑带。拨盘调节机构被配置为在拨盘旋转时引起至少一个绑带部分(例如,后绑带和/或另一绑带)的长度变化。
本技术的另一个方面包括一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括具有可旋转拨盘的拨盘调节机构。所述拨盘调节机构被配置为将至少一个绑带部分保持在张紧状态,而不管使用者是否穿戴定位和稳定结构。
在一种形式中,拨盘调节机构被配置为同时调节至少两个不同的绑带。无论使用者是否穿戴定位和稳定结构,两条绑带都保持张紧。
在某些形式中,不能通过拨盘调节机构调节的绑带被配置为在定位和稳定结构未被使用者穿戴时保持松动。
本技术的另一个方面涉及一种包括定位和稳定结构的头戴式显示系统,所述定位和稳定结构进一步包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构包括可旋转拨盘。可旋转拨盘被配置为在使用中覆盖使用者的枕骨。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置。定位和稳定结构包括:多个绑带部分;并且其中所述定位和稳定结构进一步包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构包括可旋转拨盘,拨盘调节机构被配置为覆盖使用者的枕骨。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置。定位和稳定结构包括:多个绑带部分;并且其中所述定位和稳定结构进一步包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构包括可旋转拨盘,拨盘调节机构被配置为在拨盘旋转时引起至少一个绑带部分的长度变化。
在一些形式中,拨盘可以同时改变多条绑带的长度。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置。定位和稳定结构包括:多个绑带部分;并且其中所述定位和稳定结构进一步包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构包括可旋转拨盘,拨盘调节机构被配置为覆盖使用者的枕骨。拨盘调节结构的移动被配置为在拨盘旋转时同时引起多个绑带部分的长度变化。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:头戴式显示单元,其包括显示器;以及定位和稳定结构,其被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者头部的可操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑部分,其被配置为接合使用者头部的后部;以及前支撑部分,其被配置为在使用中连接后支撑部和头戴式显示单元;其中,后支撑部分和前支撑部分由多个绑带部分共同形成;并且其中所述定位和稳定结构进一步包括拨盘调节机构,所述拨盘调节机构包括可旋转拨盘,所述拨盘调节机构被配置为在拨盘旋转时引起至少一个绑带部分的长度变化。
在一些形式中,后支撑部分包括枕骨绑带部分,所述枕骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的枕骨或位于使用者头部的枕骨下方。
在一些形式中,拨盘调节机构可以被配置为在拨盘旋转时引起枕骨绑带部分的长度变化。
在一些形式中,后支撑部分包括顶骨绑带部分,所述顶骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的顶骨。
在一些形式中,拨盘调节机构可以被配置为在拨盘旋转时引起顶骨绑带部分的长度变化。
在一些形式中,前支撑部分包括一对外侧绑带部分,所述外侧绑带部分被配置为连接在后支撑部分和头戴式显示单元之间,每个外侧绑带部分被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。
在一些形式中,拨盘调节机构可以被配置为引起外侧绑带部分的长度变化。
在一些形式中,拨盘调节机构包括一对延伸部分,所述延伸部分连接至拨盘并远离拨盘延伸,每个延伸部分固定连接至定位和稳定结构的一部分或固定连接至头戴式显示单元,其中拨盘的旋转引起每个延伸部分远离拨盘的延伸量的变化。
在一些形式中,每个延伸部分连接至所述定位和稳定结构的两个不同的绑带。
在一些形式中,拨盘的旋转被配置为同时调节至少两个不同的绑带。
在一些形式中,拨盘可以设置到枕骨绑带部分。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于枕骨绑带部分的中空内部。
在一些进一步的形式中,拨盘调节机构包括:一对延伸部分,所述延伸部分连接至拨盘并远离拨盘延伸,每个延伸部分固定连接至定位和稳定结构的一部分或固定连接至头戴式显示单元,其中拨盘的旋转引起每个延伸部分远离拨盘的延伸量的变化。
在一些形式中,每个延伸部分包括非弹性部分。
在一些形式中,每个延伸部分包括弹性部分。
在一些形式中,后支撑部分包括枕骨绑带部分,所述枕骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的枕骨或位于使用者头部的枕骨下方。
再次,在一些进一步的形式中,拨盘可以设置到枕骨绑带部分,并且拨盘调节机构的每个延伸部分可以在与拨盘隔开的相应位置处固定连接至枕骨绑带部分。
在一些形式中,拨盘调节机构的拨盘的旋转引起枕骨绑带部分的长度变化。
在一些形式中,枕骨绑带部分可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,拨盘调节机构的每个延伸部分可以固定连接至枕骨绑带部分的相应端部。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于枕骨绑带部分的中空内部。
在一些形式中,后支撑部分包括顶骨绑带部分,顶骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的顶骨。
在一些形式中,前支撑部分包括一对外侧绑带部分,所述一对外侧绑带部分被配置为连接在后支撑部分和头戴式显示单元之间,每个外侧绑带部分被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括矢状绑带部分,所述矢状绑带部分连接在顶骨绑带部分和枕骨绑带部分之间,并且被配置为在使用中沿着使用者头部的矢状面中的路径抵靠使用者头部。
在一些形式中,矢状绑带部分连接至头戴式显示单元。
在一些形式中,矢状绑带部分可以是基本上不可延伸的。
在一些形式中,拨盘调节机构包括延伸部分,该延伸部分在转盘的任何旋转位置保持定位和稳定结构的一些带处于张紧状态。
本技术的另一种形式包括一种用于人的头戴式显示系统,其包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
控制系统,其用于操作头戴式显示系统;以及
定位和稳定结构,其被配置为将头戴式显示单元保持在使用者眼睛的前方,使得使用者在使用中可以看到显示器。
在一些形式中,后支撑部分包括顶骨绑带部分,所述顶骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的顶骨。
在一些形式中,拨盘可以设置到枕骨绑带部分,并且拨盘调节机构的每个延伸部分可以固定连接至顶骨绑带部分。
在一些形式中,拨盘调节机构的拨盘的旋转引起枕骨绑带部分和顶骨绑带部分的长度变化。
在一些形式中,每个延伸部分可以在使用中在使用者头部的矢状面处或附近连接至顶骨绑带部分。
在一些形式中,枕骨绑带部分可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,顶骨绑带部分可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,枕骨绑带部分的长度变化可以基本上等于顶骨绑带部分的长度变化。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于枕骨绑带部分的中空内部。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于顶骨绑带部分的中空内部。
在一些形式中,定位和稳定结构包括一对引导件,每个引导件被配置为引导拨盘调节机构的相应延伸部分改变方向。
在一些形式中,每个引导件包括弯曲部分,所述弯曲部分被配置为允许相应的延伸部分在弯曲部分上行进。
在一些形式中,每个弯曲部分都面向前面,使得延伸部分在使用中在引导件的前侧上滑动。
在一些形式中,每个引导件包括半圆柱形结构,所述半圆柱形结构包括弯曲部分,所述弯曲部分限定圆周表面,相应的延伸部分可以能够在所述圆周表面上滑动。
在一些形式中,每个引导件包括护套部分,相应的延伸部分穿过护套部分,所述护套部分包括弯曲部分。
在一些形式中,枕骨绑带部分和顶骨绑带部分各自包括一对端部,枕骨绑带部分的每个端部连接至顶骨绑带部分的相应端部。
在一些形式中,每个引导件可以固定地位于枕骨绑带部分和顶骨绑带部分之间的相应接合处。
在一些形式中,每个引导件可以在顶骨绑带部分和/或枕骨绑带部分的内部。
在一些形式中,每个引导件可以在顶骨绑带部分和/或枕骨绑带部分的外部。
在一些形式中,前支撑部分包括一对外侧绑带部分,所述外侧绑带部分被配置为连接在后支撑部分和头戴式显示单元之间,其中每个外侧绑带部分可以被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。
在一些形式中,前支撑部分进一步包括。
在一些形式中,一对可弹性延伸的连接器绑带部分各自被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧,并且各自被配置为连接在后支撑部分和头戴式显示单元之间,以允许后支撑部分与头戴式显示单元以预定量分离。
在一些形式中,外侧绑带部分基本上不可延伸,并且每个外侧绑带部分被配置为将后支撑部分可释放地附接到头戴式显示单元,以防止后支撑部分与头戴式显示单元分离。
在一些形式中,每个可弹性延伸的连接器绑带部分和每个外侧绑带部分将顶骨绑带部分和枕骨绑带部分的接合处连接至头戴式显示单元。
在一些形式中,每个外侧绑带部分包括磁性夹,所述磁性夹被配置为磁性地附接到连接点,以将后支撑部分可释放地附接到头戴式显示单元。
在一些形式中,每个连接点可以位于或邻近顶骨绑带部分和枕骨绑带部分的接合点中的相应一个。
在一些形式中,每个连接点可以位于或邻近头戴式显示单元。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括矢状绑带部分,所述矢状绑带部分连接在顶骨绑带部分和枕骨绑带部分之间,并且被配置为在使用中沿着使用者头部的矢状面中的路径抵靠使用者头部。
在一些形式中,矢状绑带部分连接至头戴式显示单元。
在一些形式中,矢状绑带部分可以是基本上不可延伸的。
在一些进一步的形式中,前支撑部分包括一对外侧绑带部分,所述外侧绑带部分被配置为连接在后支撑部分和头戴式显示单元之间,其中每个外侧绑带部分可以被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。
在一些形式中,拨盘可以设置到枕骨绑带部分,并且拨盘调节机构的每个延伸部分可以固定连接至外侧绑带部分中的相应一个或固定连接至头戴式显示单元的相应侧,其中拨盘调节机构的拨盘的旋转引起外侧绑带部分的长度变化。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于枕骨绑带部分的中空内部。
在一些形式中,每个延伸部分可以位于外侧绑带部分中的相应一个的外部。
在一些形式中,每个外侧绑带部分可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,枕骨绑带部分可以是基本上不可延伸的。
在一些形式中,定位和稳定结构包括一对引导件,每个引导件被配置为引导拨盘调节机构的相应延伸部分改变方向。
在一些形式中,每个引导件包括弯曲部分,所述弯曲部分被配置为允许相应的延伸部分在弯曲部分上行进。
在一些形式中,每个弯曲部分面向前面和/或后面,使得延伸部分在使用中在引导件的前侧和/或后侧上行进。
在一些形式中,每个引导件包括半圆柱形结构,所述半圆柱形结构包括弯曲部分,所述弯曲部分限定圆周表面,相应的延伸部分可以能够在所述圆周表面上滑动。
在一些形式中,每个引导件包括护套部分,相应的延伸部分穿过护套部分,所述护套部分包括弯曲部分。
在一些形式中,每个引导件可以固定地位于枕骨绑带部分和相应一个外侧绑带部分之间的相应接合处。
在一些形式中,每个引导件可以在枕骨绑带部分和相应外侧绑带部分的内部。
在一些形式中,每个引导件可以在枕骨绑带部分和相应外侧绑带部分的外部。
在一些形式中,后支撑部分包括顶骨绑带部分,所述顶骨绑带部分被配置为覆盖使用者头部的顶骨。
在一些形式中,顶骨绑带部分在枕骨绑带部分和外侧绑带部分之间的接合处连接至枕骨绑带部分和外侧绑带部分。
在一些形式中,顶骨绑带部分可以是基本上不可延伸的。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括矢状绑带部分,所述矢状绑带部分连接在顶骨绑带部分和枕骨绑带部分之间,并且被配置为在使用中沿着使用者头部的矢状面中的路径抵靠使用者头部。
在一些形式中,矢状绑带部分可以连接至头戴式显示单元。
在一些形式中,矢状绑带部分可以是基本上不可延伸的。
本技术的另一种形式包括一种用于人的头戴式显示系统,其包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
控制系统,其用于操作头戴式显示系统;以及
定位和稳定结构,其被配置为将头戴式显示单元保持在使用者的眼睛前方,使得使用者在使用中可以看到显示器。
头戴式显示系统可以是头盔式的,可以被配置为用于虚拟现实显示,可以被配置为用于增强现实显示,可以被配置为用于混合现实显示。
本技术的另一种形式包括一种用于人的头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,其包括显示器;控制系统,其用于操作头戴式显示系统;以及定位和稳定结构,其包括前支撑部分和后支撑部分。后部可以被配置为在使用时接合人头部的后部区域。前支撑部分包括:左外侧部分,其被配置为将后支撑部分和头戴式显示系统互连;以及右外侧部分,其被配置为将后部和头戴式显示系统互连。
在一些示例中:a)头戴式显示设备进一步包括遮光罩;b)所述遮光罩可以被构造和布置为在使用中基本上阻挡环境光在人的眼睛区域上的接收;c)遮光罩可被配置为用于虚拟现实显示;d)头戴式显示系统包括接口结构,所述接口结构被构造和布置为在使用中接触人面部的眼睛区域;e)接口结构可以由泡沫、硅树脂和/或凝胶构成;f)接口结构可以由吸光材料构成;以及/或g)接口结构可以被配置为用作遮光罩。
在一些示例中:a)头戴式显示设备进一步包括音响系统;b)左耳换能器;以及/或c)右耳换能器。
在一些示例中:a)头戴式显示单元包括双目显示单元;以及/或b)定位和稳定结构可以被配置为在使用中将双目显示单元保持在操作位置。
在一些示例中:a)控制系统包括视觉显示控制器和至少一个电池;b)所述至少一个电池组括第一电池和第二电池;c)第一电池可以是低功率系统电池,其被配置为为RT时钟供电;d)第二电池可以是主电池;e)电池支架,其被配置为保持电池;f)可以使用系绳将电池支架与定位和稳定结构连接;g)方向传感器,其被配置为在使用中感测人的头部方向;以及/或h)控制支持系统。
在一些示例中:a)定位和稳定结构包括额骨支撑部分,所述额骨支撑部分被配置为接触覆盖人头部额骨的区域;以及/或(b)定位和稳定结构包括长度调节机构,用于调节定位和稳定结构的一部分的长度。
本技术的另一种形式包括一种用于人的头戴式显示设备,其包括:显示单元;遮光罩;控制系统,所述控制系统包括视觉显示控制器、至少一个电池、电池支架、方向传感器和控制支持系统;音响系统;以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括前部、额骨部分、左外侧部分、右外侧部分、后部和长度调节机构,其中:前部包括眼垫,所述眼垫被构造和布置为在使用中接触使用者的眼睛区域;后部可以被配置为在使用中接合人的头部的区域,该区域邻近枕骨和斜方肌之间的接合处;左外侧部分可以被配置为将前部和后部互连;右外侧部分可以被配置为将前部和后部互连;额骨部分被配置为将前部和后部互连;长度调节机构可调节至第一位置和第二位置;其中:显示单元包括双目显示单元;遮光罩可以被构造和布置为在使用中基本上阻挡环境光在人的眼睛区域上的接收;方向传感器被配置为在使用中感测人的头部的方向;音响系统包括左耳换能器和右耳换能器;并且定位和稳定结构可被配置为在使用中将双目显示单元保持在操作位置。头戴式显示设备可以包括基本上如本文公开的任何示例中所述的定位和稳定结构和/或接口结构。
本技术的另一种形式包括头戴式显示接口,所述头戴式显示接口包括:电子显示屏,其被配置为向使用者输出多个图像;显示壳体,其被配置为至少部分地容纳电子显示屏;以及定位和稳定结构,其联接至显示壳体,将显示壳体和电子显示屏支撑在操作位置,所述定位和稳定结构被配置为提供抵靠使用者头部的力,以抵消由电子显示屏和显示壳体的组合重量所产生的力矩,并且保持电子显示屏在操作位置时位于使用者眼睛前方的位置。定位和稳定结构可以基本上如本文公开的任何示例中所述。
本技术的另一种形式包括一种定位和稳定结构,其用于支撑头戴式显示接口的电子显示屏,所述定位和稳定结构被配置为提供抵靠使用者头部的力,以抵消由电子显示屏的重量产生的力矩,并且在使用时保持电子显示屏位于使用者眼睛前面的位置,所述定位和稳定结构包括后绑带,所述后绑带被配置为接触使用者头部的位于使用者头部冠状面后面的区域。后绑带被配置为将头戴式显示接口固定到使用者头部。
本技术的另一种形式包括用于支撑电子显示单元的定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被配置为提供抵靠使用者头部的力,以抵消由电子显示单元的重量产生的力矩,并且在使用时保持电子显示单元位于使用者眼睛前面的位置,所述定位和稳定结构包括头带,该头带被配置为联接至电子显示单元的壳体并接合使用者头部以支撑壳体。
本技术的另一个方面包括一种显示接口,所述显示接口包括:显示屏,其被配置为输出使用者可观察到的计算机生成图像;显示壳体,其至少部分地支撑显示屏;接口结构,其联接至显示屏和/或显示壳体,所述接口结构被配置为定位和/或布置为符合使用者面部的至少一部分;定位和稳定结构,其被配置为保持显示屏和/或显示壳体相对于使用者的眼睛的位置,所述定位和稳定结构被配置为向使用者头部提供力,以抵消由显示屏和/或显示壳体的重量产生的力矩;以及控制系统,其被配置为帮助控制使用者可观察到的计算机生成图像,所述控制系统包括至少一个传感器。
本技术的另一个方面包括一种虚拟现实显示接口,其包括:显示屏,其被配置为输出使用者可观察到的计算机生成图像;显示壳体,其至少部分地支撑显示屏;接口结构,其联接至显示壳体,所述接口结构被配置为定位和/或布置为符合使用者面部的至少一部分,所述接口结构包括遮光罩,所述遮光罩被配置为至少部分地阻挡环境光到达使用者的眼睛;定位和稳定结构,其联接至显示壳体,并且被配置为提供抵靠使用者头部的力,以抵消由显示屏和/或显示壳体的重量产生的力矩。定位和稳定结构包括:一对颞连接器,所述一对颞骨连接器中的每个颞骨连接器直接联接至显示壳体,每个颞骨连接器被配置为在接触使用者头部时覆盖相应的颞骨;以及后支撑件,其联接至每个颞连接器,后支撑件被配置为接触使用者头部的后部。虚拟现实显示接口进一步包括控制系统,所述控制系统被配置为帮助控制使用者可观察到的计算机生成图像,所述控制系统包括至少一个传感器,所述传感器被配置为测量使用者的运动。
在一些形式中,遮光罩可以被配置为密封抵靠使用者面部并防止环境光到达使用者的眼睛。
在一些形式中,显示屏可以完全封闭在显示壳体内。
在一些形式中,遮光罩可以由不透明材料构成。
在一些形式中,接口结构可以由弹性材料构成。
在一些形式中,定位和稳定结构包括旋转控制,所述旋转控制被配置为允许显示壳体和/或显示接口相对于后支撑件枢转。
例如,颞臂可以随着显示壳体和/或显示接口而旋转。在其他示例中,旋转控制可以将显示壳体联接至每个颞连接器,使得显示壳体和/或显示接口相对于颞连接器枢转。
在一些形式中,颞连接器可以包括可调节的长度。
本技术的另一个方面包括一种增强现实显示接口,其包括:显示屏,其被配置为输出使用者可观察到的计算机生成图像,所述显示屏包括至少一个光学透镜,所述光学透镜由透明和/或半透明材料构成,所述光学透镜被配置为允许使用者在观察计算机生成图像的同时观察他们的物理环境;显示壳体,其至少部分地支撑显示屏;接口结构,其联接至显示壳体和/或显示接口,所述接口结构被配置为定位和/或布置为符合使用者面部的至少一部分;定位和稳定结构,其联接至显示壳体,并且被配置为提供抵靠使用者头部的力,以抵消由显示屏和/或显示壳体的重量产生的力矩。定位和稳定结构包括:一对颞骨连接器,所述一对颞骨连接器中的每个颞骨连接器直接联接至显示壳体,每个颞骨连接器被配置为在接触使用者头部时覆盖相应的颞骨;以及控制系统,其被配置为帮助控制使用者可观察到的计算机生成图像,所述控制系统包括至少一个传感器,所述传感器被配置为测量使用者的运动。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括后支撑件,所述后支撑件被配置为覆盖使用者的枕骨,每个颞连接器都联接至后支撑件。
在一些形式中,增强现实显示接口进一步包括电源,所述电源联接至显示接口和/或定位和稳定结构。
例如,电源可以是可充电电池。
在一些形式中,显示屏被配置为选择性地输出使用者可观察到的计算机生成图像。
例如,计算机生成图像可以显示在透明和/或半透明材料上。无论计算机生成图像是否显示在透明和/或半透明材料上,使用者都能够观察到他们的物理环境。
本技术的另一个方面包括虚拟现实显示接口,虚拟现实显示接口包括上述头戴式显示系统的各方面的示例。
在上述头戴式显示系统的各方面的示例中,显示单元包括显示器,显示器配置为选择性地输出在操作位置中对使用者可见的计算机生成图像。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,显示单元包括壳体。
在一些形式中,壳体支撑显示器。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,所述显示单元包括接口结构,所述接口结构联接至所述壳体并且被布置为在所述操作位置中与所述使用者面部处于相对关系。
在一些形式中,所述接口结构至少部分地形成观察开口,所述观察开口被配置为在所述操作位置中至少部分地接收所述使用者面部。
在一些形式中,所述接口结构至少部分地由不透明材料构造,所述不透明材料被构造为至少部分地阻挡环境光到达所述操作位置中的所述观察开口。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,显示单元包括至少一个透镜,至少一个透镜联接至壳体并且布置在观察开口内并且与显示器对准,使得处于操作位置中。
在一些形式中,使用者可以通过至少一个透镜观察显示器。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,控制系统具有与处理器通信的至少一个传感器。
在一些形式中,至少一个传感器配置为用于测量参数并且将测量值传送至处理器。
在一些形式中,处理器配置为基于测量值改变由显示器输出的计算机生成图像。
本技术的另一个方面包括增强现实显示接口,增强现实显示接口或设备包括上述头戴式显示系统的各方面的示例。
在上述头戴式显示系统的各方面的示例中,显示单元包括显示器,显示器由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地提供使用者可观察的计算机生成图像。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,显示单元包括壳体。
在一些形式中,壳体支撑显示器。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,所述显示单元包括接口结构,所述接口结构联接至所述壳体并且被布置为在所述操作位置中与所述使用者面部处于相对关系。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,在操作位置,定位和稳定结构被配置为支撑显示单元。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,显示器被配置为在操作位置中与使用者的眼部对准,使得使用者可以通过显示器至少部分地观察物理环境,而不管由显示器输出的计算机生成图像。
在上述头戴式显示系统的方面的示例中,所述头戴式显示系统进一步包括控制系统,所述控制系统具有与处理器通信的至少一个传感器。
在一些形式中,至少一个传感器可被配置为用于测量参数并且将测量值传送至处理器。
在一些形式中,处理器可被配置为基于测量值改变由显示器输出的计算机生成图像。
在一些形式中,所述至少一个透镜包括被配置为在所述操作位置与所述使用者的左眼对准的第一透镜、以及被配置为在所述操作位置与所述使用者的右眼对准的第二透镜。
在一些形式中,第一透镜和第二透镜是菲涅耳透镜。
在一些形式中,显示器包括被分割成第一区段和第二区段的双目显示器,第一区段与第一透镜对准并且第二区段与第二透镜对准。
在一些形式中,控制器具有可由使用者的手指选择性地接合的至少一个按钮,所述控制器与所述处理器通信并且配置为当所述至少一个按钮被接合时向所述处理器发送信号,所述处理器配置为基于所述信号改变由所述显示器输出的计算机生成图像。
在一些形式中,所述至少一个透镜包括配置为在所述操作位置与所述使用者的左眼对准的第一透镜和配置为在所述操作位置与所述使用者的右眼对准的第二透镜。
本技术的一种形式的另一个方面是一种定位和稳定结构,其被构造为形状与预期穿戴者的形状互补。
本技术的一种形式的另一个方面是一种接口结构,其被构造为形状与预期穿戴者的形状互补。
本技术的一种形式的一个方面是一种制造设备的方法。
本技术的某些形式的一个方面是一种易于使用的定位和稳定结构,例如由灵巧性、视力有限的人或在使用头戴式显示器方面经验有限的人使用。
本技术的某些形式的一个方面是一种易于使用的接口结构,例如由灵巧性、视力有限的人或在使用头戴式显示器方面经验有限的人使用。
本技术的一个方面涉及一种用于增强现实显示单元的定位和稳定结构,其包括:后支撑结构,所述后支撑结构在使用中被布置为接触使用者头部的多个区域;以及相对的颞连接器,其在使用中设置在使用者头部的相对侧,并且在使用中沿着使用者头部的颞部区域延伸,以将后支撑结构与显示单元互连。
在一些形式中,后支撑结构包括箍,所述箍具有枕骨部和顶骨部。在一些形式中,箍或枕骨部和顶骨部中的至少一个可以沿其长度的至少一部分弹性地延伸。在一些形式中,箍沿其长度的至少一部分是柔性的。在一些形式中,后支撑结构是箍,枕骨部可以在使用者头部低处延伸,以使其抵抗向上的运动(由于其位置与头部的枕骨区域接触)并且因此提供系统的锚定处。在一些形式中,箍被定向在大致直立的平面中(此类直立平面包括例如冠状面)。
在一些形式中,后支撑结构设置在使用者的耳上基点的后部。
在一些形式中,颞连接器沿其长度的至少一部分是刚性的。在一些形式中,颞连接器各自包括颞臂,所述颞臂具有连接至显示单元的前端和连接至后支撑结构的后端。在某些形式中,颞臂是刚性的。在一些形式中,颞臂的后端设置在使用者的耳上基点的后部。
在一些形式中,至少一个颞连接器进一步包括调节机构,用于调节定位和稳定结构以适应不同尺寸的头部。在一些形式中,调节机构设置在颞臂后端与后支撑结构之间的连接处。
在一些形式中,后支撑结构包括连接至颞臂的连接突片,并且调节机构允许调节连接突片的有效长度。在一些形式中,颞臂的后端包含孔眼,所述孔眼被布置为接收连接突片,调节机构包括可释放紧固装置以将连接突片紧固到颞臂。在一些形式中,可释放紧固装置可被布置为将连接突片的自由端固定回连接突片的近端部分上。可释放紧固装置可以采用其他形式,诸如允许摩擦、干涉、卡扣或其他机械固定装置的夹子或保持器。
在一些形式中,定位和稳定结构可以进一步包括前额支撑连接器,所述前额支撑连接器大致在矢状面的方向上延伸,并且将后支撑结构连接至显示单元的上边缘区域。在一些形式中,前额支撑连接器可以包括绑带。在一些形式中,前额支撑连接器的绑带可以沿着其长度的至少一部分弹性地延伸。在一些形式中,前额支撑连接器的绑带可以沿着其长度的至少一部分是柔性的。
在一些形式中,前额支撑连接器可以进一步包括调节机构,用于调节定位和稳定结构以适应不同尺寸的头部。在一些形式中,当前额支撑连接器处于该形式时,调节机构可以调节前额支撑连接器的绑带的有效长度。
在一些形式中,前额支撑连接器进一步包括前额支撑刚性件,所述前额支撑刚性件为前额支撑连接器的一部分提供刚性。在一些形式中,前额支撑刚性件为沿着使用者头部的额部区域定位的前额支撑连接器的一部分提供刚性。前额支撑刚性件的范围和定位可以帮助正确定位显示单元并减轻施加到使用者颧骨的压力。在一些形式中,前额支撑刚性件可以在前额支撑连接器的其他部件(诸如前额支撑连接器的绑带)上进行调节(成角度或平移),以允许头戴式显示单元的精确定位并帮助改进使用者舒适性和贴合性。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括可以附加的刚性件,所述附加的刚性件可桥接后支撑结构和颞连接器。在一些形式中,这些附加的刚性件可以帮助控制显示单元围绕后支撑结构的运动,以进一步稳定和支撑系统。在一些形式中,这些附加的刚性件可以限制在颞连接器与后支撑结构的连接处的铰接运动。在一些形式中,这些附加的刚性件也可以沿着后支撑结构的枕骨区域延伸,以进一步将显示单元锚定在其正确的操作位置。在一些形式中,这些附加的刚性件可以在前额支撑连接器的其他部件上进行调节(成角度或平移),以进一步有助于舒适性、可调节性和贴合性。
在一些形式中,定位和稳定结构可以允许显示单元向上(例如在上方的)枢转运动,以允许显示单元移动到非操作位置,而无需移除定位和稳定结构(例如,上翻式版本)。在一些形式中,这种枢转布置可以在前额支撑连接器处提供释放机构和/或在颞连接器处提供有限的铰接区域。
上述任何形式的定位和稳定结构可以结合到头罩或其他头戴式装置中,或者集成在头罩或其他头戴式装置中,或者可释放地连接至头罩或其他头戴式装置。定位和稳定结构可以进一步包括集成在其中的其他组件,诸如音频、触觉(tactile)(触觉(haptic))刺激或反馈。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,所述后支撑结构适于接触使用者头部的后部区域;以及至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。后支撑结构是箍的形式,包括枕骨部,所述枕骨部被配置和布置为在使用中沿着枕骨接合使用者头部(例如,沿着邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的枕骨的一部分)。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,以将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。后支撑结构是箍的形式,包括枕骨部,所述枕骨部被配置和布置为在使用中沿着枕骨接合使用者头部(例如,沿着邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的枕骨的一部分)。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,以将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及相对的颞连接器,所述相对的颞连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。相对的颞连接器适于设置在使用者头部的相对侧并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。后支撑结构是箍的形式,包括枕骨部,所述枕骨部被配置和布置为在使用中沿着枕骨接合使用者头部(例如,沿着邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的枕骨的一部分)。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。至少所述后支撑结构包括织物材料,所述织物材料被配置为符合使用者头部的后部区域。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,以将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。至少所述后支撑结构包括织物材料,所述织物材料被配置为符合使用者头部的后部区域。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及相对的颞连接器,所述相对的颞连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连,所述相对的颞连接器适于设置在相对侧并沿着使用者头部的颞部区域延伸。至少所述后支撑结构包括织物材料,所述织物材料被配置为符合使用者头部的后部区域。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,以将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及相对的颞连接器,所述相对的颞连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连,所述相对的颞连接器适于设置在使用者头部的相对侧并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。至少所述后支撑结构包括织物材料,所述织物材料被配置为符合使用者头部的后部区域。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,以将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括适于接触使用者头部区域的后支撑结构和至少一个连接器或绑带,所述连接器或绑带被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。
定位和稳定结构和/或增强现实显示单元可以被配置为帮助将接触力从使用者面部的更敏感区域(前额、鼻部)分配到更适合抵抗所施加的力的区域。例如,后支撑结构可以足够柔韧,以均匀且紧密地接合使用者头部的后部,例如锚定在枕骨上但在颈部肌肉上方,和/或在一个或多个部分具有增加的刚度,以舒适和可持续方式更好地支撑增强现实显示单元的负载。例如,后支撑结构可以由透气且柔韧的绑带材料(例如织物)制成,以允许其调节到使用者头部的形状和/或大小,其中绑带材料的某些部分可以是刚性化的和/或添加刚性化部分(例如,缝合、层压、夹住、插入袋中、包覆成型和/或超声波焊接到位)以帮助保持稳定性并且抵消通过增强现实显示单元施加到使用者面部的一部分的力。
在一个示例中,定位和稳定结构和/或增强现实显示单元可以被配置为协同工作,以通过有效地将这些力传递到后支撑件和/或传递到至少一个连接器或绑带,和/或通过简单地沿着增强现实显示单元和/或后支撑结构和/或至少一个连接器或绑带更均匀地分布来自增强现实显示单元的力,来减少施加到使用者前额和/或鼻梁的力。这是以增加舒适性和/或稳定性的方式完成的,例如,以防止增强现实单元从使用者面部/前额滑落。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。后支撑结构包括枕骨部,所述枕骨部被配置和布置为在使用中沿着枕骨的一部分接合使用者头部,该部分邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处。
在一些形式中,后支撑结构是箍的形式。所述箍可包括枕骨部和顶骨部,所述顶骨部在使用中适于邻近顶骨接合使用者头部。
在一些形式中,后支撑结构可以沿其长度的至少一部分弹性地延伸。
在一些形式中,后支撑结构可以沿其长度的至少一部分是柔性的。
在一些形式中,至少一个连接器包括相对的颞连接器,所述相对的颞连接器被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。相对的颞连接器可以适于设置在使用者头部的相对侧并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。
在一些形式中,每个颞连接器可以沿着其长度的至少一部分是刚性的。
在一些形式中,每个颞连接器可以包括颞臂,所述颞臂具有连接至显示单元的前端和连接至后支撑结构的后端。
在某些形式中,颞臂可以是刚性的。
在一些形式中,颞臂的后端可以设置在使用者的耳上基点处或使用者的耳上基点后部。
在一些形式中,至少一个颞连接器还可以包括调节机构,用于调节定位和稳定结构以适应不同尺寸的头部。
在一些形式中,调节机构可以设置在颞臂的后端与后支撑结构之间的连接处。
在一些形式中,后支撑结构可以包括连接突片,所述连接突片连接至颞臂和调节机构,以允许调节突片的有效长度。
在一些形式中,颞臂的后端可以包括孔眼,所述孔眼被布置为接收连接突片。调节机构可以包括可释放紧固装置,以将连接突片紧固到颞臂。
在一些形式中,可释放紧固装置可被布置为将连接突片的自由端固定回连接突片的近端部分上。
在一些形式中,至少一个连接器可以进一步包括前额支撑连接器,所述前额支撑连接器大致沿矢状面的方向延伸并且将后支撑结构连接至显示单元的上边缘区域。
在一些形式中,前额支撑连接器可以包括绑带。
在一些形式中,前额支撑连接器的绑带可以沿着其长度的至少一部分弹性地延伸。
在一些形式中,前额支撑连接器的绑带可以沿着其长度的至少一部分是柔性的。
在一些形式中,前额支撑连接器还可以包括调节机构,用于调节定位和稳定结构以适应不同尺寸的头部。
在一些形式中,调节机构可以调节前额支撑连接器的绑带的有效长度。
在一些形式中,前额支撑连接器可以进一步包括前额支撑刚性件,所述前额支撑刚性件为前额支撑连接器的一部分提供刚性。
在一些形式中,前额支撑刚性件可以为位于使用者头部的额骨部分的前额支撑连接器的一部分提供刚性。
在一些形式中,增强现实显示单元可以包括壳体,所述壳体含有当增强现实显示单元处于操作位置时使用者可见的显示器。增强现实显示单元还可以使用者接口结构,所述使用者接口结构被构造和布置为与使用者面部相对,使用者接口结构至少部分地围绕显示器延伸。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括至少一个电池组,所述至少一个电池组支撑在定位和稳定结构上。
在一些形式中,至少一个电池组可以设置在后支撑部分的枕骨部上。
在一些形式中,增强现实显示系统可以包括两个电池组,所述电池组在使用中设置在使用者头部的矢状面的相应外侧。
在一些形式中,枕骨部可以形成为两个部分,并且电池组在使用中被隔开,以允许枕骨部的两个部分在使用中在使用者头部的矢状面处或邻近使用者头部的矢状面彼此连接。
在一些形式中,枕骨部的两个部分在一对连接部分处可释放地彼此附接。每个连接点可以提供给枕骨部的两个部分中的相应一个。
在一些形式中,枕骨绑带部分可以形成在两个部分中,每个部分在使用中位于使用者头部的矢状面的相应外侧。枕骨绑带部分的两部分在使用中不相互连接。枕骨绑带部分的两个部分的内侧端部彼此间隔开,并且在使用中各自与矢状面侧向地间隔开。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括电源线,所述电源线将电池组连接至增强现实显示单元,以在使用中从电池向增强现实显示单元提供电力。
在一些形式中,电源线的一部分位于电池组内并且能够从电池组伸出和缩回到电池组中。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括:后支撑结构,其适于接触使用者头部的后部区域;以及相对的颞连接器,其被构造和布置为将后支撑结构与增强现实显示单元互连。所述相对的颞连接器适于设置在使用者头部的相对侧并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。至少后支撑结构包括织物材料,所述织物材料被配置为符合使用者头部的后部区域。
在一些形式中,织物材料可以沿其长度的至少一部分弹性地延伸。
在一些形式中,织物材料可以沿其长度的至少一部分是柔性的。
在一些形式中,后支撑结构可以进一步包括沿着织物材料的至少一部分的刚性件。
在一些形式中,相对的颞连接器中的每一个可以包括织物材料。
在一些形式中,相对的颞连接器中的每一个可以进一步包括沿着织物材料的至少一部分的刚性件。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括前额支撑连接器,所述前额支撑连接器大致在矢状面的方向上延伸并且可以将后支撑结构连接至增强现实显示单元的上边缘区域。
在一些形式中,增强现实显示单元可以包括壳体,所述壳体含有当增强现实显示单元处于操作位置时使用者可见的显示器。增强现实显示单元还可以使用者接口结构,所述使用者接口结构被构造和布置为与使用者面部相对,使用者接口结构至少部分地围绕显示器延伸。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,其包括增强现实显示单元以及定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构用于支撑显示单元远离使用者的鼻部。
在一些形式中,定位和稳定结构可以包括过度延伸部分,所述过度延伸部分适于接触使用者头部的顶骨区域以支撑显示单元。定位和稳定结构还可以包括至少一个连接器,所述连接器被构造和布置为将过度延伸部分与增强现实显示单元互连。
在一些形式中,过度延伸部分的形状可以匹配使用者头部的形状,从而保持紧贴使用者头部。在一些形式中,当从轮廓上看时,过度延伸部分可以是大致S形的。
在一些形式中,过度延伸部分可以包括下臂、上臂和脊,所述下臂在使用者的耳上基点后部的颞部区域中延伸,所述上臂在冠状面前方延伸,所述脊朝向使用者头部的枕骨区域在矢状面的方向上延伸。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括至少一个电池组,所述至少一个电池组支撑在定位和稳定结构上。
在一些形式中,至少一个电池组可以安装在脊上。
在一些形式中,脊可以包括可移动的配重,以帮助将显示系统支撑在使用者头部上。在一些形式中,至少一个配重可以包括电池组。
在一些形式中,下臂可以支撑显示系统的部件。
在一些形式中,定位和稳定结构可以包括后支撑结构,所述后支撑结构包括位于使用者枕骨下方的外侧钩部。定位和稳定结构还可以包括前额支撑连接器,所述前额支撑连接器大致在矢状面的方向上延伸并且将后支撑结构连接至显示单元的上边缘区域。
在一些形式中,前额支撑连接器可以包括调节机构,用于调节定位和稳定结构以适合不同尺寸的头部。
在一些形式中,外侧钩部可以支撑显示系统的部件。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,用于在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括至少一个绑带以及至少一个刚性件臂。定位和稳定结构被布置为围绕至少一个刚性件臂定位至少一个绑带。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括呈套筒形式的至少一个绑带,所述至少一个绑带被配置为可移除地连接至刚性件臂。
本技术的一个方面涉及一种显示系统,所述显示系统包括显示单元、一对刚性件臂和头带连接器,所述头带连接器具有间隔件,所述间隔件在显示单元和每个刚性件臂之间形成间隙。在一些形式中,绑带包括腔,所述腔被配置为接收所述一对刚性件臂。在一些形式中,绑带包括开口,所述开口被配置为通过间隔件连接至头带连接器。
本技术的一个方面涉及一种定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被配置为连接至刚性件臂,以保持刚性件臂的形状。在一些形式中,定位和稳定结构可从刚性件臂移除。在一些形式中,定位和稳定结构包括至少一个电子部件,所述电子部件被配置为在连接至定位和稳定结构时电连接至显示单元,所述定位和稳定结构连接至刚性件臂。
本技术的一个方面涉及一种增强现实显示系统,所述增强现实显示系统包括:增强现实显示单元,所述增强现实显示单元具有显示器;以及定位和稳定结构,其用于在使用中将增强现实显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和稳定结构包括至少一个绑带及至少一个刚性件臂。定位和稳定结构被布置为将至少一个绑带和至少一个刚性件臂相对于彼此定位,使得至少一个刚性件臂在至少一个刚性件臂的刚性化部分处赋予至少一个绑带预定的形状。
在一些形式中,定位和稳定结构可以被布置为将至少一个绑带和至少一个刚性件臂相对于彼此定位,以允许至少一个绑带的至少刚性化部分相对于至少一个刚性件臂移动。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可以仅在一个局部点或区域处固定到至少一个绑带。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可以在所述至少一个绑带的有限区域中固定到至少一个绑带。在一些形式中,有限区域可以邻近至少一个绑带的袋或套筒开口。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可以是可多轴变形的,以符合使用者面部轮廓。
在一些形式中,至少一个绑带可以由弹性织物材料制成,并且定位和稳定结构可以被布置为使得至少一个绑带相对于至少一个刚性件臂通过弹性扩张和/或收缩基本上自由移动,并且沿着至少一个绑带和/或刚性件臂的纵向轴线。
在一些形式中,至少一个绑带具有可拉伸长度,所述可拉伸长度相对于没有至少一个刚性件臂的至少一个绑带维持基本上不变。
在一些形式中,弹性织物材料可以是由以下组成的组中的任何一种:弹性纤维、TPE、尼龙和硅树脂。
在一些形式中,定位和稳定结构能够沿其基本上整个长度伸展。
在一些形式中,至少一个绑带可以是可拉伸的,并且被布置为滑过至少一个刚性件臂的套筒的形式。该布置可以使得至少一个绑带维持其基本上整个可拉伸长度并且能够基本上自由地在至少一个刚性件臂上伸展。
在一些形式中,至少一个绑带可以包括用于将至少一个刚性件臂接收就位的中空套筒以及用于将至少一个刚性件臂接收到套筒中的至少一个开口。在一些形式中,套筒和至少一个刚性件臂可以被布置为允许至少一个刚性件臂在套筒内基本上轴向移动。
在一些形式中,至少一个刚性件臂的端部可以固定到至少一个绑带。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可以通过缝合、焊接、胶合、热熔、夹紧、扣合、将盖子搭扣在端部上和/或搭扣在外部部件上,而固定到至少一个绑带。
在一些形式中,赋予的预定形状可以将定位和稳定结构的压力引导到使用者面部的预定部分。
在一些形式中,可以提供用于附接的多个附接点,使得可以选择和改变至少一个固定位置以允许调节至少一个绑带的弹性长度。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可能不能拉伸并且比至少一个绑带相对更刚性。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括两个或更多个刚性件臂,其对称地设置在使用者面部的相对侧。
在一些形式中,两个或更多个刚性件臂可以形成相对的颞连接器,所述相对的颞连接器适于设置在使用者头部的相对侧并且沿着使用者头部的颞部区域延伸。
在一些形式中,至少一个刚性件臂可以从至少一个绑带上完全移除。
在一些形式中,定位和稳定结构可以维持其整个操作长度并且可以能够沿着至少一个刚性件臂自由拉伸。
在一些形式中,至少一个绑带可包括两个侧面绑带部分和两个后部绑带部分,所述两个侧面绑带部分被布置为从使用者接口沿着使用者头部侧面延伸,所述两个后部绑带部分被布置为沿着使用者头部的后部延伸。
在一些形式中,两个后部绑带部分可以是不可调节的,除非通过后部绑带部分的弹性或通过缩短定位和稳定结构的总长度来相等地增加后部绑带部分的紧度。
在一些形式中,增强现实显示系统可以进一步包括三个、四个或更多个单独的绑带,其由两个或更多个接头连接。
在一些形式中,至少一个绑带可以包括两个袋,每个袋接收刚性件臂以将至少一个绑带可释放地固定到刚性件臂。
在一些形式中,至少一个绑带可以包括后部部分,所述后部部分被分成至少两个后部绑带。在一些形式中,至少两个后部绑带可以包括第一后部绑带和第二后部绑带,所述第一后部绑带适于邻近头部的顶部接合使用者,所述第二后部绑带适于邻近头部的后部接合使用者。在一些形式中,至少两个后部绑带中的每一个可以适于将增强现实显示单元保持在使用者的鼻部上,而在至少两个后部绑带中的每一个上具有基本上相等的张力。在一些形式中,当使用者穿戴增强现实显示系统时,至少两个后部绑带中的每一个以基本相等的力处于张紧状态。
虽然在上述形式中,增强现实显示单元被描述为支撑在使用者的鼻部上,但增强现实显示单元可以附加地或替代地支撑在使用者面部的部分上。例如,增强现实显示单元可以支撑在使用者的鼻梁和脸颊(即颧骨)上,或者以其他形式,由使用者的前额和脸颊支撑(即不包括鼻梁)。
在一些形式中,至少两个后部绑带中的每一个可以是不可独立调节的,使得至少两个后部绑带自然地居中于使用者头部的冠部的相应侧。
在一些形式中,至少两个后部绑带是对称的。
在一些形式中,至少一个电子部件是电池,所述电池被配置为向增强现实显示单元提供电荷。在一些形式中,至少一个电子部件是气流发生器,所述气流发生器向邻近增强现实显示单元的空间提供气流和/或从邻近增强现实显示单元的空间抽吸空气。在一些形式中,气流发生器包括双向鼓风机。在一些形式中,至少一个绑带包括导管,所述导管被配置为将气流输送到气流发生器或从气流发生器输送气流。
在一些形式中,至少一个刚性件臂包括头带连接器,所述头带连接器具有电连接器并且被配置为接合至少一个绑带的互补连接器。在一些形式中,间隔元件将至少一个刚性件臂与增强现实显示单元隔开。在一些形式中,至少一个绑带接合间隔元件。
本技术的一个方面涉及一种用于将增强现实显示系统戴在使用者头上的方法。增强现实显示系统包括增强现实显示单元和定位和稳定结构。所述方法包括:将定位和稳定结构拉伸远离增强现实显示单元;将增强现实显示单元放置在使用者面部上;通过将定位和稳定结构的后部抵靠使用者头部的后部来释放定位和稳定结构的部分张力;以及通过拉开定位和稳定结构后部的后部绑带来调节定位和稳定结构的张力。
本技术的另一个方面涉及一种用于将定位和稳定结构重复接合到增强现实显示系统的方法。所述方法包括:通过中空可拉伸织物带的开口将刚性件臂插入绑带的一部分中;以及将绑带的端部可释放地固定到刚性件臂。定位和稳定结构被布置为将绑带和刚性件臂相对于彼此定位,使得刚性件臂在刚性化部分处赋予绑带预定形状,同时允许绑带的刚性化部分在平行于刚性件臂的纵向轴线的方向上相对于刚性件臂自由延伸。
在所述方法的一些形式中,刚性件臂可能是不可延伸的。
在所述方法的一些形式中,刚性件臂可以永久地连接至增强现实显示系统的增强现实显示单元。
在所述方法的一些形式中,绑带的端部可以是袋状端部,所述袋状端部固定到刚性件臂的相应钩抓构件。在所述方法的一些形式中,袋状端部可以包裹在刚性件臂的相应钩抓构件上。在所述方法的一些形式中,钩抓构件可以是刚性件臂的边缘。
本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统,其包括:头戴式显示单元,其具有显示壳体;以及使用者接口结构,所述使用者接口结构被构造和布置为与使用者面部相对,使用者接口结构围绕显示器延伸,所述显示器包含于显示单元壳体中。
在一些形式中,使用者接口结构沿着结构的至少一部分与显示单元壳体间隔开,以在它们之间形成一个或多个间隙。
在一些形式中,使用者接口结构是至少一个稳定法兰的形式。
在一些形式中,稳定法兰在使用中被定位成大致围绕使用者眼睛的周边与使用者面部接合。
在一些形式中,在使用中,法兰覆盖以下的一个或多个:额骨区域的一部分,以及面部的左眶和右眶下边缘区域中的每一个。
在一些形式中,头戴式显示系统进一步包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在使用者面部上方的操作位置。
本技术的另一个方面涉及一种头戴式显示系统或组件,其包括上述任何形式的定位和稳定结构,以及连接至所述定位和稳定结构的显示单元。
当然,这些方面的一部分可以形成本技术的子方面。子方面和/或方面中的各个方面可以各种方式进行组合,并且还构成本技术的其他方面或子方面。
考虑到以下详细描述、摘要、附图和权利要求书中包含的信息,本技术的其他特征将变得显而易见。
附图说明
本技术在附图的各图中以举例而非限制的方式例示,附图中的相似参考数字指代相似元件,包括:
图1A是具有标识的表面解剖结构的几个特征的头部的侧视图,包括耳上基点和耳下基点。标示了法兰克福水平面的大致位置。还标示了冠状面。还标示了上下以及前后方向。
图1B示出了头骨的前视图,包括额骨、鼻骨和颧骨。
图1C示出了具有头部表面轮廓以及若干种肌肉的头骨侧视图。所示的示例骨包括:额骨、蝶骨、鼻骨、颧骨、上颌骨、下颌骨、顶骨、颞骨和枕骨。
图2A至图2C分别是根据本技术第一示例的使用中的头戴式显示组件的侧视图、前视图和俯视图。
图2D是根据本技术的示例的图2A至图2C的头戴式显示组件的颞臂的截面视图。
图2E是根据本技术的另一示例的图2A至图2C的头戴式显示组件的颞臂的截面视图。
图3A至图3C分别是根据本技术的第二示例的使用中的头戴式显示组件的侧视图、前视图和俯视图。
图4A至图4C分别是根据本技术第三示例的使用中的头戴式显示组件的侧视图、前视图和俯视图。
图5是根据本技术第四示例的使用中的头戴式显示组件的侧视图。
图6A至图6C分别是根据本技术的第四示例的变型的使用中的头戴式显示组件的侧视图、后视图和俯视图。
图7A是根据本技术的第五示例的具有鼻垫组件的头戴式显示器组件的实施例的等距俯视图。
图7B示出了根据本技术的第五示例的具有鼻垫组件的头戴式显示器组件的实施例的等距视图。
图8示出了根据本技术的第五示例的与鼻部接合的鼻垫组件的前视图。
图9A示出了根据本技术的第五示例的鼻垫组件的等距视图。
图9B示出了根据本技术的第五示例的图9A的鼻垫组件的前视图。
图10是根据本技术的第五示例的图9中没有框架的鼻垫的等距视图。
图11是根据本技术的第五示例的沿图9B中的A-A截取的鼻垫组件的一种形式的横截面。
图12示出了根据本技术的第五示例的鼻垫组件的仰视图。
图13是根据本技术的第六示例的具有前额支撑垫的头戴式显示组件的透视图。
图14示出了在头部上的使用中的头戴式显示组件。
图15是与图13所示的第六示例的头戴式显示组件一起使用的前额支撑垫的透视图。
图16是与图13所示的第六示例的头戴式显示组件一起使用的另一前额支撑垫的透视图。
图17A至图17C是与图13所示的第六示例的头戴式显示组件一起使用的另一前额支撑垫的相应截面侧视图、俯视图和详细视图。
图18示出了具有头部表面轮廓的头骨的侧视图。还示出了根据本技术的第七示例的颞支撑垫的轮廓。
图19A和图19B是根据本技术的第七示例(如图18所示)的具有颞支撑垫的头戴式显示组件的透视图。
图20是本技术第七示例的具有颞支撑垫的头戴式显示组件的俯视图。
图21是根据本技术的第七示例的具有颞支撑垫的头戴式显示组件的透视图。
图22是根据本技术的第七示例的具有颞支撑垫的头戴式显示组件的透视图。
图23A至图23C分别是与本技术的第七示例的头戴式显示组件一起使用的前额支撑垫的俯视图、前视图和仰视图。
图24A和图24B分别是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的侧投影和前投影。
图25A和图25B分别是根据本技术的第八示例的使用中的头戴式显示组件的前投影和侧投影。
图26A和图26B是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的侧投影。
图27A是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的侧投影。
图27B是根据本技术的第八示例的图27A的头戴式显示组件的Z-Z截面图。
图27C是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的颞臂的后投影。
图28是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的颞臂的侧投影。
图29是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的颞臂的侧投影。
图30是根据本技术的第八示例的头戴式显示组件的颞臂的侧投影。
图31A示出了根据本技术的第九示例的患者穿戴的头戴式显示组件的侧视图。
图31B示出了根据本技术第九示例的患者穿戴的头戴式显示组件的前视图。
图31C示出了根据本技术的第九示例的头戴式显示组件的侧视图。
图32是根据本技术的第十示例的头戴式显示组件的透视图。
图33是根据本技术的第十示例的使用中的头戴式显示组件的侧视图。
图34是根据本技术的第十示例的一个替代版本的头戴式显示组件的透视图。
图35是根据本技术的第十示例的气流发生器的图示。
图36是根据本技术的第十示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示组件的侧视图。
图36-1是图36的使用中的头戴式显示组件的俯视图。
图37示出了根据本实用新型第十一示例的定位和稳定结构的侧视图。
图38示出了图37所示的定位和稳定结构的一种变型的侧视图。
图39是图38所示的定位和稳定结构的变型的俯视图。
图40A是根据本技术的第十二示例的使用中的头戴式显示系统的侧视图。
图40B是图40A所示的使用中的头戴式显示系统的俯视图。
图40C是图40A所示的使用中的头戴式显示系统的后视图。
图40D是根据本技术的第十二示例的一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图。
图40E是根据本技术的第十二示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图。
图41A和图41B分别是根据本技术的第十二示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图和后视图。
图41C和图41D分别是根据本技术的第十二示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图和后视图。
图41E和图41F分别是根据本技术的第十二示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图和后视图。
图41G和图41H分别是根据本技术的第十二示例的另一个替代版本的使用中的头戴式显示系统的侧视图和后视图。
图42A示出了与根据本技术的第十二示例的头戴式显示系统一起使用的定位和稳定装置的一部分的侧视图。
图42B示出了沿线A-A观察的图42A的定位和稳定结构的引导件的截面视图。
图42C示出了沿线A-A观察的图42A的定位和稳定结构的替代引导件的截面视图。
图43A和图43B分别是根据本技术的第十三示例的增强现实显示组件的侧投影视图和后投影视图。
图44A至图44C分别是根据本技术的第十四示例的增强现实显示组件的前投影视图、后投影视图和后视图。
图45示出了根据本技术的第十五示例的增强现实显示系统或组件的侧视图。
图46示出了图45的增强现实显示系统或组件的俯视图。
图47示出了图45的增强现实显示系统或组件的前视图。
图48A示出了根据本技术的第十六示例的增强现实显示系统或组件的前透视图。
图48B示出了根据本技术的第十六示例的替代版本的增强现实显示系统或组件的前透视图。
图49A示出了根据本技术的第十七示例的头戴式显示系统或组件的前透视图。
图49B示出了形成为图49A的头戴式显示系统或组件的一部分的显示单元和刚性件臂的前透视图。
图49C示出了可从图49B的刚性件臂移除的绑带的前透视图。
图49D示出了图49B的详细视图,示出了头带连接器。
图50A示出了使用中的图49A的头戴式显示系统或组件的侧视图。
图50B示出了穿戴图50A的头戴式显示系统或组件的使用者的透视图。
图51A示出了根据本技术的第十七示例的一个替代版本的头戴式显示系统或组件的透视图。
图51B至图51D示出了根据本技术的第十七示例的一个替代版本的头戴式显示系统的定位和稳定结构的变化。
图52A示出了根据本技术的第十八示例的头戴式显示系统或组件的透视图。
图52B示出了使用中的图52A的头戴式显示系统或组件的侧视图。
图52C示出了根据本技术的第十八示例的头戴式显示系统或组件的俯视图。
图52D示出了使用中的图52C的头戴式显示系统或组件,可在第一位置和第二位置之间移动。
图53A-1是根据本技术的第十八示例的一个替代版本的由使用者穿戴的头戴式显示系统或组件的前视图。
图53A-2是图53A-1的头戴式显示系统或组件的侧视图。
图53B-1是根据本技术的第十八示例的另一个替代版本的处于非使用位置的由使用者穿戴的头戴式显示器或组件的侧视图。
图53B-2是根据本技术的第十八示例的另一个替代版本的处于使用位置的由使用者穿戴的头戴式显示器或组件的侧视图。
图53C-1示出了与本技术的第十八示例的头戴式显示系统或组件一起使用的冠状部分的前视图。
图53C-2显示了图53C-1的冠状部分的侧视图。
图54是根据本技术的第十九示例的头戴式显示器的透视图。
图55是示出根据图54所示的第十九示例的用于组装的头戴式显示器的成一直线的部件的透视图。
图56是图54的头戴式显示器的第十九示例在使用中的透视图。
图57是图54的头戴式显示器的俯视示意图。
具体实施方式
在更进一步详细描述本技术之前,应当理解的是本技术并不限于本文所描述的特定示例,本文描述的特定示例可改变。还应当理解的是本公开内容中使用的术语仅是为了描述本文所描述的特定示例的目的,并不意图进行限制。
提供与可共有一个或多个共同特点和/或特征的各种示例有关的以下描述。应理解的是任何一个示例的一个或更多个特征可以与另一个示例或其他示例的一个或多个特征组合。另外,在示例的任一项中,任何单个特征或特征的组合可以组成另外的示例。
图2A至图2C示出了根据本技术的第一示例的用于头戴式显示系统或组件10的支撑件。头戴式显示系统10包括头戴式显示单元12(也称为显示器),以及定位和稳定结构14(也称为支撑和稳定结构,或支撑结构),用于在使用中将显示单元12维持或保持在使用者面部上方的操作位置。
显示单元12包括使用者接口结构13,使用者接口结构13被构造和布置为与使用者面部相对。使用者接口结构13围绕显示器(即显示屏)延伸,显示器包含于显示单元壳体22中。使用者接口结构13可以围绕显示器延伸并限定显示器的观察开口。使用者接口结构13围绕使用者的眼睛延伸,并且可以与使用者面部接合,例如,沿着使用者的鼻部、脸颊和/或前额。
在一个示例中,显示屏或显示器可以被配置为选择性地输出计算机生成图像,这些图像对于处于操作位置的使用者是可见的。在一些形式中,显示屏是电子显示器。显示屏可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏幕。
在一些形式中,接口结构13可以至少部分地围绕显示壳体22延伸并且可以形成观察开口。观察开口可以在使用中至少部分地接收使用者面部。具体地,使用者的眼睛可以接收在由接口结构13形成的观察开口内。
显示单元可以任选地包括遮光罩,所述遮光罩可以由不透明材料构成并且可以阻挡环境光到达使用者的眼睛。遮光罩可以被配置为围绕显示器的整个周边延伸,以阻止(即屏蔽)光以大多数进入角进入使用者的眼睛。替代地,遮光罩可以布置在周边的特定位置,以阻止光在显示单元的已知区域进入使用者的眼睛。例如,遮光罩可以位于显示壳体的相对侧,邻近使用者的颞部。在这个位置,遮光罩可以限制进入头戴式显示系统侧面的光量。
遮光罩可以是接口结构13的一部分,或者可以是单独的、可拆卸或可释放的元件。
在一些形式中,显示屏可以包括由透明或半透明材料构成的光学透镜(未示出),该光学透镜被配置为允许使用者在观察计算机生成图像的同时观察他们的物理环境。
例如,显示屏可以是玻璃,因此使用者可以透过显示屏观看。这在增强现实应用中可能特别有益,使得使用者可以继续看到物理环境。
在一个示例中,至少一个透镜可以设置在使用者的眼睛和显示屏之间。使用者可以通过镜头查看显示屏提供的图像。至少一个透镜可以帮助将显示屏与使用者面部隔开以限制眼睛疲劳。至少一个镜头还可以帮助更好地观察显示屏所显示的图像。
至少一个透镜可以包括第一透镜和第二透镜,所述第一透镜被配置为在操作位置与使用者的左眼对准,所述第二透镜被配置为在操作位置与使用者的右眼对准。在一些形式中,透镜可以是菲涅耳透镜。
显示器可以包括双目显示器,所述双目显示器被划分为第一部分和第二部分,由此第一部分可以与第一透镜对准,并且第二部分可以与第二透镜对准。
头戴式显示系统10可以包括控制系统,所述控制系统帮助控制由使用者接收的输出,即使用者观察到的显示。换言之,控制系统可以控制来自显示屏的视觉输出。
本技术的头戴式显示系统可以包括控制系统的各种配置(例如类型)和布置。下文阐述了控制系统的一个示例,然而,在说明书中稍后关于本技术的进一步示例阐述了进一步的示例。
控制系统可以包括传感器,所述传感器监测不同参数或值(例如,在物理环境中),并将测量的参数传送给处理器。使用者接收到的输出可能会受到测量参数的影响。例如,处理器被配置为基于测量值而改变由显示器输出的计算机生成图像。
传感器可以包括方向传感器、至少一个照相机、和/或眼睛传感器,所述方向传感器可以感测使用者身体的方向,至少一个照相机可以被定位为观察使用者的物理环境(例如,以便确定方向),所述眼睛传感器可以跟踪使用者眼睛的运动以确定使用者的至少一只眼睛在看哪个方向。
在一些形式中,处理器可以包括计算机或智能电话。备选地,控制系统可以集成到显示单元12中,或者容纳在控制系统支撑件中,所述控制系统支撑件与显示单元分开但连接至(例如,电连接至)显示单元。
显示单元12还可以包括可由使用者接合的控制器,以便向增强现实/显示器提供使用者输入和/或控制所述系统的操作。控制器可以连接至显示单元3100,并为使用者提供与从显示单元12输出给使用者的对象交互的能力(即增强现实)。例如,控制器可以具有至少一个可由使用者的手指选择性地接合的按钮,例如,当按下/接合时,与处理器通信(通过向处理器发送信号)以根据信号改变由显示器输出(例如叠加)的计算机生成图像。
在一些形式中,使用者接口结构13可以由具有高摩擦表面饰面的材料形成。例如,可以在例如硅中形成与使用者皮肤接触的接口结构13的表面,其具有抛光/高光泽表面处理,以提供高摩擦系数(与具有例如磨砂表面处理的硅相比)。例如在使用者眼睛周围的接触区域的高摩擦系数可以有助于将显示单元12支撑在使用者面部上的正确操作位置。换言之,提供给硅的表面饰面可以帮助接口结构更容易地“粘”在使用者的皮肤上,因此显示器就可以固定在使用者的面部上,以抵抗由于其重量而导致的移动。由于这种与使用者皮肤的交互作用,头戴式显示器可能只需向定位和稳定结构施加较小的张力,否则需要防止结构例如滑下使用者的面部。反过来,施加较小的张力可以减少不适感,而不会降低使用者头部显示单元的稳定性。
在接口结构13处提供高摩擦接触区域是有利的,使得例如当使用者开始出汗时,显示单元在使用期间保持稳定性。在此情况下,使用者的汗水可减少接口结构13与使用者面部之间的摩擦,使显示单元12从其操作位置滑落。通过在接口结构13上提供高摩擦表面饰面,使用者可能在使用期间不需要那么频繁地重新调节显示器的位置,和/或需要较少紧固定位和稳定结构,以实现稳定的贴合(与没有高摩擦表面饰面的接口结构13相比较时)。
如下所述,根据本技术示例的头戴式显示系统被构造和布置为提供平衡的系统,即,在沿着使用者头部和/或面部的任何单个点处不会过紧的系统。即,根据本技术的示例的头戴式显示系统提供了更均匀的贴合性,其被构造和布置为以舒适稳定的方式将压力分配在使用者头部的大部分,以减少热点或局部应力点。
此外,根据本技术的示例的头戴式显示系统包括柔软且柔性(例如,弹性)的材料(例如,透气材料,例如,织物-泡沫复合材料),其构造和布置为允许与使用者头部更一致并且缓冲以提供舒适性。此外,根据本技术的示例的头戴式显示系统包括简单的调节机构,以便于在使用者头部上进行调节并且允许宽的贴合范围。
在图2A至图2C的示例中,定位和稳定结构14包括后支撑结构16(也称为后支撑箍)和至少一个连接器,后支撑结构适于接触使用者头部的区域(例如,可定位在使用者头部的头顶),连接器构造和布置为将后支撑结构16与头戴式显示单元12相互连接。冠部可以是使用者头部的后部,包括顶骨和/或枕骨。具体而言,冠部可大致在冠状面和法兰克福水平面之间延伸。在所说明的示例中,至少一个连接器包括设置在使用者头部的相应侧上的相对的颞连接器18,相对的颞连接器18将后支撑结构16与显示单元12的显示单元壳体22的相应后缘区域20相互连接,以及前额支撑连接器24,其延伸跨过使用者的额骨以将后支撑结构16与显示单元壳体22的上边缘区域21相互连接。然而,应了解,可提供更多的或更少个连接器以将后支撑结构16与头戴式显示单元12相互连接。后支撑箍16可以不覆盖整个冠部,但可以沿着使用者冠部的一部分定位。
每个相对的颞连接器18包括颞臂26。每个颞臂26包括前端28和后端30,前端28安装到显示单元壳体22的相应后缘区域20,后端30形成可释放联接器的一部分以将颞臂26连接至后支撑箍16。
每个颞臂26包括刚性件32、织物部件34和布置在后端30处用于连接至后支撑箍16的突片36。在一个示例中,每个颞臂26的一部分在使用中与使用者头部的耳上基点(即,在使用者的耳朵上方)附近的区域接触。在一个示例中,颞臂26布置为在使用中大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面(FrankfortHorizontalplane)延伸,并且在使用者的颊骨上方(即,高于颧骨)。
在一些形式中,刚性件32可以封装在每个颞臂26的织物部件34内。例如,图2D示出了配置为包封刚性件32的封盖形式的织物部件34的示例。在示例中,织物部件34包括布置在刚性件32的一侧上的面部接触侧,其可提供适于在使用中接触使用者面部的柔软的面部接触表面35。在一些替代形式中,刚性件可以被缝合或以其他方式附接(例如,包覆成型)到织物部件34,或者织物部件可以由可以通过热处理(例如热处理)选择性地刚化的材料制成。例如,图2E示出了附接到刚性件32的面部接触侧的织物部件34的示例,其可以提供在使用中适于接触使用者面部的柔软的面部接触表面35。在一个示例中,织物部件34可以包括织物材料或织物-泡沫复合材料(例如,透气材料,例如,包括外织物层和内泡沫层的多层构造),以为刚性件32提供软支撑,以缓冲抵靠使用者头部以优化舒适性。刚性件32可允许每个颞臂26在使用者未穿戴时保持使用中的形状和配置。有利地,在使用前将颞臂26保持在使用状态可以在使用者戴上定位和稳定结构14时防止或限制变形,并且允许使用者快速地适配或穿戴显示系统10。在一个示例中,刚性件32可以由刚性材料制成,例如hytrel(热塑性聚酯弹性体)。由此,刚性件32(或者颞连接器18或颞臂26)沿其长度的一部分为刚性的。每个颞臂26的刚性件32的刚性性质(即,非延展性)限制了使用时颞臂26的延伸或变形的幅度。有利地,这种构型能够更有效地(即,直接)通过颞臂26传递张力。
在一个示例中,刚性件32可以由刚性材料制成,例如海翠(hytrel)(热塑性聚酯弹性体)。因此,刚性件32(或颞连接器18或颞臂26)沿其长度的至少一部分是刚性的。每个颞臂26的刚性件32的刚性性质(即非延展性)限制了使用时颞臂26的延伸或变形的幅度。有利地,这种构型能够更有效地(即,直接地)通过颞臂26传递张力。在一个示例中,刚性件32可以比后支撑箍16和/或连接绑带42(例如,由弹性和/或织物材料形成)。因此,每个相对的颞连接器18的颞臂26可以比定位和稳定结构14的其他部分更刚性,诸如比后支撑箍16和/或连接绑带42更刚性。颞臂26(或颞连接器18)可以沿着其长度的至少一部分比定位和稳定结构14的其他部分更刚性,诸如比后支撑箍16和/或连接绑带42更刚性。例如,在与刚性件32(或颞连接器18或颞臂26)相比,后支撑箍16和/或连接绑带42可拉伸至所需长度,即沿其长度的至少一部分可弹性地拉伸。
在一个示例中,刚性件32可以是在结构上刚性的或刚硬的,以抵抗沿着使用者面部上下垂直的弯曲变形,但可以允许朝向和远离使用者面部的弯曲变形(例如,以针对变化的面部宽度进行调节)。在一个示例中,刚性件32可以是在结构上刚性的或刚硬的,以抵抗扭转下的变形。在一个示例中,刚性件32可以是在结构上刚性的或刚硬的,以保持预成型的形状。
在一个示例中,刚性件32形成杠杆臂,即围绕后支撑箍16枢转的装置。有利地,后支撑箍16可以为定位和稳定结构14提供锚定点。刚性件32可以围绕后支撑箍16的锚定点铰接,以使得前额支撑连接器24能够相对于使用者的鼻部升高或降低显示单元12的位置。有利地,这种构型可以使夹紧压力的幅度最小化,以稳定使用者头上的显示单元12。
在一个示例中,颞臂26的厚度和/或宽度可以沿其长度的至少一部分变化,例如,颞臂26可以包括沿其长度更宽和更薄的部分,以促进连接和分布负载。
在所示的实施例中,后支撑结构或箍16可具有环状形式的箍的形式(类似于图6B实施例中所示的后支撑箍316的环状形式),并且被布置为具有三维轮廓曲线以适配或符合使用者头部的后部的形状,例如,使用者的头顶的形状。后支撑箍16包括顶骨部或顶骨绑带部38,其在使用中适于邻近使用者头部的顶骨,以及枕骨部或枕骨绑带部40,其在使用中适于邻近使用者头部的枕骨。在示例中,枕骨部40优选地在使用中沿枕骨的一部分布置,例如,沿枕骨的邻近或邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的一部分布置,并且顶骨部38优选地在使用中布置在冠状面的后面。在示例中,枕骨部40适于沿着枕骨在颈部肌肉附接到枕骨的接合处正上方的一部分定位。接合部也可称为枕外隆突(EOP)。然而,枕骨部40在使用者头部上的确切位置可根据其使用的使用者头部使用的枕骨部40的大小和形状而变化,例如,枕骨部40可定位成邻近枕骨的颈部肌肉所附接的部分,在其正上方或在其正下方。在示例中,枕骨部40可以布置在枕骨下方或下面邻近颈部肌肉所附接的接合处。后支撑箍16的这种箍状装置(例如,圆形或卵形或部分圆形/卵形或C形)将定位和稳定结构14锚定在使用者头部的后部或后部隆起周围,提供了有效的支撑结构以将重量(即,显示单元)保持在使用者头部的前部。后支撑箍16可由弹性材料形成,弹性材料可用于伸展箍并将后支撑箍16牢固地保持在适当位置。
后支撑箍16进一步包括相对的连接绑带或突片42。绑带42是可调节的并且用于改变后支撑箍16与显示单元12的显示单元壳体22之间的距离。在使用时,每个绑带42穿过相应颞臂26的突片36中的孔眼44。通过拉动更多或更少的绑带42穿过相应的孔眼44,可以调节穿过相应颞连接器18的突片36的每个绑带42的长度。可以在穿过突片36中的孔眼44之后,绑带42可以固定到自身上,例如使用钩环紧固装置,其允许对绑带进行细调或微调,以获得舒适性和贴合性(例如,紧度)。因此,可以调节后支撑箍16和显示单元壳体22之间的距离,以围绕不同的头部尺寸贴合。此类可调节的绑带布置还允许在系统在使用者头上时进行调节,例如,使用者可以拉动绑带42以向后收紧。
在一个示例中,后支撑箍16和/或绑带42的厚度和/或宽度可以沿其长度的至少一部分变化。例如,后支撑箍16可以包括沿其长度的更宽和更薄的部分,例如,邻近绑带42的更宽的部分,以便于连接至颞臂26并分配负载。此外,绑带42可以沿着其自由端更薄,以便于穿过相应颞臂26中的孔眼44。
在一种形式中,后支撑箍16的宽度可以在上端和下端更小。后支撑箍16可以更邻近中心加宽。例如,后支撑箍16的较薄部分可以覆盖枕骨和/或顶骨。较宽的部分可以邻近或覆盖颞骨定位。
在一种形式中,顶骨部38可以比枕骨部40更宽。顶骨部38和前额支撑绑带48之间的连接可以有助于增加长度。
在一种形式中,后支撑箍16的较宽部分可以沿着朝向绑带42的弯曲路径变窄。每个绑带42可以比顶骨部38和/或枕骨部40更薄。
在示例中,后支撑箍16在大致竖直方向上定向,即,在大致平行于冠状面的竖直平面中布置。后支撑箍16的这种装置将后支撑箍16适当地定向在使用者头部的头顶,以支撑由连接绑带42施加的侧向(即,水平)张力,并在使用中于使用者头部前方支撑显示单元12的重量。
后支撑箍16和连接绑带42可以由弹性和/或织物材料形成以帮助匹配使用者头部的形状,例如后支撑箍16和连接绑带42提供伸展能力。而且,在使用者头部后面的这种弹性材料可以允许更容易地在使用中将显示单元12抬离使用者面部,例如,当定位和稳定结构14保持在使用者头部上时,将显示单元12从使用者的眼部移开以与某人交谈。例如,支撑箍16可以是氯丁橡胶材料,或其他织物-泡沫复合材料(例如,透气材料,例如,包括外部织物层和内部泡沫层的多层构造),或间隔织物。有利地,织物可以提供软支撑结构以将显示单元12稳定在使用者头部上,并且允许定位和稳定结构14缓冲抵靠使用者头部以优化舒适性。
在一些形式中,后支撑箍16和连接绑带42可以由具有高摩擦表面饰面或可形成有高摩擦表面饰面的材料形成。例如,箍16与使用者的皮肤、头发等之间的接触区域可以由例如硅制成,并形成抛光/高光泽饰面,以提供高摩擦系数(与具有例如磨砂表面饰面的硅相比)。在替代形式中,箍16或绑带42可以由编织材料制成,其中例如由硅硅、弹性材料等制成,可以与材料交织。
在例如箍16与使用者头顶之间的接触区域处提供高摩擦系数,可以帮助箍16和绑带42“保持”在使用者头部的适当位置。这种“保持”有助于防止头戴式显示器在使用时从使用者面部上“滑落”。因此,箍16或绑带42的高摩擦系数有助于在使用时将显示单元12支撑在正确的操作位置。因此,可能只需对定位和稳定结构施加较小的张力(否则需要防止结构例如从使用者的头部滑落)。施加较小的张力还可以减少不适感,而不会降低使用者头部显示单元的稳定性。
在后支撑箍16和绑带42处提供高摩擦接触区域是有利的,例如,使得当使用者开始出汗时,定位和稳定结构不会从使用者的头部滑落。在一些情况下,使用者的汗水会减少使用者头顶和后支撑箍16之间的摩擦,使显示单元12不稳定。在箍16上提供高摩擦表面处理可以帮助稳定显示单元12在使用者的面部上,避免使用者在使用过程中需要定期重新调节后支撑箍16的位置。
在一些其他形式中,后支撑箍16和连接绑带42可以是如前所述的氯丁橡胶材料(或其他材料),但不同之处在于,在与使用者头部发生接触区域中的箍和/或绑带上涂覆了高摩擦表面饰面。在一些形式中,箍的隔离区域可以涂有材料,即硅,以向箍提供防滑特性。在一些另外的形式中,整个定位和稳定结构,包括箍和绑带,可以涂有高摩擦表面饰面。
有利地,在箍和绑带的至少一些部分上涂覆例如硅材料,使这些部分易于清洁。这是有益的,因为使用者可能会在使用头戴式显示器时排出汗水,或者将汗液残留在他们的皮肤上,这些汗液会在使用中转移到头戴式显示器上。
织物材料,特别是诸如氯丁橡胶(或其他织物泡沫复合材料)之类的透气泡沫材料,可以很容易地吸收和保留使用者的汗水。在使用织物品的这种情况下,汗液(含有尿素、皮肤细胞和油脂等)会将残留物沉积到织物材料中。随着时间的推移,汗液残留物(以及其他外来颗粒,如化妆品、保湿剂等)会积聚在材料中,特别是在接触区域,即在使用者与头戴式显示器之间的界面处,例如在箍16和绑带42处。汗液残留物和异物颗粒可以在共享头戴式显示器的使用者之间转移。
通过对头戴式显示器的至少一部分进行涂层(例如用诸如硅的不透水材料),通过例如用清洁剂擦拭,可以容易地清洁头戴式显示器。预计在头戴式显示器中使用的任何透气型材料,诸如织物和泡沫材料,都可以涂上一层不透水的涂层,例如硅,以使涂覆后的织物材料易于清洁。
定位和稳定结构14的前额支撑连接器24包括前额支撑绑带48,该前额支撑绑带被布置为大致沿着或平行于使用者头部的矢状面延伸。前额支撑绑带48适于连接在显示单元壳体22的上边缘区域21和后支撑箍16的顶骨部38之间。在一个示例中,绑带48可以是不可调节地连接(例如焊接)至顶骨部38,并且绑带48可以通过调节机构50可调节地连接至显示单元壳体22。
定位和稳定结构14的前额支撑连接器24包括前额支撑绑带48,该前额支撑绑带布置成大致沿着或平行于使用者头部的矢状面延伸。前额支撑绑带48适于连接在显示单元壳体22的上边缘区域21和后支撑箍16的顶部38之间。在一个示例中,绑带48可以是不可调节地连接(例如焊接)到顶部38。绑带48可以通过调节机构50可调节地连接到显示单元壳体22。
前额支撑绑带48是可调节的,以实现对前额支撑连接器24的尺寸控制。如图2C最佳所示,在使用中,前额支撑绑带48的端部或突片部分54穿过前额支撑孔或显示单元12的上边缘区域21中的孔52。前额支撑绑带48可以在穿过显示单元12中的孔52之后固定到自身上,例如,使用钩环紧固装置,这允许对绑带进行细调或微调,以确保舒适性和贴合性(例如,紧度)。在一个示例中,前额支撑绑带48可以包括与后支撑箍16和/或连接绑带42类似的材料,例如织物-泡沫复合材料(例如透气材料,例如包括在外部织物层和内泡沫层处的多层结构)。
前额支撑连接器24支撑显示单元12的重量。可以通过拉动穿过孔52的或多或少的绑带48,来调节前额支撑绑带48在显示单元12的上边缘区域21和后支撑箍16的顶骨部38之间的长度。或更少的。因此,前额支撑绑带48能够被调节以升高或降低显示单元12相对于使用者鼻部的位置,例如调节以使显示单元12相对于使用者面部成角度或抬起。有利地,这种调节可以将显示单元壳体22从使用者的鼻部移开,以减轻在面部、鼻部和/或脸颊上感觉到的压力。前额支撑连接器24将显示单元12固定在适当位置,使得显示单元不会在使用者头部上向下或向外侧滑动。
在一个示例中,前额支撑绑带48的厚度和/或宽度可以沿其长度的至少一部分变化,例如,前额支撑绑带48可以包括沿其长度的更宽和更薄的部分,以便于连接和分配负载。
如图2C所示,前额支撑绑带48可以在邻近顶骨部38处更宽,并且可以朝着显示单元12变窄。例如,端部54可以是前额支撑绑带48的最窄部分。在一些形式中,前额支撑绑带48可以从顶骨部38向端部54逐渐变细。
在一些形式中,这可以帮助端部54穿过孔52。另外,因为孔52是设定尺寸,所以只有预定长度的前额支撑绑带48可以穿过。这可以帮助限制过度紧缩(例如,通过鼓励使用者选择更大尺寸的定位和稳定结构14。
在一些形式中,前额支撑绑带48的变化宽度可以为端部54提供其所附接的更宽的目标区域。例如,前额支撑绑带48的整个表面可以包括连接装置(例如,钩或环材料、磁铁等),使得端部54可以附接而不延伸超过边缘。
在一个示例中,调节机构50在使用中定位成不与使用者的额骨区域接触。
在一个替代示例中,定位和稳定结构14不包括前额支撑连接器24/前额支撑绑带48,例如,参见图4A至图4C的示例。
图3A至图3C示出了根据本技术的第二示例的用于头戴式显示系统或组件110的支撑件。在图3A至图3C中,相同的附图标记表示与图2A至图2C相似或类似的部件,并加上100以允许区分多个示例,例如显示单元112、使用者接口结构113、定位和稳定结构114、后支撑箍116、颞连接器118、后边缘区域120、显示单元壳体122、前额支撑连接器124、颞臂126、顶骨部138、枕骨部140、连接绑带142、前额支撑绑带148、调节机构150、前额支撑孔152、端部154。参见图3C,前额支撑连接器124可以进一步包括前额支撑刚性件156。前额支撑刚性件156可以为使用者的鼻部和脸颊上方的显示单元112提供进一步的稳定性和支撑,即,减轻使用者的鼻部和脸颊上施加的压力。前额支撑刚性件156可以连接至上边缘区域121,并且形成前额支撑孔152的至少一部分,以接收前额支撑绑带148的端部或突片部分154,用于调节定位和稳定结构114的尺寸。如图所示,前额支撑绑带148被布置在前额支撑刚性件156下方,用于舒适和负载分布。
在一些形式中,调节机构150可以进一步包括角度调节机构(未示出),用于容易地将遮光罩从使用位置提升到收起位置,即不使用位置。
在一个示例中,系统可以被构造和布置为将一个或多个部件从显示单元重新分配到定位和稳定结构,例如,将重量从显示单元重新分配到定位和稳定结构。例如,前额支撑刚性件156和/或前额支撑绑带148可用于至少部分地支撑一个或多个部件,诸如非定位必要电气组件,例如电池、硬盘驱动器存储器、气流发生器、扬声器,以将重量从使用者头部的前部转移到更中心的位置,即,以平衡显示单元的重量。在替代示例中,来自显示单元的一个或多个部件可以至少部分地由后支撑箍116和/或颞连接器118支撑以重新分配重量。
在一些形式中,部件(例如,电池单元)可以分散在整个定位和稳定结构110中。例如,该部件可以包括沿着前额支撑绑带148、前额支撑刚性件156、后支撑箍116和/或颞连接器118连接的各种部件(例如,不同的电池单元)。横跨定位和稳定结构110的分散元件可有助于重量分布。
在一些形式中,所述部件可以沿着后支撑箍116集中,例如沿着枕骨部140。如下文关于各种其他示例(例如,图32、图36、图37、图40D、图41A等)所描述的。例如,该部件可以沿着枕骨部定位,以覆盖枕骨并平衡显示单元112。
在一些形式中,所述部件可以设置在两个颞连接器118上。这可以平衡使用者头部任一侧的重量。例如,电池可以连接至两个颞连接器118,并且电连接至显示器112。
图4A至图4C示出了根据本技术第三示例的用于头戴式显示系统或组件210的支撑件。在图4A至图4C中,相同的附图标记表示与图2A至图2C类似或相同的部份,但增加了200以允许在例如显示装置212、使用者接口结构213、定位和稳定结构214、后支撑箍216、颞连接器218、后边缘区域220、显示单元壳体222、颞臂226、顶骨部238、枕骨部240、连接绑带242等示例之间进行区分。在第三示例中,用于头戴式显示组件210的支撑不包括前额支撑,即,显示单元212由定位和稳定结构214支撑,而没有任何前额支撑连接器或前额支撑绑带。
图5示出了根据本技术第四示例的用于头戴式显示系统或组件310的支撑件。在图5中,相同的附图标记表示与图2A至图2C类似或相同的部份,但增加了300以允许在例如显示装置312、定位和稳定结构314、后支撑箍316、颞连接器318、显示单元壳体322、前额支撑连接器324、颞臂326、刚性件332、顶骨部338、枕骨部340,前额支撑绑带348等示例之间进行区分。在第四示例中,用于头戴式显示系统310的支撑件包括相对的颞连接器318,每个颞连接器318具有颞臂326,颞臂326具有延伸的刚性件358。每个延伸的刚性件358可以从相应的颞臂326延伸到后支撑箍316,以在使用中增强对显示单元312的支撑。每个延伸的刚性件358可以沿着后支撑箍316的一部分延伸并且可以延伸到顶骨部338和枕骨部340中的一者或两者中。例如,每个延伸的刚性件358可包括如图5所示的Y形或T形形状,其延伸到顶骨部338和枕骨部340中。替代地,每个延伸的刚性件358可仅延伸到顶骨部338和枕骨部340中的一个中,例如仅沿着枕骨部340延伸,如下面讨论的图6A所示。在图5的示例中,沿着后支撑箍316的顶骨部338和枕骨部340提供刚性件358的延伸臂的顶骨部和枕骨部,后支撑箍316的顶骨部338和枕骨部340定位成邻近使用者头部的顶骨和枕骨,以支撑后支撑箍316的相应部分。
在一些形式中,刚性件358的形状可以与后支撑箍316相似。例如,刚性件358在其朝向和/或沿着颞臂326延伸时可以更宽。在一些形式中,刚性件358可以是大约与相应的颞臂326具有相同的宽度。
在一些形式中,刚性件358可以随着其远离最宽部分延伸而变窄,并且可以在两个相反方向上分支(从而形成Y形或T形)。一个分支可以沿着顶骨部338延伸并且另一个分支可以沿着枕骨部340延伸。
在一种形式中,这两个分支可以是基本上对称的。例如,它们可以分别沿着顶骨部338和枕骨部340延伸大致相同的距离。两个分支也可以具有大致相同的宽度。
在一种形式中,分支可能不相等。例如,沿着顶骨部338的分支可以比沿着枕骨部340的分支更长和/或更宽。替代地,这可以颠倒并且沿着枕骨部340的分支可以比沿着顶骨部338的分支更宽和/或更长。
延伸的刚性件358增加了颞连接器318的长度,从而增加了在后支撑箍316周围产生的杠杆臂力矩。在使用中,当与第一和第二示例相比时,较大的杠杆臂将惯性矩进一步延伸到使用者头部的后方。有利地,这可以通过减小施加到前额支撑连接器324以支撑显示单元312的张力来为使用者提供更好的舒适性。
另外,在显示单元312的重量和由定位和稳定结构314中引起的张力所施加的任何夹紧力的作用下,刚性件358的延伸臂可在使用者头部上提供更均匀的压力分布。
在张紧前额支撑连接器324时,刚性件358的延伸臂可帮助防止定位和稳定结构314的后支撑箍316在使用者头部上垂直向上移动。刚性件358的延伸臂可更有效地将后支撑箍316的枕骨部340在使用者头部的相应枕骨(例如,沿着邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的枕骨部)下方固定。
图6A至6C表示图5的第四示例的变型。在该示例中,每个颞臂326包括偏置延伸的刚性件360。每个偏置的延伸的刚性件360可以从相应的颞臂326延伸到后支撑箍316的枕骨部340,即,基本上采取J形的形式,以便在使用中增强对显示单元312的支撑。
在一些形式中,J形可以是具有至少一个自由端的细长构件。所述细长构件可以包括弓形部分。弓形部分可以偏心以形成J形。
在一些形式中,延伸的刚性件360可以是单个部件,其包括终止于任一颞臂326的自由端。因此,当从侧面观察使用者时,J形是可见的(例如,如图6A中所示)。然而,延伸的刚性件360作为一个整体可以不包括J形。
在一些形式中,单独的延伸的刚性件360可以连接至每个颞臂326。例如,每个延伸刚性件360可以包括J形,其具有邻近相应颞臂326的自由端和邻近枕骨部340(以及邻近另一个延伸的刚性件360)的自由端。
偏置的延伸的刚性件360沿着枕骨的一部分延伸,例如沿着邻近颈部肌肉附接到枕骨的接合处的枕骨的一部分延伸,以可靠地将定位和稳定结构314锚定,从而将显示单元312支撑在使用者的鼻部和脸颊上方。
如在图6A和图6B中最佳示出的,中间调节机构362和颞调节机构364可以被提供给颞臂326和偏置的延伸的刚性件360。中间调节机构362可以围绕枕骨部的中间区域安装在偏置的延伸的刚性件360的相对的臂之间。在一个示例中,中间调节机构362可以是带的形式,带穿过偏置的延伸的刚性件360的相对的臂的相应的后端368中的相对的孔363(参见图6B)。可以通过拉动更多或更少的带362穿过孔363来控制刚性件360的相对臂之间的距离。
颞调节机构364可以沿着使用者头部的颞部区域设置在颞臂326上。颞调节机构364可以是可调节的并且操作以改变偏置的延伸的刚性件360和显示单元壳体322之间的距离。
在图7A所示的第五示例中,头戴式显示系统410另外包括鼻垫组件483。在图7A所示的形式中,鼻垫组件483适用于AR设备,诸如眼镜组件。在其他形式(未示出)中,鼻垫组件483可以与VR设备一起使用。在其他形式(未示出)中,鼻垫组件483可以与既没有AR也没有VR能力的标准眼镜(例如,处方眼镜、太阳镜等)一起使用。
鼻垫组件483包括鼻垫482和框架484。框架484支撑鼻垫482并连接到AR设备壳体422(为眼镜框架的形式)。在一些形式中,如图7B所示,鼻垫482可以被配置为直接安装到壳体422(即框架484与壳体422是一体的)。
鼻垫482被配置为接合(即抵靠)使用者的鼻部,以便将AR设备与使用者的面部隔开,即使得显示器5512和/或壳体422的使用中的下部不抵靠使用者的面部(例如使用者的脸颊)。
在一些形式中,鼻垫482可以具有相对较小的宽度(例如,垂直于图9A中的中心轴线A-A测量),以最小化沿使用者鼻梁的接触。例如,鼻垫482可以不沿着使用者鼻骨的整个长度延伸。鼻垫482的长度(例如,沿相对端482a之间的鼻垫482的表面测量)可以大于宽度。
如图9B中最佳所示,框架484是安装到鼻垫482的相对端部482a(即末端)并在其之间延伸的细长构件。在一些形式中,框架484可以通过例如粘合剂固定到鼻垫,或与鼻垫共同模制。在下文描述的其他形式中,框架484可以从鼻垫移除。
鼻垫482可以形成为管状结构或部分封闭的结构。如图10和图11最佳所示,管状结构形成空腔491,即在使用时允许鼻垫482变形的空体积。在一些其他形式(未示出)中,管或封闭结构的芯可以包括压缩材料(诸如泡沫)。压缩材料可以提供对鼻垫变形的抵抗力。例如,填充有低密度泡沫和/或凝胶的管状鼻垫结构与没有泡沫的管状鼻垫结构(即一个空腔)。通过这种方式,在空腔中使用不同的压缩材料(或不使用)可以影响鼻垫组件的结构特性,即弯曲、变形等。
在一些形式中,可以用压缩材料制造鼻垫482,并且该材料可能无法从空腔491移除。使用者可以基于优选的舒适度而选择具有不同压缩材料的不同鼻垫482。
在一些形式中,可以在没有压缩材料的情况下制造鼻垫482。使用者可以在没有材料的情况下使用鼻垫482,或者可以根据使用者的舒适度添加压缩材料。使用者可以选择偏好的压缩材料,并且可以根据需要更换或移除材料。
当鼻垫482形成为管状或部分封闭的结构时,框架484可以连接到鼻垫以跨越孔口493,即通向空腔491的开口。通常,孔口493设置在鼻垫中,以在模制过程中使模具型芯从型腔中脱模。
返回图7A,可以相对于壳体422调节鼻垫组件483的位置。例如,鼻垫组件483和壳体422之间的间距(即距离)可以增加或减小,以适应不同的面部解剖结构。在一些形式中,可以通过提供具有不同几何形状的可互换鼻垫组件483,来调节鼻垫组件483。在这种形式中,鼻垫组件483可以从壳体422移除,以便于与另一个不同形状的鼻垫组件互换。
在一些形式中,鼻垫组件483可以相对于壳体422枢转。例如,这可以允许使用者基于使用者鼻部的形状来调节鼻垫组件483的角位置。
在某些形式中,鼻垫组件483可以相对于壳体422自由旋转。在某些形式中,鼻垫组件483可以通过多个离散位置相对于壳体422旋转(例如,通过棘轮系统)。
可以提供多于一个的鼻垫组件483与头戴式显示器410一起使用。鼻垫组件483的每个部件,即鼻垫482或框架484,可以具有几何形状的变化以适应(即贴合)不同形状的面部轮廓。例如,鼻垫482或框架484可以各自具有不同的尺寸、形状或材料,以改变鼻垫组件483的整体形状,这会影响鼻垫组件483如何贴合在使用者的鼻部上。
在一些形式中,鼻垫组件483的部件可以被移除并替换为具有不同形状、尺寸、材料或结构特性的等效部件,以允许鼻垫组件483符合不同形状的鼻部。例如,框架484可以从鼻垫482上移除,并用另一个框架代替,例如,在另一个示例中,鼻垫483可以从框架484中移除,并替换为具有例如不同形状、不同材料等的鼻垫。在上述每个示例中,互换部件可以允许鼻垫组件483的个性化。
鼻垫组件483可以被配置成通过使用可变形材料(例如弹性材料)来适应较大的人体测量变化。例如,鼻垫482可以由硅材料形成。硅的几何和结构特性使其成为一种合适的材料,可以轻松变形以适应使用者鼻部的不同形状。
参考图8,鼻垫组件483被示为与使用者的鼻部413b接口。鼻垫482可以被配置为具有允许鼻垫482在压靠使用者的鼻部时弯曲的结构特性。如图11和图12最佳所示,鼻垫482包括朝向顶点490定位的内部区域488、以及朝向框架484并远离顶点490定位的鼻垫482的外部区域486。鼻垫482可以包括与鼻垫482的外部区域486(其具有相对较厚的壁部分)相比相对薄的壁厚度。
在鼻垫482的内部区域488中提供相对薄的壁部分,这允许在通过例如使用者将鼻垫482放在他们的鼻部对其施加张力时,内部区域弯曲(即偏转)。当鼻垫482与使用者的鼻部413b接触时,鼻垫482的侧面被拉向下方,即朝向使用者的鼻孔。相反,当鼻垫482抵靠使用者的鼻部时,鼻垫482的外部区域486的相对较厚的壁部分更能抵抗偏转。这允许鼻垫482的外部区域486至少部分地支撑抵靠使用者鼻部侧面的头戴式显示器410的重量。有利地,与内部区域488相比,外部区域486相对刚硬,从而允许内部区域488符合使用者鼻部的形状,外部区域486将内部区域488与框架484隔开。此外,鼻垫482的相对较硬的外部区域488可以抵抗使用中鼻垫482的屈曲。
较厚的壁部分,例如在鼻垫482的外侧区域486处,可以沿着鼻部413b的表面支撑和分布压力。这使得鼻梁413b能够舒适地支撑头戴式显示器5512的重量。在使用中,当使用者戴上头戴式显示系统5510并且鼻垫482接触鼻部413b时,鼻垫482可以在鼻梁施加的张力下变形。参考图8,指向鼻垫顶点490的垂直张力矢量494示出了施加到鼻垫482的力。垂直张力矢量494可以是来自来自鼻垫组件(和显示系统5510)的重力的反作用力483。当张力494施加到顶点490时,鼻垫482变形,由此鼻垫482的侧部被向内拉向鼻部,使得鼻垫482接触鼻部413b的侧部。向内弯曲力矢量496指示了鼻垫的这种向内运动。
在一些形式中,向内弯曲力矢量496可以向使用者鼻部的侧面提供夹持力。夹持力可以帮助限制头戴式显示器5512和使用者鼻部之间的相对运动。当使用者正在移动(例如,步行)时使得头戴式显示器412保持在期望位置时,这可能是有益的。
鼻垫482可由单一材料制成,例如硅、尼龙、织物等。如前所述,鼻垫482的材料可以结合结构变化,诸如壁截面厚度的变化。随着例如内部区域488到外部区域486厚度的逐渐变化,这些截面厚度的变化可以并入到鼻垫482中。可替代地,壁截面厚度可以是阶梯式变化的,由此壁厚度可以在离散的位置从例如1mm至2mm变化。壁截面厚度的这些变化可以定位在鼻垫482周围的特定位置,以优化鼻垫在与鼻部413b接口时支撑头戴式显示器5512重量的能力。
在一些形式中,鼻垫482可以由材料类型的复合材料制成,诸如与硅成分结合使用的织物成分。这种复合材料可以为鼻垫482的特定区域提供不同的结构特性。例如,鼻垫482的内部区域488可以是织物材料,该织物材料连接到可由硅材料制得的鼻垫482的外部区域486。鼻垫482的材料可以结合机械或结构变化,诸如在鼻垫482的内部区域488中刚度或厚度的逐渐变化,以在与鼻部413b接合时优化支撑。
在一些形式中,用于鼻垫482的材料可以基于它们对使用者的舒适度以及它们的摩擦系数来选择。例如,可以接触使用者鼻部的内部区域488可以由舒适的材料(例如织物)构成,以便在使用时限制刺激。另外,鼻垫482可以由具有相对高摩擦系数的材料(例如,硅树脂)构成,以帮助将鼻垫482(以及因此头戴式显示器412)保持在操作位置。鼻垫482的设计可以基于这两种考虑,以便优化鼻垫482的舒适度和性能。例如,鼻垫482可以至少部分地由织物材料构成,但是织物材料鼻垫482可以包括具有更大摩擦系数的材料的离散部分,以便在使用时帮助保持鼻垫482在相对于使用者鼻部的位置。
鼻垫组件483的框架484也可以被配置为具有允许鼻垫482在压靠使用者的鼻部时弯曲的结构特性。在一些形式中,框架484可以由具有高刚度的材料形成,诸如聚碳酸酯(与诸如硅的低刚度材料相比)。即,框架484被配置为当相对大的力施加到其上时变形。这样,框架484可以被认为是刚性框架。
框架484的刚度(即刚性)可以影响鼻垫482如何贴合使用者的鼻部,以及此外头戴式显示器412在使用中被支撑在使用者头部上的效率如何。在一些形式中,框架482可以由具有最佳刚度的材料形成,例如半刚性材料,其允许框架484弯曲,允许鼻垫482贴合使用者的鼻部,但也足够刚性以在使用期间稳定头戴式显示器412。例如,框架484可以由Hytrel、ABS塑料或柔性热塑性塑料形成。这些类型的材料可以允许框架484弯曲。
在一些形式中,框架484可以由高硬度硅形成以提供更大的灵活性。在这种形式中,框架484可以与鼻垫482一体地形成,使得框架484可以例如与鼻垫482一体地形成。由一个或多个提供刚性的加厚壁部分限定,即在鼻垫482中的刚性区域。加厚壁部分和高硬度硅的组合可以在鼻垫组件483中提供合适的刚度。
框架484也可以成形,即具有允许灵活性的几何形状。例如,框架484还可以包括适应和影响框架484和鼻垫组件483的弯曲特性的特征。这些特征可以包括在框架484中结合凹口或其他中断,以促进在期望区域中的弯曲。此外,框架484厚度的变化(或梯级)可以影响框架484在框架484的特定位置的行为。在一些进一步的形式中,框架484可以由多种材料组成,具体定位以影响框架484在使用中的结构特性(例如弯曲)。可替代地或另外地,框架484可以包括机械或结构部件,例如铰接部分,以影响框架484在特定位置的弯曲。
现在参考图9B,鼻垫组件483显示为处于静止布置和使用布置。处于搁置布置中的鼻垫组件483包括鼻垫482和框架484。当鼻垫组件483处于使用中时,先前描述的力(例如,如图8所示)用于使鼻垫组件变形,使得鼻垫482和框架484移动到限定鼻垫482’和框架484’的虚线所示的位置。换言之,当鼻垫组件被压靠在使用者的鼻部上时,鼻垫482和框架484各自向外展开远离鼻部。
如前所述,鼻垫组件483的框架484可以设计成具有最佳的柔韧性或结合所需的特征,例如凹口等,以使鼻垫482能够展开到鼻垫482’所示的位置。这可以允许鼻垫组件483符合(即,贴合)不同使用者的不同人体测量变化。例如,高鼻峰可以与类似于图9B的鼻垫482和框架484中所示的更紧密的鼻垫形状接口。相比之下,较浅的鼻峰可能需要将鼻垫和框架展开到鼻垫482’和框架484’所示的位置,直到鼻梁接触皮肤。
在一些形式中,框架484可以通过具有一个或多个铰链来充当活动铰链。例如,铰链可以在中心轴线A-A处布置在框架上,以在轴线A-A和轴线的任一侧的框架的相对端(邻近鼻垫的相对端482a)之间限定铰链轴线。有利地,这允许框架中更大程度的移动以及随后更灵活和适应性更强的鼻垫组件结构。
在一些形式中,框架可以可移除地安装到鼻垫482。参考图10,示出了没有安装框架484的鼻垫482。在这种形式中,鼻垫482包括联接结构,诸如袋结构498,以允许框架484(如先前定义的)可拆卸地连接到鼻垫482并由鼻垫482容纳。袋结构498可以形成如图10所示,并且由此配置为将框架接收在袋结构498内。框架484可以可滑动地插入袋结构498中,由此摩擦力将框架484保持在其中。
在图10所示的形式中,可以提供不同尺寸的可移除框架484以与单个鼻垫482一起使用,从而允许调节鼻垫组件483的刚度。
在某些形式中,鼻垫482和框架484之间的摩擦接合(或类似的可移除接合)可以允许移除鼻垫482以便清洁和/或更换任一部件。如果鼻垫482的表面是干净的,这可以提高使用者的舒适度。
在替代形式中,图10中所示的鼻垫可以固定地安装到插入袋结构498中的框架484。例如,框架484的相对端可以胶合在袋结构内以将框架484永久地固定到鼻垫484。
现在参考图11,以横截面(通过图9b的中心线A-A)示出了鼻垫组件483。如前所述,鼻垫482可以包括在使用者接触侧具有薄壁部分488(例如0.25-0.5mm)的内部区域,这允许鼻垫482拉动鼻部的相对端482a向内朝向鼻部413b。鼻垫482的外部区域486在非接触侧形成有厚壁部分(例如1-2mm),并且将鼻垫482(和头戴式显示器)支撑在鼻部413b的侧面以防止鼻垫482弯曲。
鼻垫482的较厚(外部)区域486支撑并分散来自较薄(内部)区域488沿鼻部413b的表面接收的张力的压力。有利地,这种力的分布使鼻梁能够舒适地支撑头戴式显示器的重量。通过这种方式,鼻垫482可以将由头戴式显示器5512施加的力分散到鼻部的表面上。力可能来自使用者在穿戴头戴式显示器412时的移动,例如,左右头部运动。
现在参考图12。鼻垫482可以设置有具有不同表面饰面的内部和外部区域488,486。内部和外部区域中的每一个上的表面饰面可以通过用于形成鼻垫的模制工具施加。例如,模制工具可以配备有例如抛光的工具表面,以便赋予鼻垫482相应的抛光表面饰面。在一些形式中,内部区域488上的抛光表面饰面可以提供用于与使用者的鼻部接合的最佳表面饰面。可替代地,鼻垫482的内部区域488可以例如设置有纹理表面,即增加内部区域488的表面积的磨砂饰面。在任一种情况下,这种表面饰面对于皮肤接触部分也可能是合乎需要的,即当磨砂或抛光时,可以根据鼻垫482的设计要求来配置内部区域488。例如,可以对内部区域488提供适当的饰面,以增强摩擦接触和抵抗鼻垫从鼻部滑落的阻力。此外,如上所述,可以在沿着内部区域488的离散位置施加饰面,以便提供与沿着使用者鼻部的预定位置的摩擦接触。
类似地,可以根据鼻垫482的设计要求来配置外部区域486的表面饰面。例如,鼻垫482的外部区域486可以设置有磨砂表面饰面,例如,隐藏鼻垫482的空腔491。
在某些形式中,袋498可以具有与内部区域488相似的表面饰面,以促进鼻垫482和框架484之间的摩擦接触。这可以有助于保持鼻垫482相对于框架484(例如,以最小化滑动)而不需要粘合剂或其他连接器。
现在参考图13至图16。在类似于上述第五示例的第六示例中,头戴式显示系统510另外包括前额支撑垫513,作为可以接合使用者面部的使用者接口结构的至少一部分,例如沿着使用者的前额513a,以将显示单元512与使用者的前额隔开。换言之,前额支撑垫513可以从显示单元512延伸,使得使用中的显示器512和/或壳体522不抵靠使用者的面部或直接与使用者的面部交互。在图13至图16所示的形式中,前额支撑垫513接触使用者面部朝向额骨(即前额)的一部分。
前额支撑垫513可以被配置为安装到显示器512的壳体522,并且在使用中被布置成抵靠使用者的前额。在一些形式中,如图15和图16中最佳所示,垫513的轮廓可以对应于使用者前额的类似形状轮廓。垫513还可以帮助支撑显示器512。例如,垫513可以稳定显示器512,使得使用者头部的移动引起显示器512相对于使用者前额的移动最小。
在一些形式中,垫513或垫513的至少一部分可以可释放地安装到壳体522。如下文进一步详细描述的(并且在图13中以一种形式示出),可释放地安装的垫513可以允许使用者调节垫513相对于使用者前额的位置。此外,可释放的安装可以允许使用者移除垫513,例如清洁垫513或显示器512。
如图13中最佳所示,可以通过从显示器512的壳体522延伸的滑块机构533来手动调节垫513相对于前额的位置。这种机构533可以配置为将垫513移向前额(以增加垫513与壳体522之间的距离)或将垫513移离前额(以减小垫513与壳体522之间的距离)。在一些形式中,该机构533可以具有拨盘式调节特征,由此螺钉机构或其他机械机构可以相对于使用者的前额伸展或缩回垫。这可以允许对垫513进行无限次数的调节。在其他形式中,机构533可以具有一系列离散位置以用于调节垫513的位置。
现在将描述调节垫513相对于使用者前额513a的位置的优点。现在参考图14,头戴式显示系统510显示为在使用者头上使用。距离“A”说明当从头部一侧观察时使用者的前额513a和眼睛513b之间的间距。距离“B”说明显示器512和使用者眼睛513b之间的间距。每个使用者具有最佳距离“B”,即焦距,以允许在显示器512上显示的媒体(例如图像、视频等)的集中、清晰的视图。距离“A”的变化是使用者之间固有的,由于除了可以改变距离“A”的显示器512中部署的不同类型的技术(例如,AR、VR或MR)之外,还针对不同的面部解剖结构。
距离“A”的变化难以实现恒定的距离B。例如,使用者之间的距离“B”可以变化大约10-30mm,而使用者之间的距离“A”可以变化大约5-8mm。因此,有利的是提供调节特征(例如滑块机构533),以允许使用者根据使用者的距离“A”移动垫的位置,从而将显示器512定位在离使用者的前额513a最佳距离“B”处。
在图13所示的形式中,垫513通过保持装置或机构533与显示单元512隔开。在图13所示的形式中,保持装置包括可释放地安装到显示器512的壳体522的刚性细长臂534,并且从垫513延伸以将显示器与使用者前额隔开。在图13所示的形式中,细长臂534围绕突出部分536连接到壳体522。细长臂1034通过可释放的紧固件(例如,上述螺钉)连接到突出部分536,从而紧固件可以围绕细长臂1034和突出部分536拧紧,以将细长臂1034固定在相对于突出部分536的固定方向上。可以松开紧固件以将细长臂534从固定位置释放,因此允许细长臂534被布置在例如相对于使用者前额的所需距离(或方向)处。
在替代形式中,细长臂534可以包括允许细长臂534被“夹”到壳体522上的夹式特征。夹式臂可以以多种尺寸提供,例如伸长的长度,以便将显示器512与使用者的前额隔开不同的距离。夹式臂的不同细长长度可用于适应不同的面部解剖结构。例如,夹式臂可以提供三种不同的长度(对应于不同的距离“A”),诸如“小”、“中”和“大”长度。可替代地,夹式臂可以为一种尺寸并且可以调节(例如,伸缩式)以提供对应于不同“A”距离的长度。
夹式臂可以被配置(例如,当提供多种尺寸时)为可释放地连接到壳体522上的对应夹子(未示出)。在一些形式中,对应夹子可以是模制部件,由此它可以在模制或胶合在壳体522上。可替代地,垫513可以装配有例如钩环紧固件,由此钩紧固件可以安装到夹式臂上,并且对应的环紧固件安装在壳体522上。在这种情况下,钩紧固件可以可释放地连接到环紧固件,使得不同尺寸的夹式臂可以很容易地互换,以适应使用者的特定距离“A”。在一些形式中,可以用不同类型的可拆卸紧固件(例如,磁铁、机械连接器等)代替钩环紧固件。
在一些形式中,垫513可以作为每个使用者的标准尺寸提供(即,只有一种尺寸的垫513以适应多种面部解剖结构)并连接到夹式臂以接触使用者的前额。在这种形式中,使用者可以在不同长度(例如小、中、大)之间互换夹式臂,以实现显示单元与使用者前额的最佳间距。因此,可以向使用者提供三个不同尺寸的夹式臂以供选择用于标准尺寸的垫513。
在一些其他形式中,可以为使用者提供多于一种尺寸的垫513以安装到细长臂534。换句话说,可以提供多个垫,由此每个垫可以具有适合不同面部解剖结构的不同几何形状(即尺寸)(即适应具有不同距离“A”的不同使用者的使用)。多个垫可以与具有滑动机构的夹式臂或细长臂534一起使用(如图13所示)。
例如,可以提供三个垫513,并将其尺寸定为“小”、“中”和“大”,以对应于分别定尺寸/成比例的面部解剖结构。下文将描述垫尺寸的进一步细节。可替代地或附加地,尺寸对应于面部宽度,例如,窄形和宽形的面部解剖结构。
在一些其他形式中,垫513的尺寸可以是可调节的。例如,垫513可包括可充气气囊,以允许调节垫513的尺寸。可充气气囊可具有与气囊一体地形成的泵,以允许使用者容易地将气囊充气至所需尺寸。释放阀也可以包括在气囊上,以减小气囊的尺寸并因此减小垫513的尺寸。
在一种变型中,气囊可以设置有多个腔室,由此每个腔室的充气可以独立地变化。有利地,这可以允许每个腔室具有不同的尺寸,使得垫513的形状根据使用者的特定面部解剖结构来确定尺寸。
例如,垫513的位置可以在多个离散位置进行调节。根据特定使用者的面部结构,这些预定位置可能无法充分接触使用者的前额。可以将气囊充气至特定尺寸,以便对垫513的位置(例如,后表面与使用者前额之间的距离)进行二次调节。
在一些形式中,使用者可以基于个人偏好和/或舒适度来选择要充气的腔室的数量。在其他形式中,传感器可以确定某些使用者特征,以便将气囊充气到适合该特定使用者的尺寸。
在进一步的变型中,上述任一形式的气囊可以形成有具有不同刚度的壁。壁的刚度可以通过例如壁的厚度来确定。通过这种方式,气囊的一些壁可能比气囊的其他壁厚度(在横截面中)。提供具有可变刚度的壁可以允许气囊的某些区域比其他区域更容易变形。有利地,这可以允许垫513保持预定形状,同时还在一些区域变形,以在形状上符合使用者的特定面部解剖结构。
在一些形式中,可以通过可与头戴式显示系统一起使用的气流发生器,来控制气囊的充气。例如,图32的气流发生器906(如下所述)的操作可使气囊充气。头戴式显示系统可以包括阀(例如,由使用者和/或控制器控制),其选择性地允许空气对气囊充气,从而控制气囊的充气水平。在其他形式中,气流发生器906可以总是连接到气囊,使得它总是完全充气。
在某些形式中,控制器可以基于期望的充气水平来存储使用者简档。这可以允许使用者更容易地设置期望的充气水平,并且容易地改变不同使用者之间的充气水平。
现在参考图15。在一些形式中,垫513可以成形为限定空腔515的袋511。袋511可以由诸如硅的可变形材料制成。袋511的几何形状(即尺寸)可以被配置为适合使用者的特定面部解剖结构。例如,袋的厚度(由“T”示出)的尺寸可以被调节为使得垫513能够将显示器512间隔得更靠近或远离使用者的前额(即在距离“A”的方向上))。袋尺寸的配置将在下面更详细地描述。
现在参考图16,垫还可以包括与袋511一起提供的插入件517。插入件517可以是可变形材料,例如泡沫,并且可以定位在空腔515内,以调节垫513的尺寸。可以提供多种尺寸的插入件517用于插入空腔515中,以允许使用者改变垫513的几何形状。例如,可以向使用者提供多个插入件517,每个具有不同的厚度,使得当一个插入件放置在空腔515内时,垫的厚度“T”增加。即,垫厚度和插入件厚度的组合导致垫的整体厚度“T”更大。通过这种方式,垫513的几何形状可以由插入件517根据使用者的距离“A”来调节,以便将显示器512间隔在最佳距离“B”处。
在一些形式中,可以向使用者提供多个垫513,由此每个垫具有不同的壁厚度。换言之,多个垫513可以各自设置有不同尺寸的空腔515(即,具有不同的体积)。因此,可以改变袋511的刚度,即其变形能力。实际上,提供给使用者的多个垫513中的每一个可以或多或少容易地符合使用者的面部解剖结构。例如,具有厚壁部分的袋511可以比具有较薄壁部分的袋511相对更硬和更有弹性(更柔韧和柔顺)。
袋511可以具有使用者接触侧519,其可以成形为舒适地抵靠使用者的前额513a。如图15所示,空腔515可以布置成在袋511的与使用者接触侧相反的一侧开口,即当垫513处于使用中时,袋511的背对使用者前额513a的一侧。通过这种方式,空腔515的开口被布置成面向显示器512的壳体522,使得插入件517定位在壳体522和袋511之间。这允许通过壳体522将插入件517压向前额513a。利用这种布置,当插入件517被细长臂534抵压时,袋变形为例如将垫513朝前额513a延伸,使得距离“B”增加。但例如使用者的前额到眼睛的距离“A”很小时,这种距离“B”(即显示器到眼睛的距离)的增加可以允许显示器512移动到远离前额的最佳位置。例如,如果没有这种增加的间距,在使用者距离“A”较小的情况下,显示器可能会离使用者的眼睛太近。
在一些形式中,插入件517的尺寸和/或形状可以使袋511的几何形状变形以适合各种面部解剖结构。例如,插入件517的尺寸和形状可以被设计成使得插入件517的中央区域的厚度大于插入件517的周边区域的厚度。通过这种方式,插入件517可以使袋511偏转,使得垫的突出轮廓(如前所述以及如图15和16中所示)被压平,即轮廓变得不那么突出。
提供垫513的尺寸和形状的这种变化以适应不同尺寸和比例的使用者面部解剖结构是有利的。在一些形式中,插入件517的尺寸可以大于袋511的空腔515,使得袋511的部分被拉伸或变形以容纳插入件。因此,根据插入件517的尺寸和形状,可以控制/调节垫513的几何形状。
此外,提供可变形的垫513的袋511是有利的,因为这也可以在使用时为显示器512提供更大的稳定性。例如,当显示器512位于使用者头部的适当位置时,垫513与使用者的前额接触,垫可以压缩以吸收显示器相对于使用者头部移动的移动(例如,垂直或水平)(例如围绕法兰克福水平面或冠状面)。
垫513所允许的压缩幅度(例如,由于其中使用的泡沫插入件517的尺寸和形状,或空腔515的壁厚度)会影响垫513在使用者前额上的稳定性。例如,当垫513被压靠在使用者的前额上时,与使用者前额接触的垫513的表面积会增加。增加与皮肤接触的垫513的表面积可以增加垫围绕前额移动的阻力,例如滑动。因此,这允许垫513更有效地保持(例如稳定)在使用者前额上的位置。
此外,垫513对使用者前额上的移动(例如滑动)的阻力可以根据施加到垫的压缩量而改变。在这种情况下,显示器512可以通过后支撑结构(如先前实施例中所述)固定到使用者的头部,由此可以通过拉紧后支撑结构将壳体拉(并保持)靠在使用者的面部。因此,垫513压缩并且变得更能抵抗使用者前额上的移动。相反,当垫513相对较少压缩时,它更可能在前额上移动,例如使用者移动他们的头。通过这种方式,通过对垫施加正确的压力(即压缩),使用者可以在显示器中实现舒适性和稳定性的最佳平衡。
在使用中,可以通过对垫513施加足够的压缩以使显示器512不围绕使用者的前额移动(例如滑动),从而将显示器512最佳地保持在使用者的头上。连同足够的张力,当垫513与使用者的前额具有最佳间隔时,例如适当大小(例如小、中、大)的夹式框架,使用者可以在显示器的定位、稳定性以及进而舒适度之间实现最佳平衡。
在一些形式中,垫513可以与插入件517(以使袋511变形)和可调节滑块机构533(如前所述)一起提供。在这种布置中,除了使使用者能够将垫513移近或移离前额的可调节机构533之外,插入件还可以使袋511的几何形状变形。除了允许调节袋的几何形状以及垫513相对于壳体522的位置之外,还可以为使用者提供多种尺寸选择以实现最佳的贴合。
如上所述,垫513可由硅或适合皮肤接触的其他类型(例如弹性体)可变形材料制成。垫513也可以至少部分地由织物材料构成。如上所述,插入件517可由泡沫(例如高回弹泡沫、粘弹性(记忆)泡沫等)制成。在一些形式中,泡沫可以是例如8mm厚且能够通过例如压缩6mm而导致6mm距离变化。使用的泡沫类型会影响垫513在使用时的回弹性,并因此影响稳定性。
现在参考图17A-图17C。在一些形式中,垫513可以包括在空腔515内间隔开的多个翼片541。如图17A最佳所示,每个翼片541形状细长,并且可以与壁542和空腔515的皮肤接触侧519(即基部)一体地形成。翼片从空腔的基部519向空腔515的开口545延伸。如图17A和图17C中可见,至少一些翼片541在空腔515的开口545处具有自由端547。
在一些未示出的形式中,先前限定的细长臂534可以被配置为与垫513一起安装在开口545处。在这种形式中,细长臂534可以被配置为具有成形端部以适配在开口545内,使得成形端部连接到开口545。在一些形式中,成形端部还安装在翼片的自由端547处,以进一步将垫513固定到细长臂534。细长臂534可以从成形端部延伸安装在壳体522处,如前所述。
参考图17A,翼片541形成为当从侧面看时通常是直的。例如,当从侧面看时,翼片541可以具有大致矩形形状。如图17B所示,当从开口545观察时,翼片被配置为延伸穿过垫513的宽度。翼片541各自间隔开,使得气隙位于它们之间。在一些形式中,基于翼片541的笔直取向,每个气隙的尺寸可以基本相同。
多个翼片541可以由弹性材料(例如硅)形成,使得当垫513被压缩时,例如压缩在使用者的前额513a上,翼片541可以起到吸收压力的作用。当被压缩时,翼片541从它们大致笔直的形状变形以吸收力。图17C中最佳示出了翼片541的变形并在下文进行描述。
参照图17C,翼片541在压缩负载C下的详细视图。翼片541的细长形状允许在压缩负载施加到垫513时弯曲。例如,当垫513在使用中压靠使用者的前额513a,压缩力被施加到垫513的基部519并传递到翼片541。虽然在图17C中未示出,但之前定义的细长臂534可以被配置为与垫513位于开口545处,使得作用在基部519处的压缩力将翼片朝向臂534移动。实际上,这种移动使翼片541从它们的大致笔直形状变形。用于形成翼片541的弹性材料抵抗翼片541的变形(例如屈曲)以吸收压缩力。当从垫513移除压缩力时,翼片541的弹性材料允许,即促使翼片541改变它们的大致笔直形状。
有利地,翼片541可以在使用中为显示器512提供稳定性。例如,当显示器512在使用者的头上就位时,利用垫513(与使用者的前额513a接触),翼片541可以压缩以吸收显示器512相对于(例如垂直或水平)使用者头部移动的移动。
翼片541的另一个优点是它们能够在使用时从使用者的前额513a散发热量。例如,当垫513定位在使用者的前额513a上使得垫513的基部519与使用者的皮肤接触时,热量可以从使用者的皮肤传递,通过基部519并进入散热片541。翼片541用作散热器,使得从使用者皮肤进入翼片541的热量容易地从翼片541消散到翼片541之间的周围气隙中。
在某些形式中,翼片541(和/或垫513)可以由具有高传热系数的材料构成,以促进从使用者皮肤的有效传导传热。
在一些形式中,垫513可以由硅材料形成,该硅材料可以含有高比例的用于有效地从使用者皮肤散发热量的导热填料。在这种形式中,整个垫513可以由含硅导热填料形成。在变型中,翼片541可以由导热硅形成,而基部519由没有导热填料的硅形成。在其他变型中,基底519和翼片541可以由导热硅形成,而壁542由没有导热填料的硅形成。在任一布置中,导热硅被定位以优化从垫513和使用者前额之间的界面散热。
通过从前额支撑垫去除热量,翼片541减少了垫513的皮肤接触侧(即基部519)处的热量积累(即降低温度)。在一些未示出的形式中,垫513的壁542可以设置有孔口,以允许气流进入和流出空腔515的翼片541。空气移动通过翼片541(例如,通过孔口)可以进一步改善翼片的散热,从而更快速地或有效地从垫513中去除热量。
有利地,从垫513消散(即去除)热量可以提高使用者的舒适度。例如,降低垫513中的温度(通过散热)可以导致使用者从他们的皮肤排出更少的汗水(作为对较低温度的生理反应)。因此,垫513和使用者前额之间存在的汗水量可以被最小化,增加垫513和前额513a之间的摩擦。如前所述,增加衬垫513和前额513a之间的摩擦力可以提高头戴式显示器512在例如使用者在使用期间移动头部的稳定性。
在一些形式中,垫513和/或插入件517可以是可移除的,以便进行清洁和/或更换。例如,汗水可能会在与使用者皮肤接触时在垫513上积聚。因此,使用者可能希望在使用一定次数后清洁或更换垫。
在某些形式中,垫513可以包括可在每次使用后剥离的一次性膜,从而在随后的使用中产生清洁表面。薄膜用完后,使用者可以更换整个垫子(或贴更多薄膜)。
在某些形式中,插入件517可以由吸收性材料构成,并且可以吸收使用者前额的汗水。使用后,使用者可以清洗和/或更换插入件517,并在随后的使用中使用干净的插入件517。
现在参考图18至图23C,示出了本技术的第七示例。第七示例是第六示例的变体,其中前额支撑垫被配置为在使用中相对于使用者的额骨定位在使用者的头部上。在该变型中,前额支撑垫采用颞支撑垫613的形式。
第七示例与图13至图17C所示的第六示例的主要不同在于,颞支撑垫613布置在额骨、蝶骨、颞骨和/或顶骨的接合处附近。可以提供一个以上的颞支撑垫来在使用者头部的相对侧支撑头戴式显示器。
在图19A-图22所示的形式中,提供了两个颞支撑件,每个支撑件都支撑使用者头部一侧的头戴式显示器。颞支撑垫613可以相对于例如头戴式显示器的臂626布置,以便覆盖额骨、蝶骨、颞骨和顶骨。
在一些形式中,除了如先前定义的前额支撑垫513(在第六示例中)之外,还可以提供颞支撑垫613(如下文进一步定义)。通过这种方式,第七示例的相对的颞支撑垫613和前额支撑垫513在三点接触使用者的头部:(第六实施例的)前额支撑垫513接触使用者前额的中央(即在矢状面处)并且每个颞支撑件613接触使用者头部的相对侧(即,与矢状面间隔开)。
现在参考图18,示出了面部骨骼相对于颞支撑垫613的位置,其中颞支撑垫613由虚线示出。在所示的形式中,颞支撑垫613以使用中的方向表示在使用者的头部上,使得垫613覆盖额骨601、蝶骨603、颞骨605和顶骨607的至少一部分。
在一些其他形式中,垫613可以相对于额骨601“向前”、“向后”、“下方”和“上方”布置。在“向前”布置中,即朝向矢状面定位,垫613被布置成覆盖额骨601、蝶骨603和顶骨607的一部分。在“向后”布置中,即朝向冠状平面定位,垫613被布置成覆盖蝶骨603、顶骨607和颞骨605的一部分。在“下方”布置中,即朝向法兰克福水平面定位,垫613被布置为覆盖额骨601、蝶骨603和颞骨605的一部分。在“上方”布置中,即垫613远离法兰克福水平面定位,被布置成覆盖额骨601、顶骨607和颞骨605的一部分。
可以预期,可以根据使用者的特定解剖特征进行上述“向前”、“向后”、“下方”和“上方”布置的任意组合,以优化头戴式显示器在使用中的贴合,例如稳定性。
图19A和图19B示出了安装到头戴式显示器610的颞支撑垫613的两个示例。在每种形式中,垫613安装在头戴式显示系统610的颞臂626处。在图19A所示的形式中,颞支撑垫613为大致V形,稍后将更详细地描述。在图19B所示的形式中,颞支撑垫613的形状为大致矩形。
颞支撑垫613可以固定地安装到臂626并且被配置为适合一系列使用者头部形状和尺寸。即,垫613可以设置有相对于臂626的适合多个使用者的头部的形状和方向。例如,如图19B中最佳所示,垫613的轮廓可以是弯曲的,并且相对于臂626成角度,以符合使用者头部的相应弯曲。可以根据从使用者群体收集的人体测量数据(例如面部比例)的集合来选择垫613的形状和方向。
在一些替代形式中,垫613可以可释放地安装到臂626。在这种形式中,可以为头戴式显示器提供多于一种尺寸的垫613,以适应一定范围的使用者头部比例。多于一个的垫613可以设置有允许垫613可释放地“夹”到臂626上的夹式特征(未示出),从而能够根据使用者的头部比例更换多于一个的垫。例如,可以提供“小”、“中”和“大”尺寸的夹式垫613,每一个都具有不同的配置,例如尺寸、形状等尺寸,并且对应不同形状的头部。
也可以以与前面关于前额支撑垫513描述的方式相似的方式,来调节颞支撑垫613的尺寸。例如,颞支撑垫613可以包括泡沫插入件或可充气气囊,以根据使用者的面部解剖结构和/或特定使用者偏好,来适应颞支撑的形状(和尺寸)。
参考图20,夹式垫613还可以包括从垫613延伸以将垫与臂626隔开的细长垫片634。在一些形式中,细长垫片634可以与垫613一体地形成。在一些其他形式中,细长间隔件634可以作为附加的夹式部件提供,该附加夹式部件具有可释放地安装的垫613,该垫613可以连接在臂626和垫613之间。
细长间隔件634可以与头戴式显示器一起提供以将垫613与臂626隔开固定距离“D”。固定距离“D”可以是从人体测量数据的集合确定的最佳间距,如先前关于前额垫形状所描述的。在替代形式中,细长间隔件可以设置有多种尺寸的头戴式显示器610,以便根据使用者的特定面部解剖结构在距臂626的不同距离“D”处把垫613间隔开。在这种形式中,细长间隔件可以被配置为夹式部件并且可与垫613互换。
有利地,在距臂626不同距离“D”处提供垫613可以允许垫613从臂626延伸以接触使用者的面部。通过这种方式,夹式垫613可以可释放地连接到臂626,使得不同尺寸的夹式垫613可以容易地互换,以适应使用者的特定距离“D”。例如,具有窄头部形状(即相对的颞骨之间的距离“T”相对较小)的使用者可能相反地具有较大的距离“D”,因此需要连接在头戴式显示器和垫613之间的更大尺寸的夹式垫613。相比之下,具有相对较宽的头部形状(即相对的颞骨之间具有相对较大的距离“T”)的使用者可能具有相对较小的距离“D”,因此需要连接在头戴式显示器和垫613之间的更小尺寸的夹式垫613。
现在参考图21,可释放地安装的垫613也可以是可调节垫613的形式。可调节垫613可以允许使用者调节垫613相对于使用者头部的一部分的位置。例如,垫613可以由使用者定向,使得例如垫613的轮廓与使用者头部的类似轮廓部分对准。
垫613可以通过滑块机构633相对于使用者的头部定向。例如,滑块机构633被配置为允许垫613朝向使用者的头部移动(以便增加垫613和臂626之间的距离“D”)。),或使垫从头部移开(以减小垫613和臂626之间的距离“D”)。垫613也可以围绕机构633旋转,以便与使用者头部的一部分(例如,额骨601的弯曲)对准。
在图21所示的形式中,垫613通过细长间隔件634与臂626隔开,细长间隔件634通过滑块机构633可释放地安装到臂626。细长间隔件634包括沿细长间隔件634的至少部分长度延伸的细长槽657a。对应的细长槽657b沿臂626的至少部分长度延伸。滑动机构633连接在细长间隔件634和臂626之间。
滑块机构633可以是延伸穿过细长槽657a和657b的可释放紧固件。当紧固件围绕间隔件634和臂626拧紧时,垫613相对于臂626固定在适当位置。当紧固件松开时,间隔件634和臂626从固定位置释放,使得细长间隔件634可以围绕可释放紧固件633自由移动。当从固定位置释放(并且可以自由滑动)时,垫613可以相对于臂626并且进而相对于使用者的头部移动(例如滑动)。特别地,垫613可以朝向与使用者的头部接触或远离与使用者的头部接触而移动。这种移动可以在细长槽657a或657b的方向上。可以认为垫613沿着槽657a、657b具有两个度的移动。此外,垫613的可旋转性可以允许第三度的移动。
当从固定位置释放时,可以调节垫613的位置和方向以适合使用者的解剖结构。即,垫613可以围绕可释放紧固件633旋转,以使垫613相对于例如使用者的颞骨成角度。在一些布置中,垫613可以成角度,使得当垫613被放置为与使用者的头部接触时,垫613在该接触点处大致符合使用者头部的形状。例如,如果垫613设置有波状表面,则波状表面成角度,以匹配(即最大化接触)使用者头部的相应轮廓。
有利地,根据使用者头部的特定形状调节垫613的方向和位置可以为使用中的头戴式显示器610提供最佳稳定性。例如,使用者具有独特的构造,例如蝶骨603中的棘爪可以选择相对于臂626旋转垫613,例如向外,使得垫613的一部分(例如其端部)接合到骨603的棘爪中。骨结构中的棘爪可以提供支撑(即支撑“凸台型”特征)用于垫613保持抵靠。通过这种方式,使用者可以调节头戴式显示器的垫613,使得例如使用期间的头部旋转可以通过垫613和骨结构之间的接触而至少部分地稳定。
使用者的骨骼结构可能具有其他构造,例如可用于支撑垫613的突起。有利地,将垫613布置为抵靠这些构造可至少部分支撑使用者头部上的头戴式显示器610,以抵抗向下移动(或滑动)穿过使用者面部。
如前所述,头戴式显示器610可以包括除了前额支撑件513之外的两个颞支撑垫613(如之前在第六示例中定义的)。有利地,将前额支撑垫513与颞支撑件613组合可以进一步增加头戴式显示器在使用中的稳定性(当与单独包括支撑件513或613的头戴式显示器相比时)。即,在头戴式显示器610上提供多个支撑点可以起到更好地支撑头戴式显示器610的作用,防止其例如在使用中从使用者的面部向下滑动。
通过这种方式,第六示例的相对的颞支撑垫613和前额支撑垫513在三个点接触使用者的头部:(第六示例的)前额支撑件513接触使用者前额的中心(即在矢状处)平面),并且每个颞支撑件613接触使用者头部的相对侧(即,与矢状面间隔开)。
现在参考图22,在进一步的变型中,可调节垫613可以被布置成从间隔臂659延伸。在所示的形式中,臂659在显示器7912的每个臂626上方间隔开,使得相应的垫613也在臂626上方间隔开。
每个间隔臂包括沿臂659的长度延伸的细长槽657b。间隔臂659可以相对于相应的臂626成角度,使得细长槽657b的第一端与臂626的间隔更远于细长槽657b的第二端与臂626的距离。
以一定角度布置间隔臂659允许垫613相对于臂626垂直移动。即,垫613可以围绕细长槽627b移动,使得垫613可以朝向或远离臂移动。例如,将垫613从(成角度的)细长槽657b的一端移动(即滑动)到槽的另一端可以相应地移动垫613远离(即远离)臂626。相反地,垫613可以通过相反的移动(即滑动)朝向臂626移动。
垫613还可以沿着槽657a移动,使得垫613的使用者接触表面和臂626之间的距离可以增加或减少。紧固件还可以允许垫613和间隔臂659之间的相对旋转,以产生三个度的运动。
在使用中,这可以允许使用者根据他们各自的面部骨骼结构来调节垫613的位置。即,使用者的面部骨骼结构可以被布置成以下构造:使得增加臂626上方的垫613的间距(即更靠近使用者头部的顶点)允许垫在那些结构处被支撑。
此外,在臂626上方隔开垫613使垫更靠近使用者头部的顶点(即最顶部)。有利地,朝向头部顶点倾斜的(即逐渐变细的)使用者头部的弯曲可以至少部分地支撑垫613,以限制垫613从使用者的头部向下滑动。换言之,如图1B所示,使用者的头部形状(从前面看时)从顶点向耳朵(通常是头部最宽的部分)弯曲。将垫613布置得更靠近顶点,即朝向头部的较窄部分,可以允许垫613由头部的较低、较宽的部分支撑。
在一些形式中,间隔臂659的角度或间距可以很小,使得沿着细长槽657b的移动导致垫613相对于臂626的间距(即竖直移动)的相应小的变化。在其他形式中,间隔臂659的角度或间距可以很大,使得沿着细长槽657b的移动导致垫613相对于臂的间距(即竖直移动)的相应大的变化626。在一些进一步的形式中,间隔臂659可以不相对于臂626成角度,因此垫围绕细长槽657b的移动使间隔臂659以与臂626大致平行的关系移动。
在一些形式中,间隔臂659可以被配置为弹簧形式的臂661,如图22所示。弹簧形式的臂661可以采取弯曲的(例如双曲线状的)形式,大致符合从顶部看时使用者前额的轮廓。弹簧形式的臂661可以围绕间隔件663安装到壳体2022。
间隔件663在壳体622的梁部665和弹簧式臂661的中间部分之间延伸。间隔件663将弹簧式臂661与壳体622隔开,以布置弹簧式臂(细长槽657b)与臂626成一定角度。
弹簧式臂661可以由弹性材料形成,使得当包括弹簧式臂661的头戴式显示器610安装到使用者的头部时,由于垫613接触使用者的头部,弹簧式臂661偏离使用者的头部。弹簧形式的臂661的弹性特性向使用者的头部施加偏置力,以促使垫613与使用者的头部接触。有利地,这种偏置力接触允许垫613在例如当接触时保持与使用者头部的接触。使用者在使用期间移动他们的头部(例如通过摇晃、点头等)。此外,偏置力可以将垫613保持抵靠使用者的头部,使得弹簧形式的臂在使用中至少部分地支撑头戴式显示器610的重量。
现在参考图23A至图23C,示出了垫613(先前在图19A、图21和图22中公开)的详细视图。在图23A至图23C所示的形式中,垫613为大致V形(或肾形),包括从安装部分617延伸的两个相邻的叶部615。安装部分617连接到细长间隔件634。
在一些形式中,垫613可以固定到间隔件634。在其他形式中,垫613可以从间隔件634移除(例如,以更换为具有不同刚度的另一个垫613)。
V形垫613的615在使用中布置在垫的安装部分617下方。换言之,垫613被布置在使用者的头上,使得V形倒置。通过这种方式,垫613的最宽部分(即,在每个叶部之间)被布置成与使用者的头部接触,并且安装部分617(即,垫613的最窄部分)可以间隔开而不与使用者的头部接触。
有利地,V形垫的叶部2015可以彼此独立地移动(即偏转)(相对于安装部分617和间隔件634)。如果使用者在他们的面部骨骼结构中具有独特的构造(例如突起),这可能是特别有利的。在这种情况下,例如,V形垫613可以安装跨过突起,使得叶片偏转以符合突起的形状。即,一个叶部可能由于突出而向外偏转,而另一个叶部可能向内偏转以保持与使用者头部的非突出部分接触。
通过贴合使用者头部的个体形状,V形垫的叶部可以稳定使用中的头戴式显示器。此外,垫613与使用者的头部形状的构造可以增加垫与头部之间的接触面积,使得垫与头部之间的摩擦也增加。如前所述,增加接触区域处的摩擦力,例如在垫613和使用者皮肤之间,可以有助于支撑显示单元7912。
如图25A和图25B在使用中最佳所示,每个臂726可以是刚性的,并且在使用中被布置成安装在使用者头部的靠近耳上基点的区域,即,在使用者的耳朵上方。颞臂726在使用中被布置成大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面延伸并且在颧骨上方,即在使用者的颧骨上方。臂726越过使用者的耳朵,由此每个臂726的终端730a位于耳朵的后方。
在使用中,臂726的被布置为越过耳朵的部分可以被配置为耳钩732。耳钩732由臂726中的弯曲部(也称为弯曲部732)形成,该弯曲部允许臂部726“钩住”使用者的耳朵顶部。臂726的靠近弯曲部732的部分也可以被认为形成耳钩特征的一部分。例如,终端730a可以被认为是耳钩732的一部分。
耳钩732还可以被配置为弯曲(即“缠绕”)在使用者的头部周围,以便罩住头部的枕骨部。图24B中最佳示出了该特征,即向内定向的环绕部732a。对于耳钩弯曲部732和环绕部732a的每种形式,耳钩732可以布置成与耳朵的一部分和使用者头部的一部分接合,以便在使用中支撑头戴式显示器712。例如,弯曲部732和环绕部732a可各自横向支撑使用者头部上的耳钩732,以稳定头戴式显示器712。这可有助于防止当使用者例如摇头时头戴式显示器712从使用者的面部上移动,例如通过滑动。
耳钩732还可以包括支撑垫734。支撑垫734可以布置在耳钩732的弯曲处并且沿着臂726的一部分延伸。在图24A和图24B所示的形式中,垫734可以沿着臂732朝向显示器712和朝向终端3210a延伸。尽管图示的支撑垫734可以仅沿着臂726的一部分延伸,但是在其他示例中支撑垫734可以沿着整个臂726延伸。
支撑垫734可以配置有半刚性的、可变形的轮廓,在使用中该轮廓符合使用者的面部结构。在一些形式中,支撑垫734可以由聚氨酯泡沫和/或硅材料形成。在一些形式中,支撑垫734可由覆盖有皮肤的聚氨酯泡沫(例如乳胶或硅树脂)形成。用于构造支撑垫734的材料可以是弹性的,使得该材料可以在使用中变形并且在不被穿戴时返回其原始位置。这也可以允许多个使用者穿戴相同的头戴式显示系统710,其中支撑垫734可以针对每个单独的使用者而变形。
在一些形式中,支撑垫734可以仅围绕臂732的一部分延伸。
在某些形式中,支撑垫734不覆盖臂732的上表面。
在某些形式中,支撑垫734仅在使用中接触使用者头部的臂732的内表面上延伸。
在某些形式中,支撑垫734仅在臂732的外表面上延伸,其与内表面相对并且避免接触使用者的头部。
在某些形式中,每个支撑垫734可以围绕臂732的大部分延伸。例如,每个支撑垫734可以围绕相应臂732的下边缘并且沿着内侧和外侧的至少一部分延伸。
在一种形式中,每个臂732可以使用支撑垫734形成。因此,臂732的横截面可以包括支撑垫734。可以沿着横截面的侧面和/或底部观察支撑垫734。支撑垫734可以不存在于横截面的顶部。
在一些形式中,每个支撑垫734可以延伸到相应臂的自由端。
在一些形式中,每个支撑垫734可以延伸超过相应臂的自由端。
在一些形式中,每个支撑垫734不延伸到相应臂的自由端(例如,比自由端更靠前地终止)。
如图25A和图25B在使用中所示,支撑垫734可终止于使用者颧骨附近的端点730b。通过这种方式,支撑垫734可以被配置为沿着臂732延伸以接触使用者面部的一部分。这可以允许支撑垫734抵靠使用者的面部,以便在使用中至少部分地支撑(和/或稳定)头戴式显示器712。
现在参考图26A和图26B,可以形成垫734以封装臂726的特定区域。特别参考图26A,垫734可以延伸穿过臂726的外表面736(即背对使用者的使用表面)的至少一部分。现在参考图26B,垫734还可以延伸穿过臂726的内(面向使用者的)表面738(即,面向使用者的使用中的表面)的至少一部分。如在图26B中可以看出,垫734可以被配置为延伸穿过内表面738的大部分(即,从下边缘726L到上边缘726U)。相比之下,如图26A所示,垫734可被配置为仅部分地延伸超过外表面736的下边缘726L。
在一些形式中,图26A和图26B中所示的配置可以替代地是单独的示例,其中垫734仅包括在臂726的内表面738上(即,图26B)或仅包括在臂726的外表面736上(即,图26A)。
可以根据使用者的解剖结构来设计垫734相对于臂726的下边缘726L和上边缘726U的构造(即边界形状)。例如,布置成延伸穿过内表面738的大部分的垫734可以相应地具有更大的表面积,以用于分配来自例如使用中的臂726压靠使用者头部的负载。通过这种方式,垫734可提供“缓冲”效果,以提高穿戴第八示例的头戴式显示器710的使用者的舒适度(例如,因为使用者体验到与臂726的材料的接触面积较小)。
可以由识别最佳(或平均)边界形状的解剖数据的集合来确定垫734的边界形状。可替代地,可以根据特定使用者的面部解剖结构来定制垫734。
垫734可以与臂726一体地形成,或可释放地与臂726连接,以便例如能够实现移除以清洁或更换垫尺寸。在垫734为可移除的形式中,可以提供多于一对的垫734以与头戴式显示器710一起使用,以适应不同的面部解剖结构。例如,可以提供小尺寸、中尺寸和大尺寸的垫734,由此每个尺寸的尺寸不同,以提供对不同尺寸的面部解剖结构的最佳贴合。
在一些形式中,垫734不接触臂726的上边缘726U。
在某些形式中,每个臂732可以使用支撑垫734形成。因此,臂732的横截面可以包括支撑垫734。可以沿着横截面的侧面(例如,沿着外表面或内表面736、738)和/或底部(例如,沿着下边缘726L)观察支撑垫734。支撑垫734可以不存在于横截面的顶部(例如,沿着上边缘726U)。
现在参考图27A和图27B。如图27B中的横截面Z-Z最佳所示,垫734的至少一部分可以形成为具有圆形中空轮廓(当在横截面中观察时)。在图27B所示的形式中,垫734包括具有长圆形轮廓的至少一部分(通过截面Z-Z)。长圆形轮廓可以沿垫734的长度延伸,具有恒定的横截面轮廓,即保持相同的尺寸。如下文进一步详细描述的,在垫734的一些形式中,长圆形轮廓可以沿着垫734的长度在形状和尺寸上变化。
长圆形轮廓可以朝着终端3210a和3210b改变形状和尺寸。例如,随着垫734接近终端730b和终端730a,垫734的尺寸可以逐渐变细。如图27A所示,垫734的尺寸朝向终端730b减小并且朝向终端730a增大。在另外的示例中,垫734可替代地具有圆形截面轮廓,又或者可替代地,具有三角形截面轮廓。在任何情况下,垫734的轮廓可以被设计成最佳地贴合(例如形状互补)使用者的面部解剖结构。
在图27B所示的形式中,垫734从臂726的脊部740突出。脊部740可以由弹性材料形成并且用于在使用中支撑垫734。即,脊部740为垫734提供刚度,使得当垫734例如围绕使用者的耳朵变形时,耳钩732(参见例如图27A)保持其形状。
垫734可以连接到脊部740,使得垫734的长圆形形状从脊部740的使用中的内部(面向使用者)表面738延伸。垫734的长圆形形状被配置为从内表面738突出并围绕脊部740延伸,以相对于脊部740的外表面736连接。例如,内表面738的至少一部分可以被垫734覆盖。
如图27C中最佳所示,垫734的长圆形轮廓朝向臂726的内表面(相对于脊部740)布置。有利地,将垫734定位在这个“偏离中心”的位置,使脊部740(和臂726)远离使用者的头部。这可以防止例如当垫734变形时刚性脊部740在使用中接触使用者的头部。
在一些形式中,如图27B所示,中空垫轮廓734被配置为具有大致恒定的壁厚度742。在一些其他形式中,中空垫734可以被配置为具有可变的壁厚度744(如744处标注的部分所指示的)。在任一情况下,壁厚度都会影响垫734在使用中如何变形。例如,例如在742处指示的相对较厚的壁部分可能比例如在744处指示的(抗变形能力较差)相对较薄的壁部分更具弹性(即,更抗变形)。在一些形式中,中空垫734的壁部分朝向与脊部740的连接处更大(即更厚)。有利地,该区域中的更厚的壁部分742可以防止垫734变形至使中空垫734塌陷接触脊部740(即,通过“见底回升(bottoming-out)”)的程度。实际上,壁截面厚度可以设计为控制中空截面如何变形。
当耳钩732(参见例如图27A)相对于使用者的耳朵安装时,图27B中所示的中空垫轮廓允许垫734的壁塌陷,即形状变形。例如,垫734的一部分被布置成经过使用者的耳朵(靠近耳上基点),当安装在那里时形状(通过例如塌陷)变形。特别地,垫734的轮廓在被压入使用者耳朵与头部之间限定的空间时可能变形。
在所示示例中,垫734的可变形部分不完全沿着臂732的长度延伸。例如,脊部740沿着臂732的长度延伸(例如,从显示器712到端部730a)。垫734可以既不延伸到显示器712也不延伸到端部730a。垫734与端部730a的距离可比与显示器712的距离更近。
有利地,当垫734的轮廓符合使用者耳朵和头部之间的空间时,耳钩732能够将臂726“楔入”或“夹持”在相对于耳朵大致固定的位置。这可以通过例如限制臂726围绕耳朵的横向移动,来支撑在使用者头上使用的头戴式显示器710。
垫734还可以符合使用者耳朵的形状,以通过例如头戴式显示系统710的重量均匀分布施加到耳朵的负载。例如,当头戴式显示系统710安装在使用者的头上时,垫734可以压靠或“挤压”使用者的耳朵,以增加接触(即表面)垫734与例如耳朵顶部之间的区域。增加的接触面积允许头戴式显示系统710的重量相应地分布在更大的区域上。
此外,垫734的材料可以具有相对高的摩擦系数,以帮助维持头戴式显示系统710在使用者头部上的位置。由于垫734如上所述被压缩并且垫734与使用者耳朵之间的接触面积增加,与垫734相关联的高摩擦系数可以帮助将头戴式显示系统712保持在适当位置,即使较少压力施加在使用者的耳朵上。因此,重量分布对于使用者来说可能更舒适,同时实现基本相同的摩擦力。
可变形垫734也可以变形以匹配(即,补充)使用者的特定耳朵和头部形状。这可以允许垫734“定制地贴合”例如使用者耳朵和/或头部轮廓的软骨。例如,使用者可能在他们耳朵的软骨中有突起,使得耳朵和头部之间的空间变窄。垫734的形状可以变形以匹配(即互补)突起的形状。有利地,这可以允许头戴式显示器710的重量分布通过垫734并跨越突起。此外,允许垫734符合使用者的耳朵和头部的形状,可以在使用中的臂726与使用者的耳朵和头部之间提供舒适的贴合。
可变形臂734可以将使用中的头戴式显示器710稳定在使用者的头上。例如,垫734固定例如在使用者的头部和耳朵之间“夹持”耳钩732,以限制例如当使用者摇头时头戴式显示器的移动。通过这种方式,垫734还可以防止显示单元712的重量从使用者的头部推动头戴式显示器710。这对于包括电子部件的重型头戴式显示器可能特别有利。可变形垫734可以允许耳钩732在使用期间将头戴式显示器710的重量(例如高达250克)支撑在使用者头部上的稳定位置。
当垫734在形状上变形抵靠使用者的耳朵和头部时,垫734和使用者皮肤之间的摩擦(即,移动阻力)的大小增加。即,垫734与皮肤接触的表面积增加,使得接口表面处的摩擦将垫夹在使用者的耳朵和头部上。有利地,这可以有助于头戴式显示器在使用中的侧向稳定性。例如,由于显示单元712从使用者的鼻梁向下承重头戴式显示器的结果,垫734和皮肤之间增加的摩擦可以防止耳钩732从使用者的耳朵和头部之间滑出。
在一些形式中,终端730a的至少一部分可以包括实心垫部分741。即,垫734的轮廓可以从中空的(朝向耳钩734的“弯曲”部分)变为实心的(朝向终端730a)。有利地,将垫734部分从空心过渡到实心可以限制空心部分在使用中的变形。实心型材作为空心型材的“锚”,当空心型材在使用中变形时,实心型材向空心型材施加张力以稳定其变形。通过这种方式,可以控制中空型材的变形。在一些形式中,垫734可以具有多于一个的实心部分,以便沿垫734(和臂726)提供不同大小的刚度(即变形)。
在一些形式中,部分741可以与垫734分离。因此,垫可以不完全在端部730a、730b之间延伸。例如,垫734可以从端部730b延伸,但不完全延伸到臂的自由端处的端部730a。
在一些形式中,脊部740可以用于臂726的上边缘。
在一些形式中,垫734可以形成臂732的外表面的至少一部分。例如,图27A和图27B示出了形成臂732的大部分外表面的垫734(即,沿着垫734所在的臂732)。
在一些形式中,垫734可以形成臂732的内表面的至少一部分。例如,图27B示出垫734形成臂732的内表面的大约一半(即,沿着臂732的长度,其中存在垫734)。脊部740可以形成臂732的剩余部分的至少一部分(尽管这可以基于垫734的取向而改变)。
现在参考图28,可以由垫734的形状确定耳钩732的形状。例如,垫734可以形成为具有根据轮廓746a、轮廓746b或轮廓746c的形状。轮廓746a、746b和746c的弯曲各自不同,因此每个垫734轮廓可以限定不同形状的耳钩732。例如轮廓746a的形状使得耳钩732的“弯曲”部分具有高度“H”,该高度“H”大于轮廓746b提供的高度“D”。轮廓746c提供的高度比轮廓746a和746b都小。
相应轮廓746a和746b的高度“H”和“D”各自将脊部740隔开在距耳朵顶部(即靠近耳上基点)的相应距离(即高度)处。通过这种方式,与轮廓746b相比,轮廓746a可以在使用者耳朵的顶部周围提供更大的垫734。较大的垫734可以在使用中提供增加的“缓冲”。即,较大的垫734可以在脊部740和耳朵之间提供更大的空间,使得当臂726安装在耳朵周围时,脊部740随垫734变形而具有更大的空间(例如高度“H”)来移动。有利地,这可以改善通过耳钩732的负载分布,进而改善穿戴头戴式显示器710的使用者的舒适度。
在一些形式中,耳钩732可以设置有与臂726一体地形成的垫734,其具有类似于轮廓746a、746b或746c的弯曲。在一些其他形式中,可以提供多于一个垫734以可释放地连接到耳钩732,由此垫734中的每一个对应于轮廓746a、746b和746c。每个轮廓可以被配置为最佳地贴合一系列使用者的面部解剖结构。
耳钩732的形状还可以由耳钩732处的“弯曲”的大小来确定。即,臂726和耳钩732的终端730a之间的角度“α”可以确定耳钩732的一般形状。例如,小的“α”角将耳钩732的终端730a朝向使用者耳朵的底部(靠近下耳廓)定向。相反,较大的角度“α”将终端730a定位在耳朵的顶部(靠近耳上基点)。
配置具有较小角度“α”的耳钩,以将终端730a朝向耳朵底部定位,可以有助于防止头戴式显示器710从使用者的鼻梁向前(和向下)移动(例如滑动)。有利地,这可以稳定头戴式显示器在使用中的移动(例如,在使用者头部移动期间)。
例如,如图29所示,具有较小角度“α”的耳钩732可以至少部分地环绕使用者的耳朵,以便接触使用者耳朵的上部和下部。如上所述,这种形状可以限制头戴式显示器710向前移动。此外,耳挂732与使用者耳朵的接触面更大,有助于进一步减轻头戴式显示器710的重量,限制对使用者耳朵的压力。
在该示例中,垫734的一端可以在耳钩732的自由端处延伸超过脊部740的一端。
此外,并且如之前参考图24B所讨论的,耳钩732可以包括向内弯曲732a(即,在使用中,朝向使用者的头部定向)。一般而言,终端730a与臂726之间的角度“α”越大(例如,如图30所示),耳钩732提供的稳定性越低。这是因为耳钩732没有布置成(即朝向)与使用者头部正接触。例如,当耳钩732的终端730a成角度(即朝向)与使用者的头部接触时,耳钩732可以向使用者的头部施加正压力。有利地,这种接合可以在使用者的头部(例如面部的侧面、耳朵、头骨的枕部等)处“夹持”耳钩732,以在使用中稳定头戴式显示器710。
在使用中,脊部740可以被配置成使耳钩732成角度以与使用者的头部接触(即朝向)。脊部740可由弹性材料形成,该弹性材料允许脊部740在安装到其上时部分地偏转,以符合使用者的头部形状。通过这种方式,臂726可以在使用者的头部施加轻微的压力以支撑头戴式显示器710。
参考图29,在一些形式中,耳钩732可以是半圆形的。这可以允许耳钩732围绕使用者耳朵的后部延伸。这可以提供与减小角度“α”类似的效果(如前所述)。即,半圆形耳钩732可以稳定头戴式显示器在使用中的侧向移动。
脊部740可以形成耳钩732的上边缘并且避免与使用者的耳朵接触。
垫734可以形成耳钩732的下边缘并且可以接触使用者,但是可以不沿着上边缘围绕脊部740延伸。
在一个示例中,耳钩732的横截面可以包括脊部740和垫734两者。
臂726相对于壳体722的位置可以是可调节的,从而允许使用者调节臂的长度。这可以允许耳钩732(例如,终端730a)最佳地定位在使用者的耳朵后面,以在使用中支撑头戴式显示器710。
现在参考图30,耳钩732可以包括一个以上的垫734,其布置在臂726的长度上。在图30所示的形式中,垫734(734’、734”、734”’)是离散的、可以与使用者耳朵和面部的多个区域接合的垫。通过这种方式,垫734可以被图案化或排列以提供沿着臂726的多个半刚性的可变形部分。有利地,多个垫734可以提供跨越臂的“夹持”区域的累积,以增加摩擦的大小,将臂支撑抵靠使用者的面部和耳朵。
与图29中的示例相比,图30中所示的耳钩732可以提供围绕使用者耳朵周边的较少接触,一些使用者可能会觉得更舒适(例如,因为他们的耳朵较少被臂726接触)。
在一些形式中,耳钩732(或整个臂726)可以是柔性的或半柔性的,以允许使用者改变或调节角度“α”。这可以允许使用者选择期望的角度“α”,并基于操作条件和/或特定使用者来改变该角度。
在一些形式中,多个垫734中没有一个可以定位在端部730a处。
在不脱离本公开的精神或范围的情况下,可以对先前描述的部分进行变化和修改。
例如,图27B中所示的垫734可以完全由聚氨酯泡沫形成,由此泡沫的形状是长圆形的。在这种形式中,垫734(当在横截面中观察时)可以是实心的(即非中空的)形状。此外,泡沫可以成形有例如凹部以接收和连接(例如通过粘合剂)到脊部740。有利地,泡沫可以具有纹理表面,从而增加垫734和使用者皮肤之间的摩擦。
在替代形式中,上述聚氨酯泡沫垫734可以涂覆在硅(或乳胶)表层中。在一些其他形式中,充气硅可以用来代替聚氨酯泡沫。在任一形式中,垫734的表面可以是例如抛光的,以影响垫734和使用者皮肤之间的摩擦。
在变型中,垫734的一些区域可以提供有抛光饰面,并且垫表面的其他区域可以被粗糙化。在任一情况下,可以选择抛光或粗糙表面饰面的位置,以稳定头戴式显示器在使用中的移动。
例如,粗糙的表面饰面可以产生更高的摩擦系数,这可以有助于在使用中保持头戴式显示器710的位置。
现在参考图31A至图31C,示出了根据本技术的第九示例的头戴式显示系统或组件810。第九示例包括如本技术的前述示例中所述的部件,包括:如本技术的第五示例中定义的鼻垫组件883;如本技术的第六示例中定义的前额支撑垫813a;如本技术的第七示例中定义的颞支撑垫813b;以及如本技术的第八示例中定义的颞臂支撑垫834。在图31A至图31C中,相同的附图标记表示与图7A至图30(本技术的上述示例的)相似或类似的部分,在该第九示例中使用前缀“8”以允许与先前公开的示例进行区分。
如图31B所示,鼻垫组件883被配置为在使用中安装在使用者的鼻梁处(通过鼻垫882)并延伸穿过使用者脸颊的至少一部分,以在使用者的鼻部和脸颊上分散头戴式显示器812的重量。有利地,与仅在鼻梁处接触的鼻垫组件相比,例如图7A中的第五示例中所定义的,第九示例的鼻垫882接触使用者面部的更大表面积,以提高穿戴头戴式显示器810的使用者的感知舒适度。
特别地,鼻垫882在远端882a之间延伸,所述远端882a被配置为在使用中定位(并由其支撑)在使用者的脸颊处。在一些形式中,鼻垫882的远端882a可以由框架884支撑,框架884在其中央区域连接到显示器壳体822。框架884可以连接到鼻垫882,使得框架884从中央区域延伸到垫882的远端882a。垫882的远端882a和框架884的与其连接的部分可以与头戴式显示器812间隔开,并且起到稳定使用中的头戴式显示器812的作用。例如,框架884可以由弹性柔性材料形成,使得鼻垫882的远端和框架的相应端部用于抑制由使用者头部移动而引起的显示器812的移动。换言之,第九示例形式的鼻垫组件883可以稳定头戴式显示器812。
类似于鼻垫组件883,图31A的前额支撑垫813a和颞支撑垫813b在本技术的第九示例中是连续的(彼此)。有利地,当与例如本技术的第六和第七示例中定义的离散的前额和颞支撑垫(并且在图13至图23C中示出)比较时,前额到颞支撑件的连续结构增加(即延伸)了与使用者皮肤接触的面积。换言之,不是将前额垫与颞支撑垫分开并间隔开,而是将它们作为单个前额到颞支撑垫提供给头戴式显示器。
对于鼻垫组件883和前额到颞支撑垫813a、813b中的每一个,相应垫813a、813b、883与使用者面部之间的扩展接触区域也增加了垫813a、813b、883抵靠使用者面部的摩擦力,即移动阻力。有利地,这进一步提高了头戴式显示器712使用时在使用者头上的稳定性。
在一些形式中,前额到颞支撑垫也可以设置有摩擦绑带。摩擦绑带可以是一段高光硅胶、弱粘结粘合剂或其他“防滑”类型的材料。摩擦绑带被配置为“夹持”使用者的前额,以限制头戴式显示器壳体“拖”下使用者的前额。
第九示例的头戴式显示器在使用时还可以配置为“环绕”在使用者的头部周围,从而紧贴使用者的头部。显示器壳体822和臂826可以由柔性材料形成,并且尺寸被确定为具有大致小于使用者头部的周长。这允许头戴式显示器壳体和臂在安装到使用者头部时向外“展开”,从而使壳体和臂对使用者头部施加微弱的负载(即保持力)。有利地,该保持力可以限制移动并由此稳定使用者头上的头戴式显示器。
第九示例的头戴式显示系统810还包括臂826,臂826具有耳钩832的终端830a,该终端830a成角度地(即朝向)与使用者的枕骨接触。换言之,终端830a向内弯曲以与使用者的头部接触以在其处施加正压力。有利地,这种接合可以在使用者的头部处“夹持”耳钩832,以在使用中稳定头戴式显示器712。
此外,终端830a的向内弯曲(参见例如图31A和图31C)可以夹在使用者头部的后部,以至少部分地支撑使用者头部前部的头戴式显示器的重量。在一些形式中,终端830a可以设置有绑带“S”,其连接到终端830a,并在终端830a之间延伸,以进一步促使臂826和耳钩832与使用者的头部接触。这可以向使用者头部的臂826提供附加的力,以进一步稳定使用中的头戴式显示器。
在如图31A所示的某些形式中,绑带“S”可以调节,以便可以根据使用者头部的尺寸(例如周长)改变绑带“S”的长度。在其他形式中,绑带“S”可以是松紧的,以便根据安装在其上的使用者头部的尺寸来“拉伸”。
臂826的终端830a可以被加重以平衡系统/组件前面的头戴式显示器812的重量。换言之,终端830a可以设置有加重材料,例如钢,用于平衡头戴式显示器。例如,头戴式显示器812可以重120克,即在系统的前部,并且臂的终端830a可以在头戴式显示系统810的后部包括每个30克的重量(即总共60克的重量),以使头戴式显示器812围绕使用者的耳朵作为杠杆。
如前所述,臂826上的颞臂支撑垫834(参见例如图31A和图31C)可以缓冲由头戴式显示系统810的重量施加到耳朵的负载。当在臂的末端830a处提供重物时,这尤其相关。
图32示出了根据本技术的第十示例的头戴式显示系统910,并且图33示出了处于使用者“U”上的操作位置的头戴式显示系统910。在图32至图36所示的形式中,第十示例的头戴式显示系统采用增强现实显示系统的形式。增强现实显示系统910包括增强现实显示单元912以及定位和稳定结构914(也称为支撑和稳定结构),以将显示单元912维持或保持在使用者面部上方的操作位置。
稳定结构914包括位于增强现实显示系统910后端的空气移动装置,即气流发生器906。气流发生器也可以称为“鼓风机”。气流发生器提供压力大于环境压力的气流。例如,气流发生器906产生空气通风908以促进系统910和/或使用者的散热。通风908可以被转移到电子部件911上(即,作为系统910的部件的一部分),以将部件911保持在合适的操作温度内和/或防止来自电子部件811的过多热量暴露给使用者。类似地,通风908可以在使用者的皮肤上转向以帮助从使用者的皮肤去除热量,从而提高使用者在使用头戴式显示器时的舒适性。例如,空气在使用者皮肤上的移动可以帮助汗液蒸发,从而降低使用者的体温。
在一些形式中,气流发生器可以通过导管和管道将气流引导到使用者头部的特定位置。除了为使用者提供冷却效果外,气流还可用于促进使用者的感官反应,即刺激使用者的感官。这可能会增强使用者在使用头戴式显示器时的增强(或虚拟)现实体验。
气流发生器906可以位于增强现实系统910上的任何位置。在一些形式中,气流发生器可以在使用中相对于使用者头部布置,使得电机的旋转轴线垂直于使用者的矢状面。气流发生器可以与增强现实系统隔开并由增强现实系统悬挂,使得气流发生器产生的振动与使用者面部隔离。有利地,这也可以抑制由气流发生器在使用中产生的声音。
气流发生器可以通过隔离构件与增强现实系统910隔开并相对于增强现实系统910悬挂。即,隔离件可以位于气流发生器与定位和稳定结构之间。隔离构件可由可弹性变形的材料(例如硅、泡沫等)形成,由此可变形材料抑制来自气流发生器的振动。这可以帮助系统910吸收气流发生器906的运动或振动,以允许增强现实系统910在使用期间保持在原位。例如,如果没有可弹性变形材料的间隔(和/或悬挂),使用者的运动可能会破坏增强现实系统在使用者头上的位置。
在一些形式中,气流发生器906可以定位在定位和稳定结构914的一部分内并且可以被隔离构件完全围绕和/或包围。因此,隔离构件可以类似地包含在定位和稳定结构914内(例如,并且在使用增强现实系统910时不可见)。隔离构件可以缓冲和抑制来自气流发生器906的振动,以限制使用者的不适。完全暂停气流发生器906可以最大化减振。
在一些形式中,气流发生器906可以部分地被隔离构件包围,而气流发生器906的一部分保持未被隔离构件覆盖。例如,可以使用隔离构件覆盖和/或悬挂邻近使用者头部的气流发生器906的一部分,以限制使用者头部的振动。另一面可能仍然暴露在外。这改善了在没有被隔离构件覆盖的一侧上远离气流发生器906的热传递。
在一些形式中,气流发生器906可以连接至定位和稳定结构914,但保持在绑带的外面(例如,不被绑带包围)。例如,这可以允许气流发生器906被移除和维修。气流发生器906可以使用隔离构件连接至定位和稳定结构914(例如,邻近枕骨部)以便最小化振动干扰。隔离构件可以完全围绕气流发生器906,或者可以部分围绕气流发生器906。
此外,在气流发生器能够具有高转速和/或控制系统在使用期间经常改变转速使得与速度变化相关联的扭矩导致气流发生器相对于使用者头部移动的情况下,用具有隔振和/或阻尼特性的材料将气流发生器与增强现实系统隔开可能是有利的。因此,材料的减振特性可以帮助将使用者头部与传递到使用者头部的破坏力隔离开。
在一些形式中,这可能帮助限制刺激性振动和/或可能帮助于保持使用者头部稳定(例如,并且不会由于振动而移动),以改善增强现实系统的体验。
此外,可用于控制和/或为显示单元912供电的电子部件911不必位于邻近气流发生器906。例如,电子部件911可位于系统910前侧的显示单元912附近,如图34所示。在这种情况下,稳定结构914进一步包括呈导管917形式的空气引导装置,其联接至气流发生器,以使气流发生器能够将空气引导到一个或多个头戴式显示单元912附近的一个或多个选定的区域。例如,导管917可以将空气(即通风908)引导到电子部件911。导管917可以进一步将通风908的一部分引导到使用者“U”或进入使用者’U’和显示单元912之间的空间901。
空间901可以指存在于显示单元912与使用者面部之间的空间体积。空间901的体积因此可以取决于使用者将系统910穿戴在他们鼻部上的位置、显示器912的厚度和/或接触使用者前额和/或脸颊的显示器部分。
在图33所示的示例中,该空间被示为存在于显示器912的后表面(例如,如图33所示的右侧)与使用者皮肤之间。因此,空间901在邻近显示器912的侧向边缘处可能更大,其中到使用者面部的距离离显示器912更远(例如,由于面部弯曲)。
在一些形式中,可弹性变形材料可用于与气流发生器906没有特别关联的系统910的其他位置。例如,可弹性变形材料可围绕或部分围绕导管917,以最小化由空气输送所引起的任何振动。
导管917(即引导装置)可以通过端口(即导管917中的开口)将气流908引导至例如使用者“U”。导管917可以包括至少一个端口,以允许气流发生器通过该端口将空气吸入导管917中,和/或通过端口将空气从导管中引出。
在一些形式中,导管917的开口可以面向空间901。当将空气引导向使用者时,导管917的开口排放到空间901中。例如,导管917可以将空气大致引导向使用者的鼻部(例如,显示器912的中心)。空间901中的空气然后可以排出空间901。可替代地,如果气流发生器901正在将空气抽出空间901,则导管917的开口可以定位成从管道的中心接收空气。空间(例如,邻近使用者的鼻部)。另外,气流发生器901可以将空气从空间901外部的环境中抽吸到空间901中,然后进入导管917的开口中。
例如,系统910的一些形式可以包括气流发生器906,其将通风908沿着管道917引导到邻近使用者面部的端口。该通风908可以提供气流以冷却使用者“U”和/或电子部件911。例如,通风908可以吹入空间901并穿过使用者“U”的鼻部、眼睛和/或脸颊。特别地,鼻梁可以与显示单元912接触(参见例如图33),并且通风908可以帮助冷却使用者“U”并减少沿着鼻梁的不适(例如由于汗水)。
在其他示例中,系统910可以包括气流发生器906,其从空间901抽吸空气并朝向气流发生器906。例如,与显示单元912相关联的电子部件911可以在使用期间输出热量。由于显示单元912邻近使用者“U”的面部,热量可能聚集在该空间中,这可能会给使用者“U”带来不适。气流发生器906可以将空气从空间901抽走,以限制使用者“U”的不适。
在又一个示例中,气流发生器906的方向可以由使用者“U”调节。例如,系统910可以包括控制装置(例如按钮、开关等),该控制装置可以选择性地调节气流发生器906的旋转方向以便改变通风908的方向。气流发生器906的旋转方向可以被无线控制(例如,通过智能手机上的应用程序)。在又一示例中,可以使用程序来控制气流发生器906的旋转方向。例如,控制器与布置在空间901中或邻近空间901的温度传感器或热敏电阻通信,其可以基于热敏电阻测量的温度引导气流发生器906在特定方向上旋转。在又一个示例中,控制器、机械控制装置和/或无线控制装置可以控制气流发生器906的旋转方向。
在一些形式中,导管917可以包括多个开口,每个开口都用作端口。例如,导管917可以包括一系列聚集在一起的小开口,每个小开口排出和/或吸入通风908。
在一种形式中,多个开口可以将通风908分散在比单个端口更宽的区域上。例如,可以使用多个端口来引导通风908穿过使用者面部的更宽区域,以便为使用者面部的更大部分提供冷却。可替代地或附加地,可以使用多个端口将通风908引向使用者的面部和电子部件911,以便使用单个导管为每个端口提供冷却。
在一种形式中,导管917中的多个端口可以在使用者头部的任一侧对称地间隔开,以便向使用者头部的任一侧提供基本相同的通风908气流。
在一些形式中,导管917(或多个导管)的开口可以位于定位和稳定结构914的刚性化部分915的内部(例如,参见图32和图33)。例如,如图34所示,导管917的开口在图示的方向上是不可见的。
在某些形式中,系统910可以包括从显示器912向使用者面部延伸的遮光罩或类似结构。遮光罩可以限制外部光到达显示器和/或限制来自显示器的光到达外部环境(例如,空间901之外)。这可以帮助限制对使用者和/或使用者周围的人的干扰(例如,如果在暗室中使用显示器912)。
在图34中,遮光罩可以是连接在显示器912和刚性化部分915之间的曲面。导管917的开口可以位于遮光罩下方。穿戴时,遮光罩可能会接触或邻近使用者的前额。然后可以保持遮光罩以将从导管917排出的空气流引导到空间901中。例如,这可以增加冷却效果,因为来自导管917的空气离开空间901的能力受到限制。由于显示器912可能不会与使用者面部形成完全密封(例如,气密密封),所以当引入新空气时空气能够逸出空间901。
类似地,如果将空气引向气流发生器906,遮光罩可以帮助将空气引向导管917的开口,从而可以将其从空间901中移除。
气流发生器906可以包括壳体并且导管917集成在壳体内。在一些形式中,壳体可以至少部分地沿着定位和稳定结构914延伸,并且至少一个端口可以是一体地形成在壳体中的至少一个开口。在一些形式中,壳体可以仅围绕气流发生器906延伸,使得导管917和至少一个端口中的至少一些在壳体之外。
稳定结构914可以包括至少一根导线,用于连接气流发生器906和电源,例如电池。导线可以在气流发生器和电源之间提供电连通,诸如用于电力和/或信号。线可以包含在定位和稳定结构的一部分内。导线可以包括相对薄的横截面,以保持低剖面并且不会让使用者感到不舒服。导线可以被配置为使得它们的刚度与支撑定位和稳定结构的刚度相比相对较小,从而不会显著妨碍定位和稳定结构与使用者面部贴合。在一个示例中,导线可以是柔性印刷电路(FPC)的形式。
导线可以从中央控制器向气流发生器906提供控制信号。可以相对于气流发生器提供一个或多个传感器(例如压力传感器),用于通过导线将信号传送到中央控制器。设想压力传感器可以替代地是被配置为感测空气不同特性的传感器,例如温度传感器(例如,上述热敏电阻)、流速传感器等。例如,可以提供温度传感器来感测电子部件的过热,从而保护增强现实系统免受损坏。可替代地,(并且如稍后详细描述的)温度传感器可以检测使用者的温度。因此,温度传感器可以定位在邻近电子部件以感测它们的温度,和/或温度传感器可以定位在邻近使用者面部以感测使用者的温度升高。如上所述,这些测量可用于控制气流发生器906的速度和/或旋转方向。
在某些形式中,气流发生器906可以仅被控制(例如,通过控制器、通过远程设备和/或通过开关)以在特定时间操作。换言之,当系统910处于使用中时,气流发生器906可能不会持续操作。气流发生器906可以仅在某些条件下提供通风908以便保存电能。例如,气流发生器906可以仅在电子部件的温度超过阈值时和/或当使用者“U”指示温度不舒适时才提供通风908。这也可以限制使用者“U”所经历的噪音和/或振动干扰。
返回图33,气流发生器906安装在增强现实显示系统910的前侧并用作显示单元912的配重。作用在气流发生器906的质量上的重力将扭矩施加到稳定结构914的刚性化部分915围绕使用者’U’的耳上基点。该扭矩将向上的力施加到显示器912,从而减小使用者鼻梁上的支撑力。即,刚性化部分915充当杠杆,向显示器912施加提升力,以减小显示器912施加到使用者鼻部的支撑力。因此,气流发生器906的重量平衡了显示器912的重量,从而为使用者提供更大的舒适性。
此外,刚性化部分915可以支撑气流发生器的重量,使得气流发生器保持在期望位置,并且只有异常的外力才能破坏,例如,将增强现实系统从使用者头部/面部的期望位置置换出来。
图34中所示的增强现实显示系统910’进一步包括枢轴绑带921,其在枢轴点919处连接至支撑结构914,位于前侧的显示单元912和后侧的气流发生器906之间,在使用者头部的顶骨区域中。枢轴绑带921被配置为在气流发生器906上方的位置接合使用者头部。
在一个示例中,当被使用者使用时,枢轴点919直接位于使用者的耳上基点之上或之后。与参考图33描述的平衡效果类似,气流发生器906的重量在刚性化部分915上围绕枢轴点919产生扭矩,从而将提升力施加到显示器912。即,枢轴点919形成一个支点,允许刚性化部分915用作杠杆以向显示器912施加提升力。提升力减小了对使用者鼻部的支撑力,从而提高了使用者的舒适性。此外,枢轴点919允许减少在使用者耳朵上施加的力,从而进一步提升使用者的舒适性。
在一些示例中,枢轴绑带921用作附加电子部件或能量存储设备的安装结构。例如,如图34所示,电池923可以安装在枢轴绑带921上。
在某些形式中,导管917中的至少一个端口或开口可以沿着枢轴绑带921引导,以便为电池923(或其他电气元件)和/或使用者头部提供冷却。
可以使用任何合适的冷却风扇或电机来构造气流发生器906。例如,气流发生器906可以是压电气流发生器、具有蜗壳的轴向或离心泵、或任何其他合适的气流发生器。在一些形式中,气流发生器可以是可控的无刷直流电动机,其中一个或多个叶轮容纳在蜗壳中。在另一个示例中,气流发生器可以包括无刷直流电动机,其具有一个或多个叶轮和定子叶片,并且容纳在壳体中。气流908的典型流速为每分钟1-20升/分钟(l/min)。
在图32中,通风908被示出为仅在单个方向上移动。然而,在一些示例中,气流发生器906被配置为在多于一个方向上产生气流。例如,图35示出了产生双向通风908’的气流发生器906’。在某些情况下,双向通风908’可能优于通风908,具体取决于电子部件911的布局和冷却要求,以便向系统910和/或使用者“U”的更大区域提供冷却流。
在一些形式中,气流发生器906可以是大致圆柱形的并且包括电机,所述电机在电机的任一端具有叶轮。在这种形式中,叶轮串联布置在轴上,使得叶轮同时由电机驱动。在气流发生器被配置为产生双向通风的形式中,电机可以包括位于电机任一端的叶轮,叶轮布置为在由同一轴驱动的同时产生彼此方向相反的空气流。例如,电机任一侧的叶轮叶片可以具有镜像叶片布置。
在气流发生器906仅在单一方向上产生的替代形式中,叶轮可以被布置为仅从电机的一侧产生气流。在这种形式中,电机任一侧的叶轮叶片可以具有相同的叶片布置。通过这种方式,气流发生器的两侧产生相同方向的通风。
设想气流发生器906可以包括两个电机,其中每个电机驱动一组(或单个)叶轮。此外,增强现实系统可以包括多于一个布置在稳定结构914上的气流发生器。例如,在一些形式中,气流发生器906可以被布置在相对的颞臂上(即,每个臂上有一个气流发生器906)。
当使用多于一个气流发生器906时,气流发生器906可以以较小的形式(即尺寸和重量)提供,例如两个气流发生器906可以产生与单个气流发生器906相同的流速、压力等(在尺寸和重量上大于较小的形式)。有利地,较小的气流发生器906可以在定位和稳定结构914上间隔开以策略性地平衡系统910。例如,较小的气流发生器可以放置在每个颞臂上,使得在使用中臂围绕使用者头部保持平衡。使用多于一个(即多个)气流发生器906的另一优点是,通过将较小的气流发生器906的重量分布在使用者头部周围(即在多个位置),使用者可能不太清楚(例如两个)气流发生器906的总重量。换言之,如果气流发生器906的重量被分布,则它们的感知重量可以更小。
电机可以包括平行流动路径中的多组(即,级)小直径叶轮。平行级布置可以允许气流发生器产生足够的压力来引导通风908通过导管917并且进一步促进双向通风。这对于增强现实系统的形式可能特别有利,其中待冷却的电子部件被布置在远离气流发生器906的导管中,即与气流发生器906相隔很远距离并通过导管917连接。在这种形式中,由气流发生器906产生的压力必须足够大以沿导管917的长度抽吸空气。举例来说,当待冷却的电子部件间隔更邻近气流发生器906时,管道长度将更短,并且需要由气流发生器906产生相对较低的压力。气流发生器906进一步包括一个或多个入口和出口,分别用于将空气吸入气流发生器906以及从气流发生器906向外产生空气。如图35所示,气流发生器906’可由此形成流动路径,由此空气通风进入气流发生器入口,经过叶轮(和电机的其他部件,例如定子),并离开气流发生器出口(由气流908’表示)。
图36示出了适用于虚拟现实系统的头戴式显示器1010的替代实施例。显示单元1012包括使用者接口结构1013,使用者接口结构1013被构造和布置为与使用者面部相对。使用者接口结构1013围绕显示器延伸,所述显示器包含于显示单元壳体1022中。使用者接口结构1013可以围绕显示器延伸并限定显示器的观察开口。使用者接口结构1013围绕使用者的眼睛延伸,并且可以与使用者面部接合,例如,沿着使用者的鼻部、脸颊和/或前额以限定封闭结构。在使用中,被困在使用者和显示单元6812之间的封闭结构中的空气会由于使用者的体温和/或显示单元6812中的电子部件而变热。这种被加热的、被困住的空气成为令使用者感到不适的来源。
类似于以上参照本技术的第九示例(例如,图32至图35)描述的布置,头戴式显示系统包括空气移动装置或气流发生器1006(类似于气流发生器906)。气流发生器1006提供压力大于环境压力的气流。例如,气流发生器1006产生空气通风以促进系统1010和/或使用者的散热。通风可以被转移到显示单元1012内的电子部件上,以将部件保持在合适的操作温度内和/或防止电子部件的过多热量暴露给使用者。
如上所述,气流发生器1006产生空气通风1008。通风1008的一部分通过一个或多个导管1017被引导到显示单元1012的封闭空间。通风1008的这一部分置换结构中的封闭空间中的截留空气,从而有助于在封闭的空间中为使用者保持舒适的温度。
在其他形式中,气流发生器1006可以产生朝向气流发生器1006并远离显示单元1012的封闭空间的通风1008。如上所述,显示单元1012的电子部件可以产生热量,可以通过通风1008消除热量。
在适用于虚拟现实系统的头戴式显示器1010的替代实施例中,气流发生器1006可以与虚拟现实系统隔开并由虚拟现实系统悬挂,使得气流发生器1006产生的振动与使用者面部隔离。以这种方式将气流发生器1006与使用者面部分开还可以抑制气流发生器1006在使用中产生的声音,以提高使用者的舒适性。
气流发生器1006可以通过可弹性变形的材料(例如硅)与虚拟现实系统1010隔开并相对于虚拟现实系统1010悬挂。可变形材料可以帮助系统1010吸收气流发生器1006的运动或振动,以在使用期间稳定虚拟现实系统1010。例如,在气流发生器1006的操作期间,如果气流发生器1006没有至少部分地与使用者头部隔离,则电机产生使用者可能感觉到的离心力。可弹性变形材料对气流发生器1006的间隔(或悬挂)可以允许减弱由电机产生的离心力,使得使用者在使用中不太可能感知到这种力。
此外,在使用期间气流发生器1006能够具有高旋转速度和/或控制系统可以频繁改变旋转速度使得与速度变化相关联的扭矩导致气流发生器1006相对于使用者头部移动的情况下,用具有振动隔离和/或阻尼特性的材料将气流发生器1006与虚拟现实系统隔开可能是有利的。因此,材料的减振特性可以帮助将使用者头部与传递到使用者头部的破坏力隔离开。
在一些形式中,气流发生器1006可以包括按钮或开关形式的一个或多个输入装置以允许使用者与气流发生器1006交互。例如,可以提供按钮,使使用者能够开启或关闭气流发生器1006的电机,以改变气流发生器1006的旋转方向,和/或改变气流发生器1006的旋转速度。有利地,这可以允许使用者通过手动控制气流发生器1006是否正在操作,来节省虚拟现实系统中的电池电量。这也可以帮助减少由气流发生器1006产生的可能干扰使用者的噪声和/或振动干扰。
在替代形式中,(并且如前所述)气流发生器1006可以通过控制系统自动操作。控制系统可以例如在电子部件温度在使用期间升高时自动调节例如电机的转速,以影响穿过电子部件的气流。如关于先前形式所描述的,控制系统可以操作气流发生器1006以使其不连续操作,并且可以仅在测量温度超过阈值时操作气流发生器1006。这可以帮助节省电能、降低噪音和/或最小化振动。
控制系统可以包括中央控制器,该中央控制器被配置为实施一种或多种算法,该算法表示为存储在诸如存储器的非暂时性计算机可读存储介质中的计算机程序。在一些形式中,中央控制器可以集成在增强现实系统中,而在其他形式中,中央控制器可以远离虚拟现实系统操作。
在一些形式中,中央控制器可以是与操作头戴式显示器1012的控制器相同的控制器,或者可以与操作头戴式显示器1012的控制器通信。控制器可以基于头戴式显示器1012的输出而控制气流发生器1006以输出通风1008。换言之,气流发生器1006可以有助于使用者的沉浸式体验,并且可以根据使用者正在头戴式显示器6812上观看的内容来提供通风1008。
虚拟现实系统形式的头戴式显示系统1010的稳定结构1014可以包括至少一根导线,用于连接气流发生器和电源,例如电池。这可以允许电源与显示器1012隔开一定距离,以便平衡头戴式显示器1012。
导线可以在气流发生器1006和电源之间提供电通信,例如用于电力和/或发送信号。导线可以包含在定位和稳定结构1014的一部分内。导线可以包括相对薄的横截面,以保持低剖面并且不会让使用者感到不舒服。导线可以被配置为使得它们的刚度与支撑定位和稳定结构1014的刚度相比相对较小,从而不会显著地阻止虚拟现实系统1010的定位和稳定结构1014符合使用者面部。在一个示例中,导线可以是柔性印刷电路(FPC)的形式。
导线可以从中央控制器向气流发生器1006提供控制信号。中央控制器可以定位在虚拟现实显示单元1012内,或者在定位和稳定结构1014周围。
可以相对于气流发生器1006提供一个或多个传感器,例如温度传感器,用于通过导线将信号传送到中央控制器。设想温度传感器可以定位在显示器1012内,以检测显示器和使用者面部/眼睛之间的空间中的空气过热。有利地,可以利用处于该位置的传感器(通过控制系统)来触发/激活气流发生器1006以产生气流并将气流引导到显示器1012中以冷却与使用者面部接触的空气,进而提高使用者的舒适性。
如下所述,根据本技术示例的头戴式显示系统1010被构造和布置为提供平衡系统,即,在沿着使用者头部和/或面部的任何单个点处不会过紧的系统。即,根据本技术示例的头戴式显示系统1010提供了更均匀的贴合,其被构造和布置为将压力分布在使用者头部的更多部分上以减少热点或局部应力点。
此外,根据本技术示例的头戴式显示系统包括柔软和柔性(例如弹性)材料(例如可呼吸材料,例如织物泡沫复合材料),其被构造和布置为允许更贴合使用者头部和缓冲以获得舒适性。此外,根据本技术示例的头戴式显示系统1010包括简单的调节机构,以方便在使用者头上进行调节并允许宽的贴合范围。
在图36所示出的示例中,定位和稳定结构1014包括:后支撑结构1016(也称为后支撑箍),该后支撑结构1016适于接触使用者头部的区域(例如,可定位在使用者头部的冠部);以及至少一个连接器,其被构造和布置为将后支撑结构1016与虚拟现实显示单元1012互连。在图示的示例中,至少一个连接器包括:相对的颞连接器1018,所述相对的颞连接器1018设置在使用者头部的相应侧上,以将后支撑箍1016互连至显示单元1012的显示单元壳体1022的相应后边缘区域1020;以及任选的前额支撑连接器1024,其延伸穿过使用者的额骨以将后支撑箍1016与显示单元壳体1022的上边缘区域1021互连。然而,应当理解,可以提供更多或更少的连接器来将后支撑结构1016互连到虚拟现实显示单元1012。
相对的颞连接器1018中的每一个包括颞臂1026。每个颞臂1026包括前端1028和后端1030,所示前端1028安装到显示单元壳体1022的相应后边缘区域1020,所示后端形成可释放联接器的一部分以将颞臂1026连接至后支撑箍1016。
每个颞臂1026包括刚性件1032、织物部件1034和突片1036,所述突片1036布置在后端1030处用于连接至后支撑箍1016。在一个示例中,每个颞臂1026的一部分在使用中与邻近耳上基点的使用者头部区域相接触,即在使用者的耳朵上方。在一个示例中,颞臂1026被布置为在使用中大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面延伸并且在颧骨上方,即在使用者的颧骨上方。
气流发生器1006安装在后支撑箍的下部,邻近使用者头部的枕骨部。通过这种方式,气流发生器安装在与虚拟现实显示器1012相对的头部的一侧(例如,邻近使用者的枕骨)以充当显示器单元1012的平衡重量。气流发生器1006的质量向稳定结构1014的颞臂1026的刚性化部分1032施加扭矩。扭矩向显示器1012施加向上的力,从而减小使用者鼻梁上的支撑力。即,刚性化部分1032充当杠杆,向显示器1012施加提升力,以减小显示器1012施加到使用者鼻部的支撑力。因此,气流发生器1006的重量平衡了显示器1012的重量,从而为使用者提供更高的舒适性。
此外,刚性化部分1032可以支撑气流发生器的重量,使得气流发生器保持在期望的位置,并且只有异常的外力能够破坏,例如将虚拟现实系统从使用者头部/面部的所需位置置换出来。
在一些形式中,导管1017可以定位在后支撑结构1016和/或颞连接器1018的外表面上。例如,导管1017可以在使用时暴露并且可见。这可以允许使用者查看导管1017的内部并确定是否需要清洁。
在某些形式中,显示单元壳体1022可以包括开口,该开口允许管道1017穿过显示单元壳体1022。管道1017的开口因此可以位于显示单元壳体1022内,以便允许气流进入显示单元壳体1022和/或离开显示单元壳体1022。
在一种形式中,导管1017的开口可以朝向显示单元壳体1022的中心(例如,使用者的鼻部所在的位置)方向。这可以允许离开导管1017的气流被引导到显示单元壳体1022内的空间的中心(例如,并且经过显示器1012和/或使用者)。尽管虚拟现实显示系统1010可以比增强现实显示系统910(如上所述)更邻近使用者的皮肤,但是在使用者和显示单元壳体1022之间仍然可能存在空间(例如,参见图36-1中的空间1001),其中空气能够逃逸到外部环境中。类似地,在气流发生器1006将空气吸入显示单元壳体1022并朝向气流发生器1006的情况下,该空间可以允许空气进入显示单元壳体1022。
在一些形式中,导管1017可以定位在后支撑结构1016和/或颞连接器1018内。例如,后支撑结构1016和/或颞连接器1018可以覆盖和/或包围导管1017,使得它没有暴露。这可以提供更美观的视图。导管1017也可以被缓冲材料(例如,泡沫)包围,以限制对使用者的刺激。
在某些形式中,显示单元壳体1022可以包括开口,该开口允许导管1017从颞连接器1018的内部穿过显示单元壳体1022。导管1017的开口因此可以位于显示单元内,以便允许气流进入显示单元壳体1022和/或离开显示单元壳体1022。
参考图37至图39,公开了根据本技术的第十一示例的用于头戴式显示系统2000的定位和稳定结构2014的另一实施例。头戴式显示系统2000与图3A-3C所示的第一实施例的主要区别在于:定位和稳定结构2014包括可定位于跨过使用者头部的额骨和顶骨两者的冠支撑箍2003。颞冠支撑连接器2042将冠支撑箍2003与相对的颞连接器2018互连。
尽管图37至图39中的第十一示例的头戴式显示系统2000采用虚拟现实显示系统的形式,但它同样可以应用于增强虚拟现实显示系统。在这种形式中,冠支撑箍2003可用于支撑例如气流发生器(如上所述)、头戴式显示系统的的部件或电池等。有利地,冠支撑箍2003可以为定位和稳定结构提供支撑,使得上述部件的重量可以稳定地支撑在使用者头部上。例如,冠支撑箍2003可以在使用者头部上提供附加的“锚”类型区域,使得上述部件的附加重量不太能够使显示单元相对于使用者的眼睛移动(例如,错位、歪斜等)(在使用时)。此外,冠支撑箍2003可以为上述部件提供附加的附接点,使得它们可以位于相对于显示单元的最佳位置,例如以平衡显示单元的重量。
在一些形式中,气流发生器可以相对于显示器1012安装,如先前在本技术的第十示例中所述。
前额支撑连接器2024延伸穿过使用者的额骨,以将冠支撑箍2003与显示单元壳体2022的上边缘互连。前额支撑连接器2024可以以与定义在先前实施例中的前额支撑连接器相同的方式使用,例如根据图3A所示的前额支撑连接器24。即,可以调节前额支撑连接器的长度,以使定位和稳定结构适合不同尺寸的头部。
在图37至图39所示的定位和稳定结构2014的进一步实施例中,冠支撑箍2003可以具有环状形式(例如,光环形状)并且被布置为具有三维轮廓曲线以适合于使用者头部的形状,特别是跨越使用者的额骨和顶骨,即使用者的头顶。箍2003包括邻近使用者头部顶骨的顶骨部2038和邻近额骨的额骨部2001。
冠支撑箍2003的三维形状可以具有大致圆形的三维形状,在使用中适合于罩住使用者头部的顶骨和额骨。术语“三维”是指冠支撑箍被成形为沿冠状面从使用者头部的左侧延伸至右侧,并沿矢状面从使用者头部的前部延伸至后部。
支撑箍2003与额骨和枕骨接合,以将箍2003保持在适当位置,并防止定位和稳定结构2014在使用中从使用者头部滑落。特别地,额骨部2001与额骨接合,以将箍2003保持在适当位置,并防止显示单元2012在使用中从使用者头部的面部滑落。此外,顶骨部2038可以在使用中抓住或越过使用者顶骨的上部,从而防止定位和稳定结构在使用中从使用者头部滑回。
在一些形式中,冠支撑箍2003可以形成有倒置的光环形状。如图37和图38所示,冠支撑箍2003可以在使用者头部的前部和后部区域之间弯曲。在所示示例中,冠支撑箍2003在前部和后部区域处位于使用者头部的较高处(例如,更上面),而在中间则较低(例如,因此形成弓形)。
图37和图38中所示的弯曲可以是图39中所示的弯曲的补充,其中冠支撑箍2003可以形成为圆形或椭圆形。这两个弯曲一起可以形成“倒晕”形状。这些弯曲可以形成更宽的开口,使得冠支撑箍2003可以靠在使用者头部的下方。反过来,这可能有助于为使用者头部提供更多的稳定性。
这可以为冠支撑箍2003提供三维形状,因为在两个相交(例如垂直)轴周围存在弯曲。在一些形式中,冠支撑箍2003即使在不被使用者穿戴时也可以保持三维形状。
图37至图39的另一实施例进一步包括后支撑箍2016,其具有与图3A所示的后支撑箍16的实施例类似的结构。即,后支撑箍2016包括环状形式,该环状形式被布置为具有三维轮廓曲线以适合使用者冠的形状。图37至图39中的另一个实施例的后支撑箍2016包括顶骨部,该顶骨部与冠支撑箍2003的顶骨部2038连续。换言之,冠支撑箍和后支撑箍共用顶骨部2038。
后支撑箍2016可以向邻近使用者枕骨的使用者头部的下部延伸。如图37和图38所示,后支撑箍2016的一部分可以延伸到使用者的耳朵下方并覆盖使用者的枕骨。张力可以将后支撑箍2016拉入使用者头部,以将其固定到位(例如,限制沿上下方向的滑动)。
在一些形式中,后支撑箍2016即使在未穿戴时也可以包括三维形状,类似于冠支撑箍2003。三维形状提供弯曲形状(例如,其可以对应于使用者头部的不同弯曲),并允许后支撑箍覆盖顶骨和枕骨,以增加使用者头部的稳定性。
冠支撑箍2003方向在大致水平的方向上,即布置在大致平行于法兰克福水平面的水平面中。箍的这种布置适当地使箍在使用中穿过使用者头部的额骨和顶骨,以支撑由显示单元2012(在使用者头部的前部)和电池组的重量施加的垂直负载2015(在使用者头部的后部)。由这些重物施加的负载可以通过颞冠支撑连接器2042和前额支撑连接器2024起作用。
图37至图39的另一实施例与先前公开的实施例(例如图3A-3C)的不同之处在于:三维冠支撑箍2003可提供的动态稳定性比前额支撑绑带48更大。即,在图3C所示的实施例中,前额支撑绑带48主要沿着使用者头部的矢状面延伸,当使用者例如向前或向后移动他们的头。前额支撑绑带48不以与图37至图39中的进一步实施例的冠支撑箍2003相同的方式沿冠状面延伸。因此,例如当使用者从左向右移动他们的头部时,图3C的前额支撑绑带可以提供较少的动态支撑。
有利地,另一个实施例的冠支撑箍2003延伸穿过矢状面和冠状面,以便“罩住(cup)”围绕使用者的头顶。通过这种方式,当使用者例如在使用头戴式显示器时移动其头部,箍2003可以在所有方向(即,从前到后以及从一侧到另一侧)稳定头戴式显示器。
如图39中最佳所示,箍2003可以是圆形的(当从头顶观察时),以便围绕使用者头部的一部分横穿。在一些形式中,箍2003可以是有弹性的(例如,氯丁橡胶材料,或其他织物泡沫复合材料),以便被弹性拉伸以符合使用者头部的类球形形状。通过这种方式,箍可以提供为“通用尺寸”部件,从而使箍的形状适合头部的形状。
在一些形式中,箍2003可以被提供为单件材料,例如织物,使得箍2003可以围绕使用者头部不间断地延伸(例如,没有调节部分)。这可以最大限度地增加箍与使用者头部之间的接触,以提高箍在使用者头部的“抓力”。这可以提高箍2003的稳定性,进而提高头戴式显示器在使用时的稳定性。
在一些形式中,冠支撑箍2003和绑带2042可以配置有刚性件(未示出),以在箍2003和绑带2042中提供局部刚度。有利地,刚性化元件可以防止头戴式显示器的一些区域以例如方向或幅度的方式移动,在使用时可能会破坏头戴式显示器的稳定性。
在一些形式中,冠支撑箍2003可以包括连续的刚性件,使得冠支撑箍2003的形状基本上不能改变。例如,弓形(例如,光环)形状可能不会因为使用者穿戴冠支撑箍2003而改变(例如,拉伸和变形受到限制)。这可以有助于将冠支撑箍2003始终定位在使用者头部上。
在一些形式中,冠支撑箍2003可以仅部分地刚性化。这可以允许冠支撑箍2003的部分弯曲和/或伸展,同时保持冠支撑箍2003的其他部分刚性。例如,冠支撑箍2003的前部和后部可以包括刚性件,而其余部分可以不包括。如图39所示,这可以包括邻近前额支撑连接器2024和/或电池组2015的刚性件,并且可以不包括邻近连接器2042的刚性件。
在一些形式中,定位和稳定结构2014的其他部分,如后支撑箍2016,可以包括刚性件。例如,后支撑箍2016可以接触使用者头部的后部(例如,覆盖枕骨)。至少沿着该部分的刚性件可以帮助将后支撑箍2016锚定到使用者头部(例如,以限制使用期间的移动)。
在图37至图39所示的形式中,颞冠连接器2042大致延伸穿过使用者的颞骨,以将冠支撑箍2003与颞连接器2018连接起来。在图37至图39所示的形式中,连接器2042将箍2003与颞臂2026隔开。换言之,箍2003和臂2026间隔开,并且连接器2042在箍和臂处连接的空间之间延伸。
颞冠连接器2042位于使用者头部的两侧(如图39所示)。有利地,连接器2042通过将箍2003连接至颞连接器2018而为冠支撑箍2003提供侧向支撑。这种侧向支撑可以防止箍2003在使用期间移动或滑动到使用者头部的左侧或右侧(即相对矢状面)。
在一些形式中,如图37所示,连接器2042可以是静态的并且将箍2003和臂2026固定在彼此相距预定距离处。在一些其他形式中,如图38所示,连接器2042是可调节的并且操作以改变箍2003和臂2026之间的距离,使得定位和稳定结构2014可以适应不同的头部尺寸。此处描述的可调节性同样可用于其他形式的头带(例如,用于增强现实等)。
例如,连接器2042可以是弹性的并且可以基于使用者头部的大小进行拉伸,以实现适当的贴合。连接器2042可以在使用之前从第一长度开始,并且在使用者穿戴时基于使用者头部的大小拉伸到第二长度(即,比第一长度更长)。当使用者移除箍2003时,连接器2042可以恢复到它们的原始尺寸。这可以通过连续穿脱来重复。另外,这可以允许具有不同尺寸头部的多个使用者使用相同的箍2003。在其他示例中,连接器2042可以包括钩环材料,使得使用者可以选择性地调节长度。
在某些形式中,一个或多个连接器2042可以形成有刚性件。例如,连接器2042可以由刚性材料形成,该刚性材料可以包围在柔性材料中。这可能涉及由织物覆盖的刚性塑料件,以实现刚性和舒适性。连接器2042可以替代地由具有选择性缝合以限制延长和增加刚度。
在一种形式中,连接器2042可以仅在某个方向和/或仅沿连接器2042的一部分是刚性的。这可以允许某些调节而同时限制其他调节。例如,连接器2042可以在侧向方向(例如,朝向或远离使用者的头部)相对刚性并且可以沿长度至少部分地是柔性的(例如,拉伸以增加长度)。
在一种形式中,连接器2042可以沿着长度的一部分被刚性化,使得长度可以部分地延伸但在有限的区段中。这可以控制总长度延伸,使得连接器2042不会过度拉伸。当定位和稳定结构2014具有不同尺寸(例如,小、中、大等)时,这可能是有益的。例如,穿戴太小的定位和稳定结构2014的使用者可能会过度拉伸连接器2042以适合他们的头部。当这样做时,连接器2042可能会断裂和/或定位和稳定结构2014的剩余部件可能不适合使用者头部。允许有限的延伸可以向使用者发出信号,表明他们需要不同(例如,更大)尺寸的定位和稳定结构2014。
在一种形式中,臂2026可以是未刚性化的或部分刚性化的,使得它们可以拉伸,以便长度可调节以适应不同尺寸的头部。臂2026可以被部分地刚性化,以允许延伸到某一点,然后绑带在该点变得刚性。这可以限制臂2026过度张紧,并且如果臂2026在达到极限时不够紧,则提醒使用者使用不同尺寸的定位和稳定结构2014。
参考图38中所示的形式,定位和稳定结构2014的可调节连接器2042包括颞冠绑带2040,以将冠支撑箍2003与颞臂2026连接。颞冠绑带2040可以例如通过焊接接头连接至冠支撑箍2003,并且可以通过调节机构2062连接至臂2026。
在图38所示的形式中,调节机构2062包括在每个颞臂2026中的孔眼2044。绑带2040在使用中穿过孔眼2044,并且可以通过拉动更多或更少的连接器2042穿过一个或两个孔眼2044,来调节孔眼2044和箍2003之间的连接器2042的长度。连接器2042可以在穿过臂2026中的孔眼之后固定到其自身,例如,使用钩环紧固装置。
绑带2040是可调节的,以实现控制颞冠连接器2042的尺寸。因此,可以调节绑带,以在使用中改变显示单元2012的位置。例如,可以调节带2040,以升高或降低壳体2022的后边缘区域2020,使得显示器相对于法兰克福水平面成角度。在另一个示例中,绑带2040可以与前额支撑连接器2024一起调节,以升高或降低显示单元2012相对于使用者鼻部的位置。
有利地,调节显示单元2012的位置可以使显示单元壳体2022远离使用者的鼻部移动,以减轻在面部、鼻部或脸颊中的任一个上感觉到的压力。特别地,可以调节前额支撑连接器2024,以缩短或延伸显示单元2012与颞冠绑带2040之间的距离,从而调节箍2003和臂2018之间的距离。颞冠绑带2040和前额支撑连接器2024都将显示单元2012固定在适当位置,使得显示单元不会在使用者头部上向下或侧向滑动。
可调节绑带2040(在定位和稳定结构的一侧或两侧)的长度可以调节,以有效地改变后支撑箍2016的尺寸。例如,拉动更多的连接器2042通过一个或两个孔眼2044有效地减小了后支撑箍2016的类似圆周的尺寸。这样的尺寸变化可以提高后支撑箍在具有较小头部尺寸的使用者上的贴合性。相反,拉动更少的连接器2042通过一个或两个孔眼2044有效地增加了后支撑箍2016的类似圆周的尺寸。这种尺寸变化可以改善后支撑箍在较大尺寸头部上的贴合。
绑带2040的调节允许后支撑箍2016的尺寸(即圆周长度)被调节,并且还允许显示单元2012相对于使用者的鼻部移动。顶骨绑带2038被后支撑箍2016和冠支撑箍2003共享导致了这种双重调节。换言之,顶骨部2038形成后支撑箍和冠支撑箍的一部分。在一些形式中,可以独立于对绑带2040进行的调节,来调节后支撑箍2016的尺寸,以调节显示单元2012相对于使用者鼻部的位置。
在图37至图39所示的另一实施例中,定位和稳定结构2014的前额支撑连接器2024包括前额支撑绑带2048,该前额支撑绑带2048延伸穿过使用者的额骨以将冠支撑箍2003与显示单元壳体2022的上边缘互连。例如,绑带2048可以通过焊接接头连接至冠支撑箍2003的额骨部601,并且可以通过调节机构2050连接至壳体2022。
绑带2048是可调节的,以实现对前额支撑连接器2024的尺寸控制。如图37至图39示意性表示的,绑带2048在使用中穿过上部的前额突片部分2054中的前额支撑孔2052。在显示壳体2022的边缘区域。绑带2048可以在穿过突片中的孔之后固定到自身,例如,使用钩环紧固装置。
可以通过拉动或多或少的绑带2048穿过突出物2054来调节在突片2054和箍2003的额骨部601之间的绑带2048的长度。因此能够调节绑带以升高或降低显示单元2012相对于使用者的鼻部的位置。有利地,这种调节可以将显示单元壳体2022从使用者的鼻部移开,以减轻在面部、鼻部或脸颊上感觉到的压力。前额支撑连接器2024将显示单元2012固定在适当位置,使得显示单元不会在使用者头部上向下或侧向滑动。
图40A-图40D和图41A-图41H示出了根据本技术的第十二示例的头戴式显示系统3000。在这些特定示例中,头戴式显示系统3000被配置为用作虚拟现实(VR)头戴式耳机,但除非上下文另有明确要求,否则本文的公开应理解为适用于为AR配置的头戴式显示系统或另一种扩展的或人造的现实。这些示例中的每个示例中的头戴式显示系统3000包括头戴式显示单元3200。头戴式显示单元3200可以包括显示器,该显示器被配置用于VR,例如如上所述。
在一些示例中,例如图40D和图41A-图41H中所示的示例,头戴式显示系统3000进一步包括电池组3515。电池组3515被配置为为头戴式显示系统3000供电。虽然本文在包括与头戴式显示单元3200分离的电池组3515的头戴式显示系统3000的上下文中描述了各种特征,应当理解,除非上下文另有要求,每个特征也可以应用于头戴式显示单元3200。安装的显示系统3000不包括与头戴式显示单元分离的电池组3515,或者包括位于使用者头部后面以外的其他地方的电池组3515。在一些示例中,头戴式显示系统3000由连接至非头戴式电源的电源线供电,并且在其他示例中,由头戴式显示单元3200内的一个或多个电池供电。
每个头戴式显示系统3000包括定位和稳定结构3300,该定位和稳定结构3300被配置为将头戴式显示单元3200保持在使用者眼睛的前方,使得使用者在使用中可以看到显示器。头戴式显示单元3200还可以被配置为在使用中将电池保持在使用者头部后面。
在第十二示例的一些形式中,头戴式显示单元3000还可以被配置为相对于显示单元3200支撑气流发生器(如本技术的第十示例中前面所述)和相关部件。气流发生器可以用作配重以帮助平衡显示单元3200。例如,定位和稳定结构3300可以被配置为在使用中将气流发生器保持在覆盖使用者头部枕骨的位置。气流发生器可以相对于定位和稳定结构布置,如关于本技术的第十示例另外描述的。在其他形式中,气流发生器可以相对于显示单元3200安装,如先前在本技术的第十示例中所述。
在图40A-图40D和图41A-图41H所示示例中的定位和稳定结构3300进一步包括后支撑部分3350,该后支撑部分3350被配置为接合使用者头部的后部。后支撑部分3350可以锚定在使用者头部的后表面上,并且可以通过一个或多个绑带部分连接至头戴式显示单元3200,该绑带部分被配置为提供力以在使用中将头戴式显示单元3200保抵靠持在使用者面部。图40A-图40D和图41A-图41H中所示的头戴式显示系统3000可以各自包括前支撑部分3355,该前支撑部分3355连接在后支撑部分3350和头戴式显示单元3200之间。前支撑部分3355可以包括一个或更多的绑带部分,其在使用中处于张力下以向后方向拉动头戴式显示系统以将其保持抵靠使用者面部。
后支撑部分3350和前支撑部分3355可由一个或多个绑带部分形成。绑带部分可以是本文别处描述的形式。例如,绑带部分可以由泡沫内层和织物外层形成。绑带部分可以是基本上不可延伸的或者可以是可弹性延伸的。取决于所描述的特定定位和稳定结构3300,本文所述的一些特定绑带部分可以是不可延伸的或可延伸的中的一种。
在头戴式显示系统3000包括电池组3515(或其他配重)的示例中,定位和稳定结构3300可以被配置为将电池组3515(或其他配重)保持在使用者头部上的低位置。在一些示例中,定位和稳定结构3300被配置为在使用中将电池组3515保持在覆盖使用者头部枕骨的位置。电池组3515可以通过钩环连接、按扣等连接至定位和稳定结构3300,或者包括与定位和稳定结构3300的绑带部分之一(诸如矢状绑带部分3380或顶部绑带部分3340)的互锁连接。
在一些示例中,头戴式显示单元3200可以包括定位和稳定结构3300能够连接至的臂。在一些示例中,头戴式显示单元3200包括壳体以及从壳体延伸的一对臂,例如沿向后部方向延伸。定位和稳定结构3300的前支撑部分3355可以连接至臂。例如,定位和稳定结构3300的外侧绑带部分3330可以连接至臂。
参考图40A-图40C所示的头戴式显示系统3000,头戴式显示系统3000包括:头戴式显示单元3200,头戴式显示单元3200包括显示器;以及定位和稳定结构3300,其用于在使用中将头戴式显示单元3200保持在使用者头部上的可操作位置。在图40A-图40C所示的示例中,头戴式显示单元3200被配置用于VR显示,但在其他示例中,它可以被配置用于AR显示。参考图40A-图40C描述的定位和稳定结构3300的特征适用于VR和AR头戴式耳机,如上所述。
如图40A-图40C所示,定位和稳定结构3300进一步包括一对上支撑垫3365。上支撑垫3365中的每一个都位于使用者头部的相应侧面,并且被配置为在使用中抵靠使用者头部的至少部分朝上的部分,以支撑头戴式显示系统3000的至少一些重量。上支撑垫3365可以各自抵靠使用者头部的部分朝上和部分朝向外侧的表面上。上支撑垫3365可以具有足以抵抗使用者头部侧面滑落的刚度。
在一些形式中,每个上支撑垫3365在使用者的相应耳朵上方接触使用者头部,通常平行于冠状面或在冠状面中,和/或基本上在后耳廓线和前耳廓线之间或沿其延伸。例如,每个上支撑垫3365可以覆盖相应的颞骨和/或顶骨。在一些形式中,上支撑垫3365可以至少部分地与使用者的冠状面相交。衬垫可能具有弯曲形状(从下端到上端向内弯曲)以帮助罩住使用者的头部。
在图40A-图40C所示的示例中,后支撑部分3350包括枕骨绑带部分3320。枕骨绑带部分3320被配置为覆盖或位于使用者头部的枕骨下方。枕骨绑带部分3320可以是基本上不可延伸的。
该示例中的前支撑部分3355包括额骨支撑部分3360,所述额骨支撑部分3360被配置为在覆盖使用者头部的额骨的区域处接合使用者头部。额骨支撑部分3360替代地称为前额支撑。在该示例中,额骨支撑部分3360抵靠使用者前额的更靠前而不是朝上的表面上,尽管在其他示例中它可以靠在覆盖额骨的表面上,该表面比朝前更朝上。额骨支撑部分3360可以是基本上不可延伸的。定位和稳定结构3300进一步包括条带部分3390,条带部分3390被配置为安装在使用者头部周围。条带部分3390包括枕骨绑绑带部分3320和额骨支撑部分3360(例如枕骨绑带部分3320是条带部分3390的后部,并且额骨支撑部分3360是条带部分3390的前部),然而在其他示例中,条带部分3390可以是单独的部分。在一些示例中,条带部分3390可以一体地形成。
在本技术的该示例中,每个上支撑垫3365在使用者头部的相应侧上从条带部分3390向上和向内延伸。上支撑垫3365可以从条带部分3390向上和向内延伸,以匹配使用者头部的向上和侧向表面。例如,上支撑垫3365可以与条带部分3390一体地形成。或者,上支撑垫3365可以可移除地附接到条带部分3390。在该示例中,每个上支撑垫3365都向中间弯曲。这可以允许上支撑垫3365贴合使用者头部的相应弯曲表面。上支撑垫3365可以是部分顺应的,或者可以包括被配置为适合一定范围的弯曲的顺应部分,这可以使得上支撑垫3365能够牢固地贴合各种使用者头部形状和尺寸。顺应部分可以是泡沫层、硅树脂层等。
在一些形式中,每个上支撑垫3365可以是可弯曲的或柔性的(例如,由可塑性变形的材料制成),以允许使用者进行个性化调节。例如,使用者可能能够将期望的曲线应用到每个支撑垫3365以匹配使用者头部的弯曲。
在某些形式中,上支撑垫3365可以维持刚硬,尽管是可弯曲的。换言之,上支撑垫3365可以在弯曲(例如,可弹性变形)之后保留它们的部分。此外,与使用者头部的接触可能不会显著改变上支撑垫3365的期望弯曲。
在一些形式中,每个上支撑垫3365可以预先弯曲,并且使用者可以不被限制进一步弯曲上支撑垫3365。在这种情况下,上支撑垫3365可以具有使用者基于其特定头部侧可选择的不同尺寸。
在一些形式中,上支撑垫3365由与条带部分3390不同的材料构成。例如,上支撑垫3365可以比绑带部分更硬。这可以帮助上支撑垫3365保持期望的弯曲和/或帮助支撑显示单元3200的重量。
如图所示,上支撑垫3365中的每一个在使用中位于(例如,相交)使用者头部的中冠状面中。在这个示例中,上支撑垫3365没有跨过使用者头部的上表面彼此连接。上支撑垫3365在使用中可能不与使用者头部的矢状面相交。在其他示例中,例如,上支撑垫3365可以通过绑带部分连接或可连接。在其他示例中,单个上支撑垫3365可以在使用中延伸穿过使用者头部。上支撑垫3365不延伸跨过使用者的头顶的优点以及没有顶骨绑带部分的优点在于,使用者的大部分头发未被触及。这可以允许使用者使用头戴式显示系统3000而不用担心定位和稳定结构3300会弄平或弄乱使用者的头发。
上支撑垫3365可以有利地将头戴式显示系统3000的一些重量传递到使用者头部的部分面向上的表面。在这些点处支撑系统3000的一些重量可以有利地减小头戴式显示系统3000的其他部分与使用者头部接合所需要的力(具体地,由头戴式显示系统3000中的张力产生的夹紧/收缩力)如果一些重量由上支撑垫3365支撑),则条带部分3390可能不需要那么大)。
上支撑垫3365可以通过接触压力和摩擦的组合来抵抗头戴式显示系统3000的重量。上支撑垫3365的上端之间的侧向间距可以小于使用者头部的宽度,这意味着上支撑垫3365将支撑头戴式显示系统3000的重量,只要它们足够刚硬以致它们能够抵抗被使用者头部分开。上支撑垫3365可以各自具有侧向刚度(例如抵抗作用在侧向方向上的力的刚度),以在使用中推回使用者头部的表面,以支撑头戴式显示系统3000的重量。在一些示例中,每个上支撑垫3365可以向内偏置,以在使用中接合使用者头部。
上支撑垫3365可以在头戴式显示系统3000和使用者头部之间提供大的接触表面区域(至少与单独的条带部分3390相比),这对于给定的力(例如给定需要支持的系统重量)而言,保持低的接触压力。这也可以提供良好的稳定性。头戴式显示系统3000固定在头部,当使用者直立时,头部承受的负载与使用者一直向下或一直向上看、将头向一侧倾斜或摇头时不同(例如在游戏过程中)。当使用者移动他们的头部时,头戴式显示系统3000中支撑大部分重量的部分将发生变化。在定位和稳定结构3300的前部和后部之外,上支撑垫3365还提供两个接触区,形成四个接触区,例如在前、后、左和右位置。这可以有利地产生在动态使用(例如移动)期间稳定的头戴式显示系统3000,因为在前后轴和左右轴中都存在成对的相对接触区,这可以在使用者头部处于许多可能的方向中的任何一个时提供良好的支撑。
如图40A和图40B所示,该特定示例中的定位和稳定结构3300包括额骨连接器3362,该额骨连接器3362连接在前支撑部分3360与头戴式显示单元3200之间。在该示例中,额骨连接器3362基本上位于使用者头部的矢状面中。在其他示例中,可以有多个额骨连接器3362,其中一些或全部与矢状面间隔开,例如对称地穿过矢状面。额骨连接器3362可以在使用中限制(例如,限制或阻止)头戴式显示单元3200的向下移动,尤其是当使用者移动其头部时。额骨连接器3362可以被配置为相对于前支撑部分3360枢转。另外地或可替代地,头戴式显示单元3200可以相对于额骨连接器3362枢转。额骨连接器3362和/或头戴式显示单元3200相对于使用者头部枢转的能力可以令使用者实现更舒适的贴合性和/或将头戴式显示单元3200定位在使用中的更佳位置。在一些示例中,额骨连接器3362可以由基本上刚性的材料形成,诸如热塑性材料。
在一些示例中,枕骨绑带部分3320的长度是可调节的。这可以使定位和稳定结构3300能够适合一定范围的头部尺寸和/或可以使使用者能够实现更舒适或更稳定的贴合性。在一些示例中,枕骨绑带部分3320可以是可弹性延伸的。例如,它可以包括弹性部分,例如由可弹性延伸的材料形成的绑带部分。
具体如图40C所示,定位和稳定结构3300可以包括:一对外侧枕骨绑带部分3321,每个外侧枕骨绑带部分3321分别位于使用者头部的相应侧;以及内侧枕骨绑带部分3322,其连接外侧枕骨绑带部分3321的内侧端部。在一些示例中,内侧枕骨绑带部分3322可弹性延伸以提供枕骨绑带部分3320的长度调节。在一些示例中,外侧枕骨绑带部分3321的长度是可调节的。例如,外侧枕骨绑带部分3321可以被配置为可释放地连接至内侧枕骨绑带部分3322。外侧枕骨绑带部分3321可以包括磁性夹,例如,该磁性夹被配置为磁性连接至内侧枕骨绑带部分3321上的相应连接点。
如图40D所示,在一些示例中,包括图40A-图40C所示的定位和稳定结构3300的头戴式显示系统3000可以包括用于为头戴式显示系统3000供电的电池组3515。如图40D所示,电池组3515可以连接至枕骨绑带部分3320。电池组3515被配置为在使用中位于使用者头部的矢状面中。在使用者头部后部提供电池组3515可以提供与本文其他地方关于电池组3515设置在使用者头部后部的示例所讨论的那些类似的优点。例如,头戴式显示单元3200和电池组3515的组合重量分布在使用者头部的前部和后部,而不是所有组合的重量都位于使用者头部的前部。这种分布的重量可以提供舒适的贴合性,因为整个重心位于或邻近使用者头部的中心(例如,在或邻近矢状面和冠状面中部的交点处),这可以减少颈部拉伤。与将电池设置在头戴式显示单元3200内部相比,分布的重量还可以提供更好的稳定性,因为与单独提供电池并放在使用者头部后面的情况相比,头戴式显示单元3200然后可以更大并且具有更远离旋转轴的质心。在使用者头部周围分布硬件可以使任何一个部件的惯性力矩保持在较低水平,因为每个部件都可以做得很薄。
现在参考图40E,定位和稳定结构3300以这样的形式示出,其中上支撑垫3365、额骨支撑部分3360和枕骨绑带部分3320中的每一个都包括硬件部件H。每个硬件部件H被定位成使得其重量施加在接触区C(用虚线表示)。
在一些形式中,定位和稳定结构3300可以在包括硬件部件H的位置加厚。这可以沿接触区C为硬件提供保护和/或为使用者提供舒适感。
图41A-图41H示出了根据本技术的另一个示例的头戴式显示系统3000。与图40A-图40D中所示的示例类似,头戴式显示系统3000包括头戴式显示单元3200,头戴式显示单元3200包括显示器,以及定位和稳定结构3300,所述定位和稳定结构3300被配置为将头戴式显示单元3200保持在可操作位置在使用者的头上使用。
头戴式显示单元3200和显示器在所示示例中被配置用于VR,但在其他示例中它们可以被配置用于AR或其他扩展/人工现实技术。特别地,本文描述的定位和稳定结构3300及其任何或所有特征可以应用在并配置用于VR、AR或任何相关技术的头戴式显示系统3000中。
如图41A-图41H所示并且如上所述,定位和稳定结构8000包括后支撑部分3350和前支撑部分3355,所述后支撑部分3350被配置为接合使用者头部的后部,所述前支撑部分3355被配置为在使用中连接后支撑部分3350和头戴式显示单元3200。在这些示例中,后支撑部分3350和前支撑部分3355由多个绑带部分一起形成。绑带部分可以被配置为在使用中处于张紧状态以在使用中将定位和稳定结构3300保持抵靠使用者面部。
图41A-图41H所示示例中的定位和稳定结构3300进一步包括拨盘调节机构3370。拨盘调节机构3370可以包括可旋转拨盘3371。拨盘调节机构可以被配置为当拨盘3371旋转时引起后支撑部分3350和前支撑部分3355的绑带部分中的至少一个的长度变化。
后支撑部分3350可以包括枕骨绑带部分3320,其被配置为覆盖或低于使用者头部的枕骨。在一些示例中,诸如图41A-图41F中所示的示例,拨盘调节机构3370被配置为在拨盘3371旋转时引起枕骨绑带部分3320的长度变化。
后支撑部分3350可以包括顶骨绑带部分3310,该顶骨绑带部分3310被配置为覆盖使用者头部的顶骨。在一些示例中,诸如图41C-图41F中所示的示例,拨盘调节机构3370被配置为在拨盘3371旋转时引起顶骨绑带部分3310的长度变化。
前支撑部分3355可以包括一对外侧绑带部分3330,所述一对外侧绑带部分3330被配置为连接在后支撑部分3350和头戴式显示单元3200之间,每个外侧绑带部分3330被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。
在一些示例中,头戴式显示单元3200可以包括臂3210,外侧绑带部分3330连接至臂3210。臂3210可以从头戴式显示单元3200的显示单元壳体延伸。外侧绑带部分3330可以各自连接至臂3210中的相应一个。特别地,每个外侧绑带部分3330可以连接至一对臂3210中的相应一个臂的后端上。每个外侧绑带部分3330可以穿过相应臂后端处的孔眼并且可以被固定回其自身(例如使用钩环连接、按扣之类的)。每个臂能够相对于显示单元壳体3205枢转。
在一些示例中,诸如图41G和41H中所示的示例,拨盘调节机构3370被配置为引起外侧绑带部分3330的长度变化。
如图41A-图41H中的每一幅图中示意性地示出的,拨盘调节机构3370可以包括一对延伸部分3372(由图41H中的虚线表示)。延伸部分3372可连接至拨盘3371或远离拨盘3371延伸。每个延伸部分3372可固定连接至定位和稳定结构3300的一部分或头戴式显示单元3200。拨盘3371的旋转导致每个延伸部分3372远离拨盘3371的延伸量改变。特别地,使用者可以旋转拨盘3371,以使延伸部分3372从拨盘3371延伸到比拨盘3371旋转之前更小的程度(例如,延伸到比已经延伸更大的程度)。使用者可以旋转拨盘3371,以将延伸部分3372拉向拨盘3371。使用者可以沿第一方向旋转拨盘3371,以减少延伸部分3372远离拨盘3371的延伸。使用者可以沿与第一方向相反的第二方向旋转拨盘3371,以增加延伸部分3372从拨盘3371的延伸。在一些示例中,拨盘3371可以在旋转时将力传递到延伸部分3372以拉动或推动它们。
每个延伸部分3372可以位于提供它的绑带部分的中空内部。一种形式的绑带部分由针织物形成,例如由针织物针织管状套筒制成。在一些示例中,延伸部分3372可以位于套筒内,该套筒连接至(例如,在外表面上)设置有延伸部分3372的绑带部分。
在一些形式中,延伸部分3372因此在使用时可能不可见。绑带可以形成为使得延伸部分3372被永久覆盖。在其他示例中,可以通过将绑带缠绕在延伸部分3372周围并用连接器(例如,钩环材料)将其固定来形成绑带的中空内部,使得使用者可以选择性地暴露延伸部分3372。
设置有延伸部分3372的一个或多个绑带部分在使用中可以处于张紧状态,并且可以是可弹性延伸的。在一些示例中,当使用者穿戴头戴式显示系统3000时,绑带部分可以在拨盘调节机构3370的整个调节范围内处于张紧状态。这种配置的一个优点是,即使是由定位和稳定结构3300容纳的最小的头部也能够体验到头带在其头上伸展然后紧贴在其头上的感觉。另一个优点是,在整个调节范围内,绑带不会卷起,因为在其最小长度处它处于张紧状态,因此被张紧。这可以有利地提供令人愉悦的外观并且可以避免皮肤痕迹,否则可能由形成绑带部分的材料中的折痕引起这些皮肤痕迹。
在一些形式中,延伸部分3372即使在不使用时也处于张紧状态(例如,使用者未穿戴头戴式显示系统3000),因为如上所述,绑带的每个可调节位置可能处于张紧状态。因此,可能是拨盘调节机构3370导致了张力,而不是使用者头部。
在一些示例中,每个延伸部分3372可以包括非弹性部分。在一些示例中,每个延伸部分3372可以部分地或完全地由非弹性材料形成。例如,非弹性材料可以是基本上不可延伸的,诸如绳索(其可以由塑料材料形成)或者可以是导线(例如钢丝)。非弹性材料可以具有足够的刚度以使其能够保持形状。非弹性材料可能具有可靠地保持其长度的益处。
在一些示例中,每个延伸部分3372包括弹性部分。延伸部分3372可以包括与非弹性部分3372串联的弹性部分。弹性部分可以包括足够高的延伸刚度,使得不可能出现由过紧而导致弹性部分屈服。在一些示例中,拨盘调节机构3370可以包括一个或多个延伸限制器,该延伸限制器被配置为将延伸部分3372的弹性部分的延伸限制为小于可以开始屈服的延伸。例如,每个弹性部分可以包括与弹性部分平行的非弹性部分(例如,非弹性绳索),其长度等于弹性部分的延伸极限。如果弹性部分达到该延伸极限,则非弹性部分变紧并抵抗进一步延伸(由于其不可延伸性)。
在一些示例中,每个可延伸部分3372具有足以保持其形状的刚度。刚度可以足以在张力下将其设置到的绑带部分保持为弯曲形状,从而抵抗拉直。在一些示例中,每个可延伸部分3372可以是柔性的以匹配使用者头部的形状。在一些示例中,每个可延伸部分3372可以是弹性的,以在装配期间拉伸和/或在主动使用期间提供由动态运动引起的长度的临时小变化,同时保持张力以保持紧贴,同时适应动态变化的力。
在延伸部分3372由塑料材料形成的示例中,它可以通过缝合或热熔或其他合适的方法连接至定位和稳定结构3300的绑带部分。在延伸部分3372由诸如弹性带的织物材料形成的示例中,它可以通过缝合、射频焊接、胶合或其他合适的方法连接至绑带部分。
在其他示例中,拨盘调节机构3370可以包括齿条和小齿轮组件。枕骨绑带部分3320可以形成为在拨盘调节机构3370处连接或由拨盘调节机构3370连接的两个部分(例如,半部)。拨盘调节机构3370可以使枕骨绑带部分3320的两个部分、或连接至枕骨绑带部分3320的两个延伸部分3372伸缩移动。拨盘调节机构3370可以包括一个或多个齿条部分,其形成延伸部分3372并提供给枕骨绑带部分3320,例如两个齿条部分中的每一个齿条部分提供给枕骨绑带部分3320的两个半部中的相应一个。齿条部分可以被配置为接合小齿轮或齿轮,该小齿轮或齿轮连接至可由使用者旋转的拨盘3371。齿条部分和小齿轮中的每一个可以包括被配置为彼此接合的齿、肋等。沿第一方向(例如顺时针)旋转拨盘3371可以将提供给枕骨绑带部分3320的齿条部分拉到一起,并增加两个齿条部分之间的重叠,从而减小枕骨绑带部分3320的有效长度。沿第二方向(例如逆时针)旋转拨盘3371可将齿条部分推开,减少齿条部分之间的重叠,并增加枕骨绑带部分3320的有效长度。在一些示例中,拨盘调节机构3370可具有静态扭矩阻力,例如由静摩擦或诸如凹痕的相应特征提供,以提供延长枕骨绑带部分3320或与拨盘调节机构3370连接的其他绑带部分所需的最小力,以避免枕骨绑带部分3320或其他绑带部分意外延长。齿条部分可以是包覆成型到枕骨绑带部分3320的柔性部分的刚性化部分,或者可以设置在枕骨绑带部分3320的内部或外部。
拨盘调节机构3370可以提供对绑带部分的直观且容易的调节,从而允许使用者获得良好的贴合。应当理解,拨盘3371可应用于头戴式显示系统3000的任何绑带部分。拨盘3371可有助于定位和稳定结构3300贴合一系列使用者头部尺寸。头戴式显示系统3000可以包括拨盘调节机构3370,其位于以下的任意一个或多个之上:枕骨绑带部分3320、顶骨绑带部分3310和外侧绑带部分3340中的一个或两个。定位和稳定结构3300包括顶部绑带部分,可以提供拨盘调节机构3370来调节顶部绑带部分的长度。更一般地,头戴式显示系统3000可以包括调节机构,其位于以下的任意一个或多个之上:枕骨绑带部分3320、顶骨绑带部分3310、顶部绑带部分3340和外侧绑带部分3340中的一个或两个,或者该调节机构位于任何一个或多个其他绑带部分上。调节机构可以是具有任何一个或多个上述特征的拨盘调节机构3370,或者可以是用于调节一个或多个绑带部分的一个或多个长度的另一种机构。
图41A-图41H示出了本技术的头戴式显示系统3000的几个示例,包括定位和稳定结构3300,该定位和稳定结构3300具有通过拨盘调节机构3370在长度上可调节的绑带部分。这些特定示例中的定位和稳定结构8000具有由多个绑带部分形成的后支撑部分3350和前支撑部分3355。例如,如上所述,绑带部分可以包括枕骨绑带部分3320、顶骨绑带部分3310和一对外侧绑带部分。
图41A和图41B示出了包括定位和稳定结构3300的头戴式显示系统3000的示例,该定位和稳定结构3300包括设置到枕骨绑带部分3320的拨盘3371。在该示例中,拨盘调节机构3370的每个延伸部分3372在与拨盘隔开的相应位置处固定连接至枕骨绑带部分3320。在该特定示例中,拨盘调节机构3370的拨盘3371的旋转引起枕骨绑带部分3320的长度变化。枕骨绑带部分3320可以是可弹性延伸的,例如由弹性材料形成,例如编织有允许弹性延伸的结构的织物材料。如图41A所示,每个延伸部分3372固定连接至枕骨绑带部分3320的相应端部。延伸部分3372可以位于枕骨绑带部分3320的中空内部。例如,枕骨绑带部分3320可以由每个延伸部分3372位于其中的针织管状套筒形成。在该示例中,拨盘3371的旋转导致枕骨绑带部分3320收紧或松开,从而允许使用者将枕骨绑带部分3320紧靠在其头部的后下方表面上,以提供牢固的贴合,和/或松开枕骨绑带部分3320以缓解过度紧贴的感觉。
如图41A和图41B所示,后支撑部分3350进一步包括顶骨绑带部分3310,顶骨绑带部分3310被配置为覆盖在使用者头部的顶骨上,并且前支撑部分3355包括一对外侧绑带部分3330,其被配置为连接在后支撑部分3350和头戴式显示单元3200之间,每个外侧绑带部分3330被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧。在该示例中,拨盘调节机构3370的延伸部分3372各自固定连接至顶骨绑带部分3310、枕骨绑带部分3320和外侧绑带部分3330中的相应一个之间的接合处。顶骨绑带部分3310和/或外侧绑带部分3330可以是基本上不可延伸的,尽管在一些示例中它们可以是可弹性延伸的。
在一些形式中,顶骨绑带部分3380和/或外侧绑带部分760在使用之前可以不处于张紧状态。在至少一个绑带不可延伸的示例中,绑带部分3360、3380在被使用者穿戴之前可能仍然是松散的。在使用者穿戴上定位和稳定结构3350之后,绑带部分3360、3380可以延伸到它们的全长但可能无法拉伸。张紧或松开拨盘调节机构3376可有助于确保定位和稳定结构3350适当地(例如,紧密地)贴合在使用者头部上。
在一些形式中,顶骨绑带部分3380和/或外侧绑带部分3360是可延伸的(例如,由弹性材料构成),当使用者穿上定位和稳定结构3350时,绑带部分3360、3380可以延伸到它们的全长。绑带部分3360、3380可能能够由于可延伸性而进一步调节,以在调节延伸部分3382之外进行附加的调节。
图41C-图41F还示出了包括枕骨绑带部分3320的定位和稳定结构3300,可通过拨盘调节机构3370来调节枕骨绑带部分3320的长度,如下所述。
在图41A-图41H所示的每个示例中,定位和稳定结构8000进一步包括矢状绑带部分3380,该矢状绑带部分3380连接在顶骨绑带部分3310和枕骨绑带部分3320之间,并且被配置为在使用中沿着使用者头部矢状面的路径抵靠使用者头部。矢状绑带部分3380可以保持顶骨绑带部分3310和枕骨绑带部分3320之间的间隔,并且可以提供抵靠使用者头部的后表面的进一步锚定。电池组3515可以附接到矢状绑带部分3380。在一些示例中,矢状绑带部分3380连接至头戴式显示单元3200。在一些示例中,矢状绑带部分3380可以形成定位和稳定结构3300的顶部绑带部分3340。矢状绑带部分3380可以是基本上不可延伸的,但可以是柔性的以符合使用者头部后表面的形状。
在一些示例中,顶骨绑带部分3310可以相对于矢状绑带部分3380不移动。在一些示例中,枕骨绑带部分3320可以相对于矢状绑带部分3380不移动。顶骨绑带部分3310和/或枕骨绑带部分3320可以固定连接至矢状绑带部分3380。
在一些示例中,矢状绑带部分3380形成顶部绑带部分3340,顶部绑带部分3340的长度可以是可调节的。顶部绑带部分3340可以在提供给头戴式显示单元3200的孔眼处连接至头戴式显示单元3200。例如,顶部绑带部分3340可以被配置为穿过孔眼然后固定回到头戴式显示单元3200上本身,例如通过钩环紧固、按扣或类似物。
在图41C-图41F所示的示例中,后支撑部分3350包括顶骨绑带部分3310,顶骨绑带部分3310被配置为覆盖使用者头部的顶骨。在这些示例中,拨盘3371被提供给枕骨绑带部分3320,并且拨盘调节机构3370的每个延伸部分3372导致枕骨绑带部分3320和顶骨绑带部分3310的长度变化。
例如,拨盘调节机构3376的移动(例如,旋转)可以引起枕骨绑带部分3364和顶骨绑带部分3380的同时调节。这可以令使用者能够仅使用单个动作来调节多个绑带。在一些形式中,同时调节可有助于提供对不同绑带部分3364、3380的均匀(例如对称)调节,这可有助于提供紧密贴合。
在一些形式中,枕骨绑带部分3364和顶骨绑带部分3380都可以在任何调节位置处处于张紧状态,而不管使用者是否穿戴定位和稳定结构3350。定位和稳定结构3350的剩余绑带可以是松的,直到使用者穿上并且拨盘调节机构3376被张紧。
如图41C-图41F所示,每个延伸部分3372在使用中在使用者头部的矢状面处或附近连接至顶骨绑带部分3310。在这些特定示例中,定位和稳定结构8000包括矢状绑带部分3380,例如如上所述。每个延伸部分3372可以在矢状绑带部分3380处或附近连接至顶骨绑带部分3310。在一些示例中,延伸部分3372可以连接至矢状绑带部分3380。在进一步的示例中,延伸部分3372可以彼此连接,例如在矢状面处或附近的位置处。
在图41C-图41F所示的示例中,枕骨绑带部分3320是可弹性延伸的。在这些特定示例中,顶骨绑带部分3310也是可弹性延伸的。顶骨绑带部分3310可以以与枕骨绑带部分3320在上面描述为可弹性延伸的相同方式弹性延伸,例如,它可以由针织管形成和/或可以被配置为在拨盘调节机构3370的整个调节范围内处于张紧状态。
在图41C-图41F示例中,在拨盘3371旋转时,枕骨绑带部分3320的长度变化基本等于顶骨绑带部分3310的长度变化。在这些示例中,前支撑部分3355包括一对侧绑带部分3330被配置为连接在后支撑部分3350和头戴式显示单元3200之间的一组外侧绑带部分3330,每个外侧绑带部分3330被配置为在使用中位于使用者头部的相应外侧上。每个外侧绑带部分3330将枕骨绑带部分3320和顶骨绑带部分3310之间的接合点连接至头戴式显示单元3200。有利地,枕骨绑带部分3320和顶骨绑带部分3310两者的长度的相等变化可以导致外侧绑带部分3330被基本上向后拉。如果外侧绑带部分3330在上方向或下方向上被拉得太多,则传递到头戴式显示单元3200的张力可能不会在最佳方向上施加和/或外侧绑带部分3330可能被拉入使用者的耳朵顶部。
每个延伸部分3372可以位于枕骨绑带部分3320的中空内部和/或可以位于顶骨绑带部分3310的中空内部。
在图41C-图41F所示的示例中,定位和稳定结构3300包括一对引导件3373。每个引导件3373被配置为引导拨盘调节机构3370的相应延伸部分3372改变方向。在定位和稳定结构8000的对应于使用者头部相应侧面的每个侧面上设置一个导向件3373。在这些示例中,每个引导件3373将相应的延伸部分3372从枕骨绑带部分3320改变方向到顶骨绑带部分3310。
每个引导件3373可以像滑轮一样起作用以改变延伸部分3372的方向。如图41C和图41E所示,每个引导件3373可以包括弯曲部分,该弯曲部分被配置为允许相应的延伸部分3372在弯曲部分上行进。在这些示例中,每个弯曲部分可以面向前面,使得延伸部分3372在使用中在引导件3373的前侧上方行进,例如在使用拨盘调节机构3370进行调节期间。在一些示例中,每个引导件3373包括半圆柱形结构,该半圆柱形结构包括弯曲部分。弯曲部分可以限定相应的延伸部分3372能够在其上滑动的圆周表面。在一些示例中,引导件3373可以包括圆柱形结构。在进一步的示例中,引导件3373可以各自包括具有可旋转外表面的圆柱形结构,例如由轴承提供,该可旋转外表面限定了弯曲部分,延伸部分3372能够在外表面的旋转帮助下在该弯曲部分上行进。
图41A-图41C示出了引导件3373可以采取的替代形式。在这些示例中,引导件3373各自包括护套部分,相应的延伸部分3372穿过护套部分。护套部分包括弯曲部分,例如在其内部通道内,如图41A所示。护套部分可以是完全封闭的,如图41B中的截面视图所示,或者可以是部分封闭的,如图41C所示。护套部分可以延伸到枕骨绑带部分3320和/或顶骨绑带部分3310中。
枕骨绑带部分3320和顶骨绑带部分3310可以各自包括一对端部。枕骨绑带部分3320的每一个端部可以连接至顶骨绑带部分3310的相应端部。每个引导件3373可以固定地位于枕骨绑带部分3320与顶骨绑带部分3310之间的相应连接处,例如,如图41C和图41E所示。在一些示例中,每个引导件3373位于顶骨绑带部分3310和/或枕骨绑带部分3320的内部。在其他示例中,每个引导件3373可以位于顶骨绑带部分3310和/或枕骨绑带部分3320的外部。
在一些示例中,前支撑部分3355包括一对基本上不可延伸的外侧绑带部分3330。
在图41A-图41F所示的每个示例中,前支撑部分3355包括一对可弹性延伸的连接器绑带部分3338。每个可弹性延伸的连接器绑带部分3338被配置为在使用中位于使用者头部的相应侧面,并且每个都被配置为连接在后支撑部分3350与头戴式显示单元3200之间,以允许后支撑部分3350与头戴式显示单元3200分离预定量。另外,前支撑部分3355包括一对外侧绑带部分3330,它们基本上不可延伸,并且每个都被配置为将后支撑部分3350可释放地附接到头戴式显示单元3200,以防止后支撑部分3350与头戴式显示单元3200分离。在这些示例中,外侧绑带部分3330和可弹性延伸的连接绑带部分3338平行设置在使用者头部的两侧。可释放地附接的外侧绑带部分3330和可弹性延伸的连接器绑带部分3338的组合可被识别为可锁定的可延伸连接部分。可锁定的可延伸连接部分的更多细节在国际(PCT)专利申请号PCT/AU2021/050277中进行了描述,其通过引用整体并入本文。
每个可弹性延伸的连接器绑带部分3338和每个外侧绑带部分3330将顶骨绑带部分3310与枕骨绑带部分3320的接合处连接至头戴式显示单元3200。每个外侧绑带部分3330包括磁性夹3339,该磁性夹3339被配置为磁性地附接连接点,以将后支撑部分3350可释放地附接到头戴式显示单元3200。在图41E和图41F所示的示例中,每个连接点位于或邻近顶骨绑带部分3310与枕骨绑带部分3320的连接点之一。在图41A-图41B、图41E-图41F和图41G-图41H所示的示例中,每个连接点位于或邻近头戴式显示单元3200。在一些示例中,可以提供连接点至从头戴式显示单元3200向后延伸的臂。
当外侧绑带部分3330与其连接点断开时,可弹性延伸的连接器绑带部分3338可以被配置为允许后支撑部分3350和头戴式显示单元3200之间以预定量分离。即,可弹性延伸的连接器绑带部分3338可以弹性地延伸到预定程度以允许分离(这可以帮助使用者戴上和脱下头戴式显示系统8800)。外侧绑带部分3330可以被配置为将后支撑部分3350可释放地附接到头戴式显示单元3200以防止其分离(或至少降低可能分离的程度)。这在使用中将头戴式显示系统3000固定在使用者的头上。可弹性延伸的连接器绑带部分3338可以有利地将头戴式显示系统3000以足够的稳定性保持在使用者的头上,以令使用者能够在将外侧绑带部分3330连接至连接点之前对贴合性进行调节。
图41G和图41H示出了根据本技术的另一个示例的包括定位和稳定结构3300的头戴式显示系统3000的示例。在该示例中,定位和稳定结构3300包括后支撑部分3350,该后支撑部分3350包括顶骨绑带部分3310和枕骨绑带部分3320,其可以如本文其他地方所述。在该示例中,顶骨绑带部分3310和枕骨绑带部分3320可以是基本上不可延伸的。另外,定位和稳定结构3300包括前支撑部分3355,该前支撑部分3355包括一对外侧绑带部分3330,该一对外侧绑带部分3330被配置为连接在后支撑部分3350与头戴式显示单元3200之间。每个外侧绑带部分3330被配置为在使用中定位在使用者头部的相应侧面。
图41G和图41H所示示例中的定位和稳定结构3300包括拨盘调节机构3370,其中拨盘3371设置到枕骨绑带部分3320,并且拨盘调节机构3370的每个延伸部分3372固定连接至外侧绑带部分3330中的相应一个或固定连接至头戴式显示单元740的相应侧。在该示例中,拨盘调节机构3370的拨盘3371的旋转引起外侧绑带部分3330的长度变化。
在该示例中,每个延伸部分3372位于枕骨绑带部分3320的中空内部。每个延伸部分3372可以位于相应的外侧绑带部分3330的外部。在该示例中,每个外侧绑带部分3330是可弹性延伸的,并且可以在张力下在拨盘调节机构3370的整个调节范围内弹性延伸,与以上已将枕骨绑带部分3310描述为被配置为在整个调节范围内处于张紧状态的相同方式。该示例中的枕骨绑带部分3320基本上不可延伸。顶骨绑带部分3310也基本上不可延伸。因此,当拨盘3371旋转时,拨盘调节机构3370可引起外侧绑带部分3330的长度变化,但不会引起枕骨绑带部分3320或顶骨绑带部分3310的长度变化。
在一些形式中,无论使用者是否穿戴定位和稳定结构3350,外侧绑带部分3360都可以一直处于张力下。其他绑带(例如,枕骨绑带部分3364和/或顶骨绑带部分3380)可以是不可延伸的(或可延伸的),但在被使用者戴上并且拨盘3378被旋转之前可不处于张力下。
在其他示例中,拨盘3378的旋转可以引起外侧绑带部分3360和枕骨绑带部分3364的调节。例如,该调节可以如前面示例所述同时进行。
如图41G所示,在该示例中,定位和稳定结构3300包括一对引导件3373,每个引导件3373被配置为引导拨盘调节机构的相应延伸部分3372改变方向。引导件3373可以具有与参照图41C-图41F描述的引导件3373的任何示例相同的形式。然而,在该示例中,引导件3373可以各自包括面向上和/或面向后的弯曲部分,使得每个延伸部分3372在使用中在引导件的上侧和/或后侧上行进。这种布置将每个延伸部分3372从在枕骨绑带部分3320中的前上方向延伸重定向到外侧绑带部分3330中的基本上前或前下方向,以重定向每个延伸部分3372中的张力,以在每个延伸部分3372与相应外侧绑带部分3330之间的连接处沿相对于相应外侧绑带部分3330的后向方向施加力。
如图41G所示,每个引导件3373可以固定地位于枕骨绑带部分3320与相应的外侧绑带部分3330之一之间的相应接合处。引导件3373可以在枕骨绑带部分3320和相应的外侧绑带部分的内部3330,或可以在枕骨绑带部分3320和相应的外侧绑带部分3330的外部。
在图41G和图41H所示的示例中,定位和稳定结构3300的前支撑部分3355包括在使用者头部的每个侧面上的单个绑带部分。该示例中的单个绑带部分是可弹性延伸的外侧绑带部分3330。在其他示例中,前支撑部分3355可以包括平行于使用者头部的每个侧面的两个绑带部分,其中一个是可弹性延伸的,另一个是基本上不可延伸的。在一些示例中,图41G中所示的可弹性延伸的外侧绑带部分8000可以由如上所述的可锁定的可延伸连接部分替换,例如,包括在图41A-图41F所示的示例中的基本上不可延伸的外侧绑带部分3300和可弹性延伸的连接绑带部分3338。
在一些形式中,头戴式显示系统3000或其至少一部分被设计为由单个使用者使用,并在使用者家中清洁,例如用肥皂水清洗,而不需要专门的消毒设备和灭菌。具体而言,定位和稳定结构3300和接口结构3013(在前面的实施例中定义,例如图2C的接口结构13)被设计为可清洁的,因为它们都与使用者头部直接接触。
在一些其他形式中,定位和稳定结构3300和接口结构3013的部件用于实验室、诊所和医院,其中单个头戴式显示器可以在多人身上重复使用或在医疗过程中使用。在每个实验室、诊所和医院中,头戴式显示器或其相关部件可以被再处理并暴露于例如热消毒、化学消毒和灭菌过程。因此,定位和稳定结构以及接口结构的设计可能需要根据ISO17664对面罩的消毒和灭菌进行验证。
可以选择能够承受再加工的材料。例如,坚固的材料可用于定位和稳定结构3300,以承受暴露于高水平消毒溶液以及用刷子搅动。此外,定位和稳定结构的一些部件是可分离的,在使用中可以断开,以提高再加工效率。
在一些示例中,接口结构3013在使用中可能与使用者头部接触并且因此可能变脏(例如,由于汗水)。接口结构3013可以设计为从显示单元壳体3205移除,以提供将其移除以进行清洁和/或更换的能力。可能希望在不弄湿定位和稳定结构3300的情况下清洗接口结构3013。可替代地或附加地,定位和稳定结构3300可能因与使用者头部接触而变脏,并且可以独立于接口结构3013被移除以进行清洁和/或更换。在任一情况下,可以通过允许这些部件为此断开连接,来加以促进。
在一些示例中,盖(例如,由织物、硅树脂等构成)可以可移除地定位在接口结构上,并且可以在每次使用后被移除以进行清洁和/或更换。盖可以允许接口结构3400保持固定到显示单元壳体3205,并且仍然提供在使用后可以容易地清洁的表面。
在一些形式中,头戴式显示系统3000(例如,VR、AR和/或MR)可以与单独的装置结合使用,如计算机或视频游戏控制台。例如,显示接口可以电连接至单独的装置。
在一些形式中,头戴式显示系统3000的至少一些处理可以由单独的装置执行。单独的装置可以包括比可被使用者舒适地支撑的更大和/或更强大的处理器(例如,单独的装置的处理器可能对于使用者来说太重而不能舒适地支撑在其头部上)。
图43A和图43B示出了根据本技术的第十三示例的用于增强现实显示系统或组件4410的支撑件。在第十三示例中,用于增强现实显示系统4410的支撑件包括相对的颞连接器4418,每个颞连接器4418具有颞臂4426,颞臂4426带有从显示单元壳体4422向后延伸的刚性件。使用者接口结构4413被构造和布置为与使用者面部成相对的关系,并且围绕由显示单元壳体4422所包含的显示器4412的外周边的至少一部分延伸。通常,第十三示例的使用者接口结构4413围绕使用中的使用者眼睛的区域延伸,并且可以在该区域接合使用者面部,例如沿着使用者的前额4413a、鼻部4413b以及在某些形式中使用者的颞部4413c。壳体4422的使用中的下部,除了在使用者的鼻部4413b附近的区域中的使用者接口结构4413之外,可以与使用者面部间隔开,即没有使用者接口结构4413接合在它们之间,使得显示器4412和/或壳体4422的使用中的下部不抵靠使用者面部或与使用者面部相互作用(例如,跨过脸颊)。壳体4422的使用中的下部和使用者面部之间的开放间隙可以允许光和气流通过其中进入,这可以在与周围真实世界环境的增强交互体验期间提高使用者的舒适性。在一些形式中,显示器4412也可以是至少部分半透明的,以便除了周围环境的实时视图之外还允许光通过其中进入。
前额支撑绑带4448被布置为从显示单元壳体4422的使用中的中央上部延伸。前额支撑绑带4448连接至后支撑箍4416,以帮助定位和稳定结构4414改善分布显示器4412在使用者头顶上的负载。前额支撑绑带4448可以包括前额支撑刚性件4456,其从上方为显示单元4412提供进一步的稳定性和支撑,从而减轻使用者鼻部上的压力。
以类似于上述第一示例的方式,刚性件4432(或颞连接器4418或颞臂4426)可以沿其长度的至少一部分是刚性的。每个颞臂4426的刚性件4432的刚性性质,即不可延伸性,可用于限制使用时颞臂4426的延伸或变形的幅度。这种配置可以使张力通过颞臂4426更有效,即直接地传递。后支撑箍4416进一步包括相对的连接绑带或突片4442,它们是可调节的,并且用于改变后支撑箍4416与显示单元4412的显示单元壳体4422之间的距离。在使用中,每个绑带4442可以穿过相应颞臂的突片中的孔眼。通过这种方式,可以通过拉动或多或少的绑带4442穿过相应的孔眼来调节每个绑带4442的长度。绑带4442在穿过孔眼后可固定到自身上,例如,使用钩环紧固装置,其允许对绑带进行细调或微调以获得舒适性和贴合性(例如,紧度)。调节机构能够调节后支撑箍4416和显示单元壳体4422之间的距离以适应不同的头部尺寸,并且在某些形式中可以允许在系统位于使用者头上时进行调节。调节机构允许使用者调节紧度以适合他们特定的头部尺寸和所需的舒适性,从而可以提高使用者的舒适性和体验。
两个电源单元4460,例如电池,沿后支撑箍4416的枕骨部4440设置。电源单元4460被配置为在使用时向显示单元4412提供电力。在一些形式中,将电源单元4460连接至显示单元4412的布线可以安装在一个或两个颞臂4426内。通过提供两个电源单元4460,并且在一些形式中多于两个电源,每个单独的电源单元4460可以更小更轻。单独的电源单元4460可以位于后支撑箍4416的枕骨部4440上的使用者头部的任一侧,以改善使用者头部的重量负载分布。减轻的重量还可以帮助减少增强现实显示系统4410在动态运动期间的动量效应。也可以因此改善增强现实显示系统4410的整体舒适性和稳定性。
图44A至图44C示出了根据本技术的第十四示例的用于增强现实显示系统或组件5510的支撑件。在图44A至图44C中,与图43A和图43B相似的附图标记表示与图43A和图43B相似或类似的部分,并加上1000以允许区分示例,例如显示单元5512、使用者接口结构5513(其可以用于接触沿着使用者的前额5513a和/或鼻部5513b的区域)、定位和稳定结构5514、后支撑箍5516、颞连接器5518、显示单元壳体5522、前额支撑连接器5524、颞臂5526、刚性件5532、顶骨部5538、枕骨部5540、前额支撑绑带5548和前额支撑刚性件5556。
在类似于上述第八示例的第十四示例中,增强现实显示系统5510另外包括传感器系统5580,传感器系统5580安装到前额支撑绑带5548,前额支撑绑带5548从显示单元5512连接至后支撑箍5516。传感器系统5580可以由多个电源单元5560通过布线来供电,该布线安装在定位和稳定结构5514的绑带上或之内。传感器系统5580可以包括一个或多个传感器,该传感器可以用于增强增强现实体验,诸如但不限于运动传感器、温度传感器、光传感器、触觉传感器、高度传感器等。传感器检测和处理的信息可以以某些形式实时提供给使用者作为可能跨越多种形式的感官反馈,包括视觉、听觉、触觉、体感和嗅觉。
在一些形式中,使用者前额5513a处的使用者接口结构5513可以被配置为包括一个或多个传感器,该传感器可以与前额支撑绑带5548上的传感器系统5580集成或代替传感器系统5580使用。
参考本技术的第十三和第十四示例中的每一个,还可以在如本技术的第十示例中所述的各个系统中的每一个系统中提供气流发生器(并且在图32至图36中示出)。即,在第十三和第十四示例的一些形式中,增强现实显示系统或组件4410、5510也可以被配置为支持气流发生器(例如鼓风机)和相对于显示单元4412、5512的相关部件。在这些形式中,气流发生器可用作配重以帮助平衡显示单元。
例如,定位和稳定结构5514可以被配置为在使用中将气流发生器保持在覆盖顶骨部5538的位置。气流发生器可以相对于定位和稳定结构布置,如关于本技术的第十示例另外描述的。此外,气流发生器可以相对于显示单元5512安装,如先前在本技术的第十示例中所述。
图45至图47示出了根据本技术的第十五示例的头戴式显示系统或组件1000。
头戴式显示系统6800是增强现实系统的形式并且包括增强现实显示单元6812以及定位和稳定结构6814,该定位和稳定结构6814在使用中将显示单元6812维持或保持在使用者面部上方的操作位置。
在第十五示例中,定位和稳定结构6814被配置为支撑增强现实显示单元6812远离使用者的鼻部,例如鼻梁。在一些形式中,结构6814可以支撑显示单元6812抵靠使用者的额骨,即额头。
定位和稳定结构6814包括从显示器6812延伸的臂6815和过度延伸部分6816,该过度延伸部分6816被配置为支撑电池组6818和电子部件6811,例如在使用中位于使用者头部上的信号处理器。
过度延伸部分6816通常可以成形为匹配使用者头部的形状,以便在使用中紧靠使用者头部。通过增加使用者头部的表面接触面积,这提供了在使用时稳定系统的优势。
如图45所示,定位和稳定结构6814的外形为大致S形。这种形状的构型可以帮助过度延伸部分吸收系统6800中的移动。
过度延伸部分可以被配置为偏转以吸收系统中的移动。这种移动可能是由于电池组的重量将系统从使用者头部向下拉。因此,过度延伸部分用作偏置机构,即弹簧,并且可以在使用中稳定系统的移动。
在图45所示的实施例中,过度延伸部分6816可以将电子部件6811支撑在使用者的耳朵上方,使得定位和稳定结构6814不承受使用者耳朵上的电子部件6811的重量。
在图45所示的形式中,电子部件被支撑在过度延伸部分6816的下臂6822中。过度延伸部分的下臂的形状类似于传统的光学眼镜臂,但是不被配置为接触耳朵。臂6822与耳朵间隔开,使得当使用者处于静止位置时,例如站着不动,没有重量从电子部件6811转移到使用者的耳朵上。当使用者处于非静止位置时,例如在移动、转头时,过度延伸部分可以被配置为偏转以吸收使用者的移动。当过度延伸部分偏转到极限位置时,臂6822可以移动到与使用者的耳朵接触。通过接触使用者的耳朵,可以防止臂6822以及进而定位和稳定结构从使用者头部脱落。
过度延伸部分进一步包括上臂6824,上臂6824被配置为使增强现实显示系统6800的平衡中心朝向使用者头部的额骨偏移。如图45所示,上臂被配置为在冠状面C的前方延伸,使得它充当杠杆臂以支撑电池组的重量从其延伸到冠状面中。
过度延伸部分的刚度会受到影响,即通过所使用的材料、尺寸和过度延伸部分6816的横截面形状来调节。
稳定结构6814被配置为使得系统在使用时在使用者头部上保持平衡。即,使系统偏向使用者的额骨的显示器6812的重量与使系统偏向使用者的枕骨的电池组6818的重量平衡。
在一些形式中,电池组可以围绕使用者头部的矢状面移动,并且可以固定在使用者的顶骨和枕骨之上和之间的多个位置。
当参考图46时,稳定结构6812,即过度延伸部分6816,呈W形。W形被配置为吸收系统的侧向移动。例如,电池组的重量会在使用时引起稳定结构的移动。W形被配置为吸收电池组围绕中央脊6826的运动,使得稳定结构的其余部分经历最小的移动。
现在参考图48A和图48B,示出了根据本技术的第十六示例的增强现实显示系统或组件7900。
增强现实显示系统7900包括增强现实显示单元7912以及定位和稳定结构7914,该定位和稳定结构7914用于在使用中将显示单元7912维持或保持在使用者面部上方的操作位置。
增强现实显示系统7900与增强现实显示系统7800的主要区别在于它设置有定位和稳定结构7914,该定位和稳定结构7914被配置为从显示器7912直接延伸到使用者头部的后部,即邻近使用者的枕骨.
结构7914的形状具有后钩部分7928,后钩部分7928被配置为嵌套在使用者的枕骨下方。如图48B所示,后钩可以成形为带有侧翼7928A,以进一步支撑使用者头部上的结构7914。钩可以用来阻止系统7900在向前方向上的移动,即朝向与使用者的鼻部接触。
在图48B所示的形式中,电池组可以位于结构7914的钩部中,并且其中的重量可以用来抵抗结构在向前方向上的移动。
结构7914可以进一步包括可调节部分7930,用于增加或减少显示器7912和钩7928之间的距离,即结构的长度。在使用时,可调节臂7930用于将显示器移向或远离与使用者鼻部的接触。例如,这种移动可以允许使用者调节显示器的位置以与他们的眼睛对准。
参考本技术的第十五和第十六示例中的每一个,还可以在如本技术的第十示例中所述的各个系统中的每一个中提供气流发生器(并且在图32至图36中所示出的)。即,在第十五和第十六示例的一些形式中,增强现实显示系统或组件6800、7800还可以被配置为相对于显示单元6912、7912来支撑气流发生器(例如鼓风机)和相关部件。在这些形式中,气流发生器可用作平衡重以帮助平衡显示单元。
例如,定位和稳定结构6914、7914可以被配置为在使用中将气流发生器保持在覆盖顶骨部的位置。当参考第十五示例时,气流发生器可以相对于电池组6818设置在中央脊6826上。当参考第十六示例时,气流发生器可以相对于后钩部分7928设置在结构7914上。
可替代地,气流发生器可以相对于定位和稳定结构布置,如关于本技术的第十示例另外描述的。在其他形式中,气流发生器可以相对于显示单元6912、7912安装,如先前在本技术的第十示例中所述。
现在参考图49A至图51D,示出了根据本技术的第十七示例的头戴式显示系统或组件8800。头戴式显示系统8800为增强现实系统的形式,并且包括增强现实显示单元8812以及定位和稳定结构8814,该定位和稳定结构8814用于将显示单元8812维持或保持在使用者面部的操作位置。应当理解,虽然本技术的第十七示例以增强现实系统的形式示出,但是本技术的第十七示例也可以与如下所述的虚拟现实系统一起使用。
定位和稳定结构8814可以通过头带连接器8350可拆卸地连接至显示单元8812的一部分。
在一些形式中,定位和稳定结构8814可以包括至少一个可电连接至显示单元8812的电子部件(例如,类似于图32至图36中所示的)。例如,当定位和稳定结构8814连接至头带连接器8350时,定位和稳定结构8814的电子部件可以电连接至显示单元8812。
在一些形式中,定位和稳定结构8814可以通过头带连接器8350永久地连接至显示单元8812的一部分。
定位和稳定结构8814可以包括至少一个绑带8301(在图49C中与显示单元8812分开示出)和至少一个刚性件臂8302(在图49B中与绑带8301分开示出)。绑带8301可以由弹性材料制成并且可以具有弹性特性。换言之,绑带8301可以被弹性地拉伸,例如,通过使用者施加的拉伸力(如图50B所示),并且在释放拉伸力时,在中性状态下返回或收缩至其原始长度。例如,绑带8301的使用位置(参见例如图50A)在穿戴过程期间从拉伸长度收缩(例如参见图50B),但仍比中性位置拉伸更多。绑带8301可以由任何弹性材料制成或包括任何弹性材料,诸如弹性纤维、TPE、硅树脂等。
绑带8301可以是单层或多层绑带。在使用期间与使用者8000接触的绑带8301,特别是外侧绑带部分8315、8316(在图49A、图50A和图50B中最佳示出)可以是机织、针织、编织、模制、挤压或以其他方式形成的。绑带8301可以包括或可以由诸如编织材料之类的织物材料制成。此类材料可以包括人造或天然纤维,一方面用于提供所需和有益的表面特性,诸如触觉特性和皮肤舒适性。另一个方面,绑带8301的材料可以包括用于提供所需弹性体特性的弹性材料。包括外侧绑带部分8315、8316和后部绑带部分8317的整个绑带8301都可以是可拉伸的。这使得绑带8301的整个长度能够被拉伸,从而导致舒适的力位移轮廓。为了使绑带8301在使用中能够被拉伸,绑带8301的长度可以小于使用者的平均小头围。例如,在一个示例中,绑带8301的长度可以小于590mm,在另一个示例中,绑带8301的长度可以小于500mm。然而,可以根据使用者的头围向使用者提供不同长度的绑带8301,这可能是针对特定性别的。例如,小号的绑带长度可能为490mm,而大号的绑带长度可能为540mm。在一些情况下,这意味着绑带8301的长度不需要被拉伸很长的距离(即,对于大头围的小尺寸绑带),这对于此类使用者来说将具有不必要的高头带张力,并且在小型绑带8301被拉长时,力位移曲线也不太平滑。
通过插入刚性件臂8302,可以在某些部分使绑带8301刚性化,例如从显示单元8812的显示单元壳体8622直到邻近使用者颧骨的位置。绑带8301可以采用中空带的形式。当绑带8301滑到刚性件臂8302上并固定在刚性件臂8302邻近框架8622的一端时,可以认为绑带8301穿过刚性件臂8302。
在一些形式中,绑带8301可以在插入刚性件臂8302之前在某些部分被刚性化。例如,绑带8301的一部分(例如,构造为覆盖颞骨)可以用刚性材料形成,以限制绑带8301的至少一部分的弯曲。在一些形式中,绑带8301的织物和/或弹性材料可以围绕刚性材料(例如,刚性塑料)形成。在一些形式中,绑带8301可以使用缝合工艺来刚性化。绑带8301的刚性件部分仍可接收刚性件臂8302以提供进一步的刚度。
在一个示例中,包括外侧绑带部分8315、8316和后部绑带部分8317的绑带8301通过对织物材料进行经编而制成。绑带8301是一种3D针织面料,通过计算机控制作为单件针织而成。沿绑带8301的不同位置可以发生线和缝合的变化,以调节绑带8301在某些位置的弹性和强度以及耐用性。例如,在绑带中的开口8304的位置(如图49C所示),例如为了将绑带连接至头带连接器8350以及用于后部绑带部分8317a、8317b的分叉点8324,可以编织附加的线以提供绑带8301的加强,以防止绑带8301在重复和长时间使用期间在这些位置处失效/断裂,当绑带8301被拉伸时,这些位置会承受很大的压力。绑带8301的针织方法(即经编)和弹性织物材料(例如弹性纤维)都有助于绑带8301在水洗和干燥后绑绑带8301的弹性恢复。换言之,通过定期清洗绑带8301,可以在长时间使用后保持绑带8301的弹性,从而延长其使用寿命。
参考图49C,绑带8301被示为具有两个袋状端部8311的单个连续绑带,用于直接(例如通过粘合)或通过头带连接器8350附接到臂8302。然而,可以理解,绑带8301可以包括多个单独的绑带,这些绑带彼此直接连接或可以直接彼此连接,例如缝合或超声波焊接。
在图49A至图49C中,定位和稳定结构8814的绑带8301被示出为没有任何调节或改变装置。然而,可以通过改变绑带8301固定到臂8302或比绑带8301更刚性的其他连接元件的位置,来提供此类调节。另外或可替代地,可以通过添加机构来允许调节,诸如臂8302上的滑梯锁夹子(未示出)。
绑带8301可以具有管状或套筒状构造(未示出)。然而,应当理解,绑带8301可以采取任何其他形状,诸如扁平或片状形状、单层、多层或层压结构。绑带8301具有纵向轴线Z-Z,其可以理解为基本上平行于纸平面的轴线,绑带8301沿着该轴线延伸。
在图49A至图49C所示的形式中,绑带8301是中空的,以便接收刚性件臂8302的插入,刚性件臂8302通过开口8304滑入绑带8301。在其他形式中,刚性件臂8302可以永久连接至绑带8301至少在一个位置,例如,在锚点处,它被包覆成型或胶合以在刚性件臂8302和绑带8301之间形成整体化学键(分子粘合)。
例如,绑带8301的至少一个袋状端部8311可以永久地连接至刚性件臂8302,以维持绑带8301中的电子部件与显示单元8812之间的电连接。这可以帮助确保正确维持电连接。
绑带8301可以具有加强缝合,以提高耐用性并最小化或防止失效点。例如,绑带8301在开口8304处的区域以及在其在分叉点8324处分叉成两个后部绑带部分8317a、8317b的位置处的区域在拉伸时受到高应力。材料的趋势是在分离区域8326处彼此分开,因此在这些区域处加强缝合是解决此问题的一种方式。在一个示例中,中央接缝沿着绑带8301的中心纵向轴线Z-Z延伸并且用作加强缝合。此外,绑带8301的远端边缘(即袋8311的端部)和开口8304可被超声焊接,以熔合任何杂散纤维并强化这些区域中的绑带8301。有利地,这也防止了绑带8301的纤维在长时间使用和重复洗涤之后磨损。设想了用于加强和强化袋状端部8311和开口8304的其他技术,其可以包括附加材料,例如(粘合)胶带。
存在于上后部绑带部分8317a和下后部绑带部分8317b从外侧绑带部分8315、8316分离的位置处的分叉点8324可以通过例如在分叉点8324处或附近进行附加的缝合或焊接而进一步得到加强。加强可有助于防止外侧绑带部分8315、8316由于来自上后部绑带部分8317a和下后部绑带部分8317b的重复分离的应力而分裂和/或撕裂。换言之,加强部分8325可以在分叉点8324附近的应力集中位置处提供附加的强度。
上后部绑带部分8317a和下后部绑带部分8317b在图50A和图50B中以不同的分离角θ示出。当上后部绑带部分8317a和下后部绑带部分8317b以大角度θ彼此展开时,加强的分叉点8324在分开处提供附加的强度。
特别参考图49C,在本示例的一种形式中,绑带8301的端部8311可以用折叠在绑带8301的端部上的材料来加强。除了前述焊接的端部之外,这在该区域提供了进一步的加强。施加到端部8311的加强材料可以是与绑带8301不同的材料。加强的端部可以避免或减轻使用者8000从该区域开始沿着其纵向轴线撕裂或撕开绑带8301的可能性。此外,加强的端部可有助于向使用者8000提供关于如何在刚性件臂8302上滑动或从刚性件臂8302上移除绑带8301的视觉和触觉指示,因为它可以帮助识别开口8304的位置。
在图49B中示出了刚性件臂8302的示例。刚性件臂8302可成形为装配在绑带8302内。刚性件臂8302可具有大致细长且平坦的构型。换言之,刚性件臂8302(在纸平面中从顶部到底部的方向)比厚(在纸平面中的方向)更长和更宽。
刚性件臂8302具有在所有三个轴(X、Y和Z)上具有弯曲的三维形状。尽管刚性件臂8302的厚度可以基本一致,但其高度可以在其整个长度上变化。刚性件臂8302的形状和尺寸的目的是紧密贴合使用者的面部结构,以便在使用时框住使用者的面部以帮助稳定头戴式显示器。刚性件臂8302的端部8319可以相对于刚性件臂8302的其余部分为圆形和/或略微倾斜。
刚性件臂8302还可以在进入图49B的纸平面的方向上具有期望的空间构型,以允许改进与使用者面部形状的对准,诸如使用者脸颊、耳朵或头部侧面区域的形状。刚性件臂8302可以具有纵向轴线Y-Y,其可以理解为基本上平行于纸面的轴线,刚性件臂8302沿着该轴线延伸(参见图49B中的虚线)。
刚性件臂8302比绑带8301更刚硬,但比显示单元壳体8622更小。具体地,刚性件臂8302和/或绑带8301使得刚性件臂8302组合起来赋予形状,并增加绑带8301在至少一个方向或至少一个轴线内或其周围的刚性程度。此外,刚性件臂8302引导或限定绑带8301的拉伸方向或路径。换言之,使用者在与刚性件臂8302的纵向轴线基本平行的方向上拉伸绑带8301。绑带8301在其他方向上的拉伸导致刚性件臂8302相对于头戴式显示单元8812旋转,这是不期望的。
刚性件臂8302的刚性将刚性件臂8302偏向其自然、未旋转、未扭曲和未变形的状态。在某种程度上,这使得定位和稳定结构8814成为自调节头带。自调节功能避免了手动缩短或延伸头绑带8301的材料长度,然后记住调节后的长度。有利地,这避免了使用者在面部两侧一次调节一个头带的长度,例如缩短或延伸。此外,当不需要如此高水平的头带张力来支撑使用者面部上的头戴式显示器时,这可能会消除使用者过度张紧头带的能力。
在一些形式中,刚性件臂8302可以由于使用者穿戴定位和稳定结构8814而弯曲或弯折。例如,刚性件臂8302可以彼此远离移动,以适应使用者头部的宽度。在使用者移除定位和稳定结构8814之后,刚性件臂8302可以返回到初始位置。
在一些形式中,刚性件臂8302与另一方向相比可以在一个方向上更柔性或可弯曲。例如,刚性件臂8302可以沿长度比沿宽度更可弯曲。换言之,刚性件臂8302可以比在图49B的上下方向上更可弯曲或柔性地进出图49B的页面。
现在参考图50A、图50B和图51A至图51D,外侧绑带部分8315、8316适于在穿戴时沿着使用者头部的侧面延伸。后部绑带部分8317适于沿着使用者头部的后部延伸。后部绑带部分8317可以包括两个、三个或更多个平行布置的绑带,特别是为了提供稳定性。尽管较小的后部绑带部分8317a、8317b已被示为长度相等,但设想一个后部绑带部分比另一个后部绑带部分长。用于后部绑带部分8317的较小后部绑带部分8317a、8317b的数量越多,所提供的弹簧效应就越大。换言之,当制造绑带8301时,随着相同尺寸的较小后部绑带部分8317a、8317b的数量增加,更多的张力施加在外侧绑带部分8315、8316上,以被后部绑带部分拉近彼此8317a、8317b。
在图50A、图50B和图51A至图51D所示的形式中,绑带8301的外侧绑带部分8315、8316分叉成两个后部绑带部分8317a、8317b。在一些形式中,与绑带8301的每个外侧绑带部分8315、8316相比,每个后部绑带部分8317a、8317b具有一半量的弹性纤维。在一些形式中,每个后部绑带8317a、8317b可以具有不同水平的弹性(例如,一条绑带可能比另一条绑带拉伸得更远)。
绑带8301通过头带连接件8350连接至臂8302。绑带8301被配置为通过开口8304可拆卸地连接至刚性件臂8302。
刚性件臂8302可以与显示壳体8622一体地形成(即永久连接)。在一些变型中,臂8302可以是单独模制的部件,例如通过粘合剂连接至显示壳体8622。在其他形式中,臂8302可以在通过包覆成型工艺连接至壳体8622之前单独形成,以在臂8302和显示单元壳体8622之间形成柔性接头,例如由TPE制成。
在替代形式中,臂8302可以根据传统的例如太阳镜或眼镜构型连接至显示单元壳体8622。
绑带8301与刚性件臂8302的接合可以发生在邻近显示壳体8622的一个位置,例如在头带连接器8350处。这种类型的接合允许最大范围的运动,即绑带8301的拉伸。这种接合被配置为是可移除的,以便使绑带8301能够完全从刚性件臂8302上拆卸下来,并且进而从显示单元8812上拆卸下来,以方便绑带8301的清洗。头带连接器8350用作绑带8301的锚点,使得当绑带8301被拉伸时,拉伸力被向外引导而远离锚点。当绑带8301安装到臂8302上时,绑带8301在锚定点处的端部8311至少由头带连接器8350的边缘保持。
本领域技术人员将理解,如本文所指的刚性件臂8302可以比绑带8301更刚性,并且允许刚性件臂赋予绑带8301形状。与可以沿至少一个轴伸展的绑带8301相比,刚性件臂8302可以在内部或周围更刚性,该绑带8301具有至少一个轴线并且不可延伸。在一些形式中,刚性件臂8302可以在基本上平行于其纵向轴线Y-Y的方向上可延伸/可拉伸。虽然弹性体通常可以拉伸,但一些热塑性聚酯弹性体不拉伸,但具有柔韧性,例如制造的5556。例如,刚性件臂8302可以具有剪式连杆结构或伸缩结构,使刚性件臂8302能够在压缩位置到完全延伸位置之间移动。可延伸的刚性件臂8302可以更好地贴合具有较长面部的使用者8000,从而可以适当地调节刚性件臂8302的长度。可替换地,刚性件臂8302可称为轭和/或加固件。轭可以被理解为适于支撑定位和稳定结构8814的绑带8301的刚性元件。刚性件臂8302可以被理解为当穿戴在面部上时使定位和稳定结构8814的绑带8302成形的刚性元件。
图49A和图49C所示的绑带8301的侧绑带部分8315、8316各自包括开口8304。在图49C所示的形式中,开口位于绑带8301的内表面,即当被穿戴时面向使用者8000的表面,并且适于接收刚性件臂8302,以便将刚性件臂8302插入管状或套筒状绑带8301的内部或将其从绑带8301中移除。可替代地,开口8304可位于绑带8301的外表面,即在穿戴时背对使用者8000的表面。在其他形式中,开口8304可以定位在袋状端部8311中。
开口8304可以被定向和/或成形为使得刚性件臂8302可以通过这样的开口插入和/或移除,以便组装定位和稳定结构8814,同时仍然防止刚性件臂8302在使用期间从绑带8301意外移除或分离。如图49C所示,这可以通过提供具有类椭圆构型的开口8304来实现。可替代地,开口8304可以设置有狭缝状构型,例如,类似于纽扣孔,其可以定位在绑带8301旁边或侧向于绑带8301。可替代地,如果需要,开口8304可以跨绑带8301定位。换言之,开口8304的细长延伸部可以与绑带8301的纵向轴线Z--Z以及刚性件臂8302的纵向轴线Y-Y两者大致同轴地延伸。这尤其由于绑带8301的弹性而允许容易地将刚性件臂8302插入管状或套筒状绑带8301中,同时防止其意外移除。
绑带8301的远侧末端和开口8304之间的绑带的端部缠绕在刚性件臂8302的边缘8360上并且用作锚点。刚性件臂8302的该边缘8360或锚定点可以是钩抓构件。绑带8301的这个端部也被称为袋状端部8311。这防止绑带8301在穿上或脱下使用者接口8000时在拉伸和调节绑带8301时从插入的刚性件臂8302滑落。
刚性件臂8302可以插入绑带8301的第一开口8304中。换言之,绑带8301可以通过开口8304在刚性件臂8302上滑动。刚性件臂8302的远端自由端8319首先通过开口8304插入绑带8301。刚性件臂8302被进一步推入绑带8301内,直到刚性件臂8302的大部分插入绑带8301中,使得绑带8301的端部可以牢固地锚定到刚性件臂8302的边缘8360。邻近开口8304的绑带8301的一些材料被调节为位于头带连接器8350的外侧8319下方(或后面)。通过这种方式,开口8304被配置为装配或安装在间隔元件3107周围,该间隔元件3107连接在壳体8622和刚性件臂8302之间。图49D中以最佳方式示出了间隔元件3107。
一旦插入绑带8301中,刚性件臂8302可以在绑带8301内大致不受限制地浮动。开口8304应位于刚性件臂8302和显示单元壳体8622之间的空间内,由此绑带8301的端部固定臂8302卡在刚性件臂8302的边缘8360上,以将绑带8301固定到刚性件臂8302。当拉伸绑带8301时,绑带的端部抓住边缘8360以拉动边缘8360。
刚性件臂8302和绑带8301之间的连接类型,例如通过开口8304,有助于将绑带8301从刚性件臂8302上轻松移除。轻松移除绑带是有利的,例如能够单独清洗绑带8301。为了移除绑带8301进行清洁,使用者8000围绕开口8304稍微拉伸绑带8301,以从刚性件臂8302的边缘8360上松开绑带8301。绑带8301的远端松开之后,可以通过开口8304从刚性件臂8302完全拉出绑带8301。
另外地或可替代地,刚性件臂8302可以固定到绑带8301。固定可以是局部的,例如在与开口8304相邻的区域中。可以通过缝合、焊接、胶合、热熔、夹紧、扣合、将盖子卡扣在端部上或通过将刚性件臂8302推到绑带8301内并将绑带和刚性件臂8302两者固定到外部部件,诸如保持绑带和刚性件臂8302两者的相应端部的外部夹子,来进行固定。可替代地,绑带8301可以化学结合到刚性件臂8302。夹子还可以用于将绑带8301的端部附接到显示单元壳体8622的相应侧。因此,夹子可以是壳体8622本身的一部分。
在本示例中,虽然绑带8301被布置为采用刚性件臂8302的形状,但它仍然能够基本上沿其整个长度拉伸。因此,刚性件臂8302赋予所需的形状,将定位和稳定结构8814的压力引导到面部的所需部分,而弹性定位和稳定结构8814维持其整个操作长度并能够在刚性件臂8302上自由拉伸。
尽管关于图49A至图51D中所示的具体示例进行了显示和讨论,但是应当理解,绑带8301或外侧绑带部分8315、8316中的每一个可以仅提供一个开口8304。然而,可以提供两个或更多个开口。可替代地或另外地,绑带8301可以不是管状或套筒状,而是可以具有平坦的单层或层压层构型。在此,刚性件臂8302可通过提供保持装置相对于绑带8301定位,该保持装置包括设置在绑带8301外表面(例如,在使用中背离使用者的表面)处的一个或多个环、套筒状部分或袋。
另外地或可替代地,可以提供本文所述的不同连接机构的组合。例如,刚性件臂8302可在单个点或局部区域处固定到绑带8301,如上文所讨论的,邻近例如绑带8301的袋状端部8311同时通过提供设置在绑带8301的外表面处的环或套筒状元件被保持在绑带8301旁边。换言之,刚性件臂8302可以通过将其仅固定在一个局部点或区域而连接至绑带8301,同时用作绑带8301的附加引导元件。此类引导元件功能可以由绑带8301的环状或护套状部分或通道或袋提供,刚性件臂8302基于图49C所示的绑带8301的形状延伸进入或穿过该环状或护套状部分或通道或袋。
绑带8301可以是管状的,但不一定是圆柱形的。这允许绑带8301可能的最长拉伸路径。可替代地,刚性件臂8302可单独设置在一个或多个袋中(例如,在中间某处支撑刚性件臂的具有可观长度的护套的单个开口端袋,或者一对袋,每个袋支撑刚性件臂的相应端部),或者沿着绑带8301的长度分布的多个环。这种引导元件功能,无论是否附接在一端,都允许基本上自由移动或浮动刚性件臂8302相对于绑带8301的位置。这种构型将允许与上述构型相同的优点和益处。另外,刚性件臂8302不沿与绑带8301相同的方向拉伸或弯曲。相反,刚性件臂8302可在基本垂直于其纵向轴线的平面内拉伸或弯曲。
前一节中描述的绑带8301与刚性件臂8302的附接也可能影响定位和稳定结构8814可适应的头部尺寸。换言之,通过沿着刚性件臂8302提供更大长度的绑带8301,可以增加定位和稳定结构8814的总可拉伸长度,从而可以容纳更大的圆周头部,而不需要增加刚性件臂的可拉伸性。此外,可以沿刚性件臂8302的长度改变连接绑带8301的位置。这将允许适应更大范围的头部尺寸和周长,而无需改变绑带8301的可拉伸性。
现在参考图51A至图51D。对于大多数头部尺寸,绑带8301可以提供舒适的头带张力水平。可能有两种长度或尺寸的绑带,它们是针对特定性别的,用于男性的一种比用于女性的更长。在一些形式中,可以有两种尺寸/长度的绑带8301分别用于每种性别。
绑带8301施加舒适水平的头带张力,以将显示单元8812保持在使用者面部上。如图51A至图51D中的虚线“C”所示,由绑带8301施加的张力拉动头戴式显示单元8812与使用者头部接触。通常,当绑带8301围绕使用者头部后部张紧时,头戴式显示单元8812将在使用者的前额和/或鼻梁处接触。在这些位置支持头戴式显示系统,例如鼻梁架,可以在使用过程中帮助稳定头戴式显示系统。稍后更详细地描述与鼻梁的接触。
绑带8301的分开区域8326被配置为“罩住”使用者头部的后部。换言之,分开区域8326的长度必须确定尺寸,使得两个后部绑带部分8317a、8317b能够“罩住”使用者头部的后部。这允许绑带在使用过程中维持其位置,进而在使用过程中维持头带张力。如果分开区域8326的长度太长,则两个后部绑带部分8317a、8317b将在使用者的耳朵前分开,因此当它们越过耳朵而不是上方/周围时会感到不舒服。由此,两个后部绑带部分8317a、8317b的最大角度范围将相对于彼此减小。
在绑带8301的中性和未拉伸状态下,两个后部绑带部分8317a、8317b彼此具有约0°至约10°的角度θ。在戴上头戴式显示系统8800之后,两个后部绑带部分8317a、8317b可以彼此分开,使得角度θ可以高达约180°。这允许180°的最大角度范围,这进而通过逐渐分开两个后部绑带部分8317a、8317b来提供用于减小头带张力的大范围。相反,可以缩小角度范围以增加由头带施加的张力。
使用者可以用一只手或两只手在其头部的后部的张力下移动两个后部绑带部分8317a、8317b,分开或一起移动。通过移动两个后部绑带部分8317a、8317b彼此进一步分开,分开区域8326扩大,导致头带张力与未分开的头带张力相比减小。
如将理解的,头戴式显示系统8800可以包括一个或多个刚性件臂8302。虽然以上讨论集中在刚性件臂8302与绑带8301的关系上,但是要注意图49A至图51D所示的形式,头戴式显示系统8800包括两个刚性件臂8302,每个刚性件臂8302设置在绑带8301的每个相应外侧绑带部分8315、8316。上述评论虽然最终指的是一个刚性件臂8302,但因此同样适用于连接至头戴式显示器8812的两个或更多个刚性件臂8302。
在后部提供两个弹性绑带或后部绑带部分8317a、8317b允许头部被罩住,并且可以通过适当定位它们来调节张力矢量,例如,通过伸展。提供两个后部绑带部分8317a、8317b还允许更好的支撑和稳定性,以及在避开头后部的特别敏感区域方面增加了灵活性。后部绑带部分8317a、8317b旨在于颅骨处罩住头部,以维持位置和接合。在一个示例中,根据使用者的特定头部形状和后部绑带部分8317a、8317b分开的量,上后部绑带部分8317a将位于顶骨附近,而下后部绑带部分8317b位于枕骨或斜方肌上纤维的近端(即邻近颈背或颈项)。下后部绑带部分8317b可以被配置为在枕骨外隆起之上或之下的位置处接合使用者头部。
现在参考图51B至图51D,两个后部绑带部分8317a、8317b还允许使用者控制头戴式显示器在他们面部上的方向。通过“罩住”使用者头部的后部,两个后部绑带部分8317a、8317b可以将刚性件臂8302保持在相对固定的位置。此外,上后部绑带部分8317a可以以隔开的关系支撑刚性件臂,即在使用中不与使用者的耳朵接触。如图51B和图51C中出于比较目的所示,提供具有单个下后部绑带部分8317b的绑带8301倾向于将刚性件臂8302向下拉,使其与使用者的耳朵接触。在使用者头部后部(朝向脊柱的颈部区域)的自然“倾斜”用于引导绑带部分8317b远离张紧位置,即朝向使用者颈部或颈项附近的较窄尺寸。上后部绑带部分8317a抵消下后部绑带部分8317b的向下滑动(即向下的力矢量),用于将刚性件臂保持在大致水平的方向。
与需要材料长度调节(缩短或加长)的现有虚拟和增强现实设备(即商业销售)的头戴式显示系统相比,由绑带8301提供的张力可简单地通过打开或关闭两者之间的相对角度来调节两个后部绑带部分8317a、8317b。为了减小头带张力,当穿戴头戴式显示系统时,两个后部绑带部分8317a、8317b在头后部上进一步分开。为了增加头带张力,两个后部绑带部分8317a、8317b靠得更近。
这种调节方式优于仅允许对头带张力进行预设增量调节的带凹口绑带。它也优于VelcroTM(不间断环织物)绑带,后者因为拉动绑带穿过带扣进行收紧的动作,需要多次尝试紧固和松开,直到获得所需的头带张力,或者将带环穿过更容易增加头带张力而非降低头带张力的带扣。
头后部的两个较小的带或后部绑带部分8317a、8317b的长度可以相等并且不可调节,除非通过材料的弹性,或通过缩短外侧绑带部分8315处的总长度来相等地增加两者的紧度。在一些形式中,可以提供滑动机构(未示出),以允许绑带8301以不同程度重叠,从而改变定位和稳定结构8814的总长度。可调节的束带长度允许两个后部绑带部分8317a、8317b将它们自身自然地集中在头顶上。两个后部绑带部分8317a、8317b可以是对称的或不对称的。换言之,上后部绑带部分8317a可以自然地安置在头顶,而下后部绑带部分8317b可以自然地安置在邻近或低于枕叶的头后部处。这可以减少手动过度收紧一个绑带以补偿另一个绑带太松而导致定位和稳定结构8814错配的可能性。这又可能导致不舒适。
两个后部绑带部分8317a、8317b的总宽度可以基本上等于外侧绑带部分8315的宽度。这很美观并且为使用者提供视觉指示以在穿戴头戴式显示系统8800时调节后部绑带部分8317a、8317b。虽然已经描述了两个后部绑带部分8317a、8317b,但是可能提供更多不同程度的头带张力调节。当绑带8301处于中立状态且未拉伸时,两个后部绑带部分8317a、8317b部分地分离,使得它们之间存在间隙,以邀请或指示使用者在穿戴头戴式显示系统8800时调节后部绑带部分8317a、8317b。这提高了调节头带张力的直观性,并且直观地指示可以如何调节头带张力。
如上所述,可以提供两个或更多个接头,由三个、四个或更多个单独的绑带而非连续一片绑带8301,来形成定位和稳定结构8814。这可能会使组装复杂化,但可能简化制造过程。接头可以放置在外侧绑带部分8315、8316和两个后部绑带部分8317a、8317b之间的分叉点8324处或在后部居中。接头可以被缝制、焊接、粘合或包覆成型,并且可以结合高摩擦材料以帮助减少头部的运动。高摩擦材料可以包括移印、硅胶印刷,以增加绑带8301、8317a、8317b与使用者的皮肤或头发之间的相对表面摩擦,从而保持绑带8301、8317a、8317b在使用者头部上的位置。高摩擦材料可以仅存在于后部绑带部分8317a、8317b的使用者接触表面上,因为刚性件臂8302可以执行维持外侧绑带部分8315、8316相对于使用者面部的位置的部分或大部分功能。
也可以将高摩擦材料添加到后部绑带部分和外侧绑带部分8315、8316、8317a、8317b的内表面,以减少绑带滑到使用者面部或头发上。对于臂或外侧绑带部分8315、8316,这将有助于定位和稳定结构8814保持在脸颊上,并且在后部绑带部分8317处,可以阻止定位和稳定结构8814滑过头后部。这种材料可以被印刷、浇铸或模制在表面上,或结合到如上所述的接头、缝合或焊接工艺中。另一种减少绑带滑移的方法是使弹性纱线从织物材料中伸出。
代替从邻近头戴式显示器8812的开口8304插入,如图49C所示,刚性件臂8302可以替代地从定位和稳定结构8814分叉的分叉点8324附近的开口插入。一旦刚性件臂8302被插入,材料的弹性可用于将刚性件臂8302钩回小后部绑带部分8317a、8317b之一(上部或下部)的开口内。这可以防止刚性件臂8302移动,从而将其固定就位。否则,开口8304可以被缝合、模制或以其他方式永久关闭,以便将刚性件臂8302限制在绑带8301内。
后部的分开区域8326可以包括两个、三个或更多个绑带,以用于稳定性。这种形式的定位和稳定结构8814可以与虚拟现实显示系统一起使用,以便为显示单元提供更大的稳定性(和张力),与增强现实显示系统相比,虚拟现实显示系统的重量通常更重。在一些形式中,此类后部绑带也可以设置两条后部绑带之间以默认角度分开,例如45°,以便在穿戴过程中立即罩住并接合使用者头部。在穿上之后,后部绑带可以相对于彼此枢转,以将使用者接口固定到一个位置,从而为头戴式显示器8812提供紧贴使用者面部的张力。一旦脱下显示系统,两条后部绑带被偏置返回例如45°角。
定位和稳定结构8814的绑带8301被配置为适合大范围的头部尺寸。这可以有效地是“通用尺寸”的定位和稳定结构8814,这意味着“开箱即用”的头戴式显示系统更可能适合使用者,即使使用者之前没有尝试或使用过定位和稳定结构8814。
绑带8301的织物可以让皮肤自然呼吸和出汗,而无需硅胶、泡沫或塑料来产生和保持表面热量和汗水冷凝。
在一些形式中,图49A至图51D中所示的任何示例可以并入图32至图36中所示的示例中。例如,绑带8301可以容纳电子部件(例如,类似于部件911)和/或气流发生器(例如,类似于气流发生器906)。
在一些形式中,刚性件臂8302可以类似于刚性化部分915。在该示例中,绑带8301可以足够大和/或足够柔性,以容纳刚性件臂8302和导管(例如,类似于导管917)。刚性件臂8302和绑带8301可以永久连接,以维持导管的正确连接。然而,其他示例可以包括可拆卸的绑带,以便使用者可以清洁或更换导管。
在一些形式中,绑带8301可以包括一个或多个电池(例如,类似于电池923)。绑带8301可以提供电池和显示单元8812之间的电连接。
在某些形式中,绑带8301可以包括充电端口(未示出),其可以允许电源线连接至绑带8301并对电池充电。这可以允许绑带8301保持固定至刚性件臂8302以限制对电连接的干扰。
在其他形式中,绑带8301可以从刚性件臂8302移除(例如,如上所述)和/或电池可以从绑带8301移除。这可以允许当电池中的电荷不能再为显示单元8812供电时,使用替换电池和/或替换绑带8301。这可以允许即使当一组电池需要充电和/或更换时,使用者继续使用显示单元8812。
在某些形式中,当绑带8301连接至刚性件臂8302时,头带连接器8350可以帮助形成电连接。例如,绑带8301可以包括邻近开口8304的电连接器,该电连接器可以与互补的电连接器接合,以便在绑带8301和显示单元8812之间建立电连接。
在一些形式中,刚性件臂8302可以帮助保持绑带8301的形状。如上所述,绑带8301可以围绕臂8302定位,使得绑带8301呈现与臂8302相似的形状。例如,即使绑带8301本身是柔性的或松软的,绑带8301沿刚性件臂8302的部分可能看起来是刚性的。这可以有助于保护形成电连接的导线,因为导线可能无法弯曲或折皱,否则会干扰电连接。
然而,绑带8301的与刚性件臂8302分离的部分可以是柔性的,以便符合使用者头部的部分,如上所述。因此,导线可以能够与绑带8301一起弯曲以符合使用者面部。
现在参考图52A至图52D和图53A-1至图53C-2,示出了根据本技术的第十八示例的头戴式显示系统9300。头戴式显示系统9300与图2A至图51D中所示的先前示例的不同之处在于:头戴式显示系统9300进一步包括中央支撑结构9662,例如中央件部件,其被布置为定位在使用者的耳朵周围。尽管图52A至图52D和图53A-1至图53C-2中的第十八示例的头戴式显示系统9300采用增强现实显示系统的形式,但它同样可以应用于虚拟现实显示系统。
在图52A所示的示例中,中央支撑结构9662包括中央部分或中央件,其连接至刚性件臂9302的定位和稳定结构9614。
中央件部件9662可以可旋转地连接至刚性件臂9302,由此臂9302可以围绕中央件9662铰接,以使头戴式显示器9812能够例如相对于冠状面向前或向后旋转。参考图52B,头戴式显示器9812被配置在使用者眼睛前面的使用位置。显示单元可以围绕中央件9662铰接,以使显示单元能够旋转,即,相对于法兰克福水平面移动。例如,显示单元可以相对于使用者的眼睛升高或降低。即,定位和稳定结构9614可以允许显示单元向上(例如上方的)枢转运动(或枢转运动),以允许显示单元移动到非操作位置,而无需移除定位和稳定结构(例如“翻转”功能)。
在一些形式中,显示单元的枢转运动(或枢转运动)涉及包括定位和稳定结构的枢转布置(或枢转运动)。在一些形式中,这种枢转布置可以在中央件9662处提供释放机构(例如,将显示单元可释放地锁定在操作(即降低)和非操作(即升高)位置的释放机构)。
参考图52C,中央件9662可以在使用中引导由头戴式显示器9812施加的力围绕使用者的耳朵。例如,当头戴式显示器9812(通过臂9302)围绕中央件9662铰接时,例如,进入使用者眼睛前面的使用位置时,由头戴式显示器的重量施加的负载可以转换到中央件9662的周边并在其周围。通过这种方式,中央件组件9662可以容纳一些显示单元9812的重量,从而为头戴式显示系统9300围绕使用者的耳朵和在中冠状面的区域中创建枢轴。这可以减轻鼻梁上的负载并有助于调节显示单元9812围绕中央件9662的角度。
臂9302可以被配置为偏向(即朝向)与使用者的每个耳朵接触,使得中央件9662(通过施加微弱的压力)保持抵靠使用者头部。这样,使用者耳朵上的中央件9662可以支撑头戴式显示器的至少一部分重量。
图52D中示出了显示单元9812的两种可能构型的示例。在第一示例中,显示单元9812被配置在使用者眼睛前面,即通常与法兰克福水平线平行。在第二个示例中,显示单元显示在使用者眼睛上方的升高位置,即相对于法兰克福水平线成角度。有利地,在这两个位置之间移动显示单元9812,令使用者能够在使用期间(例如,玩游戏)或在戴上和脱下头戴式显示系统9300之前将显示单元9812从他们的眼睛上移开。
参考图53A-1至图53C-2,公开了根据本技术的第十八示例的另一版本的头戴式显示系统的又一实施例。头戴式显示系统9400与图52A至图52D所示的实施例的不同之处在于:头戴式显示系统9400进一步包括连接至中央支撑结构(即中央件9662)的冠状部9638和/或枕骨部9640。
中央件部件9662可旋转地连接至冠状部9638和/或枕骨部9640(也称为后部)中的每一个。冠状部和枕骨部可以围绕中央件9662铰接,以使冠状部9638能够例如相对于冠状平面向前或向后旋转,并且枕骨部9640能够相对于法兰克福水平面升高或降低。
参考图53A-1至图53B-2,示出了冠状部9638和枕骨部9640相对于中央件9662的两种可能构型的示例。在第一示例中(如图53A-1和图53A-2所示),头戴式显示系统9400仅包括冠状部9638,冠状部9638被配置在冠状缝附近(并与之对准)的位置,即在顶骨和额骨之间的接合处。在第二示例中(如图53B-2所示),头戴式显示系统9400包括冠状部9638和枕骨部9640。在该第二示例中,枕骨部9640被配置在人字缝附近(并与之对准),即在顶骨和枕骨之间的接合处。
在一些形式中,冠状部9638可以相对于枕骨部9640独立地成角度(或移动)。冠状部可以被调节为朝向显示系统的重心移动。在一些形式中,枕骨部可以向上或向下移动,以支撑定位和稳定结构9614(通过枕骨部)抵靠使用者头部的枕骨。在一些其他形式中,枕骨部9640可以包括一种配重以平衡显示单元9812。
特别参考图53A-1和图53A-2,中央件9662和冠状部9638可以在使用中引导由头戴式显示器9812施加的力围绕使用者的耳朵以及围绕使用者头部的冠状缝,如虚线“L”所示。类似地,在图53B-2所示的替代实施例中,枕骨部可以另外将由头戴式显示器9812施加的力引导到使用者头部的人字缝处(例如,在人字缝处或附近)。应当理解,虽然冠状和枕骨部的接触点由相应的冠状缝和人字形缝线限定,但冠状和枕骨部的接触点可以在所述缝的任一侧的使用者头部上。
类似于冠状部9638,枕骨部9640可以围绕中央件9662铰接,进入相对于刚性件臂9302成角度的位置。通过这种方式,定位和稳定结构的冠状部和枕骨部可以相对于刚性件臂移动(即成角度)来支撑头戴式显示器9812的重量。此外,施加到枕骨部9640的力可以围绕中央件9662的周边平移并通过冠状部9638。
图53B-1至图53B-2中示出了显示单元9812的两种可能构型的示例。在第一示例中,显示单元9812被配置在使用者眼睛前面,即通常与法兰克福水平线平行。在第二个示例中,显示单元显示在使用者眼睛上方的升高位置,即相对于法兰克福水平线成角度。在图53B-1所示的形式中,当处于升高位置时,显示单元被配置为位于冠状部上方,并且在一些形式中,可以被配置为与冠状部连接,以牢固且可释放地附接在那里的显示器单元9812。可替代地,如前所述,显示单元9812、冠状部9638和枕骨部9640中的每一个都可以通过中央件9662中的释放机构相对于中央件固定就位。在这种情况下,释放机构可以相对于彼此成不同角度可释放地锁定显示单元、冠状部和枕骨部。例如,显示单元可以定位在操作(即降低)和非操作(即升高)位置,并且冠状部和枕骨部成角度,以安装(即接触)使用者头部上的相应位置。
参考图53C-1和图53C-2,在一些形式中,冠状部可以从头戴式显示单元9812拆卸。如图53C-1和图53C-2所示,冠状部支撑件9638被配置为安装围绕中央件9662并延伸穿过使用者头部,类似于传统的“耳机型”设备。
在某些形式中,冠状部支撑件9638和中央件9662可以独立于头戴式显示单元9812用作耳机。
在上述任一实施例中,第十八示例的头戴式显示系统9300可以以提供直观适配和调节的方式呈现高度调节。中央件9662、冠状部9638和/或枕骨部提供响应稳定性,可以满足使用者的动态运动。
该设计的另一个特征是:显示单元9812引起的反作用力可以由冠状部9638和枕骨部9640支撑,同时仍然允许对显示单元9812进行精细的独立调节。特别地,前后方向调节显示单元控制接口结构在面部上的接触压力。例如,调节显示单元,直到例如提供给显示单元壳体9622的鼻部或前额垫轻轻地接触面部。
冠状部9638的调节有助于适应不同的头部尺寸和显示单元9812的位置。在一些形式中,可以调节冠状部的尺寸,例如通过耳机式调节,从而调节头戴式显示器9812相对于使用者眼睛的上下位置。
枕骨部9640的调节有助于贴合、接触点的定位以及产生的反力矩的量,从而有助于定位和稳定结构9614中的舒适性和负载分布。枕骨部9640可以提供多种特性的组合(包括但不仅限于):控制拉力方向的刚性(来自显示单元9812的重量)、舒适和抓握的头部形状的顺应性、自动将系统紧贴在使用者头部的弹性:所有这些都与可选调节相结合。
在一些形式中,音频设备“A”即耳机(例如,降噪)可以位于中央件9662上。音频设备“A”可以被配置为与中央件9662可释放地接合,例如关于弹簧锁类型的功能。在一些形式中,音频设备“A”可以放置在中央件9662上,以在使用中包围使用者的耳朵。
在某些形式中,音频设备“A”可以通过向使用者提供与显示单元9812上显示的图像一致的声音输出而促进虚拟或增强现实体验。例如,可以使用中央件9662中的音频设备“A”将来自在显示单元上播放的游戏的声音9812输出给使用者。
在某些形式中,音频设备“A”可以包括无线连接(例如蓝牙),以便连接至外部装置。例如,显示单元9812可以向使用者提供视觉增强现实,但可以不输出声音。使用者可以在使用显示单元9812时从单独的装置(例如智能手机)收听音频(例如音乐、播客、有声读物、白噪声等)。
如图53C-1和图53C-2所示,中央件9662的一种形式可以与显示单元9812分离。在一些形式中,这可以帮助使用者进行存储。在一些形式中,中央件9662可以用作与显示单元9812分开的头带(例如,无线耳机)。覆盖使用者耳朵的头带部分的更多细节在国际(PCT)专利申请号PCT/SG2021/050590中描述,其通过引用整体并入本文。
参考本技术的第十七和第十八示例中的每一个,还可以在如本技术的第十示例中所述的各个系统中的每一个中提供气流发生器(并且在图32至图36中示出)。即,在第十七和第十八示例的一些形式中,增强现实显示系统或组件8800、9400还可以被配置为相对于显示单元8812、9812支撑气流发生器(例如鼓风机)和相关部件。在这些形式中,气流发生器可用作平衡重以帮助平衡显示单元。
例如,定位和稳定结构8814、9614可以被配置为将气流发生器保持在朝向使用者头部后部的位置,例如,朝向后部绑带部分8317a和8317b。当参考第十七示例时,气流发生器可以安装到刚性件臂。可替代地,气流发生器可以相对于显示壳体8622安装。
当参考第十八示例时,气流发生器可以布置在中央件9662之上或之内(即被其隐藏)。可替代地,气流发生器可以相对于枕骨部9638安装。可替代地,气流发生器可以相对于显示器9812布置,如关于本技术的第十五示例另外描述的。
图54至图57示出了根据本技术的第十九示例的头戴式显示系统或组件10600。
头戴式显示系统10600包括头戴式显示单元10612以及定位和稳定结构10614,以在使用中将显示单元10612维持或保持在使用者面部上方的操作位置。
显示单元10612包括使用者接口结构10613,使用者接口结构10613被构造和布置为与使用者面部相对。使用者接口结构10613围绕由显示单元壳体10622容纳的显示器延伸。使用者接口结构10613围绕使用者的眼睛延伸,并与使用者面部接合,例如,沿着使用者的脸颊和/或前额。
在图54所示的形式中,使用中的接口结构10613的下部可以被配置为避免接触使用者的鼻部,即使用者接口结构10613终止于使用者鼻部附近的区域。通过这种方式,使用中的壳体10622和/或显示器10612的下部不会靠在使用者的鼻部或与使用者的鼻部相互作用(例如,跨过使用者的鼻部)。
使用者接口结构10613被构造和布置以提供平衡系统,即,在沿着使用者面部的任何单个点处都不会过紧(或受压)的系统。即,根据本技术的第十九示例的使用者接口结构10613提供了更均匀的贴合,其被构造和布置为将压力分布在更多的使用者面部上以减少热点或局部应力点。
此外,使用者接口结构10613可以包括柔软且柔性的(例如,弹性的)材料,其被构造和布置为允许更贴合使用者面部并提供缓冲以获得舒适感。材料的示例包括透气材料,例如织物-泡沫复合材料。
根据第十九示例的头戴式显示系统10600进一步包括颞连接器10618,该颞连接器10618被构造和布置为将后支撑结构10616与头戴式显示单元互连10612。颞连接器10618和后支撑结构10616各自形成定位和稳定结构10614的一部分。后支撑结构10616适于接触使用者头部的区域(例如,可定位在使用者头顶处)。颞连接器10618设置在使用者头部的相应侧上,即相对,并将后支撑结构10616互连到壳体10622的相应后边缘区域10620。
每个相对的颞连接器10618包括颞臂10626。每个颞臂10626包括前端10628和后端10630,所述前端10628安装到显示单元壳体10622的相应后边缘区域10620,所述后端10630形成可释放联接器10631的一部分,以将颞臂10626连接至后支撑箍10616。
尽管图54-图57所示的实施例显示了连接至显示单元壳体10622的颞臂10626,但在一些未显示的形式中,后支撑结构可以适用于连接至接口结构10613。
每个颞臂10626可以包括刚性件和织物部件。在一些形式中,颞臂10626仅包括刚性件,即没有织物部件。
现在参考图56,在使用中,颞臂10626中的每一个的一部分与使用者头部的邻近耳上基点的区域相接触,即,在使用者的耳朵上方。颞臂10626在使用中被布置为通常沿着或平行于头部的法兰克福水平平面延伸并且在颧骨上方,即在使用者的颧骨上方。
在未示出的其他形式中,前额支撑连接器可以延伸穿过使用者的额骨,以将后支撑结构10616与显示单元壳体10622的上边缘区域10621(或在一些替代形式中,使用者的接口结构10613上边缘区域)互连。然而,应当理解,可以提供更多或更少的连接器以将后支撑结构10616与头戴式显示单元互连10612。
使用者接口结构10613被构造和布置为与使用者面部相对,并且围绕显示器10612的外周边的至少一部分延伸。在一些形式中,使用者接口结构10613被布置为与显示壳体10622沿其周边的至少部分,以在它们之间提供间隙。
如图54中最佳所示,第十九示例的使用者接口结构10613采用稳定法兰10615的形式,该稳定法兰10615在使用中定位成与使用者面部接合,通常围绕使用者眼睛的周边。在使用中,法兰10615覆盖额骨区域的一部分以及面部的左眶和右眶下边缘区域中的每个区域中的一个或多个。在一些形式(未示出)中,稳定法兰可以覆盖鼻梁区域的一部分。
法兰10615通常可以侧向弯曲跨过使用者面部。如图54和图57中最佳所示,法兰可以被配置为将显示壳体10622和使用者面部隔开(距离,d),进而在法兰和显示壳体10622之间提供一个或多个空间。稳定法兰的弯曲可以在其长度上侧向变化,以使壳体10622与使用者面部隔开的距离不同。换言之,与在邻近使用者面部中央前额的区域中形成的较小距离相比,法兰可以在邻近使用者面部侧面的区域中将壳体与面部隔开更大距离。在一些形式中,法兰具有相对恒定厚度,这可以在法兰和显示壳体10622之间提供一个或多个间隙,这些间隙在使用者眼睛周围类似地具有不同的尺寸。
将法兰10615与壳体10622隔开距离d,这在使用中的壳体和法兰之间提供了一个开放间隙,该间隙允许光和气流从其中进入。这种开放的差距可以提高使用者在与周围真实世界环境的增强交互体验期间的舒适性。
在一些形式中,法兰10615可以提供缓冲功能以提高使用者的整体舒适性。例如,法兰可以包括织物部件以提供软支撑结构以将显示单元10612稳定在使用者的头上。当压在使用者面部上时,法兰也可以灵活地偏转。稍后将更详细地讨论法兰10615的缓冲功能。
稳定法兰10615可以附接到显示单元壳体10622的至少一部分,由此显示单元壳体10622所容纳的显示器10612被保持在使用者面部上的可操作位置。
在第十九示例的一些形式中,提供了一种系统,由此接口结构10613(即稳定法兰10615)与显示单元壳体10622一体地形成。在一些其他形式中,提供了一种系统,由此接口结构形成为一个单独的可拆卸部件。在这种形式中,法兰被配置为与显示单元壳体集成并被显示单元壳体保持,从而在使用中与使用者面部接合并与之相对。可移除的法兰可以允许诸如医疗用途的应用,由此法兰10615可以是一次性的或者可以允许单独清洁以符合外科手术。
当法兰形成为可移除部件时,它可以在其周边包括一个或多个接合元件,该接合元件被配置为与配置在显示单元壳体10622上的对应元件可拆卸地装配。合适的接合元件可以包括夹子、紧固件、磁铁或魔术贴。接合元件将法兰10615和显示单元壳体10622相对地固定到彼此,即提供一种不允许在它们之间发生明显滑动的连接。
在一些形式中,可以以一种以上的尺寸提供可移除法兰,以对应于使用者头部的不同尺寸和/或形状范围。例如,头戴式显示系统10600可以包括适合大尺寸头部的一种形式的稳定法兰10615。大尺寸将被配置为适合具有大尺寸头部的使用者,并且可能不适合具有较小尺寸头部的使用者。由此,每种尺寸都可以为相应使用者头部尺寸提供优化的舒适性和性能。可移除的稳定法兰可能有利于使使用者能够定制头戴式显示系统10600并选择最适合他们的个人面部拟人特征的稳定法兰。
在一些进一步的实施例中,使用者可以测量他们的面部拟人特征,以便定制设计并形成合适的稳定法兰。
在第十九示例的一种形式中,法兰10615可以封装在织物部件(未示出)内。在其他形式中,稳定法兰可以用作将织物部件定位在其上的基座。在这种布置中,法兰可以提供刚性和必要的结构,而织物部件可以提供缓冲功能。
稳定法兰10615可以由刚性或半刚性材料形成。例如,法兰的一些实施例可以由塑料材料形成。
织物部件包括布置在法兰的一侧上的面部接触侧(即表面)(在图54和图57中以附图标记10617表示),其可以在使用中提供适于接触使用者面部的柔软的面部接触侧。织物可以用粘合剂附接到法兰上,或以其他方式附接,例如包覆成型。
在一个示例中,织物部件可以包括织物材料或织物泡沫复合材料,例如透气材料、包括外部织物层和内部泡沫层的多层结构,以提供用于法兰的软支撑以缓冲使用者头部以获得最佳舒适性。
在一些形式中,软塑料(例如硅)可以包覆成型到法兰10615上以提供缓冲功能。在这种形式中,法兰可以包括一个或多个硅区域(或者如果使用织物代替硅,则包括一层或多层织物材料或泡沫)。在这种形式的变型中,可以使用两种或更多种材料类型的组合,例如硅和织物。通过这种方式,不同的材料可以用于接触使用者面部的不同区域,并且可以允许每种材料在与使用者面部相互作用时独立响应所施加的压缩压力。这可以提高显示系统10612在使用者面部上的保持,同时还提高使用者舒适性。
例如硅的一个或多个区域可以形成为具有不同的厚度、密度和/或不同的表面饰面,由此当在使用中压靠使用者面部时,所得的面部接合表面可以具有可变的顺应性。
在一些其他形式中,法兰可以完全由织物形成,由此织物部件可以由可通过热处理(例如,热处理)选择性硬化的材料制成。
在图54-图57所示的形式中,法兰形成为单个部件。在这种形式中,法兰可以包括变化的厚度和横跨其的饰面,以便在面部接合表面处提供期望的刚性水平或期望的缓冲效果水平。
在某些形式中,法兰可以完全由硅制成。在这种形式中,法兰可以具有选择的厚度,以提供与使用者面部轮廓接合并符合使用者面部轮廓的柔顺但有弹性的弹簧状支撑。此外,法兰可以具有变化的厚度,使得一些部分可以独立地响应在使用中与使用者面部交互时施加的压缩压力。
在一个变型(未示出)中,法兰可以由两个或更多个底盘元件形成,这些底盘元件可以粘合、机械或包覆成型在一起以形成复合法兰体。这样的复合体可以包括柔性的(通过例如包覆成型的软材料促进)和刚性化部分(通过塑料材料促进,即底盘元件),以在法兰中提供期望水平的柔性和/或刚性。通过这种方式,两个或更多个底盘元件可以独立响应在使用中与使用者面部交互时施加的压缩压力。此外,复合体可提供柔软的面部接触表面,以提供期望水平的缓冲效果。
稳定法兰10615可以有利地平衡对弹性和刚度的顺应性,以便在使用中当压靠使用者面部时分散由法兰施加的阻力。在图54-图57所示的形式中,稳定法兰与显示壳体隔开,这样当使用者面部向法兰施加压力时,法兰的位置会平移以吸收压力。换言之,法兰朝向显示壳体移动。当将头戴式显示器10600装配到头部的使用者施加压缩力时,或者当头戴式显示器在使用中由于使用者的运动(即头部转动)而移动时,可以发生这种平移,即,法兰10615可以适应使用者面部。
在这种形式中,法兰的行为类似于弹簧。即,法兰的刚度会影响系统10600在使用中在使用者面部上的稳定性。例如,与刚性相对较小的法兰相比,刚性法兰在压缩时将偏转较小的幅度。刚性法兰将为系统提供更高的稳定性,而刚性相对较低的法兰可以吸收更大的压力,例如系统10600在使用时的移动。
这种自适应成型的优点是可以保持法兰与使用者面部之间的恒定接触。这有助于将压力均匀地分布在使用者面部上,从而提高舒适性。
在一些形式中,法兰的面部接触表面可以具有表面饰面,当与使用者面部接触时,可以抵抗移动,例如抵抗由于系统10600移动而沿使用者面部滑动或滑移,例如,由于使用者头部移动或由于系统10600的重量而引起的移动。面部接触(即接合)表面的一些或全部可能是相对高摩擦的区域。例如,在使用硅树脂的情况下,这可以通过提供(所谓的)抛光的表面饰面来实现。与抛光的面部接触表面相比,法兰可能比低摩擦区域更能粘附到使用者面部上。同样,具有相对高摩擦表面饰面的织物或泡沫材料可以在使用者面部上提供类似的移动阻力。
虽然本技术的第十九示例在图54至图57中公开为具有通过单个后连接器互连的颞连接器,但是可以预期第十九示例的稳定法兰10615可以与前面所列举的示例的任何一种定位和稳定结构组合。
例如,第十九示例的稳定法兰10615可以与第一示例的后支撑箍组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第五示例的鼻垫组件组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第六示例的前额支撑垫组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第七示例的颞支撑垫组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第八和第九示例的颞臂、耳钩和支撑垫组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十一示例的冠支撑箍组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与如第十二示例中定义的定位和稳定结构的支撑部分组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十三和第十四示例的增强现实显示系统组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十五示例的过度延伸部分组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十六示例的后钩部组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十七示例的绑带和刚性件臂组合。
在第十九示例的其他形式中,稳定法兰可以与第十八示例的中央支撑结构组合。
此外,预期任何上述示例可以将稳定法兰10615与本技术的第十示例中定义的气流发生器组合使用。
上述头戴式显示系统(例如,包括增强现实系统和虚拟现实系统)提供本技术的可选示例,其被构造和布置为增强舒适性、适配范围、可用性、系统架构、在医疗环境中的使用以及可制造性。
根据本技术的示例的头戴式显示系统提供增强的舒适性,同时使面部印痕和长期使用的疼痛最小化。例如,可以通过提供通用负荷分布来实现舒适性,其中通过避免或最小化易于不适的区域上的负荷并且将负荷重新分布到能够舒适地承载负荷的区域(例如,避免或最小化鼻梁和鼻部侧面上的负荷并且将负荷施加或重新分布到头部的顶骨部和/或后部)来优化所有接触表面上的负荷。此外,可以通过提供局部负荷分布来实现舒适性,其中,通过在面部区域中的设计和材料选择来均匀分布负荷,在面部区域中,接触是不可避免的,例如,眼部周围的接触点可以包括柔顺材料,柔顺材料均匀分布负荷并避免疼痛点/面部印痕。此外,可通过使重量最小化来实现舒适性,因为整个系统中较小的重量导致定位的张力较小并将系统保持在正确的构型中。在这点上,根据本技术的示例的头戴式显示系统提供了最简的设计(例如,低分布),以实现适配范围、舒适性和正确的构型,例如,部件的优化,以最小化部件的大小和数量,从而实现坚固和轻质材料的功能和使用。
根据本技术的示例的头戴式显示系统提供增强的适配范围或通用适配,而不会牺牲舒适性、可用性和成本。例如,适配范围可以通过提供几何形状和材料选择以及调节机构的可调节性来实现。设计定位和稳定结构的部件,并且可以选择材料以提供期望的力与位移的比,例如,在预定的力的作用下,带可以伸展至期望的长度。调节机构提供了简单性,因为定位和稳定结构以及相关联的带的尺寸可以手动调节和设定,并且部件部分可以最小化,同时使使用的方便性最大化,例如,绑带的单手调节以及用于连接的磁性夹的替代性使用。而且,调节机构提供最小的大小和重量,这减小了具有最佳材料和最小部件的调节机构的体积。此外,增强的适配范围可以通过人体测量学来实现,其中调节范围可以被设计为适配期望市场的最佳人体测量学范围。
根据本技术的示例的头戴式显示系统通过低触摸简单设置解决方案和低灵巧性阈值解决方案来提供增强的可用性。例如,可以通过包括可伸展材料或简单机械致动的自调节解决方案来实现低触摸设置,其中仅需要少量的微小调节就可以实现正确适配。此外,系统可以包括调节和锁定解决方案以促进可用性(即,设定和忘记),例如,引导调节的机构(例如,磁体)和锁定机构以设定调节(例如,夹子)。此外,系统提供了易用性,使得其能够在由具有低灵巧性和/或最小视力的使用者穿戴时进行调节。
根据本技术的示例的头戴式显示系统提供了增强的系统架构,增强的系统架构优化了部件位置,使得成本最小化的同时舒适性、适配范围和可用性最大化。例如,系统可以提供增强的重量分布,其中从舒适的观点来看,电气和/或机械部件被定位在理想位置中。此外,系统可以包括模块化,使得可以基于使用者偏好来选择或升级部件,例如,可以基于偏好来选择电子部件、面部接触垫、绑带和/或耳塞。
根据本技术的示例的头戴式显示系统增强了在医疗环境中的使用。例如,系统可以是生物相容的和/或可清洁的,所选择的材料是可清洁的以在医疗环境中重复使用和/或通过生物相容性要求。
根据本技术的示例的头戴式显示系统通过以低成本提供可大规模生产的解决方案来增强可制造性,同时保持高质量和功能性。
在随后的权利要求和本技术的示例的前述描述中,除非上下文由于表达语言或必要的暗示而另有要求,否则在本文中使用了词语“包括(comprise)”或其变体如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”,其为包容性含义,即指定存在所述特征,但不排除在本技术的各种示例中存在或添加其他特征。
尽管已参考特定示例描述了本文中的技术,但应理解,这些示例仅说明技术的原理和应用。在一些情况下,术语和符号可能暗示实践技术不需要的特定细节。例如,尽管可以使用术语“第一”和“第二”,除非另有说明,它们不旨在表示任何顺序,而是可以用来区分不同的元件或示例。此外,尽管可以按顺序描述或说明方法中的过程步骤,但是这种顺序不是必需的。本领域技术人员将认识到,可以修改这样的顺序和/或可以同时或甚至同步地进行其方面。
因此,应当理解,在不脱离本技术的精神和范围的情况下,可以对说明性示例进行许多修改,并且可以设计其他布置。
附图标记列表
Claims (29)
1.一种头戴式显示系统,其包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;以及
鼻垫组件,用于将所述头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上,
其特征在于:
所述鼻垫组件包括鼻垫,所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域,所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合所述鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域,所述鼻垫被配置和布置为在施加到所述顶点区域的反作用力下变形,使得所述远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部,从而改善所述鼻部上的负载分布。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫被配置和布置为在所述反作用力下弹性变形。
3.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成,所述至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。
4.根据权利要求3所述的头戴式显示系统,其中,通过使所述内部使用者接触表面区域张紧,而使所述鼻垫在所述反作用力下变形。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示系统,其中,所述内部使用者接触表面区域在所述相对的远端区域处连接到所述外部区域。
6.根据权利要求5所述的头戴式显示系统,其中,所述内部使用者接触表面区域的张紧偏压所述外部区域以弯曲,以使所述相对的远端区域朝向彼此移动。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述至少部分封闭的结构包括泡沫芯。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述外部区域沿其长度的至少一部分比所述内部使用者接触表面区域更刚性。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述内部使用者接触表面区域由弹性材料形成。
10.根据权利要求3至6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫包括弹性材料,所述弹性材料具有不同厚度的区域,以在所述反作用力下提供不同的顺应性。
11.根据权利要求10所述的头戴式显示系统,其中,所述内部使用者接触表面区域和所述外部区域中的一者或两者具有不同厚度的区域。
12.根据权利要求10所述的头戴式显示系统,其中所述鼻垫包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄区域。
13.根据权利要求10所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫包括厚度递增变化的所述弹性材料的混合物。
14.根据权利要求12所述的头戴式显示系统,其中,所述外部区域包括加强肋。
15.根据权利要求14所述的头戴式显示系统,其中,所述加强肋包括由较厚的弹性材料构成的区域。
16.根据权利要求9所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫包括由所述弹性材料制成的一体式单件结构。
17.根据权利要求9所述的头戴式显示系统,其中,所述弹性材料包括硅树脂。
18.根据权利要求17所述的头戴式显示系统,其中所述鼻垫的内部使用者接触表面区域是抛光的硅树脂,以增加表面接触面积。
19.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫组件进一步包括框架,所述框架支撑所述鼻垫并且连接到所述头戴式显示单元。
20.根据权利要求19所述的头戴式显示系统,其中,所述框架是半柔性的。
21.根据权利要求19或20中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述框架包括影响所述框架的顺应性的特征。
22.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述特征包括一个或多个凹口、变化的厚度、铰链、材料变化和/或一个或多个加强元件。
23.根据权利要求19至20中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成,所述至少部分封闭的结构具有所述内部使用者接触表面区域和相对的外部区域,并且所述框架连接到沿其长度的至少一部分的所述外部区域。
24.根据权利要求23所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫包括至少一个袋,用于接收所述框架。
25.根据权利要求24所述的头戴式显示系统,其中,所述框架和/或鼻垫可与不同尺寸和/或顺应性的框架和/或鼻垫互换,以允许所述鼻垫组件适应使用者的人体测量变化。
26.根据权利要求19至20中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成,所述至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域,并且所述框架与沿其长度的至少一部分的所述外部区域一体地形成。
27.根据权利要求1至6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述头戴式显示单元为增强现实显示单元,所述增强现实显示单元包括:
显示器,其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像,
支撑所述显示器的壳体,以及
其中,所述显示器被配置为与所述使用者的眼睛对准,使得所述使用者可以通过所述显示器至少部分地查看物理环境,而不考虑所述显示器输出的计算机生成图像。
28.根据权利要求27所述的头戴式显示系统,其中,所述鼻垫组件为所述增强现实显示单元的所述壳体提供主要支撑。
29.根据权利要求1至6中任一项所述的头戴式显示系统,进一步包括前额支撑组件,所述前额支撑组件包括前额支撑垫,所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构,所述使用者接触表面区域被配置为接合所述使用者的前额,所述安装结构将所述前额支撑垫安装到所述头戴式显示单元。
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