CN104160320A - 具有输入和输出结构的可佩戴设备组合件 - Google Patents
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Abstract
一种用于与被配置为佩戴在用户的头部的可佩戴结构一起使用的电子设备(414)包括显示器(460)和壳体(476)，所述壳体(476)具有臂部分(452)和肘部分(450)。所述壳体被配置为在其臂部分处可拆卸地固定到所述可佩戴结构。所述壳体的所述肘部分界定限定支撑所述显示器的所述壳体的显示端(458)。所述臂沿所述壳体的纵向轴延伸，并且所述肘部分被配置为使得所述显示端沿相对于所述纵向轴成角度安置的显示轴支撑所述显示元件。图像产生装置被安置在所述壳体内并且被配置用于产生可在所述显示器上呈现给所述用户的图像。输入设备(472)被配置用于从所述用户接收输入。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是于2012年1月5日递交的美国专利申请No.13/344,063的继续申请，该申请的公开内容特此通过引用合并于此。
背景技术
个人视频或图像显示器是用于显示从源接收的图像供单个用户观看的设备。这样的设备可以是佩戴在用户的头部的头戴式显示器的形式，并且包括在用户的眼睛上方或前面的一个或多个图像源。头戴式显示器可以包括图像源，该图像源定位在用户或佩戴者的每一只眼睛附近并且与其相关联，并且可以被配置为呈现相同的图像，该图像可观看为单个二维图像。替选地，一些这样的设备可以被配置为呈现不同的立体图像，这些不同的立体图像由观看者解释为单个三维图像。不管向用户呈现的图像的类型如何，这样的设备通常是遮光的(blacked-out)。也就是说，它们几乎完全阻挡佩戴者的在屏幕或其中所包括的其它图像源外面的视野，使得用户只能看到设备的显示系统呈现的图像。
其它个人图像显示器可以是被称为平视显示器(heads-up display)的显示器，其中，图像在透明显示器上、透明显示器中或通过透明显示器显示，该透明显示器将显示的图像叠加在周围环境的视图上。这些允许用户可以与他们的周围环境同时观看显示器呈现的图像。然而，这样的设备可能具有许多限制，包括它们对其佩戴者的适应性和舒适性以及有限的功能。
头戴式显示器和平视显示器均可以连接到视频源，该视频源接收设备可以读取并转换成它们呈现给用户的图像的视频信号。可以从例如视频播放器、便携式媒体播放器或计算机的便携式设备来接收视频源。一些这样的显示设备也被配置为接收声音信号，这些声音信号通常是通过所合并的耳机传递给用户。然而，这些类型的显示器的功能限于被动的动作，其中显示器简单地从外部源接收信息，并以有限的形式将其呈现给佩戴者。因此，包括显示器的可佩戴设备需要进一步的发展。
发明内容
本公开的方面涉及一种用于与被配置为佩戴在用户的头部的可佩戴结构一起使用的电子设备。该设备包括显示元件和具有臂部分和肘部分的壳体。壳体被配置为在其臂部分处可拆卸地固定到可佩戴结构。壳体的肘部分限定支撑显示元件的壳体的显示端。臂沿壳体的纵向轴延伸，并且肘部分被配置为使得显示端沿相对于纵向轴成角度安置的显示轴支撑显示元件。设备还包括图像产生装置，该图像产生装置被安置在壳体内并且被配置用于产生可在显示元件上呈现给用户的图像。输入设备被固定到壳体并且被配置用于从用户接收与功能相关联的输入，该功能与可在显示元件上呈现的信息相关。显示元件可以是被配置为对可在其上呈现给用户的图像与透过显示元件的用户视图进行组合的大致透明的棱镜。
显示轴可以相对于纵向轴成约80°到110°之间的角度。肘部分可以是弯曲的，以便远离臂部分以弓形方式向壳体的显示端延伸。在实施例中，臂部分具有第一厚度并且显示元件具有大于第一厚度的第二厚度，并且肘部分从邻近臂部分的位置处的第一厚度逐渐减小为其显示端处的第二厚度。可以将输入设备定位在臂部分中，并且可以将图像产生装置定位在肘部分中。
壳体可以被配置为可拆卸地固定到可佩戴结构，使得显示元件可定位在用户的眼睛上方。在示例中，壳体可以包括被配置为可释放地与包括在可佩戴结构上的第二搭扣配合元件啮合的第一搭扣配合元件。在这样的示例中，壳体可以被配置为通过第一搭扣配合元件和第二搭扣配合元件之间的可释放啮合来可拆卸地固定到可佩戴结构。在另一个示例中，壳体可以包括被配置为可滑动地和可释放地与包括在可佩戴结构上的第二轨道元件啮合的第一轨道元件。在这样的示例中，壳体可以被配置为通过第一轨道元件和第二轨道元件之间的可释放啮合来可拆卸地固定到可佩戴结构。此外，第一轨道元件和第二轨道元件之间的可滑动啮合可以被配置为允许朝向和远离用户的眼睛调整显示元件。在另一个示例中，设备还可以包括附接到壳体并且和至少图像产生装置电连通的第一电子元件耦合。这样的第一电子元件耦合可以被配置为可释放地与包括在可佩戴结构上的对应的第二电子元件耦合啮合，并且壳体可以被配置为通过第一电子元件耦合和第二电子元件耦合之间的可释放啮合来可拆卸地固定到可佩戴结构。在示例中，第一电子元件耦合是通用串行总线耦合。第一电子元件耦合可以被配置为提供图像产生装置和可佩戴结构的电子元件之间的连接。
电子设备还可以包括具有其镜头的相机。可以将相机附接到壳体，使得其镜头在肘部分内暴露在壳体上，并且被定向为基本上平行于纵向轴。
在实施例中，臂部分和肘部分可以是绕基本上平行于显示轴的轴可转动地固定到彼此的离散元件。
本发明的另一个实施例涉及一种电子设备，包括模块和可佩戴结构。模块包括显示元件和壳体。壳体包括沿壳体的纵向轴延伸的臂部分和限定壳体的显示端的肘部分，壳体的显示端沿与纵向轴成角度安置的显示轴支撑显示元件。图像产生单元被安置在壳体内，并且被配置用于产生可在显示元件上呈现给用户的图像。输入设备被固定到壳体并且被配置用于从用户接收与功能相关联的输入，该功能可呈现在显示元件上。可佩戴结构被配置为佩戴在用户的头部，并且被配置为在沿其臂的位置可拆卸地与模块附接，以将模块固定到用户的头部，其中显示元件可定位在用户的眼睛附近并且臂部分安置在用户的太阳穴上方。
在实施例中，可佩戴结构可以是被配置为佩戴在用户的头部的箍。这样的箍可以包括弓形中心部分和从中心部分延伸的第一侧部分，中心部分被配置为与用户的面部的一部分接触，并且第一侧部分被配置为在用户的耳朵附近与用户的头部的一部分接触。另外，模块可以在箍的侧部分中的一个上可拆卸地与可佩戴结构附接。
箍还可以包括从中心部分与第一侧部分相对地延伸的第二侧部分。在这个示例中，第二侧部分可以被配置为在用户的另一只耳朵附近与用户的头部的一部分接触。作为替选，箍的中心部分还可以包括从其悬垂的鼻梁架。在这样的示例中，中心部分被配置为接触的用户的面部的部分可以是用户的鼻子的一部分，并且鼻梁架可以被配置为进行这样的接触。
在另一个实施例中，可佩戴结构可以包括镜片固定在其中的第一和第二框以及位于第一框和第二框之间的桥部分。桥部分可以被配置为搁置在用户的鼻子的一部分上，并且框架还可以包括远离框向其相应端部延伸的第一和第二臂。第一和第二臂可以被配置为定位在用户的相应的第一和第二太阳穴上方，其中自由端安置在用户的第一和第二只耳朵附近。在这样的实施例中，模块可以在第一臂和第二臂中的一个上可拆卸地与可佩戴结构附接。
可佩戴结构可以包括被配置为可拆卸地与图像产生装置和输入设备中的至少一个连接的至少一个电子元件。在示例中，电子元件可以包括被配置用于与图像产生装置和输入设备中的至少一个交换数据的印刷电路板。另外或替选地，电子元件可以包括被配置用于与电池连接的导电连接，并且导电连接还可以被配置为从电池向图像产生装置和输入设备中的至少一个提供电流。可以将这样的导电连接安置在被配置为在其中容纳电池的壳体内。这样的壳体可以附接到可佩戴结构并且被配置为在与模块的臂部分被安置在上方的太阳穴相同的用户头部侧至少部分地定位在用户的耳朵后面。模块可以通过模块上的第一连接元件和可佩戴结构上的第二连接元件之间的可释放连接来可拆卸地与可佩戴结构附接。第一和第二连接元件可以相应地被配置用于在其间可释放地啮合，并且电子元件可以被配置为通过第一和第二连接元件可拆卸地与图像产生装置和输入设备中的至少一个连接。
本发明的另一个方面涉及一种套组，包括模块和第一可佩戴结构。模块包括显示元件和壳体。壳体包括沿壳体的纵向轴延伸的臂部分和限定壳体的显示端的肘部分，壳体的显示端沿与纵向轴成角度安置的显示轴支撑显示元件。图像产生装置被安置在壳体内，并且被配置用于产生可在显示元件上呈现给用户的图像。输入设备被固定到壳体并且被配置用于从用户接收与功能相关联的输入，该功能可呈现在显示元件上。第一可佩戴结构被配置为佩戴在用户的头部。可佩戴结构和模块被配置用于在其间可释放地啮合，使得模块可以通过可佩戴结构固定到用户的头部，其中显示元件可定位在用户的眼睛附近并且臂部分可定位在用户的太阳穴上方。套组还可以包括被配置为佩戴在用户的头部的第二可佩戴结构。第二可佩戴结构可以具有不同于第一可佩戴结构的视觉外观。
附图说明
图1示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统；
图2示出了图1的系统的替选视图；
图3A示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统；
图3B示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统；
图4示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统；
图5示出了根据本公开的实施例的可佩戴计算机设备；
图6示出了可以与图5的设备一起使用的可佩戴结构；
图7示出了具有可佩戴结构的可佩戴计算机设备的组合件；
图8示出了图7的组合件被佩戴在用户的头部；
图9示出了可佩戴计算机设备和可佩戴结构之间的示例性附接的细节；
图10A示出了可佩戴计算机设备的另一个实施例；
图10B和10C示出了示例性配置的图10A的设备；
图11A和11B是示出了10A到10C的设备的方面的示意图；
图12示出可佩戴计算机设备和可佩戴结构的组合件的另一个实施例；
图13示出了可佩戴计算机设备和可佩戴结构的组合件的另一个实施例；
图14示出了可佩戴计算机设备的另一个实施例；
图15示出了图14中所示的可佩戴计算机设备的变型；以及
图16示出了图14中所示的可佩戴计算机设备的另一个变型。
具体实施方式
在此参照附图对本公开的实施例进行了描述。图1示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统100。系统100被示为可佩戴计算设备的形式。虽然图1示出头戴式设备102作为可佩戴计算设备的示例，可以另外或替选地使用其它类型的可佩戴计算设备。如图1中所示，头戴式设备102包括框架元件，框架元件包括镜片框架104、106和中心框架支撑108、镜片元件110、112以及延伸的侧臂114、116。中心框架支撑108和延伸的侧臂114、116被配置为分别通过用户的鼻子和耳朵将头戴式设备102固定到用户的面部。
框架元件104、106和108以及延伸的侧臂114、116中的每一个可以由塑料和/或金属的固体结构形成，或者可以由类似材料的中空结构形成，以便允许经过头戴式设备102的内部布线和组件互连。也可以使用其它材料。
镜片元件110、112中的每一个中的一个或多个可以由能够适当显示投影图像或图形的任何材料形成。镜片元件110、112中的每一个也可以是足够透明的，以允许用户能够透过镜片元件看到。将镜片元件的这两个特征相结合可以促进增强现实或平视显示器，其中投影图像或图形被叠加在用户透过镜片元件感知的真实世界视图上。
延伸的侧臂114、116中的每一个可以是分别远离镜片框架104、106延伸的突出部，并且可以定位在用户的耳朵后面以便将头戴式设备102固定到用户。延伸的侧臂114、116还可以通过围绕用户的头部的后部延伸而将头戴式设备102固定到用户。另外或替选地，例如，系统100可以连接到头戴式头盔结构或附接在头戴式头盔结构内。也存在其它的可能性。
系统100还可以包括机载计算系统118、视频相机120、传感器122和可用手指操作的触摸板124。机载计算系统118被示为定位在头戴式设备102的延伸的侧臂114上，然而，可以将机载计算系统118设置在头戴式设备102的其它部分上，或者可以定位在远离头戴式设备102的地方(例如，机载计算系统118可以有线或无线地连接到头戴式设备102)。机载计算系统118可以包括例如处理器和存储器。机载计算系统118可以被配置为从视频相机120和可用手指操作的触摸板124(也可能从其它感官设备、用户接口或两者)接收和分析数据并产生图像，这些图像用于由镜片元件110和112输出。
视频相机120被示为定位在头戴式设备102的延伸的侧臂114上，然而，可以将视频相机120设置在头戴式设备102的其它部分上。视频相机120可以被配置为以各种分辨率或不同的帧速率来捕获图像。许多具有小形状因数的视频相机例如蜂窝电话或网络相机中所使用的视频相机可以合并到系统100的示例中。
另外，虽然图1示出一个视频相机120，但是可以使用更多视频相机，并且每一个可以被配置为捕获相同的视图，或者捕获不同的视图。例如，视频相机120可以面向前方以捕获用户所感知到的现实世界视图的至少一部分。然后可以使用由视频相机120捕获的这个面向前方的图像来产生增强现实，其中计算机产生的图像呈现为与用户所感知到的真实世界视图交互。
传感器122被示为在头戴式设备102的延伸的侧臂116上，然而，可以将传感器122定位在头戴式设备102的其它部分上。传感器122可以包括例如陀螺仪或加速度计中的一个或多个。可以在传感器122内包括其它感测设备，或者可以除传感器122外还包括其它感测设备，或者可以由传感器122执行其它感测功能。
可用手指操作的触摸板124被示为在头戴式设备102的延伸的侧臂114上。然而，可以将可用手指操作的触摸板124定位在头戴式设备102的其它部分上。而且，头戴式设备102上可以存在多于一个可用手指操作的触摸板。可用手指操作的触摸板124可以由用户用来输入命令。除其它可能性外，可用手指操作的触摸板124可以通过电容感测、电阻感测或表面声波过程来感测手指的位置和移动中的至少一个。可用手指操作的触摸板124可以能够感测手指沿平行于或平面于板表面的方向、沿垂直于板表面的方向的移动或两者，并且也可以能够感测施加到板表面的压力的水平。可用手指操作的触摸板124可以由一个或多个半透明或透明绝缘层和一个或多个半透明或透明导电层形成。可用手指操作的触摸板124的边缘可以被形成为具有凸起的、凹进的或粗糙化的20表面，以便当用户的手指到达可用手指操作的触摸板124的边缘或其它区域时向用户提供触觉反馈。如果存在多于一个可用手指操作的触摸板，则每一个可用手指操作的触摸板可以独立地操作，并且可以提供不同的功能。
图2示出了图1所示的系统100的替选视图。如图2所示，镜片元件110、112可以充当显示元件。头戴式设备102可以包括第一投影仪128，该第一投影仪128耦合到延伸的侧臂116的内表面，并且被配置为将显示130投影到镜片元件112的内表面。另外或替选地，第二投影仪132可以耦合到延伸的侧臂114的内表面，并且被配置为将显示134投影到镜片元件110的内表面。
镜片元件110、112可以充当光投影系统中的组合器，并且可以包括涂层，该涂层反射从投影仪128、132投影到它们上的光。在一些实施例中，可以不使用反射涂层(例如，当投影仪128、132是扫描激光设备时)。
在替选实施例中，也可以使用其它类型的显示元件。例如，镜片元件110、112本身可以包括：透明或半透明的矩阵显示器，例如电致发光显示器或液晶显示器；一个或多个波导，其用于向用户的眼睛传递图像；或其它光学元件，其能够向用户传递对焦近眼式图像。可以将对应的显示驱动器安置在框架元件104、106内，用于驱动这样的矩阵显示器。替选地或另外地，可以使用激光或LED源和扫描系统将光栅显示直接绘制到用户的一只或两只眼睛的视网膜。也存在其它的可能性。
图3A示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统200。系统200被示为可佩戴计算设备202的形式。可佩戴计算设备202可以包括框架元件和侧臂，例如关于图1和图2所描述的那些。可佩戴计算设备202还可以包括机载计算系统204和视频相机206，例如关于图1和图2所描述的那些。视频相机206被示为安装在可佩戴计算设备202的框架上，然而，也可以将视频相机206安装在其它位置。
如图3A中所示，可佩戴计算设备202可以包括单个显示器208，该单个显示器208可以耦合到设备。显示器208可以在可佩戴计算设备202的镜片元件中的一个上形成，例如关于图1和图2所描述的镜片元件，并且可以被配置为将计算机产生的图形叠加在物理世界的用户的视图中。显示器208被示为设置在可佩戴计算设备202的镜片的中心，然而，可以将显示器208设置在其它位置。显示器208是可通过经由光波导210耦合到显示器208的计算系统204控制的。
图3B示出了用于接收、发送和显示数据的示例性系统220。系统220被示为可佩戴计算设备222的形式。可佩戴计算设备222可以包括侧臂223、中心框架支撑224和具有鼻梁架225的桥部分。在图3B中所示的示例中，中心框架支撑224连接侧臂223。可佩戴计算设备222不包括包含镜片元件的镜片框架。可佩戴计算设备222还可以包括机载计算系统226和视频相机228，例如关于图1和图2所描述的那些。
可佩戴计算设备222可以包括可以耦合到侧臂223中的一个或中心框架支撑224的单个镜片元件230。镜片元件230可以包括显示器，例如参照图1和图2所描述的显示器，并且可以被配置为将计算机产生的图形叠加在物理世界的用户的视图上。在一个示例中，单个镜片元件230可以耦合到延伸的侧臂223的内侧(即，当由用户佩戴时暴露于用户的头部的一部分的一侧)。当可佩戴计算设备222由用户佩戴时，单个镜片元件230可以定位在用户的眼睛前面或附近。例如，单个镜片元件230可以定位在中心框架支撑224下方，如图3B所示。
图4示出了示例性计算机网络基础设施的示意图。在系统300中，设备310使用到远程设备330的通信链路320(例如，有线或无线连接)进行通信。设备310可以是可以接收数据并且显示与数据相对应或相关联的信息的任何类型的设备。例如，10设备310可以是平视显示系统，例如参照图1到3B所描述的头戴式设备102、200或220。
因此，设备310可以包括显示系统312，该显示系统312包括处理器314和显示器316。显示器310可以是例如光透视显示器、光看万能显示器或视频透视显示器。处理器314可以从远程设备330接收数据，并且对数据进行配置以用于在显示器316上显示。例如，处理器314可以是任何类型的处理器，例如微处理器或数字信号处理器。
设备310还可以包括机载数据存储，例如耦合到处理器314的存储器318。例如，存储器318可以存储可以由处理器314访问和执行的软件。
远程设备330可以是任何类型的计算设备或发射机，包括膝上型计算机、移动电话或平板计算设备等，其被配置为向设备310发送数据。远程设备330和设备310可以包含用于实现通信链路320的硬件，例如处理器、发射机、接收机、天线等。
在图4中，通信链路320被示为无线连接，然而，也可以使用有线连接。例如，通信链路320可以是有线串行总线，例如通用串行总线或并行总线。有线连接也可以是专属连接。除其它可能性外，通信链路320也可以是使用例如无线技术、IEEE 802.11(包括任何IEEE 802.11修订版)中所描述的通信协议、蜂窝技术(例如GSM、CDMA、UMTS、EVDO、WiMAX或LTE)或技术的无线连接。远程设备330可以通过因特网可访问，并且可以包括与特定的web服务(例如，社交网络、照片共享、地址簿等)相关联的计算集群。
图5到15不遵从图1到图4中使用的相同编号方案。图5到图15示出了可以装配在一起来实现以上参照图1到图4讨论的各种系统的各种组件的各种实施例。图5示出了被配置为与佩戴在用户的头部的许多各种形式的可佩戴结构附接的模块414的实施例。例如，模块414可固定到箍412形式的可佩戴结构(示于图6中)以形成可佩戴在用户的头部(如图8中所示)的设备组合件410(图7)。当固定到这样的可佩戴结构时，模块414的显示器454可以邻近用户的眼睛而定位，从而使用户可观看在它上面呈现的图像。模块414也可以包括基于触摸的输入470形式的输入设备，该输入设备是用户可访问的，以允许用户执行设备组合件410的控制功能或与设备组合件410连接或通信的另一个电子设备的功能。
在所示的实施例中，显示器454是大致透明的棱镜的形式，该大致透明的棱镜被配置为对由定位在壳体452内的电子显示组件产生的图像与用户的视线进行叠加或组合。这样的棱镜可以被构造为在接收侧458接收投影图像并且使该图像对用户通过观察显示器454的观看侧460是可见的。这可以通过将显示器454配置为具有特定的形状和或材料特性来实现。在图5的实施例中，显示器454的接收侧458邻近于壳体452或在壳体452内，使得壳体452内部的电子组件可以包含视频投影仪，该视频投影仪被构造为将期望的视频图像投影到棱镜454的接收侧458。这样的投影仪可以包括图像源，例如LCD、CRT和OLED显示器，并且视需要包括用于将图像聚焦在棱镜454的适当区域的透镜。与显示器454相关联的电子组件还可以包括用于使投影仪基于从而接收到的视频信号产生期望的图像的控制电路。本文讨论了其它类型的显示器和图像源，并且它们也可以合并到模块414中。另外，显示器可以是由例如透明基板构成的视频屏幕的形式。在这样的示例中，图像产生装置可以是用于LCD显示器、CRT显示器等的电路，其直接定位在屏幕后面，使得整个显示器是不透明的。在这样的实施例中，悬杆的壳体可以在显示器和图像产生装置后面延伸，以包围图像产生装置。
显示器454的接收表面458可以垂直于棱镜454的观看表面460，使得可以使用透明棱镜对投影图像与设备的佩戴者周围的环境的视图进行组合。这允许用户观察周围环境和投射到棱镜454的图像两者。棱镜454和显示电子设备可以被配置为呈现不透明或半透明的图像，或者它们的组合，以实现各种期望的图像组合。
如上所讨论的，基于触摸的输入470形式的输入设备也期望地包括在模块414中。在所示的实施例中，壳体452限定可以是细长的并且可以相对于显示器454成角度延伸的臂部分476(其被示为具有细长的形状，以便贯穿它限定纵向轴)。如图所示，臂部分476可以以范围可以从约80°到约110°的角度延伸。在实施例中，显示器454相对于臂部分476成约90°的角度。壳体452还可以被形成为限定相对于臂部分476以期望的角度支撑显示器454的肘部分450。肘部分450可以是弯曲的，如图中所示，或者可以包括由尖锐转角形成的弯部或可以被配置为使得显示器454从臂部分476附近以期望的角度直接向外突出。在实施例中，可以在肘部分450中将与显示器454相关联的图像源和其相关的电路固持在壳体452内。可以将基于触摸的输入定位在臂部分476内，使得当显示器454定位在用户的眼睛上方时，臂部分476定位于在邻近用户的这只眼睛的太阳穴上方延伸的位置。
除其它可能性外，基于触摸的输入470可以是被配置为经由电容感测、电阻感测或表面声波过程感测手指的位置和移动中的至少一者的触摸板或轨迹板型设备。基于触摸的输入470还可以能够感测手指沿平行于或平面于其表面的方向、沿垂直于表面的方向的移动或两者，并且也可以能够感测所施加的压力的水平。基于触摸的输入470可以被形成为具有可以不透明、半透明或透明的一个或多个绝缘或介电层的外层和可以不透明、透明或半透明的一个或多个导电层的内层。
在实施例中，基于触摸的输入470的外层可以是壳体452的外壁453的一部分。这可以提供基于触摸的输入470到壳体452的无缝或均匀并入。壳体可以限定内部空腔，该内部空腔用于容纳基于触摸的输入470的内层和与之相关联的任何电气结构，例如控制电路。基于触摸的输入470的外层可以包括整个壁453或其一个或多个触摸表面470形式的选定的可操作区域472，如基于触摸的输入470的内层的尺寸、形状和位置所指示的。如果壳体的一部分被用作基于触摸的输入470的外层，则壳体452可以由例如塑料的介电材料制成。在替选实施例中，基于触摸的输入可以是安装在壳体452中的开口中的离散元件，该离散元件包括其自己的介电外层并且与壁453分离，以便以类似于膝上型计算机上的触摸板的方式在穿过壁453的窗口或开口内限定可操作区域。
在所示的实施例中，基于触摸的输入470被定位在臂部分476上，并且限定覆盖用户的头部的侧面的一部分的垂直平面。因此，当佩戴组合件410时，组合件410的用户可能看不到基于触摸的输入470。为了帮助用户识别基于触摸的输入470的任何可操作区域472，壳体476可以被形成为具有通过凸起的、凹进的或粗糙化的表面提供的纹理，以便当用户的手指接触触摸表面472时向用户提供触觉反馈。这样的纹理可以限定可操作区域472的边界，可以贯穿可操作区域472是一致的，或者可以沿着可操作区域472的水平和垂直长度而有所不同，以向用户提供关于手指接触可操作区域472的位置的反馈。
基于触摸的输入470还可以在壁453或壳体452的其它部分例如其顶部或底部表面上包括其它的可操作区域472。这可以通过将电容传感器层定位在例如选定的壳体表面下方来实现。在其它实施例中，可以在模块413的不同位置，例如在肘部分450上提供其它的基于触摸的输入。基于触摸的输入470中的每一个可以独立地操作，并且可以提供不同的功能。另外，壳体452可以包括其它的输入结构，例如按钮(未示出)，其可以为模块414提供其它的功能，包括实现锁定或休眠特征或允许用户在开和关状态之间切换模块414的电力。在示例中，这样的按钮可以被配置为向模块414发信号以使用相机426捕获图像(即，“拍摄照片”)。这样的按钮在功能和位置方面可以类似于共同未决的、共同转让的以代理人案卷号Google 3.0-388提交的美国专利申请中描述的按钮，其全部公开内容通过引用合并于此。
可以使用基于触摸的输入470或另一种类型的输入来提供由模块414例如由板上CPU或者安装到相关联的可佩戴结构或安装在相关联的可佩戴结构内的CPU，或者由例如智能电话或膝上型计算机的远程设备执行的控制功能。在实施例中，用户可在显示器454上观看与控制功能相关的信息。在一个示例中，控制功能是对菜单项目的选择。在这样的示例中，具有选项列表的菜单可以呈现在显示器454上。用户可以移动光标或可以通过手指沿着基于触摸的输入470的预定的移动而滚动经过突出显示的选项并且可以通过不同的移动来确认选择，选择的接受由显示器指示。菜单项目选择的示例可以包括接听还是拒绝远程连接的智能手机上的来电或在显示器中呈现的地图上滚动或放大。
可以在模块414中包括其它的输入结构。这些其它的输入结构可以包括相机426和传感器428，如图5所示。用户可以随意使用相机来拍摄照片或记录视频。相机也可以由设备用来获得他或她的环境的用户视图的图像，以用于实现增强现实功能。传感器428可以是例如可以由与相机426相关联的固件或软件使用的光传感器。如图5所示，相机和传感器可以被包括在壳体452中，定位在肘部分450内并且面向基本上垂直于显示器454的观看表面460的方向。在这种布置中，相机426被定位成面向沿用户的视线的方向，并且传感器428被定位成感测相机426的视图内的光。相机426和传感器428也可以位于其它位置。
用于与模块414装配在一起的可佩戴结构可以是箍412的形式，如图6所示。箍412被示为具有整体配置，其通常包括中心部分430以及远离中心部分430的相对侧延伸的臂440A、440B。箍412可以被配置为适配在用户的头部，其中中心部分430例如通过沿着其所接触的眉头的一部分延伸而定位在用户的眉头上方。取决于中心部分430的尺寸和形状以及特定用户的头部的形状两者，中心部分430所接触的眉头的部分可能有所不同。在实施例中，取决于通过箍412的其它特征实现的在用户的头部的适配，中心部分430与足够的眉头接触以保持中心部分430在它上面的位置。至少在需要这种接触的区域，箍412可以由高摩擦材料例如橡胶制成或以其它方式由高摩擦材料例如橡胶覆盖。在实施例中，中心部分430为弓形，以适应人的前额的大致圆形形状。箍412可以由柔性材料构造，以允许中心部分430响应于不同的个体的眉头或头部形状而弯曲。
臂440A、440B可以被配置为沿着相应的太阳穴或在用户的相应的耳朵的区域与用户的头部接触。臂440A、440B包括与中心部分430相对的相应自由端444。可以将自由端444定位成当佩戴设备组合件410时位于用户的耳朵附近。耳朵部分446可以固定到臂440A、440B的自由端444或与其一体地形成。如图7所示，耳朵部分446可以包括弓形或弯曲的形式，如图中所示，使得它们在用户的耳朵的后部的一部分后面弯曲。和眼镜一样，耳朵部分446的具体形状可以在许多方面有所不同，包括它们的弯曲量、它们围绕耳朵延伸的距离和实际上保持与耳朵的外侧接触(如果有的话)的量。臂440可以被构造为相对于中心部分430适当地定位耳朵部分446以实现用户的合适适配或不同的用户的选择。臂440的形状因此可以取决于中心部分430的尺寸和形状。例如，臂440可以基本上垂直于中心部分430从中心部分430基本上向后延伸，并且可以基本上是直的。在其它实施例中，臂440可以相对于中心部分430向内、向外、向上或向下成角度并且还可以沿任何方向(或多个方向)弯曲，以实现期望的适配或审美品质。
在箍412是整体结构的所示实施例中，箍412可以有利地由具有弹性的柔性材料或材料组合制成。这种构造可以允许臂(包括其端部444)远离彼此向外挠曲，以适应不同尺寸的头部。此外，该结构可以被配置为使得在静止或不挠曲位置(例如当不被佩戴时)，箍412比所需的大小要小一些，以适应箍412被配置佩戴的最小尺寸的头部。这可能在佩戴时需要箍412某种程度的挠曲，从而使箍412由于向其较小尺寸的静止位置返回的倾向而对用户的头部施加力。这种力可以在需要或不需要眼镜脚446提供的进一步保持的情况下帮助将箍412保持在用户的头部。和中心部分430一样，臂440的至少一部分，例如与用户的头部接触的区域，可以由橡胶或其它高摩擦材料制成或以其它方式用橡胶或其它高摩擦材料涂覆。在这些接触区域中使用橡胶或类似材料还可以通过使接触更均匀地散布而增加用户的舒适性。这种结构可以实现与用户的头部的至少三个接触点，这可以在组合件410被佩戴时提供组合件410的期望水平的稳定性。箍412还可以被配置为提供其它接触点，例如中心部分430内的两个接触点或沿着用户的头部的连续接触。这些类型的适配也可能从用户的头部的具体形状获得。
适合用于箍412来实现上文所描述的特性的材料包括可以通过橡胶包覆成型、共同模制或嵌件成型的各种塑料，例如在期望的接触区域中或完全覆盖任何相对较硬的塑料的热塑性弹性体(“TPE”)材料。另外，可以将橡胶或TPE模制或装配在例如弹簧钢等金属上。在这种实施例中，可以使用例如弹簧钢的高屈服强度的金属来防止箍412的期望的形状的可塑(或永久)变形。类似地，眼镜脚446可以由塑料或金属制成，并且可以至少部分地由橡胶或TPE元件涂覆或覆盖以增加摩擦或舒适性。
如前面提到，眼镜脚446可以与箍臂440一体地形成，或者可以是可以与臂440预先装配在一起的单独的元件。替选地，可以提供多个不同的眼镜脚446，它们可以根据适配或用户的偏好可拆卸地附接到臂440的端部444。在这样的配置中，眼镜脚446可以由不同于箍412的其余部分的材料或材料组合制成。在另一个实施例中，眼镜脚446可以与臂440基本上成一直线延伸到其在耳朵的最顶部区域搁置在耳朵上但不围绕耳朵勾住的位置或者可以从臂440向内而不是向下延伸到该位置。在这样的实施例中，眼镜脚446或臂440可以被配置为对用户的头部的侧面施加压力，以至少部分地使用通过压力产生的摩擦将框架412保持在用户的头部。
在商业背景下，可以提供被配置为适配不同范围的头部尺寸，例如“小”、“中”和“大”的多个不同的箍412。这些箍可以配备有被配置为以期望的方式附接到不同尺寸的箍中的每一个的模块414。替选地，模块414和不同尺寸的箍412可以单独出售，从而允许购买者可以选择想要装配在一起的箍和模块。在这样的背景下，也可以提供不同的适配样式(例如，有眼镜脚或没有眼镜脚或者形状不同)或颜色的箍412，以允许进一步的购买者定制。
在上文所描述的箍的变型中，中心部分430以及臂440A和440B中的每一个可以是可以被固定在一起的单独的元件。在一个实施例中，可以通过铰链将臂440A、440B固定到中心部分430以允许对结构进行折叠以便储存或运输。这样的铰链可以是弹簧加载的，以允许铰链挠曲，而不是中心部分430或臂440A、440B挠曲。
模块414可以使用多种不同结构中的任何一个附接到箍412。在一些实施例中，可以有利地在壳体452的臂部分476上的位置与沿着箍412的对应的臂440A或440B的位置之间进行这种附接。如图8所示，模块414可以在箍412的臂440A或440B上固定到箍412，以将显示器454定位在用户的右眼或左眼上方。在实施例中，模块在其臂部分476处通过臂部分476固定到箍412的臂440A或440B中的一个，使得当被佩戴时，模块在臂440A或440B的侧沿着用户的太阳穴朝向用户的面部的前部延伸。为了将显示器450适当地定位在远离用户的眼睛的距离处，臂部分476可以沿其正切臂440A或440B的一部分(其可以在该点或在附接区域内)的纵向轴延伸并且随着箍412向内弯曲以沿着其中心部分430接触用户的眉头而继续沿纵向轴延伸。这允许在给定肘部分450相对于壳体452的臂476定位显示器454的角度的情况下至少大致适当地将显示器454定位在模块414被附接的臂440A或440B一侧的用户的眼睛上。
取决于设备组合件410的应用或个体用户的偏好，可能需要将模块414定位在用户的头部的特定侧。例如，惯用右手的人可能偏好使模块414在其头部的右侧，以使与基于触摸的输入470的交互更容易。在另一个示例中，一个人可能偏好使显示器454在主眼上方以便更容易地与呈现在显示器454上的元素交互，或可能偏好使显示器454在非主眼上方，以便当从事其它活动时可以更容易地从呈现在显示器454上的元素转移他的注意力。模块414可以被配置为沿水平平面对称(相对当模块414与箍412装配在一起并且组合件410由用户佩戴时的模块414的大体位置来说)，使得模块414可以沿例如臂476的纵向轴转动以将显示器454适当地从臂476向内定位并在用户的期望眼睛上方。在这种布置中，模块414可以具有垂直位于臂476的中心的附接结构，使得箍412的对应的附接特征可以从模块的任一侧够到该附接结构。替选地，模块414可以在适当位置包括多个附接特征，以在臂440A或444B上与箍412进行期望的附接。箍412也可以在两个臂440A和440B上包括附接特征，如下面将要讨论，以适应模块414在其任一侧或臂440A或440B中的一个上的定位，使得特定的箍412被指定为右侧或左侧模块附接。
模块414还可以被配置为附接到箍412，使得当位于佩戴在用户的头部时的位置时，模块414位于箍412下方。由于显示器454和箍412的中心部分430的所期望的相对位置，这种配置可以是有利的。特别是在中心部分430位于用户的眉头上方的位置的情况下，可能期望将显示器454垂直定位在中心部分430下方，从而使它在用户的视线的至少一部分上。因此，在实施例中，这种定位是通过将模块414附接到箍412，使得模块414在箍412下方来实现，箍412或模块414的任何交互附接元件除外。也可以使用其它布置，例如模块414以重叠方式附接到箍412，其中模块414在附接点定位在箍412的外侧。在这种布置中，模块414可以视需要向下成角度，以相对于用户的眼睛适当地定位显示器454。也可以使用这种布置来提供可以“翻转”佩戴的组合件410，其中显示器454在任一只眼睛上方，其中适当地转动模块414以使其位于箍412下方，而不管箍412在用户的头部的定向如何。
模块414和箍412之间的附接可以被配置为允许箍412和模块414的相对位置之间的调整。这种调整可以使得用户可以将箍412佩戴在他或她的头部的舒适的位置并且然后可以进行调整，以将显示器454放置在期望或适当功能的位置。例如，用户可能期望将显示器直接定位在她的视线中(垂直和水平两者)，或者可能期望将显示器454定位在他的视线上方、下方或视线之外。这样的定位可以取决于用户如何使用设备410而不同，使得即时调整对某些应用是有用的。在下面所讨论的其它实施例中，这种调整可以在模块414本身内进行，从而允许模块414和箍412之间的固定的附接，同时仍允许类似的调整。
在图9所示的实施例中，箍412的附接特征432包括沿着臂440A的长度延伸的轨道436(类似的特征也可以或可以替选地定位在臂440B上)。模块414包括具有螺钉466的附接特征462，螺钉466的钉杆牢固地安装于轨道436内，其中螺钉466的钉头沿附接特征432的本体向外延伸。在这样的布置中，可以使用螺钉466将模块414固定到附接特征432，使得可以通过在轨道436内滑动螺钉466而相对于箍412向前和向后移动模块414。然后可以将螺钉466上紧到壳体452中以相对于箍412固定模块414的位置。这样的调整可以通过例如针对具有深陷的眼睛或具有位置比较靠近眉毛的眼睛的用户补偿不同的眼睛位置而提供各种形式的“眼距”。另外，通过附接432的向前和向后可调整性提供的眼距可以允许显示器454离开用户的睫毛而定位，包括具有相对长的睫毛的用户的睫毛。然后可以将螺钉466上紧到壳体452中，以相对于箍412来固定悬杆414的位置。壳体452可以被配置为允许模块414相对于附接部分432稍微转动，使得也可以通过将螺钉466上紧到壳体452中来固定模块414的转动位置。这种附接还可以合并定位在壳体452和附接特征432之间的弹簧(未示出)等，使得模块414被远离它偏置。这可以允许通过上紧螺钉466来调整模块414的横向位置，并且从而调整显示器454的横向位置，上紧螺钉466可以引导壳体452更接近附接特征432。在任一布置中，可以通过松开螺钉466直到它被从壳体452中移除，从箍412拆卸模块414。也可以使用其它类似的布置，包括滑动接合，例如燕尾连接等，可以使用固定螺钉等将其锁定就位。
轨道436可以包括导电特征，例如部分地嵌入其中的裸露导线段或迹线，其可以与定位在模块414的壳体452上的其它导电特征对齐，以允许箍412中的电子元件和模块414中的电子组件(包括图像源或基于触摸的输入470)之间的连接。在其它实施例中，外部导线(未示出)可以从箍412伸出并插入模块414上的插座(未示出)，以在其间实现期望的电连接。箍412可以包括经过它的至少一部分延伸的其它导线，以进一步连接可能远离彼此而定位的这些组件。
图6所示的箍412的实施例中的附接特征432中包括通用串行总线(“USB”)端口434。被配置为附接到这样的箍412的模块414可以包括配合USB插头，使得配合USB端口和插头的装配将模块414附接到箍412(需要或不需要其它的搭扣或轨道型连接的协助)。在这样的实施例中，USB插头434(或另一个类似的计算机型附接)可以将模块414内的电子组件(例如图像源)与箍412内的电子元件(例如眼镜脚446内的电池或嵌入在臂440A、440B中的电路面板)连接。附接特征432可以被配置为相对于其被附接的臂440A或440B倾斜或滑动，以允许进行与上面所讨论的调整类似的调整。
如前面提到，壳体452可以包含电子电路，例如用于基于触摸的输入470的电路。另外，壳体452可以包括用于相机426、传感器428或与显示器454相关联的图像源的控制电路或者包括处理器的一个或多个电路板，该一个或多个电路板用于控制显示器454、基于触摸的输入470或执行模块414的其它功能。壳体452还可以包括用于给其它电路供电的电源，例如电池。另外，壳体452可以包括存储器、微处理器或通信设备，例如蜂窝、短距离无线(例如蓝牙)或WiFi电路，用于连接到远程设备。另外，任何这样的电路可以被包括在箍414中，例如在眼镜脚446中的至少一个中，例如在其内部空腔中。如图7所示，眼镜脚446可以被配置为在被佩戴时定位在用户的耳朵后面或上方。眼镜脚446还可以被配置为与用户的头部的一部分接触，以帮助固定设备组合件410的位置。眼镜脚446可以被配置为包括各种形式的电池或多个电池，例如AAA、AA或9伏电池。电池也可以是可充电电池，例如锂离子电池或镍镉电池，并且可以是可由用户拆卸的，或者可以是永久或半永久的。眼镜脚446还可以包括端口(未示出)，该端口可以用于将设备组合件410连接到电源以对电池进行充电而无需将它们拆卸下来，或者可以用于将设备410连接到远程设备以与其进行通信，例如上面所描述的，或者可以用于更新或安装包括在设备410的存储器中的软件或固件。
眼镜脚446可以被配置和定位成提供与模块414的重量相平衡的重量。模块414从用户的耳朵向前定位，这可以使其重量的一部分被支撑在用户的眉头上方。通过以眼镜腿446的形式在用户的耳后添加重量(或将重量转移到用户的耳后)，耳朵成为模块414的重量与眼镜脚446的重量相平衡的支点。这可以消除用户的眉头上的一些重量，从而提供一种更舒适并且可能更牢固的适配，其中，中心部分430在用户的眉头上向下的潜在滑移减小。例如电池或各种控制电路的眼镜腿446内的组件可以被布置为有利于设备组合件410的期望的重量分布。例如，可以将例如电池的较重的组件朝向或远离臂440A上的模块放置，以调整重量分布。在实施例中，大部分的重量可以由用户的耳朵承载，但是仍然可以由眉头承载一些重量，以便给设备安全的感觉，并且保持中心部分430在眉头的期望的位置，以便保持显示器454在期望的位置。在实施例中，设备组合件410的55％到90％之间的重量可以由用户的耳朵承载。
在本示例中，单个模块414被示为连接到箍412。替选地，可以包括两个模块，其中一个固定在箍412的每一个臂440A和440B上并且与用户的每一只眼睛相对应。作为另一个替选方案，单个显示器454可以与被配置为在用户的两只眼睛上方延伸的棱镜或其它结构一起使用，用于显示两只眼睛可观看的图像。
图10A示出了用于与箍512附接的模块514的另一个实施例。在这个实施例中，箍可以类似于上面所讨论的各种形式的箍(例如图6到图9所示的箍412)，并且可以使用类似形式的附接结构以类似的方式附接到箍。图10A的模块514被示为是用于适配在用户的右眼上方的配置的一般形式，这种形式是被配置用于在用户的左眼上方使用的形式，例如图5的形式的镜像。和图5的实施例一样，图10A的实施例可以镜像或反转成可以佩戴在用户的左眼上方的形式。在图10A的实施例中，壳体552被分成显示壳体575和臂壳体576。如图所示，显示壳体575限定肘部分550并且具有安装在其上的显示器554。臂壳体576基本上限定模块514的臂部分，并且可以包括基于触摸的输入570，它可以是离散元件，或者可以是壳体552的可操作表面574，如上文关于图5所描述的。在实施例中，壳体552的显示器部分575和臂部分576可以由顺从的外层(未示出)覆盖。这个外层例如可以由橡胶材料制成，并且可以覆盖两个壳体部分之间的任何接合，以提供模块514的干净和均匀的外观。可以在显示器部分575和臂部分576之间使用转动接合，这种转动接合可以由例如销的单独的元件或例如可以搭扣在一起的柱和配合孔的一体地形成的特征形成。另外，可以在显示器部分575和臂部分576之间装配电枢线、鹅颈管特征或球窝接头，以允许沿其它轴进行调整。这样的接合也可以由顺从的外层覆盖。
在这个实施例中，显示壳体575可以可转动地固定到臂壳体576。然后可以通过上面所讨论的结构中的任一个将模块514附接到箍512。显示壳体575的转动可以实现对显示器554相对于用户的眼睛的位置的其它或替选形式的调整。如图10B所示，显示壳体575可以相对于臂壳体576向上转动。此外，如图10C所示，显示壳体575可以相对于臂壳体5576向下转动。在实施例中，显示壳体575和臂壳体576之间的转动点584可以位于用户的眼睛的焦点中心附近。这可以基于不同尺寸的箍上的预定的非可调整附接结构来近似，如上面所讨论，或者可以通过可向前和向后调整的附接结构，例如上文关于图9所描述的那些来进行。
如图11A到11B所示，在显示器554的某些结构例如某些显示配置(包括使用某些类型的棱镜)中，可以有利地将显示器554定向成使得观看表面560垂直于从显示器554内的图像位置到用户的眼睛的焦点中心的线。通过允许显示壳体575转动并且从而允许显示器554相对于臂壳体576转动，可以将显示器554定位在供具有不同的面部结构和对显示器554或箍512的水平或垂直位置的不同偏好的用户观看的最佳角度。图11A示出了显示器554位于用户的眼睛590的水平中心592上方的位置。绕沿相对于用户的面部的横向方向(进出图11A的页面内外)延伸的轴584枢转或以其它方式转动显示器554，使得表面560垂直于在表面560和用户的眼睛590的焦点中心596之间延伸的线594。值得注意的是，图11A所示的图仅仅是示例，不同的用户可以具有自己的眼睛的焦点中心的不同位置。图11B示出了显示器554垂直定位在用户的眼睛的水平中心592附近，其中相应地转动显示器，以供用户最佳观看，如上文所描述。
图12示出了用于箍612的替选结构，其中，箍612的中心部分630包括固定在其上的鼻托620，使得箍612可以延伸到仅位于模块614被附接的用户的头部的侧面的臂640。在所示的实施例中，鼻托620包括从中心部分630延伸的一对桥臂622。在图12所示的设备组合件610的实施例的视图中，桥臂622从中心部分630沿向下方向延伸。如在其它图中，当由用户佩戴并且用户的头部处于中立、直立位置时，图12所示的设备组合件610的定向大致与设备610的定向相对应。对从中心部分630向下延伸的桥臂622的描述是在这样的参考框架下作出的并且是出于本说明书的目的进行的。对任何其它相对参考方向的讨论也是出于类似的目的作出的，并且这些讨论不旨在对本公开进行限制，除非另有明确论述。
桥臂622上可以包括相应的垫624，它可以被定位成搁置在佩戴者的鼻子的部位。为了舒适的目的，垫624可以由比臂622软的材料制成。另外，制作垫624的材料可以是柔性的或具有防止沿用户的鼻子的表面滑移的纹理。桥臂622可以是柔性的，以进一步提供在用户的鼻子上的舒适的适配和或卡牢。此外，桥臂622可以可变形地弯曲和重新定位，使得垫624的位置是可以改变的，以最好地适配用户。这可以包括移动得靠近在一起或距离更远或者相对于中心部分630前后移动，这样可以调整中心部分630的高度，因此，相应地调整模块614和它的显示器654相对于用户的眼睛的位置。显示器和其其它结构的进一步调整可以类似于上文所描述的实施例中的那些调整，用于将模块614固定到箍612的结构的进一步调整也可以类似于上文所描述的实施例中的那些调整。在其它实施例中，类似于臂和垫的结构可以与中心部分630一体地形成并且可以被构造为使得与所示的实施例相比，鼻托620的更大或更小的区域与用户的鼻子接触。另外，具有与图12所示的结构类似的结构的鼻托可以与图5到图9所示的设备组合件610和410的结构结合使用。
可以以与上文关于图7的实施例所描述的方式类似的方式来配置设备组合件610的重量分布。然而，在一些实施例中，可能期望由用户的鼻子承担重量的相对较大部分。例如，重量平衡可以被配置为使得组合件610的重量的40％到75％被施加到用户的鼻子。此外，可能期望将眼镜腿646配置为使得其重量中心位于从用户的耳朵横向向内。在图12所示的实施例中，眼镜腿在向下弯曲时向内成角度，使得其沿着用户的头部的一部分沿朝向头部的后部中间的方向在耳朵后面延伸。在这种配置中，眼镜腿646的重量除了与在用户的耳朵前面的模块614的重量相平衡外，还可以在臂644上赋予向内的扭转力，该向内的扭转力然后通过中心部分630由鼻托620传输到用户的鼻子。这可以帮助平衡由横向在用户的耳朵外部的模块614施加的任何重力，这可以使组合件610垂落在用户的头部上。这种平衡可以进一步帮助将鼻托620固定在用户的鼻子上。
如图13所示，组合件710可以包括与在以上其它实施例中描述的模块类似的模块714，模块714与适于与模块714的连接的眼镜712形式的可佩戴结构配对。一般地，框架712可以类似于与处方眼镜或太阳镜相关的框架。
框架712还包括远离桥720沿横向方向延伸的一个或多个框730。所示的实施例包括两个框730A和730B，每个远离桥720的相对侧延伸。在一些实施例中，框730可以与特别构造的镜片一体地形成，或者可以用特别构造的镜片来代替。框730A、730B的形状为当被定位在至少眼睛上方时横向延伸经过用户的眼睛，以便不妨碍佩戴者的视野。框730还被构造为将相应的镜片718固持在用户的眼睛上方。因此，在一些实施例中，框730可以完全环绕镜片718，并且因此环绕用户的眼睛。可以以类似的结构来实现其它的“半框”或“无框”配置。另外，可以将镜片与类似于图6到图8所示的箍的箍装配在一起，该箍包括根据图12的实施例的鼻托。在这种实施例中，镜片可以从箍向下悬垂以覆盖用户的眼睛。除了图中所示的形状和结构外，框730A、730B还可以具有许多不同的形状和结构。框730A、730B的具体形状可以取决于桥部分720或镜片718的形状和结构，或者可以被配置用于美观或样式目的。
框730A、730B可以是与鼻托720相同或不同的材料。适合用于框730或者框712的任何其它部分的材料的示例可以包括各种类型的热塑性塑料，例如聚碳酸酯、丙烯酸树脂、ABS和聚乙烯，或者树脂塑料，例如聚氨酯或类似物。框架712的任何部件，包括鼻托720和框730，可以由金属制成，例如铝、不锈钢、钛、镍、金或包括所列的金属或类似金属中的一种或多种的各种合金。框730可以与鼻托720整体地由相同的材料制成，或者框730和鼻托720可以由不同的材料制成，并且使用粘合剂、螺钉、各种形式的焊接、钎焊、烤等固定在一起。
框架712还包括从框730A、730B经过用户的太阳穴并且朝向用户的耳朵延伸的一个或多个臂740A、740B。如图13所示，框架712可以包括可以被定位成从相应的框730A、730B沿向后的方向延伸的两个臂740A、740B。臂740A、740B可以提供与用户的头部的其它接触点或区域，并且有利于设备到用户的头部的适配和保持。臂740A、740B可以在结构或功能上类似于眼镜的对应的特征或类似于上面关于图6到图9所描述的实施例中的箍的臂。
臂740A、740B可以与相应的框730A、730B一体地形成。替选地，可以使用被布置为允许朝向眉头部分730向内折叠臂740A、740B以便储存或运输的铰链部件将臂740A、740B固定到相应的框730A、730B。如果使用铰链，则它们可以是弹簧加载的或类似的，以对用户的头部施加舒适的压力或舒适地适应多种不同的头部尺寸。在一些实施例中，臂可以由具有内部金属加强件的塑料材料制成，以允许弯曲或防止折断。
臂740A、740B包括与相应的框730A、730B相对的相应自由端744。自由端744可以被定位成当佩戴设备组合件710时位于用户的耳朵附近。耳朵部分746可以固定到臂740A、740B的自由端744或与其一体地形成。如图12所示，耳朵部分746可以包括弓形或弯曲的形式，如图中所示，使得它们在用户的耳朵的后部的一部分后面弯曲。和眼镜一样，耳朵部分746的具体形状可以在许多方面有所不同，包括它们的弯曲量、它们围绕耳朵延伸的距离和实际上保持与耳朵的外侧接触(如果有的话)的量。在所示的示例中，耳朵部分746可以有巧妙的弓形形式，然而，耳朵部分的其它实施例可以具有更显著的曲率。例如，框架712可以具有类似于在图7的箍412上示出的那些耳朵部分的耳朵部分。耳朵部分746可以被配置为以与关于图6到图9所讨论的耳朵部分446类似的方式包括各种电子组件。这些电子组件可以包括电池、控制电路、通信设备等，它们可以通过嵌入在臂740内的导线、迹线等与模块714相连接。
臂740可以被构造为相对于框730适当地定位耳朵部分746，以实现用户的合适适配或不同的用户的选择。臂740的形状因此可以取决于框730的尺寸和形状。例如，臂740可以基本上垂直于其相应的框730而从其相应的框730基本上向后延伸，并且可以基本上是直的。在其它实施例中，臂740可以相对于框730的外端向内、向外、向上或向下成角度并且还可以沿任何方向(或多个方向)弯曲，以实现期望的适配或审美品质。
模块714可以被配置为仅附接到臂740A或740B中的一个或选择性地附接到臂740A和740B中的任一个。可以使用上文所描述的结构中的任何一个来实现这样的连接。此外，这种结构可以被配置为将模块714附接在臂740A、740B中的一个下方或在其外表面上，如图13所示。可以对模块714进行调整以在到臂740A或740B的附接点将显示器754适当地定位在用户的眼睛上方，或者模块714可以具有被分成相对于彼此转动的显示部分和臂部分的壳体752，如图10A到10C所示。模块714可以包括相机，如本文的其它实施例所示(例如图5的相机426)。在其它实施例中，可以将相机726包括在框架712中，例如鼻托720中。也可以将相机726包括在框架712内的其它位置，包括与模块被附接到的臂740A相对的臂740B的一部分中。相机726可以通过附接结构(可以类似于本文所讨论的其它附接结构)连接到模块714内的控制电路，或者可以通过嵌入的布线连接到可以定位在框架712的另一部分内的其它控制电路，该另一部分诸如在例如臂740B内或者在眼镜脚746A或746B内的空腔。
在实施例中，本文所描述的各种模块和可佩戴结构可以被配置为彼此之间可互换，使得模块的实施例中的任何一个可以与也进行了描述的可佩戴结构类型中的任何一个类型一起使用。这样的配置可以包括其中根据关于适配、重量分布、外观、显示位置和可调整性的相似原则确定模块和可佩戴结构的形状和尺寸的配置。此外，所有这些模块和可佩戴结构可以实现用于将模块附接到可佩戴结构的常见形式的附接结构，包括上文所描述的那些附接结构中的任何一个。
可以将模块和可佩戴结构的各种组合包装成一套。在示例中，例如图5的模块414的模块可以与例如图6的箍412和如图12所示的半箍614或具有不同的颜色或耳朵部分446配置的其它箍412的箍成套在市场上出售。在另一个实施例中，例如模块414的模块可以与类似于图13所示的眼镜型框架的多个不同样式的眼镜型框架成套在市场上出售。在又一个实施例中，可以将模块414与箍412以及具有供用作太阳镜的有色镜片的一副眼镜型框架712包装成一套。这样的系统中的不同类型的可佩戴结构可以包括专门配置的芯片或其它电子电路，使得模块可以识别其被附接到的可佩戴结构的类型。这可以允许模块基于其被附接到的结构而自动调整设置或在预先配置的设置的集合之间进行选择。
在另一个实施例中，模块可以被配置为在不与上文所描述的可佩戴结构中的一个连接的情况下自己操作。在一个方面中，模块可以将所有电子组件(图像源、基于触摸的输入、电子电路、电源等)包含在其壳体内，使得它不需要与其中具有操作特征的可佩戴结构连接。图5到图13所示的模块可以被配置为用作独立的模块。另外，图14和15示出了模块814的另一个示例，其中模块814的壳体852可以比其它示例所示的壳体相对大。可以这样做，以容纳所有必要的操作组件或容纳较大或其它的组件，包括较大的电池、闪存、高清晰度图像源、高分辨率相机等。这样的独立的模块可以被配置为与被佩戴在个体的头部上的其它项目例如眼镜、太阳镜、帽子、面罩等一起使用。在示例中，壳体852中可以邻近其限定内表面868的壁包含磁体，使得磁体可以将模块814与具有金属组件例如眼镜的臂等的项目附接。
在图15所示的另一个示例中，可以提供单独的磁性元件886，该单独的磁性元件886可以与模块814一起使用以将另一个项目的一部分捕获于其间，其组合件由磁性元件886和壳体852内部的磁体之间的相互磁吸引力固定。例如，可以使用这样的装配将模块814附接到帽子的冠部或眼镜的臂，包括那些不包含任何铁磁性金属的项目。壳体852的内表面868和这样的实施例中的磁性元件886两者可以涂覆有或至少部分地由非磨蚀性的例如橡胶或TPE的高摩擦材料制成，以帮助进一步将部件在组合件中固定就位。
图16示出了另一个示例，其中模块814包括从壳体852的内表面868延伸的带892。带892可以由柔性材料制成，该柔性材料可以进一步是弹性的或弹性体，以允许其柔性和拉伸两者。壳体652还可以包括沟槽894或其它特征来在其中容纳和可释放地固定带892。这种布置允许头戴式项目的一部分邻近于内表面868定位，其中带892可以套在该部分上，其中带892被容纳在沟槽894中以将模块814固定到特定头戴式项目。在示例中，带892可以套在一副眼镜的臂上以可拆卸地将模块814附接到这幅眼镜的臂。在其它示例中，可以将简单的夹子定位在壳体852的内表面，可以使用这个夹子将模块814附接到头戴式项目以将显示器854定位在用户的眼睛上方。
其它组件可以包括在本文所描述的各种设备组合件中。这些组件可以包括其它的输入、控制电路板、天线等。还可以对这些其它的组件在这样的设备组合件上或中所位于的各种位置进行选择以实现预定的重量分布。
虽然已参照具体实施例进行了本文的描述，但应当理解，这些实施例仅仅是说明本公开的原理和应用。因此应当理解的是，可以对说明性实施例作出许多修改，并且可以在不脱离由所附的权利要求书所定义的本发明的精神和范围的情况下设计其它布置。
工业实用性
本申请涉及头戴式显示器，其包括被配置为通过定位在用户的眼睛中的至少一个上方或前面的图像源向用户呈现图像。
Claims (30)
1.一种用于与被配置为佩戴在用户的头部的可佩戴结构一起使用的电子设备，所述设备包括：
显示元件；
包括臂部分和肘部分的壳体，所述壳体被配置为在其臂部分处可拆卸地固定到所述可佩戴结构，并且所述肘部分限定支撑所述显示元件的所述壳体的显示端，其中所述臂沿所述壳体的纵向轴延伸，并且其中所述肘部分被配置为使得所述显示端沿相对于所述纵向轴成角度安置的显示轴支撑所述显示元件；
图像产生装置，所述图像产生装置被安置在所述壳体内并且被配置用于产生能在所述显示元件上呈现给所述用户的图像；以及
输入设备，所述输入设备被固定到所述壳体并且被配置用于从所述用户接收与功能相关联的输入，所述功能与能呈现在所述显示元件上的信息相关。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述显示元件是被配置为将能在其上呈现给所述用户的所述图像与透过所述显示元件的用户视图进行组合的大致透明的棱镜。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述显示轴相对于所述纵向轴成约80°到110°之间的角度。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述肘部分是弯曲的，以便远离所述臂部分以弓形方式向所述壳体的所述显示端延伸。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述臂部分具有第一厚度并且所述显示元件具有大于所述第一厚度的第二厚度，并且其中，所述肘部分从邻近所述臂部分的位置处的所述第一厚度逐渐减小为其显示端处的第二厚度。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述输入设备定位在所述臂部分中，并且其中，所述图像产生装置定位在所述肘部分中。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述壳体被配置为可拆卸地固定到所述可佩戴结构，使得所述显示元件能定位在所述用户的眼睛上方。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述壳体包括被配置为可释放地与包括在所述可佩戴结构上的第二搭扣配合元件啮合的第一搭扣配合元件，并且其中，所述壳体被配置为通过在所述第一搭扣配合元件和所述第二搭扣配合元件之间的可释放啮合来可拆卸地固定到所述可佩戴结构。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述壳体包括被配置为可滑动地和可释放地与包括在所述可佩戴结构上的第二轨道元件啮合的第一轨道元件，并且其中，所述壳体被配置为通过在所述第一轨道元件和所述第二轨道元件之间的可释放啮合来可拆卸地固定到所述可佩戴结构。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，在所述第一轨道元件和所述第二轨道元件之间的可滑动啮合被配置为允许朝向和远离所述用户的眼睛调整所述显示元件。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括附接到所述壳体并且与至少所述图像产生装置电连通的第一电子元件耦合，所述第一电子元件耦合被配置为与包括在所述可佩戴结构上的对应的第二电子元件耦合可释放地啮合，并且其中，所述壳体被配置为通过在所述第一电子元件耦合和所述第二电子元件耦合之间的可释放啮合来可拆卸地固定到所述可佩戴结构。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一电子元件耦合是通用串行总线耦合。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一电子元件耦合被配置为提供在所述图像产生装置和所述可佩戴结构的电子元件之间的连接。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电子设备还包括具有其镜头的相机，所述相机被附接到所述壳体，使得其镜头在所述肘部分内暴露在所述壳体上，并且被定向为基本上平行于所述纵向轴。
15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述臂部分和所述肘部分是绕基本上平行于所述显示轴的轴可转动地固定到彼此的离散元件。
16.根据权利要求1所述的设备，还包括固定在其壳体内的第一磁性元件，其中，所述壳体被配置为通过包括所述第一磁性元件的磁吸引力可拆卸地固定到所述可佩戴结构。
17.根据权利要求16所述的设备，还包括在所述壳体外部并且可通过与所述第一磁性元件的相互磁吸引力啮合的第二磁性元件，其中，所述壳体被配置为通过以下方式可拆卸地固定到所述可佩戴结构：当所述第一磁性元件和所述第二磁性元件通过相互磁吸引力啮合时将所述可佩戴结构的一部分捕获在所述壳体与所述第二磁性元件之间。
18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述壳体包括从其臂部分延伸的弹性体部件和容纳沟槽，所述弹性体部件的一部分能被容纳在所述沟槽中，以形成至少一个环，并且其中，所述壳体被配置为通过将所述可佩戴结构的一部分捕获在所述至少一个环中而可拆卸地固定到所述可佩戴结构。
19.一种电子设备，包括：
模块，所述模块包括：
显示元件；
壳体，所述壳体包括沿所述壳体的纵向轴延伸的臂部分和限定所述壳体的显示端的肘部分，所述壳体的所述显示端沿与所述纵向轴成角度安置的显示轴支撑所述显示元件；
图像产生装置，所述图像产生装置被安置在所述壳体内并且被配置用于产生能在所述显示元件上呈现给用户的图像；以及
输入设备，所述输入设备被固定到所述壳体并且被配置用于从所述用户接收与功能相关联的输入，其中，与所述功能相关的信息能呈现在所述显示元件上；以及
被配置为佩戴在用户的头部的可佩戴结构，所述可佩戴结构被配置为在沿其臂的位置可拆卸地与所述模块附接，以将所述模块固定到所述用户的头部，其中所述显示元件能定位在所述用户的眼睛附近并且所述臂部分安置在所述用户的太阳穴上方。
20.根据权利要求19所述的设备，其中：
所述可佩戴结构是被配置为佩戴在用户的头部的箍，所述箍包括弓形中心部分和从所述中心部分延伸的第一侧部分，所述中心部分被配置为与用户的面部的一部分接触，并且第一侧部分被配置为在所述用户的耳朵附近与所述用户的头部的一部分接触；并且
所述模块在所述箍的所述侧部分中的一个上可拆卸地与所述可佩戴结构附接。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述箍还包括从所述中心部分与所述第一侧部分相对地延伸的第二侧部分，所述第二侧部分被配置为在所述用户的另一只耳朵附近与所述用户的头部的一部分接触。
22.根据权利要求20所述的设备，其中，所述箍的所述中心部分还包括从其悬垂的鼻梁架，其中，所述中心部分被配置来接触的所述用户的面部的部分是所述用户的鼻子的一部分，并且其中，所述鼻梁架被配置为进行这样的接触。
23.根据权利要求19所述的设备，其中：
所述可佩戴结构包括镜片固定在其中的第一和第二框以及位于所述第一框和所述第二框之间的桥部分，所述桥部分被配置为搁置在所述用户的鼻子的一部分上，所述框架还包括远离所述框向其相应端部延伸的第一和第二臂，其中所述第一和第二臂被配置为定位在所述用户的相应的第一和第二太阳穴上方，其中所述自由端安置在所述用户的第一和第二只耳朵附近；并且
所述模块在所述第一臂和所述第二臂中的一个上可拆卸地与所述可佩戴结构附接。
24.根据权利要求19所述的设备，其中，所述可佩戴结构包括被配置为与所述图像产生装置和所述输入设备中的至少一个可拆卸地连接的至少一个电子元件。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，所述电子元件包括被配置用于与所述图像产生装置和所述输入设备中的所述至少一个交换数据的印刷电路板。
26.根据权利要求24所述的设备，其中，所述电子元件包括被配置用于与电池连接的导电连接，并且其中，所述导电连接还被配置为从所述电池向所述图像产生装置和所述输入设备中的所述至少一个提供电流。
27.根据权利要求26所述的设备，其中，所述导电连接被安置在被配置为在其中容纳电池的壳体内，所述壳体被附接到所述可佩戴结构并且被配置为在与所述模块的所述臂部分被安置的位置上方的太阳穴相同侧的用户的头部侧至少部分地定位在所述用户的耳朵后面。
28.根据权利要求24所述的设备，其中，所述模块通过在所述模块上的第一连接元件和所述可佩戴结构上的第二连接元件之间的可释放连接与所述可佩戴结构可拆卸地附接，所述第一和第二连接元件被配置用于在其间可释放地啮合，并且其中，所述电子元件被配置为通过所述第一和第二连接元件与所述图像产生装置和所述输入设备中的所述至少一个可拆卸地连接。
29.一种套组，包括：
模块，所述模块包括：
显示元件；
壳体，所述壳体包括沿所述壳体的纵向轴延伸的臂部分和限定所述壳体的显示端的肘部分，所述壳体的所述显示端沿与所述纵向轴成角度安置的显示轴支撑所述显示元件；
图像产生装置，所述图像产生装置被安置在所述壳体内并且被配置用于产生能在所述显示元件上呈现给用户的图像；以及
输入设备，所述输入设备被固定到所述壳体并且被配置用于从所述用户接收与功能相关联的输入，其中，与所述功能相关的信息能呈现在所述显示元件上；以及
第一可佩戴结构，所述第一可佩戴结构被配置为佩戴在用户的头部；
其中，所述可佩戴结构和所述模块被配置用于在其间可释放地啮合，使得所述模块能够通过所述可佩戴结构固定到所述用户的头部，其中所述显示元件能定位在所述用户的眼睛附近并且所述臂部分能定位在所述用户的太阳穴上方。
30.根据权利要求29所述的套组，还包括被配置为佩戴在所述用户的头部的第二可佩戴结构，所述第二可佩戴结构具有不同于所述第一可佩戴结构的视觉外观。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141119 |