CN109387944A - 用于头戴式显示器的能移除面部界面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种头戴式显示器中的面部界面。面部界面组件包括各种材料的三个分开的层,它们的轮廓构造为装配到能移除面部界面中,该能移除面部界面在其由于使用而变得磨损的事件中是可替换的。面部界面组件由周边框架、半刚性框架和面部界面泡沫组成。这三个层具有不同的刚度,并且支持设计为以平齐的方式一起安装的轮廓,包括能移除的面部界面组件。

Description

用于头戴式显示器的能移除面部界面
技术领域
本公开涉及一种头戴式显示器(HMD),更具体地,涉及一种HMD中的面部界面(facial interface)。
背景技术
头戴式显示器可用来对用户提供增强和/或虚拟信息。例如,虚拟现实(VR)头戴式耳机可用来模拟虚拟环境。在多种领域中使用HMD,这些领域的一部分包括游戏、工程、药物和航空。
因为HMD设计为戴在用户的头上,所以其通常包括与用户的面部物理接触的区域。为了使用户舒适,此区域通常由低密度泡沫,或者其他设计为将对用户皮肤的刺激减到最小的材料组成。然而,假设此低密度区域重复暴露于摩擦、油,和/或用户脸部上的化学品,此低密度区域可能受到比HMD上的其他部件大的程度的磨损。而且,用户可能希望基于用户的偏好而使用带有不同颜色或设计的面部界面。
发明内容
实施例涉及HMD中的面部界面。面部界面组件包括三个各种材料的分开的层,将它们的轮廓进行构造以装配成可替换的能移除面部界面。面部界面组件由周边框架、半刚性框架和面部界面泡沫组成。这三个层具有不同的刚度,并且支持这样的轮廓:轮廓被设计为适配在一起以舒适地与用户的面部接触。
附图说明
图1是根据一个实施例的头戴式显示器(HMD)的透视图。
图2是根据一个实施例的图1的HMD的仰视图。
图3是根据一个实施例的图1的HMD的分解图。
图4是根据一个实施例的图1的HMD中的面部界面组件的透视图。
图5是根据一个实施例的图4的面部界面组件的分解图。
具体实施方式
在实施例的以下描述中,阐述许多具体细节以提供更充分的理解。然而,注意没有一个或多个这些具体细节也可实践这些实施例。在其他情况中,并没有详细地描述众所周知的特征以避免不必要地使描述复杂。
这里参考附图描述这些实施例,其中,相似的参考数字指示相同的或者功能上类似的元件。而且,在图中,每个参考数字的最左侧的数字对应于首次使用该参考数字的图。
这些实施例涉及一种用于头戴式显示器的能移除面部界面。能移除面部界面包括周边框架、半刚性框架和面部界面泡沫。周边框架和半刚性框架被附接到面部界面泡沫,以使得面部界面泡沫能够以封闭用户面部的两侧的方式弯曲。通过帐篷形(tented)织物将能移除面部界面附接到头戴式显示器,帐篷形织物覆盖能移除面部界面以阻挡外部的光。
能移除面部界面结构
图1是根据一个实施例的HMD 100的透视图。除了其他部件以外,HMD 100可包括摄像头101、前盖103、头带连接器105、主体壳体107、面部界面组件113、织物盖115和头带组件。头带组件可包括后带109,和使后带109连接到主体壳体107的上带111。前盖103附接在主体壳体107的前部。后带109经由头带连接器105附接到主体壳体107。上带111附接到头带109,并通过将上带111的端部插入形成于主体壳体107中的槽来固定。前盖103覆盖主体壳体107的前侧。面部界面组件113附接在主体壳体107的背面。织物盖115覆盖主体壳体107及面部界面组件113的一部分。如图1中举例说明的HMD 100的部件和结构仅是说明性的。
面部界面组件113附接在HMD 100的背面,并且当用户戴上HMD 100时与用户的面部接触。可从HMD 100的主体壳体107移除面部界面组件113以进行替换,如下面参考图3详细地描述的。图2是根据一个实施例的举例说明了面部界面组件113的底侧的HMD 100的仰视图。在图2中举例说明的实施例中,面部界面组件113被定位为使得其前表面117与织物盖115平齐。
前盖103是放在HMD 100的前部以保护HMD 100中的部件的刚性件。在一个实施例中,将前盖103经由螺钉或者其他紧固机构固定到主体壳体107,该紧固机构使得能够为了维修目的而从主体壳体107移除前盖103。前盖103在两个上转角和两个底边缘处具有两个摄像头101。这些摄像头101可用来捕获HMD 100外的视图,并将其显示给用户。
头带109和上带111缠绕在用户的头部周围以使HMD 100紧固到用户的面部。头带109和上带111可由松紧带、织物或者其组合制成,以是柔性的并对于用户来说是舒适的。使头带109经由头带连接器105连接到HMD 100的主体壳体107,头带连接器105可相对于主体壳体107旋转。另外,头带连接器105可从主体壳体107断开,使得用户能够替换头带109或者维修技师能够更容易接近主体壳体107。上带111提供额外支撑并连接到头带109和连接到主体壳体107的顶部。
织物盖115覆盖主体壳体107,并延伸到面部界面组件113,以防止外部的光进入面部界面组件113之间的空间。可从主体壳体107移除织物盖115以进行替换。可以为了实际原因(例如,使用过的织物盖115中的磨损和撕裂),或者为了美观原因(例如,颜色或者图案偏好),而替换织物盖115。在一个实施例中,使织物盖115附接到面部界面组件113,使得可随着面部界面组件113一起移除织物盖115。
图3是根据一个实施例的HMD 100的分解图。在图3中举例说明的实施例中,已经拆开HMD 100以示出主体壳体107内的后框架309、后框架唇缘311、后环耦接器313和一些内环耦接槽315。织物盖115覆盖主体壳体107,延伸到面部界面组件113以阻挡外部的光进入主体壳体107。织物盖115还包括两个头带连接器孔317,头带连接器孔提供对两个用来将头带连接器105安装到HMD 100的头带连接器底座321的接入。另外,织物盖115包括两个音频插孔319,音频插孔提供对HMD 100的主体壳体107上的音频插口323的接入。
后框架309沿着位于前盖103的相反端上的主体壳体107的外边缘而被定位。后框架309包括提供凹口的后框架唇缘311,位于半刚性框架415(例如图4所示)上的、使面部界面组件113连接到主体壳体107的肋部421进入该凹口内。
内环耦接器313是悬挂在包含若干内环耦接槽315的后框架唇缘311内的薄环。使内环耦接槽315与面部界面组件113内的周边框架413上的销419(例如图4所示)对准,使得内环耦接槽315在面部界面组件113和主体壳体107之间提供耦接,使面部界面组件113固定到主体壳体107。
图4是根据一个实施例的面部界面组件113的透视图。如图4所示,使周边框架413的形状构造为与半刚性框架415的前轮廓对准,并且使半刚性框架415的形状构造为与面部界面泡沫411对准。使面部界面泡沫411的轮廓构造为接触用户的面部。
图5是根据一个实施例的面部界面组件113的分解图。在图5所示的实施例中,面部界面组件113包括三个分开的部件:周边框架413、半刚性框架415,和面部界面泡沫411。使周边框架413的轮廓构造为安装在半刚性框架415内。当面部界面泡沫411弯曲时(例如图4所示),半刚性框架415相对于A-A'轴线引导面部界面泡沫411,并提供允许面部界面泡沫411在其已由用户移动之后恢复其形状的恢复力。将面部界面泡沫411设计为当在使用过程中与用户面部接触时相对于A-A'轴线弯曲。
图5所示的周边框架413包括销419和框架桥423。销419围绕框架的周边从周边框架413向前伸出,并用来使周边框架413附接到后框架309,后框架309包含若干用于接收销419的内环耦接槽315。框架桥423沿着框架的边缘对周边框架413提供结构支撑。
图5所示的半刚性框架415包括若干个沿着肋部421的顶部(crest)定位的辅助附接销417,肋部沿着半刚性框架415的面形成升高的中线。如图3所示,辅助附接销417与位于主体壳体107上的后框架309上的辅助附接销孔325对准。辅助附接销孔325接收辅助附接销417以使半刚性框架415及整个面部界面组件113固定到HMD 100的主体壳体107。
面部界面泡沫411是轮廓构造为与用户面部物理接触的低密度泡沫。在图5中,面部界面泡沫411包括与半刚性框架415的背面对准的边缘521,将面部界面泡沫411定位为当装配好面部界面组件113时与半刚性框架415平齐。因为面部界面泡沫411与用户面部物理接触,所以其可能比周围部件(例如,半刚性框架415和周边框架413)更容易受到磨损。在一个实施例中,面部界面泡沫411是可替换的,并且可与周围部件独立地移除。在另一实施例中,必须共同替换所有三个部件(例如,面部界面泡沫411、半刚性框架415,和周边框架413)。
已经为了说明的目的而提出本公开的实施例的以上描述;其并非旨在是排他性的或者将本公开限制于所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可认识到,根据以上公开内容,许多修改和变化是可能的。

Claims (15)

1.一种头戴式显示器,包括:
主体壳体;和
面部界面组件,以能移除的方式附接到所述主体壳体的后部,所述面部界面组件包括:
面部界面泡沫,轮廓被构造为接触用户的面部,
半刚性框架,附接在所述面部界面泡沫的边缘的周围,所述半刚性框架比所述面部界面泡沫更为刚性以提供抵抗所述面部界面泡沫的变形的恢复力,和
周边框架,附接到所述半刚性框架,所述周边框架具有用于使所述面部界面组件能移除地附接到所述主体壳体的多个销。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示器,在所述主体壳体上进一步包括织物盖,所述织物盖延伸到所述面部界面组件以阻挡外部的光。
3.根据权利要求1所述的头戴式显示器,其中,所述周边框架被成形为与所述半刚性框架的前轮廓对准,并且成形有使所述周边框架的一部分与所述周边框架的另一部分连接的肋部。
4.根据权利要求3所述的头戴式显示器,其中,所述多个销从所述周边框架向前伸出。
5.根据权利要求1所述的头戴式显示器,其中,所述主体壳体包括形成有多个孔的后框架,所述多个孔是用于接收所述多个销。
6.根据权利要求1所述的头戴式显示器,其中,所述半刚性框架具有沿着所述半刚性框架的前表面延伸的肋部。
7.根据权利要求6所述的头戴式显示器,其中,所述半刚性框架进一步包括从所述肋部伸出的多个辅助附接销。
8.根据权利要求7所述的头戴式显示器,其中,所述主体壳体包括形成有一条凹槽的后框架,所述一条凹槽用于接收所述半刚性框架的所述肋部和所述多个辅助附接销。
9.一种用于头戴式显示器的面部界面组件,包括:
面部界面泡沫,轮廓被构造为接触用户的面部;
半刚性框架,附接在所述面部界面泡沫的边缘的周围,所述半刚性框架比所述面部界面泡沫更为刚性以提供抵抗所述面部界面泡沫的变形的恢复力,和
周边框架,附接到所述半刚性框架,所述固定框架具有用于使所述面部界面组件能移除地附接到所述头戴式显示器的主体壳体的多个销。
10.根据权利要求9所述的面部界面组件,其中,所述周边框架被成形为与所述半刚性框架的前轮廓对准,并且成形有使所述周边框架的一部分与所述周边框架的另一部分连接的肋部。
11.根据权利要求10所述的面部界面组件,其中,所述多个销从所述周边框架向前伸出。
12.根据权利要求9所述的面部界面组件,其中,所述主体壳体包括形成有多个孔的后框架,所述多个孔是用于接收所述多个销。
13.根据权利要求9所述的面部界面组件,其中,所述半刚性框架具有沿着所述半刚性框架的前表面延伸的肋部。
14.根据权利要求13所述的面部界面组件,其中,所述半刚性框架进一步包括从所述肋部伸出的多个辅助附接销。
15.根据权利要求14所述的面部界面组件,其中,所述主体壳体包括形成有一条凹槽的后框架,所述一条凹槽用于接收所述半刚性框架的所述肋部和所述多个辅助附接销。
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