CN114994916A - 头戴式显示设备的鼻托 - Google Patents

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Abstract

头戴式显示设备可以包括至少一个显示设备；虚拟现实电路，其可操作地耦合到至少一个显示设备；显示框架，包括鼻托连接件和部分由鼻托连接件容纳的鼻托，其中鼻托包括球、延伸部、载体和连接到载体的鼻子垫片，其中载体可通过球旋转并可通过延伸部平移。所述头戴式显示设备解决了现有头戴式显示设备鼻托型号数量有限，不能使具有不同面部或鼻部特征的用户舒适佩戴显示设备的问题，达到了使头戴式显示设备的鼻托具有可调节性，提高佩戴者舒适度的技术效果。

Description

头戴式显示设备的鼻托
技术领域
本公开涉及头戴式显示设备和系统。
背景技术
头戴式显示设备可以包括至少一个显示设备，其中头戴式显示设备的至少一部分的重量是使用鼻托支撑在佩戴者的鼻子上的。
发明内容
为了解决现有的头戴式显示设备无法提供给具有不同鼻子轮廓的用户的整体配合调整的问题，本公开实施例提供了一种头戴式显示设备。技术方案如下。
本公开提供一种头戴式显示设备，包括至少一个显示设备；虚拟现实电路，其可操作地耦合到所述至少一个显示设备；和显示框架，其包括鼻托连接件和鼻托，所述鼻托的一部分由所述鼻托连接件容纳，所述鼻托包括球、延伸部、载体和耦合到所述载体的鼻子垫片，其中所述载体可通过所述球进行旋转并可通过所述延伸部进行平移。
在一些实施例中，所所述鼻托连接件包括球窝，用于容纳所述球的至少一部分。
在一些实施例中，所述延伸部包括至少一个扩大段。
在一些实施例中，所述球包括可调节地容纳所述延伸部的承窝。
在一些实施例中，所述延伸部和所述球中的至少一个包括有弹性的、可弹性变形的材料。
在一些实施例中，所述载体包括可调节地容纳所述延伸部的承窝。
在一些实施例中，所述延伸部和所述载体中的至少一个包括有弹性的、可弹性变形的材料。
在一些实施例中，所述鼻子垫片可以从所述载体上移除。
在一些实施例中，所述载体由第一材料形成，所述鼻子垫片由与所述第一材料不同的第二材料形成。
在一些实施例中，所述鼻托连接件和所述球形成球窝接头。
在一些实施例中，所述鼻托连接件包括至少是半球形的球窝，用于容纳所述球的至少一部分。
在一些实施例中，所述球过盈配合到所述至少是半球形的球窝中。
在一些实施例中，响应于施加到所述球的大于摩擦力的力，所述载体可通过所述球旋转。
在一些实施例中，响应于大于弹性变形力的力的施加，所述载体可通过所述延伸部平移。
在一些实施例中，响应于大于摩擦力的力的施加，所述载体可通过所述延伸部平移。
在一些实施例中，所述框架包括键槽，并且所述鼻托连接件包括至少部分地可容纳在所述键槽中的键。
在一些实施例中，所述的头戴式显示设备还包括传感器，用于检测所述鼻托的旋转位置和所述鼻托的平移位置中的至少一个。
在一些实施例中，所述传感器检测所述球的位置，其中所述球的位置确定了所述延伸部的位置。
在一些实施例中，所述的头戴式显示设备还包括存储器，用于至少部分地基于所述传感器产生的信号来存储所述鼻托的位置信息。
在一些实施例中，所述鼻托包括右鼻子垫片和左鼻子垫片，并且所述载体包括用于右鼻子垫片的右鼻部分和用于左鼻子垫片的左鼻部分。
本公开的实施例中，提供了一种头戴式显示设备，其具有可调节的鼻托， 解决了现有头戴式显示设备鼻托型号数量有限，不能使具有不同面部或鼻部特征的用户舒适佩戴显示设备的问题， 达到了使头戴式显示设备的鼻托具有可调节性，提高佩戴者舒适度的技术效果。
附图说明
图1A、图1B和图1C示出了头戴式显示设备的示例的透视图。
图2A和图2B示出了头戴式显示设备的示例的视图。
图3是参照佩戴者的头部的头戴式显示系统的示例的一系列视图。
图4是一系列人类鼻子的示例图形。
图5A和图5B是人的鼻子的示例的主视图和侧视图。
图6是相对于佩戴者的鼻子的示例和可调节鼻托的各种视图的头戴式显示设备的示例的主视图。
图7是相对于佩戴者鼻子的示例和可调节鼻托的各种视图的头戴式显示设备的示例的侧视图。
图8A和图8B是鼻托的示例的截面图。
图9A和图9B是鼻托连接件的示例的透视图。
图10是具有可调节鼻托的示例的头戴式显示设备的示例的主视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的一些实施例作详细说明。所描述的实施例是本申请一部分优选的实施例，仅仅是用于描述本申请的一些示例，而非限制本申请的范围。本申请的保护范围应参照权利要求确定。
图1A示出了可以与固定鼻托150或可调节鼻托700一起使用的虚拟现实头戴式显示设备（virtual reality，VR头戴式显示设备）100的示例。作为示例，VR头戴式显示设备可以包括可调节鼻托，其可以是VR 头戴式显示设备制造商的原始设备制造商（originalequipment manufacturer，OEM)牌鼻托。如图1A所示，VR头戴式显示设备100可操作地耦合到单元180，该单元180可包括各种类型的电路(参见如图3)和/或电源。
图1B和图1C示出了VR头戴式显示设备100的透视图。如图所示，VR头戴式显示设备100可以包括左右镜腿110-1和110-2，它们可操作地耦合到显示框架120和后部部件130，其中显示框架120可以包括可以与单个显示设备或多个显示设备相关联的左目镜140-1和右目镜140-2（例如，显示设备框架120可以支持一个或多个显示设备）。如图所示，鼻托150可以基本上在目镜140-1和140-2之间耦合到显示框架120上以将VR头戴式显示设备100支撑在佩戴者的鼻子上。如图1C所示，VR头戴式显示设备100可以包括各种垫片162、164-1、164-2和168，其中垫片162是耦合到显示框架120的前额垫片，垫片164-1和164-2是太阳穴垫片连接到镜腿 110-1 和 110-2，垫片168 是连接到后部部件 130 的后部垫片。
作为示例，头戴式显示设备可以包括至少一个显示设备；虚拟现实电路可操作地耦合到至少一个显示设备上；以及显示架，该显示架包括鼻托连接件和部分由鼻托连接件容纳的鼻托。其中鼻托可以包括例如球（也可理解为球体部）、延伸部、托架和连接到托架的鼻子垫片，其中托架是可以通过球旋转的和可通过延伸部变形的。这种鼻托可以称为可调节鼻托。这种鼻托也可以被称为铰接式球窝接头鼻托，其可以提高头戴式显示系统（例如VR 头戴式显示设备 100）的可佩戴性。
图2A示出了VR头戴式显示设备100 在具有x、y和z轴的笛卡尔坐标系中的主视图。如图所示，笛卡尔坐标系可以具有由显示框120的中点和目镜140-1和140-2上的点定义的原点。
可以使用各种测量来定义 VR 头戴式显示设备 100，这些测量可以涉及与 VR 头戴式显示设备 100 的佩戴相关的面部特征的测量。佩戴者可能旨在实现舒适的贴合，同时也是功能贴合，使得佩戴者拥有可接受的 VR 体验或其他显示观看体验。
在图 2A 所示的实施例中，可以使用所谓的盒装透镜 (boxing) 系统来描述各种特征，例如，如英国标准 EN ISO 8624:2011+A1:2015(E) 中所述，它使用包含每个透镜形状的矩形来确定框架前部的尺寸。
在测量眼镜前缘的盒装系统中，参数C为盒装中心，参数a为水平镜片尺寸，参数b为垂直镜片尺寸，参数c为盒装中心距(boxed center distance ，BCD)，参数d是透镜之间的距离（distance between lenses ，DBL）。图2A示出了划分参数C、a、b、c和d的位置。
作为示例，连接并延伸超出矩形中心（盒装中心）的线可以被称为水平中心线（horizontal center line，HCL）。在为佩戴者选择框架时，眼科专家可能会将框架的水平中心线 与下缘（虹膜底部）/下眼睑对齐，因此连接左右下缘的线可能被认为是传统意义上的手工框架时面部测量的水平中心线。在一些情况下，可能会有例外，例如指定手工制作的半眼，制作超深镜框，或者在设计经典圆眼款式时，要求瞳孔中心位于框架中心而不是高于水平中心线 5 毫米或 6 毫米。在这种情况下，用于确定桥梁测量值（例如牙顶高度）的面部水平中心线将不同于连接框中心的水平中心线，水平中心线成为设计的一个单独特征，可以将其转换为标准测量值以便正确理解。
作为示例，水平框尺寸可以被称为眼部尺寸，透镜之间的距离DBL被称为桥接。此类测量值通常与总边长相结合印在框架上。作为示例，盒装中心距(BCD)可以被称为框架瞳距（pupillary distance，PD）。在图2A的实施例中：BCD，c = a/2 + d + a/2 = a + d， 其中框架瞳距 = 眼部尺寸 + 透镜之间的距离DBL。
对于眼镜来说，框架瞳距可以用来使得患者的实际瞳距不大于框架瞳距，否则眼睛可能会在框架之外，这可能看起来很奇怪并且限制了患者的暂时视野.
图2B示出了耦合到显示框架120的鼻托150。如图所示，鼻托150是不可调节的并且基本上固定地设置在目镜140-1和140-2之间，例如基本上在参数d的距离内。这种不可调节的鼻托对于各种佩戴者来说可能不是最佳选择，并且会给制造商带来问题，因为 VR 头戴式显示设备制造商不太可能像眼镜制造商一样制造范围广泛的显示框架、镜腿等。如上所述，显示框架的各种特征可与可佩戴性和佩戴者的体验相关。
图3A示出了佩戴有VR头戴式显示设备100的使用者301的示例，其具有头部302、鼻子304、眼睛305、嘴306和耳朵307，其头部302上具有头发303。如图所示，VR头戴式显示设备100可以包括鼻托连接件128，鼻托连接件128可以容纳多个不可调节鼻托150-1、150-2、150-3和150-4中的一个鼻托的尖头158。不可调节鼻托 150-1、150-2 和 150-3 中的每一个都具有不同长度Δyp的隔圈，以允许用户选择不可调节鼻托 150-1、150-2 和 150- 3中的一个以获得最佳拟合，这可能仍然是次优拟合。如图所示，不可调节的鼻托150-4可以具有由弧长Δrp定义的弯曲隔圈。
在眼镜中，侧角在 BS 3521: Part 2: 1991 中定义为打开时前部背面平面的法线与侧边线之间的垂直角度。另一个角度是镜片倾斜角度，与侧角有关。镜片倾斜角度定义为注视目标对象时镜片围绕水平轴的倾斜。简单来说，镜片倾斜角度可以解释为镜片底部向脸颊方向的旋转角度。眼镜的镜片倾斜角度可以在例如从 0 度到 15 度的范围内变化，其中 3 度到 7 度的倾斜角度可以被认为是正常的。
在一般的眼镜配装中，可以认为左右的镜片倾斜角度是相同的（例如，除非例如桥接被扭曲）；然而，如果患者的一只耳朵比另一只耳朵高，则侧角不同是很常见的。例如，左右太阳穴的侧角可以不同，以实现左右眼常规的镜片倾斜角度。例如，对于眼镜，可以通过将侧边的左右角增加相同的量来增加镜片倾斜角度。通常可以进行镜片倾斜补偿以允许光学中心高度；需要注意的是，在许多情况下，“磨损”的镜片倾斜角度可能是可以实现的最好的，而不是使镜片具有最佳性能的镜片，尤其是在非球面镜片的情况下。
图3中示出了相对于水平线的角度φt，其可以近似于镜片倾斜角度。例如，假设一条近似垂直于目镜平面的虚线。例如，VR 头戴式显示设备的镜片倾斜角度可能与带处方镜片的眼镜不同。这种差异可能在范围内，这可能部分是由于一个或多个显示设备在 VR 头戴式显示设备中的定位导致的，例如，显示设备框架 120 支持的一个或多个显示设备。
在图3的实施例中，VR头戴式显示设备100可以包括各种类型的电路，其可以包括一个或多个处理器310、一个或多个处理器310中的至少一个可访问的存储器320、电源电路330、一个或多个显示设备340、定向电路350 、可见光和/或红外电路 360（例如，作为定位电路等）、音频电路 370、通信电路 380 和可选的一种或多种其他类型的电路 390。
作为示例，一个或多个显示设备340可以包括具有超过1000 x 600的组合分辨率和超过大约30Hz的合适刷新率的两个OLED显示设备。作为示例，定向电路350可以包括加速度计、陀螺仪和磁力计中的一个或多个。作为示例，可见光和/或红外电路360可以包括一个或多个红外发射器、一个或多个红外检测器、一个或多个可见光波长检测器等。作为示例，音频电路370可以包括一个或多个扬声器（例如，耳机扬声器）和/或一个或多个无线发射器（例如，蓝牙等）。
作为示例，VR头戴式显示设备可以包括诸如东芝（TOSHIBA） TC358870XBG 4KHDMI到MIPI双DSI转换器、赛普拉斯（CYPRESS）CYUSB3304 USB 3.0集线器控制器、意法半导体（STMicroelectronics） STM32F072VB ARM CORTEX-M0 32位微控制器、华邦电子（WINBOND）W25Q64FVIG 64 Mb 串行闪存，诺迪克半导体（NORDIC SEMICONDUCTOR）nRF51822蓝牙智能 2.4GHz 芯片系统 (System on chip，SoC)，骅讯电子（C-MEDIA）CM119BN USB 音频控制器，博世传感器（BOSCH SENSORTEC） BMI055 6 轴 TEXLC56STR1040 通道 INAS 惯性传感器，多个具有点校正和灰度PWM控制等功能的LED驱动器等。
作为示例，VR头戴式显示设备可以包括高通骁龙（QUALCOMM SNAPDRAGON）处理器、SK海力士（SK HYNIX） SRAM、散热器、例如18650电池格式2600mAh的电池、麦克风、天线中的一个或多个等。对于18650 电池格式，它可以长约65 毫米（2.56 英寸），也可以长约68 毫米（2.68 英寸），带有内部保护电路（例如，比AA 格式电池长）。
作为示例，VR头戴式显示设备可以包括OCULUS GO VR头戴式显示设备的一个或多个特征。例如，VR 头戴式显示设备可以包括高通骁龙821 SoC、3 GB LPDDR4 RAM、32 GB 或更多的内部存储器、集成的 ADRENO 530 GPU（例如，大约 500 GFLOPS 的图形性能）、2600mAh 电池、非定位三自由度跟踪、一个或多个接近度传感器、一个附件控制器、一个 5.5 英寸 LCD 显示屏，分辨率为 2560 x 1440（每只眼镜 1280 x 1440 像素），RGB 条纹子像素排列，一个大约 100 度的视场（例如，每度大约 12.67 像素的水平像素密度）和菲涅耳透镜。
作为示例，VR头戴式显示设备可以包括MAGIC LEAP VR头戴式显示设备的一个或多个特征。例如，考虑一个或多个具有两个 DENVER 2.0 64 位内核和四个 ARM CORTEXA57 64 位内核的 NVIDIA TEGRA X2 SoC，一个基于 Pascal 的集成 GPU，具有 256 个CUDA 内核、8 GB RAM、128 GB 板载存储、BLUETOOTH 4.2、Wi-Fi 802.11ac/b/g/n、USB-C连接器、3.5毫米头戴式显示设备插孔等。MAGIC LEAP VR头戴式显示设备采用波导显示技术，从侧面照亮一个基本透明的屏幕。在这样的例子中，波导（例如，光子光场芯片）引导光（例如，图像）穿过一层薄薄的玻璃，放大它并使其成角度进入佩戴者的眼睛。对于焦平面，图像可以一直处于对焦状态；然而，有些东西看起来很清晰，而有些东西看起来很模糊，这取决于佩戴者眼睛的聚焦位置，这种效果是通过堆叠多个波导来创建焦平面来实现的，例如，将图像切成清晰和模糊的区域。 MAGIC LEAP VR 头戴式显示设备包括一个 OMNIVISIONOP02222 场序彩色 (field-sequential color， FSC) LCOS 设备（例如，OMNIVISIONOP02220 的定制变体），它是一种用于将图像注入波导的光学系统。 MAGIC LEAP VR 头戴设备包括一个铸造镁块，可容纳光学元件和传感器。
关于尺寸，MAGIC LEAP VR头戴式显示设备有两种尺寸，尺寸1和尺寸2。可利用佩戴者的瞳孔间距(interpupillary distance，IPD) 来帮助选择尺寸1或尺寸2，其中瞳孔间距小于65mm对应至尺寸 1 ，瞳孔间距等于或大于 65 毫米对应尺寸 2。 对于 MAGIC LEAPVR 头戴式显示设备，大约 65% 至 75% 购买尺寸 1，如果要共享 VR 头戴式显示设备（例如，多个不同的佩戴者），建议使用尺寸 1 .
如以上关于图2A的解释，框中心距离(BCD)可被称为框架瞳距（PD），其可为近似的瞳孔间距(IPD)。
关于VR头戴式显示设备的尺寸，例如考虑约190mm×105mm×115mm（7.48英寸×4.13英寸×4.53英寸）的尺寸和例如约468g的质量（ 1.032 磅）（例如，OCULUS VR 头戴式显示设备）。
VR头戴式显示设备的一些其他示例包括MICROSOFT HOLOLENS VR头戴式显示设备、与PC或膝上型电脑结合工作的META 2 VR头戴式显示设备以及GOOGLE GLASS VR头戴式显示设备。
作为示例，VR头戴式显示设备可以与软件开发工具包(software developmentkit， SDK)相关联。例如，VR 头戴式显示设备可以包括跟踪传感器电路，其可以包括可编程指令（例如，固件、软件等）。例如，VR 头戴式显示设备可包括可操作地耦合到互联网的通信电路，例如，用于下载和呈现虚拟现实内容。
图4示出了鼻子400的各种图形。如图所示，人鼻子的形状和大小可以变化。人的鼻子是面部最突出的部分，包括鼻孔，其中鼻子的形状至少部分由鼻骨和鼻软骨决定，包括将鼻孔分开并将鼻腔分成两部分的鼻中隔。平均而言，男性的鼻子比女性的大。成年男性鼻子的平均长度为 56 毫米（2.2 英寸），而女性的为 51 毫米（2 英寸）长。
鼻根是鼻子沿鼻脊最凹陷的部分；鼻根点是位于鼻额缝线上方的鼻根上方的中线点；鼻梁是一个鞍形区域，包括鼻根和鼻子的侧面，位于眉间和鼻骨的下边界之间，并横向延伸到内眦；鼻脊是鼻子的中线突起，从鼻根延伸到鼻尖（也称为鼻背）；鼻底是鼻翼外部下附着点与面部的最外侧点之间的假想线；鼻尖是鼻嵴下缘和小柱的交界处，它往往是鼻子离面部平面最远的部分；鼻翼是包括鼻子外侧边界的组织，在下方围绕着鼻孔；鼻小柱是连接鼻尖和鼻基，分隔鼻孔的组织，是鼻中隔的下缘。
作为示例，鼻托可以包括与鼻子接触的垫片，该垫片在鼻根和尖端之间，更具体地在根和尖端之间沿着对应于鼻嵴的长度。例如，鼻托可以包括接触人鼻子的垫片，其中垫片之间的距离小于鼻基部的跨度。
如关于图3的解释，头戴式显示设备可以有多种尺寸，其中它可以具有不可调节的鼻托，该不可调节的鼻托可以从多个不可调节的鼻托中选择（例如，少于10个）。如前所述，MAGIC LEAP VR 头戴式显示设备有五个可互换的不可调节鼻托。然而，这些不同的不可调节鼻托可能无法适应与鼻梁尺寸和形状（例如，张开角度、顶角等）相关的特定细微差别。
图5A和图5B示出了鼻部540连同张开角φw和顶角φb的示例。在图5A中，参考x和y坐标示出斜率sw，其被定义为xn和yn，其中 “n” 指的是 “鼻子（nose）” 。在图5B中，参考z和y坐标示出斜率sb，z和y坐标被定义为zn和yn，其中 “n” 指的是 “鼻子（nose）” 。
作为示例，头戴式显示设备可能受到机械部件的约束，当这些部件聚集时，会在鼻梁上施加不适当的压力。正如所解释的，头戴式显示设备可以配备数量相对较少的各种不可调鼻托，其目的是允许具有各种不同鼻子轮廓的用户选择可能不是最佳的最佳拟合选项。
作为示例，可调节鼻托，例如图1A中的鼻托700，可用于头戴式显示设备，例如VR头戴式显示设备。例如，可调节鼻托可以以铰接的方式适用于在各种尺寸上不同的鼻部轮廓。例如，考虑的尺寸包括顶角，即鼻子从底部到顶部的角度与大致平行于眉毛和脸颊的垂直平面相比；八字角，即从顶部看鼻子侧面形成的角度；和接近角，即鼻托从底盘伸出并与设备框架接触的角度。构成鼻子轮廓的每个组成特征都可能有所不同，这可能是由于人类之间相对较小的遗传变异导致的表型变异。
为了解决提供给具有不同鼻子轮廓的用户的整体配合调整，头戴式显示设备可以包括可调节鼻托，该鼻托可以通过球形接头机构进行调节。在这样的示例中，球窝可以是展示架的一部分或耦合到展示架。
作为示例，球窝接头可以允许用户调整铰接式的鼻托。例如，球窝接头能够向内和向前旋转，适应激进或不那么激进的接近角，并且可以允许适当的行程量以允许用户延伸或缩回物镜鼻托的高度以适应各种波峰高度/角度。
作为示例，可调节鼻托可包括可延伸段，其可固定到鼻托的一部分并提供一定量的摩擦以馈入球窝接头。在这样的示例中，一旦进给到球窝接头中，可延伸段可以缩回以降低鼻托的高度，或延伸以增加鼻托的高度。
作为示例，球窝接头可以提供可调节鼻托的可互换性，其中一个或多个用户可以插入一种样式和/或形状的鼻托，同时保持关节式球窝接头允许的更精细的调整。
图6示出了可以是VR头戴式显示设备的头戴式显示系统600的示例。如图所示，系统600包括显示框架620、鼻托连接件670和鼻托700，鼻托700具有与鼻部540接触的左侧542和右侧544。
如图6所示，笛卡尔坐标系可用于定义各种特征，其可包括鼻托700的可调节特征，其可在不从鼻托连接件670移除的情况下进行调节。例如，至少鼻托700中可移除地附接到显示框架620的部分是可调节的。作为示例，可以利用一种或多种类型的坐标系（例如，球面、柱面、笛卡尔坐标系等）来描述鼻托700的一个或多个特征，这可能与人的鼻子、头戴式显示设备等有关。
如图6所示，鼻托700可沿y轴调节。例如，鼻托700可以包括球710、延伸部715和具有两条腿部732和734的载体720，其中腿部732包括垫片742，腿部734包括垫片744。例如，载体720可以至少部分地由可变形材料制成，使得腿部732和734可以是可调节的，或者腿部732和734可以至少部分地由可变形材料制成。例如，考虑具有弹性覆盖物的金属芯，其中金属芯可以以弹性覆盖物可变形来符合对金属芯的调整的方式进行调节。在这样的示例中，腿部732可以包括金属芯，腿部734可以包括金属芯。在图6的示例中，角度φnp被示为在腿部732和734之间限定的角度，腿部732和734可以是载体730的整体部分，或者例如可以是鼻托700的可分离部分。例如，角度φnp可以调整。
在图6的示例中，显示框架620的鼻托连接件670可以是可以容纳球710的球窝。在这样的示例中，可以形成球窝接头，其中球窝的质心与球710的质心基本对齐。在这样的例子中，在球窝的表面和球710的表面之间可以存在一定量的摩擦。作为例子，球710可以过盈配合（例如，压配合）。例如，球710和/或球窝可以至少部分地由可弹性变形的材料制成，该材料可以响应受力而弹性变形，使得球710可以被容纳在鼻托连接件670的球窝中。例如，一个或多个磁铁可用于耦合、摩擦等。例如，考虑鼻托连接件 670 和球 710 之间的磁吸引力，可以通过使用一个或多个永磁体和/或一个或更多的电磁铁。
作为示例，系统600可以包括一个或多个传感器，这些传感器可以感测鼻托700相对于显示框架600的朝向。在这样的示例中，可以感测朝向并将特定的朝向保存到佩戴者的存储器中。作为示例，在系统600要与多个佩戴者一起使用的情况下，为了引导佩戴者将鼻托700调整到之前使用的方位的目的，可以调用存储的朝向信息。例如，系统600可包括可以存储佩戴者1、佩戴者2等的信息的存储器。作为示例，在引导佩戴者时，可以将信息呈现给一个或多个显示设备、一个或多个扬声器等。例如，可以包括能够产生力、响应力等的触觉部件，其中触觉部件可以可操作地耦合到鼻托700。作为示例，触觉部件可以产生足以导致鼻件700的球710旋转以移动到特定朝向（例如，相对于延伸部715）。
作为示例，鼻托可以通过一个或多个致动器自动调节，该致动器可以例如由一个或多个传感器引导。作为一个例子，考虑使用一个或多个可控制来旋转球 710 的电磁体，其可以包括一个或多个磁铁、磁性吸引材料等。作为一个例子，电磁方法可以利用一个或多个吸引和排斥力导致至少一部分鼻托移动。
作为示例，系统可以包括一个或多个眼睛和/或其他面部特征读取器。在这样的示例中，系统可以相对于一个或多个瞳孔位置、瞳孔尺寸等自动调整显示框和/或其一个或多个显示。作为示例，系统可以包括一个或多个加速度计、陀螺仪、压电传感器等。在这样的示例中，系统可以确定一个或多个角度，可选地结合力（例如，F=ma）来调整施加到佩戴者鼻子的一个或多个区域的压力。例如，镜片倾斜角度可以是可调节的，以便与佩戴者的瞳孔正确对齐，其方式可以考虑到由鼻托（例如鼻托 700）施加到佩戴者鼻子的力的大小。
作为示例，可以利用Bai 等人的“A two-mode six-DOF motion system based ona ball-joint-like spherical motor for haptic applications”Computers &Mathematics with Applications, Volume 64, Issue 5, September 2012, pp. 978-987 (https://doi.org/10.1016/j.camwa.2012.02.037), 文章中描述的运动系统的一个或多个特征。Bai等人的文章描述了一种类似球关节的球形马达，能够提供平滑、连续的多自由度运动，在双模式配置中，它可以作为操纵杆在六个自由度 (degrees-of-freedom ，DOF) 中操纵目标，并且实时提供逼真的力/扭矩反馈。通过使用磁场测量，可以并行计算朝向和扭矩-电流系数，这可以减少多自由度自动化设备中可能出现的误差累积。作为示例，鼻托和鼻托连接件可以形成球窝接头，该球窝接头可以为一个或多个目的而被电磁激活。
如上所述，系统可以包括可以产生热量的各种类型的电路。例如，鼻托可以包括一个或多个特征，这些特征可以帮助消散在系统操作期间由电路产生的热量。例如，考虑球710由可以与一个或多个电路热连通的导电金属（例如合金、复合材料等）制成，可选地通过导电材料等。例如，载体720可以包括可以帮助消散热能的一个或多个特征，其中载体720可以与球710热连通，例如，通过延伸部715和/或通过接触至少容纳部分球710的载体720的承窝的一部分。作为示例，垫片742和744可以是热绝缘体，使得热能基本上不传递到佩戴者的鼻子。例如，热绝缘体和热导体可以以相对方式表征，其中热绝缘体可以具有小于热导体的热导率的热导率。例如，铝的导热系数约为 237 W/(mK)，而聚氨酯泡沫的导热系数约为0.03 W/(mK)。例如，材料可以具有一个数量级不同的热导率，使得一个是热导体而另一个是热绝缘体。
图6示出了在系统600的右侧的鼻托700的两个近似后侧视图，其包括紧凑状态和延伸状态。在延伸状态下，载体720与球710的质心的距离比在紧凑状态下的距离大。
作为示例，延伸部可以包括节段、螺纹、节段和螺纹的组合等。例如，考虑一种方法，其中螺纹用于自动调整（例如，旋转元件），节段用于手动调整（例如，通过用户拉或推）。例如，在包括节段和螺纹的情况下，可以自动和/或手动调节鼻托。例如，螺纹可以提供自动和/或手动调整。例如，考虑手动方法，其中配合螺纹可以响应受力而弹性变形，从而可以通过重新安置螺纹来进行轴向调整，并且其中自动方法依赖于旋转使得配合螺纹保持就位以进行轴向调整。
在图6的示例中，球710和延伸部715可以是一个单元，例如，延伸部715类似于操纵杆，该操纵杆可以让球710在鼻托连接件670的球窝中旋转。例如，延伸部715可以是载体720的一部分，其中延伸部715可调节地轴向地被容纳在球710的承窝中。例如，延伸部715可以以可调节的方式被容纳在球710和载体720中。例如，考虑包括承窝的球710和包括承窝的载体720，其中延伸部715可以部分地容纳在每个承窝中。在一些实施例中，所述承窝可以是一个插口结构。
作为一个例子，图6中的显示框架620可以包括鼻托连接件670，其中球窝可以一体地形成到显示框架620中。例如，可以利用注射成型和/或铸造工艺将球窝形成到显示框架620中。例如，球窝可以加工成框架。例如，球窝可以是可以装配到框架的附件的一部分。例如，球窝可以与框架一体地形成，其中球窝可以接收形成球窝的至少一部分的材料。例如，考虑可以为球提供合适行为以形成球窝接头的衬垫片和/或垫片圈。在这样的示例中，衬垫片和/或垫片圈可以适合于通过配合（例如，压配合）容纳球，其中存在合适的摩擦，使得用户可以调整球（例如，定向延伸部) 以便在调整后球至少通过摩擦力保持其位置。
如图6所示，鼻托连接件670可包括用于容纳球710的至少一部分的球窝671和垫片圈凹部678，其中垫片圈679可定位在垫片圈凹部678中。在这样的示例中，垫片圈679可以是在球710已经落座在球窝671内之后装配到位，使得垫片圈679可以帮助将球固定在球窝中并且例如向球施加期望量的摩擦（例如，直接和/或间接地）。在这样的例子中，垫片圈679可以是弹性材料或其他合适的材料，例如，可以围绕延伸部715存在或不存在载体720配合到延伸部715。例如，考虑配合连续环形类型在没有载体720的情况下围绕延伸部715放置衬垫片，然后将其推入衬垫片凹部678，然后附接载体720，通过拉伸衬垫片以将衬垫片定位在球710之间，将连续环形类型的衬垫片安装在球710和载体 720之间，然后将其推入垫片圈凹槽 678 和/或围绕延伸部 715 安装裂开的环形垫片圈，然后将垫片圈推入垫片圈凹槽678。例如，为了移除，当存在垫片圈679的情况下，将力施加到延伸部715可能足以将球710连同垫片圈679一起从鼻托连接件670拉出。
如上所述，一个或多个磁体可用于帮助稳定球窝中的球（例如，通过磁力和/或由磁力产生的摩擦力等稳定球窝接头中的球）。例如，考虑垫片圈679包括一个或多个磁体，其中球710和/或鼻托连接件670可以包括一个或多个磁体和/或一种或多种铁磁材料。在这样的示例中，磁力可以将球710固定在鼻托连接件670中。作为示例，垫片圈679可以是多件式垫片圈，其可以在球710被容纳在球窝671中之后提供装配。
如图6所示，鼻托连接件670可包括定位螺钉675和具有配合螺纹677的孔或其他机构，其可以相对于鼻托连接件670在特定朝向物理地固定球710。例如，当用户定位鼻托700，然后使用定位螺钉675至少固定球710的位置。在这样的示例中，定位螺钉675可以在显示框架620的前侧或后侧被放入。作为示例，一组螺钉可以是工具类型的定位螺钉和/或无需工具即可手动设置的免工具类型的定位螺钉，例如，考虑无需工具即可手动调节的带翼形定位螺钉。在这样的示例中，用户可以更加确信球710的位置不会改变。在这样的示例中，当另一个用户想要使用头戴式显示设备时，该用户可以松开固定螺钉以调整鼻托。
作为示例，球可以包括编码表面，使得用户可以注意到球在球窝中的位置并且根据需要更容易地将球返回到该位置。例如，考虑通过线和/或区域的经纬度进行编码。
在图6还示出了鼻托700的两个主视图和一个俯视图，如z轴所示。球710可以包括质心，该质心位于原点或从原点位移，载体720可以通过球710的旋转在该原点移动。例如，载体720可以向前或向后移动到x，y平面之外。作为示例，载体720可以围绕y轴旋转和/或可以像操纵杆一样在被耦合到延伸部715的位置移动。
图7示出了鼻托700相对于鼻部540的一系列侧视图。如图所示，鼻托700可以摆动，其中托架720可以处于紧凑状态或通过延伸部715的延伸状态。在图7中，鼻轴yn与y轴一起显示，y轴可以与鼻轴yn偏移或对齐。如图所示，可以调节垫片734使其与鼻部540的一个或多个区域接触，其中球710可容纳在显示框架的球窝中。作为示例，调整可以旨在保持显示框架静止同时提高佩戴者舒适度，或者可以旨在将显示框架移动到改善的位置，可选地同时为佩戴者提供可接受的舒适度。
如图7所示，延伸部715的调整包括调整延伸轴ze，其可以例如与y轴对齐或从y轴偏移（例如，在x-y平面之前和/或在x-y平面之后）。例如，在用户可能具有不对称鼻子的情况下，载体720可以围绕延伸轴ze旋转和/或延伸轴ze可以向左或向右倾斜偏离y轴。例如，载体720可以倾斜到y轴的前面和/或y轴的后面(参见图7)。如图7所示的例子，载体720可以由角度Θnp限定，该角度可以是y轴与腿732和734中的一个或两个之间的角度Θnp。如图7所示，角度Θnp大于约90度且小于约180度。如图所示，角度Θnp 用于将球710定位在鼻根和/或鼻部540的根部的前面，其中腿732和734向回延伸经过鼻嵴。如图所示，载体720可以成形为具有弯曲表面，使得一个或多个边缘不接触鼻部540。作为示例，鼻托700可以制成具有光滑的表面，特别是对于靠近鼻部或接触鼻部的表面。如图6所示，角度φnp可以在例如大约30度到大约130度的范围内。例如，角度Θnp和φnp之间可能存在关系。如图所示，鼻托700可具有诸如倒置Y形的形状，或者例如具有分支的球，其中躯干可调节以调节从球到分支的距离。
如图 6和图7所示，鼻托700可以提供各种可调节运动的自由度（DOF），这可以改善佩戴者使用头戴式显示设备的体验，头戴式显示设备可以是VR头戴式显示设备。
图8A和图8B示出了鼻托700的示例，其中，在图8A中，球710和延伸部715一致移动以调节载体720，在图8B中，载体720和延伸件727一致移动以调整载体720。如图8A所示，载体720包括用于容纳延伸件715的承窝725。在图8B中，球710包括用于容纳延伸部727的承窝717。如上所述，延伸部可以包括节段、螺纹等，其可以提供轴向调节并将载体固定在相对于球的期望轴向位置.
在图8A的示例中示出了尺寸的各种示例，包括球直径Db、延伸部长度Le、载体长度Lc、左部鼻垫片长度Lcl、相对于延伸轴ze定义的角度φ 、鼻子垫片长度Lnp和鼻子垫片宽度Wnp，注意鼻子垫片也可以部分地由厚度来定义。在图8A中，角度φ和图7中的角度Θnp的总和约为 180 度。
可以使用以毫米为单位的从顶部到底部的长垂直尺寸来定义鼻子垫片尺寸(参见，例如，Lnp)。例如，考虑 9 毫米、11 毫米、13 毫米和 15 毫米的标准鼻子垫片尺寸。作为示例，鼻子垫片744可以具有可以在大约5mm到大约25mm的范围内的尺寸Lnp。作为示例，鼻子垫片744可以具有可以在大约3mm到20mm的范围内的尺寸Wnp。例如，鼻托744可以具有大约0mm(例如，考虑与载体720一体的鼻子垫片)到大约10mm的范围内的深度。
作为示例，载体可以包括单件，该单件包括右鼻子垫片和左鼻子垫片。例如，考虑包括右鼻子垫片和左鼻子垫片的大致U形件。
如上所述，鼻托的一个或多个鼻子垫片是可更换的。例如，鼻子垫片可以通过承窝安装到载体的一部分。例如，考虑包括尖头的托架，其中弹性鼻件可以压配合到尖头，其中可以通过由承窝和尖头形成的接头提供一定量的运动。例如，鼻子垫片可由弹性聚合物制成，例如硅树脂。
在图8A的示例中，角度φ约为32度（例如，角度Θnp约为148度）。如图7所示，球710可提供对延伸部715的调节，使得载体720可被调节以将鼻子垫片744可接受地安装在鼻子上。如图所示，延伸部715的调整包括调整延伸轴ze，其可以例如与y轴对齐或从y轴偏移（例如，在x-y平面的前面和/或在x-y平面的后面）。
图9A和图9B示出了相对于球910的鼻托连接件940和980的示例，球910可以是鼻托（例如鼻托700）的一部分。如图所示，鼻托连接件940和980可以包括球窝的至少一部分，其尺寸可足以容纳球，从而以可调节的方式固定球。在图9A和图9B的例子中，鼻托连接件940和980具有如图3中的尖头150-1、150-2、150-3和150-4一样的尖头。例如，一个或多个鼻托连接件940和980可以包括图6的鼻托连接件670的一个或多个特征。
图10示出了具有鼻托700的VR头戴式显示设备100的示例，其可以使用鼻托连接件（例如图9A和图9B中的鼻托连接件940和980之一）装配到VR头戴式显示设备100。
作为示例，头戴式显示设备可以包括至少一个显示设备；虚拟现实电路，其可操作地耦合到至少一个显示设备；展示架，包括鼻托连接件和部分由鼻托连接件容纳的鼻托，其中鼻托包括球、延伸部、载体和连接到托架的鼻子垫片，其中载体可通过球旋转并可通过延伸部平移。在这样的示例中，鼻托连接件可包括容纳球的至少一部分的球窝。
作为示例，鼻托的延伸部可包括至少一个扩大段，例如，当所述球包括可调节地容纳延伸部的承窝时，延伸部和球中的至少一个包括一种弹性的、可弹性变形的材料，以使扩大段可以扩大。作为示例，当载体包括可调节地容纳延伸部的承窝时，该延伸部包括至少一个扩大段，延伸部和载体中的至少一个包括弹性的、可弹性变形的材料，以使扩大段可以扩大。
作为示例，鼻托可包括可从载体移除的鼻子垫片。在这样的示例中，载体可以由第一材料形成，鼻子垫片可以由与第一材料不同的第二材料形成。
作为示例，鼻托连接件和球可以形成球窝接头。在这样的示例中，鼻托连接件可包括至少是半球形的球窝，用于容纳所述球的至少一部分其中例如，球过盈配合到至少半球形的球窝中。
作为示例，载体可以响应于施加到球的力而旋转，该力大于摩擦力。
作为示例，载体可以通过延伸件响应于大于弹性变形力的力而平移。例如，载体可以通过延伸部响应大于摩擦力的力而平移。
作为示例，头戴式显示设备可以包括框架，该框架包括键槽和鼻托连接件，该鼻托连接件包括至少部分地可容纳在键槽中的键。
作为示例，头戴式显示设备可以包括检测鼻托的旋转位置和鼻托的平移位置中的至少一个的传感器。在这样的示例中，传感器可以检测球的位置，其中球的位置可确定延伸部的位置（例如，在球面或半球面坐标系中等）。作为示例，头戴式显示设备可以包括至少部分地基于传感器生成的信号来存储鼻托的位置信息的存储器。
作为示例，头戴式显示设备可以包括具有右鼻子垫片和左鼻子垫片的鼻托，其中载体包括用于右鼻子垫片的右鼻部分和用于左鼻子垫片的左鼻部分。 在这样的示例中，这些部分可以是具有一个或多个特征以支撑相应鼻子垫片的腿部。
虽然方法、设备、系统等的示例已经以结构特征和/或方法学动作特定的语言进行了描述，但是应当理解，结合本公开的说明书和实施例的运用，本公开的其他实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。所述说明书和示例仅为示例性的，而不是限制本公开的范围，本发明的真正范围和精神在所附权利要求中指出。

Claims (20)

1.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：
至少一个显示设备；
虚拟现实电路，其可操作地耦合到所述至少一个显示设备；和
显示框架，其包括鼻托连接件和鼻托，所述鼻托的一部分由所述鼻托连接件容纳，所述鼻托包括球、延伸部、载体和耦合到所述载体的鼻子垫片，其中所述载体可通过所述球进行旋转并可通过所述延伸部进行平移。
2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述鼻托连接件包括球窝，用于容纳所述球的至少一部分。
3.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述延伸部包括至少一个扩大段。
4.如权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述球包括可调节地容纳所述延伸部的承窝。
5.如权利要求4所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述延伸部和所述球中的至少一个包括有弹性的、可弹性变形的材料。
6.如权利要求3所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述载体包括可调节地容纳所述延伸部的承窝。
7.如权利要求6所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述延伸部和所述载体中的至少一个包括有弹性的、可弹性变形的材料。
8.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述鼻子垫片可以从所述载体上移除。
9.如权利要求8所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述载体由第一材料形成，所述鼻子垫片由与所述第一材料不同的第二材料形成。
10.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述鼻托连接件和所述球形成球窝接头。
11.如权利要求10所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述鼻托连接件包括至少是半球形的球窝，用于容纳所述球的至少一部分。
12.如权利要求11所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述球过盈配合到所述至少是半球形的球窝中。
13.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，响应于施加到所述球的大于摩擦力的力，所述载体可通过所述球旋转。
14.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，响应于大于弹性变形力的力的施加，所述载体可通过所述延伸部平移。
15.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，响应于大于摩擦力的力的施加，所述载体可通过所述延伸部平移。
16.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示框架包括键槽，并且所述鼻托连接件包括至少部分地可容纳于所述键槽中的键。
17.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括传感器，用于检测所述鼻托的旋转位置和所述鼻托的平移位置中的至少一个。
18.如权利要求17所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述传感器检测所述球的位置，其中所述球的位置确定了所述延伸部的位置。
19.如权利要求17所述的头戴式显示设备，其特征在于，还包括存储器，用于至少部分地基于所述传感器产生的信号来存储所述鼻托的位置信息。
20.根据权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述鼻托包括右鼻子垫片和左鼻子垫片，并且所述载体包括用于右鼻子垫片的右鼻部分和用于左鼻子垫片的左鼻部分。
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