CN116529651A - 具有显示器和传感器隐藏结构的系统 - Google Patents

Abstract

一种头戴式设备可具有头戴式支撑结构。面向后显示器可将图像呈现给该头戴式支撑结构的后部处的适眼区。前向公共可视显示器可支撑在该头戴式支撑结构的前侧上、背对该面向后显示器。该前向显示器可具有形成在其中显示图像的有效区域的像素，并且可具有围绕这些像素的环形无效边界区域。装饰性覆盖结构诸如环形护罩构件可与该无效边界区域中的光学部件重叠。该光学部件可接收在该装饰性覆盖结构中的通孔开口内和/或可通过该装饰性覆盖结构的透明部分操作。

Description

具有显示器和传感器隐藏结构的系统

本专利申请要求于2020年9月21日提交的美国临时专利申请63/081,225号的优先权，该美国临时专利申请据此以引用的方式全文并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及电子设备诸如头戴式设备。

背景技术

电子设备诸如头戴式设备可具有输入-输出部件。输入-输出部件可包括诸如显示器和传感器的部件。

发明内容

一种头戴式设备可具有头戴式支撑结构。面向后显示器可将图像呈现给该头戴式支撑结构的后部处的适眼区(eye box)。前向公共可视显示器可支撑在该头戴式支撑结构的前侧上、背对这些面向后显示器。

该前向显示器可具有形成在其中显示图像的有效区域的像素，并且可具有围绕这些像素的环形无效区域。显示器覆盖层可与该有效区域和该无效区域重叠。

光学部件在该无效区域中可通过该覆盖层操作。这些光学部件可包括闪烁传感器、环境光传感器、相机、三维图像传感器诸如结构光三维传感器和飞行时间三维图像传感器，以及在昏暗的环境光照条件下为跟踪相机提供红外照明的红外照明系统。

装饰性覆盖结构诸如环形护罩可与该无效区域中的光学部件重叠。该环形护罩可在该无效区域中邻近该显示器覆盖层安装。

这些光学部件可接收在该护罩中的通孔开口内和/或可通过该护罩的透明部分操作。这些透明部分可由该护罩中的聚合物材料形成，由窗口构件诸如插入该护罩中的窗口开口中的玻璃构件形成，和/或由其他透明结构形成。可在该护罩的与光学部件重叠的部分上形成涂层，以帮助隐藏这些被重叠的部件以使其不被看到，同时允许这些部件令人满意地操作。

附图说明

图1是根据一个实施方案的诸如头戴式设备的例示性电子设备的侧视图。

图2是根据一个实施方案的具有电子设备的例示性系统的示意图。

图3是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的前视图。

图4是根据一个实施方案的例示性护罩的前视图。

图5是根据一个实施方案的具有弯曲周边的例示性护罩的一部分的前视图。

图6是根据一个实施方案的例示性前向显示器的一部分的前视图。

图7是根据一个实施方案的例示性显示器的一部分的横截面顶视图。

图8是根据一个实施方案的具有显示器和护罩的例示性头戴式设备的一部分的横截面顶视图。

图9是根据一个实施方案的具有用于容纳光学部件的通孔开口的例示性护罩的一部分的横截面侧视图。

图10是根据一个实施方案的具有通孔开口中的窗口构件的例示性护罩的一部分的横截面侧视图。

图11是根据一个实施方案的具有覆盖显示器的护罩的头戴式设备的一部分的横截面侧视图。

图12是根据一个实施方案的具有光学部件窗口涂层的例示性头戴式设备光学部件安装布置的横截面侧视图。

图13是根据一个实施方案的使用护罩通孔开口的例示性头戴式设备光学部件安装布置的横截面侧视图。

图14是根据一个实施方案的具有由透明窗口构件(诸如具有涂层的玻璃层或透光聚合物层)形成的窗口的例示性头戴式设备光学部件安装布置的横截面侧视图。

具体实施方式

头戴式设备可包括允许设备穿戴在用户的头部上的头戴式支撑结构。头戴式设备可具有由头戴式支撑结构支撑的显示器，以用于向用户呈现视觉内容。显示器可包括将图像呈现给头戴式支撑结构的后部处的适眼区的面向后显示器。显示器还可包括前向显示器。前向显示器可安装到头戴式支撑结构的前部并且可在头戴式设备未被穿戴在用户的头部上时由用户观看。前向显示器，有时可被称为公共可视显示器，也可能够由头戴式设备附近的其他人观看。

诸如图像传感器和其他光传感器的光学部件可设置在头戴式设备中。在例示性配置中，光学部件安装在保护前向显示器的显示器覆盖层的周边部分下方。

图1是例示性头戴式电子设备的侧视图。如图1所示，头戴式设备10可包括头戴式支撑结构26。支撑结构26可具有将设备10的内部区域诸如内部区域42与围绕设备10的外部区域诸如外部区域44隔开的壁或其他结构。电气部件40(例如，集成电路、传感器、控制电路、发光二极管、激光器和其他发光设备、其他控制电路和输入-输出设备等)可安装在设备10内(例如，内部区域42中)的印刷电路和/或其他结构上。

为了向用户呈现用于从适眼区诸如适眼区34观看的图像，设备10可包括面向后显示器诸如显示器14R和透镜诸如透镜38。这些部件可安装在光学模块诸如光学模块36(例如，镜筒)中以形成相应的左光学系统和右光学系统。例如，可存在用于在左适眼区中通过左透镜向用户的左眼呈现图像的左面向后显示器和用于在右适眼区中向用户的右眼呈现图像的右面向后显示器。当结构26抵靠用户面部的外表面(面部表面30)时，用户的眼睛位于设备10的后侧R处的适眼区34中。

支撑结构26可包括主支撑结构，诸如主外壳部分26M(有时被称为主部分或外壳)。主外壳部分26M可从设备10的前侧F延伸到设备10的相反的后侧R。在后侧R上，主外壳部分26M可具有带衬垫结构，以在部分26M抵靠面部表面30时增强用户舒适度。如果需要，支撑结构26可包括可选的头带，诸如带26B和/或允许设备10穿戴在用户的头部上的其他结构。

设备10可具有公共可视的面向前显示器，诸如安装在主外壳部分26M的前侧F上的显示器14F。当用户未穿戴设备10时，显示器14F可能够由用户观看和/或可能够由设备10附近的其他人观看。作为示例，显示器14F可在设备10的前侧F上由外部观看者，诸如正在方向52上观看设备10的观看者50可见。

在图2中示出了可包括头戴式设备的例示性系统的示意图。如图2所示，系统8可具有一个或多个电子设备10。设备10可包括头戴式设备(例如，图1的设备10)、附件诸如控制器和耳机、计算装备(例如，蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机和/或向头戴式设备供应内容的远程计算装备)和/或与彼此通信的其他设备。

每个电子设备10可具有控制电路12。控制电路12可以包括用于控制设备10的操作的存储和处理电路。电路12可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路12中的处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、图形处理单元、专用集成电路以及其他集成电路。软件代码可存储在电路12中的存储装置上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实现用于设备10的控制操作(例如，数据采集操作、涉及使用控制信号调节设备10的部件的操作等)。控制电路12可以包括有线和无线通信电路。例如，控制电路12可包括射频收发器电路，诸如蜂窝电话收发器电路、无线局域网收发器电路(例如，电路)、毫米波收发器电路、和/或其他无线通信电路。

在操作期间，系统8中的设备的通信电路(例如，设备10的控制电路12的通信电路)可用于支持电子设备之间的通信。例如，一个电子设备可将视频数据、音频数据、控制信号和/或其他数据传输到系统8中的另一个电子设备。系统8中的电子设备可以使用有线和/或无线通信电路来通过一个或多个通信网络(例如，互联网、局域网等)进行通信。通信电路可以被用于允许设备10从外部装备(例如，拴系计算机、便携式设备诸如手持设备或膝上型计算机、在线计算装备诸如远程服务器或其他远程计算装备、或其他电气装备)接收数据和/或向外部装备提供数据。

系统8中的每个设备10可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可以被用于允许用户为设备10提供用户输入。输入-输出电路22可以也被用于采集有关设备10在其中操作的环境的信息。电路22中的输出部件可以允许设备10向用户提供输出，并且可以被用于与外部电气装备通信。

如图2所示，输入-输出设备22可包括一个或多个显示器诸如显示器14。显示器14可包括面向后显示器，诸如图1的显示器14R。设备10可例如包括左部件和右部件诸如左扫描镜显示设备和右扫描镜显示设备或其他图像投影仪、硅基液晶显示设备、数字镜设备或其他反射显示设备；基于发光二极管像素阵列的左显示面板和右显示面板(例如，具有聚合物或半导体基板诸如硅基板的薄膜有机发光显示器或基于由晶体半导体发光二极管管芯形成的像素阵列的显示设备)；液晶显示面板；和/或向左适眼区和右适眼区提供图像以供用户的左眼和右眼分别观看的其他左显示设备和右显示设备。诸如这些部件(例如，具有柔性聚合物基板的薄膜有机发光显示器或基于由晶体半导体发光二极管管芯在柔性基板上形成的像素阵列的显示器)的显示器部件也可用于形成设备10的前向显示器，诸如图1的前向显示器14F(有时被称为面向前显示器、前显示器或公共可视显示器)。

在操作期间，显示器14(例如，显示器14R和/或14F)可用于向设备10的用户显示视觉内容(例如，包括来自相机传感器的图片和直通视频的静态和/或移动图像、文本、图形、电影、游戏和/或其他视觉内容)。在显示器14上呈现的内容可例如包括虚拟对象和由控制电路12提供给显示器14的其他内容。该虚拟内容可有时被称为计算机生成的内容。计算机生成的内容可在不存在现实世界内容的情况下显示，或者可与现实世界内容组合。在一些配置中，真实世界图像可由相机(例如，前向相机，有时被称为面向前相机)捕获，并且计算机生成的内容可以电子方式叠加在真实世界图像的部分上(例如，当设备10是一副虚拟现实护目镜的情况下)。

输入-输出设备22可以包括传感器16。传感器16可包括例如三维传感器(例如，三维图像传感器诸如发射光束并且使用二维数字图像传感器从在目标被该光束照射时产生的点或其他光点采集用于三维图像的图像数据的结构化光传感器、使用双目成像布置中的两个或更多个相机采集三维图像的双目三维图像传感器、三维激光雷达(光检测和测距)传感器(有时被称为飞行时间相机或三维飞行时间相机)、三维射频传感器、或采集三维图像数据的其他传感器)、相机(例如，二维红外和/或可见数字图像传感器)、视线跟踪传感器(例如，基于图像传感器并且如果需要还基于发射一个或多个光束的光源的视线跟踪系统，该一个或多个光束在从用户的眼睛反射之后使用图像传感器进行跟踪)、触摸传感器、电容式接近传感器、基于光的(光学)接近传感器、其他接近传感器、力传感器(例如，应变计、电容式力传感器、电阻式力传感器等)、传感器诸如基于开关的接触传感器、气体传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、音频传感器(麦克风)、环境光传感器、采集关于环境光照条件的时间信息诸如与人工光照相关联的时变环境光强度的存在的闪烁传感器、用于采集语音命令和其他音频输入的麦克风、被配置为采集关于运动、位置和/或取向的信息的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、罗盘和/或包括所有这些传感器或者这些传感器中一者或两者的子组的惯性测量单元)和/或其他传感器。

用户输入和其他信息可以利用传感器和输入-输出设备22中的其他输入设备来采集。如果需要，输入-输出设备22可包括其他设备24，诸如触觉输出设备(例如，振动部件)、发光二极管、激光器和其他光源(例如，当环境光水平低时发射照射围绕设备10的环境的光的发光设备)、扬声器诸如用于产生音频输出的耳用扬声器、用于接收无线电力的电路、用于将电力无线地传输到其他设备的电路、电池和其他能量存储设备(例如，电容器)、操纵杆、按钮和/或其他部件。

如结合图1所描述的，电子设备10可具有头戴式支撑结构诸如头戴式支撑结构26(例如，头戴式外壳结构诸如外壳壁、带等)。头戴式支撑结构可被配置为在设备10的操作期间穿戴在用户头部上(例如，抵靠用户的面部，从而覆盖用户的眼睛)，并且可支撑显示器14、传感器16、其他部件24、其他输入-输出设备22和控制电路12(例如，参见图1的部件40和光学模块36)。

图3是例示性配置中的设备10的前视图，其中设备10具有公共可视显示器诸如前向显示器14F。如图3所示，设备10的支撑结构26M可具有右部和左部诸如部分26R和26L，这些部分通过插置的鼻梁部分诸如部分26NB联接。部分26NB可具有弯曲外表面诸如鼻梁表面90，该鼻梁表面被配置为接收用户的鼻部并且靠在用户的鼻部上以帮助将主外壳部分26M支撑在用户的头部上。

显示器14F可具有被配置为显示图像的有效区域诸如有效区域AA和不显示图像的无效区域IA。有效区域AA的轮廓可以是矩形、具有圆角的矩形，可在设备10的左侧和右侧上具有泪滴形部分，可具有带有直边缘的形状、带有弯曲边缘的形状、带有具有直线部分和弯曲部分两者的周边边缘的形状，和/或其他合适的轮廓。如图3所示，有效区域AA可在主外壳部分26的鼻梁部分26NB处具有弯曲凹入部分。有效区域AA中的鼻形凹陷部的存在可帮助将有效区域AA适配在外壳部分26M的可用空间内，而不会过度限制有效区域AA的大小。

有效区域AA包含像素阵列。像素可以是例如由薄膜有机发光二极管或晶体半导体发光二极管管芯(有时被称为微发光二极管)在柔性显示面板基板上形成的发光二极管像素。如果需要，也可使用其中显示器14F使用其他显示技术的配置。显示器14由发光二极管显示器诸如在柔性基板(例如，由可弯折的聚酰亚胺层或其他柔性聚合物片材形成的基板)上形成的有机发光二极管显示器形成的例示性布置有时可作为示例在本文中描述。有效区域AA的像素可形成在显示设备诸如图3的显示面板14P(例如，柔性有机发光二极管显示面板)上。在一些配置中，有效区域AA(如果需要，以及面板14P)的轮廓可具有包含直线段或直线段和曲线段的组合的周边边缘。也可使用其中有效区域AA(以及任选地面板14P)的整个轮廓由弯曲周边边缘表征的配置。

显示器14F可具有不含像素且不显示图像的无效区域诸如无效区域IA。无效区域IA可形成沿着有效区域AA的周边边缘的一个或多个部分延伸的无效边界区域。在图3的例示性配置中，无效区域IA具有围绕有效区域AA并且形成无效边界的环形形状。在这种类型的布置中，无效区域IA的宽度可以是相对恒定的，并且区域IA的内边缘和外边缘可由直线段和/或曲线段表征，或者可沿着边缘的整个长度弯曲。例如，区域IA的外边缘(例如，显示器14F的周边)可具有平行于有效区域AA的弯曲边缘延伸的弯曲轮廓。

在一些配置中，设备10可与系统8中的其他设备(例如，无线控制器和其他附件)一起操作。这些附件可具有感测磁场的方向和强度的磁传感器。设备10可具有被配置为发射磁场的一个或多个电磁体。磁场可由设备10附近的无线附件测量，使得附件可确定它们相对于设备10的取向和位置。这允许附件无线地向设备10提供关于它们的当前位置、取向和移动的实时信息，使得附件可用作无线控制器。附件可包括可穿戴设备、手持设备和其他输入设备。

在例示性配置中，设备10可具有围绕显示器14F的周边(例如，在显示器14F的无效区域IA或其他部分下方)延伸的线圈诸如例示性线圈54。线圈54可具有任何合适的线匝数(例如，1-10、至少2、至少5、至少10、10-50、少于100、少于25、少于6等)。这些线匝可由金属迹线在基板上形成，可由导线形成和/或可由其他导电线形成。在操作期间，控制电路12可向线圈54供应交流(AC)驱动信号。驱动信号可具有至少1kHz、至少10kHz、至少100kHz、至少1MHz、小于10MHz、小于3MHz、小于300kHz或小于30kHz的频率(作为示例)。当AC电流流过线圈54时，在设备10附近产生对应的磁场。位于设备10附近的电子设备诸如具有磁传感器的无线控制器可使用磁场作为参考，使得无线控制器可在相对于设备10移动时确定它们的取向、位置和/或移动以向设备10提供输入。

作为示例，考虑用于控制设备10的操作的手持无线控制器。在操作期间，设备10使用线圈54来发射磁场。当移动手持无线控制器时，控制器的磁传感器可通过监测当用户将控制器移动通过空气时由线圈54发射的磁场的强度、取向以及强度和/或取向的变化来监测控制器的位置及控制器相对于设备10的移动。然后，电子设备可向设备10无线地传输关于控制器的位置和取向的信息。以这种方式，用户可操纵手持控制器、可穿戴控制器或其他外部附件以向设备10提供空中手势、指向输入、转向输入和/或其他用户输入。

设备10可具有诸如光学部件(例如，图2的传感器16当中的光学传感器)的部件。这些部件可安装在头戴式支撑结构26上的任何合适位置中(例如，在头带26B上、在主外壳部分26M上等)。光学部件和其他部件可面向后(例如，当安装在设备10的背面上时)，可面向侧面(例如，向左或向右)，可面向下或向上，可面向设备10的前面(例如，当安装在设备10的正面上时)，可安装成指向这些方向的任何组合(例如，向前、向右和向下)和/或可安装在其他合适的取向上。在例示性配置中，设备10的部件中的至少一些部件被安装成向外地面向前面(并且可选地面向侧面和/或上和下)。例如，用于直通视频的前向相机可以一配置安装在设备10的前部的左侧和右侧上，在该配置中，相机沿着水平维度微微发散，使得这些相机的视场在捕获设备10前面的环境的广角图像时一定程度地重叠。如果需要，所捕获图像可包括用户周围环境中的在设备10正前方的区域的下方、上方和侧面的部分。

为了帮助隐藏诸如光学部件的部件以使其不被从设备10的外部看到，可期望用装饰性覆盖结构覆盖这些部件中的一些或全部部件。覆盖结构可包括透明部分(例如，光学部件窗口)，这些透明部分由允许被重叠的光学部件令人满意地操作的足够的光学透明度表征。例如，环境光传感器可覆盖有一层，该层对于外部观看者来说看起来是不透明的，以帮助隐藏环境光传感器以使其不被看到，但是该层允许足够的环境光传递到环境光传感器，以使得环境光传感器进行令人满意的环境光测量。作为另一个示例，发射红外光的光学部件可与对红外光透明的视觉上不透明的材料重叠。

在例示性配置中，设备10的光学部件可安装在图3的无效区域IA中，并且装饰性覆盖结构可形成为与无效区域IA中的光学部件重叠的环形形状。装饰性覆盖结构可由油墨、聚合物结构、包括金属、玻璃、其他材料和/或这些材料的组合的结构形成。在例示性配置中，装饰性覆盖结构可由具有与无效区域IA的占有面积匹配的占有面积的环形构件形成。例如，如果有效区域AA包括具有泪滴形状的左部和右部，则环形构件可具有沿循有效区域AA的泪滴形部分的弯曲周边的弯曲边缘。环形构件可由一种或多种聚合物结构形成(例如，环形构件可由聚合物环形成)。因为环形构件可帮助隐藏被重叠的部件以使其不被看到，所以环形构件有时可被称为护罩或环形护罩构件。护罩或其他装饰性覆盖结构的外观可由中性颜色(白色、黑色或灰色)或非中性颜色(例如，蓝色、红色、绿色、金色、玫瑰金色等)表征。

如果需要，显示器14F可具有保护性显示器覆盖层。覆盖层可与有效区域AA和无效区域IA重叠(例如，当从图1的方向52观察时的设备10的整个前表面可由覆盖层覆盖)。有时可被称为外壳壁或透明外壳壁的覆盖层可具有矩形轮廓、带有泪滴部分的轮廓、椭圆形轮廓、或具有弯曲和/或直边缘的其他形状。

覆盖层可由透明材料诸如玻璃、聚合物、诸如蓝宝石的透明晶体材料、透光陶瓷、其他透明材料和/或这些材料的组合形成。作为示例，显示器14F的保护性显示器覆盖层可由安全玻璃(例如，包括透光玻璃层与层压聚合物膜的层压玻璃)形成。可选的涂层可施加到显示器覆盖层的表面。如果需要，可对显示器覆盖层进行化学强化(例如，使用离子交换工艺以形成处于压缩应力下的抵抗刮擦的外材料层)。在一些配置中，显示器覆盖层可由两个或更多个材料层的堆叠(例如，第一结构玻璃层和第二结构玻璃层、联接到玻璃层或另一个刚性聚合物层的刚性聚合物层等)形成以增强覆盖层的性能。

在有效区域AA中，显示器覆盖层可与显示面板14P的像素重叠。有效区域AA中的显示器覆盖层优选地是透明的，以允许观看呈现在显示面板14P上的图像。在无效区域IA中，显示器覆盖层可与环形护罩或其他装饰性覆盖结构重叠。护罩和/或其他覆盖结构(例如，显示器覆盖层和/或结构的内表面上的不透明油墨涂层)可以是足够不透明的，以帮助隐藏无效区域IA中的光学部件中的一些或全部光学部件以使其不被看到。窗口可设置在护罩或其他装饰性覆盖结构中，以帮助确保由这些结构重叠的光学部件令人满意地操作。窗口可由孔形成，可由护罩或其他装饰性覆盖结构的已经局部变薄以增强透光率的区域形成，可由已经插入护罩中的配合开口中的具有期望透光率特性的窗口构件形成和/或可由其他护罩窗口结构形成。

在图3的示例中，设备10包括光学部件诸如光学部件60、62、64、66、68、70、72、74、76、78和80(作为示例)。这些光学部件(例如，从图2的传感器16当中选择的光学传感器、发光设备等)中的每个光学部件可被配置为检测光，并且如果需要就被配置为发射光(例如，紫外光、可见光和/或红外光)。

在例示性配置中，光学部件60可感测环境光(例如，可见环境光)。具体地，光学部件60可具有感测根据时间的环境光强度的变化的光电检测器。作为示例，如果用户在具有人工光源的环境中操作，则光源可以与其墙壁电源相关联的频率(例如，60Hz的交流市电)发射光。部件60的光电检测器可感测到来自人工光源的人工光由60Hz的强度波动表征。控制电路12可使用该信息来调整与设备10中的图像传感器的操作相关联的时钟或其他定时信号，以帮助避免光源频率和帧速率或与图像捕获操作相关联的其他频率之间的不期望的干扰。控制电路12还可使用来自部件60的测量结果来帮助识别人工光照的存在和存在的人工光照的类型。以这种方式，控制电路12可检测诸如荧光或具有已知非理想颜色特性的其他光的光的存在，并且可对诸如相机和显示器的颜色敏感部件进行补偿色偏调整(例如，白点调整)。因为光学部件60可测量光强度的波动，所以部件60有时可被称为闪烁传感器或环境光频率传感器。

光学部件62可以是环境光传感器。环境光传感器可包括一个或多个光电检测器。在单个光电检测器配置中，环境光传感器可以是测量环境光强度的单色传感器。在多光电检测器配置中，每个光电检测器可由使不同的波长带(例如，不同的可见通带和/或红外通带)通过的光学滤波器重叠。光学滤波器通带可在它们的边缘处重叠。这允许部件62用作测量环境光强度和环境光颜色两者(例如，通过测量环境光的颜色坐标)的彩色环境光传感器。在设备10的操作期间，控制电路12可基于所测量的环境光强度和颜色采取动作。作为示例，可基于所测量的环境光颜色调整显示器或图像传感器的白点，或可进行其他显示器或图像传感器颜色调整。可基于光强度调整显示器的强度。例如，在明亮环境光照条件下可增大显示器14F的亮度以增强显示器上的图像的可见性，并且在昏暗光照条件下可减小显示器14F的亮度以节省功率。还可基于环境光读数调整图像传感器操作和/或光源操作。

有效区域IA中的光学部件还可包括沿着设备10的侧面的部件，诸如部件80和64。光学部件80和64可以是用于帮助监测设备10的取向和移动的位姿跟踪相机。部件80和64可以是可见光相机(和/或对可见波长和红外波长敏感的相机)，并且可与惯性测量单元结合，形成视觉惯性里程计(VIO)系统。

光学部件78和66可以是捕获设备10周围环境的实时图像的可见光相机。当用户的眼睛位于设备10后部的适眼区34中时，有时可被称为场景相机或直通视频相机的这些相机可捕获移动图像，这些移动图像实时地显示到显示器14R以供用户观看。通过以这种方式向用户显示直通图像(直通视频)，可向用户提供关于用户的周围环境的实时信息。如果需要，虚拟内容(例如，计算机生成的图像)可叠加在直通视频的一部分之上。设备10还可在非直通视频模式下操作，在该模式下，部件78和66关闭，并且仅向用户提供电影内容、游戏内容和/或不包含实时真实世界图像的其他虚拟内容。

设备10的输入-输出设备22可采集用于控制设备10的操作的用户输入。作为示例，设备10中的麦克风可采集语音命令。按钮、触摸传感器、力传感器和其他输入设备可采集来自接触设备10的用户的手指或其他外部对象的用户输入。在一些配置中，可期望监测用户的手势或其他用户身体部分的运动。这允许在游戏或其他虚拟环境中复制用户的手部位置或其他身体部分位置，并且允许用户的手部运动充当控制设备10的操作的手势(空中手势)。可使用在可见波长和红外波长下操作的相机诸如跟踪相机(例如，光学部件76和68)来捕获用户输入诸如手势输入。诸如这些的跟踪相机还可在使用控制器来控制设备10的操作期间，跟踪这些控制器和其他外部附件(系统8的附加设备10)上的基准和其他可辨认特征。如果需要，跟踪相机可帮助确定手持控制器或可穿戴控制器的位置和取向，该手持控制器或可穿戴控制器通过测量由线圈54产生的磁场来感测其位置和取向。跟踪相机的使用可因此帮助跟踪用于移动正显示给用户的指针和其他虚拟对象的手部运动和控制器运动并且可以其他方式辅助控制设备10的操作。

跟踪相机可在存在足够环境光(例如，明亮可见环境光照条件)的情况下令人满意地操作。在昏暗环境中，补充光源诸如补充红外光源(例如，光学部件82和84)可提供补充照明。红外光源可各自包括一个或多个发光设备(发光二极管或激光器)，并且可各自被配置为提供用作跟踪相机的补充照明的固定的和/或可转向的红外光束。如果需要，红外光源可在明亮的环境光照条件下关闭，并且可响应于检测到昏暗的环境光照(例如，使用光学部件62的环境光感测能力)而打开。

设备10中的三维传感器可用于执行生物测定识别操作(例如，用于认证的面部识别)，可用于确定用户的环境中的对象的三维形状(例如，映射用户的环境使得可为用户创建匹配的虚拟环境)，和/或在设备10的操作期间以其他方式采集三维内容。作为示例，光学部件74和70可以是三维结构光图像传感器。每个三维结构光图像传感器可具有提供结构光的一个或多个光源(例如，将红外点阵列投射到环境上的点投影仪、产生线栅格的结构光源、或发射结构光的其他结构光部件)。三维结构光图像传感器中的每个三维结构光图像传感器还可包括泛光照明器(例如，发射宽的红外光束的发光二极管或激光器)。使用泛光照明和结构光照明，光学部件74和70可捕获面部图像、设备10周围环境中的对象的图像等。

光学部件72可以是使用对发射光的飞行时间测量来采集设备10周围环境中的对象的三维图像的红外三维飞行时间相机。部件72与光学部件74和70的三维结构光相机相比可具有更长的范围和更窄的视场。部件72的操作范围可以是30cm至7m、60cm至6m、70cm至5m或其他合适的操作范围(作为示例)。

图4是用于设备10的例示性环形装饰性覆盖结构的前视图。图4的例示性环形护罩100可在无效区域IA中安装在显示器14F的显示器覆盖层的内表面下方。这可帮助隐藏设备10的光学部件和其他内部部分以使其不被从设备10的外部看到。护罩100可由一个或多个未断开的环形构件形成和/或可由使用粘合剂、紧固件或其他附接结构附接的多个护罩区段形成。如果需要，护罩100可由沿着它们的一些长度或全部长度夹置在一起的多个构件形成。在有时在本文中可作为示例描述的例示性配置中，护罩100可由一个内部工件(例如，内部全环或部分环)形成，并且可由一个或多个外部工件(例如，一个或多个材料条带或覆盖构件、全环、一个或多个部分环等)形成，该内部工件有时可被称为内部护罩构件、护罩装饰件或护罩装饰构件，该外部工件有时可被称为护罩盖、罩盖或护罩罩盖。

如图4所示，护罩100可具有用于容纳部件60、62、64、84、66、68、70、72、74、76、78、82和80的光学部件窗口。光学部件窗口可由护罩100中的通孔开口、由不完全穿过护罩100的凹陷部或其他部分开口、由插入护罩通孔开口中的光学窗口构件和/或由其他护罩光学部件窗口结构形成。显示器14F可具有显示器覆盖层，该显示器覆盖层具有对应的光学部件窗口(通孔开口、凹入区域、插入通孔开口中的窗口构件等)和/或由具有期望的光学特性的整体材料形成(例如，显示器覆盖层由诸如玻璃和/或聚合物的一个或多个材料层形成，该一个或多个材料层在被重叠的光学部件的操作波长范围下具有足够的透明度以允许光学部件通过覆盖层令人满意地操作，而无需在覆盖层中形成开口或其他窗口结构)。

护罩100可具有任何合适的形状。例如，护罩100的轮廓可以是如图4所示的带有圆角的矩形，可在设备10的左侧和右侧上具有泪滴形状，可具有椭圆形轮廓，和/或可具有带有弯曲边缘区段和/或直边缘区段的其他轮廓。图5是护罩100的一部分的前视图，其示出了护罩100的内边缘和外边缘可如何弯曲(例如，以沿循泪滴形状)。如果需要，护罩100可具有沿着其大部分或全部长度弯曲的周边边缘。

护罩100的宽度沿着其长度可以是恒定的，或者护罩100可具有比其他部分宽的部分。护罩100的厚度(例如，护罩100沿图4的取向进入页面的尺寸)可小于护罩100的宽度(护罩100沿图4的取向在页面内的侧向尺寸)，或者护罩的厚度可等于或大于护罩的宽度。护罩可具有二维形状(例如，护罩100可具有位于图4的示例中的XZ平面中的平面形状)或可具有三维形状(例如，具有弯曲横截面轮廓的形状和/或由具有复合曲率的内表面和/或外表面表征的形状)。在例示性配置中，护罩的内表面和外表面的大部分或全部具有复合曲率表面。

无效区域IA下方的光学部件可包括在设备10的左侧和右侧上彼此结合操作的部件。例如，设备10中的场景相机、跟踪相机和/或结构光相机可成对地形成，这些相机中的每一者包括左相机和对应的右相机。作为示例，左场景相机和右场景相机可一起操作以捕获向设备10提供宽视场以用于采集直通视频的重叠图像。左跟踪相机和右跟踪相机可一起操作以跟踪用户的手部或其他外部对象。左结构光相机或其他三维相机和右结构光相机或其他三维相机可一起用于捕获用户环境的三维图像。为了增强这些类型的成对部件布置中的左光学部件和右光学部件的性能，可期望维持左光学部件和右光学部件之间的精确对准。为了帮助将设备10的相应左侧和右侧上的左光学部件和右光学部件维持彼此对准，设备10可设置有帮助支撑光学部件的一个或多个外壳结构。

如图6所示，例如，设备10可设置有诸如帮助将光学部件104支撑在设备10的左侧和右侧上的托架102的内部支撑结构。部件104可以是例如被示出在图3的无效区域IA下方的类型的光学部件。托架102可由硬金属和/或其他刚性材料(例如，刚性聚合物、碳纤维复合材料或其他纤维复合材料等)形成。托架102中的鼻梁凹陷部(例如，在托架102的靠近鼻梁部分26NB的部分中)可帮助托架102适形于用户面部的形状。托架102可具有沿着无效区域IA的长度的一部分(例如，在设备10的下边缘上)延伸的细长条形状。

托架102可利用附接结构(粘合剂、紧固件、压配合连接件和/或其他附接机构)联接到设备10，这些附接结构允许托架102在掉落事件期间相对于外壳部分26M的其余部分浮动。托架102的刚度和托架102相对于其他外壳结构在一定程度上移位而不使托架102的形状显著变形的能力可帮助在过度应力的时段期间(诸如当设备10在意外掉落事件期间经受高应力时)将设备10的左侧和右侧上的部件保持成彼此对准。

在图6的示例中，托架102安装在无效区域IA下方并且具有带有弯曲边缘的鼻梁凹陷部，该鼻梁凹陷部被配置为当设备10被穿戴在用户的头部上时容纳用户的鼻部。如果需要，托架102可具有其他形状。部件104可使用粘合剂、紧固件、压配合连接件和/或其他附接结构附接到托架102的相应左侧和右侧和/或设备10中的其他支撑结构(例如，护罩100)。

图7是设备10的一部分的横截面顶视图。如图7所示，护罩100可与无效区域IA中的一个或多个光学部件104重叠。无效区域IA可形成围绕有效区域AA的环形边界。例如，显示器14F可具有显示器覆盖层诸如显示器覆盖层92。层92可由玻璃、聚合物、陶瓷、晶体材料(诸如蓝宝石)、其他材料和/或这些材料的组合形成。层92可包括单个材料层或多个堆叠的材料层。在有效区域AA中，显示面板14P中的像素P显示可通过显示器覆盖层92观看的图像。护罩100可不存在于有效区域AA(例如，护罩可具有围绕面板14P之上的开口的环形形状，如图7所示)，或者护罩100可任选地具有与显示面板14P重叠的部分(有时被称为罩盖或护罩结构)。罩盖可以是完全透明或部分透明的。在无效区域IA中，护罩100与部件104重叠。部件104可以是发射和/或检测穿过层92和护罩100的透明部分和/或穿过由层92和护罩100中的凹陷部、通孔开口、窗口构件和/或其他窗口结构形成的光学部件窗口的光的光学部件。

显示器覆盖层92可包括平坦表面和/或弯曲表面。在例示性配置中，显示器覆盖层92的内表面和外表面中的大部分或全部具有曲率。

显示器覆盖层92可包括可被展平成平面而没有畸变的弯曲表面(有时被称为可展表面或没有复合曲率的弯曲表面)。诸如这些表面的表面可作为示例与有效区域AA重叠。显示器覆盖层92的弯曲表面还可包括由复合曲率表征的弯曲表面(例如，仅可在具有畸变的情况下被展平成平面的表面，有时被称为不可展表面)。显示器覆盖层92在无效区域IA中的内表面和外表面的一些或所有部分可作为示例由复合曲率表征。这允许显示器14F的周边平滑地过渡远离有效区域，并且为设备10提供吸引人的外观和紧凑的形状。显示器覆盖层92在无效区域IA中的复合曲率还可便于以期望的取向将光学部件放置在无效区域IA下方。显示器覆盖层92在有效区域AA中的内表面和外表面可具有复合曲率、可以是可展表面、或者可包括可展表面区域和复合曲率区域两者。

由光学部件采集的图像数据和其他数据可被数字地翘曲以补偿与显示器覆盖层92相关联的光学畸变。为了帮助将光学畸变最小化，光学部件中的一个或多个光学部件可任选地在平行于或接近平行于显示器覆盖层表面的与光学部件重叠的部分的表面法线的方向上取向。

作为示例，考虑图7的光学部件104。如图7所示，一些光学部件诸如在方向112上操作的例示性光学部件104B可在显示器覆盖层92的显示器覆盖层92的表面法线被取向为平行于Y轴或接近平行于Y轴的部分中面向前方(例如，方向112可平行于或接近平行于图7的Y轴)。其他光学部件诸如在方向110上操作的例示性光学部件104A可以非零角度(例如，以至少10°、至少20°、小于90°、小于50°或其他合适的量的角度)远离向前方向成角度。方向110可与显示器覆盖层92的重叠表面的表面法线平行或接近平行(例如，以30°内、在20°内、在10°内或以其他合适的量与其对准)，并且可位于图7的XY平面中或与XY平面成角度(例如，通过将部件104A取向，除了使得方向110如图7所示远离+Y方向成角度之外，还使得方向110在+Z方向上向上成角度或在-Z方向上向下成角度)。

在这种类型的布置中，显示器覆盖层92可在无效区域IA中具有复合曲率，并且护罩100可具有带有与显示器覆盖层92在无效区域IA中的横截面轮廓成镜像的横截面轮廓的形状(例如，护罩100在无效区域IA中的外表面和/或内表面可以是复合曲率表面)。当诸如部件104A和104B的部件安装到护罩100和/或以其他方式由设备10的支撑结构支撑以通过护罩100和显示器覆盖层92操作时，显示器覆盖层92和护罩100的弯曲形状可帮助允许这些部件面向期望的取向(例如，对于诸如部件104B的部件面向向前的方向，或者对于诸如部件104A的部件面向远离向前的方向成角度的方向)。

作为示例，安装到鼻梁部分26NB的左侧和右侧的光学部件可分别被取向成一定程度地向+Y向前方向的左侧和一定程度地向+Y向前方向的右侧(例如，以确保一对相机的足够的视角)。作为另一示例，显示器覆盖层92和护罩100沿着设备10的下边缘的弯曲形状可允许该部分中的部件一定程度地向下指向XY平面外，这可帮助将相机诸如跟踪相机朝向用户的手部取向。

显示面板14P可以是柔性显示器，诸如具有柔性基板的柔性有机发光二极管显示器或由安装在柔性基板上的晶体半导体发光二极管管芯形成的发光二极管显示器。这允许显示面板14P和面板14P的形成有效区域AA的像素围绕平行于竖直轴线Z延伸的弯折轴线弯折，从而帮助将显示器14F和外壳部分26M包在用户面部的弯曲表面上。如果需要，显示面板14P可以是被配置为显示三维图像的透镜显示器(例如，具有一系列平行双凸透镜的自动立体显示器，每个双凸透镜与相应的一组多个像素列重叠)。

显示器覆盖层92的外表面和内表面可具有相同的形状(例如，这些表面可彼此平行)，或者外表面和内表面可具有不同的形状。在显示器14F的显示面板14P是柔性的布置中，可期望将显示器覆盖层92在有效区域AA中的内表面配置成呈现与显示面板14P的弯折的面向外表面匹配的弯折表面形状(例如，显示器覆盖层92在有效区域AA中的内表面以及(如果期望的话)外表面可以是没有复合曲率的可展表面，以与显示面板14P的可展的面向外表面匹配)。

护罩100和显示器覆盖层92可使用粘合剂、螺钉和其他紧固件、压配合连接件和/或其他附接机构附接到主外壳部分26M。在图8中示出了其中护罩100和覆盖层92使用粘合剂附接到主外壳部分26M中的外壳壁的前向边缘的例示性配置。在图8的示例中，护罩100具有内护罩构件诸如护罩装饰件100A并且具有对应的外护罩构件诸如护罩罩盖100B。护罩装饰件100A和护罩罩盖100B可由金属、聚合物、陶瓷、玻璃、其他材料和/或这些材料的组合形成。在例示性示例中，护罩装饰件100A由黑色聚合物或其他深色材料形成，并且护罩罩盖100B由透光聚合物形成。护罩罩盖100B的外表面可以是平滑的，以为护罩100提供在装饰性上有吸引力的外观。

压敏粘合剂(参见例如粘合剂114)层可用于将罩盖100B附接到装饰件100A。粘合剂还可用于将覆盖层92和护罩100附接到外壳部分26M。如图8所示，例如，第一粘合剂诸如粘合剂122可用于将显示器覆盖层92附接到护罩100(例如，附接到护罩装饰件100A中的凸缘)。第二粘合剂诸如粘合剂124继而可用于将护罩100(例如，护罩装饰件100A)附接到主外壳部分26M中的壁的相邻唇部。

在一些配置中，粘合剂122和124可由相同类型的材料形成。在例示性配置中，粘合剂122和124是不同的。外壳部分26M可具有带有唇部形状的壁，当通过沿-Y方向将显示器14F压靠在外壳部分26M上而将显示器14F附接到外壳部分26M时，该唇部形状在粘合剂124上产生剪切力。在这种类型的情况下，可期望由在存在剪切力的情况下能够令人满意地粘结的粘合剂形成粘合剂124，诸如熔化的热熔胶(热塑性粘合剂)或其他液体粘合剂而不是压敏粘合剂。如果需要，在将显示器14F组装到外壳26M中之前，可将粘合剂124暴露于固化剂(紫外光、湿气等)。

可期望修复设备10。例如，如果用户在掉落事件期间使显示器14F暴露于过度的力，则可期望用新的显示器替换显示器14F。这可通过加热粘合剂124以松开由粘合剂124形成的粘合来实现。为了在用热将粘合剂124软化时帮助防止显示器覆盖层92从护罩100分离，粘合剂122可设置有比粘合剂124的温度软化点高的温度软化点(例如，粘合剂122可以是具有比粘合剂124的融点高的融点的两部分热融胶)。

在无效区域IA中由显示器覆盖层92和护罩100重叠的光学部件可通过护罩100和显示器覆盖层92发射和/或接收光。层92可由允许每个被重叠的光学部件104的光穿过层92的层压玻璃或其他透光材料形成。如果需要，可在层92的部分中形成部分凹陷部或通孔开口。任选的光学部件窗口构件116然后可被插入层92内(例如，在窗口区域118中)。作为示例，层92可由一个或多个玻璃层和/或聚合物层形成，并且可由部件104的操作波长下的第一水平的透光率表征，而窗口构件116可由通过操作波长下的大于第一水平的透光率的第二水平的透光率表征的聚合物、玻璃和/或其他材料形成。在其他例示性布置中，没有窗口构件插入层92中(例如，当层92独自足够透明以使部件104的光通过时，可省略图8的任选窗口构件116)。

护罩100可在区域118中设置有光学部件窗口以容纳被重叠的光学部件104。部件104可在紫外光波长、可见光波长和/或红外光波长下操作。为了容纳图8的示例中的部件104，护罩装饰件100A已经设置有通孔开口诸如开口120，而护罩罩盖100B在区域118中没有开口。这有效地在护罩100中形成与部件104对准的窗口凹陷部。装饰件100A可由黑色聚合物或其他吸光材料形成，因此开口120在装饰件100A中的形成可帮助确保足够的光可穿过区域118以允许部件104令人满意地操作。罩盖100B的与开口120重叠的部分可以是透明的(例如，透光聚合物)。

为了帮助隐藏部件104以使其不被看到，图8的罩盖100B的内表面已经用涂层126覆盖。涂层126可用于为区域118提供确保部件104可令人满意地操作的期望的外观和光学特性。涂层126可以是由具有交替的折射率值的薄膜介电层的堆叠形成的薄膜干涉滤波器(折射率和厚度被选择为产生滤波器的期望透射光谱和期望反射光谱)，可以是油墨层(例如，包括染料、颜料和/或其他着色剂的聚合物层)，和/或可以是具有期望光学特性的任何其他合适的涂层。

作为示例，考虑部件104发射和/或接收红外光的情况。在这种类型的布置中，涂层126可在可见波长下是不透明的并且在红外波长下是透明的。这帮助隐藏部件104以使其不被从设备10的外部看到，同时允许与部件104的操作相关联的红外光穿过护罩100和层92。

作为另一个示例，考虑部件104是环境光传感器的情况。在这种配置中，涂层126可呈现1％至8％的可见光透射率(作为示例)。这可允许足够的可见环境光到达环境光传感器，以便环境光传感器进行环境光读取。同时，涂层126的透射率可足够低，使得涂层126帮助降低部件104从设备10外部的可见性。

如这些示例所示，显示器14F的与光学部件诸如图8的部件104重叠的区域可在层92和/或护罩100中设置有帮助容纳光学部件的光学部件窗口结构。

如果需要，护罩100可设置有通孔开口以容纳被重叠的光学部件。如图9所示，例如，护罩100可包含一个或多个子层(例如，装饰件、罩盖和/或其他层)。通孔开口130可从护罩100的内表面通向护罩100的外表面。开口130可与光学部件104对准。部件104可安装在开口130后面和/或可部分地或完全地接收在开口130内，如图9所示。这允许光由部件104发射和/或接收而不被护罩100阻挡。

在图10的例示性配置中，护罩100还包含一个或多个子层(例如，装饰件、罩盖和/或其他层)。如图10所示，通孔开口可与光学部件104对准地形成在护罩100中，并且可填充有光学部件窗口构件132(例如，玻璃或聚合物构件或者由其他材料和/或这些材料的组合形成的窗口结构)。光学部件窗口构件132具有允许部件104通过区域118令人满意地发射和/或接收光的光学特性(例如，透光率、反射率、吸收率、雾度等)。作为示例，构件130可由对红外光透明且对可见光不透明或透明的玻璃形成。

如结合图3和图4所描述的，在无效区域IA中可存在诸如部件104的多个光学部件。每个光学部件可潜在地在护罩100和/或层92中具有不同类型的光学部件窗口结构以容纳该部件。例如，护罩100的一些区域可具有如结合图9所述的接收部件的开口，护罩100的其他区域可具有插入的光学窗口构件诸如图10的构件132，和/或护罩100的其他区域可具有部分护罩开口(例如，非通孔凹陷部)诸如图8的开口120(该开口可任选地覆盖有诸如涂层126的层以修改护罩100的光学特性)。

图11是具有覆盖设备的正面的完全或部分透明护罩的头戴式设备的一部分的横截面侧视图。如图11所示，头戴式设备10可包括前向显示器14的显示面板14P。面板14P可以是透镜显示器(例如，具有被配置为向用户显示三维图像的双凸透镜14P’的自动立体显示器)。

在图11的布置中，显示器覆盖层92在无效区域IA(例如，沿着层92的周边延伸的环形区域)中包括具有复合曲率的内表面和外表面。显示器覆盖层92在有效区域AA中的内表面和外表面也可具有复合曲率，或者这些表面中的一者或两者可以是可展表面。在图11的示例中，层92的内表面和外表面在无效区域IA和有效区域AA两者中都具有复合曲率(例如，这些表面可没有任何可展表面)，这可帮助为设备10提供吸引人的外观。

图11的设备10的护罩包括护罩装饰件100A和护罩罩盖100B。装饰件100A可具有环形形状并且可围绕显示器14的周边延伸。可由诸如聚合物的材料形成的罩盖100B可具有与显示器覆盖层92的轮廓相等或几乎相等的轮廓，并且可基本上覆盖设备10的整个正面。通过这种类型的布置，护罩罩盖100B与显示面板14P的全部重叠。构成罩盖100B的聚合物可具有整体着色(例如，为罩盖100B提供期望的光学透射特性的着色剂诸如染料和/或颜料)。例如，罩盖100B可被着色以使得罩盖100B呈现30％至80％、至少20％、至少40％、小于95％、小于90％、小于85％、小于75％、60％或其他合适的量的可见光透射率。通过将罩盖10B配置为呈现部分透光率(例如，30％至80％或其他合适的值)，罩盖100B可帮助在视觉上隐藏内部部件诸如透镜14P'和显示器14P的其他结构以使其不被看到(例如，当显示器14P不在使用中时)。

罩盖100B的内表面还可设置有光学层，诸如光学层(光学膜)146。层146可具有产生雾度的纹理和/或光散射微粒。雾度可帮助隐藏显示面板14P的结构以使其不被从设备10的外部看到。层146还可具有帮助抑制偏轴透光的微百叶结构或其他特征(例如，层146可具有减少不平行于Y轴的光线的透光的隐私结构)。因为层146可包含雾度和/或隐私结构，所以层146有时可被称为隐私层、雾度层和/或隐私和雾度层。

在例示性配置中，层146可具有覆盖有雾状涂层的柔性基板层。雾状涂层可以是包含嵌入的光散射微粒(例如，无机光散射微粒诸如氧化钛微粒等)的移印聚合物涂层。柔性基板层可以是诸如微百叶结构膜的隐私膜或防止偏轴(远离Y轴)观看显示面板14P的其他隐私层。

层146的雾度可使用任何合适的雾度结构(例如，在柔性隐私膜或其他基板上的厚度为3微米至10微米的雾状聚合物涂层、层压的雾状膜、或呈现3％至40％雾度或其他合适值的其他层，有时被称为雾度涂层)来提供。雾度可由嵌入的光散射微粒和/或表面纹理(例如，层146中的纹理或任选地在罩盖100B的表面上的纹理)提供。由层146的雾状涂层和/或其他雾度结构提供的雾度优选地足够靠近显示器14P提供，使得显示器14P的分辨率不受显著影响。同时，雾度(例如，层146的雾状涂层)的存在可帮助在层14P中的透镜和其他结构不使用时隐藏其以使其不被看到。

设备10可在显示面板14P和罩盖100B之间具有气隙(例如，诸如气隙144的气隙可存在于罩盖100B的面向内侧面和罩盖100B的该侧面上的任何涂层和/或膜(诸如雾度层146)以及显示面板14P(以及面板14P上的透镜14P'和像素)的相对上表面之间。气隙144的存在可帮助确保透镜14P’令人满意地操作。托架156可帮助支撑显示面板14P。

为了帮助隐藏内部部件以使其不被看到，不透明掩蔽层诸如层BM-1可形成在显示器覆盖层92在无效区域IA中的内表面上。粘合剂122可将层92附接到罩盖100B的边缘。附加的不透明掩蔽材料(参见例如罩盖不透明掩蔽层BM-2)可形成在罩盖100B在无效区域IA中的内表面上。粘合剂114可用于将护罩装饰件100A附接到护罩罩盖100B。粘合剂124可用于将护罩装饰件100A附接到外壳部分26M。粘合剂160可用于将托架156(其用粘合剂附接到面板14P的后部)附接到罩盖100B。

在图11的示例中，显示器覆盖层92的外表面148和内表面150在无效区域IA和有效区域AA中具有复合曲率。护罩罩盖100B的外表面152和相反的内表面154可在无效区域IA中具有匹配的复合曲率。在有效区域AA中，护罩罩盖100B的外表面152和内表面154可以是可展表面(例如，不具有复合曲率的表面，该表面呈现围绕单个弯折轴线诸如轴线142弯折的弯曲横截面轮廓)。在该示例中，轴线142是平行于Z轴延伸的轴线。显示面板14P可呈现围绕轴线142的相同量的弯折，并且也可由可展表面表征(例如，面板14P的外表面上的像素阵列可具有可展表面)。

罩盖100B围绕轴线142的弯折量和显示面板14P围绕该轴线的对应弯折量可被选择为帮助设备10适形于用户面部的弯曲形状。

在图11的例示性配置中，罩盖100B不具有与显示面板14P重叠的具有复合曲率的任何区域。相反，罩盖100B与面板14P重叠的部分具有可展内表面和可展外表面。如果需要，表面152和154中的一者或两者可具有复合曲率。例如，外表面152可具有复合曲率并且可被配置为在层92的内表面150的一些或全部的下方建立气隙140的均匀厚度。在图11的示例中，在层92和罩盖100B之间存在厚度不均匀的气隙140。

托架156可由金属片或其他支撑结构形成，并且可由为可展表面的内表面和外表面(例如，围绕轴线142弯折并且不包含具有复合曲率的区域的表面)表征。通过避免支撑并直接与显示面板14P重叠的结构中的复合曲率，显示面板14P可由围绕轴线142弯折而没有产生在面板14P具有带有复合曲率的区域的情况下可能引入的类型的褶皱或其他人工痕迹的风险的弯折柔性基板诸如聚酰亚胺基板形成。

图11的设备10的护罩和其他结构(例如，可以是例如黑色油墨层的不透明掩蔽层涂层，诸如层BM-1和BM-2)可被配置为形成用于光学部件104的光学窗口。

图12示出了罩盖100B上的不透明掩蔽层BM-2可如何具有填充有涂层诸如涂层170的窗口开口。光学部件104(例如，闪烁传感器、环境光传感器和/或其他光电检测器)可与窗口开口对准。透明的罩盖部分可与该窗口开口重叠，或者罩盖开口可与该窗口开口重叠。层BM-2可以是不透明的，这帮助防止从设备10的外部看到设备10中的内部部件。层BM-2中的开口的存在允许光学部件104令人满意地操作(例如，接收和测量环境光)。涂层170可被配置为允许部件104操作，同时帮助在视觉上隐藏部件104。作为示例，涂层170可由具有2％至25％、至少1％、至少2％、至少4％、小于80％、小于30％或其他合适的量的可见光透射率的油墨层形成，而层BM-2可具有小于2％、小于1％或小于0.5％的可见光透射率(作为示例)。

图13是另一个例示性头戴式设备光学部件安装布置的横截面侧视图。图13的布置使用装饰件100A和罩盖100B中的护罩通孔开口。这些通孔开口与显示器不透明掩蔽层BM-1中的开口对准(并且任选地与罩盖不透明掩蔽层BM-2中的对应开口对准)。任选的涂层诸如层164可覆盖由这些开口形成的光学窗口。层164和图14的其他开口可与光学部件104对准，该光学部件可安装在护罩后面和/或可具有突出到护罩的通孔开口中的部分。在第一例示性配置中，图13的部件104是红外照明器(例如，红外发光二极管)。在这种类型的布置中，涂层164可由阻挡可见光且对红外光透明的油墨层、薄膜干涉滤波器或其他滤波器层(例如，阻挡可见光且透射红外光的滤波器层)形成。在第二例示性配置中，图13的部件104是相机(例如，可见光穿过相机、红外相机和/或在可见波长和/或红外波长下操作的其他相机)。在该布置中，涂层164可被省略(以使可见光和/或红外光通过)，可被配置为形成抗反射涂层，和/或可以其他方式被配置为与相机一起操作。

图14是具有由透明窗口构件形成的光学部件窗口的例示性头戴式设备光学部件安装布置的横截面侧视图。透明窗口构件166(例如，玻璃或聚合物层)可安装在装饰件100A和罩盖100B中的通孔开口中，并且可与光学部件104和层92上的不透明掩蔽层BM-1中的开口对准(并且，如果期望的话，可与罩盖100B上的不透明掩蔽层BM-2中的开口对准)。滤波涂层168可设置在窗口构件166上。在例示性配置中，图14的部件104是三维相机诸如飞行时间相机或结构光相机，并且可在红外波长下操作。这种类型的布置中的滤波器168可以是对红外光透明的并且可以是对可见光透明的或者可以是对可见光不透明的(例如，滤波器168可以是红外光透明且可见光阻挡滤波器)。滤波涂层168可由油墨、由薄膜干涉滤波器或其他滤波器结构形成。

可被配置为呈现相对少量的光学畸变的窗口构件166的存在可帮助增强部件104的光学性能。如果需要，用于部件104的光学部件窗口的光学部件兼容表面区域可直接形成在罩盖100B中(例如，使得罩盖100B可与部件104重叠而不在罩盖100B中形成通孔开口)。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；第一显示器和第一透镜，所述第一显示器和所述第一透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，所述第二显示器和所述第二透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第二适眼区提供第二图像；前向显示器，该前向显示器支撑在该头戴式支撑结构的前侧上，该前向显示器具有在其中显示第三图像的有效区域并且具有围绕该有效区域的不显示图像的环形无效区域，并且该前向显示器具有与该有效区域和该无效区域重叠的显示器覆盖层；光学部件，该光学部件位于该无效区域中；以及覆盖结构，该覆盖结构与该显示器覆盖层下方的该无效区域重叠。

根据另一个实施方案，该覆盖结构包括护罩，该护罩具有护罩装饰件并且具有护罩罩盖，该护罩罩盖包含透光聚合物，该护罩装饰件包含深色聚合物，该护罩罩盖利用粘合剂附接到该护罩装饰件，并且该头戴式设备包括该护罩罩盖的与该光学部件重叠的内表面上的涂层。

根据另一个实施方案，该覆盖结构包括围绕该有效区域的环形聚合物结构。

根据另一个实施方案，该环形聚合物结构具有与该光学部件对准的通孔开口。

根据另一个实施方案，该环形聚合物结构具有开口，该头戴式设备包括该开口中的与该光学部件对准的玻璃构件。

根据另一个实施方案，该环形聚合物结构具有与该光学部件对准的凹陷部。

根据另一个实施方案，该环形聚合物结构包括利用粘合剂附接的第一聚合物构件和第二聚合物构件，并且该凹陷部由该第一聚合物构件中的通孔形成。

根据另一个实施方案，该第二聚合物构件包括与该第一聚合物构件中的该通孔重叠的透光聚合物。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括涂层，该涂层位于该透光聚合物的与该通孔开口重叠的内表面上。

根据另一个实施方案，该聚合物构件包括黑色聚合物。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括：第一粘合剂层，该第一粘合剂层被配置为将该显示器覆盖层附接到该环形聚合物结构；以及第二粘合剂，该第二粘合剂具有比该第一粘合剂层的熔点低的熔点，该第二粘合剂层被配置为将该环形聚合物结构附接到该头戴式支撑结构。

根据另一个实施方案，该覆盖结构包括通过气隙与该显示器覆盖层分离的聚合物层，该聚合物层具有与该无效区域重叠的具有复合曲率的表面，并且具有与该有效区域重叠的可展表面。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；面向后显示器，所述面向后显示器由所述头戴式支撑结构支撑，所述面向后显示器被配置为向所述头戴式支撑结构的后侧处的适眼区提供视觉内容；公共可视的前向显示器，该公共可视的前向显示器支撑在该头戴式支撑结构的前侧上，该公共可视的前向显示器具有包含被配置为显示图像的像素的有效区域，并且具有围绕该有效区域的没有像素的环形无效区域；以及用于该前向显示器的显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该有效区域重叠并且与该环形无效区域重叠；环形护罩构件，该环形护罩构件在该无效区域中由该显示器覆盖层重叠并且围绕该有效区域；以及光学部件，这些光学部件由该环形护罩构件重叠。

根据另一个实施方案，这些光学部件包括闪烁传感器和环境光传感器。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括联接到该环形护罩构件的护罩罩盖，该闪烁传感器和该环境光传感器与该环形护罩构件中的开口对准并且由该护罩罩盖覆盖。

根据另一个实施方案，该环形护罩构件和该护罩罩盖具有与这些光学部件对准的通孔开口。

根据另一个实施方案，这些光学部件包括相机。

根据另一个实施方案，这些光学部件包括环境光传感器，该环形护罩构件具有带有涂层的凹陷部，通过该涂层，该环境光传感器测量环境光。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括在该环形护罩构件的一部分下方的托架，该显示器覆盖层具有鼻梁凹陷部，并且这些光学部件中的第一光学部件在该鼻梁凹陷部的一侧上附接到该托架，并且这些光学部件中的第二光学部件在该鼻梁凹陷部的相反侧上附接到该托架。

根据另一个实施方案，该环形护罩构件包括在一波长下透明的部分，并且这些光学部件包括在该波长下接收已经穿过该环形护罩构件的该部分的光的光学部件。

根据另一个实施方案，该环形护罩构件包括具有复合曲率的表面。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；左透镜，所述左透镜位于所述头戴式支撑结构的左侧上；右透镜，所述右透镜位于所述头戴式支撑结构的右侧上；左显示器和右显示器，所述左显示器和所述右显示器被配置为提供能够通过所述左透镜和所述右透镜从左适眼区和右适眼区观看的相应的左后图像和右后图像；公共可视显示器，该公共可视显示器位于该头戴式支撑结构上、背对该左显示器和该右显示器，该公共可视显示器具有被配置为显示公共可视图像的像素，并且具有围绕这些像素的无效环形边界；显示器覆盖层，该显示器覆盖层覆盖该公共可视显示器；以及聚合物层，该聚合物层与这些像素重叠并且位于这些像素和该显示器覆盖层之间。

根据另一个实施方案，该聚合物层通过气隙与这些像素分离。

根据另一个实施方案，该显示器覆盖层通过气隙与该聚合物层分离。

根据另一个实施方案，该显示器覆盖层具有与这些像素重叠的具有复合曲率的内表面和外表面。

根据另一个实施方案，该聚合物层具有与这些像素重叠的可展表面。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括位于该无效环形边界中的光学部件。

根据另一个实施方案，这些光学部件包括相机，该显示器覆盖层具有在该无效环形区域中的具有复合曲率的表面，并且这些相机被配置为通过具有复合曲率的表面的相应部分在不同的相应方向上捕获图像。

根据另一个实施方案，该聚合物层被配置为呈现30％至80％的可见光透射率。

根据另一个实施方案，该聚合物层具有与这些像素重叠的雾状涂层。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (30)

1.一种头戴式设备，包括：

头戴式支撑结构；

第一显示器和第一透镜，所述第一显示器和所述第一透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第一适眼区提供第一图像；

第二显示器和第二透镜，所述第二显示器和所述第二透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第二适眼区提供第二图像；

前向显示器，所述前向显示器支撑在所述头戴式支撑结构的前侧上，其中，所述前向显示器具有在其中显示第三图像的有效区域并且具有围绕所述有效区域的不显示图像的环形无效区域，并且其中，所述前向显示器具有与所述有效区域和所述无效区域重叠的显示器覆盖层；

光学部件，所述光学部件位于所述无效区域中；以及

覆盖结构，所述覆盖结构与所述显示器覆盖层下方的所述无效区域重叠。

2.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述覆盖结构包括护罩，所述护罩具有护罩装饰件并且具有护罩罩盖，其中所述护罩罩盖包含透光聚合物，其中所述护罩装饰件包含深色聚合物，其中，所述护罩罩盖利用粘合剂附接到所述护罩装饰件，并且其中，所述头戴式设备还包括涂层，所述涂层位于所述护罩罩盖的与所述光学部件重叠的内表面上。

3.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述覆盖结构包括围绕所述有效区域的环形聚合物结构。

4.根据权利要求3所述的头戴式设备，其中，所述环形聚合物结构具有与所述光学部件对准的通孔开口。

5.根据权利要求3所述的头戴式设备，其中，所述环形聚合物结构具有开口，所述头戴式设备还包括位于所述开口中的与所述光学部件对准的玻璃构件。

6.根据权利要求3所述的头戴式设备，其中，所述环形聚合物结构具有与所述光学部件对准的凹陷部。

7.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述环形聚合物结构包括利用粘合剂附接的第一聚合物构件和第二聚合物构件，并且其中，所述凹陷部由所述第一聚合物构件中的通孔形成。

8.根据权利要求7所述的头戴式设备，其中，所述第二聚合物构件包含透光聚合物，所述透光聚合物与所述第一聚合物构件中的所述通孔重叠。

9.根据权利要求8所述的头戴式设备，还包括：涂层，所述涂层位于所述透光聚合物的与所述通孔开口重叠的内表面上。

10.根据权利要求9所述的头戴式设备，其中，所述第一聚合物构件包括黑色聚合物。

11.根据权利要求3所述的头戴式设备，还包括：

第一粘合剂层，所述第一粘合剂层被配置为将所述显示器覆盖层附接到所述环形聚合物结构；以及

第二粘合剂，所述第二粘合剂具有比所述第一粘合剂层的熔点低的熔点，其中，所述第二粘合剂层被配置为将所述环形聚合物结构附接到所述头戴式支撑结构。

12.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述覆盖结构包括聚合物层，所述聚合物层通过气隙与所述显示器覆盖层分离，其中，所述聚合物层具有与所述无效区域重叠的具有复合曲率的表面，并且具有与所述有效区域重叠的可展表面。

13.一种头戴式设备，包括：

头戴式支撑结构；

面向后显示器，所述面向后显示器由所述头戴式支撑结构支撑，所述面向后显示器被配置为向所述头戴式支撑结构的后侧处的适眼区提供视觉内容；

公共可视的前向显示器，所述公共可视的前向显示器支撑在所述头戴式支撑结构的前侧上，其中，所述公共可视的前向显示器具有包含被配置为显示图像的像素的有效区域，并且具有围绕所述有效区域的没有像素的环形无效区域；以及

用于所述前向显示器的显示器覆盖层，其中，所述显示器覆盖层与所述有效区域重叠并且与所述环形无效区域重叠；

环形护罩构件，所述环形护罩构件在所述无效区域中由所述显示器覆盖层重叠并且围绕所述有效区域；以及

光学部件，所述光学部件由所述环形护罩构件重叠。

14.根据权利要求13所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括闪烁传感器和环境光传感器。

15.根据权利要求14所述的头戴式设备，还包括：护罩罩盖，所述护罩罩盖联接到所述环形护罩构件，其中，所述闪烁传感器和所述环境光传感器与所述环形护罩构件中的开口对准并且由所述护罩罩盖覆盖。

16.根据权利要求13所述的头戴式设备，其中，所述环形护罩构件和所述护罩罩盖具有与所述光学部件对准的通孔开口。

17.根据权利要求16所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括相机。

18.根据权利要求13所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括环境光传感器，其中，所述环形护罩构件包括具有涂层的凹陷部，通过所述涂层，所述环境光传感器测量环境光。

19.根据权利要求13所述的头戴式设备，还包括：托架，所述托架位于所述环形护罩构件的一部分下方，其中，所述显示器覆盖层具有鼻梁凹陷部，并且其中，所述光学部件中的第一光学部件在所述鼻梁凹陷部的一侧上附接到所述托架，并且其中，所述光学部件中的第二光学部件在所述鼻梁凹陷部的相反侧上附接到所述托架。

20.根据权利要求13所述的头戴式设备，其中，所述环形护罩构件包括在一波长下透明的部分，并且其中，所述光学部件包括在所述波长下接收已经穿过所述环形护罩构件的所述部分的光的光学部件。

21.根据权利要求13所述的头戴式设备，其中，所述环形护罩构件具有带复合曲率的表面。

22.一种头戴式设备，包括：

头戴式支撑结构；

左透镜，所述左透镜位于所述头戴式支撑结构的左侧上；

右透镜，所述右透镜位于所述头戴式支撑结构的右侧上；

左显示器和右显示器，所述左显示器和所述右显示器被配置为提供能够通过所述左透镜和所述右透镜从左适眼区和右适眼区观看的相应的左后图像和右后图像；

公共可视显示器，所述公共可视显示器位于所述头戴式支撑结构上、背对所述左显示器和所述右显示器，其中，所述公共可视显示器具有被配置为显示公共可视图像的像素，并且具有围绕所述像素的无效环形边界；

显示器覆盖层，所述显示器覆盖层覆盖所述公共可视显示器；以及

聚合物层，所述聚合物层与所述像素重叠并且位于所述像素和所述显示器覆盖层之间。

23.根据权利要求22所述的头戴式设备，其中，所述聚合物层通过气隙与所述像素分离。

24.根据权利要求23所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层通过气隙与所述聚合物层分离。

25.根据权利要求24所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层具有与所述像素重叠的具有复合曲率的内表面和外表面。

26.根据权利要求25所述的头戴式设备，其中，所述聚合物层具有与所述像素重叠的可展表面。

27.根据权利要求22所述的头戴式设备，还包括：位于所述无效环形边界中的光学部件。

28.根据权利要求27所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括相机，其中，所述显示器覆盖层具有位于所述无效环形区域中的带复合曲率的表面，并且其中，所述相机被配置为通过所述具有复合曲率的表面的相应部分在不同的相应方向上捕获图像。

29.根据权利要求22所述的头戴式设备，其中，所述聚合物层被配置为呈现30％至80％的可见光透射率。

30.根据权利要求22所述的头戴式设备，其中，所述聚合物层具有与所述像素重叠的雾状涂层。