CN217639753U - 头戴式显示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用信息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,其被构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,所述头戴式显示单元包括被构造和布置为与用户面部处于相对关系的接口结构,其中,所述接口结构包括具有弯曲截面的弹性且柔性的面部接合部,其中所述面部接合部包括在径向向外的后方上延伸的前部,所述前部弯成在径向向内的后方上延伸的后部,其中所述后部的面向后的表面提供用户接触表面。
Description
1相关申请的交叉引用
本申请要求以下的权益:2020年3月27日提交的澳大利亚申请 No.2020900953、于2020年5月4日提交的美国申请No.16/865,480、于2020年5月4日提交的美国申请No.16/865,526、于2020年5月5 日提交的澳大利亚申请No.2020901432、于2020年5月6日提交的澳大利亚申请No.2020901437、于2020年7月20日提交的澳大利亚申请No.2020902514、于2020年8月26日提交的澳大利亚申请 No.2020903055、于2020年8月31日提交的澳大利亚申请No.2020903112、于2020年9月22日提交的澳大利亚申请 No.2020903395、于2020年9月29日提交的澳大利亚申请 No.2020903502、于2020年10月7日提交的澳大利亚申请No.2020903638、于2020年10月8日提交的PCT申请 No.PCT/AU2020/051081、于2020年10月26日提交的澳大利亚申请 No.2020903876、于2020年10月28日提交的PCT申请 No.PCT/AU2020/051158、于2020年12月15日提交的澳大利亚申请 No.2020904664、于2020年12月24日提交的澳大利亚申请No. 2020904849、2021年3月24日提交的澳大利亚申请No.2021900871、其全部内容以引用方式并入本文。
2背景技术
2.1技术领域
本技术总体上涉及头戴式显示器、定位和稳定结构、用户接口结构和用于头戴式显示器的其它部件、相关的头戴式显示器组件和系统,包括显示单元和定位和稳定结构、接口结构和或部件和方法。本技术在沉浸现实头戴式显示器的使用中找到特别的应用,并且在此上下文中描述。应当理解,本技术可具有更广泛的应用并且可用于任何类型的头戴式显示器布置,包括但不限于虚拟现实显示器、增强现实显示器和/或混合现实显示器。
2.2相关技术描述
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它国家构成本领域公知常识的一部分。
2.2.1沉浸技术
沉浸技术是指试图通过数字或虚拟环境的手段,通过创造周围的感官感受来复制或增强物理环境,从而产生沉浸感的技术。
具体地,沉浸技术提供用户视觉沉浸,创建虚拟对象和/或虚拟环境。沉浸技术还可以为其它五种感觉中的至少一种提供沉浸。
2.2.2虚拟现实
虚拟现实(VR)是计算机生成的呈现给用户的三维图像或环境。换言之,环境可以是完全虚拟的。具体地,用户观察电子屏幕以观察虚拟环境中的虚拟或计算机生成的图像。由于所创建的环境完全是虚拟的,因此用户可能被阻止和/或阻碍与他们的物理环境交互(例如,他们可能无法听到和/或看到他们当前所处的物理环境中的物理对象)。
电子屏幕可以支撑在用户的视线中(例如,安装到用户的头部)。在观察电子屏幕时,由电子屏幕输出并由用户观察的视觉反馈可以产生意图模拟实际环境的虚拟环境。例如,用户能够通过枢转他们的头部或他们的整个身体来四处查看(例如,360°),并且通过电子屏幕与用户可观察的虚拟对象交互。这可以向用户提供沉浸体验,其中虚拟环境向用户的五种感觉中的至少一种提供刺激,并在用户使用VR设备时替换物理环境的相应刺激。典型地,刺激至少涉及用户的视觉(即,因为他们正在观看电子屏幕),但是也可以包括其它感觉。这些电子屏幕典型地被安装到用户的头部,使得它们可以被定位在用户眼睛附近,这允许用户容易地观察虚拟环境。
VR设备可产生除视觉反馈外或除视觉反馈之外的其它形式的反馈。例如,VR设备可以包括和/或连接到扬声器以提供听觉反馈。VR 设备还可以包括触觉反馈(例如,以触觉响应的形式),其可以对应于视觉和/或听觉反馈。这可以创建更加沉浸的虚拟环境,因为用户接收对应于多于一个用户感受的刺激。
当使用VR设备时,用户可能希望限制阻挡周围刺激。例如,用户可能希望避免看到和/或听到周围环境,以便更好地处理虚拟环境中来自VR设备的刺激。因此,VR设备可以限制和/或防止用户的眼睛接收环境光。在一些示例中,这可以通过提供抵靠用户面部的密封来实现。在一些示例中,护罩可以被布置成靠近(例如,接触或紧密接触) 用户的面部,但是可以不密封抵靠用户的面部。在任一示例中,环境光可能不会到达用户的眼睛,使得用户可观察到的唯一光来自电子屏幕。
在其它示例中,VR设备可以限制和/或防止用户的耳朵听到环境噪声。在一些示例中,这可通过向用户提供头戴式耳机(例如,噪声消除头戴式耳机)来完成,头戴式耳机可输出来自VR设备的声音和/ 或限制用户从其物理环境听到噪声。在一些示例中,VR设备可以输出音量足以限制用户听到环境噪声的声音。
在任何示例中,用户可能不想变得被过度刺激(例如,被他们的物理环境和虚拟环境两者)。因此,阻挡和/或限制环境刺激用户有助于用户专注于虚拟环境,而没有来自环境的可能干扰。
下文描述不同类型的VR设备。通常,单个VR设备可以包括至少两个不同的分类。例如,VR设备可以通过其可移植性以及通过显示单元如何联接到接口的其余部分来分类。这些分类可以是独立的,使得一个组中的分类(例如,单元的可移植性)不预先确定到另一组中的分类。还可存在用于对VR设备分类的额外类别,其在下文未明确列出。
2.2.2.1可移植性
2.2.2.1.1固定单元
在一些形式中,VR设备可与单独装置(例如计算机或视频游戏控制台)结合使用。此类型的VR设备可为固定的,因为其在没有计算机或视频游戏控制台的情况下无法使用,且因此其可使用的位置受到限制(例如,受计算机或视频游戏控制台的位置限制)。
因为VR设备可以结合计算机或视频游戏控制台使用,所以VR 设备可连接到计算机或视频游戏控制台。例如,电线可以将两个系统系在一起。这可以进一步“固定”VR设备的位置,因为佩戴VR设备的用户不能从计算机或视频游戏控制台移动得比电线的长度更远。在其它示例中,VR设备可无线连接(例如,经由蓝牙、Wi-Fi等),但仍可由无线信号的强度相对固定。
与计算机或视频游戏控制台的连接可以向VR设备提供控制功能。这些控制可以被传送(即,通过有线连接件或无线地)以便帮助操作 VR设备。在固定单元VR设备的示例中,这些控制可能是必要的以便操作显示屏幕,且在没有到计算机或视频游戏控制台的连接的情况下, VR设备可能不可操作。
在一些形式中,计算机或视频游戏控制台可向VR设备提供电力,使得用户不需要在其头部支撑电池。这可以使VR设备佩戴更舒适,因为用户不需要支撑电池的重量。
用户还可以至少部分地通过VR设备而不是通过电视或监视器来接收来自计算机或视频游戏控制台的输出,所述电视或监视器可以在使用计算机或视频游戏控制台(例如,玩视频游戏)时向用户提供更加沉浸的体验。换句话说,VR设备的显示输出可与计算机监视器或电视的输出基本相同。输出这些图像所必需的一些控制器和/或传感器可容纳在计算机或视频游戏控制台中,这可进一步减小用户需要支撑在其身体上的重量。
在一些形式中,运动传感器可远离VR设备定位,且连接到计算机或视频游戏控制台。例如,至少一个相机可以面向用户以便跟踪用户头部的移动。在传输到VR设备之前,可由计算机或视频游戏控制台完成对由相机所记录的数据的处理。虽然这可以帮助VR设备的重量减轻,但它还可以进一步限制VR设备可以在哪里使用。换句话说,VR 设备必须在相机的视线内。
2.2.2.1.2可移植单元
在一些形式中,VR设备可以是自包含单元,自包含单元包括电源和传感器,使得VR设备不需要连接到计算机或视频游戏控制台。这为用户提供了更多的使用和移动自由度。例如,用户不限于在计算机或视频游戏控制台附近使用VR设备,并且可以在室外或在不包括计算机或电视的其它环境中使用VR设备。
因为VR设备在使用中不连接到计算机或视频游戏控制台,所以需要VR设备支持所有必要的电子部件。这包括电池、传感器和处理器。这些部件增加了用户必须支撑在他们身体上的VR设备的重量。可能需要适当的重量分布,使得增加的重量不会增加佩戴VR设备的用户的不适。
在一些形式中,VR设备的电子部件包含于单个壳体中,壳体可在使用中直接安置于用户面部前方。这种构造可以称为“砖”。在这一配置中,没有定位和稳定结构的VR设备的重心直接在用户面部的前方。为了抵抗由重力产生的力矩,联接到砖结构的定位和稳定结构必须提供指向用户面部的力,例如由头带绑带中的张力产生的力。虽然砖结构对于制造可能是有益的(例如,因为所有的电子部件非常接近) 并且可以允许定位和稳定结构的可互换性(例如,因为它们不包括电连接),但是维持VR设备的位置所需的力(例如,头带中的张力)可能对用户是不舒服的。具体地,VR设备可能嵌入用户面部,导致用户皮肤上的刺激和标记。当用户的头部在其面部上接收来自显示器壳体的力并且在其头部背面上接收来自头带的力时,力的组合可以感觉像“夹紧”。这可以使用户不太可能佩戴VR设备。
由于VR和其它混合现实设备可以以涉及用户的头部和/或其整个身体的剧烈运动的方式使用(例如在游戏期间),因此可能存在倾向于破坏设备在用户头部上的位置的显著的力/力矩。简单地迫使设备更紧地抵靠用户的头部以承受大的破坏性力可能是不可接受的,因为它可能对用户是不舒服的或仅在短时间段之后变得不舒服。
在一些形式中,电子部件可在整个VR设备中间隔开,而不是完全在用户面部前方。例如,一些电气部件(例如,电池)可以被布置在定位和稳定结构上,特别是在后接触部上。以此方式,电池(或其它电子部件)的重量可产生与VR设备的其余部分(例如,显示器)所产生的力矩的方向相反的力矩。因此,定位和稳定结构可足以施加较低的夹持力,这又对用户的面部产生较低的力(例如,在其皮肤上的较少标记)。然而,在一些这样的现有设备中,由于电连接,清洁和/ 或更换定位和稳定结构可能更困难。
在一些形式中,将电子部件间隔开可涉及将一些电子部件与VR 设备的其余部分分开定位。例如,电池和/或处理器可电连接,但与VR 设备的其余部分分开承载。与上述“固定单元”不同,电池和/或处理器,以及VR设备的其余部分,可以是可移植的。例如,电池和/或处理器可以被承载在用户的皮带上或用户的口袋中。这可以提供减少用户头部重量的益处,但不会提供抵消力矩。由定位和稳定结构提供的张力可以仍然小于“砖”构型,因为由头部支撑的总重量较小。
2.2.2.2显示连接
2.2.2.2.1集成显示屏幕
在一些形式中,显示屏幕是VR设备的整体部分,并且通常不能从VR设备的其余部分分离或移除。
显示屏幕可以被固定在壳体内,并且被保护免受损坏。例如,显示屏幕可以完全被壳体覆盖,这可以减少刮痕的发生。另外,将显示屏幕与VR设备的其余部分集成消除了丢失显示屏幕的发生。
在这些形式中,显示屏幕纯粹用作沉浸技术显示器。绝大多数“固定单元”将包括集成的显示屏幕。“可移植单元”可以包括集成显示屏幕,或者可以包括可移动显示屏幕(如下所述)。
2.2.2.2.2可移动显示屏幕
在一些形式中,显示屏幕是可VR设备从移除并单独使用的单独结构。
在一些形式中,可将可移植电子设备(例如,蜂窝式电话)选择性地插入VR设备的壳体中。可移植电子设备可以包括传感器和/或处理器中的大部分或全部,并且可以通过可下载的应用程序来创建虚拟环境。
可移植电子设备通常重量轻,并且可以不需要定位和稳定结构来向用户的头部施加大的力。
2.2.3增强现实
在一些形式中,增强现实(AR)是计算机生成的呈现给用户的三维图像或环境。
虽然与VR类似,AR的不同之处在于结合用户的物理环境来观察至少部分地由电子屏幕创建的虚拟环境。换言之,AR创建虚拟对象以便用虚拟环境的元素来改变和/或增强用户的物理环境。AR的结果是包括物理和虚拟对象的组合环境,因此是物理和虚拟的环境。
例如,由电子屏幕创建的图像可以被叠加到用户的物理环境中。仅呈现给用户的AR组合环境的一部分包括虚拟的。因此,用户可能希望在使用AR设备的同时继续从他们的物理环境接收环境刺激(例如,以便继续观察组合环境的物理或非虚拟分量)。
由于AR可与用户的物理环境一起使用,因此AR设备可不电连接或以其它方式系链到计算机或视频游戏控制台。替代地,AR设备可以包括电池或其它电源。这可以向用户提供最大的移动自由度,使得他们可以在使用AR设备的同时探索各种物理环境。
VR和AR之间的这种关键差异可能导致不同类型的可佩戴电子屏幕。如上所述,VR设备的用户可能希望阻挡环境光,因此电子屏幕的壳体可以是不透明的,以便限制或阻止环境光到达用户。然而,AR设备的用户可能希望看到与他们的实际环境混合的虚拟环境。AR设备中的电子屏幕可类似地支撑在用户眼睛前方,但AR设备中的屏幕可为透明或半透明的,且屏幕可不由不透明壳体支撑(或不透明材料可基本上不遮挡用户的视线)。这可以允许用户继续接收周围环境刺激,其中虚拟环境同时存在。尽管如此,用户可通过透明屏幕看到他们真实世界环境,不具有透明屏幕的一些VR设备可通过从用户的视角(例如,利用显示器壳体上的相机)获取用户的真实世界环境的实时视频并将其显示在显示屏幕上来配置用于AR。
另外,使用AR设备的人可能比使用VR设备的人更可移动(例如,因为AR用户可看到其物理环境和/或未链到计算机或视频游戏控制台)。因此,使用AR设备的人可能希望佩戴设备延长的时间段,同时还四处移动(例如,步行、跑步、骑自行车等)。在AR设备上包括诸如电池的部件可能使AR设备对于用户的头部和/或颈部不舒服,并且可能阻止用户长时间佩戴AR设备。
2.2.4混合现实
混合现实(MR)类似于AR,但是可以是更沉浸的,因为MR设备可以向用户提供比AR设备更多的与虚拟对象或环境交互的方式。 MR中的虚拟现实也可以与用户的物理环境重叠和/或混合。然而,与 AR不同,用户能够与在VR中发生的类似的虚拟环境交互。换言之,尽管AR可以仅呈现物理环境中的计算机生成图像,但是MR可以向用户呈现相同或类似的计算机生成图像,但是允许与物理环境中的图像交互(例如,使用手“抓取”虚拟产生的对象)。因此,虚拟环境可进一步与物理环境融合,使得组合环境更好地再现实际环境。
2.2.5头戴式显示器接口
头戴式显示器接口使得用户能够具有虚拟环境的沉浸体验,并且在诸如通信、训练、医疗和外科手术、工程和视频游戏等领域中具有广泛的应用。
不同的头戴式显示器接口可以各自提供不同水平的沉浸。例如,一些头戴式显示器接口可以向用户提供总体沉浸体验。总沉浸体验的一个示例是虚拟现实(VR)。头戴式显示器接口还可以提供与使用AR 设备一致的部分浸没。
VR头戴式显示器接口通常被提供为包括显示单元的系统,显示单元被安排为保持在用户面部前方的操作位置。显示单元典型地包括:壳体,其包含显示器;和用户接口结构,其被构造和安排成与用户的面部处于相对关系。用户接口结构可以在显示器周围延伸并且结合壳体限定到显示器的观察开口。用户接口结构可以与面部接合并且包括用于用户舒适度的衬垫和/或是光密封的以阻挡来自显示器的环境光。头戴式显示系统进一步包括定位和稳定结构,定位和稳定结构被布置在用户头部上以将显示单元维持在适当位置中。
其它头戴式显示器接口可以提供次完全沉浸体验。换言之,用户可以体验其物理环境以及虚拟环境的元素。次完全沉浸体验的示例是增强现实(AR)和混合现实(MR)。
AR/VR头戴式显示器接口通常也被提供为包括显示单元的系统,显示单元被安排为保持在用户面部前方的操作位置中。同样地,显示单元典型地包括:壳体,其包含显示器;和用户接口结构,其被构造和安排成与用户的面部处于相对关系。AR和/或MR头戴式显示器的头戴式显示器系统也类似于VR,因为它进一步包括定位和稳定结构,定位和稳定结构布置在用户头部上以将显示单元保持在适当位置。然而,AR和/或MR头戴式显示器不包括完全密封来自显示器的环境光的衬垫,因为这些次完全沉浸体验需要物理环境的要素。相反,增强的和/或混合的头戴式显示器允许用户看到与虚拟环境结合的物理环境。
在任何类型的沉浸技术中,重要的是头戴式显示器接口是舒适的,以便允许用户长时间佩戴头戴式显示器。另外,重要的是,显示器能够提供具有用户头部的改变的位置和/或取向的改变的图像,以便创建部分地或完全地虚拟的环境,环境类似于或再现完全物理的环境。
2.2.5.1接口结构
头戴式显示器可以包括用户接口结构。由于其与用户面部直接接触,因此接口部的形状和配置会对显示单元的有效性和舒适度产生直接影响。
用户接口结构的设计提出了许多挑战。面部具有复杂的三维形状。鼻和头的大小和形状在不同个体之间有很大不同。由于头部包括骨、软骨和软组织,面部的不同区域对机械力的响应不同。
一种类型的接口结构围绕显示单元的外围延伸,并且旨在当力施加到用户接口时抵靠用户面部进行密封,其中接口结构与用户面部面对接合。接口结构可以包括由聚氨酯(PU)制成的衬垫。利用这种类型的接口结构,在接口结构和面部之间可能存在间隙,并且可能需要额外的力来迫使显示单元抵靠面部,以便实现期望的接触。
根本没有被用户接口占用的区域可以允许在面部接口和用户面部之间形成间隙,不期望的光污染可以通过间隙进入显示单元(例如,特别是当使用虚拟现实时)。光污染或“漏光”会降低用户整体沉浸体验的效果和乐趣。此外,先前的系统可能难以调节以能够应用于各种头部尺寸。更进一步地,显示单元和相关的稳定结构通常可能相对较重并且可能难以清洁,这可能因此进一步限制系统的舒适性和可用性。
另一种类型的接口结构结合了位于显示单元的周边的一部分的薄材料的片状密封件,以提供对用户面部的密封作用。与先前的接口结构一样,如果面部与接口结构的配合不好,可能需要额外的力来实现密封,或者在使用中光线可能会泄漏到显示单元中。此外,如果接口结构的形状与用户的形状不匹配,则其在使用中可能会折皱或弯曲,从而导致不期望的透光。
根据接口结构在何处与使用中的面部接合的设计意图,可以部分地表征用户接口。一些接口结构可限于与用户面部的突出超过接口结构的面部接合表面的曲率弧的区域接合。这些区域通常可包括用户的前额和颊骨。这可能导致用户在局部压力点不舒服。其它面部区域可以根本不通过接口结构接合,或者可以仅以可忽略的方式接合,从而可能不足以增加夹紧压力的平移距离。这些区域通常可包括用户面部的侧面,或邻近并围绕用户鼻子的区域。在用户面部的形状与接口结构之间存在不匹配的程度上,有利的是,接口结构或相关部件适于形成适当的接触或其它关系。
2.2.5.2定位和稳定
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用户头部上的定位和稳定结构。这些结构可以负责提供与头戴式显示器和/或接口结构的重力相反的力。过去,这些结构由可膨胀的刚性结构形成,结构通常在张力下施加到头部以将显示单元保持在其操作位置。这种系统易于在用户面部施加夹紧压力,这会导致用户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广泛应用的头部尺寸。此外,显示单元和相关的稳定结构通常很重,难以清洁,这进一步限制了系统的舒适性和可用性。
某些其它头戴式显示系统在功能上可能不适用于本领域。例如,为装饰和视觉美学而设计的定位和稳定结构可能不具有保持面部周围的适当压力的结构能力。例如,过多的夹紧压力可能导致用户不舒服,或者可选地,用户面部上的夹紧压力不足可能不能有效地密封显示器使其免受环境光的影响。
某些其它头戴式显示系统对于本技术可能是不舒服的或不切实际的。例如,如果系统用于延长的时间段。
由于这些挑战,一些头戴式显示器面临以下问题中的一个或多个:突兀、不美观、昂贵、不相称、难以使用以及特别是当佩戴很长一段时间时或者当用户不熟悉系统时不舒适。错误尺寸的定位和稳定结构可产生降低的舒适性,进而缩短使用周期。
因此,用于虚拟环境的完全沉浸体验的用户接口的接口部在体验期间受到与用户的移动相对应的力。
2.2.5.3材料
用于头戴式显示器组件的材料包括:用于在接口结构中接触部的致密泡沫、用于壳体的刚性壳体、以及由刚性塑料夹持结构形成的定位和稳定结构。这些材料具有各种缺点,包括不能允许材料覆盖的皮肤呼吸,不柔韧,难以清洁和易于聚集细菌。结果,用这种材料制成的产品可能长期佩戴不舒服,在一些个体中引起皮肤刺激并限制产品的应用。
3实用新型内容
本技术可涉及提供用于头戴式显示器的支撑、稳定、安装、利用和/或固定的定位和稳定结构,其具有改进的舒适性、成本、功效、易用性和可制造性中的一者或多者。
本技术的第一方面涉及用于头戴式显示器的支撑、稳定、安装、利用和/或固定的装置。
本技术的另一方面涉及在头戴式显示器的支撑、稳定、安装、利用和/或固定中使用的方法。
3.1头戴式显示器系统,其具有侧绑带部以及顶骨和枕骨绑带部
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
电池组,其用于为头戴式显示系统供电;
定位和稳定结构,其配置为将头戴式显示单元保持在用户眼睛的前方,使得显示器在使用中由用户可观看,并且配置为在使用中将电池组保持在用户头部的后方,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为用于接合用户头部的后部,后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
在一些示例中,头戴式显示系统包括顶绑带部,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户的头部的上部。在一些示例中,顶绑带部配置为连接在电池组和头戴式显示单元之间。
3.1.1顶骨绑带部
在示例中:(a)顶骨绑带部的位置相对于顶绑带部在前方向和后方向上可移动;(b)顶骨绑带部和枕骨绑带部之间的角度由用户可调节;(c)顶骨绑带部位于顶绑带部的下方;(d)顶绑带部穿过连接到顶骨绑带部的带扣,带扣配置为限制顶绑带部的侧向移动;和/或(e) 带扣在使用中位于用户头部的矢状平面中。
3.1.2顶绑带部
在进一步的示例中:(a)将顶绑带部连接到枕骨绑带部;(b) 顶绑带部在头戴式显示单元和电池之间的长度是可调节的;(c)顶绑带部通过孔眼连接到头戴式显示单元,并环回并固定到其自身,孔眼连接到头戴式显示单元;(d)顶绑带部的外层配置为穿过眼孔并且环回并且固定到其自身上;(e)面向用户层不穿过孔眼;(f)顶绑带部包括织物面向用户层、织物外层以及在面向用户层与外层之间的基本上不可延伸层;(g)顶绑带部的面向用户的层配置为穿过眼孔并且环回并且固定到其自身;(h)顶绑带部是基本上不可延伸的;(i)顶绑带部包括分层构造;(j)顶绑带部包括基本上不可延伸层;(k)基本上不可延伸层的前端沿着顶绑带部的长度与头戴式显示单元间隔开;(l)顶绑带部包括织物面向用户层;(m)顶绑带部包括织物外层; (n)顶绑带部包括电力电缆,电力电缆将电池组连接到头戴式显示器单元,以在使用中将电力从电池提供到头戴式显示器单元;(o)电力电缆在顶绑带部的内部;(p)电力电缆由用户可插入穿过顶绑带部的内部;和/或(q)电力电缆可插入穿过顶绑带部,位于基本上不可延伸层和织物外层之间。
3.1.3顶绑带部的前部和后部
在进一步的示例中:(a)顶绑带部包括前部和后部,后部配置为在使用中接合用户的头部,并且前部配置为在使用中不接合用户的头部;(b)顶绑带部包括在顶绑带部的后部与顶绑带部的前部之间具有弯曲部的形状;(c)顶绑带部成形为遵循顶绑带部的后部中的用户的头部的曲率且偏离顶绑带部的前部中的用户的头部的曲率;(d)顶绑带部被刚化以在使用中以与用户的头部间隔开的关系支撑前部;(e) 顶绑带部的前部向下朝向头戴式显示单元弯曲;(f)顶绑带部的前部从顶绑带部的后部沿部分向上的方向延伸;(g)顶绑带部的前部在后部的前端连接到顶绑带部的后部,后部的前端位于用户头部的边缘区域的后方;(h)顶绑带部的后部的前端在使用中位于用户头部的额骨的后方;(i)顶绑带部的后部的前端位于使用中用户的冠状平面附近,冠状平面与用户的每个耳上基点对准;(j)顶绑带部的后部的前端在使用时位于冠状面的后方;和/或(k)顶绑带部的后部的前端在使用中位于顶骨绑带部附近。
3.1.4电池组
在进一步的示例中:(a)电池组在上位置和下位置连接到顶绑带部;(b)电池组可移除地连接于顶绑带部;(c)电池组通过钩环连接连接至顶绑带部;(d)下位置在枕骨绑带部处或接近枕骨绑带部; (e)下位置与枕骨绑带部间隔开,以允许顶绑带部在下位置与枕骨绑带部之间变形;(f)电池组在电池组的上侧连接到顶绑带部并且在电池组的下侧连接到枕骨绑带部;(g)电池组通过下电池组绑带部连接到枕骨绑带部;(h)电池组包括电池组壳体和容纳在壳体内的多个电池单元;(i)电池单元在电池组壳体中与电池组壳体的前壁等距离地间隔开;(j)多个电池单元中的一个比另一个或多个电池单元更远离电池组壳体的前壁;(k)多个电池单元中的每一个与电池组壳体的前壁间隔开;(l)电池组壳体包含配重,配重配置为有助于电池组和头戴式显示单元之间的重量平衡;(m)电池组壳体与用户头部的后表面隔开;和/或(n)头戴式显示系统包括配置为接触用户头部的后表面的垫,电池组壳体通过垫与用户头部的后表面隔开。
3.1.4.1竖直取向的电池组
在进一步的示例中:(a)定位和稳定结构配置为在使用中将电池组保持在竖直取向中;(b)电池组具有长度、宽度和深度,长度大于宽度和深度;(c)定位和稳定结构配置为用于将电池组保持在一个取向上,在该取向中,电池组的长度在使用中基本上竖直地对齐;和/或 (d)在使用中,电池组的长度与用户头部的矢状平面对准。
3.1.4.2水平取向的电池组
在进一步的示例中:(a)使用中顶骨绑带部配置为在顶骨和枕骨之间的接合处或其附近覆盖用户头部的区域;(b)顶骨绑带部和侧绑带部配置为在使用中位于共同的平面中;(c)定位和稳定结构配置为用于在使用中将电池组保持在水平取向上;(d)电池组具有长度、宽度和深度,长度大于宽度和深度;(e)定位和稳定结构配置为用于将电池组保持在一个取向上,在该取向中,电池组的长度在使用中基本上水平地对齐;(f)使用时,电池组的长度与顶骨绑带部平行对齐;和/或(g)电池组连接到顶骨绑带部。
3.1.5附加电池组示例
在进一步的示例中:(a)电池组由顶绑带部和/或顶骨绑带部支撑; (b)头戴式显示系统包括在电池组与枕骨绑带部之间在使用中在用户头部的矢状平面中对齐的开口;(c)头戴式显示系统配置为允许用户的头发穿过开口;(d)述枕骨绑带部形成为两个部分,每个部分在使用中位于用户头部的矢状平面的相应侧面上;(e)枕骨绑带部的两个部分是在一对连接部处可释放地彼此可附接的,每个连接点被提供到枕骨绑带部的两个部分中的相应一个上;(f)当枕骨绑带部的两个部分彼此连接时,每个连接点在使用中位于或接近用户头部的矢状平面;(g)在使用中,当枕骨绑带部的两个部分彼此连接时,连接点在矢状平面的侧向间隔开;(h)头戴式显示系统包括两个电池组,每个电池组支撑在枕骨绑带部的两个部分中的相应一个上;(i)电池组在使用中间隔开,以允许枕骨绑带部的两个部分在使用中在用户头部的矢状平面处或附近彼此连接;(j)枕骨绑带部形成为两个部分,每个部分在使用中位于用户的头部的矢状平面的相应侧面上,其中枕骨绑带部的两个部分在使用中不彼此连接,其中枕骨绑带部的两个部分的内侧末端是彼此间隔开的并且在使用中各自侧向地与矢状平面间隔开; (k)头戴式显示系统包括两个电池组,每个电池组被提供给枕骨绑带部的两个部分中的相应一个上;(l)定位和稳定结构配置为用于在使用中将电池组保持在覆盖用户头部的枕骨的位置中;和/或(m)定位和稳定结构配置为用于将电池组保持在邻近用户头部的枕骨的位置中以及在或邻近用户头部的竖直旋转轴线的位置中。
3.1.6可伸缩电力电缆
在进一步的示例中:(a)电力电缆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;(b)顶绑带部的一个或多个层部分地位于电池组内,并且能够与电力电缆一起从电池组伸出和缩回到电池组中;(c)顶绑带部的外层位于电池组内,并且能够与电力电缆一起从电池组伸出和缩回到电池组中;(d)顶绑带部的基本上不可延伸层位于电池组内,并且能够与电力电缆一起从电池组伸出和缩回到电池组中;(e)顶绑带部的用户接触层位于电池组与用户头部之间; (f)电力电缆的位于电池组内的部分和顶绑带部的部分地位于电池组内的一个或多个层形成顶绑带部的可缩回部,可缩回部能够从电池组伸出和缩回到电池组中,以调节顶绑带部在电池组和头戴式显示器单元之间的长度;(g)可缩回部能够相对于电池组在多个预定位置之间选择性地移动,在多个预定位置处,可缩回部的位置能够相对于电池组固定;和/或(h)可缩回部能够相对于电池组在一定位置范围内连续移动。
3.1.7臂
在进一步的示例中:
·头戴式显示单元包括:显示单元壳体以及从显示单元壳体延伸的一对臂,侧绑带部各自连接到这些臂中的对应的一个上;
·每个侧绑带部连接到一对臂中的相应一个臂的后端;
·每个侧绑带部穿过在相应的臂的后端处的孔眼并且紧固回到其自身上;
·每个侧绑带部在靠近臂的前端处连接到一对臂中的相应一个上;
·每个侧绑带部穿过在相应臂的后端处或附近的孔眼并且穿过在臂的前端附近的孔并且紧固到臂上;
·各侧绑带部紧固到臂的侧面向侧;
·各侧绑带部在臂内被紧固到其自身的暴露部分上;
·在臂的后端处或附近的孔眼是部分打开的,从而允许绑带相对于绑带在横向方向上移动进入/离开孔眼;
·各臂覆盖在袜子中,各侧绑带部紧固在袜子上;
·每个臂包括包覆模制到织物部的基本上刚性的部分;和/或
·该对臂中的各臂能够相对于显示单元壳体枢转。
3.1.8调节刚性件
在进一步的示例中:
·定位和稳定结构进一步包括调节刚性件,调节刚性件包括配置为连接到枕骨绑带部上的基本上不可延伸的构件,调节刚性件配置为减小枕骨绑带部的长度;
·枕骨绑带部包括三个或更多个枕骨绑带连接点,调节刚性件选择性地可连接到枕骨绑带连接点的第一对上并且可连接到枕骨绑带连接点的第二对上,其中当调节刚性件连接到枕骨绑带连接点的第一对时,枕骨绑带部具有第一有效长度,并且其中当调节刚性件连接到枕骨绑带连接点的第二对时,枕骨绑带部具有比第一有效长度更长的第二有效长度;
·当调节刚性件连接至第一对枕骨绑带连接点时,调节刚性件将枕骨绑带部约束至第一有效长度;
·调节刚性件包括一对调节刚性件连接点,调节刚性件连接点配置为连接到枕骨绑带连接点;
·枕骨绑带部包括四个枕骨绑带连接点;
·第二对枕骨绑带连接点位于第一对枕骨绑带连接点的中间;
·枕骨绑带部包括与右部分开的左部,调节刚性件配置为用于连接左部和右部;
·调节刚性件包括中间刚性部和从中间刚性部横向延伸的一对横向刚性部,调节刚性件连接点位于横向刚性部上;
·调节刚性连接点位于横向刚性部上;
·中间刚性部配置为在使用中位于覆盖用户的枕骨并且覆盖用户的顶骨之间的接合处;
·中间刚性部配置为位于用户的头部上,在用户的额骨处或附近,覆盖在用户的顶骨之间的接合处并且连接到枕骨绑带部上;
·调节刚性件形成定位和稳定结构的顶绑带部的一部分;
·调节刚性件形成顶绑带部的基本上不可延伸层;
·调节刚性件永久地附接在顶绑带部内;
·调节刚性件永久地附接到顶绑带部的面向用户的层上;
·电池组配置为连接到调节刚性件上;
·电力电缆在使用中位于调节刚性件和顶绑带部外层之间;
·电力电缆可插入调节刚性件与顶绑带部的外层之间;
·调节刚性件与顶绑带部的面向用户的层是可分离的;
·调节刚性件可插入面向用户的层与顶绑带部的外层之间;
·调节刚性件配置为连接到面向用户的层上;
·调节刚性件包括钩材料,钩材料配置为形成到顶绑带部的面向用户的层的钩环连接;
·电力电缆永久地附接到调节刚性件上;
·电池组永久地附接到调节刚性件上;
·调节刚性件包括在一对侧向刚性部之间的下切口,下切口允许调节刚性件在侧向刚性部与中间刚性部的连接处或附近挠曲;
·调节刚性件包括在中间刚性件部分的相对侧上靠近侧向刚性部的侧向切口,以允许调节刚性件在靠近侧向切口处挠曲;和/或
·顶绑带部的面向用户的层包括与调节刚性件中的下切口相对应 (例如对齐)的切口。
3.1.9可锁定可延伸连接部
在进一步的示例中:
·定位和稳定结构包括由可锁定可延伸连接部连接的第一绑带部和第二绑带部,可锁定可延伸连接部包括:
弹性可延伸的连接件绑带部,其配置为允许第一绑带部与第二绑带部开预定量;以及
基本上不可延伸的连接件绑带部,连接件绑带部配置为用于将第一绑带部可释放地附接到第二绑带部上以防止第一绑带部与第二绑带部离。
·基本上不可延伸的连接件绑带部能够在长度上进行调节;
·基本上不可延伸的连接件绑带部包括磁性夹子,磁性夹子配置为磁性地附接到定位和稳定结构上的连接点上;
·定位和稳定结构包括在每个侧绑带部中的可锁定可延伸连接部;
·每个可锁定可延伸连接部位于从头戴式显示单元向后延伸的臂处;
·每个可锁定可延伸连接部位于每个侧绑带部、顶骨绑带部和枕骨绑带部之间的接合处附近;和/或
·定位和稳定结构包括在枕骨绑带部中的可锁定可延伸连接部。
3.1.10电力电缆绑带部
在进一步的示例中:
·头戴式显示系统包括连接在电池组和头戴式显示单元之间的电力电缆;
·电力电缆在使用中可位于顶绑带部内;
·电力电缆可以在使用中位于顶绑带部旁边;
·电源电缆地附接到靠近头戴式显示单元的电源电缆绑带部;
·电力电缆绑带部在长度上是可延伸的,并且电力电缆的蛇形部以使得电力电缆的电力电缆绑带部和蛇形部在长度上延伸的蛇形图案附接到电力电缆绑带部;和/或
·电力电缆附接到顶骨绑带部。
3.1.11刚化的顶骨和/或枕骨绑带部
在进一步的示例中:
·顶骨绑带部包括分层构造;
·顶骨绑带部是基本上不可延伸的;
·顶骨绑带部包括用户接触层和基本上不可延伸层;
·顶骨绑带部的用户接触层由纺织材料形成;
·顶骨绑带部的基本上不可延伸层的前端位于或接近顶骨绑带部和枕骨绑带部之间的接合处;
·枕骨绑带部包括分层构造;
·枕骨绑带部是基本上不可延伸的;
·枕骨绑带部包括用户接触层和基本上不可延伸层;
·枕骨绑带部的用户接触层由纺织材料形成;
·枕骨绑带部的基本上不可延伸层的前端位于或接近顶骨绑带部和枕骨绑带部之间的接合处;和/或
·顶骨绑带部的基本上不可延伸层连接到枕骨绑带部的基本上不可延伸层上。
3.2可锁定可延伸连接部
本技术的另一方面涉及一种定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
其中定位和稳定结构的第一绑带部和第二绑带部通过可锁定可延伸连接部连接,可锁定可延伸连接部包括:
弹性可延伸的连接件绑带部,其配置为允许第一绑带部与第二绑带部开预定量;以及
基本上不可延伸的连接件绑带部,连接件绑带部配置为用于将第一绑带部可释放地附接到第二绑带部上以防止第一绑带部与第二绑带部离。
在示例中:
·基本上不可延伸的连接件绑带部能够在长度上进行调节;
·基本上不可延伸的连接件绑带部包括磁性夹子,磁性夹子配置为磁性地附接到定位和稳定结构上的连接点上;
·定位和稳定结构包括在每个侧绑带部中的可锁定可延伸连接部;
·每个可锁定可延伸连接部位于从头戴式显示单元向后延伸的臂处;
·后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
·每个可锁定可延伸连接部位于每个侧绑带部、顶骨绑带部和枕骨绑带部之间的接合处附近;
·定位和稳定结构包括在枕骨绑带部中的可锁定可延伸连接部;
·枕骨绑带部包括侧枕骨绑带部和配置为连接到侧枕骨绑带部上的至少一个中间枕骨绑带部,中间枕骨绑带部形成基本上不可延伸的绑带部,弹性可延伸的连接件绑带部连接在中间枕骨绑带部与侧枕骨绑带部之间;
·弹性可延伸的连接件绑带部连接在侧枕骨绑带部和中间枕骨绑带部与顶骨绑带部之间的接合处之间;
·定位和稳定结构包括在侧绑带部中的至少一个中的可锁定可延伸部;和/或
·弹性可延伸的连接件绑带部配置为连接在头戴式显示单元的臂与该对侧绑带部中的一个与顶骨绑带部之间的接合处之间,侧绑带部形成基本上不可延伸的连接件绑带部。
3.3顶绑带部的前部和后部
本技术的另一方面涉及一种定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;以及
顶绑带部,其配置为连接在后支撑部和头戴式显示单元之间,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户头部的上部;
其中顶绑带部包括前部和后部,后部配置为在使用中接合用户的头部,并且前部配置为在使用中不接合用户的头部。
在示例中:
·顶绑带部包括在顶绑带部的后部与顶绑带部的前部之间具有弯曲的形状;
·顶绑带部被成形为在顶绑带部的后部遵循用户头部的曲率并且在顶绑带部的前部偏离用户头部的曲率;
·顶绑带部被刚化以在使用中支撑与用户头部成间隔关系的前部;
·顶绑带部的前部向下朝向头戴式显示单元弯曲;
·顶绑带部的前部从顶绑带部的后部的前端沿部分向上的方向延伸;
·顶绑带部的前部在后部的前端连接到顶绑带部的后部,后部的前端位于用户头部的边缘区域的后方;
·顶绑带部的后部的前端在使用时位于用户额骨的后方;
·顶绑带部的后部的前端在使用中位于用户的冠状平面附近,冠状平面与用户的每个上耳基点对齐;
·顶绑带部的后部的前端在使用时位于冠状平面的后方;和/或
·顶绑带部的后部的前端在使用中位于最接近顶绑带部的位置。
在进一步的示例中:
·顶绑带部配置为连接在头戴式显示单元与头戴式显示系统的电池组之间,用于为头戴式显示系统供电。
·顶绑带部长度可调节;
·顶绑带部配置为通过孔眼连接到头戴式显示单元,并环回并固定到其自身,孔眼连接到头戴式显示单元的显示单元壳体;
·顶绑带部的面向用户的层配置为穿过孔眼并环回并固定到其自身,其中顶绑带部的外层不穿过孔眼;
·顶绑带部是基本上不可延伸的;
·顶绑带部包括分层构造;
·顶绑带部包括基本上不可延伸层;
·基本上不可延伸层的前端沿着顶绑带部的长度与头戴式显示单元间隔开;
·顶绑带部包括织物面向用户层;
·顶绑带部包括织物外层;
·顶绑带部包括电力电缆,电力电缆将电池组连接到头戴式显示器单元,以在使用中将电力从电池提供到头戴式显示器单元;
·电力电缆在顶绑带部的内部;
·电力电缆可由用户可插入穿过顶绑带部的内部;和/或
·电力电缆可插入穿过顶绑带部,位于基本上不可延伸层和织物外层之间。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
电池组,其用于为头戴式显示系统供电;
根据上述方面或示例中任一项的定位和稳定结构,定位和稳定结构配置为在使用中将头戴式显示单元保持在可操作位置,并且配置为在使用中将电池保持在用户头部的后方。
3.4电力电缆管理
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括:
显示单元壳体,其包括显示器;以及
接口结构,其构造和布置成与用户的面部处于相反关系并且接合用户的面部;
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
电池组,其用于为头戴式显示系统供电;以及
电力电缆,其连接头戴式显示单元和电池组。
在示例中:
·其中,电力电缆在接口结构的周边的外部进入显示单元壳体;
·显示单元壳体包括面向后的侧面和从面向后的侧面向后延伸的接口结构,面向后的侧面大于接口结构的周边,其中电力电缆通过面向后的侧面中的开口进入显示单元壳体;
·开口位于显示单元壳体的周边的内部;
·开口位于显示单元壳体的周边;
·面向后的侧面包括矩形形状,并且接口结构包括圆形形状,其中面向后的侧面的开口位于面向后的侧面的矩形形状的拐角附近;
·头戴式显示单元包括一个或多个电力电缆保持特征,电力电缆保持特征配置为限制电力电缆在显示单元壳体内的定位和/或取向;
·头戴式显示单元包括两个电力电缆保持特征;
·电力电缆保持特征是电力电缆穿过的环形刚性部;
·其中定位和稳定结构包括:
后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;以及
顶绑带部,其配置为连接在电池组和头戴式显示单元之间,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户头部的上部;
·其中电力电缆沿着顶绑带部从电池组延伸到头戴式显示单元;
·其中,电力电缆沿着顶骨绑带部和侧绑带部中的一个从电池组延伸到头戴式显示单元;
·其中电力电缆在其横向面对侧连接到头戴式显示单元;
·其中电源电缆沿枕骨绑带部以及侧绑带部的一个侧绑带部延伸;和/或
·其中,电力电缆包括松弛部,松弛部配置为容许头戴式显示单元与电池组之间的运动。
3.5接口结构
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,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,头戴式显示单元包括被构造和布置为与用户面部处于相对关系的接口结构,
其中,接口结构包括具有弯曲截面的弹性且柔性的面部接合部,
其中面部接合部包括在径向向外的后方上延伸的前部,前部弯成在径向向内的后方上延伸的后部,其中后部的面向后的表面提供用户接触表面。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括具有弯曲截面的弹性且柔性的面部接合部;其中面部接合部包括在径向向外的后部方向上延伸的前部,前部弯成在径向向内的后部方向上延伸的后部,其中后部的面向后的表面提供用户接触表面。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户的面部处于相对关系,接口结构包括具有弯曲截面的弹性且柔性的面部接合部,其中面部接合部包括沿径向向外的后部延伸的前部。
在示例中:(a)面部接合部配置为使得后部在使用中被偏置成与用户的面部接合;(b)面部接合部包括具有封闭截面的至少一个闭环部;(c)面部接合部包括第一闭环部和第二闭环部;(d)第一闭环部和第二闭环部在使用中设置在用户鼻子的相应侧上;(e)第一闭环部和第二闭环部在使用中靠近用户的颊部设置;(f)面部接合部围绕自身弯曲并与其重叠以提供至少一个闭环部;(g)面部接合部包括基部和包括环法兰的环部,其中环法兰与基部重叠以提供环部;(h)环部从前位置延伸到后位置;(i)环部的截面在前位置和后位置之间逐渐变细;(j)环部包括在前位置和环法兰之间的弓形部;(k)环法兰与基部的面向前的表面重叠;(l)环法兰紧固到基部上;(m)基部和环部一体地形成为单个部件;(n)接口结构包括跨越在面部接合部的颊部之间的遮光鼻部,其中遮光鼻部包括在用户鼻部的鼻突点上沿径向且在上方向上延伸的鼻突点部,其中遮光鼻部进一步包括从鼻突点部沿向上方向延伸的第一鼻梁部和第二鼻梁部,第一鼻梁部和第二鼻梁部之间具有狭槽,狭槽从遮光鼻部的后边缘朝向前鼻部延伸,并且其中第一鼻梁部和第二鼻梁部配置为在使用中搁置在用户的鼻梁的相应侧;(o)接口结构包括泡沫衬垫,后部在泡沫衬垫上方延伸;(p) 面部接合部包括从面部接合部的径向面向内的表面延伸的衬垫支撑法兰;(q)泡沫衬垫设置在衬垫支撑法兰与后部之间;(r)面部接合部包括多个区域,多个区域中的每一个具有相应的截面厚度;(s)面部接合部包括前额部、两个颊部和两个侧部,两个侧部在使用中靠近用户的蝶窦区域并且将前额部连接到相应颊部;(t)面部接合部的多个区域包括:围绕面部接合部的内周边延伸的第一区域;第二区域,其围绕面部接合部的外周边延伸;第三区域,其围绕面部接合部的内周边延伸,位于第一区域和第二区域之间;在每个颊部的第四区域,其由第一区域和第三区域限定;(u)第一区域包括前额部中的后前额部,后前额部从面部接合部的内周边沿向上的方向延伸;(v)第三区域包括前额部中的上前额部,上前额部在前额部的中心上方延伸到前前额部中;(w)第二区域包括上侧部,每个上侧部从相应的侧部朝向上前额部延伸;(x)第二区域包括外周边前额部;(y)第一区域具有比第四区域更大的厚度;(z)第四区域具有比第三区域更大的厚度;(aa) 第三区域具有比第二区域更大的厚度;(ab)第一区域在前后方向上通过前额部的宽度大于颊部或侧部的宽度;和/或(ac)第二区域在前后方向上通过前额部的宽度大于颊部处的宽度。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括刚性支撑部和设置到刚性支撑部的柔性且弹性的面部接合部,并且其中,面部接合部具有弯曲的截面。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括刚性支撑部和设置到刚性支撑部的柔性且弹性的面部接合部,其中面部接合部具有弯曲的截面。
在示例中:(a)面部接合部包括支撑法兰和具有面部接合表面的一体式面部接合法兰;(b)面部接合部的重叠部固定到刚性支撑部; (c)刚性支撑部包括定位部;(d)面部接合部包括偏置部,偏置部配置为向面部接合部提供沿用户面部方向的偏置力;(e)偏置部包括弹簧;(f)偏置部被接纳在定位部内;和/或(g)面部接合部包括在刚性支撑部和面部接合法兰之间的折叠部分。
在进一步的示例中:(a)接口结构包括由弹性和柔性的面部接合部支撑的泡沫部,其中泡沫部提供面部接合表面;(b)泡沫部永久地附接到面部接合法兰上;(c)泡沫部可释放地附接到面部接合法兰上;和/或(d)泡沫衬垫包括织物泡沫复合材料、植绒泡沫或粗泡沫中的一种。
在进一步的示例中:(a)接口结构包括织物层,织物层设置到弹性且柔性的面部接合部,其中织物层提供面部接合表面;(b)织物层可释放地附接到面部接合部;和/或(c)织物层永久性地附接到面部接合部。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括由更刚性的支撑部支撑的面部接合部,其中,面部接合部包括泡沫衬垫和覆盖泡沫衬垫的弹性体盖。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户的面部处于相对关系,接口结构包括由更刚性的支撑部支撑的面部接合部,其中面部接合部包括泡沫衬垫和覆盖泡沫衬垫的弹性体盖。
在示例中:(a)面部接合部包括支撑法兰和从支撑法兰延伸的衬垫支撑法兰;(b)泡沫衬垫设置在衬垫支撑法兰上;(c)衬垫盖可释放地附接到接口结构;(d)衬垫盖永久性地附接到接口结构;衬垫盖与支撑法兰和衬垫支撑法兰一体地形成(例如,一体地形成);(e) 衬垫盖不围绕泡沫衬垫延伸至衬垫支撑法兰;(f)衬垫支撑法兰从刚性支撑部延伸,并且由比衬垫盖更刚性的材料制成;(g)衬垫盖在使用中从靠近用户面部的衬垫支撑法兰上的位置延伸;(h)面部接合部包括固定到刚性支撑部的重叠部;(i)衬垫盖覆盖泡沫衬垫和支撑法兰;(j)衬垫盖的边缘位于靠近刚性支撑部的位置;和/或(k)衬垫盖连接到刚性支撑部。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括支撑结构和面部接合部,面部接合部一体地形成为包括不同厚度的单个部件,从而在面部接合表面处提供期望水平的刚性和/或缓冲效果。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括支撑结构和面部接合部,面部接合部一体地形成为包括不同厚度的单个部件,以便在面部接合表面处提供期望水平的刚性和/或缓冲效果。
在示例中:(a)接口结构包括前额部、两个颊部和两个侧部,两个侧部在使用中靠近用户的蝶窦区域并且将前额部连接到相应颊部; (b)凸片从每个颊部的自由端延伸;(c)接口结构包括围绕接口结构的内周边延伸的第一区域;(d)接口结构包括围绕接口结构的外周延伸的第二区域;(e)接口结构包括围绕接口结构的内周边延伸的第三区域,第三区域位于第一区域与第二区域之间;(f)接口结构包括在每个颊部的第四区域,第四区域由第一区域和第三区域界定;(g) 第一区域包括前额部中的后前额部,后前额部在上方向上从接口结构的内周边延伸;(h)第三区域包括前额部中的上前额部,上前额部在前额部的中心上方延伸到前前额部中;(i)第二区域包括上侧部,每个上侧部从相应的侧部朝向上前额部延伸;(j)第二区域包括外周边前额部;(k)第一区域具有比第四区域更大的厚度;(l)第四区域具有比第三区域更大的厚度;(m)第三区域具有比第二区域更大的厚度; (n)第一区域具有在1.9mm至2.3mm之间的厚度;(o)第一区域具有约2mm的厚度;(p)第四区域具有1.4mm至1.8mm之间的厚度;(q)第四区域具有约1.5mm的厚度;(r)第二区域具有在0.9mm 至1.2mm之间的厚度;(s)第二区域具有约1mm的厚度;(t)第三区域具有在0.4mm至0.8mm之间的厚度;(u)第三区域具有约0.7 mm的厚度;(v)通过前额部的第一区域的宽度宽于颊部或侧部的第一区域的宽度;和/或(w)第二区域通过前额部的宽度大于颊部的宽度。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括面部接合部,面部接合部配置为在使用中被偏置成与用户的面部接合。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括面部接合部,面部接合部配置为在使用中被偏置成与用户面部相接合。
在示例中:(a)只有面部接合部的选定区域偏置朝向与用户面部接合;(b)接口结构成形为使得当卸载时,面部接合部的区域以不平行于面部接合部将要与之接合的用户面部的表面的角度朝向用户延伸;(c)对应于用户面部的典型凹陷区域的第一接口部被成形为将面部接合法兰朝向与用户面部的接合偏置;和/或(d)对应于用户面部的典型突出区域的第二接口部被成形为避免将面部接合法兰朝向与用户面部的接合偏置。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括底盘,底盘配置为允许气流进入接口结构和用户之间的空间。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括底盘,底盘被构造成允许气流进入接口结构和用户之间的空间。
在示例例中:(a)底盘包括至少一个开口;(b)底盘包括侧开口、上开口和下开口中的一个或多个;(c)底盘包括主底盘部和侧底盘部,主底盘部配置为在使用中横向延伸跨过用户面部,侧底盘部配置为在总体上向后的方向上延伸;(d)底盘包括在主底盘部与每个侧底盘部之间的至少一个开口;(e)头戴式显示单元包括显示单元壳体,并且在接口结构与显示单元壳体之间提供通向至少一个开口的空气通路;(f)底盘包括提供在主底盘部与各侧底盘部之间的加强件;(g) 底盘包括跨越在主底盘部与各侧底盘部之间的一个或多个加强构件; (h)接口结构包括面部接合部;和/或(i)面部接合部与底盘是一体的。
3.6额骨支撑部
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
额骨支撑部,其配置为用于在使用中在覆盖用户头部的额骨的位置处接合用户头部;
其中额骨支撑部连接到头戴式显示单元。
3.6.1额骨支撑部连接到头戴式显示单元
在示例中:
·定位和稳定结构包括连接在额骨支撑部和头戴式显示单元之间的额骨连接件;
·额骨连接件基本上位于用户头部的矢状平面中;
·额骨连接件由柔性材料形成;
·柔性材料包括柔性非弹性材料,诸如热塑性材料;
·柔性材料包括弹性材料,诸如硅酮、TPE或弹性织物绑带中的一种;和/或
·额骨连接件由基本上刚性的材料形成,诸如热塑性材料。
3.6.2额骨支撑部连接到后支撑部
在进一步的示例中:
·定位和稳定结构包括一对侧连接件,各侧连接件连接在额骨支撑部与后支撑部之间;
·后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
·各侧连接件连接到邻近枕骨绑带部的后支撑部的相应侧,或连接到枕骨绑带部的相应侧;
·每个侧连接件是弹性可延伸的;
·侧连接件长度可调;
·每个侧连接件固定地连接至额骨支撑部并且可释放地附接到后支撑部;
·每个侧连接件通过卡扣按钮、夹子或钩环连接连接到后支撑部;
·每个侧连接件可释放地附接到额骨支撑部上并且可释放地附接到后支撑部上;和/或
·每个侧连接件可释放地附接到额骨支撑部上并且固定地连接到后支撑部上。
3.6.3额骨支撑部连接到臂
在进一步的示例中:
·头戴式显示单元包括:显示单元壳体以及从显示单元壳体延伸的一对臂,侧绑带部各自连接到这些臂中的对应的一个上;
·每个侧绑带部连接到一对臂中的相应一个臂的后端;
·每个侧绑带部穿过在相应的臂的后端处的孔眼并且紧固回到其自身上;和/或
·该对臂中的每个臂能够相对于显示单元壳体枢转。
在进一步的示例中:
·定位和稳定结构包括一对侧连接件,每个侧连接件连接在额骨支撑部与该对臂中的相应一个臂之间;
·每个侧连接件是弹性可延伸的;
·侧连接件长度可调;
·每个侧连接件被固定地连接到额骨支撑部上并且可释放地附接到这些臂中的相应一个臂上;
·每个侧连接件通过卡扣按钮、夹子或钩环连接连接到臂中的相应一个臂上;
·每个侧连接件可释放地附接到额骨支撑部上并且可释放地附接到臂中的相应一个臂上;和/或
·每个侧连接件可释放地附接到额骨支撑部上并且固定地连接到臂中的相应一个臂上。
3.7头发绑带部
一种用于头戴式显示系统的定位和稳定结构,定位和稳定结构配置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户头部上的可操作位置,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一个或多个前支撑部,一个或多个前支撑部配置为在使用中连接后支撑部和头戴式显示单元;以及
连接到后支撑部的头发绑带部,头发绑带部在使用中可定位在用户的头部和从用户的头部的后部下降的头发之间。
在示例中:
·一个或多个前支撑部包括将后支撑部连接到头戴式显示单元的一对侧绑带部;
·头发绑带部包括连接到后支撑部的相应侧面的一对端部;
·头发绑带部的每个端部在使用中靠近用户头部的的法兰克福水平面;
·头发绑带部在一端或两端可移除地附接到后支撑部;
·头发绑带部包括左绑带部和可移除地附接到其的右绑带部;
·左绑带部在使用中靠近用户头部的矢状平面可移除地附接到右绑带部;
·头发绑带部是弹性可延伸的;
·头发绑带部是基本上不可延伸的;
·后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
·头发绑带部在使用时连接到枕骨绑带部;和/或
·头发绑带部在枕骨绑带部的端部附近连接到枕骨绑带部上。
3.8向内偏置的接口结构
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括:
底盘,底盘包括主底盘部和侧底盘部,主底盘部配置为在使用中横向延伸跨过用户面部,侧底盘部配置为在总体上向后的方向上延伸;
面部接合部,其围绕底盘的周边连接,面部接合部配置为在使用中接触用户的面部;
其中,侧底盘部中的每一个朝向用户头部向中间偏置,以在用户头部的每一侧上在用户的蝶骨处或附近将面部接合部偏置成与用户头部接触。
在示例中:
·底盘是柔性的,允许侧底盘部在使用中被用户头部侧向展开成展开构型并且被居中地偏置朝向未展开构型;
·侧底盘部是柔性的,以便相对于主底盘部挠曲或枢转,从而允许侧底盘部在使用中被用户的头部侧向展开成展开构型并且被居中地偏置朝向未展开构型;
·侧底盘部能够相对于主底盘部挠曲或枢转,从而允许侧底盘部被用户头部侧向展开成展开构型并且在使用中被居中地偏置成未展开构型,每个侧底盘部被偏置部件居中地偏置;
·偏置部件包括弹簧元件,弹簧元件配置为用于居中地拉动每个侧底盘部;
·偏置部件包括弹簧元件,弹簧元件配置为用于居中地推动每个侧底盘部;
·面部接合部包括面部接合法兰;
·面部接合法兰从底盘向内弯曲;
·面部接合法兰由硅树脂形成;
·底盘包括在主底盘部与每个侧底盘部之间的至少一个开口;和/ 或
·头戴式显示单元包括显示单元壳体,并且在接口结构与显示单元壳体之间提供通向至少一个开口的空气通路;
3.9定位和稳定结构,其连接到接口结构
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括:
显示单元壳体,其包括显示器;以及
接口结构,其配置为在使用中接触用户面部;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;以及
一对侧绑带部,其连接到后支撑部并且配置为连接到头戴式显示器的接口结构。
3.10定位和稳定结构向内拉动底盘的侧部
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器和接口结构,接口结构包括:
底盘,其包括主底盘部和侧底盘部,主底盘部配置为在使用中横向延伸跨过用户面部,并且每个侧底盘部配置为从主底盘部的对应的侧面在总体上向后的方向上延伸;
面部接合部,其围绕底盘的周边连接,面部接合部配置为在使用中接触用户的面部;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为在使用中连接后支撑部和头戴式显示单元;
其中,在使用中,定位和稳定结构连接到头戴式显示单元,使得在使用中,侧底盘部通过侧绑带部被推向用户头部的中间,以在用户的头部的每一侧上在用户的蝶骨处或附近推动面部接合部与用户头部接触。
在示例中:
·每个侧绑带部配置为连接到侧底盘部中的对应的一个上;
·每个侧绑带部配置为向后拉动相应的侧底盘部,使得侧底盘部向中间弯曲或枢转,以迫使面部接合部在用户的蝶骨处或附近与用户头部接触;
·每个侧绑带部配置为居中地推动相应的侧底盘部,使得侧底盘部中间地弯曲或枢转,以迫使面部接合部在用户蝶骨处或接近用户的蝶骨处与用户头部接触;
·每个侧绑带部配置为用于经由基本上刚性的构件中间地推动相应的侧底盘部;
·后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
·前支撑部包括一对上侧绑带部和一对下侧绑带部,每个上侧绑带部配置为在使用中连接在后支撑部与用户头部的相应侧上的头戴式显示单元之间,每个下侧绑带部配置为在使用中连接在后支撑部与用户头部相应侧上的头戴式显示单元之间;
·上侧绑带部各自配置为向具有上部件和后部件的头戴式显示单元施加力;
·下侧绑带部各自配置为通过磁性连接而可移除地连接到相应的侧底盘部上;和/或
·后支撑部包括环形绑带部,环形绑带部具有覆盖用户颅骨的顶骨的上部和覆盖用户颅骨的枕骨的下部。
3.11包括两个或更多个部件的接口结构
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中接口结构包括底盘和面部接合部,其中面部接合部的至少一部分配置为可释放地附接到底盘。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括底盘和面部接合部,其中面部接合部的至少一部分配置为可释放地附接到底盘。
在示例中:(a)面部接合部的可释放附接部可以在离散位置处设置到底盘;(b)可释放附接部可以设置在接口结构的前额区域和/或一个或多个颊部区域中的一个或多个中;(c)接口结构的可释放附接部可以被提供到底盘的整个周边,或其至少大部分;(d)接口结构的可释放附接部可以由以下中的一个或多个制成:泡沫材料、弹性体材料、织物材料和复合材料;(e)接口结构的面部接合部可以包括至少一个弹性体部和至少一个泡沫部;(f)至少一个泡沫部可以附接到接口结构上,使得弹性体部覆盖泡沫部以提供面部接合表面;(g)至少一个泡沫部可以附接到底盘、弹性体部、或底盘和弹性体部两者上;(h) 接口结构的面部接合部的一部分可以永久地附接到底盘;和/或(i)可提供面部接合部的永久附接部中的空间,在空间中可移除附接部可以相对于底盘定位和附接。
3.12壳体周边内侧的侧臂
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;
定位和稳定结构,其被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体,其包括显示器;
接口结构,其配置为在使用中接触用户面部;
一对臂,每个臂从显示单元壳体向后延伸,每个臂配置为用于连接到定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个;
其中显示单元壳体具有后侧,后侧具有周边,臂中的每一个从显示单元壳体的后侧的周边内从显示单元壳体延伸。
本技术的另一方面涉及用于其的头戴式显示单元。
在示例中:
·接口结构具有周边,每个臂位于显示单元壳体的后侧的周边与接口结构的周边之间;
·每个臂包括孔眼,孔眼配置为接收定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个侧绑带部;
·每个臂的孔眼位于或靠近相应臂的后端;
·该对臂中的每个臂能够相对于显示单元壳体枢转;
·每个臂配置为在使用中绕垂直于用户头部的矢状平面的水平轴线枢转;
·每个臂配置为枢转过至少9度的角度范围;和/或
·角度范围是至少19度。
在进一步的示例中:
·每个臂具有相对于显示单元壳体的预定枢转运动阻力;
·臂中的每一者配置为在多个预定递增定向之间枢转,在臂能够从一个预定递增定向枢转到另一预定递增定向之前需要克服预定枢转运动阻力;
·臂中的每一个包含一个或多个第一接合特征,第一接合特征配置为在臂在预定递增定向之间枢转期间顺序地与头戴式显示单元的多个第二接合特征啮合;
·每个臂包括单个第一接合特征;
·臂中的每一个包括多个第一接合特征,每个第一接合特征配置为一次与第二接合特征中的相应一个接合,并且配置为在臂的枢转期间在第二接合特征之间顺序地移动;
·臂中的每一个包括多个第一接合特征,多个第一接合特征配置为与头戴式显示单元的一个或多个第二接合特征接合,一个或多个第二接合特征配置为在臂在预定递增定向之间的枢转期间顺序地与第一接合特征接合;
·第一接合特征为凸起,第二接合特征为凹陷;和/或
·第一接合特征是凹陷,第二接合特征是突起。
在进一步的示例中:
·每个臂包括可枢转地连接到显示单元壳体的毂部和从毂部延伸的伸长部;
·每个臂的一个或多个第一接合特征设置到臂的细长部;
·每个臂配置为变形以允许一个或多个第一接合特征在臂的枢转过程中在第二接合特征之间顺序地移动;和/或
·每个臂包括弹簧,弹簧配置为用于将臂的细长部朝向第二接合特征偏置,这样使得一个或多个第一接合特征被偏置成与第二接合特征相接合。
在进一步的示例中:
·每个臂的一个或多个第一接合特征以圆形布置提供到臂的毂部并且配置为与毂部一起围绕臂的枢转点旋转;
·每个臂的第一接合特征在径向上背离枢转点,并且第二接合特征在径向上面向枢转点;
·每个臂的第一接合特征在径向上面向枢转点,并且第二接合特征在径向上背离枢转点;
·第一接合特征被提供给毂部的可变形部,可变形部配置为在臂被枢转时变形以允许第一接合特征在第二接合特征之间顺序地移动;
·毂部包括升高部,升高部相对于臂升高并且包括可变形部和第一接合特征,升高部包括邻近每个可变形部的孔,孔允许可变形部和第一接合特征朝向孔变形以便当臂被枢转时允许第一接合特征在多个第二接合特征之间顺序地移动;
·每个可变形部包括一个或多个悬臂部,悬臂部在其上具有第一接合特征中的至少一个,悬臂部配置为变形以允许当臂枢转时第一接合特征在第二接合特征之间顺序地移动;
·每个悬臂部在其端部具有单个第一接合特征;
·每个悬臂部在其上具有多个第一接合特征;
·升高部具有S形形状;和/或
·臂的第一接合特征形成到头戴式显示单元的卡扣配合连接,以将臂连接到头戴式显示单元。
在进一步的示例中:
·第一接合特征在平行于臂的旋转轴线的方向上背离臂的毂部并且面向第二接合特征。
·毂部配置为平行于臂的旋转轴线移动以移动离开第二接合特征,从而当臂被枢转时允许第一接合特征在多个第二接合特征之间顺序地移动;和/或
·毂部被弹簧朝向第二接合特征偏置。
在进一步的示例中:
·每个臂连接到显示单元壳体,使得每个臂相对于显示单元壳体枢转需要克服预定的静扭矩阻力;
·通过静摩擦提供预定的静扭矩阻力;
·头戴式显示系统包括一对摩擦环,每个摩擦环被安装成与臂中的相应一个臂接触并且与头戴式显示单元内的相邻表面接触,以提供需要克服的静摩擦,从而使得每个臂相对于显示单元壳体枢转;
·每个摩擦环位于摩擦环腔内,摩擦环腔部分地由相应的臂限定并且部分地由头戴式显示单元的安装有臂的部分限定;
·每个臂附接至一对臂安装部中的相应一个;
·臂中的每一个附接到一对臂安装部中的相应一个上,显示单元壳体包括位于显示单元壳体的相对侧面上的一对侧部,臂安装部中的每一个附接到侧部中的相应一个的中间侧上;
·每个臂位于显示单元壳体的相应的臂安装部和相应的侧部之间;
·每个臂具有包括长轴和短轴的截面形状,每个臂在长轴上比在短轴上大,其中在沿着每个臂的长度位于显示单元壳体内部的点处,在使用中长轴与用户头部矢状平面成斜角取向;
·在沿着位于显示单元壳体内部的每个臂的长度的点处,截面形状的长轴在使用中具有上中-下侧取向;
·每个臂被成形为使得截面的长轴沿着臂的长度改变取向;和/或
·在沿着位于显示单元壳体外部的每个臂的长度的点处,主轴取向为在使用中基本上平行于用户头部的矢状平面。
在进一步的示例中:
·头戴式显示单元包括一对电子体积,每个电子体积位于头戴式显示单元的相应侧上并且邻近臂中的相应一个臂,每个电子体积包括一个或多个电子部件;
·每个臂包括在枢转点可枢转地连接到显示单元壳体的毂部和从毂部延伸的细长部;
·细长部是弯曲的以避免与电子体积相干涉;
·每个臂包括用于与侧绑带部连接的孔眼,细长部包括从穿过孔眼和枢转点的轴线偏移的偏移部分;和/或
·电子体积包含传感器、电池、处理器或音频扬声器中的一个或多个。
3.13臂具有连接到侧绑带部的弹性连接件元件
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;
定位和稳定结构,其被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体,其包括显示器;
接口结构,其配置为在使用中接触用户面部;
一对臂,每个臂从显示单元壳体向后延伸,每个臂配置为用于可释放地直接附接到定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个;
一对弹性连接件,每个弹性连接件配置为形成将侧绑带部中的相应一个侧绑带部连接到这些臂中的相应一个臂上的弹性连接,
其中,弹性连接件配置为当侧绑带部没有直接附接到这些臂上时在头戴式显示系统的穿戴和取下过程中拉伸,同时维持侧绑带部与臂之间的弹性连接。
在示例中:
·每个臂包括毂部和细长部,弹性连接件在弹性连接件连接点处连接到细长部;
·每个臂包括在臂的后端处的孔眼,孔眼配置为连接到相应的侧绑带部;
·弹性连接件连接点位于孔眼的前方;
·每个弹性连接件永久地连接到相应的臂;和/或
·每个弹性连接件可移除地附接到相应的侧绑带部。
3.14臂,其配置为枢转通过预定递增定向
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;
定位和稳定结构,其被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体,其包括显示器;
接口结构,其配置为在使用中接触用户面部;
一对臂,每个臂从显示单元壳体向后延伸,每个臂配置为用于连接到定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个,
其中臂中的每一个配置为相对于显示单元壳体在多个预定的递增方向之间枢转,并且其中在臂能够从一个预定的递增方向枢转到另一预定的递增方向之前需要克服预定的枢转运动阻力。
在示例中:
·显示单元壳体具有后侧,后侧具有周边,臂中的每一个从显示单元壳体的后侧的周边内从显示单元壳体延伸;
·臂中的每一个包含一个或多个第一接合特征,第一接合特征配置为在臂在预定递增定向之间枢转期间顺序地与头戴式显示单元的多个第二接合特征啮合;
·每个臂包括单个第一接合特征;
·臂中的每一个包括多个第一接合特征,每个第一接合特征配置为一次与第二接合特征中的相应一个接合,并且配置为在臂的枢转期间在第二接合特征之间顺序地移动;
·臂中的每一个包括多个第一接合特征,多个第一接合特征配置为与头戴式显示单元的一个或多个第二接合特征接合,一个或多个第二接合特征配置为在臂在预定递增定向之间的枢转期间顺序地与第一接合特征接合;
·第一接合特征为凸起,第二接合特征为凹陷;和/或
·第一接合特征是凹陷,第二接合特征是突起。
在进一步的示例中:
·每个臂包括可枢转地连接到显示单元壳体的毂部和从毂部延伸的伸长部;
·每个臂的一个或多个第一接合特征设置到臂的细长部;
·每个臂配置为变形以允许一个或多个第一接合特征在臂的枢转过程中在第二接合特征之间顺序地移动;和/或
·每个臂包括弹簧,弹簧配置为用于将臂的细长部朝向第二接合特征偏置,这样使得一个或多个第一接合特征被偏置成与第二接合特征相接合。
在进一步的示例中:
·每个臂的一个或多个第一接合特征以圆形布置提供到臂的毂部并且配置为与毂部一起围绕臂的枢转点旋转;
·每个臂的第一接合特征在径向上背离枢转点,并且第二接合特征在径向上面向枢转点;
·每个臂的第一接合特征在径向上面向枢转点,并且第二接合特征在径向上背离枢转点;
·第一接合特征被提供给毂部的可变形部,可变形部配置为在臂被枢转时变形以允许第一接合特征在第二接合特征之间顺序地移动;
·毂部包括升高部,升高部相对于臂升高并且包括可变形部和第一接合特征,升高部包括邻近每个可变形部的孔,孔允许可变形部和第一接合特征朝向孔变形以便当臂被枢转时允许第一接合特征在多个第二接合特征之间顺序地移动;
·每个可变形部包括一个或多个悬臂部,悬臂部在其上具有第一接合特征中的至少一个,悬臂部配置为变形以允许当臂枢转时第一接合特征在第二接合特征之间顺序地移动;
·每个悬臂部在其端部具有单个第一接合特征;
·每个悬臂部在其上具有多个第一接合特征;
·升高部具有S形形状;和/或
·臂的第一接合特征形成到头戴式显示单元的卡扣配合连接,以将臂连接到头戴式显示单元。
在进一步的示例中:
·第一接合特征在平行于臂的旋转轴线的方向上背离臂的毂部并且面向第二接合特征;
·毂部配置为平行于臂的旋转轴线移动以移动离开第二接合特征,从而当臂被枢转时允许第一接合特征在多个第二接合特征之间顺序地移动;和/或
·毂部被弹簧朝向第二接合特征偏置。
3.15臂可滑动地且可枢转地连接到显示单元壳体
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;
定位和稳定结构,其被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体,其包括显示器;
接口结构,其配置为在使用中接触用户面部;
一对臂,每个臂从显示单元壳体向后延伸,每个臂配置为用于连接到定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个;
其中每个臂可滑动地连接到显示单元壳体并且配置为可滑动地移动以绕枢转点枢转。
本技术的另一方面涉及用于其的头戴式显示单元。
在示例中:
·每个臂在与各自的枢转点隔开的位置可滑动地连接到显示单元壳体;
·每个臂可滑动地连接到显示单元壳体的一对引导件中的相应引导件,以便沿着相应引导件滑动并围绕相应枢转点枢转;
·每个引导件是细长且弯曲的;
·每个臂的前端位于引导件中的相应一个引导件附近;
·显示单元壳体具有一对最后面的点,最后面的点位于显示单元壳体的相应侧面上,并且每个引导件位于显示单元壳体的最后面的点中的相应一个附近;
·显示单元壳体具有后侧,后侧具有周边,臂中的每一个从显示单元壳体的后侧的周边内从显示单元壳体延伸;
·接口结构具有周边,每个臂位于显示单元壳体的后侧的周边与接口结构的周边之间;
·臂中的每一个附接到一对臂安装部中的相应一个上,显示单元壳体包括位于显示单元壳体的相对侧面上的一对侧部,臂安装部中的每一个附接到侧部中的相应一个的中间侧上;
·每个臂位于显示单元壳体的相应的臂安装部和相应的侧部之间;
·每个臂配置为在使用中绕垂直于用户头部的矢状平面的水平轴线枢转;
·每个臂配置为枢转过至少9度的角度范围;
·角度范围是至少19度;
·每个臂具有相对于显示单元壳体的预定枢转运动阻力;
·每个臂包括孔眼,孔眼配置为接收定位和稳定结构的侧绑带部中的相应一个侧绑带部;
·每个臂的孔眼位于或靠近相应臂的后端;
·每个臂具有相对于显示单元壳体的预定枢转运动阻力;
·臂中的每一者配置为在多个预定递增定向之间枢转,在臂能够从一个预定递增定向枢转到另一预定递增定向之前需要克服预定枢转运动阻力;
·显示单元壳体包括对应于预定递增定向的多个凹陷,每个臂包括配置为配合到每个凹陷的突起;
·每个臂连接到显示单元壳体,使得每个臂相对于显示单元壳体枢转需要克服预定的静扭矩阻力;和/或
·通过静摩擦提供预定的静扭矩阻力;
3.16集成到接口结构中的头带扣
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;以及
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
顶绑带部,其配置为连接在后支撑部和头戴式显示单元之间;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体;以及
接口结构,其被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括:
面部接合部,其配置为在使用中接合用户面部;以及
底盘,其连接到面部接合部,底盘进一步连接到显示单元壳体以将接口结构附接到显示单元壳体;
其中底盘配置为用于附接到顶绑带部上。
本技术的另一方面涉及用于其的头戴式显示单元。
在示例中:
·底盘包括孔眼,顶绑带部能够穿过孔眼环回并且固定到其自身上;
·孔眼由底盘和显示单元壳体两者形成,使得顶绑带部能够环绕底盘的一部分和显示单元壳体的一部分两者;
·孔眼,其形成在底盘的上突出部中;和/或
·上突出部通过显示单元壳体中的开口突出。
3.17使用可释放的紧固件连接侧枕骨绑带部
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为用于接合用户头部的后部,后支撑部包括:
顶骨绑带部,其配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨;
中间枕骨部,其配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于其下方;
一对侧枕骨绑带部,其配置为连接在顶骨绑带部与侧向枕骨部之间,每个侧枕骨绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;以及
顶绑带部,其配置为连接在后支撑部和头戴式显示单元之间,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户头部的上部;
其中该对侧枕骨绑带部中的每一个配置为可释放地附接到侧向枕骨部。
在示例中:
·头戴式显示系统包括用于为头戴式显示系统供电的电池组,电池组配置为在使用中位于用户头部的后方;
·电池组配置为在使用中连接到顶绑带部;
·中间枕骨部包括枕骨刚性件;
·中间枕骨部形成定位和稳定结构的顶绑带部的一部分;
·中间枕骨部包括中间枕骨部绑带;
·中间枕骨部形成顶绑带部的基本上不可延伸层;
·中间枕骨部永久地附接在顶绑带部内;
·中间枕骨部永久地附接到顶绑带部的面向用户的层上;
·述定位和稳定结构包括在一对中间枕骨绑带部中的每一个和中间枕骨部之间的可释放紧固件;
·每个可释放紧固件包括配置为附接到对应连接点的紧固件部;
·中间枕骨部包括一对连接点,该对连接点配置为连接到设置在相应的侧枕骨绑带部上的对应的紧固件部;
·每个可释放紧固件包括磁性紧固件;
·每个磁性紧固件包括磁性夹持部,磁性夹持部配置为磁性地附接到连接点中的相应一个上;
·该对侧枕骨绑带部中的每一个配置为长度可调节;和/或
·每个可释放的紧固件包括孔眼,并且该对侧枕骨绑带部中的每一个的一部分穿过孔眼中的相应一个孔眼并且紧固回到其自身上。
3.18可清洗的用户接触层与顶绑带部的外层可分离
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为用于接合用户头部的后部,后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
顶绑带部,其配置为连接在后支撑部和头戴式显示单元之间,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户的头部的上部,顶绑带部包括面向用户的层和外层;
其中顶绑带部、顶骨绑带部、枕骨绑带部和侧绑带部的面向用户的层与顶绑带部的外层可分离。
在示例中:
·顶绑带部的面向用户的层、顶骨绑带部、枕骨绑带部和侧绑带部形成定位和稳定结构的可清洗部,可清洗部与顶绑带部的外层可分离以进行清洗;
·顶绑带部的外层配置为连接到头戴式显示器单元;
·枕骨绑带部可移除地连接到顶绑带部;
·顶绑带部配置为经由可枢转连接而连接到枕骨绑带部;
·可枢转连接包括按扣连接;
·枕骨绑带部包括一对侧枕骨绑带部,该对侧枕骨绑带部配置为连接在顶骨绑带部与顶绑带部之间,每个侧枕骨绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
·每个侧枕骨绑带部的长度可调节;
·每个侧枕骨绑带部配置为经由磁性紧固件连接到顶绑带部上;
·枕骨绑带部永久地连接到顶绑带部;
·枕骨绑带部包括枕骨连接接片,顶绑带部包括枕骨连接接片孔,枕骨连接接片配置为穿过枕骨连接接片孔并且固定到顶绑带部上;和/ 或
·枕骨连接接片是通过按扣连接而可连接到顶绑带部上。
在进一步的示例中:
·头戴式显示器系统包括用于为头戴式显示器系统供电的电池组,电池组配置为在使用中位于用户头部的后方,顶绑带部在使用中连接到电池组;
·顶绑带部包括形成顶绑带部的外层的外套筒;
·外套筒连接到电池组;
·头戴式显示器系统包括连接在电池组和用户的头戴式显示器单元之间的电力电缆,电力电缆位于外套筒内;
·电力电缆能够在外套筒内沿着外套筒的长度滑动;
·可清洗部通过一个或多个钩环连接可释放地附接到外套筒;
·外套筒包括多个钩部;
·可清洗部包括由连续环材料形成的表面,钩部能够附接到表面上;
·可清洗部包括多个与钩部相对应并且钩部能够附接至其上的连续环部;
·顶绑带部包括在使用中位于外层和面向用户的层之间的基本上不可延伸层;
·基本上不可延伸层是半刚性的;
·电池组可移除地连接到基本上不可延伸层;和/或
·基本上不可延伸层和电池组包括相应的第一和第二紧固件部,第一和第二紧固件部配置为将电池组可移除地连接到基本上不可延伸层。
在进一步的示例中:
·基本上不可延伸层位于外套筒内;和/或
·可清洗部与基本上不可延伸层是可分离的。
在进一步的示例中:
·基本上不可延伸层形成可清洗部的一部分;
·顶绑带部包括形成面向用户的层的用户接触部,基本上不可延伸层被提供给用户接触部;
·用户接触部包括用户接触套筒,基本上不可延伸层位于用户接触套筒内;
·用户接触套筒包括刚性开口,基本上不可延伸层能够通过刚性开口被可移除地插入;
·使用时,电池组覆盖刚性件开口;
·用户接触套筒包括紧固件开口,电池组能够通过紧固件开口可移除地附接到基本上不可延伸层;
·基本上不可延伸层包括第一紧固件部,第一紧固件部延伸穿过紧固件开口并配置为连接到电池组的相应第二紧固件部;
·使用时,电池组覆盖紧固件开口;
·枕骨连接接片配置为用于在用户接触套筒的非面向用户侧上连接到用户接触套筒上;
·枕骨连接突片配置为穿过用户接触套筒的面向用户侧上的第一用户接触套筒孔并且穿过用户接触套筒的面向非用户侧上的第二用户接触套筒孔;和/或
·枕骨连接接片配置为用于通过钩环连接来连接到用户接触套筒上。
3.18.1电池组构造
在进一步的示例中:
·电池组包括与电池组基部连接的电池组壳体;
·顶绑带部包括形成面向用户层的用户接触部;
·电池组基部配置为连接到顶绑带部的用户接触部上;
·电池组包括配置为引导电力电缆的电缆引导件;
·电缆引导件包括细长部,电力电缆能够通过细长部滑入和滑出电池组壳体;
·细长部是刚性的;
·电缆引导件包括配置为连接到电池组基部的电缆引导件安装部;
·电池组基部包括用于电缆引导件的电缆引导件安装件,电缆引导件安装件配置为连接到电缆引导件安装部;
·电缆引导件包括配置为用于接合顶绑带部的一个或多个齿;
·顶绑带部包括形成顶绑带部的外层的外套筒,外套筒连接到电池组;
·电力电缆位于外套筒内;
·电力电缆能够在外套筒内沿着外套筒的长度滑动;
·电缆引导件的齿配置为接合外套筒以将外套筒固定到电池组;
·电缆引导件包括多个齿;
·齿位于电缆引导件的细长部上并面向外;
·电缆引导件的齿将外套夹靠在电池组基部上;
·电缆引导件的细长部的至少一部分在使用中位于外套筒内;
·电缆引导件安装件包括配置为用于接合顶绑带部的一个或多个齿;
·电缆引导件安装件的齿配置为接合外套筒以将外套筒固定到电池组;
·电缆引导安装件的齿抵靠电缆引导件夹持外套筒;
·电池组基部包括基部凹陷,基部凹陷配置为用于接纳枕骨绑带部连接接片,枕骨绑带部连接接片配置为用于将枕骨绑带部连接到顶绑带部的用户接触部上;
·电池组包括电缆止挡件,电缆止挡件固定到电池组内部的电力电缆,电缆止挡件配置为限制电力电缆能够从电池组延伸的程度;
·电缆止挡件是环形的并且包括调节螺钉,调节螺钉配置为允许电缆止挡件的直径减小以接合电力电缆;和/或
·电缆止挡件包括配置为用于接合电力电缆的内螺纹。
在进一步的示例中:
·电池组壳体包括电力电缆开口,电缆引导件穿过电力电缆开口延伸出电池组壳体;
·电池组壳体包括配置为容纳电力电缆的一部分的电力电缆隔离物以及配置为容纳多个电池单元的一个或多个单元隔离物;
·电池组壳体包括将电力电缆隔离物与一个或多个电池隔离物隔开的一个或多个分隔壁;
·电力电缆开口与电力电缆隔离物对齐;
·电池组包括两个电池隔离物,电力电缆隔离物位于两个电池隔离物之间;
·电池组包括多个电池单元,这些电池单元在使用中竖直取向并且沿着左右轴线串联对齐;和/或
·电池单元在电池背面的后侧向内倾斜。
在进一步的示例中:
·电力电缆包括电池组内部的服务回路,服务回路配置为提供从电力电缆的电池组的延伸和缩回到电力电缆的电池组中;
·电力电缆以基本上平行于电池组基部的方向进入电池组,并远离电池组基部弯曲以形成服务回路;
·电力电缆以倾斜于电池组基部的方向进入电池组,并向电池组基部弯曲形成服务回路;
·电缆引导件包括面料套筒;
·电缆引导件包括一个或多个引入部件,引入部件配置为将电力电缆引导到面料套筒中;
·电缆引导件包括一个或多个滚轮,一个或多个滚轮配置为用于减少在面料套筒的入口处作用在电力电缆上的摩擦;
·面料套位于电池组内部;
·面料套位于电池组外部;
·电池组包括一个或多个支座,一个或多个支座配置为约束电池组内的电力电缆的形状和/或移动;
·电力电缆在服务回路和与电力电缆连接的一个或多个电池单元之间的一个或多个部分固定在电池组内的适当位置;和/或
·电力电缆的服务回路被成形为具有足够小的弯曲半径的曲线,使得服务回路在曲线的径向向外不经历与电池组壳体的摩擦接触。
3.19顶绑带部内的钩环连接
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
定位和稳定结构,其配置为用于在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中,定位和稳定结构包括:
后支撑部,其配置为接合用户头部的后部;
一对侧绑带部,其配置为连接在后支撑部与头戴式显示单元之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上;
顶绑带部,其配置为连接在后支撑部和头戴式显示单元之间,顶绑带部配置为在使用中覆盖用户的头部的上部,顶绑带部包括用户接触部和外层;
其中顶绑带部的用户接触部和顶绑带部的外层通过一个或多个钩环连接可拆卸地连接。
在示例中:
·后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部;
·顶骨绑带部、枕骨绑带部和侧绑带部通过钩环连接部的分离与用户接触部一起可从顶绑带部的外层分离;
·顶绑带部的用户接触部、顶骨绑带部、枕骨绑带部和侧绑带部形成定位和稳定结构的可清洗部,可清洗部与顶绑带部的外层可分离以进行清洗;
·顶绑带部的外层配置为连接到头戴式显示器单元;
·枕骨绑带部可移除地连接到顶绑带部的用户接触部;
·头戴式显示器系统包括用于为头戴式显示器系统供电的电池组,电池组配置为在使用中位于用户头部的后方,顶绑带部在使用中连接到电池组;
·顶绑带部包括形成顶绑带部的外层的外套筒,外套筒连接到电池组;
·头戴式显示器系统包括连接在电池组和头戴式显示器单元之间的电力电缆,电力电缆位于外套筒内;
·外套筒包括多个钩部;
·用户接触部包括由连续环材料形成的表面,钩部能够附接到表面上;
·用户接触部包括多个与钩部相对应并且钩部能够附接至其上的连续环部;
·外套筒包括多个环部,并且用户接触部包括多个钩部,多个钩部对应于环部并且配置为附接到环部;
·顶绑带部包括基本上不可延伸层;和/或
·基本上不可延伸层是半刚性的。
3.20包括泡沫部件的接口结构
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括支撑部和设置于支撑部的面部接合部,
其中支撑部包括第一泡沫部并且面部接合部包括第二泡沫部,
其中第一泡沫部具有比第二泡沫部更大的刚度。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括支撑部和设置到支撑部的面部接合部,其中支撑部包括第一泡沫部并且面部接合部包括第二泡沫部,并且其中第一泡沫部具有比第二泡沫部更大的刚度。
在进一步的示例中:(a)第一泡沫部和第二泡沫部可以由相同的材料制成,但密度不同;(b)第一泡沫部可以具有第一密度,并且第二泡沫部可以具有低于第一密度的第二密度;(c)泡沫部可以由粘弹性泡沫或聚氨酯泡沫制成;(d)面部接合部可以包括以下之一:原料泡沫、织物泡沫复合材料、或植绒泡沫;(e)支撑部可以具有在第一方向上延伸的第一支撑部,以及在第二方向上从第一支撑部延伸的第二支撑部;和/或(f)第一支撑部可沿大致径向的方向延伸穿过用户面部,而第二支撑部可沿大致向后的方向朝向用户面部延伸。
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括支撑部和设置于支撑部的面部接合部,
其中,支撑部和面部接合部一体地形成为单个部件,支撑部和面部接合部由泡沫材料制成。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户的面部处于相对关系,接口结构包括支撑部和设置到支撑部的面部接合部,其中支撑部和面部接合部一体地形成为单个部件,支撑部和面部接合部由泡沫材料制成。
在进一步的示例中:(a)面部接合部可以是弯曲的;(b)接口结构可以包括在支撑部和面部接合部之间的后弯过渡,以产生大致钩状的截面;(c)支撑部和面部接合部的整体形式可以是热成型的;和 /或(d)泡沫材料可包括以下之一:原料泡沫、织物泡沫复合材料或植绒泡沫。
3.21包括至少一个环部的接口结构
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括接口结构,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系,
其中,接口结构包括柔性且弹性的面部接合部,面部接合部具有弯曲的截面,
其中面部接合部包括具有封闭截面的至少一个环部。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括柔性且弹性的面部接合部,面部接合部具有弯曲的截面,其中面部接合部包括至少一个具有封闭的截面的环部。
在进一步的示例中:(a)面部接合部包括第一闭环部和第二闭环部;(b)第一闭环部和第二闭环部在使用中设置在用户鼻子的相应侧上;(c)第一闭环部和第二闭环部在使用中靠近用户的颊部设置;(d) 面部接合部围绕自身弯曲并与其重叠以提供闭环部;(e)面部接合部包括基部和包括环法兰的环部,其中环法兰与基部重叠以提供环部; (f)环部从前位置延伸到后位置;(g)环部的截面在前位置和后位置之间逐渐变细;(h)环部包括在前位置和环法兰之间的弓形部;(i) 环部包括在前位置和环法兰之间的弓形部;(j)弧形的截面在前位置与环法兰之间逐渐变细;(k)环法兰与基部的面向前的表面重叠;(l) 环法兰紧固到基部上;(m)基部和环部是作为分开的零件提供的,并且相对于彼此固定以提供闭环部;和/或(n)基部和环部一体地形成为单个部件。
3.22包括遮光鼻部的接口结构
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
头戴式显示单元包括被构造和安排成与用户面部处于相对关系的接口结构,其中接口结构包括支撑部和设置到支撑部的面部接合部,
其中,接口结构包括跨越在面部接合部的颊部之间的遮光鼻部,
其中遮光鼻部包括在用户鼻部的鼻突点上沿径向且在上方向上延伸的鼻突点部,
其中遮光鼻部进一步包括从鼻突点部沿向上方向延伸的第一鼻梁部和第二鼻梁部,第一鼻梁部和第二鼻梁部之间具有狭槽,狭槽从遮光鼻部的后边缘朝向前鼻部延伸,并且其中第一鼻梁部和第二鼻梁部配置为在使用中搁置在用户的鼻梁的相应侧上。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示单元的接口结构,头戴式显示单元被构造和布置成与用户的面部处于相对关系,其中接口结构包括支撑部和设置到支撑部的面部接合部,
其中,接口结构包括跨越在面部接合部的颊部之间的遮光鼻部,
其中遮光鼻部包括在用户鼻部的鼻突点上沿径向且在上方向上延伸的鼻突点部,
其中遮光鼻部进一步包括从鼻突点部沿向上方向延伸的第一鼻梁部和第二鼻梁部,第一鼻梁部和第二鼻梁部之间具有狭槽,狭槽从遮光鼻部的后边缘朝向前鼻部延伸,并且其中第一鼻梁部和第二鼻梁部配置为在使用中搁置在用户的鼻梁的相应侧上。
3.23接口结构相对于头戴式显示单元可释放地附接
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
其中头戴式显示单元包括:
接口结构,其被构造和布置成与用户面部处于相对关系,接口结构包括:
面部接合部,其配置为在使用中接合用户面部;以及
底盘,其连接到面部接合部,底盘可释放地附接到头戴式显示单元的底盘安装部;
其中底盘包括多个底盘捕捉部,并且底盘安装部包括多个安装捕捉部,其中底盘捕捉部配置为用于接合安装捕捉部以便将底盘附接到底盘安装部上。
在示例中:(a)底盘捕捉部包括捕捉突起;(b)捕捉突起包括面向后的捕捉表面;(c)面向后的捕捉表面在径向向外的前方上是成角度的;(d)捕捉突起包括面向前的引导表面;(e)面向前的引导表面在径向向内的前方方向上与面向后的捕捉表面成角度;(f)底盘捕捉部包括从捕捉突起沿向前方延伸的法兰;(g)法兰在径向向内的方向上延伸;(h)安装捕捉部包括面向前的捕捉表面;(i)面向前的捕捉表面在径向向内的前方方向上是成角度的;(j)安装捕捉部包括面向后的引导面;(k)安装捕捉部包括在面向后的引导表面和面向前的捕捉表面之间的过渡表面;(l)过渡表面在径向向内的后方上与面向前的捕捉表面成角度;(m)过渡面与面向前的捕捉表面之间的角度为锐角;(n)当底盘沿前方完全插入底盘安装部时,在面向后的捕获表面和面向前的捕获表面之间沿前后方向设置有间隙;(o)底盘包括主体部,并且底盘安装部包括配置为用于接收主体部的底盘接收部; (p)主体部包括U通道截面;和/或(q)底盘接收部包括L通道截面。
3.24通过曲折路径的接口结构的通风
本技术的另一方面涉及头戴式显示器系统,包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中;
其中头戴式显示单元包括:
显示单元壳体;
接口结构,其被构造和布置为与用户的面部处于相对关系,接口结构包括面部接合部,面部接合部配置为在使用中接合用户的面部;
在接口结构的内部与头戴式显示单元的外部之间的至少一个曲折气流路径,其中至少一个曲折气流路径在接口结构的外部与显示单元壳体的内部之间通过。
在示例中:(a)接口结构包括连接到面部接合部的底盘,并且其中头戴式显示单元包括至少一个气流端口,至少一个曲折气流路径穿过至少一个气流端口,其中至少一个气流端口设置在底盘和面部接合部之间的连接的前方;(b)至少一个气流端口包括提供在底盘中的至少一个底盘端口;(c)底盘可释放地附接到头戴式显示器单元的底盘安装部,其中至少一个气流端口包括提供在底盘安装件中的至少一个底盘安装端口;(d)至少一个气流端口被提供在径向面向的壁中;(e) 接口结构包括柔性且弹性部,柔性且弹性部包括面部接合部,并且其中柔性且弹性部包括一个或多个接口端口,至少一个曲折气流路径穿过接口端口;(f)接口结构的一个或多个接口端口设置在柔性且弹性部的至少一个面向前的部分中;(g)接口结构的一个或多个接口端口设置在柔性且弹性部的上部和柔性且弹性部的下部中的至少一者中; (h)接口结构的一个或多个接口端口设置在柔性且弹性部的在使用中靠近用户蝶骨区域的至少一个侧面部中;和/或(i)显示单元壳体在柔性且弹性部的一个或多个接口端口上方在后部方向上延伸。
还公开了一种头戴式显示系统,其包括上述任何形式的定位和稳定结构和/或接口结构,以及连接到其上的显示单元。
另一方面是一种用于头戴式显示器的定位和稳定结构,头戴式显示器包括后(或后部)支撑结构(或部),后(或后部)支撑结构(或部)在使用中布置成接触用户头部的后区域。
在一些形式中,后支撑部被布置在用户上耳基点后方。
在一些形式中,后支撑部被偏置成与用户的枕骨区域相接触。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括布置在用户头部的相对侧上并沿着用户头部的颞部区域延伸的相对连接件,以将后支撑部互连到头戴式显示单元。在一些形式中,定位和稳定结构包括将后支撑部连接到头戴式显示单元的前支撑部。
本技术还可以涉及提供在支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示器中使用的接口结构。
另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示器的装置。
另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示器的方法。
本技术的另一种形式包括用于人的头戴式显示系统,头戴式显示系统包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
用于头戴式显示系统的操作的控制系统;以及
定位和稳定结构,其配置为用于将头戴式显示单元固持在用户眼睛前方,使得显示器在使用中由用户可观看。
头戴式显示系统可以是头盔式的,可以配置为用于虚拟现实显示,可以配置为用于增强现实显示,可以配置为用于混合现实显示。
本技术的另一种形式包括用于人的头戴式显示系统,头戴式显示系统包括:
头戴式显示单元,其包括显示器;
用于头戴式显示系统的操作的控制系统;以及
定位和稳定结构,其包括前支撑部和后支撑部,其中:
后部配置为用于在使用中接合人的头部的后部区域;
前支撑部包括:
左侧部,其配置为将后支撑部和头戴式显示器系统互连;以及
右侧部,其配置为用于将后部与头戴式显示器系统互连。
在一些示例中:a)头戴式显示设备进一步包括光屏蔽件;b)光屏蔽件被构造和安排成在使用中基本上阻挡对人的眼睛区域的环境光的接收;c)光屏蔽件配置为用于虚拟现实显示;d)头戴式显示器系统包括接口结构,接口结构被构造和安排成在使用中接触人面部的眼睛区域;e)接口结构由泡沫、硅酮和/或凝胶构成;f)接口结构由吸光材料构成;和/或g)接口结构配置为用作光屏蔽件。
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;和/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;和/或b) 定位和稳定结构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)至少一个电池包括第一电池和第二电池;c)第一电池是配置为向 RT时钟供电的较低功率系统电池;d)第二电池为主电池;e)电池支撑件,其配置为保持电池;f)电池支撑件使用系链连接到定位和稳定结构;g)取向传感器,其配置为在使用中感测人头部的取向;和/或h) 控制支持系统。
在一些示例中:a)定位和稳定结构包括配置为接触覆盖人的头部的额骨的区域的额骨支撑部;和/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用于人的头戴式显示设备,头戴式显示设备包括:显示单元;光屏蔽件;控制系统,其包括视觉显示控制器、至少一个电池、电池支撑件、取向传感器和控制支持系统;声音系统;以及定位和稳定结构,其包括前部、额骨部、左侧部、右侧部、后部和长度调节机构,其中:前部包括眼衬垫,眼衬垫构造和布置成在使用中接触用户的眼部区域;后部配置为用于在使用中接合人的头部的邻近于枕骨与斜方肌之间的接合处的区域;左侧部配置为用于将前部与后部互连;右侧部配置为使前部和后部互连;额骨部配置为用于将前部与后部互连;以及长度调节机构,其可调节到第一位置和第二位置;其中,显示单元包括双目显示单元;光屏蔽件被构造和安排成在使用中基本上阻挡对人的眼睛区域的环境光的接收;取向传感器配置为在音响系统的使用中感测人的头部的取向,取向传感器包括左耳换能器和右耳换能器;并且定位和稳定结构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在此公开的任何示例中所描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器接口,头戴式显示器接口包括:
电子显示屏幕,其配置为向用户输出多个图像;
显示壳体,其配置为至少部分地容纳电子显示屏幕;以及
定位和稳定结构,其被联接到显示器壳体上并且将显示器壳体和电子显示屏幕支撑在操作位置中,定位和稳定结构配置为用于对用户头部提供力以便抵消由电子显示屏幕和显示器壳体的组合重量所产生的力矩,以及当处于操作位置时,保持电子显示屏幕在用户眼睛前方的位置;
其中定位和稳定结构基本上如本文公开的任何示例中。
本技术的另一种形式包括用于支撑头戴式显示接口的电子显示屏幕的定位和稳定结构,定位和稳定结构配置为向用户的头部提供力,以便抵消由电子显示屏幕的重量产生的力矩,并且在使用时保持电子显示屏幕在用户眼睛前方的位置,定位稳定结构包括:
后绑带,其配置为接触用户头部在用户头部的冠状平面后面的区域,后绑带配置为将头戴式显示接口锚定到用户头部。
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,定位和稳定结构配置为对用户的头部提供力,以便抵消由电子显示单元的重量所产生的力矩,并且在使用时保持电子显示单元在用户眼睛前方的位置,定位和稳定结构包括:
头带,其配置为联接到电子显示单元的壳体并且接合用户头部以支撑壳体。本技术的另一方面包括一种显示接口,包括:
显示屏幕,其配置为输出用户可观察的计算机生成图像;
至少部分地支撑显示屏幕的显示壳体;
接口结构,其联接到显示屏幕和/或显示器壳体,接口结构配置为被定位和/或被布置为符合用户面部的至少一部分;
定位和稳定结构,其配置为维持显示屏幕和/或显示壳体相对于用户眼睛的位置,定位和稳定结构配置为对用户的头部提供力以便抵消由显示屏幕和/或显示壳体的重量产生的力矩;以及
控制系统,其配置为帮助控制用户可观察到的计算机生成图像,控制系统包括至少一个传感器。
本技术的另一方面包括一种虚拟现实显示接口,包括:
显示屏幕,其配置为输出用户可观察的计算机生成图像;
至少部分地支撑显示屏幕的显示壳体;
联接到显示器壳体的接口结构,接口结构配置为被定位和/或布置为符合用户面部的至少一部分,接口结构包括光屏蔽件,光屏蔽件配置为至少部分地阻挡环境光到达用户眼睛;
定位和稳定结构,其联接到显示器壳体上并且配置为用于对用户的头部提供力以便抵消由显示屏幕和/或显示器壳体的重量产生的力矩,定位和稳定结构包括,
一对颞部连接件,一对颞部连接件中的每个颞部连接件直接联接到显示器壳体,每个颞部连接件配置为当接触用户头部时覆盖相应的颞骨,以及
后支撑件,其联接到颞部连接件中的每一个,后支撑件配置为接触用户头部的后部;以及
控制系统,其配置为帮助控制用户可观察到的计算机生成图像,控制系统包括配置为测量用户的运动的至少一个传感器。
在一些形式中,光屏蔽件配置为密封抵靠用户的面部且防止环境光到达用户的眼睛。
在一些形式中,显示屏幕完全封闭在显示器壳体内。
在一些形式中,光屏蔽件由不透明材料构造。
在一些形式中,接口结构由弹性材料构成。
在一些形式中,定位和稳定结构包括旋转控制器,旋转控制器配置为允许显示器壳体和/或显示器接口相对于后支撑件枢转。
例如,颞臂可以与显示器壳体和/或显示器接口一起旋转。在其它示例中,旋转控制器可以将显示器壳体联接到每个颞部连接件,使得显示器壳体和/或显示器接口相对于颞部连接件枢转。
在一些形式中,颞部连接件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,增强现实显示接口包括:
显示屏幕,其配置为输出用户可观察的计算机生成图像,显示屏幕包括由透明和/或半透明材料构造的至少一个光学透镜,至少一个光学透镜配置为允许用户在观察计算机生成图像的同时观察他们的物理环境;
至少部分地支撑显示屏幕的显示壳体;
接口结构,其联接到显示器壳体和/或显示器接口上,接口结构配置为被定位和/或安排成符合用户面部的至少一部分;
定位和稳定结构,其联接到显示器壳体上并且配置为用于对用户的头部提供力以便抵消由显示屏幕和/或显示器壳体的重量产生的力矩,定位和稳定结构包括,
一对颞部连接件,该对颞部连接件中的每个颞部连接件直接联接到显示器壳体,每个颞部连接件配置为当接触用户的头部时覆盖相应的颞骨;以及
控制系统,其配置为帮助控制用户可观察到的计算机生成图像,控制系统包括配置为测量用户的运动的至少一个传感器。
在一些形式中,定位和稳定结构进一步包括配置为覆盖用户枕骨的后支撑件,每个颞部连接件联接至后支撑件。
在一些形式中,增强现实显示接口进一步包括联接到显示接口和/ 或定位和稳定结构的电源。
例如,电源可以是可再充电电池。
在一些形式中,显示屏幕配置为选择性地输出用户可观察到的计算机生成图像。
例如,可以在透明和/或半透明材料上显示计算机生成的图像。用户能够观察他们的物理环境,而不管计算机生成的图像是否显示在透明和/或半透明材料上。
本技术的另一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用户可见的计算机生成的图像。
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,显示单元包括接口结构,接口结构联接到壳体并且被布置为在操作位置中与用户的面部处于相对关系。
在一些形式中,接口结构至少部分地形成观察开口,观察开口配置为在操作位置中至少部分地接收用户的面部。
在一些形式中,接口结构至少部分地由不透明材料构造,不透明材料构造成至少部分地阻挡环境光到达操作位置中的观察开口。
在上述头戴式显示器系统的方面的示例中,显示单元包括至少一个透镜,至少一个透镜联接到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,用户可以通过至少一个透镜观看显示器。
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。
本技术的另一方面包括增强现实显示接口,增强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,显示器由透明或半透明材料构成并且配置为选择性地提供用户可观看的计算机生成图像。
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,显示单元包括接口结构,接口结构联接到壳体并且被布置为在操作位置中与用户的面部处于相对关系。
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,显示器配置为在操作位置中与用户的眼睛对准,使得用户可以通过显示器至少部分地观看物理环境,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,头戴式显示系统进一步包括控制系统,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。
在一些形式中,至少一个透镜包括配置为在操作位置与用户的左眼对准的第一透镜和配置为在操作位置与用户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,控制器具有可由用户的手指选择性地接合的至少一个按钮,控制器与处理器通信并且配置为当至少一个按钮被接合时向处理器发送信号,处理器配置为基于信号改变由显示器输出的计算机生成图像。
在一些形式中,至少一个透镜包括配置为在操作位置与用户的左眼对准的第一透镜和配置为在操作位置与用户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,定位和稳定结构被构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。
本技术的一种形式的另一方面是一种接口结构,接口结构构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。
本技术的一种形式的一个方面是制造装置的方法。
本技术的某些形式的一个方面是易于使用的定位和稳定结构,例如由具有有限灵巧性,视力的人使用,或者由在使用头戴式显示器时具有有限经验的人使用。
本技术的某些形式的一个方面是易于例如由具有有限灵巧性、有限视力的人或由在使用头戴式显示器时具有有限经验的人使用的接口结构。
可实施所描述的方法、系统、装置和装置以改进头戴式显示器(例如电子显示器或计算机)的功能性。此外,所描述的方法、系统、设备和装置可以在虚拟现实、增强现实和/或混合现实的技术领域中提供改进。
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它方面或子方面。
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,本技术的其它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:
4.1头戴式显示器系统
图1A示出了包括佩戴头戴式显示系统1000的用户100的系统,头戴式显示系统采用面部安装的虚拟现实(VR)耳机的形式,向用户 100显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000的同时站立。
图1B示出了包括佩戴头戴式显示系统1000的用户100的系统,头戴式显示系统采用浮动虚拟现实(VR)耳机的形式,向用户显示各种图像。用户在佩戴显示接口100的同时就坐。
图1C示出了包括佩戴头戴式显示系统1000的用户100的系统,头戴式显示系统采用浮动增强现实(AR)耳机的形式,向用户显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000的同时站立。
4.2呼吸系统和面部解剖结构
图2A示出了包括鼻腔室、鼻骨、鼻外软骨、鼻翼大软骨、鼻孔、上唇、下唇、喉、硬腭、软腭、口咽、舌、会厌、声带、食道和气管的人类上气道的视图。
图2B是具有标识的若干个表面解剖学特征的面部的前视图,包括上唇、上唇红、下唇红、下唇、嘴宽、内眦、鼻翼、鼻唇沟和口角。还标示了上、下、径向向内和径向向外的方向。
图2C是具有标识的若干个表面解剖学特征的头部的侧视图,包括眉间、鼻梁点、鼻突点、鼻中隔下点、上唇、下唇、颏上点、鼻脊、鼻翼顶点、耳上基点和耳下基点。还标示了上下以及前后方向。
图2D是头部的另一侧视图。标示了法兰克福水平面和鼻唇角的大致位置。还标示了冠状面。
图2E示出了具有标识的若干个特征的鼻部的底部视图,包括鼻唇沟、下唇、上唇红、鼻孔、鼻中隔下点、鼻小柱、鼻突点、鼻孔长轴和中央矢状平面。
图2F示出了鼻部表层特征的侧视图。
图2G示出了鼻部的皮下结构,包括外侧软骨、中隔软骨、鼻翼大软骨、鼻翼小软骨、籽状软骨、鼻骨、表皮、脂肪组织、上颌骨额突和纤维脂肪组织。
图2H示出了鼻部从中央矢状平面起大约有几毫米的内侧解剖图,除其它事项以外还示出了中隔软骨和鼻翼大软骨的内侧脚。
图2I示出了头骨的前视图,包括额骨、鼻骨和颧骨。也标示了鼻甲骨,以及上颌骨和下颌骨。
图2J示出了具有头部表面轮廓以及若干种肌肉的头骨侧视图。示出了如下骨部:额骨、蝶骨、鼻骨、颧骨、上颌骨、下颌骨、顶骨、颞骨和枕骨。还标示了颏隆凸。示出了如下肌肉:二腹肌、嚼肌、胸锁乳突肌和斜方肌。
图2K示出了鼻部的前外侧视图。显示了以下骨骼:额骨、眶上孔、鼻、鼻中隔软骨、外侧软骨、眼眶和眶下孔。
图2L示出了面部的另一个前视图,其中包括颅顶肌、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和鼻嵴等识别的表面解剖结构的几个特征。
图2M示出了面部的另一个侧视图,其中包括颅顶肌、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和鼻嵴等识别的表面解剖结构的几个特征。
4.3结构的形状
图3A示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有正号,并且当与图3B所示的曲率幅度相比时具有相对大的幅度。
图3B示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有正号,并且当与图3A所示的曲率幅度相比时具有相对小的幅度。
图3C示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有零值。
图3D示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有负号,并且当与图3E所示的曲率幅度相比时具有相对小的幅度。
图3E示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有负号,并且当与图3D所示的曲率幅度相比时具有相对大的幅度。
图3F示出了在表面上具有一维孔的结构的表面。图示的平面曲线形成了一维孔的边界。
图3G示出了穿过图3F的结构的截面。所示的表面在图3F的结构中限定二维孔。
图3H示出了图3F的结构的透视图,包括二维孔和一维孔。还示出了在图3F的结构中界定二维孔的表面。
图3I-3J示出了密封形成结构。指示了衬垫的外表面。示出了表面的边缘。指示了点A和B之间的表面上的路径。指示了A和B之间的直线距离。指示了两个鞍状区域和一个圆顶区域。
图3K示出了左手规则。
图3L示出了右手规则。
图3M示出了左耳,包括左耳螺旋。
图3N示出了右耳,包括右耳螺旋。
图3O示出了右手螺旋。
4.4头戴式虚拟现实显示器
图4A示出了根据本技术的一种形式的头戴式显示器接口的前透视图。
图4B示出了图4A的头戴式显示器的后透视图。
图4C示出了与图4A的头戴式显示器一起使用的定位和稳定结构的透视图。
图4D示出了用户面部的前视图,示出了使用中的接口结构的位置。
4.5头戴式增强现实显示器
图5A示出了根据本技术的一种形式的头戴式显示器接口的前透视图。
图5B示出了图5A的头戴式显示器接口的侧视图。
4.6控制
图6示出了本技术的一种形式的控制系统的示意图。
4.7本技术的头戴式显示器系统
图7A是根据本技术的另一示例的头戴式显示器系统在使用中的示意性侧视图。
图7B是图7A所示头戴式显示系统在使用中的示意性后视图。
图7C示出了图28A所示头戴式显示系统的定位和稳定结构的部件。
图8是根据本技术的另一示例的头戴式显示器系统在使用中的示意性侧视图。
图9示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统的一部分使用中的示意性侧视图。
图10A、10B和10C分别是接口结构的另一示例的侧视图、后视图和前视图。
图11A-11C是示出根据本技术的另一示例的接口结构的进一步实施方案的侧截面视图。
图12A-12C是示出根据本技术的另一示例的接口结构的进一步实施方案的侧截面视图。
图13A和13B是示出根据本技术的另一示例的接口结构的进一步实施方案的侧截面视图。
图14A-14E是示出根据本技术的另一示例的接口结构的进一步实施方案的侧截面视图。
图15A-15E示出了根据本技术的另一个示例的接口结构的进一步实施方案。
图15F-15K示出了根据本技术的另一个示例的接口结构的进一步实施方案。
图16A和16B示出了根据本技术的另一个示例的接口结构的进一步实施方案。
图17A-17C示出了根据本技术的另一个示例的接口结构的进一步实施方案。
图17D和17E示出了根据本技术的另一个示例的接口结构的另一个实施方案。
图18A示出了根据本技术的另一个示例的接口结构。
图18B-18C示出了根据本技术的另一示例的接口结构以及定位和稳定结构。
图18D示出了根据本技术的另一示例的接口结构以及定位和稳定结构。
图19A示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图19B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图20A-20B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图21A-21E示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图22A-22C示出了根据本技术的示例的电池组。
图23A-23D示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图24A-24D示出了根据本技术的示例的定位和稳定结构的部件。
图25A-25C示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图26A-26B示出了根据本技术的另一示例的电源线绑带部。
图27示出了根据本技术的示例的头戴式显示单元。
图28A-28E示出了根据本技术的示例的具有电源线的头戴式显示系统。
图29A-29D示出了根据本技术的示例的臂。
图30A-30B示出了根据本技术的另一示例的臂。
图31A-31B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图32A-32H示出了根据本技术的示例的头戴式显示系统。
图33示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图34A-34I示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元。
图34J示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元。
图34K-34M示出了根据本技术的示例的臂和头戴式显示单元的引导件之间的连接。
图35A-35B示出了根据本技术的示例的顶绑带部和显示单元壳体之间的连接。
图36A-36D示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图37A-37B示出了根据本技术的进一步示例的显示单元壳体。
图38A示出了根据本技术的另一示例的臂和臂安装部。
图38B-38N示出了根据本技术的示例的臂和显示单元壳体之间的连接。
图39A-39C单独示出了图36A-36D所示头戴式显示系统的定位和稳定结构。
图40A-40B示出了根据本技术另一示例的定位和稳定结构。
图41A-41B示出了根据本技术另一示例的定位和稳定结构。
图42A-42D示出了图41A-41B所示的定位和稳定结构的部件。
图43A-43C示出了图41A-41B所示的定位和稳定结构的套筒。
图43D是根据本技术的另一示例的基本上不可延伸构件的截面图。
图44A-44D示出了根据本技术的另一个示例的接口结构。
图45A和45B示出了根据本技术的另一个示例的接口结构。
图46示出了根据本技术示例的电池组的分解图。
图47A和47B示出图67所示的电池组的内部视图。
图48A和48B示出图67所示的电池组的电缆引导件。
图49A和49B示出图46所示的电池组的安装部。
图50示出图46所示的电池组的电缆止挡件。
图51A-51D示出图46所示的电池组的壳体。
图52A和52B示出了根据本技术另一示例的用于电池组的壳体。
图53A-53G示出了根据本技术的进一步示例的电池组的内部视图。
图54示出了根据本技术的另一示例的侧臂关节的截面图。
图55A-55C示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元的部分的视图。
图56A-56B示出了根据本技术的另一示例的枕骨绑带部和顶绑带部之间的连接。
图56C示出了根据本技术的又另一个示例的枕骨绑带部和顶绑带部之间的连接。
图57示出了根据本技术的另一示例的带扣。
图58A和58B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元的部分的视图。
图59A-59H示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元的部分的视图。
图60A-60H示出了根据本技术另一示例的接口结构的底盘的视图。
图61A-61G示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示单元的部分的视图。
图62A-62C示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图63示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图64A示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图64B示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图64C单独示出了图64B的头戴式显示系统的定位和稳定结构。
图64D示出了根据本技术的进一步示例的定位和稳定结构。
图64E示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图64F单独示出了图64E的头戴式显示系统的定位和稳定结构。
图64G示出了根据本技术的进一步示例的定位和稳定结构。
图65A和65B示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统。
图66示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图67A和67B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统。
图68A和68B示出了根据本技术的进一步示例的定位和稳定结构。
图68C和68D示出了根据本技术的进一步示例的定位和稳定结构。
图69A和69B示出了在本技术的进一步示例中,顶绑带部的基本上不可延伸层与电池组壳体之间的连接。
图70A和70B示出了在本技术的进一步示例中,顶绑带部的基本上不可延伸层与电池组壳体之间的连接。
图71A和71B示出了在本技术的进一步示例中,顶绑带部的基本上不可延伸层与电池组壳体之间的连接。
图72A和72B示出了在本技术的进一步示例中,顶绑带部的基本上不可延伸层与电池组壳体之间的连接。
5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它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。
在下面的具体实施方式中,参考形成具体实施方式的一部分的附图。在具体实施方式中描述的、在附图中描绘的以及在权利要求中限定的说明性实施方案不旨在是限制性的。在不脱离所提出的主题的精神或范围的情况下,可以利用其它实施方案并且可以进行其它改变。将容易理解的是,如在此一般描述的以及在附图中图示的本公开的这些方面可以被安排、替代、组合、分离并且设计成多种不同的配置,这些配置在本实用新型中涵盖。
5.1沉浸技术
沉浸技术可以向用户呈现虚拟环境和用户的物理环境或真实世界的组合。用户可以与所得到的沉浸现实或组合现实进行交互。
装置通过用虚拟刺激增强或替换与用户的五感之一相关联的刺激来沉浸用户。典型地,这是虚拟刺激,尽管可以存在增加或替换与另外四种感觉中的一种相关联的刺激的附加刺激。
在一些形式中,特定的沉浸技术可以向用户呈现虚拟环境和用户环境的组合。所得环境的至少一部分可包括虚拟环境。在一些示例中,整个结果环境可以是虚拟环境(例如,意味着用户的环境可能被遮挡或以其它方式被遮挡)。在其它形式中,用户的物理环境的至少一部分仍可在视觉上观察到。
在一些形式中,用户可以使用不同类型的投入技术,投入技术可以包括但不限于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)或混合现实(MR)。每种类型的投入技术可以向用户呈现不同的环境和/或与环境交互的不同方式。
在一些形式中,显示系统可以与每种类型的浸入技术一起使用。显示系统的显示屏幕可以向组合环境(即,虚拟环境和用户环境的组合)提供虚拟环境分量。在某些形式中,显示屏幕可以是电子屏幕。
在至少一些类型的浸入技术(例如,VR、AR、MR等)中,定位和稳定电子屏幕可用于操作相应的设备。例如,用户可能期望电子屏幕被定位成足够靠近他们的眼睛以允许容易地观看,但是足够远离以不引起不适。另外,电子屏幕可能需要间隔得足够远,使得用户可以同时佩戴校正透镜,如眼镜。此外,用户可能寻求保持电子屏幕相对于其眼睛的取向。换言之,在使用这些设备的同时行走或以其它方式移动的用户可能不希望设备在他们的头部(例如,特别是相对于他们的眼睛)上弹跳或以其它方式移动,因为这可能导致用户眩晕和/或不适。因此,这些装置可以紧贴地支撑在用户的头部上以限制用户的眼睛与设备之间的相对移动。
在一种形式中,本技术包括一种用于使用VR设备的方法,方法包括在用户的头部上靠近用户的眼睛中的至少一个并且在用户的视线内支撑设备。
在本技术的某些示例中,头戴式显示单元被支撑在用户的双眼前方,以便阻挡、遮挡和/或限制环境光到达用户的双眼。
下文在为VR配置的装置的上下文中揭示的任何特征应理解为适用于为AR配置的装置,除非上下文另外明确要求。在为AR配置的设备的上下文中下面公开的同样的特征将被理解为适用于为VR配置的设备,除非上下文另外清楚地要求。为免生疑问,在不具有透明显示器的设备的上下文中公开的特征,通过该设备用户可以查看现实世界,应理解为适用于具有这种透明显示器的设备,除非上下文明确要求。同样,在具有透明显示器的设备的上下文中公开的特征,通过它可以查看现实世界,应理解为适用于显示器是电子的并且现实世界不能通过透明材料直接观察的设备。
5.2虚拟现实显示接口
如图4A和4B所示,根据本技术的一个方面的显示装置、显示系统、显示接口或头戴式显示系统1000包括以下功能方面:接口结构 1100、头戴式显示单元1200、以及定位和稳定结构1300。在一些形式中,可通过一个或多个物理部件来提供功能方面。在一些形式中,一个或多个物理部件可以提供一个或多个功能方面。头戴式显示单元 1200可以包括显示器。在使用中,头戴式显示单元1200布置成位于用户眼睛附近和前方,以允许用户观看显示器。
在其它方面中,头戴式显示器系统1000还可包括显示单元壳体 1205、光学透镜1240、控制器1270、扬声器1272、电源1274和/或控制系统1276。在一些示例中,这些可以是头戴式显示系统1000的整体部分,而在其它示例中,这些可以是模块化的并且根据用户的需要结合到头戴式显示系统1000中。
5.2.1头戴式显示单元
头戴式显示单元1200可以包括用于向用户提供可观察输出的结构。具体地,头戴式显示单元1200被布置为保持(例如,手动地,通过定位和稳定结构等)在用户面部前方的操作位置中。
在一些示例中,头戴式显示单元1200可以包括显示屏幕1220、显示单元壳体1205、接口结构1100和/或光学透镜1240。这些部件可以永久地组装在单个头戴式显示单元1200中,或者它们可以是可分离的并且由用户选择性地连接以形成头戴式显示单元1200。另外,显示屏幕1220、显示单元壳体1205、接口结构1100和/或光学透镜1240可以包括在头戴式显示系统1000中,但是可以不是头戴式显示单元1200 的一部分。
5.2.1.1显示屏幕
一些形式的头戴式显示单元1200包括显示器,例如显示屏幕(图 4B中未示出,但设置在显示器壳体1205内)。显示屏幕可以包括向用户提供可观察输出的电气部件。
在本技术的一种形式中,显示屏幕提供用户可观察到的光学输出。光学输出允许用户观察虚拟环境和/或虚拟对象。
显示屏幕可以被定位成邻近用户的眼睛,以便允许用户查看显示屏幕。例如,显示屏幕可以位于用户眼睛的前方。显示屏幕可输出计算机生成图像和/或虚拟环境。
在一些形式中,显示屏幕是电子显示器。显示屏幕可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏幕。
在某些形式中,显示屏幕可以包括背光,其可以帮助照亮显示屏幕。当在黑暗环境中观看显示屏幕时,这可能是特别有益的。
在一些形式中,显示屏幕可以在用户的瞳孔之间延伸更宽的距离。显示屏幕也可以比用户颊部之间的距离更宽。
在一些形式中,显示屏幕可以显示用户可观察到的至少一个图像。例如,显示屏幕可以显示基于预定条件(例如,时间流逝、用户的移动、来自用户的输入等)而改变的图像。
在某些形式中,显示屏幕的部分可仅对用户的一只眼睛可见。换言之,显示屏幕的一部分可以被定位成仅在用户的一只眼睛(例如,右眼)附近和前方,并且被阻挡而不从另一只眼睛(例如,左眼)观看。
在一个示例中,显示屏幕可以被分成两个侧面(例如,左侧和右侧),并且可以一次显示两个图像(例如,任一侧上的一个图像)。
显示屏幕的每一侧可以显示相似的图像。在一些示例中,图像可以是相同的,而在其它示例中,图像可以稍微不同。
一起,显示屏幕上的两个图像可以形成双目显示,其可以向用户提供更真实的VR体验。换句话说,用户的大脑可以将来自显示屏幕 1220的两个图像一起处理为单个图像。提供两个(例如,不相同的) 图像可以允许用户在其周边查看虚拟对象,并且在虚拟环境中扩展其视场。
在某些形式中,可以定位显示屏幕以便用户的双眼都能看到。显示屏幕可以一次输出单个图像,单个图像是双眼可见的。与多图像显示屏幕相比,这可以简化处理。
5.2.1.2显示器壳体
在如图4A和4B所示的本技术的一些形式中,显示单元壳体1205 提供用于显示屏幕的支撑结构,以便维持显示屏幕的至少一些部件相对于彼此的位置,并且可以附加地保护显示屏幕和/或头戴式显示单元 1200的其它部件。显示单元壳体1205可以由适于向显示屏幕提供冲击力保护的材料构成。显示单元壳体1205还可以接触用户的面部,并且可以由适于限制对用户的刺激的生物相容性材料构成。
根据本技术的一些形式的显示单元壳体1205可以由诸如塑料的硬的、刚性的或半刚性的材料构成。
在某些形式中,刚性或半刚性材料可以至少部分地覆盖有柔软和/ 或柔性材料(例如,纺织品、硅酮等)。这可以改善生物相容性和/或用户舒适性,因为用户接合(例如,用他们的手抓住)的显示单元壳体1205的至少一部分包括软和/或柔性材料。
根据本技术的其他形式的显示单元壳体1205可以由柔软的、柔性的、有弹性的材料构成,诸如硅橡胶。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以具有基本上矩形或基本上椭圆形的轮廓。显示单元壳体1205可以具有三维形状、具有基本上矩形或基本上椭圆形的轮廓。
在某些形式中,显示单元壳体1205可包括上面1230、下面1232、侧向左面1234、侧向右面1236和前面1238。在使用中,显示屏幕1220 可以保持在面部内。
在某些形式中,上面1230和下面1232可以具有基本上相同的形状。
在一种形式中,上面1230和下面1232可以是基本上平坦的,并且沿着平行平面(例如,在使用中基本上平行于水平的法兰克福)延伸。
在某些形式中,侧向左面1234和侧向右面1236可以具有基本上相同的形状。
在一种形式中,侧向左面1234和侧向右面1236可以在上面1230 与下面1232之间是弯曲的和/或圆形的。圆形和/或曲面1234、1236对于用户在戴上和/或取下头戴式显示系统1000时抓住和握持可能更舒适。
在某些形式中,前面1238可以在上面1230与下面1232之间延伸。前面1238可以形成头戴式显示系统1000的最前部。
在一种形式中,前面1238可以是基本上平坦的表面,并且可以基本上平行于冠状平面,同时头戴式显示系统1000由用户佩戴。
在一种形式中,前面1238可以不具有与前面1238基本上相同形状的对应的相对面(例如,后面)。显示单元壳体1205的后部可以至少部分地打开(例如,在前方上凹陷),以便接收用户面部。
在一些形式中,显示屏幕永久地集成到头戴式显示系统1000中。显示屏幕可以是仅可用作头戴式显示系统1000的一部分的设备。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以包围显示屏幕,这可以保护显示屏幕和/或限制用户对显示屏幕的部件的干扰(例如,移动和/或破坏)。
在某些形式中,显示屏幕可基本上密封在显示单元壳体1205内,以便限制污垢或其它碎屑在显示屏幕表面上的收集,这可不利地影响用户观看由显示屏幕输出的图像的能力。由于显示屏幕不能从显示单元壳体1205移除,用户可能不需要破坏密封并触及显示屏幕。
在一些形式中,显示屏幕可移除地集成到头戴式显示系统1000 中。显示屏幕可以是可独立于头戴式显示系统1000作为整体使用的设备。例如,可以在智能电话或其它可移植电子设备上提供显示屏幕。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以包括隔室。显示屏幕的一部分可以可移除地容纳在隔室内。例如,用户可以将显示屏幕可移除地定位在隔室中。如果显示屏幕在头戴式显示单元1200外部执行附加功能(例如,是可移植电子设备,如蜂窝电话),则这可能是有用的。另外,从显示单元壳体1205移除显示屏幕可以帮助用户清洁和/或更换显示屏幕。
显示器壳体的某些形式包括通向隔室的开口,从而允许用户更容易地将显示屏幕插入隔室和从隔室移除。显示屏幕可以经由摩擦接合保持在隔室内。
在某些形式中,盖子可以选择性地覆盖隔室,并且当位于隔室内时可以为显示屏幕1220提供附加的保护和/或安全性。
在某些形式中,隔室可在上面上打开。当显示接口3000由用户佩戴时,显示屏幕可以在基本上竖直的方向上插入隔室中。
5.2.1.3接口结构
如图4A和4B所示,本技术的一些形式包括接口结构1100,接口结构被定位和/或布置为符合用户面部的形状,并且可以在佩戴和/或使用头戴式显示系统1000时向用户提供增加的舒适性。
在一些形式中,接口结构1100联接到显示单元壳体1205的表面。
在一些形式中,接口结构1100可以至少部分地围绕显示单元壳体 1205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用户的面部。具体地,用户的眼睛可以容纳在由接口结构1100 形成的观察开口内。
在一些形式中,根据本技术的接口结构1100可以由生物相容性材料构成。
在一些形式中,根据本技术的接口结构1100可由柔软、柔性和/ 或弹性材料构成。
在某些形式中,根据本技术的接口结构1100可以由硅橡胶和/或泡沫构成。
在一些形式中,接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域,其可以是不舒适的位置。形成接口结构1100的材料可缓冲这些敏感区域,并在佩戴头戴式显示系统1000时限制用户的不适。
在某些形式中,这些敏感区域可包括用户的前额。具体地,这可以包括用户头部的邻近额骨的区域,如颅顶肌和/或眉间骨。这一区域可能是敏感的,因为在用户的皮肤和骨头之间存在来自肌肉和/或脂肪的有限的天然缓冲。类似地,用户鼻子的隆脊也可包括很少或不包括自然缓冲。
在一些形式中,接口结构1100可以包括单个元件。在一些实施例中,接口结构1100可以设计用于大规模制造。例如,接口结构1100 可以设计成舒适地配合各种不同的面部形状和尺寸。
在一些形式中,接口结构1100可以包括覆盖用户面部的不同区域的不同元件。接口结构1100的不同部分可以由不同的材料构成,并且在不同区域为用户提供不同的质地和/或缓冲。
5.2.1.3.1光屏蔽件
一些形式的头戴式显示系统1000可以包括光屏蔽件,光屏蔽件可以由不透明材料构成并且可以阻挡环境光到达用户的眼睛。光屏蔽件可以是接口结构1100的一部分或者可以是单独的元件。在一些示例中,除了提供用于头戴式显示器1200与用户面部之间的接触的舒适接触部之外,接口结构1100还可以通过将用户的眼睛与环境光屏蔽来形成光屏蔽。在一些示例中,光屏蔽件可由一起工作以阻挡环境光的多个部件形成。
在某些形式中,光屏蔽件可以阻挡环境光到达眼睛区域,眼睛区域可以形成在颅顶肌,用户的蝶骨的区域上,跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域,在颧弓上方,从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域,以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上,以将用户面部的一部分封闭在其间。
在一种形式中,光屏蔽件可以不接触围绕其整个周边的用户面部。例如,光屏蔽件可以与用户的鼻嵴间隔开。这个间隔的宽度可以是基本上小的,以便基本上限制环境光的进入。然而,用户的鼻嵴可能敏感且容易受到刺激。因此,避免与用户的鼻嵴直接接触可以在佩戴头戴式显示系统1000时提高用户舒适度。
在某些形式中,光屏蔽件可以是显示单元壳体1205的一部分,并且可以一体地或可移除地联接到显示单元壳体1205。在一种形式中,如果显示单元壳体1205可与输出AR或MR和VR的显示屏幕一起使用,则光屏蔽件可从显示单元壳体1205移除,且仅在使用VR时联接到显示单元壳体1205。
5.2.1.3.1.1密封形成结构
如图4D所示,在本技术的一种形式中,接口结构1100用作密封形成结构,并提供目标密封形成区域。目标密封形成区域是密封形成结构上可能发生密封的区域。实际发生密封的区域-实际的密封表面- 可以在给定的疗程内从天到天以及从用户到用户变化,这取决于一系列因素,包括显示器单元壳体1205放置在面部上的位置,定位和稳定结构1300中的张力以及患者面部的形状。
在一种形式中,目标密封形成区域位于接口结构1100的外表面上。
在一些形式中,光屏蔽件可形成密封形成结构并密封抵靠用户的面部。
在某些形式中,光屏蔽件或接口结构1100的整个周边可密封抵靠用户的皮肤,且可阻挡环境光到达眼部区域。眼部区域可以形成在颅顶肌,用户的蝶骨的区域上,跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域,在颧弓上方,从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域,以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上,以将用户面部的一部分封闭在其间。
当用作密封形成结构时,光屏蔽或接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域,如用户的鼻嵴。这种接触可以完全防止环境光的进入。围绕显示单元壳体1205的整个周边的密封可以提高头戴式显示系统 1000的性能。另外,可选择生物相容性材料,使得在佩戴头戴式显示系统1000时,与用户鼻嵴的直接接触不会显著降低用户的舒适度。
在本技术的某些形式中,提供了一种系统,系统包括多于一个的接口结构1100,每个接口结构配置为对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如,系统可以包括一种形式的接口结构1100,接口结构适合于大尺寸的头部,但不适合于小尺寸的头部,而另一种形式的接口结构适用于小尺寸的头部,而不适用于大尺寸的头部。不同的接口结构1100可以是可移除和可替换的,使得具有不同尺寸的头的不同用户可以使用相同的头戴式显示系统1000。
在一些形式中,密封形成结构可以形成在颅顶肌,用户的蝶骨的区域上,跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域,在颧弓上方,从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域,以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上,以将用户面部的一部分封闭在其间。该限定区域可以是眼部区域。
在某些形式中,这可以密封用户的眼部周围。由密封形成结构或接口结构1100形成的密封可形成轻密封,以限制环境光到达用户眼睛。
5.2.1.3.2材料生物相容性
根据ISO 10993-1标准,生物相容性材料被认为是对其与使用安全性相关的生物反应进行充分评价的材料。当使用时,评价考虑预期与人类组织接触的性质和持续时间。在本技术的一些形式中,在定位和稳定结构以及接口结构中使用的材料可以经历以下生物相容性测试中的至少一些:细胞毒性-洗脱测试(MeM Extract):ANSI/AAMI/ISO 10993-5;皮肤致敏:ISO 10993-10;刺激性:ISO 10993-10;基因毒性 -细菌致突变性测试:ISO 10993-3;植入:ISO 10993-6。
5.2.1.4光学透镜
如图4B所示,可以在用户眼睛和显示屏幕1220之间设置至少一个透镜1240。用户可以通过透镜1240观看由显示屏幕1220提供的图像。至少一个透镜1240可以帮助将显示屏幕1220与用户面部隔开以限制眼睛疲劳。至少一个透镜1240还可以帮助更好地观察由显示屏幕 1220显示的图像。
在一些形式中,透镜1240是菲涅耳透镜。
在一些形式中,透镜1240可以具有基本上截头圆锥体的形状。在使用中,可以将透镜1240的较宽端设置为靠近显示屏幕1220,并且可以将透镜1240的较窄端设置为靠近用户的眼睛。
在一些形式中,透镜1240可以具有基本上圆柱形的形状,并且在使用中在靠近显示屏幕1220处和靠近用户眼睛处可以具有基本上相同的宽度。
在一些形式中,至少一个透镜1240还可以放大显示屏幕1220的图像,以便帮助用户观看图像。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括两个透镜1240(例如,双目显示器),每个透镜用于用户的一只眼睛。换句话说,用户的每只眼睛可以通过位于相应瞳孔前面的单独的透镜来观察。每个透镜1240可以是相同的,尽管在一些示例中,一个透镜1240可以与另一个透镜1240不同(例如,具有不同的放大率)。
在某些形式中,显示屏幕1220可以同时输出两个图像。用户的每只眼睛只能看到两个图像中的一个。可以在显示屏幕1220上并排显示图像。每个透镜1240允许每只眼睛仅观察接近相应眼睛的图像。用户可以将这两个图像一起观察为单个图像。
在一些形式中,每个透镜1240的后周边可以近似为用户的眼眶的尺寸。后周边可以略大于用户眼眶的尺寸,以确保用户的整个眼睛能够看到相应的透镜1240。例如,每个透镜1240的外边缘可以在上方向上(例如,靠近用户的眉毛)与用户的额骨对齐,并且可以在下方向上(例如,靠近外颊区域)与用户的上颌骨对齐。
透镜1240的定位和/或尺寸调节可以允许用户在虚拟环境中具有大约360°的周边视觉,以便贴切地模拟物理环境。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如,单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如,使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏幕1220的图像),或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如,当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕 1220的图像时)。
5.2.1.4.1透镜安装
透镜1240可以联接到位于显示屏幕1220附近(例如,在显示屏幕1220和接口结构1100之间)的间隔物,使得透镜1240不与显示屏幕1220直接接触(例如,为了限制透镜1240刮擦显示屏幕1220)。
例如,透镜1240可以相对于接口结构1100凹入,使得透镜1240 设置在观察开口内。在使用中,当用户的面部接收在观察开口(例如,操作位置)内时,用户的每个眼睛与相应的透镜1240对准。
在一些形式中,每个透镜1240的前周边可以包围显示屏幕1220 的大约一半。在两个透镜1240之间沿着显示屏幕1220的中心线可以存在基本上小的间隙。这可以允许透过两个透镜1240观看的用户能够观看基本上整个显示屏幕1220,并且所有图像被输出给用户。
在某些形式中,显示屏幕1220的中心(例如,沿着两个透镜1240 之间的中心线)可以不输出图像。例如,在双目显示器中(例如,其中显示屏幕1220的每一侧输出基本上相同的图像),每个图像可以在显示屏幕1220上间隔开。这可以允许将两个透镜1240定位成非常接近于显示屏幕1220,同时允许用户查看显示在显示屏幕1220上的整个图像。
在一些形式中,保护层1242可以形成在透镜1240的至少一部分周围。在使用中,保护层1242可以位于用户面部和显示屏幕1220之间。
在一些形式中,每个透镜1240的一部分可以在后方向上突出穿过保护层1242。例如,在使用中,每个透镜1240的窄端可以比保护层 1242更向后突出。
在一些形式中,保护层1242可以是不透明的,使得来自显示屏幕 1220的光不能通过。另外,用户可能无法在没有透过透镜1240的情况下观看显示屏幕1220。
在一些形式中,保护层1242可以是非平面的,并且可以包括与用户面部的轮廓基本匹配的轮廓。例如,保护层1242的一部分可以在前方向上凹陷以容纳用户的鼻子。
在某些形式中,用户可以在佩戴头戴式显示系统1000时不接触保护层1242。这可以有助于减少由于与用户面部的额外接触(例如,抵靠敏感的鼻嵴区域)而引起的刺激。
5.2.1.4.2校正透镜
在一些示例中,可以将附加透镜联接到透镜1240,使得用户透过透镜1240和附加透镜以观看显示屏幕1220输出的图像。
在一些形式中,在使用中,附加透镜比透镜1240更靠后。因此,附加透镜被定位为更靠近用户的眼睛,并且用户在通过透镜1240观看之前通过附加透镜观看。
在一些形式中,附加透镜可以具有与透镜1240不同的放大率。
在一些形式中,附加透镜可以是处方强度透镜。附加透镜可以允许用户不用眼镜来观看显示屏幕1220,这在使用头戴式显示系统1000 时佩戴起来可能不舒服。附加透镜可以是可移除的,使得不需要附加透镜的用户仍然可以清楚地观看显示屏幕1220。
5.2.2定位和稳定结构
如图4A和4B所示,本技术的头戴式显示系统1000的显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205可以在使用中由定位和稳定结构1300保持就位。
为了将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205保持在其正确的操作位置,定位和稳定结构1300理想地舒适地抵靠用户的头部,以便以最小化面部标志和/或来自长期使用的疼痛的方式适应由显示单元的重量引起的负载。还需要允许通用配合而不牺牲舒适性、可用性和制造成本。设计标准可以包括在具有低灵巧性阈值的低接触简单设置解决方案的预定范围上的可调性。进一步的考虑包括迎合可以使用头戴式显示系统1000的动态环境。作为虚拟环境的沉浸体验的一部分,用户可以在使用头戴式显示系统1000的同时通信,即说话。以此方式,用户的下颌或下颌骨可相对于颅骨的其他骨骼移动。另外,在头戴式显示系统1000的使用期间,整个头部可以移动。例如,用户的上身并且在一些情况下下身的运动,并且具体地,头部相对于上身和下身的运动。
在一种形式中,定位和稳定结构1300提供保持力以克服重力对显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的影响。
在本技术的一种形式中,提供定位和稳定结构1300,其以与由用户舒适佩戴一致的方式构造。在一个示例中,定位和稳定结构1300具有较小的侧面或截面厚度,以减小仪器的感测或实际体积。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一条截面为矩形的绑带。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一条扁平绑带。
在本技术的一种形式中,提供定位和稳定结构1300,其配置为不会太大和笨重以防止用户舒适地左右移动他们的头部。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括由织物用户接触层、泡沫内层和织物外层的层压物构造而成的绑带。在一种形式中,泡沫是多孔的,以使得湿气(例如,汗)能够通过绑带。在一种形式中,绑带的皮肤接触层由有助于从用户面部吸走湿气的材料形成。在一种形式中,织物外层包括环材料,其用于与钩材料部接合。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括绑带,其为可延长的,例如可弹性延长的。例如,绑带可以配置为在使用中处于张紧状态,并且引导力将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205拉向用户面部的一部分,特别是靠近用户眼睛并且与其视场一致。在一个示例中,绑带可被构造为系带。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第一系带,第一系带被构造和布置为使得在使用中第一系带的下边缘的至少一部分经过用户头部的上耳基并且覆盖顶骨的一部分而不覆盖枕骨。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第二系带,第二系带被构造和布置为使得在使用中第二系带的上边缘的至少一部分经过用户头部的下耳基下方并且覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第三系带,第三系带构造和布置成相互连接第一系带和第二系带,以减小第一系带和第二系带彼此分开的趋势。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括绑带,其为可弯曲的并且例如非刚性的。这一方面的优点在于,绑带相对于用户的头部更舒适。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括构造为可透气的绑带,以允许湿气通过绑带传输,
在本技术的某些形式中,提供了一种系统,系统包括多于一个定位和稳定结构1300,每个定位和稳定结构配置为提供保持力以对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如,系统可以包括一种形式的定位和稳定结构1300,定位和稳定结构适合于大尺寸的头部,但不适合于小尺寸的头部,而另一种形式的定位和稳定结构适用于小尺寸的头部,而不适用于大尺寸的头部。
在一些形式中,定位和稳定结构1300可以包括用于接触用户皮肤的缓冲材料(例如,泡沫垫)。缓冲材料可以为定位和稳定结构1300 提供增加的耐磨性,特别是如果定位和稳定结构1300由刚性或半刚性材料构成。
5.2.2.1颞部连接件
如图4C所示,头戴式显示系统1000或定位和稳定结构1300的一些形式包括颞部连接件1250,在使用中每个连接件可以覆盖用户颞骨中的相应一个。在使用中,颞部连接件1250的一部分与用户头部靠近耳上附着点(即,在每个用户耳朵上方)的区域接触。在一些示例中,颞部连接件是定位和稳定结构1300的绑带部。在其它示例中,颞部连接件是头戴式显示单元1200的臂。在一些示例中,头戴式显示系统1000 的颞部连接件可以部分地由定位和稳定结构1300的绑带部(例如,侧绑带部1330)形成,并且部分地由头戴式显示单元1200的臂1210形成。
颞部连接件1250可以是定位和稳定结构1300的侧部,因为每个颞部连接件1250定位在用户头部的左侧或右侧。
在一些形式中,颞部连接件1250可以在前后方向上延伸,并且可以基本上平行于矢状平面。
在一些形式中,颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。例如,颞部连接件1250可以连接到显示单元壳体1205的侧面。例如,每个颞部连接件1250可以联接到侧向左面1234和侧向右面1236中的相应一个。
在某些形式中,颞部连接件1250可以枢转地连接到显示单元壳体 1205,并且可以在每个颞部连接件1250和显示单元壳体1205之间提供相对旋转。
在某些形式中,颞部连接件1250可以可移除地连接到显示单元壳体1205(例如,经由磁体、机械紧固件、钩环材料等)。
在一些形式中,颞部连接件1250可在使用中布置成大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面并在颧骨上方(例如,在用户的颊骨上方) 延伸。
在一些形式中,颞部连接件1250可以被定位成抵靠用户的头部,类似于眼镜的臂,并且被定位成比每个相应耳朵的反螺旋更优良。
在一些形式中,颞部连接件1250可以具有大致细长且平坦的构造。换句话说,每个时间连接器1250比厚(进入纸平面的方向)更长和更宽(在纸平面中从上到下的方向)。
在一些形式中,每个颞部连接件1250可以具有在所有三个轴(X、 Y和Z)上具有曲率的三维形状。虽然每个颞部连接件1250的厚度可以是基本上均匀的,但是其高度在其整个长度上变化。每个颞部连接件1250的形状和尺寸的目的是紧密地符合用户的头部,以便保持不引人注目并且维持低轮廓(例如,没有看起来过于庞大)。
在一些形式中,颞部连接件1250可以由刚性或半刚性材料构造,其可以包括塑料、纤维(热塑性聚酯弹性体)或其它类似材料。刚性或半刚性材料可以是自支撑的和/或能够保持其形状而不被穿戴。这可以使用户更直观或明显地理解如何使用定位和稳定结构1300,并且可以与完全松软且不保持形状的定位和稳定结构1300形成对比。在使用之前将颞部连接件1250保持在使用状态可以在用户戴上定位和稳定结构1300的同时防止或限制变形,并且允许用户快速安装或佩戴头戴式显示系统1000。
在某些形式中,颞部连接件1250可以是刚性件,其可以允许张力通过颞部连接件1250的更有效(例如直接)的平移,因为刚性件在使用中限制了臂的伸长或变形的幅度。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以被设计成使得定位和稳定结构1300‘弹出箱体’并且总体上进入其使用构型。此外,定位和稳定结构1300可以被安排成一旦离开箱体就保持其使用中的形状(例如,因为可以形成刚性件以维持定位和稳定结构1300的一些或部分的形状)。有利地,定位和稳定结构1300的取向对于用户是清楚的,因为定位和稳定结构1300的形状通常是弯曲的,非常像用户头部的后部。即,定位和稳定结构1300大致为圆顶形。
在某些形式中,柔性和/或弹性材料可以布置在颞部连接件1250 的刚性或半刚性材料周围。柔性材料可以更舒适地抵靠用户的头部,以便改善耐磨性并且提供与用户面部的柔软接触。在一种形式中,柔性材料是织物套筒,其永久地或可移除地联接到每个颞部连接件1250。
在一种形式中,织物可以包覆模制到刚性件的至少一侧上。在一种形式中,刚性件可以与弹性部件分开形成,然后用户接触材料(例如,Breath-O-PreneTM)的保护套可以包裹或滑动到刚性件上。在可选的形式中,用户接触材料可以通过粘合剂、超声波焊接、缝纫、钩环材料和/或双头螺栓连接件提供给刚性件。
在一些形式中,用户接触材料可以在刚性件的两侧上,或者可以仅在刚性件的用户接触侧(例如,用户接触侧)上,以减少材料的体积和成本。
在一些形式中,颞部连接件1250由柔性材料(例如,织物)构造,其对于用户的皮肤可以是舒适的,并且可以不需要增加层以增加舒适性。
5.2.2.2后支撑部
如图4C所示,定位和稳定结构1300的一些形式可以包括用于帮助将显示屏幕和/或显示单元壳体1205(图4B所示)支撑在用户眼睛附近的后支撑部1350。后支撑部1350可以帮助将显示屏幕和/或显示单元壳体1205锚定到用户的头部,以便将显示屏幕适当地取向为接近用户的眼睛。
在一些形式中,后支撑部1350可经由颞部连接件1250联接到显示单元壳体1205。
在某些形式中,颞部连接件1250可以直接联接到显示单元壳体 1205和后支撑部1350。
在一些形式中,后支撑部1350可以具有三维轮廓曲线以适合用户头部的形状。例如,后支撑部1350的三维形状可以具有在使用中适于覆盖用户头部的顶骨和枕骨的一部分的大致圆形的三维形状。
在一些形式中,后支撑部1350可以是定位和稳定结构1300的后部。后支撑部1350可以提供至少部分指向前方向的锚定力。
在某些形式中,后支撑部1350是定位和稳定结构1300的最下部。例如,后支撑部1350可以接触用户头部在枕骨和斜方肌之间的区域。后支撑件3008可以钩靠在枕骨(例如后头部)的下边缘上。后支撑部 1350可提供指向上方向和/或前方向的力,以保持与用户枕骨的接触。
在某些形式中,后支撑部1350是整个头戴式显示系统1000的最下部。例如,后支撑部1350可以定位在用户颈部的基部(例如,覆盖枕骨和比用户眼睛更低的斜方肌),使得后支撑部1350比显示屏幕1220 和/或显示单元壳体1205更低。
在一些形式中,后支撑部1350可包括垫材料,其可接触用户的头部(例如,覆盖枕骨和斜方肌之间的区域)。垫材料可以为用户提供额外的舒适性,并且限制由后支撑部1350拉向用户头部所引起的痕迹。
5.2.2.3前额支撑件
定位和稳定结构1300的一些形式可以包括前额支撑件或额骨支撑部1360,前额支撑件或额骨支撑部配置为在使用时接触用户的头部高于用户的眼睛。图5B所示的定位和稳定结构1300包括前额支撑件 1360。在一些示例中,图4A所示的定位和稳定结构1300可以包括前额支撑件1360。前额支撑件1360可以覆盖用户头部的额骨。在某些形式中,前额支撑件1360还可以比蝶骨和/或颞骨更高。这也可以将前额支撑件1360定位成比用户的眉毛更高。
在一些形式中,前额支撑件1360可以是定位和稳定结构1300的前部,并且可以比定位和稳定结构1300的任何其它部分更靠前地设置在用户的头部上。后支撑部1350可以提供至少部分指向后方向的力。
在一些形式中,前额支撑件1360可以包括缓冲材料(例如,织物、泡沫、硅树脂等),缓冲材料可以接触用户,并且可以帮助限制由定位和稳定结构1300的绑带引起的标记。前额支撑件1360和接口结构 1100可以一起工作,以便为用户提供舒适。
在一些形式中,前额支撑件1360可以与显示单元壳体1205分离,并且可以在与显示单元壳体1205不同的位置(例如,更高的位置)接触用户的头部。
在一些形式中,前额支撑件1360可以被调节以允许定位和稳定结构3000适应用户面部的形状和/或构造。
在一些形式中,颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360(例如,在前额支撑件1360的侧面上)。颞部连接件1250可以至少部分地在下方向上延伸以便联接至后支撑部1350。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以包括多对颞部连接件 1250。例如,一对颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360,并且一对颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。
在一些形式中,前额支撑件1360可以以大致平行于用户前额的角度呈现,以为用户提供改善的舒适性。例如,前额支撑件1360可以将用户定位在覆盖额骨的取向上,并且基本上平行于冠状平面。将前额支撑件基本上平行于冠状平面定位可以减少可能由不均匀呈现导致的褥疮的可能性。
在一些形式中,前额支撑件1360可以偏离接触用户头部的后部区域(例如,覆盖枕骨和斜方肌的区域)的后支撑件或后支撑部。换句话说,沿着后绑带的轴线将不与前额支撑件1360相交,前额支撑件可以设置成比沿着后绑带的轴线更低和更靠前。在前额支撑件1360和后绑带之间产生的偏移可以产生与显示屏幕1220和/或显示单元壳体 1205的重力相反的力矩。更大的偏移可以产生更大的力矩,因此更有助于保持显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的适当位置。可以通过将前额支撑件1360移动得更靠近用户的眼睛(例如,沿着用户的头部更靠前和更靠下)和/或增加后绑带的角度以使其更竖直来增加偏移。
5.2.2.4可调节绑带
如图4C所示,定位和稳定结构1300的部分可以是可调节的,以便在显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性的张力,以便固定显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的位置。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以包括至少一个环或孔眼 1254,并且至少一个颞部连接件1250可以穿过环,并且自身对折。用户可以选择穿过相应孔眼1254的颞部连接件1250的长度以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如,将较大长度的颞部连接件1250 穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。
在一些形式中,这些颞部连接件1250中的至少一个可以包括调节部1256和接收部1258。调节部1256可以定位成穿过显示单元壳体1205 上的孔眼1254,并且可以联接到接收部1258上(例如,通过在其自身上对折)。调节部1256可以包括钩子材料,并且接收部1258可以包括环材料(或反之亦然),使得调节部1256可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中,钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。
在某些形式中,调节调节部1256相对于接收部1258的位置可以向显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205施加后力,并且增加或减少光屏蔽件相对于用户头部的密封力(例如,当光屏蔽件用作密封形成结构时)。
在某些形式中,调节部1256可以由柔性和/或弹性材料构成,其可以符合用户头部的形状和/或可以允许调节部穿过孔眼1254。例如,调节部1256可以由弹性织物构成,弹性织物可以提供弹性拉力。颞部连接件1250的剩余部分可以由上述刚性或半刚性材料构成(尽管可以设想,颞部连接件1250的附加部分也可以由柔性材料构成)。
5.2.2.4.1头绑带
在一些形式中,定位和稳定结构3000可以包括顶绑带部1340,顶绑带部可以覆盖用户头部的上部区域。
在一些形式中,顶绑带部1340可以在头戴式显示系统1000的前部和头戴式显示系统1000的后部区域之间延伸。
在一些形式中,顶绑带部1340可以由柔性材料构造,并且可以配置为与用户头部的形状相适应。
在某些形式中,顶绑带部1340可以连接到显示单元壳体1205。例如,顶绑带部1340可以联接到上面1230。顶绑带部1340还可以在显示单元壳体1205的后端附近联接到显示单元壳体1205。
在某些形式中,顶绑带部1340可以联接到前额支撑件1360。例如,顶绑带部1340可以在上边缘附近联接到前额支撑件1360。顶绑带部1340可以通过前额支撑件1360连接到显示单元壳体1205。
在一些形式中,顶绑带部1340可以连接到后支撑部1350。例如,顶绑带部1340可以靠近后支撑部1350的上边缘连接。
在一些形式中,顶绑带部1340可以覆盖用户头部的额骨和顶骨。
在某些形式中,顶绑带部1340可以在其在头戴式显示系统1000 的前部和后部之间延伸时沿着矢状平面延伸。
在某些形式中,顶绑带部1340可以施加至少部分地定向在上方向上的拉力,拉力可以与重力相反。
在某些形式中,顶绑带部1340可以施加至少部分地在向后方向上取向的张力,这可以将接口结构1100拉向用户面部(并且当光屏蔽3304 充当密封形成结构时提供密封力的一部分)。
在一些形式中,顶绑带部1340可以是可调节的,以便在显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力,以便固定显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205的位置。
在某些形式中,显示单元壳体1205和/或前额支撑件1360(视情况而定)可以包括至少一个环或孔眼1254,并且顶绑带部1340可以穿过孔眼1254,并且自身对折。用户可以选择穿过孔眼1254的顶绑带部1340的长度,以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如,将较大长度的顶绑带部1340穿线穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。
在一些形式中,顶绑带部1340可以包括调节部和接收部。调节部可以被定位成穿过孔眼1254,并且可以联接到接收部上(例如,通过在其自身上对折)。调节部可以包括钩子材料,并且接收部可以包括环材料(或反之亦然),使得调节部可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中,钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。
5.2.2.5旋转控制
在一些形式中,当用户佩戴了定位和稳定结构时,显示单元壳体 1205和/或显示屏幕1220可以相对于用户的面部枢转。这可以允许用户在仍然佩戴用户接口3000的同时查看物理环境。这对于希望为观看虚拟环境而休息,但不希望离开定位和稳定结构1300的用户可能是有用的。
在一些形式中,枢轴连接1260可以形成在显示单元壳体1205的上部与定位和稳定结构1300之间。例如,枢转连接1260可以形成在显示单元壳体1205的上面1230上。
在某些形式中,枢轴连接1260可以联接到前额支撑件1360。显示单元壳体1205能够绕前额支撑件1360的下边缘枢转。
在一种形式中,颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360以允许显示单元壳体1205枢转。
在一些形式中,枢转连接1260可以是棘轮连接,并且可以在没有额外用户干预的情况下将显示单元壳体1205保持在升高位置。
5.2.3控制器
如图6所示,一些形式的头戴式显示系统1000包括控制器1270,控制器可由用户接合,以便向虚拟环境提供用户输入和/或控制头戴式显示系统1000的操作。控制器1270可以连接到头戴式显示单元1200,并且向用户提供与从头戴式显示单元1200输出到用户的虚拟对象交互的能力。
5.2.3.1手持控制器
在一些形式中,控制器1270可以包括手持设备,并且可以由用户用单手容易地抓握。
在某些形式中,头戴式显示器系统1000可包括两个手持控制器。手持控制器可以基本上彼此相同,并且每个手持控制器可以由用户的相应一只手致动。
在一些形式中,用户可以与手持控制器交互,以便控制虚拟环境中的虚拟对象和/或与虚拟环境中的虚拟对象交互。
在一些形式中,手持控制器包括可由用户致动的按钮。例如,用户的手指能够在握持手持控制器的同时按下按钮。
在一些形式中,手持控制器可以包括方向控制(例如,操纵杆、控制板等)。用户的拇指能够在握持手持控制器的同时接合方向控制。
在某些形式中,控制器1270可以无线连接到头戴式显示单元 1200。例如,控制器1270和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi 或任何类似装置连接。
在某些形式中,控制器1270和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。
5.2.3.2固定控制器
在一些形式中,控制器1270的至少一部分可整体形成在显示单元壳体1205上。
在一些形式中,控制器1270可包括一体地形成在显示单元壳体 1205上的控制按钮。例如,控制按钮可以形成在上面1230和/或下面 1232上,以便在握持用户的手掌抵靠显示单元壳体1205的侧向左或右面1234、1236时可由用户的手指接合。控制按钮也可以布置在显示单元壳体1205的其它面上。
在一些形式中,用户可以与控制按钮交互,以便控制头戴式显示系统1000的至少一个操作。例如,控制按钮可以是开/关按钮,其可以选择性地控制显示屏幕1220是否正在向用户输出图像。
在某些形式中,控制按钮和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。
在一些形式中,头戴式显示系统1000可以包括手持控制器和控制按钮两者。
5.2.4扬声器
参考图6,在一些形式中,头戴式显示系统1000包括音响系统或扬声器1272,音响系统或扬声器可以连接到头戴式显示单元1200并且可定位成接近用户的耳朵以便向用户提供听觉输出。
在一些形式中,扬声器1272可定位在用户的耳朵周围,并且可阻挡或限制用户听到环境噪声。
在某些形式中,扬声器1272可以无线连接到头戴式显示单元 1200。例如,扬声器1272和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi 或任何类似装置连接。
在一些形式中,扬声器1272包括左耳换能器和右耳换能器。在一些形式中,左耳和右耳换能器可以输出不同的信号,使得用户在一只耳朵(例如,左耳)中听到的音量和/或噪声可以不同于用户在另一只耳朵(例如,右耳)中听到的音量和/或噪声。
在一些形式中,可以使用控制器1270来控制扬声器1272(例如,扬声器1272的音量)。
5.2.5电源
参考图6,头戴式显示系统1000的一些形式可以包括电源1274,电源可以向头戴式显示单元1200和头戴式显示系统1000的任何其它电气部件提供电力。
在某些形式中,电源1274可包括可联接到外部电源的有线电连接,外部电源可固定到特定位置。
在某些形式中,电源1274可包括可向头戴式显示单元1200提供电力的可移植电池。与有线电连接相比,可移植电池可以允许用户更大的移动性。
在某些形式中,头戴式显示系统1000和/或头戴式显示系统1000 的其它电子部件可以包括内部电池,并且可以在没有电源1274的情况下使用。
在一些形式中,头戴式显示系统1000可包括在远离头戴式显示单元1200的位置中的电源1274。电线可以从远端位置延伸到显示单元壳体1205,以便将电源1274电连接到头戴式显示单元1200。
在某些形式中,电源1274可联接到定位和稳定结构1300。例如,电源1274可以永久地或可移除地联接到定位和稳定结构1300的绑带。电源1274可联接到定位和稳定结构1300的后部,使得其可大体上与显示单元壳体1205和/或头戴式显示单元1200相对。电源1274的重量以及头戴式显示单元1200和显示单元壳体1205的重量因此可以遍及头戴式显示系统1000展开,而不是集中在头戴式显示系统1000的前部。将重量转移到头戴式显示系统1000的后部可以限制在用户面部产生的力矩,这可以提高舒适度并且允许用户佩戴头戴式显示系统1000 更长的时间段。
在某些形式中,电源1274可由远离用户头部的用户支撑。例如,电源1274可以仅通过电连接件(例如,电线)连接到头戴式显示单元 1200和/或显示单元壳体1205。电源1274可以储存在用户的裤兜中,储存在带夹上,或以类似的方式支撑电源1274的重量。这消除了用户的头部需要支撑的重量,并且可以使佩戴头戴式显示系统1000对用户更舒适。
在一些形式中,头戴式显示单元1200可包括电源1274。例如,显示单元1220可以是蜂窝电话或其它类似的电子设备,其包括内部电源1274。
5.2.6控制系统
参考图6,一些形式的头戴式显示系统1000包括帮助控制用户接收的输出的控制系统1276。具体地,控制系统1276可以控制来自显示屏幕1220的视觉输出和/或来自扬声器1272的听觉输出。
在一些形式中,控制系统1276可以包括监测不同参数(例如,在物理环境中)并且将所测量的参数传送到处理器的传感器。用户接收到的输出可能受测量参数的影响。
在一些形式中,控制系统1276集成到头戴式显示单元1200中。在其它形式中,控制系统1276容纳在控制系统支撑件1290中,控制系统支撑件与头戴式显示单元1200分离,但连接到(例如,电连接到) 头戴式显示单元。
5.2.6.1电源
在一些形式中,控制系统1276可以由电源1274供电,电源可以是用于为控制系统1276的部件供电的至少一个电池。例如,控制系统 1276的传感器可以由电源1274供电。
在一些形式中,电源1274的至少一个电池可以是低功率系统电池 1278和主电池7008。
在某些形式中,低功率系统电池1278可用于为控制系统1276的实时(RT)时钟1282供电。
5.2.6.1.1集成功率支持部
在一些形式中,电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278 和/或主电池7008。电池支撑部1288可以直接支撑在头戴式显示系统 1000上。
在一些形式中,电池支撑部1288可以布置在显示单元壳体1205 内。
在一些形式中,电池支撑部1288可以布置在定位和稳定结构1300 上。例如,电池支撑部1288可以联接到后支撑部1350。头戴式显示系统1000的重量可以在用户头部周围更好地平衡。电池支撑部1288的一种形式是电池组壳体,其将在本文中更详细地描述。
5.2.6.1.2远程电力支撑部
在一些形式中,电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278 和/或主电池7008。电池支撑部1288可以独立于定位和稳定结构1300 和/或显示单元壳体1205联接到用户(例如,其可以经由带夹联接)。电池支撑部1288也可以远离用户的身体被支撑(例如,如果头戴式显示系统1000从计算机或视频游戏控制台接收电力)。系链可将电池支撑部1288联接到控制系统1276和/或其它电子装置。由于低功率系统电池1278和/或主电池7008的重量未被用户头部支撑,电池支撑部的定位可以提高用户的舒适度。
5.2.6.2取向传感器
在一些形式中,控制系统1276包括可以感测用户身体的取向的取向传感器1284。例如,取向传感器1284可以感测用户何时作为整体旋转他们的身体和/或他们的头部。换言之,取向传感器1284可以测量用户身体的角位置(或任何类似参数)。通过感测旋转,传感器1284可以与显示屏幕1220通信以输出不同的图像。
在一些示例中,外部取向传感器可以定位在用户佩戴头戴式显示系统1000的物理环境中。外部位置传感器可以与上述取向传感器1284 类似地跟踪用户的移动。使用外部取向传感器可以减小需要由用户支撑的重量。
5.2.6.2.1相机
在一些形式中,控制系统1276可以包括至少一个相机,相机可以被定位成观察用户的物理环境。
在一些形式中,取向传感器1284是相机,相机可以配置为观察用户的物理环境以便确定用户的头部的取向(例如,在用户的头部已经倾斜的方向上)。
在一些形式中,取向传感器1284包括定位在整个头戴式显示系统1000中的多个相机,以便提供用户物理环境的更完整视图,并且更准确地测量用户头部的取向。
在一些形式中,相机1284联接到显示单元壳体1205的前面1238。相机1284可以被定位以便提供“第一人称”视图。
在某些形式中,显示屏幕1220可以通过使用相机1284来显示用户的物理环境,使得用户可以感觉好像他们正在观看他们的物理环境而没有来自头戴式显示系统1000的帮助(即,第一人称视图)。这可允许用户在不移除头戴式显示系统1000的情况下在其物理环境周围移动。
在一种形式中,可以在显示屏幕1220显示用户的物理环境的同时显示虚拟对象。相机1284可以允许头戴式显示系统1000作为MR设备操作。控制系统1276可以包括用于在VR设备和MR设备之间切换操作的控制器。
5.2.6.3眼睛传感器
在一些形式中,控制系统1276可以包括能够跟踪用户眼睛的运动的眼睛传感器。例如,眼睛传感器能够测量用户眼睛中的至少一个眼睛的位置,并确定用户眼睛中的至少一个眼睛正在看哪个方向。
在一些形式中,控制系统1276可以包括两个眼睛传感器。每个传感器可以对应于用户的一只眼睛。
在一些形式中,这些眼睛传感器可以被布置在透镜1240之中或附近。
在一些形式中,眼睛传感器可以测量用户耳朵的角位置,以便确定来自显示屏幕1220的视觉输出。
5.2.6.4处理系统
在一些形式中,控制系统1276包括可从控制系统1276的各种传感器接收测量值的处理系统。
在一些形式中,处理系统可以接收由取向传感器1284和/或眼睛传感器记录的测量值。基于这些测量值,处理器可以与显示屏幕1220 通信以改变正被输出的图像。例如,如果用户的眼睛和/或用户的头部沿上方向枢转,则显示屏幕1220可以显示虚拟环境的更上部分(例如,响应于来自处理系统的方向)。
5.3增强现实显示接口
如图5A和5B所示,根据本技术的一个方面的显示装置或头戴式显示系统1000包括以下功能方面:显示屏幕1220、显示壳体3200、以及定位和稳定结构1300。在一些形式中,可通过一个或多个物理部件来提供功能方面。在一些形式中,一个或多个物理部件可以提供一个或多个功能方面。在使用中,显示器3100布置成位于用户眼睛附近和前面,以允许用户观看显示器3100。
在其它方面中,头戴式显示器系统1000还可包含接口结构1100、控制器1270、扬声器1272、电源1274和/或控制系统1276。在一些示例中,这些可以是头戴式显示系统1000的整体部分,而在其它示例中,这些可以是模块化的并且根据用户的需要结合到头戴式显示系统1000 中。
5.3.1显示单元
头戴式显示单元1200可以包括用于向用户提供可观察输出的结构。具体地,头戴式显示单元1200被布置为保持(例如,手动地,通过定位和稳定结构等)在用户面部前方的操作位置中。
在一些示例中,头戴式显示单元1200可以包括显示屏幕1220、显示单元壳体1205和/或接口结构1100。这些部件可以整体地形成在单个头戴式显示单元1200中,或者它们可以是可分离的并且由用户选择性地连接以形成头戴式显示单元1200。另外,显示屏幕1220、显示单元壳体1205和/或接口结构1100可以包括在头戴式显示系统1000 中,但可以不是头戴式显示单元1200的一部分。
5.3.1.1显示屏幕
如图5A所示,一些形式的头戴式显示单元1200包括显示屏幕 1220。显示屏幕1220可以包括向用户提供可观察输出的电子部件。
在图5A和图5B所示的本技术的一种形式中,显示屏幕1220提供用户可观察到的光学输出。光学输出允许用户观察虚拟环境和/或虚拟对象。
显示屏幕1220可以位于用户眼睛附近,以便允许用户观看显示屏幕1220。例如,显示屏幕1220可以位于用户眼睛的前方。显示屏幕 1220可以显示可以由用户观看的计算机生成图像,以便增强用户的物理环境(例如,计算机生成图像可以看起来好像它们存在于用户的物理环境中)。
在一些形式中,显示屏幕1220是电子显示器。显示屏幕1220可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏。
在一些形式中,计算机生成的图像可以投影到显示屏幕1220上。
在一些形式中,显示屏幕1220可以延伸得更宽于用户瞳孔之间的距离。显示屏幕1220也可以比用户颊部之间的距离更宽。
在一些形式中,显示屏幕1220可以显示用户可观察到的至少一个图像。例如,显示屏幕1220可以显示基于预定条件(例如,时间流逝、用户的移动、来自用户的输入等)而改变的图像。
在某些形式中,显示屏幕1220的部分可仅对用户的一只眼睛可见。换言之,显示屏幕1220的一部分可以被定位成仅在用户的一只眼睛(例如,右眼)附近和前方,并且被阻挡而不从另一只眼睛(例如,左眼)观看。
在一个示例中,显示屏幕1220可以被分成两个侧面(例如,左侧和右侧),并且可以一次显示两个图像(例如,任一侧上的一个图像)。
显示屏幕1220的每一侧可以显示相似的图像。在一些示例中,图像可以是相同的,而在其它示例中,图像可以稍微不同。
一起地,显示屏幕1220上的两个图像可以形成双目显示,其可以向用户提供更真实的AR或MR体验。换句话说,用户的大脑可以将来自显示屏幕1220的两个图像一起处理为单个图像。提供两个(例如,不相同的)图像可以允许用户在其周边查看虚拟对象,并且在虚拟环境中扩展其视场。
在某些形式中,可以定位显示屏幕1220以便用户的双眼都能看到。显示屏幕1220可以一次输出单个图像,单个图像是双眼可见的。与多图像显示屏幕1220相比,这可以简化处理。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如,单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如,使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏幕1220的图像),或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如,当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕 1220的图像时)。这在AR或MR中可能特别有用,AR或MR中中用户可能希望有限的虚拟刺激,并且可能希望在没有覆盖的虚拟对象的情况下观察物理环境。
在某些形式中,特别是当在AR或MR环境中使用显示屏幕1220 时,可以在用户继续佩戴显示屏幕1220并与物理环境交互时关闭显示屏幕1220。这可以允许用户选择性地选择何时接收虚拟刺激,以及何时仅观察物理环境。
在某些形式中,显示屏幕1220可以是透明的(或半透明的)。例如,显示屏幕1220可以是玻璃的,因此用户可以通过显示屏幕1220 看到。这在AR或MR应用中可能是特别有益的,使得用户可以继续看到物理环境。
5.3.1.1.1光学透镜
如图5A所示,显示屏幕1220可以设置在透镜1240内。用户可以通过透镜1240观看由显示屏幕1220提供的图像。透镜1240可以与显示屏幕1220一起是透明的和/或半透明的,使得用户可以在通过透镜 1240观看时观察他们的物理环境。在一些示例中,用户能够观察(例如,视觉观察)他们的物理环境,而不管由显示屏幕1220输出的计算机生成图像的存在或不存在。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括两个透镜1240,每个透镜用于用户的一只眼睛。换句话说,用户的每只眼睛可以通过位于相应瞳孔前面的单独的透镜来观察。每个透镜1240可以是相同的,尽管在一些示例中,一个透镜1240可以与另一个透镜1240不同(例如,具有不同的放大率)。例如,透镜1240可以是处方透镜1240,并且用户的每个眼睛可以具有不同的处方。
在某些形式中,显示屏幕1220可以同时输出两个图像。用户的每只眼睛只能看到两个图像中的一个。可以在显示屏幕1220上并排显示图像。每个透镜1240允许每只眼睛仅观察接近相应眼睛的图像。用户可以将这两个图像一起观察为单个图像。
在某些形式中,每个透镜1240可以包括输出不同图像的单独的显示屏幕1220。例如,可以向用户的眼睛显示不同的计算机生成图像。
在一种形式中,用户可控制显示屏幕1220中的两者、一者或不同时输出。如果用户希望切换哪个眼睛正在观察计算机生成的图像,则这可能对用户有益。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如,单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如,使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏幕1220的图像),或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如,当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕 1220的图像时)。
5.3.1.2显示器壳体
在如图5A和5B所示的本技术的一些形式中,显示单元壳体1205 提供用于显示屏幕1220的支撑结构,以便维持显示屏幕1220的至少一些部件相对于彼此的位置,并且可以附加地保护显示屏幕1220和/ 或头戴式显示单元1200的其它部件。显示单元壳体1205可以由适于向显示屏幕1220提供冲击力保护的材料构成。显示单元壳体1205还可以接触用户的面部,并且可以由适于限制对用户的刺激的生物相容性材料构成。
根据本技术的一些形式的显示单元壳体1205可以由诸如塑料的硬的、刚性的或半刚性的材料构成。
在某些形式中,刚性或半刚性材料可以至少部分地覆盖有柔软和/ 或柔性材料(例如,纺织品、硅酮等)。这可以改善生物相容性和/或用户舒适性,因为用户接合(例如,用他们的手抓住)的显示单元壳体1205的至少一部分包括软和/或柔性材料。
根据本技术的其他形式的显示单元壳体1205可以由柔软的、柔性的、有弹性的材料构成,诸如硅橡胶。
在一些形式中,显示屏幕1220可以至少部分地从显示单元壳体 1205中突出。例如,与VR头戴式显示系统1000不同,AR(或MR) 头戴式显示系统1000中的显示屏幕1220可以不完全被显示单元壳体1205包围。用户能够直接查看显示屏幕1220,并且能够查看显示屏幕 1220(例如,如果显示屏幕1220是透明的或半透明的)。
在某些形式中,显示单元壳体1205可支撑传感器或下文描述的其它电子装置。显示单元壳体1205可以向电子设备提供保护,而基本上不妨碍用户观看显示屏幕1220。
5.3.1.3接口结构
如图5A和5B所示,本技术的一些形式包括接口结构1100,接口结构被定位和/或布置为符合用户面部的形状,并且可以在佩戴和/或使用头戴式显示系统1000时向用户提供增加的舒适性。
在一些形式中,接口结构1100联接到显示单元壳体1205的表面。
在一些形式中,根据本技术的接口结构1100可以由生物相容性材料构成。
在一些形式中,根据本技术的接口结构1100可由柔软、柔性和/ 或弹性材料构成。
在某些形式中,根据本技术的接口结构1100可以由硅橡胶和/或泡沫构成。
在一些形式中,接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域,其可以是不舒适的位置。形成接口结构1100的材料可缓冲这些敏感区域,并在佩戴头戴式显示系统1000时限制用户的不适。
在某些形式中,这些敏感区域可包括用户的前额。具体地,这可以包括用户头部的邻近额骨的区域,如颅顶肌和/或眉间骨。这一区域可能是敏感的,因为在用户的皮肤和骨头之间存在来自肌肉和/或脂肪的有限的天然缓冲。类似地,用户鼻子的隆脊也可包括很少或不包括自然缓冲。
在一些形式中,接口结构1100可以包括单个元件。在一些实施例中,接口结构1100可以设计用于大规模制造。例如,接口结构1100 可以设计成舒适地配合各种不同的面部形状和尺寸。
在一些形式中,接口结构1100可以包括覆盖用户面部的不同区域的不同元件。接口结构1100的不同部分可以由不同的材料构成,并且在不同区域为用户提供不同的质地和/或缓冲。
在一些形式中,接口结构1100可以包括可以接触用户鼻子侧面的鼻垫(例如,如在眼镜中使用的)。鼻垫可以向用户的鼻子施加轻微的压力以保持头戴式显示系统1000的位置,但是可以不施加引起明显不适的力(例如,鼻垫可以不接收向后的张力)。
5.3.2定位和稳定结构
如图5A到5B所示,本技术的头戴式显示系统1000的显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205可以在使用中由定位和稳定结构1300保持就位。
为了将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205保持在其正确的操作位置,定位和稳定结构1300理想地舒适地抵靠用户的头部,以便以最小化面部标志和/或来自长期使用的疼痛的方式适应由显示单元的重量引起的负载。还需要允许通用配合而不牺牲舒适性、可用性和制造成本。设计标准可以包括在具有低灵巧性阈值的低接触简单设置解决方案的预定范围上的可调性。进一步的考虑包括迎合可以使用头戴式显示系统1000的动态环境。作为虚拟环境的沉浸体验的一部分,用户可以在使用头戴式显示系统1000的同时通信,即说话。以此方式,用户的下颌或下颌骨可相对于颅骨的其他骨骼移动。另外,在头戴式显示系统1000的使用期间,整个头部可以移动。例如,用户的上身并且在一些情况下下身的运动,并且具体地,头部相对于上身和下身的运动。
在一种形式中,定位和稳定结构1300提供保持力以克服重力对显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的影响。
在本技术的一种形式中,提供定位和稳定结构1300,其以与由用户舒适佩戴一致的方式构造。在一个示例中,定位和稳定结构1300具有较小的侧面或截面厚度,以减小仪器的感测或实际体积。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一条截面为矩形的绑带。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一条扁平绑带。
在本技术的一种形式中,提供定位和稳定结构1300,其配置为不会太大和笨重以防止用户舒适地左右移动他们的头部。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括由织物用户接触层、泡沫内层和织物外层的层压物构造而成的绑带。在一种形式中,泡沫是多孔的,以使得湿气(例如,汗)能够通过绑带。在一种形式中,绑带的皮肤接触层由有助于从用户面部吸走湿气的材料形成。在一种形式中,织物外层包括环材料,其用于与钩材料部接合。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括绑带,其为可延长的,例如可弹性延长的。例如,绑带可以配置为在使用中处于张紧状态,并且引导力将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205拉向用户面部的一部分,特别是靠近用户眼睛并且与其视场一致。在一个示例中,绑带可被构造为系带。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第一系带,第一系带被构造和布置为使得在使用中第一系带的下边缘的至少一部分经过用户头部的上耳基并且覆盖顶骨的一部分而不覆盖枕骨。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第二系带,第二系带被构造和布置为使得在使用中第二系带的上边缘的至少一部分经过用户头部的下耳基下方并且覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第三系带,第三系带构造和布置成相互连接第一系带和第二系带,以减小第一系带和第二系带彼此分开的趋势。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括绑带,其为可弯曲的并且例如非刚性的。这一方面的优点在于,绑带相对于用户的头部更舒适。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括构造为可透气的绑带,以允许湿气通过绑带传输,
在本技术的某些形式中,提供了一种系统,系统包括多于一个定位和稳定结构1300,每个定位和稳定结构配置为提供保持力以对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如,系统可以包括一种形式的定位和稳定结构1300,定位和稳定结构适合于大尺寸的头部,但不适合于小尺寸的头部,而另一种形式的定位和稳定结构适用于小尺寸的头部,而不适用于大尺寸的头部。
在一些形式中,定位和稳定结构1300可以包括用于接触用户皮肤的缓冲材料(例如,泡沫垫)。缓冲材料可以为定位和稳定结构1300 提供增加的耐磨性,特别是如果定位和稳定结构1300由刚性或半刚性材料构成。
5.3.2.1颞部连接件
如图5B所示,定位和稳定结构1300的一些形式包括颞部连接件 1250,每个连接件使用中可以覆盖用户颞骨中的相应一个。在使用中,颞部连接件1250的一部分与用户头部靠近耳上附着点(即,在每个用户耳朵上方)的区域接触。
颞部连接件1250可以是定位和稳定结构1300的侧部,因为每个颞部连接件1250定位在用户头部的左侧或右侧。
在一些形式中,颞部连接件1250可以在前后方向上延伸,并且可以基本上平行于矢状平面。
在一些形式中,颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。例如,颞部连接件1250可以连接到显示单元壳体1205的侧面。
在一些形式中,颞部连接件1250可在使用中布置成大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面并在颧骨上方(例如,在用户的颊骨上方) 延伸。
在一些形式中,颞部连接件1250可以被定位成抵靠用户的头部,类似于眼镜的臂,并且被定位成比每个相应耳朵的反螺旋更优良。
在一些形式中,颞部连接件1250可以具有大致细长且平坦的构造。换句话说,每个时间连接器1250比厚(进入纸平面的方向)更长和更宽(在纸平面中从上到下的方向)。
在一些形式中,每个颞部连接件1250可以具有在所有三个轴(X、 Y和Z)上具有曲率的三维形状。虽然每个颞部连接件1250的厚度可以是基本上均匀的,但是其高度在其整个长度上变化。每个颞部连接件1250的形状和尺寸的目的是紧密地符合用户的头部,以便保持不引人注目并且维持低轮廓(例如,没有看起来过于庞大)。
在一些形式中,颞部连接件1250可以由刚性或半刚性材料构造,其可以包括塑料、Hytre(热塑性聚酯弹性体)或其它类似材料。刚性或半刚性材料可以是自支撑的和/或能够保持其形状而不被穿戴。这可以使用户更直观或明显地理解如何使用定位和稳定结构1300,并且可以与完全松软且不保持形状的定位和稳定结构1300形成对比。在使用之前将颞部连接件1250保持在使用状态可以在用户戴上定位和稳定结构1300的同时防止或限制变形,并且允许用户快速安装或佩戴头戴式显示系统1000。
在某些形式中,颞部连接件1250可以是刚性件,其可以允许张力通过颞部连接件1250的更有效(例如直接)的平移,因为刚性件在使用中限制了臂的伸长或变形的幅度。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以被设计成使得定位和稳定结构1300‘弹出箱体’并且总体上进入其使用构型。此外,定位和稳定结构1300可以被安排成一旦弹出箱体就保持其使用中的形状(例如,因为可以形成刚性件以维持定位和稳定结构1300的一些或部分的形状)。有利地,定位和稳定结构1300的取向对于用户是清楚的,因为定位和稳定结构1300的形状通常是弯曲的,非常像用户头部的后部。即,定位和稳定结构1300大致为圆顶形。
在某些形式中,柔性和/或弹性材料可以布置在颞部连接件1250 的刚性或半刚性材料周围。柔性材料可以更舒适地抵靠用户的头部,以便改善耐磨性并且提供与用户面部的柔软接触。在一种形式中,柔性材料是织物套筒,其永久地或可移除地联接到每个颞部连接件1250。
在一种形式中,织物可以包覆模制到刚性件的至少一侧上。在一种形式中,刚性件可以与弹性部件分开形成,然后用户接触材料(例如,Breath-O-PreneTM)的保护套可以包裹或滑动到刚性件上。在可选的形式中,用户接触材料可以通过粘合剂、超声波焊接、缝纫、钩环材料和/或双头螺栓连接件提供给刚性件。
在一些形式中,用户接触材料可以在刚性件的两侧上,或者可以仅在刚性件的用户接触侧(例如,用户接触侧)上,以减少材料的体积和成本。
在一些形式中,颞部连接件1250由柔性材料(例如,织物)构造,其对于用户的皮肤可以是舒适的,并且可以不需要增加层以增加舒适性。
定位和稳定结构1300的一些形式可以仅包括颞部连接件1250。颞部连接件1250可以成形为类似眼镜的颞或臂,并且可以以类似的方式抵靠用户的头部。例如,颞臂3304可以提供指向用户头部的侧面(例如,朝向相应的颞骨)的力。
5.3.2.2后支撑部
如图5B所示,定位和稳定结构1300的一些形式可以包括后支撑件,例如后支撑部1350,用于帮助支撑靠近用户眼睛的显示屏幕1220 和/或显示单元壳体1205。后支撑部1350可以帮助将显示屏幕1220和 /或显示单元壳体1205锚定到用户的头部,以便将显示屏幕1220适当地定向为接近用户的眼睛。
在一些形式中,后支撑部1350可经由颞部连接件1250联接到显示单元壳体1205。
在某些形式中,颞部连接件1250可以直接联接到显示单元壳体 1205和后支撑部1350。
在一些形式中,后支撑部1350可以具有三维轮廓曲线以适合用户头部的形状。例如,后支撑部1350的三维形状可以具有在使用中适于覆盖用户头部的顶骨和枕骨的一部分的大致圆形的三维形状。
在一些形式中,后支撑部1350可以是定位和稳定结构1300的后部。后支撑部1350可以提供至少部分指向前方向的锚定力。
在某些形式中,后支撑部1350是定位和稳定结构1300的最下部。例如,后支撑部1350可以接触用户头部在枕骨和斜方肌之间的区域。后支撑部1350可钩靠在枕骨(例如后头部)的下边缘上。后支撑部1350 可提供指向上方向和/或前方向的力,以保持与用户枕骨的接触。
在某些形式中,后支撑部1350是整个头戴式显示系统1000的最下部。例如,后支撑部1350可以定位在用户颈部的基部(例如,覆盖枕骨和比用户眼睛更低的斜方肌),使得后支撑部1350比显示屏幕1220 和/或显示单元壳体1205更低。
在一些形式中,后支撑部1350可包括垫材料,其可接触用户的头部(例如,覆盖枕骨和斜方肌之间的区域)。垫材料可以为用户提供额外的舒适性,并且限制由后支撑部1350拉向用户头部所引起的痕迹。
5.3.2.3前额支撑件
如图5A和5B所示,定位和稳定结构1300的一些形式可以包括前额支撑件1360,前额支撑件在使用时可以接触用户的高于用户眼睛的头部。例如,前额支撑件1360可以覆盖用户头部的额骨。在某些形式中,前额支撑件1360还可以比蝶骨和/或颞骨更高。这也可以将前额支撑件1360定位成比用户的眉毛更高。
在一些形式中,前额支撑件1360可以是定位和稳定结构1300的前部,并且可以比定位和稳定结构1300的任何其它部分更靠前地设置在用户的头部上。后支撑部1350可以提供至少部分指向后方向的力。
在一些形式中,前额支撑件1360可以包括缓冲材料(例如,织物、泡沫、硅树脂等),缓冲材料可以接触用户,并且可以帮助限制由定位和稳定结构1300的绑带引起的标记。前额支撑件1360和接口结构 1100可以一起工作,以便为用户提供舒适。
在一些形式中,前额支撑件1360可以与显示单元壳体1205分离,并且可以在与显示单元壳体1205不同的位置(例如,更高的位置)接触用户的头部。
在一些形式中,前额支撑件1360可以被调节以允许定位和稳定结构3000适应用户面部的形状和/或构造。
在一些形式中,颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360(例如,在前额支撑件1360的侧面上)。颞部连接件1250可以至少部分地在下方向上延伸以便联接至后支撑部1350。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以包括多对颞部连接件 1250。例如,一对颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360,并且一对颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。
在一些形式中,前额支撑件1360可以以大致平行于用户前额的角度呈现,以为用户提供改善的舒适性。例如,前额支撑件1360可以将用户定位在覆盖额骨的取向上,并且基本上平行于冠状平面。将前额支撑件基本上平行于冠状平面定位可以减少可能由不均匀呈现导致的褥疮的可能性。
在一些形式中,前额支撑件1360可以偏离接触用户头部的后部区域(例如,覆盖枕骨和斜方肌的区域)的后部支撑件。换句话说,沿着后绑带的轴线将不与前额支撑件1360相交,前额支撑件可以设置成比沿着后绑带的轴线更低和更靠前。在前额支撑件1360和后绑带之间产生的偏移可以产生与显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的重力相反的力矩。更大的偏移可以产生更大的力矩,因此更有助于保持显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的适当位置。可以通过将前额支撑件1360移动得更靠近用户的眼睛(例如,沿着用户的头部更靠前和更靠下)和/或增加后绑带的角度以使其更竖直来增加偏移。
5.3.2.4可调节绑带
定位和稳定结构1300的部分可以是可调节的,以便在显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力,以便固定显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205的位置。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以包括至少一个环或孔眼 1254,并且至少一个颞部连接件1250可以穿过环,并且自身对折。用户可以选择穿过相应孔眼1254的定位和稳定结构1300的绑带的长度以便调节张力。例如,穿过孔眼1254穿线更长的长度可以提供更大的拉力。
在一些形式中,这些颞部连接件1250中的至少一个可以包括调节部1256和接收部1258。调节部1256可以定位成穿过显示单元壳体1205 上的孔眼1254,并且可以联接到接收部1258上(例如,通过在其自身上对折)。调节部1256可以包括钩子材料,并且接收部1258可以包括环材料(或反之亦然),使得调节部1256可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中,钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。
在某些形式中,绑带可以至少部分地由柔性和/或弹性材料构成,其可以符合用户头部的形状和/或可以允许调节部穿过孔眼1254。例如,调节部1256可以由弹性织物构成,弹性织物可以提供弹性拉力。剩余的颞部连接件1250可以由上述刚性或半刚性材料构成(尽管可以设想,颞部连接件1250的附加部分也可以由柔性材料构成)。
5.3.2.4.1顶绑带部
在一些形式中,定位和稳定结构3000可以包括顶绑带部1340,顶绑带部可以覆盖用户头部的上部区域。
在一些形式中,顶绑带部1340可以在头戴式显示系统1000的前部和头戴式显示系统1000的后部区域之间延伸。
在一些形式中,顶绑带部1340可以由柔性材料构造,并且可以配置为与用户头部的形状相适应。
在某些形式中,顶绑带部1340可以连接到显示单元壳体1205。例如,顶绑带部1340可以联接到上面1230。顶绑带部1340还可以在显示器单元壳体1205的后端附近联接到显示器壳体3528。
在某些形式中,顶绑带部1340可以联接到前额支撑件1360。例如,顶绑带部1340可以在上边缘附近联接到前额支撑件1360。顶绑带部1340可以通过前额支撑件1360连接到显示单元壳体1205。
在一些形式中,顶绑带部1340可以连接到后支撑部1350。例如,顶绑带部1340可以靠近后支撑部1350的上边缘连接。
在一些形式中,顶绑带部1340可以覆盖用户头部的额骨和顶骨。
在某些形式中,顶绑带部1340可以在其在头戴式显示系统1000 的前部和后部之间延伸时沿着矢状平面延伸。
在某些形式中,顶绑带部1340可以施加至少部分地定向在上方向上的拉力,拉力可以与重力相反。
在一些形式中,顶绑带部1340可以是可调节的,以便在显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力,以便固定显示屏幕 1220和/或显示单元壳体1205的位置。
在某些形式中,显示单元壳体1205和/或前额支撑件1360可以包括至少一个环或孔眼1254,并且顶绑带部1340可以穿过孔眼1254,并且自身对折。用户可以选择穿过孔眼1254的顶绑带部1340的长度,以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如,将较大长度的顶绑带部1340穿线穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。
在一些形式中,顶绑带部1340可以包括调节部和接收部。调节部可以被定位成穿过孔眼1254,并且可以联接到接收部上(例如,通过在其自身上对折)。调节部可以包括钩子材料,并且接收部可以包括环材料(或反之亦然),使得调节部可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中,钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。
5.3.2.5旋转控制
在一些形式中,当用户佩戴了定位和稳定结构1300时,显示单元壳体1205和/或显示屏幕1220可以相对于用户的面部枢转。这可允许用户查看物理环境而无需通过头戴式显示单元1200查看(例如,无需查看计算机生成的图像)。这对于希望为观看虚拟环境而休息,但不希望离开定位和稳定结构1300的用户可能是有用的。
在某些形式中,枢轴连接1260可以联接到颞部连接件1250。头戴式显示单元1200可以能够绕在颞部连接件1250之间延伸的轴线(例如,在使用中可以基本上垂直于法兰克福水平线的基本上水平的轴线) 枢转。
在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205包括一对臂1210,臂远离显示屏幕1220延伸(例如,在悬臂结构中),并且在使用中可以在向后方向上延伸。
在某些形式中,这对臂1210可以至少部分地沿着颞部连接件1250 延伸,并且可以在枢转连接1260处连接到颞部连接件1250。
在一些形式中,枢转连接1260可以是棘轮连接,并且可以在没有额外用户干预的情况下将显示单元壳体1205保持在升高位置。
在一些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以包括中立位置(参见例如图5B;在使用中基本水平)和枢转位置(例如,在使用中相对于水平轴枢转)。
在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约90°之间枢转。在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约80°之间枢转。在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约70°之间枢转。在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约60°之间枢转。在某些形式中,显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件 1250在大约0°和大约50°之间枢转。在某些形式中,显示屏幕1220 和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约45°之间枢转。至少在其最大枢转位置,显示屏幕1220可以比用户的眼睛更好,使得用户不必看透显示屏幕1220来观察物理环境。
5.3.3控制器
如图6所示,一些形式的头戴式显示系统1000包括控制器1270,控制器可由用户接合,以便向虚拟环境提供用户输入和/或控制头戴式显示系统1000的操作。控制器1270可以连接到头戴式显示单元1200,并且向用户提供与从头戴式显示单元1200输出到用户的虚拟对象交互的能力。
5.3.3.1手持控制器
在一些形式中,控制器1270可以包括手持设备,并且可以由用户用单手容易地抓握。
在某些形式中,头戴式显示器系统1000可包括两个手持控制器。手持控制器可以基本上彼此相同,并且每个手持控制器可以由用户的相应一只手致动。
在一些形式中,用户可以与手持控制器交互,以便控制虚拟环境中的虚拟对象和/或与虚拟环境中的虚拟对象交互。
在一些形式中,手持控制器包括可由用户致动的按钮。例如,用户的手指能够在握持手持控制器的同时按下按钮。
在一些形式中,手持控制器可以包括方向控制(例如,操纵杆、控制板等)。用户的拇指能够在握持手持控制器的同时接合方向控制。
在某些形式中,控制器1270可以无线连接到头戴式显示单元 1200。例如,连接件1270和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi 或任何类似装置连接。
在某些形式中,控制器1270和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。
5.3.3.2固定控制器
在一些形式中,控制器1270的至少一部分可整体形成在显示单元壳体1205上。
在一些形式中,控制器1270可包括一体地形成在显示单元壳体 1205上的控制按钮。例如,控制按钮可以形成在上面1230和/或下面 1232上,以便在握持用户的手掌抵靠显示单元壳体1205的侧向左或右面1234、1236时可由用户的手指接合。控制按钮也可以布置在显示单元壳体1205的其它面上。
在一些形式中,用户可以与控制按钮交互,以便控制头戴式显示系统1000的至少一个操作。例如,控制按钮可以是开/关按钮,其可以选择性地控制显示屏幕1220是否正在向用户输出图像。
在某些形式中,控制按钮和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。
在一些形式中,头戴式显示系统1000可以包括手持控制器和控制按钮两者。
在一些形式中,在AR或MR设备中可以优选仅具有控制按钮。当佩戴AR或MR头戴式显示系统1000时,用户可以与他们的物理环境(例如,四处走动、使用工具等)交互。因此,用户可能更喜欢保持他们的双手没有控制器1270。
5.3.4扬声器
如图6所示,一些形式的头戴式显示系统1000包括音响系统或扬声器1272,音响系统或扬声器可以连接到头戴式显示单元1200并且可定位成接近用户的耳朵以便向用户提供听觉输出。
在一些形式中,扬声器1272定位在用户的耳朵周围,并且可阻挡或限制用户听到环境噪声。
在某些形式中,扬声器1272可以无线连接到头戴式显示单元 1200。例如,扬声器1272和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi 或任何类似装置连接。
在一些形式中,扬声器1272包括左耳换能器和右耳换能器。在一些形式中,左耳和右耳换能器可以输出不同的信号,使得用户在一只耳朵(例如,左耳)中听到的音量和/或噪声可以不同于用户在另一只耳朵(例如,右耳)中听到的音量和/或噪声。
在一些形式中,可以使用控制器1270来控制扬声器1272(例如,扬声器1272的音量)。
5.3.5电源
如图6所示,头戴式显示系统1000的一些形式可以包括电源1274,电源可以向头戴式显示单元1200和头戴式显示系统1000的任何其它电气部件提供电力。
在某些形式中,电源1274可包括可联接到外部电源的有线电连接,外部电源可固定到特定位置。
在某些形式中,电源1274可包括可向头戴式显示单元1200提供电力的可移植电池。与有线电连接相比,可移植电池可以允许用户更大的移动性。
在某些形式中,头戴式显示系统1000和/或头戴式显示系统1000 的其它电子部件可以包括内部电池,并且可以在没有电源1274的情况下使用。
在一些形式中,头戴式显示系统1000可包括在远离头戴式显示单元1200的位置中的电源1274。电线可以从远端位置延伸到显示单元壳体1205,以便将电源1274电连接到头戴式显示单元1200。
在某些形式中,电源1274可联接到定位和稳定结构1300。例如,电源1274可以永久地或可移除地联接到定位和稳定结构1300的绑带。电源1274可联接到定位和稳定结构1300的后部,使得其可大体上与显示单元壳体1205和/或头戴式显示单元1200相对。因此,电源1274 的重量以及头戴式显示单元1200和显示单元壳体1205的重量可以遍布头戴式显示系统1000,而不是集中在头戴式显示系统1000的前部。将重量转移到显示接口的后部可以限制在用户面部产生的力矩,这可以提高舒适性并允许用户佩戴头戴式显示系统1000更长的时间段。
在某些形式中,电源1274可由远离用户头部的用户支撑。例如,电源1274可以仅通过电连接件(例如,电线)连接到头戴式显示单元 1200和/或显示单元壳体1205。电源1274可以储存在用户的裤兜中,储存在带夹上,或以类似的方式支撑电源1274的重量。这消除了用户的头部需要支撑的重量,并且可以使佩戴头戴式显示系统1000对用户更舒适。
5.3.6控制系统
在一些形式中,控制系统1276可以由用于为控制系统1276的部件供电的电源1274(例如,至少一个电池)供电。例如,控制系统1276 的传感器可以由电源1274供电。
在一些形式中,电源1274的至少一个电池可以是低功率系统电池 1278和主电池7008。
在某些形式中,低功率系统电池1278可用于为控制系统1276的实时(RT)时钟1282供电。
5.3.6.1.1集成功率支持部
在一些形式中,电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278 和/或主电池7008。电池支撑部1288可以直接支撑在头戴式显示系统 1000上。
在一些形式中,电池支撑部1288可以布置在显示单元壳体1205 内。
在一些形式中,电池支撑部1288可以布置在定位和稳定结构1300 上。例如,电池支撑部1288可以联接到后支撑部1350。头戴式显示系统1000的重量可以在用户头部周围更好地平衡。
5.3.6.1.2远程电力支撑部
在一些形式中,电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278 和/或主电池1280。电池支撑部1288可以独立于定位和稳定结构1300 和/或显示单元壳体1205联接到用户(例如,其可以经由带夹联接)。电池支撑部1288也可以远离用户的身体被支撑(例如,如果头戴式显示系统1000从计算机或视频游戏控制台接收电力)。系链可将电池支撑部1288联接到控制系统1276和/或其它电子装置。由于低功率系统电池1278和/或主电池7008的重量未被用户头部支撑,电池支撑部的定位可以提高用户的舒适度。
5.3.6.2取向传感器
在一些形式中,控制系统1276包括可以感测用户身体的取向的取向传感器1284。例如,取向传感器1284可以感测用户何时作为整体旋转他们的身体和/或他们的头部。换言之,取向传感器1284可以测量用户身体的角位置(或任何类似参数)。通过感测旋转,传感器1284可以与显示屏幕1220通信以输出不同的图像。
在一些示例中,外部取向传感器可以定位在用户佩戴头戴式显示系统1000的物理环境中。外部位置传感器可以与上述取向传感器1284 类似地跟踪用户的移动。使用外部取向传感器可以减小需要由用户支撑的重量。
5.3.6.2.1相机
在一些形式中,控制系统1276可以包括至少一个相机,相机可以被定位成观察用户的物理环境。
在一些形式中,取向传感器1284是相机,其可以配置为观察用户的物理环境以便测量和确定用户的头部的取向(例如,在用户的头部已经倾斜的方向上)。
在一些形式中,取向传感器1284包括定位在整个头戴式显示系统 1000中的多个相机,以便提供用户物理环境的更完整视图,并且更准确地测量用户头部的取向。
5.3.6.3眼睛传感器
在一些形式中,控制系统1276可以包括能够跟踪用户眼睛的运动的眼睛传感器。例如,眼睛传感器能够测量用户眼睛中的至少一个眼睛的位置,并确定用户眼睛中的至少一个眼睛正在看哪个方向。
在一些形式中,控制系统1276可以包括两个眼睛传感器。每个传感器可以对应于用户的一只眼睛。
在一些形式中,这些眼睛传感器可以被布置在透镜1240之中或附近。
在一些形式中,眼睛传感器可以测量用户耳朵的角位置,以便确定来自显示屏幕1220的视觉输出。
在一些形式中,用户的眼睛可以充当控制器,并且用户可以移动他们的眼睛以便与虚拟对象交互。例如,虚拟光标可以跟随用户眼睛的位置。眼睛传感器可以跟踪并测量用户眼睛的移动,并且与处理系统1286(下面描述)通信以移动虚拟光标。
5.3.6.4处理系统
在一些形式中,控制系统1276包括处理系统1286(例如,微处理器),其可以接收来自控制系统1276的各种传感器的测量值。
在一些形式中,处理系统1286可以接收由取向传感器1284和/或眼睛传感器记录的测量值。基于这些测量值,处理器可以与显示屏幕 1220通信以改变正被输出的图像。例如,如果用户的眼睛和/或用户的头部沿上方向枢转,则显示屏幕1220可以显示虚拟环境的更上的部分 (例如,响应于来自处理系统1286的方向)。
5.4头戴式显示系统,其可以包括单独的电池组
图7A-7C、8、9、21A-21E、23A-23D、28A-28E、31A-31B、32A-32C 和33示出了头戴式显示系统1000的示例。在这些特定示例中,头戴式显示系统1000配置为用作虚拟现实(VR)头戴式耳机。在这些示例中的每一个中的头戴式显示系统1000包括头戴式显示单元1200和电池组1500。头戴式显示单元1200可以包括配置用于VR的显示器。电池组1500配置用于为头戴式显示系统1000供电。虽然在本文中在头戴式显示系统1000的上下文中描述了各种特征,头戴式显示系统包括与头戴式显示单元1200分离的电池组1500,但是应当理解,除非上下文另有要求,否则每个特征还可以应用在头戴式显示系统1000中,头戴式显示系统不包括与头戴式显示单元分离的电池组1500,或者包括位于用户头部后面以外的其它位置的电池组1500。
每个头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300,定位和稳定结构配置为将头戴式显示单元1200保持在用户眼睛的前方,使得显示器在使用中可由用户观看。头戴式显示单元1200还可以配置为在使用中将电池保持在用户头部的后部。
定位和稳定结构1300包括配置为用于接合用户头部的后部的后支撑部1350,这些示例中的后支撑部1350包括配置为用于在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310以及配置为用于在使用中覆盖或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部1320。
在这些示例中,定位和稳定结构1300还包括一对侧绑带部1330,侧绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。
定位和稳定结构1300可以进一步包括顶绑带部1340,顶绑带部配置为连接在电池组1500与头戴式显示单元1200之间。顶绑带部1340 可以配置为在使用中覆盖用户头部的上部。
5.4.1顶骨绑带部
在图7A-7C、8、9、21A-21E、23A-23D、28A-28E、31A-31B、 32A-32C和33所示的示例中,顶骨绑带部1310的位置可相对于顶绑带部1340在前后方向上移动。即,用户能够将顶骨绑带部1310移动通过他们头部上的一定范围的位置,而无需移动顶绑带部1340。移动顶骨绑带部1310的能力可以有利地允许用户将顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320展开分开而不移动顶绑带部1340。展开顶骨绑带部1310 和枕骨绑带部3120可以有利地在由这两个部分形成的环内产生环向应力,从而提供与用户头部的后表面的牢固配合。特别地,顶骨绑带部 1310和枕骨绑带部1320之间的角度可以由用户调节。
在这个示例中,顶骨绑带部1310在顶绑带部1340下方经过。通过下方经过,顶骨绑带部1310可以有利地能够可靠地(例如足够紧密地)接合用户的头部,而不限制顶绑带部1340在前后方向上移动的能力。
特别如图7B和7C所示,顶绑带部1340可以穿过连接到顶骨绑带部1310的带扣1312。带扣1312可以配置为限制顶绑带部1340的侧向移动,这在使用中可以有利地使顶绑带部1340保持在用户头部的中心。在示例中,带扣1312在使用中位于用户头部的矢状平面中。在这个示例中,带扣1312是基本上刚性的并且可以例如由热塑性材料形成。带扣1312可以替代地由柔性材料形成,诸如织物材料。
在其它示例中,顶骨绑带部1310可以相对于顶绑带部1340不可移动。在一些示例中,顶骨绑带部1310固定地连接到顶绑带部1340。
5.4.2顶绑带部
特别如图7A和7B所示,在示例中,顶绑带部1340连接到枕骨绑带部1320。
在这个示例中,顶绑带部1340在长度上是可调节的。这可有利地允许用户在佩戴头戴式显示系统1000时实现更安全、稳定和/或舒适的配合。顶绑带部1340可以在头戴式显示单元1200和电池组1500之间的长度上是可调节的。替代地或附加地,顶绑带部1320的长度可以在头戴式显示单元1200和枕骨绑带部1320之间调节。
在示例中,顶绑带部1340通过眼孔1202连接到头戴式显示单元 1200,眼孔连接到头戴式显示单元1200并且回环并固定到其自身。顶绑带部1340的端部可以通过钩环紧固件连接固定到顶绑带部1340的另一部分。
在图7A和图8所示的示例中,顶绑带部1340的外层1341配置为穿过孔眼1202并且环回并且固定到其自身上。然而,面向用户层1344 不穿过孔眼。面向用户层1344保持与用户头部接触。顶绑带部1340 可以是基本上不可延伸的。
如图7A和图8所示,顶绑带部1340包括分层构造。即,顶绑带部1340可以由多个层形成。在这些示例中,顶绑带部1340包括基本上不可延伸层1343,基本上不可延伸层可以防止顶绑带部1340在长度上延伸(任选地连同也可以防止顶绑带部1340在长度上延伸的其它部件或层一起)。如图7A和图8所示,基本上不可延伸层1343的前端沿着顶绑带部的长度与头戴式显示单元间隔开。这可有利地允许调节顶绑带部1340的长度,而不使头戴式显示单元1200干扰基本上不可延伸层1343。
在这些示例中,顶绑带部包括织物面向用户层1344。即,面向用户层1344可以由织物材料形成。附加地或替代地,顶绑带部1340可以包括织物外层1341。
在图7A-7C和图8所示的示例中,顶绑带部1340包括的电力电缆 1510,电力电缆将电池组1500连接到头戴式显示单元1200,以在使用中从电池组向头戴式显示单元1200提供电力。电池组1500可以为显示器和其它电子部件供电。在这些示例中,电力电缆1510在顶绑带部 1340的内部。
图22A-22C示出了本技术的另一示例,其中电力电缆1510在顶绑带部1340的内部。在示例中,电力电缆1510可由用户插入穿过顶绑带部1340的内部。特别地,电力电缆1510可插入穿过基本上不可延伸层1343和外层1341之间的顶绑带部1340。图21E示出处于分解状态的定位和稳定结构1300,图21A和21C示出装配好的头戴式显示系统100。图21B是示出了顶绑带部1340的内部的截面视图,其中内部电力电缆1510是可见的。
5.4.3顶绑带部的前部和后部
图33示出了本技术的另一示例。在示例中,顶绑带部1340包括前部1345和后部1346。后部1346配置为在使用中接合用户的头部。然而,前部1345配置为在使用中不与用户的头部接合。前部1345与用户的头部隔开。有利地,间隔部分地或完全地避免了前部1345在前部1345所位于的使用区域中挤压、撞击或以其它方式干扰用户头部上的头发。
过度压缩或干扰用户的头发可导致在使用期间缺乏舒适性或当用户摘下头戴式显示系统时困倦。具有在使用中不接合用户头部(例如,不压靠用户头部)的前部1345的顶绑带部1340可以至少部分地解决这些问题或问题。前部1345与特定用户头发的接触量将取决于用户头发的长度和式样。前部1345可以不接合用户的头部,但是如果用户具有足够长的头发长度和/或发型,用户的头发仍然可以接触前部1345。然而,由于前部1345不与用户的头部接合,因此其不会过度压缩、干扰或打乱用户的头发。
通过例如不与用户的头部接触(例如,如果即使用户没有头发也不会与用户的皮肤接触),通过不压靠、缠绕和/或配合在用户的头部上和/或在用户的头部上施加力,前部1345可以不接合用户的头部。通过与用户的头部接触(例如,如果在用户没有头发的情况下它将与用户的皮肤接触),通过压靠、缠绕和/或配合和/或在用户的头部上施加力,后部1346可以接合用户的头部。
如图33所示,在特定示例中,顶绑带部1340包括在后部1346和前部1345之间具有弯曲部的形状。顶绑带部1340可以被成形为在顶绑带部1340的后部1346中遵循用户头部的曲率并且在顶绑带部1340 的前部1345中偏离用户头部的曲率。在一些示例中,顶绑带部1340 被加固以支撑与用户的头部成间隔关系的前部1345。前部1345可以在上方与用户头部的边缘、前额和/或额骨区域间隔开。
如图33所示,前部1345向下方朝向头戴式显示单元1200弯曲。另外,顶绑带部1340的前部1345可以从顶绑带部1340的后部1346 沿部分向上的方向延伸(例如从后部1346的前端1347延伸)。
顶绑带部1340的前部1345可以在后部1346的前端1347处连接到顶绑带部1340的后部1346。
在本技术的各种示例中,后部1346的前端1347可以位于相对于用户的头部的多个不同位置中。前端1347可以位于用户头部的边缘区域的后面。例如,前端1347在使用中可以位于用户头部的边缘区域和冠状缝之间。在一些示例中,前端1347在使用中位于用户头部的额骨的后部。在一些示例中,前端1347在使用中位于用户头部的冠状平面附近,冠状平面与用户头部的每个上耳基点对准。在一些示例中,前端1347在使用中位于与用户头部的每个上耳基点对准的冠状平面的后面。在一些示例中,后部1346的前端1347在使用中可以位于接近定位和稳定结构3300的顶骨绑带部1310的位置。如上,顶绑带部1340 可以包括弯曲部。弯曲部可以位于后部1346的前端1347处或其附近,例如如图33所示。
如图33所示,顶绑带部1340连接在头戴式显示单元1200和用于为头戴式显示系统1000供电的电池组1500之间。电池组1500在使用中可以抵靠用户头部的后表面定位。顶绑带部1340可以有利地将电池组1500的向下的重力传递到与头戴式显示单元1200的向下的重力相反的头戴式显示单元1200上的向上的支撑力。
顶绑带部1340的长度可以是可调节的。如图33中所示,顶绑带部1340配置为通过孔眼1202连接到头戴式显示单元1200,孔眼连接到头戴式显示单元1200的显示单元壳体1205并且环回并且固定到其自身(例如通过钩环紧固件或带扣)。具体地,顶绑带部1340的面向用户的层1344配置为穿过孔眼1202并且环回并且固定到其自身上(例如通过钩环紧固件、带扣或类似物)。在特定示例中,顶绑带部1340 的外层没有穿过孔眼1202。
面向用户的层1344可以是用户接触层(例如,它可以是用户接触层)或非用户接触层(例如,它可以是非用户接触层)。面向用户的层1344中的一些或全部可接触用户(例如抵靠用户的头发/头部)。至少一些面向用户的层1344可以不接触用户和/或可以不接合用户的头部。例如,在图33的定位和稳定结构1300中,面向用户的层1344的一部分(例如,前部1345)不接触用户(例如,其与用户的头部间隔开)。另外,在图33的示例中,面向用户层1344的一部分(例如,后部1346)接触用户(例如,其接触用户的头发/头部)。
顶绑带部1340(例如,前部1345和后部1346两者)可以是基本上不可延伸的并且可以包括分层构造。在图33所示的示例中,顶绑带部1340包括基本上不可延伸层1343。在这一示例中,基本上不可延伸层1343至少部分地加固顶绑带部1340。在一些示例(例如图33的示例和在其它示例)中,基本上不可延伸层可起到刚性件作用。例如,基本上不可延伸层1343可以通过将形状赋予顶绑带部1340来使顶绑带部1340刚化。应当理解,刚化的绑带仍然可以是可弯曲的,但是可以在其自支撑或比柔软的绑带部更刚性的意义上被刚化。基本上不可延伸层1343沿着前部1345和后部1346两者延伸。基本上不可延伸层 1343可以刚化前部1345以支撑与用户的头部成间隔关系的前部1345。即,前部1345可被刚性化,使得其被支撑离开用户的头部,使得其在使用中不与用户的头部接合。如图33所示,基本上不可延伸层1343 的前端沿着顶绑带部1340的长度与头戴式显示单元1200间隔开。例如,在基本上不可延伸层1343的前端和头戴式显示单元1200之间存在间隙。在一些示例中,顶绑带部1340包括织物面向用户层1344。在一些示例中,顶绑带部1340包括织物外层,例如覆盖基本上不可延伸层1343。
在一些示例中,包括不接合用户头部的前部1345的顶绑带部1340 包括用于将电池组1500连接到头戴式显示单元1200以在使用中从电池组1500向头戴式显示单元1200提供电力的电力电缆1510(图33中未示出)。电力电缆1510可以在顶绑带部1340的内部。例如,用户可以将电力电缆1510插入穿过顶绑带部1340的内部。在一些示例中,电力电缆1510可插入穿过基本上不可延伸层1343和织物外层之间的顶绑带部1340。
基本上不可延伸层1343可以是调节刚性件1380的一部分。下面描述调节刚性件1380,其特征可应用于形成图33所示的定位和稳定结构1300的基本上不可延伸层1343的调节刚性件。
应当理解,参照图33描述的顶绑带部1340(例如,顶绑带部1340 具有在使用中不与用户的头部接合的前部1345)可以具有参照本文描述的任何其它示例性顶绑带部描述的任何一个或多个特征。同样地,具有不接合用户头部的前部1345的顶绑带部1340可以应用于本文描述的任何其它头戴式显示系统1000。
5.4.4电池组
如图7A中的示例所示,本技术的一些示例中的电池组1500在上位置1501和下位置1502处连接到顶绑带部1340。在其它示例中,电池组1500可以仅在这些位置中的一个位置处连接到顶绑带部1340和/ 或连接到不同的部件。
定位和稳定结构1300可以配置为将电池组1500(或其它配重) 保持在用户头部上的低位置中。在一些示例中,定位和稳定结构1300 配置为在使用中将电池组1500保持在覆盖用户头部的枕骨的位置中。在本技术的一些示例中,定位和稳定结构1300配置为将电池组1500 保持在接近用户头部的枕骨的位置以及处于或接近用户头部的竖直旋转轴线的位置。假定用户头部的后表面朝向用户的脊柱向内(向前和向下)弯曲,将电池组1500支撑在用户头部上的低位置可允许电池组 1500位于靠近用户头部的旋转轴线的位置。旋转轴线可以在用户的脊柱处或附近。当用户例如在游戏期间剧烈地旋转或移动他们的头部时,将电池组支撑得尽可能靠近用户头部的旋转轴可以有利地保持电池组上的破坏性力较低。
在图7A的示例中,电池组1500可拆卸地连接到顶绑带部1340。电池组1500可以通过钩环连接连接到顶绑带部1340。可替代地,电池组1500可以经由按钮、螺柱(例如圆顶)等连接。在示例中,电池组 1500连接到顶绑带部1340的下位置1502靠近枕骨绑带部1320。
以这种方式连接电池组1500可以有利地允许顶骨绑带部1310和/ 或枕骨绑带部1320不受电池组1500的阻碍地接合用户的头部。
电池组1500可以包括凹形内表面,凹形内表面配置为大致对应于用户头部的曲率。
图22A-22C示出了根据本技术的各种示例的电池组1500,其适合用于例如图7A-7C、8、9、21A-21E、23A-23D、28A-28E、31A-31B、 32A-32C和33所示的头戴式显示系统1000中。用户头部的后表面由 1010表示,以示出每个电池组1500及其内部构件的使用位置。在这些示例中,如各视图所示,电池组1500包括电池组壳体1505和容纳在壳体1505内的多个电池单元1502。电池单元1502可以在电池组壳体 1505中与电池组壳体1505的前壁等距离地隔开,如图22A所示。多个电池单元1502中的一个可以比另一个或多个电池单元1502更远离电池组壳体1505的前壁,如图22B所示。将单元1502进一步向后间隔可以有利地使电池组1500能够产生更大的力矩以抵消头戴式显示单元1200的重量。替代地或附加地,多个电池单元1502中的每一个可以与电池组壳体1505的前壁间隔开,如图22C所示。
电池组壳体可包含配重1512,配重配置为有助于电池组1500和头戴式显示单元1500之间的重量平衡,如图22C所示。在图22C的示例中,电池组壳体1505与用户的头部的后表面1010间隔开(在特定示例中通过垫1511,其可设计为舒适的)。配重1512可以是由金属、水、沙子或其它致密材料以永久或可移除的配置形成的净重。在一些示例中,电池组1500可以仅由配重代替,例如如果电池位于头戴式显示单元1200中。电池组壳体1505还可以包括支撑件以增加与用户头部的后表面1010的偏移距离。
图62A示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统1000。类似于在此公开的其它示例,它包括头戴式显示单元1200和定位和稳定结构1300,定位和稳定结构1300包括后支撑部1350,后支撑部包括顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320,枕骨绑带部连接到一对侧绑带部 1330,侧绑带部在眼孔1212处连接到头部安装的显示单元1200的臂 1210。也像这里描述的其它例子一样,定位和稳定结构1300包括顶绑带部1340和电池组1500。顶绑带部1340包括面向用户的层1344和基本上不可延伸层1343。在示例中,面向用户的层1344和顶绑带部1340 的基本上不可延伸层1343都连接到头戴式显示单元1200。
同样如图62A所示,电池组1500在示例中在电池组1500的上侧 (例如上端)连接到顶绑带部1340,并且在电池组1500的下侧连接(或可连接)到枕骨绑带部1320。示例是顶绑带部1340没有连接到枕骨绑带部1320的一个示例。在示例中,电池组1500通过下电池组绑带部 1515连接到枕骨绑带部1320。下电池组绑带部1515可以通过钩环连接、按扣、磁性夹或其它合适的紧固件可释放地连接到枕骨绑带部 1320。在其它示例中,下电池组绑带部1515可以永久地连接到枕骨绑带部1320。
在图62A的示例中,头戴式显示系统100包括配置为接触用户头部的后表面的垫1511,垫可以是部分面向后和部分面向上的表面,或者在一些示例中是部分面向后和部分面向下的表面。电池组壳体1505 通过垫1511与用户头部的后表面间隔开。垫1511可以由硅酮或泡沫形成,这可以使电池组1500的存在对用户更舒适。在示例中,电池组壳体1505抵靠垫放置,垫自身抵靠用户头部放置。垫1511可以与用户的头部一致,并将通过电池组1500施加在用户头部上的力均匀地分布在大的表面区域上。
5.4.4.1竖直取向的电池组
在一些示例中,例如参考图7A-7C、8、21A-21E、22A-22C、 28A-28E、31A-33、36A-36C、39A-39C、42C-42D、46-53G和62A描述的那些示例,定位和稳定结构1300配置为在使用中将电池组1500 保持在竖直取向上。电池组1500可以具有长度、宽度和深度。长度、宽度和深度可以是基本上彼此垂直的。应当理解,电池组1500可以沿其长度弯曲(例如,如图62A所示)和/或可以不具有例如均匀的宽度或深度。电池组1500通常可比其宽度或深度更长。
如以上引用的许多附图中所示,定位和稳定结构配置为将电池组 1500保持在其中电池组1500的长度在使用中基本上竖直对齐的取向中。电池组的长度在使用中可以与用户头部的矢状平面对准。由于电池组1500的大部分重量在使用中由顶绑带部1340支撑,所以长于它的宽度并且取向成使得长度轴线基本上竖直的电池组1500可以有利地提供稳定的配合,因为电池组1500的更多重量在到顶绑带部的连接的正下方比在它的任一侧上对齐。
5.4.4.2水平取向的电池组
在图62A和在此描述的本技术的许多其它图示示例中,顶骨绑带部1310配置为在用户头部上的后部以及上位置处覆盖顶骨。即,顶骨绑带部1310配置为使得在使用中它在与顶骨和额骨之间的接合处(例如冠状缝线)间隔开并且还与顶骨和枕骨之间的接合处(例如λ形缝线)间隔开的位置处穿过用户头部的矢状平面。在这样的示例中,顶骨绑带部1310可以相对于侧绑带部1330以倾斜的角度,例如以45度的角度或其周围,从其与每个侧绑带部1330的连接向后和向上延伸。在一些示例中,顶骨绑带部1310可以在与冠状缝线和λ形缝线大致等距的位置处与用户头部的矢状平面相交。
然而,在本技术的其它示例中,例如图62B所示的示例,顶骨绑带部1310在使用中配置为在顶骨和枕骨之间的接合处或其附近(例如在λ形缝线处或其附近)覆盖用户头部的区域。例如,在使用中,顶骨绑带部1310可位于用户头部的λ形缝线附近和上方。在示例中,顶骨绑带部1310可以在后位置而不是在后上位置与用户头部的矢状平面相交(如在图62A的示例中)。如图62B所示,顶骨绑带部1310和侧绑带部1330可以配置为在使用中位于共同平面中。顶骨绑带部1310 可以在平行于横向绑带部的方向上从其与每个横向绑带部1330的连接向后延伸。
在图62B的示例中,定位和稳定结构1300配置为在使用中将电池组1500保持在水平取向。如上所述,各种示例中的电池组1500可以具有长度、宽度和深度,长度比宽度和深度长。在图62B的示例中,定位和稳定结构1300配置为将电池组1500保持在其中电池组1500的长度在使用中基本上水平对齐的取向。如图所示,在使用中,电池组 1500的长度可以平行于顶骨绑带部1310对齐。电池组1500可以连接到顶骨绑带部1310。例如,电池组1500由顶骨绑带部1310支撑。在一些示例中,定位和稳定结构1300可以包括支撑电池组1500的另外的绑带(例如电池组支撑绑带),将其保持抵靠用户头部的背部。另外的绑带可以(例如)连接到侧绑带部1330或顶骨绑带部1310,并且可以抵靠电池组1500的后表面放置,或者可以连接到电池组1500的侧面或端部。
5.4.4.3电池组连接
如别处所述,电池组1500可以在上位置1501和下位置1502连接到定位和稳定结构1300的顶绑带部1340。如图7A所示,在本技术的一些示例中,下位置1502位于或接近顶绑带部1340的后下端和/或位于或接近枕骨绑带部1320。图68A和68B示出了本技术的可选示例,其中顶绑带部1340的下端连接到枕骨绑带部1320,并且电池组1500 连接到顶绑带部1340的下位置1502处在上方与枕骨绑带部间隔开。如图68B所示,当头带被收紧时,顶绑带部1340的下部然后朝向患者的枕骨区域自由地向内变形,这提供了稳定的配合。当用户戴上头戴式显示系统1000时和/或当枕骨绑带部1320或定位和稳定结构1300的另一绑带部被拉紧时,可能发生这种变形。
图68C和68D示出了本技术的另一示例,其中电池组1500在枢转连接1516处连接到顶绑带部1340,电池组1500能够围绕水平轴线枢转。电池组1500还在上位置1501和下位置1502连接到顶绑带。在示例中,电池组1500在上位置1501和下位置1502处通过弹簧元件连接到顶绑带部1340。弹簧元件可以是将电池组1500弹性连接到顶绑带部1340的任何连接件。顶绑带部1340是刚性的(例如,通过刚性的基本上不可延伸层1343),但是当定位和稳定结构1300的绑带被收紧或装配到用户的头部时,顶绑带部能够弹性变形。这些弹簧元件可以轻微地抵抗顶绑带部1340与用户头部的顺应性以便在这些绑带中提供弹性张力。顶绑带部1340在不被约束到电池组1500的形状的情况下弹性变形的能力可以有利地允许顶绑带部1340适合于头部形状和尺寸的范围。图68C示出了装配到小尺寸头部的过程中的定位和稳定结构 1300,而图68D示出了装配到中等尺寸头部的过程中的定位和稳定结构1300。与小尺寸的头部相比,定位和稳定结构1300在装配到大尺寸的头部时变形较小。电池组1500(或其它配重)可以通过枢转连接1516 保持在稳定位置,同时在上位置1501和下位置1502处的弹簧元件阻止其旋转。
5.4.5刚化的顶骨和/或枕骨绑带部
同样参照图62A所示的示例,顶骨绑带部1310可包括分层构造。顶骨绑带部可以是基本上不可延伸的。顶骨绑带部1310可以能够弯曲以符合用户头部的形状,但是不能沿着顶骨绑带部1310传递力。在图 62A的示例中,顶骨绑带部1310包括用户接触层1318和基本上不可延伸层1317。用户接触层1318可以由织物材料形成并且可以由与顶绑带部1340和/或侧绑带部1330的用户接触层1344相同的材料形成。基本上不可延伸层1317可以由在头戴式显示系统的使用中经受的力的作用下在长度上不延伸的材料形成,并且可以由与顶绑带部1340的基本上不可延伸层1343相同的材料形成。如图所示,顶骨绑带部1310的基本上不可延伸层1317的前端可位于或接近顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320之间的接合处。
枕骨绑带部1320还可以包括分层构造。枕骨绑带部1320也可以是基本上不可延伸的。如图所示,枕骨绑带部1320包括用户接触层1328 和基本上不可延伸层1327。用户接触层1328可以由织物材料形成。枕骨绑带部1320的基本上不可延伸层1327的前端可位于或接近顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320之间的接合处。
顶骨绑带部1310的基本上不可延伸层1317可以在一端或两端连接到枕骨绑带部1320的基本上不可延伸层1327,例如通过粘合剂、包覆模制、焊接、或通过彼此一体形成的两个绑带部1310和1320的基本上不可延伸层1317和1327。
基本上不可延伸或“刚化”的顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320 可以提供稳定的后支撑部1350,因为在使用中顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320不太可能在用户的头部上向上或向下翘。
5.4.6弹性绑带部
在本技术的一些示例中,定位和稳定结构1300可以包括一个或多个弹性绑带部。这些弹性绑带部可以补充或替代在此描述的定位和稳定结构1300的任何一个或多个绑带部。图62C示出了头戴式显示系统 1000,其包括与图62A所示的头戴式显示系统1000相同的特征。此外,图62C所示的定位和稳定结构1300包括形成侧绑带部1330的弹性绑带部。在特定示例中,头戴式显示系统1000包括在枢转点1213处连接到头戴式显示单元1200的臂1210。由弹性材料形成的侧绑带部1330 连接到臂1210和/或头戴式显示单元1200。弹性材料可以是例如针织的或编织的,并且配置为在张力下在长度上延伸并且具有返回静止长度的趋势。在一些示例中,侧绑带部1330由弹性绑带部和非弹性绑带部两者形成,弹性绑带部覆盖非弹性绑带部。非弹性绑带部可连接到顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320。
此外,定位和稳定结构1300包括顶骨弹性绑带部1331,顶骨弹性绑带部配置为在使用中位于覆盖用户头部的顶骨。在该特定示例中,电池组1500位于顶骨弹性绑带部1331和用户头部之间(也由垫1511 隔开)。顶骨弹性绑带部1331可以帮助保持电池组1500抵靠用户头部和/或帮助保持头戴式显示单元1200抵靠患者的面部。
此外,该示例中的定位和稳定结构1300包括枕骨弹性绑带部 1333,枕骨弹性绑带部配置为在使用中定位成覆盖用户头部的枕骨。枕骨绑带部1333可以位于枕骨绑带部1320上并且可以帮助将定位和稳定结构1300锚固在用户头部的背部。
定位和稳定结构1300可以包括在用户头部的相应侧面上的一对引导件,例如位于用户耳朵附近和上方。每个引导件可位于或接近顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320的接合处。弹性绑带部可以穿过引导件,引导件可以有利地将弹性绑带部保持在用户的耳朵上方。顶骨弹性绑带部1331和枕骨弹性绑带部1333之间的接合处可位于引导件处或靠近引导件。
应当理解,在一些示例中,定位和稳定结构1330包括仅在侧绑带部1330、仅在顶骨弹性绑带部1331、仅在枕骨弹性绑带部1333和/或它们的任何组合中的弹性绑带部。
5.4.7可替换的顶绑带连接到头戴式显示单元
图67A和67B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统 1000。在该示例中,定位和稳定结构包括将顶绑带部1340连接到头戴式显示单元1200的顶绑带臂1365。在该示例中有两个顶绑带臂1365。顶绑带臂1365可以是基本上刚性的或者至少足够刚性,使得它们能够在使用中保持它们的形状并且可以支撑头戴式显示单元1200的重量。即,顶绑带臂1365可以将头戴式显示单元1200的重量传递到顶绑带部1340。顶绑带部1340可以通过锚定到用户头部的背部或者利用位于用户头部后面的配重(例如电池组1500)来抵抗头戴式显示单元1200 的重量。
顶绑带臂1365可以在枢转点1213处连接到头戴式显示单元1200,并且头戴式显示单元1200可以能够相对于顶绑带臂1365枢转。顶绑带部1340在其每一侧上的枢转点1213处连接到头戴式显示单元1200,当顶绑带部1340被收紧时(例如,如果其有效长度被调节),可以有利地避免在头戴式显示单元1200上的旋转力。如图所示,顶绑带臂1365 可从顶绑带部1340向前、侧向和向下延伸并连接到头戴式显示单元 1200的侧面。
如图67A和67B所示,除了顶绑带臂1365之外,定位和稳定结构1300还可以包括在枢转点1213处连接到头戴式显示单元1200的侧绑带部1330。在一些示例中,侧绑带部1330配置为在张力下弹性地延伸。在其它示例中,侧绑带部1330是基本上不可延伸的。在进一步的示例中,头戴式显示系统1000可以包括臂1210,侧绑带部1330连接到臂。臂1210可以是如在此公开的任何示例中所描述的。
5.4.8电力电缆绑带部
如上所述,头戴式显示系统1000可以包括连接在电池组1500和头戴式显示单元1200之间的电力电缆1510。图25A-25C和26A-26B 示出了这样的示例。电力电缆1510在使用中可以位于顶绑带部1340 内(图25B和25C)或者在使用中可以位于顶绑带部1340旁边(图25A)。
在图26A-26B所示的示例中,电力电缆1510附接到靠近头戴式显示单元1200的电力电缆绑带部1520。示例中的电力电缆绑带部1520 在长度上是可延伸的。电力电缆1510的蛇形部以使得电力电缆1510 的电力电缆绑带部1520和蛇形部在长度上延伸的蛇形图案连接到电力电缆绑带部1520。此外,在这些示例中,电力电缆1510附接到顶骨绑带部1320。
5.4.9电力电缆管理
图27和28A-28E示出了本技术的进一步示例,其中电力电缆1510 连接头戴式显示单元1200和电池组1500。如在此描述的,头戴式显示单元1200可以包括显示单元壳体1205和接口结构3800,显示单元壳体包括显示器,接口结构被构造和安排成与用户面部处于相对关系并且接合用户面部。
如图27所示,电力电缆1510可以在接口结构3800的周边的外部进入显示单元壳体1205。在该示例中,显示单元壳体1205包括面向后的侧面(在图27中可见)和从面向后的侧面向后延伸的接口结构3800。面向后的侧面可以大于接口结构3800的周边,从而允许电力电缆1510 通过显示单元壳体1205的面向后的侧面中的开口1206进入显示单元壳体1205。
在图27的示例中,开口1206在显示单元壳体1205的周边的内部。更具体地,该示例中的显示单元壳体1205的面向后的侧面包括矩形形状,并且接口结构3800包括圆形形状。面向后的侧面中的开口1206 位于面向后的侧面的矩形形状的拐角附近。
图58A和58B示出了本技术的另一示例中的头戴式显示器1200 的一部分。在示例中,开口1206设置在显示单元壳体1205的周边处。
头戴式显示器单元1200可以包括一个或多个电力电缆保持特征 1207,这些电力电缆保持特征可以配置为用于将电力电缆1510的位置和/或取向约束在显示器单元壳体1205内。在图58A和58B所示的示例中,头戴式显示单元1200包括两个电力电缆保持特征1207。在其它示例中,可以存在一个、三个或更多个电力电缆保持特征1207。电力电缆保持特征1207可以是电力电缆1510穿过的环形刚性部。每个电力电缆保持特征1207可以是闭合环的形式,电力电缆1510穿过闭合环;或者可以是开放环的形式,电力电缆1510被压入开放环,使得环围绕电力电缆1510咬合。电力电缆保持特征1207可以将电力电缆1510 保持在显示单元壳体1205内的适当位置,并且可以吸收可以施加在电力电缆1510上的力,以防止那些力传递到电力电缆1510与头戴式显示器1200内的电子部件之间的连接。
图28A-28E示出了头戴式显示系统1000的示例,头戴式显示系统具有定位和稳定结构1300,定位和稳定结构包括后支撑部1350,后支撑部包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310,和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部1320。定位和稳定结构1300还包括一对侧绑带部1330,侧绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。此外,定位和稳定结构1300包括顶绑带部1340,顶绑带部配置为连接在电池组1500和头戴式显示单元1200之间,顶绑带部1340配置为在使用中覆盖用户头部的上部。
在这些示例中的每一个中,电力电缆1510沿着顶绑带部1340从电池组1500延伸(例如附接到、以其他方式固定在或对齐)到头戴式显示单元1200(如图28A中所示)。
电力电缆1510可以沿着顶骨绑带部1310和侧绑带部1330之一从电池组1500延伸到头戴式显示单元1200(如图28B和28C所示)。电力电缆1510可以在其面向侧面的面连接到头戴式显示单元(如图 28C所示)。
电力电缆1510可以沿着枕骨绑带部1320和侧绑带部1330之一延伸(如图28D所示)。电力电缆1510可以包括松弛部,松弛部配置为容许头戴式显示单元1200与电池组1500之间的移动(例如,在活动使用、调节或运输期间),如图28C和28E中的每一个所示。
5.4.10可伸缩电力电缆
在本技术的一些示例中,例如图8所示的示例,电力电缆1510的一部分位于电池组1500内并且能够从电池组伸出和缩回到电池组1500 中。这可以有利地允许顶绑带部1340的长度被调节而不影响电池组 1500和/或枕骨绑带部1320的位置。可收缩的电力电缆1510也可以结合到其它示例中,例如这里描述的任何其它头戴式显示系统1000。
顶绑带部1340的一个或多个层可以部分地位于电池组1500内并且可以与电力电缆1510一起从电池组1500伸出和缩回到电池组中。
如图8所示,在示例中,顶绑带部1340的外层1341位于电池组 1500内,并且能够与电力电缆1510一起从电池组1500伸出和缩回到电池组中。另外,顶绑带部1340的基本上不可延伸层1343位于电池组1500内并且能够与电力电缆1510一起从电池组1500伸出和缩回到电池组中。在其它示例中,例如图7A所示的示例,基本上不可延伸层 1343位于电池组1500和用户的头部之间。在示例中(以及在图7A所示的示例中),顶绑带部1340的用户接触层1344位于电池组1500和用户的头部之间。
电力电缆1510的位于电池组1500内的部分和顶绑带部1340的部分位于电池组1500内的一个或多个层可以形成顶绑带部1340的能够从电池组1500延伸和缩回到电池组中的可缩回部,以调节顶绑带部 1340在电池组1500和头戴式显示单元1200之间的长度。即,电力电缆1510和顶绑带部1340的一个或多个层可以形成用户可以从电池组 1500伸出和缩回到电池组中的可缩回部。可缩回部可以包括例如外层 1341、电力电缆1510、以及基本上不可延伸层1343。面向用户的层1344 可以不形成可缩回部的一部分。面向用户的层1344可以位于电池组 1500和用户的头部之间。面向用户的层1344可以从顶绑带部1340的一个或多个其它层分离。电池组1500可以在面向用户的层1344(以及不位于电池组1500内的任何其它层)上滑动,以使得能够调节电池组 1500和头戴式显示单元1200之间的顶绑带部1340的长度和/或使得能够调节电池组1500在用户头部上的位置。
在本技术的一些示例中,顶绑带部1340的可缩回部能够相对于电池组1500在多个预定位置之间移动,在这些预定位置处,可缩回部的位置能够相对于电池组1500固定。例如,可缩回部可相对于电池组1500 在对应于小、中和大尺寸的三个位置之间移动。用户可以将顶绑带部 1340调节到这些尺寸中选定的一个。在一些示例中,顶绑带部1340可以固定到头戴式显示单元1200。在图8所示的示例中,顶绑带部1340 在头戴式显示单元1200处是可调节的,因为用户能够通过眼孔1202 拉动更多或更少的顶绑带部1340(或至少其外层1341的端部)。用户可以通过改变电池组内的顶绑带部1340的量来对顶绑带部1340的长度进行粗调,并且可以通过改变通过孔眼1202拉动的顶绑带部1340 的量来进行微调。因此,定位和稳定结构1300可以提供用于调节顶绑带部1340的长度的两个机构,这可以包括粗调机构和微调机构。
在其它示例中,顶绑带部1340的可缩回部能够在可能的位置范围内相对于电池组1500连续移动。可缩回部可以通过锁定机构(例如弹簧加载的带扣或其它锁扣)保持就位,或者可以在使用中通过顶绑带部1340中的张力保持就位。
5.4.11臂
如图7A、图8和图9所示,头戴式显示单元1200包括显示单元壳体1205和从显示单元壳体1205延伸的一对臂1210。在每个示例中,定位和稳定结构1300的侧绑带部1330每个都连接到臂1210中的相应一个。本文所描述的臂的特征也可并入到其它示例中,例如本文所描述的其它头戴式显示器系统1000中的任一者中。
如图7A、图8和图9中的每一个所示,每个侧绑带部1330连接到一对臂1210中的相应一个的后端。如图7A、图8所示,在这个示例中,每个侧绑带部1330穿过在对应的臂1210的后端处的孔眼1212 并且被紧固回到其自身上。
如图9所示,在示例中,每个侧绑带部1330在臂1210的前端附近连接到一对臂1210中的相应一个。具体地,每个侧绑带部1330穿过在相应的臂1210的后端处或附近的孔眼1214并且穿过在臂的前端附近的孔1216并且被紧固到臂1210上。如图所示,在示例中,每个侧绑带部1330紧固到相应臂1210的侧面向侧。如图9所示,每个侧绑带部1330的端部1332固定到臂1210。侧绑带部1330可以通过钩环紧固安排,通过一系列拱顶中的一个或多个,或通过另一个合适的机构紧固到对应的臂1210上。在其它示例中,臂1210可以包括弹簧加载的带扣或其它锁扣,弹簧加载的带扣或其它锁扣防止侧绑带部1330 穿过孔1216缩回。
在图7A、图8和图9所示的各示例中,一对臂1210中的每一个能够相对于显示单元壳体1205枢转。每个臂1210可以覆盖织物材料。每个臂1210可以由管状织物材料覆盖。
图21D示出了根据本技术的另一个示例的一对臂1210。每个臂 1210具有孔眼1214(在示例中呈开口槽的形式,绑带部可以滑入开口槽中)和孔1216,绑带部可以被拉动穿过孔并且紧固回到其自身上或配置为用于附接的另一部分上。
图29A-29D示出了根据本技术的另一示例的臂1210。如图29A、 29B和29C所示,每个侧绑带部1330可以在臂1210内紧固到其自身的暴露部。如图29A、29B和29C中的每一个所示,侧绑带部1330的端部1332紧固回到侧绑带部1330上。如图29B和29C所示,臂1210 的后端处或附近的孔眼1214部分打开,从而允许绑带1330相对于绑带1330在横向方向上移动进入/离开孔眼1214。在一些示例中,如图 29D所示,各臂1210覆盖在袜子中,各侧绑带部1330(例如,其端部 1332)紧固到袜子(例如,通过钩环型紧固)。
如图30A和30B所示,在一些示例中,每个臂1210包括包覆模制到织物部1218上的基本上刚性部1217。在这些示例中(或在其它示例中),连接到臂1210的绑带可以包括防止绑带穿过的特征,例如绑带的加宽部分。
5.4.12调节刚性件
图21A-21E和图23A-23D示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统1000,尽管与图7A-7C、8和9中所示的示例共享特征,但将不再重复所有这些。以下描述将集中于差异。图24A、24C和24D 示出了将在下面描述的调节刚性件1380。图24B示出了定位和稳定结构1300,其具有配置为与调节刚性件1380一起使用的顶骨绑带部1310、枕骨绑带部1320和顶绑带部1340。如本文所述的调节刚性件 1380也可应用于其它示例,例如本文所述的其它头戴式显示系统1000 中的任一者。
在图21A-21E和23A-23D所示的示例中,定位和稳定结构1300 包括构造成连接到臂1210的侧绑带部1330。在其它示例中,定位和稳定结构1300可以包括弹性元件,弹性元件配置为连接到臂1210上的盖,并且经由带扣连接和/或钩环紧固而连接。
参见图21A-21E、23A-23D和24A-24D,定位和稳定结构1300可以包括调节刚性件1380,调节刚性件包括基本上不可延伸的构件。在这些示例中,调节刚性件1380配置为连接到枕骨绑带部1320上。调节刚性件1380可以配置为用于减小枕骨绑带部1320的长度。
枕骨绑带部1320可包括三个或更多个枕骨绑带连接点1323,调节刚性件1380可选择性地连接到第一对枕骨绑带连接点1323和第二对1323枕骨绑带连接点1323。当调节刚性件1380连接到第一对枕骨绑带连接点1323时,枕骨绑带部可具有第一有效长度(例如,对应于小尺寸)。当调节刚性件1380连接到第二对枕骨绑带连接点1323时,枕骨绑带部可具有比第一有效长度更长的第二有效长度。(例如,对应于大尺寸)。不同的连接选项允许用户改变绑带部的有效长度,以在使用头戴式显示系统1000时获得良好的配合。
在一些示例中,当调节刚性件1380连接到第一对枕骨绑带连接点 1320时,调节刚性件1380将枕骨绑带部1320约束到第一有效长度。
如图24A、24C和24D所示,调节刚性件1380包括一对调节刚性件连接点1383,调节刚性件连接点配置为连接到枕骨绑带连接点1323。图24B所示的枕骨绑带部1320包括四个枕骨绑带连接点1323(在该示例中,两个点1323a对应于标准尺寸,两个点1323b对应于大尺寸)。
第二对枕骨绑带连接点1323b可位于第一对枕骨绑带连接点 1323a的中间。
在其它示例中,枕骨绑带部1320可以包括与右部分开的左部,调节刚性件1380配置为连接左部和右部。
再次参考图21A-21E、23A-23D和45A-45B,在这些示例中的调节刚性件1380包括中间刚性部1381和从中间刚性部1381横向延伸的一对横向刚性部1382,调节刚性件连接点1383位于横向刚性部1382 上。在这些示例中,一个调节刚性件连接点1383位于每个侧向刚性部 1382上。
在这些示例中,中间刚性部1381配置为在使用中位于覆盖用户的枕骨并且覆盖用户的顶骨之间的接合处。更具体地,中间刚性部1381 配置为位于用户的头部上或靠近用户的额骨,覆盖用户顶骨之间的接合处并连接到枕骨绑带部1320。
调节刚性件1380可以形成定位和稳定结构1300的顶绑带部的一部分,如图所示。调节刚性件可以形成顶绑带部1340的基本上不可延伸层1343。
在图21A-21E所示的示例中,调节刚性件1380永久地附接到顶绑带部1340内。特别地,调节刚性件1380永久地附接到顶绑带部1340 的面向用户的层1344。顶绑带部1340可以例如在铰链区域处是可折叠的,用于运输。
在图21A-21E和23A-23D所示的各示例中,电池组配置为连接到调节刚性件1380。另外,电力电缆1510在使用中位于调节刚性件1380 和顶绑带部1340的外层1341之间。电力电缆1510是可插入在调节刚性件1380与顶绑带部1340的外层1341之间的。
在图23A-23D所示的示例中,调节刚性件1380可与顶绑带部1340 的面向用户的层1344分离,具体地如图23D所示。在该示例中,调节刚性件1380可插入在面向用户的层1344和顶绑带部1340的外层1341 之间。调节刚性件1380配置为连接到面向用户的层1344上。具体地,调节刚性件1380包括钩材料1384,钩材料配置为形成到顶绑带部1340 的面向用户的层1344的钩环连接。调节刚性件1380可以例如在铰链区域是可折叠的,用于运输。
电力电缆1510可以永久地附接到调节刚性件1380上,如图23D 所示。另外,电池组1500可以永久性地附接到调节刚性件1380(例如使用螺钉或以其它方式永久性地附接到)。
在图24C和24D所示的示例中,调节刚性件1380包括位于一对横向刚性部1382之间的下切口1385,下切口允许调节刚性件1380在横向刚性部1382与中间刚性部1381的连接处或附近弯曲。图24D中所示的调节刚性件1380还包括在中间刚性部1381的相对侧面上靠近侧刚性部1382的的侧向切口1385,从而允许调节刚性件1380在靠近侧向切口1385处挠曲。在图24B所示的示例中,顶绑带部1340的面向用户的层1344包括与调节刚性件1380中的下切口1385相对应(例如对准)的切口1325。切口1385和/或1325提供允许枕骨绑带部1320(或调节刚性件可连接到的其它绑带)伸展的挠曲行为。拉伸可以有利地提供用于通过适应来适应头部尺寸变化或使用过程中的动态力。
5.4.13可锁定的可延伸连接部
图31A、31B和32A-32H示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示器系统1000,在这些示例中包括可锁定的可延伸连接部1335。可锁定的可延伸连接部1335也可以设置到本文所述的任何其它头戴式显示系统1000。
通常,定位和稳定结构1300可以包括通过可锁定的可延伸连接部 1335连接的第一绑带部和第二绑带部,可锁定的可延伸连接部可以包括弹性可延伸的连接件绑带部1338和基本上不可延伸的连接件绑带部 1336。在一些示例中,基本上不可延伸的连接件绑带部1336是第一绑带部的一部分。
弹性可延伸的连接件绑带部1338可以配置为允许第一绑带部与第二绑带部开预定量。即,它可以弹性地延伸到预定程度以允许第一绑带部和第二绑带部离(这可以帮助用户戴上定位和稳定结构1300)。基本上不可延伸的连接件绑带部1336可以配置为用于将第一绑带部可释放地附接到第二绑带部上,以防止第一绑带部与第二绑带部离(或至少减少可能的分离程度)。即,当基本上不可延伸的连接件绑带部 1336附接第一和第二绑带部时,其防止它们分离,因为弹性可延伸的连接件绑带部1338可以另外允许(这可以在使用中将定位和稳定结构 1300固定在用户的头部上)。弹性可延伸的连接件绑带部1338还可以有利地以足够的稳定性将头戴式显示系统1000保持在用户的头部上,以使得用户能够在连接基本上不可延伸的连接件绑带部1336之前对适配进行调节。
用户可以戴上头戴式显示器系统1000,其中第一和第二绑带部未通过基本上不可延伸的连接件绑带部1336附接(图31A)。弹性可延伸的连接件绑带部1338可以扩大以允许定位和稳定结构1300适配在用户的头部上和/或周围,之后用户可以用基本上不可延伸的连接件绑带部1336将第一和第二绑带部彼此附接以将它们牢固地保持在一起以用于头戴式显示系统1000(图31B)。
基本上不可延伸的连接件绑带部1336可以在长度上进行调节。如图31A、31B和32D-32F所示,基本上不可延伸的连接件绑带部1336 包括具有孔眼的夹子1339,基本上不可延伸的连接件绑带部1336的一部分穿过孔眼并紧固回到其自身上(例如通过钩环紧固),允许更多或更少的绑带被拉动穿过孔眼。
在这些示例中的基本上不可延伸的连接件绑带部1336包括配置为磁性地附接到定位和稳定结构1300上的连接点1337上的磁性夹子 1339。
在一些示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338可以在臂1210 的内表面处连接到头戴式显示单元1200,直接连接到枢转点或连接到头戴式显示单元1200的侧面。
在一些示例中,定位和稳定结构1300包括在每个侧绑带部1330 中的可锁定的可延伸连接部1335。如图31A、31B和32F所示,可锁定的可延伸连接部1335设置到侧绑带部1330。在示例中,可锁定的可延伸的连接部1335将侧绑带部1330连接到由顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320的接合处形成的绑带部。
如图32A所示,每个可锁定的可延伸连接部1335可以位于从头戴式显示单元1200向后延伸的臂1210处(例如,如本文已经描述的臂)。在一些示例中,可锁定的可延伸连接部1335可以直接连接到头戴式显示单元1200上的连接点(例如,可以没有臂1210)。在这样的示例中,可锁定的可延伸连接部1335可以围绕其与头戴式显示单元1200的连接枢转。
如图32B所示,每个可锁定的可延伸的连接部1335可以位于每个侧绑带部1330、顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320之间的接合处附近。
如图32C、32D和32E所示,定位和稳定结构1300可以包括在枕骨绑带部1320中的可锁定的可延伸的连接部1335。在一些示例中,可锁定的可延伸的连接部1335可在该位置将枕骨绑带部1320的一部分连接到调节刚性件1380。
在图32D和32E所示的示例中,中间枕骨绑带部1321形成基本上不可延伸的连接件绑带部1336,其通过磁性夹1339连接到侧枕骨绑带部1322。弹性可延伸的连接件绑带部1338连接在中间枕骨绑带部 1321和侧枕骨绑带部1322之间,以在中间枕骨绑带部1321没有通过磁性夹1339连接到侧枕骨绑带部1322时允许中间枕骨绑带部1321和侧枕骨绑带部1322的预定量的分离。应当理解,在本技术的其它示例中,基本上不可延伸绑带部1336的夹子可以不是磁性的。例如,其可以是机械夹子,诸如带扣。它可以是配置为钩在定位和稳定结构1300 的对应点周围的钩。在一些示例中,基本上不可延伸的连接件绑带部 1336可以形成适配在定位和稳定结构1300上的相应凸耳之上的环,或者可以经由钩环连接而连接到定位和稳定结构1300上的连接点。
在图32D的示例中,弹性可延伸的连接绑带部1338连接在侧枕骨绑带部1322与中间枕骨绑带部1321和顶骨绑带部1310之间的接合处之间。
在图32E的示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338连接在侧枕骨绑带部1321之间并且连接到侧枕骨绑带部1321的侧部。弹性可延伸的连接绑带部1338可以穿过侧枕骨绑带部1321中的孔并且被附接到侧枕骨绑带部1321的面向外的表面上。这种构造的优点在于,较少的弹性可延伸的连接件绑带部1338接触用户的头部。当弹性可延伸的连接件绑带部1338延伸和收缩时,连接件绑带部的不接触用户头部的任何部分可以有利地在用户头部上没有潜在的不期望的效果,例如在用户皮肤上的摩擦力或聚拢。这些效果可能潜在地是不舒服的和/或在用户的皮肤上留下痕迹。
此外,随着弹性可延伸的连接件绑带部1338延伸和收缩,如果弹性可延伸的连接件绑带部1338中的一些或全部位于基本上不可延伸的绑带部1336的外侧上,则作用在弹性可延伸的连接件绑带部1338上的任何摩擦将低于如果其夹在用户的头部和基本上不可延伸的绑带部 1336之间的情况。低摩擦可以有利地促进延伸而没有不适当的阻力。在本技术的一些示例中,整个弹性可延伸的连接件绑带部1338位于不可延伸的绑带部的外部(例如,非患者接触)侧。
另外,当弹性可延伸的连接件绑带部1338的至少一部分不接触用户的头部时,弹性可延伸的连接件绑带部1338可以由例如塑料或金属弹簧形成,如果弹性可延伸的连接件绑带部1338接触用户的头部,这可能是不太可行的选择。类似地,定位和稳定结构1300的接触头部的部分,诸如基本上不可延伸的绑带部1336和/或弹性可延伸的连接件绑带部1338的一部分,可以由构造成用户舒适而不是可延伸的材料形成。在一些示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338可以包括用户接触部和非用户接触部,非用户接触部比用户接触部更可延伸。用户接触部可以配置用于舒适并且可以是柔软的,而非用户接触部可以配置用于延伸并且可以是较不柔软的。
在一些示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338穿过的基本上不可延伸的绑带部1336中的孔可以邻近基本上不可延伸的绑带部1336 的端部,例如邻近磁性夹子1339。
在图32F的示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338连接在臂 1210与侧绑带部1330和顶骨绑带部1310之间的连接部之间。在该示例中,侧绑带部1330形成可锁定的可延伸的接合处分1335的基本上不可延伸的连接件绑带部1336。侧绑带部1330经由磁性夹子1339连接到臂1210上。
在图32G的示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338连接在臂 1210和顶骨绑带部1310和枕骨绑带部1320之间的接合处之间。即,在示例中,弹性可延伸的连接件绑带部1338连接在臂和后支撑部1350 之间。在该示例中,可锁定可延伸连接部1335的基本上不可延伸的绑带部1336形成定位和稳定结构1300的侧绑带部1330。基本上不可延伸的绑带部1336通过在基本上不可延伸的绑带部1336的后端处的磁性夹1339连接到后支撑部1350。基本上不可延伸的绑带部1336在前端通过穿过孔眼1212连接到臂1210,并例如通过钩环连接固定回到其自身上。当戴上或脱下头戴式显示系统1000时,用户可以断开夹子 1339。然后,当用户戴上或摘下头戴式显示系统1000时,弹性可延伸的连接件绑带部1338允许臂1210与后支撑部1350分开预定量。基本上不可延伸的绑带部1336和臂1210之间的连接也可以调节,例如通过使基本上不可延伸的绑带部1336的更多或更少穿过孔眼1212。在臂 1210和磁性夹1339处的调节的组合提供定位和稳定结构1300的设定和遗忘调节,同时还便于戴上和摘下。
在其它示例中,定位和稳定结构1300可以包括可锁定的可延伸连接部1335,在其它地方,例如在顶骨绑带部1310中,在顶绑带部1340 中,或在其它地方。
5.4.14刻度盘调节器
图32H示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统1000。该示例包括图32G所示的示例的所有特征。尽管在其它示例中,可以省略一个或多个特征,诸如可锁定的可延伸连接部1335,并且用侧绑带部1330代替。与图32G的区别在于,图32H所示的定位和稳定结构1300包括刻度盘调节器1329。刻度盘调节器1329可以配置为提供绑带部的长度调节。在图32H的示例中,刻度盘调节器1329配置为调节枕骨绑带部1320的长度。例如,刻度盘调节器1329可以包括刻度件,刻度件配置为被用户在第一方向上旋转以减小枕骨绑带部1320的长度并且被用户在与第一方向相反的第二方向上旋转以增加枕骨绑带部 1320的长度。
刻度盘调节器1329可以包括齿条和小齿轮组件。枕骨绑带部1320 可以形成为连接在刻度盘调节器1329处的两个部分(例如,半部)。刻度盘调节器1329可以致使枕骨绑带部1320的两个部分可伸缩地移动。刻度盘调节器1329可以包括提供给枕骨绑带部1320的一个或多个齿条部,例如两个齿条部,每个齿条部提供给枕骨绑带部1320的两个半部中的相应一个。这些齿条部可以配置为用于接合连接到可由用户旋转的刻度盘上的小齿轮或嵌齿。每个齿条部和小齿轮可以包括配置为彼此接合的齿、肋或类似物。沿第一方向(例如,顺时针)旋转刻度盘可以将设置到枕骨绑带部1320的齿条部拉在一起,增加两个齿条部之间的重叠,从而减小枕骨绑带部1320的有效长度。沿第二方向 (例如,逆时针)旋转刻度盘可以将齿条部推开,减少齿条部之间的重叠并且增加枕骨绑带部1320的有效长度。在一些示例中,刻度调节器1329可以具有例如由静摩擦或对应的特征(诸如压痕)提供的静扭矩阻力,以提供加长刻度调节器1329所连接的绑带部所需的最小力,从而避免无意中加长绑带部。齿条部可以是包覆模制到枕骨绑带部 1320的柔性部上的刚性部。
刻度盘调节器1329可以提供绑带部的直观且容易的调节,从而允许用户实现良好的配合。应当理解,刻度盘调节器1329可以应用于头戴式显示系统1000的任何绑带部。刻度盘调节器1329可以有助于定位和稳定结构1300适配一定范围的用户头部尺寸。头戴式显示系统 1000可以包括在枕骨绑带部1320、顶骨绑带部1310、顶绑带部1340 和一个或两个侧绑带部1340中的任何一个或多个上的刻度盘调节器 1329。更一般地,头戴式显示系统1000可以包括在枕骨绑带部1320、顶骨绑带部1310、顶绑带部1340和一个或两个侧绑带部1340、或在任何其它绑带部上的调节机构。调节机构可以是具有上述特征中的任何一个或多个的刻度盘调节器1329,或者可以是用于调节绑带部的长度的另一个机构。
5.4.15额骨支撑部
图19A和19B示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统 1000。每个都包括头戴式显示单元1200和定位和稳定结构1300,头戴式显示单元包括显示器,定位和稳定结构配置为在使用中将头戴式显示单元1200保持在用户头部上的可操作位置中。
在这些示例中,定位和稳定结构1300包括配置为接合用户头部的后部的后支撑部1350。定位和稳定结构1300还包括一对侧绑带部 1330,侧绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200 之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。
每个定位和稳定结构1300还包括额骨支撑部1360,额骨支撑部也可以被识别为前额支撑件,前额支撑件配置为在使用中在覆盖用户头部的额骨的位置处接合用户头部。这在图19A和19B中示出。
在每个示例中,额骨支撑部1360连接到头戴式显示单元1200。如将描述的,额骨支撑部1360可以在一个或多个位置处连接到头戴式显示单元。
5.4.15.1额骨支撑部连接到头戴式显示单元
如图19A和19B中的每一个所示,定位和稳定结构1300包括连接在前额支撑部1360和头戴式显示单元1200之间的额骨连接件1362。在这些示例中,额骨连接件1362基本上位于用户头部的矢状平面中。在其它示例中,定位和稳定结构1300可以包括两个或更多个额骨连接件1362,其可以例如对称地横跨矢状平面间隔开。额骨连接件1362可以在使用中限制(例如限制或防止)头戴式显示单元1200的向下移动,尤其是当用户移动他们的头部时。
额骨连接件1362可以由柔性材料形成。在一些示例中,柔性材料包括柔性非弹性材料,诸如热塑性材料。在其它示例中,柔性材料可以包括弹性材料,诸如硅酮、TPE或弹性织物绑带中的一种。额骨连接件1362可以有利地在用户移动时稳定地保持头戴式显示单元1200。由弹性材料形成的额骨连接件1362在用户主动运动期间可有利地用作减震器。
在其它示例中,额骨连接件1362由基本上刚性的材料形成,诸如热塑性材料。
5.4.15.2额骨支撑部连接到后支撑部
额骨支撑部1360可以另外地或替代地连接到后支撑部1350。
参见图19A,定位和稳定结构1300包括一对侧连接件1364,每个侧连接件连接在额骨支撑部1360和后支撑部1350之间。在特定示例中,后支撑部1350包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部1320。每个侧连接件1364可连接到靠近枕骨绑带部1320的后支撑部1350的相应侧,或连接到枕骨绑带部1320的相应侧。在所示示例中,定位和稳定结构1300还包括将后支撑部1350连接到头戴式显示单元1200的侧绑带部1330。在其它示例中,侧连接件 1364可以连接到相应的侧向支撑绑带1330上。
每个侧连接件1364可以是弹性可延伸的。可替代地或另外地,每个侧连接件的长度可以是可调节的。
每个侧连接件1364可以固定地连接到额骨支撑部1360上并且可释放地附接到后支撑部1350上。可替代地,每个侧连接件1364可以可释放地附接到额骨支撑部1360上并且可释放地附接到后支撑部1350 上。在进一步的示例中,每个侧连接件1364可以可释放地附接至额骨支撑部1360并且固定地连接到后支撑部1350。每个侧连接件1364可以通过卡扣按钮、夹子或钩环连接而连接至后支撑部1350和/或额骨支撑部1360。
将额骨支撑部1360连接到后支撑部1350(并且在该特定示例中连接到枕骨绑带部1320)的侧连接件1364使得额骨支撑部1360能够可靠地保持(例如足够紧密地)抵靠覆盖在额骨上的用户的头部。特别地,这可有利地允许额骨支撑部1360支撑头戴式显示单元1200的大量重量,并在使用中的主动运动期间将头戴式显示单元1200保持就位。
5.4.15.3臂
如图19A和19B中的每一个所示,头戴式显示单元1200可以包括显示单元壳体1205和从显示单元壳体1205延伸的一对臂1210。在这些示例中,侧绑带部1330各自连接到这些臂1210中的对应的一个上。具体地,每个侧绑带部1330连接到该对臂1210中的相应一个臂的后端。如图所示,每个侧绑带部1330穿过在相应的臂1210的后端处的孔眼1212并且紧固回到其自身上。在这些示例中,这对臂1210 中的每个臂能够相对于显示单元壳体1205枢转。
5.4.15.4额骨支撑部连接到臂
参见图19B,该示例中的定位和稳定结构1300包括一对侧连接件 1364,每个侧连接件连接在额骨支撑部1364和一对臂1210中的相应一个之间。
每个侧连接件1364可以是弹性可延伸的。可替代地或另外地,每个侧连接件的长度可以是可调节的。
每个侧连接件1364可以固定地连接到额骨支撑部1360上并且可释放地附接到这些臂1210中的对应一个上。可替代地,每个侧连接件 1364可以可释放地附接至额骨支撑部1360上并且可释放地附接至这些臂1210中的相应一个上。在进一步的示例中,每个侧连接件1364可以可释放地附接至额骨支撑部1360并且固定地连接至臂1210中的相应一个。每个侧连接件1364可以通过卡扣按钮、夹子或钩环连接而连接到这些臂1210中的相应一个上和/或连接到额骨支撑部1360上。
将额骨支撑部1360连接到臂1210的侧面连接件1364可以使得额骨支撑部1360能够可选地除了额骨连接件1362之外还经由臂,支撑头戴式显示单元1200的部分或全部重量,并且在使用中的主动运动期间将头戴式显示单元1200保持在适当的位置。
5.4.16头发绑带部
图20A和20B示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统 1000。头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300,定位和稳定结构配置为将头戴式显示单元1200保持在用户头部上的可操作位置中 (在使用中如图20A和20B中所示)。
在该示例中,定位和稳定结构1300包括配置为接合用户头部的后部的后支撑部1350和配置为在使用中连接后支撑部1350和头戴式显示单元1200的一个或多个前支撑部(在该示例特定示例中是一对侧绑带部1330和顶绑带部1340)。在其它示例中,顶绑带部1340可以被省略,或者定位和稳定结构可以具有例如一对上部侧绑带部和一对下部侧绑带部。
在该示例中,定位和稳定结构1300包括连接到后支撑部1350的头发绑带部1370。头发绑带部1370在使用中可定位在用户头部和从用户头部的后部下降的头发之间。如果用户具有足够长的头发,则头发绑带部1370可以放置在用户的头发下方。头发绑带部1370可以锚定在头发下面,例如在头发和颈部之间或者头发和头部之间,以便为头戴式显示系统1000提供进一步的稳定性。图20B示出了用户头发下面的头发绑带部1370。
如上所述,在该示例中,一个或多个前支撑部包括将后支撑部1350 连接到头戴式显示单元1200的一对侧绑带部1330。
如图所示,头发绑带部1370包括连接到后支撑部1350的相应侧面的一对端部1371和1372。头发绑带部1370的每个端部在使用中位于用户头部的法兰克福水平面附近。头发绑带部1370可以在头发绑带部1370的一端或两端可移除地附接到后支撑部1350。
在一些示例中,头发绑带部1370包括左绑带部和可移除地附接到左绑带部的右绑带部。左绑带部可以在使用中在用户头部的矢状平面附近可移除地附接到右绑带部上。当佩戴头戴式显示系统1000时,用户可以将两个绑带部开并且将它们重新连接在他们的头发下。
在一些示例中,头发绑带部1370是弹性可延伸的。在其它示例中,头发绑带部1370是基本上不可延伸的。
如图20A和20B所示,在这个示出的示例中,后支撑部1350包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部 1320。特别地,头发绑带部1370在使用中连接到枕骨绑带部。头发绑带部1370可以在枕骨绑带部1320的端部附近连接到枕骨绑带部1320。
在此描述的头发绑带部1370可以结合到在此描述的具有枕骨绑带部的任何定位和稳定结构1300中。
5.4.17后部的可释放附接
图36A-36D示出了根据本技术的进一步示例的头戴式显示系统 1000,尽管与别处描述的示例共享特征,但将不再重复所有这些。图 36A和36B示出了定位和稳定结构1300,其具有顶骨绑带部1310、一对侧绑带部1330和顶绑带部1340。
定位和稳定结构1300进一步具有枕骨绑带部1320,枕骨绑带部由从顶骨绑带部1310延伸的一对侧枕骨绑带部1321形成,侧枕骨绑带部1321中的每一个可释放地附接到侧枕骨部1322上,侧枕骨部配置为在使用中覆盖或位于用户头部的枕骨下方。在其它示例中,中间枕骨绑带部1321可以不从顶骨绑带部1310延伸,而是可以从定位和稳定结构1300的另一部件或头戴式显示系统1000延伸(例如,在部分下方和部分后方的方向上)。
顶骨绑带部1310、侧枕骨部1322和中间枕骨绑带部1321可形成后支撑部1350,后支撑部配置为在使用中接合用户头部的后部。顶骨绑带部1310配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨。该对中间枕骨绑带部3122各自配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。例如,如图 36A所示,定位和稳定结构1300可以包括顶绑带部1340,顶绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间。
在一些示例中,顶绑带部1340直接连接到后支撑部1350(例如,直接连接到顶骨绑带部1310或枕骨绑带部1320)。在其它示例中,顶绑带部1350经由诸如电池组1500的另一部件连接到后支撑部1350。即,在一些示例中,顶绑带部1340通过连接到电池组1500而连接到后支撑部1350,电池组连接到后支撑部1350的部件,诸如枕骨绑带部 1320。
头戴式显示系统1000可以包括用于为头戴式显示系统1000供电的电池组1500。电池组1500在使用中可以位于用户头部的后面。电池组1500可以配置为在使用中连接到顶绑带部1340。本文别处描述的顶绑带部1340和电池组1500的任何特征可以应用于图36A-36D中所示的顶绑带部1340和电池组1500,除非上下文另外清楚地要求。
在所示的示例中,侧枕骨部1322是坚硬的。中间枕骨部1322可以包括枕骨刚性件。在可选示例中,中间枕骨部1322可以包括柔性绑带,例如中间枕骨部绑带。在一些示例中,中间枕骨部1322可以形成顶绑带部1340的一部分。中间枕骨部1322可以永久地附接到顶绑带部1340内,例如永久地附接到面向用户的层。在一些示例中,中间枕骨部1322可以固定到顶绑带部1340,例如在适当位置缝合或焊接到顶绑带部1340的面向用户的层1344。在可选示例中,中间枕骨部1322 可以以与参照调节刚性件1380在别处描述的类似方式固定。
在一些示例中,定位和稳定结构1300包括在一对中间枕骨绑带部 1321的每一个和侧枕骨部1322之间的可释放的紧固件。每个可释放的紧固件可以包括配置为附接到对应的连接点1337上的紧固件部。在图 36A-36D的示例中,侧枕骨部1322包括一对连接点1337,连接点配置为连接到设置在相应的中间枕骨绑带部1321上的相应的紧固件部。
如图36D所示,在一些示例中,可释放的附接装置由磁性紧固件提供。每个磁性紧固件可以包括磁性夹持部,磁性夹持部配置为磁性地附接到连接点1337中的对应一个上。如图36D所示,磁性夹1339 固定到侧枕骨绑带部1321,磁性夹1339配置为磁性地附接到后部枕骨部1322上的连接点1337。
在示例中,每个侧枕骨绑带部1321的长度可以是可调节的。例如,每个磁性夹1338可以具有孔眼1202,并且该对侧枕骨绑带部1321中的每一个的一部分可以穿过孔眼并以所希望的长度紧固回到其自身上。
5.4.18定位和稳定结构的可清洗部
图39A-39C进一步示出了上述图36A-36D所示的定位和稳定结构 1300。图40A-40B、41A-41B和42A-42D示出了根据本技术的进一步示例的定位和稳定结构1300及其部件。以上关于本技术的其它示例描述的许多特征在此将不再重复,而是可以与以下描述的概念相结合地应用。图36A-36D、39A-39C、40A-40B、41A-41B和42A-42D中所示的定位和稳定结构1300还与图21A-21D和23A-23D中所示的示例以及彼此共享一些特征。除非另外要求,否则这些示例中的每一者的特征应理解为可作为替代或组合而适用于其它示例中的每一者。
在图36A-36D、39A-39C、40A-40B、41A-41B和42A-42D所示的每个示例中,头戴式显示系统1000包括用于为头戴式显示系统1000 供电的电池组1500,电池组1500配置为在使用中位于用户头部的后面。每个定位和稳定结构1300的顶绑带部1340在使用中连接到电池组 1500。
5.4.18.1顶绑带部的外层与面向用户的层可分离
在图39A-39C,40A-40B和41A-41B所示的示例中,顶绑带部1340 包括面向用户的层1344和外层1341(在顶绑带部1340的与面向用户的层1344相对的一侧上)。在这些示例中,顶绑带部1340的面向用户的层1344、顶骨绑带部1310、枕骨绑带部1320和侧绑带部1330可与顶绑带部1340的外层1341分离。关于图39A-39C的示例,图39B 示出了与顶绑带层1340的外层1341分离的这些部件。图39C示出了顶绑带部1340的分开的外层1341(在示例中,外层1341由下面将描述的外套1348形成)。图42A-42D单独示出了图41A-41B的定位和稳定结构1300的部件。
这种类型配置的优点是顶绑带部1340的面向用户的层1344、顶骨绑带部1310、枕骨绑带部1320和侧绑带部1330可以形成定位和稳定结构1300(在图39B中单独示出的可清洗部)的可清洗部(例如,可清洗子组件)。这些部件可以是用户接触定位和稳定结构1300的零部件,并且可以全部由可清洗材料形成,例如纺织材料、塑料材料、非电子元件(机器可清洗或其它容易洗涤的材料)。可清洗部可以与顶绑带部1340的外层1341分离以便由用户例如周期性地或在根据需要变脏时进行洗涤。另外,如下所述,头戴式显示系统1000包括将电池组1500连接到头戴式显示单元1200的电力电缆1510。可清洗部可以与电力电缆1510(和电池组1500)分离,同时与其它非接触用户的部件分离,而不需要用户操纵电力电缆1510(例如,当移除定位和稳定结构1300的可清洗零部件时,将其拔出,从套筒中抽出,或考虑电力电缆1510)。
顶绑带部1340的外层1341可以配置为连接到头戴式显示系统 1000的头戴式显示单元1200。如图39A、40A和41A中的每一个所示,外层1341的前部能够穿过头部安装的显示单元1200的一部分(未示出),诸如孔眼、凸耳等,环回并固定到其自身,例如通过钩环连接(或另一种合适的连接,诸如通过带扣或一系列按扣中的一个)。这种连接可如本文别处所述。
如通过图42A-42D中的示例所示,定位和稳定结构1300可以包括附接到顶骨绑带部1310的带扣1312,类似于上面参考图7B和7C 描述的带扣1312。在使用中,用户接触部1342(例如,至少面向用户的层1344)可以位于带扣1312与顶骨绑带部1310之间。带扣1312可以配置为限制用户接触部1342的侧向移动,这在使用中可以有利地保持顶绑带部1340以用户的头部为中心。在示例中,带扣1312在使用中位于用户头部的矢状平面中。在图42A-42D的示例中,带扣1312由在顶骨绑带部的中心的相对侧上沿着顶骨绑带部1310在两点之间延伸的一定长度的柔性材料形成(例如,在使用中对称地相对于用户头部的矢状平面的任一侧)。带扣1312可以缝合或焊接到顶骨绑带部1310 上,或者以其它合适的方式(例如,胶、其它带扣)连接。图57示出了带扣1312的另一个示例。
5.4.18.2枕骨绑带部和顶绑带部之间的连接
枕骨绑带部1320可以可移除地连接到顶绑带部1340上。在图 39A-39C的示例中,枕骨绑带部1320包括一对侧枕骨绑带部1321,侧枕骨绑带部配置为连接在顶骨绑带部1310与顶绑带部1340之间,每个侧枕骨绑带部1321配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。在示例中,每个侧枕骨绑带部1321的长度是可调节的。据此,枕骨绑带部1320的长度是可调节的。在该示例中,枕骨绑带部1320经由磁性连接而连接到顶绑带部1340。特别地,每个侧枕骨绑带部1321配置为通过磁性紧固件连接到顶绑带部1340。如图39A和39B所示,枕骨绑带部1320通过磁性夹子1338连接到顶绑带部1340。
在图40A-40B和41A-41B的示例中,枕骨绑带部1320可移除地连接到顶绑带部1340,但以枕骨绑带部1320的长度不可调节的方式,这可以有利地使定位和稳定结构1300更直观地设置。
图42A和42B示出图41A-41B所示的枕骨绑带部1320和顶绑带部1340之间的连接。顶绑带部1340配置为用于在该示例中经由可枢转的连接而连接到枕骨绑带部1320上。即,枕骨绑带部1320能够相对于顶绑带部1340枢转(或反之亦然),这可以改进舒适性。如图42A和42B所示,可枢转连接包括按扣连接。按扣连接包括凸形按扣部分 1324a和凹形按扣部分1324b,凸形按扣部分和凹形按扣部分配置为在顶绑带部1340和枕骨绑带部1320的组装过程中卡扣在一起。按扣连接的凸部件和凹部件可以颠倒。在其它示例中,枕骨绑带部1320可以以这种方式连接到顶绑带部1340,但可以是长度可调节的。在其它示例中,顶绑带部1340和枕骨绑带部1320经由替代机构连接,诸如钩环连接、磁性夹或其它合适的连接。
在本技术的一些其它示例中,枕骨绑带部1320永久地连接到顶绑带部1340,例如在图39A-39C所示的示例中在枕骨绑带部1320可移除地连接到顶绑带部1340的后端处。
图56A-56C示出枕骨绑带部1320和顶绑带部1340之间的连接的另一个示例。在这个示例中,枕骨绑带部1320包括枕骨连接凸片1326 并且顶绑带部1340包括枕骨连接凸片孔1351。枕骨连接凸片1326可以配置为穿过枕骨连接凸片孔1351并且固定到顶绑带部1340上。在一些示例中,枕骨连接凸片1326可通过按扣连接而连接到顶绑带部 1340。在一些示例中,枕骨连接凸片1326可以通过钩环连接而连接到顶绑带部1340。
5.4.18.3顶绑带部的外套筒
在图39A-39C、40A-40B、41A-41B和42A-42D所示的每个示例中,顶绑带部1340包括外套筒1348。外套筒1348形成顶绑带部1340 的外层1341。在这些示例中,外套筒1348连接到电池组1500。外套筒1348可以可移除地连接到电池组1500或可以永久地连接(例如,未配置为由用户从电池组1500分离)。例如,外套筒1348可以胶合、热接合、螺纹连接或以其它合适的方式连接到电池组1500。
如上所述,头戴式显示系统1000可以包括在使用中连接在电池组 1500和头戴式显示系统1000之间的电力电缆1510。在图39A-39C、 40A-40B、41A-41B和42A-42D所示的示例中,头戴式显示系统1000 包括位于外套筒1348内的电力电缆1510。电力电缆1510能够在外部套筒1348内沿着外套筒1348的长度滑动。
在这些示例中,电力电缆1510能够缩回到电池组1500中并从电池组中伸出。电力电缆1510也在外套筒1348内滑动的能力使得外套筒1348和顶绑带部1340的长度能够被调节而不影响电力电缆1510中的松弛量。可缩回到电池组1500中并从电池组延伸的电力电缆1510 也可使电力电缆1510相对于头戴式显示单元1200固定。不缩回到头戴式显示单元1200中并从头戴式显示单元延伸的电力电缆1510可以使头戴式显示单元1200保持小尺寸(或者至少小于容纳可缩回电力电缆1510所需的尺寸)。在其它示例中,电力电缆1510相对于外套筒 1348固定。在其它示例中,电力电缆1510不缩回到电池组1500中或从电池组延伸。
5.4.18.4钩环连接
定位和稳定结构1300的可清洗部可以通过钩环连接与定位和稳定结构1300的其它部件连接。有利地,这可以使可清洗部能够从头戴式显示系统1000的其它零部件“剥离”。例如,定位和稳定结构1300 的可清洗部可以通过一个或多个钩环连接1349连接到外套筒1348。例如,顶绑带部1340的用户接触层1344(至少在一些示例中是可清洗部的一部分)可以通过钩环连接1349连接到外套筒1348。在图40B所示的示例中,如图所示,用户接触层1344经由钩环连接1349连接到外套筒1348。
在一些示例中,例如图41A-41B和42A-42D所示的示例,定位和稳定结构1340包括用户接触部1342,其将在下面更详细地描述。用户接触部1342包括用户接触层1344。用户接触部1342例如通过钩环连接或可替代地通过按压螺柱连接、带或另一种合适的连接而连接到外套筒1348上。如图41A所示,用户接触部1342通过钩环连接1349连接到外套筒1348。
外套筒1348可以包括一个或多个钩部1349a。在图42C所示的示例中,外套筒1348包括多个钩部1349a。在这个示例中,存在两个钩部1349a,而在其它示例中,可以存在一个、三个或更多个钩部1349a。在一些示例中,可清洗部包括与钩部1349a相对应的并且钩部1349a 能够附接到其上的多个未间断环部1349b。如图42C所示,可清洗部的用户接触部1342包括与钩部1349a相对应以形成钩环连接1349的一对未间断环部1349b。
在本技术的其它示例中,可清洗部(其可以是用户接触部1342或用户接触层1344)例如可以包括由未间断环材料形成的表面,一个或多个钩部1349a能够附接到表面上,从而形成钩环连接1349。然后,包括钩部1349a的外套筒1348或顶绑带部1340的其它部分可以直接连接到定位和稳定结构1300的可清洗部的表面。
在其它示例中,可清洗部包括钩部1349a,并且外套筒1348或不可清洗部的其它部分包括未中断环部1349b或由未中断环材料形成的表面。
5.4.18.5其它钩环连接示例
与顶绑带部1340内的钩环连接有关的上述构思也可以应用于本技术的其它示例中。在一些示例中,提供了头戴式显示系统1000,头戴式显示系统包括:头戴式显示单元1200,头戴式显示单元包括显示器;以及定位和稳定结构1300,定位和稳定结构配置为在使用中将头戴式显示单元1200保持在用户头部上的可操作位置中,如本文别处所述。
参考图41A-41B和42A-42D,为了示出本技术的更普遍适用的方面,定位和稳定结构1300可以包括:后支撑部1350,其配置为接合用户头部的后部;一对侧绑带部1310,其配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间(在使用中,每个都位于用户头部的相应侧面);顶绑带部1340,其配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间,顶绑带部1340配置为在使用中覆盖用户头部的上部,顶绑带部1340包括用户接触部1342和外层1341。如图所示,在这些示例中,顶绑带部1340的用户接触部1342和顶绑带部1340的外层1341 通过一个或多个钩环连接1349可拆卸地连接。
用户接触部1342和外层1341可通过钩环连接1349彼此分开,可有利地使用户接触部1342能够与外层1341和可连接到外层1341或形成外层的一部分的任何电子器件分开洗涤。可替代地或另外地,用户接触部1342或外层1341中的一者可以与另一者分开地更换。
在一些示例中,后支撑部1350包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部1320。然而,用户接触部1342和外层1341之间的钩环连接也可应用于定位和稳定结构1300的其它配置。通过分离钩环连接,顶骨绑带部1310、枕骨绑带部1320和侧绑带部1330可以与用户接触部1342一起从顶绑带部1340的外层1341分离。
顶绑带部1349可以包括形成顶绑带部1340的外层1341的外套筒 1348。外套筒1348可以连接到电池组1500(在其中存在电池组1500 的示例中)。
可以应用钩部1349a、未间断环部1349b和/或由未间断环材料形成的表面的任何示例性构造,以在外套筒1348和用户接触部1342之间,或更通常地在外层1341和用户接触部1342或用户接触层1341之间产生钩环连接1349。
5.4.18.6基本上不可延伸层
示例中的顶绑带部1340包括在使用中位于外层1341与面向用户的层1344之间的基本上不可延伸层1343(例如,在一些示例中的刚性层,在其能够在其自重下至少部分地保持其形状的意义上是至少部分刚性的)。基本上不可延伸层1343在示例中可以被标识为刚性件或刚性层,在这些示例中,它使得顶绑带部1340比在没有基本上不可延伸层1343的情况下更刚性。在一些示例中,基本上不可延伸层1343是不可延伸的,但基本上不增加顶绑带部1340的刚度。基本上不可延伸层1343可有助于顶绑带部1340将后置安装的电池组1500或其它配重的一些或全部重量转移到头戴式显示单元1200上的向上的力。这可以有利地导致用户感觉头戴式显示单元1200重量较轻。另外,在其它头带绑带(例如,侧绑带部1330)中可能需要较小的张力,因为如果顶绑带部1340和/或配重/电池组1500不占用头戴式显示单元1200的一些重量,则可能不需要用可能需要的力抵靠用户的面部拉动头戴式显示单元1200。基本上不可延伸层1343,作为整体的顶绑带1340以及配重的存在可以各自(独立地或一起地,视情况而定)有助于头戴式显示系统1000对用户是舒适的,同时即使在剧烈运动期间也在用户的头部上提供稳定性。
在一些示例中,基本上不可延伸层1343可以由热塑性材料形成。在没有后置安装的电池组1500的示例中(例如,其中任何电池处于头戴式显示单元1200中),基本上不可延伸层1343可以通过将头戴式显示单元锚固到后支撑部1350来支撑安装在头部的显示单元1200。如上所述,在图39A-39C、40A-40B、41A-41B和42A-42D所示的每个示例中,头戴式显示系统1000包括用于为头戴式显示系统1000供电的电池组1500,电池组1500配置为在使用中位于用户头部的后面。顶绑带部1340在使用中连接到电池组1500。
电池组1500可以可移除地连接到基本上不可延伸层1343。基本上不可延伸层1343和电池组1500可以包括相应的紧固件部(例如,相应的第一和第二紧固件部1503、1504),紧固件部配置为将电池组 1500可移除地连接到基本上不可延伸层1343。例如,如图40A、41A和42D所示,基本上不可延伸层1343包括第一紧固件部1503。在这些示例中,第一紧固件部1503在使用中位于顶绑带部1340的面向后的表面上。如图42D所示,电池组包括与第一紧固件部1503对应的第二紧固件部1504。第一和第二紧固件部1503和1504配置为连接在一起,以在使用中将电池组1500连接到基本上不可延伸层1343。在这些示例中,第一和第二紧固件部1503和1504将基本上不可延伸层1343 连接到电池组1500,使得基本上不可延伸层1343在使用中至少部分地支撑电池组1500的重量,例如支撑电池组1500的大部分重量。
第一和第二紧固件部1503和1504可以配置为卡扣配合在一起。在其它示例中,电池组1500可以经由钩环连接连接到基本上不可延伸层1343,可以适配到口袋中,或者可以以另一种合适的方式直接或间接连接到基本上不可延伸层1343。在图42D所示的例子中,第一紧固件部1503是凸部,第二紧固件部1504是凹部。在其它示例中,第一紧固件部1503可以是配置为接纳凸形第二紧固件部1504的凹形部。
在一些例子中,基本上不可延伸部1343是平的(如图43B所示)。在其它示例中,基本上不可延伸部1343的截面是弯曲的,如图43D所示。曲率可以例如通过将曲率与人头在矢状平面处的期望曲率匹配来避免按压点,从而使用户更加舒适。在一些示例中,基本上不可延伸部可以在1-3mm厚的范围内,诸如1.5mm-2mm厚,例如1.8mm厚。
5.4.18.7可清洗部可与基本上不可延伸部离
可清洗部可与基本上不可延伸层1343分离。如上所述,顶绑带部 1340包括形成外层1341的外套筒1348。在图40A-40B所示的例子中,基本上不可延伸层1343位于外套筒1348内。外套筒1348连接到电池组1500,如图39C所示。
在示例中,当可清洗部与用于洗涤的定位和稳定结构1300的剩余部分离时,面向用户的层1344与外套筒1348分离。基本上不可延伸层1343保留在外套筒1348内。电池组1500可以或可以不与基本上不可延伸层1343断开连接,因为用户可能不需要这样做,因为现在可以清洗可清洗部。在基本上不可延伸层1343不形成可清洗部的一部(例如,其中可清洗部可与基本上不可延伸层1343分离)的一些示例中,电池组1500可以不配置为由用户从基本上不可延伸层1343断开。
5.4.18.8可清洗部包括基本上不可延伸部
在其它示例中,基本上不可延伸层1343形成可清洗部的一部。在图41A-41B、42A-42D和43A-43D所示的示例中,顶绑带部1340包括如上所述形成面向用户的层1344的用户接触部1342。在该示例中,基本上不可延伸层1343提供给用户接触部1342。用户接触部1342形成可清洗部的一部分并且可与外套筒1348分离,使得基本上不可延伸层 1343形成可清洗部的一部分并且可与外套筒1348分离。
在该示例中,用户接触部1342包括用户接触套筒1342a。如图41B 所示,基本上不可延伸层1343位于用户接触套筒1342a内。
参考图43A-43D,用户接触套筒1342可以包括刚性开口1343a,基本上不可延伸层1343能够通过开口插入。刚性开口1343a可以是用户接触套筒1342的材料内的狭缝或窄孔,并且可以成形和确定尺寸为使得其对应于基本上不可延伸层1343的截面的形状和尺寸,以使得基本上不可延伸层1343能够插入。刚性开口1343a可以位于用户接触套筒1342的端部处或靠近用户接触套筒的端部处,以使得基本上不可延伸层1343的第一端能够插入用户接触套筒1342的内部,并且刚性开口可以包覆基本上不可延伸层1343的第二端以基本包封基本上不可延伸层1343。基本上不可延伸层1343可以可移除地插入到用户接触套筒 1342中。有利地,这可以使得用户接触套筒1342能够在必要时被替换。
用户接触套筒1342可以包括紧固件开口1503a,电池组1500能够通过紧固件开口可移除地附接到基本上不可延伸层1343。如上所述,基本上不可延伸层1343可以包括第一紧固件部1503,第一紧固件部配置为连接到电池组1500的对应的第二紧固件部1504。当组装时,第一紧固件部1503可以延伸穿过第一紧固件开口1503a,配置为连接到第二紧固件部1504,由此配置为将基本上不可延伸层1343连接到电池组 1500。
电池组1500在使用中可以覆盖刚性开口1343a和紧固件开口 1503a中的任一个或两个。图43A和43C示出了电池组1500的形状的轮廓。如图所示,在使用中,刚性件开口1343a和紧固件开口1503a 都在电池组1500的周边/周边内。
在图56C所示的示例中,枕骨绑带部1320包括枕骨连接凸片 1326,如上所述。在这个示例中,枕骨连接凸片1326配置为用于在用户接触套筒1342的非用户面向侧上连接到用户接触套筒1342上。枕骨连接凸片1326可以配置为穿过用户接触套筒1342的面向用户侧上的第一用户接触套筒孔1352并且穿过用户接触套筒1342的面向非用户侧上的第二用户接触套筒孔1353。在该示例中,枕骨连接凸片1326 配置为用钩环连接来连接到用户接触套筒1342上。在其它示例中,它可与按压螺柱连接或另一合适的连接连接。
用户接触套筒1342a和/或外套筒1348可以各自由织物材料形成并且可以通过切割织物片(例如通过模切、超声切割或RF切割),将其折叠成管状形状并且沿着套筒的长度连同任何其它边缘超声焊接接缝来形成。套筒可以向内外翻以使得任何尖锐的焊接边缘被提供在内侧上并且外侧有利地没有尖锐的边缘,这些尖锐的边缘可能导致使用中的不适或难看的外观。形成用户接触套筒1342a和外套筒1348的任何其它合适的方式。用于形成钩环连接的钩或环部可以焊接或缝合到织物材料上。在其它示例中,纺织材料可以被缝合以形成管状形状。在其它示例中,基本上不可延伸层1343可以不被用户接触套筒封装,而是可以通过固定到用户端面层1344(例如通过钩环连接、嵌入、包覆模制或以其它方式连接而粘附、紧固)而提供给用户接触部1342。
外套筒1348和/或用户接触套筒1342a可以由弹性或非弹性材料形成,可以由柔软材料形成,柔软材料如果接触用户则是舒适的,是可清洗的(例如可机洗的)和/或由有助于将湿气从用户的面部或头部吸走的材料形成。在一些示例中,套筒(即,外套筒1348和/或用户接触套筒1342a)由弹性材料、TPE或尼龙中的任何一种形成。套筒可以由弹性材料形成,在用户接触套筒1342a的情况下,弹性材料便于基本上不可延伸层1343的插入。套筒可以由低摩擦材料(或具有低摩擦内表面的材料)形成,在外套筒1348的情况下,低摩擦材料在调节外套筒1348的长度期间促进电力电缆1510在外套筒1348内的移动。
如上所述,头戴式显示系统1000可以包括连接在电池组1500和头戴式显示单元1200之间的电力电缆1510。如图40B和41B示例中所示,电力电缆可以位于套筒1348内(例如,以本文别处描述的方式)。
图69A和69B示出了根据本技术的另一示例的电池组壳体1505,电池组壳体具有第二紧固件部1504和基本上不可延伸层1343,基本上不可延伸层分别具有对应的第一紧固件部1503。在该示例中,第一紧固件部1503配置为配合到第二紧固件部的孔中,并沿平行于孔的平面的方向滑动,使得第一紧固件部1503的柱滑动到第二紧固件部1504 的通道中。第二紧固件部1504可以包括卡扣配合臂,卡扣配合臂配置为抵抗第一紧固件部1503的柱从第二紧固件部1504的通道中滑动出来。
图70A和70B示出了根据本技术的另一示例的电池组壳体1505,电池组壳体具有第二紧固件部1504和基本上不可延伸层1343,基本上不可延伸层分别具有对应的第一紧固件部1503。在该示例中,第一紧固件部1503包括第一圆柱形部,第一圆柱形部配置为压在第二紧固件部1504的两个对应的第二圆柱形部之间。第二紧固件部1504包括电池组壳体1505中的释放切口,释放切口配置为允许第二紧固件部1504 的第二圆柱形部变形以接收第一紧固件部1503的第一圆柱形部,但返回到未变形位置以实现第一紧固件部1503与第二紧固件部1504的卡扣配合。
图71A和71B示出了根据本技术的另一示例的电池组壳体1505,电池组壳体具有第二紧固件部1504和基本上不可延伸层1343,基本上不可延伸层分别具有对应的第一紧固件部1503。在该示例中,第一紧固件部1503包括凸形滑动部,凸形滑动部配置为滑动地接收在第二紧固件部1504的凹形滑动部中。凸形滑动部和凹形滑动部都可以是细长的。第一和第二紧固件部1503、1504可以在使用中定向为使得为了脱离接合,电池组壳体1505上的凹形滑动部将需要抵抗电池组1500的重量向上滑动以从凸形滑动部移除。
图71A和71B示出了根据本技术的另一示例的电池组壳体1505,电池组壳体具有第二紧固件部1504和基本上不可延伸层1343,基本上不可延伸层分别具有对应的第一紧固件部1503。在该示例中,第一紧固件部1503包括凸形滑动部,凸形滑动部配置为插入到由第二紧固件部1504形成的电池组壳体1505中的开口中,并滑动到由第二紧固件部1504形成的通道中。第二紧固件部可以包括在通道的两侧上的释放切口,这样使得通道的开口与第一紧固件部1503的对应部分形成卡扣配合连接。
5.4.19电池组构造
图46-52B示出了根据本技术的示例的电池组1500的各种特征。电池组1500可以包括连接到电池组基部1525的电池组壳体1505。顶绑带部1340可以包括形成面向用户的层1344的用户接触部1342,并且电池组基底1525可以配置为连接到用户接触部1342。
电池组1500还可以包括配置为引导电力电缆1510的电缆引导件 1530。如图47A-48B所示,电缆引导件1530可以包括细长部1531,电力电缆1510能够通过细长部滑入和滑出电池组壳体1505。细长部 1531可以是刚性的。有利地,细长部1531可提供电力电缆1510穿过的长通道,长通道可支撑电力电缆1510的相应长长度,这可在电力电缆1510移动时防止电缆咬入电缆引导件1530的壁中。电缆引导件1530 可以包括配置为连接到电池组基部1525的电缆引导件安装部1532。该示例中的电池组基部1525包括用于电缆引导件1530的电缆引导安装件1526,电缆引导安装件1526配置为连接到电缆引导件安装部1532。
电缆引导件1530可以包括配置为用于接合顶绑带部1340的一个或多个齿1533,例如多个齿1533。在该示例中,电缆引导件1530包括三个齿1533。如上所述,顶绑带部可以包括形成顶绑带部1340的外层的外套筒1348,并且外套筒1348可以连接到电池组1500。电力电缆1510可以位于外套筒1348内并且可以能够在外套筒1348内沿着外套筒1348的长度滑动。电缆引导件1530的齿1533可以配置为接合外套筒1348以将外套筒1348固定到电池组1500。齿1533可以位于电缆引导件1530的细长部1531上并且可以相对于细长部1531面向外。电缆引导件1530的齿1533可以配置为夹持外套筒1348抵靠电池组基部 1525。
在一些示例中,电缆导向件1530的细长部1531的至少一部分在使用中位于外套筒1348内。电池组基部1525的电缆引导安装件1526 可以包括一个或多个齿1527,这些齿配置为用于接合顶绑带部1340,如图47B所示。在特定示例中,电缆引导安装件1526的齿1527配置为接合外套筒1348以将外套筒1348固定到电池组1500。特别地,电缆引导安装件1526的齿1527可以抵靠电缆引导件1530夹紧外套筒 1348。
参见图49B,该示例中的电池组基部1525包括基部凹槽1528,基部凹槽配置为接收枕骨绑带部连接凸片1326,枕骨绑带部连接凸片配置为将枕骨绑带部1340连接到顶绑带部1340的用户接触部1342。枕骨绑带部连接凸片1326可以驻留在基部凹陷1528中。基部凹陷1528 可以有利地容纳枕骨绑带部连接凸片1326,同时保持电池组1500的低轮廓。电池组基部1525还可以包括配置为将电池组基部1525(并且由此将电池组1500)连接到用户接触部1342的安装结构,如本文别处所描述的。
图46-50所示的示例中的电池组1500包括电缆止动件1540,电缆止动件固定到电池组1500内的电力电缆1519,电缆止动件1540配置为限制电力电缆1510能够从电池组1500延伸的程度。在该示例中的电缆止动件1540是环形的(尽管在其它示例中可以包括不同的形状),并且包括配置为允许减小电缆止动件1540的直径以接合电力电缆1510 的调节螺钉1542。电缆止挡件1540可以夹持到电力电缆1510上并且可以相对于电力电缆1510固定就位。电缆止动件1540可以包括配置为接合电力电缆1510的内螺纹1541。
如图47A-52B所示,本示例中的电池组壳体1505包括电力电缆开口1506。电力电缆开口1506因此也是电池组1500的电力电缆开口 1506。电缆引导件1530可以例如通过电力电缆开口1506延伸出电池组1500。
如图51C和51D所示,电池组壳体1505可包括配置为容纳电力电缆1510的一部分的电力电缆隔板1507和配置为容纳电池单元1502 的一个或多个电池单元隔板1508。电池组壳体1505可以包括将电力电缆隔板1507与一个或多个电池单元隔板1508分开的一个或多个分隔壁1509。在该示例中,电力电缆开口1506与电力电缆隔板1507对准。在所示示例中,电池组1500包括两个电池单元隔板1508。电力电缆隔板1507位于两个电池隔板1508之间。电池组1500包括在使用中竖直取向并沿左右轴线串联对准的电池单元1502。在图52B所示的示例中,电池单元1502在电池组1500的后侧向内倾斜。在该示例中,有四个电池单元1502,但是在其它示例中,可以有一个、两个、三个或多于四个电池单元1502。在其它示例中,电池单元1502也可以水平取向。
参见图53A-53F,电力电缆1510可以包括电池组1500内部的服务回路1513。服务回路1513可以配置为提供从电力电缆1510的电池组1500的伸出和缩回。电力电缆1510相对于电池组1500的缩回和延伸在本文别处更详细地描述,但是在头戴式显示系统1000中,电力电缆1510设置在头带内,例如定位和稳定结构1300的顶绑带部1340,可伸缩和可延伸的电力电缆1510可以有利地提供顶绑带部1340和电力电缆1510的长度的容易调节(例如,以实现与用户头部的良好配合)。
如图53A所示,电力电缆1510可以沿基本上平行于电池组基部 1525的方向进入电池组1500,并且弯曲离开电池组基部1525以形成服务回路1513。电力电缆1510可以在基本上平行于/相切于用户头部的曲率的方向上进入电池组1500。在其它示例中,例如图53B所示,电力电缆1510沿倾斜于电池组基部1525的方向进入电池组1500,并朝向电池组基部1525弯曲以形成服务回路1513。
图53G示出了根据本技术的另一示例的电池组1500的截面图。电力电缆1510在固定端1514处固定在电池组1500内。在该示例中,电力电缆1510在固定端1514处固定到电池组基部1525。例如,固定端 1514可以用粘合剂或紧固件固定。电力电缆1510示出为缩回配置,并且以虚线示出为伸出配置。如图所示,当电力电缆1510处于伸出配置时,服务回路1513的长度减小。该示例中的服务回路1513,固定端 1514和电缆引导件1530的配置可以有利地对电力电缆1510的伸出/缩回施加低阻力。该布置中的电力电缆1510通过“滚动”运动伸出和缩回。有利地,电力电缆1510不需要弹性。电力电缆1510在其伸长/收缩时以小的量改变半径。电力电缆1510在伸长/缩回期间弯曲到不同的量。细长部1531可以包括长的纵横比(例如,与宽度相比的长的长度)。细长部的长度可以在20-40mm的范围内,例如25-35mm、28-32mm 或约30mm长。细长部的内径可以在5-10mm的范围内,例如6.5 mm-8.5mm,或约7.5mm。
同样如图53G所示,电缆引导件1530的细长部1531包括一个或多个圆形端部1539。特别地,电缆引导件1530包括在细长部1531的第一端或内端处的圆形端1539和在细长部1531的第二端或外端处的圆形端1539,这可以有利地在电力电缆1510上提供低摩擦并且可以在电力电缆1510卡在细长部1531的端部上呈现低风险。在本技术的示例中,电缆引导件1530可包括在细长部1531的两个端部中的任一个或两个上的圆形端部1539。每个圆形端部1539可以包括在内部或外部中的一个或两个上的围绕进入细长部1531的开口的圆角边缘。另外地或可选地,每个圆形端部1539可以包括电缆引导件1530的向外展开的部分,例如细长部1531的向外展开的部分。
在一些示例中,电缆引导件1530包括织物套筒1534,如图53C-53F 所示。织物套筒1534可以包括低摩擦材料,低摩擦材料配置为对电力电缆1510穿过织物套筒1534的移动提供低阻力。在一些示例中,织物套筒1534可以是可拉伸的。电缆引导件1530可包括配置为将电力电缆1510引导到面料套筒1534中的一个或多个引入特征1535。电缆引导件1530可以包括如图53E所示的一个引入特征1535或者如图53D 所示的两个引入特征1535,例如电力电缆1535的每一侧上各一个。引入特征可以包括弯曲表面。如图53E所示,在一些示例中,电缆引导件1530可以包括一个或多个辊1536,辊配置为减小在面料套筒1534 入口处作用在电力电缆1510上的摩擦。
如图53C和53F所示,在一些示例中,面料套筒1534可位于电池组1500的内部。在其它示例中,诸如图53D和53E所示,面料套筒 1534可以位于电池组1500的外部。在一些示例中,面料套筒1534,或更一般地,其可以采取的任何形式的电缆引导件1530,可以部分地位于电池组1500的内部和外部,完全地位于电池组1500的内部或外部。在一些示例中,面料套筒1534可以是顶绑带部1340的外套筒1348 的一部分。即,顶绑带部的外套筒1348可以延伸到电池组1500的内部以形成电缆引导件1530的面料套筒1534部分。
参见图53C,在一些示例中,电池组1500包括一个或多个支座 1537,支座配置为限制电力电缆1510在电池组1500内的形状和/或移动。在一些示例中,支座1537可以通过对电力电缆1510的服务回路 1513的弯曲半径设置下限来限制电力电缆1510从电池组1500延伸的量。支座1537可以采用电池组1500内的柱的形式,例如从电池组壳体1505的一侧或从电力电缆隔板1507的一侧延伸到另一侧。在一些示例中,支座1537可以支撑电池组电池1502。
在一些示例中,在服务回路1513和电力电缆所连接到的一个或多个电池单元1502之间的电力电缆1510的一个或多个部分固定在电池组1500内的适当位置,例如用粘合剂或支架固定到电池组基部1525、电池组壳体1505或电池组1500的其他部件或在电池组内的其他部件。如图53E所示,该示例中的电力电缆1510通过粘合剂固定在位置1538。
如图53D和53E所示,电力电缆1510的服务回路1513可以成形为具有足够小的弯曲半径的曲线,使得服务回路1513不会在曲线的径向外侧经历与电池组壳体1505的摩擦接触。例如,在电力电缆1510 的完全缩回位置(例如图53E所示),服务回路1513可以不与电池组 1500内的内壁接触或仅与内壁有少量接触。服务回路1513的弯曲半径可以足够小,使得当从完全缩回位置移动到延伸位置(例如图53D所示)时,服务回路1513可以不接触电池组1500内的任何内壁,使得服务回路1513不经历与电池组1500的摩擦接触。有利地,这可以使用户更容易伸出或缩回电力电缆1510并由此调节头戴式显示系统 1000。
图53A、53B和53F各自同时示出了服务回路1513的两种配置,一种示出了处于缩回位置的服务回路1513和电力电缆1510,一种示出了处于伸出位置的服务回路1513和电力电缆1510。
5.5臂位于头戴式显示单元周边内部
而在本技术的一些示例中,头戴式显示单元1200的臂1210可以从显示单元壳体的外部延伸,而在本技术的一些示例中,臂1210可以从头戴式显示单元1200的内部延伸。
如图34A-34I所示,头戴式显示系统1000可以包括头戴式显示单元1200和定位和稳定结构1300(在图34A-34I中未示出),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1200保持在用户面部上方的操作位置中(例如,在图34A所示的位置中)。定位和稳定结构1300可以包括后支撑部1350和一对侧绑带部1330,后支撑部配置为接合用户头部的后部,侧绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。头戴式显示单元1200可以包括显示单元壳体1205和接口结构3800,显示单元壳体包括显示器,接口结构配置为在使用中接触用户的面部。
头戴式显示单元1200还可以包括一对臂1210,例如如图34A所示。每个臂1210可以从显示单元壳体1205向后延伸,每个臂1210配置用于连接到定位和稳定结构1300的侧绑带部1330中的相应一个。
在图34A-34I所示的示例中,显示单元壳体1205具有包括周边(例如,最外周边)的后侧。每个臂1210从显示单元壳体1205的后侧的周边内从显示单元壳体1205延伸。从显示单元壳体的周边的内部延伸的臂1210可以减小头戴式显示单元1200的总宽度和/或可以有助于更接近最佳头带力矢量(例如,更接近平行于前后轴线)。
特别如图34A-34C所示,接口结构3800具有周边,并且每个臂 1210位于显示单元壳体1205的后侧的周边和接口结构3800的周边之间。臂1210可以各自位于显示单元壳体1205的相邻部分的中间。另外,臂1210可各自位于接口结构3800的相邻部分的侧向。显示单元壳体1205的最外侧部分可以在臂1210的一些或全部的侧面。例如,显示单元壳体1205的最侧面部分可以位于臂1205中的相应一个与显示单元壳体1205之间的连接的侧面。
每个臂1210可以包括孔眼1212,孔眼配置为接收定位和稳定结构1300的侧绑带部1330中的相应一个。每个臂的孔眼1212可以位于或接近相应臂1210的后端。
5.5.1臂的枢转
这对臂1210中的每一个都能够相对于显示单元壳体1205枢转。图34D-34G和34I示出了每个臂的枢轴点1213。枢转点1213可以在显示单元壳体1205内靠近显示器并且可以位于用户面部的前面。每个臂 1210可以配置为在使用中绕垂直于用户头部的矢状平面的水平轴线枢转。每个臂1210可以配置为枢转过至少9度的角度范围A(图34F和 34G)。在一些示例中,角度范围A可以是至少19度。
如图34D-34G和34I所示,该示例中的每个臂1210包括毂部1230 和远离毂部延伸的细长部1231。臂1210的孔眼1212形成在细长部1231 的远端(后端)。毂部1230在枢转点1213处固定到显示单元壳体1205 (可选地经由臂安装部1215,将在下面描述)。毂部1230围绕枢转点 1213旋转,并且,由于细长部1231刚性地连接到毂部1230(例如,通过与毂部1230一体地形成),细长部1231围绕枢转点1213与毂部 1230旋转。
在本技术的另一示例中,如图34J所示,每个臂1210可滑动地连接到显示单元壳体1205并且配置为可滑动地移动以围绕枢转点1213 枢转。图34J仅展示头戴式显示器的一侧,但应了解,在描述单个臂的特征的情况下,所述特征可应用于头戴式显示器的两个臂1210。
在该示例中,每个枢转点1213是臂1210围绕其旋转的理论/假想枢转点。在该示例中,枢转点1213不是臂1213连接到显示单元壳体 1205的点,而是由于臂1210在其它位置处连接到显示单元壳体1205 而围绕其旋转的空间中的点。具体地,每个臂1210在与其相应的枢转点1213间隔开的位置处可滑动地连接到显示单元壳体1205。
如图34J所示,每个臂1210可滑动地连接到显示单元壳体1205 的一对导向件1219(由虚线描绘)中的相应一个,以便沿着相应的导向件1219滑动并围绕相应的枢转点枢转。每个引导件1219可以是细长的,以允许相应的臂1210沿其滑动。此外,每个引导件1219可以是弯曲的以在滑动期间迫使臂1210的枢转运动。因此,每个导向件1219 可以是细长的和弯曲的。以这种方式,每个臂1210配置为围绕枢轴点1213相对于显示单元壳体1205枢转,而在臂1210和显示单元壳体1205 之间的物理连接不位于枢轴点1213处。
每个臂1210包括孔眼1212,孔眼配置为接收定位和稳定结构1300 的相应侧绑带部1330。在该示例中,每个臂1210的孔眼1212位于或接近相应臂1212的后端,如图34J所示。在其它示例中,臂1210可以以其它合适的方式与头带1300的绑带部连接,诸如夹子(例如磁性夹子)或绑带部与每个臂1210之间的钩环连接。
在图34J中,隐藏在显示单元壳体1205的一部分后面的臂1210 的前端以虚线示出。在该示例中,臂1210不需要长于在孔眼1212和引导件1219的预期位置之间跨越所需的长度。如图所示,臂1210的前端位于导向件1219附近。此外,显示单元壳体1205具有一对最后面的点1205p,最后面的点1205p位于显示单元壳体1205的相应侧面上。在该示例中,每个引导件1219位于显示单元壳体1205的最后面的点1205p中的相应一个附近。
引导件1219和臂1210可以包括允许臂1210沿着引导件1219滑动但限制臂1210的运动以绕枢转点1213枢转/旋转的任何构型。引导件1219和臂1210可以包括互补的构型。引导件1219和臂1210可以以互补的或凸-凹的关系连接,例如在图34K和34L所示的示例中。在一些示例中,引导件1219各自包括配置为用于接收对应的臂1210的凸形部的凹形部。在其它示例中,臂1210各自包括接收相应引导件1219 的凸部的凹部(例如图34M中作为示例示出的)。在一些示例中,引导件1219和臂1210以互锁构造连接,互锁构造阻止臂1210和引导件 1219分离。例如,臂1210和引导件1219可以包括燕尾连接(在图34K 中以示例的方式示出)、L形连接、T形连接或另一连接,这种连接既限制臂1210围绕枢转点1213作枢转运动,又防止臂1210与引导件分离。
可替代地,臂1210与引导件1219之间的连接本身可以不防止臂 1210与引导件1219分离。图34L示出了一种构型,其中引导件1219 是狭槽的形式,狭槽接收臂1210的突出部并且引导臂1210沿着狭槽移动,但是通过邻近臂的臂安装部1215的一部分而不是通过引导件 1219自身来防止臂1210与引导件1219分离。引导件1215可形成在臂安装部1215中,显示单元壳体1205的一部分中或头戴式显示单元1200 的另一部件中。图34M示出了一个示例,其中臂1210包括狭槽,狭槽接收引导件1219,引导件处于配置为配合到狭槽中的突起的形式。在该示例中,通过臂安装部1215的一部分或通过头戴式显示单元1200 内的另一部件,可以防止臂1210与引导件1219分离。
用于臂1210的引导件1219的使用可有利地允许臂1210较短,这可允许用于靠近臂1210的头戴式显示单元1200的其它部件的充足空间。
图34J-34M中所示的本技术的示例的臂1210和头戴式显示单元 1200还可以包括在此参考本技术的其它示例描述的任何其它特征,包括但不限于例如,臂1210在显示单元壳体1205的后侧的周边和接口结构3800的周边之间,臂安装部1215,臂1210的枢转运动范围,预定的枢转运动阻力,在预定的递增取向之间枢转和/或静态扭矩阻力。
5.5.2臂对枢转运动的阻力
在一些示例中,每个臂1210相对于显示单元壳体1205具有预定的枢转运动阻力。如图34E所描绘的,每个臂1210可以配置为在多个预定的递增取向之间枢转(例如,臂1210可以在多个取向处卡扣、降落或配合到位)。在臂1210能够从一个预定的递增取向枢转到另一个预定的递增取向之前需要克服预定的枢转运动阻力。
在一些示例中,臂1210中的每一个包括一个或多个第一接合特征 1232,第一接合特征配置为在臂1210在预定递增取向之间枢转时顺序地与头戴式显示单元1200(例如显示单元壳体1205,臂安装部1215 或另一部件)的多个第二接合特征1233接合。图34E和38B-38N描绘了本技术的各种这样的示例。
每个臂1210可以包括单个第一接合特征1232,例如如图34E或图38J和38K所示。可替代地,这些臂1210中的每一个可以包括多个第一接合特征1232,其中每个第一接合特征1232配置为一次与第二接合特征1233中的相应一个接合并且配置为在臂1210的枢转过程中在第二接合特征1233之间顺序地移动。这种类型的结构在图38B-38I和 38L的示例中示出。
在一些示例中,每个臂1210包括多个第一接合特征1232,多个第一接合特征配置为与头戴式显示单元1200的一个或多个第二接合特征1233相接合,一个或多个第二接合特征1233配置为在这些臂1210 在这些预定增量取向之间枢转的过程中顺序地与第一接合特征1232相接合。
在一些示例中,第一接合特征1232是突起并且第二接合特征1233 是凹陷。在其它示例中,第一接合特征1232是凹陷并且第二接合特征 1233是突起。第一接合特征和第二接合特征可以是互补的,例如凸形特征和凹形特征。
在一些示例中,每个臂1210包括可枢转地连接到显示单元壳体 1205(例如直接地或经由臂安装部1215)的毂部1230和从毂部1230 延伸的细长部1231。在一些示例中,例如图34E、38J、38K和38L所示的示例,每个臂1210的一个或多个第一接合特征1232设置到臂1210 的细长部1231。
图34E示例中的显示单元壳体1205包括对应于预定递增取向的多个第二接合特征1233(例如,由多个凸块形成的凹陷)。另外,每个臂1210包括配置为配合到每个第二接合特征1233的第一接合特征 1232。可能需要预定的力(例如,对枢转运动的预定阻力)来将每个臂1210从一个第二接合特征1233移动到另一个。
在一些示例中,每个臂1210配置为变形以允许一个或多个第一接合特征1232在臂1210的枢转过程中在第二接合特征1233之间顺序地移动,如图38J中所描绘的。
在一些示例中,每个臂1210包括弹簧1236,弹簧配置为将臂1210 的细长部1231朝向第二接合特征1233偏置,使得一个或多个第一接合特征1231被偏置成与第二接合特征1232接合。在图38K中,臂1210 包括板簧形式的弹簧1236。例如,弹簧1236可以压靠显示单元壳体 1205的一部分或臂安装部1215。
在图38L所示的示例中,臂包括配置为与第二接合特征1233相接合的多个第一接合特征1232。
在一些示例中,例如在图38B、38C-38D、38E-38F、38G-38H、 38I、38M和38N中所示的那些,每个臂1210的第一接合特征1232以圆形安排被提供到臂1210的毂部1230上并且配置为与毂部1230一起围绕臂1210的枢转点1213旋转。在图38B、38C-38D、38E-38F、38G-38H和38I所示的示例中,每个臂1210的第一接合特征1232面向径向远离枢转点1213,并且第二接合特征1233面向径向朝向枢转点1213。在其它示例中,每个臂1210的第一接合特征1232面向径向朝向枢转点 1213,并且第二接合特征1233面向径向远离枢转点1213。
在一些示例中,第一接合特征1232被提供给毂部1230的可变形部,可变形部配置为当臂1210枢转时变形以允许第一接合特征1232 在第二接合特征1233之间顺序地移动。如图38B、38C-38D、38E-38F 和38I所示,毂部1230可以包括相对于臂1210升高的升高部1234并且包括可变形部和第一接合特征1232。升高部1234可以包括邻近每个可变形部的孔1235,孔1235允许可变形部和第一接合特征1232朝向孔1235变形以允许当臂1210枢转时第一接合特征1232在第二接合特征1233之间顺序地移动。孔1235中不存在材料可允许臂1210在可变形部中足够柔性以充分变形以允许臂1210旋转通过预定增量。
在一些示例中,例如图38C-38D和38E-38F所示,每个可变形部包括一个或多个悬臂部,悬臂部上具有第一接合特征1232上的至少一个,悬臂部配置为当臂1210枢转时变形以允许第一接合特征1232在第二接合特征1233之间顺序移动。每个悬臂部可以在其端部具有单个第一接合特征1232,如图38C-38D所示,或者可以在其上具有多个第一接合特征,如图38E-38F所示。在一些示例中,升高部1234具有S 形形状,如图38F所示。
在一些示例中,臂1210的第一接合特征1232形成与头戴式显示单元1200的卡扣配合连接,以将臂1210连接到头戴式显示单元1200,如图38G和38H所示。在该示例中,每个第一接合特征1232能够径向向内变形。第一接合特征1232卡扣配合到第二接合特征1233。
在一些示例中,第一接合特征1232在平行于臂1210的旋转轴线 (例如,穿过枢转点1213的轴线)的方向上背离臂1210的毂部1230 并且面向第二接合特征1233,如图38M和38N所示。第一接合特征 1232可以位于毂部1230的面上或面内,而不是位于侧面。毂部1230可以配置为平行于臂1210的旋转轴线移动以移动离开第二接合特征 1233,从而当臂1210枢转时允许第一接合特征1232在第二接合特征 1233之间顺序地移动。在图38N所示的示例中,毂部1230通过弹簧 1236朝向第二接合特征1233偏置。例如,弹簧可以是设置在将臂1210 连接到显示单元壳体1205的销、螺栓或螺钉周围的螺旋弹簧。
5.5.2.1静态扭矩阻力
在另一个示例中,每个臂1210连接到显示单元壳体1205,使得每个臂1210相对于显示单元壳体1205枢转需要克服预定的静态扭矩阻力。在一些示例中,通过静摩擦提供预定的静态扭矩阻力。静摩擦力可以作用在每个臂1210与显示单元壳体1205的相应部分或相应臂安装部1215(将在下面描述)之间。
在一些示例中,头戴式显示系统1000包括一对摩擦环1220(例如,O-环、垫圈或类似物)。图38A示出了穿过臂1210的枢转点1213 的示意性截面图,并且图54示出了根据本技术的另一个示例的穿过臂 1210的枢转点1213的示意性截面图。每个摩擦环1220可以被安装成与臂1210中的相应一个接触并且与头戴式显示单元1200内的相邻表面(其可以是臂安装部1215的表面)接触。摩擦环1220为每个臂1210 提供需要克服的静摩擦以相对于显示单元壳体1205枢转。
如图38A所示,每个摩擦环1220可以被接纳在臂1210内的对应形状的凹陷中。这可以将摩擦环1220保持在适当位置,而不会使摩擦环1220占据头戴式显示单元1200内的过多空间。如图54所示,每个摩擦环1220可以位于部分地由相应的臂1210和部分地由臂1210安装到其上的头戴式显示单元1200的一部分限定的摩擦环腔内。在这些示例中,每个臂1210附接到一对臂安装部1215中的相应一个。
摩擦环1220可以附接至或接纳在臂1210的毂部1230上。在该示例中,螺栓1221和螺母1222将臂1210固定到臂安装部1215。螺母 1222可以被接收在或附接到臂1210的毂部1230上。螺栓1221的一部分可以延伸穿过臂1210的毂部1230并且可以限定枢转点1213。摩擦环1220可以由高摩擦材料形成和/或被夹持以产生所希望的摩擦和预定的静态扭矩阻力。
臂1210可以具有这样的长度,使得每个臂1210的后端位于用户耳朵中的相应一个附近。
5.5.3臂安装部
特别如图34B、34C、34H和34I所示,在该特定示例中,每个臂 1210连接到一对臂安装部1215中的相应一个。显示单元壳体1205可以包括在显示单元壳体1205的相对侧面上的一对侧部1207,臂安装部 1215中的每一个附接到侧部1207中的相应一个的中间侧。在该示例中,每个臂位于显示单元壳体1205的相应的臂安装部1215和相应的侧部 1207之间。每个臂1210可以可枢转地连接到相应的臂安装部1215。在其它示例中,每个臂安装部1215附接到显示单元壳体1205或其它部件,诸如透镜板,或与显示单元壳体或其它部件一体形成。
5.5.4臂取向
如图37A和37B所示,在一些示例中,每个臂1210具有包括长轴MA和短轴MN的截面形状。在该示例中,每个臂1210在长轴MA 上大于在短轴MN上(例如,每个臂1210具有扁平形状,例如可以是矩形)。在本技术的一些示例中,长轴MA在使用中沿臂部1210的长度平行于用户头部的矢状平面对齐。图37A示出了具有竖直取向(例如与矢状平面对齐)的臂1210的截面。这种布置的一个缺点是臂1210 在与显示单元壳体1205发生干涉之前可以枢轴转动的程度受到限制 (如图37A所示)。因此,在本技术的一些示例中,在沿着位于显示单元壳体内部的每个臂1210的长度的点处(例如,在可能发生干扰的地方),在使用中长轴MA被取向为与用户头部的矢状平面成倾斜角O (等于与竖轴VA的角O),如图37B所示。与图37A的示例相比,在该示例中可以增加臂1210能够枢转经过的角度范围,其中没有或仅有少量的由臂1210和相关联的周围部件占用的额外空间。
在一些示例中,在沿着位于显示单元壳体1205内部的每个臂1210 的长度的点处,在使用中截面形状的长轴MA具有上中-下侧取向。这是图37B所示的取向。
在一些示例中,每个臂1210成形为使得截面的长轴MA沿着臂 1210的长度改变取向。例如,每个臂1210的形状或截面取向可以在头戴式显示单元1200的内部具有一个取向(例如,具有上内侧取向的长轴MA)并且头戴式显示单元1200的外部具有另一个取向(例如,竖直取向)。在一些示例中,在沿着位于显示单元壳体1205外部的每个臂1210的长度的点处,主轴MA被取向为在使用中基本上平行于用户头部的矢状平面。
具有参照图34A-34I所述的臂1200的头戴式显示系统1000可具有本文所述的任何一个或多个其它特征(诸如顶绑带部1340),除非上下文另有明确要求。
5.5.5电子体积
在本技术的一些示例中,头戴式显示单元1200包括一对电子体积 1203。图55C示出了包括电子体积1203的头戴式显示单元1200的一侧的示意图。每个电子体积1203可以位于头戴式显示单元1200的相应侧上并且邻近臂1210中的相应一个。每个电子体积1203可以包括一个或多个电子部件。电子体积1203可以是包含一个或多个电子部件的头戴式显示单元1200内的空间体积。
如图55C所示,每个臂包括在枢转点1213处可枢转地连接到显示单元壳体1205的毂部1230和从毂部1230延伸的细长部1231。在示例中,细长部1231被弯曲以避免干扰电子体积1203。细长部1231可包括弯曲部分和直部分,但总体上可以是细长的。还如图55C所示,每个臂1210可以包括用于与侧绑带部1330连接的孔眼1213。每个臂1210 的细长部1231可以包括偏移部分1237。偏移部分1237可以从穿过孔眼1213与枢转点1238之间的轴线1238偏移。偏移部分1237可以增加臂1210的旋转范围而不干扰电子体积1203。臂1210的曲率和/或偏移部分1237可以有利地允许电子体积1203位于臂1210附近(例如,下方),而臂1210不会干扰电子体积1203。另外,与电子体积1203 位于更前方(例如,远离用户的头部)的情况相比,将电子体积1203 尽可能向后定位在头戴式显示单元1200内可以有利地在头戴式显示单元1200内提供更有利的重量平衡。此外,通过使臂成形以避开电子体积1203,可以有利地将枢转点1213和孔眼1212定位在最佳位置中。
在一些示例中,电子体积1203包括音频扬声器。在其它示例中,电子体积可以替代地或附加地包含传感器、电池和处理器中的一个或多个。
5.6臂和侧绑带部之间的弹性连接件元件
参考图55A和55B,在一些示例中,头戴式显示系统包括定位和稳定结构1300,定位和稳定结构包括一对侧绑带部1330,侧绑带部配置为连接在后支撑部1350和头戴式显示单元1200之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。头戴式显示单元1200 可以包括:显示单元壳体1205,显示单元壳体包括显示器;配置为在使用中接触用户面部的接口结构3800;以及一对臂1210。具体地如图 55B所示,每个臂1210可以配置为用于可释放地直接附接到侧绑带部 1330中的相应一个。
头戴式显示单元1200还可以包括一对弹性连接件1250。每个弹性连接件1250可以配置为形成将侧绑带部1330中的相应一个侧绑带部连接到这些臂1210中的相应一个臂上的弹性连接。弹性连接件1250 可以配置为用于在戴上和摘下头戴式显示系统1000的过程中当侧绑带部1330没有直接附接到臂1210上时拉伸,同时维持侧绑带部1330与臂1210之间的弹性连接。有利地,这可以使头戴式显示系统1000能够戴上和摘下,而不会使侧绑带部1330与头戴式显示单元1200完全分离。弹性连接件1250的可拉伸特性可以使得能够在戴上和摘下期间在定位和稳定结构1300中保持一些张力,这可以有利地在用户收紧头带绑带时将头戴式显示单元1200保持在用户的头部上,并且可以避免定位和稳定结构1300无意中滑动、掉落或以其它方式离开位置。
参考图55A和55B,每个臂1210包括毂部1230和细长部1231。在该示例中,弹性连接件1250在弹性连接件连接点1251处连接到细长部1231。如图55B所示,每个臂1210在臂1210的后端包括孔眼1213,孔眼配置为连接到相应的侧绑带部1330。弹性连接件连接点1251可以位于孔眼1213的前方。在一些示例中,弹性连接件1250永久地连接到相应的臂1210。在其它示例中,弹性连接件1250可以可移除地连接到臂1210,例如通过钩环连接或按压螺柱连接。在一些示例中,弹性连接件1250可以可移除地附接到侧绑带部1330上,例如通过钩环连接或按压螺柱连接,或者可以永久地附接到侧绑带部上。
5.7集成到接口结构中的头带扣
参考图35A和35B,在一些示例中,头戴式显示单元1200包括显示单元壳体1205和接口结构3800。接口结构3800可以配置和安排成与用户的面部处于相对关系。接口结构3800可以包括:面部接合部 3810,在使用中面部接合部配置为用于接合用户的面部;以及底盘 3802,底盘连接到面部接合部3810上并且进一步连接到显示单元壳体 1205上以便将接口结构3800附接到显示单元壳体1205上。
图35A和35B是与用户头部的矢状平面对准的接口结构3800和显示单元壳体1205的上部的示意截面图。
在图35A和35B的示例中,接口结构3800的底盘3802配置用于附接到定位和稳定结构1300的顶绑带部1340,定位和稳定结构用于在使用中将头戴式显示单元1200保持在用户头部上的可操作位置。定位和稳定结构1300进一步可以包括后支撑部1350和一对侧绑带部1330,后支撑部配置为接合用户头部的后部,侧绑带部配置为连接在后支撑部1310和头戴式显示单元1205之间,每个侧绑带部配置为在使用中位于用户头部的相应侧面上。顶绑带部1340的特征以及定位和稳定结构1300在本文别处描述。
如图35A和35B所示,底盘3802可以包括孔眼3812,顶绑带部 1340能够穿过孔眼而回环并且固定到其自身上。在图35A的示例中,孔眼3812由底盘3802和显示单元壳体1205两者形成,使得顶绑带部 1340能够环绕底盘3802的一部分和显示单元壳体1205的一部分。在图35B的示例中,孔眼3812形成在底盘3802的上突出部3814中。如图所示,上突出部3814可通过显示单元壳体1205中的开口突出。
顶绑带部1340可以穿过孔眼3812,环回并且例如通过钩环紧固、带扣、磁性连接等紧固到其自身上。
底盘3802可以是基本上刚性的部分并且可以由热塑性材料或弹性体(诸如高硬度弹性体)形成。
5.8接口结构
在一些实施例中,底盘、支撑结构和接口结构的面部接合表面中的两个或更多个可以一体地形成为单个部件,单个部件包括不同的厚度和跨越其的精加工,以便在底盘处提供期望水平的刚性或在面部接合表面处提供期望水平的缓冲效果。例如,在一些这样的实施方案中,接口结构可以由单个硅树脂主体形成。例如,图10A至10C示出了包括支撑法兰3102形式的支撑结构的接口结构3100,支撑具有面接合表面3108的一体式面接合法兰3106。在进一步的实施方案中,可以向接口结构3100提供附加的部件。在可选实施方案中,接口结构可以由泡沫或弹性体材料一体地形成为单个部件。
在本技术的一些形式中,接口结构可以包括由柔性且弹性材料(例如,诸如硅树脂的弹性体)构成的面部接合部,面部接合部由更刚性的支撑部(例如,由塑料材料构成)支撑。在实施方案中,刚性支撑部可以包括底盘。
例如,参见图11A,接口结构3200可以包括刚性支撑部3202,柔性且弹性的面部接合部3204可以设置到刚性支撑部。面部接合部3204 可以在截面上是弯曲的,具有支撑法兰3206和具有面接合表面3210 的一体式面接合法兰3208。面部接合部3204的重叠部3212可以固定到刚性支撑部3202。
在另一个示例中,参见图11B,刚性支撑部3202可以包括定位部,例如凹陷3214。面部接合部3204可以包括偏置部,例如弹簧3216,偏置部被接收在凹陷3214内并且配置为用于在用户面部的方向上向面部接合部3204提供偏置力。
在另一个示例中,参见图11C,面部接合部3204可以包括在刚性支撑部3202与面接合法兰3208之间的手风琴状区段3218。手风琴状区段3218包括一个或多个褶皱,并且可以提供更高程度的柔性或增加的移动以帮助顺应用户的面部。
在本技术的一些形式中,接口结构可包括由弹性和柔性面部接合部支撑的泡沫部,其中泡沫部提供面部接合表面。
例如,参见图12A,接口结构3300可以包括刚性支撑部3302,在刚性支撑部上可以以类似于参见图11A所描述的构型提供柔性且弹性的面部接合部3304。面部接合部3304具有支撑法兰3306和一体式面接合法兰3308,重叠部3310固定到刚性支撑部3302。具有面部接合表面3314的泡沫衬垫3312设置在面部接合法兰3308的面向用户侧。在示例中,泡沫衬垫3312可以永久地附接到面部接合法兰3308。在可选实施方案中,泡沫衬垫3312可以可释放地附接到面部接合法兰3308。在图12A的示例中,泡沫衬垫3312可以包括织物泡沫复合材料(例如,具有织物外层的泡沫芯)。在图12B的示例中,泡沫衬垫3312可以包括植绒泡沫。在图12C的示例中,泡沫衬垫3312可以包括原始泡沫。
在本技术的一些形式中,接口结构可包括织物层,织物层设置到所述弹性且柔性的面部接合部,其中织物层提供面接合表面。
例如,参见图13A,接口结构3400可以包括刚性支撑部3402,在刚性支撑部上可以以类似于参见图11A所描述的构型提供柔性且弹性的面部接合部3404。面部接合部3404具有支撑法兰3406和一体式面接合法兰3408,重叠部3410固定到刚性支撑部3402。具有面接合表面3414的织物层3412设置在面接合法兰3408的面向用户侧。在图13A 的示例中,织物层3412使用固位装置3416可释放地附接到面部接合部3404。在一个示例中,固位装置3416可以是将织物层3412夹在适当位置的刚性元件。在另一个示例中,固位装置3416可以是弹性的,配合在面部接合部3404上以将其保持在适当位置。在替代实方案中,参见图13B,织物层3412可以永久地附接到面接合法兰3308上。可以设想,在该实施例中,织物层3412的表面积与图13A的相比可以更小,因为织物层3412可以被界定为可能接触用户皮肤的区域,即不需要围绕面部接合部3404的外部延伸得那么远。这还可以具有减小织物层 3412对支撑法兰3406的暴露区域的弹簧特性的影响。
在本技术的一些形式中,接口结构可以包括由更刚性的支撑部(例如,由塑料材料构成)支撑的面部接合部,其中面部接合部包括泡沫衬垫和在泡沫衬垫上的弹性体盖。
例如,参见图14A,接口结构3500可以包括刚性支撑部3502,柔性且弹性的面部接合部3504可以设置到刚性支撑部。面部接合部3504 可以具有支撑法兰3506和从支撑法兰3506延伸的衬垫支撑法兰3508。泡沫衬垫3510设置在衬垫支撑法兰3508上。衬垫盖3512(例如由弹性体制成)在泡沫衬垫3510上延伸,并且在使用中提供面部接合表面 3514。在示例中,衬垫盖3512例如使用紧固装置3516可释放地附接。衬垫盖3512的自由边缘延伸超过衬垫支撑法兰3508。
在另一个示例中,参见图14B,衬垫盖3512永久地附接到支撑法兰3506和衬垫支撑法兰3508上(例如,一体形成)。在图14B的示例中,衬垫盖3512没有围绕泡沫衬垫3512延伸直到到达衬垫支撑法兰3508。
图14C示出了一个示例,其中衬垫支撑法兰3508从刚性支撑部 3502延伸,并且由比衬垫盖3012更刚性的材料制成。
在例如图14D所示的示例中,衬垫盖3512可以在使用中从靠近用户面部的衬垫支撑法兰3508上的位置延伸。在这样的示例中,与图14B 的示例中的泡沫衬垫3510的“向内”面向暴露相比,泡沫衬垫3510 的暴露可以被认为是“向外”面向。
在另一个示例中,参见图14E,面部接合部3504包括紧固到刚性支撑部3502上的重叠部3516。衬垫盖3512可以覆盖泡沫衬垫3510和支撑法兰3506的至少一部分。在一个示例中,衬垫盖3512的边缘可以位于刚性支撑部3502的近侧。在替代示例中,衬垫盖3512可以连接到刚性支撑部3502上。
在本技术的一些形式中,可以提供接口结构,其中接口结构的支撑结构和面部接合部可以一体地形成为包括不同厚度的单个部件,以便在面部接合表面处提供期望水平的刚性和/或缓冲效果。
例如,图15A至15E示出了一体形成的接口结构3600,接口结构通常包括前额部3602、两个颊部3604和两个侧部3606,两个侧部在使用中靠近用户蝶骨区域并将前额部3602连接到相应颊部3604。凸片 3608从每个颊部3604的自由端延伸。接口结构3600包括多个不同厚度的区域。第一区域3610围绕接口结构3600的内周边,即最接近用户面部的接口结构3600的边缘延伸。第二区域3612围绕接口结构3600 的外周延伸。第三区域3614围绕接口结构3600的内周边延伸,位于第一区域3610和第二区域3612之间。第四区域3616设置在由第一区域3610和第三区域3614界定的每个颊部3604中。在该示例中,第一区域3610具有比第四区域3616(例如大约1.5mm)更大的厚度(例如大约2mm)。第四区域3616具有比第三区域3614大的厚度(例如大约1mm)。第三区3614具有比第二区更大的厚度(例如约0.7mm)。
图15F至15K示出了一体形成的接口结构3600的另一示例。第一区域3610包括前额部3602中的后前额部3630,后前额部从接口结构3600的内周边在上方向上延伸。第三区域3614包括前额部3602中的上前额部3632,上前额部在前额部3602的中心上方延伸到前前额部 3634中。第二区域3612包括上侧部3636和外周边前额部3628,上侧部各自从相应的侧部3606朝向上前额部3632延伸,外周边前额部在使用中相对于更刚性的支撑件(例如,底盘)被固定。这些区域的相对厚度可以从所提供的编码标度看出。
在图15A至15E所示的示例中,通过前额部3602的第一区域3610 的宽度比颊部3604或侧部3606的宽度宽。此外,通过前额部3602的第二区域3612的宽度大于颊部3604的宽度。
在本技术的一些形式中,可以提供一种接口结构,其中接口结构的面部接合部配置为在使用中被偏置成与用户的面部接合。在实施方案中,只有面部接合部的选定区域可以偏置朝向与用户面部的接合。在实施方案中,接口结构可以成形为使得当卸载时,面部接合部的区域以不平行于面部接合部要与之接合的用户面部的表面的角度朝向用户延伸。参见图16A,接口结构3700包括支撑法兰3702,在使用中支撑与用户的面部3706接合的一体式面部接合法兰3704。接口结构3700 的截面的至少一部分可以成形为“预加载的”,即,在接合时朝向用户的面部偏置。例如,面部接合法兰3704的静止位置(由虚线3708 指示)可以是使得面部接合法兰3704不平行于用户的面部(由虚线3710 指示),朝向用户成角度。这可以帮助促进与用户面部的接合,以及接口结构3700与用户之间的摩擦。
在实施方案中,可能期望在选定区域中提供这种“预加载”。参照图16B,用户面部的第一区域3712通常可以是凹陷的。这样的凹陷区域可能倾向于允许光通过用户面部和接口结构3700之间的间隙进入。照此,接口结构3700的对应的第一接口区域3714可以被成形为将面部接合法兰3704朝向与用户面部在第一区域3712中的接合偏置。相反,用户面部的第二区域3716可以典型地突出并且易于由于来自接口结构3700的压力而引起不适。接口结构3700的相应的第二接口区域3718可以成形为避免在第一区域3712中朝向与用户面部的接合偏置面部接合法兰3704,或者至少在与第一接口区域3714相比减小的程度上偏置面部接合法兰。
5.9气流通过接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可包括配置为允许气流进入和离开接口结构和用户之间的空间的底盘。热可以在使用期间产生,例如,作为用户活动的结果,和/或从头戴式显示单元1200的电子部件发射。该热量可能在空间内累积并导致用户不舒服。使气流能够到达该空间和从空间流出可有助于为用户提供冷却效果。
在示例中,参见图17A,接口结构3800可以包括底盘3802,底盘包括主底盘部3804和侧底盘部3806,主底盘部配置为在使用中横向延伸跨过用户的面部,侧底盘部配置为在总体上向后的方向上延伸。底盘3802包括在主底盘部3804与每个侧底盘部3806之间的开口3808 (即,底盘气流端口)。面部接合部3810设置到底盘3802。
参考图17B,具有显示单元壳体3822的显示单元3820被显示为由用户佩戴。空气可以流经开口3808并且在显示单元壳体3822与面部接合部3810之间流动。
在示例中,可以在主底盘部3804与每个侧底盘部3806之间提供加固。例如,如图17C所示,底盘3802可以包括跨越在主底盘部3804 与侧底盘部3806之间的一个或多个加强构件。
图17D和17E示出了具有接口结构3800的显示单元3820的另一示例,接口结构包括配置为允许气流进入接口结构3800和用户之间的空间的底盘3802。在这个示例中,底盘3802配置为紧固到显示单元 3820的安装板3824上,安装板3284具有总体上平坦的构型并且在使用中横向延伸跨过用户的面部。侧底盘部3806在大致向后的方向上从安装板3824朝向用户头部的侧面延伸。
面部接合部3810设置到底盘3802。在示例中,面部接合部3810 可以是单个结构,诸如参见图15A至15E所描述的,由柔性且弹性材料(例如弹性体)构成,而底盘可以由更刚性的材料构成。
在示例中,面部接合部3810可以与底盘3802是一体的以提供单个部件。包括面部接合部3810和底盘3802的单个部件可以可释放地紧固到显示单元3820,例如紧固到安装板3284。例如,可以提供一种可释放的紧固安排,可释放的紧固安排包括以下各项中的一个或多个:钩环紧固装置,磁性紧固装置,以及允许摩擦、干涉、卡扣或其它机械固定安排的夹子或固位器。
底盘3802包括在每个侧底盘部3806中的侧向开口3808。显示单元3820的壳体和接口结构3800之间的一个或多个间隙允许空气通过侧向开口3808流向外部环境和从外部环境流出(如图17D和图17E中的虚线箭头所示)。
在示例中,可以在底盘3802中提供一个或多个上开口,从而允许外部环境与接口结构3800内的空间之间的气流。在示例中,可以在底盘3802中提供一个或多个下开口,从而允许外部环境与接口结构3800 内的空间之间的气流。在示例中,底盘3802可以包括以下各项中的一个或多个:侧向开口3808、上开口、以及下开口。
5.10向内偏置的接口结构
图18A示出了根据本技术的另一个示例的接口结构3800。类似于以上参见图17A-17C描述的接口结构3800,接口结构3800包括底盘,底盘包括一个主底盘部3804和侧底盘部3806,主底盘部配置为在使用中横向延伸跨过用户的面部,侧底盘部配置为在总体上向后的方向上延伸。每个侧底盘部3806在总体上向后的方向上从主底盘部3804的相应侧面延伸。接口结构3800进一步包括在底盘3804的周边附近连接的面部接合部3810,面部接合部3810配置为在使用中接触用户的面部。
在该示例中,侧底盘部3806中的每一个向用户的头部居中地偏置以将面部接合部3810偏置成与用户头部的每一侧上的用户头部在用户的蝶骨处或附近接触。即,侧底盘部3806向内偏置以使得面部接合部 3810接合用户头部的眼睛侧面的侧面向表面(例如,在用户的蝶骨处或附近)。
底盘3802可以是柔性的(例如,作为一个整体或具有特定的柔性部),从而允许侧底盘部3806在使用中通过用户头部侧向展开成展开配置并且向中间偏置成未展开配置。侧底盘部3806可以是柔性的,以便相对于主底盘部3804挠曲或枢转,从而允许侧底盘部3806在使用中通过用户的头部侧向展开成展开配置并且向中间偏置成未展开配置。
在一些示例中,侧底盘部3806能够相对于主底盘部3804挠曲或枢转,从而允许侧底盘部3806在使用中通过用户的头部侧向展开成展开配置并且向中间偏置成未展开构型,每个侧底盘部3806通过偏置部件向中间偏置。
偏置部件可以包括弹簧元件,弹簧元件配置为用于在中间拉动每个侧底盘部3806。在其它示例中,偏置部件包括弹簧元件,弹簧元件配置为用于将每个侧底盘部3806向中间推动。
面部接合部3810可以具有在此关于接合用户面部的接口结构的一部分描述的配置之一。面部接合部3810可以包括面部接合法兰。面部接合法兰可以从底盘3804向内弯曲。面部接合法兰是由硅酮形成的。
在一些示例中,底盘3802包括在主底盘部3804与每个侧底盘部 3806之间的至少一个开口3808。在一些示例中,头戴式显示单元1200 包括显示单元壳体,并且通过至少一个开口3808在接口结构3800与显示单元壳体之间提供空气路径。
5.11定位和稳定结构,其连接到接口结构
在本技术的一些示例中,头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300(例如,一个或多个绑带),定位和稳定结构连接到头戴式显示系统1000的头戴式显示单元1200的接口结构3800(例如,绑带连接到接口结构3800而不是显示单元壳体1205)。
图18B-18C示出了用于头戴式显示系统1000的定位和稳定结构 1300,头戴式显示系统连接到接口结构,接口结构配置为在使用中接触用户的面部。该示例中的定位和稳定结构1300包括后支撑部1350 和一对绑带部1332、1334,后支撑部配置为接合用户头部的后部,一对绑带部连接到后支撑部1350并配置为连接到头戴式显示单元的接口结构3800。图18D示出了横向绑带部1330连接到接口结构3800的示例。
5.12定位和稳定结构,其向内拉动侧边
图18B-18C示出了根据本技术的示例的头戴式显示系统1000(除了接口结构3800之外,未示出头戴式显示单元1200的大部分部件)。在每个示例中,接口结构3800包括底盘3802,底盘包括主底盘部3804 和一对侧底盘部3806,主底盘部配置为在使用中侧向地延伸跨过用户面部,每个侧底盘部配置为从主底盘部3804的相应侧面在总体上向后的方向上延伸。面部接合部3810围绕底盘3802的周边连接,面部接合结构3810配置为在使用中接触用户的面部。
每个头戴式显示系统1000进一步包括定位和稳定结构1300,定位和稳定结构包括后支撑部1350和一对侧绑带部,后支撑部配置为接合用户头部的后部,侧绑带部配置为在使用中连接后支撑部1350和头戴式显示单元1200。在图18B和18C所示的示例中,该对侧绑带部包括一对上侧绑带部1332和一对下侧绑带部1334。在图18D所示的示例中,该对侧绑带部包括在用户头部的每一侧上的侧绑带部1330。
在每个示例中,定位和稳定结构1300连接到头戴式显示单元 1200,使得在使用中,侧底盘部3806通过侧绑带部向用户头部的中间推动,以推动面部接合部3810与用户头部的每一侧上的用户头部在用户的蝶骨处或附近接触。
如图所示,每个侧绑带部可以配置为连接到侧底盘部3806中的对应一个上。每个侧绑带部可以配置为向后拉动相应的侧底盘部3806,使得侧底盘部3806向中间挠曲或枢转,以迫使面部接合部3810在用户的蝶骨处或附近与用户的头部接触。
在其它示例中,每个侧绑带部可以配置为用于在中间推动相应的侧底盘部3806,从而致使侧底盘部3806在中间挠曲或枢转以迫使面部接合部3810在用户的蝶骨处或附近与用户的头部接触。例如,每个侧绑带部可以配置为用于经由基本上刚性的构件(例如臂)或侧绑带部 3806的与侧绑带部接触的一部分在中间推动相应的侧底盘部3806。
如图18D所示,后支撑部1350可包括配置为在使用中覆盖用户头部的顶骨的顶骨绑带部1310和配置为在使用中覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方的枕骨绑带部1320。在一些示例中,后支撑部1350包括环形绑带部,环形绑带部具有覆盖用户头部的顶骨的上部和覆盖用户头部的枕骨的下部。
如图18B和18C所示,如上所述,该对侧绑带部包括:一对上侧绑带部1332,每个上侧绑带部配置为在使用中连接在用户头部的相应侧上的后支撑部1350和头戴式显示单元1200(仅其接口结构3800可见)之间;和一对下侧绑带部1334,每个下侧绑带部配置为在使用中连接在用户头部的相应侧上的后支撑部1350和头戴式显示单元1200 (仅其接口结构3800可见)之间。在该示例中,上侧绑带部1332各自配置为向具有上和后量的头戴式显示单元1200施加力。在一些示例中,下侧绑带部1334各自配置为通过磁性连接而可移除地连接到相应的侧底盘部3806上。
5.13包括两个或更多个部件的接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可包括底盘,其中接口结构的支撑部和/或面部接合部中的一个或多个或其部分可释放地附接到底盘。
可以设想,可释放地附接支撑部和/或面部接合部的能力可以帮助下面的一项或多项:接口结构的清洁,其部件的更换,和/或部件特性的选择(例如,硬度或软度的水平、表面光洁度或材料、形状、和/或尺寸)。
在一个示例中,接口结构的可释放地附接部可以设置在底盘的离散位置处,即,可以不沿着底盘的整个周边延伸。例如,可释放地附接的部分可以设置在接口结构的前额区域和/或一个或多个颊部区域中的一个或多个中。在可选示例中,接口结构的可释放地连接的部分可以设置在底盘的整个周边上,或者至少设置在底盘的主要部分上。
在示例中,接口结构的可释放地附接部可以由泡沫材料、弹性体材料、织物材料或复合材料中的一种或多种制成。
在一个示例中,接口结构可以包括至少一个弹性体部和至少一个泡沫部。在一个示例中,至少一个泡沫部可以附接到接口结构,使得弹性体部覆盖泡沫部以提供面部接合表面。在一个示例中,至少一个泡沫部可以附接到底盘、弹性体部或底盘和弹性体部两者。
在示例中,接口结构的支撑部和/或面部接合部的一部分可以在选定位置永久地附接到底盘(例如整体模制)。可以提供多个空间,可移除部可以相对于底盘定位和附接在这些空间中。
5.14包括泡沫部件的接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可以包括由更刚性的支撑部支撑的面部接合部,其中面部接合部包括第一泡沫部并且支撑部包括第二泡沫部。
例如,参见图44A,接口结构6500可以包括由第一泡沫制成的支撑部6502,可以向支撑部提供面部接合部6504-面部接合部6504由第二泡沫制成。第一泡沫可以配置为比第二泡沫提供更大的刚度,其中支撑部6502起到维持较软的面部接合部6504的位置的作用,这给用户提供了舒适的接触点。
在示例中,第一泡沫和第二泡沫可以由相同的材料制成,但是密度不同。在示例中,第一泡沫可具有第一密度,并且第二泡沫可具有比第一密度低的第二密度。在示例中,泡沫可以是粘弹性泡沫或聚氨酯泡沫。
在示例中,面部接合部6504可以包括粗泡沫。在示例中,例如如图44B所示,面部接合部6504可以包括织物泡沫复合材料(例如,具有织物外层6506的泡沫芯)或植绒泡沫,以为用户的皮肤提供柔软的接触点。
在示例中,如图44D所示,支撑部6502可以包括在第一方向上延伸的第一支撑部6510和在第二方向上从第一支撑部6510延伸的第二支撑部6512。例如,第一支撑部6510可以在穿过用户面部的大致径向方向上延伸,而第二支撑部6512可以在朝向用户面部的大致向后方向上延伸。
在本技术的一些形式中,接口结构可包括一体地形成为单个部件的支撑部和面部接合部,支撑部和面部接合部由泡沫材料制成。
例如,参见图45A,接口结构6600可以包括支撑部6602,曲面接合部6604从支撑部延伸。在所示的示例中,支撑部6602和面部接合部6604之间的向后过渡产生大致钩状的截面。
在示例中,支撑部6602和面部接合部6604的整体形式可以是热成型的。
在示例中,接口结构6600可以包括粗泡沫。在替代示例中,例如如图45B所示,接口结构6600可以包括织物泡沫复合材料(例如,具有织物外层6606的泡沫芯)、或植绒泡沫,以为用户的皮肤提供柔软的接触点。
5.15包括至少一个环部的接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可包括柔性且弹性的面部接合部,面部接合部具有弯曲的截面,其中面部接合部包括具有封闭的截面的至少一个闭环部。
例如,参见图59A和图59B,面部接合部3810包括颊部3840,颊部在使用中设置在用户的鼻子的相应侧上。颊部3842包括基部3842,基部具有连接到底盘3802的前部3844,底盘弯成提供用户接触表面的后部3846。
颊部3840还包括环部3850。在该示例中,环部3850包括前环部3852,前环部固定到基部3842的前部3846(例如,使用粘合剂)。环部3850进一步包括从前环部3852沿向后方向延伸的弓形部3854。环部3850还包括在向后方向上从弓形部3854延伸的环法兰3856。弓形部3854的截面在弓形部3854和环法兰3856之间逐渐变细。虽然未示出,但是环法兰3856插入基部3842中,并且紧固到前部3846的面向前的表面3848。在这样做时,环法兰3856与基部3842重叠以提供闭环。
在所示的示例中,基部3842和环部3842被制造为分开的零部件并且经由前环部3852被紧固在一起。在可选示例中,前环部3852可以与基部3842一体形成(即,环部3850将从基部3842延伸)。
5.16包括遮光鼻部的接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可以包括面部接合部,其中面部接合部包括跨越面部接合部的颊部之间的遮光鼻部。
例如,参见图59A、图59C和图59D,面部接合部3810包括跨越在颊部3840之间的鼻部3880。鼻部3880包括在使用中在用户鼻部的鼻突点上沿径向且在上方向上延伸的鼻突点部3882。在示例中,鼻突点部3882通过鼻翼部3884连接到环部3850。
鼻部3880包括从鼻突点部3882在上方向上延伸的第一和第二鼻梁部3886。中心槽3888在鼻梁部3886之间从鼻部3880的后边缘朝向前鼻部3882延伸。外槽3890设置在鼻梁部3886和环部3850之间,延伸到鼻翼部3884。结果,鼻梁部3886起到类似活叶的作用,并且在使用中搁置在用户鼻梁的侧面上。当搁置在用户身上时,鼻梁部3886 的提升促使鼻梁部重叠以促进遮光效果。
5.17相对于头戴式显示单元可释放地附接到接口结构
在本技术的一些形式中,接口结构可包括面部接合部和底盘,面部接合部配置为在使用中接合用户的面部,底盘连接到面部接合部,底盘可释放地附接到头戴式显示单元的底盘安装部。
例如,参见图59E-59H,底盘8000包括主体8001,主体具有前额部8002、颊部8004、连接前额部8002和颊部8004的侧部、以及在前方向上桥接在颊部8004之间的鼻部8008。底盘8000的各侧部8006具有底盘捕捉部8010。
参见图59E,在该示例中,底盘捕捉部8010的捕捉法兰8022在连接的上、下方向上大致延伸前额部8002和颊部8004之间的距离。在可选示例中,如图59F所示,捕捉法兰8022可仅延伸该跨度的一部分(如槽8009所示)。
在所示的示例中,头戴式显示单元1200包括安装板8100,安装板具有在向后方向上延伸的一体式底盘安装部8200。在替代示例中,底盘安装部8200可设置为紧固到安装板8100的单独部分。底盘安装部8200包括多个安装捕捉部8210,这些安装捕捉部配置为接合这些底盘捕捉部8010以便将底盘8000可释放地附接至底盘安装部8200上。
如图59H所示,底盘8001的主体8001具有“U”通道截面。底盘安装部8200包括“L”通道8202形式的底盘接收部。使用时,将主体8001插入通道8202内。
底盘捕捉部8010包括捕捉突起8014。捕捉臂从主体8001向捕捉突起8014延伸。捕捉突起8014包括面向后的捕捉表面8016。面向后的捕捉表面8016在径向向外的前方方向上成角度(由参考数字8018 指示)。捕捉突起8014进一步包括面向前的引导表面8020,引导表面在径向向内的前方方向上与面向后的捕捉表面8016成角度。捕捉法兰 8022在径向向内的前方方向上从捕捉突起8010延伸。
安装捕捉部8210包括面向前的捕捉表面8216,面向前的捕捉表面在径向向内的前方方向上成角度。安装捕捉部8210进一步包括面向后的引导表面8220,以及在面向后的引导表面8220与面向前的捕捉表面8216之间的过渡表面8222。过渡表面8222在径向向内的向后方向上与面向前的捕捉表面8216成角度,其间具有锐角以提供捕捉边缘 8222。
在使用中,底盘8000在前方向上插入底盘安装部8200中,其中面向前的引导表面8020抵靠面向后的引导表面8220,并且使捕捉突起 8014骑跨在安装捕捉部8210上,直到捕捉突起8014经过过渡表面 8222。
当底盘8000完全插入底盘安装部8200中时,在面向后的捕捉表面8016和面向前的捕捉表面8216之间沿前后方向设置有间隙8030。面向前的捕捉表面8216(更具体地捕捉边缘8222)作用在面向后的捕捉表面8016上以阻止底盘8000的无意释放。
当用户希望移除底盘8000时,可以在径向向内的方向上对捕捉法兰8022施加力,并且在向后的方向上拉动底盘8000。面向后的捕捉表面8016的角8018结合施加到捕捉法兰上的力促使捕捉突起8014骑跨在捕捉边缘8222上并且释放底盘8000。
图60A-60G示出了紧固底盘的可选示例。在所示的示例中,底盘8000包括侧连接件部8050和前额连接件部8070。底盘8000的部分包括主体通道8040,外腹板8042从主体通道延伸。
在该示例中,底盘8000紧固到显示单元壳体1205。侧连接件部 8050包括接收器槽8052,显示单元壳体1205的边缘接收在接收器槽中,支架构件8054保持底盘8000和显示单元壳体1205之间的期望间隔。侧连接件部8050的外部法兰8056包括定位特征8058,定位特征配置为与显示单元壳体1205的兼容部件(未示出)相互作用。
前额连接件部8070配置为与前额定位器8080相互作用,前额定位器具有定位器主体构件8082和凸片接收部8084。突片接收部8084 包括接收槽8086和下槽构件8088。前额连接件部8070包括具有凸片定位特征8074的凸片8072。在使用中,凸片8072被插入到接收槽8086 中,下槽构件8088作用在凸片定位特征8074上以阻止无意的撤回。
在该示例中,前额定位器8080包括孔眼3812,并且显示单元壳体1205包括孔眼槽8090。前额定位器8080通过将孔眼3812插入穿过孔眼槽8090而相对于显示单元壳体1205定位,并且底盘8000通过将凸片8072插入到接收槽8086中而固定。
5.18通过曲折路径的接口结构的通风
在本技术的一些形式中,可以在接口结构的内部和头戴式显示单元的外部之间提供弯曲气流路径,其中曲折气流路径在接口结构的外部和显示单元壳体的内部之间通过。如上所述,使气流能够流入和流出接口结构内部的空间可以帮助为用户提供冷却效果。
例如,参见图61A-61G,在显示单元壳体1205和底盘安装部8200 之间可以设置面向后的侧间隙8300(即底盘安装口)。底盘安装部8200 包括径向面向的进气口8210,其通向底盘安装部8200和显示单元壳体 1205之间的空间。这在侧间隙8300与底盘安装部8200的内部之间提供了曲折的气流路径,即,空气可流过但防止光直接通过的曲折路径。上遮光法兰8202和下遮光法兰8204的形式示出了另外的遮光特征,这些遮光特征在后方向上延伸以便在颊部中与底盘8000重叠。
还可以设想替代的或附加的气流路径。例如,参见图61E和图61F,前额间隙8302可以设置在显示单元壳体1205和底盘安装部8200之间的前额区域8304中。底盘安装部8200中的前额空气端口8212可以促进沿着该路径(和/或通过侧间隙8300)的气流。
在本技术的一些形式中,如图61G所示,接口结构的面部接合部 3810可包括在面向前的部分中的一个或多个接口空气端口8220。在图 61G中,一个或多个接口空气端口8220设置在面部接合部3810的上部,即在使用中靠近用户的前额。空气可以流过接口空气端口8220和前额间隙8302,其中显示单元壳体1205的重叠(其在接口空气端口 8220上的向后方向上延伸)产生提供遮光效果的曲折路径。
在示例中,一个或多个接口空气端口8220可以设置在面部接合部 3810的一个或多个下部中,即,在使用中靠近用户的面颊的颊部。在示例中,一个或多个接口空气端口8220可以设置在面部接合部3810 的一个或多个下部和面部接合部3810的上部中。
在示例中,一个或多个接口气孔8220可以设置在面部接合部3810 的至少一个侧部中,即在使用中靠近用户蝶骨区域的部分中。应当理解,可以在至少一个侧部中设置接口气口8220,以代替上部和/或下部中的接口气口8220,或者除了上部和/或下部中的接口气口之外还设置接口气口。
5.19头戴式显示系统的进一步示例
5.19.1无电池组的头戴式显示系统
图63示出了头戴式显示系统1000,其具有许多与这里描述的其它头戴式显示系统1000相同的特征。头戴式显示系统1000不具有位于用户头部后面的电池组1500。定位和稳定结构1300包括连接在头戴式显示单元1200和枕骨绑带部1320之间的顶绑带1340。顶绑带部1340 包括面向用户的层1344、基本上不可延伸或刚性层1343和外层1341,面向用户的层沿着其长度的至少大部分接触患者的头部。这些层可以如本文别处所述。在示例中,外层1341在使用中在用户的顶骨上方的位置处连接到基本上不可延伸层1343。外层1341可以在带扣1312附近连接到基本上不可延伸层1343。顶绑带部1340的长度可以通过拉动更多或更少的外层1341穿过孔眼或围绕头戴式显示单元1200上的耳柄来调节,如本文别处所述。
5.19.2此外,头戴式显示系统可以被特别地配置为耐受长头发
图64A示出了头戴式显示系统1000,其包括位于用户头部后面的电池组1500。定位和稳定结构1300包括顶骨绑带部1310、枕骨绑带部1320、侧绑带部1330和顶绑带部1340,它们可以如本文别处所述。顶绑带部1340和侧绑带部1330连接到本文别处描述的头戴式显示单元1200。该示例中的电池组1500可以由顶绑带部1340和/或顶骨绑带部1330支撑。与其它示例相比,该示例中的区别在于,电池组1500 既不直接连接到枕骨绑带部1320,也不通过顶绑带部1340的一部分连接到枕骨绑带部。即,在电池组1500和枕骨绑带部之间存在使用中与用户头部的矢状平面相交的开口。在一些示例中,该开口可配置(例如,成形和设定尺寸)成允许用户的头发(例如,长头发)穿过,例如在小盒中或以其它方式收集和捆扎和/或返回。这可有利地使枕骨绑带部1320能够更好地锚固在枕骨区域中的用户头部上,并且可有利地减少对用户头发的不利影响(例如,使用户的头发看起来凌乱,例如,暗淡、蓬乱等)。
图64B和64C示出了头戴式显示系统1000,其具有与图64A所示类似的定位和稳定结构1300,然而,枕骨绑带部1320形成为两个部分1320a和1320b,每个部分使用中至少部分地位于用户头部的矢状平面的相应侧面上。这两个部分1320a和1320b在一对连接点1337处可释放地彼此附接。每个连接点1337可以被提供到枕骨绑带部1320的两个部分1320a、1320b中的相应一个。当枕骨绑带部1320的两个部分1320a和1320b彼此连接时,每个连接点1337可以在使用中位于或接近用户头部的矢状平面。连接点1337可以包括按压螺柱、磁性夹、钩环紧固件等,或者可以通过带扣等连接。在两个可释放地附接的部分1320a和1320b中形成的枕骨绑带部1320可以有利地使具有长发的用户更容易穿戴头戴式显示系统1000,因为代替将他们的长发或马尾穿在枕骨绑带部1320上,他们可以在他们的长发下面(例如,在他们的长发和颈部之间)连接枕骨绑带部1320的两个部分。
图64D示出了图64B和64C所示的定位和稳定结构1300的变型,其中连接点1337偏离用户头部的矢状平面。当用户戴上头戴式显示系统1000时,连接点1337可在使用中在枕骨绑带部的两个部分彼此连接时在矢状平面的侧向间隔开。枕骨绑带部1320的第一部分1320a可长于枕骨绑带部1320的第二部分1320b,使得第一部分1320a在使用中在用户头部的侧后位置处连接到第二部分1320b。这种布置在使用中或在戴上/脱下头戴式显示系统1000期间不太可能阻碍用户的头发。
图64E和64G示出了另一变型,其中枕骨绑带部1320形成为两个部分1320a和1320b。该示例中的电池组1500设置或支撑在枕骨绑带部1320上。特别地,两个电池组1500a和1500b设置或支撑在枕骨绑带部1320的相应部分1320a和1320b上。在其它示例中,仅一个电池组1500被提供给枕骨绑带部1320或其两个部分1320a和1320b中的一个。在图64E和64G所示的示例中,电池组1500a和1500b间隔开以允许枕骨绑带部1320的两个部分1320a和1320b在使用中在用户头部的矢状平面处或附近彼此连接。电力电缆1510可以将每个电池连接到头戴式显示单元1200,并且可以沿着枕骨绑带部1320和侧绑带部 1330的两个部分1320a和1320b延伸。在一些示例中,一个电池组1500a 可以电连接到另一个电池组1500b,另一个电池组然后可以通过单个电力电缆1510将两个电池组1500a和1500b连接到头戴式显示单元1200。在一些示例中,头戴式显示系统1000可以包括一个、两个、三个或更多个电池组1500。即使电池组1500设置到枕骨绑带部1320,定位和稳定结构1300仍可包括顶绑带部1340。在一些示例中,电池组1500 替代地(或附加地)设置到顶骨绑带部1310、侧绑带部1330和/或其它绑带部。向枕骨绑带部提供电池组1500或电池组的优点在于,它们被提供为更靠近用户头部的旋转轴线,意味着与如果电池组1500被提供为更远离旋转轴线相比,可能需要更低的稳定力以抵消破坏性力(例如,当用户在使用中快速转动他们的头部时)。另外,对于相同的电池单元总重量,与单个电池组1500相比,两个或更多个电池组1500 可以更广泛地分配电池组的重量。
图64F示出另一示例,其中一对电池组1500a和1500b设置到枕骨绑带部1320的相应部分1320a和1320b。在该示例中,枕骨绑带部 1320a和1320b彼此不连接。由两个部分1320a和1320b形成的枕骨绑带部1320在用户头部的矢状平面中留下间隙。这可有利地为用户的头发(例如马尾)留下一些空间。枕骨绑带部1320的部分1320a和1320b 的中间端可以彼此间隔开并且可以各自在侧向上与矢状平面间隔开。两个部分1320a和1320b之间的间隔可以在20mm-60mm的范围内,例如在30mm-50mm的范围内,或者可以是40mm。枕骨绑带部1320,例如其两个部分1320a和1320b,可以是刚性的,例如固定在用户头部的后面。枕骨绑带部1320可以至少部分地由电池组1500而刚化。在该示例中,还可以对诸如侧绑带部1330和/或顶骨绑带部1310的其它绑带部进行刚化。
5.19.3进一步调节定位和稳定结构
图65A示出了头戴式显示系统1000的另一示例,头戴式显示系统具有能够调节的定位和稳定结构1300。顶骨绑带部1310、枕骨绑带部 1320、侧绑带部1330和顶绑带部1340可如别处所述。然而,在该示例中,顶绑带部1340能够在顶绑带部1340上的多个位置处选择性地连接到头戴式显示单元1200,以调节顶绑带部1340的有效长度。顶绑带部1340可以在顶绑带部1340上的三个连接点1337a、1337b和1337c 中的一个处选择性地连接到头戴式显示单元1200。用户可以选择连接点1337来调节顶绑带部1340的有效长度以实现良好配合。每个连接点1337可以包括钩环材料、按压螺柱或用于附接到头戴式显示单元 1200的任何其它合适的特征。在一些示例中,顶绑带部1340的多余长度可以被馈送到显示单元壳体1205中,可以位于显示单元壳体1205 的上表面上方,或者可以被环回并且紧固到顶绑带部1340的外表面上。应当理解,顶绑带部1340的选择性调节可以应用于在此公开的本技术的任何其它示例。
图65B示出了另一头戴式显示系统1000。在该示例中,枕骨绑带部1320的至少一部分能够围绕一对枢转点1213枢转。枢转点1213可位于枕骨绑带部1320的端部处,并且可分别位于枕骨绑带部1320、侧绑带部1330和顶骨绑带部1310之间的接合处处或其附近。在其它示例中,枢转点1213可以沿着枕骨绑带部1320定位,使得仅枕骨绑带部1320的一部分在枢转点1213处枢转。在一些示例中,枕骨绑带部 1320可以是刚性的并且能够围绕枢转点1213枢转。可枢转的枕骨绑带部1320可有利地帮助枕骨绑带部1320处于例如为了舒适和稳定的最佳位置。枕骨绑带部1320可选择性地枢转(例如,可由用户调节)或当用户佩戴头戴式显示系统1000时可自然地枢转至稳定位置。
图66概括了根据本技术的示例的头戴式显示系统1000中的一些可调节性选项。如图所示,在一些示例中,侧绑带部1330可以例如围绕枢转点1213相对于头戴式显示单元1200枢转。在其它示例中,头戴式显示单元1200的臂1210可以相对于显示单元壳体1205枢转。侧绑带部1330的长度也可以是选择性地可调节的,或者可以在张紧时延伸(例如,侧绑带部1330可以是弹性的)。在一些示例中,枕骨绑带部1320的长度可以是选择性地可调节的或者可以由于弹性而伸长和收缩。在图66的示例中,枕骨绑带部1320连接到额骨支撑部1360。枕骨绑带部1320和额骨支撑部1360可以形成围绕用户头部的绑带。在一些示例中,顶绑带部1340的长度可选择性地调节或者可以是弹性的。
5.20清洗
在一些形式中,头戴式显示系统1000或其至少一部分被设计为由单个用户使用,并且在用户的家中被清洁,例如在肥皂水中清洗,而不需要用于消毒和消毒的专门设备。具体地,定位和稳定结构1300和接口结构1100被设计为被清洁,因为它们都与用户的头部直接接触。
在一些其它形式中,定位和稳定结构1300和接口结构1100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,可以对头戴式显示器或其相关部件进行再处理并使其暴露于例如热消毒、化学消毒和消毒过程。同样地,定位和稳定结构以及接口结构的设计可能需要根据ISO17664对面罩进行消毒和消毒。
可以选择材料以承受再加工。例如,鲁棒的材料可以用在定位和稳定结构1300中以承受暴露于高水平的消毒溶液和用刷子搅动。此外,定位和稳定结构的一些部件是可分离的,并且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1100在使用中可能与用户的头部接触,因此可能变脏(例如,由于汗水)。接口结构1100可以被设计为从显示单元壳体1205移除,以提供移除显示单元壳体以进行清洁和/或更换的能力。可能需要在不使定位和稳定结构1300变湿的同时洗涤接口结构1100。可替代地或另外地,定位和稳定结构1300可能由于与用户的头部接触而变脏,并且可以独立于接口结构1100被移除用于清洁和/ 或更换。在任一情况下,这可以通过允许这些部件为此目的而断开连接来促进。
在一些示例中,覆盖件(例如,由纺织品、硅酮等构成)可以可移除地定位在接口结构上方,并且可以在每次使用之后被移除以进行清洁和/或更换。覆盖件可以允许接口结构3400保持固定到显示单元壳体1205上,并且仍然提供在使用之后可以容易地清洁的表面。
5.21外部计算机
在一些形式中,头戴式显示系统1000(例如,VR、AR和/或MR) 可以与单独的设备(如计算机或视频游戏控制台)结合使用。例如,显示接口可以电连接到单独的设备。
在一些形式中,用于头戴式显示系统1000的至少一些处理可以由单独的设备执行。独立设备可以包括比用户可以舒适地支撑的处理器更大和/或更强大的处理器(例如,独立设备的处理器可能太重以至于用户不能舒适地支撑在他们的头上)。
6术语表
为了实现本技术公开内容的目的,在本技术的某些形式中可应用下列定义中的一个或多个。本技术的其它形式中,可应用另选的定义。
6.1通则
环境:在本技术的某些形式中,术语环境可具有以下含义(i)显示接口或用户的外部,和(ii)直接围绕显示接口和/或用户。
例如,关于显示接口的环境光可以是直接围绕用户的光,例如与用户在同一和/或相邻房间中的光,和/或来自太阳的自然光。
在某些形式中,环境(例如,声学)噪声可以被认为是用户所在房间中的背景噪声水平,而不是例如由显示设备产生的或从连接到显示设备的扬声器发出的噪声。环境噪声可以由房间外的声源生成。
泄漏:单词泄漏将被认为是非期望的暴露在光线下。在一个示例中,可由于显示单元与用户面部之间的不完全密封而发生泄漏。
噪声,辐射的(声学的):本文件中的辐射噪声是指通过环境空气带给用户的噪声。在一种形式中,辐射噪声可以通过根据ISO 3744 测量所讨论的物体的声功率/压力水平来进行量化。
用户:操作显示接口和/或观看由显示接口提供的图像的人。例如,人可以佩戴、戴上和/或摘下显示接口。
6.1.1材料
硅树脂或硅树脂弹性体:合成橡胶。在本说明书中,对硅树脂的参考是指液体硅橡胶(LSR)或压模硅橡胶(CMSR)。可商购的LSR 的一种形式是SILASTIC(包括在此商标下出售的产品范围中),其由道康宁公司(Dow Corning)制造。LSR的另一制造商是瓦克集团(Wacker)。除非另有相反的规定,否则LSR的示例性形式具有如使用ASTM D2240所测量的约35至约45范围内的肖氏A(或类型A) 凹痕硬度。
聚碳酸酯:是双酚A碳酸酯的透明热塑性聚合物。
6.1.2机械性能
回弹性:材料在弹性变形时吸收能量并在卸载时释放能量的能力。
弹性:在卸载时将释放基本上所有的能量。包括例如某些硅氧烷和热塑性弹性体。
硬度:材料本身抵抗变形的能力(例如由杨氏模量或在标准化样品尺寸上测量的凹痕硬度标度所描述)。
·“软”材料可以包括硅树脂或热塑性弹性体(TPE),并且可以例如在手指压力下容易地变形。
·“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、钢或铝,并且可以不容易例如在手指压力下变形。
结构或部件的刚度(或刚性):结构或部件抵抗响应于所施加的负载的变形的能力。负载可以是力或力矩,例如压缩、拉伸、弯曲或扭转。结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。刚度的倒数是柔度。
柔软结构或部件:当在例如1秒内的相对短的时间使其支撑其自身重量时,将改变形状(例如弯曲)的结构或部件。
刚性结构或部件:当承受使用中通常遇到的负荷时基本上不会改变形状的结构或部件。这种使用的示例可以是以密封关系设置和保持用户接口。
作为示例,I形梁可以包括与第二正交方向相比在第一方向上不同的弯曲刚度(抵抗弯曲负载)。在另一个示例中,结构或部件可以在第一方向上是柔软的并且在第二方向上是刚性的。
6.2材料
闭孔泡沫:包含完全包封的泡孔即闭孔的泡沫。
弹性材料:由聚氨酯制成的聚合物。
弹性体:显示弹性性质的聚合物。例如,硅氧烷弹性体。
乙烯-乙酸乙烯酯(EVA):乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。
纤维:显著长于其宽度的长丝(单丝或复丝)、股线、纱线、线或捻线。纤维可包括:基于动物的材料,诸如羊毛或丝;基于植物的材料,诸如亚麻布和棉;以及合成材料,诸如聚酯和人造丝。纤维可以具体是指可以与相同或不同材料的其它纤维交织和/或交错(例如,在网络中)的材料。
泡沫:具有在制造期间引入的气泡以产生轻质多孔形式的任何材料,例如聚氨酯。
氯丁橡胶:通过氯丁二烯的聚合生产的合成橡胶。氯丁橡胶用于商品:Breath-O-Prene。
尼龙:合成聚酰胺,其具有弹性性质并且可用于例如形成用于织物的纤维/长丝。
开孔泡沫:包含泡孔的泡沫,即没有完全包封的气泡,即开孔。
聚碳酸酯:双酚A碳酸酯的典型透明热塑性聚合物。
聚乙烯:耐化学品和湿气的热塑性塑料。
聚氨酯(PU):通过使异氰酸酯和多元醇共聚制成的塑料材料,例如可以采用泡沫(聚氨酯泡沫)和橡胶(聚氨酯橡胶)的形式。
半-开孔泡沫:包含闭合和开孔(包封的)泡孔的组合的泡沫。
硅树脂或硅树脂弹性体:合成橡胶。在本说明书中,对硅树脂的参考是指液体硅橡胶(LSR)或压模硅橡胶(CMSR)。可商购的LSR 的一种形式是SILASTIC(包括在此商标下出售的产品范围中),其由道康宁公司(Dow Corning)制造。LSR的另一制造商是瓦克集团(Wacker)。除非另有相反的规定,否则LSR的示例性形式具有如使用ASTM D2240所测量的约35至约45范围内的肖氏A(或类型A) 凹痕硬度。
间隔面料:由连接在一起并由单丝中间层隔开的两个外部织物基材组成的复合结构。
氨纶:弹性纤维或织物,主要由聚氨酯组成。氨纶用于商品:Lycra。
织物:包括至少一种天然或人造纤维的材料。在本说明书中,织物可以指形成为交织和/或交错的纤维的网络的任何材料。一种类型的织物可以包括面料,面料是通过使用特定技术将这些纤维交织而构造的。这些包括织造、针织、钩编、打结、梭织、簇绒或编织。衣物可以与面料同义地使用,尽管可以具体指加工的一块面料。其它类型的织物可以使用粘合(化学、机械、热等)、毡合或其它非织造工艺来构造。通过这些方法之一产生的织物是类似面料的,并且出于本申请的目的可以被认为与面料同义。
热塑性弹性体(TPE):通常为低模量、柔性材料,其可在室温下拉伸,具有在应力释放时恢复至其大致原始长度的能力。使用TPE 的商品包括:Hytrel、Dynaflex、Medalist
热塑性聚氨酯(TPU):具有高耐久性和挠性的热塑性弹性体。
6.3机械性能
回弹性:材料在弹性变形时吸收能量并在卸载时释放能量的能力。
弹性:在卸载时将释放基本上所有的能量。包括例如某些硅氧烷和热塑性弹性体。
硬度:材料本身抵抗变形的能力(例如由杨氏模量或在标准化样品尺寸上测量的凹痕硬度标度所描述)。
·“软”材料可以包括硅树脂或热塑性弹性体(TPE),并且可以例如在手指压力下容易地变形。
·“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、钢或铝,并且可以不容易例如在手指压力下变形。
结构或部件的刚度(或刚性):结构或部件抵抗响应于所施加的负载的变形的能力。负载可以是力或力矩,例如压缩、拉伸、弯曲或扭转。结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。
柔软结构或部件:当在例如1秒内的相对短的时间使其支撑其自身重量时,将改变形状(例如弯曲)的结构或部件。
刚性结构或部件:当承受使用中通常遇到的负荷时基本上不会改变形状的结构或部件。
·作为示例,I形梁可以包括与第二正交方向相比在第一方向上不同的弯曲刚度(抵抗弯曲负载)。在另一个示例中,结构或部件可以在第一方向上是柔软的并且在第二方向上是刚性的。
6.4解剖学
以下定义对应于图1-2中标识的参考。
6.4.1面部的解剖结构
鼻翼(Ala):各鼻孔的外部外壁或“翼”(复数:鼻翼(alar))
鼻翼端:鼻翼上的最外侧点。
鼻翼弯曲(或鼻翼顶)点:各鼻翼的弯曲基线中最后部的点,其在由鼻翼与面颊的结合所形成的褶皱中发现。
耳廓:耳朵的整个外部可见部分。
(鼻)骨架:鼻骨架包括鼻骨、上颌骨的额突以及额骨的鼻部。
梁(鼻):鼻梁是鼻部的从鼻梁点延伸到鼻突点的中线突起。
(鼻)软骨架:鼻软骨架包括中隔、外侧、大以及小软骨。
口角点:位于嘴角的一个点。
鼻小柱:分离鼻孔且从鼻突点延伸到上唇的皮肤条。
鼻小柱角:通过鼻孔中点绘制的线与垂直于法兰克福(Frankfort) 平面绘制的线(同时两线相交于鼻中隔下点)之间的夹角。
内眦:上眼睑和下眼睑交会的点,靠近鼻梁点。
颅顶肌:颅顶肌或额腹是指覆盖头盖骨的结构。
外枕骨隆凸:枕骨外表面上的隆凸。
法兰克福水平面:从眼窝边缘的最下面的点延伸到左耳蜗的线。耳蜗是耳廓的耳屏上部的切迹中的最深点。
眉间:位于软组织上,前额正中矢状平面中最突出的点。
瞳孔距离:眼睛瞳孔中心之间的距离。
鼻外软骨:呈基本上三角形的软骨板。其上缘附接到鼻骨和上颌骨额突,并且其下缘连接到鼻翼大软骨。
唇,下(下唇):嘴部和上皮层之间的面部上的点,位于正中矢状平面中。
唇,上(上唇):口鼻之间的面部上的一点,位于正中矢状平面。
鼻翼大软骨:位于鼻外软骨下面的软骨板。它围绕鼻孔的前部弯曲。其后端通过包含鼻翼的三块或四块小软骨的坚韧纤维膜连接到上颌骨额突。
鼻孔(鼻眼):形成鼻腔室入口的近似椭圆形的孔。鼻孔(nare) 的单数形是鼻孔(naris)(鼻眼)。鼻孔由鼻中隔分隔开。
鼻唇沟或鼻唇褶皱:鼻从鼻部的每一侧延伸到嘴角的皮肤褶皱或沟,其将颊部与上唇分隔开。
鼻唇角:鼻小柱与上唇(同时相交于鼻中隔下点)之间的夹角。
耳下基点:耳廓附接到面部皮肤的最低点。
耳上基点:耳廓附接到面部皮肤的最高点。
鼻突点:鼻部的最突出的点或尖端,其可以在头部的其余部分的侧视图中被识别。
人中:从鼻中隔的下边界延伸到上唇区域中的唇顶部的中线沟。
颏前点:位于软组织上,下巴的最前部的中点。
脊(鼻):鼻脊是鼻部的从鼻梁点延伸到鼻突点的中线突起。
矢状平面:从前(前方)到后(后方)的垂直平面。中矢面是将身体分成右半部和左半部的矢状平面。
鼻梁点:位于软组织上,覆盖额鼻缝区域的最凹点。
中隔软骨(鼻):鼻中隔软骨形成中隔的一部分并分开鼻腔室的前部。
后上侧片:在鼻翼基部下缘处的点,在此处鼻翼基部与上部(上面)唇的皮肤接合。
鼻下点:位于软组织上,正中矢状平面中鼻小柱与上唇交汇处的点。
下颌牙槽座点:下唇的中线中位于下唇中点与软组织颏前点之间的最大凹度的点。
眉弓:眼睛上方额骨的隆起。
颞肌:颞窝中用于升高下颌的肌肉。
颞下颌关节:颞骨和下颌骨之间的可自由移动的关节,其允许下颌骨的打开、闭合、突出、回缩和侧向移动。
唇,上:嘴唇的红色部分,覆盖有复层的鳞片状上皮,其与齿龈唇沟的口腔粘膜连续。
6.4.2头骨的解剖结构
额骨:额骨包括较大的垂直部分(额鳞),其对应于称为前额的区域。
侧软骨:中隔软骨侧和鼻骨下面的软骨部分。
下颌骨:下颌骨形成下颌。颏隆凸是形成下巴的下颌的骨隆凸。
小咬肌:咬肌的下部,其抬高下颌。
上颌骨:上颌骨形成上颌并位于下颌上面和眼眶下面。上颌骨额突由鼻部的侧面向上突出,并且形成侧部边界的一部分。
鼻骨:鼻骨是两块小的椭圆形骨,其在不同个体中尺寸和形式有所变化;它们并排位于面部的中部和上部,并且通过它们的接合点形成鼻部的“梁”。
鼻根:额骨和两块鼻骨的相交部,直接位于眼睛之间且位于鼻部的鼻梁上部的凹陷区域。
枕骨:枕骨位于颅骨的后部和下部。它包括椭圆形的孔(枕骨大孔),颅腔通过所述孔与椎管连通。枕骨大孔后面的弯曲板是枕鳞。
眼眶:容纳眼球的颅骨中的骨腔。
顶骨:顶骨是当接合在一起时形成颅骨的顶盖和两侧的骨骼。
中隔软骨:鼻中隔的软骨。
蝶骨:颅底的楔形骨。
眶上孔:眶下骨中的开口,用于眶上神经、动脉和静脉的通过。
颞骨:颞骨位于颅骨的底部和两侧,并且支撑被称为太阳穴的那部分面部。
小斜方肌:上背部的三角形浅表肌。
颧骨:面部包括两块颧骨,其位于面部的上面和侧面部分并形成面颊的突出部。
6.5用户接口
框架:框架将被认为是指在两个或多个与头带和/或环箍的连接点之间承受张力负载的显示器外壳单元。框架可以密封抵靠用户的面部以便限制和/或防止光的进入和/或外出。
环箍:环箍将被认为意指为一种形式的经设计用于头部上的定位和稳定结构。例如,环箍可以包括一个或多个支柱、系带和加强件的集合,一个或多个支柱、系带和加强件配置为将用户接口定位和保持在用户面部上的适当位置中,以将显示单元保持在用户面部前方的操作位置中。一些系带由柔软的、柔性的、有弹性的材料,诸如泡沫和面料/织物的层压复合材料形成。在一些形式中,术语头带可以与术语环箍同义。
膜:膜将被认为意指典型地薄的元件,其优选地基本上不具有抗弯曲性,但是具有抗拉伸性。
密封:可以是指结构的名词形式(密封件),也可以是指效果的动词形式(密封)。两个元件可以被构造和/或布置成‘密封’或在其间实现‘密封’,而不需要单独的‘密封’元件本身。
壳体:壳体将被认为意指具有可弯曲、可伸展和可压缩刚度的弯曲且相对薄的结构。例如,面罩的弯曲结构壁可以是壳体。在一些形式中,壳体可以是多面的。在一些形式中,壳体可以是气密性的。在一些形式中,壳体可以不是气密性的。
加强件:加强件将被认为意指设计成在至少一个方向上增加另一个部件的抗弯曲性的结构性部件。
支撑物:支撑物将被认为是设计成在至少一个方向上增加另一个部件的抗压缩性的结构性部件。
旋轴:(名词)配置为围绕共同轴旋转的部件的子部件,优选地独立地,优选地在低扭矩下。在一种形式中,旋轴可以经构造成经过至少360度的角度旋转。在另一种形式中,旋轴可以经构造成经过小于360度的角度旋转。
系带(名词:一种用于抵抗张力的结构。
6.6结构的形状
根据本技术的产品可以包括一个或多个三维机械结构,例如面罩衬垫或推进器。三维结构可以通过二维表面结合。这些表面可以使用标记来区分以描述相关表面取向、位置、功能或一些其它特征。例如,结构可以包括前表面、后表面、内表面以及外表面中的一个或多个。在另一个示例中,密封形成结构可以包括接触面部的(例如,外部) 表面和单独的不接触面部(例如,下侧或内部)表面。在另一个示例中,结构可以包括第一表面和第二表面。
为了有助于描述三维结构和表面的形状,首先考虑通过结构表面的一点p的截面,参见图3A至图3E,它们显示了在表面上p点处的截面以及所得到的平面曲线示例。图3A至3E还示出了p处的外向法向量。p处的向外法向矢量指向远离表面的方向。在一些示例中,描述了从直立在表面上的想象的小人的观察点的表面。
6.6.1一维曲率
平面曲线在p处的曲率可以被描述为具有符号(例如,正、负) 和数量(例如,仅接触在p处的曲线的圆的半径的倒数)。
正曲率:如果在p处的曲线转向向外法线,则在所述点处的曲率将取为正的(如果想象的小人离开点p,则它们必须向上坡走)。参见图3A(与图3B相比相对大的正曲率)和图3B(与图3A相比相对小的正曲率)。此类曲线通常被称为凹形。
零曲率:如果在p处的曲线是直线,则曲率将取为零(如果想象的小人离开点p,则它们可以水平行走,不用向上或向下)。参见图 3C。
负曲率:如果在p处的曲线远离向外法线转向,则在所述点处在所述方向中的曲率将取为负的(如果想象的小人离开点p,则它们必须向下坡走)。参见图3D(与图3E相比相对小的负曲率)和图3E(与图3F相比相对大的负曲率)。此类曲线通常称为凸形。
6.6.2二维曲面曲率
在根据本技术的二维表面上的给定点处的形状的描述可以包括多个法向截面。多个截面可以切割包括向外法线的平面(“法向平面”) 中的表面,并且每个截面可以在不同方向中截取。每个截面产生具有相应曲率的平面曲线。在点处的不同曲率可以具有相同的符号或不同的符号。在点处的每个曲率具有数量,例如相对小的数量。图3A至 3E中的平面曲线可以是在特定点处的这样的多个截面的示例。
主曲率和主方向:其中曲线曲率取其最大值和最小值的法向平面的方向被称为主方向。在图3A至图3E的示例中,最大曲率出现在图 3A中,最小曲率出现在图3E中,因此图3A和图3E是主方向上的截面。在p处的主曲率是在主方向上的曲率。
表面的区域:在表面上的点的连通集。在区域中的组点可以具有类似的特征,例如曲率或符号。
鞍状区域:其中在每个点处主曲率具有相反的符号,即一个符号是正并且另一个符号是负(根据想象的个人所转向的方向,它们可以向上或向下行走)的区域。
圆顶区域:其中在每个点处主曲率具有相同的符号,例如两个正 (“凹面圆顶”)或两个负(“凸面圆顶”)的区域。
圆柱形区域:其中一个主曲率是零(或者例如在制造公差内是零) 并且另一个主曲率不是零的区域。
平面区域:其中两个主曲率均是零(或者例如在制造公差内是零) 的表面区域。
表面的边缘:表面或区域的边界或界限。
路径:在本技术的某些形式中,‘路径’将被认为意指数学-拓扑学意义上的路径,例如在表面上从f(0)至f(1)的连续空间曲线。在本技术的某些形式中,‘路径’可以被描述为路线或路程,包括例如表面上的一组点。(假想的人的路径是他们在表面上行走的地方,并且类似于花园路径)。
路径长度:在本技术的某些形式中,‘路径长度’将被认为是沿着表面从f(0)至f(1)的距离,即在表面上沿着路径的距离。在表面上的两个点之间可以存在多于一个的路径,并且这样的路径可以具有不同的路径长度。(假想人的路径长度将是他们必须在表面上沿路径行走的距离。
直线距离:直线距离是表面上两个点之间的距离,但是不考虑表面。在平面区域上,在表面上将存在具有与表面上的两点之间的直线距离相同的路径长度的路径。在非平面表面上,可能不存在具有与两点之间的直线距离相同的路径长度的路径。(对于想象的个人,直线距离将对应于作为‘直线’的距离。
6.6.3空间曲线
空间曲线:与平面曲线不同,空间曲线不必位于任何特定的平面中。空间曲线可以是闭合的,即,没有端点。空间曲线可以被认为是三维空间的一维片段。在DNA螺旋的一条链上行走的假想人沿着空间曲线行走。典型的人左耳包括螺旋,其是左手螺旋,参见图3M。典型的人右耳包括螺旋,其为右手螺旋,参见图3N。图3O示出了右手螺旋。结构的边缘,例如膜或叶轮的边缘,可以遵循空间曲线。通常,空间曲线可以由空间曲线上的每个点处的曲率和扭转来描述。扭矩是曲线如何从平面转出的量度。扭矩有符号和大小。空间曲线上一点处的扭转可以参考点处的切线向量、法线向量和双法线向量来表征。
正切单位向量(或单位正切向量):对于曲线上的每个点,点处的向量指定从所述点开始的方向以及幅度。正切单位向量是指向与点处的曲线相同的方向的单位向量。如果假想的人沿曲线飞行并在特定点从其飞行器掉落,则切线向量的方向是她将行进的方向。
单位法向量:当假想的人沿曲线移动时,这个正切向量本身改变。指向正切向量变化方向的单位向量称为单位主法线向量。它垂直于切线向量。
双法线单位向量:双法线单位向量既垂直于切线向量又垂直于主法线向量。其方向可以由右手规则(例如参见图3L)或可选地由左手规则(图3K)来确定。
密切平面:含有所述单位正切向量和所述单位主法线向量的平面。参见附图3K和3L。
空间曲线的扭转:空间曲线的点处的扭转是点处的双法线单位向量的变化率的大小。它测量曲线偏离密切平面的程度。位于平面内的空间曲线具有零扭转。偏离密切平面相对较小的量的空间曲线将具有相对较小的扭转量(例如,温和倾斜的螺旋路径)。偏离密切平面相对较大的量的空间曲线将具有相对较大的扭转量(例如,急剧倾斜的螺旋路径)。参见图3O,由于T2>T1,所以图3O的螺旋的顶部线圈附近的扭转量大于图3O的螺旋的底部线圈的扭转量。
参照图3M的右手规则,朝向右手侧双法线方向的空间曲线可以被认为具有右手正扭转(例如,图3O中所示的右手螺旋)。转向背离右手双法线方向的空间曲线可以被认为具有右手负扭转(例如,左手螺旋)。
同样地,参照左手规则(参见图3K),朝向左手双法线方向的空间曲线可以被认为具有左手正扭转(例如,左手螺旋)。因此左手正等同于右手负。
6.6.4孔
表面可以具有一维孔,例如由平面曲线或由空间曲线界定的孔。具有孔的薄结构(例如,膜)可被描述为具有一维孔。例如参见图3F 所示的结构的以平面曲线为边界的表面中的一维孔。
结构可以具有二维孔,例如由表面界定的孔。例如,充气轮胎具有由轮胎的内表面界定的二维孔。在另一个示例中,具有用于空气或凝胶的空腔的囊可以具有二维孔。在又一个示例中,导管可以包括一维孔(例如在其入口处或在其出口处)和由导管的内表面界定的二维孔。还参见图3H所示结构中由所示表面限定边界的二维孔。
6.7其它备注
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。
除非上下文中明确说明并且提供数值范围的情况下,否则应当理解,在范围的上限与下限之间的每个中间值,到下限单位的十分之一,以及在所述范围内的任何其它所述值或中间值均广泛地包含在本技术内。这些中间范围的上限和下限可独立地包括在中间范围内,也包括在本技术范围内,但受制于所述范围内的任何明确排除的界限。在范围包括极限值中的一个或两个的情况下,本技术中还包括排除那些所包括的极限值中的任一个或两个的范围。
此外,在本文所述的一个值或多个值作为本技术的部分的一部分进行实施的情况下,应理解的是,此类值可以是近似的,除非另外说明,并且此类值可以实用的技术实施可允许或需要其的程度用于任何适当的有效数位。
除非另有定义,本文所用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料也可用于本技术的实践或测试,但本文描述了有限数目的示例性方法和材料。
当特定材料被确定为用于构造部件时,具有类似特性的明显替代材料可用作替代物。此外,除非相反规定,否则本文所述的任何和全部部件均被理解为能够被制造且因而可以一起或分开制造。
必须指出,除非上下文明确地另外规定,否则如本文和所附权利要求所使用,单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括其复数等同物。
本文提及的所有出版物通过引用整体并入本文以公开和描述作为那些出版物的主题的方法和/或材料。提供本文讨论的出版物仅仅是为了它们在本申请的申请日之前的公开内容。本文不应被解释为承认本技术无权由于在先发明而早于此类公开。此外,所提供的出版日期可能与实际出版日期不同,这可能需要独立确认。
术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)”应被理解为:是指各元件、各部件或非排他方式的各步骤,指出可能存在或被利用的所标记的元件、部件或步骤,或者与没有标记的其它元件、部件或步骤的组合。
在详细描述中使用的主题标题仅为了方便读者参考,不应用来限制可在本公开或权利要求书全文中找到的主题。主题标题不应用于解释权利要求或权利要求限制的范围。
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。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,并且可以设计其它布置。
Claims (30)
1.一种头戴式显示系统,其包括:
头戴式显示单元;以及
定位和稳定结构,其被构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置中,所述头戴式显示单元包括被构造和布置为与用户面部处于相对关系的接口结构,
其特征在于,
所述接口结构包括具有弯曲截面的弹性且柔性的面部接合部,
其中所述面部接合部包括在径向向外的后方上延伸的前部,所述前部弯成在径向向内的后方上延伸的后部,其中所述后部的面向后的表面提供用户接触表面。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中,所述面部接合部配置为使得所述后部在使用中被偏置成与所述用户的面部接合。
3.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部包括具有封闭截面的至少一个闭环部。
4.根据权利要求3所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部包括第一闭环部和第二闭环部。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示系统,其中所述第一闭环部和所述第二闭环部在使用中被设置在所述用户鼻子的相应侧上。
6.根据权利要求5所述的头戴式显示系统,其中,所述第一闭环部和所述第二闭环部在使用中靠近所述用户的颊部设置。
7.根据权利要求3所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部围绕其自身弯曲并与其重叠以提供所述至少一个闭环部。
8.根据权利要求3所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部包括基部和包括环法兰的环部,其中所述环法兰与所述基部重叠以提供所述闭环部。
9.根据权利要求8所述的头戴式显示系统,其中所述环部从前位置延伸到后位置。
10.根据权利要求9所述的头戴式显示系统,其中所述环部的截面在所述前位置与所述后位置之间逐渐变细。
11.根据权利要求9所述的头戴式显示系统,其中所述环部包括在所述前位置与所述环法兰之间的弓形部。
12.根据权利要求8所述的头戴式显示系统,其中所述环法兰与所述基部的面向前的表面重叠。
13.根据权利要求8所述的头戴式显示系统,其中所述环法兰固定到所述基部。
14.根据权利要求8所述的头戴式显示系统,其中所述基部和所述环部一体地形成为单个部件。
15.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中所述接口结构包括跨越在所述面部接合部的颊部之间的遮光鼻部,
其中所述遮光鼻部包括在用户鼻部的鼻突点上沿径向且在上方向上延伸的鼻突点部,
其中所述遮光鼻部进一步包括从所述鼻突点部沿向上方向延伸的第一鼻梁部和第二鼻梁部,所述第一鼻梁部和所述第二鼻梁部之间具有狭槽,所述狭槽从所述遮光鼻部的后边缘朝向所述鼻突点部延伸,并且其中所述第一鼻梁部和所述第二鼻梁部配置为在使用中搁置在所述用户的鼻梁的相应侧上。
16.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中所述接口结构包括泡沫衬垫,其中所述后部在所述泡沫衬垫上延伸。
17.根据权利要求16所述的头戴式显示系统,其中,所述面部接合部包括从所述面部接合部的径向面向内的表面延伸的衬垫支撑法兰。
18.根据权利要求17所述的头戴式显示系统,其中,所述泡沫衬垫设置在所述衬垫支撑法兰和所述后部之间。
19.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部包括多个区域,所述多个区域中的每一者具有相应的截面厚度。
20.根据权利要求19所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部包括前额部、两个颊部和两个侧部,所述两个侧部在使用中靠近所述用户的蝶窦区域并且将所述前额部连接到相应颊部。
21.根据权利要求20所述的头戴式显示系统,其中所述面部接合部的所述多个区域包括:
第一区域,其围绕所述面部接合部的内周边延伸;
第二区域,其围绕所述面部接合部的外周边延伸;
第三区域,其围绕所述面部接合部的内周边延伸,位于所述第一区域和所述第二区域之间;
在每个颊部的第四区域,其由所述第一区域和所述第三区域限定。
22.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中,所述第一区域包括所述前额部中的后前额部,所述后前额部从所述面部接合部的内周边沿向上的方向延伸。
23.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第三区域包括所述前额部中的上前额部,所述上前额部在所述前额部的中心上方延伸到前前额部中。
24.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第二区域包括上侧部,每个所述上侧部从相应的侧部朝向所述上前额部延伸。
25.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第二区域包括外周边前额部。
26.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第一区域的厚度大于所述第四区域的厚度。
27.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第四区域的厚度大于所述第三区域的厚度。
28.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第三区域的厚度大于所述第二区域的厚度。
29.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第一区域在前后方向上通过所述前额部的宽度大于所述颊部或所述侧部处的宽度。
30.根据权利要求21所述的头戴式显示系统,其中所述第二区域在前后方向上通过所述前额部的宽度大于所述颊部处的宽度。
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