CN220340486U - 头戴式显示系统 - Google Patents

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CN220340486U CN202320289364.0U CN202320289364U CN220340486U CN 220340486 U CN220340486 U CN 220340486U CN 202320289364 U CN202320289364 U CN 202320289364U CN 220340486 U CN220340486 U CN 220340486U
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伊恩·安德鲁·劳
阿伦·塞缪尔·戴维森
休·弗朗西斯·斯图尔特·托马斯
阿尔伯特·杰克·格林伍德·沃芬德恩
基肖尔·玛卡普拉姆成阿尔瓦拉扬
梅姆杜赫·居内伊
赖利·乔尔·摩尔
格雷戈里·肯德尔·奈特
阿什利·泰勒·科嫩
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Resmed Pty Ltd
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Resmed Pty Ltd
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Abstract

本实用新型涉及头戴式显示系统。头戴式显示系统包括头戴式显示单元,包括:含显示器的显示单元壳体;接口结构,连接到显示单元壳体并构造为在使用中接合用户面部;和定位和稳定结构,构造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,包括:成对的臂,在使用中连接到显示单元壳体的相应侧向侧面,臂基本上是刚性的并构造为在使用中在用户头部的相应侧向侧面上从显示单元壳体向后突出,每个臂的后部包括上臂连接部和下臂连接部;顶带部,构造为在成对的臂的每个上臂连接部与头戴式显示单元之间连接;和枕骨带部,构造为在使用中连接在下臂连接部之间并接合用户头部的在用户头部的枕骨区域上方或下方的部分。

Description

头戴式显示系统
本专利文件披露的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对出现在专利局专利文件或记录中的专利文件或专利披露进行传真复制,但是保留所有版权。
1相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2022年2月22日的澳大利亚临时申请第2022900404号、提交于2022年3月18日的澳大利亚临时申请第2022900671号和提交于2022年8月31日的澳大利亚临时申请第2022902498号的优先权,它们中的每一个通过引用整体并入本文。
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,以及在头戴式显示器中使用的其他部件,包括显示单元和定位和稳定结构、接口结构和/或部件的相关联的头戴式显示器组件和系统,以及方法。本技术在沉浸式现实头戴式显示器的使用中得到具体应用,并且在此语境中进行描述。应当理解,本技术可以具有更广泛的应用,并且可以用于任何类型的头戴式显示布置,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。
背景技术
2.2相关技术的描述
应当理解,如果在本文中提及任何现有技术,则这种引用不构成承认现有技术在澳大利亚或任何其他国家形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创建周围的感官感觉从而创建沉浸感来通过数字或虚拟环境的方式复制或扩充物理环境的技术。
具体地,沉浸技术提供用户视觉沉浸,并创建虚拟对象和/或虚拟环境。沉浸技术还可以为其他五个感觉中的至少一个提供沉浸。
2.2.2虚拟现实
虚拟现实(VR)是呈现给用户的计算机生成的三维图像或环境。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。由于所创建的环境是完全虚拟的,所以用户可能被阻止和/或妨碍与其物理环境进行交互(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(例如安装到用户头部)。当观察电子屏幕时,由电子屏幕输出并由用户观察的视觉反馈可以产生用于模拟实际环境的虚拟环境。例如用户能够通过枢转其头部或其整个身体来环视(例如360°),并且与用户通过电子屏幕可观察到的虚拟对象交互。这可向用户提供沉浸体验,其中虚拟环境向用户的五个感觉中的至少一个提供刺激,并在用户使用VR装置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),但是也可以包括其他感觉。电子屏幕通常被安装到用户头部,使得它们可以定位在用户的眼睛附近,这允许用户容易地观察虚拟环境。
除了视觉反馈之外,VR装置还可以产生其他形式的反馈。例如VR装置可以包括和/或连接到扬声器,以便提供听觉反馈。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。这可以创建更沉浸的虚拟环境,因为用户接收对应于多于一个用户感觉的刺激。
当使用VR设备时,用户可能希望限制或阻断环境刺激。例如用户可能希望避免看见和/或听到周围环境,以便更好地处理来自虚拟环境中的VR装置的刺激。因此,VR装置可以限制和/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,护罩可布置为接近(例如接触或紧密接触)用户的面部,但可不密封用户的面部。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光仅来自电子屏幕。
在其他示例中,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,这可以通过向用户提供耳机(例如噪声消除耳机)来实现,耳机可以从VR设备输出声音和/或限制用户听到来自其物理环境的噪声。在一些例子中,VR装置可以以足以限制用户听到环境噪声的音量输出声音。
在任何示例中,用户可能不希望被过度刺激(例如被其物理环境和虚拟环境两者)。因此,阻止和/或限制周围环境刺激用户有助于用户聚焦在虚拟环境上,而不会从周围环境中分散注意力。
下面描述不同类型的VR装置。通常,单个VR装置可以包括至少两种不同的分类。例如VR装置可以根据其便携性以及显示单元如何联接到接口的其余部分来分类。所述分类可以是独立的,使得一个组中的分类(例如单元的便携性)不预先确定到另一组中的分类。还可以有附加的类别来对VR设备进行分类,下面没有明确列出。
2.2.2.1可携带性
2.2.2.1.1固定单元
在一些形式中,VR装置可与单独的装置(如计算机或视频游戏控制台)结合使用。这种类型的VR装置可以是固定的,因为在没有计算机或视频游戏控制台的情况下不能使用它,因此可以使用它的位置是有限的(例如通过计算机或视频游戏控制台的位置)。
由于VR装置可与计算机或视频游戏控制台结合使用,VR装置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装置的位置,因为佩戴VR装置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。在其他示例中,VR设备可以无线连接(例如经由蓝牙、wi-fi等),但是仍然可以通过无线信号强度相对固定。
到计算机或视频游戏控制台的连接可以向VR装置提供控制功能。控制器可进行通信(即通过有线连接件或无线地通信)以帮助操作VR装置。在固定单元VR设备的示例中,所述控制可能是操作显示屏所必需的,并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以向VR装置提供电力,使得用户不需要在他们的头上支撑电池。这可以使VR装置佩戴起来更舒适,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设备接收来自计算机或视频游戏控制台的输出,这与通过电视或监视器相反,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)时为用户提供更加沉浸的体验。换言之,VR装置的显示输出可以基本上与计算机监视器或电视的输出相同。输出所述图像所需的一些控制器和/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装置定位,并连接到计算机或视频游戏控制台。例如至少一个摄像机可以面向用户,以便跟踪用户头部的运动。由摄像机记录的数据的处理可以由计算机或视频游戏控制台在发送到VR装置之前完成。虽然这可有助于VR装置的重量减轻,但它还可进一步限制VR装置可用于何处。换言之,VR装置必须在摄像机的视线内。
2.2.2.1.2便携式单元
在一些形式中,VR装置可以是独立的单元,其包括电源和传感器,使得VR装置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。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,并且可以在户外或在不包括计算机或电视的其他环境中使用VR设备。
由于VR装置在使用中没有连接到计算机或视频游戏控制台,所以要求VR装置支持所有必需的电子部件。这包括电池、传感器和处理器。所述部件增加了VR装置的重量,用户必须将其支撑在他们的身体上。可能需要适当的重量分布,使得所述增加的重量不会增加佩戴VR装置的用户的不适。
在一些形式中,VR装置的电子部件包含在单个壳体中,在使用中,所述壳体可以直接设置在用户面部的前面。这种结构可以称为“砖”。在这种结构中,没有定位和稳定结构的VR装置的重心直接在用户面部的前面。为了对抗由重力产生的力矩,连接到砖结构的定位和稳定结构必须提供被引导到用户面部的力,例如由头带中的张力产生的力。虽然砖结构对于制造可能是有益的(例如因为所有电气部件都非常接近)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),但是保持VR装置的位置所需的力(例如头带中的张力)对于用户可能是不舒服的。具体地,VR装置可能会深入用户的脸部,导致用户皮肤上的刺激和标记。当用户头部在其面部上接收来自显示器壳体的力并且在其头部的后部接收来自头帽的力时,力的组合可以感觉像“夹紧”。这使得用户更不可能佩戴VR装置。
由于VR和其他混合现实设备可以以涉及用户头部和/或其整个身体的剧烈运动的方式使用(例如在游戏期间),所以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。简单地迫使装置更紧密地靠在用户头部上以承受大的断裂力可能是不可接受的,因为这对于用户来说可能是不舒适的或者仅在短时间后变得不舒适。
在一些形式中,电部件可以在整个VR装置中间隔开,而不是完全在用户面部的前面。例如一些电气部件(例如电池)可以设置在定位和稳定结构上,特别是在后部接触部分上。这样,电池(或其他电子部件)的重量可产生指向与VR装置的其余部分(例如显示器)产生的力矩相反方向的力矩。因此,定位和稳定结构施加较低的夹紧力可能就足够了,这又对用户的面部产生较低的力(例如其皮肤上较少的痕迹)。然而,在一些这样的现有装置中,由于电连接、清洁和/或更换定位和稳定结构可能更加困难。
在一些形式中,将电部件间隔开可以包括将一些电部件定位成与VR装置的其余部分分开。例如电池和/或处理器可以电连接,但与VR装置的其余部分分开携带。与上述“固定单元”不同,电池和/或处理器连同VR装置的其余部分可以是便携式的。例如电池和/或处理器可以携带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。由于由头部支撑的总重量较小,因此由定位和稳定结构提供的张力仍然可以小于“砖”结构。
2.2.2.2显示器连接
2.2.2.2.1集成显示屏
在一些形式中,显示屏是VR装置的整体件,并且通常不能从VR装置的其余部分拆卸或移除。
显示屏可以固定在壳体内,并防止损坏。例如显示屏可以完全被壳体覆盖,这可以减少划痕的发生。另外,将显示屏与VR装置的其余部分集成避免了显示屏丢失的发生。
在这些形式中,显示屏纯粹用作沉浸技术显示器。绝大多数“固定单元”将包括集成显示屏。“便携式单元”可以包括集成显示屏,或者可以包括可移动显示屏(下面描述)。
2.2.2.2.2可移动显示屏
在一些形式中,显示屏是可从VR装置中取出并单独使用的单独结构。
在一些形式中,便携式电子设备(例如蜂窝电话)可以选择性地插入VR设备的壳体中。便携式电子设备可以包括大多数或所有传感器和/或处理器,并且可以通过可下载的应用程序来创建虚拟环境。
便携式电子设备通常重量轻,并且可能不需要定位和稳定结构来向用户头部施加大的力。
2.2.3增强现实
在一些形式中,增强现实(AR)是呈现给用户的计算机生成的三维图像或环境。
虽然类似于VR,但是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覆盖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对象。因此,用户可能希望在使用AR设备时继续从其物理环境接收环境刺激(例如为了继续观察组合环境的物理或非虚拟部件)。
由于AR可与用户的物理环境一起使用,所以AR装置可不电连接或以其他方式拴系到计算机或视频游戏控制台。替代地,AR装置可以包括电池或其他电源。这可以为用户提供最大的移动自由度,使得他们可以在使用AR装置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装置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,以便限制或防止环境光到达用户。然而,AR设备的用户可能想要看到与其实际环境混合的虚拟环境。AR设备中的电子屏幕可以类似地被支撑在用户眼睛的前方,但是AR设备中的屏幕可以是透明的或半透明的,并且屏幕可以不由不透明壳体支撑(或者不透明材料可以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,一些不具有用户可通过其看到其现实世界环境的透明屏幕的VR装置可通过从用户的视角(例如利用显示器壳体上的相机)获取用户的现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装置的人可比使用VR装置的人移动得更多(例如因为AR用户可看见其物理环境和/或未被拴系到计算机或视频游戏控制台)。因此,使用AR装置的人可能希望长时间佩戴所述装置,同时还四处移动(例如行走、跑步、骑自行车等)。在AR装置上包括诸如电池的部件可能使得AR装置对于用户头部和/或颈部不舒服,并且可能阻碍用户长时间佩戴AR装置。
2.2.4混合现实
混合现实(MR)类似于AR,但是可能更沉浸,因为MR设备可以向用户提供比AR设备更多的方式来与虚拟对象或环境交互。MR中的虚拟现实还可以与用户的物理环境重叠和/或混合。然而,与AR不同,用户能够与类似于VR中发生的虚拟环境交互。换言之,相对于AR可以在物理环境中仅呈现计算机生成的图像,MR可以向用户呈现相同或类似的计算机生成的图像,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,虚拟环境可以进一步与物理环境合并,使得组合环境更好地复制实际环境。
2.2.5头戴式显示界面
头戴式显示界面使用户能够具有虚拟环境的沉浸体验并且在诸如通信、训练、医疗和手术实践、工程和视频游戏的领域中具有广泛的应用。
不同的头戴式显示界面可以各自提供不同的沉浸水平。例如一些头戴式显示界面可以向用户提供完全沉浸体验。完全沉浸体验的一个示例是虚拟现实(VR)。头戴式显示界面还可提供与使用AR装置一致的部分沉浸。
VR头戴式显示界面通常被提供为包括显示单元的系统,所述显示单元布置为保持在用户面部前面的操作位置。显示单元通常包括包含显示器和用户接口结构的壳体,所述用户接口结构构造和布置为与用户面部相对。用户接口结构可围绕显示器延伸,并与壳体一起限定显示器的观看开口。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/或可以是光密封的以阻挡来自显示器的环境光。头戴式显示系统还包括定位和稳定结构,定位和稳定结构设置在用户头部上以将显示单元保持在适当位置。
其他头戴式显示界面可提供小于总沉浸体验的体验。换言之,用户可以体验他们的物理环境以及虚拟环境的元素。小于总沉浸体验的示例是增强现实(AR)和混合现实(MR)。
AR和/或MR头戴式显示界面通常还被提供为包括显示单元的系统,所述显示单元布置为保持在用户面部前面的操作位置中。同样地,显示单元通常包括包含显示器和用户接口结构的壳体,所述用户接口结构构造和布置为与用户面部相对。AR和/或MR头戴式显示器的头戴式显示系统也类似于VR,因为其还包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构设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,因为所述小于完全沉浸的体验需要物理环境的元素。相反,增强和/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界面是舒适的,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变化的用户头部位置和/或方向的变化的图像,以便创建与完全物理的环境类似或复制完全物理的环境,无论是部分虚拟的还是完全虚拟的。
2.2.5.1接口结构
头戴式显示器可以包括用户接口结构。由于其与用户的面部直接接触,因此接口部分的形状和构造可直接影响显示单元的有效性和舒适度。
用户接口结构的设计提出了许多挑战。所述表面具有复杂的三维形状。鼻子和头部的尺寸和形状在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周边延伸,并且当力施加到用户接口上时,所述接口结构与用户面部相对接合,从而密封用户面部。接口结构可包括由聚氨酯(PU)制成的垫。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。
用户接口根本不接合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所述间隙进入显示单元(例如特别是当使用虚拟现实时)。光污染或“漏光”可降低用户的整体沉浸体验的功效和乐趣。此外,先前的系统可能难以调节以能够应用于各种各样的头部尺寸。此外,显示单元和相关的稳定结构通常相对较重,并且可能难以清洁,从而进一步限制了系统的舒适度和可用性。
另一种类型的接口结构包括位于显示单元周边的一部分周围的薄材料的片状密封件,以便提供对用户面部的密封作用。与先前类型的接口结构一样,如果表面和接口结构之间的匹配不好,则可能需要额外的力来实现密封,或者光可能泄漏到使用中的显示单元中。此外,如果接口结构的形状与用户的形状不匹配,则它可能在使用中起皱或弯曲,导致不希望的光穿透。
用户接口可以部分地根据接口结构与使用中的面部接合的设计意图来表征。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弯曲弧的区域接合。所述区域通常包括用户的前额和颊骨。这可能导致局部压力点的用户不适。其他的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,从而不足以增加夹紧压力的平移距离。所述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。就用户面部形状与接口结构之间不匹配的程度而言,有利的是接口结构或相关部件是可适配的,以便形成适当的接触或其他关系。
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,头戴式显示系统还包括设置在用户头部上的定位和稳定结构。所述结构可以负责提供力以抵消头戴式显示器和/或接口结构的重力。在过去,所述结构由可膨胀的刚性结构形成,所述刚性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。这样的系统易于在用户的面部上施加夹紧压力,这可能导致用户在局部应力点处不舒服。而且,先前的系统可能难以调节以允许宽的施加头部尺寸。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度和可用性。
某些其他头戴式显示系统在功能上可能不适用于本领域。例如为装饰性和视觉美观设计的定位和稳定结构可能不具有保持面部周围适当压力的结构能力。例如过度的夹紧压力可能导致用户不舒服,或者,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。
某些其他头戴式显示系统对于本技术可能是不舒适的或不切实际的。例如如果将系统用于延长的时间段的情况。
作为所述挑战的结果,一些头戴式显示器遭受以下的一种或多种情况:突出、不美观、昂贵、不适合、难以使用,以及不舒适,尤其是当长时间佩戴时或当用户不熟悉系统时。错误尺寸的定位和稳定结构可降低舒适度,进而缩短使用时间。
因此,用于虚拟环境的完全沉浸式体验的用户接口的接口部分受到与用户在体验期间的移动相对应的力。
2.2.5.3材料
用于头戴式显示器组件的材料包括用于接触接口结构中的部分的致密泡沫、用于壳体的刚性壳体、以及由刚性塑料夹紧结构形成的定位和稳定结构。所述材料具有各种缺点,包括不允许被材料覆盖的皮肤呼吸、不灵活、难以清洁和易于捕获细菌。结果,用这种材料制成的产品在长时间佩戴时可能不舒服,在一些个体中引起皮肤刺激并限制产品的应用。
实用新型内容
本技术可以涉及提供用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的定位和稳定结构,其具有改进的舒适度、成本、功效、易用性和可制造性中的一个或多个。
本技术的第一方面涉及用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的设备。
本技术的另一方面涉及用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的方法。
另一方面是一种用于头戴式显示器的定位和稳定结构,其包括后(或后部)支撑结构(或部分),所述后(或后部)支撑结构(或部分)布置为在使用中接触用户头部的后部区域。
在一些形式中,后支撑部或其至少一部分设置在用户的耳上基点的后部。
在一些形式中,后支撑部被偏压成与用户的枕骨区域接触。
在一些形式中,定位和稳定结构还包括相对的连接件,所述相对的连接件设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,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。
本技术还涉及提供用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部相对的头戴式显示器的接口结构。
另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部相对的头戴式显示器的设备。
另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部相对的头戴式显示器的方法。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,
其特征在于,所述定位和稳定结构包括:
成对的臂,所述成对的臂在使用中连接到所述显示单元壳体的相应侧面,所述臂构造和布置为在使用中在所述用户头部的相应侧面上从所述显示单元壳体向后突出,每个臂的后部包括上臂连接部和下臂连接部;
顶带部,所述顶带部构造和布置为连接在所述成对的臂的所述上臂连接部中的每一个之间,所述顶带部配置为在使用过程中在所述成对的臂的位置上方的头部区域处接合所述用户头部;以及
枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中连接在所述下臂连接部之间并接合所述用户头部的在所述用户头部的枕骨区域上方或下方的部分,
其中,当佩戴所述头戴式显示系统时,与所述顶带部相比,每个臂的位于所述头戴式显示单元的后部的部分具有增加的刚性。
本技术的另一方面涉及一种包括头戴式显示单元的头戴式显示系统,所述头戴式显示单元包括:
1)包括显示器的显示单元壳体;以及2)接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部。所述头戴式显示系统还包括定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:1)成对的臂,所述成对的臂在使用中连接到所述显示单元壳体的相应侧面,所述臂构造和布置为在使用中在所述用户头部的相应侧面上从所述显示单元壳体向后突出,每个臂的后部包括上臂连接部和下臂连接部;2)顶带部,所述顶带部构造和布置为连接在所述成对的臂的所述上臂连接部中的每一个之间,所述顶带部配置为在使用过程中在所述成对的臂的位置上方的头部区域处接合所述用户头部;和3)枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中连接在所述下臂连接部之间并接合所述用户头部的在所述用户头部的枕骨区域上方或下方的部分。
在一个示例中,当佩戴所述头戴式显示系统时,与所述顶带部相比,每个臂的位于所述头戴式显示单元的后部的部分具有增加的刚性。
在其他实例中:a)所述臂能够枢转地附接到所述显示单元壳体;b)每个臂至少部分地由织物套筒覆盖;c)除了所述成对的臂的上臂连接部的每个之外,所述顶带部连接到所述头戴式显示单元;d)所述顶带部在单个位置处连接到所述头戴式显示单元;e)所述顶带部基本上是Y形的,所述顶带部具有连接到所述头戴式显示单元的前腿和连接到所述成对的臂的所述上臂连接部的成对的后腿;f)所述顶带部的至少一部分的长度选择性地能够调节;g)所述顶带部配置为穿过所述头戴式显示单元上的孔眼,并且回环以固定到自身;h)所述顶带部配置为用钩环连接固定到自身;i)所述枕骨带部包括位于所述枕骨带部的一端处的枕骨带连接件,所述枕骨带连接件构造和布置为能够释放地连接到所述臂的所述下臂连接部中的相应一个上;j)所述枕骨带连接件构造和布置为磁性附接到所述下臂连接部中的所述相应一个上;k)所述枕骨带部的长度能够选择性地调节;l)所述枕骨带部配置为穿过所述枕骨带连接件上的孔眼、回环并固定到自身;和/或m)所述枕骨带部配置为用钩环连接固定到自身。
在其他实例中:n)所述臂中的一个或两个形成为彼此能够释放地连接的两个部分;o)每个臂的所述两个部分能够移动地彼此连接以提供所述定位和稳定结构的尺寸调节;p)所述臂中的一个或两个能够释放地连接到所述头戴式显示单元;q)所述下臂连接部中的一者或两者能够相对于相应臂的其余部分移动;r)每个臂的所述上臂连接部和所述下臂连接部在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方;s)在使用中,每个臂配置为抵抗朝向上方向和下方向的弯曲;t)在使用中,每个臂配置为允许朝向中间方向弯曲以接合所述用户头部的部分面向后的表面;u)在使用中,当所述顶带部处于张紧状态时,所述上臂连接部被推向所述用户头部的表面;v)当所述头戴式显示系统被佩戴时,所述枕骨带部配置为当所述枕骨带部被收紧时朝向所述用户头部的表面推动所述下臂连接部;w)每个臂包括一个或多个铰链,以便于在佩戴所述头戴式显示系统时弯曲相应的臂以符合所述用户头部的形状;x)所述下臂连接部配置为在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方;y)当所述头戴式显示系统被佩戴时,每条臂向后突出且在所述用户头部的后部向中间弯曲;和/或z)当所述头戴式显示系统被佩戴时,每条臂向后突出并且远离所述显示单元壳体而朝向上方弯曲。
本技术的另一方面涉及一种用于将头戴式显示单元保持在用户头部上的操作位置中的定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括:a)形成环形的环带部,所述环带部包括枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖枕骨或覆盖所述枕骨附近的顶骨的区域;以及b)成对的侧向带部,所述侧向带部配置为在使用中沿着所述用户头部的相应侧面延伸,侧向带部中的每个具有:1)后端部,所述后端部在连接位置处连接到所述环带部的相应侧面;以及2)前端部,所述前端部适于连接到头戴式显示单元的相应侧面。
在一个示例中,当所述定位和稳定结构在使用中被磨损时,每个连接位置定位成高于对应的所述侧向带部的前端部。
在其他实例中:a)所述侧向带部中的每个沿从所述前端部到所述后端部的方向至少部分地向上延伸;b)所述环带部配置为当所述定位和稳定结构未被所述用户穿戴时基本上保持使用中的形状;c)所述定位和稳定结构配置成当所述侧向带部在使用中张紧时抵抗所述上横向带部和所述枕骨带部之间的角度变化;d)横向于所述枕骨带部的长度测量的所述枕骨带部的宽度大于横向于所述上横向带部的长度测量的所述上横向带部的宽度;e)所述环带部的厚度大于所述侧向带部的厚度;f)所述环带部的所述厚度大于所述顶带部的厚度;g)所述环带部包括多个分开形成并连接在一起以形成所述环带部的段;h)所述段包括上段、成对的侧向段和下段;i)所述环带部至少包括成对的铰链,每个铰链位于所述环带部和所述侧向带部中的相应一个之间的连接位置中的一个附近;j)所述侧向带部中的每个的长度能够选择性地调节;k)所述侧向带部中的每一个配置成固定到自身以形成适于连接到所述头戴式显示单元的环;和/或1)所述侧向带部中的每个配置成通过钩环连接固定到自身上。
在其他实例中:m)所述枕骨带部构造和布置为在使用时定位在所述用户头部的法兰克福平面处或其附近;n)所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部连接到所述上横向带部或所述枕骨带部,并配置成在使用中从所述上横向带部或所述枕骨带部向前延伸越过所述用户头部的覆盖所述用户的额骨的一部分,所述顶带部适于连接到所述头戴式显示单元;o)所述环带部在沿其长度的位置处具有刚性,所述刚性不同于沿各侧向带部的长度的位置处的所述刚性;p)所述顶带部的长度能够选择性地调节;q)所述顶带部配置成固定到自身以形成适于连接到所述头戴式显示单元的环;r)所述顶带部配置成通过钩环连接固定到自身;s)在使用中,所述环带部在所述上横向带部中在与所述用户头部的矢状平面相交的位置处比在所述环带部周围的其他位置处更宽;t)所述上横向带部在与所述矢状平面相交的所述位置处比在所述上横向带部的侧向部分处具有更大的宽度;u)所述上横向带部包括前边缘和后边缘,所述前边缘比所述后边缘更弯曲以形成更大的宽度;v)所述前边缘沿侧向到内侧方向向前弯曲,所述后边缘基本上不向前或向后弯曲;w)与所述环带部的至少一个其他区域中的刚性相比,所述环带部在直接邻近所述连接位置的区域中具有增加的刚性;和/或x)所述环带部还包括上横向带部,所述上横向带部构造和布置为在冠状平面处或接近冠状平面处接合所述用户头部的上区域。
本技术的另一方面涉及一种包括头戴式显示单元的头戴式显示系统,所述头戴式显示单元包括:1)包括显示器的显示单元壳体;以及2)接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体上并且构造和布置为在使用中接合所述用户面部。所述头戴式显示器还包括一个定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:绑带部,所述绑带部构造和布置为在使用中环绕所述用户头部、接合所述用户头部的覆盖所述额骨的区域并且形成枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖所述枕骨或位于所述枕骨下方的区域,其中所述头戴式显示单元在成对的枢转连接处能够枢转地附接到所述绑带部,所述成对的枢转连接布置为在使用中定位在所述用户头部的对应侧上,以使得所述头戴式显示单元能够相对于所述绑带部围绕垂直于所述用户头部的矢状平面而对齐的轴线枢转,从而允许所述显示器在使用过程中在上方向和下方向上移动。
在实施例中:a)所述枢转连接在使用中位于所述用户头部的所述中冠状平面附近;b)所述绑带部包括成对的槽,所述枢转连接位于所述槽内,并且所述槽允许所述枢转连接相对于所述绑带部沿着所述槽的长度移动;c)所述枢转连接使得所述头戴式显示单元能够在枢转期间至少部分地向前移动;d)所述头戴式显示单元配置为在观看位置与非观看位置之间枢转,在所述观看位置中,所述头戴式显示单元定位于所述用户的眼睛上方,在所述非观看位置中,所述头戴式显示单元定位于所述用户的额骨上方;e)所述槽配置为当所述头戴式显示器从所述观看位置枢转到所述非观看位置时使所述枢转连接至少部分地向前移动;f)所述定位和稳定结构包括顶骨带部,所述顶骨带部配置为在使用中在覆盖所述用户头部的顶骨的区域处接合所述用户头部;g)所述顶骨带部连接到所述绑带部;h)当所述头戴式显示系统被佩戴时,所述顶骨带部在与所述枢转连接向前间隔开的位置处连接到所述绑带部;和/或i)所述顶骨带部包括成对的接近所述绑带部的能够弹性延伸的侧部和比所述能够弹性延伸的侧部延伸得少的后部。
在其他实例中:j)所述头戴式显示系统还包括为所述头戴式显示系统供电的电池组;k)所述电池组附接到所述枕骨带部;l)所述绑带部的长度是能够调节的;m)所述绑带部包括刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括能够旋转的刻度盘,所述刻度盘调节机构配置为当所述刻度盘被旋转时引起所述绑带部的长度的改变;n)所述刻度盘调节机构设置在所述绑带部的所述枕骨带部中;o)所述刻度盘在使用中定位在所述用户头部的矢状平面中;p)其中,所述头戴式显示系统包括安装到所述枕骨带部的成对的电池组,所述电池组中的每一个位于所述刻度盘的相应侧面上;q)所述绑带部包括由织物材料形成的外层;r)所述绑带部包括刚性件;S)所述绑带部包括织物套筒,所述刚性件在所述织物套筒内;t)所述定位和稳定结构包括前额衬垫,所述前额衬垫附接到所述绑带部并且配置为接合所述用户的前额;和/或u)所述前额衬垫包括织物材料。
本技术的另一方面涉及一种用于将头戴式显示单元保持在用户头部上的操作位置中的定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括:1)适于连接到头戴式显示单元的相应侧向侧面的成对的侧向带部,当所述定位和稳定结构被佩戴时,所述侧向带部在所述用户头部后方彼此连接,以形成部分地围绕所述用户头部的绑带部;2)调节机构,所述调节机构布置在所述侧向带部之间以便在所述用户头部的后部区域处连接所述侧向带部,所述调节机构配置为同时且相等地调节两个侧向带部的长度,从而调节所述绑带部的长度;以及3)枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖枕骨的区域。
在实施例中:a)所述枕骨带部连接于所述绑带部;b)所述调节机构构造和布置为当所述定位和稳定结构由所述用户佩戴时允许所述用户选择性地调节所述绑带部的所述长度;c)所述调节机构包括刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括刻度盘,所述刻度盘在转动时调节所述绑带部的所述长度;d)所述刻度盘在使用中定位在所述用户头部的所述矢状平面内;e)所述绑带部配置为在使用中接合所述用户头部的覆盖所述顶骨的区域;f)所述绑带部包括刚性件,所述刚性件至少在所述用户头部的覆盖所述顶骨的所述区域赋予所述绑带部刚性;g)整个所述绑带部包括刚性件,所述刚性件赋予所述绑带部刚性;h)当所述定位和稳定结构被佩戴时,所述侧向带部配置为在使用中各自位于从所述头戴式显示单元向后朝所述用户头部的后部区域向后局部延伸的路径上;和/或i)所述枕骨带部是半刚性的。
在其他实例中:j)所述枕骨带部包括织物套筒和在所述织物套筒内的至少一个刚性件;k)所述织物套筒的长度能够弹性延伸,以允许所述枕骨带部的尺寸调节;l)所述织物套筒是针织管;m)所述枕骨带部包括成对的刚性件,各刚性件包括后端,当所述定位和稳定结构被佩戴时,所述刚性件的所述后端在所述用户头部的后表面附近彼此侧向间隔开;n)当所述定位和稳定结构被佩戴时,各刚性件向后延伸并向内弯曲以遵循所述用户头部的所述后表面的曲率;o)当所述定位和稳定结构被佩戴时,每个刚性件向后延伸并向下和向内弯曲以遵循所述用户头部的所述后表面的曲率;p)所述织物套筒由所述刚性件限制成位于由每个刚性件中的曲率限定的弯曲路径上,所述织物套筒配置为在所述刚性件上并沿所述刚性件伸展以的长度弹性地延伸;q)所述定位和稳定结构还包括连接到所述绑带部并适于附接到所述头戴式显示单元的顶带部;r)所述顶带部与所述用户头部的所述矢状平面对齐;s)所述顶带部配置为固定到自身以形成适于连接到所述头戴式显示单元的环;和/或t)所述顶带部构造和布置为通过钩环连接固定到自身。
本技术的另一方面涉及一种用于将头戴式显示单元保持在用户头部上的操作位置中的定位和稳定结构,所述定位和稳定结构包括:1)上横向带部,所述上横向带部构造和布置为在使用中接合所述用户头部的上部并且从所述用户头部的一个侧向侧面延伸到另一个侧向侧面;2)枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中接合所述用户头部的覆盖所述枕骨的区域;3)成对的连结部,所述上横向带部和所述枕骨带部在所述连结部处连结,所述连结部配置为在使用中分别接合所述用户头部的所述侧向侧面;和4)成对的侧向带部,所述侧向带部配置为在使用中分别沿着所述用户头部的所述侧向侧面延伸,侧向带部中的每个具有适于连接到所述头戴式显示单元的前部和连接到所述上横向带部和所述枕骨带部的相应连结部的后部。
在一个示例中,侧向带部中的每个包括将刚性赋予所述侧向带部的刚性件。
在其他实例中:a)所述上横向带部在使用中基本上与所述用户头部的冠状平面对齐,所述冠状平面与所述用户头部的每个耳上基点对齐;b)在使用中,所述上横向带部在所述用户头部的所述矢状平面处比接近与所述枕骨带部的所述连结部处更宽;c)所述侧向带部和所述上横向带部一体形成;d)所述上横向带部的接近相应的侧向带部的部分包括赋予所述上横向带部刚性的刚性件;e)所述上横向带部包括沿整个长度赋予所述上横向带部刚性的刚性件;f)所述定位和稳定结构包括单个刚性件,所述刚性件从一个侧向带部延伸穿过所述上横向带部并进入另一个侧向带部;g)所述枕骨带部的接近相应侧向带部的部分包括赋予所述枕骨带部刚性的刚性件;h)所述单个刚性件包括向后突出的部分,所述向后突出的部分延伸到所述枕骨带部的相应端部中;i)所述枕骨带部包括位于所述枕骨带部的一端处的枕骨带连接件,所述枕骨带连接件构造和布置为在所述枕骨带部和所述上横向带部的连结部中的一个处或附近能够释放地连接到枕骨带连接部;j)所述枕骨带连接件构造和布置为磁性地附接于枕骨带连接部;k)所述枕骨带部的长度能够选择性地调节;l)所述枕骨带部配置为穿过所述枕骨带连接件上的孔眼、回环并固定至自身;和/或m)所述枕骨带部配置为用钩环连接固定到自身。
在其他实例中:n)所述侧向带部中的每一个包括连接到所述上横向带部的上横向带连接部和连接到所述枕骨带部的枕骨带连接部;o)所述上横向带部和所述枕骨带部中的每一个的长度能够选择性地同时调节;p)所述侧向带部中的每个的长度能够选择性地调节;q)所述侧向带部中的每个配置为固定到自身以形成适于连接到所述头戴式显示单元的环;r)所述侧向带部中的每一个配置为通过钩环连接固定到自身;s)所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部连接到所述上横向带部并适于连接到所述头戴式显示单元;t)所述顶带部的长度能够选择性地调节;u)所述顶带部适于在单个位置连接到所述头戴式显示单元;v)所述顶带部构造和布置为固定到自身以形成适于连接到所述头戴式显示单元的环;和/或w)所述顶带部构造和布置为通过钩环连接固定到自身。
本技术的另一方面涉及一种包括头戴式显示单元的头戴式显示系统,所述头戴式显示单元包括:1)包括显示器的显示单元壳体;2)接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合所述用户面部;和3)上述方面中任一个的定位和稳定结构。
在实施例中:a)所述头戴式显示单元包括从所述显示单元壳体的相应侧向侧面向后延伸的成对的臂,所述侧向带部各自配置为附接到所述臂中的相应一者;b)所述臂能够枢转地附接到所述头戴式显示单元(例如所述显示单元壳体);c)所述侧向带部构造和布置为附接到所述头戴式显示单元的所述接口结构;d)所述侧向带部构造和布置为附接到所述头戴式显示单元的所述显示单元壳体;e)所述头戴式显示单元包括成对的侧屏蔽件,所述侧屏蔽件从所述头戴式显示单元的相应侧向侧面向后延伸经过所述接口结构的侧面部分;f)在使用中,所述侧屏蔽件中的每一者向后延伸到接近所述用户头部的相应耳上基点的位置;g)所述枕骨带部构造和布置为附接到所述侧屏蔽件;h)所述枕骨带部在所述头戴式显示单元附近附接到所述绑带部;和/或i)所述枕骨带部连接到所述头戴式显示单元。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
成对的臂,所述成对的臂在使用中连接到所述显示单元壳体的相应侧面,所述臂构造和布置为在使用中在所述用户头部的相应侧面上从所述显示单元壳体向后突出,每个臂的后部包括上臂连接部和下臂连接部;
顶带部,所述顶带部构造和布置为连接在所述成对的臂的所述上臂连接部中的每一个之间;
枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中连接在所述下臂连接部之间并接合所述用户头部的在所述用户头部的枕骨区域上方或下方的部分。
在实施例中:
所述臂能够枢转地附接到所述显示单元壳体;
每个臂至少部分地由织物套筒覆盖;
除了所述成对的臂的上臂连接部的每个之外,所述顶带部连接到所述头戴式显示单元;
所述顶带部在单个位置处连接到所述头戴式显示单元;
所述顶带部基本上是Y形的;
所述顶带部的至少一部分的长度选择性地能够调节;
所述顶带部配置为穿过所述头戴式显示单元上的孔眼,并且回环以固定到自身;
顶带部通过钩环连接固定到自身;
所述枕骨带部包括位于所述枕骨带部的一端处的枕骨带连接件,所述枕骨带连接件构造和布置为能够释放地连接到所述臂的所述下臂连接部中的相应一个上;
所述枕骨带连接件构造和布置为磁性附接到所述下臂连接部中的所述相应一个上;
所述枕骨带部的长度能够选择性地调节;
所述枕骨带部穿过所述枕骨带连接件上的孔眼、回环并固定到自身;
所述枕骨带部用钩环连接固定到自身;
所述臂中的一个或两个形成为彼此能够释放地连接的两个部分;
每个臂的所述两个部分能够移动地彼此连接以提供所述定位和稳定结构的尺寸调节;
所述臂中的一个或两个能够释放地连接到所述头戴式显示单元;
所述下连接部中的一者或两者能够相对于相应臂的其余部分移动;
每个臂的所述上连接部和所述下连接部在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方;
在使用中,每个臂构造为抵抗朝向上方向和下方向的弯曲。;
在使用中,每个臂构造为允许朝向中间方向弯曲以接合所述用户头部的部分面向后的表面;
当所述顶带部处于张紧状态时,所述上连接部被推向所述用户头部的表面;
当所述枕骨带部被收紧时,所述下连接部被推向所述用户头部的表面;
每个臂包括一个或多个铰链,以便于弯曲相应的臂以符合所述用户头部的形状;
所述下臂连接部在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方;
每条臂向后突出且在所述用户头部的后部向中间弯曲;和/或
每条臂向后突出并且远离所述显示单元壳体而朝向上方弯曲。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
环带部,所述环带部形成上横向带部,所述上横向带部构造和布置为接合所述用户头部的上部区域,所述上部区域位于与所述用户头部的每个耳上基点对齐的冠状平面处或所述冠状平面附近,所述环带部进一步形成枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖所述枕骨或覆盖所述枕骨附近的顶骨的区域;
成对的侧向带部,所述成对的侧向带部连接到所述环带部并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧向侧面面;
其中所述头戴式显示单元包括重物,并且所述环带部经由所述侧向带部支撑所述重物的至少大部分。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示系统的定位和稳定结构,所述头戴式显示系统包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括包含显示器的显示单元壳体,所述头戴式显示单元还包括接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部,所述定位和稳定结构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头部上的可操作位置中。所述定位和稳定结构包括:
环带部,所述环带部形成上横向带部,所述上横向带部构造和布置为接合所述用户头部的上部区域,所述上部区域位于与所述用户头部的每个耳上基点对齐的冠状平面处或所述冠状平面附近,所述环带部进一步形成一个枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖所述枕骨或覆盖所述枕骨附近的顶骨的区域;
成对的侧向带部,所述成对的侧向带部连接到所述环带部并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧向侧面面;
其中所述头戴式显示单元包括重物,并且所述环带部经由所述侧向带部支撑所述重物的至少大部分。
在实施例中:
所述侧向带部中的每一个至少部分地向上延伸远离其与所述头戴式显示单元的相应连接;
所述环带部构造为当所述头戴式显示设备未被用户佩戴时基本上保持使用中的形状;
所述定位和稳定结构配置为当所述侧向带部被张紧时抵抗所述上横向带部和所述枕骨带部之间的角度变化;
横向于所述枕骨带部的长度测量的所述枕骨带部的宽度大于横向于所述上横向带部的长度测量的所述上横向带部的宽度;
所述环带部的厚度大于所述侧向带部的厚度;
所述环带部的厚度大于所述顶带部的厚度;
所述环带部包括多个单独形成并连接在一起以形成所述环带部的段;
所述段包括上段、成对的侧向段和下段;
所述环带部至少包括成对的铰链,每个铰链位于所述环带部和所述侧向带部中的相应一个之间的连接位置中的一个附近;
所述侧向带部中的每个的长度能够选择性地调节;
所述侧向带部中的每个穿过所述头戴式显示单元上的相应孔眼、回环并固定到自身;
侧向带部中的每个通过钩环连接固定到自身;
头戴式显示单元包括从所述显示单元壳体的对应侧向侧面向后延伸的成对的臂,所述侧向带部各自附接至所述臂中对应的一个臂上;
所述臂能够枢转地附接到所述显示单元壳体;
所述侧向带部在从所述臂向上间隔开的相应位置处连接到所述环带部;
枕骨带部构造和布置为在使用时位于或接近用户头部的法兰克福平面;
所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部连接到所述上横向带部或所述枕骨带部并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元;
所述顶带部在单个位置处连接到所述头戴式显示单元;
所述顶带部的长度选择性地能够调节;
顶带部通过头戴显示单元上的孔眼、回环并紧固到其本身;
顶带部通过钩环连接固定到自身;
在使用中,在与用户头部的矢状平面相交的位置处,环带部在上横向带部中比在环带部周围的其他位置处更宽;
所述上横向带部在与所述矢状平面相交的位置处比在所述上横向带部的侧向部分处包括更大的宽度;
所述上横向带部包括前边缘和后边缘,所述前边缘比所述后边缘更弯曲以形成更大的宽度;和/或
前边缘从外侧向内侧向前弯曲,后边缘基本上不向前或向后弯曲。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
绑带部,所述绑带部构造和布置为在使用中环绕所述用户头部并且接合所述用户头部的覆盖所述额骨的区域并且接合所述用户头部的覆盖或位于所述枕骨下方的区域;
调节机构,所述调节机构构造和布置为允许所述用户选择性地调节所述绑带部的长度;以及
成对的侧向带部,所述成对的侧向带部在使用中在用户头部的相应侧向侧面面连接到绑带部,且构造和布置为连接到头戴式显示单元的相应侧向侧面面。
在实施例中:
所述调节机构包括一个刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括刻度盘,所述刻度盘在转动时调节所述绑带部的长度;
所述刻度盘被提供给位于枕骨之上或之下的用户头部区域中的所述绑带部;
在使用中所述刻度盘与所述用户头部的矢状平面对准;
所述绑带部至少部分地在用户头部的覆盖或位于枕骨下方的区域处刚性化;
整个绑带部的至少部分刚性化;
所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部在所述用户的前额附近连接到所述绑带部上并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元上;
所述顶带部的长度选择性地能够调节;
所述顶带部穿过所述头戴式显示单元上的孔眼、回环并固定到自身;
顶带部通过钩环连接固定到自身;
所述定位和稳定结构包括前额衬垫,所述前额衬垫附接到所述绑带部并且构造和布置为接合用户的前额;
所述头戴式显示单元包括设置在所述头戴式显示单元的相应侧向侧面面的成对的臂,并且所述侧向带部附接到所述臂;
所述臂能够枢转地附接到所述头戴式显示单元;
所述侧向带部中的每个的长度选择性地能够调节;
侧向带部中的每个穿过设置在相应臂上的相应孔眼、回环并固定到自身;
侧向带部中的每个通过钩环连接固定到自身;
所述定位和稳定结构还包括顶骨带部,所述顶骨带部构造和布置为接合述用户头部的覆盖所述顶骨的所区域;
所述顶骨带部在所述侧向带部附近连接到所述绑带部;和/或
所述顶带部是可弹性伸展的。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合所述用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
绑带部,所述绑带部构造和布置为在使用中环绕所述用户头部、接合所述用户头部的覆盖所述额骨的区域并且形成枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为接合所述用户头部的覆盖所述枕骨或位于所述枕骨下方的区域;
其中所述头戴式显示单元在成对的枢转连接处能够枢转地附接到所述绑带部,以使得所述头戴式显示单元能够相对于所述绑带部围绕垂直于所述用户头部的矢状平面而对齐的轴线枢转。
在实施例中:
所述枢转连接在使用中位于所述用户头部的所述中冠状平面附近;
所述绑带部包括成对的槽,所述枢转连接位于所述槽内,并且所述槽允许所述枢转连接相对于所述绑带部沿着所述槽的长度移动;
所述枢转连接使得所述头戴式显示单元能够在枢转期间至少部分地向前移动;
所述头戴式显示单元配置为在观看位置与非观看位置之间枢转,在所述观看位置中,所述头戴式显示单元定位于所述用户的眼睛上方,在所述非观看位置中,所述头戴式显示单元定位于所述用户的额骨上方;
所述槽配置为当所述头戴式显示器从所述观看位置枢转到所述非观看位置时使所述枢转连接至少部分地向前移动;
所述定位和稳定结构包括顶骨带部,所述顶骨带部配置为在使用中在覆盖所述用户头部的顶骨的区域处接合所述用户头部;
所述顶骨带部连接到所述绑带部;
所述顶骨带部在与所述枢转连接向前间隔开的位置处连接到所述绑带部;
所述顶骨带部包括成对的接近所述绑带部的能够弹性延伸的侧部和比所述能够弹性延伸的侧部延伸得少的后部;
所述头戴式显示系统还包括为所述头戴式显示系统供电的电池组;
所述电池组附接到所述枕骨带部;
所述绑带部的长度是能够调节的;
所述绑带部包括刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括能够旋转的刻度盘,所述刻度盘调节机构配置为当所述刻度盘被旋转时引起所述绑带部的长度的改变;
所述刻度盘调节机构设置在所述绑带部的所述枕骨带部中;
所述刻度盘在使用中定位在所述用户头部的矢状平面中;
所述头戴式显示系统包括安装到所述枕骨带部的成对的电池组,所述电池组中的每一个位于所述刻度盘的相应侧面上;
所述绑带部包括由织物材料形成的外层;
所述绑带部包括刚性件;
所述绑带部包括织物套筒,所述刚性化器在所述织物套筒内;
所述定位和稳定结构包括前额衬垫,所述前额衬垫附接到所述绑带部并且配置为接合所述用户的前额;
所述前额衬垫包括织物材料;
所述接口结构包括泡沫层压材料;
所述泡沫层压材料为热成型;
所述接口结构包括鼻脊支撑部,所述鼻脊支撑部配置为在使用中接合用户的鼻脊;
所述接口结构包括透气纺织品表面;
所述接口结构包括3D织物;
所述接口结构由硅酮和泡沫形成;和/或
所述接口结构由硅树脂形成。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体上并且构造和布置为在使用中接合所述用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
成对的侧向带部,其构造和布置为连接到头戴式显示单元的相应侧向侧面,并且在所述用户头部后方彼此连接,以在使用中形成部分地围绕所述用户头部的绑带部;以及
枕骨带部,所述枕骨带部连接到所述绑带部或所述头戴式显示单元,并且构造和布置为接合覆盖枕骨的用户头部的区域。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示系统的定位和稳定结构,所述头戴式显示系统包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括包含显示器的显示单元壳体,所述头戴式显示单元还包括接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部,所述定位和稳定结构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头部上的可操作位置中。所述定位和稳定结构包括:
成对的侧向带部,所述成对的侧向带部构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧向侧面,并且在所述用户头部后方彼此连接,以在使用中形成部分地围绕所述用户头部的绑带部;以及
枕骨带部,所述枕骨带部连接到所述绑带部或配置为连接到所述头戴式显示单元,并且构造和布置为接合所述用户头部的覆盖所述枕骨的区域。
在实施例中:
所述定位和稳定结构还包括调节机构,所述调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节所述绑带部的长度;
所述调节机构包括刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括刻度盘,所述刻度盘在转动时调节所述绑带部的长度;
所述刻度盘在使用中定位在所述用户头部的矢状平面中;
在使用中,所述绑带部接合所述用户头部的覆盖所述顶骨的区域;
所述绑带部在所述用户头部的覆盖所述顶骨的区域处至少部分地刚性化;
整个绑带部的至少部分刚性化;
在使用中,所述侧向带部中的每个位于从所述头戴式显示单元向所述用户头部的后部区域向后且部分向上延伸的路径上;
所述侧向带部构造和布置为附接到成对的臂,所述成对的臂设置在所述头戴式显示单元的相应侧向侧面面上;
所述臂构造和布置为能够枢转地附接到所述头戴式显示单元;
所述侧向带部构造和布置为附接到所述头戴式显示单元的接口结构;
所述侧向带部构造和布置为附接到所述头戴式显示单元的显示单元壳体;
所述头戴式显示单元包括成对的侧屏蔽件,所述侧屏蔽件从所述头戴式显示单元的相应侧面向后延伸经过所述接口结构的侧面部分;
所述侧屏蔽件中的每一者向后延伸到接近所述用户头部的相应耳上基点的位置;
所述枕骨带部构造和布置为附接到所述侧屏蔽件;
所述枕骨带部附接到所述绑带部;
所述枕骨带部在所述头戴式显示单元附近附接到所述绑带部;
枕骨带部是半刚性的;
枕骨带部包括织物套筒和在织物套筒内的至少一个刚性件;
所述织物套筒的长度是能够弹性延伸的以便允许所述枕骨带部的大小调节;
所述织物套筒可以包括针织管;
枕骨带部包括成对的刚性件,每个刚性件构造和布置为连接到头戴式显示单元并向后延伸远离头戴式显示单元,每个刚性件包括后端,刚性件的后端在用户头部的后表面附近彼此侧向间隔开;
每个刚性件向后延伸并向中间弯曲以遵循用户头部的后表面的曲率;
每个刚性件向后延伸并向下和向内弯曲以遵循用户头部的后表面的曲率;
所述织物套筒被所述刚性件约束以位于由每个刚性件中的曲率限定的弯曲路径上,所述织物套筒能够在所述刚性件上并沿着所述刚性件伸展以的长度弹性地延伸;
所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部构造和布置为连接在所述绑带部与所述头戴式显示单元之间;
所述顶带部与所述用户头部的矢状平面对准;
顶带部构造和布置为穿过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部构造和布置为通过钩环连接固定到自身。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
成对的侧向带部,所述侧向带部构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧面,并且在所述用户头部的后部位置处彼此连接,以形成部分地围绕所述用户头部的第一绑带部;
第二绑带部,所述第二绑带部环绕用户头部,所述第二绑带部在后部区域处连接到所述第一绑带部,并且构造和布置为在后部区域处和在用户头部的前额区域处接合用户头部。
在实施例中:
所述定位和稳定结构包括调节机构,所述调节机构构造和布置为允许用户选择性地同时调节所述第一绑带部的长度和所述第二绑带部的长度;
所述调节机构包括刻度盘调节机构,所述刻度盘调节机构包括刻度盘,所述刻度盘在转动时调节所述第一绑带部和所述第二绑带部的长度;
在使用中将所述刻度盘定位在所述用户头部的矢状平面中的;
所述定位和稳定结构包括第一调节机构,所述第一调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节所述第一绑带部的长度;
所述第一调节机构包括第一刻度盘调节机构,所述第一刻度盘调节机构包括第一刻度盘,所述第一刻度盘在转动时调节所述第一绑带部的长度;
所述定位和稳定结构包括第二调节机构,所述第二调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节所述第二绑带部的长度;
所述第二调节机构包括第二刻度盘调节机构,所述第二刻度盘调节机构包括第二刻度盘,所述第二刻度盘在转动时调节所述第二绑带部的长度;
在使用中,侧向带部位于从头戴式显示单元向后和部分向下朝用户头部的后部位置延伸的路径上;
所述头戴式显示单元包括成对的臂,所述成对的臂被提供到所述头戴式显示单元的并且所述侧向带部构造和布置为附接到所述臂;
所述臂能够枢转地附接到所述头戴式显示单元;
所述定位和稳定结构还包括连接在所述第二绑带部和所述头戴式显示单元之间的顶带部;
将所述顶带部与所述用户头部的矢状平面对准;
顶带部通过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部通过钩环连接固定到自身上。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
第一绑带部,所述第一绑带部构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧面,部分地围绕所述用户头部并且接合所述用户头部的后部区域;
第二绑带部,所述第二绑带部构造和布置为围绕所述用户头部的一部分并且接合所述用户头部的后部区域和所述用户头部的上部区域,所述上部区域在与所述用户头部的每个耳上基点对齐的冠状平面处或附近;
其中所述第一绑带部是由多个侧向带部形成的,所述侧向带部在使用中连接到所述头戴式显示单元的对应的侧向侧上并且定位在所述用户头部的对应的侧向侧上,并且所述第一绑带部进一步由后带部形成的,所述后带部连接到所述侧向带部上并且构造和布置为在使用中接合所述用户头部的后部区域;
其中,所述第二绑带部由所述后带部和上横向带部形成,所述上横向带部连接到所述后带部并且构造和布置为在所述冠状平面处或在所述冠状平面附近接合所述用户头部,所述冠状平面与每个所述耳后基部对齐。
在实施例中:
部第二绑带部在用户头部的上部区域处比在后部区域处宽;
所述侧向带部和所述后绑带部彼此一体地形成,并且所述上横向带部包括端部,所述端部在用户头部的相应侧向侧面上的后部区域处附接到所述第一绑带部并从所述第一绑带部上前延伸;
所述上横向带部和所述后绑带部一体地形成,并且所述侧向带部各自在所述用户头部的相应侧向侧面上接近所述用户头部的后部区域附接到所述第二绑带部并从所述第二绑带部向前延伸;
在使用中,侧向带部位于从头戴式显示单元向后和部分向下朝用户头部的后部区域延伸的路径上;
所述侧向带部中的每个的长度选择性地能够调节;
所述侧向带部中的每个穿过所述头戴式显示单元上的相应孔眼、回环并固定到自身;
侧向带部中的每个通过钩环连接固定到自身;
所述头戴式显示单元包括设置在所述头戴式显示单元的相应侧向侧面上的成对的臂,并且所述侧向带部构造和布置为附接到所述臂;
所述臂能够枢转地附接到所述头戴式显示单元;
所述定位和稳定结构还包括连接在所述第二绑带部和所述头戴式显示单元之间的顶带部;
所述顶带部与所述用户头部的矢状平面对准;
顶带部通过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部通过钩环连接固定到自身上。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
绑带部,所述绑带部构造和布置为围绕所述用户头部的一部分,所述绑带部是由后绑带部和上横向带部形成的,所述后绑带部构造和布置为接合所述用户头部的后部区域,所述上横向带部构造和布置为接合所述用户头部的上部区域,所述上部区域在与所述用户头部的每个耳后基点对齐的冠状平面处或附近;
成对的侧向带部,其连接在所述绑带部和所述头戴式显示单元的相应侧向侧面之间,所述侧向带部在使用中位于从所述头戴式显示单元向后延伸的路径上,且向上弯曲以在所述上横向带部处或其附近连接到所述绑带部,所述侧向带部是刚性的。
在实施例中:
所述上横向带部和所述后绑带部一体形成;
所述后绑带部构造和布置为在使用中覆盖用户头部的枕骨;
所述绑带部的长度选择性地能够调节;
所述绑带部包括在使用中彼此连接的成对的末端,所述对末端中的一个末端包括孔眼并且所述对末端中的另一个末端穿过所述孔眼,回环并且固定到自身上;
所述定位和稳定结构包括附接到所述后带部的配重;
所述头戴式显示单元包括设置在所述头戴式显示单元的相应侧向侧面上的成对的臂,并且所述侧向带部构造和布置为附接到所述臂;
所述臂能够枢转地附接到所述头戴式显示单元;
所述定位和稳定结构还包括连接在所述上横向带部和所述头戴式显示单元之间的顶带部;
所述顶带部与所述用户头部的矢状平面对准;
所述顶带部通过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部通过钩环连接固定到自身上。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
上横向带部,所述上横向带部构造和布置为在使用中接合所述用户头部的上部;
枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中接合用户头部的覆盖枕骨的区域;
成对的侧向带部,侧向带部中的每个连接到所述上横向带部和所述枕骨带部的相应连结部,并且侧向带部中的每个构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧面;
其中侧向带部中的每个是刚性化的。
本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示系统的定位和稳定结构,所述头戴式显示系统包括头戴式显示单元,所述头戴式显示单元包括包含显示器的显示单元壳体,所述头戴式显示单元还包括接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部,所述定位和稳定结构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头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
上横向带部,所述上横向带部构造和布置为在使用中接合所述用户头部的上部;
枕骨带部,枕骨带部构造和布置为在使用中接合用户头部的覆盖枕骨的区域;
成对的侧向带部,侧向带部中的每个连接到所述上横向带部和所述枕骨带部的相应连结部,并且侧向带部中的每个构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧向侧面;
其中侧向带部中的每个是刚性化的。
在实施例中:
所述上横向带部在使用中基本上与所述用户头部的冠状平面对齐,所述冠状平面与所述用户头部的每个耳上基点对齐;
上横向带部在用户头部的矢状平面处比接近与枕骨带部的连结部更宽;
所述侧向带部和所述上横向带部一体地形成;
邻近相应的侧向带部的上横向带部为刚性化;
所述上横向带部沿其整个长度刚性化;
所述定位和稳定结构包括单个刚性件,所述刚性件从一个侧向带部延伸穿过所述上横向带部并进入另一个侧向带部;
枕骨带部的接近相应的侧向带部的部分刚性化;
所述单个刚性件包括向后突出部分,所述向后突出部分延伸到所述枕骨带部的相应端部中;
枕骨带部包括在枕骨带部的一端处的枕骨带连接件,所述枕骨带连接件构造和布置为在枕骨带部和上横向带部的连结部之一处或附近能够释放地连接到枕骨带连接部;
所述枕骨带连接件构造和布置为磁性地附接到所述枕骨带连接部;
枕骨带部的长度选择性地能够调节;
枕骨带部通过枕骨带连接件上的孔眼、回环并被紧固到其本身;
枕骨带部通过钩环连接固定到自身;
所述侧向带部中的每个包括连接到所述上横向带部的上横向带连接部和连接到所述枕骨带部的枕骨带连接部;
上横向带部和枕骨带部中的每一个的长度能够选择性地同时调节;
所述侧向带部中的每个的长度选择性地能够调节;
所述侧向带部中的每个穿过所述头戴式显示单元上的相应孔眼、回环并固定到自身;
侧向带部中的每个通过钩环连接固定到自身;
所述侧向带部每个构造和布置为附接到从所述显示单元壳体的相应侧向侧面向后延伸的成对的臂中的相应一个;
所述臂构造和布置为能够枢转地附接到所述显示单元壳体;
所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部连接到所述上横向带部上并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元上;
所述顶带部的长度选择性地能够调节;
所述顶带部构造和布置为在单个位置处连接到所述头戴式显示单元;
顶带部构造和布置为穿过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部构造和布置为通过钩环连接固定到自身。
本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,所述定位和稳定结构包括:
第一绑带部,所述第一绑带部构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧面、部分地围绕所述用户头部并且在使用中接合所述用户头部的后部区域;
第二绑带部,所述第二绑带部构造和布置为连接到所述头戴式显示单元的相应侧面,并且在使用中接合所述用户头部的上部区域。
在实施例中:
第二绑带部在用户头部的上部区域处比在后部区域处宽;
所述第一绑带部包括半刚性部分,所述半刚性部分构造和布置为在使用中接合用户头部的后部区域;
第一绑带部在用户头部的后部区域处比在用户头部的侧部区域处宽;
所述第二绑带部位于从所述头戴式显示单元的每个侧面向后延伸的路径上,并且向上弯曲成上横向带部,所述上横向带部构造和布置为接合所述用户的头部的所述向上区域;
断所述第二绑带部包括在所述第二绑带部与所述头戴式显示单元的所述侧向侧面之间的对应连接处的成对的基本上刚性的部分;
所述基本上刚性的部分从所述头戴式显示单元的每个侧向侧面向后延伸并且向上弯曲;
所述第一绑带部的长度选择性地能够调节;
第二绑带部的长度选择性地能够调节;
头戴式显示单元包括从显示单元壳体的相应侧向侧面向后延伸的成对的臂;
所述第一绑带部附接到所述臂上并且所述第二绑带部在所述臂附近连接到所述第一绑带部;
所述第二绑带部附接到所述臂上并且所述第一绑带部在所述臂附近连接到所述第二绑带部;
所述臂能够枢转地附接到所述显示单元壳体;
所述定位和稳定结构还包括顶带部,所述顶带部连接到所述第二绑带部上并且构造和布置为连接到所述头戴式显示单元上;
所述顶带部的长度选择性地能够调节;
所述顶带部在单个位置处连接到所述头戴式显示单元;
顶带部通过头戴显示单元上的孔眼、回环并被紧固到其本身;和/或
顶带部通过钩环连接固定到自身上。
在任何上述方面的实例中:
所述接口结构包括衬垫和面部接合凸缘,所述面部接合凸缘构造和布置为围绕用户面部的眼部区域的周边设置,并且配置为在使用中接合用户面部,所述面部接合凸缘是柔性和弹性的,所述面部接合凸缘至少部分地覆盖所述衬垫;和/或
所述接口结构包括:成对的面颊部分,所述面颊部分配置为在使用中接合用户的面颊;前额部分,所述前额部分配置为在使用中接合用户的前额;以及成对的蝶骨部分,所述蝶骨部分位于所述接口结构的相应侧向侧面上,所述接口结构连接在所述前额部分和所述面颊部分之间,并且配置为在蝶骨附近接合用户头部。
本技术的另一种形式包括一种用于人的头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:
包括显示器的头戴式显示单元;
用于操作所述头戴式显示系统的控制系统;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构配置为将所述头戴式显示单元保持在用户的眼睛的前方,这样使得所述显示器在使用中可被用户看到。定位和稳定结构可以是上述任一方面。
头戴式显示系统可以是头盔安装的,可以配置用于虚拟现实显示,可以配置用于增强现实显示,可以配置用于混合现实显示。
在某些示例中:a)所述头戴式显示装置还包括遮光罩;b)所述遮光罩构造和布置为在使用中基本上阻挡环境光在所述人的眼睛区域上的接收;c)所述光罩配置为虚拟现实显示器;d)所述头戴式显示系统包括接口结构,所述接口结构构造和布置为在使用中接触所述人的面部的眼睛区域;e)所述接口结构由泡沫\硅树脂和/或凝胶构成;f)所述接口结构由光吸收材料构成;和/或g)所述接口结构配置为用作光屏蔽件。
在某些示例中:a)所述头戴式显示装置还包括音响系统;b)左耳换能器;和/或c)右耳换能器。
在某些示例中:a)头戴式显示单元包括双目显示单元;及/或b)所述定位和稳定结构配置为在使用中将所述双目显示单元维持在操作位置。
在某些示例中:a)所述控制系统包括视觉显示控制器和至少一个电池;b)所述至少一个电池包括第一电池和第二电池;c)所述第一电池是配置为对RT时钟供电的低功率系统电池;d)第二电池是主电池;e)电池支承件,所述电池支承件配置为保持所述电池;f)使用系绳将所述电池支撑件连接到所述定位和稳定结构;g)取向传感器,所述取向传感器配置为感测所述人的头部在使用中的取向;和/或h)控制支持系统。
在某些示例中:a)所述定位和稳定结构包括前支撑部,所述前支撑部配置为接触覆盖人的头部的额骨的区域;和/或(b)所述定位和稳定结构包括用于调节所述定位和稳定结构的一部分的长度的长度调节机构。
本技术的一种形式的另一方面是一种定位和稳定结构,其配置为具有与预期佩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,其配置为具有与预期佩戴者的形状互补的形状。
本技术的一种形式的一个方面是一种制造设备的方法。
本技术的某些形式的一个方面是定位和稳定结构,其易于例如由具有有限灵巧性、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。
本技术的某些形式的一个方面是一种接口结构,其易于例如由具有有限灵巧性、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。
可以实现所描述的方法、系统、装置和设备,以便改进诸如电子显示器或计算机的头戴式显示器的功能。此外,所描述的方法、系统、装置和设备可以在虚拟现实、增强现实和/或混合现实的技术领域中提供改进。
当然,所述方面的部分可以形成本技术的子方面。此外,子方面和/或方面中的各种可以以各种方式组合,并且还构成本技术的附加方面或子方面。
通过考虑以下详细描述、摘要、附图和权利要求中包含的信息,本技术的其他特征将是显而易见的。
附图说明
本技术在附图中以示例而非限制的方式示出,在附图中,相似的附图标记指代相似的元件,包括:
4.1头戴式显示系统
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1000采用面部安装的虚拟现实(VR)头戴式耳机的形式,向用户100显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000时站立。
图1B示出了包括用户100的系统,用户100以浮动虚拟现实(VR)头戴式耳机的形式佩戴头戴式显示系统1000,向用户显示各种图像。用户在佩戴显示接口100时坐着。
图1C示出了包括用户100的系统,用户100以浮动增强现实(AR)头戴式耳机的形式佩戴头戴式显示系统1000,向用户显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000时站立。
4.2显示系统和面部解剖学
图2A示出了人上气道的视图,包括鼻腔、鼻骨、鼻外侧软骨、鼻翼大软骨、鼻孔、唇上、唇下、喉、硬腭、软腭、口咽、舌、会厌、声襞、食管和气管。
图2B是具有所标识的表面解剖学的若干特征的面部的前视图,所述特征包括唇上、上唇红、下唇红、唇下、嘴宽、内眦、鼻翼、鼻唇沟和唇边。还指出了向上、向下、径向向内和径向向外的方向。
图2C是具有所标识的表面解剖学的若干特征的头部的侧视图,所述特征包括眉间、鼻梁点、鼻前突、鼻中隔下、唇上、唇下、颏上区、鼻脊、翼嵴点、耳上基点和耳下基点。还指出了上,下和前,后方向。
图2D是头部的另一侧视图。显示了法兰克福平面和鼻唇角的大致位置。还示出了冠状平面。
图2E显示了具有几个特征的鼻的基本视图,所述特征包括鼻唇沟、唇下、上唇红、鼻孔、鼻中隔下段、小柱、鼻中隔前段、鼻孔的长轴和中矢状平面。
图2F示出了鼻部的表面特征的侧视图。
图2G显示了鼻子的皮下结构,包括外侧软骨、中隔软骨、大翼软骨、小翼软骨、芝麻软骨、鼻骨、表皮、脂肪组织、上颌骨额突和纤维脂肪组织。
图2H示出了距离正中矢状平面大约几毫米的鼻子的内侧夹层,其中示出了隔膜软骨和较大翼软骨的内侧脚。
图2I示出了包括额骨、鼻骨和颧骨的颅骨的前视图。指示鼻甲、上颌骨和下颌骨。
图2J示出了具有头部表面轮廓的颅骨以及若干肌肉的侧视图。显示了以下骨骼:额骨、蝶骨、鼻、颧骨、上颌骨、下颌骨、顶骨、颞骨和枕骨。指示所述金属突起。显示了以下肌肉:二腹肌、咬肌、胸锁乳突肌和斜方肌。
图2K示出了鼻子的前外侧视图。显示了以下骨骼:额、眶上孔、鼻、中隔软骨、外侧软骨、眼眶和眶下孔。
图2L示出了面部的另一前视图,其中标识了表面解剖学的若干特征,包括上眦、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和翼嵴。
图2M示出了面部的另一侧视图,其具有所标识的表面解剖学的若干特征,包括上眦、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和翼嵴。
4.3结构形状
图3A示出了在一点处穿过结构的截面示意图。指示所述点处的向外法线。所述点处的曲率具有正号,并且当与图3B中所示的曲率的幅度相比时具有相对大的幅度。
图3B示出了在一点处穿过结构的截面示意图。指示所述点处的向外法线。所述点处的曲率具有正号,并且当与图3A中所示的曲率的幅度相比时具有相对较小的幅度。
图3C示出了在一点处穿过结构的截面示意图。指示所述点处的向外法线。所述点处的曲率具有零值。
图3D示出了在一点处穿过结构的截面示意图。指示所述点处的向外法线。所述点处的曲率具有负号,并且当与图3E中所示的曲率的幅度相比时具有相对较小的幅度。
图3E示出了在一点处穿过结构的截面示意图。指示所述点处的向外法线。所述点处的曲率具有负号,并且当与图3D中所示的曲率的幅度相比时具有相对大的幅度。
图3F示出了结构的表面,在所述表面中具有一维孔。所示的平面曲线形成一维孔的边界。
图3G示出了穿过图3F的结构的截面。所示的表面限定了图3F结构中的二维孔。
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的结构中限定二维孔的表面。
图3I-3J示出了密封形成结构。示出了衬垫的外表面。示出了表面的边缘。示出了点A和B之间的表面上的路径。表示A和B之间的直线距离。示出了两个鞍形区域和圆顶区域。
图3K示出左手定则。
图3L示出右手定则。
图3M示出了左耳,包括左耳轮。
图3N示出了右耳,包括右耳轮。
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界面的前透视图。
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界面的前透视图。
图5B示出了图5A的头戴式显示界面的侧视图。
4.6控制装置
图6示出了本技术的一种形式的控制系统的示意图。
4.7定位和稳定结构
图7A是根据本技术的实例的定位和稳定结构的后外侧透视图。
图7B是由用户佩戴的包括图7A的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图8A是根据本技术的另一实例的定位和稳定结构的前侧视图。
图8B是由用户佩戴的包括图8A的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图8C是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图8D是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图8E是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图8F是根据本技术的另一个实例的定位和稳定结构的后外侧透视图。
图8F-1是沿图8F中的线8F-1-8F-1的截面图。
图8G是图8F的定位和稳定结构的侧视图。
图8H是图8F的定位和稳定结构的后视图。
图8I是图8F的定位和稳定结构处于部分组装状态的平面图。
图8J是图8F的定位和稳定结构的接头的详细视图。
图8K是根据本技术的另一个实例的定位和稳定结构的绑带部的截面视图。
图8L是根据本技术的另一实例的定位和稳定结构的绑带部的横截面图。
图8M是根据本技术的另一示例的头戴式显示系统的臂的透视图。
图9是根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的后侧视图。
图10A是包括由用户佩戴的根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图10B是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图10B-1是图10B的放大详图。
图11A是处于观看位置的头戴式显示系统的侧视图,其包括由用户佩戴的根据本技术的另一实例的定位和稳定结构。
图11A-1是处于非观看位置的头戴式显示系统的侧视图,包括根据图11A中的示例的定位和稳定结构。
图11B是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图12A是包括由用户佩戴的根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图12A-1是沿图12A中的线12A-1-12A-1的剖视图。
图12B是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的示意性侧视图。
图12C是图12B所示的头戴式显示系统的示意性平面图。
图12D是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图12E是根据本技术的另一实例的包括定位和稳定结构的头戴式显示系统的透视图。
图12F是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图12G是图12F所示的头戴式显示系统的透视图。
图12H是根据本技术的另一实例的包括定位和稳定结构的头戴式显示系统的透视图。
图12I是根据本技术的另一实例的包括定位和稳定结构的头戴式显示系统的透视图。
图12J是根据本技术的另一实例的包括定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图12K是通过图12J所示的线12K-12K的示意性截面图。
图13是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图14是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图15是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图16是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图17是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图18A是包括由用户佩戴的根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图18B是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图19是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图20A是包括由用户佩戴的根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图20B是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图20C是由用户佩戴的包括根据本技术的另一示例的定位和稳定结构的头戴式显示系统的侧视图。
图20C-1是根据图20C的定位和稳定结构的一部分的示意图。
具体实施方式
在更详细地描述本技术之前,应理解,本技术不限于本文描述的可变化的特定实例。还应当理解,本申请中使用的术语仅用于描述本文讨论的具体实例的目的,而不旨在限制。
以下描述是针对可以共享一个或多个共同特征和/或特点的各种示例而提供的。应理解,任何一个示例的一个或多个特征可与另一示例或其他示例的一个或多个特征组合。此外,任何示例中的任何单个特征或特征的组合可构成另一示例。
在以下详细描述中,参考形成详细描述的一部分的附图。在详细描述中描述的,在附图中描绘的以及在权利要求中限定的说明性实施例不旨在是限制性的。在不脱离所呈现的主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施例并且可以做出其他改变。将容易理解的是,如在此总体上描述的并且在所述附图中示出的本申请的所述方面可以布置、替代、组合、分离并且设计成多种不同的构型,所有所述构型都被考虑在本申请中。
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或组合现实交互。
所述设备通过用虚拟刺激增加或替换与用户的五个感觉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附加的四个感觉之一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以包括虚拟环境。在一些示例中,整个所得到的环境可以是虚拟环境(例如意味着用户的环境可能被遮挡而看不见或以其他方式被遮挡)。在其他形式中,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沉浸技术,其可以包括但不限于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)或混合现实(MR)。每种类型的沉浸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沉浸技术一起使用。显示系统的显示屏可以向组合环境(即虚拟环境和用户环境的组合)提供虚拟环境组件。在某些形式中,显示屏可以是电子屏幕。
在至少一些类型的沉浸技术(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。例如用户可能希望电子屏幕定位成足够接近他们的眼睛以允许容易地观看,但是足够远以不引起不适。另外,电子屏幕可能需要间隔足够远,使得用户可以同时佩戴校正透镜,如眼镜。此外,用户可以设法保持电子屏幕相对于其眼睛的取向。换言之,在使用所述装置的同时行走或以其他方式移动的用户可能不希望所述装置在他们的头部上(例如特别是相对于他们的眼睛)弹跳或以其他方式移动,因为这可能对用户造成头晕和/或不适。因此,为了限制用户的眼睛和装置之间的相对运动,所述装置可以紧贴地支撑在用户头部上。
在一种形式中,本技术包括一种使用VR装置的方法,所述方法包括将所述装置支撑在用户头部上,接近用户的至少一只眼睛,并且在用户的视线内。
在本技术的某些示例中,头戴式显示单元被支撑在用户双眼的前方,以便阻挡,阻碍和/或限制环境光到达用户的双眼。
以下在配置用于VR的设备的上下文中披露的任何特征将被理解为可应用于配置用于AR的设备,除非上下文另外清楚地要求。以下在配置用于AR的设备的上下文中披露的类似特征将被理解为可应用于配置用于VR的设备,除非上下文清楚地另外要求。为了避免疑问,在不具有透明显示器的装置的上下文中所揭示的特征(用户可通过所述特征观看真实世界)应理解为适用于具有此类透明显示器的装置,除非上下文另外明确要求。同样地,在具有透明显示器的设备的上下文中披露的特征(通过所述显示器可以观看真实世界)应当被理解为可应用于其中显示器是电子的并且通过透明材料不能直接观看真实世界的设备。
5.2虚拟现实显示系统
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,功能方面可提供一个或多个物理部件。在一些形式中,一个或多个物理部件可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布置为定位在用户的眼睛附近和前方,以便允许用户观看所述显示。
在其他方面,头戴式显示系统1000还可以包括显示单元壳体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,所述可以是头戴式显示系统1000的整体件,而在其他示例中,这些可以是模块化的并且根据用户的需要被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布置为(例如手动地、通过定位和稳定结构等)保持在用户面部前面的操作位置。
在一些示例中,头戴式显示单元1200可以包括显示屏1220、显示单元壳体1205、接口结构1100和/或光学透镜1240。所述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,但可以不是头戴式显示单元1200的一部分。
5.2.1.1显示屏
头戴式显示单元1200的一些形式包括显示器,例如显示屏(图4B中未示出),但设置在显示器壳体1205内。显示屏可以包括向用户提供可观察输出的电子部件。
本技术的一种形式中,显示屏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。
显示屏可以接近用户的眼睛定位,以便允许用户观看显示屏。例如显示屏可以位于用户眼睛的前面。显示屏可以输出计算机生成的图像和/或虚拟环境。
在一些形式中,显示屏是电子显示器。显示屏可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏。
在某些形式中,显示屏可以包括背光,其可以帮助照亮显示屏。当在黑暗环境中观看显示屏时,这可能特别有益。
在一些形式中,显示屏可以在用户的瞳孔之间延伸更宽的距离。显示屏也可以宽于用户面颊之间的距离。
在一些形式中,显示屏可以显示用户可观察到的至少一个图像。例如显示屏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)而变化的图像。
在某些形式中,显示屏的部分可以仅对用户的一只眼睛可见。换言之,显示屏的一部分可以定位在用户的一只眼睛(例如右眼)的附近和前方,并且被阻止从另一只眼睛(例如左眼)观看。
在一个示例中,显示屏可以被分成两侧(例如左侧和右侧),并且可以一次显示两个图像(例如每一侧上一个图像)。
显示屏的每一侧可以显示类似的图像。在一些示例中,图像可以是相同的,而在其他示例中,图像可以稍微不同。
显示屏上的两个图像一起可以形成双目显示器,其可以向用户提供更逼真的VR体验。换言之,用户的大脑可以将来自显示屏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外围观看虚拟对象,并且在虚拟环境中扩展其视场。
在某些形式中,显示屏可以定位以便用户的双眼都能看见。显示屏可以一次输出单个图像,这可以被双眼看到。与多图像显示屏相比,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为显示屏提供支撑结构,以便保持显示屏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和/或头戴式显示单元1200的其他部件。显示单元壳体1205可以由适于为显示屏提供免受冲击力的保护的材料构成。显示单元壳体1205还可以接触用户面部,并且可以由适合于限制对用户的刺激的生物相容材料构成。
根据本技术的一些形式的显示单元壳体1205可以由硬的、刚性的或半刚性的材料例如塑料构成。
在某些形式中,刚性或半刚性材料可至少部分地覆盖有软和/或柔性材料(例如纺织品、硅酮等)。这可以改善生物相容性和/或用户舒适度,因为用户接合(例如用他们的手抓住)的显示单元壳体1205的至少一部分包括柔软和/或柔性材料。
根据本技术的其他形式的显示单元壳体1205可以由软的、柔性的、有弹性的材料构成,例如硅橡胶。
在一些形式中,显示单元壳体1205可具有大致矩形或大致椭圆形轮廓。显示单元壳体1205可以具有三维形状,其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可包括上表面1230、下表面1232、侧向左表面1234、侧向右表面1236和前表面1238。显示屏1220可以在使用中保持在面部内。
在某些形式中,上表面1230和下表面1232可具有基本相同的形状。
在一种形式中,上表面1230和下表面1232可以是基本上平坦的,并且沿着平行平面(例如基本上平行于使用中水平的法兰克福)延伸。
在某些形式中,侧向左表面1234和侧向右表面1236可以具有基本上相同的形状。
在一种形式中,侧向左表面1234和侧向右表面1236可以在上表面1230和下表面1232之间是弯曲的和/或圆形的。在戴上和/或脱下头戴式显示系统1000时,圆形和/或弯曲的面1234、1236对于用户抓握和握持可以是更舒适的。
在某些形式中,前表面1238可以在上表面1230和下表面1232之间延伸。前面1238可以形成头戴式显示系统1000的最前面部分。
在一种形式中,当用户佩戴头戴式显示系统1000时,前表面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。
在一种形式中,前面1238可以不具有形状与前面1238基本上相同的对应的相对面(例如后面)。显示单元壳体1205的后部可以至少部分地打开(例如在前部方向上凹陷)以便接纳用户面部。
在一些形式中,显示屏永久地集成到头戴式显示系统1000中。显示屏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,这可以保护显示屏和/或限制用户对显示屏的组件的干扰(例如移动和/或破坏)。
在某些形式中,显示屏可以基本上密封在显示单元壳体1205内,以便限制灰尘或其他碎屑在显示屏表面上的收集,这可能不利地影响用户观看显示屏输出的图像的能力。由于显示屏不能从显示单元壳体1205上拆卸下来,因此用户可能不需要破坏密封并接近显示屏。
在一些形式中,显示屏可拆卸地集成到头戴式显示系统1000中。显示屏可以是作为整体独立于头戴式显示系统1000使用的设备。例如可以在智能电话或其他便携式电子设备上提供显示屏。
在一些形式中,显示单元壳体1205可以包括隔室。显示屏的一部分可以可拆卸地容纳在隔室内。例如用户可以将显示屏可移除地定位在隔间中。如果显示屏执行头戴式显示单元1200外部的附加功能(例如是像蜂窝电话的便携式电子设备),则这可能是有用的。另外,从显示单元壳体1205移除显示屏可以帮助用户清洁和/或更换显示屏。
显示器壳体的某些形式包括通向隔室的开口,允许用户更容易地从隔室插入和移除显示屏。显示屏可以通过摩擦接合保持在隔室内。
在某些形式中,盖可以选择性地覆盖隔室,并且可以在显示屏1220位于隔室内时向显示屏1220提供额外的保护和/或安全性。
在某些形式中,隔室可在上表面上打开。当用户佩戴显示接口1000时,显示屏可以在基本竖直的方向上插入到隔间中。
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,所述接口结构1100定位和/或布置面部的形状,并且可以在佩戴和/或使用头戴式显示系统1000时为用户提供增加的舒适度。
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。在使用中,观看开口可以至少部分地容纳用户面部。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可以由软的、柔性的和/或弹性的材料构成。
在某些形式中,根据本技术的接口结构1100可由硅橡胶和/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,所述敏感区域可以是不舒适的位置。形成接口结构1100的材料可以缓冲所述敏感区域,并且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,所述敏感区域可包括用户的前额。具体地,这可以包括接近额骨的用户头部的区域,如颅骨肌和/或眉间。所述区域可能是敏感的,因为在用户的皮肤和骨之间存在来自肌肉和/或脂肪的有限的自然缓冲。类似地,用户鼻子的脊也可以包括很少或没有自然缓冲。
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可设计用于批量生产。例如接口结构1100可设计成舒适地配合宽范围的不同面部形状和尺寸。
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的不同部分可由不同材料构成,并在不同区域为用户提供不同的纹理和/或缓冲。
5.2.1.3.1遮光罩
头戴式显示系统1000的一些形式可以包括遮光罩,所述遮光罩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分之外,接口结构1100还可以通过将用户的眼睛与环境光屏蔽开而形成光屏蔽。在一些示例中,遮光罩可以由一起工作以阻挡环境光的多个部件形成。
在某些形式中,遮光罩可以阻挡环境光到达眼睛区域,所述眼睛区域可以形成在颅骨肌的区域、用户的蝶骨、穿过蝶骨到左或右颧弓之间的外颊区域、颧弓上、穿过从颧弓朝向翼嵴的内颊区域,以及在用户的位于蝶骨下方的鼻嵴上,以将用户面部的一部分包围在其间。
在一种形式中,遮光罩可以不围绕其整个周边接触用户的面部。例如遮光罩可以与用户的鼻硬物隔开。所述间隔的宽度可以基本上较小,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刺激。因此,避免与用户的鼻脊直接接触可以提高用户在佩戴头戴式显示系统1000时的舒适度。
在某些形式中,光屏蔽可以是显示单元壳体1205的一部分,并且可以整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的显示屏一起使用,则光屏蔽可以从显示单元壳体1205移除,并且仅在使用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——可以在给定的时间段内从一天到一天、从用户到用户变化,这取决于一系列因素,包括但不限于显示单元壳体1205放置在面部上的位置、定位和稳定结构1300中的张力,和/或用户面部的形状。
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,遮光罩可形成密封形成结构并密封用户的面部。
在某些形式中,遮光罩或接口结构1100的整个周边可以密封在用户的皮肤上,并且可以阻挡环境光到达眼睛区域。眼睛区域可以形成在颅骨肌的区域上、用户的蝶骨上、在蝶骨到左或右颧弓之间跨过外颊区域、在颧弓上、从颧弓朝向翼嵴跨过内颊区域,以及在用户的位于蝶骨下方的鼻嵴上,以将用户面部的一部分包围在其间。
当用作密封形成结构时,遮光罩或接口结构1100可接触用户面部的敏感区域,如用户的鼻脊。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改善头戴式显示系统1000的性能。另外,能够选择生物相容性材料,使得在佩戴头戴式显示系统1000时与用户的鼻脊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,提供了一种包括多于一个接口结构1100的系统,每个接口结构配置为对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如所述系统可以包括一种形式的接口结构1100,其适合于大尺寸的头部,但不适合于小尺寸的头部,以及另一种形式的接口结构1100适合于小尺寸的头部,但不适合于大尺寸的头部。不同的接口结构1100可以是可拆卸和可替换的,使得具有不同尺寸头部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骨肌的区域上、用户的蝶骨上、在蝶骨到左或右颧弓之间的外颊区域上、在颧弓上、从颧弓朝向翼嵴的内颊区域上,以及在用户的位于蝶骨下方的鼻脊上,以将用户面部的一部分包围在其间。所述限定区域可以是眼睛区域。
在某些形式中,这可以密封用户的眼睛周围。由密封形成结构或接口结构1100形成的密封可以形成光密封,以便限制环境光到达用户的眼睛。
5.2.1.3.2材料生物相容性
生物相容性材料被认为是根据ISO 10993-1标准对其使用安全性相关的生物反应进行全面评价的材料。评价考虑了使用时预期与人体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受至少一些以下生物相容性测试:细胞毒性-洗脱试验(MeM浸提液):ANSI/AAMI/ISO 10993-5;皮肤致敏:ISO10993-10;刺激:ISO 10993-10;遗传毒性-细菌致突变试验:ISO 10993-3;植入:ISO10993-6。
5.2.1.4光学透镜
如图4B所示,至少一个透镜1240可以设置在用户的眼睛和显示屏1220之间。用户可以通过透镜1240观看由显示屏1220提供的图像。所述至少一个透镜1240可以帮助将显示屏1220与用户面部间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可具有大致截头圆锥形状。在使用中,透镜1240的较宽端可以接近显示屏1220设置,而透镜1240的较窄端可以接近用户的眼睛设置。
在一些形式中,透镜1240可以具有基本上圆柱形的形状,并且在使用中可以具有接近显示屏1220和接近用户眼睛的基本上相同的宽度。
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),每个用于用户的每只眼睛。换言之,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观看。每个透镜1240可以是相同的,尽管在一些示例中,一个透镜1240可以不同于另一透镜1240(例如具有不同的放大率)。
在某些形式中,显示屏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。图像可以并排显示在显示屏1220上。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可以看到相应的透镜1240。例如每个透镜1240的外边缘可以在上方向上与用户的额骨对齐(例如接近用户的眉毛),并且可以在下方向上与用户的上颌骨对齐(例如接近外颊区域)。
透镜1240的定位和/或尺寸可允许用户在虚拟环境中具有约360°的周边视觉,以便紧密地模拟物理环境。
在一些形式中,头戴式显示系统1000包括单个透镜1240(例如单目显示器)。透镜1240可以定位在双眼的前面(例如使得双眼通过透镜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面(例如当仅一只眼睛可以观看来自位移屏幕1220的图像时)。
5.2.1.4.1透镜安装
透镜1240可联接到定位在显示屏1220附近(例如在显示屏1220与接口结构1100之间)的间隔件,使得透镜1240不与显示屏1220直接接触(例如以便限制透镜1240刮擦显示屏1220)。
例如透镜1240可以相对于接口结构1100凹进,使得透镜1240设置在观察开口内。在使用中,用户的每只眼睛与相应的透镜1240对准,同时用户面部被接收在观察开口内(例如操作位置)。
在一些形式中,每个透镜1240的前周边可以包围显示屏1220的大约一半。沿着显示屏1220的中心线在两个透镜1240之间可以存在基本上小的间隙。这可以允许通过两个透镜1240观看的用户能够基本上观看整个显示屏1220以及输出给用户的所有图像。
在某些形式中,显示屏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1220上间隔开。这可以允许两个透镜1240定位成紧邻显示屏1220,同时允许用户观看显示屏1220上显示的整个图像。
在一些形式中,可以在透镜1240的至少一部分周围形成保护层1242。在使用中,保护层1242可以位于用户面部和显示屏1220之间。
在一些形式中,每个透镜1240的一部分可以在后部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1220的光不能通过。另外,用户在不透过透镜1240观看的情况下可能无法观看显示屏1220。
在一些形式中,保护层1242可以是非平面的,并且可以包括基本上匹配用户面部轮廓的轮廓。例如保护层1242的一部分可以在前部方向上凹陷,以便容纳用户的鼻子。
在某些形式中,用户在佩戴头戴式显示系统1000时可能不接触保护层1242。这可有助于减少由于与用户面部的额外接触(例如抵靠敏感鼻脊区域)而引起的刺激。
5.2.1.4.2矫正透镜
在一些示例中,附加透镜可以联接到透镜1240,使得用户透过透镜1240和附加透镜观看由显示屏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,附加透镜更接近用户的眼睛定位,并且用户在观看透镜1240之前观看附加透镜。
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保持在适当的位置。
为了将显示屏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理想地相对于用户头部是舒适的,以便以使面部印记和/或来自长期使用的疼痛最小化的方式来适应由显示单元的重量引起的负载。还需要在不牺牲舒适度,可用性和制造成本的情况下实现通用配合。设计标准可以包括在具有低灵巧性阈值的低触摸简单设置解决方案的预定范围上的可调节性。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式体验的一部分,用户可以在使用头戴式显示系统1000的同时进行通信,即说话。这样,用户的颚或下颌可相对于颅骨的其他骨头移动。另外,整个头部可以在头戴式显示系统1000的使用时段期间移动。例如用户上身的运动,在某些情况下是下身的运动,特别是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在显示屏1220和/或显示单元壳体1205上的影响。
在本技术的一种形式中,提供了一种定位和稳定结构1300,所述定位和稳定结构1300以与用户舒适地佩戴一致的方式进行配置。在一个示例中,定位和稳定结构1300具有低的轮廓或截面厚度,以减小设备的感知或实际体积。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一个具有矩形截面的绑带。在一个示例中,定位和稳定结构1300包括至少一个扁平带。
在本技术的一种形式中,提供了一种定位和稳定结构1300,所述定位和稳定结构配置为不会太大和太笨重而妨碍用户舒适地从一侧移动到另一侧。
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叠层构成的带。在一种形式中,泡沫是多孔的,以允许湿气(例如汗)穿过带。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水分的材料形成。在一种形式中,织物外层包括与钩材料部分接合的环材料。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括可伸展的带,例如弹性可伸展的带。例如带在使用中可以配置为处于张力中,并且引导力以将显示屏1220和/或显示单元壳体1205拉向用户面部的一部分,特别是接近用户的眼睛并且与其视野成一直线。在一个实例中,绑带可以配置为系带。
在本技术的一种形式中,定位和稳定结构1300包括第一系带,所述第一系带构造和布置为使得在使用中其下边缘的至少一部分在用户头部的耳上基点上方通过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,所述第二系带构造和布置为使得在使用中它的上边缘的至少一部分在用户头部的枕骨下方通过并覆盖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,所述第三系带构造和布置为互连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包括可弯曲且例如非刚性的带。所述方面的优点在于,带更舒适地靠在用户头部上。
在本技术的某些形式中,定位和稳定结构1300包括配置为可透气的带,以允许湿气透过所述带。
在本技术的某些形式中,提供了一种包括多于一个定位和稳定结构1300的系统,每个定位和稳定结构配置为提供对应于不同尺寸和/或形状范围的保持力。例如所述系统可包括适于大尺寸头部而非小尺寸头部的一种形式的定位和稳定结构1300,以及另一种形式。适用于小尺寸头部,但不适用于大小尺寸头部。
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提供附加的耐磨性,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临时连接件
如图4C所示,头戴式显示系统1000或定位和稳定结构1300的一些形式包括颞骨连接件1250,每个颞骨连接件1250在使用中可以覆盖用户的颞骨中的相应一个。临时连接件1250的一部分在使用中与用户头部的接近耳背上方的区域接触,即在用户的每只耳上基点。在一些示例中,临时连接件是定位和稳定结构1300的绑带部。在其他示例中,临时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的临时连接件可以部分地由定位和稳定结构1300的绑带部(例如侧向带部1330)形成,并且部分地由头戴式显示单元1200的臂1210形成。
临时连接件1250可以是定位和稳定结构1300的侧向部分,因为每个临时连接件1250定位在用户头部的左侧或右侧。
在一些形式中,颞叶连接件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,临时连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。例如临时连接件1250可以连接到显示单元壳体1205的侧面。例如每个临时连接件1250可以联接到侧向左表面1234和侧向右表面1236中的相应一个。
在某些形式中,临时连接件1250可以枢转地连接到显示单元壳体1205,并且可以在每个临时连接件1250与显示单元壳体1205之间提供相对旋转。
在某些形式中,临时连接件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、钩和环材料等)。
在一些形式中,临时连接件1250可以在使用中布置为总体上沿着或平行于头部的法兰克福平面并且在颧骨上方(例如在用户的颊骨上方)延伸。
在一些形式中,临时连接件1250可以类似于眼镜的臂抵靠用户头部定位,并且比每个相应耳朵的对耳轮定位得更靠上。
在一些形式中,临时连接件1250可以具有大致细长且平坦的构型。换言之,每个临时连接件1250比厚(进入纸平面的方向)长得多且宽(在纸平面中从上到下的方向)。
在一些形式中,临时连接件1250可以各自具有在所有三个轴线(X、Y和Z)上具有曲率的三维形状。虽然每个临时连接件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。每个临时连接件1250的形状和尺寸的目的是紧密地符合用户头部,以便保持不引人注目并且维持低型面(例如不显得过于庞大)。
在一些形式中,临时连接件1250可以由刚性或半刚性材料构成,其可以包括塑料,海翠(热塑性聚酯弹性体)或另一种类似材料。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磨损。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,并且可以与完全柔软且不保持形状的定位和稳定结构1300形成对比。在使用前将临时连接件1250保持在使用状态可防止或限制变形,同时用户穿戴定位和稳定结构1300,并允许用户快速配合或佩戴头戴式显示系统1000。
在某些形式中,临时连接件1250可以是刚性件,这可以允许张力更有效地(例如直接地)平移通过临时连接件1250,因为刚性件限制了臂在使用中的伸长或变形的大小。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以设计成使得定位和稳定结构1300“弹出盒”并且总体上进入其使用构型。此外,定位和稳定结构1300可以布置为一旦离开所述盒就保持其使用中的形状(例如因为可以形成多个刚性件来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的取向对于用户来说是清楚的,因为定位和稳定结构1300的形状通常弯曲得很像用户头部的后部。也就是说,定位和稳定结构1300通常是圆顶形的。
在某些形式中,柔性和/或弹性材料可以布置在临时连接件1250的刚性或半刚性材料周围。柔性材料可更舒适地贴靠用户头部,以便提高耐磨性并提供与用户面部的柔软接触。在一种形式中,柔性材料是永久地或可移除地联接到每个临时连接件1250的织物套筒。
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)的套子可以包裹或滑过刚性件。在替代形式中,用户接触材料可以通过粘合剂、超声波焊接、缝合、钩和环材料和/或螺柱连接件提供给刚性件。
在一些形式中,用户接触材料可在刚性件的两侧上,或可选地可仅在刚性件的用户接触侧(例如用户接触侧)上,以减小材料的体积和成本。
在一些形式中,临时连接件1250由柔性材料(例如纺织品)构成,所述柔性材料相对于用户的皮肤可以是舒适的,并且可以不需要增加层来增加舒适度。
5.2.2.2后支撑部
如图4C所示,某些形式的定位和稳定结构1300可以包括后支撑部1350,用于辅助支撑接近用户眼睛的显示屏1220和/或显示单元壳体1205(如图4B所示)。后支撑部1350可以帮助将显示屏和/或显示单元壳体1205固定到用户头部,以便将显示屏适当地取向为接近用户的眼睛。
在一些形式中,后支撑部1350可以经由颞叶连接件1250联接到显示单元壳体1205。
在某些形式中,临时连接件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可以提供至少部分地指向前部方向的锚定力。
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可以接触枕骨和斜方肌之间的用户头部区域。后支撑部1350可以钩住枕骨(例如枕骨部)的下边缘。后支撑部1350可以提供指向上方向和/或前方向的力,以便保持与用户的后头部接触。
在某些形式中,后支撑部1350是整个头戴式显示系统1000的最下部分。例如后支撑部1350可以定位在用户颈部的基部(例如覆盖枕骨和斜方肌比用户的眼睛更下方),使得后支撑部1350比显示屏1220和/或显示单元壳体1205更下方。
在一些形式中,后支撑部1350可以包括衬垫材料,其可以接触用户头部(例如覆盖枕骨和斜方肌之间的区域)。衬垫材料可以为用户提供额外的舒适度,并且限制由后支撑部1350拉动用户头部而引起的痕迹。
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前额支撑部1360,所述前额支撑件或前额支撑部1360配置为在使用中接触用户眼睛上方的头部。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也可以比蝶骨和/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的任何其他部分更靠前地设置在用户头部上。后支撑部1350可以提供至少部分地指向后部方向的力。
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),所述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的绑带引起的痕迹。前额支撑件1360和接口结构1100可以一起工作以给用户提供舒适度。
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(例如更上方)接触用户头部。
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1300适应用户面部的形状和/或配置。
在一些形式中,临时连接件1250可以联接到前额支撑件1360(例如在前额支撑件1360的侧向侧面上)。颞部连接件1250可以至少部分地在下部方向上延伸,以便联接到后支撑部1350。
在某些形式中,定位和稳定结构1300可以包括多对临时连接件1250。例如成对的临时连接件1250可以连接到前额支撑件1360,并且成对的临时连接件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,以向用户提供改善的舒适度。例如前额支撑件1360可以将用户定位在覆盖额骨的方向上,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放置可以降低由不均匀的呈现引起的压疮的可能性。
在一些形式中,前额支撑件1360可以从接触用户头部后部区域(例如覆盖枕骨和斜方肌的区域)的后部支撑件或后支撑部偏移。换言之,沿后带的轴线将不与前额支撑件1360相交,前额支撑件1360可布置为比沿后带的轴线更靠下和更靠前。在前额支撑件1360和后带之间产生的偏移可以产生对抗显示屏1220和/或显示单元壳体1205的重力的力矩。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1220和/或显示单元壳体1205的正确位置。可以通过将前额支撑件1360移动得更接近用户的眼睛(例如沿着用户头部更向前和更向下),和/或增加后带的角度以使其更垂直来增加偏移。
5.2.2.4能够调节的绑带
如图4C所示,定位和稳定结构1300的部分可以是能够调节的,以便在显示屏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(如图4B所示),并且临时连接件1250中的至少一个可以螺旋穿过所述环,并且在自身上折回。螺旋穿过相应孔眼1254的临时连接件1250的长度可以由用户选择,以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如将较大长度的临时连接件1250螺旋穿过孔眼1254可以提供较大的张力。
在一些形式中,临时连接件1250中的至少一个可以包括调节部分1256和接收部分1258(如图4C所示)。调节部分1256可以螺旋穿过显示单元壳体1205上的孔眼1254定位,并且可以联接到接收部分1258(例如通过自身折回)。调节部分1256可以包括钩材料,并且接收部分1258可以包括环材料(或反之亦然),这样使得调节部分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,调节调节部分1256相对于接收部分1258的位置可以向显示屏1220和/或显示单元壳体1205施加向后的力,并且增大或减小遮光罩对用户头部的密封力(例如当遮光罩用作密封形成结构时)。
在某些形式中,调节部分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/或可以允许调节部分螺旋穿过孔眼1254。例如调节部分1256可以由弹性织物构成,所述弹性织物可以提供弹性张力。临时连接件1250的其余部分可以由上述刚性或半刚性材料构成(尽管可以设想临时连接件1250的附加部分也可以由柔性材料构成)。
5.2.2.4.1顶带
在一些形式中,定位和稳定结构1300可包括顶带部,其可覆盖用户头部的上部区域。例如图1A所示的头戴式显示系统1000具有顶带部。
在一些形式中,顶带部可以在头戴式显示系统1000的前部与头戴式显示系统1000的后部区域之间延伸。
在一些形式中,顶带部可以由柔性材料构成,并且可以配置为与用户头部的形状互补。
在某些形式中,顶带部可以连接到显示单元壳体1205。例如顶带部可以连接到上表面1230。顶带部还可以在显示单元壳体1205的后端附近连接到显示单元壳体1205。
在某些形式中,顶带部可以连接到前额支撑件1360。例如顶带部可以在上边缘附近连接到前额支撑件1360。顶带部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,顶带部可以连接到后支撑部1350。例如顶带部可连接到后支撑部1350的上边缘附近。
在一些形式中,顶带部可覆盖用户头部的额骨和顶骨。
在某些形式中,当顶带部在头戴式显示系统1000的前部和后部之间延伸时,顶带部可沿矢状平面延伸。
在某些形式中,顶带部可以施加至少部分地在上方向上取向的张力,所述张力可以与重力相反。
在某些形式中,顶带部可以施加至少部分地在后部方向上取向的拉伸力,这可以将接口结构1100拉向用户的面部(并且当遮光罩用作密封形成结构时提供密封力的一部分)。
在一些形式中,顶带部可以是能够调节的,以便在显示屏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,并且顶带部可以螺旋穿过所述孔眼1254,并且在自身上折回。螺旋穿过孔眼1254的顶带部的长度可由用户选择,以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如将更大长度的顶带部螺旋穿过孔眼1254可以提供更大的张力。
在一些形式中,顶带部可包括调节部分和接收部分。调节部分可以穿过孔眼1254定位,并且可以联接到接纳部分上(例如通过自身折回)。调节部分可以包括钩材料,并且接收部分可以包括环材料(或反之亦然),使得调节部分可以可移除地保持在期望位置。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,当用户戴上定位和稳定结构时,显示单元壳体1205和/或显示屏1220可相对于用户面部枢转。这可以允许用户在仍然佩戴用户接口1100的同时看到物理环境。这对于想要休息以观看虚拟环境但不希望脱机定位和稳定结构1300的用户可能是有用的。
在一些形式中,枢转连接1260可以形成在显示单元壳体1205的上部和定位和稳定结构1300之间。例如枢转连接1260可以形成在显示单元壳体1205的上表面1230上。
在某些形式中,枢转连接1260可以连接到前额支撑件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,临时连接件1250可以连接到前额支撑件1360,以便允许显示单元壳体1205枢转。
在一些形式中,枢转连接1260可以是棘齿连接,并且可以将显示单元壳体1205保持在升高的位置而无需额外的用户干预。
5.2.3控制器
如图6所示,头戴式显示系统1000的一些形式包括控制器1270,其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输出给用户的虚拟对象交互的能力。
5.2.3.1手持式控制器
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,头戴式显示系统1000可以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手中相应的一只手致动。
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抓住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、控制垫等)。用户的拇指能够在抓住手持控制器的同时接合方向控制器。
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的至少一部分可以整体地形成在显示单元壳体1205上。
在一些形式中,控制器1270可以包括整体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表面1230和/或下表面1232上,以便当握住用户的手掌靠在显示单元壳体1205的横向左或右表面1234、1236上时可由用户的手指接合。控制按钮也可以设置在显示单元壳体1205的其他面上。
在一些形式中,用户可以与控制按钮交互以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1220是否向用户输出图像。
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
参照图6,在一些形式中,头戴式显示系统1000包括声音系统或扬声器1272,声音系统或扬声器1272可连接到头戴式显示单元1200并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可以围绕用户的耳朵定位,并且可以阻止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
参见图6,头戴式显示系统1000的一些形式可以包括电源1274,所述电源可以向头戴式显示单元1200和头戴式显示系统1000的任何其他电气部件提供电力。
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提供电力的便携式电池。与有线电连接相比,便携式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的其他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可以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可以联接到定位和稳定结构1300。例如电源1274可以永久地或可拆卸地连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允许用户长时间佩戴头戴式显示系统1000。
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可储存在用户的裤子口袋中、皮带夹上,或以类似方式支撑电源1274的重量。这消除了用户头部需要支撑的重量,并且可以使用户更舒适地佩戴头戴式显示系统1000。
在一些形式中,头戴式显示单元1200可以包括电源1274。例如显示单元1220可以是蜂窝电话或其他类似的电子设备,其包括内部电源1274。
5.2.6控制系统
参考图6,头戴式显示系统1000的一些形式包括帮助控制由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(例如在物理环境中)监测不同参数并且将测量的参数传送到处理器的传感器。用户接收的输出可能受到测量参数的影响。
在一些形式中,控制系统1276被集成到头戴式显示单元1200中。在其他形式中,控制系统1276容纳在控制系统支撑件1290中,所述控制系统支撑件1290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1200。
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,所述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1280。
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集成的电力支撑部
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可以设置在显示单元壳体1205内。
在一些形式中,电池支撑部1288可以设置在定位和稳定结构1300上。例如电池支撑部1288可以连接到后支撑部1350。头戴式显示系统1000的重量可以围绕用户头部更好地平衡。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远程功率支撑部
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可独立于定位和稳定结构1300和/或显示单元壳体1205而联接到用户(例如其可经由带夹联接)。电池支撑部1288也可以远离用户身体被支撑(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)。系绳可以将电池支撑部1288联接到控制系统1276和/或其他电子器件。由于低功率系统电池1278和/或主电池1280的重量不被用户头部支撑,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包括能够感测用户身体取向的取向传感器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位于用户正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跟踪用户的移动,类似于上述的取向传感器1284。使用外部取向传感器可以减少用户所需支撑的重量。
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头部的取向(例如在用户头部已经倾斜的方向上)。
在一些形式中,取向传感器1284包括遍及头戴式显示系统1000定位的多个相机,以便提供用户的物理环境的更完整的视图,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可以定位以便提供“第一人称”视图。
在某些形式中,显示屏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无需来自头戴式显示系统1000的辅助(即第一人称视角)。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可以包括在VR装置和MR装置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可以包括可以跟踪用户眼睛的移动的眼睛传感器。例如眼睛传感器能够测量用户的至少一只眼睛的位置,并确定用户的至少一只眼睛正在观看哪个方向。
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,眼睛传感器可以设置在透镜1240中或透镜1240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包括可以从控制系统1276的各种传感器接收测幅度的处理系统。
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。基于所述测幅度,处理器可以与显示屏1220通信,以便改变正在输出的图像。例如如果用户的眼睛和/或用户头部在向上的方向上枢转,则显示屏1220可以(例如响应于来自处理系统的方向)显示虚拟环境的更向上的部分。
5.3增强现实显示界面
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:配置用于增强现实的显示屏1220、显示单元壳体1205以及定位和稳定结构1300。在一些形式中,功能方面可提供一个或多个物理部件。在一些形式中,一个或多个物理部件可提供一个或多个功能方面。在使用中,显示屏1220布置为位于用户眼睛的附近和前方,以便允许用户观看显示屏1220。
在其他方面,头戴式显示系统1000还可以包括接口结构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的整体件,而在其他示例中,所述可以是模块化的并且根据用户的需要被结合到头戴式显示系统1000中。
5.4定位和稳定结构
图7A-20C示出了定位和稳定结构1300以及包括定位和稳定结构1300的头戴式显示系统1000。这里披露的定位和稳定结构1300可以构造和布置为特别用于VR中使用的头戴式显示系统1000。然而,应当理解,本文所述的定位和稳定结构1300和头戴式显示系统1000或其单独特征可应用于VR、MR、AR或其他人工现实中的任一种中。头戴式显示系统1000可以另外具有如本文别处描述的任何特征、配置、方面、功能等。
贯穿图7A-20C示出的头戴式显示系统1000可以包括头戴式显示单元1200,头戴式显示单元1200包括显示单元壳体1205。显示单元壳体1205可以包括显示器。显示器可以如本文别处所述或本领域已知的。头戴式显示单元1200可以包括接口结构1100,所述接口结构连接到显示单元壳体1205并且构造和布置为在使用中接合用户面部。
图7A-20C中所示的定位和稳定结构1300构造和布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(例如使得显示器定位在用户眼睛前面的观看位置中,并且使得接口结构1100接合用户面部以形成光密封,诸如至少在用户面部的前额、蝶骨和脸颊区域中)。
接口结构1100可配置为在使用中围绕用户眼睛的周边接合用户的面部。接口结构1100可配置为在使用中接合用户眼睛侧向的用户面部的侧面并接合用户的前额。接口结构1100可以接合用户的脸颊、用户的脸的侧面、用户的眼睛的侧面和用户的前额。接口结构1100可在覆盖用户鼻子、上颌骨、颧骨、蝶骨和额骨的区域接合用户的面部。例如接口结构1100可以在图4D所示的区域中接合用户面部。
参照图7B,例如接口结构1100可包括面部接合凸缘1118,所述面部接合凸缘构造和布置为围绕用户面部的眼睛区域的周边设置,并配置为在使用时接合用户的面部。面部接合凸缘1118可以是柔性的和弹性的。面部接合凸缘1118可以由弹性材料形成,例如硅树脂或TPE。在一些示例中,接口结构1100包括衬垫(在附图中不可见)。衬垫可以至少部分地被面部接合凸缘1118覆盖。衬垫可由泡沫、硅树脂、凝胶或其他合适的衬垫材料或配置为用作衬垫的结构形成。在一些示例中,接口结构1100包括衬垫但没有面部接合凸缘1118。
接口结构1100可以配置为当头戴式显示单元1200被牢固地紧固到用户面部时接合用户面部并且抵抗压缩,同时保持用户舒适。衬垫(如果存在)可有助于接口结构1100的弹性。接口结构1100可包括:成对的面颊部分1140,其配置为在使用中接合用户的面颊;前额部分1175,其配置为在使用中接合用户的前额;以及成对的楔形部分1170,其位于接口结构的相应侧向侧面上,连接在前额部分和面颊部分之间,并配置为在楔形骨附近接合用户头部(参见例如图12E)。
在一些示例中,接口结构1100包括位于面颊部分1140之间的鼻部分1180。鼻部分1180可以配置为在使用中接合用户的鼻子并且可以配置为至少部分地阻挡光从用户的鼻子区域到达用户的眼睛(例如阻挡光经由接近用户鼻子的表面的路径行进)。鼻部分1180可以例如配置为在使用中接合用户鼻子的前表面、上表面和/或侧表面。鼻部分1180可以连接到脸颊部分1140。
5.4.1侧向带部和顶带部
图7A示出了根据本技术示例的定位和稳定结构1300,图7B示出了包括图7A所示的定位和稳定结构1300的头戴式显示系统1000。头戴式显示系统1000包括头戴式显示单元1200,头戴式显示单元1200包括显示单元壳体1205和接口结构1100。
所述示例中的定位和稳定结构1300包括在使用中连接(例如固定地附接或可移除地连接)到显示单元壳体1205的相应侧向侧面(例如连接到壳体和/或壳体上的成对的横向支撑臂)的成对的臂1210。在所述示例中,臂1210是半刚性的,并且构造和布置为在使用中在用户头部的相应侧向侧面上从显示单元壳体1205向后突出(例如至少沿其长度的一部分与横向支撑臂平行)。臂1210的前部可包括连接件1208(例如搭扣配合连接件),以便于可移除地连接到显示单元壳体1205。连接件1208可以是粘附到臂1210以形成单件结构的塑料材料。每个连接件可以包括凸缘1209以便于卡扣配合连接到壳体单元。连接件1208在臂1210的方向上是细长的,并且布置为从壳体单元沿着臂的方向向后延伸。
臂1210可以配置为抵抗围绕一个或多个轴线的弯曲,并且因此可以被描述为刚性的或至少半刚性的(即半刚性的或刚性的)。在所述示例中,每个臂1210包括后部1215,后部1215包括上臂连接部1211和下臂连接部1212。臂1210可以包括织物外层并且可以刚性化为基本上刚性的。在一些示例中,臂1210可以包括覆盖在织物层(例如两侧上的织物或一侧上的织物)中的基本上刚性的部件。在一些示例中,臂的仅面向用户的一侧包括织物层。
在一些示例中,每个臂1210至少部分地由织物套筒覆盖。在一些具体示例中,每个臂1210被封装在织物套筒内。部分地或完全地覆盖臂1210可以提供臂1210与用户头部之间的舒适接触,可以是美学上令人愉悦的,可以提供舒适的感觉并且可以隐藏或保护提供给臂1210的其他部件,例如电子器件、传感器、换能器等,或沿着臂1210延伸到后部电池组或任何其他部件的布线。
定位和稳定结构1300还包括顶带部1340,所述顶带部1340构造和布置为连接在所述成对的臂1210的每个上臂连接部1211之间(例如经由顶带部1340的后腿1341)。在图7A和7B所示的示例中,除了这成对的臂1210的上臂连接部1211中的每一个之外,顶带部还连接到头戴式显示单元1200(例如经由顶带部1340的前腿1342)。顶带部1340配置为在至少部分向上的方向上向头戴式显示单元1200施加力,所述力有利地平衡头戴式显示单元1200的至少一些重量。由顶带部1340施加的力也可以沿部分向后的方向施加,这可以有利地帮助将头戴式显示单元1200保持在用户面部上。在所述示例中,顶带部1340可以大致为Y形。在其他示例中,顶带部1340仅连接在上臂连接部1211之间,而不连接到头戴式显示单元1200。在这样的示例中,顶带部1340可以覆盖使用中的用户头部的顶骨和/或额骨,并且可以是具有本文别处描述的上横向带部的任何一个或多个特征的上横向带部。
顶带部1340可包括纺织材料。在一些示例中,顶带部1340可包括织物外层和泡沫内层。顶带部1340可包括例如织物-泡沫层压材料。
如图7B所示,定位和稳定结构1300还包括枕骨带部1320,所述枕骨带部1320构造和布置为在使用中连接在臂1210的下臂连接部1212之间并接合用户头部的在用户头部的枕区上方或下方的部分。枕骨带部1320在使用中可以是张紧的,并且可以在至少部分向后的方向上向每个臂1210施加力。所述力可以通过每个臂1210传递,以将头戴式显示单元1200沿朝向用户面部的部分向后的方向拉动,这可以有利地提供接口结构1100和用户面部之间的稳定接合。枕骨带部1320可包括织物材料。在一些示例中,枕骨带部1320可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。枕骨带部1320可以包括例如织物-泡沫层压制品。
臂1210可以能够枢转地附接到显示单元壳体1205,这可以有利地允许调节头戴式显示单元1200的角度以适合用户的特定解剖结构。如图7B所示,臂1210可相对于显示单元壳体1205绕轴线1203枢转,使得显示单元壳体可相对于臂1210沿箭头1206的方向旋转。可替代地,如上所述,臂1210可以附接到显示单元壳体的横向支撑臂,并且横向支撑臂可以能够枢转地连接到壳体的其余部分(例如围绕同一轴线1203)。因此,当臂1210连接到显示单元壳体1205的横向支撑臂时,臂1210将随着横向支撑臂的枢转旋转而移动。
顶带部1340可以在单个位置连接到头戴式显示单元1200。例如单个位置可以是显示单元壳体1200上的中间位置。单个位置可以与使用中的用户头部的矢状平面对准。顶带部1340可以基本上是Y形的,在使用中连接到接近用户头部后面的两个点(臂1210的上臂连接部1211)和用户头部前面的一个点(在头戴式显示单元1200上)。
顶带部1340可以永久地连接到臂1210的上连接部1211。例如顶带部1340可以在上连接部1211处缝合、焊接(例如超声焊接)或胶合到臂1210,或者可以通过另一种方式(例如永久卡扣配合部件)永久连接。在其他示例中,顶带部1340可以例如通过磁性连接件或其他合适的连接件可移除地连接到臂1210。
顶带部1340或其一部分可的长度选择性地调节(例如具有能够由用户根据需要调节的长度,例如以实现良好配合)。当附接到头戴式显示单元1200时,顶带部1340可以穿过头戴式显示单元1200上的孔眼并且可以例如通过钩环连接而被回环并固定到自身上。然后,用户可拉动更多或更少的顶带部1340穿过孔眼,以调节顶带部1340的有效长度。或者,顶带部1340可在穿过孔眼之后回环,并可通过另一合适的连接(例如可滑动带扣)或通过附接到选择的圆顶或磁性连接点中的一者而固定到自身。圆顶可以是突起,其配置为与设置在顶带部1340的部分上的相应结构配合,所述顶带部1340的部分被回环到自身上。
如图7A和7B所示,枕骨带部1320包括在枕骨带部1320的一端处的枕骨带连接件1322,枕骨带连接件1322构造和布置为能够释放地连接到臂1210的相应的一个下连接部1212。在其他例子中,枕骨带部1320可以永久地连接到臂1210。
然而,在这个特定的例子中,枕骨带连接件1322构造和布置为磁性地连接到相应的一个下连接部1212。磁性连接件可以是特别用户友好的。枕骨带部1320也可以的长度选择性地调节(例如具有能够由用户根据需要调节的长度,例如以实现良好的配合)。枕骨带部1320可以穿过枕骨带连接件1322上的孔眼,并且可以例如通过钩环连接被回环并固定到自身上。然后,用户可通过孔眼或多或少地拉动枕骨带部1320,以调节枕骨带部1320的有效长度。或者,枕骨带部1320可在穿过孔眼之后回环,并可通过另一合适的连接固定到自身上,例如可滑动的带扣或到一系列圆顶之一的连接。
顶带部1340、臂1210和枕骨带部1320可一起形成环部分,所述环部分接合并稳定地配合在用户头部的后表面上。例如以上述方式调节枕骨带部1320的长度的能力可有利地允许用户调节环部分的有效长度/周长并实现环部分抵靠其头部的后表面的良好(例如稳定和舒适)配合。
枕骨带连接件1322和臂1210的下连接部1212之间的磁性连接和枕骨带部1320的能够选择调节的长度的组合有利地提供了设定和忘记调节和快速连接布置。用户可以调节枕骨带部1320的长度一次,然后在戴上和脱下头戴式显示系统1000期间使用磁性连接件快速连接和断开枕骨带部1320,而不必每次重新调节其长度。这可以被识别为忘记能够调节的能够释放连接,由此用户只需要进行一次调节,但是在穿上和脱下期间可以快速地从臂1210释放和重新连接枕骨带部1320。快速连接/快速断开装置还可以有利地允许具有长发的用户(例如在小发尾中)通过将枕骨带部1320连接在他们的头发下面而不是需要在带部的顶部上放置他们的头发来容易地穿上和脱下头戴式显示系统1000。
另外,或作为能够调节枕骨带部1320的替代,在一些实例中,臂1210中的一者或两者可形成为彼此能够释放地连接的两个部分。这种臂1210的两个部分可以彼此连接(例如通过磁性连接),以在头戴式显示系统1000的穿戴和脱卸期间提供快速且容易的断开和重新连接。可替代地或另外地,所述臂中的一者或两者可以能够释放地连接到头戴式显示系统1000上,以便在穿戴和脱卸过程中提供快速连接和断开,或者使得定位和稳定结构1300能够与头戴式显示单元1200分离以便进行清洁、更换、运输等。在另外的示例中,每个臂1210的两个部分可以能够移动地彼此连接。这可提供定位和稳定结构1300的尺寸调节。例如具有较大头部的用户可以调节臂1210的长度以增加定位和稳定结构1300的后部和头戴式显示单元1200之间的间隔。
在一些示例中,下连接部1212中的一个或两个可以相对于它所连接到的对应臂1210是能够移动的。即一个或两个下连接部1212可相对于相应臂1210的其余部分移动。在一些示例中,下连接部1212中的一个或两个可相对于相应臂1210的其余部分滑动。下连接部1212可以相对于头戴式显示系统1000的其他部件(例如头戴式显示单元1200、臂1210的前部或上连接部1211)在其位置上选择性地能够调节。每个下连接部1212的最佳位置可以接近耳朵而不接触耳朵,这可以帮助枕骨带部1320在低且稳定的位置接合头部,这可以帮助防止枕骨带部在使用中向上翘起。能够移动的下连接部1212可以使每个用户能够将下连接部1212定位在或接近用户特定头部形状和尺寸的最佳位置。
每个臂1210的上连接部1211和下连接部1212可以在竖直方向上彼此间隔开,使得下连接部1212比上连接部1211更接近用户头部的法兰克福平面。上连接部1211可以定位成接近用户头部的上部,并且下连接部1211可以竖直地定位成接近用户头部的眼睛高度。在一些示例中,下连接部1211配置为定位在用户头部的耳上基点的上方。
在一些示例中,下连接部1212可以在水平方向上从上连接部1211向后间隔开。在一些示例中,上连接部1211和下连接部1212可以都定位在用户头部的耳上基点的后面。
每个臂1210可以向后突出并朝向远离显示单元壳体的上方弯曲。在所示示例中,下连接部1212在上下轴线上与臂1210到显示单元壳体1205的连接部大致处于相同的水平。在一个示例中,每个臂1210在接近其与显示单元壳体1205的连接部的前部位置处可以更窄,并且(在上下轴线中)在接近上连接部1211和下连接部1212处可以更宽,以便在使用中将上连接部1211定位成接近用户头部的上部(例如接近在顶骨和额骨之间的连结部),并且在使用中将下连接部1212定位在用户头部的下部和后部(例如在使用中接近用户头部的枕骨)。在一些示例中,例如图示的示例,每个臂1210在后部方向上(例如逐渐地)加宽(例如从与冠状平面对齐的位置开始,所述冠状平面与用户头部上方的每个顶点相交)。
每个臂1210还可以向中间弯曲以遵循用户头部的形状。每个臂1210可以远离显示单元壳体1205向后突出,并且接近用户头部的后部向中间弯曲。
在一些示例中,每个臂1210可以配置为抵抗朝向上方向和下方向的弯曲,并且在一些特定示例中可以配置为允许朝向中间方向弯曲以接合用户头部的面向后的表面。有利地,这可以允许臂1210向内弯曲以在使用中缠绕或“紧抱”用户头部,用于牢固和稳定的配合。每个臂1210的横截面可具有基本上与上下方向对齐的高度,所述高度大于基本上与内侧外侧方向对齐的宽度。与由臂1210的相对较小宽度提供的在中间方向上的抗弯曲性相比,臂1210在横截面中的相对较大高度可提供在上和下方向上的较大抗弯曲性。
在一些示例中,每个臂1210的截面的高度可以在15-30mm的范围内,而截面的宽度可以在2-8mm的范围内。在一些特定示例中,高度可以是宽度的3-10倍。实际尺寸可以根据用于形成臂1210的材料的刚性和每个臂1210的特定截面形状而变化。更一般地,每个臂可以包括比朝向中间方向弯曲更大的朝向上和下方向弯曲的阻力。有利地,在上下方向上弯曲的高刚性可以允许臂1210支撑头戴式显示单元1200的一些重量,而在中间弯曲的低刚性允许臂1210符合用户头部的曲率。
在一些示例中,每个臂1210包括一个或多个铰链以便于弯曲相应的臂以符合用户头部的形状。这种铰链可以由臂1210的变薄部分形成,并且除了臂1210的非铰链部分的弯曲之外还可以起作用。
在一些示例中,当顶带部1340处于张紧状态时,例如由于头戴式显示单元1200的重量和/或用户对顶带部1340的缩短,上连接部1211被推向用户头部的表面。顶带部1340可以将上连接部1211部分地朝向用户头部的表面向中间拉动,并且在一些示例中与用户头部接合,或者如果上连接部1211已经与用户头部接触,则顶带部1340可以增大将上连接部1211拉向用户头部的力,以便提供牢固且稳定的配合。
类似地,在一些示例中,当枕骨带部1320处于张紧状态时,例如当枕骨带部1320被拉紧时,下连接部1212可被推向用户头部的表面。枕骨带部1320可以将下连接部1212部分地朝向用户头部的表面向中间拉动,并且在一些示例中与用户头部接合,或者如果下连接部1212已经与用户头部接触,则枕骨带部1320可以增加将下连接部1211抵靠用户头部拉动的力,以便提供牢固且稳定的配合。
在一些示例中,枕骨带部1320可以比图7A和7B所示的更宽(宽度是当用户佩戴头戴式显示系统1000时,由与矢状平面相交的枕骨带部1320产生的位于用户头部的矢状平面中的线或曲线的长度)。由于接合用户头部的较大表面积,较宽的枕骨带部1320可以在用户头部上提供比窄的枕骨带部1320低的压力。在一些例子中,枕骨带部1320可以在25-50mm宽的范围内,例如在30-40mm宽的范围内,例如为35mm宽。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
5.4.2环带部
图8A-9示出了头戴式显示系统的其他示例。图8A和8B示出了包括头戴式显示单元1200的头戴式显示系统1000,所述头戴式显示单元可以是如参考图7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。头戴式显示单元1200可以包括:显示单元壳体1205,其包括显示器;以及接口结构1100,其连接到显示单元壳体1205并且构造和布置为在使用中接合用户面部。
如图8A-8B所示,定位和稳定结构1300包括环带部1360。在所述示例中,环带部1360构造和布置为位于围绕用户头部的后上方区域的路径上,所述后上方区域可被称为用户头部的冠部。环带部1360可以位于用户头部的上部区域上的路径上(例如覆盖接近额骨的顶骨),用户头部的侧部和后部区域(例如覆盖接近颞骨的顶骨),以及用户头部的后部区域(例如覆盖枕骨或覆盖接近枕骨的顶骨)。
环带部1360可围绕用户头部的后上方区域,例如如图8B所示。环带部1360可以位于例如连续/稳定弯曲的路径上,而没有方向上的离散/突然变化。在一些示例中,环带部1360可以是半刚性的和/或可以配置为当头戴式显示系统1000未被用户佩戴时基本上保持使用中的形状。环带部1360可以配置为当未被用户穿戴时至少保持部分圆形形状,而不是完全松弛/松软。环带部1360,以及在一些示例中,基本上所有的定位和稳定结构1300(例如环带部1360和侧向带部1330)可以是至少足够刚性的(例如至少半刚性的)以在不使用时保持使用中的形状,并且可选地可以是足够柔性的以在单独有意的手指压力下从使用中的形状变形。
环带部1360可以是半刚性的并且由纺织品和泡沫层压材料(例如纺织品覆盖的泡沫)形成,其中泡沫与纺织品相比具有增加的刚性并且因此赋予环带部1360刚性。或者,环带部1360可具有由设置在环带部1360内部或在环带部1360的表面上的刚性件赋予的刚性。与环带部的其他材料相比,这样的刚性件可以具有增加的刚性,从而赋予环带部刚性。如本申请中其他地方所述,其他带部可设置有刚性件。在一些示例中,刚性件可以由塑料材料(例如热塑性材料)或其他合适的材料形成。在一些实例中,刚性件由海翠形成。
环带部1360可配置为抵靠用户头部的后上方区域锚固就位,使得环带部1360在使用中保持就位并且在使用中基本呈使用中形状。因为后上方区域是凸起的并且环带部1360围绕凸起表面部接合用户头部,所以当环带部1360定位和稳定结构1300的其他带部拉靠在后上方部分上时,环带部1360可以变得基本上不能够移动,从而提供环带部1360到用户头部的稳定接合。在一些示例中,环带部1360可包括少量的弹性延展性。少量的拉伸可有利地帮助环带部1360贴合地和牢固地配合到用户头部,尽管过度的拉伸可导致施加到用户头部的过大的力和/或可导致定位和稳定结构1300在使用中的不稳定性或运动。
在其他示例中,环带部1360可以是基本上不可延伸的。在一些示例中,侧向带部1330基本上不可延伸。在其他示例中,侧向带部1330可包括至少半刚性和/或基本上不可延伸的部分和弹性的其他部分(例如比半刚性/不可延伸部分相对更具弹性)。
在图8A和8B所示的示例中,环带部1360形成上横向带部1370,所述上横向带部1370构造和布置为在冠状平面处或接近冠状平面处接合用户头部的上区域,所述冠状平面与用户头部的耳上基点对准。环带部1360还包括枕骨带部1320,所述枕骨带部1320构造和布置为接合用户头部的覆盖枕骨或覆盖枕骨附近的顶骨的区域。
所述示例中的定位和稳定结构1300还包括连接到环带部1360的成对的侧向带部1330,所述对侧向带部1330构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面。侧向带部1330在使用中可以处于张紧状态,这将头戴式显示单元1200拉向用户面部,并且将环带部1360拉向用户头部的后上方区域,这使得环带部1360由于用户头部的表面在后上方区域处的凸起形状而基本上固定在适当位置。
定位和稳定结构1300可配置为当侧向带部1330处于张紧状态时部分地抵抗上横向带部1370和枕骨带部1320之间的角度变化。例如上横向带部1370和枕骨带部1320之间的连结部可形成为具有足够的刚性以抵抗上横向带部1370的路径和枕骨带部1320的接近连结部的路径之间的角度变化。这种刚性可以通过材料厚度或通过添加刚性化部件(例如刚性件)等来提供,仅作为示例。上横向带部1370和枕骨带部1320之间的连接可以是无缝的。例如上横向带部1370和枕骨带部1320可以至少在连结部整体形成(尽管可以在环带部1360周围的其他地方形成为段)。这可以帮助将侧向带部1330中的张力作为整体分布在环带部1360周围,并且可以有利地允许环带部1360抵抗由于张力从侧向带部1330传递而引起的变形和/或拉伸,并且在保持舒适的同时支撑头戴式显示单元1200的一些重量。
其中上后部绑带可相对于下后部绑带自由移动,同时高度能够调节的其他示例可依赖于直接施加在绑带下方的用户头部上的较高的力来抵消侧向侧面绑带中的张力。有利地,在图8A和8B所示的示例中的环带部1360可以以“环箍应力”的方式围绕环带部1360分布力,可以发现用户更舒适。
在图8A和8B所示的示例中,侧向带部1330支撑头戴式显示单元1200的至少一些重量,并且可以将一些重量作为整体传递到上横向带部1370和/或环带部1360。特别地,环带部1360可以通过侧向带部1330支撑头戴式显示单元1200的至少大部分重量。在一些示例中,侧向带部1330和上横向带部1370可支撑头戴式显示单元1200的重量的至少大部分。
侧向带部1330和上横向带部1370可通过将头戴式显示单元1200紧贴地拉靠在用户面部来支撑头戴式显示单元1200的重量,使得用户面部施加在头戴式显示单元1200上的静摩擦力和法向力的向上分量抵消头戴式显示单元1200的重量。另外地或可选地,作为环带部1360的一部分,通过其与上横向带部1370的连接而锚定的侧向带部1330可向头戴式显示单元1200施加部分上方指向的力以抵消头戴式显示单元1200的至少一些重量。侧向带部1330中的每个可以至少部分地向上延伸远离其与头戴式显示单元1200的相应连接部。例如侧向带部1330的后端部(例如在与环带部1360的连接位置1333处)可定位在侧向带部的前端部(例如在与头戴式显示单元或臂1210的连接点处)上方。这可导致具有竖直向上(例如向上)分量的侧向带部1330中的张力以抵消一些重量。
在一些示例中,侧向带部1330在环带部1360的最上部分与环带部1360的最下部分之间(例如基本上在其中间)连接到环带部1360。如图8G的示例所示,侧向带部1330接近但在围绕环带部1360的横向中点的上方连接。侧向带部1330可定位成不可能接触用户的耳朵,但可连接到接近用户耳朵的环带部1360。在一些具体示例中,侧向带部1330可包括设置到侧向带部1330的刚性件,所述刚性件在使用中向后延伸经过用户的耳朵,可选地延伸到枕骨带部中。下面参照图8F-8I讨论环带部1360包括上段1360a、成对的侧向段1360b和下段1360c的例子。
在一些示例中,定位和稳定结构1300包括在侧向带部1330中和在侧向段1360b的在使用中低于侧向带部1330的部分中的半刚性部分(例如包括刚性件)。定位和稳定结构1300可以包括成对的刚性件,每个刚性件在相应的侧向带部1330内延伸并且延伸到侧向段1360b的低于侧向带部1330的部分中的相应一个中。在一些示例中,侧向带部1330是半刚性的。
在参照图8F-1的示例中,侧向带部1330可包括分层布置,所述分层布置包括内(用户接触)层1353(例如织物材料)、缓冲层1358(例如泡沫、凝胶)、刚性件层1359(例如塑料、热塑性刚性件层)和外层1352(例如织物材料)。在示例中,内部和外部织物层可以是织物套筒(例如管状针织织物)。在其他示例中,可以省略缓冲层。应当理解,在此描述的层状结构可以用于在本申请的其他地方描述为刚性化的或具有刚性化的任何其他绑带部。
侧向带部1330中的每个的长度能够选择性地调节(例如具有能够由用户根据需要调节的长度,例如以实现良好的配合)。侧向带部1330中的每个可以穿过头戴式显示单元1200上的相应孔眼,并且可以例如通过钩环连接而被回环并固定到自身上。在其他示例中,包括孔眼的臂可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。然后,用户可或多或少地拉动侧向带部1330穿过孔眼,以调节侧向带部1330的有效长度。可替代地,侧向带部中的每个1330可以在穿过孔眼之后回环并且可以通过另一个合适的连接(例如可滑动带扣或到一系列圆顶之一的连接)固定到自身上。
在图8B所示的示例中,头戴式显示单元1200包括从显示单元壳体1205的相应侧向侧面向后延伸的成对的臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。可以理解的是,在本文的任何其他示出的示例中的臂1210可以形成为头戴式显示器壳体的一部分,或者可替代地,可以形成配置为附接到显示单元壳体上的定位和稳定结构的一部分。侧向带部1330各自连接到相应的一个臂1210上。在所述特定示例中,侧向带部1330各自穿过位于相应臂1210的后端附近的相应引导件1213,然后穿过臂1210的前端附近的孔眼,然后回环并固定到自身上。
臂1210可以能够枢转地附接到显示单元壳体1205,这可以有利地允许调节头戴式显示单元1200的角度以适合用户的特定解剖结构。臂1210可以是基本上刚性的。例如臂1210可以由刚性塑料材料形成。
如上所述,在一些示例中,侧向带部1330在头戴式显示单元1200上施加具有指向上的分量的力。如图8B所示,当用户佩戴头戴式显示系统1000时,侧向带部1330可在各自的连接位置1333处连接到环带部1360,所述连接位置1333从臂1210向上间隔开(例如在臂与头戴式显示单元的连接点处)。连接位置1333还可以在使用中相对于用户的眼睛向上间隔开。通过这种布置,当在使用中被拉紧时,侧向带部1330可将头戴式显示单元1200向后拉动到与用户面部接合,以及部分向上拉动以吸收头戴式显示单元1200的一些重量,这可提供舒适的配合。
在所述特定实施例中,定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340连接到上横向带部1370,并且构造和布置为例如在单个位置处连接到头戴式显示单元。顶带部1340可以在使用中与用户头部的矢状平面对准,并且可以向头戴式显示单元1200施加部分向后和部分向上的力,以在使用中拉动头戴式显示单元与用户面部接合并且支撑头戴式显示单元1200的一些重量,从而提供稳定且舒适的配合。顶带部1340可以参照图7A-7B或本文其他地方所述的方式(例如通过穿过孔眼形成环,并用钩环或其他合适的连接固定到自身上)选择性地调节长度。
在一些示例中,顶带部1340基本上是非刚性的,诸如软的、松软的等。在一些示例中,顶带部1340是半刚性的。在一些示例中,顶带部1340可以是柔性的,并且在一些示例中,顶带部可以包括比上横向带部1370、侧向带部1330和/或枕骨带部1320的刚性小的刚性。应当理解,顶带部1340是可选的。
图8E示出了类似于图8A和8B所示的头戴式显示系统1000的另一示例。在所述特定示例中,顶带部1340连接到枕骨带部1320,而不是连接到上横向带部1370。这可以沿着顶带部1340的长度更均匀地分布头戴式显示单元1200的重量,并且因此可以在用户头部的更大区域上更均匀地分布头戴式显示单元1200的重量,这可以增强舒适度。另外,顶带部1340与枕骨带部1320的连接提供了在用户头部上的较低点处的连接位置,这可以为顶带部提供更稳定的锚固,因为当来自顶带部1340的力施加到枕骨带部1320时,枕骨部处的弯曲形状可以帮助枕骨带部稳定地接合并支撑抵靠用户头部,而不是倾向于滑上或骑在用户头部上。
另一区别在于,在所述特定示例中,上横向带部1370定位成接近与用户头部的每个耳上基点对准的冠状平面,但与所述冠状平面向后间隔一小段距离。然而,上横向带部1370仍可在前后方向上与用户的耳朵对准。在所述示例中,上横向带部1370、枕骨带部1320和侧向带部1330可以一体形成。上横向带部1370和枕骨带部1320形成环带部1360。环带部1360可以是半刚性的。环带部1360可以配置为当头戴式显示系统1000未被用户佩戴时基本上保持使用中的形状。
环带部1360可以是半刚性的并且由纺织品和泡沫层压材料(例如纺织品覆盖的泡沫)形成,其中泡沫与纺织品相比具有增加的刚性并且因此赋予环带部1360刚性。或者,环带部1360可具有由设置在环带部1360内部或在环带部1360的表面上的刚性件赋予的刚性。与环带部的其他材料相比,这样的刚性件可以具有增加的刚性,从而赋予环带部刚性。在一些示例中,刚性件可以由塑料材料(例如热塑性材料)形成。在一些实例中,刚性件由海翠形成。
在一些示例中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。
图8F-8H示出了具有与图8A和8B所示的定位和稳定结构1300类似的部件的定位和稳定结构1300的另一示例。例如定位和稳定结构1300包括侧向带部1330、包括上横向带部1370和枕骨带部1320的环带部1360,以及顶带部1340。所述部件可以如参考图8A-8B所描述的那样,并且可以以相同的方式起作用。
在图8F-8H中,示出了定位和稳定结构1300,其中头戴式显示单元1200的臂1210附接到侧向带部1330。在其他示例中,臂1210可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。臂1210在图8M中单独示出。每个臂1210可以包括一个或多个引导件1213a、1213b,所述引导件配置为引导或至少帮助将对应的侧向带部1330固位在位。参见图8M、臂1210可以各自包括后部引导件1213a和前部引导件1213b。侧向带部中的每个1330可以穿过后部引导件1213a,然后穿过前部引导件1213b,然后回环并固定到自身上,例如通过钩环连接。侧向带部中的每个1330的端部可包括断环材料,所述断环材料配置为与侧向带部1330的非面向用户侧形成钩环连接。断裂环材料可粘附或焊接到侧向带部1330中的每个的端部。为了调节侧向带部1330的有效长度(例如通过使臂1210更接近或更远离环带部1360),侧向带部中的每个1330的更多或更少的部分可以在其回环并固定到自身之前被拉动穿过引导件1213。
在示例中,每个臂可以由塑料材料(例如聚碳酸酯或ABS)或任何其他合适的材料形成。
在图8F-8H所示的示例中,臂1210可以具有足够的长度以便于头戴式显示系统的稳定性并且有效地将头戴式显示单元1200的一些重量传递到环带部1360。臂1210从其在头戴式显示单元1200上的连接点向后延伸到接近和/或在头戴式显示单元1200和接口结构1100的最后部分之后的位置(见图8C和8E的类似布置中的臂1210)。
另外,在所述具体示例中,臂1210各自包括上述的后引导件1213a,所述后引导件定位在臂1210的末端附近。所述特征保持环带部1360与臂1210的端部之间的侧向带部1330的长度(例如枢转臂长度)较短,使得头戴式显示单元的重量传递到环带部1360。刚性的臂1210有助于将头戴式显示单元1200的重量传递到环带部1360。这可以有利地提供稳定的配合,尤其是在头戴式显示系统1000的有力使用期间。
不同的带部可以具有不同的宽度。在图8F-8H和8I所示的例子中,横向于枕骨带部1320的长度测量的枕骨带部1320的宽度大于横向于上横向带部1370的长度测量的上横向带部1370的宽度。枕骨带部1320中的较大宽度导致作用在用户头部上的力施加在较大的表面区域上,并因此导致施加在用户头部上的压力较小。在枕骨带部1320具有比上横向带部1370更大的宽度的例子中,枕骨带部1320可以具有比上横向带部1370更低的压力/力比。在一些示例中,枕骨带部1320的宽度可以在30mm-50mm的范围内,例如35-45mm,例如37-42mm,例如38mm。在一些示例中,上横向带部1370的宽度可以在20-40mm的范围内,例如25-35mm,例如28-33mm,例如31mm。
不同的带部可以具有不同的厚度。在图8F-8H所示的示例中,环带部1360的厚度大于侧向带部1330的厚度。在所述特定示例中,环带部1360的厚度大于顶带部1340的厚度。在一些示例中,环带部1360的厚度可以在6-10mm的范围内,例如7-9mm,诸如8mm。侧向带部1330和顶带部1340中的任一个或每一个的厚度可以在2-6mm的范围内,例如3-5mm,例如4mm。在其他示例中,顶带部1340可以具有2-4mm范围内的厚度,例如2.5-3mm,例如2.7mm。
因此,图8G-8H所示的示例中的定位和稳定结构1300包括具有大厚度和宽度的绑带部,这可以有利地提供高舒适度和/或可以为绑带部内的部件提供空间,部件例如电子器件、传感器、换能器、电缆、电池、刚性件、配重等。绑带部可由多个层形成,例如形成层压结构。大厚度还有助于环带部1360保持其形状。虽然环带部1360和侧向带部1330的长度可以不是特别地可延伸的,并且虽然环带部1360可以是足够刚性的,使得它在不使用时保持其形状,但是定位和稳定结构1300可以是足够柔性的,使得在一些具体示例中,它能够由用户穿戴而不将任何带部与其他带部或头戴式显示单元1200断开连接。例如具有如图8A-8B或图8F-8H所示的定位和稳定结构1300的头戴式显示系统1000能够由用户通过在他们的头上拉动和/或拉伸它来佩戴,例如以他们将放在棒球帽上的相同方式。
图8K和8L示出了两个示例环带部1360的横截面。所述横截面可替代地应用于其他绑带部,例如侧向带部1330或顶带部1340,或本文所揭示的定位和稳定结构1300的实例的任何其他绑带部。
在图8K的示例中,环带部1360包括内层1360(2),其可以提供带的大部分或基本上全部厚度,并且其可以由泡沫、间隔织物等形成。所述内层可以被面向用户层1360(1)和非面向用户层1360(3)覆盖,所述面向用户层配置为接合所述用户头部,所述非面向用户层配置为背离所述用户头部。例如所述层可以由纺织材料形成。面向用户层和非面向用户层可以在边缘处焊接(例如RF或超声)以封装内层。在一个实例中,绑带的总厚度为8mm。
在图8L的示例中,环带部1360包括在边缘处接合的两个层压件。每个层压件可以采取图8K中所示的层压件的形式,但是具有整个绑带的一半宽度(例如每个层压件可以具有4mm的厚度以产生具有8mm厚度的环带部1360。在一些示例中,形成带部的两个层压件中的每一个可包括由泡沫、间隔织物等形成的内层1360(2),并且可包括相对于带面向外的单个外层。例如一个叠层可以包括单个面向用户层1360(1)和内层1360(2)。另一个叠层可以包括单个非面向用户层1360(3)和内层1360(2)。例如面向用户层和非面向用户层可以由纺织材料形成。两个层压件可以在边缘处接合(例如通过焊接),但可以不在中间接合,留下空间1360(4)用于要提供的电缆、电子器件、刚性件或任何其他合适和期望的部件。在一些示例中,可以在形成定位和稳定结构1300的带部的两层之间提供扁平电缆,例如带状电缆或具有扁平截面的电缆。
在一些示例中,整个定位和稳定结构1300由可机器洗涤的部件形成,使得定位和稳定结构1300可以与头戴式显示单元1200分离并且在洗涤机中洗涤,或至少容易地手洗而没有损坏电子部件或不能耐受水的部件的风险。这可以提供卫生的定位和稳定结构1300。如图8A-8H所示的各种示例中所示的环带部1360的另一优点在于,环带部1360为用户的毛发(例如小圆髻、短发或长发)提供大的开口。定位和稳定结构1300可以是足够柔性的,以便在穿戴/设置过程中舒适地在小圆髻或马尾松上弯曲和/或伸展,并且然后可以接合用户头部而不干扰小圆髻、马尾、长发或其他头发特征。
在本技术的一些示例中,环带部1360包括多个单独形成并连接在一起以形成环带部1360的段。所述段可以或可以不直接对应于上横向带部1370和枕骨带部1320。在一些示例中,环带部1360可包括两段。在其他示例中,环带部1360可包括三段、四段、五段、六段、七段或更多段。
如图8F-8H和8I所示,在所述特定示例中,环带部包括上段1360a、成对的侧向段1360b和下段1360c。顶带部1340可以从上段1360a延伸,并且侧向带部1330可以从相应的侧向段1360b延伸。图8I示出了扁平形式的定位和稳定结构1300,其中枕骨带部1320分成两部分,示出了各个部分和关节位置(但没有示出实际的关节,例如没有示出缝合)。在一些示例中,下段1360c包括比侧向段1360b和/或上段1360a更大的弹性(例如更小的延伸刚性)。在其他示例中,上段1360a包括比下段1360c和/或侧向段1360b更大的弹性。在另外的示例中,侧向段1360b包括比上段1360a和/或下段1360c更大的弹性。
在一些示例中,环带部1360包括附接到其上的配重。在环带部1360包括下段1360c的一些特定示例中,下段1360c可以包括或形成配重,例如通过添加用于重量的附加材料或通过将附加部件安装到其上,附加部件例如电池组。对下部1360c提供配重有利地使配重能够定位在用户颈部附近。提供接近用户头部的竖直旋转轴线的配重,例如在颈部处而不是在用户头部的圆形后表面的最后位置处,可以限制配重增加到头戴式显示系统1000的惯性矩的增加,因为配重接近旋转轴线定位。低惯性矩在使用中用户头部的剧烈运动期间可能是有利的。在一些示例中,头戴式显示系统1000可以包括两个配重。这两个配重可以被提供给枕骨带部1320,但是可以跨过矢状平面对称地间隔开。在一些示例中,这两个配重可以被提供给所述侧向段1360b的对应的下端,例如接近下部段1360c。在这种布置中,枕骨带部1320可包括接近矢状平面的弹性。
有利地,将环带部1360形成为段可以为环带部1360提供一定量的柔性以符合用户头部的形状,因为段之间的接头可以用作铰链。环带部1360可以以其他方式形成为稍微刚性的,当不被用户穿上时自身基本上支撑为使用中的形状。所述段之间的接头还可以有利地提供冷却效果。所述段之间的接头,以及任选地所述段与其他绑带部(例如顶带部1340和/或侧向带部1330)之间的接头可以是缝合的、焊接的、胶合的或类似的。在图8F-8H所示的例子中,段和带部缝合在一起。
此外,在所述特定示例中,可围绕顶带部1340和环带部1360之间的接头以及围绕侧向带部1330和环带部1360之间的每个接头形成铰链1361。图8J示出了接近侧向带部1330的铰链1361的详细视图。所述示例中的铰链1361通过焊接操作产生,所述焊接操作加热并收缩接头附近的带。每个铰链1361可在接近与侧向带部1330和顶带部1340中的相应一个的连结部为环带部1360提供额外的柔性。铰链1361可特别有利地接近侧向带部1330,因为侧向带部1330可能需要适应相对复杂的几何形状变化以在臂1210和环带部1340之间连接。而且,连接侧向带部1360的铰链可通过允许侧向带部相对于环带部枢转以调节到用户头部的尺寸而有助于在装配不同头部尺寸时的定位和稳定结构。铰链1361还可以帮助顶带部1340适应几何形状的变化,尽管在其他示例中,顶带部1340附近可以没有铰链。
在图8K或8L的例子中,或者在环带部1360包括织物外层的任何其他例子中,织物可以通过针织形成。环带部1360可包括具有缝合的织物外层,所述缝合基本上不允许邻近侧向带部1330的弹性延伸(例如拉伸),但允许在环带部1360周围的其他位置处(例如在上和/或下位置处)的至少一些弹性延伸。织物材料可以是尼龙、聚酯或任何其他合适的材料。
在一些示例中,环带部1360的侧向段1360b可以包括具有基本上不允许拉伸的缝合的一个或多个织物层。然而,上段1360a和/或下段1360c可以包括允许至少一些弹性延伸的一个或多个织物层。在一些示例中,整个环带部1360包括一个或多个织物层,所述织物层形成有允许在一个方向上拉伸但不允许在垂直方向上拉伸的缝线。在这样的示例中,缝合可被对齐,使得可拉伸方向在邻近侧向带部1330处基本上垂直于环带部1360的长度对齐,但在围绕环带部1360的上部和/或下部位置处基本上平行于环带部1360的长度对齐,以允许在环带部1360中拉伸,但不邻近侧向带部1330,这可有利地促进稳定配合。
在其他示例中,整个环带部1360可以形成为单个段,例如单件,整体构造。
图8C和8D示出了类似于图8A和8B所示的头戴式显示系统1000的其他示例。在所述例子中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。缺少顶带部1340可提供以下优点:定位和稳定结构1300可更容易和/或更舒适地供具有大量毛发的用户使用和/或可较少干扰用户的毛发。另一个区别在于,在所述示例中,环带部1360在使用中在与用户头部的矢状平面相交的位置(例如上方和中间位置)处在上横向带部1370中比在环带部1360周围的其他位置(例如外侧位置或后方和中间位置)处更宽。
例如上横向带部1370在与矢状平面相交的位置处比在上横向带部1370的侧向部分处包括更大的宽度,并且比在枕骨带部1320处包括更大的宽度。上横向带部1370比环带部1360的其他部分宽的程度可以变化。图8C示出了一个例子,其中上横向带部1370在接近径向平面处特别宽,而图8D示出了一个例子,其中上横向带部1370比环带部1360的其他部分宽度更小但仍然更宽。如图8C和8D所示,环带部1360可具有朝向上横向带部1370逐渐增加的宽度(例如宽度可从枕骨带部1320到上横向带部1370逐渐增加)。
在图8C和8D所示的两个示例中,头戴式显示单元1200包括从显示单元壳体1205向后突出的臂1210,并且定位和稳定结构1300包括连接到臂1210的侧向带部1330。在其他示例中,臂1210可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。在图8C所示的示例中,侧向带部1330沿其长度从环带部1360朝向臂1210减小宽度。这产生了相对较宽并因此与环带部更稳定的连接区域。在图8D所示的示例中,侧向带部1330具有基本恒定的宽度。在图8D所示的示例中,侧向带部1330远离臂1210向上弯曲,以在使用中在高于臂1210的位置处连接到环带部1360。侧向带部1330可以参照图8A-8B或本文其他地方所述的方式选择性地调节长度。
在其他示例中,图8C和8D中所示的定位和稳定结构1300可包括顶带部1340,例如基本上如参考图8A-8B或本文其他地方所述。
图8C和8D中的环带部1360可以是半刚性的和/或配置为在未被用户佩戴时基本上保持使用中的形状,并且可以是例如参照图8A-8B或8E所描述的。
图9示出了类似于图8C和8D所示的定位和稳定结构1300的另一示例。在所述示例中,与诸如接近枕骨带部1320的侧向位置相比,环带部1360在接近用户头部的矢状平面(例如在中间位置)的上横向带部1370中包括更大的宽度。上横向带部1370包括前边缘和后边缘。在所述特定示例中,前边缘比后边缘更弯曲,以在沿上横向带部1370的中间位置处形成更大的宽度。前边缘在横向到中间方向上向前弯曲。更具体地,前边缘首先沿着从外侧到内侧的方向向前弯曲,然后在接近用户头部的矢状平面处朝向内侧方向向后弯曲,以形成圆形的前边缘。因此,从相对更多的侧向部分,前边缘朝向上横向带部1370的中间部分向前弯曲。以此方式,配置为至少在邻近用户头部的矢状平面处接合的上横向带部的中间部分可形成上横向带部的最前部。在另外的示例中,上横向带部1370可再次在邻近侧向带部1330处向前弯曲,以在与侧向带部的连接区域处形成更宽的绑带。后边缘可以基本上不向前或向后弯曲。前边缘和后边缘之间的曲率差异可形成上横向带部1370的较宽中间部分。
在一些例子中,例如图8A-9所示的例子,上横向带部1370和枕骨带部1320一体形成。例如在一些示例中,环带部1360可包括形成上横向带部1370和枕骨带部1320的无缝带。侧向带部1330和/或顶带部1340然后可通过缝合、焊接(例如超声焊接)、胶合或通过其他合适的连接方式附接到环带部。
图9中的环带部1360可以是半刚性的和/或配置为在未被用户佩戴时基本上保持使用中的形状,并且可以是例如参考图8A-8B或8E所描述的。
图8A-9所示的定位和稳定结构1300中的各种绑带部,例如侧向带部1330、顶带部1340、环带部1360(例如上横向带部1370和枕骨带部)可各自包括织物材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他实例中,可在侧向带部1330和/或环带部1360上添加刚性件以提供额外的稳定性。
5.4.3绑带部
图10A和10B示出了各自包括头戴式显示单元1200的头戴式显示系统1000,所述头戴式显示单元可以是如参考图7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。头戴式显示单元1200可以包括:显示单元壳体1205,其包括显示器;以及接口结构1100,其连接到显示单元壳体1205并且构造和布置为在使用中接合用户面部。
如图10A-10B所示,所述例子中的每个例子中的定位和稳定结构1300包括绑带部1380。在所述例子的每一个中,绑带部1380构造和布置为在使用中环绕用户头部,并接合用户头部的覆盖额骨的区域,并接合用户头部的覆盖枕骨或位于枕骨下方的区域。绑带部1380接合用户头部并提供其他绑带部所连接的锚固件。
在图10A-10B所示的示例中,定位和稳定结构1300包括成对的侧向带部1330,所述对侧向带部1330在使用中在用户头部的相应侧向侧面处连接到绑带部1380,并且构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面。侧向带部1330在使用中可以处于张紧状态,以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部接合。相对不能够移动的绑带部1380提供锚固件,侧向带部1330可从所述锚固件朝向用户面部拉动头戴式显示单元1200。
定位和稳定结构1300可以还包括调节机构,所述调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节绑带部1380的长度。绑带部可具有成对的连接到调节机构的相应侧的端部。绑带部可被认为具有两个相对的部分,每个部分在用户头部的相对侧上延伸并在两个位置(一个位置在用户头部的后部,一个位置在用户头部的前部)与矢状平面相交。所述调节机构可以配置为同时并且相等地调节所述绑带部的两个段的有效长度,这样使得当所述绑带部的长度被调节时,所述头戴式显示单元保持适当对齐以便观看。
例如如图10A-10B中的每一个所示,调节机构包括刻度盘调节机构1390,刻度盘调节机构1390包括刻度盘1392,刻度盘1392在转动时调节绑带部1380的长度。刻度盘1392例如可以是棘轮刻度盘。如图所示,刻度盘1392设置在用户头部覆盖或位于枕骨下方的区域中的绑带部1380上。更具体地,刻度盘1392与使用中的用户头部的矢状平面对准(例如相对于使用中的用户头部居中)。在其他示例中,刻度盘1392可以设置在其他地方,例如在用户头部的侧部。
在一个示例中,如图10B-1所示,刻度盘调节机构1390可以包括齿条和小齿轮组件1601。刻度盘1392可以包括小齿轮1602,所述小齿轮与连接到绑带部1380上(例如在绑带部1380内)的齿条或成对的齿条啮合,这样使得刻度盘1392的旋转致使所述齿条被拉在一起或被推开以调节绑带部1380的有效长度。
在图10B-1所示的示例中,绑带部180可包括具有从其延伸的齿条1604的第一端部1380(1)和第二端部1380(2)。例如如本领域技术人员将理解的,一齿条1604可以从第一端部1380(1)的上部延伸并且另一个齿条1604可以从第二端部1380(2)的下部延伸。小齿轮1602可以布置为与第一端部和第二端部两者的齿条1604啮合,这样使得小齿轮的旋转(经由刻度盘1392)将致使绑带部的端部被朝向彼此拉动(例如以重叠的方式)或被推开以调节绑带部1380的有效长度。当刻度盘被旋转时,对于绑带部的两个端部1380(1)、1380(2),长度调节可以是相等的,使得头戴式显示单元保持适当的对准以便用户观看。
在其他示例中,刻度盘1392连接到一个或多个电线、电缆或类似物,所述电线、电缆或类似物连接到绑带部1380上的点。电线或电缆可以缠绕在连接到刻度盘1392的卷轴上,使得刻度盘1392的旋转使得或多或少的电线或电缆缠绕在卷轴上,从而调节绑带部1380的有效长度。这里讨论的刻度盘调节机构可应用于本申请的任何其他示例中的刻度盘调节机构。
在其他示例中,调节机构不包括刻度盘,而是包括另一合适的机构,例如钩环连接、磁性连接件、多个圆顶之间的连接和/或能够调节的带扣等。
绑带部1380可以在用户头部的位于枕骨之上或之下的区域处至少部分地刚性化(例如至少半刚性化)。这可提供围绕用户头部后部的稳定配合。所述绑带部1380可以包括在所述绑带部1380的外层内的内部刚性件,或者可以包括外部刚性件,例如被提供给所述绑带的非面向用户侧。在另外的示例中,整个绑带部1380以这种方式刚性化。
在图10A-10B所示的示例中,定位和稳定结构1300包括连接到绑带部1380的前额衬垫1395,所述绑带部1380构造和布置为接合用户的前额。前额衬垫1395可以包括例如由泡沫、硅树脂、凝胶等形成的衬垫,并且可以提供绑带部1380与用户前额的舒适接合。
所示示例中的定位和稳定结构1300包括顶带部1340,所述顶带部1340接近用户的前额连接到绑带部1380,并且构造和布置为连接到头戴式显示单元1200。顶带部1340可以构造和布置为例如在单个位置处连接到头戴式显示单元1200。顶带部1340可以在使用中与用户头部的矢状平面对准,并且可以向头戴式显示单元1200施加部分向后和部分向上的力,以便在使用中将其拉成与用户面部接合并且支撑头戴式显示单元1200的一些重量,从而提供稳定且舒适的配合。顶带部1340可以参照图7A-7B或本文其他地方所述的方式(例如通过穿过孔眼形成环,并用钩环或其他合适的连接固定到自身上)选择性地调节长度。
在一些示例中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。
在图10A-10B所示的示例中的头戴式显示单元1200包括设置在头戴式显示单元1200的相应侧向侧面上的成对的臂1210,并且侧向带部1330附接到臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。臂1210、它们到头戴式显示单元1200的连接以及侧向带部1330到臂1210的附接可以如参考图8A-8B所描述的。
图10B所示实例中的定位和稳定结构1300还包括顶骨带部1310,顶骨带部1310构造和布置为接合用户头部的覆盖顶骨的区域。顶骨带部接近侧向带部1330连接到绑带部,并以与绑带部1380的枕骨部分间隔开的关系围绕用户头部的后部延伸。顶骨带部1310和绑带部的枕骨部分一起工作,在相对较高和较低的间隔位置处与头部后部的形状一致,从而提供与用户头部的稳定接合。顶骨带部1310和绑带部的枕骨部分各自起到帮助稳定另一个的作用,使得当两个带部都存在时,任一个带部在使用中将在上/下方向上滑动的可能性较小。顶骨带部1310可以是弹性可伸展的,以便为一定范围的用户提供稳定和舒适的配合。在一些示例中,顶骨带部1310可由用户选择性地调节。
在一些实施例中,例如图10A所示的实施例,绑带部1380的前部(例如前额部分1387)和后部(例如枕骨部分1320)整体形成。例如除了调节机构处的任何关节之外,绑带部1380可包括环绕用户头部并包括前额部分和枕骨带部的无缝带。侧向带部1330和/或顶带部1340然后可通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶合或通过另一合适的连接方式附接到绑带部。在图10A的示例中,侧向带部1330也与绑带部1380一体地形成。在图10B的示例中,侧向带部1330、顶骨带部1310和绑带部1380的后部/枕骨部分一体地形成,并且绑带部1380的前部/前额部分通过缝合、焊接、胶粘或其他合适的连接方式附接。
图10A和10B所示的定位和稳定结构1300中的各种带部,例如绑带部1380、侧向带部1330、顶带部1340和顶骨带部1310可各包括织物材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可在侧向带部1330、顶骨带部1310和/或绑带部1380的前部增加刚性件以提供额外的稳定性。
5.4.4到头戴式显示单元的能够枢转的连接
图11A-11B示出了头戴式显示系统1000的其他示例。所述实施例的定位和稳定结构1300类似于参考图10A和10B描述的那些。例如图11A-11B所示的每个例子中的定位和稳定结构1300包括绑带部1380,所述绑带部构造和布置为在使用中环绕用户头部,并接合用户头部的覆盖额骨的区域,并接合用户头部的覆盖枕骨或位于枕骨下方的区域。绑带部1380可形成枕骨带部1320,枕骨带部1320配置为接合枕骨上或枕骨下的区域。绑带部1380可以在使用中紧密地配合在用户头部周围。定位和稳定结构1300还包括类似于图10B所示实例的顶骨带部1310。将不再重复与图10A和10B中所示的实例共享的许多特征,且以下揭示内容将集中于差异。
绑带部1380可以包括织物外层,例如织物套筒的形式,其可以是针织的。绑带部1380还可包括或用作刚性件。例如绑带部1380可以包括刚性件层,或配置为抵抗绑带部1380的变形的刚性件构件。在一些实例中,刚性件层或构件可以由热塑性弹性体形成,例如海翠。刚性件可以在织物套筒的内部。在一个示例中,绑带部1380包括带织物套筒的海翠刚性件。绑带部1380可以是部分柔性的,以符合用户头部的形状。
在图11A和11B所示的示例中,头戴式显示单元1200在成对的枢转连接1381处能够枢转地附接到绑带部1380,以使得头戴式显示单元1200能够在使用中绕与用户头部的矢状平面垂直对齐的轴线枢转。在一些示例中,头戴式显示单元1200可以配置为枢转以便调节其相对于定位和稳定结构1300的角度,从而提供与特定用户头部大小和形状的良好配合。在一些示例中,头戴式显示单元1200可以附加地或替代地配置为在观看位置与非观看位置之间枢转,在观看位置中头戴式显示单元1200定位在用户的眼睛上方,在非观看位置中头戴式显示单元1200定位在用户的额骨上方。有利地,这可以允许用户将头戴式显示单元1200“向上翻转”远离他们的眼睛,以便观看他们的真实世界环境、休息一下等,而不完全脱掉头戴式显示系统1000。
如图11A-11B所示,枢转连接1381在使用中可以位于接近用户头部的中冠状平面。在图11A所示的示例中,绑带部1380包括成对的槽1383(例如线性槽),并且枢转连接1381位于槽1383内。槽1383可以允许枢转连接1381相对于绑带部1380移动。枢转连接1381的运动可以是在前-后方向上(例如前上-后下方向)。这可以有利地提供头戴式显示单元1200相对于定位和稳定结构1300的位置和/或角度的进一步可调节性。
在特定示例中,枢转连接1381可使头戴式显示单元1200在枢转期间至少部分地向前移动。如在图11A-1中可以看到的,这可以促进头戴式显示单元1200从观看位置到非观看位置的移动,因为当移动到非观看位置时,头戴式显示单元可能需要头戴式显示单元1200的向前移动的量来清理用户的前额和/或绑带部的前额部分1387。头戴式显示单元1200能够“向上和远离”用户的眼睛区域移动。枢转连接1381可以一起滑动,使得头戴式显示单元1200绕其枢转的轴线保持垂直于用户头部的矢状平面。在头戴式显示单元1200从观看位置(图11A)枢转到非观看位置(图11A-1)的过程中,枢转连接1381可以在槽1383内至少部分地向前移动。枢转连接1381可以在例如沿着绑带部1380的长度的方向上滑动,所述方向可以是部分向前和部分向上的方向。
在非观看位置,头戴式显示单元1200可以定位在绑带部的前额部分1387上方,如图11A-1所示,或者可选地,头戴式显示器可以进一步向上旋转,使得头戴式显示器的至少大部分高于前额部分1387。在其他示例中,槽1383可以是弯曲的(例如在向前方向上向上弯曲)以便于移动到非观看位置。向上弯曲的槽可允许头戴式显示单元在枢转连接1381处以较少旋转(或不旋转)移动到非观看位置。
枢转连接1381可以由用户锁定。在一些示例中,枢转连接1381允许头戴式显示单元1200围绕枢转连接1381旋转通过连续范围。或者,枢转连接1381可提供头戴式显示单元1200的分度旋转,借此用户能够在枢转连接1381支撑头戴式显示单元1200的两个或两个以上位置之间旋转头戴式显示单元1200,且在用户不强迫头戴式显示单元1200旋转的情况下防止头戴式显示单元1200旋转。通过抵抗由头戴式显示单元1200的重量在枢转连接1381处产生的力矩,可锁定的枢转连接1381或在使用期间抵抗头戴式显示单元1200的旋转的枢转连接1381可有利地支撑头戴式显示单元1200的一些重量,从而将所述力矩作为整体传递到定位和稳定结构1300。这可以有利地减少头戴式显示单元1200的感知重量,或者至少使头戴式显示系统1000感觉比枢转连接1381没有锁定或至少部分地抵抗旋转时更平衡。
在图11A和11B所示的示例中,头戴式显示单元1200包括将头戴式显示单元1200连接到绑带部1280的成对的臂1200。头戴式显示单元1200可以包括包含显示器的显示单元壳体1205。臂1210可以将显示单元壳体1205连接到绑带部1280。臂1210可以刚性地连接到显示单元壳体1205。在图11A-11B所示的例子中,臂1210形成显示单元壳体1205的一部分。然而,在其他示例中,臂1210可以形成定位和稳定结构1300的一部分并且配置为可移除地附接到显示单元壳体。
在图11A和11B所示的示例中,臂1210在枢转连接1381处能够枢转地连接到绑带部1380。枢转连接1381可允许臂1210各自围绕与两个枢转连接1381对准的轴线(其可在使用中垂直于用户头部的矢状平面对准)旋转。在所述示例中,臂1210在上下方向上是宽的,并且形成侧屏蔽件,所述侧屏蔽件配置为减小接口结构1100的侧向周边处的任何漏光的影响。这可以有利地帮助保护用户的眼睛免受其周边视觉中不期望的环境光的影响,从而允许在由显示器提供的内容中进行更大的沉浸。
定位和稳定结构1300可包括前额衬垫1395,所述前额衬垫1395连接到绑带部1380并配置为接合用户的前额。前额衬垫1395可以包括由织物材料形成的接触用户头部的外层。在一些示例中,前额衬垫1395可以包括泡沫、凝胶、弹性体(例如硅树脂或TPE)和/或织物衬垫。前额衬垫1395或其至少一个面部接触层可以是透气的并且可以是低型面的。
如图11A和11B所示,定位和稳定结构1300可包括顶骨带部1310,所述顶骨带部1310配置为在使用中在覆盖用户头部顶骨的区域处接合用户头部。顶骨带部1310可以在绑带部1380的侧部之间延伸,例如在覆盖用户头部的颞骨的位置之间延伸。顶骨带部1310可以是基本上不可延伸的或者可以具有低延展性以允许在提供支撑的同时进行滑动配合。顶骨带部1310可由纺织材料形成,例如管状针织纺织材料。在一些示例中,顶骨带部1310包括成对的接近绑带部1380的能够弹性延伸的侧向部分和比能够弹性延伸的侧向部分更少地延伸的后部。顶骨带部1310和枕骨带部1320之间的间隔关系可以帮助稳定定位和稳定结构,如前所述。
顶骨带部1310可以在与枢转连接1381向前间隔开的位置处连接到绑带部1380,如图11A所示。这种布置可以使得顶骨带部1310中的张力能够在与由头戴式显示单元1200的重量产生的力矩相反的方向上围绕枢转连接1381产生力矩,这可以帮助支撑头戴式显示单元1200,并且这可以有利地提供使用中的舒适度。可替代地,在图11B所示的示例中,顶骨带部1310基本上在枢转连接1381的位置处连接到绑带部1380。
头戴式显示系统1000还包括用于为头戴式显示系统1000供电的一个或多个电池组1500。如图11A所示,头戴式显示系统1000包括连接到枕骨带部1320的电池组1500。如图11B所示,头戴式显示系统1000包括连接到枕骨带部1320的成对的电池组1500,一个电池组位于刻度盘1392的每个侧面上。将电池组1500定位在枕骨带部1320上的用户头部的后部可以帮助平衡头戴式显示系统1200的重量。枕骨带部1320和/或电池组1500可以接合用户头部上的枕骨标志。电力电缆可以从电池组1500集成到绑带部1380中或者可以沿着绑带部1380延伸并且连接到头戴式显示单元1200。
绑带部1380可以是长度能够调节的并且可以包括刻度盘调节机构1390,所述刻度盘调节机构包括能够旋转刻度盘1392。刻度盘调节机构1390可以配置为当刻度盘1392旋转时引起绑带部1380的长度改变。刻度盘调节机构1390可以如本文其他地方所述,并且可以设置在例如绑带部1380的枕骨带部1320中。在使用中,刻度盘1392可以定位在用户头部的矢状平面附近(例如与矢状平面相交)。
头戴式显示单元1200包括图11A和11B中可见的接口结构1100。在所述示例中,头戴式显示单元1200和接口结构1100配置为紧凑和低型面。接口结构1100可以接合用户面部,例如围绕用户的眼睛区域的外围并且在用户的鼻子的脊上,部分地支撑头戴式显示单元1200并且在使用中阻挡环境光到达用户的眼睛(例如提供光密封)。在所述例子中,接口结构1100包括泡沫层压材料。泡沫层压材料可以是热成型的。接口结构1100还可包括鼻脊支撑部,其配置为在使用中接合用户的鼻脊。接口结构1100还可包括透气织物表面。
在一些示例中,接口结构1100可以包括由3D织物形成的面部连结部分,一些用户可以认为所述面部连结部分特别舒适。可替换地,接口结构1100可以由硅树脂和泡沫的组合形成,例如封装泡沫衬垫的硅树脂凸缘,由于泡沫的可压缩性和顺应性,其可以提供用户解剖结构的大的变化。在另外的示例中,接口结构1100可以仅由硅树脂形成,例如卷曲的硅树脂凸缘。硅酮表面可能特别容易清洁。在每种情况下,接口结构1100可以在围绕用户眼睛区域的周边的不同位置处包括由材料厚度和/或几何形状的变化提供的变化的特性。
在一些例子中,例如图11A和11B所示的例子,绑带部1380的前部(例如前额部分1387)和后部(例如枕骨部分1320)整体形成。例如绑带部1380可以包括环绕用户头部的无缝带,并且除了调节机构处的任何接头,其包括前额部分1387和枕骨带部1320。顶骨带部1310然后可以通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶合或通过另一种合适的连接方式附接到绑带部1380。
图11A或11B所示的定位和稳定结构1300中的各种绑带部,例如绑带部1380和顶骨带部1310,每个都可以包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。绑带部1380还可以包括刚性件,所述刚性件配置为使得绑带部1380是半刚性的或当不在用户头部上时保持基本上使用中的形状。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可以将刚性件添加到侧绑带部1330、顶骨带部1310和/或绑带部1380的前部和/或后部,以提供额外的稳定性。
5.4.5绑带部和枕骨带部
图12A-12K示出了头戴式显示系统的其他示例。图12A示出了包括绑带部1380的头戴式显示系统1000的另一示例。在所述示例中,定位和稳定结构1300包括成对的侧向带部1330,所述成对的侧向带部1330构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面,并且在用户头部的后部彼此连接以形成部分地围绕用户头部的绑带部1380。在所述示例中,绑带部1380处于张紧状态以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部接合。
绑带部1380可以在使用中接合用户头部的覆盖顶骨的区域,并且在一些具体示例中可以在用户头部的覆盖顶骨的区域处是半刚性的。这可以提供定位和稳定结构1300的舒适和稳定的配合。在一些示例中,整个绑带部1380可以是半刚性的。
在其他示例中,整个绑带部1380和/或枕骨带部1320可以是至少半刚性的(例如具有一些半刚性部分和一些刚性部分)。当至少绑带部刚性化时,侧向带部1330不弹性地拉动头戴式显示单元1200与用户面部接合。相反,头戴式显示系统更像能够调节头盔,其中显示单元的重量更均匀地分布在头戴式显示系统1000上。刻度盘调节机构1390和顶带部1340可被调节以使装置适合特定用户头部尺寸。绑带部1380和枕骨带部可设置有衬垫层(例如泡沫或凝胶衬垫),以实现贴合和稳定但舒适的配合。在其他示例中,顶带部也可设有缓冲层。这种布置可以为用户提供不同的感觉,因为所述布置较少依赖于绑带中的张力来提供贴合配合。相反,调节刻度盘调节机构和顶带部以将定位和稳定结构设定为基本上固定的尺寸,而用户头部与接口结构1100中的衬垫以及沿着绑带部1380和枕骨带部1320(以及在一些示例中,顶带部1340)的接合提供了舒适、稳定和舒适的配合。一旦穿上,就可以通过刻度盘调节机构(和顶带部)进行精细调节,以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部的期望接合。
在另外的示例中,绑带部1380和/或枕骨带部1320可以由半刚性和/或刚性塑料材料形成。在其他示例中,绑带部和枕骨带部可以是包括织物(例如织物套筒或织物内层和/或外层)和/或衬垫(例如泡沫)层的带,其中设置有刚性件以赋予刚性。
如图12A所示,侧向带部中的每个1330位于从头戴式显示单元1200向后和部分向上朝着用户头部的后部区域延伸的路径上。这可允许侧向带部1330在接近眼睛高度处连接到头戴式显示单元1200,同时在顶骨处接合用户头部的部分面向上的表面。然后,绑带部1380可以在使用中向头戴式显示单元1200提供至少一些指向上的力,从而吸收头戴式显示单元1200的至少一些重量。如本文其他部分所述,侧向带部1330可以连接到头戴式显示单元1200的臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和稳定结构1300的一部分并且配置为附接到显示单元壳体1205上。侧向带部1330或至少其前部、臂1210以及侧向带部1330、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如上参考图8A-8B或本文其他地方所述。
定位和稳定结构1300还包括调节机构,所述调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节绑带部1380的长度。调节机构可设置在侧向带部1330之间,以便在用户头部后面的位置处连接侧向带部,从而形成绑带部。这样,调节机构可配置为同时且相等地调节两个侧向带部的长度,从而调节绑带部的长度。图12A所示的示例中的调节机构是包括刻度盘1392的刻度盘调节机构1390,基本上如参考图10B所述,并且在其他示例中可以是另一合适的调节机构,诸如以上关于图10B所述的备选方案之一。
在所述特定示例中,定位和稳定结构1300包括枕骨带部1320,枕骨带部1320连接到绑带部1380,并且枕骨带部1320构造和布置为接合用户头部的覆盖枕骨的区域。绑带部1380和枕骨带部1320的后部可以一起形成定位和稳定结构1300的稳定后部,其他绑带部能够从所述稳定后部延伸并且在使用中在张力下朝向头戴式显示单元1200连接,以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部接合。枕骨带部1320可以是半刚性的,以在使用中提供抵靠用户头部的枕区的稳定配合。
例如如图12A所示,枕骨带部1320可提供弯曲形状,使得枕骨带部1320从绑带部1380的相应侧向下延伸,然后向后和向内延伸以与绑带部1380形成环。
在参照图12A-1的示例中,枕骨带部1320可包括分层布置,所述分层布置包括内(用户接触)层1425(例如织物材料)、缓冲层1426(例如泡沫、凝胶)、刚性件层1427(例如塑料、热塑性刚性件层)和外层1424(例如织物材料)。在示例中,内部和外部织物层可以是织物套筒(例如管状针织织物)。在其他示例中,可以省略缓冲层。应当理解,在此描述的层状结构可以用于在本申请的其他地方描述为刚性化的或具有刚性化的任何其他绑带部。
图12A所示示例中的定位和稳定结构1300还包括顶带部1340,其可连接在绑带部1380和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以例如在使用中与用户头部的矢状平面居中对准。顶带部1340可以是上面参照图7A-7B、8A-8B或图10A所述的其他形式。
在一些示例中,诸如图12A所示的示例,侧向带部1330和绑带部1380的后部(例如壁)一体地形成。例如绑带部1380可以包括环绕用户头部的无缝绑带,并且除了调节机构处的任何接头之外,还包括侧绑带部1330和顶带部。枕骨带部1320和/或顶带部1340然后可通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶粘或通过其他合适的连接方式连接到绑带部1380。
图12A所示的定位和稳定结构1300中的各种绑带部,例如绑带部1380、顶带部1340和枕骨带部1320均可包括织物材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可在侧向带部1330、顶带部1340、枕骨带部1320和/或绑带部1380的后部添加刚性件以提供额外的稳定性。
图12B-12C中所示的示例类似于图12A中所示的示例,并且以上关于图12A的披露应被理解为适用于图12B和12C,除非上下文清楚地另外要求。此外,在图12B和12C的描述中,将仅描述特定的不同点。在图12B和12C所示的示例中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。
在图12B和12C所示的示例中,定位和稳定结构1300包括成对的侧向带部1330,所述成对的侧向带部1330构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面,并且在用户头部的后部彼此连接以形成部分地围绕用户头部的绑带部1380。虽然在图12A所示的例子中,绑带部1380连接到臂1210,但是在图12B-12C所示的例子中,侧向带部1330连接到头戴式显示系统1000的接口结构1100。图12C示意性地示出了绑带部1380和接口结构1100如何一起围绕并环绕用户头部配合,并且可被描述为“紧抱”用户头部以提供牢固的配合。在所述示例中,定位和稳定结构1300在头戴式显示单元1200上面向或邻近用户面部的位置处被附接到头戴式显示单元1200上,而不是在头戴式显示单元1200背离用户的位置处被附接到头戴式显示单元1200上,从而允许头带抱住用户头部的大部分圆周。此外,将定位和稳定结构1300附接到接口结构可提供紧凑或低型面的头戴式显示系统1000,因为未提供额外的外部组件(例如臂)。
在图12B和12C所示的示例中,头戴式显示单元1200包括侧屏蔽件1214。侧屏蔽件1214可以如本文其他地方所述,并且可以从头戴式显示单元1200的相应侧面向后延伸经过接口结构1100的侧面部分。例如侧屏蔽件1214可以附着到显示单元壳体1205,并且可以向后延伸以帮助屏蔽用户的周围视觉免受环境光的影响,例如延伸到接近用户耳朵的位置。每个侧屏蔽件1214可以向后延伸到接近用户头部上方的相应口的位置。在其他示例中,侧屏蔽件1214可以附接到定位和稳定结构1300上并且用作臂。在一些示例中,电池组(例如类似于在别处描述的电池组1500)可以设置在侧屏蔽件1214中。在其他示例中,可以将电池组(例如类似于在别处描述的电池组1500)提供到接近侧屏蔽件1214和/或用户的中冠状平面的顶带部的部分。
绑带部1380的后部可以形成顶骨带部1310。绑带部1380(包括绑带部1380的顶骨带部)可以由具有中空内部的管状针织材料形成,并且如图12B中的虚线所示,可以包括沿其部分或全部长度设置在中空内部中的刚性件1305。
在所述示例中,头戴式显示系统1000还包括提供给顶骨带部1310的调节机构1308,如图12B和12C所示。调节机构1308可以是刻度盘调节机构或能够调节带扣或其他合适的调节机构,以允许顶骨带部1310的一个或两个部分重叠到选定的程度,以改变绑带部1380的有效长度。
图12B-12C示例中的枕骨带部1320连接到绑带部1320,如图12B所示。当佩戴头戴式显示系统1000时,枕骨带部1320可以由用户从覆盖顶骨的位置向下拉动,向下拉动到覆盖枕骨或位于枕骨下方的位置。枕骨带部1320可以牢固地接合用户头部的面向后下方的表面,并且如果用户具有尾椎,则它可以有利地无阻碍地穿过顶骨带部1310与枕骨带部1320之间的间隙。枕骨带部可以是管状编织带。
在一些示例中,诸如图12B和12C中所示的示例,侧向带部1330和绑带部1380的后部(例如壁)部分一体地形成。例如绑带部1380可以包括环绕用户头部的无缝绑带,并且除了调节机构处的任何接头之外,还包括侧绑带部1330和顶带部。枕骨带部1320然后可以通过缝合,焊接(例如超声波焊接),胶合或通过另一种合适的连接方式附接到绑带部1380。
图12B和12C所示的定位和稳定结构1300中的各种绑带部,例如绑带部1380和枕骨带部1320,每个都可以包括织物材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可在侧向带部1330、枕骨带部1320和/或绑带部1380的后部添加刚性件以提供额外的稳定性。
、图12D-12J所示的头戴式显示系统1000的示例与图12A-12C所示的示例具有相似性。例如图12D-12J所示的每个头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300,所述定位和稳定结构1300包括由侧向带部1330和顶骨带部1310形成的绑带部1380,并且还包括枕骨带部1320。上文关于图12A-12C的披露内容被认为与图12D-12I中所示的示例相关,除非上下文清楚地另外要求。下面的披露将集中在图12D-12I所示的示例中的特定不同点。
在图12D的示例中,顶骨带部1310包括刻度盘调节机构1390,所述刻度盘调节机构1390包括刻度盘1392,所述刻度盘调节机构1390可以以与本文别处描述的刻度盘调节机构1390相同的方式操作,例如参见图12A。图12D所示的枕骨带部1320连接到绑带部1380上,并可包括一刚性件(以对枕骨带部1320提供半刚性的刚性,所述刚性件可提供一弯曲的形状,使得枕骨带部1320从顶骨带部1310向下延伸,然后从用户头部的两侧向后和向内延伸,以与顶骨带部形成一环。在所述示例中,当穿戴头戴式显示系统1000时,用户可能不需要手动地将枕骨带部1320从顶带1310向下拉到适当位置。相反,顶骨带部1310和枕骨带部1320可以一起被拉过用户头部并向下到位。当头戴式显示系统1000未被用户佩戴时,枕骨带部1320和/或绑带部1380可以基本上保持使用中的形状。
在图12D的示例中,接口结构1100可以如参照图11A和11B所描述的那样,或者如本文其他地方所描述的那样。
图12E-12G中所示的实例具有许多与本文中参考其他实例所描述的相同的特征。下面只讨论具体的差别。
图12E示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统1000。这是与图12D所示的示例类似的示例,尽管在图12E的示例中,枕骨带部1320不具有如图12D的示例中所示的通过在下方向然后在后方向上延伸而产生的明显曲线。相反,枕骨带部1320基本上沿后下方向延伸,然后在用户头部的每一侧向内侧弯曲。在图12E的例子中,枕骨带部连接到绑带部1380,例如接近头戴式显示单元1200。在一些例子中,枕骨带部1320连接到绑带部1380,所述绑带部1380在用户的耳朵上方并基本上与用户的耳朵成一直线。如图12E所示,枕骨带部1320可以连接到绑带部1380的面向用户的表面。
图12F-12G示出了根据本技术的另一示例的头戴式显示系统1000。在所述示例中,与枕骨带部1320连接到绑带部1380相反,绑带部1380和枕骨带部1320都连接到头戴式显示单元1200并从头戴式显示单元1200延伸。绑带部1380的侧向带部1330可以附接到头戴式显示单元1200上,例如附接到头戴式显示单元1200的显示单元壳体1205上。在其他示例中,它们可以例如以参考图12B和12C示出和描述的方式附接到接口结构1100。此外,枕骨带部1320也可以连接到侧屏蔽件1214上。在这个例子中,枕骨带部1320可以靠着接近侧屏蔽件的绑带部1380的不面向用户的表面。
在其他示例中,枕骨带部1320可以在头戴式显示单元1200附近(例如在侧屏蔽件1214附近)附接到绑带部1320上。
在所述示例的任一个中,绑带部1380沿其长度可包括可变的延展性。例如绑带部1380可以包括一个或多个能够弹性延伸的部分。在图12F-12G所示的示例中,绑带部1380包括接近头戴式显示单元1200的能够弹性延伸的侧向带部1330和位于能够弹性延伸的侧向带部1330之间的顶骨带部1310,顶骨带部1310的能够弹性延伸性小于侧向带部1330的能够弹性延伸性。在一些示例中,顶骨带部1310基本上不可延伸。更一般地,绑带部1380可在覆盖用户头部顶骨的用户头部区域处至少部分地刚性化。能够弹性延伸的侧向部分可允许绑带部1380的长度自动调节以贴合地配合到用户头部,而可延伸性较小(或基本上不可延伸)的顶骨带部1310接合用户头部的后部区域,而没有弹性延伸,这可提供更舒适的配合并且可有助于容易的头上戴上,同时保持总体稳定性。
在一些示例中,顶骨带部1310可以是刚性的,例如通过提供给顶骨带部1310但不提供给能够弹性延伸的侧向带部1330的刚性件。刚性件可以由TPE如海翠或合适的热塑性材料形成。在其他示例中,可以向顶骨带部1310提供缓冲(例如泡沫或凝胶衬垫)以增强舒适度。能够弹性延伸的侧向带部1330和较少延伸或基本不可延伸的顶骨带部1310的这种结构可应用于本文披露的任何示例。在其他示例中,整个绑带部1380是至少部分地刚性化的。
图12H-12J中所示的实例具有许多与本文中参考其他实例所描述的相同的特征。下面只讨论具体的差别。
图12H所示的头戴式显示系统1000还包括提供到绑带部1380(例如提供到绑带部1380的顶骨带部1310)的电池组1500。电池组1500可以向头戴式显示单元1200提供电力,并且可以通过一个或多个电力电缆连接到头戴式显示单元1200,所述电力电缆可以被护套在绑带部1380中或者仅作为示例连接到其外表面上。所述示例中的电池组1500包括壳体,所述壳体还容纳刻度盘调节机构1390,所述刻度盘调节机构1390可用于允许以与参考其他示例中的绑带部1380描述的相同方式调节绑带部1380的长度。刻度盘调节机构1390的刻度盘1392设置在电池组1500的后表面。
电池组1500可以包括多个电池或单元。在一些示例中,电池组1500可以包括在使用中位于用户头部的矢状平面的一侧上的绑带部1380上的一个或多个电池,以及在使用中位于用户头部的矢状平面的另一侧上的绑带部1380上的一个或多个电池。在图12H所示的示例中,电池组1500在绑带部1380的每个侧向侧面上包括两个电池。在所述示例中,刻度盘调节机构1390和刻度盘1392位于两对电池单元之间。这种布置可以在用户头部的矢状平面上平衡电池的重量,并且将电池组1500放置在用户头部的后部位置可以导致电池组1500用作头戴式显示单元1200的重量的配重,从而在使用中在用户的冠状平面上平衡头戴式显示系统1000的重量。在其他示例中,头戴式显示系统1000可以包括不同数量的单元和/或它们可以相对于彼此不同地定位。
图12I示出了根据本技术的头戴式显示系统1000的示例,其中电池组1500被提供给侧屏蔽件1214。上面更详细地描述了侧屏蔽件1214。如图所示,每个侧屏蔽件包括电池组1500。每个电池组1500可以包括成对的电池或单元。这种布置可以在使用中在用户的矢状平面上平衡电池的重量,同时还在使用中将电池的重量定位成接近用户头部的冠状平面(例如接近直接在用户颈部上方),这可以使得用户更容易承受电池的重量,因为围绕垂直于矢状平面的轴线产生最小的力矩。
在一些示例中,诸如图12D-12J所示的示例,绑带部1380的侧向带部1330和顶骨带部1310一体地形成。例如绑带部1380可包括围绕用户头部的无缝绑带,并且除了调节机构处的任何接头,其包括侧向带部1330和顶骨带部1310。在枕骨带部1320连接到绑带部1380的例子中,连接可以通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶粘或通过其他合适的连接方式。
图12D-12J所示的定位和稳定结构1300中的各种带部,例如绑带部1380和枕骨带部1320,每个都可以包括织物材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可以将刚性件添加到绑带部1380的侧向带部1330、枕骨带部1320和/或顶骨带部1310上以提供额外的稳定性。
图12J示出了头戴式显示系统1000,所述头戴式显示系统是图12F和12G中所示的头戴式显示系统1000的变型。在这个例子中,枕骨带部1320包括织物套筒1321。织物套筒1321的长度能够弹性延伸,以允许枕骨带部1320的尺寸调节。也就是说,织物套筒1321是可拉伸的,以允许其根据需要延伸以适应用户头部尺寸。至少在枕骨带部1320的未刚性化的部分,它也是柔性的以符合用户头部形状。在其他示例中,枕骨带部1320可包括不能够弹性延伸的织物套筒1321。在图12J所示的示例中,织物套筒1321包括具有中空内部的针织管。织物套筒1321可以包括柔性管状形状,并且可以通过用允许高弹性延展性的针脚针织而形成。
枕骨带部1320可包括至少一个刚性件1323。刚性件1323可设置在织物套筒1321的中空内部内。图12K示出了穿过纺织品套筒1321的示意性截面视图,示出了在管状纺织品套筒1321内部的刚性件1323。在其他示例中,可在形成枕骨带部1320的材料的外部提供刚性件,但将其连接到形成枕骨带部1320的材料。
在图12J所示的例子中,枕骨带部1320包括成对的刚性件1323。每个刚性件1323可以连接到头戴式显示单元1200上并且可以向后延伸远离头戴式显示单元1200。每个刚性件1323可以包括后端,并且刚性件1323的后端可以接近用户头部的后表面彼此横向间隔开。即刚性件1323可以不彼此连接并且可以彼此间隔开。在所述示例中,刚性件1323之间缺乏连接有利地避免了刚性件限制枕骨带部1320调节尺寸以适应不同头部尺寸的能力。在其他示例中,刚性件1323可以通过可延伸部分连接,可以是半刚性和弹性的,使得它们可以的长度延伸,同时仍然提供一些刚性,或者它们可以是基本上刚性的,但是可以允许选择性的长度调节(例如它们可以通过齿条和小齿轮刻度盘调节机构连接,通过可以由用户选择性地调节的摩擦配合连接,或者可以通过绳索连接,其中的张力可以通过刻度盘调节)。刚性件1323通过缠绕在刻度盘上的绳索/金属丝连接的例子具有这样的优点,即刚性件1323可以形成为具有三维曲率,其中刻度盘可以转动以调节绳索中的张力。在一些通过齿条和小齿轮型调节来连接刚性件的示例中,刚性件可以仅在一个维度上具有曲率。
刚性件1323可以采用各种三维形状。例如每个刚性件1323可以向后延伸并且向中间弯曲以遵循用户头部的后表面的曲率。刚性件1323可以沿着提供力矢量的路径延伸,所述力矢量将头戴式显示器拉到与用户面部正确接合,以确保稳定的配合而没有漏光。在图12J所示的示例中,每个刚性件1323向后延伸并且向下和向内弯曲以遵循用户头部的后表面的曲率。三维弯曲形状有利地促进和促进了刚性件1323(并且因此也促进了枕骨带部1320的刚性化部分)紧密地配合到用户头部并且跟随用户头部的轮廓向后经过用户的耳朵,并且然后在枕骨下方或躺在枕骨下方的区域处从下方和中间地包绕头部。
在图12J所示的示例中,织物套筒1231被刚性件1323限制成位于由每个刚性件1323中的曲率限定的弯曲路径上。织物套筒1231能够在刚性件1323上并沿着刚性件1323伸展以的长度弹性地延伸。纺织品可以是针织纺织品,并且可以例如配备有弹性体或其他合适的安排(例如材料、针织结构)以提供足够的可拉伸性和弹性。当织物套筒1231拉伸时,织物套筒1231的围绕每个刚性件1323的部分被刚性件1323迫使每个部分保持与刚性件1323的三维形状相对应的三维形状。在将定位和稳定结构1300装配到用户头部的过程中,纺织品套筒1231可以在纺织品套筒1231的围绕或覆盖刚性件1323的部分(其可以被标识为纺织品套筒1231的“刚性化”部分)的长度延伸而不改变三维形状。有利地,这将刚性部分保持在独立于长度延伸的预定三维形状中,以将枕骨带部1320的大部分保持在用户头部上的预定位置中,例如保持在接近用户头部后部的较低位置中并紧抱用户头部。在一些示例中,刚性件1323可以形成为当用户戴上头戴式显示系统1000时需要用户头部将它们展开的形状,这可以有利地促进枕骨带部1320与使用中的用户头部之间的紧密接触。在其他示例中,纺织品套筒1231可以沿着刚性件的长度固定地粘附到刚性件1323上,这可以减少纺织品套筒中的可用拉伸量,因为纺织品套筒将仅能够在不存在刚性件的区域中(例如在这对刚性件之间并且邻近矢状平面)拉伸。然而,这种布置可以提供更紧密的配合和稳定的配合。
在一些示例中,例如图12J和12K中所示的示例,刚性件1321可以配置为抵抗朝向上方向和下方向的弯曲。然而,刚性件1321可以配置为朝向内侧和外侧方向弯曲,以允许它们符合头部尺寸的范围,同时不显著偏离它们在头部上的竖直位置。
在一些示例中,套筒1321由不同于织物材料的材料形成,尽管织物具有高度舒适或至少被感知为高度舒适的优点。套筒1321的长度可以是弹性可延伸的和选择性可延伸的之一或两者。在一些示例中,套筒1321是弹性可延伸的(例如如上所述的针织管形式的织物套筒1321)并且还的长度选择性地可延伸,因为用户能够选择性地调节套筒1321的起始长度。套筒1321可以本文所述的任何方式选择性地调节,例如刻度盘调节或通过带扣,由此用户能够调节套筒1321的部分之间的重叠量以调节枕骨带部1320的有效长度。
例如如图12J所示,定位和稳定结构可以设计成使得定位和稳定结构1300“弹出盒”,例如由于刚性件形成为保持定位和稳定结构1300的一些或部分的形状。有利地,使定位和稳定结构1300的取向对于用户是清楚的。
5.4.6多个绑带部
图13-16示出了头戴式显示系统的其他示例。图13示出了包括头戴式显示单元1200的头戴式显示系统1000,所述头戴式显示单元可以是如参考图7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。头戴式显示单元1200可以包括:显示单元壳体1205,其包括显示器;以及接口结构1100,其连接到显示单元壳体1205并且构造和布置为在使用中接合用户面部。
图13所示的头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300,所述定位和稳定结构1300包括成对的侧向带部1330,所述对侧向带部1330构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面并且在用户头部的后部位置处彼此连接以形成部分地围绕用户头部的第一绑带部1382。第一绑带部1382在使用中可以处于拉伸状态,以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部稳定接合。
图13示例中的定位和稳定结构1300还包括环绕用户头部的第二绑带部1384。第二绑带部1384在用户头部的后部区域处连接到第一绑带部1382,并且构造和布置为在用户头部的后部区域和前额区域处接合用户头部,如图13所示。第二绑带部1384可贴合地接合用户头部以提供相对不能够移动的带部,其他带部可从所述带部延伸,诸如第一绑带部1382和顶带部1340(将在下面描述)。第二绑带部1384可覆盖用户头部的部分侧向和部分向上面对的表面,这是由于头部的上部稍微呈圆顶形。这防止了第二绑带部1384沿用户头部向下滑动,使其能够用作锚定到用户头部的弯曲表面并支撑头戴式显示单元1200的一些重量的环带部。
定位和稳定结构1300可以还包括调节机构,所述调节机构构造和布置为允许用户选择性地同时调节第一绑带部1382的长度和第二绑带部1384的长度。有利地,用户能够同时调节两个绑带部,这可以提供一种头戴式显示系统1000,所述头戴式显示系统能够被容易且快速地调节以适合特定用户。
所述调节机构可以是刻度盘调节机构1390,并且可以是如以上参见图10A、10B或12所描述的,或如本文其他地方所描述的。具体地,图13示例中的刻度盘调节机构1390包括刻度盘1392,所述刻度盘1392在转动时调节第一绑带部1382和第二绑带部1384的长度。刻度盘可居中定位,例如在使用中定位在用户头部的矢状平面中。可替代地,所述调节机构可以是参照图10A-10B所描述的替代方案中的任一个,例如连接到一根或多根电线或缆线上的刻度盘1392,所述电线或缆线附接到第一绑带部1382和/或第二绑带部1384上的点上。
在一些替代示例中,定位和稳定结构1300可以包括用于第一绑带部1382和第二绑带部1384中的每一个的两个单独的调节机构,或者第一绑带部1382和第二绑带部1384中的仅一个可以是能够调节的。定位和稳定结构1300可以包括第一调节机构,所述第一调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节第一绑带部1382的长度。所述第一调节机构可以包括第一刻度盘调节机构,所述第一刻度盘调节机构包括第一刻度盘,所述第一刻度盘在转动时调节所述第一绑带部1382的长度。定位和稳定结构1300可以附加地或替代地包括第二调节机构,所述第二调节机构构造和布置为允许用户选择性地调节第二绑带部1384的长度。第二调节机构可以包括第二刻度盘调节机构,所述第二刻度盘调节机构包括第二刻度盘,所述第二刻度盘在转动时调节第二绑带部1384的长度。
在图13所示的示例中,侧向带部1330位于远离头戴式显示单元1200朝向用户头部的后部位置向后且部分向下延伸的路径上。通过部分地向下延伸,第一绑带部1382可以有利地接合用户头部,所述头部低于用户头骨的最后点,这可以在紧密地紧固时提供第一绑带部1382和第二绑带部1384两者的稳定配合。然而,在一些替代实例中,侧向带部1330可从头戴式显示单元1200向后或向后且部分向上延伸。
侧向带部1330可以连接到头戴式显示单元1200的臂1210。侧向带部1330或至少其前部、臂1210以及侧向带部1330、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如上参考图8A-8B或本文其他地方所述。
图13所示的示例中的定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340可以连接在第二绑带部1384和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以选择性地能够调节,并且可以如参考图7A-7B、8A-8B或图10A所描述的,或者如本文别处所描述的。在其他示例中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。
在一些例子中,例如图13所示的例子,侧向带部1330和第一绑带部1382的后部整体形成。例如第一绑带部1382可以包括围绕用户头部的无缝带,并且除了调节机构处的任何接头,其包括侧向带部1330和后带部。然后,第二绑带部1384可以通过缝、焊接(例如超声波焊接)、胶粘或通过另一种合适的连接方式(例如如单一调节机构的要求所规定的)附接到第一绑带部1382上。
同样,除了调节机构处的任何接头,第二绑带部1384可以是围绕用户头部的无缝带。然后可通过缝合、焊接、胶粘或通过其他合适的连接方式将顶带部1340连接到第二绑带部1384。
图13所示的定位和稳定结构1300中的各种带部,例如第一绑带部1382、第二绑带部1384和顶带部1340,每个都可以包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可在侧向带部1330、顶带部1340和/或第一绑带部1382或第二绑带部1384(例如在其后部)上添加可提供附加稳定性的刚性件。
图14-16示出了包括具有第一绑带部1382和第二绑带部1384的定位和稳定结构1300的头戴式显示系统1000的其他示例。第一绑带部1382构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧面,部分地围绕用户头部并且接合用户头部的后部区域。第二绑带部1384构造和布置为围绕用户头部的一部分,并在与用户头部的每个耳上基点对齐的冠状平面处或附近接合用户头部的后部区域和用户头部的上部区域。
在图14-16所示的示例中,第一绑带部1382由侧向带部1330形成,侧向带部1330在使用中连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面,并定位在用户头部的相应侧向侧面上。第一绑带部1382还由后带部1385形成,后带部1385连接到侧向带部1330并构造和布置为在使用中接合用户头部的后部区域。
在图14-16所示的例子中,第二绑带部1384由后带部1385和上横向带部1370形成,所述上横向带部1370连接到后带部1385上,并构造和布置为在冠状平面处或接近冠状平面处接合用户头部,所述冠状平面与每个耳上基点对齐。
第一绑带部1382在使用中可以处于拉伸状态,以将头戴式显示单元1200拉到与用户面部稳定接合。第二绑带部1384可稳定第一绑带部1382。
如图14-16中的每一个所示,第二绑带部1384在用户头部的上部区域比在后部区域更宽。即上横向带部1370可比后绑带部1385宽。第二绑带部1384的宽度可以从后带部1385到上横向带部1370逐渐变细,最大宽度在上横向带部1370与矢状平面相交的位置处,最小宽度在后带部1385与矢状平面相交的位置处。上横向带部1370的增加的宽度可有助于在用户头部的上部区域上更均匀地分布显示单元的一些重量。
在图15所示的示例中,通过将上横向带部1370的前部1371附接(例如通过缝合、焊接、胶合等)到上横向带部1370的后部1372来提供上横向带部1370的增加的宽度。上横向带部1370的后部1372可具有恒定的宽度,并且上横向带部1370的前部1371的宽度可从其横向端部向中间位置增加。
在图14和15所示的示例中,侧向带部1330和后绑带部1385彼此一体地形成,并且上横向带部1370包括附接到第一绑带部1382并从第一绑带部1382向上和向前延伸的端部,例如从用户头部的相应侧向侧面上的后部区域处或附近的位置延伸。第一绑带部1382可包括环绕用户头部的无缝带,并包括侧向带部1330和后带部1385。第二绑带部1384可以通过缝合、焊接(例如超声焊接)、胶合或通过另一种合适的连接方式附接到第一绑带部1382。
在图16所示的示例中,上横向带部1370和后绑带部1385一体地形成,并且侧向带部1330各自附接到第二绑带部1384并从第二绑带部1384向前延伸,例如从接近用户头部的后部区域的位置在用户头部的相应侧向侧面上延伸。第二绑带部1384可包括环绕用户头部的无缝带,并包括后带部1385和上横向带部1370。第一绑带部1382然后可以通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶粘或通过另一种合适的连接方式附接到第二绑带部1384。
如图14-16中的每一个所示,侧向带部1330在使用中可位于远离头戴式显示单元1200朝向用户头部的后部区域向后和部分向下延伸的路径上。通过部分地向下延伸,第一绑带部1382可以有利地接合用户头部,所述头部低于用户头部骨的最后点,这可以在紧密地紧固时提供第一绑带部1382和第二绑带部1384两者的稳定配合。然而,在一些替代实例中,侧向带部1330可从头戴式显示单元1200向后或向后且部分向上延伸。
在一些示例中,侧向带部1330是刚性的,并且可以具有足够的刚性以防止后绑带部1385向上骑在用户头部上。在一些示例中,整个第一绑带部1382是半刚性的或包括刚性带,以有利地促进与用户头部后面的下方位置的一致配合和/或防止向上骑行。此外,在一些示例中,第二绑带部1384是刚性的或包括半刚性材料或由半刚性材料形成。在一些示例中,第一绑带部1382和第二绑带部1384都是半刚性或刚性的,这可以有利地促进第一绑带部1382能够通过将重量传递到第二绑带部1384然后传递到用户头部的上表面来支撑头戴式显示单元1200的一些重量。
侧向带部1330可以连接到头戴式显示单元1200的臂1210,并且可以选择性地调节长度以改变第一绑带部1382的长度。侧向带部1330或至少其前部以及它们的长度可调节性(例如利用钩环连接),臂1210以及侧向带部1330、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如以上参考图8A-8B或本文其他地方所述。
在一些示例中,第二绑带部1384的长度可以由用户选择性地调节。这可以允许用户实现个性化适配。第二绑带部1384可设有例如通过钩环连接而连接的端部。第二绑带部1384的或多或少的端部可以重叠以调节第二绑带部1384的有效长度。可替代地,第二绑带部1384的末端可以通过磁性夹连接,并且第二绑带部1384的末端之一可以被馈送穿过所述夹,用钩环连接或经由例如一系列圆顶之一回环并且固定到自身上。更多或更少的第二绑带部1384可以通过磁性夹馈送以调节第二绑带部1384的有效长度。或者,磁性夹可以是能够连接到带端部的另一种类型的夹或带扣。
在图14-16所示的例子中,第二绑带部1384可以是半刚性的和/或配置为当用户不戴上时基本上保持使用中的形状。本文别处描述的环带部1360的功能和材料选择,例如参考图8A-8B或8E,应理解为适用于第二绑带部1384。
虽然图14-16所示的定位和稳定结构1300不包括延伸到头戴式显示单元1200的顶带部,但在一些替代示例中,定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340可以连接在第二绑带部1384和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以选择性地能够调节,并且可以如参考图7A-7B、8A-8B或图10A所描述的,或者如本文别处所描述的。
图14-16所示的定位和稳定结构1300中的各种带部,例如第一绑带部1382、第二绑带部1384及其部分(例如侧向带部1330、后带部1385和上横向带部1370)均可包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可(在一侧或两侧上)包括织物外层和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在其他示例中,可在侧向带部1330或第一绑带部1382或第二绑带部1384(例如在其后部)上添加可提供附加稳定性的刚性件。
5.4.7具有到定位和稳定结构的优良连接的头戴式显示单元
图17示出了头戴式显示系统1000的另一示例,所述头戴式显示系统1000包括定位和稳定结构1300,所述定位和稳定结构1300具有构造和布置为围绕用户头部的一部分的绑带部1380。在所述示例中,绑带部1380由构造和布置为接合用户头部的后部区域的后绑带部1385和构造和布置为接合用户头部的上部区域的上横向带部1370形成,所述上横向带部1370位于或接近与用户头部的每个耳上基点对齐的冠状平面。
在所述示例中,定位和稳定结构1300还包括成对的侧向带部1330,所述对侧向带部1330连接在绑带部1380和头戴式显示单元1200的相应侧向侧面部之间。侧向带部1330在使用中位于从头戴式显示单元1200向后延伸并且向上弯曲以在上横向带部1370处或其附近连接到绑带部1380的路径上。在所述特定示例中,侧向带部1330是刚性的。侧向带部1330的刚性化结构以及它们在上横向带部1370处或附近与绑带部1380的连接可以使它们能够部分地支撑头戴式显示单元1200的重量,这可以允许以比其他方式更小的力将头戴式显示单元1200向后拉靠在用户面部上。
在所述示例中,侧向带部1330可用作臂1210的延伸部。侧向带部1330中的每个可以足够硬以在使用中保持其弯曲形状,同时支撑头戴式显示单元1200。侧向带部中的每个1330可以包括封装在织物套筒中的基本上刚性的结构。侧向带部中的每个1330(或至少其内部结构部件)可以配置为抵抗在上/下方向和/或前-后方向上的弯曲。这可以有利地促进侧向带部1330将力传递到头戴式显示单元1200,例如将头戴式显示单元1200保持在用户面部上并且至少部分地支撑头戴式显示单元1200的重量而没有过度的形状改变。
在一些示例中,侧向带部1330可具有大于厚度的宽度。例如宽度可以比厚度大几倍,例如比厚度大3、4、5、6倍或更多倍。侧向带部1330可以成形为使得侧向带部1330的宽度在上/下和/或前/后方向上取向,并且厚度在内侧-外侧方向上取向。在一些示例中,侧向带部1330被成形为使得宽度被取向为基本上平行于用户头部的相邻表面,并且厚度被取向为基本上垂直于用户头部的相邻表面。这可以使得侧向带部1330能够朝向和远离用户头部弯曲,以便紧密地配合到用户头部,同时保持足够的刚性以支撑头戴式显示单元1200的至少一些重量,并且将力传递到头戴式显示单元1200以将其保持抵靠用户面部。
在一些示例中,侧向带部1330中的刚性件或用于本文所述的任何其他部件的刚性件可由塑料材料(例如热塑性材料,例如热塑性弹性体)形成。在一些实例中,刚性件或刚性化材料可以由海翠形成。在一些示例中(诸如图17示例的变型或本文所述的任何其他示例的变型),侧向带部1330可与附接到头戴式显示单元1200的臂1210一体地形成。
上横向带部1370和后绑带部1385可以一体地形成,例如参照图16所述。在图17所示的例子中,后带部1385可构造和布置为在使用中覆盖用户头部的枕骨。绑带部1380可以提供相对不能够移动的部分,其他绑带部,例如侧向带部1330和顶带部1340(如果存在的话)能够从所述相对不能够移动的部分延伸并且针对其进行拉动。
绑带部1380的长度可以选择性地能够调节,例如以图14-16的第二绑带部1384在上面被描述为选择性地能够调节的方式之一,或者如本文其他地方所描述的。在一些示例中,绑带部1380包括刻度盘调节机构(例如齿条和小齿轮类型或缠绕绳索类型)。在一个具体实例中,绑带部1380可以包括在使用中彼此连接的成对的末端,这对末端中的一个末端包括孔眼并且这对末端中的另一个末端穿过所述孔眼,回环并且固定到自身上。更多或更少的绑带部1380可以在被固定到自身上之前穿过所述孔眼,以便调节绑带部1380的有效长度。
在图17所示的例子中,定位和稳定结构1300可包括连接到后带部1385的配重1386。配重可以帮助平衡头戴式显示单元1200的重量,减少头戴式显示单元1200在用户面部上的感知重量,将重量分布在用户头部上。在一些示例中,配重1386是静重(例如由金属、沙子等形成)。在其他示例中,配重1386由诸如电池组1500、摄像机、处理器或其他电子或非电子部件的功能件提供,所述功能件具有足够的重量以用作配重并且还具有其他功能。
侧向带部1330可以连接到头戴式显示单元1200的臂1210。侧向带部1330、臂1210的前部以及侧向带部1330、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如上参考图8A-8B或本文其他地方所述。例如臂1210可以经由钩环连接而连接到侧向带部1330,由此侧向带部1330各自穿过臂1210中的相应一个中的孔眼或槽缝并且通过钩环连接而紧固回自身。
作为臂1210和侧向带部1330之间的钩环连接的替代,头戴式显示系统1000的一个或多个部件可以相对于头戴式显示系统1000的一个或多个其他部件在位置上选择性地能够调节,这可以有利地允许头戴式显示系统1000适合用户头部形状和尺寸的范围,并且可以允许个人调节头戴式显示系统1000以良好地(例如稳定地和舒适地)适合。在一个示例中,绑带部1380能够移动得更接近或更远离头戴式显示单元1200。例如侧向带部1330能够选择性地沿着臂1210上的轨道移动。或者,臂1210可相对于头戴式显示单元1200沿其长度选择性地移动。此外,在一些示例中,臂可以延伸和缩回。在所述示例中的任何一个中,部件可以配置为在一系列离散的增量位置之间移动,并且可以在每个增量位置中机械地卡扣在一起。应当理解,所述调节选项可应用于本文披露的任何示例头戴式显示系统1000的变型。
在图17所示的示例中的绑带部1380可以是半刚性的和/或配置为当未被用户穿戴时基本上保持使用中的形状。本文别处描述的环带部1360的功能和材料选择,例如参考图8A-8B或8E,应理解为可应用于绑带部1380。在一个具体实例中,绑带部1380是刚性的,例如由半刚性材料形成或由附接到半刚性或基本上刚性材料上的柔性材料形成。例如在一些示例中,绑带部1380包括封装在织物套筒中的内部刚性件。
虽然图17所示的示例中的定位和稳定结构1300不包括顶带部1340,但是在其他示例中,定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340可以连接在绑带部1380(例如在上横向带部1370处)和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以选择性地能够调节,并且可以如参考图7A-7B、8A-8B或图10A所描述的,或者如本文别处所描述的。在其他示例中,定位和稳定结构1300不包括顶带部1340。
在一些示例中,诸如图17所示的示例,绑带部1380的上横向带部1370和后绑带部1385一体地形成。例如除了调节机构处的任何接头之外,绑带部1380可包括环绕用户头部的无缝带,并包括上横向带部1370和后带部1385。然后,侧向带部1330可通过缝合、焊接(例如超声波焊接)、胶粘或通过其他合适的连接方式(例如如任何调节机构的要求所规定的)附接到绑带部1380。
图17所示的定位和稳定结构1300中的各种绑带部(例如绑带部1380和侧向带部1330)均可包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、刚性塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在一些示例中,侧向带部1330和绑带部1380是刚性的,这可以使得头戴式显示单元1200和配重1386的重量能够均匀地分布在用户头部上,或者至少比其他情况更均匀。
5.4.8刚性带部
图18A、18B和19示出了包括定位和稳定结构1300的其他示例的头戴式显示系统1000。在所述例子中,定位和稳定结构1300包括上横向带部1370和枕骨带部1320,上横向带部1370构造和布置为在使用中接合用户头部的上部,枕骨带部1320构造和布置为在使用中接合用户头部的覆盖枕骨的区域。定位和稳定结构1300还包括成对的侧向带部1330,侧向带部中的每个1330连接到上横向带部1370和枕骨带部1320的相应连结部1306,并且侧向带部中的每个1330构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧面。在所述示例中,侧向带部1330是刚性的。刚性化部分在图18A、18B和19中用交叉阴影线表示。
上横向带部1370在使用中可以基本上与用户头部的冠状平面对齐,所述冠状平面与用户头部的每个耳上基点对齐。如图所示,上横向带部1370在用户头部的矢状平面处可比接近与枕骨带部1320的连结部1306更宽,因为这可提供上横向带部1370到用户头部的舒适且稳定的配合。上横向带部的较宽上部还可有助于将展示单元的一些重量更均匀地分布在用户头部的上部上。
在图18A和18B所示的示例中,侧向带部1330与上横向带部1370一体形成。除了侧向带部1330的刚性化之外,上横向带部1370的接近相应的侧向带部1330的部分可以是刚性化的。在图18A和18B所示的示例中,上横向带部1370沿其整个长度刚性化。此外,在所述特定示例中,定位和稳定结构1300包括单个刚性件1305,其由图18A和18B中的交叉阴影部分表示,从一个侧向带部1330延伸穿过上横向带部1370并进入另一个侧向带部1330。在一些实施例中,枕骨带部1320接近相应的侧向带部1330的部分也可以是刚性的。如图18A所示,单个刚性件1305包括延伸到枕骨带部1320的相应端部中的向后突出部分。如图18A和18B所示,上横向带部1370的前部可以不包括刚性件,使得刚性件仅通过上横向带部的后部是连续的;然而,在其他示例中,整个上横向带部1370可包括刚性件。
在图18A-18B所示的例子中,上横向带部1370和/或枕骨带部1320可以是半刚性的和/或配置为当用户不戴上时基本上保持使用中的形状。本文别处描述的环带部1360的功能和材料选择,例如参考图8A-8B或8E,应理解为可应用于由上横向带部1370和枕骨带部1320形成的定位和稳定结构1300的部分。
枕骨带部1320可以被分成两部分,或者可以在其一端包括可移除的连接,允许枕骨带部1320在一端(或沿着其长度的一部分)被断开,以便于头戴式显示系统1000的穿戴和脱卸。枕骨带部1320可以附加地或可选地由用户选择性地调节长度。在图18A和18B所示的定位和稳定结构1300中,枕骨带部1320包括在枕骨带部1320的一端处的枕骨带连接件1322,所述枕骨带连接件1322构造和布置为在枕骨带部1320和上横向带部1370的连结部1306中的一个处或其附近能够释放地连接到枕骨带连接部。在这个例子中,枕骨带连接件1320构造和布置为磁性地连接到枕骨带连接部。所述示例中的枕骨带部1320可以以与图7A和7B所示示例中的枕骨带部1320连接到下连接部1212相同的方式连接到枕骨带连接部和从枕骨带连接部断开。图18A和18B中的枕骨带部1320也可以以与图7A和7B中的枕骨带部1320能够选择地调节相同的方式能够选择地调节。
在图19所示的例子中,侧向带部1330中的每个是刚性的,并且还包括连接到上横向带部1370的上横向带连接部1331和连接到枕骨带部1320的枕骨带连接部1332。侧向带部1330中的每个可以在使用中从其到头戴式显示单元1200的连接向后延伸,并且可以向上突出以形成上横向带连接部1331,并且可以向后和部分向下突出以形成枕骨带连接部1332。上横向带部1370和枕骨带部1320中的每一个可以通过任何合适的连接方式连接到侧向带部1330。在图19所示的示例中,上横向带部1370和枕骨带部1320中的每一个通过穿过侧向带部1330中的槽而连接到侧向带部1330,回环并通过钩环连接固定到自身。或者,连接可以包括带扣、磁性连接件、一系列圆顶等。
图19的示例有利地允许的长度调节上横向带部1370和枕骨带部1320两者,这可以允许头戴式显示系统1000适合于宽范围的头部尺寸和/或允许大量的可调节性。在一些示例中,上横向带部1370和枕骨带部1320中的每一个可彼此独立地调节,诸如通过能够调节的钩环连接分别连接到侧向带部1330。在其他示例中,上横向带部1370和枕骨带部1320可通过调节上横向带部1370和枕骨带部1320两者的长度(或至少有效长度)的调节机构同时调节。这种同时调节机构可以是在定位和稳定结构1300的一侧或两侧上的刻度盘,所述刻度盘连接到上横向带部1370和枕骨带部1320中的每一个的端部,例如在如本文别处所述的齿条和小齿轮布置中,或者通过附接到刻度盘的绳索连接,所述绳索配置为在转动刻度盘时缩回以收紧绑带部或延伸以松开绑带部,也如本文别处所述。
同时调节上横向带部1370和枕骨带部1320的优点在于,定位和稳定结构1200可被调节成适合用户头部,而至少相对于用户头部上的一个或多个特征(例如他们的眼睛或他们的耳朵)基本上不改变用户头部上的上横向带部1370和枕骨带部1320之间的连结部的位置。例如定位和稳定结构1200可以配置为使得调节机构能够同时调节上横向带部1370和枕骨带部1320,同时保持侧向带部1330的后端与每个相应的耳上基点基本上恒定地间隔开。可替代地或另外地,上横向带部1370和枕骨带部1320可以是可同时调节的,从而使得侧向带部1330中的每个和/或臂1210相对于用户头部的法兰克福平面的角度保持基本恒定。
在图19所示的示例中,侧向带部1330中的每个包括使侧向带部1330变硬的刚性件1305,侧向带部1330包括形成上横向带连接部1331和下横向带连接部1332的部分。刚性件1305由图19中的交叉阴影部分表示。
侧向带部1330可以连接到头戴式显示单元1200的臂1210。侧向带部1330、臂1210的前部以及侧向带部1330、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如上参考图8A-8B或本文其他地方所述。在一些示例中,侧向带部1330与臂1210一体形成。
虽然图18A-19所示的示例中的定位和稳定结构1300不包括顶带部1340,但是在其他示例中,定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340可以连接在上横向带部1370和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以选择性地能够调节,并且可以如参考图7A-7B、8A-8B或图10A所描述的,或者如本文别处所描述的。
在一些示例中,侧向带部1330、上横向带部1370和枕骨带部1370一体形成。例如定位和稳定结构1300可包括无缝带,除了调节机构处的任何接头,所述无缝带包括成对的侧向带部1330、上横向带部1370和枕骨带部1320。
图18A-19所示的定位和稳定结构1300中的各种带部,例如侧向带部1330、上横向带部1370和枕骨带部1370,每个都可以包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或全部可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述绑带部中的任一个或全部可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、硬质塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
图18A和18B所示的例子中,枕骨带部1320或其至少一部分未刚性化。在其他实施例中,基本上所有的枕骨带部1320都是刚性的。在图19所示的示例中,上横向带部1370未刚性化,但在其他示例中它可以刚性化。
5.4.9附加示例
图20A-20C示出了头戴式显示系统1000的其他示例。所述示例中的头戴式显示系统1000每个都包括定位和稳定结构1300,定位和稳定结构1300包括第一绑带部1382,第一绑带部1382构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面,部分地围绕用户头部并且在使用中接合用户头部的后部区域。定位和稳定结构1300还包括第二绑带部1384,第二绑带部1384构造和布置为连接到头戴式显示单元1200的相应侧向侧面并在使用中接合用户头部的上部区域。第一绑带部1382在使用中可以向后拉动头戴式显示单元1200以与用户的面部接合,而第二绑带部1384可以至少部分地向上拉动头戴式显示单元1200。在一些示例中,第二绑带部1384还可以至少部分地向后拉动头戴式显示单元1200。第一绑带部1382和第二绑带部1384的组合可以有利地向后拉动头戴式显示单元1200以便与用户面部稳定地接合,并且向上支撑头戴式显示单元1200的一些重量。
如图20A和20B中的每一个所示,所述示例中的第二绑带部1384在用户头部的上部区域处比在用户头部的横向(相对下部)区域处更宽。这可以有利地提供第二绑带部1384到用户头部的稳定配合和/或通过将显示单元的一些重量分布在用户头部的上部区域处的较大部分上来减小施加到用户头部表面的压力。
在图20C所示的示例中,第一绑带部1382包括半刚性部分1396,所述半刚性部分构造和布置为在使用中接合用户头部的后部区域。半刚性部分1396可提供第一绑带部1382与用户头部后表面的稳定配合。如图20B和20C所示,第一绑带部1382在用户头部的后部区域可以比在用户头部的侧部区域更宽,这可以提供额外的稳定性。第一绑带部1382可以在覆盖枕骨和/或覆盖枕骨附近的顶骨的区域处接合用户头部。在图20A所示的示例中,第一绑带部1382可在覆盖枕骨但不覆盖顶骨的低位置处接合用户头部。
如图20A-20C所示的每个例子中所示,第二绑带部1384位于从头戴式显示单元的每个侧面向后延伸的路径上,并且向上弯曲成上横向带部1370,所述上横向带部1370构造和布置为接合用户头部的上区域。
如图20C所示,第二绑带部1384可以包括在第二绑带部1384和头戴式显示单元1200的侧面之间的相应连接处的成对的基本上刚性的部分1388。基本上刚性的部分1388可以通过使第二绑带部1384的弯曲部分刚性化而使第二绑带部1384能够支撑头戴式显示单元1200的一些重量。基本上刚性的部分1388从头戴式显示单元1200的每个侧面向后延伸并且向上弯曲。
图20C的示例中,第二绑带部1384的前端部可以形成臂1210(例如刚性臂)。臂1210可以连接(例如卡扣配合连接)到头戴式显示器的侧向侧面(例如连接到头戴式显示器的侧向支撑臂)。臂1210可相对于头戴式显示器旋转(例如经由可相对于头戴式显示器旋转的侧向支撑臂)。在另一个例子中,臂1210和第二绑带部1384可以形成为头戴式显示器的一部分。
第一绑带部1382和第二绑带部1384中的任一个或两者的长度可以选择性地能够调节,例如通过本文披露的其中可以调节带部的任何方式。例如第一绑带部1382和第二绑带部1384中的任一个或两者可以穿过相应的孔眼,回环并且用钩环连接固定到自身上。
例如,如图20C所示,第一绑带部1382布置成穿过带扣1398中的孔眼成环,并且以合适的方式(例如钩环连接)附接到其自身上。带扣1398沿着第二绑带部1384的水平延伸部锚固到第二绑带部1384,使得当第一绑带部穿过带扣1398成环时,第二绑带部与第一绑带部1382对准(见图20C-1中的分解图)。这确保了当调节第一绑带部以将头戴式显示器拉到期望的与用户头部的接合时,头戴式显示器在用户头部上正确地对准。在另一示例中,带扣1398可以是梯式带扣,其将自身保持张力,并且第一绑带部1382的自由端可以通过任何合适的装置(例如钩环布置)保持向下。
带扣1397固定在第二绑带部1384的上端。上横向带部1370被布置成穿过带扣1397中的孔眼成环,并且以合适的方式(例如钩环连接)附接到自身上。在一个示例中,带扣1397中的孔眼可以布置成基本上垂直于带扣1398中的孔眼,这样使得上横向带部1370布置成基本上垂直于第二绑带部1384的水平部分。以这种方式,上横向带部1370可以布置成通过仅在第二绑带部上施加竖直分力来支撑头戴式显示器的重量。在其他示例中,带扣1397中的孔眼可相对于带扣1398中的孔眼略微成角度,使得上横向带部1370在第二绑带部1384上施加竖直分力和后向分力。在其他示例中,带扣1397可以是梯式带扣,该梯式带扣将自身保持张力,并且上横向带部的自由端可以通过任何合适的装置(例如钩环布置)保持向下。还要注意的是,在另一个示例中,带扣1397可以被锚定到上横向带部1370上,并且第二绑带部1384可以布置成穿过该带扣而成环。
在图20A-20C的其他示例中,第一绑带部1382和/或第二绑带部1384可连接到头戴式显示单元1200的臂1210。带部、臂1210的前部以及带部、臂1210和头戴式显示单元1200之间的连接可以基本上如以上参考图8A-8B(在侧向带部1330的上下文中)或在此的其他地方所描述的。在一些示例中,第一绑带部1382附接到臂1210上并且第二绑带部1384在臂1210附近连接到第一绑带部1382上。在其他示例中,第二绑带部1384附接到臂1210上并且第一绑带部1382在臂1210附近连接到第二绑带部1384上。
虽然图20A-20C所示的示例中的定位和稳定结构1300不包括连接到头戴式显示单元1200的顶带部1340,但是在其他示例中,定位和稳定结构1300还包括顶带部1340。顶带部1340可以连接在第二绑带部1384(例如在上横向带部1370处)和头戴式显示单元1200之间。在另外的示例中,顶带部1340可以连接在第一绑带部1382和头戴式显示单元1200之间。顶带部1340可以选择性地能够调节,并且可以如参考图7A-7B、8A-8B或图10A所描述的,或者如本文别处所描述的。
第一绑带部1382和/或第二绑带部1384可各自包括环绕用户头部的无缝带。或者,第一绑带部1382和第二绑带部1384中的一个或两个可以由连接在一起的多个带部形成。
图20A-20C所示的定位和稳定结构1300中的各种带部(例如第一绑带部1382和第二绑带部1384)每个都可以包括纺织材料。在一些示例中,所述绑带部中的任一个或两个可包括织物外层(在一侧或两侧上)和泡沫内层。所述带部中的一个或两个可包括例如织物-泡沫层压材料。
在本技术的其他实例中,定位和稳定结构1300的一些或所有部分可包括不同于织物或织物和泡沫或除织物或织物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部绑带部可包括硅树脂、硬质塑料、泡沫、皮革或其他合适的材料。
在图20A和20B所示实例的变型中,第一绑带部1382和第二绑带部1384可以是刚性的。
5.5清洁步骤
在一些形式中,头戴式显示系统1000或其至少一部分设计成由单个用户使用,并且在用户的家中清洁,例如在肥皂水中洗涤,而不需要用于消毒和灭菌的专用设备。具体地,定位和稳定结构1300和接口结构1100设计为被清洁,因为它们都与用户头部直接接触。
在一些其他形式中,定位和稳定结构1300和接口结构1100的部件用在实验室、诊所和医院中,其中单个头戴式显示器可以在多个人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,头戴式显示器或其相关组件可被再处理并暴露于例如热消毒、化学消毒和灭菌的过程。因此,定位和稳定结构以及接口结构的设计可能需要根据ISO17664对面罩的消毒和灭菌进行确认。
可以选择能够承受再处理的材料。例如在定位和稳定结构1300中可以使用坚固的材料以承受暴露于高水平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,并且在使用中可以被断开以提高再处理效率。
在一些示例中,接口结构1100在使用中可以与用户头部接触,并且因此可能变脏(例如由于汗水)。接口结构1100可以设计成从显示单元壳体1205中取出,以提供取出它用于清洁和/或更换的能力。可能希望在不弄湿定位和稳定结构1300的同时清洗接口结构1100。可替代地或另外地,定位和稳定结构1300可能由于与用户头部接触而变脏,并且可以独立于接口结构1100而被移除以便清洁和/或更换。在任一种情况下,这可以通过允许所述部件出于这种目的而断开来促进。
在一些示例中,覆盖物(例如由织物、硅树脂等构成)可以可移除地定位在接口结构上,并且可以在每次使用之后被移除以进行清洁和/或更换。盖可允许接口结构3400保持固定到显示单元壳体1205,且仍提供在使用之后可容易清洁的表面。
5.6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,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持的更大和/或更强大的处理器(例如独立设备的处理器对于用户来说可能太重而不能舒适地支持他们的头部)。
6术语表
出于本技术披露的目的,在本技术的某些形式中,可以应用以下定义中的一个或多个。在本技术的其他形式中,可以应用替代定义。
6.1通用术语
环境:在本技术的某些形式中,术语“环境”是指(i)显示接口和/或用户的外部,以及(ii)直接围绕显示接口和/或用户。
例如关于显示界面的环境光可以是直接围绕用户的光(例如与用户在相同和/或相邻房间中的光)和/或来自太阳的自然光。
在某些形式中,除了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之外,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电平。环境噪声可能由房间外部的源产生。
泄漏:泄漏一词将视为意外暴露于光。在一个示例中,泄漏可能由于显示单元和用户面部之间的不完全密封而发生。
噪声,辐射(声音):本文中的辐射噪声是指由周围空气携带给用户的噪声。在一种形式中,辐射噪声可以通过根据ISO3744测量所述对象的声功率/压力水平来量化。
用户:操作显示界面和/或观看由显示界面提供的图像的人。例如人可以穿戴、穿着和/或脱去显示接口。
6.1.1材料
硅酮或硅酮弹性体:一种合成橡胶。在本说明书中,对硅氧烷的引用是对液体硅橡胶(LSR)或压塑硅橡胶(CMSR)的引用。市售LSR的一种形式是由Dow Corning制造的SILASTIC(包括在以所述商标销售的产品范围内)。LSR的另一制造商是Wacker。除非另有相反说明,LSR的示例性形式具有使用ASTM D2240测量的在约35至约45范围内的肖氏A(或A型)压痕硬度。
聚碳酸酯:双酚-A碳酸酯的热塑性聚合物。
6.1.2机械特性
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。包括例如某些硅酮和热塑性弹性体。
硬度:材料本身抵抗变形的能力(例如通过杨氏模量或在标准化样本量上测量的压痕硬度标度来描述)。
“软”材料可以包括硅酮或热塑性弹性体(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、聚丙稀、钢或铝,并且可以例如在手指压力下不容易变形。
结构或部件的刚度(或刚性):所述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。所述结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。刚度的倒数是柔性。
松软结构或组件:一种结构或部件,当被导致支撑自身重量时,所述结构或部件将在相对短的时间段内(例如1秒)改变形状,例如弯曲。
刚性结构或组件:一种在承受使用中通常遇到的载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建立和维护用户接口。
例如与第二正交方向相比,工字梁在第一方向上可包括不同的弯曲刚性(抗弯曲载荷)。在另一示例中,结构或组件可以在第一方向上是软的而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(即闭合泡孔)的泡沫。
弹力纤维:一种由聚氨酯制成的聚合物。
弹性体:具有弹性的聚合物。例如硅酮弹性体。
乙烯-醋酸乙烯酯(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(单或多)、股、纱、线或捻线。纤维可包括动物基材料如羊毛或丝、植物基材料如亚麻和棉,以及合成材料如聚酯和人造丝。纤维可具体指可与相同或不同材料的其他纤维交织和/或交织(例如在网络中)的材料。
泡沫:在制造过程中引入气泡以产生轻质蜂窝状形式的任何材料,例如聚氨酯。
氯丁橡胶:一种通过氯丁二烯的聚合生产的合成橡胶。商业产品中使用氯丁橡胶:Breath-O-Prene。
尼龙:一种合成聚酰胺,其具有弹性并且可用于例如形成用于纺织品的纤维/长丝。
开孔泡沫:包含泡孔的泡沫,即未完全包封的气泡,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:一种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备的塑料材料,例如可以采用泡沫(聚氨酯泡沫)和橡胶(聚氨酯橡胶)的形式。
半开放泡沫:包含封闭和开放(包封)泡孔的组合的泡沫。
硅酮或硅酮弹性体:一种合成橡胶。在本说明书中,对硅氧烷的引用是对液体硅橡胶(LSR)或压塑硅橡胶(CMSR)的引用。市售LSR的一种形式是由Dow Corning制造的SILASTIC(包括在以所述商标销售的产品范围内)。LSR的另一制造商是Wacker。除非另有相反说明,LSR的示例性形式具有使用ASTM D2240测量的在约35至约45范围内的肖氏A(或A型)压痕硬度。
间隔织物:一种复合结构,包括连接在一起并由单丝中间层隔离的两个外部织物基材。
氨纶:一种弹性纤维或织物,主要由聚氨酯组成。在商业产品中使用氨纶:莱克拉。
纺织品:一种包括至少一种天然或人造纤维的材料。在本说明书中,纺织品可以指形成为交织和/或交织纤维的网络的任何材料。一种类型的纺织品可包括织物,其通过使用特定技术将纤维交织而构造。所述包括织造、针织、钩编、打结、梭织、簇绒或编织。布可以与织物同义地使用,尽管可以具体指加工的织物片。可使用粘合(化学、机械、热等),毡合或其他非织造工艺来构造其他类型的纺织品。通过所述方法之一产生的纺织品是织物状的,并且出于本申请的目的可以被认为与织物同义。
热塑性弹性体:通常是低模量的柔性材料,其可以在室温下拉伸,当释放应力时能够恢复到其近似原始长度。使用TPE的贸易产品包括:海翠、Dynaflex、Medalist
热塑性聚氨酯(TPU):一种具有高耐久性和柔韧性的热塑性弹性体。
6.3机械特性
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。包括例如某些硅酮和热塑性弹性体。
硬度:材料本身抵抗变形的能力(例如通过杨氏模量或在标准化样本量上测量的压痕硬度标度来描述)。
“软”材料可以包括硅酮或热塑性弹性体(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、聚丙稀、钢或铝,并且可以例如在手指压力下不容易变形。
结构或组件的刚性(或刚性):所述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。所述结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。
松软结构或组件:一种结构或部件,当被导致支撑自身重量时,所述结构或部件将在相对短的时间段内(例如1秒)改变形状,例如弯曲。
刚性结构或组件:一种在承受使用中通常遇到的载荷时基本上不会改变形状的结构或部件。
作为例子,工字梁可以包括在第一方向上与在第二正交方向上不同的弯曲刚性(抗弯曲载荷)。在另一示例中,结构或组件可以在第一方向上是软的而在第二方向上是刚性的。
6.4解剖结构
以下定义对应于图1-2中标识的参考。
6.4.1面部解剖学
鼻翼:每个鼻孔的外部外壁或“翼”(复数:翼)
鼻翼端:鼻翼上的最外侧点。
翼曲率(或翼波峰)点:每个鼻翼的弯曲基线中的最后面的点,其存在于由鼻翼与脸颊的结合形成的折痕中。
耳廓:所述耳朵的整个外部可见部分。
(鼻)骨架:鼻子的骨结构,包括鼻骨、上颌骨的额突和额骨的鼻部分。
鼻梁(鼻):鼻梁是从鼻梁点延伸到鼻突点的鼻子的中线突起。
(鼻)软骨骨架:鼻子的软骨框架包括中隔、外侧、大和小软骨。
口角点:位于嘴角的点。
小柱:分离鼻孔并从前鼻孔延伸到上唇的皮肤条。
小柱角度:通过鼻孔中点绘制的线与垂直于法兰克福水平线同时与鼻下相交耳绘制的线之间的角度。
内眦:上眼睑和下眼睑会合的点,接近鼻梁点。
上腔静脉:上眦或额腹指覆盖颅骨的结构。
枕外隆突:枕骨外表面上的隆起。
法兰克福平面:从轨道边缘的最下点延伸到左区域的线。耳屏是耳廓耳屏上方缺口中的最深点。
眉间:位于软组织上,前额正中矢状平面最突出的点。
瞳距:眼睛瞳孔中心之间的距离。
鼻外侧软骨:大体为三角形的软骨板。其上缘连接到鼻骨和上颌骨额突,其下缘连接到大翼软骨。
唇下(下唇):口腔和颏上肌之间面部上的一个点,位于正中矢状平面。
唇上(上唇):位于嘴和鼻子之间的面部上的点,位于正中矢状平面中。
鼻翼大软骨:位于外侧鼻软骨下方的软骨板。它围绕鼻孔的前部弯曲。它的后端通过坚韧的纤维膜连接到上颌骨的额突,所述纤维膜包含翼状骨的三个或四个小软骨。
鼻孔(Nostrils):形成鼻腔入口的近似椭圆形孔。鼻孔的单一形式是鼻孔(Nostrils)。鼻孔由鼻中隔分开。
鼻唇沟或鼻唇折痕:皮肤褶皱或沟槽从鼻子的每一侧延伸到嘴角,将脸颊与上唇分开。
鼻唇角:小柱和上唇之间的角度,同时与鼻下相交。
耳下基点:耳廓与面部皮肤的最低连接点。
耳上基点:耳廓与面部皮肤的最高连接点。
鼻突点:在头部其余部分的侧视图中可识别出最突出的鼻尖或鼻尖。
人中:中线凹槽,其在上唇区域中从鼻中隔的下边界延伸到唇的顶部。
颏前点:位于软组织上,下巴最前面的中点。
脊(鼻):鼻脊是鼻子的中线突起,从鼻翼延伸到鼻中隔。
矢状平面:从前(前)到后(后)穿过的竖直平面。中矢状平面是将身体分成左右两半的矢状平面。
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隔鼻腔的前部。
后上侧片:位于翼基部下边缘的点,其中翼基部与上(上)唇的皮肤接合。
鼻下点:位于软组织上,小柱与上唇在矢状平面中部融合的点。
颏上:下唇中线的最大凹度点位于下唇和软组织额前点之间。
眉弓:眼睛上方额骨的隆起。
颞肌:颞窝肌肉,用于抬高下颌。
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、缩回和侧向移动。
上唇红:唇的红色部分覆盖有与牙龈唇沟的口腔粘膜连续的复层鳞状上皮。
6.4.2颅骨解剖
额骨:额骨包括对应于称为前额的区域的大的竖直部分,鳞额部。
外侧软骨:间隔软骨外侧和鼻骨下方的软骨部分。
下颌骨:下颌骨形成下颌。颏隆起是形成下巴的颌的骨性隆起。
下咬肌:抬高下颌的咬肌的下部。
上颌骨:上颌骨形成上颌并且位于下颌骨上方和眼眶下方。上颌骨的额突由鼻子的侧面向上突出,并形成其侧边界的一部分。
鼻骨:鼻骨是两个小长方形骨,在不同个体中大小和形状不同;它们并排放置在面部的中部和上部,并且通过它们的连接形成鼻子的“桥”。
鼻根:额骨和两个鼻骨的交叉,直接位于眼睛之间并在鼻梁上方的凹陷区域。
枕骨:枕骨位于颅骨的后部和下部。它包括椭圆形孔,即枕骨大孔,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:颅骨中包含眼球的骨腔。
顶骨:顶骨是当连接在一起时形成颅顶和颅侧的骨。
中隔软骨:鼻中隔软骨。
蝶骨:颅底楔形骨。
眶上孔:眶下骨中用于眶上神经、动脉和静脉通过的开口。
颞骨:颞骨位于颅骨的基部和侧部,并支撑称为太阳穴的面部部分。
小斜方肌:上背部的三角形浅表肌肉。
颧骨:面部包括两个颧骨,位于面部的上部和侧部并形成脸颊的突出部分。
6.5用户接口
框架:框架将被认为是指在与头帽和/或箍的两个或更多个连接点之间承受张力负载的显示器壳体单元。框架可以密封在用户的面部上,以便限制和/或防止光的进入和/或外出。
环箍:环箍是指设计用于头部的一种定位和稳定结构。例如环可包括一个或多个支柱,系带和加强件的集合,所述一个或多个支柱,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,以将显示单元保持在用户面部前面的操作位置。一些系带由柔软、柔性、弹性材料形成,例如泡沫和织物/纺织品的层压复合物。在一些形式中,术语“头带”可与术语“箍”同义。
膜:膜将被认为是指典型的薄元件,其优选基本上不具有抗弯曲性,但具有抗拉伸性。
密封:可以是指结构的名词形式(“密封”),或指效果的动词形式(“密封”)。两个元件可以构造和/或布置为“密封”或实现它们之间的“密封”,而不需要单独的“密封”元件本身。
外壳:外壳是指具有弯曲、拉伸和压缩刚性的弯曲,相对薄的结构。例如面罩的弯曲结构壁可以是外壳。在一些形式中,外壳可以是多面的。在一些形式中,外壳可以是气密的。在一些形式中,外壳可以不是气密的。
加强构件:加强件是指设计成增加另一个部件在至少一个方向上的抗弯性的结构部件。
支柱:支柱将被认为是设计成在至少一个方向上增加另一个部件的压缩阻力的结构部件。
旋转体(名词):配置为优选地在低扭矩下优选地独立地围绕共同轴线旋转的部件的子组件。在一种形式中,转环可以配置为旋转通过至少360度的角度。在另一种形式中,转环可以配置为旋转小于360度的角度。
系带(名词):设计用于抵抗张力的结构。
6.6结构形状
根据本技术的产品可以包括一个或多个三维机械结构,例如面罩衬垫或叶轮。三维结构可以由二维表面界定。可以使用标签来区分所述表面以描述相关联的表面取向、位置、功能或一些其他特征。例如结构可以包括前表面、后表面、内表面和外表面中的一个或多个。在另一示例中,密封形成结构可包括面接触(例如外)表面和单独的非面接触(例如下侧或内)表面。在另一示例中,结构可包括第一表面和第二表面。
为了便于描述三维结构和表面的形状,我们首先考虑在点p处穿过结构表面的横截面。参见图3A至图3E,图3A至图3E示出了表面上的点p处的截面的示例,以及所得到的平面曲线。图3A至3E还示出了p处的向外法向量。在远离表面的p点处的向外法线向量。在一些示例中,我们从在所述表面上直立站立的假想小人的观点来描述所述表面。
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(例如正的、负的)和大小(例如刚好接触p处的曲线的圆的1/半径)。
正曲率:如果p处的曲线转向外法线,则所述点处的曲率将被认为是正的(如果假想的小人离开点p,则他们必须上坡行走)。参见图3A(与图3B相比相对较大的正曲率)和图3B(与图3A相比相对较小的正曲率)。这种曲线通常称为凹面。
零曲率:如果在p处的曲线是直线,则曲率将取为零(如果假想的小人离开点p,则他们可以在水平上行走,既不向上也不向下)。参见图3C。
负曲率:如果在p处的曲线转离向外法线,则在所述点处在所述方向上的曲率将被取为负(如果假想的小人离开点p,则他们必须下坡行走)。参见图3D(与图3E相比相对较小的负曲率)和图3E(与图3F相比相对较大的负曲率)。这种曲线通常称为凸曲线。
6.6.2二维平面曲率
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正横截面。多个横截面可以在包括向外法线(“法线平面”)的平面中切割表面,并且每个横截面可以在不同的方向上截取。每个横截面产生具有相应曲率的平面曲线。在所述点处的不同曲率可以具有相同的符号或不同的符号。在所述点处的每个曲率具有例如相对较小的幅度。图3A至3E中的平面曲线可以是在特定点处的这种多个横截面的示例。
主曲率和方向: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,并且最小曲率出现在图3E中,因此图3A和图3E是主方向上的截面。p处的主曲率是主方向上的曲率。
表面区域:表面上的一组连接点。区域中的所述组点可以具有类似的特征,例如曲率或符号。
鞍状区域:在每个点处,主曲率具有相反符号的区域,即一个是正的,而另一个是负的(取决于假想人转向的方向,他们可以上坡或下坡行走)。
穹顶区域:在每个点处主曲率具有相同符号的区域,例如两个都是正的(“凹圆顶”)或两个都是负的(“凸圆顶”)。
圆柱形区域:一个主曲率为零(或者例如在制造公差内为零)而另一个主曲率为非零的区域。
平面区:表面的两个主曲率都为零(或例如在制造公差内为零)的区域。
表面边缘: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”将用于表示数学拓扑意义上的路径,例如表面上从f(0)到f(1)的连续空间曲线。在本技术的某些形式中,“路径”可被描述为路由或路线,包括例如表面上的一组点。(假想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”将被认为是指沿着表面从f(0)到f(1)的距离,即沿着表面上的路径的距离。在表面上的两个点之间可以有多于一个的路径,并且这种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沿着路径在表面上行走的距离)。
直线距离:直线距离是表面上两点之间的距离,但与表面无关。在平面区域上,表面上的路径长度与表面上两点之间的直线距离相同。在非平面表面上,可能不存在与两点之间的直线距离具有相同路径长度的路径。(对于假想的人,直线距离将对应于“笔直”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螺旋线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,其为左手螺旋,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,空间曲线可以通过空间曲线上每个点处的曲率和扭转来描述。扭转是曲线如何转出平面的量度。扭转具有符号和幅度。空间曲线上的点处的扭转可以参考所述点处的切线,法线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,所述点处的矢量指定从所述点开始的方向以及幅度。正切单位矢量是指向与所述点处的曲线相同的方向的单位矢量。如果虚构的人沿着曲线飞行并且在特定点从她的车辆上摔倒,则切线矢量的方向是她将行驶的方向。
单位法向量:当假想的人沿着曲线移动时,所述正切矢量本身改变。指向与正切矢量变化的方向相同的方向的单位矢量被称为单位主法线矢量。它垂直于切线矢量。
双法线单位向量:双法线单位向量垂直于切线向量和主法线向量。其方向可以由右手定则(参见例如图3L)确定,或者可替代地由左手定则(图3K)确定。
密切平面:包含单位切线矢量和单位主法线矢量的平面。参见图3K和3L。
空间曲线的扭转:在空间曲线的点处的扭转是在所述点处的二进制单位向量的变化率的幅度。它测量曲线偏离接触平面多少。位于平面中的空间曲线具有零扭转。从接触平面偏离相对小的量的空间曲线将具有相对小的扭转量(例如平缓倾斜的螺旋路径)。从接触平面偏离相对大的量的空间曲线将具有相对大的扭转量(例如陡峭倾斜的螺旋路径)。参照图3O,由于T2>T1,图3O的螺旋的顶部线圈附近的扭转的幅度大于图3O的螺旋的底部线圈的扭转的幅度。
参照图3M的右手定则,朝右手双法线方向转向的空间曲线可被认为具有右手正扭转(例如如图3O所示的右手螺旋)。偏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)。
等效地,并且参考左手定则(参见图3K),朝左手双法线方向转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,左侧正值等同于右侧负值。
6.6.4孔
表面可具有一维孔,例如由平面曲线或空间曲线界定的孔。具有孔的薄结构(例如膜)可被描述为具有一维孔。参见例如图3F所示的结构表面中的一维孔,其由平面曲线界定。
结构可具有二维孔,例如由表面界定的孔。例如可充气轮胎具有由轮胎的内表面界定的二维孔。在另一示例中,具有用于空气或凝胶的腔的囊可以具有二维孔。在又一实例中,导管可包括一维孔(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。还可以看到通过图3H所示结构的二维孔,其由所示表面界定。
6.7其他备注
除非上下文另外清楚地指明并且在提供值的范围的情况下,应理解的是,在所述范围的上限与下限之间的每个中间值(至下限单位的十分之一),以及在所述规定范围内的任何其他规定或中间值都涵盖在本技术内。所述插入范围的上限和下限(其可以独立地包括在插入范围内)也包括在所述技术内,受到所述范围内的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个界限的情况下,排除那些包括的界限中的一个或两个的范围也包括在本技术中。
此外,在本文中将一个值或多个值陈述为作为技术的一部分来实施的情况下,应了解,除非另外说明,否则可近似此类值,且此类值可在实际技术实施可允许或要求其的程度上用于任何合适的有效数字。
除非另外定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。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实践或测试本技术,但本文描述了有限数量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,除非有相反规定,否则本文所述的任何和所有组件应理解为能够制造,且因此可一起或单独制造。
必须注意的是,如本文和所附权利要求中所使用的,单数形式“一(an)”、“一(an)”和“该”包括其复数等同物,除非上下文另外清楚地指明。
本文提及的所有出版物通过引用整体并入本文以披露和描述作为所述出版物的主题的方法和/或材料。本文所讨论的出版物仅提供它们在本申请的申请日之前的披露内容。本文中的任何内容均不应解释为承认本技术无权凭借先前发明而早于此类披露案。此外,所提供的出版日期可能与实际出版日期不同,这可能需要单独确认。
术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)”应被解释为以非排他性的方式指代元件、组件或步骤,指示所引用的元件、组件或步骤可与未明确引用的其他元件、组件或步骤一起存在、使用或组合。
在详细描述中使用的主题标题仅为了便于读者参考而被包括,并且不应当用于限制在整个披露或权利要求中发现的主题。主题标题不应被用于解释权利要求的范围或权利要求的限制。
尽管已经参照特定示例描述了本文的技术,但是应当理解,所述示例仅仅是对所述技术的原理和应用的说明。在一些情况下,术语和符号可以暗示实践所述技术不需要的具体细节。例如尽管可以使用术语“第一”和“第二”,但是除非另有说明,它们不旨在表示任何顺序,而是可以用于区分不同的元件。此外,尽管可以按顺序描述或示出方法中的处理步骤,但是不需要这种排序。本领域技术人员将认识到,可以修改这种排序和/或可以同时或甚至同步地进行这种排序。
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多种修改,并且可以设计出其他布置。
6.8 选定参考符号列表
100 用户
1000 头戴式显示系统
1100 接口结构
1101 接口结构夹
1102 底盘部分
1118 面部接合凸缘
1121 面部接合凸缘的第一端
1122 面部接合凸缘的第二端
1123 面部接合区域
1130 衬垫
1131 衬垫体
1135 衬垫夹
1140 颊部
1150 闭环部分
1160 开环部分
1170 楔形体部分
1175 前额部分
1180 鼻部分
1182 前缘部
1186 桥部
1200 头戴式显示单元
1205 显示单元壳体
1220 显示屏
1230 上表面
1232 下表面
1234 侧向左表面
1236 侧向右表面
1238 前表面
1240 透镜
1250 临时连接件
1254 孔眼
1256 调节部
1258 接收部分
1260 枢转连接
1270 控制器
1272 扬声器
1274 电源
1276 控制系统
1278 低功率系统电池
1280 主电池
1282 实时时钟
1284 取向传感器
1286处理系统
1288 电池支撑部
1290 控制系统支撑件
1300 定位和稳定结构
1350 后支撑部
1360 前额支撑件。

Claims (27)

1.一种头戴式显示系统,包括:
一种头戴式显示单元,包括:
包括显示器的显示单元壳体;以及
接口结构,所述接口结构连接到所述显示单元壳体并且构造和布置为在使用中接合用户面部;以及
定位和稳定结构,所述定位和稳定结构构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在所述用户头部上的可操作位置中,
其特征在于,所述定位和稳定结构包括:
成对的臂,所述成对的臂在使用中连接到所述显示单元壳体的相应侧面,所述臂构造和布置为在使用中在所述用户头部的相应侧面上从所述显示单元壳体向后突出,每个臂的后部包括上臂连接部和下臂连接部;
顶带部,所述顶带部构造和布置为连接在所述成对的臂的所述上臂连接部中的每一个之间,所述顶带部配置为在使用过程中在所述成对的臂的位置上方的头部区域处接合所述用户头部;以及
枕骨带部,所述枕骨带部构造和布置为在使用中连接在所述下臂连接部之间并接合所述用户头部的在所述用户头部的枕骨区域上方或下方的部分,
其中,当佩戴所述头戴式显示系统时,与所述顶带部相比,每个臂的位于所述头戴式显示单元的后部的部分具有增加的刚性。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统,其中,所述臂能够枢转地附接到所述显示单元壳体。
3.根据权利要求1或2所述的头戴式显示系统,其中,每个臂至少部分地由织物套筒覆盖。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的头戴式显示系统,其中,除了所述成对的臂的上臂连接部的每个之外,所述顶带部连接到所述头戴式显示单元。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示系统,其中,所述顶带部在单个位置处连接到所述头戴式显示单元。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述顶带部基本上是Y形的,所述顶带部具有连接到所述头戴式显示单元的前腿和连接到所述成对的臂的所述上臂连接部的成对的后腿。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述顶带部的至少一部分的长度选择性地能够调节。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述顶带部配置为穿过所述头戴式显示单元上的孔眼,并且回环以固定到自身。
9.根据权利要求8所述的头戴式显示系统,其中,所述顶带部配置为用钩环连接固定到自身。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述枕骨带部包括位于所述枕骨带部的一端处的枕骨带连接件,所述枕骨带连接件构造和布置为能够释放地连接到所述臂的所述下臂连接部中的相应一个上。
11.根据权利要求10所述的头戴式显示系统,其中,所述枕骨带连接件构造和布置为磁性附接到所述下臂连接部中的所述相应一个上。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的头戴式显示系统,其中,所述枕骨带部的长度能够选择性地调节。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述枕骨带部配置为穿过所述枕骨带连接件上的孔眼、回环并固定到自身。
14.根据权利要求13所述的头戴式显示系统,其中,所述枕骨带部配置为用钩环连接固定到自身。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述臂中的一个或两个形成为彼此能够释放地连接的两个部分。
16.根据权利要求15所述的头戴式显示系统,其中,每个臂的所述两个部分能够移动地彼此连接以提供所述定位和稳定结构的尺寸调节。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述臂中的一个或两个能够释放地连接到所述头戴式显示单元。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述下臂连接部中的一者或两者能够相对于相应臂的其余部分移动。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的头戴式显示系统,其中,每个臂的所述上臂连接部和所述下臂连接部在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的头戴式显示系统,其中,在使用中,每个臂配置为抵抗朝向上方向和下方向的弯曲。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的头戴式显示系统,其中,在使用中,每个臂配置为允许朝向中间方向弯曲以接合所述用户头部的部分面向后的表面。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的头戴式显示系统,其中,在使用中,当所述顶带部处于张紧状态时,所述上臂连接部被推向所述用户头部的表面。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的头戴式显示系统,其中,当所述头戴式显示系统被佩戴时,所述枕骨带部配置为当所述枕骨带部被收紧时朝向所述用户头部的表面推动所述下臂连接部。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的头戴式显示系统,其中,每个臂包括一个或多个铰链,以便于在佩戴所述头戴式显示系统时弯曲相应的臂以符合所述用户头部的形状。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的头戴式显示系统,其中,所述下臂连接部配置为在使用中定位在所述用户头部的耳上基点的后方。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的头戴式显示系统,其中,当所述头戴式显示系统被佩戴时,每条臂向后突出且在所述用户头部的后部向中间弯曲。
27.根据权利要求1-26中任一项所述的头戴式显示系统,其中,当所述头戴式显示系统被佩戴时,每条臂向后突出并且远离所述显示单元壳体而朝向上方弯曲。
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