CN220473782U - 头戴式显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及头戴式显示系统。一种头戴式显示系统，包括：包括显示器的头戴式显示单元；定位和稳定结构，该定位和稳定结构经构造和被配置为在使用中将该头戴式显示单元保持在用户的面部上方的可操作位置中；以及接口结构，该接口结构经构造和被配置为与该用户的面部处于相对关系，该接口结构包括面部接合部，该面部接合部被配置为接触该用户的面部；以及护罩。该护罩包括：框架，该框架包括：后部，该后部连接到该面部接合部；前部，该前部限定观看开口，在使用中可通过该观看开口观看该显示器；以及径向向外的阻光表面，该径向向外的阻光表面在该后部和该前部之间延伸。

Description

头戴式显示系统

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1相关申请的交叉引用

本申请要求以下优先权：2022年3月10日申请的澳大利亚临时申请案第2022900581号，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本技术总体上涉及头戴式显示、定位和稳定结构、用户接口结构和用于头戴式显示的其他部件、相关的头戴式显示组件和系统，包括显示单元和定位和稳定结构、接口结构和或部件和方法。本技术在沉浸现实头戴式显示的使用中找到特别的应用，并且在此上下文中描述。应当理解，本技术可具有更广泛的应用并且可用于任何类型的头戴式显示布置，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

应当理解，如果在本文中提及任何现有技术，则该提及不构成承认现有技术在澳大利亚或任何其他国家构成本领域公知常识的一部分。

2.2.1沉浸技术

沉浸技术是指试图通过数字或虚拟环境的手段，通过创造周围的感官感受来复制或增强物理环境，从而产生沉浸感的技术。

具体地，沉浸技术提供用户视觉沉浸，创建虚拟对象和/或虚拟环境。沉浸技术还可以为其他五种感觉中的至少一种提供沉浸。

2.2.2虚拟现实

虚拟现实(VR)是计算机生成的呈现给用户的三维图像或环境。换言之，环境可以是完全虚拟的。具体地，用户观察电子屏幕以观察虚拟环境中的虚拟或计算机生成的图像。由于所创建的环境完全是虚拟的，因此用户可能被阻止和/或阻碍与他们的物理环境交互(例如，他们可能无法听到和/或看到他们当前所处的物理环境中的物理对象)。

电子屏幕可以支撑在用户的视线中(例如，安装到用户的头部)。在观察电子屏幕时，由电子屏幕输出并由用户观察的视觉反馈可以产生意图模拟实际环境的虚拟环境。例如，用户能够通过枢转他们的头部或他们的整个身体来四处查看(例如，360°)，并且通过电子屏幕与用户可观察的虚拟对象交互。这可以向用户提供沉浸体验，其中虚拟环境向用户的五种感觉中的至少一种提供刺激，并在用户使用VR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。这些电子屏幕典型地被安装到用户的头部，使得它们可以被定位在用户眼睛附近，这允许用户容易地观察虚拟环境。

VR装置可产生除视觉反馈外或除视觉反馈之外的其他形式的反馈。例如，VR装置可以包括和/或连接到扬声器以提供听觉反馈。VR装置还可以包括触觉反馈(例如，以触觉响应的形式)，其可以对应于视觉和/或听觉反馈。这可以创建更加沉浸的虚拟环境，因为用户接收对应于多于一个用户感受的刺激。

当使用VR装置时，用户可能希望限制或阻挡周围刺激。例如，用户可能希望避免看到和/或听到周围环境，以便更好地处理虚拟环境中来自VR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，护罩可以被布置为靠近(例如，接触或紧密接触)用户的面部，但是可以不密封抵靠用户的面部。在任一示例中，环境光可能不会到达用户的眼睛，使得用户可观察到的唯一光来自电子屏幕。

在其他示例中，VR装置可以限制和/或防止用户的耳朵听到环境噪声。在一些示例中，这可通过向用户提供头戴式耳机(例如，噪声消除头戴式耳机)来完成，头戴式耳机可输出来自VR装置的声音和/或限制用户从其物理环境听到噪声。在一些示例中，VR装置可以输出音量足以限制用户听到环境噪声的声音。

在任何示例中，用户可能不想变得被过度刺激(例如，被他们的物理环境和虚拟环境两者)。因此，阻挡和/或限制环境刺激用户有助于用户专注于虚拟环境，而没有来自环境的可能干扰。

下文描述不同类型的VR装置。通常，单个VR装置可以包括至少两个不同的分类。例如，VR装置可以通过其可移植性以及通过显示单元如何联接到接口的其余部分来分类。这些分类可以是独立的，使得一个组中的分类(例如，单元的可移植性)不预先确定到另一组中的分类。还可存在用于对VR装置分类的额外类别，其在下文未明确列出。

2.2.2.1可移植性

2.2.2.1.1固定单元

在一些形式中，VR装置可与单独装置(例如，计算机或视频游戏控制台)结合使用。此类型的VR装置可为固定的，因为其在没有计算机或视频游戏控制台的情况下无法使用，且因此其可使用的位置受到限制(例如，受计算机或视频游戏控制台的位置限制)。

因为VR装置可以结合计算机或视频游戏控制台使用，所以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装置可无线连接(例如，经由蓝牙、Wi-Fi等)，但仍可由无线信号的强度相对固定。

与计算机或视频游戏控制台的连接可以向VR装置提供控制功能。这些控制可以被传送(即，通过有线连接器或无线地)以便帮助操作VR装置。在固定单元VR装置的示例中，这些控制可能是必要的以便操作显示屏幕，且在没有到计算机或视频游戏控制台的连接的情况下，VR装置可能不可操作。

在一些形式中，计算机或视频游戏控制台可向VR装置提供电力，使得用户不需要在其头部支撑电池。这可以使VR装置佩戴更舒适，因为用户不需要支撑电池的重量。

用户还可以至少部分地通过VR装置而不是通过电视或监视器来接收来自计算机或视频游戏控制台的输出，所述电视或监视器可以在使用计算机或视频游戏控制台(例如，玩视频游戏)时向用户提供更加沉浸的体验。换句话说，VR装置的显示输出可与计算机监视器或电视的输出基本相同。输出这些图像所必需的一些控制器和/或传感器可容纳在计算机或视频游戏控制台中，这可进一步减小用户需要支撑在其身体上的重量。

在一些形式中，运动传感器可远离VR装置定位，且连接到计算机或视频游戏控制台。例如，至少一个相机可以面向用户以便跟踪用户头部的移动。在传输到VR装置之前，可由计算机或视频游戏控制台完成对由相机所记录的数据的处理。虽然这可以帮助VR装置的重量减轻，但它还可以进一步限制VR装置可以在哪里使用。换句话说，VR装置必须在相机的视线内。

2.2.2.1.2可移植单元

在一些形式中，VR装置可以是自包含单元，自包含单元包括电源和传感器，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度。例如，用户不限于在计算机或视频游戏控制台附近使用VR装置，并且可以在室外或在不包括计算机或电视的其他环境中使用VR装置。

因为VR装置在使用中不连接到计算机或视频游戏控制台，所以需要VR装置支持所有必要的电子部件。这包括电池、传感器和处理器。这些部件增加了用户必须支撑在他们身体上的VR装置的重量。可能需要适当的重量分布，使得增加的重量不会增加佩戴VR装置的用户的不适。

在一些形式中，VR装置的电子部件包含于单个壳体中，壳体可在使用中直接安置于用户面部前方。这种配置可以称为“砖”。在这一配置中，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方。为了抵抗由重力产生的力矩，联接到砖配置的定位和稳定结构必须提供指向用户面部的力，例如由头带条带中的张力产生的力。虽然砖配置对于制造可能是有益的(例如，因为所有的电子部件非常接近)并且可以允许定位和稳定结构的可互换性(例如，因为它们不包括电连接)，但是维持VR装置的位置所需的力(例如，头带中的张力)可能对用户是不舒服的。具体地，VR装置可能嵌入用户面部，导致用户皮肤上的刺激和标记。当用户的头部在其面部上接收来自显示器壳体的力并且在其头部背面上接收来自头带的力时，力的组合可以感觉像“夹紧”。这可以使用户不太可能佩戴VR装置。

由于VR和其他混合现实装置可以以涉及用户的头部和/或其整个身体的剧烈运动的方式使用(例如，在游戏期间)，因此可能存在倾向于破坏装置在用户头部上的位置的显著的力/力矩。简单地迫使该装置更紧地抵靠用户的头部以承受大的破坏性力可能是不可接受的，因为它可能对用户是不舒服的或仅在短时间段之后变得不舒服。

在一些形式中，电子部件可在整个VR装置中间隔开，而不是完全在用户面部前方。例如，一些电气部件(例如，电池)可以被布置在定位和稳定结构上，特别是在后接触部上。以此方式，电池(或其他电子部件)的重量可产生与VR装置的其余部分(例如，显示器)所产生的力矩的方向相反的力矩。因此，定位和稳定结构可足以施加较低的夹持力，这又对用户的面部产生较低的力(例如，在其皮肤上的较少标记)。然而，在一些此类现有装置中，由于电连接，清洁和/或更换定位和稳定结构可能更困难。

在一些形式中，将电子部件间隔开可涉及将一些电子部件与VR装置的其余部分分开定位。例如，电池和/或处理器可电连接，但与VR装置的其余部分分开承载。与上述“固定单元”不同，电池和/或处理器，以及VR装置的其余部分，可以是可移植的。例如，电池和/或处理器可以被承载在用户的皮带上或用户的口袋中。这可以提供减少用户头部重量的益处，但不会提供抵消力矩。由定位和稳定结构提供的张力可以仍然小于“砖”配置，因为由头部支撑的总重量较小。

2.2.2.2显示连接

2.2.2.2.1集成显示屏幕

在一些形式中，显示屏幕是VR装置的整体部分，并且通常不能从VR装置的其余部分分离或移除。

显示屏幕可以被固定在壳体内，并且被保护免受损坏。例如，显示屏幕可以完全被外壳覆盖，这可以减少刮痕的发生。另外，将显示屏幕与VR装置的其余部分集成消除了丢失显示屏幕的发生。

在这些形式中，显示屏幕纯粹用作沉浸技术显示器。绝大多数“固定单元”将包括集成的显示屏幕。“可移植单元”可以包括集成显示屏幕，或者可以包括可移动显示屏幕(如下所述)。

2.2.2.2.2可移动显示屏幕

在一些形式中，显示屏幕是可VR装置从移除并单独使用的单独结构。

在一些形式中，可将可移植电子装置(例如，蜂窝式电话)选择性地插入VR装置的外壳中。可移植电子装置可以包括传感器和/或处理器中的大部分或全部，并且可以通过可下载的应用程序来创建虚拟环境。

可移植电子装置通常重量轻，并且可以不需要定位和稳定结构来向用户的头部施加大的力。

2.2.3增强现实

在一些形式中，增强现实(AR)是计算机生成的呈现给用户的三维图像或环境。

虽然与VR类似，AR的不同之处在于结合用户的物理环境来观察至少部分地由电子屏幕创建的虚拟环境。换言之，AR创建虚拟对象以便用虚拟环境的元素来改变和/或增强用户的物理环境。AR的结果是包括物理和虚拟对象的组合环境，因此是物理和虚拟的环境。

例如，由电子屏幕创建的图像可以被叠加到用户的物理环境中。仅呈现给用户的AR组合环境的一部分包括虚拟对象。因此，用户可能希望在使用AR装置的同时继续从他们的物理环境接收环境刺激(例如，以便继续观察组合环境的物理或非虚拟分量)。

由于AR可与用户的物理环境一起使用，因此AR装置可不电连接或以其他方式系链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。这可以向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，因此电子屏幕的外壳可以是不透明的，以便限制或阻止环境光到达用户。然而，AR装置的用户可能希望看到与他们的实际环境混合的虚拟环境。AR装置中的电子屏幕可类似地支撑在用户眼睛前方，但AR装置中的屏幕可为透明或半透明的，且屏幕可不由不透明外壳支撑(或不透明材料可基本上不遮挡用户的视线)。这可以允许用户继续接收周围环境刺激，其中虚拟环境同时存在。尽管如此，不具有用户可通过其看到其真实世界环境的透明屏幕的一些VR装置可通过从用户的视角(例如，利用显示器外壳上的相机)获取用户的真实世界环境的实时视频并将其显示在显示屏幕上来配置用于AR。

另外，使用AR装置的人可能比使用VR装置的人更可移动(例如，因为AR用户可看到其物理环境和/或未链到计算机或视频游戏控制台)。因此，使用AR装置的人可能希望佩戴该装置延长的时间段，同时还四处移动(例如，步行、跑步、骑自行车等)。在AR装置上包括诸如电池的部件可能使AR装置对于用户的头部和/或颈部不舒服，并且可能阻止用户长时间佩戴AR装置。

2.2.4混合现实

混合现实(MR)类似于AR，但是可以是更沉浸的，因为MR装置可以向用户提供比AR装置更多的与虚拟对象或环境交互的方式。MR中的虚拟现实也可以与用户的物理环境重叠和/或混合。然而，与AR不同，用户能够与在VR中发生的类似的虚拟环境交互。换言之，尽管AR可以仅呈现物理环境中的计算机生成图像，但是MR可以向用户呈现相同或类似的计算机生成图像，但是允许与物理环境中的图像交互(例如，使用手“抓取”虚拟产生的对象)。因此，虚拟环境可进一步与物理环境融合，使得组合环境更好地再现实际环境。

2.2.5头戴式显示接口

头戴式显示接口使得用户能够具有虚拟环境的沉浸体验，并且在诸如通信、训练、医疗和外科手术、工程和视频游戏等领域中具有广泛的应用。

不同的头戴式显示接口可以各自提供不同水平的沉浸。例如，一些头戴式显示接口可以向用户提供总体沉浸体验。总沉浸体验的一个示例是虚拟现实(VR)。头戴式显示接口还可以提供与使用AR装置一致的部分浸没。

VR头戴式显示接口通常被提供为包括显示单元的系统，显示单元被布置为保持在用户面部前方的操作位置。显示单元典型地包括：壳体，其包含显示器；和用户接口结构，其被构造和布置为与用户的面部处于相反的关系。用户接口结构可以在显示器周围延伸并且结合壳体限定到显示器的观看开口。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/或是光密封的以阻挡来自显示器的环境光。头戴式显示系统进一步包括定位和稳定结构，定位和稳定结构被布置在用户头部上以将显示单元维持在适当位置中。

其他头戴式显示接口可以提供次完全沉浸体验。换言之，用户可以体验其物理环境以及虚拟环境的元素。次完全沉浸体验的示例是增强现实(AR)和混合现实(MR)。

AR/VR头戴式显示接口通常也被提供为包括显示单元的系统，显示单元被安排为保持在用户面部前方的操作位置中。同样地，显示单元典型地包括：壳体，其包含显示器；和用户接口结构，其被构造和布置为与用户的面部处于相反的关系。AR和/或MR头戴式显示的头戴式显示系统也类似于VR，因为它进一步包括定位和稳定结构，定位和稳定结构布置在用户头部上以将显示单元保持在适当位置。然而，AR和/或MR头戴式显示不包括完全密封来自显示器的环境光的衬垫，因为这些次完全沉浸体验需要物理环境的要素。相反，增强的和/或混合的头戴式显示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接口是舒适的，以便允许用户长时间佩戴头戴式显示。另外，重要的是，显示器能够提供具有用户头部的改变的位置和/或取向的改变的图像，以便创建部分地或完全地虚拟的环境，该环境类似于或再现完全物理的环境。

2.2.5.1接口结构

头戴式显示可以包括用户对接结构。由于其与用户面部直接接触，因此接口部的形状和配置会对显示单元的有效性和舒适度产生直接影响。

用户接口结构的设计提出了许多挑战。面部具有复杂的三维形状。鼻和头的大小和形状在不同个体之间有很大不同。由于头部包括骨、软骨以及软组织，所以面部的不同区域对机械力反应不同。

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，该接口结构与用户的面部相对接合，从而密封用户的面部。接口结构可以包括由聚氨酯(PU)制成的衬垫。利用这种类型的接口结构，在接口结构和面部之间可能存在间隙，并且可能需要额外的力来迫使显示单元抵靠面部，以便实现期望的接触。

根本没有被用户接口占用的区域可以允许在面部接口和用户面部之间形成间隙，不期望的光污染可以通过该间隙进入显示单元(例如，特别是当使用虚拟现实时)。光污染或“漏光”会降低用户整体沉浸体验的效果和乐趣。此外，先前的系统可能难以调节以能够应用于各种头部尺寸。更进一步地，显示单元和相关的稳定结构通常可能相对较重并且可能难以清洁，这可能因此进一步限制系统的舒适性和可用性。

另一种类型的接口结构结合了位于显示单元的周边的一部分的薄材料的片状密封件，以提供对用户面部的密封作用。与先前类型的接口结构一样，如果面部与接口结构的配合不好，可能需要额外的力来实现密封，或者在使用中光线可能会泄漏到显示单元中。此外，如果接口结构的形状与用户的形状不匹配，则其在使用中可能会折皱或弯曲，从而导致不期望的透光。

根据接口结构在何处与使用中的面部接合的设计意图，可以部分地表征用户接口。一些接口结构可限于与用户面部的突出超过接口结构的面部接合表面的曲率弧的区域接合。这些区域通常可包括用户的前额和颊骨。这可能导致用户在局部压力点不舒服。其他面部区域可以根本不通过接口结构接合，或者可以仅以可忽略的方式接合，从而可能不足以增加夹紧压力的平移距离。这些区域通常可包括用户面部的侧面，或邻近并围绕用户鼻子的区域。在用户面部的形状与接口结构之间存在不匹配的程度上，有利的是，接口结构或相关部件适于形成适当的接触或其他关系。

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，头戴式显示系统进一步包括布置在用户头部上的定位和稳定结构。这些结构可以负责提供与头戴式显示和/或接口结构的重力相反的力。过去，这些结构由可膨胀的刚性结构形成，该结构通常在张力下施加到头部以将显示单元保持在其操作位置。这种系统易于在用户面部施加夹紧压力，这会导致用户在局部压力点不舒服。而且，先前的系统可能难以调节以允许广泛的应用头部大小。此外，显示单元和相关的稳定结构通常很重，难以清洁，这进一步限制了系统的舒适性和可用性。

某些其他头戴式显示系统在功能上可能不适用于本领域。例如，为装饰和视觉美学而设计的定位和稳定结构可能不具有保持面部周围的适当压力的结构能力。例如，过多的夹紧压力可能导致用户不舒服，或者可选地，用户面部上的夹紧压力不足可能不能有效地密封显示器使其免受环境光的影响。

某些其他头戴式显示系统对于本技术可能是不舒服的或不切实际的。例如，如果该系统用于延长的时间段。

由于这些挑战，一些头戴式显示面临以下问题中的一个或多个：突兀、不美观、昂贵、不相称、难以使用以及特别是当佩戴很长一段时间时或者当用户不熟悉系统时不舒适。错误尺寸的定位和稳定结构可产生降低的舒适性，进而缩短使用周期。

因此，用于虚拟环境的完全沉浸体验的用户接口的接口部在体验期间受到与用户的移动相对应的力。

2.2.5.3材料

用于头戴式显示组件的材料包括：用于在接口结构中接触部的致密泡沫、用于壳体的刚性壳体、以及由刚性塑料夹持结构形成的定位和稳定结构。这些材料具有各种缺点，包括不能允许材料覆盖的皮肤呼吸，不柔韧，难以清洁和易于聚集细菌。结果，用这种材料制成的产品可能长期佩戴不舒服，在一些个体中引起皮肤刺激并限制产品的应用。

实用新型内容

本技术可涉及提供用于头戴式显示的支撑、稳定、安装、利用和/或固定的定位和稳定结构，其具有改进的舒适性、成本、功效、易用性和可制造性中的一者或多者。

本技术的第一方面涉及用于头戴式显示的支撑、稳定、安装、利用和/或固定的设备。

本技术的另一方面涉及在头戴式显示的支撑、稳定、安装、利用和/或固定中使用的方法。

另一方面是一种用于头戴式显示的定位和稳定结构，头戴式显示包括后(或后部)支撑结构(或部)，后(或后部)支撑结构(或部)在使用中布置为接触用户头部的后区域。

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点的后方。

在一些形式中，后支撑部被偏置成与用户的枕骨区域相接触。

在一些形式中，定位和稳定结构进一步包括布置在用户头部的相对侧上并沿着用户头部的颞部区域延伸的相对连接件，以将后支撑部互连到头戴式显示单元。在一些形式中，定位和稳定结构包括将后支撑部连接到头戴式显示单元的前支撑部。

本技术还可以涉及提供在支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示中使用的接口结构。

另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示的设备。

另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户面部成相对关系的头戴式显示的方法。

本技术的另一方面涉和一种头戴式显示系统，包括：

包括显示器的头戴式显示单元；

定位和稳定结构，该定位和稳定结构被构造和被配置为在使用中将头戴式显示单元保持在用户的面部上方的可操作位置中；以及

接口结构，该接口结构经构造和被配置为与该用户的面部处于相对关系，该接口结构包括面部接合部，该面部接合部被配置为接触该用户的面部；

护罩，该护罩包括：

框架，该框架包括：

后部，该后部连接到该面部接合部；以及

前部，该前部限定观看开口，在使用中可通过该观看开口观看该显示器；以及

径向向外的阻光表面，该径向向外的阻光表面在该后部和该前部之间延伸。

本技术的另一方面涉和一种头戴式显示系统，包括：

包括显示器的头戴式显示单元；

定位和稳定结构，该定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将该头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置，

接口结构，该接口结构经构造和被配置为与该用户的面部处于相对关系，该接口结构包括面部接合部，该面部接合部被配置为接触该用户的面部；

骨骼框架，该骨骼框架包括：

后部，该后部连接到该面部接合部；

前部，该前部限定观看开口，在使用中可通过该观看开口观看该显示器；

支撑结构，该支撑结构在该后部与该前部之间，包括多个开口；以及

提供于并至少覆盖所述骨骼框架的上部和侧向部的护罩。

在示例中：

·该骨骼框架的该前部包括上部和下部；

·该骨骼框架的该后部包括在使用中与该用户的头部的该矢状平面相交的前额部以及从该前额部沿向下方向延伸的成对侧向部；

·该侧向部连接到该骨骼框架的该前部的该下部；和/或

·该侧向部中的每一者包括上侧向部和下侧向部。

在示例中：

·该骨骼框架包括在该后部和该前部之间延伸的至少一个支柱；

·该骨骼框架的该至少一个支柱包括至少一个上支柱；

·该骨骼框架包括第一上支柱和第二上支柱；和/或

·该第一上支柱和该第二上支柱在使用中在该用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移。

在示例中：

·该骨骼框架包括在使用中大致与该用户的头部的该矢状平面对齐的中央上支柱；

·该骨骼框架包括第一成角度支柱，该第一成角度支柱从接近该后部处的该中央上支柱的位置延伸到从该前部处的该中央上支柱侧向偏移的位置；和/或

·该骨骼框架包括第二成角度支柱，该第二成角度支柱从接近该后部处的该中央上支柱的位置延伸到远离该第一成角度支柱从该前部处的该中央上支柱侧向偏移的位置。

在示例中：

·该上支柱中的至少一者被配置为相对于该骨骼框架的该后部和该前部中的至少一者枢轴转动；

·该上支柱中的该至少一者的该枢轴转动为通过柔性连接实现；

·该上支柱中的至少一者可包括到该骨骼框架的该后部和该前部中的一者的柔性连接；

·该上支柱中的至少一者可包括到该骨骼框架的该后部和该前部中的两者的柔性连接；

·该上支柱中的至少一者可包括到该骨骼框架的该后部的柔性连接和到该骨骼框架的该前部的相对非柔性连接；和/或

·该上支柱中的至少一者可包括到该骨骼框架的该前部的柔性连接和到该骨骼框架的该后部的相对非柔性连接。

在示例中：

·该上支柱中的至少一者可包括柔性部和刚性部；

·该骨骼框架的一个或多个部分可具有与该骨骼框架的一个或多个其他部分不同的刚度；

·该骨骼框架的该前部具有比该骨骼框架的该后部的至少一部分更大的刚度；

·该骨骼框架的该前部可具有比该骨骼框架的该后部的该前额部和该侧向部更大的刚度；和/或

·该骨骼框架的该后部的该前额部和下侧向部具有比该骨骼框架的该后部的该上侧向部和该骨骼框架的该前部更低的刚度。

在示例中：

·该系统包括在该骨骼框架和该接口连接结构之间的接口底盘；

·该接口底盘被配置为连接到该骨骼框架；

·该接口底盘与该骨骼框架为整体；

·该接口底盘包括该骨骼框架的该后部的至少一部分；

·该接口底盘在多个离散点处连接到该骨骼框架；

·该接口底盘的该前额部连接到该骨骼框架的该后部的该前额部，并且该接口底盘的该鼻部连接到该骨骼框架的该前部的该下部；

·该接口底盘的该前额部在使用中接近该用户的头部的该矢状平面的位置处连接到该骨骼框架的该后部的该前额部；

·该接口底盘的该侧向部连接到该骨骼框架的该后部的该侧向部；

·该接口底盘的该前额部在使用中在该用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移的两个点处连接到该骨骼框架的该后部的该前额部，并且该接口底盘的该鼻部连接到该骨骼框架的该前部的该下部；

·该接口底盘的该前额部在使用中在该用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移的两个点处连接到该骨骼框架的该后部的该前额部，并且该接口底盘的该侧向部连接到该骨骼框架的该后部的该侧向部；

·该接口底盘的该脸颊部连接到该骨骼框架的该前部的该下部；和/或

·该接口底盘的该脸颊部连接到该骨骼框架的该后部的该下侧向部。

在示例中：

·该护罩跨越该骨骼框架的该后部和该前部之间；

·该护罩由柔性片材制成或包括柔性片材；

·该护罩由纺织品材料制成或包括纺织品材料；

·该径向向外的阻光表面包括柔性片材；以及

·该径向向外的阻光表面包括纺织品材料。

在示例中：

·该面部接合部包括在使用中与该用户的头部的该矢状平面相交的前额部、在使用中设置在该用户的鼻子的相应侧上的成对脸颊部，以及在该前额部与该脸颊部之间的侧向部；

·该侧向部的横截面不同于该前额部的横截面；

·该侧向部的该横截面的纵横比高于该前额部的该横截面的纵横比；

·该面部接合部的至少侧向部可被配置为在面部接触表面与该接口底盘之间延伸；和/或

·至少该侧向部包括在该面部接触表面和该接口底盘之间的手风琴部分。

在示例中：

·该接口底盘包括具有径向向外的表面的主体部和从该主体部径向向外延伸的唇缘部；

·该唇缘部提供到该主体部的后端；

·该面部接合部提供到该唇缘部；

·该护罩的后边缘与该接口底盘的该主体部的该径向向外的表面重叠；

·该护罩的该后边缘不会与该接口底盘的该唇缘部重叠。

·该接口底盘包括具有径向向外的表面的主体部，其中该面部接合部从该主体部沿径向向外的方向延伸；

·该护罩的后边缘与该接口底盘的该主体部的该径向向外的表面和该面部接合部的径向向外的表面重叠；

·在该接口底盘与该护罩之间提供至少一个通气道；和/或

·该至少一个通气道提供在该护罩的径向向内的表面与该接口底盘的该主体部的该向外的表面之间。

本技术的另一方面涉和一种用于将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置中的定位和稳定结构，该定位和稳定结构包括成对侧向条带部，该侧向条带部被配置为在使用中沿着该用户的头部的相应侧延伸。

在示例中：

·该侧向条带部被配置为连接到该接口连接结构；

·该侧向条带部被配置为连接在该骨骼框架处；

·该侧向条带部被配置为接近于该后部连接；

·该侧向条带部被配置为连接到该头戴式显示单元，并且该定位和稳定结构包括成对次级侧向条带部，该次级侧向条带部被配置为连接在该侧向条带部与该接口连接结构之间；

·该次级侧向条带部被配置为连接在该骨骼框架处；

·该次级侧向条带部的长度能够与该侧向条带部的长度分开调节；

·该次级侧向条带部的弹性不同于该侧向条带部的弹性；

·该头戴式显示系统包括在该定位和稳定结构与该框架之间的偏置机构，该偏置机构被配置为偏置该框架以沿向上方向旋转，以相对于该面部接合部的脸颊部增加该面部接合部的前额部处的接触压力；

·该侧向条带部中的每一者包括刚性部；

·该侧向条带部的该刚性部与以下各项中的一者或多者成整体：该接口连接结构以及该框架；

·该刚性部包括至少一个非线性部；

·该至少一个非线性部包括弧形部；

·该定位和稳定结构包括围绕该刚性部设置的柔性和/或弹性材料；

·该柔性和/或弹性材料包括至少一个纺织品层；

·该刚性部可包括一个或多个缆线定位特征；

·该一个或多个缆线定位特征可提供在该刚性部的径向向外的表面上。

本技术的另一形式包括一种头戴式显示系统，其包括：

头戴式显示单元，该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，该接口结构连接到该显示单元壳体并且被构造和被配置为在使用中接合该用户的面部；以及

一种大致如本文所述的定位和稳定结构。

本技术的一种形式的另一个方面是一种定位和稳定结构，定位和稳定结构被构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。

本技术的一种形式的另一方面是一种接口结构，接口结构构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。

本技术的另一方面涉及一种用于头戴式显示系统的用户接口组件。用户接口组件，包括：1)面部接合部，和2)接口底盘。面部接合部被配置为成围绕用户眼睛的周边接触用户的面部，在使用中，面部接合部包括被配置为接触用户的用户接触部和与用户接触部相对的非用户接触部。该接口底盘与该面部接合部相比具有增加的刚度并且被配置为在使用中支撑该面部接合部，该接口底盘被连接到该面部接合部的非用户接触部上。该接口底盘被配置为用于在使用中与该面部接合部一起围绕该用户的眼睛的周边延伸，并且包括前额部、侧向部、一对脸颊部，和鼻部，其中该接口底盘包括至少一个相对刚性部和至少一个相对柔性部，以允许该接口底盘弯曲以适应用户面部中的人体测量变化，该至少一个相对刚性部与该至少一个相对柔性部相比具有增加的刚度，并且其中该至少一个相对刚性部包括与该至少一个相对柔性部不同的材料。

在实施例中：a)该至少一个相对刚性部包括该接口底盘的该鼻部和/或该对脸颊部，并且该至少一个相对柔性部包括该前额部和/或该侧向部；b)与前额部相比，接口底盘的鼻部具有增加的刚度；c)该接口底盘的该对脸颊部与侧向部相比具有增加的刚度；d)接口底盘包括热塑性材料；和/或e)该至少一个相对刚性部包括第一热塑性材料，并且该至少一个相对柔性部包括1)刚性小于该第一热塑性材料的第二热塑性材料，或2)刚性小于该第一热塑性材料的弹性体材料；

在其他示例中：f)第一热塑性材料是聚酰胺；和/或g)第二热塑性材料是

本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统。头戴式显示系统包括：包括显示器的头戴式显示单元；定位和稳定结构，该定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将该头戴式显示单元保持在用户面部前方的操作位置中；以及根据以上方面中任一项所述的用户接口组件。

本技术的另一方面涉及用于支撑头戴式显示单元的头戴式显示支撑组件。该头戴式显示支撑组件包括：1)接口组件，该接口组件包括面部接合部，该面部接合部被配置为在使用中围绕用户的眼睛的周边接触用户的面部；和2)框架组件，该框架组件包括适于连接到头戴式显示单元的前部和连接到该接口组件的后部。

本技术的另一方面涉及用于支撑头戴式显示单元的头戴式显示支撑组件。该头戴式显示支撑组件包括1)接口组件和2)框架组件。该接口组件包括面部接合部，该面部接合部被成在使用中围绕用户眼睛的周边接触用户的面部，该面部接合部包括被配置为接触用户的用户接触部和与用户接触部相对的非用户接触部。该框架组件包括适于连接到头戴式显示单元的前部和连接到该接口组件的后部，该框架组件包括桥接该前部和该后部的支撑结构，其中该支撑结构被配置为相对于该后部和/或该前部弯曲，使得该后部在使用中可相对于该前部移动，以适应用户面部的人体测量变化。

在示例中：a)该框架组件的后部包括前额部和一对侧向部；b)与该框架组件的至少前额部相比，该框架组件的前部具有增加的刚度；c)该支撑结构包括布置在该框架组件的后部与前部之间的至少一个支柱；d)与该框架组件的后部相比，该支柱具有增加的刚度；e)该至少一个支柱包括柔性部和为该支柱提供刚度的刚性部，该刚性部与该柔性部相比具有增加的刚度；f)该至少一个支柱具有与该后部的第一柔性连接以及与该前部的第二非柔性连接，该第一柔性连接与该第二非柔性连接相比是相对柔性的；g)该至少一个支柱设置在该框架组件的该前额部和该前部之间；h)该接口组件包括：1)面部接合部，该面部接合部被配置为在使用中围绕用户的眼睛的周边接触用户的面部；以及2)接口底盘，该接口底盘与该面部接合部相比具有增加的刚度并且被配置为在使用中支撑该面部接合部；i)将该框架组件的后侧向部连接到该接口底盘；j)该框架组件的后部仅在多个离散的附接点处连接至该接口组件；和/或k)该框架组件包括热塑性材料。

本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统。头戴式显示系统包括：包括显示器的头戴式显示单元；定位和稳定结构，该定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将该头戴式显示单元保持在用户面部前方的操作位置中；以及根据以上方面中任一项所述的头戴式显示支撑组件。

本技术的另一方面涉及用于支撑头戴式显示单元的头戴式显示支撑组件。该头戴式显示支撑组件包括1)接口组件和2)框架组件。该接口组件包括：1)面部接合部，该面部接合部被配置为在使用中围绕用户的眼睛的周边接触用户的面部；以及2)接口底盘，该接口底盘与面部接合部相比具有增加的刚度并且被配置为在使用中支撑面部接合部。面部接合部包括被配置为接触用户的用户接触部和与用户接触部相对的非用户接触部。接口底盘被连接到面部接合部的非用户接触部，并且包括前额部、一对侧向部、一对脸颊部和鼻部。该接口底盘被配置为在使用中与围绕该用户眼睛的周边的面部接合部一起延伸。该框架组件包括适于连接到头戴式显示单元的前部和连接到接口底盘的后部，其中与框架组件的后部相比，框架组件的前部具有增加的刚度。

在示例中：a)该框架组件包括桥接该前部和该后部的支撑结构；b)该支撑结构被配置为相对于该后部和/或前部弯曲，使得该后部在使用中可相对于该前部移动，以适应用户面部中的人体测量变化；c)该接口底盘包括至少一个相对刚性部和至少一个相对柔性部，以允许该接口底盘弯曲以适应用户面部的人体测量变化，该至少一个相对刚性部与该至少一个相对柔性部相比具有增加的刚度；和/或d)该接口底盘的前额部，该对侧向部，该对面脸颊部和该鼻部中的至少一个与该前额部、该对侧向部、该对面脸颊部和该鼻部中的另一者相比具有增加的刚度。

本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统。头戴式显示系统包括：包括显示器的头戴式显示单元；定位和稳定结构，该定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将该头戴式显示单元保持在用户面部前方的操作位置中；以及根据以上方面中任一项所述的头戴式显示支撑组件。

本技术的一种形式的一个方面是制造设备的方法。

本技术的某些形式的一个方面是易于使用的定位和稳定结构，例如由具有有限灵巧性，视力的人使用，或者由在使用头戴式显示时具有有限经验的人使用。

本技术的某些形式的一个方面是易于例如由具有有限灵巧性、有限视力的人或由在使用头戴式显示时具有有限经验的人使用的接口结构。

可实施所描述的方法、系统、装置和设备以改进头戴式显示(诸如电子显示器或计算机)的功能性。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，各方面的部分可以形成本实用新型技术的子方面。另外，子方面和/或方面中的各个方面可以以任何方式进行组合，并且还构成本实用新型技术的其他方面或子方面。

考虑到以下详细描述、摘要、附图和权利要求书中包含的信息，本技术的其他特征将变得显而易见。

附图说明

本技术在附图的图形中通过示例而非限制的方式示出，其中相同的参考标号表示类似的元件，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，头戴式显示系统采用面部安装的虚拟现实(VR)耳机的形式，向用户100显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000的同时站立。

图1B示出了包括佩戴头戴式显示系统1000的用户100的系统，头戴式显示系统采用浮动虚拟现实(VR)耳机的形式，向用户显示各种图像。用户在佩戴显示接口100的同时就坐。

图1C示出了包括佩戴头戴式显示系统1000的用户100的系统，头戴式显示系统采用浮动增强现实(AR)耳机的形式，向用户显示各种图像。用户在佩戴头戴式显示系统1000的同时站立。

4.2呼吸系统和面部解剖结构

图2A示出了包括鼻腔室、鼻骨、鼻外软骨、鼻翼大软骨、鼻孔、上唇、下唇、喉、硬腭、软腭、口咽、舌、会厌、声带、食道和气管的人类上气道的视图。

图2B是具有标识的若干个表面解剖学特征的面部的前视图，包括上唇、上唇红、下唇红、下唇、嘴宽、内眦、鼻翼、鼻唇沟和口角。还标示了上、下、径向向内和径向向外的方向。

图2C是具有标识的若干个表面解剖学特征的头部的侧视图，包括眉间、鼻梁点、鼻突点、鼻中隔下点、上唇、下唇、颏上点、鼻脊、鼻翼顶点、耳上基点和耳下基点。还指示了上面和下面以及前前面和后面的方向。

图2D是头部的另一侧视图。标示了法兰克福平面和鼻唇角的大致位置。还指出了冠状面。

图2E示出了具有标识的若干个特征的鼻部的底部视图，包括鼻唇沟、下唇、上唇红、鼻孔、鼻中隔下点、鼻小柱、鼻突点、鼻孔长轴和中央矢状平面。

图2F示出了鼻部表层特征的侧视图。

图2G示出了鼻部的皮下结构，包括外侧软骨、中隔软骨、鼻翼大软骨、鼻翼小软骨、籽状软骨、鼻骨、表皮、脂肪组织、上颌骨额突和纤维脂肪组织。

图2H示出了鼻部从中央矢状平面起大约有几毫米的内侧解剖图，除其他事项以外还示出了中隔软骨和鼻翼大软骨的内侧脚。

图2I示出了头骨的前视图，包括额骨、鼻骨和颧骨。也标示了鼻甲骨，以及上颌骨和下颌骨。

图2J示出了具有头部表面轮廓以及若干种肌肉的头骨侧视图。示出了如下骨：额骨、蝶骨、鼻骨、颧骨、上颌骨、下颌骨、顶骨、颞骨和枕骨。还标示了颏隆凸。示出了如下肌肉：二腹肌、嚼肌、胸锁乳突肌和斜方肌。

图2K示出了鼻部的前外侧视图。显示了以下骨骼：额骨、眶上孔、鼻、鼻中隔软骨、外侧软骨、眼眶和眶下孔。

图2L示出了面部的另一个前视图，其中包括颅顶肌、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和鼻嵴等识别的表面解剖结构的几个特征。

图2M示出了面部的另一个侧视图，其中包括颅顶肌、蝶骨、鼻脊、外颊区和内颊区、颧弓和鼻嵴等识别的表面解剖结构的几个特征。

4.3结构的形状

图3A示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有正号，并且当与图3B所示的曲率幅度相比时具有相对大的幅度。

图3B示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有正号，并且当与图3A所示的曲率幅度相比时具有相对小的幅度。

图3C示出了在一点处通过结构的横截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有零值。

图3D示出了在一点处通过结构的横截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有负号，并且当与图3E所示的曲率幅度相比时具有相对小的幅度。

图3E示出了在一点处通过结构的截面的示意图。指示了在点处的向外法线。在点处的曲率具有负号，并且当与图3D所示的曲率幅度相比时具有相对大的幅度。

图3F示出了在表面上具有一维孔的结构的表面。图示的平面曲线形成了一维孔的边界。

图3G示出了穿过图3F的结构的截面。所示的表面在图3F的结构中限定二维孔。

图3H示出了图3F的结构的透视图，包括二维孔和一维孔。还示出了在图3F的结构中界定二维孔的表面。

图3I-3J示出了密封形成结构。指示了衬垫的外表面。指示了表面的边缘。指示了点A与点B之间的表面上的路径。指示点A与点B之间的直线距离。指示了两个鞍状区域和圆顶区域。

图3K示出了左手规则。

图3L示出了右手规则。

图3M示出了左耳，包括左耳螺旋。

图3N示出了右耳，包括右耳螺旋。

图3O示出了右手螺旋。

4.4头戴式虚拟现实显示器

图4A示出了根据本技术的一种形式的头戴式显示接口的前透视图。

图4B示出了图4A的头戴式显示的后透视图。

图4C示出了与图4A的头戴式显示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接口的前透视图。

图5B示出了图5A的头戴式显示接口的侧视图。

4.6控制

图6示出了本技术的一种形式的控制系统的示意图。

4.7本技术的其他方面

图7A为根据本技术的示例的头戴式显示的透视图。

图7B为图7A的头戴式显示的护罩和接口连接结构的透视图。

图7C为图7A的头戴式显示的接口连接结构的透视图。

图7D为定位在用户的面部上的图7A的头戴式显示的护罩和接口连接结构的透视图。

图8为根据本技术的示例的头戴式显示的透视图。

图9示出了本技术的一种形式的接口连接结构。

图9A-1示出接口连接结构的示例性结构的横截面。

图9B-1至9B-4示出接口连接结构的示例性结构的横截面的几个示例。

图10A为根据本技术的一个方面的示例性骨骼框架和接口底盘的透视图。

图10B为图10A的示例性骨骼框架和接口底盘的部分俯视图。

图11A为另一示例性骨骼框架和接口底盘的透视图。

图11B为图11A的示例性骨骼框架和接口底盘的部分俯视图。

图12A为另一示例性骨骼框架和接口底盘的透视图。

图12B为图12A的示例性骨骼框架和接口底盘的部分俯视图。

图12C-12E为骨骼框架的支柱的示例性配置的俯视图。

图13A为另一示例性骨骼框架和接口底盘的透视图。

图13B为图13A的示例性骨骼框架和接口底盘的部分俯视图。

图14A为根据本技术的一个方面的连接到示例性接口底盘和面部接合部的示例性护罩的透视图。

图14B为表示图14A所示结构的自适应运动的示意图。

图15为根据本技术的一个方面的连接到示例性接口底盘和面部接合部的示例性护罩的透视图。

图16为根据本技术的一个方面的示例性面部接合部的透视图。

图17A为根据本技术的一个方面提供给接口连接结构的示例性护罩的透视图。

图17B和图17C为根据本技术的示例的图17A中所示的布置的横截面图。

图18A为根据本技术的一个方面提供给接口连接结构的示例性护罩的透视图。

图18B和图18C为根据本技术的示例的图18A中所示的布置的横截面图。

图19A示出了根据本技术的一个方面的定位和稳定结构的部分俯视图。

图19B示出了根据本技术的另一方面的定位和稳定结构的部分俯视图。

图20示出了根据本技术的一个方面的定位和稳定结构的透视图。

图21示出了根据本技术的一个方面的接口连接结构的俯视图。

图21-1和21-2是图21的接口连接结构的一部分的放大详图。

图21A示出了根据本技术的一个方面的头戴式显示系统的透视图。

图21B示出了头戴式显示系统的定位和稳定结构的侧视图。

图21C示出了头戴式显示系统的另一定位和稳定结构的侧视图。

图21D示出了图21C的定位和稳定结构的截面图。

具体实施方式

在更详细地描述本技术之前，应当理解，本技术不限于本文描述的可以变化的特定示例。还应当理解，本实用新型中使用的术语仅用于描述本文所讨论的具体示例的目的，而不旨在是限制性的。

关于可以共享一个或多个共同特性和/或特点的各种示例提供了以下描述。应理解的是任何一个示例的一个或更多个特征可以与另一个示例或其他示例的一个或多个特征组合。另外，在示例的任一项中，任何单个特征或特征的组合可以组成另外的示例。

在下面的具体实施方式中，参考形成具体实施方式的一部分的附图。在具体实施方式中描述的、在附图中描绘的以及在权利要求中限定的说明性实施方案不旨在是限制性的。在不脱离所提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方案并且可以进行其他改变。将容易理解的是，如在此一般描述的以及在附图中图示的本公开的这些方面可以被布置、替代、组合、分离并且设计成多种不同的配置，这些配置在本实用新型中涵盖。

5.1沉浸技术

沉浸技术可以向用户呈现虚拟环境和用户的物理环境或真实世界的组合。用户可以与所得到的沉浸现实或组合现实进行交互。

装置通过用虚拟刺激增强或替换与用户的五感之一相关联的刺激来沉浸用户。典型地，这是虚拟刺激，尽管可以存在增加或替换与另外四种感觉中的一种相关联的刺激的附加刺激。

在一些形式中，特定的沉浸技术可以向用户呈现虚拟环境和用户环境的组合。所得环境的至少一部分可包括虚拟环境。在一些示例中，整个结果环境可以是虚拟环境(例如，意味着用户的环境可能被遮挡或以其他方式被遮挡)。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投入技术，投入技术可以包括但不限于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)或混合现实(MR)。每种类型的投入技术可以向用户呈现不同的环境和/或与环境交互的不同方式。

在一些形式中，显示系统可以与每种类型的浸入技术一起使用。显示系统的显示屏幕可以向组合环境(即，虚拟环境和用户环境的组合)提供虚拟环境分量。在某些形式中，显示屏幕可以是电子屏幕。

在至少一些类型的浸入技术(例如，VR、AR、MR等)中，定位和稳定电子屏幕可用于操作相应的装置。例如，用户可能期望电子屏幕被定位成足够靠近他们的眼睛以允许容易地观看，但是足够远离以不引起不适。另外，电子屏幕可能需要间隔得足够远，使得用户可以同时佩戴校正透镜，如眼镜。此外，用户可能寻求保持电子屏幕相对于其眼睛的取向。换言之，在使用这些装置的同时行走或以其他方式移动的用户可能不希望装置在他们的头部(例如，特别是相对于他们的眼睛)上弹跳或以其他方式移动，因为这可能导致用户眩晕和/或不适。因此，这些装置可以紧贴地支撑在用户的头部上以限制用户的眼睛与装置之间的相对移动。

在一种形式中，本技术包括一种用于使用VR装置的方法，方法包括在用户的头部上靠近用户的眼睛中的至少一个并且在用户的视线内支撑装置。

在本技术的某些示例中，头戴式显示单元被支撑在用户的双眼前方，以便阻挡、遮挡和/或限制环境光到达用户的双眼。

下文在为VR配置的装置的上下文中揭示的任何特征应理解为适用于为AR配置的装置，除非上下文另外明确要求。在为AR配置的装置的上下文中下面公开的同样的特征将被理解为适用于为VR配置的装置，除非上下文另外清楚地要求。为免生疑问，在不具有透明显示器的装置的上下文中公开的特征，通过该装置用户可以查看现实世界，应理解为适用于具有这种透明显示器的装置，除非上下文明确要求。同样，在具有透明显示器的装置的上下文中公开的特征，通过它可以查看现实世界，应理解为适用于显示器是电子的并且现实世界不能通过透明材料直接观察的装置。

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设备、显示系统、显示接口或头戴式显示系统1000包括以下功能方面：接口结构1100、头戴式显示单元1200、以及定位和稳定结构1300。在一些形式中，可通过一个或多个物理部件来提供功能方面。在一些形式中，一个或多个物理部件可以提供一个或多个功能方面。头戴式显示单元1200可以包括显示器。在使用中，头戴式显示单元1200布置为位于用户眼睛附近和前方，以允许用户观看显示器。

在其他方面中，头戴式显示系统1000还可包括显示单元壳体1205、光学透镜1240、控制器1270、扬声器1272、电源1274和/或控制系统1276。在一些示例中，这些可以是头戴式显示系统1000的整体部分，而在其他示例中，这些可以是模块化的并且根据用户的需要结合到头戴式显示系统1000中。

5.2.1头戴式显示单元

头戴式显示单元1200可以包括用于向用户提供可观察输出的结构。具体地，头戴式显示单元1200被布置为保持(例如，手动地，通过定位和稳定结构等)在用户面部前方的操作位置中。

在一些示例中，头戴式显示单元1200可以包括显示屏幕1220、显示单元壳体1205、接口结构1100和/或光学透镜1240。这些部件可以永久地组装在单个头戴式显示单元1200中，或者它们可以是可分离的并且由用户选择性地连接以形成头戴式显示单元1200。另外，显示屏幕1220、显示单元壳体1205、接口结构1100和/或光学透镜1240可以包括在头戴式显示系统1000中，但是可以不是头戴式显示单元1200的一部分。

5.2.1.1显示屏幕

一些形式的头戴式显示单元1200包括显示器，例如显示屏(图4B中未示出，但设置在显示单元壳体1205内)。显示屏幕可以包括向用户提供可观察输出的电气部件。

在本技术的一种形式中，显示屏幕提供用户可观察到的光学输出。光学输出允许用户观察虚拟环境和/或虚拟对象。

显示屏幕可以被定位成邻近用户的眼睛，以便允许用户查看显示屏幕。例如，显示屏幕可以位于用户眼睛的前方。显示屏幕可输出计算机生成图像和/或虚拟环境。

在一些形式中，显示屏幕是电子显示器。显示屏幕可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏幕。

在某些形式中，显示屏幕可以包括背光，其可以帮助照亮显示屏幕。当在黑暗环境中观看显示屏幕时，这可能是特别有益的。

在一些形式中，显示屏幕可以在用户的瞳孔之间延伸更宽的距离。显示屏幕也可以比用户脸颊之间的距离更宽。

在一些形式中，显示屏幕可以显示用户可观察到的至少一个图像。例如，显示屏幕可以显示基于预定条件(例如，时间流逝、用户的移动、来自用户的输入等)而改变的图像。

在某些形式中，显示屏幕的部分可仅对用户的一只眼睛可见。换言之，显示屏幕的一部分可以被定位成仅在用户的一只眼睛(例如，右眼)附近和前方，并且被阻挡而不从另一只眼睛(例如，左眼)观看。

在一个示例中，显示屏幕可以被分成两个侧面(例如，左侧和右侧)，并且可以一次显示两个图像(例如，任一侧上的一个图像)。

显示屏幕的每一侧可以显示相似的图像。在一些示例中，图像可以是相同的，而在其他示例中，图像可以稍微不同。

一起，显示屏幕上的两个图像可以形成双目显示，其可以向用户提供更真实的VR体验。换句话说，用户的大脑可以将来自显示屏幕1220的两个图像一起处理为单个图像。提供两个(例如，不相同的)图像可以允许用户在其周边查看虚拟对象，并且在虚拟环境中扩展其视场。

在某些形式中，可以定位显示屏幕以便用户的双眼都能看到。显示屏幕可以一次输出单个图像，单个图像是双眼可见的。与多图像显示屏幕相比，这可以简化处理。

5.2.1.2显示壳体

在本技术的一些形式中，如图，显示单元壳体1205的支撑结构，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可以由适于向显示屏幕提供冲击力保护的材料构成。显示单元壳体1205还可以接触用户的面部，并且可以由适于限制对用户的刺激的生物相容性材料构成。

根据本技术的一些形式的显示单元壳体1205可以由诸如塑料的硬的、刚性的或半刚性的材料构成。

在某些形式中，刚性或半刚性材料可以至少部分地覆盖有柔软和/或柔性材料(例如，纺织品、硅酮等)。这可以改善生物相容性和/或用户舒适性，因为用户接合(例如，用他们的手抓住)的显示单元壳体1205的至少一部分包括软和/或柔性材料。

根据本技术的其他形式的显示单元壳体1205可以由柔软的、柔性的、有弹性的材料构成，诸如硅橡胶。

在一些形式中，显示单元壳体1205可以具有基本上矩形或基本上椭圆形的轮廓。显示单元壳体1205可以具有三维形状、具有基本上矩形或基本上椭圆形的轮廓。

在某些形式中，显示单元壳体1205可包括上面1230、下面1232、侧向左面1234、侧向右面1236和前面1238。在使用中，显示屏幕1220可以保持在面部内。

在某些形式中，上面1230和下面1232可以具有基本上相同的形状。

在一种形式中，上面1230和下面1232可以是基本上平坦的，并且沿着平行平面(例如，在使用中基本上平行于水平的法兰克福)延伸。

在某些形式中，侧向左面1234和侧向右面1236可以具有基本上相同的形状。

在一种形式中，侧向左面1234和侧向右面1236可以在上面1230与下面1232之间是弯曲的和/或圆形的。圆形和/或曲面1234、1236对于用户在戴上和/或取下头戴式显示系统1000时抓住和握持可能更舒适。

在某些形式中，前面1238可以在上面1230与下面1232之间延伸。前面1238可以形成头戴式显示系统1000的最前部。

在一种形式中，前面1238可以是基本上平坦的表面，并且可以基本上平行于冠状平面，同时头戴式显示系统1000由用户佩戴。

在一种形式中，前面1238可以不具有与前面1238基本上相同形状的对应的相对面(例如，后面)。显示单元壳体1205的后部可以至少部分地打开(例如，在前方上凹陷)，以便接收用户面部。

在一些形式中，显示屏幕永久地集成到头戴式显示系统1000中。显示屏幕可以是仅可用作头戴式显示系统1000的一部分的装置。

在一些形式中，显示单元壳体1205可以包围显示屏幕，这可以保护显示屏幕和/或限制用户对显示屏幕的部件的干扰(例如，移动和/或破坏)。

在某些形式中，显示屏幕可基本上密封在显示单元壳体1205内，以便限制污垢或其他碎屑在显示屏幕表面上的收集，这可不利地影响用户观看由显示屏幕输出的图像的能力。由于显示屏幕不能从显示单元壳体1205移除，用户可能不需要破坏密封并触及显示屏幕。

在一些形式中，显示屏幕可移除地集成到头戴式显示系统1000中。显示屏幕可以是可独立于头戴式显示系统1000作为整体使用的装置。例如，可以在智能电话或其他可移植电子装置上提供显示屏幕。

在一些形式中，显示单元壳体1205可以包括隔室。显示屏的一部分可以可移除地容纳在隔室内。例如，用户可以将显示屏可移除地定位在隔室中。如果显示屏在头戴式显示单元1200外部执行附加功能(例如，是可移植电子装置，如蜂窝电话)，则这可能是有用的。另外，从显示单元壳体1205移除显示屏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，从而允许用户更容易地将显示屏幕插入隔室和从隔室移除。显示屏可以经由摩擦接合保持在隔室内。

在某些形式中，盖子可以选择性地覆盖隔室，并且当位于隔室内时可以为显示屏幕1220提供附加的保护和/或安全性。

在某些形式中，隔室可在上面上打开。当显示接口3000由用户佩戴时，显示屏幕可以在基本上竖直的方向上插入隔室中。

5.2.1.3接口结构

如图4A和4B所示，本技术的一些形式包括接口结构1100，接口结构被定位和/或布置为符合用户面部的形状，并且可以在佩戴和/或使用头戴式显示系统1000时向用户提供增加的舒适性。

在一些形式中，接口结构1100联接到显示单元壳体1205的表面。

在一些形式中，接口结构1100可以至少部分地围绕显示单元壳体1205延伸，并且可以形成观看开口。观看开口可以在使用中至少部分地接收用户的面部。具体地，用户的眼睛可以容纳在由接口结构1100形成的观看开口内。

在一些形式中，根据本技术的接口结构1100可以由生物相容性材料构成。

在一些形式中，根据本技术的接口结构1100可由柔软、柔性和/或弹性材料构成。

在某些形式中，根据本技术的接口结构1100可以由硅橡胶和/或泡沫构成。

在一些形式中，接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域，其可以是不舒适的位置。形成接口结构1100的材料可缓冲这些敏感区域，并在佩戴头戴式显示系统1000时限制用户的不适。

在某些形式中，这些敏感区域可包括用户的前额。具体地，这可以包括用户头部的邻近额骨的区域，如颅顶肌和/或眉间骨。这一区域可能是敏感的，因为在用户的皮肤和骨头之间存在来自肌肉和/或脂肪的有限的天然缓冲。类似地，用户鼻子的隆脊也可包括很少或不包括自然缓冲。

在一些形式中，接口结构1100可以包括单个元件。在一些实施例中，接口结构1100可以设计用于大规模制造。例如，接口结构1100可以设计成舒适地配合各种不同的面部形状和尺寸。

在一些形式中，接口结构1100可以包括覆盖用户面部的不同区域的不同元件。接口结构1100的不同部分可以由不同的材料构成，并且在不同区域为用户提供不同的质地和/或缓冲。

5.2.1.3.1遮光件

一些形式的头戴式显示系统1000可以包括遮光件，遮光件可以由不透明材料构成并且可以阻挡环境光到达用户的眼睛。遮光件可以是接口结构1100的一部分或者可以是单独的元件。在一些示例中，除了提供用于头戴式显示1200与用户面部之间的接触的舒适接触部之外，接口结构1100还可以通过将用户的眼睛与环境遮光件来形成遮光件。在一些示例中，遮光件可由一起工作以阻挡环境光的多个部件形成。

在某些形式中，遮光件可以阻挡环境光到达眼睛区域，眼睛区域可以形成在颅顶肌，用户的蝶骨的区域上，跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域，在颧弓上方，从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域，以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上，以将用户面部的一部分封闭在其间。

在一种形式中，遮光件可以不接触围绕其整个周边的用户面部。例如，遮光件可以与用户的鼻嵴间隔开。这个间隔的宽度可以是基本上小的，以便基本上限制环境光的进入。然而，用户的鼻嵴可能敏感且容易受到刺激。因此，避免与用户的鼻嵴直接接触可以在佩戴头戴式显示系统1000时提高用户舒适度。

在某些形式中，遮光件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，则遮光件可从显示单元壳体1205移除，并且仅在使用VR时耦合到显示单元壳体1205。

5.2.1.3.1.1密封形成结构

如图4D所示，在本技术的一种形式中，接口结构1100用作密封形成结构，并提供目标密封形成区域。目标密封形成区域是密封形成结构上可能发生密封的区域。实际发生密封的区域-实际的密封表面-可以在给定的疗程内从天到天以及从用户到用户变化，这取决于一系列因素，包括显示器单元壳体1205放置在面部上的位置，定位和稳定结构1300中的张力以及患者面部的形状。

在一种形式中，目标密封形成区域位于接口结构1100的外表面上。

在一些形式中，光屏蔽件可形成密封形成结构并密封抵靠用户的面部。

在某些形式中，光屏蔽件或接口结构1100的整个周边可密封抵靠用户的皮肤，且可阻挡环境光到达眼部区域。眼部区域可以形成在颅顶肌，用户的蝶骨的区域上，跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域，在颧弓上方，从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域，以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上，以将用户面部的一部分封闭在其间。

当用作密封形成结构时，遮光件或接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域，如用户的鼻嵴。这种接触可以完全防止环境光的进入。围绕显示单元壳体1205的整个周边的密封可以提高头戴式显示系统1000的性能。另外，可选择生物相容性材料，使得在佩戴头戴式显示系统1000时，与用户鼻嵴的直接接触不会显著降低用户的舒适度。

在本技术的某些形式中，提供了一种系统，该系统包括多于一个的接口结构1100，每个接口结构被配置为对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如，系统可以包括一种形式的接口结构1100，接口结构适合于大尺寸的头部，但不适合于小尺寸的头部，而另一种形式的接口结构适用于小尺寸的头部，而不适用于大尺寸的头部。不同的接口结构1100可以是可移除和可替换的，使得具有不同尺寸的头的不同用户可以使用相同的头戴式显示系统1000。

在一些形式中，密封形成结构可以形成在颅顶肌，用户的蝶骨的区域上，跨越蝶骨与左或右颧弓之间的外颊区域，在颧弓上方，从颧弓朝向翼顶跨越内颊区域，以及在用户鼻凹点下的鼻嵴上，以将用户面部的一部分封闭在其间。该限定区域可以是眼部区域。

在某些形式中，这可以密封用户的眼部周围。由密封形成结构或接口结构1100形成的密封可形成轻密封，以限制环境光到达用户眼睛。

5.2.1.3.2材料生物相容性

根据ISO 10993-1标准，生物相容性材料被认为是对其与使用安全性相关的生物反应进行充分评价的材料。当使用时，评价考虑预期与人类组织接触的性质和持续时间。在本技术的某些形式中，用于定位和稳定结构以及接口结构的材料可以进行以下生物相容性测试中的至少一些：细胞毒性-洗脱试验(MeM浸提液)：ANSI/AAMI/ISO 10993-5；皮肤致敏：ISO 10993-10；刺激：ISO 10993-10；遗传毒性-细菌致突变试验：ISO 10993-3；移植：ISO10993-6。

5.2.1.4光学透镜

如图4B所示，可以在用户眼睛和显示屏幕1220之间设置至少一个透镜1240。用户可以通过透镜1240观看由显示屏幕1220提供的图像。至少一个透镜1240可以帮助将显示屏幕1220与用户面部隔开以限制眼睛疲劳。至少一个透镜1240还可以帮助更好地观察由显示屏幕1220显示的图像。

在一些形式中，透镜1240是菲涅耳透镜。

在一些形式中，透镜1240可以具有基本上截头圆锥体的形状。在使用中，可以将透镜1240的较宽端设置为靠近显示屏幕1220，并且可以将透镜1240的较窄端设置为靠近用户的眼睛。

在一些形式中，透镜1240可以具有基本上圆柱形的形状，并且在使用中在靠近显示屏幕1220处和靠近用户眼睛处可以具有基本上相同的宽度。

在一些形式中，至少一个透镜1240还可以放大显示屏幕1220的图像，以便帮助用户观看图像。

在一些形式中，头戴式显示系统1000包括两个透镜1240(例如，双目显示器)，每个透镜用于用户的一只眼睛。换句话说，用户的每只眼睛可以通过位于相应瞳孔前面的单独的透镜来观察。每个透镜1240可以是相同的，尽管在一些示例中，一个透镜1240可以与另一个透镜1240不同(例如，具有不同的放大率)。

在某些形式中，显示屏幕1220可以同时输出两个图像。用户的每只眼睛只能看到两个图像中的一个。可以在显示屏幕1220上并排显示图像。每个透镜1240允许每只眼睛仅观察接近相应眼睛的图像。用户可以将这两个图像一起观察为单个图像。

在一些形式中，每个透镜1240的后周边可以近似为用户的眼眶的尺寸。后周边可以略大于用户眼眶的尺寸，以确保用户的整个眼睛能够看到相应的透镜1240。例如，每个透镜1240的外边缘可以在上方向上(例如，靠近用户的眉毛)与用户的额骨对齐，并且可以在下方向上(例如，靠近外颊区域)与用户的上颌骨对齐。

透镜1240的定位和/或尺寸调节可以允许用户在虚拟环境中具有大约360°的周边视觉，以便贴切地模拟物理环境。

在一些形式中，头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如，单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如，使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏1220的图像)，或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如，当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕1220的图像时)。

5.2.1.4.1透镜安装

透镜1240可以耦合到位于显示屏幕1220附近(例如，在显示屏幕1220和接口结构1100之间)的间隔物，使得透镜1240不与显示屏幕1220直接接触(例如，为了限制透镜1240刮擦显示屏幕1220)。

例如，透镜1240可以相对于接口结构1100凹入，使得透镜1240设置在观看开口内。在使用中，当用户的面部接收在观看开口(例如，操作位置)内时，用户的每个眼睛与相应的透镜1240对准。

在一些形式中，每个透镜1240的前周边可以包围显示屏幕1220的大约一半。在两个透镜1240之间沿着显示屏幕1220的中心线可以存在基本上小的间隙。这可以允许透过两个透镜1240观看的用户能够观看基本上整个显示屏幕1220，并且所有图像被输出给用户。

在某些形式中，显示屏幕1220的中心(例如，沿着两个透镜1240之间的中心线)可以不输出图像。例如，在双目显示器中(例如，其中显示屏幕1220的每一侧输出基本上相同的图像)，每个图像可以在显示屏幕1220上间隔开。这可以允许将两个透镜1240定位成非常接近于显示屏幕1220，同时允许用户查看显示在显示屏幕1220上的整个图像。

在一些形式中，保护层1242可以形成在透镜1240的至少一部分周围。在使用中，保护层1242可以位于用户面部和显示屏幕1220之间。

在一些形式中，每个透镜1240的一部分可以在后方向上突出穿过保护层1242。例如，在使用中，每个透镜1240的窄端可以比保护层1242更向后突出。

在一些形式中，保护层1242可以是不透明的，使得来自显示屏幕1220的光不能通过。另外，用户可能无法在没有透过透镜1240的情况下观看显示屏幕1220。

在一些形式中，保护层1242可以是非平面的，并且可以包括与用户面部的轮廓基本匹配的轮廓。例如，保护层1242的一部分可以在前方向上凹陷以容纳用户的鼻子。

在某些形式中，用户可以在佩戴头戴式显示系统1000时不接触保护层1242。这可以有助于减少由于与用户面部的额外接触(例如，抵靠敏感的鼻嵴区域)而引起的刺激。

5.2.1.4.2校正透镜

在一些示例中，可以将附加透镜联接到透镜1240，使得用户透过透镜1240和附加透镜以观看显示屏幕1220输出的图像。

在一些形式中，在使用中，附加透镜比透镜1240更靠后。因此，附加透镜被定位为更靠近用户的眼睛，并且用户在通过透镜1240观看之前通过附加透镜观看。

在一些形式中，附加透镜可以具有与透镜1240不同的放大率。

在一些形式中，附加透镜可以是处方强度透镜。附加透镜可以允许用户不用眼镜来观看显示屏幕1220，这在使用头戴式显示系统1000时佩戴起来可能不舒服。附加透镜可以是可移除的，使得不需要附加透镜的用户仍然可以清楚地观看显示屏幕1220。

5.2.2定位和稳定结构

如图4A和4B所示，本技术的头戴式显示系统1000的显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以在使用中由定位和稳定结构1300保持就位。

为了将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205保持在其正确的操作位置，定位和稳定结构1300理想地舒适地抵靠用户的头部，以便以最小化面部标志和/或来自长期使用的疼痛的方式适应由显示单元的重量引起的负载。还需要允许通用配合而不牺牲舒适性、可用性和制造成本。设计标准可以包括在具有低灵巧性阈值的低接触简单设置解决方案的预定范围上的可调性。进一步的考虑包括迎合可以使用头戴式显示系统1000的动态环境。作为虚拟环境的沉浸体验的一部分，用户可以在使用头戴式显示系统1000的同时通信，即说话。以此方式，用户的下颌或下颌骨可相对于颅骨的其他骨骼移动。另外，在头戴式显示系统1000的使用期间，整个头部可以移动。例如，用户的上身并且在一些情况下下身的运动，并且具体地，头部相对于上身和下身的运动。

在一种形式中，定位和稳定结构1300提供保持力以克服重力对显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的影响。

在本技术的一种形式中，提供定位和稳定结构1300，其以与由用户舒适佩戴一致的方式配置。在一个示例中，定位和稳定结构1300具有较小的侧面或截面厚度，以减小设备的感测或实际体积。在一个示例中，定位和稳定结构1300包括至少一条截面为矩形的条带。在一个示例中，定位和稳定结构1300包括至少一条扁平条带。

在本技术的一种形式中，提供定位和稳定结构1300，其被配置为不会太大和笨重以防止用户舒适地左右移动他们的头部。

在本技术的一种形式中，定位和稳定结构1300包括由纺织品用户接触层、泡沫内层和纺织品外层的层压物构造而成的条带。在一种形式中，泡沫是多孔的，以使得湿气(例如，汗)能够通过条带。在一种形式中，条带的皮肤接触层由有助于从用户面部吸走湿气的材料形成。在一种形式中，纺织品外层包括环材料，其用于与钩材料部接合。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括条带，其为可延长的，例如可弹性延长的。例如，条带可以被配置为在使用中处于张紧状态，并且引导力将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205拉向用户面部的一部分，特别是靠近用户眼睛并且与其视场一致。在一个示例中，条带可被配置为系带。

在本技术的一种形式中，该定位和稳定结构1300包括第一系带，该第一系带被构造和布置为使得在使用中该第一系带的下边缘的至少一部分经过用户头部的耳上基点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，该定位和稳定结构1300包括第二系带，第二系带被构造和布置为使得在使用中该第二系带的上边缘的至少一部分经过用户头部的耳下基点下方并且覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方。

在本技术的一种形式中，定位和稳定结构1300包括第三系带，第三系带构造和布置为相互连接第一系带和第二系带，以减小第一系带和第二系带彼此分开的趋势。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括条带，其为可弯曲的并且例如非刚性的。这一方面的优点在于，条带相对于用户的头部更舒适。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括被构造为可透气的条带，以允许湿气通过条带传输。

在本技术的某些形式中，提供了一种系统，系统包括多于一个定位和稳定结构1300，每个定位和稳定结构被配置为提供保持力以对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如，该系统可以包括适于大尺寸头部但不适于小尺寸头部张紧结构1300的一种形式，以及适于小尺寸头部但不适于大尺寸头部的另一种形式。

在一些形式中，定位和稳定结构1300可以包括用于接触用户皮肤的缓冲材料(例如，泡沫垫)。缓冲材料可以为定位和稳定结构1300提供增加的耐磨性，特别是如果定位和稳定结构1300由刚性或半刚性材料构成。

5.2.2.1颞骨连接器

如图4C所示，头戴式显示系统1000或定位和稳定结构1300的一些形式包括颞部连接件1250或臂，在使用中每个连接件可以覆盖用户颞骨中的相应一个。在使用中，颞部连接件1250的一部分与用户头部靠近耳上基点(即，在每个用户耳朵上方)的区域接触。在一些示例中，颞部连接件是定位和稳定结构1300的条带部。在其他示例中，颞部连接件是头戴式显示单元1200的臂。在一些示例中，头戴式显示系统1000的颞部连接件可以部分地由定位和稳定结构1300的条带部(例如，侧向条带部1330)形成，并且部分地由头戴式显示单元1200的臂1210形成。

颞部连接件1250可以是定位和稳定结构1300的侧向部，因为每个颞部连接件1250定位在用户头部的左侧或右侧。

在一些形式中，颞部连接件1250可以在前后方向上延伸，并且可以基本上平行于矢状平面。

在一些形式中，颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。例如，颞部连接件1250可以连接到显示单元壳体1205的侧向面。例如，每个颞部连接件1250可以联接到侧向左面1234和侧向右面1236中的相应一个。

在某些形式中，颞部连接件1250可以枢转地连接到显示单元壳体1205，并且可以在每个颞部连接件1250和显示单元壳体1205之间提供相对旋转。

在某些形式中，颞部连接件1250可以可移除地连接到显示单元壳体1205(例如，经由磁体、机械紧固件、钩环材料等)。

在一些形式中，颞部连接件1250可在使用中布置为大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面并在颧骨上方(例如，在用户的颊骨上方)延伸。

在一些形式中，颞部连接件1250可以被定位成抵靠用户的头部，类似于眼镜的臂，并且被定位成比每个相应耳朵的反螺旋更优良。

在一些形式中，颞部连接件1250可以具有大致细长且平坦的配置。换句话说，每个时间连接器1250比厚(进入纸平面的方向)更长和更宽(在纸平面中从上到下的方向)。

在一些形式中，每个颞部连接件1250可以具有在所有三个轴(X、Y和Z)上具有曲率的三维形状。虽然每个颞部连接件1250的厚度可以是基本上均匀的，但是其高度在其整个长度上变化。每个颞部连接件1250的形状和尺寸的目的是紧密地符合用户的头部，以便保持不引人注目并且维持低轮廓(例如，没有看起来过于庞大)。

在一些形式中，颞部连接件1250可以由刚性或半刚性材料构造，其可以包括塑料、(热塑性聚酯弹性体)或其他类似材料。刚性或半刚性材料可以是自支撑的和/或能够保持其形状而不被穿戴。这可以使用户更直观或明显地理解如何使用定位和稳定结构1300，并且可以与完全松软且不保持形状的定位和稳定结构1300形成对比。在使用之前将颞部连接件1250保持在使用状态可以在用户戴上定位和稳定结构1300的同时防止或限制变形，并且允许用户快速安装或佩戴头戴式显示系统1000。

在某些形式中，颞部连接件1250可以是刚性件，其可以允许张力通过颞部连接件1250的更有效(例如，直接)的平移，因为刚性件在使用中限制了臂的伸长或变形的幅度。

在某些形式中，定位和稳定结构1300可以被设计成使得定位和稳定结构1300‘弹出箱体’并且总体上进入其使用配置。此外，定位和稳定结构1300可以被布置为一旦离开箱体就保持其使用中的形状(例如，因为可以形成刚性件以维持定位和稳定结构1300的一些或部分的形状)。有利地，定位和稳定结构1300的取向对于用户是清楚的，因为定位和稳定结构1300的形状通常是弯曲的，非常像用户头部的后部。即，定位和稳定结构1300大致为圆顶形。

在某些形式中，柔性和/或弹性材料可以布置在颞部连接件1250的刚性或半刚性材料周围。柔性材料可以更舒适地抵靠用户的头部，以便改善耐磨性并且提供与用户面部的柔软接触。在一种形式中，柔性材料是纺织品套筒，其永久地或可移除地联接到每个颞部连接件1250。

在一种形式中，纺织品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-Prene^TM)的袜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、钩环材料及和/或螺柱连接器提供给刚性件。

在一些形式中，用户接触材料可以在刚性件的两侧上，或者可以仅在刚性件的用户接触侧(例如，用户接触侧)上，以减少材料的体积和成本。

在一些形式中，颞部连接件1250由柔性材料(例如，纺织品)构造，其对于用户的皮肤可以是舒适的，并且可以不需要增加层以增加舒适性。

5.2.2.2后支撑部

如图4C所示，定位和稳定结构1300的一些形式可以包括用于帮助将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205(图4B所示)支撑在用户眼睛附近的后支撑部1350。后支撑部1350可以帮助将显示屏幕和/或显示单元壳体1205锚定到用户的头部，以便将显示屏幕适当地取向为接近用户的眼睛。

在一些形式中，后支撑部1350可经由颞部连接件1250联接到显示单元壳体1205。

在某些形式中，颞部连接件1250可以直接联接到显示单元壳体1205和后支撑部1350。

在一些形式中，后支撑部1350可以具有三维轮廓曲线以适合用户头部的形状。例如，后支撑部1350的三维形状可以具有在使用中适于覆盖用户头部的顶骨和枕骨的一部分的大致圆形的三维形状。

在一些形式中，后支撑部1350可以是定位和稳定结构1300的后部。后支撑部1350可以提供至少部分指向前方向的锚定力。

在某些形式中，后支撑部1350是定位和稳定结构1300的最下部。例如，后支撑部1350可以接触用户头部在枕骨和斜方肌之间的区域。后支撑部1350可钩靠在枕骨(例如，后头部)的下边缘上。后支撑部1350可提供指向上方向和/或前方向的力，以保持与用户枕骨的接触。

在某些形式中，后支撑部1350是整个头戴式显示系统1000的最下部。例如，后支撑部1350可以定位在用户颈部的基部(例如，覆盖枕骨和比用户眼睛更低的斜方肌)，使得后支撑部1350比显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205更低。

在一些形式中，后支撑部1350可包括垫材料，其可接触用户的头部(例如，覆盖枕骨和斜方肌之间的区域)。垫材料可以为用户提供额外的舒适性，并且限制由后支撑部1350拉向用户头部所引起的痕迹。

5.2.2.3前额支撑件

定位和稳定结构1300的一些形式可以包括前额支撑件或额骨支撑部1360，前额支撑件或额骨支撑部被配置为在使用时接触用户的头部高于用户的眼睛。图5B所示的定位和稳定结构1300包括前额支撑件1360。在一些示例中，图4A所示的定位和稳定结构1300可以包括前额支撑件1360。前额支撑件1360可以覆盖用户头部的额骨。在某些形式中，前额支撑件1360还可以比蝶骨和/或颞骨更高。这也可以将前额支撑件1360定位成比用户的眉毛更高。

在一些形式中，前额支撑件1360可以是定位和稳定结构1300的前部，并且可以比定位和稳定结构1300的任何其他部分更靠前地设置在用户的头部上。后支撑部1350可以提供至少部分指向后方向的力。

在一些形式中，前额支撑件1360可以包括缓冲材料(例如，纺织品、泡沫、硅树脂等)，缓冲材料可以接触用户，并且可以帮助限制由定位和稳定结构1300的条带引起的标记。前额支撑件1360和接口结构1100可以一起工作，以便为用户提供舒适。

在一些形式中，前额支撑件1360可以与显示单元壳体1205分离，并且可以在与显示单元壳体1205不同的位置(例如，更高的位置)接触用户的头部。

在一些形式中，前额支撑件1360可以被调节以允许定位和稳定结构3000适应用户面部的形状和/或配置。

在一些形式中，颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360(例如，在前额支撑件1360的侧向面上)。颞部连接件1250可以至少部分地在下方向上延伸以便联接至后支撑部1350。

在某些形式中，定位和稳定结构1300可以包括多对颞部连接件1250。例如，一对颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360，并且一对颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。

在一些形式中，前额支撑件1360可以以大致平行于用户前额的角度呈现，以为用户提供改善的舒适性。例如，前额支撑件1360可以将用户定位在覆盖额骨的取向上，并且基本上平行于冠状平面。将前额支撑件基本上平行于冠状平面定位可以减少可能由不均匀呈现导致的褥疮的可能性。

在一些形式中，前额支撑件1360可以偏离接触用户头部的后部区域(例如，覆盖枕骨和斜方肌的区域)的后支撑件或后支撑部。换句话说，沿着后条带的轴线将不与前额支撑件1360相交，前额支撑件可以设置成比沿着后条带的轴线更低和更靠前。在前额支撑件1360和后条带之间产生的偏移可以产生与显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的重力相反的力矩。更大的偏移可以产生更大的力矩，因此更有助于保持显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的适当位置。可以通过将前额支撑件1360移动得更靠近用户的眼睛(例如，沿着用户的头部更靠前和更靠下)和/或增加后条带的角度以使其更竖直来增加偏移。

5.2.2.4可调节条带

如图4C所示，定位和稳定结构1300的部分可以是可调节的，以便在显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性的张力，以便固定显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的位置。

在一些形式中，显示单元壳体1205可以包括至少一个环或孔眼1254(如图4B所示)，并且至少一个颞部连接件1250可以穿过环，并且自身对折。用户可以选择穿过相应孔眼1254的颞部连接件1250的长度以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如，将较大长度的颞部连接件1250穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。

在一些形式中，这些颞部连接件1250中的至少一个可以包括调节部1256和接收部1258(如图4C所示)。调节部1256可以定位成穿过显示单元壳体1205上的孔眼1254，并且可以联接到接收部1258上(例如，通过在其自身上对折)。调节部1256可以包括钩子材料，并且接收部1258可以包括环材料(或反之亦然)，使得调节部1256可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中，钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。

在某些形式中，调节调节部1256相对于接收部1258的位置可以向显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205施加后力，并且增加或减少光屏蔽件相对于用户头部的密封力(例如，当光屏蔽件用作密封形成结构时)。

在某些形式中，调节部1256可以由柔性和/或弹性材料构成，其可以符合用户头部的形状和/或可以允许调节部穿过孔眼1254。例如，调节部1256可以由弹性纺织品构成，弹性纺织品可以提供弹性拉力。颞部连接件1250的剩余部分可以由上述刚性或半刚性材料构成(尽管可以设想，颞部连接件1250的附加部分也可以由柔性材料构成)。

5.2.2.4.1顶条带

在一些形式中，定位和稳定结构3000可以包括顶条带部，顶条带部可以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具有顶条带部。

在一些形式中，顶条带部可以在头戴式显示系统1000的前部和头戴式显示系统1000的后部区域之间延伸。

在一些形式中，顶条带部可以由柔性材料构造，并且可以被配置为与用户头部的形状相适应。

在某些形式中，顶条带部可以连接到显示单元壳体1205。例如，顶条带部可以联接到上面1230。顶条带部还可以在显示单元壳体1205的后端附近联接到显示单元壳体1205。

在某些形式中，顶条带部可以联接到前额支撑件1360。例如，顶条带部可以在上边缘附近联接到前额支撑件1360。顶条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，顶条带部可以连接到后支撑部1350。例如，顶条带部可以靠近后支撑部1350的上边缘连接。

在一些形式中，顶条带部可以覆盖用户头部的额骨和顶骨。

在某些形式中，顶条带部可以在其在头戴式显示系统1000的前部和后部之间延伸时沿着矢状平面延伸。

在某些形式中，顶条带部可以施加至少部分地定向在上方向上的拉力，拉力可以与重力相反。

在某些形式中，顶条带部可以施加至少部分地在向后方向上取向的张力，这可以将接口结构1100拉向用户面部(并且当遮光件充当密封形成结构时提供密封力的一部分)。

在一些形式中，顶条带部可以是可调节的，以便在显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力，以便固定显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的位置。

在某些形式中，显示单元壳体1205和/或前额支撑件1360(视情况而定)可以包括至少一个环或孔眼1254，并且顶条带部可以穿过孔眼1254，并且自身对折。用户可以选择穿过孔眼1254的顶条带部的长度，以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如，将较大长度的顶条带部穿线穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。

在一些形式中，顶条带部可以包括调节部和接收部。调节部可以被定位成穿过孔眼1254，并且可以联接到接收部上(例如，通过在其自身上对折)。调节部可以包括钩子材料，并且接收部可以包括环材料(或反之亦然)，使得调节部可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中，钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。

5.2.2.5旋转控制

在一些形式中，当用户佩戴了定位和稳定结构时，显示单元壳体1205和/或显示屏幕1220可以相对于用户的面部枢转。这可以允许用户在仍然佩戴用户接口3000的同时查看物理环境。这对于希望为观看虚拟环境而休息，但不希望离开定位和稳定结构1300的用户可能是有用的。

在一些形式中，枢转连接1260可以形成在显示单元壳体1205的上部与定位和稳定结构1300之间。例如，枢轴连接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，枢轴连接1260可以连接到前额支架1360。显示单元壳体1205能够绕前额支撑件1360的下边缘枢转。

在一种形式中，颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360以允许显示单元壳体1205枢转。

在一些形式中，枢转连接1260可以是棘轮连接，并且可以在没有额外用户干预的情况下将显示单元壳体1205保持在升高位置。

5.2.3控制器

如图6所示，一些形式的头戴式显示系统1000包括控制器1270，控制器可由用户接合，以便向虚拟环境提供用户输入和/或控制头戴式显示系统1000的操作。控制器1270可以连接到头戴式显示单元1200，并且向用户提供与从头戴式显示单元1200输出到用户的虚拟对象交互的能力。

5.2.3.1手持控制器

在一些形式中，控制器1270可以包括手持装置，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可包括两个手持控制器。手持控制器可以大致彼此相同，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，用户的手指能够在握持手持控制器的同时按下按钮。

在一些形式中，手持控制器可以包括方向控制(例如，操纵杆、控制垫等)。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的至少一部分可整体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面1230和/或下面1232上，以便当握住用户的手掌靠在显示单元壳体1205的侧向左或右面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，以便控制头戴式显示系统1000的至少一个操作。例如，控制按钮可以是开/关按钮，其可以选择性地控制显示屏幕1220是否正在向用户输出图像。

在某些形式中，控制按钮和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。

在一些形式中，头戴式显示系统1000可以包括手持控制器和控制按钮两者。

5.2.4扬声器

参考图6，在一些形式中，头戴式显示系统1000包括音响系统或扬声器1272，音响系统或扬声器可以连接到头戴式显示单元1200并且可定位成接近用户的耳朵以便向用户提供听觉输出。

在一些形式中，扬声器1272可定位在用户的耳朵周围，并且可阻挡或限制用户听到环境噪声。

在某些形式中，扬声器1272可以无线连接到头戴式显示单元1200。例如，扬声器1272和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi或任何类似装置连接。

在一些形式中，扬声器1272包括左耳换能器和右耳换能器。在一些形式中，左耳和右耳换能器可以输出不同的信号，使得用户在一只耳朵(例如，左耳)中听到的音量和/或噪声可以不同于用户在另一只耳朵(例如，右耳)中听到的音量和/或噪声。

在一些形式中，可以使用控制器1270来控制扬声器1272(例如，扬声器1272的音量)。

5.2.5电源

参考图6，头戴式显示系统1000的一些形式可以包括电源1274，电源可以向头戴式显示单元1200和头戴式显示系统1000的任何其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(例如，壁出口、计算机等)的有线电连接，外部电源可固定到特定位置。

在某些形式中，电源1274可包括可向头戴式显示单元1200提供电力的可移植电池。与有线电连接相比，可移植电池可以允许用户更大的移动性。

在某些形式中，头戴式显示系统1000和/或头戴式显示系统1000的其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可包括在远离头戴式显示单元1200的位置中的电源1274。电线可以从远端位置延伸到显示单元壳体1205，以便将电源1274电连接到头戴式显示单元1200。

在某些形式中，电源1274可联接到定位和稳定结构1300。例如，电源1274可以永久地或可移除地联接到定位和稳定结构1300的条带。电源1274可联接到定位和稳定结构1300的后部，使得其可大体上与显示单元壳体1205和/或头戴式显示单元1200相对。电源1274的重量以及头戴式显示单元1200和显示单元壳体1205的重量因此可以遍及头戴式显示系统1000展开，而不是集中在头戴式显示系统1000的前部。将重量转移到头戴式显示系统1000的后部可以限制在用户面部产生的力矩，这可以提高舒适度并且允许用户佩戴头戴式显示系统1000更长的时间段。

在某些形式中，电源1274可由远离用户头部的用户支撑。例如，电源1274可以仅通过电连接件(例如，电线)连接到头戴式显示单元1200和/或显示单元壳体1205。电源1274可以储存在用户的裤兜中，储存在带夹上，或以类似的方式支撑电源1274的重量。这消除了用户的头部需要支撑的重量，并且可以使佩戴头戴式显示系统1000对用户更舒适。

在一些形式中，头戴式显示单元1200可包括电源1274。例如，显示单元1220可以是蜂窝电话或其他类似的电子装置，其包括内部电源1274。

5.2.6控制系统

参考图6，一些形式的头戴式显示系统1000包括帮助控制用户接收的输出的控制系统1276。具体地，控制系统1276可以控制来自显示屏幕1220的视觉输出和/或来自扬声器1272的听觉输出。

在一些形式中，控制系统1276可以包括监测不同参数(例如，在物理环境中)并且将所测量的参数传送到处理器的传感器。用户接收到的输出可能受测量参数的影响。

在一些形式中，控制系统1276集成到头戴式显示单元1200中。在其他形式中，控制系统1276容纳在控制系统支撑件1290中，控制系统支撑件与头戴式显示单元1200分离，但连接到(例如，电连接到)显示单元。

5.2.6.1电源

在一些形式中，控制系统1276可以由电源1274供电，电源可以是用于为控制系统1276的部件供电的至少一个电池。例如，控制系统1276的传感器可以由电源1274供电。

在一些形式中，电源1274的至少一个电池可以是低功率系统电池1278和主电池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集成功率支持部

在一些形式中，电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278和/或主电池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可以布置在显示单元壳体1205内。

在一些形式中，电池支撑部1288可以布置在定位和稳定结构1300上。例如，电池支撑部1288可以联接到后支撑部1350。头戴式显示系统1000的重量可以在用户头部周围更好地平衡。电池支撑部1288的一种形式是电池组壳体，其将在本文中更详细地描述。

5.2.6.1.2远程功率支撑部

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可以独立于定位和稳定结构1300和/或显示单元壳体1205联接到用户(例如，其可以经由带夹联接)。电池支撑部1288也可以远离用户的身体被支撑(例如，如果头戴式显示系统1000从计算机或视频游戏控制台接收电力)。系链可将电池支撑部1288联接到控制系统1276和/或其他电子装置。由于低功率系统电池1278和/或主电池1280的重量未被用户头部支撑，电池支撑部的定位可以提高用户的舒适度。

5.2.6.2取向传感器

在一些形式中，控制系统1276包括可以感测用户身体的取向的取向传感器1284。例如，取向传感器1284可以感测用户何时作为整体旋转他们的身体和/或他们的头部。换言之，取向传感器1284可以测量用户身体的角位置(或任何类似参数)。通过感测旋转，传感器1284可以与显示屏幕1220通信以输出不同的图像。

在一些示例中，外部取向传感器可以定位在用户佩戴头戴式显示系统1000的物理环境中。外部位置传感器可以与上述取向传感器1284类似地跟踪用户的移动。使用外部取向传感器可以减小需要由用户支撑的重量。

5.2.6.2.1相机

在一些形式中，控制系统1276可包括至少一个相机，其可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，相机可以被配置为观察用户的物理环境以便确定用户的头部的取向(例如，在用户的头部已经倾斜的方向上)。

在一些形式中，方位传感器1284包括遍和头戴式显示系统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的头部的方位。

在一些形式中，相机1284联接到显示单元壳体1205的前面1238。相机1284可以被定位以便提供“第一人称”视图。

在某些形式中，显示屏幕1220可以通过使用相机1284来显示用户的物理环境，使得用户可以感觉好像他们正在观看他们的物理环境而没有来自头戴式显示系统1000的帮助(即，第一人称视图)。这可允许用户在不移除头戴式显示系统1000的情况下在其物理环境周围移动。

在一种形式中，可以在显示屏幕1220显示用户的物理环境的同时显示虚拟对象。相机1284可以允许头戴式显示系统1000作为MR装置操作。控制系统1276可以包括用于在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可以包括能够跟踪用户眼睛的运动的眼睛传感器。例如，眼睛传感器能够测量用户眼睛中的至少一个眼睛的位置，并确定用户眼睛中的至少一个眼睛正在看哪个方向。

在一些形式中，控制系统1276可以包括两个眼睛传感器。每个传感器可以对应于用户的一只眼睛。

在一些形式中，这些眼睛传感器可以被布置在透镜1240之中或附近。

在一些形式中，眼睛传感器可以测量用户耳朵的角位置，以便确定来自显示屏幕1220的视觉输出。

5.2.6.4处理系统

在一些形式中，控制系统1276包括可从控制系统1276的各种传感器接收测量值的处理系统。

在一些形式中，处理系统可以接收由取向传感器1284和/或眼睛传感器记录的测量值。基于这些测量值，处理器可以与显示屏幕1220通信以改变正被输出的图像。例如，如果用户的眼睛和/或用户的头部沿上方向枢转，则显示屏幕1220可以显示虚拟环境的更上部分(例如，响应于来自处理系统的方向)。

5.3 3增强现实显示接口

如图5A和5B所示，根据本技术的一个方面的显示设备或头戴式显示系统1000包括以下功能方面：显示屏幕1220、显示壳体1205、以及定位和稳定结构1300。在一些形式中，可通过一个或多个物理部件来提供功能方面。在一些形式中，一个或多个物理部件可以提供一个或多个功能方面。在使用中，显示屏幕1220布置为位于用户眼睛附近和前面，以允许用户观看显示屏幕1220。

在其他方面中，头戴式显示系统1000还可包含接口结构1100、控制器1270、扬声器1272、电源1274和/或控制系统1276。在一些示例中，这些可以是头戴式显示系统1000的整体部分，而在其他示例中，这些可以是模块化的并且根据用户的需要结合到头戴式显示系统1000中。

5.3.1显示单元

头戴式显示单元1200可以包括用于向用户提供可观察输出的结构。具体地，头戴式显示单元1200被布置为保持(例如，手动地，通过定位和稳定结构等)在用户面部前方的操作位置中。

在一些示例中，头戴式显示单元1200可以包括显示屏幕1220、显示单元壳体1205和/或接口结构1100。这些部件可以整体地形成在单个头戴式显示单元1200中，或者它们可以是可分离的并且由用户选择性地连接以形成头戴式显示单元1200。另外，显示屏幕1220、显示单元壳体1205和/或接口结构1100可以包括在头戴式显示系统1000中，但可以不是头戴式显示单元1200的一部分。

5.3.1.1显示屏幕

如图5A所示，一些形式的头戴式显示单元1200包括显示屏幕1220。显示屏幕1220可以包括向用户提供可观察输出的电子部件。

在图5A和图5B所示的本技术的一种形式中，显示屏幕1220提供用户可观察到的光学输出。光学输出允许用户观察虚拟环境和/或虚拟对象。

显示屏幕1220可以位于用户眼睛附近，以便允许用户观看显示屏幕1220。例如，显示屏幕1220可以位于用户眼睛的前方。显示屏幕1220可以显示可以由用户观看的计算机生成图像，以便增强用户的物理环境(例如，计算机生成图像可以看起来好像它们存在于用户的物理环境中)。

在一些形式中，显示屏幕1220是电子显示器。显示屏幕1220可以是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)屏。

在一些形式中，计算机生成的图像可以投影到显示屏幕1220上。

在一些形式中，显示屏幕1220可以延伸得更宽于用户瞳孔之间的距离。显示屏幕1220也可以比用户面颊之间的距离更宽。

在一些形式中，显示屏幕1220可以显示用户可观察到的至少一个图像。例如，显示屏幕1220可以显示基于预定条件(例如，时间流逝、用户的移动、来自用户的输入等)而改变的图像。

在某些形式中，显示屏幕1220的部分可仅对用户的一只眼睛可见。换言之，显示屏幕1220的一部分可以被定位成仅在用户的一只眼睛(例如，右眼)附近和前方，并且被阻挡而不从另一只眼睛(例如，左眼)观看。

在一个示例中，显示屏幕1220可以被分成两个侧面(例如，左侧和右侧)，并且可以一次显示两个图像(例如，任一侧上的一个图像)。

显示屏幕1220的每一侧可以显示相似的图像。在一些示例中，图像可以是相同的，而在其他示例中，图像可以稍微不同。

一起地，显示屏幕1220上的两个图像可以形成双目显示，其可以向用户提供更真实的AR或MR体验。换句话说，用户的大脑可以将来自显示屏幕1220的两个图像一起处理为单个图像。提供两个(例如，不相同的)图像可以允许用户在其周边查看虚拟对象，并且在虚拟环境中扩展其视场。

在某些形式中，可以定位显示屏幕1220以便用户的双眼都能看到。显示屏幕1220可以一次输出单个图像，单个图像是双眼可见的。与多图像显示屏幕1220相比，这可以简化处理。

在一些形式中，头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如，单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如，使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏1220的图像)，或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如，当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕1220的图像时)。这在AR或MR中可能特别有用，AR或MR中用户可能希望有限的虚拟刺激，并且可能希望在没有覆盖的虚拟对象的情况下观察物理环境。

在某些形式中，特别是当在AR或MR环境中使用显示屏幕1220时，可以在用户继续佩戴显示屏幕1220并与物理环境交互时关闭显示屏幕1220。这可以允许用户选择性地选择何时接收虚拟刺激，以及何时仅观察物理环境。

在某些形式中，显示屏幕1220可以是透明的(或半透明的)。例如，显示屏幕1220可以是玻璃的，因此用户可以通过显示屏幕1220看到。这在AR或MR应用中可能是特别有益的，使得用户可以继续看到物理环境。

5.3.1.1.1光学透镜

如图5A所示，显示屏幕1220可以设置在透镜1240内。用户可以通过透镜1240观看由显示屏幕1220提供的图像。透镜1240可以与显示屏幕1220一起是透明的和/或半透明的，使得用户可以在通过透镜1240观看时观察他们的物理环境。在一些示例中，用户能够观察(例如，视觉观察)他们的物理环境，而不管由显示屏幕1220输出的计算机生成图像的存在或不存在。

在一些形式中，头戴式显示系统1000包括两个透镜1240，每个透镜用于用户的一只眼睛。换句话说，用户的每只眼睛可以通过位于相应瞳孔前面的单独的透镜来观察。每个透镜1240可以是相同的，尽管在一些示例中，一个透镜1240可以与另一个透镜1240不同(例如，具有不同的放大率)。例如，透镜1240可以是处方透镜1240，并且用户的每个眼睛可以具有不同的处方。

在某些形式中，显示屏幕1220可以同时输出两个图像。用户的每只眼睛只能看到两个图像中的一个。可以在显示屏幕1220上并排显示图像。每个透镜1240允许每只眼睛仅观察接近相应眼睛的图像。用户可以将这两个图像一起观察为单个图像。

在某些形式中，每个透镜1240可以包括输出不同图像的单独的显示屏幕1220。例如，可以向用户的眼睛显示不同的计算机生成图像。

在一种形式中，用户可控制显示屏幕1220中的两者、一者或不同时输出。如果用户希望切换哪个眼睛正在观察计算机生成的图像，则这可能对用户有益。

在一些形式中，头戴式显示系统1000包括单透镜1240(例如，单目显示器)。透镜1240可以定位在两只眼睛的前方(例如，使得两只眼睛通过透镜1240观看来自显示屏1220的图像)，或者可以定位在仅一只眼睛的前方(例如，当仅一只眼睛可以观看来自移位屏幕1220的图像时)。

5.3.1.2显示壳体

在本技术的一些形式中，如图5A和5B所示，显示单元壳体1205为显示屏1220提供支撑结构，以便保持显示屏1220的至少一些部件相对于彼此的位置，并且可以附加地保护显示屏1220和/或头戴式显示单元1200的其他部件。显示单元壳体1205可以由适于向显示屏幕1220提供冲击力保护的材料构成。显示单元壳体1205还可以接触用户的面部，并且可以由适于限制对用户的刺激的生物相容性材料构成。

根据本技术的一些形式的显示单元壳体1205可以由诸如塑料的硬的、刚性的或半刚性的材料构成。

在某些形式中，刚性或半刚性材料可以至少部分地覆盖有柔软和/或柔性材料(例如，纺织品、硅酮等)。这可以改善生物相容性和/或用户舒适性，因为用户接合(例如，用他们的手抓住)的显示单元壳体1205的至少一部分包括软和/或柔性材料。

根据本技术的其他形式的显示单元壳体1205可以由柔软的、柔性的、有弹性的材料构成，诸如硅橡胶。

在一些形式中，显示屏幕1220可以至少部分地从显示单元壳体1205中突出。例如，与VR头戴式显示系统1000不同，AR(或MR)头戴式显示系统1000中的显示屏幕1220可以不完全被显示单元壳体1205包围。用户能够直接查看显示屏幕1220，并且能够查看显示屏幕1220(例如，如果显示屏幕1220是透明的或半透明的)。

在某些形式中，显示单元壳体1205可支撑传感器或下文描述的其他电子装置。显示单元壳体1205可以向电子装置提供保护，而基本上不妨碍用户观看显示屏幕1220。

5.3.1.3接口结构

如图5A和5B所示，本技术的一些形式包括接口结构1100，接口结构被定位和/或布置为符合用户面部的形状，并且可以在佩戴和/或使用头戴式显示系统1000时向用户提供增加的舒适性。

在一些形式中，接口结构1100联接到显示单元壳体1205的表面。

在一些形式中，根据本技术的接口结构1100可以由生物相容性材料构成。

在一些形式中，根据本技术的接口结构1100可由柔软、柔性和/或弹性材料构成。

在某些形式中，根据本技术的接口结构1100可以由硅橡胶和/或泡沫构成。

在一些形式中，接口结构1100可以接触用户面部的敏感区域，其可以是不舒适的位置。形成接口结构1100的材料可缓冲这些敏感区域，并在佩戴头戴式显示系统1000时限制用户的不适。

在某些形式中，这些敏感区域可包括用户的前额。具体地，这可以包括用户头部的邻近额骨的区域，如颅顶肌和/或眉间骨。这一区域可能是敏感的，因为在用户的皮肤和骨头之间存在来自肌肉和/或脂肪的有限的天然缓冲。类似地，用户鼻子的隆脊也可包括很少或不包括自然缓冲。

在一些形式中，接口结构1100可以包括单个元件。在一些实施例中，接口结构1100可以设计用于大规模制造。例如，接口结构1100可以设计成舒适地配合各种不同的面部形状和尺寸。

在一些形式中，接口结构1100可以包括覆盖用户面部的不同区域的不同元件。接口结构1100的不同部分可以由不同的材料构成，并且在不同区域为用户提供不同的质地和/或缓冲。

在一些形式中，接口结构1100可以包括可以接触用户鼻子侧向面的鼻垫(例如，如在眼镜中使用的)。鼻垫可以向用户的鼻子施加轻微的压力以保持头戴式显示系统1000的位置，但是可以不施加引起明显不适的力(例如，鼻垫可以不接收向后的张力)。

5.3.2定位和稳定结构

如图5A至5B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。

为了将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205保持在其正确的操作位置，定位和稳定结构1300理想地舒适地抵靠用户的头部，以便以最小化面部标志和/或来自长期使用的疼痛的方式适应由显示单元的重量引起的负载。还需要允许通用配合而不牺牲舒适性、可用性和制造成本。设计标准可以包括在具有低灵巧性阈值的低接触简单设置解决方案的预定范围上的可调性。进一步的考虑包括迎合可以使用头戴式显示系统1000的动态环境。作为虚拟环境的沉浸体验的一部分，用户可以在使用头戴式显示系统1000的同时通信，即说话。以此方式，用户的下颌或下颌骨可相对于颅骨的其他骨骼移动。另外，在头戴式显示系统1000的使用期间，整个头部可以移动。例如，用户的上身并且在一些情况下下身的运动，并且具体地，头部相对于上身和下身的运动。

在一种形式中，定位和稳定结构1300提供保持力以克服重力对显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的影响。

在本技术的一种形式中，提供定位和稳定结构1300，其以与由用户舒适佩戴一致的方式配置。在一个示例中，定位和稳定结构1300具有较小的侧面或截面厚度，以减小设备的感测或实际体积。在一个示例中，定位和稳定结构1300包括至少一条截面为矩形的条带。在一个示例中，定位和稳定结构1300包括至少一条扁平条带。

在本技术的一种形式中，提供定位和稳定结构1300，其被配置为不会太大和笨重以防止用户舒适地左右移动他们的头部。

在本技术的一种形式中，定位和稳定结构1300包括由纺织品用户接触层、泡沫内层和纺织品外层的层压物构造而成的条带。在一种形式中，泡沫是多孔的，以使得湿气(例如，汗)能够通过条带。在一种形式中，条带的皮肤接触层由有助于从用户面部吸走湿气的材料形成。在一种形式中，纺织品外层包括环材料，其用于与钩材料部接合。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括条带，其为可延长的，例如可弹性延长的。例如，条带可以被配置为在使用中处于张紧状态，并且引导力将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205拉向用户面部的一部分，特别是靠近用户眼睛并且与其视场一致。在一个示例中，条带可被配置为系带。

在本技术的一种形式中，该定位和稳定结构1300包括第一系带，该第一系带被构造和布置为使得在使用中该第一系带的下边缘的至少一部分经过用户头部的耳上基点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，该定位和稳定结构1300包括第二系带，第二系带被构造和布置为使得在使用中该第二系带的上边缘的至少一部分经过用户头部的耳下基点下方并且覆盖用户头部的枕骨或位于用户头部的枕骨下方。

在本技术的一种形式中，定位和稳定结构1300包括第三系带，第三系带构造和布置为相互连接第一系带和第二系带，以减小第一系带和第二系带彼此分开的趋势。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括条带，其为可弯曲的并且例如非刚性的。这一方面的优点在于，条带相对于用户的头部更舒适。

在本技术的某些形式中，定位和稳定结构1300包括被构造为可透气的条带，以允许湿气通过条带传输。

在本技术的某些形式中，提供了一种系统，系统包括多于一个定位和稳定结构1300，每个定位和稳定结构被配置为提供保持力以对应于不同的尺寸和/或形状范围。例如，该系统可以包括适于大尺寸头部但不适于小尺寸头部张紧结构1300的一种形式，以及适于小尺寸头部但不适于大尺寸头部的另一种形式。

在一些形式中，定位和稳定结构1300可以包括用于接触用户皮肤的缓冲材料(例如，泡沫垫)。缓冲材料可以为定位和稳定结构1300提供增加的耐磨性，特别是如果定位和稳定结构1300由刚性或半刚性材料构成。

5.3.2.1颞骨连接器

如图5B所示，定位和稳定结构1300的一些形式包括颞部连接件1250，每个连接件使用中可以覆盖用户颞骨中的相应一个。在使用中，颞部连接件1250的一部分与用户头部靠近耳上基点(即，在每个用户耳朵上方)的区域接触。

颞部连接件1250可以是定位和稳定结构1300的侧向部，因为每个颞部连接件1250定位在用户头部的左侧或右侧。

在一些形式中，颞部连接件1250可以在前后方向上延伸，并且可以基本上平行于矢状平面。

在一些形式中，颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。例如，颞部连接件1250可以连接到显示单元壳体1205的侧向面。

在一些形式中，颞部连接件1250可在使用中布置为大致沿着或平行于头部的法兰克福水平面并在颧骨上方(例如，在用户的颊骨上方)延伸。

在一些形式中，颞部连接件1250可以被定位成抵靠用户的头部，类似于眼镜的臂，并且被定位成比每个相应耳朵的反螺旋更优良。

在一些形式中，颞部连接件1250可以具有大致细长且平坦的配置。换句话说，每个时间连接器1250比厚(进入纸平面的方向)更长和更宽(在纸平面中从上到下的方向)。

在一些形式中，每个颞部连接件1250可以具有在所有三个轴(X、Y和Z)上具有曲率的三维形状。虽然每个颞部连接件1250的厚度可以是基本上均匀的，但是其高度在其整个长度上变化。每个颞部连接件1250的形状和尺寸的目的是紧密地符合用户的头部，以便保持不引人注目并且维持低轮廓(例如，没有看起来过于庞大)。

在一些形式中，颞部连接件1250可以由刚性或半刚性材料构造，其可以包括塑料、(热塑性聚酯弹性体)或其他类似材料。刚性或半刚性材料可以是自支撑的和/或能够保持其形状而不被穿戴。这可以使用户更直观或明显地理解如何使用定位和稳定结构1300，并且可以与完全松软且不保持形状的定位和稳定结构1300形成对比。在使用之前将颞部连接件1250保持在使用状态可以在用户戴上定位和稳定结构1300的同时防止或限制变形，并且允许用户快速安装或佩戴头戴式显示系统1000。

在某些形式中，颞部连接件1250可以是刚性件，其可以允许张力通过颞部连接件1250的更有效(例如，直接)的平移，因为刚性件在使用中限制了臂的伸长或变形的幅度。

在某些形式中，定位和稳定结构1300可以被设计成使得定位和稳定结构1300‘弹出箱体’并且总体上进入其使用配置。此外，定位和稳定结构1300可以被布置为一旦离开箱体就保持其使用中的形状(例如，因为可以形成刚性件以维持定位和稳定结构1300的一些或部分的形状)。有利地，定位和稳定结构1300的取向对于用户是清楚的，因为定位和稳定结构1300的形状通常是弯曲的，非常像用户头部的后部。即，定位和稳定结构1300大致为圆顶形。

在某些形式中，柔性和/或弹性材料可以布置在颞部连接件1250的刚性或半刚性材料周围。柔性材料可以更舒适地抵靠用户的头部，以便改善耐磨性并且提供与用户面部的柔软接触。在一种形式中，柔性材料是纺织品套筒，其永久地或可移除地联接到每个颞部连接件1250。

在一种形式中，纺织品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-Prene^TM)的袜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、钩环材料及和/或螺柱连接器提供给刚性件。

在一些形式中，用户接触材料可以在刚性件的两侧上，或者可以仅在刚性件的用户接触侧(例如，用户接触侧)上，以减少材料的体积和成本。

在一些形式中，颞部连接件1250由柔性材料(例如，纺织品)构造，其对于用户的皮肤可以是舒适的，并且可以不需要增加层以增加舒适性。

定位和稳定结构1300的一些形式可以仅包括颞部连接件1250。颞部连接件1250可以成形为类似眼镜的颞或臂，并且可以以类似的方式抵靠用户的头部。例如，颞臂3304可以提供指向用户头部的侧向面(例如，朝向相应的颞骨)的力。

5.3.2.2后支撑部

如图5B所示，定位和稳定结构1300的一些形式可以包括后支撑件，例如后支撑部1350，用于帮助支撑靠近用户眼睛的显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205。后支撑部1350可以帮助将显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205锚定到用户的头部，以便将显示屏幕1220适当地定向为接近用户的眼睛。

在一些形式中，后支撑部1350可经由颞部连接件1250联接到显示单元壳体1205。

在某些形式中，颞部连接件1250可以直接联接到显示单元壳体1205和后支撑部1350。

在一些形式中，后支撑部1350可以具有三维轮廓曲线以适合用户头部的形状。例如，后支撑部1350的三维形状可以具有在使用中适于覆盖用户头部的顶骨和枕骨的一部分的大致圆形的三维形状。

在一些形式中，后支撑部1350可以是定位和稳定结构1300的后部。后支撑部1350可以提供至少部分指向前方向的锚定力。

在某些形式中，后支撑部1350是定位和稳定结构1300的最下部。例如，后支撑部1350可以接触用户头部在枕骨和斜方肌之间的区域。后支撑部1350可钩靠在枕骨(例如，后头部)的下边缘上。后支撑部1350可提供指向上方向和/或前方向的力，以保持与用户枕骨的接触。

在某些形式中，后支撑部1350是整个头戴式显示系统1000的最下部。例如，后支撑部1350可以定位在用户颈部的基部(例如，覆盖枕骨和比用户眼睛更低的斜方肌)，使得后支撑部1350比显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205更低。

在一些形式中，后支撑部1350可包括垫材料，其可接触用户的头部(例如，覆盖枕骨和斜方肌之间的区域)。垫材料可以为用户提供额外的舒适性，并且限制由后支撑部1350拉向用户头部所引起的痕迹。

5.3.2.3前额支撑件

如图5A和5B所示，定位和稳定结构1300的一些形式可以包括前额支撑件1360，该前额支撑件1360在使用中可以接触用户的头部头部高于用户的眼睛。例如，前额支撑件1360可以覆盖用户头部的额骨。在某些形式中，前额支撑件1360还可以比蝶骨和/或颞骨更高。这也可以将前额支撑件1360定位成比用户的眉毛更高。

在一些形式中，前额支撑件1360可以是定位和稳定结构1300的前部，并且可以比定位和稳定结构1300的任何其他部分更靠前地设置在用户的头部上。后支撑部1350可以提供至少部分指向后方向的力。

在一些形式中，前额支撑件1360可以包括缓冲材料(例如，纺织品、泡沫、硅树脂等)，缓冲材料可以接触用户，并且可以帮助限制由定位和稳定结构1300的条带引起的标记。前额支撑件1360和接口结构1100可以一起工作，以便为用户提供舒适。

在一些形式中，前额支撑件1360可以与显示单元壳体1205分离，并且可以在与显示单元壳体1205不同的位置(例如，更高的位置)接触用户的头部。

在一些形式中，前额支撑件1360可以被调节以允许定位和稳定结构3000适应用户面部的形状和/或配置。

在一些形式中，颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360(例如，在前额支撑件1360的侧向面上)。颞部连接件1250可以至少部分地在下方向上延伸以便联接至后支撑部1350。

在某些形式中，定位和稳定结构1300可以包括多对颞部连接件1250。例如，一对颞部连接件1250可以联接到前额支撑件1360，并且一对颞部连接件1250可以联接到显示单元壳体1205。

在一些形式中，前额支撑件1360可以以大致平行于用户前额的角度呈现，以为用户提供改善的舒适性。例如，前额支撑件1360可以将用户定位在覆盖额骨的取向上，并且基本上平行于冠状平面。将前额支撑件基本上平行于冠状平面定位可以减少可能由不均匀呈现导致的褥疮的可能性。

在一些形式中，前额支撑件1360可以偏离接触用户头部的后部区域(例如，覆盖枕骨和斜方肌的区域)的后部支撑件。换句话说，沿着后条带的轴线将不与前额支撑件1360相交，前额支撑件可以设置成比沿着后条带的轴线更低和更靠前。在前额支撑件1360和后条带之间产生的偏移可以产生与显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的重力相反的力矩。更大的偏移可以产生更大的力矩，因此更有助于保持显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的适当位置。可以通过将前额支撑件1360移动得更靠近用户的眼睛(例如，沿着用户的头部更靠前和更靠下)和/或增加后条带的角度以使其更竖直来增加偏移。

5.3.2.4可调节条带

定位和稳定结构1300的部分可以是可调节的，以便在显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力，以便固定显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的位置。

在一些形式中，显示单元壳体1205可以包括至少一个环或孔眼1254，并且至少一个颞部连接件1250可以穿过环，并且自身对折。用户可以选择穿过相应孔眼1254的定位和稳定结构1300的条带的长度以便调节张力。例如，穿过孔眼1254穿线更长的长度可以提供更大的拉力。

在一些形式中，这些颞部连接件1250中的至少一个可以包括调节部1256和接收部1258。调节部1256可以定位成穿过显示单元壳体1205上的孔眼1254，并且可以联接到接收部1258上(例如，通过在其自身上对折)。调节部1256可以包括钩子材料，并且接收部1258可以包括环材料(或反之亦然)，使得调节部1256可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中，钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。

在某些形式中，条带可以至少部分地由柔性和/或弹性材料构成，其可以符合用户头部的形状和/或可以允许调节部穿过孔眼1254。例如，调节部1256可以由弹性纺织品构成，弹性纺织品可以提供弹性拉力。剩余的颞部连接件1250可以由上述刚性或半刚性材料构成(尽管可以设想，颞部连接件1250的附加部分也可以由柔性材料构成)。

5.3.2.4.1顶条带部

在一些形式中，定位和稳定结构3000可以包括顶条带部，顶条带部可以覆盖用户头部的上部区域。

在一些形式中，顶条带部可以在头戴式显示系统1000的前部和头戴式显示系统1000的后部区域之间延伸。

在一些形式中，顶条带部可以由柔性材料构造，并且可以被配置为与用户头部的形状相适应。

在某些形式中，顶条带部可以连接到显示单元壳体1205。例如，顶条带部可以联接到上面1230。顶条带部还可以在显示单元壳体1205的后端附近联接到显示单元壳体1205。

在某些形式中，顶条带部可以联接到前额支撑件1360。例如，顶条带部可以在上边缘附近联接到前额支撑件1360。顶条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，顶条带部可以连接到后支撑部1350。例如，顶条带部可以靠近后支撑部1350的上边缘连接。

在一些形式中，顶条带部可以覆盖用户头部的额骨和顶骨。

在某些形式中，顶条带部可以在其在头戴式显示系统1000的前部和后部之间延伸时沿着矢状平面延伸。

在某些形式中，顶条带部可以施加至少部分地定向在上方向上的拉力，拉力可以与重力相反。

在一些形式中，顶条带部可以是可调节的，以便在显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205上施加选择性拉力，以便固定显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205的位置。

在某些形式中，显示单元壳体1205和/或前额支撑件1360可以包括至少一个环或孔眼1254，并且顶条带部可以穿过孔眼1254，并且自身对折。用户可以选择穿过孔眼1254的顶条带部的长度，以便调节由定位和稳定结构1300提供的张力。例如，将较大长度的顶条带部穿线穿过孔眼1254可以提供较大的拉力。

在一些形式中，顶条带部可以包括调节部和接收部。调节部可以被定位成穿过孔眼1254，并且可以联接到接收部上(例如，通过在其自身上对折)。调节部可以包括钩子材料，并且接收部可以包括环材料(或反之亦然)，使得调节部可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中，钩材料和环材料可以是维可牢尼龙搭扣。

5.3.2.5旋转控制

在一些形式中，当用户佩戴了定位和稳定结构1300时，显示单元壳体1205和/或显示屏幕1220可以相对于用户的面部枢转。这可允许用户查看物理环境而无需通过头戴式显示单元1200查看(例如，无需查看计算机生成的图像)。这对于希望为观看虚拟环境而休息，但不希望离开定位和稳定结构1300的用户可能是有用的。

在某些形式中，枢转连接1260可以联接到颞部连接件1250。头戴式显示单元1200可以能够绕在颞部连接件1250之间延伸的轴线(例如，在使用中可以基本上垂直于法兰克福水平线的基本上水平的轴线)枢转。

在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205包括一对臂1210，臂远离显示屏幕1220延伸(例如，在悬臂配置中)，并且在使用中可以在向后方向上延伸。

在某些形式中，这对臂1210可以至少部分地沿着颞部连接件1250延伸，并且可以在枢转连接1260处连接到颞部连接件1250。

在一些形式中，枢转连接1260可以是棘轮连接，并且可以在没有额外用户干预的情况下将显示单元壳体1205保持在升高位置。

在一些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以包括中立位置(参见例如图5B；在使用中基本水平)和枢转位置(例如，在使用中相对于水平轴枢转)。

在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约90°之间枢转。在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约80°之间枢转。在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约70°之间枢转。在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约60°之间枢转。在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约50°之间枢转。在某些形式中，显示屏幕1220和/或显示单元壳体1205可以相对于颞部连接件1250在大约0°和大约45°之间枢转。至少在其最大枢转位置，显示屏幕1220可以比用户的眼睛更好，使得用户不必看透显示屏幕1220来观察物理环境。

5.3.3控制器

如图6所示，头戴式显示系统1000的一些形式包括控制器1270，控制器1270可由用户接合以便向虚拟环境提供用户输入及和/或控制头戴式显示系统1000的操作。控制器1270可以连接到头戴式显示单元1200，并且向用户提供与从头戴式显示单元1200输出到用户的虚拟对象交互的能力。

5.3.3.1手持控制器

在一些形式中，控制器1270可以包括手持装置，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。手持控制器可以大致彼此相同，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，用户的手指能够在握持手持控制器的同时按下按钮。

在一些形式中，手持控制器可以包括方向控制(例如，操纵杆、控制垫等)。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，连接器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。

5.3.3.2固定控制器

在一些形式中，控制器1270的至少一部分可整体形成在显示单元壳体1205上。

在一些形式中，控制器1270可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面1230和/或下面1232上，以便当握住用户的手掌靠在显示单元壳体1205的侧向左或右面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，以便控制头戴式显示系统1000的至少一个操作。例如，控制按钮可以是开/关按钮，其可以选择性地控制显示屏幕1220是否正在向用户输出图像。

在某些形式中，控制按钮和头戴式显示单元1200可以用有线连接来连接。

在一些形式中，头戴式显示系统1000可以包括手持控制器和控制按钮两者。

在一些形式中，在AR或MR装置中可以优选仅具有控制按钮。当佩戴AR或MR头戴式显示系统1000时，用户可以与他们的物理环境(例如，四处走动、使用工具等)交互。因此，用户可能更喜欢保持他们的双手没有控制器1270。

5.3.4扬声器

如图6所示，一些形式的头戴式显示系统1000包括音响系统或扬声器1272，音响系统或扬声器可以连接到头戴式显示单元1200并且可定位成接近用户的耳朵以便向用户提供听觉输出。

在一些形式中，扬声器1272定位在用户的耳朵周围，并且可阻挡或限制用户听到环境噪声。

在某些形式中，扬声器1272可以无线连接到头戴式显示单元1200。例如，扬声器1272和头戴式显示单元1200可以经由蓝牙、Wi-Fi或任何类似装置连接。

在一些形式中，扬声器1272包括左耳换能器和右耳换能器。在一些形式中，左耳和右耳换能器可以输出不同的信号，使得用户在一只耳朵(例如，左耳)中听到的音量和/或噪声可以不同于用户在另一只耳朵(例如，右耳)中听到的音量和/或噪声。

在一些形式中，可以使用控制器1270来控制扬声器1272(例如，扬声器1272的音量)。

5.3.5电源

如图6所示，头戴式显示系统1000的一些形式可以包括电源1274，电源可以向头戴式显示单元1200和头戴式显示系统1000的任何其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(例如，壁出口、计算机等)的有线电连接，外部电源可固定到特定位置。

在某些形式中，电源1274可包括可向头戴式显示单元1200提供电力的可移植电池。与有线电连接相比，可移植电池可以允许用户更大的移动性。

在某些形式中，头戴式显示系统1000和/或头戴式显示系统1000的其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可包括在远离头戴式显示单元1200的位置中的电源1274。电线可以从远端位置延伸到显示单元壳体1205，以便将电源1274电连接到头戴式显示单元1200。

在某些形式中，电源1274可联接到定位和稳定结构1300。例如，电源1274可以永久地或可移除地联接到定位和稳定结构1300的条带。电源1274可联接到定位和稳定结构1300的后部，使得其可大体上与显示单元壳体1205和/或头戴式显示单元1200相对。因此，电源1274的重量以及头戴式显示单元1200和显示单元壳体1205的重量可以遍布头戴式显示系统1000，而不是集中在头戴式显示系统1000的前部。将重量转移到显示接口的后部可以限制在用户面部产生的力矩，这可以提高舒适性并允许用户佩戴头戴式显示系统1000更长的时间段。

在某些形式中，电源1274可由远离用户头部的用户支撑。例如，电源1274可以仅通过电连接件(例如，电线)连接到头戴式显示单元1200和/或显示单元壳体1205。电源1274可以储存在用户的裤兜中，储存在带夹上，或以类似的方式支撑电源1274的重量。这消除了用户的头部需要支撑的重量，并且可以使佩戴头戴式显示系统1000对用户更舒适。

5.3.6控制系统

在一些形式中，控制系统1276可以由用于为控制系统1276的部件供电的电源1274(例如，至少一个电池)供电。例如，控制系统1276的传感器可以由电源1274供电。

在一些形式中，电源1274的至少一个电池可以是低功率系统电池1278和主电池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。

5.3.6.1.1集成功率支持部

在一些形式中，电池支撑部1288可以支撑低功率系统电池1278和/或主电池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可以布置在显示单元壳体1205内。

在一些形式中，电池支撑部1288可以布置在定位和稳定结构1300上。例如，电池支撑部1288可以联接到后支撑部1350。头戴式显示系统1000的重量可以在用户头部周围更好地平衡。

5.3.6.1.2远程功率支撑部

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可以独立于定位和稳定结构1300和/或显示单元壳体1205联接到用户(例如，其可以经由带夹联接)。电池支撑部1288也可以远离用户的身体被支撑(例如，如果头戴式显示系统1000从计算机或视频游戏控制台接收电力)。系链可将电池支撑部1288联接到控制系统1276和/或其他电子装置。由于低功率系统电池1278和/或主电池1280的重量未被用户头部支撑，电池支撑部的定位可以提高用户的舒适度。

5.3.6.2取向传感器

在一些形式中，控制系统1276包括可以感测用户身体的取向的取向传感器1284。例如，取向传感器1284可以感测用户何时作为整体旋转他们的身体和/或他们的头部。换言之，取向传感器1284可以测量用户身体的角位置(或任何类似参数)。通过感测旋转，传感器1284可以与显示屏幕1220通信以输出不同的图像。

在一些示例中，外部取向传感器可以定位在用户佩戴头戴式显示系统1000的物理环境中。外部位置传感器可以与上述取向传感器1284类似地跟踪用户的移动。使用外部取向传感器可以减小需要由用户支撑的重量。

5.3.6.2.1相机

在一些形式中，控制系统1276可包括至少一个相机，其可定位成观察用户的物理环境。

在一些形式中，定向传感器1284是相机，其可以被配置为观察用户的物理环境，以便测量和确定用户头部的定向(例如，在用户头部已经倾斜的方向上)。

在一些形式中，方位传感器1284包括遍和头戴式显示系统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的头部的方位。

5.3.6.3眼睛传感器

在一些形式中，控制系统1276可以包括能够跟踪用户眼睛的运动的眼睛传感器。例如，眼睛传感器能够测量用户眼睛中的至少一个眼睛的位置，并确定用户眼睛中的至少一个眼睛正在看哪个方向。

在一些形式中，控制系统1276可以包括两个眼睛传感器。每个传感器可以对应于用户的一只眼睛。

在一些形式中，这些眼睛传感器可以被布置在透镜1240之中或附近。

在一些形式中，眼睛传感器可以测量用户耳朵的角位置，以便确定来自显示屏幕1220的视觉输出。

在一些形式中，用户的眼睛可以充当控制器，并且用户可以移动他们的眼睛以便与虚拟对象交互。例如，虚拟光标可以跟随用户眼睛的位置。眼睛传感器可以跟踪并测量用户眼睛的移动，并且与处理系统1286(下面描述)通信以移动虚拟光标。

5.3.6.4处理系统

在一些形式中，控制系统1276包括处理系统1286(例如，微处理器)，其可以接收来自控制系统1276的各种传感器的测量值。

在一些形式中，处理系统1286可以接收由取向传感器1284和/或眼睛传感器记录的测量值。基于这些测量值，处理器可以与显示屏幕1220通信以改变正被输出的图像。例如，如果用户的眼睛和/或用户的头部沿上方向枢转，则显示屏幕1220可以显示虚拟环境的更上部分(例如，响应于来自处理系统1286的方向)。

5.4本技术的其他方面

图7A-7D示出了根据本技术的示例的头戴式显示系统1000。在该示例中，头戴式显示系统1000包括被配置为紧凑形式的头戴式显示单元1200。头戴式显示系统1000包括接口连接结构，该接口连接结构包括面部接合部1110和连接凸缘部1118，该面部接合部1110被配置为在使用中接触用户的面部，该连接凸缘部1118被布置为支撑面部接合部。在头戴式显示单元1200和面部接合部1110之间为护罩7000。护罩7000用于相对于面部接合部1110支撑头戴式显示单元1200，如本文所述。护罩7000包括连接到面部接合部1110的后部7002和限定观看开口的前部7004，通过该观看开口可以在使用中观察头戴式显示单元1200的显示器。护罩7000还包括在后部7002和前部7004之间延伸的径向向外的阻光表面7006。

参照图7C，面部接合部1110包括前额部1112，该前额部1112被配置为在使用中横过用户头部的矢状平面并接合用户前额的至少一部分。面部接合部1110还包括一对脸颊部1114，该对脸颊部1114在使用中设置在用户的鼻子的相应侧上，并且被配置为在使用中接合用户的脸颊。面部接合部的侧向部1116在前额部1112和脸颊部1114之间延伸，并且被配置为在使用中接合用户眼睛侧面的用户面部的侧面。参见图7D连同图10A，可以看到鼻部1115桥接在脸颊部1114之间并且被配置为在使用中围绕(或在其上)延伸和/或接合用户的鼻子。

在示例中，面部接合部1110可包括弹性体(例如，硅树脂)。在一些示例中，纺织品可被提供给弹性体以提供用户接触表面。

面部接合部被配置为在使用中围绕用户眼睛的周边接触用户的面部。面部接合部1110可以在覆盖用户的鼻子、上颌骨、颧骨、蝶骨和额骨的区域处接合用户的面部。例如，面部接合部1110可以在图4D所示的区域中接合用户的面部。

图8示出了紧凑型头戴式显示单元1200的替代示例，在该示例中，当面向后部方向(即朝向用户)时，该紧凑型头戴式显示单元成形为凹形形式。在该示例中，前部7004成形为与头戴式显示单元1200互补。例如，前部7004可以具有与头戴式显示单元1200的凹形形状互补的凸形形状，如图8所示。

在示例中，面部接合部1110的不同部分可以具有不同的功能特性，以便改善对用户之间的变化的拟人依从性。例如前额部1112和/或脸颊部1114中的拟人变化可以低于侧向部中的拟人变化。如图9、9A-1和9B-1所示，面部接合部1110通常包括连接凸缘部1118形式的凸缘，该连接凸缘部1118在接口底盘1102的非用户接触部处设置到接口底盘1102，并且支撑形成用户接触部的环部分(例如，具有自由端的弯曲部分)1120，该用户接触部为用户提供面部接触表面。衬垫(例如，泡沫)1130可以设置在环部分1120的内部。衬垫1130的尺寸可以在面部接合部1110的不同区域中变化。例如，前额部1112中的衬垫1130可以大于侧向部1116中的衬垫，如图9至9B-1所示。

在面部接合部的环部分形成闭合形状的示例中，用户接触部可以是被配置为接触用户的闭合形状的一侧，而非用户接触部可以是不布置为接触用户的相对侧。在此类示例中，接口底盘(下面描述)可以被配置为连接到面部接合部的非用户接触部。

在图9的所示示例中，面部接合部1110的侧向部1116的横截面可以不同于前额部1112和/或脸颊部1114的横截面。例如侧向部1116的横截面的长宽比可以高于前额部1112和/或脸颊部1114的横截面的长宽比。此外，如图9B-1所示，侧向部1116中的连接凸缘部1118可以被配置为比前额部1112和/或脸颊部1114中更轻地将环部分1120系到接口底盘1102上(例如，通过使用薄厚度的材料)。即，连接凸缘部1118在侧向部1116中可比在前额部1112和/或脸颊部1114中薄。利用此类布置，与前额部1112和/或脸颊部1114相比，侧向部1116可具有增加的柔性(例如，降低的刚度)，这可有助于侧向部符合沿着不同用户面部的侧向部的轮廓的变化。

在进一步的示例中，通过提供具有期望形状的连接凸缘部1118，可以提供额外的弦长以增强拟人的依从性，并因此在更宽的用户范围内提高用户舒适度和/或遮光效果。例如，侧向部1116中的连接凸缘部1118可以具有如图9B-3的示例中所示的手风琴式截面1134，或者侧向部1116中的连接凸缘部1118可以具有如图9B-4的示例中所示的弧形截面1136。

参照图10A，接口连接结构(例如，面部接合部1110)可连接到接口底盘1102以形成接口组件1150。在示例中，接口底盘1102包括前额部1103、脸颊部1104、鼻部1105和侧向部1106，并且通常具有对应于面部接合部的形状的形状，使得接口底盘沿着用户面部的区域(例如，围绕用户眼睛的周边)与面部接合部共同延伸。

在示例中，接口底盘1102的侧向部1106各自包括上侧向部1107和下侧向部1108。在该示例中，前额部1103和下侧向部1108具有比脸颊部1104、鼻部1105和上侧向部1107更低的刚度(例如，更大的柔性)，这使得接口底盘1102能够在某些区域中具有期望的柔性和期望的刚度。

仍然参考图10A，接口组件1150可以连接到框架组件7250以形成头戴式显示支撑组件1400，该头戴式显示支撑组件1400被配置为在使用中支撑头戴式显示单元。头戴式显示支撑组件1400可以连接到定位和稳定结构(例如，如本公开中其他地方所描述的)以将头戴式显示单元保持在用户面部前方的操作位置。框架组件7250可包括骨骼框架7100和设置到骨骼框架(框架组件也可称为护罩)的光阻挡表面7006(图10A、11A、12A或13A中未示出)。接口组件1150(例如，接口底盘1102)可以在多个离散位置处连接到框架组件7250(例如，骨骼框架7100)上，这些离散位置可以允许接口组件1150的至少一些部分相对于框架组件7250的至少一些部分保持可移动。在一个示例中，接口组件1150可以包括接口连接点1152，该接口连接点1152被定向和被配置为连接到框架组件7250上的框架连接点7252。

在示例中，骨骼框架7100包括后部7110和前部7150，后部7110经由接口底盘1102连接到面部接合部1110，前部7150限定观看开口，在使用中可以通过观看开口观看显示器。骨骼框架的后部7110包括在使用中与用户的头部的矢状平面相交的前额部7112，以及从前额部7122沿向下方向延伸的成对侧向部7114。每个侧向部7114包括上侧向部7116和下侧向部7118。前部7150包括上部7152和下部7154。在此实例中，后部7110的侧向部7114(例如，下侧向部7118)向前延伸以连接到骨骼框架7100的前部7150的下部7154。前部7150可以直接或间接地连接到头戴式显示单元。

在该示例中，骨骼框架的前部7150具有比后部7110和/或侧向部7114更大的刚度(例如，更小的柔性)(例如，前部可以包括比后部7110和/或侧向部7114的材料具有更大刚度的材料)。

关于接口底盘1102和骨骼框架7100，在示例中，这些部件的部分可以通过选择材料(即，使用与部件的其他部分相比为半刚性、刚性或相对刚性的材料)或通过包括刚性化材料(即，使用复合材料，其中复合材料的一部分比复合材料的其他部分更刚性并且由此增加复合材料的刚性)而被制成相对刚性。与没有交叉阴影线示出的部件的部分相比，用交叉阴影线示出的接口底盘和骨骼框架的部分可以是相对刚性的。

在示例中，接口底盘1102和骨骼框架7100的相对刚性部可以包括半刚性或刚性材料(例如，热塑性材料(例如，聚酰胺))，并且相对柔性部可以包括相对柔性的热塑性材料(例如，)或具有比面部接合部1110更大刚性的弹性体。例如，参照图10A，骨骼框架7100的前部7150可包括聚酰胺，而侧向部7114可包括/>

在示例中，接口底盘1102和骨骼框架7100具有杆状或圆柱形状，如一些图中所示。在其他示例中，接口底盘1102和骨骼框架7100的横截面可以具有其他形状，例如，多边形形状、具有弯曲侧面或至少一些弯曲侧面的闭合形状等。

仍然参考附图的示例。在图10A和10B中，骨骼框架7100包括在后部7110和前部7150之间延伸的两个支柱7130，在使用中在用户头部的矢状平面的相对侧上横向偏移，以在后部7110和前部7150之间提供支撑结构。也在后部7110和前部7150之间延伸的侧向部7114也可以形成支撑结构的一部分。由于其骨架性质，在骨骼框架7100的部分之间形成开口7160(在附图中仅一些由附图标记标识)。在示例中，开口7160可由光阻挡表面(即，护罩)覆盖。

在该示例中，支柱7130是刚性化的，包括与柔性部7132结合的刚性部7134(即，与刚性部(例如，柔性部可包括比刚性部的材料具有更大柔性(例如，更小刚性/刚度)的材料)相比，柔性部可具有增加的柔性(例如，减小的刚性/刚度))。参照图10B，这种布置允许骨骼框架7100弯曲(例如，后部7110和/或前部7050可相对于支柱7130弯曲，和/或侧向部7114可相对于前部7150弯曲)，以帮助适应用户拟人特征的变化。图10B中所示的实线指示骨骼框架7100的所指示部分的预期平均形状，而虚线指示使用中的骨骼框架7100的所指示部分的示例性挠曲限制。

在图11A和图11B所示的示例中，接口底盘1102的前额部1103和侧向部比脸颊部1104和鼻部1105更柔韧(例如，具有更小的刚性/刚度)。在骨骼框架7100中，上侧向部7116比下侧向部7118和前额部7112更刚性(例如，具有更小的柔性)。另外，支柱的刚性部7134连接到上侧向部7116的刚性部。参照图11B，该布置允许骨骼框架7100弯曲(例如，上侧向部7116和支柱7130可相对于前额部7112和/或前部7150弯曲，和/或下侧向部7118可相对于上侧向部7116和/或前部7150弯曲，以帮助适应用户拟人特征的变化)。图11B中所示的实线表示骨骼框架7100的指示部分的预期平均形状，而虚线表示使用中的骨骼框架7100的指示部分的弯曲的示例性限制。

图12A所示的示例在结构上大致类似于图10A所示的示例。然而，在图12A的示例中，接口底盘1102和骨骼框架7100被配置为在脸颊部1104和侧向部1106而不是鼻部1105处连接。参照图12B，这种布置允许骨骼框架7100弯曲，以适应用户拟人特征的变化。图12B中所示的实线表示骨骼框架7100的指示部分的预期平均形状，而虚线表示使用中的骨骼框架7100的指示部分的弯曲的示例性限制。

通过支柱7130相对于骨骼框架7100的后部7110和/或前部7150的枢转，部分地实现接口底盘1102的弯曲。关于枢转运动应当理解为两个部件的相对运动，而不是需要一个部件围绕销或轴的旋转运动。在示例中，支柱7130可以包括柔性部7132和刚性部7134。在图12C所示的示例中，刚性部7134通过柔性部7132与后部7110和前部7150隔离，在两端提供允许枢转运动的柔性连接。在图12D所示的示例中，刚性部7134连接到后部7110的刚性部，从而在支柱和后部之间提供相对刚性的连接，但是通过柔性部7132与前部7150隔离(从而在支柱和前部之间提供相对柔性的连接)。因此，在图12D的示例中，支柱7130相对于后部7110的枢转运动被限制或阻止，而支柱相对于前部的枢转运动被允许。图12E示出了与图12D相反的布置，其中实现了支柱7130相对于后部7110的枢转运动，并且限制或防止了支柱相对于前部7150的枢转运动。

在图13A和图13B所示的示例中，前额部1103、脸颊部1104和鼻部1105比接口底盘1102的侧向部1106更刚性(例如，具有更小的柔性)。在该示例中，骨骼框架7100包括在使用中大致与用户的头部的矢状平面对齐的中央上支柱7130，从后部7110处的接近中央上支柱7130的位置延伸到从前部7150处的从中央上支柱7130侧向偏移的位置的第一成角度支柱7136，以及镜像第一成角度支柱7136的第二成角度支柱7136。参照图13B，这种布置允许骨骼框架7100弯曲，以适应用户拟人特征的变化。图13B中所示的实线表示骨骼框架7100的指示部分的预期平均形状，而虚线表示使用中的骨骼框架7100的指示部分的弯曲的示例性限制。

例如，中央上撑杆7130和/或第一和第二倾斜撑杆7136可相对于骨骼框架的后部7110和/或相对于前部7150枢转。侧向部7114也可相对于前部7150枢转。

参照图14A，柔性片材形式的光阻挡表面7006，诸如纺织品或包括纺织品的复合物，可施加到骨骼框架7100以覆盖框架7100并提供阻挡光进入的护罩。在其他示例中，除了纺织品之外的材料(例如，塑料)可以用作阻光表面7006。在该示例中，护罩(即，与阻光表面7006结合的骨骼框架7100)被配置为在后端处是可适配的以便通过由相对柔性材料制成的后部7110附接到一定范围的接口底盘1102尺寸上。在该示例中，接口底盘1102是相对刚性的，然而应当理解，可以实现一些挠曲以适应接口底盘的每个尺寸的拟人变化(如图14B所示)。

参见图15，在示例中，与图14A中所示相比，骨骼框架7110的后部7110可以是相对刚性的。然而，仍然可以实现接口底盘的一些弯曲以适应接口底盘1102的每个尺寸的拟人变化(如图14B所示)。

在示例中，面部接合部1110可以被配置为比在其他示例中的护罩7000并且更具体地骨骼框架7100特别是在侧向区域中具有更大程度的适应性以便适应拟人变化。图16示出了面部接合部1110的示例，该面部接合部1110具有封闭衬垫1130的死循环1122，该死循环1122具有提供手风琴效果的上和下折迭1124。

在示例中，护罩7000，并且更具体地，骨骼框架7100可以被配置为在离散的框架形状设置之间选择性地可调节。在此类实施例中，面部接合部1110可以被配置为与以上描述的其他示例相比具有更大程度的适应性。

在示例中，面部接合部1110(例如，具有如图16所示的截面)可以被制造成平坦的，并且在组装时成形。

在示例中，接口底盘1102与骨骼框架7100是整体的，使得接口底盘1102包括骨骼框架7100的后部7110的至少一部分。在示例中，骨骼框架的后部7110和侧向部7114可由接口底盘1102代替。在其他示例中，接口底盘1102可以被去除并且面部接合部1110可以直接连接到骨骼框架7100。

如图17A-17C所示，根据本技术的一个方面，接口底盘1102包括具有径向向外的表面1145的主体部1140，以及设置在主体部1140的后端并径向向外延伸的唇缘部1142。如图17B所示，面部接合部1110设置在唇缘部1142上，护罩7000的后边缘与接口底盘1102的主体部1140的径向向外的表面1145重叠，但不与唇缘部1142重叠。在图17C的示例中，在接口底盘1102与护罩7000之间提供了至少一个通气道1144，更具体地，在唇缘部1142与护罩7000以及主体部1140与护罩7000之间提供了一条曲折路径。

在图18A-18C所示的示例中，护罩7000的周边凸缘7070在面部接合部1110的径向朝外的表面的一部分上延伸。在图18C的示例中，在面部接合部1110和接口底盘1102与护罩7000之间提供至少一个通气道1144，更具体地，在周边凸缘7070和面部接合部1110与护罩7000和接口底盘1102之间提供曲折路径。

如图19A所示，根据本技术的一个方面，该定位和稳定结构包括成对临时连接器，或侧向条带部1250，该临时连接器或侧向条带部被配置为在使用中位于用户的头部的相应侧向面上。在该示例中，侧向条带部1250被配置为连接到护罩7000。图19B示出了一个可选示例，其中侧向条带部1250连接到头戴式显示单元1200，成对的次级侧向条带部1251被配置为连接在侧向条带部1250和护罩7000之间。

在示例中，如图20所示，枢转连接1260可设置在侧向条带部1250和护罩7000之间。在示例中，枢转连接1260被配置为偏置护罩7000以沿向上方向旋转，即相对于面部接合部1110的脸颊部1114增加面部接合部1110的前额部1112处的接触压力。

在其他示例中，侧向条带部1250可连接到定位和稳定结构的其他条带部。例如，后条带部可围绕用户头部的后部(例如，在枕骨处或枕骨附近)延伸并连接到相应的侧向条带部。侧向条带部1250还可连接到在用户头部的顶部(例如，在冠状平面处或附近)上延伸的上侧向条带部，并连接到相应的侧向条带部。在一个示例中，顶条带可以在使用中沿着矢状平面延伸，连接在上部侧向条带部分和护罩7000的上部边缘的中心部分之间，以帮助将头戴式显示单元支撑在操作位置。

在实施例中，如图21、21-1和21-2中所示，面部接合部1110的连接凸缘部1118可提供手风琴部分以帮助适应用户的拟人变化。图21-1示出了处于比图21-2中的手风琴部分更伸展的位置的手风琴部分。

在示例中，如图21A-21C所示，每个侧向条带部1250包括与骨骼框架7100一体的刚性部。如图21B所示，硬化的侧向条带部1250可包括非线性部，例如在用户耳朵上形成弧形的弧形部1252。在示例中，如图21C和图21D所示，柔性和/或弹性材料围绕刚性化的侧向条带部1250设置。在该示例中，纺织品套筒1253围绕可包括半刚性或刚性材料，诸如塑料、(热塑性聚酯弹性体)或其他类似材料的侧向条带部1250。在该示例中，线缆定位特征1255(例如，开放线缆夹)设置在侧向条带部1250的径向向外的表面上。头戴式显示单元1200与位于用户的头部后部的部件(例如，电池)之间的电力和/或通信线缆1262可以由线缆定位特征1255固定并且由纺织品套管1253隐藏。

5.5清洁

在一些形式中，头戴式显示系统1000或其至少一部分被设计为由单个用户使用，并且在用户的家中被清洁，例如在肥皂水中清洗，而不需要用于消毒和消毒的专门装置。具体地，定位和稳定结构1300和接口结构1100被设计为被清洁，因为它们都与用户的头部直接接触。

在一些其他形式中，定位和稳定结构1300和接口结构1100的部件用于实验室、诊所和医院，其中单个头戴式显示可以在多人身上重复使用或在医疗过程中使用。在每个实验室、诊所和医院中，可以对头戴式显示或其相关部件进行再处理并使其暴露于例如热消毒、化学消毒和消毒过程。同样地，定位和稳定结构以及接口结构的设计可能需要根据ISO17664对面罩进行消毒和消毒。

可以选择能够承受再处理的材料。例如，鲁棒的材料可以用在定位和稳定结构1300中以承受暴露于高水平的消毒溶液和用刷子搅动。此外，定位和稳定结构的一些部件是可分离的，并且在使用中可以断开以提高再加工效率。

在一些示例中，接口结构1100在使用中可能与用户的头部接触，因此可能变脏(例如，由于汗水)。接口结构1100可以被设计为从显示单元壳体1205移除，以提供移除显示单元壳体以进行清洁和/或更换的能力。可能需要在不使定位和稳定结构1300变湿的同时洗涤接口结构1100。可替代地或另外地，定位和稳定结构1300可能由于与用户的头部接触而变脏，并且可以独立于接口结构1100被移除用于清洁和/或更换。在任一情况下，这可以通过允许这些部件为此目的而断开连接来促进。

在一些示例中，覆盖件(例如，由纺织品、硅酮等构成)可以可移除地定位在接口结构上方，并且可以在每次使用之后被移除以进行清洁和/或更换。覆盖件可以允许接口结构3400保持固定到显示单元壳体1205上，并且仍然提供在使用之后可以容易地清洁的表面。

5.6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)可以与单独的装置(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装置。

在一些形式中，用于头戴式显示系统1000的至少一些处理可以由单独的装置执行。独立装置可以包括比用户可以舒适地支撑的处理器更大和/或更强大的处理器(例如，独立装置的处理器可能太重以至于用户不能舒适地支撑在他们的头上)。

6术语表

为了本技术公开的目的，在本技术的某些形式中，可以应用以下一个或多个定义。在本技术的其他形式中，可以应用备选定义。

6.1通则

环境：在本技术的某些形式中，术语环境可具有以下含义(i)显示接口或用户的外部，和(ii)直接围绕显示接口和/或用户。

例如，关于显示接口的环境光可以是直接围绕用户的光，例如与用户在同一和/或相邻房间中的光，和/或来自太阳的自然光。

在某些形式中，环境(例如，声学)噪声可以被认为是用户所在房间中的背景噪声水平，而不是例如由显示装置产生的或从连接到显示装置的扬声器发出的噪声。环境噪声可以由房间外部的源产生。

泄漏：单词泄漏将被认为是非期望的暴露在光线下。在一个示例中，可由于显示单元与用户面部之间的不完全密封而发生泄漏。

噪声，辐射(声学)：本文件中的辐射噪声是指由环境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ISO 3744测量所讨论的物体的声功率/压力水平来进行量化。

用户：操作显示接口和/或观看由显示接口提供的图像的人。例如，人可以佩戴、戴上和/或摘下显示接口。

6.1.1材料

硅酮或硅酮弹性体：合成橡胶。在本说明书中，对硅酮的参考是指液体硅橡胶(LSR)或压模硅橡胶(CMSR)。可商购的LSR的一种形式是SILASTIC(包括在本文商标下出售的产品范围中)，其由道康宁公司(Dow Corning)制造。LSR的另一制造商是瓦克集团(Wacker)。除非另有相反的规定，否则LSR的示例性形式具有如使用ASTM D2240所测量的约35至约45范围内的肖氏A(或类型A)凹痕硬度。

聚碳酸酯：是双酚A碳酸酯的透明热塑性聚合物。

6.1.2机械性能

弹性：材料在发生弹性变形时吸收能量并在卸载时释放能量的能力。

有弹性的：卸载时将释放几乎所有的能量。包括例如某些硅树脂和热塑性弹性体。

硬度：材料本身抵抗变形的能力(例如，由杨氏模量或在标准化样品尺寸上测量的凹痕硬度标度所描述)。

·“软”材料可以包括硅树脂或热塑性弹性体(TPE)，并且可以例如在手指压力下容易地变形。

·“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、钢或铝，并且可以不容易例如在手指压力下变形。

结构或部件的刚性(或刚度)：该结构或部件抵抗响应于所施加的负荷而变形的能力。负载可以是力或力矩，例如压缩、张紧、弯曲或扭转。该结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。刚度的倒数是柔度。

松软结构或部件：当使其支撑自身重量时将在相对短的时间段(诸如1秒)内改变形状(例如，弯曲)的结构或部件。

刚性结构或部件：当承受使用中通常遇到的载荷时，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设置和保持用户接口。

作为示例，工字梁在第一方向上与第二正交方向相比可以包括不同的弯曲刚度(对弯曲负载的抵抗力)。在另一个示例中，结构或部件在第一方向上可以是软的，而在第二方向上可以是刚性的。

6.2材料

闭孔泡沫：包含完全包封的泡孔即闭孔的泡沫。

弹性材料：由聚氨酯制成的聚合物。

弹性体：显示弹性性质的聚合物。例如，硅氧烷弹性体。

乙烯-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(单丝或复丝)、股线、纱线、线或捻线。纤维可包括：基于动物的材料，诸如羊毛或丝；基于植物的材料，诸如亚麻布和棉；以及合成材料，诸如聚酯和人造丝。纤维可以具体是指可以与相同或不同材料的其他纤维交织和/或交错(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：是双酚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。

半开孔泡沫：包含封闭和开孔(包封)泡孔的组合的泡沫。

硅酮或硅酮弹性体：合成橡胶。在本说明书中，对硅酮的参考是指液体硅橡胶(LSR)或压模硅橡胶(CMSR)。可商购的LSR的一种形式是SILASTIC(包括在本文商标下出售的产品范围中)，其由道康宁公司(Dow Corning)制造。LSR的另一制造商是瓦克集团(Wacker)。除非另有相反的规定，否则LSR的示例性形式具有如使用ASTM D2240所测量的约35至约45范围内的肖氏A(或类型A)凹痕硬挺度。

间隔面料：由连接在一起并由单丝中间层隔开的两个外部纺织品基材组成的复合结构。

氨纶：一种弹性纤维或纺织品，主要包含聚氨酯。在商业产品中使用氨纶：莱卡。

纺织品：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/或交错的纤维的网络的任何材料。一种类型的纺织品可以包括面料，面料是通过使用特定技术将这些纤维交织而构造的。这些包括织造、针织、钩编、打结、梭织、簇绒或编织。衣物可以与面料同义地使用，尽管可以具体指加工的一块面料。其他类型的纺织品可以使用粘合(化学、机械、热等)、毡合或其他非织造工艺来构造。通过这些方法之一产生的纺织品是类似面料的，并且出于本申请的目的可以被认为与面料同义。

热塑性弹性体(TPE)：通常为低模量、柔性材料，其可在室温下拉伸，具有在应力释放时恢复至其大致原始长度的能力。使用TPE的贸易产品包括：Dynaflex、Medalist

热塑性聚氨酯(TPU)：具有高耐久性和挠性的热塑性弹性体。

6.3机械性能

弹性：材料在发生弹性变形时吸收能量并在卸载时释放能量的能力。

有弹性的：卸载时将释放几乎所有的能量。包括例如某些硅树脂和热塑性弹性体。

硬度：材料本身抵抗变形的能力(例如，由杨氏模量或在标准化样品尺寸上测量的凹痕硬度标度所描述)。

·“软”材料可以包括硅树脂或热塑性弹性体(TPE)，并且可以例如在手指压力下容易地变形。

·“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙烯、钢或铝，并且可以不容易例如在手指压力下变形。

结构或部件的刚性(或刚度)：该结构或部件抵抗响应于所施加的负荷而变形的能力。负载可以是力或力矩，例如压缩、张紧、弯曲或扭转。该结构或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。

松软结构或部件：当使其支撑自身重量时将在相对短的时间段(诸如1秒)内改变形状(例如，弯曲)的结构或部件。

刚性结构或部件：当承受使用中通常遇到的载荷时，基本上不会改变形状的结构或部件。

·作为示例，工字梁在第一方向上与第二正交方向相比可以包括不同的弯曲刚度(对弯曲负载的抵抗力)。在另一个示例中，结构或部件在第一方向上可以是软的，而在第二方向上可以是刚性的。

6.4解剖学结构

以下定义对应于图1-2中标识的参考。

6.4.1面部的解剖结构

鼻翼：各鼻孔的外部外壁或“翼”(复数：鼻翼)

鼻翼端：鼻翼上的最外侧点。

鼻翼弯曲(或鼻翼顶)点：各鼻翼的弯曲基线中最后部的点，其在由鼻翼与脸颊的结合所形成的起皱中发现。

耳廓：耳朵的整个外部可见部分。

(鼻)骨架：鼻骨架包括鼻骨、上颌骨的额突以及额骨的鼻部。

鼻梁(鼻)：脊(鼻)：鼻脊是从鼻梁点延伸到鼻突点的鼻部的中线突起。

(鼻)软骨支架：鼻的软骨骨架包括间隔软骨，外侧软骨，大软骨和小软骨。

口角：位于嘴角的点。

鼻小柱：分离鼻孔且从鼻突点延伸到上唇的的皮肤条。

鼻小柱角：通过鼻孔中点绘制的线与垂直于法兰克福平面绘制的线(同时两线相交于鼻中隔下点)之间的夹角。

内眦：上眼睑和下眼睑会合的点，靠近鼻梁点。

上眦：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。

法兰克福水平面：从轨道边缘的最下点延伸到左斜区的线。耳蜗是耳廓的耳屏上部的切迹中的最深点。

眉间：位于软组织上，前额正中矢状平面中最突出的点。

瞳距：眼睛瞳孔中心之间的距离。

外侧鼻软骨：一般为三角形的软骨板。其上缘附接到鼻骨和上颌骨额突，其下缘连接到鼻翼大软骨。

唇，下(下唇中点)：口腔和颏上肌之间面部上的一个点，位于正中矢状平面。

上唇(上唇中点)：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：位于外侧鼻软骨下的软骨板。它围绕鼻孔的前部弯曲。其后端通过包含鼻翼的三块或四块小软骨的坚韧纤维膜连接到上颌骨额突。

鼻孔(鼻眼)：形成鼻腔入口的近似椭圆形的孔。鼻孔(nare)的单数形是鼻孔(naris)(鼻眼)。鼻孔由鼻中隔分隔开。

鼻唇沟或鼻唇褶皱：皮肤褶皱或凹槽，该皮肤褶皱或凹槽从鼻部的每一侧延伸到嘴角，从而将脸颊与上唇分开。

鼻唇角：鼻小柱与上唇(同时相交于鼻下点)之间的夹角。

耳下基点：耳廓附接到面部皮肤的最低点。

耳上基点：耳廓附接到面部皮肤的最高点。

鼻突点：鼻部的最突出的点或尖端，其可以在头部的其余部分的侧视图中被识别。

人中：从鼻中隔的下边界延伸到上唇区域中的唇顶部的中线沟。

颏前点：位于软组织上，下巴的最前部的中点。

脊(鼻)：鼻脊是从鼻梁点延伸到鼻突点的鼻部的中线突部。

矢状平面：从前(前)到后(后)的垂直平面。正中矢状平面是将身体分为右半部和左半部的矢状平面。

鼻梁点：位于软组织上，覆盖额鼻缝区域的最凹点。

中隔软骨(鼻部)：鼻中隔软骨形成鼻中隔的一部分并将鼻腔的前部分开。

鼻翼下：在鼻翼基部下缘处的点，在此处鼻翼基部与上部(上面)唇的皮肤接合。

鼻下点：位于软组织上，正中矢状平面中鼻小柱与上唇交汇处的点。

下颌牙槽座点：下唇的中线中位于下唇中点与软组织颏前点之间的最大凹度的点。

眉弓：眼睛上方额骨的隆起。

颞肌：用于抬高下颌的颞窝肌肉。

颞下颌关节：允许下颌骨的打开、闭合、突出、缩回和横向移动的颞骨和下颌骨之间的可自由移动的关节。

上朱唇：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头骨的解剖结构

额骨：额骨包括较大的垂直部分(额鳞)，其对应于称为前额的区域。

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。颏隆凸是形成下巴的下颌的骨隆凸。

小咬肌：咬肌的下部抬高下颌。

上颌骨：上颌骨形成上颌并位于下颌上面和眼眶下面。上颌骨额突由鼻部的侧面向上伸出，并且形成横向部边界的一部分。

鼻骨：鼻骨是两块小的椭圆形骨，其在不同个体中尺寸和形式有所变化；它们并排位于面部的中部和上部，并且通过它们的接合点形成鼻部的“梁”。

鼻根：额骨和两块鼻骨的交叉点，直接位于眼睛之间且位于鼻部的鼻梁上部的凹部区域。

枕骨：枕骨位于颅骨的后部和下部。它包括椭圆形的孔(枕骨大孔)，颅腔通过所述孔与椎管连通。枕骨大孔后面的弯曲板是枕鳞。

眼眶：容纳眼球的颅骨中的骨腔。

顶骨：顶骨是当接合在一起时形成颅骨的顶盖和两侧的骨骼。

中隔软骨：鼻中隔软骨。

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：颞骨位于颅骨的底部和两侧，并且支撑被称为太阳穴的那部分面部。

小斜方肌：上背部的三角形浅表肌肉。

颧骨：面部包括两块颧骨，其位于面部的上面和侧向部并形成脸颊的突部部位。

6.5用户接口

框架：框架将被认为是指在两个或多个与头带和/或环箍的连接点之间承受张力负载的显示器壳体单元。框架可以密封抵靠用户的面部以便限制和/或防止光的进入和/或外出。

头带：头带将被理解为意指为一种形式的设计成在头部上使用的定位和稳定结构。例如，环箍可以包括一个或多个支柱、系带和加强件的集合，一个或多个支柱、系带和加强件被配置为将用户接口定位和保持在用户面部上的适当位置中，以将显示单元保持在用户面部前方的操作位置中。一些系带由柔软的、柔性的、有弹性的材料，诸如泡沫和面料/纺织品的层压复合材料形成。在一些形式中，术语头带可以与术语环箍同义。

膜：膜将被认为意指典型地薄的元件，其优选地基本上不具有抗弯曲性，但是具有抗拉伸性。

密封：可以是指结构的名词形式(“密封件”)，也可以是指该效果的动词形式(“密封”)。两个元件可以被构造和/或布置为‘密封’或在其间实现‘密封’，而不需要单独的‘密封’元件本身。

壳体：壳体将被认为意指具有可弯曲、可伸展和可压缩刚度的弯曲且相对薄的结构。例如，面罩的弯曲结构壁可以是壳体。在一些形式中，壳体可以是多面的。在一些形式中，壳体可以是气密性的。在一些形式中，壳体可以不是气密性的。

加固物：加固物将被认为意指设计成在至少一个方向上增加另一个部件的抗弯曲性的结构性组件。

支撑物：支撑物将被认为意指设计成在至少一个方向上增加另一个部件的抗压缩性的结构性部件。

旋轴(名词)：被配置为围绕共同轴旋转的部件的子部件，优选地独立地，优选地在低扭矩下。在一种形式中，旋轴可以被配置为经过至少360度的角度旋转。在另一种形式中，旋轴可以被配置为经过小于360度的角度旋转。

系带(名词)：被设计用于抵抗张力的结构。

6.6结构的形状

根据本技术的产品可以包括一个或多个三维机械结构，例如面罩衬垫或推进器。三维结构可以通过二维表面结合。这些表面可以使用标记来区分以描述相关表面取向、位置、功能或一些其他特征。例如，结构可以包括前表面、后表面、内表面以及外表面中的一者或多者。在另一个示例中，密封形成结构可以包括接触面部的(例如，外部)表面和单独的不接触面部(例如，下侧或内部)表面。在另一个示例中，结构可以包括第一表面和第二表面。

为了有助于描述三维结构和表面的形状，首先考虑在点p处穿过结构的表面的横截面。参见图3A至图3E，它们示出了表面上的点p处的横截面的示例以及所得平面曲线。图3A至3E还示出了p处的外向法向量。远离该表面的p处的向外法线向量。在一些示例中，描述了从直立在表面上的想象的小人的观察点的表面。

6.6.1一维曲率

平面曲线在p处的曲率可以被描述为具有符号(例如，正、负)和数量(例如，仅接触在p处的曲线的圆的半径的倒数)。

正曲率：如果在p处的曲线转向向外法线，则在该点处的曲率将取为正的(如果想象的小人离开该点p，则它们必须向上坡走)。参见图3A(与图3B相比相对大的正曲率)和图3B(与图3A相比相对小的正曲率)。此类曲线通常被称为凹形。

零曲率：如果在p处的曲线是直线，则曲率将取为零(如果想象的小人离开点p，则它们可以水平行走，不用向上或向下)。参见图3C。

负曲率：如果在p处的曲线远离向外法线转向，则在所述点处在所述方向中的曲率将取为负的(如果想象的小人离开点p，则它们必须向下坡走)。参见图3D(与图3E相比相对小的负曲率)和图3E(与图3F相比相对大的负曲率)。此类曲线通常称为凸形。

6.6.2二维曲面曲率

在根据本技术的二维表面上的给定点处的形状的描述可以包括多个法向横截面。多个横截面可以切割包括向外法线的平面(“法向平面”)中的表面，并且每个横截面可以在不同方向中截取。每个横截面产生具有相应曲率的平面曲线。在该点处的不同曲率可以具有相同的符号或不同的符号。在该点处的每个曲率具有数量，例如相对小的数量。图3A至3E中的平面曲线在特定点处可以是此类多个截面的示例。

主曲率和方向：曲线曲率取最大值和最小值的法向称为主方向。在图3A至图3E的示例中，最大曲率出现在图3A中，最小曲率出现在图3E中，因此图3A和图3E是主方向上的截面。在p处的主曲率是在主方向中的曲率。

表面区域：曲面上的连通点集。在区域中的该组点可以具有类似的特征，例如曲率或符号。

鞍状区域：其中在每个点处主曲率具有相反的符号，即一个符号是正并且另一个符号是负(根据想象的个人所转向的方向，它们可以向上或向下行走)的区域。

拱顶区域：其中在每个点处主曲率具有相同的符号，例如两个正(“凹面拱顶”)或两个负(“凸面拱顶”)的区域。

圆柱形区域：其中一个主曲率是零(或者例如在制造公差内是零)并且另一个主曲率不是零的区域。

平面区域：其中两个主曲率均是零(或者例如在制造公差内是零)的表面区域。

表面边缘：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’将意指数学-拓扑学意义上的路径，例如在表面上从f(0)至f(1)的连续空间曲线。在本技术的某些形式中，‘路径’可以被描述为路线或过程，包括例如表面上的一组点。(想象的个人的路径是其中它们在表面行走并且类似于花园路径的路径)。

路径长度：在本技术的某些形式中，‘路径长度’将被认为表示沿着表面从f(0)至f(1)的距离，即在表面上沿着路径的距离。在表面上的两个点之间可以存在超过一个路径并且此类路径可以具有不同的路径长度。(想象的个人的路径长度将是它们在表面上沿着路径行走的距离)。

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。在平面区域中，在表面上可以存在具有与表面上的两个点之间的直线距离相同的路径长度的路径。在非平面表面中，可以不存在具有与两个点之间的直线距离相同的路径长度的路径。(对于想象的个人，直线距离将对应于作为‘直线’的距离。

6.6.3空间曲线

空间曲线与平面曲线不同，空间曲线不必位于任何特定平面中。空间曲线可能是闭合的，即，没有端点。空间曲线可以被认为是三维空间的一维块。在DNA螺旋的一条链上行走的想象的人沿着空间曲线行走。典型的人左耳包括螺旋，其是左手螺旋，参见图3M。典型的人右耳包括螺旋，其为右手螺旋，参见图3N。图3O示出了右手螺旋。结构的边缘(例如，隔膜或推进器的边缘)可以遵循空间曲线。通常，空间曲线可以由空间曲线上的每个点处的曲率和扭转来描述。扭矩是曲线如何从平面转出的量度。扭矩有符号和大小。空间曲线上一点处的扭转可以参考该点处的切线向量、法线向量和双法线向量来表征。

正切单位向量(或单位正切向量)：对于曲线上的每个点，该点处的向量指定从该点开始的方向以及幅度。切线单位矢量是指向与该点曲线相同方向的单位矢量。如果假想的人沿曲线飞行并在特定点从其飞行器掉落，则切线向量的方向是她将行进的方向。

单位法向量：当假想的人沿曲线移动时，该正切矢量本身改变。指向与切线矢量变化的方向相同的方向的单位矢量称为单位主法线矢量。它垂直于切线向量。

法线单位向量：双法线单位向量既垂直于切线向量又垂直于主法线向量。其方向可以由右手规则(例如，参见图3L)或可选地由左手规则(图3K)来确定。

密切平面：包含单位切线矢量和单位主法线矢量的平面。参见附图3K和3L。

空间曲线的扭转：在空间曲线的点处的扭转是在该点处的二进制单位向量的变化率的量值。它衡量曲线偏离接触面的程度。位于平面上的空间曲线的扭转为零。偏离矢状平面相对较小的量的空间曲线将具有相对较小的扭转量(例如，温和倾斜的螺旋路径)。偏离矢状平面相对较大的量的空间曲线将具有相对较大的扭转量(例如，急剧倾斜的螺旋路径)。参见图3O，由于T2>T1，所以图3O的螺旋的顶部线圈附近的扭转量大于图3O的螺旋的底部线圈的扭转量。

参照图3M的右手规则，朝向右手侧双法线方向的空间曲线可以被认为具有右手正扭转(例如，图3O中所示的右手螺旋)。偏离右手副法线方向转动的空间曲线可被认为具有右手负扭转(例如，左手螺旋线)。

同样地，参照左手规则(参见图3K)，朝向左手双法线方向的空间曲线可以被认为具有左手正扭转(例如，左手螺旋)。因此，左手正等效于右手负。

6.6.4孔

表面可以具有一维孔，例如，由平面曲线或空间曲线界定的孔。具有孔的薄结构(例如，隔膜)可被描述为具有一维孔。例如参见图3F所示的结构的以平面曲线为边界的表面中的一维孔。

结构可以具有二维孔，例如，由表面界定的孔。例如，充气轮胎具有由轮胎的内表面界定的二维孔。在另一个示例中，具有用于空气或凝胶的腔体的气囊可以具有二维孔。在又一个示例中，导管可以包括一维孔(例如，在其入口处或在其出口处)和由导管的内表面界定的二维孔。还参见图3H所示结构中由所示表面限定边界的二维孔。

6.7其他备注

本专利文献的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对由任何人以专利文件或专利公开出现在专利局文档或记录中的形式复制这些专利文件或专利公开，但是另外保留任何所有版权权利。

除非上下文中明确说明并且提供数值范围的情况下，否则应当理解，在范围的上限与下限之间的每个中间值，到下限单位的十分之一，以及在所述范围内的任何其他所述值或中间值均广泛地包含在本技术内。这些中间范围的上限和下限可独立地包括在中间范围内，也包括在本技术范围内，但受制于所述范围内的任何明确排除的界限。在所述范围包括所述极限值中的一个或两个的情况下，本技术中还包括排除那些所包括的极限值中任一项或两个的范围。

此外，在本文所述的一个值或多个值作为本技术的部分的一部分进行实现的情况下，应理解的是，此类值可以是近似的，除非另外说明，并且此类值可以实用的技术实现可允许或需要其的程度用于任何适当的有效数位。

除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语均具有与本技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料也可用于本技术的实践或测试，但本文描述了有限数目的示例性方法和材料。

当特定材料被确定为用于构造部件时，具有类似特性的明显替代材料可用作替代物。此外，除非相反规定，否则本文所述的任何和全部部件均被理解为能够被制造且因而可以一起或分开制造。

必须指出，除非上下文明确地另外规定，否则如本文和所附权利要求所使用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括其复数等同物。

本文提及的全部出版物均以引用的形式整体并入本文，以公开并且描述作为那些出版物的主题的方法和/或材料。提供本文讨论的出版物仅仅是为了它们在本申请的申请日之前的公开内容。本文不应被解释为承认本技术无权由于在先发明而早于此类公开。另外，所提供的出版日期可能不同于实际出版日期，出版日期可能需要进行独立地确认。

术语“包括(comprises)”和“包括(comprising)”应被理解为：是指各元件、各部件或非排他方式的各步骤，指出可能存在或被利用的所标记的元件、部件或步骤，或者与没有标记的其他元件、部件或步骤的组合。

在详细描述中使用的主题标题仅为了方便读者参考，不应用来限制可在本公开或权利要求书全文中找到的主题。主题标题不应用于解释权利要求或权利要求限制的范围。

尽管已参考特定示例描述了本文中的技术，但应理解，这些示例仅说明技术的原理和应用。在一些情况下，术语和符号可能暗示实践技术不需要的特定细节。例如，尽管可以使用术语“第一”和“第二”，但是除非另有规定，否则它们并非旨在指示任何顺序，而是可以用来区分不同元件。此外，尽管可以按顺序描述或说明方法中的过程步骤，但是这种顺序不是必需的。本领域技术人员将认识到，可以修改此类顺序和/或可以同时或甚至同步地进行其方面。

因此应当了解可对该示例性实施例进行大量的调整，并且应当了解可在不脱离本技术的精神和范围的情况下设计其他布置。

6.8 选定的参考符号列表

100 用户

1000 头戴式显示系统

1100 接口结构

1102 底盘部分

1103 柔性部

1104 脸颊部

1105 鼻部，和

1106 侧向部

1107 上侧向部

1108 下侧向部

1110 面部接合部

1112 前额部

1114 脸颊部

1115 鼻部

1116 侧向部

1118 连接凸缘部

1120 环部分

1122 闭环

1124 折叠

1130 软垫

1140 接口底盘主凸起

1142 接口底盘唇缘部

1144 气道

1200 头戴式显示单元

1205 显示单元壳体

1220 显示屏幕

1230 上表面

1232 下表面

1234 左侧面

1236 右侧面

1238 前表面

1240 透镜

1250 临时连接器

1251 次级侧向条带部

1252 弧形部

1253 纺织品套筒

1254 孔眼

1255 线缆定位特征

1256 调整部

1258 接收部

1260 枢转连接

1262 电缆

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 定位稳定结构

1350 后部支撑部

1360 前额支撑件

7000 护罩

7002 后部

7004 前部

7006 阻光表面

7100 骨骼框架

7110 后部

7112 前额部

7114 侧向部

7116 上侧向部

7118 下侧向部

7130 支柱

7132 柔性部

7134 刚性部

7136 成角度支柱

7150 前部

7152 上部

7154 下部

Claims (36)

1.一种头戴式显示系统，其包括：

包括显示器的头戴式显示单元；

定位和稳定结构，所述定位和稳定结构被构造和布置为在使用中将所述头戴式显示单元保持在用户面部上方的操作位置，

接口结构，所述接口结构经构造和被配置为与所述用户的面部处于相对关系，所述接口结构包括面部接合部，所述面部接合部被配置为接触所述用户的面部；

骨骼框架，其特征在于所述骨骼框架包括：

后部，所述后部连接到所述面部接合部；

前部，所述前部限定观看开口，在使用中通过所述观看开口所述显示器可观看；

支撑结构，所述支撑结构被配置为在所述后部与所述前部之间，所述支撑结构包括多个开口；以及

提供于以至少覆盖所述骨骼框架的上部和侧向部的护罩。

2.如权利要求1的所述头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述前部包括上部和下部。

3.如权利要求2的所述头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述后部包括在使用中与所述用户的头部的矢状平面相交的前额部以及从所述前额部沿向下方向延伸的成对侧向部。

4.如权利要求3所述的头戴式显示系统，其中所述侧向部连接到所述骨骼框架的所述前部的所述下部。

5.如权利要求3所述的头戴式显示系统，其中所述侧向部中的每一者包括上侧向部和下侧向部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架包括在所述后部和所述前部之间延伸的至少一个支柱。

7.如权利要求6所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述至少一个支柱包括至少一个上支柱。

8.如权利要求7所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架包括第一上支柱和第二上支柱。

9.如权利要求8所述的头戴式显示系统，其中所述第一上支柱和所述第二上支柱在使用中在所述用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移。

10.如权利要求7所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架包括在使用中大致与所述用户的头部的矢状平面对齐的中央上支柱。

11.如权利要求10所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架包括第一成角度支柱，所述第一成角度支柱从接近所述后部处的所述中央上支柱的位置延伸到从所述前部处的所述中央上支柱侧向偏移的位置。

12.如权利要求11所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架包括第二成角度支柱，所述第二成角度支柱从接近所述后部处的所述中央上支柱的位置延伸到远离所述第一成角度支柱从所述前部处的所述中央上支柱侧向偏移的位置。

13.如权利要求7所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的至少一者被配置为相对于所述骨骼框架的所述后部和所述前部中的至少一者枢轴转动。

14.如权利要求13所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的所述至少一者的所述枢轴转动为通过柔性连接实现。

15.如权利要求14所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的至少一者包括到所述骨骼框架的所述后部和所述前部中的一者或两者的柔性连接。

16.如权利要求14所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的至少一者包括到所述骨骼框架的所述后部的柔性连接和到所述骨骼框架的所述前部的相对非柔性连接。

17.如权利要求14所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的至少一者包括到所述骨骼框架的所述前部的柔性连接和到所述骨骼框架的所述后部的相对非柔性连接。

18.如权利要求7所述的头戴式显示系统，其中所述上支柱中的至少一者包括柔性部和刚性部。

19.如权利要求1至5中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的一个或多个部分具有与所述骨骼框架的一个或多个其他部分不同的刚度。

20.如权利要求19所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述前部具有比所述骨骼框架的所述后部的至少一部分更大的刚度。

21.如权利要求3所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述前部具有比所述骨骼框架的所述后部的所述前额部和所述侧向部更大的刚度。

22.如权利要求5所述的头戴式显示系统，其中所述骨骼框架的所述后部的所述前额部和下侧向部具有比所述骨骼框架的所述后部的所述上侧向部和所述骨骼框架的所述前部更低的刚度。

23.如权利要求1所述的头戴式显示系统，其中所述系统包括在所述骨骼框架和所述接口连接结构之间的接口底盘。

24.如权利要求23所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘与所述骨骼框架为整体。

25.如权利要求24所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘包括所述骨骼框架的所述后部的至少一部分。

26.如权利要求23所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘被配置为连接到所述骨骼框架。

27.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘在多个离散点处连接到所述骨骼框架。

28.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的前额部连接到所述骨骼框架的所述后部的所述前额部，且所述接口底盘的鼻部连接到所述骨骼框架的所述前部的下部。

29.如权利要求28所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的所述前额部在使用中接近所述用户的头部的矢状平面的位置处连接到所述骨骼框架的所述后部的所述前额部。

30.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的侧向部连接到所述骨骼框架的所述后部的所述侧向部。

31.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的前额部在使用中在所述用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移的两个点处连接到所述骨骼框架的所述后部的所述前额部，且所述接口底盘的鼻部连接到所述骨骼框架的所述前部的下部。

32.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的前额部在使用中在所述用户的头部的矢状平面的相对侧上侧向偏移的两个点处连接到所述骨骼框架的所述后部的所述前额部，且所述接口底盘的侧向部连接到所述骨骼框架的所述后部的所述侧向部。

33.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的脸颊部连接到所述骨骼框架的所述前部的下部。

34.如权利要求26所述的头戴式显示系统，其中所述接口底盘的脸颊部连接到所述骨骼框架的所述后部的下侧向部。

35.如权利要求1至5中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述护罩在所述后部和所述前部之间延伸并且包括柔性片材。

36.如权利要求35所述的头戴式显示系统，其中所述护罩包括纺织品材料。