ES2599396T3 - Brazos de patilla para un módulo de visualización montable en la cabeza para proporcionar compresión hacia la cabeza de un usuario - Google Patents

Abstract

Aparato (100) para posicionar un dispositivo (101) en la cabeza de un usuario, comprendiendo el aparato: un primer brazo (102a) de patilla destinado a acoplarse al dispositivo; y un segundo brazo (102b) de patilla destinado a acoplarse al dispositivo, en donde cada uno del primer y el segundo brazos de patilla incluyen, un material (106) de compresión para ejercer una fuerza de compresión hacia un eje largo (107) de la cabeza, una capa (303, 403, 701, 902) de lomo, acoplada al material de compresión, para limitar el desplazamiento del material de compresión hacia el eje largo; y un material (103, 301) de superficie de interacción que está posicionado en un lado interior de cada uno del primer y el segundo brazos de patilla, de manera que al menos una parte del material de superficie de interacción está en contacto con la cabeza cuando el primer y el segundo brazos de patilla se posicionan en la cabeza; en donde la capa de lomo incluye una opción de entre tiras estirables con tiras no estirables entretejidas, género o espuma densa que es parcialmente estirable hasta una distancia fija y género o espuma densa que tiene una pluralidad de perforaciones (401).

Description

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DESCRIPCION

Brazos de patilla para un modulo de visualizacion montable en la cabeza para proporcionar compresion hacia la cabeza de un usuario

Antecedentes

Un dispositivo de visualizacion de proximidad ocular, tal como un modulo de visualizacion montable en la cabeza (HMD), puede ser llevado por un usuario con vistas a obtener una experiencia de realidad aumentada (AR) o una experiencia de realidad virtual (VR). Un HMD tipico puede tener un conjunto optico o modulo de visualizacion pequeno delante de uno de los ojos (HMD monocular) o de cada uno de los ojos (HMD binocular). En una experiencia de VR, un modulo de visualizacion puede proporcionar una imagen generada por ordenador (CGI) a un usuario que lleve un HMD. En una experiencia de AR, un modulo de visualizacion puede usar una lente optica transparente para permitir la superposicion de una CGI sobre una vista real. Un modulo de visualizacion de un HMD puede incluir un casco, una visera, gafas para la vista, gafas de proteccion o se puede fijar por medio de una o mas bandas. Se usan HMDs al menos en aviacion, ingeniena, ciencia, medicina, juegos, video, deportes, entrenamientos y simulaciones.

El documento EP 2 096 485 da a conocer lentes para la vista que comprenden patillas montadas en un armazon. Cada una de las patillas comprende una ramificacion y un elemento montado en la ramificacion. El elemento es menos flexible que la ramificacion, y tiene una curvatura diferente a esta ultima, de tal manera que el movimiento del elemento a lo largo de la ramificacion desplaza esta ultima desde una primera posicion a una segunda posicion en la cual se aplica una presion mayor en el lateral de la cabeza del usuario.

El documento US 2011/080556 da a conocer una patilla para gafas que incorpora una o mas zonas flexibles a lo largo de la patilla. Cada zona flexible esta separada de una zona flexible adyacente por una zona relativamente ngida. A este respecto, las zonas flexibles pueden tener una rigidez diferente.

Sumario

La invencion proporciona un aparato para posicionar un dispositivo en la cabeza de un usuario, y un metodo de fabricacion de un par de brazos de patilla para su acoplamiento a un modulo de visualizacion que va a ser llevado en la cabeza, segun se reivindica posteriormente en la presente.

En uno de los ejemplos, un HMD incluye un par de brazos de patilla con acero elastico (u otro material de compresion) que rodea la cabeza para proporcionar principalmente una compresion segun el eje largo, la cual afianza de manera comoda el peso de por lo menos un sistema optico de visualizacion u otro dispositivo. Los brazos de acero elastico producen principalmente una fuerza de compresion segun el eje largo de la cabeza (de delante atras) que contrarresta la fuerza gravitacional (en sentido descendente) de un peso posicionado en la frente. El par de brazos de patilla ejerce tambien una fuerza de sujecion o compresion que no va dirigida segun el eje largo de la cabeza cuando el par de brazos de patilla rodea la cabeza. El peso se sustenta principalmente por medio de la compresion segun el eje largo, en lugar de apoyarse principalmente en la nariz, las orejas o la parte superior de la cabeza. La fuerza de compresion segun el eje largo, de delante atras, libera la cabeza de practicamente toda la parafernalia y permite llevar el peso de una manera que es comoda y no intrusiva. Al distribuir la carga sobre un area mayor, la carga total puede ser mas grande para un ajuste mas seguro, pero la presion local se puede reducir con vistas a la comodidad.

Un brazo de patilla de acero elastico, u otro material de compresion, se dobla en exceso hacia dentro claramente mas alla del tamano de cabeza mas pequeno, y se usa con un material de lomo que limita cuanto se puede doblar hacia dentro el material de compresion. En una realizacion, el material del lomo esta en tension y precarga el material de compresion a una posicion tal que la abertura de los brazos de patilla es justo ligeramente menor que el tamano mas pequeno de cabeza en una realizacion. Un usuario puede ponerse facilmente los brazos de patilla ya que una pequena deformacion relaja el material del lomo y recobra la resistencia completa del material elastico. En una realizacion, un usuario ejerce una fuerza, por ejemplo, de 3 N, antes de que se produzca una deformacion, por contraposicion a un material elastico que comenzara a deformarse con una fuerza menor. Consecuentemente, los brazos de patilla proporcionan una fuerza mas homogenea en tallas de cabeza pequenas y grandes. Diferentes tipos de materiales de compresion y de lomo, tales como componentes duros y blandos, se pueden posicionar en una variedad de orientaciones en la fabricacion del par de brazos de patilla. Se fija un material de superficie de interaccion para proporcionar comodidad a la cabeza del usuario.

Los brazos de acero elastico se extienden desde las sienes de un usuario hasta la parte posterior de la cabeza (hacia el inion). Los brazos de acero elastico se pre-cargan y se flexionan en su posicion para encajar en torno a la cabeza. La pre-carga del acero elastico puede ser variable en tres zonas a lo largo de los brazos: con pre-carga de flexion creciente a todo lo largo, desde una parte anterior, recta, una parte central flexible y una parte posterior, que posee la mayor flexibilidad. Las tres secciones pueden ser continuas o estar articuladas. En una realizacion alternativa, puede usarse un numero mayor o menor de tres zonas o secciones. En una realizacion, el acero elastico se va ahusando o es mas estrecho a medida que el acero elastico se extiende hacia el inion. En una realizacion, las secciones forman voladizos progresivos. Cada seccion transfiere su carga asf como toda seccion unida. Por

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ejemplo, en una realizacion de tres secciones, la carga elastica para una seccion anterior es suficientemente fuerte como para resistir una carga que se aplique a la totalidad de las tres secciones. La carga elastica para una seccion central es suficientemente fuerte como para resistir una carga aplicada a las secciones central y posterior. La carga elastica para la seccion posterior es suficientemente fuerte para la carga aplicada a la seccion posterior.

El par de brazos de patilla distribuye la carga en torno a la cabeza del usuario al mismo tiempo que manteniendo el aspecto y la sensacion de los brazos de patilla tfpicos de gafas deportivas. El par de brazos de patilla rodea la mayor parte del recorrido alrededor de la cabeza del usuario, aunque sin la necesidad de una conexion completa de bucle cerrado alrededor de la cabeza como unas lupas quirurgicas tfpicas o una banda completa para la cabeza. Se puede responder a una amplia variedad de tallas de cabeza (una talla sirve para la mayona de ellas) sin requerir ajustes por parte del usuario, tales como mecanismos de deslizamiento y/o multiples puntos de ajuste. Sobre la amplia variedad de tallas de cabeza se mantiene un pequeno intervalo de fuerza de sujecion, por ejemplo de 2 a 5 N. El factor de forma de las patillas de las gafas puede permitir que los brazos de patilla se articulen con respecto a puntos de bisagra con el fin de plegar el HMD para su almacenamiento, igual que unas lentes tipicas.

Este Sumario se proporciona para introducir una seleccion de conceptos de una moneda simplificada, los cuales se describen de forma adicional posteriormente en la Descripcion Detallada. Este Sumario no esta destinado a identificar caractensticas clave o caractensticas esenciales de la materia en cuestion reivindicada, ni esta destinado a usarse como medio auxiliar en la determinacion del alcance de la materia en cuestion reivindicada.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista lateral de un brazo de patilla que tiene un lomo externo de composicion dura usado en un HMD.

La Figura 2 es una vista superior de un par de brazos de patilla que tienen lomos externos de composicion dura, usados en un HMD.

La Figura 3 es una vista superior en seccion transversal de un brazo de patilla que tiene un lomo externo de composicion blanda que es un genero estirable, en una posicion de precarga y de carga.

La Figura 4 es una vista superior en seccion transversal de un brazo de patilla que tiene un lomo externo de composicion blanda que es un genero perforado o espuma, en una posicion de precarga y carga.

La Figura 5 es una vista lateral de un brazo de patilla de la Fig. 4 en una posicion de precarga.

La Figura 6 es una vista lateral de un brazo de patilla de la Figura 4 en una posicion de carga.

La Figura 7 es una vista superior en seccion transversal de un brazo de patilla que tiene un lomo interno de composicion dura con material elastico en una posicion de precarga y de carga.

La Figura 8 es una vista superior en seccion transversal de un brazo de patilla que tiene un lomo interno de composicion dura con espuma o silicona en una posicion de precarga y carga.

Las Figuras 9A-B son una vista interna superior de un brazo de patilla que tiene un resorte en forma de alambre y de material usado para formar el brazo de patilla con un resorte en forma de alambre, y vistas en seccion transversal de un brazo de patilla que tiene un resorte en forma de alambre.

La Figura 10 es una vista externa superior de un brazo de patilla que tiene un resorte en forma de alambre y de materiales usados para formar el brazo de patilla que tienen un resorte en forma de alambre.

La Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un lomo externo de composicion dura.

La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un lomo externo de composicion blanda.

La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un lomo interno de composicion dura.

La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un resorte de alambre-espuma.

La Figura 15A es un diagrama de bloques que representa componentes ejemplificativos de una realizacion de un aparato audiovisual (AV) personal que tiene un modulo de visualizacion de Ar de proximidad ocular y un modulo de procesado asociado.

La Figura 15B es un diagrama de bloques que representa componentes ejemplificativos de otra realizacion de un aparato AV que tiene un modulo de visualizacion de AR de proximidad ocular.

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La Figura 16A es una vista lateral de un HMD que tiene un brazo de patilla con un modulo optico de visualizacion transparente de AR y de proximidad ocular, y otros componentes electronicos.

La Figura 16B es una vista parcial superior de un HMD que tiene un brazo de patilla con un modulo optico de visualizacion transparente de AR y de proximidad ocular, y otros componentes electronicos.

La Figura 17 ilustra un diagrama de bloques de un sistema desde la perspectiva del software para representar una posicion ffsica en un periodo de tiempo previo con datos virtuales tridimensionales (3D) proporcionados por un modulo optico de visualizacion transparente de AR y de proximidad ocular, de un aparato AV.

La Figura 18 ilustra un diagrama de bloques de una realizacion de un sistema informatico que se puede usar para implementar un sistema informatico accesible por red o un modulo de procesado asociado.

Descripcion detallada

En la fabricacion de un par de brazos de patilla que proporcionan principalmente una compresion comoda segun el eje largo en un HMD se puede usar una variedad de diferentes tipos de materiales posicionados en una variedad de orientaciones. En realizaciones alternativas, el par de brazos de patilla se puede usar para montar otros dispositivos montables en la cabeza, tales como lupas quirurgicas, linternas de alta potencia para la cabeza y otros tipos de dispositivos montables en la cabeza. En una realizacion, un material de lomo que incluye componentes duros se puede formar externamente con respecto a la capa de compresion, tal como acero elastico, con una capa de superficie de interaccion interior para proporcionar comodidad en la cabeza de un usuario. Alternativamente, un material de lomo externo puede incluir componentes blandos, tales como un genero estirable o espuma densa. Ademas, entre un material de compresion externo y el material de superficie de interaccion interno se puede formar un material de lomo interno. El material de lomo interno puede ser un mecanismo de tope duro de tipo compresion que incluye multiples eslabones que tienen pequenos intersticios en forma de cuna. Tambien puede usarse un resorte en forma de alambre como material de compresion con un material de lomo posicionado entre dos alambres paralelos en una realizacion.

Las Figuras 1 y 2 son una vista lateral y superior de un HMD 100 que tiene un par de brazos 102a-b de patilla con lomos externos de composicion dura. El par de brazos 102a-b de patilla incluye tambien un material de compresion, tal como acero elastico 106, que rodea la cabeza 109 para proporcionar principalmente una compresion segun el eje largo, que afianza de forma comoda un peso en la frente de un usuario. En particular, el acero elastico 106 produce principalmente una fuerza de compresion hacia el eje largo 107 de la cabeza 109 de un usuario (de delante atras) que contrarresta una fuerza gravitacional (en sentido descendente) del peso en la frente. Los brazos 102a-b de patilla ejercen tambien una fuerza de sujecion o compresion que no va dirigida hacia el eje largo de la cabeza cuando el par de brazos 102a-b de patilla rodea la cabeza 109. El peso en la frente se sustenta principalmente por medio de la compresion segun el eje largo, en lugar de apoyarse en la nariz, las orejas o la parte superior de la cabeza. El peso en la frente puede incluir al menos el peso de un sistema optico de visualizacion, asf como a otros componentes electronicos. En realizaciones, el sistema optico de visualizacion se puede usar en una experiencia de AR o VR segun se ha descrito en la presente.

El acero elastico 106 se extiende desde las sienes hasta la parte posterior de la cabeza 109 del usuario hacia el inion. El acero elastico 106 esta pre-cargado y se flexiona en su posicion para ajustarse en torno a la cabeza 109 del usuario. En realizaciones alternativas, el acero elastico 106 se puede sustituir en su totalidad o parcialmente con otros tipos de material de compresion, tal como fibra de vidrio, fibra de carbono u otro tipo de material de compresion. En una realizacion, la pre-carga del acero elastico 106 es variable en tres zonas a lo largo de los brazos 102a-b de patilla: con una pre-carga de flexion creciente a todo lo largo, desde una parte anterior, recta, una parte central flexible y una parte posterior que tienen la mayor flexibilidad. Las tres secciones pueden ser continuas o articuladas segun las realizaciones. En realizaciones alternativas, pueden usarse mas o menos secciones. Aunque las realizaciones no requieren una banda de bucle cerrado completo en torno a la cabeza 109 del usuario, puede usarse una de ellas en otras realizaciones.

Un material de lomo externo de composicion dura contiene topes duros que evitan que los brazos 102a-b de patilla se plieguen completamente sobre sf mismos. El acero elastico 106 se puede doblar en exceso hacia dentro claramente mas alla de la talla de cabeza de menor tamano, y se puede usar con un material de lomo externo de composicion dura, tal como eslabones 104a-d y barras 105a-d, que limita cuanto se puede doblar hacia dentro el acero elastico 106. Un material 103 de superficie de interaccion se forma internamente con respecto al acero elastico 106 para proporcionar comodidad en la cabeza 109 de un usuario.

El doblamiento en exceso del acero elastico 106 crea un intervalo de fuerza de sujecion, por ejemplo de 2 a 5 N, sobre una amplia variedad de tallas de la cabeza. El acero elastico 106 se puede doblar en exceso con una curvatura constante, o con grados variables en diversas dimensiones a todo lo largo del mismo. Los grados variables de curvatura con diversas longitudes permiten ajustar de forma precisa un perfil de presion para distribuir optimamente una carga en torno a la cabeza 109 de un usuario.

En una realizacion, los brazos 102a-b de patilla se acoplan al sistema optico 101 de visualizacion mediante bisagras 110a-b de articulacion, de manera que el HMD 100 puede tener brazos de patilla que se pueden plegar hacia dentro

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como en las gafas o lentes tfpicas. En una realizacion, las bisagras 100a-b de articulacion son bisagras accionadas por resortes que tienen un tope duro. En una realizacion, las bisagras 100a-b de articulacion no giraran hacia fuera hasta que una fuerza supere una fuerza elastica predeterminada en las bisagras 110a-b de articulacion, y la fuerza elastica de las bisagras 110a-b de articulacion aumenta ligeramente a medida que los brazos 102a-b de patilla se giran hacia fuera. En una realizacion alternativa, los brazos 102a-b de patilla se acoplan al sistema optico 101 de visualizacion sin bisagras 110a-b de articulacion, y por lo tanto los brazos 102a-b de patilla no se pueden plegar hacia dentro.

La Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar uno o mas brazos de patilla que tienen un lomo externo de composicion dura. La Figura 11, asf como otros diagramas de flujo de la presente, ilustran etapas para fabricar uno o mas brazos de patilla utilizados en un HMD. En realizaciones alternativas, puede usarse un numero mayor o menor de etapas de manufactura o fabricacion. En realizaciones, una etapa puede representar fabricacion mediante una maquina o proceso con o sin intervencion de un operador humano. En realizaciones, una etapa puede representar fabricacion llevada a cabo al menos parcialmente por uno o mas individuos. Por ejemplo, realizaciones pueden incluir etapas adicionales de acoplamiento de los brazos de patilla a un sistema optico de visualizacion y/o a otros conjuntos electronicos de HMD.

La etapa 1100 ilustra la formacion de una capa central de compresion. En una realizacion, la capa central es una capa de acero elastico laminado que sujeta un HMD en la cabeza del usuario. A partir de un rollo o una chapa de acero se estampa una capa central de compresion de manera que se corresponda con el perfil deseado identificado para un brazo de patilla en una realizacion. En el perfil de acero de base se pueden estampar componentes de ensamblaje y montaje, tales como agujeros.

La etapa 1101 ilustra la formacion de una capa mas interior de superficie de interaccion que puede proporcionar comodidad para la cabeza de un usuario. En una realizacion, la capa de superficie de interaccion es espuma troquelada o moldeada por compresion, silicona moldeada, y/o alguna otra espuma o material acolchado. La capa mas interior de superficie de interaccion evita que el pelo de un usuario quede atrapado entre posibles eslabones del material de lomo en una realizacion. En una de las realizaciones, una capa de superficie de interaccion puede ser una capa individual o puede incluir multiples capas, y se podna envolver con una superficie de genero por motivos esteticos y de sensacion al tacto. La etapa 1102 ilustra el acoplamiento de la capa de superficie de interaccion a la capa de compresion. En una realizacion, se usa adhesivo para acoplar la capa de superficie de interaccion a la capa de compresion. En realizaciones alternativas, pueden utilizarse otros metodos de acoplamiento de las capas segun se describe en la presente.

La etapa 1103 ilustra la formacion de la capa mas exterior como una capa de lomo de composicion dura. Por ejemplo, se forman eslabones 104a-d y barras 105a-d segun se ilustra en las Figuras 1 y 2. En esta realizacion, puesto que la capa de lomo se monta por fuera de la capa de compresion, la capa de lomo es un mecanismo de tope duro de tipo tension. En una realizacion, la capa de lomo incluye multiples enlaces primarios que se realizan a partir de plastico moldeado, metal colado o conformado, u otro proceso equivalente. En realizaciones, los enlaces primarios pueden incluir una variedad de formas geometricas, o una combinacion de las mismas. En una realizacion, los eslabones primarios se conectan entre sf por medio de eslabones de tension que pueden formar o no bisagras de articulacion. Estos eslabones podnan ser varillas individuales, eslabones metalicos de chapa conformada, o eslabones compuestos o polimericos moldeados entre cada uno de los eslabones primarios. En una realizacion alternativa, la conexion entre los eslabones primarios se podna realizar por medio de un cable individual que recorre la longitud completa (o una parte) de los brazos de patilla y se entrelaza a traves de cada uno de los eslabones primarios. En una realizacion, un cable tendna una longitud espedfica y se fijana a la parte frontal y posterior de un brazo de patilla para proporcionar los topes globales. Cuando los brazos de patilla estan en su estado de relajacion/estado de precarga (es decir, no en la cabeza 109 de un usuario), los topes estan estirados a su alcance maximo puesto que los brazos de patilla estan plegados a su posicion mas enroscada. Cuando los brazos de patilla estan en la cabeza de un usuario, los eslabones de tension se liberan y flotan con respecto a los eslabones primarios.

La etapa 1104 ilustra el acoplamiento de la capa de lomo de composicion dura a la capa de compresion. En una realizacion, el lomo de composicion dura se acopla a la capa de compresion mediante adhesivo u otros metodos equivalentes que se describen en la presente.

La Figura 3 es una vista superior en seccion transversal de un brazo 300 de patilla que tiene un material 303 de lomo externo de composicion blanda que puede ser un genero estirable en una posicion 300a de precarga y una posicion 300b de carga. En una realizacion, el brazo 300 de patilla es similar a los brazos 102a-b de patilla descritos anteriormente con material 301 de superficie de interaccion y material 302 de compresion. No obstante, la Figura 3 ilustra un material 303 de lomo externo que incluye componentes blandos en lugar de componentes duros tal como se ilustra en las Figuras 1-2.

En una realizacion, el material 303 de lomo externo es un genero que tiene fibras estirables entretejidas con fibras no estirables. Cuando el material 302 de compresion esta en la posicion 300a de precarga, el genero de lomo exterior esta estirado en tension. Las fibras no estirables estan extendidas a su maxima longitud lo cual evita que los brazos de patilla se plieguen en su totalidad.

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En una realizacion alternativa, el material 303 de lomo externo es un genero o espuma densa, tal como neopreno que puede ser parcialmente estirable y simplemente llega a su ffmite con un cierto o predeterminado porcentaje de estiramiento. Este material puede que sea el menos fiable puesto que resulta diffcil controlar un estiramiento uniforme sobre diferentes lotes de componentes blandos. Ademas, puede resultar diffcil realizar topes duros a partir de lo que en general son topes blandos.

Para mantener la ventaja mecanica del material 303 de lomo sobre el material 302 de compresion, el material 303 de lomo se conecta al material 302 de compresion en puntos 304 de fijacion que en una realizacion tienen una separacion minima. La separacion minima se puede lograr por medio de resaltes de plastico duros que se fijan (por medio de adhesivos, remaches plasticos termosoldados (heat-stakes), soldadura por ultrasonidos, o moldeo con insertos) a la superficie exterior del material 303 de lomo con una separacion minima repetida. En una realizacion alternativa, tambien podna crearse la separacion mediante caractensticas formadas y localizadas que se estampan en un material 302 de compresion y se usan para fijar el material 303 de lomo. En una realizacion alternativa, podna pegarse una capa secundaria de una lamina delgada de plastico al exterior del material 302 de compresion o a la cara inferior del material 303 de lomo para posibilitar la separacion minima.

Las Figuras 4 a 6 ilustran un brazo 400 de patilla en una posicion 400a de precarga con abertura 401 en patron de perforacion y una posicion 400b de carga cuando las aberturas 401 en patron de perforacion estan cerradas. El brazo 400 de patilla es similar al brazo 300 de patilla en que tiene material 301 de superficie de interaccion y material 302 de compresion. No obstante, a diferencia del brazo 300 de patilla, el brazo 400 de patilla incluye un patron de perforacion en un material 403 de lomo externo de composicion blanda. En una realizacion, el material 403 de lomo externo de composicion blanda es un genero o espuma blanda, tal como neopreno, que puede ser parcialmente estirable pero se permite su estiramiento por medio de un patron de perforacion que se troquela o corta con laser. En una realizacion alternativa, pueden usarse otros procesos para crear un patron de perforacion en un componente blando. Un patron de perforacion permite que el material 403 de lomo externo de composicion blanda se estire a una distancia fija antes de alcanzar una longitud maxima. En una realizacion, el brazo 400 de patilla tiene un grosor mmimo en comparacion con otras realizaciones. En una realizacion, puede usarse una pluralidad de diferentes tipos/formas de patrones de perforacion en un material de lomo externo blando. Los diversos/formas de patrones de perforacion se pueden seleccionar de manera que sean tambien esteticamente atractivos para una gran variedad de potenciales consumidores, o alternativamente, para un consumidor seleccionado.

La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo de fabricacion de un par de brazos de patilla que tienen un material de lomo externo de composicion blanda. Las etapas 1200 a 1202 ilustran la formacion de una capa de compresion, una capa de superficie de interaccion y la fijacion de las dos capas de manera similar a lo descrito anteriormente en la Figura 11.

Las etapas 1203 y 1204 ilustran la formacion de la capa mas exterior como una capa de lomo externa de composicion blanda y la fijacion de la capa de lomo de composicion blanda a la capa de compresion. En una realizacion, una capa de lomo externa de composicion blanda, situada mas al exterior, se realiza con genero estirable o espuma densa segun se describe en la presente. En una realizacion, la formacion de una capa de lomo externa de composicion blanda, situada mas al exterior, incluye la formacion de un patron de perforacion segun se ha descrito en la presente. En varias realizaciones, una capa de lomo de composicion blanda se puede fijar a la capa de compresion subyacente a traves de numerosos metodos, tales como con cola, con adhesivo sensible a la presion (PSA), con sinterizacion/termofusion, remaches, u otros metodos mecanicos. La separacion de estos puntos 304 de fijacion de material 303 de lomo, tal como se ilustra en la Figura 3, puede variar a lo largo de un brazo de patilla con el fin de proporcionar una cantidad predeterminada de doblamiento (o desplazamiento) interior del material de compresion en secciones particulares de un brazo de patilla.

La Figura 7 es una vista superior en seccion transversal de un brazo 700 de patilla que tiene un material de lomo interno de composicion dura en una posicion 700a de precarga y una posicion 700b de carga. En una realizacion, un material 701 de lomo central de composicion dura incluye un mecanismo de tope de tipo compresion, en la medida en la que esta montado en el interior del material 702 de compresion. En una realizacion, el material 701 de lomo esta compuesto por multiples eslabones 701a-b que tienen entre ellos pequenos intersticios en forma de cuna. En realizaciones alternativas, los intersticios son rectangulares y las esquinas superiores entranan en contacto mutuo durante la flexion en lugar de la cara completa cuando se usan intersticios en forma de cuna. Los intersticios rectangulares se pueden fabricar mas facilmente que los intersticios con forma de cuna ya que los mismos se pueden cortar a partir de material plano en lugar de tener que moldearlos/conformarlos a la forma deseada. En el estado de relajacion (o posicion 700a de precarga) del material de compresion, los eslabones 701a-b se presionan unos contra otros de manera que no hay intersticios entre ellos; este es el estado de tope duro. Cuando el brazo 700 de patilla esta en un estado 700b de carga o en la cabeza de un usuario, los eslabones 701a-b de lomo se flexionan en alejamiento mutuo. En una realizacion, los eslabones 701a-b se pueden moldear como una sola pieza con bisagras entre cada eslabon. En realizaciones, los eslabones 701a-b pueden incluir una variedad de formas geometricas, o una combinacion de las mismas. En una realizacion, los eslabones 701a-b se acoplan al material 301 de superficie de interaccion en puntos 703 de fijacion utilizando metodos que se describen en la presente.

La Figura 8 es una vista superior en seccion transversal de un brazo 800 de patilla que tiene un lomo interno de composicion dura con espuma o silicona en una posicion 800a de precarga y una posicion 800b de carga. En una

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realizacion, el brazo 800 de patilla es similar al brazo 700 de patilla pero los eslabones 801a-b estan moldeados como piezas individuales. En realizaciones alternativas, los eslabones individuals 801a-b se forman mediante estampacion, troquelado o corte con laser. A continuacion, los eslabones 801a-b se montan en una posicion y con una separacion predeterminadas en el material 702 de compresion utilizando adhesivos, remaches plasticos termosoldados (heat-stakes), soldadura por ultrasonidos, moldeo con insertos u otros procesos de fijacion.

En una realizacion alternativa, la fabricacion de un material 801 de lomo central de composicion dura se combina con la fabricacion del material 301 de superficie de interaccion mas interior mediante moldeo con insertos o de inyeccion doble, de eslabones 801a-b dentro del material 301 de superficie de interaccion.

En realizaciones alternativas, una capa decorativa se podna fijar a una superficie exterior del material 702 de compresion exterior. Esta capa decorativa tambien se podna estirar por la zona para cubrir la superficie interior del material 701 y 801 de lomo interno de composicion dura.

En una realizacion alternativa, un componente tubular de genero o goma se desliza sobre un subconjunto de material 701/801 de lomo interno de composicion dura y material 702 de compresion. Este componente creana caractensticas de comodidad interna y una decoracion externa, todo ello con un unico componente.

Todavfa en otra realizacion, el material 801 de lomo interno de composicion dura y el material 702 de compresion se moldean por inyeccion multiple para proporcionar comodidad interna y decoracion externa, a traves de un moldeo con insertos, un moldeo de inyeccion doble, un moldeo por compresion con insertos, o algun otro proceso de fabricacion equivalente.

La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un lomo interno de composicion dura. La etapa 1300 ilustra la formacion de una capa de compresion, tal como acero elastico segun se describe en la presente.

En la Etapa 1301, se fabrica un lomo interno de composicion dura tal como se describe en la presente. Por ejemplo, se fabrica un mecanismo de tope de tipo compresion con multiples eslabones tal como se describe en la presente. En una realizacion alternativa, los eslabones se fabrican en piezas individuales. Todavfa en otra realizacion, se fabrica un lomo interno de composicion dura con un material de superficie de interaccion, situado mas al interior, utilizando moldeo de inyeccion multiple.

La Etapa 1302 ilustra la fijacion de un lomo interno de composicion dura al material de compresion. En realizaciones, el lomo interno de composicion dura se fija al material de compresion utilizando adhesivos, remaches plasticos termosoldados (heat-stakes), soldadura por ultrasonidos, moldeo con insertos o un proceso equivalente. En las Etapas 1303 y 1304, se fabrica una capa de superficie de interaccion y la misma se fija al lomo interno de composicion dura tal como se describe en la presente.

Las Figuras 9A-B y 10 ilustran brazos de patilla que tienen resortes en forma de alambre como material de compresion, en lugar de acero elastico. En particular, la Figura 9A ilustra una vista interior de un brazo 900 de patilla que tiene un resorte 901 en forma de alambre y un material 902 de lomo. La Figura 9B ilustra secciones transversales de brazos de patilla que tienen resortes en forma de alambre en por lo menos dos realizaciones. En una realizacion, un resorte 901 en forma de alambre se introduce a presion con clic en el material 902 de lomo que tiene una forma 903 de C. Alternativamente, un resorte 901 en forma de alambre se encapsula en su totalidad con material 902 de lomo. La Figura 10 ilustra una vista exterior del brazo 1000 de patilla que tiene un resorte 1001 en forma de alambre y material 1002 de lomo. En una realizacion, se forman resortes 901 y 1000 en forma de alambre doblando o cerrando en bucle un alambre (alambre cerrado en bucle). En una realizacion, el material 902 y 1002 de lomo se conforma para encajar entre dos partes paralelas de alambres 901 y 1001. En una realizacion, los brazos 900 y 1000 de patilla son mas delgados que en realizaciones en las cuales el material de lomo se estratifica con material de compresion o se apila contra este ultimo. Los brazos 900 y 1000 de patilla permiten un resorte mas resistente con un factor de forma y un peso mas reducidos, en la medida en la que el momento de inercia del resorte se puede acumular mas facilmente con la seccion transversal circular que con un resorte plano, el cual puede ser mucho mas pesado para obtener el mismo rendimiento.

La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para fabricar un par de brazos de patilla que tienen un grosor en forma de alambre. La etapa 1400 ilustra la formacion de un resorte de alambre para encajar en un brazo de patilla a partir de un alambre. En una realizacion, un resorte de alambre forma un perfil de un brazo de patilla utilizado en un HMD. En una realizacion, se forma un resorte de alambre que tiene un bucle con una parte paralela.

La etapa 1401 ilustra la fabricacion de un material de lomo utilizado con un resorte en forma de alambre. En una realizacion, el material de lomo se puede moldear como una unica pieza con bisagras de union o se puede formar como un conjunto de piezas o eslabones individuales que se mantienen juntos con un genero. En realizaciones alternativas, un conjunto de piezas o eslabones individuales se puede mantener junto con cinta. En una realizacion alternativa, detalles de bisagras se pueden moldear en eslabones individuales o, alternativamente, se pueden formar bisagras entre eslabones a partir del genero que acopla eslabones respectivos.

La etapa 1402 ilustra el acoplamiento del material de lomo a un resorte en forma de alambre. En una realizacion, en

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la etapa 1401 se fabrica material de lomo que tiene canales circulares (ya sea totalmente cerrados o abiertos como una “C” segun se ilustra en la Figura 9B) moldeados en bordes para permitir que un resorte en forma de alambre se introduzca a presion con clic (o se deslice) en su posicion en la etapa 1402.

La etapa 1403 ilustra la formacion de una capa de superficie de interaccion de una manera similar a la descrita en la presente. La etapa 1404 ilustra el acoplamiento de la capa de superficie de interaccion con el material de lomo y el resorte de alambre-espuma. En una realizacion, una capa de superficie de interaccion se acopla al material de lomo de una manera similar a la descrita en la presente. En realizaciones, podna fijarse adicionalmente una capa decorativa exterior, tal como una cubierta tubular segun se describe en la presente.

La Figura 15A es un diagrama de bloques que representa componentes ejemplificativos de una realizacion de un aparato audiovisual (A/V) personal que tiene brazos de patilla segun se describe en la presente. El aparato A/V personal 1500 incluye un dispositivo optico de visualizacion transparente de AR como dispositivo de visualizacion de AR, de proximidad ocular, o HMD 1502 en comunicacion con un modulo 1504 de procesado asociado, por medio de un cable 1506 en este ejemplo, o inalambricamente en otros ejemplos. En esta realizacion, el HMD 1502 esta en forma de gafas que tienen un armazon 1515 con brazos de patilla segun se describe en la presente, con un sistema optico 1514, 1514r y 1514l de visualizacion, para cada ojo, en el cual se proyectan datos de imagenes en el ojo de un usuario con el fin de generar una visualizacion de los datos de imagen, aunque un usuario tambien ve a traves de los sistemas opticos 1514 de visualizacion para obtener una vision directa concreta del mundo real.

A cada sistema optico 1514 de visualizacion se le hace referencia tambien como modulo de visualizacion transparente, y a los dos sistemas opticos 1514 de visualizacion juntos se les puede hacer referencia tambien como modulo transparente, lo cual significa modulo optico 1514 de visualizacion transparente de AR.

El armazon 1515 proporciona una estructura de soporte para sustentar elementos del aparato en su sitio, asf como un conducto para conexiones electricas. En esta realizacion, el armazon 1515 proporciona un armazon de gafas adecuado, como soporte para los elementos del aparato que se describen de forma adicional posteriormente. El armazon 1515 incluye un puente 1504 para la nariz, con un microfono 1510 para grabar sonidos y transmitir datos de audio a circuitena 1536 de control. Un brazo 1513 de patilla del armazon proporciona una fuerza de compresion hacia el eje largo de la cabeza de un usuario, y, en este ejemplo, el brazo 1513 de patilla se ilustra de manera que incluye circuitena 1536 de control para el HMD 1502.

Tal como se ilustra en las Figuras 16A y 16B, en esta realizacion se incluye tambien en cada brazo 1513 de patilla una unidad 1620 de generacion de imagenes. En las Figuras 16A y 16B se ilustran tambien dispositivos 1613 de captura encarados al exterior, por ejemplo, camaras, para grabar datos de imagenes digitales, tales como imagenes fijas, videos o ambos, y transmitir las grabaciones visuales a la circuitena 1536 de control la cual, a su vez, puede enviar los datos de imagen capturados al modulo 1504 de procesado asociado el cual tambien puede enviar los datos a uno o mas sistemas 1512 de ordenador o a otro aparato A/V personal a traves de una o mas redes 1560 de comunicacion.

El modulo 1504 de procesado asociado puede adoptar variar realizaciones. En algunas realizaciones, el modulo 1504 de procesado asociado es una unidad independiente que se puede llevar en el cuerpo del usuario, por ejemplo como la muneca, o puede ser un dispositivo independiente, tal como un dispositivo movil (por ejemplo, telefono inteligente). El modulo 1504 de procesado asociado se puede comunicar por cable o de manera inalambrica (por ejemplo, WiFi, Bluetooth, infrarrojos, una red de area personal por infrarrojos, transmision RFID, Bus Serie Universal Inalambrico (WUSB), comunicacion celular, 3G, 4G u otros medios de comunicacion inalambricos) a traves de una o mas redes 1560 de comunicacion con uno o mas sistemas 1512 de ordenador o bien situados cerca o bien en una ubicacion remota, otro aparato A/V personal 1508 en una ubicacion o entorno. En otras realizaciones, la funcionalidad del modulo 1504 de procesado asociado se puede integrar en componentes de software y hardware del HMD 1502 tal como en la Figura 15B. En la Figura 18 se muestran algunos ejemplos de componentes de hardware del modulo 1504 de procesado asociado. En la Figura 18 se muestra tambien un ejemplo de componentes de hardware de un sistema 1512 de ordenador. La escala y el numero de componentes pueden variar considerablemente para diferentes realizaciones del sistema 1512 de ordenador y del modulo 1504 de procesado asociado.

En un sistema 1512 de ordenador se puede ejecutar una aplicacion que interaccione con o lleve a cabo un procesado para una aplicacion que se ejecute en uno o mas procesadores del aparato A/V personal 1500. Por ejemplo, se puede ejecutar una aplicacion de mapeo 3D en el sistema o sistemas 12 de ordenador y en el aparato A/V personal 1500 del usuario.

En las realizaciones ilustradas de las Figuras 15A y 15B, el sistema o sistemas 1512 de ordenador y el aparato A/V personal 1500 tienen tambien acceso por red a uno o mas dispositivos 1520 de captura de imagenes 3D que pueden ser, por ejemplo, una o mas camaras que monitorizan visualmente uno o mas usuarios y el espacio circundante, de tal manera que se pueden capturar, analizar, y realizar un seguimiento de gestos y movimientos realizados por el usuario o usuarios, asf como de la estructura del espacio circundante incluyendo superficies y objetos. Datos de imagenes, y datos de profundidad cuando los mismos se capturen, del dispositivo o dispositivos 1520 de captura 3D pueden complementar datos capturados por uno o mas dispositivos 1613 de captura en el HMD 1502 de AR, de

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proximidad ocular, del aparato A/V personal 1500 y de otro aparato A/V personal 1508 en una ubicacion para mapeo 3D, reconocimiento de gestos, reconocimiento de objetos, seguimiento de recursos, y otras funciones segun se describe de forma adicional posteriormente.

La Figura 15B es un diagrama de bloques que representa componentes ejemplificativos de otra realizacion de un aparato audiovisual (A/V) personal que tiene un modulo de visualizacion de AR de proximidad ocular el cual se puede comunicar a traves de una red 1560 de comunicaciones con otros dispositivos. En esta realizacion, la circuitena 1536 de control del HMD 1502 incorpora la funcionalidad que proporciona un modulo 1504 de procesado asociado en la Figura 15A, y se comunica de manera inalambrica por medio de un transceptor inalambrico (vease la interfaz inalambrica 1537 de la Figura 16A), a traves de una red 1560 de comunicaciones, con uno o mas sistemas 1512 de ordenador o bien situados cerca o bien situados en una ubicacion remota, otro aparato A/V personal 1500 en una ubicacion o entorno y, si estuviera disponible, un dispositivo de captura de imagenes 3D en el entorno.

La Figura 16A es una vista lateral de un brazo 1513 de patilla de gafas, de un armazon, en una realizacion del aparato audiovisual (A/V) personal que tiene un modulo optico de visualizacion transparente de AR, materializado en forma de gafas, proporcionando soporte para componentes de hardware y software. Delante del armazon 1515 se representa uno de por lo menos dos dispositivos 1613 de captura encarados al entorno ffsico, por ejemplo, camaras, que pueden capturar datos de imagenes, como video e imagenes fijas, tfpicamente en color, del mundo real, con el fin de establecer correspondencias de objetos reales en el campo de vision del modulo de visualizacion transparente, y por tanto, en el campo de vision del usuario. En algunos ejemplos, los dispositivos 1613 de captura tambien pueden ser sensibles a la profundidad, por ejemplo, pueden ser camaras sensibles a la profundidad que transmiten y detectan luz infrarroja, a partir de la cual se pueden determinar datos de profundidad.

La circuitena 1536 de control proporciona varios conjuntos electronicos que soportan los otros componentes del HMD 1502. En este ejemplo, el brazo 1513 de patilla derecho incluye circuitena 1536 de control para el HMD 1502 que incluye una unidad 15210 de procesado, una memoria 15244 accesible para la unidad 15210 de procesado con el fin de almacenar instrucciones y datos legibles por procesador, una interfaz inalambrica 1537 acoplada comunicativamente con la unidad 15210 de procesado, y una fuente 15239 de alimentacion que proporciona alimentacion para los componentes de la circuitena 1536 de control y los otros componentes del HMD 1502, como las camaras 1613, el microfono 1510 y las unidades sensoras que se describen posteriormente. La unidad 15210 de procesado puede comprender uno o mas procesadores que incluyen una unidad de procesado central (CPU) y una unidad de procesado de graficos (GPU).

En el interior, o montados en el brazo 1502 de patilla, se encuentran un auricular o un conjunto de auriculares 1630, una unidad 1632 de captacion inercial que incluye uno o mas sensores inerciales, y una unidad 1644 de captacion de posicion que incluye uno o mas sensores de posicion o de proximidad, algunos de cuyos ejemplos son un transceptor de GPS, un transceptor de infrarrojos (IR), o un transceptor de radiofrecuencia para procesar datos de RFID.

En esta realizacion, cada uno de los dispositivos que procesa una senal analogica en su funcionamiento incluye circuitena de control la cual se comunica digitalmente mediante interfaz con la unidad 15210 de procesado digital y la memoria 15244, y que produce o convierte senales analogicas, o produce y convierte al mismo tiempo senales analogicas, para su dispositivo respectivo. Algunos ejemplos de dispositivos que procesan senales analogicas son las unidades sensoras 1644, 1632, y los auriculares 1630, asf como el microfono 1510, dispositivo 1613 de captura y un iluminador 1634A de IR respectivo, y un detector o camara 1634B de IR respectivo para el sistema optico 154l, 154r de cada ojo, que se describe posteriormente.

Montada en el brazo 1515 de patilla, o en su interior, se encuentra una unidad 1620 de fuente o generacion de imagenes, que produce luz visible que representa imagenes. La unidad 1620 de generacion de imagenes puede visualizar un objeto virtual para que aparezca en una posicion de profundidad determinada en el campo de vision visualizado con el fin de proporcionar una visualizacion tridimensional, enfocada y realista de un objeto virtual el cual puede interaccionar con uno o mas objetos reales.

En algunas realizaciones, la unidad 1620 de generacion de imagenes incluye una micropantalla para proyectar imagenes de uno o mas objetos virtuales y un conjunto optico de acoplamiento, tal como un sistema de lentes, para dirigir imagenes desde la micropantalla a una superficie o elemento reflectante 1624. La superficie o elemento reflectante 1624 dirige la luz desde la unidad 1620 de generacion de imagenes a un elemento optico 1612 de grna de luz, el cual dirige la luz que representa la imagen al ojo del usuario.

La Figura 16B es una vista superior de una realizacion de un lateral de un dispositivo optico de visualizacion transparente de AR y proximidad ocular, que incluye un sistema optico 1514 de visualizacion. Una parte del armazon 1515 del HMD 1502 rodeara un sistema optico 1514 de visualizacion para proporcionar soporte y llevar a cabo conexiones electricas. Con el fin de mostrar los componentes del sistema optico 1514 de visualizacion, en este caso 1514r para el sistema del ojo derecho, en el HMD 1502, la parte del armazon 1515 que rodea el sistema optico de visualizacion no se representa.

En la realizacion ilustrada, el sistema optico 1514 de visualizacion es un sistema integrado de seguimiento ocular y

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visualizacion. La realizacion del sistema incluye un filtro 1514 de opacidad para mejorar el contraste de las imagenes virtuales, el cual esta por detras y alineado con una lente transparente opcional 1616 en este ejemplo, un elemento optico 1612 de gma de luz para proyectar datos de imagenes desde la unidad 1620 de generacion de imagenes, que esta por detras y alineado con el filtro 1514 de opacidad, y una lente transparente opcional 1618 que esta por detras y alineada con el elemento optico 1612 de gma de luz.

El elemento optico 1612 de gma de luz transmite luz desde la unidad 1620 de generacion de imagenes al ojo 1640 de un usuario que lleva el HMD 1502. El elemento optico 1612 de gma de luz tambien permite que luz proveniente de delante del HMD 1502 sea recibida a traves del elemento optico 1612 de gma de luz por el ojo 1640, segun se ilustra por medio de una flecha que representa un eje optico 1542 del sistema optico 1514r de visualizacion, permitiendo asf que un usuario tenga una vision directa real del espacio que se encuentra delante del HMD 1502, ademas de recibir una imagen virtual desde la unidad 1620 de generacion de imagenes. De este modo, las paredes del elemento optico 1612 de gma de luz son transparentes. En esta realizacion, el elemento optico 1612 de gma de luz es una gma de ondas plana. Un elemento reflectante representativo 1634E representa el elemento o elemento opticos, tales como espejos, reffculos, y otros elementos opticos que dirigen luz visible que representa una imagen, desde la gma de ondas plana hacia el ojo 1640 del usuario.

Reflexiones e iluminacion de infrarrojos atraviesan tambien la gma de ondas plana para un sistema 1634 de seguimiento ocular con el fin de realizar un seguimiento de la posicion y el movimiento del ojo del usuario, ffpicamente la pupila del usuario. Los movimientos oculares tambien pueden incluir parpadeos. Los datos oculares de los cuales se realiza el seguimiento se pueden utilizar para aplicaciones tales como deteccion de la mirada, deteccion de ordenes por parpadeo y recopilacion de informacion biometrica que indica un estado de animo personal del usuario. El sistema 1634 de seguimiento ocular comprende una fuente 1634A de iluminacion de IR de seguimiento ocular (un diodo emisor de luz (LED) infrarroja o un laser (por ejemplo, VCSEL)) y un sensor 1634B de IR de seguimiento ocular (por ejemplo, una camara de IR, una disposicion de fotodetectores de IR, o un detector sensible a la posicion (PSD) de IR para el seguimiento de posiciones de reflejos). En esta realizacion, el elemento reflectante representativo 1634E implementa tambien un filtrado de infrarrojos (IR) bidireccional que dirige iluminacion de IR hacia el ojo 1640, preferentemente centrado en torno al eje optico 1542 y recibe reflexiones de IR desde el ojo 1640 del usuario. Un filtro selectivo 1634C de longitud de onda deja pasar luz del espectro visible proveniente de la superficie o elemento reflectante 1624 y dirige la iluminacion de longitud de onda infrarroja proveniente de la fuente 1634A de iluminacion de seguimiento ocular a la gma de ondas plana. El filtro selectivo 1634D de longitud de onda hace pasar la luz visible y la iluminacion infrarroja en una direccion de trayecto optico que va dirigida hacia el puente 1504 para la nariz. El filtro selectivo 1634D de longitud de onda dirige radiacion infrarroja proveniente de la gma de ondas, incluyendo reflexiones infrarrojas del ojo 1640 del usuario, preferentemente incluyendo reflexiones capturadas en torno al eje optico 1542, hacia fuera del elemento optico 1612 de gma de luz materializado en forma de una gma de ondas, en direccion al sensor 1634B de IR.

El filtro 1514 de opacidad, que esta alineado con el elemento optico 112 de gma de luz, bloquea selectivamente luz natural para que no pase a traves del elemento optico 1612 de gma de luz con el fin de mejorar el contraste de las imagenes virtuales. El filtro de opacidad ayuda a que la imagen de un objeto virtual tenga un aspecto mas realista y represente una gama completa de colores e intensidades. En esta realizacion, una circuitena de control electrico para el filtro de opacidad, no mostrada, recibe instrucciones provenientes de la circuitena 1536 de control por medio de conexiones electricas encaminadas a traves del armazon.

Nuevamente, las figuras 15A y 15B muestran la mitad del HMD 1502. Para la realizacion ilustrada, un HMD completo 1502 puede incluir otro sistema optico 1514 de visualizacion y componentes descritos en la presente.

La Figura 17 es un diagrama de bloques de un sistema desde la perspectiva del software, para representar una posicion ffsica en un periodo de tiempo previo, con datos virtuales tridimensionales (3D) que se visualizan por medio de un modulo de visualizacion de aR, de proximidad ocular, de un aparato audiovisual (A/V) personal. La Figura 17 ilustra una realizacion 1754 de entorno informatico desde la perspectiva del software, que se puede implementar por medio de un sistema como el aparato A/V ffsico 1500, uno o mas sistemas 1512 de ordenador remoto en comunicacion con uno o mas aparatos A/V ffsicos o una combinacion de los mismos. Adicionalmente, el aparato A/V ffsico se puede comunicar con otros aparatos A/V ffsicos para compartir datos y recursos de procesado. La conectividad en red permite aprovechar recursos informaticos disponibles. Una aplicacion 4714 de visualizacion de informacion se puede ejecutar en uno o mas procesadores del aparato A/V personal 1500. En la realizacion ilustrada, un sistema 4704 de proveedor de datos virtuales que se ejecute en un sistema 1512 de ordenador remoto tambien puede ejecutar una version de la aplicacion 4714 de visualizacion de informacion, asf como otro aparato A/V personal 1500 con el cual este en comunicacion. Tal como se muestra en la realizacion de la Figura 17, los componentes de software de un entorno informatico 1754 comprenden un motor 1791 de procesado de imagenes y audio en comunicacion con un sistema operativo 1790. El motor 1791 de procesado de imagenes y audio procesa datos de imagenes (por ejemplo, datos de movimiento, como video, o fijos), y datos de audio con el fin de prestar soporte a aplicaciones que se ejecutan para un sistema de HMD, tal como un aparato A/V ffsico 1500 que incluye un modulo de visualizacion de AR, de proximidad ocular. El motor 1791 de procesado de imagenes y audio incluye un motor 1792 de reconocimiento de objetos, un motor 1793 de reconocimiento de gestos, un motor 1795 de datos virtuales, software 1796 de seguimiento ocular en caso de que se este utilizando el seguimiento ocular, un motor 3702 de oclusion, un motor 3704 de audio posicional 3D con un motor 1794 de reconocimiento de sonidos, un motor

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El entorno informatico 1754 almacena tambien datos en memoria(s) intermedia(s) 1799 de datos de imagenes y audio. Las memorias intermedias proporcionan memoria para recibir datos de imagenes capturados desde los dispositivos 1613 de captura encarados al exterior, datos de imagenes capturados por otros dispositivos de captura en caso de que los mismos esten disponibles, datos de imagenes provenientes de una camara de seguimiento ocular de un sistema 1634 de seguimiento ocular en caso de que el mismo se este utilizando, memorias intermedias para contener datos de imagenes de objetos virtuales a visualizar por las unidades 1620 de generacion de imagenes, y memorias intermedias para datos de audio tanto de entrada como de salida, como sonidos capturados del usuario por medio del microfono 1510 y efectos de sonido para una aplicacion desde el motor 3704 de audio 3D, con vistas a darles salida hacia el usuario a traves de dispositivos de salida de audio, como auriculares 1630.

El motor 1791 de procesado de imagenes y audio procesa datos de imagenes, datos de profundidad y datos de audio recibidos desde uno o mas dispositivos de captura que pueden estar disponibles en una posicion. La informacion de imagenes y de profundidad puede provenir de los dispositivos 1613 de captura encarados al exterior, capturada cuando el usuario mueve la cabeza o el cuerpo, y adicionalmente puede provenir de otro aparato A/V ffsico 1500, otros dispositivos 1520 de captura de imagenes 3D en los medios de almacenamiento de datos de posicion y de imagenes, tales como imagenes indexadas por posicion y mapas 3724.

Posteriormente se describen mas detalladamente los motores y medios de almacenamiento de datos, individuales, que se representan en la Figura 17, pero en primer lugar se describe una vision general de los datos y funciones que proporcionan como plataforma de soporte, desde la perspectiva de una aplicacion tal como una aplicacion 4714 de visualizacion de informacion que proporciona datos virtuales asociados a una posicion ffsica. Una aplicacion 4714 de visualizacion de informacion que se ejecuta en el aparato A/V ffsico 1500 de AR y proximidad ocular o que se ejecuta remotamente en un sistema 1512 de ordenador para el aparato A/V ffsico 1500 se aprovecha de los diversos motores del motor 1791 de procesado de imagenes y audio, para implementar su o sus funciones enviando solicitudes que identifican datos para el procesado y recibiendo notificacion de actualizaciones de datos. Por ejemplo, notificaciones del motor 3706 de mapeo de escenas identifican las posiciones de objetos virtuales y reales por lo menos en el campo de vision visualizado. La aplicacion 4714 de visualizacion de informacion identifica datos para el motor 1795 de datos virtuales con el fin de generar la estructura y propiedades ffsicas de un objeto con vistas a su visualizacion. La aplicacion 4714 de visualizacion de informacion puede suministrar e identificar un modelo ffsico para cada objeto virtual generado con vistas a su aplicacion al motor ffsico 3708, o el motor ffsico 3708 puede generar un modelo ffsico basandose en un conjunto 3720 de datos de propiedades ffsicas de objetos correspondiente al objeto en cuestion.

El sistema operativo 1790 pone a disposicion de las aplicaciones los gestos que ha identificado el motor 1793 de reconocimiento de gestos, las palabras o sonidos que ha identificado el motor 1794 de reconocimiento de sonidos, las posiciones de objetos provenientes del motor 3706 de mapeo de escenas segun se ha descrito anteriormente, y datos oculares, tales como una posicion del movimiento de una pupila o un ojo, por ejemplo una secuencia de parpadeo detectada desde el software 1796 de seguimiento ocular. Un sonido que se vaya a reproducir para el usuario de acuerdo con la aplicacion 4714 de visualizacion de informacion se puede cargar en una biblioteca 3712 de sonidos y se puede identificar para el motor 3704 de audio 3D con datos que identifican la direccion o posicion que se van a utilizar para simular la procedencia del sonido. Los datos 1798 del dispositivo ponen a disposicion de la aplicacion 4714 de visualizacion de informacion datos de posicion, datos de posicion de la cabeza, datos que identifican una orientacion con respecto al suelo y otros datos provenientes de unidades sensoras del HMD 1502.

Se describe en primer lugar el motor 3706 de mapeo de escenas. Un mapeo 3D del campo de vision visualizado del modulo de visualizacion de AR se puede determinar por medio del motor 3706 de mapeo de escenas sobre la base de datos de imagen capturados y datos de profundidad, o bien obtenidos a partir de los datos de imagen capturados o bien capturados tambien. El mapeo 3D incluye posiciones o volumenes de posiciones en el espacio 3D para objetos.

Como mapeo 3D de un campo de vision visualizado de un modulo de visualizacion de AR de proximidad ocular puede utilizarse un mapa de profundidad que representa datos de imagen capturados y datos de profundidad provenientes de dispositivos 1613 de captura encarados al exterior. Para el mapeo del campo de vision visualizado para utilizarse un sistema de coordenadas dependiente de cada vista, aproximandose a la perspectiva de un usuario. Se puede realizar un seguimiento en el tiempo de los datos capturados, sobre la base del tiempo de captura para el seguimiento del movimiento de objetos reales. Pueden introducirse objetos virtuales en el mapa de profundidad bajo el control de una aplicacion, tal como la aplicacion 4714 de visualizacion de informacion. Datos de sensores pueden colaborar en el mapeo de lo que se encuentra alrededor del usuario en el entorno del mismo. Datos provenientes de una unidad 1632 de captacion de la orientacion, por ejemplo un acelerometro de tres ejes y un magnetometro de tres ejes, determinan cambios de posicion de la cabeza del usuario, y la correlacion de dichos cambios de posicion de la cabeza con cambios de los datos de imagen y profundidad provenientes de los dispositivos 1613 de captura encarados hacia adelante puede identificar posiciones de objetos con respecto a otros y el subconjunto de un entorno o la posicion a los que esta mirando un usuario.

En algunas realizaciones, un motor 3706 de mapeo de escenas que se ejecuta en uno o mas sistemas 1512 de

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ordenador accesibles por red actualiza un mapeo 3D, almacenado de forma centralizada, de una posicion y actualizaciones de descarga del aparato 1500, y determina cambios de objetos en sus campos de vision visualizados respectivos sobre la base de las actualizaciones de los mapas. Desde otros dispositivos 1520 de captura de imagenes 3D pueden recibirse en tiempo real datos de imagen y de profundidad desde multiples perspectivas, bajo el control de uno o mas sistemas 1512 de ordenador accesibles por red o desde uno o mas aparatos A/V ffsicos 1500 en la posicion. El contenido que se solapa en las imagenes de profundidad tomadas desde multiples perspectivas se puede correlacionar basandose en un sistema de coordenadas independiente de cada vista, y el contenido de imagenes se puede combinar para crear el mapeo volumetrico o 3D de una posicion (por ejemplo, una representacion x, y, z de una sala, un espacio de una tienda, o un area geoperimetrada). Adicionalmente, el motor 3706 de mapeo de escenas puede correlacionar los datos de imagen recibidos basandose en tiempos de captura correspondientes a los datos con el fin de realizar un seguimiento de cambios de objetos e iluminacion y sombras en la ubicacion en tiempo real.

El registro y la alineacion de imagenes permite que el motor de mapeo de escenas pueda comparar e integrar objetos del mundo real, puntos de referencia u otras caracteffsticas extrafdas de las diferentes imagenes, en un mapa 3-D unificado asociado a la ubicacion del mundo real.

Cuando un usuario entra en una ubicacion o un entorno dentro de una ubicacion, el motor 3706 de mapeo de escenas en primer lugar puede buscar un mapa 3D pre-generado que identifique posiciones en el espacio 3D y datos de identificacion de objetos almacenados localmente o accesibles desde otro aparato A/V ffsico 1500 o un sistema 1512 de ordenador accesible por red. El mapa pre-generado puede incluir objetos fijos. El mapa pre- generado tambien puede incluir objetos que se mueven en tiempo real y condiciones actuales de iluminacion y sombra en caso de que el mapa se este actualizando en ese momento a traves de otro motor 3706 de mapeo de escenas que se ejecuta en otro sistema 1512 de ordenador o aparato 1500. Por ejemplo, se puede recuperar de memoria un mapa pre-generado que indique posiciones, datos de identificacion y propiedades ffsicas de objetos fijos en la sala de estar de un usuario, obtenidos a partir de datos de imagen y de profundidad de sesiones previas del HMD. Adicionalmente, para obtener un reconocimiento mas rapido se pueden precargar datos de identificacion que incluyen propiedades ffsicas correspondientes a objetos que tienden a entrar en la ubicacion. Un mapa pre-generado tambien puede almacenar modelos ffsicos para objetos segun se describe posteriormente. Un mapa pre-generado se puede almacenar en unos medios de almacenamiento de datos accesibles por red, tales como imagenes indexadas por la ubicacion y mapas 3D 3724.

La ubicacion se puede identificar por medio de datos de ubicacion que se pueden usar como mdice para buscar en mapas 3D pre-generados 3724 y de imagenes indexadas por ubicacion, o en imagenes accesibles 3726 por Internet, un mapa o datos relacionados con imagenes que se pueden usar para generar un mapa. Por ejemplo, datos de ubicacion, tales como datos GPS provenientes de un transceptor GPS de la unidad sensora 1644 de la ubicacion en un HMD 1502, pueden identificar la ubicacion del usuario. En otro ejemplo, se puede determinar una posicion relativa de uno o mas objetos en datos de imagen provenientes de los dispositivos 1613 de captura encarados al exterior, del aparato A/V ffsico 1500 del usuario, con respecto a uno o mas objetos de los cuales se realiza un seguimiento por GPS, en la ubicacion, a partir de lo cual se pueden identificar otras posiciones relativas de objetos reales y virtuales. Adicionalmente, una direccion IP de un punto caliente WiFi o estacion celular con la cual tiene conexiones el aparato A/V ffsico 1500 puede identificar una ubicacion. Adicionalmente, entre aparatos A/V ffsicos 1500 se pueden intercambiar testigos identificadores por infrarrojos, Bluetooth, o WUSB. El alcance de la senal de infra-rojos, WUSB o Bluetooth puede actuar como distancia predefinida para determinar la proximidad de otro usuario. Segun permita el alcance de la senal, entre aparatos A/V ffsicos, a traves de infra-rojos, Bluetooth o WUSB, se pueden intercambiar mapas y actualizaciones de mapas, o al menos datos de identificacion de objetos.

El motor 3706 de mapeo de escenas identifica la posicion y realiza un seguimiento de movimiento de objetos reales y virtuales en el espacio volumetrico, basandose en comunicaciones con el motor 1792 de reconocimiento de objetos del motor 1791 de procesado de imagenes y audio y una o mas aplicaciones en ejecucion que generan objetos virtuales.

El motor 1792 de reconocimiento de objetos del motor 1791 de procesado de imagenes y audio detecta, realiza un seguimiento de e identifica objetos reales en el campo de vision visualizado y el entorno 3D del usuario, sobre la base de datos de imagen capturados y datos de profundidad capturados, cuando esten disponibles, o posiciones de profundidad determinadas a partir de estereopsis. El motor 1792 de reconocimiento de objetos diferencia entre sf objetos reales marcando lfmites de objetos y comparando los lfmites de los objetos con datos estructurales. Un ejemplo de marcacion de lfmites de objetos es detectar bordes dentro de datos de imagen y datos de profundidad detectados u obtenidos, y conectar los bordes. Ademas de identificar el tipo de objeto, puede detectarse una orientacion de un objeto identificado sobre la base de la comparacion con datos estructurales almacenados 2700, conjuntos 3718 de datos de referencias de objetos o ambos. Una o mas bases de datos de datos estructurales 2700 accesibles a traves de una o mas redes 1560 de comunicacion pueden incluir informacion estructural sobre objetos. Tal como en otras aplicaciones de procesado de imagenes, una persona puede ser un tipo de objeto, con lo que un ejemplo de datos estructurales es un modelo de esqueleto almacenado de un humano, al cual se puede remitir para ayudar a reconocer partes del cuerpo. Los datos estructurales 2700 tambien pueden incluir informacion estructural referente a uno o mas objetos inanimados con el fin de ayudar a reconocer el objeto u objetos inanimados, algunos de cuyos ejemplos son muebles, equipamientos deportivos, automoviles y similares.

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Los datos estructurales 2700 pueden almacenar informacion estructural como datos de imagenes o usar datos de imagenes como referencias para reconocimiento de patrones. Los datos de imagenes tambien se pueden usar para reconocimiento facial. El motor 1792 de reconocimiento de objetos tambien puede llevar a cabo un reconocimiento facial y de patrones sobre datos de imagen de los objetos, basandose tambien en datos de imagen almacenados de otras fuentes, tales como datos 1797 de perfiles de usuario correspondientes al usuario en cuestion, otros datos 3722 de perfiles de usuario que sean accesibles con permiso y en red, imagenes indexadas por ubicacion y mapas 3D 3724 e imagenes accesibles 3726 por Internet.

La Figura 18 es un diagrama de bloques de una realizacion de un sistema informatico que se puede utilizar para implementar uno o mas sistemas 1512 de ordenador accesibles por red o un modulo 1504 de procesado asociado el cual puede alojar por lo menos parte de los componentes de software del entorno informatico 1754 u otros elementos representados en la Figura 17. En referencia a la Figura 18, un sistema ejemplificativo incluye un dispositivo informatico, tal como el dispositivo informatico 1800. En su configuracion mas basica, el dispositivo informatico 1800 incluye tfpicamente una o mas unidades 1802 de procesado que incluyen una o mas unidades de procesado central (CPU) y una o mas unidades de procesado de graficos (GPU). El dispositivo informatico 1800 incluye tambien memoria 1804 del sistema. En funcion de la configuracion y el tipo exactos del dispositivo informatico, la memoria 1804 de sistema puede incluir memoria volatil 1805 (tal como RAM), memoria no volatil 1807 (tal como ROM, memoria flash, etcetera) o alguna combinacion de los dos. Esta configuracion mas basica se ilustra en la Figura 18 mediante la lmea de trazos 1806. Adicionalmente, el dispositivo 1800 tambien puede tener caractensticas/una funcionalidad adicionales. Por ejemplo, el dispositivo 1800 puede incluir tambien medios de almacenamiento adicionales (extrafbles y/o no extrafbles) incluyendo, aunque sin caracter limitativo, cinta o discos magneticos u opticos. Dichos medios de almacenamiento adicionales se ilustran en la Figura 18 a traves de los medios 1808 de almacenamiento extrafbles y los medios 1810 de almacenamiento no extrafbles.

El dispositivo 1800 tambien puede contener conexion(es) 1812 de comunicaciones, tales como una o mas interfaces de red y transceptores que permiten que el dispositivo se comunique con otros dispositivos. El dispositivo 1800 tambien puede tener dispositivo(s) 1814 de entrada, tal(es) como un teclado, un raton, un lapiz, un dispositivo de entrada de voz, un dispositivo de entrada tactil, etcetera. Tambien se puede(n) incluir dispositivo(s) 1816 de salida, tal(es) como una pantalla, altavoces, una impresora, etcetera. Estos dispositivos son bien conocidos en la tecnica por lo que no se describen de manera extensa en el presente documento.

Aunque en la presente se describen brazos de patilla que proporcionan una compresion segun el eje largo en un HMD de A/R, aquellos con conocimientos habituales en la materia entenderan que tambien en una realizacion de HMD de V/R pueden usarse igualmente brazos de patilla como los descritos en la presente.

Aunque la materia objeto de la presente se ha descrito en lenguaje espedfico segun las caractensticas estructurales y/o las acciones metodologicas, debe entenderse que la materia objeto definida en las reivindicaciones adjuntas no se limita necesariamente a las caractensticas o acciones espedficas que se han descrito anteriormente. Las caractensticas y acciones espedficas que se han descrito anteriormente se dan a conocer como formas ejemplificativas de implementacion de las reivindicaciones.

Claims (9)

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   REIVINDICACIONES

   1. Aparato (100) para posicionar un dispositivo (101) en la cabeza de un usuario, comprendiendo el aparato: un primer brazo (102a) de patilla destinado a acoplarse al dispositivo; y

   un segundo brazo (102b) de patilla destinado a acoplarse al dispositivo, en donde cada uno del primer y el segundo brazos de patilla incluyen,

   un material (106) de compresion para ejercer una fuerza de compresion hacia un eje largo (107) de la cabeza,

   una capa (303, 403, 701, 902) de lomo, acoplada al material de compresion, para limitar el desplazamiento del material de compresion hacia el eje largo; y

   un material (103, 301) de superficie de interaccion que esta posicionado en un lado interior de cada uno del primer y el segundo brazos de patilla, de manera que al menos una parte del material de superficie de interaccion esta en contacto con la cabeza cuando el primer y el segundo brazos de patilla se posicionan en la cabeza;

   en donde la capa de lomo incluye una opcion de entre tiras estirables con tiras no estirables entretejidas, genero o espuma densa que es parcialmente estirable hasta una distancia fija y genero o espuma densa que tiene una pluralidad de perforaciones (401).
2. 2. Aparato de la reivindicacion 1, en el que el dispositivo es un modulo (101) de visualizacion de proximidad ocular, y en donde el primer y el segundo brazos (102a, b) de patilla estan acoplados al modulo de visualizacion de proximidad ocular, en donde el material (106) de compresion es acero elastico, y en donde al menos una parte del acero elastico esta posicionada adyacente y externa al material (103) de superficie de interaccion.
3. 3. Aparato de la reivindicacion 2, en el que al menos una parte de la capa de lomo esta posicionada adyacente y externa al acero elastico (106).
4. 4. Metodo de fabricacion de un par de brazos (102a, b) de patilla para acoplarse a un modulo (101) de visualizacion que esta destinado a llevarse en la cabeza, comprendiendo el metodo:

   formar (1100) un material de compresion, en cada brazo de patilla del par de brazos de patilla, que proporciona una fuerza de compresion hacia un eje largo de la cabeza;

   formar (1103) una capa de lomo, en cada brazo de patilla del par de brazos de patilla, que limita el desplazamiento del material de compresion hacia el eje largo; y

   formar (1101) un material de superficie de interaccion, en cada brazo de patilla del par de brazos de patilla, que proporciona una superficie de interaccion entre cada brazo de patilla y la cabeza;

   en donde la formacion de la capa de lomo incluye formar uno de entre genero que tiene fibras estirables entretejidas con tiras no estirables, genero o espuma densa con un patron de perforacion, y genero o espuma densa que es estirable hasta un porcentaje predeterminado del genero o espuma densa.
5. 5. Metodo de la reivindicacion 4, en el que cada brazo (102a, b) de patilla mencionado del par de brazos de patilla incluye una pluralidad de secciones que presentan magnitudes diferentes de flexibilidad y precarga.
6. 6. Metodo de la reivindicacion 4, en el que la formacion del material de compresion incluye formar acero elastico.
7. 7. Metodo de la reivindicacion 4, en el que la capa de lomo se forma al menos parcialmente entre medio de una capa de superficie de interaccion del material de superficie de interaccion y una capa de compresion del material de compresion.
8. 8. Metodo de la reivindicacion 4, en el que la formacion del material de compresion incluye formar un resorte de alambre cerrado en bucle y en donde la capa de lomo se forma entre medio del resorte de alambre cerrado en bucle.
9. 9. Metodo de la reivindicacion 4, en el que la formacion del material de superficie de interaccion incluye formar uno de entre espuma moldeada por compresion, silicona moldeada y un material acolchado.