JP2023510032A - Positioning and stabilizing structures and systems incorporating them - Google Patents
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Abstract
ヘッドマウントディスプレイシステムが、ヘッドマウントディスプレイユニットと、使用時にユーザの顔の上の動作位置にヘッドマウントディスプレイユニットを保持するように構築および配置された位置決めおよび安定化構造と、を含む。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を含む。後部支持構造は、使用時に頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿ってユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を含むフープの形状になっている。
A head-mounted display system includes a head-mounted display unit and a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position over a user's face in use. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. The posterior support structure is in the form of a hoop including an occipital portion constructed and arranged to engage the user's head along a portion of the occipital bone adjacent the junction where the neck muscles attach to the occipital bone in use. ing.
Description
(関連出願との相互参照)
本出願は、2020年3月27日に出願されたオーストラリア国仮出願第2020900953号、2020年5月4日に出願された米国出願第16/865,480号及び2020年5月4日に出願された米国出願第16/865,526号それぞれの恩恵を主張する。本明細書中、同文献それぞれの全体を参考のため援用する。
(Cross-reference with related application)
This application is Australian Provisional Application No. 2020900953 filed March 27, 2020, U.S. Application No. 16/865,480 filed May 4, 2020 and filed May 4, 2020 No. 16/865,526, filed herein. Each of these references is incorporated herein by reference in its entirety.
本特許文書の開示の一部は、著作権保護が与えられる内容を含む。著作権所有者は、何者かが本特許文書または本特許開示をファックスにより再生しても、特許庁の特許ファイルまたは記録に記載されるものであれば目的のものであれば異論は無いが、その他の目的については全ての著作権を保持する。 A portion of the disclosure of this patent document contains material which is subject to copyright protection. The copyright owner has no objection if anyone reproduces this patent document or the patent disclosure by facsimile for the purposes as set forth in the patent file or records of the Patent Office; All rights reserved for other purposes.
本技術は、ヘッドマウントディスプレイユニットを保持するための位置決めおよび安定化構造と、ディスプレイユニットおよび位置決めおよび安定化構造を含む関連ヘッドマウントディスプレイアセンブリと、に関する。本技術は、仮想現実ヘッドマウントディスプレイの使用における特定用途を見出すものであり、本明細書ではその文脈で説明される。ただし、本技術は、より広い用途を有し得、拡張現実ディスプレイを含む他のヘッドマウントディスプレイ構成においても使用され得るということを理解されたい。 The present technology relates to positioning and stabilizing structures for holding head-mounted display units and associated head-mounted display assemblies including display units and positioning and stabilizing structures. The technology finds particular application in the use of virtual reality head-mounted displays and is described herein in that context. However, it should be appreciated that the techniques may have broader application and may be used in other head-mounted display configurations, including augmented reality displays.
何らかの先行技術が本明細書において言及された場合、かかる言及は、先行技術が豪州またはその他の国において当該技術分野における共通の一般知識の一部を形成すると認めることにはならないものと理解されたい。 It should be understood that the reference herein to any prior art does not constitute an admission that such prior art forms part of the common general knowledge in the art in Australia or elsewhere. .
仮想現実ヘッドマウントディスプレイは、ユーザが、十分に没入した仮想環境体験を得ることを可能にするとともに、通信、トレーニング、医療ならびに外科診療、エンジニアリング、およびテレビゲーム等の分野において幅広い用途を有する。 Virtual reality head-mounted displays allow users to have a fully immersive virtual environment experience and have a wide range of applications in fields such as communications, training, medical and surgical practice, engineering, and video games.
仮想現実ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの顔の前で動作位置に保持されるように配置されたディスプレイユニットを含むシステムまたはアセンブリとして提供されるのが典型的である。このディスプレイユニットは、ディスプレイと、ユーザの顔と対向関係となるように構築および配置されたユーザインターフェース構造と、を格納する筐体を含むのが典型的である。ユーザインターフェース構造は、ディスプレイ付近に延在し、ディスプレイへの視認開口を画定し得る。ユーザインターフェース構造は、ユーザの顔と係合し得るとともに、ユーザの快適性を図るクッションを含み得、かつ/または軽く封止してディスプレイからの周囲光を遮断し得る。 A virtual reality head-mounted display is typically provided as a system or assembly that includes a display unit arranged to be held in an operative position in front of a user's face. The display unit typically includes a housing that houses a display and a user interface structure constructed and arranged in facing relationship with the user's face. A user interface structure may extend near the display and define a viewing opening to the display. The user interface structure may engage the user's face and may include cushions for user comfort and/or may be lightly sealed to block ambient light from the display.
ディスプレイユニットを正しい動作位置に保持するために、ヘッドマウントディスプレイシステムは、ユーザの頭部に配置される位置決めおよび安定化構造をさらに備える。これまでは、これらの位置決めおよび安定化構造が、ディスプレイユニットを動作位置に維持するために張力下でユーザの頭部に適用されるのが典型的であるストラップまたは伸長可能な剛性構造体から形成されてきた。かかるシステムは、ユーザの顔に締め付け圧力を与える傾向があり、それにより、局所的な応力点におけるユーザの不快感が生じ得る。また、これまでのシステムは、幅広の適用頭部サイズを許容するための調節が困難であり得る。さらに、ディスプレイユニットおよび関連付けられた位置決めおよび安定化構造は、重くて清掃しにくいことが多く、そのために、システムの快適性および使いやすさがさらに制限されてしまっている。 To hold the display unit in the correct operating position, the head-mounted display system further comprises a positioning and stabilizing structure placed on the user's head. Heretofore, these positioning and stabilizing structures have been formed from straps or stretchable rigid structures that are typically applied to the user's head under tension to maintain the display unit in an operating position. It has been. Such systems tend to exert constricting pressure on the user's face, which can cause user discomfort at local stress points. Also, previous systems can be difficult to adjust to accommodate a wide range of application head sizes. Additionally, the display unit and associated positioning and stabilizing structures are often heavy and difficult to clean, further limiting the comfort and ease of use of the system.
そのため、上記の欠点のない改良されたシステムが必要とされている。 Therefore, there is a need for an improved system that does not suffer from the above drawbacks.
本技術の一態様は、使用時にユーザの頭部の領域に接触するように配置された後部支持構造と、使用時にユーザの頭部の両側に配置され、使用時にユーザの頭部の側部領域に沿って延在して後部支持構造をディスプレイユニットに相互接続する対向側頭コネクタと、を含む、ヘッドマウントディスプレイユニット用の位置決めおよび安定化構造に関する。 One aspect of the present technology includes a rear support structure positioned to contact an area of the user's head during use and a rear support structure positioned on either side of the user's head during use to provide side areas of the user's head during use. a positioning and stabilizing structure for a head-mounted display unit, including: opposing temporal connectors extending along and interconnecting the rear support structure to the display unit.
いくつかの形態においては、後部支持構造が、後頭部分と頭頂部分とを有するフープを含む。いくつかの形態においては、このフープ、または後頭部分および頭頂部分のうちの少なくとも一方が、その長さの少なくとも一部分に沿って弾性的に伸長可能であり得る。いくつかの形態においては、このフープが、その長さの少なくとも一部分に沿って可撓性を有する。後部支持構造がフープである、いくつかの形態においては、後頭部分が、(その箇所が頭部の後頭領域と接触した結果、)上方移動に抵抗してユーザの頭の低い位置に伸び得、そのために、システムにアンカーを提供する。いくつかの形態においては、このフープが、略直立面(かかる直立面は、一例として、冠状面がある)に配向される。 In some forms, the rear support structure includes a hoop having an occipital portion and a crown portion. In some forms, the hoop, or at least one of the occipital and parietal portions, may be elastically extensible along at least a portion of its length. In some forms, the hoop is flexible along at least a portion of its length. In some forms where the rear support structure is a hoop, the occipital portion may extend low on the user's head resisting upward movement (as a result of that point contacting the occipital region of the head), To do so, it provides an anchor for the system. In some forms, the hoop is oriented in a substantially upright plane (such upright planes include, by way of example, the coronal plane).
いくつかの形態においては、後部支持構造が、ユーザの上耳底点の後方に配置される。 In some forms, the posterior support structure is positioned posterior to the user's superior ear floor point.
いくつかの形態においては、側頭コネクタが、その長さの少なくとも一部分に沿って剛性を有する。いくつかの形態においては、側頭コネクタが、ディスプレイユニットに接続された前方端と、後部支持構造に接続された後方端と、を有する側頭アームを各々備える。いくつかの形態においては、側頭アームが剛性を有する。いくつかの形態においては、側頭アームの後方端は、ユーザの上耳底点の後方に配置される。 In some forms the temporal connector is rigid along at least a portion of its length. In some forms, the temporal connectors each comprise a temporal arm having a front end connected to the display unit and a rear end connected to the rear support structure. In some forms the temporal arms are rigid. In some forms, the posterior end of the temporal arm is positioned posterior to the user's superior ear floor point.
いくつかの形態においては、側頭コネクタの少なくとも1つが、様々なサイズの頭部にフィットするように位置決めおよび安定化構造を調節するための調節機構をさらに備える。いくつかの形態においては、この調節機構が、側頭アームの後方端と後部支持構造との間の接続部に配置されている。 In some forms, at least one of the temporal connectors further comprises an adjustment mechanism for adjusting the positioning and stabilizing structure to fit different sized heads. In some forms, the adjustment mechanism is located at the junction between the posterior ends of the temporal arms and the posterior support structure.
いくつかの形態においては、後部支持構造が、側頭アームに接続する接続タブを備え、調節機構が、接続タブの有効長の調節を可能にする。いくつかの形態においては、側頭アームの後方端が、接続タブを受容するように構成されたアイレットを組み込み、調節機構は、接続タブを側頭アームに締結するための取り外し可能な締結構成を備える。いくつかの形態においては、この取り外し可能な締結構成が、接続タブの自由端を接続タブの近位部分に戻して固定するように構成され得る。この取り外し可能な締結構成は、摩擦、干渉、スナップ、または他の機械的固定構成を可能にするクリップまたはリテーナなど、他の形態をとり得る。 In some forms, the posterior support structure includes connecting tabs that connect to the temporal arms, and an adjustment mechanism allows for adjustment of the effective length of the connecting tabs. In some forms, the posterior ends of the temporal arms incorporate eyelets configured to receive the connecting tabs, and the adjustment mechanism includes a removable fastening arrangement for fastening the connecting tabs to the temporal arms. Prepare. In some forms, this removable fastening arrangement may be configured to secure the free end of the connecting tab back to the proximal portion of the connecting tab. This removable fastening arrangement may take other forms, such as clips or retainers that allow for friction, interference, snaps, or other mechanical fastening arrangements.
いくつかの形態においては、位置決めおよび安定化構造が、概して矢状面の方向に延在して後部支持構造をディスプレイユニットの上縁領域に接続する前額支持コネクタをさらに含み得る。いくつかの形態においては、この前額支持コネクタがストラップを備え得る。いくつかの形態においては、前額支持コネクタのストラップが、その長さの少なくとも一部分に沿って弾性的に伸張可能であり得る。いくつかの形態においては、前額支持コネクタのストラップが、その長さの少なくとも一部分に沿って可撓性を有し得る。 In some forms, the positioning and stabilizing structure may further include a forehead support connector extending generally in the sagittal plane to connect the rear support structure to the upper edge region of the display unit. In some forms, this forehead support connector may comprise a strap. In some forms, the strap of the forehead support connector can be elastically stretchable along at least a portion of its length. In some forms, the strap of the forehead support connector can be flexible along at least a portion of its length.
いくつかの形態においては、前額支持コネクタが、様々なサイズの頭部にフィットするように位置決めおよび安定化構造を調節するための調節機構をさらに含み得る。いくつかの形態においては、前額支持コネクタがその形態であるときに、この調節機構が前額支持コネクタのストラップの有効長を調節し得る。 In some forms, the forehead support connector may further include an adjustment mechanism for adjusting the positioning and stabilizing structure to fit different sized heads. In some configurations, the adjustment mechanism may adjust the effective length of the straps of the forehead support connector when the forehead support connector is in that configuration.
いくつかの形態においては、前額支持コネクタが、前額支持コネクタの一部分に剛性を提供する前額支持リジダイザをさらに備える。いくつかの形態においては、この前額支持リジダイザが、ユーザの頭部の前頭領域沿いに位置する前額支持コネクタの一部分に剛性を提供する。前額支持リジダイザの範囲および位置決めは、ディスプレイユニットの正しい位置決めを支援し、ユーザの頬骨に印加される圧力を軽減し得る。いくつかの形態においては、前額支持リジダイザが、前額支持コネクタのストラップなど、前額支持コネクタの他の構成要素上で(角度的または並進的に)調節可能であり得、ヘッドマウントディスプレイユニットの細かい位置決めを可能にし得るとともに、ユーザの快適性およびフィット性の改善を支援し得る。 In some forms, the forehead support connector further comprises a forehead support rigidizer that provides rigidity to a portion of the forehead support connector. In some forms, the forehead support rigidizer provides stiffness to a portion of the forehead support connector located along the forehead region of the user's head. The extent and positioning of the forehead support rigidizer may aid in correct positioning of the display unit and reduce pressure applied to the user's cheekbones. In some forms, the forehead rigidizer may be adjustable (angularly or translationally) on other components of the forehead support connector, such as the straps of the forehead support connector, to provide a head mounted display unit. and may help improve user comfort and fit.
いくつかの形態においては、位置決めおよび安定化構造が、後部支持構造と側頭コネクタとを架橋し得る追加リジダイザをさらに含む。いくつかの形態においては、これらの追加リジダイザが、システムをさらに安定化および支持するために、後部支持構造付近でのディスプレイユニットの移動を抑制することを支援し得る。いくつかの形態においては、これらの追加リジダイザが、後部支持構造への側頭コネクタの接続部におけるヒンジの動きを制限し得る。いくつかの形態においては、これらの追加リジダイザが、ディスプレイユニットを正しい動作位置にさらに係留するために、後部支持構造の後頭領域に沿っても延在し得る。いくつかの形態においては、これらの追加リジダイザが、快適性、調節可能性、およびフィット性をさらに支援するために、前額支持コネクタの他の構成要素上で(角度的または並進的に)調節可能であり得る。 In some forms, the positioning and stabilizing structure further includes an additional rigidizer that can bridge the posterior support structure and the temporal connector. In some forms, these additional rigidizers may help restrain movement of the display unit near the rear support structure to further stabilize and support the system. In some forms, these additional rigidizers may limit the movement of the hinge at the connection of the temporal connector to the posterior support structure. In some forms, these additional rigidizers may also extend along the occipital region of the rear support structure to further anchor the display unit in its correct operating position. In some forms, these additional rigidizers adjust (angularly or translationally) on other components of the forehead support connector to further aid in comfort, adjustability, and fit. can be possible.
いくつかの形態においては、位置決めおよび安定化構造が、位置決めおよび安定化構造を取り外すことなくディスプレイユニットを非動作位置に移動できるように、ディスプレイユニットの上方移動、例えば上方枢動を可能にし得る(例えば、跳ね上げ式)。いくつかの形態においては、この枢動構成が、前額支持コネクタにおける解放機構を提供し、かつ/または側頭コネクタにおいて制限付きヒンジ領域を提供し得る。 In some forms, the positioning and stabilizing structure may allow upward movement, e.g., upward pivoting, of the display unit so that the display unit can be moved to a non-operating position without removing the positioning and stabilizing structure ( e.g. flip-up). In some forms, this pivot configuration may provide a release mechanism at the forehead support connector and/or a restricted hinge area at the temporal connector.
上記何らかの形態の位置決めおよび安定化構造は、フードもしくは他のヘッドウェアに、一体化されるか、取り外し可能に接続されるかして組み込まれ得る。位置決めおよび安定化構造は、音声や触覚(触知)刺激またはフィードバックなど、内部に組み込まれた他の構成要素も含み得る。 Any form of positioning and stabilizing structure described above may be integrated into, or removably connected to, the hood or other headwear. The positioning and stabilizing structure may also include other internal components such as audio or tactile (tactile) stimulation or feedback.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットと、使用時にユーザの顔の上の動作位置にヘッドマウントディスプレイユニットを保持するような構成および配置された位置決めおよび安定化構造と、を含むヘッドマウントディスプレイシステムに関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を含む。後部支持構造は、使用時に後頭骨に沿って(例えば、頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿って)ユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を備えるフープの形状になっている。 One aspect of the present technology is a head-mounted display that includes a head-mounted display unit and a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position on a user's face when in use. Regarding the system. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. The posterior support structure was constructed and arranged to engage the user's head along the occipital bone (e.g., along a portion of the occipital bone adjacent to the junction where the neck muscles attach to the occipital bone) in use. It has the shape of a hoop with an occipital part.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するための位置決めおよび安定化構造に関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を含む。後部支持構造は、使用時に後頭骨に沿って(例えば、頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿って)ユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を備えるフープの形状になっている。 One aspect of the present technology relates to a positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. The posterior support structure was constructed and arranged to engage the user's head along the occipital bone (e.g., along a portion of the occipital bone adjacent to the junction where the neck muscles attach to the occipital bone) in use. It has the shape of a hoop with an occipital part.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するための位置決めおよび安定化構造に関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された対向側頭コネクタと、を含む。対向側頭コネクタは、ユーザの頭部の両側に配置され、ユーザの頭部の側部領域に沿って延在するようになっている。後部支持構造は、使用時に後頭骨に沿って(例えば、頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿って)ユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を備えるフープの形状になっている。 One aspect of the present technology relates to a positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and opposing temporal connectors constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. The opposing temporal connectors are positioned on either side of the user's head and are adapted to extend along the side regions of the user's head. The posterior support structure was constructed and arranged to engage the user's head along the occipital bone (e.g., along a portion of the occipital bone adjacent to the junction where the neck muscles attach to the occipital bone) in use. It has the shape of a hoop with an occipital part.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットと、使用時にユーザの顔の上の動作位置にヘッドマウントディスプレイユニットを保持するような構成および配置された位置決めおよび安定化構造と、を含むヘッドマウントディスプレイシステムに関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を含む。少なくとも後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を含む。 One aspect of the present technology is a head-mounted display that includes a head-mounted display unit and a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position on a user's face when in use. Regarding the system. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. At least the rear support structure includes a woven material configured to conform to the rear region of the user's head.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するための位置決めおよび安定化構造に関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を含む。少なくとも後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を備える。 One aspect of the present technology relates to a positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and including. At least the rear support structure comprises a woven material configured to conform to the rear region of the user's head.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットと、使用時にユーザの顔の上の動作位置にヘッドマウントディスプレイユニットを保持するような構成および配置された位置決めおよび安定化構造と、を含むヘッドマウントディスプレイシステムに関する。位置決めおよび安定化構造体は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造体と、後部支持構造体をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された対向側頭コネクタと、を含み、対向側頭コネクタは、ユーザの頭部の両側に配置され、ユーザの頭部の側部領域に沿って延在するようになっている。少なくとも後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を含む。 One aspect of the present technology is a head-mounted display that includes a head-mounted display unit and a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position on a user's face when in use. Regarding the system. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and an opposing structure configured and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and, opposing temporal connectors are positioned on either side of the user's head and are adapted to extend along side regions of the user's head. At least the rear support structure includes a woven material configured to conform to the rear region of the user's head.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するための位置決めおよび安定化構造に関する。位置決めおよび安定化構造体は、ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造体と、後部支持構造体をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された対向側頭コネクタと、を含み、対向側頭コネクタは、ユーザの頭部の両側に配置され、ユーザの頭部の側部領域に沿って延在するようになっている。少なくとも後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を含む。 One aspect of the present technology relates to a positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face. The positioning and stabilizing structure includes a rear support structure adapted to contact a rear region of the user's head and an opposing structure configured and arranged to interconnect the rear support structure to the head-mounted display unit. and, opposing temporal connectors are positioned on either side of the user's head and are adapted to extend along side regions of the user's head. At least the rear support structure includes a woven material configured to conform to the rear region of the user's head.
本技術の一態様は、ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するための位置決めおよび安定化構造に関する。位置決めおよび安定化構造は、ユーザの頭部の領域に接触するようになっている後部支持構造と、後部支持構造をヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタまたはストラップと、を含む。 One aspect of the present technology relates to a positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face. The positioning and stabilizing structure comprises a rear support structure adapted to contact an area of the user's head and at least one connector or connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head mounted display unit. Including straps and.
位置決めおよび安定化構造および/またはヘッドマウントディスプレイユニットは、ユーザの顔のより敏感な領域(前額、目の下の上頬)からの接触力を、印加される力に対抗するのにより適した領域に分散させるのを支援するように構成され得る。例えば、後部支持構造は、ユーザの頭部の後部に均一かつぴったりと係合するように、例えば、後頭骨上ではあるが首筋肉の上方に係留するように、かつ/またはヘッドマウントディスプレイユニットの負荷を快適かつ持続可能な方法でより良好に支持するように1つ以上の部分において高い剛性を有するように、十分に可撓性があり得る。例えば、後部支持構造は、ユーザの頭部の形状および/またはサイズに合わせて調節できるように、通気性および可撓性のあるストラップ材料(例えば、織物)から作製され得、このストラップ材料のある部分は、安定性を維持し、ヘッドマウントディスプレイユニットを介して患者の顔の一部分に印加される力の一部分を相殺するのに役立つように、剛性化され、かつ/または剛性部分が追加され(例えば、縫合され、積層され、クリップ留めされ、ポケット内に挿入され、オーバーモールドされ、かつ/または所定位置に超音波溶接され)得る。 The positioning and stabilizing structure and/or head-mounted display unit redirects contact forces from the more sensitive areas of the user's face (forehead, upper cheeks under the eyes) to areas better suited to counteract the applied forces. It can be configured to assist in dispersing. For example, the rear support structure may be configured to uniformly and snugly engage the rear of the user's head, e.g., anchor over the occipital bone but above the neck muscles, and/or the head-mounted display unit. It may be flexible enough to have high stiffness in one or more sections to better support the load in a comfortable and sustainable manner. For example, the rear support structure may be made from a breathable and flexible strap material (eg, textile) so that it can be adjusted to the shape and/or size of the user's head. The portion is stiffened and/or a rigid portion is added ( For example, it may be sewn, laminated, clipped, inserted into a pocket, overmolded, and/or ultrasonically welded in place).
一実施例においては、位置決めおよび安定化構造および/またはヘッドマウントディスプレイユニットが、それらの力を後部支持部および/もしくは少なくとも1つのコネクタもしくはストラップに効果的に伝達することで、ならびに/または、ヘッドマウントディスプレイユニットからの力を、ヘッドマウントディスプレイユニットに沿って、ならびに/または後部支持構造および/もしくは少なくとも1つのコネクタもしくはストラップに沿ってさらに均等に分散させるだけで、協働して患者の前額および/もしくは頬骨に印加される力を低減するように構成され得る。これは、ヘッドマウントユニットがユーザの顔/額を滑り落ちるのを防ぐなどの目的で、快適性および/または安定性を加える方法で行われる。 In one embodiment, the positioning and stabilizing structure and/or the head mounted display unit effectively transmit their forces to the rear support and/or at least one connector or strap and/or the head cooperatively distributing force from the mounted display unit more evenly along the head-mounted display unit and/or along the rear support structure and/or the at least one connector or strap; and/or to reduce the force applied to the cheekbones. This is done in a manner that adds comfort and/or stability, such as to prevent the head-mounted unit from sliding down the user's face/forehead.
本技術の別の態様は、上記何らかの形態の位置安定化構造と、それに接続されたディスプレイユニットと、を含むヘッドマウントディスプレイシステムまたはアセンブリに関する。 Another aspect of the present technology relates to a head-mounted display system or assembly including some form of position stabilizing structure described above and a display unit connected thereto.
もちろん、上記態様の一部は、本技術の下位態様を形成し得る。また、下位態様および/または態様のうち多様な1つを多様に組み合わせることができ、本技術のさらなる態様または下位態様も構成し得る。 Of course, some of the above aspects may form sub-aspects of the technology. Also, various ones of the sub-aspects and/or aspects may be combined in various ways and may form further or sub-aspects of the technology.
本技術の他の特徴は、以下の詳細な説明、要約、図面および特許請求の範囲中に含まれる情報に鑑みれば明らかになる。 Other features of the technology will become apparent in light of the information contained in the following detailed description, abstract, drawings and claims.
本技術を、添付図面中に非限定的に一実施例として例示する。図面中、類似の参照符号は、以下の類似の要素を含む: The technology is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings. In the drawings like reference numerals include like elements:
本技術についてさらに詳細に説明する前に、本技術は、本明細書中に記載される異なり得る特定の実施例に限定されるのではないことが理解されるべきである。本開示中に用いられる用語は、本明細書中に記載される特定の実施例を説明する目的のためのものであり、限定的なものではないことも理解されるべきである。 Before describing the technology in further detail, it is to be understood that the technology is not limited to the specific examples described herein, which may vary. It is also to be understood that the terminology used in this disclosure is for the purpose of describing particular examples described herein and is not intended to be limiting.
以下の記載は、1つ以上の共通の特性および/または特徴を共有し得る多様な実施例に関連して提供される。任意の1つの実施例の1つ以上の特徴は、別の実施例または他の実施例の1つ以上の特徴と組み合わせることが可能であることが理解されるべきである。加えて、これらの実施例のうちのいずれかにおける任意の単一の特徴または特徴の組み合わせは、さらなる実施例を構成し得る。 The following description is provided with reference to various embodiments that may share one or more common properties and/or features. It is to be understood that one or more features of any one embodiment can be combined with one or more features of another embodiment or other embodiments. In addition, any single feature or combination of features in any of these embodiments may constitute further embodiments.
図2A~図2Cは、本技術の第1の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムまたはアセンブリ10用の支持部を示す。ヘッドマウントディスプレイシステム10は、ヘッドマウントディスプレイユニット12と、使用時にユーザの顔の上の動作位置にディスプレイユニット12を維持または保持するための位置決めおよび安定化構造14(支持および安定化構造とも称される)と、を備える。
2A-2C show a support for a head mounted display system or
ディスプレイユニット12は、ユーザの顔と対向関係となるように構築および配置されたユーザインターフェース構造13を含む。ユーザインターフェース構造13は、ディスプレイユニットハウジング22によって格納されるディスプレイ付近に延在する。ユーザインターフェース構造13は、ディスプレイ付近に延在し、ディスプレイへの視認開口を画定し得る。ユーザインターフェース構造13は、ユーザの眼の周りに延在し、例えば、ユーザの鼻、頬、および/または前額に沿ってユーザの顔と係合(例えば、軽く封止)し得る。
以下に記載のとおり、本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、ユーザの眼のあたりを完全に密閉しているという知覚を提供しつつ、すなわち、仮想現実ヘッドマウントディスプレイの使用時に完全に没頭させつつも、バランスのとれたシステムを提供するように、すなわち、ユーザの頭部および/または顔に沿った任意の1点で過度にきつくならないような構成および配置される。すなわち、本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、ユーザの頭部のより広い範囲に圧力を分散させて、ホットスポットまたは局所的な応力点を低減するような構成および配置されることにより、より均一なフィット感を提供する。 As described below, a head-mounted display system according to embodiments of the present technology provides the perception of a complete seal around the user's eyes, i.e., a complete seal when using a virtual reality head-mounted display. It is constructed and arranged to provide an immersive yet balanced system, i.e., not too tight at any one point along the user's head and/or face. That is, head-mounted display systems according to embodiments of the present technology are constructed and arranged to distribute pressure over a wider area of a user's head to reduce hot spots or localized stress points. , providing a more uniform fit.
また、本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、ユーザの頭部への適合性を高め、快適性のための緩衝を可能にするような構成および配置された軟質で可撓性(例えば、弾性)のある材料(例えば、織物と発泡体の複合材などの通気性材料)を備える。加えて、本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、ユーザの頭部に装着した状態で調節しやすくし、広いフィット範囲を実現するためのシンプルな調節機構を備える。 Head-mounted display systems according to embodiments of the present technology may also be soft and flexible (e.g., (e.g., breathable materials such as fabric and foam composites). In addition, the head-mounted display system according to embodiments of the present technology includes a simple adjustment mechanism to facilitate adjustment while worn on the user's head and to achieve a wide fit range.
図2A~図2Cに示す実施例においては、位置決めおよび安定化構造14が、ユーザの頭部の領域に接触するようになっている(例えば、ユーザの頭頂部分に位置付け可能な)後部支持構造16(後部支持フープとも称される)と、後部支持構造16をヘッドマウントディスプレイユニット12に相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を備える。図示された実施例においては、この少なくとも1つのコネクタが、後部支持フープ16を、ユーザの頭部のそれぞれの側に配置された対向側頭コネクタ18であって、ディスプレイユニット12のディスプレイユニットハウジング22のそれぞれの後縁領域20に相互接続する対向側頭コネクタ18と、ユーザの前頭骨を横切って延在する前額支持コネクタ24であって、後部支持フープ16をディスプレイユニットハウジング22の上縁領域21に相互接続する前額支持コネクタ24と、を備える。ただし、後部支持構造16をヘッドマウントディスプレイユニット12に相互接続するために設けられるコネクタは増減し得ることを理解されたい。
In the embodiment shown in FIGS. 2A-2C, the positioning and stabilizing
対向側頭コネクタ18の各々は、側頭アーム26を備える。各側頭アーム26は、ディスプレイユニットハウジング22のそれぞれの後縁領域20に取り付けられた前方端28と、側頭アーム26を後部支持フープ16に接続するための取り外し可能な結合部の一部を形成する後方端30と、を含む。
Each of the opposing
各側頭アーム26は、リジダイザ32と、織物構成要素34と、後部支持フープ16に接続するために後方端30に配置されたタブ36と、を備える。一実施例においては、側頭アーム26の各々の一部分が、使用時に、上耳底点に近接する、すなわちユーザの耳の上にあるユーザの頭部の領域と接触している。一実施例においては、側頭アーム26が、使用時に、頭部のフランクフォート水平面に概ね沿うか平行に、かつユーザの頬骨の上方に延在するように配置される。
Each
一形態においては、リジダイザ32が、各側頭アーム26の織物構成要素34内に封入され得る。例えば、図2Dは、リジダイザ32を封入するように構成されたカバーの形態の織物構成要素34の一実施例を示す。この実施例においては、織物構成要素34が、使用時に患者の顔に接触するようになっている軟質の顔接触面35を提供できるリジダイザ32の片側に配置された顔接触側を含む。いくつかの代替形態においては、リジダイザ32が、織物構成要素34に縫い付けまたは他の方法で取り付けられ(例えば、オーバーモールドされ)得るか、この織物構成要素が、熱処理(例えば、熱処理)によって選択的に剛性化できる材料から作製され得る。例えば、図2Eは、使用時に患者の顔に接触するようになっている柔らかい顔接触面35を提供できるリジダイザ32の顔接触側に取り付けられた織物構成要素34の一例を示す。一実施例においては、織物構成要素34が、最大限の快適性を実現するためにユーザの頭部に対して緩衝するようリジダイザ32を優しく支持する織物材料または織物と発泡体の複合材(例えば、外側織物層および内側発泡体層を含む多層構造などの通気性材料)を備え得る。リジダイザ32により、ユーザが各側頭アーム26を装着していなくても、各側頭アーム26が使用時の形状および構成を保持することができる。使用前に側頭アーム26を使用中の状態に維持することにより、ユーザが位置決めおよび安定化構造14を装着している間の歪みを防止または制限し得、ユーザがディスプレイシステム10を速やかに装着または着用できるようにし得るというという利点がある。
In one form, a
一実施例においては、リジダイザ32が、ハイトレル(熱可塑性ポリエステルエラストマー)などの剛性材料から作製できる。そのように、リジダイザ32(または側頭コネクタ18または側頭アーム26)は、その長さの少なくとも一部に沿って剛体である。各側頭アーム26のリジダイザ32の剛性、すなわち非伸張性が、使用中の側頭アーム26の伸長または変形の大きさを制限する。この構成は、側頭アーム26によって張力をより効果的、すなわち直接的に変換できるという利点がある。一実施例において、リジダイザ32は、後部支持フープ16および/または接続ストラップ42(例えば、弾性および/または繊維材料から形成される)よりも剛性が高くてもよい。その結果、対向する各側頭コネクタ18の側頭アーム26は、後部支持フープ16および/または接続ストラップ42よりも剛性が高いなど、位置決めおよび安定化構造14の他の部分よりも剛性が高くてもよい。側頭アーム26(または側頭コネクタ18)はその長さの少なくとも一部に沿って位置決めおよび安定化構造14の他の部分より剛性が高く、例えば、後部支持フープ16および/または接続ストラップ42より剛性が高くてもよい。例えば、リジダイザ32(または側頭コネクタ18または側頭アーム26)とは対照的に、後部支持フープ16および/または接続ストラップ42は、所望の長さに伸縮可能であり得る、すなわち、その長さの少なくとも一部に沿って弾性的に伸長可能であり得る。
In one embodiment, the
一実施例において、リジダイザ32は、ユーザの顔に沿って上下に垂直に曲げ変形に耐えるために構造的に剛性または剛性を有しても良いが、ユーザの顔に向かって、またはユーザの顔から離れて曲げ変形を可能にしてもよい(例えば、様々な顔の幅に合わせて調整する)。一実施例において、リジダイザ32は、ねじれあ時の変形に耐えるように構造的に剛性または剛性を有し得る。 一実施例において、リジダイザ32は、予め形成された形状を維持するために構造的に剛性または剛性を有し得る。
In one embodiment, the
一実施例においては、リジダイザ32が、レバーアーム、すなわち後部支持フープ16付近を枢動する手段を形成する。後部支持フープ16は、位置決めおよび安定化構造14にアンカーポイントを提供できるという利点がある。リジダイザ32は、前額支持コネクタ24がユーザの鼻を基準にディスプレイユニット12の位置を昇降できるように、後部支持フープ16のアンカーポイント付近で関節接合し得る。この構成は、ユーザの頭部上でディスプレイユニット12を安定させるためにクランプ圧力の大きさを最小化できるという利点がある。
In one embodiment, a
一実施例においては、側頭アーム26の厚さおよび/または幅が、その長さの少なくとも一部分に沿って変化し得、例えば、側頭アーム26は、接続を容易にし、負荷を分散させるために、その長さ沿いに、より広い部分およびより狭い部分を含み得る。
In one embodiment, the thickness and/or width of the
図示された実施例においては、後部支持構造またはフープ16が、(図6Bの実施例に示す後部支持フープ316のリング状形状と同様の)リング状形状を有するフープの形状になっており、ユーザの頭頂部分など、ユーザの頭部の後部の形状にフィットまたは適合する3次元輪郭曲線を有するように構成されている。後部支持フープ16は、使用時にユーザの頭の頭頂骨に近接するようになっている頭頂部分または頭頂ストラップ部分38と、使用時にユーザの頭の後頭骨に近接するようになっている後頭部分または後頭ストラップ部分40と、を備える。一実施例においては、後頭部分40が、使用時に後頭骨の一部分に沿って、例えば、頸筋が付着する接合部に隣接するか、またはその付近の後頭骨の一部分に沿って配置されるのが好ましく、頭頂部分38が、使用時に前頭面の後方に配置されるのが好ましい。一実施例においては、後頭部分40が、頸筋が後頭骨に付着する接合部のすぐ上の後頭骨の一部分沿いに位置決めされるようになっている。この接合部は、外後頭隆起(EOP)とも称され得る。ただし、ユーザの頭部上における後頭部分40の正確な位置は、使用されているユーザの頭部のサイズおよび形状に応じて変わり得、例えば、後頭部分40は、頸筋が付着する後頭骨の部分に隣接するか、その真上または真下に位置し得る。一実施例においては、後頭部分40が、頸筋が付着する接合部付近の後頭骨の下または下に配置され得る。後部支持フープ16のこのフープ状配置(例えば、円形または卵形または部分的に円形/卵形またはC字形)により、ユーザの頭部の後部または後部隆起のあたりに位置決めおよび安定化構造14が係留され、これにより、ユーザの頭部の前部で重量(すなわち、ディスプレイユニット)を保持するための効果的な支持構造が提供される。後部支持フープ16は、弾性材料から形成され得、その弾性は、フープを伸ばし、後部支持フープ16を所定の位置にしっかりと保持する目的で使用され得る。
In the illustrated embodiment, the rear support structure or
後部支持フープ16は、対向する接続ストラップまたはタブ42をさらに備える。ストラップ42は、調節可能であり、後部支持フープ16とディスプレイユニット12のディスプレイユニットハウジング22との間の距離を変更するように動作する。ストラップ42の各々は、使用時に、それぞれの側頭アーム26のタブ36のアイレット44に通される。それぞれの側頭コネクタ18のタブ36を通る各ストラップ42の長さは、ストラップ42をそれぞれのアイレット44に通して多少引っ張ることによって調節され得る。ストラップ42は、タブ36のアイレット44を通過した後、例えば、快適性およびフィット性(例えば、締め付け)を実現するためのストラップの微調節または極微調節を可能にするフックアンドループ式締結手段を用いて自身に固定され得る。そのため、後部支持フープ16とディスプレイユニットハウジング22との間の距離は、様々な頭部サイズにフィットするように調節され得る。かかる調節可能ストラップ配置により、システムがユーザの頭部に装着されている間に調節することも可能であり、ユーザは、例えば、ストラップ42を引っ張って後方に締め付けることできる。
一実施例においては、後部支持フープ16および/またはストラップ42の厚さおよび/または幅が、その長さの少なくとも一部分に沿って変わり得る。例えば、後部支持ループ16は、側頭アーム26への接続を容易にし、負荷を分散させるために、その長さ沿いに、より広い部分およびより薄い部分、例えばストラップ42に隣接する幅広の部分を含み得る。また、ストラップ42は、それぞれの側頭アーム26のアイレット44に通しやすいように、その自由端沿いでより薄くあり得る。
In one embodiment, the thickness and/or width of the
一実施例においては、後部支持フープ16が、概して垂直方向に配向、すなわち、冠状面に概して平行な垂直面に配置されている。後部支持フープ16のこの配置は、後部支持フープ16をユーザの頭頂部分において適切に配向して、接続ストラップ42によって印加される横方向、すなわち水平の張力を支持し、使用時にユーザの頭部の前でディスプレイユニット12の重量を支える。
In one embodiment, the
後部支持フープ16および接続ストラップ42は、ユーザの頭部の形状に適合させるのを支援するために、弾性および/または織物材料から形成され得る。後部支持フープ16および接続ストラップ42は、例えば、伸長力を提供する。また、ユーザの頭部の後ろにあるかかる弾性材料により、位置決めおよび安定化構造14がユーザの頭部に留まっている間に、誰かと話すためにディスプレイユニット12を移動させてユーザの目から離すなど、ディスプレイユニット12を使用時に持ち上げてユーザの顔から離しやすくなり得る。例えば、支持フープ16は、ネオプレン材料や他の織物発泡体複合材(例えば、外側織物層および内側発泡体層を含む多層構造などの通気性材料)、またはスペーサ布であり得る。織物は、ディスプレイユニット12をユーザの頭部で安定させるための柔らかい支持構造を提供することができ、最大限の快適性を実現するために位置決めおよび安定化構造14がユーザの頭部に対して緩衝できるという利点がある。
The
位置決めおよび安定化構造14の前額支持コネクタ24は、ユーザの頭部の矢状面に概ね沿うかまたは平行に延在するように配置された前額支持ストラップ48を含む。前額支持ストラップ48は、ディスプレイユニットハウジング22の上縁領域21と後部支持フープ16の頭頂部分38との間を接続するようになっている。一実施例においては、ストラップ48を、溶接するなど、頭頂部分38に調節不能に接続することができるとともに、ストラップ48を、調節機構50によってディスプレイユニットハウジング22に調節可能に接続することができる。
The
前額支持ストラップ48は、前額支持コネクタ24の寸法管理ができるように調節可能である。図2Cに最も良好に示すとおり、前額支持ストラップ48の端部またはタブ部54は、使用時に、ディスプレイユニット12の上縁領域21にある前額支持孔52に通される。前額支持ストラップ48は、ディスプレイユニット12の孔52を通過した後に、例えば、快適性およびフィット性(例えば、締め付け)を実現するためのストラップの微調節または極微調節を可能にするフックおよびループ締結手段を用いて自身に固定され得る。一実施例においては、前額支持ストラップ48が、織物発泡体複合材(例えば、外側織物層および内側発泡体層を含む多層構造などの通気性材料)など、後部支持フープ16および/または接続ストラップ42と同様の材料を備え得る。
The forehead support straps 48 are adjustable to allow for dimensional control of the
前額支持コネクタ24は、ディスプレイユニット12の重量を支える。ディスプレイユニット12の上縁領域21と後部支持フープ16の頭頂部分38との間の前額支持ストラップ48の長さは、孔52を通してストラップ48を多少引っ張ることによって調節され得る。そのため、前額支持ストラップ48を、ユーザの顔に対してディスプレイユニット12を傾けるか持ち上げるように調節するなど、ユーザの鼻を基準にディスプレイユニット12の位置を昇降させるよう調節することができる。この調節により、ディスプレイユニットハウジング22をユーザの鼻から離し、顔、鼻、および/または頬に感じられる圧力を緩和することができる。前額支持コネクタ24は、ディスプレイユニット12を、ユーザの頭部上で下方または横方向に摺動しないよう適所に固定する。
一実施例においては、前額支持ストラップ48の厚さおよび/または幅が、その長さの少なくとも一部分に沿って変わり得、例えば、前額支持ストラップ48は、接続を容易にし、負荷を分散させるために、その長さ沿いに、より広い部分およびより薄い部分を含み得る。
In one embodiment, the thickness and/or width of the
一実施例においては、調節機構50が、使用時にユーザの前頭骨領域と接触しないように位置決めされる。
In one embodiment,
代替実施例においては、位置決めおよび安定化構造14が、前額支持コネクタ24/前額支持ストラップ48を含まない。例えば、図4A~図4Cの実施例を参照されたい。
In an alternative embodiment, the positioning and stabilizing
図3A~図3Cは、本技術の第2の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムまたはアセンブリ110用の支持部を示す。図3A~図3Cにおいて、同様の参照番号は図2A~図2Cと同様の部品を示しており、ディスプレイユニット112、ユーザインターフェース構造113、位置決めおよび安定化構造114、後部支持フープ116、側頭コネクタ118、後縁領域120、ディスプレイユニットハウジング122、前額支持コネクタ124、側頭アーム126、頭頂部分138、後頭部分140、接続ストラップ142、前額支持ストラップ148、調節機構150、前額支持孔152、端部154など、100を加えることによって実施例間での区別が可能となる。図3Cを参照すると、前額支持コネクタ124は、前額支持リジダイザ156をさらに備え得る。前額支持リジダイザ156は、ユーザの鼻および頬の上のディスプレイユニット112をさらに安定化および支持すること、すなわち、ユーザの鼻および頬への圧力を緩和することができる。前額支持リジダイザ156は、上縁領域121に接続して、位置決めおよび安定化構造114の寸法調節用に前額支持ストラップ148の端部またはタブ部154を受容するための前額支持孔152の少なくとも一部を形成することができる。図示のとおり、前額支持ストラップ148は、快適性確保および負荷分散のために前額支持リジダイザ156の下に配置される。
3A-3C show a support for a head mounted display system or
いくつかの形態においては、調節機構150が、バイザーを使用時位置から収納位置、すなわち非使用時位置へと容易に持ち上げるための角度調節機構(非図示)をさらに備え得る。
In some forms, the
一実施例においては、システムが、1つ以上の構成要素をディスプレイユニットから位置決めおよび安定化構造へと再分配するように、例えば、重量をディスプレイユニットから位置決めおよび安定化構造へと再分配するような構成および配置され得る。例えば、前額支持リジダイザ156および/または前額支持ストラップ148を使用して、バッテリやハードドライブ記憶装置など、1つ以上の非場所的な必須の電気構成要素を少なくとも部分的に支持し、重量をユーザの頭部の前部から中央寄りの位置へとずらすこと、すなわち、ディスプレイユニットの重量を相殺することができる。代替例では、ディスプレイユニットからの1つまたは複数の構成要素が、重量を再分配するために、後部支持フープ116および/または側頭コネクタ118によって少なくとも部分的に支持され得る。
In one embodiment, the system redistributes one or more components from the display unit to the positioning and stabilizing structure, e.g., to redistribute weight from the display unit to the positioning and stabilizing structure. can be configured and arranged. For example, forehead support rigidizers 156 and/or forehead support straps 148 may be used to at least partially support one or more non-stationary essential electrical components, such as batteries or hard drive storage, and reduce weight. can be shifted from the front of the user's head to a more central position, ie to offset the weight of the display unit. Alternatively, one or more components from the display unit may be at least partially supported by
図4A~図4Cは、本技術の第3の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムまたはアセンブリ210用の支持部を示す。図4A~図4Cにおいて、同様の参照番号は図2A~図2Cと同様の部品を示しており、ディスプレイユニット212、ユーザインターフェース構造213、位置決めおよび安定化構造214、後部支持フープ216、側頭コネクタ218、後縁領域220、ディスプレイユニットハウジング222、側頭アーム226、頭頂部分238、後頭部分240、接続ストラップ242など、200を加えることによって実施例間での区別が可能となる。第3の実施例においては、ヘッドマウントディスプレイアセンブリ210用の支持部が、前額支持部を備えていない。すなわち、ディスプレイユニット212が、位置決めおよび安定化構造214により、前額支持コネクタも前額支持ストラップもなしで支持される。
4A-4C illustrate a support for a head-mounted display system or
図5は、本技術の第4の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムまたはアセンブリ310用の支持部を示す。図5において、同様の参照番号は図2A~図2Cと同様の部分を示しており、ディスプレイユニット312、ユーザインターフェース構造313、位置決めおよび安定化構造314、後部支持フープ316、側頭コネクタ318、ディスプレイユニットハウジング322、前額支持コネクタ324、側頭アーム326、リジダイザ332、頭頂部分338、後頭部分340、前額支持ストラップ348など、300を加えることによって実施例間での区別が可能となる。第4の実施例においては、ヘッドマウントディスプレイシステム310用の支持部が、対向側頭コネクタ318を備え、その各々が、伸長リジダイザ358を有する側頭アーム326を有する。各伸長リジダイザ358は、使用時にディスプレイユニット312の支持を強化するために、それぞれの側頭アーム326から後部支持フープ316まで伸長し得る。各伸長リジダイザ358は、後部支持フープ316の一部分に沿って延在し得、頭頂部分338および後頭部分340の一方または両方の内部にまで延在し得る。例えば、各伸長リジダイザ358は、頭頂部分338および後頭部分340の両方の内部にまで延在する、図5に示すようなY字形状を備え得る。代替として、各伸長リジダイザ358は、頭頂部分338および後頭部分340のうちの一方の内部までのみ延在し得、例えば、下記の図6Aに示すように後頭部分340沿いにのみ延在し得る。図5の実施例においては、リジダイザ358の伸長アームの頭頂部分および後頭部分が、後部支持フープ316のそれぞれの部分を支持するために、ユーザの頭部の頭頂骨および後頭骨に対して近位に位置決めされた後部支持フープ316の頭頂部分338および後頭部分340に沿って設けられている。
FIG. 5 shows a support for a head-mounted display system or
伸長リジダイザ358は、側頭コネクタ318の長さを増やして、後部支持フープ316付近に生成されるレバーアームモーメントを増やす。第1の実施例と第2の実施例と比較すると、使用時に、大きい方のレバーアームが、慣性モーメントをユーザの頭部のさらに後方へと延ばす。こうして、ディスプレイユニット312を支持するために前額支持コネクタ324に印加される張力を低減することにより、ユーザに提供する快適性を高めることができる。
The extension rigidizer 358 increases the length of the
加えて、リジダイザ358の伸長したアームが、ディスプレイユニット312の重量と、位置決めおよび安定化構造314において誘発された張力によって印加される締結力と、を受けて、ユーザの頭部でさらに均一に圧力が分散し得る。
Additionally, the elongated arms of the
リジダイザ358の伸長したアームは、前額支持コネクタ324に張力を印加するときに、位置決めおよび安定化構造314の後部支持フープ316がユーザの頭部で垂直上方に移動するのを防ぐのに役立つ。リジダイザ358の伸長したアームは、ユーザの頭部の対応後頭骨に沿って(例えば、頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿って)、後部支持フープ316の後頭部分340をより効果的に固定することができる。
The elongated arms of the
図6A~図6Cは、図5の第4の実施例の変形例を示す。この実施例においては、側頭アーム326の各々が、付勢された伸長リジダイザ360を備える。各々の付勢された伸長リジダイザ360は、使用時に、それぞれの側頭アーム326から後部支持フープ316の後頭部分340まで、すなわち、概してJ字形態となるように伸長して、ディスプレイユニット312の支持を強化し得る。
6A-6C show a variant of the fourth embodiment of FIG. In this embodiment, each of the
付勢された伸長リジダイザ360は、位置決めおよび安定化構造314をしっかりと係留するために、後頭骨の一部分に沿って、例えば、頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する後頭骨の一部分に沿って伸長し、ユーザの鼻および頬の上方でディスプレイユニット312を支持するようになっている。
A biased
図6Aおよび図6Bに最も良好に示すとおり、後頭および側頭調節機構362、364が、側頭アーム326および付勢された伸長リジダイザ360に設けられ得る。中間調節機構362は、付勢された伸長リジダイザ360の対向アーム間の後頭部分の中間領域付近に取り付けることができる。一実施例においては、中間調節機構362が、付勢された伸長リジダイザ360の対向アームのそれぞれの後方端368の対向孔363に通されるストラップの形態であり得る(図6Bを参照)。リジダイザ360の対向アーム間の距離は、孔363を通してストラップ362を多少引っ張ることによって制御することができる。
As best shown in FIGS. 6A and 6B, occipital and
側頭調節機構364は、ユーザの頭部の側頭領域に沿って側頭アーム326上に配置することができる。側頭調節機構364は調節可能であり、付勢された伸長リジダイザ360とディスプレイユニットハウジング322との間の距離を変えるように動作可能である。
The
上記のヘッドマウントディスプレイシステムは、快適性、フィット範囲、使いやすさ、システムアーキテクチャ、医療環境での使用性、および製造可能性を高めるような構成および配置された本技術の代替例となる。 The head-mounted display system described above represents an alternative to the present technology constructed and arranged to enhance comfort, fit range, ease of use, system architecture, usability in the medical environment, and manufacturability.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、長時間の使用による顔に紋痕や痛みを最小限に抑えて快適性を高める。例えば、快適性は、不快になりやすい領域への負荷を回避または最小化し、その負荷を快適に取り除ける領域に再分散させること、例えば、鼻梁および鼻の側面への負荷を回避または最小化し、その負荷を頭部の上部および/または後部へと印加または再分散させることにより、負荷がすべての接触面上で最適化される広域負荷分散を提供することによって達成され得る。快適性は、接触が不可避である顔の領域における設計および材料選択によって負荷が均等に分散する局所的負荷分散を提供することによっても達成され得、例えば、眼の周辺の接触点は、負荷を均等に分散させ、痛点/顔の紋痕を回避する適合材料を備え得る。加えて、システム全体の重量が少ない方が、システムを正しい構成で位置付け、維持するための張力が小さいことから、快適性は、重量を最小限に抑えることによっても達成され得る。この点に関して、本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、フィット範囲、快適性、および正しい構成を達成するための最低限の設計(例えば、ロープロファイル)、例えば、堅牢かつ軽量の材料の機能および使用を達成するために構成要素のサイズおよび数を最小化するように最適化された構成要素を提供する。 A head-mounted display system according to embodiments of the present technology enhances comfort by minimizing facial markings and pain from prolonged use. Comfort, for example, involves avoiding or minimizing loading on areas prone to discomfort and redistributing that loading to areas that can be comfortably removed, e.g., avoiding or minimizing loading on the bridge and sides of the nose, By applying or redistributing the load to the top and/or rear of the head, this can be achieved by providing a wide area load distribution in which the load is optimized over all contact surfaces. Comfort can also be achieved by providing localized load distribution where the load is evenly distributed through design and material selection in areas of the face where contact is unavoidable, e.g. It may have a conforming material that is evenly distributed and avoids pain points/facial marks. In addition, comfort may also be achieved by minimizing weight, since the lower overall system weight requires less tension to position and maintain the system in the correct configuration. In this regard, a head-mounted display system according to embodiments of the present technology may be of minimal design (e.g., low profile) to achieve fit range, comfort, and correct configuration, e.g. Provide optimized components to minimize component size and number to achieve function and use.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、快適性、使いやすさ、およびコストを犠牲にすることなく、フィット範囲または全体的なフィット性を高める。フィット範囲は、例えば、幾何学的形状および材料の選択ならびに調節機構で以て調節可能性を提供することによって達成され得る。位置決めおよび安定化構造の構成要素は、所望の力対変位を提供するように設計され得るとともに、そのように材料が選択され得、例えば、ストラップは、所定の力の下で所望の長さに伸長し得る。位置決めおよび安定化構造および関連するストラップのサイズを手動で調節および設定することができ、構成要素についても、ストラップの片手調節や、磁気クリップの代替使用による接続など、使いやすさを最大限に高めながらサイズを最小化できるなど、調節機構は単純性を提供する。また、調節機構は、最適な材料および最小限の構成要素で以て、調節機構の嵩を低減する最小限のサイズおよび重量を提供する。さらに、所望される市場の最適な人体計測範囲に調節範囲がフィットするように設計され得る人体計測により、フィット範囲の拡大が達成され得る。 A head-mounted display system according to embodiments of the present technology enhances fit range or overall fit without sacrificing comfort, ease of use, and cost. A fit range can be achieved, for example, by providing adjustability with geometry and material selection and adjustment mechanisms. The components of the positioning and stabilizing structure can be designed and materials selected to provide the desired force versus displacement, e.g. can be extended. Positioning and stabilizing structures and associated strap sizes can be manually adjusted and set, and components have been optimized for maximum ease of use, including one-handed adjustment of straps and connection through the alternative use of magnetic clips. The adjustment mechanism offers simplicity, such as minimizing size while Also, the adjustment mechanism provides a minimum size and weight that reduces the bulk of the adjustment mechanism with optimum materials and minimal components. Further, an increased fit range may be achieved with anthropometry, where the adjustment range may be designed to fit the desired market optimum anthropometric range.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、手間のかからないシンプルなセットアップソリューションと器用性しきい値の低いソリューションとを用いて使い勝手を高める。例えば、手間のかからないセットアップは、伸縮性材料を含む自己調節ソリューション、または何度か微調整するだけで正確なフィット感が得られ得る単純な機械的作動で以て達成され得る。また、このシステムは、例えば、調節を誘導するための機構(例えば、磁石)および調節を設定するための係止機構(例えば、クリップ)など、使い勝手を高める(すなわち、set and forget(設定後は操作不要))ための調節および係止ソリューションを含み得る。さらに、このシステムは、不器用なユーザおよび/または最低限の視力しかないユーザが着用したときに調節できるように、使いやすさを提供する。 A head-mounted display system in accordance with embodiments of the present technology enhances usability with a simple low-effort setup solution and a low dexterity threshold solution. Effortless set-up can be achieved, for example, with self-adjusting solutions that include stretchable materials, or simple mechanical actuation that allows a precise fit to be obtained with only a few fine adjustments. The system also provides ease of use (i.e., set and forget), for example, mechanisms for guiding adjustments (e.g., magnets) and locking mechanisms for setting adjustments (e.g., clips). No manipulation required)) adjustment and locking solutions. Additionally, the system provides ease of use as it can be adjusted when worn by users with clumsiness and/or users with minimal vision.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、快適性、フィット範囲、および使い勝手を最大限に高めつつコストを最小限に抑えられるよう、構成要素の位置を最適化する強化されたシステムアーキテクチャを提供する。例えば、このシステムは、電気的および/または機械的構成要素が快適性の観点から理想的な箇所に位置付けられる優れた重量配分を提供し得る。このシステムはまた、電気構成要素、顔接触クッション、ストラップ、および/またはイヤホンを嗜好に基づいて選択できるなど、ユーザの嗜好に基づいて構成要素を選択またはアップグレードできるように、モジュール性も備え得る。 A head-mounted display system according to embodiments of the present technology has an enhanced system architecture that optimizes component locations to maximize comfort, fit range, and usability while minimizing cost. offer. For example, the system may provide excellent weight distribution with electrical and/or mechanical components being ideally positioned from a comfort standpoint. The system may also provide modularity so that components can be selected or upgraded based on user preferences, such as electrical components, face-contacting cushions, straps, and/or earbuds can be selected based on preference.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、医療環境における使用性を高める。例えば、このシステムは、医療環境における再利用のために洗浄可能であり、かつ/または生体適合性要件に合格した選択材料に対して生体適合性を有し得、かつ/またはそれらの選択材料で洗浄可能であり得る。 A head-mounted display system according to embodiments of the present technology enhances usability in a medical environment. For example, the system may be washable for reuse in a medical environment and/or biocompatible with selected materials that pass biocompatibility requirements and/or It may be washable.
本技術の実施例に係るヘッドマウントディスプレイシステムは、高品質および機能性を維持しながら、低コストで大量生産可能なソリューションを提供することによって、製造可能性を高める。 A head-mounted display system according to embodiments of the present technology enhances manufacturability by providing a low-cost, mass-manufacturable solution while maintaining high quality and functionality.
下記の特許請求の範囲および本技術の実施例に関する上記の説明においては、文脈が表現言語または必要な含意を理由に別様に要求する場合を除き、「備える(comprise)」という語または「備えている(comprising)」などの変形は、包括的な意味で、すなわち、述べられた特徴の存在を指定する目的で使用されるが、本技術の種々の実施例におけるさらなる特徴の存在または追加を排除するものではない。 In the claims below and the above description of embodiments of the technology, the word "comprise" or "comprise" is used unless the context dictates otherwise because of the language of expression or the necessary connotation. Variants such as "comprising" are used in an inclusive sense, i.e., to specify the presence of the stated feature, but not the presence or addition of further features in various embodiments of the technology. not excluded.
本明細書中の技術について、特定の実施例を参照して述べてきたが、これらの実施例は本技術の原理および用途を例示したものに過ぎないことが理解されるべきである。いくつかの場合において、用語および記号は、本技術の実施に不要な特定の詳細を示し得る。例えば、「第1の」および「第2の」(など)という用語が用いられるが、他に明記無き限り、これらの用語は任意の順序を示すことを意図しておらず、別個の要素または実施例を区別するために用いられる。さらに、本方法におけるプロセスステップについての記載または例示を順序付けて述べる場合があるが、このような順序は不要である。当業者であれば、このような順序が変更可能でありかつ/またはその態様を同時にまたはさらに同期的に行うことが可能であることを認識する。 Although the technology herein has been described with reference to particular examples, it is to be understood that these examples are only illustrative of the principles and applications of the technology. In some cases, the terminology and symbols may indicate specific details that are not necessary for the practice of the technology. For example, although the terms "first" and "second" (etc.) are used, unless specified otherwise, these terms are not intended to imply any order, separate elements or Used to distinguish between examples. Further, although the description or illustration of process steps in the method may be presented in order, such order is not required. Those skilled in the art will recognize that such order can be changed and/or aspects thereof can be performed concurrently or even synchronously.
よって、本技術の意図および範囲から逸脱することなく、例示的な実施例において多数の変更例が可能であり、また、他の配置構成が考案され得ることが理解されるべきである。 Thus, it should be understood that many modifications may be made in the illustrative embodiments and other arrangements may be devised without departing from the spirit and scope of the technology.
ヘッドマウントディスプレイシステム 10
ディスプレイユニット 12
ユーザインターフェース構造 13
位置決めおよび安定化構造 14
後部支持フープ 16
側頭コネクタ 18
後縁領域 20
上縁領域 21
ディスプレイユニットハウジング 22
前額支持コネクタ 24
側頭アーム 26
前方端 28
後方端 30
リジダイザ 32
織物構成要素 34
顔接触面 35
タブ 36
頭頂部位 38
後頭部位 40
接続ストラップ 42
アイレット 44
調節機構 50
前額支持穴 52
タブ部 54
ヘッドマウントディスプレイシステム 110
ディスプレイユニット 112
ユーザインターフェース構造 113
位置決めおよび安定化構造 114
後部支持フープ 116
側頭コネクタ 118
後縁領域 120
上縁領域 121
ディスプレイユニットハウジング 122
前額支持コネクタ 124
側頭アーム 126
頭頂部位 138
後頭部位 140
接続ストラップ 142
前額支持ストラップ 148
調節機構 150
前額支持穴 152
タブ部 154
前額支持リジダイザ 156
ヘッドマウントディスプレイシステム 210
ディスプレイユニット 212
ユーザインターフェース構造 213
位置決めおよび安定化構造 214
後部支持フープ 216
側頭コネクタ 218
後縁領域 220
ディスプレイユニットハウジング 222
側頭アーム 226
頭頂部位 238
後頭部位 240
接続ストラップ 242
ヘッドマウントディスプレイシステム 310
ディスプレイユニット 312
ユーザインターフェース構造 313
位置決めおよび安定化構造 314
後部支持フープ 316
側頭コネクタ 318
側頭コネクタ 318
ディスプレイユニットハウジング 322
前額支持コネクタ 324
側頭アーム 326
リジダイザ 332
頭頂部位 338
後頭部位 340
前額支持ストラップ 348
伸長リジダイザ 358
付勢された伸長リジダイザ 360
中間調節機構 362
穴 363
側頭調節機構 364
後方端 368
head mounted
Positioning and stabilizing
trailing
face
connecting
head mounted
Positioning and stabilizing
trailing
connecting
head mounted
Positioning and stabilizing
trailing
temporal arm 226
connecting
head mounted
Positioning and stabilizing
Claims (47)
ヘッドマウントディスプレイユニットと、
使用時に前記ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するような構成および配置された位置決めおよび安定化構造と、を備え、
前記位置決めおよび安定化構造が、
ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、
前記後部支持構造を前記ヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を備え、
前記後部支持構造が、使用時に頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する前記後頭骨の一部分に沿って前記ユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を備えるフープの形状になっている、ヘッドマウントディスプレイシステム。 A head-mounted display system,
a head-mounted display unit;
a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position over a user's face when in use;
said positioning and stabilizing structure comprising:
a rear support structure adapted to contact the rear region of the user's head;
at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head mounted display unit;
the posterior support structure comprising an occipital portion constructed and arranged to engage the user's head along a portion of the occipital bone adjacent to the junction where the neck muscles attach to the occipital bone in use; Shaped, head-mounted display system.
ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、
前記後部支持構造を前記ヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された少なくとも1つのコネクタと、を備える、位置決めおよび安定化構造。
前記後部支持構造が、使用時に頸筋が後頭骨に付着する接合部に隣接する前記後頭骨の一部分に沿って前記ユーザの頭部に係合するように構成および配置された後頭部分を備えるフープの形状になっている、位置決めおよび安定化構造。 A positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face, comprising:
a rear support structure adapted to contact the rear region of the user's head;
at least one connector constructed and arranged to interconnect the rear support structure to the head mounted display unit.
the posterior support structure comprising an occipital portion constructed and arranged to engage the user's head along a portion of the occipital bone adjacent to the junction where the neck muscles attach to the occipital bone in use; A positioning and stabilizing structure that is shaped.
ヘッドマウントディスプレイユニットと、
使用時に前記ヘッドマウントディスプレイユニットをユーザの顔の上の動作位置に保持するような構成および配置された位置決めおよび安定化構造と、を備え、
前記位置決めおよび安定化構造が、
ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、
前記後部支持構造を前記ヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された対向側頭コネクタとを備え、前記対向側頭コネクタが、前記ユーザの頭部の両側に配置され、前記ユーザの頭部の側頭領域に沿って延在するようになっており、
少なくとも前記後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を含む、ヘッドマウントディスプレイシステム。 A head-mounted display system,
a head-mounted display unit;
a positioning and stabilizing structure constructed and arranged to hold the head-mounted display unit in an operational position over a user's face when in use;
said positioning and stabilizing structure comprising:
a rear support structure adapted to contact the rear region of the user's head;
opposing temporal connectors configured and arranged to interconnect the posterior support structure to the head-mounted display unit, the opposing temporal connectors being positioned on either side of the user's head; adapted to extend along the temporal region of the head,
A head-mounted display system, wherein at least the rear support structure comprises a woven material configured to conform to a rear region of a user's head.
ユーザの頭部の後部領域に接触するようになっている後部支持構造と、
前記後部支持構造を前記ヘッドマウントディスプレイユニットに相互接続するような構成および配置された対向側頭コネクタとを備え、前記対向側頭コネクタが、前記ユーザの頭部の両側に配置され、前記ユーザの頭部の側頭領域に沿って延在するようになっており、
少なくとも前記後部支持構造は、ユーザの頭部の後部領域に適合するように構成された織物材料を含む、位置決めおよび安定化構造。 A positioning and stabilizing structure for holding a head-mounted display unit in an operational position on a user's face, comprising:
a rear support structure adapted to contact the rear region of the user's head;
opposing temporal connectors configured and arranged to interconnect the posterior support structure to the head-mounted display unit, the opposing temporal connectors being positioned on either side of the user's head; adapted to extend along the temporal region of the head,
A positioning and stabilizing structure, wherein at least said rear support structure comprises a woven material configured to conform to the rear region of a user's head.
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