TW202349065A - 頭戴式顯示系統以及定位和穩定結構 - Google Patents
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Abstract
一種頭戴式顯示系統,包括:一種頭戴式顯示單元,包括:包括顯示器的顯示單元殼體;以及介面結構,所述介面結構連接到顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的可操作位置,定位和穩定結構包括:成對的臂,所述成對的臂在使用中連接到顯示單元殼體的相應側向側面,臂基本上是剛性的並且構造和佈置為在使用中在用戶頭部的相應側向側面上從顯示單元殼體向後突出,每個臂的後部包括上臂連接部和下臂連接部;頂帶部,所述頂帶部構造和佈置為在成對的臂的每個上臂連接部與頭戴式顯示單元之間連接;以及枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中連接在下臂連接部之間並接合用戶頭部的在使用者頭部的枕骨區域上方或下方的部分。
Description
本技術總體上涉及頭戴式顯示器、定位和穩定結構、使用者介面結構,以及在頭戴式顯示器中使用的其他部件,包括顯示單元和定位和穩定結構、介面結構和/或部件的相關聯的頭戴式顯示器元件和系統,以及方法。本技術在沉浸式現實頭戴式顯示器的使用中得到具體應用,並且在此語境中進行描述。應當理解,本技術可以具有更廣泛的應用,並且可以用於任何類型的頭戴式顯示佈置,包括但不限於虛擬實境顯示器、增強現實顯示器和/或混合現實顯示器。
2.2相關技術的描述
應當理解,如果在本文中提及任何現有技術,則這種引用不構成承認現有技術在澳大利亞或任何其他國家形成本領域公知常識的一部分。
2.2.1沉浸技術
沉浸技術是指試圖通過創建周圍的感官感覺從而創建沉浸感來通過數位或虛擬環境的方式複製或擴充物理環境的技術。
具體地,沉浸技術提供使用者視覺沉浸,並創建虛擬物件和/或虛擬環境。沉浸技術還可以為其他五個感覺中的至少一個提供沉浸。
2.2.2虛擬實境
虛擬實境(VR)是呈現給使用者的電腦生成的三維圖像或環境。換言之,環境可以是完全虛擬的。具體地,使用者觀察電子螢幕以觀察虛擬環境中的虛擬或電腦生成的圖像。由於所創建的環境是完全虛擬的,所以用戶可能被阻止和/或妨礙與其物理環境進行交互(例如他們可能無法聽到和/或看到他們當前所處的物理環境中的物理物件)。
電子螢幕可以支撐在使用者的視線中(例如安裝到用戶頭部)。當觀察電子螢幕時,由電子螢幕輸出並由使用者觀察的視覺回饋可以產生用於類比實際環境的虛擬環境。例如用戶能夠通過樞轉其頭部或其整個身體來環視(例如360°),並且與使用者通過電子螢幕可觀察到的虛擬對象交互。這可向用戶提供沉浸體驗,其中虛擬環境向用戶的五個感覺中的至少一個提供刺激,並在使用者使用VR裝置時替換物理環境的相應刺激。典型地,刺激至少涉及使用者的視覺(即因為他們正在觀看電子螢幕),但是也可以包括其他感覺。電子螢幕通常被安裝到使用者頭部,使得它們可以定位在用戶的眼睛附近,這允許用戶容易地觀察虛擬環境。
除了視覺回饋之外,VR裝置還可以產生其他形式的回饋。例如VR裝置可以包括和/或連接到揚聲器,以便提供聽覺回饋。VR設備還可以包括觸覺回饋(例如以觸覺回應的形式),其可以對應於視覺和/或聽覺回饋。這可以創建更沉浸的虛擬環境,因為用戶接收對應於多於一個用戶感覺的刺激。
當使用VR設備時,使用者可能希望限制或阻斷環境刺激。例如用戶可能希望避免看見和/或聽到周圍環境,以便更好地處理來自虛擬環境中的VR裝置的刺激。因此,VR裝置可以限制和/或防止用戶的眼睛接收環境光。在一些示例中,這可以通過提供抵靠用戶面部的密封來實現。在一些示例中,護罩可佈置為接近(例如接觸或緊密接觸)用戶的面部,但可不密封用戶的面部。在任一示例中,環境光可能不會到達用戶的眼睛,使得用戶可觀察到的光僅來自電子螢幕。
在其他示例中,VR設備可以限制和/或防止用戶的耳朵聽到環境雜訊。在一些示例中,這可以通過向用戶提供耳機(例如雜訊消除耳機)來實現,耳機可以從VR設備輸出聲音和/或限制使用者聽到來自其物理環境的雜訊。在一些例子中,VR裝置可以以足以限制使用者聽到環境雜訊的音量輸出聲音。
在任何示例中,用戶可能不希望被過度刺激(例如被其物理環境和虛擬環境兩者)。因此,阻止和/或限制周圍環境刺激用戶有助於用戶聚焦在虛擬環境上,而不會從周圍環境中分散注意力。
下面描述不同類型的VR裝置。通常,單個VR裝置可以包括至少兩種不同的分類。例如VR裝置可以根據其便攜性以及顯示單元如何聯接到介面的其餘部分來分類。所述分類可以是獨立的,使得一個組中的分類(例如單元的便攜性)不預先確定到另一組中的分類。還可以有附加的類別來對VR設備進行分類,下面沒有明確列出。
2.2.2.1 可攜帶性
2.2.2.1.1 固定單元
在一些形式中,VR裝置可與單獨的裝置(如電腦或視頻遊戲控制台)結合使用。這種類型的VR裝置可以是固定的,因為在沒有電腦或視頻遊戲控制台的情況下不能使用它,因此可以使用它的位置是有限的(例如通過電腦或視頻遊戲控制台的位置)。
由於VR裝置可與電腦或視頻遊戲控制台結合使用,VR裝置可連接到電腦或視頻遊戲控制台。例如電線可以將兩個系統系在一起。這可以進一步“固定”VR裝置的位置,因為佩戴VR裝置的使用者不能從電腦或視頻遊戲控制台移動得比電線的長度更遠。在其他示例中,VR設備可以無線連接(例如經由藍牙、wi-fi等),但是仍然可以通過無線信號強度相對固定。
到電腦或視頻遊戲控制台的連接可以向VR裝置提供控制功能。控制器可進行通信(即通過有線連接件或無線地通信)以説明操作VR裝置。在固定單元VR設備的示例中,所述控制可能是操作顯示幕所必需的,並且在沒有到電腦或視頻遊戲控制台的連接的情況下,VR設備可能不可操作。
在一些形式中,電腦或視頻遊戲控制台可以向VR裝置提供電力,使得使用者不需要在他們的頭上支撐電池。這可以使VR裝置佩戴起來更舒適,因為使用者不需要支撐電池的重量。
使用者還可以至少部分地通過VR設備接收來自電腦或視頻遊戲控制台的輸出,這與通過電視或監視器相反,電視或監視器可以在使用電腦或視頻遊戲控制台(例如玩視頻遊戲)時為使用者提供更加沉浸的體驗。換言之,VR裝置的顯示輸出可以基本上與電腦監視器或電視的輸出相同。輸出所述圖像所需的一些控制器和/或感測器可容納在電腦或視頻遊戲控制台中,這可進一步減小使用者需要支撐在其身體上的重量。
在一些形式中,運動感測器可遠離VR裝置定位,並連接到電腦或視頻遊戲控制台。例如至少一個攝像機可以面向用戶,以便跟蹤用戶頭部的運動。由攝像機記錄的資料的處理可以由電腦或視頻遊戲控制台在發送到VR裝置之前完成。雖然這可有助於VR裝置的重量減輕,但它還可進一步限制VR裝置可用於何處。換言之,VR裝置必須在攝像機的視線內。
2.2.2.1.2可擕式單元
在一些形式中,VR裝置可以是獨立的單元,其包括電源和感測器,使得VR裝置不需要連接到電腦或視頻遊戲控制台。這為用戶提供了更多的使用和移動自由。例如使用者不限於在電腦或視頻遊戲控制台附近使用VR設備,並且可以在戶外或在不包括電腦或電視的其他環境中使用VR設備。
由於VR裝置在使用中沒有連接到電腦或視頻遊戲控制台,所以要求VR裝置支援所有必需的電子部件。這包括電池、感測器和處理器。所述部件增加了VR裝置的重量,使用者必須將其支撐在他們的身體上。可能需要適當的重量分佈,使得所述增加的重量不會增加佩戴VR裝置的使用者的不適。
在一些形式中,VR裝置的電子部件包含在單個殼體中,在使用中,所述殼體可以直接設置在用戶面部的前面。這種結構可以稱為“磚”。在這種結構中,沒有定位和穩定結構的VR裝置的重心直接在使用者面部的前面。為了對抗由重力產生的力矩,連接到磚結構的定位和穩定結構必須提供被引導到用戶面部的力,例如由頭帶中的張力產生的力。雖然磚結構對於製造可能是有益的(例如因為所有電氣部件都非常接近)並且可以允許定位和穩定結構的可互換性(例如因為它們不包括電連接),但是保持VR裝置的位置所需的力(例如頭帶中的張力)對於用戶可能是不舒服的。具體地,VR裝置可能會深入使用者的臉部,導致用戶皮膚上的刺激和標記。當用戶頭部在其面部上接收來自顯示器殼體的力並且在其頭部的後部接收來自頭帽的力時,力的組合可以感覺像“夾緊”。這使得使用者更不可能佩戴VR裝置。
由於VR和其他混合現實設備可以以涉及使用者頭部和/或其整個身體的劇烈運動的方式使用(例如在遊戲期間),所以可能存在傾向於破壞設備在使用者頭部上的位置的顯著的力/力矩。簡單地迫使裝置更緊密地靠在用戶頭部上以承受大的斷裂力可能是不可接受的,因為這對於用戶來說可能是不舒適的或者僅在短時間後變得不舒適。
在一些形式中,電部件可以在整個VR裝置中間隔開,而不是完全在用戶面部的前面。例如一些電氣部件(例如電池)可以設置在定位和穩定結構上,特別是在後部接觸部分上。這樣,電池(或其他電子部件)的重量可產生指向與VR裝置的其餘部分(例如顯示器)產生的力矩相反方向的力矩。因此,定位和穩定結構施加較低的夾緊力可能就足夠了,這又對用戶的面部產生較低的力(例如其皮膚上較少的痕跡)。然而,在一些這樣的現有裝置中,由於電連接、清潔和/或更換定位和穩定結構可能更加困難。
在一些形式中,將電部件間隔開可以包括將一些電部件定位成與VR裝置的其餘部分分開。例如電池和/或處理器可以電連接,但與VR裝置的其餘部分分開攜帶。與上述“固定單元”不同,電池和/或處理器連同VR裝置的其餘部分可以是可擕式的。例如電池和/或處理器可以攜帶在用戶的皮帶上或用戶的口袋中。這可以提供減少用戶頭部重量的益處,但不會提供抵消力矩。由於由頭部支撐的總重量較小,因此由定位和穩定結構提供的張力仍然可以小於“磚”結構。
2.2.2.2顯示器連接
2.2.2.2.1集成顯示幕
在一些形式中,顯示幕是VR裝置的整體件,並且通常不能從VR裝置的其餘部分拆卸或移除。
顯示幕可以固定在殼體內,並防止損壞。例如顯示幕可以完全被殼體覆蓋,這可以減少劃痕的發生。另外,將顯示幕與VR裝置的其餘部分集成避免了顯示幕丟失的發生。
在這些形式中,顯示幕純粹用作沉浸技術顯示器。絕大多數“固定單元”將包括集成顯示幕。“可擕式單元”可以包括集成顯示幕,或者可以包括可移動顯示幕(下面描述)。
2.2.2.2.2可移動顯示幕
在一些形式中,顯示幕是可從VR裝置中取出並單獨使用的單獨結構。
在一些形式中,可擕式電子設備(例如蜂窩電話)可以選擇性地插入VR設備的殼體中。可擕式電子設備可以包括大多數或所有感測器和/或處理器,並且可以通過可下載的應用程式來創建虛擬環境。
可擕式電子設備通常重量輕,並且可能不需要定位和穩定結構來向使用者頭部施加大的力。
2.2.3 增強現實
在一些形式中,增強現實(AR)是呈現給使用者的電腦生成的三維圖像或環境。
雖然類似於VR,但是AR的不同之處在於,結合使用者的物理環境來觀察至少部分地由電子螢幕創建的虛擬環境。換言之,AR創建虛擬物件以便用虛擬環境的元素來改變和/或增強使用者的物理環境。AR的結果是包括物理和虛擬物件的組合環境,因此是物理和虛擬的環境。
例如由電子螢幕創建的圖像可以被覆蓋到使用者的物理環境中。僅呈現給使用者的AR組合環境的一部分包括虛擬物件。因此,使用者可能希望在使用AR設備時繼續從其物理環境接收環境刺激(例如為了繼續觀察組合環境的物理或非虛擬部件)。
由於AR可與使用者的物理環境一起使用,所以AR裝置可不電連接或以其他方式拴繫到電腦或視頻遊戲控制台。替代地,AR裝置可以包括電池或其他電源。這可以為用戶提供最大的移動自由度,使得他們可以在使用AR裝置的同時探索各種物理環境。
VR和AR之間的這種關鍵差異可能導致不同類型的可佩戴電子螢幕。如上所述,VR裝置的使用者可能希望阻擋環境光,因此電子螢幕的殼體可以是不透明的,以便限制或防止環境光到達用戶。然而,AR設備的使用者可能想要看到與其實際環境混合的虛擬環境。AR設備中的電子螢幕可以類似地被支撐在用戶眼睛的前方,但是AR設備中的螢幕可以是透明的或半透明的,並且螢幕可以不由不透明殼體支撐(或者不透明材料可以基本上不遮擋使用者的視線)。這可以允許用戶繼續接收周圍環境刺激,其中虛擬環境同時存在。儘管如此,一些不具有用戶可通過其看到其現實世界環境的透明螢幕的VR裝置可通過從使用者的視角(例如利用顯示器殼體上的相機)獲取用戶的現實世界環境的即時視頻並將其顯示在顯示幕幕上來配置用於AR。
另外,使用AR裝置的人可比使用VR裝置的人移動得更多(例如因為AR使用者可看見其物理環境和/或未被拴系到電腦或視頻遊戲控制台)。因此,使用AR裝置的人可能希望長時間佩戴所述裝置,同時還四處移動(例如行走、跑步、騎自行車等)。在AR裝置上包括諸如電池的部件可能使得AR裝置對於使用者頭部和/或頸部不舒服,並且可能阻礙使用者長時間佩戴AR裝置。
2.2.4 混合現實
混合現實(MR)類似於AR,但是可能更沉浸,因為MR設備可以向使用者提供比AR設備更多的方式來與虛擬物件或環境交互。MR中的虛擬實境還可以與使用者的物理環境重疊和/或混合。然而,與AR不同,用戶能夠與類似於VR中發生的虛擬環境交互。換言之,相對於AR可以在物理環境中僅呈現電腦生成的圖像,MR可以向使用者呈現相同或類似的電腦生成的圖像,但是允許與物理環境中的圖像交互(例如使用手“抓取”虛擬產生的物件)。因此,虛擬環境可以進一步與物理環境合併,使得組合環境更好地複製實際環境。
2.2.5 頭戴式顯示介面
頭戴式顯示介面使使用者能夠具有虛擬環境的沉浸體驗並且在諸如通信、訓練、醫療和手術實踐、工程和視頻遊戲的領域中具有廣泛的應用。
不同的頭戴式顯示介面可以各自提供不同的沉浸水準。例如一些頭戴式顯示介面可以向使用者提供完全沉浸體驗。完全沉浸體驗的一個示例是虛擬實境(VR)。頭戴式顯示介面還可提供與使用AR裝置一致的部分沉浸。
VR頭戴式顯示介面通常被提供為包括顯示單元的系統,所述顯示單元佈置為保持在使用者面部前面的操作位置。顯示單元通常包括包含顯示器和使用者介面結構的殼體,所述使用者介面結構構造和佈置為與用戶面部相對。使用者介面結構可圍繞顯示器延伸,並與殼體一起限定顯示器的觀看開口。使用者介面結構可以與面部接合並且包括用於用戶舒適度的襯墊,和/或可以是光密封的以阻擋來自顯示器的環境光。頭戴式顯示系統還包括定位和穩定結構,定位和穩定結構設置在使用者頭部上以將顯示單元保持在適當位置。
其他頭戴式顯示介面可提供小於總沉浸體驗的體驗。換言之,使用者可以體驗他們的物理環境以及虛擬環境的元素。小於總沉浸體驗的示例是增強現實(AR)和混合現實(MR)。
AR和/或MR頭戴式顯示介面通常還被提供為包括顯示單元的系統,所述顯示單元佈置為保持在使用者面部前面的操作位置中。同樣地,顯示單元通常包括包含顯示器和使用者介面結構的殼體,所述使用者介面結構構造和佈置為與用戶面部相對。AR和/或MR頭戴式顯示器的頭戴式顯示系統也類似於VR,因為其還包括定位和穩定結構,所述定位和穩定結構設置在使用者頭部上以將顯示單元保持在適當位置。然而,AR和/或MR頭戴式顯示器不包括完全密封來自顯示器的環境光的襯墊,因為所述小於完全沉浸的體驗需要物理環境的元素。相反,增強和/或混合的頭戴式顯示器允許用戶看到與虛擬環境結合的物理環境。
在任何類型的沉浸技術中,重要的是頭戴式顯示介面是舒適的,以便允許用戶長時間佩戴頭戴式顯示器。另外,重要的是顯示器能夠提供具有變化的用戶頭部位置和/或方向的變化的圖像,以便創建與完全物理的環境類似或複製完全物理的環境,無論是部分虛擬的還是完全虛擬的。
2.2.5.1介面結構
頭戴式顯示器可以包括使用者介面結構。由於其與使用者的面部直接接觸,因此介面部分的形狀和構造可直接影響顯示單元的有效性和舒適度。
使用者介面結構的設計提出了許多挑戰。所述表面具有複雜的三維形狀。鼻子和頭部的尺寸和形狀在個體之間有很大不同。由於頭部包括骨、軟骨和軟組織,面部的不同區域對機械力的回應不同。
一種類型的介面結構圍繞顯示單元的周邊延伸,並且當力施加到使用者介面上時,所述介面結構與使用者面部相對接合,從而密封用戶面部。介面結構可包括由聚氨酯(PU)製成的墊。利用這種類型的介面結構,在介面結構和面部之間可能存在間隙,並且可能需要額外的力來迫使顯示單元抵靠面部,以便實現期望的接觸。
使用者介面根本不接合的區域可以允許在面部介面和使用者面部之間形成間隙,不期望的光污染可以通過所述間隙進入顯示單元(例如特別是當使用虛擬實境時)。光污染或“漏光”可降低用戶的整體沉浸體驗的功效和樂趣。此外,先前的系統可能難以調節以能夠應用於各種各樣的頭部尺寸。此外,顯示單元和相關的穩定結構通常相對較重,並且可能難以清潔,從而進一步限制了系統的舒適度和可用性。
另一種類型的介面結構包括位於顯示單元周邊的一部分周圍的薄材料的片狀密封件,以便提供對用戶面部的密封作用。與先前類型的介面結構一樣,如果表面和介面結構之間的匹配不好,則可能需要額外的力來實現密封,或者光可能洩漏到使用中的顯示單元中。此外,如果介面結構的形狀與使用者的形狀不匹配,則它可能在使用中起皺或彎曲,導致不希望的光穿透。
使用者介面可以部分地根據介面結構與使用中的面部接合的設計意圖來表徵。一些介面結構可限於與使用者面部的突出超過介面結構的面部接合表面的彎曲弧的區域接合。所述區域通常包括使用者的前額和頰骨。這可能導致局部壓力點的使用者不適。其他的面部區域可以根本不通過介面結構接合,或者可以僅以可忽略的方式接合,從而不足以增加夾緊壓力的平移距離。所述區域通常可包括使用者面部的側面,或鄰近並圍繞使用者鼻子的區域。就使用者面部形狀與介面結構之間不匹配的程度而言,有利的是介面結構或相關部件是可適配的,以便形成適當的接觸或其他關係。
2.2.5.2 定位和穩定
為了將顯示單元保持在其正確的操作位置,頭戴式顯示系統還包括設置在使用者頭部上的定位和穩定結構。所述結構可以負責提供力以抵消頭戴式顯示器和/或介面結構的重力。在過去,所述結構由可膨脹的剛性結構形成,所述剛性結構通常在張力下施加到頭部以將顯示單元保持在其操作位置。這樣的系統易於在使用者的面部上施加夾緊壓力,這可能導致使用者在局部應力點處不舒服。而且,先前的系統可能難以調節以允許寬的施加頭部尺寸。此外,顯示單元和相關的穩定結構通常很重,難以清潔,這進一步限制了系統的舒適度和可用性。
某些其他頭戴式顯示系統在功能上可能不適用於本領域。例如為裝飾性和視覺美觀設計的定位和穩定結構可能不具有保持面部周圍適當壓力的結構能力。例如過度的夾緊壓力可能導致用戶不舒服,或者,用戶面部上的夾緊壓力不足可能不能有效地密封顯示器使其免受環境光的影響。
某些其他頭戴式顯示系統對於本技術可能是不舒適的或不切實際的。例如如果將系統用於延長的時間段的情況。
作為所述挑戰的結果,一些頭戴式顯示器遭受以下的一種或多種情況:突出、不美觀、昂貴、不適合、難以使用,以及不舒適,尤其是當長時間佩戴時或當使用者不熟悉系統時。錯誤尺寸的定位和穩定結構可降低舒適度,進而縮短使用時間。
因此,用於虛擬環境的完全沉浸式體驗的使用者介面的介面部分受到與使用者在體驗期間的移動相對應的力。
2.2.5.3 材料
用於頭戴式顯示器元件的材料包括用於接觸介面結構中的部分的緻密泡沫、用於殼體的剛性殼體、以及由剛性塑膠夾緊結構形成的定位和穩定結構。所述材料具有各種缺點,包括不允許被材料覆蓋的皮膚呼吸、不靈活、難以清潔和易於捕獲細菌。結果,用這種材料製成的產品在長時間佩戴時可能不舒服,在一些個體中引起皮膚刺激並限制產品的應用。
本技術可以涉及提供用於支撐、穩定、安裝、利用和/或固定頭戴式顯示器的定位和穩定結構,其具有改進的舒適度、成本、功效、易用性和可製造性中的一個或多個。
本技術的第一方面涉及用於支撐、穩定、安裝、利用和/或固定頭戴式顯示器的設備。
本技術的另一方面涉及用於支撐、穩定、安裝、利用和/或固定頭戴式顯示器的方法。
另一方面是一種用於頭戴式顯示器的定位和穩定結構,其包括後(或後部)支撐結構(或部分),所述後(或後部)支撐結構(或部分)佈置為在使用中接觸使用者頭部的後部區域。
在一些形式中,後支撐部或其至少一部分設置在用戶的耳上基點的後部。
在一些形式中,後支撐部被偏壓成與使用者的枕骨區域接觸。
在一些形式中,定位和穩定結構還包括相對的連接件,所述相對的連接件設置在用戶頭部的相對側上並沿著使用者頭部的顳部區域延伸,以將後支撐部互連到頭戴式顯示單元。在一些形式中,定位和穩定結構包括將後支撐部連接到頭戴式顯示單元的前支撐部。
本技術還涉及提供用於支撐、緩衝、穩定、定位和/或密封與用戶面部相對的頭戴式顯示器的介面結構。
另一方面涉及用於支撐、緩衝、穩定、定位和/或密封與用戶面部相對的頭戴式顯示器的設備。
另一方面涉及用於支撐、緩衝、穩定、定位和/或密封與用戶面部相對的頭戴式顯示器的方法。
本技術的另一方面涉及一種包括頭戴式顯示單元的頭戴式顯示系統,所述頭戴式顯示單元包括:
1)包括顯示器的顯示單元殼體;以及2)介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部。所述頭戴式顯示系統還包括定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:1)成對的臂,所述成對的臂在使用中連接到所述顯示單元殼體的相應側面,所述臂構造和佈置為在使用中在所述用戶頭部的相應側面上從所述顯示單元殼體向後突出,每個臂的後部包括上臂連接部和下臂連接部;2)頂帶部,所述頂帶部構造和佈置為連接在所述成對的臂的所述上臂連接部中的每一個之間,所述頂帶部配置為在使用過程中在所述成對的臂的位置上方的頭部區域處接合所述使用者頭部;和3)枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中連接在所述下臂連接部之間並接合所述用戶頭部的在所述使用者頭部的枕骨區域上方或下方的部分。
在一個示例中,當佩戴所述頭戴式顯示系統時,與所述頂帶部相比,每個臂的位於所述頭戴式顯示單元的後部的部分具有增加的剛性。
在其他實例中:a)所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體;b)每個臂至少部分地由織物套筒覆蓋;c)除了所述成對的臂的上臂連接部的每個之外,所述頂帶部連接到所述頭戴式顯示單元;d)所述頂帶部在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元;e)所述頂帶部基本上是Y形的,所述頂帶部具有連接到所述頭戴式顯示單元的前腿和連接到所述成對的臂的所述上臂連接部的成對的後腿;f)所述頂帶部的至少一部分的長度選擇性地能夠調節;g)所述頂帶部配置為穿過所述頭戴式顯示單元上的孔眼,並且回環以固定到自身;h)所述頂帶部配置為用鉤環連接固定到自身;i)所述枕骨帶部包括位於所述枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為能夠釋放地連接到所述臂的所述下臂連接部中的相應一個上;j)所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性附接到所述下臂連接部中的所述相應一個上;k)所述枕骨帶部的長度能夠選擇性地調節;l)所述枕骨帶部配置為穿過所述枕骨帶連接件上的孔眼、回環並固定到自身;和/或m)所述枕骨帶部配置為用鉤環連接固定到自身。
在其他實例中:n)所述臂中的一個或兩個形成為彼此能夠釋放地連接的兩個部分;o)每個臂的所述兩個部分能夠移動地彼此連接以提供所述定位和穩定結構的尺寸調節;p)所述臂中的一個或兩個能夠釋放地連接到所述頭戴式顯示單元;q)所述下臂連接部中的一者或兩者能夠相對於相應臂的其餘部分移動;r)每個臂的所述上臂連接部和所述下臂連接部在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方;s)在使用中,每個臂配置為抵抗朝向上方向和下方向的彎曲;t)在使用中,每個臂配置為允許朝向中間方向彎曲以接合所述使用者頭部的部分面向後的表面;u)在使用中,當所述頂帶部處於張緊狀態時,所述上臂連接部被推向所述用戶頭部的表面;v)當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,所述枕骨帶部配置為當所述枕骨帶部被收緊時朝向所述用戶頭部的表面推動所述下臂連接部;w)每個臂包括一個或多個鉸鏈,以便於在佩戴所述頭戴式顯示系統時彎曲相應的臂以符合所述用戶頭部的形狀;x)所述下臂連接部配置為在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方;y)當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,每條臂向後突出且在所述用戶頭部的後部向中間彎曲;和/或z)當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,每條臂向後突出並且遠離所述顯示單元殼體而朝向上方彎曲。
本技術的另一方面涉及一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括:a)形成環形的環帶部,所述環帶部包括枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋枕骨或覆蓋所述枕骨附近的頂骨的區域;以及b)成對的側向帶部,所述側向帶部配置為在使用中沿著所述用戶頭部的相應側面延伸,側向帶部中的每個具有:1)後端部,所述後端部在連接位置處連接到所述環帶部的相應側面;以及2)前端部,所述前端部適於連接到頭戴式顯示單元的相應側面。
在一個示例中,當所述定位和穩定結構在使用中被磨損時,每個連接位置定位成高於對應的所述側向帶部的前端部。
在其他實例中:a)所述側向帶部中的每個沿從所述前端部到所述後端部的方向至少部分地向上延伸;b)所述環帶部配置為當所述定位和穩定結構未被所述使用者穿戴時基本上保持使用中的形狀;c)所述定位和穩定結構配置成當所述側向帶部在使用中張緊時抵抗所述上橫向帶部和所述枕骨帶部之間的角度變化;d)橫向於所述枕骨帶部的長度測量的所述枕骨帶部的寬度大於橫向於所述上橫向帶部的長度測量的所述上橫向帶部的寬度;e)所述環帶部的厚度大於所述側向帶部的厚度;f)所述環帶部的所述厚度大於所述頂帶部的厚度;g)所述環帶部包括多個分開形成並連接在一起以形成所述環帶部的段;h)所述段包括上段、成對的側向段和下段;i)所述環帶部至少包括成對的鉸鏈,每個鉸鏈位於所述環帶部和所述側向帶部中的相應一個之間的連接位置中的一個附近;j)所述側向帶部中的每個的長度能夠選擇性地調節;k)所述側向帶部中的每一個配置成固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環;和/或1)所述側向帶部中的每個配置成通過鉤環連接固定到自身上。
在其他實例中:m)所述枕骨帶部構造和佈置為在使用時定位在所述用戶頭部的法蘭克福平面處或其附近;n)所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部或所述枕骨帶部,並配置成在使用中從所述上橫向帶部或所述枕骨帶部向前延伸越過所述用戶頭部的覆蓋所述用戶的額骨的一部分,所述頂帶部適於連接到所述頭戴式顯示單元;o)所述環帶部在沿其長度的位置處具有剛性,所述剛性不同於沿各側向帶部的長度的位置處的所述剛性;p)所述頂帶部的長度能夠選擇性地調節;q)所述頂帶部配置成固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環;r)所述頂帶部配置成通過鉤環連接固定到自身;s)在使用中,所述環帶部在所述上橫向帶部中在與所述用戶頭部的矢狀平面相交的位置處比在所述環帶部周圍的其他位置處更寬;t)所述上橫向帶部在與所述矢狀平面相交的所述位置處比在所述上橫向帶部的側向部分處具有更大的寬度;u)所述上橫向帶部包括前邊緣和後邊緣,所述前邊緣比所述後邊緣更彎曲以形成更大的寬度;v)所述前邊緣沿側向到內側方向向前彎曲,所述後邊緣基本上不向前或向後彎曲;w)與所述環帶部的至少一個其他區域中的剛性相比,所述環帶部在直接鄰近所述連接位置的區域中具有增加的剛性;和/或x)所述環帶部還包括上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在冠狀平面處或接近冠狀平面處接合所述使用者頭部的上區域。
本技術的另一方面涉及一種包括頭戴式顯示單元的頭戴式顯示系統,所述頭戴式顯示單元包括:1)包括顯示器的顯示單元殼體;以及2)介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體上並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部。所述頭戴式顯示器還包括一個定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:綁帶部,所述綁帶部構造和佈置為在使用中環繞所述用戶頭部、接合所述用戶頭部的覆蓋所述額骨的區域並且形成枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨或位於所述枕骨下方的區域,其中所述頭戴式顯示單元在成對的樞轉連接處能夠樞轉地附接到所述綁帶部,所述成對的樞轉連接佈置為在使用中定位在所述用戶頭部的對應側上,以使得所述頭戴式顯示單元能夠相對於所述綁帶部圍繞垂直於所述用戶頭部的矢狀平面而對齊的軸線樞轉,從而允許所述顯示器在使用過程中在上方向和下方向上移動。
在實施例中:a)所述樞轉連接在使用中位於所述用戶頭部的所述中冠狀平面附近;b)所述綁帶部包括成對的槽,所述樞轉連接位於所述槽內,並且所述槽允許所述樞轉連接相對於所述綁帶部沿著所述槽的長度移動;c)所述樞轉連接使得所述頭戴式顯示單元能夠在樞轉期間至少部分地向前移動;d)所述頭戴式顯示單元配置為在觀看位置與非觀看位置之間樞轉,在所述觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的眼睛上方,在所述非觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的額骨上方;e)所述槽配置為當所述頭戴式顯示器從所述觀看位置樞轉到所述非觀看位置時使所述樞轉連接至少部分地向前移動;f)所述定位和穩定結構包括頂骨帶部,所述頂骨帶部配置為在使用中在覆蓋所述用戶頭部的頂骨的區域處接合所述使用者頭部;g)所述頂骨帶部連接到所述綁帶部;h)當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,所述頂骨帶部在與所述樞轉連接向前間隔開的位置處連接到所述綁帶部;和/或i)所述頂骨帶部包括成對的接近所述綁帶部的能夠彈性延伸的側部和比所述能夠彈性延伸的側部延伸得少的後部。
在其他實例中:j)所述頭戴式顯示系統還包括為所述頭戴式顯示系統供電的電池組;k)所述電池組附接到所述枕骨帶部;l)所述綁帶部的長度是能夠調節的;m)所述綁帶部包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括能夠旋轉的刻度盤,所述刻度盤調節機構配置為當所述刻度盤被旋轉時引起所述綁帶部的長度的改變;n)所述刻度盤調節機構設置在所述綁帶部的所述枕骨帶部中;o)所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的矢狀平面中;p)其中,所述頭戴式顯示系統包括安裝到所述枕骨帶部的成對的電池組,所述電池組中的每一個位於所述刻度盤的相應側面上;q)所述綁帶部包括由織物材料形成的外層;r)所述綁帶部包括剛性件;S)所述綁帶部包括織物套筒,所述剛性件在所述織物套筒內;t)所述定位和穩定結構包括前額襯墊,所述前額襯墊附接到所述綁帶部並且配置為接合所述使用者的前額;和/或u)所述前額襯墊包括織物材料。
本技術的另一方面涉及一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括:1)適於連接到頭戴式顯示單元的相應側向側面的成對的側向帶部,當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述側向帶部在所述用戶頭部後方彼此連接,以形成部分地圍繞所述使用者頭部的綁帶部;2)調節機構,所述調節機構佈置在所述側向帶部之間以便在所述使用者頭部的後部區域處連接所述側向帶部,所述調節機構配置為同時且相等地調節兩個側向帶部的長度,從而調節所述綁帶部的長度;以及3)枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋枕骨的區域。
在實施例中:a)所述枕骨帶部連接於所述綁帶部;b)所述調節機構構造和佈置為當所述定位和穩定結構由所述使用者佩戴時允許所述用戶選擇性地調節所述綁帶部的所述長度;c)所述調節機構包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括刻度盤,所述刻度盤在轉動時調節所述綁帶部的所述長度;d)所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的所述矢狀平面內;e)所述綁帶部配置為在使用中接合所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的區域;f)所述綁帶部包括剛性件,所述剛性件至少在所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的所述區域賦予所述綁帶部剛性;g)整個所述綁帶部包括剛性件,所述剛性件賦予所述綁帶部剛性;h)當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述側向帶部配置為在使用中各自位於從所述頭戴式顯示單元向後朝所述使用者頭部的後部區域向後局部延伸的路徑上;和/或i)所述枕骨帶部是半剛性的。
在其他實例中:j)所述枕骨帶部包括織物套筒和在所述織物套筒內的至少一個剛性件;k)所述織物套筒的長度能夠彈性延伸,以允許所述枕骨帶部的尺寸調節;l)所述織物套筒是針織管;m)所述枕骨帶部包括成對的剛性件,各剛性件包括後端,當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述剛性件的所述後端在所述用戶頭部的後表面附近彼此側向間隔開;n)當所述定位和穩定結構被佩戴時,各剛性件向後延伸並向內彎曲以遵循所述用戶頭部的所述後表面的曲率;o)當所述定位和穩定結構被佩戴時,每個剛性件向後延伸並向下和向內彎曲以遵循所述用戶頭部的所述後表面的曲率;p)所述織物套筒由所述剛性件限制成位於由每個剛性件中的曲率限定的彎曲路徑上,所述織物套筒配置為在所述剛性件上並沿所述剛性件伸展以的長度彈性地延伸;q)所述定位和穩定結構還包括連接到所述綁帶部並適於附接到所述頭戴式顯示單元的頂帶部;r)所述頂帶部與所述用戶頭部的所述矢狀平面對齊;s)所述頂帶部配置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環;和/或t)所述頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
本技術的另一方面涉及一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括:1)上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的上部並且從所述用戶頭部的一個側向側面延伸到另一個側向側面;2)枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨的區域;3)成對的連結部,所述上橫向帶部和所述枕骨帶部在所述連結部處連結,所述連結部配置為在使用中分別接合所述用戶頭部的所述側向側面;和4)成對的側向帶部,所述側向帶部配置為在使用中分別沿著所述用戶頭部的所述側向側面延伸,側向帶部中的每個具有適於連接到所述頭戴式顯示單元的前部和連接到所述上橫向帶部和所述枕骨帶部的相應連結部的後部。
在一個示例中,側向帶部中的每個包括將剛性賦予所述側向帶部的剛性件。
在其他實例中:a)所述上橫向帶部在使用中基本上與所述用戶頭部的冠狀平面對齊,所述冠狀平面與所述用戶頭部的每個耳上基點對齊;b)在使用中,所述上橫向帶部在所述用戶頭部的所述矢狀平面處比接近與所述枕骨帶部的所述連結部處更寬;c)所述側向帶部和所述上橫向帶部一體形成;d)所述上橫向帶部的接近相應的側向帶部的部分包括賦予所述上橫向帶部剛性的剛性件;e)所述上橫向帶部包括沿整個長度賦予所述上橫向帶部剛性的剛性件;f)所述定位和穩定結構包括單個剛性件,所述剛性件從一個側向帶部延伸穿過所述上橫向帶部並進入另一個側向帶部;g)所述枕骨帶部的接近相應側向帶部的部分包括賦予所述枕骨帶部剛性的剛性件;h)所述單個剛性件包括向後突出的部分,所述向後突出的部分延伸到所述枕骨帶部的相應端部中;i)所述枕骨帶部包括位於所述枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為在所述枕骨帶部和所述上橫向帶部的連結部中的一個處或附近能夠釋放地連接到枕骨帶連接部;j)所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性地附接於枕骨帶連接部;k)所述枕骨帶部的長度能夠選擇性地調節;l)所述枕骨帶部配置為穿過所述枕骨帶連接件上的孔眼、回環並固定至自身;和/或m)所述枕骨帶部配置為用鉤環連接固定到自身。
在其他實例中:n)所述側向帶部中的每一個包括連接到所述上橫向帶部的上橫向帶連接部和連接到所述枕骨帶部的枕骨帶連接部;o)所述上橫向帶部和所述枕骨帶部中的每一個的長度能夠選擇性地同時調節;p)所述側向帶部中的每個的長度能夠選擇性地調節;q)所述側向帶部中的每個配置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環;r)所述側向帶部中的每一個配置為通過鉤環連接固定到自身;s)所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部並適於連接到所述頭戴式顯示單元;t)所述頂帶部的長度能夠選擇性地調節;u)所述頂帶部適於在單個位置連接到所述頭戴式顯示單元;v)所述頂帶部構造和佈置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環;和/或w)所述頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
本技術的另一方面涉及一種包括頭戴式顯示單元的頭戴式顯示系統,所述頭戴式顯示單元包括:1)包括顯示器的顯示單元殼體;2)介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;和3)上述方面中任一個的定位和穩定結構。
在實施例中:a)所述頭戴式顯示單元包括從所述顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂,所述側向帶部各自配置為附接到所述臂中的相應一者;b)所述臂能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元(例如所述顯示單元殼體);c)所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的所述介面結構;d)所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的所述顯示單元殼體;e)所述頭戴式顯示單元包括成對的側遮罩件,所述側遮罩件從所述頭戴式顯示單元的相應側向側面向後延伸經過所述介面結構的側面部分;f)在使用中,所述側遮罩件中的每一者向後延伸到接近所述用戶頭部的相應耳上基點的位置;g)所述枕骨帶部構造和佈置為附接到所述側遮罩件;h)所述枕骨帶部在所述頭戴式顯示單元附近附接到所述綁帶部;和/或i)所述枕骨帶部連接到所述頭戴式顯示單元。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
成對的臂,所述成對的臂在使用中連接到所述顯示單元殼體的相應側面,所述臂構造和佈置為在使用中在所述用戶頭部的相應側面上從所述顯示單元殼體向後突出,每個臂的後部包括上臂連接部和下臂連接部;
頂帶部,所述頂帶部構造和佈置為連接在所述成對的臂的所述上臂連接部中的每一個之間;
枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置在使用中連接在所述下臂連接部之間並接合所述用戶頭部的在所述使用者頭部的枕骨區域上方或下方的部分。
在實施例中:
所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體;
每個臂至少部分地由織物套筒覆蓋;
除了所述成對的臂的上臂連接部的每個之外,所述頂帶部連接到所述頭戴式顯示單元;
所述頂帶部在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元;
所述頂帶部基本上是Y形的;
所述頂帶部的至少一部分的長度選擇性地能夠調節;
所述頂帶部配置為穿過所述頭戴式顯示單元上的孔眼,並且回環以固定到自身;
頂帶部通過鉤環連接固定到自身;
所述枕骨帶部包括位於所述枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為能夠釋放地連接到所述臂的所述下臂連接部中的相應一個上;
所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性附接到所述下臂連接部中的所述相應一個上;
所述枕骨帶部的長度能夠選擇性地調節;
所述枕骨帶部穿過所述枕骨帶連接件上的孔眼、回環並固定到自身;
所述枕骨帶部用鉤環連接固定到自身;
所述臂中的一個或兩個形成為彼此能夠釋放地連接的兩個部分;
每個臂的所述兩個部分能夠移動地彼此連接以提供所述定位和穩定結構的尺寸調節;
所述臂中的一個或兩個能夠釋放地連接到所述頭戴式顯示單元;
所述下連接部中的一者或兩者能夠相對於相應臂的其餘部分移動;
每個臂的所述上連接部和所述下連接部在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方;
在使用中,每個臂構造為抵抗朝向上方向和下方向的彎曲。;
在使用中,每個臂構造為允許朝向中間方向彎曲以接合所述使用者頭部的部分面向後的表面;
當所述頂帶部處於張緊狀態時,所述上連接部被推向所述用戶頭部的表面;
當所述枕骨帶部被收緊,所述下連接部被推向所述用戶頭部的表面;
每個臂包括一個或多個鉸鏈,以便於彎曲相應的臂以符合所述用戶頭部的形狀;
所述下臂連接部在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方;
每條臂向後突出且在所述用戶頭部的後部向中間彎曲;和/或
每條臂向後突出並且遠離所述顯示單元殼體而朝向上方彎曲。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
環帶部,所述環帶部形成上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為接合所述使用者頭部的上部區域,所述上部區域位於與所述使用者頭部的每個耳上基點對齊的冠狀平面處或所述冠狀平面附近,所述環帶部進一步形成枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨或覆蓋所述枕骨附近的頂骨的區域;
成對的側向帶部,所述成對的側向帶部連接到所述環帶部並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側向側面面;
其中所述頭戴式顯示單元包括重物,並且所述環帶部經由所述側向帶部支撐所述重物的至少大部分。
本技術的另一方面涉及一種用於頭戴式顯示系統的定位和穩定結構,所述頭戴式顯示系統包括頭戴式顯示單元,所述頭戴式顯示單元包括包含顯示器的顯示單元殼體,所述頭戴式顯示單元還包括介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的可操作位置中。所述定位和穩定結構包括:
環帶部,所述環帶部形成上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為接合所述使用者頭部的上部區域,所述上部區域位於與所述使用者頭部的每個耳上基點對齊的冠狀平面處或所述冠狀平面附近,所述環帶部進一步形成一個枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨或覆蓋所述枕骨附近的頂骨的區域;
成對的側向帶部,所述成對的側向帶部連接到所述環帶部並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側向側面面;
其中所述頭戴式顯示單元包括重物,並且所述環帶部經由所述側向帶部支撐所述重物的至少大部分。
在實施例中:
所述側向帶部中的每一個至少部分地向上延伸遠離其與所述頭戴式顯示單元的相應連接;
所述環帶部構造為當所述頭戴式顯示裝置未被用戶佩戴時基本上保持使用中的形狀;
所述定位和穩定結構配置為當所述側向帶部被張緊時抵抗所述上橫向帶部和所述枕骨帶部之間的角度變化;
橫向於所述枕骨帶部的長度測量的所述枕骨帶部的寬度大於橫向於所述上橫向帶部的長度測量的所述上橫向帶部的寬度;
所述環帶部的厚度大於所述側向帶部的厚度;
所述環帶部的厚度大於所述頂帶部的厚度;
所述環帶部包括多個單獨形成並連接在一起以形成所述環帶部的段;
所述段包括上段、成對的側向段和下段;
所述環帶部至少包括成對的鉸鏈,每個鉸鏈位於所述環帶部和所述側向帶部中的相應一個之間的連接位置中的一個附近;
所述側向帶部中的每個的長度能夠選擇性地調節;
所述側向帶部中的每個穿過所述頭戴式顯示單元上的相應孔眼、回環並固定到自身;
側向帶部中的每個通過鉤環連接固定到自身;
頭戴式顯示單元包括從所述顯示單元殼體的對應側向側面向後延伸的成對的臂,所述側向帶部各自附接至所述臂中對應的一個臂上;
所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體;
所述側向帶部在從所述臂向上間隔開的相應位置處連接所述環帶部;
枕骨帶部構造和佈置為在使用時位於或接近用戶頭部的法蘭克福平面;
所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部或所述枕骨帶部並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元;
所述頂帶部在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元;
所述頂帶部的長度選擇性地能夠調節;
頂帶部通過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並緊固到其本身;
頂帶部通過鉤環連接固定到自身;
在使用中,在與用戶頭部的矢狀平面相交的位置處,環帶部在上橫向帶部中比在環帶部周圍的其他位置處更寬;
所述上橫向帶部在與所述矢狀平面相交的位置處比在所述上橫向帶部的側向部分處包括更大的寬度;
所述上橫向帶部包括前邊緣和後邊緣,所述前邊緣比所述後邊緣更彎曲以形成更大的寬度;和/或
前邊緣從外側向內側向前彎曲,後邊緣基本上不向前或向後彎曲。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
綁帶部,所述綁帶部構造和佈置為在使用中環繞所述用戶頭部並且接合所述用戶頭部的覆蓋所述額骨的區域並且接合所述使用者頭部的覆蓋或位於所述枕骨下方的區域;
調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許所述用戶選擇性地調節所述綁帶部的長度;以及
成對的側向帶部,所述成對的側向帶部在使用中在用戶頭部的相應側向側面面連接到綁帶部,且構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元的相應側向側面面。
在實施例中:
所述調節機構包括一個刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括刻度盤,所述刻度盤在轉動時調節所述綁帶部的長度;
所述刻度盤被提供給位於枕骨之上或之下的使用者頭部區域中的所述綁帶部;
在使用中所述刻度盤與所述用戶頭部的矢狀平面對準;
所述綁帶部至少部分地在使用者頭部的覆蓋或位於枕骨下方的區域處剛性化;
整個綁帶部的至少部分剛性化;
所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部在所述用戶的前額附近連接到所述綁帶部上並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元上;
所述頂帶部的長度選擇性地能夠調節;
所述頂帶部穿過所述頭戴式顯示單元上的孔眼、回環並固定到自身;
頂帶部通過鉤環連接固定到自身;
所述定位和穩定結構包括前額襯墊,所述前額襯墊附接到所述綁帶部並且構造和佈置為接合用戶的前額;
所述頭戴式顯示單元包括設置在所述頭戴式顯示單元的相應側向側面面的成對的臂,並且所述側向帶部附接到所述臂;
所述臂能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元;
所述側向帶部中的每個的長度選擇性地能夠調節;
側向帶部中的每個穿過設置在相應臂上的相應孔眼、回環並固定到自身;
側向帶部中的每個通過鉤環連接固定到自身;
所述定位和穩定結構還包括頂骨帶部,所述頂骨帶部構造和佈置為接合述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的所區域;
所述頂骨帶部在所述側向帶部附近連接到所述綁帶部;和/或
所述頂帶部是可彈性伸展的。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:綁帶部,所述綁帶部構造和佈置為在使用中環繞所述用戶頭部、接合所述用戶頭部的覆蓋所述額骨的區域並且形成枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨或位於所述枕骨下方的區域;
其中所述頭戴式顯示單元在成對的樞轉連接處能夠樞轉地附接到所述綁帶部,以使得所述頭戴式顯示單元能夠相對於所述綁帶部圍繞垂直於所述用戶頭部的矢狀平面而對齊的軸線樞轉。
在實施例中:
所述樞轉連接在使用中位於所述用戶頭部的所述中冠狀平面附近;
所述綁帶部包括成對的槽,所述樞轉連接位於所述槽內,並且所述槽允許所述樞轉連接相對於所述綁帶部沿著所述槽的長度移動;
所述樞轉連接使得所述頭戴式顯示單元能夠在樞轉期間至少部分地向前移動;
所述頭戴式顯示單元配置為在觀看位置與非觀看位置之間樞轉,在所述觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的眼睛上方,在所述非觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的額骨上方;
所述槽配置為當所述頭戴式顯示器從所述觀看位置樞轉到所述非觀看位置時使所述樞轉連接至少部分地向前移動;
所述定位和穩定結構包括頂骨帶部,所述頂骨帶部配置為在使用中在覆蓋所述用戶頭部的頂骨的區域處接合所述使用者頭部;
所述頂骨帶部連接到所述綁帶部;
所述頂骨帶部在與所述樞轉連接向前間隔開的位置處連接到所述綁帶部;
所述頂骨帶部包括成對的接近所述綁帶部的能夠彈性延伸的側部和比所述能夠彈性延伸的側部延伸得少的後部;
所述頭戴式顯示系統還包括為所述頭戴式顯示系統供電的電池組;
所述電池組附接到所述枕骨帶部;
所述綁帶部的長度是能夠調節的;
所述綁帶部包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括能夠旋轉的刻度盤,所述刻度盤調節機構配置為當所述刻度盤被旋轉時引起所述綁帶部的長度的改變;
所述刻度盤調節機構設置在所述綁帶部的所述枕骨帶部中;
所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的矢狀平面中;
所述頭戴式顯示系統包括安裝到所述枕骨帶部的成對的電池組,所述電池組中的每一個位於所述刻度盤的相應側面上;
所述綁帶部包括由織物材料形成的外層;
所述綁帶部包括剛性件;
所述綁帶部包括織物套筒,所述剛性化器在所述織物套筒內;
所述定位和穩定結構包括前額襯墊,所述前額襯墊附接到所述綁帶部並且配置為接合所述使用者的前額;
所述前額襯墊包括織物材料;
所述介面結構包括泡沫層壓材料;
所述泡沫層壓材料為熱成型;
所述介面結構包括鼻脊支撐部,所述鼻脊支撐部配置為在使用中接合用戶的鼻脊;
所述介面結構包括透氣紡織品表面;
所述介面結構包括3D織物;
所述介面結構由矽酮和泡沫形成;和/或
所述介面結構由矽樹脂形成。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體上並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
成對的側向帶部,其構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元的相應側向側面,並且在所述用戶頭部後方彼此連接,以在使用中形成部分地圍繞所述使用者頭部的綁帶部;以及
枕骨帶部,所述枕骨帶部連接到所述綁帶部或所述頭戴式顯示單元,並且構造和佈置為接合覆蓋枕骨的使用者頭部的區域。
本技術的另一方面涉及一種用於頭戴式顯示系統的定位和穩定結構,所述頭戴式顯示系統包括頭戴式顯示單元,所述頭戴式顯示單元包括包含顯示器的顯示單元殼體,所述頭戴式顯示單元還包括介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的可操作位置中。所述定位和穩定結構包括:
成對的側向帶部,所述成對的側向帶部構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側向側面,並且在所述用戶頭部後方彼此連接,以在使用中形成部分地圍繞所述使用者頭部的綁帶部;以及
枕骨帶部,所述枕骨帶部連接到所述綁帶部或配置為連接到所述頭戴式顯示單元,並且構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨的區域。
在實施例中:
所述定位和穩定結構還包括調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節所述綁帶部的長度;
所述調節機構包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括刻度盤,所述刻度盤在轉動時調節所述綁帶部的長度;
所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的矢狀平面中;
在使用中,所述綁帶部接合所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的區域;
所述綁帶部在所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的區域處至少部分地剛性化;
整個綁帶部的至少部分剛性化;
在使用中,所述側向帶部中的每個位於從所述頭戴式顯示單元向所述使用者頭部的後部區域向後且部分向上延伸的路徑上;
所述側向帶部構造和佈置為附接到成對的臂,所述成對的臂設置在所述頭戴式顯示單元的相應側向側面面上;
所述臂構造和佈置為能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元;
所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的介面結構;
所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的顯示單元殼體;
所述頭戴式顯示單元包括成對的側遮罩件,所述側遮罩件從所述頭戴式顯示單元的相應側面向後延伸經過所述介面結構的側面部分;
所述側遮罩件中的每一者向後延伸到接近所述用戶頭部的相應耳上基點的位置;
所述枕骨帶部構造和佈置為附接到所述側遮罩件;
所述枕骨帶部附接到所述綁帶部;
所述枕骨帶部在所述頭戴式顯示單元附近附接到所述綁帶部;
枕骨帶部是半剛性的;
枕骨帶部包括織物套筒和在織物套筒內的至少一個剛性件;
所述織物套筒的長度是能夠彈性延伸的以便允許所述枕骨帶部的大小調節;
所述織物套筒可以包括針織管;
枕骨帶部包括成對的剛性件,每個剛性件構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元並向後延伸遠離頭戴式顯示單元,每個剛性件包括後端,剛性件的後端在用戶頭部的後表面附近彼此側向間隔開;
每個剛性件向後延伸並向中間彎曲以遵循用戶頭部的後表面的曲率;
每個剛性件向後延伸並向下和向內彎曲以遵循用戶頭部的後表面的曲率;
所述織物套筒被所述剛性件約束以位於由每個剛性件中的曲率限定的彎曲路徑上,所述織物套筒能夠在所述剛性件上並沿著所述剛性件伸展以的長度彈性地延伸;
所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部構造和佈置為連接在所述綁帶部與所述頭戴式顯示單元之間;
所述頂帶部與所述用戶頭部的矢狀平面對準;
頂帶部構造和佈置為穿過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:成對的側向帶部,所述側向帶部構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側面,並且在所述用戶頭部的後部位置處彼此連接,以形成部分地圍繞所述使用者頭部的第一綁帶部;第二綁帶部,所述第二綁帶部環繞用戶頭部,所述第二綁帶部在後部區域處連接到所述第一綁帶部,並且構造和佈置為在後部區域處和在使用者頭部的前額區域處接合使用者頭部。
在實施例中:
所述定位和穩定結構包括調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地同時調節所述第一綁帶部的長度和所述第二綁帶部的長度;
所述調節機構包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括刻度盤,所述刻度盤在轉動時調節所述第一綁帶部和所述第二綁帶部的長度;
在使用中將所述刻度盤定位在所述用戶頭部的矢狀平面中的•;
所述定位和穩定結構包括第一調節機構,所述第一調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節所述第一綁帶部的長度;
所述第一調節機構包括第一刻度盤調節機構,所述第一刻度盤調節機構包括第一刻度盤,所述第一刻度盤在轉動時調節所述第一綁帶部的長度;
所述定位和穩定結構包括第二調節機構,所述第二調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節所述第二綁帶部的長度;
所述第二調節機構包括第二刻度盤調節機構,所述第二刻度盤調節機構包括第二刻度盤,所述第二刻度盤在轉動時調節所述第二綁帶部的長度;
在使用中,側向帶部位於從頭戴式顯示單元向後和部分向下朝使用者頭部的後部位置延伸的路徑上;
所述頭戴式顯示單元包括成對的臂,所述成對的臂被提供到所述頭戴式顯示單元的並且所述側向帶部構造和佈置為附接到所述臂;
所述臂能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元;
所述定位和穩定結構還包括連接在所述第二綁帶部和所述頭戴式顯示單元之間的頂帶部;
將所述頂帶部與所述用戶頭部的矢狀平面對準;
頂帶部通過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部通過鉤環連接固定到自身上。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
第一綁帶部,所述第一綁帶部構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側面,部分地圍繞所述使用者頭部並且接合所述使用者頭部的後部區域;
第二綁帶部,所述第二綁帶部構造和佈置為圍繞所述用戶頭部的一部分並且接合所述使用者頭部的後部區域和所述使用者頭部的上部區域,所述上部區域在與所述使用者頭部的每個耳上基點對齊的冠狀平面處或附近;
其中所述第一綁帶部是由多個側向帶部形成的,所述側向帶部在使用中連接到所述頭戴式顯示單元的對應的側向側上並且定位在所述用戶頭部的對應的側向側上,並且所述第一綁帶部進一步由後帶部形成的,所述後帶部連接到所述側向帶部上並且構造和佈置為在使用中接合所述使用者頭部的後部區域;
其中,所述第二綁帶部由所述後帶部和上橫向帶部形成,所述上橫向帶部連接到所述後帶部並且構造和佈置為在所述冠狀平面處或在所述冠狀平面附近接合所述用戶頭部,所述冠狀平面與每個所述耳後基部對齊。
在實施例中:
部第二綁帶部在使用者頭部的上部區域處比在後部區域處寬;
所述側向帶部和所述後綁帶部彼此一體地形成,並且所述上橫向帶部包括端部,所述端部在用戶頭部的相應側向側面上的後部區域處附接到所述第一綁帶部並從所述第一綁帶部上前延伸;
所述上橫向帶部和所述後綁帶部一體地形成,並且所述側向帶部各自在所述用戶頭部的相應側向側面上接近所述使用者頭部的後部區域附接到所述第二綁帶部並從所述第二綁帶部向前延伸;
在使用中,側向帶部位於從頭戴式顯示單元向後和部分向下朝使用者頭部的後部區域延伸的路徑上;
所述側向帶部中的每個的長度選擇性地能夠調節;
所述側向帶部中的每個穿過所述頭戴式顯示單元上的相應孔眼、回環並固定到自身;
側向帶部中的每個通過鉤環連接固定到自身;
所述頭戴式顯示單元包括設置在所述頭戴式顯示單元的相應側向側面上的成對的臂,並且所述側向帶部構造和佈置為附接到所述臂;
所述臂能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元;
所述定位和穩定結構還包括連接在所述第二綁帶部和所述頭戴式顯示單元之間的頂帶部;
所述頂帶部與所述用戶頭部的矢狀平面對準;
頂帶部通過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部通過鉤環連接固定到自身上。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
綁帶部,所述綁帶部構造和佈置為圍繞所述用戶頭部的一部分,所述綁帶部是由後綁帶部和上橫向帶部形成的,所述後綁帶部構造和佈置為接合所述使用者頭部的後部區域,所述上橫向帶部構造和佈置為接合所述使用者頭部的上部區域,所述上部區域在與所述使用者頭部的每個耳後基點對齊的冠狀平面處或附近;
成對的側向帶部,其連接在所述綁帶部和所述頭戴式顯示單元的相應側向側面之間,所述側向帶部在使用中位於從所述頭戴式顯示單元向後延伸的路徑上,且向上彎曲以在所述上橫向帶部處或其附近連接到所述綁帶部,所述側向帶部是剛性的。
在實施例中:
所述上橫向帶部和所述後綁帶部一體形成;
所述後綁帶部構造和佈置為在使用中覆蓋用戶頭部的枕骨;
所述綁帶部的長度選擇性地能夠調節;
所述綁帶部包括在使用中彼此連接的成對的末端,所述對末端中的一個末端包括孔眼並且所述對末端中的另一個末端穿過所述孔眼,回環並且固定到自身上;
所述定位和穩定結構包括附接到所述後帶部的配重;
所述頭戴式顯示單元包括設置在所述頭戴式顯示單元的相應側向側面上的成對的臂,並且所述側向帶部構造和佈置為附接到所述臂;
所述臂能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元;
所述定位和穩定結構還包括連接在所述上橫向帶部和所述頭戴式顯示單元之間的頂帶部;
所述頂帶部與所述用戶頭部的矢狀平面對準;
所述頂帶部通過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部通過鉤環連接固定到自身上。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的上部;
枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中接合用戶頭部的覆蓋枕骨的區域;
成對的側向帶部,側向帶部中的每個連接到所述上橫向帶部和所述枕骨帶部的相應連結部,並且側向帶部中的每個構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側面;
其中側向帶部中的每個是剛性化的。
本技術的另一方面涉及一種用於頭戴式顯示系統的定位和穩定結構,所述頭戴式顯示系統包括頭戴式顯示單元,所述頭戴式顯示單元包括包含顯示器的顯示單元殼體,所述頭戴式顯示單元還包括介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的上部;
枕骨帶部,枕骨帶部構造和佈置為在使用中接合用戶頭部的覆蓋枕骨的區域;
成對的側向帶部,側向帶部中的每個連接到所述上橫向帶部和所述枕骨帶部的相應連結部,並且側向帶部中的每個構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側向側面;
其中側向帶部中的每個是剛性化的。
在實施例中:
所述上橫向帶部在使用中基本上與所述用戶頭部的冠狀平面對齊,所述冠狀平面與所述用戶頭部的每個耳上基點對齊;
上橫向帶部在用戶頭部的矢狀平面處比接近與枕骨帶部的連結部更寬;
所述側向帶部和所述上橫向帶部一體地形成;
鄰近相應的側向帶部的上橫向帶部為剛性化;
所述上橫向帶部沿其整個長度剛性化;
所述定位和穩定結構包括單個剛性件,所述剛性件從一個側向帶部延伸穿過所述上橫向帶部並進入另一個側向帶部;
枕骨帶部的接近相應的側向帶部的部分剛性化;
所述單個剛性件包括向後突出部分,所述向後突出部分延伸到所述枕骨帶部的相應端部中;
枕骨帶部包括在枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為在枕骨帶部和上橫向帶部的連結部之一處或附近能夠釋放地連接到枕骨帶連接部;
所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性地附接到所述枕骨帶連接部;
枕骨帶部的長度選擇性地能夠調節;
枕骨帶部通過枕骨帶連接件上的孔眼、回環並被緊固到其本身;
枕骨帶部通過鉤環連接固定到自身;
所述側向帶部中的每個包括連接到所述上橫向帶部的上橫向帶連接部和連接到所述枕骨帶部的枕骨帶連接部;
上橫向帶部和枕骨帶部中的每一個的長度能夠選擇性地同時調節;
所述側向帶部中的每個的長度選擇性地能夠調節;
所述側向帶部中的每個穿過所述頭戴式顯示單元上的相應孔眼、回環並固定到自身;
側向帶部中的每個通過鉤環連接固定到自身;
所述側向帶部每個構造和佈置為附接到從所述顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂中的相應一個;
所述臂構造和佈置為能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體;
所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部上並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元上;
所述頂帶部的長度選擇性地能夠調節;
所述頂帶部構造和佈置為在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元;
頂帶部構造和佈置為穿過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統,包括:
一種頭戴式顯示單元,包括:
包括顯示器的顯示單元殼體;以及
介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括:
第一綁帶部,所述第一綁帶部構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側面、部分地圍繞所述使用者頭部並且在使用中接合所述使用者頭部的後部區域;
第二綁帶部,所述第二綁帶部構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元的相應側面,並且在使用中接合所述使用者頭部的上部區域。
在實施例中:
第二綁帶部在使用者頭部的上部區域處比在後部區域處寬;
所述第一綁帶部包括半剛性部分,所述半剛性部分構造和佈置為在使用中接合使用者頭部的後部區域;
第一綁帶部在使用者頭部的後部區域比在使用者頭部的側部區域寬;
所述第二綁帶部位於從所述頭戴式顯示單元的每個側面向後延伸的路徑上,並且向上彎曲成上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為接合所述用戶的頭部的所述向上區域;
斷所述第二綁帶部包括在所述第二綁帶部與所述頭戴式顯示單元的所述側向側面之間的對應連接處的成對的基本上剛性的部分;
所述基本上剛性的部分從所述頭戴式顯示單元的每個側向側面向後延伸並且向上彎曲;
所述第一綁帶部的長度選擇性地能夠調節;
第二綁帶部的長度選擇性地能夠調節;
頭戴式顯示單元包括從顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂;
所述第一綁帶部附接到所述臂上並且所述第二綁帶部在所述臂附近連接到所述第一綁帶部;
所述第二綁帶部附接到所述臂上並且所述第一綁帶部在所述臂附近連接到所述第二綁帶部;
所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體;
所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述第二綁帶部上並且構造和佈置為連接到所述頭戴式顯示單元上;
所述頂帶部的長度選擇性地能夠調節;
所述頂帶部在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元;
頂帶部通過頭戴顯示單元上的孔眼、回環並被緊固到其本身;和/或
頂帶部通過鉤環連接固定到自身上。
在任何上述方面的實例中:
所述介面結構包括襯墊和面部接合凸緣,所述面部接合凸緣構造和佈置為圍繞使用者面部的眼部區域的周邊設置,並且配置為在使用中接合用戶面部,所述面部接合凸緣是柔性和彈性的,所述面部接合凸緣至少部分地覆蓋所述襯墊;和/或
所述介面結構包括:成對的面頰部分,所述面頰部分配置為在使用中接合用戶的面頰;前額部分,所述前額部分配置為在使用中接合用戶的前額;以及成對的蝶骨部分,所述蝶骨部分位於所述介面結構的相應側向側面上,所述介面結構連接在所述前額部分和所述面頰部分之間,並且配置為在蝶骨附近接合用戶頭部。
本技術的另一種形式包括一種用於人的頭戴式顯示系統,所述頭戴式顯示系統包括:
包括顯示器的頭戴式顯示單元;
用於操作所述頭戴式顯示系統的控制系統;以及
定位和穩定結構,所述定位和穩定結構配置為將所述頭戴式顯示單元保持在使用者的眼睛的前方,這樣使得所述顯示器在使用中可被用戶看到。定位和穩定結構可以是上述任一方面。
頭戴式顯示系統可以是頭盔安裝的,可以配置用於虛擬實境顯示,可以配置用於增強現實顯示,可以配置用於混合現實顯示。
在某些示例中:a)所述頭戴式顯示裝置還包括遮光罩;b)所述遮光罩構造和佈置為在使用中基本上阻擋環境光在所述人的眼睛區域上的接收;c)所述光罩配置為虛擬實境顯示器;d)所述頭戴式顯示系統包括介面結構,所述介面結構構造和佈置為在使用中接觸所述人的面部的眼睛區域;e)所述介面結構由泡沫\矽樹脂和/或凝膠構成;f)所述介面結構由光吸收材料構成;和/或g)所述介面結構配置為用作光遮罩件。
在某些示例中:a)所述頭戴式顯示裝置還包括音響系統;b)左耳換能器;和/或c)右耳換能器。
在某些示例中:a)頭戴式顯示單元包括雙目顯示單元;及/或b)所述定位和穩定結構配置為在使用中將所述雙目顯示單元維持在操作位置。
在某些示例中:a)所述控制系統包括視覺顯示控制器和至少一個電池;b)所述至少一個電池包括第一電池和第二電池;c)所述第一電池是配置為對RT時鐘供電的低功率系統電池;d)第二電池是主電池;e)電池支承件,所述電池支承件配置為保持所述電池;f)使用繫繩將所述電池支撐件連接到所述定位和穩定結構;g)取向感測器,所述取向感測器配置為感測所述人的頭部在使用中的取向;和/或h)控制支援系統。
在某些示例中:a)所述定位和穩定結構包括前支撐部,所述前支撐部配置為接觸覆蓋人的頭部的額骨的區域;和/或(b)所述定位和穩定結構包括用於調節所述定位和穩定結構的一部分的長度的長度調節機構。
本技術的一種形式的另一方面是一種定位和穩定結構,其配置為具有與預期佩戴者的形狀互補的形狀。
本技術的一種形式的另一方面是一種介面結構,其配置為具有與預期佩戴者的形狀互補的形狀。
本技術的一種形式的一個方面是一種製造設備的方法。
本技術的某些形式的一個方面是定位和穩定結構,其易於例如由具有有限靈巧性、視力的人或由在使用頭戴式顯示器時具有有限經驗的人使用。
本技術的某些形式的一個方面是一種介面結構,其易於例如由具有有限靈巧性、視力的人或由在使用頭戴式顯示器時具有有限經驗的人使用。
可以實現所描述的方法、系統、裝置和設備,以便改進諸如電子顯示器或電腦的頭戴式顯示器的功能。此外,所描述的方法、系統、裝置和設備可以在虛擬實境、增強現實和/或混合現實的技術領域中提供改進。
當然,所述方面的部分可以形成本技術的子方面。此外,子方面和/或方面中的各種可以以各種方式組合,並且還構成本技術的附加方面或子方面。
通過考慮以下詳細描述、摘要、附圖和請求項中包含的資訊,本技術的其他特徵將是顯而易見的。
血液泵及泵殼體
在更詳細地描述本技術之前,應理解,本技術不限於本文描述的可變化的特定實例。還應當理解,本申請中使用的術語僅用於描述本文討論的具體實例的目的,而不旨在限制。
以下描述是針對可以共用一個或多個共同特徵和/或特點的各種示例而提供的。應理解,任何一個示例的一個或多個特徵可與另一示例或其他示例的一個或多個特徵組合。此外,任何示例中的任何單個特徵或特徵的組合可構成另一示例。
在以下詳細描述中,參考形成詳細描述的一部分的附圖。在詳細描述中描述的,在附圖中描繪的以及在請求項中限定的說明性實施例不旨在是限制性的。在不脫離所呈現的主題的精神或範圍的情況下,可以利用其他實施例並且可以做出其他改變。將容易理解的是,如在此總體上描述的並且在所述附圖中示出的本申請的所述方面可以佈置、替代、組合、分離並且設計成多種不同的構型,所有所述構型都被考慮在本申請中。
5.1 沉浸技術
沉浸技術可以向用戶呈現虛擬環境和使用者的物理環境或真實世界的組合。使用者可以與所得到的沉浸或組合現實交互。
所述設備通過用虛擬刺激增加或替換與用戶的五個感覺之一相關聯的刺激來沉浸用戶。典型地,這是虛擬刺激,儘管可以存在增加或替換與附加的四個感覺之一相關聯的刺激的附加刺激。
在一些形式中,特定的沉浸技術可以向用戶呈現虛擬環境和使用者環境的組合。所得環境的至少一部分可以包括虛擬環境。在一些示例中,整個所得到的環境可以是虛擬環境(例如意味著用戶的環境可能被遮擋而看不見或以其他方式被遮擋)。在其他形式中,使用者的物理環境的至少一部分仍可在視覺上觀察到。在一些形式中,用戶可以使用不同類型的沉浸技術,其可以包括但不限於虛擬實境(VR)、增強現實(AR)或混合現實(MR)。每種類型的沉浸技術可以向用戶呈現不同的環境和/或與環境交互的不同方式。
在一些形式中,顯示系統可以與每種類型的沉浸技術一起使用。顯示系統的顯示幕可以向組合環境(即虛擬環境和使用者環境的組合)提供虛擬環境元件。在某些形式中,顯示幕可以是電子螢幕。
在至少一些類型的沉浸技術(例如VR、AR、MR等)中,定位和穩定電子螢幕可用於操作相應的設備。例如使用者可能希望電子螢幕定位成足夠接近他們的眼睛以允許容易地觀看,但是足夠遠以不引起不適。另外,電子螢幕可能需要間隔足夠遠,使得用戶可以同時佩戴校正透鏡,如眼鏡。此外,使用者可以設法保持電子螢幕相對於其眼睛的取向。換言之,在使用所述裝置的同時行走或以其他方式移動的使用者可能不希望所述裝置在他們的頭部上(例如特別是相對於他們的眼睛)彈跳或以其他方式移動,因為這可能對用戶造成頭暈和/或不適。因此,為了限制使用者的眼睛和裝置之間的相對運動,所述裝置可以緊貼地支撐在用戶頭部上。
在一種形式中,本技術包括一種使用VR裝置的方法,所述方法包括將所述裝置支撐在使用者頭部上,接近用戶的至少一隻眼睛,並且在使用者的視線內。
在本技術的某些示例中,頭戴式顯示單元被支撐在使用者雙眼的前方,以便阻擋,阻礙和/或限制環境光到達用戶的雙眼。
以下在配置用於VR的設備的上下文中披露的任何特徵將被理解為可應用於配置用於AR的設備,除非上下文另外清楚地要求。以下在配置用於AR的設備的上下文中披露的類似特徵將被理解為可應用於配置用於VR的設備,除非上下文清楚地另外要求。為了避免疑問,在不具有透明顯示器的裝置的上下文中所揭示的特徵(使用者可通過所述特徵觀看真實世界)應理解為適用於具有此類透明顯示器的裝置,除非上下文另外明確要求。同樣地,在具有透明顯示器的設備的上下文中披露的特徵(通過所述顯示器可以觀看真實世界)應當被理解為可應用於其中顯示器是電子的並且通過透明材料不能直接觀看真實世界的設備。
5.2 虛擬實境顯示系統
如圖4A和4B所示,根據本技術的一個方面的顯示裝置、顯示系統、顯示介面或頭戴式顯示系統1000包括以下功能方面:介面結構1100、頭戴式顯示單元1200以及定位和穩定結構1300。在一些形式中,功能方面可提供一個或多個物理部件。在一些形式中,一個或多個物理部件可提供一個或多個功能方面。頭戴式顯示單元1200可以包括顯示器。在使用中,頭戴式顯示單元1200佈置為定位在用戶的眼睛附近和前方,以便允許使用者觀看所述顯示。
在其他方面,頭戴式顯示系統1000還可以包括顯示單元殼體1205、光學透鏡1240、控制器1270、揚聲器1272、電源1274和/或控制系統1276。在一些示例中,所述可以是頭戴式顯示系統1000的整體件,而在其他示例中,這些可以是模組化的並且根據使用者的需要被結合到頭戴式顯示系統1000中。
5.2.1 頭戴式顯示單元
頭戴式顯示單元1200可以包括用於向用戶提供可觀察輸出的結構。具體地,頭戴式顯示單元1200佈置為(例如手動地、通過定位和穩定結構等)保持在使用者面部前面的操作位置。
在一些示例中,頭戴式顯示單元1200可以包括顯示幕1220、顯示單元殼體1205、介面結構1100和/或光學透鏡1240。所述部件可以永久地組裝在單個頭戴式顯示單元1200中,或者它們可以是可分離的並且由用戶選擇性地連接以形成頭戴式顯示單元1200。另外,顯示幕1220、顯示單元殼體1205、介面結構1100和/或光學透鏡1240可以包括在頭戴式顯示系統1000中,但可以不是頭戴式顯示單元1200的一部分。
5.2.1.1 顯示幕
頭戴式顯示單元1200的一些形式包括顯示器,例如顯示幕(圖4B中未示出),但設置在顯示器殼體1205內。顯示幕可以包括向用戶提供可觀察輸出的電子部件。
本技術的一種形式中,顯示幕提供使用者可觀察到的光學輸出。光學輸出允許使用者觀察虛擬環境和/或虛擬物件。
顯示幕可以接近用戶的眼睛定位,以便允許用戶觀看顯示幕。例如顯示幕可以位於用戶眼睛的前面。顯示幕可輸出電腦生成的圖像和/或虛擬環境。
在一些形式中,顯示幕是電子顯示器。顯示幕可以是液晶顯示器(LCD)或發光二極體(LED)屏。
在某些形式中,顯示幕可以包括背光,其可以幫助照亮顯示幕。當在黑暗環境中觀看顯示幕時,這可能特別有益。
在一些形式中,顯示幕可以在用戶的瞳孔之間延伸更寬的距離。顯示幕也可以寬於用戶面頰之間的距離。
在一些形式中,顯示幕可以顯示使用者可觀察到的至少一個圖像。例如顯示幕可以顯示基於預定條件(例如時間流逝、用戶的移動、來自用戶的輸入等)而變化的圖像。
在某些形式中,顯示幕的部分可以僅對使用者的一隻眼睛可見。換言之,顯示幕的一部分可以定位在用戶的一隻眼睛(例如右眼)的附近和前方,並且被阻止從另一隻眼睛(例如左眼)觀看。
在一個示例中,顯示幕可以被分成兩側(例如左側和右側),並且可以一次顯示兩個圖像(例如每一側上一個圖像)。
顯示幕的每一側可以顯示類似的圖像。在一些示例中,圖像可以是相同的,而在其他示例中,圖像可以稍微不同。
顯示幕上的兩個圖像一起可以形成雙目顯示器,其可以向用戶提供更逼真的VR體驗。換言之,用戶的大腦可以將來自顯示幕1220的兩個圖像一起處理為單個圖像。提供兩個(例如不相同的)圖像可以允許使用者在其週邊觀看虛擬物件,並且在虛擬環境中擴展其視場。
在某些形式中,顯示幕可以定位以便用戶的雙眼都能看見。顯示幕可以一次輸出單個圖像,這可以被雙眼看到。與多圖像顯示幕相比,這可以簡化處理。
5.2.1.2顯示器殼體
在如圖4A和4B所示的本技術的一些形式中,顯示單元殼體1205為顯示幕提供支撐結構,以便保持顯示幕的至少一些部件相對於彼此的位置,並且可以附加地保護顯示幕和/或頭戴式顯示單元1200的其他部件。顯示單元殼體1205可以由適於為顯示幕提供免受衝擊力的保護的材料構成。顯示單元殼體1205還可以接觸用戶面部,並且可以由適合於限制對用戶的刺激的生物相容材料構成。
根據本技術的一些形式的顯示單元殼體1205可以由硬的、剛性的或半剛性的材料例如塑膠構成。
在某些形式中,剛性或半剛性材料可至少部分地覆蓋有軟和/或柔性材料(例如紡織品、矽酮等)。這可以改善生物相容性和/或用戶舒適度,因為用戶接合(例如用他們的手抓住)的顯示單元殼體1205的至少一部分包括柔軟和/或柔性材料。
根據本技術的其他形式的顯示單元殼體1205可以由軟的、柔性的、有彈性的材料構成,例如矽橡膠。
在一些形式中,顯示單元殼體1205可具有大致矩形或大致橢圓形輪廓。顯示單元殼體1205可以具有三維形狀,其具有基本上矩形或基本上橢圓形的輪廓。
在某些形式中,顯示單元殼體1205可包括上表面1230、下表面1232、側向左表面1234、側向右表面1236和前表面1238。顯示幕1220可以在使用中保持在面部內。
在某些形式中,上表面1230和下表面1232可具有基本相同的形狀。
在一種形式中,上表面1230和下表面1232可以是基本上平坦的,並且沿著平行平面(例如基本上平行於使用中水準的法蘭克福)延伸。
在某些形式中,側向左表面1234和側向右表面1236可以具有基本上相同的形狀。
在一種形式中,側向左表面1234和側向右表面1236可以在上表面1230和下表面1232之間是彎曲的和/或圓形的。在戴上和/或脫下頭戴式顯示系統1000時,圓形和/或彎曲的面1234、1236對於用戶抓握和握持可以是更舒適的。
在某些形式中,前表面1238可以在上表面1230和下表面1232之間延伸。前面1238可以形成頭戴式顯示系統1000的最前面部分。
在一種形式中,當使用者佩戴頭戴式顯示系統1000時,前表面1238可以是基本上平坦的表面,並且可以基本上平行於冠狀平面。
在一種形式中,前面1238可以不具有形狀與前面1238基本上相同的對應的相對面(例如後面)。顯示單元殼體1205的後部可以至少部分地打開(例如在前部方向上凹陷)以便接納用戶面部。
在一些形式中,顯示幕永久地集成到頭戴式顯示系統1000中。顯示幕可以是僅可用作頭戴式顯示系統1000的一部分的設備。
在一些形式中,顯示單元殼體1205可以包圍顯示幕,這可以保護顯示幕和/或限制使用者對顯示幕的元件的干擾(例如移動和/或破壞)。
在某些形式中,顯示幕可以基本上密封在顯示單元殼體1205內,以便限制灰塵或其他碎屑在顯示幕表面上的收集,這可能不利地影響使用者觀看顯示幕輸出的圖像的能力。由於顯示幕不能從顯示單元殼體1205上拆卸下來,因此使用者可能不需要破壞密封並接近顯示幕。
在一些形式中,顯示幕可拆卸地集成到頭戴式顯示系統1000中。顯示幕可以是作為整體獨立於頭戴式顯示系統1000使用的設備。例如可以在智慧型電話或其他可擕式電子設備上提供顯示幕。
在一些形式中,顯示單元殼體1205可以包括隔室。顯示幕的一部分可以可拆卸地容納在隔室內。例如用戶可以將顯示幕可移除地定位在隔間中。如果顯示幕執行頭戴式顯示單元1200外部的附加功能(例如是像蜂窩電話的可擕式電子設備),則這可能是有用的。另外,從顯示單元殼體1205移除顯示幕可以幫助用戶清潔和/或更換顯示幕。
顯示器殼體的某些形式包括通向隔室的開口,允許用戶更容易地從隔室插入和移除顯示幕。顯示幕可以通過摩擦接合保持在隔室內。
在某些形式中,蓋可以選擇性地覆蓋隔室,並且可以在顯示幕1220位於隔室內時向顯示幕1220提供額外的保護和/或安全性。
在某些形式中,隔室可在上表面上打開。當使用者佩戴顯示介面1000時,顯示幕可以在基本豎直的方向上插入到隔間中。
5.2.1.3 介面結構
如圖4A和4B所示,本技術的一些形式包括介面結構1100,所述介面結構1100定位和/或佈置面部的形狀,並且可以在佩戴和/或使用頭戴式顯示系統1000時為使用者提供增加的舒適度。
在一些形式中,介面結構1100聯接到顯示單元殼體1205的表面。
在一些形式中,介面結構1100可以至少部分地圍繞顯示單元殼體1205延伸,並且可以形成觀察開口。在使用中,觀看開口可以至少部分地容納使用者面部。具體地,使用者的眼睛可以容納在由介面結構1100形成的觀察開口內。
在一些形式中,根據本技術的介面結構1100由生物相容性材料構成。
在一些形式中,根據本技術的介面結構1100由軟的、柔性的和/或彈性的材料構成。
在某些形式中,根據本技術的介面結構1100由矽橡膠和/或泡沫構成。
在一些形式中,介面結構1100可以接觸使用者面部的敏感區域,所述敏感區域可以是不舒適的位置。形成介面結構1100的材料可以緩衝所述敏感區域,並且在佩戴頭戴式顯示系統1000時限制使用者的不適。
在某些形式中,所述敏感區域可包括使用者的前額。具體地,這可以包括接近額骨的使用者頭部的區域,如顱骨肌和/或眉間。所述區域可能是敏感的,因為在用戶的皮膚和骨之間存在來自肌肉和/或脂肪的有限的自然緩衝。類似地,用戶鼻子的脊也可以包括很少或沒有自然緩衝。
在一些形式中,介面結構1100可以包括單個元件。在一些實施例中,介面結構1100可設計用於批量生產。例如介面結構1100可設計成舒適地配合寬範圍的不同面部形狀和尺寸。
在一些形式中,介面結構1100可以包括覆蓋使用者面部的不同區域的不同元件。介面結構1100的不同部分可由不同材料構成,並在不同區域為使用者提供不同的紋理和/或緩衝。
5.2.1.3.1 遮光罩
頭戴式顯示系統1000的一些形式可以包括遮光罩,所述遮光罩可以由不透明材料構成並且可以阻擋環境光到達用戶的眼睛。光遮罩可以是介面結構1100的一部分或者可以是單獨的元件。在一些示例中,除了提供用於頭戴式顯示器1200與用戶面部之間的接觸的舒適接觸部分之外,介面結構1100還可以通過將用戶的眼睛與環境光遮罩開而形成光遮罩。在一些示例中,遮光罩可以由一起工作以阻擋環境光的多個部件形成。
在某些形式中,遮光罩可以阻擋環境光到達眼睛區域,所述眼睛區域可以形成在顱骨肌的區域、使用者的蝶骨、穿過蝶骨到左或右顴弓之間的外頰區域、顴弓上、穿過從顴弓朝向翼脊的內頰區域,以及在使用者的位於蝶骨下方的鼻脊上,以將用戶面部的一部分包圍在其間。
在一種形式中,遮光罩可以不圍繞其整個周邊接觸用戶的面部。例如遮光罩可以與用戶的鼻硬物隔開。所述間隔的寬度可以基本上較小,以便基本上限制環境光的進入。然而,用戶的鼻脊可能敏感且容易受刺激。因此,避免與用戶的鼻脊直接接觸可以提高用戶在佩戴頭戴式顯示系統1000時的舒適度。
在某些形式中,光遮罩可以是顯示單元殼體1205的一部分,並且可以整體地或可移除地聯接到顯示單元殼體1205。在一種形式中,如果顯示單元殼體1205可與輸出AR或MR和VR的顯示幕一起使用,則光遮罩可以從顯示單元殼體1205移除,並且僅在使用VR時聯接到顯示單元殼體1205。
5.2.1.3.1.1密封形成結構
如圖4D所示,在本技術的一種形式中,介面結構1100用作密封形成結構,並提供目標密封形成區域。目標密封形成區域是密封形成結構上可能發生密封的區域。實際發生密封的區域——實際的密封表面——可以在給定的時間段內從一天到一天、從用戶到用戶變化,這取決於一系列因素,包括但不限於顯示單元殼體1205放置在面部上的位置、定位和穩定結構1300中的張力,和/或用戶面部的形狀。
在一種形式中,目標密封形成區域位於介面結構1100的外表面上。
在一些形式中,遮光罩可形成密封形成結構並密封使用者的面部。
在某些形式中,遮光罩或介面結構1100的整個周邊可以密封在用戶的皮膚上,並且可以阻擋環境光到達眼睛區域。眼睛區域可以形成在顱骨肌的區域上、使用者的蝶骨上、在蝶骨到左或右顴弓之間跨過外頰區域、在顴弓上、從顴弓朝向翼脊跨過內頰區域,以及在使用者的位於蝶骨下方的鼻脊上,以將用戶面部的一部分包圍在其間。
當用作密封形成結構時,遮光罩或介面結構1100可接觸使用者面部的敏感區域,如使用者的鼻脊。這種接觸可以完全防止環境光的進入。圍繞顯示單元殼體1205的整個周邊的密封可以改善頭戴式顯示系統1000的性能。另外,能夠選擇生物相容性材料,使得在佩戴頭戴式顯示系統1000時與使用者的鼻脊的直接接觸不會顯著降低用戶的舒適度。
在本技術的某些形式中,提供了一種包括多於一個介面結構1100的系統,每個介面結構配置為對應於不同的尺寸和/或形狀範圍。例如所述系統可以包括一種形式的介面結構1100,其適合於大尺寸的頭部,但不適合於小尺寸的頭部,以及另一種形式的介面結構1100適合於小尺寸的頭部,但不適合於大尺寸的頭部。不同的介面結構1100可以是可拆卸和可替換的,使得具有不同尺寸頭部的不同用戶可以使用相同的頭戴式顯示系統1000。
在一些形式中,密封形成結構可以形成在顱骨肌的區域上、使用者的蝶骨上、在蝶骨到左或右顴弓之間的外頰區域上、在顴弓上、從顴弓朝向翼脊的內頰區域上,以及在使用者的位於蝶骨下方的鼻脊上,以將用戶面部的一部分包圍在其間。所述限定區域可以是眼睛區域。
在某些形式中,這可以密封用戶的眼睛周圍。由密封形成結構或介面結構1100形成的密封可以形成光密封,以便限制環境光到達用戶的眼睛。
5.2.1.3.2 材料生物相容性
生物相容性材料被認為是根據ISO 10993-1標準對其使用安全性相關的生物反應進行全面評價的材料。評價考慮了使用時預期與人體組織接觸的性質和持續時間。在本技術的一些形式中,在定位和穩定結構以及介面結構中使用的材料可以經受至少一些以下生物相容性測試:細胞毒性-洗脫試驗(MeM浸提液):ANSI/AAMI/ISO 10993-5;皮膚致敏:ISO 10993-10;刺激:ISO 10993-10;遺傳毒性-細菌致突變試驗:ISO 10993-3;植入: ISO 10993-6。
5.2.1.4 光學透鏡
如圖4B所示,至少一個透鏡1240可以設置在用戶的眼睛和顯示幕1220之間。用戶可以通過透鏡1240觀看由顯示幕1220提供的圖像。所述至少一個透鏡1240可以幫助將顯示幕1220與用戶面部間隔開以限制眼睛疲勞。至少一個透鏡1240還可以幫助更好地觀察由顯示幕1220顯示的圖像。
在一些形式中,透鏡1240是菲涅耳透鏡。
在一些形式中,透鏡1240可具有大致截頭圓錐形狀。在使用中,透鏡1240的較寬端可以接近顯示幕1220設置,而透鏡1240的較窄端可以接近用戶的眼睛設置。
在一些形式中,透鏡1240可以具有基本上圓柱形的形狀,並且在使用中可以具有接近顯示幕1220和接近用戶眼睛的基本上相同的寬度。
在一些形式中,至少一個透鏡1240還可以放大顯示幕1220的圖像,以便説明使用者觀看圖像。
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000包括兩個透鏡1240(例如雙目顯示器),每個用於用戶的每只眼睛。換言之,用戶的每只眼睛可以通過位於相應瞳孔前面的單獨的透鏡觀看。每個透鏡1240可以是相同的,儘管在一些示例中,一個透鏡1240可以不同於另一透鏡1240(例如具有不同的放大率)。
在某些形式中,顯示幕1220可以同時輸出兩個圖像。使用者的每只眼睛只能看到兩個圖像中的一個。圖像可以並排顯示在顯示幕1220上。每個透鏡1240允許每只眼睛僅觀察接近相應眼睛的圖像。使用者可以將這兩個圖像一起觀察為單個圖像。
在一些形式中,每個透鏡1240的後周邊可以近似為用戶眼眶的尺寸。後周邊可以略大於用戶眼眶的尺寸,以確保用戶的整個眼睛可以看到相應的透鏡1240。例如每個透鏡1240的外邊緣可以在上方向上與用戶的額骨對齊(例如接近用戶的眉毛),並且可以在下方向上與用戶的上頜骨對齊(例如接近外頰區域)。
透鏡1240的定位和/或尺寸可允許用戶在虛擬環境中具有約360°的周邊視覺,以便緊密地類比物理環境。
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000包括單個透鏡1240(例如單目顯示器)。透鏡1240可以定位在雙眼的前面(例如使得雙眼通過透鏡1240觀看來自顯示幕幕1220的圖像),或者可以定位在僅一隻眼睛的前面(例如當僅一隻眼睛可以觀看來自位移螢幕1220的圖像時)。
5.2.1.4.1 透鏡安裝
透鏡1240可聯接到定位在顯示幕1220附近(例如在顯示幕1220與介面結構1100之間)的間隔件,使得透鏡1240不與顯示幕1220直接接觸(例如以便限制透鏡1240刮擦顯示幕1220)。
例如透鏡1240可以相對於介面結構1100凹進,使得透鏡1240設置在觀察開口內。在使用中,用戶的每只眼睛與相應的透鏡1240對準,同時用戶面部被接收在觀察開口內(例如操作位置)。
在一些形式中,每個透鏡1240的前周邊可以包圍顯示幕1220的大約一半。沿著顯示幕1220的中心線在兩個透鏡1240之間可以存在基本上小的間隙。這可以允許通過兩個透鏡1240觀看的用戶能夠基本上觀看整個顯示幕1220以及輸出給使用者的所有圖像。
在某些形式中,顯示幕1220的中心(例如沿著兩個透鏡1240之間的中心線)可以不輸出圖像。例如在雙目顯示器中(例如其中顯示幕1220的每一側輸出基本上相同的圖像),每個圖像可以在顯示幕1220上間隔開。這可以允許兩個透鏡1240定位成緊鄰顯示幕1220,同時允許使用者觀看顯示幕1220上顯示的整個圖像。
在一些形式中,可以在透鏡1240的至少一部分周圍形成保護層1242。在使用中,保護層1242可以位於用戶面部和顯示幕1220之間。
在一些形式中,每個透鏡1240的一部分可以在後部方向上突出穿過保護層1242。例如在使用中,每個透鏡1240的窄端可以比保護層1242更向後突出。
在一些形式中,保護層1242可以是不透明的,使得來自顯示幕1220的光不能通過。另外,使用者在不透過透鏡1240觀看的情況下可能無法觀看顯示幕1220。
在一些形式中,保護層1242可以是非平面的,並且可以包括基本上匹配用戶面部輪廓的輪廓。例如保護層1242的一部分可以在前部方向上凹陷,以便容納用戶的鼻子。
在某些形式中,用戶在佩戴頭戴式顯示系統1000時可能不接觸保護層1242。這可有助於減少由於與用戶面部的額外接觸(例如抵靠敏感鼻脊區域)而引起的刺激。
5.2.1.4.2 矯正透鏡
在一些示例中,附加透鏡可以聯接到透鏡1240,使得用戶透過透鏡1240和附加透鏡觀看由顯示幕1220輸出的圖像。
在一些形式中,在使用中,附加透鏡比透鏡1240更靠後。因此,附加透鏡更接近用戶的眼睛定位,並且用戶在觀看透鏡1240之前觀看附加透鏡。
在一些形式中,附加透鏡可以具有與透鏡1240不同的放大率。
在一些形式中,附加透鏡可以是處方強度透鏡。附加透鏡可以允許用戶不用眼鏡觀看顯示幕幕1220,這在使用頭戴式顯示系統1000時佩戴起來可能不舒服。附加透鏡可以是可移除的,使得不需要附加透鏡的使用者仍然可以清楚地觀看顯示幕1220。
5.2.2 定位和穩定結構
如圖4A和4B所示,本技術的頭戴式顯示系統1000的顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205可以在使用中由定位和穩定結構1300保持在適當的位置。
為了將顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205保持在其正確的操作位置,定位和穩定結構1300理想地相對於用戶頭部是舒適的,以便以使面部印記和/或來自長期使用的疼痛最小化的方式來適應由顯示單元的重量引起的負載。還需要在不犧牲舒適度,可用性和製造成本的情況下實現通用配合。設計標準可以包括在具有低靈巧性閾值的低觸摸簡單設置解決方案的預定範圍上的可調節性。進一步的考慮包括迎合可以使用頭戴式顯示系統1000的動態環境。作為虛擬環境的沉浸式體驗的一部分,用戶可以在使用頭戴式顯示系統1000的同時進行通信,即說話。這樣,用戶的顎或下頜可相對於顱骨的其他骨頭移動。另外,整個頭部可以在頭戴式顯示系統1000的使用時段期間移動。例如使用者上身的運動,在某些情況下是下身的運動,特別是頭部相對於上身和下身的運動。
在一種形式中,定位和穩定結構1300提供保持力以克服重力在顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205上的影響。
在本技術的一種形式中,提供了一種定位和穩定結構1300,所述定位和穩定結構1300以與使用者舒適地佩戴一致的方式進行配置。在一個示例中,定位和穩定結構1300具有低的輪廓或截面厚度,以減小設備的感知或實際體積。在一個示例中,定位和穩定結構1300包括至少一個具有矩形截面的綁帶。在一個示例中,定位和穩定結構1300包括至少一個扁平帶。
在本技術的一種形式中,提供了一種定位和穩定結構1300,所述定位和穩定結構配置為不會太大和太笨重而妨礙用戶舒適地從一側移動到另一側。
在本技術的一種形式中,定位和穩定結構1300包括由織物使用者接觸層、泡沫內層和織物外層的疊層構成的帶。在一種形式中,泡沫是多孔的,以允許濕氣(例如汗)穿過帶。在一種形式中,綁帶的皮膚接觸層由有助於從用戶面部吸走水分的材料形成。在一種形式中,織物外層包括與鉤材料部分接合的環材料。
在本技術的某些形式中,定位和穩定結構1300包括可伸展的帶,例如彈性可伸展的帶。例如帶在使用中可以配置為處於張力中,並且引導力以將顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205拉向用戶面部的一部分,特別是接近用戶的眼睛並且與其視野成一直線。在一個實例中,綁帶可以配置為系帶。
在本技術的一種形式中,定位和穩定結構1300包括第一系帶,所述第一系帶構造和佈置為使得在使用中其下邊緣的至少一部分在用戶頭部的耳上基點上方通過並且覆蓋頂骨的一部分而不覆蓋枕骨。
在本技術的一種形式中,定位和穩定結構1300包括第二系帶,所述第二系帶構造和佈置為使得在使用中它的上邊緣的至少一部分在用戶頭部的枕骨下方通過並覆蓋或位於用戶頭部的枕骨下方。
在本技術的一種形式中,定位和穩定結構1300包括第三系帶,所述第三系帶構造和佈置為互連第一系帶和第二系帶以減小第一系帶和第二系帶彼此分開的趨勢。
在本技術的某些形式中,定位和穩定結構1300包括可彎曲且例如非剛性的帶。所述方面的優點在於,帶更舒適地靠在用戶頭部上。
在本技術的某些形式中,定位和穩定結構1300包括配置為可透氣的帶,以允許濕氣透過所述帶。
在本技術的某些形式中,提供了一種包括多於一個定位和穩定結構1300的系統,每個定位和穩定結構配置為提供對應於不同尺寸和/或形狀範圍的保持力。例如所述系統可包括適於大尺寸頭部而非小尺寸頭部的一種形式的定位和穩定結構1300,以及另一種形式。適用於小尺寸頭部,但不適用於大小尺寸頭部。
在一些形式中,定位和穩定結構1300可以包括用於接觸用戶皮膚的緩衝材料(例如泡沫墊)。緩衝材料可以為定位和穩定結構1300提供附加的耐磨性,特別是如果定位和穩定結構1300由剛性或半剛性材料構成。
5.2.2.1 臨時連接件
如圖4C所示,頭戴式顯示系統1000或定位和穩定結構1300的一些形式包括顳骨連接件1250,每個顳骨連接件1250在使用中可以覆蓋用戶的顳骨中的相應一個。臨時連接件1250的一部分在使用中與用戶頭部的接近耳背上方的區域接觸,即在使用者的每只耳上基點。在一些示例中,臨時連接件是定位和穩定結構1300的綁帶部。在其他示例中,臨時連接件是頭戴式顯示單元1200的臂。在一些示例中,頭戴式顯示系統1000的臨時連接件可以部分地由定位和穩定結構1300的綁帶部(例如側向帶部1330)形成,並且部分地由頭戴式顯示單元1200的臂1210形成。
臨時連接件1250可以是定位和穩定結構1300的側向部分,因為每個臨時連接件1250定位在用戶頭部的左側或右側。
在一些形式中,顳葉連接件1250可以在前後方向上延伸,並且可以基本上平行於矢狀平面。
在一些形式中,臨時連接件1250可以聯接到顯示單元殼體1205。例如臨時連接件1250可以連接到顯示單元殼體1205的側面。例如每個臨時連接件1250可以聯接到側向左表面1234和側向右表面1236中的相應一個。
在某些形式中,臨時連接件1250可以樞轉地連接到顯示單元殼體1205,並且可以在每個臨時連接件1250與顯示單元殼體1205之間提供相對旋轉。
在某些形式中,臨時連接件1250可以可移除地連接到顯示單元殼體1205(例如經由磁體、機械緊固件、鉤和環材料等)。
在一些形式中,臨時連接件1250可以在使用中佈置為總體上沿著或平行於頭部的法蘭克福平面並且在顴骨上方(例如在用戶的頰骨上方)延伸。
在一些形式中,臨時連接件1250可以類似於眼鏡的臂抵靠用戶頭部定位,並且比每個相應耳朵的對耳輪定位得更靠上。
在一些形式中,臨時連接件1250可以具有大致細長且平坦的構型。換言之,每個臨時連接件1250比厚(進入紙平面的方向)長得多且寬(在紙平面中從上到下的方向)。
在一些形式中,臨時連接件1250可以各自具有在所有三個軸線(X、Y和Z)上具有曲率的三維形狀。雖然每個臨時連接件1250的厚度可以是基本上均勻的,但是其高度在其整個長度上變化。每個臨時連接件1250的形狀和尺寸的目的是緊密地符合使用者頭部,以便保持不引人注目並且維持低型面(例如不顯得過於龐大)。
在一些形式中,臨時連接件1250可以由剛性或半剛性材料構成,其可以包括塑膠,海翠(熱塑性聚酯彈性體)或另一種類似材料。剛性或半剛性材料可以是自支撐的和/或能夠保持其形狀而不被磨損。這可以使用戶更直觀或明顯地理解如何使用定位和穩定結構1300,並且可以與完全柔軟且不保持形狀的定位和穩定結構1300形成對比。在使用前將臨時連接件1250保持在使用狀態可防止或限制變形,同時使用者穿戴定位和穩定結構1300,並允許使用者快速配合或佩戴頭戴式顯示系統1000。
在某些形式中,臨時連接件1250可以是剛性件,這可以允許張力更有效地(例如直接地)平移通過臨時連接件1250,因為剛性件限制了臂在使用中的伸長或變形的大小。
在某些形式中,定位和穩定結構1300可以設計成使得定位和穩定結構1300“彈出盒”並且總體上進入其使用構型。此外,定位和穩定結構1300可以佈置為一旦離開所述盒就保持其使用中的形狀(例如因為可以形成多個剛性件來維持定位和穩定結構1300的一些或部分的形狀)。有利地,定位和穩定結構1300的取向對於用戶來說是清楚的,因為定位和穩定結構1300的形狀通常彎曲得很像用戶頭部的後部。也就是說,定位和穩定結構1300通常是圓頂形的。
在某些形式中,柔性和/或彈性材料可以佈置在臨時連接件1250的剛性或半剛性材料周圍。柔性材料可更舒適地貼靠用戶頭部,以便提高耐磨性並提供與用戶面部的柔軟接觸。在一種形式中,柔性材料是永久地或可移除地聯接到每個臨時連接件1250的織物套筒。
在一種形式中,織物可以包覆模制到剛性件的至少一側上。在一種形式中,剛性件可以與彈性部件分開形成,然後用戶接觸材料(例如Breath-O-Prene™)的套子可以包裹或滑過剛性件。在替代形式中,用戶接觸材料可以通過粘合劑、超聲波焊接、縫合、鉤和環材料和/或螺柱連接件提供給剛性件。
在一些形式中,用戶接觸材料可在剛性件的兩側上,或可選地可僅在剛性件的用戶接觸側(例如用戶接觸側)上,以減小材料的體積和成本。
在一些形式中,臨時連接件1250由柔性材料(例如紡織品)構成,所述柔性材料相對於用戶的皮膚可以是舒適的,並且可以不需要增加層來增加舒適度。
5.2.2.2 後支撐部
如圖4C所示,某些形式的定位和穩定結構1300可以包括後支撐部1350,用於輔助支撐接近用戶眼睛的顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205(如圖4B所示)。後支撐部1350可以幫助將顯示幕和/或顯示單元殼體1205固定到用戶頭部,以便將顯示幕適當地取向為接近用戶的眼睛。
在一些形式中,後支撐部1350可以經由顳葉連接件1250聯接到顯示單元殼體1205。
在某些形式中,臨時連接件1250可以直接聯接到顯示單元殼體1205和後支撐部1350。
在一些形式中,後支撐部1350可以具有三維輪廓曲線以適合使用者頭部的形狀。例如後支撐部1350的三維形狀可以具有在使用中適於覆蓋用戶頭部的頂骨和枕骨的一部分的大致圓形的三維形狀。
在一些形式中,後支撐部1350可以是定位和穩定結構1300的後部。後支撐部1350可以提供至少部分地指向前部方向的錨定力。
在某些形式中,後支撐部1350是定位和穩定結構1300的最下部。例如後支撐部1350可以接觸枕骨和斜方肌之間的使用者頭部區域。後支撐部1350可以鉤住枕骨(例如枕骨部)的下邊緣。後支撐部1350可以提供指向上方向和/或前方向的力,以便保持與用戶的後頭部接觸。
在某些形式中,後支撐部1350是整個頭戴式顯示系統1000的最下部分。例如後支撐部1350可以定位在用戶頸部的基部(例如覆蓋枕骨和斜方肌比用戶的眼睛更下方),使得後支撐部1350比顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205更下方。
在一些形式中,後支撐部1350可以包括襯墊材料,其可以接觸用戶頭部(例如覆蓋枕骨和斜方肌之間的區域)。襯墊材料可以為用戶提供額外的舒適度,並且限制由後支撐部1350拉動用戶頭部而引起的痕跡。
5.2.2.3 前額支撐件
定位和穩定結構1300的一些形式可以包括前額支撐件或前額支撐部1360,所述前額支撐件或前額支撐部1360配置為在使用中接觸用戶眼睛上方的頭部。圖5B所示的定位和穩定結構1300包括前額支撐件1360。在一些示例中,圖4A所示的定位和穩定結構1300可以包括前額支撐件1360。前額支撐件1360可以覆蓋用戶頭部的額骨。在某些形式中,前額支撐件1360也可以比蝶骨和/或顳骨更高。這也可以將前額支撐件1360定位成比用戶的眉毛更高。
在一些形式中,前額支撐件1360可以是定位和穩定結構1300的前部,並且可以比定位和穩定結構1300的任何其他部分更靠前地設置在用戶頭部上。後支撐部1350可以提供至少部分地指向後部方向的力。
在一些形式中,前額支撐件1360可以包括緩衝材料(例如織物、泡沫、矽樹脂等),所述緩衝材料可以接觸用戶,並且可以幫助限制由定位和穩定結構1300的綁帶引起的痕跡。前額支撐件1360和介面結構1100可以一起工作以給用戶提供舒適度。
在一些形式中,前額支撐件1360可以與顯示單元殼體1205分離,並且可以在與顯示單元殼體1205不同的位置(例如更上方)接觸用戶頭部。
在一些形式中,前額支撐件1360可以被調節以允許定位和穩定結構1300適應使用者面部的形狀和/或配置。
在一些形式中,臨時連接件1250可以聯接到前額支撐件1360(例如在前額支撐件1360的側向側面上)。顳部連接件1250可以至少部分地在下部方向上延伸,以便聯接到後支撐部1350。
在某些形式中,定位和穩定結構1300可以包括多對臨時連接件1250。例如成對的臨時連接件1250可以連接到前額支撐件1360,並且成對的臨時連接件1250可以聯接到顯示單元殼體1205。
在一些形式中,前額支撐件1360可以以大致平行於用戶前額的角度呈現,以向用戶提供改善的舒適度。例如前額支撐件1360可以將用戶定位在覆蓋額骨的方向上,並且基本上平行於冠狀平面。將前額支撐件基本上平行於冠狀平面放置可以降低由不均勻的呈現引起的壓瘡的可能性。
在一些形式中,前額支撐件1360可以從接觸使用者頭部後部區域(例如覆蓋枕骨和斜方肌的區域)的後部支撐件或後支撐部偏移。換言之,沿後帶的軸線將不與前額支撐件1360相交,前額支撐件1360可佈置為比沿後帶的軸線更靠下和更靠前。在前額支撐件1360和後帶之間產生的偏移可以產生對抗顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205的重力的力矩。更大的偏移可以產生更大的力矩,因此更有助於保持顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205的正確位置。可以通過將前額支撐件1360移動得更接近用戶的眼睛(例如沿著用戶頭部更向前和更向下),和/或增加後帶的角度以使其更垂直來增加偏移。
5.2.2.4 能夠調節的綁帶
如圖4C所示,定位和穩定結構1300的部分可以是能夠調節的,以便在顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205上施加選擇性的張力,以便固定顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205的位置。
在一些形式中,顯示單元殼體1205可以包括至少一個環或孔眼1254(如圖4B所示),並且臨時連接件1250中的至少一個可以螺旋穿過所述環,並且在自身上折回。螺旋穿過相應孔眼1254的臨時連接件1250的長度可以由用戶選擇,以便調節由定位和穩定結構1300提供的張力。例如將較大長度的臨時連接件1250螺旋穿過孔眼1254可以提供較大的張力。
在一些形式中,臨時連接件1250中的至少一個可以包括調節部分1256和接收部分1258(如圖4C所示)。調節部分1256可以螺旋穿過顯示單元殼體1205上的孔眼1254定位,並且可以聯接到接收部分1258(例如通過自身折回)。調節部分1256可以包括鉤材料,並且接收部分1258可以包括環材料(或反之亦然),這樣使得調節部分1256可以可移除地保持在所希望的位置中。在一些示例中,鉤材料和環材料可以是維可牢尼龍搭扣。
在某些形式中,調節調節部分1256相對於接收部分1258的位置可以向顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205施加向後的力,並且增大或減小遮光罩對用戶頭部的密封力(例如當遮光罩用作密封形成結構時)。
在某些形式中,調節部分1256可以由柔性和/或彈性材料構成,其可以符合用戶頭部的形狀和/或可以允許調節部分螺旋穿過孔眼1254。例如調節部分1256可以由彈性織物構成,所述彈性織物可以提供彈性張力。臨時連接件1250的其餘部分可以由上述剛性或半剛性材料構成(儘管可以設想臨時連接件1250的附加部分也可以由柔性材料構成)。
5.2.2.4.1 頂帶
在一些形式中,定位和穩定結構1300可包括頂帶部,其可覆蓋使用者頭部的上部區域。例如圖1A所示的頭戴式顯示系統1000具有頂帶部。
在一些形式中,頂帶部可以在頭戴式顯示系統1000的前部與頭戴式顯示系統1000的後部區域之間延伸。
在一些形式中,頂帶部可以由柔性材料構成,並且可以配置為與使用者頭部的形狀互補。
在某些形式中,頂帶部可以連接到顯示單元殼體1205。例如頂帶部可以連接到上表面1230。頂帶部還可以在顯示單元殼體1205的後端附近連接到顯示單元殼體1205。
在某些形式中,頂帶部可以連接到前額支撐件1360。例如頂帶部可以在上邊緣附近連接到前額支撐件1360。頂帶部可以通過前額支撐件1360連接到顯示單元殼體1205。
在一些形式中,頂帶部可以連接到後支撐部1350。例如頂帶部可連接到後支撐部1350的上邊緣附近。
在一些形式中,頂帶部可覆蓋用戶頭部的額骨和頂骨。
在某些形式中,當頂帶部在頭戴式顯示系統1000的前部和後部之間延伸時,頂帶部可沿矢狀平面延伸。
在某些形式中,頂帶部可以施加至少部分地在上方向上取向的張力,所述張力可以與重力相反。
在某些形式中,頂帶部可以施加至少部分地在後部方向上取向的拉伸力,這可以將介面結構1100拉向使用者的面部(並且當遮光罩用作密封形成結構時提供密封力的一部分)。
在一些形式中,頂帶部可以是能夠調節的,以便在顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205上施加選擇性的張力,以便固定顯示幕1220和/或顯示單元殼體1205的位置。
在某些形式中,顯示單元殼體1205和/或前額支撐件1360(視情況而定)可以包括至少一個環或孔眼1254,並且頂帶部可以螺旋穿過所述孔眼1254,並且在自身上折回。螺旋穿過孔眼1254的頂帶部的長度可由用戶選擇,以便調節由定位和穩定結構1300提供的張力。例如將更大長度的頂帶部螺旋穿過孔眼1254可以提供更大的張力。
在一些形式中,頂帶部可包括調節部分和接收部分。調節部分可以穿過孔眼1254定位,並且可以聯接到接納部分上(例如通過自身折回)。調節部分可以包括鉤材料,並且接收部分可以包括環材料(或反之亦然),使得調節部分可以可移除地保持在期望位置。在一些示例中,鉤材料和環材料可以是維可牢尼龍搭扣。
5.2.2.5旋轉控制
在一些形式中,當用戶戴上定位和穩定結構時,顯示單元殼體1205和/或顯示幕1220可相對於用戶面部樞轉。這可以允許使用者在仍然佩戴使用者介面1100的同時看到物理環境。這對於想要休息以觀看虛擬環境但不希望離線定位和穩定結構1300的使用者可能是有用的。
在一些形式中,樞轉連接1260可以形成在顯示單元殼體1205的上部和定位和穩定結構1300之間。例如樞轉連接1260可以形成在顯示單元殼體1205的上表面1230上。
在某些形式中,樞轉連接1260可以連接到前額支撐件1360。顯示單元殼體1205能夠繞前額支撐件1360的下邊緣樞轉。
在一種形式中,臨時連接件1250可以連接到前額支撐件1360,以便允許顯示單元殼體1205樞轉。
在一些形式中,樞轉連接1260可以是棘齒連接,並且可以將顯示單元殼體1205保持在升高的位置而無需額外的用戶干預。
5.2.3 控制器
如圖6所示,頭戴式顯示系統1000的一些形式包括控制器1270,其可由用戶接合以便向虛擬環境提供用戶輸入和/或控制頭戴式顯示系統1000的操作。控制器1270可以連接到頭戴式顯示單元1200,並且向使用者提供與從頭戴式顯示單元1200輸出給使用者的虛擬物件交互的能力。
5.2.3.1 掌上型控制器
在一些形式中,控制器1270可以包括手持設備,並且可以由使用者用單手容易地抓握。
某些形式中,頭戴式顯示系統1000可以包括兩個手持控制器。手持控制器可以基本上彼此相同,並且每個手持控制器可以由用戶的手中相應的一隻手致動。
在一些形式中,用戶可以與手持控制器交互,以便控制虛擬環境中的虛擬物件和/或與虛擬環境中的虛擬物件交互。
在一些形式中,手持控制器包括可由使用者致動的按鈕。例如用戶的手指能夠在抓住手持控制器的同時按下按鈕。
在一些形式中,手持控制器可以包括方向控制(例如操縱杆、控制墊等)。用戶的拇指能夠在抓住手持控制器的同時接合方向控制器。
在某些形式中,控制器1270可以無線連接到頭戴式顯示單元1200。例如控制器1270和頭戴式顯示單元1200可經由藍牙、wi-fi或任何類似裝置連接。
在某些形式中,控制器1270和頭戴式顯示單元1200可以用有線連接來連接。
5.2.3.2 固定控制器
在一些形式中,控制器1270的至少一部分可以整體地形成在顯示單元殼體1205上。
在一些形式中,控制器1270可以包括整體形成在顯示單元殼體1205上的控制按鈕。例如控制按鈕可以形成在上表面1230和/或下表面1232上,以便當握住使用者的手掌靠在顯示單元殼體1205的橫向左或右表面1234、1236上時可由用戶的手指接合。控制按鈕也可以設置在顯示單元殼體1205的其他面上。
在一些形式中,使用者可以與控制按鈕交互以控制頭戴式顯示系統1000的至少一個操作。例如控制按鈕可以是開/關按鈕,其可以選擇性地控制顯示幕1220是否向使用者輸出圖像。
在某些形式中,控制按鈕和頭戴式顯示單元1200可以用有線連接來連接。
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000可以包括手持控制器和控制按鈕兩者。
5.2.4 揚聲器
參照圖6,在一些形式中,頭戴式顯示系統1000包括聲音系統或揚聲器1272,聲音系統或揚聲器1272可連接到頭戴式顯示單元1200並可定位成接近用戶的耳朵,以便向用戶提供聽覺輸出。
在一些形式中,揚聲器1272可以圍繞用戶的耳朵定位,並且可以阻止或限制用戶聽到環境雜訊。
在某些形式中,揚聲器1272可以無線連接到頭戴式顯示單元1200。例如揚聲器1272和頭戴式顯示單元1200可以經由藍牙、wi-fi或任何類似裝置連接。
在一些形式中,揚聲器1272包括左耳換能器和右耳換能器。在一些形式中,左耳和右耳換能器可以輸出不同的信號,使得使用者在一隻耳朵(例如左耳)中聽到的音量和/或雜訊可以不同於用戶在另一隻耳朵(例如右耳)中聽到的音量和/或雜訊。
在一些形式中,可以使用控制器1270來控制揚聲器1272(例如揚聲器1272的音量)。
5.2.5 電源
參見圖6,頭戴式顯示系統1000的一些形式可以包括電源1274,所述電源可以向頭戴式顯示單元1200和頭戴式顯示系統1000的任何其他電氣部件提供電力。
在某些形式中,電源1274可包括可聯接到外部電源的有線電連接,外部電源可固定到特定位置。
在某些形式中,電源1274可包括可向頭戴式顯示單元1200提供電力的可擕式電池。與有線電連接相比,可擕式電池可以允許用戶更大的移動性。
在某些形式中,頭戴式顯示系統1000和/或頭戴式顯示系統1000的其他電子部件可以包括內部電池,並且可以在沒有電源1274的情況下使用。
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000可以包括在遠離頭戴式顯示單元1200的位置中的電源1274。電線可以從遠端位置延伸到顯示單元殼體1205,以便將電源1274電連接到頭戴式顯示單元1200。
在某些形式中,電源1274可以聯接到定位和穩定結構1300。例如電源1274可以永久地或可拆卸地連接到定位和穩定結構1300的綁帶。電源1274可聯接到定位和穩定結構1300的後部,使得其可大體上與顯示單元殼體1205和/或頭戴式顯示單元1200相對。因此,電源1274的重量以及頭戴式顯示單元1200和顯示單元殼體1205的重量可以遍佈頭戴式顯示系統1000,而不是集中在頭戴式顯示系統1000的前部。將重量轉移到頭戴式顯示系統1000的後部可以限制在用戶面部產生的力矩,這可以提高舒適度並允許用戶長時間佩戴頭戴式顯示系統1000。
在某些形式中,電源1274可由遠離用戶頭部的用戶支撐。例如電源1274可以僅通過電連接件(例如電線)連接到頭戴式顯示單元1200和/或顯示單元殼體1205。電源1274可儲存在使用者的褲子口袋中、皮帶夾上,或以類似方式支撐電源1274的重量。這消除了使用者頭部需要支撐的重量,並且可以使用戶更舒適地佩戴頭戴式顯示系統1000。
在一些形式中,頭戴式顯示單元1200可以包括電源1274。例如顯示單元1220可以是蜂窩電話或其他類似的電子設備,其包括內部電源1274。
5.2.6 控制系統
參考圖6,頭戴式顯示系統1000的一些形式包括幫助控制由用戶接收的輸出的控制系統1276。具體地,控制系統1276可以控制來自顯示幕1220的視覺輸出和/或來自揚聲器1272的聽覺輸出。
在一些形式中,控制系統1276可以包括(例如在物理環境中)監測不同參數並且將測量的參數傳送到處理器的感測器。用戶接收的輸出可能受到測量參數的影響。
在一些形式中,控制系統1276被集成到頭戴式顯示單元1200中。在其他形式中,控制系統1276容納在控制系統支撐件1290中,所述控制系統支撐件1290與頭戴式顯示單元1200分離但連接到(例如電連接到)頭戴式顯示單元1200。
5.2.6.1 電源
在一些形式中,控制系統1276可以由電源1274供電,所述電源可以是用於為控制系統1276的部件供電的至少一個電池。例如控制系統1276的感測器可以由電源1274供電。
在一些形式中,電源1274的至少一個電池可以是低功率系統電池1278和主電池1280。
在某些形式中,低功率系統電池1278可用於為控制系統1276的即時(RT)時鐘1282供電。
5.2.6.1.1 集成的電力支撐部
在一些形式中,電池支撐部1288可以支撐低功率系統電池1278和/或主電池1280。電池支撐部1288可以直接支撐在頭戴式顯示系統1000上。
在一些形式中,電池支撐部1288可以設置在顯示單元殼體1205內。
在一些形式中,電池支撐部1288可以設置在定位和穩定結構1300上。例如電池支撐部1288可以連接到後支撐部1350。頭戴式顯示系統1000的重量可以圍繞用戶頭部更好地平衡。電池支撐部1288的一種形式是電池組殼體,其將在本文中更詳細地描述。
5.2.6.1.2 遠程功率支撐部
在一些形式中,電池支撐部1288可以支撐低功率系統電池1278和/或主電池1280。電池支撐部1288可獨立於定位和穩定結構1300和/或顯示單元殼體1205而聯接到用戶(例如其可經由帶夾聯接)。電池支撐部1288也可以遠離用戶身體被支撐(例如如果頭戴式顯示系統1000從電腦或視頻遊戲控制台接收電力)。繫繩可以將電池支撐部1288聯接到控制系統1276和/或其他電子器件。由於低功率系統電池1278和/或主電池1280的重量不被用戶頭部支撐,電池支撐部的定位可以提高用戶的舒適度。
5.2.6.2 取向感測器
在一些形式中,控制系統1276包括能夠感測用戶身體取向的取向感測器1284。例如取向感測器1284可以感測用戶何時整體旋轉他們的身體,和/或他們的頭部。換言之,取向感測器1284可以測量用戶身體的角位置(或任何類似參數)。通過感測旋轉,取向感測器1284可以與顯示幕1220通信以輸出不同的圖像。
在一些示例中,外部取向感測器可以位於用戶正佩戴頭戴式顯示系統1000的物理環境中。外部位置感測器可以跟蹤用戶的移動,類似於上述的取向感測器1284。使用外部取向感測器可以減少用戶所需支撐的重量。
5.2.6.2.1 相機
在一些形式中,控制系統1276可以包括至少一個相機,相機可以定位成觀察使用者的物理環境。
在一些形式中,取向感測器1284是相機,相機可以配置為觀察使用者的物理環境以便確定使用者頭部的取向(例如在用戶頭部已經傾斜的方向上)。
在一些形式中,取向感測器1284包括遍及頭戴式顯示系統1000定位的多個相機,以便提供使用者的物理環境的更完整的視圖,並且更準確地測量用戶頭部的取向。
在一些形式中,相機1284聯接到顯示單元殼體1205的前面1238。相機1284可以定位以便提供“第一人稱”視圖。
在某些形式中,顯示幕1220可以通過使用相機1284來顯示使用者的物理環境,使得使用者可以感覺好像他們正在觀看他們的物理環境而無需來自頭戴式顯示系統1000的輔助(即第一人稱視角)。這可允許用戶在不移除頭戴式顯示系統1000的情況下在其物理環境周圍移動。
在一種形式中,可以在顯示幕1220顯示使用者的物理環境的同時顯示虛擬物件。相機1284可以允許頭戴式顯示系統1000作為MR設備操作。控制系統1276可以包括在VR裝置和MR裝置之間切換操作的控制器。
5.2.6.3 眼睛感測器
在一些形式中,控制系統1276可以包括可以跟蹤用戶眼睛的移動的眼睛感測器。例如眼睛感測器能夠測量用戶的至少一隻眼睛的位置,並確定用戶的至少一隻眼睛正在觀看哪個方向。
在一些形式中,控制系統1276可以包括兩個眼睛感測器。每個感測器可以對應於用戶的一隻眼睛。
在一些形式中,眼睛感測器可以設置在透鏡1240中或透鏡1240附近。
在一些形式中,眼睛感測器可以測量用戶耳朵的角位置,以便確定來自顯示幕1220的視覺輸出。
5.2.6.4處理系統
在一些形式中,控制系統1276包括可以從控制系統1276的各種感測器接收測幅度的處理系統1286。
在一些形式中,處理系統可以接收由取向感測器1284和/或眼睛感測器記錄的測量。基於所述測幅度,處理器可以與顯示幕1220通信,以便改變正在輸出的圖像。例如如果用戶的眼睛和/或用戶頭部在向上的方向上樞轉,則顯示幕1220可以(例如回應於來自處理系統的方向)顯示虛擬環境的更向上的部分。
5.3 增強現實顯示介面
如圖5A和5B所示,根據本技術的一個方面的顯示裝置或頭戴式顯示系統1000包括以下功能方面:配置用於增強現實的顯示幕1220、顯示單元殼體1205以及定位和穩定結構1300。在一些形式中,功能方面可提供一個或多個物理部件。在一些形式中,一個或多個物理部件可提供一個或多個功能方面。在使用中,顯示幕1220佈置為位於用戶眼睛的附近和前方,以便允許用戶觀看顯示幕1220。
在其他方面,頭戴式顯示系統1000還可以包括介面結構1100、控制器1270、揚聲器1272、電源1274和/或控制系統1276。在一些示例中,這些可以是頭戴式顯示系統1000的整體件,而在其他示例中,所述可以是模組化的並且根據使用者的需要被結合到頭戴式顯示系統1000中。
5.4 定位和穩定結構
圖7A-20C示出了定位和穩定結構1300以及包括定位和穩定結構1300的頭戴式顯示系統1000。這裡披露的定位和穩定結構1300可以構造和佈置為特別用於VR中使用的頭戴式顯示系統1000。然而,應當理解,本文所述的定位和穩定結構1300和頭戴式顯示系統1000或其單獨特徵可應用於VR、MR、AR或其他人工現實中的任一種中。頭戴式顯示系統1000可以另外具有如本文別處描述的任何特徵、配置、方面、功能等。
貫穿圖7A-20C示出的頭戴式顯示系統1000可以包括頭戴式顯示單元1200,頭戴式顯示單元1200包括顯示單元殼體1205。顯示單元殼體1205可以包括顯示器。顯示器可以如本文別處所述或本領域已知的。頭戴式顯示單元1200可以包括介面結構1100,所述介面結構連接到顯示單元殼體1205並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部。
圖7A-20C中所示的定位和穩定結構1300構造和佈置為在使用中將頭戴式顯示單元1200保持在使用者頭部上的可操作位置中(例如使得顯示器定位在用戶眼睛前面的觀看位置中,並且使得介面結構1100接合使用者面部以形成光密封,諸如至少在用戶面部的前額、蝶骨和臉頰區域中)。
介面結構1100可配置為在使用中圍繞用戶眼睛的周邊接合用戶的面部。介面結構1100可配置為在使用中接合用戶眼睛側向的用戶面部的側面並接合用戶的前額。介面結構1100可以接合使用者的臉頰、用戶的臉的側面、用戶的眼睛的側面和用戶的前額。介面結構1100可在覆蓋使用者鼻子、上頜骨、顴骨、蝶骨和額骨的區域接合使用者的面部。例如介面結構1100可以在圖4D所示的區域中接合使用者面部。
參照圖7B,例如介面結構1100可包括面部接合凸緣1118,所述面部接合凸緣構造和佈置為圍繞使用者面部的眼睛區域的周邊設置,並配置為在使用時接合用戶的面部。面部接合凸緣1118可以是柔性的和彈性的。面部接合凸緣1118可以由彈性材料形成,例如矽樹脂或TPE。在一些示例中,介面結構1100包括襯墊(在附圖中不可見)。襯墊可以至少部分地被面部接合凸緣1118覆蓋。襯墊可由泡沫、矽樹脂、凝膠或其他合適的襯墊材料或配置為用作襯墊的結構形成。在一些示例中,介面結構1100包括襯墊但沒有面部接合凸緣1118。
介面結構1100可以配置為當頭戴式顯示單元1200被牢固地緊固到用戶面部時接合用戶面部並且抵抗壓縮,同時保持用戶舒適。襯墊(如果存在)可有助於介面結構1100的彈性。介面結構1100可包括:成對的面頰部分1140,其配置為在使用中接合用戶的面頰;前額部分1175,其配置為在使用中接合用戶的前額;以及成對的楔形部分1170,其位於介面結構的相應側向側面上,連接在前額部分和面頰部分之間,並配置為在楔形骨附近接合用戶頭部(參見例如圖12E)。
在一些示例中,介面結構1100包括位於面頰部分1140之間的鼻部分1180。鼻部分1180可以配置為在使用中接合使用者的鼻子並且可以配置為至少部分地阻擋光從使用者的鼻子區域到達使用者的眼睛(例如阻擋光經由接近使用者鼻子的表面的路徑行進)。鼻部分1180可以例如配置為在使用中接合用戶鼻子的前表面、上表面和/或側表面。鼻部分1180可以連接到臉頰部分1140。
5.4.1 側向帶部和頂帶部
圖7A示出了根據本技術示例的定位和穩定結構1300,圖7B示出了包括圖7A所示的定位和穩定結構1300的頭戴式顯示系統1000。頭戴式顯示系統1000包括頭戴式顯示單元1200,頭戴式顯示單元1200包括顯示單元殼體1205和介面結構1100。
所述示例中的定位和穩定結構1300包括在使用中連接(例如固定地附接或可移除地連接)到顯示單元殼體1205的相應側向側面(例如連接到殼體和/或殼體上的成對的橫向支撐臂)的成對的臂1210。在所述示例中,臂1210是半剛性的,並且構造和佈置為在使用中在用戶頭部的相應側向側面上從顯示單元殼體1205向後突出(例如至少沿其長度的一部分與橫向支撐臂平行)。臂1210的前部可包括連接件1208(例如搭扣配合連接件),以便於可移除地連接到顯示單元殼體1205。連接件1208可以是粘附到臂1210以形成單件結構的塑膠材料。每個連接件可以包括凸緣1209以便於卡扣配合連接到殼體單元。連接件1208在臂1210的方向上是細長的,並且佈置為從殼體單元沿著臂的方向向後延伸。
臂1210可以配置為抵抗圍繞一個或多個軸線的彎曲,並且因此可以被描述為剛性的或至少半剛性的(即半剛性的或剛性的)。在所述示例中,每個臂1210包括後部1215,後部1215包括上臂連接部1211和下臂連接部1212。臂1210可以包括織物外層並且可以剛性化為基本上剛性的。在一些示例中,臂1210可以包括覆蓋在織物層(例如兩側上的織物或一側上的織物)中的基本上剛性的部件。在一些示例中,臂的僅面向用戶的一側包括織物層。
在一些示例中,每個臂1210至少部分地由織物套筒覆蓋。在一些具體示例中,每個臂1210被封裝在織物套筒內。部分地或完全地覆蓋臂1210可以提供臂1210與用戶頭部之間的舒適接觸,可以是美學上令人愉悅的,可以提供舒適的感覺並且可以隱藏或保護提供給臂1210的其他部件,例如電子器件、感測器、換能器等,或沿著臂1210延伸到後部電池組或任何其他部件的佈線。
定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340,所述頂帶部1340構造和佈置為連接在所述成對的臂1210的每個上臂連接部1211之間(例如經由頂帶部1340的後腿1341)。在圖7A和7B所示的示例中,除了這成對的臂1210的上臂連接部1211中的每一個之外,頂帶部還連接到頭戴式顯示單元1200(例如經由頂帶部1340的前腿1342)。頂帶部1340配置為在至少部分向上的方向上向頭戴式顯示單元1200施加力,所述力有利地平衡頭戴式顯示單元1200的至少一些重量。由頂帶部1340施加的力也可以沿部分向後的方向施加,這可以有利地説明將頭戴式顯示單元1200保持在使用者面部上。在所述示例中,頂帶部1340可以大致為Y形。在其他示例中,頂帶部1340僅連接在上臂連接部1211之間,而不連接到頭戴式顯示單元1200。在這樣的示例中,頂帶部1340可以覆蓋使用中的用戶頭部的頂骨和/或額骨,並且可以是具有本文別處描述的上橫向帶部的任何一個或多個特徵的上橫向帶部。
頂帶部1340可包括紡織材料。在一些示例中,頂帶部1340可包括織物外層和泡沫內層。頂帶部1340可包括例如織物-泡沫層壓材料。
如圖7B所示,定位和穩定結構1300還包括枕骨帶部1320,所述枕骨帶部1320構造和佈置為在使用中連接在臂1210的下臂連接部1212之間並接合用戶頭部的在用戶頭部的枕區上方或下方的部分。枕骨帶部1320在使用中可以是張緊的,並且可以在至少部分向後的方向上向每個臂1210施加力。所述力可以通過每個臂1210傳遞,以將頭戴式顯示單元1200沿朝向使用者面部的部分向後的方向拉動,這可以有利地提供介面結構1100和使用者面部之間的穩定接合。枕骨帶部1320可包括織物材料。在一些示例中,枕骨帶部1320可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。枕骨帶部1320可以包括例如織物-泡沫層壓製品。
臂1210可以能夠樞轉地附接到顯示單元殼體1205,這可以有利地允許調節頭戴式顯示單元1200的角度以適合使用者的特定解剖結構。如圖7B所示,臂1210可相對於顯示單元殼體1205繞軸線1203樞轉,使得顯示單元殼體可相對於臂1210沿箭頭1206的方向旋轉。可替代地,如上所述,臂1210可以附接到顯示單元殼體的橫向支撐臂,並且橫向支撐臂可以能夠樞轉地連接到殼體的其餘部分(例如圍繞同一軸線1203)。因此,當臂1210連接到顯示單元殼體1205的橫向支撐臂時,臂1210將隨著橫向支撐臂的樞轉旋轉而移動。
頂帶部1340可以在單個位置連接到頭戴式顯示單元1200。例如單個位置可以是顯示單元殼體1200上的中間位置。單個位置可以與使用中的用戶頭部的矢狀平面對準。頂帶部1340可以基本上是Y形的,在使用中連接到接近用戶頭部後面的兩個點(臂1210的上臂連接部1211)和用戶頭部前面的一個點(在頭戴式顯示單元1200上)。
頂帶部1340可以永久地連接到臂1210的上連接部1211。例如頂帶部1340可以在上連接部1211處縫合、焊接(例如超聲焊接)或膠合到臂1210,或者可以通過另一種方式(例如永久卡扣配合部件)永久連接。在其他示例中,頂帶部1340可以例如通過磁性連接件或其他合適的連接件可移除地連接到臂1210。
頂帶部1340或其一部分可的長度選擇性地調節(例如具有能夠由使用者根據需要調節的長度,例如以實現良好配合)。當附接到頭戴式顯示單元1200時,頂帶部1340可以穿過頭戴式顯示單元1200上的孔眼並且可以例如通過鉤環連接而被回環並固定到自身上。然後,用戶可拉動更多或更少的頂帶部1340穿過孔眼,以調節頂帶部1340的有效長度。或者,頂帶部1340可在穿過孔眼之後回環,並可通過另一合適的連接(例如可滑動帶扣)或通過附接到選擇的圓頂或磁性連接點中的一者而固定到自身。圓頂可以是突起,其配置為與設置在頂帶部1340的部分上的相應結構配合,所述頂帶部1340的部分被回環到自身上。
如圖7A和7B所示,枕骨帶部1320包括在枕骨帶部1320的一端處的枕骨帶連接件1322,枕骨帶連接件1322構造和佈置為能夠釋放地連接到臂1210的相應的一個下連接部1212。在其他例子中,枕骨帶部1320可以永久地連接到臂1210。
然而,在這個特定的例子中,枕骨帶連接件1322構造和佈置為磁性地連接到相應的一個下連接部1212。磁性連接件可以是特別用戶友好的。枕骨帶部1320也可以的長度選擇性地調節(例如具有能夠由使用者根據需要調節的長度,例如以實現良好的配合)。枕骨帶部1320可以穿過枕骨帶連接件1322上的孔眼,並且可以例如通過鉤環連接被回環並固定到自身上。然後,用戶可通過孔眼或多或少地拉動枕骨帶部1320,以調節枕骨帶部1320的有效長度。或者,枕骨帶部1320可在穿過孔眼之後回環,並可通過另一合適的連接固定到自身上,例如可滑動的帶扣或到一系列圓頂之一的連接。
頂帶部1340、臂1210和枕骨帶部1320可一起形成環部分,所述環部分接合並穩定地配合在用戶頭部的後表面上。例如以上述方式調節枕骨帶部1320的長度的能力可有利地允許使用者調節環部分的有效長度/周長並實現環部分抵靠其頭部的後表面的良好(例如穩定和舒適)配合。
枕骨帶連接件1322和臂1210的下連接部1212之間的磁性連接和枕骨帶部1320的能夠選擇調節的長度的組合有利地提供了設定和忘記調節和快速連接佈置。用戶可以調節枕骨帶部1320的長度一次,然後在戴上和脫下頭戴式顯示系統1000期間使用磁性連接件快速連接和斷開枕骨帶部1320,而不必每次重新調節其長度。這可以被識別為忘記能夠調節的能夠釋放連接,由此用戶只需要進行一次調節,但是在穿上和脫下期間可以快速地從臂1210釋放和重新連接枕骨帶部1320。快速連接/快速斷開裝置還可以有利地允許具有長髮的用戶(例如在小發尾中)通過將枕骨帶部1320連接在他們的頭髮下面而不是需要在帶部的頂部上放置他們的頭髮來容易地穿上和脫下頭戴式顯示系統1000。
另外,或作為能夠調節枕骨帶部1320的替代,在一些實例中,臂1210中的一者或兩者可形成為彼此能夠釋放地連接的兩個部分。這種臂1210的兩個部分可以彼此連接(例如通過磁性連接),以在頭戴式顯示系統1000的穿戴和脫卸期間提供快速且容易的斷開和重新連接。可替代地或另外地,所述臂中的一者或兩者可以能夠釋放地連接到頭戴式顯示系統1000上,以便在穿戴和脫卸過程中提供快速連接和斷開,或者使得定位和穩定結構1300能夠與頭戴式顯示單元1200分離以便進行清潔、更換、運輸等。在另外的示例中,每個臂1210的兩個部分可以能夠移動地彼此連接。這可提供定位和穩定結構1300的尺寸調節。例如具有較大頭部的用戶可以調節臂1210的長度以增加定位和穩定結構1300的後部和頭戴式顯示單元1200之間的間隔。
在一些示例中,下連接部1212中的一個或兩個可以相對於它所連接到的對應臂1210是能夠移動的。即一個或兩個下連接部1212可相對於相應臂1210的其餘部分移動。在一些示例中,下連接部1212中的一個或兩個可相對於相應臂1210的其餘部分滑動。下連接部1212可以相對於頭戴式顯示系統1000的其他部件(例如頭戴式顯示單元1200、臂1210的前部或上連接部1211)在其位置上選擇性地能夠調節。每個下連接部1212的最佳位置可以接近耳朵而不接觸耳朵,這可以幫助枕骨帶部1320在低且穩定的位置接合頭部,這可以幫助防止枕骨帶部在使用中向上翹起。能夠移動的下連接部1212可以使每個用戶能夠將下連接部1212定位在或接近用戶特定頭部形狀和尺寸的最佳位置。
每個臂1210的上連接部1211和下連接部1212可以在豎直方向上彼此間隔開,使得下連接部1212比上連接部1211更接近用戶頭部的法蘭克福平面。上連接部1211可以定位成接近用戶頭部的上部,並且下連接部1211可以豎直地定位成接近用戶頭部的眼睛高度。在一些示例中,下連接部1211配置為定位在使用者頭部的耳上基點的上方。
在一些示例中,下連接部1212可以在水準方向上從上連接部1211向後間隔開。在一些示例中,上連接部1211和下連接部1212可以都定位在用戶頭部的耳上基點的後面。
每個臂1210可以向後突出並朝向遠離顯示單元殼體的上方彎曲。在所示示例中,下連接部1212在上下軸線上與臂1210到顯示單元殼體1205的連接部大致處於相同的水準。在一個示例中,每個臂1210在接近其與顯示單元殼體1205的連接部的前部位置處可以更窄,並且(在上下軸線中)在接近上連接部1211和下連接部1212處可以更寬,以便在使用中將上連接部1211定位成接近用戶頭部的上部(例如接近在頂骨和額骨之間的連結部),並且在使用中將下連接部1212定位在用戶頭部的下部和後部(例如在使用中接近用戶頭部的枕骨)。在一些示例中,例如圖示的示例,每個臂1210在後部方向上(例如逐漸地)加寬(例如從與冠狀平面對齊的位置開始,所述冠狀平面與用戶頭部上方的每個頂點相交)。
每個臂1210還可以向中間彎曲以遵循用戶頭部的形狀。每個臂1210可以遠離顯示單元殼體1205向後突出,並且接近用戶頭部的後部向中間彎曲。
在一些示例中,每個臂1210可以配置為抵抗朝向上方向和下方向的彎曲,並且在一些特定示例中可以配置為允許朝向中間方向彎曲以接合用戶頭部的面向後的表面。有利地,這可以允許臂1210向內彎曲以在使用中纏繞或“緊抱”用戶頭部,用於牢固和穩定的配合。每個臂1210的橫截面可具有基本上與上下方向對齊的高度,所述高度大於基本上與內側外側方向對齊的寬度。與由臂1210的相對較小寬度提供的在中間方向上的抗彎曲性相比,臂1210在橫截面中的相對較大高度可提供在上和下方向上的較大抗彎曲性。
在一些示例中,每個臂1210的截面的高度可以在15-30mm的範圍內,而截面的寬度可以在2-8mm的範圍內。在一些特定示例中,高度可以是寬度的3-10倍。實際尺寸可以根據用於形成臂1210的材料的剛性和每個臂1210的特定截面形狀而變化。更一般地,每個臂可以包括比朝向中間方向彎曲更大的朝向上和下方向彎曲的阻力。有利地,在上下方向上彎曲的高剛性可以允許臂1210支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量,而在中間彎曲的低剛性允許臂1210符合用戶頭部的曲率。
在一些示例中,每個臂1210包括一個或多個鉸鏈以便於彎曲相應的臂以符合用戶頭部的形狀。這種鉸鏈可以由臂1210的變薄部分形成,並且除了臂1210的非鉸鏈部分的彎曲之外還可以起作用。
在一些示例中,當頂帶部1340處於張緊狀態時,例如由於頭戴式顯示單元1200的重量和/或用戶對頂帶部1340的縮短,上連接部1211被推向用戶頭部的表面。頂帶部1340可以將上連接部1211部分地朝向使用者頭部的表面向中間拉動,並且在一些示例中與用戶頭部接合,或者如果上連接部1211已經與用戶頭部接觸,則頂帶部1340可以增大將上連接部1211拉向用戶頭部的力,以便提供牢固且穩定的配合。
類似地,在一些示例中,當枕骨帶部1320處於張緊狀態時,例如當枕骨帶部1320被拉緊時,下連接部1212可被推向用戶頭部的表面。枕骨帶部1320可以將下連接部1212部分地朝向使用者頭部的表面向中間拉動,並且在一些示例中與用戶頭部接合,或者如果下連接部1212已經與用戶頭部接觸,則枕骨帶部1320可以增加將下連接部1211抵靠用戶頭部拉動的力,以便提供牢固且穩定的配合。
在一些示例中,枕骨帶部1320可以比圖7A和7B所示的更寬(寬度是當使用者佩戴頭戴式顯示系統1000時,由與矢狀平面相交的枕骨帶部1320產生的位於用戶頭部的矢狀平面中的線或曲線的長度)。由於接合用戶頭部的較大表面積,較寬的枕骨帶部1320可以在用戶頭部上提供比窄的枕骨帶部1320低的壓力。在一些例子中,枕骨帶部1320可以在25-50mm寬的範圍內,例如在30-40mm寬的範圍內,例如為35mm寬。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
5.4.2 環帶部
圖8A-9示出了頭戴式顯示系統的其他示例。圖8A和8B示出了包括頭戴式顯示單元1200的頭戴式顯示系統1000,所述頭戴式顯示單元可以是如參考圖7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。頭戴式顯示單元1200可以包括:顯示單元殼體1205,其包括顯示器;以及介面結構1100,其連接到顯示單元殼體1205並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部。
如圖8A-8B所示,定位和穩定結構1300包括環帶部1360。在所述示例中,環帶部1360構造和佈置為位於圍繞用戶頭部的後上方區域的路徑上,所述後上方區域可被稱為使用者頭部的冠部。環帶部1360可以位於使用者頭部的上部區域上的路徑上(例如覆蓋接近額骨的頂骨),用戶頭部的側部和後部區域(例如覆蓋接近顳骨的頂骨),以及使用者頭部的後部區域(例如覆蓋枕骨或覆蓋接近枕骨的頂骨)。
環帶部1360可圍繞用戶頭部的後上方區域,例如如圖8B所示。環帶部1360可以位於例如連續/穩定彎曲的路徑上,而沒有方向上的離散/突然變化。在一些示例中,環帶部1360可以是半剛性的和/或可以配置為當頭戴式顯示系統1000未被使用者佩戴時基本上保持使用中的形狀。環帶部1360可以配置為當未被使用者穿戴時至少保持部分圓形形狀,而不是完全鬆弛/鬆軟。環帶部1360,以及在一些示例中,基本上所有的定位和穩定結構1300(例如環帶部1360和側向帶部1330)可以是至少足夠剛性的(例如至少半剛性的)以在不使用時保持使用中的形狀,並且可選地可以是足夠柔性的以在單獨有意的手指壓力下從使用中的形狀變形。
環帶部1360可以是半剛性的並且由紡織品和泡沫層壓材料(例如紡織品覆蓋的泡沫)形成,其中泡沫與紡織品相比具有增加的剛性並且因此賦予環帶部1360剛性。或者,環帶部1360可具有由設置在環帶部1360內部或在環帶部1360的表面上的剛性件賦予的剛性。與環帶部的其他材料相比,這樣的剛性件可以具有增加的剛性,從而賦予環帶部剛性。如本申請中其他地方所述,其他帶部可設置有剛性件。在一些示例中,剛性件可以由塑膠材料(例如熱塑性材料)或其他合適的材料形成。在一些實例中,剛性件由海翠形成。
環帶部1360可配置為抵靠使用者頭部的後上方區域錨固就位,使得環帶部1360在使用中保持就位並且在使用中基本呈使用中形狀。因為後上方區域是凸起的並且環帶部1360圍繞凸起表面部接合用戶頭部,所以當環帶部1360定位和穩定結構1300的其他帶部拉靠在後上方部分上時,環帶部1360可以變得基本上不能夠移動,從而提供環帶部1360到用戶頭部的穩定接合。在一些示例中,環帶部1360可包括少量的彈性延展性。少量的拉伸可有利地幫助環帶部1360貼合地和牢固地配合到用戶頭部,儘管過度的拉伸可導致施加到用戶頭部的過大的力和/或可導致定位和穩定結構1300在使用中的不穩定性或運動。
在其他示例中,環帶部1360可以是基本上不可延伸的。在一些示例中,側向帶部1330基本上不可延伸。在其他示例中,側向帶部1330可包括至少半剛性和/或基本上不可延伸的部分和彈性的其他部分(例如比半剛性/不可延伸部分相對更具彈性)。
在圖8A和8B所示的示例中,環帶部1360形成上橫向帶部1370,所述上橫向帶部1370構造和佈置為在冠狀平面處或接近冠狀平面處接合使用者頭部的上區域,所述冠狀平面與用戶頭部的耳上基點對準。環帶部1360還包括枕骨帶部1320,所述枕骨帶部1320構造和佈置為接合用戶頭部的覆蓋枕骨或覆蓋枕骨附近的頂骨的區域。
所述示例中的定位和穩定結構1300還包括連接到環帶部1360的成對的側向帶部1330,所述對側向帶部1330構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面。側向帶部1330在使用中可以處於張緊狀態,這將頭戴式顯示單元1200拉向使用者面部,並且將環帶部1360拉向用戶頭部的後上方區域,這使得環帶部1360由於用戶頭部的表面在後上方區域處的凸起形狀而基本上固定在適當位置。
定位和穩定結構1300可配置為當側向帶部1330處於張緊狀態時部分地抵抗上橫向帶部1370和枕骨帶部1320之間的角度變化。例如上橫向帶部1370和枕骨帶部1320之間的連結部可形成為具有足夠的剛性以抵抗上橫向帶部1370的路徑和枕骨帶部1320的接近連結部的路徑之間的角度變化。這種剛性可以通過材料厚度或通過添加剛性化部件(例如剛性件)等來提供,僅作為示例。上橫向帶部1370和枕骨帶部1320之間的連接可以是無縫的。例如上橫向帶部1370和枕骨帶部1320可以至少在連結部整體形成(儘管可以在環帶部1360周圍的其他地方形成為段)。這可以幫助將側向帶部1330中的張力作為整體分佈在環帶部1360周圍,並且可以有利地允許環帶部1360抵抗由於張力從側向帶部1330傳遞而引起的變形和/或拉伸,並且在保持舒適的同時支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量。
其中上後部綁帶可相對於下後部綁帶自由移動,同時高度能夠調節的其他示例可依賴於直接施加在綁帶下方的用戶頭部上的較高的力來抵消側向側面綁帶中的張力。有利地,在圖8A和8B所示的示例中的環帶部1360可以以“環箍應力”的方式圍繞環帶部1360分佈力,可以發現用戶更舒適。
在圖8A和8B所示的示例中,側向帶部1330支撐頭戴式顯示單元1200的至少一些重量,並且可以將一些重量作為整體傳遞到上橫向帶部1370和/或環帶部1360。特別地,環帶部1360可以通過側向帶部1330支撐頭戴式顯示單元1200的至少大部分重量。在一些示例中,側向帶部1330和上橫向帶部1370可支撐頭戴式顯示單元1200的重量的至少大部分。
側向帶部1330和上橫向帶部1370可通過將頭戴式顯示單元1200緊貼地拉靠在用戶面部來支撐頭戴式顯示單元1200的重量,使得用戶面部施加在頭戴式顯示單元1200上的靜摩擦力和法向力的向上分量抵消頭戴式顯示單元1200的重量。另外地或可選地,作為環帶部1360的一部分,通過其與上橫向帶部1370的連接而錨定的側向帶部1330可向頭戴式顯示單元1200施加部分上方指向的力以抵消頭戴式顯示單元1200的至少一些重量。側向帶部1330中的每個可以至少部分地向上延伸遠離其與頭戴式顯示單元1200的相應連接部。例如側向帶部1330的後端部(例如在與環帶部1360的連接位置1333處)可定位在側向帶部的前端部(例如在與頭戴式顯示單元或臂1210的連接點處)上方。這可導致具有豎直向上(例如向上)分量的側向帶部1330中的張力以抵消一些重量。
在一些示例中,側向帶部1330在環帶部1360的最上部分與環帶部1360的最下部分之間(例如基本上在其中間)連接到環帶部1360。如圖8G的示例所示,側向帶部1330接近但在圍繞環帶部1360的橫向中點的上方連接。側向帶部1330可定位成不可能接觸用戶的耳朵,但可連接到接近用戶耳朵的環帶部1360。在一些具體示例中,側向帶部1330可包括設置到側向帶部1330的剛性件,所述剛性件在使用中向後延伸經過用戶的耳朵,可選地延伸到枕骨帶部中。下面參照圖8F-8I討論環帶部1360包括上段1360a、成對的側向段1360b和下段1360c的例子。
在一些示例中,定位和穩定結構1300包括在側向帶部1330中和在側向段1360b的在使用中低於側向帶部1330的部分中的半剛性部分(例如包括剛性件)。定位和穩定結構1300可以包括成對的剛性件,每個剛性件在相應的側向帶部1330內延伸並且延伸到側向段1360b的低於側向帶部1330的部分中的相應一個中。在一些示例中,側向帶部1330是半剛性的。
在參照圖8F-1的示例中,側向帶部1330可包括分層佈置,所述分層佈置包括內(用戶接觸)層1353(例如織物材料)、緩衝層1358(例如泡沫、凝膠)、剛性件層1359(例如塑膠、熱塑性剛性件層)和外層1352(例如織物材料)。在示例中,內部和外部織物層可以是織物套筒(例如管狀針織織物)。在其他示例中,可以省略緩衝層。應當理解,在此描述的層狀結構可以用於在本申請的其他地方描述為剛性化的或具有剛性化的任何其他綁帶部。
側向帶部1330中的每個的長度能夠選擇性地調節(例如具有能夠由使用者根據需要調節的長度,例如以實現良好的配合)。側向帶部1330中的每個可以穿過頭戴式顯示單元1200上的相應孔眼,並且可以例如通過鉤環連接而被回環並固定到自身上。在其他示例中,包括孔眼的臂可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。然後,用戶可或多或少地拉動側向帶部1330穿過孔眼,以調節側向帶部1330的有效長度。可替代地,側向帶部中的每個1330可以在穿過孔眼之後回環並且可以通過另一個合適的連接(例如可滑動帶扣或到一系列圓頂之一的連接)固定到自身上。
在圖8B所示的示例中,頭戴式顯示單元1200包括從顯示單元殼體1205的相應側向側面向後延伸的成對的臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。可以理解的是,在本文的任何其他示出的示例中的臂1210可以形成為頭戴式顯示器殼體的一部分,或者可替代地,可以形成配置為附接到顯示單元殼體上的定位和穩定結構的一部分。側向帶部1330各自連接到相應的一個臂1210上。在所述特定示例中,側向帶部1330各自穿過位於相應臂1210的後端附近的相應引導件1213,然後穿過臂1210的前端附近的孔眼,然後回環並固定到自身上。
臂1210可以能夠樞轉地附接到顯示單元殼體1205,這可以有利地允許調節頭戴式顯示單元1200的角度以適合使用者的特定解剖結構。臂1210可以是基本上剛性的。例如臂1210可以由剛性塑膠材料形成。
如上所述,在一些示例中,側向帶部1330在頭戴式顯示單元1200上施加具有指向上的分量的力。如圖8B所示,當使用者佩戴頭戴式顯示系統1000時,側向帶部1330可在各自的連接位置1333處連接到環帶部1360,所述連接位置1333從臂1210向上間隔開(例如在臂與頭戴式顯示單元的連接點處)。連接位置1333還可以在使用中相對於用戶的眼睛向上間隔開。通過這種佈置,當在使用中被拉緊時,側向帶部1330可將頭戴式顯示單元1200向後拉動到與使用者面部接合,以及部分向上拉動以吸收頭戴式顯示單元1200的一些重量,這可提供舒適的配合。
在所述特定實施例中,定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340連接到上橫向帶部1370,並且構造和佈置為例如在單個位置處連接到頭戴式顯示單元。頂帶部1340可以在使用中與用戶頭部的矢狀平面對準,並且可以向頭戴式顯示單元1200施加部分向後和部分向上的力,以在使用中拉動頭戴式顯示單元與使用者面部接合並且支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量,從而提供穩定且舒適的配合。頂帶部1340可以參照圖7A-7B或本文其他地方所述的方式(例如通過穿過孔眼形成環,並用鉤環或其他合適的連接固定到自身上)選擇性地調節長度。
在一些示例中,頂帶部1340基本上是非剛性的,諸如軟的、鬆軟的等。在一些示例中,頂帶部1340是半剛性的。在一些示例中,頂帶部1340可以是柔性的,並且在一些示例中,頂帶部可以包括比上橫向帶部1370、側向帶部1330和/或枕骨帶部1320的剛性小的剛性。應當理解,頂帶部1340是可選的。
圖8E示出了類似於圖8A和8B所示的頭戴式顯示系統1000的另一示例。在所述特定示例中,頂帶部1340連接到枕骨帶部1320,而不是連接到上橫向帶部1370。這可以沿著頂帶部1340的長度更均勻地分布頭戴式顯示單元1200的重量,並且因此可以在使用者頭部的更大區域上更均勻地分布頭戴式顯示單元1200的重量,這可以增強舒適度。另外,頂帶部1340與枕骨帶部1320的連接提供了在用戶頭部上的較低點處的連接位置,這可以為頂帶部提供更穩定的錨固,因為當來自頂帶部1340的力施加到枕骨帶部1320時,枕骨部處的彎曲形狀可以幫助枕骨帶部穩定地接合並支撐抵靠用戶頭部,而不是傾向於滑上或騎在用戶頭部上。
另一區別在於,在所述特定示例中,上橫向帶部1370定位成接近與用戶頭部的每個耳上基點對準的冠狀平面,但與所述冠狀平面向後間隔一小段距離。然而,上橫向帶部1370仍可在前後方向上與用戶的耳朵對準。在所述示例中,上橫向帶部1370、枕骨帶部1320和側向帶部1330可以一體形成。上橫向帶部1370和枕骨帶部1320形成環帶部1360。環帶部1360可以是半剛性的。環帶部1360可以配置為當頭戴式顯示系統1000未被使用者佩戴時基本上保持使用中的形狀。
環帶部1360可以是半剛性的並且由紡織品和泡沫層壓材料(例如紡織品覆蓋的泡沫)形成,其中泡沫與紡織品相比具有增加的剛性並且因此賦予環帶部1360剛性。或者,環帶部1360可具有由設置在環帶部1360內部或在環帶部1360的表面上的剛性件賦予的剛性。與環帶部的其他材料相比,這樣的剛性件可以具有增加的剛性,從而賦予環帶部剛性。在一些示例中,剛性件可以由塑膠材料(例如熱塑性材料)形成。在一些實例中,剛性件由海翠形成。
在一些示例中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。
圖8F-8H示出了具有與圖8A和8B所示的定位和穩定結構1300類似的部件的定位和穩定結構1300的另一示例。例如定位和穩定結構1300包括側向帶部1330、包括上橫向帶部1370和枕骨帶部1320的環帶部1360,以及頂帶部1340。所述部件可以如參考圖8A-8B所描述的那樣,並且可以以相同的方式起作用。
在圖8F-8H中,示出了定位和穩定結構1300,其中頭戴式顯示單元1200的臂1210附接到側向帶部1330。在其他示例中,臂1210可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。臂1210在圖8M中單獨示出。每個臂1210可以包括一個或多個引導件1213a、1213b,所述引導件配置為引導或至少説明將對應的側向帶部1330固位在位。參見圖8M、臂1210可以各自包括後部引導件1213a和前部引導件1213b。側向帶部中的每個1330可以穿過後部引導件1213a,然後穿過前部引導件1213b,然後回環並固定到自身上,例如通過鉤環連接。側向帶部中的每個1330的端部可包括斷環材料,所述斷環材料配置為與側向帶部1330的非面向用戶側形成鉤環連接。斷裂環材料可粘附或焊接到側向帶部1330中的每個的端部。為了調節側向帶部1330的有效長度(例如通過使臂1210更接近或更遠離環帶部1360),側向帶部中的每個1330的更多或更少的部分可以在其回環並固定到自身之前被拉動穿過引導件1213。
在示例中,每個臂可以由塑膠材料(例如聚碳酸酯或ABS)或任何其他合適的材料形成。
在圖8F-8H所示的示例中,臂1210可以具有足夠的長度以便於頭戴式顯示系統的穩定性並且有效地將頭戴式顯示單元1200的一些重量傳遞到環帶部1360。臂1210從其在頭戴式顯示單元1200上的連接點向後延伸到接近和/或在頭戴式顯示單元1200和介面結構1100的最後部分之後的位置(見圖8C和8E的類似佈置中的臂1210)。
另外,在所述具體示例中,臂1210各自包括上述的後引導件1213a,所述後引導件定位在臂1210的末端附近。所述特徵保持環帶部1360與臂1210的端部之間的側向帶部1330的長度(例如樞轉臂長度)較短,使得頭戴式顯示單元的重量傳遞到環帶部1360。剛性的臂1210有助於將頭戴式顯示單元1200的重量傳遞到環帶部1360。這可以有利地提供穩定的配合,尤其是在頭戴式顯示系統1000的有力使用期間。
不同的帶部可以具有不同的寬度。在圖8F-8H和8I所示的例子中,橫向於枕骨帶部1320的長度測量的枕骨帶部1320的寬度大於橫向於上橫向帶部1370的長度測量的上橫向帶部1370的寬度。枕骨帶部1320中的較大寬度導致作用在用戶頭部上的力施加在較大的表面區域上,並因此導致施加在用戶頭部上的壓力較小。在枕骨帶部1320具有比上橫向帶部1370更大的寬度的例子中,枕骨帶部1320可以具有比上橫向帶部1370更低的壓力/力比。在一些示例中,枕骨帶部1320的寬度可以在30mm-50mm的範圍內,例如35-45mm,例如37-42mm,例如38mm。在一些示例中,上橫向帶部1370的寬度可以在20-40mm的範圍內,例如25-35mm,例如28-33mm,例如31mm。
不同的帶部可以具有不同的厚度。在圖8F-8H所示的示例中,環帶部1360的厚度大於側向帶部1330的厚度。在所述特定示例中,環帶部1360的厚度大於頂帶部1340的厚度。在一些示例中,環帶部1360的厚度可以在6-10mm的範圍內,例如7-9mm,諸如8mm。側向帶部1330和頂帶部1340中的任一個或每一個的厚度可以在2-6mm的範圍內,例如3-5mm,例如4mm。在其他示例中,頂帶部1340可以具有2-4mm範圍內的厚度,例如2.5-3mm,例如2.7mm。
因此,圖8G-8H所示的示例中的定位和穩定結構1300包括具有大厚度和寬度的綁帶部,這可以有利地提供高舒適度和/或可以為綁帶部內的部件提供空間,部件例如電子器件、感測器、換能器、電纜、電池、剛性件、配重等。綁帶部可由多個層形成,例如形成層壓結構。大厚度還有助於環帶部1360保持其形狀。雖然環帶部1360和側向帶部1330的長度可以不是特別地可延伸的,並且雖然環帶部1360可以是足夠剛性的,使得它在不使用時保持其形狀,但是定位和穩定結構1300可以是足夠柔性的,使得在一些具體示例中,它能夠由用戶穿戴而不將任何帶部與其他帶部或頭戴式顯示單元1200斷開連接。例如具有如圖8A-8B或圖8F-8H所示的定位和穩定結構1300的頭戴式顯示系統1000能夠由使用者通過在他們的頭上拉動和/或拉伸它來佩戴,例如以他們將放在棒球帽上的相同方式。
圖8K和8L示出了兩個示例環帶部1360的橫截面。所述橫截面可替代地應用於其他綁帶部,例如側向帶部1330或頂帶部1340,或本文所揭示的定位和穩定結構1300的實例的任何其他綁帶部。
在圖8K的示例中,環帶部1360包括內層1360(2),其可以提供帶的大部分或基本上全部厚度,並且其可以由泡沫、間隔織物等形成。所述內層可以被面向用戶層1360(1)和非面向用戶層1360(3)覆蓋,所述面向使用者層配置為接合所述使用者頭部,所述非面向使用者層配置為背離所述使用者頭部。例如所述層可以由紡織材料形成。面向用戶層和非面向用戶層可以在邊緣處焊接(例如RF或超聲)以封裝內層。在一個實例中,綁帶的總厚度為8mm。
在圖8L的示例中,環帶部1360包括在邊緣處接合的兩個層壓件。每個層壓件可以採取圖8K中所示的層壓件的形式,但是具有整個綁帶的一半寬度(例如每個層壓件可以具有4mm的厚度以產生具有8mm厚度的環帶部1360。在一些示例中,形成帶部的兩個層壓件中的每一個可包括由泡沫、間隔織物等形成的內層1360(2),並且可包括相對於帶面向外的單個外層。例如一個疊層可以包括單個面向用戶層1360(1)和內層1360(2)。另一個疊層可以包括單個非面向用戶層1360(3)和內層1360(2)。例如面向用戶層和非面向用戶層可以由紡織材料形成。兩個層壓件可以在邊緣處接合(例如通過焊接),但可以不在中間接合,留下空間1360(4)用於要提供的電纜、電子器件、剛性件或任何其他合適和期望的部件。在一些示例中,可以在形成定位和穩定結構1300的帶部的兩層之間提供排線,例如帶狀電纜或具有扁平截面的電纜。
在一些示例中,整個定位和穩定結構1300由可機器洗滌的部件形成,使得定位和穩定結構1300可以與頭戴式顯示單元1200分離並且在洗滌機中洗滌,或至少容易地手洗而沒有損壞電子部件或不能耐受水的部件的風險。這可以提供衛生的定位和穩定結構1300。如圖8A-8H所示的各種示例中所示的環帶部1360的另一優點在於,環帶部1360為用戶的毛髮(例如小圓髻、短髮或長髮)提供大的開口。定位和穩定結構1300可以是足夠柔性的,以便在穿戴/設置過程中舒適地在小圓髻或馬尾松上彎曲和/或伸展,並且然後可以接合用戶頭部而不干擾小圓髻、馬尾、長髮或其他頭髮特徵。
在本技術的一些示例中,環帶部1360包括多個單獨形成並連接在一起以形成環帶部1360的段。所述段可以或可以不直接對應於上橫向帶部1370和枕骨帶部1320。在一些示例中,環帶部1360可包括兩段。在其他示例中,環帶部1360可包括三段、四段、五段、六段、七段或更多段。
如圖8F-8H和8I所示,在所述特定示例中,環帶部包括上段1360a、成對的側向段1360b和下段1360c。頂帶部1340可以從上段1360a延伸,並且側向帶部1330可以從相應的側向段1360b延伸。圖8I示出了扁平形式的定位和穩定結構1300,其中枕骨帶部1320分成兩部分,示出了各個部分和關節位置(但沒有示出實際的關節,例如沒有示出縫合)。在一些示例中,下段1360c包括比側向段1360b和/或上段1360a更大的彈性(例如更小的延伸剛性)。在其他示例中,上段1360a包括比下段1360c和/或側向段1360b更大的彈性。在另外的示例中,側向段1360b包括比上段1360a和/或下段1360c更大的彈性。
在一些示例中,環帶部1360包括附接到其上的配重。在環帶部1360包括下段1360c的一些特定示例中,下段1360c可以包括或形成配重,例如通過添加用於重量的附加材料或通過將附加部件安裝到其上,附加部件例如電池組。對下部1360c提供配重有利地使配重能夠定位在用戶頸部附近。提供接近用戶頭部的豎直旋轉軸線的配重,例如在頸部處而不是在用戶頭部的圓形後表面的最後位置處,可以限制配重增加到頭戴式顯示系統1000的慣性矩的增加,因為配重接近旋轉軸線定位。低慣性矩在使用中用戶頭部的劇烈運動期間可能是有利的。在一些示例中,頭戴式顯示系統1000可以包括兩個配重。這兩個配重可以被提供給枕骨帶部1320,但是可以跨過矢狀平面對稱地間隔開。在一些示例中,這兩個配重可以被提供給所述側向段1360b的對應的下端,例如接近下部段1360c。在這種佈置中,枕骨帶部1320可包括接近矢狀平面的彈性。
有利地,將環帶部1360形成為段可以為環帶部1360提供一定量的柔性以符合用戶頭部的形狀,因為段之間的接頭可以用作鉸鏈。環帶部1360可以以其他方式形成為稍微剛性的,當不被用戶穿上時自身基本上支撐為使用中的形狀。所述段之間的接頭還可以有利地提供冷卻效果。所述段之間的接頭,以及任選地所述段與其他綁帶部(例如頂帶部1340和/或側向帶部1330)之間的接頭可以是縫合的、焊接的、膠合的或類似的。在圖8F-8H所示的例子中,段和帶部縫合在一起。
此外,在所述特定示例中,可圍繞頂帶部1340和環帶部1360之間的接頭以及圍繞側向帶部1330和環帶部1360之間的每個接頭形成鉸鏈1361。圖8J示出了接近側向帶部1330的鉸鏈1361的詳細視圖。所述示例中的鉸鏈1361通過焊接操作產生,所述焊接操作加熱並收縮接頭附近的帶。每個鉸鏈1361可在接近與側向帶部1330和頂帶部1340中的相應一個的連結部為環帶部1360提供額外的柔性。鉸鏈1361可特別有利地接近側向帶部1330,因為側向帶部1330可能需要適應相對複雜的幾何形狀變化以在臂1210和環帶部1340之間連接。而且,連接側向帶部1360的鉸鏈可通過允許側向帶部相對於環帶部樞轉以調節到用戶頭部的尺寸而有助於在裝配不同頭部尺寸時的定位和穩定結構。鉸鏈1361還可以幫助頂帶部1340適應幾何形狀的變化,儘管在其他示例中,頂帶部1340附近可以沒有鉸鏈。
在圖8K或8L的例子中,或者在環帶部1360包括織物外層的任何其他例子中,織物可以通過針織形成。環帶部1360可包括具有縫合的織物外層,所述縫合基本上不允許鄰近側向帶部1330的彈性延伸(例如拉伸),但允許在環帶部1360周圍的其他位置處(例如在上和/或下位置處)的至少一些彈性延伸。織物材料可以是尼龍、聚酯或任何其他合適的材料。
在一些示例中,環帶部1360的側向段1360b可以包括具有基本上不允許拉伸的縫合的一個或多個織物層。然而,上段1360a和/或下段1360c可以包括允許至少一些彈性延伸的一個或多個織物層。在一些示例中,整個環帶部1360包括一個或多個織物層,所述織物層形成有允許在一個方向上拉伸但不允許在垂直方向上拉伸的縫線。在這樣的示例中,縫合可被對齊,使得可拉伸方向在鄰近側向帶部1330處基本上垂直於環帶部1360的長度對齊,但在圍繞環帶部1360的上部和/或下部位置處基本上平行於環帶部1360的長度對齊,以允許在環帶部1360中拉伸,但不鄰近側向帶部1330,這可有利地促進穩定配合。
在其他示例中,整個環帶部1360可以形成為單個段,例如單件,整體構造。
圖8C和8D示出了類似於圖8A和8B所示的頭戴式顯示系統1000的其他示例。在所述例子中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。缺少頂帶部1340可提供以下優點:定位和穩定結構1300可更容易和/或更舒適地供具有大量毛髮的用戶使用和/或可較少干擾用戶的毛髮。另一個區別在於,在所述示例中,環帶部1360在使用中在與用戶頭部的矢狀平面相交的位置(例如上方和中間位置)處在上橫向帶部1370中比在環帶部1360周圍的其他位置(例如外側位置或後方和中間位置)處更寬。
例如上橫向帶部1370在與矢狀平面相交的位置處比在上橫向帶部1370的側向部分處包括更大的寬度,並且比在枕骨帶部1320處包括更大的寬度。上橫向帶部1370比環帶部1360的其他部分寬的程度可以變化。圖8C示出了一個例子,其中上橫向帶部1370在接近徑向平面處特別寬,而圖8D示出了一個例子,其中上橫向帶部1370比環帶部1360的其他部分寬度更小但仍然更寬。如圖8C和8D所示,環帶部1360可具有朝向上橫向帶部1370逐漸增加的寬度(例如寬度可從枕骨帶部1320到上橫向帶部1370逐漸增加)。
在圖8C和8D所示的兩個示例中,頭戴式顯示單元1200包括從顯示單元殼體1205向後突出的臂1210,並且定位和穩定結構1300包括連接到臂1210的側向帶部1330。在其他示例中,臂1210可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。在圖8C所示的示例中,側向帶部1330沿其長度從環帶部1360朝向臂1210減小寬度。這產生了相對較寬並因此與環帶部更穩定的連接區域。在圖8D所示的示例中,側向帶部1330具有基本恒定的寬度。在圖8D所示的示例中,側向帶部1330遠離臂1210向上彎曲,以在使用中在高於臂1210的位置處連接到環帶部1360。側向帶部1330可以參照圖8A-8B或本文其他地方所述的方式選擇性地調節長度。
在其他示例中,圖8C和8D中所示的定位和穩定結構1300可包括頂帶部1340,例如基本上如參考圖8A-8B或本文其他地方所述。
圖8C和8D中的環帶部1360可以是半剛性的和/或配置為在未被使用者佩戴時基本上保持使用中的形狀,並且可以是例如參照圖8A-8B或8E所描述的。
圖9示出了類似於圖8C和8D所示的定位和穩定結構1300的另一示例。在所述示例中,與諸如接近枕骨帶部1320的側向位置相比,環帶部1360在接近用戶頭部的矢狀平面(例如在中間位置)的上橫向帶部1370中包括更大的寬度。上橫向帶部1370包括前邊緣和後邊緣。在所述特定示例中,前邊緣比後邊緣更彎曲,以在沿上橫向帶部1370的中間位置處形成更大的寬度。前邊緣在橫向到中間方向上向前彎曲。更具體地,前邊緣首先沿著從外側到內側的方向向前彎曲,然後在接近用戶頭部的矢狀平面處朝向內側方向向後彎曲,以形成圓形的前邊緣。因此,從相對更多的側向部分,前邊緣朝向上橫向帶部1370的中間部分向前彎曲。以此方式,配置為至少在鄰近使用者頭部的矢狀平面處接合的上橫向帶部的中間部分可形成上橫向帶部的最前部。在另外的示例中,上橫向帶部1370可再次在鄰近側向帶部1330處向前彎曲,以在與側向帶部的連接區域處形成更寬的綁帶。後邊緣可以基本上不向前或向後彎曲。前邊緣和後邊緣之間的曲率差異可形成上橫向帶部1370的較寬中間部分。
在一些例子中,例如圖8A-9所示的例子,上橫向帶部1370和枕骨帶部1320一體形成。例如在一些示例中,環帶部1360可包括形成上橫向帶部1370和枕骨帶部1320的無縫帶。側向帶部1330和/或頂帶部1340然後可通過縫合、焊接(例如超聲焊接)、膠合或通過其他合適的連接方式附接到環帶部。
圖9中的環帶部1360可以是半剛性的和/或配置為在未被使用者佩戴時基本上保持使用中的形狀,並且可以是例如參考圖8A-8B或8E所描述的。
圖8A-9所示的定位和穩定結構1300中的各種綁帶部,例如側向帶部1330、頂帶部1340、環帶部1360(例如上橫向帶部1370和枕骨帶部)可各自包括織物材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他實例中,可在側向帶部1330和/或環帶部1360上添加剛性件以提供額外的穩定性。
5.4.3 綁帶部
圖10A和10B示出了各自包括頭戴式顯示單元1200的頭戴式顯示系統1000,所述頭戴式顯示單元可以是如參考圖7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。頭戴式顯示單元1200可以包括:顯示單元殼體1205,其包括顯示器;以及介面結構1100,其連接到顯示單元殼體1205並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部。
如圖10A-10B所示,所述例子中的每個例子中的定位和穩定結構1300包括綁帶部1380。在所述例子的每一個中,綁帶部1380構造和佈置為在使用中環繞用戶頭部,並接合用戶頭部的覆蓋額骨的區域,並接合使用者頭部的覆蓋枕骨或位於枕骨下方的區域。綁帶部1380接合用戶頭部並提供其他綁帶部所連接的錨固件。
在圖10A-10B所示的示例中,定位和穩定結構1300包括成對的側向帶部1330,所述對側向帶部1330在使用中在用戶頭部的相應側向側面處連接到綁帶部1380,並且構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面。側向帶部1330在使用中可以處於張緊狀態,以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部接合。相對不能夠移動的綁帶部1380提供錨固件,側向帶部1330可從所述錨固件朝向用戶面部拉動頭戴式顯示單元1200。
定位和穩定結構1300可以還包括調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節綁帶部1380的長度。綁帶部可具有成對的連接到調節機構的相應側的端部。綁帶部可被認為具有兩個相對的部分,每個部分在使用者頭部的相對側上延伸並在兩個位置(一個位置在用戶頭部的後部,一個位置在用戶頭部的前部)與矢狀平面相交。所述調節機構可以配置為同時並且相等地調節所述綁帶部的兩個段的有效長度,這樣使得當所述綁帶部的長度被調節時,所述頭戴式顯示單元保持適當對齊以便觀看。
例如如圖10A-10B中的每一個所示,調節機構包括刻度盤調節機構1390,刻度盤調節機構1390包括刻度盤1392,刻度盤1392在轉動時調節綁帶部1380的長度。刻度盤1392例如可以是棘輪刻度盤。如圖所示,刻度盤1392設置在用戶頭部覆蓋或位於枕骨下方的區域中的綁帶部1380上。更具體地,刻度盤1392與使用中的用戶頭部的矢狀平面對準(例如相對於使用中的用戶頭部居中)。在其他示例中,刻度盤1392可以設置在其他地方,例如在用戶頭部的側部。
在一個示例中,如圖10B-1所示,刻度盤調節機構1390可以包括齒條和小齒輪元件1601。刻度盤1392可以包括小齒輪1602,所述小齒輪與連接到綁帶部1380上(例如在綁帶部1380內)的齒條或成對的齒條嚙合,這樣使得刻度盤1392的旋轉致使所述齒條被拉在一起或被推開以調節綁帶部1380的有效長度。
在圖10B-1所示的示例中,綁帶部180可包括具有從其延伸的齒條1604的第一端部1380(1)和第二端部1380(2)。例如如本領域技術人員將理解的,一齒條1604可以從第一端部1380(1)的上部延伸並且另一個齒條1604可以從第二端部1380(2)的下部延伸。小齒輪1602可以佈置為與第一端部和第二端部兩者的齒條1604嚙合,這樣使得小齒輪的旋轉(經由刻度盤1392)將致使綁帶部的端部被朝向彼此拉動(例如以重疊的方式)或被推開以調節綁帶部1380的有效長度。當刻度盤被旋轉時,對於綁帶部的兩個端部1380(1)、1380(2),長度調節可以是相等的,使得頭戴式顯示單元保持適當的對準以便用戶觀看。
在其他示例中,刻度盤1392連接到一個或多個電線、電纜或類似物,所述電線、電纜或類似物連接到綁帶部1380上的點。電線或電纜可以纏繞在連接到刻度盤1392的卷軸上,使得刻度盤1392的旋轉使得或多或少的電線或電纜纏繞在卷軸上,從而調節綁帶部1380的有效長度。這裡討論的刻度盤調節機構可應用於本申請的任何其他示例中的刻度盤調節機構。
在其他示例中,調節機構不包括刻度盤,而是包括另一合適的機構,例如鉤環連接、磁性連接件、多個圓頂之間的連接和/或能夠調節的帶扣等。
綁帶部1380可以在用戶頭部的位於枕骨之上或之下的區域處至少部分地剛性化(例如至少半剛性化)。這可提供圍繞用戶頭部後部的穩定配合。所述綁帶部1380可以包括在所述綁帶部1380的外層內的內部剛性件,或者可以包括外部剛性件,例如被提供給所述綁帶的非面向用戶側。在另外的示例中,整個綁帶部1380以這種方式剛性化。
在圖10A-10B所示的示例中,定位和穩定結構1300包括連接到綁帶部1380的前額襯墊1395,所述綁帶部1380構造和佈置為接合用戶的前額。前額襯墊1395可以包括例如由泡沫、矽樹脂、凝膠等形成的襯墊,並且可以提供綁帶部1380與用戶前額的舒適接合。
所示示例中的定位和穩定結構1300包括頂帶部1340,所述頂帶部1340接近用戶的前額連接到綁帶部1380,並且構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200。頂帶部1340可以構造和佈置為例如在單個位置處連接到頭戴式顯示單元1200。頂帶部1340可以在使用中與用戶頭部的矢狀平面對準,並且可以向頭戴式顯示單元1200施加部分向後和部分向上的力,以便在使用中將其拉成與用戶面部接合並且支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量,從而提供穩定且舒適的配合。頂帶部1340可以參照圖7A-7B或本文其他地方所述的方式(例如通過穿過孔眼形成環,並用鉤環或其他合適的連接固定到自身上)選擇性地調節長度。
在一些示例中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。
在圖10A-10B所示的示例中的頭戴式顯示單元1200包括設置在頭戴式顯示單元1200的相應側向側面上的成對的臂1210,並且側向帶部1330附接到臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。臂1210、它們到頭戴式顯示單元1200的連接以及側向帶部1330到臂1210的附接可以如參考圖8A-8B所描述的。
圖10B所示實例中的定位和穩定結構1300還包括頂骨帶部1310,頂骨帶部1310構造和佈置為接合用戶頭部的覆蓋頂骨的區域。頂骨帶部接近側向帶部1330連接到綁帶部,並以與綁帶部1380的枕骨部分間隔開的關係圍繞用戶頭部的後部延伸。頂骨帶部1310和綁帶部的枕骨部分一起工作,在相對較高和較低的間隔位置處與頭部後部的形狀一致,從而提供與用戶頭部的穩定接合。頂骨帶部1310和綁帶部的枕骨部分各自起到説明穩定另一個的作用,使得當兩個帶部都存在時,任一個帶部在使用中將在上/下方向上滑動的可能性較小。頂骨帶部1310可以是彈性可伸展的,以便為一定範圍的用戶提供穩定和舒適的配合。在一些示例中,頂骨帶部1310可由用戶選擇性地調節。
在一些實施例中,例如圖10A所示的實施例,綁帶部1380的前部(例如前額部分1387)和後部(例如枕骨部分1320)整體形成。例如除了調節機構處的任何關節之外,綁帶部1380可包括環繞使用者頭部並包括前額部分和枕骨帶部的無縫帶。側向帶部1330和/或頂帶部1340然後可通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠合或通過另一合適的連接方式附接到綁帶部。在圖10A的示例中,側向帶部1330也與綁帶部1380一體地形成。在圖10B的示例中,側向帶部1330、頂骨帶部1310和綁帶部1380的後部/枕骨部分一體地形成,並且綁帶部1380的前部/前額部分通過縫合、焊接、膠粘或其他合適的連接方式附接。
圖10A和10B所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部,例如綁帶部1380、側向帶部1330、頂帶部1340和頂骨帶部1310可各包括織物材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可在側向帶部1330、頂骨帶部1310和/或綁帶部1380的前部增加剛性件以提供額外的穩定性。
5.4.4 到頭戴式顯示單元的能夠樞轉的連接
圖11A-11B示出了頭戴式顯示系統1000的其他示例。所述實施例的定位和穩定結構1300類似於參考圖10A和10B描述的那些。例如圖11A-11B所示的每個例子中的定位和穩定結構1300包括綁帶部1380,所述綁帶部構造和佈置為在使用中環繞用戶頭部,並接合用戶頭部的覆蓋額骨的區域,並接合使用者頭部的覆蓋枕骨或位於枕骨下方的區域。綁帶部1380可形成枕骨帶部1320,枕骨帶部1320配置為接合枕骨上或枕骨下的區域。綁帶部1380可以在使用中緊密地配合在用戶頭部周圍。定位和穩定結構1300還包括類似於圖10B所示實例的頂骨帶部1310。將不再重複與圖10A和10B中所示的實例共用的許多特徵,且以下揭示內容將集中於差異。
綁帶部1380可以包括織物外層,例如織物套筒的形式,其可以是針織的。綁帶部1380還可包括或用作剛性件。例如綁帶部1380可以包括剛性件層,或配置為抵抗綁帶部1380的變形的剛性件構件。在一些實例中,剛性件層或構件可以由熱塑性彈性體形成,例如海翠。剛性件可以在織物套筒的內部。在一個示例中,綁帶部1380包括帶織物套筒的海翠剛性件。綁帶部1380可以是部分柔性的,以符合用戶頭部的形狀。
在圖11A和11B所示的示例中,頭戴式顯示單元1200在成對的樞轉連接1381處能夠樞轉地附接到綁帶部1380,以使得頭戴式顯示單元1200能夠在使用中繞與用戶頭部的矢狀平面垂直對齊的軸線樞轉。在一些示例中,頭戴式顯示單元1200可以配置為樞轉以便調節其相對於定位和穩定結構1300的角度,從而提供與特定用戶頭部大小和形狀的良好配合。在一些示例中,頭戴式顯示單元1200可以附加地或替代地配置為在觀看位置與非觀看位置之間樞轉,在觀看位置中頭戴式顯示單元1200定位在使用者的眼睛上方,在非觀看位置中頭戴式顯示單元1200定位在使用者的額骨上方。有利地,這可以允許使用者將頭戴式顯示單元1200“向上翻轉”遠離他們的眼睛,以便觀看他們的真實世界環境、休息一下等,而不完全脫掉頭戴式顯示系統1000。
如圖11A-11B所示,樞轉連接1381在使用中可以位於接近用戶頭部的中冠狀平面。在圖11A所示的示例中,綁帶部1380包括成對的槽1383(例如線性槽),並且樞轉連接1381位於槽1383內。槽1383可以允許樞轉連接1381相對於綁帶部1380移動。樞轉連接1381的運動可以是在前-後方向上(例如前上-後下方向)。這可以有利地提供頭戴式顯示單元1200相對於定位和穩定結構1300的位置和/或角度的進一步可調節性。
在特定示例中,樞轉連接1381可使頭戴式顯示單元1200在樞轉期間至少部分地向前移動。如在圖11A-1中可以看到的,這可以促進頭戴式顯示單元1200從觀看位置到非觀看位置的移動,因為當移動到非觀看位置時,頭戴式顯示單元可能需要頭戴式顯示單元1200的向前移動的量來清理用戶的前額和/或綁帶部的前額部分1387。頭戴式顯示單元1200能夠“向上和遠離”使用者的眼睛區域移動。樞轉連接1381可以一起滑動,使得頭戴式顯示單元1200繞其樞轉的軸線保持垂直於用戶頭部的矢狀平面。在頭戴式顯示單元1200從觀看位置(圖11A)樞轉到非觀看位置(圖11A-1)的過程中,樞轉連接1381可以在槽1383內至少部分地向前移動。樞轉連接1381可以在例如沿著綁帶部1380的長度的方向上滑動,所述方向可以是部分向前和部分向上的方向。
在非觀看位置,頭戴式顯示單元1200可以定位在綁帶部的前額部分1387上方,如圖11A-1所示,或者可選地,頭戴式顯示器可以進一步向上旋轉,使得頭戴式顯示器的至少大部分高於前額部分1387。在其他示例中,槽1383可以是彎曲的(例如在向前方向上向上彎曲)以便於移動到非觀看位置。向上彎曲的槽可允許頭戴式顯示單元在樞轉連接1381處以較少旋轉(或不旋轉)移動到非觀看位置。
樞轉連接1381可以由用戶鎖定。在一些示例中,樞轉連接1381允許頭戴式顯示單元1200圍繞樞轉連接1381旋轉通過連續範圍。或者,樞轉連接1381可提供頭戴式顯示單元1200的分度旋轉,借此用戶能夠在樞轉連接1381支撐頭戴式顯示單元1200的兩個或兩個以上位置之間旋轉頭戴式顯示單元1200,且在使用者不強迫頭戴式顯示單元1200旋轉的情況下防止頭戴式顯示單元1200旋轉。通過抵抗由頭戴式顯示單元1200的重量在樞轉連接1381處產生的力矩,可鎖定的樞轉連接1381或在使用期間抵抗頭戴式顯示單元1200的旋轉的樞轉連接1381可有利地支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量,從而將所述力矩作為整體傳遞到定位和穩定結構1300。這可以有利地減少頭戴式顯示單元1200的感知重量,或者至少使頭戴式顯示系統1000感覺比樞轉連接1381沒有鎖定或至少部分地抵抗旋轉時更平衡。
在圖11A和11B所示的示例中,頭戴式顯示單元1200包括將頭戴式顯示單元1200連接到綁帶部1280的成對的臂1200。頭戴式顯示單元1200可以包括包含顯示器的顯示單元殼體1205。臂1210可以將顯示單元殼體1205連接到綁帶部1280。臂1210可以剛性地連接到顯示單元殼體1205。在圖11A-11B所示的例子中,臂1210形成顯示單元殼體1205的一部分。然而,在其他示例中,臂1210可以形成定位和穩定結構1300的一部分並且配置為可移除地附接到顯示單元殼體。
在圖11A和11B所示的示例中,臂1210在樞轉連接1381處能夠樞轉地連接到綁帶部1380。樞轉連接1381可允許臂1210各自圍繞與兩個樞轉連接1381對準的軸線(其可在使用中垂直於用戶頭部的矢狀平面對準)旋轉。在所述示例中,臂1210在上下方向上是寬的,並且形成側遮罩件,所述側遮罩件配置為減小介面結構1100的側向周邊處的任何漏光的影響。這可以有利地幫助保護用戶的眼睛免受其周邊視覺中不期望的環境光的影響,從而允許在由顯示器提供的內容中進行更大的沉浸。
定位和穩定結構1300可包括前額襯墊1395,所述前額襯墊1395連接到綁帶部1380並配置為接合使用者的前額。前額襯墊1395可以包括由織物材料形成的接觸用戶頭部的外層。在一些示例中,前額襯墊1395可以包括泡沫、凝膠、彈性體(例如矽樹脂或TPE)和/或織物襯墊。前額襯墊1395或其至少一個面部接觸層可以是透氣的並且可以是低型面的。
如圖11A和11B所示,定位和穩定結構1300可包括頂骨帶部1310,所述頂骨帶部1310配置為在使用中在覆蓋使用者頭部頂骨的區域處接合使用者頭部。頂骨帶部1310可以在綁帶部1380的側部之間延伸,例如在覆蓋用戶頭部的顳骨的位置之間延伸。頂骨帶部1310可以是基本上不可延伸的或者可以具有低延展性以允許在提供支撐的同時進行滑動配合。頂骨帶部1310可由紡織材料形成,例如管狀針織紡織材料。在一些示例中,頂骨帶部1310包括成對的接近綁帶部1380的能夠彈性延伸的側向部分和比能夠彈性延伸的側向部分更少地延伸的後部。頂骨帶部1310和枕骨帶部1320之間的間隔關係可以説明穩定定位和穩定結構,如前所述。
頂骨帶部1310可以在與樞轉連接1381向前間隔開的位置處連接到綁帶部1380,如圖11A所示。這種佈置可以使得頂骨帶部1310中的張力能夠在與由頭戴式顯示單元1200的重量產生的力矩相反的方向上圍繞樞轉連接1381產生力矩,這可以説明支撐頭戴式顯示單元1200,並且這可以有利地提供使用中的舒適度。可替代地,在圖11B所示的示例中,頂骨帶部1310基本上在樞轉連接1381的位置處連接到綁帶部1380。
頭戴式顯示系統1000還包括用於為頭戴式顯示系統1000供電的一個或多個電池組1500。如圖11A所示,頭戴式顯示系統1000包括連接到枕骨帶部1320的電池組1500。如圖11B所示,頭戴式顯示系統1000包括連接到枕骨帶部1320的成對的電池組1500,一個電池組位於刻度盤1392的每個側面上。將電池組1500定位在枕骨帶部1320上的用戶頭部的後部可以説明平衡頭戴式顯示系統1200的重量。枕骨帶部1320和/或電池組1500可以接合使用者頭部上的枕骨標誌。電力電纜可以從電池組1500集成到綁帶部1380中或者可以沿著綁帶部1380延伸並且連接到頭戴式顯示單元1200。
綁帶部1380可以是長度能夠調節的並且可以包括刻度盤調節機構1390,所述刻度盤調節機構包括能夠旋轉刻度盤1392。刻度盤調節機構1390可以配置為當刻度盤1392旋轉時引起綁帶部1380的長度改變。刻度盤調節機構1390可以如本文其他地方所述,並且可以設置在例如綁帶部1380的枕骨帶部1320中。在使用中,刻度盤1392可以定位在用戶頭部的矢狀平面附近(例如與矢狀平面相交)。
頭戴式顯示單元1200包括圖11A和11B中可見的介面結構1100。在所述示例中,頭戴式顯示單元1200和介面結構1100配置為緊湊和低型面。介面結構1100可以接合使用者面部,例如圍繞使用者的眼睛區域的週邊並且在使用者的鼻子的脊上,部分地支撐頭戴式顯示單元1200並且在使用中阻擋環境光到達用戶的眼睛(例如提供光密封)。在所述例子中,介面結構1100包括泡沫層壓材料。泡沫層壓材料可以是熱成型的。介面結構1100還可包括鼻脊支撐部,其配置為在使用中接合用戶的鼻脊。介面結構1100還可包括透氣織物表面。
在一些示例中,介面結構1100可以包括由3D織物形成的面部連結部分,一些使用者可以認為所述面部連結部分特別舒適。可替換地,介面結構1100可以由矽樹脂和泡沫的組合形成,例如封裝泡沫襯墊的矽樹脂凸緣,由於泡沫的可壓縮性和順應性,其可以提供使用者解剖結構的大的變化。在另外的示例中,介面結構1100可以僅由矽樹脂形成,例如捲曲的矽樹脂凸緣。矽酮表面可能特別容易清潔。在每種情況下,介面結構1100可以在圍繞使用者眼睛區域的周邊的不同位置處包括由材料厚度和/或幾何形狀的變化提供的變化的特性。
在一些例子中,例如圖11A和11B所示的例子,綁帶部1380的前部(例如前額部分1387)和後部(例如枕骨部分1320)整體形成。例如綁帶部1380可以包括環繞用戶頭部的無縫帶,並且除了調節機構處的任何接頭,其包括前額部分1387和枕骨帶部1320。頂骨帶部1310然後可以通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠合或通過另一種合適的連接方式附接到綁帶部1380。
圖11A或11B所示的定位和穩定結構1300中的各種綁帶部,例如綁帶部1380和頂骨帶部1310,每個都可以包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。綁帶部1380還可以包括剛性件,所述剛性件配置為使得綁帶部1380是半剛性的或當不在用戶頭部上時保持基本上使用中的形狀。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可以將剛性件添加到側綁帶部1330、頂骨帶部1310和/或綁帶部1380的前部和/或後部,以提供額外的穩定性。
5.4.5 綁帶部和枕骨帶部
圖12A-12K示出了頭戴式顯示系統的其他示例。圖12A示出了包括綁帶部1380的頭戴式顯示系統1000的另一示例。在所述示例中,定位和穩定結構1300包括成對的側向帶部1330,所述成對的側向帶部1330構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面,並且在用戶頭部的後部彼此連接以形成部分地圍繞使用者頭部的綁帶部1380。在所述示例中,綁帶部1380處於張緊狀態以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部接合。
綁帶部1380可以在使用中接合用戶頭部的覆蓋頂骨的區域,並且在一些具體示例中可以在用戶頭部的覆蓋頂骨的區域處是半剛性的。這可以提供定位和穩定結構1300的舒適和穩定的配合。在一些示例中,整個綁帶部1380可以是半剛性的。
在其他示例中,整個綁帶部1380和/或枕骨帶部1320可以是至少半剛性的(例如具有一些半剛性部分和一些剛性部分)。當至少綁帶部剛性化時,側向帶部1330不彈性地拉動頭戴式顯示單元1200與使用者面部接合。相反,頭戴式顯示系統更像能夠調節頭盔,其中顯示單元的重量更均勻地分佈在頭戴式顯示系統1000上。刻度盤調節機構1390和頂帶部1340可被調節以使裝置適合特定使用者頭部尺寸。綁帶部1380和枕骨帶部可設置有襯墊層(例如泡沫或凝膠襯墊),以實現貼合和穩定但舒適的配合。在其他示例中,頂帶部也可設有緩衝層。這種佈置可以為用戶提供不同的感覺,因為所述佈置較少依賴於綁帶中的張力來提供貼合配合。相反,調節刻度盤調節機構和頂帶部以將定位和穩定結構設定為基本上固定的尺寸,而使用者頭部與介面結構1100中的襯墊以及沿著綁帶部1380和枕骨帶部1320(以及在一些示例中,頂帶部1340)的接合提供了舒適、穩定和舒適的配合。一旦穿上,就可以通過刻度盤調節機構(和頂帶部)進行精細調節,以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部的期望接合。
在另外的示例中,綁帶部1380和/或枕骨帶部1320可以由半剛性和/或剛性塑膠材料形成。在其他示例中,綁帶部和枕骨帶部可以是包括織物(例如織物套筒或織物內層和/或外層)和/或襯墊(例如泡沫)層的帶,其中設置有剛性件以賦予剛性。
如圖12A所示,側向帶部中的每個1330位於從頭戴式顯示單元1200向後和部分向上朝著使用者頭部的後部區域延伸的路徑上。這可允許側向帶部1330在接近眼睛高度處連接到頭戴式顯示單元1200,同時在頂骨處接合使用者頭部的部分面向上的表面。然後,綁帶部1380可以在使用中向頭戴式顯示單元1200提供至少一些指向上的力,從而吸收頭戴式顯示單元1200的至少一些重量。如本文其他部分所述,側向帶部1330可以連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210。在其他示例中,臂1210可以是定位和穩定結構1300的一部分並且配置為附接到顯示單元殼體1205上。側向帶部1330或至少其前部、臂1210以及側向帶部1330、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如上參考圖8A-8B或本文其他地方所述。
定位和穩定結構1300還包括調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節綁帶部1380的長度。調節機構可設置在側向帶部1330之間,以便在用戶頭部後面的位置處連接側向帶部,從而形成綁帶部。這樣,調節機構可配置為同時且相等地調節兩個側向帶部的長度,從而調節綁帶部的長度。圖12A所示的示例中的調節機構是包括刻度盤1392的刻度盤調節機構1390,基本上如參考圖10B所述,並且在其他示例中可以是另一合適的調節機構,諸如以上關於圖10B所述的備選方案之一。
在所述特定示例中,定位和穩定結構1300包括枕骨帶部1320,枕骨帶部1320連接到綁帶部1380,並且枕骨帶部1320構造和佈置為接合用戶頭部的覆蓋枕骨的區域。綁帶部1380和枕骨帶部1320的後部可以一起形成定位和穩定結構1300的穩定後部,其他綁帶部能夠從所述穩定後部延伸並且在使用中在張力下朝向頭戴式顯示單元1200連接,以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部接合。枕骨帶部1320可以是半剛性的,以在使用中提供抵靠用戶頭部的枕區的穩定配合。
例如如圖12A所示,枕骨帶部1320可提供彎曲形狀,使得枕骨帶部1320從綁帶部1380的相應側向下延伸,然後向後和向內延伸以與綁帶部1380形成環。
在參照圖12A-1的示例中,枕骨帶部1320可包括分層佈置,所述分層佈置包括內(用戶接觸)層1425(例如織物材料)、緩衝層1426(例如泡沫、凝膠)、剛性件層1427(例如塑膠、熱塑性剛性件層)和外層1424(例如織物材料)。在示例中,內部和外部織物層可以是織物套筒(例如管狀針織織物)。在其他示例中,可以省略緩衝層。應當理解,在此描述的層狀結構可以用於在本申請的其他地方描述為剛性化的或具有剛性化的任何其他綁帶部。
圖12A所示示例中的定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340,其可連接在綁帶部1380和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以例如在使用中與用戶頭部的矢狀平面居中對準。頂帶部1340可以是上面參照圖7A-7B、8A-8B或圖10A所述的其他形式。
在一些示例中,諸如圖12A所示的示例,側向帶部1330和綁帶部1380的後部(例如壁)一體地形成。例如綁帶部1380可以包括環繞用戶頭部的無縫綁帶,並且除了調節機構處的任何接頭之外,還包括側綁帶部1330和頂帶部。枕骨帶部1320和/或頂帶部1340然後可通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠粘或通過其他合適的連接方式連接到綁帶部1380。
圖12A所示的定位和穩定結構1300中的各種綁帶部,例如綁帶部1380、頂帶部1340和枕骨帶部1320均可包括織物材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可在側向帶部1330、頂帶部1340、枕骨帶部1320和/或綁帶部1380的後部添加剛性件以提供額外的穩定性。
圖12B-12C中所示的示例類似於圖12A中所示的示例,並且以上關於圖12A的披露應被理解為適用於圖12B和12C,除非上下文清楚地另外要求。此外,在圖12B和12C的描述中,將僅描述特定的不同點。在圖12B和12C所示的示例中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。
在圖12B和12C所示的示例中,定位和穩定結構1300包括成對的側向帶部1330,所述成對的側向帶部1330構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面,並且在用戶頭部的後部彼此連接以形成部分地圍繞使用者頭部的綁帶部1380。雖然在圖12A所示的例子中,綁帶部1380連接到臂1210,但是在圖12B-12C所示的例子中,側向帶部1330連接到頭戴式顯示系統1000的介面結構1100。圖12C示意性地示出了綁帶部1380和介面結構1100如何一起圍繞並環繞用戶頭部配合,並且可被描述為“緊抱”用戶頭部以提供牢固的配合。在所述示例中,定位和穩定結構1300在頭戴式顯示單元1200上面向或鄰近用戶面部的位置處被附接到頭戴式顯示單元1200上,而不是在頭戴式顯示單元1200背離使用者的位置處被附接到頭戴式顯示單元1200上,從而允許頭帶抱住用戶頭部的大部分圓周。此外,將定位和穩定結構1300附接到介面結構可提供緊湊或低型面的頭戴式顯示系統1000,因為未提供額外的外部元件(例如臂)。
在圖12B和12C所示的示例中,頭戴式顯示單元1200包括側遮罩件1214。側遮罩件1214可以如本文其他地方所述,並且可以從頭戴式顯示單元1200的相應側面向後延伸經過介面結構1100的側面部分。例如側遮罩件1214可以附著到顯示單元殼體1205,並且可以向後延伸以説明遮罩使用者的周圍視覺免受環境光的影響,例如延伸到接近用戶耳朵的位置。每個側遮罩件1214可以向後延伸到接近用戶頭部上方的相應口的位置。在其他示例中,側遮罩件1214可以附接到定位和穩定結構1300上並且用作臂。在一些示例中,電池組(例如類似於在別處描述的電池組1500)可以設置在側遮罩件1214中。在其他示例中,可以將電池組(例如類似於在別處描述的電池組1500)提供到接近側遮罩件1214和/或用戶的中冠狀平面的頂帶部的部分。
綁帶部1380的後部可以形成頂骨帶部1310。綁帶部1380(包括綁帶部1380的頂骨帶部)可以由具有中空內部的管狀針織材料形成,並且如圖12B中的虛線所示,可以包括沿其部分或全部長度設置在中空內部中的剛性件1305。
在所述示例中,頭戴式顯示系統1000還包括提供給頂骨帶部1310的調節機構1308,如圖12B和12C所示。調節機構1308可以是刻度盤調節機構或能夠調節帶扣或其他合適的調節機構,以允許頂骨帶部1310的一個或兩個部分重疊到選定的程度,以改變綁帶部1380的有效長度。
圖12B-12C示例中的枕骨帶部1320連接到綁帶部1320,如圖12B所示。當佩戴頭戴式顯示系統1000時,枕骨帶部1320可以由用戶從覆蓋頂骨的位置向下拉動,向下拉動到覆蓋枕骨或位於枕骨下方的位置。枕骨帶部1320可以牢固地接合用戶頭部的面向後下方的表面,並且如果用戶具有尾椎,則它可以有利地無阻礙地穿過頂骨帶部1310與枕骨帶部1320之間的間隙。枕骨帶部可以是管狀編織帶。
在一些示例中,諸如圖12B和12C中所示的示例,側向帶部1330和綁帶部1380的後部(例如壁)部分一體地形成。例如綁帶部1380可以包括環繞用戶頭部的無縫綁帶,並且除了調節機構處的任何接頭之外,還包括側綁帶部1330和頂帶部。枕骨帶部1320然後可以通過縫合,焊接(例如超聲波焊接),膠合或通過另一種合適的連接方式附接到綁帶部1380。
圖12B和12C所示的定位和穩定結構1300中的各種綁帶部,例如綁帶部1380和枕骨帶部1320,每個都可以包括織物材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可在側向帶部1330、枕骨帶部1320和/或綁帶部1380的後部添加剛性件以提供額外的穩定性。
、圖12D-12J所示的頭戴式顯示系統1000的示例與圖12A-12C所示的示例具有相似性。例如圖12D-12J所示的每個頭戴式顯示系統1000包括定位和穩定結構1300,所述定位和穩定結構1300包括由側向帶部1330和頂骨帶部1310形成的綁帶部1380,並且還包括枕骨帶部1320。上文關於圖12A-12C的披露內容被認為與圖12D-12I中所示的示例相關,除非上下文清楚地另外要求。下面的披露將集中在圖12D-12I所示的示例中的特定不同點。
在圖12D的示例中,頂骨帶部1310包括刻度盤調節機構1390,所述刻度盤調節機構1390包括刻度盤1392,所述刻度盤調節機構1390可以以與本文別處描述的刻度盤調節機構1390相同的方式操作,例如參見圖12A。圖12D所示的枕骨帶部1320連接到綁帶部1380上,並可包括一剛性件(以對枕骨帶部1320提供半剛性的剛性,所述剛性件可提供一彎曲的形狀,使得枕骨帶部1320從頂骨帶部1310向下延伸,然後從用戶頭部的兩側向後和向內延伸,以與頂骨帶部形成一環。在所述示例中,當穿戴頭戴式顯示系統1000時,使用者可能不需要手動地將枕骨帶部1320從頂帶1310向下拉到適當位置。相反,頂骨帶部1310和枕骨帶部1320可以一起被拉過用戶頭部並向下到位。當頭戴式顯示系統1000未被使用者佩戴時,枕骨帶部1320和/或綁帶部1380可以基本上保持使用中的形狀。
在圖12D的示例中,介面結構1100可以如參照圖11A和11B所描述的那樣,或者如本文其他地方所描述的那樣。
圖12E-12G中所示的實例具有許多與本文中參考其他實例所描述的相同的特徵。下面只討論具體的差別。
圖12E示出了根據本技術的另一示例的頭戴式顯示系統1000。這是與圖12D所示的示例類似的示例,儘管在圖12E的示例中,枕骨帶部1320不具有如圖12D的示例中所示的通過在下方向然後在後方向上延伸而產生的明顯曲線。相反,枕骨帶部1320基本上沿後下方向延伸,然後在用戶頭部的每一側向內側彎曲。在圖12E的例子中,枕骨帶部連接到綁帶部1380,例如接近頭戴式顯示單元1200。在一些例子中,枕骨帶部1320連接到綁帶部1380,所述綁帶部1380在用戶的耳朵上方並基本上與使用者的耳朵成一直線。如圖12E所示,枕骨帶部1320可以連接到綁帶部1380的面向用戶的表面。
圖12F-12G示出了根據本技術的另一示例的頭戴式顯示系統1000。在所述示例中,與枕骨帶部1320連接到綁帶部1380相反,綁帶部1380和枕骨帶部1320都連接到頭戴式顯示單元1200並從頭戴式顯示單元1200延伸。綁帶部1380的側向帶部1330可以附接到頭戴式顯示單元1200上,例如附接到頭戴式顯示單元1200的顯示單元殼體1205上。在其他示例中,它們可以例如以參考圖12B和12C示出和描述的方式附接到介面結構1100。此外,枕骨帶部1320也可以連接到側遮罩件1214上。在這個例子中,枕骨帶部1320可以靠著接近側遮罩件的綁帶部1380的不面向用戶的表面。
在其他示例中,枕骨帶部1320可以在頭戴式顯示單元1200附近(例如在側遮罩件1214附近)附接到綁帶部1320上。
在所述示例的任一個中,綁帶部1380沿其長度可包括可變的延展性。例如綁帶部1380可以包括一個或多個能夠彈性延伸的部分。在圖12F-12G所示的示例中,綁帶部1380包括接近頭戴式顯示單元1200的能夠彈性延伸的側向帶部1330和位於能夠彈性延伸的側向帶部1330之間的頂骨帶部1310,頂骨帶部1310的能夠彈性延伸性小於側向帶部1330的能夠彈性延伸性。在一些示例中,頂骨帶部1310基本上不可延伸。更一般地,綁帶部1380可在覆蓋用戶頭部頂骨的使用者頭部區域處至少部分地剛性化。能夠彈性延伸的側向部分可允許綁帶部1380的長度自動調節以貼合地配合到用戶頭部,而可延伸性較小(或基本上不可延伸)的頂骨帶部1310接合使用者頭部的後部區域,而沒有彈性延伸,這可提供更舒適的配合並且可有助於容易的頭上戴上,同時保持總體穩定性。
在一些示例中,頂骨帶部1310可以是剛性的,例如通過提供給頂骨帶部1310但不提供給能夠彈性延伸的側向帶部1330的剛性件。剛性件可以由TPE如海翠或合適的熱塑性材料形成。在其他示例中,可以向頂骨帶部1310提供緩衝(例如泡沫或凝膠襯墊)以增強舒適度。能夠彈性延伸的側向帶部1330和較少延伸或基本不可延伸的頂骨帶部1310的這種結構可應用於本文披露的任何示例。在其他示例中,整個綁帶部1380是至少部分地剛性化的。
圖12H-12J中所示的實例具有許多與本文中參考其他實例所描述的相同的特徵。下面只討論具體的差別。
圖12H所示的頭戴式顯示系統1000還包括提供到綁帶部1380(例如提供到綁帶部1380的頂骨帶部1310)的電池組1500。電池組1500可以向頭戴式顯示單元1200提供電力,並且可以通過一個或多個電力電纜連線到頭戴式顯示單元1200,所述電力電纜可以被護套在綁帶部1380中或者僅作為示例連接到其外表面上。所述示例中的電池組1500包括殼體,所述殼體還容納刻度盤調節機構1390,所述刻度盤調節機構1390可用於允許以與參考其他示例中的綁帶部1380描述的相同方式調節綁帶部1380的長度。刻度盤調節機構1390的刻度盤1392設置在電池組1500的後表面。
電池組1500可以包括多個電池或單元。在一些示例中,電池組1500可以包括在使用中位於用戶頭部的矢狀平面的一側上的綁帶部1380上的一個或多個電池,以及在使用中位於用戶頭部的矢狀平面的另一側上的綁帶部1380上的一個或多個電池。在圖12H所示的示例中,電池組1500在綁帶部1380的每個側向側面上包括兩個電池。在所述示例中,刻度盤調節機構1390和刻度盤1392位於兩對電池單元之間。這種佈置可以在用戶頭部的矢狀平面上平衡電池的重量,並且將電池組1500放置在用戶頭部的後部位置可以導致電池組1500用作頭戴式顯示單元1200的重量的配重,從而在使用中在用戶的冠狀平面上平衡頭戴式顯示系統1000的重量。在其他示例中,頭戴式顯示系統1000可以包括不同數量的單元和/或它們可以相對於彼此不同地定位。
圖12I示出了根據本技術的頭戴式顯示系統1000的示例,其中電池組1500被提供給側遮罩件1214。上面更詳細地描述了側遮罩件1214。如圖所示,每個側遮罩件包括電池組1500。每個電池組1500可以包括成對的電池或單元。這種佈置可以在使用中在用戶的矢狀平面上平衡電池的重量,同時還在使用中將電池的重量定位成接近用戶頭部的冠狀平面(例如接近直接在用戶頸部上方),這可以使得用戶更容易承受電池的重量,因為圍繞垂直於矢狀平面的軸線產生最小的力矩。
在一些示例中,諸如圖12D-12J所示的示例,綁帶部1380的側向帶部1330和頂骨帶部1310一體地形成。例如綁帶部1380可包括圍繞用戶頭部的無縫綁帶,並且除了調節機構處的任何接頭,其包括側向帶部1330和頂骨帶部1310。在枕骨帶部1320連接到綁帶部1380的例子中,連接可以通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠粘或通過其他合適的連接方式。
圖12D-12J所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部,例如綁帶部1380和枕骨帶部1320,每個都可以包括織物材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可以將剛性件添加到綁帶部1380的側向帶部1330、枕骨帶部1320和/或頂骨帶部1310上以提供額外的穩定性。
圖12J示出了頭戴式顯示系統1000,所述頭戴式顯示系統是圖12F和12G中所示的頭戴式顯示系統1000的變型。在這個例子中,枕骨帶部1320包括織物套筒1321。織物套筒1321的長度能夠彈性延伸,以允許枕骨帶部1320的尺寸調節。也就是說,織物套筒1321是可拉伸的,以允許其根據需要延伸以適應使用者頭部尺寸。至少在枕骨帶部1320的未剛性化的部分,它也是柔性的以符合用戶頭部形狀。在其他示例中,枕骨帶部1320可包括不能夠彈性延伸的織物套筒1321。在圖12J所示的示例中,織物套筒1321包括具有中空內部的針織管。織物套筒1321可以包括柔性管狀形狀,並且可以通過用允許高彈性延展性的針腳針織而形成。
枕骨帶部1320可包括至少一個剛性件1323。剛性件1323可設置在織物套筒1321的中空內部內。圖12K示出了穿過紡織品套筒1321的示意性截面視圖,示出了在管狀紡織品套筒1321內部的剛性件1323。在其他示例中,可在形成枕骨帶部1320的材料的外部提供剛性件,但將其連接到形成枕骨帶部1320的材料。
在圖12J所示的例子中,枕骨帶部1320包括成對的剛性件1323。每個剛性件1323可以連接到頭戴式顯示單元1200上並且可以向後延伸遠離頭戴式顯示單元1200。每個剛性件1323可以包括後端,並且剛性件1323的後端可以接近用戶頭部的後表面彼此橫向間隔開。即剛性件1323可以不彼此連接並且可以彼此間隔開。在所述示例中,剛性件1323之間缺乏連接有利地避免了剛性件限制枕骨帶部1320調節尺寸以適應不同頭部尺寸的能力。在其他示例中,剛性件1323可以通過可延伸部分連接,可以是半剛性和彈性的,使得它們可以的長度延伸,同時仍然提供一些剛性,或者它們可以是基本上剛性的,但是可以允許選擇性的長度調節(例如它們可以通過齒條和小齒輪刻度盤調節機構連接,通過可以由用戶選擇性地調節的摩擦配合連接,或者可以通過繩索連接,其中的張力可以通過刻度盤調節)。剛性件1323通過纏繞在刻度盤上的繩索/金屬絲連接的例子具有這樣的優點,即剛性件1323可以形成為具有三維曲率,其中刻度盤可以轉動以調節繩索中的張力。在一些通過齒條和小齒輪型調節來連接剛性件的示例中,剛性件可以僅在一個維度上具有曲率。
剛性件1323可以採用各種三維形狀。例如每個剛性件1323可以向後延伸並且向中間彎曲以遵循用戶頭部的後表面的曲率。剛性件1323可以沿著提供力向量的路徑延伸,所述力向量將頭戴式顯示器拉到與用戶面部正確接合,以確保穩定的配合而沒有漏光。在圖12J所示的示例中,每個剛性件1323向後延伸並且向下和向內彎曲以遵循用戶頭部的後表面的曲率。三維彎曲形狀有利地促進和促進了剛性件1323(並且因此也促進了枕骨帶部1320的剛性化部分)緊密地配合到用戶頭部並且跟隨用戶頭部的輪廓向後經過用戶的耳朵,並且然後在枕骨下方或躺在枕骨下方的區域處從下方和中間地包繞頭部。
在圖12J所示的示例中,織物套筒1231被剛性件1323限制成位於由每個剛性件1323中的曲率限定的彎曲路徑上。織物套筒1231能夠在剛性件1323上並沿著剛性件1323伸展以的長度彈性地延伸。紡織品可以是針織紡織品,並且可以例如配備有彈性體或其他合適的安排(例如材料、針織結構)以提供足夠的可拉伸性和彈性。當織物套筒1231拉伸時,織物套筒1231的圍繞每個剛性件1323的部分被剛性件1323迫使每個部分保持與剛性件1323的三維形狀相對應的三維形狀。在將定位和穩定結構1300裝配到使用者頭部的過程中,紡織品套筒1231可以在紡織品套筒1231的圍繞或覆蓋剛性件1323的部分(其可以被標識為紡織品套筒1231的“剛性化”部分)的長度延伸而不改變三維形狀。有利地,這將剛性部分保持在獨立於長度延伸的預定三維形狀中,以將枕骨帶部1320的大部分保持在用戶頭部上的預定位置中,例如保持在接近用戶頭部後部的較低位置中並緊抱用戶頭部。在一些示例中,剛性件1323可以形成為當使用者戴上頭戴式顯示系統1000時需要使用者頭部將它們展開的形狀,這可以有利地促進枕骨帶部1320與使用中的用戶頭部之間的緊密接觸。在其他示例中,紡織品套筒1231可以沿著剛性件的長度固定地粘附到剛性件1323上,這可以減少紡織品套筒中的可用拉伸量,因為紡織品套筒將僅能夠在不存在剛性件的區域中(例如在這對剛性件之間並且鄰近矢狀平面)拉伸。然而,這種佈置可以提供更緊密的配合和穩定的配合。
在一些示例中,例如圖12J和12K中所示的示例,剛性件1321可以配置為抵抗朝向上方向和下方向的彎曲。然而,剛性件1321可以配置為朝向內側和外側方向彎曲,以允許它們符合頭部尺寸的範圍,同時不顯著偏離它們在頭部上的豎直位置。
在一些示例中,套筒1321由不同於織物材料的材料形成,儘管織物具有高度舒適或至少被感知為高度舒適的優點。套筒1321的長度可以是彈性可延伸的和選擇性可延伸的之一或兩者。在一些示例中,套筒1321是彈性可延伸的(例如如上所述的針織管形式的織物套筒1321)並且還的長度選擇性地可延伸,因為用戶能夠選擇性地調節套筒1321的起始長度。套筒1321可以本文所述的任何方式選擇性地調節,例如刻度盤調節或通過帶扣,由此用戶能夠調節套筒1321的部分之間的重疊量以調節枕骨帶部1320的有效長度。
例如如圖12J所示,定位和穩定結構可以設計成使得定位和穩定結構1300“彈出盒”,例如由於剛性件形成為保持定位和穩定結構1300的一些或部分的形狀。有利地,使定位和穩定結構1300的取向對於用戶是清楚的。
5.4.6 多個綁帶部
圖13-16示出了頭戴式顯示系統的其他示例。圖13示出了包括頭戴式顯示單元1200的頭戴式顯示系統1000,所述頭戴式顯示單元可以是如參考圖7A-7B(或在此的其他地方)所描述的。頭戴式顯示單元1200可以包括:顯示單元殼體1205,其包括顯示器;以及介面結構1100,其連接到顯示單元殼體1205並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部。
圖13所示的頭戴式顯示系統1000包括定位和穩定結構1300,所述定位和穩定結構1300包括成對的側向帶部1330,所述對側向帶部1330構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面並且在用戶頭部的後部位置處彼此連接以形成部分地圍繞使用者頭部的第一綁帶部1382。第一綁帶部1382在使用中可以處於拉伸狀態,以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部穩定接合。
圖13示例中的定位和穩定結構1300還包括環繞使用者頭部的第二綁帶部1384。第二綁帶部1384在使用者頭部的後部區域處連接到第一綁帶部1382,並且構造和佈置為在使用者頭部的後部區域和前額區域處接合使用者頭部,如圖13所示。第二綁帶部1384可貼合地接合用戶頭部以提供相對不能夠移動的帶部,其他帶部可從所述帶部延伸,諸如第一綁帶部1382和頂帶部1340(將在下面描述)。第二綁帶部1384可覆蓋使用者頭部的部分側向和部分向上面對的表面,這是由於頭部的上部稍微呈圓頂形。這防止了第二綁帶部1384沿用戶頭部向下滑動,使其能夠用作錨定到用戶頭部的彎曲表面並支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量的環帶部。
定位和穩定結構1300可以還包括調節機構,所述調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地同時調節第一綁帶部1382的長度和第二綁帶部1384的長度。有利地,用戶能夠同時調節兩個綁帶部,這可以提供一種頭戴式顯示系統1000,所述頭戴式顯示系統能夠被容易且快速地調節以適合特定用戶。
所述調節機構可以是刻度盤調節機構1390,並且可以是如以上參見圖10A、10B或12所描述的,或如本文其他地方所描述的。具體地,圖13示例中的刻度盤調節機構1390包括刻度盤1392,所述刻度盤1392在轉動時調節第一綁帶部1382和第二綁帶部1384的長度。刻度盤可居中定位,例如在使用中定位在用戶頭部的矢狀平面中。可替代地,所述調節機構可以是參照圖10A-10B所描述的替代方案中的任一個,例如連接到一根或多根電線或纜線上的刻度盤1392,所述電線或纜線附接到第一綁帶部1382和/或第二綁帶部1384上的點上。
在一些替代示例中,定位和穩定結構1300可以包括用於第一綁帶部1382和第二綁帶部1384中的每一個的兩個單獨的調節機構,或者第一綁帶部1382和第二綁帶部1384中的僅一個可以是能夠調節的。定位和穩定結構1300可以包括第一調節機構,所述第一調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節第一綁帶部1382的長度。所述第一調節機構可以包括第一刻度盤調節機構,所述第一刻度盤調節機構包括第一刻度盤,所述第一刻度盤在轉動時調節所述第一綁帶部1382的長度。定位和穩定結構1300可以附加地或替代地包括第二調節機構,所述第二調節機構構造和佈置為允許用戶選擇性地調節第二綁帶部1384的長度。第二調節機構可以包括第二刻度盤調節機構,所述第二刻度盤調節機構包括第二刻度盤,所述第二刻度盤在轉動時調節第二綁帶部1384的長度。
在圖13所示的示例中,側向帶部1330位於遠離頭戴式顯示單元1200朝向使用者頭部的後部位置向後且部分向下延伸的路徑上。通過部分地向下延伸,第一綁帶部1382可以有利地接合用戶頭部,所述頭部低於用戶頭骨的最後點,這可以在緊密地緊固時提供第一綁帶部1382和第二綁帶部1384兩者的穩定配合。然而,在一些替代實例中,側向帶部1330可從頭戴式顯示單元1200向後或向後且部分向上延伸。
側向帶部1330可以連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210。側向帶部1330或至少其前部、臂1210以及側向帶部1330、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如上參考圖8A-8B或本文其他地方所述。
圖13所示的示例中的定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340可以連接在第二綁帶部1384和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以選擇性地能夠調節,並且可以如參考圖7A-7B、8A-8B或圖10A所描述的,或者如本文別處所描述的。在其他示例中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。
在一些例子中,例如圖13所示的例子,側向帶部1330和第一綁帶部1382的後部整體形成。例如第一綁帶部1382可以包括圍繞用戶頭部的無縫帶,並且除了調節機構處的任何接頭,其包括側向帶部1330和後帶部。然後,第二綁帶部1384可以通過縫、焊接(例如超聲波焊接)、膠粘或通過另一種合適的連接方式(例如如單一調節機構的要求所規定的)附接到第一綁帶部1382上。
同樣,除了調節機構處的任何接頭,第二綁帶部1384可以是圍繞用戶頭部的無縫帶。然後可通過縫合、焊接、膠粘或通過其他合適的連接方式將頂帶部1340連接到第二綁帶部1384。
圖13所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部,例如第一綁帶部1382、第二綁帶部1384和頂帶部1340,每個都可以包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可在側向帶部1330、頂帶部1340和/或第一綁帶部1382或第二綁帶部1384(例如在其後部)上添加可提供附加穩定性的剛性件。
圖14-16示出了包括具有第一綁帶部1382和第二綁帶部1384的定位和穩定結構1300的頭戴式顯示系統1000的其他示例。第一綁帶部1382構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側面,部分地圍繞使用者頭部並且接合使用者頭部的後部區域。第二綁帶部1384構造和佈置為圍繞用戶頭部的一部分,並在與用戶頭部的每個耳上基點對齊的冠狀平面處或附近接合使用者頭部的後部區域和使用者頭部的上部區域。
在圖14-16所示的示例中,第一綁帶部1382由側向帶部1330形成,側向帶部1330在使用中連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面,並定位在用戶頭部的相應側向側面上。第一綁帶部1382還由後帶部1385形成,後帶部1385連接到側向帶部1330並構造和佈置為在使用中接合使用者頭部的後部區域。
在圖14-16所示的例子中,第二綁帶部1384由後帶部1385和上橫向帶部1370形成,所述上橫向帶部1370連接到後帶部1385上,並構造和佈置為在冠狀平面處或接近冠狀平面處接合用戶頭部,所述冠狀平面與每個耳上基點對齊。
第一綁帶部1382在使用中可以處於拉伸狀態,以將頭戴式顯示單元1200拉到與使用者面部穩定接合。第二綁帶部1384可穩定第一綁帶部1382。
如圖14-16中的每一個所示,第二綁帶部1384在使用者頭部的上部區域比在後部區域更寬。即上橫向帶部1370可比後綁帶部1385寬。第二綁帶部1384的寬度可以從後帶部1385到上橫向帶部1370逐漸變細,最大寬度在上橫向帶部1370與矢狀平面相交的位置處,最小寬度在後帶部1385與矢狀平面相交的位置處。上橫向帶部1370的增加的寬度可有助於在使用者頭部的上部區域上更均勻地分佈顯示單元的一些重量。
在圖15所示的示例中,通過將上橫向帶部1370的前部1371附接(例如通過縫合、焊接、膠合等)到上橫向帶部1370的後部1372來提供上橫向帶部1370的增加的寬度。上橫向帶部1370的後部1372可具有恒定的寬度,並且上橫向帶部1370的前部1371的寬度可從其橫向端部向中間位置增加。
在圖14和15所示的示例中,側向帶部1330和後綁帶部1385彼此一體地形成,並且上橫向帶部1370包括附接到第一綁帶部1382並從第一綁帶部1382向上和向前延伸的端部,例如從用戶頭部的相應側向側面上的後部區域處或附近的位置延伸。第一綁帶部1382可包括環繞用戶頭部的無縫帶,並包括側向帶部1330和後帶部1385。第二綁帶部1384可以通過縫合、焊接(例如超聲焊接)、膠合或通過另一種合適的連接方式附接到第一綁帶部1382。
在圖16所示的示例中,上橫向帶部1370和後綁帶部1385一體地形成,並且側向帶部1330各自附接到第二綁帶部1384並從第二綁帶部1384向前延伸,例如從接近使用者頭部的後部區域的位置在使用者頭部的相應側向側面上延伸。第二綁帶部1384可包括環繞用戶頭部的無縫帶,並包括後帶部1385和上橫向帶部1370。第一綁帶部1382然後可以通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠粘或通過另一種合適的連接方式附接到第二綁帶部1384。
如圖14-16中的每一個所示,側向帶部1330在使用中可位於遠離頭戴式顯示單元1200朝向使用者頭部的後部區域向後和部分向下延伸的路徑上。通過部分地向下延伸,第一綁帶部1382可以有利地接合用戶頭部,所述頭部低於用戶頭部骨的最後點,這可以在緊密地緊固時提供第一綁帶部1382和第二綁帶部1384兩者的穩定配合。然而,在一些替代實例中,側向帶部1330可從頭戴式顯示單元1200向後或向後且部分向上延伸。
在一些示例中,側向帶部1330是剛性的,並且可以具有足夠的剛性以防止後綁帶部1385向上騎在用戶頭部上。在一些示例中,整個第一綁帶部1382是半剛性的或包括剛性帶,以有利地促進與用戶頭部後面的下方位置的一致配合和/或防止向上騎行。此外,在一些示例中,第二綁帶部1384是剛性的或包括半剛性材料或由半剛性材料形成。在一些示例中,第一綁帶部1382和第二綁帶部1384都是半剛性或剛性的,這可以有利地促進第一綁帶部1382能夠通過將重量傳遞到第二綁帶部1384然後傳遞到用戶頭部的上表面來支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量。
側向帶部1330可以連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210,並且可以選擇性地調節長度以改變第一綁帶部1382的長度。側向帶部1330或至少其前部以及它們的長度可調節性(例如利用鉤環連接),臂1210以及側向帶部1330、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如以上參考圖8A-8B或本文其他地方所述。
在一些示例中,第二綁帶部1384的長度可以由用戶選擇性地調節。這可以允許用戶實現個性化適配。第二綁帶部1384可設有例如通過鉤環連接而連接的端部。第二綁帶部1384的或多或少的端部可以重疊以調節第二綁帶部1384的有效長度。可替代地,第二綁帶部1384的末端可以通過磁性夾連接,並且第二綁帶部1384的末端之一可以被饋送穿過所述夾,用鉤環連接或經由例如一系列圓頂之一回環並且固定到自身上。更多或更少的第二綁帶部1384可以通過磁性夾饋送以調節第二綁帶部1384的有效長度。或者,磁性夾可以是能夠連接到帶端部的另一種類型的夾或帶扣。
在圖14-16所示的例子中,第二綁帶部1384可以是半剛性的和/或配置為當使用者不戴上時基本上保持使用中的形狀。本文別處描述的環帶部1360的功能和材料選擇,例如參考圖8A-8B或8E,應理解為適用於第二綁帶部1384。
雖然圖14-16所示的定位和穩定結構1300不包括延伸到頭戴式顯示單元1200的頂帶部,但在一些替代示例中,定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340可以連接在第二綁帶部1384和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以選擇性地能夠調節,並且可以如參考圖7A-7B、8A-8B或圖10A所描述的,或者如本文別處所描述的。
圖14-16所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部,例如第一綁帶部1382、第二綁帶部1384及其部分(例如側向帶部1330、後帶部1385和上橫向帶部1370)均可包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可(在一側或兩側上)包括織物外層和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在其他示例中,可在側向帶部1330或第一綁帶部1382或第二綁帶部1384(例如在其後部)上添加可提供附加穩定性的剛性件。
5.4.7具有到定位和穩定結構的優良連接的頭戴式顯示單元
圖17示出了頭戴式顯示系統1000的另一示例,所述頭戴式顯示系統1000包括定位和穩定結構1300,所述定位和穩定結構1300具有構造和佈置為圍繞用戶頭部的一部分的綁帶部1380。在所述示例中,綁帶部1380由構造和佈置為接合使用者頭部的後部區域的後綁帶部1385和構造和佈置為接合使用者頭部的上部區域的上橫向帶部1370形成,所述上橫向帶部1370位於或接近與用戶頭部的每個耳上基點對齊的冠狀平面。
在所述示例中,定位和穩定結構1300還包括成對的側向帶部1330,所述對側向帶部1330連接在綁帶部1380和頭戴式顯示單元1200的相應側向側面部之間。側向帶部1330在使用中位於從頭戴式顯示單元1200向後延伸並且向上彎曲以在上橫向帶部1370處或其附近連接到綁帶部1380的路徑上。在所述特定示例中,側向帶部1330是剛性的。側向帶部1330的剛性化結構以及它們在上橫向帶部1370處或附近與綁帶部1380的連接可以使它們能夠部分地支撐頭戴式顯示單元1200的重量,這可以允許以比其他方式更小的力將頭戴式顯示單元1200向後拉靠在用戶面部上。
在所述示例中,側向帶部1330可用作臂1210的延伸部。側向帶部1330中的每個可以足夠硬以在使用中保持其彎曲形狀,同時支撐頭戴式顯示單元1200。側向帶部中的每個1330可以包括封裝在織物套筒中的基本上剛性的結構。側向帶部中的每個1330(或至少其內部結構部件)可以配置為抵抗在上/下方向和/或前-後方向上的彎曲。這可以有利地促進側向帶部1330將力傳遞到頭戴式顯示單元1200,例如將頭戴式顯示單元1200保持在使用者面部上並且至少部分地支撐頭戴式顯示單元1200的重量而沒有過度的形狀改變。
在一些示例中,側向帶部1330可具有大於厚度的寬度。例如寬度可以比厚度大幾倍,例如比厚度大3、4、5、6倍或更多倍。側向帶部1330可以成形為使得側向帶部1330的寬度在上/下和/或前/後方向上取向,並且厚度在內側-外側方向上取向。在一些示例中,側向帶部1330被成形為使得寬度被取向為基本上平行於用戶頭部的相鄰表面,並且厚度被取向為基本上垂直於用戶頭部的相鄰表面。這可以使得側向帶部1330能夠朝向和遠離用戶頭部彎曲,以便緊密地配合到用戶頭部,同時保持足夠的剛性以支撐頭戴式顯示單元1200的至少一些重量,並且將力傳遞到頭戴式顯示單元1200以將其保持抵靠用戶面部。
在一些示例中,側向帶部1330中的剛性件或用於本文所述的任何其他部件的剛性件可由塑膠材料(例如熱塑性材料,例如熱塑性彈性體)形成。在一些實例中,剛性件或剛性化材料可以由海翠形成。在一些示例中(諸如圖17示例的變型或本文所述的任何其他示例的變型),側向帶部1330可與附接到頭戴式顯示單元1200的臂1210一體地形成。
上橫向帶部1370和後綁帶部1385可以一體地形成,例如參照圖16所述。在圖17所示的例子中,後帶部1385可構造和佈置為在使用中覆蓋用戶頭部的枕骨。綁帶部1380可以提供相對不能夠移動的部分,其他綁帶部,例如側向帶部1330和頂帶部1340(如果存在的話)能夠從所述相對不能夠移動的部分延伸並且針對其進行拉動。
綁帶部1380的長度可以選擇性地能夠調節,例如以圖14-16的第二綁帶部1384在上面被描述為選擇性地能夠調節的方式之一,或者如本文其他地方所描述的。在一些示例中,綁帶部1380包括刻度盤調節機構(例如齒條和小齒輪類型或纏繞繩索類型)。在一個具體實例中,綁帶部1380可以包括在使用中彼此連接的成對的末端,這對末端中的一個末端包括孔眼並且這對末端中的另一個末端穿過所述孔眼,回環並且固定到自身上。更多或更少的綁帶部1380可以在被固定到自身上之前穿過所述孔眼,以便調節綁帶部1380的有效長度。
在圖17所示的例子中,定位和穩定結構1300可包括連接到後帶部1385的配重1386。配重可以説明平衡頭戴式顯示單元1200的重量,減少頭戴式顯示單元1200在使用者面部上的感知重量,將重量分佈在用戶頭部上。在一些示例中,配重1386是靜重(例如由金屬、沙子等形成)。在其他示例中,配重1386由諸如電池組1500、攝像機、處理器或其他電子或非電子部件的功能件提供,所述功能件具有足夠的重量以用作配重並且還具有其他功能。
側向帶部1330可以連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210。側向帶部1330、臂1210的前部以及側向帶部1330、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如上參考圖8A-8B或本文其他地方所述。例如臂1210可以經由鉤環連接而連接到側向帶部1330,由此側向帶部1330各自穿過臂1210中的相應一個中的孔眼或槽縫並且通過鉤環連接而緊固回自身。
作為臂1210和側向帶部1330之間的鉤環連接的替代,頭戴式顯示系統1000的一個或多個部件可以相對於頭戴式顯示系統1000的一個或多個其他部件在位置上選擇性地能夠調節,這可以有利地允許頭戴式顯示系統1000適合使用者頭部形狀和尺寸的範圍,並且可以允許個人調節頭戴式顯示系統1000以良好地(例如穩定地和舒適地)適合。在一個示例中,綁帶部1380能夠移動得更接近或更遠離頭戴式顯示單元1200。例如側向帶部1330能夠選擇性地沿著臂1210上的軌道移動。或者,臂1210可相對於頭戴式顯示單元1200沿其長度選擇性地移動。此外,在一些示例中,臂可以延伸和縮回。在所述示例中的任何一個中,部件可以配置為在一系列離散的增量位置之間移動,並且可以在每個增量位置中機械地卡扣在一起。應當理解,所述調節選項可應用於本文披露的任何示例頭戴式顯示系統1000的變型。
在圖17所示的示例中的綁帶部1380可以是半剛性的和/或配置為當未被使用者穿戴時基本上保持使用中的形狀。本文別處描述的環帶部1360的功能和材料選擇,例如參考圖8A-8B或8E,應理解為可應用於綁帶部1380。在一個具體實例中,綁帶部1380是剛性的,例如由半剛性材料形成或由附接到半剛性或基本上剛性材料上的柔性材料形成。例如在一些示例中,綁帶部1380包括封裝在織物套筒中的內部剛性件。
雖然圖17所示的示例中的定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340,但是在其他示例中,定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340可以連接在綁帶部1380(例如在上橫向帶部1370處)和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以選擇性地能夠調節,並且可以如參考圖7A-7B、8A-8B或圖10A所描述的,或者如本文別處所描述的。在其他示例中,定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340。
在一些示例中,諸如圖17所示的示例,綁帶部1380的上橫向帶部1370和後綁帶部1385一體地形成。例如除了調節機構處的任何接頭之外,綁帶部1380可包括環繞用戶頭部的無縫帶,並包括上橫向帶部1370和後帶部1385。然後,側向帶部1330可通過縫合、焊接(例如超聲波焊接)、膠粘或通過其他合適的連接方式(例如如任何調節機構的要求所規定的)附接到綁帶部1380。
圖17所示的定位和穩定結構1300中的各種綁帶部(例如綁帶部1380和側向帶部1330)均可包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、剛性塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在一些示例中,側向帶部1330和綁帶部1380是剛性的,這可以使得頭戴式顯示單元1200和配重1386的重量能夠均勻地分佈在用戶頭部上,或者至少比其他情況更均勻。
5.4.8 剛性帶部
圖18A、18B和19示出了包括定位和穩定結構1300的其他示例的頭戴式顯示系統1000。在所述例子中,定位和穩定結構1300包括上橫向帶部1370和枕骨帶部1320,上橫向帶部1370構造和佈置為在使用中接合用戶頭部的上部,枕骨帶部1320構造和佈置為在使用中接合用戶頭部的覆蓋枕骨的區域。定位和穩定結構1300還包括成對的側向帶部1330,側向帶部中的每個1330連接到上橫向帶部1370和枕骨帶部1320的相應連結部1306,並且側向帶部中的每個1330構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側面。在所述示例中,側向帶部1330是剛性的。剛性化部分在圖18A、18B和19中用交叉陰影線表示。
上橫向帶部1370在使用中可以基本上與用戶頭部的冠狀平面對齊,所述冠狀平面與用戶頭部的每個耳上基點對齊。如圖所示,上橫向帶部1370在用戶頭部的矢狀平面處可比接近與枕骨帶部1320的連結部1306更寬,因為這可提供上橫向帶部1370到用戶頭部的舒適且穩定的配合。上橫向帶部的較寬上部還可有助於將展示單元的一些重量更均勻地分佈在用戶頭部的上部上。
在圖18A和18B所示的示例中,側向帶部1330與上橫向帶部1370一體形成。除了側向帶部1330的剛性化之外,上橫向帶部1370的接近相應的側向帶部1330的部分可以是剛性化的。在圖18A和18B所示的示例中,上橫向帶部1370沿其整個長度剛性化。此外,在所述特定示例中,定位和穩定結構1300包括單個剛性件1305,其由圖18A和18B中的交叉陰影部分表示,從一個側向帶部1330延伸穿過上橫向帶部1370並進入另一個側向帶部1330。在一些實施例中,枕骨帶部1320接近相應的側向帶部1330的部分也可以是剛性的。如圖18A所示,單個剛性件1305包括延伸到枕骨帶部1320的相應端部中的向後突出部分。如圖18A和18B所示,上橫向帶部1370的前部可以不包括剛性件,使得剛性件僅通過上橫向帶部的後部是連續的;然而,在其他示例中,整個上橫向帶部1370可包括剛性件。
在圖18A-18B所示的例子中,上橫向帶部1370和/或枕骨帶部1320可以是半剛性的和/或配置為當使用者不戴上時基本上保持使用中的形狀。本文別處描述的環帶部1360的功能和材料選擇,例如參考圖8A-8B或8E,應理解為可應用於由上橫向帶部1370和枕骨帶部1320形成的定位和穩定結構1300的部分。
枕骨帶部1320可以被分成兩部分,或者可以在其一端包括可移除的連接,允許枕骨帶部1320在一端(或沿著其長度的一部分)被斷開,以便於頭戴式顯示系統1000的穿戴和脫卸。枕骨帶部1320可以附加地或可選地由用戶選擇性地調節長度。在圖18A和18B所示的定位和穩定結構1300中,枕骨帶部1320包括在枕骨帶部1320的一端處的枕骨帶連接件1322,所述枕骨帶連接件1322構造和佈置為在枕骨帶部1320和上橫向帶部1370的連結部1306中的一個處或其附近能夠釋放地連接到枕骨帶連接部。在這個例子中,枕骨帶連接件1320構造和佈置為磁性地連接到枕骨帶連接部。所述示例中的枕骨帶部1320可以以與圖7A和7B所示示例中的枕骨帶部1320連接到下連接部1212相同的方式連接到枕骨帶連接部和從枕骨帶連接部斷開。圖18A和18B中的枕骨帶部1320也可以以與圖7A和7B中的枕骨帶部1320能夠選擇地調節相同的方式能夠選擇地調節。
在圖19所示的例子中,側向帶部1330中的每個是剛性的,並且還包括連接到上橫向帶部1370的上橫向帶連接部1331和連接到枕骨帶部1320的枕骨帶連接部1332。側向帶部1330中的每個可以在使用中從其到頭戴式顯示單元1200的連接向後延伸,並且可以向上突出以形成上橫向帶連接部1331,並且可以向後和部分向下突出以形成枕骨帶連接部1332。上橫向帶部1370和枕骨帶部1320中的每一個可以通過任何合適的連接方式連接到側向帶部1330。在圖19所示的示例中,上橫向帶部1370和枕骨帶部1320中的每一個通過穿過側向帶部1330中的槽而連接到側向帶部1330,回環並通過鉤環連接固定到自身。或者,連接可以包括帶扣、磁性連接件、一系列圓頂等。
圖19的示例有利地允許的長度調節上橫向帶部1370和枕骨帶部1320兩者,這可以允許頭戴式顯示系統1000適合於寬範圍的頭部尺寸和/或允許大量的可調節性。在一些示例中,上橫向帶部1370和枕骨帶部1320中的每一個可彼此獨立地調節,諸如通過能夠調節的鉤環連接分別連接到側向帶部1330。在其他示例中,上橫向帶部1370和枕骨帶部1320可通過調節上橫向帶部1370和枕骨帶部1320兩者的長度(或至少有效長度)的調節機構同時調節。這種同時調節機構可以是在定位和穩定結構1300的一側或兩側上的刻度盤,所述刻度盤連接到上橫向帶部1370和枕骨帶部1320中的每一個的端部,例如在如本文別處所述的齒條和小齒輪佈置中,或者通過附接到刻度盤的繩索連接,所述繩索配置為在轉動刻度盤時縮回以收緊綁帶部或延伸以鬆開綁帶部,也如本文別處所述。
同時調節上橫向帶部1370和枕骨帶部1320的優點在於,定位和穩定結構1200可被調節成適合用戶頭部,而至少相對於用戶頭部上的一個或多個特徵(例如他們的眼睛或他們的耳朵)基本上不改變用戶頭部上的上橫向帶部1370和枕骨帶部1320之間的連結部的位置。例如定位和穩定結構1200可以配置為使得調節機構能夠同時調節上橫向帶部1370和枕骨帶部1320,同時保持側向帶部1330的後端與每個相應的耳上基點基本上恒定地間隔開。可替代地或另外地,上橫向帶部1370和枕骨帶部1320可以是可同時調節的,從而使得側向帶部1330中的每個和/或臂1210相對於用戶頭部的法蘭克福平面的角度保持基本恒定。
在圖19所示的示例中,側向帶部1330中的每個包括使側向帶部1330變硬的剛性件1305,側向帶部1330包括形成上橫向帶連接部1331和下橫向帶連接部1332的部分。剛性件1305由圖19中的交叉陰影部分表示。
側向帶部1330可以連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210。側向帶部1330、臂1210的前部以及側向帶部1330、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如上參考圖8A-8B或本文其他地方所述。在一些示例中,側向帶部1330與臂1210一體形成。
雖然圖18A-19所示的示例中的定位和穩定結構1300不包括頂帶部1340,但是在其他示例中,定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340可以連接在上橫向帶部1370和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以選擇性地能夠調節,並且可以如參考圖7A-7B、8A-8B或圖10A所描述的,或者如本文別處所描述的。
在一些示例中,側向帶部1330、上橫向帶部1370和枕骨帶部1370一體形成。例如定位和穩定結構1300可包括無縫帶,除了調節機構處的任何接頭,所述無縫帶包括成對的側向帶部1330、上橫向帶部1370和枕骨帶部1320。
圖18A-19所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部,例如側向帶部1330、上橫向帶部1370和枕骨帶部1370,每個都可以包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或全部可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述綁帶部中的任一個或全部可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、硬質塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
圖18A和18B所示的例子中,枕骨帶部1320或其至少一部分未剛性化。在其他實施例中,基本上所有的枕骨帶部1320都是剛性的。在圖19所示的示例中,上橫向帶部1370未剛性化,但在其他示例中它可以剛性化。
5.4.9 附加示例
圖20A-20C示出了頭戴式顯示系統1000的其他示例。所述示例中的頭戴式顯示系統1000每個都包括定位和穩定結構1300,定位和穩定結構1300包括第一綁帶部1382,第一綁帶部1382構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面,部分地圍繞使用者頭部並且在使用中接合使用者頭部的後部區域。定位和穩定結構1300還包括第二綁帶部1384,第二綁帶部1384構造和佈置為連接到頭戴式顯示單元1200的相應側向側面並在使用中接合使用者頭部的上部區域。第一綁帶部1382在使用中可以向後拉動頭戴式顯示單元1200以與使用者的面部接合,而第二綁帶部1384可以至少部分地向上拉動頭戴式顯示單元1200。在一些示例中,第二綁帶部1384還可以至少部分地向後拉動頭戴式顯示單元1200。第一綁帶部1382和第二綁帶部1384的組合可以有利地向後拉動頭戴式顯示單元1200以便與使用者面部穩定地接合,並且向上支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量。
如圖20A和20B中的每一個所示,所述示例中的第二綁帶部1384在使用者頭部的上部區域處比在使用者頭部的橫向(相對下部)區域處更寬。這可以有利地提供第二綁帶部1384到用戶頭部的穩定配合和/或通過將顯示單元的一些重量分佈在使用者頭部的上部區域處的較大部分上來減小施加到用戶頭部表面的壓力。
在圖20C所示的示例中,第一綁帶部1382包括半剛性部分1396,所述半剛性部分構造和佈置為在使用中接合使用者頭部的後部區域。半剛性部分1396可提供第一綁帶部1382與用戶頭部後表面的穩定配合。如圖20B和20C所示,第一綁帶部1382在使用者頭部的後部區域可以比在使用者頭部的側部區域更寬,這可以提供額外的穩定性。第一綁帶部1382可以在覆蓋枕骨和/或覆蓋枕骨附近的頂骨的區域處接合使用者頭部。在圖20A所示的示例中,第一綁帶部1382可在覆蓋枕骨但不覆蓋頂骨的低位置處接合用戶頭部。
如圖20A-20C所示的每個例子中所示,第二綁帶部1384位於從頭戴式顯示單元的每個側面向後延伸的路徑上,並且向上彎曲成上橫向帶部1370,所述上橫向帶部1370構造和佈置為接合使用者頭部的上區域。
如圖20C所示,第二綁帶部1384可以包括在第二綁帶部1384和頭戴式顯示單元1200的側面之間的相應連接處的成對的基本上剛性的部分1388。基本上剛性的部分1388可以通過使第二綁帶部1384的彎曲部分剛性化而使第二綁帶部1384能夠支撐頭戴式顯示單元1200的一些重量。基本上剛性的部分1388從頭戴式顯示單元1200的每個側面向後延伸並且向上彎曲。
圖20C的示例中,第二綁帶部1384的前端部可以形成臂1210(例如剛性臂)。臂1210可以連接(例如卡扣配合連接)到頭戴式顯示器的側向側面(例如連接到頭戴式顯示器的側向支撐臂)。臂1210可相對於頭戴式顯示器旋轉(例如經由可相對於頭戴式顯示器旋轉的側向支撐臂)。在另一個例子中,臂1210和第二綁帶部1384可以形成為頭戴式顯示器的一部分。
第一綁帶部1382和第二綁帶部1384中的任一個或兩者的長度可以選擇性地能夠調節,例如通過本文披露的其中可以調節帶部的任何方式。例如第一綁帶部1382和第二綁帶部1384中的任一個或兩者可以穿過相應的孔眼,回環並且用鉤環連接固定到自身上。
例如,如圖20C所示,第一綁帶部1382佈置成穿過帶扣1398中的孔眼成環,並且以合適的方式(例如鉤環連接)附接到其自身上。帶扣1398沿著第二綁帶部1384的水準延伸部錨固到第二綁帶部1384,使得當第一綁帶部穿過帶扣1398成環時,第二綁帶部與第一綁帶部1382對準(見圖20C-1中的分解圖)。這確保了當調節第一綁帶部以將頭戴式顯示器拉到期望的與用戶頭部的接合時,頭戴式顯示器在用戶頭部上正確地對準。在另一示例中,帶扣1398可以是梯式帶扣,其將自身保持張力,並且第一綁帶部1382的自由端可以通過任何合適的裝置(例如鉤環佈置)保持向下。
帶扣1397固定在第二綁帶部1384的上端。上橫向帶部1370被佈置成穿過帶扣1397中的孔眼成環,並且以合適的方式(例如鉤環連接)附接到自身上。在一個示例中,帶扣1397中的孔眼可以佈置成基本上垂直於帶扣1398中的孔眼,這樣使得上橫向帶部1370佈置成基本上垂直於第二綁帶部1384的水準部分。以這種方式,上橫向帶部1370可以佈置成通過僅在第二綁帶部上施加豎直分力來支撐頭戴式顯示器的重量。在其他示例中,帶扣1397中的孔眼可相對於帶扣1398中的孔眼略微成角度,使得上橫向帶部1370在第二綁帶部1384上施加豎直分力和後向分力。在其他示例中,帶扣1397可以是梯式帶扣,該梯式帶扣將自身保持張力,並且上橫向帶部的自由端可以通過任何合適的裝置(例如鉤環佈置)保持向下。還要注意的是,在另一個示例中,帶扣1397可以被錨定到上橫向帶部1370上,並且第二綁帶部1384可以佈置成穿過該帶扣而成環。
在圖20A-20C的其他示例中,第一綁帶部1382和/或第二綁帶部1384可連接到頭戴式顯示單元1200的臂1210。帶部、臂1210的前部以及帶部、臂1210和頭戴式顯示單元1200之間的連接可以基本上如以上參考圖8A-8B(在側向帶部1330的上下文中)或在此的其他地方所描述的。在一些示例中,第一綁帶部1382附接到臂1210上並且第二綁帶部1384在臂1210附近連接到第一綁帶部1382上。在其他示例中,第二綁帶部1384附接到臂1210上並且第一綁帶部1382在臂1210附近連接到第二綁帶部1384上。
雖然圖20A-20C所示的示例中的定位和穩定結構1300不包括連接到頭戴式顯示單元1200的頂帶部1340,但是在其他示例中,定位和穩定結構1300還包括頂帶部1340。頂帶部1340可以連接在第二綁帶部1384(例如在上橫向帶部1370處)和頭戴式顯示單元1200之間。在另外的示例中,頂帶部1340可以連接在第一綁帶部1382和頭戴式顯示單元1200之間。頂帶部1340可以選擇性地能夠調節,並且可以如參考圖7A-7B、8A-8B或圖10A所描述的,或者如本文別處所描述的。
第一綁帶部1382和/或第二綁帶部1384可各自包括環繞用戶頭部的無縫帶。或者,第一綁帶部1382和第二綁帶部1384中的一個或兩個可以由連接在一起的多個帶部形成。
圖20A-20C所示的定位和穩定結構1300中的各種帶部(例如第一綁帶部1382和第二綁帶部1384)每個都可以包括紡織材料。在一些示例中,所述綁帶部中的任一個或兩個可包括織物外層(在一側或兩側上)和泡沫內層。所述帶部中的一個或兩個可包括例如織物-泡沫層壓材料。
在本技術的其他實例中,定位和穩定結構1300的一些或所有部分可包括不同於織物或織物和泡沫或除織物或織物和泡沫之外的材料。在一些示例中,一些或全部綁帶部可包括矽樹脂、硬質塑膠、泡沫、皮革或其他合適的材料。
在圖20A和20B所示實例的變型中,第一綁帶部1382和第二綁帶部1384可以是剛性的。
5.5 清潔步驟
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000或其至少一部分設計成由單個用戶使用,並且在用戶的家中清潔,例如在肥皂水中洗滌,而不需要用於消毒和滅菌的專用設備。具體地,定位和穩定結構1300和介面結構1100設計為被清潔,因為它們都與用戶頭部直接接觸。
在一些其他形式中,定位和穩定結構1300和介面結構1100的部件用在實驗室、診所和醫院中,其中單個頭戴式顯示器可以在多個人上重複使用或在醫療過程中使用。在每個實驗室、診所和醫院中,頭戴式顯示器或其相關元件可被再處理並暴露於例如熱消毒、化學消毒和滅菌的過程。因此,定位和穩定結構以及介面結構的設計可能需要根據ISO17664對面罩的消毒和滅菌進行確認。
可以選擇能夠承受再處理的材料。例如在定位和穩定結構1300中可以使用堅固的材料以承受暴露於高水準消毒溶液和用刷子攪動。此外,定位和穩定結構的一些部件是可分離的,並且在使用中可以被斷開以提高再處理效率。
在一些示例中,介面結構1100在使用中可以與用戶頭部接觸,並且因此可能變髒(例如由於汗水)。介面結構1100可以設計成從顯示單元殼體1205中取出,以提供取出它用於清潔和/或更換的能力。可能希望在不弄濕定位和穩定結構1300的同時清洗介面結構1100。可替代地或另外地,定位和穩定結構1300可能由於與使用者頭部接觸而變髒,並且可以獨立於介面結構1100而被移除以便清潔和/或更換。在任一種情況下,這可以通過允許所述部件出於這種目的而斷開來促進。
在一些示例中,覆蓋物(例如由織物、矽樹脂等構成)可以可移除地定位在介面結構上,並且可以在每次使用之後被移除以進行清潔和/或更換。蓋可允許介面結構3400保持固定到顯示單元殼體1205,且仍提供在使用之後可容易清潔的表面。
5.6 外部電腦
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000(例如VR、AR和/或MR)可以與單獨的設備(如電腦或視頻遊戲控制台)結合使用。例如顯示介面可以電連接到單獨的設備。
在一些形式中,頭戴式顯示系統1000的至少一些處理可以由單獨的設備執行。獨立設備可以包括比使用者可以舒適地支援的更大和/或更強大的處理器(例如獨立設備的處理器對於使用者來說可能太重而不能舒適地支持他們的頭部)。
6 術語表
出於本技術披露的目的,在本技術的某些形式中,可以應用以下定義中的一個或多個。在本技術的其他形式中,可以應用替代定義。
6.1 通用術語
環境:在本技術的某些形式中,術語“環境”是指(i)顯示介面和/或使用者的外部,以及(ii)直接圍繞顯示介面和/或使用者。
例如關於顯示介面的環境光可以是直接圍繞用戶的光(例如與用戶在相同和/或相鄰房間中的光)和/或來自太陽的自然光。
在某些形式中,除了例如由顯示裝置產生的或從連接到顯示裝置的揚聲器發出的雜訊之外,環境(例如聲學)雜訊可以被認為是用戶所在房間中的背景雜訊電平。環境雜訊可能由房間外部的源產生。
洩漏:洩漏一詞將視為意外暴露於光。在一個示例中,洩漏可能由於顯示單元和使用者面部之間的不完全密封而發生。
雜訊,輻射(聲音):本文中的輻射雜訊是指由周圍空氣攜帶給用戶的雜訊。在一種形式中,輻射雜訊可以通過根據ISO3744測量所述物件的聲功率/壓力水準來量化。
用戶:操作顯示介面和/或觀看由顯示介面提供的圖像的人。例如人可以穿戴、穿著和/或脫去顯示介面。
6.1.1 材料
矽酮或矽酮彈性體:一種合成橡膠。在本說明書中,對矽氧烷的引用是對液體矽橡膠(LSR)或壓塑矽橡膠(CMSR)的引用。市售LSR的一種形式是由Dow Corning 製造的SILASTIC (包括在以所述商標銷售的產品範圍內)。LSR的另一製造商是Wacker。除非另有相反說明,LSR的示例性形式具有使用ASTM D2240測量的在約35至約45範圍內的肖氏A (或A型)壓痕硬度。
聚碳酸酯:雙酚-A 碳酸酯的熱塑性聚合物。
6.1.2 機械特性
回彈性:材料在彈性變形時吸收能量並在卸載時釋放能量的能力。
彈性:在卸載時將釋放基本上所有的能量。包括例如某些矽酮和熱塑性彈性體。
硬度:材料本身抵抗變形的能力(例如通過楊氏模量或在標準化樣本量上測量的壓痕硬度標度來描述)。
“軟”材料可以包括矽酮或熱塑性彈性體(TPE),並且可以例如在手指壓力下容易地變形。
“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙稀、鋼或鋁,並且可以例如在手指壓力下不容易變形。
結構或部件的剛度(或剛性):所述結構或部件抵抗回應於所施加的負載的變形的能力。負載可以是力或力矩,例如壓縮、拉伸、彎曲或扭轉。所述結構或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。剛度的倒數是柔性。
鬆軟結構或元件:一種結構或部件,當被導致支撐自身重量時,所述結構或部件將在相對短的時間段內(例如1秒)改變形狀,例如彎曲。
剛性結構或元件:一種在承受使用中通常遇到的載荷時基本上不會改變形狀的結構或部件。這種使用的示例可以是以密封關係建立和維護使用者介面。
例如與第二正交方向相比,工字梁在第一方向上可包括不同的彎曲剛性(抗彎曲載荷)。在另一示例中,結構或元件可以在第一方向上是軟的而在第二方向上是剛性的。
6.2 材料
閉孔泡沫:包含完全包封的泡孔(即閉合泡孔)的泡沫。
彈力纖維:一種由聚氨酯製成的聚合物。
彈性體:具有彈性的聚合物。例如矽酮彈性體。
乙烯-醋酸乙烯酯(EVA):乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。
纖維:顯著長於其寬度的長絲(單或多)、股、紗、線或撚線。纖維可包括動物基材料如羊毛或絲、植物基材料如亞麻和棉,以及合成材料如聚酯和人造絲。纖維可具體指可與相同或不同材料的其他纖維交織和/或交織(例如在網路中)的材料。
泡沫:在製造過程中引入氣泡以產生輕質蜂窩狀形式的任何材料,例如聚氨酯。
氯丁橡膠:一種通過氯丁二烯的聚合生產的合成橡膠。商業產品中使用氯丁橡膠:Breath-O-Prene。
尼龍:一種合成聚醯胺,其具有彈性並且可用於例如形成用於紡織品的纖維/長絲。
開孔泡沫:包含泡孔的泡沫,即未完全包封的氣泡,即開孔。
聚碳酸酯:雙酚-A 碳酸酯的典型透明熱塑性聚合物。
聚乙烯:一種耐化學品和濕氣的熱塑性塑膠。
聚氨酯(PU):通過使異氰酸酯和多元醇共聚製備的塑膠材料,例如可以採用泡沫(聚氨酯泡沫)和橡膠(聚氨酯橡膠)的形式。
半開放泡沫:包含封閉和開放(包封)泡孔的組合的泡沫。
矽酮或矽酮彈性體:一種合成橡膠。在本說明書中,對矽氧烷的引用是對液體矽橡膠(LSR)或壓塑矽橡膠(CMSR)的引用。市售LSR的一種形式是由Dow Corning製造的SILASTIC (包括在以所述商標銷售的產品範圍內)。LSR的另一製造商是Wacker。除非另有相反說明,LSR的示例性形式具有使用ASTM D2240測量的在約35至約45範圍內的肖氏A (或A型)壓痕硬度。
間隔織物:一種複合結構,包括連接在一起並由單絲中間層隔離的兩個外部織物基材。
氨綸:一種彈性纖維或織物,主要由聚氨酯組成。在商業產品中使用氨綸:萊克拉。
紡織品:一種包括至少一種天然或人造纖維的材料。在本說明書中,紡織品可以指形成為交織和/或交織纖維的網路的任何材料。一種類型的紡織品可包括織物,其通過使用特定技術將纖維交織而構造。所述包括織造、針織、鉤編、打結、梭織、簇絨或編織。布可以與織物同義地使用,儘管可以具體指加工的織物片。可使用粘合(化學、機械、熱等),氈合或其他非織造工藝來構造其他類型的紡織品。通過所述方法之一產生的紡織品是織物狀的,並且出於本申請的目的可以被認為與織物同義。
熱塑性彈性體:通常是低模量的柔性材料,其可以在室溫下拉伸,當釋放應力時能夠恢復到其近似原始長度。使用TPE的貿易產品包括:海翠、Dynaflex、Medalist
熱塑性聚氨酯(TPU):具有高耐久性和柔韌性的熱塑性彈性體。
6.3 機械特性
回彈性:材料在彈性變形時吸收能量並在卸載時釋放能量的能力。
彈性:在卸載時將釋放基本上所有的能量。包括例如某些矽酮和熱塑性彈性體。
硬度:材料本身抵抗變形的能力(例如通過楊氏模量或在標準化樣本量上測量的壓痕硬度標度來描述)。
“軟”材料可以包括矽酮或熱塑性彈性體(TPE),並且可以例如在手指壓力下容易地變形。
“硬”材料可以包括聚碳酸酯、聚丙稀、鋼或鋁,並且可以例如在手指壓力下不容易變形。
結構或元件的剛性(或剛性):所述結構或部件抵抗回應於所施加的負載的變形的能力。負載可以是力或力矩,例如壓縮、拉伸、彎曲或扭轉。所述結構或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。
鬆軟結構或元件:一種結構或部件,當被導致支撐自身重量時,所述結構或部件將在相對短的時間段內(例如1秒)改變形狀,例如彎曲。
剛性結構或元件:一種在承受使用中通常遇到的載荷時基本上不會改變形狀的結構或部件。
作為例子,工字梁可以包括在第一方向上與在第二正交方向上不同的彎曲剛性(抗彎曲載荷)。在另一示例中,結構或元件可以在第一方向上是軟的而在第二方向上是剛性的。
6.4 解剖結構
[556]以下定義對應於圖1-2中標識的參考。
6.4.1 面部解剖學
鼻翼:每個鼻孔的外部外壁或“翼”(複數:翼)
鼻翼端:鼻翼上的最外側點。
翼曲率(或翼波峰)點:每個鼻翼的彎曲基線中的最後面的點,其存在於由鼻翼與臉頰的結合形成的折痕中。
耳廓:所述耳朵的整個外部可見部分。
(鼻)骨架:鼻子的骨結構,包括鼻骨、上頜骨的額突和額骨的鼻部分。
鼻樑(鼻):鼻樑是從鼻樑點延伸到鼻突點的鼻子的中線突起。
(鼻)軟骨骨架:鼻子的軟骨框架包括中隔、外側、大和小軟骨。
口角點:位於嘴角的點。
小柱:分離鼻孔並從前鼻孔延伸到上唇的皮膚條。
小柱角度:通過鼻孔中點繪製的線與垂直於法蘭克福水平線同時與鼻下相交耳繪製的線之間的角度。
內眥:上眼瞼和下眼瞼會合的點,接近鼻樑點。
上腔靜脈:上眥或額腹指覆蓋顱骨的結構。
枕外隆突:枕骨外表面上的隆起。
法蘭克福平面:從軌道邊緣的最下點延伸到左區域的線。耳屏是耳廓耳屏上方缺口中的最深點。
眉間:位於軟組織上,前額正中矢狀平面最突出的點。
瞳距:眼睛瞳孔中心之間的距離。
鼻外側軟骨:大體為三角形的軟骨板。其上緣連接到鼻骨和上頜骨額突,其下緣連接到大翼軟骨。
唇下(下唇):口腔和頦上肌之間面部上的一個點,位於正中矢狀平面。
唇上(上唇):位於嘴和鼻子之間的面部上的點,位於正中矢狀平面中。
鼻翼大軟骨:位於外側鼻軟骨下方的軟骨板。它圍繞鼻孔的前部彎曲。它的後端通過堅韌的纖維膜連接到上頜骨的額突,所述纖維膜包含翼狀骨的三個或四個小軟骨。
鼻孔(Nostrils):形成鼻腔入口的近似橢圓形孔。鼻孔的單一形式是鼻孔(Nostrils)。鼻孔由鼻中隔分開。
鼻唇溝或鼻唇折痕:皮膚褶皺或溝槽從鼻子的每一側延伸到嘴角,將臉頰與上唇分開。
鼻唇角:小柱和上唇之間的角度,同時與鼻下相交。
耳下基點:耳廓與面部皮膚的最低連接點。
耳上基點:耳廓與面部皮膚的最高連接點。
鼻突點:在頭部其餘部分的側視圖中可識別出最突出的鼻尖或鼻尖。
人中:中線凹槽,其在上唇區域中從鼻中隔的下邊界延伸到唇的頂部。
頦前點:位於軟組織上,下巴最前面的中點。
脊(鼻):鼻脊是鼻子的中線突起,從鼻翼延伸到鼻中隔。
矢狀平面:從前(前)到後(後)穿過的豎直平面。中矢狀平面是將身體分成左右兩半的矢狀平面。
鼻樑點:位於軟組織上,覆蓋額鼻縫區域的最凹點。
中隔軟骨(鼻):鼻中隔軟骨形成中隔的一部分並分隔鼻腔的前部。
後上側片:位於翼基部下邊緣的點,其中翼基部與上(上)唇的皮膚接合。
鼻下點:位於軟組織上,小柱與上唇在矢狀平面中部融合的點。
頦上:下唇中線的最大凹度點位於下唇和軟組織額前點之間。
眉弓:眼睛上方額骨的隆起。
顳肌:顳窩肌肉,用於抬高下頜。
顳下頜關節:顳骨和下頜骨之間的可自由移動的關節,其允許下頜骨的打開、閉合、突出、縮回和側向移動。
上唇紅:唇的紅色部分覆蓋有與牙齦唇溝的口腔粘膜連續的複層鱗狀上皮。
6.4.2 顱骨解剖
額骨:額骨包括對應於稱為前額的區域的大的豎直部分,鱗額部。
外側軟骨:間隔軟骨外側和鼻骨下方的軟骨部分。
下頜骨:下頜骨形成下頜。頦隆起是形成下巴的頜的骨性隆起。
下咬肌:抬高下頜的咬肌的下部。
上頜骨:上頜骨形成上頜並且位於下頜骨上方和眼眶下方。上頜骨的額突由鼻子的側面向上突出,並形成其側邊界的一部分。
鼻骨:鼻骨是兩個小長方形骨,在不同個體中大小和形狀不同;它們並排放置在面部的中部和上部,並且通過它們的連接形成鼻子的“橋”。
鼻根:額骨和兩個鼻骨的交叉,直接位於眼睛之間並在鼻樑上方的凹陷區域。
枕骨:枕骨位於顱骨的後部和下部。它包括橢圓形孔,即枕骨大孔,顱腔通過所述孔與椎管連通。枕骨大孔後面的彎曲板是枕鱗。
眼眶:顱骨中包含眼球的骨腔。
頂骨:頂骨是當連接在一起時形成顱頂和顱側的骨。
中隔軟骨:鼻中隔軟骨。
蝶骨:顱底楔形骨。
眶上孔:眶下骨中用於眶上神經、動脈和靜脈通過的開口。
顳骨:顳骨位於顱骨的基部和側部,並支撐稱為太陽穴的面部部分。
小斜方肌:上背部的三角形淺表肌肉。
顴骨:面部包括兩個顴骨,位於面部的上部和側部並形成臉頰的突出部分。
6.5 使用者介面
框架:框架將被認為是指在與頭帽和/或箍的兩個或更多個連接點之間承受張力負載的顯示器殼體單元。框架可以密封在用戶的面部上,以便限制和/或防止光的進入和/或外出。
環箍:環箍是指設計用於頭部的一種定位和穩定結構。例如環可包括一個或多個支柱,系帶和加強件的集合,所述一個或多個支柱,系帶和加強件配置為將使用者介面定位和保持在使用者面部上的適當位置,以將顯示單元保持在使用者面部前面的操作位置。一些系帶由柔軟、柔性、彈性材料形成,例如泡沫和織物/紡織品的層壓複合物。在一些形式中,術語“頭帶”可與術語“箍”同義。
膜:膜將被認為是指典型的薄元件,其優選基本上不具有抗彎曲性,但具有抗拉伸性。
密封:可以是指結構的名詞形式(“密封”),或指效果的動詞形式(“密封”)。兩個元件可以構造和/或佈置為“密封”或實現它們之間的“密封”,而不需要單獨的“密封”元件本身。
外殼:外殼是指具有彎曲、拉伸和壓縮剛性的彎曲,相對薄的結構。例如面罩的彎曲結構壁可以是外殼。在一些形式中,外殼可以是多面的。在一些形式中,外殼可以是氣密的。在一些形式中,外殼可以不是氣密的。
加強構件:加強件是指設計成增加另一個部件在至少一個方向上的抗彎性的結構部件。
支柱:支柱將被認為是設計成在至少一個方向上增加另一個部件的壓縮阻力的結構部件。
旋轉體(名詞):配置為優選地在低扭矩下優選地獨立地圍繞共同軸線旋轉的部件的子元件。在一種形式中,轉環可以配置為旋轉通過至少360度的角度。在另一種形式中,轉環可以配置為旋轉小於360度的角度。
系帶(名詞):設計用於抵抗張力的結構。
6.6 結構形狀
根據本技術的產品可以包括一個或多個三維機械結構,例如面罩襯墊或葉輪。三維結構可以由二維表面界定。可以使用標籤來區分所述表面以描述相關聯的表面取向、位置、功能或一些其他特徵。例如結構可以包括前表面、後表面、內表面和外表面中的一個或多個。在另一示例中,密封形成結構可包括面接觸(例如外)表面和單獨的非面接觸(例如下側或內)表面。在另一示例中,結構可包括第一表面和第二表面。
為了便於描述三維結構和表面的形狀,我們首先考慮在點p處穿過結構表面的橫截面。參見圖3A至圖3E,圖3A至圖3E示出了表面上的點p處的截面的示例,以及所得到的平面曲線。圖3A至3E還示出了p處的向外法向量。在遠離表面的p點處的向外法線向量。在一些示例中,我們從在所述表面上直立站立的假想小人的觀點來描述所述表面。
6.6.1 一維曲率
平面曲線在p處的曲率可以被描述為具有符號(例如正的、負的)和大小(例如剛好接觸p處的曲線的圓的1/半徑)。
正曲率:如果p處的曲線轉向外法線,則所述點處的曲率將被認為是正的(如果假想的小人離開點p,則他們必須上坡行走)。參見圖3A(與圖3B相比相對較大的正曲率)和圖3B(與圖3A相比相對較小的正曲率)。這種曲線通常稱為凹面。
零曲率:如果在p處的曲線是直線,則曲率將取為零(如果假想的小人離開點p,則他們可以在水準上行走,既不向上也不向下)。參見圖3C。
負曲率:如果在p處的曲線轉離向外法線,則在所述點處在所述方向上的曲率將被取為負(如果假想的小人離開點p,則他們必須下坡行走)。參見圖3D(與圖3E相比相對較小的負曲率)和圖3E(與圖3F相比相對較大的負曲率)。這種曲線通常稱為凸曲線。
6.6.2 二維平面曲率
根據本技術的二維表面上的給定點處的形狀的描述可以包括多個正橫截面。多個橫截面可以在包括向外法線(“法線平面”)的平面中切割表面,並且每個橫截面可以在不同的方向上截取。每個橫截面產生具有相應曲率的平面曲線。在所述點處的不同曲率可以具有相同的符號或不同的符號。在所述點處的每個曲率具有例如相對較小的幅度。圖3A至3E中的平面曲線可以是在特定點處的這種多個橫截面的示例。
主曲率和方向:曲線曲率取其最大值和最小值的法向平面的方向被稱為主方向。在圖3A至圖3E的示例中,最大曲率出現在圖3A中,並且最小曲率出現在圖3E中,因此圖3A和圖3E是主方向上的截面。p處的主曲率是主方向上的曲率。
表面區域:表面上的一組連接點。區域中的所述組點可以具有類似的特徵,例如曲率或符號。
鞍狀區域:在每個點處,主曲率具有相反符號的區域,即一個是正的,而另一個是負的(取決於假想人轉向的方向,他們可以上坡或下坡行走)。
穹頂區域:在每個點處主曲率具有相同符號的區域,例如兩個都是正的(“凹圓頂”)或兩個都是負的(“凸圓頂”)。
圓柱形區域:一個主曲率為零(或者例如在製造公差內為零)而另一個主曲率為非零的區域。
平面區:表面的兩個主曲率都為零(或例如在製造公差內為零)的區域。
表面邊緣:表面或區域的邊界或界限。
路徑:在本技術的某些形式中,、“路徑”將用於表示數學拓撲意義上的路徑,例如表面上從 f(0)到f(1)的連續空間曲線。在本技術的某些形式中,“路徑”可被描述為路由或路線,包括例如表面上的一組點。(假想人的路徑是他們在表面上行走的地方,並且類似於花園路徑)。
路徑長度:在本技術的某些形式中,“路徑長度”將被認為是指沿著表面從 f(0)到f(1)的距離,即沿著表面上的路徑的距離。在表面上的兩個點之間可以有多於一個的路徑,並且這種路徑可以具有不同的路徑長度。(假想人的路徑長度將是他們沿著路徑在表面上行走的距離)。
直線距離:直線距離是表面上兩點之間的距離,但與表面無關。在平面區域上,表面上的路徑長度與表面上兩點之間的直線距離相同。在非平面表面上,可能不存在與兩點之間的直線距離具有相同路徑長度的路徑。(對於假想的人,直線距離將對應於“筆直”的距離。)
6.6.3 空間曲線
空間曲線:與平面曲線不同,空間曲線不必位於任何特定平面中。空間曲線可以是閉合的,即沒有端點。空間曲線可以被認為是三維空間的一維片段。在DNA螺旋線鏈上行走的假想人沿著空間曲線行走。典型的人左耳包括螺旋,其為左手螺旋,見圖3M。典型的人右耳包括螺旋,其為右手螺旋,參見圖3N。圖3O示出了右手螺旋。結構的邊緣,例如膜或葉輪的邊緣,可以遵循空間曲線。通常,空間曲線可以通過空間曲線上每個點處的曲率和扭轉來描述。扭轉是曲線如何轉出平面的量度。扭轉具有符號和幅度。空間曲線上的點處的扭轉可以參考所述點處的切線,法線和雙法線向量來表徵。
正切單位向量(或單位正切向量):對於曲線上的每個點,所述點處的向量指定從所述點開始的方向以及幅度。正切單位向量是指向與所述點處的曲線相同的方向的單位向量。如果虛構的人沿著曲線飛行並且在特定點從她的車輛上摔倒,則切線向量的方向是她將行駛的方向。
單位法向量:當假想的人沿著曲線移動時,所述正切向量本身改變。指向與正切向量變化的方向相同的方向的單位向量被稱為單位主法線向量。它垂直於切線向量。
雙法線單位向量:雙法線單位向量垂直於切線向量和主法線向量。其方向可以由右手定則(參見例如圖3L)確定,或者可替代地由左手定則(圖3K)確定。
密切平面:包含單位切線向量和單位主法線向量的平面。參見圖3K和3L。
空間曲線的扭轉:在空間曲線的點處的扭轉是在所述點處的二進位單位向量的變化率的幅度。它測量曲線偏離接觸平面多少。位於平面中的空間曲線具有零扭轉。從接觸平面偏離相對小的量的空間曲線將具有相對小的扭轉量(例如平緩傾斜的螺旋路徑)。從接觸平面偏離相對大的量的空間曲線將具有相對大的扭轉量(例如陡峭傾斜的螺旋路徑)。參照圖3O,由於T2>T1,圖3O的螺旋的頂部線圈附近的扭轉的幅度大於圖3O的螺旋的底部線圈的扭轉的幅度。
參照圖3M的右手定則,朝右手雙法線方向轉向的空間曲線可被認為具有右手正扭轉(例如如圖3O所示的右手螺旋)。偏離右手雙法線方向的空間曲線可以被認為具有右手負扭轉(例如左手螺旋)。
等效地,並且參考左手定則(參見圖3K),朝左手雙法線方向轉向的空間曲線可以被認為具有左手正扭轉(例如左手螺旋)。因此,左側正值等同於右側負值。
6.6.4 孔
表面可具有一維孔,例如由平面曲線或空間曲線界定的孔。具有孔的薄結構(例如膜)可被描述為具有一維孔。參見例如圖3F所示的結構表面中的一維孔,其由平面曲線界定。
結構可具有二維孔,例如由表面界定的孔。例如可充氣輪胎具有由輪胎的內表面界定的二維孔。在另一示例中,具有用於空氣或凝膠的腔的囊可以具有二維孔。在又一實例中,導管可包括一維孔(例如在其入口處或在其出口處)和由導管的內表面界定的二維孔。還可以看到通過圖3H所示結構的二維孔,其由所示表面界定。
6.7 其他備註
除非上下文另外清楚地指明並且在提供值的範圍的情況下,應理解的是,在所述範圍的上限與下限之間的每個中間值(至下限單位的十分之一),以及在所述規定範圍內的任何其他規定或中間值都涵蓋在本技術內。所述插入範圍的上限和下限(其可以獨立地包括在插入範圍內)也包括在所述技術內,受到所述範圍內的任何具體排除的限制。在所述範圍包括一個或兩個界限的情況下,排除那些包括的界限中的一個或兩個的範圍也包括在本技術中。
此外,在本文中將一個值或多個值陳述為作為技術的一部分來實施的情況下,應瞭解,除非另外說明,否則可近似此類值,且此類值可在實際技術實施可允許或要求其的程度上用於任何合適的有效數字。
除非另外定義,本文使用的所有技術和科學術語具有與本技術所屬領域的普通技術人員通常理解的相同含義。儘管與本文所述的那些類似或等同的任何方法和材料也可用於實踐或測試本技術,但本文描述了有限數量的示例性方法和材料。
當特定材料被確定為用於構造部件時,具有類似特性的明顯替代材料可用作替代物。此外,除非有相反規定,否則本文所述的任何和所有元件應理解為能夠製造,且因此可一起或單獨製造。
必須注意的是,如本文和所附請求項中所使用的,單數形式“一(an)”、“一(an)”和“該”包括其複數等同物,除非上下文另外清楚地指明。
本文提及的所有出版物通過引用整體併入本文以披露和描述作為所述出版物的主題的方法和/或材料。本文所討論的出版物僅提供它們在本申請的申請日之前的披露內容。本文中的任何內容均不應解釋為承認本技術無權憑藉先前發明而早於此類披露案。此外,所提供的出版日期可能與實際出版日期不同,這可能需要單獨確認。
術語“包括(comprises)”和“包括(comprising)”應被解釋為以非排他性的方式指代元件、元件或步驟,指示所引用的元件、元件或步驟可與未明確引用的其他元件、元件或步驟一起存在、使用或組合。
在詳細描述中使用的主題標題僅為了便於讀者參考而被包括,並且不應當用於限制在整個披露或請求項中發現的主題。主題標題不應被用於解釋請求項的範圍或請求項的限制。
儘管已經參照特定示例描述了本文的技術,但是應當理解,所述示例僅僅是對所述技術的原理和應用的說明。在一些情況下,術語和符號可以暗示實踐所述技術不需要的具體細節。例如儘管可以使用術語“第一”和“第二”,但是除非另有說明,它們不旨在表示任何順序,而是可以用於區分不同的元件。此外,儘管可以按順序描述或示出方法中的處理步驟,但是不需要這種排序。本領域技術人員將認識到,可以修改這種排序和/或可以同時或甚至同步地進行這種排序。
因此,應當理解,在不脫離本技術的精神和範圍的情況下,可以對說明性示例進行多種修改,並且可以設計出其他佈置。
100:使用者
1000:頭戴式顯示系統
1100:介面結構
1101:介面結構夾
1102:底盤部分
1118:面部接合凸緣
1121:面部接合凸緣的第一端
1122:面部接合凸緣的第二端
1123:面部接合區域
1130:襯墊
1131:襯墊體
1135:襯墊夾
1140:頰部
1150:閉環部分
1160:開環部分
1170:楔形體部分
1175:前額部分
1180:鼻部分
1182:前緣部
1186:橋部
1200:頭戴式顯示單元
1203:軸線
1205:顯示單元殼體
1206:箭頭
1208:連接件
1209:凸緣
1210:臂
1211:上臂連接部\上連接部
1212:下臂連接部\下連接部
1213:引導件
1213a:後部引導件
1213b:前部引導件
1214:側遮罩件
1220:顯示幕
1230:上表面
1232:下表面
1234:側向左表面
1236:側向右表面
1238:前表面
1240:透鏡
1242:保護層
1250:臨時連接件
1254:孔眼
1256:調節部
1258:接收部分
1260:樞轉連接
1270:控制器
1272:揚聲器
1274:電源
1276:控制系統
1278:低功率系統電池
1280:主電池
1282:即時時鐘
1284:取向感測器
1286:處理系統
1288:電池支撐部
1290:控制系統支撐件
1300:定位和穩定結構
1305:剛性件
1306:連結部
1308:調節機構
1310:頂骨帶部
1320:枕骨帶部
1321:織物套筒
1322:枕骨帶連接件
1323:剛性件
1330:側向帶部
1331:上橫向帶連接部
1333:連接位置
1340:頂帶部
1341:後腿
1342:前腿
1350:後支撐部
1352:外層
1353:內層
1358:緩衝層
1359:剛性件層
1360:前額支撐件
1360(1):面向用戶層
1360(2):內層
1360(3):非面向用戶層
1360(4):空間
1360a:上段
1360b:側向段
1360c:下段
1361:鉸鏈
1370:上橫向帶部
1371:前部
1372:後部
1380:綁帶部
1380(1):第一端部
1380(2):第二端部
1381:樞轉連接
1382:第一綁帶部
1383:槽
1384:第二綁帶部
1385:後帶部
1386:配重
1387:前額部分
1388:剛性的部分
1390:刻度盤調節機構
1392:刻度盤
1395:前額襯墊
1396:半剛性部分
1397:帶扣
1398:帶扣
1424:外層
1425:內層
1426:緩衝層
1427:剛性件層
1500:電池組
1601:小齒輪元件
1602:小齒輪
1604:齒條
本技術在附圖中以示例而非限制的方式示出,在附圖中,相似的附圖標記指代相似的元件,包括:
4.1頭戴式顯示系統
圖1A示出了包括佩戴頭戴式顯示系統1000的使用者100的系統,頭戴式顯示系統1000採用面部安裝的虛擬實境(VR)頭戴式耳機的形式,向使用者100顯示各種圖像。使用者在佩戴頭戴式顯示系統1000時站立。
圖1B示出了包括使用者100的系統,使用者100以浮動虛擬實境(VR)頭戴式耳機的形式佩戴頭戴式顯示系統1000,向使用者顯示各種圖像。使用者在佩戴顯示介面100時坐著。
圖1C示出了包括使用者100的系統,使用者100以浮動增強現實(AR)頭戴式耳機的形式佩戴頭戴式顯示系統1000,向使用者顯示各種圖像。使用者在佩戴頭戴式顯示系統1000時站立。
4.2顯示系統和面部解剖學
圖2A示出了人上氣道的視圖,包括鼻腔、鼻骨、鼻外軟骨、大翼軟骨、鼻孔、上唇、下唇、喉頭、硬顎、軟顎、咽、舌、會厭軟骨、聲帶、食道和氣管。
圖2B是具有所標識的表面解剖學的若干特徵的面部的前視圖,所述特徵包括唇上部、上唇紅、下唇紅、唇下部、口寬、內眥、鼻翼、鼻唇溝和口角。還指出了向上、向下、徑向向內和徑向向外的方向。
圖2C是具有所標識的表面解剖學的若干特徵的頭部的側視圖,所述特徵包括眉間、鼻樑點、鼻突點、鼻中隔下、唇上部、唇下部、頦上、脊部、翼脊點、耳上部和耳下部。還指出了上,下和前,後方向。
圖2D是頭部的另一側視圖。顯示了法蘭克福平面和鼻唇角的大致位置。還示出了冠狀平面。
圖2E顯示了具有幾個特徵的鼻的基本視圖,所述特徵包括鼻唇溝、唇下部、上唇紅、鼻孔、鼻中隔下段、小柱、鼻中隔前段、鼻孔的長軸和中矢狀平面。
圖2F示出了鼻部的表面特徵的側視圖。
圖2G顯示了鼻子的皮下結構,包括外側軟骨、中隔軟骨、大翼軟骨、小翼軟骨、籽狀軟骨、鼻骨、表皮、脂肪組織、上頜骨額突和纖維脂肪組織。
圖2H示出了距離正中矢狀平面大約幾毫米的鼻子的內側夾層,其中示出了中隔軟骨和較大翼軟骨的內側腳。
圖2I示出了包括額骨、鼻骨和顴骨的顱骨的前視圖。指示鼻甲、上頜骨和下頜骨。
圖2J示出了具有頭部表面輪廓的顱骨以及若干肌肉的側視圖。顯示了以下骨骼:額骨、蝶骨、鼻、顴骨、上頜骨、下頜骨、頂骨、顳骨和枕骨。指示所述金屬突起。顯示了以下肌肉:二腹肌、咬肌、胸鎖乳突肌和斜方肌。
圖2K示出了鼻子的前外側視圖。顯示了以下骨骼:額、眶上孔、鼻、中隔軟骨、外側軟骨、眼眶和眶下孔。
圖2L示出了面部的另一前視圖,其中標識了表面解剖學的若干特徵,包括上眥、蝶骨、鼻脊、外頰區和內頰區、顴弓和翼脊。
圖2M示出了面部的另一側視圖,其具有所標識的表面解剖學的若干特徵,包括上眥、蝶骨、鼻脊、外頰區和內頰區、顴弓和翼脊。
4.3結構形狀
圖3A示出了在一點處穿過結構的截面示意圖。指示所述點處的向外法線。所述點處的曲率具有正號,並且當與圖3B中所示的曲率的幅度相比時具有相對大的幅度。
圖3B示出了在一點處穿過結構的截面示意圖。指示所述點處的向外法線。所述點處的曲率具有正號,並且當與圖3A中所示的曲率的幅度相比時具有相對較小的幅度。
圖3C示出了在一點處穿過結構的截面示意圖。指示所述點處的向外法線。所述點處的曲率具有零值。
圖3D示出了在一點處穿過結構的截面示意圖。指示所述點處的向外法線。所述點處的曲率具有負號,並且當與圖3E中所示的曲率的幅度相比時具有相對較小的幅度。
圖3E示出了在一點處穿過結構的截面示意圖。指示所述點處的向外法線。所述點處的曲率具有負號,並且當與圖3D中所示的曲率的幅度相比時具有相對大的幅度。
圖3F示出了結構的表面,在所述表面中具有一維孔。所示的平面曲線形成一維孔的邊界。
圖3G示出了穿過圖3F的結構的截面。所示的表面限定了圖3F結構中的二維孔。
圖3H示出了圖3F的結構的透視圖,包括二維孔和一維孔。還示出了在圖3F的結構中限定二維孔的表面。
圖3I-3J示出了密封形成結構。示出了襯墊的外表面。示出了表面的邊緣。示出了點A和B之間的表面上的路徑。表示A和B之間的直線距離。示出了兩個鞍形區域和圓頂區域。
圖3K示出左手定則。
圖3L示出右手定則。
圖3M示出了左耳,包括左耳輪。
圖3N示出了右耳,包括右耳輪。
圖3O示出了右手螺旋。
4.4頭戴式虛擬實境顯示器
圖4A示出了根據本技術的一種形式的頭戴式顯示介面的前透視圖。
圖4B示出了圖4A的頭戴式顯示器的後透視圖。
圖4C示出了與圖4A的頭戴式顯示器一起使用的定位和穩定結構的透視圖。
圖4D示出了用戶面部的前視圖,示出了使用中的介面結構的位置。
4.5頭戴式增強現實顯示器
圖5A示出了根據本技術的一種形式的頭戴式顯示介面的前透視圖。
圖5B示出了圖5A的頭戴式顯示介面的側視圖。
4.6控制裝置
圖6示出了本技術的一種形式的控制系統的示意圖。
4.7定位和穩定結構
圖7A是根據本技術的實例的定位和穩定結構的後外側透視圖。
圖7B是由用戶佩戴的包括圖7A的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖8A是根據本技術的另一實例的定位和穩定結構的前側視圖。
圖8B是由用戶佩戴的包括圖8A的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖8C是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖8D是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖8E是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖8F是根據本技術的另一個實例的定位和穩定結構的後外側透視圖。
圖8F-1是沿圖8F中的線8F-1-8F-1的截面圖。
圖8G是圖8F的定位和穩定結構的側視圖。
圖8H是圖8F的定位和穩定結構的後視圖。
圖8I是圖8F的定位和穩定結構處於部分組裝狀態的平面圖。
圖8J是圖8F的定位和穩定結構的接頭的詳細視圖。
圖8K是根據本技術的另一個實例的定位和穩定結構的綁帶部的截面視圖。
圖8L是根據本技術的另一實例的定位和穩定結構的綁帶部的橫截面圖。
圖8M是根據本技術的另一示例的頭戴式顯示系統的臂的透視圖。
圖9是根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的後側視圖。
圖10A是包括由使用者佩戴的根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖10B是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖10B-1是圖10B的放大詳圖。
圖11A是處於觀看位置的頭戴式顯示系統的側視圖,其包括由使用者佩戴的根據本技術的另一實例的定位和穩定結構。
圖11A-1是處於非觀看位置的頭戴式顯示系統的側視圖,包括根據圖11A中的示例的定位和穩定結構。
圖11B是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖12A是包括由使用者佩戴的根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖12A-1是沿圖12A中的線12A-1-12A-1的剖視圖。
圖12B是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的示意性側視圖。
圖12C是圖12B所示的頭戴式顯示系統的示意性平面圖。
圖12D是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖12E是根據本技術的另一實例的包括定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的透視圖。
圖12F是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖12G是圖12F所示的頭戴式顯示系統的透視圖。
圖12H是根據本技術的另一實例的包括定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的透視圖。
圖12I是根據本技術的另一實例的包括定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的透視圖。
圖12J是根據本技術的另一實例的包括定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖12K是通過圖12J所示的線12K-12K的示意性截面圖。
圖13是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖14是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖15是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖16是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖17是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖18A是包括由使用者佩戴的根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖18B是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖19是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖20A是包括由使用者佩戴的根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖20B是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖20C是由使用者佩戴的包括根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的頭戴式顯示系統的側視圖。
圖20C-1是根據圖20C的定位和穩定結構的一部分的示意圖。
1000:頭戴式顯示系統
1100:介面結構
1200:頭戴式顯示單元
1205:顯示單元殼體
1210:臂
1213:引導件
1300:定位和穩定結構
1320:枕骨帶部
1330:側向帶部
1333:連接位置
1340:頂帶部
1360:前額支撐件
1370:上橫向帶部
Claims (135)
- 一種頭戴式顯示系統,包括: 頭戴式顯示單元,包括: 包括顯示器的顯示單元殼體;以及 介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合用戶面部;以及 定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括: 成對的臂,所述成對的臂在使用中連接到所述顯示單元殼體的相應側面,所述臂構造和佈置為在使用中在所述用戶頭部的相應側面上從所述顯示單元殼體向後突出,每個臂的後部包括上臂連接部和下臂連接部; 頂帶部,所述頂帶部構造和佈置為連接在所述成對的臂的所述上臂連接部中的每一個之間,所述頂帶部配置為在使用過程中在所述成對的臂的位置上方的頭部區域處接合所述使用者頭部;以及 枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中連接在所述下臂連接部之間並接合所述用戶頭部的在所述使用者頭部的枕骨區域上方或下方的部分, 其中,當佩戴所述頭戴式顯示系統時,與所述頂帶部相比,每個臂的位於所述頭戴式顯示單元的後部的部分具有增加的剛性。
- 如請求項1之頭戴式顯示系統,其中,所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體。
- 如請求項1或2之頭戴式顯示系統,其中,每個臂至少部分地由織物套筒覆蓋。
- 如請求項1至3中任一項之頭戴式顯示系統,其中,除了所述成對的臂的上臂連接部的每個之外,所述頂帶部連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項4之頭戴式顯示系統,其中,所述頂帶部在單個位置處連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項4或5之頭戴式顯示系統,其中,所述頂帶部基本上是Y形的,所述頂帶部具有連接到所述頭戴式顯示單元的前腿和連接到所述成對的臂的所述上臂連接部的成對的後腿。
- 如請求項4至6中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頂帶部的至少一部分的長度選擇性地能夠調節。
- 如請求項4至7中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頂帶部配置為穿過所述頭戴式顯示單元上的孔眼,並且回環以固定到自身。
- 如請求項8之頭戴式顯示系統,其中,所述頂帶部配置為用鉤環連接固定到自身。
- 如請求項1至9中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部包括位於所述枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為能夠釋放地連接到所述臂的所述下臂連接部中的相應一個上。
- 如請求項10之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性附接到所述下臂連接部中的所述相應一個上。
- 如請求項10或11之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項10至12中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部配置為穿過所述枕骨帶連接件上的孔眼、回環並固定到自身。
- 如請求項13之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部配置為用鉤環連接固定到自身。
- 如請求項1至14中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述臂中的一個或兩個形成為彼此能夠釋放地連接的兩個部分。
- 如請求項15之頭戴式顯示系統,其中,每個臂的所述兩個部分能夠移動地彼此連接以提供所述定位和穩定結構的尺寸調節。
- 如請求項1至16中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述臂中的一個或兩個能夠釋放地連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項1至17中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述下臂連接部中的一者或兩者能夠相對於相應臂的其餘部分移動。
- 如請求項1至18中任一項之頭戴式顯示系統,其中,每個臂的所述上臂連接部和所述下臂連接部在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方。
- 如請求項1至19中任一項之頭戴式顯示系統,其中,在使用中,每個臂配置為抵抗朝向上方向和下方向的彎曲。
- 如請求項1至20中任一項之頭戴式顯示系統,其中,在使用中,每個臂配置為允許朝向中間方向彎曲以接合所述使用者頭部的部分面向後的表面。
- 如請求項1至21中任一項之頭戴式顯示系統,其中,在使用中,當所述頂帶部處於張緊狀態時,所述上臂連接部被推向所述用戶頭部的表面。
- 如請求項1至22中任一項之頭戴式顯示系統,其中,當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,所述枕骨帶部配置為當所述枕骨帶部被收緊時朝向所述用戶頭部的表面推動所述下臂連接部。
- 如請求項1至23中任一項之頭戴式顯示系統,其中,每個臂包括一個或多個鉸鏈,以便於在佩戴所述頭戴式顯示系統時彎曲相應的臂以符合所述用戶頭部的形狀。
- 如請求項1至24中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述下臂連接部配置為在使用中定位在所述用戶頭部的耳上基點的後方。
- 如請求項1至25中任一項之頭戴式顯示系統,其中,當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,每條臂向後突出且在所述用戶頭部的後部向中間彎曲。
- 如請求項1至26中任一項之頭戴式顯示系統,其中,當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,每條臂向後突出並且遠離所述顯示單元殼體而朝向上方彎曲。
- 一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括: 形成環形的環帶部,所述環帶部包括枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋枕骨或覆蓋所述枕骨附近的頂骨的區域;以及 成對的側向帶部,所述側向帶部配置為在使用中沿著所述用戶頭部的相應側面延伸,側向帶部中的每個具有:1)後端部,所述後端部在連接位置處連接到所述環帶部的相應側面;以及2)前端部,所述前端部適於連接到頭戴式顯示單元的相應側面; 其中,當所述定位和穩定結構在使用中被磨損時,每個連接位置定位成高於對應的所述側向帶部的前端部。
- 如請求項28之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每個沿從所述前端部到所述後端部的方向至少部分地向上延伸。
- 如請求項28或29之定位和穩定結構,其中,所述環帶部配置為當所述定位和穩定結構未被所述使用者穿戴時基本上保持使用中的形狀。
- 如請求項28至30中任一項之定位和穩定結構,其中,所述定位和穩定結構配置成當所述側向帶部在使用中張緊時抵抗所述上橫向帶部和所述枕骨帶部之間的角度變化。
- 如請求項28至31中任一項之定位和穩定結構,其中,橫向於所述枕骨帶部的長度測量的所述枕骨帶部的寬度大於橫向於所述上橫向帶部的長度測量的所述上橫向帶部的寬度。
- 如請求項28至32中任一項之定位和穩定結構,其中,所述環帶部的厚度大於所述側向帶部的厚度。
- 如請求項33之定位和穩定結構,其中,所述環帶部的所述厚度大於所述頂帶部的厚度。
- 如請求項28至34中任一項之定位和穩定結構,其中,所述環帶部包括多個分開形成並連接在一起以形成所述環帶部的段。
- 如請求項35之定位和穩定結構,其中,所述段包括上段、成對的側向段和下段。
- 如請求項28至36中任一項之定位和穩定結構,其中,所述環帶部至少包括成對的鉸鏈,每個鉸鏈位於所述環帶部和所述側向帶部中的相應一個之間的連接位置中的一個附近。
- 如請求項28至37中任一項之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每個的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項38之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每一個配置成固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環。
- 如請求項39之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每個配置成通過鉤環連接固定到自身上。
- 如請求項28至40中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用時定位在所述用戶頭部的法蘭克福平面處或其附近。
- 如請求項28至41中任一項之定位和穩定結構,其中,所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部或所述枕骨帶部,並配置成在使用中從所述上橫向帶部或所述枕骨帶部向前延伸越過所述用戶頭部的覆蓋所述用戶的額骨的一部分,所述頂帶部適於連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項42之定位和穩定結構,其中,所述環帶部在沿其長度的位置處具有剛性,所述剛性不同於沿各側向帶部的長度的位置處的所述剛性。
- 如請求項42或43之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項44之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部配置成固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環。
- 如請求項45之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部配置成通過鉤環連接固定到自身。
- 如請求項28至46中任一項之定位和穩定結構,其中,在使用中,所述環帶部在所述上橫向帶部中在與所述用戶頭部的矢狀平面相交的位置處比在所述環帶部周圍的其他位置處更寬。
- 如請求項47之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部在與所述矢狀平面相交的所述位置處比在所述上橫向帶部的側向部分處具有更大的寬度。
- 如請求項48之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部包括前邊緣和後邊緣,所述前邊緣比所述後邊緣更彎曲以形成更大的寬度。
- 如請求項49之定位和穩定結構,其中,所述前邊緣沿側向到內側方向向前彎曲,所述後邊緣基本上不向前或向後彎曲。
- 如請求項28至50中任一項之定位和穩定結構,其中,與所述環帶部的至少一個其他區域中的剛性相比,所述環帶部在直接鄰近所述連接位置的區域中具有增加的剛性。
- 如請求項28至51中任一項之定位和穩定結構,其中,所述環帶部還包括上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在冠狀平面處或接近冠狀平面處接合所述使用者頭部的上區域。
- 一種頭戴式顯示系統,包括: 頭戴式顯示單元,包括: 包括顯示器的顯示單元殼體;以及 介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體上並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及 如請求項28至52中任一項之定位和穩定結構。
- 如請求項53之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示單元包括從所述顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂,所述側向帶部各自配置為附接到所述臂中的相應一者。
- 如請求項54之頭戴式顯示系統,其中,所述臂能夠樞轉地附接到所述顯示單元殼體。
- 一種頭戴式顯示系統,包括: 頭戴式顯示單元,包括: 包括顯示器的顯示單元殼體;以及 介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及 定位和穩定結構,所述定位和穩定結構構造和佈置為在使用中將所述頭戴式顯示單元保持在所述使用者頭部上的可操作位置中,所述定位和穩定結構包括: 綁帶部,所述綁帶部構造和佈置為在使用中環繞所述用戶頭部、接合所述用戶頭部的覆蓋所述額骨的區域並且形成枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨或位於所述枕骨下方的區域; 其中所述頭戴式顯示單元在成對的樞轉連接處能夠樞轉地附接到所述綁帶部,所述成對的樞轉連接佈置為在使用中定位在所述用戶頭部的對應側上,以使得所述頭戴式顯示單元能夠相對於所述綁帶部圍繞垂直於所述用戶頭部的矢狀平面而對齊的軸線樞轉,從而允許所述顯示器在使用過程中在上方向和下方向上移動。
- 如請求項56之頭戴式顯示系統,其中,所述樞轉連接在使用中位於所述用戶頭部的所述中冠狀平面附近。
- 如請求項56或57之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部包括成對的槽,所述樞轉連接位於所述槽內,並且所述槽允許所述樞轉連接相對於所述綁帶部沿著所述槽的長度移動。
- 如請求項56至58中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述樞轉連接使得所述頭戴式顯示單元能夠在樞轉期間至少部分地向前移動。
- 如請求項58至59中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示單元配置為在觀看位置與非觀看位置之間樞轉,在所述觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的眼睛上方,在所述非觀看位置中,所述頭戴式顯示單元定位於所述使用者的額骨上方。
- 如請求項60之頭戴式顯示系統,其中,所述槽配置為當所述頭戴式顯示器從所述觀看位置樞轉到所述非觀看位置時使所述樞轉連接至少部分地向前移動。
- 如請求項56至59中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述定位和穩定結構包括頂骨帶部,所述頂骨帶部配置為在使用中在覆蓋所述用戶頭部的頂骨的區域處接合所述使用者頭部。
- 如請求項62之頭戴式顯示系統,其中,所述頂骨帶部連接到所述綁帶部。
- 如請求項62或63之頭戴式顯示系統,其中,當所述頭戴式顯示系統被佩戴時,所述頂骨帶部在與所述樞轉連接向前間隔開的位置處連接到所述綁帶部。
- 如請求項62至64中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頂骨帶部包括成對的接近所述綁帶部的能夠彈性延伸的側部和比所述能夠彈性延伸的側部延伸得少的後部。
- 如請求項56至65中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示系統還包括為所述頭戴式顯示系統供電的電池組。
- 如請求項66之頭戴式顯示系統,其中,所述電池組附接到所述枕骨帶部。
- 如請求項56至67中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部的長度是能夠調節的。
- 如請求項56至68中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括能夠旋轉的刻度盤,所述刻度盤調節機構配置為當所述刻度盤被旋轉時引起所述綁帶部的長度的改變。
- 如請求項69之頭戴式顯示系統,其中,所述刻度盤調節機構設置在所述綁帶部的所述枕骨帶部中。
- 如請求項69或70之頭戴式顯示系統,其中,所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的矢狀平面中。
- 如請求項69至71中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示系統包括安裝到所述枕骨帶部的成對的電池組,所述電池組中的每一個位於所述刻度盤的相應側面上。
- 如請求項56至72中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部包括由織物材料形成的外層。
- 如請求項56至73中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部包括剛性件。
- 如請求項74之頭戴式顯示系統,其中,所述綁帶部包括織物套筒,所述剛性件在所述織物套筒內。
- 如請求項56至75中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述定位和穩定結構包括前額襯墊,所述前額襯墊附接到所述綁帶部並且配置為接合所述使用者的前額。
- 如請求項76之頭戴式顯示系統,其中,所述前額襯墊包括織物材料。
- 一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括: 適於連接到頭戴式顯示單元的相應側向側面的成對的側向帶部,當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述側向帶部在所述用戶頭部後方彼此連接,以形成部分地圍繞所述使用者頭部的綁帶部; 調節機構,所述調節機構佈置在所述側向帶部之間以便在所述使用者頭部的後部區域處連接所述側向帶部,所述調節機構配置為同時且相等地調節兩個側向帶部的長度,從而調節所述綁帶部的長度;以及 枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為接合所述用戶頭部的覆蓋枕骨的區域。
- 如請求項78之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部連接於所述綁帶部。
- 如請求項78或79之定位和穩定結構,其中,所述調節機構構造和佈置為當所述定位和穩定結構由所述使用者佩戴時允許所述用戶選擇性地調節所述綁帶部的所述長度。
- 如請求項78至80中任一項之定位和穩定結構,其中,所述調節機構包括刻度盤調節機構,所述刻度盤調節機構包括刻度盤,所述刻度盤在轉動時調節所述綁帶部的所述長度。
- 如請求項81之定位和穩定結構,其中,所述刻度盤在使用中定位在所述用戶頭部的所述矢狀平面內。
- 如請求項78至82中任一項之定位和穩定結構,其中,所述綁帶部配置為在使用中接合所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的區域。
- 如請求項78至83中任一項之定位和穩定結構,其中,所述綁帶部包括剛性件,所述剛性件至少在所述用戶頭部的覆蓋所述頂骨的所述區域賦予所述綁帶部剛性。
- 如請求項78至83中任一項之定位和穩定結構,其中,整個所述綁帶部包括剛性件,所述剛性件賦予所述綁帶部剛性。
- 如請求項78至85中任一項之定位和穩定結構,其中,當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述側向帶部配置為在使用中各自位於從所述頭戴式顯示單元向後朝所述使用者頭部的後部區域向後局部延伸的路徑上。
- 如請求項78至86中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部是半剛性的。
- 如請求項78至87中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部包括織物套筒和在所述織物套筒內的至少一個剛性件。
- 如請求項88之定位和穩定結構,其中,所述織物套筒的長度能夠彈性延伸,以允許所述枕骨帶部的尺寸調節。
- 如請求項88或89之定位和穩定結構,其中,所述織物套筒是針織管。
- 如請求項88至90中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部包括成對的剛性件,各剛性件包括後端,當所述定位和穩定結構被佩戴時,所述剛性件的所述後端在所述用戶頭部的後表面附近彼此側向間隔開。
- 如請求項91之定位和穩定結構,其中,當所述定位和穩定結構被佩戴時,各剛性件向後延伸並向內彎曲以遵循所述用戶頭部的所述後表面的曲率。
- 如請求項92之定位和穩定結構,其中,當所述定位和穩定結構被佩戴時,每個剛性件向後延伸並向下和向內彎曲以遵循所述用戶頭部的所述後表面的曲率。
- 如請求項91至93中任一項之定位和穩定結構,其中,所述織物套筒由所述剛性件限制成位於由每個剛性件中的曲率限定的彎曲路徑上,所述織物套筒配置為在所述剛性件上並沿所述剛性件伸展以的長度彈性地延伸。
- 如請求項78至94中任一項之定位和穩定結構,其中,所述定位和穩定結構還包括連接到所述綁帶部並適於附接到所述頭戴式顯示單元的頂帶部。
- 如請求項95之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部與所述用戶頭部的所述矢狀平面對齊。
- 如請求項95或96之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部配置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環。
- 如請求項97之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
- 一種頭戴式顯示系統,包括: 頭戴式顯示單元,包括: 包括顯示器的顯示單元殼體;以及 介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及 如請求項78至98中任一項之定位和穩定結構。
- 如請求項99之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示單元包括從所述顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂,所述側向帶部各自配置為附接到所述臂中的相應一者。
- 如請求項100之頭戴式顯示系統,其中,所述臂構造和佈置為能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項99之頭戴式顯示系統,其中,所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的所述介面結構。
- 如請求項99之頭戴式顯示系統,其中,所述側向帶部構造和佈置為附接到所述頭戴式顯示單元的所述顯示單元殼體。
- 如請求項99至103中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示單元包括成對的側遮罩件,所述側遮罩件從所述頭戴式顯示單元的相應側向側面向後延伸經過所述介面結構的側面部分。
- 如請求項104之頭戴式顯示系統,其中,在使用中,所述側遮罩件中的每一者向後延伸到接近所述用戶頭部的相應耳上基點的位置。
- 如請求項104或105之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部構造和佈置為附接到所述側遮罩件。
- 如請求項99至106中任一項之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部在所述頭戴式顯示單元附近附接到所述綁帶部。
- 如請求項99之頭戴式顯示系統,其中,所述枕骨帶部連接到所述頭戴式顯示單元。
- 一種用於將頭戴式顯示單元保持在使用者頭部上的操作位置中的定位和穩定結構,所述定位和穩定結構包括: 上橫向帶部,所述上橫向帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的上部並且從所述用戶頭部的一個側向側面延伸到另一個側向側面; 枕骨帶部,所述枕骨帶部構造和佈置為在使用中接合所述用戶頭部的覆蓋所述枕骨的區域; 成對的連結部,所述上橫向帶部和所述枕骨帶部在所述連結部處連結,所述連結部配置為在使用中分別接合所述用戶頭部的所述側向側面;以及 成對的側向帶部,所述側向帶部配置為在使用中分別沿著所述用戶頭部的所述側向側面延伸,側向帶部中的每個具有適於連接到所述頭戴式顯示單元的前部和連接到所述上橫向帶部和所述枕骨帶部的相應連結部的後部; 其中側向帶部中的每個包括將剛性賦予所述側向帶部的剛性件。
- 如請求項109之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部在使用中基本上與所述用戶頭部的冠狀平面對齊,所述冠狀平面與所述用戶頭部的每個耳上基點對齊。
- 如請求項109或110之定位和穩定結構,其中,在使用中,所述上橫向帶部在所述用戶頭部的所述矢狀平面處比接近與所述枕骨帶部的所述連結部處更寬。
- 如請求項109至111中任一項之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部和所述上橫向帶部一體形成。
- 如請求項109至112中任一項之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部的接近相應的側向帶部的部分包括賦予所述上橫向帶部剛性的剛性件。
- 如請求項113之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部包括沿整個長度賦予所述上橫向帶部剛性的剛性件。
- 如請求項114之定位和穩定結構,其中,所述定位和穩定結構包括單個剛性件,所述剛性件從一個側向帶部延伸穿過所述上橫向帶部並進入另一個側向帶部。
- 如請求項115之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部的接近相應側向帶部的部分包括賦予所述枕骨帶部剛性的剛性件。
- 如請求項116之定位和穩定結構,其中,所述單個剛性件包括向後突出的部分,所述向後突出的部分延伸到所述枕骨帶部的相應端部中。
- 如請求項109至117中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部包括位於所述枕骨帶部的一端處的枕骨帶連接件,所述枕骨帶連接件構造和佈置為在所述枕骨帶部和所述上橫向帶部的連結部中的一個處或附近能夠釋放地連接到枕骨帶連接部。
- 如請求項118之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶連接件構造和佈置為磁性地附接於枕骨帶連接部。
- 如請求項118或119之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項118至120中任一項之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部配置為穿過所述枕骨帶連接件上的孔眼、回環並固定至自身。
- 如請求項121之定位和穩定結構,其中,所述枕骨帶部配置為用鉤環連接固定到自身。
- 如請求項109至122中任一項之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每一個包括連接到所述上橫向帶部的上橫向帶連接部和連接到所述枕骨帶部的枕骨帶連接部。
- 如請求項123之定位和穩定結構,其中,所述上橫向帶部和所述枕骨帶部中的每一個的長度能夠選擇性地同時調節。
- 如請求項109至124中任一項之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每個的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項125之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每個配置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環。
- 如請求項126之定位和穩定結構,其中,所述側向帶部中的每一個配置為通過鉤環連接固定到自身。
- 如請求項109至127中任一項之定位和穩定結構,其中,所述定位和穩定結構還包括頂帶部,所述頂帶部連接到所述上橫向帶部並適於連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項128之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部的長度能夠選擇性地調節。
- 如請求項128或129之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部適於在單個位置連接到所述頭戴式顯示單元。
- 如請求項128至130中任一項之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部構造和佈置為固定到自身以形成適於連接到所述頭戴式顯示單元的環。
- 如請求項131之定位和穩定結構,其中,所述頂帶部構造和佈置為通過鉤環連接固定到自身。
- 一種頭戴式顯示系統,包括: 頭戴式顯示單元,包括: 包括顯示器的顯示單元殼體;以及 介面結構,所述介面結構連接到所述顯示單元殼體並且構造和佈置為在使用中接合所述用戶面部;以及 如請求項109至132中任一項之定位和穩定結構。
- 如請求項133之頭戴式顯示系統,其中,所述頭戴式顯示單元包括從所述顯示單元殼體的相應側向側面向後延伸的成對的臂,所述側向帶部各自配置為附接到所述臂中的相應一者。
- 如請求項134之頭戴式顯示系統,其中,所述臂構造和佈置為能夠樞轉地附接到所述頭戴式顯示單元殼體。
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