TWI806135B - 用於頭戴式顯示系統、虛擬實境顯示裝置、以及增強現實顯示裝置的定位、穩定和介面結構 - Google Patents

Abstract

一種頭戴式顯示系統，其包括：定位和穩定結構，所述定位和穩定結構被構造和安排為在使用中將顯示單元保持在操作位置在使用者的面部上方；以及用於顯示單元的介面結構，其構造和安排為與使用者的面部呈相對關係。介面結構包括基本上連續的面部接合表面，面部接合表面被適配成圍繞使用者的眼部的周邊接觸使用者的面部。介面結構包括矽酮。介面被配置和安排為使得施加到使用者面部上的力圍繞其周邊分佈。介面結構包括在第一區域處的第一順應性和在第二區域處的第二順應性，其中第一區域和第二區域配置為圍繞介面結構的周邊，以允許將力選擇性地分佈到使用者的面部上。

Description

用於頭戴式顯示系統、虛擬實境顯示裝置、以及增強現實 顯示裝置的定位、穩定和介面結構

本技術總體上涉及頭戴式顯示器、定位和穩定結構、使用者介面結構和用於頭戴式顯示器的其他部件、相關的頭戴式顯示器元件和系統，包括顯示單元和定位和穩定結構、介面結構和或部件和方法。本技術在虛擬實境頭戴式顯示器的使用中找到特定應用，並且在此上下文中描述。然而，應當理解，本技術可以具有更廣泛的應用，並且可以用於包括增強現實顯示器的其他頭戴式顯示器裝置中。

頭戴式顯示器

應當理解，如果在本文中提及任何現有技術，則該提及不構成承認現有技術在澳大利亞或任何其他國家構成本領域公知常識的一部分。

虛擬實境頭戴式顯示器使得使用者能夠具有虛擬環境的完全沉浸式體驗，並且在諸如通信、訓練、醫療和外科實踐、工程和視頻遊戲等領域中具有廣泛的應用。

虛擬實境頭戴式顯示器通常被提供為包括顯示單元的系統或元件，該顯示單元被安排為保持在使用者面部前方的操作位置。顯示單元典型地包括：殼體，其包含顯示器；和使用者介面結構，其被構造和安排成與使用者 的面部處於相對關係，即使用者介面結構面向或放置在使用者的面部對面。使用者介面結構可以在顯示器周圍延伸並且結合殼體限定到顯示器的觀察開口。使用者介面結構可以與該使用者的面部相接合並且包括用於使用者舒適度的襯墊和/或是光密封的以從該顯示器截斷環境光。頭戴式顯示系統進一步包括定位和穩定結構，定位和穩定結構被佈置在使用者頭部上以將顯示單元維持在適當位置中。

介面結構

頭戴式顯示器可以包括使用者介面結構。由於其與使用者面部直接接觸，因此介面結構的形狀和配置會對顯示單元的有效性和舒適度產生直接影響。

使用者介面結構的設計提出了許多挑戰。面部具有複雜的三維形狀。鼻和頭部的尺寸和形狀在不同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週邊延伸，並且旨在當力施加到使用者介面時抵靠使用者面部進行密封，其中介面結構與使用者面部面對接合。介面結構可以包括由聚氨酯(PU)製成的襯墊。利用這種類型的介面結構，在介面結構和面部之間經常存在間隙，並且將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。

完全沒有被顯示單元佔用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間隙進入顯示單元。光污染會降低使用者整體虛擬實境體驗的效果和樂趣。此外，先前的系統可能難以調節以能夠應用於各種頭部尺寸。更進一步地，顯示單元和相關的定位和穩定結構通常可能相對較重並且可能難以清潔，這可能因此進一步限制系統的舒適性和可用性。

另一種類型的介面結構結合了位於顯示單元的周邊的一部分的薄材料的片狀密封件，以提供對使用者面部的密封作用。與先前類型的介面結構一樣，如果面部與介面結構的配合不好，可能需要額外的力來實現密封，或者在使用中光線可能會洩漏到顯示單元中。此外，如果介面結構的形狀與使用者的形狀不匹配，則其在使用中可能會折皺或彎曲，從而導致不期望的透光。

定位和穩定結構

為了將顯示單元保持在其正確的操作位置，頭戴式顯示系統進一步包括佈置在使用者頭部上的定位和穩定結構。過去，這些定位和穩定結構可展開的剛性結構形成，帶或可展開的剛性結構通常在張力下應用到使用者的頭部以將顯示單元保持在其操作位置。這種系統易於在使用者面部施加夾緊壓力，這會導致使用者在局部壓力點不舒服。而且，先前的系統可能難以調節以實現頭部尺寸的廣泛應用。此外，顯示單元和相關的定位和穩定結構通常很重並且難以清潔，這進一步限制了系統的舒適性和可用性。

某些其他頭戴式顯示系統在功能上可能不適用於本技術。例如，為裝飾和視覺美學而設計的定位和穩定結構可能不具有保持面部周圍的適當壓力的結構能力。例如，過多的夾緊壓力可能導致使用者不舒服，或者可選地，使用者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服的或不切實際的。例如，如果該系統用於延長的時間段。

由於這些挑戰，一些頭戴式顯示系統面臨以下問題中的一個或多個：突兀、不美觀、昂貴、不相稱、難以使用以及特別是當佩戴很長一段時間時或者當使用者不熟悉系統時不舒適。錯誤尺寸的定位和穩定結構可產生降低的舒適性，進而縮短使用週期。

因此，用於虛擬環境的完全沉浸體驗的使用者介面的介面部在體驗期間受到與使用者的移動相對應的力。

材料

用於頭戴式顯示器組件的材料包括：用於在介面結構中接觸部分的緻密泡沫、用於殼體的剛性殼體、以及由剛性塑膠夾持結構形成的定位和穩定結構。這些材料具有各種缺點，包括不能允許材料覆蓋的皮膚呼吸，不柔韌，難以清潔和易於聚集細菌。結果，用這種材料製成的產品可能長期佩戴不舒服，在一些個體中引起皮膚刺激並限制產品的應用。

因此，需要一種沒有上述缺點的改進的系統。

[相關申請案的參考]本申請要求於2020年3月27日提交的PCT專利申請No.PCT/AU2020/051158，其通過引用整體併入本文。

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本技術的一方面涉及一種用於頭戴式顯示系統(或使用者介面)的定位和穩定結構，所述定位和穩定結構包括後支撐結構，所述後支撐結構被佈置成在使用中接觸使用者頭部的後部區域。在一些形式中，後支撐結構包括具有枕骨部和頂骨部的箍。

箍或其枕骨部和頂骨部中的至少一個可以是沿著其長度的至少一部分可彈性延伸的。在一些形式中，箍沿著其長度的至少一部分是柔性的。在一些形式中，其中後支撐結構是箍，枕骨部可以延伸至使用者頭部的下部，這樣使得它抵抗向上運動(由於其位置與頭部的枕骨區域相接觸)並且由此為系 統提供了錨。在一些形式中，箍被定向在大致豎直的平面(例如包括冠狀面的豎直平面)中。

在一些形式中，後支撐結構被佈置在使用者上耳基點後方。

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，所述定位和穩定結構包括背支撐部和前支撐部，所述背支撐部被安排成在使用中接觸使用者頭部的後部區域，所述前支撐部被安排成在使用中接觸使用者頭部的前部區域，所述背支撐部和前支撐部橫向於矢狀面延伸。在一些形式中，定位和穩定結構進一步包括調節機構，以允許在背支撐部和前支撐部之間進行調節。

在一些形式中，調節機構允許後支撐部和前支撐部之間的橫向調節。在一些形式中，調節機構允許後支撐部和前支撐部之間的角度調節。

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，所述定位和穩定結構包括後支撐部和前支撐部，所述後支撐部被佈置成在使用中接觸使用者頭部的後部區域，所述前支撐部被佈置成在使用中接觸使用者頭部的前部區域，所述後支撐部和前支撐部橫向於矢狀面延伸並且彼此橫向偏移。

在一些形式中，後支撐部或枕骨支撐部被偏置成與使用者的枕骨區域相接觸。

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，其包括：支撐部，其被安排為在使用中容納頭戴式顯示系統的顯示單元的重量；以及一個或多個調節機構，其允許調節顯示單元相對於支撐部的位置。

在一些形式中，顯示單元相對於支撐部的調節可以是相對于使用者頭部成角度的和/或沿前-後方向。

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，該頭戴式顯示系統包括可伸展和剛性的彈性部件，該彈性部件基本上(substantially)是不可伸展和彈性的。

在一些形式中，定位和穩定結構進一步包括佈置在使用者頭部的相對側上並在使用中沿著使用者頭部的顳部區域延伸的相對連接件，以將後支撐結構或支撐部互連到顯示單元。

在一些形式中，連接器沿著其長度的至少一部分是剛性的。在一些形式中，每個連接器包括臂，臂具有連接到顯示單元的前端和連接到後支撐結構的後端或支撐部中的一個。在一些形式中，臂是剛性的。在一些形式中，臂的後端佈置在使用者的耳上基點處或其後面。

在一些形式中，至少一個連接器進一步包括調節機構，用於調節定位和穩定結構以適配不同大小的頭部。在一些形式中，調節機構設置在顳臂的後端與後支撐結構之間的連接處。

在一些形式中，定位和穩定結構包括連接到連接器的臂(即連接器臂)的一個或多個連接突片，並且調節機構允許調節連接突片的有效長度。在一些形式中，連接器臂的後端包含孔眼，孔眼佈置成接收連接片，調節機構包括可釋放的緊固裝置以將連接片緊固到顳臂。在一些形式中，可釋放的緊固裝置可以佈置成用於將連接片的自由端緊固回到連接片的近端部分上。可釋放的緊固裝置可以採取其他形式，例如允許摩擦、過盈、卡扣或其他機械固定裝置的夾子或保持器。

在一些形式中，所述定位和穩定結構可進一步包括前額支撐連接器。在一些形式中，前額支撐連接器可大致在矢狀面的方向上延伸，並將後支撐結構或前支撐部連接到顯示單元的上邊緣區域。在一些形式中，前額支撐連接器可以包括帶。在一些形式中，前額支撐連接器的帶可沿著其長度的至少一 部分彈性延伸。在一些形式中，前額支撐連接器的帶可以沿其長度的至少一部分是柔性的。

在一些形式中，前額支撐連接器還可以包括調節機構，用於調節定位和穩定結構以適配不同大小的頭部。在一些形式中，當前額支撐連接器處於那種形式時，調節機構可以調節前額支撐連接器的帶的有效長度。

在一些形式中，前額支撐連接器還包括前額支撐剛性件(rigidiser)，其為前額支撐連接器的一部分提供剛性。在一些形式中，前額支撐剛性件為前額支撐連接器的沿使用者頭部的前額區域定位的部分提供剛性。前額支撐剛性件的延伸和定位可說明顯示單元的正確定位並減輕施加到使用者的顴骨的壓力。在一些形式中，前額支撐剛性件可以在前額支撐連接器的其他部件上可調節(角度或平移)(或適於相對於前額支撐連接器的其他部件可調節(有角度的或平移的移))，例如前額支撐連接器的綁帶，以實現頭戴式顯示單元的精細定位，並有助於提高使用者的舒適度和貼合度。

在一些形式中，定位和穩定結構進一步包括附加的剛性件，該剛性件可以橋接該結構的其他部分，例如後支撐結構、前或後支撐部和/或連接器臂。在一些形式中，這些附加的剛性件可以說明控制顯示單元圍繞後支撐結構的運動，以進一步穩定和支撐系統。在一些形式中，這些附加的剛性件可以限制在顳連接器與後支撐結構的連接處的鉸接運動。在一些形式中，這些附加的剛性件也可以沿著後支撐結構的枕骨區域延伸，以進一步將顯示單元錨定在其正確的操作位置。在一些形式中，這些附加的剛性件可以在前額支撐連接器的其他部件上是可調節的(有角度的或平移的)(或適於相對於前額支撐連接器的其他部件可調節(有角度的或平移的))，以進一步有助於舒適性、可調節性和適配性。

在一些形式中，定位和穩定結構可以允許顯示單元的向上(例如，上面)樞轉運動，以允許顯示單元運動到非操作位置，而不需要移除定位和穩定結構(例如，向上翻式)。在一些形式中，顯示單元的樞轉運動涉及包括定位和穩定結構的樞轉裝置。在一些形式中，樞轉裝置可在前額支撐連接器處提供釋放機構和/或在顳連接器處提供有限的鉸接區域。

上述任何形式的定位和穩定結構可以包含在防護帽或其他頭部穿戴件中，或者集成到防護帽或其他頭部穿戴件中，或者可釋放地連接到防護帽或其他頭部穿戴件上。定位和穩定結構還可以包括集成在其中的其他部件，例如音訊，觸覺(觸覺的)刺激或回饋。

本技術的另一方面涉及一種頭戴式顯示單元的介面結構，其構造和安排成與使用者面部處於相對關係。

在一些形式中，介面結構包括面部接合表面，該面部接合表面包括一個或多個矽樹脂區域、或一層或多層織物材料或泡沫。

在一些形式中，介面結構可具有變化的順應性，以允許力更有選擇地分佈到使用者的面部上。在一些形式中，面部接合表面的一個或多個區域可以被形成為具有變化的厚度和/或變化的表面光潔度，由此當在使用中被壓靠在使用者的面部上時，所得到的面部接合表面可以沿其具有可變的順應性。

在一些形式中，介面結構包括：面部接合部，將面部接合部支撐在適當位置的支撐結構，以及可以是剛性的底盤(即，剛性底盤)。

本技術的另一方面涉及一種用於頭戴式顯示系統的介面結構，該介面結構圍繞顯示器延伸並限定顯示器的觀察開口。在一些形式中，所述介面結構可包括多個可調節的面部接合部，所述面部接合部位於所述介面結構的左手側和右手側中的相應一側。可調節面部接合部相對於彼此可移動。

在一些形式中，可調節面部接合部相對於介面結構的底盤可移動。介面結構可包括調節機構，例如滑動土片(或可滑動突片)或齒條齒輪式調節機構，以允許使用者選擇性地調節面部接合部的間距。

在一些形式中，介面結構包括可拆卸地安裝到顯示單元的殼體上的部件和/或區域。

本技術的一個方面涉及頭戴式顯示系統，其包括定位和穩定結構，定位和穩定結構構造和安排成將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置。該定位和穩定結構包括支撐箍，該支撐箍包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。支撐箍的後部支撐部適於在第一平面中延伸，並且支撐箍的前部支撐部適於在第二平面中延伸，並且後部支撐部的第一平面和前部支撐部的第二平面中的每一個適於橫向於矢狀面延伸。所述支撐箍包括偏移構型，在所述偏移構型中所述後部支撐部從所述前部支撐部偏移，使得所述後部支撐部的所述第一平面被安排在與所述前支撐部的所述第二平面不同的平面中。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

本技術的一個方面涉及將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置中的定位和穩定結構。該定位和穩定結構包括支撐箍，該支撐箍包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。支撐箍的後部支撐部適於在第一平面中延伸，並且支撐箍的前部支撐部適於在第二平面中延伸，並且後部支撐部的第一平面和前部支撐部的第二平面中的每一個適於橫向於矢狀面延伸。所述支撐箍包括偏移構型，在所述偏移構型中所述後部支撐部從所述前部支撐部偏移，使得所述後部支撐部的所述第一平面被安排在與所述前支撐部的所述第二平面不同的平面中。

本技術的一個方面涉及頭戴式顯示系統，其包括定位和穩定結構，定位和穩定結構構造和安排成將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置。該定位和穩定結構包括支撐箍，該支撐箍包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。所述支撐箍的所述後部支撐部被適配成在第一平面中延伸並且所述支撐箍的所述前部支撐部被適配成在第二平面中延伸，所述後部支撐部的第一平面和所述前部支撐部的第二平面中的每一個被適配成橫向於所述矢狀面延伸。所述後部支撐部和所述前部支撐部相對於彼此可移動成至少偏移構型，在所述偏移構型中所述後部支撐部從所述前部支撐部偏移，使得所述後部支撐部的所述第一平面被安排在與所述前支撐部的所述第二平面不同的平面中。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括調節機構，所述調節機構被構造和安排成允許所述後部支撐部相對於所述前部支撐部的可選擇調節。在示例中，調節機構可以被構造和安排成允許在(1)其中所述後部支撐部的所述第一平面被佈置成與所述前部支撐部的所述第二平面共面的直列配置與(2)所述至少一個偏移配置之間進行可選擇調節。在一個示例中，所述至少一個偏移配置形成所述第一平面與所述第二平面之間的間隔或位移，並且所述調節機構允許所述間隔或位移的可選擇調節。在示例中，調節機構可以允許在後部支撐部的第一平面和前部支撐部的第二平面之間形成的角度的角度調節。在示例中，後部支撐部可以包括彈性綁帶，該彈性綁帶被偏置為與使用者的枕骨區域接觸。在示例中，後部支撐部可以被配置和安排成沿著枕骨的一部分接合使用者的頭部。在示例中，前部支撐部可以被配置和安排成沿著額骨的上部接合使用者的頭部。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括至少一個連接器，所述至少一個連接器被構造和安排成將所述後部支撐部和所述前部支撐部互連 到所述顯示單元。在示例中，所述後部支撐部和所述前部支撐部在所述偏移配置中可以產生配置為抵消或抵抗由所述顯示單元引起的力矩的力矩。在示例中，所述後部支撐部包括彈性綁帶，所述彈性綁帶被偏置成與所述枕骨的一部分接觸，所述彈性綁帶產生額外的力矩以抵消或抵抗由所述顯示單元引起的力矩。在示例中，所述顯示單元包括殼體，所述殼體包括當所述頭戴式顯示單元處於所述操作位置時使用者可見的顯示器，以及介面結構，所述介面結構構造和安排成與所述使用者的面部處於相對的關係，所述使用者介面結構圍繞所述顯示器延伸並且限定通向所述顯示器的觀察開口。在示例中，定位和穩定結構還可包括一對中央支撐結構，所述一對中央支撐結構中的每一個適於圍繞所述使用者耳朵中的相應一個定位，並且其中所述顯示單元可旋轉地連接到所述一對中央支撐結構，以使所述顯示單元能夠相對於法蘭克福水平面旋轉。在示例中，前部支撐部和所述後部支撐部中的至少一個可以相對於所述一對中央支撐結構可旋轉。

本技術的一個方面涉及將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置中的定位和穩定結構。該定位和穩定結構包括支撐箍，該支撐箍包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。支撐箍的後部支撐部適於在第一平面中延伸，並且支撐箍的前部支撐部適於在第二平面中延伸，並且後部支撐部的第一平面和前部支撐部的第二平面中的每一個適於橫向於矢狀面延伸。所述後部支撐部和所述前部支撐部相對於彼此可移動成至少偏移構型，在所述偏移構型中所述後部支撐部從所述前部支撐部偏移，使得所述後部支撐部的所述第一平面被安排在與所述前支撐部的所述第二平面不同的平面中。

在示例中，定位和穩定結構可以進一步包括調節機構，所述調節機構被構造和安排成允許所述後部支撐部相對於所述前部支撐部的可選擇調 節。在示例中，調節機構可以被構造和安排成允許在(1)其中所述後部支撐部的所述第一平面被佈置成與所述前部支撐部的所述第二平面共面的直列配置與(2)所述至少一個偏移配置之間進行可選擇調節。在一個示例中，所述至少一個偏移配置形成所述第一平面與所述第二平面之間的間隔或位移，並且所述調節機構允許所述間隔或位移的可選擇調節。在示例中，調節機構可以允許在後部支撐部的第一平面和前部支撐部的第二平面之間形成的角度的角度調節。在示例中，後部支撐部可以包括彈性綁帶，該彈性綁帶被偏置為與使用者的枕骨區域接觸。在示例中，後部支撐部可以被配置和安排成沿著枕骨的一部分接合使用者的頭部。在示例中，前部支撐部可以被配置和安排成沿著額骨的上部接合使用者的頭部。在示例中，定位和穩定結構可以進一步包括至少一個連接器，所述至少一個連接器被構造和安排成將所述後部支撐部和所述前部支撐部互連到所述顯示單元。在示例中，所述後部支撐部和所述前部支撐部在所述偏移配置中可以產生配置為抵消或抵抗由所述顯示單元引起的力矩的力矩。在示例中，所述後部支撐部的部分包括彈性綁帶，所述彈性綁帶被偏置成與所述枕骨的一部分接觸，所述彈性綁帶產生額外的力矩以抵消或抵抗由所述顯示單元引起的力矩。在示例中，定位和穩定結構還可包括一對中央支撐結構，所述一對中央支撐結構中的每一個適於圍繞所述使用者耳朵中的相應一個定位，並且其中所述顯示單元可旋轉地連接到所述一對中央支撐結構，以使所述顯示單元能夠相對於法蘭克福水平面旋轉。在示例中，前部支撐部和所述後部支撐部中的至少一個可以相對於所述一對中央支撐結構可旋轉。

本技術的一個方面涉及頭戴式顯示系統，其包括定位和穩定結構，定位和穩定結構構造和安排成在使用中將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置。所述定位和穩定結構包括支撐部，所述支撐部被配置和安排成容納所述頭戴式顯示單元的重量。支撐部包括一對中央支撐結構，該對中央支撐結構 中的每一個適於圍繞使用者的耳朵中的相應一個定位。在示例中，顯示單元可旋轉地連接到所述一對中央支撐結構，以使顯示單元能夠相對於法蘭克福水平面旋轉。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

本技術的一個方面涉及將顯示單元保持在使用者面部上方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支撐部，所述支撐部被配置和安排成容納所述顯示單元的重量。支撐部包括一對中央支撐結構，該對中央支撐結構中的每一個適於圍繞使用者的耳朵中的相應一個定位。所述顯示單元可旋轉地連接到所述一對中央支撐結構，以使所述顯示單元能夠相對於法蘭克福水平面旋轉。

本技術的一個方面涉及頭戴式顯示系統，其包括定位和穩定結構，定位和穩定結構構造和安排成在使用中將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置。定位和穩定結構包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。後支撐部包括基本上不可延伸且基本上有彈性的剛性件。所述剛性件包括在所述剛性件的至少一側上的多個狹槽，並且所述多個狹槽形成多個鉸鏈。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

本技術的一個方面涉及將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置中的定位和穩定結構。定位和穩定結構包括適於接觸使用者頭部後部區域的後部支撐部和適於接觸使用者頭部前部區域的前部支撐部。後支撐部包括基本上不可延伸且基本上有彈性的剛性件。所述剛性件包括在所述剛性件的至少一側上的多個狹槽，並且所述多個狹槽形成多個鉸鏈。

本技術的一個方面涉及一種頭戴式顯示系統，其包括：定位和穩定結構，所述定位和穩定結構被構造和安排為在使用中將顯示單元保持在操作位置在使用者的面部上方；以及用於顯示單元的介面結構，其構造和安排為與 使用者的面部呈相對關係。所述介面結構包括基本上連續的面部接合表面，所述面部接合表面被適配成圍繞使用者的眼部的周邊接觸所述使用者的面部。所述介面結構包括矽酮。所述介面被配置和安排為使得施加到所述使用者面部上的力圍繞其周邊分佈。所述介面結構包括在第一區域處的第一順應性和在第二區域處的第二順應性，其中所述第一區域和所述第二區域配置為圍繞所述介面結構的周邊，以允許將所述力選擇性地分佈到所述使用者的面部上。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

本技術的另一方面涉及一種用於顯示單元的介面結構，其構造和安排成與使用者面部處於相對關係。所述介面結構包括基本上連續的面部接合表面，所述面部接合表面被適配成圍繞使用者的眼部的周邊接觸所述使用者的面部。所述介面結構包括矽酮。所述介面被配置和安排為使得施加到所述使用者面部上的力圍繞其周邊分佈。所述介面結構包括在第一區域處的第一順應性和在第二區域處的第二順應性，其中所述第一區域和所述第二區域配置為圍繞所述介面結構的周邊，以允許將所述力選擇性地分佈到所述使用者的面部上。

本技術的一個方面涉及一種頭戴式顯示系統，其包括：定位和穩定結構，所述定位和穩定結構被構造和安排為在使用中將顯示單元保持在操作位置在使用者的面部上方；以及用於顯示單元的介面結構，其構造和安排為與使用者的面部呈相對關係，所述介面結構圍繞顯示器延伸，並且限定(或形成)所述顯示器的觀察開口，當所述顯示單元處於所述操作位置時，所述顯示器對所述使用者是可見的。所述介面結構包括位於所述觀察開口的左手側和右手側中的相應一側處的面部接合部，所述面部接合部被構造和安排成相對於彼此可滑動地移動。在示例中，頭戴式顯示系統可以進一步包括顯示單元。

本技術的另一方面涉及一種用於顯示單元的介面結構，其構造和安排成與使用者面部處於相對關係。所述介面結構圍繞顯示器延伸，並且限定 (或形成)所述顯示器的觀察開口，當所述顯示單元處於操作位置時，所述顯示器對所述使用者是可見的。所述介面結構包括位於所述觀察開口的左手側和右手側中的相應一側處的可移動面部接合部，所述可移動面部接合部被構造和安排成相對於彼此可滑動地移動。

本技術的另一方面涉及頭戴式顯示系統或元件，其包括上述任何形式的定位和穩定結構和/或介面結構，以及連接到其上的顯示單元。

本技術的另一方面包括虛擬實境顯示介面或設備，虛擬實境顯示介面包括上述頭戴式顯示系統的各方面的示例。

在上述頭戴式顯示系統的各方面的示例中，顯示單元包括顯示器，顯示器配置為選擇性地輸出在操作位置中對使用者可見的電腦生成圖像。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，顯示單元包括殼體。

在一些形式中，殼體支撐顯示器。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，所述顯示單元包括介面結構，所述介面結構聯接到所述殼體並且被安排為在所述操作位置中與所述使用者的面部處於相對關係。

在一些形式中，所述介面結構至少部分地形成觀察開口，所述觀察開口配置為在所述操作位置中至少部分地接收所述使用者的面部。

在一些形式中，所述介面結構至少部分地由不透明材料構造，所述不透明材料構造成至少部分地阻擋環境光到達所述操作位置中的所述觀察開口。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，顯示單元包括至少一個透鏡，至少一個透鏡聯接到殼體並且佈置在觀察開口內並且與顯示器對準，使得處於操作位置中。

v在一些形式中，使用者可以通過至少一個透鏡觀察顯示器。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，控制系統具有與處理器通信的至少一個感測器。

在一些形式中，至少一個感測器配置為用於測量參數並且將測量值傳送至處理器。

在一些形式中，處理器配置為基於測量值改變由顯示器輸出的電腦生成圖像。

本技術的另一方面包括增強現實顯示介面或設備，增強現實顯示介面或設備包括上述頭戴式顯示系統的各方面的示例。

在上述頭戴式顯示系統的各方面的示例中，顯示單元包括顯示器，顯示器由透明或半透明材料構成並且配置為選擇性地提供使用者可觀察的電腦生成圖像。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，顯示單元包括殼體。

在一些形式中，殼體支撐顯示器。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，所述顯示單元包括介面結構，所述介面結構聯接到所述殼體並且被安排為在所述操作位置中與所述使用者的面部處於相對關係。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，在操作位置，定位和穩定結構配置為支撐顯示單元。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，顯示器配置為在操作位置中與使用者的眼部對準，使得使用者可以通過顯示器至少部分地觀察物理環境，而不管由顯示器輸出的電腦生成圖像。

在上述頭戴式顯示系統的方面的示例中，所述頭戴式顯示系統進一步包括控制系統，所述控制系統具有與處理器通信的至少一個感測器。

在一些形式中，至少一個感測器配置為用於測量參數並且將測量值傳送至處理器。

在一些形式中，處理器配置為基於測量值改變由顯示器輸出的電腦生成圖像。

在一些形式中，所述至少一個透鏡包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡

在一些形式中，第一透鏡和第二透鏡是菲涅耳透鏡。

在一些形式中，顯示器包括被分割成第一區段和第二區段的雙目顯示器，第一區段與第一透鏡對準並且第二區段與第二透鏡對準。

在一些形式中，控制器具有可由使用者的手指選擇性地接合的至少一個按鈕，所述控制器與所述處理器通信並且配置為當所述至少一個按鈕被接合時向所述處理器發送信號，所述處理器配置為基於所述信號改變由所述顯示器輸出的電腦生成圖像。

在一些形式中，所述至少一個透鏡包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡。

當然，這些方面的一部分可以形成本技術的子方面。子方面和/或方面中的各個方面可以各種方式進行組合，並且還構成本技術的其他方面或子方面。

考慮到以下詳細描述、摘要、附圖和請求項中包含的資訊，本技術的其他特徵將變得顯而易見。

10:頭戴式顯示系統

11:使用者介面結構

12:顯示單元

14:定位和穩定結構

15:外層

16:後支撐箍

17:內層

18:顳連接器

20:後邊緣區域

21:上邊緣區域

22:顯示單元殼體

24:前額支撐連接器

25:前額支撐件

26:顳臂

27:前額接觸部

28:前端

29:前額接觸表面

30:後端

32:剛性件

34:彈性部件

35:面部接觸表面

36:突片

38:頂骨部

40:枕骨部

42:連接綁帶

44:孔眼

48:前額支撐綁帶

50:調節機構

52:前額支撐孔

54:片部分

110:頭戴式顯示單元系統

112:顯示單元

114:定位和穩定結構

116:後支撐箍

118:顳連接器

120:後邊緣區域

121:上邊緣區域

122:顯示單元殼體

124:前額支撐連接器

126:顳臂

138:頂骨部

140:枕骨部

142:連接綁帶

148:前額支撐綁帶

150:調節機構

152:前額支撐孔

154:片部分

156:前額支撐剛性件

210:頭戴式顯示器系統

212:顯示單元

214:定位和穩定結構

216:後支撐箍

218:顳連接器

220:後邊緣區域

222:顯示單元殼體

238:頂骨部

240:枕骨部

242:連接綁帶

310:頭戴式顯示系統

312:顯示單元

314:定位和穩定結構

316:後支撐箍

318:顳連接器

322:顯示單元殼體

324:前額支撐連接器

326:顳臂

332:剛性件

338:頂骨部

340:枕骨部

348:前額支撐綁帶

358:延伸的剛性件

360:偏置的延伸的剛性件

362:中間調節機構

363:孔

364:顳部調整機構

368:後端

410:頭戴式顯示系統

411:介面結構

413:面部介面

414:定位和穩定結構

422:顯示單元殼體

510:頭戴式顯示系統

512:顯示單元

514:定位和穩定結構

516:支撐箍

518:連接器

520:後邊緣區域

522:顯示單元殼體

524:前額支撐連接器

526:臂

528:前端

530:後端

538:正面部分

539:平面

540:枕骨部

541:樞轉點

542:連接綁帶

543:狹槽

545:位移

549:平面

556:前額支撐剛性件

562:調節機構

563:孔

564:聯接器

566:導引件

568:後端

603:蝶骨

607:顴弓

610:頭戴式顯示系統

611:介面結構

612:顯示單元

613:面部接合表面

614:定位和穩定結構

615:介面支撐結構

617:脊

621:底盤

622:顯示單元殼體

623:接合元件

631:鼻架

638:正面部分

640:枕骨部

662:中央支撐結構

711:介面結構

713:面部接合表面

715:支撐結構

721:底盤

722:顯示單元殼體

723:接合元件

725:支承法蘭

731:鼻架

811:介面結構

813:面部接合表面

815:支撐結構

821:底盤

827:上部

831:鼻架

910:頭戴式顯示系統

911:介面結構

920:底盤

922:顯示單元殼體

923:目鏡

931:鼻架

1013:面部接合表面

1021:底盤

1031:鼻架

1033:閥瓣

711':介面結構

713':面部接合表面

715':支撐結構

813':面部接合表面

829':泡沫襯墊

913':面部接合表面

711":介面結構

713":面部接合表面

715":支撐結構

813":面部接合表面

829":泡沫襯墊

913":面部接合表面

1108:接合結構

1110:介面結構

1112:彎曲輪廓邊緣

1114:定位和穩定結構

1116:部分

1120:使用者頭部

1122:使用者頭部

1134:定位和穩定結構

1140:面部投影

1142:介面結構

1144:區域

3000:顯示裝置

3100:顯示單元

3104:顯示幕

3200:顯示殼體

3400:光學透鏡

3500:定位和穩定結構

3600:控制器

3602:按鈕

7000:控制系統

7002:感測器

7004:處理器

本技術在附圖的各圖中以舉例而非限制的方式例示，附圖中的相似參考數位指代相似元件，包括：面部解剖學

圖1a是具有標識的若干個表面解剖學特徵的面部的前視圖，包括內眥、眉弓和顱頂肌、上唇、上唇紅、鼻翼、鼻唇溝和口角。還示出了矢狀面的左側和右側以及上、下、徑向向內和徑向向外的方向。

圖1b是具有標識的表面解剖結構的幾個特徵的頭部的側視圖，包括顳下頜關節，眉間，鼻樑點，鼻樑，顴弓/骨，耳上附著點，外枕骨隆突，耳下附著點，鼻突點，鼻中隔下點，鼻翼脊點和顳肌。還標示了上下以及前後方向。

圖1c是頭部的另一側視圖。指出了法蘭克福水平面的大致位置。還指出了冠狀面。

圖1d示出了具有頭部表面輪廓以及若干種肌肉的頭骨側視圖。示出了如下骨：額骨、蝶骨、鼻骨、顴骨、上頜骨、下頜骨、頂骨、顳骨和枕骨。示出了如下肌肉：小咬肌和斜方肌。

圖1e示出了鼻部的前外側視圖。顯示了以下骨骼：額骨、眶上孔、鼻、鼻中隔軟骨、外側軟骨、眼眶和眶下孔。

結構的形狀

圖2a示出了在點P處通過結構的橫截面的示意圖。指示了點P處的向外法線。在該點處的曲率具有正號，並且當與圖2b所示的曲率幅度相比時具有相對大的幅度。

圖2b示出了在一點處通過結構的橫截面的示意圖。指示了在點處的向外法線。在點處的曲率具有正號，並且當與圖2a所示的曲率幅度相比時具有相對小的幅度。

圖2c示出了在一點處通過結構的橫截面的示意圖。指示了在點處的向外法線。在點處的曲率具有零值。

圖2d示出了在一點處通過結構的橫截面的示意圖。指示了在點處的向外法線。在點處的曲率具有負號，並且當與圖2e所示的曲率幅度相比時具有相對小的幅度。

圖2e示出了在一點處通過結構的橫截面的示意圖。指示了在點處的向外法線。在點處的曲率具有負號，並且當與圖2d所示的曲率幅度相比時具有相對大的幅度。

圖2f、2g和2h示出了密封形成結構。圖2f中指示了襯墊的外表面。圖2g中指示了該表面的邊緣。圖2g中指示了點A和B之間的表面上的路徑。圖2g中指示了A和B之間的直線距離。圖2h中指示了兩個鞍狀區域和一個圓頂區域。

圖2i示出了左耳，包括左耳螺旋。

圖2j示出了右手螺旋。

圖2k示出了右耳，包括右耳螺旋。

圖2l示出了左手規則。

圖2m示出了右手規則。

圖2n示出了在表面上具有一維孔的結構的表面。圖示的平面曲線形成了一維孔的邊界。

圖2o示出了穿過圖2n的結構的截面。所示的表面在圖2n的結構中限定二維孔。

圖2p示出了圖2n的結構的透視圖，包括二維孔和一維孔。還示出了在圖2n的結構中界定二維孔的表面。

頭戴式顯示器

定位和穩定結構

圖3a至圖3c分別是根據本技術第一示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖、前視圖和俯視圖。

圖3d是根據本技術的示例的圖3a至圖3c的頭戴式顯示器組件的顳臂的截面視圖。

圖3e是根據本技術的另一示例的圖3a至圖3c的頭戴式顯示器組件的顳臂的截面視圖。

圖4a至4c分別是根據本技術的第二示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖、前視圖和俯視圖。

圖5a至圖5c分別是根據本技術第三示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖、前視圖和俯視圖。

圖6是根據本技術第四示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖。

圖7a至7c分別是根據本技術的第四示例的變型的頭戴式顯示系統的側視圖、前視圖和俯視圖。

圖8是根據本技術的第四示例的變型的使用中的頭戴式顯示元件的俯視圖。

圖9a和圖9b分別是根據本技術的示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖。

圖10a至10c是根據本技術的示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的側視圖。

圖11a至11c是根據本技術的示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的示意性側視圖。

圖12a和12b是根據本技術的示例的頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的示意性側視圖。

圖12c是頭戴式顯示系統的定位和穩定結構的示意性側視圖，示出了根據本技術的示例的可調節特性。

圖13a和13b是包括根據本技術的示例的頭戴式顯示系統的前額支撐佈置的定位和穩定結構的示意性側視圖。

圖14a是根據本技術的示例的定位和穩定結構的示意性側視圖。

圖14b是根據本技術的示例的定位和穩定結構的示意性側視圖，該定位和穩定結構具有以第一配置和第二配置的示例配置的前部。

圖14c是根據本技術的示例的定位和穩定結構的示意性側視圖，其示出了向量位置。

圖14d是根據本技術的示例的定位和穩定結構的示意性側視圖，該定位和穩定結構具有以第一配置和第二配置的示例配置的顯示單元。

介面結構

圖15a是根據本技術的示例的使用中的介面結構的穿過軸線A-A的剖開正視圖，左手側示出了介面結構的位置，右手側示出了由介面結構接合的近似面部區域。

圖15b是圖15a的使用中的介面結構的側視圖。

圖16a、16b和16c分別是根據本技術的第二示例的使用中的介面結構的側視圖、俯視圖和前視圖。

圖17a是穿過圖16c的軸線B-B的側視橫截面視圖，示出了根據本技術的示例的支撐結構和面部接合表面。

圖17b是穿過圖16c的軸線B-B的側視橫截面視圖，示出了根據本技術的示例的進一步包括支撐法蘭的支撐結構和面部接合表面。

圖18是根據本技術的第三示例的使用中的介面結構的前俯視圖。

圖19是根據本技術的第四示例的使用中的介面結構的局部前俯視圖。

圖20a、20b、20c和20d是根據本技術的第五示例的使用中的介面結構的透視圖。

圖21a是穿過圖20b的軸線C-C的側視橫截面視圖，示出了包括直接附接到根據本技術的示例的支撐結構的上部上的泡沫襯墊的面部接合表面。

圖21b是穿過圖20b的軸線C-C的側視橫截面視圖，示出了覆蓋泡沫襯墊的面部接合表面，泡沫襯墊被直接附接到根據本技術的示例的支撐結構的上部上。

圖22是根據本技術的第六示例的使用中的介面結構的後視圖，其中介面結構的寬度W是可調節的。

圖23a和23b是根據本技術的示例的使用中的可調節介面結構分別在較寬的透鏡寬度XX和較窄的透鏡寬度YY處從下方觀察的橫截面圖。從第一透鏡的中心軸(例如軸E-E)到第二透鏡的中心軸(例如軸D-D)測量透鏡寬度。

圖24是根據本技術的第七示例的使用中的介面結構的後視圖。

人體測量資料模型

圖25a和25b是根據本技術的示例的基於頭部形狀變化的尺寸和聚類的人體測量資料模型。

圖26a和26b是根據本技術的示例的基於指定面部區域的尺寸的人體測量資料模型。

圖27a和27b是根據本技術的示例的基於人體測量界標的尺寸的人體測量資料模型。

材料

圖28是根據本技術的示例的定位和穩定結構的橫截面視圖。

圖29是根據本技術的另一示例的定位和穩定結構的橫截面視圖。

圖30是根據本技術示例的接合結構(例如，介面結構或定位和穩定結構)在使用時對用戶的頭部施加壓力的特寫側視圖，其中壓力是施加在表面上的力除以該力作用的面積。

圖31是根據本技術的示例的接合結構扭轉T的特寫側視圖，所述接合結構扭轉T用以改進接合，且因此使用接合結構時實現作用在使用者頭部上的壓力的均勻(或均勻)分佈。

圖32是根據本技術的示例的使用者頭部的至少一部分(例如，冠部)上的定位和穩定結構的特寫前視圖。

圖33是根據本技術的示例的呈綁帶形式的定位和穩定結構的彈性部分的特寫俯視圖。

圖34是當根據本技術的示例接合結構的特寫側視圖，該接合結構在使用時，在接合使用者頭部的突起時是局部順應性的。

VR和AR頭戴式顯示裝置的示例

圖35是根據本技術的示例的VR頭戴式顯示裝置的透視圖。

圖36是根據本技術的示例的控制器和控制系統的示意圖。

圖37是根據本技術的示例的AR頭戴式顯示裝置的透視圖。

在更進一步詳細描述本技術之前，應當理解的是本技術並不限於本文所描述的特定示例，本文描述的特定示例可改變。還應當理解的是本公開內容中使用的術語僅是為了描述本文所描述的特定示例的目的，並不意圖進行限制。

提供與可共有一個或多個共同特點和/或特徵的各種示例有關的以下描述。應理解的是任何一個示例的一個或更多個特徵可以與另一個示例或其他示例的一個或多個特徵組合。另外，在示例的任一項中，任何單個特徵或特徵的組合可以組成另外的示例。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統構造和安排成提供平衡的系統，即，在沿使用者的頭部和/或面部的任何奇點處不過度收緊，同時提供圍繞 使用者眼部的基本上完全密封，即，在虛擬實境頭戴式顯示器的使用中提供或促進完全沉浸。即，根據本技術的示例的頭戴式顯示系統提供了更均勻的適配，結構和佈置成以舒適穩定的方式分配壓力(例如，通用和區域負載分配)，以減少熱點或局部應力點。

此外，根據本技術的示例的頭戴式顯示系統包括柔軟且柔性(例如，彈性)的材料(例如，透氣材料，例如，織物-泡沫複合材料)，其構造和安排成允許與使用者的頭部更一致並且緩衝以提供舒適性。此外，根據本技術的示例的頭戴式顯示系統包括簡單的調節機構，以便於在使用者的頭部上進行調節並且允許寬的適配範圍。

頭戴式顯示器

定位和穩定結構

為了將顯示單元保持在其正確的操作位置，頭戴式顯示系統進一步包括佈置在使用者頭部上的定位和穩定結構。舒適的定位和穩定結構需要能夠以使面部印記和長時間使用帶來的不舒適最小化的方式適應由顯示單元的重量引起的負載。還需要允許通用配合而不犧牲舒適性、可用性和製造成本。設計標準可以包括在具有低靈巧性閾值的低接觸簡單設置解決方案的預定範圍上的可調性。進一步的考慮包括迎合可以使用頭戴式顯示系統的動態環境。作為虛擬環境的沉浸體驗的一部分，使用者可以在使用頭戴式顯示系統的同時通信，即說話。以此方式，使用者的下頜或下頜骨可相對於顱骨的其他骨骼移動。此外，在頭戴式顯示系統(例如，虛擬實境顯示器)的使用期間，整個頭部可能會移動。例如，移動可包括使用者的上身並且在一些情況下下身的移動，並且具體地，頭部相對於上身和下身的移動。

圖3a和3b示出了根據本技術的第一示例的用於頭戴式顯示系統或元件10的定位和穩定結構14。頭戴式顯示系統10包括頭戴式顯示單元12(或 顯示單元12)，以及用於在使用中將顯示單元12保持在使用者面部上方的操作位置的定位和穩定結構14。

顯示單元12包括使用者介面結構11，其被構造和安排成與使用者的面部成相對關係，即使用者介面結構面向或放置成與使用者的面部相對，如圖3c所示。使用者介面結構11在顯示單元殼體22所容納的顯示器周圍延伸。使用者介面結構11可以圍繞顯示器延伸並且限定到顯示器的觀察開口(即，用於觀察的開口)。使用者介面結構11圍繞使用者的眼部延伸，並且可以例如，沿著使用者的鼻子、面頰和/或前額與使用者的面部接合(例如，光密封)。

在圖3a至3c的示例中，定位和穩定結構14包括後支撐箍16(也稱為後支撐結構)和至少一個連接器，後部支撐箍適於接觸使用者頭部的區域(例如，可定位在使用者頭部的頭頂)，連接器構造和安排成將後支撐箍16與顯示單元12相互連接(連接)。在所說明的示例中，至少一個連接器包括設置在使用者頭部的相應側上的相對的顳連接器18，相對的顳連接器18將後支撐箍16與顯示單元12的顯示單元殼體22的相應後緣區域20相互連接，以及前額支撐連接器24，其延伸跨過使用者的額骨以將後支撐箍16與顯示單元殼體22的上邊緣區域21相互連接(或連接)。然而，應瞭解，可提供一個或更多連接器以將後支撐箍16與頭戴式顯示單元12相互連接。

顳部連接件

每個相對的顳連接器18包括顳臂26。每個顳臂26包括前端28和後端30，前端28安裝到顯示單元殼體22的相應後緣區域20，後端30形成可釋放聯接的一部分以將顳臂26連接到後支撐箍16。

在一些形式中，每個顳臂26包括剛性件32、回彈(例如彈性體和/或織物)部件34和佈置在後端30處用於連接到後支撐箍16的突片36。在一個示例中，每個顳臂26的一部分在使用中與使用者的頭部的，例如在使用者的 耳朵上方的，耳上基點附近的區域接觸。在一個示例中，顳臂26佈置成在使用中大致沿著或平行於頭部的法蘭克福水平面(Frankfort Horizontal plane)延伸，並且在使用者的例如頰骨上方高於顴骨。

定位和穩定結構14的優點在於其相對自支撐和/或能夠保持其形狀而不被磨損。這可以使使用者更直觀或明顯地理解如何使用定位和穩定結構，並且可以與完全鬆軟且不保持形狀的定位和穩定結構形成對比。在一種形式中，剛性件提供定位和穩定結構的自支撐方面。

剛性件

在該技術的一些形式中，例如在剛性件32中，剛性件32可以採取硬化和/或加厚元件的形式。在一種形式中，剛性件32可以封裝在每個顳臂26的彈性(例如彈性體和/或織物)部件34內。例如，圖3d示出了配置為包封剛性件32的封蓋形式的彈性部件34(例如，彈性體和/或織物)的示例。在示例中，織物部件34包括佈置在剛性件32的一側上的面部接觸側，其可提供適於在使用中接觸使用者面部的柔軟的面部接觸表面35。在一些替代形式中，剛性件可以被縫合或以其他方式附接(例如，包覆成型)到彈性部件34，或者彈性部件可以由可以通過熱處理選擇性地剛化的材料製成。例如，圖3e示出了附接到剛性件32的面部接觸側的彈性部件34(例如彈性體和/或織物)的示例，其可以提供在使用中適於接觸使用者面部的柔軟的面部接觸表面35。在一個示例中，彈性部件34可以包括織物材料或織物-泡沫複合材料(例如，透氣材料，例如，包括外織物層和內泡沫層的多層構造)，以為剛性件32提供軟支撐，以緩衝抵靠使用者的頭部以優化舒適度。剛性件32可允許每個顳臂26或與其連接或形成的其他部件在用戶未佩戴時保持使用中的形狀和配置。有利地，在使用前將顳臂26保持在使用狀態可以在使用者戴上定位和穩定結構時防止或限制變形，並且允許使用者快速地適配或佩戴顯示系統10。

在一個示例中，剛性件32可以由剛性材料製成，例如Hytrel^®(熱塑性聚酯彈性體)。在圖3a至3c的示例中，每個顳臂26的剛性件32的剛性性質(即，非延展性)限制了使用時顳臂26的伸長或變形的幅度。有利地，這種構型能夠更有效地(即，直接)通過顳臂26傳遞張力。

在某些形式中，定位和穩定結構可以被設計成例如定位和穩定結構“開箱即用”並且通常進入其使用配置或形狀。此外，定位和穩定結構可以被安排成開箱即用，例如，可以形成剛性件以保持定位和穩定結構的一些或部分的形狀。有利地，定位和穩定結構的取向對於使用者是清楚的，因為定位和穩定結構的形狀通常是彎曲的，非常像使用者頭部的後部。即，定位和穩定結構大致為圓頂形。

在此描述的定位和穩定結構的另一個方面是引導顯示單元12與使用者的面部直接接觸，即，定位和穩定結構的力，即力向量，可以使顯示單元垂直于或法向於使用者的面部施加壓力。

在示例中，剛性件32形成杠杆臂(例如剛性件臂32)，即圍繞後支撐箍16樞轉的裝置。有利地，後支撐箍16可以為定位和穩定結構14提供錨定點，因此形成樞轉點。剛性件可以圍繞後支撐箍16的錨定點鉸接，以使得前額支撐連接器24能夠相對於使用者的鼻子升高或降低顯示單元12的位置。有利地，這種構型可以使夾緊壓力的幅度最小化，以穩定使用者頭上的顯示單元12。

在本技術的一些形式中，剛性件可以是彎曲的，使得其採取月牙形、半圓形或部分月牙形的形狀。

剛性件臂32可具有大致細長且平坦的配置(例如，見圖3a)。換句話說，剛性件臂比厚(進入紙平面的方向)更長和更寬(在紙平面中從上到下的方向)。在示例中，剛性件臂32的厚度和/或寬度可以沿著其長度的至少 一部分變化，例如，剛性件臂32可以沿著其長度包括更寬和更薄的區段，以便於連接和分配負荷。

雖然剛性件臂可以如圖3a至5c所示是平坦的，但是應當理解，剛性件臂可以在進入紙平面的方向上具有期望的空間配置(例如，參見圖6和7a至7c)，特別是為了允許與使用者面部的形狀(例如，使用者頭部的側部區域的形狀(例如，參見圖7a至7c)改進的對準。如圖6和7a至7c所示，剛性件臂具有在所有三個軸線(X、Y和Z)上都具有曲率的三維形狀。儘管剛性件臂的厚度可以基本均勻，但其高度或寬度在其整個長度上是變化的。剛性件臂32的形狀和尺寸的目的是緊密地符合使用者的頭部，以便保持不引人注目並且維持低輪廓(即，沒有看起來過於龐大)。

剛性件臂可以具有縱向軸線，該縱向軸線可以理解為基本上平行於紙平面的軸線，剛性件臂沿著該縱向軸線延伸(作為示例，見圖5a和圖7a中的虛線)。

在該技術的一些形式中，剛性件(例如剛性件臂32)比彈性(例如彈性體和/或織物)部件34剛性更大，並且比顯示單元殼體22剛性更小。特別地，剛性件臂和/或彈性部件是這樣的，即在組合中，剛性件臂在至少一個方向上或在至少一個軸線中或圍繞至少一個軸線賦予彈性部件以形狀和增加的剛度。

剛性件32能夠沿著其長度彎曲或變形，但是抵抗或防止定位和穩定結構沿著剛性件的縱向軸線伸展(見圖5a和圖7a中的虛線)。如圖5a和7a所示，剛性件的縱向軸線沿著剛性件的長度延伸(例如，大致通過其中心)，並且可以是直的(圖5a)或彎曲的(圖7a)。剛性件可以是基本上不可延伸的和彈性的。根據本技術的剛性件優選地具有以下特徵中的一個或多個：保持其形狀，允許部件重新定向力，即力向量，圍繞曲線，例如圍繞臉頰、或圍繞耳 朵，彎曲的能力和/或在某些平面中提供保持預定形式的結構。

在一種形式中，剛性件32可以是柔性的或者能夠沿著剛性件的縱向軸線符合使用者的頭部。然而，在一種形式中，剛性件可以構造成使得其不能在其寬度上彎曲或變形。這使得定位和穩定結構是舒適的，同時保持其將顯示器錨定在適當位置的結構功能(例如，剛性件在一個方向(到使用者的頭部上)上是柔性的，而在另一個方向上提供支撐或承載)。

在一些形式中，剛性件32可以具有弓形或彎曲。可以在剛性件的一個或多個選擇區域中提供彎曲，以允許剛性件在該區域處容易地彎曲或鉸接。彎曲可以是弱化區域，以在剛性件中實現柔性，使得弱化部分用作活動鉸鏈。這種靈活性對於配合較大範圍的使用者頭部尺寸是有益的。彎曲部可以定位成允許剛性件的部分朝向使用者的耳朵向外彎曲和/或朝向使用者頭部的中心向內彎曲。

在一些形式中，剛性件32包括多個狹槽(例如，在臂的每一側上，即，在臂的前側和後側上的狹槽)，並且多個狹槽沿著部件(諸如顳連接器18)形成多個鉸鏈。鉸鏈在每個臂中形成柔性部分。例如，當與沒有任何柔性部分的剛性件臂相比時，鉸鏈允許臂鉸接並順應面頰區域的微小變化，並且在頭帶張緊時更均勻地分配面部上的負載。在一些形式中，在剛性件在大致縱向方向上伸長延伸的情況下，鉸鏈和/或弱化區域可橫向於縱向方向延伸或可在縱向方向上延伸以增加允許的順應性。

在一些形式中，狹槽通常彼此平行，通常彼此均勻地間隔開，並且在臂的厚度中包括類似的寬度和深度。然而，應當理解，狹槽可包括其他合適的佈置和配置以改變臂的位置和柔性特徵，例如，狹槽的數量，臂的一側或兩側(前側和/或後側)上的狹槽，狹槽之間的間隔、寬度、深度、臂上狹槽的取向或角度(例如，狹槽相對于彼此成角度以提供不同取向的彎曲)。在示例 中，這些狹槽中的一個或多個可以填充有柔性材料，例如，由該狹槽形成的窄凹陷或凹槽可以接收柔性材料。在可替換的示例中，鉸鏈可以由通過剛性區段間隔開的多個柔性區段(例如，由柔性或可彎曲材料形成的柔性區段)提供。

在一些形式中，剛性件32可包括引導或限定彈性(例如，彈性體和/或織物)部件(即，後支撐箍16)的拉伸方向或路徑的材料。換句話說，使用者沿基本平行於剛性件32的縱向軸線的方向拉伸定位和穩定結構14(見圖7a中的虛線)。定位和穩定結構14在其他方向上的拉伸導致剛性件相對於顯示單元殼體22的旋轉，這是不希望的。剛性件的剛性使剛性件朝向其自然的未旋轉的未扭轉的和未變形的狀態偏置。在某種程度上，這使得定位和穩定結構14成為自調節頭戴式顯示系統。在示例中，剛性件可以被偏置到特定的尺寸(例如相對較小的配合)，並且剛性件可以例如通過打開或向外彎曲以按比例縮放頭部尺寸來針對使用者的頭部進行調節，由此符合使用者頭部的形狀並且根據需要提供支撐。

在一些形式中，彈性(例如彈性體和/或織物)部件可包封剛性件。例如，織物可以包覆模制到剛性件的一側上(例如，參見圖3e)。剛性件可以包封在合適的彈性(例如彈性體和/或織物)材料內，以提高使用者的舒適度和耐磨性(例如，參見圖3d)。織物可以佈置在剛性件的使用者接觸側上，以提供與使用者皮膚的柔軟接觸。

在一些形式中，剛性件可以與彈性部件分開形成，然後包含使用者接觸材料(例如，Breath-O-Prene^TM)的保護套(封蓋或包圍件)可以包裹或滑動到剛性件上。在可選的實施例中，剛性件可以通過粘合劑、超聲波焊接、縫紉、鉤環材料和/或雙頭螺栓連接件製作。在一個實施例中，使用者接觸材料(即，安排成在使用中接觸使用者皮膚的柔軟或舒適的材料(例如，Breath-O-Prene^TM))可在剛性件的兩側上，或可選地可僅在剛性件的使用者接 觸側上，以減小材料的體積和成本。

剛性件也可以由施加到彈性部件的附加材料層形成，例如矽酮、聚氨酯或其他粘性材料，其可以施加到彈性部件以加強彈性部件。也可以使用矽酮珠或聚合物包覆成型。

剛性件可以具有由兩種或更多種材料(剛性或半剛性材料)構成的複合結構。例如，可以通過加厚或處理織物使其更硬或阻止材料拉伸來構造剛性件。在示例中，織物可以印刷成使得來自印刷的油墨限制或降低織物拉伸的能力。另外，織物可以在選擇的區域中縫合以使其變硬。而且，織物可以在選定區域中超聲焊接以使織物變硬。

在一些替代形式中，剛性件可由非織造材料(例如網)構造，使得其抵抗在至少一個方向上的拉伸。可替換地，剛性件可以由編織材料形成，其中材料的紋理被對齊，使得織物在使用時不會在橫向上拉伸以固定和錨定定位和穩定結構。

在示例中，剛性件可以由Hytrel®形成，而顯示單元殼體22可以由聚丙稀(PP)形成。PP是具有良好抗疲勞性的熱塑性聚合物。Hytrel®對於形成剛性件32是理想的，因為這種材料抗蠕變。由於這些材料不能整體結合，顯示單元殼體22可以包覆成型到剛性件32上以形成牢固的連接，即，顳臂26的前端28和顯示單元殼體22的後部邊緣區域20之間的接合。

在替代形式中，剛性件(例如剛性件臂)可由提供高彈性特性的TPE製成。例如，可以使用Dynaflex^TM TPE化合物或Medalist^® MD-1 15。殼體可以由聚丙烯(PP)材料製成。在TPE中模制的剛性件的優點在於，其使得剛性件和顯示單元殼體能夠永久地彼此連接。換句話說，在兩個部件之間形成了融合鍵或化學鍵(分子粘附)。

將剛性件連接到顯示單元殼體的接頭可以提供柔性的目標點，並 且接頭可以成形和形成為允許在期望的方向和程度上彎曲。因此，一旦頭戴式顯示系統被佩戴並且顳臂26通過來自定位和穩定結構14的後支撐箍16的張力而受到應力，則剛性件32可以在接頭處彎曲以允許它們保持面部框架形狀，同時幫助將顳臂26相對於使用者的面部保持在期望的位置。

雖然已將剛性件和顯示單元殼體描述為永久地彼此連接，但是可以設想，剛性件(即，顳臂)可以例如通過機械夾(卡扣配合)元件從顯示單元殼體拆卸。這種佈置可以提供具有可更換的顯示單元和/或定位和穩定結構的模組化系統。

後支撐箍(或支撐箍)

後支撐結構或箍16可具有環狀形式的箍的形式(類似於圖7b中所示的後支撐箍316的環狀形式)，並且被安排成具有三維輪廓曲線以適配或符合使用者的頭部的後部的形狀，例如，使用者的頭頂的形狀。在示例中，支撐箍提供了一種箍型或環狀安排(例如，閉環)，該箍型或環狀佈置被適配成用於將使用者頭部的一部分包圍或環繞在它們之間。應當理解，支撐箍不限於環形或圓形，例如，支撐箍可以是橢圓形或部分圓形/橢圓形或C形。後支撐箍16包括頂骨部或頂骨綁帶部38，其在使用中適於鄰近使用者頭部的頂骨，以及枕骨部或枕骨綁帶部40，其在使用中適於鄰近使用者頭部的枕骨。在示例中，枕骨部40優選地在使用中沿枕骨的一部分佈置，例如，沿枕骨的鄰近或接近頸部肌肉附接到枕骨的接合處的一部分佈置，並且頂骨部38優選地在使用中佈置在冠狀面的後面。在示例中，枕骨部40適於沿著枕骨在頸部肌肉附接到枕骨的接合處上方的一部分定位。接合部也可稱為枕外隆突(EOP)。然而，枕骨部40在使用者頭部上的確切位置可根據其使用的使用者頭部使用的枕骨部40的大小和形狀而變化，例如，枕骨部40可定位成鄰近枕骨的頸部肌肉所附接的部分，在其上方或在其下方。在示例中，枕骨部40可以佈置在枕骨下方或下面靠近頸 部肌肉所附接的接合處。後支撐箍16的這種箍狀裝置(例如，環形或圓形或卵形或部分圓形/卵形或C形)將定位和穩定結構14錨定在使用者頭部的後部或後部隆起周圍，提供了有效的支撐結構以將重量(即，顯示單元)保持在使用者頭部的前部。後支撐箍16可由彈性材料形成，彈性材料可用於伸展箍並將後支撐箍16牢固地保持在適當位置。

在示例中，後支撐箍的三維形狀可以具有大致圓形的三維形狀，該三維形狀適於在使用中罩住使用者頭部的頂骨和枕骨。

在示例中，枕骨部40與枕骨接合，以便將枕骨部40和後支撐箍16保持在適當的位置，並防止定位和穩定結構向上騎在使用者頭部的背面。此外，頂骨部38可以捕獲或越過使用者頂骨的上部，從而防止定位和穩定結構沿使用者的頭部向下滑回。

後支撐箍16進一步包括相對的連接綁帶42或突片(例如，參見圖3a)。

在示例中，後支撐箍16在大致豎直方向上定向，即，在大致平行於冠狀面的豎直平面中佈置。後支撐箍16的這種裝置將後支撐箍16適當地定向在使用者頭部的頭頂，以支撐由連接綁帶42施加的橫向(即，水準)張力，並支撐顯示單元12的重量。

後支撐箍16和連接綁帶42可以由彈性和/或織物材料形成以幫助符合使用者頭部的形狀，例如後支撐箍16和連接綁帶42提供伸展能力。而且，在使用者的頭部後面的這種彈性和/織物材料可以允許更容易地將顯示單元12抬離使用者的面部，例如，當定位和穩定結構14保持在使用者的頭部上時，將顯示單元12從使用者的眼部移開以與某人交談。例如，後支撐箍16可以是氯丁橡膠材料，或其他織物-泡沫複合材料(例如，透氣材料，例如，包括外部織物層和內部泡沫層的多層構造)，或間隔織物。有利地，織物可以提供軟支撐結 構以將顯示單元12穩定在使用者的頭部上，並且允許定位和穩定結構14緩衝抵靠使用者的頭部以優化舒適度。

包括顳臂26的部分的後支撐箍可以是可拉伸的。這使得定位和穩定結構14能夠被拉伸，這導致舒適的(或相對平坦的)力-位移(或延伸)輪廓。在示例中，當定位和穩定結構14在負載L下被拉伸分開時，應變力可基本均勻地分佈在定位和穩定結構14上。因此，定位和穩定結構14相對於位移(x軸)具有相對平坦的力(y軸)分佈，從而說明當定位和穩定結構14延伸時，特別是當與現有技術結構相比時，該力變化不大。

可調節(連接)綁帶

綁帶將被理解為是設計來抵抗張力的結構。在使用中，連接綁帶42是處於張力下的定位和穩定結構14的一部分。在本技術的某些形式中，連接綁帶42可以是可彎曲的並且例如是非剛性的。這方面的一個優點是連接綁帶對於使用者拉緊他們的頭部來說更舒適。

如將要描述的，一些綁帶將由於張力而施加彈力。定位穩定結構14的綁帶提供保持力以克服重力對顯示單元12的影響。這樣，綁帶可形成定位和穩定結構的一部分，以保持顯示單元在使用者頭部上的光密封位置。

在一些形式中，定位和穩定結構14提供保持力作為安全餘量以克服破壞力對使用中的顯示單元的潛在影響，例如來自頭部和身體的運動，或對顯示單元的意外干擾。綁帶可以配置為在使用中引導力以將顯示單元12的介面表面拉成與使用者面部的一部分密封接觸。在示例中，綁帶可配置為系帶。

在圖3a至3c的形式中，連接綁帶42是可調節的並且操作以改變後支撐箍16和顯示單元12的顯示單元殼體22之間的距離。每個連接綁帶42在使用中穿過相應顳臂26的片36中的孔眼44。通過相應的顳連接器18的片36的每個連接綁帶42的長度可以通過將更多或更少(調節長度，即調節)的連接 綁帶42拉動穿過相應的孔眼44來調節。連接綁帶42可以在穿過片36中的孔眼44之後例如通過鉤環緊固裝置緊固到自身上，這允許為了舒適和適配(例如，鬆緊)而精細地或微小地調節帶。因此，可調節後支撐箍16與顯示單元殼體22之間的距離以適配不同的頭部大小。這種可調節的帶裝置還允許當顯示單元12在使用者的頭部上時進行調節，例如，使用者可以拉動連接綁帶42以便向後收緊。

在示例中，後支撐箍16和/或連接綁帶42的厚度和/或寬度可沿著其長度的至少一部分變化。例如，後支撐箍16可以包括沿著其長度的較寬和較薄區段，例如，鄰近連接綁帶42的較寬部分，以便於連接到顳臂26和分配負荷。連接綁帶42也可以沿其自由端較薄，以便於穿過相應顳臂26中的孔眼44。

在一些佈置中，綁帶或剛性件提供了一種壓柱佈置。例如，剛性件可包括具有多個孔的部分，並且連接綁帶42的一端可提供適於壓配合到選定的一個孔中的螺柱(例如，包覆模制或超聲焊接到綁帶)。螺柱和孔配置為提供卡扣配合佈置。在其他形式中，綁帶可以通過孔和螺柱的佈置固定到其自身。

在一些佈置中，提供調節機構用於調節後支撐箍16和顯示單元殼體22之間的距離。剛性件可以包括孔口，以使連接綁帶42形成環，從而形成連接綁帶42的環狀部。剛性件可設置有推片，該推片被彈簧預載入或偏壓，以便允許連接綁帶42的環狀部分的接合和脫離。握持部分可設置在孔口與推片相對的一側上，以便使用者將定位和穩定結構穩定在其面部上。握持部分可以通過防止環形部通過孔口被拉回來而防止環形部的拆卸。

在本技術的某些形式中，多於一個的定位和穩定結構14設置有顯示單元，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，一種形式的定位穩定結構14可能適用於大尺寸的頭部，但不適用於小尺寸的頭部，而另一種形式的定位和穩定結構可能適用於小尺寸的頭部， 但不適用於大尺寸的頭部。這樣，顯示單元可以設置有一組不同的定位和穩定結構，其適合不同的尺寸和/或形狀範圍。有利地，顯示單元是通用的並且可以更好地適配和舒適。

對後支撐箍的修改

延伸的剛性件

圖5a至5c示出了根據本技術第三示例的用於頭戴式顯示系統或元件210的支撐件。在圖5a至圖5c中，相同的附圖標記表示與圖3a至圖3c類似或相同的部份，但增加了200以允許在例如顯示裝置212、定位和穩定結構214、後支撐箍216、顳連接器218、後邊緣區域220、顯示單元殼體222、頂骨部238、枕骨部240、連接綁帶242等示例之間進行區分。在第三示例中，用於頭戴式顯示器組件210的支撐不包括前額支撐，即，顯示單元212由定位和穩定結構214支撐，而沒有任何前額支撐連接器或前額支撐綁帶。

圖6示出了根據本技術第四示例的用於頭戴式顯示系統或元件310的支撐件。在圖6示出的第四示例中，相同的附圖標記表示與圖3a至圖3c類似或相同的部份，但增加了300以允許在例如顯示裝置312、定位和穩定結構314、後支撐箍316、顳連接器318、顯示單元殼體322、前額支撐連接器324、顳臂326、剛性件332、頂骨部338、枕骨部340，前額支撐綁帶348等示例之間進行區分。在第四示例中，用於頭戴式顯示系統310的支撐件包括相對的顳連接器318，每個顳連接器318具有顳臂326，顳臂326具有延伸的剛性件358。每個延伸的剛性件358可以從相應的顳臂326延伸到後支撐箍316，以在使用中增強對顯示單元312的支撐。每個延伸的剛性件358可以沿著後支撐箍316的一部分延伸並且可以延伸到頂骨部338和枕骨部340中的一者或兩者中。例如，每個延伸的剛性件358可包括如圖6所示的Y形形狀，其延伸到頂骨部338和枕骨部340中。可替代地，每個延伸的剛性件358可僅延伸到頂骨部338和枕骨部 340中的一個中，例如僅沿著枕骨部340延伸，如下面討論的圖7a所示。在圖6的示例中，沿著後支撐箍316的頂骨部338和枕骨部340提供剛性件358的延伸臂的頂骨部和枕骨部，後支撐箍316的頂骨部338和枕骨部340定位成靠近使用者頭部的頂骨和枕骨，以支撐後支撐箍316的相應部分。

延伸的剛性件358增加了顳連接器318的長度，從而增加了在後支撐箍316周圍產生的杠杆臂力矩。在使用中，當與第一和第二示例相比時，較大的杠杆臂將慣性矩進一步延伸到使用者頭部的後方。有利地，這可以通過減小施加到前額支撐連接器324以支撐顯示單元312的張力來為使用者提供更好的舒適性。

另外，在顯示單元312的重量和由定位和穩定結構314中引起的張力所施加的任何夾緊力的作用下，剛性件358的延伸臂可在使用者頭部上提供更均勻的壓力分佈。

在拉緊前額支撐連接器324時，剛性件358的延伸臂可說明防止定位和穩定結構314的後支撐箍316在使用者的頭部上垂直向上移動，即向上穿行。剛性件358的延伸臂可更有效地將後支撐箍316的枕骨部340在使用者頭部的相應枕骨(例如，沿著鄰近頸部肌肉附接到枕骨的接合處的枕骨部)下方固定。

換句話說，延伸的剛性件358的枕骨部340與枕骨接合，以便在使用時將枕骨部40和後支撐箍16保持在適當的位置。此外，在使用中，延伸的剛性件358的頂骨部338可捕獲或越過使用者的頂骨的上部，以便在使用時防止定位和穩定結構沿使用者的頭部向下滑回。

在實施例中，頂骨部338和枕骨部340中的每一個可以具有不同的彈性特性，以便在使用中為使用者面部上的定位和穩定結構提供增加的穩定性。

在示例中，頂骨部338可由可延伸材料構造以允許在使用時調節定位和穩定結構。例如，頂骨部338可以由彈性材料製成。由彈性頂骨部提供的延展性可允許使用者更適合的範圍。另外，枕骨部340可以由具有比頂骨部338更低延展性的材料製成。即，枕骨部340可以由與用於頂骨部338的材料相比對於給定的力具有較小伸展的材料構成。這是為了將定位和穩定結構固定在適當位置，同時允許對使用者面部上的顯示單元位置進行一些調節。

偏置延伸的剛性件

圖7a至7c表示圖6的第四示例的變型。在該示例中，每個顳臂326包括偏置延伸的剛性件360。每個偏置的延伸的剛性件360可以從相應的顳臂326延伸到後支撐箍316的枕骨部340，即，基本上採取J形的形式，以便在使用中增強對顯示單元312的支撐。

偏置延伸的剛性件360沿著枕骨的一部分延伸，例如沿著鄰近頸部肌肉附接到枕骨的接合處的枕骨的一部分延伸，以可靠地將定位和穩定結構314錨定，從而將顯示單元312支撐在使用者的鼻子和臉頰上方。

如在圖7a和7c中最佳示出的，中間和顳調節機構362、364可以被提供給顳臂326和偏置延伸的剛性件360。中間調節機構362可適於將第一偏置延伸的剛性件360連接到第二偏置延伸的剛性件360，使得中間調節機構362位於第一和第二中間調節機構362之間。中間調節機構362可具有可調節的長度，從而控制剛性件360的相對臂之間的距離。中間調節機構362可以圍繞枕骨部的中間區域安裝在偏置延伸的剛性件360的相對的臂之間。在一個示例中，中間調節機構362可以是帶的形式，帶穿過偏置的延伸的剛性件360的相對的臂的相應的後端368中的相對的孔363(參見圖7b)。可以通過拉動更多或更少的帶362穿過孔363來控制剛性件360的相對臂之間的距離。

顳調節機構364可以沿著使用者的頭部的顳部區域設置在每個顳 臂326上。顳調節機構364可以是可調節的並且操作以改變偏置的延伸的剛性件360和顯示單元殼體322之間的距離。

偏置延伸的剛性件360可以由扁平部件形成，然後彎曲或變形為適合使用的形狀。例如，剛性件360可以從片材沖切。

可調節支撐箍和偏移配置

圖9a至10c示出了根據本技術的另一示例的用於頭戴式顯示系統510的定位和穩定結構514。頭戴式顯示系統510包括顯示單元512，並且定位和穩定結構514被構造成將顯示單元512保持在使用者面部上的適當位置。

定位和穩定結構514包括：支撐箍516，其可定位在使用者頭部的額骨和顳骨之間；以及相對的連接器518，其佈置在使用者頭部的相應側上，將支撐箍516互連到顯示單元殼體522的相應後邊緣區域520。在所示的示例中，當使用時，與頭部的前部冠狀面相比，連接器518在更靠近中冠狀面的位置處連接到支撐箍516的一部分。

每個連接器518包括臂526，其具有安裝到顯示單元殼體522的後部邊緣區域520的前端528和形成聯接件564的一部分以將臂526連接到支撐箍516的後端530。

支撐箍516可以具有三維輪廓曲線以適合或符合使用者頭部的形狀。支撐箍516包括前部538(也稱為前支撐部或前部支撐部)和枕骨部540(也稱為背支撐部或後部支撐部)，前部538佈置成大致位於額骨或頂骨上，或位於額骨和頂骨之間(例如接觸使用者頭部的前部區域)，枕骨部540佈置成大致位於枕骨或頂骨上，或者在枕骨和頂骨之間(例如，接觸使用者頭部的後部區域)。枕骨部540優選地安排成沿著枕骨的一部分(例如，沿著與頸部肌肉附接到枕骨的接合處相鄰的枕骨的一部分)，並且額部538優選地佈置在冠狀面的前方延伸通過耳上附著點。在所示示例中，前部538和枕骨部540橫向於矢狀 面延伸。例如，如圖10a至10c所示，支撐箍516的前或前部支撐部538適於在平面539中延伸或位於平面539中，並且支撐箍516的枕骨或後部支撐部540適於在平面549中延伸或位於平面549中，並且平面539和平面549中的每一個適於橫向於矢狀面延伸。在示例中，平面549可以被稱為第一平面，並且平面539可以被稱為第二平面，這僅僅是為了區分平面549、539。即，儘管可以使用術語“第一”和“第二”，除非另有說明，它們不旨在表示任何順序，而是簡單地用來區分不同的元件，例如平面。

前部538和枕骨部540可以是剛性部件並包括調節機構562。特別地，前部和枕骨部的剛性部件可以是前面所述的任何形式的剛性件或剛性件臂。在示例中，前部538和/或枕骨部540可以包括多個狹槽(例如，在前部538和/或枕骨部540的一側或兩側上)，這些狹槽沿著部件形成多個鉸鏈，例如，參見圖9a和9b中的枕骨部中的狹槽543。鉸鏈在前部538和/或枕骨部540中形成柔性部分。鉸鏈允許前部538和/或枕骨部540鉸接並適應使用者頭部的微小變化，並更均勻地分配頭部上的負載。

在一些形式中，調節機構562可佈置在一個或兩個剛性件臂上，和/或在前部538和枕骨部540之間的連接點處。調節機構562可以是可調節的，並且操作以使前部538和枕骨部540相對於彼此移動。在一些形式中，調節機構562可以是可調節的，並且操作以改變前部538和枕骨部540之間的距離(例如，前部538和枕骨部540的平面539、549之間的距離或位移545(例如，偏移)，如圖10b所示)。在一些形式中，調節機構562可以是可調節的並且可以操作以改變前部538和枕骨部540之間的角度。

在一些形式中，前部538和枕骨部540可圍繞支撐箍516的調節機構562鉸接，以使得前部538能夠例如相對於冠狀面向前或向後旋轉，並且枕骨部540能夠相對于法蘭克福水平面升高或降低。

在一些形式中，前部538和枕骨部540可以鉸接以調節前部538和枕骨部540之間的距離。在一些形式中，調節機構562可包括滑動元件，其中至少一個前部或枕骨部可在直列位置和至少一個偏移位置之間滑動。在直列位置種，前部與枕骨部共面。在至少一個偏移位置，前部位於枕骨部的偏移平面(即，非共面)中。偏移平面可以平行于或不平行於枕骨部的平面。

調節機構562進一步可包括引導件566，用於當前部或枕骨部在直列位置和偏移位置之間相對于彼此移動時引導它們中的一個。引導件566可以採用佈置在前部或枕骨部中的任一個中的細長狹槽的形式，以及佈置在前部或枕骨部中的另一個中的對應引導銷的形式。引導件566使得相應的引導銷能夠在細長狹槽內移動以進行滑動調節。

在一些形式中，引導件566向前部和枕骨部提供凸輪和滑動運動。引導件可以採取直列、弓形狹槽或其他變化的形式，以在前部和枕骨部之間引入附加的運動行為。此外，引導件566可以相對於法蘭克福水平面以特定角度佈置，以便調節前部和枕骨部538、540的運動行為。

調節機構562使得箍516的前部和枕骨部538、540能夠構造成彼此平行和共面，彼此平行和偏移，彼此成角度和與顳臂成角度佈置中的任一種或其組合。下面描述一些上述組合的優點。

參照圖10a，示出了直列配置，其中前部538佈置在與枕骨部540相同的平面中，如虛線所示，即由箍516的前部538形成的平面539與由箍516的枕骨部540形成的平面549共面。前部和枕骨部可相對於彼此移動，例如從直列配置移動到一個或多個偏移位置，例如其中平面539、549不共面。參考圖10b和10c，示出了偏移結構，其中前部538已經偏移到與枕骨部540的平面不同但平行的平面中。如圖10b和10c所示，前部538可或多或少地偏離枕骨部540(例如，偏移配置形成平面549(例如，第一平面)和平面539(例如，第二平面) 之間的間距，距離或位移545，並且調節機構允許選擇性地調節間距或位移。即，在圖10b和10c中，由箍516的前部538形成的平面539與由箍516的枕骨部540形成的平面549偏移或不共面。在示例中，如圖10b所示，偏移平面539、540可以基本上彼此平行，但通過位移545間隔開，使得平面539與平面549不成直線(即，基本上平行但不共面)。在可選示例中，如圖10c所示，偏移平面可以不平行，即，平面539被安排成與平面549成一定角度。

在一些形式中，前部和枕骨部被約束成彼此平行的配置，即，這些部分不能旋轉離開平行配置。這種配置的示例如圖10b和10c所示。圖11a和11b分別示出了圖10b和10c的相應示意圖。

參考圖11a的示意性表示，示出了直列配置，即，在前部和枕骨部538、540之間沒有偏移。在該配置中，逆時針力矩Mw由顯示單元512的重量Fw和其從位於支撐箍516的前部538的接觸區域處的顯示系統的樞轉點541的水準位移D2產生(即，Mw=Fw×D2)。由於前部和枕骨部538、540都對齊，所以在前部和枕骨部內沒有產生內力矩來幫助或阻止由定位和穩定結構514提供的阻力，即，沒有由前部和枕骨部產生的順時針力矩。通過比較，並參考圖11b，當在前部和枕骨部之間引入偏移(即，位移D1)時，在箍516中產生相應的順時針力矩Mt(即，Mt=Ft×D1)，這有助於抵抗由顯示單元512在系統上引起的力矩Mw。

在圖11b的平行和偏移配置中，在前部和枕骨部之間引入的間隔產生順時針的力矩Mt，抵消由顯示單元512在使用者面部上產生的逆時針力矩Mw。有利的是，這種結構可以平衡施加在系統510上的作用力矩，從而提高佩戴定位和穩定結構時的使用舒適性。

此外，如圖11a至11c所示，樞轉點541的位置指示由顯示單元512引起的力矩Mw的力矩臂的長度D2。然而，當這個樞轉點541在前額上向 前移動時(在支撐箍516的不同調節下)，前部538將定位在其上的表面變得更加垂直。雖然這可以減小感生力矩，但是可能需要在支撐箍上增加夾緊壓力以抵抗支撐箍516沿面向下滑動。因此，獲得這些競爭標準之間的平衡允許實現更優化的解決方案，這有助於使用者的舒適和合身。在一個示例中，前部538(例如，提供樞轉點541)被配置和安排成沿著額骨的上部或沿著頂骨的一部分(例如，在頭部形狀不太垂直的情況下在使用者的前額上方)接合使用者的頭部，這允許力的減小以防止定位和穩定結構在使用時在顯示單元512的重量下從使用者的頭部的前方滑下。力的減小提供了改進的舒適性，同時穩定地支撐顯示系統。在示例中(例如，參見圖13a)，前額支撐件25(例如，前額襯墊)可以可選地提供給顯示單元，以在使用者的前額處提供輕負載接觸點，例如，用於增加穩定性。在該示例中，前額支架將施加比前部538小的力，例如以避免前額處的不適(例如皮膚上的紅色標記)。

在一些其他形式中，如圖11c所示，除了從前部538偏移之外，枕骨部540可以相對於前部538獨立地成角度。調節枕骨部540的角度以變得更加垂直取向，使得枕骨部540能夠更有效地向定位和穩定結構施加向下的載荷。有利地，這可以更有效地平衡顯示單元512的負載，進而產生更穩定的定位和穩定結構。此外，調節枕骨部540的角度可以更有效地將枕骨部錨定到使用者，即，使用者頭部的獨特形狀。在該示例中，調節枕骨部540的角度增加了前部和枕骨部之間的偏移(即，位移D1+)，這增加了箍516中的順時針力矩Mt(即，Mt=Ft×D1+)，以更有效地說明抵抗由顯示單元512在系統上引起的力矩Mw。

在一些其他形式中，前部538可相對於枕骨部540獨立地成角度(或移動)。使前部成角度可以允許頭戴式顯示系統的質心最佳地定位在使用者的頭部上。有利地，控制質心的位置可有助於平衡頭戴式顯示系統上的力矩 負載，並因此提高定位和穩定結構的穩定性。在使用中，這可以防止頭戴式顯示系統沿使用者的面部向下滑動。

如圖9a至10c的實施例所示，枕骨部540進一步可以包括中間調節機構。在一些形式中，調節機構是連接綁帶542的形式。例如，如圖10a所示，連接綁帶542可圍繞枕骨部540的後部、中部區域安裝，穿過枕骨部540的相對臂的相應後部端568中的相對孔563(類似於圖7b中的綁帶362)。

連接綁帶542可由彈性材料形成，以有助於符合使用者頭部的形狀。在一些形式中，後端568之間的距離可以通過手動控制，即通過拉動更多或更少的綁帶穿過孔563來改變。彈性和手動控制的兩種方法都用於在枕骨部540上保持正壓力，進而在使用中保持定位和穩定結構。有利地，連接綁帶542在動態載入情形期間(例如，使用者在操作頭戴式顯示單元512時移動其頭部和身體)在定位和穩定結構中維持張力。

在一些形式中，中間調節機構不支撐顯示單元512的力矩負載。在這種形式中，前部和枕骨部的配置用於平衡使用者頭部上的頭戴式顯示器，因此不需要連接綁帶542來支撐由顯示單元512施加的力矩負載。這樣，中間調節機構與定位和穩定結構中的支承負載分離。

如圖12a和12b所示，由連接綁帶542施加到定位和穩定結構上的正壓力，即預負載，將支撐箍516的枕骨部540保持在靠近使用者頭部的枕骨處。由枕骨部540施加的負載在大小上可以是小的，足以抵消在使用時施加到頭戴式顯示器的動態負載，並且不將過大的壓力施加到使用者的枕骨部。施加到連接綁帶542的張力可以幫助防止頭戴式顯示器在使用中沿著使用者的面部滑動。

例如，圖12a示出了由連接綁帶542施加的預載荷的第一示例。在該配置中，逆時針力矩Mw由顯示單元512的重量向量Fw和其從顯示系統的 樞轉點541的水準位移D2產生(即，Mw=Fw×D2)，並且順時針力矩Mt經由張力向量Ft和前部和枕骨部538、540之間的偏移(即，位移D1)在箍516中產生(即，Mt=Ft×D1)以抵抗力矩Mw。此外，通過向內彎曲枕骨部540(通過由連接綁帶542施加的預載荷)產生附加力向量Fb，這產生附加力矩Mb(即，Mb=Fb×D3)。因此，力矩Mt和Mb一起更有效地說明抵抗由顯示單元512在系統上引起的力矩Mw。

圖12b示出了由連接綁帶542施加的預負載的第二示例。在該配置中，逆時針力矩Mw由顯示單元512的重量向量Fw和其從顯示系統的樞轉點541的水準位移D2產生(即，Mw=Fw×D2)，並且順時針力矩Mt經由張力向量Ft和前部和枕骨部538、540之間的偏移(即，位移D1)在箍516中產生(即，Mt=Ft×D1)以抵抗力矩Mw。此外，通過向外彎曲枕骨部540(通過由連接綁帶542施加的預負載)產生附加力向量Fb2，這產生附加力矩Mb2(即，Mb2=Fb2×D3)。在該示例中，力矩Mt抵抗在系統上引起的力矩Mw和Mb2。

在一些形式中，中間調節機構可包括剛性約束的彈性部。例如，剛性約束的彈性部安裝在枕骨部540的後部、中部區域周圍，並穿過每個後端568中的相對孔563。剛性約束的彈性部的長度可以手動控制，即可以調節，以增加或減少後端568之間的距離，並因此調節定位和穩定結構的尺寸以配合不同形狀和/或形狀的頭部。

剛性約束的彈性部包括彈性部件和非彈性部件。兩個部件連接在一起，由此彈性部件的伸長受到非彈性部件長度的限制。在一些形式中，彈性部件在長度上比非彈性部件短，以便允許彈性部件伸長直到伸長的長度等於非彈性部件的長度。例如，當剛性約束的彈性部在使用中安裝到定位和穩定結構時，使用者能夠向頭戴式顯示器施加動態負載，例如，使用者跳躍並四處移動，並且彈性部件向使用者的頭部施加足夠的張力以防止定位和穩定結構滑落。如 果使用者對頭戴式顯示器施加過大的動態負載，則非彈性部件可防止枕骨部540從使用者頭部移開，即，鬆開配合，並確保頭戴式顯示器不從使用者頭部滑落。

參照圖12c，定位和穩定結構514可以以提供直觀配合和調節的方式呈現高度調節。此外，該結構提供了可迎合使用者的動態運動的響應穩定性。該設計的另一個特徵是由顯示單元512引起的反作用力由前部和枕骨部538、540適應，同時仍然允許顯示單元的精細獨立調節。特別地，顯示單元512在前和後方向上的調節控制介面結構在面部上的接觸壓力(例如，調節直到提供給介面結構的前額墊輕輕地接觸面部)，前部538中的調節幫助適應不同的頭部尺寸和顯示單元512在上-下位置中的位置(例如，相對於耳朵的耳機型調節(例如，自調平接觸))，同時枕骨部540的調節幫助配合接觸點的位置和產生的反力矩的量有助於定位和穩定結構514中的舒適性和負載分佈(例如，枕骨部540提供以下特性的組合：用於控制拉動方向的剛性，用於舒適和抓握的順應性，用於自動保持系統貼合的彈性，以及與可選擇的調節聯接)。

參照圖13b，前額支撐連接器524還可以包括前額支撐剛性件556。在一些形式中，前額支撐剛性件可以被預張緊以向定位和穩定結構514施加力矩負載，該力矩負載促使顯示單元殼體522向內旋轉，即使用中向後朝向使用者面部旋轉(如箭頭所示)。有利地，顯示單元殼體522被引導到(或朝向)使用者的面部，而不需要定位和穩定結構514被連接綁帶542拉緊以將顯示單元拉到(或朝向)使用者的面部。由預張緊的前額支撐剛性件556產生的力矩負載作用類似於顯示單元512上的彈簧載荷。圖13b的示意性線566和568示出了施加到剛性件556的相應的負載和非負載條件。在負載條件下(線566)，定位和穩定結構在使用者的頭部上使用，其中，顯示單元512被推向使用者的面部，而剛性件556表現得像板簧，偏離使用者的面部。在未被載入或未載人狀態下(線568)，剛性件556被預載入，以便向內偏轉顯示單元殼體522，以準備接 收使用者的面部。

中央支撐結構

參照圖14a至14b，公開了用於頭戴式顯示系統610的定位和穩定結構614的另一實施例。頭戴式顯示系統610與圖9a至13b中所示的實施例的不同之處在于，頭戴式顯示系統610進一步包括中央支撐結構662，例如集線器部件，其被佈置成圍繞使用者的耳朵定位。在所示示例中，中央支撐結構662可包括連接到前部638和/或枕骨部640的定位和穩定結構614的中心部或轂。

在示例中，轂部件662可旋轉地連接到前部638(也稱為前部)和/或枕骨部640(也稱為後部)。前部和枕骨部可繞轂662鉸接，以使前部638能夠例如相對於冠狀面向前或向後旋轉，而枕骨部640能夠相對于法蘭克福水平面升高或降低。

參見圖14b，示出了前部638相對於轂662的兩種可能配置的示例。在第一示例中(以實線示出)，前部638配置在靠近頂骨的位置。在第二示例中(以虛線示出)，前部638配置在靠近額骨的位置。

在一些形式中，前部638可相對於枕骨部640獨立地成角度(或移動)。前部可被調節為朝向顯示系統的重心移動。在一些形式中，枕骨部可向上或向下移動以抵靠使用者頭部的枕骨支撐定位和穩定結構。在一些其他形式中，枕骨部640可包括平衡顯示單元612的一種類型的配重(w)(例如，見圖14a和14b)。

參照圖14c，在使用中，轂662可引導由前部638和枕骨部640施加的圍繞使用者耳朵的力(即力向量)。例如，在一些形式中，枕骨部640可圍繞轂662鉸接到偏移並平行於前部638的位置。在該配置中，施加到枕骨部640上的力，即向量，可圍繞轂662的周邊並通過前部638平移。

現在參考圖14d，在一些形式中，轂部件662也可旋轉地連接到 顯示單元612。顯示單元可圍繞轂662鉸接，以使顯示單元能夠旋轉，即相對於法蘭克福水平面移動。例如，顯示單元相對於使用者的眼部升高或降低。即，定位和穩定結構可以允許顯示單元的向上(例如，上面)樞轉運動，以允許顯示單元運動到非操作位置，而不需要移除定位和穩定結構(例如，向上翻式)。在一些形式中，顯示單元的樞轉運動(或樞轉運動)涉及包括定位和穩定結構的樞轉佈置(或樞轉運動)。在一些形式中，該樞轉佈置可以在前額支撐連接器處提供釋放機構(例如，釋放機構可釋放地將顯示單元鎖定在操作(即，降低)和非操作(即，升高)位置)和/或在臨時連接器處提供有限的鉸接區域(例如，有限的鉸接區域可以限制臨時連接器的鉸接運動，例如，在到顯示單元的連接處)。

在一些形式中，轂部件662可容納顯示單元612的一些重量，從而為頭戴式顯示系統610創建圍繞使用者耳朵且在中冠狀面的區域中的樞軸線。這可以減輕前部上的負載並有助於顯示單元612圍繞轂662的角度調節。

顯示單元612的兩種可能配置的示例在圖14d中示出。在第一示例中，顯示單元612被配置在使用者眼部的前方，即，通常與法蘭克福水準方向平行。在第二示例中，顯示單元被示出為處於使用者眼部上方的升高位置，即相對于法蘭克福水平面成角度。有利地，在這兩個位置之間移動顯示單元612使得使用者能夠在使用期間(例如，玩遊戲)或者在戴上和脫下頭戴式顯示系統610之前將顯示單元612從他們的眼部移開。

在一些形式中，音訊設備(A)，即耳機(例如，雜訊消除)，可以位於轂662上(見圖14b)。音訊設備A可以配置為例如圍繞卡扣式特徵可釋放地與轂662接合。在一些形式中，使用中音訊設備A可以放置在集線器662上以封裝使用者耳朵。

材料和複合材料

在本技術的一種形式中，定位和穩定結構14包括由彈性(例如彈性體和/或織物)皮膚接觸層、泡沫內層和織物外層的層壓物構造而成的綁帶。換言之，定位穩定結構14包括至少一個綁帶14。在一種形式中，泡沫是多孔的，以使得濕氣(例如，汗)能夠通過綁帶。在一種形式中，織物外層包括環材料以與鉤材料部即突片部54接合。在該技術的某些形式中，皮膚接觸層由有助於將水分從使用者面部吸走的材料製成。如果使用者在佩戴使用者介面時出汗，這有助於保持舒適性。

在本技術的一種形式中，提供定位和穩定結構14，其配置為具有低輪廓或橫截面厚度，以減少設備(或顯示系統)的感知或實際體積。在示例中，定位和穩定結構14包括至少一個具有大致矩形橫截面的綁帶14。在另一示例中，定位和穩定結構包括至少一個具有帶一個或多個圓形邊緣的輪廓的綁帶，以提供更大的舒適度並降低綁帶標記或刺激使用者的風險。

在一些形式中，定位和穩定結構14的綁帶可以至少部分地由至少一種合成聚合物製成或包括至少一種合成聚合物，例如尼龍和/或聚氨酯(例如萊卡)。此外，綁帶可包括例如不同材料的不同層。不同的層可以彼此焊接。在示例中，綁帶可包括不同材料的不同層，例如，由美學上令人愉悅的材料製成的外層和/或由柔軟和/或令人愉悅的材料製成的面向使用者頭部的內層。例如，形成箍的頂骨部的綁帶可以由便宜和/或舒適的材料製成。在另一示例中，參考圖28和29，綁帶(例如綁帶14)可包括厚度為2.5-4.0毫米(mm)的低密度聚氨基甲酸酯泡沫的內層17，以及配置為圍繞內層17的外層15。外層15可由層壓層形成，該層壓層由尼龍、聚酯、可製造成提供柔軟外表面的另一類似材料或其混合物製成。層壓層可包括一層或多層。在一些形式中，外層15可以由尼龍和聚酯的混合物形成。因此，綁帶材料的選擇可以提高綁帶的舒適性。

在一些形式中，定位和穩定結構14的綁帶的外層15可包括由彈 性尼龍編織物製成的彈性部件，該彈性部件形成為在用作剛性件的內層17上自由地(或縱向地)滑動(例如，圖28)。剛性件(即內層17)可用作綁帶14的框架(或支撐件)，並且可由諸如TPE的材料形成，TPE有利地既重量輕又提供受控的柔性。

在示例中，綁帶可以是單層部件，如彈性體/織物。或者，綁帶可以是複合或多層部件，例如織物和泡沫複合材料，或外部織物層和內部間隔件面料。綁帶可以由彈力纖維或彈性纖維/泡沫複合材料製成，或者可以由其他合適的材料(例如3D間隔件織物或雙針織互鎖織物)形成。

綁帶部和/或不同綁帶的不同層的不同材料可取決於具體特性/功能/要求來選擇。在示例中，定位和穩定結構的綁帶可以是不含BPA的，Gelamid^®可以至少用於綁帶的部分。

在一些形式中，期望用於定位和穩定結構的綁帶的至少一種材料是透氣的。在另一示例中，綁帶可以由透氣性氯丁橡膠替代品形成。例如，氯丁橡膠替代品可以具有包括多孔，四向可拉伸織物的內部和外部彈性層。內層設計成通過毛細作用將水分從皮膚表面帶走，而外層織物是用於接收Velcro^®鉤的環織物。

使用者接觸側上的織物可優選地具有與非使用者接觸側上的織物相同的織物，使得綁帶的拉伸特性在兩側上大致相等。而且，優選的是，使用者接觸側上的織物具有與非使用者接觸側相同的熱收縮特性。這是為了防止定位和穩定結構在處理或暴露於熱或以其他方式熱成形時不均勻地變形。

使用者接觸側上的織物可以是與非使用者接觸側不同的織物，使得使用者接觸側上的織物比非使用者接觸側更舒適。

綁帶可從材料片切割(例如，火焰層壓)，或從窄彈性(例如，彈性體和/或織物)綁帶卷切割，然後熱成形和超聲焊接以產生圓形邊緣，然後 超聲焊接在一起。綁帶可以具有允許它們嵌套在片材上以增加產量的幾何形狀，例如，該幾何形狀可以是基本上線性的。

在一些形式中，定位和穩定結構可包括配置為單獨元件的綁帶。這樣，定位和穩定結構可以由綁帶元件構成，即綁帶元件。例如，綁帶48可以例如通過焊接接頭連接到頂骨部38。單獨的元件可以在製造過程中結合在一起。可替代地，定位和穩定結構的綁帶可以配置為單件或由單件製成。在另一示例中，綁帶48和頂骨部38可從一個材料片材切出。

單獨設計綁帶件可允許將綁帶件製造得相對較小的靈活性，這有助於提高產量和更簡單的製造過程。此外，綁帶件的設計可在從片材切割時允許較少材料浪費，例如由於頂骨部綁帶的大致矩形形狀。此外，將綁帶元件製造成單獨的部件可以允許替換更便宜、更舒適和/或具有美學上令人愉悅的顏色的材料。

通過使用不同的材料，不同的綁帶厚度和/或不同的部件，可以額外地減小定位和穩定結構14的帶的寬度，並因此減小占地面積。不同的材料和/或更便宜的材料可用於結構14的一些部件或部分，例如具有相同的支撐和/或舒適性。在示例中，與箍的枕骨部相比，箍的頂骨部可具有增加的厚度。這可以增加舒適性。另外，箍的枕骨部具有較小的總體尺寸可允許使用者以額外的運動自由度將其頭部向後朝向其脊柱彎曲(例如，在後部方向上)。

相鄰綁帶部之間的接頭可構造為變薄區域或變薄連接部以促進彎曲。變薄區域可用作拐點或鉸鏈(例如，活動鉸鏈)以在需要時提供增加的柔性。彎曲點或鉸鏈可使用熱熔接縫帶，或具有粘合劑背襯的較薄織物層，或其他增強方法來增強。

這種連接的鉸鏈特徵可以允許綁帶更好地適應使用者頭部的形狀。線性和非線性接頭的組合可用於實現所需水準的柔性和彎曲方向，以及所需水 準的三維成形，以形成由最初為扁平材料(例如織物或紙)的一系列部件構成的部件。這種成形可包括落鏢、褶襇、聚攏或彎曲接縫。

在一些示例中，具有不同柔性度的材料可以以交替的方式組合以形成受控的柔性區域。部件可以一個堆疊在另一個的頂部上，並且以其間沒有空間的方式超聲焊接在一起。使用者介面部件可以由柔軟材料構成，例如柔軟織物。

在示例中，延伸穿過使用者的額骨以連接到支撐箍16的前額支撐連接器24可以通過焊接連接在一起，例如通過超聲波焊接。在示例中，前額支撐連接器24和箍16的部分可以重疊。這些構件可以放置在超聲焊接工具中。

超聲波焊接工藝的優點在於，齊平或對接接頭不會增加接頭處的部件的厚度，並且在視覺上是吸引人的，這與其中部件必須重疊的縫合不同，並且縫合導致不均勻的厚度。即使兩個或更多個部件的邊緣對接在一起並縫合而沒有任何重疊或基本重疊以形成針腳，針腳也將產生更粗糙、硬化和凸起的接頭。此外，通過超聲焊接形成的齊平或對接接頭可導致平滑連接，這可減少皮膚刺激、擦傷或面部印記，即使在用接縫加強帶加強時。使用重疊超聲焊接變型的優點在於，多個部件可以在一個操作中在單個機器中連接。此外，超聲焊接工藝可以設計成使得接頭體現為部件之間的變薄區域或變薄部分。

在實施例中，綁帶可以熱成形，然後可以超聲切割綁帶的邊緣。熱成型和超聲切割的綁帶提供圓形邊緣，其在使用中提供顯著減少的面部印記。此外，熱成形的和超聲切割的邊緣更柔軟且摩擦更小，這在使用中在使用者的臉上提供了更舒適的感覺，例如在使用者耳朵周圍提供了更舒適的感覺。

在另一實施例中，定位和穩定結構的至少一部分可以由間隔件織物構成，其中間隔件織物的邊緣可以超聲焊接。這可使間隔件織物的邊緣變圓，從而減少面部痕跡並增加使用者的舒適度。

在實施例中，定位和穩定結構的一個或多個方面可以構造成提高舒適性。例如，剛性件可以相對較薄。在另一示例中，綁帶可包括封裝在泡沫中的尼龍剛性件。在這樣的實施例中，可以增加泡沫的密度以改善舒適性和降低感覺尼龍剛性件的機會。或者，泡沫的厚度可用於改變綁帶邊緣的柔軟度或圓度。例如，較厚的泡沫層比較薄的泡沫層更可能產生更圓的角。在另一個實施例中，泡沫可以從一個厚度開始，並且在加工期間被壓縮到另一個厚度。

在一個實施例中，使用者接觸側上的泡沫可比非使用者接觸側上的泡沫更低密度或具有更低的硬度。還可以具有一個以上的泡沫層和一個以上的部件。

在一些可選實施例中，剛性件可以包括半剛性模制部件，該半剛性模制部件用軟聚合材料例如TPE、TPU包覆模制。聚合物材料提供了在使用中接觸使用者面部的較軟材料。在一些形式中，模制部件可具有柔軟觸感或植絨塗層。

在本技術的某些形式中，定位和穩定結構可形成為具有作為外表面的生物相容性材料，例如矽橡膠、織物層壓材料等。生物相容性材料可以沒有毒性並且降低皮膚反應的任何風險。

在本技術的某些形式中，定位和穩定結構可由耐用材料形成，該耐用材料可經受住日常使用，包括反復拆卸和清潔。

在一些形式中，頭戴式顯示器的總重量的減小可以與以下各項中的一項或多項的減小成比例：(a)部件數量；(b)定位穩定結構的剛度；(c)介面結構的剛度；以及(d)能夠調節頭戴式顯示器的特徵的能力，例如調節例如定位和穩定結構或介面結構的能力。

例如，泡沫(例如聚氨酯泡沫或粘彈性泡沫)或泡沫狀部件可以比有機矽部件更輕且更柔順。在另一示例中，包括諸如織物的輕質材料的間隔 件織物可用於跨接定位和穩定結構的各部分，以說明減輕重量。然而，在需要一些剛度的情況下，使用矽酮或TPE(例如，在框架剛性件中)可能是適當的。

前額支撐件佈置

參考圖3a，定位和穩定結構14的前額支撐連接器24可以連接到顯示單元殼體22的上邊緣區域21。在一些形式中，連接器24可以例如圍繞前額支撐件25(例如，見圖13a)連接到顯示單元殼體22，前額支撐件可以被調節以允許定位和穩定結構適應使用者面部的配置。

前額支撐件

現在參考圖13a，前額支撐件25可以連接到顯示單元殼體22的上邊緣區域21，並且在一些形式中可以機械地聯接到前額支撐件連接器24。支撐件25可以包括前額接觸部27，其適於與使用者的前額接觸以支撐和穩定顯示單元12的負載。

前額支撐件25可以配置為基本上是直的或者可以是彎曲的。在連接器(即，前額支撐件25)是彎曲的情況下，曲率通常遵循使用者前額的曲率。雖然這是最可能的結構，但是使用具有相反曲率的前額支撐件25或其任意組合也在本發明的範圍內。前額支撐件25可以由熱塑性材料製成。

前額支撐件25可以以大致平行於使用者前額的角度呈現，以為使用者提供改善的舒適性。有利地，這可以減小可能由不均勻呈現引起的壓瘡的可能性。在使用中，一些使用者解剖結構可能需要將前額支撐件25定位在前額上方的較高處。在這種情況下，可以調節支撐件25的呈現角度以適合使用者。

前額支撐件25可設有一個或多個開口。這些開口可適用於多種目的，包括與殼體的連接點，與任何另一支撐表面的連接點，用於將頭戴式顯示器固定到使用者的綁帶(例如前額支撐綁帶48)的連接點，以及用於前額接觸部分(例如前額接觸墊(或前額墊))的孔口。

在前額支撐件25的一些形式中，孔口被設計成接收前額墊。孔口可以以允許使用者調節前額墊的位置的方式圍繞前額支撐件25佈置。

孔口還設計成允許使用者將前額墊牢固地連接到前額支撐件25上。在一些形式中，孔口被設計成允許使用者將前額襯墊牢固地且可逆地連接到前額支撐件25。在一些形式中，前額墊適於可釋放地與前額支撐件25接合。

在一種形式中，前額墊通常為板狀或圓盤狀。在其他形式中，在使用中墊可具有與使用者的前額的凸起部分相對應的凹面。前額墊的基部的可能形狀包括矩形和橢圓形。

在一種形式中，前額墊可以包括一個或多個部分。在實施例中，提供了前額墊的兩個基部部分以便位於使用者的左眉毛和右眉毛上方。

前額接觸部

前額接觸部27包括前額接觸表面29，在使用位置，前額接觸表面位於使用者的前額區域上。在一些形式中，前額接觸部27可以由彈性體材料製成。

接觸表面29可任選地包括凸起的表面圖案。該圖案減少了表面的抽吸效應的可能性，從而減少了該區域中的血液抽取並使接觸部分更舒適。凸起圖案具有減少出汗的額外益處。在另一實施例中，可以對表面進行噴砂處理以改善通風並降低出汗的可能性。

在一些形式中，接觸表面29可具有切除部分以改善接觸部的柔性。切除部的另一個優點是接觸部27在使用中可以更好地適應顯示單元在使用者面部上的滾動和扭轉。接觸部中的切除部的另一個優點是它們可以減少前額上的單個壓力點的影響，例如減少不適。

在一些形式中，接觸部包括護套，該護套限定了填充有粘性介質的中空腔室，使得形成接觸表面29的護套的壁在其背離使用者的前額區域的一 側上基本上承受粘性介質的壓力。填充有粘性材料的中空腔室可以用作使用者與定位和穩定結構的其他部件之間的接觸部分，例如支撐箍的部分，並且還可以用於介面部中。

在一些形式中，前額接觸部可包含包括橡膠和柔性塑膠的材料。在一些實施例中，接觸部由固化的液體矽橡膠或具有合適硬度的矽酮構成。這些示例僅僅是說明性的，並不以任何方式進行限制。

前額支撐連接器綁帶

如圖3a至3c所述，定位和穩定結構14的前額支撐連接器24包括前額支撐綁帶48，前額支撐綁帶48佈置成大致沿著或平行於使用者頭部的矢狀面。綁帶48適於連接在顯示單元殼體22的上邊緣區域21和後支撐箍16的頂骨部38之間。在一個示例中，綁帶48可以不可調節地連接(例如，通過焊接連接)到頂骨部38，並且帶48可以通過調節機構50可調節地連接到顯示單元殼體22。

綁帶48是可調節的，以實現前額支撐連接器24的尺寸控制。如圖3a和3c所示，綁帶48的端部或突片部54穿過顯示單元12的上邊緣區域21中的前額支撐孔52。綁帶48可以在穿過顯示單元12中的孔52之後例如通過鉤環緊固裝置固定到自身，其允許為了舒適和適配(例如，鬆緊)而精細地或微小地調節帶。在一個示例中，前額支撐綁帶48可以包括與後支撐箍16和/或連接綁帶42類似的材料，例如，織物-泡沫複合材料(例如，透氣材料，例如，包括外織物層和內泡沫層的多層構造)。

前額支撐連接器24支撐顯示單元12的重量。綁帶48在顯示單元12的上邊緣區域21和箍16的頂骨部38之間的長度可以通過拉動更多或更少的綁帶48穿過孔52來調節。因此，綁帶能夠被調節以相對於使用者的鼻子升高或降低顯示單元12的位置，例如，相對於使用者的面部調節角度或升高顯示單 元12。有利地，這種調節可以移動顯示單元殼體22遠離使用者的鼻子以減輕在面部、鼻子和/或臉頰上感覺到的壓力。前額支撐連接器24將顯示單元12固定就位，使得顯示單元不會在使用者的頭部上向下或側向滑動。

在一個示例中，前額支撐綁帶48的厚度和/或寬度可以沿著其長度的至少一部分變化，例如，前額支撐綁帶48可以沿著其長度包括更寬和更薄的區段，以便於連接和分配負荷。

在一個示例中，調節機構50在使用中定位成不與使用者的額骨區域接觸。

在可選示例中，定位和穩定結構14不包括前額支撐連接器24/前額支撐綁帶48，例如參見圖5a至5c的示例。

圖4a至4c示出了根據本技術的第二示例的用於頭戴式顯示系統110的支撐件。在圖4a至圖4c中，相同的附圖標記表示與圖3a至圖3c類似或相同的部份，但增加了100以允許在例如顯示裝置112、定位和穩定結構114、後支撐箍116、顳連接器118、後邊緣區域120、顯示單元殼體122、前額支撐連接器124、顳臂126、頂骨部138、枕骨部140、連接綁帶142、前額支撐綁帶148、調節機構150、前額支撐孔152、端部154等示例之間進行區分。參照圖4c，前額支撐連接器124還可以包括前額支撐剛性件156。前額支撐剛性件156可以為使用者的鼻子和臉頰上方的顯示單元112提供進一步的穩定和支撐，即，減輕使用者的鼻子和臉頰上的壓力。剛性件156可以連接到上邊緣區域121並且形成前額支撐孔152的至少一部分以接收綁帶148的端部或突片部154，用於定位和穩定結構114的尺寸調節。如圖所示，前額支撐綁帶148佈置在前額支撐剛性件156下方以用於舒適性和負荷分配。

在一些形式中，調節機構150還可以包括角度調節機構，用於容易地將遮光板從使用位置提升到收起位置，即，未使用位置。

在一個示例中，系統可以構造和安排成用於將一個或多個部件從顯示單元重新分配到定位和穩定結構，例如，將重量從顯示單元重新分配到定位和穩定結構。例如，前額支撐剛性件156和/或前額支撐綁帶148可以用於至少部分地支撐一個或多個非定位的基本電氣部件，例如電池、硬碟驅動器存儲，以將重量從使用者頭部的前方轉移到更中心的位置，即，平衡顯示單元的重量。在可選示例中，顯示單元的一個或多個部件可以至少部分地由後支撐箍116和/或顳連接器118支撐以重新分配重量。

介面結構

根據介面結構在何處與使用中的面部接合的設計意圖，可以部分地表徵使用者介面。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曲率弧的區域接合。這些區域通常可包括使用者的前額和頰骨。這可能導致使用者在局部壓力點不舒服。其他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，從而可能不足以增加夾緊壓力的平移距離。這些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。在使用者面部的形狀與介面結構之間存在不匹配的程度上，其中之一或二者都形成適當的接觸或其他關係。

在本技術的一些實施例中，介面結構可以包括單個密封形成元件，該密封形成元件在使用中覆蓋鼻脊區域，額骨區域以及面部的左和右眶下緣區域中的每一個的一部分。在一些實施例中，介面結構可以設計用於大規模製造。例如，介面結構可以設計成舒適地配合各種不同的面部形狀和尺寸。

參照圖8，在本技術的一種形式中，頭戴式顯示系統410還包括介面結構411，該介面結構提供面部介面或面部接合部413，該面部介面或面部接合部被安排成在使用中與使用者的面部接合並處於相對關係。在一些形式中，介面結構411可以提供緩衝功能，從而提高使用者的整體舒適度。在一些形式 中，面部介面413可被佈置成在使用中至少部分地阻擋光進入顯示單元殼體422。

介面結構411在顯示單元殼體422所容納的顯示器周圍延伸。介面結構411可以在顯示器周圍延伸並且限定顯示器的觀察開口。在示例中，面部介面413圍繞使用者的眼部延伸，並且可以例如，沿著使用者的鼻子、面頰和/或前額與使用者的面部接合(例如，光密封)。

定位和穩定結構414可連接到顯示單元殼體422，由此本技術的介面結構411保持在使用者面部上的可操作位置。在一些替代形式中，定位和穩定結構414可附接到介面結構411的一部分，借此將本技術的介面結構411固持在使用者面部上的可操作位置中。

圖15a示出了使用中的介面結構611的另一實施例的正視剖視圖，其中介面結構611以其他方式大致形成為在中心軸線A-A的任一側上對稱。中心軸線A-A的左手側示出了介面結構611的示例，因為其在使用中可定位成大致圍繞使用者眼部的周邊與使用者的面部接合。中心軸線A-A的右手側示出了介面結構611下方的使用者面部的示例，示出了在使用中可與介面結構611接觸的面部區域。從廣義上講，介面結構611可以形成在顱頂肌601，使用者的蝶骨603的區域上，跨越蝶骨603與左或右顴弓607之間的外頰區域605，在顴弓607上方，從顴弓607朝向翼脊619跨越內頰區域609，以及在使用者鼻樑點下的鼻脊617上，以將使用者面部的一部分封閉在其間。

介面結構611提供圍繞使用者眼部的周邊的基本上連續的面部介面或面部接合表面613，即，面部介面或面部接合表面613適於在下述區域接觸使用者的面部：上眥、蝶骨的區域上，跨越蝶骨與左或右顴弓之間的外頰區域，在顴弓上方，從顴弓朝向翼脊跨越內頰區域，以及在使用者鼻樑點下的鼻脊上，以將使用者面部的一部分封閉在其間。也就是說，介面結構611提供圍繞使用 者的整個眼部的連續接觸(例如，至少光密封)，以防止或至少減少不希望的光的進入。在這點上，基本上連續的面部介面或面部接合表面613可以沿其周邊形成輪廓和/或成角度，以符合或緊密地遵循患者面部的輪廓/面部輪廓。

在使用中，介面結構611可以壓靠在使用者的面部上(例如，經由定位和穩定結構)，並且介面結構611被配置和安排成使得施加到使用者面部的壓縮力或負載圍繞其周邊分佈或散佈，使得負載不集中在最小數量的接觸點上。此外，介面結構611包括圍繞其周邊的變化的柔性，該柔性配置為允許力選擇性地分佈到使用者的面部上。例如，介面結構可以包括在第一區域處的第一順應度和在第二區域處的第二順應度，並且第一區域和第二區域圍繞介面結構的周邊配置，以允許力選擇性地分佈到使用者面部上。這種佈置允許更高水準的壓力分佈在使用者面部的更適合吸收壓力的區域上，例如眥和蝶骨。

在本技術的一些形式中，提供了一種系統，其中介面結構與顯示單元殼體整體形成。在本技術的一些形式中，例如圖15b、16a至16c、18、19和20a至20d所示的實施例中，提供了一種系統，其中介面結構形成為單獨的可移除部件，該可移除部件配置為與顯示單元殼體集成在一起並由顯示單元殼體保持，從而在使用中與使用者面部接合並處於相對關係。也就是說，顯示單元殼體可以提供共同的框架，該框架被配置和安排為可移除地保持多個介面結構中的每一個(每一個對應於不同的尺寸和/或形狀範圍和/或材料類型)，以允許基於適配或使用者偏好來交換介面結構的變體。

參考圖8，當介面結構411形成為可移除部件時，可形成多個介面結構411實施例，其中每一實施例配置為對應於不同大小及/或形狀範圍。例如，頭戴式顯示系統410可以包括適用於大尺寸頭部的介面結構411的一種形式。這可能不適用於具有較小尺寸頭部的使用者，並因此可能導致舒適性和性能降低。適用於小尺寸頭部的介面結構411可能不適用於大尺寸頭部，並且可能同 樣導致使用者的舒適性和性能降低。因此，可移除的介面結構411可以是有利的，因為其使得使用者能夠定制頭戴式顯示系統410並選擇最適合其個人面部模擬特徵的介面結構411。在一些進一步的實施例中，使用者可以測量他們的面部模擬特徵，以便定制設計和形成合適的介面結構411。可移除的介面結構411還允許諸如醫療用途的應用，其中結構411可以是一次性的或者可以允許單獨的清潔以符合外科手術。

參照圖15b，當介面結構611形成為可移除部件時，其可形成為包括剛性或半剛性材料的底盤621，該底盤621配置為便於與顯示單元殼體622接合。例如，在一些實施例中，底盤621可以由塑膠材料形成。底盤621可以包括圍繞其周邊的一個或多個接合元件623，接合元件623配置為與配置在顯示單元殼體622上的對應元件可拆卸地配合。合適的接合元件可以包括夾子、緊固件、磁體或維可牢尼龍搭扣(Velcro)中的一個或多個，只要在任何給定實施例中使用的接合元件的數量和位置能夠確保底盤621和顯示單元殼體622彼此相對固定而不允許在它們之間發生顯著的滑動。例如，如圖15a和15b所示，接合元件623可以是兩個彼此橫向間隔開的夾子，以便定位在中心軸線A-A的對稱相對側上。在圖16a至16c中示出了類似的接合元件723。在一些另外的實施例中，除了在底盤的使用中上部形成的夾子之外，一系列凹痕可以在底盤的使用中下部形成。如本領域技術人員將理解的，接合元件的其他組合也被認為在本技術的功能範圍內。在一些進一步的實施例中，顯示單元殼體可包括與底盤的外周緣接合的凹槽，以便為接合元件提供附加的垂直支撐，並進一步減小顯示單元殼體和介面結構之間的相對運動。

底盤621用作介面結構611的其餘部分的基部。另外，底盤621可以為介面結構611的介面支撐結構615提供一些剛性和必要的結構，並且也通過介面支撐結構提供到面部介面或面部接合表面613。底盤621可以粘合地接合 到支撐結構615上，或在一些實施例中機械地結合到支撐結構615上，其中用於將底盤621接合到支撐結構615上的方法取決於材料的組成以及它們的具體結構。底盤621通常可橫向彎曲穿過使用者的面部。在一些實施例中，曲率通常可以對應於使用者面部的曲率。在一些實施例中，例如在圖16b中，底盤721的曲率可以相對較小，其中支撐結構715被形成為從其延伸以橋接至使用者面部的距離，並且因此具有橫向跨過使用者面部的變化的深度。換言之，與在靠近使用者面部的中心軸線A-A的區域中形成的較小深度相比，支撐結構715可以在鄰近使用者面部的側面的區域中延伸至較大深度。在一些實施例中，底盤621、721、821可以有利地保持相同的尺寸和形狀，而介面結構611、711、811的其餘部分可以變化，以便提供多個模組化實施例，或適合使用者的個人面部模擬特徵的定制設計的模組化實施例。

在一些實施例中，底盤、支撐結構和介面結構的面部接合表面中的兩個或更多個可以一體地形成為單個部件，單個部件包括不同的厚度和跨越其的精加工，以便在底盤處提供期望水準的剛性或在面部接合表面處提供期望水準的緩衝效果。例如，在一些這樣的實施方案中，介面結構可以由單個矽樹脂主體形成。在可選實施方案中，介面結構可以由泡沫或彈性體材料一體地形成為單個部件。

在一些實施例中，底盤721可以形成為與介面結構711的其餘部分分離的部件，該介面結構製造為單個整體形成的主體(例如，見圖16a至16c)。例如，在一些實施例中，面部介面或面部接合表面713'的一個或多個區域可以圍繞介面結構711'的周邊一起形成為從支撐結構715'(例如，參見圖17A)伸出的向內突出的法蘭樣邊沿(例如，膜或折片)。可替代地，在一些實施例中，面部接合表面713"可以由類似彈簧的支撐法蘭725"支撐，該支撐法蘭源自支撐結構715"並且基本上隱藏在面部接合表面713"下方(例如，見圖17b)。例如， 支撐法蘭725"和支撐結構715"都可以由矽酮形成，其中支撐法蘭725"的材料厚度比支撐結構715"的材料厚度更薄，從而為接合使用者面部的介面結構711"的部分提供更順應但有彈性的彈簧樣支撐。在一些實施例中，面部接合表面713"可鬆散地覆蓋在支撐法蘭725"上，使得每個面部接合表面可獨立地回應在使用中與使用者的面部相互作用時施加的壓縮壓力。在一些實施例中，覆蓋的面部接合表面713"可以與支撐法蘭725"結合，覆蓋的面部接合表面覆蓋在支撐法蘭上，由此它們有效地形成單個主體，該單個主體一致地回應於在使用中與使用者的面部相互作用時所施加的壓縮壓力。

面部接合表面713可以包括一個或多個矽酮區域，或一層或多層織物材料或泡沫。面部接合表面713的一個或多個區域可以被形成為具有變化的厚度和/或變化的表面光潔度，由此當在使用中被壓靠在使用者的面部上時，所得到的面部接合表面713可以沿其具有可變的順應性。

面部接合表面713中的一些或全部可以是摩擦(相對)減小的區域。當使用矽酮時，這可以通過提供所謂的磨砂表面來實現。在具有減小的摩擦區域的情況下，與沒有減小的摩擦區域的情況相比，密封表面可粘附到使用者的面部。例如，可以提供摩擦減小的區域以允許使用者的鼻子的側面沿著面部接合表面713自由地滑動。同樣地，具有(相對)減小的摩擦外表面光潔度的織物或泡沫材料可用于形成面部接合表面713的一部分或全部。

面部接合表面713的一些或全部可以是(相對)高摩擦的區域。當使用矽酮時，這可以通過提供所謂的拋光表面來實現。在具有高摩擦區域的情況下，與沒有減小摩擦區域的情況相比，密封表面可以更好地粘附到使用者的面部，從而減小顯示單元殼體722的滑動。同樣地，具有(相對)高摩擦外表面光潔度的織物或泡沫材料可用于形成面部接合表面713的一部分或全部。

在一些實施例中，面部接合表面713的一個或多個不同區域可以 被形成為具有不同的光潔度或不同的摩擦水準，以便優化面部接合表面713的抓握和保持性能，同時還改進使用者舒適性(例如，具有磨砂表面的一個或多個區域以及拋光表面的一個或多個區域)。在一些實施例中，可以使用兩種或更多種材料的組合來形成整個面部接合表面713，其中在不同的區域中可以使用不同的材料。這可以改善顯示單元殼體722的保持力，同時也提高使用者的舒適度。

在一些實施例中，面部接合表面的熱芯吸性能可以通過使用矽酮材料來改進，由此可以改進使用者的舒適性。

參照圖18和19，支撐結構715可形成為包括一個或多個不同的區域715'、715"，這些區域具有不同的厚度和/或通過增加加強肋715'''來進一步支撐。在一些區域中，支撐結構可以更薄715'，或一般地提供較小的壓縮阻力，例如在鄰近使用者顴弓、頰骨和鼻子的區域中。在一些其他區域中，支撐結構可以更厚715"，或者一般地可以構造成例如在鄰近使用者前額或蝶骨的區域中提供更大的抗壓性。在一些實施例中，支撐結構715的厚度可以在其上遞增地變化，而不是作為具有單一厚度的不同區域。在一些實施例中，加強肋715'''可以形成為較厚材料的寬區域，而在其他實施例中，加強肋715'''可以形成為由窄的和/或較不順應的材料製成的系帶樣支撐件。

支撐結構715的較薄區域可以為上面的面部接合表面713提供更柔順但有彈性的襯墊支撐。例如，在一些實施例中，較薄區域可以由具有0.3-0.5mm厚度的矽酮材料形成。相反，支撐結構715的較厚區域可以為上面的面部接合表面713提供較不順應、更有抵抗力和相對剛性的結構支撐。例如，在一些實施例中，較厚區域可以由厚度為1.5-2mm的矽酮材料形成。通過由多個不同的較厚和較薄區域或厚度遞增變化的混合物形成形成支撐結構715，可以優化支撐結構715的負載抗性。因此，在使用中，介面結構711在圍繞使用者面 部周邊的任何給定點處的總順應性可以是底盤721、支撐結構715和面部接合表面713的特性的結果。

在一些實施例中，可能有利的是介面結構711針對彈性和剛性平衡順應性，以便在使用中當抵靠著使用者的面部壓縮時分散由對接結構711施加的阻力。另外，可能有利的是提供一種介面結構711，其中當在使用中與使用者的面部相互作用時施加的壓縮壓力的平移距離在使用者面部的更適合吸收壓力的區域上分散，而不是允許負載局部地集中在最少數量的接觸點上。因此，所公開的介面結構711的整體順應性可以形成為允許面部接合表面713適合於模制到使用者的面部。這可以有利地減小面部接合表面713的與使用者的面部間隔開的區域，或不與使用者的面部充分地相互作用的區域，以利於協助分散壓力。例如，參照圖15a，使用者的上顴骨601和蝶骨603在顳部下方的區域能夠承受較高的壓力水準，而使用者的顴弓607的任一側上的區域能夠承受較低的壓力水準。此外，對於一些區域，優選的是僅接收相對較輕的壓力或根本不接收壓力，例如在顴弓607本身上或在使用者的鼻脊617上。在僅能承受光或基本上不承受壓力的區域中，有利的是，面部接合表面713是高度順應的，以便在那裡輕輕地相互作用，由此減少或防止不希望的光的進入。

在一些進一步的實施例中，介面結構811可以包括分立底盤821、支撐結構815和面部接合表面813(例如，參見圖20a至20d)。例如，面部接合表面813'可以形成為直接附接到支撐結構815的上部827的泡沫襯墊829'(例如，參見圖21a)。支撐結構815的上部827可以形成為從支撐結構815的壁的周邊向內延伸，作為彈簧樣法蘭，其用於支撐面部接合表面813'以防止在使用中彎曲。

在一些替代實施例中，面部接合表面813"覆蓋直接附接到支撐結構815的上部827(例如，見圖21b)的泡沫襯墊829"，使得泡沫襯墊829"在面 部接合表面813"下方。例如，矽酮或織物材料面接合表面813"可鬆散地支撐或至少部分地結合在泡沫襯墊829"上。在另一種形式中，面部接合表面813"可以至少部分地在泡沫襯墊829"上或超過泡沫襯墊829"延伸。泡沫襯墊829"可用作彈簧樣順應性但有些彈性的襯墊支撐件，該襯墊支撐件隱藏在面部接合表面813"下方。在這樣的實施例中，接觸使用者面部的材料可以是比泡沫更容易清潔的材料，並且因此可以改善介面結構811的衛生。

泡沫襯墊(例如，泡沫襯墊829'，泡沫襯墊829")可以例如由任何合適的材料製成，如以下示例材料中的一種或多種：聚乙烯、PU、EVA。在一些情況下，泡沫襯墊可以是半開放閉孔泡沫，例如由聚氨酯製成的泡沫。半開孔泡沫襯墊可具有有限的滲透性，例如，在約0至20升/分鐘範圍內的滲透性特徵。穿過泡沫襯墊的橫截面可以採取基本上三角形或梨形的形狀，具有遵循使用者面部輪廓的密封面。所使用的泡沫可以限定整個介面結構811的物理特性。泡沫可以允許介面結構811適應主要變化，並且成功地符合使用者面部的輪廓。泡沫襯墊的柔順特性還可以提供微調節，並且因此當與使用者的皮膚相互作用時可以形成舒適的介面層。

在本技術的另一個示例中，泡沫襯墊829"可以固定(可拆卸地或永久地)到支撐結構815上，或者在一些進一步的實施例中，直接固定到底盤821上。泡沫襯墊829"可被構造成沿其不同區域具有變化的剛度，以便增加使用者的舒適性。

在本技術的某些形式中，介面結構的面部接合表面可包括由半可壓縮材料形成的襯墊，所述半可壓縮材料諸如緻密泡沫(例如，聚氨酯泡沫或粘彈性泡沫)或其他類似材料，如橡膠，其可形成為大致可彈性壓縮，同時在某種程度上抵抗壓縮。所得的半剛性但可彈性壓縮的襯墊可另外形成為保持具有相對較小半徑的曲率，從而提供“通用尺寸(one-size-fits-most)”的使用者 介面襯墊。

在本技術的一些形式中，介面結構可在寬度和/或形狀的範圍內調節尺寸，以便可定制為使用者的面部模擬特徵。例如，參照圖22，介面結構911可包括兩個可調節的面接合表面913'，每個面接合表面913'位於介面結構911的左手側和右手側中的相應一側。每個可調節的面部接合表面913'可以相對於彼此可滑動地移動，並且相對於基本上剛性的底盤920可移動。當可調面部接合表面913'可滑動地彼此遠離移動時，介面結構911的總寬度W可以增加。當可調面部接合表面913'可滑動地朝向彼此移動時，介面結構911的總寬度W可以減小。在一些實施例中，介面結構911還可包括兩個靜態面部接合表面913"，一個跨接在使用者的鼻子區域上，一個跨接在使用者的前額區域上。兩個靜態面部接合表面913"中的每一個可形成為具有足夠的長度，由此兩個靜態面部接合表面913"的相應遠端914"與可調面部接合表面913'的相應遠端914'重疊。這樣，可調節的和靜態面部接合表面913'、913"可以一起形成圍繞使用者眼部的功能上連續的介面結構911。所得到的介面結構911可以為使用者的個人面部模擬特徵提供改進的配合，這可以有利地改進介面結構911在緊固定位元和穩定結構時增加施加到使用者面部的夾緊壓力的平移距離的能力。這還可以提高介面結構911的舒適性，並且可以減少局部壓力點的情況。在一些進一步的實施例中，靜態面接合表面913"可以形成為具有這樣的形狀和長度，從而它們還可以遮罩顯示單元殼體922的內部，以防止不期望的光進入。在一些進一步的實施例中，靜態面接合表面913"可以形成為具有一種形狀和長度，由此在靜態面接合表面913"與可調節面接合表面913'之間形成氣隙。這可以有利地改善頭戴式顯示系統910的透氣性和舒適性。

在一些實施例中，可調節面部接合表面913'可以通過相應地調節目鏡923在顯示單元殼體922內的相對位置而相對於底盤920或顯示單元殼體 922移動。例如，參考圖23a和23b，通過顯示單元殼體922的目鏡923的軸線D-D、E-E的相對位置可以是可調節的。在一些實施例中，可通過移動從顯示單元殼體922向外突出的可滑動突片來進行調節。由於使用者眼部之間的間隔可以與使用者頭部的寬度成比例，因此對目鏡923的相對位置的調節也可以提供對介面結構911的寬度的適當調節。例如，穿過目鏡923的軸線D-D、E-E的相對位置可以從較寬的寬度XX(圖23a)移動到較窄的寬度YY(圖23b)，因此也將面部接合表面913'的總寬度從較寬的寬度XX'(圖23a)到較窄的寬度YY'減小成比例地對應的距離(圖23b)。同樣，目鏡923可以從較窄寬度YY(圖23b)移動到較寬寬度XX(圖23a)，從而將面部接合表面913'的總寬度從較窄寬度YY'(圖23b)到較寬寬度XX'增加成比例地對應的距離(圖23a)。在一些實施例中，圍繞鼻架931的面部接合表面也可通過軸線D-D、E-E的相對位置穿過目鏡的運動而可調節地運動。例如，當介面結構911移動到較窄配置(例如，圖23b)時，鼻架931可調節地變窄並定位到顯示單元殼體922中的目鏡之間的空間中，或者當介面結構911移動到較寬配置(例如，圖23a)時，鼻架可調節地拉得較寬並從顯示單元殼體922中的接目鏡之間的空間移除。

在一些可選實施例中，可調節面接合表面可通過獨特配置的調節機構相對於底盤移動，所述調節機構例如為可滑動突片或齒條齒輪式調節機構。

鼻子的側面，包括鼻骨上方、接近上頜骨的額突以及外側軟骨的輪廓在使用者之間可以是高度可變的。此外，當通過介面結構在鼻樑上施加力時，鼻樑可能特別敏感。此外，在使用中避免堵塞使用者的空氣通道可能是重要的。因此可形成介面結構以避免對鼻區施加壓縮壓力。參照圖15a和15b，底盤621包括鼻架631，該鼻架在其他基本上連續的面部接合表面613中有效地留下間隙。鼻架631可以形成為比使用者的鼻子更寬和更深，以便避免上述的一 個或多個潛在問題。在一些進一步的實施例中，鼻架631可以是大致鞍形的。鼻架631可以形成為面部接合表面613的其餘部分的延續部分，或者在一些實施例中，鼻架631可以形成為面部接合表面613的不連續部分。在鼻架631為不連續部分的實施例中，鼻架631可形成為可拆卸的。這可以有利地提高清潔鼻架631的容易性。在圖16a至16c和圖20a至20d中還示出了示例性鼻架731、831。

例如，在一些實施例中，設置到底盤1021上的鼻架1031的面部接合表面1013可以由能夠容易地向內彈性彎曲的柔韌材料形成，如折片1033，以便容納使用者的鼻子(例如，見圖24)。在使用中，折片1033可以位於使用者鼻樑的側部。在一些實施例中，鼻架631的面部接合表面613可以形成為鬆散材料的罩，其允許使用者的鼻子進入其中而不施加任何顯著的阻力。可替代地，在一些實施例中，鼻架631的面部接合表面613可以由高度可拉伸和可擠壓材料的一部分形成，如織物或泡沫中的一種或多種。

通常，根據本技術的介面結構可由一種或多種材料構成，例如矽酮、織物材料或泡沫。例如，在本技術的某些形式中，介面結構可包括粘彈性聚氨酯泡沫層。在另一示例中，在本技術的某些形式中，介面結構可包括包覆模制到聚碳酸酯或尼龍底盤上的液體矽橡膠(LSR)層。

在本技術的某些形式中，介面結構由例如矽橡膠的生物相容性材料構成。

在本技術的一些形式中，介面結構的一個或多個部分可形成為基本上不透明的。在本技術的一些進一步的形式中，介面結構的一個或多個部分可以是有色的無光澤黑色。這有利於減少不希望的光通過介面結構本身進入。

應該理解的是，材料的選擇可以影響介面結構的可壓縮性、柔順性和/或彈性。例如，具有不同密度的不同泡沫將具有相應不同的壓縮特性。此外，具有不同厚度或柔性的不同矽酮材料將具有不同的壓縮特性。

在本技術的某些形式中，介面結構可以由例如矽橡膠的生物相容性材料構成。在一些進一步的形式中，介面結構的面部接合表面可以是可移除的。例如，面部接合表面可以是可移除的一次性使用的或可清洗的蓋。

介面結構在本技術的一種或多種形式中具有優點。例如，除了上述優點之外，人的面部結構可以包括人與人之間的變化，這在設計可以適用於許多面部變化的面部接合表面時提供了挑戰。這些變化可以包括不同形狀的面部結構(例如，不同形狀的鼻子和/或不同彎曲的臉頰)和/或不同的組織含量(例如，或多或少的脂肪組織)。這些變化可能導致介面結構對於一個人工作得很好，但是對於另一個人工作得很差。而且，感覺到的舒適度可以獨立於面部結構而在人與人之間變化。

在本技術的一些形式中，介面結構還可包括一個或多個前額介面結構。前額介面結構可適於在顯示單元殼體上方與使用者的前額接合。前額介面結構也可以與定位和穩定結構集成，或者作為介面結構的獨立區域。

醫療應用

定位和穩定結構和/或介面結構可適於包括生物相容性材料，在使用中，定位和穩定結構和介面結構的多個部件可接觸例如使用者的皮膚。將定位和穩定結構以及介面結構設計成包括這樣的材料旨在保護使用者免受由於使用該結構而引起的潛在生物風險。

材料生物相容性

根據ISO 10993-1標準，生物相容性材料被認為是對其與使用安全性相關的生物反應進行充分評價的材料。當使用時，評價考慮預期與人類組織接觸的性質和持續時間。在本技術的某些形式中，用於定位和穩定結構以及介面結構的材料可以進行以下生物相容性測試中的至少一些：細胞毒性-洗脫試驗(MeM浸提液)：ANSI/AAMI/ISO 10993-5

皮膚致敏：ISO 10993-10

刺激性：ISO 10993-10

基因毒性-細菌致突變性測試：ISO 10993-3

植入物：ISO 10993-6

清潔

在一些形式中，定位和穩定結構以及介面結構被設計為由單個使用者使用，並且在使用者家中清潔，例如在肥皂水中洗滌，而不需要用於消毒和殺菌的專用設備。

在一些其他形式中，定位和穩定結構和介面結構的部件用在實驗室、診所和醫院中，其中單個頭戴式顯示系統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，頭戴式顯示系統或其相關部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，可能需要根據ISO17664對定位和穩定結構以及介面結構的設計進行消毒和滅菌確認。

可以選擇能夠承受再處理的材料。例如，堅固的材料可用於定位和穩定結構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。

在另一示例中，前額支撐連接器24的接觸部在使用中將與使用者的頭部接觸，因此可能變髒。接觸部可以設計成從前額支撐連接器24移除，以提供將其移除用於清潔和/或替換的能力。可能希望在不使定位和穩定結構變濕的同時清洗接觸部。這可以通過允許這些部件出於這樣的目的而斷開促進。在另一示例中，後支撐箍在佩戴時可與使用者的毛髮或皮膚接觸。因此，後支撐箍優選地由易於清潔的材料製成，並且進一步設計成從定位和穩定結構移除以便獨立清潔。

材料

接合使用者頭部並與之相互作用的介面結構或定位和穩定結構的表面可形成為具有有助於減小使用者頭部上的點負載和壓力引起的標記和/或熱點的形狀和材料特性。參見圖30，在一些形式中，接合結構1108的所得介面表面1110可以將壓力負荷P分佈在使用者頭部1120的較大表面區域上。因此，接合結構1108的形狀和材料特性，特別是介面1110的形狀和材料特性，可以為使用者提供改善的舒適性。

類似地，在一些形式中，介面表面的邊緣的幾何形狀可以被成形為遵循一種輪廓，該輪廓結合介面表面的總體形狀和材料特性幫助匹配使用者頭部的輪廓並且因此更有效地分配壓力負載，由此改進使用者的舒適性。例如，接合表面1110可具有彎曲的輪廓邊緣1112，其有助於將接觸負載散佈在更大的表面面積上，由此減小點負載在使用者頭部上形成壓力引起的標記和/或熱點的可能性(例如，圖30和31)。

通常，表面積的增加可以與壓力的降低和使用者感受到的不適相關，因為力可以分佈在較大的接觸面積上。然而，介面表面的總表面面積需要相對於介面結構的整體尺寸、體積和重量進行折衷而優化，這在佩戴頭戴式顯示器時可能對使用者的產生不利影響。例如，如果接合表面太大，則使用者可能由於重量增加而經歷幽閉恐怖症或經歷頸部和肩部的肌肉疼痛。

此外，在一些形式中，重要的是，基於外表面在觸摸時或在使用期間佩戴時的一般外觀和感覺，介面表面向使用者提供舒適感。例如，通過減少銳利邊緣，甚至不接觸使用者的銳利邊緣，可以有利地改善使用者的舒適感。在另一示例中，可能有利的是由不擦傷的材料，涼爽的或能夠芯吸濕氣(例如汗)的材料，或不刺激使用者皮膚的材料和/或透氣的材料形成介面外表面。

因此，介面結構或定位和穩定結構的介面表面的材料特性可影響使用者的整體舒適度。

例如，在一些形式中，有利的是具有接合結構1108，例如定位和穩定結構的綁帶，其能夠柔性地扭轉T以符合使用者頭部的輪廓(例如，圖31)。使介面表面與使用者頭部一致的順應性和能力可增加總接觸表面積，從而有助於張緊力在較大接觸面積上的分佈並減少不舒適的壓力點。

在其他形式中，接合結構可包括柔性材料，例如泡沫或織物材料，其中與熱塑性材料不同，介面表面可更容易地適應並圍繞使用者頭部的曲線和輪廓形成。例如，這種材料特性對於定位和穩定結構1114的圍繞使用者頭部1122(例如，圖32)的上部交叉的部分可能是有利的。定位和穩定結構1114的部分1116，當不使用時，將不會充分彎曲以便與使用者頭部1122的上部接合，因此可以彈性地彎曲而不損壞定位和穩定結構1114，以便符合並幫助將壓力使用者頭部的壓力負載。

在一些形式中，接合結構可以是彈性的，由此力分佈可以更均勻地分佈在整個介面表面上。例如，參見圖33，當定位和穩定結構1134的綁帶在負載L下被拉伸分開時，應變力可基本均勻地分佈在綁帶的長度上。因此，綁帶的彈性具有相對平坦的力(y軸)-位移(x軸)曲線，從而說明當接合結構延伸(或位移)時力不會改變太多。

在一些其他形式中，當與定位和穩定結構的其餘部分相比時，介面結構或定位和穩定結構的離散區域、區段或部分可形成為呈現增加的柔性。例如，參考圖34，介面結構1142的區域1144位於使用者面部(例如鼻樑)的更敏感區域附近，或者位於面部凸起1140(例如面頰骨)附近，該區域可以包括粘彈性泡沫，或者可以允許增加局部順應性的類似材料。

在一些形式中，介面結構或定位和穩定結構中使用的泡沫可以形成為具有大約55kg/m³範圍內的密度。在其他形式中，密度可在約50-55kg/m³的範圍內。在其他形式中，泡沫密度可在約55-60kg/m³的範圍內。在其他形式 中，泡沫密度可在約45-65kg/m³的範圍內。取決於泡沫的精確要求，密度也可以更高或更低。例如，泡沫密度可以在介面結構或定位和穩定結構上變化，以便具有較大順應性的局部區域或較大剛度的局部區域。

人體測量資料模型

頭戴式顯示系統的幾何形狀可以參考人體測量學資料模型來設計。人體測量學資料模型可以從三維頭部形狀的集合開發。人體測量資料模型可用於表示基於如圖25a至25b所示的頭部形狀變化(例如，圖25b中示出了具有變化的前三個分量的目標頭部幾何形狀)的大小調節和聚類，基於如圖26a至26b所示的標稱面部區域的大小調節(例如，圖26b的示例中示出了具有變化的前四個分量的眼部/鼻子區域中的形狀變化)，以及基於如圖27a至27b所示的人體測量學界標的大小調節(例如，2D界標之間的相關性，如眼部位置和眼眶處的面部寬度之間的關係，如圖27b)所示。

例如，人體測量資料模型可用於確定介面結構的尺寸要求。這些要求可以考慮基於人體測量界標的頭部形狀變化和面部特徵變化。此外，面部界標之間的關係可以從資料匯出；例如，眼部位置和面部寬度之間的關係。有利地，介面結構可構造成適應這些變化。

在另一示例中，人體測量資料模型可以與軟體應用程式(例如行動電話應用程式)結合使用，以比較使用者頭部的三維掃描並識別他們的頭部大小。在該示例中，使用者可以操作他們的行動電話的照相機以產生三維掃描。軟體應用程式可用於通知使用者與人體測量資料模型相比的頭部尺寸，並推薦適當的尺寸，例如定位和穩定結構的尺寸，以提供最佳配合。例如，可以從給定的多個尺寸選項(例如，小、中或大)中建議中等尺寸。或者，可以根據使用者的個人面部界標，根據使用者的三維掃描來製作定制尺寸的定位和穩定結構。

上述頭戴式顯示系統提供本技術的可選示例，其構造和安排成增強舒適性、適配範圍、可用性、系統架構、在醫療環境中的使用以及可製造性。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統提供增強的舒適性，同時使面部印痕和長期使用的疼痛最小化。例如，可以通過提供通用負荷分佈來實現舒適性，其中通過避免或最小化易於不適的區域上的負荷並且將負荷重新分佈到能夠舒適地承載負荷的區域(例如，避免或最小化鼻樑和鼻子側面上的負荷並且將負荷施加或重新分佈到頭部的頂部和/或後部)來優化所有接觸表面上的負荷。此外，可以通過提供局部負荷分佈來實現舒適性，其中，通過在面部區域中的設計和材料選擇來均勻分佈負荷，在面部區域中，接觸是不可避免的，例如，眼部周圍的接觸點可以包括柔順材料，柔順材料均勻分佈負荷並避免疼痛點/面部印痕。此外，可通過使重量最小化來實現舒適性，因為整個系統中較小的重量導致定位的張力較小並將系統保持在正確的構型中。在這點上，根據本技術的示例的頭戴式顯示系統提供了最簡的設計(例如，低分佈)，以實現適配範圍、舒適性和正確的構型，例如，部件的優化，以最小化部件的大小和數量，從而實現堅固和輕質材料的功能和使用。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統提供增強的適配範圍或通用適配，而不會犧牲舒適性、可用性和成本。例如，適配範圍可以通過提供幾何形狀和材料選擇以及調節機構的可調節性來實現。設計定位和穩定結構的部件，並且可以選擇材料以提供期望的力與位移的比，例如，在預定的力的作用下，帶可以伸展至期望的長度。調節機構提供了簡單性，因為定位和穩定結構以及相關聯的帶的尺寸可以手動調節和設定，並且部件部分可以最小化，同時使使用的方便性最大化，例如，綁帶的單手調節以及用於連接的磁性夾子s(例如，輕鬆拆卸而不會丟失綁帶設置)的替代性使用。而且，調節機構提供最小的大小和重量，這減小了具有最佳材料和最小部件的調節機構的體積。此外，增強 的適配範圍可以通過人體測量學來實現，其中調節範圍可以被設計為適配期望市場的最佳人體測量學範圍。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統通過低觸摸簡單設置解決方案和低靈巧性閾值解決方案來提供增強的可用性。例如，可以通過包括可伸展材料或簡單機械致動的自調節解決方案來實現低觸摸設置，其中僅需要少量的微小調節就可以實現正確適配。此外，系統可以包括調節和鎖定解決方案以促進可用性(即，設定和忘記)，例如，引導調節的機構(例如，磁體)和鎖定機構以設定調節(例如，夾子)。此外，系統提供了易用性，使得其能夠在由具有低靈巧性和/或最小視力的使用者佩戴時進行調節。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統提供了增強的系統架構，增強的系統架構優化了部件位置，使得成本最小化的同時舒適度、適配範圍和可用性最大化。例如，系統可以提供增強的重量分佈，其中從舒適的觀點來看，電氣和/或機械部件被定位在理想位置中。此外，系統可以包括模組化，使得可以基於使用者偏好來選擇或升級部件，例如，可以基於偏好來選擇電氣部件、面部接觸墊、帶和/或耳塞。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統增強了在醫療環境中的使用。例如，系統可以是生物相容的和/或可清潔的，所選擇的材料是可清潔的以在醫療環境中重複使用和/或通過生物相容性要求。

根據本技術的示例的頭戴式顯示系統通過以低成本提供可大規模生產的解決方案來增強可製造性，同時保持高品質和功能性。

如上所述，本技術可以在以虛擬實境(VR)顯示裝置和/或增強現實(AR)顯示裝置的形式的頭戴式顯示系統中找到特定應用。

如圖35所示，根據本技術的一個方面的示例性VR顯示裝置3000包括以下功能方面：顯示單元3100、顯示殼體3200、以及定位和穩定結構3500。 在一些形式中，可通過一個或多個物理部件來提供功能方面。在一些形式中，一個或多個物理部件可以提供一個或多個功能方面。在使用中，顯示單元3100安排成位於使用者眼部附近和前面，以允許使用者觀察顯示單元3100。

在一些示例中，顯示單元3100可以包括顯示幕幕3104、顯示殼體3200、介面結構3300和/或光學透鏡3400。這些部件可以整體地形成在單個顯示單元3100中，或者它們可以是可分離的並且由使用者選擇性地連接以形成顯示單元3100。另外，顯示幕幕3104、顯示殼體3200、介面結構3300和/或光學透鏡3400可以包括在顯示裝置3000中，但是可以不是顯示單元3100的一部分。

在示例中，顯示幕幕或顯示器3104可以配置為選擇性地輸出在操作位置中對使用者可見的電腦生成圖像。在一些形式中，顯示幕幕3104是電子顯示器。顯示幕幕3104可以是液晶顯示器(LCD)或發光二極體(LED)屏。

在一些形式中，顯示殼體3200提供用於顯示幕幕3104的支撐結構，以便維持顯示幕幕3104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幕3104和/或顯示單元3100的其他部件。顯示殼體3200可以由適於向顯示幕幕3104提供衝擊力保護的材料構成。顯示殼體3200還可以接觸使用者的面部，並且可以由適於限制對使用者的刺激的生物相容性材料構成。

在一些形式中，介面結構3300可以至少部分地圍繞顯示殼體3200延伸，並且可以形成觀察開口。觀察開口可以在使用中至少部分地接收使用者的面部。具體地，使用者的眼部可以容納在由介面結構3300形成的觀察開口內。

在一些形式中，顯示裝置3000可以包括光遮罩件，光遮罩件可以由不透明材料構成並且可以阻擋環境光到達使用者的眼部。光遮罩件可以是介面結構3300的一部分或者可以是單獨的元件。

在一些示例中，可以在使用者眼部和顯示幕幕3104之間設置至 少一個透鏡3400。使用者可以通過透鏡3400觀察由顯示幕幕3104提供的圖像。至少一個透鏡3400可以幫助將顯示幕幕3104與使用者面部隔開以限制眼部疲勞。至少一個透鏡3400還可以幫助更好地觀察由顯示幕幕3104顯示的圖像。在一些形式中，所述至少一個透鏡包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡。在一些形式中，透鏡3400是菲涅耳透鏡。在一些形式中，顯示器包括被分割成第一區段和第二區段的雙目顯示器，第一區段與第一透鏡對準並且第二區段與第二透鏡對準。

在一個示例中，顯示裝置3000包括幫助控制由使用者接收的輸出的控制系統7000(見圖36)。具體地，控制系統7000可以控制來自顯示幕幕3104的視覺輸出。

在一些形式中，控制系統7000可以包括監測不同參數或值(例如，在物理環境中)並且將所測量的參數傳送到處理器7004的感測器7002。使用者接收到的輸出可能受測量參數的影響。例如，處理器7004配置為基於測量值改變由顯示器輸出的電腦生成圖像。

在一些形式中，感測器7002可以包括：取向感測器，其可以感測使用者身體的取向；至少一個相機，其可以被定位以觀察使用者的物理環境(例如，為了確定取向)；和/或眼部感測器，其可以跟蹤使用者眼部的移動以確定使用者眼部中的至少一隻正在看哪個方向。

在一些形式中，處理器7004可以包括電腦或智慧型電話。

在一些形式中，控制系統7000集成到顯示單元3100中。在其他形式中，控制系統7000容納在控制系統支撐件7060中，控制系統支撐件與頭戴式顯示單元3100分離，但連接到(例如，電連接到)顯示單元。

一些形式的顯示裝置3000包括控制器3600，控制器可由使用者 接合，以便向虛擬環境提供使用者輸入和/或控制顯示裝置3000的操作。控制器3600可以連接到顯示單元3100，並且向使用者提供與從顯示單元3100輸出到使用者的虛擬對象交互的能力。例如，控制器3600具有可由使用者的手指選擇性地接合的至少一個按鈕3602(見圖35)，控制器3600與處理器7004通信並且配置為當至少一個按鈕3602被接合時向處理器發送信號，處理器配置為基於信號改變由顯示器3104輸出的電腦生成圖像。

圖37示出了根據本技術一方面的示例性AR顯示裝置3000，包括以下功能方面：顯示單元3100、顯示殼體3200和定位穩定結構3500。

在一些示例中，顯示單元3100可以包括由顯示殼體3200支撐的顯示幕或顯示器3104。顯示幕3104配置為選擇性地輸出使用者可觀察到的一個或多個電腦生成圖像。顯示幕3104可以包括至少一個由透明或半透明材料構成的光學透鏡3400，光學透鏡配置為允許使用者在觀察電腦生成圖像的同時觀察他們的物理環境。例如，顯示幕幕3104可以是玻璃的，因此使用者可以通過顯示幕幕3104看到。這在AR應用中可能是特別有益的，使得使用者可以繼續看到物理環境。

在一些形式中，所述至少一個透鏡3400包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡，例如，參見圖37。

在一個示例中，AR顯示裝置3000包括幫助控制由使用者接收的輸出的控制系統7000(見圖36)。具體地，控制系統7000可以控制來自顯示幕幕3104的視覺輸出。在一些形式中，控制系統7000可以包括監測不同參數或值(例如，在物理環境中)並且將所測量的參數傳送到處理器7004的感測器7002。使用者接收到的輸出可能受測量參數的影響。例如，處理器7004配置為基於測量值改變由顯示器輸出的電腦生成圖像。

術語表

為了實現本技術公開內容的目的，在本技術的某些形式中可應用下列定義中的一個或多個。本技術的其他形式中，可應用另選的定義。

通則

洩漏：單詞洩漏將被認為是非期望的暴露在光線下。在一個示例中，可由於顯示單元與使用者面部之間的不完全密封而發生洩漏。

材料

閉孔泡沫：包含完全包封的泡孔即閉孔的泡沫。

彈性材料：由聚氨酯製成的聚合物。

彈性體：顯示彈性性質的聚合物。例如，矽氧烷彈性體。

乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)：乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。

泡沫：任何材料，例如聚氨酯泡沫或粘彈性泡沫，在製造過程中引入氣泡以產生輕質蜂窩狀。

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于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：是雙酚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。

半開孔泡沫：包含封閉和開孔(包封)泡孔的組合的泡沫。

矽樹脂或矽樹脂彈性體：合成橡膠。在本說明書中，對矽樹脂的 參考是指液體矽橡膠(LSR)或壓模矽橡膠(CMSR)。可商購的LSR的一種形式是SILASTIC(包括在此商標下出售的產品範圍中)，其由道康寧公司(Dow Corning)製造。LSR的另一製造商是瓦克集團(Wacker)。除非另有相反的規定，否則LSR的示例性形式具有如使用ASTM D2240所測量的約35至約45範圍內的肖氏A(或類型A)凹痕硬度。

間隔面料：由連接在一起並由單絲中間層隔開的兩個外部織物基材組成的複合結構。

氨綸：一種彈性纖維或織物，主要包含聚氨酯。氨綸用於商品：Lycra。

熱塑性彈性體(TPE)：通常為低模量、柔性材料，其可在室溫下拉伸，具有在應力釋放時恢復至其大致原始長度的能力。使用TPE的貿易產品包括：Hytrel®、Dynaflex^TM、Medalist® MD-115。

熱塑性聚氨酯(TPU)：具有高耐久性和撓性的熱塑性彈性體。

機械性能

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。包括例如某些矽氧烷和熱塑性彈性體。

硬度：材料本身抵抗變形的能力(例如由楊氏模量或在標準化樣品尺寸上測量的凹痕硬度標度所描述)。

“軟”材料可以包括矽樹脂或熱塑性彈性體(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、聚丙烯、鋼或鋁，並且可以不容易例如在手指壓力下變形。

結構或部件的剛度(或剛性)：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。結構或部件可以在不同方向上提供不同的阻力。

柔軟結構或部件：當在例如1秒內的相對短的時間使其支撐其自身重量時，將改變形狀(例如彎曲)的結構或部件。

剛性結構或部件：當承受使用中通常遇到的負荷時基本上不會改變形狀的結構或部件。

作為示例，I形梁可以包括與第二正交方向相比在第一方向上不同的彎曲剛度(抵抗彎曲負載)。在另一個示例中，結構或部件可以在第一方向上是柔軟的並且在第二方向上是剛性的。

使用者介面

框架：框架將被認為是指在兩個或多個與箍的連接點之間承受張力負載的顯示殼體單元。

瞳孔距離：眼部瞳孔中心之間的距離。

箍：箍將被認為意指為設計為用於頭部上的定位和穩定結構的部分。例如，箍可以包括一個或多個支柱、系帶和加強件的集合，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中，以將顯示單元保持在使用者面部前方的操作位置中。箍可由軟的、柔性的、有彈性的材料形成，諸如泡沫和面料/織物的層壓複合材料。

膜：膜將被認為意指典型地薄的元件，其優選地基本上不具有抗彎曲性，但是具有抗拉伸性。

密封：可以是指結構的名詞形式(密封件)，也可以是指該效果的動詞形式(密封)。兩個元件可以被構造和/或佈置成‘密封’或在其間實現‘密封’，而不需要單獨的‘密封’元件本身。

殼：殼將被認為意指具有可彎曲、可伸展和可壓縮剛度的彎曲且相對薄的結構。例如，面罩的彎曲結構壁可以是殼。在一些形式中，殼體可以是多面的。

加強件：加強件將被認為意指設計成在至少一個方向上增加另一個部件的抗彎曲性的結構性部件。

支撐物：支撐物將被認為是設計成在至少一個方向上增加另一個部件的抗壓縮性的結構性部件。

旋軸：(名詞)配置為圍繞共同軸旋轉的部件的子部件，優選地獨立地，優選地在低扭矩下。在一種形式中，旋軸可以構造成經過至少360度的角度旋轉。在另一種形式中，旋軸可以構造成經過小於360度的角度旋轉。

系帶(名詞：一種用於抵抗張力的結構。

結構的形狀

根據本技術的產品可以包括一個或多個三維機械結構，例如顯示單元的密封形成部。三維結構可以通過二維表面結合。這些表面可以使用標記來區分以描述相關表面取向、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、內表面以及外表面中的一個或多個。在另一個示例中，密封形成結構可以包括接觸面部的(例如，外部)表面和單獨的不接觸面部(例如，下側或內部)表面。在另一個示例中，結構可以包括第一表面和第二表面。

為了有助於描述三維結構和表面的形狀，首先考慮通過結構表面的一點P的橫截面，參見圖2a至圖2e，它們顯示了在表面上P點處的橫截面以及所得到的平面曲線示例。P點處的向外法向向量指向遠離表面的方向。在一些示例中，我們從站立在表面上的想像的小人的觀察點來描述表面。

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、負) 和數量(例如，僅接觸在P處的曲線的圓的半徑的倒數)。

正曲率：如果在P處的曲線轉向向外法線，則在該點處的曲率將取為正的(如果想像的小人離開P，則他們必須向上坡走)。參見圖2a(與圖2b相比相對大的正曲率)和圖2b(與圖2a相比相對小的正曲率)。此類曲線通常被稱為凹形。

零曲率：如果在P處的曲線是直線，則曲率將取為零(如果想像的小人離開P，則他們可以水準行走，不用向上或向下)。參見圖2c。

負曲率：如果在P處的曲線遠離向外法線轉向，則在該點處在該方向中的曲率將取為負的(如果想像的小人離開該點p，則它們必須向下坡走)。參見圖2d(與圖2e相比相對小的負曲率)和圖2e(與圖2d相比相對大的負曲率)。此類曲線通常稱為凸形。

二維曲面曲率

在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法向橫截面。多個橫截面可以切割包括向外法線的平面(“法向平面”)中的表面，並且每個橫截面可以在不同方向中截取。每個橫截面產生具有相應曲率的平面曲線。在該點處的不同曲率可以具有相同的符號或不同的符號。在該點處的每個曲率具有數量，例如相對小的數量。圖2a到2e中的平面曲線可以是在特定點的這種多個橫截面的示例。

主曲率和主方向：其中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2a至圖2e的示例中，最大曲率出現在圖2a中，最小曲率出現在圖2e中，因此圖2a和圖2e是主方向上的截面。在P處的主曲率是在主方向上的曲率。

表面的區域：在表面上的點的連通集。在區域中的該組點可以具有類似的特徵，例如曲率或符號。

鞍狀區域：其中在每個點處主曲率具有相反的符號，即一個符號是正並且另一個符號是負(根據想像的個人所轉向的方向，它們可以向上或向下行走)的區域。鞍狀區域例如在圖2h中示出。

圓頂區域：其中在每個點處主曲率具有相同的符號，例如兩個正(“凹面圓頂”)或兩個負(“凸面圓頂”)的區域。例如，在圖2g中示出了圓頂區域。

表面邊緣：表面或區域的邊界或界限。例如，在圖2g中示出了表面上的邊緣。

路徑：在本技術的某些形式中，‘路徑’將被認為意指數學-拓撲學意義上的路徑，例如在表面上從f(0)至f(1)的連續空間曲線。在本技術的某些形式中，‘路徑’可以被描述為路線或路程，包括例如表面上的一組點。(假想的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)。例如，在圖2g中示出了表面上的路徑。

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的平面中。空間曲線可以被認為是三維空間的一維片段。在DNA螺旋的一條鏈上行走的想像的人沿著空間曲線行走。典型的人左耳包括螺旋，其是左手螺旋，參見圖2i。典型的人右耳包括螺旋，其為右手螺旋，參見圖2k。圖2j示出了右手螺旋。結構的邊緣，例如膜的邊緣，可以遵循空間曲線。通常，空間曲線可以由空間曲線上的每個點處的曲率和扭轉來描述。扭矩是曲線如何從平面轉出的測量。扭矩有符號和大小。空間曲線上一點處的扭轉可以參考該點處的切線向量、法線向量和雙法線向量來表徵。

雙法線單位向量：雙法線單位向量既垂直于切線向量又垂直于主法線向量。其方向可以由右手規則(例如參見圖2m)或可選地由左手規則(圖 2l)來確定。

密切平面：含有所述單位正切向量和所述單位主法線向量的平面。參見圖2l和2m。

空間曲線的扭轉：空間曲線的點處的扭轉是該點處的雙法線單位向量的變化率的大小。它測量曲線偏離密切平面的程度。位於平面內的空間曲線具有零扭轉。偏離密切平面相對較小的量的空間曲線將具有相對較小的扭轉量(例如，溫和傾斜的螺旋路徑)。偏離密切平面相對較大的量的空間曲線將具有相對較大的扭轉量(例如，急劇傾斜的螺旋路徑)。參見圖2j，由於T2>T1，所以圖2j的螺旋的頂部線圈附近的扭轉量大於圖2j的螺旋的底部線圈的扭轉量。

參照圖2m的右手規則，朝向右手側雙法線方向的空間曲線可以被認為具有右手正扭轉(例如，圖2j中所示的右手螺旋)。轉向背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)。

同樣地，參照左手規則(參見圖2l)，朝向左手雙法線方向的空間曲線可以被認為具有左手正扭轉(例如，左手螺旋)。因此左手正等同於右手負。

孔

表面可以具有一維孔，例如由平面曲線或由空間曲線界定的孔。具有孔的薄結構(例如，膜)可被描述為具有一維孔。例如參見圖2n所示的結構的以平面曲線為邊界的表面中的一維孔。

結構可以具有二維孔，例如由表面界定的孔。例如，充氣輪胎具有由輪胎的內表面界定的二維孔。參見圖2o和2p所示結構中由所示表面限定邊界的二維孔。

其他備註

除非上下文中明確說明並且提供數值範圍的情況下，否則應當理解，在範圍的上限與下限之間的每個中間值，到下限單位的十分之一，以及在所述範圍內的任何其他所述值或中間值均廣泛地包含在本技術內。這些中間範圍的上限和下限可獨立地包括在中間範圍內，也包括在本技術範圍內，但受制於所述範圍內的任何明確排除的界限。在該範圍包括該極限值中的一個或兩個的情況下，本技術中還包括排除那些所包括的極限值中的任一個或兩個的範圍。

此外，在本文所述的一個值或多個值作為本技術的部分的一部分進行實施的情況下，應理解的是，此類值可以是近似的，除非另外說明，並且此類值可以實用的技術實施可允許或需要其的程度用於任何適當的有效數位。

除非另有定義，本文所用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。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本技術的實踐或測試，但本文描述了有限數目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，除非相反規定，否則本文所述的任何和全部部件均被理解為能夠被製造且因而可以一起或分開製造。

必須指出，除非上下文明確地另外規定，否則如本文和所附請求項所使用，單數形式“一個”、“一種”和“所述”包括其複數等同物。

本文提及的所有出版物通過引用整體併入本文以公開和描述作為那些出版物的主題的方法和/或材料。提供本文討論的出版物僅僅是為了它們在本申請的申請日之前的公開內容。本文不應被解釋為承認本技術無權由於在先發明而早於此類公開。此外，所提供的出版日期可能與實際出版日期不同，這可能需要獨立確認。

術語“包括(comprises)”和“包括(comprising)”應被理解為：是指各元件、各部件或非排他方式的各步驟，指出可能存在或被利用的所標記的元件、部件或步驟，或者與沒有標記的其他元件、部件或步驟的組合。

在詳細描述中使用的主題標題僅為了方便讀者參考，不應用來限制可在本發明或請求項全文中找到的主題。主題標題不應用於解釋請求項或請求項限制的範圍。

儘管已參考特定示例/形式/實施例描述了本文中的技術，但應理解，這些示例/形式/實施例僅說明技術的原理和應用。在一些情況下，術語和符號可能暗示實踐技術不需要的特定細節。例如，儘管可以使用術語“第一”和“第二”，除非另有說明，它們不旨在表示任何順序，而是可以用來區分不同的元件。此外，儘管可以按順序描述或說明方法中的過程步驟，但是這種順序不是必需的。本領域技術人員將認識到，可以修改這樣的順序和/或可以同時或甚至同步地進行其方面。

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/形式/實施例進行許多修改，並且可以設計其他佈置。

10:頭戴式顯示系統

12:顯示單元

14:定位和穩定結構

16:後支撐箍

18:顳連接器

20:後邊緣區域

21:上邊緣區域

22:顯示單元殼體

24:前額支撐連接器

26:顳臂

28:前端

30:後端

32:剛性件

34:彈性部件

36:突片

38:頂骨部

40:枕骨部

42:連接綁帶

44:孔眼

48:前額支撐綁帶

54:片部分

Claims (28)

1. 一種頭戴式顯示系統，其包括：定位和穩定結構，其配置和安排為在使用中將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置中；以及用於所述顯示單元的介面結構，其構造和安排成與所述使用者的面部處於相對關係，其中所述介面結構包括支撐結構和從所述支撐結構向內突出的法蘭，其中所述法蘭包括基本上連續(substantially continuous)的面部接合表面，所述面部接合表面被適配成圍繞所述使用者的眼部的周邊接觸所述使用者的面部，其中所述介面結構包括矽酮，其中所述介面配置和安排為使得施加到所述使用者面部上的力圍繞其周邊分佈，其中所述介面結構包括在第一區域處的第一順應性和在第二區域處的第二順應性，其中所述第一順應性與所述第二順應性不同，並且其中所述第一區域和所述第二區域配置為圍繞所述介面結構的周邊，以允許將所述力選擇性地分佈到所述使用者的面部上，以及其中在使用中所述法蘭適於獨立地回應與所述使用者的面部相互作用時施加的力。
2. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述面部接合表面包括一個或多個矽酮區域，或一層或多層織物材料或泡沫。
3. 如請求項2所述的頭戴式顯示系統，其中所述面部接合表面的所述一個或多個區域可以形成為具有變化的厚度和/或變化的表面光潔度，藉此所 述面部接合表面在使用中被壓靠在使用者面部上時提供沿著其的變化的順應性。
4. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述介面結構進一步包括剛性底盤。
5. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述支撐結構包括一個或多個不同區域，所述不同區域具有變化的厚度和/或加強肋，以改變所述支撐結構在使用中對壓縮的抗性。
6. 如請求項4所述的頭戴式顯示系統，進一步包括所述顯示單元，並且其中所述顯示單元進一步包括殼體，並且所述剛性底盤能夠可移除地安裝到所述顯示單元的所述殼體。
7. 如請求項6所述的頭戴式顯示系統，其中所述剛性底盤包括圍繞其周邊的一個或多個接合元件，所述一個或多個接合元件配置為與所述殼體上的對應元件可拆卸地配合。
8. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其進一步包括從所述支撐結構向內突出的支撐法蘭，所述支撐法蘭基本上(substantially)隱藏在所述法蘭和其面部接合表面下方。
9. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述面部接合表面適於在以下區域接觸所述使用者的面部：顱頂肌，蝶骨，跨越蝶骨與左或右顴弓之間的外頰區域，在顴弓上方，從顴弓朝向翼頂跨越內頰區域，以及在鼻樑點下的鼻脊上，以將使用者面部的一部分封閉在其間。
10. 如請求項9所述的頭戴式顯示系統，其中所述介面結構配置為在顱頂肌和蝶骨的區域中承受的力大於在顴弓、臉頰區域和鼻脊的區域中承受的力。
11. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述介面結構包括泡沫襯墊。
12. 如請求項11所述的頭戴式顯示系統，其中所述面部接合表面覆蓋所述泡沫襯墊，使得所述泡沫襯墊在所述面部接合表面下方。
13. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中，所述法蘭包括矽酮，並且所述法蘭的矽酮及其基本上連續的面部接合表面配置和安排為接觸所述使用者的面部。
14. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述基本上連續的面部接合表面包括配置和安排為接觸所述使用者面部的負曲率或凸曲率。
15. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述法蘭的邊緣沿其內周至少部分地形成觀察開口，所述觀察開口配置為至少部分地接收所述使用者的眼部。
16. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述法蘭為折片或膜的形式。
17. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述法蘭的厚度小於所述支撐結構的厚度。
18. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述基本上連續的面部接合表面適於圍繞所述使用者眼部的周邊接觸所述使用者的面部，所述使用者眼部的周邊至少包括沿所述使用者的顱頂肌、蝶骨和顴弓的區域。
19. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述第一區域配置和成形為接觸所述使用者的顱頂肌和蝶骨的區域，並且所述第二區域配置和成形為接觸所述使用者的顴弓區域，並且在所述第二區域處的第二順應性高於在所述第一區域處的第一順應性。
20. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述面部接合表面配置和成形為圍繞所述使用者眼部的整個周邊提供與所述使用者的面部的連續接觸。
21. 如請求項1所述的頭戴式顯示系統，其中所述支撐結構和所述法蘭包括由矽酮製成的一體式單件結構。
22. 一種虛擬實境顯示裝置，其包括：如請求項1所述的頭戴式顯示系統，並且進一步包括所述顯示單元，其中，所述顯示單元包括：顯示器，其配置為用於選擇性地輸出在操作位置中對所述使用者可見的電腦生成圖像，支撐所述顯示器的殼體，所述介面結構至少部分地形成觀察開口，所述觀察開口配置為用於在所述操作位置中至少部分地接收所述使用者的面部，並且所述介面結構至少部分地由不透明材料構成，所述不透明材料配置為用於在所述操作位置中至少部分地阻擋環境光到達所述觀察開口，以及至少一個透鏡，其聯接到所述殼體上並且被佈置在所述觀察開口內並且與所述顯示器對準，使得在所述操作位置中，所述使用者可以通過所述至少一個透鏡觀察所述顯示器；以及所述頭戴式顯示系統，其進一步包括：控制系統，其具有與處理器通信的至少一個感測器，其中所述至少一個感測器配置為測量參數並將測量值傳送到所述處理器，並且其中所述處理器配置為基於所述測量值改變由所述顯示器輸出的所述電腦生成圖像。
23. 如請求項22所述的虛擬實境顯示裝置，其中： 所述至少一個透鏡包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡，並且，所述第一透鏡和第二透鏡是菲涅耳透鏡；以及所述顯示器包括被分割成第一區段和第二區段的雙目顯示器，所述第一區段與所述第一透鏡對準並且所述第二區段與所述第二透鏡對準。
24. 如請求項22所述的虛擬實境顯示裝置，其進一步包括控制器，所述控制器具有由使用者的手指選擇性地可接合的至少一個按鈕，所述控制器與所述處理器通信並且配置為當所述至少一個按鈕被接合時向所述處理器發送信號，所述處理器配置為基於所述信號改變由所述顯示器輸出的電腦生成圖像。
25. 一種增強現實顯示裝置，其包括：如請求項1所述的頭戴式顯示系統，並且進一步包括所述顯示單元，其中，所述顯示單元包括：顯示器，其由透明或半透明材料構造並且配置為用於選擇性地輸出電腦生成圖像，支撐所述顯示器的殼體，並且其中在操作位置，所述定位和穩定結構配置為支撐所述顯示單元，所述顯示器配置為在所述操作位置與所述使用者的眼部對準，使得所述使用者可以至少部分地通過所述顯示器觀察物理環境，而不管由所述顯示器輸出的所述電腦生成圖像；以及所述頭戴式顯示系統，其進一步包括：控制系統，其具有與處理器通信的至少一個感測器，其中所述至少一個感測器配置為測量參數並將測量值傳送到所述處理器，並且其中所述處理器配置為基於所述測量值改變由所述顯示器輸出的所述電腦生成圖像。
26. 如請求項25所述的增強現實顯示裝置，其中所述顯示器包括配置為在所述操作位置與所述使用者的左眼對準的第一透鏡和配置為在所述操作位置與所述使用者的右眼對準的第二透鏡。
27. 一種頭戴式顯示系統，其包括：定位和穩定結構，其配置和安排為在使用中將顯示單元保持在使用者面部上方的操作位置中；以及用於所述顯示單元的介面結構，其構造和安排成與使用者的面部處於相對關係，其中所述介面結構包括泡沫襯墊和支撐所述泡沫襯墊的支撐結構，其中所述泡沫襯墊包括基本上連續的面部接合表面，所述面部接合表面被適配成圍繞使用者的眼部的周邊接觸所述使用者的面部，其中所述支撐結構包括側壁和從所述側壁向內突出的彈簧樣壁架，其中所述支撐結構的所述側壁和所述彈簧樣壁架包括矽酮，其中所述泡沫襯墊直接附接到所述彈簧樣壁架，並且所述彈簧樣壁架配置和安排成在使用中為所述泡沫襯墊提供彈性的彈簧樣的支撐，其中所述介面配置和安排為使得施加到所述使用者面部上的力圍繞其周邊分佈，並且其中所述介面結構包括在第一區域處的第一順應性和在第二區域處的第二順應性，其中所述第一順應性與所述第二順應性不同，並且其中所述第一區域和所述第二區域配置為圍繞所述介面結構的周邊，以允許將所述力選擇性地分佈到所述使用者的面部上。
28. 如請求項27所述的頭戴式顯示系統，其中所述基本上連續的面部接合表面適於圍繞所述使用者眼部的周邊接觸所述使用者的面部，所述使用者眼部的周邊至少包括沿所述使用者的顱頂肌、蝶骨和顴弓的區域，並且其中 所述第一區域配置和成形為接觸所述使用者的顱頂肌和蝶骨的區域，並且所述第二區域配置和成形為接觸所述使用者的顴弓區域，並且在所述第二區域處的第二順應性高於在所述第一區域處的第一順應性。

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