头戴式显示系统和用于其的界面连接结构的制作方法
本技术总体上涉及头戴式显示器、定位和稳定结构、用户界面连接结构,以及在头戴式显示器中使用的其他部件、包括显示单元以及定位和稳定结构、界面连接结构和/或部件的相关联的头戴式显示组件和系统,以及方法。本技术特别适用于沉浸式现实头戴式显示器的使用,并在此背景下在本文中对本技术进行了描述。应当理解,本技术可以具有更广泛的应用,并且可以用于任何类型的头戴式显示装置,包括但不限于虚拟现实显示器、增强现实显示器和/或混合现实显示器。
背景技术:
1、应当理解,如果在本文中提及任何现有技术,则这种引用并不构成承认现有技术在澳大利亚或任何其他国家形成本领域公知常识的一部分。
2、沉浸式技术
3、沉浸式技术是指试图通过数字或虚拟环境的方式,通过创造周围的感官感受来再现或增强物理环境,从而产生沉浸感的技术。
4、具体地,沉浸式技术为用户提供视觉沉浸感,并且创建虚拟对象和/或虚拟环境。沉浸式技术还可以为其他五种感官中的至少一种提供沉浸感。
5、虚拟现实
6、虚拟现实(vr)是呈现给用户的计算机生成的三维图像或环境。换句话说,该环境可能是完全虚拟的。具体地,该用户观察电子屏幕,以便观察虚拟环境中的虚拟或计算机生成的图像。由于所创建的环境是完全虚拟的,因此用户可能被阻止和/或阻碍与其物理环境进行交互(例如,他们可能无法听到和/或看到他们当前所处的物理环境中的物理对象)。
7、可以在用户的视线内支撑电子屏幕(例如,将电子屏幕安装到用户的头部)。在观察电子屏幕时,由电子屏幕输出并由用户观察的视觉反馈可以产生旨在模拟实际环境的虚拟环境。例如,用户能够通过转动其头部或其整个身体来环顾四周(例如,360°),并且通过电子屏幕与用户可观察到的虚拟对象进行交互。这可以向用户提供沉浸式体验,其中虚拟环境向用户的五种感官中的至少一种提供刺激,并且在用户使用vr设备时替换物理环境的对应刺激。通常,该刺激至少与用户的视觉有关(即,因为他们正在观看电子屏幕),但是也可以包括其他感官。电子屏幕通常安装到用户的头部,使得它们可以靠近用户的眼睛进行定位,这允许用户容易地观察虚拟环境。
8、除了视觉反馈之外,vr设备还可以产生其他形式的反馈。例如,vr设备可以包括扬声器和/或连接到扬声器,以便提供听觉反馈。vr设备还可以包括触觉反馈(例如,以触觉响应的形式),该触觉反馈可以与视觉和/或听觉反馈相对应。这可以创建更具沉浸感的虚拟环境,因为用户会接收到与用户的感官中的多于一种相对应的刺激。
9、在使用vr设备时,用户可能希望限制或阻断周围环境刺激。例如,用户可能想要避免看到和/或听到周围环境,以便在虚拟环境中更好地处理来自vr设备的刺激。因此,vr设备可以限制和/或防止用户的眼睛接收到周围环境光。在一些实例中,这可以通过提供抵靠用户的面部的密封来实现。在一些实例中,护罩可以设置成靠近(例如,接触或紧密接触)用户的面部,但可以不抵靠用户的面部进行密封。在任一实例中,周围环境光可能不会到达用户的眼睛,使得用户可观察到的唯一光来自电子屏幕。
10、在其他实例中,vr设备可以限制和/或防止用户的耳朵听到周围环境噪声。在一些实例中,这可以通过向用户提供耳机(例如,噪声消除耳机)来实现,该耳机可以输出来自vr设备的声音和/或限制用户听到来自其物理环境的噪声。在一些实例中,vr设备可以以足以限制用户听到周围环境噪声的音量输出声音。
11、在任何实例中,用户可能不想要受到过度刺激(例如,同时受到其物理环境和虚拟环境两者的刺激)。因此,阻止和/或限制周围环境刺激用户有助于用户专注于虚拟环境,而不会受到来自周围环境的可能的干扰。
12、下面描述不同类型的vr设备。通常,单个vr设备可以包括至少两种不同的分类。例如,可以根据vr设备的便携性以及显示单元如何联接到界面的其余部分来对vr设备进行分类。这些分类可以是独立的,使得分类为一组(例如,单元的便携性)并不预先决定分类为另一组。还可以有附加的类别来对vr设备进行分类,下面未明确列出这些附加的类别。
13、便携性
14、
固定单元
15、在一些形式中,vr设备可以与单独的设备(如计算机或视频游戏控制台)结合使用。这种类型的vr设备可以是固定的,因为在没有计算机或视频游戏控制台的情况下不能使用它,因此可以使用它的位置受到限制(例如,受计算机或视频游戏控制台的位置限制)。
16、
便携式单元
17、在一些形式中,vr设备可以是独立的单元,其包括电源和传感器,使得vr设备不需要连接到计算机或视频游戏控制台。这为用户提供了更多的使用和移动自由。例如,用户不限于在计算机或视频游戏控制台附近使用vr设备,而是可以在户外或在不包括计算机或电视的其他环境中使用vr设备。
18、由于vr设备在使用中不连接到计算机或视频游戏控制台,因此vr设备需要支持所有必要的电子部件。这包括电池、传感器和处理器。这些部件增加了vr设备的重量,用户必须将该vr设备支撑在身体上。可能需要适当的重量分布,使得该增加的重量不会增加佩戴vr设备的用户的不适感。
19、在一些形式中,vr设备的电气部件被包含在单个壳体中,该单个壳体在使用中可以直接设置在用户的面部前面。该配置可以被称为“砖块”。在该配置中,没有定位和稳定结构的vr设备的重心位于用户的面部的正前方。为了对抗由重力产生的力矩,联接到砖块配置的定位和稳定结构必须提供指向用户的面部的力,例如由头套条带中的张力产生的力。虽然砖块配置可能有益于制造(例如,因为所有电气部件都紧密接近)并且可以允许定位和稳定结构的可互换性(例如,因为它们不包括电连接),但是维持vr设备的位置所需的力(例如,头套中的拉伸力)可能会让用户感到不舒适。具体地,vr设备可能会深入用户的面部,从而在用户的皮肤上产生刺激和印记。这些力的组合可能会感觉像“夹紧”,因为用户的头部接收显示壳体对其面部的力和头套对其头部后部的力。这可能使用户不太愿意佩戴该vr设备。
20、由于可以以涉及用户的头部和/或其整个身体的剧烈运动的方式使用vr设备和其他混合现实设备(例如在游戏期间),因此可能存在倾向于扰乱该设备在用户的头部上的位置的显著力/力矩。仅仅将该设备更紧地靠在用户的头部上以承受大的破坏性力可能是不可接受的,因为它可能会让用户感到不舒适,或者仅在短时间段之后就会变得不舒适。
21、在一些形式中,电气部件可以在整个vr设备中间隔开,而非完全在用户的面部前面。例如,一些电气部件(例如,电池)可以设置在定位和稳定结构上,特别地设置在后接触部分上。以这种方式,电池(或其他电气部件)的重量可能会产生与vr设备(例如,显示器)的其余部分所产生的力矩方向相反的力矩。因此,对于定位和稳定结构而言,施加较低的夹紧力可能就足够了,这进而产生抵靠用户的面部的较低力(例如,其皮肤上的印记较少)。然而,由于电连接,在一些此类现有设备中,清洁和/或更换定位和稳定结构可能会更困难。
22、在一些形式中,将电气部件间隔开可能涉及将这些电气部件中的一些与vr设备的其余部分分开定位。例如,电池和/或处理器可以进行电连接,但与vr设备的其余部分分开被携带。与在上述“固定单元”中不同,该电池和/或处理器以及vr设备的其余部分可以是便携式的。例如,该电池和/或该处理器可以被携带在用户的腰带上或用户的口袋中。这可以提供减轻用户的头部上的重量的益处,但不会提供抵消力矩。由定位和稳定结构提供的拉伸力可能仍小于“砖块”配置,因为头部支撑的总重量较小。
23、显示器连接
24、
集成显示屏幕
25、在一些形式中,显示屏幕是vr设备的一个整体部分,并且通常不能从vr设备的其余部分拆卸或移除。
26、显示屏幕可以固定在壳体内,并受到保护以免损坏。例如,显示屏幕可以完全被壳体覆盖,这可以减少划痕的发生。附加地,将显示屏幕与vr设备的其余部分集成可以避免显示屏幕丢失的情况发生。
27、在这些形式中,显示屏幕纯粹用作沉浸式技术显示器。绝大多数“固定单元”将包括集成显示屏幕。“便携式单元”可以包括集成显示屏幕,或者可以包括可移除的显示屏幕(如下所述)。
28、
可移除的显示屏幕
29、在一些形式中,显示屏幕是可以从vr设备移除并单独使用的单独结构。
30、在一些形式中,便携式电子设备(例如,手机)可以选择性地插入vr设备的壳体中。该便携式电子设备可以包括大多数或所有传感器和/或处理器,并且可以通过可下载的应用程序来创建虚拟环境。
31、便携式电子设备通常重量轻,并且可能不需要定位和稳定结构来向用户的头部施加大的力。
32、增强现实
33、在一些形式中,增强现实(ar)是呈现给用户的计算机生成的三维图像或环境。
34、虽然类似于vr,但ar的不同之处在于,至少部分由电子屏幕创建的虚拟环境是结合用户的物理环境来观察的。换句话说,ar创建虚拟对象,以便用虚拟环境的元素来改变和/或增强用户的物理环境。ar的结果是包括物理对象和虚拟对象的组合环境,并且因此是一个物理的和虚拟的环境。
35、例如,可以将由电子屏幕创建的图像叠加到用户的物理环境中。仅呈现给用户的ar组合环境的一部分是虚拟的。因此,用户可能希望在使用ar设备的同时继续从其物理环境接收周围环境刺激(例如,为了继续观察组合环境的物理或非虚拟部件)。
36、由于ar可以与用户的物理环境一起使用,因此ar设备可以不电连接或以其他方式栓系到计算机或视频游戏控制台。相反,ar设备可以包括电池或其他电源。这可以为用户提供最大的移动自由度,使得他们可以在使用ar设备的同时探索各种物理环境。
37、vr和ar之间的这种关键区别可能产生不同类型的可佩戴电子屏幕。如上所述,vr设备的用户可能希望阻挡周围环境光,因此电子屏幕的壳体可能是不透明的,以便限制或防止周围环境光到达用户。然而,ar设备的用户可能想要看到虚拟环境与其实际环境相融合。ar设备中的电子屏幕可以类似地被支撑在用户的眼睛的前面,但是ar设备中的屏幕可以是透明的或半透明的,并且这些屏幕可以不由不透明的壳体支撑(或者不透明的材料可以基本上不阻碍用户的视线)。这可以允许用户在虚拟环境同时存在的情况下继续接收周围环境刺激。尽管如此,可以通过从用户的视角获取用户的真实世界环境的实时视频(例如,使用显示壳体上的相机)并将其显示在显示屏幕上来对一些不具有透明屏幕(用户可以通过该透明屏幕看到他们的真实世界环境)的vr设备进行配置以实现ar。
38、附加地,使用ar设备的人可能比使用vr设备的人更具移动性(例如,因为ar用户可以看到其物理环境和/或不受计算机或视频游戏控制台的束缚)。因此,使用ar设备的人可能希望长时间佩戴该设备,同时还四处移动(例如,行走、跑步、骑自行车等)。在ar设备上包括如电池等部件可能使ar设备对用户的头部和/或颈部造成不适,并且可能阻碍用户长时间佩戴该ar设备。
39、混合现实
40、混合现实(mr)类似于ar,但是可能更具沉浸感,因为mr设备可以向用户提供比ar设备更多的方式来与虚拟对象或配置环境交互。mr中的虚拟现实也可以与用户的物理环境重叠和/或融合。然而,与ar不同,用户可能能够与虚拟环境进行交互,类似于vr中发生的情况。换句话说,虽然ar可以在物理环境中仅呈现计算机生成的图像,但是mr可以向用户呈现相同或类似的计算机生成的图像,但允许与物理环境中的图像进行交互(例如,使用手来“抓取”虚拟产生的对象)。因此,虚拟环境可以进一步与物理环境合并,使得合并的环境更好地再现实际环境。
41、头戴式显示界面
42、头戴式显示界面使用户能够具有虚拟环境的沉浸式体验并且在诸如通信、培训、医疗和手术实践、工程和视频游戏等领域中具有广泛的应用。
43、不同的头戴式显示界面可以各自提供不同程度的沉浸感。例如,一些头戴式显示界面可以向用户提供完全沉浸式体验。完全沉浸式体验的一个实例是虚拟现实(vr)。头戴式显示界面还可以提供与使用ar设备一致的部分沉浸感。
44、vr头戴式显示界面通常被提供为包括显示单元的系统,该显示单元被布置成保持在用户的面部前面的操作位置。显示单元通常包括包含显示器和用户界面结构的壳体,该用户界面结构被构造和布置成与用户的面部成相对关系。用户界面结构可以在显示器周围延伸,并且与壳体一起限定显示器的观看开口。用户界面连接结构可以与面部接合,并且包括用于使用户舒适的衬垫和/或具有光密封性以阻挡来自显示器的周围环境光。头戴式显示系统还包括定位和稳定结构,该定位和稳定结构设置在用户的头部上以将显示单元维持在适当位置。
45、其他头戴式显示界面可以提供不完全沉浸式体验。换句话说,用户可以体验他们的物理环境的元素以及虚拟环境的元素。不完全沉浸式体验的实例是增强现实(ar)和混合现实(mr)。
46、ar和/或mr头戴式显示界面通常还被提供为包括显示单元的系统,该显示单元被布置成保持在用户的面部前面的操作位置。同样地,显示单元通常包括包含显示器和用户界面结构的壳体,该用户界面结构被构造和布置成与用户的面部成相对关系。ar和/或mr头戴式显示器的头戴式显示系统也类似于vr,因为其还包括定位和稳定结构,该定位和稳定结构设置在用户的头部上以将显示单元维持在适当位置。然而,ar和/或mr头戴式显示器不包括将周围环境光与显示器完全隔绝的衬垫,因为这些不完全沉浸式体验需要物理环境的元素。相反,增强和/或混合的头戴式显示器允许用户看到物理环境与虚拟环境的结合。
47、在任何类型的沉浸式技术中,头戴式显示界面舒适很重要,以便允许用户长时间佩戴头戴式显示器。附加地,显示器能够随着用户的头部的位置和/或取向改变而提供不断变化的图像很重要,以便创建与完全物理的环境类似的环境或再现完全物理的环境,无论是部分虚拟的还是完全虚拟的。
48、界面连接结构
49、头戴式显示器可以包括用户界面连接结构。由于界面连接部分与用户的面部直接接触,因此界面连接部分的形状和配置可能会对显示单元的效果和舒适度产生直接影响。
50、用户界面连接结构的设计面临着许多挑战。面部具有复杂的三维形状。鼻部和头部的大小和形状在个体之间差异很大。由于头部包括骨骼、软骨和软组织,面部的不同区对机械力的响应不同。
51、一种类型的界面连接结构围绕显示单元的外围延伸,并且旨在当力施加到用户界面时抵靠用户的面部密封,其中界面连接结构与用户的面部相对立地接合。界面连接结构可以包括由聚氨酯(pu)制成的垫。对于这种类型的界面连接结构,在界面连接结构与面部之间可能会存在间隙,并且因此可能需要额外的力来迫使显示单元抵靠面部,以实现所需的接触。
52、用户界面根本不接合的区可以允许在面部界面和用户的面部之间形成间隙,不期望的光污染可能会通过这些间隙进入显示单元(例如,特别是在使用虚拟现实时)。光污染或“光泄漏”可能会降低用户的完全沉浸式体验的效果和乐趣。另外,先前的系统可能难以调节以使其能够应用于各种各样的头部大小。此外,显示单元和相关联的稳定结构通常相对较重,并且可能难以清洁,从而可能进一步限制该系统的舒适度和可用性。
53、另一类型的界面连接结构包含定位在显示单元外围的一部分周围的薄材料的片状密封件,以便抵靠用户的面部提供密封作用。与先前类型的界面连接结构类似,如果面部和界面连接结构之间的匹配不佳,则可能需要额外的力来实现密封,否则在使用中光可能会泄漏到显示单元中。此外,如果界面连接结构的形状与用户的形状不匹配,则界面连接结构在使用中可能会起皱或屈曲,从而引起不期望的光穿透。
54、可以根据界面连接结构在使用中与面部接合的设计意图来部分地表征用户界面。一些界面连接结构可能限于与用户的面部的突出超过界面连接结构的面部接合表面的曲率弧的区域接合。这些区域通常可以包括用户的前额和颧骨。这可能会导致用户在局部应力点处感到不舒适。其他面部区可能完全不被界面连接结构接合,或者可能仅以可忽略的方式接合,因此可能不足以增加夹紧压力的平移距离。这些区通常可以包括用户的面部的侧面,或者邻近和包围用户的鼻部的区。在用户的面部的形状与界面连接结构之间存在不匹配的程度上,有利的是界面连接结构或相关部件是可适配的,以便形成适当的接触或其他关系。
55、定位和稳定
56、为了将显示单元保持在其正确的操作位置,头戴式显示系统还包括设置在用户的头部上的定位和稳定结构。这些结构可以负责提供力以抵消头戴式显示器和/或界面连接结构的重力。在过去,这些结构由可扩展的刚性结构形成,这些可扩展的刚性结构通常在张力下被施加到头部以将显示单元维持在其操作位置。此类系统易于在用户的面部上施加夹紧压力,这可能导致用户在局部应力点处感到不舒适。而且,为了允许广泛应用于各种头部大小,先前的系统可能难以调节。此外,显示单元和相关联的稳定结构通常很重,难以清洁,这进一步限制了系统的舒适度和可用性。
57、某些其他头戴式显示系统可能在功能上不适用于本领域。例如,为装饰性和视觉美观而设计的定位和稳定结构可能不具有在面部周围维持合适的压力的结构能力。例如,过大的夹紧压力可能会使用户感到不舒适,或者替代地,用户的面部上的夹紧压力不足可能不能有效地密封显示器使其免受周围环境光的影响。
58、某些其他头戴式显示系统对于本技术而言可能不舒适或不切实际。例如,如果长时间使用该系统。
59、由于这些挑战,一些头戴式显示器面临以下问题中的一个或多个:突兀、不美观、价格昂贵、不贴合、难以使用和不舒适,尤其是当长时间佩戴时或者当用户不熟悉系统时。大小错误的定位和稳定结构可能会降低舒适度,进而缩短使用时间。
60、因此,用于虚拟环境的完全沉浸式体验的用户界面的界面连接部分受到与用户在该体验期间的移动相对应的力。
61、材料
62、头戴式显示组件中使用的材料包括用于接触界面连接结构中的部分的致密泡沫、用于壳体的刚性壳,以及由刚性塑料夹紧结构形成的定位和稳定结构。这些材料具有各种缺点,包括:不允许被材料覆盖的皮肤呼吸、非柔性、难以清洁以及容易滋生细菌。因此,用这种材料制成的产品长时间佩戴可能会不舒适,在一些个体中引起皮肤刺激并限制这些产品的应用。
技术实现思路
1、本技术可以涉及提供用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的定位和稳定结构,其具有改善的舒适度、成本、功效、易用性和可制造性中的一者或多者。
2、本技术的第一方面涉及用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的装置。
3、本技术的另一方面涉及用于支撑、稳定、安装、利用和/或固定头戴式显示器的方法。
4、另一方面是一种用于头戴式显示器的定位和稳定结构,其包括被布置成在使用中接触用户的头部的后区的后部(或后)支撑结构(或部分)。
5、在一些形式中,该后支撑部分或其至少一部分设置在用户的耳上基点后方。
6、在一些形式中,后支撑部分被偏压成与用户的枕骨区接触。
7、在一些形式中,定位和稳定结构还包括相对的连接器,相对的连接器设置在用户的头部的相对侧上并沿着用户的头部的颞区延伸,以将后支撑部分互连到头戴式显示单元。在一些形式中,定位和稳定结构包括将后支撑部分连接到头戴式显示单元的前支撑部分。
8、本技术还可以涉及提供用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户的面部成相对关系的头戴式显示器的界面连接结构。
9、另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户的面部成相对关系的头戴式显示器的装置。
10、另一方面涉及用于支撑、缓冲、稳定、定位和/或密封与用户的面部成相对关系的头戴式显示器的方法。
11、本技术的另一方面包括一种用于头戴式显示系统的界面连接结构,该界面连接结构被配置成附接到该头戴式显示系统的包括显示器的显示单元壳体,该界面连接结构包括:
12、面部接合部分,该面部接合部分被构造和布置成在使用中围绕用户的眼睛区的外围接合该用户的面部;
13、底架部分,该底架部分被构造和布置成支撑面部接合部分并且被构造和布置成连接到头戴式显示系统的显示单元壳体,
14、其中界面连接结构包括被构造和布置成在使用中接合用户的脸颊的一对脸颊部分、被构造和布置成在使用中接合用户的头部的蝶骨区的一对蝶骨部分,以及被构造和布置成在使用中接合用户的前额的前额部分;
15、其中底架部分限定至少一个开口,该至少一个开口围绕用户的眼睛区的外围定位在用户的视野内;
16、其中所述界面连接结构被构造和布置成能在以下模式之间转换:
17、非沉浸式模式,在所述非沉浸式模式下,所述用户能够透过所述开口看到;以及
18、沉浸式模式,在该沉浸式模式下,光基本上被阻止穿过该开口。
19、在实例中:
20、界面连接结构包括至少一个护罩,该至少一个护罩被构造和布置成阻挡光通过该至少一个开口,该护罩能够由用户操纵以通过基本上解除阻挡开口来使界面连接结构转换至非沉浸式模式,并且通过基本上阻挡开口来使界面连接结构转换至沉浸式模式;
21、该护罩可附接到底架部分以使界面连接结构转换至沉浸式模式,并且该护罩可从底架部分移除以使界面连接结构转换至非沉浸式模式;
22、该护罩基本上是刚性的;
23、该护罩被构造和布置成在附接到底架部分期间与底架部分形成卡扣配合连接;
24、底架部分和护罩被构造和布置成使得该护罩被磁力吸引到该底架部分;
25、底架部分和护罩被构造和布置成使得该护罩在护罩的相对端处被磁力吸引到底架部分;
26、该护罩包括至少一个磁体,该至少一个磁体定位成被吸引到底架部分中或底架部分上的对应磁体或铁磁部件;
27、该护罩包括至少一个抓握部分,以帮助用户抓握护罩;
28、该抓握部分至少部分地由护罩的弯曲部分形成,该弯曲部分形成能够由用户抓握的凸架;
29、该弯曲部分包括凹入部分;
30、护罩包括各自设置在该护罩的相应端部处的一对抓握部分,该对抓握部分被配置成帮助用户用拇指和食指抓握护罩;
31、抓握部分至少部分地由通气口形成,该通气口被构造和布置成当界面连接结构处于沉浸式模式时允许气流通过开口;和/或
32、抓握部分至少部分地由多个通气孔形成。
33、在实例中:
34、护罩包括至少一个通气口,该至少一个通气口被构造和布置成当界面连接结构处于闭合配置时允许气流通过开口;
35、护罩包括多个通气口;
36、该至少一个通气口由形成在护罩中的至少一个通气孔形成;
37、界面连接结构包括通气盖部分,该通气盖部分被构造和布置成阻挡光通过至少一个通气口;
38、护罩包括该通气盖部分;
39、该至少一个通气口由多个通气孔形成;
40、护罩和底架部分一起限定在底架部分与处于闭合配置的护罩的边缘之间的至少一个通气开口,该至少一个通气开口形成该至少一个通气口;
41、护罩比开口大;
42、护罩和底架部分在闭合配置中一起形成曲折路径,以允许气流通过通气口,同时阻挡光;
43、护罩包括朝向底架部分突出以至少部分地形成该曲折路径的至少一个护罩突出部;和/或
44、底架部分包括朝向护罩突出以至少部分地形成曲折路径的至少一个底架突出部。
45、在实例中:
46、该至少一个开口包括一组开口,护罩被构造和布置成阻挡光通过该组开口;
47、底架部分包括一个或多个杆,该一个或多个杆中的每一个定位在该组开口中的开口之间并部分地限定该组开口中的开口;
48、该一个或多个杆包括限定格子结构的多个杆;和/或
49、该格子结构是六角形格子结构。
50、在实例中:
51、护罩包括附接到底架部分的幕帘,该幕帘的至少一部分可相对于该底架部分滑动,以在界面连接结构转换至沉浸式模式期间基本上阻挡开口,并且在界面连接结构转换至非沉浸式模式期间基本上解除阻挡开口;
52、幕帘由纺织材料形成;
53、幕帘透气;
54、幕帘是不透明的;
55、幕帘是可弹性拉伸的;
56、护罩可相对于底架部分滑动,并且被构造和布置成移动以在界面连接结构转换至沉浸式模式期间基本上阻挡开口,并且在界面连接结构转换至非沉浸式模式期间基本上解除阻挡开口;
57、护罩包括可旋转地连接到底架部分的一个或多个可旋转部分,该一个或多个可旋转部分可旋转到闭合配置以使界面连接结构转换至沉浸式模式,并且该一个或多个可旋转部分可旋转到打开配置以使界面连接结构转换至非沉浸式模式;
58、护罩包括铰链门,该铰链门可打开以使界面连接结构转换至非沉浸式模式,并且可闭合以使界面连接结构转换至沉浸式模式;
59、该铰链门被构造成自身折叠,以便在非沉浸式模式下固定;和/或
60、开口由电子屏幕填充,该屏幕可控制为在沉浸式模式下是不透明的,而在非沉浸式模式下基本上是透明的。
61、在实例中:
62、该至少一个开口位于界面连接结构的前额部分中;
63、该至少一个开口位于界面连接结构的蝶骨部分中的一个中;
64、该至少一个开口包括一对开口,每个开口位于蝶骨部分中的相应一个中;
65、该至少一个开口位于界面连接结构的脸颊部分中的一个中;
66、该至少一个开口包括一对开口,每个开口位于脸颊部分中的相应一个中;
67、该至少一个开口包括左下开口和右下开口,该左下开口位于脸颊部分的左脸颊部分和蝶骨部分的左蝶骨部分中,该右下开口位于脸颊部分的右脸颊部分和蝶骨部分的右蝶骨部分中;
68、底架部分在界面连接结构的前额部分中不存在开口;和/或
69、在界面连接结构的底架部分中不存在高于用户的眼睛的开口。
70、本技术的另一方面包括一种用于头戴式显示系统的界面连接结构,该界面连接结构被配置成附接到该头戴式显示系统的包括显示器的显示单元壳体,该界面连接结构包括:
71、面部接合部分,该面部接合部分被构造和布置成在使用中围绕用户的眼睛区的外围接合该用户的面部;
72、底架部分,该底架部分被构造和布置成支撑面部接合部分并且被构造和布置成连接到头戴式显示系统的显示单元壳体,
73、其中界面连接结构包括被构造和布置成在使用中接合用户的脸颊的一对脸颊部分、被构造和布置成在使用中接合用户的头部的蝶骨区的一对蝶骨部分,以及被构造和布置成在使用中接合用户的前额的前额部分;
74、其中界面连接结构包括鼻部分,该鼻部分被配置成接合用户的鼻部,该鼻部分可移除,并且界面连接结构被构造和布置成可在以下模式之间转换:
75、非沉浸式模式,在该非沉浸式模式下,将鼻部分从界面连接结构移除;以及
76、沉浸式模式,在该沉浸式模式下,鼻部分在脸颊部分之间附接到界面连接结构,以在使用中接合用户的鼻部并且基本上阻挡光从用户的鼻部区到达用户的眼睛。
77、在实例中:
78、界面连接结构的鼻部分包括鼻面部接合部分和鼻底架部分,该鼻底架部分被构造成连接到界面连接结构的底架部分,以在转换至沉浸式模式期间将鼻部分附接到界面连接结构;
79、该鼻面部接合部分由弹性体材料形成;
80、该鼻底架部分基本上是刚性的;
81、鼻部分包括外侧,外侧的形状和大小被设计成在沉浸式模式下与脸颊部分对齐,以基本上防止光在鼻部分和脸颊部分之间通过;
82、鼻部分包括在使用中靠近用户的鼻突点定位的下部分;
83、该下部分包括面向前的凹入表面;
84、该下部分为圆顶形;
85、该鼻部分包括各自连接到下部分的第一翼片和第二翼片,该第一翼片被配置成在使用中接合用户的鼻部的第一外侧,并且该第二翼片被配置成在使用中接合用户的鼻部的第二外侧,第一翼片和第二翼片被狭槽分开;
86、鼻部分被构造和布置成沿着鼻脊接触用户的鼻部;
87、鼻部分被构造和布置成在使用中接触用户的鼻脊的大部分;
88、鼻部分被构造和布置成至少部分地在用户的鼻突点和鼻梁点之间沿至少部分上方向延伸;和/或
89、鼻部分由弹性体材料形成。
90、本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
91、头戴式显示单元,该头戴式显示单元包括显示单元壳体,该显示单元壳体包括显示器,该头戴式显示单元还包括附接到显示单元壳体的界面连接结构;以及
92、定位和稳定结构,该定位和稳定结构被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置,
93、其中头戴式显示单元包括根据上述方面或实例中的任一个的界面连接结构。
94、本技术的另一方面包括一种用于头戴式显示系统的界面连接结构,该界面连接结构被配置成附接到该头戴式显示系统的包括显示器的显示单元壳体,该界面连接结构包括:
95、面部接合部分,该面部接合部分被构造和布置成在使用中围绕用户的眼睛区的外围接合该用户的面部;
96、底架部分,该底架部分被构造和布置成支撑面部接合部分,
97、与底架部分分开形成的一个或多个夹具;
98、其中该一个或多个夹具附接到底架部分并且被配置成在使用中将界面连接结构附接到显示单元壳体。
99、在实例中:
100、该一个或多个夹具中的每一个永久地附接到底架部分;
101、该一个或多个夹具中的每一个可移除地附接到底架部分;
102、该一个或多个夹具中的每一个由热塑性材料形成;
103、该一个或多个夹具中的每一个由金属形成;
104、该一个或多个夹具中的每一个包括磁体并且被配置成磁性地附接到设置到显示单元壳体的对应磁体或铁磁材料;
105、底架部分由与面部接合部分不同的材料形成;
106、底架部分比面部接合部分更硬;
107、界面连接结构包括一个或多个夹具附接组件,该一个或多个夹具附接组件中的每一个包括夹具附接部分和附接到该夹具附接部分的一个或多个夹具中的相应一个;
108、在每个夹具附接组件中,夹具附接部分包括被配置成将夹具接纳在其中的夹具接收部;
109、在每个夹具附接组件中,每个夹具通过销附接到夹具附接部分;
110、在每个夹具附接组件中,该销穿过底架部分中的孔并穿过夹具中的孔定位;
111、每个夹具和/或销胶合到底架部分;
112、每个夹具包括第一倒钩,该第一倒钩被配置成与显示单元壳体形成卡扣配合连接;
113、每个夹具包括第二倒钩,该第二倒钩被配置成与底架部分形成卡扣配合连接;
114、界面连接结构包括在使用中附接到底架部分的上部分的至少一个夹具和在使用中附接到底架部分的下部分的至少一个夹具;
115、界面连接结构包括在使用中附接到底架部分的上部分的一对夹具;
116、界面连接结构包括在使用中附接到底架部分的下部分的一对夹具;
117、面部接合部分包括面部接合膜;
118、该面部接合膜被包覆模制到底架部分;
119、该面部接合膜由弹性体材料形成;
120、面部接合部分包括衬垫,面部接合膜的横向横截面成形为至少部分地围绕衬垫卷曲;和/或
121、该衬垫由泡沫形成。
122、本技术的另一方面涉及一种头戴式显示系统,包括:
123、头戴式显示单元,该头戴式显示单元包括显示单元壳体,该显示单元壳体包括显示器,该头戴式显示单元还包括在使用中附接到显示单元壳体的界面连接结构,该界面连接结构被构造和布置成与用户的面部成相对关系并且在使用中围绕该用户的眼睛区的外围设置;以及
124、定位和稳定结构,该定位和稳定结构被构造和布置成在使用中将头戴式显示单元保持在用户的头部上的可操作位置,
125、其中该界面连接结构包括:
126、底架部分;
127、面部接合部分,该面部接合部分附接到底架部分,该面部接合部分具有柔性和弹性,并且被配置成在使用中接合用户的面部,以及
128、与底架部分分开形成的一个或多个夹具;
129、其中该一个或多个夹具附接到底架部分并且被配置成在使用中将界面连接结构附接到显示单元壳体。
130、本技术的另一形式包括一种用于人的头戴式显示系统,包括:
131、包括显示器的头戴式显示单元;
132、用于操作头戴式显示系统的控制系统;以及
133、定位和稳定结构,该定位和稳定结构被配置成将头戴式显示单元保持在用户的眼睛前方,使得显示器在使用中可由用户观看。
134、头戴式显示系统可以安装在头盔上,可以被配置用于虚拟现实显示,可以被配置用于增强现实显示,可以被配置用于混合现实显示。
135、本技术的另一形式包括用于人的头戴式显示系统,其包括:
136、包括显示器的头戴式显示单元;
137、用于操作头戴式显示系统的控制系统;以及
138、定位和稳定结构,该定位和稳定结构包括前支撑部分和后支撑部分,其中:
139、后部分被配置成在使用中接合人的头部的后区;
140、该前支撑部分包括:
141、左外侧部分,该左外侧部分被配置成互连后支撑部分和头戴式显示系统;以及
142、右外侧部分,该右外侧部分被配置成互连后部分和头戴式显示系统。
143、在一些实例中:a)头戴式显示装置还包括遮光罩;b)该遮光罩被构造和布置成在使用中基本上阻碍在人的眼睛区上接收周围环境光;c)该遮光罩被配置用于虚拟现实显示;d)头戴式显示系统包括界面连接结构,该界面连接结构被构造和布置成在使用中接触人的面部的眼睛区;e)界面连接结构由泡沫、硅树脂和/或凝胶构成;f)界面连接结构由吸光材料构成;和/或g)界面连接结构被配置成用作遮光罩。
144、本技术的一种形式的另一方面是一种定位和稳定结构,该定位和稳定结构被构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。
145、本技术的一种形式的另一方面是一种界面连接结构,该界面连接结构被构造成具有与预期穿戴者的形状互补的形状。
146、可以实现所描述的方法、系统、设备和装置,以便改善诸如电子显示器或计算机的头戴式显示器的功能。此外,所描述的方法、系统、设备和装置可以在虚拟现实、增强现实和/或混合现实的技术领域中提供改善。
147、当然,这些方面的各部分可以形成本技术的子方面。此外,子方面和/或方面中的各个方面可以各种方式进行组合,并且还构成本技术的附加方面或子方面。
148、考虑到以下具体实施方式、摘要、附图和权利要求中包含的信息,本技术的其他特征将变得明显。
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