定位、稳定和接口结构以及包含其的系统技术方案

本发明专利技术涉及定位、稳定和接口结构以及包含其的系统。一种头戴式显示系统包括头戴式显示系统，所述头戴式显示系统包括：头戴式显示单元，其包括显示器；以及鼻垫组件，用于将头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上。所述鼻垫组件包括鼻垫，所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域，所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域。所述鼻垫可以被配置和布置为在施加到顶点区域的反作用力下变形，使得远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部，从而改善鼻部上的负载分布。载分布。载分布。

【技术实现步骤摘要】
定位、稳定和接口结构以及包含其的系统
[0001]本专利文献的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所 有者不反对由任何人以专利文件或专利公开出现在专利局文档或记录 中的形式复制这些专利文件或专利公开，但是另外保留任何所有版权 权利。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2021年2月3日提交的澳大利亚临时申请号 2021900244、于2021年1月29日提交的澳大利亚临时申请号 2021900199、于2021年6月30日提交的澳大利亚临时申请号 2021901994、于2021年2月3日提交的新加坡临时申请号2021900243、 于2021年2月5日提交的澳大利亚临时申请号2021900272、于2021 年2月3日提交的澳大利亚临时申请号10202681162X、于2021年2 月3日提交的澳大利亚临时申请号2021900242、于2021年3月24日 提交的澳大利亚临时申请号2021900871、于2021年8月31日提交的 澳大利亚临时申请号2021902827、于2021年7月16日提交的澳大利 亚临时申请号2021902184、于2021年3月29日提交的国际申请 PCT/AU2021/050277、于2021年4月16日提交的澳大利亚临时申请号 2021901130、于2021年6月4日提交的澳大利亚临时申请号2021901671、 于2021年10月6日提交的澳大利亚临时申请号2021903200、于2021 年5月12日提交的澳大利亚临时申请号2021901408、于2021年6月 30日提交的澳大利亚临时申请号2021901993、以及于2021年10月1 日提交的澳大利亚临时申请号2021903158的权益，它们中的每一个通 过引用整体并入本文。


[0004]本技术涉及一种定位和稳定结构，用于保持头戴式显示单元和相 关的头戴式显示组件，包括显示单元以及定位和稳定结构。本技术在 增强现实头戴式显示器的使用中找到特定应用，并且在此上下文中描 述。然而，应当理解，本技术可以具有更广泛的应用，并且可以用于 包括虚拟现实显示器的其他头戴式显示器装置中。

技术介绍

[0005]应当理解，如果在本文中提及任何现有技术，则该提及不构成承 认现有技术在澳大利亚或任何其他国家构成本领域公知常识的一部分。
[0006]增强现实头戴式显示器使得使用者能够将数字元素添加到实时视 图以创建真实世界环境的交互式体验，其中存在于现实世界中的对象 可以通过计算机生成的感知信息得到增强。这些信息有时可以跨越多 种感觉方式，包括视觉、听觉、触觉、体感和嗅觉。增强现实头戴式 显示器可以在诸如通信、训练、医疗和外科实践、工程和视频游戏等 领域中具有广泛的应用。
[0007]增强现实系统可以将现实世界与虚拟世界实时并以交互方式结合 起来。叠加的增强现实感官信息有时可以添加到现实世界中(即建设 性的)，或者以某些形式可用于掩盖或去除现实世界的元素(即破坏 性)。通过将增强现实体验与现实世界环境无缝交织，增强现实也可 以以某些形式被使用者感知为一种身临其境的体验。虚拟现实用模拟 环境完
全取代了使用者的真实世界环境，而增强现实则改变了使用者 对其真实世界环境的实时感知。
[0008]虚拟现实头戴式显示器通常被提供为包括显示单元的系统或组件， 该显示单元被布置为保持在使用者面部前方的操作位置。显示单元典 型地包括：壳体，其含有显示器；以及使用者接口结构，其被构造和 布置为与使用者面部处于相对关系。使用者接口结构可以在显示器周 围延伸并且限定到显示器的观察开口。使用者接口结构可以与该使用 者面部相接合并且以某些形式包括用于使用者舒适性的衬垫。
[0009]为了将显示单元保持在其正确的操作位置，头戴式显示系统进一 步包括布置在使用者头部上的定位和稳定结构。过去，这些定位和稳 定结构可展开的刚性结构形成，带或可展开的刚性结构通常在张力下 应用到使用者头部以将显示单元保持在其操作位置。这种系统易于在 使用者面部施加夹紧压力，这会导致使用者在局部压力点不舒服。而 且，先前的系统可能难以调节以实现头部尺寸的广泛应用。此外，显 示单元和相关的定位和稳定结构通常很重并且难以清洁，这进一步限 制了系统的舒适性和可用性。
[0010]因此，需要一种没有上述缺点的改进的系统。

技术实现思路

[0011]本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统，所述头戴式显示系 统包括头戴式显示单元，所述头戴式显示单元包括显示器。
[0012]本技术的一个方面涉及一种鼻垫组件，所述鼻垫组件包括鼻垫， 所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域，所述内部使用者 接触表面区域具有被配置为接合鼻峰的顶点区域和相对的远端区域。 鼻垫可以被配置和布置为在施加到顶点区域的反作用力下变形，使得 远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部，从而改善鼻部上的负载分布。
[0013]本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统，其包括：头戴式显 示单元，其包括显示器；以及鼻垫组件，其用于将头戴式显示单元支 撑在使用者的鼻峰上。
[0014]本技术的一个方面涉及一种鼻垫，所述鼻垫具有大致鞍形的内部 使用者接触表面区域，所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接 合鼻峰的顶点区域和相对的远端区域。鼻垫可以被配置和布置为在施 加到顶点区域的反作用力下变形，使得远端区域向内偏置以更紧密地 贴合鼻部，从而改善鼻部上的负载分布。
[0015]本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统，所述头戴式显示系 统包括鼻垫，所述鼻垫被配置为接触使用者的鼻部并提供夹持力，以 保持头戴式显示系统在使用者面部上的位置。
[0016]本技术的一个方面涉及一种头戴式系统，该头戴式显示系统包括 包括鼻垫组件，所述鼻垫组件被配置为接触使用者的鼻部。鼻垫由第 一柔性材料构成并且包括空腔。不同于第一种材料的第二种材料填充 空腔，以影响鼻垫的刚度。
[0017]本技术的一个方面涉及一种头戴式系统，其包括壳体、框架和鼻 垫。框架将鼻垫与壳体互连。鼻垫可移动地连接至壳体，并且可移动 地和/或可移除地连接至壳体和/或框架。
[0018]本技术的一个方面涉及一种头戴式显示系统，其包括：头戴式显 示单元，其包括显示器；以及鼻垫组件，用于将所述头戴式显示单元 支撑在使用者的鼻峰上。所述鼻垫组
件包括鼻垫，所述鼻垫具有大致 鞍形的内部使用者接触表面区域，所述内部使用者接触表面区域具有 被配置为接合所述鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域。所述鼻垫被 配置和布置为在施加到所述顶点区域的反作用力下变形，使得所述远 端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部，从而改善所述鼻部上的负载分 布。
[0019]在一些形式中，鼻垫可以被配置和布置为在反作用力下弹性变形。
[0020]在一些形式中，鼻垫可由至少部分封闭的结构形成，该至少部分 封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。
[0021]在一些形式中，可以通过使内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示系统，其包括：头戴式显示单元，其包括显示器；以及鼻垫组件，用于将所述头戴式显示单元支撑在使用者的鼻峰上，所述鼻垫组件包括鼻垫，所述鼻垫具有大致鞍形的内部使用者接触表面区域，所述内部使用者接触表面区域具有被配置为接合所述鼻峰的顶点区域以及相对的远端区域，所述鼻垫被配置和布置为在施加到所述顶点区域的反作用力下变形，使得所述远端区域向内偏置以更紧密地贴合鼻部，从而改善所述鼻部上的负载分布。2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫被配置和布置为在所述反作用力下弹性变形。3.根据权利要求1或2所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成，所述至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域。4.根据权利要求3所述的头戴式显示系统，其中，通过使所述内部使用者接触表面区域张紧，而使所述鼻垫在所述反作用力下变形。5.根据权利要求4所述的头戴式显示系统，其中，所述内部使用者接触区域在所述相对的远端区域处连接到所述外部区域。6.根据权利要求5所述的头戴式显示系统，其中，所述内部使用者接触区域的张紧偏压所述外部区域以弯曲，以使所述相对的远端区域朝向彼此移动。7.根据权利要求3至6中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述至少部分封闭的结构包括泡沫芯。8.根据权利要求3至7中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述外部区域沿其长度的至少一部分比内部区域更刚性。9.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述内部使用者接触表面区域由弹性材料形成。10.根据权利要求3至8中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫包括弹性材料，所述弹性材料具有不同厚度的区域，以在所述反作用力下提供不同的顺应性。11.根据权利要求10所述的头戴式显示系统，其中，所述内部使用者接触表面区域和所述外部区域中的一者或两者具有不同厚度的区域。12.根据权利要求10或11所述的头戴式显示系统，其中鼻垫包括由弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄区域。13.根据权利要求10所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫包括厚度递增变化的所述弹性材料的混合物。14.根据权利要求12或13所述的头戴式显示系统，其中，所述外部区域包括加强肋。15.根据权利要求14所述的头戴式显示系统，其中，所述加强肋包括由较厚的弹性材料构成的区域。16.根据权利要求8至15中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫包括由所述弹性材料制成的一体式单件结构。17.根据权利要求8至16中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述弹性材料包括硅树脂。18.根据权利要求17所述的头戴式显示系统，其中所述鼻垫的内部使用者接触表面区
域是抛光的硅树脂，以增加表面接触面积。19.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫组件进一步包括框架，所述框架支撑所述鼻垫并且连接到所述头戴式显示单元。20.根据权利要求19所述的头戴式显示系统，其中，所述框架是半柔性的。21.根据权利要求19或20所述的头戴式显示系统，其中，所述框架包括影响所述框架的顺应性的特征。22.根据权利要求21所述的头戴式显示器，其中所述特征包括一个或多个凹口、变化的厚度、铰链、材料变化和/或一个或多个加强元件。23.根据权利要求18至22中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成，所述至少部分封闭的结构具有所述内部使用者接触表面区域和相对的外部区域，并且所述框架连接到沿其长度的至少一部分的所述外部区域。24.根据权利要求23所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫包括至少一个袋，用于接收所述框架。25.根据权利要求24所述的头戴式显示系统，其中，所述框架和/或鼻垫可与不同尺寸和/或顺应性的框架和/或鼻垫互换，以允许所述鼻垫组件适应使用者的人体测量变化。26.根据权利要求18至22中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫由至少部分封闭的结构形成，所述至少部分封闭的结构具有内部使用者接触表面区域和相对的外部区域，并且所述框架与沿其长度的至少一部分的所述外部区域一体地形成。27.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述头戴式显示单元为增强现实显示单元，所述增强现实显示单元包括：显示器，其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像，支撑所述显示器的壳体，以及其中，所述显示器被配置为与所述使用者的眼睛对准，使得所述使用者可以通过所述显示器至少部分地查看物理环境，而不考虑所述显示器输出的计算机生成图像。28.根据权利要求27所述的头戴式显示系统，其中，所述鼻垫组件为所述增强现实显示单元的所述壳体提供主要支撑。29.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示系统，进一步包括前额支撑组件，所述前额支撑组件包括前额支撑垫，所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构，所述使用者接触表面区域被配置为接合所述使用者的前额，所述安装结构将所述前额支撑垫安装到所述头戴式显示单元。30.一种头戴式显示系统，其包括：头戴式显示单元，其包括增强现实显示单元，所述增强现实显示单元包括：显示器，其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像，支撑所述显示器的壳体，以及其中所述显示器被配置为与所述使用者的眼睛对准，使得所述使用者可以通过所述显示器至少部分地查看物理环境，而不考虑所述显示器输出的计算机生成图像；所述头戴式显示系统进一步包括前额支撑组件，所述前额支撑组件具有前额支撑垫，所述前额支撑垫具有使用者接触表面区域和安装结构，所述使用者接触表面区域被配置为接合所述使用者的前额，所述安装结构将所述前额支撑垫安装到所述头戴式显示单元；
其中所述前额支撑垫由至少部分封闭的结构形成，所述至少部分封闭的结构具有所述使用者接触表面区域和相对的外部区域；以及其中所述至少部分封闭的结构包括影响前额支撑垫的顺应性和/或尺寸的插入件。31.根据权利要求30所述的头戴式显示系统，其中，所述安装结构允许调节所述前额支撑垫的所述使用者接触表面区域与所述头戴式显示单元的间距，以允许调节所述显示器与所述使用者的眼睛的距离。32.根据权利要求31所述的头戴式显示系统，其中所述安装结构包括调节机构，用于调节所述前额支撑垫的所述使用者接触表面区域与所述头戴式显示单元的间距。33.根据权利要求32所述的头戴式显示系统，其中，所述调节机构包括：滑块机构、拨盘调节机构、伸缩机构和/或棘轮机构。34.根据权利要求31至33中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述安装结构包括可释放臂，所述可释放臂允许安装不同尺寸的臂，以调节所述前额支撑垫的所述使用者接触表面区域与所述头戴式显示单元的间距。35.根据权利要求30至34中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述安装结构允许调节所述前额支撑垫相对于所述头戴式显示单元的角度取向。36.根据权利要求35所述的头戴式显示系统，其中，所述安装结构允许通常在使用者的矢状面中进行角度调节。37.根据权利要求30至36中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述安装结构将所述前额支撑件连接到所述显示单元的上边缘区域。38.根据权利要求30至37中任一项所述的头戴式显示系统，进一步包括在所述安装结构和所述前额支撑垫之间的可释放连接，以允许移除所述前额支撑垫。39.根据权利要求30至38中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述前额支撑垫被配置和布置为变形以符合所述使用者的前额的形状。40.根据权利要求30至39中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述前额支撑垫包括至少一个袋，所述袋含有用于容纳所述插入件的空腔。41.根据权利要求40所述的头戴式显示系统，其中，所述至少一个袋与所述使用者接触表面相对设置。42.根据权利要求40或41所述的头戴式显示系统，其中，所述插入件可与不同尺寸和/或顺应性的插入件互换，以允许所述前额支撑垫适应所述使用者的人体测量变化。43.根据权利要求40至42中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述插入件是泡沫芯或可充气气囊。44.根据权利要求30至43中任一项所述的头戴式显示系统，进一步包括多个翼片，所述翼片布置在所述至少部分封闭的结构中，所述翼片横向于所述使用者接触表面区域延伸。45.根据权利要求44所述的头戴式显示系统，其中，所述翼片在压缩下可变形。46.根据权利要求44或45所述的头戴式显示系统，其中，所述翼片间隔开，以允许热量从所述使用者接触表面区域逸出。47.根据权利要求30至46中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述使用者接触表面区域由弹性材料形成。48.根据权利要求47所述的头戴式显示系统，其中，所述弹性材料包括硅树脂。
49.根据48所述的头戴式显示系统，其中所述前额支撑垫的所述使用者接触表面区域是抛光的硅树脂，以增加表面接触面积。50.根据权利要求30至49中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述前额支撑垫包括弹性材料，所述弹性材料具有不同厚度的区域。51.根据权利要求50所述的头戴式显示系统，其中所述前额支撑垫由至少部分封闭的结构形成，所述至少部分封闭的结构具有所述使用者接触表面区域和相对的外部区域，并且所述使用者接触表面区域和所述外部区域中的一者或两者具有不同厚度的区域。52.根据权利要求50或51所述的头戴式显示系统，其中所述前额支撑垫包括由所述弹性材料构成的多个不同的较厚和较薄的区域。53.根据权利要求51所述的头戴式显示系统，其中，所述前额支撑垫包括厚度递增变化的所述弹性材料的混合物。54.根据权利要求53所述的头戴式显示系统，其中，所述外部区域包括加强肋。55.根据权利要求54所述的头戴式显示系统，其中，所述加强肋包括由较厚的弹性材料构成的区域。56.根据权利要求48至55中任一项所述的头戴式显示系统，其中所述前额支撑垫包括由所述弹性材料制成的一体式单件结构。57.根据权利要求30至56中任一项所述的头戴式显示系统，进一步包括一对颞支撑垫，每个颞支撑垫位于所述使用者头部的相应外侧，并且被配置为抵靠所述使用者头部的相应侧面上的颞骨，以支撑所述头戴式显示系统的至少一些重量。58.根据权利要求57所述的头戴式显示系统，进一步包括相对的颞臂，所述相对的颞臂具有连接到所述显示单元的前端，所述相对的颞臂适于设置在所述使用者头部的相对侧上并且沿着所述使用者的头部的颞区延伸，并且其中每个颞支撑垫连接到所述颞臂中的一个。59.一种头戴式显示系统，其包括：头戴式显示单元，其包括增强现实显示单元，所述增强现实显示单元包括：显示器，其由透明或半透明材料构成并且被配置为选择性地输出计算机生成图像，支撑所述显示器的壳体，以及其中所述显示器被配置为与使用者的眼睛对准，使得所述使用者可以通过所述显...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊恩，
申请(专利权)人：瑞思迈私人有限公司，
类型：发明
国别省市：