2.1本技術(shù)總體上涉及頭戴式顯示、定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、用戶接口結(jié)構(gòu)和用于頭戴式顯示的其他部件、相關(guān)的頭戴式顯示組件和系統(tǒng)，包括顯示單元和定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、接口結(jié)構(gòu)和或部件和方法。本技術(shù)在沉浸現(xiàn)實頭戴式顯示的使用中找到特別的應(yīng)用，并且在此上下文中描述。應(yīng)當理解，本技術(shù)可具有更廣泛的應(yīng)用并且可用于任何類型的頭戴式顯示布置，包括但不限于虛擬現(xiàn)實顯示器、增強現(xiàn)實顯示器和/或混合現(xiàn)實顯示器。2.2相關(guān)技術(shù)描述應(yīng)當理解，如果在本文中提及任何現(xiàn)有技術(shù)，則該提及不構(gòu)成承認現(xiàn)有技術(shù)在澳大利亞或任何其他國家構(gòu)成本領(lǐng)域公知常識的一部分。2.2.1沉浸技術(shù)沉浸技術(shù)是指試圖通過數(shù)字或虛擬環(huán)境的手段，通過創(chuàng)造周圍的感官感受來復(fù)制或增強物理環(huán)境，從而產(chǎn)生沉浸感的技術(shù)。具體地，沉浸技術(shù)提供用戶視覺沉浸，創(chuàng)建虛擬對象和/或虛擬環(huán)境。沉浸技術(shù)還可以為其他五種感覺中的至少一種提供沉浸。2.2.2虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實（vr）是計算機生成的呈現(xiàn)給用戶的三維圖像或環(huán)境。換言之，環(huán)境可以是完全虛擬的。具體地，用戶觀察電子屏幕以觀察虛擬環(huán)境中的虛擬或計算機生成的圖像。由于所創(chuàng)建的環(huán)境完全是虛擬的，因此用戶可能被阻止和/或阻礙與他們的物理環(huán)境交互（例如，他們可能無法聽到和/或看到他們當前所處的物理環(huán)境中的物理對象）。電子屏幕可以支撐在用戶的視線中（例如，安裝到用戶的頭部）。在觀察電子屏幕時，由電子屏幕輸出并由用戶觀察的視覺反饋可以產(chǎn)生意圖模擬實際環(huán)境的虛擬環(huán)境。例如，用戶能夠通過樞轉(zhuǎn)他們的頭部或他們的整個身體來四處查看（例如，360°），并且通過電子屏幕與用戶可觀察的虛擬對象交互。這可以向用戶提供沉浸體驗，其中虛擬環(huán)境向用戶的五種感覺中的至少一種提供刺激，并在用戶使用vr裝置時替換物理環(huán)境的相應(yīng)刺激。典型地，刺激至少涉及用戶的視覺（即，因為他們正在觀看電子屏幕），但是也可以包括其他感覺。這些電子屏幕典型地被安裝到用戶的頭部，使得它們可以被定位在用戶眼睛附近，這允許用戶容易地觀察虛擬環(huán)境。vr裝置可產(chǎn)生除視覺反饋外或除視覺反饋之外的其他形式的反饋。例如，vr裝置可以包括和/或連接到揚聲器以提供聽覺反饋。vr裝置還可以包括觸覺反饋（例如，以觸覺響應(yīng)的形式），其可以對應(yīng)于視覺和/或聽覺反饋。這可以創(chuàng)建更加沉浸的虛擬環(huán)境，因為用戶接收對應(yīng)于多于一個用戶感受的刺激。當使用vr裝置時，用戶可能希望限制或阻擋周圍刺激。例如，用戶可能希望避免看到和/或聽到周圍環(huán)境，以便更好地處理虛擬環(huán)境中來自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(huán)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(xiàn)。在一些示例中，護罩可以被布置為靠近（例如，接觸或緊密接觸）用戶的面部，但是可以不密封抵靠用戶的面部。在任一示例中，環(huán)境光可能不會到達用戶的眼睛，使得用戶可觀察到的唯一光來自電子屏幕。在其他示例中，vr裝置可以限制和/或防止用戶的耳朵聽到環(huán)境噪聲。在一些示例中，這可通過向用戶提供頭戴式耳機（例如，噪聲消除頭戴式耳機）來完成，頭戴式耳機可輸出來自vr裝置的聲音和/或限制用戶從其物理環(huán)境聽到噪聲。在一些示例中，vr裝置可以輸出音量足以限制用戶聽到環(huán)境噪聲的聲音。在任何示例中，用戶可能不想變得被過度刺激（例如，被他們的物理環(huán)境和虛擬環(huán)境兩者）。因此，阻擋和/或限制環(huán)境刺激用戶有助于用戶專注于虛擬環(huán)境，而沒有來自環(huán)境的可能干擾。下文描述不同類型的vr裝置。通常，單個vr裝置可以包括至少兩個不同的分類。例如，vr裝置可以通過其可移植性以及通過顯示單元如何聯(lián)接到接口的其余部分來分類。這些分類可以是獨立的，使得一個組中的分類（例如，單元的可移植性）不預(yù)先確定到另一組中的分類。還可存在用于對vr裝置分類的額外類別，其在下文未明確列出。2.2.2.1可移植性2.2.2.1.1固定單元在一些形式中，vr裝置可與單獨裝置（例如，計算機或視頻游戲控制臺）結(jié)合使用。此類型的vr裝置可為固定的，因為其在沒有計算機或視頻游戲控制臺的情況下無法使用，且因此其可使用的位置受到限制（例如，受計算機或視頻游戲控制臺的位置限制）。因為vr裝置可以結(jié)合計算機或視頻游戲控制臺使用，所以vr裝置可連接到計算機或視頻游戲控制臺。例如，電線可以將兩個系統(tǒng)系在一起。這可以進一步“固定”vr裝置的位置，因為佩戴vr裝置的用戶不能從計算機或視頻游戲控制臺移動得比電線的長度更遠。在其他示例中，vr裝置可無線連接（例如，經(jīng)由藍牙、wi-fi等），但仍可由無線信號的強度相對固定。與計算機或視頻游戲控制臺的連接可以向vr裝置提供控制功能。這些控制可以被傳送（即，通過有線連接器或無線地）以便幫助操作vr裝置。在固定單元vr裝置的示例中，這些控制可能是必要的以便操作顯示屏幕，且在沒有到計算機或視頻游戲控制臺的連接的情況下，vr裝置可能不可操作。在一些形式中，計算機或視頻游戲控制臺可向vr裝置提供電力，使得用戶不需要在其頭部支撐電池。這可以使vr裝置佩戴更舒適，因為用戶不需要支撐電池的重量。用戶還可以至少部分地通過vr裝置而不是通過電視或監(jiān)視器來接收來自計算機或視頻游戲控制臺的輸出，所述電視或監(jiān)視器可以在使用計算機或視頻游戲控制臺（例如，玩視頻游戲）時向用戶提供更加沉浸的體驗。換句話說，vr裝置的顯示輸出可與計算機監(jiān)視器或電視的輸出基本相同。輸出這些圖像所必需的一些控制器和/或傳感器可容納在計算機或視頻游戲控制臺中，這可進一步減小用戶需要支撐在其身體上的重量。在一些形式中，運動傳感器可遠離vr裝置定位，且連接到計算機或視頻游戲控制臺。例如，至少一個相機可以面向用戶以便跟蹤用戶頭部的移動。在傳輸?shù)絭r裝置之前，可由計算機或視頻游戲控制臺完成對由相機所記錄的數(shù)據(jù)的處理。雖然這可以幫助vr裝置的重量減輕，但它還可以進一步限制vr裝置可以在哪里使用。換句話說，vr裝置必須在相機的視線內(nèi)。2.2.2.1.2可移植單元在一些形式中，vr裝置可以是自包含單元，自包含單元包括電源和傳感器，使得vr裝置不需要連接到計算機或視頻游戲控制臺。這為用戶提供了更多的使用和移動自由度。例如，用戶不限于在計算機或視頻游戲控制臺附近使用vr裝置，并且可以在室外或在不包括計算機或電視的其他環(huán)境中使用vr裝置。因為vr裝置在使用中不連接到計算機或視頻游戲控制臺，所以需要vr裝置支持所有必要的電子部件。這包括電池、傳感器和處理器。這些部件增加了用戶必須支撐在他們身體上的vr裝置的重量?？赡苄枰m當?shù)闹亓糠植?，使得增加的重量不會增加佩戴vr裝置的用戶的不適。在一些形式中，vr裝置的電子部件包含于單個殼體中，殼體可在使用中直接安置于用戶面部前方。這種配置可以稱為“磚”。在這一配置中，沒有定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的vr裝置的重心直接在用戶面部的前方。為了抵抗由重力產(chǎn)生的力矩，聯(lián)接到磚配置的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)必須提供指向用戶面部的力，例如由頭帶條帶中的張力產(chǎn)生的力。雖然磚配置對于制造可能是有益的（例如，因為所有的電子部件非常接近）并且可以允許定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的可互換性（例如，因為它們不包括電連接），但是維持vr裝置的位置所需的力（例如，頭帶中的張力）可能對用戶是不舒服的。具體地，vr裝置可能嵌入用戶面部，導(dǎo)致用戶皮膚上的刺激和標記。當用戶的頭部在其面部上接收來自顯示器殼體的力并且在其頭部背面上接收來自頭帶的力時，力的組合可以感覺像“夾緊”。這可以使用戶不太可能佩戴vr裝置。由于vr和其他混合現(xiàn)實裝置可以以涉及用戶的頭部和/或其整個身體的劇烈運動的方式使用（例如，在游戲期間），因此可能存在傾向于破壞裝置在用戶頭部上的位置的顯著的力/力矩。簡單地迫使該裝置更緊地抵靠用戶的頭部以承受大的破壞性力可能是不可接受的，因為它可能對用戶是不舒服的或僅在短時間段之后變得不舒服。在一些形式中，電子部件可在整個vr裝置中間隔開，而不是完全在用戶面部前方。例如，一些電氣部件（例如，電池）可以被布置在定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)上，特別是在后接觸部上。以此方式，電池（或其他電子部件）的重量可產(chǎn)生與vr裝置的其余部分（例如，顯示器）所產(chǎn)生的力矩的方向相反的力矩。因此，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可足以施加較低的夾持力，這又對用戶的面部產(chǎn)生較低的力（例如，在其皮膚上的較少標記）。然而，在一些此類現(xiàn)有裝置中，由于電連接，清潔和/或更換定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可能更困難。在一些形式中，將電子部件間隔開可涉及將一些電子部件與vr裝置的其余部分分開定位。例如，電池和/或處理器可電連接，但與vr裝置的其余部分分開承載。與上述“固定單元”不同，電池和/或處理器，以及vr裝置的其余部分，可以是可移植的。例如，電池和/或處理器可以被承載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。由定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)提供的張力可以仍然小于“磚”配置，因為由頭部支撐的總重量較小。2.2.2.2顯示連接2.2.2.2.1集成顯示屏幕在一些形式中，顯示屏幕是vr裝置的整體部分，并且通常不能從vr裝置的其余部分分離或移除。顯示屏幕可以被固定在殼體內(nèi)，并且被保護免受損壞。例如，顯示屏幕可以完全被外殼覆蓋，這可以減少刮痕的發(fā)生。另外，將顯示屏幕與vr裝置的其余部分集成消除了丟失顯示屏幕的發(fā)生。在這些形式中，顯示屏幕純粹用作沉浸技術(shù)顯示器。絕大多數(shù)“固定單元”將包括集成的顯示屏幕。“可移植單元”可以包括集成顯示屏幕，或者可以包括可移動顯示屏幕（如下所述）。2.2.2.2.2可移動顯示屏幕在一些形式中，顯示屏幕是可vr裝置從移除并單獨使用的單獨結(jié)構(gòu)。在一些形式中，可將可移植電子裝置（例如，蜂窩式電話）選擇性地插入vr裝置的外殼中?？梢浦搽娮友b置可以包括傳感器和/或處理器中的大部分或全部，并且可以通過可下載的應(yīng)用程序來創(chuàng)建虛擬環(huán)境?？梢浦搽娮友b置通常重量輕，并且可以不需要定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)來向用戶的頭部施加大的力。2.2.3增強現(xiàn)實在一些形式中，增強現(xiàn)實（ar）是計算機生成的呈現(xiàn)給用戶的三維圖像或環(huán)境。雖然與vr類似，ar的不同之處在于結(jié)合用戶的物理環(huán)境來觀察至少部分地由電子屏幕創(chuàng)建的虛擬環(huán)境。換言之，ar創(chuàng)建虛擬對象以便用虛擬環(huán)境的元素來改變和/或增強用戶的物理環(huán)境。ar的結(jié)果是包括物理和虛擬對象的組合環(huán)境，因此是物理和虛擬的環(huán)境。例如，由電子屏幕創(chuàng)建的圖像可以被疊加到用戶的物理環(huán)境中。僅呈現(xiàn)給用戶的ar組合環(huán)境的一部分包括虛擬對象。因此，用戶可能希望在使用ar裝置的同時繼續(xù)從他們的物理環(huán)境接收環(huán)境刺激（例如，以便繼續(xù)觀察組合環(huán)境的物理或非虛擬分量）。由于ar可與用戶的物理環(huán)境一起使用，因此ar裝置可不電連接或以其他方式系鏈到計算機或視頻游戲控制臺。替代地，ar裝置可以包括電池或其他電源。這可以向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(huán)境。vr和ar之間的這種關(guān)鍵差異可能導(dǎo)致不同類型的可佩戴電子屏幕。如上所述，vr裝置的用戶可能希望阻擋環(huán)境光，因此電子屏幕的外殼可以是不透明的，以便限制或阻止環(huán)境光到達用戶。然而，ar裝置的用戶可能希望看到與他們的實際環(huán)境混合的虛擬環(huán)境。ar裝置中的電子屏幕可類似地支撐在用戶眼睛前方，但ar裝置中的屏幕可為透明或半透明的，且屏幕可不由不透明外殼支撐（或不透明材料可基本上不遮擋用戶的視線）。這可以允許用戶繼續(xù)接收周圍環(huán)境刺激，其中虛擬環(huán)境同時存在。盡管如此，不具有用戶可通過其看到其真實世界環(huán)境的透明屏幕的一些vr裝置可通過從用戶的視角（例如，利用顯示器外殼上的相機）獲取用戶的真實世界環(huán)境的實時視頻并將其顯示在顯示屏幕上來配置用于ar。另外，使用ar裝置的人可能比使用vr裝置的人更可移動（例如，因為ar用戶可看到其物理環(huán)境和/或未鏈到計算機或視頻游戲控制臺）。因此，使用ar裝置的人可能希望佩戴該裝置延長的時間段，同時還四處移動（例如，步行、跑步、騎自行車等）。在ar裝置上包括諸如電池的部件可能使ar裝置對于用戶的頭部和/或頸部不舒服，并且可能阻止用戶長時間佩戴ar裝置。2.2.4混合現(xiàn)實混合現(xiàn)實（mr）類似于ar，但是可以是更沉浸的，因為mr裝置可以向用戶提供比ar裝置更多的與虛擬對象或環(huán)境交互的方式。mr中的虛擬現(xiàn)實也可以與用戶的物理環(huán)境重疊和/或混合。然而，與ar不同，用戶能夠與在vr中發(fā)生的類似的虛擬環(huán)境交互。換言之，盡管ar可以僅呈現(xiàn)物理環(huán)境中的計算機生成圖像，但是mr可以向用戶呈現(xiàn)相同或類似的計算機生成圖像，但是允許與物理環(huán)境中的圖像交互（例如，使用手“抓取”虛擬產(chǎn)生的對象）。因此，虛擬環(huán)境可進一步與物理環(huán)境融合，使得組合環(huán)境更好地再現(xiàn)實際環(huán)境。2.2.5頭戴式顯示接口頭戴式顯示接口使得用戶能夠具有虛擬環(huán)境的沉浸體驗，并且在諸如通信、訓(xùn)練、醫(yī)療和外科手術(shù)、工程和視頻游戲等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。不同的頭戴式顯示接口可以各自提供不同水平的沉浸。例如，一些頭戴式顯示接口可以向用戶提供總體沉浸體驗?？偝两w驗的一個示例是虛擬現(xiàn)實（vr）。頭戴式顯示接口還可以提供與使用ar裝置一致的部分浸沒。vr頭戴式顯示接口通常被提供為包括顯示單元的系統(tǒng)，顯示單元被布置為保持在用戶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；和用戶接口結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造和布置為與用戶的面部處于相反的關(guān)系。用戶接口結(jié)構(gòu)可以在顯示器周圍延伸并且結(jié)合殼體限定到顯示器的觀看開口。用戶接口結(jié)構(gòu)可以與面部接合并且包括用于用戶舒適度的襯墊和/或是光密封的以阻擋來自顯示器的環(huán)境光。頭戴式顯示系統(tǒng)進一步包括定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被布置在用戶頭部上以將顯示單元維持在適當位置中。其他頭戴式顯示接口可以提供次完全沉浸體驗。換言之，用戶可以體驗其物理環(huán)境以及虛擬環(huán)境的元素。次完全沉浸體驗的示例是增強現(xiàn)實（ar）和混合現(xiàn)實（mr）。ar/vr頭戴式顯示接口通常也被提供為包括顯示單元的系統(tǒng)，顯示單元被安排為保持在用戶面部前方的操作位置中。同樣地，顯示單元典型地包括：殼體，其包含顯示器；和用戶接口結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造和布置為與用戶的面部處于相反的關(guān)系。ar和/或mr頭戴式顯示的頭戴式顯示系統(tǒng)也類似于vr，因為它進一步包括定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)布置在用戶頭部上以將顯示單元保持在適當位置。然而，ar和/或mr頭戴式顯示不包括完全密封來自顯示器的環(huán)境光的襯墊，因為這些次完全沉浸體驗需要物理環(huán)境的要素。相反，增強的和/或混合的頭戴式顯示允許用戶看到與虛擬環(huán)境結(jié)合的物理環(huán)境。在任何類型的沉浸技術(shù)中，重要的是頭戴式顯示接口是舒適的，以便允許用戶長時間佩戴頭戴式顯示。另外，重要的是，顯示器能夠提供具有用戶頭部的改變的位置和/或取向的改變的圖像，以便創(chuàng)建部分地或完全地虛擬的環(huán)境，該環(huán)境類似于或再現(xiàn)完全物理的環(huán)境。2.2.5.1接口結(jié)構(gòu)頭戴式顯示可以包括用戶對接結(jié)構(gòu)。由于其與用戶面部直接接觸，因此接口部的形狀和配置會對顯示單元的有效性和舒適度產(chǎn)生直接影響。用戶接口結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出了許多挑戰(zhàn)。面部具有復(fù)雜的三維形狀。鼻和頭的大小和形狀在不同個體之間有很大不同。由于頭部包括骨、軟骨以及軟組織，所以面部的不同區(qū)域?qū)C械力反應(yīng)不同。一種類型的接口結(jié)構(gòu)圍繞顯示單元的周邊延伸，并且當力施加到用戶接口上時，該接口結(jié)構(gòu)與用戶的面部相對接合，從而密封用戶的面部。接口結(jié)構(gòu)可以包括由聚氨酯（pu）制成的襯墊。利用這種類型的接口結(jié)構(gòu)，在接口結(jié)構(gòu)和面部之間可能存在間隙，并且可能需要額外的力來迫使顯示單元抵靠面部，以便實現(xiàn)期望的接觸。根本沒有被用戶接口占用的區(qū)域可以允許在面部接口和用戶面部之間形成間隙，不期望的光污染可以通過該間隙進入顯示單元（例如，特別是當使用虛擬現(xiàn)實時）。光污染或“漏光”會降低用戶整體沉浸體驗的效果和樂趣。此外，先前的系統(tǒng)可能難以調(diào)節(jié)以能夠應(yīng)用于各種頭部尺寸。更進一步地，顯示單元和相關(guān)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通常可能相對較重并且可能難以清潔，這可能因此進一步限制系統(tǒng)的舒適性和可用性。另一種類型的接口結(jié)構(gòu)結(jié)合了位于顯示單元的周邊的一部分的薄材料的片狀密封件，以提供對用戶面部的密封作用。與先前類型的接口結(jié)構(gòu)一樣，如果面部與接口結(jié)構(gòu)的配合不好，可能需要額外的力來實現(xiàn)密封，或者在使用中光線可能會泄漏到顯示單元中。此外，如果接口結(jié)構(gòu)的形狀與用戶的形狀不匹配，則其在使用中可能會折皺或彎曲，從而導(dǎo)致不期望的透光。根據(jù)接口結(jié)構(gòu)在何處與使用中的面部接合的設(shè)計意圖，可以部分地表征用戶接口。一些接口結(jié)構(gòu)可限于與用戶面部的突出超過接口結(jié)構(gòu)的面部接合表面的曲率弧的區(qū)域接合。這些區(qū)域通?？砂ㄓ脩舻那邦~和頰骨。這可能導(dǎo)致用戶在局部壓力點不舒服。其他面部區(qū)域可以根本不通過接口結(jié)構(gòu)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(qū)域通?？砂ㄓ脩裘娌康膫?cè)面，或鄰近并圍繞用戶鼻子的區(qū)域。在用戶面部的形狀與接口結(jié)構(gòu)之間存在不匹配的程度上，有利的是，接口結(jié)構(gòu)或相關(guān)部件適于形成適當?shù)慕佑|或其他關(guān)系。2.2.5.2定位和穩(wěn)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(tǒng)進一步包括布置在用戶頭部上的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)可以負責提供與頭戴式顯示和/或接口結(jié)構(gòu)的重力相反的力。過去，這些結(jié)構(gòu)由可膨脹的剛性結(jié)構(gòu)形成，該結(jié)構(gòu)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。這種系統(tǒng)易于在用戶面部施加夾緊壓力，這會導(dǎo)致用戶在局部壓力點不舒服。而且，先前的系統(tǒng)可能難以調(diào)節(jié)以允許廣泛的應(yīng)用頭部大小。此外，顯示單元和相關(guān)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通常很重，難以清潔，這進一步限制了系統(tǒng)的舒適性和可用性。某些其他頭戴式顯示系統(tǒng)在功能上可能不適用于本領(lǐng)域。例如，為裝飾和視覺美學(xué)而設(shè)計的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可能不具有保持面部周圍的適當壓力的結(jié)構(gòu)能力。例如，過多的夾緊壓力可能導(dǎo)致用戶不舒服，或者可選地，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(huán)境光的影響。某些其他頭戴式顯示系統(tǒng)對于本技術(shù)可能是不舒服的或不切實際的。例如，如果該系統(tǒng)用于延長的時間段。由于這些挑戰(zhàn)，一些頭戴式顯示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用戶不熟悉系統(tǒng)時不舒適。錯誤尺寸的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生降低的舒適性，進而縮短使用周期。因此，用于虛擬環(huán)境的完全沉浸體驗的用戶接口的接口部在體驗期間受到與用戶的移動相對應(yīng)的力。2.2.5.3材料用于頭戴式顯示組件的材料包括：用于在接口結(jié)構(gòu)中接觸部的致密泡沫、用于殼體的剛性殼體、以及由剛性塑料夾持結(jié)構(gòu)形成的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。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，難以清潔和易于聚集細菌。結(jié)果，用這種材料制成的產(chǎn)品可能長期佩戴不舒服，在一些個體中引起皮膚刺激并限制產(chǎn)品的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)可涉及提供用于頭戴式顯示的支撐、穩(wěn)定、安裝、利用和/或固定的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其具有改進的舒適性、成本、功效、易用性和可制造性中的一者或多者。

2、本技術(shù)的第一方面涉及用于頭戴式顯示的支撐、穩(wěn)定、安裝、利用和/或固定的設(shè)備。

3、本技術(shù)的另一方面涉及在頭戴式顯示的支撐、穩(wěn)定、安裝、利用和/或固定中使用的方法。

4、另一方面是一種用于頭戴式顯示的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，頭戴式顯示包括后（或后部）支撐結(jié)構(gòu)（或部），后（或后部）支撐結(jié)構(gòu)（或部）在使用中布置為接觸用戶頭部的后區(qū)域。

5、在一些形式中，后支撐部或其至少一部分設(shè)置在用戶的耳上基點點的后方。

6、在一些形式中，后支撐部被偏置成與用戶的枕骨區(qū)域相接觸。

7、在一些形式中，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進一步包括布置在用戶頭部的相對側(cè)上并沿著用戶頭部的顳部區(qū)域延伸的相對連接件，以將后支撐部互連到頭戴式顯示單元。在一些形式中，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括將后支撐部連接到頭戴式顯示單元的前支撐部。

8、本技術(shù)還可以涉及提供在支撐、緩沖、穩(wěn)定、定位和/或密封與用戶面部成相對關(guān)系的頭戴式顯示中使用的接口結(jié)構(gòu)。

9、另一方面涉及用于支撐、緩沖、穩(wěn)定、定位和/或密封與用戶面部成相對關(guān)系的頭戴式顯示的設(shè)備。

10、另一方面涉及用于支撐、緩沖、穩(wěn)定、定位和/或密封與用戶面部成相對關(guān)系的頭戴式顯示的方法。

11、本技術(shù)的另一方面涉和一種頭戴式顯示系統(tǒng)，包括：

12、包括顯示器的頭戴式顯示單元；

13、定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和被配置為在使用中將頭戴式顯示單元保持在用戶的面部上方的可操作位置中；以及

14、接口結(jié)構(gòu)，該接口結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造和被配置為與該用戶的面部處于相對關(guān)系，該接口結(jié)構(gòu)包括面部接合部，該面部接合部被配置為接觸該用戶的面部；

15、護罩，該護罩包括：

16、框架，該框架包括：

17、后部，該后部連接到該面部接合部；以及

18、前部，該前部限定觀看開口，在使用中可通過該觀看開口觀看該顯示器；以及

19、徑向向外的阻光表面，該徑向向外的阻光表面在該后部和該前部之間延伸。

20、本技術(shù)的另一方面涉和一種頭戴式顯示系統(tǒng)，包括：

21、包括顯示器的頭戴式顯示單元；

22、定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布置為在使用中將該頭戴式顯示單元保持在用戶面部上方的操作位置，

23、接口結(jié)構(gòu)，該接口結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造和被配置為與該用戶的面部處于相對關(guān)系，該接口結(jié)構(gòu)包括面部接合部，該面部接合部被配置為接觸該用戶的面部；

24、骨骼框架，該骨骼框架包括：

25、后部，該后部連接到該面部接合部；

26、前部，該前部限定觀看開口，在使用中可通過該觀看開口觀看該顯示器；

27、支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)在該后部與該前部之間，包括多個開口；以及

28、提供于并至少覆蓋所述骨骼框架的上部和側(cè)向部的護罩。

29、在示例中：

30、?該骨骼框架的該前部包括上部和下部；

31、?該骨骼框架的該后部包括在使用中與該用戶的頭部的該矢狀平面相交的前額部以及從該前額部沿向下方向延伸的成對側(cè)向部；

32、?該側(cè)向部連接到該骨骼框架的該前部的該下部；和/或

33、?該側(cè)向部中的每一者包括上側(cè)向部和下側(cè)向部。

34、在示例中：

35、?該骨骼框架包括在該后部和該前部之間延伸的至少一個支柱；

36、?該骨骼框架的該至少一個支柱包括至少一個上支柱；

37、?該骨骼框架包括第一上支柱和第二上支柱；和/或

38、?該第一上支柱和該第二上支柱在使用中在該用戶的頭部的矢狀平面的相對側(cè)上側(cè)向偏移。

39、在示例中：

40、?該骨骼框架包括在使用中大致與該用戶的頭部的該矢狀平面對齊的中央上支柱；

41、?該骨骼框架包括第一成角度支柱，該第一成角度支柱從接近該后部處的該中央上支柱的位置延伸到從該前部處的該中央上支柱側(cè)向偏移的位置；和/或

42、?該骨骼框架包括第二成角度支柱，該第二成角度支柱從接近該后部處的該中央上支柱的位置延伸到遠離該第一成角度支柱從該前部處的該中央上支柱側(cè)向偏移的位置。

43、在示例中：

44、?該上支柱中的至少一者被配置為相對于該骨骼框架的該后部和該前部中的至少一者樞軸轉(zhuǎn)動；

45、?該上支柱中的該至少一者的該樞軸轉(zhuǎn)動為通過柔性連接實現(xiàn)；

46、?該上支柱中的至少一者可包括到該骨骼框架的該后部和該前部中的一者的柔性連接；

47、?該上支柱中的至少一者可包括到該骨骼框架的該后部和該前部中的兩者的柔性連接；

48、?該上支柱中的至少一者可包括到該骨骼框架的該后部的柔性連接和到該骨骼框架的該前部的相對非柔性連接；和/或

49、?該上支柱中的至少一者可包括到該骨骼框架的該前部的柔性連接和到該骨骼框架的該后部的相對非柔性連接。

50、在示例中：

51、?該上支柱中的至少一者可包括柔性部和剛性部；

52、?該骨骼框架的一個或多個部分可具有與該骨骼框架的一個或多個其他部分不同的剛度；

53、?該骨骼框架的該前部具有比該骨骼框架的該后部的至少一部分更大的剛度；

54、?該骨骼框架的該前部可具有比該骨骼框架的該后部的該前額部和該側(cè)向部更大的剛度；和/或

55、?該骨骼框架的該后部的該前額部和下側(cè)向部具有比該骨骼框架的該后部的該上側(cè)向部和該骨骼框架的該前部更低的剛度。

56、在示例中：

57、?該系統(tǒng)包括在該骨骼框架和該接口連接結(jié)構(gòu)之間的接口底盤；

58、?該接口底盤被配置為連接到該骨骼框架；

59、?該接口底盤與該骨骼框架為整體；

60、?該接口底盤包括該骨骼框架的該后部的至少一部分；

61、?該接口底盤在多個離散點處連接到該骨骼框架；

62、?該接口底盤的該前額部連接到該骨骼框架的該后部的該前額部，并且該接口底盤的該鼻部連接到該骨骼框架的該前部的該下部；

63、?該接口底盤的該前額部在使用中接近該用戶的頭部的該矢狀平面的位置處連接到該骨骼框架的該后部的該前額部；

64、?該接口底盤的該側(cè)向部連接到該骨骼框架的該后部的該側(cè)向部；

65、?該接口底盤的該前額部在使用中在該用戶的頭部的矢狀平面的相對側(cè)上側(cè)向偏移的兩個點處連接到該骨骼框架的該后部的該前額部，并且該接口底盤的該鼻部連接到該骨骼框架的該前部的該下部；

66、?該接口底盤的該前額部在使用中在該用戶的頭部的矢狀平面的相對側(cè)上側(cè)向偏移的兩個點處連接到該骨骼框架的該后部的該前額部，并且該接口底盤的該側(cè)向部連接到該骨骼框架的該后部的該側(cè)向部；

67、?該接口底盤的該臉頰部連接到該骨骼框架的該前部的該下部；和/或

68、?該接口底盤的該臉頰部連接到該骨骼框架的該后部的該下側(cè)向部。

69、在示例中：

70、?該護罩跨越該骨骼框架的該后部和該前部之間；

71、?該護罩由柔性片材制成或包括柔性片材；

72、?該護罩由紡織品材料制成或包括紡織品材料；

73、?該徑向向外的阻光表面包括柔性片材；以及

74、?該徑向向外的阻光表面包括紡織品材料。

75、在示例中：

76、?該面部接合部包括在使用中與該用戶的頭部的該矢狀平面相交的前額部、在使用中設(shè)置在該用戶的鼻子的相應(yīng)側(cè)上的成對臉頰部，以及在該前額部與該臉頰部之間的側(cè)向部；

77、?該側(cè)向部的橫截面不同于該前額部的橫截面；

78、?該側(cè)向部的該橫截面的縱橫比高于該前額部的該橫截面的縱橫比；

79、?該面部接合部的至少側(cè)向部可被配置為在面部接觸表面與該接口底盤之間延伸；和/或

80、?至少該側(cè)向部包括在該面部接觸表面和該接口底盤之間的手風琴部分。

81、在示例中：

82、?該接口底盤包括具有徑向向外的表面的主體部和從該主體部徑向向外延伸的唇緣部；

83、?該唇緣部提供到該主體部的后端；

84、?該面部接合部提供到該唇緣部；

85、?該護罩的后邊緣與該接口底盤的該主體部的該徑向向外的表面重疊；

86、?該護罩的該后邊緣不會與該接口底盤的該唇緣部重疊。

87、?該接口底盤包括具有徑向向外的表面的主體部，其中該面部接合部從該主體部沿徑向向外的方向延伸；

88、?該護罩的后邊緣與該接口底盤的該主體部的該徑向向外的表面和該面部接合部的徑向向外的表面重疊；

89、?在該接口底盤與該護罩之間提供至少一個通氣道；和/或

90、?該至少一個通氣道提供在該護罩的徑向向內(nèi)的表面與該接口底盤的該主體部的該向外的表面之間。

91、本技術(shù)的另一方面涉和一種用于將頭戴式顯示單元保持在用戶的頭部上的可操作位置中的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括成對側(cè)向條帶部，該側(cè)向條帶部被配置為在使用中沿著該用戶的頭部的相應(yīng)側(cè)延伸。

92、在示例中：

93、?該側(cè)向條帶部被配置為連接到該接口連接結(jié)構(gòu)；

94、?該側(cè)向條帶部被配置為連接在該骨骼框架處；

95、?該側(cè)向條帶部被配置為接近于該后部連接；

96、?該側(cè)向條帶部被配置為連接到該頭戴式顯示單元，并且該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括成對次級側(cè)向條帶部，該次級側(cè)向條帶部被配置為連接在該側(cè)向條帶部與該接口連接結(jié)構(gòu)之間；

97、?該次級側(cè)向條帶部被配置為連接在該骨骼框架處；

98、?該次級側(cè)向條帶部的長度能夠與該側(cè)向條帶部的長度分開調(diào)節(jié)；

99、?該次級側(cè)向條帶部的彈性不同于該側(cè)向條帶部的彈性；

100、?該頭戴式顯示系統(tǒng)包括在該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與該框架之間的偏置機構(gòu)，該偏置機構(gòu)被配置為偏置該框架以沿向上方向旋轉(zhuǎn)，以相對于該面部接合部的臉頰部增加該面部接合部的前額部處的接觸壓力；

101、?該側(cè)向條帶部中的每一者包括剛性部；

102、?該側(cè)向條帶部的該剛性部與以下各項中的一者或多者成整體：該接口連接結(jié)構(gòu)以及該框架；

103、?該剛性部包括至少一個非線性部；

104、?該至少一個非線性部包括弧形部；

105、?該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)包括圍繞該剛性部設(shè)置的柔性和/或彈性材料；

106、?該柔性和/或彈性材料包括至少一個紡織品層；

107、?該剛性部可包括一個或多個纜線定位特征；

108、?該一個或多個纜線定位特征可提供在該剛性部的徑向向外的表面上。

109、本技術(shù)的另一形式包括一種頭戴式顯示系統(tǒng)，其包括：

110、頭戴式顯示單元，該頭戴式顯示單元包括：

111、包括顯示器的顯示單元殼體；以及

112、接口結(jié)構(gòu)，該接口結(jié)構(gòu)連接到該顯示單元殼體并且被構(gòu)造和被配置為在使用中接合該用戶的面部；以及

113、一種大致如本文所述的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

114、本技術(shù)的一種形式的另一個方面是一種定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成具有與預(yù)期穿戴者的形狀互補的形狀。

115、本技術(shù)的一種形式的另一方面是一種接口結(jié)構(gòu)，接口結(jié)構(gòu)構(gòu)造成具有與預(yù)期穿戴者的形狀互補的形狀。

116、本技術(shù)的另一方面涉及一種用于頭戴式顯示系統(tǒng)的用戶接口組件。用戶接口組件，包括：1）面部接合部，和2）接口底盤。面部接合部被配置為成圍繞用戶眼睛的周邊接觸用戶的面部，在使用中，面部接合部包括被配置為接觸用戶的用戶接觸部和與用戶接觸部相對的非用戶接觸部。該接口底盤與該面部接合部相比具有增加的剛度并且被配置為在使用中支撐該面部接合部，該接口底盤被連接到該面部接合部的非用戶接觸部上。該接口底盤被配置為用于在使用中與該面部接合部一起圍繞該用戶的眼睛的周邊延伸，并且包括前額部、側(cè)向部、一對臉頰部，和鼻部，其中該接口底盤包括至少一個相對剛性部和至少一個相對柔性部，以允許該接口底盤彎曲以適應(yīng)用戶面部中的人體測量變化，該至少一個相對剛性部與該至少一個相對柔性部相比具有增加的剛度，并且其中該至少一個相對剛性部包括與該至少一個相對柔性部不同的材料。

117、在實施例中：a）該至少一個相對剛性部包括該接口底盤的該鼻部和/或該對臉頰部，并且該至少一個相對柔性部包括該前額部和/或該側(cè)向部；b）與前額部相比，接口底盤的鼻部具有增加的剛度；c）該接口底盤的該對臉頰部與側(cè)向部相比具有增加的剛度；d）接口底盤包括熱塑性材料；和/或e）該至少一個相對剛性部包括第一熱塑性材料，并且該至少一個相對柔性部包括1）剛性小于該第一熱塑性材料的第二熱塑性材料，或2）剛性小于該第一熱塑性材料的彈性體材料；

118、在其他示例中：f）第一熱塑性材料是聚酰胺；和/或g）第二熱塑性材料是hytrel?。

119、本技術(shù)的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統(tǒng)。頭戴式顯示系統(tǒng)包括：包括顯示器的頭戴式顯示單元；定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布置為在使用中將該頭戴式顯示單元保持在用戶面部前方的操作位置中；以及根據(jù)以上方面中任一項所述的用戶接口組件。

120、本技術(shù)的另一方面涉及用于支撐頭戴式顯示單元的頭戴式顯示支撐組件。該頭戴式顯示支撐組件包括：1）接口組件，該接口組件包括面部接合部，該面部接合部被配置為在使用中圍繞用戶的眼睛的周邊接觸用戶的面部；和2）框架組件，該框架組件包括適于連接到頭戴式顯示單元的前部和連接到該接口組件的后部。

121、本技術(shù)的另一方面涉及用于支撐頭戴式顯示單元的頭戴式顯示支撐組件。該頭戴式顯示支撐組件包括1）接口組件和2）框架組件。該接口組件包括面部接合部，該面部接合部被成在使用中圍繞用戶眼睛的周邊接觸用戶的面部，該面部接合部包括被配置為接觸用戶的用戶接觸部和與用戶接觸部相對的非用戶接觸部。該框架組件包括適于連接到頭戴式顯示單元的前部和連接到該接口組件的后部，該框架組件包括橋接該前部和該后部的支撐結(jié)構(gòu)，其中該支撐結(jié)構(gòu)被配置為相對于該后部和/或該前部彎曲，使得該后部在使用中可相對于該前部移動，以適應(yīng)用戶面部的人體測量變化。

122、在示例中：a）該框架組件的后部包括前額部和一對側(cè)向部；b）與該框架組件的至少前額部相比，該框架組件的前部具有增加的剛度；c）該支撐結(jié)構(gòu)包括布置在該框架組件的后部與前部之間的至少一個支柱；d）與該框架組件的后部相比，該支柱具有增加的剛度；e）該至少一個支柱包括柔性部和為該支柱提供剛度的剛性部，該剛性部與該柔性部相比具有增加的剛度；f）該至少一個支柱具有與該后部的第一柔性連接以及與該前部的第二非柔性連接，該第一柔性連接與該第二非柔性連接相比是相對柔性的；g）該至少一個支柱設(shè)置在該框架組件的該前額部和該前部之間；h）該接口組件包括：1）面部接合部，該面部接合部被配置為在使用中圍繞用戶的眼睛的周邊接觸用戶的面部；以及2）接口底盤，該接口底盤與該面部接合部相比具有增加的剛度并且被配置為在使用中支撐該面部接合部；i）將該框架組件的后側(cè)向部連接到該接口底盤；j）該框架組件的后部僅在多個離散的附接點處連接至該接口組件；和/或k）該框架組件包括熱塑性材料。

123、本技術(shù)的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統(tǒng)。頭戴式顯示系統(tǒng)包括：包括顯示器的頭戴式顯示單元；定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布置為在使用中將該頭戴式顯示單元保持在用戶面部前方的操作位置中；以及根據(jù)以上方面中任一項所述的頭戴式顯示支撐組件。

124、本技術(shù)的另一方面涉及用于支撐頭戴式顯示單元的頭戴式顯示支撐組件。該頭戴式顯示支撐組件包括1）接口組件和2）框架組件。該接口組件包括：1）面部接合部，該面部接合部被配置為在使用中圍繞用戶的眼睛的周邊接觸用戶的面部；以及2）接口底盤，該接口底盤與面部接合部相比具有增加的剛度并且被配置為在使用中支撐面部接合部。面部接合部包括被配置為接觸用戶的用戶接觸部和與用戶接觸部相對的非用戶接觸部。接口底盤被連接到面部接合部的非用戶接觸部，并且包括前額部、一對側(cè)向部、一對臉頰部和鼻部。該接口底盤被配置為在使用中與圍繞該用戶眼睛的周邊的面部接合部一起延伸。該框架組件包括適于連接到頭戴式顯示單元的前部和連接到接口底盤的后部，其中與框架組件的后部相比，框架組件的前部具有增加的剛度。

125、在示例中：a）該框架組件包括橋接該前部和該后部的支撐結(jié)構(gòu)；b）該支撐結(jié)構(gòu)被配置為相對于該后部和/或前部彎曲，使得該后部在使用中可相對于該前部移動，以適應(yīng)用戶面部中的人體測量變化；c）該接口底盤包括至少一個相對剛性部和至少一個相對柔性部，以允許該接口底盤彎曲以適應(yīng)用戶面部的人體測量變化，該至少一個相對剛性部與該至少一個相對柔性部相比具有增加的剛度；和/或d）該接口底盤的前額部，該對側(cè)向部，該對面臉頰部和該鼻部中的至少一個與該前額部、該對側(cè)向部、該對面臉頰部和該鼻部中的另一者相比具有增加的剛度。

126、本技術(shù)的另一方面涉及一種頭戴式顯示系統(tǒng)。頭戴式顯示系統(tǒng)包括：包括顯示器的頭戴式顯示單元；定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被構(gòu)造和布置為在使用中將該頭戴式顯示單元保持在用戶面部前方的操作位置中；以及根據(jù)以上方面中任一項所述的頭戴式顯示支撐組件。

127、本技術(shù)的一種形式的一個方面是制造設(shè)備的方法。

128、本技術(shù)的某些形式的一個方面是易于使用的定位和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，例如由具有有限靈巧性，視力的人使用，或者由在使用頭戴式顯示時具有有限經(jīng)驗的人使用。

129、本技術(shù)的某些形式的一個方面是易于例如由具有有限靈巧性、有限視力的人或由在使用頭戴式顯示時具有有限經(jīng)驗的人使用的接口結(jié)構(gòu)。

130、可實施所描述的方法、系統(tǒng)、裝置和設(shè)備以改進頭戴式顯示（諸如電子顯示器或計算機）的功能性。此外，所描述的方法、系統(tǒng)、裝置和設(shè)備可以在虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和/或混合現(xiàn)實的技術(shù)領(lǐng)域中提供改進。

131、當然，各方面的部分可以形成本發(fā)明技術(shù)的子方面。另外，子方面和/或方面中的各個方面可以以任何方式進行組合，并且還構(gòu)成本發(fā)明技術(shù)的其他方面或子方面。

132、考慮到以下詳細描述、摘要、附圖和權(quán)利要求書中包含的信息，本技術(shù)的其他特征將變得顯而易見。