具有多功能眼睛朝向调节系统的头戴式组件技术方案

公开了一种头戴式组件，包括通过一对镜腿臂组件被支撑在头带上的光学器件。当头戴式组件被佩戴时，镜腿臂组件被定位在佩戴者头部的任一侧上。每个镜腿臂组件可包括一个或多个运动组件，该运动组件允许光学器件的枢转和/或平移调节以便优化诸如视线、全景倾斜和/或良视距之类的光学属性。用于每个镜腿臂的一个或多个运动组件可具有使得能够对光学器件和光学属性进行调节的各种不同的枢轴和/或滑动件。

Head mounted assembly with a multifunctional eye alignment system

A head mounted assembly includes an optical device supported on a headband by a pair of mirror leg assembly. The mirror leg assembly is positioned on either side of the wearer's head when the head assembly is worn. Each leg arm assembly may include one or more motion components, the movement of the pivot assembly allows optical devices and / or translation regulation in order to optimize the optical properties such as panoramic sight, tilt and / or like a good line of sight. One or more motion components for each mirror leg arm may have a variety of different pivots and / or sliders that are capable of regulating optical devices and optical properties.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景对于头戴式增强现实显示设备，需要在相对于水平的优选位置处产生图像，而用户将他们的眼睛向上、向下或向前定向以便观看此内容。用户的眼睛在观看内容时的朝向(向上、向下或向前)在本文中被称为视线。视线偏好因人而异的，并且还取决于与之交互的内容的类型。还需要以相对于角膜的表面成预定角度的角度来保持显示设备。此光学属性在本文中被称为全景倾斜(pantoscopictilt)。还需要能够调节显示设备离眼睛的距离。此光学属性在本文中被称为良视距(eyerelief)。概述本技术涉及包括由一对镜腿臂组件支撑在头带上的光学器件的头戴式组件的各种实施例。当头戴式组件被佩戴时，镜腿臂组件被定位在佩戴者头部的任一侧上。每个镜腿臂组件可包括一个或多个运动组件，该运动组件允许光学器件的枢转(pivotal)和/或平移调节以便优化诸如视线、全景倾斜和/或良视距之类的光学属性。用于每个镜腿臂的一个或多个运动组件可具有使得能够对光学器件和光学属性进行调节的各种不同的枢轴(pivot)和/或滑动件。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。附图简述图1是根据本技术的实施例的包括头带和可调节地附连到该头带的头戴式设备的头戴式组件的侧视图。图2是根据本技术的实施例的头带和运动组件的透视图。图3-16是根据本技术的进一步的实施例的包括头带和可调节地附连到该头带的头戴式设备的头戴式组件的侧视图。详细描述现在将参考附图来解释本技术的各实施例，附图一般涉及包括光学器件和用于快速且容易地将光学器件调节至用户眼睛前面的最佳位置的调节系统的头戴式组件的各种实施例。在各实施例中，最佳位置可包括优化光学器件相对于通过该光学器件的视线的位置、光学器件的全景倾斜和/或光学器件的良视距。头戴式组件可包括具有围绕头环的头带(在本文中被称为冠环)，该冠环在被佩戴时是基本水平的。在进一步的实施例中，头戴式组件可附加地具有头顶环，该头顶环在被佩戴时是基本垂直的。光学器件可经由在头带的相对侧上的一对镜腿臂被支撑在头带上。每一镜腿臂可包括一个或多个链接件。可通过允许镜腿臂相对于头带的枢转和/或平移的运动组件来将链接件安装到头带。替换地或附加地，可通过允许镜腿臂内链接件相对于彼此的枢转和/或平移的一个或多个运动组件来将镜腿臂中的多个链接件彼此安装。在各实施例中，镜腿臂可以是彼此的镜像，每个镜腿臂包括相同配置的链接件和运动组件。在进一步的实施例中，可以想到，镜腿臂不是彼此的镜像，每个镜腿臂具有不同配置的链接件和/或运动组件。本文所使用的术语“顶部”和“底部”、“上”和“下”、“垂直”和“水平”、以及“前”和“后”仅仅作为示例和说明的目的，并且不意味着限制本专利技术的描述，因为所提及的项可在位置和朝向上被互换。同样，如本文所使用的，术语“基本上”、“大致”、和/或“大约”意味着所指定的大小或参数可在对于给定应用而言可接受的制造公差内变化。在一个实施例中，可接受的制造公差是±.25％。在下面描述的各实施例中，头戴式组件的光学器件可以是提供虚拟和/或增强现实体验的头戴式显示器(HMD)。在此类实施例中，希望诸如视线、全景倾斜和/或良视距之类的光学属性全部被精确地控制。这通过下面描述的头戴式组件的各种实施例来实现。在替换实施例中，光学器件可具有诸如手术放大镜之类的其他配置。在进一步的实施例中，光学器件可用其他头戴式设备来替换或补充，诸如例如用作头灯的灯或其他类型的头戴式设备。图1和2是具有头带102和一对镜腿臂104的头戴式组件100的第一实施例的侧视图和透视图。镜腿臂在一端部连接到头带102而在其相对端部连接到光学器件106，以便支撑光学器件106并相对于佩戴者110的眼睛来可变地调节光学器件106。至少图1和图3-16中的一些以侧视图的方式示出了单个镜腿臂104和一个光学器件106。然而，应当理解，以下描述的一个镜腿臂104和一个光学器件106适用于两个镜腿臂和一对光学器件。头带102可包括耦合到头顶环114的冠环112。在进一步的实施例中，头带102可不包括头顶环114或多个头顶环114。如图2所示，冠环112可诸如例如通过具有在后仓118内汇合并重叠的端部而具有可调节的直径。端部可以是可经由冠调节机构来相对于彼此调节的。在一个示例中，调节机构可包括在后仓118内的可通过旋钮120进行操作的摩擦离合器(clutch)(未示出)。该摩擦离合器在设计和操作上可能类似于在图2中示出并在下文被描述的摩擦离合器138。头顶环114还可诸如例如通过具有在头顶调节机构122内彼此重叠的端部而具有可调节的直径。冠环112可包括半刚性结构件112a，其中内部缓冲材料112b由软材料形成。结构件112a可以是或可包括弹性、诸如塑料之类的半刚性材料、或包括例如铝的金属、以及诸如铜-铝-镍合金之类的形状记忆合金。缓冲材料112b可围绕冠环112的内部(面朝头部)部分地或完全地延伸，以便提供与用户的头部110的舒适接触。缓冲材料112可以例如是或可包括聚氨酯、聚氨酯泡沫、橡胶或塑料或其他聚合物。缓冲材料112a可替换地是或可包括纤维或织物。构想了用于半刚性结构件112a和缓冲材料112b二者的其他材料。再次参考图1，每个镜腿臂104可由多种刚性、轻质材料中的任一种形成，诸如例如塑料、铝、聚碳酸酯或各种其他材料。在图1所示的实施例中，每个镜腿臂104可以是具有单个整体构造的链接件。如下所述，每个镜腿臂可替换地由经由允许相应的链接件的枢转和/或平移的运动组件来彼此连接的多个链接件形成。在镜腿臂由多个链接件形成的情况下，镜腿臂104可固定地安装在头带102上(即，以防止镜腿臂104与头带102之间的相对移动的方式来连接)。在进一步的实施例中，单链接件或多链接件镜腿臂104可替换地被枢转地或平移地安装到头带102。如上所述，光学器件106可包括用于向左眼和右眼呈现立体图像的左眼图像生成和显示组件和右眼图像生成和显示组件。在图1的实施例中，光学器件106可固定地安装到镜腿臂。在下文解释的各实施例中，光学器件106可经由每个镜腿臂104中的运动组件130枢转地和/或平移地安装在镜腿臂104上。镜腿臂104可经由针对每个镜腿臂的一个(或多个)运动组件130来被可调节地安装到头带102。现在将参考图2来解释运动组件130的一种构造的细节。然而，应当理解，可在运动组件130中使用各种各样的替换滑动件和/或枢轴，以允许镜腿臂104相对于头带102的平移和/或枢转。如在下文各种实施例中解释的，在头带102与镜腿臂104中的链接件之间、在镜腿臂104的两个链接件之间、和/或在镜腿臂104中的链接件与光学器件106之间的至少一个结点处提供运动组件。每个运动组件130可包括被安装成在形成于冠环112的前部中的轨道内平移的滑动件132。每个滑动件132包括支撑槽136中的枢转组件134的第一端部132a，以用于沿着槽136线性平移。每个滑动件132的第二端部132b可啮合摩擦离合器138。具体而言，两个滑动件132的每个第二端部132b可具有分别用于啮合摩擦离合器138内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式组件，包括：头带；被定位于邻近佩戴者的眼睛的头带式设备，所述头戴式设备具有包括视线、全景倾斜和良视距的光学属性；以及一个或多个链接件和一个或多个运动组件，所述一个或多个链接件和一个或多个运动组件支撑在所述佩戴者的头部一侧邻近所述佩戴者的眼睛的所述头戴式设备，并在手动抓握和移动所述头戴式设备、所述一个或多个链接件中的一个链接件、和所述一个或多个运动组件中的一个运动组件中的一个时，调节所述光学属性中的至少两个，所述一个或多个运动组件被安装在所述头带与所述一个或多个链接件中的一个链接件之间、其中所述一个或多个链接件包括至少两个链接件的两个链接件之间、以及所述多个链接件中的一个链接件与所述头戴式设备之间的至少一个结点处，以及所述一个或多个运动组件允许在所述至少一个结点处的平移和旋转中的至少一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 US 14/463,9461.一种头戴式组件，包括：头带；被定位于邻近佩戴者的眼睛的头带式设备，所述头戴式设备具有包括视线、全景倾斜和良视距的光学属性；以及一个或多个链接件和一个或多个运动组件，所述一个或多个链接件和一个或多个运动组件支撑在所述佩戴者的头部一侧邻近所述佩戴者的眼睛的所述头戴式设备，并在手动抓握和移动所述头戴式设备、所述一个或多个链接件中的一个链接件、和所述一个或多个运动组件中的一个运动组件中的一个时，调节所述光学属性中的至少两个，所述一个或多个运动组件被安装在所述头带与所述一个或多个链接件中的一个链接件之间、其中所述一个或多个链接件包括至少两个链接件的两个链接件之间、以及所述多个链接件中的一个链接件与所述头戴式设备之间的至少一个结点处，以及所述一个或多个运动组件允许在所述至少一个结点处的平移和旋转中的至少一个。2.如权利要求1所述的头戴式组件，其特征在于，所述头带包括适于绕头部的冠部延伸的冠环，所述一个或多个链接件中的一个链接件经由所述一个或多个运动组件中的一个运动组件连接到所述冠环。3.如权利要求1所述的头戴式组件，其特征在于，所述头带包括适于绕头部的冠部延伸的冠环和附连到所述冠环并适于在头顶之上延伸的头顶环，所述一个或多个链接件中的一个链接件经由所述一个或多个运动组件中的一个运动组件连接到所述冠环。4.如权利要求1所述的头戴式组件，其特征在于，在手动抓握并移动所述头戴式设备、所述一个或多个链接件中的一个链接件、和所述一个或多个运动组件中的一个运动组件中的一个时，所述光学属性中的两个被调节。5.如权利要求4所述的头戴式组件，其特征在于，所述一个或多个链接件是单链接件，并且所述一个或多个运动组件是在所述结点处能够旋转和平移二者的单运动组件。6.如权利要求1所述的头戴式组件，其特征在于，在手动抓握并移动所述头戴式设备、所述一个或多个链接件中的一个链接件、和所述一个或多个运动组件中的一个运动组件中的一个时，视线、全景倾斜和良视距被调节。7.如权利要求6所述的头戴式组件，其特征在于，所述一个或多个运动组件是第一运动组件和第二运动组件。8.一种当被佩戴时具有参考系的头戴式组件，其中x轴从佩戴者的头部的左侧向右侧取向、与所述x轴正交的z轴朝向和远离佩戴者的面部取向、以及与所述x轴和z轴正交的y轴，所述头戴式组件包括：头带；被定位于邻近用户的眼睛的光学器件，所述光学器件具有包括视线、全景倾斜和良视距的光学属性；以及链接件，所述链接件在其第一端部处耦合到所述头带，并且在其第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·塔兹巴兹，P·A·法兰克，H·杰恩兹，N·丹赫兹，P·波斯维尔德，A·M·亚当斯，T·J·霍斯勒，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US