头戴式显示器、用于头戴式显示器的面部界面和显示系统技术方案

本实用新型专利技术涉及头戴式显示器、用于头戴式显示器的面部界面和显示系统。头戴式显示器包括显示单元和面部界面。显示单元向用户显示图形内容。所述面部界面可移除地耦接到显示单元，并且接合用户的面部的面部接合区域，由此将显示单元支撑在用户的面部上。面部界面包括用于感测面部接合区域中的用户的生理状况的生理传感器。

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示器、用于头戴式显示器的面部界面和显示系统
本技术涉及头戴式显示器，并且具体地，涉及用其感测生理状况。
技术介绍
头戴式显示器佩戴在用户的头部上并且向其显示图形内容。典型的头戴式显示器包括显示器、头部支撑件和面部界面。显示器显示图形内容。头部支撑件耦接到显示器并且接合用户的头部以支撑显示器。面部界面耦接到显示器并且接合用户的面部以支撑显示器。例如，对于用于显示计算机生成的环境的图形内容的头戴式显示器，面部界面可基本上围绕用户的眼睛接合用户的面部，以阻挡基本上所有环境光到达眼睛。面部界面通常由与面部形状接合并与其相符的顺应性材料(例如，泡沫或橡胶)制成或包括该顺应性材料。用户的面部可以提供可以以各种方式使用的各种生理信息，例如，在用头戴式显示器传送图形内容时。然而，面部界面可以从各种生理传感器的视图隐藏面部的部分和/或可以影响可能以其他方式提供有价值信息的生理状况。例如，用户可以提供面部表情，在不存在与面部界面的面部接触的情况下，该面部表情将采取一定的形式并且可观察到，诸如提高眉毛用于吃惊的面部表情。
技术实现思路
本文公开了头戴式显示器的具体实施。在具体实施中，头戴式显示器包括显示单元和面部界面。显示单元向用户显示图形内容。所述面部界面可移除地耦接到显示单元，并且接合用户的面部的面部接合区域，由此将显示单元支撑在用户的面部上。面部界面包括用于感测面部接合区域中的用户的生理状况的生理传感器。在具体实施中，用于头戴式显示器的面部界面包括顺应性结构、生理传感器、机械连接器和数据连接器。顺应性结构接合用户面部的面部接合区域。生理传感器耦接至顺应性结构，用于测量面部接合区域中的用户的生理状况。机械连接器耦接至顺应性结构并且面部界面通过机械连接器可移除地耦接至头戴式显示器。数据连接器耦接到生理传感器，并将生理数据从生理传感器发送到头戴式显示器。在具体实施中，显示系统包括头戴式显示器和物理上与头戴式显示器分开的电子设备。头戴式显示器包括用于向用户显示图形内容的显示单元和耦接至该显示单元的面部界面。面部界面被配置为接合用户的面部的面部接合区域，以将显示单元支撑在面部上。面部界面包括用于感测面部接合区域中的用户的生理状况的生理传感器。电子设备与面部界面通信。该电子设备包括用于感测另一状况的另一传感器。头戴式显示器根据生理状况和该另一状况两者来形成确定，并且根据该确定执行操作。在具体实施中，显示系统包括头戴式显示器，所述头戴式显示器具有显示单元、具有生理传感器的面部界面和另一生理传感器。显示单元向用户显示图形内容。面部界面耦接到显示单元，并且被配置为接合用户面部的面部接合区域以在其上支撑显示单元。面部界面包括用于感测面部接合区域中的用户的生理状况的生理传感器。另一生理传感器感测在面部接合区域之外的用户的另一生理状况。头戴式显示器根据该生理状况和另一生理状况两者形成确定，并且根据该确定执行操作。附图说明在附图中，虚线通常表示从视图中隐藏或能够在状态之间移动的部件。点划线通常表示从视图隐藏的用户的部分。图1为头戴式显示器的侧视图，该头戴式显示器佩戴在用户的头部上，其中虚线所示的是隐藏的部件，而点划线所示的是用户的隐藏部分。图2为佩戴在头部上的图1的头戴式显示器的前视图。图3为头戴式显示器的电子器件的示意图。图4为头戴式显示器的控制器的示例硬件配置的示意图。图5为头戴式显示器和用户的前视图，示出了用户的面部接合区域和头戴式显示器的面部界面。图5A为沿图5中的线5A-5A截取的头戴式显示器的剖视图。图5B为沿图5中的线5B-5B截取的头戴式显示器的变型的剖视图。图6为具有其任选传感器的面部界面的示意图。图7为图1头戴式显示器的后视图。图8为进一步示出面部接合区域的用户的前视图。图9为头戴式显示器的后视图，其中面部界面处于脱离配置(实线)和耦接配置(虚线)。图10为包括机械连接、电力连接和数据连接的头戴式显示器的示意图。图11为用于通过头戴式显示器对用户进行生理识别的方法的流程图。图12A为用于为用户识别头戴式显示器的合适的面部界面的方法的流程图。图12B为用于评估用户的面部以识别合适的面部界面的面部界面的后视图。图13为用于评估头戴式显示器的放置的方法的流程图。图14为用于通过头戴式显示器改变图形内容的方法的流程图。图15为用于操作显示系统的方法的流程图。具体实施方式本文公开的是头戴式显示器及其面部界面，其感测由面部界面本身接合的用户的面部部分中的生理状况。面部界面可以包括一个或多个传感器和/或传感器的一部分。另选地或附加地，面部界面可以包括感测窗口，该感测窗口允许用头戴式显示器的传感器(诸如在其显示器中)观察面部被面部界面接合的那些部分。头戴式显示器还可以包括用于感测未被面部界面接合的区域中用户的生理状况的传感器，诸如用观察被面部界面围绕或位于面部界面外部的区域的头戴式显示器的传感器。来自面部界面所接合的区域的生理信息可以与来自未被面部界面所接合的区域的生理信息结合使用，例如，以做出各种确定和/或响应于此提供各种输出。面部界面也可以可移除地或可互换地耦接到显示器。由此，例如，根据不同的图形内容和/或不同的用户，可以将具有不同感测功能和/或适合度的面部界面附接到显示器。此外，面部界面可以是可移除的用于清洁或更换。参照图1和图2，头戴式显示器100可佩戴在用户的头H上，并向其显示图形内容，诸如计算机生成的环境的图形内容(在下面进一步详细讨论)。头戴式显示器100通常包括显示单元110、头部支撑件120、面部界面130和电子器件140。头戴式显示器100也可以被称为显示系统。显示单元110包括一个或多个显示图形内容的显示屏112，以及外壳114，显示屏112耦接到外壳114，并且外壳114从视图隐藏了各种部件。外壳114还可以起到阻挡环境光到达用户的眼睛E的作用。显示单元110可以是例如专用设备，与具有可移除显示屏(诸如也可用作手持设备的智能手机)相反，用于在佩戴在用户的头部H上时显示内容。这样，与可互换地耦接至外壳114相反，显示屏112可以固定地耦接至外壳114。头部支撑件120耦接至显示单元110并且接合用户的头部H以在其上支撑显示单元110。头部支撑件120可以例如是围绕用户的头部H的侧面和后部延伸的带。头部支撑件120可以耦接至显示单元110的外壳114。面部界面130耦接至显示单元110，并且接合用户的面部F以在其上支撑显示单元110。例如，面部界面130可以耦接至显示单元110的靠近用户的后端，例如耦接至外壳114(例如，后表面或内端或内表面)，而头部支撑件120可以围绕用户的头部H置于张紧，从而将面部界面130大体向后按压在用户的面部F上。面部界面130通常可以布置在用户的面部和显示屏112之间(例如，没有显示屏112或其一部分位于面部界面130和用户的面部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：/n显示单元，所述显示单元用于向用户显示图形内容；和/n面部界面，所述面部界面可移除地耦接至所述显示单元并且接合所述用户的面部的面部接合区域，由此所述显示单元被支撑在所述用户的所述面部上，所述面部界面包括用于感测所述面部接合区域中的所述用户的生理状况的生理传感器。/n

【技术特征摘要】
20190117 US 62/793,4661.一种头戴式显示器，其特征在于，包括：
显示单元，所述显示单元用于向用户显示图形内容；和
面部界面，所述面部界面可移除地耦接至所述显示单元并且接合所述用户的面部的面部接合区域，由此所述显示单元被支撑在所述用户的所述面部上，所述面部界面包括用于感测所述面部接合区域中的所述用户的生理状况的生理传感器。


2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述面部界面包括用于感测所述面部接合区域中的另一生理状况的另一生理传感器。


3.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述头戴式显示器在所述显示单元和所述面部界面之间形成机械连接，在所述显示单元和所述面部界面之间形成通过其将电力传递至所述生理传感器的电力连接，以及在所述显示单元和所述面部界面之间形成通过其从所述生理传感器发送传感器信号的数据连接。


4.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其中所述面部界面能够与另一面部界面互换地耦接至所述显示单元，所述另一面部界面具有与所述面部界面的所述生理传感器不同类型的另一生理传感器。


5.根据权利要求4所述的头戴式显示器，其中所述另一面部界面以所述面部界面与所述显示单元形成所述电力连接和所述数据连接相同的方式与所述显示单元形成另一电力连接和另一数据连接。


6.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中所述面部界面包括用于形成所述电力连接和所述数据连接的连接器，并且所述另一面部界面包括与所述连接器共同类型的另一连接器。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的头戴式显示器，其中所述生理传感器为电极，并且所述生理状况为生物电活动。


8.根据权利要求7所述的头戴式显示器，其中所述生理状况为力、压力、电容、湿度或温度中的一者。


9.根据权利要求8所述的头戴式显示器，其中所述面部界面包括另一生理传感器，其中所述生理传感器和所述另一生理传感器感测所述面部界面的不同位置处的所述力、所述压力或所述电容中的一者。


10.根据权利要求1至6中任一项所述的头戴式显示器，其中所述生理状况是力、压力、电容、湿度或温度中的一者。


11.根据权利要求1、3至6中任一项所述的头戴式显示器，其中所述显示单元包括另一生理传感器，并且所述面部界面被配置用于所述另一生理传感器测量所述用户的所述面部接合区域中的所述用户的另一生理状况。


12.根据权利要求11所述的头戴式显示器，其中所述面部界面包括窗口，由此所述另一生理传感器光学感测所述另一生理状况。


13.根据权利要求11所述的头戴式显示器，其中所述面部界面包括接合所述用户的所述面部接合区域的导电材料，并且所述另一生理传感器经由所述导电材料测量所述用户的所述另一生理状况。


14.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中还包括：
头部支撑件，所述头部支撑件耦接至所述显示单元并且接合所述用户的头部以在其上支撑所述显示单元；和
电子器件，所述电子器件耦接到所述显示单元并且被配置为操作所述头戴式显示器，所述电子器件包括控制器、传感器、通信接口和电力电子器件中的至少一者。


15.根据权利要求14所述的头戴式显示器，其中，所述显示单元包括：
一个或多个显示屏，所述显示屏用于显示所述图形内容；和
外壳，所述外壳耦接到所述显示屏并且容纳所述电子器件。


16.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中，所述面部接合区域在所述面部界面的外边缘和内边缘之间延伸。


17.一种用于头戴式显示器的面部界面，其特征在于，包括：
顺应性结构，所述顺应性结构用于接合用户的面部的面部...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·斯特朗沃特，K·E·鲍尔利，D·A·哈特菲尔德，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国;US