用于瞳孔间距离可调的头戴式显示器的装置、系统和方法与流程

文档序号:20956952发布日期:2020-06-02 20:27阅读:189来源:国知局
用于瞳孔间距离可调的头戴式显示器的装置、系统和方法与流程

背景

戴上虚拟现实头戴式装置可能是激动人心的体验的开始,这种体验可能比当今可获得的几乎任何其他数字娱乐或模拟体验都更加具沉浸性。虚拟现实头戴式装置可以使用户能够穿越时空,在三维世界中与朋友互动,或者以彻底重新定义的方式玩电子游戏。虚拟现实头戴式装置也可以用于娱乐以外的目的——政府可以用它们进行军事训练模拟,医生可以用它们实施外科手术,工程师可以用它们作为可视化辅助工具。

在虚拟现实头戴式装置的任何使用中,让体验尽可能沉浸可能是至关重要的。遗憾的是,多种因素可能会干扰虚拟现实沉浸感,且对具有沉浸式体验的最大干扰之一可能是校准不良的头戴式装置。例如,如果观看透镜之间的间距与用户瞳孔之间的距离不匹配,则用户可能会感到眼睛疲劳、视力模糊和/或面部不适。

传统的虚拟现实头戴式装置可能提供一些有限的选项来解决校准不良的问题,但这些选项可能是欠佳的。例如,传统的调节机构可能涉及加宽组件,这可能会限制设计具有小形状因数的头戴式装置的尝试。此外,传统的调节机构可能涉及许多移动部件,潜在地增加了制造成本,同时也增加了机械故障点的数量。一些传统的调节机构可能对于一些用户来说提供了不良或不舒适的配合,此外,一些传统的调节机构可能会干扰正常观看(例如,因为当显示屏保持在原位时,目镜可能会移开)。

概述

本文提供的公开内容描述并示出了用于头戴式显示器的各种装置、系统和方法,这些头戴式显示器可针对不同的瞳孔间距离进行调节。如下面将更详细解释的,通过弯曲其中嵌入有显示区域的柔性支撑框架,调节机构可以向内倾斜显示区域(以指向窄距眼睛(close-seteyes))或向外倾斜显示区域(以指向宽距眼睛(wide-seteyes))。

在一些示例中,用于瞳孔间距离可调的头戴式显示器的装置可以包括柔性平面支撑框架。该装置还可以包括耦合到柔性平面支撑框架左侧的左眼杯和耦合到柔性平面支撑框架右侧的右眼杯。该装置另外可以包括左眼显示屏区域,其安装到柔性平面支撑框架,使得左眼显示屏区域朝向由左眼杯限定的左眼孔径投射。同样,该装置可以包括右眼显示屏区域,其安装到柔性平面支撑框架,使得右眼显示屏区域投射到由右眼杯限定的右眼孔径。在这些示例中,柔性平面支撑框架可以是可弯曲的,使得左眼显示屏区域在观看平面上的投影和右眼显示屏区域在观看平面上的投影之间的距离随着柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

例如,柔性平面支撑框架可以朝向用户的面部弯曲,使得左眼显示屏区域的投影和右眼显示屏区域的投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节。

在另一示例中,柔性平面支撑框架可以远离用户的面部弯曲,使得左眼显示屏区域的投影和右眼显示屏区域的投影之间的距离增大,从而针对较宽或增大的瞳孔间距离进行调节。

在一些示例中,左眼显示屏区域和右眼显示屏区域可以是单独的显示屏,当柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,这些单独的显示屏朝向彼此倾斜,当柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,这些单独的显示屏远离彼此倾斜。替代地,左眼显示屏区域和右眼显示屏区域可以包括一体的显示屏的区域,该一体的显示屏使用柔性显示材料,允许一体的显示屏随着柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

该装置还可以包括控制柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器。例如,致动器可以包括刻度盘和转换元件,转换元件将刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动。弯曲元件可以耦合到柔性平面支撑框架,并且经由线性移动来弯曲柔性平面支撑框架。

在一些示例中,该装置还可以包括刚性保持元件,该刚性保持元件在左眼显示屏区域和右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到柔性平面支撑框架。在这些示例中,柔性平面支撑框架可以围绕刚性保持元件弯曲。该装置另外可以包括耦合到左眼杯和右眼杯的一对透镜。

根据一些示例,该装置可以包括传感器,该传感器检测描述柔性平面支撑框架弯曲的程度的信号并将该信号传输到补偿模块。补偿模块可以至少部分地基于该信号来调节由左眼显示屏区域和右眼显示屏区域显示的图像,以归一化这些图像到用户的眼睛的投影,从而校正由相对于用户的眼睛移动左眼显示屏区域和右眼显示屏区域引起的明显失真。

用于瞳孔间距离可调的头戴式显示器的相应系统可以包括柔性平面支撑框架。该系统还可以包括耦合到柔性平面支撑框架左侧的左眼杯和耦合到柔性平面支撑框架右侧的右眼杯。该系统另外可以包括左眼显示屏区域,其安装到柔性平面支撑框架,使得左眼显示屏区域朝向由左眼杯限定的左眼孔径投射。同样,该系统可以包括右眼显示屏区域,其安装到柔性平面支撑框架,使得右眼显示屏区域投射到由右眼杯限定的右眼孔径。在这些示例中,柔性平面支撑框架可以是可弯曲的,使得左眼显示屏区域在观看平面上的投影和右眼显示屏区域在观看平面上的投影之间的距离随着柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。该系统还可以包括耦合到可调节的显示装置的头戴式支架,当用户佩戴该头戴式支架时,该头戴式支架将可调节的显示装置保持到用户的面部,使得左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

作为示例,柔性平面支撑框架可以朝向用户的面部弯曲,使得左眼显示屏区域的投影和右眼显示屏区域的投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节。

在另一示例中,柔性平面支撑框架可以远离用户的面部弯曲,使得左眼显示屏区域的投影和右眼显示屏区域的投影之间的距离增大,从而针对增大的瞳孔间距离进行调节。

在一些示例中,左眼显示屏区域和右眼显示屏区域可以是单独的显示屏,当柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,这些单独的显示屏朝向彼此倾斜,当柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,这些单独的显示屏远离彼此倾斜。替代地,左眼显示屏区域和右眼显示屏区域可以包括一体的显示屏的区域,该一体的显示屏使用柔性显示材料,允许一体的显示屏随着柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

该系统还可以包括控制柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器。例如,致动器可以包括刻度盘和转换元件,转换元件将刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动。弯曲元件可以耦合到柔性平面支撑框架,并且经由线性移动来弯曲柔性平面支撑框架。

在一些示例中,该系统还可以包括刚性保持元件,该刚性保持元件在左眼显示屏区域和右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到柔性平面支撑框架。在这些示例中,柔性平面支撑框架可以围绕刚性保持元件弯曲。刚性保持元件还可以耦合到头戴式支架,从而间接地将柔性平面支撑框架耦合到头戴式支架。

除了本文描述的各种系统和设备,本公开提出了与瞳孔间距可调的头戴式显示器相关联的示例性方法。例如,一种方法可以包括将在柔性平面支撑框架左侧的左眼杯和在柔性平面支撑框架右侧的右眼杯耦合到柔性平面支撑框架。该方法还可以包括将左眼显示屏区域和右眼显示屏区域安装到柔性平面支撑框架,使得左眼显示屏区域朝向由左眼杯限定的左眼孔径投射,和使得右眼显示屏区域朝向由右眼杯限定的右眼孔径投射。柔性平面支撑框架可以是可弯曲的,使得左眼显示屏区域在观看平面上的投影和右眼显示屏区域在观看平面上的投影之间的距离随着柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

该方法还可以包括将头戴式支架耦合到可调节的显示装置,使得当用户佩戴头戴式支架时,头戴式支架将可调节的显示装置保持到用户的面部,使得左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

根据本文描述的一般原理,来自上面提到的实施例中的任一个的特征可以与彼此组合地被使用。当结合附图和权利要求阅读下面的详细描述时,这些和其他实施例、特征和优点将被更充分地理解。

在示例中,一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质可以体现软件,该软件在被执行时可操作来执行根据本发明或任何上面提到的示例的方法。

在示例中,系统可以包括:一个或更多个处理器;以及耦合到处理器并包括由处理器可执行的指令的至少一个存储器,处理器当执行指令时可操作来执行根据本发明或任何上面提到的示例的方法。

在示例中,优选地包括计算机可读非暂时性存储介质的计算机程序产品当在数据处理系统上被执行时可操作来执行根据本发明或任何上面提到的示例的方法。

在涉及装置、系统和方法的所附权利要求中具体公开了根据本发明的实施例,其中,在一个权利要求类别(例如装置)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如系统、方法、存储介质和计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而,也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题,使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护,而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合,而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合,其中,在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外,本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。

附图简述

附图示出了许多示例性实施例,并且是说明书的一部分。连同下面的描述一起,这些附图展示并解释了本公开的各种原理。

图1是柔性显示器的前视图。

图2是另一柔性显示器的前视图。

图3是柔性显示装置的俯视图。

图4是配合到具有给定的瞳孔间距离的用户的柔性显示装置的俯视图。

图5是配合到具有较窄的瞳孔间距离的用户的柔性显示装置的俯视图。

图6是配合到具有较宽的瞳孔间距离的用户的柔性显示装置的俯视图。

图7是头戴式显示系统的俯视图。

图8是具有针对给定的瞳孔间距离而设置的柔性显示装置的头戴式显示系统的俯视图。

图9是具有针对较窄的瞳孔间距离而设置的柔性显示装置的头戴式显示系统的俯视图。

图10是具有针对较宽的瞳孔间距离而设置的柔性显示装置的头戴式显示系统的俯视图。

图11是用于组装具有柔性显示装置的头戴式显示系统的方法的流程图。

在全部附图中,相同的参考符号和描述指示相似的但不一定相同的元件。虽然本文所述的示例性实施例容许各种修改和可选的形式,但是特定的实施例在附图中作为示例被示出并且在本文被详细描述。然而,本文描述的示例性实施例并不旨在受限于所公开的特定形式。更确切地,本公开涵盖落在所附权利要求的范围内的所有修改、等价物和备选方案。

示例性实施例的详细描述

本公开总体上涉及用于头戴式显示器的装置、系统和方法,这些头戴式显示器可针对不同的瞳孔间距离进行调节。如下面将更详细解释的,通过弯曲其中嵌入有显示区域的柔性支撑框架,调节机构可以向内倾斜显示区域(以指向窄距眼睛)或向外倾斜显示区域(以指向宽距眼睛)。通过经由显示区域的偏转(而不是例如沿着固定轨道横向将目镜滑动到一起或滑动开)来针对瞳孔间距离进行调节,所讨论的系统可以允许具有减小的形状因数的头戴式显示器(例如,因为针对宽距眼睛进行调节可能不需要创建宽显示组件)。此外,在一些示例中,本文描述的调节机构可能需要相对少的移动部件,从而潜在地降低了制造成本,同时也减少了机械故障点的数量。在一些示例中,本文描述的系统可以为更广泛的用户提供更舒适的配合。另外或替代地,本文描述的系统可以比传统的头戴式装置适应更宽范围的瞳孔间距离(例如,非常宽的眼睛和/或非常窄的眼睛)。如下面更详细讨论的,这些和其他公开的实施例,无论单独使用还是组合使用,都可以帮助优化虚拟现实或增强现实体验的沉浸性、愉快性和/或实用性。

下面将参照图1-2提供可以针对不同瞳孔间距离进行调节的显示器的示例。此外,与图3-6相关联的讨论将提供可以包括显示器(例如图1-2中所示出的显示器)的装置的示例。此外,对应于图7-10的讨论将提供包括可调节的显示装置(例如图3-6中所示出的显示装置)的头戴式显示系统的示例,最后,与图11相关联的讨论将提供用于制造、组装、配置和/或使用本文提出的瞳孔间距离调节机构的方法的示例。

图1示出了柔性显示器100。如图1所示,柔性显示器100可以包括柔性平面支撑框架110。柔性显示器100还可以包括安装到支撑框架110的显示屏120和显示屏122。柔性显示器100还可以包括用于显示屏120的连接器130和用于显示屏122的连接器132。

支撑框架110可以用任何合适的材料构造,以使支撑框架110能够于在显示屏120和122之间延伸的垂直轴处弯曲。例如,支撑框架110可以用任何柔性橡胶、聚合物、金属和/或复合材料来构造。在一些示例中,支撑框架110的全部都可以是柔性的。在一些示例中,支撑框架110的部分可以是柔性的,而其他部分可以是刚性的。例如,支撑框架110的在显示屏120和122之间的部分可以是柔性的,而支撑框架110的其他部分可以是柔性的或刚性的。

显示屏120和122可以包括任何合适类型的显示屏。在一些示例中,显示屏120和122可以是刚性的和/或基于刚性基板的。例如,显示屏120和122可以包括液晶显示器(lcd)或具有刚性基板的有机发光二极管(oled)显示器。在这些示例中,当支撑框架110弯曲时,显示屏120和122可以(例如,围绕支撑框架110在那弯曲的轴线)向内或向外旋转,但是保持不弯曲。在一些示例中,显示屏120和122可以是柔性的和/或基于柔性基板的。例如,显示屏120和122可以包括具有柔性基板的oled显示器。在这些示例中,显示屏120和122可以随着支撑框架110的弯曲而弯曲。无论显示屏120和122是柔性的还是刚性的,当支撑框架110弯曲时,显示屏120和122表面的法线可以向内指(当支撑框架110向内弯曲时)或向外指(当支撑框架110向外弯曲时)。在一些示例中,显示屏120可以显示指定用于左眼的图像,显示屏122可以显示指定用于右眼的图像。在一些示例中,显示器100可以重新定向,使得显示屏122定向在用户的左侧,显示屏120定向在用户的右侧。在这些示例中,本文描述的系统可以将显示屏122指定为左眼显示器,并将显示屏120指定为右眼显示器(同时另外,例如,重新定向显示在显示屏120和122内的图像,使得图像不会看起来上下颠倒或左右颠倒)。

连接器130和132可以包括用于向显示屏120和122传输电力和/或数据的任何合适类型的连接器。例如,连接器130和132可以代表向显示屏120和122提供电力和数据的带状电缆。在一些示例中,连接器130和132可以将显示屏120和122连接到一个或更多个显示子系统和/或电源。在一些示例中,连接器130和132可以包括柔性材料,并且可以被定制尺寸以当显示屏120和122在支撑框架110弯曲而移动时提供足够的松弛来保持连接。

图2示出了柔性显示器200。如图2所示,柔性显示器200可以包括柔性平面支撑框架210。柔性显示器200还可以包括安装到支撑框架210的显示屏212。显示屏212可以包括显示屏区域220和显示屏区域222。柔性显示器200还可以包括用于显示屏212的连接器230,

支撑框架210可以用任何合适的材料构造,以使支撑框架210能够于在显示屏区域220和222之间延伸的将显示屏212大致分成两半的垂直轴处弯曲。例如,支撑框架210可以用任何柔性的橡胶、聚合物、金属和/或复合材料来构造。在一些示例中,支撑框架210的全部可以是柔性的。在一些示例中,支撑框架210的部分可以是柔性的,而其他部分可以是刚性的。例如,支撑框架210的在显示屏区域220和222之间的和/或基本上靠近支撑框架210的水平中心的部分可以是柔性的,而支撑框架210的其他部分可以是柔性的或刚性的。

显示屏212可以包括任何合适类型的显示屏。在一些示例中,显示屏212可以是柔性的和/或基于柔性基板的。例如,显示屏212可以包括具有柔性基板的单个oled显示器。因此,显示屏212可以随着支撑框架210的弯曲而弯曲。当支撑框架210弯曲时,显示屏区域220和222表面的法线可以向内指(当支撑框架210向内弯曲时)或向外指(当支撑框架210向外弯曲时)。在一些示例中,显示屏区域220可以显示指定用于左眼的图像,显示屏区域222可以显示指定用于右眼的图像。在一些示例中,显示器200可以重新定向,使得显示屏区域222定向在用户的左侧,显示屏区域220定向在用户的右侧。在这些示例中,本文描述的系统可以将显示屏区域222指定为左眼显示区域,并将显示屏区域220指定为右眼显示区域(同时另外,例如,重新定向显示在显示屏区域220和222内的图像,使得图像不会看起来上下颠倒或左右颠倒)。

可以理解,通过使用具有柔性基板的显示器,本文描述的系统可以包括在单个、一体的显示屏中的显示屏区域220和222,同时仍然允许显示屏区域220和222相对于彼此向内和/或向外倾斜。在一些示例中,使用单个、一体的显示屏可以降低制造成本,减少设计限制,避免重复的部件和/或连接件,和/或减少头戴式显示系统中的故障点。

连接器230可以包括用于向显示屏212传输电力和/或数据的任何合适类型的连接器。例如,连接器230可以代表向显示屏212提供电力和数据的带状电缆。在一些示例中,连接器230可以将显示屏212连接到显示子系统和/或电源。在一些示例中,连接器230可以包括柔性材料,并且可以被定制尺寸以当显示屏212在支撑框架210弯曲而移动时提供足够的松弛来保持连接。

图3示出了柔性显示装置300。如图3所示,显示装置300可以包括柔性显示器310。柔性显示器310可以包括左眼显示屏区域320和右眼显示屏区域322。显示装置300还可以包括左眼杯330和右眼杯340。显示装置300还可以包括耦合到左眼杯330的透镜332和耦合到右眼杯340的透镜342。显示装置300另外可以包括将左眼杯330耦合到柔性显示器310的紧固件352和将右眼杯340耦合到显示器310的紧固件354。另外,显示装置300可以包括耦合到显示器310的刚性保持元件360。

柔性显示器310可以代表任何合适的显示器。例如,柔性显示器310可以代表图1所示的显示器100或图2所示的显示器200。因此,在一些示例(例如,其中显示器310代表显示器100)中,左眼显示屏区域320和右眼显示屏区域322可以代表单独的显示屏(例如,显示屏120和显示屏122)。在一些示例(例如,其中显示器310代表显示器200)中,左眼显示屏区域320和右眼显示屏区域322可以代表同一显示屏内的两个不同区域(例如,显示屏212内的区域220和222)。通常,柔性显示器310可以代表包括具有两个显示屏区域(例如,左眼区域和右眼区域)的柔性平面支撑框架的任何类型的显示器。

如图3所示,眼杯330和340可以分别容纳透镜332和342。因此,透镜332可以将显示在显示屏区域320中的图像传输到用户的左眼,并且透镜342可以将显示在显示屏区域322中的图像传输到用户的右眼。眼杯330和340可以以任何合适的方式耦合到显示器310。例如,紧固件352和354可以代表将眼杯330和340刚性耦合到显示器310的夹子(使得当显示器310弯曲且显示屏区域320和322旋转时,具有透镜332和342的眼杯330和340也旋转)。在一些示例中,透镜332和342可以被成形(或以其他方式适配)以聚焦来自显示屏区域320和322的投影。

刚性保持元件360可以代表刚性耦合到显示器310的任何材料。在一些示例中,当显示器310弯曲时,刚性保持元件360可以保持在原位。因此,当显示器310的边缘朝向或远离用户的面部弯曲时,显示器310的中心可以保持在原位。

图4示出了当配合到用户时显示装置300的示例。如图4所示,显示屏区域322可以将投影410投射到用户的右眼,显示屏区域320可以将投影420投射到用户的左眼。因为显示器310没有弯曲,所以显示器310可以被有效地配置成瞳孔间距离基本上等于显示屏区域320和322的中心之间的距离。由于投影410和420与观看平面(该平面近似平行于用户的面部并与用户的眼睛相切)相交,所以投影410和420之间的距离可以表示相应的瞳孔间距离。

图5示出了在与图4中的配置不同的配置中的显示装置300的示例。如图5所示,显示器310可以朝向用户的面部弯曲,从而使显示屏区域320和322、眼杯330和340以及透镜332和342向内倾斜。因此,当投影510和520与观看平面相交时,投影510和520之间的距离可以小于在图4的情况下的距离,表示相应更小的瞳孔间距离。因此,图5中的显示器310的配置可以适用于具有窄距眼睛的用户。

图6示出了在与图4和图5中的配置不同的配置中的显示装置300的示例。如图6所示,显示器310可以远离用户的面部而弯曲,从而使显示屏区域320和322、眼杯330和340以及透镜332和342向外倾斜。因此,当投影610和620与观看平面相交时,投影610和620之间的距离可以大于在图4和图5的情况下的距离,表示相应更大的瞳孔间距离。因此,图6中的显示器310的配置可以适用于具有宽距眼睛的用户。如通过图6中的图示可以理解的,尽管显示装置300的所示配置比图4中的图示配置适应更宽的眼睛,但是显示装置300在图6的所示配置中没有变宽。因此,显示装置300可以同时适应宽距眼睛和受限的形状因数。

在一些示例中,图4-6所示的显示装置300可以是头戴式显示系统的一部分。例如,头戴式显示系统可以包括可调节的显示装置(例如上面描述的和/或图4-6中示出的设备中的一个或更多个)和头戴式支架。头戴式支架可以耦合到可调节的显示装置。当被用户佩戴时,头戴式支架可以将可调节的显示装置保持(hold)到用户的面部,使得左眼显示屏区域投射到用户的左眼,右眼显示屏区域投射到用户的右眼。头戴式显示系统通常可以包括用于保持显示装置的任何系统,使得显示装置对于用户来说是可佩戴的(例如,使得用户不需要保持住显示装置)。

图7-10提供了包括可调节的显示装置和头戴式支架的头戴式显示系统的示例。图7是头戴式显示系统700的俯视图。如图7所示,头戴式显示器710可以包括目镜720(a)-(b)(其可以替换、增强和/或对应于图3中示出的眼杯330和340)和面部界面(facial-interface)系统730(例如,垫子)。头戴式显示器710还可以耦合到带系统740,带系统740可以包括后部部分742,后部部分742形成左侧部分744、顶部部分746和右侧部分748的耦合点。带系统740的左侧部分744可以耦合到头戴式显示系统700的左侧714,右侧部分748可以耦合到头戴式显示系统700的右侧712,顶部部分746可以耦合到头戴式显示器710的顶部部分或区域716。

此外,头戴式显示系统700可以包括用于调节头戴式显示器710的装置(例如,通过弯曲头戴式显示器710内的柔性显示屏框架)。例如,头戴式显示系统700可以包括刻度盘752,当旋转时,刻度盘752可以调节内部显示屏区域和/或目镜720(a)-(b)的位置和/或定向。虽然刻度盘752被示出在头戴式显示器710的右侧,但是刻度盘可以位于任何合适的位置(例如,头戴式显示器710的左侧、头戴式显示器710的顶部、头戴式显示器710的底部等)。在一些示例中,头戴式显示系统700可以包括一对刻度盘(例如,一个在头戴式显示器710的右侧,一个在头戴式显示器710的左侧),其中任何一个都可以用于调节头戴式显示器710。

图8-10以示例的方式示出了头戴式显示系统700内不同配置的柔性显示装置。例如,如图8所示,显示器100可以形成头戴式显示器710的一部分。例如,显示器100可以耦合到刚性保持元件360,刚性保持元件360又可以耦合到头戴式显示器710的外壳。如图8所示,显示器100可以处于基本持平(即,不弯曲)的状态,投影810和820可以基本平行,并且目镜720(a)-(b)可以处于基本平行的取向。

图9示出了处于不同配置状态的头戴式显示系统700。例如,用户可能已经旋转了刻度盘752以朝向观看平面弯曲显示器100。如图9所示,刚性保持元件360可以保持在原位,并且显示器100的端部可以向内弯曲。因此,投影910和920可以被向内引导,导致当投影910和920到达目镜720(a)-(b)的端部时,投影910和920之间的距离减小。目镜720(a)-(b)也可以向内倾斜(例如,基本上与投影910和920对准)。因此,图9中的配置状态可以比图8中的配置状态更适合于较窄的眼睛。

图10示出了处于不同配置状态的头戴式显示系统700。例如,用户可能已经旋转了刻度盘752以远离观看平面弯曲显示器100。如图10所示,刚性保持元件360可以保持在原位,并且显示器100的端部可以向外弯曲。因此,投影1010和1020可以被向外引导,导致当投影1010和1020到达目镜720(a)-(b)的端部时,投影1010和1020之间的距离增大。目镜720(a)-(b)也可以向外倾斜(例如,基本上与投影1010和1020对准)。因此,图10中的配置状态可以比图8-9中的配置状态更适合于较宽的眼睛。

尽管图8-10以示例的方式引用显示器100,可以理解,显示器100可以用显示器200或任何其他合适的柔性显示器代替。此外,尽管图7-10以示例的方式示出了刻度盘752,本文描述的系统可以包括控制柔性平面支撑框架弯曲的程度的任何合适的致动器。在使用刻度盘的情况下,这些系统还可以包括转换元件,该转换元件将刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动,该弯曲元件耦合到柔性平面支撑框架并经由线性移动弯曲柔性平面支撑框架。例如,线性移动可以应用于柔性平面支撑框架的端部(例如,以将柔性平面支撑框架的端部推离用户的面部和观看平面,或者将柔性平面支撑框架的端部推向用户的面部和观看平面)。在一些示例中,调节机构可以包括齿轮传动机构,该齿轮传动机构使得用户能够以高粒度调节柔性显示器的偏转(从而调节头戴式显示系统的有效瞳孔间距离配置)。

图11示出了用于制造、组装和/或配置本文描述的一个或更多个系统和设备的示例性方法1100的流程图。如图11所示,在步骤1110,左眼杯可以耦合到柔性平面支撑框架的左侧,右眼杯可以耦合到柔性平面支撑框架的右侧。例如,如图3所示,眼杯330可以用紧固件352耦合到柔性显示器310的左侧(例如,耦合到形成柔性显示器310的一部分的柔性平面支撑框架),并且眼杯340可以用紧固件354耦合到柔性显示器310的右侧。因此,眼杯330和340可以固定到柔性显示器310,使得当显示区域320和322向外或向内倾斜时,眼杯330和340向外或向内倾斜。

在步骤1120,左眼显示屏区域和右眼显示屏区域可以安装到柔性平面支撑框架。以图1为例,显示屏120和显示屏122可以安装到柔性平面支撑框架110上。以图2为例,显示屏区域220和222都可以形成一体的显示屏212的一部分。因此,通过将显示屏212安装到支撑框架210,显示屏区域220和222可以安装到柔性平面支撑框架210。一个或更多个显示屏可以以任何合适的方式安装到柔性平面支撑框架。例如,显示屏可以用柔性粘合剂安装到柔性平面支撑框架。另外或替代地,显示屏可以利用模制工艺安装到柔性平面支撑框架,以产生配合在显示屏周围的柔性框架。

左眼显示屏区域和右眼显示屏区域以及左眼杯和右眼杯可以安装和耦合在适当的位置,使得左眼显示屏区域朝向由左眼杯限定的左眼孔径投射,且右眼显示屏区域朝向由右眼杯限定的右眼孔径投射。

在步骤1130,头戴式支架可以耦合到可调节的显示装置,使得当用户佩戴头戴式支架时,头戴式支架将可调节的显示装置保持到用户的面部,使得左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且右眼显示屏区域投射到用户的右眼。以图7为例,带系统740可以耦合到显示器710(其可以容纳柔性的、可调节的显示装置)。因此,带系统740可以将显示器710保持到用户的面部,并将目镜720(a)和720(b)保持在用户的眼睛前方。

虽然上面讨论的调节机构可以针对瞳孔间距离进行校正,但是在一些示例中,它们也可能会引入从用户的角度看的轻微的图像失真。例如,显示屏区域的偏转可能引入透视效果,透视效果可能导致从显示屏区域投射的图像的部分看起来更小和/或更远,而部分看起来更大和/或更近。在一些示例中,为了校正这些轻微的图像失真,本文所述的系统可以修改图像以考虑显示屏区域的偏转。例如,头戴式显示系统可以包括检测柔性平面支撑框架弯曲的程度的传感器。传感器可以以任何合适的方式导出信息。例如,传感器可以包括耦合到柔性平面支撑框架的应力计。本文描述的系统可以将从应力计读取的测量值转换成偏转度量。另外或替代地,传感器可以检测和/或中继调节设置(例如,传感器可以中继调节柔性显示器的偏转的刻度盘的设置)。传感器可以将指示柔性平面支撑框架的偏转程度的信号传输到补偿模块。补偿模块可以以任何合适的方式实现。例如,补偿模块可以形成图形卡、图形驱动器和/或柔性显示器的一部分。补偿模块可以归一化由柔性显示器显示的图像,使得当图像被从偏转的显示器投射到用户的眼睛时,失真对用户来说是不明显的。

如上所述,头戴式显示器可以包括柔性瞳孔间距离调节结构。瞳孔间距离调节结构可以倾斜虚拟现实透镜(而不是例如沿着轨道移动它们),以适应各种用户眼睛间距。在一个示例中,调节结构可以包括两个刚性基板显示面板,该刚性基板显示面板耦合有柔性材料,该柔性材料使得显示面板以及相应的眼杯和透镜能够向内和/或向外倾斜以调节透镜间距。在另一示例中,调节结构可以包括向内和/或向外弯曲以调节相应透镜的间距的柔性基板显示面板。各种类型的调节机构(例如齿轮传动调谐机构)可以耦合到显示面板,以允许用户调节透镜间距。这种瞳孔间距离调节组件可以为用户提供改进的配合,可以比潜在的可选择的调节机构涉及更少的移动部件,并且可以允许具有更小形状因数的头戴式显示器。

本文描述和/或示出的过程参数和步骤的顺序仅作为示例被给出,并且可以根据需要变化。例如,虽然本文示出和/或描述的步骤可以以特定顺序被示出或讨论,但是这些步骤不必需要以所示出或讨论的顺序来被执行。本文描述和/或示出的各种示例性方法也可以省略在本文描述或示出的一个或更多个步骤,或者包括除了那些所公开的步骤之外的附加步骤。

提供前面的描述以使本领域中的其他技术人员能够最好地利用本文公开的示例性实施例的各种方面。该示例性描述并不旨在是穷尽的或受限于所公开的任何精确形式。许多修改和变形是可能的,而不偏离本公开的精神和范围。本文公开的实施例应当在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的。在确定本公开的范围时,应当参考所附权利要求及其等同物。

除非另外提出,如在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“耦合到”(及其派生词)应被解释为允许直接和间接(即,经由其他元件或部件)连接。此外,如在说明书和权利要求中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”应被理解为意指“至少一个”。最后,为了容易使用,如在说明书和权利要求中使用的术语“包括(including)”和“具有”(及其派生词)与词“包括(comprising)”可互换并具有与词“包括(comprising)”相同的含义。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种装置,包括:

柔性平面支撑框架;

左眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的左侧;

右眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的右侧;

左眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;和

右眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;以及

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述柔性平面支撑框架可朝向用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节。

3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述柔性平面支撑框架可远离用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离增大,从而针对增大的瞳孔间距离进行调节。

4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括单独的显示屏。

5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括一体的显示屏的区域,所述一体的显示屏包括柔性显示材料,允许所述一体的显示屏随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

6.根据权利要求1所述的装置,还包括控制所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器。

7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述致动器包括:

刻度盘;

转换元件,其将所述刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动,所述弯曲元件耦合到所述柔性平面支撑框架并且经由线性移动来弯曲所述柔性平面支撑框架。

8.根据权利要求1所述的装置,还包括刚性保持元件,所述刚性保持元件在所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到所述柔性平面支撑框架,所述柔性平面支撑框架围绕所述刚性保持元件弯曲。

9.根据权利要求1所述的装置,还包括耦合到所述左眼杯和所述右眼杯的一对透镜。

10.根据权利要求1所述的装置,还包括传感器,所述传感器检测描述所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的信号并将所述信号传输到补偿模块,其中,所述补偿模块至少部分地基于所述信号来调节由所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域显示的图像,以归一化所述图像到用户的眼睛的投影,从而校正由相对于用户的眼睛移动所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域引起的明显失真。

11.一种系统,包括:

可调节的显示装置,其包括:

柔性平面支撑框架;

左眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的左侧;

右眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的右侧;

左眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;和

右眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节;和

头戴式支架,其耦合到所述可调节的显示装置,当用户佩戴所述头戴式支架时,所述头戴式支架将所述可调节的显示装置保持到用户的面部,使得所述左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且所述右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

12.根据权利要求11所述的系统,其中,所述柔性平面支撑框架可朝向用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节。

13.根据权利要求11所述的系统,其中,所述柔性平面支撑框架可远离用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离增大,从而针对增大的瞳孔间距离进行调节。

14.根据权利要求11所述的系统,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括单独的显示屏。

15.根据权利要求11所述的系统,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括一体的显示屏的区域,所述一体的显示屏包括柔性显示材料,允许所述一体的显示屏随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

16.根据权利要求11所述的系统,还包括控制所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器。

17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述致动器包括:

刻度盘;

转换元件,其将所述刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动,所述弯曲元件耦合到所述柔性平面支撑框架,并且经由线性移动弯曲所述柔性平面支撑框架。

18.根据权利要求11所述的系统,还包括刚性保持元件,所述刚性保持元件为:

在所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到所述柔性平面支撑框架,所述柔性平面支撑框架围绕所述刚性保持元件弯曲;

耦合到所述头戴式支架,从而间接地将所述柔性平面支撑框架耦合到所述头戴式支架。

19.一种方法,包括:

将下列项耦合到柔性平面支撑框架:

在所述柔性平面支撑框架左侧的左眼杯;和

在所述柔性平面支撑框架右侧的右眼杯;以及

将下列项安装到所述柔性平面支撑框架:

左眼显示屏区域,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;和

右眼显示屏区域,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;以及

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

20.根据权利要求19所述的方法,包括将头戴式支架耦合到可调节的显示装置,使得当所述头戴式支架被用户佩戴时,所述头戴式支架将所述可调节的显示装置保持到用户的面部,使得所述左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且所述右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

21.一种装置,包括:

柔性平面支撑框架;

左眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的左侧;

右眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的右侧;

左眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;和

右眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;以及

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述柔性平面支撑框架可朝向用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节;和/或

其中,所述柔性平面支撑框架可远离用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离增大,从而针对增大的瞳孔间距离进行调节。

23.根据权利要求21或22所述的装置,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括单独的显示屏;和/或

其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括一体的显示屏的区域,所述一体的显示屏包括柔性显示材料,允许所述一体的显示屏随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

24.根据权利要求21-23中的任一项所述的装置,还包括控制所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器;

可选地,其中,所述致动器包括:

刻度盘;

转换元件,其将所述刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动,所述弯曲元件耦合到所述柔性平面支撑框架,并且经由线性移动弯曲所述柔性平面支撑框架。

25.根据权利要求21-24中的任一项所述的装置,还包括刚性保持元件,所述刚性保持元件在所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到所述柔性平面支撑框架,所述柔性平面支撑框架围绕所述刚性保持元件弯曲。

26.根据权利要求21-25中的任一项所述的装置,还包括耦合到所述左眼杯和所述右眼杯的一对透镜。

27.根据权利要求21-26中的任一项所述的装置,还包括传感器,所述传感器检测描述所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的信号并将所述信号传输到补偿模块,其中,所述补偿模块至少部分地基于所述信号来调节由所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域显示的图像,以归一化所述图像到用户的眼睛的投影,从而校正由相对于用户的眼睛移动所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域引起的明显失真。

28.一种系统,包括:

可调节的显示装置,其包括:

柔性平面支撑框架;

左眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的左侧;

右眼杯,其耦合到所述柔性平面支撑框架的右侧;

左眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;以及

右眼显示屏区域,其安装到所述柔性平面支撑框架,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;以及

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节;和

头戴式支架,其耦合到所述可调节的显示装置,当用户佩戴所述头戴式支架时,所述头戴式支架将所述可调节的显示装置保持到用户的面部,使得所述左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且所述右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

29.根据权利要求28所述的系统,其中,所述柔性平面支撑框架可朝向用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离减小,从而针对减小的瞳孔间距离进行调节;和/或

其中,所述柔性平面支撑框架可远离用户的面部弯曲,使得所述左眼显示屏区域的所述投影和所述右眼显示屏区域的所述投影之间的距离增大,从而针对增大的瞳孔间距离进行调节。

30.根据权利要求28或29所述的系统,其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括单独的显示屏;和/或

其中,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域包括一体的显示屏的区域,所述一体的显示屏包括柔性显示材料,允许所述一体的显示屏随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而弯曲。

31.根据权利要求28-30中的任一项所述的系统,还包括控制所述柔性平面支撑框架弯曲的程度的致动器;

可选地,其中,所述致动器包括:

刻度盘;

转换元件,其将所述刻度盘的旋转转换成弯曲元件的线性移动,所述弯曲元件耦合到所述柔性平面支撑框架,并且经由线性移动弯曲所述柔性平面支撑框架。

32.根据权利要求28-31中的任一项所述的系统,还包括刚性保持元件,所述刚性保持元件为:

在所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域之间的中心位置处耦合到所述柔性平面支撑框架,所述柔性平面支撑框架围绕所述刚性保持元件弯曲;

耦合到所述头戴式支架,从而间接地将所述柔性平面支撑框架耦合到所述头戴式支架。

33.一种方法,包括:

将下列项耦合到柔性平面支撑框架:

左眼杯,其在所述柔性平面支撑框架的左侧;和

右眼杯,其在所述柔性平面支撑框架的右侧;以及

将下列项安装到所述柔性平面支撑框架:

左眼显示屏区域,使得所述左眼显示屏区域朝向由所述左眼杯限定的左眼孔径投射;和

右眼显示屏区域,使得所述右眼显示屏区域朝向由所述右眼杯限定的右眼孔径投射;

其中:

当所述柔性平面支撑框架朝向用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域朝向彼此倾斜,并且当所述柔性平面支撑框架远离用户的面部弯曲时,所述左眼显示屏区域和所述右眼显示屏区域远离彼此倾斜;以及

所述柔性平面支撑框架是可弯曲的,使得所述左眼显示屏区域在观看平面上的投影和所述右眼显示屏区域在所述观看平面上的投影之间的距离随着所述柔性平面支撑框架的弯曲而变化,从而针对不同的瞳孔间距离进行调节。

34.根据权利要求33所述的方法,包括将头戴式支架耦合到可调节的显示装置,使得当所述头戴式支架被用户佩戴时,所述头戴式支架将所述可调节的显示装置保持到用户的面部,使得所述左眼显示屏区域投射到用户的左眼,且所述右眼显示屏区域投射到用户的右眼。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

申请人谨认为,由于针对本文所包含的提出的条款19修改的支持可以在整个说明书和原始权利要求中多处找到,所以这些修改没有超出原始申请的范围或以其他方式影响说明书或附图。

结论

申请人明确否认在任何其他专利或专利申请中提出或包含的所有论点、表示和/或修改,所述任何其他专利或专利申请包括被本申请因为优先权目的而要求保护的任何专利或专利申请,或对本专利申请要求优先权保护的任何专利或专利申请。此外,在本专利申请中提出或包含的所有论点、表示和/或修改都仅适用于本专利申请,而且在评估任何其他专利或专利申请时不应被考虑。

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