本申請是2014年8月29日提交的美國專利申請No.14/472，984的繼續(xù)申請，其公開內(nèi)容在此通過引用并入。

背景技術(shù)：

計算裝置諸如個人計算機、膝上型計算機、平板計算機、蜂窩式電話和無數(shù)種能夠使用互聯(lián)網(wǎng)的裝置在現(xiàn)代生活的多個方面中越來越普及。除了其它技術(shù)，朝向計算硬件、周邊設(shè)備還有傳感器、檢測器以及圖像和音頻處理器小型化的趨勢已經(jīng)幫助開創(chuàng)了有時稱作“可穿戴計算”的領(lǐng)域。特別地，在圖像和視覺處理和產(chǎn)生領(lǐng)域，已經(jīng)變得能夠考慮可穿戴顯示器，可穿戴顯示器足夠靠近穿戴者的(或者用戶的)眼睛(一只或者兩只)放置圖形顯示器，從而所顯示的圖像作為諸如可在傳統(tǒng)的圖像顯示裝置上顯示的通常尺寸的圖像出現(xiàn)。相關(guān)技術(shù)可以稱作“近眼顯示器”。

帶有近眼顯示器的計算裝置還可以稱作“可頭戴式顯示器”、“頭戴式顯示器”、“頭戴式裝置”或者“可頭戴式裝置”?？深^戴式或者頭戴式裝置靠近穿戴者的其中一只眼睛或者兩只眼睛放置圖形顯示器或者顯示器。為了在顯示器上產(chǎn)生圖像，可以使用計算機處理系統(tǒng)。這種顯示器可以占據(jù)穿戴者的整個視場，或者僅僅占據(jù)穿戴者的視場的一部分。此外，頭戴式顯示器可以改變尺寸，例如采取更小的形式，諸如眼鏡式顯示器。

光機系統(tǒng)用于容納供用戶在上面觀察圖像的顯示器，并且與頭戴式裝置的其余部分連接和通信。對于在頭戴式裝置內(nèi)實現(xiàn)的這種光機系統(tǒng)而言，在緊湊的容納環(huán)境中精密光學(xué)部件與顯示器和背燈/前燈的集成是首要的考慮。雖然已經(jīng)取得進步，但是仍然需要改進的光機系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

通過給用戶裝置、諸如頭戴式裝置提供改進的光機系統(tǒng)和組裝該光機系統(tǒng)的方法，在本申請中公開的示例性實施例能夠解決上述考慮。為此，在本申請中公開的光機系統(tǒng)和在緊湊的裝置內(nèi)組裝光機系統(tǒng)的方法能夠提供最佳圖像。在某些實例中，該光機系統(tǒng)能夠提供改進的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性、光學(xué)顯示器和顯示模塊的精確定位、和針對環(huán)境提供保護的系統(tǒng)的保護性密封中的一項或者多項。應(yīng)該理解，這些光機系統(tǒng)和方法還有結(jié)合這些系統(tǒng)和方法的裝置不限于一個或者多個這樣的改進并且可以進一步包括未明確地在這里討論的另外的改進。

在本公開一個方面，一種組裝用于頭戴式裝置的光機系統(tǒng)的方法包括將光學(xué)顯示器聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩的第一開口端；在光學(xué)外罩的第二開口端內(nèi)定位顯示模塊；在位于光學(xué)外罩內(nèi)時移動顯示模塊并且將顯示模塊緊固到光學(xué)外罩，從而顯示模塊和光學(xué)顯示器相對于彼此被固定。顯示模塊能夠?qū)D像投影到光學(xué)顯示器上并且可以在多達六個自由度上移動。顯示模塊能夠相對于光學(xué)顯示器在光學(xué)外罩內(nèi)移動，從而延伸通過顯示模塊的第一軸線與延伸通過光學(xué)顯示器的第二軸線相對準。

在這個方面的一個實施例中，顯示模塊可以進一步包括容納至少一個顯示模塊的外罩。

在另一個實例中，將光學(xué)顯示器緊固到光學(xué)外罩的步驟在對準顯示模塊的步驟之前發(fā)生。

在這個方面的另一個實例中，對準顯示模塊的步驟進一步包括移動顯示模塊，從而延伸通過顯示模塊的機械中心的第一中心軸線與延伸通過光學(xué)顯示器的機械中心的第二中心軸線相對準。對準顯示模塊的步驟還能夠進一步包括相對于第二中心軸線在預(yù)定公差內(nèi)軸向?qū)曙@示模塊的第一中心軸線。另外地是，第一和第二中心軸線可以進一步沿著水平平面對準。

在本公開這個方面的另一個實例中，在將顯示模塊緊固到光學(xué)外罩的步驟之前，相對于光學(xué)顯示器并且在光學(xué)外罩內(nèi)調(diào)節(jié)顯示模塊，從而獲得具有選自包括亮度、清晰度、對比度、焦距和調(diào)制傳遞函數(shù)(“MTF”)的組中的至少一個預(yù)定圖像質(zhì)量的圖像。對準顯示模塊的步驟也可以在調(diào)節(jié)顯示模塊的步驟之前發(fā)生。顯示模塊可以如下調(diào)節(jié)，從而亮度范圍從1300到-1500尼特(nits)；對比率范圍從70：1到100：1；最小3像素MTF等于30％；最小5像素MTF等于50％；并且最大畸變?yōu)?％。

在本公開這個方面的另一個實例中，顯示模塊可以如下調(diào)節(jié)，從而圖像具有多于一個的預(yù)定圖像質(zhì)量。例如，可以僅僅針對兩個預(yù)定圖像質(zhì)量、諸如亮度和MTF對圖像進行調(diào)節(jié)，或者顯示模塊可以如下調(diào)節(jié)，從而所有的四個實例圖像質(zhì)量均得以實現(xiàn)。

在本公開這個方面的另一個實例中，可以在顯示模塊和光學(xué)外罩之間形成凹槽?？梢詫⒚芊鈩┎牧现梅旁诎疾蹆?nèi)。

在另一個實例中，光機系統(tǒng)被密封，從而光機系統(tǒng)具有至少IP67的異物防護等級。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本公開另一個方面，一種用于頭戴式裝置的光機系統(tǒng)包括光學(xué)外罩、光學(xué)顯示器，和顯示模塊。光學(xué)外罩可以包括第一開口端和第二開口端。光學(xué)顯示器可以遠離光學(xué)外罩的第一開口端延伸并且包括適于顯示圖像的第一表面。在光學(xué)顯示器的某些實例中，光學(xué)顯示器能夠是具有矩形形狀的透明棱鏡。顯示模塊能夠鄰近光學(xué)外罩的第二開口端定位并且能夠被構(gòu)造和布置用以將圖像投影到光學(xué)顯示器上。光學(xué)外罩可以將光學(xué)外罩和顯示模塊聯(lián)結(jié)到一起并且包括面對顯示模塊的第一表面。顯示模塊能夠位于光學(xué)外罩內(nèi)并且從光學(xué)顯示器的第一表面間隔離開第一預(yù)定距離。光學(xué)外罩、光學(xué)顯示器和顯示模塊還可以相對于彼此被固定。光學(xué)顯示器的至少一部分可以位于光學(xué)外罩的外部。

在這個方面的另一個實例中，光學(xué)外罩可以包括面對光學(xué)顯示器的第二表面。光學(xué)顯示器能夠位于光學(xué)外罩內(nèi)并且從光學(xué)外罩的第一表面間隔離開第二預(yù)定距離。

在這個方面的另一個實例中，一定間隙可以位于顯示模塊的外表面和光學(xué)外罩的外表面之間。能夠?qū)⒚芊鈩┲梅旁谠撻g隙內(nèi)。光機系統(tǒng)可以具有至少IP67的異物防護等級。

在這個方面的另一個實例中，光學(xué)外罩、光學(xué)顯示器和顯示模塊進一步包括延伸通過這些構(gòu)件的相應(yīng)的機械中心的軸線。光學(xué)外罩、光學(xué)顯示器和顯示模塊的軸線可以沿著水平平面軸向?qū)省?/p>

在本公開的又一個方面，一種頭戴式裝置組件包括中心框架支撐件和用于向用戶顯示圖像的光機系統(tǒng)。中心框架支撐件可以包括遠離框架支撐件的第一和第二端延伸的第一側(cè)臂和第二側(cè)臂。光機系統(tǒng)可以沿著水平方向延伸并且包括至少部分地在中心框架支撐件的前方延伸的伸長的光學(xué)顯示器。光機系統(tǒng)可以進一步包括光學(xué)外罩、光學(xué)顯示器和顯示模塊。光學(xué)外罩可以包括第一開口端和第二開口端。光學(xué)顯示器可以遠離光學(xué)外罩的第一開口端延伸并且可以在光學(xué)顯示器的表面上顯示圖像。顯示模塊可以鄰近光學(xué)外罩的第二開口端定位并且被構(gòu)造和布置用以將圖像投影到光學(xué)顯示器上。顯示模塊可以進一步包括顯示模塊外罩。光學(xué)外罩將光學(xué)顯示器和顯示模塊聯(lián)結(jié)到一起。光學(xué)外罩可以具有面對顯示模塊的第一表面并且可以位于光學(xué)外罩內(nèi)并且從光學(xué)顯示器的第一表面間隔離開第一預(yù)定距離。

在這個方面的一個實例中，光機系統(tǒng)被至少部分地容納在側(cè)臂之一內(nèi)。光機系統(tǒng)還可以被完全容納在側(cè)臂之一內(nèi)并且側(cè)臂可以被可移除地連接到中心框架支撐件。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開一個方面的實例光機系統(tǒng)的透視圖。

圖2是圖1的實例光機系統(tǒng)的分解透視圖。

圖3A-3B是圖1的實例光機系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件的第一和第二側(cè)視圖。

圖4A-4B是圖1的實例光機系統(tǒng)的光學(xué)外罩的透視圖。

圖5A是圖1的實例光機系統(tǒng)的實例顯示模塊的透視圖。

圖5B是圖5A的實例顯示模塊的分解透視圖。

圖5C是圖5A的實例顯示模塊的截面視圖。

圖6是圖1的實例光機系統(tǒng)的分解截面視圖。

圖7是圖1的實例光機系統(tǒng)的部分組裝截面視圖。

圖8是圖1的光機系統(tǒng)的放大截面視圖。

圖9是根據(jù)本公開另一個方面的另一個實例光機系統(tǒng)的截面視圖。

圖10是根據(jù)本公開另一個方面的另一個實例光機系統(tǒng)的截面視圖。

圖11是根據(jù)本公開另一個方面的部分地組裝起來的另一個實例光機系統(tǒng)的截面視圖。

圖12是根據(jù)本公開的方面的結(jié)合圖1的實例光機系統(tǒng)的實例頭戴式裝置的透視圖。

圖13是圖12的一部分的放大視圖。

圖14是根據(jù)本公開另一個方面的結(jié)合光機系統(tǒng)的另一個實例頭戴式裝置的透視圖。

具體實施方式

在這里描述了實例方法和系統(tǒng)。應(yīng)該理解的是，在這里使用了單詞“實例”和“示例性”，用以意味著“作為一個實例、示例或者示意例”。在這里描述為“實例”或者“示例性”的任何實施例或者特征并不是必需被解釋為相對于其它實施例或者特征而言是優(yōu)選的或者有利的。在以下詳細說明書中，對于形成說明書一部分的附圖進行參考。在圖中，類似的符號典型地識別類似的構(gòu)件，除非上下文另有規(guī)定。在不偏離在這里提出的主題的精神或者范圍的情況下，可以利用其它實施例，并且可以作出其它改變。

圖1是能夠在根據(jù)本公開的方面的頭戴式顯示器裝置內(nèi)實現(xiàn)的光機系統(tǒng)100的透視圖。在該實例中，光機系統(tǒng)100能夠向光學(xué)顯示器110諸如棱鏡120傳輸數(shù)據(jù)、信息或者圖像，這些數(shù)據(jù)、信息或者圖像能夠然后由穿戴結(jié)合了光機系統(tǒng)100的頭戴式裝置(未示出)的用戶觀察。

參考圖2，示出光機系統(tǒng)100的分解視圖。在該實例中，光機系統(tǒng)100包括能夠組裝到一起的三個基本構(gòu)件：(1)光學(xué)顯示器110；(2)光學(xué)外罩200；和(3)顯示模塊300。在其它實例中，可以使用更少或者更多的構(gòu)件形成系統(tǒng)100。例如，光學(xué)外罩200和顯示模塊300可以替代地被構(gòu)造并且布置成單一的整體式構(gòu)件，從而光機系統(tǒng)100包括僅僅兩個基本構(gòu)件。

轉(zhuǎn)向圖3A，光機系統(tǒng)100的第一構(gòu)件是光學(xué)顯示器110。在該實例中，光學(xué)顯示器110可以是用于顯示由顯示模塊(未示出)的電子構(gòu)件產(chǎn)生的圖像的棱鏡120。棱鏡120被構(gòu)造用以在接收端124中接收投影圖像并且通過觀看棱鏡120的用戶觀察側(cè)而使得圖像對于用戶可視。這能夠通過以特殊形狀或者特定材料特性制造棱鏡120而實現(xiàn)。例如，棱鏡120可以是由玻璃和/或另一種透明或者半透明材料制成的透視式顯示器，從而用戶能夠通過棱鏡120觀察他的/她的環(huán)境。

棱鏡120是基本矩形形狀的，但是在可替代實例中能夠呈其它形狀，諸如柱形、三角形或者錐形。棱鏡120的第一端122具有彎曲或者圓化狀表面126。表面126可以是能夠重定向通過棱鏡120行進的光的鏡面表面。例如，表面126可以包括可以是反射鏡的涂層或者其它局部反射性涂層諸如分層介質(zhì)涂層。在該實例中，表面128是凹形的，但是在其它實例中，根據(jù)需要，接收表面128能夠呈各種形狀。例如，根據(jù)光學(xué)設(shè)計，接收表面128能夠具有諸如凹形球形形狀、凸形球形形狀，或者自由曲面形狀的光學(xué)形式。如最好地在圖3B中看到的那樣，接收端124進一步包括基本平面的并且圍繞接收表面128延伸的表面130。邊緣表面129(圖3A)在表面128和表面130之間并且圍繞棱鏡120的表面130延伸。

如最好地在圖2中看到的那樣，重定向表面125能夠位于接收表面128和端表面126之間。中間表面125可以相對于棱鏡120的外表面127以一定角度延伸。表面128可以是平面的，但是還可以呈其它光學(xué)形式或者形狀，從而以設(shè)計的方式對光重定向。

轉(zhuǎn)回圖3A所示實例，圖像、數(shù)據(jù)或者信息能夠被從顯示模塊投影到棱鏡120上，它們?nèi)缓蟊怀蛴脩舻难劬σ龑?dǎo)并且被聚焦到用戶的視網(wǎng)膜上。棱鏡120能夠被如此配置，即：使得當(dāng)棱鏡120距眼睛定位于相對短的距離，諸如典型的用戶眼睛不能直接地焦距的距離處時，用戶能夠觀察所顯示的數(shù)據(jù)或者信息。棱鏡120能夠進一步被如此配置，即：使得看起來像是大得多的圖像在距用戶的眼睛的距離遠得多處定位。此外，棱鏡120能夠被配置為以超過向用戶的眼睛投影期望圖像所需要的距離的距離在用戶的眼睛和用戶的臉部的鄰近于用戶的眼睛的部分上橫向地延伸。相應(yīng)地，棱鏡120能夠包括是棱鏡120的內(nèi)表面132的、供所投影圖像的聚焦光通過的那一部分的投影區(qū)域130。棱鏡120的其余部分能夠存在用以增加棱鏡120的、供用戶能夠通過而看到他的或者她的周圍環(huán)境的區(qū)域，并且特別地將頭戴式裝置(在這個視圖中未示出)的外罩構(gòu)件從用戶的眼睛間隔開。在該實例中，棱鏡120具有26mm的長度L。在另一個實例中，長度L的范圍可以在10-45mm之間。在另外的其它實例中，根據(jù)總體設(shè)計，長度L可以更大或者更小。例如，長度L可以大于2mm。在另一個實例中，長度L可以小于10mm或者小于45mm。

接收表面128能夠基本垂直于棱鏡120的觀察表面131，從而能夠使用透明棱鏡將投影圖像與該裝置的穿戴者周圍的環(huán)境的視圖組合起來。這允許用戶觀察周圍環(huán)境和顯示模塊的圖像這兩者。棱鏡120和處于顯示模塊300內(nèi)的顯示器電子裝置(未示出)能夠被配置為呈現(xiàn)不透明的或者半透明的圖像，或其組合，以實現(xiàn)各種期望的圖像組合。

回過來參考圖2，光機系統(tǒng)的第二構(gòu)件能夠包括將光機系統(tǒng)100的構(gòu)件聯(lián)結(jié)到一起的間隔器或者光學(xué)外罩200。在該實例中，光學(xué)外罩200是光機系統(tǒng)100的中心構(gòu)件。光學(xué)外罩200被示出位于棱鏡120和顯示模塊300之間并且將這些構(gòu)件連接到一起。光學(xué)外罩200具有用于接收棱鏡120的第一開口端226和用于接收顯示模塊300的第二開口端228。光學(xué)外罩200能夠進一步被設(shè)計用以相對于顯示模塊300精確地對準棱鏡120，從而提供給用戶的數(shù)據(jù)或者信息是銳利的并且清晰的。由于它的總體結(jié)構(gòu)，光學(xué)外罩200能夠吸收對系統(tǒng)100的沖擊和振動負荷。

光學(xué)外罩200能夠由各種材料制成。在一個實例中，光學(xué)外罩200由金屬制成。由于鈦的特性，例如通常是輕的、堅固的并且擁有類似于玻璃的熱膨脹系數(shù)，鈦是適合于制造光學(xué)外罩的金屬的一個實例。在其它實例中，光學(xué)外罩可以由不同類型的金屬或者合金，或者塑料或者聚合材料(包括但不限于聚醚醚酮(PEEK))制成。光學(xué)外罩200可以進一步包括涂層，以增強光學(xué)性能。例如，光學(xué)外罩200的內(nèi)表面可以利用黑色涂覆，以最小化雜散光反射。

現(xiàn)在參考圖4A-4B，更加詳細地示出光學(xué)外罩200的特征。首先轉(zhuǎn)向圖4A，光學(xué)外罩200是包括頂表面202、底表面204，和在相應(yīng)的頂表面和底表面202、204之間延伸的邊緣表面205的基本正方形構(gòu)件。能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)安裝件結(jié)合到光學(xué)外罩200中，以在光學(xué)外罩200和光學(xué)組件外部的其它構(gòu)件之間提供連接。例如，結(jié)構(gòu)安裝件208包括能夠接收螺釘?shù)纫赃B接到頭戴式裝置系統(tǒng)中的其它構(gòu)件的開口210。

光學(xué)外罩200的一側(cè)旨在面向棱鏡，并且光學(xué)外罩200的相對側(cè)旨在面對顯示模塊。例如，光學(xué)外罩200的棱鏡側(cè)212面對棱鏡120，并且外罩200的顯示模塊側(cè)214面對顯示模塊。分隔器206能夠?qū)⒗忡R側(cè)212與顯示模塊側(cè)214分離。

圖4A示意光學(xué)外罩200的第一開口端226和光學(xué)外罩200的棱鏡側(cè)212的特征。分隔器206包括能夠面對棱鏡的分隔器表面206A。分隔器表面206A遠離頂表面202和底表面204向下延伸。內(nèi)表面216A遠離分隔器表面206A延伸并圍繞光學(xué)外罩200的周圍。前凸緣表面216遠離相應(yīng)的頂表面和底表面202、204還有邊緣表面216A延伸。前側(cè)邊緣表面217鄰近凸緣表面216并且還在凸緣表面216未延伸到的點處遠離邊緣表面216A延伸。開口218延伸通過光學(xué)外罩200。

圖4B示意光學(xué)外罩200的第二開口端228以及從顯示模塊側(cè)214的光學(xué)外罩200的特征。分隔器206的分隔器表面206B能夠面對顯示模塊。分隔器206包括在分隔器表面206A和分隔器表面206B之間延伸的內(nèi)邊緣220。分隔器206遠離外邊緣224凹進，從而內(nèi)邊緣表面222在顯示模塊側(cè)214處圍繞光學(xué)外罩200的周圍延伸。

現(xiàn)在參考光機系統(tǒng)100的第三構(gòu)件，顯示模塊300的前視透視圖在圖5A中示出。顯示模塊300能夠包括用于向棱鏡的接收側(cè)上產(chǎn)生圖像或者數(shù)據(jù)的源。例如，顯示模塊300可以包括投影儀，其包括圖像源，諸如液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、前光反射顯示器；背光透射顯示器，和有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器，以在棱鏡120的適當(dāng)區(qū)域上聚焦圖像。與顯示模塊300相關(guān)聯(lián)的電子構(gòu)件還能夠包括用于使得投影儀基于所接收的視頻信號產(chǎn)生期望圖像的控制電路。

在該實例中，參考圖5B，示出顯示模塊300的分解視圖。在該實例中，示出顯示模塊300，顯示模塊300包括柔性電路302、LCD柔性電路304、背光子組件312，和顯示子組件318。將在以下更加詳細地描述這些構(gòu)件中的每一個。

柔性電路302與背光子組件312和頭戴式裝置組件中的其它構(gòu)件諸如電池、成像處理器等電連接。類似地，LCD柔性電路304在顯示子組件318和整個頭戴式裝置之間電連接并且提供通信。根據(jù)需要，可以由柔性電路傳送其它電信號或者電力。例如，快門、電驅(qū)動偏光器或者其它光源可以與LCD柔性電路304通信。

能夠?qū)⒈彻庾咏M件結(jié)合到顯示模塊300中，以為將向用戶顯示的數(shù)據(jù)、信息或者圖像提供適當(dāng)照明。例如，背光子組件312包括背光外罩306、背光管308，和光源314。

背光外罩306容納背光子組件312的構(gòu)件。在該實例中，背光子組件312的構(gòu)件中的每一個被構(gòu)造并且布置成配合在背光外罩306內(nèi)。

光源314能夠用于產(chǎn)生將遍布顯示模塊300行進的光。光源314可以是任何已知光源，諸如LED，并且能夠進一步具有各種顏色，包括白色LED。光源的其它實例可以包括有機LED和無機LED。在該實例中，光源314緊鄰背光管308定位并且進一步在背光管308的凹部309內(nèi)適配。在其它實例中，光源314可以在光機系統(tǒng)100內(nèi)位于別處或者在頭戴式裝置組件內(nèi)位于別處。

背光子組件312的背光管308鄰近背光外罩306定位并且?guī)椭鷱墓庠?14發(fā)出的光遍布顯示模塊300行進。反射器膜310鄰近背光管308的表面308A定位并且鄰近表面308B設(shè)置了準直膜311。反射器膜310反射逃逸到背光管308的背部的光并且通過背光管308返回式地對光重定向。光然后通過準直膜311被準直。背光間隔器316被鄰近背光管308的表面308B設(shè)置并且包括開口317。來自背光管308的光能夠行進通過間隔器316的開口317。

可以在顯示模塊300內(nèi)設(shè)置顯示子組件。在該實例中，顯示子組件318能夠包括另外的外罩，諸如LCD外罩324，還有提供能夠經(jīng)由投影儀(未示出)投影到棱鏡120上以由用戶看到的信息或者圖像的顯示器。在該實例中，LCD顯示器平面320、322的兩個平面構(gòu)件被容納在LCD外罩324內(nèi)。顯示器平面320可以是可以包括濾色片、液晶顯示器或者玻璃的基板，例如硅。顯示器平面322可以由包括玻璃的類似的材料構(gòu)成。像平面321沿著在該兩個LCD顯示器320、322之間形成的平面定位。像平面321能夠被視為代表數(shù)據(jù)的圖像源。在其它實例中，可以利用一個或者多個顯示器。LCD外罩324與背光外罩306相互連接，從而當(dāng)與每一個內(nèi)部構(gòu)件一起連接時，形成了完整的顯示模塊300。

如所示那樣，柔性電路304在背光子組件312上延伸并且與LCD外罩324相互連接和通信。柔性電路304能夠提供用于將圖像投影到顯示器320、322上而言必要的數(shù)據(jù)或者信息。柔性電路304能夠電連接到電路面板或者外部裝置(諸如頭戴式裝置)的其它部分或者被添加到頭戴式裝置的主電子裝置系統(tǒng)。LCD外罩324包括圍繞開口327延伸的前表面326，還有遠離前表面326延伸的邊緣表面328。邊緣表面330基本垂直于表面328延伸并且圍繞LCD外罩324的周界延伸。在其它實例中，可以設(shè)置不同類型的顯示器。例如，能夠在該系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)硅基液晶(LCOS)顯示器，替代背光，硅基液晶(LCOS)顯示器可以替代地要求使用前光。

參考圖5C，示出顯示模塊300的側(cè)視截面視圖。LCD外罩324被聯(lián)結(jié)到背光外罩306，并且在該實例中，LCD外罩324與背光外罩306聯(lián)鎖。顯示器平面320位于背光外罩306內(nèi)，而顯示器平面322被容納在LCD顯示器外罩324內(nèi)。顯示器320、322是錯列的，從而顯示器平面320的相應(yīng)的底邊緣和頂邊緣320A、320B從顯示器平面322的相應(yīng)的底邊緣和頂邊緣322A、322B偏移。能夠在顯示器320、322處提供圖像，該圖像然后被投影到棱鏡120上。

基于預(yù)期的LCD顯示器320、322和棱鏡120的最后的對準，LCD顯示器320、322在顯示模塊300內(nèi)的位置能夠是預(yù)先確定的。在該實例中，如將在以下進一步詳細解釋的那樣，當(dāng)顯示器320、322位于LCD外罩324內(nèi)并且顯示模塊30被完全組裝時，然后能夠?qū)⑼暾娘@示模塊300聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200和棱鏡120。在完成顯示模塊300的組裝之前預(yù)先定位LCD顯示器320、322使得依賴于顯示模塊300相對于光機系統(tǒng)的其余部分的總體定位而最后對準LCD顯示器320、322。換言之，與要求一個或者多個顯示器320、322或者其它構(gòu)件在顯示模塊300內(nèi)的重新調(diào)節(jié)或者各個對準相反，當(dāng)顯示模塊300被完全組裝時，顯示模塊300整體上能夠相對于棱鏡120和光學(xué)外罩200對準。

參考圖6，示出光機系統(tǒng)100的每一個構(gòu)件。當(dāng)被組裝到一起時，光路160從顯示模塊300通過棱鏡120延伸到用戶的視網(wǎng)膜上。光路160起初地是能夠始于產(chǎn)生圖像的顯示模塊300的像平面321處的基本筆直的或者直線路徑，并且通過光學(xué)外罩200并且通過棱鏡120行進。當(dāng)光路160到達是鏡面并且可能是異形的表面126時，表面126沿著棱鏡重定向表面125向點158重定向光路160。光路160然后朝向眼睛離開表面127。光路160然后被重定向到用戶的眼睛159。在該實例中，如所示那樣，光路160的第一或者基本部分在顯示器320、322和棱鏡120的表面126之間沿著基本水平方向延伸。應(yīng)該理解，通過控制這些各種各樣的交界面的形狀、光路的材料、這些構(gòu)件的幾何尺寸、這些構(gòu)件的位置和用戶的頭部特征的幾何形狀，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計并且實現(xiàn)光路沿著水平和豎直這兩個方向到眼睛的期望的軌跡。

在組裝期間，光機系統(tǒng)100的構(gòu)件的對準能夠使得向用戶顯示最佳的圖像。光機系統(tǒng)100的每一個構(gòu)件包括典型地處于通過構(gòu)件的光路的中心上的基本光軸。在某些情形中，光軸可以處于延伸通過構(gòu)件的機械中心的中心軸線上。例如，轉(zhuǎn)向圖7，示出棱鏡120與光學(xué)外罩200構(gòu)成的組件，棱鏡120包括軸線A1，光學(xué)外罩200包括軸線A2，并且顯示模塊300包括軸線A3。軸線A3也延伸通過顯示模塊300的每一個構(gòu)件的中心。在一個實例中，光機系統(tǒng)的構(gòu)件沿著它們的相應(yīng)的中心軸線的對準導(dǎo)致光機系統(tǒng)的構(gòu)件的準確的對準。能夠當(dāng)這些構(gòu)件的相應(yīng)的軸線A1、A2、A3對準時實現(xiàn)棱鏡120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300的準確的對準。在該實例中，這些構(gòu)件沿著軸線A1、A2、A3的對準也將沿著光路。

在其它實例中，軸線A1、A2、A3中的一條或者多條可以不位于相應(yīng)的棱鏡120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300的機械中心內(nèi)。在這些實例中，軸線A1、A2、A3可以替代地沿著棱鏡120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300的其它部分延伸。

現(xiàn)在描述光機系統(tǒng)的組裝。在該實例中，棱鏡120和光學(xué)外罩200在在該兩個構(gòu)件之間的交界面處被聯(lián)結(jié)到一起。例如，仍然參考圖7，棱鏡120的表面130可以聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200的凸緣表面216。棱鏡120的內(nèi)邊緣129被示出從光學(xué)外罩200的分隔器表面216A隔開，從而這些表面并不相互接觸。類似地，棱鏡120的邊緣表面136從光學(xué)外罩200的邊緣206A隔開。如所示那樣，棱鏡120和光學(xué)外罩200沿著它們的相應(yīng)的軸線A1、A2對準。當(dāng)聯(lián)結(jié)到一起時，這兩條軸線將是共線的，并且這些軸線還將沿著光路延伸。

棱鏡120的表面136能夠聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200的邊緣216A。類似地，棱鏡120的邊緣129和光學(xué)外罩200的邊緣216A能夠被聯(lián)結(jié)。在一個實例中，緊固材料150諸如膠合劑、粘結(jié)劑、其它環(huán)氧樹脂或者其它聯(lián)結(jié)材料能夠在在邊緣130、216之間的交界面處沉積。在另一個實例中，可以使用塑料激光焊接聯(lián)結(jié)棱鏡120和光學(xué)外罩200。在包括在這里描述某些實例的其它實例中，棱鏡120的表面中的某些表面可以直接地接觸光學(xué)外罩200，從而使用聯(lián)結(jié)材料將光學(xué)外罩200和棱鏡120緊固到一起可以是不必要的或者是可選的。

一旦棱鏡120和光學(xué)外罩200被聯(lián)結(jié)到一起，顯示模塊300便能夠然后對準并且緊固到這些構(gòu)件。在一個實例中，顯示模塊的軸線A3與軸線A2和A1相對準。為了獲得最佳圖像，顯示模塊300能夠進一步相對于棱鏡120移動，以實現(xiàn)使得投影到棱鏡120上的圖像/信息具有包括亮度、清晰度、焦距、對比度和其它期望的光學(xué)參數(shù)的一個或者多個特性的對準。在一個實例中，顯示模塊300可以主動地與棱鏡120相對準，直至獲得最佳結(jié)果。在其它實例中，顯示模塊300還可以主動地與光學(xué)外罩200相對準，直至獲得最佳結(jié)果。

在組裝期間，顯示模塊300被聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200，顯示模塊300能夠相對于棱鏡120和光學(xué)外罩200在多達至少六個自由度上移動。具體地，當(dāng)顯示模塊300起初地被聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200并且位于光學(xué)外罩200的第二開口228內(nèi)時，顯示模塊300自由地沿著三條垂直軸線(x、y、z)在光學(xué)外罩200內(nèi)平移并且能夠前/后、上/下或者左/右移動。這些移動還能夠與圍繞這三條垂直軸線中的每一條的旋轉(zhuǎn)組合。顯示模塊300相對于光學(xué)外罩200以六個自由度移動的能力允許顯示模塊300的軸線A3相對于軸線A1、A2的準確對準。在該實例中，顯示模塊300的主動對準還相對于棱鏡120對準顯示器平面320、322中的每一個，從而能夠?qū)崿F(xiàn)包括亮度、清晰度和焦距中的一項或者多項的最佳光學(xué)特征。

對于實現(xiàn)最佳光學(xué)性能而言，顯示模塊300的軸線A3與軸線A2和A3的對準能夠是關(guān)鍵性的。在該實例中，相對于光學(xué)外罩200和棱鏡120，軸線A3的對準應(yīng)該落入某個公差T內(nèi)。在一個實例中，軸線A3在某個公差T內(nèi)與軸線A1、A2相對準。在該實例中，公差T是±100微米。在其它實例中，可以基于光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)或更大或更小的公差。例如，某些設(shè)計可以要求±10微米的公差，而在其它實例中，可能期望±500微米的公差。沿著z軸線在公差T內(nèi)的軸線A3與軸線A1、A2的對準能夠?qū)τ谕队暗嚼忡R120上并且向用戶顯示的圖像的焦距具有實質(zhì)性的影響。

在其它實例中，可能期望在不對準軸線A1和A2的情況下將棱鏡120和光學(xué)外罩200聯(lián)結(jié)到一起?？梢曰谠诠鈱W(xué)外罩200和棱鏡120之間的幾何匹配將棱鏡120和光學(xué)外罩200聯(lián)結(jié)到一起。例如，棱鏡120和光學(xué)外罩200可以被加工，以匹配到一起或者相互聯(lián)鎖，從而使得軸線A1、A2的對準是不必要的。然后，可能期望僅僅相對于軸線A1或者A2中的任一條或這兩條對準顯示模塊的軸線A3。

一旦軸線A1、A2、A3被對準，顯示模塊300便能夠進一步被主動地對準或者調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)更加增強的圖像。在預(yù)期軸線A1、A2、A3的對準以產(chǎn)生期望的或者最佳的圖像時，存在能夠影響向用戶顯示的最終圖像的很多可變因素。例如，棱鏡120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300可以被適當(dāng)?shù)丶庸ひ云ヅ涞揭黄稹Ｔ诶忡R120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300的加工中稍微的差異便可以導(dǎo)致并不產(chǎn)生最好的或者期望的圖像的對準。在顯示模塊300內(nèi)的顯示器還必須在顯示模塊300內(nèi)的特定位置處對準。即便顯示模塊300的機械中心與光學(xué)外罩200和棱鏡120的機械中心相對準，顯示器平面320、322在顯示模塊300內(nèi)的不正確的對準仍然可以產(chǎn)生有缺陷的圖像。這些和其它的多個變量能夠影響軸線A1、A2、A3的對準和/或最佳圖像的產(chǎn)生。為了對于這樣的變量加以考慮，能夠進行顯示模塊300的進一步的調(diào)節(jié)。

顯示模塊300能夠被進一步調(diào)節(jié)，以改進圖像的一個或者多個質(zhì)量，諸如亮度、清晰度、焦距、對比度和MTF。該調(diào)節(jié)可以是通過用戶主動地監(jiān)視各種圖像質(zhì)量直至獲得預(yù)定圖像質(zhì)量(一個或者多個)而人工地執(zhí)行的調(diào)節(jié)。用戶還可以這樣調(diào)節(jié)顯示模塊300：通過觀察投影到棱鏡120上的圖像并且基于用戶對于圖像的視覺感知而進一步調(diào)節(jié)顯示模塊300直至用戶滿意該圖像。顯示模塊300的調(diào)節(jié)還可以是自動化的，從而機器或者裝置基于一個或者多個預(yù)定圖像質(zhì)量進一步調(diào)節(jié)顯示模塊300。

在一個實例中，可以相對于光學(xué)外罩200和棱鏡120調(diào)節(jié)顯示模塊300，直至獲得一個或者多個以下圖像質(zhì)量：范圍從1300-1500尼特的亮度；70：1到100：1的對比率；等于30％的最小3像素MTF；和等于50％的最小5像素MTF；和3％的最大畸變。還在本公開的范圍內(nèi)考慮了調(diào)節(jié)顯示模塊300以提供在這些實例范圍或者值以外的圖像質(zhì)量。此外，可以期望這些圖像質(zhì)量的組合。例如，可以期望僅僅針對以下進行調(diào)節(jié)：亮度和對比度或者MTF和畸變，或者這些或者未在這里特意地指出的其它圖像質(zhì)量的任何組合。

在其它實例中，可能期望僅僅相對于光學(xué)外罩200和棱鏡120調(diào)節(jié)顯示模塊300，以改進圖像的質(zhì)量，而無需首先對準軸線A3與軸線A1和A2。例如，可以在不執(zhí)行對準軸線A3與軸線A1或者A2的這一另外的步驟的情況下將顯示模塊300與光學(xué)外罩200聯(lián)結(jié)。在這種實例中，顯示模塊300可以被聯(lián)結(jié)到光學(xué)外罩200并且然后關(guān)于一個或者多個圖像質(zhì)量諸如亮度、清晰度、焦距、對比度、畸變和MTF進行調(diào)節(jié)。

參考圖8，示出光機組件100的完全組裝部分的放大視圖。為了允許顯示模塊300相對于光學(xué)外罩200和光學(xué)顯示器之一或這兩者的主動對準，能夠在光機系統(tǒng)100的構(gòu)件之間設(shè)置間隙。例如，能夠在顯示模塊300和光學(xué)外罩200之間設(shè)置間隙。如所示那樣，間隙C1A、C1B位于光學(xué)外罩200的內(nèi)邊緣222和顯示模塊300的LCD外罩324的邊緣表面328之間。間隙C1A和C1B的范圍能夠在0mm-0.5mm之間。在其它實例中，該間隙范圍可以在0.1mm-0.5mm之間或者可以替代地范圍在0.5mm-3mm之間。在另外的其它實例中，間隙C1A和C1B能夠大于0.1mm或者大于0.5mm。間隙C2位于光學(xué)外罩200的表面206B和顯示模塊300的LCD外罩324的邊緣表面326之間。間隙C2的范圍能夠在0mm-0.5mm之間。類似于間隙C1A和C1B，在其它實例中，間隙的范圍可以在0.1mm-0.5mm之間或者可以替代地范圍在0.5mm-3mm之間。在另外的其它實例中，C1A和C1B能夠大于0.1mm或者大于0.5mm。這些間隙提供了對于調(diào)節(jié)顯示模塊300并且以多達六個自由度相對于棱鏡120移動顯示模塊300直至在構(gòu)件之間的對準提供包括但不限于亮度、清晰度、對比度和焦距中的一項或者多項的最佳結(jié)果而言必要的空間。能夠通過組合軸線A1、A2、A3的軸向?qū)屎惋@示模塊300相對于光學(xué)外罩200和棱鏡120的進一步的人工調(diào)節(jié)而獲得最佳圖像。在另一個實例中，能夠通過僅僅人工地相對于光學(xué)外罩200和棱鏡120調(diào)節(jié)顯示模塊300而獲得最佳圖像。

當(dāng)顯示模塊300相對于棱鏡120的期望的對準得以確定時，能夠?qū)@示模塊300緊固到光學(xué)外罩200。在一個實例中，可以在在顯示模塊300和光學(xué)外罩200之間的交界面處設(shè)置緊固材料。例如，能夠沿著顯示模塊300的邊緣表面328和光學(xué)外罩200的內(nèi)邊緣222設(shè)置緊固材料。類似地，能夠在處于光學(xué)外罩200的分隔器表面206B和顯示模塊300的邊緣326之間的交界面處設(shè)置緊固材料。緊固材料能夠是膠合劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂，或者能夠?qū)@示模塊300和光學(xué)外罩200緊固到一起的其它材料。在該實例中，顯示模塊300和棱鏡120將因此相對于彼此被固定。

一旦構(gòu)件(即，棱鏡120、光學(xué)外罩200和顯示模塊300)被組裝到一起，光機系統(tǒng)100便能夠被密封。構(gòu)件的密封是期望的，以保護光機系統(tǒng)的完整性。例如，密封能夠允許光機系統(tǒng)防水并且防止塵土或者顆粒引起污染。

能夠使用置放在光學(xué)外罩和顯示模塊之間的密封材料來密封光機系統(tǒng)100。例如，由于構(gòu)件的配對，能夠在光學(xué)外罩200和顯示模塊300之間形成填充有密封材料(未示出)的至少一個凹槽350。如所示那樣，在顯示模塊300的邊緣330和光學(xué)外罩200的邊緣224之間形成凹槽350。能夠在凹槽350內(nèi)設(shè)置任何密封材料352，諸如粘結(jié)劑，包括紫外線可固化粘結(jié)劑、RTV硅樹脂粘結(jié)劑，和環(huán)氧樹脂，諸如雙組分環(huán)氧樹脂?？商娲?，可以在凹槽350內(nèi)放置O型環(huán)等。

由于光機系統(tǒng)的構(gòu)造和布置，還有密封劑材料的使用，能夠密封該光機系統(tǒng)。在一個實例中，能夠?qū)崿F(xiàn)具有IP67的異物防護等級的光機系統(tǒng)，這允許整體防塵和深度在15cm-1m之間的在水或者流體中的浸沒。在其它實例中，IP等級能夠變化。例如，IP等級可以高達IP69K或者低于IP67。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9，示出另一個實例光機系統(tǒng)100'。除了顯示模塊300'被動地與棱鏡120'相對準之外，這個實例類似于以前的實例。因此，將使用類似的附圖標記描述類似的特征。在組裝光機系統(tǒng)100'期間，被動對準允許光機系統(tǒng)100'的構(gòu)件的準確的對準，而無需人工地調(diào)節(jié)一個或者多個構(gòu)件，以獲得期望的對準和/或最佳光學(xué)特性。通過最小化在組裝系統(tǒng)100'期間對于調(diào)節(jié)一個或者多個構(gòu)件的需要，光機系統(tǒng)100的組裝能夠自動化。

在被動對準的一個實例中，光機系統(tǒng)100的每一個構(gòu)件被制造為匹配到一起，從而每一個構(gòu)件的中心軸線A1'、A2'、A3'在組裝時自動地對準。例如，在光學(xué)外罩200'和顯示模塊300'之間的匹配，還有在棱鏡120'和光學(xué)外罩200'之間的匹配可以是更加準確的，從而在這些構(gòu)件之間設(shè)置的間隙是可以忽略的。例如，可以在該系統(tǒng)中實現(xiàn)在±50微米的量級上的間隙。這能夠幫助防止當(dāng)顯示模塊300'和光學(xué)外罩200'該兩個構(gòu)件被聯(lián)結(jié)到一起時，顯示模塊300'在光學(xué)裝置外罩200'內(nèi)的任何進一步的移動，還防止棱鏡120'在光學(xué)外罩200'內(nèi)的進一步移動。在組裝時為這些構(gòu)件中的一個或者多個提供準確的位置確保了在組裝完成時這些構(gòu)件正確地對準。這繼而能夠為光機系統(tǒng)提供最佳光學(xué)性質(zhì)。

當(dāng)光學(xué)外罩200'和顯示模塊300'被聯(lián)結(jié)到一起時，不要求任何進一步的調(diào)節(jié)或者對準。在該實例中，顯示模塊300'的邊緣328'緊鄰光學(xué)外罩200'的邊緣224'，并且可以在這兩個邊緣224'、328'之間設(shè)置可以忽略的間隙。類似地，可能進一步期望顯示模塊300'的前表面326'和光學(xué)外罩200'的表面206B'被直接地聯(lián)結(jié)到一起并且在這兩個構(gòu)件之間設(shè)置可以忽略的間隙。在被動對準的一個實例中，能夠如此設(shè)計構(gòu)件，即：使得它們一起卡扣配合。能夠使用用于將兩種材料聯(lián)結(jié)到一起的緊固材料諸如膠合劑、粘結(jié)劑、環(huán)氧樹脂或者任何材料，以進一步將這些構(gòu)件緊固到一起。

圖10示意出能夠結(jié)合到頭戴式顯示器中的光機系統(tǒng)500的另一個概略實例。在該實例中，光機系統(tǒng)500包括棱鏡120″、光學(xué)外罩100″，和顯示模塊300″。

光學(xué)外罩200″是能夠用于連接并且對準棱鏡120″和顯示模塊300″的中心結(jié)構(gòu)。光學(xué)外罩200″包括將顯示模塊300″與棱鏡120″分離的分隔器206″。分隔器206″包括面對棱鏡120的第一表面206A″，還有面對顯示模塊300'的第二表面206B'。光學(xué)外罩200″被如此構(gòu)造和布置，即：使得整個顯示模塊300″被容納在光學(xué)外罩200″內(nèi)。還在分隔器表面206A″和第一外表面224″之間在光學(xué)外罩200″內(nèi)設(shè)置了聯(lián)鎖凹部230。

顯示模塊300″是由不同于在前面討論的顯示模塊300的體系構(gòu)成的。在該實例中，利用了硅基液晶(LCOS)體系。如所示的那樣，棱鏡120″被設(shè)置在顯示模塊300″的背部或者后部處并且遍布顯示模塊300″使用前光。如所示那樣，顯示模塊300″包括供顯示模塊300″的其它構(gòu)件進行附接的顯示模塊背襯334。顯示模塊300″進一步包括與光學(xué)外罩200″中的凹部230聯(lián)鎖以將顯示模塊300″緊固到光學(xué)外罩200″的凸緣336。

如所示那樣，能夠在連接到光學(xué)外罩200″的構(gòu)件之間設(shè)置可以忽略的間隙。棱鏡120″緊鄰光學(xué)外罩200″的第一表面206A″。如所示那樣，無任何間隙或者僅僅可以忽略的間隙被設(shè)置在棱鏡120″的邊緣表面128″和光學(xué)外罩200″的表面206A″之間。顯示模塊背襯338緊挨鄰靠光學(xué)外罩200″的第一外表面224″。因為顯示模塊300″的其它構(gòu)件被附接到顯示模塊背襯338，所以顯示模塊300″的其余部分被如此定位，即：使得它將精確地與光學(xué)外罩200″和棱鏡120″相對準。顯示模塊300″和棱鏡120″能夠卡扣到光學(xué)外罩200″中，從而顯示模塊300″的進一步的調(diào)節(jié)是不可能的。

在可替代實例中，光學(xué)外罩和顯示模塊可以形成為一個單元。在這種實例中，如在圖11中所示，替代獨立的光學(xué)外罩，能夠作為一個單元制造顯示模塊和光學(xué)外罩，以形成整體式顯示器外罩模塊360?？梢匀缓髮@示器外罩模塊360與棱鏡120″'聯(lián)結(jié)到一起，以形成光機系統(tǒng)370。在該實例中，光機系統(tǒng)將由兩個基本構(gòu)件即顯示器外罩模塊360和棱鏡120″'構(gòu)成。如果期望主動對準，則能夠在棱鏡120″'和顯示器外罩模塊360之間設(shè)置間隙，以允許棱鏡120″'相對于顯示器外罩模塊360移動。在另一個實例中，如果期望被動對準，則在棱鏡120″'和顯示器外罩模塊500之間的匹配能夠是更加準確的，從而設(shè)置最小的間隙至不設(shè)置間隙。棱鏡120″'能夠替代地卡扣到顯示器外罩模塊400中并且實現(xiàn)預(yù)定的匹配和對準。在另一個實例中，光學(xué)顯示器諸如棱鏡120″'能夠與光學(xué)外罩一體地形成，并且然后僅僅需要將顯示模塊與其連接起來。

參考圖12，示出能夠結(jié)合圖1的光機系統(tǒng)100的頭戴式裝置400的一個實例。頭戴式裝置400能夠接收、傳輸并且顯示數(shù)據(jù)。頭戴式裝置400是擁有類似于傳統(tǒng)的一副眼鏡或者太陽鏡的總體外觀的眼鏡式頭戴式裝置的一個實例。然而，能夠另外地或者可替代地使用其它類型的頭戴式裝置。

應(yīng)該理解，對于眼鏡架或者一副眼鏡的參考在這里不限于任何一種類型的眼鏡或者眼睛佩戴裝置，而是能夠包括處方和非處方太陽鏡、處方和非處方眼鏡，或者能夠用于頭戴式裝置的任何類型的眼睛佩戴裝置或者可以或者可以不包括透鏡的眼睛佩戴裝置組件。為了便于討論，將對眼鏡架或者眼鏡進行參考，但是應(yīng)該理解的是，這種說明能夠適用于所有類型的眼睛佩戴裝置。另外地，對于透鏡元件或者透鏡的參考能夠指處方透鏡、非處方透鏡、染色透鏡或者用戶可以期望的任何類型的透鏡。

頭戴式裝置400由幾個構(gòu)件構(gòu)成，包括透鏡框架404、406、中間框架支撐件408、透鏡元件410、412，和遠離透鏡框架406延伸的第一側(cè)臂或者框架臂402。透鏡元件410、412還有中心框架支撐件408的組合形成一體式中心框架支撐件401。透鏡框架404、406和框架臂402每一個均可以由塑料和/或金屬的實心結(jié)構(gòu)形成，或者可以是類似材料的中空結(jié)構(gòu)。還在本申請的范圍內(nèi)考慮了其它材料。

頭戴式裝置400進一步包括遠離透鏡框架406延伸的第二側(cè)臂或者光學(xué)臂416。在該實例中，光學(xué)臂416容納頭戴式裝置400的所有的電子構(gòu)件。例如，光學(xué)臂416可以容納用于操作該裝置的電路、電池、處理器、揚聲器、音頻裝置等。在其它實施例中，這些構(gòu)件中的某些可以位于包括中心框架支撐件401的頭戴式裝置的其它部分中。光學(xué)臂416還可以包括透光孔(未示出)和能夠捕捉靜止和視頻圖像這兩者的面向外的成像裝置407，諸如照相機。

框架臂402和光學(xué)臂416將頭戴式裝置400緊固到用戶的頭部。在該實例中，框架臂402沿著遠離透鏡框架406的外邊緣413的方向延伸并且設(shè)計成匹配在用戶的耳朵上，以將頭戴式裝置400緊固到用戶的頭部的一側(cè)。如所示那樣，中心框架支撐件401通過點413、415沿著平面P1水平地延伸。棱鏡120'還有光機系統(tǒng)(未示出)的其余部分在中心框架支撐件401的前方并且沿著能夠與平面P1交叉的水平平面P2延伸。在其它實施例中，棱鏡120和光機系統(tǒng)100可以處于平行于P1的平面中。

光學(xué)臂416能夠可移除地連接到透鏡框架404的相對的外邊緣415。光學(xué)臂416被構(gòu)造并且布置成匹配在用戶的一只耳朵上，以幫助將頭戴式裝置400緊固到用戶的頭部的另一側(cè)。光學(xué)臂416和框架臂402可以進一步通過圍繞用戶的頭部的后部延伸的光學(xué)臂416和框架臂402中的任一個或者這兩者將頭戴式裝置400緊固到用戶。

光學(xué)臂416能夠包括光機系統(tǒng)100。參考圖13，示出圖12的放大部分的頂視圖。特別地，光學(xué)臂416的透視視圖示意根據(jù)本公開的方面機械連接并且電連接到頭戴式裝置400的其它構(gòu)件的實例光機系統(tǒng)100。光機系統(tǒng)100被示出位于光學(xué)臂416的前端處，從而棱鏡120能夠直接地位于用戶的視線中。在該實例中，光學(xué)外罩200和顯示模塊300位于光學(xué)臂416的外罩200內(nèi)，但是在其它實例中，系統(tǒng)100能夠部分地或者完全地位于光學(xué)臂416的外部。光機系統(tǒng)100機械連接并且電連接到頭戴式裝置400的其它構(gòu)件。能夠?qū)⑼屑?40安裝到光學(xué)外罩220，以將光機系統(tǒng)100緊固到頭戴式裝置。通過光機系統(tǒng)100的柔性電路(未示出)，系統(tǒng)100能夠如下面所討論的那樣與包括機載計算系統(tǒng)的頭戴式裝置400的其它構(gòu)件電連接。

頭戴式裝置400可以包括機載計算系統(tǒng)。在一個實例中，機載計算系統(tǒng)(未示出)被容納在光學(xué)臂416內(nèi)。這種計算系統(tǒng)例如可以包括處理器和存儲器。機載計算系統(tǒng)可以被配置為接收并且分析來自成像裝置107和/或在頭戴式裝置400內(nèi)或者安裝到頭戴式裝置400或者與頭戴式裝置400通信的任何其它裝置的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在參考圖14，示出能夠利用根據(jù)本公開的方面的光機系統(tǒng)(未示出)的頭戴式裝置400'的另一個實例。這個頭戴式裝置是帶式頭戴式裝置。如所示那樣，頭戴式裝置400'包括連接到光學(xué)臂416'的帶460。光學(xué)臂416'與關(guān)于圖12討論的光學(xué)臂416相同，并且能夠容納在這里所公開的光機系統(tǒng)?？蚣鼙?02'被示為連接到前或者中心框架支撐件401'的前端413'，并且光學(xué)臂416'被示為連接到中心框架支撐件401?？蚣鼙?02'和光學(xué)臂416'形成能夠在用戶的頭部上佩戴的總體U形的組件。

在這里描述的示例性實施例并非意在是限制性的。將易于理解，如通常在這里描述并且在圖中示意的那樣，能夠以各種廣泛不同的配置來布置、替代、組合、分離和設(shè)計本公開的方面，所有配置都明確地在這里考慮了。

除非另有聲明，前面的可替代實例不是相互排斥的，而是可以以各種組合實施，從而實現(xiàn)獨特的優(yōu)點。因為能夠在不偏離由權(quán)利要求書限定的主題的情況下利用以上討論的特征的這些和其它變型和組合，所以實施例的前面的說明應(yīng)該被以示意性的方式理解，而非限制由權(quán)利要求書限定的主題。另外，提供在這里描述的實例，還有如“在該實例中”、“例如”“諸如”、“包括”等措辭的語句不應(yīng)該被解釋為將權(quán)利要求書的主題限制于具體實例；而是相反，這些實例旨在示意很多可能的實施例中的僅僅一個。此外，不同附圖中的相同的附圖標記能夠識別相同或者類似的元件。