具有輸入和輸出結構的可佩戴設備的制作方法
分案說明
本申請屬于申請日為2012年08月14日的中國發(fā)明專利申請201280040152.3的分案申請。
相關申請的交叉引用
本申請是于2011年8月18日提交的美國專利申請no.13/212,686的繼續(xù)申請，上述申請的公開內(nèi)容因此通過引用結合于此。
背景技術：
個人視頻或圖像顯示器是用來顯示從源接收的圖像以供單個用戶觀看的設備。這樣的設備可以為頭戴式顯示器的形式，其佩戴于用戶的頭部并且包括一個或多個處于用戶眼鏡上方或前方的圖像源。頭戴式顯示器可以包括鄰近用戶或佩戴者的每只眼睛定位并且與之相關聯(lián)的圖像源，并且能夠被配置為呈現(xiàn)可作為單個二維圖像進行觀看的相同圖像。可替換地，一些這樣的設備能夠被配置為呈現(xiàn)被觀看者解釋為單個三維圖像的不同的立體圖像。無論向用戶呈現(xiàn)的圖像類型如何，這樣的設備通常都是遮光的。也就是說，它們幾乎完全遮擋住佩戴者在屏幕或其中所包括的其它圖像源以外的視景而使得用戶僅能夠看到該設備的顯示系統(tǒng)所呈現(xiàn)的圖像。
其它個人圖像顯示器可以是所謂的平視顯示器，其中圖像在透明顯示器之上、之中顯示或者通過其進行顯示，該透明顯示器將所顯示的圖像疊加在周圍環(huán)境的場景(view)之上。這些允許用戶同時觀看到其周邊以及由顯示器所呈現(xiàn)的圖像。然而，這樣的設備可能存在許多限制，包括針對其佩戴者的適應度和舒適度以及有限的功能。
頭戴式和平視顯示器都能夠連接至接收視頻信號的視頻源，該視頻信號能夠被該設備所讀取并且將其轉換器為向用戶進行呈現(xiàn)的圖像。該視頻源能夠從諸如視頻播放器、便攜式媒體播放器或計算機之類的便攜式設備接收。一些這樣的顯示設備還被配置為接收聲音信號，該聲音信號通常通過所整合的耳機輸送至用戶。然而，這些類型的顯示器的功能被局限于被動動作，其中顯示器簡單地從外部源接收信息并且以有限的形式將其呈獻給佩戴者。因此，需要包括顯示器的可佩戴設備的進一步改進。
技術實現(xiàn)要素：
本公開的實施例涉及一種電子設備，其包括被配置為佩戴在用戶頭部上的框架。該框架包括被配置為要支撐在用戶鼻子上的梁部，和耦合至該梁部并從延伸至與該梁部遠離的第一端并且被配置為位于用戶的眉毛的第一側上方的眉部。該框架進一步包括第一臂部，其具有耦合至該眉部的第一端的第一端并且延伸至自由端。該第一臂部被配置為被定位在用戶的第一太陽穴上而使該自由端被部署在用戶的第一耳朵附近。該設備還包括附著至該框架并且鄰近其眉部定位的總體上透明的顯示器，以及附著到該框架并且被配置為用于從用戶接收與功能相關聯(lián)的輸入的輸入設備。與功能相關的信息能夠在該顯示器上進行呈現(xiàn)。
該框架的眉部可以進一步從該梁部延伸至與其第一端相對的第二端，并且能夠進一步被配置為定位在用戶的第二側眉毛的上方。該框架可以進一步包括第二臂部，其具有耦合至該眉部的第二端的第一端并且延伸至其自由端。該第二臂部可以被配置為被定位在用戶的第二太陽穴上而使其自由端被部署在用戶的第二耳朵附近。
該框架可以包括用于固定該顯示器的器件，其被配置為使得顯示器可通過繞平行于第一方向延伸的軸線進行旋轉而關于該框架發(fā)生移動。這樣的用于固定顯示器的器件可以進一步被配置為使得該顯示器可通過沿該軸線的平移而關于該框架發(fā)生移動。在一個示例中，這樣的用于固定的器件可以包括該框架的安裝部分，其在第一臂部附近附著至第一眉部。該安裝部分可以包括樁體，并且該顯示器能夠被配置為接納該樁體以可旋轉地將顯示器附著至該框架。該外殼還可以被配置為可沿該樁體以橫向方向移動。
該總體透明的顯示器可以是透明材料的棱鏡，其被配置為使得投影到該棱鏡一側之中的圖像能夠在該棱鏡的一個表面處被看到，該表面與棱鏡的該側成非零角度。所投影的圖像可以結合可通過該棱鏡看到的外部圖像一起被設備的佩戴者所觀看。該棱鏡能夠鄰近第一臂部安裝至外殼。這樣的外殼可以包括被配置為將圖像投影到該棱鏡一側之中的圖像源。該棱鏡可以通過接合至該圖像源而被安裝至該框架，并且該圖像源能夠可旋轉地固定在該外殼內(nèi)。該框架的眉部可以包括接納部分，其被配置為接納外殼以將該外殼附著至該框架。
該設備的輸入可以是觸摸敏感輸入設備，其諸如通過安裝在該框架的臂部上而附著至該框架。該觸摸敏感輸入可以包括其上具有紋理的觸摸表面。另外，該觸摸敏感輸入可以包括多個觸摸表面。除此之外或可替換地，該輸入設備可以包括運動傳感器，其被配置為檢測該設備的對應于輸入的運動。該設備可以進一步包括相機，其附著于該框架且面向與第一臂部相反的方向并且總體上垂直于眉部。
該設備可以進一步包括電子器件外殼，其包含附著于該框架的一部分上的電子設備的控制電路。該電子器件外殼可以附著在第一臂部的自由端上并且可以包括遠離該臂部延伸并且被配置為在用戶耳朵的至少一部分周圍延伸的部分。除此之外或可替換地，該電子器件外殼可以被配置為裝有電池以向該設備提供電力。
本公開的另一個實施例涉及一種電子設備，其具有被配置為佩戴于用戶頭部上的框架。該框架包括被配置為支撐在用戶鼻子上的梁部，耦合至該梁部并從該梁部延伸至與該梁部遠離的第一端并且被配置為位于用戶的眉毛的第一側上方的眉部，和具有耦合至該眉部的第一端的第一端并且延伸至自由端的第一臂部。該第一臂部被配置為被定位在用戶的第一太陽穴上而使該自由端被部署在用戶的第一耳朵附近。該梁部可進行調(diào)節(jié)以便相對于用戶的眼睛而對該眉部進行選擇性定位。該設備進一步包括總體上透明的顯示器，以及用于將該顯示器附著至該框架而使得該顯示器可通過圍繞平行于第一眉部延伸的第一軸線進行旋轉而關于該框架發(fā)生移動的器件。該顯示器還包括附著至該框架并且被配置為用于從用戶接收與功能相關聯(lián)的輸入的輸入設備，其中與功能相關的信息能夠在該顯示器上呈現(xiàn)。
本公開的另一個實施例涉及一種電子設備，其包括被配置為佩戴于用戶頭部上的框架，該框架包括被配置為支撐在用戶鼻子上的梁部，耦合至該梁部并從該梁部延伸至與該梁部遠離的第一端并且被配置為位于用戶的眉毛的第一側上方的眉部，和具有耦合至該眉部的第一端的第一端并且延伸至自由端的第一臂部。該第一臂部被配置為被定位在用戶的第一太陽穴上而使該自由端被部署在用戶的第一耳朵附近。該設備還包括總體上透明的顯示器，其附著至該框架并且被定位為鄰近其眉部。輸入設備被附著至該框架并且被配置為從用戶接收與功能相關聯(lián)的輸入，其中與功能相關的信息可在該顯示器上進行呈現(xiàn)。包含電子設備的控制電路的電子器件外殼附著在該第一臂部的自由端上并且具有遠離該臂部延伸并且被配置為在用戶耳朵的至少一部分周圍延伸的部分。該顯示器和輸入設備能夠施加中心在用戶的第一側耳朵上的第一重量力度，并且該電子器件外殼能夠被定位并配置為提供中心在用戶的第二側耳朵上的相對第一重量力度的平衡力度。
本公開的另一個實施例涉及一種電子設備，其包括被配置為佩戴于用戶頭部上的框架。該框架具有被配置為支撐在用戶鼻子上的梁部，以及具有耦合至該梁部并從該梁部延伸至與該梁部遠離的第一端的主體的眉部。該眉部的主體包括沿其至少一部分的凸緣，并且該末端包括基本上垂直于該凸緣的第一壁部，該凸緣和第一壁部一起限定接納部。該眉部被配置為位于用戶的眉毛的第一側上方。具有第一端的第一臂部耦合至該眉部的第一端并且延伸至自由端。該第一臂部被配置為被定位在用戶的第一太陽穴上而使該自由端被部署在用戶的第一耳朵附近。該設備進一步包括顯示單元，其包括顯示器外殼并且總體上透明的顯示部件。該顯示單元被附著在該眉部的接納部內(nèi)。輸入設備附著至該框架并且被配置為從用戶接收與功能相關聯(lián)的輸入，其中與功能相關的信息可在該顯示部件上進行呈現(xiàn)。
附圖說明
圖1圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)；
圖2圖示了圖1的系統(tǒng)的可替換視圖；
圖3a圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)；
圖3b圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)；
圖4圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)；
圖5圖示了可佩戴的計算設備；
圖6圖示了圖5的設備的可替換視圖；
圖7是示出其各個組件的圖5的設備的分解視圖；
圖8是示出其各個組件的圖5的設備的分解視圖；
圖9a和9b是圖示出圖5的設備的多個方面的示意圖；和
圖10是圖5的設備的前視圖。
具體實施方式
這里參考附圖對本公開的實施例進行描述。圖1圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)100。系統(tǒng)100以可佩戴計算設備的形式示出。雖然圖1圖示了頭戴式設備102作為可佩戴計算設備的示例，但是除此之外或可替換地，可以使用其它類型的可佩戴計算設備。如圖1所示，頭戴式設備102包括框架部件，其包括透鏡框架104、106和中心框架支撐108、透鏡部件110、112，以及延伸側臂114、116。中心框架支撐108和延伸側臂114、116被配置為分別經(jīng)由用戶的鼻子和耳朵將頭戴式設備102固定至用戶的臉部。
每個框架部件104、106和108以及延伸側臂114、116可以由塑料和/或金屬的固態(tài)結構形成，或者可以由類似材料的中空結構形成，以便允許連線和組件互連件能夠內(nèi)部穿過頭戴式設備102。其它材料也是可能的。
每個透鏡部件110、112中的一個或多個可以由能夠適當顯示投影圖像或圖形的任意材料形成。每個透鏡部件110、112也可以是足夠透明的以允許用戶看穿透鏡部件。將透鏡部件的這兩種特征相結合可以促成增強真實性或者投影圖像或圖形疊加于如用戶通過透鏡部件所感知的真實場景上的平視顯示。
延伸側臂114、116可以分別是遠離透鏡框架104、106延伸的突出物，并且可以定位在用戶的耳朵之后以將頭戴式設備102固定至用戶。延伸的側臂114、116可以進一步通過繞用戶頭部的后部延伸而進一步將頭戴式設備102固定至用戶。除此之外或可替換地，例如，系統(tǒng)100可以連接至頭戴式頭盔結構或者附著于其內(nèi)。也存在其它的可能性。
系統(tǒng)100還可以包括板上計算系統(tǒng)118、視頻相機120、傳感器122和手指可操作觸摸板124。板上計算系統(tǒng)118被示為位于頭戴式設備102的延伸側臂114上；然而，板上計算系統(tǒng)118可以提供在頭戴式設備102的其它部分上或者可以遠離頭戴式設備102定位(例如，板上計算系統(tǒng)118可以有線或無線連接至頭戴式設備102)。板上計算設備118例如可以包括處理器和存儲器。板上計算系統(tǒng)118可以被配置為從視頻相機120和手指可操作觸摸板124(并且可能從其它感應設備、用戶接口或者其二者)接收數(shù)據(jù)并對其進行分析，并且生成用于由透鏡部件110和112輸出的圖像。
視頻相機120被示為位于頭戴式設備102的延伸側臂114上；然而，視頻相機120可以被提供在頭戴式設備102的其它部分上。視頻相機120可以被配置為以各種分辨率或者以不同幀率捕捉圖像。諸如蜂窩電話或網(wǎng)絡相機中所使用的那些的許多具有小的形式因素的視頻相機可以被整合在系統(tǒng)100的示例中。
另外，雖然圖1圖示了一個視頻相機120，但是可以使用更多的視頻相機，并且每個視頻相機可以被配置為捕捉相同視圖或者捕捉不同視圖。例如，視頻相機120可以面向前方以捕捉用戶所感知的真實視圖的至少一部分。由視頻相機120所捕捉的該面向前方的圖像然后可以被用來生成增強現(xiàn)實，其中計算機所生成的圖像看上去與用戶所感知的真實視圖進行交互。
傳感器122被示為在頭戴式設備102的延伸側臂116上；然而，傳感器122可以位于頭戴式設備102的其它部分上。傳感器122例如可以包括一個或多個陀螺儀或加速計。在傳感器122內(nèi)或者除了傳感器122之外可以包括其它感應設備，或者可以由傳感器122執(zhí)行其他感應功能。
手指可操作觸摸板124被示為在頭戴式設備102的延伸側臂114上。然而，手指可操作觸摸板124可以位于頭戴式設備102的其它部分上。而且，在頭戴式設備102上可以存在多于一個的手指可操作觸摸板。手指可操作觸摸板124可以被用戶用來輸入命令。除其它之外，手指可操作觸摸板124可以經(jīng)由電容感應、電阻感應或表面聲波處理來感應手指的位置和移動中的至少一個。手指可操作觸摸板124可以能夠感應手指在與平板表面平行或者與之成平面的方向、平板表面的法線方向或者其二者中的移動，并且還可以能夠感應應用于平板表面的壓力水平。手指可操作觸摸板124可以由一個或多個半透明或透明的絕緣層以及一個或多個半透明或透明的傳導層所形成。手指可操作觸摸板124的邊緣可以被形成為具有突起、縮進或粗糙的表面20，以便在用戶的手指碰到手指可操作觸摸板124的邊緣或其它區(qū)域時向用戶提供觸覺反饋。如果存在多于一個的手指可操作觸摸板，則每個手指可操作觸摸板可以獨立操作并且可以提供不同功能。
圖2圖示了圖1所示的系統(tǒng)100的可替換視圖。如圖2所示，透鏡部件110、112可以用作顯示部件。頭戴式設備102可以包括耦合至延伸側臂116的內(nèi)表面并且被配置為將顯示130投影到透鏡部件112的內(nèi)表面上的第一投影儀128。除此之外或可替換地，第二投影儀132可以耦合至延伸側臂114的內(nèi)表面并且被配置為將顯示134投影到透鏡部件110的內(nèi)表面上。
透鏡部件110、112可以用作光線投影系統(tǒng)中的合成器并且可以包括對從投影儀128、132投射到它們上的光線進行反射的涂層。在一些實施例中，可以不使用反射涂層(例如，當投影儀128、132是激光掃描設備時)。
在可替換實施例中，也可以使用其它類型的顯示部件。例如，透鏡部件110、112自身可以包括：諸如電致發(fā)光顯示器或液晶顯示器的透明或半透明的矩陣顯示器，一個或多個用于向用戶的眼睛輸送圖像的波導，或能夠向用戶輸送清晰的近眼圖像的其它光學部件。相對應的顯示驅動器可以被部署在框架部件104、106內(nèi)以便驅動這樣的矩陣顯示器?？商鎿Q地或除此之外，激光或led源以及掃描系統(tǒng)能夠被用來直接將光柵顯示繪制在用戶的一個或多個眼睛的視網(wǎng)膜上。也存在其它可能性。
圖3a圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)200。系統(tǒng)200以可佩戴計算設備202的形式示出?？膳宕饔嬎阍O備202可以包括諸如關于圖1和2所描述的那些的框架部件和側臂。可佩戴計算設備202還可以另外包括諸如關于圖1和2所描述的那些的板上計算系統(tǒng)204和視頻相機206。視頻相機206被示為安裝在可佩戴計算設備202的框架上；然而，視頻相機206也可以安裝在其它位置。
如圖3a所示，可佩戴計算設備202可以包括單個顯示器208，其可以耦合至該設備。顯示器208可以形成在可佩戴計算設備202的諸如關于圖1和2所描述的透鏡部件的透鏡部件中的一個上，并且可以被配置為將計算機所生成的圖形覆蓋在用戶的對物理世界的視圖中。顯示器208被示為提供在可佩戴計算設備202的透鏡的中心，然而，顯示器208可以提供在其它位置。顯示器208可經(jīng)由計算系統(tǒng)204進行控制，該計算系統(tǒng)經(jīng)由光學波導210耦合至顯示器208。
圖3b圖示了用于接收、傳送和顯示數(shù)據(jù)的示例系統(tǒng)220。系統(tǒng)220以可佩戴計算設備222的形式被示出?？膳宕饔嬎阍O備222可以包括側臂223、中心框架支撐224和具有鼻托225的梁部。在圖3b所示的示例中，中心框架支撐224連接側臂223?？膳宕饔嬎阍O備222不包括包含透鏡部件的透鏡框架?？膳宕饔嬎阍O備222可以另外包括諸如關于圖1和2所描述的那些的板上計算系統(tǒng)226和視頻相機228。
可佩戴計算設備222可以包括單個透鏡部件230，其可以耦合至側臂223或中心框架支撐224中的一個。透鏡部件230可以包括諸如參考圖1和2所描述的顯示器的顯示器，并且可以被配置為將計算機所生成的圖形覆蓋在用戶的對物理世界的視圖上。在一個示例中，單個透鏡部件230可以耦合至延伸側臂223的內(nèi)側(即，當被用戶佩戴時暴露于用戶頭部的一部分的一側)。當可佩戴計算設備222被用戶所佩戴時，單個透鏡部件230可以位于用戶的眼睛前方或與之相接近。例如，如圖3b所示，單個透鏡部件230可以位于中心框架支撐224之下。
圖4圖示了示例計算機網(wǎng)絡架構的示意圖。在系統(tǒng)300中，設備310使用通信鏈路320(例如，有線或無線連接)與遠程設備330進行通信。設備310可以是能接收數(shù)據(jù)并且顯示與該數(shù)據(jù)相對應或相關聯(lián)的信息的任意類型的設備。例如，設備310可以是平視顯示系統(tǒng)，諸如參考圖1-3b所描述的頭戴式設備102、200或220。
因此，設備310可以包括顯示系統(tǒng)312，其包括處理器314和顯示器316。顯示器310例如可以是光學透視顯示器、光學環(huán)視顯示器或視頻透視顯示器。處理器314可以從遠程設備330接收數(shù)據(jù)，并且對該數(shù)據(jù)進行配置以便在顯示器316上進行顯示。處理器314可以是任意類型的處理器，例如微處理器或數(shù)字信號處理器。
設備310可以進一步包括板上數(shù)據(jù)存儲，諸如耦合至處理器314的存儲器318。存儲器318例如可以存儲能夠由處理器314訪問并執(zhí)行的軟件。
遠程設備314可以是被配置為向設備310傳送數(shù)據(jù)的任意類型的計算設備或傳送器，包括筆記本計算機、移動電話或平板計算設備等。遠程設備330和設備310可以包含用以支持通信鏈路320的硬件，諸如處理器、傳送器、接收器、天線等。
在圖4中，通信鏈路320被圖示為無線連接；然而，也可以使用有線連接。例如，通信鏈路320可以是諸如通用串行總線或并行總線的有線串行總線。有線連接也可以是專用連接。除其它之外，通信鏈路320還可以是使用例如
圖5-10圖示了能夠實施以上參考圖1-4所討論的系統(tǒng)100的設備10。圖5和6示出了被配置為佩戴于用戶頭部上的設備10的實施例，其中該設備10的顯示器50鄰近用戶的眼睛定位以便使得圖像可被用戶觀看。設備10還包括基于觸摸的輸入70的形式的輸入設備，其可被用戶訪問以允許用戶執(zhí)行設備10的控制功能或者與設備10相連接或者與之進行通信的另一設備的功能。
顯示器50和基于觸摸的輸入70兩者附著到框架12，該框架12包括使得設備10可佩戴于用戶頭部的特征。通常，框架12可以類似于與一副眼鏡相關聯(lián)的框架，該眼鏡例如處方眼鏡或太陽鏡。如這里所示出的設備10缺少通常在眼鏡中所包括的透鏡，而且還不包括眼鏡框架部件的能夠被用來幫助將透鏡固定至其框架的下部。然而，這里所討論的設備10的其它實施例可以包括透鏡和框架12的能夠有助于將透鏡與之固定的附加部分和特征。
框架12包括被配置為位于用戶鼻子的一部分上的梁部20。在所示出的實施例中，梁部20包括從梁部20的方向延伸的一對梁臂22。在圖5所示的設備10的實施例的視圖中，梁臂22從梁以向下方向延伸。圖5所示的設備10的方位總體上對應于設備10被用戶佩戴時當用戶的頭部處于自然直立位置時的方位。在這樣的參考框架中進行了梁臂22從梁部20向下延伸的描述并且這是出于本描述的目的。還出于類似目的進行了任意其它相關參考方向的討論，并且除非明確指出，否則都并非意在關于本公開進行限制。
所期望地，梁臂22包括其上的相應襯墊24，其可以被定位為處于佩戴者的鼻子部分上。為了舒適，襯墊24可以由比臂部更軟的材料制成。此外，制成襯墊24的材料可以是柔性的或者具有防止沿用戶鼻子表面滑動的紋理。梁臂22可以是柔性的以進一步提供舒適的配合或者抓牢在用戶的鼻子上。另外，梁臂22能夠可形變地發(fā)生彎曲并復位以使得襯墊24的位置能夠有所變化以最佳配合用戶。這可以包括更接近或遠離地移動或者相對于梁部20前后移動，這能夠調(diào)節(jié)框架10的高度并且相應地調(diào)節(jié)顯示器50相對于用戶眼睛的位置。以下更為詳細地描述了對顯示器及其其它結構的另外調(diào)節(jié)。在其它實施例中，類似于臂部和襯墊的結構可以與梁部20的其余結構整體形成并且能夠被構造為使得與所示出的梁部實施例相比梁部的更大或更小的面積與用戶鼻子相接觸。根據(jù)現(xiàn)有眼鏡和太陽鏡設計中所實施的結構，其它配置形式也是可能的。
框架12還包括遠離梁部20以橫向方向延伸的一個或多個眉部30。所示出的實施例包括兩個眉部30a和30b，它們均遠離梁部20的相對兩側延伸。在其它實施例中，可以僅包括諸如處于眉部30a的位置的遠離梁部20橫向延伸的單個眉部。在這樣的實施例中，單個眉部被包括在顯示器50的一側，而梁部20的另一側則基本上什么也沒有。在再另外的實施例中，一個或兩個眉部可以與特殊構造的透鏡整體形成或者能夠被其所替代。眉部30a、30b被成型為橫向延伸穿過用戶的眼睛同時位于眼睛上方(或可替換地位于眼睛下方)以便不遮擋佩戴者的視線。除了圖中所示出的以外，對于眉部30a、30b而言可能由多種不同形狀和結構。眉部30a、30的具體形狀可以取決于梁部20的形狀和結構。作為另外的替換形式，單個眉部具有在其中心或中心附近與之附著的梁部并且能夠在中心的相對兩側橫向延伸穿過每只眼睛。
眉部30a、30b可以是與梁部20相同或不同的材料。用于眉部30或框架12的任意其它部分的適當材料的示例可以包括各種類型的塑料，諸如聚碳酸酯、丙烯酸、abs和聚乙烯。包括梁部20和眉部30在內(nèi)的框架12的任意部分可以由諸如鋁、不銹鋼、鈦、鎳、金的金屬或者包括一種或多種所列出金屬或類似金屬的各種合金所制成。眉部30可以以相同材料與梁部20一體形成，或者眉部30和梁部20可以由不同材料制成并且使用粘合劑、螺絲、各種形式的焊接、軟焊、燒結等附著在一起。
框架12還包括以從眉部30穿過用戶的太陽穴并朝向用戶耳朵延伸的臂部形式的一個或多個太陽穴部分。如圖5所示，框架12可以包括兩個臂部40a、40b，它們可以被定位為從相應眉部30a、30b以向后方向延伸。在梁部的單側上具有單個眉部的實施例中，將存在僅一個臂部。臂部40a、40b可以提供與用戶頭部相接觸并且對設備與用戶頭部的配合和固定有所貢獻的另外的點或區(qū)域。臂部40a、40b在結構和功能上可以類似于眼鏡的相對應特征。
臂部40a、40b可以使用剛性連接42而附著至相應的眉部30a、30b，如所示出的，該剛性連接可以使用組裝在臂部40a、40b和眉部30a、30b之間的螺絲?？商鎿Q地，臂部40a、40b可以使用鉸鏈部件而附著至相應的眉部30a、30b，該鉸鏈部件被配置為允許臂部40a、40b朝向眉部30向內(nèi)折疊以便于存放或運輸。如果使用鉸鏈，則它們可以被加載以彈簧等以針對用戶的頭部施加舒適的壓力或者舒適地與不同頭部大小的范圍相適應?？商鎿Q地，臂部40a、40b可以與眉部30a、30b整體或一體形成。在一些實施例中，臂部可以由內(nèi)部具有金屬加強件以允許彎曲或防止斷裂的塑料材料制成。
臂部40a、40b包括與相應臂部40a、40b和眉部30a、30b之間的連接42相對的相應自由端44。自由端44可以被定位為在用戶佩戴設備10時位于其耳朵附近。耳朵部分46可以附著至臂部40a、40b的自由端44或者與其整體形成。如圖5所示，耳朵部分46可以包括如圖中所示的弧形或曲線形的形式以使得它們在用戶耳朵后方的部分有所彎曲。像眼鏡一樣，耳朵部分46的特定形狀可以以許多方式而有所變化，包括它們彎曲的量、它們圍繞耳朵延伸的距離以及在存在的情況下它們在耳朵外部所實際保持的接觸量。臂部40可以被構造為相對于眉部30適當定位耳朵部分46以針對用戶實現(xiàn)適當配合或者不同用戶的選擇。因此，臂部40的形狀可以取決于眉部的大小和形狀。例如，臂部40可以基本上從眉部與之基本垂直地向后延伸并且可以基本上是直的。在其它實施例中，臂部可以相對于眉部30的外側端向內(nèi)、向外、向上或向下成角度并且可以進一步以任意方向(或多個方向)發(fā)生彎曲以實現(xiàn)所期望的配合或審美質(zhì)量。
如所示出的，耳朵部分46可以是例如通過經(jīng)由允許繞軸旋轉的鉸鏈48的接合而與臂部的末端44相連接的單獨件。該配置可以允許對耳朵部分46進行附加調(diào)節(jié)以可選地增加與耳朵的接觸量或者在具有不同頭部大小、耳朵位置等的不同用戶間允許舒適接觸。在其它實施例中，耳朵部分46可以與臂部40固定接合或者與之一體形成。在另外的實施例中，耳朵部分46可以基本上與臂部40同軸延伸或者能夠從那里向內(nèi)而不是向下延伸至它們在其最頂端的區(qū)域停留在耳朵上而并不勾在耳朵周圍的位置。在這樣的實施例中，耳朵部分46或臂部40可以被配置為相對用戶頭部的一側施加壓力以通過由該壓力所生成的摩擦而至少部分地將框架12固定于用戶的頭部。耳朵部分46可以由與臂部40類似的材料制成或者可以由不同材料制成，諸如包括各種熱塑彈性體在內(nèi)的具有兼容性或高摩擦特性的軟質(zhì)接觸性材料。
如之前所提到的，設備10可以包括附著至框架12的各種輸入和輸出結構。輸出結構可以為顯示單元50的形式，其包括安裝在外殼52上的棱鏡54，該外殼52還可以包含與顯示器相關聯(lián)的電子組件。在所示出的實施例中，棱鏡54被用來顯示由顯示器的電子組件所生成的圖像。棱鏡54被構造為在接收側58(如圖7、9a和9b所示)接收所投影的圖像并且使得該圖像可由用戶通過看向棱鏡54的觀看側60中而看到。這可以通過制造具有特定形狀或材料特性的棱鏡54來完成。能夠找到這樣的結構的描述。在圖7中以分解圖所示出的圖5的實施例中，棱鏡54的接收側鄰近外殼52或處于其內(nèi)以使得外殼52內(nèi)的電子組件能夠包含視頻投影儀，其被構造為將期望的視頻圖像投射到棱鏡54的接收側58上。這樣的投影儀可以包括諸如lcd、crt和oled顯示器的圖像源以及在需要的情況下包括透鏡，以便將圖像聚焦在棱鏡54的適當區(qū)域上。與顯示單元50相關聯(lián)的電子組件還可以包括控制電路，其用于使得該投影儀基于由此接收的視頻信號而生成期望的圖像。
接收表面58可以垂直于棱鏡54的觀看表面60以使得透明棱鏡能夠被用來將所投影的圖像與設備的佩戴者周邊的環(huán)境視圖相結合。這允許用戶對周圍環(huán)境以及顯示單元50的圖像進行觀察。棱鏡54和顯示電子器件能夠被配置為呈現(xiàn)不透明或半透明的圖像或者其組合以實現(xiàn)各種所期望的圖像組合。
顯示單元50可以被附著到框架12以使得棱鏡54位于眉部30a下方或者處于使得用戶能夠舒適觀察到觀看表面60的位置。對于棱鏡54而言，可能有多種不同位置來滿足這些標準。例如，棱鏡可以被直接定位于用戶眼睛前方或者能夠被定位在用戶眼睛中心的上方或下方，這允許顯示設備50的圖像處于用戶直接或正前方的視線之外，但是仍然允許用戶在舒適范圍內(nèi)使得其眼睛向上或向下指向以觀看棱鏡54內(nèi)的圖像。棱鏡54能夠被定位在眼睛中心的左側或右側以實現(xiàn)類似效果?？蚣?2或者在顯示器外殼52與框架12之間的接合能夠允許用戶相對于用戶的眼睛而對棱鏡56的位置進行調(diào)節(jié)。例如，能夠通過調(diào)節(jié)梁部20的梁臂22來改變棱鏡56的垂直位置，這將升高或降低眉部30在用戶臉部上的位置，并且相應地升高或降低附著至框架12的棱鏡54。
在所示出的實施例中，顯示外殼52在框架12的接納結構32中接合至框架12，該接納結構被形成為眉部30a的一部分。如所示出的，接納結構32包括向外展開的頂部34、向下依靠的側面36以及向內(nèi)延伸的底部38。接納結構32的這三個側面能夠被配置為將外殼52固定至框架12或者為外殼52提供保護或者實現(xiàn)所期望的審美外觀。在其它實施例中，能夠包括接納結構32另外或更少的側面。例如，外殼能夠僅附著至頂部43或接納結構32，并且結構32可以缺少任意的側面或底部。如圖7的分解圖中所示出的，外殼52在接納結構32的側面36處接合至框架12。柱體62遠離側面32的內(nèi)側延伸至接納結構32的內(nèi)部。外殼52中相對應的開孔64被配置為穩(wěn)固接納柱體62但是由此允許外殼52在柱體62上轉動、在柱體62上平移或者其組合。柱體62還可以包括凸緣66或者諸如搭扣、螺絲等的其他保持特征以限制外殼52在柱體62上的平移并且防止外殼52從框架12意外脫落。柱體62和凸緣66可以相比所示出的實施例被修改為包括諸如缺口等的允許柱體62和或凸緣66形變的特征，而允許開孔64和凸緣66之間的扣合。另外，柱體可以是中空的并且可以進一步向側面36的中空內(nèi)部或眉部30的其它中空內(nèi)部開放以允許與顯示電子器件相關聯(lián)的線路從中穿過。接納結構32的大小可以被設置為向外殼52提供用于通過預定范圍進行旋轉的間隙。柱體62還可以位于接納結構32內(nèi)以允許預定旋轉。
外殼52相對于框架12的旋轉可以允許相對于用戶的眼睛而對棱鏡54的觀看表面60的角度進行調(diào)節(jié)。如以上所討論的，由于設備10對不同用戶的臉部的配合不同或者由于棱鏡54在用戶臉部上的垂直位置的選擇性調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)對于允許棱鏡54內(nèi)的圖像貫穿棱鏡54相對于用戶眼睛的各個垂直位置而能夠被用戶適當觀看而言是有用的。
如圖9a-b中所示，在棱鏡54的某些結構中，對棱鏡54進行定向以使得觀看表面60與從棱鏡54內(nèi)的圖像位置到用戶眼睛的焦點中心的直線成垂直會是有利的。通過允許顯示外殼52旋轉并且因此允許棱鏡54相對于框架12發(fā)生旋轉，棱鏡54能夠被定位在最優(yōu)角度以便具有不同臉部結構以及對于棱鏡54的水平或垂直位置具有不同偏好的用戶進行觀看。圖9a示出了處于用戶眼睛90的水平中心92上方的位置的棱鏡54。棱鏡54繞相對于用戶臉部以橫向方向延伸(在圖9的頁面的內(nèi)外)的軸線84樞轉或以其它方式進行旋轉而使得表面60垂直于在表面60和用戶眼睛90的焦點中心96之間延伸的線94。應注意，圖9a所示的示圖僅為示例并且不同用戶會具有其不同的眼睛焦點中心位置。圖9b示出了垂直接近于用戶眼睛的水平中心定位的棱鏡，其中如以上所描述的，棱鏡54相應旋轉以便由用戶最優(yōu)地觀看。
如圖10所示，還可以允許沿柱體62和/或沿軸線88而對棱鏡54進行平移調(diào)節(jié)。該平移移動允許棱鏡54橫向地對準用戶的眼睛，其相對于框架12的位置可以在用戶之間有所變化。這樣的調(diào)節(jié)可以根據(jù)用戶偏好來進行或者在水平平面內(nèi)實現(xiàn)最優(yōu)觀看角度。在圖10的示例中，棱鏡能夠在第一位置p1和第二位置p2之間沿柱體62滑動，其中顯示器50以虛線示出。
在可替換實施例中，顯示器可以包括接合至相對應的電子電路和圖像源的棱鏡。該圖像源和電路因此能夠可旋轉地安裝在外殼內(nèi)以使得棱鏡還能夠通過圖像源和外殼內(nèi)的電路的旋轉而可關于外殼發(fā)生旋轉。在另一個可替換實施例中，基于框架12在用戶頭部上的預期或估計配合，外殼62能夠被在固定位置被固定在接納部分32內(nèi)并且被構造為使得棱鏡54至少大致根據(jù)圖9a-b或圖10的討論進行定位。
在該示例中，在眉部30a的一側示出了單個顯示器50。應注意，顯示器50能夠替代類似地安裝在眉部30b上?？商鎿Q地，可以包括兩個顯示單元，其中每個眉部內(nèi)附著有一個并且對應于用戶的每個眼睛。作為另外的可替換形式，能夠使用單個顯示器，其具有被配置為在用戶的雙眼上方延伸以便顯示可由雙眼觀看的圖像的棱鏡54或其它結構。
如以上所討論的，所期望地，如圖6所示的基于觸摸的輸入70的形式的輸入設備也包括在設備10中并且附著至框架12?；谟|摸的輸入70可以是觸摸板或者軌跡板類型的設備，除其它可能性之外，其被配置為經(jīng)由電容感應、單組感應或者表面聲波處理來感應手指的位置和移動中的至少一個?；谟|摸的輸入70進一步能夠感應手指在與襯墊表面平行或與之成平面的方向、襯墊表面的法線方向或者其二者中的移動，并且還可以感應所應用的壓力水平?；谟|摸的輸入70能夠被形成為具有一個或多個可以是不透明、半透明或透明的絕緣或電介質(zhì)層的外層，以及一個或多個能夠是不透明、透明或半透明的傳導層的內(nèi)層。
基于觸摸的輸入70的結構可以包括外殼76，其可以具有用于包含基于觸摸的輸入70的內(nèi)層以及與之相關聯(lián)的諸如控制電路的任意電氣結構的內(nèi)部空腔?；谟|摸的輸入70的外層可以是外殼的外壁并且可以包括整個壁及其一個或多個觸摸表面72的形式的所選擇的可操作區(qū)域，該可操作區(qū)域如通過基于觸摸的輸入70的內(nèi)層的大小、形狀和位置所指示。如果外殼的一部分要被用作基于觸摸的輸入70的外層，則外殼76可以由諸如塑料的電介質(zhì)材料制成。在可替換的實施例中，觸摸表面72是安裝在外殼76中的開口之中的離散元件。
在所示出的實施例中，基于觸摸的輸入70安裝在臂40a上并且限定了覆蓋用戶頭部一側的一部分的垂直平面。因此，當其被佩戴時，基于觸摸的輸入70將不會對設備10的用戶可見。為了幫助用戶識別出基于觸摸的輸入70的任意觸摸表面，外殼76可以被形成為具有突起、縮進或粗糙表面所提供的紋理以便在用戶的手指與觸摸表面72相接觸時向用戶提供觸覺反饋。這樣的紋理能夠限定觸摸表面72的邊界，可以通過觸摸表面是一致的，或者可以沿觸摸表面72的水平和垂直長度而變化以向用戶給出有關接觸觸摸表面72的手指的位置的反饋。
如圖8所示，在該實施例中，外殼76或基于觸摸的輸入70能夠在其從接納部分32的一側36延伸的接合部分42a附著至框架12。接合部分42a可以與眉部30a整體形成，包括與接納部分32整體形成，并且外殼76可以諸如通過螺絲或其它固定件剛性地與之附著。如圖6所示，基于觸摸的輸入70的外殼可以被安排為使得觸摸表面72與接合部分42a的表面齊平以提供統(tǒng)一的外觀?？商鎿Q地，如以上所討論的，接合部分42a可以包括鉸鏈以允許臂部40a向內(nèi)折疊而使自由端44位于眉部30b附近。如與觸摸表面72相對的一側上所示出的，臂部40a可以附著至外殼76。另外，臂部40a可以被配置為通過作為其外殼76的一部分而部分包圍基于觸摸的輸入70。在另一個實施例中，臂部40a可以類似于臂部40b進行配置并且可以向其安裝基于觸摸的輸入70。
基于觸摸的輸入70還可以包括附加的觸摸表面72，諸如外殼76的頂部或底部表面。這能夠通過例如將電容傳感器層定位在所選擇的外殼表面的下方來實現(xiàn)。在其它實施例中，可以在設備10的不同位置提供附加的基于觸摸的輸入，諸如在眉部30a或顯示器外殼52上。每個基于觸摸的輸入70可以獨立操作，并且可以提供不同功能。此外，外殼76可以包括附加的輸入結構，諸如能夠為設備10提供附加功能的按鈕68，包括實施鎖定或休眠特征或者允許用戶將設備10的電力在開關狀態(tài)之間進行切換。
基于觸摸的輸入70或其它類型的輸入能夠被用來提供由設備10所執(zhí)行的控制功能，該控制功能諸如由板上cpu或者諸如智能電話或筆記本計算機的遠程設備來執(zhí)行。在一個實施例中，用戶能夠在顯示器50上看到與控制功能相關的信息。在一個示例中，控制功能是菜單項的選擇。在這樣的示例中，可以在顯示器50上呈現(xiàn)具有選項列表的菜單。用戶能夠通過手指沿基于觸摸的輸入70的預定移動來移動光標或滾動通過高亮選項，并且能夠通過不同移動來確認選擇，選擇的接受由顯示器來指示。菜單項選擇的示例可以包括是否在遠程鏈接的智能電話上應答或拒絕來電呼叫或者滾動或放大在顯示器中所呈現(xiàn)的地圖。
設備10中可以包括附加的輸入結構。如圖5所示，這些可以包括相機26和傳感器28。該相機能夠被用來依據(jù)用戶的判斷拍攝圖片或記錄視頻。該相機還能夠被設備用來獲得用戶的其環(huán)境的視圖的圖像以在實施增強現(xiàn)實功能時使用。傳感器28可以例如是光傳感器，其能夠由與相機26相關聯(lián)的固件或軟件所使用。如圖5-7所示，相機和傳感器可以包括在位于接納結構32內(nèi)的外殼78中并且處于顯示器外殼52的前方。相機26和傳感器28的其它位置也是可能的。
顯示器外殼52和觸摸板外殼72中的一個或其二者可以包含用于設備10的電子電路和/或諸如電池的電源。該電路可以包括用于觸摸板70、顯示器50、相機26或傳感器28的控制。此外，該外殼中的一個或二者可以包括存儲器、微處理器或者諸如蜂窩、短程無線(例如，藍牙)或wifi電路的通信設備以便連接至遠程設備。此外，任意這樣的電路可以包括在與以上所討論的一個或多個耳朵部分46整體形成的聽筒外殼80中。如圖5和6所示，聽筒外殼80被配置為在被佩戴時位于用戶耳朵之后或上方。聽筒外殼80可以進一步被配置為接觸用戶頭部的一部分以幫助固定設備10的位置。聽筒外殼80可以被配置為包括各種形式的一個或多個電池，諸如aaa、aa或9伏形式的電池。該電池還可以是可充電電池，諸如鋰離子或鎳鎘電池，并且可以由用戶移除或者可以是永久性或半永久性的。聽筒外殼還可以包括端口82，其能夠被用來將設備10連接至電源以在不移除電池的情況下對其進行充電或者諸如以上所描述的將設備10連接至遠程設備以便與之通信，或者更新或安裝設備10的存儲器中所包括的軟件或固件。
聽筒外殼80可以被配置為并定位為提供與基于觸摸的輸入70或顯示器外殼50的重量的平衡重量?；谟|摸的輸入70和顯示器外殼50被定位為朝向用戶耳朵的前方，這使得其重量的一部分被用戶的鼻子所承載。通過以聽筒外殼80的形式增加用戶耳后的重量(或者將重量遷移至用戶耳后)，耳朵成為了支點，顯示器50和基于觸摸的輸入70的重量關于其而針對聽筒外殼80的重量達到平衡。這能夠緩解用戶鼻子上的一些重量，給予更為舒適的配合。聽筒外殼80內(nèi)的諸如設備10的電池或各種控制電路之類的組件能夠被安排為對設備10的所期望的重量分布有所貢獻。例如，諸如電池的較重組件能夠朝向或遠離臂部42a放置以對重量分布進行調(diào)節(jié)。在一個實施例中，主要的重量由用戶的耳朵所承載，但是一些重量仍然由鼻子來承載以便為設備給予穩(wěn)定的感覺并且將梁部20保持為錨定在鼻子上以保持棱鏡54的期望位置。在一個實施例中，設備10的55％和90％之間的重量由用戶的耳朵來承載。此外，在聽筒外殼80可旋轉地附著至臂部42a的實施例中，聽筒外殼80的旋轉能夠允許可定制的重量分布。
設備中可以包括附加的組件，諸如附加的輸入、控制電路板、天線等。這些附件組件附著至框架12的各個位置也能夠被選擇以允許預定的重量分布。
雖然這里已經(jīng)參考特定實施例進行了描述，但是所要理解的是，這些實施例僅是本公開的原理和應用的說明。因此，所要理解的是，可以對說明性實施例進行各種修改并且可以設計出其它安排而不背離如所附權利要求所定義的本公開的精神和范圍。
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