头戴式显示单元及用于其的头部支撑件的制作方法

头戴式显示单元及用于其的头部支撑件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年9月24日提交的美国临时专利申请63/082,721号的优先权和权益，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文以用于所有目的。
技术领域
3.本公开涉及头戴式显示器，并且具体地涉及用于其的头部支撑件。


背景技术：

4.头戴式显示器穿戴在用户的头部上并且向该头部提供图形内容。头戴式显示器可包括头部支撑件，这些头部支撑件在使用时接合用户的头部，但是当运输头戴式显示器时这可能是笨重的。


技术实现要素：

5.本文公开了头戴式显示器及用于其的头部支撑件的具体实施。在一个具体实施中，头戴式显示器包括显示器组件和联接到显示器组件的头部支撑件。头部支撑件包括联接到头戴式显示器的第一侧的第一铰链部分和联接到头戴式显示器的第二侧的第二铰链部分。第一铰链部分和第二铰链部分中的每一者可在第一状态和第二状态之间移动。头部支撑件还包括联接到第一铰链部分的第一细长部分和联接到第二铰链部分的第二细长部分。第一细长部分和第二细长部分中的每一者是刚性的，并且可分别与第一铰链部分和第二铰链部分一起在第一状态和第二状态之间移动。头部支撑件还包括条带部分，该条带部分是柔性的、弹性的并且在第一细长部分和第二细长部分之间延伸。第一细长部分和第二细长部分中的每一者在处于第一状态时从头戴式显示器向后延伸，并且在处于第二状态时沿着显示器组件的向后侧朝向彼此延伸并且不彼此重叠。
6.在一个具体实施中，头戴式显示器包括具有电子显示器的显示器组件和联接用于将显示器组件支撑在用户的头部上的头部支撑件。头部支撑件包括第一铰链部分和第二铰链部分，该第一铰链部分和该第二铰链部分各自包括可在相对于头戴式显示器向后延伸的展开状态和跨头戴式显示器的后面侧向延伸的收起状态之间移动的带状弹簧。头部支撑件还包括联接到第一铰链部分和第二铰链部分的柔性带。
7.在一个具体实施中，头戴式显示器包括：显示器组件，该显示器组件具有底盘和联接到该底盘的显示器；面部支撑件，该面部支撑件联接到显示器组件并且被配置为接合用户的面部以用于将显示器组件支撑在该面部上；以及头部支撑件，该头部支撑件联接到显示器组件并且被配置为接合用户的头部以用于将显示器组件支撑在该头部上。头部支撑件包括联接到显示器组件的底盘的左侧和右侧的左铰链和右铰链。头部支撑件还包括左细长部分和右细长部分，这些左细长部分和右细长部分分别联接到左铰链和右铰链并且可分别通过左铰链和右铰链在延伸状态和折叠状态之间移动。左细长部分和右细长部分在延伸状态下相对于底盘向后延伸，并且在折叠状态下跨显示器组件的内面侧向延伸。头部支撑件
还包括分别包含在左细长部分和右细长部分内的左扬声器和右扬声器。头部支撑件还包括包含在左细长部分和右细长部分中的音频隧道，这些音频隧道将来自左扬声器和右扬声器的声音沿这些音频隧道向前和向后传播。头部支撑件还包括柔性条带，该柔性条带联接到左细长部分和右细长部分并且在左细长部分和右细长部分之间延伸。
附图说明
8.图1是头戴式显示单元的顶视图。
9.图2是头戴式显示单元的控制器的示例性硬件配置的示意图。
10.图3a是具有处于延伸状态的头部支撑件的头戴式显示单元的顶视图。
11.图3b是具有处于折叠状态的头部支撑件的头戴式显示单元的顶视图。
12.图3c是用户的头部上的头戴式显示单元的侧视图。
13.图4a是处于延伸状态的头部支撑件的变型的左侧的局部内部视图。
14.图4b是处于延伸状态的图4a的头部支撑件的左侧的局部顶视图。
15.图4c是处于延伸状态的图4a的头部支撑件的左侧的局部内部视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
16.图4d是处于延伸状态的图4a的头部支撑件的左侧的局部顶视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
17.图4e是处于折叠状态的图4a的头部支撑件的左侧的局部顶视图。
18.图4f是处于折叠状态的图4a的头部支撑件的左侧的局部顶视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
19.图5a是处于延伸状态的头部支撑件的另一变型的左侧的局部内部视图。
20.图5b是处于延伸状态的图5a的头部支撑件的左侧的局部顶视图。
21.图5c是处于延伸状态的图5a的头部支撑件的左侧的局部内部视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
22.图5d是处于延伸状态的图5a的头部支撑件的左侧的局部顶视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
23.图5e是处于折叠状态的图5a的头部支撑件的左侧的局部顶视图。
24.图5f是处于折叠状态的图5a的头部支撑件的左侧的局部顶视图，其中各种外部部件以虚线例示并且内部部件以实线例示。
25.图5g是沿着图5d中的线5g-5g截取的头部支撑件的剖视图。
26.图5h是沿着图5f中的线5h-5h截取的头部支撑件的剖视图。
具体实施方式
27.参考图1，头戴式显示单元100通常包括显示器组件110、面部界面120和头部支撑件130。显示器组件110向穿戴头戴式显示单元100的用户输出图形内容。面部界面120联接到显示器组件110，并且接合用户的面部以将显示器组件110支撑和定位在该面部上。头部支撑件130联接到显示器组件110并且沿该显示器组件向后延伸以接合用户的头部，例如围绕用户的头部延伸，以进一步将显示器组件110支撑和固定到用户。
28.显示器组件110通常包括底盘112和一个或多个显示器114，该一个或多个显示器
联接到底盘112并且由该底盘支撑。底盘112是大体上刚性结构，其包括前部部分112a和联接到前部部分112a并且从该前部部分向后延伸的侧部部分112b。底盘112可包括或以其他方式被配置为包含显示器114和/或其他部件的外壳并且可被称为外壳。底盘112可进一步被称为框架。
29.底盘112的前部部分112a的大小被设定成跨不同用户的面部的宽度延伸。侧部部分112b间隔开以便在它们之间容纳不同用户的面部的宽度，例如，从用户的眼睛向外间隔开。前部部分112a和侧部部分112b可被视为协作地限定容纳用户的头部的凹陷。底盘112的向后侧112c面向用户。在头戴式显示单元100的典型使用(例如，当就座时穿戴)期间，通常是刚性的底盘112通常不响应于正常水平的负载而弯曲或以其他方式变形。底盘112可由彼此联接以形成该底盘的刚性结构的一个或多个部件形成。
30.一个或多个显示器114联接到底盘112，以便可由穿戴头戴式显示单元100的用户查看。一个或多个电子显示器114可以是任何合适类型的显示器，诸如液晶(lcd)、发光二极管(led)、微led或有机发光二极管(oled)。电子显示器114可以是不透明的，以便阻挡用户对环境的观察，或者可以是透明的以容许用户通过该电子显示器观察环境。显示器114可进一步被视为包括光学部件(例如，透镜)，用户通过这些部件来查看电子显示器114。
31.显示器组件110还可包括其他电子器件116(示意性地描绘)，诸如电源116a、控制器116b、传感器116c和输入/输出接口116d等。电源116a可以是任何合适的电源，诸如存储能量的电池或者插头或塞绳，通过该插头或电线将功率从另一源传输到显示器组件110。控制器116b被配置为例如通过操作显示器114以输出计算机生成的内容来控制显示器组件110的操作。控制器116b的示例性硬件配置在下文相对于图2进行论述。传感器116c可被配置为监视用户、环境和/或头戴式显示单元100，并且可例如包括各种光学传感器(例如，可见光相机、红外相机、结构光传感器)、超声传感器、移动传感器(例如，全球位置传感器、加速度计和/或陀螺仪)、音频传感器(例如，麦克风)和生理传感器(例如，心率、皮肤电反应、电极)。输入/输出接口116d被配置为通过有线和/或无线连接向其他设备发送信息和/或从其他设备接收信息，以例如操作头戴式显示单元100(例如，用户输入、传感器输入、软件指令、外部通信和/或内容)。
32.参考图2，例示了用于控制器116b的示例性硬件配置。控制器116b是能够实现本文所述的装置和方法的任何合适的计算设备或系统。控制器116b通常包括处理器218a、处理器218b、存储装置218c、通信接口218d以及总线218e，控制器116b的其他部件通过该总线彼此通信。处理器218a可以是能够执行书面指令(例如，软件编程)的任何合适的处理设备，诸如中央处理单元。存储器218b是易失性高速存储器设备，诸如随机存取存储器。存储装置218c是能够存储要由处理器218a执行的各种指令(例如，软件编程)和/或其他数据的非易失性存储设备，诸如固态盘驱动器。通信接口218d被配置为向控制器发送各种信号和/或从控制器接收各种信号，例如以控制显示器组件的各种其他电子部件(例如，显示器114和/或其他电子器件116)或头部支撑件130的电子器件(如下文进一步详细地论述)。
33.再次参考图1，面部界面120联接到显示器组件110并且被配置为接合用户的面部以将显示器组件110支撑和定位在该面部上。面部界面120是顺应性结构，该顺应性结构在抵靠用户的面部按压时压缩或以其他方式变形以符合用户的面部的形状并且在该面部上方分布力。面部界面120可例如包括泡沫材料或由泡沫材料形成和/或包括合适的机构(例
如，弹簧连杆)。面部界面120还可用于通过将用户的面部基本上连续地围绕用户的眼睛接合来阻止环境光到达用户的眼睛，并且由此也可被视为或包括光密封。
34.头部支撑件130用于将显示器组件110物理地支撑在用户的面部上，并且可进一步执行各种电子功能(例如，感测、音频传输、功率存储和/或传输)。头部支撑件130机械地联接到显示器组件110的左侧和右侧中的每一者，例如直接联接到底盘112的侧部部分112b(如图所示)。另选地，头部支撑件130可间接地联接到显示器组件110，例如联接到面部界面120，该面部界面继而联接到显示器组件110。头部支撑件130被配置为围绕用户的头部延伸以处于张紧状态并且朝向用户的面部拉动显示器组件110以压缩它们之间的面部界面120。头部支撑件130还可电联接到显示器组件110的底盘112的侧部部分112b中的一者或两者，以在它们之间传输信号和/或功率，以利用头部支撑件130执行各种功率功能(例如，声音输出、感测和/或功率存储)。显示器组件110和头部支撑件130之间的机械和/或电气连接可以是大体上固定的，使得头部支撑件130不容易被普通用户移除或连接，或者可以是可互换的，使得用户可容易地将头部支撑件130中的不同头部支撑件连接到显示器组件110(例如，具有不同功能、大小或其他配置以适应不同用途和/或用户)。头部支撑件130的各种不同方面和功能在下文进一步详细地论述。
35.参考图3a-图3b，头部支撑件130通常包括从显示器组件110向后移动的两个铰链部分334、两个细长部分336以及在细长部分336之间延伸的条带部分338。在下文的论述和权利要求中，具有类似功能或名称的部件可数字地(例如，第一和第二)、方向地(例如，对应于头戴式显示单元100的左侧和右侧)或以其他方式区分。
36.两个铰链部分334设置在(例如，用户的头部或显示器组件110的)左侧和右侧上，并且还可被称为第一铰链部分和第二铰链部分或左铰链部分和右铰链部分。两个细长部分336设置在(例如，用户的头部或显示器组件110的)左侧和右侧上，并且可被称为第一细长部分和第二细长部分或左细长部分和右细长部分。铰链部分334、细长部分336和条带部分338之间的分界线可对用户可见(如由图中的实线表示)或者可以是不可见的(例如，被外部覆盖物隐藏)。头部支撑件130可以各种不同方式配置，例如可移除地或固定地联接到显示器组件110包括电子部件，这些电子部件包括扬声器和用于将来自扬声器的声音朝向其和/或远离其和/或相对于用户的耳朵传输的音频隧道、条带部分338的可移除性、用于保持头部支撑件130的状态或位置的机构等。下文相对于图3a-图3b并且利用图4a-图5h所示的具体变型来大体上论述铰链部分334、细长部分336和条带部分338。
37.铰链部分334中的每个铰链部分联接到细长部分336中的一个细长部分和底盘112的侧部部分112b并且在细长部分中的一个细长部分和底盘的侧部部分之间延伸。铰链部分334可在延伸状态和折叠状态之间改变(例如，可重新配置或可移动)，由此使得细长部分336能够相对于显示器组件110的底盘112枢转。在铰链部分334的延伸状态下，细长部分336从显示器组件的底盘112向后延伸(例如，以在它们之间接收用户的头部)并且还可被称为处于延伸状态。在铰链部分334的折叠状态下，细长部分336跨显示器组件110的向后侧112c的至少一部分侧向向内延伸(例如，从显示器组件110的底盘112的侧部部分112b中的左侧部分向右延伸，并且从侧部部分112b中的右侧部分向左延伸)，并且还可被称为处于折叠状态。延伸状态和折叠状态也可被称为延伸和折叠、展开和收起，或者第一和第二位置或配置。
38.铰链部分334可例如提供延伸状态和折叠状态之间、以及由此细长部分336的延伸位置和折叠位置之间的运动的角度范围。运动的角度范围可例如在70度和110度之间，例如诸如在80度和100度之间。铰链部分334可被配置为将细长部分336机械地保持在延伸位置和/或折叠位置，同时容许细长部分336在它们之间大体上自由地移动。例如，与将细长部分336移动到延伸位置、折叠位置或两者中或使该细长部分在此类位置之间移动相比，可能需要更大的力来将该细长部分从这些位置移动(例如，从这些位置移出)。用于将铰链部分334和细长部分336保持在延伸位置的各种机械机构在下文相对于图4a-图4f(例如，抵靠彼此轴向按压的旋转凸轮表面)和相对于图5a-图5h(例如，带状弹簧)进一步详细地论述。
39.铰链部分334可被配置用于细长部分336以不同方式相对于底盘112枢转。铰链部分334可例如包括围绕单个轴线枢转的单轴铰链(例如，如图4a-图4f所示)、在铰链部分334的长度上方连续弯曲而不是具有离散轴线的连续铰链(例如，如图5a-图5h所示)、围绕多个固定轴线枢转的多轴铰链、连杆或其合适的组合。铰链部分334的铰链或其他机构可以各种方式布置，例如，隐藏在状态中的一个或多个状态中(例如，如图4a-图5h所示)、嵌入或以其他方式覆盖在材料中(例如，如图5a-图5h所示)、暴露、凸出于底盘112和/或头部支撑件130的相邻内表面、或与显示器组件110的底盘112和/或头部支撑件130的相邻内表面齐平。
40.铰链部分334还可被配置为诸如利用延伸穿过其中的电子互连件334a(例如，音频互连件)在显示器组件110的电子器件116和头部支撑件130的细长部分336之间传输电功率和/或信号。铰链部分334可被进一步配置为将声波从细长部分336(例如，从其扬声器)传输通过铰链部分334的一部分或整个长度和/或传输到显示器组件110，例如，包括音频后端口隧道，如下文相对于图4a-图5h进一步详细地论述。
41.如上所述，细长部分336中的每个细长部分从铰链部分334延伸，并且由此可在延伸位置和折叠位置之间移动。细长部分336包括或被配置为细长刚性结构，诸如包含其他部件的壳体(例如，如图4a-图4f所示)，或者可被配置为包覆成型或以其他方式覆盖有更软材料的内部底盘(例如，如图5a-图5h所示)。细长刚性结构可以是大体上刚性的(例如，以便其自身在正常使用期间预期的力的作用下不会变形)头戴式显示单元100和/或没有条带部分338那么柔性。细长结构可由单个部件或彼此联接的多个部件形成。细长部分336也可被称为臂、臂部分、臂段或刚性部分。
42.在延伸位置中，细长部分336从底盘112向后延伸并且间隔开以将用户的头部接收在这些细长部分之间。在折叠位置中，细长部分336跨显示器组件110的内侧的至少一部分侧向延伸。在折叠位置中，细长部分可部分地覆盖并保护显示器114和/或其光学部件(例如，不受撞击或以其他方式与其接触)，如图3b所示。细长部分336(例如，其刚性结构)可具有小于显示器组件110的宽度的一半的长度，或具有另一合适的长度，使得当处于折叠位置时，头部支撑件130的细长部分336的后端部不彼此重叠和/或在它们之间布置侧向间隙(例如，从左到右测量)，如图3b所示。在配置有这种长度的情况下，细长部分336的细长结构的后端部可终止于用户的头部300的耳朵302处或前方，如图3c所示。细长部分336(例如，其刚性结构)的长度可例如在一英寸和四英寸之间。
43.如上所述，细长部分336中的每个细长部分可包括电子部件336a，诸如扬声器、用户传感器(例如，生理传感器，诸如心率或皮肤电反应传感器、移动传感器、电极)、环境传感器(例如，相机、环境光传感器、麦克风、位置传感器)和/或功率设备(例如，电池)。在一个示
例中，如图所示，电子部件336a包括扬声器，诸如低音域扬声器336a-1(例如，低音扬声器)和高音域扬声器336a-2(例如，高音扬声器)。在权利要求和随后的描述中，扬声器可数字地(例如，第一或第二)、方向地(例如，通过头戴式显示单元100的侧面)和/或通过频率范围(例如，低或高)来标识以在它们之间进行区分。作为示例，头部支撑件130的左侧上的那些扬声器可被称为左扬声器、第一扬声器、左低音域扬声器、左高音域扬声器、第一低音域扬声器、第一高音域扬声器、第一左扬声器或第二左扬声器，而头部支撑件130的右侧上的那些扬声器可被称为右扬声器、第二扬声器、右低音域扬声器、右高音域扬声器、第二低音域扬声器、第二高音域扬声器、第一右扬声器或第二右扬声器。
44.低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2可以是与一个或多个音频隧道通信的耳外扬声器，该一个或多个音频隧道将来自扬声器336a-1、336a-2的声音朝向用户的耳朵(例如，左耳和右耳)从其向后和/或向前传播和/或远离用户的耳朵(例如，左耳和右耳)从其向后和/或向前传播。在图3a-图3c中未示出或标记)的音频隧道是延伸穿过细长部分336并且可进一步延伸穿过铰链部分334的中空结构。音频隧道的出口诸如前端口出口336b可大体上定位成邻近典型用户的耳朵(例如，在其前方和/或上方)，但不在用户的耳朵或耳道之上、上方或之中。将声音传向耳朵的那些音频隧道被称为音频前端口隧道，并且远离耳朵传播声音的那些音频隧道可被称为音频后端口隧道。音频隧道可数字地(例如，第一或第二)、方向地(例如，通过头戴式显示单元100的侧面)和/或通过位置(例如，前部更靠近用户耳朵或后部更靠近用户耳朵)来标识。例如，音频隧道可被标识为左音频隧道、右音频隧道、左前端口音频隧道、左后端口音频隧道、右前端口音频隧道、右后端口音频隧道、第一音频隧道、第二音频隧道、第二前端口音频隧道或第二后端口音频隧道，视情况而定。音频隧道通过其端部处的出口将声波发出到环境中(例如，邻近或远离用户的耳朵)。下文相对于图4a-图5h提供了音频隧道和出口的进一步论述。
45.电子部件336a(例如，低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2)连接到头戴式显示单元100的电子器件116，诸如连接到经由延伸穿过铰链部分334的电子互连件334a联接到底盘112(例如，包含在该底盘中)的印刷电路板316e。电子互连件334a可包括例如四个导体(例如，用于低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2中的每一者的功率和接地导体)、五个导体(例如，添加控制线)、更多或更少导体。在细长部分336包括其他电子部件336a的情况下，电子互连件334a可包括除了与低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2相关联的导体之外的导体(例如，用于将功率和/或信号传导到传感器和/或功率设备和/或从传感器和/或功率设备传导功率和/或信号)。细长部分336还可包括各种端口和/或通道以用于将声波传输通过和/或传输到头部支撑件130的其他部分和/或传输到显示器组件110。
46.条带部分338在头部支撑件130的左侧和右侧中的每一侧上在细长部分336的端部之间延伸。条带部分338跨其长度在两个细长部分336之间基本上连续地是柔性的，以便符合用户的头部。条带部分338还可在两个细长部分336之间在其长度上基本上连续地是弹性的，以便围绕用户的头部处于张紧状态以将显示器组件110拉向用户的面部，其中面部界面120在它们之间被压缩。例如，条带部分338可由柔性和弹性的单片材料(例如，模制弹性体)形成，该材料诸如硅树脂、橡胶、其他弹性体、具有弹性属性的编织材料和/或其中并入有弹性材料的编织材料。形成条带部分338的材料可被称为弹性材料、柔性材料或类似物。条带
部分338还可包括内部材料或结构，该内部材料或结构具有与单片材料不同的材料属性，例如具有更高拉伸强度以增强形成条带部分338的外表面的单片材料。
47.条带部分338可能可移除地联接到细长部分336(例如，如图4a-图4f所示)或者可能不可移除地联接到细长部分336(例如，如图5a-图5h所示，诸如与细长部分334和/或铰链部分的外表面一体地形成)。条带部分338也可被称为条带、柔性条带、弹性条带、带、柔性带或弹性带。
48.参考图4a-图4f，头部支撑件430是头部支撑件130的变型。在以下对头部支撑件430的描述中，头部支撑件430的部件和特征大体上对应于头部支撑件130的在具有含对其所描述的另外的细节的相似的十位数和一位数附图标记位置中的那些部件和特征。例如，铰链部分434大体上对应于铰链部分334。
49.头部支撑件430通常包括相对于显示器组件110向后移动的两个铰链部分434、两个细长部分436以及在细长部分436之间延伸的条带部分438。两个铰链部分434和两个细长部分436布置在用户的头部和显示器组件的左侧和右侧上，并且可被称为第一和第二或者左和右铰链部分和细长部分。如下文进一步详细地描述，除了条带部分438之外，头部支撑件430可具有大体上刚性配置。铰链部分434限定固定的单个轴线，细长部分436相对于显示器组件110围绕该轴线枢转，而细长部分436可以是在由用户穿戴时在正常负载下通常不会弯曲或扭曲的大体上刚性结构。此外，铰链部分434可固定地联接到显示器组件110，并且细长部分436可固定地联接到铰链部分434，以不可由用户互换或以其他方式容易地移除。条带部分438可能可移除地联接到细长部分436，以便可由用户容易地移除和联接，例如以将不同条带部分438可互换地联接到这些细长部分。
50.头部支撑件430的铰链部分434包括铰链434b，该铰链通常包括前铰链段434c和后铰链段434d，这些铰链段可枢转地联接到彼此以协作地限定可以是竖直的(如图所示)的单个枢转轴线434e(以粗点划线例示)。例如，前铰链段434c和后铰链段434d可与铰链销434f(为了便于例示，在图4c中以点划线例示)可枢转地联接。前铰链段434c例如利用螺纹紧固件(已示出；未标记)固定地联接到显示器组件110的底盘112的侧部部分112b。后铰链段434d例如利用螺纹紧固件(已示出；未标记)固定地联接到头部支撑件430的细长部分436。后铰链段434d相对于前铰链段434c枢转，并且由此使底盘112围绕单个枢转轴线434e在延伸状态和折叠状态之间枢转。如图所示，当处于延伸状态时，铰链434b通常可被隐藏而不可见，例如包含在由显示器组件110的侧部部分112b和/或由头部支撑件430的细长部分436限定的凹陷中。
51.铰链434b可被进一步配置为将细长部分436机械地保持在延伸位置中，并且仍可被进一步配置为将细长部分436机械地保持在折叠位置中。例如，铰链434b可包括旋转凸轮设备436f，该旋转凸轮设备将铰链434b机械地保持在延伸位置和/或折叠位置中和/或将铰链434b偏置到延伸位置和/或折叠位置中。旋转凸轮设备436f可以任何合适的方式配置，诸如通过包括一个或多个轴向偏置弹簧(例如，蝶形弹簧和/或螺旋弹簧)，该一个或多个轴向偏置弹簧将分别旋转地固定到前铰链段434c和后铰链段434d的两个凸轮表面偏置在一起。凸轮表面被示意性地例示为前铰链段434c的对角段(相对于单个枢转轴线434e)。
52.电子互连件434a也可延伸穿过铰链部分434。例如，在细长部分436包括电子部件336a(例如，低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2)的情况下，电子互连件434a包括
用于与该电子互连件相关联的电子部件336a的适当数量的导体(例如，四个或五个，如先前所述)。电子互连件434a可例如与单个枢转轴线434e同轴地延伸穿过铰链434b，诸如其中其上段延伸穿过细长部分436并且其下段延伸到显示器组件110的侧部部分112b中，或反之亦然。
53.头部支撑件430的细长部分436包括外底盘436b和电子部件336a。外底盘436b是大体上刚性结构，其界定细长部分436的总体形状并且电子组件336a联接到该结构和/或定位在该结构内。外底盘436b可以是单一或多件式结构，其可形成细长部分436的外表面或可包括联接到其的外部覆盖物(例如，涂料、弹性体或织物)，该外覆盖物的形状由外底盘436b的形状形成或大体上适形于该外底盘的形状。外底盘436b可在其中固定地包含各种其他部件(例如，电子部件336a)。
54.电子部件336a诸如低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2中的一者或多者定位在(例如，包含在)由外底盘436b限定的腔内。如图所示，低音域扬声器336a-1定位在高音域扬声器336a-2的前方。细长部分436还包括作为音频通道的音频前端口436c，声波通过该音频通道从一个或多个低音域扬声器336a-1和/或高音域扬声器336a-2朝向用户的耳朵传播以用于对该声波进行收听。如图所示，音频前端口436c从低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2向后和/或向下延伸到头部支撑件430的细长部分436的下侧和/或内侧中的出口436d，该出口定位成邻近用户的耳朵，例如，在耳道的前方和/或上方。细长部分436还包括音频后端口隧道436e，该音频后端口隧道是这样的通道，来自低音域扬声器336a-1的声波通过该通道远离用户的耳朵传播以用作例如低音反射端口。音频后端口隧道436e可附加地延伸到和/或通过铰链部分434和/或延伸到显示器组件110的底盘112的侧部部分112b。
55.如上所述，铰链434b的后铰链段434d固定地联接到头部支撑件430的细长部分436，并且具体地诸如利用螺纹紧固件或其他紧固件(已示出；未标记)联接到细长部分436的前端436g。细长部分436的前端436g可进一步限定凹陷，铰链434b在处于延伸配置时接收在该凹陷中。
56.头部支撑件430的细长部分436的后端436h联接到头部支撑件430的条带部分438。如上所述，细长部分436可具有使得后端436h定位在典型用户(例如，成人)的耳朵前方的长度。此外，细长部分436的长度可被协作地配置成使得当处于折叠位置时其后端436h侧向间隔开，例如使得后端436h朝向彼此延伸但不在侧向方向上彼此接触或以其他方式重叠。
57.如先前所描述，条带部分438是柔性和弹性结构，其可移除地联接到头部支撑件430的两个细长部分436的后端436h并且在这些后端之间延伸。条带部分438在用户的耳朵上方并且围绕头部从头部支撑件430的细长部分436的后端436h向后延伸。如上所指出，头部支撑件430的细长部分的后端436h可间隔开并且可进一步与条带部分438协作地配置，使得与头部支撑件430的细长部分436相关联的刚性部件在折叠状态下不会彼此接合或以其他方式干涉。
58.在一个示例中，条带部分438可互换地联接到细长部分436的后端436h，使得用户可容易地移除条带部分438中的不同条带部分并且将这些不同条带联接到细长部分436。后端436h可与条带部分438协作地配置成以不同方式与该条带部分联接，例如，从而限定通过其接收条带部分438的孔口、钩环紧固件、按扣、磁体、其他阳/阴联接接口、再其他类型的联
接接口或其合适的组合。
59.参考图5a-图5h，头部支撑件530是头部支撑件130的变型。在以下对头部支撑件530的描述中，头部支撑件530的部件和特征大体上对应于头部支撑件130的在具有含对其所描述的另外的细节的相似的十位数和一位数附图标记位置中的那些部件和特征。例如，铰链部分534大体上对应于铰链部分334。
60.头部支撑件530通常包括相对于显示器组件110向后移动的位于左侧和右侧上的铰链部分534、位于左侧和右侧上的细长部分536以及在细长部分536之间延伸的条带部分538。如下文进一步详细地描述，头部支撑件530可具有大体上柔软和/或柔性配置。铰链部分534可被配置为在处于延伸位置时允许一定一致性(例如，扭转)并且被配置为在其长度上方弯曲(例如，与单个枢转轴线相反)。铰链部分534和细长部分536的各种机械和/或电气部件可通过例如模制到形成其外表面的覆盖材料539中来覆盖。覆盖材料539是柔软触感和弹性材料(例如，硅树脂)，该材料附加地形成条带部分538并且在显示器组件110的底盘112的侧部部分112b之间连续地延伸(例如，作为单独形成的部件)。此外，铰链部分534能够可移除地联接到显示器组件110，使得用户可容易地移除头部支撑件530或头部支撑件530中的不同头部支撑件并且将这些头部支撑件联接到显示器组件110。
61.头部支撑件530的铰链部分534包括通过在其长度上方弯曲而形成铰链的带状弹簧534b，这与单个轴线相反，由此允许细长部分536相对于显示器组件110在延伸状态和折叠状态之间枢转。带状弹簧534b是具有弯曲截面形状的薄壁弹簧带，其中在延伸状态下带状弹簧534b的内面534c-1为凸面的并且带状弹簧534b的外面534c-2为凹面的。带状弹簧534b可具有大体上恒定的厚度。弯曲横截面形状可以是圆弧的形状。带状弹簧534b是细长的，延伸在其前端534d和后端534f之间的长度上方。前端534d固定地联接到连接器534g，头部支撑件530通过该连接器可移除地联接到显示器组件110的底盘112(例如，利用任何合适的联接机构，诸如闩锁机构)。后端534f固定地联接到头部支撑件530的细长部分536的部件。带状弹簧534b可由任何合适的材料形成，该材料诸如金属、聚合物或复合物。
62.带状弹簧534b在从前端534d笔直(例如，线性地)延伸到后端534f时被视为处于展开状态。当带状弹簧534b的前端534d和后端534f朝向彼此偏置、由此使带状弹簧534b沿着其长度弯曲(例如，折叠或卷起)时，带状弹簧534b被视为处于收起状态。例如，在收起状态下，前端534d和后端534f朝向彼此偏置，使得内面534c-1的不同部分(例如，凸面)朝向彼此移动和/或面向彼此。应当指出，虽然展开状态在单个取向上发生(即，其中带状弹簧534b在其前端534d和后端534f之间笔直延伸)，但是收起状态可在远离收起状态偏置(例如，不包括该收起状态)的多个取向上(例如，在角度范围内)发生。
63.带状弹簧534b将其自身机械地保持(例如，锁定)在展开状态中，由此需要施加阈值扭矩以从展开状态移动到收起状态。因此，带状弹簧534b可用于将头部支撑件530(例如，其细长部分536)机械地保持在延伸位置中。带状弹簧534b可被进一步配置为在处于收起状态时输出可忽略不计的扭矩(例如，无扭矩)，使得带状弹簧534b不会将其自身从收起状态朝向或远离展开状态偏置，或者输出使带状弹簧534b远离展开状态(例如，朝向向后侧112c)偏置的扭矩。
64.铰链部分534还可包括肋部534h(示出了三个；标记了一个)，这些肋部是联接带状弹簧534b并且在该带状弹簧上方支撑覆盖材料539的构件。肋部534h中的每个肋部具有高
度和宽度分别大于带状弹簧534b的高度和厚度的外横截面形状。肋部534h中的每个肋部进一步联接到带状弹簧534b，使得外横截面形状在带状弹簧534b的上方和下方延伸并且可进一步从带状弹簧534b向外和/或向内侧向地延伸。肋部534h的内部横截面形状可以是大体上敞开的，其中具有一个或多个空隙534j(例如，孔口)，带状弹簧534b、电子互连件534a和音频后端口隧道534i(下文进一步论述)延伸穿过这些空隙。肋部534h中的每个肋部附加地具有沿着带状弹簧534b的长度方向延伸的厚度，并且肋部534b沿着带状弹簧534b的长度间隔开。肋部534h的厚度和间隔被协作地配置为容许带状弹簧534b弯曲成折叠状态。肋部534h的厚度和间隔可被进一步配置为限制铰链部分534朝向显示器组件110的旋转，例如，其中相邻肋部在它们之间干涉(例如，彼此接合)或覆盖材料539在它们之间被压缩。肋部534h可具有彼此相同的外和内横截面形状和/或尺寸。肋部534h可根据任何合适的工艺诸如注塑模塑或挤塑和切割塑料部件由任何合适的材料制成。
65.电子互连件534a也可延伸穿过铰链部分534。例如，在细长部分536包括电子部件336a(例如，低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2)的情况下，电子互连件534a包括用于与该电子互连件相关联的电子部件336a的适当数量的导体(例如，四个或五个，如先前所提及)。电子互连件534a可例如延伸穿过肋部534h的空隙534j。电子互连件534a可沿着带状弹簧534bs的长度延伸，例如沿着带状弹簧534b的边缘或表面延伸，因此当带状弹簧534b处于延伸状态时是笔直的，并且遵循带状弹簧534b在处于折叠状态时的曲率。
66.音频后端口隧道534i是这样的通道，来自低音域扬声器336a-1和/或高音域扬声器336a-2的声波通过该通道远离用户的耳朵传播。音频后端口隧道534i可例如由柔性管状导管形成，该柔性管状导管沿着带状弹簧534b的长度从低音域扬声器336a-1向前和/或向上延伸。因此，音频后端口隧道534i在带状弹簧534b处于延伸状态时可以是笔直的，并且遵循带状弹簧534b在处于折叠状态时的曲率。音频后端口隧道534i联接到肋部534h，例如延伸穿过其中的空隙534j。
67.如上所述，带状弹簧534b的前端534d例如利用螺纹紧固件固定地联接到连接器534g。连接器534g被配置为可移除地联接到显示器组件110的底盘112的侧部部分112b。例如，连接器534g可以是可插入底盘112的可操作以可释放地联接到连接器534g的闩锁机构中的阳部件。连接器534g可被进一步配置为将电子互连件534a电联接到显示器组件110(例如，其印刷电路板316e)，例如，具有各自与电子互连件534a的导体中的一个导体相关联的离散电触点。
68.如上所述，带状弹簧534b的后端534f固定地联接到头部支撑件530的细长部分536的结构部件，该结构部件如下文进一步详细地论述可以是后电子部件336a中的一个后电子部件或后电子部件336a联接到的内部底盘。
69.如上所述，肋部534h支撑其覆盖材料539，它们协作地形成铰链部分534的横截面形状。例如，覆盖材料539可以是包覆成型到肋部534h和下面的部件(例如，带状弹簧534b、电子互连件534a、音频后端口隧道534i和连接器534g的部分)的弹性体材料(例如，硅树脂)。覆盖材料539可进一步填充肋部534h中的每个肋部中的各种空隙534j以及肋部534h之间的间隔。如上所述并且如下文进一步详细地描述，覆盖材料539在两个铰链部分534、两个细长部分536和条带部分538上方可以是基本上连续的(例如，单一或单片形成)。
70.头部支撑件530的细长部分536通常包括由覆盖材料539覆盖的电子部件336a(例
如，低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2)和底盘536b。底盘536b是从其前端(未标记；与带状弹簧534b的后端534e重合)延伸到其后端536d的大体上刚性结构。底盘536b联接到低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2。底盘536b可以是单独的部件或与低音域扬声器336a-1一体地形成，例如从而形成腔室和/或音频隧道，诸如具有出口536g的音频前端口隧道536f和铰链部分534的音频后端口隧道534i联接到的音频后端口隧道536h(例如，与音频后端口隧道534i连通和/或一体地形成，诸如作为公共柔性管)。高音域扬声器336a-2可定位在低音域扬声器336a-1的前方(如图所示)，或者反之亦然。出口536g定位成邻近用户的耳朵(例如，在耳道的前方和上方)，声波通过该出口被发出以由用户收听。
71.底盘536b在其(例如，细长部分536的)前端和后端536d之间延伸一长度。前端534d例如利用螺纹紧固件(已示出；未标记)固定地联接到带状弹簧534b。底盘536b的后端536d通常可形成细长部分536的后端536e。当处于延伸位置时，后端536d可定位在用户的耳朵的前方。当处于折叠位置时，细长部分536的后端536e例如侧向间隔开，使得后端536e朝向彼此延伸，但在侧向方向上不会彼此接触或以其他方式重叠。
72.细长部分536例如被覆盖材料539覆盖，其中覆盖材料539形成在底盘536b和电子部件336a(例如，低音域扬声器336a-1和高音域扬声器336a-2)周围。细长部分536的覆盖材料539与铰链部分534的覆盖材料539连续地形成。
73.如上所述，条带部分538是与铰链部分534的覆盖材料539和头部支撑件130的细长部分536连续地形成的柔性和弹性部件。例如，形成条带部分538的材料以及覆盖材料539在单个模制操作期间单片地形成。由此，材料(例如，柔性材料诸如硅树脂)形成覆盖材料539以及铰链部分534和细长部分536以及条带部分538上方的外表面。

技术特征：
1.一种头戴式显示器，包括：显示器组件，所述显示器组件具有用于向用户输出图形内容的显示器；以及头部支撑件，所述头部支撑件联接到所述显示器组件并且被配置为将所述显示器组件支撑在所述用户的头部上，所述头部支撑件包括：第一铰链部分和第二铰链部分，所述第一铰链部分联接到所述头戴式显示器的第一侧，所述第二铰链部分联接到所述头戴式显示器的第二侧，所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者能够在第一状态和第二状态之间移动；第一细长部分和第二细长部分，所述第一细长部分联接到所述第一铰链部分，所述第二细长部分联接到所述第二铰链部分，所述第一细长部分和所述第二细长部分中的每一者是刚性的，并且能够分别与所述第一铰链部分和所述第二铰链部分一起在所述第一状态和所述第二状态之间移动；和条带部分，所述条带部分联接到所述第一细长部分和所述第二细长部分并且在所述第一细长部分和所述第二细长部分之间延伸，所述条带部分是柔性的和弹性的；其中所述第一细长部分和所述第二细长部分中的每一者在处于所述第一状态时从所述头戴式显示器向后延伸，并且在处于所述第二状态时沿着所述显示器组件的向后侧朝向彼此延伸并且不彼此重叠。2.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中当所述第一铰链部分和所述第二铰链部分处于所述第一状态并且所述头戴式显示器被穿戴在所述用户的所述头部上时，所述条带部分延伸在所述用户的耳朵之上；其中所述第一细长部分包含第一扬声器，并且所述第二细长部分包含第二扬声器；其中所述第一细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第一音频后端口隧道，所述第一音频后端口隧道相对于所述第一扬声器向前和向上延伸；其中所述第二细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第二音频后端口隧道，所述第二音频后端口隧道相对于所述第二扬声器向前和向上延伸；并且其中所述第一铰链部分和所述第二铰链部分借助于带状弹簧或凸轮设备各自被机械地保持处于所述第一状态。3.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中当所述第一铰链部分和所述第二铰链部分处于所述第一状态并且所述头戴式显示器被穿戴在所述用户的所述头部上时，所述条带部分延伸在所述用户的耳朵之上。4.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其中当所述第一铰链部分和所述第二铰链部分处于所述第一状态并且所述头戴式显示器被穿戴在所述用户的所述头部上时，所述第一细长部分和所述第二细长部分中的每一者的后端终止于所述用户的所述耳朵中的一只耳朵的前方。5.根据权利要求3所述的头戴式显示器，其中所述第一细长部分包括第一扬声器，并且所述第二细长部分包括第二扬声器。6.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中所述第一细长部分包含所述第一扬声器，并且所述第二细长部分包含所述第二扬声器。7.根据权利要求6所述的头戴式显示器，其中所述第一细长部分包括用于将来自所述
第一扬声器的声音发出到所述用户的所述耳朵中的第一只耳朵的第一出口，所述第一出口定位成邻近所述耳朵中的所述第一只耳朵、在所述第一只耳朵的前方和上方；并且其中所述第二细长部分包括用于将来自所述第二扬声器的声音发出到所述用户的所述耳朵中的第二只耳朵的第二出口，所述第二出口定位成邻近所述耳朵中的所述第二只耳朵、在所述第二只耳朵的前方和上方。8.根据权利要求7所述的头戴式显示器，其中所述第一细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第一音频后端口隧道，所述第一音频后端口隧道相对于所述第一出口向前和向上延伸；并且其中所述第二细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第二音频后端口隧道，所述第二音频后端口隧道相对于所述第二出口向前和向上延伸。9.根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中所述第一细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第一音频后端口隧道，所述第一音频后端口隧道相对于所述第一扬声器向前和向上延伸；并且其中所述第二细长部分包括用于远离所述用户发出声音的第二音频后端口隧道，所述第二音频后端口隧道相对于所述第二扬声器向前和向上延伸。10.根据权利要求9所述的头戴式显示器，其中所述第一音频后端口隧道至少部分地延伸穿过所述第一铰链部分，并且所述第二音频后端口隧道至少部分地延伸穿过所述第二铰链部分。11.根据权利要求10所述的头戴式显示器，其中所述头部支撑件还包括电子部件和电子互连件，所述电子互连件在所述电子部件和所述显示器组件的印刷电路板之间延伸，所述电子互连件延伸穿过所述第一铰链部分或所述第二铰链部分中的一者。12.根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中所述第一铰链部分和所述第二铰链部分各自被机械地保持处于所述第一状态。13.根据权利要求12所述的头戴式显示器，其中所述第一铰链部分和所述第二铰链部分借助于带状弹簧或凸轮设备各自被机械地保持处于所述第一状态。14.一种头戴式显示器，包括：显示器组件，所述显示器组件具有电子显示器；头部支撑件，所述头部支撑件联接到所述显示器组件以用于将所述显示器组件支撑在用户的头部上，所述头部支撑件包括：第一铰链部分和第二铰链部分，所述第一铰链部分和所述第二铰链部分各自包括能够在相对于所述头戴式显示器向后延伸的展开状态和跨所述头戴式显示器的内面侧向延伸的收起状态之间移动的带状弹簧；以及柔性带，所述柔性带联接到所述第一铰链部分和所述第二铰链部分。15.根据权利要求14所述的头戴式显示器，其中所述头部支撑件还包括第一刚性部分和第二刚性部分，所述第一刚性部分和所述第二刚性部分比所述柔性带更加刚性，并且分别在所述第一铰链部分和所述柔性带之间以及所述第二铰链部分和所述柔性带之间延伸；其中当所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者处于所述收起状态时，所述第一刚性部分和所述第二刚性部分朝向彼此延伸并且在其间具有间隙；其中第一刚性部分和第二刚性部分各自包括扬声器；
其中柔性材料一体地形成所述柔性带以及所述第一铰链部分和所述第二铰链部分的外表面，所述柔性材料是模制弹性体；并且其中所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者还包括肋部，所述肋部联接到所述带状弹簧并且沿着所述带状弹簧间隔开，所述柔性材料模制在所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者的所述肋部之上。16.根据权利要求14所述的头戴式显示器，其中所述头部支撑件还包括第一刚性部分和第二刚性部分，所述第一刚性部分和所述第二刚性部分比所述柔性带更加刚性，并且分别在所述第一铰链部分和所述柔性带之间以及所述第二铰链部分和所述柔性带之间延伸。17.根据权利要求16所述的头戴式显示器，其中当所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者处于所述收起状态时，所述第一刚性部分和所述第二刚性部分朝向彼此延伸并且在其间具有间隙。18.根据权利要求16所述的头戴式显示器，其中第一刚性部分和第二刚性部分各自包括扬声器。19.根据权利要求18所述的头戴式显示器，其中柔性材料一体地形成所述柔性带以及所述第一铰链部分和所述第二铰链部分及所述第一刚性部分和所述第二刚性部分的外表面。20.根据权利要求14所述的头戴式显示器，其中柔性材料一体地形成所述柔性带以及所述第一铰链部分和所述第二铰链部分的外表面，所述柔性材料是模制弹性体。21.根据权利要求20所述的头戴式显示器，其中所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者还包括肋部，所述肋部联接到所述带状弹簧并且沿着所述带状弹簧间隔开，所述柔性材料模制在所述第一铰链部分和所述第二铰链部分中的每一者的所述肋部之上。22.一种头戴式显示器，包括：显示器组件，所述显示器组件具有底盘和联接到所述底盘的显示器；面部界面，所述面部界面联接到所述显示器组件并且被配置为接合用户的面部以将所述显示器组件支撑在所述面部上；头部支撑件，所述头部支撑件联接到所述显示器组件并且被配置为接合所述用户的头部以用于将所述显示器组件支撑在所述头部上，所述头部支撑件包括：左铰链和右铰链，所述左铰链和所述右铰链联接到所述显示器组件的所述底盘的左侧和右侧；左细长部分和右细长部分，所述左细长部分和所述右细长部分分别联接到所述左铰链和所述右铰链并且能够分别通过所述左铰链和所述右铰链在延伸状态和折叠状态之间移动，所述左细长部分和所述右细长部分在所述延伸状态下相对于所述底盘向后延伸并且在所述折叠状态下跨所述显示器组件的内面侧向延伸；左扬声器和右扬声器，所述左扬声器和所述右扬声器分别包含在所述左细长部分和所述右细长部分内；音频隧道，所述音频隧道包含在所述左细长部分和所述右细长部分中，所述音频隧道将来自所述左扬声器和所述右扬声器的声音沿所述音频隧道向前和向后传播；以及柔性条带，所述柔性条带联接到所述左细长部分和所述右细长部分并且在所述左细长部分和所述右细长部分之间延伸。
23.根据权利要求22所述的头戴式显示器，其中所述音频隧道包括从所述左扬声器向后传播声音的第一左音频隧道、从所述左扬声器向前传播声音的第二左音频隧道、从所述右扬声器向后传播声音的第一右音频隧道以及从所述右扬声器向前传播声音的第二右音频隧道。24.根据权利要求23所述的头戴式显示器，其中所述第一左音频隧道包括左出口，来自所述左扬声器的声音从所述左出口发出，所述第一右音频隧道包括右出口，来自所述右扬声器的声音从所述右出口发出，所述左出口和所述右出口在所述头戴式显示器被所述用户穿戴时分别定位在所述用户的左耳和右耳的前方和上方。

技术总结
一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括显示器组件和头部。头部支撑件包括联接到该头戴式显示器的第一侧的第一铰链部分和联接到该头戴式显示器的第二侧的第二铰链部分，该第一铰链部分和该第二铰链部分能够在第一状态和第二状态之间移动。该头部支撑件还包括联接到该第一铰链部分的第一细长部分和联接到该第二铰链部分的第二细长部分，该第一细长部分和该第二细长部分是刚性的并且能够分别与该第一铰链部分和该第二铰链部分一起在该第一状态和该第二状态之间移动。条带部分是柔性的、弹性的，并且在该第一细长部分和该第二细长部分之间延伸。该第一细长部分和该第二细长部分在处于该第二状态时沿着该显示器组件的向后侧朝向彼此延伸并且不重叠。侧朝向彼此延伸并且不重叠。侧朝向彼此延伸并且不重叠。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2023/8/21