全文摘要
本实用新型题为“头戴式系统”，并且涉及头戴式系统，该头戴式系统的特征在于其包括：头戴式支撑结构；显示器，该显示器具有显示表面；以及透镜元件，该透镜元件由头戴式支撑结构支撑，其中透镜元件具有面向显示表面并且接收来自显示表面的光的表面，并且其中透镜元件的表面光学及物理耦接至显示表面。
主设计要求
1.一种头戴式系统，其特征在于，所述头戴式系统包括：头戴式支撑结构；显示器，所述显示器具有显示表面；以及透镜元件，所述透镜元件由所述头戴式支撑结构支撑，其中所述透镜元件具有面向所述显示表面并且接收来自所述显示表面的光的表面，并且其中所述透镜元件的所述表面光学及物理耦接至所述显示表面。
设计方案
1.一种头戴式系统，其特征在于，所述头戴式系统包括：
头戴式支撑结构；
显示器，所述显示器具有显示表面；以及
透镜元件，所述透镜元件由所述头戴式支撑结构支撑，其中所述透镜元件具有面向所述显示表面并且接收来自所述显示表面的光的表面，并且其中所述透镜元件的所述表面光学及物理耦接至所述显示表面。
2.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述透镜元件是第一透镜元件，并且所述显示器具有左显示部分和右显示部分，所述系统还包括：
第二透镜元件，其中所述第一透镜元件将图像的左侧部分从所述左显示部分引导至左眼框，并且其中所述第二透镜元件将所述图像的右侧部分从所述右显示部分引导至右眼框；
第一层光学透明粘合剂，所述第一层光学透明粘合剂将所述第一透镜元件光学及物理耦接到所述左显示部分；以及
第二层光学透明粘合剂，所述第二层光学透明粘合剂将所述第二透镜元件光学及物理耦接至所述右显示部分。
3.根据权利要求2所述的头戴式系统，其中所述头戴式支撑结构包括支撑所述第一透镜元件的支撑结构部分，并且其中所述系统还包括：
输入-输出部件，所述输入-输出部件与所述支撑结构部分中的开口对准。
4.根据权利要求1所述的头戴式系统，还包括：
一层光学透明粘合剂，所述一层光学透明粘合剂将所述透镜元件的所述表面附接到所述显示表面。
5.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述透镜元件包括直接接触所述显示表面的非刚性透镜元件。
6.根据权利要求5所述的头戴式系统，其中所述非刚性透镜元件包括选自由透明凝胶和透明弹性体组成的组的材料。
7.根据权利要求1所述的头戴式系统，还包括：
附加透镜元件，所述附加透镜元件与所述透镜元件对准并且耦接至所述透镜元件，其中所述附加透镜元件是刚性透镜元件并且与所述显示表面隔开一定间隙，并且其中所述透镜元件填充所述间隙，其中所述透镜元件包括具有第一折射率的第一材料，并且其中所述附加透镜元件包括具有高于所述第一折射率的第二折射率的第二材料。
8.根据权利要求7所述的头戴式系统，其中所述透镜元件具有插置在所述附加透镜元件和所述透镜元件的所述表面之间的附加表面，并且其中所述透镜元件的所述附加表面向所述系统提供折光力。
9.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述透镜元件的面对所述显示表面的所述表面是第一表面，其中所述透镜元件具有与所述第一表面相对的第二表面以及处于所述第一表面和所述第二表面之间的边缘，其中所述透镜元件具有从所述边缘延伸的突起部，并且其中所述系统还包括安装至所述突起部的输入-输出部件。
10.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述透镜元件的面对所述显示表面的所述表面是第一表面，其中所述透镜元件具有与所述第一表面相对的第二表面以及处于所述第一表面和第二表面之间的边缘，其中所述透镜元件具有处于所述边缘内的凹陷部，并且其中所述系统还包括安装在所述凹陷部内的输入-输出部件。
11.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述头戴式支撑结构包括支撑所述透镜元件的透镜模块支撑结构，并且其中所述系统还包括：
摄像机，所述摄像机与所述透镜模块支撑结构中的开口对准，其中所述摄像机透过所述开口和所述透镜元件捕获图像；以及
摄像机透镜元件，所述摄像机透镜元件与所述开口对准并安装在所述透镜元件的边缘上。
12.根据权利要求1所述的头戴式系统，其中所述透镜元件的面对所述显示表面的所述表面是第一表面，其中所述透镜元件具有与所述第一表面相对的第二表面以及处于所述第一表面和所述第二表面之间的边缘，并且其中所述系统还包括处于所述透镜元件的所述边缘上的遮光涂层。
13.一种头戴式系统，其特征在于，所述头戴式系统包括：
头戴式支撑结构；
显示器，所述显示器具有发光表面；以及
透镜模块，所述透镜模块由所述头戴式支撑结构支撑，其中所述透镜模块包括具有与所述发光表面隔开一定间隙的表面的刚性透镜元件以及填充所述间隙的凝胶。
14.根据权利要求13所述的头戴式系统，其中所述透镜模块是第一透镜模块，并且所述显示器具有左显示部分和右显示部分，所述系统还包括：
第二透镜模块，所述第二透镜模块由所述头戴式支撑结构支撑，其中所述第一透镜模块将图像的左侧部分从所述左显示部分的所述发光表面引导至左眼框，其中所述第二透镜模块将所述图像的右侧部分从所述右显示部分引导至右眼框，并且其中所述第二透镜模块包括处于附加刚性透镜元件和所述右显示部分之间的间隙填充凝胶。
15.根据权利要求13所述的头戴式系统，其中所述头戴式支撑结构支撑所述刚性透镜元件并限定包含所述刚性透镜元件和所述显示器的腔，并且其中所述凝胶填充所述腔，并且其中所述凝胶直接接触所述显示器的所述发光表面。
16.一种头戴式系统，其特征在于，所述头戴式系统包括：
头戴式支撑结构；
显示器，所述显示器具有被配置为显示图像的左显示部分和右显示部分；以及
透镜元件，所述透镜元件耦接至所述左显示部分和右显示部分两者，其中所述透镜元件具有将所述图像的左侧部分从所述左显示部分引导至左眼框的左侧部分，并且其中所述透镜元件具有将所述图像的右侧部分从所述右显示部分引导至右眼框的右侧部分。
17.根据权利要求16所述的头戴式系统，其中所述透镜元件跨越所述左显示部分和所述右显示部分之间的间隙，所述系统还包括：
第一层光学透明粘合剂，所述第一层光学透明粘合剂与所述左显示部分重叠并且将所述左显示部分耦接至所述透镜元件；以及
第二层光学透明粘合剂，所述第二层光学透明粘合剂与所述右显示部分重叠并且将所述右显示部分耦接至所述透镜元件。
18.根据权利要求16所述的头戴式系统，其中所述透镜元件是具有相对的第一表面和第二表面的第一透镜元件，其中所述第一透镜元件的所述第一表面耦接至所述左显示部分和所述右显示部分，并且其中所述系统还包括：
第二透镜元件，所述第二透镜元件附接到所述第一透镜元件的所述第二表面，其中所述第二透镜元件附接到所述第一透镜元件的所述左侧部分；以及
第三透镜元件，所述第三透镜元件附接到所述第一透镜元件的所述第二表面，其中所述第三透镜元件附接到所述第一透镜元件的所述右侧部分。
19.根据权利要求16所述的头戴式系统，其中所述透镜元件是具有相对的第一表面和第二表面的第一透镜元件，其中所述第一透镜元件的所述第一表面耦接至所述左显示部分和所述右显示部分，并且其中所述系统还包括：
第二透镜元件，所述第二透镜元件附接到所述第一透镜元件的所述第二表面，其中所述第二透镜附接到所述第一透镜元件的所述左侧部分和所述右侧部分两者。
20.根据权利要求16所述的头戴式系统，其中所述透镜元件跨越所述左显示部分和所述右显示部分之间的间隙。
设计说明书
本专利申请要求2019年4月18日提交的美国专利申请No.16\/388,538、2018年10月2日提交的美国临时专利申请No.62\/740,334以及2018年9月10日提交的美国临时专利申请No.62\/729,365的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及可穿戴电子设备系统。
背景技术
有时，电子设备被配置为由用户穿戴。例如，为头戴式设备提供允许将设备穿戴在用户的头部上的头戴式结构。头戴式设备可以包括具有透镜的光学系统。透镜允许设备中的显示器向用户呈现视觉内容。
将透镜与显示器对准可能是很困难的。如果不小心，透镜与对应显示器的对准可能很差，因而视觉内容可能无法正确显示。
实用新型内容
头戴式设备可以具有向用户显示内容的显示器。设备中的头戴式支撑结构将显示器支撑在用户的头部上。
头戴式设备可以具有相应的左侧透镜和右侧透镜，以及显示器的相应左侧部分和右侧部分。左透镜可将图像从显示器的左侧部分引导至左眼框(eye box)，而右透镜可将图像从显示器的右侧部分引导至右眼框。
为防止灰尘遮挡显示器的部分，每个透镜可包括具有面向显示器并耦接到显示器的表面的透镜元件。透镜元件可利用一层光学透明粘合剂附接到显示器上，或者透镜元件可为直接接触显示器的凝胶透镜元件。将透镜直接附接到显示器可去除显示器前面的任何空气隙，这可防止灰尘或其他污染物使显示器模糊。
附接到显示器的透镜元件可具有突起部或凹陷部以容纳设备中的输入-输出部件。透镜元件可由透镜模块支撑结构支撑。透镜模块支撑结构可以具有开口，该开口允许诸如针对注视方向的摄像机的输入-输出部件透过透镜元件工作。
可以使单个透镜元件既附接到显示器的左侧部分又附接到显示器的右侧部分。这样做固定了瞳孔间距，但可改善显示器的对准并降低制造成本和复杂性。
根据一个实施方案，提供了一种头戴式系统，该头戴式系统包括：头戴式支撑结构；具有显示表面的显示器；以及由头戴式支撑结构支撑的透镜元件，透镜元件具有面向显示表面并且接收来自显示表面的光的表面，并且透镜元件的表面光学及物理耦接至显示表面。
根据另一个实施方案，透镜元件是第一透镜元件，并且显示器具有左显示部分和右显示部分，系统包括：第二透镜元件，其中第一透镜元件将图像的左侧部分从左显示部分引导至左眼框，第二透镜元件将图像的右侧部分从右显示部分引导至右眼框；第一层光学透明粘合剂，其将第一透镜元件光学及物理地耦接至左显示部分；以及第二层光学透明粘合剂，其将第二透镜元件光学及物理地耦接至右显示部分。
根据另一个实施方案，头戴式支撑结构包括支撑第一透镜元件的支撑结构部分，并且系统包括与支撑结构部分中的开口对准的输入-输出部件。
根据另一个实施方案，系统包括将透镜元件的表面附接到显示表面的一层光学透明粘合剂。
根据另一个实施方案，透镜元件包括直接接触显示表面的非刚性透镜元件。
根据另一个实施方案，非刚性透镜元件为透明凝胶。
根据另一个实施方案，非刚性透镜元件为透明弹性体。
根据另一个实施方案，系统包括与透镜元件对准并且耦接至透镜元件的附加透镜元件，附加透镜元件是刚性透镜元件并且与显示表面隔开一定间隙，透镜元件填充间隙。
根据另一个实施方案，透镜元件包括具有第一折射率的第一材料，附加透镜元件包括具有高于第一折射率的第二折射率的第二材料。
根据另一个实施方案，透镜元件具有插置在附加透镜元件和透镜元件的表面之间的附加外表面，并且透镜元件的附加表面向系统提供折光力。
根据另一个实施方案，面对显示表面的透镜元件的表面是第一表面，透镜元件具有与第一表面相对的第二表面以及处于第一表面和第二表面之间的边缘，透镜元件具有从边缘延伸的突起部，并且系统包括安装至突起部的输入-输出部件。
根据另一个实施方案，面对显示表面的透镜元件的表面是第一表面，透镜元件具有与第一表面相对的第二表面以及处于第一表面和第二表面之间的边缘，透镜元件具有处于边缘中的凹陷部，并且系统包括安装到凹陷部内的输入-输出部件。
根据另一个实施方案，头戴式支撑结构包括支撑透镜元件的透镜模块支撑结构，并且系统包括与透镜模块支撑结构中的开口对准的摄像机，摄像机透过开口和透镜元件捕获图像。
根据另一个实施方案，系统包括与开口对准并且安装到透镜元件的边缘上的摄像机透镜元件。
根据另一个实施方案，面对显示表面的透镜元件的表面是第一表面，透镜元件具有与第一表面相对的第二表面以及处于第一表面和第二表面之间的边缘，并且系统包括处于透镜元件的边缘上的遮光涂层。
根据另一个实施方案，提供了一种头戴式系统，该头戴式系统包括：头戴式支撑结构；具有发光表面的显示器；以及由头戴式支撑结构支撑的透镜模块，透镜模块包括具有与发光表面隔开一定间隙的表面的刚性透镜元件以及填充间隙的凝胶。
根据另一个实施方案，透镜模块是第一透镜模块，并且显示器具有左显示部分和右显示部分，系统包括：由头戴式支撑结构支撑的第二透镜模块，第一透镜模块将图像的左侧部分从左显示部分的发光表面引导至左眼框，第二透镜模块将图像的右侧部分从右显示部分引导至右眼框，并且第二透镜模块包括处于附加刚性透镜元件和右显示部分之间的间隙填充凝胶。
根据另一个实施方案，头戴式支撑结构支撑刚性透镜元件并限定包含刚性透镜元件和显示器的腔，并且凝胶填充该腔。
根据另一个实施方案，凝胶直接接触显示器的发光表面。
根据一个实施方案，提供了一种头戴式系统，该头戴式系统包括：头戴式支撑结构；具有被配置为显示图像的左显示部分和右显示部分的显示器；以及耦接至左显示部分和右显示部分两者的透镜元件，透镜元件具有将图像的左侧部分从左显示部分引导至左眼框的左侧部分，并且透镜元件具有将图像的右侧部分从右显示部分引导至右眼框的右侧部分。
根据另一个实施方案，透镜元件跨越左显示部分和右显示部分之间的间隙，系统包括：与左显示部分重叠并且将左显示部分耦接至透镜元件的第一层光学透明粘合剂；以及与右显示部分重叠并且将右显示部分耦接至透镜元件的第二层光学透明粘合剂。
根据另一个实施方案，透镜元件是具有相对的第一表面和第二表面的第一透镜元件，第一透镜元件的第一表面耦接至左显示部分和右显示部分，并且系统包括：附接到第一透镜元件的第二表面的第二透镜元件，第二透镜元件附接到第一透镜元件的左侧部分；以及附接到第一透镜元件的第二表面的第三透镜元件，第三透镜元件附接到第一透镜元件的右侧部分。
根据另一个实施方案，透镜元件是具有相对的第一表面和第二表面的第一透镜元件，其中第一透镜元件的第一表面耦接至左显示部分和右显示部分，并且系统包括附接到第一透镜元件的第二表面的第二透镜元件，第二透镜附接到第一透镜元件的左侧部分和右侧部分两者。
根据另一个实施方案，透镜元件跨越左显示部分和右显示部分之间的间隙。
附图说明
图1是根据一个实施方案的诸如头戴式显示设备的例示性电子设备的示意图。
图2是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的顶视图。
图3是示出了根据一个实施方案的可如何将显示器附接到对应的透镜模块的例示性头戴式设备的顶视图。
图4是根据一个实施方案的具有附接到包括三个透镜元件的透镜模块的透镜元件的显示器的例示性显示模块的顶视图。
图5是根据一个实施方案的包括附接到包括边缘涂层的透镜模块的显示器的例示性头戴式设备的顶视图。
图6是根据一个实施方案的包括附接到透镜模块的显示器以及围绕透镜模块的支撑结构的例示性头戴式设备的顶视图。
图7是根据一个实施方案的具有附接到透镜元件的显示器和安装至透镜元件的输入-输出部件的例示性显示模块的横截面侧视图。
图8是根据一个实施方案的具有附接到透镜元件的显示器和透过支撑结构和透镜元件捕获图像的输入-输出部件的例示性显示模块的横截面侧视图。
图9是根据一个实施方案的具有附接到单个透镜元件的两个显示部分的例示性头戴式设备的顶视图。
图10是根据一个实施方案的具有处于显示器和透镜模块之间的填充材料的例示性头戴式设备的顶视图。
具体实施方式
电子设备可包括用于向用户呈现内容的显示器和其他部件。电子设备可为可穿戴电子设备。可穿戴电子设备诸如头戴式设备可以具有允许将头戴式设备穿戴在用户的头部上的头戴式支撑结构。
头戴式设备可以包括由一个或多个显示面板(显示器)形成的用于向用户显示视觉内容的显示器。透镜系统可以用于允许用户聚焦在显示器上并查看视觉内容。透镜系统可以具有与用户的左眼对准的左透镜模块和与用户的右眼对准的右透镜模块。
在一些头戴式设备中，空气隙可存在于显示器和与该显示器相关联的透镜模块之间。在这些情况下，在观看来自显示器的内容时，灰尘或其他污染物可能进入空气隙并导致视觉伪影。透镜模块中的透镜元件可占据头戴式设备中的显示器和透镜模块之间的空气隙的空间，以替代空气隙。换句话讲，透镜模块可直接附接到显示器，使得透镜模块和显示器之间不存在空气隙。
将透镜模块的透镜元件直接附接到显示器可具有许多优点。透镜元件的存在可以防止灰尘或其他污染物进入显示器前面的空间(防止在观看显示器时存在视觉伪影)。当显示器直接附接到透镜模块时，使透镜模块与显示器对准还可以变得更容易。借助于这种布置，显示器上的机械应力也可得到改善。通过将显示器附接到透镜模块，可以跨越整个显示器(而不是仅围绕显示器的周缘)放置粘合剂(诸如光学透明粘合剂或光学凝胶)，从而使机械应力跨越显示器均匀分布。附接到显示器的附加透镜元件还可提供用于安装头戴式设备的附加部件(诸如输入-输出部件)的位置。
图1中示出了具有电子设备的例示性系统的示意图，电子设备具有透镜模块。如图1所示，系统8可包括一个或多个电子设备，诸如电子设备10。系统8的电子设备可包括计算机、蜂窝电话、头戴式设备、手表设备和其他电子设备。在本文中有时将其中电子设备10为头戴式设备的配置作为示例来描述。
如图1所示，电子设备，诸如电子设备10，可具有控制电路12。控制电路12可包括用于控制设备10的操作的存储和处理电路。电路12可以包括存储设备，诸如硬盘驱动器存储设备、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路12中的处理电路可以基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、功率管理单元、音频芯片、图形处理单元、专用集成电路以及其他集成电路。软件代码可存储在电路12中的存储设备上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实现设备10的控制操作(例如，数据采集操作、涉及处理三维面部图像数据的操作、涉及使用控制信号调节部件的操作等)。控制电路12可包括有线通信电路和无线通信电路。例如，控制电路12可包括射频收发器电路，诸如蜂窝电话收发器电路、无线局域网设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920804071.5
申请日:2019-05-31
公开号:公开日:国家:US
国家/省市:US(美国)
授权编号:CN209821509U
授权时间:20191220
主分类号:G02B27/01
专利分类号:G02B27/01
范畴分类:30A;
申请人:苹果公司
第一申请人:苹果公司
申请人地址:美国加利福尼亚
发明人:A·S·蒙泰维尔根;I·S·马瑞克;J·K·奎贾尔沃;J·N·博尔德尔
第一发明人:A·S·蒙泰维尔根
当前权利人:苹果公司
代理人:曹瑾
代理机构:11038
代理机构编号:中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计