CN107209376A - 具有不可见的光学器件的眼镜状物 - Google Patents
具有不可见的光学器件的眼镜状物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107209376A CN107209376A CN201580073345.2A CN201580073345A CN107209376A CN 107209376 A CN107209376 A CN 107209376A CN 201580073345 A CN201580073345 A CN 201580073345A CN 107209376 A CN107209376 A CN 107209376A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- eyewear
- adjustment
- frame
- display module
- frame portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
- G02C11/10—Electronic devices other than hearing aids
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0176—Head mounted characterised by mechanical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
- G02B2027/0154—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements
- G02B2027/0158—Head-up displays characterised by mechanical features with movable elements with adjustable nose pad
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
Abstract
可穿戴电子显示器,包括具有第一侧框架部分的眼睛佩戴物框架。具有用于生成图像的微型显示器的显示器模块可安装到所述第一侧框架部分。显示器模块可具有伸长部分,伸长部分具有被定位用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗。
Description
相关申请
本申请是于2014年11月14日提交的美国申请No.14/541,662的继续申请,该申请是于2013年12月10日提交的美国申请No.14/101,864的部分继续申请,其要求于2012年12月13日提交的美国临时申请No.61/736,867和于2013年3月5日提交的美国临时申请No.61/773,035的权益。上述申请的全部教导通过引用并入本文。
背景技术
传统的头戴式显示器(HMD)或视频眼睛佩戴物笨重且笨拙,并且穿戴上后看起来很奇怪。
发明内容
本发明可提供一种可穿戴电子显示器,其包括:具有第一侧框架部分的眼睛佩戴物框架。具有用于生成图像的微型显示器的显示器模块可安装到眼睛佩戴物框架。显示器模块可具有伸长部分,所述伸长部分具有被定位用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗。
在特定实施方式中,眼睛佩戴物框架可以具有第二侧框架部分以及连接在第一侧框架部分和第二侧框架部分之间的前框架部分。前框架部分可以具有在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件中的至少一个。显示器模块的伸长部分可以大体上沿着在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件中的一个的水平高度侧向延伸。图像出射窗可以沿向上方向和向下方向中的一个方向倾斜以便观看。在一些实施方式中,眼睛佩戴物框架可以具有眼镜的构造,眼睛佩戴物框架具有前框架部分,前框架部分具有在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件分别作为两个眼睛佩戴物边缘的上和下部分。显示器模块的伸长部分可以具有与眼睛佩戴物边缘大体上相当的宽度和/或厚度,并且可以大体上沿着眼睛佩戴物边缘的在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件之一的水平高度侧向延伸,其中图像出射窗被定位在眼睛佩戴物边缘的中心或中心附近。显示器模块可以具有角形部分,角形部分的至少一部分可以定位在第一侧框架部分和前框架部分之间的拐角中。
在一些实施方式中,眼睛佩戴物框架可以具有中心鼻梁架,中心鼻梁架具有用于提供瞳距(IPD)调节的可调节宽度以及用于调节前框架部分相对于中心鼻梁架的高度的可调节高度中的至少一个。中心鼻梁架可以包括至少一个滑动器机构。前框架部分可以通过关于水平轴的枢轴而枢轴式地紧固到第一侧框架部分和第二侧框架部分,以用于提供前框架部分相对于侧框架部分的倾斜,以便进行带角度的光轴调节。在一些实施方式中,第二显示器可以安装到眼睛佩戴物框架,以便提供双目观看。
本发明还可以提供一种可佩戴电子显示器,其包括具有眼镜的构造的眼睛佩戴物框架。眼睛佩戴物框架可以包括具有两个眼睛佩戴物边缘的前框架部分,两个眼睛佩戴物边缘具有上部分和下部分。前框架部分可以连接在第一侧框架构件和第二侧框架构件之间。显示器模块可以安装到眼睛佩戴物框架,并且可以具有用于生成图像的微型显示器。显示器模块可以具有角形部分,角形部分的至少一部分定位在第一侧框架部分和前框架部分之间的拐角中,并且显示器模块可以具有伸长部分,伸长部分具有被定位用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗。显示器模块的伸长部分可以大体上沿着一个眼睛佩戴物边缘的上部分的水平高度侧向延伸,并且可以具有与眼睛佩戴物边缘大体上相当的厚度。图像出射窗可以定位在眼睛佩戴物边缘的中心或中心附近,并且可以沿向下方向倾斜以便观看。
本发明还可以提供观看图像的方法,其包括佩戴可佩戴电子显示器。可佩戴电子显示器可以具有眼睛佩戴物框架,眼睛佩戴物框架具有由用户佩戴的第一侧框架部分。具有用于生成图像的微型显示器的显示器模块可以安装到眼睛佩戴物框架。可视图像可以从定位在显示器模块的伸长部分处的图像出射窗被引导向用户的眼睛。
在特定实施方式中,眼睛佩戴物框架可以被提供具有第二侧框架部分以及连接在第一侧框架部分和第二侧框架部分之间的前框架部分。前框架部分可以具有在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件中的至少一个。显示器模块的伸长部分可以大体上沿着在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件之一的水平高度侧向延伸。图像出射窗可以沿向上或向下方向之一倾斜,以便用户眼睛观看。在一些实施方式中,眼睛佩戴物框架可以被提供具有眼镜的构造,眼睛佩戴物框架具有前框架部分,前框架部分具有在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件分别作为两个眼睛佩戴物边缘的上和下部分。显示器模块的伸长部分可以被提供具有与眼睛佩戴物边缘大体上相当的宽度和/或厚度,并且显示器模块的伸长部分可以大体上沿着眼睛佩戴物边缘的在眼睛上方和在眼睛下方的框架构件之一的水平高度侧向延伸,其中图像出射窗定位在眼睛佩戴物边缘的中心或中心附近。显示器模块可以被提供具有角形部分,并且角形部分的至少一部分可以定位在第一侧框架部分和前框架部分之间的拐角中。
在一些实施方式中,眼睛佩戴物框架可以具有中心鼻梁架,中心鼻梁架具有用于提供瞳距(IPD)调节的可调节宽度以及用于调节前框架部分相对于中心鼻梁架的高度的可调节高度中的至少一个。中心鼻梁架可以包括至少一个滑动器机构。前框架部分可以通过关于水平轴的枢轴而枢轴式地紧固到第一侧框架部分和第二侧框架部分,以用于提供前框架部分相对于侧框架部分的倾斜,以便进行带角度的光轴调节。在一些实施方式中,第二显示器可以安装到眼睛佩戴物框架以便提供双目观看。
本发明还可以提供观看图像的方法,其包括佩戴可佩戴电子显示器,可佩戴电子显示器具有眼睛佩戴物框架,眼睛佩戴物框架具有眼镜的构造。眼睛佩戴物框架可以包括具有两个眼睛佩戴物边缘的前框架部分,两个眼睛佩戴物边缘具有上和下部分。前框架部分可以连接在第一和第二侧框架构件之间,并且由用户佩戴。显示器模块可以安装到眼睛佩戴物框架,并且具有微型显示器以便生成图像。显示器模块可以具有角形部分,角形部分的至少一部分定位在第一侧框架部分和前框架部分之间的拐角中。可视图像可以从定位在显示器模块的伸长部分处的图像出射窗被引导向用户的眼睛。伸长部分可以大体上沿着一个眼睛佩戴物边缘的上部分的水平高度侧向延伸,并且具有与眼睛佩戴物边缘大体上相当的厚度。图像出射窗可以定位在眼睛佩戴物边缘的中心或中心附近,并且沿向下方向倾斜以便观看。
本发明还可提供一种可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器包括具有第一侧框架部分的眼睛佩戴物框架。显示器模块可安装到所述眼睛佩戴物框架并且具有用于生成图像的微型显示器。显示器模块可具有伸长部分,所述伸长部分具有被定位成用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗。调节机构可调节图像出射窗的位置。
在特定实施方式中,所述眼睛佩戴物框架可具有第二侧框架部分以及连接在所述第一侧框架部分与所述第二侧框架部分之间的前框架部分。所述前框架部分可具有眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件中的至少一个。所述眼睛佩戴物框架可具有连接到所述第一侧框架部分的前框架部分。所述前框架部分可具有至少一个眼睛佩戴物上方框架构件。所述显示器模块的所述伸长部分可大体上沿着至少一个眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸。所述图像出射窗可沿向下方向倾斜以便观看。所述眼睛佩戴物框架可具有眼镜的构造,其具有前框架部分,所述前框架部分具有分别为两个眼睛佩戴物边框的上部分和下部分的眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件。所述显示器模块的所述伸长部分可具有与眼睛佩戴物边框大体上相当的宽度和/或厚度,同时沿着眼睛佩戴物边框的眼睛佩戴物上方框架构件的水平高度侧向延伸,其中图像出射窗位于眼睛佩戴物边框的中心附近或者中心。所述眼睛佩戴物框架可具有连接到第一侧框架部分的前框架部分和在第一侧框架部分和前框架部分之间的拐角。所述显示器模块可具有角形部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述拐角中。
所述调节机构可将所述显示器模块可调节地安装到所述眼睛佩戴物框架,提供关于侧向、横向或水平轴线的旋转调节以及沿着所述侧向轴线的直线调节。所述调节机构可包括将所述显示器模块可移动地安装到所述眼睛佩戴物框架的调节支架。所述调节支架可通过具有在所述侧向轴线上的侧向枢轴的旋转机构绕着所述侧向轴线旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架,并且所述显示器模块可通过滑动机构沿着所述侧向轴线与所述调节支架可滑动地安装。所述旋转机构可包括调节齿轮,所述调节齿轮以旋转固定的方式绕着所述侧向轴线安装到所述调节支架,并且可旋转地啮合可旋转的齿轮转动调节致动器。在一些实施方式中,旋转固定的调节齿轮可以是蜗轮,并且可旋转的齿轮转动调节致动器可以是可绕着偏移并垂直于所述侧向轴线的轴线可旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架的蜗杆。所述调节支架可包括从所述显示器模块延伸的滑动柱结构。所述蜗轮在相对于所述调节支架旋转固定的同时,可沿着所述侧向轴线可滑动地安装到所述调节支架。所述蜗轮可绕着所述侧向轴线可旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架。调节螺纹直线调节致动器可通过所述蜗轮沿着所述侧向轴线延伸穿过所述眼睛佩戴物架,以可旋转地啮合所述调节支架上的配合螺纹。这可形成由调节螺纹直线调节致动器沿着所述侧向轴线调节的滑动机构。在其它实施方式中,滑动机构可包括从所述显示器模块延伸并且可滑动地啮合所述调节支架内的直线导轨的一系列突起。可旋转的直线调节致动器可以可旋转地安装到所述调节支架并且具有凸轮面,所述凸轮面用于可移动地啮合突起中的至少一个突起,以相对于所述调节支架沿着所述侧向轴线来回可滑动地移动所述显示器模块。所述直线调节致动器可包括形成所述凸轮面的伸长槽。所述伸长槽可以是直线槽和螺旋槽中的至少一种。
本发明还可提供一种可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器包括具有眼镜的构造的眼睛佩戴物框架,其包括具有上部分和下部分的两个眼睛佩戴物边框的前框架部分。所述前框架部分可连接在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间并且在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间具有内拐角。可安装到眼睛佩戴物框架的显示器模块具有用于生成图像的微型显示器。所述显示器模块可具有角形部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述第一侧框架部分与所述前框架部分之间的拐角中,以及具有被定位用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗的伸长部分。所述显示器模块的所述伸长部分可大体上沿着一个眼睛佩戴物边框的上部分的水平高度侧向延伸并且具有与眼睛佩戴物边框大体上相当的厚度。所述图像出射窗可被定位在眼睛佩戴物边框的中心附近或中心处并且沿向下方向倾斜以便观看。调节机构可包括将所述显示器模块可移动地安装到所述眼睛佩戴物框架的调节支架,以用于调节所述图像出射窗的位置。
本发明还可提供一种观看图像的方法,该方法包括穿戴可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器具有眼睛佩戴物框架,所述眼睛佩戴物框架具有由用户穿戴的第一侧框架部分。显示器模块可安装到所述眼睛佩戴物框架,并具有用于生成图像的微型显示器。可见图像可从被定位在所述显示器模块的所述伸长部分处的图像出射窗被引导向用户的眼睛。所述图像出射窗的位置可通过调节机构进行调节。
在特定实施方式中,所述眼睛佩戴物框架可设置有第二侧框架部分以及连接在所述第一侧框架部分与所述第二侧框架部分之间的前框架部分。所述前框架部分可具有眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件中的至少一个。所述眼睛佩戴物框架可设置有连接到所述第一侧框架部分的前框架部分。所述前框架部分可具有至少一个眼睛佩戴物上方框架构件。所述显示器模块的所述伸长部分可大体上沿着至少一个眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸。所述图像出射窗可向上方或下方中的一个方向倾斜以便由用户的眼睛观看。所述眼睛佩戴物框架可设置有眼镜的构造,其具有前框架部分,所述前框架部分具有分别为两个眼睛佩戴物边框的上部分和下部分的眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件。所述显示器模块的所述伸长部分可设置有与眼睛佩戴物边框大体上相当的宽度和/或厚度,并且所述显示器模块的所述伸长部分可大体上沿着所述眼睛佩戴物边框的眼睛佩戴物上方框架构件的水平高度侧向延伸,其中所述图像出射窗位于眼睛佩戴物边框的附近或者中心。所述眼睛佩戴物框架可设置有连接到第一侧框架部分的前框架部分和它们之间的拐角。所述显示器模块可具有角形部分,并且角形部分至少一部分可被定位在拐角中。
所述显示器模块可通过所述调节机构可调节地安装到所述眼睛佩戴物框架,从而提供绕着侧向轴线的旋转调节以及沿着所述侧向轴线的直线调节。所述显示器模块可通过所述调节机构的调节支架可移动地安装到所述眼睛佩戴物框架。所述调节支架可通过具有在所述侧向轴线上的侧向枢轴的旋转机构绕着所述侧向轴线旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架。所述显示器模块可通过滑动机构沿着所述侧向轴线与所述调节支架可滑动地安装。所述旋转机构可设置有调节齿轮,所述调节齿轮以旋转固定的方式绕着所述侧向轴线安装到所述调节支架,并且可旋转地啮合可旋转的齿轮转动调节致动器。在一些实施方式中,旋转固定的调节齿轮可被设置为蜗轮,并且可旋转的齿轮转动调节致动器可被设置为蜗杆,所述蜗杆可绕着偏移并垂直于所述侧向轴线的轴线可旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架。所述调节支架可包括从所述显示器模块延伸的滑动柱结构。所述蜗轮在旋转固定到所述调节支架的同时,可沿着所述侧向轴线可滑动地安装到所述调节支架。所述蜗轮可绕着所述侧向轴线可旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架。调节螺纹直线调节致动器可通过所述蜗轮沿着所述侧向轴线延伸穿过所述眼睛佩戴物架,以可旋转地啮合所述调节支架上的配合螺纹。这可形成由调节螺纹直线调节致动器沿着所述侧向轴线调节的滑动机构。在其它实施方式中,滑动机构可设置有从所述显示器模块延伸的一系列突起,所述一系列突起可滑动地啮合所述调节支架内的直线导轨。可旋转的直线调节致动器可以可旋转地安装到所述调节支架并且具有凸轮面,所述凸轮面用于可移动地啮合突起中的至少一个,以相对于所述调节支架沿着所述侧向轴线来回可滑动地移动所述显示器模块。所述直线调节致动器可设置有形成所述凸轮面的伸长槽。所述伸长槽可以是直线槽和螺旋槽中的至少一种。
本发明还可提供一种观看图像的方法,该方法包括穿戴可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器具有眼镜的构造的眼睛佩戴物框架,其包括具有上部分和下部分的两个眼睛佩戴物边框的前框架部分。所述前框架部分可连接在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间并且由用户穿戴,在所述前框架部分与这二者之间具有内拐角。显示器模块可被安装到所述眼睛佩戴物框架并且具有用于生成图像的微型显示器。所述显示器模块可具有角形部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述第一侧框架部分与所述前框架部分之间的拐角中。可见图像可从位于所述显示器模块的伸长部分处的图像出射窗被引导向用户的眼睛。所述伸长部分可大体上沿着一个眼睛佩戴物边框的所述上部分的水平高度侧向延伸并且具有与所述眼睛佩戴物边框大体上相当的厚度。所述图像出射窗可被定位在所述眼睛佩戴物边框的中心附近或中心并且沿向下方向倾斜以便观看。所述图像出射窗的位置可以用调节机构的调节支架来调节。调节支架可将显示器模块可移动地安装到眼睛佩戴物框架。
附图说明
根据以下在附图中所例示的本发明的示例实施方式的更具体的描述,前述将是显而易见的,在附图中相同的附图标记在不同的视图中指相同的部分。附图不一定按比例绘制,而是重点在于说明本发明的实施方式。
图1是本发明的可穿戴电子显示器的实施方式的示意性正视图。
图2是用户穿戴本发明的电子显示器的实施方式的正视图。
图3A是本发明电子显示器和虚拟显示器模块的实施方式的示意图。
图3B是虚拟显示器模块的实施方式的示意图。
图4是示出图像出射窗的可能的上下位置的示意图。
图5是图像出射光学器件的可能的上和下光轴的示意图。
图6A至图6C分别从不同的正视图、俯视图和立体图示出了本发明电子显示器的实施方式。
图7A至图7B是用户穿戴本发明电子显示器的实施方式的正视图。图7A示出用户平看,而图7B示出用户从显示器模块看虚拟图像。
图8是示出用户穿戴本发明电子显示器的另一实施方式的示意图。
图9是示出图8的实施方式的可调节范围的示意图。
图10是示出图8的鼻托(nose bridge)调节的实施方式的示意图。
图11是具有可倾斜的前框架部分的本发明电子显示器的实施方式的示意图。
图12是示出前框架部分的倾斜的示意侧视图。
图13是操作系统的实施方式的示意框图。
图14是本发明电子显示器的另一实施方式的立体图。
图15是图14的电子显示器的后视图。
图16是图14的电子显示器的俯视图。
图17是本发明的可穿戴电子显示器的另一实施方式的一部分的立体图。
图18是其俯视图。
图19至图22是来自正面、正下方、侧面和后部立体图的分解图。
图23是调节模块的立体图。
图24是眼睛佩戴物框架的一部分的后部立体图,示出了眼睛佩戴物框架后部的凹进的安装腔。
图25是显示器模块的实施方式的立体图。
图26是调节支架的实施方式的立体图。
图27是直线调节致动器或构件的实施方式的立体图。
图28是本发明的可穿戴电子显示器的另一实施方式的一部分的立体图。
图29是其俯视图。
图30至图33是来自正面、正下方、侧面和后部立体图的分解图。
图34是另一调节模块的立体图。
图35是眼睛佩戴物框架的一部分的后部立体图,示出了眼睛佩戴物框后部的凹进的安装腔。
图36是显示器模块的另一实施方式的立体图。
图37是调节支架的另一实施方式的立体图。
图38是直线调节致动器或构件的另一实施方式的立体图。
图39是本发明的可穿戴电子显示器的另一实施方式的一部分的立体图。
图40是其俯视图。
图41至图44是来自正面、侧面、正下方和后部立体图的分解图。
图45是本发明的调节模块的分解立体图。
图46是眼睛佩戴物框架的一部分的后部立体图,示出了眼睛佩戴物框架后部的凹进的安装腔。
图47是本发明的具有安装支架柱滑块的显示器模块的实施方式的立体图。
图48是本发明的蜗轮构件的实施方式的立体图。
图49是本发明的套筒轴承的实施方式的立体图。
具体实施方式
以下是本发明的示例实施方式的描述。
参照图1至图3B,在本发明的实施方式中,可佩戴的眼镜状物(spectacle)、眼镜(eyeglasses)或眼睛佩戴物(eyewear)电子显示器10可以具有眼镜状物、眼镜或眼睛佩戴物框架18,框架18可以具有传统眼镜状物、眼镜或眼睛佩戴物的外观,同时还包括用于观看图像的有源光学虚拟图像显示器部件、装置或模块12。眼睛佩戴物显示器10的框架18可以具有至少一个眼镜或眼睛佩戴物边框16,通常两个边框通过中心鼻梁架或连接部分或构件20连接在一起以架在用户24的鼻子22上。两个(或第一和第二)侧框架部分、腿、边撑(temple)或杆(stem)26均可以通过铰链32连接到在框架18的相对侧的相应边框16,以便架在用户24的耳朵28上。边框16可以包含眼镜或眼睛佩戴物透镜30,根据需要,透镜30可以是矫正(prescription)或非矫正透镜、太阳镜透镜、光响应透镜、安全透镜等。
薄、小、紧凑或小型光学器件14可以被用于通过光学图像出射窗13,将所生成的图像或来自显示器模块12的有源矩阵电子显示器或微型显示器6(诸如对角线小于I英寸的显示器)的图像带到用户24的眼睛或眼球8,以在视网膜8a上形成虚拟图像。可佩戴薄框架眼镜状物、眼镜或眼睛佩戴电子显示器10可以被提供成看起来自然,然而可以包含显示器模块12,该显示器模块12嵌入在其中或相对定位或以某种方式定位使得显示器模块12表现为不可见或不容易显现或被看到。薄光学器件14可以具有与眼镜状物、眼镜或眼睛佩戴物框架18的边框16兼容的厚度和/或深度,或具有与眼镜状物、眼镜或眼睛佩戴物框架18的边框16相似或相当的尺寸(诸如小于7mm),并且可以形成或表现为形成眼镜状物或眼睛佩戴物框架18的框架的一部分,或可以并入眼镜状物或眼睛佩戴物框架18的框架。
显示器模块12可以具有成形为大体上成角度的、有角的、弯曲的、折叠的或拐角件、构件或结构以包含微型显示器6和背光源6a(如果需要)的壳体12a,并且可以是或表现为并入眼镜状物的框架18或形成眼镜状物的框架18的一部分,诸如在框架18的拐角19处,或在通常用于腿或侧框架部分26连接到前框架部分18a的铰链32的位置处。显示器模块12可以连接到前框架部分18a。有源矩阵显示器6的图像出射窗13可以位于框架18的上(在眼睛上方)边框或框架构件16a或下(在眼睛下方)边框或框架构件16b的中心17附近。出射窗13的宽度不限于任何尺寸,只要其不超过或大幅超过框架18的边框16的宽度。图像出射窗13可以在图1至图3A中所示的四个位置的任何位置处,优选在上框架位置之一处。参考图3A和图3B,有源矩阵微型显示器6可以定位在壳体12a的大体上成角度的、有角的、弯曲折叠的或拐角结构内,并且诸如一条或多条柔性线缆之类的线缆7可以连接到微型显示器6和背光6a以用于提供信号到微型显示器6。图像出射窗13可以通过光学器件14的延伸或伸长部分9从微型显示器6延伸。显示器模块12的成角度形状不仅可以使显示器模块12融入框架18,而且同时可以以允许图像出射窗13恰当地位于或定位于中心17或其附近处的方式,将光学器件14和电连接/电子器件封装和定位到微型显示器,以便期望观看。
伸长部分9可以具有大体上矩形的横截面,并且在一些实施方式中,可以在视觉上形成上边框16a的一部分,并且可以定位于、位于或接合于上边框16a后方(图3A),或可以形成上边框16a的一个部分,并且与上边框16a的其他部分有间隙,如图6C所示,或可以与其他部分邻近或接合。如果伸长部分9在边框16的后方,则其可以比边框16大,如图3A中的,或可以比边框16小或薄。薄光学器件可以具有适合的光学部件,其可以包括透镜、反射镜(mirror)、棱镜等,以用于接收由微型显示器6生成的图像15,并且引导该图像15沿着纵轴线L纵向通过伸长部分9,纵轴L可以侧向相对于用户24的眼睛8,并且然后通过光学部件14a(其可以是反射镜或棱镜),沿着光轴A(其可以是折叠的、改向的或弯曲的光轴,并且包括纵轴线L),图像15被改向为横向于纵轴L朝向用户24的眼睛8。微型显示器6和背光6a(如果使用)也可以沿着轴L定位。在其它实施方式中,背光6a可以定位在成角度或弯曲的部分12b周围。
参照图4和图5,依赖于图像出射窗13的位置(相对于用户的眼睛8向上或向下),显示器模块12的图像出射光学器件的光轴A可以从眼镜状物或前框架部分18a的上边框16a或下边框16b朝向眼球8向上或向下倾斜。这可以便于舒适观看虚拟图像15,虚拟图像15可以通过光学器件的出射窗13在虚拟显示器模块12中可得。此外,如果图像出射光学器件14位于眼睛8的右侧或左侧,则光轴A可以向左或向右轻微侧向倾斜或滑动。
参考图6A-图6C,可以看到的是,连接到眼睛佩戴物框架18的显示器模块12可以并入或嵌入到眼睛佩戴物框架18的外观中,而不表现得笨重或明显。从显示器模块12的壳体12a延伸的线缆7可以电连接到眼睛佩戴物控制系统、操作系统或电子器件50,以用于操作或控制显示器模块12。电子器件50可以定位在侧框架部分26上,邻近于定位了显示器模块12的拐角19。通过与电子器件50电连接的线缆70,可以向电子器件50提供适当的电信号和功率。
参照图7A和图7B,图像出射窗13可以定位成使得用户24可以通过眼睛佩戴物框架18或眼镜状物向前平看,而不看虚拟图像15。当用户24期望看虚拟图像15时,用户24可以例如向上或向下和/或向一侧轻微地移动他的眼睛8,以沿着中心17看入图像出射窗13。这可以允许佩戴眼睛佩戴物显示器10的用户24以大体上正常的视力进行正常活动,同时还许可用户24在期望时从显示器模块12中观看图像15。
包含微型显示器6的光学显示器模块12可以被描述成是不可见的,因为它的形状可以融入或相对于眼镜状物框架结构或眼睛佩戴物框架18。保持显示器6、背光6a组件并且用于将显示器6耦接到光学器件14的壳体12a可以成形为角、弯曲的、折叠的或拐角,其可以融入框架18的拐角19或侧弯。使出射窗13相对于眼球8延伸或定位的光学器件的臂或伸长部分9可以具有接近于眼睛佩戴物框架18的厚度的厚度。图7A和图7B示出比框架18的边框16的上边框部分16a稍厚的伸长部分9。在一些实施方式中,边框16可以较厚,并且伸长部分9可以比边框16薄。
参照图8-图10,本发明中的一些实施方式可以具有至少一个调节机构34,以便于特定用户24调节光学出射窗13的位置。光学出射窗13的位置可以左右调节以便与具有不同瞳距(IPD)的人的眼球8对齐。图9描绘了鼻梁架20的宽度的调节量,使得如果鼻梁架20调节了距离X,则图像出射窗13相对于用户的眼睛的行进范围是X/2。这可以利用可调节机构34来实现,可调节机构34诸如在连接在边框16之间的中心鼻梁架20处、边框16通过使用滑动机构34a具有可调节宽度,滑动机构34a还可以改变框架18的两个边框16之间的距离。此外,前框架部分18a可以上下移动,使得光轴A可以与眼球8对齐。这可以通过具有鼻托构件34b的中心鼻梁架20来实现,鼻托构件34b可以在上下方向上可调节(诸如利用滑动机构34c),以用于调节前框架部分18a和边框16相对于鼻托34b的高度,或以用于调节以适应不同尺寸的鼻子22。在前框架部分18a的中心处的鼻托34b可以是具有可调节的形状的,以适合不同人的鼻子22的不同形状和尺寸。鼻托34b可以由如下材料构成或具有如下材料:该材料是防汗的,因此不会向前滑动。在鼻子22最近的框架拐角处可以包括架托构件(rest member)。
参照图11和图12,框架18的前框架部分18a可以具有相对于侧框架部分26可调节的倾斜角。显示器模块12的光学器件14可以固定到前框架部分18a或相对于前框架部分18a固定,并且使前框架部分18a相对于侧框架部分26倾斜可以具有使显示器光学器件14的光轴A朝向用户的眼球8倾斜(诸如向下或向下)的效果。前框架部分18绕着其倾斜的轴线36可以是侧向或水平轴线,其将前框架部分18a连接到在前框架部分18a的相对侧的两个侧框架部分26。枢轴或接头可以是水平铰链或球形接头40,其将前框架部分18a连接到侧框架部分26。此外,可以包括滑动接头或特征,以用于调节前框架部分18a相对于侧框架部分26的高度,以调节适应不同的眉毛位置。
图13是本发明中眼睛佩戴物控制系统、操作系统或电子器件50的一个实施方式的功能控制框图,诸如2013年I月7日提交的美国临时申请N0.61/749,765中所示和描述的,通过引用方式将其整个教导并入于此。电子器件板和电池可以在眼睛佩戴物框架18的边撑或杆26中,并且可以在耳朵28的前方或后方。电子器件可以在一个边撑中,且电池可以在另一边撑中,其中嵌入在上框架16a和鼻梁架20内部的排线连接电池到电子器件。音频输出可以是立体声的,其中音频输出在边撑或侧框架部分26的两侧。向用户的音频输出可以通过骨传导换能器、扬声器、近耳耳机、耳塞52等来实现。骨传导材料及元件可以做成可调节的以支持不同的耳朵配置,或作为支持框架位置以防止向前滑动的结构元件。扬声器音量可以根据环境噪音水平自动向上或向下调节。多个麦克风54(两个或三个)可以嵌入在框架18或边撑或侧框架部分26中,以用于经由环境噪音消除电子器件或芯片60的消除环境噪音的声音收集。电子器件50可以包括到蜂窝电话或其他便携式电子设备的无线电链路56,以用于音频、视频或图像通信,并且可以包括无线电频率模块62,其可以是蓝牙模块。电子罗盘可以被提供以实现个人导航应用。可以包括其他特征的显示,包括温度、海拨、时间等。这可以在传感器中,或在从电话中提取数据的应用中,或作为软件的部分。可以使用独立传感器输出。可以包括环境光传感器58,使得显示器亮度可以自动地调节。电子器件50可以包括片上系统(SOC)64,并且可以包括具有字符字体的存储器66和驱动器IC帧缓冲器68。
在一些实施方式中,显示器模块12可以在眼睛佩戴物框架18较靠近眼睛8,或可以在框架18外部较远离眼睛,从而允许矫正透镜30安装在框架18内,使得用户可以透过矫正透镜30观看光学器件14中的图像15。框架18可以安装具有用于近视的人的矫正透镜30或用于在室外和室内环境中使用的过渡矫正透镜30的组合。可以设计眼睛佩戴物框架18的实施方式,使得电子器件、光学器件和调节特征被固定,但透镜制造商/光学机构可以开发透镜和框架结构,该透镜和框架结构可以卡扣(snap)成这样的眼睛佩戴物框架18的实施方式作为选项,以提供具有矫正透镜的固定完整的框架。可以具有由透镜供应商提供的具有光学矫正插入物的标准框架。摄像头72(图6C)可以被包括在框架18与显示器模块12的相同侧,或可以被包括在壳体12a中。这一头戴式显示器还可以是双目的,其中两个显示器模块12以对称方式安装,诸如在图1至图3A中所示的两个上位置或下位置。电子器件可以通过无线电链路从远程摄像头接收视频信号,使得框架18上的显示器12可以用作远程摄像头单元的电子取景器。
参照图14-图16,在一些实施方式中,诸如2013年8月9日提交的美国申请N0.29/462,871中所示和描述的,通过引用方式将其整个教导并入于此,显示器模块可以被定位在拐角19中的前框架部分18a的边框16的上边框或框架部分16a的背后或后方。可以将显示器模块12连接、固定或附接现有的一副眼镜的框架18以形成眼睛佩戴电子显示器10。图像出射窗13可以是成角度的或稍微向下倾斜以成角或向用户24的眼睛8倾斜光轴A。上边框部分16a可以比显示器模块12的伸长部分9厚。
在本发明的可穿戴眼睛佩戴电子显示器10的另一个实施方式中,图14至图16的眼睛佩戴物框架18可以与包含显示器模块12、可调节地安装到眼睛佩戴物框架18的调节机构或模块80(如图17至图22所示)一起使用。调节模块80(图23)可以安装在眼睛佩戴物框架18的前框架部分18a与前框架部分18a的侧部18b和/或侧框架部分26之间的内拐角19内。拐角19可以形成在前框架部分18a和侧部18b内,并且可以包括间隙或凹进区域114(图24)或者从前框架部分18a延伸到侧部18b的区域,以接纳并可移动地安装调节模块80和显示器模块12(图25)。调节模块80可以提供显示器模块12的绕着相对于侧部18b和/或侧框架部分26侧向地并且跨前框架部分18a延伸的侧向、横向或水平轴线H的旋转调节,如旋转箭头所示。这可以相对于前框架部分18a或眼睛佩戴物边框16旋转地调节显示器模块12的出射窗13的角度,例如,向下调节以将由显示器模块12生成的图像15沿着光轴A引导向用户24的眼睛8。调节模块80还可以提供显示器模块12的沿着侧向或水平轴线H的直线水平、横向或侧向调节(如侧向箭头所示),以用于侧向调节出射窗13相对于前框架部分18a或眼睛佩戴物边框16的位置,以对准眼球8,诸如针对具有不同瞳距(IPD)的人,或者可以大体上沿着中心17调节或调节到中心17。调节模块80可以提供对显示器模块12和出射窗13的在比由关于图8至图12所示或描述的实施方式提供的区域、封装或布局小的区域、封装或布置中的所选择的内拐角19内的旋转和侧向直线调节。
调节模块80可以包括可以彼此可移动地紧固的显示器模块12(图25)、旋转或可枢转和直线滑动的调节安装支架、壳体或屏蔽件82(图26)和可旋转的直线调节杆、凸轮、构件或致动器84(图27),并且调节支架82可以在拐角19中旋转地或可枢转地安装到前框架部分18a的侧部18b。具有外齿轮齿106b的可旋转的旋转调节构件或致动器106可以与从调节支架82延伸的固定齿轮104的配合齿啮合。结果,调节支架82可通过旋转机构或结构关于轴线H旋转地或可枢转地安装到眼睛佩戴物框架18上,显示器模块12可以通过滑动机构或结构沿着轴线H直线可滑动地安装到调节支架82。
对于滑动机构,显示器模块12可以具有大体上平坦或平整的表面85,诸如顶或上表面,一系列突起86和88从该表面延伸,例如,彼此隔开的五个大体上直立或竖直的突起86和88。表面85可以与调节支架82的配合平坦表面(诸如顶壁82a的内表面)可滑动地啮合。调节支架82可以具有从顶壁82a向下延伸的侧壁82b和端壁82c,以用于大体上围绕和屏蔽或保护显示器模块12的一部分。顶壁82a可以具有沿着或平行于纵向轴线L2和水平轴线H定向的一系列伸长直线导轨、通道或槽86a和88a,其可滑动地接纳相应的配合突起86和88以沿着水平轴线H可滑动地引导显示器模块12。突起86可以具有:侧向紧固头87用于啮合顶壁82a的顶表面或外表面的以将调节支架82的顶壁82a可滑动地紧固或约束到显示器模块12的表面85附近或抵接显示器模块12的表面85,以及用于可滑动地啮合配合导轨86a的一侧的杆89。在纵向轴线L2上的一个纵向中心导轨86a可被定位在轴线L2或轴线H附近或沿着轴线L2或轴线H定位,并且同时接纳纵向轴线L1上的具有可滑动地啮合该导轨86a的相反侧的杆89的两个突起86,两个其他导轨86a可以从该导轨86a直线隔开并且在其以及轴线L1和L2的相反侧侧向隔开,分别可滑动地啮合相应突起86,所述相应突起86具有啮合导轨86a的相反的外表面的杆89,由此提供侧向稳定性。轴线L1和L2可以彼此对齐并且可以与轴线H对齐或平行。突起86可以以弹性方式卡扣就位,并且可以具有相反的向外弹性偏压。直线滑动接头可以形成在显示器模块12与调节支架82之间,诸如在表面85与顶壁82a之间,以及在突起86和88与导轨86a和88a之间。
调节支架82的顶壁82a可以具有沿着竖直或直立轴线B向上延伸的枢轴杆、销、轴、接头或构件90,其沿着并且可以垂直于轴线L2。枢轴构件90可以绕着轴线B可旋转地啮合直线调节致动器84中的配合枢轴孔或开口94,以将直线调节致动器84可旋转地安装到调节支架82的顶壁82a。枢轴构件90可以具有两个弹性裂片瓣,每瓣具有侧向紧固头91,以用于弹性地卡扣到开口94中并且将直线调节致动器84约束在顶壁82a上方的适当位置处。从显示器模块12延伸(例如,向上,从轴线L1、L2和B侧向偏移)的突起88可以是圆柱形驱动或从动销,其延伸穿过调节支架82的顶壁82a中的伸长直线通道或槽88a并且进入调节致动器84内的伸长直线凸轮面、通道或槽88b。槽88a可以是直线的并且侧向地偏离轴线L2并平行于轴线L2(并且在一些实施方式中轴线H)来设置。当直线调节致动器84通过抓住把手92而绕着枢轴构件90和轴线B旋转时,槽88b的凸轮面可以在轴线L1、L2和轴线H的方向上来回在任一方向上(依赖于致动器84的旋转方向)直线地侧向地驱动从动销突起88,将致动器84的旋转运动转换成突起88和显示器模块12的直线运动。这可以在任一方向上沿着轴线H相对于调节支架82来回侧向地驱动和移动显示器模块12,以调节显示器模块12和出射窗13相对于前框架部分18a的侧向位置。调节支架82中的槽86a、88a的长度以及致动器84中的槽88b的长度可以被尺寸化以提供期望的侧向直线调节范围,并且槽的端部可以作为从啮合突起86和/或88的侧向行进停止部,将行进和调节的范围限制到期望的量。致动器84可以如图所示大体上为椭圆形,或者可以具有诸如圆形的其它合适的形状。
调节支架82的侧壁82b可以用作显示器模块12的屏蔽件,并且端壁82c可以具有用于允许电导体或电缆7延伸从其中穿过的开口或槽98。关于旋转机构,调节支架82可以具有从端壁82c沿着轴线C大体上纵向延伸的安装结构100,该轴线C可沿着轴线L1、L2和/或轴线H对齐或与其平行。安装结构100可以包括大体上圆柱形的柱,并且可以具有关于轴线C与远程限位直径100a相邻定位的固定轮齿或齿轮104。近端直径100b可以定位在限位直径100a的从齿轮104起的相反侧上,并且可以连接或固定到侧壁82c。安装结构100可以包括沿着轴线C定位的限位直径100a的端部上的安装孔102。限位直径100a可以沿轴线H与眼睛佩戴物框架18的前框架部分18a的侧部18b的凹进区域114内的配合开孔96啮合,并且可以由紧固件110(例如,螺钉)穿过侧部18b的外部中的延伸到开孔96和调节支架82的限位直径100a中的安装孔102中的孔或开口96a来紧固在适当位置,从而将调节支架和显示器模块12可旋转地安装到眼睛佩戴物框架18,其形成旋转或枢转接头。限位直径100a和配合开孔96可以被尺寸化以提供平滑和稳定的安装和旋转。侧部18b的底部可以具有槽116,其用于接纳或包含可旋转的齿轮转动调节致动器或轮106,该可旋转的齿轮转动调节致动器或轮106通过枢轴销、杆、轴或构件108经由轮106中的孔106a和凹进区域114内的开孔112绕着轴线D可旋转地安装或紧固在侧部18b内。调节轮106绕着枢轴销108和以隔开方式与轴线C和轴线H平行的轴线D旋转,并且可具有环形齿轮齿106b,其旋转地啮合调节支架82的安装结构100上的齿轮齿104,以利用啮合的齿轮104的齿轮旋转绕着轴线C和轴线H可调节地旋转或枢转齿轮104和调节支架82。这可以使出射窗13和光轴A的角度在两个旋转方向(上/下任一方向)上倾斜以进行适当的调节,从而用眼睛8观看。在一些实施方式中,调节致动器106不一定是轮,而是可以是操作杆。
用于调节支架82、致动器84或118、轮106和相关组件的各种组件可以由包括金属(诸如铝)或塑料或其组合的合适的材料形成。此外,调节模块80可以被定位在左拐角、右拐角或左右两个拐角19中的任一个中。在一些实施方式中,调节模块80可以被定位在下边框16b上,其中提供了用于安装到其上的适当的安装结构。
图28至图38示出了与图17至图27所示类似的可穿戴眼睛佩戴电子显示器10的另一实施方式,但是不同之处在于:直线调节致动器118(图38)可以具有形成在其中、相对于中心孔94向外螺旋的伸长螺旋或螺旋形凸轮面、通道或槽88c,以用于啮合并驱动从显示器模块12延伸的驱动或从动突起88。螺旋槽88c可以比致动器84中的槽长,并且可以为显示器模块12提供较渐进的直线侧向调节,将旋转螺旋运动转换成显示器模块12的直线滑动运动。致动器118可以是具有齿118a的外周的轮,以方便通过用户的手指旋转。销或突起88可以被定位为在显示器模块12上沿着与轴线H共线或平行的轴线L1与中间两组突起86纵向隔开并且共线(图36),并且调节支架82的顶壁82a中的相应的槽88a可以被定位为沿着轴线L2与对应于双突起86的槽86a纵向隔开并且共线(图37)。突起86和88以及对应的槽86a和88a的这种排布比图17至图27的实施方式中相对于轴线L1和L2更对称,并且可以提供平滑的调节动作。
图39至图44示出了本发明中的可穿戴眼睛佩戴电子显示器10的另一实施方式,其在某些方面与图17至图22以及图28至图33所示的实施方式有相似之处。然而,具有一些差异的调节机构或模块125(图45)可以安装在眼睛佩戴物框架18的前框架部分18a与前框架部分18的侧部18b和/或侧框架部分26之间的内拐角19内。调节模块125可以包括显示器模块12,并且可以提供如箭头所示的、显示器模块12的绕着侧向、横向或水平轴线H的旋转或枢转调节,以及显示器模块12的沿着侧向、横向或水平轴线H的直线水平、横向或侧向滑动调节,以进行诸如上面针对图17至图22所描述的调节。
调节模块125可以包括显示器模块12(图47),其具有从显示器模块12的壳体12a延伸的安装结构128。安装结构128可以是具有大体上矩形或正方形横截面的大体上矩形的滑动柱结构,其可以形成沿轴线C延伸的旋转和直线滑动调节安装支架,并且用于沿轴线H或与轴线H对齐。安装结构128和显示器模块12在拐角19中可旋转地且可滑动地安装到前框架部分18a的侧部18b或相对于侧部18b安装。诸如螺纹螺钉这样的带螺纹可旋转直线IPD调节构件或致动器120可以沿着水平轴线H延伸穿过眼睛佩戴物框架18的侧部18b中的孔或开口130。螺钉130的凸缘120a可以安置在位于外侧的孔130的埋头开孔中,其中螺纹螺钉部分120b在内测延伸穿过侧部18b和开口、开孔或孔部分130a(图46),穿过大体上圆柱形的蜗轮或轮构件122(图48)的中心开口122b,并且旋转地啮合并紧固到柱结构128的远端内的配合螺纹128a。蜗轮构件122可以包括具有位于两个圆柱形部分之间的齿轮齿的蜗轮或轮122a,其绕着轴线C和轴线H安装。具有圆形中心孔124a的大体上圆柱形或管状轴承或衬套套筒构件124(图49)可以同轴地绕着蜗轮构件122紧密配合并插入或安置在孔部分130a内。套筒构件124根据需要可以绕着蜗轮构件122和/或相对于孔部分130a可旋转地安装,并且可以为所组装的组件提供稳定性。螺钉120可以将显示器模块120、安装结构128、蜗轮构件122和套筒构件124沿水平轴线H紧固到眼睛佩戴物框架18的侧部18b,形成绕着轴线H的旋转或枢转接头,以用于绕着轴线H相对于侧部18b旋转或枢转显示器模块12。根据需要,旋转滑动可以发生在蜗轮构件122与套筒构件124之间和/或在套筒构件124与孔部分130a之间和/或在螺钉120与蜗轮构件122之间。
蜗轮构件122可以具有纵向延伸穿过其中的大体上矩形或方形的孔122b,以沿着轴线H滑动地啮合矩形或方形横截面的安装结构128,所述孔122b可相对于安装结构128旋转固定或锁定蜗轮构件122。在防止旋转而同时允许滑动的其它合适的配合对应形状(诸如椭圆形、键形、合适的轮廓截面、花键等)可以用于安装结构128和孔122b。蜗轮构件122可以具有在其纵向轴线侧向的孔或开口122c,以接纳机械止动销126,该机械止动销126可以侧向延伸穿过蜗轮构件122进入沿着轴线C和轴线H、与轴线C和轴线H共线或平行地形成在安装结构128内的直线或纵向槽、轨道或通道128b。通道128b的长度可以被尺寸化以对止动销126啮合,以限制或控制安装结构128相对于蜗轮构件122可直线滑动和套叠或调节的量。套筒构件124可以紧密地延伸越过蜗轮构件122,并且覆盖止动销126并将止动销126约束在蜗轮构件122内的适当位置。
调节螺钉120的旋钮或头部120c的旋转如箭头所示可以操作滑动机构,并且沿轴线H侧向地可滑动地直线移动或驱动安装结构128和显示器模块12,以将出射窗13的侧向位置在左方向或右方向上相对于前框架部分18a调节到由止动销126限制的程度。螺钉部分120b在与安装结构128中的配合螺纹128a啮合的同时绕着轴线H的旋转运动被转换为直线运动或以齿轮减速方式的运动,并且可以依赖于旋转的方向、需要的套叠,沿着远离螺钉旋钮或头部120c或者朝向螺钉旋钮或头部120c的方向缓慢或递增地延伸安装结构128。这可以使出射窗13的光轴A与用户24的眼睛8和/或中心17侧向对齐以进行IPD调节。通过使用螺纹螺钉的齿轮减速杠杆,蜗轮构件122可以被紧密地装配到安装结构128或围绕安装结构128,以减少它们之间的反弹或摆动,同时具有足够的驱动力以相对于彼此可滑动地移动两个部件。滑动机构可以包括调节螺钉120、侧部18b、套筒构件124、蜗轮构件122、止动销126和安装结构或调节支架128。在一些实施方式中,可以在滑动机构中包括较少的组件或附加组件。
眼睛佩戴物框架18的侧部18b也可以具有用于接纳或接收显示器模块12的凹进区域114或腔,并且可以包括侧部18b中的孔130a。凹进区域、腔或区域132可以形成在侧部18b的底部,并且可以包括大体上直立或竖直的孔或开口132a,该孔或开口132a沿着与轴线H垂直并且从其偏移的直立或竖直轴线E向上延伸到孔130a或者向上延伸到孔130a的侧向边缘(诸如前边缘)或侧部中或附近。直立孔132a可以沿轴线E接纳可旋转的齿轮转动调节致动器134的可旋转的蜗轮蜗杆或螺纹杆部分134b。齿轮蜗杆134b可以从可具有旋钮或突起的外周的可旋转轮部分134a向上延伸,以方便用拇指或手指转动。具有突起对136a的盖136可以卡扣到凹进腔132中的配合孔中并且覆盖凹进腔132,将旋转调节致动器134可旋转地约束在凹进腔132内。轮部分134a的外径可以在外侧和/或内侧延伸超过侧部18b的表面,用于通过用户24触及和旋转。蜗轮蜗杆134b可以被设置为偏离蜗轮构件122的纵向轴线和轴线H,使得蜗轮蜗杆134b的螺纹或轮齿可以以齿轮减速的方式与蜗轮122a的齿轮齿啮合。直立蜗轮蜗杆134b可以延伸到孔130a中并且穿过套筒构件124中的接入槽124b,以使蜗杆134b的轮齿能够接入以啮合蜗轮122a的轮齿。直立蜗轮蜗杆134b还可以与槽124b的边缘啮合,以使套筒构件124的轴向位置或定位沿着轴线H保持在受约束位置。套筒构件124的圆柱壁厚度还可以将蜗轮构件122的蜗轮122a的轮齿定位为离开孔130a的壁,以向蜗杆134b提供用于适当地啮合蜗轮122a的足够的空间。
因此,旋转调节致动器134的轮部分134a绕着轴线E的旋转可以操作旋转机构,其中蜗杆134b绕着直立轴线E的旋转通过与蜗轮122a的齿轮齿啮合转换成蜗轮构件122的绕着侧向轴线H的旋转或枢转。由于蜗轮构件122的矩形或方形孔122b旋转固定或锁定到从显示器模块12沿着侧向轴线H延伸的安装结构或调节支架128的矩形或方形横截面形状,所以蜗轮构件122绕着轴线H的旋转也使显示器模块12绕着轴线H旋转或枢转。这使得用户24容易地调节光轴A的角度或者针对期望观看的广角(pantoscopic)角度。
通过使用螺纹来沿着轴线H进行显示器模块的侧向直线滑动调节,可以以高杠杆作用进行小且精确的侧向调节。此外,通过采用具有蜗杆134b的旋转致动器134,由于蜗轮组的高的齿轮减速性能,需要旋转致动器134的相对大量的旋转以旋转或枢转蜗轮构件122的蜗轮122a。这可以以高扭矩提供显示器模块12的绕着轴线H的非常精确或小的增量旋转或枢转调节。蜗杆134b可以设置在蜗轮构件122的两个圆柱形部分之间,蜗轮构件122可以具有比使蜗轮构件122保持在适当的位置的蜗轮122a大的直径。在一些实施方式中,如果需要,套筒构件124和蜗轮构件122可以套叠。在一些实施方式中,可以省略套筒构件124,并且蜗轮构件122可以被配置以用于将蜗轮构件122可旋转地或可枢转地安装在孔130a内或者到侧部18b中。
虽然已经参考本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离权利要求所涵盖的本发明的范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变。例如,可以将示出和描述的各种特征省略或组合在一起。
例如,可以将所示出或公开的实施方式的各种特征省略或组合在一起。此外,尽管已经利用了诸如水平或竖直这样的相对方向术语,但是这是出于描述目的而不限制本发明或其组件的方向。在各种实施方式中考虑以形成或被包括在调节机构、滑动机构和旋转机构中的特定组件可以根据需要而变化。
Claims (30)
1.一种可穿戴电子显示器,该可穿戴电子显示器包括:
眼睛佩戴物框架,该眼睛佩戴物框架具有第一侧框架部分;
安装到所述眼睛佩戴物框架的显示器模块,该显示器模块具有用于生成图像的微型显示器,所述显示器模块具有伸长部分,所述伸长部分具有被定位用于将可视图像引导向用户的眼睛的图像出射窗;以及
调节机构,该调节机构用于调节所述图像出射窗的位置。
2.根据权利要求1所述的可穿戴电子显示器,其中,所述眼睛佩戴物框架具有第二侧框架部分以及连接在所述第一侧框架部分与所述第二侧框架部分之间的前框架部分,所述前框架部分具有眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的可穿戴电子显示器,其中,所述眼睛佩戴物框架具有连接到所述第一侧框架部分的前框架部分,所述前框架部分具有至少一个眼睛上方框架构件,所述显示器模块的所述伸长部分大体上沿着所述至少一个眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸,并且所述图像出射窗沿向下方向倾斜以便观看。
4.根据权利要求1所述的可穿戴电子显示器,其中,所述眼睛佩戴物框架具有眼镜的构造,所述眼睛佩戴物框架具有前框架部分,该前框架部分具有分别为两个眼睛佩戴物边框的上部分和下部分的眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件,并且所述显示器模块的所述伸长部分具有与所述眼睛佩戴物边框大体上相当的宽度和/或厚度,同时大体上沿着所述眼睛佩戴物边框的所述眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸,其中所述图像出射窗定位在眼睛佩戴物边框的中心或中心附近。
5.根据权利要求1所述的可穿戴电子显示器,其中,所述眼睛佩戴物框架具有连接到所述第一侧框架部分的前框架部分和在所述第一侧框架部分和所述前框架部分之间的拐角,所述显示器模块具有角形部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述拐角中。
6.根据权利要求1所述的可穿戴显示器,其中,所述调节机构将所述显示器模块能够调节地安装到所述眼睛佩戴物框架,从而提供绕着侧向轴线的旋转调节,以及沿着所述侧向轴线的直线调节。
7.根据权利要求6所述的可穿戴显示器,其中,所述调节机构包括调节支架,所述调节支架将所述显示器模块能够移动地安装到所述眼睛佩戴物框架。
8.根据权利要求7所述的可穿戴显示器,其中,通过旋转机构,所述调节支架绕着所述侧向轴线能够旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架,所述旋转机构具有在所述侧向轴线上的侧向枢轴,并且所述显示器模块通过滑动机构沿着所述侧向轴线与所述调节支架能够滑动地安装。
9.根据权利要求8所述的可穿戴显示器,其中,所述旋转机构包括调节齿轮,所述调节齿轮以绕着所述侧向轴线旋转固定的方式安装到所述调节支架,从而旋转地啮合能够旋转的齿轮转动调节致动器。
10.根据权利要求8所述的可穿戴显示器,其中,旋转固定的调节齿轮是蜗轮,并且所述能够旋转的齿轮转动调节致动器是绕着偏移并垂直于所述侧向轴线的轴线能够旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架的蜗杆。
11.根据权利要求10所述的可穿戴显示器,其中,所述调节支架包括:从所述显示器模块延伸的柱结构,所述蜗轮在相对于所述调节支架旋转固定的同时沿着所述侧向轴线能够滑动地安装到所述调节支架,所述蜗轮绕着所述侧向轴线能够旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架;以及调节螺钉直线调节致动器,所述调节螺钉直线调节致动器沿着穿过所述蜗轮的所述侧向轴线延伸穿过所述眼睛佩戴物框架,以能够旋转地啮合所述调节支架上的配合螺纹,从而形成由所述调节螺钉直线调节致动器沿着所述侧向轴线调节的所述滑动机构。
12.根据权利要求9所述的可穿戴显示器,其中,所述滑动机构包括从所述显示器模块延伸并且能够滑动地啮合所述调节支架内的直线导轨的一系列突起,能够旋转地安装到所述调节支架的能够旋转的直线调节致动器具有凸轮面,所述凸轮面用于能够移动地啮合所述突起中的至少一个突起,以相对于所述调节支架沿着所述侧向轴线能够滑动地来回移动所述显示器模块。
13.根据权利要求12所述的可穿戴显示器,其中,所述直线调节致动器包括形成所述凸轮面的伸长槽。
14.根据权利要求13所述的可穿戴显示器,其中,所述伸长槽是直线槽和螺旋槽中的至少一种。
15.一种可穿戴电子显示器,该可穿戴电子显示器包括:
具有眼镜的构造的眼睛佩戴物框架,该眼睛佩戴物框架包括具有两个眼睛佩戴物边框的前框架部分,所述两个眼睛佩戴物边框具有上部分和下部分,所述前框架部分连接在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间并且在所述第一侧框架构件与所述第二侧框架构件之间具有内拐角;以及
安装到所述眼睛佩戴物框架的显示器模块,该显示器模块具有用于生成图像的微型显示器,所述显示器模块具有角形部分和伸长部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述第一侧框架部分与所述前框架部分之间的拐角中,所述伸长部分具有被定位用于将可见图像引导向用户的眼睛的图像出射窗,所述显示器模块的所述伸长部分大体上沿着一个眼睛佩戴物边框的上部分的水平高度侧向延伸并且具有与所述眼睛佩戴物框架大体上相当的厚度,所述图像出射窗被定位在所述眼睛佩戴物框的中心或中心附近并且沿向下方向倾斜以便观看;以及
调节机构,所述调节机构包括调节支架,所述调节机构将所述显示器模块能够移动地安装到所述眼睛佩戴物框架以调节所述图像出射窗的位置。
16.一种观看图像的方法,该方法包括以下步骤:
穿戴可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器具有眼睛佩戴物框架和显示器模块,所述眼睛佩戴物框架具有由用户穿戴的第一侧框架部分,所述显示器模块安装到所述眼睛佩戴物框架并且具有用于生成图像的微型显示器;
将可视图像从被定位在所述显示器模块的伸长部分处的图像出射窗引导向所述用户的眼睛;以及
利用调节机构调节所述图像出射窗的位置。
17.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括向所述眼睛佩戴物框架提供第二侧框架部分以及连接在所述第一侧框架部分与所述第二侧框架部分之间的前框架部分,所述前框架部分具有眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件中的至少一个。
18.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括:
向所述眼睛佩戴物框架提供连接到所述第一侧框架部分的前框架部分,所述前框架部分具有至少一个眼睛上方框架构件;
使所述显示器模块的所述伸长部分大体上沿着所述至少一个眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸;以及
使所述图像出射窗沿向上方向或向下方向中的一个方向倾斜以便由用户的眼睛观看。
19.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括:
向所述眼睛佩戴物框架提供眼镜的构造以及前框架部分,所述前框架部分具有分别为两个眼睛佩戴物边框的上部分和下部分的眼睛上方框架构件和眼睛下方框架构件;以及
向所述显示器模块的所述伸长部分提供与所述眼睛佩戴物边框大体上相当的宽度和/或厚度,并且使所述显示器模块的所述伸长部分大体上沿着所述眼睛佩戴物边框的所述眼睛上方框架构件的水平高度侧向延伸,其中所述图像出射窗被定位在眼睛佩戴物边框的中心或中心附近。
20.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括向所述眼睛佩戴物框架提供连接到所述第一侧框架部分的前框架部分,在所述前框架部分与所述第一侧框架部分之间具有拐角,以及向所述显示器模块提供角形部分,并且将所述角形部分的至少一部分定位在所述拐角中。
21.根据权利要求16所述的方法,所述方法还包括利用所述调节机构将所述显示器模块能够调节地安装到所述眼睛佩戴物框架,从而提供绕着侧向轴线的旋转调节以及沿着所述侧向轴线的直线调节。
22.根据权利要求21所述的方法,所述方法还包括利用所述调节机构的调节支架将所述显示器模块能够移动地安装到所述眼睛佩戴物框架。
23.根据权利要求22所述的方法,所述方法还包括:
利用具有在所述侧向轴线上的侧向枢轴的旋转机构,将所述调节支架绕着所述侧向轴线旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架;以及
利用滑动机构沿着所述侧向轴线将所述显示器模块与所述调节支架能够滑动地安装。
24.根据权利要求23所述的方法,所述方法还包括向所述旋转机构提供绕着所述侧向轴线以旋转固定的方式安装到所述调节支架的调节齿轮,所述调节齿轮旋转地啮合能够旋转的齿轮转动调节致动器。
25.根据权利要求24所述的方法,所述方法还包括提供作为蜗轮的旋转固定的调节齿轮,以及作为蜗杆的所述能够旋转的齿轮转动调节致动器,所述蜗杆绕着偏移并垂直于所述侧向轴线的轴线能够旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述调节支架包括从所述显示器模块延伸的柱结构,所述方法还包括:
在旋转固定到所述调节支架的同时,沿着所述侧向轴线将所述蜗轮能够滑动地安装到所述调节支架上;以及
将所述蜗轮绕着所述侧向轴线能够旋转地安装到所述眼睛佩戴物框架,调节螺钉直线调节致动器沿着穿过所述蜗轮的所述侧向轴线延伸穿过所述眼睛佩戴物框架,以能够旋转地啮合所述调节支架上的配合螺纹,从而形成由所述调节螺钉直线调节致动器沿着所述侧向轴线调节的所述滑动机构。
27.根据权利要求24所述的方法,所述方法还包括向所述滑动机构提供从所述显示器模块延伸的一系列突起,所述一系列突起能够滑动地啮合所述调节支架内的直线导轨,能够旋转地安装到所述调节支架的能够旋转的直线调节致动器具有凸轮面,所述凸轮面用于能够移动地啮合所述突起中的至少一个突起,以沿着所述侧向轴线相对于所述调节支架能够滑动地来回移动所述显示器模块。
28.根据权利要求27所述的方法,所述方法还包括向所述直线调节致动器提供形成所述凸轮面的伸长槽。
29.根据权利要求28所述的方法,所述方法还包括将所述伸长槽形成为直线槽和螺旋槽中的至少一种。
30.一种观看图像的方法,该方法包括以下步骤:
穿戴可穿戴电子显示器,所述可穿戴电子显示器具有眼睛佩戴物框架和显示器模块,所述眼睛佩戴物框架具有眼镜的构造,所述眼睛佩戴物框架包括具有两个眼睛佩戴物边框的前框架部分,所述两个眼睛佩戴物边框具有上部分和下部分,所述前框架部分连接在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间并且由用户穿戴,在第一侧框架构件与第二侧框架构件之间具有内拐角,所述显示器模块被安装到所述眼睛佩戴物框架并且具有用于生成图像的微型显示器,所述显示器模块具有角形部分,所述角形部分的至少一部分被定位在所述第一侧框架部分与所述前框架部分之间的拐角中;
将可见图像从被定位在所述显示器模块的伸长部分处的图像出射窗引导向用户的眼睛,所述伸长部分大体上沿着一个眼睛佩戴物边框的所述上部分的水平高度侧向延伸并且具有与所述眼睛佩戴物边框大体上相当的厚度,所述图像出射窗被定位在所述眼睛佩戴物边框的中心附近或中心并且沿向下方向倾斜以便观看;以及
利用调节机构的调节支架调节所述图像出射窗的位置,所述调节支架将所述显示器模块能够移动地安装到所述眼睛佩戴物框架。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/541,662 | 2014-11-14 | ||
| US14/541,662 US9696566B2 (en) | 2012-12-13 | 2014-11-14 | Spectacle with invisible optics |
| PCT/US2015/060579 WO2016077696A1 (en) | 2014-11-14 | 2015-11-13 | Spectacle with invisible optics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107209376A true CN107209376A (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=54609008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580073345.2A Pending CN107209376A (zh) | 2014-11-14 | 2015-11-13 | 具有不可见的光学器件的眼镜状物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107209376A (zh) |
| WO (1) | WO2016077696A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116235099A (zh) * | 2020-09-29 | 2023-06-06 | 谷歌有限责任公司 | 用于具有可见显示器和佩戴者解剖结构的适应的眼部佩戴件的适配机构 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9696566B2 (en) | 2012-12-13 | 2017-07-04 | Kopin Corporation | Spectacle with invisible optics |
| EP2932330A1 (en) | 2012-12-13 | 2015-10-21 | Kopin Corporation | Spectacle with invisible optics |
| US9841603B2 (en) | 2015-02-24 | 2017-12-12 | Kopin Corporation | Electronic eyewear viewing device |
| US10379376B2 (en) | 2015-10-20 | 2019-08-13 | Kopin Corporation | Wearable electronic display |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100110368A1 (en) * | 2008-11-02 | 2010-05-06 | David Chaum | System and apparatus for eyeglass appliance platform |
| US20120013843A1 (en) * | 2006-12-14 | 2012-01-19 | Oakley, Inc. | Wearable high resolution audio visual interface |
| DE202012003317U1 (de) * | 2012-01-19 | 2012-07-09 | Google Inc. | Tragbare Vorrichtung mit Ein- und Ausgabestrukturen |
| CN102843629A (zh) * | 2002-07-26 | 2012-12-26 | 奥克利有限公司 | 无线交互式头戴式耳麦 |
| US20130235331A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Google Inc. | Eyeglass frame with input and output functionality |
| WO2013185224A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Recon Instruments Inc. | Heads up display systems for glasses |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5880773A (en) * | 1991-12-27 | 1999-03-09 | Sony Corporation | Head mounted display configured to a user's physical features |
| US20120105740A1 (en) * | 2000-06-02 | 2012-05-03 | Oakley, Inc. | Eyewear with detachable adjustable electronics module |
| EP2972546B1 (en) * | 2013-03-15 | 2024-02-28 | Immy Inc. | Head mounted display having alignment maintained via structural frame |
-
2015
- 2015-11-13 WO PCT/US2015/060579 patent/WO2016077696A1/en not_active Ceased
- 2015-11-13 CN CN201580073345.2A patent/CN107209376A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843629A (zh) * | 2002-07-26 | 2012-12-26 | 奥克利有限公司 | 无线交互式头戴式耳麦 |
| US20120013843A1 (en) * | 2006-12-14 | 2012-01-19 | Oakley, Inc. | Wearable high resolution audio visual interface |
| US20100110368A1 (en) * | 2008-11-02 | 2010-05-06 | David Chaum | System and apparatus for eyeglass appliance platform |
| DE202012003317U1 (de) * | 2012-01-19 | 2012-07-09 | Google Inc. | Tragbare Vorrichtung mit Ein- und Ausgabestrukturen |
| CN202758141U (zh) * | 2012-01-19 | 2013-02-27 | 谷歌公司 | 电子装置及头戴式装置 |
| US20130235331A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Google Inc. | Eyeglass frame with input and output functionality |
| WO2013185224A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-19 | Recon Instruments Inc. | Heads up display systems for glasses |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116235099A (zh) * | 2020-09-29 | 2023-06-06 | 谷歌有限责任公司 | 用于具有可见显示器和佩戴者解剖结构的适应的眼部佩戴件的适配机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016077696A1 (en) | 2016-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9696566B2 (en) | Spectacle with invisible optics | |
| US9753287B2 (en) | Spectacle with invisible optics | |
| US8493287B2 (en) | Head mounted display device and image display device | |
| US9841603B2 (en) | Electronic eyewear viewing device | |
| US10379376B2 (en) | Wearable electronic display | |
| US7319437B2 (en) | Image display device | |
| US9766482B2 (en) | Wearable device with input and output structures | |
| KR101879601B1 (ko) | 입력 및 출력 구조들을 구비한 착용가능한 디바이스 | |
| JPH0147768B2 (zh) | ||
| CN107409189A (zh) | 眼镜型显示装置 | |
| CN107209376A (zh) | 具有不可见的光学器件的眼镜状物 | |
| EP4441549A1 (en) | Ar glasses | |
| JP2010124339A (ja) | ヘッドマウントディスプレイ | |
| WO2018049620A1 (zh) | 头戴式电子设备及其显示模组 | |
| JPH06315124A (ja) | 眼鏡型映像表示装置 | |
| JPH06315121A (ja) | 眼鏡型映像表示装置 | |
| JPH06315123A (ja) | 眼鏡型映像表示装置 | |
| JPH06334940A (ja) | 眼鏡型ディスプレイ装置 | |
| JPH06334942A (ja) | 眼鏡型ディスプレイ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170926 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |