JP2023543722A - ディスプレイ及びセンサを有するシステム - Google Patents

ディスプレイ及びセンサを有するシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2023543722A
JP2023543722A JP2023518221A JP2023518221A JP2023543722A JP 2023543722 A JP2023543722 A JP 2023543722A JP 2023518221 A JP2023518221 A JP 2023518221A JP 2023518221 A JP2023518221 A JP 2023518221A JP 2023543722 A JP2023543722 A JP 2023543722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
head
cover layer
layer
mounted device
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
Application number
JP2023518221A
Other languages
English (en)
Inventor
ジェフリー シー オルソン,
アンソニー エス モンテヴィルゲン,
ディビッド エー シュマク,
ディヴァカー シンガムセッティ,
エドワード エス フオ,
ジェイソン エル スルペイクス,
ジェレミー シー フランクリン,
リツ シャー,
ティモシー ワイ チャン,
モナリ, ヤミール パリエンテ
ジェイソン シー シャワーズ,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Inc filed Critical Apple Inc
Publication of JP2023543722A publication Critical patent/JP2023543722A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/332Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/344Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20Image signal generators
    • H04N13/204Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/239Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20Image signal generators
    • H04N13/204Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/254Image signal generators using stereoscopic image cameras in combination with electromagnetic radiation sources for illuminating objects
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • H04N13/305Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/366Image reproducers using viewer tracking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71Circuitry for evaluating the brightness variation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/74Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0132Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems
    • G02B2027/0134Head-up displays characterised by optical features comprising binocular systems of stereoscopic type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/014Head-up displays characterised by optical features comprising information/image processing systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2213/00Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001Constructional or mechanical details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

ヘッドマウントデバイスは、ヘッドマウント支持構造体(26)を有し得る。後面ディスプレイ(14R、14L)は、ヘッドマウント支持構造体の後部にあるアイボックス(34)に画像を提示することができる。前面の公衆視認可能ディスプレイ(14F)は、後面ディスプレイから離れて面するヘッドマウント支持構造体の前側に支持され得る。前面ディスプレイは、画像が表示されるアクティブ領域(AA)を形成する画素を有することができ、画素を囲むリング形状の非アクティブ境界領域(IA)を有することができる。アクティブ領域は、鼻梁凹部を有する湾曲した周縁部を有することができる。非アクティブ境界領域は、アクティブ領域の周縁部に平行に延びる外囲を有することができる。前面ディスプレイは、アクティブ領域に重なる可展面と、非アクティブ領域に重なる複合曲率のリング形状面とを有するカバー層(92)を有することができる。光学構成要素は、非アクティブ領域内のカバー層を通して動作することができる。

Description

本願は概して電子デバイスに関し、より具体的には、ヘッドマウントデバイスなどの電子デバイスに関する。
(関連出願の相互参照)
本出願は、その全体が本明細書中に引用をもって援用された、2020年9月21日付け出願の米国仮特許出願第63/081,222号の優先権を主張するものである。
ヘッドマウントデバイスなどの電子デバイスは、入出力構成要素を有し得る。入出力構成要素は、ディスプレイ及びセンサなどの構成要素を含むことができる。
ヘッドマウントデバイスは、ヘッドマウント支持構造体を有し得る。後面ディスプレイは、ヘッドマウント支持構造体がユーザによって装着されている間、ヘッドマウント支持構造体の後部にあるアイボックスに画像を提示することができる。ヘッドマウント支持構造体は、ユーザの頭部の周囲に巻き付く湾曲した後面を有することができる。
前面の公衆視認可能ディスプレイは、後面ディスプレイから離れて面するヘッドマウント支持構造体の前側に支持され得る。前面ディスプレイは、ヘッドマウント支持構造体の正面及びユーザの頭部の周囲に巻き付く、湾曲形状を有することができる。
前面ディスプレイは、画像が表示されるアクティブ領域を形成する画素を有することができ、画素を囲むリング形状の非アクティブ境界領域を有することができる。アクティブ領域は、鼻梁凹部を有する湾曲した周縁部を有することができる。ディスプレイの各側のアクティブ領域の輪郭は、涙滴形状又は他の湾曲形状を有してもよい。非アクティブ境界領域の外囲は、アクティブ領域の周縁部に平行に延びることができる。
前面ディスプレイは、アクティブ領域に重なる可展面を有するディスプレイカバー層を有することができる。アクティブ領域内の画素は、支持構造体の中央を通って垂直に延びる曲げ軸を中心に曲げられるフレキシブルディスプレイ基板上に支持され得る。曲げられたフレキシブルディスプレイは、ディスプレイカバー層の内面に対して、若しくはそれに隣接して載置される、又はシュラウドキャノピー層の内面に対して、若しくはそれに隣接して載置される、可展面を有することができる。必要に応じて、曲げられたフレキシブルディスプレイは、ディスプレイカバー層の展開可能な内面に取り付けられてもよく、ディスプレイカバー層は、複合曲率によって特徴付けられるディスプレイに重なる対応する外面を有してもよい。
ディスプレイカバー層の縁部は、アクティブ領域から後方にスイープされてもよく、湾曲した断面プロファイルによって特徴付けられ得る。例示的な構成において、リング形状の非アクティブ領域におけるカバー層の表面は、複合曲率を有する。アクティブ領域内のディスプレイカバー層の表面は、可展面であってもよく、又は複合曲率を有してもよい。
光学構成要素は、非アクティブ領域内のカバー層を通して動作することができる。光学構成要素は、フリッカセンサ、周囲光センサ、カメラ、構造化光三次元センサ及び飛行時間三次元画像センサなどの三次元画像センサ、並びに薄暗い周囲照明条件において追跡カメラのための赤外線照明を提供するように構成された赤外線照明システムを含むことができる。
一実施形態に係る、ヘッドマウントデバイスなどの例示的な電子デバイスの側面図である。 一実施形態に係る、電子デバイスを備える例示的なシステムの模式図である。 一実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの正面図である。 一実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの上断面図である。 一実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの側断面図である。 一実施形態に係る、別の例示的なヘッドマウントデバイスの側断面図である。 一実施形態に係る、公衆視認可能ディスプレイを備える例示的なヘッドマウントデバイスの左上部分の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の正面図である。 一実施形態に係る、例示的なヘッドマウントデバイスの一部の分解上断面図である。 一実施形態に係る、ディスプレイを備える例示的なヘッドマウントデバイスの一部の側断面図である。 実施形態に係る、例示的な光学構成要素に重なる例示的なディスプレイカバー層の側断面図である。 実施形態に係る、例示的な光学構成要素に重なる例示的なディスプレイカバー層の側断面図である。 実施形態に係る、例示的な光学構成要素に重なる例示的なディスプレイカバー層の側断面図である。
ヘッドマウントデバイスは、デバイスがユーザの頭部に装着されることを可能にするヘッドマウント支持構造体を含むことができる。ヘッドマウントデバイスは、ユーザに視覚コンテンツを提示するための、ヘッドマウント支持構造体によって支持されるディスプレイを有することができる。ディスプレイは、ヘッドマウント支持構造体の後部のアイボックスに画像を提示する後面ディスプレイを含むことができる。ディスプレイはまた、前面ディスプレイを含むことができる。前面ディスプレイは、ヘッドマウント支持構造体の正面に搭載することができ、ヘッドマウントデバイスがユーザの頭部に装着されていないとき、ユーザによって視認され得る。公衆視認可能ディスプレイと称することもある前面ディスプレイはまた、ヘッドマウントデバイスの近傍にいる他の人々によって視認可能であり得る。
画像センサ及び他の光センサなどの光学構成要素が、ヘッドマウントデバイス内に設けられ得る。例示的な構成では、光学構成要素は、前面ディスプレイを保護するディスプレイカバー層の周辺部分の下に取り付けられる。
図1は、例示的なヘッドマウント電子デバイスの側面図である。図1に示すように、ヘッドマウントデバイス10は、ヘッドマウント支持構造体26を含むことができる。支持構造体26は、内部領域42などのデバイス10の内部領域を、外部領域44などのデバイス10を取り囲む外部領域から分離する壁又は他の構造体を有することができる。電気構成要素40(例えば、集積回路、センサ、制御回路、発光ダイオード、レーザ、並びに他の発光デバイス、他の制御回路及び入出力デバイスなど)は、デバイス10内の(例えば、内部領域42内の)プリント回路及び/又は他の構造体上に取り付けられ得る。
アイボックス34などのアイボックスから見るための画像をユーザに提示するために、デバイス10は、ディスプレイ14Rなどの後面ディスプレイと、レンズ38などのレンズとを含むことができる。これらの構成要素を、光学モジュール36(例えば、レンズバレル)などの光学モジュール内に取り付けて、個別の左及び右光学システムを形成することができる。例えば、左アイボックス内のユーザの左眼に左レンズを通して画像を提示するための左後面ディスプレイと、右アイボックス内のユーザの右眼に画像を提示するための右後面ディスプレイとがあり得る。ユーザの眼は、構造体26がユーザの顔の外面(顔面30)に対して置かれているとき、デバイス10の後側Rのアイボックス34内に位置する。
支持構造体26は、主ハウジング部分26M(主部分と呼ばれることもある)などの主支持構造体を含むことができる。主ハウジング部分26Mは、デバイス10の前側Fからデバイス10の反対側の後側Rまで延在することができる。後側Rにおいて、主ハウジング部分26Mは、部分26Mが顔面30に対して置かれるときにユーザの快適さを高めるためにクッション構造体を有することができる。必要に応じて、支持構造体26は、ストラップ26Bなどの任意選択のヘッドストラップ、及び/又はデバイス10がユーザの頭部に装着されることを可能にする他の構造体を含むことができる。
デバイス10は、主ハウジング部分26Mの前側F上に取り付けられるディスプレイ14Fなどの公衆視認可能前向きディスプレイを有することができる。ディスプレイ14Fは、ユーザがデバイス10を装着していないときにユーザに視認可能であり得、及び/又はデバイス10の近傍にいる他者によって視認可能であり得る。ディスプレイ14Fは、一例として、方向52においてデバイス10を見ている観察者50などの外部観察者によって、デバイス10の前側Fにおいて見ることができる。
ヘッドマウントデバイスを含むことができる例示的なシステムの模式図を図2に示す。図2に示すように、システム8は、1つ以上の電子デバイス10を含むことができる。デバイス10は、ヘッドマウントデバイス(例えば、図1のデバイス10)、コントローラ及びヘッドフォンなどのアクセサリ、コンピューティング機器(例えば、セルラー電話機、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、及び/又はヘッドマウントデバイスにコンテンツを供給するリモートコンピューティング機器)、及び/又は互いに通信する他のデバイスを含み得る。
各電子デバイス10は、制御回路12を有することができる。制御回路12は、デバイス10の動作を制御するストレージ及び処理回路を含むことができる。制御回路12は、例えば、ハードディスクドライブストレージ、不揮発性メモリ(例えば、ソリッドステートドライブを形成するように構成された電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ)、揮発性メモリ(例えば、静的又は動的ランダムアクセスメモリ)などのストレージを含むことができる。制御回路12の処理回路は、1つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、ベースバンドプロセッサ、電力管理ユニット、オーディオチップ、グラフィック処理ユニット、特定用途向け集積回路及び他の集積回路に基づくことができる。ソフトウェアコードは、回路12内のストレージ上に記憶され、回路12内の処理回路上で実行されて、デバイス10の制御動作(例えば、データ収集動作、制御信号を用いたデバイス10の構成要素の調節を含む動作など)を実施することができる。制御回路12は、有線通信回路及び無線通信回路を含むことができる。例えば、制御回路12は、セルラー電話送受信機回路、無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路(WiFi(登録商標)回路)、ミリ波送受信機回路、及び/又はその他の無線通信回路などの無線送受信機回路を含むことができる。
動作中、システム8内のデバイスの通信回路(例えば、デバイス10の制御回路12の通信回路)を使用して、電子デバイス間の通信をサポートすることができる。例えば、1つの電子デバイスは、システム8内の別の電子デバイスにビデオデータ、オーディオデータ、制御信号及び/又はその他のデータを送信することができる。システム8内の電子デバイスは、有線及び/又は無線通信回路を使用して、1つ以上の通信ネットワーク(例えば、インターネット、ローカルエリアネットワークなど)を介して通信することができる。通信回路を使用して、外部機器(例えば、テザーコンピュータ、ハンドヘルドデバイス若しくはラップトップコンピュータなどのポータブルデバイス、リモートサーバ若しくは他のリモートコンピューティング機器などのオンラインコンピューティング機器、又は他の電気機器)からデータをデバイス10によって受信する、かつ/又は外部機器にデータを提供することを可能にすることができる。
システム8の各デバイス10は、入出力デバイス22を含むことができる。入出力デバイス22を使用して、ユーザがデバイス10にユーザ入力を提供することを可能にすることができる。入出力デバイス22はまた、デバイス10が動作している環境に関する情報を収集するために使用されてもよい。デバイス22内の出力構成要素は、デバイス10がユーザに出力を提供することを可能にすることができ、外部電気機器との通信に使用することができる。
図2に示すように、入出力デバイス22は、ディスプレイ14などの1つ以上のディスプレイを含むことができる。ディスプレイ14は、図1のディスプレイ14Rなどの後面ディスプレイを含むことができる。デバイス10は、例えば、左及び右の走査ミラーディスプレイデバイス又は他の画像プロジェクタ、液晶オンシリコンディスプレイデバイス、デジタルミラーデバイス、又は他の反射ディスプレイデバイス、発光ダイオード画素アレイに基づく左右のディスプレイパネル(例えば、ポリマー若しくは半導体基板を有する有機発光ディスプレイ、又は結晶性半導体発光ダイオードダイから形成された画素アレイに基づくディスプレイデバイス)、液晶ディスプレイパネル、及び/又はユーザの左眼及び右眼でそれぞれ見るために左及び右のアイボックスに画像を提供する他の左及び右のディスプレイデバイスなどの、左及び右の構成要素を含むことができる。これらのようなディスプレイ構成要素(例えば、フレキシブルポリマー基板を有する有機発光ディスプレイ、又はフレキシブル基板上の結晶性半導体発光ダイオードダイから形成された画素アレイに基づくディスプレイ)はまた、図1の前面ディスプレイ14Fなどのデバイス10のための前面ディスプレイ(前向きディスプレイ、フロントディスプレイ、又は公衆視認可能ディスプレイと呼ばれることもある)を形成する際に使用され得る。
動作中、ディスプレイ14(例えば、ディスプレイ14R及び/又は14F)は、デバイス10のユーザのために視覚コンテンツ(例えば、カメラセンサからの写真及びパススルービデオを含む静止画及び/又は動画、テキスト、グラフィックス、映画、ゲーム、及び/又は他の視覚コンテンツ)を表示するために使用され得る。ディスプレイ14上に提示されるコンテンツは、例えば、仮想オブジェクトと、制御回路12によってディスプレイ14に提供される他のコンテンツとを含み得る。この仮想コンテンツは、コンピュータ生成コンテンツと呼ばれることもある。コンピュータ生成コンテンツは、現実世界のコンテンツがない場合に表示され得る、又は現実世界のコンテンツと組み合わされ得る。いくつかの構成では、現実世界画像は、カメラ(例えば、前面カメラと呼ばれることもある、前向きカメラ)によってキャプチャされてもよく、コンピュータ生成コンテンツは、現実世界画像の部分上に電子的にオーバーレイされ得る(例えば、デバイス10が仮想現実ゴーグルであるとき)。
入出力回路22は、センサ16を含んでもよい。センサ16としては、例えば、三次元センサ(例えば、光ビームを放射し、かつ二次元デジタル画像センサを使用して、標的が光ビームによって照射されると生成されるドット若しくは他の光スポットから三次元画像のための画像データを収集する、構造化光センサなどの三次元画像センサ、双眼撮像構成で2つ以上のカメラを使用して三次元画像を収集する双眼三次元画像センサ、飛行時間カメラ若しくは三次元飛行時間カメラと呼ばれることもある三次元ライダー(光検出及び測距(light detection and ranging))センサ、三次元高周波センサ、又は三次元画像データを収集する他のセンサ)、カメラ(例えば、二次元赤外線及び/又は可視デジタル画像センサ)、視線追跡センサ(例えば、画像センサに基づく視線追跡システム、及び必要に応じて、ユーザの眼から反射した後に画像センサを使用して追跡される1つ以上の光ビームを放射する光源)、タッチセンサ、容量性近接センサ、光ベースの(光学)近接センサ、他の近接センサ、力センサ(例えば、歪みゲージ、容量性力センサ、抵抗力センサなど)、スイッチに基づく接触センサなどのセンサ、ガスセンサ、圧力センサ、湿度センサ、磁気センサ、オーディオセンサ(マイクロフォン)、周囲光センサ、人工照明に関連する時間変化周囲光度の存在などの周囲照明条件に関する時間的情報を収集するフリッカセンサ、音声コマンド及び他の音声入力を収集するためのマイクロフォン、動き、位置、及び/若しくは向きに関する情報を収集するように構成されたセンサ(例えば、加速度計、ジャイロスコープ、コンパス、及び/又はこれらのセンサの全て若しくはこれらのセンサのうちの1つ若しくは2つのサブセットを含む慣性測定ユニット)、並びに/又は他のセンサを挙げることができる。
ユーザ入力及び他の情報は、入出力デバイス22内のセンサ及び他の入力デバイスを使用して収集されてもよい。必要に応じて、入出力デバイス22は、触覚出力デバイス(例えば、振動構成要素)、発光ダイオード、レーザ、及び他の光源(例えば、周囲光レベルが低いときにデバイス10を取り囲む環境を照らす光を発する発光デバイス)、音声出力を生成するためのイヤースピーカなどのスピーカ、無線電力を受信するための回路、他のデバイスに電力を無線で送信するための回路、バッテリ及び他のエネルギー蓄積デバイス(例えば、キャパシタ)、ジョイスティック、ボタン、及び/又は他の構成要素などの他のデバイス24を含むことができる。
図1に関連して説明したように、電子デバイス10は、ヘッドマウント支持構造体26などのヘッドマウント支持構造体(例えば、ハウジング壁、ストラップなどのヘッドマウントハウジング構造体)を有することができる。ヘッドマウント支持構造体は、デバイス10の動作中にユーザの頭部に(例えば、ユーザの眼を覆うユーザの顔に対して)装着されるように構成されてもよく、ディスプレイ14、センサ16、他の構成要素24、他の入出力デバイス22、及び制御回路12を支持することができる(例えば、図1の構成要素40及び光学モジュール36を参照)。
図3は、デバイス10が前面ディスプレイ14Fなどの公衆視認可能ディスプレイを有する例示的な構成におけるデバイス10の正面図である。図3に示すように、デバイス10の支持構造体26Mは、部分26NBなどの間に介在する鼻梁部分によって結合される部分26R及び26Lなどの右部分及び左部分を有することができる。部分26NBは、ユーザの頭部上で主ハウジング部分26Mを支持するのを助けるように、ユーザの鼻を受容し、その上に静置するように構成された鼻梁表面90などの湾曲外部表面を有することができる。
ディスプレイ14Fは、画像を表示するように構成されたアクティブ領域AAなどのアクティブ領域と、画像を表示しない非アクティブ領域IAとを有し得る。アクティブ領域AAの輪郭は、矩形、丸みを帯びた角部を有する矩形であってもよく、デバイス10の左側及び右側に涙滴形状部分を有してもよく、直線縁部を有する形状、曲線縁部を有する形状、直線部分及び曲線部分の両方を有する周縁部を有する形状、及び/又は他の好適な輪郭を有してもよい。図3に示すように、アクティブ領域AAは、主ハウジング部分26の鼻梁部26NBに湾曲した凹部を有していてもよい。アクティブ領域AAに鼻形状の凹部が存在することは、アクティブ領域AAのサイズを過度に制限することなく、ハウジング部分26Mの利用可能な空間内にアクティブ領域AAを適合させるのを助けることができる。
アクティブ領域AAは、画素のアレイを含む。画素は、例えば、フレキシブルディスプレイパネル基板上の薄膜有機発光ダイオード又は結晶性半導体発光ダイオードダイ(マイクロ発光ダイオードと呼ばれることもある)から形成された発光ダイオード画素であってもよい。ディスプレイ14Fが他のディスプレイ技術を使用する構成も、必要に応じて使用され得る。ディスプレイ14が、フレキシブル基板(例えば、ポリイミドの屈曲可能な層又は他のフレキシブルポリマーのシートから形成される基板)上に形成される有機発光ダイオードディスプレイなどの発光ダイオードディスプレイから形成される、例証的構成が、本明細書では、実施例として説明されることもある。アクティブ領域AAの画素は、図3のディスプレイパネル14P(例えば、フレキシブル有機発光ダイオードディスプレイパネル)などのディスプレイデバイス上に形成され得る。いくつかの構成では、パネル14Pの輪郭は、直線セグメント、又は直線セグメントと曲線セグメントとの組み合わせを含む、周縁部を有することができる。パネル14Pの輪郭全体が湾曲した周縁部によって特徴付けられる構成を使用することもできる。
ディスプレイ14Fは、画素がなく、画像を表示しない非アクティブ領域IAなどの非アクティブ領域を有し得る。非アクティブ領域IAは、アクティブ領域AAの周縁部のうちの1つ以上の部分に沿って延びる非アクティブ境界領域を形成し得る。図3の例示的な構成では、非アクティブ領域IAは、アクティブ領域AAを囲むリング形状を有する。このタイプの構成では、非アクティブ領域IAの幅は比較的一定であってもよく、領域IAの内縁及び外縁は、直線及び/又は曲線セグメントによって特徴付けられてもよく、又はそれらの全長に沿って曲線であってもよい。例えば、領域IAの外縁(例えば、ディスプレイ14Fの外囲)は、アクティブ領域AAの湾曲した縁部に平行に延びる湾曲した輪郭を有することができる。
いくつかの構成では、デバイス10は、システム8内の他のデバイス(例えば、無線コントローラ及び他のアクセサリ)と共に動作することができる。これらのアクセサリは、磁界の方向及び強度を感知する磁気センサを有することができる。デバイス10は、磁界を放射するように構成された1つ以上の電磁石を有することができる。磁界は、デバイス10の近くの無線アクセサリによって測定することができ、その結果、アクセサリは、デバイス10に対するそれらの向き及び位置を判定することができる。これにより、アクセサリは、自身の現在位置、向き、及び動きに関するリアルタイム情報をデバイス10に無線で提供することができるので、アクセサリは無線コントローラとして機能することができる。アクセサリは、ウェアラブルデバイス、扱われるデバイス、及び他の入力デバイスを含むことができる。
例示的な構成では、デバイス10は、ディスプレイ14Fの周囲(例えば、非アクティブ領域IA又はディスプレイ14Fの他の部分の下)を延びる例示的なコイル54などのコイルを有することができる。コイル54は、任意の好適な数の巻き線(例えば、1~10、少なくとも2、少なくとも5、少なくとも10、10~50、100未満、25未満、6未満など)を有することができる。これらの巻き線は、基板上の金属トレースから形成されてもよく、ワイヤから形成されてもよく、及び/又は他の導電線から形成されてもよい。動作中、制御回路12は、コイル54に交流(AC)駆動信号を供給することができる。駆動信号は、(例として)少なくとも1kHz、少なくとも10kHz、少なくとも100kHz、少なくとも1MHz、10MHz未満、3MHz未満、300kHz未満、又は30kHz未満の周波数を有することができる。AC電流がコイル54を通って流れると、対応する磁界がデバイス10の近傍に生成される。デバイス10の近傍にある磁気センサを有する無線コントローラなどの電子デバイスは、磁界を基準として使用することができるので、無線コントローラがデバイス10に対して動かされている間にその向き、位置、及び/又は動きを決定してデバイス10に入力を提供することができる。
一例として、デバイス10の動作を制御する際に使用されるハンドヘルド無線コントローラを考えよう。動作中、デバイス10はコイル54を使用して磁界を放射する。ハンドヘルド無線コントローラが動かされるにつれて、コントローラの磁気センサは、コントローラがユーザによって空気中を動かされるときにコイル54によって放射される磁界の強度、向き、並びに強度及び/又は向きの変化を監視することによって、コントローラの位置及びデバイス10に対するコントローラの動きを監視することができる。次いで、電子デバイスは、コントローラの位置及び向きに関する情報をデバイス10に無線で送信することができる。このようにして、ハンドヘルドコントローラ、ウェアラブルコントローラ、又は他の外部アクセサリは、デバイス10にエアジェスチャ、ポインティング入力、ステアリング入力、及び/又は他のユーザ入力を提供するために、ユーザによって操作され得る。
デバイス10は、光学構成要素(例えば、図2のセンサ16のうちの光学センサ)などの構成要素を有することができる。これらの構成要素は、ヘッドマウント支持構造体26上の任意の好適な位置(例えば、頭部ストラップ26B上、主ハウジング部分26M上など)に取り付けられ得る。光学構成要素及び他の構成要素は、後方に面してもよく(例えば、デバイス10の後面に取り付けられるとき)、側方に(例えば、左又は右に)面してもよく、下方又は上方に面してもよく、デバイス10の前方に面してもよく(例えば、デバイス10の前面に取り付けられるとき)、これらの方向の任意の組み合わせを指すように取り付けられてもよく(例えば、前方に、右に、及び下方に)、及び/又は他の好適な向きで取り付けられてもよい。例示的な構成では、デバイス10の構成要素のうちの少なくともいくつかは、前方に(及び任意選択で側方及び/又は上下に)外向きに面するように取り付けられる。例えば、パススルービデオ用の前向きカメラは、カメラが水平次元に沿ってわずかに分岐し、これらのカメラの視野が、デバイス10の前方の環境の広角画像をキャプチャしながら、ある程度重なるような構成で、デバイス10の正面の左側及び右側に取り付けられ得る。キャプチャされた画像は、必要に応じて、デバイス10の真正面の領域の下、上、及び側部にあるユーザの周囲の部分を含むことができる。
光学構成要素などの構成要素をデバイス10の外部から見えないように隠すのを助けるために、構成要素の一部又は全部を化粧カバー構造体で覆うことが望ましい場合がある。カバー構造体は、重なり合った光学構成要素が満足に動作することを可能にするのに十分な光透過性によって特徴付けられる透明部分(例えば、光学構成要素窓)を含むことができる。例えば、周囲光センサは、周囲光センサを視界から隠すのを助けるために外部観察者には不透明に見えるが、周囲光センサが満足のいく周囲光測定を行うために十分な周囲光が周囲光センサに通過することを可能にする層で覆われ得る。別の例として、赤外光を放射する光学構成要素が、赤外光に対して透明である視覚的に不透明な材料と重ね合わせられ得る。
例示的な構成では、デバイス10のための光学構成要素は、図3の非アクティブ領域IA内に取り付けられてもよく、化粧カバー構造体は、非アクティブ領域IA内の光学構成要素に重なってリング形状に形成されてもよい。化粧カバー構造体は、インク、ポリマー構造体、金属を含む構造体、他の材料、及び/又はこれらの材料の組み合わせから形成され得る。例示的な構成では、化粧カバー構造体は、非アクティブ領域IAのフットプリントに一致するフットプリントを有するリング形状部材から形成され得る。例えば、アクティブ領域AAが涙滴形状を有する左右の部分を有する場合、リング形状部材は、アクティブ領域AAの涙滴形状部分の湾曲した周囲に従う湾曲した縁部を有することができる。リング形状部材は、1つ以上のポリマー構造体から形成され得る(例えば、リング形状部材は、ポリマーリングから形成され得る)。リング形状部材は、重なった構成要素を視界から隠すのを助けることができるので、リング形状部材は、シュラウド又はリング形状シュラウド部材と呼ばれることもある。シュラウド又は他の化粧カバー構造体の外観は、無彩色(白、黒、又は灰色)又は非無彩色(例えば、青、赤、緑、金色、ローズゴールドなど)によって特徴付けられ得る。
ディスプレイ14Fは、必要に応じて、保護ディスプレイカバー層を有することができる。カバー層は、アクティブ領域AA及び非アクティブ領域IAに重なってもよい(例えば、図1の方向52から見たデバイス10の前面全体がカバー層によって覆われ得る)。ハウジング壁又は透明ハウジング壁と呼ばれることもあるカバー層は、長方形の輪郭、涙滴部分を有する輪郭、楕円形の輪郭、又は湾曲した及び/又は直線の縁部を有する他の形状を有することができる。
カバー層は、ガラス、ポリマー、サファイアなどの透明結晶材料、透明セラミック、他の透明材料、及び/又はこれらの材料の組合せなどの透明材料から形成することができる。一例として、ディスプレイ14Fのための保護ディスプレイカバー層は、安全ガラス(例えば、積層ポリマーフィルムを有する透明ガラス層を含む積層ガラス)から形成され得る。任意選択のコーティング層がディスプレイカバー層の表面に塗布され得る。必要に応じて、ディスプレイカバー層は、化学的に強化され得る(例えば、イオン交換プロセスを使用して、スクラッチに耐える圧縮応力下で材料の外側層を作成する)。いくつかの構成では、ディスプレイカバー層は、カバー層の性能を向上させるために、2つ以上の材料層(例えば、第1及び第2の構造ガラス層、ガラス層又は別の剛性ポリマー層に結合された剛性ポリマー層など)のスタックから形成され得る。
アクティブ領域AAにおいて、ディスプレイカバー層は、ディスプレイパネル14Pの画素に重なってもよい。アクティブ領域AA内のディスプレイカバー層は、ディスプレイパネル14P上に提示された画像を見ることができるように透明であることが好ましい。非アクティブ領域IAにおいて、ディスプレイカバー層は、リング形状シュラウド又は他の化粧カバー構造体に重なってもよい。シュラウド及び/又は他のカバー構造体(例えば、ディスプレイカバー層及び/又は構造体の内面上の不透明インキコーティング)は、非アクティブ領域IA内の光学構成要素の一部又は全部を視界から隠すのを助けるように十分に不透明であり得る。窓は、これらの構造体が重ねられている光学構成要素が満足に動作することを確実にするのを助けるように、シュラウド又は他の化粧カバー構造体に設けられ得る。窓は、穴から形成されてもよく、光透過を高めるために局所的に薄くされたシュラウド又は他の化粧カバー構造体の領域から形成されてもよく、シュラウドの嵌合開口部に挿入された所望の光透過特性を有する窓部材から形成されてもよく、及び/又は他のシュラウド窓構造体から形成されてもよい。
図3の例では、デバイス10は、(一例として)光学構成要素60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、及び80などの光学構成要素を含む。これらの光学構成要素(例えば、図2のセンサ16、発光デバイスなどの中から選択される光学センサ)の各々は、光を検出し、必要に応じて、光(例えば、紫外線、可視光、及び/又は赤外光)を放射するように構成され得る。
例示的な構成では、光学構成要素60は、周囲光(例えば、可視周囲光)を感知することができる。特に、光学構成要素60は、周囲光強度の変化を時間の関数として感知する光検出器を有することができる。一例として、ユーザが人工光源を有する環境で動作している場合、光源は、その壁電源(例えば、60Hzの交流主電源)に関連付けられた周波数で光を放射することができる。構成要素60の光検出器は、人工光源からの人工光が60Hzの強度変動によって特徴付けられることを感知することができる。制御回路12は、この情報を使用して、デバイス10内の画像センサの動作に関連付けられたクロック又は他のタイミング信号を調整し、光源周波数とフレームレート又は画像キャプチャ動作に関連付けられた他の周波数との間の望ましくない干渉を回避するのを助けることができる。制御回路12はまた、構成要素60からの測定値を使用して、人工照明の存在及び存在する人工照明のタイプを識別するのを助けることができる。このようにして、制御回路12は、蛍光灯又は既知の非理想的な色特性を有する他の光などの光の存在を検出することができ、カメラ及びディスプレイなどの色に敏感な構成要素に対して補正色かぶり調整(例えば、白色点調整)を行うことができる。光学構成要素60が光強度の変動を測定することができるので、構成要素60は、フリッカセンサ又は周囲光周波数センサと呼ばれることもある。
光学構成要素62は、周囲光センサであってもよい。周囲光センサは、1つ以上の光検出器を含むことができる。単一光検出器構成では、周囲光センサは、周囲光強度を測定するモノクロセンサであってもよい。マルチ光検出器構成では、各光検出器は、異なる波長帯域(例えば、異なる可視及び/又は赤外線通過帯域)を通過させる光学フィルタが重ねられ得る。光フィルタ通過帯域は、それらのエッジで重なり合ってもよい。これにより、構成要素62は、(例えば、周囲光の色座標を測定することによって)周囲光強度及び周囲光色の両方を測定する色周囲光センサとして機能することができる。デバイス10の動作中、制御回路12は、測定された周囲光強度及び色に基づいて動作を行うことができる。一例として、測定された周囲光の色に基づいて、ディスプレイ又は画像センサの白色点が調整されてもよく、あるいは他のディスプレイ又は画像センサの色調整が行われてもよい。ディスプレイの強度は、光強度に基づいて調整されてもよい。例えば、ディスプレイ14Fの輝度は、ディスプレイ上の画像の視認性を高めるために明るい周囲照明条件において増加されてもよく、ディスプレイ14Fの輝度は、電力を節約するために薄暗い照明条件において低減されてもよい。画像センサ動作及び/又は光源動作はまた、周囲光読取値に基づいて調整され得る。
アクティブ領域IA内の光学構成要素はまた、構成要素80及び64などのデバイス10の側面に沿った構成要素を含むことができる。光学構成要素80及び64は、デバイス10の向き及び移動を監視するのを助けるために使用されるポーズ追跡カメラであり得る。構成要素80及び64は、可視光カメラ(及び/又は可視波長及び赤外線波長を感知するカメラ)であってもよく、慣性測定ユニットと共に、視覚慣性オドメトリ(VIO)システムを形成することができる。
光学構成要素78及び66は、デバイス10を取り囲む環境のリアルタイム画像をキャプチャする可視光カメラであり得る。シーンカメラ又はパススルービデオカメラと呼ばれることもあるこれらのカメラは、ユーザの眼がデバイス10の後部のアイボックス34内に位置するときにユーザが見るためにディスプレイ14Rにリアルタイムで表示される動画をキャプチャすることができる。このように、パススルー画像(パススルービデオ)をユーザに表示することによって、ユーザの周囲のリアルタイムな情報をユーザに提供することができる。必要に応じて、仮想コンテンツ(例えば、コンピュータ生成画像)は、パススルービデオの一部の上にオーバーレイされ得る。デバイス10はまた、構成要素78及び66がオフにされ、ユーザに映画コンテンツ、ゲームコンテンツ、及び/又はリアルタイム現実世界画像を含まない他の仮想コンテンツのみが提供される、非パススルービデオモードで動作することができる。
デバイス10の入出力デバイス22は、デバイス10の動作を制御する際に使用されるユーザ入力を収集することができる。一例として、デバイス10内のマイクロフォンは、音声コマンドを収集することができる。ボタン、タッチセンサ、力センサ、及び他の入力デバイスは、ユーザの指又はデバイス10に接触している他の外部物体からユーザ入力を収集することができる。いくつかの構成では、ユーザの手のジェスチャ又は他のユーザ身体部分の動きを監視することが望ましい場合がある。これにより、ユーザの手の位置又は他の身体部位の位置をゲーム又は他の仮想環境において複製することができ、ユーザの手の動きを、デバイス10の動作を制御するハンドジェスチャ(エアジェスチャ)として機能させることができる。ハンドジェスチャ入力などのユーザ入力は、追跡カメラ(例えば、光学構成要素76及び68)などの可視及び赤外線波長で動作するカメラを使用してキャプチャされ得る。これらのような追跡カメラはまた、デバイス10の動作を制御する際のこれらのコントローラの使用中に、コントローラ及び他の外部アクセサリ(システム8の追加のデバイス10)上の基準点及び他の認識可能な特徴を追跡し得る。必要に応じて、追跡カメラは、コイル54によって生成される磁界を測定することによってその場所及び向きを感知する、ハンドヘルドコントローラ又はウェアラブルコントローラの位置及び向きを決定することを助けることができる。したがって、追跡カメラの使用は、ユーザに対して表示されているポインタ及び他の仮想オブジェクトを移動させる際に使用される手の動き及びコントローラの動きを追跡するのを助けることができ、さもなければ、デバイス10の動作を制御するのを支援することができる。
追跡カメラは、十分な周囲光(例えば、明るい可視周囲照明条件)の存在下で満足に動作し得る。薄暗い環境では、補助照明が、補助赤外光源(例えば、光学構成要素82及び84)などの補助光源によって提供され得る。赤外光源は、それぞれ、1つ以上の発光デバイス(発光ダイオード又はレーザ)を含んでもよく、それぞれ、追跡カメラのための補助照明として機能する赤外光の固定及び/又は操縦可能ビームを提供するように構成され得る。必要に応じて、赤外光源は、(例えば、光学構成要素62の周囲光感知能力を使用して)明るい周囲照明条件においてオフにされてもよく、薄暗い周囲照明の検出に応答してオンにされてもよい。
デバイス10内の三次元センサは、バイオメトリック識別動作(例えば、認証のための顔識別)を実行するために使用されてもよく、(例えば、一致する仮想環境がユーザのために作成され得るようにユーザの環境をマッピングするために)ユーザの環境内のオブジェクトの三次元形状を判定するために、及び/又はデバイス10の動作中に三次元コンテンツを収集するために使用され得る。一例として、光学構成要素74及び70は、三次元構造化光画像センサであってもよい。各三次元構造化光画像センサは、構造化光を提供する1つ以上の光源(例えば、赤外線ドットのアレイを環境上に投影するドットプロジェクタ、線のグリッドを生成する構造化光源、又は構造化光を放射する他の構造化光構成要素)を有し得る。三次元構造化光画像センサの各々は、投光照明器(例えば、赤外光の広いビームを放射する発光ダイオード又はレーザ)を含むこともできる。投光照明及び構造化光照明を使用して、光学構成要素74及び70は、顔画像、デバイス10を取り囲む環境内の物体の画像などをキャプチャすることができる。
光学構成要素72は、デバイス10を取り囲む環境内の物体の三次元画像を収集するために、放射された光に対する飛行時間測定を使用する赤外線三次元飛行時間カメラであり得る。構成要素72は、光学構成要素74及び70の三次元構造化光カメラよりも長い範囲及び狭い視野を有し得る。構成要素72の動作範囲は、(例として)30cm~7m、60cm~6m、70cm~5m、又は他の適切な動作範囲であり得る。
図4は、ディスプレイ14F及び主ハウジング部分26Mがユーザの顔の湾曲面(湾曲顔面30)に沿って湾曲するように構成された例示的な構成におけるデバイス10の上面図である。特に、デバイス10の後側Rのハウジング部分26Mの後面96は、軸98(例えば、図4の例における垂直Z軸に平行な軸)を中心に曲げられた湾曲形状を有することができる。ハウジング部分26Mをユーザの頭部の湾曲面の周りに滑らかに巻き付けることによって、デバイス10を装着するときの快適さを高めることができる。
図4に示すように、デバイス10の前面上のディスプレイ14F及び他の構造体は、ディスプレイカバー層92などの保護カバー層(例えば、ハウジング部分26Mの前面部分であり、これは前面ハウジング壁、透明誘電体ハウジング壁、又は誘電体ハウジング部材と呼ばれることもある)を有することができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイカバー層92は、歪みのない平面に平坦化され得る湾曲面(可展面又は複合曲率を有していない湾曲面と呼ばれることもある)によって特徴付けられる領域を含むことができる。ディスプレイカバー層92はまた、複合曲率によって特徴付けられる領域(例えば、非可展面と呼ばれることもある、歪みを有する平面にのみ平坦化することができる表面)を含むことができる。
ディスプレイ14Fのアクティブ領域AAにおいて、カバー層92は、ディスプレイパネル14P内の画素Pのアレイに重なる。非アクティブ領域IAでは、カバー層92はいずれの画素にも重ならないが、図3に示す光学構成要素などの光学構成要素に重なり得る。デバイス10のサイズ及び重量を低減するのを助けるために、ディスプレイ14Fは、顔面30に平行に、かつハウジング部分26Mの湾曲した後面96に平行に、ユーザの頭部の前部の周りに巻き付く湾曲形状を有することができる。例えば、ディスプレイパネル14Pは、パネル14Pが曲げ軸94(例えば、図4の例におけるZ軸に平行な曲げ軸)の周りに曲がることを可能にするフレキシブル基板を有することができる。ディスプレイ14Fのアクティブ領域AAにおいて、ディスプレイカバー層92は、曲げられたディスプレイパネル14Pに適合する湾曲した断面プロファイルを有する内面と、対応する湾曲した外面とを有することができる。非アクティブ領域IAにおいて、ディスプレイカバー層92はまた、湾曲していてもよい(例えば、アクティブ領域AAにおける状態よりもきつい曲げ半径及びより大きい曲率を有する)。必要に応じて、ディスプレイカバー層92とディスプレイパネル14Pとの間にポリマー層(シュラウドキャノピー又はポリマー部材と呼ばれることもある)を介在してもよい。ポリマー層は、エアギャップによってパネル14Pの画素から分離されてもよく、エアギャップによってディスプレイカバー層92の内面から分離され得る(一例として)。
図5Aは、-X方向から見たディスプレイ14Fの側断面図である。図5Aに示すように、(YZ平面に平行な平面における)ディスプレイパネル14Pの断面プロファイルは、例示的な構成では、湾曲ではなく直線であってもよい。これは、ディスプレイパネル14Pが曲げ軸94を中心に曲げられてユーザの顔の湾曲面に巻き付くときに、ディスプレイパネル14Pのフレキシブル基板材料に対するしわ又は他の歪みを防止するのを助けることができる。ディスプレイパネル14Pは、この例では、可展面(例えば、湾曲した断面プロファイルを有するが、いかなる複合曲率も有さない面)を有し得る。図5Aのパネル14Pは、層92の内面に(例えば、接着剤で)取り付けられ得る。このシナリオでは、層92の内面は、パネル14Pの外向きの可展面と嵌合する可展面であってもよい。アクティブ領域AA内における層92の対応する外面は、可展面であってもよいし、複合曲率の表面であってもよい。非アクティブ領域IAにおいて、層92は、複合曲率の内面及び/若しくは外面を有してもよく、並びに/又は内面及び/若しくは外面は可展面であってもよい。必要に応じて、層92の外面全体が複合曲率を有してもよく(アクティブ領域AA及び非アクティブ領域IAの両方において)、アクティブ領域AAにおける層92の内面は、パネル14Pが接着剤で積層される可展面であってもよく、非アクティブ領域IAにおける層92の内面は、複合曲率を有してもよく、及び/又は可展面であってもよい。
ディスプレイ14Fの別の例示的な構成を図5Bに示す。図5Bの側断面図に示すように、ディスプレイカバー層92は、必要に応じて、層92の全体にわたって湾曲した断面プロファイルを有することができる。このタイプの構成では、ディスプレイカバー層92の非アクティブ領域IAの表面は複合曲率を有してもよく、ディスプレイカバー層92のアクティブ領域AAは複合曲率を有してもよい(例えば、層92は、可展面を有するいかなる領域をも含まなくてもよい)。シュラウド又はシュラウドキャノピーと呼ばれることもあるポリマー層130などのポリマー層は、ディスプレイカバー層92の内面とディスプレイパネル14Pの対向する外面との間に介在され得る。ディスプレイパネル14Pの外面は、可展面であってもよい(例えば、ディスプレイパネル14Pは軸94を中心に曲げられ得る)。ポリマー層130がパネル14Pの画素に重なるアクティブ領域AAでは、ポリマー層130はまた、軸94を中心に曲げられ得る(例えば、アクティブ領域AAにおけるポリマー層130の内面及び外面は可展面であってもよい)。非アクティブ領域IAにおいて、ポリマー層130の内面及び外面は、複合曲率を有することができる。エアギャップは、パネル14Pを層130の内面から分離することができ、層130の外面を層92の内面から分離することができる。
必要に応じて、層130の他の構成を使用し得る。例えば、ディスプレイパネル14Pに面する層130の側は、アクティブ領域AAにおいて可展面を有してもよく、一方、層92に面する層130の側は、アクティブ領域AAにおいて複合曲率を有してもよい(例えば、層130は不均一な厚さを有することができる)。層92はまた、異なる構成を有することができる。例えば、層92の外面は複合曲率を有してもよく、一方、アクティブ領域AA及び/又は領域IAにおける層92の内面は可展面であってもよい。層92及び/又は層130が可変厚さを有する他の構成も使用され得る。非アクティブ領域IAでは、複数のポリマー構造体が接合され得る。例えば、領域IAにおいて、シュラウドトリムと呼ばれることもあるリング形状のポリマー部材が層130に接合されてもよく、これは、デバイス10の前面全体にわたって延在するシュラウドキャノピー部材を形成することができる。シュラウドトリム及びシュラウドキャノピーは、必要に応じて、個別に又は集合的に、シュラウド、シュラウド部材などを形成するものとして呼ばれることもある。層130には、着色(例えば、染料、顔料、及び/又は他の着色剤)が含まれ得る。例えば、層130は、30~80%の可視光透過率を示すように着色されて、使用されていないときにディスプレイパネル14Pなどのデバイス10の内部構造体を視界から覆い隠すのを助けることができる。
図6は、ディスプレイ14F及びディスプレイカバー層92の一部の正面図である。アクティブ領域AA及びディスプレイパネル14Pに直接重なるディスプレイカバー層92の内面及び外面は、可展面であってもよく、並びに/又は複合曲率の領域を含んでもよい。例示的な構成では、領域AAにおけるカバー層92の内面は、図4及び図5Aに関連して説明したように、軸94に直交する任意の軸を中心とする曲率を示すことなく、曲げ軸94を中心に曲がることができる。領域AAにおける層92の外面は、可展面又は複合曲率の表面であってもよい。ディスプレイカバー層92の内側に面する側に可展面を使用すること(及び、必要に応じて、図5Bの任意選択の層130の内側に面する側に可展面を使用すること)は、ユーザの頭部の形状に適合する湾曲したディスプレイ形状を形成するためにパネル14Pを曲げる間に、ディスプレイパネル14Pにしわが寄ったり、他の方法で損傷を受けたりしないことを確実にするのを助けることができる。
ディスプレイパネル14Pは、アクティブ領域AA内に可展面である外向き面を有することができる。このディスプレイパネル表面は、層130の対応する内側可展面又は層92の対応する内側可展面に接着されてもよく、又は(例として)エアギャップによって層130及び/又は層92の内面から離間されてもよい。
非アクティブ領域IAにおけるディスプレイカバー層92の内面及び外面の一部又は全部は、必要に応じて、複合曲率によって特徴付けられ得る。これにより、ディスプレイ14Fの外囲がアクティブ領域から離れながら滑らかに遷移することが可能になり、デバイス10に魅力的な外観及びコンパクトな形状を提供する。非アクティブ領域IAにおけるディスプレイカバー層92の複合曲率はまた、光学構成要素を非アクティブ領域IAの下に所望の向きで配置することを容易にし得る。必要に応じて、層92の全ての領域が複合曲率を有することができる(例えば、層92の内面及び外面が領域IA及び領域AAの両方において複合曲率を有することができる)。
ディスプレイカバー層92が湾曲した周縁部を有し、ディスプレイカバー層92の内向き及び外向きの表面が非アクティブ領域IAにおいて複合曲率を有する図6の例示的な構成では、図6の例示的な線100のそれぞれに沿ったディスプレイカバー層92の断面プロファイルは湾曲している(例えば、図6の例におけるディスプレイ14Fの周縁リング形状非アクティブ領域全体が、複合曲率の内面及び外面を有するディスプレイカバー層92の一部によって覆われている)。ディスプレイカバー層92のこのタイプの形状は、ガラス形成、ポリマー成形、機械加工、及び/又は他のディスプレイカバー層製作技法によって生成され得る。他の構成(例えば、ディスプレイカバー層92が非アクティブ領域IA内に少なくともいくつかの可展面(内面及び/又は外面)を有する構成)も使用され得る。図6の構成は例示的なものである。
図7、図8及び図9は、ディスプレイカバー層92の例示的な左上部分の正面図である。デバイス10は、対称な右側カバー層部分を有することができる。図7の例は、ディスプレイカバー層92の周縁部が直線縁部(例えば、直線縁部を有する略矩形の形状)及び丸みを帯びた角部をどのように有し得るかを示す。図8の例では、ディスプレイカバー層92は、上部左側及び右側に涙滴形状を有する。図9は、(例えば、正面から見たときにデバイス10の外観を柔らかくするのを助けるために)ディスプレイカバー層92の上角部がどのようにスイープカーブを有し得るかを示す。
図10、図11及び図12は、ディスプレイカバー層92の例示的な左下部分の正面図である。図10に示すように、カバー層92の下半分は、丸みを帯びた角部を有する矩形の形状によって特徴付けられ得る。図10のカバー層92は、(一例として)図7に示すタイプの形状を有する上部を有することができる。デバイス10の鼻梁部分において、カバー層92は、凹んで湾曲した鼻梁縁部形状(例えば、湾曲した縁部表面90を参照)を有し得る。図11の例示的な構成では、ディスプレイカバー層92は、涙滴形状(例えば、図8に示すタイプの左上及び右上の涙滴形状を有するディスプレイカバー層と共に使用され得る形状)を有する左下側及び右下側を有する。図12は、ディスプレイカバー層92の下部が、より緩やかに湾曲した輪郭をどのように有し得るかを示す。
一般に、カバー層92の上部及び下部は、デバイス10の正面から見たときに、任意の適切な輪郭を有し得る。カバー層92に使用される形状は、美観、サイズ、非アクティブ領域IA内での光学構成要素の適切な配置を容易にする能力、所望のアクティブ領域カバー率(アクティブ領域AA上の重なり)を提供する能力などの要因によって決定され得る。図7、図8、及び/又は図9に示すデバイス10の上部の例示的な形状のいずれかは、図10、図11、及び図12に示すデバイス10の下部の例示的な形状のいずれかと組み合わせて使用され得る。カバー層92の全体的な形状は、鼻梁に対して対称であってもよい(例えば、層92の左半分及び右半分が鏡面対称を示すことができる)。図7、図8、図9、図10、図11、及び図12の形状は例示である。必要に応じて、他の形状を使用することができる。
図13は、ディスプレイカバー層92が、ディスプレイパネル14Pに重なる部分と、シュラウド102などの化粧カバー構造体(例えば、シュラウドトリム又はシュラウドトリム部材と呼ばれることもあるリング形状のシュラウド部分であって、任意選択で、領域IAにおいて、任意選択のポリマー層130などのディスプレイ14Fを覆うシュラウドキャノピーに取り付けられ得る)に重なる部分とをどのように有し得るかを示す、デバイス10の一部の分解上断面図である。非アクティブ領域IA内の化粧カバー構造体は、ディスプレイカバー層92の内面上及び/又はシュラウド上の不透明マスキング層(例えば、黒色インク層)及び/又は他のコーティングから、金属、ポリマー、ガラス、若しくは他の材料から形成された別個の構造体から、及び/又は重なった構成要素104を隠すのを助けることができる他の構造体から形成され得る。構成要素104は、図2のセンサ16及び他の入出力デバイス22を含むことができる。例えば、構成要素104は、図3の構成要素60、62、64、84、66、68、70、72、74、76、78、82、及び80などの光学構成要素であってもよい。非アクティブ領域IAにおいて、カバー層92は、湾曲した内面及び外面(例えば、複合曲率を有する表面)を有することができる。シュラウド102(及び、必要に応じて、領域IA内の層130)は、任意選択的に、対応する内面及び外面(例えば、複合曲率を有する表面)を有することができる。構成要素104は、シュラウド102内(及び任意選択で領域IA内の層130内)及び層92内の対応する領域の光学構成要素窓を通して動作することができる。これらの窓は、シュラウド102(及び任意選択的に層130)及び/若しくは層92内の凹部及び/若しくは貫通孔開口部によって、シュラウド102(及び任意選択的に層130)及び/若しくは層92内の開口部内に設置された窓部材によって、重なり合った構成要素の満足な動作に十分な光透過性を示すシュラウド102(及び任意選択的に層130)及び/若しくは層92の部分によって、並びに/又はシュラウド102(及び任意選択的に層130)及び/若しくは窓92内の他の構造体によって、形成することができる。
必要に応じて、構成要素104は、カバー層92の湾曲した内面及び/又は外面の湾曲形状によってもたらされる光学的歪みを感知するカメラ(例えば、可視及び/又は赤外線画像センサ、飛行時間センサ、構造化光三次元センサなど)などの構成要素を含むことができる。例えば、カメラ又は他の光学構成要素104は、複合曲率を有する外面及び複合曲率を有する内面又は展開可能な内面によって特徴付けられる非アクティブ領域IA内のカバー層92の一部を通して動作することができる。このタイプの状況では、デバイス10の制御回路は、光(例えば、実世界画像の光)が層92を通過してカメラ又は他の光学センサに至る際に導入される光学的歪みをデジタル的に補償するように構成され得る。一例として、層92によってもたらされる画像歪み(例えば、伸張、シフト、キーストーニング、樽型歪み、糸巻き型歪み、及び/又は他の光学歪み)の量は、層92を通して(例えば、複合曲率の内面及び/又は外面を有する非アクティブ領域IA内の層92の一部を通して)動作する各光学構成要素について測定され、特徴付けられ得る。デバイス10の動作中、カメラによってキャプチャされた画像データ及び/又は層92が重ねられている光学構成要素によって集められた他のセンサデータは、それに応じて補償され得る(例えば、等しい反対の量のデジタル画像ワーピングが、キャプチャされた画像データに適用され得て、それによって、層92の既知の歪み効果を除去する)。このようにして、高品質の(歪みのない)画像及び/又は他のセンサデータが、層92の湾曲部分を通して動作するカメラ及び/又は他の光学構成要素によって収集され得る。これは、層92が魅力的な形状(例えば、複合曲率によって特徴付けられる1つ以上の表面を有する形状)を備えることを可能にする。
デバイス10に組み立てられるとき、ディスプレイカバー層92及びシュラウド102(及び任意選択で層130)は、主ハウジング部分26M内のポリマーハウジング構造体、金属ハウジング壁、又は他のハウジング構造体の露出した縁部分に取り付けられ得る。一例として、主ハウジング部分26Mは、ディスプレイカバー層92の周囲に延び、ディスプレイカバー層92の周縁部を支持する、ポリマー側壁部材を有することができる。シュラウド102は、非アクティブ領域IA内のディスプレイカバー層92の縁部に沿って延びるリング形状を有することができる。例示的な構成では、ディスプレイカバー層92をシュラウド102(及び/又は層130)に取り付けるために接着剤が使用され、シュラウド102(及び/又は層130)を主ハウジング部分26Mの側壁の露出した前縁に取り付けるために接着剤が使用される。構成要素104は、シュラウド102(及び/若しくは層130)に取り付けられてもよく、並びに/又はシュラウド102(及び/若しくは層130)における光学窓及び層92の対応する部分と位置合わせされた内部ハウジング構造体(例えば、ブラケット、フレーム部材など)上に支持されてもよい。
図14は、ディスプレイ14Fの一部の側断面図である。図14の例では、ディスプレイパネル14Pは、レンチキュラーレンズ106が重ねられている画素Pのアレイを有する三次元ディスプレイパネルである(例えば、ディスプレイパネル14Pは、図1の観察者50などの観察者のために裸眼三次元画像を生成する自動立体視ディスプレイである)。レンズ106は、一例として、画素の列に沿って引き延ばされた半円筒形レンズ要素(例えば、図14の例においてZ次元に平行に延びるレンズ要素)から形成され得る。必要に応じて、レンズ106は省略され得る(例えば、ディスプレイパネル14Pは、二次元ディスプレイを形成するためにレンズ106が重ねられていない画素Pのアレイを有することができる)。
ギャップ114などのエアギャップは、ディスプレイ14Fのディスプレイパネル14Pをディスプレイカバー層92から分離することができる。任意選択の層130は、図14のギャップ114内に形成することができ、その結果、層130は、第1のエアギャップによって層92から分離された外面と、第2のエアギャップによってレンズ106及びディスプレイパネル14Pの画素Pから分離された対向する内面とを有する。レンズ106が存在する構成では、エアギャップ114(及び結果として生じる層130の内面とレンズ106との間の直接接触の不在)は、レンズ106が満足に動作することを可能にし得る。ディスプレイカバー層92及び任意選択の層130は、ガラス、ポリマー、透明セラミックなどの透明材料、サファイアなどの結晶材料、これらの材料の1つ以上の副層、及び/又は(例えば、接着剤などを使用して)一緒に積層された他の材料などから形成され得る。層92がガラス層であり、層130がポリマー層である構成は、本明細書において一例として説明される場合がある。
コーティングは、ディスプレイカバー層92内の層の1つ以上の上に設けられ得る。図14の例示的な構成に示すように、ディスプレイカバー層92は、例えば、1つ以上の副層(例えば、ガラス及び/又はポリマーの層(複数可))から形成される層108などの層、層92に安全ガラス機能を提供するのを助けるポリマー層(例えば、積層ガラスの層を形成するためにガラス層108の内面に取り付けられた例示的なポリマーフィルム112を参照)、及び層92の前(外向き)表面(例えば、ガラス層108の外面)上のコーティング110を含み得る。コーティング110は、例えば、層92の最外面からの可視光反射を最小限に抑え、層92の所望の外観(例えば、無彩色の色合い)を維持するのを助けるように選択された厚さ及び屈折率値を有する1つ以上の無機誘電体層及び/又は他の層から形成された反射防止コーティングであってもよい。必要に応じて、ディスプレイパネル14Pは、タッチ感知ディスプレイ(例えば、容量性タッチセンサ回路が重ねられた、又は容量性タッチセンサ回路を組み込んだディスプレイ)であってもよい。ディスプレイ14Fがタッチ感知式である構成では、層92の最外面は、疎油性コーティング層(例えば、フルオロポリマー層)でコーティングされ得る。
層92を強化するのを助けるために、層108は、化学強化ガラス(例えば、ガラス層の外部表面をガラス層の内部に対して圧縮下に置くためにイオン交換浴中で処理されたガラス層)から形成され得る。これは、層108がスクラッチ及び亀裂に耐える助けとなり得る。層108は、単一のガラス層、単一のポリマー層、2つの積層ガラス層のスタック(例えば、ポリマーの層で積層された第1及び第2のガラス層)、2つのポリマー層のスタック、3つ以上のポリマー及び/又はガラス層などから形成され得る。必要に応じて、層108は、1つ以上のポリマー層に取り付けられた1つ以上のガラス層を含む層のハイブリッドスタックから形成され得る。一例として、層92は、薄いガラス層(例えば、熱及び/又は圧力を使用して構造ポリマー層に取り付けられたガラス層、又はポリマー接着剤の層を使用して構造ポリマー層に取り付けられたガラス層)で覆われた剛性構造ポリマー層を含むことができる。このタイプの構成における薄いガラス層は、構造ポリマー層をスクラッチから保護する助けとなり得る。
層92(例えば、コーティング110や、層108、層112、任意選択の層130を形成する層(複数可)など)の構造体の1つ以上は、必要に応じて、所望の無彩色(例えば、灰色又は黒色)又は非無彩色(例えば、赤色)を作り出す染料、顔料、又は他の着色剤を備えてもよい。薄い金属コーティング、偏光子、及び/又は他の構造体も層92に組み込んで、層92に所望の光学特性を与えるのを助けることができ、及び/又は層92に所望の外観を提供することができる。
必要に応じて、光学構成要素104に重なる層92の部分及び/又は層92の他の部分に、構成要素104の光学品質に悪影響を及ぼす可能性があるスクラッチを防止するのを助けるコーティングを設けてもよい。図15に示すように、例えば、ディスプレイカバー層92は、透明層116などの透明層(例えば、ポリマー、ガラス、及び/又は図14の層108などの他の透明層の1つ以上の層)を有することができる。透明層116は、コーティング層118などの1つ以上のコーティング層で覆われ得る。層118は、スクラッチに耐える助けとなる無機材料(例えば、酸化物、窒化物、ダイヤモンドライクカーボンなど)から形成された薄膜層であってもよい。このタイプのアプローチは、例えば、層116が、鋭利な外部物体からの過度の摩擦にさらされたときにスクラッチとなる傾向があり得るポリマーなどの材料から形成されるときに、光学構成要素104に重なるディスプレイカバー層92の部分がスクラッチされても曇らないことを確実にするために使用され得る。層118はハードコートと呼ばれることもあり、層116よりも高い硬度(例えば、より高いモース硬度)を有し得る。層118は、3マイクロメートル未満、2マイクロメートル未満、1マイクロメートル未満、0.5マイクロメートル未満の厚さ、又は他の適切な厚さを有する薄膜コーティングであってもよい。
層92が光学構成要素104に重なるディスプレイカバー層92の表面上の望ましくないスクラッチを防止するのを助ける別の方法が、図16のディスプレイカバー層92の側断面図に示されている。この例が示すように、ディスプレイカバー層92の外面には、凹部120などの凹部(例えば、浅い円形の窪み、又は長方形若しくは他のフットプリントを有する窪み)が設けられ得る。これにより、凹部120の窪んだディスプレイカバー層表面124が、層92の周囲外面122の下に配置される。デバイス10がテーブルトップ又は他の表面上に置かれるとき、層92の表面(外面122)の窪んでいない部分はテーブルトップ表面に接触し、それによってテーブルトップ表面が層92の表面(表面124)の窪んだ部分に接触するのを防ぐ助けとなる。その結果、構成要素104と重なり合う凹面124にはスクラッチがないままとなる。したがって、層92が過度の摩耗にさらされた場合であっても、曇りは、一般に、構成要素104に重なる層92の領域に発生しない。
層92は、重ねられた光学構成要素104と一致する光学特性を有する材料から形成され得る。例えば、非アクティブ領域IAにおいて層92の一部が重ねられている光学構成要素が可視及び赤外波長で動作するように構成されている場合、層92のその部分は、重ねられている構成要素が可視及び赤外波長で満足に動作することを可能にするのに十分な可視光及び赤外光透過性を備えることができる。層92のバルクからの材料が光学構成要素に対して所望の光学特性を有していない構成では、光学構成要素窓部材(例えば、赤外線透過ガラス、及び必要に応じて可視光透過ガラスのディスクなどの窓材料のディスク、又は他の挿入された窓部材)を、光学構成要素に重なる層92内の開口部内に取り付けることができる。
一例として、層92が可視光線に対して透明であるが、赤外線波長では低い透過率を有する構成を考えよう。このタイプの構成における光学構成要素は、赤外線波長で動作し得る。光学構成要素が層92を通して赤外光を透過及び/又は受光することができることを確実にするために、層92、貫通孔開口部及び赤外透過性ディスクなどの赤外線透過性光学構成要素窓部材を設けることができる。赤外線透過窓部材は、層92を形成する材料とは異なる材料から形成することができ、層92の貫通孔開口部内に取り付けられ得る。このタイプの構成は図17の側断面図に示されており、ディスプレイカバー層92には、層92内の貫通孔開口部内に光学構成要素窓部材92Wが設けられている。部材92Wは、赤外光に対して透明である(及び任意選択的に可視光に対して透明である)ガラス光学構成要素窓部材であってもよいが、層92の周囲部分は異なる材料(例えば、ポリマー、異なるガラス材料など)から形成され得る。層92に赤外線透過窓を設けることによって、赤外線光学構成要素(例えば、図17の光学構成要素102)は、層92が赤外線透過性でない材料から形成されている場合であっても、ディスプレイカバー層92を通して(例えば、ディスプレイカバー層の窓を通して)赤外光を透過及び/又は受光することができる。このアプローチを用いて、層92の残りの部分とは異なる任意の好適な光学特性(例えば、所望の量の不透明度、光透過率、反射率、吸収率、及び/又は曇りレベル、所望の偏光特性など)を有する光学構成要素窓を提供することができる。
一実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスが提供され、ヘッドマントデバイスは、ヘッドマウント支持構造体と、ヘッドマウント支持構造体の後側にあるアイボックスに視覚コンテンツを提供するように構成された、ヘッドマウント支持構造体によって支持される後面ディスプレイと、画像を表示するように構成された画素を有する公衆視認可能前面ディスプレイパネルと、公衆視認可能前面ディスプレイパネルに重なるディスプレイカバー層であって、画素に重なる複合曲率表面を有するディスプレイカバー層と、を含む。
別の実施形態によれば、公衆視認可能前面ディスプレイパネルは、画素が配置されるフレキシブルディスプレイパネルを含み、フレキシブルディスプレイパネルは曲げ軸を中心に曲げられ、ヘッドマウント支持構造体は、湾曲した顔面に適合するように構成された湾曲した後面を有する。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層はガラス層を含む。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、ガラス層とフレキシブルディスプレイパネルとの間にポリマー層を含み、第1のエアギャップがポリマー層をガラス層から分離し、第2のエアギャップがフレキシブルディスプレイパネルをポリマー層から分離する。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は、ガラス層上の反射防止コーティングを含む。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、複合曲率表面を有するディスプレイカバー層の一部が重ねられている光学構成要素を含む。
別の実施形態によれば、光学構成要素はカメラを含み、ヘッドマウントデバイスは、カメラに重なりかつ画素を囲む化粧カバー構造体を形成するリング形状ポリマー部材を含む。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は、光学構成要素のうちの所与の1つに重なる凹部を有するポリマー層を含む。
別の実施形態によれば、光学構成要素は、フリッカセンサ及び周囲光センサを含む。
別の実施形態によれば、光学構成要素は、デバイスの動きを測定するように構成されたポーズカメラと、後面ディスプレイ上に表示されるリアルタイムパススルービデオをキャプチャするように構成されたシーンカメラとを含む。
別の実施形態によれば、光学構成要素は、一対の構造化光カメラ及び飛行時間カメラを含む。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は、光学構成要素のうちの1つに重なる赤外線透過窓部材を含む貫通孔開口部を有するポリマー層を含む。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、ディスプレイカバー層上に耐スクラッチ性ハードコートを含む。
別の実施形態によれば、前面ディスプレイパネルはレンチキュラーレンズを含む。
別の実施形態によれば、前面ディスプレイパネルは鼻梁凹部を有する。
一実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスが提供され、ヘッドマウントデバイスは、ヘッドマウント支持構造体と、ヘッドマウント支持構造体の左側にある左レンズと、ヘッドマウント支持構造体の右側にある右レンズと、左レンズ及び右レンズを通して左アイボックス及び右アイボックスから視認可能なそれぞれの左後方画像及び右後方画像を提供するように構成された、左ディスプレイ及び右ディスプレイと、左ディスプレイ及び右ディスプレイから離れて面する公衆視認可能ディスプレイパネルであって、公衆視認可能画像を表示するように構成された画素を有する、公衆視認可能ディスプレイパネルと、ディスプレイカバー層であって、ディスプレイカバー層の第1の部分がその画素に重なり、ディスプレイカバー層の第2の部分が画素に重ならずにリング形状でディスプレイカバー層の第1の部分を囲み、ディスプレイカバー層の第2の部分が複合曲率を有する表面を有する、ディスプレイカバー層と、を含む。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、ディスプレイカバー層の第2の部分が重ねられている周囲光センサと、周囲光センサによる周囲光測定に応答して、赤外線照明を提供するように構成されている、ディスプレイカバー層の第2の部分が重ねられている光源と、ディスプレイカバー層の第2の部分が重ねられ、赤外線照明が提供されている間に赤外線画像をキャプチャするように構成されている、一対のカメラと、を含む。
別の実施形態によれば、公衆視認可能ディスプレイパネルは、曲げ軸を中心に曲げられる。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層の第2の部分は、湾曲した周縁部を有する。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は積層ガラスを含む。
別の実施形態によれば、画素は、公衆視認可能画像が表示されるアクティブ表示領域を形成し、アクティブ表示領域は湾曲した周縁部を有し、アクティブ領域は鼻梁凹部を有する。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、積層ガラス上の反射防止コーティングと、ディスプレイカバー層を通して赤外光を放射する光学構成要素とを含む。
他の実施形態によれば、光学構成要素は、構造化光三次元カメラを含む。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層の第1の部分は、複合曲率の表面を有する。
一実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスが提供され、ヘッドマウントデバイスは、ヘッドマウント支持構造体と、ヘッドマウント支持構造体によって支持され、第1の画像を第1のアイボックスに提供するように構成されている、第1のディスプレイ及び第1のレンズと、ヘッドマウント支持構造体によって支持され、第2の画像を第2のアイボックスに提供するように構成されている、第2のディスプレイ及び第2のレンズと、第1のディスプレイ及び第2のディスプレイから離れて面する前面ディスプレイと、前面ディスプレイに重なりかつ複合曲率表面を有する部分を有するディスプレイカバー層と、を含む。
別の実施形態によれば、前面ディスプレイは、曲げ軸を中心に曲げられ、可展面を有する、フレキシブルディスプレイパネルを含む。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は、フレキシブルディスプレイパネルに重なりかつ可展面を有する部分を有する。
別の実施形態によれば、ディスプレイカバー層は、複合曲率の表面で覆われている。
一実施形態によれば、前部及び後部を有するヘッドマウントデバイスが提供され、ヘッドマウントデバイスは、前部に前部ハウジング層を有するヘッドマウントハウジングと、ヘッドマウントハウジングによって支持され、第1の画像を後部の第1のアイボックスに提供するように構成されている、第1のディスプレイ及び第1のレンズと、ヘッドマウントハウジングによって支持され、第2の画像を後部の第2のアイボックスに提供するように構成されている、第2のディスプレイ及び第2のレンズと、複合曲率表面を有する前部ハウジング層の一部が重ねられている光学構成要素と、を含む。
別の実施形態によれば、ヘッドマウントデバイスは、前部ハウジング層の一部を通して見ることができる画像を生成するように構成された曲げられたディスプレイパネルを含む。
別の実施形態によれば、前部ハウジング層はディスプレイカバー層を含み、複合曲率表面は、ディスプレイカバー層の全てを覆うディスプレイカバー層の外面を含む。
別の実施形態によれば、光学構成要素は、ディスプレイカバー層を通して動作するように構成されたカメラを含む。
一実施形態によれば、前部及び後部を有するヘッドマウントデバイスが提供され、ヘッドマウントデバイスは、ヘッドマウントハウジングと、第1の画像を後部の第1のアイボックスに提供するように構成された、ヘッドマウントハウジング内の第1のディスプレイ及び第1のレンズと、第2の画像を後部の第2のアイボックスに提供するように構成された、ヘッドマウントハウジング内の第2のディスプレイ及び第2のレンズと、湾曲した断面プロファイル及び可展面を有するディスプレイパネルと、その曲げられたディスプレイパネルに重なる前部のディスプレイカバー層であって、ディスプレイカバー層が対向する内面及び外面を有し、外面が複合曲率を有し、内面が可展面であり、ディスプレイパネルがディスプレイカバー層の内面に取り付けられている、ディスプレイカバー層と、を含む。
上記は、単に例示に過ぎず、様々な修正を記載の実施形態に行ってもよい。上記の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実装されてもよい。

Claims (33)

  1. ヘッドマウント支持構造体と、
    前記ヘッドマウント支持構造体の後側にあるアイボックスに視覚コンテンツを提供するように構成されている、前記ヘッドマウント支持構造体によって支持される後面ディスプレイと、
    画像を表示するように構成された画素を有する公衆視認可能前面ディスプレイパネルと、
    前記公衆視認可能前面ディスプレイパネルに重なるディスプレイカバー層であって、前記画素に重なる複合曲率表面を有する、ディスプレイカバー層と、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
  2. 前記公衆視認可能前面ディスプレイパネルが、前記画素が配置されるフレキシブルディスプレイパネルを備え、前記フレキシブルディスプレイパネルが曲げ軸を中心に曲げられ、前記ヘッドマウント支持構造体が、湾曲した顔面に適合するように構成された湾曲した後面を有する、請求項1に記載のヘッドマウントデバイス。
  3. 前記ディスプレイカバー層がガラス層を備える、請求項2に記載のヘッドマウントデバイス。
  4. 前記ガラス層と前記フレキシブルディスプレイパネルとの間にポリマー層を更に備え、第1のエアギャップが前記ポリマー層を前記ガラス層から分離し、第2のエアギャップが前記フレキシブルディスプレイパネルを前記ポリマー層から分離する、請求項3に記載のヘッドマウントデバイス。
  5. 前記ディスプレイカバー層が、前記ガラス層上に反射防止コーティングを備える、請求項3に記載のヘッドマウントデバイス。
  6. 前記複合曲率表面を有する前記ディスプレイカバー層の一部が重ねられている光学構成要素を更に備える、請求項1に記載のヘッドマウントデバイス。
  7. 前記光学構成要素がカメラを備え、前記ヘッドマウントデバイスが、前記カメラに重なりかつ前記画素を囲む化粧カバー構造体を形成する、リング形状ポリマー部材を更に備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  8. 前記ディスプレイカバー層が、前記光学構成要素のうちの所与の1つに重なる凹部を有するポリマー層を備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  9. 前記光学構成要素がフリッカセンサ及び周囲光センサを備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  10. 前記光学構成要素が、デバイスの動きを測定するように構成されたポーズカメラと、前記後面ディスプレイ上に表示されるリアルタイムパススルービデオをキャプチャするように構成されたシーンカメラとを備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  11. 前記光学構成要素が、一対の構造化光カメラ及び飛行時間カメラを含む、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  12. 前記ディスプレイカバー層が、前記光学構成要素のうちの1つに重なる赤外線透過窓部材を含む貫通孔開口部を有するポリマー層を備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  13. 前記ディスプレイカバー層上に耐スクラッチ性ハードコートを更に備える、請求項6に記載のヘッドマウントデバイス。
  14. 前記前面ディスプレイパネルがレンチキュラーレンズを備える、請求項1に記載のヘッドマウントデバイス。
  15. 前記前面ディスプレイパネルが鼻梁凹部を有する、請求項1に記載のヘッドマウントデバイス。
  16. ヘッドマウント支持構造体と、
    前記ヘッドマウント支持構造体の左側にある左レンズと、
    前記ヘッドマウント支持構造体の右側にある右レンズと、
    前記左レンズ及び前記右レンズを通して左アイボックス及び右アイボックスから視認可能なそれぞれの左後方画像及び右後方画像を提供するように構成された、左ディスプレイ及び右ディスプレイと、
    前記左ディスプレイ及び前記右ディスプレイから離れて面する公衆視認可能ディスプレイパネルであって、公衆視認可能画像を表示するように構成された画素を有する、公衆視認可能ディスプレイパネルと、
    ディスプレイカバー層であって、前記ディスプレイカバー層の第1の部分がその画素に重なり、前記ディスプレイカバー層の第2の部分が、前記画素に重なることなくリング形状で前記ディスプレイカバー層の前記第1の部分を囲み、前記ディスプレイカバー層の前記第2の部分が、複合曲率を有する表面を有する、ディスプレイカバー層と、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
  17. 前記ディスプレイカバー層の前記第2の部分が重ねられている周囲光センサと、前記周囲光センサによる周囲光測定に応答して赤外線照明を提供するように構成されている、前記ディスプレイカバー層の前記第2の部分が重ねられている光源と、前記ディスプレイカバー層の前記第2の部分が重ねられ、前記赤外線照明が提供されている間に赤外線画像をキャプチャするように構成されている、一対のカメラと、を更に含む、請求項16に記載のヘッドマウントデバイス。
  18. 前記公衆視認可能ディスプレイパネルが曲げ軸を中心に曲げられている、請求項16に記載のヘッドマウントデバイス。
  19. 前記ディスプレイカバー層の前記第2の部分が、湾曲した周縁部を有する、請求項16に記載のヘッドマウントデバイス。
  20. 前記ディスプレイカバー層が積層ガラスを備える、請求項16に記載のヘッドマウントデバイス。
  21. 前記画素が、前記公衆視認可能画像が表示されるアクティブ表示領域を形成し、前記アクティブ表示領域が、湾曲した周縁部を有し、前記アクティブ領域が鼻梁凹部を有する、請求項20に記載のヘッドマウントデバイス。
  22. 前記積層ガラス上の反射防止コーティングと、前記ディスプレイカバー層を通して赤外光を放射する光学構成要素とを更に備える、請求項21に記載のヘッドマウントデバイス。
  23. 前記光学構成要素が構造化光三次元カメラを備える、請求項22に記載のヘッドマウントデバイス。
  24. 前記ディスプレイカバー層の前記第1の部分が、複合曲率の表面を有する、請求項23に記載のヘッドマウントデバイス。
  25. ヘッドマウント支持構造体と、
    前記ヘッドマウント支持構造体によって支持され、第1の画像を第1のアイボックスに提供するように構成されている、第1のディスプレイ及び第1のレンズと、
    前記ヘッドマウント支持構造体によって支持され、第2の画像を第2のアイボックスに提供するように構成されている、第2のディスプレイ及び第2のレンズと、
    前記第1のディスプレイ及び前記第2のディスプレイから離れて面する前面ディスプレイと、
    前記前面ディスプレイに重なり、かつ複合曲率表面を有する部分を有する、ディスプレイカバー層と、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
  26. 前記前面ディスプレイが曲げ軸を中心に曲げられ、可展面を有する、フレキシブルディスプレイパネルを備える、請求項25に記載のヘッドマウントデバイス。
  27. 前記ディスプレイカバー層が、前記フレキシブルディスプレイパネルに重なりかつ可展面を有する部分を有する、請求項26に記載のヘッドマウントデバイス。
  28. 前記ディスプレイカバー層が複合曲率の表面で覆われている、請求項26に記載のヘッドマウントデバイス。
  29. 前部及び後部を有するヘッドマウントデバイスであって、
    前記前部に前部ハウジング層を有するヘッドマウントハウジングと、
    前記ヘッドマウントハウジングによって支持され、第1の画像を前記後部の第1のアイボックスに提供するように構成されている、第1のディスプレイ及び第1のレンズと、
    前記ヘッドマウントハウジングによって支持され、第2の画像を前記後部の第2のアイボックスに提供するように構成されている、第2のディスプレイ及び第2のレンズと、
    複合曲率表面を有する前記前部ハウジング層の一部が重ねられている光学構成要素と、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
  30. 前記前部ハウジング層の一部を通して見ることができる画像を生成するように構成された、曲げられたディスプレイパネルを更に備える、請求項29に記載のヘッドマウントデバイス。
  31. 前記前部ハウジング層がディスプレイカバー層を含み、前記複合曲率表面が、前記ディスプレイカバー層の全てを覆う前記ディスプレイカバー層の外面を備える、請求項30に記載のヘッドマウントデバイス。
  32. 前記光学構成要素が、前記ディスプレイカバー層を通して動作するように構成されたカメラを備える、請求項31に記載のヘッドマウントデバイス。
  33. 前部及び後部を有するヘッドマウントデバイスであって、
    ヘッドマウントハウジングと、
    第1の画像を前記後部の第1のアイボックスに提供するように構成されている、前記ヘッドマウントハウジング内の第1のディスプレイ及び第1のレンズと、
    第2の画像を前記後部の第2のアイボックスに提供するように構成されている、前記ヘッドマウントハウジング内の第2のディスプレイ及び第2のレンズと、
    湾曲した断面プロファイル及び可展面を有するディスプレイパネルと、
    その曲げられたディスプレイパネルに重なる前記前部のディスプレイカバー層であって、前記ディスプレイカバー層が対向する内面及び外面を有し、前記外面が複合曲率を有し、前記内面が可展面であり、前記ディスプレイパネルが前記ディスプレイカバー層の前記内面に取り付けられている、ディスプレイカバー層と、
    を備える、ヘッドマウントデバイス。
JP2023518221A 2020-09-21 2021-09-08 ディスプレイ及びセンサを有するシステム Pending JP2023543722A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063081222P 2020-09-21 2020-09-21
US63/081,222 2020-09-21
PCT/US2021/049402 WO2022060605A2 (en) 2020-09-21 2021-09-08 Systems with displays and sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023543722A true JP2023543722A (ja) 2023-10-18

Family

ID=78851035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023518221A Pending JP2023543722A (ja) 2020-09-21 2021-09-08 ディスプレイ及びセンサを有するシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230300313A1 (ja)
EP (1) EP4229471A2 (ja)
JP (1) JP2023543722A (ja)
KR (1) KR20230106590A (ja)
CN (1) CN116601543A (ja)
WO (1) WO2022060605A2 (ja)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940204A (en) * 1975-01-23 1976-02-24 Hughes Aircraft Company Optical display systems utilizing holographic lenses
GB1533859A (en) * 1975-04-29 1978-11-29 Elliott Bros Headgear incorporating optical display systems
US4761056A (en) * 1987-03-27 1988-08-02 Kaiser Aerospace And Electronics Corporation Compact helmet mounted display
US10593092B2 (en) * 1990-12-07 2020-03-17 Dennis J Solomon Integrated 3D-D2 visual effects display
US20160054565A1 (en) * 2013-03-29 2016-02-25 Sony Corporation Information processing device, presentation state control method, and program
EP2981070B1 (en) * 2013-03-29 2021-09-29 Sony Group Corporation Information processing device, notification state control method, and program
JP6079614B2 (ja) * 2013-12-19 2017-02-15 ソニー株式会社 画像表示装置及び画像表示方法
US10545714B2 (en) * 2015-09-04 2020-01-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual screen head mounted display
JP6848219B2 (ja) * 2016-06-10 2021-03-24 株式会社リコー 画像表示装置
CN107102440A (zh) * 2017-05-09 2017-08-29 西安可视可觉网络科技有限公司 头戴式/护罩式/手持式显示方法及显示装置
US11982809B2 (en) * 2018-09-17 2024-05-14 Apple Inc. Electronic device with inner display and externally accessible input-output device
CN110376738B (zh) * 2019-06-13 2020-08-04 浙江大学 一种大视场轻型自由曲面波导型目视光学成像装置及其近眼显示***

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230106590A (ko) 2023-07-13
WO2022060605A3 (en) 2022-06-02
CN116601543A (zh) 2023-08-15
US20230300313A1 (en) 2023-09-21
WO2022060605A2 (en) 2022-03-24
EP4229471A2 (en) 2023-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11575877B2 (en) Utilizing dual cameras for continuous camera capture
US11899283B2 (en) Antenna implementation embedded in optical waveguide module
US11480800B1 (en) Compact catadioptric projector
US11215846B1 (en) Wearable proximity sensing array for the visually impaired
US11619819B2 (en) Eyewear display for generating an immersive image
US20240110807A1 (en) Navigation assistance for the visually impaired
US11880039B2 (en) Polarized reflective pinhole mirror display
JP2023543722A (ja) ディスプレイ及びセンサを有するシステム
US20230185090A1 (en) Eyewear including a non-uniform push-pull lens set
US11792371B2 (en) Projector with field lens
US20230314808A1 (en) Systems With Displays and Sensor-Hiding Structures
US20230204958A1 (en) Eyewear electronic tinting lens with integrated waveguide
US11860371B1 (en) Eyewear with eye-tracking reflective element
US20240085166A1 (en) Eyewear with strain gauge wear detection
US20220365370A1 (en) Eyewear electrochromic lens with multiple tint regions
US20220342222A1 (en) Eyewear having a projector with heat sink shields
WO2022221846A1 (en) Nanopattern encapsulation function, method and process in combined optical components
CN117590933A (zh) 用于多个视图的相机
WO2023129289A1 (en) Eyewear electronic tinting lens with integrated waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230522

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230522

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230502

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20230509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240604