具有显示器和传感器的系统的制作方法

具有显示器和传感器的系统
1.本专利申请要求于2020年9月21日提交的美国临时专利申请63/081,222号的优先权，该美国临时专利申请据此以引用的方式全文并入本文。
技术领域
2.本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及电子设备诸如头戴式设备。


背景技术：

3.电子设备诸如头戴式设备可具有输入-输出部件。输入-输出部件可包括诸如显示器和传感器的部件。


技术实现要素：

4.一种头戴式设备可具有头戴式支撑结构。当用户穿戴该头戴式支撑结构时，面向后显示器可将图像呈现给该头戴式支撑结构的后部处的适眼区。该头戴式支撑结构可具有包在用户头部上的弯曲后表面。
5.前向公共可视显示器可支撑在该头戴式支撑结构的前侧上、背对这些面向后显示器。该前向显示器可具有包在该头戴式支撑结构的前部和该用户的头部上的弯曲形状。
6.该前向显示器可具有形成在其中显示图像的有效区域的像素，并且可具有围绕这些像素的环形无效边界区域。该有效区域可具有带有鼻梁凹陷部的弯曲周边边缘。该有效区域在该显示器的每一侧上的轮廓可具有泪滴形状或其他弯曲形状。该无效边界区域的周边可平行于该有效区域的该周边边缘延伸。
7.该前向显示器可具有显示器覆盖层，该显示器覆盖层具有与该有效区域重叠的可展表面。该有效区域中的这些像素可支撑在柔性显示基板上，该柔性显示基板围绕垂直穿过该支撑结构的中间延伸的弯折轴线弯折。该弯折柔性显示器可具有可展表面，该可展表面抵靠或邻近该显示器覆盖层的内表面，或者抵靠或邻近护罩罩盖层的内表面。如果需要，该弯折柔性显示器可附接到该显示器覆盖层的可展内表面，并且该显示器覆盖层可具有与该显示器重叠的由复合曲率表征的对应外表面。
8.该显示器覆盖层的边缘可从该有效区域向后扫掠并且可由弯曲横截面轮廓表征。在例示性配置中，该覆盖层在该环形无效区域中的表面具有复合曲率。该显示器覆盖层在该有效区域中的表面可以是可展表面或者可具有复合曲率。
9.光学部件在该无效区域中可通过该覆盖层操作。这些光学部件可包括闪烁传感器、环境光传感器、相机、三维图像传感器诸如结构光三维传感器和飞行时间三维图像传感器，以及被配置为在昏暗的环境光照条件下为跟踪相机提供红外照明的红外照明系统。
附图说明
10.图1是根据一个实施方案的诸如头戴式设备的例示性电子设备的侧视图。
11.图2是根据一个实施方案的具有电子设备的例示性系统的示意图。
12.图3是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的前视图。
13.图4是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的横截面顶视图。
14.图5a是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的横截面侧视图。
15.图5b是根据一个实施方案的另一个例示性头戴式设备的横截面侧视图。
16.图6是根据一个实施方案的具有公共可视显示器的例示性头戴式设备的左上部分的前视图。
17.图7、图8、图9、图10、图11和图12是根据实施方案的例示性头戴式设备的部分的前视图。
18.图13是根据一个实施方案的例示性头戴式设备的一部分的分解横截面顶视图。
19.图14是根据一个实施方案的具有显示器的例示性头戴式设备的一部分的横截面侧视图。
20.图15、图16和图17是根据实施方案的与例示性光学部件重叠的例示性显示器覆盖层的横截面侧视图。
具体实施方式
21.头戴式设备可包括允许设备穿戴在用户的头部上的头戴式支撑结构。头戴式设备可具有由头戴式支撑结构支撑的显示器，以用于向用户呈现视觉内容。显示器可包括将图像呈现给头戴式支撑结构的后部处的适眼区的面向后显示器。显示器还可包括前向显示器。前向显示器可安装到头戴式支撑结构的前部并且可在头戴式设备未被穿戴在用户的头部上时由用户观看。前向显示器，有时可被称为公共可视显示器，也可能够由头戴式设备附近的其他人观看。
22.诸如图像传感器和其他光传感器的光学部件可设置在头戴式设备中。在例示性配置中，光学部件安装在保护前向显示器的显示器覆盖层的周边部分下方。
23.图1是例示性头戴式电子设备的侧视图。如图1所示，头戴式设备10可包括头戴式支撑结构26。支撑结构26可具有将设备10的内部区域诸如内部区域42与围绕设备10的外部区域诸如外部区域44隔开的壁或其他结构。电气部件40(例如，集成电路、传感器、控制电路、发光二极管、激光器和其他发光设备、其他控制电路和输入-输出设备等)可安装在设备10内(例如，内部区域42中)的印刷电路和/或其他结构上。
24.为了向用户呈现用于从适眼区诸如适眼区34观看的图像，设备10可包括面向后显示器诸如显示器14r和透镜诸如透镜38。这些部件可安装在光学模块诸如光学模块36(例如，镜筒)中以形成相应的左光学系统和右光学系统。例如，可存在用于在左适眼区中通过左透镜向用户的左眼呈现图像的左面向后显示器和用于在右适眼区中向用户的右眼呈现图像的右面向后显示器。当结构26抵靠用户面部的外表面(面部表面30)时，用户的眼睛位于设备10的后侧r处的适眼区34中。
25.支撑结构26可包括主支撑结构，诸如主外壳部分26m(有时被称为主部)。主外壳部分26m可从设备10的前侧f延伸到设备10的相反的后侧r。在后侧r上，主外壳部分26m可具有带衬垫结构，以在部分26m抵靠面部表面30时增强用户舒适度。如果需要，支撑结构26可包括可选的头带，诸如带26b和/或允许设备10穿戴在用户的头部上的其他结构。
26.设备10可具有公共可视的面向前显示器，诸如安装在主外壳部分26m的前侧f上的
显示器14f。当用户未穿戴设备10时，显示器14f可能够由用户观看和/或可能够由设备10附近的其他人观看。作为示例，显示器14f可在设备10的前侧f上由外部观看者，诸如正在方向52上观看设备10的观看者50可见。
27.在图2中示出了可包括头戴式设备的例示性系统的示意图。如图2所示，系统8可具有一个或多个电子设备10。设备10可包括头戴式设备(例如，图1的设备10)、附件诸如控制器和耳机、计算装备(例如，蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机和/或向头戴式设备供应内容的远程计算装备)和/或与彼此通信的其他设备。
28.每个电子设备10可具有控制电路12。控制电路12可以包括用于控制设备10的操作的存储和处理电路。电路12可以包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、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它集成电路。软件代码可存储在电路12中的存储装置上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实现用于设备10的控制操作(例如，数据采集操作、涉及使用控制信号调节设备10的部件的操作等)。控制电路12可以包括有线和无线通信电路。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、无线局域网收发器电路(例如，电路)、毫米波收发器电路、和/或其他无线通信电路。
29.在操作期间，系统8中的设备的通信电路(例如，设备10的控制电路12的通信电路)可用于支持电子设备之间的通信。例如，一个电子设备可将视频数据、音频数据、控制信号和/或其他数据传输到系统8中的另一个电子设备。系统8中的电子设备可以使用有线和/或无线通信电路来通过一个或多个通信网络(例如，互联网、局域网等)进行通信。通信电路可以被用于允许设备10从外部装备(例如，拴系计算机、便携式设备诸如手持设备或膝上型计算机、在线计算装备诸如远程服务器或其他远程计算装备、或其他电气装备)接收数据和/或向外部装备提供数据。
30.系统8中的每个设备10可包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可以被用于允许用户为设备10提供用户输入。输入-输出电路22可以也被用于采集有关设备10在其中操作的环境的信息。电路22中的输出部件可以允许设备10向用户提供输出，并且可以被用于与外部电气装备通信。
31.如图2所示，输入-输出设备22可包括一个或多个显示器诸如显示器14。显示器14可包括面向后显示器，诸如图1的显示器14r。设备10可例如包括左部件和右部件诸如左扫描镜显示设备和右扫描镜显示设备或其他图像投影仪、硅基液晶显示设备、数字镜设备或其他反射显示设备；基于发光二极管像素阵列的左显示面板和右显示面板(例如，具有聚合物或半导体基板的有机发光显示器或基于由晶体半导体发光二极管管芯形成的像素阵列的显示设备)；液晶显示面板；和/或向左适眼区和右适眼区提供图像以供用户的左眼和右眼分别观看的其他左显示设备和右显示设备。诸如这些部件(例如，具有柔性聚合物基板的有机发光显示器或基于由晶体半导体发光二极管管芯在柔性基板上形成的像素阵列的显示器)的显示器部件也可用于形成设备10的前向显示器，诸如图1的前向显示器14f(有时被称为面向前显示器、前显示器或公共可视显示器)。
32.在操作期间，显示器14(例如，显示器14r和/或14f)可用于向设备10的用户显示视
觉内容(例如，包括来自相机传感器的图片和直通视频的静态和/或移动图像、文本、图形、电影、游戏和/或其他视觉内容)。在显示器14上呈现的内容可例如包括虚拟对象和由控制电路12提供给显示器14的其他内容。该虚拟内容可有时被称为计算机生成的内容。计算机生成的内容可在不存在现实世界内容的情况下显示，或者可与现实世界内容组合。在一些配置中，真实世界图像可由相机(例如，前向相机，有时被称为面向前相机)捕获，并且计算机生成的内容可以电子方式叠加在真实世界图像的部分上(例如，当设备10是一副虚拟现实护目镜的情况下)。
33.输入-输出设备22可以包括传感器16。传感器16可包括例如三维传感器(例如，三维图像传感器诸如发射光束并且使用二维数字图像传感器从在目标被该光束照射时产生的点或其他光点采集用于三维图像的图像数据的结构化光传感器、使用双目成像布置中的两个或更多个相机采集三维图像的双目三维图像传感器、三维激光雷达(光检测和测距)传感器(有时被称为飞行时间相机或三维飞行时间相机)、三维射频传感器、或采集三维图像数据的其他传感器)、相机(例如，二维红外和/或可见数字图像传感器)、视线跟踪传感器(例如，基于图像传感器并且如果需要还基于发射一个或多个光束的光源的视线跟踪系统，该一个或多个光束在从用户的眼睛反射之后使用图像传感器进行跟踪)、触摸传感器、电容式接近传感器、基于光的(光学)接近传感器、其他接近传感器、力传感器(例如，应变计、电容式力传感器、电阻式力传感器等)、传感器诸如基于开关的接触传感器、气体传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、音频传感器(麦克风)、环境光传感器、采集关于环境光照条件的时间信息诸如与人工光照相关联的时变环境光强度的存在的闪烁传感器、用于采集语音命令和其他音频输入的麦克风、被配置为采集关于运动、位置和/或取向的信息的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、罗盘和/或包括所有这些传感器或者这些传感器中一者或两者的子组的惯性测量单元)和/或其他传感器。
34.用户输入和其他信息可以利用传感器和输入-输出设备22中的其他输入设备来采集。如果需要，输入-输出设备22可包括其他设备24，诸如触觉输出设备(例如，振动部件)、发光二极管、激光器和其他光源(例如，当环境光水平低时发射照射围绕设备10的环境的光的发光设备)、扬声器诸如用于产生音频输出的耳用扬声器、用于接收无线电力的电路、用于将电力无线地传输到其他设备的电路、电池和其他能量存储设备(例如，电容器)、操纵杆、按钮和/或其他部件。
35.如结合图1所描述的，电子设备10可具有头戴式支撑结构诸如头戴式支撑结构26(例如，头戴式外壳结构诸如外壳壁、带等)。头戴式支撑结构可被配置为在设备10的操作期间穿戴在用户头部上(例如，抵靠用户的面部，从而覆盖用户的眼睛)，并且可支撑显示器14、传感器16、其他部件24、其他输入-输出设备22和控制电路12(例如，参见图1的部件40和光学模块36)。
36.图3是例示性配置中的设备10的前视图，其中设备10具有公共可视显示器诸如前向显示器14f。如图3所示，设备10的支撑结构26m可具有右部和左部诸如部分26r和26l，这些部分通过插置的鼻梁部分诸如部分26nb联接。部分26nb可具有弯曲外表面诸如鼻梁表面90，该鼻梁表面被配置为接收用户的鼻部并且靠在用户的鼻部上以帮助将主外壳部分26m支撑在用户的头部上。
37.显示器14f可具有被配置为显示图像的有效区域诸如有效区域aa和不显示图像的
无效区域ia。有效区域aa的轮廓可以是矩形、具有圆角的矩形，可在设备10的左侧和右侧上具有泪滴形部分，可具有带有直边缘的形状、带有弯曲边缘的形状、带有具有直线部分和弯曲部分两者的周边边缘的形状，和/或其他合适的轮廓。如图3所示，有效区域aa可在主外壳部分26的鼻梁部分26nb处具有弯曲凹入部分。有效区域aa中的鼻形凹陷部的存在可帮助将有效区域aa适配在外壳部分26m的可用空间内，而不会过度限制有效区域aa的大小。
38.有效区域aa包含像素阵列。像素可以是例如由薄膜有机发光二极管或晶体半导体发光二极管管芯(有时被称为微发光二极管)在柔性显示面板基板上形成的发光二极管像素。如果需要，也可使用其中显示器14f使用其他显示技术的配置。显示器14由发光二极管显示器诸如在柔性基板(例如，由可弯折的聚酰亚胺层或其他柔性聚合物片材形成的基板)上形成的有机发光二极管显示器形成的例示性布置有时可作为示例在本文中描述。有效区域aa的像素可形成在显示设备诸如图3的显示面板14p(例如，柔性有机发光二极管显示面板)上。在一些配置中，面板14p的轮廓可具有包含直线段或直线段和曲线段的组合的周边边缘。也可使用其中面板14p的整个轮廓由弯曲周边边缘表征的配置。
39.显示器14f可具有不含像素且不显示图像的无效区域诸如无效区域ia。无效区域ia可形成沿着有效区域aa的周边边缘的一个或多个部分延伸的无效边界区域。在图3的例示性配置中，无效区域ia具有围绕有效区域aa的环形形状。在这种类型的布置中，无效区域ia的宽度可以是相对恒定的，并且区域ia的内边缘和外边缘可由直线段和/或曲线段表征，或者可沿着边缘的整个长度弯曲。例如，区域ia的外边缘(例如，显示器14f的周边)可具有平行于有效区域aa的弯曲边缘延伸的弯曲轮廓。
40.在一些配置中，设备10可与系统8中的其他设备(例如，无线控制器和其他附件)一起操作。这些附件可具有感测磁场的方向和强度的磁传感器。设备10可具有被配置为发射磁场的一个或多个电磁体。磁场可由设备10附近的无线附件测量，使得附件可确定它们相对于设备10的取向和位置。这允许附件无线地向设备10提供关于它们的当前位置、取向和移动的实时信息，使得附件可用作无线控制器。附件可包括可穿戴设备、手持设备和其他输入设备。
41.在例示性配置中，设备10可具有围绕显示器14f的周边(例如，在显示器14f的无效区域ia或其他部分下方)延伸的线圈诸如例示性线圈54。线圈54可具有任何合适的线匝数(例如，1-10、至少2、至少5、至少10、10-50、少于100、少于25、少于6等)。这些线匝可由金属迹线在基板上形成，可由导线形成和/或可由其他导电线形成。在操作期间，控制电路12可向线圈54供应交流(ac)驱动信号。驱动信号可具有至少1khz、至少10khz、至少100khz、至少1mhz、小于10mhz、小于3mhz、小于300khz或小于30khz的频率(作为示例)。当ac电流流过线圈54时，在设备10附近产生对应的磁场。位于设备10附近的电子设备诸如具有磁传感器的无线控制器可使用磁场作为参考，使得无线控制器可在相对于设备10移动时确定它们的取向、位置和/或移动以向设备10提供输入。
42.作为示例，考虑用于控制设备10的操作的手持无线控制器。在操作期间，设备10使用线圈54来发射磁场。当移动手持无线控制器时，控制器的磁传感器可通过监测当用户将控制器移动通过空气时由线圈54发射的磁场的强度、取向以及强度和/或取向的变化来监测控制器的位置及控制器相对于设备10的移动。然后，电子设备可向设备10无线地传输关于控制器的位置和取向的信息。以这种方式，用户可操纵手持控制器、可穿戴控制器或其他
外部附件以向设备10提供空中手势、指向输入、转向输入和/或其他用户输入。
43.设备10可具有诸如光学部件(例如，图2的传感器16当中的光学传感器)的部件。这些部件可安装在头戴式支撑结构26上的任何合适位置中(例如，在头带26b上、在主外壳部分26m上等)。光学部件和其他部件可面向后(例如，当安装在设备10的背面上时)，可面向侧面(例如，向左或向右)，可面向下或向上，可面向设备10的前面(例如，当安装在设备10的正面上时)，可安装成指向这些方向的任何组合(例如，向前、向右和向下)和/或可安装在其他合适的取向上。在例示性配置中，设备10的部件中的至少一些部件被安装成向外地面向前面(并且可选地面向侧面和/或上和下)。例如，用于直通视频的前向相机可以一配置安装在设备10的前部的左侧和右侧上，在该配置中，相机沿着水平维度微微发散，使得这些相机的视场在捕获设备10前面的环境的广角图像时一定程度地重叠。如果需要，所捕获图像可包括用户周围环境中的在设备10正前方的区域的下方、上方和侧面的部分。
44.为了帮助隐藏诸如光学部件的部件以使其不被从设备10的外部看到，可期望用装饰性覆盖结构覆盖这些部件中的一些或全部部件。覆盖结构可包括透明部分(例如，光学部件窗口)，这些透明部分由允许被重叠的光学部件令人满意地操作的足够的光学透明度表征。例如，环境光传感器可覆盖有一层，该层对于外部观看者来说看起来是不透明的，以帮助隐藏环境光传感器以使其不被看到，但是该层允许足够的环境光传递到环境光传感器，以使得环境光传感器进行令人满意的环境光测量。作为另一个示例，发射红外光的光学部件可与对红外光透明的视觉上不透明的材料重叠。
45.在例示性配置中，设备10的光学部件可安装在图3的无效区域ia中，并且装饰性覆盖结构可形成为与无效区域ia中的光学部件重叠的环形形状。装饰性覆盖结构可由油墨、聚合物结构、包括金属、其他材料和/或这些材料的组合的结构形成。在例示性配置中，装饰性覆盖结构可由具有与无效区域ia的占有面积匹配的占有面积的环形构件形成。例如，如果有效区域aa包括具有泪滴形状的左部和右部，则环形构件可具有沿循有效区域aa的泪滴形部分的弯曲周边的弯曲边缘。环形构件可由一种或多种聚合物结构形成(例如，环形构件可由聚合物环形成)。因为环形构件可帮助隐藏被重叠的部件以使其不被看到，所以环形构件有时可被称为护罩或环形护罩构件。护罩或其他装饰性覆盖结构的外观可由中性颜色(白色、黑色或灰色)或非中性颜色(例如，蓝色、红色、绿色、金色、玫瑰金色等)表征。
46.如果需要，显示器14f可具有保护性显示器覆盖层。覆盖层可与有效区域aa和无效区域ia重叠(例如，当从图1的方向52观察时的设备10的整个前表面可由覆盖层覆盖)。有时可被称为外壳壁或透明外壳壁的覆盖层可具有矩形轮廓、带有泪滴部分的轮廓、椭圆形轮廓、或具有弯曲和/或直边缘的其他形状。
47.覆盖层可由透明材料诸如玻璃、聚合物、诸如蓝宝石的透明晶体材料、透光陶瓷、其他透明材料和/或这些材料的组合形成。作为示例，显示器14f的保护性显示器覆盖层可由安全玻璃(例如，包括透光玻璃层与层压聚合物膜的层压玻璃)形成。可选的涂层可施加到显示器覆盖层的表面。如果需要，可对显示器覆盖层进行化学强化(例如，使用离子交换工艺以形成处于压缩应力下的抵抗刮擦的外材料层)。在一些配置中，显示器覆盖层可由两个或更多个材料层的堆叠(例如，第一结构玻璃层和第二结构玻璃层、联接到玻璃层或另一个刚性聚合物层的刚性聚合物层等)形成以增强覆盖层的性能。
48.在有效区域aa中，显示器覆盖层可与显示面板14p的像素重叠。有效区域aa中的显
示器覆盖层优选地是透明的，以允许观看呈现在显示面板14p上的图像。在无效区域ia中，显示器覆盖层可与环形护罩或其他装饰性覆盖结构重叠。护罩和/或其他覆盖结构(例如，显示器覆盖层和/或结构的内表面上的不透明油墨涂层)可以是足够不透明的，以帮助隐藏无效区域ia中的光学部件中的一些或全部光学部件以使其不被看到。窗口可设置在护罩或其他装饰性覆盖结构中，以帮助确保由这些结构重叠的光学部件令人满意地操作。窗口可由孔形成，可由护罩或其他装饰性覆盖结构的已经局部变薄以增强透光率的区域形成，可由已经插入护罩中的配合开口中的具有期望透光率特性的窗口构件形成和/或可由其他护罩窗口结构形成。
49.在图3的示例中，设备10包括光学部件诸如光学部件60、62、64、66、68、70、72、74、76、78和80(作为示例)。这些光学部件(例如，从图2的传感器16当中选择的光学传感器、发光设备等)中的每个光学部件可被配置为检测光，并且如果需要就被配置为发射光(例如，紫外光、可见光和/或红外光)。
50.在例示性配置中，光学部件60可感测环境光(例如，可见环境光)。具体地，光学部件60可具有感测根据时间的环境光强度的变化的光电检测器。作为示例，如果用户在具有人工光源的环境中操作，则光源可以与其墙壁电源相关联的频率(例如，60hz的交流市电)发射光。部件60的光电检测器可感测到来自人工光源的人工光由60hz的强度波动表征。控制电路12可使用该信息来调整与设备10中的图像传感器的操作相关联的时钟或其他定时信号，以帮助避免光源频率和帧速率或与图像捕获操作相关联的其他频率之间的不期望的干扰。控制电路12还可使用来自部件60的测量结果来帮助识别人工光照的存在和存在的人工光照的类型。以这种方式，控制电路12可检测诸如荧光或具有已知非理想颜色特性的其他光的光的存在，并且可对诸如相机和显示器的颜色敏感部件进行补偿色偏调整(例如，白点调整)。因为光学部件60可测量光强度的波动，所以部件60有时可被称为闪烁传感器或环境光频率传感器。
51.光学部件62可以是环境光传感器。环境光传感器可包括一个或多个光电检测器。在单个光电检测器配置中，环境光传感器可以是测量环境光强度的单色传感器。在多光电检测器配置中，每个光电检测器可由使不同的波长带(例如，不同的可见通带和/或红外通带)通过的光学滤波器重叠。光学滤波器通带可在它们的边缘处重叠。这允许部件62用作测量环境光强度和环境光颜色两者(例如，通过测量环境光的颜色坐标)的彩色环境光传感器。在设备10的操作期间，控制电路12可基于所测量的环境光强度和颜色采取动作。作为示例，可基于所测量的环境光颜色调整显示器或图像传感器的白点，或可进行其他显示器或图像传感器颜色调整。可基于光强度调整显示器的强度。例如，在明亮环境光照条件下可增大显示器14f的亮度以增强显示器上的图像的可见性，并且在昏暗光照条件下可减小显示器14f的亮度以节省功率。还可基于环境光读数调整图像传感器操作和/或光源操作。
52.有效区域ia中的光学部件还可包括沿着设备10的侧面的部件，诸如部件80和64。光学部件80和64可以是用于帮助监测设备10的取向和移动的位姿跟踪相机。部件80和64可以是可见光相机(和/或对可见波长和红外波长敏感的相机)，并且可与惯性测量单元结合，形成视觉惯性里程计(vio)系统。
53.光学部件78和66可以是捕获设备10周围环境的实时图像的可见光相机。当用户的眼睛位于设备10后部的适眼区34中时，有时可被称为场景相机或直通视频相机的这些相机
可捕获移动图像，这些移动图像实时地显示到显示器14r以供用户观看。通过以这种方式向用户显示直通图像(直通视频)，可向用户提供关于用户的周围环境的实时信息。如果需要，虚拟内容(例如，计算机生成的图像)可叠加在直通视频的一部分之上。设备10还可在非直通视频模式下操作，在该模式下，部件78和66关闭，并且仅向用户提供电影内容、游戏内容和/或不包含实时真实世界图像的其他虚拟内容。
54.设备10的输入-输出设备22可采集用于控制设备10的操作的用户输入。作为示例，设备10中的麦克风可采集语音命令。按钮、触摸传感器、力传感器和其他输入设备可采集来自接触设备10的用户的手指或其他外部对象的用户输入。在一些配置中，可期望监测用户的手势或其他用户身体部分的运动。这允许在游戏或其他虚拟环境中复制用户的手部位置或其他身体部分位置，并且允许用户的手部运动充当控制设备10的操作的手势(空中手势)。可使用在可见波长和红外波长下操作的相机诸如跟踪相机(例如，光学部件76和68)来捕获用户输入诸如手势输入。诸如这些的跟踪相机还可在使用控制器来控制设备10的操作期间，跟踪这些控制器和其他外部附件(系统8的附加设备10)上的基准和其他可辨认特征。如果需要，跟踪相机可帮助确定手持控制器或可穿戴控制器的位置和取向，该手持控制器或可穿戴控制器通过测量由线圈54产生的磁场来感测其位置和取向。跟踪相机的使用可因此帮助跟踪用于移动正显示给用户的指针和其他虚拟对象的手部运动和控制器运动并且可以其他方式辅助控制设备10的操作。
55.跟踪相机可在存在足够环境光(例如，明亮可见环境光照条件)的情况下令人满意地操作。在昏暗环境中，补充光源诸如补充红外光源(例如，光学部件82和84)可提供补充照明。红外光源可各自包括一个或多个发光设备(发光二极管或激光器)，并且可各自被配置为提供用作跟踪相机的补充照明的固定的和/或可转向的红外光束。如果需要，红外光源可在明亮的环境光照条件下关闭，并且可响应于检测到昏暗的环境光照(例如，使用光学部件62的环境光感测能力)而打开。
56.设备10中的三维传感器可用于执行生物测定识别操作(例如，用于认证的面部识别)，可用于确定用户的环境中的对象的三维形状(例如，映射用户的环境使得可为用户创建匹配的虚拟环境)，和/或在设备10的操作期间以其他方式采集三维内容。作为示例，光学部件74和70可以是三维结构光图像传感器。每个三维结构光图像传感器可具有提供结构光的一个或多个光源(例如，将红外点阵列投射到环境上的点投影仪、产生线栅格的结构光源、或发射结构光的其他结构光部件)。三维结构光图像传感器中的每个三维结构光图像传感器还可包括泛光照明器(例如，发射宽的红外光束的发光二极管或激光器)。使用泛光照明和结构光照明，光学部件74和70可捕获面部图像、设备10周围环境中的对象的图像等。
57.光学部件72可以是使用对发射光的飞行时间测量来采集设备10周围环境中的对象的三维图像的红外三维飞行时间相机。部件72与光学部件74和70的三维结构光相机相比可具有更长的范围和更窄的视场。部件72的操作范围可以是30cm至7m、60cm至6m、70cm至5m或其他合适的操作范围(作为示例)。
58.图4是例示性布置中的设备10的顶视图，在该例示性布置中，显示器14f和主外壳部分26m已经被配置为围绕用户面部的弯曲表面(弯曲面部表面30)弯曲。具体地，外壳部分26m在设备10的后侧r上的后表面96可具有围绕轴线98(例如，在图4的示例中平行于垂直z轴线的轴线)弯折的弯曲形状。通过将外壳部分26m平滑地包在用户头部的弯曲表面上，可
增强穿戴设备10时的舒适度。
59.如图4所示，设备10的前部上的显示器14f和其他结构可具有保护性覆盖层，诸如显示器覆盖层92(例如，外壳部分26m的前部，其有时可被称为前外壳壁、透明介电外壳壁或介电外壳构件)。在一些实施方案中，显示器覆盖层92可包括由可被展平成平面而没有畸变的弯曲表面(有时被称为可展表面或没有复合曲率的弯曲表面)表征的区域。显示器覆盖层92还可包括由复合曲率表征的区域(例如，仅可在具有畸变的情况下被展平成平面的表面，有时被称为不可展表面)。
60.在显示器14f的有效区域aa中，覆盖层92与显示面板14p中的像素p阵列重叠。在无效区域ia中，覆盖层92不与任何像素重叠，但可与光学部件诸如图3所示的光学部件重叠。为了帮助减小设备10的大小和重量，显示器14f可具有平行于面部表面30并且平行于外壳部分26m的弯曲后表面96的包在用户头部的前部上的弯曲形状。例如，显示面板14p可具有允许面板14p围绕弯折轴线94(例如，在图4的示例中平行于z轴线的弯折轴线)弯折的柔性基板。在显示器14f的有效区域aa中，显示器覆盖层92可具有内表面和对应的弯曲外表面，该内表面具有适形于弯折显示面板14p的弯曲横截面轮廓。在无效区域ia中，显示器覆盖层92也可以是弯曲的(例如，具有比有效区域aa中更紧的弯折半径和更大的曲率)。如果需要，可在显示器覆盖层92和显示面板14p之间插置聚合物层(有时被称为护罩罩盖或聚合物构件)。聚合物层可通过气隙与面板14p的像素隔开，并且可通过气隙与显示器覆盖层92的内表面隔开(作为示例)。
61.图5a是沿-x方向观看的显示器14f的横截面侧视图。如图5a所示，在例示性配置中，显示面板14p(在平行于yz平面的平面中)的横截面轮廓可以是直的而不是弯曲的。这可帮助防止显示面板14p的柔性基板材料在显示面板14p围绕弯折轴线94弯折以包在用户面部的弯曲表面上时的起皱或其他畸变。在该示例中，显示面板14p可具有可展表面(例如，具有弯曲横截面轮廓但不具有任何复合曲率的表面)。图5a的面板14p可附接到层92的内表面(例如，用粘合剂)。在这种情况下，层92的内表面可以是与面板14p的面向外的可展表面配合的可展表面。层92在有效区域aa中的对应外表面可以是可展表面或者可以是具有复合曲率的表面。在无效区域ia中，层92可包括具有复合曲率的内表面和/或外表面，和/或内表面和/或外表面可以是可展表面。如果需要，层92的整个外表面可具有复合曲率(在有效区域aa和无效区域ia两者中)，层92在有效区域aa中的内表面可以是面板14p用粘合剂层压到其的可展表面，并且层92在无效区域ia中的内表面可具有复合曲率和/或可以是可展表面。
62.图5b示出了显示器14f的另一个例示性配置。如图5b的横截面侧视图所示，如果需要，显示器覆盖层92可具有跨整个层92弯曲的横截面轮廓。在这种类型的布置的情况下，显示器覆盖层92的无效区域ia的表面可具有复合曲率，并且显示器覆盖层92的有效区域aa可具有复合曲率(例如，层92可不含具有可展表面的任何区域)。有时可被称为护罩或护罩罩盖的聚合物层诸如聚合物层130可插置在显示器覆盖层92的内表面和显示面板14p的相对的外表面之间。显示面板14p的外表面可以是可展表面(例如，显示面板14p可围绕轴线94弯折)。在有效区域aa中，其中聚合物层130与面板14p的像素重叠，聚合物层130也可围绕轴线94弯折(例如，聚合物层130在有效区域aa中的内表面和外表面可以是可展表面)。在无效区域ia中，聚合物层130的内表面和外表面可具有复合曲率。气隙可将面板14p与层130的内表面隔开，并且可将层130的外表面与层92的内表面隔开。
63.如果需要，可使用层130的其他布置。例如，层130的面向显示面板14p的侧面可在有效区域aa中具有可展表面，而层130的面向层92的侧面可在有效区域aa中具有复合曲率(例如，层130可具有不均匀厚度)。层92也可具有不同的配置。例如，层92的外表面可具有复合曲率，而层92在有效区域aa和/或区域ia中的内表面可以是可展表面。也可使用其中层92和/或层130具有可变厚度的其他布置。在无效区域ia中，多个聚合物结构可被接合。例如，在区域ia中，有时被称为护罩装饰的环形聚合物构件可接合到层130，该层可形成跨设备10的整个正面延伸的护罩罩盖构件。如果需要，护罩装饰和护罩罩盖有时可被称为单独地或共同地形成护罩、护罩构件等。层130可包括着色(例如，染料、颜料和/或其他着色剂)。例如，层130可被着色以呈现30％-80％的可见光透射率，以帮助在设备10中的内部结构诸如显示面板14p不使用时遮蔽其以使得不被看到。
64.图6是显示器14f和显示器覆盖层92的一部分的前视图。显示器覆盖层92的与有效区域aa和显示面板14p直接重叠的内表面和外表面可以是可展表面和/或可包括具有复合曲率的区域。在例示性配置中，如结合图4和图5a所描述的，覆盖层92在区域aa中的内表面可围绕弯折轴线94弯折而不表现出围绕与轴线94正交的任何轴线的曲率。层92在区域aa中的外表面可以是可展表面或具有复合曲率的表面。将可展表面用于显示器覆盖层92的面向内的侧面(并且，如果需要，将可展表面用于图5b的可选层130的面向内的侧面)可有助于确保显示面板14p在面板14p弯折以形成适形于用户头部形状的弯曲显示器形状期间不起皱或以其他方式损坏。
65.显示面板14p可在有效区域aa中具有是可展表面的面向外的表面。该显示面板表面可粘附到层130的对应可展内表面或层92的对应可展内表面，或者可通过气隙与层130和/或层92的内表面间隔开(作为示例)。
66.如果需要，显示器覆盖层92在无效区域ia中的内表面和外表面的一部分或所有部分可由复合曲率表征。这允许显示器14f的周边平滑地过渡远离有效区域，并且为设备10提供吸引人的外观和紧凑的形状。显示器覆盖层92在无效区域ia中的复合曲率还可便于以期望的取向将光学部件放置在无效区域ia下方。如果需要，层92的所有区域可具有复合曲率(例如，层92的内表面和外表面可在区域ia和区域aa两者中具有复合曲率)。
67.在图6的例示性配置中，其中显示器覆盖层92具有弯曲周边边缘并且其中显示器覆盖层92的面向内的表面和面向外的表面在无效区域ia中具有复合曲率，显示器覆盖层92的沿着图6的例示性线100中的每条线截取的横截面轮廓是弯曲的(例如，图6示例中的显示器14f的整个周边环形无效区域由显示器覆盖层92的具有带复合曲率的内表面和外表面的部分覆盖)。显示器覆盖层92的这种类型的形状可通过玻璃成形、聚合物模制、机加工和/或其他显示器覆盖层制造技术来产生。也可使用其他布置(例如，其中显示器覆盖层92在无效区域ia中具有至少一些可展表面(内表面和/或外表面)的配置)。图6的布置是例示性的。
68.图7、图8和图9是显示器覆盖层92的例示性左上部分的前视图。设备10可具有对称的右侧覆盖层部分。图7的示例示出了显示器覆盖层92的周边边缘可如何具有直边缘(例如，具有直边缘的大致矩形形状)和圆角。在图8的示例中，显示器覆盖层92在左上侧和右上侧具有泪滴形状。图9示出了显示器覆盖层92的上角可如何具有扫掠曲线(例如，以帮助当从前面观看时柔化设备10的视觉外观)。
69.图10、图11和图12是显示器覆盖层92的例示性左下部分的前视图。如图10所示，覆
盖层92的下半部可由具有圆角的矩形形状表征。图10的覆盖层92可具有图7所示的类型的形状的上部部分(作为示例)。在设备10的鼻梁部分中，覆盖层92可具有凹入的弯曲鼻梁边缘形状(参见例如弯曲边缘表面90)。在图11的例示性布置中，显示器覆盖层92具有泪滴形状的左下侧和右下侧(例如，可与具有图8所示的类型的左上侧泪滴形状和右上侧泪滴形状的显示器覆盖层一起使用的形状)。图12示出了显示器覆盖层92的下部部分可如何具有更逐渐弯曲的轮廓。
70.一般来讲，当从设备10的前面观看时，覆盖层92的上部部分和下部部分可具有任何合适的轮廓。用于覆盖层92的形状可由诸如美学、大小、便于光学部件在无效区域ia中适当放置的能力、提供期望的(重叠在有效区域aa之上的)有效区域覆盖的能力等因素来确定。图7、图8和/或图9所示的设备10的上部部分的例示性形状中的任何例示性形状可与图10、图11和图12所示的设备10的下部部分的例示性形状中的任何例示性形状结合地使用。覆盖层92的总体形状可围绕鼻梁对称(例如，层92的左半部和右半部可表现出镜像对称)。图7、图8、图9、图10、图11和图12的形状是例示性的。如果需要，可使用其他形状。
71.图13是设备10的一部分的分解横截面顶视图，该图示出了显示器覆盖层92可如何具有与显示面板14p重叠的部分和与装饰性覆盖结构诸如护罩102(例如，有时被称为护罩装饰或护罩装饰构件的环形护罩部分，其可以可选地在区域ia中附接到覆盖显示器14f的护罩罩盖诸如可选的聚合物层130)重叠的部分。无效区域ia中的装饰性覆盖结构可由不透明掩蔽层(例如，黑色油墨层)和/或显示器覆盖层92的内表面上和/或护罩上的其他涂层形成，由金属、聚合物、玻璃或其他材料所形成的单独结构和/或可帮助隐藏被重叠的部件104的其他结构形成。部件104可包括传感器16和图2的其他输入-输出设备22。例如，部件104可以是光学部件，诸如图3的部件60、62、64、84、66、68、70、72、74、76、78、82和80。在无效区域ia中，覆盖层92可具有弯曲的内表面和外表面(例如，具有复合曲率的表面)。护罩102(以及，如果需要，区域ia中的层130)可以可选地具有对应的内表面和外表面(例如，具有复合曲率的表面)。部件104可通过护罩102中(以及可选地区域ia中的层130中)的光学部件窗口和层92中的对应区域来操作。这些窗口可由护罩102中(以及可选地层130中)和/或层92中的凹陷部和/或通孔开口形成，由安装在护罩102中(以及可选地层130中)和/或层92中的开口内的窗口构件形成，由护罩102(以及可选地层130)和/或层92的表现出足以让被重叠的部件令人满意地操作的光学透明度的部分形成，和/或由护罩102中(以及可选地层130中)和/或窗口92中的其他结构形成。
72.如果需要，部件104可包括诸如对由覆盖层92的弯曲内表面和/或外表面的弯曲形状所施加的光学畸变敏感的相机(例如，可见和/或红外图像传感器、飞行时间传感器、结构光三维传感器等)的部件。例如，相机或其他光学部件104可通过覆盖层92在无效区域ia中的由具有复合曲率的外表面和具有复合曲率的内表面或可展内表面表征的部分操作。在这种类型的情况下，设备10的控制电路可被配置为数字地补偿当光(例如，真实世界图像光)穿过层92到达相机或其他光学传感器时引入的光学畸变。作为示例，对于通过层92(例如，通过层92在无效区域ia中的包括具有复合曲率的内表面和/或外表面的部分)操作的每个光学部件，可测量和表征由层92施加的图像畸变(例如，拉伸、移位、梯形失真、桶形畸变、枕形畸变和/或其他光学畸变)的量。在设备10的操作期间，可相应地补偿由相机捕获的图像数据和/或由被层92重叠的光学部件采集的其他传感器数据(例如，可将相等且相反量的数
字图像翘曲应用于所捕获的图像数据，从而去除层92的已知畸变效应)。以这种方式，高质量(未畸变)图像和/或其他传感器数据可由通过层92的弯曲部分操作的相机和/或其他光学部件采集。这允许向层92提供吸引人的形状(例如，具有由复合曲率表征的一个或多个表面的形状)。
73.当组装到设备10中时，显示器覆盖层92和护罩102(以及可选地层130)可安装到主外壳部分26m中的聚合物外壳结构、金属外壳壁或其他外壳结构的暴露的边缘部分。例如，主外壳部分26m可具有围绕显示器覆盖层92的周边延伸并且支撑显示器覆盖层92的周边边缘的聚合物侧壁构件。护罩102可具有沿着显示器覆盖层92在无效区域ia中的边缘延伸的环形形状。在例示性配置中，使用粘合剂将显示器覆盖层92附接到护罩102(和/或层130)，并且使用粘合剂将护罩102(和/或层130)附接到主外壳部分26m中的侧壁的暴露的前边缘。部件104可附接到护罩102(和/或层130)和/或可支撑在内部外壳结构(例如，托架、框架构件等)上，与护罩102(和/或层130)中的光学窗口和层92的对应部分对准。
74.图14是显示器14f的一部分的横截面侧视图。在图14的示例中，显示面板14p是具有由双凸透镜106重叠的像素p阵列的三维显示面板(例如，显示面板14p是为观看者诸如图1的观看者50产生无眼镜三维图像的自动立体显示器)。作为示例，透镜106可由沿着像素列伸长的半圆柱形透镜元件(例如，在图14的示例中平行于z维度延伸的透镜元件)形成。如果需要，可省略透镜106(例如，显示面板14p可具有不被透镜106重叠的像素p阵列以形成二维显示器)。
75.气隙诸如间隙114可将显示器14f的显示面板14p与显示器覆盖层92隔开。可选层130可形成在图14的间隙114内，使得层130具有通过第一气隙与层92隔开的外表面和通过第二气隙与透镜106和显示面板14p的像素p隔开的相反的内表面。在存在透镜106的布置中，气隙114(以及所得的层130的内表面与透镜106之间的直接接触的不存在)可允许透镜106令人满意地操作。显示器覆盖层92和可选层130可由透明材料诸如玻璃、聚合物、透光陶瓷、诸如蓝宝石的晶体材料、这些材料的一个或多个子层和/或已经层压在一起(例如，使用粘合剂等)的其他材料等形成。其中层92是玻璃层并且层130是聚合物层的配置有时可作为示例在本文中描述。
76.可在显示器覆盖层92中的一个或多个层上提供涂层。如图14的例示性配置所示，显示器覆盖层92可包括例如由一个或多个子层(例如，玻璃和/或聚合物层)形成的层诸如层108、帮助向层92提供安全玻璃功能的聚合物层(参见例如例示性聚合物膜112，其已经附接到玻璃层108的内表面以形成层压玻璃层)、以及层92的(面向外的)前表面(例如，玻璃层108的外表面)上的涂层110。涂层110可以是例如由一个或多个无机介电层和/或其他层形成的防反射涂层，该一个或多个无机介电层和/或其他层的厚度和折射率值被选择为使来自层92的最外表面的可见光反射最小化并且帮助维持层92的期望外观(例如，中性色调)。如果需要，显示面板14p可以是触敏显示器(例如，由电容式触摸传感器电路重叠或结合电容式触摸传感器电路的显示器)。在显示器14f是触敏显示器的配置中，层92的最外表面可涂覆有疏油涂层(例如，含氟聚合物层)。
77.为了帮助强化层92，层108可由化学强化玻璃(例如，已经在离子交换浴中处理以使玻璃层的外表面相对于玻璃层的内部处于压缩下的玻璃层)形成。这可帮助层108抵抗刮擦和断裂。层108可由单个玻璃层、单个聚合物层、两个层压玻璃层的堆叠(例如，用聚合物
层层压在一起的第一玻璃层和第二玻璃层)、两个聚合物层的堆叠、三个或更多个聚合物层和/或玻璃层等形成。如果需要，层108可由包括附接到一个或多个聚合物层的一个或多个玻璃层的混合层堆叠形成。作为示例，层92可包括覆盖有薄玻璃层的刚性结构聚合物层(例如，使用热和/或压力附接到结构聚合物层的玻璃层或使用聚合物粘合剂层附接到结构聚合物层的玻璃层)。这种类型的布置中的薄玻璃层可帮助保护结构聚合物层免受刮痕影响。
78.如果需要，层92中的一个或多个结构(例如，涂层110、形成层108的层、层112、可选层130等)可设置有产生期望的中性色调(例如，灰色或黑色)或非中性色调(例如，红色)的染料、颜料或其他着色剂。薄金属涂层、偏光器和/或其他结构也可结合到层92中，以帮助向层92提供期望的光学特性和/或向层92提供期望的外观。
79.如果需要，层92的与光学部件104重叠的部分和/或层92的其他部分可设置有帮助防止可能不利地影响部件104的光学质量的刮痕的涂层。如图15所示，例如，显示器覆盖层92可具有诸如透明层116的透明层(例如，一个或多个聚合物层、玻璃层和/或诸如图14的层108的其他透明层)。透明层116可覆盖有一个或多个涂层，诸如涂层118。层118可以是由帮助抵抗刮痕的无机材料(例如，氧化物、氮化物、类金刚石碳等)形成的薄膜层。这种类型的方法可用于例如确保在层116由诸如在暴露于来自尖锐外部物体的过度摩擦时可能易受刮擦的聚合物的材料形成时，显示器覆盖层92的与光学部件104重叠的部分不会由于刮痕而变得模糊。层118有时可被称为硬涂层并且与层116相比可具有更高的硬度(例如，更高的莫氏硬度)。层118可以是厚度小于3微米、小于2微米、小于1微米、小于0.5微米或其他合适厚度的薄膜涂层。
80.图16的显示器覆盖层92的横截面侧视图中示出了帮助防止显示器覆盖层92的层92与光学部件104重叠的表面上的不期望的刮痕的另一种方式。如该示例所演示，显示器覆盖层92的外表面可设置有诸如凹陷部120的凹陷部(例如，圆形浅凹部或具有矩形形状或其他占有面积的凹部)。这将凹陷部120的凹入的显示器覆盖层表面124置于层92的周围外表面122之下。当设备10被放置在桌面或其他表面上时，层92的表面的未凹入部分(外表面122)将接触桌面表面并且将由此帮助防止桌面表面接触层92的表面的凹入部分(表面124)。因此，与部件104重叠的凹入表面124将保持没有刮痕。因此，即使当层92暴露于过度磨损时，层92的与部件104重叠的区域中也将通常不会产生模糊。
81.层92可由具有与被重叠的光学部件104相容的光学特性的材料形成。例如，如果被层92在无效区域ia中的部分重叠的光学部件被配置为在可见波长和红外波长下操作，则层92的该部分可设置有足够的可见光和红外光透明度以允许被重叠的部件在可见波长和红外波长下令人满意地操作。在来自层92的主体的材料不具有用于光学部件的期望光学特性的布置中，光学部件窗口构件(例如，窗口材料盘，诸如红外透明盘，并且如果需要，可见光透明玻璃或其他插入的窗口构件)可安装在层92中与光学部件重叠的开口内。
82.作为示例，考虑其中层92对可见光透明但在红外波长下具有低透光率的布置。这种类型的布置中的光学部件可在红外波长下操作。为了确保光学部件可通过层92发射和/或接收红外光，层92可设置有通孔开口和红外透明光学部件窗口构件，诸如红外透明盘。红外透明窗口构件可由与形成层92的材料不同的材料形成，并且可安装在层92中的通孔开口内。这种类型的布置在图17的横截面侧视图中示出，其中显示器覆盖层92在层92中的通孔开口中设置有光学部件窗口构件92w。构件92w可以是对红外光透明(并且可选地对可见光
透明)的玻璃光学部件窗口构件，而层92的周围部分可由不同材料(例如，聚合物、不同玻璃材料等)形成。通过在层92中提供红外透明窗口，红外光学部件(例如，图17的光学部件102)可通过显示器覆盖层92(例如，通过显示器覆盖层中的窗口)发射和/或接收红外光，即使当层92已经由非红外透明的材料形成时也是如此。该方法可用于提供具有与层92的其余部分的那些光学特性不同的任何合适的光学特性(例如，期望量的不透明度、透光率、反射、吸收和/或模糊度、期望的偏光特性等)的光学部件窗口。
83.根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；面向后显示器，这些面向后显示器由该头戴式支撑结构支撑，这些面向后显示器被配置为向该头戴式支撑结构的后侧处的适眼区提供视觉内容；公共可视的前向显示面板，该公共可视的前向显示面板具有被配置为显示图像的像素；以及显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该公共可视的前向显示面板重叠，该显示器覆盖层具有与这些像素重叠的复合曲率表面。
84.根据另一个实施方案，该公共可视的前向显示面板包括柔性显示面板，该柔性显示面板上定位有这些像素，该柔性显示面板围绕弯折轴线弯折，并且该头戴式支撑结构具有被配置为适形于弯曲面部表面的弯曲后表面。
85.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层包括玻璃层。
86.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括聚合物层，该聚合物层位于该玻璃层和该柔性显示面板之间，第一气隙将该聚合物层与该玻璃层隔开，并且第二气隙将该柔性显示面板与该聚合物层隔开。
87.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层包括位于该玻璃层上的防反射涂层。
88.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括光学部件，这些光学部件被该显示器覆盖层的具有该复合曲率表面的部分重叠。
89.根据另一个实施方案，这些光学部件包括相机，该头戴式设备包括环形聚合物构件，该环形聚合物构件形成与这些相机重叠并且围绕这些像素的装饰性覆盖结构。
90.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层包括聚合物层，该聚合物层具有与这些光学部件中的给定一个光学部件重叠的凹陷部。
91.根据另一个实施方案，这些光学部件包括闪烁传感器和环境光传感器。
92.根据另一个实施方案，这些光学部件包括位姿相机和场景相机，这些位姿相机被配置为测量设备运动，这些场景相机被配置为捕获在这些面向后显示器上显示的实时直通视频。
93.根据另一个实施方案，这些光学部件包括一对结构光相机和飞行时间相机。
94.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层包括具有通孔开口的聚合物层，该通孔开口包含与这些光学部件中的一个光学部件重叠的红外透明窗口构件。
95.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括耐刮擦硬涂层，该耐刮擦硬涂层位于该显示器覆盖层上。
96.根据另一个实施方案，该前向显示面板包括双凸透镜。
97.根据另一个实施方案，该前向显示面板具有鼻梁凹陷部。
98.根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；左透镜，该左透镜位于该头戴式支撑结构的左侧上；右透镜，该右透镜位于该头戴式支撑结构的右侧上；左显示器和右显示器，该左显示器和该右显示器被配置为提供可通过该左透镜和该右透镜
从左适眼区和右适眼区观看的相应的左后图像和右后图像；公共可视的显示面板，该公共可视的显示面板背对该左显示器和该右显示器，该公共可视的显示面板具有被配置为显示公共可视图像的像素；以及显示器覆盖层，该显示器覆盖层的第一部分与这些像素重叠，该显示器覆盖层的第二部分以环形形状围绕该显示器覆盖层的该第一部分而不与这些像素重叠，并且该显示器覆盖层的该第二部分包括具有复合曲率的表面。
99.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括：环境光传感器，该环境光传感器被该显示器覆盖层的该第二部分重叠；光源，该光源被该显示器覆盖层的该第二部分重叠，该光源被配置为响应于利用该环境光传感器进行的环境光测量而提供红外照明；以及一对相机，该一对相机被该显示器覆盖层的该第二部分重叠并且被配置为在提供该红外照明时捕获红外图像。
100.根据另一个实施方案，该公共可视的显示面板围绕弯折轴线弯折。
101.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层的该第二部分具有弯曲周边边缘。
102.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层包括层压玻璃。
103.根据另一个实施方案，这些像素形成有效显示区域，在该有效显示区域中显示该公共可视图像，该有效显示区域具有弯曲周边边缘，并且该有效区域具有鼻梁凹陷部。
104.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括防反射涂层，该防反射涂层位于该层压玻璃上；以及光学部件，该光学部件通过该显示器覆盖层发射红外光。
105.根据另一个实施方案，该光学部件包括结构光三维相机。
106.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层的该第一部分包括具有复合曲率的表面。
107.根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；第一显示器和第一透镜，该第一显示器和该第一透镜由该头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，该第二显示器和该第二透镜由该头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第二适眼区提供第二图像；前向显示器，该前向显示器背对该第一显示器和该第二显示器；以及显示器覆盖层，该显示器覆盖层与该前向显示器重叠并且包括具有复合曲率表面的部分。
108.根据另一个实施方案，该前向显示器包括柔性显示面板，该柔性显示面板围绕弯折轴线弯折并且具有可展表面。
109.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层具有与该柔性显示面板重叠并且具有可展表面的部分。
110.根据另一个实施方案，该显示器覆盖层覆盖有具有复合曲率的表面。
111.根据一个实施方案，提供了一种具有前部和后部的头戴式设备，包括：在该前部处具有前外壳层的头戴式外壳；第一显示器和第一透镜，该第一显示器和该第一透镜由该头戴式外壳支撑并且被配置为向该后部处的第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，该第二显示器和该第二透镜由该头戴式外壳支撑并且被配置为向该后部处的第二适眼区提供第二图像；光学部件，该光学部件被该前外壳层的具有复合曲率表面的部分重叠。
112.根据另一个实施方案，该头戴式设备包括弯折显示面板，该弯折显示面板被配置为产生可通过该前外壳层的一部分观看的图像。
113.根据另一个实施方案，该前外壳层包括显示器覆盖层，并且该复合曲率表面包括该显示器覆盖层的覆盖该显示器覆盖层的全部的外表面。
114.根据另一个实施方案，该光学部件包括相机，该相机被配置为通过该显示器覆盖层操作。
115.根据一个实施方案，提供了一种具有前部和后部的头戴式设备，包括：头戴式外壳；第一显示器和第一透镜，该第一显示器和该第一透镜位于该头戴式外壳中，被配置为向该后部处的第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，该第二显示器和该第二透镜位于该头戴式外壳中，被配置为向该后部处的第二适眼区提供第二图像；显示面板，该显示面板具有弯曲横截面轮廓和可展表面；以及显示器覆盖层，该显示器覆盖层位于该前部处，与该弯折显示面板重叠，该显示器覆盖层具有相反的内表面和外表面，该外表面具有复合曲率，该内表面是可展表面，并且该显示面板附接到该显示器覆盖层的该内表面。
116.前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

技术特征：
1.一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；面向后显示器，所述面向后显示器由所述头戴式支撑结构支撑，所述面向后显示器被配置为向所述头戴式支撑结构的后侧处的适眼区提供视觉内容；公共可视的前向显示面板，所述公共可视的前向显示面板具有被配置为显示图像的像素；以及显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述公共可视的前向显示面板重叠，其中，所述显示器覆盖层具有与所述像素重叠的复合曲率表面。2.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述公共可视的前向显示面板包括柔性显示面板，所述柔性显示面板上定位有所述像素，其中，所述柔性显示面板围绕弯折轴线弯折，并且其中，所述头戴式支撑结构具有被配置为适形于弯曲面部表面的弯曲后表面。3.根据权利要求2所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层包括玻璃层。4.根据权利要求3所述的头戴式设备，还包括：聚合物层，所述聚合物层位于所述玻璃层和所述柔性显示面板之间，其中，第一气隙将所述聚合物层与所述玻璃层隔开，并且其中，第二气隙将所述柔性显示面板与所述聚合物层隔开。5.根据权利要求3所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层包括位于所述玻璃层上的防反射涂层。6.根据权利要求1所述的头戴式设备，还包括：光学部件，所述光学部件被所述显示器覆盖层的具有所述复合曲率表面的部分重叠。7.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括相机，所述头戴式设备还包括环形聚合物构件，所述环形聚合物构件形成与所述相机重叠并围绕所述像素的装饰性覆盖结构。8.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层包括聚合物层，所述聚合物层具有与所述光学部件中的给定一个光学部件重叠的凹陷部。9.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括闪烁传感器和环境光传感器。10.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括位姿相机和场景相机，所述位姿相机被配置为测量设备运动，所述场景相机被配置为捕获在所述面向后显示器上显示的实时直通视频。11.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括一对结构光相机和飞行时间相机。12.根据权利要求6所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层包括具有通孔开口的聚合物层，所述通孔开口包含与所述光学部件中的一个光学部件重叠的红外透明窗口构件。13.根据权利要求6所述的头戴式设备，还包括：位于所述显示器覆盖层上的耐刮擦硬涂层。14.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述前向显示面板包括双凸透镜。15.根据权利要求1所述的头戴式设备，其中，所述前向显示面板具有鼻梁凹陷部。16.一种头戴式设备，包括：
头戴式支撑结构；左透镜，所述左透镜位于所述头戴式支撑结构的左侧上；右透镜，所述右透镜位于所述头戴式支撑结构的右侧上；左显示器和右显示器，所述左显示器和所述右显示器被配置为提供能够通过所述左透镜和所述右透镜从左适眼区和右适眼区观看的相应的左后图像和右后图像；公共可视的显示面板，所述公共可视的显示面板背对所述左显示器和所述右显示器，其中，所述公共可视的显示面板具有被配置为显示公共可视图像的像素；以及显示器覆盖层，其中，所述显示器覆盖层的第一部分与所述像素重叠，其中，所述显示器覆盖层的第二部分以环形形状围绕所述显示器覆盖层的所述第一部分而不与所述像素重叠，并且其中，所述显示器覆盖层的所述第二部分包括具有复合曲率的表面。17.根据权利要求16所述的头戴式设备，还包括：环境光传感器，所述环境光传感器被所述显示器覆盖层的所述第二部分重叠；光源，所述光源被所述显示器覆盖层的所述第二部分重叠，所述光源被配置为响应于利用所述环境光传感器进行的环境光测量而提供红外照明；以及一对相机，所述一对相机被所述显示器覆盖层的所述第二部分重叠并且被配置为在提供所述红外照明时捕获红外图像。18.根据权利要求16所述的头戴式设备，其中，所述公共可视的显示面板围绕弯折轴线弯折。19.根据权利要求16所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层的所述第二部分具有弯曲周边边缘。20.根据权利要求16所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层包括层压玻璃。21.根据权利要求20所述的头戴式设备，其中，所述像素形成有效显示区域，在所述有效显示区域中显示所述公共可视图像，其中，所述有效显示区域具有弯曲周边边缘，并且其中，所述有效区域具有鼻梁凹陷部。22.根据权利要求21所述的头戴式设备，还包括：防反射涂层，所述防反射涂层位于所述层压玻璃上；以及光学部件，所述光学部件通过所述显示器覆盖层发射红外光。23.根据权利要求22所述的头戴式设备，其中，所述光学部件包括结构光三维相机。24.根据权利要求23所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层的所述第一部分包括具有复合曲率的表面。25.一种头戴式设备，包括：头戴式支撑结构；第一显示器和第一透镜，所述第一显示器和所述第一透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，所述第二显示器和所述第二透镜由所述头戴式支撑结构支撑并且被配置为向第二适眼区提供第二图像；前向显示器，所述前向显示器背对所述第一显示器和所述第二显示器；以及显示器覆盖层，所述显示器覆盖层与所述前向显示器重叠并且包括具有复合曲率表面的部分。26.根据权利要求25所述的头戴式设备，其中，所述前向显示器包括柔性显示面板，所述柔性显示面板围绕弯折轴线弯折并且具有可展表面。
27.根据权利要求26所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层具有与所述柔性显示面板重叠并且具有可展表面的部分。28.根据权利要求26所述的头戴式设备，其中，所述显示器覆盖层覆盖有具有复合曲率的表面。29.一种具有前部和后部的头戴式设备，包括：头戴式外壳，所述头戴式外壳在所述前部处具有前外壳层；第一显示器和第一透镜，所述第一显示器和所述第一透镜由所述头戴式外壳支撑并且被配置为向所述后部处的第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，所述第二显示器和所述第二透镜由所述头戴式外壳支撑并且被配置为向所述后部处的第二适眼区提供第二图像；光学部件，所述光学部件被所述前外壳层的具有复合曲率表面的部分重叠。30.根据权利要求29所述的头戴式设备，还包括：弯折显示面板，所述弯折显示面板被配置为产生能够通过所述前外壳层的一部分观看的图像。31.根据权利要求30所述的头戴式设备，其中，所述前外壳层包括显示器覆盖层，并且其中，所述复合曲率表面包括覆盖所述显示器覆盖层的全部的所述显示器覆盖层的外表面。32.根据权利要求31所述的头戴式设备，其中所述光学部件包括相机，所述相机被配置为通过所述显示器覆盖层操作。33.一种具有前部和后部的头戴式设备，包括：头戴式外壳；第一显示器和第一透镜，所述第一显示器和所述第一透镜位于所述头戴式外壳中，被配置为向所述后部处的第一适眼区提供第一图像；第二显示器和第二透镜，所述第二显示器和所述第二透镜位于所述头戴式外壳中，被配置为向所述后部处的第二适眼区提供第二图像；显示面板，所述显示面板具有弯曲横截面轮廓和可展表面；以及显示器覆盖层，所述显示器覆盖层位于所述前部处，与所述弯折显示面板重叠，其中，所述显示器覆盖层具有相反的内表面和外表面，其中，所述外表面具有复合曲率，其中，所述内表面是可展表面，并且其中，所述显示面板附接到所述显示器覆盖层的所述内表面。

技术总结
一种头戴式设备可具有头戴式支撑结构(26)。面向后显示器(14R,14L)可将图像呈现给位于该头戴式支撑结构的后部处的适眼区(34)。前向公共可视显示器(14F)可支撑在该头戴式支撑结构的前侧上、背对该面向后显示器。该前向显示器可具有形成在其中显示图像的有效区域(AA)的像素，并且可具有围绕这些像素的环形无效边界区域(IA)。该有效区域可具有带有鼻梁凹陷部的弯曲周边边缘。该无效边界区域可具有平行于该有效区域的该周边边缘延伸的周边。该前向显示器可具有覆盖层(92)，该覆盖层具有与该有效区域重叠的可展表面和与该无效区域重叠的具有复合曲率的环形表面。光学部件在该无效区域中可通过该覆盖层操作。区域中可通过该覆盖层操作。区域中可通过该覆盖层操作。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：2021.09.08
技术公布日：2023/8/16