[0002] 本申请要求于2012年12月4日提交的美国临时申请号61/733391 以及于2013年1月8日提交的美国临时申请号61/750266的权益。本申请还要求于2013年3月15日提交的美国申请号13/843124以及于2013年4月12日提交的
国际申请号PCT/US2013/036403的优先权，上述两份均要求美国临时申请号61/733391的权益。
[0003] 以上申请的全部教导通过引用结合于此。
技术领域
[0004] 本申请涉及头戴式计算机领域。
背景技术
[0005] 一种安装于头部的计算机包括显示器并且被安装至用户头部而使得用户能够观看到该显示器。该显示器向用户呈现图像，该图像例如可以由该头部安装计算机、另一个计算机或远程设备所生成。用户能够控制该头部安装计算机或者另一个远程设备，这进而对该显示器上所呈现的图像有所影响。
发明内容
[0006] 头戴式计算机可能是体积庞大的系统并且通常要求对一系列带子或稳定器进行调节以将该计算机安装在用户的头上。因此，本发明的
实施例是一种可以快速安装或取下的头戴式计算机。在一个实施例中，该头戴式计算机提供了包括至少一个
弹簧的
外壳，该至少一个弹簧施加允许该头戴式计算机夹住用户头部的向内
力。
[0007] 在一个实施例中，所施加的该向内力可以由设计人员选择具有不同刚性常数的弹簧而进行调节。具有任意特定刚性常数的任意特定弹簧的向内力可以由虎克定律F＝kx所确定。在一个实施例中，用户可以打开该头戴式计算机并且利用不同
刚度常数的弹簧替换弹簧以例如针对不同大小的头部进行调节。
[0008] 在一个示例实施例中，该头戴式计算机可以包括外壳。该外壳可以包括向用户头部施加向内力的至少一个弹簧。该外壳还包括多个区域，每个区域可以是柔性区域或刚性区域。该外壳还包括两个末端区域。本发明的头戴式计算机被配置为绕用户头部的一部分进行包覆，而使得该两个末端区域位于用户头部的前方，并且该两个末端区域中的每一个处于用户头部的相对两侧。该头戴式计算机的外壳可以由用户头部的后面进行
支撑。
[0009] 在另一个实施例中，该外壳可以包括第一柔性区域和第二柔性区域。该第一柔性区域可以位于该外壳的中心和第一刚性区域之间。该第二柔性区域可以位于该第一刚性区域和第二刚性区域之间。
[0010] 在另一个实施例中，该第一柔性区域可以比该第二柔性区域提供更大的向内力。
[0011] 在另一个实施例中，该外壳还可以包括中央处理印刷
电路板 (CPUPCB)，其包括操作耦合至第一
近场通信(NFC)模
块的
中央处理器(CPU)。该NFC模块位于该多个区域中的第一区域中。辅助印刷
电路板(AUXPCB)可以包括操作耦合至第二NFC模块的一个或多个辅助模块。该第二NFC模块可以位于该多个区域中的第二区域中。该第一和第二NFC模块可以被配置为建立NFC链接。
[0012] 在另一个实施例中，本发明的头戴式计算机可以进一步包括至少一个附接至该外壳的末端区域的安装件。
[0013] 在另一个实施例中，该安装件可以被配置为安装附件。该附件可以包括相机、
传感器、麦克
风、显示器和照明设备中的至少一种。
[0014] 在另一个实施例中，该安装件可以包括至少一个接合件(joint)。
[0015] 在另一个实施例中，第一多个区域可以相邻于第二多个区域。
[0016] 在另一个实施例中，一种针对用户配置头戴式计算机的方法可以包括提供外壳。该外壳可以包括向用户头部施加向内力的至少一个弹簧。该外壳还包括多个区域。每个区域可以是柔性区域或刚性区域。该外壳还包括两个末端区域。本方法的头戴式计算机可以被配置为绕用户头部的一部分进行包覆，而使得该两个末端区域位于用户头部的前方，并且该两个末端区域中的每一个处于用户头部的相对两侧。
附图说明
[0017] 以上内容将由于以下对如附图中所图示的本发明的示例实施例更为具体的描述而是显而易见的，其中同样的附图标记贯穿不同视图而指代相同部分。附图并非必然依比例绘制，而是强调对本发明的实施例进行图示。
[0018] 图1是图示处于部分折叠状态的示例头戴式计算机的上下视图的示图。
[0019] 图2是图示针对用户头部进行配置的头戴式计算机的示例实施例的示图。
[0020] 图3是图示头戴式计算机的示例实施例的横截面的示图。
[0021] 图4A是图示可以位于头戴式计算机的外壳内的弹簧的示例实施例的示图。
[0022] 图4B是单独图示弹簧的示例实施例的示图。
[0023] 图5是佩戴于用户头部的头戴式计算机的示例实施例的图示。
[0024] 图6A-6B是图示采用近场通信以在头戴式计算机的
电子模块之间传输数据的电路的
框图。
[0025] 图7A-7C是图示配备以NFC模块的PCB的示例部署形式的框图。
具体实施方式
[0026] 以下是对本发明示例实施的描述。
[0027] 图1是图示处于部分折叠状态的示例头戴式计算机的上下视图的示图。该头戴式计算机由外壳101组成，该外壳终止于两个末端区域 100。该外壳可以由封闭弹簧的所有部分的塑料或金属材料进行构造。该弹簧提供指向用户头部的向内力。为了将该头戴式计算机从其部分折叠状态打开，用户能够施加以箭头102a-b的方向的力。在该示例实施例中，当处于部分折叠状态时，第一末端100处于第二末端100的顶部。在另一个实施例中，第二末端100可以处于第一末端100的顶部。
[0028] 图2是图示针对用户头部进行配置的头戴式计算机的示例实施例的示图。外壳202搁在用户头部的后面并且相对其保持静止。当佩戴于用户头部上时，弹簧以箭头210a-d所指示的方向施加以向内的力。该向内力将该计算机固定于用户的头部。沿着该外壳在用户佩戴该头戴式计算机时相邻于用户头部的内表面，可以附接有
衬垫以为用户提供舒适感。一个或多个扬声器例如可以沿外壳的外表面而被附接至该外壳。该扬声器可以旋转上至
220°。提供并支持多于一个的扬声器可以为用户提供以立体声音频。
[0029] 另外，一个或两个末端区域200可以包括安装件201。该安装件 201可以被用来附接附件，诸如相机、麦克风、传感器、照明设备或显示器。另外，每个末端区域上的安装件还能够提供用于带式安装件的机构，其能够以更为有效的方式将该头戴计算机固定于用户头部。
[0030] 安装件201还可以包括至少一个枢轴和/或接合件以允许用户调节附接至该安装件的附件的
角度或
位置。该头戴式计算机安装有附接至臂部204的显示器。该显示器以及其它附件能够翻转180°。翻转该显示器或附件允许用户翻转整个头戴式计算机并且将附件
定位于用户头部的相反一侧。这例如为用户提供了将显示器从左眼转换至右眼—或反之亦然—的
自由度，而并不需要将显示器断开连接并重新连接至相反的安装件。
[0031] 图3是图示头戴式计算机的示例实施例的横截面的示图。图3中的头戴式计算机包括柔性区域303-306、刚性区域307-312以及两个末端区域301-302。每个柔性区域303-306包括弹簧。每个柔性区域 303-306的弹簧产生指向用户头部的向内力。该头戴式计算机可以采用多个弹簧，或者其可以使用一个弹簧以提供所期望数量的向内
张力/力。
[0032] 多个区域可以包括至少一个柔性区域和/或至少一个刚性区域，或者该多个区域可以包括多个柔性区域和/或多个刚性区域。该多个区域中的第一个314以及该多个区域中的第二个315均可以包括至少一个柔性区域和至少一个刚性区域。
[0033] 另外，该头戴式计算机包括两组柔性区域。第一组柔性区域305 和306远离外壳中心313一个弹簧的长度。作为结果，该第一组柔性区域305和306向头部施加大的力。该力允许头戴式计算机被固定至用户头部。然而，第二组柔性区域303和304远离第一组柔性区域305 和306一个弹簧的长度，并且远离外壳中心313两个弹簧的长度。第二组柔性区域303和
304施加比单独单个弹簧更小的力，原因在于该第二组距外壳中心313有两个弹簧的长度。
第二组柔性区域303和304 因此施加比第一组柔性区域305和306更小的力。在该示例实施例中，当被用户佩戴时，末端区域301和302处于用户头部前方附近，在
耳朵的上方。第二组柔性区域303和304施加比第一组柔性区域305和 306更小的力以防止对用户造成不适。
[0034] 另外，在示例实施例中，可以在多个区域之一中安装近场通信 (NFC)链接。例如，在第一区域314内，可以安装中央处理印刷电路板(CPUPCB)，其包括耦合至第一近场通信(NFC)模块的中央处理单元(CPU)。相邻于第一区域314或者处于其范围之内，第二区域315可以具有辅助印刷电路板(AUXPCB)，其包括操作耦合至第二NFC模块的一个或多个辅助模块。第一NFC模块和第二NFC 模块可以被配置为建立NFC链接。在其余的多个区域中的每一个内，可以安装NFC模块和相对应的电子模块(例如，CPUPCB、CPU或 AUXPCB)。每个区域中的每个NFC模块可以被配置为建立NFC链接。
[0035] 图4A是图示可以位于头戴式计算机的外壳400内的弹簧401的示例实施例的示图。在图4A中，弹簧401被示为从外壳中包含弹簧 401的区域中取出。
[0036] 图4B是单独图示弹簧401的示例实施例的示图。在图4B中，弹簧401被示为完全从外壳取出。
[0037] 图5是佩戴于用户头部的头戴式计算机的示例实施例的图示。外壳500搁在用户头部的后面并且保持静止。末端区域503搁在用户的耳朵上，在用户头部的前方紧贴太阳穴。在示例实施例中，该末端区域包括安装件504。显示器501可以附接至安装件504。显示器501 可以直接位于用户眼睛502的前方。
[0038] 图6A和6B是采用近场通信以在头戴式计算机的电子模块之间传输数据的电路的框图600和611。
[0039] 近场通信(NFC)是用于通过触碰设备或者使得它们接近—通常不超过几厘米—而在设备之间建立无线电通信的标准集合。智能电话和类似设备目前采用了NFC技术。本申请包括无
接触交互、数据交换以及诸如WiFi的更为复杂的通信的简化设置。也可能在NFC设备和被称作“标签”的不供电NFC芯片之间进行通信。
[0040] NFC技术的近期发展已经使得能够进行近场高速数据传输，例如包括“近场高速数据传输技术”(例如，375Mb/秒)。这样的NFC 技术能够在移动设备中方便地使用；消费者发现这样的高速下载或数据传输速率对于传输文件特别是诸如电影之类的大型文件是有用的。 Toshiba Transfer Jet是一种提供无线近场高速数据传输的NFC技术，其能够以高达3.5厘米的距离进行操作，并且具有类似于非常低功率的近场蓝牙功率
水平的近场
辐射功率消散水平。该Transfer Jet能够从加利福尼亚州Irvine的19900 MacArthur Boulevard，Suite 400的 Toshiba America Electronic Components公司获得。
[0041] NFC模块可以被用作向电子模块或印刷电路板(PCB)(这里也被称作印刷电路板组件(PCBA))之间的
接口提供近场高速无线数据传输的接口。通常，PCB被用来使用从
层压到非导电衬底上的
铜片蚀刻出的导电路径、迹线或
信号迹线对电子组件进行机械支撑和电连接。多个PCB通常使用大型多线路总线进行互连，或者有
时针对“层叠”配置或多层板使用通孔。
[0042] 该头戴式计算机的PCB可以被配备以NFC模块。该NFC模块可以替代用来在多个PCB之间进行对接的大型多线路总线和通孔。该配备以NFC模块的PCB能够以层叠配置进行部署(例如，以并联配置进行连接的PCB)或者端对端布置(例如，以
串联配置进行连接的 PCB)。NFC模块允许PCBA以更为纤薄或更低剖面的层叠进行布置，这是因为不再需要将大型多管脚PCBA配合至PCBA连接器所需的体积。
[0043] 在使用任一种PCB部署形式时，第一NFC模块位于第二NFC模块的NFC范围之内而使得能够在两个NFC模块之间对接无线通信链接。虽然数据传送和接收范围能够由系统
软件进行控制，但是诸如 Transfer Jet的示例NFC范围高达3.5厘米。工作NFC范围的控制可以基于特定使用和应用以对诸如传输速率或
电池寿命之类的系统性能的特征进行优化。
[0044] 对于使用两个或更多NFC接口的头戴式计算机的实施例而言，当NFC模块被用于头戴式计算机和诸如智能电话或另一个头戴式计算机的另一个设备之间的高速数据传输时，
应用软件(或
操作系统指令)能够选择单个或多个NFC模块作为数据传输点以与其它设备进行对接。
[0045] 出于实际的目的，PCBA能够针对外界进行密封而仅具有电力和/ 或接地外部连接。通过配备具有NFC模块的单独的头戴式计算机 PCBA，(包括NFC模块的)PCBA能够更为容易地进行气闭密封，因为已经去除了多线路总线和通孔的大量外部连接点。因此，由于大幅减少了暴露于灰尘和潮湿，所以系统可靠性和系统寿命可能达到更高水平。
[0046] NFC模块允许PCBA在系统架构或工业设计的物理约束内发生移动或弯曲，而没有发生与多线路总线、柔性电路接口或者连接器松动或者在振动或其它PCBA到PCBA的移动期间进行间歇性接触相关联的物理损坏的可能性。
[0047] 使用近场无线高速数据传输技术能够消除两个或更多相接PCBA 上的大量管脚连接器，以及任何的高速多线路
数据总线或柔性电路接口。消除PCBA到PCBA的尖锐直角连接以及从PCBA到PCBA的高速多线路总线或线缆能够改善并降低高速系统EMI以及地区RF发射认证。
[0048] 因此，使用配备以NFC模块的PCB可以允许头戴式计算机在其工业设计中采用
铰链、系统外壳柔性点以及柔性或刚性区域，而没有通过或围绕铰链或柔性点通过大型的多线路总线或柔性电路接口的问题。
[0049] 图6A是电路600的框图，它是配备以NFC模块的PCB的示例实施例，该NFC模块被部署在彼此的近场范围之内并且被配置为建立通信链接。电路600包括中央处理单元印刷电路板组件601(CPU PCB)和辅助印刷电路板组件611(AUX PCB)。CPU PCB 601包括通信耦合615至NFC模块605的中央处理单元603(CPU)。CPU 603 例如可以是能够从德克萨斯州Dallas的12500TI Boulevard的德州仪器公司获得的OMAP4430多媒体应用处理器。出于简明的原因，CPU PCB 603的细节已经被省略，包括但并不局限于：电力辅助芯片、电池连接器、相机连接器、USB随行微型AB连接器、PCB
温度传感器、显示器连接器、调试连接器、状态LED、用户
开关等，以及诸如迹线、线路等的通信路径。这样，CPU PCB 603可以包括任意或多个这些的细节。
[0050] AUX PCB 611包括通信耦合615至NFC模块605的辅助模块603 (AUX)。NFC模块605接近于彼此进行部署，也就是说处于彼此的可操作近场范围之内。
[0051] 另外，NFC模块被配置为建立双向无线通信链接650。这样的双向无线通信链接650可以使用任意适当的NFC协议和/或数据交换格式来建立。虽然出于简明的原因并未在图6A中示出，但是AUX PCB 611可以包括多个AUX 613，诸如音频编
解码器和小型DSP模块、头部
跟踪器模块、微型SD卡、功率调节器、GPS接收器，采用诸如WiFi、蓝牙等协议的
无线通信模块、嵌入eMMC的
存储器。AUX PCB 611不仅可以包括诸如以上所列出的那些另外的AUX 613，而且还可以包括使得能够进行操作耦合的诸如迹线、线路等的通信路径。
[0052] 图6B是示出NFC模块605的更多细节的AUX PCB 611的示意图。AUX PCB 611包括AUX模块613、操作耦合615和NFC模块 605。NFC模块605可以包括NFC集成电路(NFC IC)655和射频(RF) 电路660。
[0053] 图7A-7C是图示配备以NFC模块的PCB的示例部署形式的框图。
[0054] 图7A是图示包括CPU PCB 701和AUX PCB 711的PCB的串联部署700a(也被称作端对端)的示例实施例的框图。CPU PCB 701 包括CPU 703和NFC模块705a。AUX PCB 711包括多个AUX 713 和NFC模块705b。NFC模块705a-b被部署为位于其各个PCB的一端。换句话说，第一NFC模块705a位于接近于CPU PCB 701的边缘的一端，而第二NFC模块705b位于接近于AUX PCB 711的边缘的一端。CPU PCB 701和AUX PCB 711被部署为使得每个相应NFC模块705a-b的位置位于其相应通信链接
配对的近场范围之内而使得能够通过通信链接750进行无线数据传输。
[0055] 图7B是图示包括CPU PCB 701和AUX PCB 711的PCB的并联部署形式700b(也被称作层叠)的示例实施例的框图。类似于图7A， CPU PCB 701包括CPU 703和NFC模块705a，并且AUX PCB 711 包括多个AUX 713和NFC模块705b。不同于串联部署形式700a，在并联部署形式700b中，AUX PCB 711的NFC 705b被安装在下侧从而使得NFC模块705a-b能够位于彼此的近场范围之内。
[0056] 图7C是图示包括CPU PCB 701和AUX PCB 711的PCB的串联部署700c的示例实施例的框图，其类似于串联部署形式700a，但是 CPU 701和AUX PCB 711分别均被封装在外壳760a-b中。外壳760a-b 应当被设计为使得NFC模块705a-b至少在一个操作位置能够位于彼此的近场范围之内。
[0057] 这里所引用的所有
专利、公开申请和参考文献的教导都通过引用整体结合于此。
[0058] 虽然已经特别参考其示例实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将要理解的是，可以对其中进行形式和细节方面的各种变化而并不背离所附
权利要求所包含的本发明的范围。
