CN108369616A - 认证头戴式显示设备的用户的方法和头戴式显示设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种方法，包括：使用在HMD设备中包括的至少一个传感器来测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值；以及基于测量的特征值和HMD设备的授权用户的头部形状的预先注册的特征值来认证穿戴HMD设备的用户是否有使用HMD设备的权限。

Description

认证头戴式显示设备的用户的方法和头戴式显示设备
技术领域
本公开涉及可穿戴显示设备，并且更具体地，涉及头戴式显示器(HMD)设备。
背景技术
为了满足数字设备的轻量化和小型化趋势，各种可穿戴设备正在开发中。头戴式显示器(HMD)设备是一种可穿戴设备，是用户戴在头上以接收多媒体内容或体验虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的数字设备。HMD设备可具有戴在头上的各种形式，诸如眼镜或头盔的一部分。
当使用HMD设备时，认证使用HMD设备的用户的使用权限(authority)是保护个人信息、安全性、内容提供等的重要问题。可以以各种方式实现认证HMD设备的方法。例如，认证HMD设备的方法可以经由由虹膜识别扫描器执行的识别穿戴HMD设备的用户的虹膜的虹膜认证算法或用于识别用户面部的认证算法来实现。
发明内容
解决方案
提供了认证穿戴头戴式显示器(HMD)设备的用户的使用权限的方法以及执行该方法的HMD设备。
提供了从使用HMD设备的多个用户识别特定用户的方法和执行该方法的HMD设备。
有益效果
本公开的实施例通过经由包括在HMD设备中的多个传感器来获得穿戴HMD设备的用户的头部形状的曲率曲线，并且通过认证用户的使用权限来提供方便、准确和可靠的生物认证方法。此外，根据实施例的认证方法不需要附加的虹膜识别传感器、面部扫描器等，从而可以节省额外的成本，并且因此该认证方法在成本方面是有利的。
附图说明
图1a是用于解释人体头骨的几何结构的视图，且图1b是表示人体头骨的形状的视图；
图2a和图2b是用于解释根据实施例的在头戴式显示器(HMD)设备处认证用户的使用权限的方法和HMD设备的视图；
图3是用于解释根据实施例的HMD设备的组件的框图；
图4是用于解释根据实施例的在HMD设备处认证穿戴HMD设备的用户的使用权限的方法的流程图；
图5a至图5c是用于解释根据实施例的在传感器处获得当传感器接触用户头部时用户的头部形状的特征值的方法的视图；
图6a至图图6c是示出根据实施例的包括在HMD设备中并且彼此间隔开的多个传感器接触用户的头部的位置的视图；
图7是用于解释根据实施例的在HMD设备处测量用户的头部形状的特征值的方法的视图；
图8是用于解释根据实施例的将由HMD设备测量的用户的头部形状的特征值分类为多个系列的方法的视图；
图9是用于解释根据实施例的在HMD设备处测量用户的头部形状的特征值的方法的视图；
图10是用于解释根据实施例的将由HMD设备测量的用户的头部形状的特征值分类为多个系列的方法的视图；
图11是用于解释根据实施例的在HMD设备处测量用户的头部形状的特征值的方法的视图；
图12是用于解释根据实施例的将由HMD设备测量的用户的头部形状的特征值分类为多个系列的方法的视图；
图13是用于说明根据实施例的经由彼此间隔开的多个传感器经由由HMD设备测量的用户的头部形状的特征值来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限的方法的流程图；
图14是示出根据实施例的包括在HMD设备中并且彼此间隔开的多个传感器接触用户的面部的位置的视图；
图15是用于解释根据实施例的将由HMD设备测量的用户的面部形状的特征值分类为多个系列的方法的视图；
图16a是示出根据实施例的包括被配置为测量关于用户的面部形状的特征值的导电传感器的HMD设备的透视图；
图16b是图16a中所示的HMD设备的一部分的放大横截面图；
图17a和图17b是示出根据实施例的关于由包括在HMD设备中的导电传感器测量的用户的面部形状的特征值的曲线图；
图18a是根据实施例的包括照明元件和被配置为测量关于用户的面部形状的特征值的光敏元件的HMD设备的透视图；
图18b是图18a中所示的HMD设备的一部分的放大横截面图；
图19a和图19b是示出根据实施例的关于由包括在HMD设备中的光敏电阻检测到的用户的面部形状的特征值的曲线图；
图20a是根据实施例的包括导电管和被配置为测量关于用户的面部形状的特征值的电极的HMD设备的透视图；
图20b是图20a中所示的HMD设备的一部分的放大横截面图；
图20c是图20a所示的导电性橡胶管和电极垫的放大透视图；
图21a和图21b是用于解释根据实施例的在用户没有穿戴HMD设备的情况下以及在用户穿戴HMD设备的情况下测量与导电橡胶管的形状变化相对应的关于用户面部形状的特征值的方法的视图；
图22a和图22b是示出根据实施例的关于由包括在HMD设备中的电极垫检测到的用户的面部形状的特征值的曲线图；
图23a和图23b是示出根据实施例的通过测量穿戴另一个HMD设备的用户的头部形状的特征值获得的特征值与预先注册的特征值之间的偏差的曲线图；
图24是用于解释随着时间测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值并且认证用户的使用权限的方法的流程图；
图25是用于解释根据实施例的通过将穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值与预先存储的特征值进行比较来认证用户的使用权限的方法的流程图；
图26是用于解释根据实施例的从使用HMD设备的多个用户中识别穿戴HMD设备的用户的方法的流程图；
图27是用于解释根据实施例的通过将穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值与预先注册的多个用户的特征值进行比较来识别用户的方法的流程图；以及
图28是用于解释根据实施例的HMD设备的组件的框图。
具体实施方式
最佳模式
根据实施例的一方面，头戴式显示器(HMD)设备包括：至少一个传感器，被配置为测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值；存储器，被配置为存储具有使用HMD设备的权限(authority)的用户的头部形状的预先注册的特征值；以及控制器，被配置为基于测量的特征值和预先注册的特征值来认证允许穿戴HMD设备的用户使用HMD设备的权限。
至少一个传感器可以包括张力传感器、压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个。
至少一个传感器可以被布置在安装带(mounting belt)内，所述安装带利用其间具有的空间将HMD设备固定并支撑在穿戴HMD设备的用户的头骨上。
至少一个传感器可以在安装带内彼此间隔开，并且可以包括多个张力传感器，用于测量穿戴HMD设备的用户的头骨的整个或部分骨骼的曲率。
至少一个传感器可以在围绕HMD设备、穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨的绑带(strap band)内彼此间隔开。
至少一个传感器可以包括多个压力传感器，所述多个压力传感器被配置为测量穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨处的压力值。
至少一个传感器可以在覆盖穿戴HMD设备的用户的面部的一部分的面罩内彼此间隔开，并且可以包括多个压力传感器，被配置为根据用户的面部骨骼的形状和大小来测量压力值。
至少一个传感器可以被配置为根据测量的区域对穿戴HMD设备的用户的头骨或用户的面部的不同区域测量的特征值进行分类，并且将特征值生成为至少一个系列。
控制器可以被配置为选择至少一个系列中的一个，并且通过确定至少一个系列中选择的一个是否对应于预先注册的特征值系列来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
至少一个传感器可以被配置为在认证持续时间中随时间连续测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。
控制器可以被配置为取决于至少一个传感器测量认证持续时间的特征值的次数来计算测量的特征值与存储在存储器中的特征值之间的偏差值，并且当计算的偏差值小于预先设定的阈值时，控制器可以被配置为认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
根据另一个实施例的一方面，头戴式显示器(HMD)设备包括：至少一个传感器，被配置为测量使用HMD设备的多个用户的头部形状的多个特征值；存储器，被配置为存储由至少一个传感器测量的多个用户的头部形状的多个特征值；以及控制器，被配置为通过将穿戴HMD设备的第一用户的头部形状的第一特征值与存储在存储器中的多个特征值中的每一个进行比较来识别第一用户。
控制器可以被配置为计算第一用户的头部形状的特征值与多个存储的特征值中的每一个之间的差值，并且将多个存储的特征值中具有最小差值的特征值确定为第一用户的特征值。
根据另一实施例的一方面，一种在头戴式显示器(HMD)设备处认证HMD设备的用户的方法，所述方法包括：测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值；以及基于测量的特征值和具有使用HMD设备的权限的认证用户的头部形状的预先注册的特征值来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
测量特征值可以包括：测量穿戴HMD设备的用户的整个或部分头骨的曲率。
测量特征值可以包括：测量穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨处的压力值。
测量特征值可以包括：通过使用至少一个传感器来测量用户面部骨骼的形状和大小。
测量特征值可以包括：根据测量的区域将对穿戴HMD设备的用户的头骨或用户的面部上的不同区域测量的特征值分类为至少一个系列。
认证可以包括：选择至少一个系列中的一个；确定选择的系列是否对应于预先注册的特征值系列；以及基于确定来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
测量特征值可以包括：在认证持续时间中随时间连续测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。
认证可以包括：取决于在认证持续时间期间测量特征值的次数来计算测量的特征值与预先注册的特征值之间的偏差值；将计算的偏差值与预先设定的阈值进行比较；以及当偏差值小于阈值时，认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
根据另一个实施例的一个方面，一种识别头戴式显示器(HMD)设备的用户的方法，所述方法包括：通过使用在HMD设备中包括的至少一个传感器来分别注册使用HMD设备的多个用户的头部形状的特征值；通过使用至少一个传感器获取穿戴HMD设备的第一用户的头部形状的第一特征值；以及基于第一特征值和多个注册特征值来识别第一用户。
识别可以包括：计算获得的第一特征值与多个注册特征值中的每一个之间的差值；以及将多个注册特征值中具有最小差值的特征值确定为第一用户的特征值。
根据另一实施例的一方面，提供了一种非临时性计算机可读记录介质，其上记录有用于在计算机上执行上述方法的程序。
本发明的模式
以下参照附图详细描述实施例，以使本领域的普通技术人员能够容易地实现本发明构思。然而，这些实施例可以以各种不同的形式来实现，并且不限于本文的描述。为了清楚说明，省略了与说明无关的部分，并且在整个说明书中相同的附图标记用于相同的组件。
在整个说明书中，将会理解，当组件被称为“连接”到另一组件时，它可以“直接连接”到另一组件，或者可以在其间放置其他组件的情况下“电连接”到另一个组件。此外，将理解，当组件“包括”特定组件时，除非另有说明，否则其可以进一步包括另一组件并且不排除存在另一组件。
下面参照附图描述实施例。
图1a是用于解释人体头骨的几何结构的视图，且图1b是表示人体头骨的形状的视图。
参照图1a，示出了表示形状、即人体头骨的几何结构的特征点。例如，人体头骨的形状可以通过曼彻斯特协议来指定。像指纹和虹膜一样，人体头骨的形状对于每个种族和每个人都具有不同特征。例如，人的诸如额骨、颞骨、枕骨、眉间和眶上孔的骨骼的形状、大小、曲率等对每个个体具有不同的独特特征。
参照图1b，人体头部的形状可以以曲线图的形式示出并且针对每种类型进行分类。头部形状，即人体头骨的形状可以指头骨的形状、大小、骨骼结构和曲率中的至少一个。人体头骨可以被分为椭圆体、回转椭球体、卵形体、梨形体、五角体、菱形体、蝶骨体等。然而，人体头骨的形状不限于所列形状。
参照图1a和图1b，人体头部的形状，即人体头骨的形状包括对于每个个体不同的几何特征。因此，安装在人体头部上以与人体头部物理接触的头戴式显示器(HMD)设备1000经由传感器测量头部形状的特征值，其可被用于认证用户的使用权限的方法中。
图2a和图2b是用于解释根据实施例的在HMD 1000设备处认证用户的使用权限的方法和HMD 1000设备的视图。HMD设备1000是可以被安装在用户头部上的显示设备。具体地，作为一种可穿戴设备的HMD设备1000可以是允许用户将其穿戴在头上并接收多媒体内容或体验虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的各种数字设备中的任何一种。
参照图2a，关于外观，HMD设备1000可以包括：围绕并支撑用户头骨上的部分区域的安装带110；围绕并支撑用户的额骨、颞骨和枕骨的绑带120；以及覆盖用户面部的局部区域的面罩130。在一个实施例中，HMD设备1000还可以包括其他组件，诸如显示器710(参见图28)和镜头720(参见图28)。这些组件在下面参照图28进行描述。
HMD设备1000还可以包括在安装带110内彼此间隔开的多个传感器211至214、在绑带120内彼此间隔开的多个传感器221至224、以及在面罩130内彼此间隔开的多个传感器231至234。在一个实施例中，多个传感器211至234可以测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值。用户的头部形状可以指示几何和结构特征，包括用户的头骨的大小、形状、骨骼结构，头骨的曲率或者用户面部的大小、形状、曲率，眼睛的位置、鼻子和嘴部。
用户的头部形状的特征值可以意味着用户的头部形状的几何和结构特征的物理和几何参数。例如，用户的头部形状的特征值可以包括通过使用多个传感器211至234测量的至少一个几何参数，几何参数包括用户的头骨或用户的面部的张力值、压力值、应力值和应变值。
在一个实施例中，多个传感器211至234可以包括张力传感器、压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个，但不限于所列出的传感器。在一个实施例中，HMD设备1000可以通过使用多个传感器211至214来测量穿戴HMD设备1000的第一用户的头骨的曲率，并且将测量的曲率与预先注册的认证用户(参见图2b)的头骨的曲率进行比较来认证用户的使用权限。
在另一个实施例中，HMD设备1000可以通过使用多个传感器221至224来测量穿戴HMD设备1000的用户的颞骨和枕骨的曲率，并且将测量的曲率与预先注册的用户的颞骨和枕骨的曲率进行比较，从而认证用户的使用权限。
HMD设备1000可以通过使用物理和机械测量方法经由与身体的一部分(用户的头部)的物理接触来测量用户的头部形状的特征，并且将测量的特征与预先注册的用户的头部形状的特征进行比较，从而认证用户的使用权限。
具体地，HMD设备1000可以通过使用在HMD设备1000内包括的多个传感器211至234来测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值，从而认证使用HMD设备1000的用户的使用权限。
在一个实施例中，HMD设备1000可以通过使用在HMD设备1000内包括的多个传感器211至234来测量使用HMD设备1000的多个用户的头部形状的特征值，注册特征值，测量穿戴HMD设备1000的第一用户的头部形状的特征值，并且将测量的特征值与预先注册的多个特征值进行比较，从而认证第一用户。
参照图2b，示出了通过使用多个传感器211至234测量的多个用户的头骨的曲率曲线luser 1、luser 2和luser 3以及预先注册的认证用户的头骨的曲率曲线lauthenticated。在一个实施例中，HMD设备1000可以通过使用在安装带110内彼此间隔开的多个传感器211至214(参见图2a)而测量穿戴HMD设备1000的多个用户的部分或整个头骨的曲率来获得多个用户的曲率曲线luser 1、luser 2和luser 3。
HMD设备1000可以将多个用户的曲率曲线luser 1、luser 2和luser 3与预先注册的具有使用HMD设备100的使用权限的用户的曲率曲线lauthenticated进行比较，从而从多个用户中确定认证用户。在一个实施例中，HMD设备1000不仅可以获得头骨的曲率曲线，而且可以获得颞骨和枕骨的曲率曲线，并且将预先注册的颞骨和枕骨的曲率曲线与获得的曲率曲线进行比较，从而认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限。
最近，在使用HMD设备1000时，使用权限的认证成为重要课题。特别地，认证使用HMD设备1000的用户的使用权限对于个人信息的保护和安全性是重要的。特别地，在家庭共用的HMD设备1000的情况下，青少年可能通过使用HMD设备1000来接收成人的内容。因此，肯定需要认证使用权限。
图2a和图2b中所示的实施例可以通过经由在HMD设备1000中包括的多个传感器211至234获得穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的曲率曲线并且认证用户的使用权限来提供方便、准确且可靠的生物特征认证方法。此外，根据实施例的认证方法不需要附加的虹膜识别传感器、面部扫描器等，从而可以节省额外的成本，并且因此认证方法在成本方面是有利的。
图3是用于解释根据实施例的HMD设备1000的组件的框图。
参照图3，HMD设备1000可以包括传感器200、存储器300和控制器400。然而，HMD设备1000不仅包括列出的部件，并且还可以包括支撑构件，包括安装带110、绑带120和面罩130(参见图2a)。
传感器200可以测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值。传感器200可以被布置在安装带110、绑带120和面罩130(参见图2a)中的一个中。在用户将HMD设备1000穿戴在他的头上的情况下，传感器200可以物理地和机械地接触用户的头部。传感器200的布置在下面参照图6a至图6c、图7、图9、图11和图14在相关描述部分中进行描述。
在一个实施例中，传感器200可以测量穿戴HMD设备1000的用户的头骨或面部的整个或部分区域的张力值、压力值、应力值和应变值中的至少一个。传感器200可以包括一个传感器或多个传感器。在一个实施例中，传感器200可以包括张力传感器、压力传感器、应力传感器、应变传感器、导电传感器和光传感器中的至少一个。
存储器300可以存储具有使用HMD设备1000的权限的认证用户的头部结构的预先注册的特征值。在一个实施例中，存储器300可以对从彼此间隔开的多个传感器200中的每一个获得的每个特征值系列的预先注册的特征值进行分类并且存储它们，或者存储由传感器200在时间序列上随时间连续获得的特征值。
在一个实施例中，存储器可以存储由传感器200测量的使用HMD设备1000的多个用户的头部形状的特征值。存储器300可以按每个系列分类并存储由彼此间隔开的传感器200的每一个获得的多个特征值或者分别存储由传感器200在时间序列上随时间连续获得的特征值。
存储器300可以包括内部存储器和外部存储器中的至少一个。
内部存储器可以包括例如易失性存储器(例如，动态RAM(DRAM)，静态RAM(SRAM)，同步动态RAM(SDRAM)等)，非易失性存储器(例如，一次性可编程ROM(OTPROM)，可编程ROM(PROM)，可擦除可编程ROM(EPROM)，电可擦除可编程ROM(EEPROM)，掩膜ROM，闪存ROM等)，硬盘驱动器(HDD)和固态硬盘(SSD)中的至少一个。
外部存储器可以包括例如小型闪存(CF)，安全数字(SD)，微型SD，迷你SD，极限数字(xD)和记忆棒中的至少一个。
控制器400可以将由传感器200测量的用户的头部形状的特征值与预先注册并存储在存储器300中的特征值进行比较，从而认证用户的使用权限。在一个实施例中，控制器400可以将由传感器200获得的用户的头部形状的特征值系列与预先注册的特征值系列进行比较，从而认证用户的使用权限。
在另一个实施例中，控制器400可以将由传感器200随时间连续测量的用户的头部形状的特征值与预先存储在存储器300中的特征值进行比较，从而认证用户的使用权限。参照图13、图23a至图25描述在控制器400处认证穿戴HMD设备1000的用户的方法。
在另一个实施例中，控制器400可以将特定用户、例如穿戴HMD设备1000的第一用户的头部形状的特征值与存储在存储器300中的多个特征值进行比较，从而识别第一用户。在一个实施例中，控制器400可以计算第一用户的头部形状的特征值与存储在存储器300中的多个特征值中的每一个之间的差值，并且确定在多个特征值中具有最小计算差值的特征值作为第一用户的特征值。
控制器400可以包括中央处理单元(CPU)，CPU包括操作电路和逻辑电路。在一个实施例中，控制器400可以包括认证模块，该认证模块包括CPU，RAM，ROM，GPU和BUS中的至少一个。在一个实施例中，控制器400可以被实现为应用处理器(AP)。在一个实施例中，控制器400可以通过使用诸如FPGA或ASIC的硬件组件来实现。然而，控制器400不限于此，并且可以包括软件组件，诸如面向对象的软件组件，类组件，以及任务组件，过程，功能，属性，程序，子例程，程序代码段，驱动程序，固件，微代码，电路，数据，数据库，数据结构，表格，数组和变量。
图4是用于解释根据实施例的在HMD设备处认证穿戴HMD设备的用户的使用权限的方法的流程图。
在操作S410中，HMD设备测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。在一个实施例中，HMD设备可以测量包括穿戴HMD设备的用户的头骨或面部的张力值、压力值、应力值和应变值的几何参数中的至少一个。
在操作S420中，HMD设备基于在操作S410中测量的特征值和HMD设备的认证用户的头部形状的预先注册的特征值来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。在一个实施例中，可以将HMD设备的认证用户的头部形状的预先注册的特征值存储在HMD设备中。在一个实施例中，可以将HMD设备1000的认证用户的头部形状的预先注册的特征值存储在存储器300中。
HMD设备可以将用户的头部形状的一系列获得的特征值与预先注册的一系列存储的特征值进行比较，或者将随时间连续测量的用户的头部形状的特征值与在HMD设备中预先注册的特征值进行比较，从而认证用户的使用权限。
在一个实施例中，HMD设备基于上述比较结果来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。当用户的头部形状的测量特征值对应于预先注册的特征值时，HMD设备可以认证用户的使用权限。
另外，当测量的用户的头部形状的特征值与在HMD设备中预先存储的预先注册的特征值之间的差小于预先设定的阈值时，HMD设备可以认证用户的使用权限。当穿戴HMD设备的用户的使用权限被认证时，HMD设备可以执行显示多媒体内容或提供虚拟现实或增强现实的操作。
相反，当测量的特征值与在HMD设备中预先存储的预先注册的特征值之间的差等于或大于预先设定的阈值时，HMD设备可以拒绝认证用户的使用权限。当穿戴HMD设备的用户的使用权限的认证被拒绝时，HMD设备可以不执行单独的操作并且可以关闭电源。
图5a至图5c是用于解释根据实施例的在传感器200接触用户头部的情况下获得用户的头部形状的特征值的方法的视图。在图5a至图5c所示的实施例中，传感器200可以接触用户头部的一个区域，并且检测取决于接触形式而改变的电阻值。在一个实施例中，传感器200可以包括应变传感器或应变仪。应变测量单元仅仅是传感器200的示例，并且传感器200可以包括张力传感器、压力传感器、应力传感器、导电传感器和光传感器中的至少一个，并且不限于列出的示例。
参照图5a，传感器200可以包括电阻图案线200a和电阻检测端子200b。电阻图案线200a可以以相互平行的方向以之字形布置。在HMD设备1000安装在用户头部的情况下，电阻图案线200a可以取决于用户的头部形状改变其长度。电阻检测端子200b可以将电阻图案线200a相对于电阻图案线200a的单位长度的长度变化转换为电阻值，并且检测转换后的电阻值的变化。在一个实施例中，电阻检测端子200b可以通过使用惠斯通电桥来检测电阻值的变化。
参照图5b和图5c，传感器200可以检测用户的头部形状引起的电阻值的变化。在图5b所示的实施例中，在用户头部形状向上凸出的情况下，电阻图案线200a接收张力，电阻图案线200a的长度可以增加，并且电阻图案线200a的宽度可以减小。在这种情况下，电阻检测端子200b可以检测电阻的增加。在图5c所示的实施例中，与图5b不同，用户头部形状向下凹入，并且因此电阻图案线200a收缩，并且电阻图案线200a的长度可以减小且电阻图案线200a的宽度可以增加。在这种情况下，电阻检测端子200b可以检测电阻的减小。
在一个实施例中，可以通过使用图5b和图5c所示的方法来测量穿戴HMD设备1000的用户头部形状的特征值，即电阻值、压力值、应力变化值等。然而，图5a至图5c仅是示例，并且传感器200的种类和通过使用传感器200测量特征值的方法不限于所描述的内容。
图6a至图6c是示出根据实施例的在HMD设备1000被安装在用户的头部的情况下HMD设备1000内彼此间隔开的多个传感器211、221至228接触用户头部的位置的透视图和平面图。
参照图6a，多个传感器211、221至224可以被布置在用户的头骨上的一个区域中，或布置在额骨、颞骨和枕骨的一个区域中。具体地，在HMD设备1000被安装在用户头部的情况下，布置在安装带110内的第一传感器211可以被布置在用户的头骨上的部分区域中，并且可以使用户的头骨与置于其间的用户皮肤组织接触。另外，在HMD设备1000被安装在用户的头部的情况下，布置在绑带120内的第2-1传感器221可以被布置在与眉间相邻的第一区域中，第2-2传感器222可以被布置在枕骨上的第二区域中，第2-3传感器223和第2-4传感器224可以被布置在左颞区域上的第三区域中以及右颞区上的第四区域，并且可以使用户的额骨、颞骨和枕骨与置于其间的用户皮肤组织接触。
参照图6a所示的平面图，第2-1传感器221和第2-2传感器222在y轴方向上形成虚拟直线，第2-3传感器223和第2-4传感器224可以在x轴方向上形成虚拟直线并且可以彼此连接。第一传感器211可以被布置在由第2-1传感器221和第2-2传感器222形成的虚拟直线与由第2-3传感器223和第2-4传感器224形成的虚拟直线的交叉点。在一个实施例中，第一传感器211、第2-1传感器221到第2-4传感器224可以被实现为张力传感器、压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个。
参照图6b，多个传感器211、221至224可以被布置在用户的头骨上的一个区域中，或者被布置在额骨、颞骨和枕骨的一个区域中。图6b所示的多个传感器211、221至224的布置是图6a所示的多个传感器211、221至224的位置顺时针移动预定距离的实施例。
具体地，在将HMD设备1000安装在用户头部的情况下，布置在绑带120内的第2-1传感器221可以被布置在眉间和右颞骨之间的第五区域中，第2-2传感器222可以被布置在枕骨和左颞骨之间的第六区域中，第2-3传感器233可以被布置在眉间和左颞骨之间的第七区域中，并且第2-4传感器224可以被布置在颞骨和枕骨之间的第八区域中，并且可以将用户的额骨、颞骨和枕骨与置于其间的用户皮肤组织接触。第一传感器211可以被布置在与图6a所示的位置相同的位置处。
参照图6b所示的平面图，第2-1传感器221和第2-2传感器222形成相对于x轴方向逆时针具有0°与90°之间的预定角度的虚拟对角线，并且第2-3传感器233和第2-4传感器224形成相对于x轴方向逆时针具有90°和180°之间的预定角度的虚拟对角线，并且可以彼此连接。如参照图6a所述，第一传感器211、第2-1传感器221至第2-4传感器224可以被实现为张力传感器、压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个。
参照图6c，多个传感器211、221至228可以被布置在用户头骨上的一个区域中，或者被布置在额骨、颞骨和枕骨的一个区域中。图6c所示的多个传感器211、221至228的布置可以是组合图6a和图6b所示的多个传感器211、221至224的位置的实施例。具体地，在HMD设备1000被安装在用户头部的情况下，总共可以在绑带120内布置八个传感器，并且第2-1传感器221到第2-8传感器228可以逆时针方向布置在用户的额骨、左颞骨、枕骨和右颞骨上，并且用户的皮肤组织至于其间。参照图6c所示的平面图，第2-1传感器221至第2-8传感器228分别在x轴方向和y轴方向上形成虚拟直线，且形成两条虚拟对角线并且可以被相互连接。如参照图6c所述，第一传感器211、第2-1传感器221至第2-4传感器224可以被实现为张力传感器、压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个。
图6a至图6c仅示出了在HMD设备1000被安装在用户头部的情况下多个传感器211、221至228被布置在用户头部的特定位置处的示例，并且不将多个传感器211、221至228的位置限制到图6a至图6c所示的位置。此外，第一传感器211、第2-1传感器221到第2-8传感器228的数量不限于图6a至图6c所示的数量。
图7是用于解释根据实施例的在HMD设备1000处测量用户的头骨的上表面的特征值的方法的视图，且图8是示出在HMD设备1000处将通过使用
图7所示的方法获得的特征值分类为多个系列S1-S6的实施例的视图。
参照图7，HMD设备1000可以包括安装带110和在安装带110内彼此间隔开的多个传感器211至214。多个传感器211至214可以使用户的头骨的整个或部分上表面与置于其间的皮肤组织接触。
在一个实施例中，多个传感器211至214可以是张力传感器，测量由用户头骨的整个或部分上表面的形状、大小或骨骼结构而改变的张力(或拉力)。然而，多个传感器211至214不限于此，并且可以是压力传感器、应力传感器、应变传感器、导电传感器以及光传感器中的至少一个，用于测量由用户头骨的整个或部分上表面的形状、大小或者骨骼结构而改变的压力值或应力变化值。
在一个实施例中，多个传感器211至214可以在认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限的预定认证持续时间中测量在用户头骨的整个或部分上表面改变的张力值，将测量的张力值分类成多个系列，并且按时间序列列出分类的张力值。
参照图8，将由多个传感器211至214获得的用户的头骨的整个或部分上表面的张力值T211_t1至T214_t6分类为多个系列S1至S6并列出。可以在认证持续时间中测量并按时间序列获得多个系列S1至S6。具体地，第一序列S1可以是通过使用多个传感器211至214在认证持续时间内在第一时间t1测量的一组张力值T211_t1至T214_t1。第二序列S2可以是通过使用多个传感器211至214在认证持续时间内在第二时间t2测量的一组张力值T211_t2至T214_t2。第三系列S3至第六系列S6可以分别是在第三时间t3至第六时间t6测量的张力值组。
多个传感器211至214可以通过组合在多个系列S1至S6中的每一个中包括的张力值来测量用户的整个或部分头骨的曲率，并且可以获得关于测量的曲率的曲率曲线l210。
图8所示的多个系列S1至S6不限于张力值，并且可以包括通过使用多个传感器211至214测量用户头骨的整个或部分上表面获得的压力值、应力值和应变值中的一个。
授权(authorized)系列Saut可以是在认证持续时间中通过使用多个传感器211至214测量具有使用HMD设备1000的权限的、作为认证对象的用户头骨的整个或部分上表面获得的一组张力值。
授权系列Saut可以被存储在存储器300中(参见图3)。在一个实施例中，授权系列Saut可以是在认证持续时间之前在存储器300中存储和注册的系列。在一个实施例中，控制器400(参见图3)可以选择按多个传感器211至214分类的多个系列中的一个，并且将选择的系列与预先注册并存储在存储器300中的特征值系列进行比较，从而认证用户的使用权限，这将在下面在图12的描述部分中描述。
图9是用于解释根据实施例的在HMD设备1000处测量用户的颞骨和枕骨的形状的特征值的方法的视图，且图10是示出将通过使用图9所示的方法由HMD设备1000获得的特征值分类为多个系列的实施例的视图。
参照图9，HMD设备1000可以包括绑带120和在绑带120内彼此间隔开的多个传感器221至224。多个传感器221至224可以使用户的颞骨和枕骨与置于其间的皮肤组织接触。具体地，第2-1传感器221可以被布置在用户的左颞骨的一个区域中，第2-2传感器222可以被布置在左颞骨和枕骨之间的一个区域中，第2-3传感器233可以被布置在枕骨和右颞骨之间的一个区域中，并且第2-4传感器224可以被布置在右颞骨的一个区域中。然而，第2-1传感器221到第2-4传感器224的配置不限于图9所示的位置。
在一个实施例中，多个传感器221至224可以是测量由用户的颞骨和枕骨的形状、大小或骨骼结构改变的张力(或拉力)的张力传感器。然而，多个传感器221至224不限于此，并且可以是压力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个，测量由用户的额骨、颞骨和枕骨的形状、大小或者骨骼结构改变的压力值或应力变化值，但不限于所列示例。
在一个实施例中，多个传感器221至224可以在认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限的预定认证持续时间中测量由于用户的颞骨和枕骨的形状而改变的张力值，并且将测量的张力值分类为多个系列，并按时间序列列出分类系列。多个传感器221至224可以组合在多个系列S1至S6的每一个中包括的张力值，测量用户的颞骨和枕骨的骨骼结构的曲率，并且获得关于测量的曲率的曲率曲线l220。
参照图10，通过使用多个传感器221至224测量的用户的颞骨和枕骨的形状的张力值T221_t1至T224_t6被分类为多个系列S1至S6并列出。由于获得和分类多个系列S1至S6的方法与图8中描述的相同，所以省略了重复说明。
授权系列Saut可以是在注册持续时间中通过使用多个传感器211至214测量具有使用HMD设备1000的权限的作为认证对象的用户的颞骨和枕骨获得的一组张力值，省略授权系列Saut的描述中在图8中重复的说明。
图11是用于解释根据实施例的在HMD设备1000处测量用户的头骨、颞骨和枕骨的上表面的形状的特征值的方法的视图，且图12是示出将通过使用图11所示的方法由HMD设备1000获得的特征值分类为多个系列的实施例的视图。
参照图11，HMD设备1000可以包括安装带110、绑带120和多个传感器211至224。第1-1传感器211至第1-4传感器214可以在安装带110内彼此间隔开。第2-1传感器221至第2-4传感器224可以在绑带120内彼此间隔开。由于第1-1传感器211至第1-4传感器214与图7所示的多个传感器211到214相同，并且第2-1传感器221至第2-4传感器224与图9所示的多个传感器221至224相同，因此省略重复说明。
在一个实施例中，多个传感器211至224可以在认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限的预定认证持续时间中测量由用户的头骨、颞骨和枕骨的上表面的形状而改变的张力值，并且将测量的张力值分类为多个系列，并按时间序列列出分类的系列。图11中所示的实施例组合了图7和图9所示的实施例。根据本实施例的HMD设备1000可以通过使用多个传感器211至224测量由穿戴HMD设备1000的用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨的骨骼形状而改变的张力值，在认证持续时间按时间序列对测量的张力值进行分类以生成多个系列S1至S6，并且组合在多个系列S1至S6的每一个中包括的张力值以测量用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨的骨骼结构的曲率。此外，HMD设备1000可以获得关于头骨的上表面的曲率曲线l210以及关于颞骨和枕骨的曲率曲线l220。
参照图12，通过使用多个传感器211至224测量的用户的头骨的上表面、颞骨以及枕骨的形状的张力值T211_t1至T224_t6被分类为多个系列S1至S6并列出。具体地，在图12所示的实施例中，第一系列S1可以包括通过由布置在安装带110内的多个传感器211至214获得的用户的头骨的上表面的形状的张力值T211_t1至T214_t1，以及由通过由布置在绑带120内的多个传感器221至224获得的用户的颞骨和枕骨的形状的张力值T221_t1至T214_t1。图12所示的多个系列S1至S6是图8至图10所示的多个系列S1至S6的组合。换句话说，在图12所示的实施例中，HMD设备1000可以通过组合包括在多个系列S1至S6中的张力值T221_t1至T224_t6来测量用户头骨的上表面的曲率以及用户的颞骨和枕骨的曲率。在一个实施例中，HMD设备1000可以获得与穿戴HMD设备1000的用户的头骨的上表面的形状相对应的曲率曲线l210，并且获得与用户的颞骨和枕骨相对应的曲率曲线l220。
图12所示的多个系列S1至S6不限于张力值，还可以包括特征值，例如，通过使用多个传感器211至224测量用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨而获得的压力值、应力值和应变值中的一个。
授权系列Saut可以是在注册持续时间中通过使用多个传感器211至224测量具有使用HMD设备1000的权限的用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨而获得的一组张力值。由于除了包括对穿戴HMD设备1000的用户的头骨的上表面测量的张力值和对用户的颞骨和枕骨测量的张力值的特征之外，授权系列Saut与图8和图10所示的Saut相同，因此省略了重复说明。
图13是用于说明根据实施例的经由彼此间隔开的多个传感器通过由HMD设备测量的用户的头部形状的特征值来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限的方法的流程图。
在操作S1310中，通过使用在HMD设备中包括的至少一个传感器来测量穿戴HMD设备的用户的头骨或面部的不同区域的特征值。
参照图7、图9和图11，HMD设备1000可以包括在安装带110内彼此间隔开的多个传感器211至214以及在绑带120内彼此间隔开的多个传感器221至224。在一个实施例中，特征值可以表示通过使用多个传感器211至214中的第1-1传感器211到第1-4传感器211测量穿戴HMD设备1000的用户的头骨的上表面的形状的张力值，和/或通过使用第2-1传感器221至第2-4传感器224测量用户的颞骨和枕骨的形状的张力值。然而，特征值不限于此，并且可以表示由多个传感器211至224测量的用户的头骨、颞骨和枕骨的压力值或应力变化值。
在操作S1320中，HMD设备将测量的特征值分类为至少一个系列。
在一个实施例中，HMD设备可以在认证穿戴HMD设备的用户的使用权限的预定认证持续时间中测量用户的头骨的上表面、用户的颞骨和枕骨的特征值，并且将测量的特征值分类为多个系列。HMD设备可以取决于认证持续时间的测量时间将特征值分类为多个序列，并且按时间序列列出多个分类序列。
在操作S1330中，HMD设备选择至少一个系列中的一个。在一个实施例中，HMD设备可以从按时间序列分类的多个系列S1至S6中选择一个系列(参见图8、图10和图12)。在一个实施例中，选择的系列可以包括在认证持续时间内HMD设备在特定时间测量的用户头骨的上表面的张力值、用户的颞骨和枕骨的张力值中的一个、以及这些的组合。
在操作S1340中，HMD设备确定选择的系列是否对应于预先注册的特征值系列。
在一个实施例中，HMD设备可以根据测量的区域对具有HMD设备的认证使用权限的用户的头部形状的特征值进行分类。例如，存储器可以存储其中取决于头骨的上表面、颞骨和枕骨中的每一个对通过使用张力传感器对具有HMD设备的认证使用权限的用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨中的至少一个测量的张力值进行分类的系列。在另一个实施例中，存储器可以存储其中组合通过使用张力传感器对具有HMD设备的认证使用权限的用户的头骨的上表面、颞骨和枕骨中的至少一个测量的张力值的一个系列。
在一个实施例中，HMD设备可以确定在操作S1330中选择的系列是否对应于预先注册的特征值系列。HMD设备可以将在选择的系列中包括的特征值与预先注册的系列的特征值进行比较。在一个实施例中，HMD设备可以将在选择的系列中包括的张力值分别与在预先注册的系列中包括的张力值进行比较，并且确定差值是否小于预先设定的阈值。在一个实施例中，HMD设备可以通过Welch t-test来比较在选择的系列中包括的张力值与在预先注册的系列中包括的张力值。
在操作S1350中，当确定在操作S1340中选择的系列对应于预先注册的特征值系列时，HMD设备认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
在一个实施例中，HMD设备可以计算例如在选择的系列中包括的张力值的特征值和例如在注册系列中包括的已经注册的张力值的特征值之间的差，并且当计算的差值小于预先设定的阈值时，确定选择的系列对应于特征值的注册系列。
在一个实施例中，当认证穿戴HMD设备的用户的使用权限时，控制器400(参见图28)可以向主控制器900(参见图28)发送命令执行显示多媒体内容或者提供虚拟现实或增强现实的操作的电信号。
在操作S1360中，当确定在操作S1340中选择的系列不对应于预先注册的特征值系列时，HMD设备可以拒绝穿戴HMD设备的用户的认证。在一个实施例中，HMD设备可以计算在选择的系列中包括的特征值和在注册系列中包括的特征值之间的差值，并且当计算的差值等于或大于预先设定的阈值时，确定选择的系列不对应于预先注册的特征值系列。在这种情况下，HMD设备1000可以被允许不执行单独的操作。在一个实施例中，控制器400(参见图21)可以向主控制器900(参见图21)发送命令关闭HMD设备1000的电力的电信号。
图14是示出根据实施例的包括在HMD设备1000中并且彼此间隔开的多个传感器231至238接触用户的面部的位置的视图，且图15是示出在HMD设备1000处将通过使用图14所示的多个传感器231至238测量的用户的面部形状的特征值分类为多个系列的实施例的视图。
参照图14，HMD设备1000可以包括安装在穿戴HMD设备1000的用户的面部的一部分上的面罩130以及在面罩130内彼此间隔开的多个传感器231至238。尽管在图14中多个传感器231至238的数量是八个，但是多个传感器231至238的数量和布置位置不限于示出的那些。
多个传感器231至238可以将用户的面部的一部分与置于其间的用户皮肤组织接触。面罩130可以被布置在用户面部的骨骼上，例如，眉间、基骨、筛骨、泪骨、眶上孔和眶下孔中的至少一个，并且多个传感器231至238可以被布置在用户的面部部分的列出的骨骼的一个区域上。
在一个实施例中，多个传感器231至238可以是压力传感器，测量由面部部分的骨骼(例如，眉间、基骨、筛骨、泪骨、眶上孔和眶下孔的至少一个)改变的压力值。然而，多个传感器231至238不限于压力传感器，并且可以包括张力传感器、应力传感器和应变传感器中的至少一个。在一个实施例中，多个传感器231至238可以在认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限的预定认证持续时间中测量由用户的面部部分的骨骼而改变的压力值，并且将测量的压力值分类为多个系列并按时间序列列出多个系列。
参照图15，根据从多个传感器231至238获得的用户面部部分的骨骼形状的压力值P231_t1至P238_t6被分类为多个系列S1至S6并列出。多个系列S1至S6可以是在认证持续时间中进行测量并且按时间序列获得的。例如，第一系列S1可以是通过使用多个传感器231至238在认证持续时间内在第一时间t1测量的一组压力值T231_t1至T238_t1。多个传感器231至238可以通过组合在多个系列S1至S6中的每一个中包括的压力值来测量用户的面部部分的骨骼的形状。图15所示的多个系列S1至S6不限于压力值，并且也可以包括通过使用多个传感器231至238已经测量的用户的面部的骨骼的形状的张力值、应力值、应变值、电阻值、光强度值中的一个。
授权系列Saut可以是在注册持续时间中通过使用多个传感器231至238测量作为具有使用HMD设备1000的权限的认证对象的用户的面部的骨骼的形状而获得的一组压力值。由于除了包括作为认证对象的用户的面部的骨骼的形状的一组压力值的特征之外，授权系列Saut与参照图8、图10和图12描述的授权系列Saut相同，因此省略了重复说明。
HMD 1000可以通过特征值——例如，通过使用多个传感器231至238测量的用户的面部的骨骼的形状的压力值——来认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限。在一个实施例中，控制器400(参见图3)可以将通过使用多个传感器231至238测量的压力值P231_t1至P238_t6分类为多个系列S1至S6，选择多个系列S1至S6中的一个，并且确定选择的系列是否对应于存储在存储器300(参见图3)中的已经注册的系列，从而认证用户的使用权限。由于除了多个传感器231至238的位置以及测量的特征值的区域和种类之外，经由用户面部骨骼的形状的特征值系列来认证用户的方法的具体描述与图13的描述相同，因此省略了重复说明。
图16a是根据实施例的包括被配置为测量关于用户的面部形状的特征值的多个导电传感器240-1到240-n的HMD设备1000的透视图。
参照图16a，HMD设备1000可以包括面罩130，并且面罩130可以包括面罩垫132和多个导电传感器240-1至240-n。虽然图16a示出了多个导电传感器240-1至240-n从面罩垫132突出并且可见，但是提供图示是为了便于描述。多个导电传感器240-1至240-n可以被布置在面罩垫132内部。
当用户穿戴HMD设备1000时，面罩垫132可以直接接触用户的面部。面罩垫132可以包括导电泡沫材料。例如，面罩垫132可以包括具有导电性的导电聚合物，导电聚合物包括聚乙炔、聚亚苯基和杂环聚合物、炭黑、金属粉末和向其中添加金属纤维的导电材料中的一种。然而，这些材料被提供作为示例，并且面罩垫132不限于此。
多个导电传感器240-1至240-n可以沿面罩垫132内的面罩垫132的外周以预定间隔隔开。多个导电传感器240-1至240-n可以包括导电材料。例如，尽管多个导电传感器240-1至240-n可以包括包括Cu、Al、Ni和Fe中的至少一种的金属材料，但是多个导电传感器240-1至240-n不限于此。多个导电传感器240-1至240-n可以感知施加至其的压力，并将感知的压力值转换为电阻值。
在一个实施例中，电流可以流过面罩垫132。当用户穿戴HMD设备1000并且面罩垫132取决于用户面部骨骼的形状被压缩时，压力被施加到面罩垫132，并且面罩垫132的形状可以通过施加的压力而变形。流过面罩垫132的电流量由于面罩垫132的压缩而改变，并且多个导电传感器240-1至240-n可以测量根据电流量的变化的电阻值。
在一个实施例中，当用户穿戴HMD设备1000时，多个导电传感器240-1至240-n可以感知通过用户的面部与面罩垫132的接触而改变的压力值，并且将改变的压力值转换到电阻值。HMD设备1000可以将作为用户认证的对象的用户的电阻值存储在HMD设备1000的存储器300(参见图3)中。在一个实施例中，HMD设备1000可以通过将由多个导电传感器240-1至240-n测量的因用户面部骨骼而改变的电阻值与存储在存储器300(参见图3)中的认证用户的电阻值进行比较认来证使用权限。
图16b是图16a中所示的HMD设备1000的面罩垫132的第一区域1600的放大横截面图。
参照图16b，第一导电传感器240-1、第二导电传感器240-2和第三导电传感器240-3以预定间隔布置在面罩垫132内部，并且电流导电颗粒134可以被包括在面罩垫中132。
电流导电颗粒134可以包括具有导电性的金属材料或导电聚合物。例如，尽管电流导电颗粒134可以包括包含Cu、Al、Ni、Fe和Ag中的至少一种的金属，或者包覆有金属的聚合物，但是电流导电颗粒不限于此。
在一个实施例中，当用户穿戴HMD设备1000时，电流导电颗粒134可以通过面罩垫132将流过电流导电颗粒134的电流值的变化传递到第一导电传感器240-1、第二导电传感器240-2以及第三导电传感器240-3。第一导电传感器240-1、第二导电传感器240-2和第三导电传感器240-3可以通过改变的电流值测量与由用户面部骨骼改变的压力相对应的电阻值。
图17a和图17b是示出根据实施例的关于由包括在HMD设备1000中的导电传感器测量的用户面部骨骼的形状的特征值的曲线图。
参照图17a，在用户1穿戴HMD设备1000的情况下，取决于用户1的面部骨骼的形状而改变的电阻值被示出为与多个导电传感器1至N相对应的曲线图。例如，与取决于由第一导电传感器1测量的用户1的面部骨骼的形状或轮廓改变的压力值相对应的电阻值可以是第一电阻值R1。类似地，与取决于由第二导电传感器2测量的用户1的面部骨骼的形状或轮廓而改变的压力值相对应的电阻值可以是第二电阻值R2。在一个实施例中，由多个导电传感器1至N测量的电阻值可以是彼此不同的值，并且可以配置一个系列并且可以被存储在HMD设备1000的存储器300(参见图3)中。
参照图17b，在用户2穿戴HMD设备1000的情况下，可以通过多个导电传感器1至N测量根据用户2的面部骨骼的形状而改变的电阻值，并且被示出为与多个导电传感器1至N相对应的条形图。与取决于由第一导电传感器1测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的压力值相对应的电阻值可以是电阻值R1'，其可以与图17a的第一电阻值R1不同。类似地，与取决于由第二导电传感器2测量的用户2的面部骨骼的形状改变的压力值相对应的电阻值可以是电阻值R2'，其可以与图17a的第二电阻值R2不同。
再次参照图17a，用户2的电阻值的线图与用户1的与多个导电传感器1至N相对应的电阻值的条形图重叠。在一个实施例中，HMD设备1000可以在存储器300(参见图3)中存储包括电阻值的系列，电阻值与作为认证对象的用户(即用户1)的多个导电传感器1至N相对应。在用户2穿戴HMD设备1000的情况下，HMD设备1000可以通过将包括用户2的电阻值的系列与预先存储在存储器300中的包括用户1的电阻值的系列进行比较来认证使用权限。HMD设备1000可以对导电传感器1至N的每一个计算取决于穿戴HMD设备1000的用户的面部骨骼的形状而改变的电阻值与预先存储在存储器300中的被认证的用户1的电阻值之间的差。当计算的差小于预定阈值时，HMD 1000可以认证使用权限。当计算的差大于预定阈值时，HMD1000可以不认证使用权限。
图18a是根据实施例的包括多个照明元件250-1至250-n和被配置为测量关于用户的面部骨骼的形状的特征值的多个光敏元件260-1至260-n的HMD设备1000的透视图。
参照图18a，HMD设备1000可以包括面罩130，并且面罩300可以包括面罩垫134、多个照明元件250-1至250-n以及多个光敏元件260-1至260-n。多个照明元件250-1至250-n和多个光敏元件260-1至260-n可以被布置在面罩垫134内部。
面罩垫134可以包括被配置为吸收光的半透明泡沫材料。面罩垫134可以吸收从多个照明元件250-1至250-n发射的光。
多个照明元件250-1至250-n可以沿着面罩垫134的外周以预定间隔隔开。多个照明元件250-1至250-n可以在面罩垫134内沿着面罩垫134的外周被布置为阵列。多个照明元件250-1至250-n可以包括发光二极管(LED)。然而，照明元件250-1至250-n不限于此，并且可以包括有机发光二极管(OLED)、半导体激光二极管(LD)和固体激光器中的至少一个。多个照明元件250-1至250-n可以在面罩垫134内发光。
多个光敏元件260-1至260-n可以在面罩垫134内以预定间隔隔开。多个光敏元件260-1至260-n可以被沿着面罩垫134的外周的照明元件250-1至250-n的阵列围绕。在一个实施例中，多个光敏元件260-1至260-n可以包括光电阻器(PR)。多个光敏元件260-1至260-n可以接收从照明元件250-1至250-n发射并且被面罩垫134吸收的光。
图18b是图18a中所示的HMD设备1000的面罩垫134的第二区域1800的放大横截面图。
参照图18b，照明元件250和光敏元件260可以被布置在面罩垫134内部。照明元件250可以与光敏元件260以预定距离隔开。
在图18a和图18b所示的实施例中，在用户穿戴HMD设备1000的情况下，用户的面部接触面罩垫134，并且因此面罩垫134可以被压缩。当面罩垫134被压缩时，从多个照明元件250-1至250-n发射的光的强度可以减小。HMD设备1000可以通过将取决于用户的面部骨骼压缩面罩垫134的程度由光敏元件260-1至260-n测量的光强度与在存储器300(参见图3)中存储的认证用户的光强度进行比较来认证使用权限。
图19a和图19b是示出根据实施例的关于由包括在HMD设备1000中的多个光敏元件测量的用户面部骨骼的形状的特征值的曲线图。
参照图19a，在用户1穿戴HMD设备1000的情况下，面罩垫134(参见图18a和图18b)取决于用户1的面部骨骼的形状被压缩，并且从布置在面罩垫134内的多个照明元件发射的光的强度可以改变。多个光电阻器1至N可以测量从多个照明元件发射的光的强度，并且测量的光强度可以被示出为与多个光电阻器1至N相对应的条形图。例如，取决于由第一光电阻器1测量的用户1的面部骨骼的形状而改变的光的强度可以是第一强度值I1。类似地，取决于由第二光电阻器2测量的用户1的面部骨骼的形状改变的光的强度可以是第二强度值I2。在一个实施例中，由多个光电阻器1至N测量的光强度可以是彼此不同的值，并且可以配置一个系列并且可以存储在HMD设备1000的存储器300(参见图3)中。
参照图19b，在用户2穿戴HMD设备1000的情况下，可以通过多个光电阻器1至N测量取决于用户2的面部骨骼的形状而改变的光强度，并且示出为与多个光电阻器1至N相对应的条形图。取决于由第一光电阻器1测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的光强度是I1'，其可以与图19a的第一强度值I1不同。类似地，取决于由第二光电阻器2测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的光强度是I2'，其可以不同于图19a的第二强度值I2。
图19a示出了取决于由多个光电阻器1至N测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的光强度的线图与取决于用户1的面部骨骼的形状的测量光强度的条形图重叠。在一个实施例中，HMD设备1000可以在存储器300(参见图3)中存储包括取决于作为认证对象的用户(即用户1)的面部骨骼的形状而改变的光强度的系列。在用户2穿戴HMD 1000的情况下，HMD1000可以通过将用户2的光强度的系列与预先存储在存储器300中的用户1的光强度的系列进行比较来认证使用权限。HMD设备1000可以对每个光电阻器1至N计算取决于穿戴HMD设备1000的用户的面部骨骼的形状而改变的光强度值与预先存储在存储器300中的被认证的用户1的光强度值之间的差。当计算的差小于预定阈值时，HMD 1000可以认证使用权限。当计算的差值大于预定阈值时，HMD 1000可以不认证使用权限。
图20a是根据实施例的包括电极垫270和被配置为测量关于用户的面部骨骼的形状的特征值的导电橡胶管280的HMD 1000设备的透视图。
参照图20a，HMD设备1000可以包括面罩130，并且面罩130可以包括面罩垫132、电极垫270和导电橡胶管280。虽然图20a示出电极垫270和导电橡胶管280从面罩垫132突出，但是这是为了便于描述而提供的图示。电极垫270和导电橡胶管280可以被设置为多个电极垫和导电橡胶管，并且被布置在面罩垫132的内部。由于面罩垫132是与图16a中所示的面罩垫132相同的元件，因此省略了重复说明。
电极垫270可以在面罩垫132内在第二方向(Y方向)上延伸，并且可以在第一方向(X方向)以预定间隔隔开。电极垫270被设置为多个电极垫，并且电流可以流过每个电极垫270。多个相邻的电极垫270可以被布置为使得电极垫270具有相反的极性。虽然电极垫270可以包括至少包含Cu、Al、Ni、Fe、Ag和Au中的至少一种的金属材料，但是电极垫270不限于此。导电橡胶管280可以在面罩垫132内在第一方向(X方向)上延伸，并且可以在第二方向(Y方向)以预定间隔上隔开。导电橡胶管280可以横贯电极垫270在第一方向(X方向)上在电极垫270上延伸。导电橡胶管280可以具有中空圆柱形状。导电橡胶管280可以在电极垫270上接触电极垫270。尽管导电橡胶管280可以包括例如具有导电性的合成橡胶，包括丁腈橡胶(NBR)、表氯醇(ECH)或乙烯丙烯(三元)二烯单体(EPDM)的至少一个，但是导电橡胶管280不限于此。
图20b是图20a中所示的HMD设备1000的面罩垫132的第三区域2000的放大横截面图，且图20c是图20a所示的电极垫270和导电橡胶管280的放大透视图。
参照图20b和图20c，电极垫270被设置为多个电极垫，并且多个电极垫270中的相邻电极垫270可以被布置为使得相邻电极垫270具有相反方向的极性。导电橡胶管280可以具有环形横截面的中空圆柱形状。导电橡胶管280可以横贯电极垫270被布置在电极垫270上。
面罩垫132可以与电极垫270间隔开并且可以接触导电橡胶管280的一部分。在一个实施例中，面罩垫132可以包括具有导电性的泡沫材料。
在用户穿戴图20a至图20c所示的HMD设备1000的情况下，对面罩垫132施加压力，并且由于施加到面罩垫132的压力，导电橡胶管280的形状可能变形。当导电橡胶管280的形状变形时，导电橡胶管280与电极垫270之间的接触区域的大小可能改变，并且流过电极垫270的电流可能改变。HMD设备1000可以测量与导电橡胶管280和电极垫270之间的接触区域的变化相对应的电阻值的变化。HMD设备1000可以在HMD设备1000的存储器300(参见图3)中存储取决于作为用户认证的对象的用户的面部骨骼的形状而改变的电阻值。HMD设备1000可以通过将与取决于穿戴HMD设备1000的用户的面部骨骼的形状而改变的导电橡胶管280与电极垫270之间的接触区域的大小相对应的电阻值与预先存储在存储器300中的电阻值进行比较来认证使用权限。
图21a和图21b是用于解释根据实施例的、在用户没有穿戴HMD设备1000的情况下以及在用户穿戴HMD设备1000的情况下测量与导电橡胶管280的形状变化相对应的关于用户的面部骨骼的形状的特征值的方法的视图。
参照图21a，在用户没有穿戴HMD设备1000的情况下，导电橡胶管280可以通过第一区域280A接触电极垫270。在一个实施例中，在电极垫270通过第一区域280A接触导电橡胶管280的情况下，HMD设备1000可以将与流过第一区域280A的电流相对应的电阻值设置为默认值。
参照图21b，在用户穿戴HMD设备1000的情况下，导电橡胶管280被压缩，并且可以通过第二区域280B接触电极垫270。导电橡胶管280的压缩程度取决于穿戴HMD设备1000的用户的面部骨骼的形状而不同，并且因此第二区域280B的大小可以取决于多个导电橡胶管280而不同。在一个实施例中，在电极垫270通过第二区域280B接触导电橡胶管280的情况下，HMD设备1000可以在存储器300(参见图3)中存储与流过第二区域280B的电流相对应的电阻值作为相对于默认值的测量电阻值。
图22a和图22b是根据实施例的关于由包括在HMD设备1000中的电极垫270检测到的用户的面部形状的特征值的曲线图。
参照图22a，在用户1穿戴HMD设备1000的情况下，由于用户1的面部骨骼的形状压缩，与电极垫270(参见图21a和21b)和导电橡胶管280(参见图21a和21b)之间的接触区域的大小的变化相对应的电阻值被示出为关于多个电极垫1至N中的每一个的条形图。例如，与取决于由第一电极垫1测量的用户1的面部骨骼的形状而改变的接触面积相对应的电阻值可以是第一电阻值R1。类似地，与取决于由第二电极垫2测量的用户1的面部骨骼的形状或轮廓而改变的接触区域相对应的电阻值可以是第二电阻值R2。在一个实施例中，由多个电极垫1至N测量的电阻值可以是彼此不同的值，并且可以配置一个系列并且可以存储在HMD设备1000的存储器300(参见图3)中。
参照图22b，在用户2穿戴HMD设备1000的情况下，对多个电极垫1至N的每一个，与取决于用户2的面部骨骼的形状而改变的电极垫270(参见图21a和21b)和导电橡胶管280(参见图21a和21b)之间的接触区域的大小相对应的电阻值被示出为条形图。与取决于由第一电极垫1测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的与导电性橡胶管280的接触区域相对应的电阻值可以是第一电阻值R1'，其可以与第一电阻值R1不同。类似地，与取决于由第二电极垫2测量的用户2的面部骨骼的形状而改变的与导电橡胶管280的接触区域相对应的电阻值可以是第二电阻值R2'，其可以与图22a的第二电阻值R2不同。
参照图22a，用户2的电阻值的线图与对应于用户1的多个电极垫1至N的电阻值的条形图重叠。在一个实施例中，HMD设备1000可以在存储器300(参见图3)中存储包括与作为认证对象的用户(即用户1)的多个电极垫1至N分别测量的与导电橡胶管280的接触区域的大小的变化相对应的电阻值的系列。在用户2穿戴HMD 1000的情况下，HMD 1000可以通过将用户2的电阻值系列与预先存储在存储器300中的用户1的电阻值系列进行比较来认证使用权限。
图23a和图23b是示出根据实施例的通过随时间测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值获得的特征值与预先注册的特征值之间的偏差的曲线图。图23a是已经测量具有使用HMD设备1000的权限的用户的头部形状的特征值的曲线图，且图23b是已经测量没有使用HMD设备1000的权限的用户的头部形状的特征值的曲线图。
参照图23a所示的曲线图，x轴表示通过使用在HMD设备1000中包括的多个传感器来测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值的次数，并且y轴表示测量的特征值与预先注册且存储在存储器300(参见图3)中并用作认证对象的特征值之间的偏差值。在一个实施例中，由x轴表示的测量次数可以表示在认证穿戴HMD设备1000的用户的预定认证持续时间中HMD设备1000随着时间连续测量用户的头部形状的特征值的次数。预先注册并存储在存储器300中的特征值可以是具有使用HMD设备1000的权限的认证用户的头部形状的特征值。在一个实施例中，可以在与认证持续时间不同的注册持续时间测量已注册特征值。测量的特征值是通过在认证持续时间中通过使用多个传感器随时间测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状而获得的值，并且可以以线性序列的形式获得。
曲线图可以与x轴平行地示出，并且可以包括在y轴上具有值0的参考值A以及取决于测量次数的偏差值B。参考值A可以表示已注册特征值与已注册特征值之间的偏差。由于已注册特征值随时间具有相同的值，因此根据时间而不管测量次数，偏差具有值0。
偏差值B可以表示通过经由预定算法计算在认证持续时间中测量的特征值与在注册持续时间中测量和注册的特征值之间的差值而获得的结果值。在一个实施例中，偏差值B可以是通过经由动态时间规整算法(DTW)计算测量的特征值与已注册特征值之间的差值而获得的结果值。DTW是测量随时间变化的两个线性序列之间的相似性的算法，并且可以定量地测量两个给定序列之间的距离。
在图23a示出的实施例中，在认证持续时间内的测量次数期间，偏差值B可以具有小于设定阈值Δdth的值。当在认证持续时间内在特定测量次数偏差值B与参考值A之间的差值Δd1小于阈值Δdth时，控制器400(参见图3)可以认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限。
参照图23b所示的曲线图，x轴和y轴分别表示测量次数和偏差值，并且曲线图可以包括不具有使用HMD设备1000的权限的用户的头部形状的特征值与预先注册的注册特征值之间的偏差值C。由于由x轴和y轴表示的测量次数和偏差值、预先注册的特征值以及偏差值计算算法与参照图16a所述的那些相同，因此省略了重复说明。
偏差值C可以表示通过经由预定算法随时间计算在认证持续时间中对没有使用HMD设备1000的权限的用户的头部形状测量的特征值与在注册持续时间中测量和注册的特征值之间的差而获得的结果值。在一个实施例中，偏差值C可以具有等于或大于对认证持续时间内的测量次数预先设定的阈值Δdth的值。当在认证持续时间内的特定测量次数下的偏差值C与参考值A之间的差值Δd2等于或大于阈值Δdth时，控制器400(参见图3)可以拒绝认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限。
图24是用于解释随着时间测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值并且认证用户的使用权限的方法的流程图。
在操作S2410中，测量并注册具有使用HMD设备的权限的认证用户的头部形状的特征值。在一个实施例中，HMD设备可以在注册持续时间中测量作为认证对象的用户的头部形状的特征值。
在操作S2420中，在认证持续时间中随时间多次测量穿戴HMD设备的用户的头部结构的特征值。在一个实施例中，HMD设备可以在认证持续时间中随时间连续测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。在一个实施例中，连续测量可以表示按时间序列多次测量特征值。
在操作S2430中，HMD设备将测量的特征值与预先注册的特征值进行比较。
在一个实施例中，控制器400(参见图3)可以随时间计算通过使用至少一个传感器200在认证持续时间中测量的特征值与预先注册的特征值之间的偏差值。在一个实施例中，控制器400可以经由DTW来计算偏差值。
在操作S2440中，HMD设备取决于操作S2430的比较结果来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。在一个实施例中，当在操作S2430中计算出的偏差值小于预先设定的阈值时，HMD设备可以认证用户的使用权限，并且当偏差值等于或大于预先设置的阈值时，拒绝用户的认证，这将在下面参照图25进行描述。
图25是用于解释根据实施例的通过计算穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值与预先存储的特征值之间的偏差值来认证用户的使用权限的方法的流程图。
在操作S2510中，HMD设备根据测量次数来计算测量的特征值与预先注册的特征值之间的偏差值。在一个实施例中，测量的特征值是通过随时间多次测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状而获得的值，并且可以以线性序列的形式获得。在一个实施例中，HMD设备可以通过使用DTW来计算在认证持续时间中测量的特征值与预先注册的特征值之间的偏差值。偏差值可以在认证持续时间内以时间顺序的形式计算。
在操作S2520中，HMD设备确定偏差值是否小于预先设定的阈值。参照图23a和图23b，对认证持续时间内的测量次数，计算的偏差值B可以与参考值A进行比较，并且可以确定计算的偏差值B是否具有相对于正值和负值都小于阈值Δdth的值。在图23a示出的实施例中，对认证持续时间内对于所有测量次数，偏差值B与参考值A之间的差值Δd1小于预先设定的阈值Δdth。在图23b示出的实施例中，在认证持续时间内存在多次偏差值C与参考值A之间的差值Δd2等于或大于预先设定的阈值Δdth。
在操作S2530中，当在认证持续时间内偏差值小于预先设定的阈值时，HMD设备认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
一起参照图23a，由于控制器400(参见图3)确定在认证持续时间内对于所有测量次数偏差值B与参考值A之间的差小于预先设定的阈值Δdth，因此控制器400可以认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。在一个实施例中，控制器400可以包括如图28中的执行认证功能的单独模块，并且当穿戴HMD设备的用户的使用权限被认证时，控制器400可以向主控制器900(参见图28)发送命令执行显示多媒体内容或提供虚拟现实或增强现实的操作的电信号。
在操作S2540中，当在认证持续时间中偏差值等于或大于预先设定的阈值时，HMD设备1000拒绝穿戴HMD设备1000的用户的认证。一起参照图23b，由于控制器400已经确定存在多次在认证持续时间内偏差值C与参考值A之间的差值Δd2等于或大于预先设定的阈值Δdth，所以控制器400可以拒绝穿戴HMD设备1000的用户的认证。在一个实施例中，控制器400可以向主控制器900(参见图28)发送允许不执行单独操作的电信号。此外，控制器400可以向主控制器900发送命令关闭HMD设备1000的电力的电信号。
图26是用于解释根据实施例的从使用HMD设备的多个用户中识别穿戴HMD设备的用户的方法的流程图。
在操作S2610中，HMD设备注册使用HMD设备的多个用户的头部形状的特征值。在一个实施例中，HMD设备可以测量和存储使用HMD设备的多个用户中的每个用户的全部或部分头骨的大小、形状、骨骼结构和骨骼的曲率中的至少一个。在另一个实施例中，HMD设备可以测量和存储使用HMD的多个用户中的每个用户的颞骨和枕骨的骨骼的大小、形状、骨骼结构和曲率中的至少一个设备。此外，在另一个实施例中，HMD设备可以测量和存储使用HMD设备的多个用户中的每个用户的面部骨骼的大小、形状、结构和曲率中的至少一个。
在一个实施例中，HMD设备可以基于系列来分类并存储通过彼此间隔开的传感器的每一个测量和获得的多个特征值，或者按时间序列存储通过多个传感器随时间连续获得的多个特征值。
在操作S2620中，HMD设备获得穿戴HMD设备的第一用户的头部形状的第一特征值。在一个实施例中，至少一个传感器可以测量第一特征值，该第一特征值包括第一用户的整个或部分头骨、颞骨、枕骨和面部骨骼的大小、形状、骨骼结构和曲率中的至少一个。
在操作S2630中，HMD设备将第一特征值与多个注册的特征值中的每一个进行比较。在一个实施例中，HMD设备可以将第一用户的头部形状的一系列测量的特征值与存储在HMD设备中的包括多个特征值的多个系列中的每一个进行比较。在另一个实施例中，HMD设备可以分别将随时间连续测量的第一用户的头部形状的特征值与预先存储的多个特征值进行比较。
在操作S2640中，HMD设备基于操作S2630的比较结果识别第一用户。在一个实施例中，HMD设备可以从预先存储的多个特征值中确定在多个特征值与对第一用户的头部形状测量的第一特征值之间具有最小差值的特征值作为第一特征值。在一个实施例中，HMD设备可以经由第一特征值识别第一用户，并且可以为识别的第一用户提供定制功能，诸如响应于第一特征值存储的UI设置、定制内容提供等。
在多个用户使用HMD设备的情况下，图26中描述的HMD设备可以通过识别穿戴HMD设备的用户并为每个用户提供特定功能来提供具有改进的使用便利性的用户体验UX。特别地，在HMD设备被共同使用或在商业上使用的情况下，通过识别使用HMD设备的用户并且仅提供适合于用户的功能，可以提高公共HMD设备的安全性。此外，在HMD设备由家中的所有家庭成员共同使用的情况下，通过在青少年用户穿戴HMD设备的情况下实现阻止成人使用的内容的功能或提供适合年龄组或性别的内容，可以提高使用便利性。
图27是用于解释根据实施例的通过将穿戴HMD设备的第一用户的头部形状的特征值与预先注册的多个用户的特征值进行比较来识别第一用户的方法的流程图。
在操作S2710中，HMD设备计算获得的第一特征值与预先存储在HMD设备中的多个特征值中的每一个之间的差值。在一个实施例中，HMD设备可以通过使用DTW来计算第一特征值与多个特征值之间的偏差值。由于通过使用DTW计算偏差值的方法已经在图23a、图23b和图25中进行了描述，因此省略重复说明。
在操作S2720中，HMD设备将多个特征值中具有最小计算差值的特征值确定为第一用户的特征值。在一个实施例中，HMD设备可以从预先存储的多个特征值中选择具有在操作S2710中计算的最小偏差值的第一特征值。此外，HMD设备可以将第一特征值确定为第一用户的特征值。
在操作S2730中，HMD设备可以通过将第一特征值确定为第一用户的特征值来识别穿戴HMD设备的第一用户。
图28是用于解释根据实施例的HMD设备1000的组件的框图。
参照图28，HMD设备1000可以包括传感器200、存储器300、控制器400、输入/输出单元510、相机520、通信模块600、显示器710、镜头720、电力管理模块800和主控制器900。
传感器200可以包括测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值的至少一个传感器。在一个实施例中，传感器200可以测量几何参数，包括穿戴HMD设备1000的用户的头骨或面部的张力值、压力值、应力值和应变值。在一个实施例中，传感器200可以包括张力传感器、压力传感器、应力传感器、应变传感器、导电传感器和光传感器。
在一个实施例中，传感器200可以包括检测HMD设备1000的状态或HMD设备1000的相邻环境的状态的至少一个传感器。例如，传感器200可以包括检测用户是否接近HMD设备1000的接近传感器，检测HMD设备1000的操作(例如，旋转，加速，减速，振动等)的运动/方向传感器，检测环境亮度的亮度传感器，检测光的色彩、光谱等的光敏传感器，或这些的组合。此外，运动/方向传感器可以包括加速度传感器、重力传感器、地磁传感器、陀螺仪传感器、脉冲传感器、全球定位系统(GPS)和罗盘传感器中的至少一个。例如，GPS模块可以接收来自地球轨道上的多个GPS卫星的无线电波，并且通过使用从GPS卫星到达HMD设备1000的到达时间来计算HMD设备1000的位置。由于除了上述特征以外，传感器200与图3中描述的传感器200相同，因此省略重复说明。
存储器300可以存储预先注册的具有使用HMD设备1000的权限的认证用户的头部结构的特征值。在一个实施例中，对从彼此间隔开的多个传感器200中的每一个获得的每个特征值系列，存储器300可以分类并存储预先注册的特征值，或者存储按时间序列随时间从传感器200连续获得的特征值。在一个实施例中，存储器300可以存储通过使用传感器200测量的使用HMD设备1000的多个用户的头部形状的多个特征值。
存储器300可以包括内部存储器和外部存储器中的至少一个。内部存储器可以包括例如易失性存储器(例如，动态RAM(DRAM)，静态RAM(SRAM)，同步动态RAM(SDRAM)等)，非易失性存储器(例如，一次性可编程ROM(OTPROM)，可编程ROM(PROM)，可擦除可编程ROM(EPROM)，电可擦除可编程ROM(EEPROM)，掩膜ROM，闪存ROM等)，硬盘驱动器(HDD)和固态硬盘(SSD)中的至少一个。外部存储器可以包括例如小型闪存(CF)，安全数字(SD)，微型SD，迷你SD，极限数字(xD)和记忆棒中的至少一个。由于存储器300与参照图3描述的存储器300相同，因此省略重复说明。
控制器400可以将由传感器200测量的用户的头部形状的特征值与在存储器300中预先注册的特征值进行比较，从而认证用户的使用权限。在一个实施例中，控制器400可以将由传感器200获得的用户的头部形状的特征值系列与预先注册的特征值系列进行比较，从而认证用户的使用权限。在另一个实施例中，控制器400可以将传感器200随时间连续测量的用户的头部形状的特征值与在存储器300中预先注册的特征值进行比较，从而认证用户的使用权限。在一个实施例中，控制器400可以将特定用户(例如，穿戴HMD设备1000的第一用户)的头部形状的特征值与存储在存储器300中的多个特征值进行比较，从而识别第一用户。在一个实施例中，控制器400可以计算第一用户的头部形状的特征值与存储在存储器300中的多个特征值中的每一个之间的差值，并且将多个特征值中具有最小计算差值的特征值确定为第一用户的特征值。控制器400可以具有与参照图3描述的控制器400相同的特征。
输入/输出单元510包括用于接收穿戴HMD设备1000的用户的输入、向用户通知信息、从外部接收数据或者将数据输出到外部的元件。输入/输出单元510可以包括至少一个扬声器511、至少一个麦克风512、至少一个按钮、连接器、小键盘或这些的组合然而，实施例不限于此。
在主控制器900的控制下，扬声器511可以将与各种数据相对应的声音输出到HMD设备1000的外部。此外，扬声器511可以输出与由HMD设备1000执行的功能相对应的声音。单个扬声器511或者多个扬声器511可以布置在HMD设备1000的一个或多个适当位置。在一个实施例中，扬声器511可以以耳机的形式实现。
麦克风512可以从HMD设备1000的外部接收语音或声音，基于接收的语音或声音生成电信号，并将生成的电信号输出到主控制器900。单个麦克风512或多个麦克风512可以布置在HMD设备1000的一个或多个适当位置。在整个说明书中，信号可以由数据代替。而且，数据可以被表示为数据信号。
通信模块600可以是有线、无线或有线/无线通信模块，并且可以经由外部通信网络或大气以有线线路或无线地将来自主控制器900的数据发送到外部设备，或者经由外部通信网络或大气以有线线路或无线地从电子设备接收数据，并且将接收的数据传送到主控制器900。取决于实施例，通信模块600可以包括移动通信模块、无线LAN模块和短距离通信模块。
移动通信模块可以在主控制器900的控制下通过使用至少一个天线来经由移动通信网络与外部设备执行通信。移动通信模块可以向移动电话、智能电话、平板PC或具有诸如互联网协议(IP)的网络地址的其他通信设备发送用于语音通信、视频通信、短消息服务(SMS)或多媒体消息服务(MMS)的无线电信号/从移动电话、智能电话、平板PC或具有诸如互联网协议(IP)的网络地址的其他通信设备接收用于语音通信、视频通信、短消息服务(SMS)或多媒体消息服务(MMS)的无线电信号。
在主控制器900的控制下，无线LAN模块可以在无线接入点(AP)附近经由无线AP连接到互联网。无线LAN模块可以支持IEEE的IEEE802.11x。
短距离通信模块可以在主控制器900的控制下无线地执行与外部通信设备的短距离通信。短距离通信方法可以包括例如BluetoothTM、红外数据关联(IrDA)、Wi-Fi直连通信、近场通信(NFC)或这些的组合。
相机520可以包括透镜系统和图像传感器，并且还可以包括闪光灯等。相机520可以将经由透镜系统输入(或捕获)的光转换为电图像信号，并且将转换后的图像信号输出到主控制器900。用户可以通过使用相机520捕捉运动图像或静止图像。此外，相机520可以用于经由用户的动作或手势来接收输入。
透镜系统可以通过允许从外部输入的光线会聚来产生物体的图像。透镜系统包括至少一个透镜，并且每个透镜可以是凸透镜、非球面透镜等。透镜系统相对于穿过透镜系统的中心的光轴具有对称性，并且光轴可以被定义为透镜系统的中心轴。图像传感器可以将基于经由透镜系统输入的外部光形成的光学图像转换为电图像信号。图像传感器可以包括以M×M矩阵配置布置的多个像素单元。像素单元可以包括光电二极管和多个晶体管。像素单元可以累积由输入光产生的电荷，并且累积的电荷产生的电压可以表示输入光的亮度。在处理形成静止图像或运动图像的一个图像的情况下，从图像传感器输出的图像信号包括从像素单元输出的一组电压(即，像素值)。图像信号可以表示一帧(即，静止图像)。此外，帧可以包括M×N个像素。对于图像传感器，可以使用电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。
显示器710可以包括显示面板和控制显示面板的控制器。显示面板可以通过使用各种显示器来实现，诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、有源矩阵有机发光二极管(AM-OLED)以及等离子显示面板(PDP)。显示面板可以被实现为使得其是柔性的、透明的或可穿戴的。显示器710可以允许虚拟现实(VR)图像或增强现实(AR)图像与由相机520捕获的对象的图像重叠。此外，在一个实施例中，显示器710可以显示多媒体内容。
镜头720可以被实现为可从HMD设备1000拆卸的结构。在一个实施例中，镜头720可以不包括在HMD设备1000中，并且HMD设备1000可以包括用于将镜头720附接在其上的结构来代替镜头720。用户可以通过更换镜头720来改变HMD设备1000的镜头720的颜色。
电力管理模块800可以在主控制器900的控制下向HMD设备1000供电。电力管理模块800可以与一个或多个电池连接。此外，电力管理模块800可以将经由有线电缆从外部电源输入的电力供应到HMD设备1000。在一个实施例中，在控制器400拒绝认证穿戴HMD设备1000的用户的情况下，电力管理模块800可以从主控制器900接收电信号并且可以不向HMD设备1000供电。
主控制器900可以控制包括传感器200、存储器300、控制器400、输入/输出单元510、相机520、显示器710、镜头720和电力管理模块800的HMD设备1000的每个组件的操作。主控制器900可以包括CPU、RAM、ROM、GPU和总线中的至少一个。CPU、RAM、ROM和GPU可以通过总线相互连接。
主控制器900可以控制传感器200、存储器300和控制器400之间的电信号的发送/接收操作。在一个实施例中，当传感器200执行测量穿戴HMD设备1000的用户的头部形状的特征值的操作时，存储器300加载预先注册的特征值，并且主控制器900可以将加载的特征值和测量的特征值发送到控制器400。然而，操作不限于此，并且即使没有主控制器900的介入，传感器200、存储器300和控制器400也可以彼此发送/接收电信号。
在一个实施例中，在控制器400认证穿戴HMD设备1000的用户的使用权限的情况下，主控制器900可以控制显示器710显示多媒体内容或提供虚拟现实或增强现实。此外，在一个实施例中，在控制器400拒绝穿戴HMD设备1000的用户的认证的情况下，主控制器900可以控制电力管理模块800，使得电力可以不被供应到HMD设备1000。
在一个实施例中，主控制器900可以执行由控制器400执行的所有功能。在这种情况下，主控制器900可以不包括控制器400。
实施例也可以被实现为记录介质的形式，包括可由计算机执行的命令，诸如由计算机执行的程序模块。非临时性计算机可读记录介质可以是可由计算机访问的任意可用介质，并且包括全部易失性和非易失性介质以及分离型和非分离型介质。此外，非临时性计算机可读记录介质可以包括全部的计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括通过使用存储信息(诸如计算机可读命令，数据结构，程序模块或其他数据)的任意方法或技术来实现的全部易失性和非易失性介质以及分离型和非分离型介质。通信介质通常包括计算机可读命令，数据结构，程序模块或已调制数据信号的其他数据，诸如载波或其他传输机制，并且包括任意信息传输介质。
示例性地提供了实施例的描述，并且本领域的普通技术人员将理解，在不改变发明构思的技术精神或基本特征的情况下可以容易地做出其他特定修改。因此，上述实施例应该被理解为示例性的，而不是为了限制的目的。例如，被描述为单数形式的每个组件可以以分布式方式来实现，并且同样地，被描述为分布式的组件可以以组合形式的形式来实现。
本发明构思的范围不是由本发明构思的详细描述而是由所附权利要求限定，并且从所附权利要求的含义和范围及其等同概念导出的所有变化和修改将被解释为被包括在本发明构思内。

Claims (15)

1.一种头戴式显示器(HMD)设备，包括：
至少一个传感器，被配置为测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值；
存储器，被配置为存储具有使用HMD设备的权限的用户的头部形状的预先注册的特征值；以及
控制器，被配置为基于测量的特征值和预先注册的特征值来认证允许穿戴HMD设备的用户使用HMD设备的权限。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个传感器被布置在安装带内，所述安装带利用其间具有的空间将HMD设备固定并支撑在穿戴HMD设备的用户的头骨上。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个传感器在围绕HMD设备、穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨的绑带内彼此间隔开，并且包括多个压力传感器，多个压力传感器被配置为测量穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨处的压力值。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个传感器在覆盖穿戴HMD设备的用户的面部的一部分的面罩内彼此间隔开，并且包括多个压力传感器，多个压力传感器被配置为测量根据用户的面部骨骼的形状和大小的压力值，并且根据测量区域对穿戴HMD设备的用户的头骨或用户的面部上的不同区域测量的特征值进行分类，并且将特征值生成为至少一个系列。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，控制器被配置为选择至少一个系列中的一个，并且通过确定至少一个系列中选择的一个系列是否对应于预先注册的特征值系列来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，至少一个传感器被配置为在认证持续时间中随时间连续测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，控制器被配置为取决于至少一个传感器在认证持续时间中测量特征值的次数来计算测量的特征值与存储在存储器中的特征值之间的偏差值，并且当计算的偏差值小于预先设定的阈值时，控制器被配置为认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
8.一种在头戴式显示器(HMD)设备处认证HMD设备的用户的方法，所述方法包括：
测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值；以及
基于测量的特征值和具有使用HMD设备的权限的认证用户的头部形状的预先注册的特征值来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，测量特征值包括：
测量穿戴HMD设备的用户的整个或部分头骨的曲率。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，测量特征值包括：
测量穿戴HMD设备的用户的额骨、颞骨和枕骨处的压力值。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，测量特征值包括：
根据测量的区域将对穿戴HMD设备的用户的头骨或用户的面部上的不同区域测量的特征值分类为至少一个系列。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，认证包括：
选择至少一个系列中的一个；
确定选择的系列是否对应于预先注册的特征值系列；以及
基于确定来认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，测量特征值包括：
在认证持续时间中随时间连续测量穿戴HMD设备的用户的头部形状的特征值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，认证包括：
取决于在认证持续时间期间测量特征值的次数来计算测量的特征值与预先注册的特征值之间的偏差值；
将计算的偏差值与预先设定的阈值进行比较；以及
当偏差值小于阈值时，认证穿戴HMD设备的用户的使用权限。
15.一种非临时性计算机可读记录介质，其上记录有用于在计算机上执行权利要求8所述的方法的程序。
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