CN111771156A - 具有生物特征感测的眼镜 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，眼镜包括光学元件、电子部件和被配置为支撑光学元件和电子部件的支撑结构。支撑结构限定了用于接纳用户头部的至少一部分的区域。眼镜还包括耦合到电子部件并由支撑结构支撑的生物特征传感器。所述生物特征传感器附接到所述支撑结构，并且被定位成在所述区域中检测表示用户生物特征的生物特征信号，以供电子部件处理。

Description

具有生物特征感测的眼镜

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月23日

等人提交的名称为“具有生物特征感测的眼镜(EYEWEAR HAVING BIOMETRIC SENSING)”的美国专利申请No.62/634,273的优先权(备案号No.ANON-104USP)，其内容通过引用完全并入本文。

技术领域

本文公开的主题总体上涉及眼镜，更具体地，涉及感测眼镜用户的生物特征(biometric)的眼镜。

背景技术

生物特征包括个体的身体特性/测量，例如心率、血压、血氧水平等。生物特征在确定个体的保健和健康方面是有用的。因此，用于感测生物特征参数的方便方法和装置是有用的。

附图说明

图1A是包括电子部件和支撑电子部件的支撑结构的眼镜示例的透视图。

图1B是图1A所示的眼镜示例的俯视图，示出了由眼镜限定的用于接纳佩戴眼镜的用户的头部的区域。

图1C是图1A所示眼镜示例的另一透视图。

图1D是由图1A的眼镜示例支持的电子部件的示例的框图。

图2是图1A所示的眼镜示例的框架的局部特写视图，描述了穿过框架布线(route)的柔性印刷电路板。

图3是生物特征传感器示例的透视图。

图4A是图1A所示眼镜示例的另一特写局部视图，描述了布线到位于鼻垫中的生物特征传感器的柔性印刷电路板。

图4B是图1A所示眼镜示例的另一特写局部视图，描述了布线到位于鼻垫中的多个生物特征传感器的柔性印刷电路板。

图5是描述用于制造具有图3中的生物特征传感器的眼镜的步骤的示例的一系列图示。

图6是图3中的定位在图1A的眼镜示例的框架上的生物特征传感器的图示。

图7是图3中的定位在图1A的眼镜示例的镜腿上的生物特征传感器的图示。

图8A是示出具有生物特征传感器的眼镜的操作的示例的流程图。

图8B是示出具有生物特征传感器的眼镜的操作的另一示例的流程图。

图8C是示出具有生物特征传感器的眼镜的操作的另一示例的流程图。

具体实施方式

在以下详细描述中，通过示例阐述了许多具体细节，以便提供对相关教导的透彻理解。然而，本领域技术人员应当明白，在没有这些细节的情况下，可以实践本教导。在其它实例中，我们相对高度地描述而没有详细描述公知的方法、过程、部件和电路，以便避免不必要地模糊本发明的各方面。

这里使用的术语“耦合”是指任何逻辑的、光学的、物理的或电的连接、链路等，通过它们由一个系统元件产生或提供的信号或光被传递到另一个耦合元件。除非另外描述，否则耦合的元件或设备不必彼此直接连接，并且可以由可以修改、操纵或承载光或信号的中间部件、元件或通信介质分开。

出于说明和讨论的目的，仅以示例的方式给出了结合了生物特征传感器的眼镜、关联部件和任何设备(例如在任何附图中示出)的取向。在操作中，眼镜可以在适合于眼镜的特定应用的方向上取向，例如向上、向下、侧向或其它取向。此外，就本文所使用的程度而言，任何方向术语，例如前、后、内、外、朝向、左、右、横向、纵向、上、下、上部、下部、顶部、底部和侧部，仅作为示例，并且不限于方向或取向。

在一个示例中，眼镜包括光学元件、电子部件和被配置为支撑光学元件和电子部件的支撑结构。支撑结构限定了用于接纳用户头部的至少一部分的区域。眼镜还包括耦合到电子部件并由支撑结构支撑的生物特征传感器。生物特征传感器附接到支撑结构，并且被定位成在该区域中检测表示用户生物特征的生物特征信号，以供电子部件处理。

在一个示例中，电子部件基于检测用户的生物特征信号的方法来控制眼镜。该方法包括通过眼镜中的电子部件触发眼镜中的生物特征传感器以检测表示用户的生物特征的生物特征信号。该方法还包括由电子部件处理生物特征信号以确定用户的生物特征。

生物特征是一个人可测量的身体特征。医疗行业使用生物特征来监测患者的身体特征。消费者使用专用生物特征设备来监测他们的健康状况。生物特征包括但不限于心率、血压、血氧水平、解剖结构(心脏、大脑等)的电活动。本公开描述了使用定位在眼镜上的各种传感器来测量生物特征的眼镜。如本文中所使用的，术语“眼镜”是指具有由用户佩戴的支撑结构的任何智能光学设备，包括但不限于智能眼镜、智能护目镜和显示屏。

图1A描述了用于测量生物特征的示例性眼镜12的前透视图。图示的眼镜12包括支撑结构13，该支撑结构13具有镜腿14A和14B以及框架16。眼镜12另外还包括铰接接头18A和18B、电子部件20A和20B以及芯线22A、22B和24。

支撑结构13在用户佩戴时支撑在用户的视野内的一个或多个光学元件。例如，框架16支撑一个或多个光学元件。这里使用的术语“光学元件”是指透镜、玻璃或塑料制的透明片、投影仪、屏幕、显示器和用于呈现视觉图像或用户通过其感知视觉图像的其它设备。在一个实施例中，相应镜腿14A和14B在相应的铰接接头18A和18B处连接到框架16。所示的镜腿14A和14B是细长构件，其具有在其中纵向延伸的芯线22A和22B。

在图1A中，镜腿14A被示出处于可佩戴状态，并且镜腿14B被示出为处于折叠状态。如图1A中所示，铰接接头18A将镜腿14A连接到框架16的右端部27A。类似地，铰接接头18B将镜腿14B连接到框架16的左端部27B。框架16的右端部27A包括在其中承载电子部件20A的壳体，并且左端部27B包括在其中承载电子元件20B的壳体。

塑料材料或其它材料将芯线22A与镜腿14A的外帽一起嵌入。芯线22A从相邻的铰接接头18A向镜腿14A的第二纵向端部纵向延伸。类似地，塑料材料或其它材料将芯线22B与镜腿14B的外帽一起嵌入。芯线22B从相邻的铰接接头18B向镜腿14B的第二纵向端部纵向延伸。芯线24从右端部(终端相邻的电子部件20A)延伸到左端部27B(终端邻近的电子元件20B)。

支撑结构13(例如镜腿14A、14B和/或框架16中的一个或两个)承载电子部件20A和20B。电子部件20A和20B包括电源、电力和通信相关电路、通信设备、显示设备、计算机、存储器、模块、和/或类似设备(未示出)。电子部件20A和20B还可以包括用于捕获图像和/或视频的相机/麦克风10，以及指示眼镜12的操作状态的指示器LED 11。

在一个示例中，除了嵌入其中的芯线22A、22B和24之外，镜腿14A和14B以及框架16由塑料材料、纤维素塑料(例如，纤维素乙酸酯)、生态塑料、热塑性材料等构成。芯线22A、22B和24为支撑结构13(即，镜腿14A、14B和/或框架16)提供结构完整性。另外，芯线22A、22B和/或24作为散热器(heat sink)发挥作用，以将由电子部件20A和20B产生的热量从电子部件传递出去，从而降低局部加热邻近电子部件20A和20B的可能性。这样，芯线22A、22B和/或24将电子部件热耦合到热源以提供针对热源的散热器。芯线22A和22B和/或24由相对柔性的导电金属或金属合金材料构成，例如铝、铝合金、镍-银合金和不锈钢中的一种或多种。

支撑结构13限定了区域50，该区域50在佩戴眼镜12时接纳用户的头部(例如，鼻子)的至少一部分。如图1B所示，支撑结构13可以限定其它区域(例如，由框架12和镜腿14A和14B限定的区域52)，用于接纳用户头部的另一部分(例如主要部分)。限定区域是包含用户头部的至少一部分的一个或多个区域，当用户佩戴眼镜12时，所述一个或多个区域被支撑结构包围、围绕、邻近和/或靠近支撑结构。眼镜12还包括一个或多个生物特征传感器(例如，生物特征传感器28C)。下面描述生物特征传感器的类型和设置的细节。

图1C描述了眼镜12的另一透视图，其具有用于说明目的的透明框架16。眼镜12包括电子设备20A和20B(例如，相机、麦克风、LED、无线收发器等)。另外，眼镜12包括安装在遍及框架16和/或镜腿14A和/或14B的一个或多个位置处的生物特征传感器(例如，生物特征传感器28A、28B和28C)。例如，生物特征传感器可以安装在鼻垫34A或34B(参见传感器28C)、电子设备20A的壳体(参见传感器28A)、镜腿区域30A和30B(参见传感器28B)等中的至少一个中。这些生物特征传感传感器可以包括光收发器、具有电极的探针等，并且电耦合到电子设备20A和20B(例如，通过一个或多个柔性印刷电路板(FPCB))。

如图1C所示，FPCB延伸穿过框架16和镜腿14A和14B的各个部分，以将这些电子设备20A和20B电连接到生物特征传感器。例如，如图1C所示，FPCB 26A(主要FPCB)延伸穿过框架16以将电子设备20A和20B耦合在一起。其它FPCB(辅助FPCB)可延伸穿过框架和镜腿。例如，辅助FPCB 26B和26C从主要FPCB 26A延伸到嵌入到鼻垫34B中的生物特征传感器28C。在另一示例中，FPCB 26D从电子设备20A延伸到嵌入到镜腿区域30A中的生物特征传感器28B。尽管未示出，另一FPCB从电子设备20B延伸到嵌入到镜腿区域30B中的生物特征传感器(未示出)。辅助FPCB的使用使得能够在遍及眼镜12的支撑结构的各个位置处嵌入其它电子设备(例如生物特征传感器等)。当用户佩戴眼镜12时，生物特征传感器位于提供用于检测用户的生物特征信号(例如，心率、血压等)的途径的位置处。

图1C中所示的FPCB 26A、26B、26C和26D包括用于在电子部件和生物特征传感器之间按路线发送电信号的一个或多个电迹线。在制造过程中，这些FPCB嵌入到眼镜12的框架和镜腿中。例如，两次注射成型工艺的第一次注射将塑料注射到模具中以形成镜腿14A和/或框架16的前半部。在形成前半部之后，FPCB与任何电子部件(例如生物特征传感器)一起在模具内相对于前半部的位置处插入。二次注射成型工艺的第二次注射将更多的塑料注射到模具中以覆盖部件并形成镜腿14A或框架16的后半部，使得框架16和/或镜腿14A的前半部和后半部包覆FPCB和电子设备。在模制框架和两个镜腿之后，它们被机械地连接在一起(例如，利用螺钉)以形成眼镜12。

将生物特征传感器嵌入框架16和/或镜腿14A和14B使得眼镜12能够检测用户的生物特征信号。为了实现该特征，框架16和/或镜腿14A和14B上的各种位置为各种类型的生物特征传感器提供支持。

图1D是连接到生物特征传感器113的示例电子部件20A和20B的框图。示出的电子部件20A和20B包括用于控制眼镜12中的各种设备的控制器100(例如，低功率处理器、图像处理器等)、用于实现眼镜12和客户端设备(例如未示出的智能电话)之间的通信的无线模块(例如蓝牙^TM)102、以及用于为眼镜12供电的供电电路104(例如电池、滤波器等)。电子部件20A和20B还包括用于存储数据(例如图像、视频、图像处理软件等)的闪速存储器106、用于向用户提供视觉信息(例如，指示)的LED 108(例如彩色LED)、用于触发眼镜12捕获图像/视频的按钮110(例如，瞬时按钮)、用于捕获图像/视频和声音的相机/麦克风112、用于向用户提供听觉信息(例如指示)的扬声器114以及生物特征传感器113(例如，IR传感器)。

无线模块102可以与客户端设备连接，诸如智能电话、平板设备、平板电话、膝上型计算机、台式计算机、联网设备、接入点设备或能够与无线模块102连接的任何其它这样的设备。这些连接可以例如使用蓝牙、蓝牙LE、Wi-Fi、Wi-Fi直连、蜂窝调制解调器和近场通信系统中的一个或多个以及这些系统中任一个的多个实例来实现。通信可以包括在眼镜12和客户端设备之间传送软件更新、图像、视频、声音(例如，由眼镜12捕获的图像可以被上传到智能电话)。

用于捕捉图像/视频的相机/麦克风112可以包括数字相机元件，例如电荷耦合器件、镜头或用于捕捉图像数据的任何其它光捕获元件。相机/麦克风112包括具有用于将声音转换成电信号的换能器的麦克风。

按钮110可以是物理按钮(例如，图1B中的按钮32)，当被按下时，该物理按钮向控制器100发送用户输入信号。按下按钮110达预定时间段(例如，三秒)可由控制器100作为打开眼镜12的请求来处理(例如，将眼镜12从关闭或睡眠操作模式转变为低功率操作模式)。

控制器100控制电子部件。控制器100包括用于从相机112接收信号并将这些信号处理成适于存储在存储器106中的格式的电路。控制器100通电并启动以在正常操作模式下操作，或进入睡眠模式。取决于各种电力设计元件，控制器100即使在其处于关闭状态和/或睡眠状态时也可以消耗少量的电力。然而，与控制器100处于开启状态时所使用的电力相比，该电力可以忽略，并且对电池寿命具有可忽略的影响。

在一个示例中，控制器100包括定制用于处理来自相机112的传感器数据的微处理器集成电路(IC)，以及由微处理器用于操作的易失性存储器。存储器可以存储由控制器100执行的软件代码。

每个电子部件都需要电力来运转。供电电路104，例如电池、电力转换器和分配电路(未示出)，可以提供电力以使电子部件运转。电池可以是诸如锂离子等的可再充电电池。电力转换器和分配电路可以包括用于滤波和/或转换电压以对各种电子部件供电的电子部件。

除了其它用途之外，LED 108是眼镜12上的指示器以指示多个功能。例如，LED 108可以在每次用户按压按钮110时发光，以指示眼镜12正在记录图像和/或视频和/或声音。这些LED可以位于如图1A所示的位置20B处。

除了上述电子部件之外，控制器100还耦合到生物特征传感器113。生物特征传感器113连接到控制器100，用于在用户正在佩戴眼镜12时监测/感测来自用户头部的生物特征信号。生物特征传感器113感测用户的生物特征信号，将该生物特征信号转换为表示性的电信号，并且将该电信号转发(relay)到控制器100。

生物特征传感器113位于眼镜12上的一个或多个位置(鼻垫、框架、镜腿等)，用于感测用户头部的生物特征信号。眼镜12的控制器100可以自动地控制生物特征传感器113的操作以检测生物特征信号。例如，眼镜12可以使用生物特征传感器113来检测用户鼻子中的血流。在该示例中，生物特征传感器113(位于眼镜12的鼻垫中)可以是红外(IR)收发器，其被配置为向用户的鼻子发射IR光并接收反射的IR信号。当佩戴眼镜12时，用户的鼻子至少部分地基于通过用户鼻子的血液流量来反射透射的IR光。在心跳过程中，当心脏收缩时，它通过动脉泵入血液，增加鼻子中的血压。在心跳之间，鼻子里的血压会下降。鼻子中的血压的大小影响反射的IR光的大小。因此，通过鼻子的血流振幅对于反射光进行调制。例如，反射光的强度在心跳期间增大，并且在心跳之间减小。该反射光被接收并转换(例如，通过生物特征传感器113中的光电电阻器)为相应的电信号，该电信号具有与心律相关的波峰和波谷。控制器100或个人计算设备(例如智能电话)接收并分析该电信号以确定一个或多个生物特征(例如，心率、血压等)。

定位在整个眼镜上的导线、PCB和FPCB实现了图1D中所示的控制器100与包括生物特征传感器的其它电子部件之间的各种电连接。这些电连接延伸穿过框架16和/或镜腿14A和14B的各个部分。

图2是示出了穿过框架布线的FPCB 26A的图1C中的眼镜12的局部特写视图。FPCB26A是眼镜12中的主要FPCB，并且将电子设备20A与电子设备20B电连接。辅助FPCB(未示出)支持与位于眼镜12的支撑结构13中的一个或多个位置处的生物特征传感器113的电连接。

图3中示出了一种类型的生物特征传感器113(图1D)的示例。所示生物特征传感器是红外(IR)收发器300，其包括IR发射器304、IR接收器302和电端子306/308。在操作期间，IR收发器300从IR发射器304发射IR信号，使用接收器302感测所发射的IR信号(例如由用户的皮肤反射的)的反射，并且对表示所感测的反射的电信号进行幅度调制。通常，如果在IR发射器304前面不存在物体，则IR接收器接收不到反射。然而，如果存在物体，则IR接收器302接收反射并生成电信号。

例如，当生物特征传感器300朝向用户鼻子定向时，用户的鼻子反射所发射的IR光，并且传感器接收所反射的IR光。该反射IR信号的强度取决于通过用户鼻子的血流。当用户的心脏将血液泵入鼻子时，鼻子中的血压升高。这样的血压升高反射更多IR光，因此IR收发器300接收更多反射的IR光。在心跳之间，血压下降，从而反射更少的IR光。因此，流过用户鼻子的血流在反射期间有效地对IR光进行了幅度调制，以便由IR收发器300接收，IR收发器又对流过端子306/308的电流进行幅度调制。然后，IR收发器300将该调制电流输出到控制器100用于进一步处理。例如，控制器100可以是信号处理器，其分析经调制的电流信号(例如，测量信号波峰之间的周期，测量信号波峰的振幅等)以确定生物特征(例如心率、血压等)。

生物特征传感器113(例如，IR收发器300)可以定位在眼镜12上的各个位置处。例如，如图4A和图4B中所示，眼镜12的一个或多个鼻垫可以嵌入生物特征传感器113以感测通过用户鼻子的血流。

图4A示出了图1A中的眼镜12的局部特写视图，其中辅助FPCB 26B从主要FPCB 26A延伸到定位在一个鼻垫中的IR收发器300。如上所述，IR收发器300朝向用户的鼻子发射IR光并且接收反射的IR光以产生相应的电信号。然后，控制器100可以分析该电信号以确定用户的生物特征。

眼镜12支持多个生物特征传感器。生物特征传感器可以相同或不同。另外，生物特征传感器感测相同的生物特征或感测不同的生物特征。在一个示例中，其中使用传感器来感测相同的生物特征，图4B描述了图1C中的眼镜12的特写视图，具有生物特征传感器300A和300B，其分别定位在两个鼻垫中的每一个中。在该示例中，辅助FPCB 26B和26C都从主要FPCB 26A延伸到相应生物特征传感器300A和300B。生物特征传感器300A和300B都照亮用户鼻子的相对侧，接收相应的IR反射，并将接收到的红外反射转换成电信号。在一个示例中，控制器100处理这两个电信号以确定生物特征。在另一示例中，控制器100通过将这两个电信号传递到确定生物特征的远程处理器来对其进行处理。

生物特征传感器300A和300B在用户头部的相同解剖区域中同时生成信号，产生如果不相同则类似的信号。控制器100可以使用这种关系来比较或组合所述信号。在一个示例中，控制器100比较信号以进行验证。如果比较指示信号显著不同，则这可指示传感器中的一个可能发生故障。在另一示例中，控制器100为了准确而对信号进行比较并组合。如果比较指示信号仅略微不同，则可将信号组合(例如，一起取平均值)以产生生物特征的更准确表示。在传感器感测不同生物特征的示例中，一个传感器可以感测第一类型的生物特征参数(例如，血压)，而另一传感器可以感测第二类型的生物学参数(例如脉搏率)。

为了降低操作期间的功率消耗，控制电子设备20A(例如，控制器100)经由FPCB向IR收发器300发送(例如周期性地或在用户的请求下)电信号，而不是连续地施加信号，这将增加功率消耗。例如，用户可以通过按压眼镜12上的按钮来发起生物特征的测量。控制器100使IR收发器300在规定的时间段通电，并使IR收发器300在其他时间段断电。这允许控制器100对用户的生物特征信号进行周期性地采样，同时降低总的功耗。例如，控制器100可以每5分钟以10秒采样间隔对传感器300输出的生物特征信号进行采样。控制器100由此能够监测生物特征信号，同时保存电池电力。

图5是一系列示例性步骤，其描述制造具有安装在鼻垫34B(参见图1C)中的生物特征传感器300B(参见图4B)的眼镜12的一系列示例性步骤。在第一步骤502中，将生物特征传感器300B安装(例如，焊接、粘附等)到FPCB 26B的一部分上。在第二步骤504中，鼻垫34B(例如弹性体)部分地覆盖生物特征传感器300B。然而，生物特征传感器300B的一部分仍然暴露，从而允许IR发射器304发射IR光，并且允许IR接收器302接收反射的IR光。鼻垫可以完全覆盖生物特征传感器300B，只要鼻垫足够透明以使光能够穿过即可。在第三步骤506中，模制过程(例如，两次注射模制过程)将生物特征传感器300B和鼻垫嵌入框架16中。

图6描述了在壳体包含电子部件20A的位置处嵌入到框架16中的生物特征传感器(例如IR收发器300)的视图600。在该示例中，生物特征传感器300安装到电子部件20A内的PCB并电耦合到该PCB。安装位置引导生物特征传感器300以在佩戴眼镜12时将IR发射器/接收器朝向用户头部所处的区域瞄准。电子部件20A的壳体还可以包括开口或透明部分602，其允许来自生物特征传感器300的IR光进入和离开壳体。

图7描述了根据另一示例嵌入在眼镜12的镜腿中的生物特征传感器(例如IR收发器300)。FPCB 26D从电子部件20A延伸到位于镜腿14A的一部分上的生物特征传感器300。尽管图7描述了安装在镜腿14A的端部处的生物特征传感器300，也可以将生物特征传感器安装在沿着镜腿14A或14B的其它位置处，只要安装位置使得生物特征传感器500在佩戴眼镜12时在感测用户皮肤的方向上瞄准即可。

在一个示例中，电子部件(在控制器100的控制下)将生物特征或信号发送到远程处理器，诸如基于信号计算生物特征的便携式电子设备(例如，智能电话)的处理器。便携式电子设备内的应用可以生成表示生物特征的覆盖(overlay)，并且使得该覆盖可用于添加到生物特征同时(例如，在十秒内)收集的图像。

现在，各种流程图进一步描述关于眼镜例如眼镜12的操作的细节。

图8A描述了诸如眼镜12(图1A)的眼镜的示例性操作的流程图，其中电子部件检测用户的生物特征信号。在步骤801中，控制器100监测生物特征传感器(例如IR传感器300)输出的电信号。控制器100以一种或多种方式利用该电信号，这在下面的示例中示出。

在第一示例中，在步骤802，控制器100将生物特征信号存储在内部存储器中。随后，控制器100分析该存储的信号或将该存储的信号发送到个人计算设备以用于进一步分析。例如，控制器100可以将所存储的电信号发送/下载到执行生物特征软件应用的便携式电子设备(例如，智能电话)。

在第二示例中，在步骤803，控制器100指示无线模块102向个人计算设备(例如，智能电话)发送感测到的生物特征信号以进行分析，而不是存储该信号。然后，个人计算设备计算生物特征(例如，心率、血压等)。

在第三示例中，在步骤804，控制器100直接向用户输出生物特征信号。例如，控制器100通过使用电信号调节佩戴者可见的LED的强度来向用户显示用户的心率。

在第四示例中，在步骤805，控制器100基于该信号计算用户的生物特征。例如，控制器100分析生物特征信号以确定心率、血压或用户的一些其它生物特征。然后，控制器100存储生物特征、向用户显示生物特征或向个人计算设备发送生物特征。

尽管图8A中的步骤802至805被示出为单独执行，它们可以以各种组合来使用。例如，控制器100可以首先存储检测到的生物特征信号，基于存储的信号计算生物特征(例如心率)，然后将生物特征发送到便携式电子设备以显示给用户。

图8B描述了示出诸如眼镜12的眼镜的示例性操作的进一步细节的另一流程图，其中电子部件检测来自用户的生物特征信号。在步骤821，控制器100向生物特征传感器(例如IR收发器300)施加电信号。生物特征传感器300发送IR信号并接收IR信号的反射。然后，生物特征传感器300的检测器(例如光电电阻器)基于反射的IR信号对电信号进行幅度调制。

在步骤822，控制器100检测由生物特征传感器300输出的调幅信号。在步骤823，控制器100确定检测是否足以(例如，在信号中接收到足够的信息)计算期望的生物特征。如果控制器100确定信号不足，则控制器100继续检测生物特征传感器300的输出。如果控制器100确定该信号是足够的，则控制器100在步骤824确定其是否应当分析该信号。例如，控制器100可以读取设置(例如，制造商设置、用户设置、软件开发者设置等)以确定是否应该分析信号。这些设置可以存储在闪速存储器106中，并且可以与在眼镜12或外部设备(例如，PC、智能电话等)上运行的软件应用程序相关。如果控制器100确定(例如，基于设置)其应当分析信号，则控制器100在步骤825分析信号以确定生物特征。然后，控制器100存储该生物特征以供稍后使用或用于向用户显示。例如，对信号的分析可有益于经由眼镜12向用户输出生物特征(例如，通过使眼镜12上的LED闪烁来显示心率变化性)。然而，如果控制器100(例如基于设置)确定其不应分析信号，则控制器100或者将信号存储在存储器中以供稍后使用，或者如步骤826所示将信号发送到便携式电子设备。然后，便携式电子设备对信号执行分析。例如，对于具有更多处理能力和/或显示选项以执行信号的分析并显示生物特征结果的外部设备(例如，智能电话等)来说，这可能是有益的(例如，智能电话可以从眼镜12接收生物特征信号，分析该信号，然后显示生物特征结果的图形图表)。

图8C描述了示出诸如眼镜12的眼镜的示例性操作的细节的另一流程图，其中电子部件检测来自用户的生物特征信号。在步骤831，控制器100触发生物特征传感器(例如IR收发器300)以检测生物特征信号。控制器100可指示IR收发器300发射IR信号并发送由IR收发器300检测到的反射IR信号(利用用户的生物特征来调制；生物特征信号)。在步骤832，控制器100处理生物特征信号以确定生物特征。控制器100可以解调生物特征信号，以恢复调制到生物特征信号上的生物特征。在步骤833，控制器100使用听觉指示器(例如，经由扬声器)或视觉指示器(例如，经由LED)向用户输出生物特征信号或生物特征。例如，如果心率是生物特征，则控制器100可以控制LED以心率进行闪光，或者控制扬声器以心率发出哔哔声。

虽然本公开的说明书和附图集中在红外(IR)生物特征传感器的实施方式上，但是眼镜12可以利用其它传感器。在第一示例中，可以使用发射和接收光谱的其它波段中的光的光传感器。在第二示例中，生物特征传感器可以是用于检测用户解剖结构的电活动的电极。例如，眼镜12的鼻垫、框架和镜腿提供电极接触用户皮肤的位置。然后，由这些电极检测到的电信号可以指示用户的心脏、大脑、面部特征等的电活动(电生理模式)。然后，控制器100将存储、发送或分析这些信号以确定其它生物特征。

图8A至图8C中的步骤可以在加载和执行有形地存储在有形计算机可读介质上的软件代码或指令时由电子部件的控制器100执行，所述软件代码或指令例如存储在磁介质(例如计算机硬盘驱动器)、光学介质(例如光盘)、固态存储器(例如闪速存储器)或本领域已知的其它存储介质上。因此，软件代码或指令有形地存储在有形计算机可读介质上，可以执行本文所述的控制器的任何功能，例如可以实现图8A至8C中的步骤。在由控制器加载和执行这样的软件代码或指令时，控制器可以执行本文描述的控制器的任何功能，包括本文描述的图8A至图8C中的步骤。

本文中使用的术语和表述具有与相应的探究和研究领域相关的这些术语和表述相同的普通含义，除非本文中另有规定。诸如第一和第二等的关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个区分开，而不必要求或暗示这些实体或者动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”或其任何其它变型旨在涵盖非排他的包含，使得包括或包含一系列元件或步骤的工艺、方法、制品或装置不仅包括那些元件或步骤，还可包括未明确列出的或该工艺、方法、制品、或装置固有的其它元件或步骤。在没有进一步限制的情况下，在“一”或“一个”之前的要素不排除在构成该要素的工艺、方法、制品或装置中存在额外的相同要素。

除非另有说明，本说明书中所述的任何和所有测量值、值、额定值、位置、量值、尺寸和其它规范，包括在随后的权利要求中，都是近似的，并不精确。这样的量具有一个合理的范围，该范围与它们所涉及的功能和它们所属领域的常规功能一致。例如，除非另有明确说明，参数值等可以与所述量相差多达±10％。

另外，具体实施方式在各种示例中将各种特征分组在一起，以使本公开流线化。本公开的方法不应被解释为反映所要求保护的示例需要比每个权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，要保护的主题不在于任何单个公开示例的所有特征。因此，以下权利要求在此并入到具体实施方式中，每个权利要求本身作为单独要求保护的主题。

虽然上文已经描述了被认为是最佳模式的示例和其它示例，但是应当理解，可以在其中进行各种修改，并且可以以各种形式和示例来实现本文公开的主题，并且它们可以应用于许多应用中，这里仅描述了其中的一些应用。所附权利要求书旨在要求保护落在本发明概念的真实范围内的任何和所有修改和变型。

Claims (20)

1.一种眼镜，其包括：

光学元件；

电子部件；

支撑结构，所述支撑结构被配置成支撑所述光学元件和所述电子部件，所述支撑结构限定用于接纳用户头部的至少一部分的区域；以及

生物特征传感器，所述生物特征传感器耦合到所述电子部件并由所述支撑结构支撑，所述生物特征传感器附接到所述支撑结构并定位成在所述区域中检测表示所述用户的生物特征的生物特征信号以供所述电子部件处理。

2.根据权利要求1所述的眼镜，其中，所述眼镜还包括：

柔性印刷电路板(FPCB)，所述FPCB位于所述支撑结构内，所述FPCB将所述生物特征传感器连接到所述电子部件。

3.根据权利要求1所述的眼镜，其中，所述生物特征传感器包括红外(IR)发射器和IR接收器，并且，所述电子部件被配置为控制所述IR发射器发射IR信号并从所述IR接收器接收所述生物特征信号。

4.根据权利要求1所述的眼镜，其中，所述生物特征信号对应于佩戴所述眼镜的用户的心率或血压。

5.根据权利要求1所述的眼镜，其中，所述支撑结构包括：

框架；以及

镜腿，该镜腿连接到所述框架，所述镜腿和所述框架限定用于接纳所述用户头部的至少一部分的区域。

6.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述眼镜还包括：

鼻垫，所述鼻垫定位在所述框架上，所述生物特征传感器被定位在至少一个所述鼻垫内。

7.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述生物特征传感器被定位在至少一个镜腿上邻近用户耳朵的位置处。

8.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述眼镜还包括：

柔性印刷电路板(FPCB)，其位于所述框架内，

其中，所述框架包括光学边框，并且所述FPCB从所述电子部件通过至少一个所述光学边框延伸到所述生物特征传感器。

9.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述眼镜还包括：

柔性印刷电路板(FPCB)，其位于所述镜腿内，

其中，所述FPCB通过所述镜腿从所述电子部件延伸到所述生物特征传感器。

10.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述电子部件还包括：控制器，所述控制器被配置成分析所述生物特征信号以确定所述用户的生物特征；以及输出设备，所述输出设备被配置成输出对应于所述用户的所述生物特征的听觉或视觉指示。

11.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述电子部件还包括存储器设备，所述存储器设备被配置为记录所述生物特征信号以供个人计算设备下载。

12.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述电子部件还包括无线收发器，所述无线收发器被配置为将所述生物特征信号发送到个人计算设备以进行处理。

13.根据权利要求5所述的眼镜，其中，所述眼镜还包括：

另一生物特征传感器，所述另一生物特征传感器定位在所述框架或一个所述镜腿中的至少一个上，并且被定位成检测表示所述用户的相同生物特征或不同生物特征的另一个生物特征信号以供所述电子部件处理。

14.根据权利要求13所述的眼镜，其中，所述电子部件处理所述生物特征信号与另一个生物特征信号两者以确定所述生物特征。

15.一种眼镜控制方法，用于检测用户的生物特征信号，该方法包括：

通过眼镜中的电子部件触发所述眼镜中的生物特征传感器以检测表示用户的生物特征的生物特征信号；以及

由所述电子部件处理所述生物特征信号以确定所述用户的所述生物特征。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括：

由所述电子部件的控制器在预定时间段内对所述生物特征信号进行采样，并将样本存储在所述电子部件的存储器设备中。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括：

由所述电子部件的收发器将所述生物特征信号发送到远离所述眼镜的个人计算设备，用于处理以确定佩戴所述眼镜的用户的生物特征。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括：

由所述电子部件的控制器分析所述生物特征信号以确定佩戴所述眼镜的所述用户的所述生物特征。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括：

由所述电子部件的听觉或视觉指示器向佩戴所述眼镜的用户输出所述生物特征信号。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述触发步骤包括：

由所述电子部件周期性地触发所述生物特征传感器以将红外(IR)信号发送到所述眼镜的被配置为接纳用户头部的至少一部分的区域，并且接收用于分析的反射IR信号，以检测表示所述用户的生物特征的所述生物特征信号。

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