CN117529683A - 具有可连接透镜组件的可头戴式设备 - Google Patents

Abstract

一种可头戴式设备可以包括提供视力矫正的模块和模块之间的可操作连接。通过提供具有模块化特征的可头戴式设备，某些透镜组件可以为任何给定用户提供期望的视力矫正，并且便于为不同用户更换不同的透镜组件。透镜组件可以经由通过其所附接到的光学组件的可操作连接来识别其自身和/或其特征(例如，视力矫正和/或用户识别)。通过提供通过光学组件的可操作连接，可以减少部件数量、重量、复杂性和安装程序。通过将提供可操作连接的电缆与外部环境密封，可以增强连接的可靠性和稳健性。

Description

具有可连接透镜组件的可头戴式设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年6月16日提交的名称为“HEAD-MOUNTABLE DEVICES WITHCONNECTABLE LENS MODULES”的美国临时申请63/211,436号的权益，该临时申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本说明书整体涉及可头戴式设备，并且更具体地，涉及具有可连接透镜组件的可头戴式设备。

背景技术

用户可佩戴可头戴式设备以在该用户的视场内显示视觉信息。可头戴式设备可用作虚拟现实(VR)系统、增强现实(AR)系统和/或混合现实(MR)系统。用户可观察由可头戴式设备提供的输出，诸如在显示器上提供的视觉信息。显示器可任选地允许用户观察在可头戴式设备外部的环境。由可头戴式设备提供的其他输出可包括扬声器输出和/或触觉反馈。用户可通过提供输入以供可头戴式设备的一个或多个部件进行处理来进一步与该可头戴式设备交互。例如，在设备安装到用户的头部的同时，该用户可以提供触觉输入、语音命令和其他输入。

附图说明

本主题技术的一些特征在所附权利要求书中予以阐述。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。

图1示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的顶视图。

图2示出了根据本公开的一些实施方案的图1的可头戴式设备的后视图。

图3示出了根据本公开的一些实施方案的图1的可头戴式设备的透镜组件和光学组件的分解透视图。

图4示出了根据本公开的一些实施方案的图3的透镜组件和光学组件的透视图。

图5示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的透镜组件的一部分的透视图。

图6示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的光学组件的一部分的透视图。

图7示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的透镜组件的一部分的透视图。

图8示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的光学组件的一部分的透视图。

图9示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的透镜组件的一部分的透视图。

图10示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的光学组件的一部分的透视图。

图11示出了根据本公开的一些实施方案的图1的可头戴式设备的透镜组件和光学组件的分解透视图。

图12示出了根据本公开的一些实施方案的图3的透镜组件和光学组件的透视图。

图13示出了根据本公开的一些实施方案的包括用于控制可头戴式设备的操作的过程的流程图。

图14示出了根据本公开的一些实施方案的可头戴式设备的框图。

具体实施方式

下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说将清楚和显而易见的是，本主题技术不限于本文示出的具体细节并且可在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。

可头戴式设备，诸如头戴式显示器、头戴式耳机、护目镜、智能眼镜、平视显示器等，可执行由可穿戴设备所包括的部件(例如，传感器、电路和其他硬件)管理的一系列功能。

当针对佩戴可头戴式设备的用户的需要定制输出时，最佳地体验由可头戴式设备执行的许多功能。特别地，可以以适应用户视力的方式提供可头戴式设备的视觉输出特征，包括视力缺陷和/或视力矫正的需要。例如，可头戴式设备可以包括允许用户正确地观看可头戴式设备的视觉输出特征的矫正透镜或者可以与该矫正透镜组合。为了允许给定的可头戴式设备可由不同用户使用，矫正透镜可被提供为可附接、可移除和/或可与其他矫正透镜交换的单独模块。因此，任何给定用户都可在使用具有适当的对应矫正透镜组的可头戴式设备时正确地观看视觉输出特征。

本公开的系统、设备和方法可以提供一种具有提供视力矫正的模块和模块之间的可操作连接的可头戴式设备。通过提供具有模块化特征的可头戴式设备，某些透镜组件可以为任何给定用户提供期望的视力矫正，并且便于为不同用户更换不同的透镜组件。透镜组件可以经由通过其所附接到的光学组件的可操作连接来识别其自身和/或其特征(例如，视力矫正和/或用户识别)。通过提供通过光学组件的可操作连接，可以减少部件数量、重量、复杂性和安装程序。通过将提供可操作连接的电缆与外部环境密封，可以增强连接的可靠性和稳健性。

以下参考图1-图14来论述这些实施方案和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

根据一些实施方案，例如如图1所示，可头戴式设备10包括HMD组件100，该HMD组件具有佩戴在用户头部上的框架110。框架110可定位在用户的眼睛的前面以在用户的视场内提供信息。HMD组件100可提供鼻托或另一特征以搁置在用户的鼻子上和/或接合用户面部的其他部分。

框架110可通过头部接合器120支撑在用户的头部上。头部接合器120可沿用户的头部的相对两侧缠绕或延伸。头部接合器120可任选地包括用于缠绕或者以其他方式接合或搁置在用户的耳朵上的耳机。应当理解，可应用其他配置来将可头戴式设备10固定到用户的头部。例如，除了可头戴式设备10的所例示的部件之外或作为其代替，可使用一个或多个绑带、条带、束带、盖、帽或其他部件。又如，头部接合器120可以包括用于接合用户的头部的多个部件。

框架110可以提供围绕其外围区域的结构，以将HMD组件100的任何内部部件支撑在其组装位置。例如，框架110可包封并支撑各种内部部件(包括例如集成电路芯片、处理器、存储器设备和其他电路)，以为可头戴式设备10提供计算和功能操作，如本文进一步所讨论。虽然在框架110内示出了若干部件，但将理解，这些部件中的一些或全部可位于可头戴式设备10之内或之上的任何位置。例如，这些部件中的一个或多个部件可定位在可头戴式设备10的头部接合器120内。

框架110可以包括和/或支撑一个或多个相机130。相机130可定位在框架110的外侧112上或附近，以捕获在可头戴式设备10外部的视图的图像。如本文所使用，可头戴式设备的一部分的外侧是背向用户和/或朝向外部环境的一侧。所捕获的图像可用于显示给用户或存储用于任何其他目的。相机130中的每一个相机可以是可沿外侧112移动的。例如，可提供轨道或其他引导件以便于相机130在该轨道或其他引导件中的移动。

可头戴式设备10可以包括光学组件140，该光学组件提供视觉输出以供佩戴可头戴式设备10的用户观看。一个或多个光学组件140可定位在框架110的内侧114之上或附近。如本文中所使用，可头戴式设备的一部分的内侧114是面朝用户和/或背离外部环境的一侧。

光学组件140可以透射来自物理环境的光(例如，如由相机所捕获)以供用户观看。此类光学组件140可包括光学特性，诸如用于基于来自物理环境的入射光的视力矫正的透镜。附加地或另选地，光学组件140可以作为用户的视场内的显示器来提供信息。可替代物理环境的视图或除了(例如，覆盖)物理环境之外来提供此类信息。

物理环境涉及人们在不一定需要电子设备帮助的情况下能够感测和/或与其交互的物理世界。计算机生成现实环境涉及人们在电子设备帮助的情况下感测和/或交互的完全或部分模拟的环境。计算机生成现实的示例包括混合现实和虚拟现实。混合现实的示例可包括增强现实和增强虚拟。使得人能够感测各种计算机生成的现实环境和/或与各种计算机生成的现实环境交互的电子设备的一些示例包括头戴式系统、基于投影的系统、平视显示器(HUD)、具有集成显示能力的车辆挡风玻璃、具有集成显示能力的窗户、被形成为设计成放置在人的眼睛上的透镜(例如类似于隐形眼镜)的显示器、耳机/听筒、扬声器阵列、输入系统(例如具有或不具有触觉反馈的可穿戴或手持式控制器)、智能电话、平板电脑以及台式/膝上型计算机。可头戴式设备可具有集成式不透明显示器，具有透明或半透明显示器，或者被配置为接纳外部不透明显示器(例如，智能电话)。

再次参考图1，可头戴式设备可以包括一个或多个透镜组件200。透镜组件200可以是或包括用于提供矫正视力能力的一个或多个透镜。应当理解，在使用多个透镜的情况下，透镜组件200的透镜可一起提供或分开提供(例如，用于组合)。一个透镜组件200可应用于多个(例如，两个)光学组件140中的每一个，如本文进一步描述的。

现在参考图2，可头戴式设备的光学组件可以是可调节的，以适应佩戴可头戴式设备的用户的面部特征并且将每个光学组件与用户的对应眼睛对准。

如图2所示，框架110可支撑传感器170。传感器170可以被定位和布置成检测用户的特性，诸如面部特征。例如，这样的用户传感器可执行面部特征检测、面部运动检测、面部识别、眼睛跟踪、用户情绪检测、用户情感检测、语音检测等。

如图2中进一步所示，每个光学组件140可以被调整为与用户的相应眼睛对准。例如，每个光学组件140可以沿一个或多个轴线移动，直到每个光学组件140的中心与对应眼睛的中心对准为止。因此，光学组件140之间的距离可基于用户的瞳距(“IPD”)来设置。IPD被定义为用户眼睛的瞳孔中心之间的距离。

一对光学组件140可安装到框架110，并且分隔开一定距离。该一对光学组件140之间的距离可被设计以对应于用户的IPD。该距离可以是能够调整的，以考虑可能佩戴可头戴式设备10的不同用户的不同IPD。举例来说，光学组件140中的任一者或两者可移动地安装到框架110，以准许光学组件140侧向地移动或平移以使距离更大或更小。可使用任何类型的手动或自动机构以准许光学组件140之间的距离为可调整距离。例如，光学组件140可经由可滑动的轨道或引导件安装到框架110，该轨道或引导件准许光学组件140中的一个或多个光学组件的手动或电子致动的移动以调整其间的距离。

附加地或另选地，可基于对应于当光学组件140定位在目标位置处时用户对该光学组件的感知的期望视觉效果而将光学组件140移动到目标位置。可基于用户的焦距和/或系统的光学元件来确定目标位置。例如，用户的眼睛和/或系统的光学元件可以确定光学组件140的视觉输出将如何被用户感知。光学组件140与用户眼睛之间的距离和/或光学组件140与一个或多个光学元件之间的距离可被改变，以将光学组件140放置在对应焦距处、对应焦距内或对应焦距外。这类调整可适用于适应特定用户的眼睛、矫正透镜和/或所需光学效果。

现在参考图3和图4，透镜组件可以耦合到光学组件，并且光学组件可以提供透镜组件与可头戴式设备的控制板之间的可操作连接。

如本文所用，“模块化”或“模块”可以指允许用户结合另一个物品(诸如可头戴式设备的光学组件)将物品(诸如透镜组件)连接、安装、移除、交换和/或更换的特征。透镜组件与光学组件的连接可以被执行和颠倒，随后另一透镜组件与相同光学组件或另一光学组件与相同透镜组件断开和连接。这样，多个透镜组件可以相对于给定的光学组件彼此交换。此外，多个光学组件可以与任何给定的透镜组件一起使用。

透镜组件可以允许此后移除透镜组件的方式连接到光学组件。连接可以是完全可逆的，使得当透镜组件和光学组件断开时，透镜组件和光学组件中的每一者均恢复到连接之前保持的状态。该连接可以是完全可重复的，使得在透镜组件和光学组件断开之后，相同或不同的光学组件和透镜组件对可以以相同的方式连接。

透镜组件和光学组件可以以固定透镜组件和光学组件相对于彼此的相对位置的方式连接。透镜组件和光学组件可以以在它们之间提供通信链路的方式连接。在透镜组件和光学组件连接时，可以实现和保持固定位置和通信链路。当透镜组件与光学组件断开时，可以移除固定位置和通信链路。

如图3所示，每个光学组件140可以包括在光学组件壳体142内的显示器144。光学组件壳体142可以围绕显示器144的外周边并且向其提供支撑。另外，光学组件壳体142可以限定光学组件140的周边的至少一部分。

光学组件140的显示器144可以被操作从而为用户显示视觉信息。例如，显示器144可以通过利用例如数字光投射、OLED、LED、uLED、硅基液晶、激光扫描光源或这些技术的任何组合来提供视觉(例如，图像或视频)输出。

显示器144的操作可由控制板160控制。控制板160可以通过各种连接中的一种或多种可操作地连接到光学组件140的显示器144。例如，一个或多个外部光学组件连接器154可以包括用于进行电气连接的元件，例如至少部分可折叠的弹簧针和/或由控制板160的控制板连接器164提供的接触垫。又如，外部光学组件连接器154的弹簧针可以是弹簧加载的，和/或控制板连接器164的接触垫可以由导电泡沫或弹性体形成。可以理解，零件的布置可以改变，例如，使用从控制板160延伸的弹簧针和/或定位在光学组件140的外部光学组件连接器154处的接触垫。

如图3进一步所示，每个透镜组件200可以包括透镜组件壳体242内的透镜244。透镜组件壳体242可围绕透镜244的外周边并向其提供支撑。另外，透镜组件壳体242可限定透镜组件200的周边的至少一部分。

透镜244可以提供一种或多种类型的光学效果和/或视力矫正。透镜244可包括如产生期望光学效果所需的其他光学部件。例如，透镜244可在适当时为给定用户提供针对光的视力矫正。这种矫正可以是球面的、非球面的、超环面的、柱面的、单视的、多焦点的、渐进的、和/或可调节的。又如，透镜244可包括一个或多个漫射器、滤光器、偏振器、棱镜、分束器、衍射光栅、反射镜和/或窗口。不同透镜组件200的透镜244之间的矫正或其他效果的差异可包括矫正类型、屈光度、矫正轴等的变化。各种矫正组合可被提供有不同的透镜组件200。因此，不同的用户可根据需要使用不同的透镜组件200和/或不使用透镜组件200。

透镜组件200可以包括由透镜组件壳体242支撑的一个或多个透镜组件接合器246(例如，磁体)，并且光学组件140可以包括由光学组件壳体142支撑的一个或多个光学组件接合器146(例如，磁体)。透镜组件接合器246和光学组件接合器146可便于以相对位置和取向将透镜组件200耦合到光学组件140，该相对位置和取向将透镜组件200的透镜244相对于光学组件140的显示器144对准在优选位置和取向中。例如，透镜组件接合器246可以可释放地接合光学组件140的光学组件接合器146，以将透镜组件200耦合到光学组件140。应该理解，这样的放置可以允许透镜组件200安全地保持在将透镜244放置在用户的视场内和/或在用户和光学组件140的显示器144之间的任何位置。

可提供各种接合器中的一个或多个以将模块彼此固定。例如，可包括诸如锁、闩锁、卡扣、滑动件、通道、螺钉、扣环、螺纹、磁铁、销、干涉(例如，摩擦)配合、滚压机、卡销、熔合材料、织物、针织物、编织物、钩环紧固件和/或它们的组合的机构，以将模块耦合和/或固定在一起。模块可保持彼此固定，直到任选的释放机构被致动为止。可以提供释放机构以由用户接近。

透镜组件200可以是电子透镜组件。例如，电子透镜组件200可以包括通过控制和/或引导电流来向可头戴式设备提供一个或多个功能的电子部件220。电子部件220的非限制性示例包括传感器、天线、光发射器、存储器、处理器等。如本文进一步描述的，当电子透镜组件200耦合到光学组件140时，电子部件220可以向可头戴式设备提供这样的功能。电子部件220可以通过光学组件140可操作地连接到可头戴式设备(例如，控制板160)。

例如，电子部件220可以可操作地连接到电子透镜组件200的透镜组件连接器250。透镜组件连接器250可以在电子透镜组件200的外侧上，该电子透镜组件在连接到光学组件140时面向该光学组件。又如，光学组件140可包括内部光学组件连接器150。内部光学组件连接器150可以在光学组件140的内侧上(例如，当佩戴时面向用户)。透镜组件连接器250和内部光学组件连接器150可以各自提供通信接口。通信接口可以包括一个或多个导电接触件(例如，电极)，其被配置为当电子透镜组件200耦合到光学组件140时(例如，通过光学组件接合器146和透镜组件接合器246)与另一导电接触件(例如，电极)进行电接触。附加地或可替换地，连接器可以包括手动连接以建立通信接口的通信接口。这种连接器可以包括ZIF连接器、非ZIF连接器、滑动连接器、翻转致动器连接器和/或FPC对板连接器。在一些示例中，通信接口可以是分离的并且独立于接合器。可选地，当接合器耦合在一起时，通信接口可被连接。附加地或可替换地，通信接口可以集成到相应的接合器中。

一个或多个外部光学组件连接器154可以通过一个或多个电缆152可操作地连接到内部光学组件连接器150。一个或多个电缆152可以包含在光学组件140的光学组件壳体142内。因此，一个或多个电缆152可被密封并与外部环境分离，使得一个或多个电缆152被保护以免暴露于外部环境。例如，一个或多个电缆152可以在其所有侧面上被光学组件壳体142包围。光学组件壳体142可以围绕一个或多个电缆152的整体形成(例如，模制)。一个或多个电缆152可任选地包括一个或多个其他层，例如绝缘涂层。一个或多个电缆152可以在其端部处终止于内部光学组件连接器150和外部光学组件连接器154处。内部光学组件连接器150和外部光学组件连接器154中的每个可以提供对应的通信接口以提供可操作的连接。

因此，电子透镜组件200的电子部件220可以通过透镜组件连接器250、内部光学组件连接器150、一个或多个电缆152、外部光学组件连接器154和/或控制板连接器164可操作地连接到控制板160和/或可头戴式设备的其他部件。应当理解，可提供其他连接器和/或可将本文所述的一个或多个连接器合并成一体连接。

如本文所述，当电子透镜组件200耦合到光学组件140时，电子部件220可以向可头戴式设备提供一个或多个功能。在一些示例中，电子部件220可以提供对应于电子透镜组件200和/或用户的识别信息。例如，任何给定电子透镜组件200的透镜244可以基于其身份提供已知类型的视力矫正。可以基于用户的眼睛检查、处方和/或选择为用户选择这样的透镜244。诸如库存单位(“SKU”)的对应指示符可被分配用于参考并且便于为给定用户选择电子透镜组件200。对应于透镜类型的信息可以被存储在电子透镜组件200的电子部件220上。例如，电子部件220可以包括存储器或其他存储设备。存储在电子部件220上的信息可以包括对应于透镜244的指示符(例如，SKU)、由透镜244提供的视力矫正的类型和/或可以由可头戴式设备使用的其他信息。例如，可头戴式设备可以基于在任何给定时间使用的所确定的透镜来改变显示器的输出。

附加地或可替换地，电子部件220可以包含对应于电子透镜组件200所属的用户的信息。例如，不同的用户可能需要不同的视力矫正和/或没有视力矫正。因此，基于在任何给定时间哪个用户正在佩戴可头戴式设备，不同的透镜组件200可以根据需要可互换地耦合。特定透镜可以与特定用户相关，使得可头戴式设备可以基于由电子部件220提供的信息来确定哪个用户正在佩戴可头戴式设备。例如，可头戴式设备可以基于所确定的用户来改变显示器的输出和/或其其他操作以匹配用户的预选偏好和/或设置。因此，基于从电子部件220接收到信息，可针对给定用户定制适合可头戴式设备的操作。

在一些实施方案中，电子部件220可以是或包括传感器或其他输入设备。这种传感器可以从电子透镜组件200的位置(例如，在光学组件140和用户的面部之间)执行检测和/或进行测量。

电子部件220可以包括用户传感器。在透镜组件的这种位置处，这种传感器可以相对靠近用户的面部以获得详细的测量结果。例如，电子部件220可以包括接近传感器以检测到用户面部的距离。又如，电子部件220可以包括用于执行面部特征检测、面部运动检测、面部识别、眼睛跟踪、用户心境检测、用户情绪检测、语音检测等的传感器。

电子部件220可以包括环境传感器。在透镜组件的这种位置处，可以确定可头戴式设备的空间或腔室内的条件。这样的条件可以是有意义的，因为它们表示当用户佩戴可头戴式设备时用户的面部所暴露的条件。例如，电子部件220可包括热(例如，温度)和/或湿度传感器以检测与用户面部相邻的区域处的温度和/或湿度。又如，电子部件220可以包括环境光传感器，以检测来自外部环境的光是否已经穿透到可头戴式设备与用户的面部之间的空间中。

电子部件220可以包括HMD传感器，诸如惯性测量单元(“IMU”)、磁力计、陀螺仪、加速度计、全球定位传感器、倾斜传感器等，以确定电子透镜组件200的状况(例如，相对于光学组件140等)。此类传感器可以被配置为基本上感测任何类型的特性，诸如但不限于图像、压力、光、触摸、力、温度、位置、运动等。在适用的情况下，当透镜组件耦合到光学组件和/或可头戴式设备由用户佩戴时，所检测的状况可以与用户和/或可头戴式设备相关。

在一些实施方案中，电子部件220可以是输出设备。例如，电子部件220可以包括发光器件，该发光器件提供可由用户视觉检测的通知或其他信息。又如，输出设备可在用户的面部附近提供其他输出。

在一些实施方案中，电子部件220可包括可操作部件，诸如天线、NFC标签、冷却设备、加热设备或当电子透镜组件200耦合到光学组件140时可由可头戴式设备主动操作的其他部件。

现在参考图5-图10，一个或多个光学组件连接器和/或透镜组件连接器可以包括用于在光学组件和透镜组件之间提供可操作连接的电接触件。

如图5所示，电子透镜组件200可提供一个或多个透镜组件连接器250，其从透镜组件壳体径向向内或径向向外突出以提供用于接触另一连接器的表面。突起可以是弹簧偏置的，使得透镜组件连接器250可以根据需要缩回，同时施加相反的力以增强接合。例如，如图6所示，光学组件可提供一个或多个光学组件连接器150，其从光学组件壳体径向向外或径向向内面对以提供用于接触一个或多个透镜组件连接器250和/或被该一个或多个透镜组件连接器接触的表面。通过提供彼此相对同时径向向内和径向向外面对的表面，连接器的表面可以在连接和断开期间利用相对横向运动来擦拭。这可以帮助维持表面的清洁度。

如图7所示，电子透镜组件200可提供一个或多个透镜组件连接器250，其从透镜组件壳体轴向向外突出以提供用于接触另一连接器的表面。突起(例如，弹簧针)可以是弹簧偏置的，使得透镜组件连接器250可以根据需要缩回，同时施加相反的力以增强接合。例如，如图8所示，光学组件可以提供一个或多个光学组件连接器150，其从光学组件壳体轴向面对以提供用于接触一个或多个透镜组件连接器250和/或该被一个或多个透镜组件连接器接触的表面。通过提供在轴向面对的同时彼此相对的表面，连接器的表面能够在沿轴向方向连接时彼此压靠。

如图9所示，电子透镜组件200可提供一个或多个透镜组件连接器250，其从透镜组件壳体以倾斜角度(即，相对于中心轴线或光轴)从凹部内突出以提供用于接触另一连接器的表面。突起可以是弹簧偏置的，使得透镜组件连接器250可以根据需要缩回，同时施加相反的力以增强接合。例如，如图10所示，光学组件可提供一个或多个光学组件连接器150，其从光学组件壳体以倾斜角度(即，相对于中心轴线或光轴)面对，以提供用于接触一个或多个透镜组件连接器250和/或被该一个或多个透镜组件连接器接触的表面。倾斜角度可以是互补的。通过提供彼此相对同时以倾斜角度面对的表面，连接器的表面可以在连接和断开期间利用相对横向运动来擦拭。这可以帮助维持表面的清洁度。光学组件连接器150的突起的尺寸可以被确定为配合在包含透镜组件连接器250的凹部内，使得机械耦合通过在进行连接时可以被用户感觉到的配合接合而增强。

应当理解，在本文的每个示例中，透镜组件连接器250的特征可以应用于一个或多个光学组件连接器150，并且光学组件连接器150的特征可以应用于一个或多个透镜组件连接器250。这样，接合的方向可以颠倒以实现相同或相似的结果。

现在参考图11和图12，透镜组件可以根据需要适应光学组件的移动以适应特定用户。

光学组件140可根据需要相对于框架110移动(例如，用于IPD调节等)。当光学组件140移动时，电子透镜组件200可以在耦合到光学组件140时与该光学组件一起移动。另外，电子透镜组件200和控制板160之间的可操作连接可以在光学组件140和电子透镜组件200的整个移动过程中保持。

在一些实施方案中，如图11所示，电子透镜组件200和光学组件140可以与控制板160一起移动。例如，光学组件140可以可选地牢固地安装到控制板160，使得光学组件140和控制板160作为集成单元一致地移动。外部光学组件连接器154(例如，弹簧针)可以可操作地连接(例如，通过通信接口)到控制板160的控制板连接器164(例如，接触垫)。

在一些实施方案中，如图12所示，电子透镜组件200和光学组件140可相对于控制板160移动，同时保持可操作的连接。例如，光学组件140可以相对于控制板和/或可头戴式设备的其他部件沿着一个或多个轴移动(例如，经由马达或其他机构)。外部光学组件连接器154(例如，弹簧针)也可以相对于控制板160的控制板连接器164(例如，接触垫)移动。当光学组件140移动时，外部光学组件连接器154的至少一部分可以保持与控制板连接器164接触。因此，可以在整个运动范围内保持可操作的连接。

应当理解，可以提供其他机构以在光学组件和控制板160的整个相对运动期间维持可操作的连接。例如，外部光学组件连接器154和/或控制板连接器164可以包括维持连接同时允许部件相对于彼此移动的一定长度的柔性的和/或可缩回的导线。应当理解，电子透镜组件200和光学组件140之间的接合和可操作连接可以可选地在光学组件140和控制板160之间的整个相对运动范围内保持。

图13示出了用于操作具有透镜组件的可头戴式设备的示例过程700的流程图。出于解释的目的，本文主要参考可头戴式设备10来描述过程700。然而，过程700不限于可头戴式设备10或其任何一个部件，并且过程700的一个或多个块(或操作)可以由可头戴式设备的不同部件和/或一个或多个其他设备执行。进一步出于解释的目的，过程700的框在本文中被描述为顺序地或线性地发生。然而，过程700的多个框可并行发生。此外，过程700的框不必按所示顺序执行，并且/或者过程700的一个或多个框不必执行和/或可由其他操作替代。

当可头戴式设备检测透镜组件(702)时，过程700可开始。这种检测可以基于与透镜组件的一个或多个电子部件建立的可操作连接。又如，接合器可以彼此接合以提供用于检测的基础。

可以从透镜组件(704)的电子部件取回信息。在电子部件包括存储器或存储装置的情况下，信息可以被存储在其上并且提供对应于透镜组件和/或与其相关联的用户的指示符。该信息可以可选地包括由透镜组件的传感器执行的检测和/或测量。

基于该信息，可以确定输出(706)。例如，可以基于透镜和/或用户的识别来控制和/或改变显示器的视觉输出或其他操作。应当理解，可基于透镜和/或用户的识别(例如，基于用户特定设置和/或偏好)来控制可头戴式设备的任何数量的操作。

可基于前述内容来控制显示器或可头戴式设备的其他部件的输出(708)。可选地，过程700可以根据需要重复以检测透镜组件的添加和/或移除。

现在参考图14，可可头戴式设备的部件可以可操作地连接以提供本文所述的性能。图14示出了根据本发明的一个实施方案的例示性可头戴式设备10的简化框图。应当理解，本文所述的部件可以设置在HMD组件、面部接合模块、透镜组件和/或头部接合器中的一个、一些或全部上。应当理解，可在本主题公开的范围内利用附加部件、不同部件或比所示的那些更少的部件。

如图14所示，可头戴式设备10可包括具有一个或多个处理单元的处理器158(例如，控制电路)，该一个或多个处理单元包括或被配置为访问具有存储在其上的指令的存储器182。该指令或计算机程序可被配置为执行相对于可头戴式设备10所述的操作或功能中的一者或多者。处理器158可以实现为能够处理、接收或传送数据或指令的任何电子设备。例如，处理器158可包括以下中的一者或多者：微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、或此类设备的组合。如本文所述，术语“处理器”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或一个或多个其他适当配置的计算元件。处理器可以是控制板的部件和/或可可头戴式设备的另一部件，并且/或者可操作地连接到控制板和/或可可头戴式设备的另一部件。

存储器182可存储可由可头戴式设备10使用的电子数据。例如，存储器182可存储电数据或内容，诸如例如音频和视频文件、文档和应用、设备设置和用户偏好、用于各种模块、数据结构或数据库的定时和控制信号或数据等。存储器182可被配置为任何类型的存储器。仅以举例的方式，存储器182可以实现为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、或其他类型的存储元件或此类设备的组合。

可头戴式设备10可包括本文描述的调整控制部件，诸如马达174、致动器等，以用于将部件(例如，光学组件140)移动到期望的相对位置和/或取向。

可头戴式设备10可包括一个或多个传感器170，诸如传感器组件的传感器，如本文所述。

可头戴式设备10可包括输入/输出部件186，该输入/输出部件可包括用于将可可头戴式设备10连接到其他设备的任何合适的部件。合适的部件可包括例如音频/视频插孔、数据连接器、或任何附加的或另选的输入/输出部件。输入/输出部件186可包括按钮、按键或者可充当供用户操作的键盘的另一特征部。

可头戴式设备10可包括如本文所述的麦克风188。麦克风188可以可操作地连接到处理器158，以用于声音水平的检测和检测的通信以进行进一步处理，如本文进一步描述。

可头戴式设备10可包括如本文所述的扬声器194。扬声器190可以可操作地连接到处理器158，以控制扬声器输出，包括声音水平，如本文进一步描述。

可头戴式设备10可包括用于使用任何合适的通信协议与一个或多个服务器或其他设备进行通信的通信电路192。例如，通信电路192可支持Wi-Fi(例如，802.11协议)、以太网、蓝牙、高频系统(例如，900MHz、2.4GHz和5.6GHz通信系统)、红外、TCP/IP(例如，TCP/IP层中的每个层中所使用的协议中的任何协议)、HTTP、BitTorrent、FTP、RTP、RTSP、SSH、任何其他通信协议或它们的任何组合。通信电路192还可包括用于发射和接收电磁信号的天线。

可头戴式设备10可以包括电池172，该电池可对可头戴式设备10的部件进行充电和/或供电。电池172还可以对连接到可头戴式设备10(例如，电子透镜组件200)的部件进行充电和/或供电。

如图13中所示，电子透镜组件200可以包括通过透镜组件连接器250和光学组件140(例如，其连接器)可操作地连接到可头戴式设备10的电子部件220。因此，可头戴式设备10的每个部件可以可操作地连接到电子透镜组件200的每个部件(例如，电子部件220)。

因此，本公开的实施方案提供了一种具有提供视力矫正的模块和模块之间的可操作连接的可头戴式设备。通过提供具有模块化特征的可头戴式设备，某些透镜组件可以为任何给定用户提供期望的视力矫正，并且便于为不同用户更换不同的透镜组件。透镜组件可以经由通过其所附接到的光学组件的可操作连接来识别其自身和/或其特征(例如，视力矫正和/或用户识别)。通过提供通过光学组件的可操作连接，可以减少部件数量、重量、复杂性和安装程序。通过将提供可操作连接的电缆与外部环境密封，可以增强连接的可靠性和稳健性。

为了方便起见，下文将本公开的各方面的各种示例描述为条款。这些示例以举例的方式提供，并且不限制主题技术。

条款A：一种可头戴式设备，包括：包括控制板连接器的控制板；光学组件，其包括：显示器；和围绕显示器的周边的光学组件壳体；在光学组件壳体的外侧上的第一光学组件连接器；在光学组件壳体的内侧上的第二光学组件连接器；和在第一光学组件连接器和第二光学组件连接器之间在光学组件壳体内延伸的电缆；和电子透镜组件，其包括：透镜；围绕透镜的周边的透镜组件壳体；和在透镜组件壳体的外侧上的透镜组件连接器，其中，当第一光学组件连接器连接到控制板连接器并且透镜组件连接器连接到第二光学组件连接器时，电子透镜组件可操作地连接到控制板。

条款B：一种可头戴式设备，包括：光学组件，其包括：显示器；光学组件壳体，其围绕显示器的周边且被配置为可释放地耦合到电子透镜组件，该电子透镜组件包括透镜以及存储对应于透镜组件的信息的存储器；和密封在光学组件壳体内的电缆；和控制板，该控制板被配置为当透镜组件耦合到光学组件时通过电缆可操作地连接到存储器，该控制板被配置为基于对应于透镜的信息来控制显示器的操作。

条款C：一种用于可头戴式设备的透镜组件，该透镜组件包括：透镜；围绕透镜的周边的透镜组件壳体；透镜组件接合器；在透镜组件壳体的外侧上的透镜组件连接器；和存储与透镜组件相对应的信息的存储器，其中，当：透镜组件接合器接合可头戴式设备的光学组件时，存储器可操作地连接到可头戴式设备的控制板，该光学组件包括显示器；并且透镜组件连接器连接到光学组件的光学组件连接器。

条款D：一种可头戴式设备，包括：控制板；光学组件，其被配置为相对于控制板移动，该光学组件包括显示器；和透镜组件，其被配置为可释放地耦合到光学组件，该透镜组件包括透镜，其中，光学组件被配置为在光学组件和透镜组件相对于控制板移动时维持控制板和透镜组件之间的可操作连接。

上述条款中的一个或多个可包括下述特征中的一个或多个。应当注意，以下条款中的任一个可彼此以任何组合进行组合，并被放置到相应的独立条款中，例如，条款A、B、C或D中。

条款1：相机；麦克风；扬声器；框架，其支撑控制板、光学组件、相机、麦克风和扬声器；和头部接合器，该头部接合器被配置为将框架固定到用户的头部。

条款2：存储器存储包括对应于透镜组件的用户的身份的信息。

条款3：存储器存储对应于透镜的指示符。

条款4：电子透镜组件包括被配置为检测可头戴式设备内的状况的传感器。

条款5：电子透镜组件包括天线。

条款6：电子透镜组件包括光发射器。

条款7：光学组件包括光学组件接合器；以及透镜组件包括透镜组件接合器，该透镜组件接合器被配置为将透镜组件可释放地固定到光学组件。

条款8：光学组件接合器和透镜组件接合器各自包括磁体。

条款9：该信息包括对应于透镜组件的用户的身份。

条款10：该信息包括对应于透镜的指示符。

条款11：光学组件还包括：在光学组件壳体的外侧上的第一光学组件连接器；在光学组件壳体的内侧上的第二光学组件连接器，其中，电缆在第一光学组件连接器和第二光学组件连接器之间延伸。

条款12：控制板还包括控制板连接器，其中，电子透镜组件通过第一光学组件连接器、第二光学组件连接器和控制板连接器可操作地连接到控制板。

条款13：光学组件包括光学组件连接器；以及控制板包括控制板连接器，其中，当光学组件连接器在光学组件连接器和控制板连接器的多种相对布置之一中接触控制板连接器时，维持可操作连接。

条款14：控制板连接器包括接触垫；以及光学组件连接器包括朝向接触垫偏置的弹簧针。

条款15：光学组件包括：围绕显示器的周边的光学组件壳体；和密封在光学组件壳体内的电缆，其中，电缆被配置为提供控制板和透镜组件之间的可操作连接。

如上所述，本技术的一个方面可包括采集和使用数据。本公开设想，在一些实例中，这些所采集的数据可包括唯一地识别或可用于定位或联系特定人员的个人信息或其他数据。本公开设想负责收集、公开、分析、存储、传输或其他使用此类个人信息或其他数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。本公开还设想了用户可选择性地阻止使用或访问个人信息或其他数据(例如，被管理以使无意或未授权访问或使用的风险最小化)的实施方案。

除非特别指出，否则以单数形式提及的元素并不意味着是唯一的，而是指一个或多个。例如，“一个”模块可指一个或多个模块。以“一个”，“一种”，“该”或“所述”为前缀的元素在没有进一步的限制的情况下不排除存在附加的相同元素。

标题和副标题(如果有的话)仅用于方便，并不限制本发明。“示例性”一词用于表示用作示例或说明。在使用术语“包括”、“具有”等的意义上，此类术语旨在以类似于术语“包含”的方式是包含性的，因为在用作权利要求中的过渡词时解释为包含。诸如“第一”和“第二”等的关系术语可用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。

短语诸如方面、该方面、另一方面、一些方面、一个或多个方面、具体实施、该具体实施、另一具体实施、一些具体实施、一个或多个具体实施、实施方案、该实施方案、另一实施方案、一些实施方案、一个或多个实施方案、构型、该构型、另一构型、一些构型、一个或多个构型、主题技术、公开、本公开、其他变型等等都是为了方便，并不意味着涉及这样的一个或多个短语的公开对于主题技术是必不可少的，或者此类公开适用于主题技术的所有构型。涉及此类一个或多个短语的公开可适用于所有配置或一个或多个配置。涉及此类一个或多个短语的公开可提供一个或多个示例。短语诸如方面或一些方面可指代一个或多个方面，反之亦然，并且这与其他前述短语类似地应用。

在一系列项目之前的短语“至少一个”，用术语“和”或“或”分开项目中的任一者，将列表作为整体修改而不是列表中的每个成员。短语“至少一个”不需要选择至少一个项目；相反，该短语允许包括任何一个项目中的至少一个和/或项目的任何组合中的至少一个和/或每个项目中的至少一个的含义。以举例的方式，短语“A、B和C中的至少一个”或“A、B或C中的至少一个”中的每个短语仅指A、仅指B或仅指C；A、B和C的任意组合；和/或A、B和C中的每一个中的至少一个。

应该理解，公开的步骤、操作或过程的具体顺序或层次是示例性方法的说明。除非另有明确说明，否则可理解的是，步骤、操作或过程的具体顺序或层次可以不同的顺序执行。步骤、操作或过程中的一些可同时执行。所附方法权利要求书(如果有的话)以示例顺序呈现各个步骤、操作或过程的元素，并不意味着限于所呈现的具体顺序或层次。这些可以串行、线性、并行或不同的顺序执行。应当理解，所描述的指令、操作和系统通常可一起集成在单个软件/硬件产品中，或者被封装到多个软件/硬件产品中。

在一个方面，术语“耦接”等可指代直接耦接。另一方面，术语“联接”等可指间接联接。

术语诸如顶部、底部、前部、后部、侧部、水平、竖直等是指任意的参照系，而不是指通常的重力参照系。因此，此类术语可在重力参考系中向上、向下、对角或水平延伸。

提供本公开是为了使本领域的技术人员能够实践本文所述的各个方面。在一些情况下，以框图形式示出了熟知的结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。本公开提供了本主题技术的各种示例，并且本主题技术不限于这些示例。这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且这里描述的原理可应用于其他方面。

本领域的普通技术人员已知或稍后悉知的贯穿本公开描述的各个方面的元素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在被权利要求书所涵盖。此外，本文所公开的任何内容并非旨在提供给公众，而与该公开是否明确地被陈述在权利要求中无关。根据35U.S.C.§112第六段的规定，不需要解释任何权利要求元素，除非使用短语“方法用以”明确陈述了该元素，或者就方法权利要求而言，使用短语“步骤用以”陈述了该元素。

标题、背景、附图的简要说明、摘要和附图在此被结合到本公开中，并且被提供作为本公开的说明性示例，而不是作为限制性描述。认为它们不会被用来限制权利要求的范围或含义。此外，在详细描述中可看出，出于使本公开简化的目的，描述提供了例示性示例，并且各种特征在各种具体实施中被组合在一起。公开的方法不应被解释为反映所要求保护的主题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，如权利要求所反映的，发明主题在于少于单个公开的构型或操作的所有特征。权利要求由此被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。

权利要求不旨在限于本文所述的方面，而是要被赋予与权利要求的语言一致的全部范围，并且涵盖所有的法律等同物。尽管如此，这些权利要求都不包含不符合适用专利法要求的主题，也不应该以此类方式解释。

Claims (20)

1.一种可头戴式设备，包括：

控制板，所述控制板包括控制板连接器；

光学组件，所述光学组件包括：

显示器；和

光学组件壳体，所述光学组件壳体围绕所述显示器的周边；

第一光学组件连接器，所述第一光学组件连接器在所述光学组件壳体的外侧上；

第二光学组件连接器，所述第二光学组件连接器在所述光学组件壳体的内侧上；和

电缆，所述电缆在所述第一光学组件连接器和所述第二光学组件连接器之间在所述光学组件壳体内延伸；和

电子透镜组件，所述电子透镜组件包括：

透镜；

透镜组件壳体，所述透镜组件壳体围绕所述透镜的周边；和

透镜组件连接器，所述透镜组件连接器在所述透镜组件壳体的外侧上，其中，在所述第一光学组件连接器连接到所述控制板连接器并且所述透镜组件连接器连接到所述第二光学组件连接器的情况下，所述电子透镜组件可操作地连接到所述控制板。

2.根据权利要求1所述的可头戴式设备，还包括：

相机；

麦克风；

扬声器；

框架，所述框架支撑所述控制板、所述光学组件、所述相机、所述麦克风、和所述扬声器；和

头部接合器，所述头部接合器被配置为将所述框架固定到头部。

3.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述电子透镜组件还包括存储器，所述存储器存储包括与所述透镜组件相对应的身份的信息。

4.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述电子透镜组件还包括存储器，所述存储器存储与所述透镜相对应的指示符。

5.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述电子透镜组件还包括传感器，所述传感器被配置为检测所述可头戴式设备内的状况。

6.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述电子透镜组件还包括天线。

7.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述电子透镜组件还包括光发射器。

8.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中：

所述光学组件包括光学组件接合器；并且

所述电子透镜组件包括透镜组件接合器，所述透镜组件接合器被配置为将所述电子透镜组件可释放地固定到所述光学组件。

9.根据权利要求8所述的可头戴式设备，其中所述光学组件接合器或所述透镜组件接合器中的至少一者包括磁体、锁、闩锁、卡扣、销、或螺纹螺钉中的至少一者。

10.一种可头戴式设备，包括：

光学组件，所述光学组件包括：

显示器；

光学组件壳体，所述光学组件壳体围绕所述显示器的周边并且被配置为可释放地耦合到电子透镜组件，所述电子透镜组件包括透镜以及存储与所述电子透镜组件相对应的信息的存储器；和

电缆，所述电缆密封在所述光学组件壳体内；和

控制板，所述控制板被配置为在所述电子透镜组件耦合到所述光学组件的情况下通过所述电缆可操作地连接到所述存储器，所述控制板被配置为基于与所述透镜相对应的信息控制所述显示器的操作。

11.根据权利要求10所述的可头戴式设备，其中所述信息包括与所述电子透镜组件相对应的身份。

12.根据权利要求10所述的可头戴式设备，其中所述信息包括与所述透镜相对应的指示符。

13.根据权利要求10所述的可头戴式设备，其中所述光学组件还包括：

在所述光学组件壳体的外侧上的第一光学组件连接器；

在所述光学组件壳体的内侧上的第二光学组件连接器，其中，所述电缆在所述第一光学组件连接器和所述第二光学组件连接器之间延伸。

14.根据权利要求13所述的可头戴式设备，其中所述控制板还包括控制板连接器，其中，所述电子透镜组件的存储器通过所述第一光学组件连接器、所述第二光学组件连接器、和所述控制板连接器可操作地连接到所述控制板。

15.一种用于可头戴式设备的透镜组件，所述透镜组件包括：

透镜；

透镜组件壳体，所述透镜组件壳体围绕所述透镜的周边；

透镜组件接合器；

透镜组件连接器，所述透镜组件连接器在所述透镜组件壳体的外侧上；和

存储器，所述存储器存储与所述透镜组件相对应的信息，其中，所述存储器在以下情况下可操作地连接到所述可头戴式设备的控制板：

所述透镜组件接合器接合所述可头戴式设备的光学组件，所述光学组件包括显示器；并且

所述透镜组件连接器连接到所述光学组件的光学组件连接器。

16.根据权利要求15所述的透镜组件，其中由所述存储器存储的所述信息还包括与所述透镜组件相对应的身份。

17.根据权利要求15所述的透镜组件，还包括传感器，所述传感器被配置为检测所述可头戴式设备内的状况。

18.根据权利要求15所述的透镜组件，还包括天线。

19.根据权利要求15所述的透镜组件，还包括光发射器。

20.根据权利要求15所述的透镜组件，其中所述透镜组件接合器包括磁体、锁、闩锁、卡扣、销、或螺纹螺钉中的至少一者。