CN117724606A - 集成健康传感器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及集成健康传感器。一种可头戴式设备，该可头戴式设备包括框架、定位在框架中的显示器、处理器和连接到框架的面部接合件。该面部接合件可包括电耦接到处理器的传感器。该传感器可从用户的鼻部区域收集生物识别信息，并且基于该生物识别信息生成信号。

Description

集成健康传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年9月19日提交并且名称为“Integrated Health Sensors”的美国临时专利申请63/376,280号的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入。

技术领域

所描述的实施方案整体涉及可头戴式设备的面部接合件。更具体地，本实施方案涉及用于包括健康传感器的可头戴式设备的面部接合件。

背景技术

便携式计算的最新进展已经实现了向用户提供增强现实(AR)和虚拟现实(VR)体验的可头戴式设备(HMD)。这些可头戴式设备的不断增加的复杂性和功能性促使HMD的电气部件和传感器的不断改进。

传感器可在可头戴式设备上用于各种目的，诸如，检测用户信息、用户身份、生物识别信息、环境检测、移动、位置等。需要一种与传感器和可头戴式设备的结构、材料和目的相符的传感器的布置。

遗憾的是，常规可头戴式设备中的传感器以尚不完善方式(如果有的话)采用，导致用户体验有限，并且从而产生用户不适或不满。实际上，常规可头戴式设备中的传感器可能适合庞大、笨重和/或复杂的设备，这些设备的传感器无法有效发挥其全部潜力。

发明内容

根据本公开的一些方面，一种可头戴式设备可包括框架、定位在该框架中的显示器、处理器和连接到该框架的面部接合件。该面部接合件可包括电耦接到该处理器的传感器。该传感器可从用户的鼻部区域收集生物识别信息，并且可基于该生物识别信息生成信号。

在一些示例中，该传感器可将该信号传输到该处理器。该处理器可分析该信号并且可使得该可头戴式设备响应于该信号而执行动作。该动作可包括提供视觉反馈、音频反馈或触觉反馈中的至少一者。该传感器可包括温度传感器、呼吸传感器、压力响应传感器或心脏活动传感器中的至少一者。

在一些示例中，该处理器可基于该信号确定该用户的面部表情。该面部接合件能够可移除地附接到该框架。该传感器能够可移除地附接到该面部接合件。该面部接合件可与该显示器电连通。在一些示例中，该可头戴式设备可包括：固位带，其中该面部接合件包括连接器以附接到该固位带。

根据一些方面，一种用于可头戴式设备的面部接合件可包括：第一侧，该第一侧具有连接器，该连接器用于将该面部接合件附接到显示器；以及第二侧，该第二侧用于接触用户的面部。该面部接合件的传感器可检测该用户的生物识别特征，其中该传感器可定位为靠近该用户的鼻部，并且其中该生物识别特征包括该用户的面部表情。

在一些示例中，该传感器可嵌入在该面部接合件中。该面部接合件的该第二侧可包括对于由该传感器发出的信号是透明的区。该面部接合件可包括控制器。该控制器可包括：处理器，该处理器用于从该传感器接收生物识别数据并且分析该生物识别数据；以及存储器设备，该存储器设备用于存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令在由该处理器执行时可使得该可头戴式设备的部件响应于该信号而执行动作。在一些示例中，该显示器可基于所检测到的生物识别特征执行功能。

根据一些示例，可穿戴电子设备可包括显示器、接合接口件和耦接到该接合接口件的传感器。该传感器可检测生物识别特征并且基于该生物识别特征产生信号。处理器可分析该信号。响应于该信号，该可穿戴电子设备可执行动作。

在一些示例中，该动作可包括向用户提供通知。该可穿戴电子设备可包括可头戴式设备。该接合接口件可以是可调整的。该生物识别特征可包括自主神经系统的特征。

该传感器可包括朝向第一面部区域定向的第一传感器。第二传感器可耦接到该接合接口件，当穿戴该可穿戴电子设备时，该第二传感器朝向不同于该第一面部区域的第二面部区域定向。该接合接口件可响应于来自该传感器的该信号而改变形状。该接合接口件可以是第一接合接口件。该传感器可以是第一传感器。该显示器能够可移除地附接到该第一接合接口件和具有第二传感器的第二接合接口件。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标号表示类似的结构元件。

图1示出了可头戴式设备的框图。

图2示出了示例性可头戴式设备的顶视图。

图3示出了包括结合有传感器的面部接合件的示例可头戴式设备的后透视图。

图4示出了具有设置在各种位置处的传感器的面部接合件的横剖视图。

图5示出了包括传感器的可头戴式设备的透视图。

图6示出了包括面部接合件、框架和多个电子部件的可头戴式设备的透视图。

图7示出了用于可头戴式设备的传感器系统的示例的下部透视图。

具体实施方式

下文详细描述附图中示出的代表性实施方案。以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，它们旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。

以下公开涉及可头戴式设备的面部接合件。更具体地，本实施方案涉及包括健康传感器的可头戴式设备的面部接合件，这些健康传感器用于获取用户的生物识别信息并且响应于检测到的生物识别信息而执行动作。这些面部接合件可使得健康传感器能够与用户交互以收集生物识别信息。在一些示例中，处理器使得HMD的部件响应于由传感器收集的生物识别信息而执行动作。如本文所用，“动作”或“执行动作”可是指引起HMD的一个或多个部件的改变的任何电气或机械动作。例如，动作可包括：为用户显示通知，或者激活或去激活一个或多个部件。在一些示例中，传感器可收集正在锻炼的用户的生物识别信息。生物识别信息可与温度、呼吸、压力响应、心脏活动或脑活动或任何其他相关数据相关。另外，响应于所收集的数据，系统可执行动作(例如，通知用户所收集的数据)。

配备有传感器的可头戴式设备被用于检测有限的用户反馈(诸如，移动或定位反馈)从而响应于用户提供有限的信息的各种目的。例如，用户在执行动作或移动时，心率或脑活动可增加。常规的可头戴式设备没有被适当地配备成捕获所有必要的在使用期间生成的生物识别信息。

相比之下，本公开的可头戴式设备包括可集成有或结合有被配置为收集用户数据(诸如，生物识别信息，包括心率、呼吸、脑活动等)的传感器的面部接合件。通过捕获用户数据，面部接合件传感器可向用户提供改进和增强的反馈。具有监测用户生物识别或健康反馈的传感器的可头戴式设备可产生高度定制的用户体验，这与不能考虑用户体验、不能对用户体验作出反应或不能进一步增强用户体验的常规的可头戴式设备的传感器不同。

定位在面部接合件上的传感器对于产生定制的用户体验是重要的。本公开的可头戴式设备可包含用于经由指示器(诸如，心率、心脏电信号(例如，ECG、EKG、EXG等)、脑活动(例如，EEG信号、额叶活动)、核心体温等)测量用户的响应或参与度的传感器。另外，传感器数据可用作反馈数据例如以监测用户疲劳度、面部表情或获得活动特定的指标。

可头戴式设备可具有以不同方式实现的不同传感器。例如，本公开的可头戴式设备可实现可移除地附接到面部接合件的传感器。在一些示例中，可移除地附接的传感器对应于不同的用户活动，诸如锻炼、学习活动、健康、临床环境等。在某些具体实施中，锻炼传感器可包括不同的传感器，诸如，心率监测传感器，而学习活动传感器可包括脑活动传感器。传感器可在不同的应用和布置/组合中实现以获得不同的活动生物识别读数。

下文参考图1至图6讨论了这些和其他实施方案。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。此外，如本文所用，包括第一选项、第二选项或第三选项中至少一者的系统、方法、制品、部件、特征部或子特征部应被理解为是指可包括每个所列选项的一个(例如，仅一个第一选项、仅一个第二选项、仅一个第三选项)、单个所列选项的多个(例如，两个或更多个第一选项)、同时两个选项(例如，一个第一选项和一个第二选项)或它们的组合(例如，两个第一选项和一个第二选项)的系统、方法、制品、部件、特征部或子特征部。

图1示出了包括框架116、显示器108、面部接合件112和支撑或固位带123的可头戴式设备100的框图。显示器108可包括在用户的眼部的前方的一个或多个光学透镜或显示屏。显示器108可包括用于向用户呈现增强现实可视化、虚拟现实可视化或其他合适的可视化的显示器或显示单元。另外，显示器108可定位在框架116中或该框架上。类似地，面部接合件112可连接到框架116。在一些示例中，框架116可以是显示器108的外壳。另选地，单独的外壳可形成可头戴式设备100的外部部分。

面部接合件112可包括一个或多个传感器124、支撑附件132、显示附件128以及反馈或输出模块136。传感器124能够可移除地附接到面部接合件112。如本文所用，术语“面部接合件(facial interface)”、“接合接口件(engagement interface)”或“光密封件”是指可头戴式设备100的接合(接触或适形于)用户的面部的一部分。具体地，面部接合件112可包括可头戴式设备的适形于或压贴用户的面部的区域的部分。面部接合件112可定位在显示器108和用户的面部之间。在一些示例中，面部接合件112可包括柔韧(或半柔韧)面部贴轨或管腔，该面部贴轨或管腔跨前额、包在眼部上、接触面部的其他区域(颧骨和上颌骨区域等)并且桥接鼻部。

此外，面部接合件112可包括形成可头戴式设备的框架、结构或带状织物的各种部件，这些部件设置在显示器108和用户的皮肤之间。在特定具体实施中，面部接合件112可包括密封件(例如，光密封件、环境密封件、灰尘密封件、空气密封件等)。应当理解，除了完全密封件之外，术语“密封件”还可包括部分密封件或抑制件(例如，当佩戴可头戴式设备100时，部分光密封件阻挡一些环境光，而完全光密封件阻挡所有环境光)。面部接合件112能够可移除地附接到框架116并且与显示器108电连通。

面部接合件112的传感器124可收集生物识别信息，诸如，用户的生命体征(包括体温、脉搏数据、呼吸数据和血压)。传感器124可基于所收集的用户信息生成信号，并且将该信号传输到处理器，该处理器可使得输出端136响应于该信号(即，响应于由传感器124收集的生物识别信息)而执行动作。例如，用户可在佩戴HMD 100的同时执行剧烈的活动，诸如，举重或锻炼。在这种活动期间，用户的心率或其他生命体征可升高或改变并且可由传感器124检测到。传感器124可基于所接收到的输入生成一个或多个信号。传感器124可将信号传输到HMD 100的一个或多个部件(例如，传输到显示器108，传输到输出端136)。与面部接合件112电连通的显示器108可接收电连通并且向用户提供与他们的生物识别读数相关的反馈(例如，视觉反馈、音频反馈、触觉反馈等)。反馈可包括确定用户何时需要休息，或者何时需要降低或提高活动的难度，输出可包括为用户安排各种活动或者推荐HMD的调整。

如本文所用，术语“传感器”是指一种或多种不同的感测设备，诸如，相机或成像设备、温度设备、氧设备、移动设备、脑活动设备、汗腺活动设备、喘息活动设备、肌肉收缩设备等。如本文所用，术语“生物识别”、“生物识别信息”或“生物识别特征”可是指生命体征，包括心率、脉搏、呼吸速率、呼吸幅度或任何其他健康相关数据。术语“生物识别”、“生物识别信息”或“生物识别特征”还可是指生物测量或物理特性，诸如面部表情或情绪。在一些示例中，传感器可检测或感测包括自主神经系统的特征的生物识别特征。传感器的一些特定示例包括眼电图(EOG)传感器、心电图(ECG或EKG)传感器、光电容积图(PPG)传感器、心率传感器、心率变异性传感器、血容量脉搏传感器、氧饱和度(SpO2)传感器、紧凑型压力传感器、肌电图(EMG)传感器、核心体温传感器、皮肤电反应(GSR)传感器、功能性近红外光谱(FNIR)传感器、非接触无源红外(IR)传感器、加速度计、陀螺仪、磁力仪、倾斜仪、气压计、红外传感器、全球定位系统传感器等。附加的传感器示例可包括接触式麦克风(例如，基于压力的MEMS)、生物电活动传感器、UV曝光传感器或粒子传感器。在一些示例中，某些传感器可用于估计压力和情绪。HMD然后可提供与所检测到的压力和情绪相关的反馈或输出。在一些示例中，传感器可通过硬币电池或蓝牙连接来操作。在一些示例中，传感器由HMD的一次电池供电。

本文所述的传感器可允许对自主神经系统(ANS)进行观察以观察松弛和压力指标、精神健康、医学治疗等。使用这些传感器，医生和护理者可具有生物识别的实时反馈。使用情况可包括健身环境、用户内容、工作场所、远程呈现、临床、教育、训练、疼痛、治疗等。在一些示例中，传感器可用于捕获面部表情。考虑到用户的面部被HMD覆盖，这是特别相关的。例如，HMD可使用MEMS或运动跟踪传感器来检测面部表情。

图1所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图1所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图2示出了可头戴式设备200。可头戴式设备200可基本上类似于本文所述的可头戴式设备诸如可头戴式设备100，包括本文所述的可头戴式设备的特征中的一些或全部特征。在一些示例中，可头戴式设备200包括控制器213(例如，传感器控制器)。虽然控制器213被示出为定位在支撑件223中，但是控制器213的位置不限于支撑件223，而是可定位在面部接合件212中/面部接合件上或者可定位在HMD显示器外壳中。控制器213可包括处理器和存储器设备，该存储器设备存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令在由处理器执行时使得控制器从一个或多个传感器224接收生物识别数据，基于传感器数据传输信号，并且生成信号以使得部件响应于信号而执行动作。

控制器213可包括一个或多个处理器(例如，片上系统、集成电路、驱动器、微控制器、应用处理器、交叉处理器等)。另外，控制器213可包括一个或多个存储器设备(例如，单独的非易失性存储器、处理器嵌入式非易失性存储器、随机存取存储器、存储器集成电路、DRAM芯片、堆叠式存储器模块、存储设备、存储器分区等)。在某些具体实施中，控制器213以能够通信的方式耦接到电源(例如，电池)。

在一些示例中，控制器213将从传感器224接收的传感器数据存储在存储器中。控制器213可接收传感器数据和/或基于传感器数据传输信号。例如，如下文将描述的，控制器213可通过处理器和存储器基于传感器数据将信号传输到显示器208(例如，使得显示器208或可头戴式设备200执行动作，诸如，呈现某个消息、断电、对生物识别反馈作出反应等)。

控制器213可执行任何数量的不同功能。例如，存储器设备可存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令在由处理器执行时使得控制器从传感器224接收传感器数据并且基于传感器数据来传输信号。例如，控制器213可将传感器信号传输到显示器208。响应于控制器213，显示器208可执行各种各样的动作，包括断电或通电、对用户生成的面部表情作出反应、呈现数字通知(例如，用户生成的通知、推送通知、上下文生成的通知、系统生成的通知、智能通知等)。在一些示例中，存储器设备存储计算机可执行指令，这些计算机可执行指令在由处理器执行时使得控制器213从传感器224接收生物识别数据，基于传感器数据传输信号，并且响应于信号而执行动作。

如图所示，可头戴式设备(例如，可穿戴电子设备)200可包括显示器208、面部接合件212以及耦接到接合接口件212的传感器224。传感器224可被嵌入、封装到面部接合件中、沉积、粘附到面部接合件或以其他方式附接到面部接合件212。传感器224可以是非接触式传感器或者可直接接触或触碰用户的头部。传感器224可被配置为检测用户220的生物识别特征。传感器224在检测到来自生物识别特征的信号时可将该信号传输到可头戴式设备200的部件，从而使得可头戴式设备200执行动作。例如，可头戴式设备200可响应于生物识别特征的传感器信号而改变形状(即，收紧或放松)、移动、振动、旋转、重新校准或重新定位。

可头戴式设备200可包括连接到显示器208和/或框架216的支撑件、头带或固位带223。固位带223被配置为将显示器108和/或框架216相对于用户的头部220固定(例如，使得显示器208保持在用户的眼部前方)。固位带223可由弹性材料、非弹性材料或弹性材料和非弹性材料的组合构成。固位带223是可调整的，使得固位带223适形于用户的头部220的各种形状和大小。在一些示例中，固位带223经由用户的头部220和固位带223之间的摩擦来固定可头戴式设备200。在一些示例中，固位带223将可头戴式设备200弹性地固定到用户的头部220。在一些示例中，固位带223耦接到将可头戴式设备200固定到用户的头部220的棘轮系统或机构。在一些示例中，固位带223设置在用户220的耳朵221上方或用户的耳朵上，从而支撑可头戴式设备200。

在一些示例中，可头戴式显示器200的外壳或框架216经由连接器215连接到面部接合件212，固位带223连接到框架216和/或面部接合件212，从而将可头戴式设备200在用户的耳朵221上方或用户的耳朵上固定到用户的头部220。

图2所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图2所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图3示出了可头戴式设备300的后视图。可头戴式设备300可基本上类似于本文所述的可头戴式设备诸如可头戴式设备100和200，包括本文所述的可头戴式设备的特征中的一些或全部特征。可头戴式设备300可包括面部接合件(例如，面部接合特征)312和固位带323。可头戴式设备300还包括连接固位带323和面部接合接口件312的连接器332a、332b(统称为连接器332)。在一些示例中，面部接合件312是可调整的，从而以保护用户免受环境光的影响的舒适且安全的方式适应用户的头部。

将固位带323连接到面部接合接口件312的连接器332包括附接到固位带323的第一连接器侧332a和附接到面部接合特征312的第二连接器侧332b。除了在固位带323和面部接合件312之间形成机械附接之外，连接器332还可包括各种类型的电连接诸如弹簧针连接或其他连接类型以将固位带323与面部接合件312电连接。当配合时，第一连接器侧332a和第二连接器侧332b配合(例如，机械配合、经由磁体磁性配合、电配合等)，使得连接器332处于机械接触和电接触。当第一连接器侧332a和第二连接器侧332b以这种方式连接时，电信号可通过该连接从固位带323中继到面部接合接口件312，并且反之亦然。即，当连接时，面部接合接口件312可向固位带323，例如向固位带的传感器或电气部件324c提供数据和/或电力。同样地，当经由连接器332连接时，固位带323可向面部接合件312，例如向传感器324a和/或324b提供数据和/或电力。在一些示例中，连接器332a、332b可彼此磁性配合或耦接，从而经由无线通信连接传输信息并且从无线电源(例如，感应充电器)接收电力。

可头戴式设备300包括一个或多个传感器324a、324b、324c(统称为“传感器324”)。在一些示例中，传感器324可与用户(间接或直接)接触。例如，传感器被定位成从用户的前额、面颊、鼻部、太阳穴区域、头后部或在用户的头部/面部上的任何位置处接收输入。在一些示例中，传感器324可与用户间接接触。例如，传感器324可经由红外、IR、光学器件、成像或以间接或非接触方式检测生物识别特征的其他手段来检测用户的生物识别特征。传感器可以是生物识别或健康传感器，诸如上述那些传感器中的任一个传感器。

在一些示例中，传感器324包括朝向第一面部区域(例如，前额)定向并且耦接到接合接口件312的第一传感器324a、朝向第二面部区域(例如，鼻部区域)定向并且耦接到接合接口件312的第二传感器324b以及耦接到固位带323并且被配置为接触用户的头部的侧面或背面的第三传感器或第三传感器组324c。当佩戴可头戴式设备300时，朝向第一面部区域定向的第一传感器324a在取向和位置上与朝向第二面部区域定向的第二传感器324不同。本领域技术人员将理解，本文设想了其他配置，并且以上示例仅为了进行示意性的说明。

传感器324可位于可头戴式设备300的各种位置处，并且可根据传感器所位于的位置而在功能或感测能力方面不同。例如，传感器324b定位在靠近用户的鼻部的接合接口件312上并且可感测用户的呼吸生物识别，从而向用户提供指示氧饱和度(例如，SPO₂)的反馈。在一些示例中，传感器324a定位在接触用户的前额的接合接口件312上。在一些示例中，传感器324a检测在执行活动时的脉搏、面部表情、脑活动或压力响应。在一些示例中，传感器324c定位在邻近用户的太阳穴的固位带323上，或定位在固位带323正在接触用户的另一位置处。在一些示例中，存在传感器融合，其中传感器324中的一或多个传感器彼此协调并且通信并且/或者与HMD 300上的其他传感器协调并且通信以共同收集用户数据。

在一些示例中，前额传感器(诸如传感器324a)可用于脑成像和中枢神经系统的观察。虽然在图3中示出了单个前额传感器324a，但是应当理解，多个传感器或传感器阵列可位于面部接合件312上以接触或靠近用户的头部。在一些示例中，传感器可被配置为执行EEG(脑电图)或功能性近红外光谱(FNIR)。

在一些示例中，前额传感器324a的位置可被调谐或调制以感测与语言、学习、记忆、理解、睡眠、压力、疼痛、注意力、恐惧、不适等相关的脑区。在一些示例中，面部接合件312可集成有包括发出信号的一个或多个发射器的传感器阵列。发射器可被定位成距离感测所发出的信号的一个或多个检测器一定距离。基于由检测器接收到的信号，处理器可推断或确定某些脑活动。在一些示例中，传感器324a可形成脑机接口(BCI)，诸如非侵入性神经接口。在一些示例中，集成传感器阵列可用于检测脑的顶额网络。

在一些示例中，传感器324a、324c可用于执行EEG检测。传感器324a、324c可测量大脑皮层(脑的外层)中的电活动。传感器324a、324c可包括放置在用户的头部上的电极，然后电极可非侵入性地检测来自对象的脑波。EEG传感器324a、324c可每秒记录脑中生成的电活动的多达几千个快照。可将所记录的脑波发送到放大器，然后发送到本地处理器、远程电子设备或云以处理数据。

在一些示例中，传感器324a、324c可用于执行功能性近红外光谱(FNIR)。传感器324a、324c可使用低水平的非电离光来通过放置在头部的表面上的光学传感器记录脑中的脑血流量的改变。

本文所述的传感器可执行无源和有源EEG两者。可将无源电极信号发送到远程处理器以进行分析。有源EEG信号的放大可在现场本地执行，以消除可能与无源信号一起存在的共存和干扰。

HMD可包括基于来自传感器的检测提供反馈的输出端或反馈模块。来自系统的反馈可包括向用户显示可视化。例如，反馈可包括喘息可视化、与用户的注意力相关的可视化、对用户休息或改变活动的提示或建议，或者向用户做出其他推荐或通知。

图3所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图3所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图4示出了面部接合件412的一部分的侧视图或横剖视图，其中传感器424被嵌入在面部接合件412中。面部接合件412包括面向显示器侧429(即，朝向HMD显示器)的第一侧或表面407和面朝用户侧427的第二侧或表面409。在一些示例中，第一表面407附接到HMD的框架。在一些示例中，当用户佩戴或穿戴HMD时，第二表面409直接接触或触碰用户的头部。

面部接合件412可包括一个或多个传感器424a、424b、424c(统称为“传感器424”)。传感器424a可定位在面部接合件412的第一表面407上。在一些示例中，第一表面409可以是面部接合件412的内部，而第二表面409可以是外部。因此，传感器424a可定位在面部接合件412的内部上。在一些示例中，面部接合件412可包括嵌入、封装到面部接合件中或以其他方式由面部接合件412环绕的传感器424b。面部接合件412可包括传感器424c，该传感器被定位成使得传感器424c的一部分通过第二表面409暴露。换句话说，传感器424c可至少部分地限定第二表面409并且可直接接触或触碰用户的皮肤。在一些示例中，传感器424c可被部分地环绕或被嵌入在面部接合件412中。在一些示例中，传感器424c在面部接合件412外部，定位在面部接合件412的外部409上。

传感器424a和424b可分别具有对应的传感器区425a、425b。传感器区425a、425b可表示对于由传感器424a、424b发出的信号是透明的视场或影响锥。在一些示例中，传感器424的视场可以是大约50度。传感器424a、424b可通过对应的传感器区425a、425b检测用户的身体的生理、生物和/或生物识别改变。例如，传感器424a、424b可通过面部接合件412的材料来检测用户的改变。可根据需要添加或替换其他传感器。在一些示例中，传感器区425a、425b可包括与面部接合件412的其余部分不同的材料。例如，传感器区425a、425b对于来自传感器424a、424b或来自用户的某些信号可以是透明的，而面部接合件412的其余部分对于此类信号是不透明的或不能够透射的。

传感器424b与第一表面407相距一定距离，设置在面部接合件412内，并且因此比传感器424a更靠近第二表面409。在一些情况下，传感器424b相对于第二表面409的这种更靠近定位可对应地减小视场425b。在一些示例中，传感器424c可与第二表面409齐平和/或直接接触用户的面部和/或皮肤。这仅是传感器深度变化的一个示例，因为多个传感器可设置在面部接合件412的第一表面407上，或者设置在面部接合件412的第一表面407和第二表面409之间。在一些示例中，当佩戴可头戴式设备100时，第二表面409(例如用户侧427)邻接用户头部的前额区域或鼻部区域。

图4所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图4所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图5示出了面部接合件512的前透视图。面部接合件512可基本上类似于本文所述的面部接合件诸如面部接合件112、212、312和412，包括本文所述的面部接合件的特征中的一些或全部特征。在一些示例中，面部接合件512可包括框架或翻盖式设计。在一些示例中，各种部件和/或电路可离散地定位在翻盖式设计的容积内。面部接合件512可包括第一侧540a和第二侧540b。第一侧540a可在佩戴时靠近用户。在一些示例中，第一侧540a可接触用户的面部。第二侧540b可定位在第一侧540a和HMD的显示器之间。在一些示例中，第二侧540b附接到显示器外壳。

第一侧540a可包括连接器532，该连接器被配置为将面部接合件512附接到部件诸如固位带。连接器532可以是机械的和/或电的。在一些示例中，连接器532电连接到传感器524c。第一侧540a可被配置为接触用户的面部。第一侧540a可包括可被配置为检测用户的生物识别特征的传感器524a、524b、524c、524d。在一些示例中，面部接合件包括鼻部支撑件539。鼻部支撑件539可被配置为接触用户的鼻部。鼻部支撑件539可包括至少一个传感器524b。

在一些示例中，面部接合件512可与具有不同传感器或结构的不同的面部接合件互换。例如，用户可戴着使用具有用于锻炼的特定传感器的第一面部接合件的可头戴式设备100锻炼。同一用户然后可使用配有具有用于那些活动的不同传感器或结构的不同的面部接合件的可头戴式设备100来进行游戏或执行休闲活动。这仅是一个示例，并且本领域普通技术人员将理解本文设想了其他示例。

在一些示例中，传感器524可移除地附接到面部接合件512。例如，用户可能希望替换某些传感器或将某些传感器添加到面部接合件512。根据用户的活动或传感器的目的，用户可选择性地附接或移除传感器524并且用不同的传感器替换它。以此方式，传感器可适应用户对需要特定传感器的特定活动的需要或要求，而无需替换整个HMD或面部接合件512。

在一些示例中，面部接合件512包括连接器536。连接器536可经由有线或无线连接543电连接到传感器524中的一个或多个传感器。在一些示例中，面部接合件512经由有线连接链路543和/或连接器536(诸如编织电缆、弹簧针连接或其他类型的有线连接)与显示器电连通。在一些示例中，面部接合件512可经由无线连接(例如，低功率蓝牙BLE连接)与显示器208电连通。在一些示例中，来自传感器524的数据或信号通过链路543传输到连接器536，在该连接器处这些数据或信号进一步传输到HMD自身以进行处理。因此，在一些示例中，面部接合件512用作固位带和显示单元之间的互连件。在一些示例中，固位带可绕过面部接接合件612直接配合到显示单元中。在一些示例中，面部接合件512可包括Orion型连接(例如，3个接触垫和3个接触引脚)。

在一些示例中，面部接合件512包括在结构上连接第一侧540a和第二侧540b的桥接特征541。在一些示例中，桥接特征541可提供用于电线或电子器件的导管，诸如链路543。在一些示例中，桥接特征541是柔性的，从而准许面部接合件第一侧540a相对于面部接合件第二侧540b移动、枢转或改变形状。在一些示例中，桥接特征541是刚性的，从而保持面部接合件第一侧540a相对于面部接合件第二侧540b不移动。

图5所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图5所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图6示出了可头戴式设备600的选择部件的透视图。HMD 600可基本上类似于本文所述的HMD，包括本文所述的HMD的特征中的一些或全部特征。HMD 600可包括可至少部分地容纳显示器的底盘或框架609以及可接触用户的面部的面部接合件612。在一些示例中，HMD600响应于来自一个或多个传感器624a、624b、624c(统称为“传感器624”)的信号而改变形状。框架609可经由连接器615连接到面部接合件612。在一些示例中，连接器615是被配置为在框架609和面部接合件612之间建立电和/或机械连接的电和/或机械连接器。在一些示例中，连接器615是可进行关节运动的或可移动的，使得连接器615可移动以改变HMD 600的形状。在一些示例中，HMD 600可包括应变仪或点负荷压力传感器，这些应变仪或点负荷压力传感器可在柱615上使用以充当压力传感器来推断固位带张力。然后，系统可引导用户调整HMD的适当装配(例如，提示收紧或放松带或改变带的角度)。在一些示例中，显示器可为用户示出如何基于所检测到的张力来向上/向下调整带。在一些示例中，半导体可嵌入在面部接合件中(例如，嵌入在面部接合件的泡沫中)。

在一些示例中，面部接合件612可集成有一个或多个反馈模块或输出端650、653。传感器624可从用户接收生物识别输入。基于由传感器624检测到的输入，输出端650、653可执行一些动作。输出端650、653可包括LED、触觉件、扬声器、马达、显示器或响应于来自传感器624的生物识别信息的信号而产生输出的任何其他反馈设备。例如，传感器624中的一个或多个传感器可例如通过电容或压力传感器来检测HMD何时被佩戴。传感器624然后可生成待由处理器分析的信号。然后，处理器可使得第一反馈输出端650诸如LED发出指示可头戴式设备600被佩戴的特定颜色的光。在一些示例中，第二反馈输出端653可以是向用户警告通知(例如，消息通知、文本通知、电子邮件通知等)的反馈输出端诸如触觉反馈输出端。在一些示例中，输出端653可以是用户可见并且可扩展用户的外围视野的显示器。本领域普通技术人员应当理解，上述示例是一个示例，并且本文设想了反馈输出端的其他示例。

在一些示例中，底盘或框架609可至少部分地限定HMD 600的外表面。在一些示例中，健康传感器616可安装、附接或以其他方式集成到底盘609中/底盘上。虽然示出了两个健康传感器616，但是应当理解，本公开可使用并设想一个、两个或多于两个的传感器。健康传感器616可基本上类似于本文所述的传感器(例如，传感器624)，包括本文所述的传感器的特征中的一些或全部特征。在一些示例中，健康传感器616可以是非接触式传感器(即，健康传感器616可在不需要与用户直接物理接触的情况下收集预期数据。健康传感器616可定位在底盘609的底部表面上。健康传感器616可至少部分地限定HMD 600的外表面。下文参考图7描述安装在底盘上的健康传感器的另外的细节。

图6所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的其他附图所示的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考其他附图所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其设置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图6所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

图7示出了HMD 700的示例的底部透视图，该HMD包括前显示器/盖组件704，面向前的传感器702，以及面向用户的、安装在底盘上的健康传感器716。健康传感器716可类似于上文包括参考图6所述的其他传感器系统。在至少一个示例中，健康传感器716可至少部分地面向下且面向内以捕获用户的下部面部特征的图像。在一个示例中，健康传感器716可直接耦接到框架、底盘或外壳730，或耦接到直接耦接到所示的框架或外壳730的一个或多个内部托架。框架或外壳730可包括接纳健康传感器716的一个或多个孔/开口715，并且健康传感器716可通过该一个或多个孔/开口发送和接收信号。

在一些示例中，健康传感器716可包括相机。当用户佩戴可头戴式设备700时，面向内的相机可捕获用户的图像。当用户穿戴HMD 700时，健康传感器716可朝向用户的鼻部和/或嘴巴。健康传感器716可包括红外(IR)传感器(无源和/或有源)、接近传感器、运动传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器或用于采集与用户的面部、嘴巴和鼻部相关的信息的任何其他合适的非接触式传感器。在一些示例中，健康传感器716中的至少一个健康传感器可以是对准用户的鼻孔并且被配置为检测由用户喘息引起的热改变的IR传感器。在一些示例中，健康传感器716中的至少一个健康传感器可以是能够检测由用户的喘息引起的鼻孔的轻微移动(鼻孔张开)的接近传感器。这样，健康传感器716可充当呼吸传感器并且可辅助观察用户的呼吸操作，如本文所述。在一些示例中，健康传感器716可包括可监测用户的面部周围的关键界标的深度相机。在一些示例中，健康传感器716可包括具有足以执行身体跟踪和呼吸跟踪两者的宽视场的相机。在其他示例中，HMD 700包括专用于呼吸跟踪的安装在底盘上的相机。

通过将健康传感器716直接结合到底盘730中/底盘上，健康传感器716可直接电连接到HMD 700的处理器或控制器。例如，柔性电缆或柔性臂可充当直接互连件以建立健康传感器716和HMD的各种硬件部件(例如，主逻辑板)之间的电连接。有利地，该配置消除了对在面部接合件和HMD外壳730之间行进的互连件的需要。

虽然图7仅示出了定位在每个开口715中的一个健康传感器716，但是应当理解，多个传感器可定位在单个开口715中。在一些示例中，传感器716可至少部分地设置在至少部分地由外壳730限定的内部容积内。在一些示例中，传感器716安装到外壳730的外侧，使得传感器的任何部分都不设置在由外壳730限定的内部容积内。在此类示例中，外壳可限定用于使布线在传感器716和HMD 700的内部部件之间穿过的开口。在一些示例中，电端子或互连件可直接定位在外壳730的外表面处，使得传感器从外壳730的外部直接“插入”到端子中。

图7所示的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在本文所述的设备、特征、部件和零件的任何其他示例中。同样，参考图1至图6所示或描述的特征、部件和/或零件中的任一者(包括其布置和配置)可单独或以任何组合方式包括在图7所示的设备、特征、部件和零件的示例中。

就本示例性系统和方法使用个人可识别信息而言，个人可识别信息的此类使用应当遵循隐私策略和惯例，这些隐私策略和惯例通常被认为满足或超过用于维护用户隐私的行业或政府要求。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

前述描述使用具体但示例性的命名以提供对所述实施方案的透彻理解。具体细节对于实践所描述的示例不是必需的。因此，对本文所述的具体实施方案和示例的前述描述仅出于例示和描述的目的而呈现。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制为所公开的精确形式。根据以上教导内容，很多修改形式和变型形式都是可能的。

Claims (20)

1.一种可头戴式设备，包括：

框架；

显示器，所述显示器定位在所述框架中；

处理器；以及

面部接合件，所述面部接合件连接到所述框架，所述面部接合件包括：

传感器，所述传感器电耦接到所述处理器，所述传感器被配置为：

从用户的鼻部区域检测生物识别信息；以及

基于所述生物识别信息生成信号。

2.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中：

所述传感器将所述信号传输到所述处理器；

所述处理器分析所述信号；以及

所述处理器使得所述可头戴式设备响应于所述信号而执行动作。

3.根据权利要求2所述的可头戴式设备，其中所述动作包括生成视觉反馈、音频反馈或触觉反馈中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述传感器包括温度传感器、呼吸传感器、压力响应传感器或心脏活动传感器中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述处理器基于所述信号确定所述用户的面部表情。

6.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述面部接合件经由磁体可移除地附接到所述框架。

7.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述传感器可移除地附接到所述面部接合件。

8.根据权利要求1所述的可头戴式设备，其中所述面部接合件与所述显示器电连通。

9.根据权利要求1所述的可头戴式设备，还包括：固位带；

其中所述面部接合件包括连接器以附接到所述固位带。

10.一种用于可头戴式设备的面部接合件，包括：

第一侧，所述第一侧包括连接器，所述连接器被配置为将所述面部接合件附接到显示器；

第二侧，所述第二侧被配置为接触用户的面部；以及

传感器，所述传感器被配置为检测所述用户的面部表情；以及

其中所述传感器定位为靠近所述用户的鼻部。

11.根据权利要求10所述的面部接合件，其中：

所述传感器嵌入在所述面部接合件中；以及

所述面部接合件的所述第二侧包括对于由所述传感器发出的信号是透明的区。

12.根据权利要求10所述的面部接合件，还包括：控制器，所述控制器包括：

处理器，所述处理器被配置为：

从所述传感器接收指示所检测到的面部表情的信号；以及

分析所述信号；以及

存储器设备，所述存储器设备存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述处理器执行时使得所述可头戴式设备的部件响应于所述信号而执行动作。

13.根据权利要求10所述的面部接合件，其中所述显示器基于所检测到的面部表情来执行功能。

14.一种可穿戴电子设备，包括：

显示器；

接合接口件；以及

传感器，所述传感器耦接到所述接合接口件，所述传感器被配置为检测生物识别特征并且基于所述生物识别特征产生信号；以及

处理器，所述处理器被配置为分析所述信号；

其中响应于所述信号，所述可穿戴电子设备执行动作。

15.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，其中所述动作包括向用户提供通知。

16.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，其中：

所述可穿戴电子设备包括可头戴式显示器；以及

所述接合接口件是可调整的。

17.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，所述生物识别特征包括自主神经系统的特征。

18.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，其中：

所述传感器包括朝向第一面部区域定向的第一传感器；以及

所述可穿戴电子设备还包括耦接到所述接合接口件的第二传感器，当穿戴所述可穿戴电子设备时，所述第二传感器朝向不同于所述第一面部区域的第二面部区域定向。

19.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，其中所述接合接口件响应于所述信号而改变形状。

20.根据权利要求14所述的可穿戴电子设备，其中：

所述接合接口件是第一接合接口件；

所述传感器是第一传感器；以及

所述显示器能够可移除地附接到所述第一接合接口件和具有第二传感器的第二接合接口件。