CN209821501U - 电子设备、系统和头戴式设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电子设备、系统和头戴式设备。该电子设备包括：显示器，所述显示器为用户显示内容；控制电路；头戴式支撑结构，所述头戴式支撑结构支撑所述显示器和所述控制电路；和三维图像传感器，所述三维图像传感器由所述头戴式支撑结构支撑并捕获所述用户的三维图像，其中所述头戴式支撑结构包括第一部分和可移除的第二部分，其中所述第一部分支撑所述显示器，其中所述控制电路被配置为分析所述三维图像以识别耦接到所述第一部分的所述第二部分的形式，并且其中所述第二部分的所识别的形式可移除地耦接到所述第一部分并被配置为在所述显示器为所述用户显示所述内容时抵靠所述用户。

Description

电子设备、系统和头戴式设备

技术领域

本实用新型整体涉及电子设备，并且更具体地，涉及可穿戴电子设备系统。

背景技术

电子设备有时被配置为由用户穿戴。例如，头戴式显示设备设置有头戴式结构，这些头戴式结构允许将这些设备穿戴在用户的头部上。

确保头戴式设备令人满意地适配用户的头部可能是挑战性的。如果不小心，头戴式设备将不能正常适配，并且使用起来不舒服。

实用新型内容

一方面公开了一种电子设备。该电子设备包括：显示器，所述显示器为用户显示内容；控制电路；头戴式支撑结构，所述头戴式支撑结构支撑所述显示器和所述控制电路；和三维图像传感器，所述三维图像传感器由所述头戴式支撑结构支撑并捕获所述用户的三维图像，其中所述头戴式支撑结构包括第一部分和可移除的第二部分，其中所述第一部分支撑所述显示器，其中所述控制电路被配置为分析所述三维图像以识别耦接到所述第一部分的所述第二部分的形式，并且其中所述第二部分的所识别的形式可移除地耦接到所述第一部分并被配置为在所述显示器为所述用户显示所述内容时抵靠所述用户。

根据一个示例，所述电子设备还包括：透镜，所述透镜支撑在所述第一部分中；和致动器，所述致动器耦接到所述透镜，其中所述三维图像传感器包括前向三维图像传感器，所述前向三维图像传感器在所述用户查看内容时背向所述用户，并且其中所述控制电路基于所述用户的三维图像使用所述致动器来调节所述透镜。

根据一个示例，所述电子设备还包括磁性结构，所述磁性结构被配置为将所述第二部分可移除地耦接到所述第一部分。

根据一个示例，所述电子设备还包括支撑在所述第一部分中的透镜。

根据一个示例，所述控制电路被配置为分析所述三维图像以测量所述用户的瞳孔间距离，并且其中所述电子设备还包括位于所述第一部分中的致动器，所述致动器基于所测量的瞳孔间距离来移动所述透镜。

根据一个示例，所述电子设备还包括凝视追踪系统，其中所述致动器基于来自所述凝视追踪系统的信息来移动所述透镜。

根据一个示例，所述电子设备还包括：位于所述第一部分的外表面上的附加显示器，其中所述控制电路被配置为在所述附加显示器上显示关于所述第二部分的所识别的形式的信息。

根据一个示例，所述第二部分是面部适配模块的形式，所述面部适配模块的形式是基于所述三维图像从所述面部适配模块的多个形式中识别的。

另一方面公开了一种系统。该系统包括：头戴式支撑结构，所述头戴式支撑结构具有显示器并具有可移除模块，所述可移除模块被配置为在用户查看所述显示器上的内容时穿戴在所述用户的面部上；三维图像传感器，所述三维图像传感器捕获所述用户的所述面部的三维图像；和控制电路，所述控制电路被配置为分析所述三维图像以从所述可移除模块的多个形式中识别耦接到头戴式支撑结构的所述可移除模块的形式。

根据一个示例，所述三维图像传感器耦接到所述头戴式支撑结构并在所述用户未穿戴所述头戴式支撑结构时捕获所述用户的所述面部的所述三维图像。

根据一个示例，所述头戴式支撑结构具有耦接到所述可移除模块的非定制部分，其中所述显示器包括在所述用户查看所述显示器上的内容时位于面向所述用户的所述非定制部分上的后向显示器，并且其中所述三维图像传感器包括背向所述后向显示器的前向三维图像传感器。

根据一个示例，所述头戴式支撑结构形成头戴式电子设备的一部分，并且其中所述三维图像传感器和所述控制电路形成与所述头戴式电子设备分开的外部电子设备的一部分。

再一方面公开了一种头戴式设备。该头戴式设备包括：条带；主单元，所述主单元耦接到所述条带，其中所述主单元包括第一部分和可移除地耦接到所述第一部分的第二部分；显示器，所述显示器位于所述第一部分中；三维图像传感器，所述三维图像传感器位于所述第一部分中；和控制电路，所述控制电路被配置为分析用所述三维图像传感器捕获的用户的面部的三维图像。

根据一个示例，所述头戴式设备还包括透镜，其中所述显示器包括后向显示器，当所述用户通过所述透镜查看所述后向显示器上的内容时，所述后向显示器面向所述用户的面部。

根据一个示例，所述控制电路被配置为分析所述三维图像以识别可移除地耦接到所述第一部分来形成所述主单元的所述第二部分的形式，并且其中所述三维图像传感器位于所述主单元的前表面上并背向所述后向显示器。

根据一个示例，所述头戴式设备还包括附加显示器，在所述附加显示器上显示关于所述第二部分的所识别的形式的信息。

根据一个示例，所述主单元被配置为穿戴在所述用户的面部上，其中所述第一部分包括所述主单元的非定制部分，所述主单元具有在所述主单元穿戴在所述用户面部上时背向所述用户的面部的前表面，并且其中所述附加显示器和所述三维图像传感器位于所述前表面上。

根据一个示例，所述头戴式设备还包括位于所述第一部分中的第一磁性结构和位于所述第二部分中的对应的第二磁性结构，其中所述第一磁性结构和所述第二磁性结构将所述第二部分可移除地耦接到所述第一部分。

根据一个示例，所述头戴式设备还包括致动器和透镜，其中所述控制电路被配置为基于分析所述三维图像使用所述致动器来移动所述透镜。

根据一个示例，所述头戴式设备还包括凝视追踪系统，所述凝视追踪系统监控所述用户的眼睛以确定瞳孔间距离，其中所述控制电路被配置为使用所述瞳孔间距离利用所述致动器来移动所述透镜。

电子设备，诸如头戴式设备，可具有用于显示图像内容的显示器。设备中的头戴式支撑结构可用于支撑显示器。头戴式支撑结构可包括耦接到主单元的条带。主单元可容纳显示器。显示器可用于在用户穿戴头戴式支撑结构的同时为用户显示内容。附加显示器可耦接到头戴式支撑结构。附加显示器可形成在头戴式支撑结构或头戴式设备的其它部分的外表面上。

头戴式设备或与头戴式设备通信的外部装置可包括三维图像传感器。三维图像传感器可捕获用户面部的三维图像。

控制电路可分析三维图像以确定在头戴式设备中应使用定制面部适配模块的多个形式中的哪一种来优化头戴式设备在用户头部上的贴合性。所识别的面部适配模块上的信息可显示在附加显示器中的一个上，并且可在用户未穿戴头戴式设备时由用户查看。定制面部适配模块可基于用户的面部三维图像中的用户面部特征结构特性来选择，这些面部特征结构特性诸如面部尺寸以及用户的前额、鼻子和脸颊的形状。

在识别出用户使用哪种形式的面部适配模块之后，可使用磁体或其它联接结构将该形式的面部适配模块耦接到头戴式设备的主单元的非定制部分。然后，头戴式设备可用于在用户穿戴该头戴式设备的同时为用户显示内容。

附图说明

图1为根据实施方案的诸如头戴式显示设备的示例性电子设备的透视图。

图2为根据实施方案的穿戴在用户头部上的示例性头戴式设备的侧视图。

图3为根据实施方案的三维图像传感器的图示。

图4为根据实施方案的具有可移除面部适配模块的示例性头戴式设备的顶视图。

图5为根据实施方案的与使用头戴式设备相关联的示例性操作的流程图。

具体实施方式

本专利申请要求于2019年2月6日提交的美国专利申请号16/269,336以及于2018年7月17日提交的美国临时专利申请号62/699,370的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

电子设备可包括用于向用户呈现内容的显示器和其它部件。电子设备可为可穿戴电子设备。可穿戴电子设备，诸如头戴式设备，可穿戴在用户的头部上。可穿戴设备也可穿戴在其它用户身体部分(例如，用户的手腕、手指等)上。为了增强用户舒适度，可穿戴电子设备的部分可以为可调节的。例如，可通过选择定制界面结构并将该定制界面结构附接到电子设备或通过调节电子设备内的部件来为用户定制电子设备。通过采集用户头部或其它身体部分的三维图像可有利于定制操作。例如，可捕获用户的面部三维图像以确定用户的瞳孔间距离以及诸如用户的前额、鼻子、脸颊、耳朵等的面部特征结构的形状。

图1示出了示例性系统的示意图，其中诸如用户面部特征结构测量结果的用户身体测量结果可使用三维传感器来采集。如图1所示，系统8可包括一个或多个电子设备，诸如电子设备10。系统8的电子设备可包括计算机、蜂窝电话、头戴式设备、手表设备和其它电子设备。其中电子设备10为头戴式设备的构型在本文中有时可作为示例进行描述。

如图1所示，电子设备，诸如电子设备10，可具有控制电路12。控制电路12可包括用于控制设备10的操作的存储和处理电路。电路12可以包括存储设备，诸如硬盘驱动器存储设备、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。控制电路12中的处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、功率管理单元、音频芯片、图形处理单元、专用集成电路以及其它集成电路。软件代码可存储在电路12中的存储设备上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实现设备10的控制操作(例如，数据采集操作、涉及处理三维面部图像数据的操作、涉及使用控制信号调节部件的操作等)。控制电路12可包括有线通信电路和无线通信电路。例如，控制电路12可包括射频收发器电路，诸如蜂窝电话收发器电路、无线局域网收发器电路、毫米波收发器电路和/或其它无线通信电路。

在操作期间，系统8中的设备的通信电路(例如，设备10的控制电路12的通信电路)可用于支持电子设备之间的通信。例如，一个电子设备可将三维图像数据、三维图像数据的分析结果或其它数据传输到系统8中的另一个电子设备。系统8中的电子设备可使用有线通信电路和/或无线通信电路通过一个或多个通信网络(例如，互联网、局域网等)进行通信。通信电路可用于允许设备10从外部装置(例如，拴系计算机、诸如手持设备或膝上型计算机的便携式设备、诸如远程服务器或其它远程计算装置的在线计算装置、或其它电子装置)接收数据和/或向外部装置提供数据。

设备10可包括输入输出设备22。输入输出设备22可用于允许用户向设备10提供用户输入。输入输出设备22还可用于采集有关设备10的操作环境的信息。设备22中的输出部件可允许设备10向用户提供输出，并且可用于与外部电子装置通信。

如图1所示，输入输出设备22可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可用于显示图像。图像可由设备10的用户和/或由用户附近的其它用户来查看。显示器14可为有机发光二极管显示器或基于发光二极管阵列的其它显示器、液晶显示器、硅上液晶显示器、投影仪或基于通过专用光学器件(例如，数字微镜设备)直接或间接地投射在表面上光束的显示器、电泳显示器、等离子体显示器、电润湿显示器或任何其它合适的显示器。

显示器14可包括向用户呈现诸如虚拟现实内容和混合现实内容的计算机生成内容的一个或多个显示器。虚拟现实内容可在真实世界内容不存在时显示。混合现实内容，有时可称为增强现实内容，可包括叠加在真实世界图像上的计算机生成图像。真实世界图像可由相机(例如，前向相机)捕获并与叠加的计算机生成内容合并，或者光学耦合系统可用于允许将计算机生成内容叠加在真实世界图像的顶部。例如，一副混合现实眼镜或其它增强现实头戴式显示器可包括通过分束器、棱镜、全息耦合器或其它光学耦合器向用户提供图像的显示设备。还可使用其中后向显示器通过透镜向用户显示虚拟现实内容的构型。

输入输出电路22可包括传感器16。传感器16可包括，例如，三维传感器(例如，三维图像传感器，诸如发射光束并使用二维数字图像传感器从目标被光束照射时产生的光点采集三维图像的图像数据的结构光传感器、在双目成像布置中使用两个或更多个相机采集三维图像的双目三维图像传感器、三维激光雷达(光探测及测距)传感器、三维射频传感器、或采集三维图像数据的其它传感器)，相机(例如，红外和/或可见数字图像传感器)，凝视追踪传感器(例如，基于图像传感器和(如果需要)光源的凝视追踪系统，该光源发射在从用户的眼睛反射之后使用图像传感器追踪的一个或多个光束)，触摸传感器，按钮，电容性接近传感器，基于光的接近传感器，其它接近传感器，应变仪，气体传感器，压力传感器，湿度传感器，磁性传感器，音频传感器(麦克风)，环境光传感器，用于采集语音指令和其它音频输入的麦克风，光学接近传感器，被配置为采集有关运动、位置和/或方向的信息的传感器(例如，包括所有这些传感器或这些传感器中的一个或两个的子集的加速计、陀螺仪、罗盘和/或惯性测量单元)，和/或其它传感器。

可使用输入输出设备22中的传感器和其它输入设备来采集用户输入和其它信息。如果需要，输入输出设备22可包括其它设备24，诸如触觉输出设备(例如，振动部件)、发光二极管和其它光源、扬声器(诸如用于产生音频输出的听筒)以及其它电子部件。设备10可包括用于接收无线功率的电路、用于向其它设备无线传输功率的电路、蓄电池和其它储能设备(例如，电容器)、操纵杆、按钮和/或其它部件。

电子设备10可具有外壳结构(例如，外壳壁等)，如图1的示例性支撑结构26所示。在其中电子设备10是头戴式设备(例如，一副眼镜、护目镜、头盔、帽子等)的构型中，支撑结构26可包括头戴式支撑结构(例如，头盔外壳、头带、眼镜腿、护目镜外壳结构和/或其它头戴式结构)。头戴式支撑结构可被配置为在设备10操作期间被穿戴在用户头部上，并且可支撑显示器14、传感器16、其它部件24、其它输入输出设备22和控制电路12。

图2为示例性构型中的电子设备10的侧视图，其中电子设备10为头戴式设备。如图2所示，电子设备10可包括支撑结构(参见，例如，图1的支撑结构26)，该支撑结构被配置为将设备10戴在用户的头部28上。这些支撑结构可包括，例如，头带或其它条带，诸如上条带30和后条带32。条带30和32可通过旋转接头34联接在一起。如果需要，条带30和32可分别具有滑动扣或其它可移动机械联接件，诸如联接件30C和32C，这些联接件允许调节条带30和32的长度以适配用户的头部。

显示器14可安装在显示器外壳(诸如，主单元40)中。主单元40，有时可称为设备10的面部单元、显示单元或主外壳，可耦接到条带32。如图2所示，面部单元40可具有以下表面：诸如前向(前)表面F和相对的后向(后)表面R、上表面T、相对的下表面B和/或相对的左右边缘表面E。显示器14可安装在设备10的内表面和/或外表面上，诸如上表面T、下表面B、前向表面F、后向表面R、朝向用户28的后方的主单元40的内部部分以及边缘表面E。例如，当设备10被穿戴在用户的头上时以及当用户的眼睛位于与后向表面R相邻的眼箱中时，后向显示器14可用于为用户30显示内容。在诸如表面F、E、T和B的表面上，显示器14可用于向用户28附近的人显示文本、图形、运动图像和/或其它内容(例如，公众成员可查看安装在这些表面上的公开可见的显示器)。传感器18和显示器14也可安装在单元40的这些表面中的一个或多个上和/或与条带32和34相关联的表面上。例如，一个或多个前向相机和/或一个或多个三维传感器可安装在前表面F上，如图2的示例性传感器位置18L所示。

主单元40可具有诸如前向主单元部分38的外部部分和诸如后向主单元部分36的内部部分。前向主单元部分38可用于外壳显示器14中。透镜、传感器和其它电路也可容纳在部分38中。如果需要，设备10的较重部分(例如，蓄电池部件等)和/或设备10的其它电路可安装在条带32和/或34的内部，并且/或者可耦接到条带32和/或34的外部。

主单元40的部分36可为定制结构(例如，对于不同用户不同并且可适应不同用户呈现的不同类型的面部特征结构的结构)，并且部分38可为非定制结构(例如，对于接收部分36的不同定制形式的不同用户相同的固定结构)。非定制部分38可以，例如，对于所制造的所有设备10都是相同的，而部分36可以以不同的形式(例如，小型、中型和大型形式，适应窄间距眼睛的形式，适应宽间距眼睛的形式，适应戴眼镜用户的形式和/或其它形式)提供。定制部分36可为，例如，可移除插入件(有时称为定制用户界面、定制面部适配结构、用户模块、面部适配模块、可拆卸用户特定部分等)，该插入件被定制成能够舒适地适配在用户28的面部上。这种方法允许部分38对于所有用户具有相同(或几乎相同)的构型，而每个单独的用户(或一组类似情况的用户)可以具有相应的定制部分36，定制部分36有助于使主单元40适应用户身体(例如，用户的面部)的特定形状。

在一种示例性布置中，部分36可在几种不同的可能形状之间定制(例如，部分36可提供成小、中和大尺寸)。在另一种示例性布置中，部分36可用于更多数量(例如，至少5种、至少10种、至少25种、至少50种、小于100种或其它合适的数量)的不同构型中。部分36的一些定制构型可适应佩戴眼镜的用户。在一些构型中，部分36可具有可单独调节的子部分(例如，具有多个曲线的周边部分、鼻梁部分等)。子部分可单独拆卸或可形成整体定制面部适配模块的零件。如果需要，可在定制部分36中使用三维定制印刷、定制模塑(例如，加热和/或压力下的泡沫模塑)和/或其它定制操作。

通过在用户的面部上采集三维信息，可有利于为定制部分36选择所需构型的过程。例如，可使用设备10中的三维传感器(例如，如图2所示的单元40的前表面F上的位置18L处的前向三维图像传感器)并且/或者使用系统8中的另一个(外部)电子设备中的三维图像传感器来捕获三维图像。一旦已捕获了用户面部的三维图像，系统8中的控制电路就可识别部分36的适当定制形状。识别单元40的适当部分36以适应用户面部的控制电路可为设备10中的本地控制电路，诸如控制电路12；和/或远程控制电路，诸如与远程服务器、手表设备、外部蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机或其它外部装置相关联的电路12。与待耦接到单元40的部分36的所识别的形式相关联的信息可以在显示器上可视地显示(例如，作为文本、图形等)，该显示器诸如外部设备表面(例如，前表面F、边缘表面E、上表面T或下表面B)上的显示器14中的一个。

在测量用户的面部并识别部分36的适当形式以适配用户的面部之后，可定制单元40。定制操作可涉及将适当部分36附接到部分38、制造定制零件、将定制零件和/或库存零件组装在一起以形成单元40、和/或执行其它所需的定制操作。也可对设备10中的光学系统和/或其它部件进行调节。例如，可手动调节和/或用致动器调节透镜在单元40中的位置，以将透镜的间距与用户眼睛的瞳孔间距离匹配，来适应用户佩戴的眼镜等。

图3为可用于捕获用户的面部三维图像的类型的示例性三维图像传感器的图示。光(例如，红外光和/或可见光)可由光源44发射。光源44可为，例如，单个激光器、垂直腔表面发射激光器或其它激光二极管的阵列、一个或多个发光二极管或其它光源。在操作期间，光源44可朝目标对象50(例如，用户的头部)发射一个或多个光束。光学系统46可将这些光束分成附加的光束48(例如，以增加发射的光束48的总数)。照射目标对象50的光束48的数量可为，例如，至少100、至少500、至少2000、至少10,000、至少25,000、至少50,000、小于1,000,000、小于300,000、小于100,000或小于75,000(作为示例)。相机54包括对与光束48(例如，900-1000nm、至少700nm、至少800nm、至少2.5μm或其它合适波长的红外光)相关联的光的波长敏感的数字图像传感器。这允许相机54捕获对象50的红外图像(或可见图像)，同时对象50被对象50用光束48照射产生的点阵列覆盖，从而产生对象50的三维映射(三维图像)。三维图像可，例如，包括用户的面部三维图像。

图4为示例性构型中设备10的顶视图，其中设备10包括一对透镜56。透镜56可包括耦接到左致动器58L的左透镜和耦接到右致动器58R的右透镜。致动器58L可横向移动透镜(在图4的X-Y平面中)并且/或者可沿Z轴调节透镜56的位置。透镜56的存在允许眼睛位于眼箱60中的用户在单元40内的后向显示器14R上查看图像。显示器14R可，例如，安装在单元40的部分38中，并且可朝眼箱60呈现图像。

可使用用户的面部三维图像来识别用于单元40中的部分36的适当形式。部分36可，例如，设置有定制鼻梁部分70和定制弯曲侧面部分72，定制弯曲侧面部分72被配置为搁置在用户面部上。可定制的部分36(或设备10中的其它结构)的其它属性包括单元40(例如，部分36)的总体尺寸，单元40(例如，部分36)的重量，部分36是否包括允许用户查看用户的周围环境的侧面孔穴(诸如开口74)，单元40的形状(例如，部分36是否具有容纳用户头部上的眼镜的侧面凹槽和/或其它结构)，在成形单元40和部分36中使用的颜色和/或材料，和/或单元40的形状、尺寸和外观的其它方面。

如果需要，可使用来自由三维传感器(诸如图3的传感器42)捕获的三维图像的面部数据来确定用户眼睛之间的距离(有时称为瞳孔间距离IPD)。因此设备10(例如，控制电路12)可调节透镜56的中心至中心间距。例如，左致动器58L(例如，马达等)和右致动器58R可调节透镜至透镜间距LD，直到LD与IPD匹配。如果需要，致动器58L和58R可用于沿后表面R调节透镜56到显示器14R和/或到用户面部的距离。透镜56相对于图4的Z轴的位置的这些调节可有助于在查看显示器14R上的内容时适应眼镜和/或换句话讲增强用户的观看舒适度。可基于用户面部的三维图像(例如，在设备10未被穿戴在用户的头部上时捕获的三维面部图像)，并且/或者可基于在设备10被穿戴在用户的头部上时从凝视追踪系统采集的实时输出，来定制调节间距LD。后向凝视追踪器18G可，例如，在眼箱60中监控用户的眼睛。以此方式，凝视追踪器18G可确定瞳孔间距离IPD。然后控制电路12可因此实时调节透镜间距LD。

如果需要，三维传感器，诸如图3的传感器42，可位于前向位置处，诸如图4的示例性传感器位置18L处。在设备10的正常操作期间，这些前向传感器可以用于诸如对象检测、平面识别等功能。在设置操作期间(例如，当选择单元40的定制部分诸如定制部分36时)，用户可以在设备10未被用户穿戴时将单元40保持在用户的面部前方，使得位置18L处的三维传感器面向用户面部并捕获用户的面部三维图像。然后，控制电路12(和/或系统8中的另一个设备上的远程控制电路)可将定制部分36的适当选择(例如，识别适合用户的部分36的定制形式的尺寸或其它零件号)通知用户。

可以在显示器14R，前表面F、边缘表面E、上表面T、下表面B上的显示器14和/或安装在设备10的其它部分中的显示器上为用户呈现信息性消息(例如，识别应将部分36的哪种形式附接到部分38以为用户定制单元40的消息)。信息性消息可包含文本、静态图像、移动图像等。例如，如果用户佩戴眼镜并且面部较小，则可显示消息用于通知用户用户应佩戴“S尺寸的眼镜”或通知用户用户应获得具有型号ABC321的部分36的形式。在获得部分36的适当形式之后，该部分36的形式可使用联接结构80耦接到部分38。结构80可包括磁体和其它磁性元件(例如，铁棒)、搭锁、钩、紧固件(诸如螺杆和其它螺纹紧固件)、粘合剂、钩-环紧固件和/或其它接合结构，用于将部分36附接到部分38并且从而形成单元40。例如，结构80可包括部分38中的一个或多个磁性结构以及部分36中的一个或多个相应的磁性结构，这些相应的磁性结构与部分38中的磁性结构配合以将部分36和38保持在一起。

图5示出了使用系统8所涉及的示例性操作的流程图。

在块90的操作期间，可测量用户身体上要穿戴电子设备10的部分。要穿戴设备10的身体部分可为，例如，用户的面部。用户的面部特征结构可通过使用一个或多个传感器18来测量。如结合图3所述，用于测量用户面部的一种示例性技术涉及利用三维传感器捕获用户的面部三维图像。三维传感器可为图3所示类型的结构化光传感器或其它合适的三维图像传感器。如果需要，还可以通过相对于单个相机旋转用户的面部来捕获三维图像，同时用单个相机捕获一系列图像。

用于捕获要穿戴设备10的用户的面部或其它身体部分的三维图像的三维图像传感器可以位于设备10中(例如，在其中三维传感器背向后向显示器14R的位置处、诸如图4的位置18L中的一个或多个处，在单元40的其它部分上的位置处，在支撑结构诸如条带30和32上的位置处，或在支撑结构26上的其它位置处)。如果需要，用于捕获用户的面部三维图像的传感器可以位于系统8中的外部装置中。例如，计算机、蜂窝电话、手表、外部头戴式设备或其它外部电子设备(例如，系统8中的与用户的头戴式设备10分开的另一个电子设备)可捕获用户的面部三维图像。

在块92的操作期间，可分析用户的面部三维图像以确定如何为用户定制设备10。三维图像可使用包含三维图像传感器的装置中的控制电路来处理，或者使用系统8中的有线通信链路和/或无线通信链路来处理，在设备10上和/或在外部装置上本地捕获的图像可以被传输到系统8中的其它合适的处理电路，用于进一步分析。例如，系统8中的远程服务器、对等电子设备、设备10和/或其它外部设备可用于分析使用设备10中的三维图像传感器捕获的或使用系统8中的另一个电子设备10中的三维图像传感器捕获的三维图像。在其中图像由设备10本地捕获并处理的布置中，设备10中的控制电路12可使用设备10中的三维图像传感器来捕获三维图像中的用户面部特征结构，并且可对三维图像执行处理操作以为用户识别将在设备10中使用哪种形式的定制部分。这些面部分析操作可识别用户的面部特征结构，诸如瞳孔间距离以及相关面部特征结构之间的其它距离、鼻子形状、前额形状、脸颊形状和/或用户面部形状的其它方面。

通过分析用户的面部形状，系统8的控制电路可为用户识别电子设备10的适当定制形式。控制电路可，例如，从具有不同特性的一组可用预制面部适配模块中识别合适的面部适配模块(例如，单元40的部分36)。不同的面部适配模块可，例如，包括适合不同尺寸的面部、不同形状的面部特征及结构、眼镜佩戴者或非眼镜佩戴者等的面部适配模块。在块92的操作期间，为用户识别适当的面部适配模块的控制电路可为设备10的控制电路12；可为外部装置上的控制电路，该外部装置诸如具有捕获用户的面部三维图像的三维图像传感器的便携式设备或其它设备；可为传送用于处理的三维图像的服务器或其它在线计算设备，诸如与销售电子设备10的定制形式的在线商店相关联的服务器；并且/或者可为系统8中的其它合适的控制电路。

在识别应向用户提供定制部分36的哪种形式之后，该部分36的形式可耦接到部分38以针对用户形成设备10的完全定制形式。定制过程可涉及手动和/或自动地将部分36附接到部分38(例如，由用户或与实体商店或在线商店相关联的人员)。定制还可涉及定制模塑、定制三维印刷和/或其它定制过程(例如，有助于使单元40的形状和/或设备10的诸如条带30和32的其它部分适应用户的面部的过程)。在一些布置中，诸如图4的致动器58L和58R的致动器(例如，马达或其它电磁致动器，诸如线性螺线管致动器、压电致动器和/或其它致动器)，可以用于基于用户的面部三维图像调节设备10。例如，致动器58L和58R可自动移动透镜56以调节透镜56的透镜至透镜间距LD，以匹配所测量的用户的瞳孔间距离IPD。

一旦已通过将所需的定制部分36适配到设备10中来定制设备10，用户就可在块96的操作期间通过调节设备10中的透镜位置和/或其它可调节部件和/或通过以其它方式定制设备10来使用设备10。具体地，用户可查看显示器14R上的内容，可以使由诸如条带32的支撑结构支撑的扬声器和/或无线连接的耳机或其它听筒来收听相关联的音频，并且/或者可以其它方式消耗由设备10提供的内容。在块96的操作期间，可对设备10的部件进行附加的调节。例如，可以基于使用凝视追踪系统传感器18G采集的用户眼睛的位置的实时测量结果(瞳孔间距离IPD)来进行透镜到透镜间距LD的自动调节。

如上所述，本技术的一个方面是采集并使用用户的面部三维图像以及可从各种来源获得的其它数据，以改善系统8的使用。本公开预期，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联系或定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、twitter ID、家庭地址、与用户的健康或健身等级相关的数据或记录(例如，生命信号测量结果、药物信息、锻炼信息)、出生日期、面部信息或任何其它标识或个人信息。

本公开认识到在本实用新型技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受益。例如，该个人信息数据可用于递送用户较感兴趣的目标内容。因此，使用此类个人信息数据使得用户能够对所递送的内容进行有计划的控制。此外，本公开还预期个人信息数据有益于用户的其他用途。例如，健康和健身数据可用于向用户的总体健康状况提供见解，或者可用作使用技术来追求健康目标的个人的积极反馈。

本公开设想负责采集，分析，公开，传输，存储或其他使用此类个人信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类策略应该能被用户方便地访问，并应应当随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外，在收到用户知情同意后，应进行此类采集/共享。此外，此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保其他有权访问个人信息数据的人遵守其隐私政策和流程。另外，这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此外，应当调整政策和实践，以便采集和/或访问的特定类型的个人信息数据，并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如，在美国，某些健康数据的收集或访问可能受诸如健康保险流通与责任法案(HIPAA)的联邦和/或州法律的约束，而其它国家的健康数据可能受其它法规和政策的约束，并且应相应地加以处理。因此，在每个国家应为不同的个人数据类型保持不同的隐私实践。

不管前述情况如何，本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件，以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如，本技术可被配置为允许用户在注册服务期间或其后随时选择参与收集个人信息数据的“选择加入”或“选择退出”。又如，用户可选择不提供面部数据。再如，用户可以选择限制保持用户特定数据的时间长度。除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外，本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如，可在下载应用(“app”)时向用户通知其个人信息数据将被访问，然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。

此外，本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据，通过限制数据采集和删除数据可最小化风险。此外，并且当适用时，包括在某些健康相关应用程序中，数据去标识可用于保护用户的隐私。在适当的情况下，可以通过移除特定标识符(例如，出生日期等)、控制存储的数据的量或特征(例如，在城市级而非地址级收集位置数据)、控制数据的存储方式(例如，在用户之间聚合数据)和/或其他方法来促进去标识。

因此，虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个各种所公开的实施方案，但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此类个人信息数据的情况下被实现。即，本实用新型技术的各种实施方案不会由于缺少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。

根据一个实施方案，提供一种电子设备，其包括为用户显示内容的显示器、控制电路、支撑显示器和控制电路的头戴式支撑结构、以及由头戴式支撑结构支撑并捕获用户的三维图像的三维图像传感器，该头戴式支撑结构包括第一部分和可移除的第二部分，该第一部分支撑显示器，该控制电路被配置为分析三维图像来识别耦接到第一部分的第二部分的形式，并且第二部分的所识别的形式可移除地耦接到第一部分，并被配置为在显示器为用户显示内容时抵靠用户。

根据另一个实施方案，该电子设备包括支撑在第一部分中的透镜以及耦接到该透镜的致动器，该三维图像传感器包括前向三维图像传感器，该前向三维图像传感器在用户查看内容时背向用户，并且该控制电路基于用户的三维图像使用致动器来调节透镜。

根据另一个实施方案，该电子设备包括磁性结构，该磁性结构被配置为将第二部分可移除地耦接到第一部分。

根据另一个实施方案，该电子设备包括支撑在第一部分中的透镜。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为分析三维图像以测量用户的瞳孔间距离，并且该电子设备包括位于第一部分中的致动器，该致动器基于所测量的瞳孔间距离来移动透镜。

根据另一个实施方案，该电子设备包括凝视追踪系统，该致动器基于来自凝视追踪系统的信息来移动透镜。

根据另一个实施方案，该电子设备包括在第一部分的外表面上的附加显示器，该控制电路被配置为在附加显示器上显示关于第二部分的识别形式的信息。

根据另一个实施方案，该第二部分是面部适配模块的形式，该面部适配模块的形式是基于三维图像从面部适配模块的多个形式中识别的。

根据一个实施方案，提供了一种系统，其包括具有显示器并具有可移除模块的头戴式支撑结构，该可移除模块被配置为在用户查看显示器上的内容时穿戴在用户的面部上；捕获用户的面部三维图像的三维图像传感器；和控制电路，该控制电路被配置为分析三维图像以从可移除模块的多个形式中识别耦接到头戴式支撑结构的可移除模块的形式。

根据另一个实施方案，该三维图像传感器耦接到头戴式支撑结构并在用户未穿戴头戴式支撑结构时捕获用户的面部三维图像。

根据另一个实施方案，该头戴式支撑结构具有耦接到可移除模块的非定制部分，该显示器包括在用户查看显示器上的内容时位于面向用户的非定制部分上的后向显示器，并且该三维图像传感器包括背向后向显示器的前向三维图像传感器。

根据另一个实施方案，该头戴式支撑结构形成头戴式电子设备的一部分，并且该三维图像传感器和该控制电路形成与头戴式电子设备分开的外部电子设备的一部分。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，包括：条带；耦接到该条带的主单元，该主单元包括第一部分和可移除地耦接到第一部分的第二部分；位于第一部分中的显示器；位于第一部分中的三维图像传感器；以及控制电路，该控制电路被配置为分析用三维图像传感器捕获的用户的面部三维图像。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括透镜，该显示器包括后向显示器，当用户通过透镜查看后向显示器上的内容时，该后向显示器面向用户的面部。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为分析三维图像以识别可移除地耦接到第一部分以形成主单元的第二部分的形式，并且该三维图像传感器位于主单元的前表面上并且背向后向显示器。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括附加显示器，在该附加显示器上显示关于第二部分的所识别的形式的信息。

根据另一个实施方案，该主单元被配置为穿戴在用户面部上，该第一部分包括主单元的非定制部分，该主单元具有在主单元穿戴在用户面部上时背向用户面部的前表面，并且该附加显示器和该三维图像传感器位于前表面上。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括位于第一部分中的第一磁性结构和位于第二部分中的相应的第二磁性结构，该第一磁性结构和第二磁性结构将第二部分可移除地耦接到第一部分。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括致动器和透镜，该控制电路被配置为基于分析三维图像使用致动器来移动透镜。

根据另一个实施方案，该头戴式设备包括凝视追踪系统，该凝视追踪系统监控用户的眼睛以确定瞳孔间距离，该控制电路被配置为使用瞳孔间距离用致动器来移动透镜。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种电子设备，其特征在于包括：

显示器，所述显示器为用户显示内容；

控制电路；

头戴式支撑结构，所述头戴式支撑结构支撑所述显示器和所述控制电路；和

三维图像传感器，所述三维图像传感器由所述头戴式支撑结构支撑并捕获所述用户的三维图像，其中所述头戴式支撑结构包括第一部分和可移除的第二部分，其中所述第一部分支撑所述显示器，其中所述控制电路被配置为分析所述三维图像以识别耦接到所述第一部分的所述第二部分的形式，并且其中所述第二部分的所识别的形式可移除地耦接到所述第一部分并被配置为在所述显示器为所述用户显示所述内容时抵靠所述用户。

2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

透镜，所述透镜支撑在所述第一部分中；和

致动器，所述致动器耦接到所述透镜，其中所述三维图像传感器包括前向三维图像传感器，所述前向三维图像传感器在所述用户查看内容时背向所述用户，并且其中所述控制电路基于所述用户的三维图像使用所述致动器来调节所述透镜。

3.根据权利要求1所述的电子设备，还包括磁性结构，所述磁性结构被配置为将所述第二部分可移除地耦接到所述第一部分。

4.根据权利要求3所述的电子设备，还包括支撑在所述第一部分中的透镜。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为分析所述三维图像以测量所述用户的瞳孔间距离，并且其中所述电子设备还包括位于所述第一部分中的致动器，所述致动器基于所测量的瞳孔间距离来移动所述透镜。

6.根据权利要求5所述的电子设备，还包括凝视追踪系统，其中所述致动器基于来自所述凝视追踪系统的信息来移动所述透镜。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

位于所述第一部分的外表面上的附加显示器，其中所述控制电路被配置为在所述附加显示器上显示关于所述第二部分的所识别的形式的信息。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第二部分是面部适配模块的形式，所述面部适配模块的形式是基于所述三维图像从所述面部适配模块的多个形式中识别的。

9.一种系统，其特征在于包括：

头戴式支撑结构，所述头戴式支撑结构具有显示器并具有可移除模块，所述可移除模块被配置为在用户查看所述显示器上的内容时穿戴在所述用户的面部上；

三维图像传感器，所述三维图像传感器捕获所述用户的所述面部的三维图像；和

控制电路，所述控制电路被配置为分析所述三维图像以从所述可移除模块的多个形式中识别耦接到头戴式支撑结构的所述可移除模块的形式。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述三维图像传感器耦接到所述头戴式支撑结构并在所述用户未穿戴所述头戴式支撑结构时捕获所述用户的所述面部的所述三维图像。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述头戴式支撑结构具有耦接到所述可移除模块的非定制部分，其中所述显示器包括在所述用户查看所述显示器上的内容时位于面向所述用户的所述非定制部分上的后向显示器，并且其中所述三维图像传感器包括背向所述后向显示器的前向三维图像传感器。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述头戴式支撑结构形成头戴式电子设备的一部分，并且其中所述三维图像传感器和所述控制电路形成与所述头戴式电子设备分开的外部电子设备的一部分。

13.一种头戴式设备，其特征在于包括：

条带；

主单元，所述主单元耦接到所述条带，其中所述主单元包括第一部分和可移除地耦接到所述第一部分的第二部分；

显示器，所述显示器位于所述第一部分中；

三维图像传感器，所述三维图像传感器位于所述第一部分中；和

控制电路，所述控制电路被配置为分析用所述三维图像传感器捕获的用户的面部的三维图像。

14.根据权利要求13所述的头戴式设备，还包括透镜，其中所述显示器包括后向显示器，当所述用户通过所述透镜查看所述后向显示器上的内容时，所述后向显示器面向所述用户的面部。

15.根据权利要求14所述的头戴式设备，其中所述控制电路被配置为分析所述三维图像以识别可移除地耦接到所述第一部分来形成所述主单元的所述第二部分的形式，并且其中所述三维图像传感器位于所述主单元的前表面上并背向所述后向显示器。

16.根据权利要求15所述的头戴式设备，还包括附加显示器，在所述附加显示器上显示关于所述第二部分的所识别的形式的信息。

17.根据权利要求16所述的头戴式设备，其中所述主单元被配置为穿戴在所述用户的面部上，其中所述第一部分包括所述主单元的非定制部分，所述主单元具有在所述主单元穿戴在所述用户面部上时背向所述用户的面部的前表面，并且其中所述附加显示器和所述三维图像传感器位于所述前表面上。

18.根据权利要求13所述的头戴式设备，还包括位于所述第一部分中的第一磁性结构和位于所述第二部分中的对应的第二磁性结构，其中所述第一磁性结构和所述第二磁性结构将所述第二部分可移除地耦接到所述第一部分。

19.根据权利要求13所述的头戴式设备，还包括致动器和透镜，其中所述控制电路被配置为基于分析所述三维图像使用所述致动器来移动所述透镜。

20.根据权利要求13所述的头戴式设备，还包括凝视追踪系统，所述凝视追踪系统监控所述用户的眼睛以确定瞳孔间距离，其中所述控制电路被配置为使用所述瞳孔间距离利用所述致动器来移动所述透镜。