CN209842236U - 系统、头戴式设备和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了系统、头戴式设备和电子设备。该系统包括：头戴支承结构；显示器，所述显示器联接到所述头戴支承结构；控制电路，所述控制电路被配置为使用所述显示器提供内容；不可移除透镜，所述不可移除透镜联接到所述头戴支承结构，所述不可移除透镜被配置为在眼睛框中呈现来自所述显示器的所述内容，和可移除补充透镜，所述可移除补充透镜在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间可移除地联接到所述头戴支承结构，其中所述可移除补充透镜被配置为存储由所述控制电路检索的信息。

Description

系统、头戴式设备和电子设备

技术领域

本文整体涉及电子设备，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成由用户穿戴。例如，头戴式设备设置有允许设备被戴在用户头上的头戴结构。头戴式设备可以包括具有透镜的光学系统。透镜允许设备中的显示器向用户呈现视觉内容。

头戴式设备的一些用户具有视觉缺陷，诸如近视、远视、散光或老花。确保头戴式设备中的光学系统对这些用户令人满意地工作可能是有挑战性的。如果不小心，具有视觉缺陷的用户可能难以或不可能正确地聚焦在正被显示的内容上。

实用新型内容

一方面公开了一种系统。该系统包括：头戴支承结构；显示器，所述显示器联接到所述头戴支承结构；控制电路，所述控制电路被配置为使用所述显示器提供内容；不可移除透镜，所述不可移除透镜联接到所述头戴支承结构，所述不可移除透镜被配置为在眼睛框中呈现来自所述显示器的所述内容，和可移除补充透镜，所述可移除补充透镜在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间可移除地联接到所述头戴支承结构，其中所述可移除补充透镜被配置为存储由所述控制电路检索的信息。

根据一个示例，所述系统还包括：视线跟踪系统，所述视线跟踪系统具有光发射器和红外图像传感器，其中所述可移除补充透镜具有存储所述信息的条形码，其中所述条形码在红外波长是不透明的并且在可见波长是透明的，并且其中所述图像传感器被配置为在所述可移除补充透镜可移除地联接到所述头戴支承结构时读取所述条形码。

根据一个示例，所述条形码包括红外不透明且可见光透明的油墨，所述红外不透明且可见光透明的油墨在所述可移除补充透镜中透光透镜元件上，并且其中所述信息包括选自由眼镜处方、眼镜处方失效日期、用户名、制造日期、制造商、序列号、制造批号、型号名称、型号类型、以及关于所述可移除补充透镜的光学特征的信息构成的组的信息。

根据一个示例，所述系统还包括联接到所述头戴支承结构的数据读取设备，其中所述控制电路被配置为使用所述数据读取设备从所述可移除补充透镜获取所述信息。

根据一个示例，所述信息包括眼镜处方。

根据一个示例，所述可移除补充透镜包括存储器，并且其中所述数据读取设备被配置为从所述存储器获取所述信息。

根据一个示例，所述可移除补充透镜包括文本，并且其中所述数据读取设备被配置为通过光学地读取所述文本来获取所述信息。

根据一个示例，所述可移除补充透镜包括被配置为存储数据的电路，并且其中所述数据读取设备被配置为从所述电路获取所述信息。

根据一个示例，所述可移除补充透镜包括可编程只读存储器，其中所述数据读取设备被配置为从所述可编程只读存储器获取所述信息，并且其中所述信息包括所述可移除补充透镜的透镜特征。

根据一个示例，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的透镜焦强。

根据一个示例，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的球面透镜焦强。

根据一个示例，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的光学象差。

根据一个示例，所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜联接到所述头戴支承结构时获取所述信息，并且其中所述信息包括选自由用户名、序列号、所述可移除补充透镜的光学特征和眼镜处方信息构成的组的信息。

另一方面公开了一种头戴式设备。该头戴式设备包括：头戴支承结构；显示器，所述显示器被配置为显示内容；左定位器和右定位器；不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统具有分别由所述左定位器和所述右定位器定位的左透镜和右透镜；可移除透镜系统，所述可移除透镜系统具有可移除地分别与所述右透镜和所述左透镜对准地联接到所述头戴支承结构的可移除补充左透镜和可移除补充右透镜；和控制电路，所述控制电路被配置为获取存储在所述可移除透镜系统中的信息。

根据一个示例，所述信息包括用户的瞳孔间距离，并且其中所述控制电路被配置为使用所述左定位器和所述右定位器调节与所述左透镜和所述右透镜相关联的透镜中心到透镜中心间距，以匹配所述瞳孔间距离，所述头戴式设备还包括：存储所述信息的所述可移除透镜系统上的光学可读图案和图像传感器，所述图像传感器光学地读取所述光学可读图案以从所述可移除透镜系统检索所述信息，其中所述图像传感器包括视线跟踪系统中的红外图像传感器。

根据一个示例，所述信息包括用户的眼镜处方，并且其中所述控制电路被配置为基于所述用户的眼镜处方来调节所述左定位器和所述右定位器。

再一方面公开了一种被配置为与可移除补充透镜系统一起操作的电子设备。该电子设备包括：显示器，所述显示器显示内容；控制电路；不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统被配置为允许从眼睛框查看所述显示内容；可移除补充透镜系统；和头戴支承结构，所述头戴支承结构支承所述显示器并且将所述不可移除透镜系统支承在所述眼睛框和所述显示器之间，其中所述可移除补充透镜系统被配置为被支承在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间，其中所述可移除补充透镜系统被配置为存储信息，并且其中所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜系统在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间时从所述可移除补充透镜系统获取所述信息。

根据一个示例，所述电子设备还包括透镜定位器，其中所述控制电路被配置为使用所述透镜定位器基于从所述可移除补充透镜系统获取的所述信息调节与所述不可移除透镜系统中的左透镜和右透镜相关联的透镜到透镜间距。

根据一个示例，所述信息包括与所述可移除补充透镜系统相关联的光学处方，并且其中所述控制电路被配置为响应于确定在用户的处方和与所述可移除补充透镜系统相关联的所述光学处方之间存在不匹配而向所述用户发出警示。

根据一个示例，所述信息包括指定与所述补充透镜系统相关联的光学失真的失真信息，并且其中所述控制电路被配置为基于所述失真信息对在所述显示器上显示的内容应用补偿校正。

头戴式设备可以具有为用户显示内容的显示器。设备中的头戴支承结构可以将设备支承在用户头上。不可移除的透镜系统可以由头戴支承结构支承，并且可以被用于将显示器上的内容呈现给眼睛框。当用户的眼睛位于眼睛框中时，用户可以查看内容。

头戴支承结构可以被配置为与不可移除的透镜系统对准地接纳可移除的补充透镜系统。磁联接结构或其他接合结构可以被用于可移除地将补充透镜系统联接到头戴式设备。

可移除的补充透镜系统可以被用于调节不可移除透镜系统的透镜特征，并且由此定制头戴式显示器以适应用户的视力。例如，可移除的补充透镜系统可以包括与不可移除透镜系统中的对应左透镜和右透镜对准且进行补充、并且包括允许头戴式设备被具有散光或其它视觉缺陷的用户使用的散光透镜特征和其他特征的补充的左透镜和右透镜。

与不同用户相关联的可移除补充透镜系统可以被配置为与共享的头戴式设备一起操作。为了确保头戴式设备能够为每个用户定制其操作，可以为每个用户的可移除的补充透镜系统提供标识与那个可移除的补充透镜系统相关联的用户的信息和其他所存储的信息。这个信息可以利用条形码或其他光学可读图案、可编程存储器、或其他数据存储装置而被存储在可移除的补充透镜系统中。在检索所存储的信息中可以使用存储器读取器、视线跟踪系统或其他传感器。

被存储在可移除的补充透镜系统中的信息可以包括关于可移除的补充透镜系统的光学特征的信息、用户信息诸如用户的眼镜处方、和/或其他信息。当可移除的补充透镜系统被安装在头戴式设备中时，头戴式设备中的控制电路可以检索所存储的信息并且可以采取适当的动作。例如，控制电路可以使用透镜定位器来基于用户的瞳孔间距离和关于用户的其他信息调节透镜系统的透镜间距和其他操作参数。

附图说明

图1是根据实施方案的例示性电子设备诸如头戴式显示设备的示意图。

图2为根据实施方案的例示性头戴式设备的顶视图。

图3是根据实施方案的例示性可移除补充透镜的图示。

图4是根据实施方案的与使用头戴式设备相关联的例示性操作的流程图。

具体实施方式

本专利申请要求于2019年2月14日提交的美国专利申请16/276,286以及于2018年7月30日提交的美国临时专利申请62/712,108的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

电子设备可以包括用于向用户呈现内容的显示器和其他部件。电子设备可以是可穿戴电子设备。可穿戴电子设备诸如头戴式设备可以具有允许头戴式设备被戴在用户头上的头戴支承结构。

头戴式设备可以包含由一个或多个显示面板(显示器)形成的显示器，用于向用户显示视觉内容。透镜系统可以被用于允许用户聚焦在显示器上并查看视觉内容。为了确保广泛的用户能够清楚地聚焦在显示器上并查看视觉内容，头戴式设备可以接收可移除的补充透镜。补充透镜可以解决透镜系统否则没有解决的用户视觉缺陷。例如，具有散光的用户可以具有对散光进行矫正的补充透镜。当这个用户希望以头戴式设备查看内容时，补充透镜可以被安装在头戴式设备内以帮助矫正用户的散光。对于一个例示性布置方式，补充透镜可以利用将补充透镜附接到设备中的不可移除透镜的磁体或其它可移除紧固件而联接到头戴支承结构。

如果需要，可移除的补充透镜可以具有存储后来被头戴式设备检索和使用的信息的能力。有时可以被称为补充透镜信息或所存储信息的这个信息可以包括特定于补充透镜的透镜焦强信息和其他信息以及/或者与透镜相关联的用户的用户信息(例如，用户名、眼镜处方信息等)。存储电路诸如可编程只读存储器可以被用于存储补充透镜信息，并且/或者补充透镜信息可以以其他方式存储(例如，利用条形码、补充透镜上的文本、其他图案化光学可读信息等等)。在操作期间，在用户已经将补充透镜安装在头戴式设备中之后，头戴式设备可以检索和使用补充透镜信息。例如，关于透镜的光学特征的信息可以被头戴式设备用来帮助矫正透镜中的光学像差(例如，球面像差、色差、枕形失真、桶形失真等)，关于用户的信息可以被用于调节透镜的瞳孔间距离或者可以被用于为用户呈现已被预填有用户的用户名等的登录屏幕。

图1中示出了可以使用补充头戴式显示器透镜的例示性系统的示意图。如图1所示，系统8可以包括一个或多个电子设备诸如电子设备10。系统8 的电子设备可以包括计算机、蜂窝电话、头戴式设备、腕表设备和其他电子设备。其中电子设备10是头戴式设备的配置有时在本文中作为示例进行描述。

如图1所示，电子设备诸如电子设备10可以具有控制电路12。控制电路12可以包括用于控制设备10的操作的存储和处理电路。电路12可以包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、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中的处理电路可以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。软件代码可以被存储在电路12中的存储装置上，并且在电路12中的处理电路上运行，以实施设备10的控制操作(例如，数据采集操作、在处理三维面部图像数据中所涉及的操作、涉及利用控制信号调节部件的操作等)。控制电路12可以包括有线和无线通信电路。例如，控制电路12可以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/或其他无线通信电路。

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)可以被用于支持电子设备之间的通信。例如，一个电子设备可以将视频和/或音频数据传输给系统8中的另一电子设备。系统8中的电子设备可以使用有线和/或无线通信电路来通过一个或多个通信网络(例如，互联网、局域网等)进行通信。通信电路可以被用于允许设备10从外部装备(例如，拴系计算机、便携式设备诸如手持设备或膝上型计算机、在线计算装备诸如远程服务器或其他远程计算装备、或其他电气装备)接收数据和/或向外部装备提供数据。

设备10可以包括输入-输出设备22。输入-输出设备22可以被用于允许用户为设备10提供用户输入。输入-输出电路22可以也被用于采集有关设备 10在其中操作的环境的信息。电路22中的输出部件可以允许设备10向用户提供输出，并且可以被用于与外部电气装备通信。

如图1所示，输入-输出电路22可以包括一个或多个显示器诸如显示器 14。在一些配置中，设备10的显示器14包括分别与用户的左眼和右眼对准的左显示面板和右显示面板。在其他配置中，显示器14包括延伸跨两只眼睛的单个显示面板。

显示器14可以被用于显示图像。显示在显示器14上的视觉内容可以被设备10的用户查看。设备10中的显示器诸如显示器14可以是有机发光二极管显示器或基于发光二极管阵列的其他显示器、液晶显示器、硅基液晶显示器、投影仪或基于通过专用光学器件(例如，数字微镜设备)直接或间接地将光束投影到表面上的显示器、电泳显示器、等离子体显示器、电润湿显示器、或任何其他合适的显示器。

显示器14可以向用户呈现计算机生成的内容，诸如虚拟现实内容和混合现实内容。虚拟现实内容可以在没有真实世界内容的情况下被显示。有时可以被称为増强现实内容的混合现实内容可以包括叠加在真实世界图像上的计算机生成的图像。真实世界图像可以由相机(例如，前置相机)捕获并与叠加的计算机生成的内容合并，或者光学耦合系统可以被用于允许计算机生成的内容叠加在真实世界图像上。例如，一副混合现实眼镜或其他増强现实头戴式显示器可以包括通过分束器、棱镜、全息耦合器或其他光学耦合器向用户提供图像的显示设备。其中显示器14被用于通过透镜向用户显示虚拟现实内容的配置在本文中作为示例进行描述。

输入-输出设备22可以包括传感器16。传感器16可以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且使用二维数字图像传感器从在目标被所述光束照射时生成的光点采集用于三维图像的图像数据的结构化光传感器、利用双目成像布置中的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lidar(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他传感器)、相机(例如，红外和/或可见光数字图像传感器)、视线跟踪传感器(例如，基于图像传感器、并且如果需要的话还基于光源的视线跟踪系统，所述光源发射一个或多个光束，所述光束在从用户的眼睛反射之后利用图像传感器进行跟踪)、触摸传感器、按钮、电容式接近传感器、基于光的(光学)接近传感器、其它接近传感器、力传感器、传感器诸如基于开关的接触传感器、气体传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、音频传感器(麦克风)、环境光传感器、用于采集语音命令和其他音频输入的麦克风、被配置为采集关于运动、位置和/或取向的信息的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、罗盘、和/或包括所有这些传感器或者这些传感器中一者或两者的子组的惯性测量单元)、和/或其他传感器。

用户输入和其他信息可以利用传感器和输入-输出设备22中的其他输入设备来采集。如果需要，输入-输出设备22可以包括其他设备24诸如触觉输出设备(例如，振动部件)、发光二极管和其他光源、用于产生音频输出的扬声器诸如耳用扬声器、以及其他电子部件。设备10可以包括用于接收无线功率的电路、用于将功率无线地传输给其他设备的电路、电池和其他储能设备(例如，电容器)、操纵杆、按钮和/或其他部件。

电子设备10可以具有外壳结构(例如，外壳壁、条带等)，如图1的例示性支承结构26所示。在电子设备10是头戴式设备(例如，一副眼镜、护目镜、头盔、帽子等)的配置中，支承结构26可以包括头戴支承结构(例如，头盔外壳、头带、一副眼镜中的镜腿、护目镜外壳结构、和/或其他头戴结构)。头戴支承结构可以被构造为在设备10操作期间被戴在用户的头上，并且可以支承显示器14、传感器16、其他部件24、其他输入-输出设备22、和控制电路12。

图2是电子设备10是头戴式设备的例示性配置中电子设备10的顶视图。如图2所示，电子设备10可以包括支承结构(参见例如图1的支承结构 26)，其中在容纳设备10的部件以及将设备10戴到用户头上中使用所述支承结构。这些支承结构可以包括例如形成主单元26-2的外壳壁和其他结构的结构、以及帮助将主单元26-2保持在用户面部上使得用户的眼睛位于眼睛框 60内的条带或其他补充支承结构诸如结构26-1。

显示器14可以包括分别安装在分别对应于用户的左眼(和左眼睛框60) 和右眼(和右眼睛框)的左和右显示模块70中的左和右显示面板(例如，左像素阵列和右像素阵列，有时被称为左显示器和右显示器)。有时可以被称为透镜支承结构或透镜外壳的模块70可以利用相应的左和右定位器58(例如，步进电机、压电致动器、电机、线性电磁致动器和/或用于调节位置的其他电子部件)而分别相对于主单元26-2的外壳壁结构及相对于用户的眼睛来定位。在设备10的操作期间，定位器58可以由控制电路12控制。例如，定位器58可以被用于调节模块70之间的间距(并且因此调节模块70的透镜之间的透镜到透镜间距)，以匹配用户眼睛的瞳孔间距离IPD。

设备10可以包括不可移除透镜系统(有时被称为永久透镜系统或固定透镜系统)，设备10的用户可以将可移除的补充透镜附接到所述不可移除透镜系统以适应用户的视力(散光等)。当可移除的补充透镜不存在时，用户可以使用不可移除透镜系统。具有特定视觉缺陷(例如散光)的用户可以受益于将可移除的补充透镜附接到不可移除的透镜。当补充透镜与不可移除透镜对准地联接到设备10时，补充透镜和不可移除透镜一起工作形成组合光学属性由不可移除透镜和补充透镜两者确定的组合透镜系统。

如图2所示，例如每个透镜模块70可以包括不可移除透镜72。透镜72 可以是菲涅耳透镜、由透光材料诸如玻璃或塑料制成的单元件或多元件透镜、反射镜透镜、反射折射透镜、和/或其他类型的透镜。透镜72沿X轴的位置可以被调节，使得透镜72被分开与用户的瞳孔间距离(距离IPD)匹配的距离。透镜72沿Z轴的位置可以被调节，以帮助用户聚焦在显示器14上。

可用于透镜72的行进量可以受到限制和/或透镜72可以具有使透镜72 难以单独被用于供所有用户查看显示器14上的内容的属性。例如，用户可能具有散光，或者可能严重近视或远视。在诸如这些的情况下，透镜72在单独使用时可能不能矫正用户的视力。为了确保用户的视力得到完全矫正，补充透镜76可以被联接到透镜72以提供进一步的调节。例如，如果用户有散光，则补充透镜76可以被配置为补偿用户的散光。如果有多个用户与设备10相关联，则这多个用户中的每一者可以潜在地具有各自的不同的一组补充透镜76。透镜76可以基于单个补充透镜模块接合在一起形成补充透镜系统，或者可以被容纳在形成多透镜模块补充透镜系统的分开的透镜模块中。

如图2所示，例如，补充透镜76可以被安装在补充透镜模块(有时被称为补充透镜支承结构或外壳)诸如补充透镜模块74中。透镜模块74可以通过使用不可移除透镜模块70中的联接结构78和与联接结构78配合的对应联接结构诸如可移除透镜模块74中的联接结构80将透镜模块74联接到透镜模块70而被可移除地联接到支承结构26。联接结构78和80可以由磁联接器(例如，磁体和/或磁结构诸如铁棒)、夹具、钩-环紧固件、搭锁、螺杆和其他螺纹紧固件、临时粘合剂、弹簧加载接合结构、和/或其他联接机构形成。

设备10可以包括被配置为监视眼睛框60中的用户眼睛的视线检测系统。例如，视线检测系统可以使用光学眼睛监视部件来监视用户在使用设备10时的视线方向。对于一个例示性配置，视线跟踪器诸如视线跟踪器86可以位于每个透镜模块70中。在这个位置中，每个透镜模块70中的视线跟踪器86可以通过相应的透镜72和相应的配对补充透镜76监视相应眼睛框60 中的用户眼睛。视线跟踪器86可以被放置在透镜模块70的周边部分处，使得视线跟踪器86不阻碍用户通过可移除透镜76和不可移除透镜72对显示器14的查看。

如果需要，图2的可移除透镜系统(例如，透镜模块74和/或被配置为支承可移除透镜76两者的单个可移除透镜保持件中的一者或两者)可以设置有电子存储装置，诸如存储装置84。存储装置84可以是可编程只读存储器(例如，电可编程只读存储器、由激光编程熔丝形成的存储器、和/或其他可编程存储器)，可以由金属迹线和/或电阻元件的图案形成(例如，以导电路径图案、电阻器图案和/或其相关联电阻值的形式编码信息、和/或被配置成充当在可移除透镜中存储数据用于由设备10进行电检索的存储装置的其他电路)。可以被形成为可移除透镜系统的一部分(例如，作为模块74和相关联可移除透镜76中的一者或多者的一部分)的存储装置84可以在以电的方式存储透镜信息、用户信息和/或其他信息中被使用。当可移除透镜系统联接到不可移除透镜系统(例如，一个或两个透镜模块70，诸如存储装置84)时，电存储信息读取器82可以检索存储在存储装置84中的数据。信息读取器82可以是例如电编程只读存储器读取器、读取激光编程存储装置或其他可编程存储器的存储器读取器、以电的方式测量存储装置84(例如，以检测被用于存储数据的导电迹线和/或电阻元件的图案)的电路、和/或其它读取器电路。

信息诸如透镜信息、用户信息和其他信息也可以利用非电存储装置来存储。这个存储装置可以包括例如条形码、文本、点图案、和/或能被光学地检测的其他信息。光学数据读取操作可以利用红外和/或可见光相机或读取光学编码信息的其他装备(例如，条形码扫描装备)来执行。例如，在读取条形码、文本、或其他光学编码信息中可以使用通过成像可移除透镜来读取可移除透镜上的数据的光学数据读取装备，诸如视线跟踪传感器86中的红外数字图像传感器和/或可见光数字图像传感器。

在设备10操作期间，视线跟踪器86(有时被称为视线监视系统、视线跟踪系统、眼睛监视系统等)可以监视眼睛框60中用户的眼睛。视线跟踪器 86可以包括光源和光检测部件诸如图像传感器。例如，每个视线跟踪器86 可以包括光源，诸如发光二极管光源或激光光源，其产生光束阵列(例如，不妨碍用户视力的红外光束)。也可以提供红外和/或可见波长的弥漫(泛光) 照射。每个视线跟踪器86可以也包括相应的红外图像传感器(和/或可见光图像传感器)，其面对相应眼睛框60中用户的眼睛并且在用户的眼睛正被来自该视线跟踪器的光源的光束照射时通过透镜72和透镜76捕获用户眼睛的图像。在正常操作期间，控制电路20可以使用视线跟踪器86跟踪用户的视线 (例如，使得被显示在显示器14上的图像可以基于用户视线的方向而进行调节，等等)。当期望读取(例如，通过以条形码、文本等形式编码信息)已被光学地存储的可移除透镜系统中的信息时，一个或多个视线跟踪器86中的一个或多个图像传感器诸如一个或多个红外图像传感器可以光学地从补充透镜系统(例如，从一个或多个透镜模块74)读取所述信息。

图3是例示性可移除透镜模块的前视图，示出了可以被用于将信息存储在透镜模块中的布置方式。如图3所示，透镜模块74可以包括透镜支承结构74H。支承结构74H可以由聚合物、金属和/或其他材料制成，并且可以围绕或以其他方式支承透镜76以形成透镜模块74。联接结构80可以由支承结构74H支承，使得联接结构80在联接结构80联接到透镜模块70中的配合联接结构78时将透镜模块74保持到透镜模块70和支承结构26。

可以利用一种或多种方法将透镜信息、用户信息和其他信息存储在可移除透镜模块74中。对于一个例示性布置，电存储装置84被包括在透镜模块 74中。数据可以被存储在电存储装置84中。当可移除透镜模块74联接到不可移除透镜模块70时，读取器82可以联接到电存储装置84并且可以从电存储装置84检索所存储的数据。

对于另一例示性布置，条形码诸如条形码92可以被包括在透镜模块74 中。例如，条形码92可以是由视觉透明、而对于红外光(例如，视线跟踪器 86中的红外光源所发射的波长的红外光)是不透明的油墨形成的红外条形码，或者其他对于可见光是透明的并且在红外波长是不透明的条形码结构。对于这种类型的布置，条形码92将对于用户是透明的，并且不会妨碍用户观看显示器14上的内容，即使条形码92形成在透镜76上。同时，视觉跟踪器86指向透镜76，使得视觉跟踪器86可以在红外波长捕获条形码92的图像。

条形码、文本信息或其他可见光(和/或红外光)标记可以由激光标记、图案化油墨、图案化金属涂层、和/或区域诸如区域90中形成的其他标记形成。这个类型的可见光编码信息(例如，光学存储的信息)可以被透镜模块70中的可见光图像传感器或设备10中其他位置的图像传感器(例如，传感器16中的可见光图像传感器)读取。在一些情况下，可见光编码信息诸如文本、图标或其他光学可读图案可以包含用户能识别的信息(例如，用户能阅读的文本，诸如用户的名称或用户名、用户能识别的图标等)。用户能识别的信息可以被用于对透镜模块74进行标记，使得属于不同用户的透镜模块不会混淆。设备10中的图像传感器(例如，视线跟踪器87中的图像传感器和/或其他图像传感器)可以光学地读取可移除透镜系统上的用户也能识别的文本、图标或其他图案化结构，和/或图像传感器可以读取不包含用户能识别的文本或图标的图案诸如条形码和其他图案。

在一些情况下，可能有利的是对被存储在可移除透镜模块74中的信息进行加密。所存储的信息可以利用密码密钥来进行加密。控制电路12可以利用适于解密的对应密码密钥(其可以与加密密钥相同或者可以与加密密钥相关)来解密经加密的信息。控制电路12可以从用户获得密钥(例如，利用输入-输出设备22)。如果需要，控制电路12可以从远程服务器(例如，在线服务)获得密钥。如果需要，用户密码、用户名或其他信息可以从用户和/或设备10中的存储装置采集，并且可以被控制电路12在从在线服务获取密钥中使用。在一些布置中，密钥可以被存储在控制电路12中，以用于在解密存储在透镜模块74中的经加密信息中使用(例如，当设备10仅由单个家庭的成员使用时)。这些例示性布置和/或用于对存储在可移除透镜模块74中的信息进行加密和解密的其他布置可以被用于増强所存储用户信息的私密性。

在使用系统8中所涉及的例示性步骤在图4中示出。

在框100的操作期间，期望使用设备10但具有特定视觉缺陷(散光等) 的用户可以将与该用户相关联的可移除透镜系统附接到设备10。在可移除透镜系统的附接期间，可移除透镜支承结构诸如透镜模块74可以与不可移除透镜支承结构诸如透镜模块70对准，使得透镜76与对应的透镜72对准。联接结构82和84可以被用于将透镜模块74和72保持在一起。与透镜72 对准的透镜76的存在就允许透镜76的光学特性改变透镜72的光学特性(例如，増大或减小透镜焦强、添加透镜不对称性以补偿用户散光、等等)。这样，设备10的光学系统可以根据用户的视力进行调整。

在框102的操作期间，头戴式设备10的控制电路12可以读取已被存储在可移除透镜系统中的信息(例如，利用视线跟踪器86、可见光图像传感器、存储器读取器诸如读取器82等)。被读取的信息可以利用条形码、文本、其他光学可读图案(例如，图案化油墨、图案化金属、或其他图案化结构)、和/ 或利用电数据存储布置(参见例如条形码92、可见信息90、和存储装置84 中的电存储信息)来存储。

通常，任何合适的数据可以被存储在可移除透镜系统中。该信息可以包括例如关于与可移除透镜系统相关联的用户的信息诸如用户的眼镜处方(例如，要由球面透镜焦强处理的用户处方的球镜分量、要由非球面透镜焦强处理的用户处方的散光分量、和/或用户处方的瞳孔间距离)、处方日期、处方失效日期、用户的用户名和其他用户凭据、制造信息诸如可移除透镜系统的制造日期、制造商的名称、序列号、批号、和型号名称或其他型号类型信息、透镜76的透镜材料、透镜焦强(例如，球面透镜焦强和/或非球面透镜焦强) 和/或透镜76的其它光学特征诸如能后续在视频回放期间利用控制电路12 所执行的补偿图像扭曲操作来进行校正的已知像差、和/或其他信息。

在框102的操作期间从可移除透镜系统读取这个信息之后，如果需要，控制电路12可以对设备10中的部件进行调节。这些调节可以基于来自视线跟踪器86的实时测量和/或基于从可移除透镜系统获得的存储数据来进行。例如，控制电路12可以使用定位器58基于从以视线跟踪器86测量的用户瞳孔的位置所确定的用户的瞳孔间距离的实时测量和/或基于从可移除透镜模块74获得的为用户所存储的瞳孔间距离信息来调节透镜到透镜的间距。控制电路12可以也调节设备10中的透镜沿图2的Z轴的位置，以将透镜72 和相关联的补充透镜76放置在令人满意的位置，以允许用户查看显示器14 上的内容。与透镜72和76的这些聚焦调节可以基于用户的处方、透镜76 的焦强、以及利用透镜76中的所存储信息获得的其他信息来进行。在透镜 72具有可调节焦强(例如，当透镜72是可变焦透镜)的布置中，控制电路12 可以调节透镜72以实现用户处方的球镜分量。用户处方的非对称分量(例如) 可以利用补充透镜76的非对称部分来处理。

在基于来自由透镜76形成的补充透镜系统的信息对设备10进行调节之后，用户可以将设备10放置在用户的头上。

在框104的操作期间，控制电路12可以对设备10中的部件进行进一步调节。例如，控制电路12可以使用定位器58基于来自设备10中传感器的信息(例如，基于利用视线跟踪器86所采集的所测量的瞳孔间距离)调节左和右透镜72(以及左和右透镜76)的透镜到透镜间距。

在框104的操作期间，在对用户进行认证中可以使用虹膜扫描仪、指纹传感器、采集用户名和密码信息的输入-输出设备、或其他部件。用户可以例如被指示提供用户名和密码，使得控制电路12可以建立与提供媒体内容的在线服务的通信链路(框108)。如果用户未得到控制电路12认证(例如，如果用户的用户名和密码或其他凭据(生物特征信息等)未得到认证)，则控制电路12可以在框110的操作期间阻止用户访问在线服务、选择性地阻止内容、和/或采取其他合适的动作。如果需要，可以允许用户在框110处否决认证过程，和/或在用户在框106的操作期间认证失败的情形中可以使用附加的认证技术。

在设备10的一些配置中，透镜76可以承载用户信息(例如，用户游戏偏好、用户电影偏好等)。在这些配置中，控制电路12可以在用户在框106 的操作期间已经得到认证并且已经获得适当的解密密钥(例如，用户的密码) 之前不解码这个信息。

在一些实施方案中，用户信息由控制电路12存储。用户信息可以包括关于用户眼睛眼镜处方的信息(例如，所需的光学处方强度)。存储在透镜76 中的信息可以包括关于透镜76的光学处方强度的信息。在确定设备10的用户并从控制电路12检索用户的所存储的处方之后，控制电路12可以将这个所检索的用户处方信息与透镜76的处方进行比较，以确定是否有令人满意的匹配。在透镜76的处方与用户的处方不匹配的情况下，控制电路12可以使用显示器14和/或其他输出电路为用户发出视觉和/或听觉警示，并且如果需要，可以拒绝在显示器14上显示内容。

在光学像差信息被包括在存储在透镜76中的信息中(例如，指示透镜76 具有特定量的桶形失真、枕形失真、球面像差、色差等的信息)的情形中，控制电路12可以在框108的回放操作期间对在显示器14上显示的内容应用补偿这个失真的几何变换或其他视频处理。这样，用户可以查看没有或几乎没有像差的内容。例如，如果透镜76表现出特定量的枕形失真，则关于这个量的枕形失真的信息可以被存储在透镜76中。在回放操作期间，控制电路12可以对用于显示器14的内容应用补偿(桶形)图像扭曲，以确保所显示的内容表现出低失真和像差，由此増强用户的内容观看体验。通常，控制电路12可以应用帮助増强图像质量和用户观看体验的任何图像处理校正。例如，可以应用校正以校正色差、球面像差等。

如上所述，本公开技术的一个方面是采集和使用从可移除补充透镜采集的信息以増强头戴式显示器的操作。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。这样的个人信息数据可以包括人口统计数据、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、推特ID、家庭地址、与用户的健康或健康水平相关的数据或记录(例如，生命体征测量值、用药信息、锻炼信息)、出生日期、眼镜处方、用户名、密码、生物特征信息、瞳孔间距离、或任何其他标识信息或个人信息。

本公开认识到在本公开技术中使用此类个人信息可以用于使用户受益。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联邦和/或州法律诸如健康保险及责任法案(HIPAA)的管辖，而其他国家中的健康数据可能受其他法规和政策约束并且应当相应地加以处理。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，用户可以选择不提供特定类型的用户数据。再如，用户可以选择限制特定于用户的数据被保持的时间长度。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，用户可以在下载应用程序(“应用”)时被告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，提供了一种系统，其包括头戴支承结构；显示器，所述显示器联接到所述头戴支承结构；控制电路，所述控制电路被配置为使用所述显示器提供的内容；不可移除透镜，所述不可移除透镜联接到所述头戴支承结构的被配置为在眼睛框中呈现来自所述显示器的所述内容；和可移除补充透镜，所述可移除补充透镜在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间可移除地联接到所述头戴支承结构的可移除补充透镜，所述可移除补充透镜被配置为存储由所述控制电路检索的信息。

根据另一实施方案，所述系统包括视线跟踪系统，所述视线跟踪系统具有光发射器和红外图像传感器的视线跟踪系统，所述可移除补充透镜具有存储所述信息的条形码，所述条形码在红外波长是不透明的并且在可见波长是透明的，并且所述图像传感器被配置为在所述可移除补充透镜可移除地联接到所述头戴支承结构时读取所述条形码。

根据另一实施方案，所述条形码包括红外不透明且可见光透明的油墨，所述红外不透明且可见光透明的油墨在所述可移除补充透镜中透光透镜元件上。

根据另一实施方案，所述信息包括选自由眼镜处方、眼镜处方失效日期、用户名、制造日期、制造商、序列号、制造批号、型号名称、型号类型、以及关于所述可移除补充透镜的光学特征的信息构成的组的信息。

根据另一实施方案，所述系统包括联接到所述头戴支承结构的数据读取设备，所述控制电路被配置为使用所述数据读取设备从所述可移除补充透镜获取所述信息。

根据另一实施方案，所述信息包括眼镜处方。

根据另一实施方案，所述可移除补充透镜包括存储器，并且所述数据读取设备被配置为从所述存储器获取所述信息。

根据另一实施方案，所述可移除补充透镜包括文本，并且所述数据读取设备被配置为通过光学地读取所述文本来获取所述信息。

根据另一实施方案，所述可移除补充透镜包括被配置为存储数据的电路，并且所述数据读取设备被配置为从所述电路获取所述信息。

根据另一实施方案，所述可移除补充透镜包括可编程只读存储器，所述数据读取设备被配置为从所述可编程只读存储器获取所述信息，并且所述信息包括所述可移除补充透镜的透镜特征。

根据另一实施方案，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的透镜焦强。

根据另一实施方案，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的球面透镜焦强。

根据另一实施方案，所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的光学象差。

根据另一实施方案，所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜联接到所述头戴支承结构时获取所述信息。

根据另一实施方案，所述信息包括选自由用户名、序列号、所述可移除补充透镜的光学特征和眼镜处方信息构成的组的信息。

根据一个实施方案，提供了一种头戴式设备，其包括头戴支承结构；显示器，所述显示器被配置为显示内容；左定位器和右定位器；不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统具有分别由所述左定位器和所述右定位器定位的左透镜和右透镜；可移除透镜系统，所述可移除透镜系统具有可移除地分别与所述右透镜和所述左透镜对准地联接到所述头戴支承结构的可移除补充左透镜和可移除补充右透镜；和控制电路，所述控制电路被配置为获取存储在所述可移除透镜系统中的信息。

根据另一实施方案，所述信息包括用户的瞳孔间距离，并且所述控制电路被配置为使用所述左和右定位器调节与所述左和右透镜相关联的透镜中心到透镜中心间距，以匹配所述瞳孔间距离。

根据另一实施方案，所述头戴式设备包括存储所述信息的所述可移除透镜系统上的光学可读图案。

根据另一实施方案，所述头戴式设备包括图像传感器，所述图像传感器光学地读取所述光学可读图案以从所述可移除透镜系统检索所述信息。

根据另一实施方案，所述图像传感器包括视线跟踪系统中的红外图像传感器。

根据另一实施方案，所述信息包括用户的眼镜处方，并且所述控制电路被配置为基于所述用户的眼镜处方来调节所述左和右定位器。

根据一个实施方案，提供了一种被配置为与可移除补充透镜系统一起操作的电子设备，其包括显示内容的显示器、控制电路、不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统被配置为允许所述显示内容被从眼睛框查看的、可移除补充透镜系统、和支承所述显示器并且将所述不可移除透镜系统支承在所述眼睛框和所述显示器之间的头戴支承结构，所述可移除补充透镜系统被配置为被支承在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间，所述可移除补充透镜系统被配置为存储信息，并且所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜系统在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间时从所述可移除补充透镜系统获取所述信息。

根据另一实施方案，所述电子设备包括透镜定位器，所述控制电路被配置为使用所述透镜定位器基于从所述可移除补充透镜系统获取的所述信息调节与所述不可移除透镜系统中的左和右透镜相关联的透镜到透镜间距。

根据另一实施方案，所述信息包括与所述可移除补充透镜系统相关联的光学处方，并且所述控制电路被配置为响应于确定在用户的处方与和所述可移除补充透镜系统相关联的所述光学处方之间存在不匹配而向所述用户发出警示。

根据另一实施方案，所述信息包括指定与所述补充透镜系统相关联的光学失真的失真信息，并且所述控制电路被配置为基于所述失真信息对正在所述显示器上显示的内容应用补偿校正。

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)

1.一种系统，其特征在于包括：

头戴支承结构；

显示器，所述显示器联接到所述头戴支承结构；

控制电路，所述控制电路被配置为使用所述显示器提供内容；

不可移除透镜，所述不可移除透镜联接到所述头戴支承结构，所述不可移除透镜被配置为在眼睛框中呈现来自所述显示器的所述内容；和

可移除补充透镜，所述可移除补充透镜在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间可移除地联接到所述头戴支承结构，其中所述可移除补充透镜被配置为存储由所述控制电路检索的信息。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

视线跟踪系统，所述视线跟踪系统具有光发射器和红外图像传感器，其中所述可移除补充透镜具有存储所述信息的条形码，其中所述条形码在红外波长是不透明的并且在可见波长是透明的，并且其中所述图像传感器被配置为在所述可移除补充透镜可移除地联接到所述头戴支承结构时读取所述条形码。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述条形码包括红外不透明且可见光透明的油墨，所述红外不透明且可见光透明的油墨在所述可移除补充透镜中的透光透镜元件上，并且其中所述信息包括选自由眼镜处方、眼镜处方失效日期、用户名、制造日期、制造商、序列号、制造批号、型号名称、型号类型、以及关于所述可移除补充透镜的光学特征的信息构成的组的信息。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括联接到所述头戴支承结构的数据读取设备，其中所述控制电路被配置为使用所述数据读取设备从所述可移除补充透镜获取所述信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述信息包括眼镜处方。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述可移除补充透镜包括存储器，并且其中所述数据读取设备被配置为从所述存储器获取所述信息。

7.根据权利要求4所述的系统，其中所述可移除补充透镜包括文本，并且其中所述数据读取设备被配置为通过光学地读取所述文本来获取所述信息。

8.根据权利要求4所述的系统，其中所述可移除补充透镜包括被配置为存储数据的电路，并且其中所述数据读取设备被配置为从所述电路获取所述信息。

9.根据权利要求4所述的系统，其中所述可移除补充透镜包括可编程只读存储器，其中所述数据读取设备被配置为从所述可编程只读存储器获取所述信息，并且其中所述信息包括所述可移除补充透镜的透镜特征。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的透镜焦强。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的球面透镜焦强。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述透镜特征包括与所述可移除补充透镜相关联的光学象差。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜联接到所述头戴支承结构时获取所述信息，并且其中所述信息包括选自由用户名、序列号、所述可移除补充透镜的光学特征和眼镜处方信息构成的组的信息。

14.一种头戴式设备，其特征在于包括：

头戴支承结构；

显示器，所述显示器被配置为显示内容；

左定位器和右定位器；

不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统具有分别由所述左定位器和所述右定位器定位的左透镜和右透镜；

可移除透镜系统，所述可移除透镜系统具有可移除地分别与所述右透镜和所述左透镜对准地联接到所述头戴支承结构的可移除补充左透镜和可移除补充右透镜；和

控制电路，所述控制电路被配置为获取存储在所述可移除透镜系统中的信息。

15.根据权利要求14所述的头戴式设备，其中所述信息包括用户的瞳孔间距离，并且其中所述控制电路被配置为使用所述左定位器和所述右定位器调节与所述左透镜和所述右透镜相关联的透镜中心到透镜中心间距，以匹配所述瞳孔间距离，所述头戴式设备还包括：

存储所述信息的所述可移除透镜系统上的光学可读图案；和

图像传感器，所述图像传感器光学地读取所述光学可读图案以从所述可移除透镜系统检索所述信息，其中所述图像传感器包括视线跟踪系统中的红外图像传感器。

16.根据权利要求14所述的头戴式设备，其中所述信息包括用户的眼镜处方，并且其中所述控制电路被配置为基于所述用户的眼镜处方来调节所述左定位器和所述右定位器。

17.一种电子设备，其被配置为与可移除补充透镜系统一起操作，其特征在于所述电子设备包括：

显示器，所述显示器显示内容；

控制电路；

不可移除透镜系统，所述不可移除透镜系统被配置为允许从眼睛框查看所述显示内容；

可移除补充透镜系统；和

头戴支承结构，所述头戴支承结构支承所述显示器并且将所述不可移除透镜系统支承在所述眼睛框和所述显示器之间，其中所述可移除补充透镜系统被配置为被支承在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间，其中所述可移除补充透镜系统被配置为存储信息，并且其中所述控制电路被配置为在所述可移除补充透镜系统在所述不可移除透镜和所述眼睛框之间时从所述可移除补充透镜系统获取所述信息。

18.根据权利要求17所述的电子设备，还包括透镜定位器，其中所述控制电路被配置为使用所述透镜定位器基于从所述可移除补充透镜系统获取的所述信息调节与所述不可移除透镜系统中的左透镜和右透镜相关联的透镜到透镜间距。

19.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述信息包括与所述可移除补充透镜系统相关联的光学处方，并且其中所述控制电路被配置为响应于确定在用户的处方和与所述可移除补充透镜系统相关联的所述光学处方之间存在不匹配而向所述用户发出警示。

20.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述信息包括指定与所述补充透镜系统相关联的光学失真的失真信息，并且其中所述控制电路被配置为基于所述失真信息对在所述显示器上显示的内容应用补偿校正。