CN117628052A - 球形机械接口以及使用该球形机械接口的头戴式设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及球形机械接口以及使用该球形机械接口的头戴式设备。该球形机械接口被配置成用于将眼镜臂与框架耦接。该球形机械接口包括表面,该表面具有大体上球形的弯曲部和延伸穿过该表面的至少两个孔。该表面被配置成通过紧固件固定到该眼镜臂的部分,该紧固件沿第一轴线穿过该至少两个孔中的第一孔被接纳。该表面被配置成通过另一紧固件固定到该眼镜臂的该部分,该另一紧固件沿第二轴线穿过该至少两个孔中的第二孔被接纳,该第二轴线与该第一轴线不同。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年8月31日提交的美国临时申请第63/402,927号、以及于2023年8月22日提交的美国非临时申请第18/454,014号的优先权,该临时申请和该非临时申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及一种机械接口(例如,类似于球窝接头(ball and socketjoint)的接口),该机械接口允许眼镜臂(glasses arm)相对于眼镜框(glasses frame)的精确调节,这在如下的眼镜中是有用的:所述眼镜不能使其眼镜框或眼镜臂弯曲(例如,超过某一点或某一程度)以适应不同头形。此外,还可以限制调节程度,以保护眼镜中的敏感设备不会因过度拉伸而受损。
背景技术
传统的眼镜通常由允许发生一些变形的材料制成,使得眼镜就可以被调节以适配个人独特的头形。例如,眼镜可以被加热并弯曲成不同的形状,以适应耳朵位置、头形宽度、鼻梁和其它头形变化。然而,不能以这种传统方式弯曲的眼镜会出现问题,包括一个或多个内置电子部件的眼镜就是这种情况,这是因为弯曲可能会导致这些敏感部件受损和/或因为在眼镜臂的末端/端头(tip)具有一定的偏移量可能是不可接受的。此外,对于眼镜框和眼镜臂的材料选择,弯曲也是不可能的。
因此,需要为不能以传统方式弯曲的眼镜提供对眼镜臂的调节。
发明内容
本文描述了一种示例性机械组件,该机械组件允许在不必弯曲眼镜框或眼镜臂的情况下调节眼镜臂,并且当在还包括电子部件的眼镜中使用传统的配合接口时,还允许最小化可能发生的某些不期望的偏移,特别是在沿着眼镜臂的某些点处可能发生的某些不期望的偏移。尽管在一个示例中可以使用球窝装置来允许调节眼镜,但是本文中所讨论的许多特定眼镜示例(特别是可以在框架和臂件(arm piece)中包括电子部件的智能眼镜)需要对某些方面进行限制,例如调节的自由度,以确保电子部件不会由于过度伸展而受损。此外,在本文中还描述了一种机械接口,该机械接口被设计为在与电子部件一起封装时保持用户可调节。下面描述了许多变型,但是本领域的普通技术人员将理解的是,可以进行修改以允许更多的运动(例如,通过改变孔直径、减小螺钉厚度或机加工更大的弯曲区域),或者可以进行修改以在不同的封装约束下工作(例如,改变在本文中所讨论的眼镜的某些电子部件的尺寸和放置)。
(A1)根据一些实施例,球形机械接口(例如,参照图1A和图1B描述的104A和104B,以及参照图2A至图2E、图3A、图3C和图3D、以及图4D描述的球面弯曲的机械接口202)被配置用于将眼镜臂(例如,图1A至图1C中的相应的眼镜臂102A和眼镜臂102B)与框架(例如,图1A中的眼镜框107)耦接。应当注意,该球形机械接口具有配合表面,该配合表面具有大体上球形的弯曲部,如本文所述的那样,但是整个配合表面不一定形成完整的几何球体。球形机械接口包括表面,该表面具有大体上球形的弯曲部(例如,如果弯曲部被延伸且是完整的,则它将形成完整的几何球体或在完整几何球体的正负5度内)和延伸穿过该表面的至少两个孔(例如,图3A示出了球面弯曲的机械接口202具有三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C,但是其他实施例也可以使用螺纹孔或不同尺寸的孔,这些孔中的一些孔是有螺纹的和无螺纹的)。在一些实施例中,延伸穿过该表面的单个孔可用于提供类似的结果。该表面被配置成通过紧固件(例如,图4A所示的螺钉或螺栓)固定到眼镜臂的一部分(例如,具有三个附加的超大的非螺纹孔218A至非螺纹孔218C的球形弯曲表面203),该紧固件沿第一轴线穿过至少两个孔(例如,图2D和图3A所示的超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C)中的第一孔被接纳。该表面被配置成通过另一紧固件(例如,图4A所示的螺钉或螺栓)固定到眼镜臂的该部分,该另一紧固件沿第二轴线穿过该至少两个孔(例如,图2D和图3A所示的超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C)中的第二孔被接纳,该第二轴线与第一轴线不同。在一些实施例中,可以选择第一轴线和第二轴线,使得螺丝刀(例如,梅花螺丝刀)能够接近螺钉的头部,而不会碰到眼镜臂的另一部分中存在的或与该另一部分耦接的其他电子部件。在一些实施例中,眼镜臂可以是镜腿臂(temple arm),在一些实施例中,该镜腿臂是眼镜臂的一部分,可以具有框架臂部分(例如,从框架延伸的臂件)和单独的镜腿臂部分(例如,眼镜臂的如下部分:该部分例如使用球形机械接口与框架臂部分铰链式耦接)。
(A2)在A1的一些实施例中,表面被配置成与凸轮耦接,以形成用于打开和合上眼镜臂的铰链(例如,分别描述了铰链208(图2A和图3B)和附加的铰链机构组件306(图3D))。在一些实施例中,该凸轮被配置成具有预设的打开位置、过渡位置和合上位置。在一些实施例中,需要施加特定量的力(例如,150N*mm到250N*mm)来在不同位置之间转换。在一些实施例中,当达到最大打开或最大合上位置时,力急剧增加(例如,50N*mm的力是打开或合上眼镜所需的正常扭矩,并且在最大打开或合上位置附近需要150N*mm至250N*mm)。
(A3)在A1和A2的一些实施例中,眼镜臂包括承窝(socket),该承窝具有与大体上球形的弯曲部相符的形状,并且允许该大体上球形的弯曲部围绕该承窝旋转(例如,图2D至图2E、以及3B至图3D示出了球面弯曲表面203,该球面弯曲表面的形状与球面弯曲的机械接口202的表面相符)。
(A4)在A1至A3的一些实施例中,紧固件的头部的底部部分具有半球形(例如,图4A中螺钉400的球形的弯曲部401),并且紧固件的具有螺纹的侧面包括半球形。在一些其他实施例中,紧固件的头部的顶部部分不是半球形的(例如,它可以是平的/平面表面)。
(A5)在A1至A4的一些实施例中,紧固件的带有半球形的头部的底部部分(例如,图4A中的螺钉400的球形的弯曲部401)被配置成与球形机械接口上的螺钉承窝(screwsocket)配合。在一些实施例中,该螺钉承窝位于具有大体上球形的弯曲部的表面的大致相反侧面上,使得紧固件可以围绕该螺钉承窝旋转。
(A6)在A1至A5的一些实施例中,紧固件是螺纹紧固件,并拧入带螺纹的螺母(例如,参照图2B、图2D至图2E、以及图4C描述的螺母212A至螺母212C,以及图4B中的螺母402,这些螺母在一些示例中可以是带螺纹的螺母)以将该螺纹紧固件锁定在固定位置。在一些实施例中,紧固件被向下扭转,因此除非松开,否则不能进行调节(例如,被摩擦锁定)。在一些实施例中,紧固件被配置成被拧紧,使得一旦施加了阈值量的力(例如,相当于弯曲一副传统塑料眼镜的力的量,例如2400N/mm2到4100N/mm2),该紧固件就可以被调节。
(A7)在A1至A6的一些实施例中,带螺纹的螺母具有带有半球形的表面(例如,紧固件被接纳或拧入的顶表面)(例如,参照图4B,下面描述了螺母402包括大体上球形的弯曲部404),并且具有半球形的表面被配置成与承窝(例如,图3C示出了承窝205A至承窝205C,这些承窝分别允许参照图2E描述的螺母212A至螺母212C旋转)配合。在一些实施例中,承窝位于眼镜臂的与眼镜臂的上述部分相对的表面上。在一些实施例中,承窝沿着第一轴线。在一些实施例中,带螺纹的螺母被配置成经由位于承窝的底座部分上的大体上球形的弯曲部绕该承窝旋转。
(A8)在A1至A7的一些实施例中,紧固件通过梅花螺丝刀固定。在一些实施例中,根据紧固件的相应螺钉类型(例如,十字头、平头等),可以使用任何其他合适的螺丝刀。例如,图4D展示了螺钉204A至螺钉204B具有梅花头。在一些实施例中,例如,如果要由技术人员进行调节,可以使用不同类型的螺钉来阻止用户调节。
(A9)在A1至A8的一些实施例中,带螺纹的螺母具有键(例如,图4B中的键406),并且带螺纹的螺母经由螺母固位托架(例如,图4C中的螺母固位托架210)固定。在一些实施例中,螺母固位托架经由键限制带螺纹的螺母的运动自由度(例如,在一些示例中,固位托架可以比键大,允许键四处移动,并进一步允许带螺纹的螺母绕承窝旋转)。在一些实施例中,螺母没有螺纹,并且紧固件是自攻螺钉。可以使用具有防旋转功能的螺母的各种其他选择,这些选择包括:(1)金属片或模制托架/固位器;(2)在螺母上使用粘性和/或柔性粘合剂(平行路径);(3)凸轮表面零件上的松动螺纹/孔代替螺母;(4)使用两个螺母和一个螺柱代替螺钉和螺母;(5)将螺母松散地胶合在适当位置,并在固定和紧固臂时破坏该胶合;(6)用橡胶或类似的软衬将螺母固位在适当的位置;(7)在初始模拟组装之后,在每个要断裂的螺母上激光焊接一个平头钉;(8)模锻锁型护圈,敲击螺母护圈壳体的背面;(9)为螺母制作小容器或外壳,并在开口侧进行锤击;以及(10)在入口保护(ingress protection,IPX)侧具有内螺纹和螺钉、在铰链侧具有外螺纹和螺母螺柱。
在一些实施例中,铰链可以包括一个或多个入口保护(IPX)密封件,以例如防止碎片(例如液体)进入铰链、安装部件、和/或位于铰链或安装部件附近的电子部件。在一些实施例中,铰链由金属制成,以辅助在铰链和镜腿臂之间建立牢固的夹紧力来维持连接(如果塑料/橡胶替代地用于帮助形成IPX密封件,则塑料/橡胶可能变形并可能移动螺钉的位置,从而可能导致螺钉随着时间变松;并且,在某些情况下,如果IPX密封材料由诸如尼龙等塑料制成,则在诸如粘合剂的烘箱固化过程等过程中施加的热量还会使该IPX密封材料塑性变形)。在一个示例中,为了在IPX密封件随时间退化的情况下确保铰链的结构完整性,IPX密封件由金属部件形成,以确保例如在密封件和与该密封件相邻的紧固部件(例如螺钉)之间维持过度刚性。在一些实施例中,为了辅助维持适当的刚度,可以使用伸长率小于0.75%的IPX密封用的材料。
(A10)在A1至A9的一些实施例中,至少两个孔的直径大于紧固件的直径和另一紧固件的直径(例如,图3A示出了球面弯曲的机械接口202包括三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C)。在一些实施例中,该至少两个孔具有不同的直径。在一些实施例中,该至少两个孔的形状可以不同,从而允许对相应紧固件的自由度进行不同的限制。在一些实施例中,这可以帮助不对电连接部件(例如,带状电缆、电线、柔性印刷电路板(PCB)等)施加过度的应力。
(A11)在A1至A10的一些实施例中,球形机械接口具有被配置成适应位于眼镜臂内的一个或多个电子部件的形状(例如,图4D展示了电子设备408位于组件200旁边)。
(A12)在A1至A11的一些实施例中,球形机械接口包括用于一个或多个电子部件的通道(也可称为切口)(例如,图3A还示出了允许一个或多个电子部件通过的通道217)。
(A13)在A1至A12的一些实施例中,该表面被配置成通过又一紧固件(例如,螺钉或螺栓)固定到眼镜臂的一部分,该又一紧固件沿着第三轴线穿过第三孔(例如,图2D和图3A示出了球形弯曲机械接口202中的三个过大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C),该第三轴线与第一轴线和第二轴线不同。与第一轴线和第二轴线一样,可以选择第三轴线,以确保螺丝刀可以接近紧固件的头部,而不会损坏可以容纳在眼镜臂中的电子部件。
(A14)在A1至A13的一些实施例中,球形机械接口被配置成允许一到七个旋转自由度(例如,图1A至图1C示出了眼镜的旋转自由度),包括五个旋转自由度。
(A15)在A1至A14的一些实施例中,另一个对应的球形机械接口被粘附到眼镜框的另一侧,以被固定到另一眼镜臂的一部分(例如,图1A展示了球形机械接口104A和球形机械接口104B被放置在各自的臂102A和臂102B与眼镜框107之间)。换句话说,可以为两个不同的眼镜臂形成球形配合连接(对于利用框架和镜腿臂的实施例,可以在四个点形成球形配合连接)。
(A16)在A1至A15的一些实施例中,该表面被配置成固定到眼镜臂的一部分,而不使用环形夹具。
(A17)在A1至A16的一些实施例中,该表面包括位于球面上的锯齿,该锯齿被配置成嵌入入口保护密封件的表面。
(A18)在A17的一些实施例中,入口保护密封件是球形的。
(B1)在另一方面,提供了一种人工现实设备。该人工现实设备包括球形机械接口,该球形机械接口用于将人工现实眼镜臂与人工现实设备的框架耦接(例如,图7A描述了眼镜100可以是人工现实眼镜)。球形机械接口可以根据A1至A18中的任何一个来配置。
(C1)在另一方面,一种制造球形机械接口的方法包括:成型(例如,注塑成型)被成型的球形机械接口,以及机加工该被成型的球形机械接口以产生具有A1至A18中的任一方面的球形机械接口。
上面提到的任何眼镜都可以被称为智能眼镜、可穿戴眼镜、或者增强现实或人工现实眼镜。在某些情况下,球形机械接口可以用于将折叠式耳机与虚拟现实护目镜耦接。
(D1)在另一方面,提供的眼镜包括各自的臂,每个臂经由球形机械接口与各自的框架部分耦接。球形机械接口可以具有上述A1至A18中任一项所述的这些特征中的任何特征。
注意,上述各种实施例可以以各种方式与本文中所描述的其他实施例相结合。说明书中描述的特征和优点不一定包括所有的内容,特别地,在阅读附图、说明书和权利要求后,一些附加的特征和优点对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外,应当注意,在说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导性目的而选择的,并且该语言并不一定不被选择用于描绘或限制创造性主题。
已经总结了以上示例方面,现在将给出附图的简要描述。
附图说明
为了更好地理解所描述的各种实施例,应结合下面的附图参照下面的详细论述,在附图中,相同的附图标记指代所有附图中的相应部分。
图1A示出了根据一些实施例的一副眼镜的俯视图,该眼镜具有眼镜臂,这些眼镜臂经由球形机械接口相对于眼镜框可调节。
图1B示出了根据一些实施例的一副眼镜的侧视图,该眼镜具有眼镜臂,这些眼镜臂经由球形机械接口相对于眼镜框可调节。
图1C展示了根据一些实施例的一副眼镜的俯视图,该眼镜具有眼镜臂,这些眼镜臂绕一铰链机构旋转以折叠这些眼镜臂。
图1D展示了根据一些实施例的替代实施例,其中,球形机械接口被***到与一副眼镜不同的另一设备中。
图1E展示了根据一些实施例的替代实施例,其中,球形机械接口被***到与一副眼镜不同的另一设备中。
图2A展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第一视图。
图2B展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第二视图。
图2C展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第三视图。
图2D示出了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的剖面图。
图2E提供了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的另一剖面图。
图3A示出了根据一些实施例的单独的球形机械接口。
图3B展示了根据一些实施例的具有集成铰链的单独的球形表面。
图3C展示了根据一些实施例的具有与球形表面配合的球形机械接口的组件。
图3D示出了根据一些实施例的铰链机构的组件,该铰链机构的组件附接到用于调节眼镜臂的位置的组件。
图4A示出了根据一些实施例在上述实施例中使用的示例性螺钉。
图4B示出了根据一些实施例的上述实施例中带有键的示例性螺母。
图4C展示了根据一些实施例的保持多个螺母的螺母固位托架的组件。
图4D展示了根据一些实施例的包括各电子器件中的一些电子器件的组件,以及各电子器件中的一些电子器件如何被放置在使得螺钉可被触及的位置。
图5A至图5C-2展示了根据一些实施例的示例性人工现实***。
图6A和图6B展示了根据一些实施例的示例腕戴式设备。
图7A至图7C展示了根据一些实施例的示例头戴式设备。
图8A和图8B展示了根据一些实施例的示例性手持式中间处理设备。
根据惯例,附图中所示的各种特征可能不是按比例绘制的。因此,为了清楚起见,各种特征的尺寸可以被任意扩大或缩小。此外,各附图中的一些附图可能没有描绘给定***、方法或设备的所有部件。最后,在整个说明书和附图中,相同的附图标记可以用来表示相同的特征。
具体实施方式
在本文中描述了许多细节,以提供对附图中所示的示例实施例的全面理解。然而,一些实施例可以在没有这些具体细节中的许多具体细节的情况下实施,并且权利要求的范围仅限于权利要求中具体叙述的那些特征和方面。此外,众所周知的过程、部件和材料没有必要进行详尽的描述,以避免模糊本文所述实施例的相关方面。
本公开的实施例可以包括各种类型的人工现实***,或结合各种类型的人工现实***来实现。如本文所述,人工现实(artificial reality,AR)是由人工现实***在用户的物理环境中提供的任何叠加的功能和/或感官可检测的呈现方式。这种人工现实可以包括和/或表示为虚拟现实(virtual reality,VR)、增强现实、混合人工现实(mixedartificial reality,MAR)、或它们的某种组合和/或变体。例如,用户可以执行空中划动手势,以使得一首歌曲通过歌曲提供应用程序接口(API)(该歌曲提供API在例如家居音箱处提供播放)被跳过。如本文所述,AR环境包括但不限于VR环境(包括非沉浸式、半沉浸式、和完全沉浸式VR环境);增强现实环境(包括基于标记的增强现实环境、无标记的增强现实环境、基于位置的增强现实环境、和基于投影的增强现实环境);混合现实(hybrid reality);以及其它类型的混合现实环境。
人工现实内容可以包括完全生成的内容、或与所采集的(例如,真实世界的)内容相结合的生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉事件或它们的某种组合,它们中的任何一者可以在单个通道或多个通道(例如,向观看者产生三维效果的立体视频)中呈现。此外,在一些实施例中,人工现实还可以与用于例如在人工现实中创建内容和/或以其它方式在人工现实中使用(例如,在人工现实中执行活动)的应用、产品、附件、服务或它们的某种组合相关联。
如本文所述,手势可以包括空中手势、表面接触手势、和/或可以基于单手的移动检测到和确定的其它手势(例如,由可穿戴设备的一个或多个传感器(例如,腕戴式设备的肌电图(electromyography,EMG)和/或惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU))检测到的、和/或通过可穿戴设备(例如,头戴式设备的摄像头)的成像设备采集的图像数据检测到的、由用户的手执行的单手手势))或用户的手的组合。在一些实施例中,空中意味着用户的手不接触表面、对象或电子设备(例如,头戴式设备、或诸如腕戴式设备等其它通信耦接设备)的部分,换句话说,该手势是在3D空间的开敞空间中进行的,不接触表面、对象或电子设备。更一般地,还设想了表面接触手势(在表面、对象、用户身体部位、或电子设备处的接触),其中,接触(或接触意图)是在表面(例如,在桌子上、在用户的手或另一手指上、在用户的腿、在沙发上、在方向盘等上的单指或双指轻击)检测到的。本文所公开的不同手势可以使用图像数据和/或传感器数据(例如,由一个或多个生物电势传感器(例如,EMG传感器)感测的神经肌肉信号或来自其它传感器的其它类型的数据,这些其它类型的传感器例如为接近传感器、飞行时间传感器、惯性测量单元的传感器)来检测,该图像数据和/或传感器数据是由用户穿戴的可穿戴设备和/或用户拥有的其它电子设备(例如,智能手机、膝上型电脑、成像设备、中间设备、和/或本文中所述的其它设备)检测到的。
图1A示出了根据一些实施例的一副眼镜的俯视图,该眼镜具有眼镜臂,这些眼镜臂经由球形机械接口相对于眼镜框可调节。图1A展示了一副眼镜100,该眼镜可以经由球形机械接口调节,该球形机械接口是必要的,这是因为眼镜臂102A和眼镜臂102B不能像传统眼镜那样通过弯曲变形来调节。结果,球形机械接口104A和球形机械接口104B被置于各自的臂102A和臂102B与眼镜框107之间。在一些实施例中,眼镜100是人工现实眼镜。在人工现实眼镜中,这些精细的调节是必要的,因为穿戴者不完美的穿戴可能会导致迷失方向和糟糕的观看体验。
图1A示出了末端到末端间隙106,该末端到末端间隙指示了眼镜臂102A和眼镜臂102B的各自的端点108A和端点108B之间的距离。图1A还示出了可以通过围绕眼镜框107旋转眼镜臂102A和102B来调节末端到末端间隙106。如图所示,眼镜臂102A和102B可以围绕眼镜框沿不同方向旋转,即,它们可以独立地向外旋转或向内旋转,以增大或减小末端到末端间隙。例如,右框角度110A表示眼镜向外旋转,而左框角度110B表示眼镜向内旋转。这允许用户将其头上的眼镜拉紧到适合他们特定头形的所需紧度。
图1B示出了根据一些实施例的一副眼镜的侧视图,该眼镜具有眼镜臂,这些经由球形机械接口相对于眼镜框可调节。图1B示出了该副眼镜100的侧视图112,其中,该图示出了使用球形机械接口104A(在该视图中被遮挡)和104B旋转眼镜臂102A和眼镜臂102B,以在眼镜臂102A和眼镜臂102B之间产生末端到末端偏移量114。此外,眼镜臂102A和眼镜臂102B还能够绕线116扭转,从而允许进一步调节。具有附加的调节进一步允许眼镜被更好地固定和对准,以满足用户的需求。在一些实施例中,期望限制眼镜臂102A和眼镜臂102B之间的末端到末端偏移量114,以便更好地改善可穿戴设备的性能。在一些实施例中,可以将末端到末端偏移量114最小化到接近零偏移量。特别地,要确保用于在用户的物理环境上覆盖内容的显示器能够正常工作,并且不会因不期望的偏移值而导致失真。
图1C展示了根据一些实施例的一副眼镜的俯视图,该眼镜具有眼镜臂,这些眼镜臂绕一铰链机构旋转以折叠这些眼镜臂。图1C示出了眼镜臂102A和眼镜臂102B绕内部铰链机构118A和内部铰链机构118B旋转,这不同于上面论述的球形机械接口。通过将这些机构分开,眼镜臂102A和眼镜臂102B的折叠不会改变它们在折叠或展开时的取向。内部铰链机构118A和内部铰链机构118B中的每一者在铰链上具有不同的凸轮表面,以在折叠眼镜时允许不同的停止点。这确保眼镜臂102A和102B不会相互干扰,并且各臂不会过度伸展而损坏敏感部件(例如,带状电缆、线缆等)。例如,图1C示出了左侧末端到框架距离120A小于右侧末端到框架距离120B。
图1D展示了根据一些实施例的替代实施例,其中,球形机械接口被***到与一副眼镜不同的另一设备中。图1D展示了膝上型计算机122,该膝上型计算机具有置于膝上型计算机铰链内的左侧球形机械接口124A和右侧球形机械接口124B。对于内置的3D膝上型计算机显示器来说,能够微调膝上型计算机的视角非常重要。
图1E展示了根据一些实施例的替代实施例,其中,球形机械接口被***到与一副眼镜不同的另一设备中。图1E示出了置于支架支撑件128内的球形机械接口126。能够微调支架支撑件对于录制或采集媒体尤为重要。
图2A展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第一视图。在第一视图201中,组件200显示了球面弯曲的机械接口202的背面,该背面包括三个超大的非螺纹孔(未示出),用于允许三个螺钉(例如,螺钉204A至螺钉204C)穿过。如稍后将说明的,这些螺钉具有倒圆配合表面,这些倒圆配合表面允许它们各自在作为球面弯曲的机械接口202的一部分的相应承窝(例如,承窝206A至承窝206C)内旋转。图2A还示出了铰链208部分地经由螺钉204A至螺钉204C耦接到球形机械接口。
图2B展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第二视图。在第二视图207中,组件200被示出为面向相反方向,露出球面弯曲的机械接口202的另一侧。在这一侧,螺钉204A至螺钉204C分别拧入螺母212A至螺母212C(204A和212A被遮挡)。如稍后将论述的,螺母212A至螺母212C各自都具有大致球形的弯曲部,这允许它们随着球面弯曲的机械接口202相对于球面弯曲表面203的运动而旋转,这将在下面详细讨论。螺母212A至螺母212C各自具有键(参照图2E和图4B所论述的),该键的运动被螺母固位托架210部分地限制,该螺母固位托架允许螺钉204A至螺钉204C被拧入到位,而螺母212A至螺母212C不会随螺钉的每次旋转而旋转。
图2C展示了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的第三视图。该视图提供了关于螺钉204A至204C如何相对于球面弯曲的机械接口202放置的额外清晰度。
图2D示出了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的剖面图。该剖面图214展示了如下结构之间的相互作用:螺钉204A至螺钉204C、螺母212A至螺母212C、球面弯曲的机械接口202、球面弯曲表面203、和螺母固位托架210。从螺钉204A至螺钉204C开始,螺钉具有大致球形的弯曲部,该大致球形的弯曲部允许螺钉围绕各自的相匹配的承窝206A至承窝206C旋转。还如图所示,球面弯曲的机械接口202中的三个超大的非螺纹孔216A至216C允许螺钉围绕它们各自的承窝移动。然后,球面弯曲表面203被配置成围绕球形机械接口移动(例如,类似于球窝)。球面弯曲表面203还包括三个额外的超大的非螺纹孔218A至非螺纹孔218C,它们与三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C对齐。如图所示,螺钉204A至螺钉204C穿过三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C和三个额外的超大的非螺纹孔218A至非螺纹孔218C。然后将螺钉204A至螺钉204C拧入螺母212A至螺母212C,以保持球面弯曲表面203与球面弯曲的机械接口202接触。螺母212A至螺母212C还包括大致球形的弯曲部220A至弯曲部220C,这些弯曲部允许螺钉204A至螺钉204C即使在拧紧时仍然能够围绕各自的相匹配的承窝206A至承窝206C旋转。由于大致球形的弯曲部(例如,220A到220C)的性质,为了将螺钉204A至螺钉204C拧紧到螺母212A至螺母212C中,螺母212A至螺母212C各自都包括键(例如,键222A至键222C),各个键允许螺母212A至螺母212C在被拧入到位时保持原位。这是通过固定到球面弯曲表面203的螺母固位托架来实现的,球面弯曲表面203具有超大的切口,当螺母212A至螺母212C被拧入到位时,该切口阻止螺母212A至螺母212C自由旋转。当组装时,螺钉204A至螺钉204C自由地绕枢轴转动,并且它们在组件内的自由度受到它们与三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C和/或三个额外的超大的非螺纹孔218A到218C的干涉的限制。在一些实施例中,铰链与球面弯曲表面203集成在一起以形成整体结构。
图2E提供了根据一些实施例的包括球形机械接口的组件的另一剖面图。该剖面图215展示了如下结构之间的相互作用:螺钉204A至螺钉204C、螺母212A至螺母212C、球面弯曲的机械接口202、球面弯曲表面203、和螺母固位托架210。
图3A示出了根据一些实施例的单独的球形机械接口。在一些实施例中,球面弯曲的机械接口202包括一个或多个特征(例如,特征300A至特征300C),这些特征使得球面弯曲表面203(如图3B所示)的运动自由度受到限制。图3A还示出球面弯曲的机械接口202包括三个超大的非螺纹孔216A至非螺纹孔216C。图3A还展示了允许一个或多个电子部件(例如,带状电缆、线缆等)穿过的通道217。
图3B展示了根据一些实施例的具有集成铰链的单独的球形表面。图3B示出了具有三个附加的超大的非螺纹孔218A至非螺纹孔218C的球面弯曲表面203。图3B还示出了球面弯曲表面203与铰链208一体形成(例如,注塑成型/铸造塑料或金属)。
图3C展示了根据一些实施例的具有与球形表面配合的球形机械接口的组件。图3C示出了具有与球面弯曲表面203配合的球面弯曲的机械接口202的组件302。图3C还展示了承窝205A至承窝205C,这些承窝允许各自的螺母212A至螺母212C(参照图2E所描述的)旋转。
图3D示出了根据一些实施例的铰链机构的组件,该铰链机构的组件附接到用于调节眼镜臂位置的组件。图3D示出了组件304,该组件包括参照图2A讨论的组件200,该组件200与附加的铰链机构组件306配合。
图4A示出了根据一些实施例的用于上述实施例的示例性螺钉。如前所述,螺钉400具有球形的弯曲部401,该球形的弯曲部允许螺钉400围绕位于球面弯曲的机械接口202上的承窝旋转。
图4B示出了根据一些实施例的具有键的示例性螺母。如前所述,螺母402包括大致球形的弯曲部404,该大致球形的弯曲部允许螺母随着球形机械接口相对于球形表面的运动而旋转。每个螺母都具有键406,该键406的运动被螺母固位托架部分地限制。如前所述,螺母固位托架允许螺钉拧到位,而螺母不会随着螺钉的每次旋转而旋转。
图4C展示了根据一些实施例的保持多个螺母的螺母固位托架的组件。如上所述,螺母212A至螺母212C各自具有键(参照图2E和图4B所论述的),该键的运动由螺母固位托架210部分地限制,螺母固位托架210允许螺钉204A至螺钉204C被拧到位,而螺母212A至螺母212C不会随螺钉的每次旋转而旋转。
图4D展示了根据一些实施例的包括多个电子器件中的一些电子器件的组件,以及多个电子器件中的一些电子器件如何被放置在使得螺钉可被触及的位置。参照图2A论述的组件200以这样一种方式设计:即当电子器件408靠近组件200定位时,允许螺钉204A至螺钉204C可被触及以被拧紧。
如已经论述的,上述球形铰链旨在用于许多设备中,这些设备包括下面描述的头戴式视图器(headset)设备(例如,头戴式设备)(例如,在头戴式视图器的框架与镜腿(temple arm)之间)。此外,具有球形铰链的头戴式视图器设备还可以用于包括各种输入设备的AR***(如下所述),该输入设备例如为腕戴式设备、手持式中间处理设备等。下面描述的设备不是限制性的,并且这些设备上的特征可以被移除或者附加特征可以被添加到这些设备。不同的设备可以包括一个或多个类似的硬件部件。为简洁起见,类似的设备和部件在下面描述。设备和部件之间的任何差异将在下面的相应部分中进行描述。
如本文所述,处理器(例如,中央处理单元(central processing unit,CPU)、微控制器单元(microcontroller unit,MCU)等)是负责执行指令并控制电子设备(例如,腕戴式设备600、头戴式设备、HIPD 800、智能纺织品服装、或其它计算机***)的操作的电子部件。通过本文中所描述的实施例,存在可互换使用或可特别需要的各种类型的处理器。例如,处理器可以是:(i)通用处理器,该通用处理器被设计用于执行各种任务,例如运行软件应用程序、管理操作***、以及执行算术和逻辑运算;(ii)微控制器,该微控制器被设计用于特定任务,例如控制电子设备、传感器和电机;(iii)图形处理单元(graphics processingunit,GPU),该GPU被设计用于加速图像、视频和动画(例如,诸如三维建模等虚拟现实动画)的创建和渲染;(iv)现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),该FPGA可以在制造后被编程和重新配置,和/或可以被定制以执行特定任务,例如信号处理、密码学和机器学习;(v)数字信号处理器(digital signal processor,DSP),该DSP被设计用于对诸如音频、视频和无线电波等信号执行数学运算。本领域的技术人员将会理解,一个或多个电子设备的一个或多个处理器可以用在本文中所描述的各种实施例中。
如本文所述,控制器是管理和协调电子设备内其它部件的操作的电子部件(例如,控制输入、处理数据、和/或生成输出)。控制器的示例包括:(i)微控制器,该微控制器包括通常用于嵌入式***和物联网(Internet of Things,IoT)设备的小型、低功率控制器;(ii)可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC),该PLC可被配置成用于工业自动化***中以控制和监控制造过程;(iii)片上***(system-on-a-chip,SoC)控制器,该SoC控制器将诸如处理器、存储器、I/O接口、以及其它***设备等多个部件集成到单个芯片;和/或(iv)DSP。如本文所述,图形模块是被设计为处理图形操作和/或过程的部件或软件模块,并且可以包括硬件模块和/或软件模块。
如本文所述,存储器指的是计算机或电子设备中存储数据和指令以供处理器访问和操作的电子部件。本文中所描述的设备可以包括易失性存储器和非易失性存储器。存储器的示例包括:(i)随机存取存储器(random access memory,RAM)(例如,动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、双倍速率RAM(DDR RAM)、或其它随机存取固态存储器设备),该RAM被配置成临时存储数据和指令;(ii)只读存储器(read-only memory,ROM)(例如,***固件的一个或多个部分,和/或引导加载程序),该ROM被配置成永久存储数据和指令;(iii)闪存、磁盘存储设备、光盘存储设备、其它非易失性固态存储设备,它们可以被配置成在电子设备(例如,USB驱动器、存储卡、和/或固态驱动器(solid-state drive,SSD))中存储数据;以及(iv)高速缓冲存储器,该高速缓冲存储器被配置成临时存储频繁访问的数据和指令。如本文所述,存储器可以包括结构化数据(例如,结构化查询语言(SQL)数据库、MongoDB数据库、GraphQL数据、JSON数据等)。存储器的其它示例可以包括:(i)资料数据,该资料数据包括用户帐户数据、用户设置、和/或由用户存储的其它用户数据;(ii)由一个或多个传感器检测和/或以其它方式获得的传感器数据;(iii)媒体内容数据,该媒体内容数据包括存储的图像数据、音频数据、文档等;(iv)应用程序数据,该应用程序数据可以包括在应用程序的使用期间收集和/或以其它方式获得和存储的数据;和/或(v)本文中所描述的任何其它类型的数据。
如本文所述,电子设备的电力***被配置成将输入电力转换成可用于操作该设备的形式。电力***可以包括各种部件,这些部件包括:(i)电源,该电源可以是交流(alternating current,AC)适配器或直流(direct current,DC)适配器电源;(ii)充电器输入,该充电器输入可以被配置成使用有线连接和/或无线连接(其可以是***接口的一部分,该***接口例如为USB、微型USB接口、近场磁耦接、磁感应和磁共振充电、和/或射频(radio frequency,RF)充电);(iii)电力管理集成电路,该电力管理集成电路被配置成将电力分配给设备的各种部件,并确保该设备在安全限制内操作(例如,调节电压、控制电流、和/或管理散热);和/或(iv)电池,该电池被配置成存储电力以向一个或多个电子设备的部件提供可用电力。
如本文所述,***接口是这样的电子部件(例如,电子设备的电子部件):这些电子部件允许电子设备与其它设备或***设备通信,并且可以提供用于输入和输出数据和信号的手段。***设备接口的示例包括:(i)通用串行总线(universal serial bus,USB)接口和/或微型USB接口,该USB接口或微型或USB接口被配置用于将设备连接到电子设备的;(ii)蓝牙接口,该蓝牙接口被配置成允许设备相互通信的,该蓝牙接口包括低能耗蓝牙(bluetooth low energy,BLE);(iii)近场通信(near field communication,NFC)接口,该NFC接口被配置成用于诸如访问控制等操作的短距离无线接口;(iv)POGO管脚,该POGO管脚可以是小型弹簧加载管脚,该小型弹簧加载管脚被配置成提供充电接口;(v)无线充电接口;(vi)GPS接口;(vii)WiFi接口,该WiFi接口用于在设备和无线网络之间提供连接;和/或(viii)传感器接口。
如本文所述,传感器是这样的电子部件(例如,在电子设备中和/或以其它方式与诸如可穿戴设备等电子设备进行电子通信):该电子部件被配置成检测物理和环境变化并产生电信号。传感器的示例包括:(i)成像传感器(例如,包括设置在相应电子设备上的一个或多个摄像头),该成像传感器用于收集成像数据;(ii)生物电势信号传感器;(iii)惯性测量单元(例如,IMU),该惯性测量单元用于检测例如角速度、力、磁场、和/或加速度的变化;(iv)心率传感器,该心率传感器用于测量用户的心率;(v)SpO2传感器,该SpO2传感器用于测量用户的血氧饱和度和/或其它生物特征(biometric)数据;(vi)电容式传感器,该电容式传感器用于检测用户身体的一部分(例如,传感器-皮肤接口)和/或其它设备或对象附近的电势变化;(vii)光传感器(例如,飞行时间传感器、红外光传感器、可见光传感器等);(viii)和/或这样的传感器:该传感器用于感测来自用户或用户环境的数据。如本文所述,生物电势信号感测部件是用于测量体内电活动的设备(例如,生物电势信号传感器)。一些类型的生物电势信号传感器包括:(i)脑电图(electroencephalography,EEG)传感器,该EEG传感器被配置成测量大脑中的电活动以诊断神经疾病;(ii)心电图(electrocardiography,ECG或EKG)传感器,该心电图传感器被配置成测量心脏的电活动以诊断心脏问题;(iii)肌电图(EMG)传感器,该EMG传感器被配置成测量肌肉的电活动并诊断神经肌肉疾病;以及(iv)眼电描记(EOG)传感器,该EOG传感器被配置成测量眼部肌肉的电活动以检测眼球运动和诊断眼部疾病。
如本文所述,存储在电子设备的存储器中的应用程序(例如,软件)包括存储在存储器中的指令。这种应用程序的示例包括:(i)游戏;(ii)文字处理器;(iii)消息收发应用程序;(iv)媒体流应用程序;(v)金融应用程序;(vi)日历;(vii)时钟;(viii)网页浏览器;(ix)社交媒体应用程序;(x)摄像头应用程序;(xi)基于网络的应用程序;(xii)健康应用程序;(xiii)人工现实应用程序;和/或(xiii)可以存储在存储器中的任何其它应用程序。应用程序可以结合数据和/或设备或通信耦接的设备的一个或多个部件来操作,以执行一个或多个操作和/或功能。
如本文所述,通信接口模块可以包括能够使用如下中的任何一种进行数据通信的硬件和/或软件:各种定制或标准无线协议(例如,IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、蓝牙智能(Bluetooth Smart)、ISA100.11a、WirelessHART或MiWi)、定制或标准有线协议(例如,以太网(Ethernet)或家庭电力线通信技术(HomePlug))、和/或任何其它合适的通信协议,包括截止本申请的提交日尚未开发的通信协议。通信接口是使不同的***或设备能够彼此交换信息和数据的机制,包括硬件、软件、或硬件和软件的组合。例如,通信接口可以指设备上能够与其它设备(例如,USB、以太网、HDMI、蓝牙)通信的物理连接器和/或端口。在一些实施例中,通信接口可以指使得不同的软件程序能够彼此通信的软件层(例如,应用编程接口(application programming interface,API)、类似HTTP和TCP/IP之类的协议等)。
如本文所述,图形模块是被设计用于处理图形操作和/或过程的部件或软件模块,并且可以包括硬件模块和/或软件模块。
如本文所述,非暂态计算机可读存储介质是可用于以非暂态形式(例如,使得数据被永久存储直到其被有意删除或修改)存储电子数据的物理设备或存储介质。
示例性AR***
图5A至图5C-2展示了根据一些实施例的示例性人工现实***。图5A示出了使用如下的第一AR***500a和第一示例性用户交互:腕戴式设备600、头戴式设备(例如,AR设备700)、和/或手持式中间处理设备(handheld intermediary processing device,HIPD)800。图5B示出了使用腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800的第二AR***500b和第二示例性用户交互。图5C-1和图5C-2展示了使用腕戴式设备600、头戴式设备(例如,VR设备710)和/或HIPD 800的第三AR***500c和第三示例性用户交互。如本领域技术人员在阅读本文中所提供的描述后将理解的那样,上述示例性AR***(在下面详细描述)可以执行各种功能和/或操作。
下面参照图6A和图6B描述腕戴式设备600及其一个或多个部件;下面参照图7A至图7C描述头戴式设备及其一个或多个部件;以及下面参照图8A和图8B描述HIPD 800及其一个或多个部件。腕戴式设备600、头戴式设备、和/或HIPD 800可以经由网络525(例如,蜂窝、近场、Wi-Fi、个人区域网络、无线局域网(wireless LAN)等)通信地耦接。此外,腕戴式设备600、头戴式设备、和/或HIPD 800还可以经由网络525(例如,蜂窝、近场、Wi-Fi、个人区域网络、无线LAN等)与一个或多个服务器530、计算机540(例如,膝上型计算机、计算机等)、移动设备550(例如,智能手机、平板电脑等)、和/或其它电子设备通信地耦接。
转到图5A,示出了用户502穿戴着腕戴式设备600和AR设备700,并且将HIPD 800放在他们的桌子上。腕戴式设备600、AR设备700和HIPD 800便于用户与AR环境的交互。特别地,如第一AR***500a所示,腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800导致呈现一个或多个化身504、联系人的数字表示506、和虚拟对象508。如下所述,用户502可以经由腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800与一个或多个化身504、联系人的数字表示506、以及虚拟对象508交互。
用户502可以使用如下中的任何一者来提供用户输入:腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD设备800。例如,用户502可以执行由如下检测到的一个或多个手势,以提供用户输入:腕戴式设备600(例如,使用下面参照图6A和图6B描述的一个或多个EMG传感器和/或IMU)、和/或AR设备700(例如,使用下面参照图7A至图7B-2描述的一个或多个图像传感器或摄像头)。替代地或附加地,用户502可以通过腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD800的一个或多个触摸表面,和/或由腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800的传声器采集的语音命令来提供用户输入。在一些实施例中,腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD800包括数字助理,以帮助用户提供用户输入(例如,完成操作序列、建议不同的操作或命令、提供提醒、确认命令等)。在一些实施例中,用户502可以通过一个或多个面部表情(facial gesture)和/或脸部表情(facial expression)来提供用户输入。例如,腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800的摄像头可以跟踪用户502的眼睛以导航用户界面。
腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800可以单独操作或结合操作,以允许用户502与AR环境交互。在一些实施例中,HIPD 800被配置成用作腕戴式设备600、AR设备700、和/或另一通信耦接设备的中央集线器或控制中心。例如,用户502可以提供输入以与腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800中的任何一者处的AR环境进行交互,并且HIPD 800可以识别一个或多个后端任务和前端任务,以执行所请求的交互,并分发指令以使得在腕戴式设备600、AR设备700和/或HIPD 800处执行一个或多个后端任务和前端任务。在一些实施例中,后端任务是用户不可感知的后台处理任务(例如,呈现内容、解压缩、压缩等),而前端任务是用户可感知的面向用户的任务(例如,向用户呈现信息、向用户提供反馈等)。如下面参照图8A和图8B所描述的,HIPD 800可以执行后端任务,并向腕戴式设备600和/或AR设备700提供与所执行的后端任务相对应的操作数据,使得腕戴式设备600和/或AR设备700可以执行前端任务。这样,与腕戴式设备600和/或AR设备700相比,具有更多计算资源和更大热余量(thermal headroom)的HIPD 800执行计算密集型任务,并降低腕戴式设备600和/或AR设备700的计算机资源利用率和/或电力使用。
在第一AR***500a所示的示例中,HIPD 800识别与发起与一个或多个其它用户(由化身504和联系人的数字表示506表示)的AR视频呼叫的用户请求相关联的一个或多个后端任务和前端任务,并分发指令以促使一个或多个后端任务和前端任务的执行。特别地,HIPD 800执行用于处理和/或渲染与AR视频呼叫相关联的图像数据(和其它数据)的后端任务,并向AR设备700提供与所执行的后端任务相关联的操作数据,使得AR设备700执行用于呈现AR视频呼叫的前端任务(例如,呈现化身504和联系人的数字表示506)。
在一些实施例中,HIPD 800可以作为焦点或锚点来操作,用于引起信息呈现。这允许用户502大体上知道信息呈现在哪里。例如,如第一AR***500a中所示,化身504和联系人的数字表示506被呈现在HIPD 800上方。特别地,HIPD设备800和AR设备700协同操作以确定用于呈现化身504和联系人的数字表示506的位置。在一些实施例中,可以在距HIPD 800预定距离(例如,在5米内)呈现信息。例如,如第一AR***500a中所示,虚拟对象508被呈现在离HIPD 800一定距离的桌子上。类似于上述示例,HIPD 800和AR设备700可以协同操作以确定用于呈现虚拟对象508的位置。替代地,在一些实施例中,信息的呈现不受HIPD协议800的约束。更具体地,化身504、联系人的数字表示506、和虚拟对象508不必在HIPD 800的预定距离内呈现。
在腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800处提供的用户输入被协调,使得用户可以使用任何设备来启动操作、继续操作、和/或完成操作。例如,用户502可以向AR设备700提供用户输入以使AR设备700呈现虚拟对象508,并且当虚拟对象508由AR设备700呈现时,用户502可以通过腕戴式设备600提供一个或多个手势,以与虚拟对象508交互和/或操纵虚拟对象508。
图5B示出了穿戴着腕戴式设备600和AR设备700并握持着HIPD 800的用户502。在第二AR***500b中,腕戴式设备600、AR设备700和/或HIPD 800用于接收一个或多个消息和/或向用户502的联系人提供一个或多个消息。特别地,腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800检测并协调一个或多个用户输入,以启动消息收发应用程序,并准备对经由消息收发应用程序接收的消息的响应。
在一些实施例中,用户502经由用户输入在腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD800上启动应用程序,该应用程序使得该应用程序在至少一个设备上启动。例如,在第二AR***500b中,用户502执行与用于启动消息收发应用程序的命令(由消息收发用户界面512表示)相关联的手势,腕戴式设备600检测手势,并且基于用户502正佩戴着AR设备700的确定,使得AR设备700呈现消息收发应用程序的消息收发用户界面512。AR设备700可以通过其显示器(例如,如用户502的视野510所示)向用户502呈现消息收发用户界面512。在一些实施例中,该应用程序在检测用户输入以启动该应用程序的设备(例如,腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800)上启动并运行,并且该设备提供另一设备操作数据以使得呈现消息收发应用程序。例如,腕戴式设备600可以检测用户输入以启动消息收发应用程序,启动并运行消息收发应用程序,并向AR设备700和/或HIPD 800提供操作数据以使得呈现消息收发应用程序。替代地,该应用程序可以在检测用户输入的设备之外的设备上启动和运行。例如,腕戴式设备600可以检测与启动消息收发应用程序相关联的手势,并使HIPD 800运行消息收发应用程序并协调消息收发应用程序的呈现。
此外,用户502可以提供在腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800处提供的用户输入,以继续和/或完成在另一设备处发起的操作。例如,在经由腕戴式设备600启动消息收发应用程序之后,并且当AR设备700呈现消息收发用户界面512时,用户502可以在HIPD800处提供输入以准备响应(例如,由在HIPD 800上执行的划动手势示出)。在HIPD 800上执行的用户502的手势可以在另一设备上提供和/或显示。例如,用户502在HIPD 800上执行的滑动手势被显示在由AR设备700显示的消息收发用户界面512的虚拟键盘上。
在一些实施例中,腕戴式设备600、AR设备700、HIPD 800和/或其它通信耦接设备可以向用户502呈现一个或多个通知。该通知可以是新消息、呼入、应用程序更新、状态更新等的指示。用户502可以经由腕戴式设备600、AR设备700、HIPD 800来选择该通知,并且使得在至少一个设备上呈现与该通知相关联的应用程序或操作。例如,用户502可以接收在腕戴式设备600、AR设备700、HIPD 800、和/或其它通信耦接设备处接收到消息的通知,并且在腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800处提供用户输入以查看该通知,并且检测用户输入的设备可以使得与该通知相关联的应用程序在腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD800处被启动和/或呈现。
尽管以上示例描述了用于与消息收发应用程序交互的协调输入,但是本领域技术人员在阅读该说明书时将理解的是,用户输入可以被协调以与任何数量的应用程序交互,该应用程序包括但不限于游戏应用程序、社交媒体应用程序、摄像头应用程序、基于网络的应用程序、金融应用程序等。例如,AR设备700可以向用户502呈现游戏应用程序数据,并且HIPD 800可以使用控制器来向游戏提供输入。类似地,用户502可以使用腕戴式设备600来启动AR设备700的摄像头,并且用户可以使用腕戴式设备600、AR设备700、和/或HIPD 800来操纵(例如,放大或缩小、应用滤镜等)图像采集并采集图像数据。
转到图5C-1和图5C-2,用户502被示出为戴着腕戴式设备600和VR设备710,并且握持HIPD 800。在第三AR***500c中,腕戴式设备600、VR设备710、和/或HIPD 800用于在AR环境(例如VR游戏或其它AR应用程序)中交互。当VR设备710向用户502呈现VR游戏(例如,第一AR游戏环境520)的表示时,腕戴式设备600、VR设备710、和/或HIPD 800检测并协调一个或多个用户输入以允许用户502与VR游戏交互。
在一些实施例中,用户502可以通过腕戴式设备600、VR设备710、和/或HIPD 800提供用户输入,该用户输入在相应的AR环境中产生动作。例如,第三AR***500c(如图5C-1所示)中的用户502举起HIPD 800以准备在第一AR游戏环境520中挥动。VR设备710响应于用户502举起HIPD 800,使得用户522的AR表示执行类似的动作(例如,举起诸如虚拟剑524等虚拟对象)。在一些实施例中,每个设备使用各自的传感器数据和/或图像数据来检测用户输入,并提供用户502的动作的准确表示。例如,HIPD 800的图像传感器858(例如,下面在图8A和图8B中讨论的同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)摄像头或其它摄像头)可以用于检测HIPD 800相对于用户502的身体的位置,使得虚拟对象可以在第一AR游戏环境520内被适当地定位;来自腕戴式设备600的传感器数据可以用于检测用户502举起HIPD 800的速度,使得用户522和虚拟剑524的AR表示与用户502的运动同步;并且VR设备710的图像传感器726(图7A至图7C)可用于表示第一AR游戏环境520内的用户502的身体、边界条件、或真实世界对象。
在图5C-2中,用户502在握持HIPD 800时进行向下挥动。腕戴式设备600、VR设备710、和/或HIPD 800检测到用户502的向下挥动,并且在第一AR游戏环境520中执行相应的动作。在一些实施例中,每个设备采集的数据用于改善AR环境内的用户体验。例如,腕戴式设备600的传感器数据可以用于确定执行向下挥动的速度和/或力,并且HIPD 800和/或VR设备710的图像传感器可以用来确定挥动的位置以及该挥动应该如何在第一AR游戏环境520中表示,该第一AR游戏环境又可以用作AR环境(例如,游戏机构)的输入,该AR环境可以使用检测到的速度、力、位置、和/或用户502的动作的方面来对用户的输入进行分类(例如,用户执行轻打击,重打击、关键打击、扫视打击、未命中等)或计算输出(例如,损害量)。
尽管腕戴式设备600、VR设备710、和/或HIPD 800被描述为检测用户输入,但在一些实施例中,用户输入在单个设备(其中该单个设备负责将信号分配给其它设备以执行用户输入)处被检测。例如,HIPD 800可以操作用于生成第一AR游戏环境520的应用程序,并向VR设备710提供用于引起第一AR游戏环境520的呈现的相应数据,以及检测用户502的运动(当握持HIPD 800时)以引起在第一AR游戏环境520内执行相应的动作。附加地或替代地,在一些实施例中,一个或多个设备的操作数据(例如,传感器数据、图像数据、应用程序数据、设备数据、和/或其它数据)被提供给单个设备(例如,HIPD 800)以处理操作数据,并使相应的设备执行与处理的操作数据相关联的动作。
已经论述了示例性AR***,用于与这种AR***交互的设备、以及更一般的其它计算***现在将在下面更详细地讨论。为了便于参考,此处定义了可以包括在下面讨论的一些或全部示例性设备中的设备和部件的一些定义。本领域技术人员将会理解,下面描述的某些类型的部件可能更适合于一组特定的设备,而不太适合于一组不同的设备。但对此处定义的部件的后续引用应被视为包含在所提供的定义中。
在下面论述的一些实施例中,将讨论包括电子设备和***的示例性设备和***。这种示例性设备和***并非旨在是限制性的,并且本领域技术人员将理解的是,可以使用本文所描述的示例性设备和***的替代设备和***来执行本文所描述的操作和构造本文所描述的***和设备。
如本文所述,电子设备是使用电能来执行特定功能的设备。它可以是包含诸如晶体管、电阻器、电容器、二极管和集成电路等电子部件的任何物理对象。电子设备的示例包括智能手机、膝上型计算机、数码相机、电视、游戏机和音乐播放器,以及本文所讨论的示例性电子设备。如本文所述,中间电子设备是位于两个其它电子设备和/或一个或多个电子设备的部件子集之间、并有助于相应的电子设备和/或电子部件之间的通信、和/或数据处理和/或数据传输的设备。
示例性腕戴式设备
图6A和图6B展示了根据一些实施例的示例性腕戴式设备600。图6A展示了腕戴式设备600的多个部件,这些部件可以单独使用或组合使用,这些部件包括含有其它电子设备和/或电子部件的组合。
图6A示出了可穿戴带610和表体620(或囊状体)被耦接(如下文所讨论的那样),以形成腕戴式设备600。腕戴式设备600可以执行与通过用户界面导航和选择性地打开应用程序等相关联的各种功能和/或操作。
如下面将更详细地描述的,由腕戴式设备600执行的操作可以包括:(i)向用户呈现内容(例如,经由显示器605显示可视内容);(ii)检测(例如,感测)用户输入(例如,感测在***按钮623上的触摸和/或在显示器605的触摸屏处的触摸、由传感器(例如,生物电势传感器)检测的手势);(iii)经由一个或多个传感器613感测生物特征数据(例如,神经肌肉信号、心率、温度、睡眠等);消息收发(例如,文本、语音、视频等);经由一个或多个成像设备或摄像头625的图像采集;无线通信(例如,蜂窝、近场、Wi-Fi、个人局域网等);位置确定;金融交易;提供触觉反馈;警报;通知;生物特征认证;健康监测;睡眠监测等。
上述示例性功能可以在表体620中独立地、在可穿戴带610中独立地、和/或经由表体620与可穿戴带610之间的电子通信来执行。在一些实施例中,当(例如,经由AR***500a至500d中的一个AR***)呈现AR环境时,可以在腕戴式设备600上执行功能。如本领域技术人员在阅读此处提供的描述时将理解的那样,此处描述的新型可穿戴设备可以与其它类型的AR环境一起使用。
可穿戴带610可以被配置成由用户穿戴,使得可穿戴带610的可穿戴结构611的内(或内侧)表面与用户的皮肤接触。当用户穿戴时,传感器613接触用户的皮肤。传感器613可以感测生物特征数据,例如用户的心率、饱和氧气水平、温度、汗液水平、神经肌肉信号传感器或它们的组合。传感器613还可以感测关于用户环境的数据,包括用户的运动、高度、位置、方位、步态、加速度、定位或它们的组合。在一些实施例中,传感器613被配置为跟踪可穿戴带610的定位和/或运动。一个或多个传感器613可以包括上面定义的和/或下面关于图6B讨论的任何传感器。
一个或多个传感器613可以分布在可穿戴带610的内表面和/或外表面上。在一些实施例中,一个或多个传感器613沿可穿戴带610均匀间隔。可替代地,在一些实施例中,一个或多个传感器613位于沿可穿戴带610的不同点处。如图6A所示,一个或多个传感器613可以相同或不同。例如,在一些实施例中,一个或多个传感器613的形状可以被确定为片状(例如,传感器613a)、椭圆形、圆形、正方形、长圆形(例如,传感器613c)和/或维持与用户皮肤接触(例如,使得神经肌肉信号和/或其它生物特征数据可以在用户皮肤处被准确测量)的任何其它形状。在一些实施例中,一个或多个传感器613对齐以形成(例如,用于基于每个相应传感器内的差分感测来感测神经肌肉信号)的成对传感器。例如,传感器613b与相邻传感器对齐以形成传感器对614a,传感器613d与相邻传感器对齐以形成传感器对614b。在一些实施例中,可穿戴带610不具有成对传感器。可替代地,在一些实施例中,可穿戴带610具有预定数量的成对传感器(一对传感器、三对传感器、四对传感器、六对传感器、十六对传感器等)。
可穿戴带610可以包括任何合适数量的传感器613。在一些实施例中,传感器613的数量和布置取决于使用可穿戴带610的特定应用。例如,被配置为臂章、腕带或胸带的可穿戴带610可以包括多个传感器613,该多个传感器613对于每个用例(诸如与游戏或一般日常用例相比的医疗用例)具有不同数量的传感器613并且具有不同的布置。
根据一些实施例,可穿戴带610还包括电接地电极和屏蔽电极。与传感器613一样,电接地电极和屏蔽电极可以分布在可穿戴带610的内表面上,使得它们接触用户皮肤的一部分。例如,电接地电极和屏蔽电极可以位于耦接机构616的内表面或可穿戴结构611的内表面。电接地电极和屏蔽电极可以被形成为传感器613、和/或使用与传感器613相同的部件。在一些实施例中,可穿戴带610包括多于一个的电接地电极和多于一个的屏蔽电极。
传感器613可以被形成为可穿戴带610的可穿戴结构611的一部分。在一些实施例中,传感器613与可穿戴结构611平齐或基本平齐,使得它们不会延伸到可穿戴结构611的表面之外。在与可穿戴结构611平齐的情况下,传感器613仍被配置为(例如,通过皮肤接触表面)接触用户的皮肤。可替代地,在一些实施例中,传感器613延伸超出可穿戴结构611预定距离(例如,0.1mm-2mm)以接触用户的皮肤并压紧在用户的皮肤。在一些实施例中,传感器613与致动器(未示出)耦接,该致动器被配置为调整传感器613的延伸高度(例如,距可穿戴结构611的表面的距离),使得传感器613接触用户的皮肤并压紧在用户的皮肤。在一些实施例中,致动器在0.01mm与1.2mm之间调节延伸高度。这允许用户定制传感器613的位置,以改善穿戴可穿戴带610时的整体舒适性,并且仍允许传感器613接触用户的皮肤。在一些实施例中,当被用户穿戴时,传感器613与可穿戴结构611无法区分。
可穿戴结构611可以由弹性材料、弹性体等形成,被配置为被拉伸和适配以供用户穿戴。在一些实施例中,可穿戴结构611是纺织品或机织织物。如上所述,传感器613可以被形成为可穿戴结构611的一部分。例如,传感器613可以被模制到可穿戴结构611中或被集成到机织织物中(例如,传感器613可以被缝合到织物中并模拟织物的柔韧性(例如,传感器613可以由一系列编织的织物构成))。
可穿戴结构611可以包括柔性电子连接器,柔性电子连接器将封装在可穿戴带610中的传感器613、电子电路和/或(以下参照图6B所描述的)其它电子部件互连。在一些实施例中,柔性电子连接器被配置为将可穿戴带610的传感器613、电子电路和/或其它电子部件与另一电子设备(例如,表体620)的相应的传感器和/或其它电子部件互连。柔性电子连接器被配置为与可穿戴结构611一起移动,使得用户对可穿戴结构611的调整(例如,调整大小、拉动、折叠等)不会对可穿戴带610的部件的电耦接产生应力或应变。
如上所述,可穿戴带610被配置为由用户穿戴。特别地,可穿戴带610可以被成形或以其它方式***纵成供用户穿戴。例如,可穿戴带610可以被成形成具有基本上圆形形状,使得可穿戴带可以被配置成穿戴在用户的小臂或手腕上。可替代地,可穿戴带610可以被成形为穿戴在用户的另一个身体部位上,例如用户的上臂(例如,在二头肌周围)、前臂、胸部、腿等。可穿戴带610可以包括用于将可穿戴带610固定到用户的手腕或其它身体部位的保持机构612(例如,卡扣、钩和环紧固件等)。当用户穿戴可穿戴带610时,传感器613感测来自用户的皮肤的数据(称为传感器数据)。特别地,可穿戴带610的传感器613获得(例如,感觉和记录)神经肌肉信号。
经感测到的数据(例如,感测到的神经肌肉信号)可以用于检测和/或确定用户执行某些运动动作的意图。特别地,当用户执行肌肉激活(例如,运动、手势等)时,传感器613感测并记录来自用户的神经肌肉信号。所检测和/或确定的运动动作(例如,指骨(或手指)运动、手腕运动、手部运动和/或其它肌肉意图)可以用于确定用于使计算设备执行一个或多个输入命令的控制命令或控制信息(在感测到数据之后执行某些命令的指令)。例如,感测到的神经肌肉信号可以用于控制在腕戴式设备600的显示器605上显示的某些用户界面,和/或可被传输到负责呈现人工现实环境的设备(例如,头戴式显示器)以在相关联的人工现实环境中执行动作,诸如控制向用户显示的虚拟设备的运动。由用户执行的肌肉激活可以包括:静态手势,例如将用户的手掌向下放在桌子上;动态手势,例如抓住物理或虚拟对象;以及另一个人察觉不到的隐蔽手势,例如通过共同收缩相对的肌肉或使用子肌肉激活来轻微地拉紧关节。由用户执行的肌肉激活可以包括符号手势(例如,基于指定手势到命令的映射的手势词汇表,映射到其它手势、交互或命令的手势)。
传感器613感测到的传感器数据可用于向用户提供与物理对象(例如,与可穿戴带610通信耦接的设备)和/或由人工现实***生成的人工现实应用程序中的虚拟对象(例如,在显示器605或另一计算设备(例如,智能手机)上呈现的用户界面对象)的增强交互。
在一些实施例中,可穿戴带610包括一个或多个触觉设备646(图6B;例如,振动触觉致动器),一个或多个触觉设备被配置成向用户皮肤提供触觉反馈(例如,皮肤和/或动觉感觉等)。传感器613和/或触觉设备646可以被配置为结合多个应用程序(包括但不限于健康监测、社交媒体、游戏和人工现实(例如,与人工现实相关联的应用程序))来操作。
可穿戴带610还可以包括用于将囊状体(例如,计算单元)或表体620(经由表体620的耦接表面)可拆卸地耦接到可穿戴带610的耦接机构616(例如,耦接机构的支架或形状可以对应于腕戴式设备600的表体620的形状)。特别地,耦接机构616可以被配置为接收靠近表体620的底侧(例如,与显示器605所在的表体620的前侧相对的一侧)的耦接表面,使得用户可以将表体620向下推入到耦接机构616中以将表体620附接到耦接机构616。在一些实施例中,耦接机构616可以被配置成接收表体620的顶侧(例如,靠近显示器605所在的表体620的前侧的一侧),该表体的顶侧被向上推入到支架中,而不是被向下推入到耦接机构616中。在一些实施例中,耦接机构616是可穿戴带610的集成部件,从而可穿戴带610和耦接机构616是单个整体结构。在一些实施例中,耦接机构616是一种框架或外壳,这允许表体620的耦接表面保持在可穿戴带610的耦接机构616(例如,支架、***带、支撑基座、表扣等)内部或之上。
耦接机构616可以允许表体620通过摩擦配合、磁性耦接、基于旋转的连接器、剪切销耦接件、保持弹簧、一个或多个磁铁、夹子、销轴、钩环紧固件或它们的组合而可拆卸地耦接到可穿戴带610。用户可以执行任何类型的运动以将表体620耦接到可穿戴带610、并且将表体620与可穿戴带610分离。例如,用户可以相对于可穿戴带610扭转、滑动、转动、推、拉或旋转表体620,或它们的组合,以将表体620附接到可穿戴带610并且将表体620从可穿戴带610拆卸。可替代地,如下面所讨论的,在一些实施例中,表体620可以通过驱动释放机构629与可穿戴带610脱离。
可穿戴带610可以与表体620耦接以增加可穿戴带610的功能(例如,将可穿戴带610转换为腕戴式设备600、添加附加的计算单元和/或电池以增加可穿戴带610的计算资源和/或电池寿命、添加附加传感器以改善感测数据等)。如上所述,可穿戴带610(和耦接机构616)被配置成独立于表体620操作(例如,独立执行功能)。例如,耦接机构616可以包括一个或多个传感器613,该一个或多个传感器在用户穿戴可穿戴带610时接触用户的皮肤并提供用于确定控制命令的传感器数据。
用户可以将表体620(或囊状体)从可穿戴带610上分离,以减少腕戴式设备600对用户的负担。对于表体620是可拆卸的实施例,表体620可以被称为可拆卸结构,使得在这些实施例中,腕戴式设备600包括可穿戴部分(例如,可穿戴带610)和可拆卸结构(表体620)。
转到表体620,表体620可以具有基本上矩形或圆形的形状。表体620被配置成由用户穿戴在他们的手腕上或另一个身体部位上。更具体地,表体620的大小被设置为容易由用户携带、附接在用户衣服的一部分上、和/或耦接到可穿戴带610(形成腕戴式设备600)。如上所述,表体620可以具有与可穿戴带610的耦接机构616相对应的形状。在一些实施例中,表体620包括用于将表体620和可穿戴带610分离的单个释放机构629或多个释放机构(例如,位于表体620的相对侧上的、诸如弹簧加载的按钮的两个释放机构629)。释放机构629可以包括但不限于按钮、旋钮、柱塞、手柄、杠杆、紧固件、扣环、刻度盘、闩锁或它们的组合。
用户可以通过推动、转动、抬起、压下、移位释放机构629,或在释放机构629上执行其它动作来致动释放机构629。致动释放机构629可以将表体620从可穿戴带610的耦接机构616释放(例如,分离),从而允许用户独立于可穿戴带610使用表体620,反之亦然。例如,将表体620与可穿戴带610分离可以允许用户使用后置摄像头625B来采集图像。虽然释放机构629被示为位于表体620的一拐角,但释放机构629可以位于表体620上便于用户致动的任何位置。此外,在一些实施例中,可穿戴带610还可以包括用于将表体620与耦接机构616分离的相应释放机构。在一些实施例中,释放机构629是可选的,并且表体620可以如上所述(例如,通过扭转、旋转等)与耦接机构616分离。
表体620可以包括用于在表体620处执行各种操作的一个或多个***按钮623和627。例如,***按钮623和627可以用于打开或唤醒显示器605(例如,从睡眠状态转换到活动状态)、解锁表体620、增加或减小音量、增加或降低亮度、与一个或多个应用程序交互、与一个或多个用户界面交互等。附加地或可替代地,在一些实施例中,显示器605用作触摸屏操作,并允许用户提供用于与表体620交互的一个或多个输入。
在一些实施例中,表体620包括一个或多个传感器621。表体620的传感器621可以与可穿戴带610的传感器613相同或不同。表体620的传感器621可以分布在表体620的内侧表面和/或外侧表面上。在一些实施例中,传感器621被配置为在用户穿戴表体620时接触用户的皮肤。例如,传感器621可以放置在表体620的底侧上,并且耦接机构616可以是具有开口的叉托支架(cradle),该开口允许表体620的底侧直接接触用户的皮肤。可替代地,在一些实施例中,表体620不包括被配置为接触用户皮肤的传感器(例如,包括位于表体620内部和/或外部的被配置为感测表体620及表体620的周围环境的数据的传感器)。在一些实施例中,传感器613被配置为跟踪表体620的位置和/或运动。
表体620和可穿戴带610可以使用有线通信方法(例如,通用异步接收器/发送器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART)、USB收发器等)来共享数据、和/或无线通信方法(例如,近场通信、蓝牙等)。例如,表体620和可穿戴带610可以共享由传感器613和621感测的数据,以及应用程序和设备特定信息(例如,活动的和/或可用的应用程序、输出设备(例如,显示器、扬声器等)、输入设备(例如,触摸屏、传声器、成像传感器等))。
在一些实施例中,表体620可以包括但不限于前置摄像头625A和/或后置摄像头625B、传感器621(例如,生物特征传感器、IMU、心率传感器、饱和氧传感器、神经肌肉信号传感器、高度计传感器、温度传感器、生物阻抗传感器、计步器传感器、光学传感器(例如,成像传感器663;图6B)、触摸传感器、汗液传感器等)。在一些实施例中,表体620可以包括被配置成向用户提供触觉反馈(例如,皮肤和/或动觉感觉等)的一个或多个触觉设备676(图6B;振动触觉致动器)。传感器621和/或触觉设备676还可以被配置为与多个应用程序相结合地操作,多个应用程序包括但不限于健康监测应用程序、社交媒体应用程序、游戏应用程序和人工现实应用程序(例如,与人工现实相关联的应用程序)。
如上所述,表体620和可穿戴带610在耦接时可以形成腕戴式设备600。当耦接时,表体620和可穿戴带610作为单个设备运行来执行在此处描述的功能(操作、检测、通信等)。在一些实施例中,向每个设备提供用于执行腕戴式设备600的一个或多个操作的特定指令。例如,根据确定表体620不包括神经肌肉信号传感器,可穿戴带610可以包括用于执行相关指令的替代指令(例如,通过不同的电子设备向表体620提供感测的神经肌肉信号数据)。腕戴式设备600的操作可以由表体620单独执行或与可穿戴带610结合(例如,经由各自的处理器和/或硬件部件)来执行,反之亦然。在一些实施例中,腕戴式设备600、表体620和/或可穿戴带610的操作可以结合另一通信耦接设备(例如,HIPD 800;图8A至图8B)的一个或多个处理器和/或硬件部件来执行。
如下文参考图6B的框图所述,可穿戴带610和/或表体620可以各自包括独立执行功能所需的独立资源。例如,可穿戴带610和/或表体620可以各自包括电源(例如,电池)、存储器、数据存储器、处理器(例如,中央处理单元(CPU))、通信、光源和/或输入/输出设备。
图6B示出了根据一些实施例的对应于可穿戴带610的计算***630和对应于表体620的计算***660的框图。根据一些实施例,腕戴式设备600的计算***包括可穿戴带计算***630的部件和表体计算***660的部件的组合。
表体620和/或可穿戴带610可以包括表体计算***660中示出的一个或多个部件。在一些实施例中,单个集成电路包括表体计算***660的所有或大部分部件,该表体计算***被包括在单个集成电路中。可替代地,在一些实施例中,表体计算***660的部件被包括在通信耦接的多个集成电路中。在一些实施例中,表体计算***660被配置为(例如,经由有线或无线连接)与可穿戴带计算***630耦接,这允许计算***(单独地或作为单个设备)共享部件、分发任务和/或执行在此处描述的其它操作。
表体计算***660可以包括一个或多个处理器679、控制器677、***设备接口661、电力***695和存储器(例如,存储器680),它们中的每一者在上文进行了定义并且在下面被更详细地描述。
电力***695可以包括充电输入端696、电源管理集成电路(power-managementintegrated circuit,PMIC)697和电池698,它们中的每一者在上文进行了定义。在一些实施例中,表体620和可穿戴带610可以具有各自的充电输入端(例如,充电输入端696和657)、各自的电池(例如,电池698和659),并且可以彼此共享功率(例如,表体620可以给可穿戴带610供电和/或充电,反之亦然)。尽管表体620和/或可穿戴带610可以包括各自的充电输入,但是当两个设备被耦接时,单个充电输入端可以对这两个设备充电。表体620和可穿戴带610可以使用各种技术进行充电。在一些实施例中,表体620和可穿戴带610可以使用有线充电组件(例如,电源线)来进行充电。可替代地或附加地,表体620和/或可穿戴带610可以被配置用于无线充电。例如,便携式充电设备可以被设计成与表体620和/或可穿戴带610的一部分相匹配,并向表体620和/或可穿戴带610的电池无线输送可用功率。表体620和可穿戴带610可以具有独立的电力***(例如,电力***695和656),以使各自能够独立运行。表体620和可穿戴带610还可以经由各自的PMIC(例如,PMIC 697和658)共享功率(例如,一者可以为另一者充电),这些PMIC可以共享功率和地线上的功率和/或无线充电天线上的功率。
在一些实施例中,***设备接口661可以包括一个或多个传感器621,下面列出的一个或多个传感器中的许多传感器621在上文进行了定义。传感器621可以包括一个或多个耦接传感器662,用于检测表体620何时与另一电子设备(例如,可穿戴带610)耦接。传感器621可以包括成像传感器663(一个或多个摄像头625和/或单独的成像传感器663(例如,热成像传感器))。在一些实施例中,传感器621包括一个或多个SpO2传感器664。在一些实施例中,传感器621包括一个或多个生物电势信号传感器(例如,可以设置在表体620和/或可穿戴带610的面向用户的部分上的EMG传感器665)。在一些实施例中,传感器621可以包括一个或多个电容传感器666。在一些实施例中,传感器621包括一个或多个心率传感器667。在一些实施例中,传感器621包括一个或多个IMU传感器668。在一些实施例中,一个或多个IMU传感器668可以被配置为检测用户手部的移动或表体620放置或握持的其它位置。
在一些实施例中,***设备接口661包括近场通信(near-field communication,NFC)部件669、全球定位***(global-position system,GPS)部件670、长期演进(long-term evolution,LTE)部件671、和/或Wi-Fi和/或蓝牙通信(WiFi/BT)部件672。在一些实施例中,***设备接口661包括一个或多个按钮673(例如,图6A中的***按钮623和627),这些按钮当被用户选择时导致了在表体620处执行操作。在一些实施例中,***设备接口661包括一个或多个指示器,诸如发光二极管(LED),以向用户提供视觉指示(例如,消息接收、电量低、有源传声器和/或摄像头等)。
表体620可以包括用于向用户显示信息或数据的可视表示(包括用户界面元素和/或三维虚拟对象)的至少一个显示器605。该显示器还可以包括用于输入用户输入(诸如触摸手势、滑动手势等)的触摸屏。表体620可以包括用于向用户提供音频信号并从用户接收音频输入的至少一个扬声器674和至少一个传声器675。用户可以通过传声器675提供用户输入,并且还可以接收来自扬声器674的作为由触觉控制器678提供的触觉事件的一部分的音频输出。表体620可以包括至少一个摄像头625,该至少一个摄像头包括前置摄像头625A和后置摄像头625B。摄像头625可以包括超广角摄像头、宽角摄像头、鱼眼摄像头、球形摄像头、长焦摄像头、深度感测摄像头或其它类型的摄像头。
表体计算***660可以包括用于在表体620处提供触觉事件(例如,响应于表体620处的事件的振动感觉或音频输出)的一个或多个触觉控制器678和关联部件(例如,触觉设备676)。触觉控制器678可以与一个或多个触觉设备676通信,一个或多个触觉设备例如为电声设备,电声设备包括一个或多个扬声器674中的一个扬声器和/或将能量转换为线性运动的其它音频部件和/或机电设备(机电设备例如为电机、螺线管、电活性聚合物、压电致动器、静电致动器)、或其它触觉输出产生部件(例如,将电信号转换为设备上的触觉输出的部件)。触觉控制器678可以提供能够被表体620的用户感知的触觉事件。在一些实施例中,一个或多个触觉控制器678可以从多个应用程序682中的一个应用程序接收输入信号。
在一些实施例中,计算***630和/或计算***660可以包括存储器680,存储器可以由一个或多个控制器677和/或一个或多个处理器679中的一个存储器控制器控制。在一些实施例中,存储在存储器680中的软件部件包括被配置为在表体620处执行操作的一个或多个应用程序682。在一些实施例中,一个或多个应用程序682包括游戏、文字处理器、消息收发应用程序、呼叫应用程序、网络浏览器、社交媒体应用程序、媒体流应用程序、财务应用程序、日历、时钟等。在一些实施例中,存储在存储器680中的软件部件包括如上所述的一个或多个通信接口模块683。在一些实施例中,存储在存储器680中的软件部件包括用于呈现、编码和/或解码音频和/或视频数据的一个或多个图形模块684;以及用于收集、组织和/或提供对存储在存储器680中的数据687的访问的一个或多个数据管理模块685。在一些实施例中,一个或多个应用程序682和/或一个或多个模块可以彼此协同工作以在表体620处执行各种任务。
在一些实施例中,存储在存储器680中的软件部件可以包括一个或多个操作***681(例如,基于Linux的操作***、Android操作***等)。存储器680还可以包括数据687。数据687可以包括资料数据688A、传感器数据689A、媒体内容数据690和应用程序数据691。
应当理解,表体计算***660是表体620内的计算***的示例,并且表体620可以具有比表体计算***660中示出的更多或更少的部件两个或更多部件的组合、和/或具有部件的不同构造和/或布置。表体计算***660中示出的各种部件以包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路的硬件、软件、固件或它们的组合实现。
转向可穿戴带计算***630,示出了可包括在可穿戴带610中的一个或多个部件。可穿戴带计算***630可以包括比表体计算***660中所示更多或更少的部件、两个或更多部件的组合、和/或具有一些或所有部件的构造和/或布置。在一些实施例中,可穿戴带计算***630的所有或大部分部件被包括在单个集成电路中。可替代地,在一些实施例中,可穿戴带计算***630的部件被包括在通信耦接的多个集成电路中。如上所述,在一些实施例中,可穿戴带计算***630被配置为(例如,经由有线或无线连接)与表体计算***660耦接,该表体计算***660(单独地或作为单个设备)允许计算***共享部件、分发任务和/或执行在此处描述的其它操作。
与表体计算***660类似的可穿戴带计算***630可以包括一个或多个处理器649、一个或多个控制器647(包括一个或多个触觉控制器648)、***设备接口631(可以包括一个或多个传感器613和其它***设备)、电源(例如,电力***656)、以及存储器(例如,存储器650)(该存储器包括操作***(例如,操作***651)、数据(例如,包括资料数据688B、传感器数据689B等数据654)、以及一个或多个模块(例如,通信接口模块652、数据管理模块653等))。
根据以上定义,一个或多个传感器613可以类似于计算***660的传感器621。例如,传感器613可以包括一个或多个耦接传感器632、一个或多个SpO2传感器634、一个或多个EMG传感器635、一个或多个电容传感器636、一个或多个心率传感器637、以及一个或多个IMU传感器638。
***设备接口631还可以包括类似于包括在计算***660的***设备接口661中的那些部件(包括如以上参考***设备接口661所述的NFC部件639、GPS部件640、LTE部件641、Wi-Fi和/或蓝牙通信(WiFi/BT)部件642和/或一个或多个触觉设备676)的其它部件。在一些实施例中,***设备接口631包括一个或多个按钮643、显示器633、扬声器644、传声器645和摄像头655。在一些实施例中,***设备接口631包括一个或多个指示器,例如LED。
应当理解,可穿戴带计算***630是可穿戴带610内部的计算***的示例,并且可穿戴带610可以具有比可穿戴带计算***630中示出的更多或更少的部件、两个或更多部件的组合、和/或具有部件的不同构造和/或布置。可穿戴带计算***630中示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路的硬件、软件、固件的一个或组合中实现。
关于图6A的腕戴式设备600是可穿戴带610和表体620耦接的示例,因此,腕戴式设备600将被理解为包括针对可穿戴带计算***630和表体计算***660所示和描述的部件。在一些实施例中,腕戴式设备600在表体620和可穿戴带610之间具有分体式结构(例如,分体式机械结构和/或分体式电气结构)。换言之,在可穿戴带计算***630和表体计算***660中示出的所有部件可以容纳或以其它方式设置在组合的手表设备600中,或在表体620、可穿戴带610和/或手表设备的部分(例如,可穿戴带610的耦接机构616)的各个部件内。
上述技术可以与任何用于感测神经肌肉信号的设备一起使用,包括图6A至图6B的臂戴式设备,但也可以与用于感测神经肌肉信号的其它类型的可穿戴设备(例如可能具有更靠近大脑或脊柱的神经肌肉传感器的身体可穿戴设备或头戴式设备)一起使用。
在一些实施例中,腕戴式设备600可以与下面描述的头戴式设备(例如,AR设备700和VR设备710)和/或HIPD 800结合使用;并且,腕戴式设备600还可以被配置成允许用户控制人工现实的各方面(例如,通过使用基于EMG的手势来控制人工现实中的用户界面对象和/或通过允许用户与腕戴式设备上的触摸屏交互以也控制人工现实的各方面)。在这样描述了示例性腕戴式设备之后,现在将注意力转向示例性头戴式设备,诸如AR设备700和VR设备710。
示例性头戴式设备
图7A至图7C示出了根据一些实施例的示例性头戴式设备。头戴式设备可以包括但不限于AR设备710(例如,AR或智能眼镜设备,诸如智能眼镜、智能单片眼镜、智能隐形眼镜等)、VR设备710(例如,VR耳机、头戴式显示器(HMD)等)或其它眼部耦接设备。AR设备700和VR设备710可以执行与通过用户界面导航和选择性地打开应用程序相关联的各种功能和/或操作、以及这些功能和/或操作。
在一些实施例中,AR***(例如,AR***500a至500d;图5A至图5C-2)包括AR设备700(如图7A所示)和/或VR设备710(如图7B-1至图7B-2所示)。在一些实施例中,AR设备700和VR设备710可以包括一个或多个模拟部件(例如,用于呈现交互式人工现实环境的部件,诸如处理器、存储器、和/或包括一个或多个显示器和/或一个或多个波导的呈现设备),其中一些部件将参考图7C更详细地描述。头戴式设备可以使用显示投射器(例如,显示投射器组件707A和707B)和/或波导来向用户投射数据表示。头戴式设备的一些实施例不包括显示器。
图7A示出了AR设备700(例如,其在此处也可以被描述为增强现实眼镜和/或智能眼镜)的示例性视觉描述。AR设备700可以与图7A中未示出的附加电子部件(例如,在电子通信中或以其它方式被配置为与AR设备700一起使用的可穿戴附件设备和/或中间处理设备)一起工作。在一些实施例中,可穿戴附件设备和/或中间处理设备可以被配置为经由与耦接传感器724电通信的耦接机构与AR设备700耦接,其中耦接传感器724可以检测电子设备何时变得与AR设备700物理地或电子地耦接。在一些实施例中,AR设备700可以被配置为与壳体(例如,框架704或镜腿臂705的一部分)耦接,该壳体可以包括一个或多个被配置为与附加附件设备耦接的附加耦接机构。图7A中所示的部件可以以包括一个或多个信号处理部件和/或专用集成电路(ASIC)的硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
AR设备700包括机械式眼镜部件,机械式眼镜部件包括被配置为保持一个或多个镜片(例如,一个或两个镜片706-1和706-2)的框架704。本领域普通技术人员将理解,AR设备700可以包括附加的机械部件,附加的机械部件例如为被配置成允许AR设备700的框架704的部分折叠和展开的铰链、被配置成跨越镜片706-1和7062之间的间隙并靠在用户鼻子上的镜粱、被配置成放在鼻梁上并为AR设备700提供支撑的鼻垫、被配置成放在用户耳朵上并为AR设备700提供额外支撑的耳机、被配置成从铰链延伸到AR设备700的耳机的镜腿臂705等。本领域普通技术人员将进一步认识到,AR设备700的一些示例可以不包括在此描述的任何机械部件。例如,被配置为向用户呈现人工现实的智能隐形眼镜可以不包括AR设备700的任何部件。
镜片706-1和706-2可以是单独的显示器或显示设备(例如,用于投射表示的波导)。镜片706-1和706-2可以一起或独立地作用以向用户呈现图像或一系列图像。在一些实施例中,镜片706-1和706-2可以与一个或多个显示投射器组件707A和707B结合操作以向用户呈现图像数据。虽然AR设备700包括两个显示器,但是本公开的实施例可以在具有单个近眼显示器(near-eye display,NED)或多于两个NED的AR设备中实现。
AR设备700包括电子部件,其中许多电子部件将在下面参照图7C更详细地描述。图7A中示出了一些示例性电子部件,包括可以沿着AR设备700的框架704的大部分分布的传感器723-1、723-2、723-3、723-4、723-5和723-6。下面参照图7C描述不同类型的传感器。AR设备700还包括位于框架704的不同侧处的左摄像头739A和右摄像头739B。并且眼镜设备包括嵌置于框架704的一部分中的一个或多个处理器748A和748B(例如,集成微处理器,例如ASIC)。
图7B-1和图7B-2示出了VR设备710(例如,头戴式显示器(HMD)712,在此也称为人工现实头戴式视图器、头戴式设备、VR头戴式视图器等)的示例性视觉描述。HMD 712包括前本体714和形状适合于环绕用户头部的框架716(例如,条带或带)。在一些实施例中,前本体714和/或框架716包括用于促进AR和/或VR***(例如,显示器、处理器(例如,处理器748A-1)、IMU、跟踪发射器或检测器、传感器等)的呈现和/或交互的一个或多个电子部件。在一些实施例中,HMD 712包括输出音频转换器(例如,音频转换器718-1),如图7B-2所示。在一些实施例中,如图7B-2所示,诸如一个或多个输出音频转换器718和框架716的一个或多个部件(例如,框架716和/或输出音频转换器718的一部分或全部)可以被配置为与HMD 712附接和拆卸(例如,可拆卸地附接)。在一些实施例中,将可拆卸部件耦接到HMD 712使得可拆卸部件与HMD 712进行电子通信。VR设备710包括电子部件,其中许多电子部件将在下面参考图7C更详细地描述。
图7B-1至图7B-2还示出VR设备710具有一个或多个摄像头,例如可以类似于AR设备700的框架704上的左摄像头和右摄像头的左摄像头739A和右摄像头739B。在一些实施例中,VR设备710包括一个或多个附加摄像头(例如,摄像头739C和739D),一个或多个附加摄像头可以被配置为通过提供更多信息来增强由摄像头739A和739B获得的图像数据。例如,摄像头739C可以用于提供摄像头739A和739B不能识别的颜色信息。在一些实施例中,摄像头739A至739D中的一个或多个摄像头可以包括被配置为防止在相应的摄像头传感器处接收IR光的可选的红外(infrared,IR)截止滤光器。
VR设备710可以包括壳体790,壳体存储VR设备710的一个或多个部件和/或VR设备710的附加部件。壳体790可以是被配置为与VR设备710(或AR设备700)耦接、并且补充和/或扩展VR设备710(或AR设备700)的能力的模块化电子设备。例如,壳体790可以包括改善和/或增加VR设备710的功能的附加传感器、摄像头、电源、处理器(例如,处理器748A-2)等。下面参照图7C描述包括在壳体790中的不同部件的示例。
可替代地或附加地,在一些实施例中,诸如VR设备710和/或AR设备700之类的头戴式设备包括、或通信地耦接到另一外部设备(例如,配对设备)、诸如HIPD 800(以下参照图8A-8B讨论)和/或可选颈带。可选的颈带可以通过一个或多个连接器(例如,有线或无线连接器)与头戴式设备耦接。头戴式设备和颈带可以在它们之间没有任何有线或无线连接的情况下独立地运行。在一些实施例中,头戴式设备的部件和颈带的部件可以位于与头戴式设备配对的一个或多个附加的***设备、颈带、或它们的某种组合上。此外,颈带旨在表示任何合适类型或形式的配对设备。因此,以下对颈带的讨论也可以应用于各种其它配对设备,例如智能手表、智能电话、腕带、其它可穿戴设备、手持式控制器、平板计算机、或膝上型计算机。
在一些情况下,将诸如中间处理设备(例如,HIPD 800、可选颈带和/或可穿戴附件设备)的外部设备与头戴式设备(例如,AR设备700和/或VR设备710)配对使得头戴式设备能够实现类似一副眼镜的形状要素,并且仍然为扩展能力提供足够的电池和计算能力。头戴式设备的电池功率、计算资源和/或额外特征中的一些或全部可以由配对设备提供,或者在配对设备与头戴式设备之间共享,因此总体上减小了头戴式设备的重量、热分布和形状要素,同时仍然允许头戴式设备保留期望的功能。例如,中间处理设备(例如,HIPD 800)可以允许将原本包括在头戴式设备中的部件包括在中间处理设备(和/或可穿戴设备或附件设备)中,从而将重量负荷从用户的头部和颈部转移到用户身体的一个或多个其它部分。在一些实施例中,中间处理设备具有较大的表面积,在该表面积上向周围环境扩散和分散热量。因此,与独立的头戴式设备相比,中间处理设备可以允许更大的电池和计算能力。因为中间处理设备中携带的重量比头戴式设备中携带的重量对用户的侵害更小,所以与用户容忍单独佩戴较重的眼镜设备相比,用户可以容忍佩戴较轻的眼镜设备并携带或佩戴配对设备更长时间,从而使用户能够更充分地将人工现实环境融入到他们的日常活动中。
在一些实施例中,中间处理设备与头戴式设备和/或其它设备通信地耦接。这些其它设备可以为头戴式设备提供某些功能(例如,跟踪、定位、深度映射、处理、存储等功能)。在一些实施例中,中间处理设备包括控制器和电源。在一些实施例中,中间处理设备的传感器被配置为感测可以以电子格式(模拟或数字)与头戴式设备共享的附加数据。
中间处理设备的控制器处理由中间处理设备和/或头戴式设备上的传感器生成的信息。像HIPD 800这样的中间处理设备可以处理由其传感器的一个或多个传感器生成的信息和/或由其它通信耦接设备提供的信息。例如,头戴式设备可以包括IMU,并且中间处理设备(颈带和/或HIPD 800)可以从位于头戴式设备上的IMU计算所有惯性和空间计算。下面参考图8A和图8B提供由诸如HIPD 800等通信耦接设备执行的处理的附加示例。
人工现实***可以包括各种类型的视觉反馈机制。例如,AR设备700中的显示设备和/或VR设备710中的显示设备可以包括一个或多个液晶显示器(liquid-crystaldisplay,LCD)、发光二极管(light emitting diode,LED)显示器、有机LED(organic LED,OLED)显示器和/或任何其它合适类型的显示器。人工现实***可以包括用于双眼的单个显示屏,或者可以为每只眼睛提供一个显示屏,这可以为变焦调节或者校正与用户视觉相关联的屈光不正提供额外的灵活性。一些人工现实***还包括具有一个或多个透镜(例如,传统的凹透镜或凸透镜、菲涅尔透镜或可调节液体透镜)的光学子***,用户可以透过这些透镜观看显示屏。除了使用显示屏之外,或者代替使用显示屏,一些人工现实***可以包括一个或多个投射***。例如,增强现实***700和/或虚拟现实***710中的显示设备可以包括(例如,使用波导)将光投射到显示设备中的微型LED投射器,微型LED投射器例如为允许环境光穿过的透明组合式透镜。显示设备可以使投射的光折射朝向用户的瞳孔,并且可以使用户能够同时观看人工现实内容和现实世界两者。人工现实***还可以配置有任何其它合适类型或形式的图像投射***。如上所述,一些AR***可以实质上用虚拟体验取代用户对真实世界的一个或多个感官感知,而不是将人工现实与实际现实相结合。
尽管在此将示例性头戴式设备分别描述为AR设备700和VR设备710,但是此处描述的示例性头戴式设备中的一个或两个头戴式设备可以被配置成呈现在基本上所有用户视场中呈现的完全沉浸式VR场景,附加地或替代地,在用户视野的一部分(少于全部)内呈现更微妙的增强现实场景。
在一些实施例中,AR设备700和/或VR设备710可以包括触觉反馈***。触觉反馈***可以提供各种类型的皮肤反馈(包括振动、力、牵引、剪切、纹理和/或温度)。触觉反馈***还可以提供各种类型的动觉反馈,例如运动和顺应性。触觉反馈可以使用马达、压电致动器、流体***和/或各种其它类型的反馈机制来实现。触觉反馈***可以独立于其它人工现实设备、在其它人工现实设备内、和/或与其它人工现实设备(例如,可以被集成到头饰、手套、紧身衣、手持式控制器、环境设备(例如,椅子或脚垫)中的腕戴式设备、和/或任何其它类型的设备或***(诸如腕戴式设备600、HIPD 800、基于智能纺织品的服装)等)结合和/或在此处描述的其它设备实现。
图7C展示了计算***720和可选壳体790,它们的每一者都示出了可以被包括在头戴式设备(例如,AR设备700和/或VR设备710)中的部件。在一些实施例中,根据所描述的各个头戴式设备的实际约束,可选壳体790中可以包括更多或更少的部件。附加地或可替代地,可选壳体790可以包括扩展和/或增强头戴式设备的功能的附加部件。
在一些实施例中,计算***720和/或可选壳体790可以包括一个或多个***设备接口722A和722B、一个或多个电力***742A和742B(包括充电输入端743、PMIC 744和电池745)、一个或多个控制器746A和746B(包括一个或多个触觉控制器747)、一个或多个处理器748A和748B(如上所述,包括所提供的这些示例中的任何示例)、以及存储器750A和750B,它们都可以彼此进行电子通信。例如,一个或多个处理器748A和/或748B可以被配置为执行存储在存储器750A和/或750B中的指令,这些指令可以使得一个或多个控制器746A和/或746B的控制器使操作在***设备接口722A和/或722B的一个或多个***设备处执行。在一些实施例中,所描述的每个操作可以基于由电力***742A和/或742B提供的电力而发生。
在一些实施例中,***设备接口722A可以包括被配置为计算***720的一部分的一个或多个设备,其中许多设备已经在上面相对于图6A和图6B所示的腕戴式设备进行了定义和/或描述。例如,***设备接口可以包括一个或多个传感器723A。一些示例性传感器包括:一个或多个耦接传感器724、一个或多个声传感器725、一个或多个成像传感器726、一个或多个EMG传感器727、一个或多个电容传感器728、和/或一个或多个IMU传感器729。在一些实施例中,传感器723A还包括深度传感器767、光传感器768、和/或上面定义或关于此处讨论的任何其它实施例描述的任何其它类型的传感器。
在一些实施例中,***设备接口可以包括一个或多个附加***设备,一个或多个附加***设备包括一个或多个NFC设备730、一个或多个GPS设备731、一个或多个LTE设备732、一个或多个WiFi和/或蓝牙(WiFi/BT)设备733、一个或多个按钮734(例如,包括可滑动或以其它方式可调节的按钮)、一个或多个显示器735A、一个或多个扬声器736A、一个或多个传声器737A、一个或多个摄像头738A(例如,包括类似于左摄像头739A和/或右摄像头739B的第一摄像头739-1到第N摄像头739-n)、一个或多个触觉设备740、和/或上面定义或关于此处讨论的任何其它实施例描述的任何其它类型的***设备。
头戴式设备可以包括各种类型的视觉反馈机制(例如,呈现设备)。例如,AR设备700和/或VR设备710中的显示设备可以包括一个或多个液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(有机发光二极管)显示器、微型LED和/或任何其它合适类型的显示屏。头戴式设备可以包括(例如,被配置为被两只眼睛看到的)单个显示屏、和/或可以为每只眼睛提供单独的显示屏,这可以允许用于可变焦距调整和/或用于校正与用户视力相关联的屈光误差的附加灵活性。头戴式设备的一些实施例还包括具有一个或多个透镜(例如,传统的凹透镜或凸透镜、菲涅尔透镜或可调节液体透镜)的光学子***,用户可以透过这些透镜观看显示屏。例如,各个显示器735A可以与AR设备700的镜片706-1和706-2中的每一个镜片耦接。耦接到镜片706-1和706-2中的每一个镜片的显示器735A可以一起或独立地动作以向用户呈现一个或一系列图像。在一些实施例中,AR设备700和/或VR设备710包括单个显示器735A(例如,近眼显示器)或多于两个的显示器735A。
在一些实施例中,可以使用第一组一个或多个显示器735A来呈现增强现实环境,并且可以使用第二组一个或多个显示设备735A来呈现虚拟现实环境。在一些实施例中,一个或多个波导与向AR设备700和/或VR设备710的用户呈现人工现实内容结合使用(例如,作为将来自显示投射器组件和/或一个或多个显示器735A的光传递到用户眼睛的装置)。在一些实施例中,一个或多个波导完全或部分集成到AR设备700和/或VR设备710中。除了使用显示屏之外,或者代替使用显示屏,一些人工现实***可以包括一个或多个投射***。例如,AR设备700中的显示设备和/或VR设备710中的显示设备可以包括(例如,使用波导)将光投射到显示设备中的微型LED投射器,微型LED投射器例如为允许环境光穿过的透明组合透镜。显示设备可以使投射的光折射朝向用户的瞳孔,并且可以使用户能够同时观看人工现实内容和真实世界这两者。头戴式设备还可以配置有任何其它合适类型或形式的图像投射***。在一些实施例中,附加地或替代地向一个或多个显示器735A提供一个或多个波导。
在头戴式设备的一些实施例中,环境光和/或真实世界实时视图(例如,用户通常将看到的周围环境的实时馈送)可以穿过呈现AR***的各个方面的相应头戴式设备的显示元件。在一些实施例中,环境光和/或真实世界实时视图可以穿过在用户的视野内呈现的AR环境的一部分(不是全部)(例如,AR环境的一部分与用户的真实世界环境中的物理对象位于同一位置,该用户的真实世界环境处于被配置为由用户在与AR环境交互时使用的指定边界(例如,监护人边界)内)。例如,可视用户界面元素(例如,通知用户界面元素)可以呈现在头戴式设备处,并且一定数量的环境光和/或真实世界实时视图(例如,15%-50%的环境光和/或真实世界实时视图)可以穿过用户界面元素,使得用户可以区分在其上显示用户界面元素的物理环境的至少一部分。
头戴式设备可以包括用于向用户呈现信息的一个或多个外部显示器735A。例如,外部显示器735A可用于显示当前电池电量、网络活动(例如,连接、断开等)、当前活动(例如,玩游戏、通话、开会、看电影等)和/或其它相关信息。在一些实施例中,外部显示器735A可用于与其它显示器通信。例如,头戴式设备的用户可以使外部显示器735A呈现请勿打扰通知。用户还可以使用外部显示器735A来共享由***设备接口722A的一个或多个部件采集的和/或(例如,在一个或多个应用程序的操作和/或执行期间)由头戴式设备生成的任何信息。
存储器750A可以包括可由一个或多个处理器748A(和/或壳体790的处理器748B)和/或一个或多个控制器746A(和/或壳体790的控制器746B)的存储器控制器执行的指令和/或数据。存储器750A可以包括一个或多个操作***751、一个或多个应用程序752、一个或多个通信接口模块753A、一个或多个图形模块754A、一个或多个AR处理模块755A、和/或上面定义或关于此处讨论的任何其它实施例描述的任何其它类型的模块或部件。
存储在存储器750A中的数据760可以与上面讨论的一个或多个应用程序和/或程序结合使用。数据760可以包括资料数据761、传感器数据762、媒体内容数据763、AR应用数据764、和/或上面定义或关于此处讨论的任何其它实施例描述的任何其它类型的数据。
在一些实施例中,头戴式设备的控制器746A处理由头戴式设备上的传感器723A和/或头戴式设备的另一部件和/或与头戴式设备通信地耦接的另一部件(例如,壳体790的部件,诸如***设备接口722B的部件)所生成的信息。例如,控制器746A可以处理来自声传感器725和/或图像传感器726的信息。对于每个检测到的声音,控制器746A可以执行到达方向(direction-of-arrival,DOA)的估计,以估计检测到的声音到达头戴式设备的方向。当一个或多个声传感器725检测到声音时,控制器746A可以用信息(例如,由传感器数据762表示)填充音频数据集。
在一些实施例中,物理电子连接器可以在头戴式设备与另一电子设备之间、和/或在头戴式设备的一个或多个处理器748A与控制器746A之间传送信息。这些信息可以是光学数据、电数据、无线数据的形式,或者任何其它可传输的数据形式。将头戴式设备产生的信息的处理移动到中间处理设备可以减轻眼镜设备中的重量和热量,使眼镜设备对用户来说更舒适和更安全。在一些实施例中,可选的附件设备(例如,电子颈带或HIPD 800)经由一个或多个连接器耦接到头戴式设备。连接器可以是有线或无线的连接器,并且可以包括电子部件和/或非电子(例如,结构)部件。在一些实施例中,头戴式设备和附件设备可以独立操作,而不需要在它们之间进行任何有线或无线连接。
头戴式设备可以包括各种类型的计算机视觉部件和子***。例如,AR设备700和/或VR设备710可以包括一个或多个光学传感器,诸如二维(2D)或三维(3D)摄像头、飞行时间深度传感器、单光束或扫描激光测距仪、3D激光雷达传感器和/或任何其它合适类型或形式的光学传感器。头戴式设备可以处理来自这些传感器中的一个或多个的数据,以识别用户的位置和/或用户的真实世界物理环境的各个方面,包括真实世界物体在真实世界物理环境中的位置。在一些实施例中,在各种其它功能中,此处描述的方法用于映射真实世界、向用户提供关于真实世界环境的上下文、和/或生成可交互虚拟对象(其可以是可在AR环境中交互的真实世界对象的复制品或数字孪生)。例如,图7B-1和图7B-2示出了具有摄像头739A至739D的VR设备710,这些摄像头可以用于提供用于创建体素场和二维网格的深度信息,以向用户提供对象信息以避免碰撞。
可选壳体790可以包括与以上关于计算***720描述的部件类似的部件。例如,可选壳体790可以包括相应的***设备接口722B,该***设备接口或多或少地包括以上关于***设备接口722A所描述的那些部件。如上所述,可选壳体790的部件可以用于增强和/或扩展头戴式设备的功能。例如,可选壳体790可以包括相应的传感器723B、扬声器736B、显示器735B、传声器737B、摄像头738B和/或用于采集和/或呈现数据的其它部件。类似地,可选壳体790可以包括一个或多个处理器748B、控制器746B和/或存储器750B(包括各自的通信接口模块753B;一个或多个图形模块754B;以及一个或多个AR处理模块755B等),一个或多个处理器、控制器和/或存储器可以单独使用和/或与计算***720的部件结合使用。
上面在图7A至图7C中描述的技术可以与不同的头戴式设备一起使用。在一些实施例中,头戴式设备(例如,AR设备700和/或VR设备710)可以与诸如腕戴式设备600(或其部件)的一个或多个可穿戴设备结合使用。在如此描述了头戴式设备的示例之后,现在将注意力转向诸如HIPD 800的示例性手持式中间处理设备。
示例性手持式中间处理设备
图8A和图8B展示了根据一些实施例的示例性手持式中间处理设备(handheldintermediary processing device,HIPD)800。HIPD 800可以执行与通过用户界面导航和选择性地打开应用程序以及功能和/或操作相关联的各种功能和/或操作。
图8A示出了HIPD 800的俯视图805和侧视图825。HIPD 800被配置为通信地耦接到与用户相关联的一个或多个可穿戴设备(或其它电子设备)。例如,HIPD 800被配置为与用户的腕戴式设备600(或其部件,诸如表体620和可穿戴带610)、AR设备700和/或VR设备710通信耦接。HIPD 800可以被配置为由用户握持(例如,作为手持式控制器)、携带在用户个人身上(例如,在他们的口袋中、在他们的包中等)、放置在用户附近(例如,当坐在他们的办公桌前时放置在他们的桌子上、在充电底座上等)、和/或放置在可穿戴设备或其它电子设备的预定距离处或之内(例如,在一些实施例中,预定距离是HIPD 800可以成功地与诸如可穿戴设备的电子设备通信耦接所处的最大距离(例如,10米))。
HIPD 800可以独立地执行各种功能和/或结合一个或多个可穿戴设备(例如,腕戴式设备600、AR设备700、VR设备710等)来执行各种功能。HIPD 800被配置成增加和/或改善诸如可穿戴设备等通信耦接设备的功能。HIPD 800被配置为执行与以下项相关联的一个或多个功能或操作:与通信耦接设备的用户界面和应用程序交互、与AR环境交互、与VR环境交互、和/或作为人机接口控制器操作,并且执行多个功能和/或多个操作。此外,如下面将更详细地描述的,HIPD 800的功能和/或操作可以包括但不限于任务卸载和/或移交;热卸载和/或移交;6自由度(6DoF)射线投射和/或游戏(例如,使用成像设备或摄像头814A和814B,成像设备或摄像头可用于同时定位和测绘(simultaneous localization and mapping,SLAM)和/或与其它图像处理技术一起使用);便携式充电;消息收发;经由一个或多个成像设备或摄像头(例如,摄像头822A和822B)的图像采集;感测用户输入(例如,感测在多点触摸输入表面802上的触摸);无线通信和/或互联(例如,蜂窝、近场、Wi-Fi、个人局域网等);位置确定;金融交易;提供触觉反馈;警报;通知;生物特征认证;健康监测;睡眠监测等。上述示例性功能可以在HIPD 800中和/或在HIPD 800与在此描述的另一可穿戴设备之间的通信中独立执行。在一些实施例中,可以结合AR环境在HIPD 800上执行各功能。如本领域技术人员在阅读此处提供的描述时将理解的那样,此处描述的新颖的HIPD 800可以与任何类型的合适的AR环境一起使用。
当HIPD 800与可穿戴设备和/或其它电子设备通信耦接时,HIPD 800被配置为执行在可穿戴设备和/或其它电子设备处发起的一个或多个操作。特别地,可以将可穿戴设备和/或其它电子设备的一个或多个操作卸载到HIPD 800以供执行。HIPD 800执行可穿戴设备和/或其它电子设备的一个或多个操作,并向可穿戴设备和/或其它电子设备提供与完成的操作相对应的数据。例如,用户可以使用AR设备700发起视频流,并且可以将与执行视频流相关联的后端任务(例如,视频渲染)卸载到HIPD 800,HIPD 800执行该后端任务并将相应数据提供给AR设备700以执行与视频流相关联的剩余前端任务(例如,经由AR设备700的显示器呈现渲染的视频数据)。以这种方式,与可穿戴设备相比,具有更多计算资源和更大热余量的HIPD 800可以为可穿戴设备执行计算密集型任务,从而提高可穿戴设备执行的操作的性能。
HIPD 800包括位于第一侧(例如,前表面)上的多点触摸输入表面802,多点触摸输入表面被配置成检测一个或多个用户输入。特别地,多点触摸输入表面802可以检测单次点击输入、多次点击输入、滑动手势和/或输入、基于力和/或基于压力的触摸输入、保持的点击等。多点触摸输入表面802被配置为检测电容式触摸输入和/或力(和/或压力)触摸输入。多点触摸输入表面802包括由表面凹陷限定的第一触摸输入表面804和由基本平坦的部分限定的第二触摸输入表面806。第一触摸输入表面804可以被设置为与第二触摸输入表面806相邻。在一些实施例中,第一触摸输入表面804和第二触摸输入表面806可以是不同的尺寸、形状和/或覆盖多点触摸输入表面802的不同部分。例如,第一触摸输入表面804可以基本上是圆形的,而第二触摸输入表面806可以基本上是矩形的。在一些实施例中,多点触摸输入表面802的表面凹陷被配置为引导用户处理HIPD 800。特别地,表面凹陷被配置为使得用户在单手握持HIPD 800时竖直地握持HIPD 800(例如,使得正被使用的成像设备或摄像头814A和814B指向天花板或天空)。此外,表面凹陷被配置为使得用户的拇指位于第一触摸输入表面804内。
在一些实施例中,不同的触摸输入表面包括多个触摸输入区域。例如,第二触摸输入表面806包括位于第二触摸输入表面806内的至少第一触摸输入区域808和位于第一触摸输入区域808内的第三触摸输入区域810。在一些实施例中,一个或多个触摸输入区域是可选的和/或由用户定义的(例如,用户可以基于他们的偏好来指定触摸输入区域)。在一些实施例中,每个触摸输入表面和/或触摸输入区域与预定的命令集相关联。例如,在第一触摸输入区域808内检测到的用户输入使HIPD 800执行第一命令,而在第二触摸输入表面806内检测到的用户输入使HIPD 800执行与第一命令不同的第二命令。在一些实施例中,不同的触摸输入表面和/或触摸输入区域被配置为检测一种或多种类型的用户输入。不同的触摸输入表面和/或触摸输入区可以被配置为检测相同或不同类型的用户输入。例如,第一触摸输入区域808可以被配置为检测力触摸输入(例如,用户按下的幅度)和电容式触摸输入,并且第二触摸输入表面806可以被配置为检测电容式触摸输入。
HIPD 800包括用于感测在执行一个或多个操作和/或功能时使用的数据的一个或多个传感器851。例如,HIPD 800可以包括IMU传感器,该IMU传感器与摄像头814结合使用,以用于在AR或VR环境中进行三维对象操纵(例如,放大、移动、销毁对象等)。HIPD 800中所包括的传感器851的非限制性示例包括光传感器、磁力计、深度传感器、压力传感器和力传感器。下面参照图8B提供传感器851的附加示例。
HIPD 800可以包括向用户提供一个或多个通知的一个或多个灯光指示器812。在一些实施例中,灯光指示器是LED或其它类型的照明设备。灯光指示器812可以用作通知用户和/或用户附近的其它人成像设备和/或传声器处于活动状态的私密灯。在一些实施例中,灯光指示器位于一个或多个触摸输入表面附近。例如,可以在第一触摸输入表面804周围放置灯光指示器。灯光指示器可以以不同的颜色和/或图案照明,以向用户提供关于该设备的一个或多个通知和/或信息。例如,位于第一触摸输入表面804周围的灯光指示器可以在用户接收到通知(例如,消息)时闪烁、当HIPD 800没电时变红、作为进度条(例如,当任务完成(例如,0%至100%)时关闭的灯环)操作、作为音量指示器操作等等。
在一些实施例中,HIPD 800包括在另一表面上的一个或多个附加传感器。例如,如图8A所示,HIPD 800包括在HIPD 800的边缘上的一个或多个传感器的组(例如,传感器组820)。当传感器组820位于HIPD 800的边缘上时,可以以预定的倾斜角度(例如,26度)定位,这允许传感器组820在放置在桌子或其它平面上时朝向用户倾斜。可替代地,在一些实施例中,传感器组820位于与多点触摸输入表面802相反的表面上(例如,背面)。传感器组820的一个或多个传感器将在下面详细讨论。
HIPD 800的侧视图825示出了传感器组820和摄像头814B。传感器组820包括一个或多个摄像头822A和822B、深度投射器824、环境光传感器828和深度接收器830。在一些实施例中,传感器组820包括灯光指示器826。灯光指示器826可以用作让用户和/或他们周围的人知道摄像头和/或传声器是活动的私密指示器。传感器组820被配置成捕捉用户的面部表情,使得用户可以模仿定制的化身(例如,在化身、或用户的数字形象上显示诸如微笑、笑声等的情绪)。传感器组820可以被配置为侧立体声红绿蓝(red-green-blue,RGB)***、后间接飞行时间(indirect Time-of-Flight,IToF)***或后立体声RGB***。如本领域技术人员在阅读此处提供的描述时将理解的那样,此处描述的新颖的HIPD 800可以使用不同的传感器组820构造和/或传感器组820放置。
在一些实施例中,HIPD 800包括被配置成提供触觉反馈(例如,动觉感觉)的一个或多个触觉设备871(图8B;例如,振动触觉致动器)。传感器851和/或触觉设备871可以被配置为与多个应用程序和/或通信耦接设备相结合地操作,多个应用程序和/或通信耦接设备包括但不限于可穿戴设备、健康监测应用程序、社交媒体应用程序、游戏应用程序和人工现实应用程序(例如,与人工现实相关的应用程序)。
HIPD 800被配置为在没有显示器的情况下操作。然而,在可选实施例中,HIPD 800可以包括显示器868(图8B)。HIPD 800还可以包括一个或多个可选***按钮867(图8B)。例如,***按钮867可用于打开或关闭HIPD 800。此外,HIPD 800的壳体可以由聚合物和/或弹性体形成。HIPD 800可以被配置为具有允许HIPD 800放置在表面上而不需要用户观看HIPD800的防滑表面。换句话说,HIPD 800的设计使其不会轻易从表面滑落。在一些实施例中,HIPD 800包括将HIPD 800耦接到另一表面的一个或多个磁体。这允许用户将HIPD 800安装到不同的表面,并为用户提供了使用HIPD 800的更大灵活性。
如上所述,HIPD 800可以分发和/或提供用于在HIPD 800和/或通信耦接设备处执行一个或多个任务的指令。例如,HIPD 800可以识别要由HIPD 800执行的一个或多个后端任务、以及要由通信耦接设备执行的一个或多个前端任务。虽然HIPD 800被配置为卸载和/或移交通信耦接设备的任务,但是HIPD 800可以(例如,经由一个或多个处理器,诸如CPU877;图8B)执行后端任务和前端任务。HIPD 800可以用于执行增强呼叫(例如,接收和/或发送3D或2.5D实时体积呼叫、实时数字人体形象呼叫、和/或化身呼叫)、谨慎消息、6DoF人像/风景游戏、AR/VR对象操纵、AR/VR内容显示(例如,经由虚拟显示器呈现的内容)、和/或其它AR/VR交互。HIPD 800可以单独或与可穿戴设备(或其它通信耦接的电子设备)结合来执行上述操作。
图8B示出了根据一些实施例的HIPD 800的计算***840的框图。以上详细描述的HIPD 800可以包括在HIPD计算***840中示出的一个或多个部件。HIPD 800将被理解为包括下文所示和描述的用于HIPD计算***840的部件。在一些实施例中,HIPD计算***840的所有部件或大部分部件是被包括在单个集成电路中。可替代地,在一些实施例中,HIPD计算***840的部件被包括在通信耦接的多个集成电路中。
HIPD计算***840可以包括处理器(例如,CPU 877、GPU和/或具有集成图形的CPU)、控制器875、包括一个或多个传感器851和其它***设备的***设备接口850、电源(例如,电力***895)、以及存储器(例如,存储器878),该存储器包括操作***(例如,操作***879)、数据(例如,数据888)、一个或多个应用程序(例如,应用程序880)、以及一个或多个模块(例如,通信接口模块881、图形模块882、任务和处理管理模块883、互用性模块884、AR处理模块885、数据管理模块886等)。HIPD计算***840还包括电力***895,该电力***包括充电输入端和输出端896、PMIC 897和电池898,所有这些都在上面被定义。
在一些实施例中,***设备接口850可以包括一个或多个传感器851。传感器851可以包括与以上参考图6B描述的传感器类似的传感器。例如,传感器851可以包括成像传感器854、(可选的)EMG传感器856、IMU传感器858和电容传感器860。在一些实施例中,传感器851可以包括用于感测压力数据的一个或多个压力传感器852、用于感测HIPD 800的高度的高度计853、用于感测磁场的磁力计855、用于确定摄像头与图像对象之间的差异的深度传感器857(或飞行时间传感器)、用于感测HIPD 800的一部分的相对位移或位置变化的位置传感器859(例如,柔性位置传感器)、用于感测施加到HIPD 800的一部分的力的力传感器861、以及用于检测照明量的光传感器862(例如,环境光传感器)。传感器851可以包括图8B中未示出的一个或多个传感器。
与上面参考图6B描述的***设备类似,***设备接口850还可以包括NFC部件863、GPS部件864、LTE部件865、Wi-Fi和/或蓝牙通信(WiFi/BT)部件866、扬声器869、触觉设备871和传声器873。如以上参考图8A所述,HIPD 800可以可选地包括显示器868和/或一个或多个按钮867。***设备接口850还可以包括一个或多个摄像头870、触摸表面872和/或一个或多个发光器874。以上参考图8A描述的多点触摸输入表面802是触摸表面872的示例。发光器874可以是一个或多个LED、激光器等,并且发光器可以用于向用户投射或呈现信息。例如,发光器874可以包括上面参照图8A描述的灯光指示器812和826。摄像头870(例如,上面在图8A中描述的摄像头814A、814B和822)可以包括一个或多个广角摄像头、鱼眼摄像头、球面摄像头、复眼摄像头(例如,立体摄像头和多摄像头)、深度摄像头、RGB摄像头、ToF摄像头、RGB-D摄像头(深度摄像头和ToF摄像头)和/或其它可用摄像头。摄像头870可以用于SLAM;6DoF光线投射、游戏、对象操纵和/或其它渲染;面部识别和面部表情识别等。
类似于以上参考图6B描述的表体计算***660和表带计算***630,HIPD计算***840可以包括用于在HIPD 800处提供触觉事件的一个或多个触觉控制器876和相关联的部件(例如,触觉设备871)。
存储器878可以包括高速随机存取存储器和/或非易失性存储器,诸如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其它非易失性固态存储设备。HIPD 800的其它部件(例如一个或多个处理器和***设备接口850)对存储器878的访问可以由控制器875的存储器控制器控制。
在一些实施例中,存储在存储器878中的软件部件包括一个或多个操作***879、一个或多个应用程序880、一个或多个通信接口模块881、一个或多个图形模块882、一个或多个数据管理模块885,这些软件部件类似于以上参考图6B描述的软件部件。
在一些实施例中,存储在存储器878中的软件部件包括任务和处理管理模块883,任务和处理管理模块用于识别与用户执行的操作相关联的一个或多个前端和后端任务、执行一个或多个前端和/或后端任务、和/或向引起一个或多个前端和/或后端任务执行的一个或多个通信耦接设备提供指令。在一些实施例中,任务和处理管理模块883基于通信耦接设备的计算资源、可用功率、热余量、正在进行的操作和/或其它因素,使用数据888(例如,设备数据890)来分发一个或多个前端和/或后端任务。例如,任务和处理管理模块883可以根据操作正在利用AR设备700处可用的预定量(例如,至少70%)计算资源的确定,引起在HIPD 800处执行一个或多个后端任务(在通信耦接AR设备700处执行的操作)。
在一些实施例中,存储在存储器878中的软件部件包括用于交换和利用被接收和/或提供给不同通信耦接设备的信息的互用性模块884。互用性模块884允许不同的***、设备和/或应用程序以协调的方式连接和通信,而无需用户输入。在一些实施例中,存储在存储器878中的软件部件包括AR模块885,AR模块被配置为至少基于在AR和/或VR环境中使用的传感器数据来处理信号。例如,AR处理模块885可以用于3D对象操纵、手势识别、面部识别和面部表情识别等。
存储器878还可以包括数据887,数据包括结构化数据。在一些实施例中,数据887可以包括资料数据889、设备数据889(包括与HIPD 800通信耦接的一个或多个设备的设备数据,设备数据诸如为设备类型、硬件、软件、配置等)、传感器数据891、媒体内容数据892和应用程序数据893。
应当理解,HIPD计算***840是HIPD 800内的计算***的示例,并且HIPD 800可以具有比HIPD计算***840中示出的更多或更少的部件、两个或更多部件的组合、和/或具有部件的不同构造和/或布置。HIPD计算***840中示出的各种部件以包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路的硬件、软件、固件或它们的组合实现。
上面在图8A至图8B中描述的技术可以与用作人机界面控制器的任何设备一起使用。在一些实施例中,HIPD 800可以与诸如头戴式设备(例如,AR设备700和VR设备710)和/或腕戴式设备600(或其部件)的一个或多个可穿戴设备结合使用。
由在此描述的设备和/或被配置为执行或引起以上参照任何附图描述的不同实施例的执行的任何设备(下文中称为“设备”)执行的任何数据收集在用户同意的情况下并且以符合所有适用的隐私法律的方式来完成。向用户提供允许设备收集数据的选项以及限制或拒绝设备收集数据的选项。用户可以随时选择加入或退出任何数据收集。此外,用户还可以选择请求删除任何收集的数据。
将理解,尽管此处使用“第一”和“第二”的术语来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。
此处使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的,且不旨在限制权利要求。如在实施例和所附权利要求的描述中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。还应当理解,此处使用的术语“和/或”指的是并包括一个或多个相关联的列表项的任何和所有可能的组合。还将理解,在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
如在此使用的,根据上下文,术语“如果”可被解释为“当”或“在”或“响应于确定”或“根据确定”或“响应于检测到”所陈述的先决条件为真。同样,根据上下文,短语“如果确定[所述先决条件为真]”或“如果[所述先决条件为真]”或“如果[所述先决条件为真]”或“当[所述先决条件为真]”可被解释为“在确定”或“响应于确定”或“根据确定”、“在检测到”或“响应于检测”所述先决条件为真。
出于解释的目的,已经参考具体实施例描述了前述描述。然而,上面的说明性讨论并不旨在穷举或将权利要求限制为所公开的精确形式。鉴于以上教导,许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了能够最佳地向本领域的其他技术人员解释操作原理和实际应用。
Claims (20)
1.一种球形机械接口,所述球形机械接口用于将眼镜臂与框架耦接,所述球形机械接口包括:
表面,所述表面具有大体上球形的弯曲部和延伸穿过所述表面的至少两个孔;其中,
所述表面被配置成通过紧固件固定到所述眼镜臂的一部分,所述紧固件沿第一轴线穿过所述至少两个孔中的第一孔被接纳;并且
所述表面被配置成通过另一紧固件固定到所述眼镜臂的所述部分,所述另一紧固件沿第二轴线穿过所述至少两个孔中的第二孔被接纳,所述第二轴线与所述第一轴线不同。
2.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述表面被配置成与凸轮耦接,以形成用于打开和合上所述眼镜臂的铰链。
3.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述眼镜臂包括承窝,所述承窝具有与所述大体上球形的弯曲部相符的形状,并且允许所述大体上球形的弯曲部围绕所述承窝旋转。
4.根据权利要求3所述的球形机械接口,其中,所述紧固件的头部具有半球形,其中,所述紧固件的具有螺纹的侧面包括所述半球形。
5.根据权利要求4所述的球形机械接口,其中,
所述紧固件的带有所述半球形的头部被配置成与所述球形机械接口上的螺钉承窝配合,并且
所述螺钉承窝位于具有所述大体上球形的弯曲部的所述表面的大致相反侧面上,使得所述紧固件能够围绕所述承窝旋转。
6.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述紧固件是螺纹紧固件,并拧入带螺纹的螺母以将所述螺纹紧固件的位置锁定在固定位置。
7.根据权利要求6所述的球形机械接口,其中,所述带螺纹的螺母具有带有半球形的表面,并且所述半球形被配置成与承窝配合,其中,
所述承窝位于所述眼镜臂的、与所述眼镜臂的所述部分相对的表面上,并且所述承窝沿所述第一轴线,并且
所述带螺纹的螺母被配置成围绕所述承窝旋转。
8.根据权利要求6所述的球形机械接口,其中,所述紧固件通过梅花螺丝刀固定。
9.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述带螺纹的螺母具有键,并且所述带螺纹的螺母经由螺母固位托架固定,进一步地,其中,所述螺母固位托架经由所述键限制所述带螺纹的螺母的运动自由度。
10.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述至少两个孔的直径大于所述紧固件的直径和所述另一紧固件的直径。
11.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述球形机械接口具有被配置成适应位于所述眼镜臂内的一个或多个电子部件的形状。
12.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述表面包括位于球面上的锯齿,所述锯齿被配置成嵌入入口保护密封件的表面。
13.根据权利要求12所述的球形机械接口,其中,所述入口保护密封件是球形的。
14.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述球形机械接口包括用于一个或多个电子部件的通道。
15.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述表面被配置成通过又一紧固件固定到所述眼镜臂的所述部分,所述又一紧固件沿第三轴线穿过第三孔被接纳,所述第三轴线与所述第一轴线和所述第二轴线不同。
16.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述球形机械接口被配置成允许五个旋转自由度。
17.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,另一个对应的球形机械接口被粘附到所述框架的另一侧,以被固定到另一眼镜臂的一部分。
18.根据权利要求1所述的球形机械接口,其中,所述表面被配置成固定到眼镜臂的一部分,而不使用环形夹具。
19.一种人工现实设备,所述人工现实设备包括球形机械接口,所述球形机械接口用于将人工现实眼镜臂与所述人工现实设备的框架耦接,其中,所述球形机械接口包括:
表面,所述表面具有大体上球形的弯曲部和延伸穿过所述表面的至少两个孔;其中,
所述表面被配置成通过紧固件固定到眼镜臂的一部分,所述紧固件沿第一轴线穿过所述至少两个孔中的第一孔被接纳,并且
所述表面被配置成通过另一紧固件固定到所述眼镜臂的所述部分,所述另一紧固件沿第二轴线穿过所述至少两个孔中的第二孔被接纳,所述第二轴线与所述第一轴线不同。
20.一种制造球形机械接口的方法,所述球形机械接口用于将眼镜臂与框架耦接,所述方法包括:注塑成型被注塑成型的球形机械接口;以及机加工所述被注塑成型的球形机械接口以产生所述球形机械接口,其中,所述球形机械接口包括:
表面,所述表面具有大体上球形的弯曲部和延伸穿过所述表面的至少两个孔;其中,
所述表面被配置成通过紧固件固定到所述眼镜臂的一部分,所述紧固件沿第一轴线穿过所述至少两个孔中的第一孔被接纳,并且
所述表面被配置成通过另一紧固件固定到所述眼镜臂的所述部分,所述另一紧固件沿第二轴线穿过所述至少两个孔中的第二孔被接纳,所述第二轴线与所述第一轴线不同。
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