CN118020225A - 用于保护电池的***和方法 - Google Patents

Abstract

所公开的计算机实现的方法可以包括(i)对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测，以及(ii)响应于检测到该电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电。还公开了各种其它方法、***和计算机可读介质。

Description

用于保护电池的***和方法

技术领域

本公开总体上涉及用于保护电池的***和方法。

背景技术

可穿戴电池供电设备(例如，真无线立体声头戴式设备(headset)和智能眼镜)通常储存并携带在便携式充电盒中。这些盒通常在其内具有电池，当产品储存在盒中时，电池会为相应的产品充电。通过连接到壁式适配器或通用串行总线电源适配器，为这些盒的电池充电。盒电池容量的大小被设计为对主设备电池进行多次充电。在充电情况下，通常会为产品充满电，以在从盒中取出设备时能获得积极的客户体验。就其本质而言，可穿戴产品在户外使用时、留在汽车内时、在游泳池附近使用时等等，都会暴露在高温下。

这些产品中使用的电池采用锂离子电池化学，因为这样的电池具有高能量密度。锂离子电池以充满电状态储存时会发生退化(degradation)(例如，膨胀和永久性容量损失)，并且这种现象在高温下会加剧。解决容量损失的一种方案是降低电池电压。通过接通产品中的特定负载来消耗电池能量，从而降低电池电压。一个这样的示例是将主处理器运行一特定时间段，以将电池电压例如从4.4V降低到4.2V。

然而，上面概述的方案可能会产生许多问题。第一，主要产品中宝贵的能源作为热量被浪费。第二，在负载(例如，处理器)中产生的热量会导致局部热点，这会降低产品可靠性。第三，如果产品本身较热，则该方案可能是不可行的。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种装置，该装置包括：物理处理器；以及至少一个物理存储器，该至少一个物理存储器连接到物理处理器并存储指令，这些指令在被物理处理器执行时使得物理处理器执行：对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及响应于检测到该电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电；其中，该双向连接使可穿戴电池供电设备能够对便携式充电盒进行充电，该双向连接替代了单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

在一些实施例中，对指示对该电池的健康构成威胁的电池状况进行检测包括对以下项中的至少一者进行检测：可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；电池已超过阈值温度；或电池已充满电。

在一些实施例中，可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜。

在一些实施例中，便携式充电盒的电池远大于可穿戴电池供电设备的电池。

在一些实施例中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒。

在一些实施例中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

在一些实施例中，可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

在一些实施例中，便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

在一些实施例中，便携式充电盒的电池的大小被设计为对可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。

在一些实施例中，便携式充电盒被配置为通过连接到壁式适配器进行充电。

根据本公开的第二方面，提供了一种方法，该方法包括：对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及响应于检测到该电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电；其中，该双向连接使可穿戴电池供电设备能够对便携式充电盒进行充电，该双向连接替代了单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

在一些实施例中，对指示对该电池的健康构成威胁的电池状况进行检测包括对以下项中的至少一者进行检测：可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；电池已超过阈值温度；或电池已充满电。

在一些实施例中，可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜。

在一些实施例中，便携式充电盒的电池远大于可穿戴电池供电设备的电池。

在一些实施例中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒。

在一些实施例中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

在一些实施例中，可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

在一些实施例中，便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

在一些实施例中，便携式充电盒的电池的大小被设计为对可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。

根据本公开的第三方面，提供了一种***，该***包括：可穿戴电池供电设备；以及便携式充电盒，该便携式充电盒被设计为在储存可穿戴电池供电设备的同时对可穿戴电池供电设备进行充电；其中，连接被配置为在便携式充电盒与可穿戴电池供电设备之间提供双向功率流使得可穿戴电池供电设备对便携式充电盒进行充电，而不是提供单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

将理解，本文中被描述为适合于结合到本公开的一个或多个方面、或实施例中的任何特征旨在在本公开的任何方面和实施例和所有方面和实施例中通用。根据本公开的说明书、权利要求和附图，本领域技术人员可以理解本公开的其它方面。上述一般性描述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，而不是对权利要求的限制。

附图说明

图1是用于保护电池的示例方法的流程图。

图2是用于保护电池的示例***的框图。

图3是用于保护电池的相关***的示意图。

图4是用于保护电池的改进的***的示意图。

图5是可以结合本公开各实施例使用的示例性增强现实眼镜的图示。

图6是可以结合本公开各实施例使用的示例性虚拟现实头戴式设备的图示。

具体实施方式

可穿戴电池供电设备(例如，真无线立体声头戴式设备和智能眼镜)通常储存并携带在便携式充电盒中。这些盒通常在其内具有电池，当产品储存在盒中时，电池会为相应的产品充电。通过连接到壁式适配器或通用串行总线电源适配器，为这些盒的电池充电。盒电池容量的大小被设计为对主设备电池进行多次充电。在充电情况下，通常会为产品充满电，以在从盒中取出设备时能获得积极的客户体验。就其本质而言，可穿戴产品在户外使用时、留在汽车内时、在游泳池附近使用时等等，都会暴露在高温下。

这些产品中使用的电池采用锂离子电池化学，因为这样的电池具有高能量密度。锂离子电池以充满电状态储存时会发生退化(例如，膨胀和永久性容量损失)，并且这种现象在高温下会加剧。解决容量损失的一种方案是降低电池电压。通过接通产品中的特定负载来消耗电池能量，从而降低电池电压。一个这样的示例是将主处理器运行一特定时间段，以将电池电压例如从4.4V降低到4.2V。

然而，上面概述的方案可能会产生许多问题。第一，主要产品中宝贵的能源作为热量被浪费。第二，在负载(例如，处理器)中产生的热量会导致局部热点，这会降低产品可靠性。第三，如果产品本身较热，则该方案可能是不可行的。

本公开涉及对以上概述问题的改进方案。一般而言，本公开公开了可以解决如在相关***(下面参见图3进一步论述的)中检测到的、可能使电池退化的温度升高的技术，但这样做是通过将能量从可穿戴电池供电设备传递回到便携式充电盒，而不是通过浪费地运行主处理器来将能量作为热量散失。本公开的技术可以通过在便携式充电盒与可穿戴电池供电设备之间建立双向功率流来实现这些益处。因此，当检测到可能导致电池退化的高温时，可以使用双向功率流来将能量传递回到便携式充电盒，而不是浪费地运行主处理器。该方案可以显著降低与充电相关联的温度升高，并且可以进一步克服上面所列出的、与浪费地运行主处理器的相关***相关联的三个问题中的所有问题。

以下将参考图1至图4提供用于保护电池的***和方法的详细描述。图1是用于保护电池的示例方法100的流程图。图1中所示的步骤可以由任何合适的计算机可执行代码和/或计算***执行，该计算***包括图2中的***200，该***200进一步包括模块102、存储器140和物理处理器130。在一个示例中，图1中所示的多个步骤中的每个步骤可以表示如下算法：该算法的结构包括多个子步骤和/或由多个子步骤表示，这些子步骤的示例将在下面更详细地提供。在一些示例中，模块102的一个或多个实例可以设置在可穿戴电池供电设备和/或便携式充电盒内，如下面进一步论述的。

如图1所示，在步骤110，本文所描述的多个***中的一个或多个***可以对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测。例如，在步骤110，检测模块104可以对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测。

检测模块104可以以各种方式对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测。一般而言，可穿戴电池供电设备可以对应于用户可穿戴的、并且至少部分依靠电池电源供电的任何可穿戴设备。此类可穿戴电池供电设备的说明性示例可以包括耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器和/或智能眼镜。例如，此类可穿戴电池供电设备的其它说明性示例可以包括智能服装、电子纺织品、智能手表、智能戒指、可穿戴计算机和/或智能鞋子。

因为可穿戴电池供电设备消耗电池电量，因此该电池供电设备最终可能耗尽其部分或全部电量，并且如上所论述的，这可以通过便携式充电盒来解决。与可以通过将电池供电设备直接***壁式插座和/或将电池供电设备连接到通常固定的充电器来对该电池供电设备进行充电的***不同，方法100可以指可在进一步用作充电盒的携带盒中充电的可穿戴电池供电设备。换言之，可穿戴电池供电设备可以设置在其本身包含电池的便携式充电盒内，使得即使当用户将处于便携式充电盒内的设备从一地方携带到另一地方时，可穿戴电池供电设备也可以被充电。

在一个示例中，可穿戴电池供电设备和便携式充电盒中的任何一者或两者可以使用锂离子电池来进行供电。然而，便携式充电盒的电池可以远大于可穿戴电池供电设备的电池。例如，便携式充电盒的电池的大小可以可选地被设计为对可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。此外，尽管可穿戴电池供电设备可以被设计成从便携式充电盒中吸取电量(并且根据方法100，反之亦然)，但是便携式充电盒本身可以被配置为例如通过壁式适配器或通用串行总线适配器来充电。

图3示出了包括可穿戴电池供电设备302和便携式充电盒308的***的示意图。在该图的示例中，可穿戴电池供电设备可以对应于头戴式显示器或耳塞式耳机。可穿戴电池供电设备可以包括微控制器单元304和/或电池306(例如，锂离子电池)，以及便携式充电盒可以包括微控制器单元310和/或电池312(例如，锂离子电池)。尽管该示例以微控制器单元为特征，但是在其它示例中，对应的物理处理器可以包括微处理器、片上***或计算芯片。类似地，尽管该示例以锂离子电池为特征，但在其它示例中，可以使用任何合适的电池，包括例如铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、锂离子聚合物电池和碱性电池。该图还进一步示出了便携式充电盒的电池如何可以远大于对应的可穿戴电池供电设备的电池。

此外，该图还示出了可穿戴电池供电设备和/或便携式充电盒可以如何包括对应的传感器324、326。根据步骤110，传感器可以用于检测对对应电池的健康构成威胁的电池状况。例如，如上所述，该状况可以对应于电池充满电或基本上充满电，随着时间的推移，这可能会潜在地降低电池的性能。附加地或替代地，该状况可以对应于高温，例如超过特定阈值的温度。该温度可以指电池(例如，可穿戴电池供电设备内的电池和/或便携式充电盒内的电池)本身的温度、对应设备(例如，具有供电设备和/或便携式充电盒的可穿戴电池)的(或内的)温度，和/或对应设备所处的环境温度或外部温度。高温条件可能会进一步加剧由电池充满电而造成的退化。因此，在特定示例中，检测模块104可以检测电池的充满电状态，并且还可以检测高温，并且可以响应地检测这两个信号的结合，使得该结合指示对电池的健康构成威胁的对应电池状况。在其它示例中，电池状况可以对应于可预测地对电池的健康、寿命或性能构成威胁的任何其它一个或多个可检测的场景。

出于说明的目的，图3还进一步示出了作为可穿戴电池供电设备的一个示例的耳塞式耳机的更真实且更详细的示意图314。此外，该图还进一步示出了(包括拉链328的)圆形便携式充电盒的更真实且更详细的示意图316，可以根据方法100将耳塞式耳机储存、携带在该圆形便携式充电盒中和/或在该圆形便携式充电盒中对耳塞式耳机进行充电。

图3还包括中央单向箭头322，该中央单向箭头在连接端口318与连接端口320之间指向从便携式充电盒到可穿戴电池供电设备的方向。该图由此帮助示出了该相关***可以如何使用单向功率流配置来操作，该单向功率流配置仅在从便携式充电盒到可穿戴电池供电设备的一个方向上执行充电或基本上执行充电。当将可穿戴电池供电设备放置在便携式充电盒内时，可以通过电源线或通过在可穿戴电池供电设备与便携式充电盒之间接触的金属或其它触体来实现单向功率流。例如，该图的***可以根据上述方法操作，其中响应于传感器检测到高温，对主处理器进行操作以浪费地吸取来自便携式充电盒的电量，从而将电压从4.4V降低到4.2V。因此，在一些情况下，该图的方法可能与上面列出的三个问题中的一个或多个问题(例如，由于充满电状态和/或高温导致的电池性能退化)相关联。

返回到图1，在步骤120，本文所描述的一个或多个***可以响应于检测到电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电。例如，在步骤120，性能模块106可以响应于检测到电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电。

性能模块106可以以各种方式执行步骤120。例如，性能模块106可以被编程作为可穿戴电池供电设备和/或便携式充电盒的微控制器单元的一部分，以响应于检测到高温和/或检测到电池的充满电状态，而触发双向连接上的、从可穿戴电池供电设备返回到便携式充电盒的功率流，如以上进一步所述。一般而言，性能模块106可以响应于检测模块104执行步骤110(例如，通过从检测模块104发送到性能模块106的消息或信号)来检测电池状况。检测模块104可能已被配置为检测一个或多个电池状况，包括上面列出的多个电池状况的一个或多个说明性示例。可穿戴电池供电设备和/或便携式充电盒还可能已被配置为响应于检测到电池状况，通过激活如下操作来作出响应：双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的电量吸取。

图4示出了图3的***的更新版本，其中，可穿戴电池供电设备与便携式充电盒之间的连接已被配置为提供双向功率流，从而实现上述的反向充电步骤。此外，图3中的参考标号已被更新为记载图4中的实质上相似的参考标号，以用于匹配这两个图之间的多个元素(例如，可穿戴电池供电设备302对应于可穿戴电池供电设备402)。

如该图进一步所示，图3中的从便携式充电盒到可穿戴电池供电设备的单向箭头322已被双向箭头422所取代。与上述描述一致，例如，除了便携式充电盒的较大电池在正常充电状态期间为可穿戴电池供电设备提供电量之外，双向箭头还指示该图的***还具有在特定情况下(例如，检测到高温和/或电池充满电)反转充电方向的能力，从而使对应的处理器(例如，微控制器单元404和/或410)能够以如下方式智能地激活方向的反转：保护两个电池中的任何一个或两个、避免这些电池退化、和/或避免温度进一步升高。如上进一步所论述的，由于便携式充电盒的电池比可穿戴电池供电设备的电池的容量大得多，因此可以避免温度进一步升高。

与图3的相关方法相比，对连接进行配置以将能量传送回到便携式充电盒可以提供许多好处和改进。例如，对可穿戴电池供电设备进行配置以将能量传送回到便携式充电盒保存了能量，而不是消耗了能量。此外，对可穿戴电池供电设备进行配置以将能量传送回到便携式充电盒消除了如下步骤：接通可穿戴电池供电设备内的负载以消耗能量使得电压从4.4V降低到4.2V。此外，对可穿戴电池供电设备进行配置以将能量传送回到便携式充电盒减少了与充电相关联的温度升高。如上进一步所论述的，可穿戴电池供电设备或便携式充电盒的锂离子电池具有响应于以充满电状态被储存而发生退化的结构。因此，图4中的改进***可以进一步提供有利于将充满电状态最小化的优点，从而有助于防止相关联的电池退化。

示例实施例

示例1：一种装置可以包括一种装置可以包括物理处理器以及至少一个物理存储器，该至少一个物理存储器连接到物理处理器并存储指令，这些指令在被物理处理器执行时使得物理处理器执行如下方法：该方法包括：(i)对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及(ii)响应于检测到该电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电，使得该双向连接的配置使可穿戴电池供电设备能够对便携式充电盒进行充电，该双向连接替代了单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

示例2：根据示例1所述的装置，其中，对指示对该电池的健康构成威胁的电池状况进行检测包括对以下项中的至少一者进行检测：(i)可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；(ii)电池已超过阈值温度；或(iii)电池已充满电。

示例3：根据示例1和2中任一项所述的装置，其中，可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜。

示例4：根据示例1至3中任一项所述的装置，其中，便携式充电盒的电池远大于可穿戴电池供电设备的电池。

示例5：根据示例1至4中任一项所述的装置，其中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒。

示例6：根据示例1至5中任一项所述的装置，其中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

示例7：根据示例1至6中任一项所述的装置，其中，可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

示例8：根据示例1至7中任一项所述的装置，便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

示例9：根据示例1至8中任一项所述的装置，其中，便携式充电盒的电池的大小被设计为对可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。

示例10：根据示例1至9中任一项所述的装置，其中，便携式充电盒被配置为通过连接到壁式适配器进行充电。

示例11：一种计算机实现的方法可以包括：(i)对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及(ii)响应于检测到该电池状况，通过启动双向连接上的、从可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，该便携式充电盒被设计为对可穿戴电池供电设备进行充电；其中，该双向连接的配置使可穿戴电池供电设备能够对便携式充电盒进行充电，该双向连接替代了单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

示例12：根据示例11所述的计算机实现的方法，其中，对指示对该电池的健康构成威胁的电池状况进行检测包括以下项中的至少一者：(i)可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；(ii)电池已超过阈值温度；或(iii)电池已充满电。

示例13：根据示例11至12中任一项所述的计算机实现的方法，其中，可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜。

示例14：根据示例11至13中任一项所述的计算机实现的方法，其中，便携式充电盒的电池远大于可穿戴电池供电设备的电池。

示例15：根据示例11至14中任一项所述的计算机实现的方法，其中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒。

示例16：根据示例11至15中任一项所述的计算机实现的方法，其中，反向功率流被配置为将能量返回到便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

示例17：根据示例11至16中任一项所述的计算机实现的方法，其中，可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

示例18：根据示例11至17中任一项所述的计算机实现的方法，其中，便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

示例19：根据示例11至18中任一项所述的计算机实现的方法，其中，便携式充电盒的电池的大小被设计为对可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。

示例20：一种***可以包括(i)便携式充电盒，该便携式充电盒被设计为在储存可穿戴电池供电设备的同时对该可穿戴电池供电设备进行充电，以及(ii)该可穿戴电池供电设备，其中，连接被配置为在便携式充电盒与可穿戴电池供电设备之间提供双向功率流使得可穿戴电池供电设备可以对便携式充电盒进行充电，而不是提供单向功率流，在该单向功率流中，功率仅从便携式充电盒流向可穿戴电池供电设备。

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。人工现实是在呈现给用户之前已经以某种方式进行了调节的现实形式，该人工现实可以包括例如虚拟现实、增强现实、混合现实(mixed reality)、混合现实(hybridreality)或它们的某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全的计算机生成内容或与采集的(例如，真实世界的)内容相结合的计算机生成内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，以上中的任何一者都可以在单个通道中或在多个通道中被呈现(例如给观看者带来三维(3D)效果的立体视频)。此外，在一些实施例中，人工现实还可以与应用、产品、附件、服务或它们的某种组合相关联，所述应用、产品、附件、服务或它们的某种组合用于例如在人工现实中创建内容和/或以其它方式用于人工现实(例如，以在人工现实中执行活动)。

人工现实***可以以各种不同的形状要素和配置来实现。一些人工现实***可以被设计为在没有近眼显示器(near-eye display，NED)的情况下工作。其它人工现实***可以包括NED，该NED还提供对真实世界的可见性(例如，图5中的增强现实***500)或在视觉上使用户沉浸在人工现实中(例如，图6中的虚拟现实***600)。尽管一些人工现实设备可以是独立***，但其它人工现实设备可以与外部设备通信和/或协调，以向用户提供人工现实体验。这种外部设备的示例包括手持式控制器、移动设备、台式计算机、由用户穿戴的设备、由一个或多个其它用户穿戴的设备和/或任何其它合适的外部***。

转向图5，增强现实***500可以包括具有框架510的眼镜设备502，该框架被配置为将左显示设备515(A)和右显示设备515(B)保持在用户眼睛的前方。显示设备515(A)和显示设备515(B)可以一起或独立地动作以向用户呈现图像或系列图像。尽管增强现实***500包括两个显示器，但是本公开的实施例可以在具有单个NED或多于两个NED的增强现实***中实现。

在一些实施例中，增强现实***500可以包括一个或多个传感器，例如传感器540。传感器540可以响应于增强现实***500的运动而生成测量信号，并且该传感器可以大体上位于框架510的任何部分上。传感器540可以表示各种不同的感测机构中的一种或多种感测机构，这些感测机构例如为位置传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、深度摄像头组件、结构光发射器和/或检测器或它们的任意组合。在一些实施例中，增强现实***500可以包括或可以不包括传感器540，或者可以包括多于一个的传感器。在传感器540包括IMU的实施例中，该IMU可以基于来自传感器540的测量信号而生成校准数据。传感器540的示例可以包括但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计、检测运动的其它合适类型的传感器、用于IMU的误差校正的传感器或它们的某种组合。

在一些示例中，增强现实***500还可以包括具有多个声学转换器520(A)至520(J)的传声器阵列，这些声学转换器统称为声学转换器520。声学转换器520可以表示检测由声波引起的气压变化的转换器。每个声学转换器520可以被配置为检测声音并将检测到的声音转换成电子格式(例如，模拟格式或数字格式)。图5中的传声器阵列可以包括例如十个声学转换器：可被设计成放置在用户的相应耳朵内的520(A)和520(B)；可被定位在框架510上的不同位置处的声学转换器520(C)、520(D)、520(E)、520(F)、520(G)和520(H)；和/或可被定位在对应的颈带505上的声学转换器520(I)和520(J)。

在一些实施例中，声学转换器520(A)至520(J)中的一者或多者可以用作输出转换器(例如，扬声器)。例如，声学转换器520(A)和/或520(B)可以是耳塞式耳机或任何其它合适类型的头戴式耳机或扬声器。

传声器阵列的各声学转换器520的配置可以变化。尽管增强现实***500在图5中被显示为具有十个声学转换器520，但是声学转换器520的数量可以多于或少于十个。在一些实施例中，使用更多数量的声学转换器520可以增加所收集的音频信息的量和/或音频信息的灵敏度和准确度。相比之下，使用较少数量的声学转换器520可以降低相关联的控制器550处理所收集的音频信息所需的计算能力。此外，传声器阵列的各个声学转换器520的位置可以变化。例如，声学转换器520的位置可以包括用户身上的限定位置、框架510上的限定坐标、与每个声学转换器520相关联的取向或它们的某种组合。

声学转换器520(A)和520(B)可以被定位在用户耳朵的不同部位上，例如耳廓(pinna)后面、耳屏后面和/或耳廓(auricle)或耳窝(fossa)内。或者，除了耳道内的声学转换器520之外，还可以在耳朵上或耳朵周围存在附加的声学转换器520。将声学转换器520定位在用户的耳道附近可以使传声器阵列能够收集关于声音如何到达耳道的信息。通过将各声学转换器520中的至少两个声学转换器定位在用户头部的两侧(例如，作为双耳传声器)，增强现实设备500可以模拟双耳听觉并且采集用户头部周围的3D立体声声场。在一些实施例中，声学转换器520(A)和520(B)可以经由有线连接530连接到增强现实***500，并且在其它实施例中，声学转换器520(A)和520(B)可以经由无线连接(例如，蓝牙连接)连接到增强现实***500。在另一些实施例中，声学转换器520(A)和520(B)可以完全不与增强现实***500结合使用。

框架510上的各声学转换器520可以以各种不同的方式进行定位，所述方式包括沿镜腿(temple)的长度、跨过鼻梁架(bridge)、在显示设备515(A)和显示设备515(B)的上方或下方、或它们的某种组合。声学转换器520还可以被定向成使得传声器阵列能够检测穿戴了增强现实***500的用户周围的宽范围方向内的声音。在一些实施例中，可以在增强现实***500的制造期间执行优化过程，以确定各声学转换器520在传声器阵列中的相对定位。

在一些示例中，增强现实***500可以包括或连接到外部设备(例如，配对设备)，例如颈带505。颈带505通常表示任何类型或形式的配对设备。因此，以下对颈带505的论述也可以适用于各种其它配对设备，例如充电盒、智能手表、智能手机、腕带、其它可穿戴设备、手持式控制器、平板计算机、膝上型计算机、其它外部计算设备等。

如图所示，颈带505可以经由一个或多个连接器耦合到眼镜设备502。连接器可以是有线或无线的，并且可以包括电子部件和/或非电子(例如，结构)部件。在一些情况下，眼镜设备502和颈带505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。尽管图5示出了眼镜设备502和颈带505的各部件位于眼镜设备502和颈带505上的示例位置处，但是这些部件可以位于眼镜设备502和/或颈带505上的其它位置和/或以不同的方式分布在该眼镜设备和/或该颈带上。在一些实施例中，眼镜设备502和颈带505的各部件可以位于与眼镜设备502、颈带505或它们的某种组合配对的一个或多个附加***设备上。

将外部设备(例如颈带505)与增强现实眼镜设备配对可以使眼镜设备能够实现一副眼镜的形状要素，同时仍然为扩展的能力提供足够的电池电量和计算能力。增强现实***500的电池电力、计算资源和/或附加特征中的一些或全部可以由配对设备提供或在配对设备与眼镜设备之间共享，从而在整体上降低眼镜设备的重量、热量分布和形状要素，同时仍保持所期望的功能。例如，颈带505可以允许将以其它方式包括在眼镜设备上的部件包括在颈带505中，因为与用户在其头部上承受的相比，他们可以在其肩部上承受更重的重量负荷。颈带505还可以具有较大的表面积，以通过该表面积将热量扩散并散发到周围环境。因此，与在独立眼睛设备上以其它方式可行的电池电量和计算能力相比，颈带505可以允许更大的电池电量和计算能力。由于颈带505中携载的重量可以比眼镜设备502中携载的重量对用户的侵害小，因此与用户忍受穿戴重的独立眼镜设备相比，用户可以忍受更长时间穿戴较轻的眼镜设备并携带或穿戴配对设备，从而使用户能够更充分地将人工现实环境融入其日常活动中。

颈带505可以与眼镜设备502通信耦合和/或通信耦合到其它设备。这些其它设备可以向增强现实***500提供某些功能(例如，追踪、定位、深度图构建(depth mapping)、处理、存储等)。在图5的实施例中，颈带505可以包括两个声学转换器(例如，520(I)和520(J))，该两个声学转换器是传声器阵列的一部分(或潜在地形成其自己的传声器子阵列)。颈带505还可以包括控制器525和电源535。

颈带505的声学转换器520(I)和520(J)可以被配置为检测声音并且将检测到的声音转换成电子格式(模拟的或数字的)。在图5的实施例中，声学转换器520(I)和520(J)可以定位在颈带505上，从而增加了颈带的声学转换器520(I)和520(J)与定位在眼镜设备502上的其它声学转换器520之间的距离。在一些情况下，增加传声器阵列的各声学转换器520之间的距离可以提高经由传声器阵列执行的波束成形的准确性。例如，如果声学转换器520(C)和520(D)检测到声音并且声学转换器520(C)与520(D)之间的距离大于例如声学转换器520(D)与520(E)之间的距离，则所确定的检测到的声音的源位置可以比在当该声音被声学转换器520(D)和520(E)检测到时更准确。

颈带505的控制器525可以对由颈带505和/或增强现实***500上的各传感器生成的信息进行处理。例如，控制器525可以对来自传声器阵列的、描述由传声器阵列检测到的声音的信息进行处理。对于每个检测到的声音，控制器525可以执行波达方向(direction-of-arrival，DOA)估计，以估计检测到的声音从哪个方向到达传声器阵列。当传声器阵列检测到声音时，控制器525可以使用该信息填充音频数据集。在增强现实***500包括惯性测量单元的实施例中，控制器525可以计算来自位于眼镜设备502上的IMU的所有惯性计算和空间计算。连接器可以在增强现实***500与颈带505之间、以及在增强现实***500与控制器525之间传送信息。所述信息可以是光学数据形式、电子数据形式、无线数据形式或任何其它可传输数据形式。将对由增强现实***500生成的信息的处理移动到颈带505可以减少眼镜设备502的重量和热量，使得该眼镜设备对用户来说更舒适。

颈带505中的电源535可以为眼镜设备502和/或颈带505提供电力。电源535可以包括但不限于锂离子电池、锂聚合物电池、一次性锂电池、碱性电池或任何其它形式的电力存储器。在一些情况下，电源535可以是有线电源。将电源535包括在颈带505上而不是在眼镜设备502上可以帮助更好地分散由电源535产生的重量和热量。

如所提到的，一些人工现实***可以使用虚拟体验来大体上代替用户对真实世界的多种感官知觉中的一种或多种感官知觉，而不是将人工现实与真实现实混合。这种类型的***的一个示例是大部分或完全覆盖用户的视野的头戴式显示***(例如，图6中的虚拟现实***600)。虚拟现实***600可以包括前部刚性体602和被成形为适合围绕用户头部的带604。虚拟现实***600还可以包括输出音频转换器606(A)和606(B)。此外，尽管在图6中未示出，但是前部刚性体602可以包括一个或多个电子元件(该一个或多个电子元件包括一个或多个电子显示器)、一个或多个惯性测量单元(IMU)、一个或多个追踪发射器或检测器和/或用于创建人工现实体验的任何其它合适的设备或***。

人工现实***可以包括各种类型的视觉反馈机构。例如，增强现实***500中和/或虚拟现实***600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、微型LED(microLED)显示器、有机LED(organic light emitting diode，OLED)显示器、数字光投影(digital lightproject，DLP)微型显示器、硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)微型显示器和/或任何其它合适类型的显示屏。这些人工现实***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为矫正用户的屈光不正而提供额外的灵活性。这些人工现实***中的一些人工现实***还可以包括多个光学子***，这些光学子***具有一个或多个透镜(例如，传统的凹透镜或凸透镜、菲涅耳透镜、可调整的液体透镜等)，用户可以透过该一个或多个透镜观看显示屏。这些光学子***可以用于各种目的，包括对光进行准直(例如，使物体看起来处于比其物理距离更大的距离处)、放大(例如，使物体看起来比其实际尺寸更大)和/或传递(将光传递到例如观看者的双眼)。这些光学子***可以用于直视型架构(non-pupil-forming architecture)(例如，直接对光进行准直但会产生所谓的枕形失真的单透镜配置)和/或非直视型架构(pupil-formingarchitecture)(例如，产生所谓的桶形失真以抵消枕形失真的多透镜配置)。

除了使用显示屏之外或者代替使用显示屏，本文所描述的多个人工现实***中的一些人工现实***可以包括一个或多个投影***。例如，增强现实***500中和/或虚拟现实***600中的显示设备可以包括(使用例如波导)将光投射到显示设备(例如允许环境光穿过的透明组合透镜)中的微型LED投影仪。显示设备可以折射所投射的光朝向用户的瞳孔，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。显示设备可以使用各种不同的光学部件中的任何光学部件来实现该目的，所述光学部件包括波导部件(例如全息元件、平面元件、衍射元件、偏振元件和/或反射波导元件)、光操纵表面和元件(例如衍射元件和光栅、反射元件和光栅以及折射元件和光栅)、耦合元件等。人工现实***也可以被配置有任何其它合适的类型或形式的图像投影***，例如虚拟视网膜显示器中使用的视网膜投影仪。

本文所描述的人工现实***还可以包括各种类型的计算机视觉部件和子***。例如，增强现实***500和/或虚拟现实***600可以包括一个或多个光学传感器，例如二维(two-dimensional，2D)或3D摄像头、结构光发射器和检测器、飞行时间深度传感器、单波束测距仪或扫描激光测距仪、3D激光雷达(LiDAR)传感器和/或任何其它合适类型或形式的光学传感器。人工现实***可以对来自这些传感器中的一个或多个传感器的数据进行处理，以标识用户的位置、绘制真实世界的地图、向用户提供关于真实世界环境的背景和/或执行各种其它功能。

本文所描述的人工现实***还可以包括一个或多个输入音频转换器和/或输出音频转换器。输出音频转换器可以包括音圈扬声器、带式扬声器、静电式扬声器、压电式扬声器、骨传导转换器、软骨传导转换器、耳屏振动转换器和/或任何其它合适类型或形式的音频转换器。类似地，输入音频转换器可以包括电容式传声器、动态传声器、带式传声器、和/或任何其它类型或形式的输入转换器。在一些实施例中，对于音频输入和音频输出这两者，可以使用单个转换器。

在一些实施例中，本文所描述的人工现实***还可以包括触觉(tactile)(即，触觉(haptic))反馈***，所述反馈***可以结合到头饰、手套、服装、手持式控制器、环境设备(例如，椅子、地板垫等)和/或任何其它类型的设备或***中。触觉反馈***可以提供各种类型的皮肤反馈，包括振动、推力、牵拉、质地和/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。可以使用电机、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。触觉反馈***可以独立于其它人工现实设备来实现，在其它人工现实设备内实现和/或结合其它人工现实设备来实现。

通过提供触觉知觉、听觉内容和/或视觉内容，人工现实***可以在各种背景和环境中创建完整的虚拟体验或增强用户的真实世界体验。例如，人工现实***可以帮助或扩展用户在特定环境内的感知、记忆或认知。一些***可以增强用户与真实世界中的其他人的交互，或者可以实现与虚拟世界中的其他人的更沉浸式的交互。人工现实***还可以用于教育目的(例如，用于学校、医院、政府机构、军事机构、商业企业等的教学或培训)、娱乐目的(例如，用于玩视频游戏、听音乐、观看视频内容等)，和/或用于可接入性目的(例如，作为助听器、视觉辅助设备等)。本文所公开的实施例可能能够在这些背景和环境中的一个或多个背景和环境和/或其它背景和环境中实现或增强用户的人工现实体验。

在一些实施例中，本文所描述的***还可以包括眼动追踪子***，该眼动追踪子***被设计成识别和追踪用户的单眼或双眼的各种特性，例如用户的注视方向。在一些示例中，词语“眼动追踪”可以指测量、检测、感测、确定、和/或监测眼睛的位置、取向、和/或运动的过程。所公开的***可以以各种不同的方式(包括通过使用各种基于光学的眼动追踪技术、基于超声波的眼动追踪技术等)测量眼睛的位置、取向、和/或运动。眼动追踪子***可以以多种不同的方式配置，并且可以包括各种不同的眼动追踪硬件部件或其它计算机视觉部件。例如，眼动追踪子***可以包括各种不同的光学传感器，例如，二维(2D)摄像头或3D摄像头、飞行时间深度传感器、单波束测距仪或扫描激光测距仪、3D LiDAR传感器和/或任何其它合适类型或形式的光学传感器。在该示例中，处理子***可以对来自这些传感器中的一个或多个传感器的数据进行处理，以测量、检测、确定和/或以其它方式监测用户的单眼或双眼的位置、取向和/或运动。

本文所描述和/或所示出的过程参数和步骤顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要进行改变。例如，尽管本文所示出和/或所描述的各步骤可能是以特定顺序显示或论述的，但这些步骤不一定需要按照所示出或所论述的顺序来执行。本文所描述和/或所示出的各种示例性方法还可以省略本文所描述或所示出的各步骤中的一个或多个步骤，或者可以包括除了所公开的那些步骤之外的附加步骤。

已经提供了上述描述，以使本领域的其他技术人员能够最佳地利用本文所公开的示例性实施例的各个方面。该示例性描述并不旨在是穷举的或限于所公开的任何精确形式。在不脱离本公开的范围的情况下，许多修改和变型是可能的。本文所公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而不是限制性的。在确定本公开的范围时，应当参考所附的任何权利要求及其等同物。

除非另有说明，否则如本说明书和/或权利要求书中所使用的术语“连接到”和“耦接到”(以及它们的派生词)将被解释为允许直接连接和间接连接(即，经由其它元件或部件)两者。此外，在说明书和权利要求书中使用的术语“一”或“一个”应当被解释为表示“至少一个”。最后，为了便于使用，在说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“具有”(及其派生词)可以与单词“包括”互换并且具有相同的含义。

如上所述，本文所描述和/或示出的计算设备和***广泛地表示能够执行计算机可读指令(例如包含在本文所描述的模块中的那些指令)的任何类型或形式的计算设备或***。在其最基本的配置中，这一个或多个计算设备可以各自包括至少一个存储设备和至少一个物理处理器。

在一些示例中，术语“存储设备”概括地指能够存储数据和/或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储设备或介质。在一个示例中，存储设备可以存储、加载和/或维护本文所描述的多个模块中的一个或多个模块。存储设备的示例包括但不限于，随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、闪存、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、固态驱动器(solid-state drive，SSD)、光盘驱动器、高速缓冲存储器、上述这些存储设备中的一者或多者的变型或组合、或任何其它合适的存储存储器。

在一些示例中，术语“物理处理器”概括地指能够解释和/或执行计算机可读指令的任何类型或形式的硬件实现的处理单元。在一个示例中，物理处理器可以访问和/或修改存储在上述存储设备中的一个或多个模块。物理处理器的示例包括但不限于，微处理器、微控制器、中央处理器(central processing unit，CPU)、实现软核处理器的现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)，上述这些物理处理器的一者或多者的部分，上述这些物理处理器的一者或多者的变型或组合、或任何其它合适的物理处理器。

尽管本文所描述和/或示出的各模块被示出为单独的元件，但是这些模块可以表示单个模块或应用中的部分。此外，在某些实施例中，这些模块中的一个或多个模块可以表示一个或多个软件应用或程序，这些软件应用或程序在被计算设备执行时，可以使该计算设备执行一个或多个任务。例如，本文所描述和/或所示出的模块中的一者或多者可以表示这样的模块：所述模块被存储在本文所描述和/或所示出的计算设备或***的一者或多者中并被配置为在本文所描述和/或示出的计算设备或***的一者或多者上运行。这些模块中的一者或多者还可以表示被配置为执行一个或多个任务的一个或多个专用计算机的全部或部分。

此外，本文所描述的多个模块中的一者或多者可以将数据、物理设备和/或物理设备的表示从一种形式转换为另一种形式。附加地或替代地，本文所记载的各模块中的一个或多个模块可以通过在计算设备上执行、在计算设备上存储数据、和/或以其它方式与计算设备交互来将处理器、易失性存储器、非易失性存储器、和/或物理计算设备的任何其它部分从一种形式转换为另一种形式。

在一些实施例中，术语“计算机可读介质”概括地指能够存储或携载计算机可读指令的任何形式的设备、载体或介质。计算机可读介质的示例包括但不限于，传输型介质和非暂态型介质，该传输型介质例如为载波，所述非暂态型介质例如为磁存储介质(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器和软盘)、光存储介质(例如，光盘(compact disk，CD)、数字视频盘(digital video disk，DVD)和蓝光光盘)、电子存储介质(例如，固态驱动器和闪存介质)、以及其它分发***。

本文所描述和/或所示出的过程参数和步骤顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要进行改变。例如，尽管本文所示出和/或所描述的各步骤可能是以特定顺序显示或论述的，但这些步骤不一定需要按照所示出或所论述的顺序来执行。本文所描述和/或所示出的各种示例性方法还可以省略本文所描述或所示出的各步骤中的一个或多个步骤，或者可以包括除了所公开的那些步骤之外的附加步骤。

已经提供了上述描述，以使本领域的其他技术人员能够最佳地利用本文所公开的示例性实施例的各个方面。该示例性描述并不旨在是穷举的或限于所公开的任何精确形式。在不脱离本公开的范围的情况下，许多修改和变型是可能的。本文所公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而不是限制性的。在确定本公开的范围时，应当参考所附的权利要求及其等同物。

除非另有说明，否则如本说明书和权利要求书中所使用的术语“连接到”和“耦接到”(以及它们的派生词)将被解释为允许直接连接和间接连接(即，经由其它元件或部件)两者。此外，如说明书和权利要求书中使用的术语“一”或“一个”应当被解释为表示“至少一个”。最后，为了便于使用，在说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“具有”(及其派生词)可以与词语“包含”互换并且具有相同的含义。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

物理处理器；以及

至少一个物理存储器，所述至少一个物理存储器连接到所述物理处理器并存储指令，所述指令在被所述物理处理器执行时，使得所述物理处理器执行：

对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及

响应于检测到所述电池状况，通过启动双向连接上的、从所述可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，所述便携式充电盒被设计为对所述可穿戴电池供电设备进行充电；

其中，所述双向连接使所述可穿戴电池供电设备能够对所述便携式充电盒进行充电，所述双向连接替代了单向功率流，在所述单向功率流中，功率仅从所述便携式充电盒流向所述可穿戴电池供电设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，对指示对所述电池的健康构成威胁的所述电池状况进行检测包括对以下项中的至少一者进行检测：

所述可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；

所述电池已超过所述阈值温度；或

所述电池已充满电。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜；和/或优选地，其中，所述便携式充电盒的电池远大于所述可穿戴电池供电设备的所述电池。

4.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述反向功率流被配置为将能量返回到所述便携式充电盒；并且优选地，其中，所述反向功率流被配置为将能量返回到所述便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

5.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

6.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

7.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述便携式充电盒的电池的大小被设计为对所述可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电；和/或优选地，其中，所述便携式充电盒被配置为通过连接到壁式适配器进行充电。

8.一种方法，包括：

对可穿戴电池供电设备的、指示对电池的健康构成威胁的电池状况进行检测；以及

响应于检测到所述电池状况，通过启动双向连接上的、从所述可穿戴电池供电设备到便携式充电盒的反向功率流来执行电池保护动作，所述便携式充电盒被设计为对所述可穿戴电池供电设备进行充电；

其中，所述双向连接使所述可穿戴电池供电设备能够对所述便携式充电盒进行充电，所述双向连接替代了单向功率流，在所述单向功率流中，功率仅从所述便携式充电盒流向所述可穿戴电池供电设备。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，对指示对所述电池的健康构成威胁的所述电池状况进行检测包括对以下项中的至少一者进行检测：

所述可穿戴电池供电设备已超过阈值温度；

所述电池已超过所述阈值温度；或

所述电池已充满电；和/或优选地，其中，所述可穿戴电池供电设备包括以下项中的至少一者：耳塞式耳机、真无线立体声头戴式设备、头戴式显示器或智能眼镜。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述便携式充电盒的电池远大于所述可穿戴电池供电设备的所述电池。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，所述反向功率流被配置为将能量返回到所述便携式充电盒；并且优选地，其中，所述反向功率流被配置为将能量返回到所述便携式充电盒阻止能量作为热量而损耗。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，所述可穿戴电池供电设备使用锂离子电池进行供电。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，所述便携式充电盒使用锂离子电池进行供电。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中，所述便携式充电盒的电池的大小被设计为对所述可穿戴电池供电设备的电池进行多次充电。

15.一种***，包括：

可穿戴电池供电设备；以及

便携式充电盒，所述便携式充电盒被设计为在储存所述可穿戴电池供电设备的同时对所述可穿戴电池供电设备进行充电；

其中，连接被配置为在所述便携式充电盒与所述可穿戴电池供电设备之间提供双向功率流使得所述可穿戴电池供电设备对所述便携式充电盒进行充电，而不是提供单向功率流，在所述单向功率流中，功率仅从所述便携式充电盒流向所述可穿戴电池供电设备。