用于可佩戴计算机中的骨传导接收器的自适应压电阵列的制作方法

文档序号:12287291阅读:264来源:国知局
本申请要求2014年3月18日递交的标题为“AdaptivePiezoelectricArrayforBoneConductionReceiverinWearableComputers”的美国专利申请14/218,639号的优先权,在此通过引用将该美国申请全部并入。
背景技术
::除非本文另外指出,否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术,并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。随着时间的流逝,这些设备向用户提供信息的方式正变得更智能、更高效、更直观和/或不那么突兀。计算硬件、外设以及传感器、检测器以及图像和音频处理器的微型化趋势以及其它技术已帮助打开了一个有时被称为“可佩戴计算”(wearablecomputing)的领域。尤其,在图像和视觉处理和制作的领域中,已经可能考虑这样的可佩戴显示器:其将图形显示器放置得足够靠近佩戴者的(或用户的)(一只或两只)眼睛以使得显示的图像显现为正常大小的图像,诸如可显示在传统图像显示设备上。相关技术可称为“近眼显示器”。具有近眼显示器的可佩戴计算设备也可被称为“可头戴显示器”(head-mountabledisplay,HMD)、“头戴式显示器”(head-mounteddisplay)、“头戴式设备”(head-mounteddevice)或“可头戴设备”(head-mountabledevice)。可头戴显示器将一个或多个图形显示器放置得靠近佩戴者的一眼或两眼。为了在显示器上生成图像,可使用计算机处理系统。这种显示器可占据佩戴者的整个视野,或者只占据佩戴者的视野的一部分。另外,头戴式显示器的大小可变化,例如采取比如眼镜式显示器之类的较小形式或者比如头盔之类的较大形式。可佩戴显示器的正在出现的和预期的用途包括用户实时地与增强现实或虚拟现实交互的应用。这种应用可能是任务关键的或安全关键的,例如在公共安全或航空背景中。这些应用也可能是娱乐性的,例如交互式游戏。许多其他应用也是可能的。技术实现要素:一种诸如可佩戴计算机之类的头戴式设备(HMD)可包括压电换能器的阵列,这些压电换能器被配置为作为骨传导换能器(boneconductiontransducer,BCT)操作,并且可替换地作为压力传感器操作。BCT被设计为通过头骨的骨骼将声音传导到内耳,从而得益于与用户的头部的良好接触。然而,由于人类头部的不同大小和形状,阵列内的一些换能器可能最终与佩戴者的头部局部接触或没有接触。因此,可能期望一种系统,用于基于阵列中的每个换能器与用户的头部具有的接触的质量来在整个阵列中分配能量。在一个方面中,提供了一种可头戴设备。该可头戴设备包括布置在该可头戴设备的支撑结构上的振动换能器的阵列,其中来自该阵列的振动换能器中的一个或多个每个都被配置为感测该振动换能器上的机械负载。该可头戴设备还包括被配置为向振动换能器的阵列传输功率的至少一个放大器。该可头戴设备还包括被配置为执行功能的控制系统。这些功能包括确定被配置为感测机械负载的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载。这些功能还包括至少部分基于所确定的一个或多个机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。在另一方面中,提供了一种方法。该方法包括确定来自被布置在可头戴设备的支撑结构上的振动换能器的阵列的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载,其中来自阵列的振动换能器中的一个或多个振动换能器每个都被配置为感测该振动换能器上的机械负载,并且其中可头戴设备包括被配置为向振动换能器的阵列传输功率的至少一个放大器。该方法还包括至少部分基于所确定的一个或多个机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。在另外一方面中,提供了一种非暂态计算机可读介质。该非暂态计算机可读介质中存储有指令,这些指令可被计算设备执行来使得该计算设备执行功能。这些功能包括确定来自被布置在可头戴设备的支撑结构上的振动换能器的阵列的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载,其中来自阵列的振动换能器中的一个或多个振动换能器每个都被配置为感测该振动换能器上的机械负载,并且其中可头戴设备包括被配置为向振动换能器的阵列传输功率的至少一个放大器。这些功能还包括至少部分基于所确定的一个或多个机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。在另外一方面中,提供了一种系统。该系统可包括:(a)用于确定来自被布置在可头戴设备的支撑结构上的振动换能器的阵列的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载的装置,其中来自阵列的振动换能器中的一个或多个振动换能器每个都被配置为感测该振动换能器上的机械负载,并且其中可头戴设备包括被配置为向振动换能器的阵列传输功率的至少一个放大器;以及(b)用于至少部分基于所确定的一个或多个机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平的装置。通过酌情参考附图阅读以下详细描述,本领域普通技术人员将清楚这些以及其它方面、优点和替换方案。附图说明图1A图示了根据示例实施例的可佩戴计算系统。图1B图示了图1A中所图示的可佩戴计算设备的替换视图。图1C图示了根据示例实施例的另一可佩戴计算系统。图1D图示了根据示例实施例的另一可佩戴计算系统。图1E至图1G是被佩戴者佩戴着的图1D中所示的可佩戴计算系统的简化图示。图2是根据示例实施例的计算设备的简化框图。图3A是根据示例实施例的示例侧臂的侧视图。图3B是图3A中所图示的示例侧臂的替换顶视图。图3C是图3A中所图示的示例侧臂的另一替换顶视图。图4示出了根据示例实施例的用于为振动换能器确定相应功率水平的示例流程图。图5示出了根据示例实施例的用于为振动换能器确定相应功率水平的示例系统。图6示出了图示在换能器的谐振频率下的换能器的阻抗的示例曲线图。具体实施方式本文描述了示例方法和系统。应当理解,词语“示例”、“示范性”和“例示性”在本文中用来意指“充当示例、实例或例示”。本文描述为“示例”、“示范性”或“例示性”的任何实施例或特征不一定要被解释为比其他实施例或特征更优选或有利。本文描述的示例实施例不欲进行限定。将容易理解,如本文概括描述并且在附图中图示的本公开的各方面可按许多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些在这里都明确地设想到了。I.概述头戴式设备(HMD)可提供涉及音频重放的多个应用。例如,HMD可被配置为发出电话呼叫、播放音乐和向用户阅读文本消息或其他文本(例如,利用文本到话音特征),等等。因此,可能期望在HMD中包括高质量音频系统。在示例实施例中,音频系统可包括在HMD的侧臂上的骨传导扬声器(BCT)的阵列。BCT被设计为通过头骨的骨骼将声音传导到内耳,从而得益于与用户的头部的可靠接触。因此,BCT在HMD中可尤其有利,因为它们可减小(并且有期望最小化)到环境的声泄漏。换言之,包括BCT的HMD可帮助防止他人听到设备的音频输出,因为它是被发送到佩戴者的骨结构的。因此,期望BCT与用户的头部具有可靠接触,并且期望设计换能器的阵列以使得阵列中的每个换能器都与用户的头部维持良好接触。然而,由于人类头部的不同大小和形状,阵列内的一些换能器可能最终与佩戴者的头部局部接触或没有接触。因此,可能期望一种系统,用于基于阵列中的每个换能器与用户的头部具有的接触的质量来在整个阵列中分配能量。为此,在BCT的阵列中使用的换能器也可被配置为充当压力传感器。更具体而言,每个BCT也可被配置为作为压力传感器来操作以便帮助确定该特定BCT与佩戴者的头部具有的接触的质量。在被提供了来自这种双重BCT/压力传感器的阵列的数据的情况下,HMD可被配置为基于由BCT测量到的相对压力量来在整个阵列中动态分配能量。例如,与佩戴者的头部具有更好接触的换能器比具有局部接触的换能器可以接收更强的音频信号,反之亦然。另外,被确定为没有接触的换能器可被解除激活。在HMD中实现基于BCT各自的接触质量在整个BCT中分配能量的逻辑对于使HMD进行的音频重放适应于不同的头部大小可能是有用的。示例系统的其他可能益处可包括:最小化到环境的声泄漏,优化分配给阵列的能量的使用,以及将感测能力利用于额外的应用,等等。然而,应当理解,本文描述的可能益处和优点是为了说明而提供的,而不应被解释为限制本发明的范围。II.示例可佩戴计算设备现在将更详细描述其中可实现示例实施例的系统和设备。一般地,示例系统可在可佩戴计算机(也称为可佩戴计算设备)中实现或者可采取可佩戴计算机的形式。在示例实施例中,可佩戴计算机采取可头戴设备(HMD)的形式或者包括可头戴设备(HMD)。示例系统也可在其他设备中实现或者采取其他设备的形式,其他设备例如是移动电话等等。另外,示例系统可采取非暂态计算机可读介质的形式,其上存储有程序指令,这些程序指令可被处理器执行来提供本文描述的功能。示例系统也可采取诸如可佩戴计算机或移动电话之类的设备或者这种设备的子系统的形式,其包括其上存储有这种程序指令的这种非暂态计算机可读介质。HMD一般可以是能够被佩戴在头上并且将显示器放置在佩戴者的一只或两只眼睛前方的任何显示设备。HMD可采取诸如头盔或眼镜之类的各种形式。这样,提及“眼镜”或“眼镜式”HMD应当被理解为指的是具有眼镜状的框架以使得其可被佩戴在头上的HMD。另外,示例实施例可由具有单个显示器或具有两个显示器的HMD实现或者与这样的HMD关联实现,这样的HMD可分别被称为“单眼”HMD或“双眼”HMD。图1A图示了根据示例实施例的可佩戴计算系统。在图1A中,可佩戴计算系统采取可头戴设备(HMD)102(其也可被称为头戴式显示器)的形式。然而,应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,示例系统和设备可采取其他类型的设备的形式或者在其他类型的设备内实现或者与其他类型的设备关联实现。如图1A中所图示的,HMD102包括框架元件、透镜元件110、112以及延伸侧臂114、116,其中框架元件包括透镜框架104、106和中央框架支撑108。中央框架支撑108和延伸侧臂114、116被配置为分别经由用户的鼻子和耳朵将HMD102固定到用户的脸部。框架元件104、106和108以及延伸侧臂114、116的每一者可由塑料和/或金属的实心结构形成,或者可由类似材料的中空结构形成,以允许配线和组件互连以在内部按一定路线经过HMD102。其他材料也是可能的。透镜元件110、112的每一者中的一个或多个可由能够适当地显示投影的图像或图形的任何材料形成。透镜元件110、112的每一者也可充分地透明以允许用户看穿透镜元件。将透镜元件的这两个特征相结合可促进增强现实或抬头显示,其中投影的图像或图形被叠加在用户透过透镜元件感知到的真实世界视图上。延伸侧臂114、116可每个都是分别从透镜框架104、106延伸开的突起物,并且可被定位在用户的耳后以将HMD102固定到用户。延伸侧臂114、116还可通过绕着用户的头的后部延伸来将HMD102固定到用户。额外地或替换地,例如,HMD102可连接到头戴式头盔结构或附着于头戴式头盔结构内。对于HMD的其他配置也是可能的。HMD102还可包括机载计算系统118、图像捕捉设备120、传感器122以及手指可操作触摸板124。机载计算系统118被示为定位在HMD102的延伸侧臂114上;然而,机载计算系统118可设在HMD102的其他部分上或者可被定位得远离HMD102(例如,机载计算系统118可有线或无线地连接到HMD102)。机载计算系统118例如可包括处理器和存储器。机载计算系统118可被配置为接收和分析来自图像捕捉设备120和手指可操作触摸板124(以及可能来自其他传感设备、用户界面或者这两者)的数据并且生成用于由透镜元件110和112输出的图像。图像捕捉设备120可例如是被配置为捕捉静止图像和/或捕捉视频的相机。在图示的配置中,图像捕捉设备120被定位在HMD102的延伸侧臂114上;然而,图像捕捉设备120可设在HMD102的其他部分上。图像捕捉设备120可被配置为以各种分辨率或者以不同的帧率捕捉图像。许多具有小外形参数的图像捕捉设备——例如移动电话或网络摄像头中使用的相机——可被包含到HMD102的示例中。另外,虽然图1A图示了一个图像捕捉设备120,但可以使用更多图像捕捉设备,并且每一个可被配置为捕捉相同的视图,或者捕捉不同的视图。例如,图像捕捉设备120可向着前方以捕捉用户感知到的真实世界视图的至少一部分。由图像捕捉设备120捕捉到的这个前向图像随后可用于生成增强现实,在其中计算机生成的图像看起来与用户感知到的真实世界视图交互或覆盖用户感知到的真实世界视图。传感器122被示为在HMD102的延伸侧臂116上;然而,传感器122可定位在HMD102的其他部分上。为了例示,只示出了一个传感器122。然而,在示例实施例中,HMD102可包括多个传感器。例如,HMD102可包括诸如一个或多个陀螺仪、一个或多个加速度计、一个或多个磁力计、一个或多个光传感器、一个或多个红外传感器和/或一个或多个麦克风之类的传感器102。除了本文具体认定的传感器以外或者替换本文具体认定的传感器,可包括其他感测设备。手指可操作触摸板124被示为在HMD102的延伸侧臂114上。然而,手指可操作触摸板124可定位在HMD102的其他部分上。另外,在HMD102上可存在多于一个手指可操作触摸板。手指可操作触摸板124可被用户用来输入命令。手指可操作触摸板124可经由电容感测、电阻感测或表面声波过程或者其他可能方式来感测一根或多根手指的压力、位置和/或移动的至少一者。手指可操作触摸板124除了能够感测在与板表面平行或在同一平面内的方向上、在与板表面垂直的方向上或者在这两个方向上的移动以外,还能够同时感测一根或多根手指的移动,并且也可能够感测施加到触摸板表面的压力的水平。在一些实施例中,手指可操作触摸板124可由一个或多个半透明或透明绝缘层和一个或多个半透明或透明导电层形成。手指可操作触摸板124的边缘可形成为具有凸起的、凹陷的或粗糙的表面,以在用户的手指到达手指可操作触摸板124的边缘或其他区域时向用户提供触觉反馈。如果存在多于一个手指可操作触摸板,则每个手指可操作触摸板可被独立操作,并且可提供不同的功能。在另一方面中,除了经由手指可操作触摸板124接收的用户输入以外或者替代经由手指可操作触摸板124接收的用户输入,HMD102可被配置为以各种方式接收用户输入。例如,机载计算系统118可实现话音到文本过程并且利用将特定的口说命令映射到特定的动作的语法。此外,HMD102可包括一个或多个麦克风,经由这些麦克风可捕捉佩戴者的话音。在这样配置的情况下,HMD102可操作来检测口说命令并且执行与这些口说命令相对应的各种计算功能。作为另一示例,HMD102可将特定的头部运动解读为用户输入。例如,当HMD102被佩戴时,HMD102可使用一个或多个陀螺仪和/或一个或多个加速度计来检测头部运动。HMD102随后可将特定的头部运动解读为是用户输入,例如点头,或者向上、向下、向左或向右看。HMD102也可根据运动来平移或滚动经过显示器中的图形。其他类型的动作也可被映射到头部运动。作为另外一个示例,HMD102可将特定的姿态(例如,由佩戴者的一只或两只手作出的姿态)解读为用户输入。例如,HMD102可通过分析来自图像捕捉设备120的图像数据来捕捉手部运动,并且发起被定义为对应于特定的手部运动的动作。作为另一示例,HMD102可将眼睛运动解读为用户输入。具体地,HMD102可包括一个或多个向内图像捕捉设备和/或一个或多个其他向内传感器(未示出)来感测用户的眼睛运动和/或定位。这样,特定的眼睛运动可被映射到特定的动作。例如,特定的动作可被定义为对应于眼睛在特定方向上的运动、眨双眼和/或眨单眼,等等。HMD102还包括用于生成音频输出的扬声器125。在一个示例中,该扬声器可以是骨传导扬声器的形式,也称为骨传导换能器(BCT)。扬声器125可例如是振动换能器或者响应于电音频信号输入而产生声音的电声换能器。HMD102的框架可被设计成使得当用户佩戴HMD102时,扬声器125接触佩戴者。替换地,扬声器125可被嵌入在HMD102的框架内并被定位成使得当HMD102被佩戴时,扬声器125使框架的与佩戴者接触的一部分振动。在任一情况下,HMD102可被配置为向扬声器125发送音频信号,以使得扬声器的振动可被直接或间接地传送到佩戴者的骨结构。当振动行经骨结构到达佩戴者的中耳内的骨骼时,佩戴者可将BCT125提供的振动解读为声音。取决于特定实现方式,可实现各种类型的骨传导换能器(BCT)。一般地,被布置为使HMD102振动的任何组件都可被包含作为振动换能器。此外,应当理解HMD102可包括单个扬声器125或多个扬声器。此外,取决于实现方式,HMD上的(一个或多个)扬声器的位置可变化。例如,扬声器可位于佩戴者的太阳穴附近(如图所示)、佩戴者的耳后、佩戴者的鼻子附近和/或扬声器125可使佩戴者的骨结构振动的任何其他位置处。图1B图示了图1A中所图示的可佩戴计算设备的替换视图。如图1B中所示,透镜元件110、112可充当显示元件。HMD102可包括第一投影仪128,该第一投影仪128耦合到延伸侧臂116的内表面并且被配置为将显示130投影到透镜元件112的内表面上。额外地或替换地,第二投影仪132可耦合到延伸侧臂114的内表面并被配置为将显示134投影到透镜元件110的内表面上。透镜元件110、112可充当光投影系统中的组合器并且可包括涂层,该涂层反射从投影仪128、132投影到其上的光。在一些实施例中,可不使用反射涂层(例如,当投影仪128、132是扫描激光设备时)。在替换实施例中,也可使用其他类型的显示元件。例如,透镜元件110、112本身可包括:诸如电致发光显示器或液晶显示器之类的透明或半透明的矩阵显示器,用于将图像输送到用户的眼睛的一个或多个波导,或者能够将焦点对准的近眼图像输送到用户的其他光学元件。相应的显示驱动器可被部署在框架元件104、106内用于驱动这种矩阵显示器。替换地或额外地,可以用激光或LED源和扫描系统来将光栅显示直接摄取到用户的一只或两只眼睛的视网膜上。也存在其他可能性。图1C图示了根据示例实施例的另一可佩戴计算系统,其采取HMD152的形式。HMD152可包括框架元件和侧臂,例如参考图1A和1B描述的那些。HMD152还可包括机载计算系统154和图像捕捉设备156,例如参考图1A和1B描述的那些。图像捕捉设备156被示为安放在HMD152的框架上。然而,图像捕捉设备156也可被安放在其他位置,或者可被嵌入到框架中或以其他方式附着到框架。如图1C中所示,HMD152可包括单个显示器158,该显示器158可耦合到该设备。显示器158可形成在HMD152的透镜元件之一上,例如参考图1A和1B描述的透镜元件,并且显示器158可被配置为将计算机生成的图形覆盖在用户对物理世界的视图中。显示器158被示为设在HMD152的透镜的中心,然而,显示器158可设在其他位置,诸如例如朝着佩戴者的视野的上部或下部。可经由通过光学波导160耦合到显示器158的计算系统154来控制显示器158。图1D图示了根据示例实施例的另一可佩戴计算系统,其采取单眼HMD172的形式。HMD172可包括侧臂173、中央框架支撑174和具有鼻托(nosepiece)的鼻架部(bridgeportion)175。在图1D中所示的示例中,中央框架支撑174连接侧臂173。HMD172不包括包含透镜元件的透镜框架。HMD172还可包括组件壳体176,该组件壳体176可包括机载计算系统(未示出)、图像捕捉设备178和用于操作图像捕捉设备178(和/或可用于其他目的)的按钮179。组件壳体176还可包括其他电气组件和/或可电连接到位于HMD内或HMD上的其他位置的电气组件。HMD172还包括BCT186。HMD172可包括单个显示器180,该显示器180可经由组件壳体176耦合到侧臂173之一。在示例实施例中,显示器180可以是透视型显示器,其由玻璃和/或另外的透明或半透明材料制成,以使得佩戴者可透过显示器180看到其环境。另外,组件壳体176可包括用于显示器180的光源(未示出)和/或将来自光源的光引导到显示器180的光学元件(未示出)。这样,显示器180可包括在HMD172被佩戴着时把由这种光源生成的光朝着佩戴者的眼睛引导的光学特征。在另一方面中,HMD172可包括滑动特征184,该滑动特征184可用于调整侧臂173的长度。从而,滑动特征184可用于调整HMD172的装配。另外,在不脱离本发明的范围的情况下,HMD可包括允许佩戴者调整HMD的装配的其他特征。图1E至图1G是被佩戴者190佩戴着的图1D中所示的HMD172的简化图示。如图1F中所示,当HMD172被佩戴时,BCT186被布置成使得当HMD172被佩戴时,BCT186位于佩戴者的耳后。这样,BCT186从图1E中所示的视角是不可见的。在图示的示例中,显示器180可被布置成使得当HMD172被佩戴时,显示器180在HMD172被用户佩戴时被定位在用户的眼睛前方或用户的眼睛附近。例如,显示器180可被定位在中央框架支撑下方并且在佩戴者的眼睛的中心上方,如图1E中所示。另外,在图示的配置中,显示器180可偏离佩戴者的眼睛的中心(例如,使得从佩戴者的视角来看,显示器180的中心被定位在佩戴者的眼睛的中心的右上方)。在如图1E至图1G中所示那样配置的情况下,当HMD172被佩戴时,显示器180可位于佩戴者190的视野的周边。从而,如图1F所示,当佩戴者190向前看时,佩戴者190可以用其周边视觉看到显示器180。结果,显示器180在佩戴者的眼睛朝着前方时可以在佩戴者的视野的中央部分之外,这对于许多日常活动来说是常见的。这种定位除了一般在佩戴者的视野的中央部分内提供对世界的无障碍观看和感知以外,还可促进与他人的无障碍的眼对眼交谈。另外,当显示器180如图所示地定位时,佩戴者190可通过例如仅用其眼睛向上看(可能无需移动其头部)来观看显示器180。这在图1G中图示,其中佩戴者移动了其眼睛来向上看并且使其视线与显示器180对齐。佩戴者也可通过使其头部向下倾斜并且使其眼睛与显示器180对齐来使用显示器。图2是根据示例实施例的计算设备210的简化框图。在示例实施例中,设备202利用通信链路220(例如,有线或无线连接)与远程设备230通信。设备210可以是任何类型的能够接收数据并显示与该数据相对应或相关联的信息的设备。例如,设备210可采取可头戴显示器的形式或者包括可头戴显示器,例如参考图1A至1G描述的头戴式设备102、152或172。设备210可包括处理器214和显示器216。显示器216例如可以是光学透视显示器、光学环顾显示器或视频透视显示器。处理器214可从远程设备230接收数据,并且配置该数据用于显示在显示器216上。处理器214可以是任何类型的处理器,诸如例如微处理器或数字信号处理器。设备210还可包括机载数据存储装置,诸如耦合到处理器214的存储器218。存储器218例如可存储可被处理器214访问和执行的软件。远程设备230可以是被配置为向设备210发送数据的任何类型的计算设备或发送器,包括膝上型计算机、移动电话、可头戴显示器、平板计算设备,等等。远程设备230和设备210可包含用于使能通信链路220的硬件,诸如处理器、发送器、接收器、天线,等等。另外,远程设备230可采取如下计算系统的形式或者在该计算系统中实现:该计算系统与诸如计算设备210之类的客户端设备通信并且被配置为代表该客户端设备执行功能。这种远程设备230可从另一计算设备210(例如,HMD102、152或172或者移动电话)接收数据、代表设备210执行特定的处理功能,然后将得到的数据发送回给设备210。此功能可被称为“云”计算。在图2中,通信链路220被图示为无线连接;然而,也可使用有线连接。例如,通信链路220可以是诸如通用串行总线之类的有线串行总线或者并行总线。有线连接也可以是专有连接。通信链路220也可以是使用例如无线电技术、IEEE802.11(包括任何IEEE802.11修订版)中描述的通信协议、蜂窝技术(例如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或LTE)或技术等等的无线连接。远程设备230可经由因特网来访问并且可包括与特定的web服务(例如,社交网络、照片共享、地址簿等等)相关联的计算集群。III.振动换能器的示例阵列示例实施例可涉及用于使放置在头戴式设备(HMD)上的压电换能器的阵列适应于不同头部大小的方法和系统。例如,HMD(例如,可佩戴计算机)可包括换能器的阵列,这些换能器被配置为作为骨传导换能器(BCT)操作,并且可替换地作为压力传感器操作。为了例示,考虑示出示例侧臂302的侧视图的图3A,其中侧臂302是HMD的支撑结构的一部分。侧臂302可与如上文联系图1A和1B论述的侧臂114和116类似地配置,和/或与如上文联系图1D论述的侧臂173类似地配置。例如,如图1A中所图示的,延伸侧臂114、116被配置为分别经由用户的鼻子和耳朵将HMD102固定到用户的脸部。如图3A中所示,侧臂302被配置为支撑振动换能器的阵列304。阵列304可包括例如四个振动换能器(即,换能器306A-D),其中每个换能器被配置为作为骨传导换能器(BCT)操作,并且可替换地作为压力传感器操作。注意,在一些情况下,换能器可不被配置为作为压力传感器操作。在此情况下,压力传感器设备(未示出)可被放置在阵列304中每个换能器附近。其他情况也是可能的。阵列304被示为包括四个振动换能器306A-D。然而,阵列304可包括任何数目的振动换能器。具体地,阵列可包括至少两个振动换能器。此外,振动换能器可沿着侧臂302按任何配置布置。在一种情况中,如图3A中所示,换能器的线状阵列可被定位在HMD的侧臂302上(例如,沿着侧臂以使得当HMD被佩戴时换能器邻近佩戴者的骨结构)。换言之,阵列可被附着到HMD的支撑结构的至少一个侧面区段(例如,侧臂302)的内壁。注意,虽然振动换能器的阵列被示为线状阵列,但阵列的换能器可按任何方式来布置。在另一情况中,HMD的两个侧臂可每个都包括一阵列,使得音频可被分别提供给每只耳朵(例如,以立体声的形式)。在任一情况下,阵列可被定位在(一个或多个)侧臂的任何部分上和/或定位在HMD上的其他适当位置。另外,阵列的换能器之间的间距可变化。注意,使用小换能器可能是优选的;然而,可使用任何大小或类型的换能器。如上所述,来自换能器(例如,振动换能器306A-D)的阵列的每个振动换能器可被配置为作为骨传导换能器(BCT)操作。BCT被设计为通过头骨的骨骼将声音传导到内耳,从而得益于与用户的头部的良好接触。因此,振动换能器可被布置成使得当HMD被佩戴时振动换能器中的一个或多个振动地耦合到佩戴者的骨结构。然而,由于人类头部的不同大小和形状,阵列内的一些换能器可能最终与佩戴者的头部局部接触或没有接触。为了例示,考虑示出如图3A中介绍的示例侧臂302的顶视图的图3B。图3B还示出了如图3A中介绍的振动换能器的阵列304的顶视图。阵列304被示为嵌入在HMD的框架内(例如,嵌入在侧臂302内)并且被定位成使得当HMD被佩戴时,阵列304使框架的与佩戴者接触的一部分振动。然而,在示例实施例中,侧臂302可被配置为以任何方式支撑阵列304。另外,图3B还示出了HMD的佩戴者的示例骨结构308。注意,由于人类头部中的骨结构的形状和大小可变化,所以示例骨结构308只是为了说明而示出的。如上所述,由于人类头部的不同大小和形状,阵列内的一些换能器可能最终与佩戴者的头部局部接触或没有接触。为了例示,如图3B中所示,换能器306A可被认为与骨结构308具有局部接触。另一方面,换能器306B和306C可被认为与骨结构308具有良好接触。此外,换能器306D可被认为与骨结构308没有接触。另外,考虑示出如图3A中介绍的示例侧臂302的另一顶视图的图3C。在此情况下,为了例示,示出了第二骨结构310。如图3C中所示,换能器306B可被认为与骨结构310具有局部接触。另一方面,换能器306C可被认为与骨结构308具有良好接触。此外,换能器306A和306D可被认为与骨结构308没有接触。其他示例也是可能的。由于BCT得益于与用户的头部的良好接触,所以可能期望确定来自阵列304的每个换能器与佩戴者的头部具有的接触的质量(例如,局部接触、良好接触或没有接触)。因此,也可作为压力传感器操作的换能器可被配置为检测该换能器的接触的质量。这样,来自阵列的振动换能器中的一个或多个可每个都被配置为感测该振动换能器上的机械负载。因此,HMD可使用由这种双重模式换能器提供的对接触的质量的这种指示来在整个阵列中将能量动态分配给那些具有更好接触的换能器和/或用于其他目的。IV.例示性方法图4是根据示例实施例图示出方法400的流程图。具体地,方法400可被实现为至少部分基于所确定的阵列中的每个换能器上的机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。图4中所示的方法400呈现了可在涉及例如图1A-1B的HMD102、图1C的HMD152、图1D的HMD172、图2的计算设备210和/或图3A-3B的侧臂302的操作环境内实现的方法的实施例。方法400可包括如方框402-404中的一个或多个所图示的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些方框是按先后顺序示出的,但这些方框也可被并行执行,和/或按与本文描述的那些不同的顺序执行。另外,基于期望的实现方式,各种方框可被组合成更少的方框,划分成额外的方框,和/或被去除。此外,对于方法400以及本文公开的其他过程和方法,流程图示出了当前实施例的一种可能的实现方式的功能和操作。就此,每个方框可表示程序代码的模块、片段或部分,程序代码包括可由处理器执行来实现该过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个指令。程序代码可被存储在任何类型的计算机可读介质上,诸如例如包括盘或硬盘驱动器的存储设备。计算机可读介质可包括非暂态计算机可读介质,诸如例如像寄存存储器、处理器高速缓存和随机访问存储器(RandomAccessMemory,RAM)那样短时间段存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可包括非暂态介质,诸如例如次级或永久长期存储装置,比如只读存储器(readonlymemory,ROM)、光盘或磁盘、致密盘只读存储器(compact-discreadonlymemory,CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可被认为是例如计算机可读存储介质,或者有形存储设备。此外,对于方法400以及本文公开的其他过程和方法,图4中的每个方框可表示被布线来执行该过程中的特定逻辑功能的电路(例如,控制系统)。为了帮助说明图4,下面参考了图5,并且因此现在提供对图5的简要描述。图5示出了系统500,该系统500被配置为至少部分基于所确定的阵列中的每个换能器上的机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。系统500可在涉及例如图1A-1B的HMD102、图1C的HMD152、图1D的HMD172、图2的计算设备210和/或图3A-3B的侧臂302的操作环境内实现。具体地,系统500包括:如上文联系图3A-3B介绍的换能器306A-D、音频信号502、小信号504A-D、传感器506A-D、逻辑元件508A-D和开关510A-D。音频信号502可涉及任何音频内容,例如音轨、与HMD的语音交互以及在电话交谈期间生成的话音,或者许多其他可能的音频内容。HMD可被配置为将音频信号502发送到换能器306A-D中的一个或多个。例如,如上文联系图1A-1B提到的,扬声器可以是响应于电音频信号输入而产生声音的振动换能器。具体地,阵列中的换能器可被放大器(未示出)所驱动,该放大器诸如是音频功率放大器,其可被配置为将音频信号502放大到适当的水平。因此,HMD可包括被配置为向振动换能器的阵列传输功率的至少一个放大器。作为音频信号502的附加或替换,小信号504A-D可被生成来分别驱动每个换能器306A-D。小信号504A-D可与传感器506A-D(例如,电流传感器)结合使用来确定阵列中的每个换能器306A-D上的机械负载(即,“感测接触的质量”)。对确定每个换能器上的机械负载的详细论述在下文联系对方法400的论述给出。所确定的每个换能器上的机械负载可被逻辑元件识别。例如,逻辑元件508A-D可被配置为分别识别换能器306A-D上的机械负载。逻辑元件508A-D可以例如是控制系统的一部分,该控制系统被配置为至少部分基于所确定的阵列中的每个换能器上的机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。一旦为每个换能器确定了功率水平,逻辑元件508A-D就可以分别向开关510A-D发送信号(例如,命令),以便对每个换能器306A-D施加对功率水平的调整。在一种情况中,开关510A-D可类似于变阻器那样配置。变阻器是用于通过增大或减小电路的电阻来调控电流的可调整电阻器(例如,电位计)。换言之,开关510A-D可被配置为分别增大或减小流入每个换能器306A-D中的功率,以便为每个换能器实现所确定的相应功率水平。在另一情况中,开关510A-D可类似于拨动开关(例如,通/断开关)那样配置。换言之,开关510A-D可被配置为至少部分基于所确定的机械负载来分别激活或解除激活换能器306A-D。其他情况也是可能的。A.确定各自的机械负载在方框402,方法400包括确定来自被布置在可头戴设备的支撑结构上的振动换能器的阵列的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载。如上文联系图3A-3B的阵列304所述,振动换能器的阵列可被布置在可头戴设备的支撑结构上。另外,各种方法可用于确定来自振动换能器的阵列的一个或多个振动换能器的每一者上各自的机械负载。注意,确定振动换能器上的机械负载也可被称为“感测”换能器与用户的头部具有的接触的质量。如上所述,振动换能器也可作为压力传感器操作。从而,感测机械负载可包括检测振动换能器上的压力的量。具体地,振动换能器可通过产生与在换能器上施加的机械负载(例如,压力的量)相关的电输出来作为压力传感器操作。对产生的电输出的确定可表现为阻抗监视、电压监视和/或电流监视等等的形式。因此,确定电输出的变化可提供对加诸于换能器上的机械负载(例如,压力的量)的变化的指示,从而展示特定的接触质量。在示例实施例中,更高的压力一般可被认为是对更高质量接触的指示,反之亦然。在一个示例中,阻抗监视可用于确定(即,“感测”)换能器的接触的质量。这种形式的监视可包括在换能器的谐振频率下以小的不可听信号(例如,小信号504A-D)来驱动换能器。如上所述,小信号504A-D可作为驱动换能器的任何音频信号502的附加而嵌入。在换能器的谐振频率下用小的不可听信号驱动换能器可允许确定在换能器的谐振频率下与换能器相关联的阻抗。为了例示,考虑示出示例曲线图600的图6。曲线图600包括实线602和虚线604,每一者表示换能器的阻抗和频率之间的示例关系。如实线602所示,当压电换能器“自由浮动”(即,没有接触)时,换能器的谐振频率下的阻抗很高并且系统被称为具有较高的“Q”带宽。然而,如虚线604所示,当换能器接触用户的头部时,系统可发生阻尼衰减(damp)(即,较低的“Q”带宽)并且谐振频率下的阻抗随着施加机械负载而下降。换言之,谐振频率下的阻抗可随着机械负载增大而减小。例如,实线602示出了1kHz的谐振频率下的4欧姆的阻抗。谐振频率下的4欧姆的阻抗例如可被认为是最高可能阻抗,从而换能器可被认为没有机械负载。另一方面,虚线604示出了1kHz的谐振频率下的2欧姆的阻抗,从而展示出一些机械负载被施加到换能器。在另一示例中(未示出),曲线图600上的线可示出1kHz的谐振频率下的1欧姆的阻抗,从而展示出换能器上的比虚线604所示更高的机械负载。其他示例也是可能的。如上所述,对产生的电输出的确定可表现为阻抗监视、电压监视和/或电流监视等等的形式。例如,可能期望如图6中所示监视每个换能器在换能器的谐振频率下的阻抗。在一些情况下,监视电流、电压和/或阻抗可涉及由逻辑元件(例如,逻辑元件508A-D)在换能器两端进行的测量。然而,在示例实施例中,诸如电流传感器、电压传感器和/或阻抗传感器之类的传感器(例如,传感器506A-D)可连接到换能器306A-D以便由逻辑元件508A-D监视由换能器产生的电输出。例如,电阻器可串联和/或并联连接到换能器306A-D。因此,监视电流、电压和/或阻抗可涉及由逻辑元件508A-D在(一个或多个)电阻器两端而不是直接在换能器两端进行的测量。逻辑元件随后可使用这些测量来“感测”由换能器上的机械负载引起的电输出的变化。电组件和逻辑的任何其他组合也可用于感测。图5示出了用于确定阵列中的每个振动换能器上的机械负载的示例系统配置。然而,其他配置和过程也可能用于确定机械负载。例如,在一个实施例中,阵列中的每个换能器可被单独的放大器所驱动。这种配置可允许另外形式的感测,这种感测涉及监视当施加机械负载时流经每个换能器的电流的量。具体地,此配置可涉及对每个个体放大器消耗了多少电流的确定。换言之,当向换能器施加机械负载时,可生成电输出。生成的电输出随后可被放大器消耗。因此,流入放大器中的功率或电流的变化可用于跟踪换能器的电输出。在另一实施例中,阵列中的所有换能器可被单个放大器所驱动。这种配置可涉及并联连接换能器。然而,注意,可使用本文描述的实施例的任何组合。例如,4个换能器的线状阵列可包括由单个放大器驱动的3个换能器和由单独放大器驱动的剩余换能器。其他示例和组合也是可能的。在一些情况下,感测技术可涉及诸如电容式触摸板之类的传感器。电容式触摸板可用在换能器不能作为压力传感器操作的情形中。在此情况下,电容式触摸板可被放置在换能器附近以辅助对接触的质量的确定。其他感测技术也是可能的。B.为每个振动换能器确定各自的功率水平在方框404,方法400包括至少部分基于所确定的一个或多个机械负载来为阵列中的每个振动换能器确定各自的功率水平。在一个示例中,如上所述,逻辑元件508A-D可被配置为分别识别换能器306A-D上的机械负载(即,接触的质量)。例如,传感器506A-D可连接到换能器306A-D,以便由逻辑元件508A-D监视由于换能器上的机械负载而由换能器产生的电输出。无论感测技术如何,每个换能器都可被确定为(1)具有良好接触,(2)具有局部接触,或者(3)没有接触。这种确定可基于在感测接触的质量时超过了预定阈值。一旦为换能器的阵列304确定了接触的质量,逻辑元件508A-D就可用于在换能器之间适当地分配能量(即,声音振动的水平)。更具体而言,被施加来驱动阵列304中的每个换能器的电流的量(例如,能量或功率)可基于如上所述对接触的质量的确定。具体地,在逻辑元件508A-D内可实现逻辑来向被确定为具有良好接触的(一个或多个)换能器施加最多的电流。对于被确定为具有局部接触的(一个或多个)换能器可施加较少的电流,并且可解除激活被确定为没有接触的(一个或多个)换能器。为了例示,一旦由逻辑元件508A-D为每个换能器确定了功率水平,逻辑元件508A-D就可以分别向开关510A-D发送命令,以便对每个换能器306A-D施加对功率水平的调整。例如,考虑包括能够进行本文描述的感测技术的换能器306A-D的阵列304。如上文联系图3B所述,换能器306A可被认为与骨结构308具有局部接触。另一方面,换能器306B和306C可被认为与骨结构308具有良好接触。此外,换能器306D可被认为与骨结构308没有接触。如上所述,对于接触的质量的这种确定可由逻辑元件508A-D执行。虽然换能器306B和306C两者都被认为具有良好接触,但可作出例如以下确定:换能器306B的接触的质量好于换能器306C的接触的质量。因此,最高的相应功率水平将被施加到换能器306B,然后是换能器306C,再然后是换能器306A。只要维持“没有接触”的确定,换能器306D就可被临时解除激活。其他示例也是可能的。注意,感测并且作为响应在阵列304中分配能量的过程可重复且频繁地发生。例如,只要HMD被开启,该过程就可每几毫秒地发生。替换地,该过程可仅在HMD被配置为向换能器306A-D中的一个或多个发送音频信号502时发生。另外,注意,施加到换能器的能量的量和换能器的接触的质量之间的关系可采取任何形式(例如,线性、指数等等)。此外,注意,本文描述的方法和系统可用于使放置在头戴式设备(HMD)上的压电换能器的阵列适应于不同头部大小。然而,本发明的额外优点可包括:最小化到环境的声泄漏,优化分配给阵列的能量的使用,以及将感测能力利用于额外的应用,等等。V.结论在附图中,相似的符号通常标识相似的组件,除非上下文另有指示。详细描述、附图和权利要求中描述的例示性实施例并不欲进行限定。可以利用其他实施例,并且可以作出其他改变,而不脱离本文给出的主题的范围。将容易理解,本文概括描述并且在附图中图示的本公开的各方面可按许多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些在这里都明确地设想到了。关于如这里所述的附图中的消息流程图、场景和流程图中的任何或全部,每个步骤、方框和/或通信可表示根据示例实施例对信息的处理和/或对信息的传输。替换实施例被包括在这些示例实施例的范围内。在这些替换实施例中,例如,取决于所涉及的功能,被描述为步骤、方框、传输、通信、请求、响应和/或消息的功能可不按所示出或论述的顺序来执行,包括基本上同时执行或按相反顺序执行。另外,对于这里论述的消息流程图、场景和流程图中的任何一个可以使用更多或更少的步骤、方框和/或功能,并且这些消息流程图、场景和流程图可部分或全部地与彼此组合。表示对信息的处理的步骤或方框可对应于可被配置为执行这里描述的方法或技术的具体逻辑功能的电路。替换地或额外地,表示对信息的处理的步骤或方框可对应于程序代码(包括相关数据)的模块、片段或部分。程序代码可包括可由处理器执行来实现方法或技术中的具体逻辑功能或动作的一个或多个指令。程序代码和/或相关数据可被存储在任何类型的计算机可读介质上,诸如存储设备,包括盘驱动器、硬盘驱动器或其他存储介质。计算机可读介质还可包括非暂态计算机可读介质,诸如像寄存器存储器、处理器高速缓存和/或随机访问存储器(RAM)那样短时间段存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可包括较长时间段地存储程序代码和/或数据的非暂态计算机可读介质,诸如例如次级或永久性长期存储装置,比如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘和/或致密盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可被认为是例如计算机可读存储介质,或者有形存储设备。另外,表示一个或多个信息传输的步骤或方框可对应于同一物理设备中的软件和/或硬件模块之间的信息传输。然而,其他信息传输可发生在不同物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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