用于眼镜装置的光学麦克风的制作方法

用于眼镜装置的光学麦克风
1.背景
2.本公开总体上涉及眼镜装置(eyewear device)中的音频系统，并且具体涉及一种用于眼镜装置的光学麦克风。
3.人工现实系统中的头戴式显示器通常包括诸如扬声器或个人音频装置的特征，以向头戴式显示器的用户提供音频内容。头戴式显示器中的音频系统可以包括被定位于用户耳朵的入口处或附近的麦克风，以测量扬声器产生的声音并校准音频系统。目前用于头戴式显示器的麦克风(例如双耳麦克风(binaural microphone)或嵌入头戴式装置的框架中的麦克风阵列)具有有限的灵敏度。例如，头戴式装置中使用的典型麦克风难以检测由骨传导换能器(bone conduction transducer)产生的音频压力波，骨传导换能器在耳朵外产生纳米或皮米范围内的粒子位移。为了生成能够被现有麦克风检测到的压力波，骨传导换能器必须产生非常大的音量(volume)，这对用户来说是不愉快的。
4.概述
5.本公开描述了一种音频系统，该音频系统包括用于检测音频波的光学麦克风，该光学麦克风具有比以前的麦克风更高的灵敏度。该音频系统可以是眼镜装置的部件，眼镜装置是人工现实头戴式显示器(hmd)的部件。该音频系统包括产生声压波的至少一个换能器，以及用于检测声压波的光学麦克风。光学麦克风可以被定位于用户耳道的入口处或用户耳朵附近。光学麦克风包括发射光的激光器，例如使用分束器将该光分离成感测光束和参考光束。感测光束通过光学感测路径(例如光纤)传播。当感测光束在光学感测路径中时，声波通过更改感测光束的光路长度来与感测光束相互作用。检测器组件接收来自光学感测路径的感测光束，并且还接收参考光束。检测器基于感测光束的光路长度的改变来测量检测到的声压波。音频系统可以基于对检测到的声压波的测量来调整由换能器产生的声压波。
6.在一些实施例中，本文描述了一种音频系统。该音频系统包括换能器组件、光学感测路径、激光器、检测器组件和控制器。该换能器组件被配置为耦合到用户的耳朵，并基于音频指令产生声压波。光学感测路径被配置成至少部分地随着检测到的声压波移动。激光器被配置成发射光，该光被分离成参考光束和感测光束。感测光束被耦合到光学感测路径中，并且检测到的声压波与光学感测路径中的感测光束相互作用，以更改感测光束的光路长度。检测器组件被配置成检测参考光束并检测来自光学感测路径的感测光束，并部分基于参考光束和感测光束之间的光路长度的改变来测量检测到的声压波。控制器被配置成基于对检测到的声压波的测量来调整音频指令。
7.在涉及音频系统和眼镜装置的所附权利要求中具体公开了根据本发明的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如音频系统)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如眼镜装置、系统、方法、存储介质或计算机程序产品)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅是出于形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项从属性)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被
要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。
8.在实施例中，一种音频系统可以包括：
9.换能器组件，所述换能器组件被配置为耦合到用户的耳朵并基于音频指令产生声压波；
10.光学感测路径，所述光学感测路径被配置为至少部分地随着检测到的声压波移动；
11.激光器，所述激光器被配置为发射光，该光被分离成参考光束和感测光束，并且感测光束被耦合到光学感测路径中，其中，检测到的声压波与光学感测路径中的感测光束相互作用，以更改感测光束的光路长度；
12.检测器组件，所述检测器组件被配置为：
13.检测参考光束并检测来自光学感测路径的感测光束，并部分基于参考光束和感测光束之间的光路长度的改变来测量检测到的声压波；和
14.控制器，所述控制器被配置为基于对检测到的声压波的测量来调整音频指令。
15.在实施例中，该音频系统可以包括分束器，该分束器被配置成将从激光器发射的光分离成参考光束和感测光束。
16.在实施例中，该音频系统可以包括被配置成调制参考光束的参数的参考光束调制器，其中，检测器组件可以被配置成基于调制的参数来识别参考光束。
17.光学感测路径可以包括悬挂在该音频系统的外壳(housing)上的光纤。
18.光学感测路径可以包括耦合到柔性膜的光纤，该柔性膜可以被配置为随着检测到的声压波移动。
19.光学感测路径的一端可以被配置成悬置在空气中，并且被定位于用户的耳朵的入口处。
20.光学感测路径可以被配置为耦合到用户的组织。
21.换能器组件可以包括至少一个换能器，该至少一个换能器可以被配置为耦合到用户的耳朵的耳廓的背部的第一部分，其中，该至少一个换能器可以被配置为基于音频指令使耳廓在第一频率范围内振动，以使耳廓产生声压波，并且其中，光学感测路径可以被配置为随着其移动的检测到的声压波在第一频率范围内。
22.换能器组件可以包括第二换能器，该第二换能器可以被配置为在第二频率范围内振动，其中，第二换能器可以产生第二范围的声压波，并且其中，光学感测路径还可以被配置成随着在第二频率范围内的检测到的声压波移动。
23.第一频率范围可以不同于第二频率范围。
24.该音频系统可以是眼镜装置的部件。
25.在实施例中，眼镜装置可以包括：
26.框架；
27.音频系统，该音频系统耦合到框架，该音频系统可以包括：
28.换能器组件，所述换能器组件可以被配置为耦合到用户的耳朵并且可以基于音频指令产生声压波，
29.光学感测路径，所述光学感测路径可以被配置为至少部分地随着检测到的声压波移动，
30.激光器，所述激光器可以被配置成发射光，该光可以被分离成参考光束和感测光束，并且感测光束可以被耦合到光学感测路径中，其中，检测到的声压波可以与光学感测路径中的感测光束相互作用以更改感测光束的光路长度，
31.检测器组件，所述检测器组件可以被配置成：
32.检测参考光束并检测来自光学感测路径的感测光束，并部分基于参考光束和感测光束之间的光路长度的改变来测量检测到的声压波；和
33.控制器，所述控制器可以被配置为基于对检测到的声压波的测量来调整音频指令。
34.眼镜装置可以包括分束器，该分束器可以被配置成将从激光器发射的光分离成参考光束和感测光束。
35.眼镜装置可以包括参考光束调制器，该参考光束调制器可以被配置为调制参考光束的参数，其中，检测器组件可以被配置为基于调制的参数来识别参考光束。
36.光学感测路径可以包括悬挂在框架上的光纤。
37.光学感测路径可以耦合到柔性膜，该柔性膜被配置为随着检测到的声压波移动。
38.光学感测路径的一端可以被配置成悬置在空气中，并且被定位于用户的耳朵的入口处。
39.光学感测路径可以被配置为耦合到用户的组织。
40.换能器组件可以包括至少一个换能器，该至少一个换能器可以被配置为耦合到用户的耳朵的耳廓的背部的第一部分，其中，该至少一个换能器可以被配置为基于音频指令使耳廓在第一频率范围内振动，以使耳廓产生声压波，并且其中，光学感测路径可以被配置为随着其移动的检测到的声压波在第一频率范围内。
41.换能器组件可以包括第二换能器，该第二换能器可以被配置为在第二频率范围内振动，其中，第二换能器可以产生第二范围的声压波，并且其中，光学感测路径还可以被配置为随着第二频率范围内的检测到的声压波移动。
42.在本发明的另一实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质，其体现软件，该软件在被执行时可操作来在根据本发明或任何上面提到的实施例的音频系统中执行。
43.在本发明的另一实施例中，一种计算机实现的方法使用根据本发明或任何上面提到的实施例的音频系统。
44.在本发明的另一实施例中，优选地包括计算机可读非暂时性存储介质的计算机程序产品在根据本发明或任何上面提到的实施例的音频系统中被使用。
45.附图简述
46.图1是根据一个或更多个实施例的包括音频系统的眼镜装置的透视图。
47.图2a是根据一个或更多个实施例的音频系统的一部分的剖面图，该音频系统包括作为眼镜装置的部件的光纤麦克风。
48.图2b是根据一个或更多个实施例的音频系统的一部分的剖面图，该音频系统包括作为眼镜装置的部件、具有柔性膜的光学麦克风。
49.图3是根据一个或更多个实施例的音频系统的框图。
50.图4是根据一个或更多个实施例的音频系统的麦克风组件的框图。
51.图5是根据一个或更多个实施例的包括音频系统的眼镜装置的系统环境。
52.附图仅为了说明的目的而描绘本公开的实施例。本领域中的技术人员从下面的描述中将容易认识到本文示出的结构和方法的替代实施例可以在不偏离本文所述的本公开的原理或所推崇的益处的情况下被采用。
53.详细描述
54.本发明的实施例可以包括人工现实系统或结合人工现实系统来被实现。人工现实是一种在呈现给用户之前已经以某种方式进行了调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实、增强现实、混合现实(mixed reality)、混杂现实(hybrid reality)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生成的内容或者与捕获的(例如，真实世界)内容相结合生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉感觉或它们的某种组合，并且它们中的任何一个都可以在单个通道中或在多个通道中被呈现(例如向观看者产生三维效果的立体视频)。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，这些应用、产品、附件、服务或它们的某种组合被用于例如在人工现实中创建内容和/或在人工现实中以其他方式使用(例如在人工现实中执行活动)。可以在各种平台(包括眼镜装置、具有作为部件的眼镜装置的头戴式显示器(hmd)组件、连接到主计算机系统的hmd、独立的hmd、移动装置或计算系统、或者能够向一个或更多个观看者提供人工现实内容的任何其它硬件平台)上实现提供人工现实内容的人工现实系统。
55.系统架构
56.一种音频系统包括用于测量提供给用户的耳朵的声音的光学麦克风。该音频系统包括一个或更多个换能器，例如软骨传导换能器(cartilage conduction transducer)、空气传导换能器或骨传导换能器。换能器产生由用户的耳朵感测的声压波。由于用户之间的耳朵形状和构造不同，换能器产生的声压波因用户而异。声压波可以是空气传播的(airborne)压力波或组织传播的(tissue borne)压力波(例如，通过骨、软骨或一个或更多个其他组织传播的声压波)，这取决于所使用的换能器。例如，软骨传导换能器使用户耳朵的耳廓振动，这在耳朵的入口处创建空气传播的声压波，该空气传播的声压波沿着耳道传播到耳膜，它在耳膜处被用户感知为声音。响应于软骨传导换能器的给定振动，不同的耳朵几何形状产生不同的空气传播的声压波。光学麦克风测量由换能器产生的声压波，并将测量结果提供给控制器，控制器根据测量结果调整到换能器的音频指令。
57.本文公开的光学麦克风包括随着检测到的声压波移动的光学感测路径。光学感测路径的移动更改了通过光学感测路径传播的感测光束的光路长度。测量光路长度的变化提供了对检测到的声压波的测量结果。本文描述的光学麦克风配置是高度灵敏的。例如，光学麦克风可以检测纳米或皮米范围内的粒子偏转，这使得即使是在低音量下也能够测量由在用户耳朵外部的骨传导换能器生成的空气传播的压力波。因此，光学麦克风可以被用于校准到换能器的音频指令，而不需要令人不愉快的高音量的声音。
58.图1是根据一个或更多个实施例的包括音频系统的眼镜装置100的透视图。眼镜装
置100向用户呈现媒体。在一个实施例中，眼镜装置100可以是头戴式显示器(hmd)的部件。在一些实施例中，眼镜装置100是近眼显示器。由眼镜装置100呈现的媒体的示例包括一个或更多个图像、视频、音频、或它们的某种组合。眼镜装置100可以包括框架105、镜片(lens)110、传感器装置115、换能器组件120、光学麦克风组件125和控制器150以及其他部件。
59.眼镜装置100可以矫正或增强用户的视觉、保护用户的眼睛、或者向用户提供图像。眼镜装置100可以是矫正用户的视力缺陷的眼镜(eyeglasses)。眼镜装置100可以是保护用户的眼睛免受阳光照射的太阳镜。眼镜装置100可以是保护用户的眼睛免受冲撞的安全镜。眼镜装置100可以是夜视装置或红外护目镜，以增强用户的夜间视觉。眼镜装置100可以是为用户产生人工现实内容的hmd。替代地，眼镜装置100可以不包括镜片110，并且可以是具有向用户提供音频(例如，音乐、无线电广播(radio)、播客(podcast))的音频系统的框架105。
60.框架105包括保持镜片110的前部和附接到用户的末端件(end piece)。框架105的前部架在(bridge)用户鼻子的顶部。末端件(例如，镜腿(temples))是框架105的一部分，用户的鬓角(temples)附接到该部分。末端件的长度可以是可调的(例如，可调的镜腿长度)，以适合不同的用户。末端件也可以包括在用户耳朵后面弯曲(curl)的部分(例如，镜腿套(temple tip)、挂耳件(ear piece))。
61.镜片110向佩戴眼镜装置100的用户提供或透射(transmit)光。镜片110由眼镜装置100的框架105的前部保持。镜片110可以是处方镜片(例如，单光镜片(single vision lens)、双焦点镜片和三焦点镜片或渐进镜片)，以帮助矫正用户的视力缺陷。处方镜片将环境光透射给佩戴眼镜装置100的用户。透射的环境光可以被处方镜片改变，以矫正用户的视力缺陷。镜片110可以是偏振镜片或有色镜片，以保护用户的眼睛免受阳光照射。镜片110可以是作为波导显示器一部分的一个或更多个波导，其中图像光通过波导的末端或边缘耦合到用户的眼睛。镜片110可以包括用于提供图像光的电子显示器，并且还可以包括用于放大来自电子显示器的图像光的光学块。关于镜片110的另外的细节可以在对图5的详细描述中找到。
62.传感器装置115估计相对于眼镜装置100的初始位置的眼镜装置100的当前位置。传感器装置115可以位于眼镜装置100的框架105的一部分上。在其他实施例中，传感器装置115可以位于不同于图1所示位置的位置处。传感器装置115包括位置传感器和惯性测量单元。关于传感器装置115的另外的细节可以在对图5的详细描述中找到。
63.眼镜装置100的音频系统包括换能器组件120和光学麦克风组件125，换能器组件120被配置为向眼镜装置100的用户提供音频内容，光学麦克风组件125被配置为检测由换能器组件120产生的声压波。在图1所示的实施例中，眼镜装置100的音频系统包括换能器组件120、光学麦克风组件125和控制器130。音频系统通过利用换能器组件120向用户提供音频内容。音频系统还使用来自光学麦克风组件125的反馈以在不同的用户之间创建相似的音频体验。控制器130通过生成音频指令来管理换能器组件120的操作。控制器130还接收由麦克风组件120监测到的反馈，例如用于更新音频指令。关于音频系统的另外的细节可以在图3的详细描述中找到。
64.各种类型的换能器可用于向用户的耳朵输出音频内容。换能器组件120可以包括单一类型的换能器，例如软骨传导换能器、骨传导换能器或空气传导换能器。替代地，换能
器组件120是包括两种或更多种类型的换能器的混杂换能器(hybrid transducer)。例如，换能器组件120包括被配置为在两个不同的频率范围内振动的两个换能器，这两个不同的频率范围可以重叠或者可以不重叠。换能器组件120根据音频指令操作，该音频指令可以包括内容信号、控制信号和增益信号。内容信号可以基于用于呈现给用户的音频内容。控制信号可以用于启用或禁用换能器组件120或换能器组件的一个或更多个换能器。增益信号可以用于调整内容信号的振幅。
65.在一些实施例中，换能器组件120包括软骨传导换能器，该软骨传导换能器通过使在用户的耳朵中的软骨振动来产生声音。在实施例中，软骨传导换能器被耦合到框架105的末端件，并且被配置成耦合到用户的耳朵的耳廓的背部。耳廓是外耳伸出用户头部的部分。软骨传导换能器从控制器130接收音频指令，并根据音频指令使耳廓振动以在用户耳朵的入口处生成空气传播的声压波。
66.在一些实施例中，换能器组件120包括空气传导换能器，该空气传导换能器通过在用户的耳朵中生成空气传播的声压波来产生声音。在实施例中，空气传导换能器耦合到框架105的末端件，并被放置在用户耳朵的入口的前面。空气传导换能器从控制器130接收音频指令。
67.在一些实施例中，换能器组件120包括骨传导换能器，骨传导换能器通过使用户头部中的骨骼振动来产生声音。在实施例中，骨传导换能器耦合到框架105的末端件，并且被配置为在耳廓后面，并且耦合到用户骨骼的一部分。骨传导换能器从控制器130接收音频指令，并根据音频指令使用户骨骼的该部分振动。骨骼振动生成组织传播的声压波，该组织传播的声压波朝向用户的耳蜗传播，从而绕过耳膜。
68.光学麦克风组件125检测在用户耳朵的入口处的声压波。光学麦克风组件125耦合到框架105的末端件。如图1所示，光学麦克风组件125，包括被定位于用户耳朵的入口处的光学感测路径，例如光纤。光学麦克风组件125还包括耦合到框架105或被容纳在框架105中的激光器和检测器组件。例如，激光器和/或检测器组件可以在控制器130处或附近被容纳在框架105中，或者被容纳在光学感测路径耦合到的框架105的末端件中。激光器被配置成将光发射到光学感测路径中，并且检测器组件被配置成检测已经通过光学感测路径传播的光。检测器基于检测到的光的光路长度来测量用户耳朵附近的声压波。
69.在图1所示的实施例中，光纤被配置成使得光学麦克风组件125直接测量在用户耳朵的入口处的声压波。在其他实施例中，光纤位于用户耳朵附近的不同位置。在其他实施例中，光学麦克风组件125包括耦合到柔性膜的光纤，该柔性膜被配置为耦合到用户的耳廓的背部，并且光学麦克风组件125间接测量在耳朵的入口处的声压波。例如，光学麦克风组件125可以测量作为在耳朵入口处的声压波的反射的振动和/或测量由换能器组件120在用户的耳朵的耳廓上创建的振动，这些振动可以被用于估计在耳朵入口处的声压波。在其他实施例中，具有光纤的柔性膜耦合到用户头部中的骨骼或其他组织。关于光学麦克风组件125的另外的细节可以在对图3的详细描述中找到。
70.控制器130向换能器组件120提供音频指令并从光学麦克风组件125接收关于所产生的声音的信息，以及基于接收到的信息更新音频指令。音频指令可以由控制器130生成。控制器130可以从控制台接收音频内容(例如，音乐、校准信号)以呈现给用户，并基于接收到的音频内容生成音频指令。音频指令指示换能器组件120或换能器组件120的每个换能器
如何产生振动。例如，音频指令可以包括内容信号(例如，基于要提供的音频内容的目标波形)、控制信号(例如，用于启用或禁用换能器组件)和增益信号(例如，用于通过增大或减小目标波形的振幅来缩放内容信号)。如果换能器组件120中包括多个换能器，则控制器130为不同的换能器定制不同的音频指令。例如，由骨传导换能器生成的声压波通常具有比由软骨传导换能器或空气传导换能器生成的声压波小的幅度。此外，不同换能器的频率响应可能不同，因此控制器130基于它们的频率响应来调整每个换能器的指令。
71.控制器130还从光学麦克风组件125接收描述在用户的耳朵处产生的声音的信息。控制器130使用接收到的信息作为反馈来将产生的声音与目标声音(例如，音频内容)进行比较，并更新音频指令以使产生的声音更接近目标声音。例如，控制器130更新针对软骨传导换能器组件的音频指令，以调整用户耳朵的耳廓的振动，从而更接近目标声音。控制器130被嵌入在眼镜装置100的框架105中。在其他实施例中，控制器130可以位于不同的位置处。例如，控制器130可以是换能器组件120或者光学麦克风组件125的一部分，或者位于眼镜装置100的外部。关于控制器130和控制器130关于音频系统的其他部件的操作的另外的细节可以在对图3和图4的详细描述中找到。
72.音频系统
73.图2a是根据一个或更多个实施例的音频系统的一部分的剖面图200，该音频系统包括作为眼镜装置(例如，眼镜装置100)的部件的光纤麦克风。在该实施例中，换能器组件120包括软骨传导换能器220、空气传导换能器225和骨传导换能器230。光学感测路径235是光学麦克风组件125的部件。光学感测路径235检测由软骨传导换能器220、空气传导换能器225或骨传导换能器230中的一个或更多个产生的声压波。
74.在图2a所示的实施例中，光学感测路径235是光纤，光通过该光纤传播以检测用户的耳朵210的入口附近的声压。通过光纤传播的光可以是由容纳在框架105中的激光器发射的感测光束。感测光束通过光纤在远离框架105的方向上传播。感测光束在光纤的一端被反射，并通过光纤朝向检测器传播回来，检测器也被容纳在框架105中。例如，光学感测路径235可以在耳朵210的入口附近的一端包括法布里
‑
珀罗(fabry
‑
perot)干涉仪。法布里
‑
珀罗干涉仪包括指向彼此的半反射镜和全反射镜，使得感测光束在这两个反射镜之间来回传递。反射镜可以由空气或另一种介质间隔开。当感测光束在两个反射镜之间传递时，声压波对其进行调制。在其他实施例中，可以使用其他类型的干涉仪配置。在一些实施例中，光通过光纤在单一方向上传播，并且光学感测路径235包括前向和返回路径(即，光学感测路径235形成环路)。当感测光束通过光纤(例如，在光纤一端的法布里
‑
珀罗干涉仪内)传播时，由换能器220、225或230中的一个或更多个直接或间接地生成的声压波与感测光束相互作用，使得声压波更改感测光束的光路长度。光学麦克风组件125确定通过光纤传播的感测光束的光路长度，并基于检测到的感测光束的光路长度来测量声压波。参照图4对光学麦克风组件125的部件进行了更详细的描述。
75.如图2a所描绘的，光学感测路径235是光纤，其悬挂在作为音频系统的外壳的框架105上。在这种情况下，光学感测路径235直接从框架105朝向耳朵210的入口延伸。光学感测路径235测量由换能器220、225或230产生的空气传播的声波。例如，光学感测路径235测量由空气传导换能器225直接产生并通过耳朵210附近的空气传导的空气传播的压力波。光学感测路径235测量由软骨传导换能器220或骨传导换能器230间接产生的空气传播的压力
波，即从组织传播的压力波产生的空气传播的压力波。光纤的长度可以比图2a所描绘的长度更长或更短。更长的光纤可以增加光学麦克风的灵敏度，而更短的光纤可以更少地让用户分心。在一些实施例中，光学感测路径235包括从框架105延伸的刚性部件和从该刚性部件延伸并被定位于耳朵210的入口附近的柔性光纤。在实施例中，悬挂在音频系统的外壳上的光学感测路径235被配置为耦合到用户的组织。
76.软骨传导换能器220耦合到用户的耳朵210的耳廓的背部的一部分。软骨传导换能器220基于(例如，来自控制器的)音频指令使用户的耳朵210的耳廓的背部以第一频率范围振动，以在耳朵210的入口处生成第一范围的空气传播的声压波。空气传导换能器225是扬声器(例如，音圈换能器)，其在第二频率范围内振动，以在耳朵的入口处生成第二范围的空气传播的声压波。第一频率范围和第二频率范围可以不同或者可以有一些重叠。第一范围的空气传播的声压波和第二范围的空气传播的声压波从耳朵210的入口沿着耳膜所在的耳道215传播。耳膜由于空气传播的声压波的波动而振动，然后该振动被用户的耳蜗检测为声音(图2中未示出)。光学感测路径235和光学麦克风组件125的其他部件被定位于用户的耳朵210的入口处，以检测由软骨传导换能器220和空气传导换能器225产生的声压波。
77.骨传导换能器230耦合到在用户的耳朵210后面的用户骨骼的一部分。骨传导换能器230在第三频率范围内振动。骨传导换能器230使它所耦合到的骨骼部分振动。该骨骼部分传导振动以在耳蜗处创建第三范围的组织传播的声压波，该第三范围的组织传播的声压波然后被用户感知为声音。由骨传导换能器230创建的在内耳内的振动在用户的耳朵外导致微弱的空气传播的声压波。光学感测路径235和光学麦克风组件125的其他部件被配置成检测由骨传导换能器230产生的空气传播的声压波。
78.更具体地，骨传导换能器230生成组织传播的压力波，该组织传播的压力波通过用户的骨骼(例如，乳突)传播到包含耳蜗的内耳。当组织传播的压力波到达内耳时，在内耳内的波从内部使耳膜振动，从而在用户的耳膜外部生成微弱的空气传播的压力波。例如，在用户的耳朵外部的空气传播的压力波可能导致纳米或皮米量级的粒子位移。这些空气传播的压力波太微弱，以至于无法被典型的双耳麦克风或麦克风阵列检测到。然而，光学感测路径235足够灵敏以检测纳米或皮米量级的粒子位移，并且因此可以检测由骨传导换能器230生成的声压波。
79.尽管音频系统的该部分(如图2a所示)示出了一个软骨传导换能器220、一个空气传导换能器225、一个骨传导换能器230和一个光学感测路径235，它们被配置为产生和检测针对用户的一只耳朵210的音频内容，但是其他实施例包括相同的设置以产生针对用户的另一只耳朵的音频内容。音频系统的其他实施例包括一个或更多个软骨传导换能器、一个或更多个空气传导换能器和一个或更多个骨传导换能器的任意组合。音频系统的示例包括软骨传导和骨传导的组合、空气传导和骨传导的另一种组合、空气传导和软骨传导的另一种组合，等等。
80.图2b是根据一个或更多个实施例的音频系统的一部分的剖面图250，该音频系统包括作为眼镜装置(例如，眼镜装置100)的部件、具有柔性膜的光学麦克风。换能器组件120包括软骨传导换能器270、空气传导换能器275和骨传导换能器280，它们类似于参照图2a描述的软骨传导换能器220、空气传导换能器225和骨传导换能器230。光学感测路径285是光学麦克风组件125的替代实施例的部件。光学感测路径285检测由软骨传导换能器270、空气
传导换能器275或骨传导换能器280中的一个或更多个产生的空气传播的音频压力波。
81.在图2b中所示的示例中，光学感测路径285包括光纤295，膜290耦合到该光纤295。膜290是柔性的，并且光纤295以这样的方式附接到膜290，使得当膜290(例如，响应于声压波)移动时，光学感测路径285的长度改变。光纤295可以是刚性的，使得光路长度的改变由膜290的移动产生，而不是由光纤295的移动产生。膜290和光纤295连接到框架105，并被定位于耳道265附近。如同图2a中的光纤，由容纳在框架105中的激光器发射的感测光束传播到光纤295中并通过光纤295传播。感测光束被膜290反射，并通过光纤295朝向检测器传播回来。光纤295输出的感测光束被导向检测器。
82.当感测光束通过光纤传播时，由换能器270、275或280中的一个或更多个产生的声压波与感测光束相互作用，使得声压波更改感测光束的光路长度。特别地，膜290随着检测到的声压波移动，并且膜290的移动导致光纤295的光路长度的改变。例如，当声压波在框架105的方向上推动膜290时，与膜定位290的中性定位(neutral position)相比，这缩短了光路长度。光学麦克风组件125确定通过光纤295传播的感测光束的光路长度，并基于检测到的感测光束的光路长度来测量声压波。例如，膜290可以随着声压波振动，并且检测到的振动的振幅(其根据光路长度的变化量来测量)可以与检测到的声压波的振幅相关。耦合的光纤295对纳米量级或甚至皮米量级的声压波敏感，允许在低音量下进行检测和检测由骨传导换能器280生成的压力波。
83.虽然在图2b中光学感测路径285的膜290被定位于耳朵260的入口附近，但是在其他实施例中，光学感测路径285和/或膜290位于不同的定位。例如，光纤295和附接的膜290可以直接被安装在框架105上，而不是如图2b所示光纤295从框架105朝向用户耳朵的入口延伸。在其他实施例中，膜290和耦合的光纤295耦合到用户头部的组织。例如，膜290耦合到耳朵260的耳廓或用户头部中的骨骼。将膜290耦合到用户头部中的骨骼可以进一步改善对骨传导换能器280生成的声压波的检测。在这个示例中，膜290测量组织传播的压力波，而不是测量由组织传播的压力波导致的空气传播的压力波。在一些实施例中，音频系统包括多个光学感测路径，例如，用于检测空气传播的声压波的在耳道附近的一个光学感测路径以及用于检测组织传播的声压波的耦合到组织的第二光学感测路径。
84.如图2b所示，光学感测路径285具有悬挂在音频系统的外壳(例如，框架105)上的光纤295。在一个实施例中，光学感测路径285(例如，膜290)被配置为耦合到用户的组织。在另一个实施例中，光学感测路径285的末端(例如，膜290)被配置成悬置在空气中，并被定位在用户的耳朵的入口(例如，耳道265的入口，如图2b所示)处。
85.图3是根据一个或更多个实施例的音频系统300的框图。图1中的音频系统是音频系统300的实施例。音频设备300包括一个或更多个换能器310、声学组件320和控制器330。在一个实施例中，音频系统300还包括输入接口。在其他实施例中，音频系统300可以具有所列出的部件与任何附加部件的任意组合。类似地，功能可以以与本文描述的方式不同的方式在部件之间进行分配。
86.根据一个或更多个实施例，换能器310包括一个或更多个软骨传导换能器、一个或更多个空气传导换能器和一个或更多个骨传导换能器的任意组合。换能器310在总频率范围(total range of frequencies)内向用户提供声音。例如，总频率范围是20hz
‑
20khz，一般是在人类听觉的平均范围左右。每个换能器310被配置成在各种频率范围内振动。在一个
实施例中，每个换能器310在总频率范围内操作。在其他实施例中，每个换能器在总频率范围的子范围内操作。在一个实施例中，一个或更多个换能器在第一子范围内操作，以及一个或更多个换能器在第二子范围内操作。例如，第一换能器被配置为在低子范围(例如，20hz
‑
500hz)内操作，而第二换能器被配置为在中等子范围(例如，500hz
‑
8khz)内操作，以及第三换能器被配置为在高子范围(例如，8khz
‑
20khz)内操作。在另一个实施例中，用于换能器310的子范围与一个或更多个其他子范围部分重叠。
87.在一些实施例中，换能器310包括软骨传导换能器。软骨传导换能器被配置为根据(例如，从控制器330接收到的)音频指令来使用户耳朵的软骨振动。软骨传导换能器耦合到用户的耳朵的耳廓的背部的一部分。软骨传导换能器包括至少一个换能器，该至少一个换能器用于根据音频指令使耳廓在第一频率范围内振动，以使耳廓创建声压波。在第一频率范围内，软骨传导换能器可以改变振动的振幅来影响所产生的声压波的振幅。例如，软骨传导换能器被配置为使耳廓在500hz
‑
8khz的第一频率子范围内振动。在一个实施例中，软骨传导换能器与用户耳朵的背部保持良好的表面接触，并保持对用户耳朵的稳定量的作用力(例如，1牛顿)。良好的表面接触提供了振动从换能器到用户的软骨的最大限度的传送。
88.在一个实施例中，换能器是单个压电换能器。压电换能器可以使用+/
‑
100v左右的电压范围生成高达20khz的频率。电压范围也可以包括较低的电压(例如，+/
‑
10v)。压电换能器可以是堆叠的压电致动器。堆叠的压电致动器包括堆叠(例如，机械地串联连接)的多个压电元件。堆叠的压电致动器可以具有较低的电压范围，因为堆叠的压电致动器的移动可以是单个压电元件的移动与堆叠中的元件数量的乘积。压电换能器由压电材料制成，该压电材料可以在电场存在时生成应变(例如，材料变形)。压电材料可以是聚合物(例如，聚氯乙烯(pvc)、聚偏氟乙烯(pvdf))、基于聚合物的复合物、陶瓷或晶体(例如，石英(二氧化硅或sio2)、锆钛酸铅(pzt))。通过在作为极化材料的聚合物上施加电场或电压，聚合物的极化改变，并且聚合物可以根据所施加电场的极性和大小而压缩或膨胀。压电换能器可以耦合到良好地附接到用户的耳朵的材料(例如，硅酮(silicone))。
89.在另一个实施例中，换能器是动圈式换能器(moving coil transducer)。典型的动圈式换能器包括线圈和产生永久磁场的永久磁铁。在导线被置于永久磁场中时，向导线施加电流会根据电流的振幅和极性在线圈上产生力，该力可以朝向或远离永久磁铁移动线圈。动圈式换能器可以由更刚性的材料制成。动圈式换能器也可以耦合到良好地附接到用户的耳朵的材料(例如，硅酮)。
90.在一些实施例中，换能器310包括空气传导换能器。空气传导换能器被配置成根据(例如，从控制器330接收到的)音频指令来振动以在用户耳朵的入口处生成声压波。空气传导换能器在用户耳朵的入口的前面。最佳情况下，空气传导换能器不被阻挡(unobstructed)，能够直接在耳朵的入口处生成声压波。空气传导换能器包括至少一个换能器(基本上类似于结合软骨传导换能器描述的换能器)，该至少一个换能器用于根据音频指令在第二频率范围内振动，以创建声压波。在第二频率范围内，空气传导换能器可以改变振动的振幅以影响所产生的声压波的振幅。例如，空气传导换能器被配置为在8khz
‑
20khz(或人类可听到的更高频率)的第二频率子范围内振动。
91.在一些实施例中，换能器310包括骨传导换能器。骨传导换能器被配置为根据(例如，从控制器330接收到的)音频指令来使用户的骨骼振动以被耳蜗直接检测到。骨传导换
能器可以耦合到用户的骨骼的一部分。在一个实现中，骨传导换能器耦合到在用户耳朵后面的用户头骨。在另一个实现中，骨传导换能器耦合到用户的下颌。骨传导换能器包括至少一个换能器(基本上类似于结合软骨传导换能器描述的换能器)，该至少一个换能器用于根据音频指令在第三频率范围内振动。在第三频率范围内，骨传导换能器可以改变振动的振幅。例如，骨传导换能器组件被配置为在l00hz(或人类可听到的更低频率)
‑
500hz的第三频率子范围内振动。
92.麦克风组件320检测在用户耳朵的入口处的声压波。麦克风组件320是光学麦克风，其包括光学感测路径，例如参照图2a和图2b描述的光学感测路径之一。一个或更多个光学麦克风可以被定位于用户的每只耳朵的入口处。麦克风组件320被配置成检测在用户耳朵的入口处形成的空气传播的声压波。可选地或附加地，麦克风组件320被配置成检测在用户耳朵的入口处形成的空气传播的声压波。在一个实施例中，麦克风组件320向控制器330提供关于所产生的声音的信息。麦克风组件320向控制器330传输对检测到的声压波的反馈信息。参照图4更详细地描述了麦克风组件320的示例。
93.控制器330控制音频系统300的部件。控制器330基于来自麦克风组件320的反馈，生成指示换能器310如何产生振动的音频指令。例如，音频指令可以包括内容信号(例如，被应用于换能器310中的任何一个以产生振动的信号)、用于启用或禁用换能器310中的任何一个的控制信号以及用于缩放内容信号(例如，增加或减小由换能器310产生的振动的振幅)的增益信号。例如，控制器330将音频指令细分为针对不同换能器310的不同的音频指令集合。音频指令集合控制特定的换能器。在一些实施例中，控制器330基于每个换能器的频率范围、基于(例如，经由输入接口)从用户接收到的对音频源选项的选择、或者基于每个换能器的频率范围和接收到的对音频源选项的选择来细分针对每个换能器的音频指令。
94.例如，音频系统300可以包括软骨传导换能器、空气传导换能器和骨传导换能器。按照该示例，控制器330可以指定针对软骨传导换能器的用于指示在中等频率范围内振动的第一音频指令集合、针对空气传导换能器的用于指示在高频率范围内振动的第二音频指令集合以及针对骨传导换能器的用于指示在低频率范围内振动的第三音频指令集合。在另外的实施例中，这些音频指令集合指示换能器310，使得一个换能器的频率范围与另一个换能器的频率范围部分重叠。
95.控制器330基于音频内容的部分和频率响应模型来生成音频指令的内容信号。要提供的音频内容可以包括在人类听觉的整个范围内的声音。控制器330获取音频内容，并确定将由换能器310中的每一个提供的音频内容的部分。在一个实施例中，控制器330基于每个换能器的可操作频率范围来确定该换能器的音频内容部分。例如，控制器330确定在100hz
‑
300hz范围内的音频内容部分，该100hz
‑
300hz范围可以是骨传导换能器的操作范围。内容信号可以包括用于使换能器310中的每一个振动的目标波形。频率响应模型描述了音频系统300对特定频率下的输入的响应，并且可以指示输出如何基于输入来在振幅和相位上偏移(shift)。利用频率响应模型，控制器330可以调整内容信号，以便考虑偏移的输出。因此，控制器330可以用音频内容(例如，目标输出)和频率响应模型(例如，输入与输出的关系)来生成音频指令的内容信号。在一个实施例中，控制器330可以通过对音频内容应用频率响应的逆来生成音频指令的内容信号。
96.控制器330接收来自麦克风组件320的反馈。麦克风组件320提供关于检测到的由
换能器310中的一个或更多个产生的声压波的信息。控制器330可以基于要提供给用户的音频内容来将检测到的声压波与目标波形进行比较。控制器330然后可以计算逆函数以应用到检测到的声压波，使得检测到的声压波与目标波形匹配。因此，控制器330可以使用计算出的特定于每个用户逆函数来更新音频系统的频率响应模型。可以在用户收听音频内容的同时执行对频率模型的调整。对频率模型的调整也可以在针对用户校准音频系统300期间进行。控制器330然后可以使用调整后的频率响应模型来生成更新的音频指令。通过基于来自麦克风组件320的反馈来更新音频指令，控制器330可以更好地为音频系统300的不同用户提供类似的音频体验。
97.在具有软骨传导换能器、空气传导换能器和骨传导换能器的任何组合的音频系统300的一些实施例中，控制器330更新音频指令，以便实现每个换能器310的操作的不同变化。由于每个用户的耳廓不同(例如，形状和大小不同)，频率响应模型将因用户而异。通过基于由麦克风组件320捕获的音频反馈来调整针对每个用户的频率响应模型，音频系统可以保持所产生的声音的类型相同(例如，中性收听(neutral listening))，而不管用户是谁。中性收听是在不同用户之间具有相似的收听体验。换句话说，收听体验对用户来说是公正的或中立的(例如，不因用户而改变)。
98.在另一个实施例中，音频系统使用平坦频谱宽带信号来生成经调整的频率响应模型。例如，控制器330基于平坦频谱宽带信号向换能器310提供音频指令。麦克风组件320检测在用户耳朵的入口处的声压波。控制器330基于平坦频谱宽带信号将检测到的声压波与目标波形进行比较，并相应地调整音频系统的频率模型。在该实施例中，可以在针对特定用户执行音频系统的校准时使用平坦频谱宽带信号。因此，音频系统可以针对用户执行初始校准，而不是连续监测音频系统。在该实施例中，麦克风组件320可以临时耦合到音频系统300，以用于用户的校准。例如，在校准之后，光学感测路径235或285可以从眼镜装置移除，以提高用户的舒适度。
99.在一些实施例中，控制器330管理音频系统300的校准。控制器330针对换能器310中的每一个生成校准指令。校准指令可以指示一个或更多个换能器生成对应于目标波形的声压波。在一些实施例中，声压波可以对应于例如一个音调(tone)或一组音调。在其他实施例中，声压波可以对应于正被呈现给用户的音频内容(例如，音乐)。控制器330可以一次一个地或一次多个地向换能器310发送校准指令。当换能器接收到校准内容时，换能器根据校准指令生成声压波。麦克风组件320检测声压波，并将检测到的声压波发送到控制器330。控制器330将检测到的声压波与目标波形进行比较。控制器330然后可以修改校准指令，使得换能器310发射更接近目标波形的声压波。控制器330可以重复该过程，直到目标波形和检测到的声压波之间的差在某个阈值内。在每个换能器被单独校准的一个实施例中，控制器330将发送到换能器的校准内容与由麦克风组件320检测到的声压波进行比较。控制器330可以基于针对该换能器组件的校准来生成频率响应模型。响应于完成用户的校准，麦克风组件320可以与眼镜装置解耦合。移除麦克风组件320的优点包括使音频系统300更容易佩戴，减小音频系统300的体积和重量并潜在地减小眼镜装置(例如，眼镜装置100、眼镜装置200或眼镜装置250)——音频系统300是该眼睛装置的部件——的体积和重量，以及减小音频系统300的功耗。
100.图4是根据一个或更多个实施例的音频系统的麦克风组件320的框图。图4所示的
interference)，并且在光电检测器460处检测到的光量与参考光束和感测光束的相对相位相关。信号处理器470接收由光电检测器460生成的电流，并将该电流转换成对检测到的声压波的测量结果。具体地，信号处理器470基于感测光束和参考光束的相对相位来确定感测光束相对于参考光束的光路长度的改变，并且基于光路长度的改变来确定对声压波的测量结果。信号处理器470向控制器330传输对声压波的测量结果，如上面所讨论的，控制器330基于该测量结果来调整针对换能器310中的一个或更多个的音频指令。
107.信号处理器470还可以区分由声压波引起的光路长度的改变和由于其他因素而引起的光路长度的改变。例如，如果音频系统300被运动中的用户佩戴，用户头部的运动可能引起光路长度的改变(例如，由于光纤的运动而引起)。作为示例，信号处理器470处理接收到的信号以识别检测到的光路长度的改变的频率，并在对应于声压波(例如，20hz
‑
20khz)的频率范围内选择信号的部分。由物理运动引起的光路长度的改变通常是较低的频率，因此信号处理器470可以将接收到的信号中由物理运动引起的部分作为噪声移除。在一些实施例中，控制器330指示换能器310产生特定的频率、频率集合或频率范围的声压波，并将该频率信息传输到信号处理器470。在这样的实施例中，信号处理器470测量接收到的信号中与产生的声压波的频率相匹配的部分。
108.虽然图4示出了基于马赫
‑
曾德尔干涉仪的光学麦克风组件320，但是在其他实施例中，可以使用替代的检测设备。例如，光学麦克风组件可以基于迈克尔逊干涉仪(michelson interferometer)、斐索干涉仪(fizeau interferometer)或另一种类型的光学干涉仪或光学检测设备。
109.图5是根据一个或更多个实施例的包括音频系统的眼镜装置的系统环境500。系统500可以在人工现实环境(例如，虚拟现实环境、增强现实环境、混合现实环境或它们的某种组合)中操作。图5所示的系统500包括眼镜装置505和耦合到控制台510的输入/输出(i/o)接口515。眼镜装置505可以是眼镜装置100的实施例。虽然图5示出了包括一个眼镜装置505和一个i/o接口515的示例系统500，但在其他实施例中，系统500中可以包括任意数量的这些部件。例如，可以有多个眼镜装置505，每个眼镜装置具有相关联的i/o接口515，其中每个眼镜装置505和i/o接口515都与控制台510通信。在替代配置中，系统500中可以包括不同的和/或附加的部件。另外，在一些实施例中，结合图5所示的一个或更多个部件描述的功能可以以不同于结合图5描述的方式在部件之间分配。例如，控制台510的一些或全部功能由眼镜装置505提供。
110.眼镜装置505可以是hmd，其向用户呈现内容，这些内容包括用计算机生成的元素(例如，二维(2d)或三维(3d)图像、2d或3d视频、声音等)增强的物理、真实世界环境的视图。在一些实施例中，所呈现的内容包括经由音频系统300呈现的音频，音频系统300从眼镜装置505、控制台510或两者接收音频信息，并基于音频信息来呈现音频数据。在一些实施例中，眼镜装置505部分地基于用户周围的真实环境向用户呈现虚拟内容。例如，虚拟内容可以被呈现给眼镜装置的用户。用户物理上可以在房间中，并且房间的虚拟墙壁和虚拟地板被渲染为虚拟内容的一部分。
111.眼镜装置505包括图3的音频系统300。音频系统300包括一种或更多种声音传导方法和用于检测所产生的声音的光学麦克风组件。如上面所提及的，音频系统300可以包括一个或更多个软骨传导换能器、一个或更多个空气传导换能器以及一个或更多个骨传导换能
器的任意组合。音频系统300向眼睛装置505的用户提供音频内容。音频系统300使用光学麦克风监测所产生的声音，使得它可以补偿关于用户的每只耳朵的频率响应模型，并且可以使用眼镜装置505在不同个体之间保持所产生的声音的一致性。
112.眼镜装置505可以包括深度相机组件(dca)520、电子显示器525、光学块530、一个或更多个位置传感器535以及惯性测量单元(imu)540。电子显示器525和光学块530是镜片110的一个实施例。位置传感器535和imu 540是传感器装置115的一个实施例。眼镜装置505的一些实施例具有与结合图5描述的部件不同的部件。另外，在其它实施例中，由结合图5描述的各个部件提供的功能可以被不同地分配在眼镜装置505的部件中，或者可以在远离眼镜装置505的单独组件中被捕获。
113.dca520捕获描述围绕眼镜装置505的一部分或全部的局部区域的深度信息的数据。dca 520可以包括发光器、成像设备和可以耦合到发光器和成像设备二者的dca控制器。发光器例如根据由dca控制器生成的发射指令用照明光照射局部区域。dca控制器被配置为基于发射指令来控制发光器的特定部件的操作，例如，以调整照射局部区域的照明光的强度和图案。在一些实施例中，照明光可以包括结构光图案，例如点图案、线图案等。成像设备捕获在用照明光照射的局部区域中的一个或更多个对象的一个或更多个图像。dca 520可以使用由成像设备捕获的数据来计算深度信息，或者dca 520可以将该信息发送到另一设备(例如控制台510)，该另一设备可以使用来自dca 520的数据来确定深度信息。
114.电子显示器525根据从控制台510接收的数据来向用户显示2d或3d图像。在各种实施例中，电子显示器525包括单个电子显示器或多个电子显示器(例如，针对用户的每只眼睛的显示器)。电子显示器525的示例包括：液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示器、有源矩阵有机发光二极管显示器(amoled)、某种其它显示器、或它们的某种组合。电子显示器525可以是波导显示器。
115.在一些实施例中，光学块530放大从电子显示器525接收的图像光，校正与图像光相关联的光学误差，并将经校正的图像光呈现给眼镜装置505的用户。在各种实施例中，光学块530包括一个或更多个光学元件。光学块530中包括的示例光学元件包括：波导、光圈、菲涅尔透镜(fresnel lens)、凸透镜、凹透镜、滤光器、反射表面或影响图像光的任何其他合适的光学元件。此外，光学块530可以包括不同光学元件的组合。在一些实施例中，光学块530中的一个或更多个光学元件可以具有一个或更多个涂层，例如部分反射涂层或抗反射涂层。
116.光学块530对图像光的放大和聚焦允许电子显示器525比更大的显示器物理上更小、重量更轻并且消耗更少的功率。此外，放大可以增大电子显示器525所呈现的内容的视场。例如，所显示内容的视场使得所显示内容使用用户的几乎所有视场(例如，大约110度对角线)、且在一些情况下使用所有视场来呈现。另外，在一些实施例中，可以通过添加或移除光学元件来调整放大量。
117.在一些实施例中，光学块530可以被设计成校正一种或更多种类型的光学误差。光学误差的示例包括桶形或枕形失真、纵向色差或横向色差。其他类型的光学误差还可以包括球面像差、色差(chromatic aberrations)或由于透镜像场弯曲(lens field curvature)、散光或任何其他类型的光学误差引起的误差。在一些实施例中，被提供给电子显示器525用于显示的内容被预失真，并且当光学块530从电子显示器525接收基于内容生
成的图像光时，光学块630校正失真。
118.imu 540是电子设备，其基于从一个或更多个位置传感器535接收的测量信号生成指示眼镜装置505的位置的数据。位置传感器535响应于眼镜装置505的运动而生成一个或更多个测量信号。位置传感器535的示例包括：一个或更多个加速度计、一个或更多个陀螺仪、一个或更多个磁力计、检测运动的另一种合适类型的传感器、用于imu 540的误差校正的一种类型的传感器或者其某种组合。位置传感器535可以位于imu 540的外部、imu 540的内部或者这两种位置的某种组合。
119.基于来自一个或更多个位置传感器535的一个或更多个测量信号，imu 540生成指示相对于眼镜装置505的初始位置的眼镜装置505的估计的当前位置的数据。例如，位置传感器535包括用于测量平移运动(向前/向后、向上/向下、向左/向右)的多个加速度计和用于测量旋转运动(例如，俯仰、偏航和横滚)的多个陀螺仪。在一些实施例中，imu 540对测量信号进行快速采样，并从采样的数据计算眼镜装置505的估计的当前位置。例如，imu 540在时间上对从加速度计接收的测量信号进行积分以估计速度向量，并在时间上对速度向量进行积分以确定参考点在眼镜装置505上的估计的当前位置。替代地，imu 540向控制台510提供采样的测量信号，控制台510对数据进行解析以减少误差。参考点是可以用来描述眼镜装置505的位置的点。参考点通常可以被定义为空间中的点或者与眼镜装置505的定向和位置相关的位置。
120.i/o接口515是允许用户发送动作请求并从控制台510接收响应的装置。动作请求是执行特定动作的请求。例如，动作请求可以是开始或结束捕获图像或视频数据的指令，或者是在应用内执行特定动作的指令。i/o接口515可以包括一个或更多个输入装置。示例输入装置包括：键盘、鼠标、游戏控制器、或者用于接收动作请求并将动作请求传送到控制台510的任何其他合适的装置。由i/o接口515接收的动作请求被传送到控制台510，控制台510执行对应于动作请求的动作。在一些实施例中，如上文进一步描述的，i/o接口515包括imu 540，imu 540捕获指示相对于i/o接口515的初始位置的i/o接口515的估计的位置的校准数据。在一些实施例中，输入接口515可以根据从控制台510接收的指令来向用户提供触觉反馈。例如，当动作请求被接收到时，或者当控制台510向i/o接口515传送使i/o接口515在控制台510执行动作时生成触觉反馈的指令时，触觉反馈被提供。
121.控制台510根据从以下中的一个或更多个接收的信息向眼镜装置505提供内容以进行处理：眼镜装置505和i/o接口515。在图5所示的示例中，控制台510包括应用储存器550、跟踪模块555和引擎545。控制台510的一些实施例具有与结合图5描述的模块或部件不同的模块或部件。类似地，下面进一步描述的功能可以以不同于结合图5描述的方式被分配在控制台510的部件中。
122.应用储存器550存储用于由控制台510执行的一个或更多个应用。应用是一组指令，该组指令当由处理器执行时生成用于呈现给用户的内容。由应用生成的内容可以响应于经由眼镜装置505或i/o接口515的移动而从用户接收的输入。应用的示例包括：游戏应用、会议应用、视频回放应用或其它合适的应用。
123.跟踪模块555使用一个或更多个校准参数来校准系统环境500，并且可以调整一个或更多个校准参数以减少眼镜装置505或i/o接口515的位置确定中的误差。由跟踪模块555执行的校准也考虑从眼镜装置505中的imu 540和/或被包括在i/o接口515中的imu 540接
收的信息。另外，如果对眼镜装置505的跟踪被丢失，则跟踪模块555可以重新校准系统环境500的一部分或全部。
124.跟踪模块555使用来自一个或更多个位置传感器535、imu 540、dca 520或它们的某种组合的信息来跟踪眼镜装置505或i/o接口515的移动。例如，跟踪模块555基于来自眼镜装置505的信息来确定眼镜装置505的参考点在局部区域的映射中的位置。跟踪模块555还可以分别地使用来自imu 540的指示眼镜装置505的位置的数据或者使用来自被包括在i/o接口515中的imu 540的指示i/o接口515的位置的数据，来确定眼镜装置505的参考点或者i/o接口515的参考点的位置。另外，在一些实施例中，跟踪模块555可以使用来自imu 540的指示眼镜装置505的位置的数据的部分来预测眼镜装置505的未来位置。跟踪模块555向引擎545提供眼镜装置505或i/o接口515的估计的或预测的未来位置。
125.引擎545也执行系统环境500内的应用，并从跟踪模块555接收眼镜装置505的位置信息、加速度信息、速度信息、所预测的未来位置、或它们的某种组合。基于接收到的信息，引擎545确定要提供给眼镜装置505用于呈现给用户的内容。例如，如果接收到的信息指示用户已经向左看，则引擎545为眼镜装置505生成反映(mirror)用户在虚拟环境中或在用附加内容增强局部区域的环境中的移动的内容。另外，引擎545响应于从i/o接口515接收的动作请求来执行在控制台510上执行的应用内的动作，并且向用户提供动作被执行的反馈。所提供的反馈可以是经由眼镜装置505的视觉或听觉反馈或者经由i/o接口515的触觉反馈。
126.附加配置信息
127.本公开的实施例的前述描述为了说明的目的被提出；它并不意图为无遗漏的或将本公开限制到所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多修改和变化是可能的。
128.本描述的一些部分从对信息的操作的算法和符号表示方面描述了本公开的实施例。数据处理领域的技术人员通常使用这些算法描述和表示来向本领域的其他技术人员有效地传达他们工作的实质。这些操作虽然在功能上、计算上或逻辑上进行了描述，但应理解为将由计算机程序或等效电路、微代码等来实现。此外，将操作的这些布置称为模块有时候也被证明是方便的而不失一般性。所描述的操作和它们的相关模块可以体现在软件、固件、硬件或其任何组合中。
129.可以利用一个或更多个硬件或软件模块单独地或与其他设备组合地来执行或实现本文描述的任何步骤、操作或过程。在一个实施例中，利用包括计算机可读介质的计算机程序产品来实现软件模块，该计算机可读介质包含计算机程序代码，计算机程序代码可以由计算机处理器执行，用于执行所描述的任何或全部步骤、操作或过程。
130.本公开的实施例也可以涉及用于执行本文的操作的设备。该设备可以被特别构造成用于所需的目的，和/或它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算装置。这种计算机程序可以被存储在非暂时性的、有形的计算机可读存储介质中，或者被存储在可以耦合到计算机系统总线的任何类型的适于存储电子指令的介质中。此外，说明书中提到的任何计算系统可以包括单个处理器，或者可以是采用多处理器设计来提高计算能力的架构。
131.本公开的实施例也可以涉及由本文所述的计算过程产生的产品。这样的产品可以包括从计算过程得到的信息，其中信息被存储在非暂时性的、有形的计算机可读存储介质
上且可以包括计算机程序产品或本文所述的其他数据组合的任何实施例。
132.最后，在说明书中使用的语言主要为了可读性和指导目的而被选择，并且它可以不被选择来描绘或限制创造性主题。因此，意图是本公开的范围不由该详细描述限制，而是由在基于其的申请上发布的任何权利要求限制。因此，实施例的公开意图对本公开的范围是说明性的，而不是限制性的，在所附权利要求中阐述了本公开的范围。