自 2024 年 1 月以来，已有 16 项新的智能眼镜专利涌现。这甚至不包括对该主题的先前专利的专利更新。近日，美国专利商标局正式发布了另一项智能眼镜专利，重点关注可伸缩的支撑臂，为用户提供舒适的佩戴体验等。
在苹果的专利背景中，他们指出头戴式设备（例如计算机眼镜或智能眼镜）佩戴在用户的头上，并结合了光学显示和计算功能。计算机眼镜通常由连接到眼镜两侧的支撑臂支撑在用户的头上。随着计算机眼镜的出现，对支撑臂的需求也随之增加，以支撑计算机眼镜增加的重量和移动。此外，敏感电子元件的加入增强了防止跌落事件的必要性，因为跌落事件可能会损坏敏感元件。
此外，头戴式设备包括扬声器和摄像头等电气元件，它们的定位需要适应用户（例如面部特征、头部形状、耳朵位置和头部倾斜）和环境的各种变化。
可调节智能眼镜支臂
头饰，例如头戴式设备（包括计算机眼镜），应适应各种头部形状和尺寸。计算机眼镜的支撑臂通常包括坚固的结构，以将电子设备封装在小尺寸中，这使得传统眼镜中的典型可调节性变得不可行。此外，由于需要将显示器眼罩与用户对齐，计算机眼镜需要比传统眼镜更可控和更准确的贴合，并且由于计算机眼镜的重量较重，计算机眼镜通常包含巧妙的保持机制。本公开内容部分涉及包含可伸缩支撑臂尖端的计算机眼镜。本公开内容还描述了针对用户单独定制的定制电气元件，例如扬声器和摄像头。
在一些示例中，可穿戴电子设备，例如计算机眼镜（也称为“智能眼镜”、“头戴式设备”或简称为“眼镜”）包括位于用户眼睛前方的镜片。镜片可以与显示单元集成以向用户显示视觉信息。镜片和显示单元可以通过固定机制支撑在用户的头上，例如缠绕在用户头部的带子或带子，或位于镜片相对侧并配置为搁在用户耳朵上或上方的支撑臂。
在一些示例中，每个支撑臂包括静态部分。静态部分可以是刚性的并且通常可以保持其整体形状和配置。在一些示例中，静态部分定义容纳电气元件的内部体积。支撑臂还可以包括具有调节机构的臂尖。调节机构可以相对于支撑臂的静态部分移动。调节机构可以塑造或重新配置支撑臂，以便更好地将眼镜固定到用户的头部。例如，调节机构可以包括从支撑臂的端部延伸出的可延伸部分，并且被配置为至少部分地环绕用户的耳朵和/或头部。在一些示例中，眼镜的两个支撑臂都可以包括调节机构。而在其他示例中，只有一个支撑臂包括调节机构。
调节机构可位于支撑臂的远端（即，与连接到镜头/显示器的一端相对）。通过定位在支撑臂的远端，调节机构可部分地环绕用户的耳朵或后脑勺。
在一些示例中，调节机构是重力驱动的。例如，臂尖可以响应于 HMD 相对于重力矢量的方向变化而从支撑臂动态延伸，仅或部分地。在一些示例中，臂尖的延伸仅由于重力而发生（即，不需要其他电机或致动器来延伸臂尖）。在一些示例中，调节机构包括机械致动器以控制调节机构的运动。例如，机械致动器可以包括旋钮、刻度盘、螺钉、凸轮或任何其他合适的机械致动器中的一个或多个。在一些示例中，调节机构包括电致动器以控制调节机构的运动。例如，电致动器可以包括电动机、压电电动机、螺线管、电磁铁或任何其他合适的电致动器中的一个或多个。如本文所述，调节机构可以包括各种各样的组件和特征。
调节机构可控制地使臂尖处于伸展配置或缩回配置。在伸展配置中，支撑臂的总长度比缩回配置时增加。在一些示例中，支撑臂和臂尖在伸展位置时可定义曲率半径，使得臂和臂尖可进一步将计算机眼镜固定在用户身上。
调节机构可以在收缩状态和伸展状态之间转换，方式多种多样。在一些示例中，用户输入可以激活状态之间的转换。例如，用户可以通过施加力（例如，推、按、旋转、滑动等）手动启动调节机构以转换到伸展状态。
在一些示例中，电信号可以启动缩回状态和伸展状态之间的转换。该信号可以响应于用户输入而传输，或者可以在预定条件满足时自动发生。在一些示例中，调整机构响应于从计算机眼镜上的一个或多个传感器接收信号而在状态之间转换。例如，计算机眼镜可以包括检测运动的惯性测量单元 (IMU)。调整机构可以响应于 IMU 检测到的运动超过预定阈值而激活。在一些示例中，计算机眼镜可以包括传感器以检测计算机眼镜何时放置在用户头上，并且调整机构可以响应于检测到用户已戴上眼镜而激活。在一些示例中，从用户头上取下计算眼镜的动作自然地启动调整机构以返回缩回状态。在一些示例中，一个或多个传感器可以确定用户是否打算取下计算机眼镜，并且作为响应，激活机构不响应于计算机眼镜的检测运动而激活。
进一步参考与 HMD 设备结合的扬声器，扬声器的性能至少部分取决于扬声器相对于用户某些解剖特征的位置。例如，HMD 扬声器的性能可以基于扬声器相对于用户耳朵的位置。当扬声器用于创建如上所述的空间音频体验时，情况尤其如此。
在一些示例中，扬声器可以与 HMD 的固定带集成在一起或安装在固定带上，这样扬声器就位于用户耳朵附近。在这样的示例中，扬声器可以配置为以朝向用户耳朵的主要方向发出声音。在一些示例中，可以定位多个扬声器并将其指向用户的两个耳朵。
确保 HMD 扬声器相对于用户耳朵的正确放置的一个困难是用户之间的解剖差异。头部尺寸各不相同，并且用户耳朵与其他解剖特征（例如 HMD 的显示部分可能放置的鼻子或眉毛）之间的距离因用户而异。即使是同一个用户，鼻子或颧骨与用户左耳之间的距离也可能与与右耳之间的距离不同。这些解剖学差异使得制造一种适用于所有用户的通用 HMD 设备变得困难。此外，HMD 设备的佩戴不一致可能导致用户每次佩戴设备时 HMD 的扬声器或其他电子元件的位置略有不同。
因此，HMD 可以包括可以调整的组件，以适应不同用户的不一致解剖特征以及与不一致佩戴相关的变化。还可以根据用户在使用过程中的一般位置、位置和方向来调整此类组件。这样，可以最佳地配置诸如扬声器、摄像头和其他组件之类的组件以增强性能。在一些示例中，可以沿着固定机构（例如将 HMD 固定到用户头部的带、带子或支撑臂）自动或手动调整或重新定位本文所述的 HMD 的诸如扬声器之类的组件，使其处于适当的位置和/或适当的方向。在一些示例中，可以自动或手动调整或重新定位本文所述的 HMD 的诸如摄像头之类的组件，使其处于 HMD 的框架或显示单元上的适当位置和/或适当的方向。
在一些示例中，HMD 的一个或多个组件（例如扬声器、摄像头）可以通过一个或多个位置调整机制固定到 HMD。在一些示例中，一旦用户戴上 HMD，就可以移动组件以根据一个或多个用户特征（例如头部倾斜或耳朵位置）重新定位或重新调整组件。在一些示例中，可以手动完成组件的重新定位或调整。在一些示例中，可以使用 HMD 的一个或多个自动重新定位驱动机制自动或动态地完成组件的重新定位或调整。在手动进行调整的示例中，可以提供某些引导或物理基准表面，以向用户指示扬声器何时正确定位。
另外，或者作为替代，可以将一个或多个传感器与 HMD 集成，当用户手动调整组件以指示何时已达到最佳位置或方向时，可以提供反馈。这种反馈可以通过 HMD 显示部分以视觉方式给出，或者以触觉、听觉或以其他方式使用显示部分或 HMD 的一个或多个其他模块或组件给出。在 HMD 自动完成扬声器调整的示例中，可以使用一个或多个传感器（直接与扬声器耦合的传感器或位于 HMD 其他地方的传感器）来确定每个扬声器相对于用户耳朵的位置和方式。
在 HMD 自动完成摄像头调整的示例中，可以使用一个或多个传感器（直接与摄像头耦合的传感器或位于 HMD 上其他位置的传感器）根据每个摄像头的视野确定每个摄像头的位置和方式。
下面的苹果专利图5显示了具有调节功能的计算机眼镜的顶视图：图2A显示了处于缩回状态的计算机眼镜的侧视图；图2B显示了处于伸展状态的图2A的计算机眼镜的侧视图。
苹果的专利图3A示出了处于缩回状态的支撑臂的横截面侧视图；图4示出了处于伸展状态的支撑臂的横截面侧视图。
下面的苹果专利图7显示了头戴式设备的透视侧视图；图8A显示了头戴式设备的侧视图；图8B显示了可铰接式摄像头单元的侧视图；图8C显示了定制摄像头单元的侧视图。
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