[发明专利]用于使用MEMS投影仪来确定HMD或另一控制器的光电传感器的取向的系统和方法

说明书

本发明描述一种用于确定控制器的光电传感器相对于投影仪的取向的方法。所述方法包括通过所述投影仪的光束发生器产生光束。所述方法另外包括使用在图案中移动的微机电系统(MEMS)镜来修改所述光束的行进方向，检测所述光束，计算检测到所述光束所处的时间，并基于所述图案和所述时间来确定所述光束的取向以确定所述光电传感器的所述取向。

技术领域

本公开涉及用于使用微机电系统(MEMS)镜来确定控制器的光电传感器的取向的系统和方法。

背景技术

视频游戏行业的吸引力越来越大。随着时间的推移，更多的人使用例如控制器、手机、头戴式显示器等小装置来玩视频游戏。为了玩视频游戏，用户的位置被确定。

在此背景下，产生本公开中描述的实施方案。

发明内容

在一个实施方案中，一种包括微机电系统(MEMS)镜的系统用于跟踪穿过测量空间的光束。许多光束控制的图案为使用MEMS镜可能实现的。然而，作为实例，应用李萨如(Lissajous)变化图案。李萨如变化图案将以谐振操作模式驱动MEMS镜，例如，在MEMS镜的谐振频率之下沿着MEMS镜的y轴移动MEMS镜，且在谐振频率之上沿着MEMS镜的x轴移动MEMS镜。设定李萨如变化图案的重复标准。当MEMS镜为旋转镜时，测量结果例如检测到的光束击中信号的脉冲等限于李萨如变化图案预定频率，例如，60赫兹、在55赫兹与65赫兹之间的范围等。

通过使用光束，用在此速率下的一个或两个旋转MEMS镜扫描整个测量空间，例如，体积等。光束比用以扫描整个测量空间的线移动得更快。通过驱使MEMS镜靠近其谐振频率，光束被使用且实现期望的更新速率以用于跟踪光束。只要MEMS镜沿着x和y轴的移动的频率在谐振峰的较小百分比内，MEMS镜就以谐振模式移动。在例如第1/180、第1/200、第1/170等的数量级中的MEMS镜沿着x和y轴的移动的频率中的轻微差异产生填充整个测量空间的李萨如变化图案。

通过使用光束而非线，系统的同步定时用于确定光束的取向。所述系统另外包括接收器，例如，头戴式显示器、手持式控制器等，所述接收器包括一个或多个光电传感器，且所述系统包括具有MEMS镜以确定光束的取向的投影仪。投影仪和接收器两者的时钟信号被同步以确定光束取向。在实施方案中，在刚性拓扑中的多个光电传感器或具有已知基线的多个投影仪促进三角测量或透视n点的方法以确定光电传感器相对于投影仪的三维(3D)姿态。

李萨如变化图案经执行以促进从光电传感器检测到的光束击中信号的定时来得出光束的取向。在光束的宽度和与李萨如图案相关联的MEMS镜的频率的配置的情况下，光电传感器每测量周期检测光束的强度峰值若干次，例如，李萨如图案重复的频率等。强度峰值的定时允许光束的取向的良好的整体平均。因此，即使强度峰值的定时的精度中存在噪声，通过在李萨如图案的频率的每测量周期处具有预定数目(例如，3至5个等)的强度峰值，也减少噪声以获得光束的取向。

在一个实施方案中，投影仪产生红外光或可见光以作为光束。

在实施方案中，多个投影仪经配置以执行时分复用。例如，两个投影仪具有交替的光束发射，使得投影仪中的一个进行李萨如变化图案的扫描，且随后投影仪中的另一个执行李萨如变化图案的扫描。

在一个实施方案中，时分复用在较细粒度处执行，例如，谐振操作模式的周期等。

在实施方案中，为实现同步，在李萨如图案的每一扫描期间或在扫描的部分期间使用全局闪光照明。在一个实施方案中，为实现同步，使用有线通信或射频(RF)通信。

在一个实施方案中，光束通过将重复位码嵌入到光束中调制。以此方式，光电传感器检测到重复位码的若干个位以区分开多个唯一编码的投影仪。

在实施方案中，使用用以确定重复位码的相关性来改进时间同步，且因此改进在由光电传感器检测时的光束取向的测量结果。