[发明专利]用于传感器子系统的虚拟刚性框架

说明书

公开了一种用于动态地确定电子系统中的目标传感器的位移的装置。该装置可以包括刚性地安装在目标传感器上或附近并且被配置为测量随目标传感器的位移而变化的参数的非视线传感器。该装置还可以包括耦合到非视线传感器、并且被配置为基于参数计算目标传感器的位移、并且基于所计算的位移来计算调节值的至少一个处理器。

背景技术

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)可视化系统开始进入主流消费电子市场。诸如头戴式显示(HMD)设备的近眼显示(NED)设备可以用于向用户显示AR或VR内容。AR设备可以包括透明显示元件，这些透明显示元件使得用户能够在用户的现实世界视图上看到转置的虚拟内容。看似叠加在用户的真实世界视图上的显示对象通常被称为虚拟对象或“全息”对象。VR和AR可视化系统可以为用户提供娱乐性沉浸式三维(3D)虚拟环境，在这些环境中，他们可以在视觉上(并且有时可听见地)体验他们在现实生活中通常不会经历的事物。

至少一些HMD设备包括各种类型的一个或多个传感器。例如，一些HMD设备包括诸如相机的传感器以促进3D表面映射、用户头部跟踪等。这些相机通常必须非常精确地定位和定向在设备中以便为用户提供令人满意的体验。然而，随着时间的推移，设备的正常使用会导致相机移动到不同角度，这取决于设备的设计。因此，设计HMD设备的挑战是提供一种传感器平台，该传感器平台在工厂中易于校准并且在设备的寿命期间保持高准确度。如果没有这些特性，HMD的性能可以迅速分解为用户的令人不愉快或不舒服的体验，其中所绘出的内容与用户的现实世界视图的混合很差。

附图说明

本公开的一个或多个实施例通过示例而非限制的方式在附图中示出，附图中的相同的附图标记表示相似的元件。

图1示出了HMD设备的示例的透视图。

图2示意性地示出了非视线虚拟刚性框架中的传感器子系统。

图3示出了相机和相关联的磁场传感器。

图4示出了用于将多个相机和相关联的传感器耦合到非视线虚拟刚性框架中的发射器和相关组件的实现。

图5示出了具有相关联的跟踪传感器和发射器的传感器如何安装在HMD设备上的一个示例。

图6示出了具有相关联的跟踪传感器和发射器的传感器如何安装在HMD设备上的另一示例。

图7示出了如何使用非视线虚拟刚性框架来促进未物理地耦合到耳机的可穿戴传感器的示例。

图8示意性地示出了采用非视线虚拟刚性框架的便携式全息捕获工作室。

图9示出了用于执行非视线传感器跟踪技术的过程的示例。

图10示出了用于在NED设备中执行用于相机的非视线传感器跟踪技术的过程的示例。

具体实施方式

在本说明书中，对“实施例”、“一个实施例”等的引用表示所描述的特定特征、功能、结构或特性被包括在本文中介绍的技术的至少一个实施例中。这些短语在本说明书中的出现并不一定都是指同一实施例。另一方面，所提到的实施例也不一定是相互排斥的。

如上所述，设计具有AR或VR功能的HMD设备的一个挑战是提供一种传感器平台，该传感器平台在工厂中容易校准并且在设备的寿命期间保持高准确度。满足该挑战的一种可能方法是为这种设备配备用于传感器的刚性支撑结构，以防止传感器与耳机的其余部分之间或不同传感器之间的任何未对准。然而，这种结构往往体积庞大，迄今为止在避免错位方面取得了有限的成功。附加地，随着HMD的形状因素变得更加简化以满足竞争性需求，它们将变得越来越不那么刚性并且用于传感器和支撑结构的空间也越来越小。此外，刚性要求鼓励传感器的共同定位(以最小化结构的尺寸和变形的可能性)，这倾向于扼杀传感器布局的创新。