JP2019535004A - 仮想現実または拡張現実ディスプレイシステムにおける磁気センサおよび光学センサの較正 - Google Patents
仮想現実または拡張現実ディスプレイシステムにおける磁気センサおよび光学センサの較正 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2016年9月26日に出願され“SYSTEMS AND METHODS FOR AUGMENTED REALITY”と題された米国特許出願第62/400,079号に対する優先権の利益を主張するものであり、該出願の全体は、参照により本明細書中に援用される。
図1では、拡張現実場面(4)が、描写されており、AR技術のユーザには、人々、木々、背景における建物、およびコンクリートプラットフォーム(1120)を特徴とする、実世界公園状設定(6)が見える。これらのアイテムに加え、AR技術のユーザはまた、実世界プラットフォーム(1120)上に立っているロボット像(1110)と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ(2)とが「見える」と知覚するが、これらの要素(2、1110)は、実世界には存在しない。ヒト視知覚系は、非常に複雑であって、他の仮想または実世界画像要素の中で仮想画像要素の快適かつ自然な感覚で豊かな提示を促進する、VRまたはAR技術を生成することは、困難である。
図2A−2Dを参照すると、いくつかの一般的コンポーネントオプションが、図示される。図2A−2Dの議論に従う、発明を実施するための形態の部分では、種々のシステム、サブシステム、およびコンポーネントが、ヒトVRならびに/またはARのための高品質かつ快適に知覚されるディスプレイシステムを提供する目的に対処するために提示される。
高精度位置特定を達成するための1つのアプローチは、ユーザのARヘッドセット、ベルトパック、および/または他の補助デバイス(例えば、トーテム、触知デバイス、ゲーム器具等)上に方略的に設置される、電磁センサと結合される電磁場(EM)の使用を伴い得る。電磁追跡システムは、典型的には、少なくとも、電磁場エミッタと、少なくとも1つの電磁場センサとを備える。電磁場エミッタは、ARヘッドセットの装着者の環境内の既知の空間(および/または時間的)分布を有する、電磁場を生成する。電磁場センサは、センサの場所において生成された電磁場を測定する。これらの測定および生成された電磁場の分布の知識に基づいて、エミッタに対する電磁場センサの姿勢(例えば、位置および/または配向)が、決定されることができる。故に、センサが取り付けられるオブジェクトの姿勢が、決定されることができる。
本明細書に説明される、ならびに/または添付される図に描写されるプロセス、方法、およびアルゴリズムはそれぞれ、具体的かつ特定のコンピュータ命令を実行するように構成される、1つ以上の物理的コンピューティングシステム、ハードウェアコンピュータプロセッサ、特定用途向け回路、および/もしくは電子ハードウェアによって実行される、コードモジュールにおいて具現化され、それによって完全もしくは部分的に自動化され得る。例えば、コンピューティングシステムは、具体的コンピュータ命令とともにプログラムされた汎用コンピュータ(例えば、サーバ)または専用コンピュータ、専用回路等を含むことができる。コードモジュールは、実行可能プログラムにコンパイルおよびリンクされ得る、動的リンクライブラリ内にインストールされ得る、または解釈されるプログラミング言語において書き込まれ得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法が、所与の機能に特有の回路によって実施され得る。
Claims (28)
- 仮想現実(VR)または拡張現実(AR)ディスプレイデバイス内の2つ以上の磁気センサの整合を較正するためのシステムであって、前記システムは、
コントローラと、
前記コントローラの制御下で、第1の較正波形および第2の較正波形を生成するように構成される波形生成器と、
第1の伝導性ループであって、前記第1の伝導性ループは、前記第1の伝導性ループを通して通過する第1の軸に直交する第1の平面に配向される、第1の伝導性ループと、
前記第1の平面と平行な第2の平面に配向され、前記第1の軸に沿って前記第1の伝導性ループから離間される第2の伝導性ループと、
前記波形生成器に接続された電気駆動部であって、前記電気駆動部は、前記第1および第2の較正波形を受信し、対応する第1および第2の電気出力電流を生成し、前記第1および第2の電気出力電流を前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループに提供する、電気駆動部と
を備え、
前記コントローラは、前記波形生成器に、前記第1の較正波形を生成させ、前記ディスプレイデバイス内の第1のタイプの磁気センサを較正させ、前記第2の較正波形を生成させ、前記ディスプレイデバイス内の第2のタイプの磁気センサを較正させるように構成される、システム。 - 前記コントローラは、前記ディスプレイデバイスと通信し、較正されるべき磁気センサを識別し、前記磁気センサの識別に基づいて、前記第1および第2の較正波形を選択するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のタイプの磁気センサは、誘導磁力計を備え、前記第1の較正波形は、交流電流波形を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のタイプの磁気センサは、静磁場磁力計を備え、前記第2の較正波形は、直流電流波形を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループは、前記電気出力電流が前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループの両方の周囲を同一方向に進行するように、前記電気駆動部に接続される、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループは、同一形状を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループは、同一サイズを有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループは、円形であり、半径を有し、前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループは、前記半径に対応する距離だけ前記第1の軸に沿って離間される、請求項7に記載のシステム。
- 前記ディスプレイデバイスに取り付けられ、それを前記第1および第2の伝導性ループに対して第1の所定の空間関係に支持するように構成される、搭載部をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記搭載部に接続されたアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは、前記ディスプレイデバイスを前記第1および第2の伝導性ループに対して第2の所定の空間関係に移動させるように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 第3の伝導性ループであって、前記第3の伝導性ループは、前記第3の伝導性ループを通して通過する第2の軸に直交する第3の平面に配向され、前記第2の軸は、前記第1の軸に直交する、第3の伝導性ループと、
前記第3の平面と平行な第4の平面に配向され、前記第2の軸に沿って前記第3の伝導性ループから離間される、第4の伝導性ループと
をさらに備える、請求項1に記載のシステム。 - 第5の伝導性ループであって、前記第5の伝導性ループは、前記第5の伝導性ループを通して通過する第3の軸に直交する第5の平面に配向され、前記第3の軸は、前記第1および第2の軸に直交する、第5の伝導性ループと、
フレームによって支持され、前記第5の平面と平行な第6の平面に配向され、前記第3の軸に沿って前記第5の伝導性ループから離間される、第6の伝導性ループと
をさらに備える、請求項11に記載のシステム。 - 前記システムはさらに、光学センサの整合を較正するように構成され、前記システムはさらに、前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループに対して所定の空間関係に配向される1つ以上の光学基準マーカを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記光学センサは、カメラを備える、請求項13に記載のシステム。
- 前記1つ以上の光学基準マーカは、2次元または3次元特徴を含む、請求項13に記載のシステム。
- 仮想現実(VR)または拡張現実(AR)ディスプレイデバイス内の1つ以上の磁気センサおよび1つ以上の光学センサの整合を較正するためのシステムであって、前記システムは、
第1の伝導性ループであって、前記第1の伝導性ループは、前記第1の伝導性ループを通して通過する第1の軸に直交する第1の平面に配向される、第1の伝導性ループと、
前記第1の平面と平行な第2の平面に配向され、前記第1の軸に沿って前記第1の伝導性ループから離間される第2の伝導性ループと、
前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループに対して所定の空間関係に支持される1つ以上の光学基準マーカと
を備える、システム。 - 前記1つ以上の光学基準マーカは、前記第1の伝導性ループまたは前記第2の伝導性ループに搭載される、請求項16に記載のシステム。
- コントローラと、
前記コントローラの制御下で較正波形を生成するように構成される波形生成器と、
前記波形生成器に接続された電気駆動部であって、前記電気駆動部は、前記較正波形を受信し、対応する電気出力電流を生成し、前記電気出力電流を前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループに提供する、電気駆動部と
をさらに備える、請求項16に記載のシステム。 - 仮想現実(VR)または拡張現実(AR)ディスプレイデバイス内の2つ以上の磁気センサの整合を較正するための方法であって、前記方法は、
第1の較正波形を生成するステップと、
前記第1の較正波形を用いて、第1の伝導性ループを通して通過する第1の軸に直交する第1の平面に配向される第1の伝導性ループと、前記第1の平面と平行な第2の平面に配向され、前記第1の軸に沿って前記第1の伝導性ループから離間される第2の伝導性ループとを励起するステップと、
前記ディスプレイデバイスの第1のタイプの磁気センサを使用して、前記第1の較正波形で励起されるときの前記第1および第2の伝導性ループによって生産された磁場の配向を示す第1の測定値を決定するステップと、
第2の較正波形を生成するステップと、
前記第2の較正波形を用いて、前記第1および第2の伝導性ループを励起するステップと、
前記ディスプレイデバイスの第2のタイプの磁気センサを使用して、前記第2の較正波形で励起されるときの前記第1および第2の伝導性ループによって生産された磁場の配向を示す第2の測定値を決定するステップと、
前記第1の測定値と前記第2の測定値を比較するステップと
を含む、方法。 - 前記第1および第2の測定値の比較に基づいて、較正値を決定するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記較正値を前記ディスプレイデバイスのメモリ内に記憶するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記較正値に基づいて、前記第1または第2の磁気センサからの読取値を修正しながら、前記ディスプレイデバイスを使用して、アプリケーションを実行するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 仮想現実(VR)または拡張現実(AR)ディスプレイデバイス内の1つ以上の磁気センサおよび1つ以上の光学センサの整合を較正するための方法であって、前記方法は、
較正波形を生成するステップと、
前記較正波形を用いて、第1の伝導性ループを通して通過する第1の軸に直交する第1の平面に配向される第1の伝導性ループと、前記第1の平面と平行な第2の平面に配向され、前記第1の軸に沿って前記第1の伝導性ループから離間される第2の伝導性ループとを励起するステップと、
前記ディスプレイデバイスの磁気センサを使用して、前記較正波形で励起されるときの前記第1および第2の伝導性ループによって生産された磁場の配向を示す第1の測定値を決定するステップと、
前記ディスプレイデバイスの光学センサを用いて、前記第1の伝導性ループおよび前記第2の伝導性ループに対する光学基準マーカの空間関係を示す第2の測定値を決定するステップと、
前記第1の測定値と前記第2の測定値を比較するステップと
を含む、方法。 - 前記光学基準マーカの空間関係を示す前記測定値を決定するステップは、前記光学基準マーカの位置または配向を決定するステップを含む、請求項23に記載の方法。
- 前記光学基準マーカの空間関係を示す前記測定値に基づいて、前記光学センサの整合方向を示す値を決定するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記第1および第2の測定値の比較に基づいて、較正値を決定するステップをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記較正値を前記ディスプレイデバイスのメモリ内に記憶するステップをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 前記較正値に基づいて、前記磁気センサまたは前記光学センサからの読取値を修正しながら、前記ディスプレイデバイスを使用して、アプリケーションを実行するステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。
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