TWI719971B - 頭戴式顯示器及濾波方法 - Google Patents

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TWI719971B
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Abstract

根據各種實施例,可提供一種濾波裝置。該濾波裝置可包括:一紫外光感測器,其經配置來感測紫外光;一紅外光感測器,其經配置來感測紅外光;一可見光感測器,其經配置來感測可見光;一濾波器選擇電路,其經配置為基於選自由以下組成之一輸出清單的至少兩個輸出來選擇一濾波器:該紫外光感測器之一輸出;該紅外光感測器之一輸出;以及該可見光感測器之一輸出;以及一濾波電路,其經配置來應用該所選濾波器。

Description

頭戴式顯示器及濾波方法
各種實施例一般係關於一種濾波裝置及濾波方法。
對於HMD(head mounted display;頭戴式顯示器)而言,例如對於具備完全身臨其境的增強現實(AR;Augmented Reality)及虛擬現實(VR;Virtual Reality)特徵之彼等HMD而言,可存在以下問題:來自周圍環境的過多/強烈的自然光源及人工光源可致使螢幕上所示內容具有非所要視覺偽像及高潛時。例如,佩戴AR/VR致能HMD之人可能在外界光條件變化時無法察覺該等外界光條件。當HMD暴露於過多的光時,此可在查看HMD螢幕上之影像以用於彼等應用的方面導致問題,該等應用要求將虛擬世界與例如使用者的手或周圍中其他對象之自然互動混合。因而,可能需要用來克服此等問題之裝置及方法。
根據各種實施例,可提供一種濾波裝置。該濾波裝置可包括:紫外光感測器,其經配置來感測紫外光;紅外光感測器,其經配置來感測紅外光;可見光感測器,其經配置來感測可見光;濾波器選擇電路,其經配置為基於選自由以下組成之輸出清單的至少兩個輸出來選擇濾波器:紫外光感測器之輸出、紅外光感測器之輸出、以及可見光感測器之輸出;以及濾波電路,其經配置來應用所選濾波器。
根據各種實施例,可提供一種濾波方法。該濾波方法可包括:感測紫外光;感測紅外光;感測可見光;基於選自由以下組成之感測清單的至少兩個感測來選擇濾波器:感測紫外光、感測紅外光、以及感測可見光;以及應用所選濾波器。
100:濾波裝置
102:紫外光感測器
103:紅外光感測器
104:可見光感測器
106:濾波器選擇電路
108:濾波電路
110:線
112:濾波裝置
114:自然光判定電路
116:人工光判定電路
118:反射光判定電路
120:第一組合電路
122:第二組合電路
124:第三組合電路
126:線
128:流程圖
130:步驟
131:步驟
132:步驟
134:步驟
136:步驟
200:圖解
202:圖解
300:圖表
302:水平軸
304:垂直軸
306:白LED
308:鎢絲燈
310:汞蒸氣燈
312:中午日光
314:條碼掃描雷射
400:圖解
402:光源
404:對稱軸
406:線
408:圈
410:圈
412:圈
414:圈
416:圈
500:流程圖
502:UV感測器資料
504:ALS感測器資料
506:初始處理
508:資料剖析
510:觸發事件指數及預設
512:自然光
514:人工光
516:反射光
518:第一組合
520:第二組合
522:第三組合
524:OR區塊
526:主機處理器
528:共同定位共處理器
530:濾波器
在圖式中,在全部不同視圖中,相同元件符號一般指代相同部件。圖式未必按比例繪製,相反,重點通常為關注對本發明原理之例示。各種特徵或元件之尺寸可出於清晰度任意地擴展或縮減。在以下描述中,本發明之各種實施例係參考以下圖式來描述。
圖1A及圖1B顯示根據各種實施例之濾波裝置。
圖1C顯示流程圖,其例示根據各種實施例之濾波方法。
圖2A顯示呈現為過飽和直方圖之影像的圖解。
圖2B顯示呈現為適當直方圖之影像的圖解。
圖3顯示圖表,其例示來自可見光之同源的光譜。
圖4顯示光及以距離計的對應勒克司標度(Lux scale)之圖解。
圖5顯示圖表,其例示根據各種實施例之濾光器設定檔(profile)之應用。
以下詳細描述指代藉助於圖解來顯示可實現本發明之特定細節及實施例的隨附圖式。足夠詳細地描述這些實施例以允許熟習此項技術者實現本發明。可利用其他實施例,並且可進行結構及邏輯改變而不脫離本發明之範疇。各種實施例未必互相排斥,如一些實施例可與一或複數個其他實施例組合以形成新的實施例。
在此情形中,如在本說明書中描述之濾波裝置可包括記憶體,該記憶體例如用於在濾波裝置中實施的處理中。用於實施例中之記憶體可為依電性記憶體,例如DRAM(Dynamic Random Access Memory;動態隨機存取記憶體)或非依電性記憶體,例如PROM(Programmable Read Only Memory;可程式化唯讀記憶體)、EPROM(Erasable PROM;可抹除PROM)、EEPROM(Electrically Erasable PROM;電子可抹除PROM),或快閃記憶體,例如浮閘記憶體、電荷捕集記憶體、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory;磁電阻隨機存取記憶體)或PCRAM(Phase Change Random Access Memory;相變隨機存取記憶體)。
在實施例中,「電路」可理解為任何種類的邏輯實行實體,該邏輯實行實體可為執行儲存於記憶體中之軟體、韌體或其任何組合的專用電路或處理器。因此,在實施例中,「電路」可為硬佈線邏輯電路或可程式化邏輯電路,諸如可程式化處理器,例如微處理器(例如,複雜指令集電腦(Complex Instruction Set Computer;CISC)處理器或精簡指令集電腦(Reduced Instruction Set Computer;RISC)處理器)。「電路」亦可為執行軟體的處理器,該軟體例如任何種類的電腦程式,例如使用虛擬機代碼(諸如例如Java)之電腦程式。將在以下更詳細地描述的各別功能之 任何其他種類的實行方案亦可理解為根據替代實施例之「電路」。
在說明書中,用語「包含」應理解為具有類似於用語「包括」的寬泛含義,並將理解為意指包括一指定整體或步驟或整體或步驟之群組,但不排除任何其他整體或步驟或任何整體或步驟之群組。此定義亦應用於用語「包含(comprising)」之變化形式,該等變化形式諸如「包含(comprise)」及「包含(comprises)」。
對本說明書中之任何先前技術之引用不應視為承認或以任何形式地暗示所引用的先前技術構成澳大利亞(或任何其他國家)公知常識之部分。
為使本發明可易於理解且獲得實際效果,將以舉例且非限制之方式並參考圖式來描述特定實施例。
提供裝置之各種實施例,且提供方法之各種實施例。將理解,裝置之基本性質亦適用於方法,且反之亦然。因此,為簡潔起見,可省略此類性質之重複描述。
將理解,本文對特定裝置描述之任何性質亦可適用於本文所述之任何裝置。將理解,本文對特定方法描述的任何性質亦可適用於本文所述的任何方法。此外,將理解, 對於本文所述之任何裝置或方法而言,所描述之所有部件或步驟未必必須納入裝置或方法中,而可僅僅納入一些(但非所有)部件或步驟。
本文中之用語「耦接」(或「連接」)可理解為電耦接或理解為機械耦接,例如附接,或固定或附接,或僅處於接觸狀態而無任何固定,且將理解,可提供直接耦接或間接耦合(換言之,耦接而不直接接觸)兩者。
對於HMD(頭戴式顯示器)而言,例如對於具備完全身臨其境的增強現實(AR)及虛擬現實(VR)特徵之彼等HMD而言,可存在以下問題:來自周圍環境的過多/強烈的自然光源及人工光源可致使螢幕上所示內容具有非所要視覺偽像及高潛時。例如,佩戴AR/VR致能HMD之人可能在外界光條件變化時無法察覺該等外界光條件。當HMD暴露於過多的光時,此可在查看HMD螢幕上之影像以用於彼等應用的方面導致問題,該等應用要求將虛擬世界與例如使用者的手或周圍中其他對象之自然互動混合。根據各種實施例,可提供用來克服此等問題之裝置及方法。
根據各種實施例,裝置及方法可提供用於動態方法以偵測並隨後過濾此等照明條件。
如Leap Motion手勢識別裝置及其他類似產品之雙眼攝影機系統可具有獨特攝影機,該等獨特攝影機可有能力在3D形式及空間中識別及投射手勢。
有可能,相同類型攝影機可與HMD附接及結合使用。此舉可致能遊戲及環境專用的其他使用模型上下文感知視覺體驗,該等視覺體驗諸如「增強現實」(可指代真實環境中虛擬元素之互動)以及「虛擬現實」(可指代虛擬現實中真實元素之注入)。
為使此等解決方案有效,該等解決方案可能需要在最高位準下進行,且該等解決方案可能需要具有極低潛時,從而允許使用者察覺真實世界與虛擬世界皆組合在一個流暢且無懈可擊的體驗中。
圖1A顯示根據各種實施例之濾波裝置100。濾波裝置100可包括紫外(UV;ultraviolet)光感測器102,紫外光感測器102經配置來感測紫外光。濾波裝置100可進一步包括紅外(IR;infra-red)光感測器103,紅外光感測器103經配置來感測紅外光。濾波裝置100可進一步包括可見光感測器104,可見光感測器104經配置來感測可見光。濾波裝置100可進一步包括濾波器選擇電路106,濾波器選擇電路106經配置為基於選自由以下組成之輸出清單的至少兩個(例如兩個,例如所有三個)輸出來選擇濾波器: 紫外光感測器102之輸出、紅外光感測器103之輸出、以及可見光感測器104之輸出(換言之,三個感測器之輸出中之至少兩者)。濾波裝置100可進一步包括濾波電路108,濾波電路108經配置來應用所選濾波器。如線110所指示的,紫外光感測器102、紅外光感測器103、可見光感測器104、濾波器選擇電路106及濾波電路108可與彼此耦接,該耦接例如像使用線或電纜之電耦接及/或機械耦接。
換言之,根據各種實施例,濾波裝置可應用濾波器,其中濾波裝置可基於量測紫外光及量測可見光自複數個濾波器選擇濾波器。
根據各種實施例,紫外光感測器102可經配置來感測10nm至400nm的波長範圍內之光。換言之,若10nm至400nm的波長範圍(可對應於UV(紫外)光之波長)內的光入射於紫外線感測器102上,則紫外線感測器102可產生輸出。
根據各種實施例,紫外光感測器102可經配置來不感測10nm至400nm的波長範圍之外的光。換言之,若10nm至400nm的波長範圍之外的光入射於紫外線感測器102上,則紫外線感測器102可不產生輸出。
根據各種實施例,可見光感測器104可經配置來感測400nm至700nm的波長範圍內之光。換言之,若400nm至700nm的波長範圍(可對應於可見光之波長範圍)內之光入射於可見光感測器104上,則可見光感測器104可產生輸出。
根據各種實施例,可見光感測器104可經配置來不感測400nm至700nm的波長範圍之外的光。換言之,若400nm至700nm的波長範圍之外的光入射於可見光感測器104上,則可見光感測器104可不產生輸出。
根據各種實施例,紅外光感測器103可經配置來感測超出780nm的波長範圍之光。
圖1B顯示根據各種實施例之濾波裝置112。濾波裝置112可類似於圖1A之濾波裝置100地包括經配置來感測紫外光之紫外光感測器102。濾波裝置112可類似於圖1A之濾波裝置100地進一步包括經配置來感測紅外光之紅外(IR)光感測器103。濾波裝置112可類似於圖1A之濾波裝置100地進一步包括經配置來感測可見光之可見光感測器104。濾波裝置112可類似於圖1A之濾波裝置100地進一步包括經配置為基於選自由以下組成之輸出清單的至少兩個輸出來選擇濾波器之濾波器選擇電路106:紫外光感測器102之輸出、紅外光感測器103之輸 出、以及可見光感測器104之輸出。濾波裝置112可類似於圖1A之濾波裝置100地進一步包括經配置來應用所選濾波器之濾波電路108。濾波裝置112可進一步包括自然光判定電路114,如將在下文中更詳細描述的。濾波裝置112可進一步包括人工光判定電路116,如將在下文中更詳細描述的。濾波裝置112可進一步包括反射光判定電路118,如將在下文中更詳細描述的。濾波裝置112可進一步包括第一組合電路120,如將在下文中更詳細描述的。濾波裝置112可進一步包括第二組合電路122,如將在下文中更詳細描述的。濾波裝置112可進一步包括第三組合電路124,如將在下文中更詳細描述的。如線126所指示的,紫外光感測器102、紅外光感測器103、可見光感測器104、濾波器選擇電路106、濾波電路108、自然光判定電路114、人工光判定電路116、反射光判定電路118、第一組合電路120、第二組合電路122及第三組合電路124可與彼此耦接,該耦接例如像使用線或電纜之電耦接及/或機械耦接。
根據各種實施例,自然光判定電路114可經配置為基於紫外光感測器102或可見光感測器104中之至少一者(或此等紫外光感測器102及可見光感測器104之相應輸出)來判定在濾波裝置112處接收的光中之自然光中之一部分。
根據各種實施例,人工光判定電路116可經配置為基於紫外光感測器102或可見光感測器104中之至少一者(或此等紫外光感測器102及可見光感測器104之相應輸出)來判定在濾波裝置112處接收的光中之人工光中之一部分。
根據各種實施例,反射光判定電路118可經配置為基於紫外光感測器102或可見光感測器104中之至少一者(或此等紫外光感測器102及可見光感測器104之相應輸出)來判定在濾波裝置112處接收的光中之反射光中之一部分。
根據各種實施例,第一組合電路120可經配置為基於指示在濾波裝置112處接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置112處接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊。
根據各種實施例,濾波器選擇電路106可經配置為基於第一組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,第二組合電路122可經配置來基於指示在濾波裝置112處接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置112處接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊。
根據各種實施例,濾波器選擇電路106可經配置為基於第二組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,第三組合電路124可經配置為基於第一組合資訊及基於第二組合資訊來判定第三組合資訊。
根據各種實施例,濾波器選擇電路106可經配置為基於第三組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,濾波裝置112可經配置來提供在頭戴式顯示器或手勢識別裝置中之至少一者中。
圖1C顯示流程圖128,其例示根據各種實施例之濾波方法。在1步驟30中,可感測紫外光。在步驟131中,可感測紅外光。在步驟132中,可感測可見光。在步驟134中,可基於選自由以下組成之感測清單的至少兩個感測來選擇濾波器:感測紫外光、感測紅外光、以及感測可見光。在步驟136中,可應用所選濾波器(例如應用於在進行濾波方法之濾波裝置處接收的光)。
根據各種實施例,感測紫外光可包括或可為或可包括於感測10nm至400nm的波長範圍內之光中。
根據各種實施例,感測紫外光可不感測10nm至400nm的波長範圍之外的光。
根據各種實施例,感測可見光可包括或可為或可包括於感測400nm至700nm的波長範圍內之光。
根據各種實施例,感測可見光可不感測400nm至700nm的波長範圍之外的光。
根據各種實施例,感測紅外光包含感測超出780nm的波長範圍之光。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之自然光中之一部分。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之人工光中之一部分。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之反射光中之一部分。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於指示所接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊。
根據各種實施例,選擇濾波器可包括或可為或可包括於基於第一組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊。
根據各種實施例,選擇濾波器可包括或可為或可包括於基於第二組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,濾波方法可進一步包括:基於第一組合資訊及基於第二組合資訊來判定第三組合資訊。
根據各種實施例,選擇濾波器可包括或可為或可包括於基於第三組合資訊來選擇濾波器。
根據各種實施例,可在頭戴式顯示器或手勢識別裝置中之至少一者中進行濾波方法。
根據各種實施例,可提供一種方法、裝置或系統,該方法、該裝置或該系統與頭戴式顯示器(HMD)整合以在對象之識別中最小化潛時及移除偽像。頭部在戴上HMD時的不斷移動可產生光源不斷變化之情形。例如,佩戴虛擬現實HMD之人可具有對外界光條件之不同感知。當HMD暴露於過多的光時,在常用系統中,此可致使影像感測器緩慢地重新調整,從而使體驗不自然。根據各種實施例,可藉由以下方式來解決此問題:將光感測器及UV感測器與在HMD上之攝影機耦接,以便諸如在頭部不斷移動時相對於不同光條件而連續調整。光感測器及UV感測器之增加可致能光輪廓之連續切換,以確保HMD螢幕上之影像不遭受偽像並可在暴露於過多環境光時減小潛時。例如,當佩戴HMD時,使用者可圍繞房間或在外面的露天中連續移動頭部。螢幕上之影像亦可在處於身臨其境模式時整合現實世界中之一些元素(例如識別僅如手之近處對象)但忽視所有背景資訊。應注意,各種實施例為動態的,且光及UV感測器可提供有關光源之結構及位置之更多資訊。
根據各種實施例,裝置及方法可使用光感測器(例如可見光感測器)及UV(紫外光)感測器,例如,以便致能動態濾波,例如,以便減小極高方向性效應或極低光效應。
當2D(two-dimensional;二維)/3D(three-dimensional;三維)深度攝影機附接至HMD時,可根據各種實施例致能的使用模型中之一者有能力基於內容來觀察增強現實及虛擬現實。在該兩個彼等方案中,可能需要手勢識別。此等光源之環境(例如自然環境及/或人工環境)光及強度可為攝影機正確及最佳地工作之關鍵組成部分。若環境過於苛刻,則攝影機可能無法追蹤並獲得使用者之前臂、手及手勢的適當直方圖。
根據各種實施例,藉由使用光感測器及UV感測器,可以此種方式應用動態濾波以使得減小強光影響(例如過飽和、暗影等),從而可允許更好的效能並可減小對攝影機重新獲取手、手指及前臂及前述者在位置上的變化之直方圖的需要。
攝影機必須設法重新獲得及處理有效直方圖的次數愈頻繁,潛時則愈高。根據各種實施例之裝置及方法可經改進以允許自動切換光輪廓,以便確保HMD上之影像或視訊在暴露於具有過多或方向性強光源之環境時(例如圖2A所示)不遭受潛時。
圖2A顯示呈現為過飽和直方圖之影像的圖解200。圖2B顯示呈現為適當直方圖之影像的圖解202。
圖3顯示圖表300,其例示來自可見光之同源的光譜。水平軸302指示以奈米(nm)為單位之波長,且垂直軸304例示相對能量。光譜例示用於白LED(306)、鎢絲燈(308)、汞蒸氣燈(310)、中午日光(312)及條碼掃描雷射(314)。
根據各種實施例,各種方法及裝置可使用光感測器與UV感測器之組合,以在與HMD一起使用時自動調整用於不同照明條件以改良效能及降低潛時。
各種實施例不同於如彼等通常需要「一次」設置校準之現有技術。例如,各種實施例可提供動態實行方案,但僅在照明條件達到預定位準時提供,以便不導致資料獲取之過處理。
可以各種方式實行各種實施例,該等方式例如:a)用於處理資料獲取之軟體實行方案,其中主機側操縱該處理;或b)常駐於HMD上之共同定位共處理器,該共同定位共處理器操縱資料獲取處理。後者可進一步減小潛時。
根據各種實施例,不同濾波器方法之應用可由各種位準(例如以下五種位準)的動態濾波中之任何(例如唯一的)組合組成。
a)強烈直接/間接「人工」光之濾波及此類型光源之核心波長。
b)強烈直接/間接「自然」光之濾波及此類型光源之核心波長。
c)一些組合間接強光源(亦即自然光、人工光及反射光)之濾波。
d)選擇性UV濾波之應用,用以進一步增強顏色、對比度及/或以便解決原色(亦即R(Red;紅色)/G(Green;綠色)/B(Blue;藍色))中之任一者或組合之過飽和、色相(hue)。
e)諸如在「高動態範圍」方法中之交替曝光設置中之每一攝影機之幀(frame)的組合,用以交叉左幀與右幀,以參考及忽視過曝光/曝光不足以用於最佳擷取。此最後選擇可特別有用於增強現實應用。
觸發事件之高位準實例可為「過飽和」,其中該高位準實例將引起以上限定之濾波器中之一者或組合。此事件及其他事件可基於頭部移動及/或環境變化發生一次或重複發生。使用者之視點可在頭部移動變化時基於頭部移動落入事件區域中或之外且然後回到事件區域中。位置感測 器可偵測圖案或移動方向(例如△X、△Y及/或△Z),且然後合適光條件濾波器可在觸發事件超過設定閾值時應用於適當時候。
使用者之頭部位置可在該等使用者與HMD及通過該HMD顯示的虛擬環境互動時改變。此舉可使得出現各種照明條件或光源。光源中之此等照明條件或變化可或多或少強烈至某種程度以至該等照明條件或改變可妨礙可用直方圖(可理解為反射離開目標/表面或特定區域之所擷取光之數位表示)之擷取。在本揭示內容內詳細描述之實例中,目標/表面將為一或多隻手及/或一或多個手指(例如像參看圖2A及2B描述的)。強位準或極低位準的可見光可導致不可用直方圖,且在一些情況下導致較高潛時,因而導致無法進行穩固手勢識別。根據各種實施例,在可見光為用來判定以上所引用之直方圖之因素時,在IR/UV光與可見光之間進行區別。若存在一照明條件,其中約~400nm及/或~700nm之強度極其升高,則此可妨礙直方圖之獲取。當存在純IR或UV光源時,光感測器之功能之態樣可關閉以減小處理開銷。在IR/UV光具有重要性之彼等情形中,可活化IR/UV部分或光感測器,且可提供IR/UV光之處理。
此可幫助不僅用來識別光源,並且用來追蹤光源之在空間與時間上的相對位置並動態地重新調整濾波器以保持已良好狀態或直方圖。
例如,給定固定光源可在使用者離該固定光源更近或更遠時變得或多或少地強烈。此外,隨著光強度增加或減小,可能存在強度中之非線性變化(例如,如基於圖4之圖表的LED所示)。光感測器亦可偵測紅光或藍光中之位準移位,該位準移位可指示與源之距離的增大或減小。另外,特定攝影機/感測器預設光敏度閾值可用作基線以在光強度改變時用於給定濾波器之應用或濾波器之設定。
圖4顯示光(例如基於LED(light emitting diode;發光二極體)的光)及以距離計的對應勒克司標度(換言之,光勒克司標度)之圖解400。
例如,顯示光源402(例如50瓦特LED的光),經佈置以使該光源402之對稱軸404在圖解中指向上方。線406例示光源402之照明區域。對於與光源402之不同距離而言,顯示以勒克司表示之亮度。例如,在1m之距離(如以圈408所示)中,可呈現2650勒克司之光。例如,在2m之距離(如以圈410所示)中,可呈現640勒克司之光。例如,在3m之距離(如以圈412所示)中,可呈現300勒克司之光。例如,在4m之距離(如以圈414所示)中,可 呈現173勒克司之光。例如,在5m之距離(如以圈416所示)中,可呈現115勒克司之光。
圖5顯示流程圖500,其例示濾光器設定檔之應用。換言之,圖5例示濾光器設定檔之應用的製程流程。UV感測器資料502及ALS(「周圍光源(ambient light source)」或「可見光」)感測器資料504可提供用於初始處理506、資料剖析508及觸發事件指數及預設510。處理初始處理506、資料剖析508及觸發事件指數及預設510之輸出可作為自然光512、人工光514及反射光516提供為三個單獨部分。第一組合518可組合自然光512與人工光514。第二組合520可組合人工光514與反射光516。第三組合522可組合第一組合518與第二組合520之結果。可將第三組合522之輸出提供至OR區塊524。將理解,OR區塊524係對可硬連接至光感測器邏輯中之替代信號流之參考。根據各種實施例,HMD或手勢識別裝置可具備光感測器裝置/電路,該光感測器裝置/電路與在主機PC/電腦「OR」上達成之處理有直接關係,其中光感測器裝置/電路共同定位於HMD本身之中,其中可在HMD內達成處理,且然後該等結果將傳至經預處理的主機/PC上。視需要,可將額外的處理/進一步濾波器改進應用於主機上。
「OR」區塊524之輸出可提供至主機處理器526或提供至HMD上之共同定位共處理器528。主機處理器526 之輸出或HMD上之共同定位共處理器528之輸出可經提供來應用所得濾波器530。
如圖5所示,圖5之頂部部分係關於可見光/IR/UV光感測器裝置,且圖5之中間部分係關於基於RGB/波長分析之光源範圍。將理解,提供緊挨光源(自然光512、人工光514、反射光516)之範圍的字母,以使得更簡單地識別所偵測之光源類型,例如自然光等同字母「A」,人工光等同字母「B」,且反射光等同字母「C」。
根據各種實施例之裝置及方法可改良手勢識別及/或HMD系統之效能並可將潛時降低至某些位準,以便可允許較寬範圍的使用模型,包括與實時顯示之互動及對增強現實及虛擬現實內容之觀察。
根據各種實施例,可提供在HMD上用於手勢識別的濾光器設定檔之動態切換。
圖2A例示可發生於手勢識別期間的特定及極可能為不利的光照條件方案。該圖顯示強烈的高方向性光源,該光源負面影響用來獲取手及/或手指之可用直方圖的感測器能力。該圖顯示左上角之褪色區域及右下角之拇指的遮蔽,該遮蔽可亦由左上角之同樣強烈的高方向性光源所引起。在此實例中,光感測器可應用更具限制性的濾波器。 為使感測器不過飽和,可應用「注意因子」來允許較少光進來。可自圖2A所推定之另一實例係其中光源為極低的相對照明條件;此可傾向於不照明手及手指,因此將應用濾波器以使得將允許更多光進來,尤其可應用「增益因子」直至可偵測到可識別/可用直方圖為止。
根據各種實施例,可提供動態光源濾波、光源濾波、動態光源濾波設定檔、適應光源濾波、適應光源設定檔、HMD濾光器及/或手勢識別濾光器。
以下實例係關於進一步實施例。
實例1為一種濾波裝置,該濾波裝置包含:紫外光感測器,其經配置來感測紫外光;紅外光感測器,其經配置來感測紅外光;可見光感測器,其經配置來感測可見光;濾波器選擇電路,其經配置為基於選自由以下組成之輸出清單的至少兩個輸出來選擇濾波器:紫外光感測器之輸出、紅外光感測器之輸出、以及可見光感測器之輸出;以及濾波電路,其經配置來應用所選濾波器。
在實例2中,實例1之標的可視需要包括:紫外光感測器經配置來感測10nm至400nm的波長範圍內之光。
在實例3中,實例1至2中之任一者的標的可視需要包括:紫外光感測器經配置來不感測10nm至400nm的波長範圍之外的光。
在實例4中,實例1至3中之任一者的標的可視需要包括:可見光感測器經配置來感測400nm至700nm的波長範圍內之光。
在實例5中,實例1至4中之任一者的標的可視需要包括:可見光感測器經配置來不感測400nm至700nm的波長範圍之外的光。
在實例6中,實例1至5中之任一者的標的可視需要包括:紅外光感測器經配置來感測超出780nm的波長範圍之光。
在實例7中,實例1至6中之任一者的標的可視需要包括:自然光判定電路,其經配置為基於紫外光感測器或可見光感測器中之至少一者來判定在濾波裝置處接收的光中之自然光中之一部分。
在實例8中,實例1至7中之任一者的標的可視需要包括:人工光判定電路,其經配置為基於紫外光感測器或 可見光感測器中之至少一者來判定在濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分。
在實例9中,實例1至8中之任一者的標的可視需要包括:反射光判定電路,其經配置為基於紫外光感測器或可見光感測器中之至少一者來判定在濾波裝置處接收的光中之反射光中之一部分。
在實例10中,實例1至9中之任一者的標的可視需要包括:第一組合電路,其經配置為基於指示在濾波裝置處接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊。
在實例11中,實例10之標的可視需要包括:濾波器選擇電路經配置為基於第一組合資訊來選擇濾波器。
在實例12中,實例1至11中之任一者的標的可視需要包括:第二組合電路,其經配置為基於指示在濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置處接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊。
在實例13中,實例12之標的可視需要包括:濾波器選擇電路經配置為基於第二組合資訊來選擇濾波器。
在實例14中,實例1至13中之任一者的標的可視需要包括:第一組合電路,其經配置為基於指示在濾波裝置處接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊;第二組合電路,其經配置為基於指示在濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示在濾波裝置處接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊;以及第三組合電路,其經配置為基於第一組合資訊及基於第二組合資訊來判定第三組合資訊。
在實例15中,實例14之標的可視需要包括:濾波器選擇電路,其經配置為基於第三組合資訊來選擇濾波器。
在實例16中,實例1至15中之任一者的標的可視需要包括:濾波裝置經配置來提供在頭戴式顯示器或手勢識別裝置中之至少一者。
實例17為一種濾波方法,該濾波方法包含:感測紫外光;感測紅外光;感測可見光;基於選自由以下組成之 感測清單的至少兩個感測來選擇濾波器:感測紫外光、感測紅外光、以及感測可見光;以及應用所選濾波器。
在實例18中,實例17之標的可視需要包括:感測紫外光包含感測10nm至400nm的波長範圍內之光。
在實例19中,實例17至18中之任一者的標的可視需要包括:感測紫外光係不感測10nm至400nm的波長範圍之外的光。
在實例20中,實例17至19中之任一者的標的可視需要包括:感測可見光包含感測400nm至700nm的波長範圍內之光。
在實例21中,實例17至20中之任一者的標的可視需要包括:感測可見光係不感測400nm至700nm的波長範圍之外的光。
在實例22中,實例17至21中之任一者的標的可視需要包括:感測紅外光包含感測超出780nm的波長範圍之光。
在實例23中,實例17至22中之任一者的標的可視需要包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之自然光中之一部分。
在實例24中,實例17至23中之任一者的標的可視需要包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之人工光中之一部分。
在實例25中,實例17至24中之任一者的標的可視需要包括:基於感測紫外光或感測可見光中之至少一者來判定所接收的光中之反射光中之一部分。
在實例26中,實例17至25中之任一者的標的可視需要包括:基於指示所接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊。
在實例27中,實例26之標的可視需要包括:選擇濾波器包含基於第一組合資訊來選擇濾波器。
在實例28中,實例17至27中之任一者的標的可視需要包括:基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊。
在實例29中,實例28之標的可視需要包括:選擇濾波器包含基於第二組合資訊來選擇濾波器。
在實例30中,實例17至29中之任一者的標的可視需要包括:基於指示所接收的光中之自然光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊來判定第一組合資訊;基於指示所接收的光中之人工光中之一部分之資訊以及基於指示所接收的光中之反射光中之一部分之資訊來判定第二組合資訊;以及基於第一組合資訊及基於第二組合資訊來判定第三組合資訊。
在實例31中,實例30之標的可視需要包括:選擇濾波器包含基於第三組合資訊來選擇濾波器。
在實例32中,實例17至31中之任一者的標的可視需要包括:在頭戴式顯示器或手勢識別裝置中之至少一者中進行濾波方法。
雖然本發明已參考特定實施例特別地顯示及描述,但是熟習此項技術者應理解,在不脫離藉由隨附申請專利範圍限定的本發明之精神及範疇的情況下,可對該等特定實施例中之形式及細節做出各種改變。因此,本發明之範疇 藉由隨附申請專利範圍指定,且落入申請專利範圍之等效者的含義及範圍內之所有改變因此欲得以涵蓋。
100:濾波裝置
102:紫外光感測器
103:紅外光感測器
104:可見光感測器
106:濾波器選擇電路
108:濾波電路
110:線

Claims (16)

  1. 一種頭戴式顯示器,其包含:一攝影機;以及一耦接至前述攝影機的濾波裝置,前述濾波裝置包括:一紫外光感測器,其經配置來感測紫外光;一紅外光感測器,其經配置來感測紅外光;一可見光感測器,其經配置來感測可見光;一自然光判定電路及一人工光判定電路,其中前述自然光判定電路經配置為基於前述紫外光感測器或前述可見光感測器中之至少一者來判定在前述濾波裝置處接收的光中之自然光中之一部分,其中前述人工光判定電路經配置為基於前述紫外光感測器或前述可見光感測器中之至少一者來判定在前述濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分;一濾波器選擇電路,其經配置為基於選自由以下組成之一輸出清單的至少兩個輸出來選擇一濾波器:前述紫外光感測器之一輸出、前述紅外光感測器之一輸出、以及前述可見光感測器之一輸出,其中前述濾波器選擇電路經配置為基於自然光中的前述所判定部分及人工光中的前述所 判定部分選擇前述濾波器;以及一濾波電路,其經配置來應用前述所選濾波器於在前述濾波裝置處接收的光以減小強光效應。
  2. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其中前述紫外光感測器經配置來感測10nm至400nm的一波長範圍內之光。
  3. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其中前述紫外光感測器經配置來不感測10nm至400nm的一波長範圍之外的光。
  4. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其中前述可見光感測器經配置來感測400nm至700nm的一波長範圍內之光。
  5. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其中前述可見光感測器經配置來不感測400nm至700nm的一波長範圍之外的光。
  6. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其中前述紅外光感測器經配置來感測超出780nm的一波長範圍之光。
  7. 如請求項1所記載之頭戴式顯示器,其進一步包含:一第一組合電路,其經配置為基於指示在前述濾波裝置處接收的光中之自然光中之前述部分之資訊以及基於指示在前述濾波裝置處接收的前述光中之人工光中之前述部分之資訊來判定一第一組合資訊。
  8. 如請求項7所記載之頭戴式顯示器,其中前述濾波器選擇電路經配置為基於前述第一組合資訊來選擇前述濾波器。
  9. 一種濾波方法,其包含以下步驟:感測在一濾波裝置處所接收的紫外光,前述濾波裝置耦接至一頭戴式顯示器的一攝影機;感測在前述濾波裝置處所接收的紅外光;感測在前述濾波裝置處所接收的可見光;基於前述所感測的紫外光或前述所感測的可見光中之至少一者來判定在前述濾波裝置處接收的光中之自然光中之一部分;或基於前述所感測的紫外光或前述所感測的可見光中之至少一者來判定在前述濾波裝置處接收的光中之人工光中之一部分;基於以下至少兩者來選擇一濾波器:前述所感測的紫外光、前述所感測的紅外光、以及前述所感測的可見光,其中前述濾波器基於自然光中的前述所判定部分及人工光中的前述所判定部分被選擇;以及應用前述所選濾波器於在前述濾波裝置處接收的光以減小強光效應。
  10. 如請求項9所記載之濾波方法,其中感測前述紫外光包含感測10nm至400nm的一波長範圍內之光。
  11. 如請求項9所記載之濾波方法,其中感測前述紫外光係不感測10nm至400nm的一波長範圍之外的光。
  12. 如請求項9所記載之濾波方法,其中感測前述可見光包含感測400nm至700nm的一波長範圍內之光。
  13. 如請求項9所記載之濾波方法,其中感測前述可見光係不感測400nm至700nm的一波長範圍之外的光。
  14. 如請求項9所記載之濾波方法,其中感測前述紅外光包含感測超出780nm的一波長範圍之光。
  15. 如請求項9所記載之濾波方法,其進一步包含:基於指示所接收的光中之自然光中之前述部分之資訊以及基於指示所接收的前述光中之人工光中之前述部分之資訊來判定一第一組合資訊。
  16. 如請求項15所記載之濾波方法,其中選擇前述濾波器包含基於前述第一組合資訊來選擇前述濾波器。
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