本申请公开了一种使用虚拟导航空间来控制近眼式显示器的方法和设备。所述系统可包括：可配戴的近眼式显示器；具有视场的传感器，其被连接到可配戴的近眼式显示器并且被配置为捕获场景；发射机，其被连接到可配戴的近眼式显示器，所述发射机被配置为将结构化光图案发射到导航空间上，其中所述传感器被配置为捕获来自导航空间的对指定图案的反射；以及，计算机处理器，其被配置为分析所述反射并且控制通过可配戴的近眼式显示器被呈现给用户的视觉指示。所述方法实施上述的逻辑而不受限于所述结构。
【技术实现步骤摘要】
控制近眼式显示器的方法和设备其他申请的交叉引用本申请要求来自于2013年8月8日提交的美国临时专利申请第61/863，510号的优先权，在此其以引用方式被全部并入。
本专利技术通常涉及手势识别的领域，并且更具体地涉及用于近眼式显示器应用的手势识别的领域。
技术介绍
在阐述本专利技术的背景之前，阐述下文中将使用的某些术语的定义可能是有帮助的。 如本文所使用的，术语“近眼式显示器”被定义为包括增强现实或者虚拟现实的眼镜以及可配戴的投影显示器的设备。 如本文所使用的，术语“视场”被定义为在任何给定的时刻由用户或者传感器所见的可观察到的世界的范围。 如本文所使用的，术语“增强现实(AR) ”被定义为对物理的、真实的环境的直接的或者间接的实时观看，所述环境的元素通过计算机生成的感官输入，比如声音、视频、图形或者任何其它数据得到增强(或者得到补充)。 如本文所使用的，术语“虚拟现实(VR) ”被定义为计算机模拟的环境，其可以模拟现实世界或者想象世界中的地方的物理存在。虚拟现实可以重建感官体验，其包括虚拟的味觉、视觉、嗅觉、听觉、触觉，等等。 在日常活动中，许多设备使用可配戴的显示器，以便将信息呈现在用户面前。这种设备的一个实例是增强现实(AR)的眼镜，其在用户眼睛的前方安放屏幕，以显示额外层的信息和内容。虽然所显示的信息是多样的并且可以容纳各种内容类别以及灵活的图形用户界面，但没有用于控制所显示的内容的方便且灵活的方式。 限制了控制所呈现的内容的功能性能力的另一个方面是内容被直接显示给用户的眼睛。在这种情况下，实际的触觉界面不是用于控制的选项，这产生了将实际的控制区域与显示器分开而同时保持触觉控制的扩展能力的需求。 此外，比如近眼式显示器设备的便携式设备在可接受的功率消耗和设备组件允许的重量方面是有限制的。因此，由于重量和功率消耗的增加，因此使用基于IR发光源和额外的IR传感器的现有的手势捕获技术是不现实的。
技术实现思路
本专利技术的实施方式克服了现有技术的难题，特别是通过使用比如具有可见光结构化的图案的前视摄像机的近眼式的设备的现有组件来克服的，这能够减少需要被嵌入到设备中的附加硬件以及限制功率消耗的增加。 本专利技术的一些实施方式包括被设计为将结构化的光图案投射到虚拟导航空间上的发射机模块、被定位并且被定向以用于捕获结构化的光数据的摄像机模块、被定义用于计算三维数据并且检测用户的控制手势的处理器、以及用于显示与指尖和被执行的手势的位置有关的信息的显示系统。 本专利技术的实施方式的这些、额外的、和/或其它的方面和/或优势在下面的详细描述中进行了阐述；其可能根据详细描述来推断得出；和/或可通过本专利技术的实施方式的实践来学习得出。 【附图说明】 为了更好地理解本专利技术的实施方式并且为了说明可以如何将这些实施方式付诸实践，现在将仅仅通过举例说明的方式参考附图，在附图中相同的标号始终表示相应的元件或者部分。 图1示出了根据本专利技术的实施方式的设备和其环境； 图2A是示出了根据本专利技术的一个实施方式的设备的框图； 图2B是示出了根据本专利技术的另一个实施方式的设备的框图； 图3A是示出了根据本专利技术的实施方式的非限制性手势和其结果的示意图； 图3B是示出了根据本专利技术的实施方式的另一个非限制性手势和其结果的示意图； 图3C是示出了根据本专利技术的实施方式的又一个非限制性手势和其结果的示意图； 图3D是示出了根据本专利技术的实施方式的又一个非限制性手势和其结果的示意图； 图4是示出了根据本专利技术的实施方式的、被投射到作为控制对象的用户的手部的非限制性图案的示意图；以及 图5是示出了根据本专利技术的实施方式的方法的流程图。 【具体实施方式】 现在详细地具体参考附图，需要强调的是，这些细节仅仅通过举例说明的方式且出于示例性讨论本技术的优选实施方式的目的被示出，并且为了提供被认为是最有帮助的和最容易理解的本技术的原理描述和概念方面而被呈现。就这点而言，并不试图比为了本技术进行基本理解所必需的内容更详细地示出本技术的结构细节，结合附图的描述使本领域的技术人员明白本专利技术的若干种形式可以如何在实践中被实施。 在详细说明本技术的至少一个实施方式之前，需要理解的是，本专利技术在其应用中并不限于下面描述中阐述的或者附图中示出的构造的细节以及组件的布置。本技术适用于其它实施方式或者以各种方式被实践或者实现的其它实施方式。同样，需要理解的是，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应视为限制性的。 本专利技术的实施方式解决了控制给配戴近眼式显示器的用户呈现的光标或者任何其它添加内容的难题。换句话说，利用本专利技术的实施方式，被叠加在所捕获的场景上以产生增强现实或者VR的、任何计算机生成的内容可以通过观看者打手势和其姿态进行控制。 图1示出了根据本专利技术的实施方式的、在其工作环境内操作的设备。该设备可以被实施为可配戴的近眼式显示器100，其将图像直接投射到用户10的眼睛上。该设备可以包括具有指定视场112的传感器110 (例如，摄像机)，其被连接到可配戴的近眼式显示器100并且被配置为捕获与用户10的视场重叠的指定视场处的场景。如可从插图中看出的，设备100可以采取具有某种投影机和被耦合到面罩的图像源的眼镜的形式。 该设备还可以包括被连接到可配戴的近眼式显示器的发射机120。发射机120可以被配置为将指定的光图案发射到导航空间120上，其中传感器110被配置为捕获来自导航空间124的对指定图案的反射。如本领域中所公知的，光源可以是激光器二极管、发光二极管(LED)、任何一种发射光束的兀件。 由发射机120发射的光束通过微结构化的元件(未示出)传播到导航空间上。微结构化的元件修改光束，以便产生投射到导航空间上的光图案。 可选地，微结构化的兀件将光束转换成可变横截面强度分布的光束。因此，横截面强度分布沿着光束变化，从而提供指示对象(比如用户手指中的一个)到光源的距离的信肩、O 可选地,发射机120将在第一方向上具有连续特性的并且在基本垂直于该第一方向的方向上具有不连续特性的光图案投射到导航空间上。可选地，微结构化的元件是衍射光学元件,这正如本领域中所公知的。 衍射光学元件可以由周期性的微结构获得，所述周期性的微结构将光束分成具有一维或者二维空间布置的离散数目的斑点，这正如本领域中所公知的。可选地，额外的元件(比如圆柱形微透镜阵列)或者额外的衍射元件被用于根据每个斑点产生条纹。 可选地，所述条纹用沿着条纹、以彼此之间固定的距离定位的相位记号进行标记。 使用比如圆柱形微透镜阵列的额外的微结构元件的可能优势是，额外的元件可以分散零阶的光束，比如激光束，这正如本领域中所公知的。零阶是从衍射元件输出的光斑的中心，并且其可以以相对高的能量为特征。将零阶分散到例如条纹的光结构可以允许增加激光光束的强度，而没有超过眼睛的安全限制。 可选地，发射机120还包括额外的衍射元件，其根据到对象的距离来改变光图案中的每个条纹的横截面强度分布，其中所述对象反射被投射的条纹。横截面强度分布是垂直于投射光的传播方向的强度分布。 可选地，强度分布变化是从高斯横截面强度分布到顶帽(Top Hat)横截面强度分布的渐变，其沿着投射光所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括：可配戴的近眼式显示器；传感器，其被连接到所述可配戴的近眼式显示器并且被配置为捕获场景；发射机，其被连接到所述可配戴的近眼式显示器，其中所述发射机被配置为将结构化的光图案发射到导航空间上，其中所述传感器还被配置为捕获来自所述导航空间的对所述光图案的反射；以及计算机处理器，其被配置为分析所述反射并且基于对所述反射的分析来控制通过所述可配戴的近眼式显示器呈现给用户的视觉指示。
【技术特征摘要】
2013.08.08 US 61/863,5101.一种设备，包括: 可配戴的近眼式显示器； 传感器，其被连接到所述可配戴的近眼式显示器并且被配置为捕获场景； 发射机，其被连接到所述可配戴的近眼式显示器，其中所述发射机被配置为将结构化的光图案发射到导航空间上，其中所述传感器还被配置为捕获来自所述导航空间的对所述光图案的反射；以及 计算机处理器，其被配置为分析所述反射并且基于对所述反射的分析来控制通过所述可配戴的近眼式显示器呈现给用户的视觉指示。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算机处理器还被配置为指示所述可配戴的近眼式显示器向所述用户呈现计算机生成的场景，以便提供虚拟现实的环境。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算机处理器还被配置为指示所述可配戴的近眼式显示器向所述用户呈现所捕获的场景，以便提供增强现实的环境。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算机处理器的所述分析是通过基于所述反射生成3D深度图并且进一步分析所述3D深度图来实现的。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算机处理器还被配置为指示所述发射机只照明所述传感器的一部分视场。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述计算机处理器还被配置为通过所述可配戴的近眼式显示器呈现与所述视觉指示互动的、计算机生成的场景。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述传感器和所述发射机只在可见光带宽内是可操作的。8.根据权利要求1所述的设备，其中，捕获所述场景的传感器和捕获所述反射的传感器是单个元件。9.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述导航空间上沿着X轴移动所述控制对象导致在所述显示器上沿着相应的X’轴移动所述视觉指示。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制对象是用户的手并且其中沿着Y轴移动所述手的手指引起所述视觉指示在所述显示器上沿相应的Y’轴的运动。11.根据权利要求1所述的设备，其中沿着指定的弧线倾斜所述控制对象引起所述视觉指示在所述显示器上沿着相应的轴的运动。12.根据权利要求1所述的设备，其中执行所述控制对象的预定义的手势或者姿态引起所述视觉指示的相应的动作。13.根据权利要求1所述的设备，其中，图案化的光的场的深度被选择，以便匹配所述导航空间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：纳达夫·格罗辛格，亚伊尔·阿尔珀恩，
申请(专利权)人：派布勒斯有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。