头戴式显示器的制造方法

头戴式显示器的制造方法
【专利摘要】头戴式显示器。公开了一种具有发光器件的头戴式显示器(HMD)。该HMD包括：主体，该主体具有多个表面；以及多个发光单元，所述多个发光单元在所述多个表面上形成，并且被构造为向所述主体的外部发出光，其中，所述多个发光单元中的每一个包括至少四个发光器件，所述至少四个发光器件按隔开的方式设置在直线上，使得特定的交比限定对于所述多个发光单元中的每一个的间隔，所述多个发光单元中的一个发光单元的交比与所述多个发光单元当中的其它发光单元的交比不同。
【专利说明】
头戴式显示器
技术领域
[0001] 本发明涉及头戴式显示器(HMD)，更具体地，涉及一种具有发光器件的头戴式显示 器。
【背景技术】
[0002] 头戴式显示器(HMD)是指以护目镜眼镜的形式佩戴在用户的头上并且构造为使得 用户能够借此看见图像（内容）的各种类型的图像显示装置。随着数字装置变得更轻且更 小，各种可佩戴计算机正在开发中，并且HMD正被广泛地使用。HMD可以给用户不仅提供显示 功能，而且通过组合增强现实(AR)技术、N画面技术等来提供各种功能。
[0003] 随着现今HMD的使用增加，积极地研究根据HMD的姿势(posture)来执行各种功能 的方法。HMD的姿势包括HMD安装到用户的头的状态、HMD的倾斜度、HMD面对的方向、HMD的位 置、HMD的转动、HMD的移动等。
[0004] 为了确定(估计、追踪、检测、提取、识别或鉴别)HMD的姿势，可以提供发光器件和 相机。
[0005] 在常规技术中，相机的快门的打开关闭时间（帧）与HMD的发光器件的开/关时间 (帧）同步。更具体地，在常规技术中，多个发光器件被布置在HMD上的任何位置处，并且所述 多个发光器件中的每一个被设置为具有不同的开/关模式。发光器件的"开"状态意指发光 器件发出光，而发光器件的"关"状态意指发光器件不发出光。
[0006] 例如，假定发光器件的"开"状态是"1"，发光器件的"关"状态是"0"，并且每种开/ 关模式具有10个帧，则多个发光器件当中的任何第一发光器件被设置为发出光以便具有第 一模式(例如，"1100101011"），并且所述多个发光器件当中的任何第二发光器件被设置为 发出光以便具有第二模式(例如，"1110010011"）。
[0007] 此外，在常规技术中，相机和HMD彼此同步，使得相机的快门的打开关闭时间（帧） 与HMD的发光器件的开/关时间（帧）同步。然后，由经同步的相机确定多个发光器件中的每 一个的开/关模式，因此识别每个发光器件。而且，通过使用经识别的发光器件来确定HMD的 姿势。
[0008] 在使用这种同步方法的情况下，需要附加的构造(例如，同步线缆)使相机的快门 的打开关闭时间（帧）与HMD的发光器件的开/关时间（帧）同步。因此，这种构造会增加制造 成本。
[0009] 此外，在使用这种同步方法的情况下，随着HMD的发光器件的数目增加，用于形成 模式的帧的数目也增加。这可能导致要花长时间来确定HMD的姿势。因此，现今需要确定HMD 的姿势的各种方法。

【发明内容】

[0010] 因此，详细描述的一方面在于提供一种具有发光器件的头戴式显示器(HMD)，使得 以最佳方式确定所述HMD的姿势。
[0011]详细描述的另一方面在于提供一种具有发光器件的头戴式显示器(HMD)，使得以 非同步方式确定所述HMD的姿势。
[0012]详细描述的另一方面在于提供一种以最佳方式确定头戴式显示器(HMD)的姿势的 方法。
[0013] 为了实现这些和其它优点并且根据本说明书的目的，如本文中具体实现并广泛描 述的，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括:主体，所述主体具有多个表面；以及 多个发光单元，所述多个发光单元中的每一个在所述多个表面中的相应表面上形成，并且 被构造为向所述主体的外部发出光。
[0014] 在实施方式中，所述多个发光单元中的每一个包括至少四个发光器件，所述至少 四个发光器件按隔开的方式设置在直线上，使得特定的交比（cross ratio)限定对于所述 多个发光单元中的每一个的间隔，所述多个发光单元中的一个发光单元的交比与所述多个 发光单元当中的其它发光单元的交比不同。
[0015] 在实施方式中，基于使所述至少四个发光器件当中的两两相邻地定位的发光器件 分隔开的距离的比来确定所述特定的交比;并且所述多个发光单元中的每一个被形成为具 有不同的距离比。
[0016]在实施方式中，使在所述多个发光单元中的第一发光单元中包括的至少四个发光 器件当中的两两相邻地定位的发光器件分隔开的第一距离比与使在所述多个发光单元中 的第二发光单元中包括的至少四个发光器件当中的两两相邻地定位的发光器件分隔开的 第二距离比不同。
[0017] 在实施方式中，所述至少四个发光器件中的两个按与从所述至少四个发光器件中 的剩余的发光器件发出光的第二方式不同的第一方式发出光。
[0018] 在实施方式中，所述两个发光器件是发出亮度按预置时间间隔改变的光的第一发 光器件;并且所述至少四个发光器件中的所述剩余的发光器件是发出恒定亮度的光的第二 发光器件。
[0019] 在实施方式中，所述第一发光器件是所述至少四个发光器件当中的被布置在两端 处的发光器件;并且所述第二发光器件是被布置在所述第一发光器件之间的发光器件。
[0020] 在实施方式中，从所述第一发光器件发出的所述光的亮度被改变为高于预置亮 度。
[0021] 在实施方式中，所述多个发光单元中的每一个还包括被设置在远离所述直线的位 置处并且被构造为发出恒定亮度的光的两个第三发光器件。
[0022] 在实施方式中，所述两个第三发光器件被布置成使得由所述第一发光器件和所述 第二发光器件当中的任何两个形成的直线与由所述两个第三发光器件形成的直线彼此不 平行。
[0023] 在实施方式中，所述第一发光器件和所述第二发光器件当中的所述任何两个是所 述第一发光器件。
[0024] 在实施方式中，所述多个发光单元中的一个发光单元中包括的所述两个第三发光 器件被布置为定位成与靠近在所述多个发光单元中的与所述一个发光单元不同的发光单 元中包括的第一发光器件、第二发光器件以及第三发光器件当中的任一个相比更靠近在所 述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的所述第一发光器件和所述第二发光器件 当中的任一个。
[0025] 在实施方式中，所述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的所述两个第三 发光器件被布置成使得从所述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的所述第一发 光器件中的任一个第一发光器件到所述两个第三发光器件中的任一个第三发光器件的距 离比从所述多个发光单元中的所述不同的发光单元中包括的所述第一发光器件到所述两 个第三发光器件中的任一个第三发光器件的距离短。
[0026] 在实施方式中，所述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的所述两个第三 发光器件中的一个第三发光器件与在所述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的 被定位成更靠近所述两个第三发光器件中的所述一个第三发光器件的所述两个第一发光 器件中的一个第一发光器件之间的距离比所述第三发光器件与所述多个发光单元中的所 述不同的一个中包括的所述第一发光器件之间的距离短。
[0027]在实施方式中，所述第一发光器件、所述第二发光器件以及所述第三发光器件被 布置为使得使所述第一发光器件、所述第二发光器件以及所述第三发光器件中的任何两个 分隔开的距离中的每一个具有大于预置值的值。
[0028]本申请的进一步的适用范围将根据下文中给出的详细描述而变得更明显。然而， 应当理解的是，在指示本发明的优选实施方式的同时，所述详细描述和特定的示例通过仅 例示的方式来给出，因为对于本领域技术人员而言，在本发明的精神和范围内的各种改变 和修改根据所述详细描述将变得明显。
【附图说明】
[0029]附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书 的一部分，附图例示了示例性实施方式，并且与本说明书一起用来说明本发明的原理。
[0030] 在附图中：
[0031] 图1是例示了根据本发明的实施方式的头戴式显示器(HMD)的框图；
[0032] 图2A是根据本发明的实施方式的从一个方向观看的HMD的概念图；
[0033]图2B是例示了根据本发明的实施方式的HMD的发光器件的概念图；
[0034] 图3A至图3C是例示了根据本发明的实施方式的用来使HMD的多个表面彼此区分开 的交比的概念图；
[0035] 图4、图5和图6是例示了根据本发明的实施方式的发光器件在HMD上的位置的概念 图；
[0036] 图7A和图7B是例示了根据本发明的实施方式的确定HMD的姿势的方法的流程图； 以及
[0037] 图8是例示了根据本发明的实施方式的图7B的方法的概念图。
【具体实施方式】
[0038] 现在将参照附图根据在本文中公开的示例性实施方式详细地给出描述。为了便于 参照附图简要描述，相同或等同的组件可以设置有相同或相似的附图标记，并且其描述将 不再重复。一般而言，诸如"模块"和"单元"这样的后缀可以被用于指代元件或组件。本文中 使用这样的后缀仅旨在利于本说明书的描述，并且后缀本身并不旨在提供任何特殊的含义 或功能。在本公开中，为了简洁起见，已经总体上省略了对相关领域的普通技术人员众所周 知的内容。附图被用来帮助容易理解各个技术特征，并且应该理解的是，本文中提供的实施 方式不受附图的限制。同样，除了那些在附图中被明确阐述的以外，本公开应当被解释为延 伸到任何改变、等同物和替代方案。
[0039]将要理解的是，虽然术语第一、第二等可以在本文中被用来描述各个元件，但是这 些元件不应该受这些术语的限制。这些术语通常仅被用于将一个元件与另一个元件进行区 分。
[0040] 将要理解的是，当一个元件被称为与另一个元件"连接(connected with)"时，该 元件能够与另一个元件连接或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为与另一个 元件"直接连接(directly connected with)"，则不存在中间元件。
[0041]单数表示可以包括复数表示，除非依据上下文它表示明确不同的意义。
[0042]在本文中使用了诸如"包括(include)"或"具有(has)"这样的术语，但应当理解的 是，它们旨在表示存在说明书中公开的若干组件、功能或步骤，并且还应当理解的是，可以 同样使用更多的或更少的组件、功能或步骤。
[0043]本发明的头戴式显示器(HMD)可以包括诸如眼镜型终端（智能眼镜)等这样的可佩 戴装置。本文中提出的HMD可以使用各种不同类型的终端来实现。这些终端的示例包括蜂窝 电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器 (PMP)、导航仪、便携式计算机(PC)、板型PC、平板PC、超极本、可佩戴装置(例如，智能手表） 等。
[0044] 图1是根据本发明的实施方式的HMD的框图。HMD 100被示出具有诸如无线通信单 元110、输入单元120、感测单元140、输出单元150、接口单元160、存储器170、控制器180以及 电源单元190这样的部件。要理解的是，实现所例示的组件中的全部不是必需的，并且可以 另选地在HMD 100中实现更多或更少的组件。
[0045] 现在参照图1，HMD 100被示出具有无线通信单元110,该无线通信单元110被构造 有多个通常实现的组件。例如，无线通信单元110通常包括使得能够在HMD 100与HMD 100位 于其内的无线通信系统或网络之间进行无线通信的一个或更多个组件。
[0046]无线通信单元110通常包括使得能够进行诸如以下这样的通信的一个或更多个模 块:HMD 100与无线通信系统之间的无线通信、HMD 100与另一移动终端之间的通信、HMD 100与外部服务器之间的通信。此外，无线通信单元110通常包括将HMD100连接至一个或更 多个网络的一个或更多个模块。为了利于这些通信，无线通信单元110包括以下项中的一个 或更多个:广播接收模块111、移动通信模块112、无线互联网模块113、短距离通信模块114 以及位置信息模块115。
[0047]输入单元120包括用于获得图像或视频的相机121、作为用于输入音频信号的一种 类型的音频输入装置的麦克风122、以及用于使得用户能够输入信息的用户输入单元123 (例如，触摸键、推键、机械键、软键等）。数据(例如，音频、视频、图像等）由输入单元120来获 得，并且可以根据装置参数、用户命令及其组合由控制器180进行分析和处理。
[0048] 感测单元140通常使用被构造为感测HMD 100的内部信息、HMD 100的周围环境、用 户信息等的一个或更多个传感器来实现。例如，在图1中，感测单元140被示出具有接近传感 器141和照度传感器142。
[0049] 如果需要，感测单元140可以另选地或附加地包括其它类型的传感器或装置，举例 来说，诸如触摸传感器、加速度传感器、磁传感器、G传感器、陀螺仪传感器、运动传感器、RGB 传感器、红外（IR)传感器、手指扫描传感器、超声传感器、光学传感器(例如，相机121 )、麦克 风122、电池计量表、环境传感器(例如，气压计、湿度计、温度计、辐射检测传感器、热传感器 以及气体传感器等）、以及化学传感器(例如，电子鼻、健康保健传感器、生物传感器等）。圓〇 100可以被构造为利用从感测单元140获得的信息、特别地从感测单元140的一个或更多个 传感器获得的信息、以及其组合。
[0050] 输出单元150通常被构造为输出诸如音频、视频、触觉输出等这样的各种类型的信 息。输出单元150被示出为具有显示单元151、音频输出模块152、触觉模块153和光学输出模 块 154。
[0051] 接口单元160用作具有能够与HMD 100联接的各种类型的外部装置的接口。接口单 元160例如可以包括下面的项中的任一个:有线或无线端口、外部电源端口、有线或无线数 据端口、存储器卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出（I/O)端口、 视频I/O端口、耳机端口等。在一些情况下，HMD 100可以响应于与接口单元160连接的外部 装置而执行与所连接的外部装置关联的各种控制功能。
[0052] 存储器170通常被实现为存储数据，以支持HMD 100的各种功能或特征。例如，存储 器170可以被构造为存储在HMD 100中执行的应用程序、用于HMD 100的操作的数据或指令 等。这些应用程序中的一些可以经由无线通信从外部服务器下载。其它应用程序可以在制 造或运输时被安装在HMD 100的内部，这通常是针对HMD 100的基本功能(例如，接收呼叫、 发出呼叫、接收消息、发送消息等)的情况。对于应用程序，常见的是存储在存储器170中，安 装在HMD 100中，以及由控制器180执行以执行HMD 100的操作(或功能）。
[0053]除了与应用程序关联的操作之外，控制器180通常用来控制HMD 100的整体操作。 控制器180可以通过处理由图1中描述的各种组件输入或输出的信号、数据、信息等或者激 活存储在存储器170中的应用程序来提供或处理适于用户的信息或功能。作为一个示例，控 制器180根据已存储在存储器170中的应用程序的执行来控制图1中例示的组件中的一些或 全部。另选地，控制器180可以按组合的方式操作HMD 100的上述组件中的至少两个。
[0054] 为了供应对于操作在HMD 100中包括的元件和组件所需的适当的电力，电源单元 190能够被构造为接收外部电力或者提供内部电力。电源单元190可以包括电池，并且该电 池可以被构造为嵌入在终端主体中，或者被构造为可从终端主体分离。
[0055] 上述组件中的至少一些可以按照合作的方式来操作，以实现根据稍后要解释的各 个实施方式的HMD 100的操作或控制方法。可以通过驱动存储器170中存储的至少一个应用 程序来在HMD上实现HMD 100的操作或控制方法。
[0056] 仍然参照图1，现在将更详细地说明在该图中描述的各种组件。关于无线通信单元 110,广播接收模块111通常被构造为经由广播信道从外部广播管理实体接收广播信号和/ 或广播相关信息。广播信道可以包括卫星信道、陆地信道、或者卫星信道和陆地信道两者。 在一些实施方式中，可以利用两个或更多个广播接收模块111来利于同时接收两个或更多 个广播信道，或者来支持广播信道之间的切换。
[0057] 可以使用生成并发送广播信号和/或广播关联信息的服务器或系统、或者接收预 先生成的广播信号和/或广播关联信息并且将这些项发送给移动终端的服务器来实现广播 管理实体。除了其它方面以外，还可以使用TV广播信号、无线电广播信号、数据广播信号及 其组合等来实现广播信号。在一些情况下，广播信号还可以包括与TV或无线电广播信号组 合的数据广播信号。
[0058]可以根据用于发送和接收数字广播信号的各种技术标准或广播方法(例如，国际 标准化组织（IS0)、国际电工委员会（IEC)、数字视频广播（DVB)、高级电视系统委员会 (ATSC)等）中的任一种来对广播信号进行编码。广播接收模块111能够使用适合于所利用的 发送方法的方法来接收数字广播信号。
[0059]广播关联信息的示例可以包括与广播信道、广播节目、广播事件、广播服务提供方 等关联的信息。广播关联信息还可以经由移动通信网络来提供，并且在这种情况下，由移动 通信模块112接收。
[0060] 可以按各种格式来实现广播关联信息。例如，广播关联信息可以包括数字多媒体 广播(DMB)的电子节目指南(EPG)、手持数字视频广播(DVB-H)的电子服务指南(ESG)等。可 以将经由广播接收模块111接收的广播信号和/或广播关联信息存储在适当的装置(诸如存 储器170)中。
[0061] 移动通信模块112可以向一个或更多个网络实体发送无线信号和/或从一个或更 多个网络实体接收无线信号。网络实体的典型示例包括基站、外部移动终端、服务器等。这 些网络实体构成移动通信网络的一部分，该移动通信网络根据移动通信的技术标准或通信 方法(例如，全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、CDMA2000 (码分多址2000)、EV-D0 (增强语音-数据优化或仅增强语音-数据）、宽带CDMA(WCDMA)、高速下行链路分组接入 (HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、长期演进(LTE)、LTE-A(高级长期演进)等)来构 建。经由移动通信模块112发送和/或接收的无线信号的示例包括语音呼叫信号、视频（电 话)呼叫信号、或者用于支持文本和多媒体消息的通信的各种格式的数据。
[0062]无线互联网模块113被构造为利于无线互联网接入。该模块可以内部地或外部地 联接到HMD 100。无线互联网模块113可以根据无线互联网技术经由通信网络来发送和/或 接收无线信号。
[0063] 这种无线互联网接入的示例包括无线LAN(WLAN)、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连、 数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、高速下行链 路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、长期演进(LTE)、LTE-A(高级长期演 进)等。无线互联网模块113可以根据这些无线互联网技术以及其它互联网技术中的一种或 更多种来发送/接收数据。
[0064] 在一些实施方式中，当无线互联网接入根据例如WiBro、HSDPA、HSUPA、GSM、CDMA、 WCDMA、LTE、LTE-A等被实现为移动通信网络的一部分时，无线互联网模块113执行这种无线 互联网接入。同样，互联网模块113可以与移动通信模块112配合，或者用作移动通信模块 112〇
[0065]短距离通信模块114被构造为利于短距离通信。用于实现这种短距离通信的适当 的技术包括BLUETOOTH?、射频识别（RFID)、红外数据协会（IrDA)、超宽带(UWB)、ZigBee、近 场通信(NFC)、无线保真(Wi-Fi)、Wi-Fi直连、无线USB(无线通用串行总线)等。短距离通信 模块114通常经由无线局域网支持HMD 100与无线通信系统之间的无线通信、HMD 100与另 一 HMD 100之间的通信或者HMD与另一 HMD 100(或外部服务器)所在的网络之间的通信。无 线局域网的一个示例是无线个域网。
[0066] 在一些实施方式中，另一HMD(其可类似于HMD 100来构造)可以是能够与HMD 100 交换数据(或者与HMD 100协作）的可佩戴装置(例如，智能手表、智能眼镜或头戴式显示器 (HMD))。短距离通信模块114可感测或识别可佩戴装置，并且使得能够进行可佩戴装置与 HMD 100之间的通信。另外，当所感测到的可佩戴装置是被认证与HMD 100进行通信的装置 时，例如，控制器180可经由短距离通信模块114将在HMD 100中处理的数据发送给可佩戴装 置。因此，可佩戴装置的用户可在可佩戴装置上使用在HMD 100中处理的数据。例如，当在 HMD 100中接到电话时，用户可利用可佩戴装置来接电话。另外，当在HMD 100中接收到消息 时，用户可利用可佩戴装置来查看所接收的消息。
[0067] 位置信息模块115通常被构造为检测、计算、推导或者识别移动终端的位置。例如， 位置信息模块115包括全球定位系统(GPS)模块、Wi-Fi模块或这二者。如果需要，位置信息 模块115可另选地或附加地与无线通信单元110的任何其它模块一起工作，以获得与移动终 端的位置有关的数据。
[0068]作为一个示例，当移动终端使用GPS模块时，可利用从GPS卫星发送的信号来获取 移动终端的位置。又如，当移动终端使用Wi-Fi模块时，可基于与无线接入点(AP)有关的信 息来获取移动终端的位置，所述无线接入点(AP)向Wi-Fi模块发送无线信号或从Wi-Fi模块 接收无线信号。
[0069]输入单元120可被构造为使得能够向HMD 100进行各种类型的输入。这些输入的示 例包括音频、图像、视频、数据和用户输入。图像和视频输入常常利用一个或更多个相机121 来获得。这些相机121可对在视频或图像拍摄模式下通过图像传感器获得的静止画面或视 频的图像帧进行处理。经处理的图像帧可被显示在显示单元151上或存储在存储器170中。 在一些情况下，相机121可按照矩阵构造布置，以使得具有各种角度或焦点的多个图像能够 被输入至HMD 100。又如，相机121可按照立体布置方式来设置，以获取用于实现立体图像的 左图像和右图像。
[0070] 麦克风122通常被实现为使得能够向HMD 100输入音频。可根据HMD 100中执行的 功能来按照各种方式处理音频输入。如果需要，麦克风122可包括各种噪声去除算法以去除 在接收外部音频的过程中生成的不期望的噪声。
[0071] 用户输入单元123是使得用户能够输入的组件。这种用户输入可使得控制器180能 够控制HMD 100的操作。用户输入单元123可包括机械输入元件（例如，位于HMD 100的正面 和/或背面或侧面的键、按钮、薄膜开关、滚轮、触合式开关等)或者触敏输入装置等中的一 个或更多个。作为一个示例，触敏输入装置可以是通过软件处理显示在触摸屏上的虚拟键 或软键、或者位于HMD上的触摸屏以外的位置处的触摸键。另一方面，在触摸屏上可按照各 种形状(例如，图形、文本、图标、视频或其组合)显示虚拟键或视觉键。
[0072] 感测单元140通常被构造为感测移动终端的内部信息、移动终端的周围环境信息、 用户信息等中的一个或更多个。控制器180通常与感测单元140协作以基于感测单元140所 提供的感测来控制HMD 100的操作或者执行与在HMD中安装的应用程序关联的数据处理、功 能或操作。可利用各种传感器中的任何传感器来实现感测单元140,现在将更详细地描述其 中一些传感器。
[0073] 接近传感器141可包括在没有机械接触的情况下，利用电磁场、红外线等来感测是 否存在靠近表面的物体或者位于表面附近的物体的传感器。接近传感器141可布置在移动 终端的被触摸屏覆盖的内侧区域处或触摸屏附近。
[0074] 例如，接近传感器141可包括透射型光电传感器、直接反射型光电传感器、镜面反 射型光电传感器、高频振荡接近传感器、电容型接近传感器、磁型接近传感器、红外线接近 传感器等中的任何传感器。当触摸屏被实现为电容型接近传感器时，接近传感器141可通过 电磁场响应于导电物体的靠近而发生的变化来感测指点器相对于触摸屏的接近。在这种情 况下，触摸屏(触摸传感器)也可被归类为接近传感器。
[0075] 本文中常常将提及术语"接近触摸"以表示指点器被设置成在没有接触触摸屏的 情况下接近触摸屏的情景。本文中常常将提及术语"接触触摸"以表示指点器与触摸屏进行 实际接触的情景。对于与指点器相对于触摸屏的接近触摸对应的位置，这种位置将对应于 指点器垂直于触摸屏的位置。接近传感器141可感测接近触摸以及接近触摸模式(例如，距 离、方向、速度、时间、位置、移动状态等）。
[0076] 通常，控制器180对与接近传感器141所感测的接近触摸和接近触摸模式对应的数 据进行处理，并在显示单元151上输出视觉信息。另外，控制器180可根据施加到用户输入单 元123上的点的触摸是接近触摸还是接触触摸来控制HMD 100执行不同的操作或处理不同 的数据。
[0077] 触摸传感器可利用各种触摸方法中的任何触摸方法来感测施加到用户输入单元 123的触摸。这些触摸方法的示例包括电阻型、电容型、红外型和磁场型等。
[0078] 作为一个示例，触摸传感器可被构造为将施加到用户输入单元123的特定部分的 压力的变化或者在用户输入单元123的特定部分处发生的电容的变化转换为电输入信号。 触摸传感器还可被构造为不仅感测触摸位置和触摸区域，而且感测触摸压力和/或触摸电 容。通常使用触摸物体来向触摸传感器施加触摸输入。典型的触摸物体的示例包括手指、触 摸笔、手写笔、指点器等。
[0079] 当通过触摸传感器感测到触摸输入时，可将对应信号发送给触摸控制器。触摸控 制器可对所接收的信号进行处理，然后将对应数据发送给控制器180。因此，控制器180可感 测用户输入单元123的哪一区域被触摸。这里，触摸控制器可以是独立于控制器180的组件、 可以在控制器180内及可以是二者的组合。
[0080] 在一些实施方式中，控制器180可根据对用户输入单元123进行触摸的触摸物体的 类型来执行相同或不同的控制。可以基于例如HMD 100的当前操作状态或者当前执行的应 用程序来决定根据提供触摸输入的物体是执行相同的控制还是不同的控制。
[0081] 触摸传感器和接近传感器可单独实现或者组合实现，以感测各种类型的触摸。这 些触摸包括短(或轻敲)触摸、长触摸、多触摸、拖曳触摸、轻拂触摸、缩小触摸、放大触摸、轻 扫触摸、悬停触摸等。
[0082] 如果需要，可实现超声传感器以利用超声波来识别与触摸物体有关的位置信息。 例如，控制器180可基于由照明传感器和多个超声传感器感测的信息来计算波生成源的位 置。由于光远比超声波快，光到达光学传感器的时间远比超声波到达超声传感器的时间短。 可利用这一事实来计算波生成源的位置。例如，可基于光作为基准信号利用相对于超声波 到达传感器的时间的时间差来计算波生成源的位置。
[0083] 相机121通常包括相机传感器((XD、CMOS等）、光传感器(或图像传感器)或激光传 感器中的至少一个。
[0084]利用激光传感器实现相机121可以使得能够检测物理对象相对于3D立体图像的触 摸。光传感器可被层叠在显示装置上或者与显示装置交叠。光传感器可被构造为对接近触 摸屏的物理对象的移动进行扫描。更详细地，光传感器可包括成行和列的光电二极管和晶 体管，以利用根据施加的光的量而变化的电信号来对光传感器处接收的内容进行扫描。即， 光传感器可根据光的变化来计算物理对象的坐标，从而获得物理对象的位置信息。
[0085] 显示单元151通常被构造为输出在HMD 100中处理的信息。例如，显示单元151可显 示在HMD 100处执行的应用程序的执行画面信息或者响应于执行画面信息的用户界面(UI) 和图形用户界面(GUI)信息。
[0086]在一些实施方式中，显示单元151可被实现为用于显示立体图像的立体显示单元。 典型的立体显示单元可采用诸如立体方案（眼镜方案）、自动立体方案(无眼镜方案）、投影 方案(全息方案)等的立体显示方案。
[0087] -般而言，3D立体图像可以包括左图像(例如，左眼图像)和右图像(例如，右眼图 像）。根据左图像和右图像如何被组合成3D立体图像，能够将3D立体成像方法划分成：自上 而下法，其中，左图像和右图像被定位在一帧中的上面和下面；从左到右（左到右或并排） 法，其中，左图像和右图像被定位在一帧中的左侧和右侧;棋盘(checker board)法，其中， 左图像的片段和右图像的片段按瓦片形式被定位;交错(interlaced)法，其中，左图像和右 图像按行或按列而交替地定位；以及时间顺序(或逐帧)法，其中，左图像和右图像基于时间 被交替显示。
[0088] 另外，关于3D缩略图（thumbnail)图像，左图像缩略图和右图像缩略图能够分别由 原始图像帧的左图像和右图像生成，并且随后被组合以生成单个3D缩略图图像。一般而言， 术语"缩略图"可以被用于指代缩小的图像或缩小的静止图像。生成的左图像缩略图和右图 像缩略图可以在屏幕上按与左图像和的右图像之间的视差对应的深度而显示为在它们之 间具有水平距离差，因此提供了立体空间感。
[0089] 可以使用立体处理单元在立体显示单元上显示用于实现3D立体图像所需的左图 像和右图像。该立体处理单元能够接收3D图像并且提取左图像和右图像，或者能够接收2D 图像并且将其转变成左图像和右图像。
[0090] 音频输出模块152通常被构造为输出音频数据。这些音频数据可从多种不同的源 中的任何源获得，使得所述音频数据可从无线通信单元110接收或者可存储在存储器170 中。所述音频数据可在诸如信号接收模式、呼叫模式、录制模式、语音识别模式、广播接收模 式等的模式下输出。音频输出模块152可提供与HMD 100所执行的特定功能有关的可听输出 (例如，呼叫信号接收音、消息接收音等）。音频输出模块152还可被实现为受话器、扬声器、 蜂鸣器等。
[0091] 触觉模块153可被构造为产生用户感觉、感知或者体验的各种触觉效果。由触觉模 块153产生的触觉效果的典型示例是振动。由触觉模块153产生的振动的强度、模式等可通 过用户选择或控制器的设定来控制。例如，触觉模块153可按照组合方式或顺序方式输出不 同的振动。
[0092] 除了振动以外，触觉模块153可产生各种其它触觉效果，包括诸如插针排列为了接 触皮肤而垂直移动、通过喷射孔或抽吸开口的空气的喷射力或抽吸力、对皮肤的触摸、电极 的接触、静电力等的刺激效果、利用能够吸热或发热的元件再现冷和热的感觉的效果等。
[0093]除了通过直接接触传递触觉效果以外，触觉模块153还可被实现为使得用户能够 通过诸如用户的手指或手臂的肌肉觉来感觉到触觉效果。可根据HMD 100的特定构造设置 两个或更多个触觉模块153。
[0094]光学输出模块154可输出用于利用光源的光指不事件的发生的信号。HMD 100中发 生的事件的示例可包括消息接收、呼叫信号接收、未接呼叫、警报、日程提醒、电子邮件接 收、通过应用的信息接收等。
[0095] 由光学输出模块154输出的信号可按照使得移动终端发射单色光或多种颜色的光 的方式实现。例如，随着移动终端感测到用户已查看所发生的事件，信号输出可被终止。
[0096] 接口单元160用作将外部装置与HMD 100连接的接口。例如，接口单元160可接收从 外部装置发送来的数据，接收电力以输送给HMD 100内的元件和组件，或者将HMD 100的内 部数据发送给这种外部装置。接口单元160可包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源端 口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输 出（I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等。
[0097]识别模块可以是存储用于认证HMD 100的使用权限的各种信息的芯片，并且可包 括用户身份模块(IHM)、订户身份模块(SIM)、全球订户身份模块(USIM)等。另外，具有识别 模块的装置(本文中也称作"识别装置"）可采取智能卡的形式。因此，识别装置可经由接口 单元160与终端100连接。
[0098] 当HMD 100与外部托架连接时，接口单元160可用作使得能够将来自托架的电力供 应给HMD 100的通道，或者可用作使得能够用来将由用户从托架输入的各种命令信号输送 给HMD的通道。从托架输入的各种命令信号或电力可用作用于识别出移动终端被正确安装 在托架上的信号。
[0099] 存储器170可存储用于支持控制器180的操作的程序，并存储输入/输出数据（例 如，电话簿、消息、静止图像、视频等）。存储器170可存储与响应于触摸屏上的触摸输入而输 出的各种模式的振动和音频有关的数据。
[0100] 存储器170可包括一种或更多种类型的存储介质，包括闪存、硬盘、固态盘、硅磁盘 (silicon disk)、微型多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、随机存取存储器 (RAM)、静态随机存取存储器（SRAM)、只读存储器（R0M)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPR0M)、可编程只读存储器(PR0M)、磁存储器、磁盘、光盘等。HMD 100还可与在诸如互联 网的网络上执行存储器170的存储功能的网络存储装置有关地操作。
[0101 ]控制器180通常可控制HMD 100的总体操作。例如，当HMD的状态满足预设条件时， 控制器180可设定或解除用于限制用户针对应用输入控制命令的锁定状态。
[0102] 控制器180还可执行与语音呼叫、数据通信、视频呼叫等关联的控制和处理，或者 执行模式识别处理以将触摸屏上进行的手写输入或绘画输入分别识别为字符或图像。另 外，控制器180可控制那些组件中的一个或它们的组合，以便实现本文公开的各种示例性实 施方式。
[0103] 电源单元190接收外部电力或提供内部电力，并供应对HMD 100中包括的各个元件 和组件进行操作所需的适当电力。电源单元190可包括电池，该电池通常是可再充电的或者 以可拆卸的方式结合到终端主体以便于充电。
[0104] 电源单元190可包括连接端口。该连接端口可被构造为接口单元160的一个示例， 用于供应电力以对电池进行再充电的外部充电器可电连接到该连接端口。
[0105] 作为另一示例，电源单元190可被构造为以无线方式对电池进行再充电，而不使用 连接端口。在此示例中，电源单元190可利用基于磁感应的电感耦合方法或基于电磁谐振的 磁谐振耦合方法中的至少一种来接收从外部无线电力发送器输送的电力。
[0106] 本文所述的各种实施方式可利用例如软件、硬件或其任何组合来在计算机可读介 质、机器可读介质或类似介质中实现。
[0107] 图2A是例示了根据另一示例性实施方式的HMD 100的一个示例的概念图。HMD 100 可佩戴在人体的头上，并且设置有用于其的框架(壳体、外壳等）。框架可以由柔性材料制成 以容易地佩戴。HMD 100的框架被示出具有由不同的材料形成的第一框架101和第二框架 102〇
[0108] 例如，第一框架101可以提供布置有图1中前述的组件中的至少一个的空间，并且 第二框架102可以使第一框架101支承在用户的头上(使第一框架101固定到用户的头）。
[0109] 框架可以被称为主体(或HMD主体）jMD主体可以指示形式为至少一个组件的HMD 100〇
[0110] 框架可以被支承在头上，并且限定用于安装各种组件的空间。如例示的，可以将诸 如相机121、输出单元150、用户输入单元123、发光单元200a、200b和200c、控制器以及传感 单元这样的电子组件安装到第一框架101。显示单元151可以被形成为覆盖用户的右眼和左 眼中的至少一个(或者面对用户的右眼和左眼中的至少一个），并且可以被可拆卸地安装。
[0111] 可以将诸如音频输出单元152和发光单元103f这样的电子组件安装到第二框架 102。然而，本发明不限于此。也就是说，图1中前述的组件以及在HMD 100处需要的组件可以 根据用户的选择而不同地布置在第一框架101和第二框架102处。
[0112] 控制器180(参照图1)控制被设置在HMD 100中的各种电子组件。可以将控制器180 理解为与图1中前述的控制器180对应的组件。
[0113] 显示单元151被安装到框架，并且在用户的眼睛前面输出画面信息（例如，静止图 像、运动图像等）。为了当用户佩戴HMD 100时在用户的眼睛前面直接地提供画面信息，显示 单元151可以被定位成对应于左眼和右眼中的至少一个。图2A例示了显示单元151位于与右 眼和左眼对应的一部分上，以输出可由用户的右眼和左眼观看的图像。
[0114] 显示单元151可以使用棱镜来将图像投射到用户的眼睛中。棱镜可以由光学透明 材料形成，使得用户能够观看在用户前面的投影图像和一般视场（用户通过眼睛观看的范 围）这二者。
[0115] 在这样的方式下，通过显示单元151输出的图像可以在与一般视场交叠的同时被 观看。HMD 100可以通过使用显示器使虚拟图像交叠在现实图像或背景上来提供增强现实 (AR)〇
[0116] 相机121可以被定位为与左眼和右眼的任一个或两者相邻，以拍摄前方图像。因为 相机121被定位为与眼睛相邻以便面对前侧，所以相机121能够获取用户当前正在观看的场 景。
[0117] 在附图中，仅提供了一个相机121。然而，本发明不限于此。可以提供多个相机121， 以获取立体图像。
[0118] HMD 100可以包括用户输入单元123,该用户输入单元123能够由用户操纵以提供 输入。用户输入单元123可以采用使得能够经由触觉输入来输入的技术。典型的触觉输入包 括触摸、推等。用户输入单元123被示出当其位于框架上时可按推方式和触摸方式操作。
[0119] 如果需要，HMD 100可以包括将输入声音处理成电音频数据的麦克风(未示出）、以 及用于输出音频的音频输出模块152。音频输出模块152可以被构造为按一般音频输出方式 或者骨传导(osteoconductive)方式产生音频。当按骨传导方式实现音频输出模块152时， 音频输出模块152可以在用户佩戴HMD 100时紧密地附接至头部，并且使用户的头骨振动以 转移声音。
[0120] 如果包括第一框架101和第二框架102的框架是单个HMD主体(在下文中，将被称为 "主体"），则可以按各种方式实现根据本发明的HMD的主体。更具体地，主体可以包括被形成 为在其间具有预置角度的多个表面l〇3a、103b、103c。所述多个表面意指位于HMD 100的主 体的外侧的表面。因此，所述多个表面可以意指HMD100的表面(外部表面、外表面等）。所述 多个表面103a、103b、103c中的每一个可以被形成为平坦的或弯曲的。
[0121] 根据本发明的实施方式的HMD 100的显示单元151可以被定位在主体中。更具体 地，显示单元151可以在HMD 100中被布置在当HMD被佩戴在用户的头上时显示单元151面对 用户的眼睛的位置处。
[0122] 图2A例示了多个表面103a、103b、103c被形成为彼此垂直的主体。在下文中，将以 多个表面103a、103b、103c被形成为彼此垂直的HMD 100为例对本发明进行说明。然而，本发 明还适用于具有各自形成为具有预定角度的多个表面的HMD 100。
[0123] 第二框架102可以包括多个表面。在本发明中，应当理解的是，在第二框架102中包 括的一个表面l〇3f被包括在HMD 100的主体的多个表面中。表面103f可以位于用户的后头 部上。
[0124] 例如，参照图2A，HMD 100可以包括多个表面。所述多个表面可以包括前表面103a、 左侧表面103b、下侧表面103c、右侧表面103d、上侧表面103e以及后表面103f。
[0125] HMD 100可以包括各自形成在所述多个表面中的相应的一个上的多个发光单元， 其中，所述多个发光单元被构造为向主体的外部发出光。多个发光单元形成在多个表面上 的上下文应该被理解为在每个表面上形成单个发光单元而非多个发光单元。
[0126] 例如，如图2A中所示，第一发光单元200a可以被设置在前表面103a上，第二发光单 元200b可以被设置在左侧表面103b上，并且第三发光单元200c可以被设置在下侧表面103c 上。尽管未示出，然而更多的发光单元可以被设置在右侧表面l〇3d、上侧表面103e以及后表 面103f上。
[0127] 多个发光单元可以被用来确定(估计、检测、追踪、提取、识别、鉴别等)HMD100的姿 势。例如，HMD 100可以包括用于确定HMD 100的姿势的控制器180。控制器180可以通过使用 在HMD 100的多个表面上形成的多个发光单元来确定HMD100的姿势。
[0128] 可以将HMD 100的姿势理解成包括HMD的状态(HMD在用户的头上的佩戴状态）、HMD 的倾斜度、HMD的方向、HMD的位置、HMD的转动、HMD的移动等。另外，确定HMD 100的姿势可以 意指确定正在佩戴HMD 100的用户的姿势、移动等。
[0129] 将参照图3A至图3C、图7A和图7B以及图8更详细地说明由控制器180通过使用HMD 的多个发光单元来确定HMD 100的姿势的方法。
[0130] 多个发光单元中的每一个可以包括多个发光器件。一个发光单元的多个发光器件 可以被形成为具有与另一个发光单元的多个发光器件的模式不同的模式(布置），使得多个 表面彼此区分开。
[0131] 例如，在设置在前表面103a上的第一发光单元200a中包括的多个发光器件可以具 有与在设置在与前表面l〇3a不同的表面(例如，左侧表面103b)上的第二发光单元200b中包 括的多个发光器件的模式不同的模式。
[0132] 控制器180可以基于设置在多个表面上的具有不同模式的多个发光器件来识别发 光单元，并且可以基于经识别的发光单元来确定HMD 100的姿势。
[0133] 在下文中，将参照图2B更详细地说明设置在根据本发明的实施方式的HMD 100的 主体的多个表面上的发光单元。图2B是例示了 HMD 100的发光器件的概念图。
[0134] 每个发光单元中包括的多个发光器件可以包括各种装置。用于发出光的任何装置 可以被采用为发光器件。例如，红外线装置、发光二极管(LED)装置等可以被用作发光器件。
[0135] 多个发光单元2003、20013、200(3、200(1、2006、20(^中的每一个可以包括在直线上或 者沿着直线彼此间隔开的至少四个发光器件，使得针对发光单元确定特定的交比。
[0136] 至少四个发光器件被布置在直线上的上下文可以意指所述至少四个发光器件沿 着线而布置，或者所述至少四个发光器件被布置在一个方向上。
[0137] 例如，参照图2B，设置在HMD 100的主体的多个表面当中的一个表面(例如，前表面 l〇3a)上的第一发光单元200a可以包括在直线上彼此间隔开的至少四个发光器件201a、 202a、203a、204a。并且，设置在所述多个表面当中的另一表面(例如，左侧表面103b)上的第 二发光单元200b可以包括在直线上彼此间隔开的至少四个发光器件201b、202b、203b、 204b。同样地，设置在下侧表面103c、右侧表面103d、上侧表面103e以及后表面103f中的每 一个上的发光单元可以包括在直线上彼此间隔开的至少四个发光器件。为了方便，将在下 文中说明发光单元被设置在前表面l〇3a和左侧表面103b中的每一个上。然而，发光单元可 以被设置在设置在HMD 100的主体处的多个表面当中的任何表面上。
[0138] 多个发光单元的交比可以彼此不同，使得多个表面彼此区分开。可以基于在直线 上彼此间隔开的至少四个发光器件来确定交比。更具体地，可以基于至少四个发光器件当 中的两个相邻的发光器件之间的距离或者基于所述距离的比来确定交比。
[0139] 也就是说，第一发光单元200a的至少四个发光器件201&、202&、203 &、204&可以按 隔开的方式被布置在直线上，使得第一发光单元200a具有第一交比。与第一发光单元不同 的第二发光单元200b的至少四个发光器件20 lb、202b、203b、204b可以按隔开的方式被布置 在直线上，使得第二发光单元200b具有与第一交比不同的第二交比。
[0140] 所述多个发光单元中的每一个还可以包括在远离设置有至少四个发光器件的直 线的位置处设置的至少两个发光器件。例如，参照图2B，设置在多个表面中的一个(例如，前 表面103a)上的第一发光单元200a还可以包括在远离设置有至少四个发光器件201a、202a、 203a、204a的直线（11)的位置处设置的至少两个发光器件205a、206a。
[0141] 同样地，设置在所述多个表面当中的另一表面(例如，左侧表面103b)上的第二发 光单元200b还可以包括在远离设置有至少四个发光器件20比、20213、20313、20413的直线（12) 的位置处设置的至少两个发光器件205b、206b。
[0142] 设置在远离直线的位置处的至少两个发光器件可以被用来由控制器180确定HMD 100的姿势。将参照图4至图6更详细地说明设置在远离直线的位置处的至少两个发光器件。
[0143] 在下文中，将更详细地描述交比。交比可以被称作重比（double ratio)或者非调 和比（anharmonic ratio)。在投影几何学中，交比指示设置在同一条直线上的四个点的投 影常量。更具体地，交比可以是与同一条线上的四个点有关的值(数）。
[0144] 例如，假定四个点（点A、点B、点C以及点D)按隔开的方式被顺序地设置在同一条线 (或者直线)上，则可以将四个点的交比(A，B;C，D)限定为下面的式1。
[0145] [式 1]
[0147] 这里，dAC指示A与C之间的分隔距离，dBD指示B与D之间的分隔距离，d BC指示B与C之 间的分隔距离，并且dAD指示A与D之间的分隔距离。
[0148] 也就是说，可以通过这些点当中的分隔距离来确定四个点的交比（A，B;C，D)。另 外，可以基于这些点当中的分隔距离的比来确定四个点的交比(A，B;C，D)。
[0149] 例如，在A与B之间的分隔距离(dAB)、B与C之间的分隔距离(dBC)以及C与D之间的分 隔距离(dcD)之间的比（dAB:dBC:dcD)是p:q:r(p、q和r表示实数）的情况下，A、B、C和D之间的交 比（八，8;(：，0)可以是{(口+9)*(9+1')}/{9*(口+9+1')}。
[0150] 基于与设置有四个点(A、B、C和D)的直线间隔开的点(P)，A'可以被设置在连接A和 点（P)的投影线上，B'可以被设置在连接B和点（P)的投影线上，C'可以被设置在连接C和点 (P)的投影线上，并且D'可以被设置在连接D和点(P)的投影线上。如果假定A'、B'、C1PD1 设置在同一条线（直线）上，则可以将A'、B'、C'和D'之间的交比(A'，B'；C'，D'）限定为下面 的式2。
[0151] [式 2]
[0153] 这里，dA，c，指示A'与C'之间的距离，dB， D，指示B '与D '之间的距离，dB，c，指示B '与C' 之间的距离，并且dA，D，指示A '与D '之间的距离。
[0154] 参照式1和式2,即使dAC和dA，c，彼此不同，dBD和dB，D，彼此不同，dBC和d B，c，彼此不同， 并且dAD和dA，D，彼此不同，A、B、C和D之间的交比（A，B;C，D)也与A'、B'、C'和D'之间的交比 (A'，B'；C'，D'）相同。
[0155] 也就是说，通过一个点(P)并且彼此不平行的四条投影线(例如，1~4投影线)与不 通过这一个点(P)并且与所述四条投影线交叉的第一直线之间的交点被限定为A、B、C和D。
[0156] 此外，所述四条投影线与不通过这一个点（P)并且与所述四条投影线交叉的第二 直线之间的交点被限定为A'、B'、C'和D'。
[0157] 假定A'和A被设置在同一条投影线（例如，第一投影线）上，B'和B被设置在同一条 投影线(例如，第二投影线)上，C'和C被设置在同一条投影线(例如，第三投影线)上，并且D' 和D被设置在同一条投影线(例如，第四投影线)上。
[0158] 在这种情况下，A、B、C和D之间的交比（A，B;C，D)与A'、B'、C'和D'之间的交比(A'， B，;C，，D，）相同。
[0159] 也就是说，设置在通过一个点（P)并且彼此不平行以及与任意直线交叉的四条投 影线上的四个交点之间的交比总是恒定的。
[0160] 在本发明中，可以基于前述交比来识别HMD 100的姿势以及HMD的主体的多个表 面。也就是说，前述点(A、B、C和D)可以对应于按隔开的方式布置在直线上并且包括在发光 单元中的至少四个发光器件。
[0161] 如前述的，形成在多个表面中的相应表面上的多个发光单元中的每一个可以包括 按隔开的方式布置在直线上的至少四个发光器件，使得特定的交比得以确定。
[0162] 在本发明中，多个发光单元的交比可以彼此不同，使得多个表面彼此区分开。所述 多个发光单元中的每一个的交比可以意指由发光单元中包括并且按隔开的方式设置在直 线上的至少四个发光器件而确定的交比。
[0163] 更具体地，可以基于至少四个发光器件当中的两个相邻的发光器件之间的距离的 比来确定交比。可以形成所述多个发光单元中的每一个，使得距离的比对于不同的交比而 言不同。
[0164] 也就是说，所述多个发光单元中的一个发光单元中包括的至少四个发光器件之间 的距离的比可以与所述多个发光单元中的另一个发光单元中包括的至少四个发光器件之 间的距离的比不同。
[0165] 例如，参照图2B，在设置在多个表面中的一个表面(例如，前表面103a)上的多个发 光单元中的一个发光单元(例如，第一发光单元200a)中包括并且按隔开的方式设置在直线 (11)上的至少四个发光器件（例如，201 &、202&、203&、204&)之间的距离的比可以是第一比 (口:9:1')。这里4、9和1'是实数。
[0166] 在这种情况下，在设置在多个表面中的另一表面(例如，左侧表面103b)上的多个 发光单元中的另一发光单元(例如，第二发光单元200b)中包括并且按隔开的方式设置在直 线（12)上的至少四个发光器件（例如，20113、20213、20313、20413)之间的距离的比可以是第二 比（S:t:U)。这里，S、t和U是实数。
[0167] 多个发光单元中的每一个被形成使得至少四个发光器件之间的距离的比不同的 上下文不意指在所述多个发光单元中的一个发光单元中包括并且按隔开的方式设置在直 线上的至少四个发光器件之间的距离彼此不同。相反，所述上下文意指在第一发光单元中 包括并且按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件之间的距离的比(P:q:r)与在第 二发光单元中包括并且按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件之间的距离的比 (s:t:u)不同。
[0168] p、q和r可以相同，或者其至少一个可以不同。同样地，s、t和u可以相同，或者其至 少一个可以不同。也就是说，可以确定p、q、r、s、t和u，使得在第一发光单元中包括并且按隔 开的方式设置在直线上的至少四个发光器件之间的距离的比(P:q:r)与在第二发光单元中 包括并且按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件之间的距离的比（s:t :U)不同。
[0169] 例如，假定在第一发光单元中包括并且按隔开的方式设置在直线上的至少四个发 光器件之间的距离的比是（1:2:1)，并且在第二发光单元中包括并且按隔开的方式设置在 直线上的至少四个发光器件之间的距离的比是（1:1:2)。在这种情况下，可以理解这些比彼 此不同。因此，被布置成使得距离的比为（1:2:1)的发光单元的交比与被布置成使得距离的 比为（1:1:2)的发光单元的交比不同。
[0170] 另一方面，如果分隔距离的比是（2:1:1)和（1:1:2)，则可以理解这些比率是相同 的，因为实现了相同的交比。
[0171] 总之，根据本发明的实施方式的HMD 100包括设置在多个表面103a~103f中的相 应表面上并且在对应直线上彼此间隔开的至少四个发光器件201~204。所述至少四个发光 器件可以在直线上彼此间隔开，使得所述至少四个发光器件之间的距离的比对于每个表面 而言是不同的。
[0172] 在下文中，将参照图3A至图3C更详细地说明使用被布置成使得HMD 100的主体的 多个表面中的每一个具有不同的交比的至少四个发光器件来识别（鉴别)HMD100的多个表 面的方法。
[0173] 图3A至图3C是例示了用来将HMD的多个表面彼此区分开的交比的概念图。参照图 3A，为了确定HMD 100的姿势，HMD 100可以包括设置在HMD 100外部的相机300、被构造为基 于经由相机300接收的图像(信息、数据等)来确定HMD 100的姿势的控制装置400。
[0174] 在本说明书中，为了方便，能够与HMD 100进行通信的控制装置400被构造为确定 HMD的姿势。然而，本发明不限于此。也就是说，HMD 100可以从相机300接收图像，并且可以 基于所接收的图像来确定其姿势。
[0175] 相机300可以被设置以在HMD 100外部拍摄HMD 100。被布置为面对HMD 100的相机 300可以接收包括与HMD 100对应的图形对象的图像。相机300可以由HMD100或控制装置400 中的至少一个来控制。
[0176] 相机300可以包括各种类型的相机。相机300可以包括能够感测从HMD 100的发光 器件发出的光的所有类型的相机。例如，相机300可以包括红外线相机。
[0177] 如图3A中所示，HMD 100可以包括多个表面，并且所述多个表面中的每一个可以包 括发光单元200a，所述发光单元200a包括按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件 201 &、202&、203&、204&，使得特定的交比得以确定。
[0178] 图3A例示了相机300被布置为拍摄HMD 100的多个表面中的一个（例如，前表面 103a)。图3A还例示了设置在这个表面103a上的至少四个发光器件201a、202a、203a、204ai 间的距离的比是(P:q:r)。尽管未示出，然而至少四个发光器件可以在所述多个表面中的每 一个上按隔开的方式被设置在直线上，使得针对所述多个表面中的每一个确定不同的距离 比。
[0179] 控制装置400可以基于经由相机300接收的信息（例如，预览图像)来确定HMD100的 姿势。更具体地，控制装置400可以经由相机300感测从HMD 100的发光器件发出的光，并且 可以识别由相机300拍摄的多个表面中的一个(即，被设置成面对相机300的表面）。
[0180]控制装置400可以基于经由相机300接收的光来计算按隔开的方式布置在直线上 的至少四个发光器件的交比。然后，控制装置400可以基于所计算的交比在多个表面当中识 别由相机300拍摄的表面。
[0181] 图3B和图3C例示了设置在HMD 100的主体处的多个表面的一个（例如，前表面 103a) 〇
[0182] HMD 100的控制器180可以基于是否满足预置条件来控制HMD 100的发光器件发出 光。已满足的预置条件可以包括接通HMD 100的电源、接收用户的控制命令、执行HMD 100的 功能当中的与HMD 100的姿势有关的功能、从控制装置400(或相机300)接收发光控制信号 等。
[0183] 控制装置400可以经由相机300感测从HMD 100发出的光。当满足预置条件时，可以 将相机300从停用状态(或'关'状态)转换为激活状态(或'开'状态）。
[0184] 基于光的特性(直线传播），使从按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件 20 la、202a、203a、204a发出的光入射到相机300 (或相机透镜）上。相机300可以对应于针对 图2B中的交比前述的这个点(P)。
[0185] 控制装置400可以基于所接收的光来设置所接收的光的路径在经由相机300接收 的图像350上与任意直线交叉的至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）。然后，控制装 置400可以基于所述至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）之间的距离的比来计算交 比，并且可以识别HMD 100的多个表面中的一个，所述表面被布置成面对相机300。
[0186] 例如，如图3B中所示，在从相机300(或相机透镜)延伸的虚线与设置在HMD100的主 体处的多个表面中的一个(例如，前表面l〇3a)垂直的情况下，在该一个表面上按隔开的方 式设置在直线上的至少四个发光器件(201 &、202&、203&、204&)之间的距离的比可以与至少 四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）之间的距离的比（p:q:r)相同。控制装置400可以基 于所述至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）之间的距离的比（p :q:r)来计算交比，并 且可以基于所计算的交比来识别HMD 100的多个表面。参照图3B，控制装置400可以基于所 计算的交比来识别在HMD 100的多个表面当中前表面103a被相机300拍摄（即，前表面103a 被布置成面对相机300)。
[0187] 作为另一示例，如图3C中所示，在从相机300(或相机透镜)延伸的虚线不与设置在 HMD 100的主体处的多个表面中的一个(例如，前表面103a)垂直的情况下，例如，在HMD是倾 斜的或转动的情况下，在该一个表面上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件 (201a、202a、203a、204a)之间的距离的比（p:q:r)可以与至少四个交点（201a'、202a'、 203a'、204a'）之间的距离的比（n:k:i)不同。这里，n、k和i是实数。也就是说，当HMD 100基 于相机300是倾斜或转动的时，在该一个表面上按隔开的方式设置在直线上并且从相机300 观看的至少四个发光器件(201 &、202&、203&、204&)之间的距离的比化 :9^)发生改变。 [0188] 然而，即使比（p:q:r)与比（n:k: i)不同，至少四个发光器件（201a、202a、203a、 204a)和至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）也被设置在通过相机300的一个点(P) 并且彼此不平行的投影线(光的路径)上。
[0189] 结果，具有比（p:q:r)的所述至少四个发光器件（201&、202 &、203&、204&)的交比与 具有比(n:k: i)的所述至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）的交比相同。
[0190] 控制装置400可以基于所述至少四个交点（201a'、202a'、203a'、204a'）之间的距 离的比（n:k:i)来计算交比，并且可以基于所计算的交比来识别HMD 100的多个表面。参照 图3C，控制装置400可以基于所计算的交比来识别在HMD 100的多个表面当中前表面103a被 相机300拍摄(即，前表面103a被布置成面对相机300)。
[0191 ]利用这样的构造，即使HMD 100是转动的或倾斜的，也能够基于交比来精确地识别 (鉴别）多个表面。此外，根据本发明的实施方式，HMD 100被设置有在多个表面中的每一个 上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件，使得所述多个表面中的每一个得以识 别。
[0192]在下文中，将参照附图更详细地说明发光器件在HMD 100上的位置以及由发光器 件发出光的方法。
[0193] 图4、图5和图6是例示了发光器件在HMD上的位置的概念图。
[0194] 根据本发明的实施方式的HMD 100可以在多个表面上包括多个发光单元，并且所 述多个发光单元中的每一个可以包括按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件。
[0195] 所述多个发光单元的交比可以彼此不同。更具体地，可以形成所述多个发光单元， 使得形成在所述多个发光单元中的一个发光单元上的至少四个发光器件之间的距离的比 与形成在所述多个发光单元中的不同的一个上的至少四个发光器件的距离的比不同。
[0196] 在实施方式中，参照图4,可以在下面的表1中示出按隔开的方式在直线上形成在 多个发光单元中的一个发光单元上的至少四个发光器件之间的距离的比。
[0197] [表 1]
[0199] 如图4中所示，A、B、C、D意指在多个表面中的每一个上按隔开的方式设置在直线上 的至少四个发光器件。AB、BC、⑶、AC、BD、BC和AD意指发光器件之间的距离的比。
[0200] HMD 100中包括的至少四个发光器件不限于表1中示出的发光器件。只有当在多个 表面中的每一个上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件被布置成具有不同的 交比，HMD 100才可以被包括在本发明的范围内。
[0201] 参照图4和图5,设置在前表面103a上的发光器件的附图标记是A、B、C、D、E和F，而 不是2013、2023、2033、2043、205&和2063。设置在左侧表面10313、下侧表面103(3、右侧表面 103d、上侧表面103e和后表面103f上的发光器件也具有与设置在前表面103a上的发光器件 相同的附图标记。在下文中，将基于前表面l〇3a对本发明进行说明。关于前表面103a的说明 可以按相同的方式或者按相似的方式适用于关于主体的多个表面当中的其它表面(例如， 左侧表面103b、下侧表面103c、右侧表面103d、上侧表面103e或后表面103f)的说明。
[0202] 设置在多个表面（103a、103b、103c、103d、103e、103f)中的相应表面上的多个发光 单元(200a、200b、200c、200d、200e、200f)中的每一个可以包括按隔开的方式设置在直线上 的至少四个发光器件(A、B、C、D)。所述至少四个发光器件(A、B、C、D)中的两个可以按与所述 至少四个发光器件中的剩余的发光器件不同的方式发出光。
[0203] 所述两个发光器件可以发出光，使得该光的亮度按预置时间间隔改变。在下文中， 所述两个发光器件被称作"第一发光器件"。另外，第一发光器件(所述两个发光器件)可以 被称作"闪烁发光器件"，因为它们发出光，使得该光的亮度按预置时间间隔改变。
[0204] 所述至少四个发光器件中的剩余的发光器件可以发出光，使得该光具有恒定亮 度。在下文中，所述至少四个发光器件中的剩余的发光器件被称作"第二发光器件"。另外， 第二发光器件(所述发光器件中的剩余的发光器件)可以被称作"静态发光器件"，因为它们 发出光，使得该光具有恒定亮度。
[0205] 被构造为发出光使得该光的亮度按预置时间间隔改变的第一发光器件可以是至 少四个发光器件(A、B、C、D)当中的布置在两端处的发光器件(A、D)。在这种情况下，第二发 光器件可以是布置在第一发光器件(A、D)之间的发光器件。
[0206] 然而，本发明不限于此。也就是说，第一发光器件可以是至少四个发光器件(A、B、 C、D)当中的任何两个。例如，如果第一发光器件是B、D，则这些发光器件中的剩余的发光器 件可以是与第一发光器件设置在直线上的A、C。在下文中，为了方便，假定第一发光器件是 A、D并且第二发光器件是B、C。
[0207] 根据本发明的实施方式，第一发光器件可以发出光，使得该光的亮度在预定亮度 以上改变。也就是说，控制器180可以使第一发光器件发出光，使得该光的亮度在预定亮度 以上改变。
[0208] 例如，当预置亮度是发光器件的最大亮度的50%时，不按预置时间间隔打开/关闭 第一发光器件(A、D)。相反，第一发光器件(A、D)可以发出光，使得该光的亮度在预置亮度 (50%)以上按预置时间间隔改变(例如，50%4100%450% - 100%…）。控制器180为什么 使两个发光器件201a、204a发出光使得该光的亮度在预置亮度以上按预置时间间隔改变的 原因是为了使控制装置400连续地追踪(鉴别)所述两个发光器件201a、204a。
[0209] 然而，本发明不限于此。也就是说，第一发光器件可以通过按预置时间间隔打开并 且然后关闭来发出光。
[0210] 多个发光单元（2003、20013、200(3、200(1、2006、20(^)中的每一个还可以包括在远离 直线的位置处设置的至少两个发光器件(E、F)。
[0211] 所述至少两个发光器件(E、F)可以被称作设置在远离直线的位置处并且构造为发 出具有预定亮度的光的第三发光器件。第三发光器件可以被称作"静态发光器件"，因为它 们像第二发光器件一样发出具有预定亮度的光。
[0212]第二发光器件(B、C)和第三发光器件(E、F)可以发出相同亮度的光，或者可以发出 不同亮度的光。
[0213] 第三发光器件(E、F)被用来确定HMD 100的姿势。更具体地，用于确定HMD100的姿 势的控制装置400(参照图3A)可以使用按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件 (八、8、(：、0)(8卩，第一发光器件和第二发光器件)来计算交比，并且可以基于所计算的交比来 识别多个表面。
[0214] 然后，控制装置400可以识别设置在远离直线的位置处的至少两个发光器件(E、F) (即，第三发光器件），并且可以使用经识别的至少两个发光器件(E、F)和至少四个发光器件 (A、B、C、D)中的至少一个来确定HMD 100的姿势(例如，运动、梯度、转动、位置等）。
[0215] 为此，所述多个发光单元中的每一个中包括的第三发光器件(E、F)可以被布置为 满足预置条件。所述至少两个发光器件(E、F)可以被布置成使得将按隔开的方式设置在直 线上的至少四个发光器件(A、B、C、D)当中的两个与至少两个发光器件(E、F)连接的直线彼 此不平行。
[0216] 例如，所述两个第三发光器件(E、F)可以被布置成使得将按隔开的方式设置在直 线上的至少四个发光器件(A、B、C、D)当中的任何两个与所述两个第三发光器件(E、F)连接 的直线彼此不平行。
[0217]所述任何两个发光器件可以是所述至少四个发光器件(A、B、C、D)当中的设置在两 端处的发光器件(A、D)。另选地，所述任何两个发光器件可以是所述至少四个发光器件(A、 B、C、D)当中的发出光使得该光的亮度按预置时间间隔改变的两个第一发光器件。
[0218]参照图5,可以形成设置在前表面103a上的发光单元200a，使得由按隔开的方式设 置在直线（11)上的至少四个发光器件(A、B、C、D)中的任何两个形成的直线与由设置在远离 直线（11)的位置处的至少两个发光器件(E、F)形成的直线彼此不平行。
[0219] 例如，如果任何两个发光器件是所述至少四个发光器件(A、B、C、D)当中的设置在 两端处的发光器件(A、D)(或者如果A和D是第一发光器件），则设置在远离直线（11)的位置 处的至少两个发光器件(E、F)可以被布置成使得将A和D彼此连接的直线（11)与将E和F彼此 连接的直线（13)不平行，并且使得将A和E彼此连接的直线（12)与将D和F彼此连接的直线 (14)不平行。
[0220] 尽管在附图中未示出，然而即使在任何两个发光器件是发光器件B、C的情况下，也 可以将至少两个发光器件(E、F)设置在远离直线（11)的位置处，使得由任何两个发光器件 (八、8)、以、〇、（8、〇、（8、0)或((：、0)形成的直线与由至少两个发光器件化、？)形成的直线彼 此不平行。
[0221] 利用这样的构造，控制装置400可以基于由按隔开的方式设置在直线上的至少四 个发光器件(A、B、C、D)当中的任何两个形成以及由设置在远离所述直线的位置处的至少两 个发光器件(E、F)形成的图（图形)的形状来确定HMD 100的姿势。
[0222] 在多个发光单元当中的一个发光单元中包括的设置在远离直线的位置处的至少 两个发光器件可以被布置成与靠近在与多个发光单元当中的该一个发光单元不同的发光 单元中包括的发光器件相比更靠近包括在该一个发光单元200a中的在直线上彼此间隔开 的至少四个发光器件。
[0223] 设置在远离直线的位置处并且包括在一个发光单元中的至少两个发光器件中的 一个可以被布置成使得离该一个发光单元中包括的至少四个发光器件当中的设置在一端 处的发光器件的距离比离在与该一个发光单元不同的另一发光单元中包括的至少四个发 光器件当中的设置在一端处的发光器件的距离短。
[0224] 在一个发光单元中包括的至少四个发光器件当中的设置在一端处的发光器件可 以更靠近设置在远离所述至少四个发光器件的位置处的至少两个发光器件中的一个。
[0225] 例如，如图6中所示，在多个发光单元（2003、20013、200(3、200(1、2006、20(^)当中的 一个发光单元(200a)中包括的设置在远离直线的位置处的至少两个发光器件(205a、206a) 可以被布置成与靠近在与所述多个发光单元当中的该一个发光单元(200a)不同的发光单 元（例如，200b、200c、200d)中包括的发光器件（201b、202b、203b、204b、201c、202c、203c、 204(：、201(1、202(1、203(1、204(1)相比更靠近在该一个发光单元200 &中包括的在直线上彼此间 隔开的至少四个发光器件（201a、202a、203a、204a)。
[0226] 另外，在该一个发光单元(200a)中包括的至少两个发光器件（205a、206a)当中的 一个发光器件(例如，205a)可以被布置成使得离在该一个发光单元(200a)中包括的至少四 个发光器件(201 &、202&、203&、204&)当中的设置在一端处的发光器件（例如，201 &)的距离 (dl)比离在其它发光单元(200b、200c、200e)中的每一个中包括的至少四个发光器件当中 的布置在两端或一端处的发光器件（20113、20413、201(3、2016)的距离((12、(13、(14、(15)短。
[0227] 在一个发光单元(200a)中包括的至少四个发光器件（201a、202a、203a、204a)i* 的设置在一端处的发光器件可以更靠近在所述一个发光单元(200a)中包括的设置在远离 所述至少四个发光器件（201 &、202&、203&、204&)的位置处的至少两个发光器件（205 &、 206a)中的一个。也就是说，如果所述一个发光器件是205a，则布置在一端处的发光器件可 以是201a。相反，如果所述一个发光器件是206a，则布置在一端处的发光器件可以是204a。
[0228] 也就是说，在多个发光单元当中的一个发光单元中包括的设置在远离直线的位置 处的至少两个发光器件的位置可以基于所述至少两个发光器件中的一个与布置在与所述 一个发光器件相邻的表面上的发光单元之间的距离来确定。
[0229] 例如，可以基于离在设置在前表面103a上的发光单元(200a)处按隔开的方式设置 在直线上的至少四个发光器件(201 &、202&、203&、204&)当中的设置在两端处的两个发光器 件(201a、204a)当中的靠近左侧表面103b的发光器件(201a)的距离(dl)来确定在设置在前 表面103a上的发光单元(200a)中包括的至少两个发光器件(205a、206a)当中的与左侧表面 103b相邻的发光器件（205a)的位置。另外，可以基于离在设置在左侧表面103b上的发光单 元(200b)处按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件(201b、202b、203b、204b)i* 的设置在一端处的发光器件（201b)的距离（d2)来确定与左侧表面103b相邻的发光器件 (205a)的位置。另外，可以基于离所述至少四个发光器件（20113、20213、20313、20413)当中的设 置在另一端处的发光器件（204b)的距离（d3)来确定与左侧表面103b相邻的发光器件 (205a)的位置。另外，可以基于离在设置在下侧表面103c上的发光单元(200c)(更靠近左侧 表面103b的发光单元）处按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件（201c、202c、 203c、204c)当中的设置在两端中的一个处的发光器件（201c)的距离(d4)来确定与左侧表 面103b相邻的发光器件（205a)的位置。另外，可以基于离在设置在上侧表面103e上的发光 单元（200e)(更靠近左侧表面103b的发光单元)处按隔开的方式设置在直线上的至少四个 发光器件(201 6、2026、2036、2046)当中的设置在两端中的一个处的发光器件(201 6)的距离 (d5)来确定与左侧表面103b相邻的发光器件(205a)的位置。
[0230] 在设置在前表面103a上的发光单元（200a)中包括的至少两个发光器件（205a、 206a)当中的与左侧表面103b相邻的发光器件（205a)可以被布置成使得距离（dl)比距离 ((12、(13、(14、(15)短。
[0231]作为另一示例，可以基于离在设置在前表面103a上的发光单元(200a)处按隔开的 方式设置在直线上的至少四个发光器件(201&、202&、203&、204 &)当中的设置在两端处的两 个发光器件(201a、204a)当中的靠近右侧表面103d的发光器件(204a)的距离(rl)来确定在 设置在前表面l〇3a上的发光单元(200a)中包括的至少两个发光器件(205a、206a)当中的与 右侧表面103d相邻的发光器件（206a)的位置。另外，可以基于离在设置在右侧表面103d上 的发光单元(200d)处按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件(201d、202d、203d、 204d)当中的设置在一端处的发光器件(201d)的距离(r2)来确定与右侧表面103d相邻的发 光器件（206a)的位置。另外，可以基于离至少四个发光器件（201(1、202(1、203(1、204(1)当中的 设置在另一端处的发光器件（204d)的距离(r3)来确定与右侧表面103d相邻的发光器件 (206a)的位置。另外，可以基于在设置在下侧表面103c上的发光单元(200c)(更靠近右侧表 面103d的发光单元)处按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件(201 C、202c、203c、 204c)当中的设置在两端中的一个处的发光器件(204c)的距离(r4)来确定与右侧表面103d 相邻的发光器件（206a)的位置。另外，可以基于离在设置在上侧表面103e上的发光单元 (200e)(更靠近右侧表面103d的发光单元)处按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光 器件（2016、2026、2036、2046)当中的设置在两端中的一个处的发光器件(204 6)的距离(沾） 来确定与右侧表面l〇3d相邻的发光器件(206a)的位置。
[0232] 在设置在前表面103a上的发光单元（200a)中包括的至少两个发光器件（205a、 206a)当中的与右侧表面103d相邻的发光器件（206a)可以被布置成使得距离(rl)比距离 (r2、r3、r4、r5^〇
[0233] 参照图6,在设置在前表面103a上的发光单元（200a)处按隔开的方式设置在直线 上的至少四个发光器件（201￡1、202 &、203&、204&)当中，设置在两端处的发光器件（201 &、 204a)被称作"第一发光器件"，所述"第一发光器件"发出光，使得该光的亮度按预置时间间 隔改变，并且剩余的发光器件(202a、203a)被称作"第二发光器件"。而且，设置在远离直线 的位置处的两个发光器件(205a、206a)被称作"第三发光器件"。
[0234] 可以布置在多个发光单元(2003、20013、200(3、200(1、2006、20(^)当中的一个发光单 元(200a)中包括的两个第三发光器件（205a、206a)，以便与靠近所述多个发光单元当中的 与所述一个发光单元(200a)不同的其它发光单元(20013、200(：、200(1、2006、20(^)中包括的 第一发光器件至第三发光器件（201b~206b、201c~206c、201d~206d、201e~206e&& 201f~206f)中的一个相比更靠近所述一个发光单元(200a)中包括的第一发光器件至第四 发光器件（201&、2023、2033、204&)中的一个。
[0235] 更具体地，所述一个发光单元(200a)中包括的两个第三发光器件（205a、206a)可 以被布置成使得离所述一个发光单元（200a)中包括的第一发光器件（201a、204a)的距离 ((11^1)比离所述其它发光单元中包括的第一发光器件（20113、20413、201(3、204(3、201(1、 204d、201e、204e)的距离（d2、d3、d4、d5、r2、r3、r4、r5WS。
[0236] 例如，所述一个发光单元(200a)中包括的两个第三发光器件（205a、206a)当中的 一个第三发光器件（例如，205a)与所述一个发光单元(200a)中包括的两个第一发光器件 (20 la、204a)当中的更靠近一个第三发光器件(205a)的一个第一发光器件(20 la)之间的距 离(dl)可以比所述一个第三发光器件（205a)与所述其它发光单元中包括的第一发光器件 (20比、20413、201(3、2016)之间的距离（(12、(13、(14、(15)短。
[0237]在一个第三发光器件是206a的情况下，所述一个第三发光器件(206a)与所述一个 发光单元(200a)中包括的两个第一发光器件(201a、204a)当中的更靠近所述一个第三发光 器件(206a)的一个第一发光器件(204a)之间的距离可以比所述一个第三发光器件（206a) 与所述其它发光单元中包括的第一发光器件（201(1、204(1、204(3、2046)之间的距离&243、 r4、r5)短。
[0238]上述构造被实现为使得由控制装置400识别在多个表面上设置的发光单元。识别 在多个表面上设置的发光单元的上下文可以意指将在每个表面上设置的发光器件分类成 一组。
[0239]更具体地，控制装置400可以基于经由相机300接收的图像来将按隔开的方式设置 在直线上的至少四个发光器件分类成一组。然后，控制装置400可以将除在该一个组中包括 的发光器件之外的发光器件(例如，设置在远离直线的位置处的至少两个发光器件)与在该 一个组中包括的发光器件一起识别为单个发光单元。
[0240] 控制装置400可以选择至少两个发光器件，而不是一个组中包括的发光器件。所述 至少两个发光器件被布置成与靠近另一组中包括的发光器件相比更靠近所述一个组中包 括的发光器件。例如，假定HMD 100的多个表面当中的被布置成面对相机300的表面是前表 面103a和左侧表面103b，则控制装置400可以基于经由相机300接收的图像，将在前表面 103a上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件(201 &、202&、203&、204&)分类成第 一组，并且将在左侧表面103b上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件（201b、 202b、203b、204b)分类成第二组。
[0241] 然后，控制装置400确定发光器件(205a、206a)而不是第一组和第二组中包括的发 光器件更靠近第一组中包括的发光器件还是更靠近第二组中包括的发光器件。
[0242] 例如，控制装置400可以基于距离(dl、d2、d3)来识别单个发光单元。距离(dl)指示 发光器件(205a、206a)当中的更靠近左侧表面103b的发光器件(205a)与第一组中包括的至 少四个发光器件中的第一发光器件(其被设置在两端处）（201a、204a)当中的更靠近左侧表 面103b的发光器件(201a)之间的距离。距离(d2)指示发光器件（205a、206a)当中的更靠近 左侧表面103b的发光器件(205a)与第二组中包括的至少四个发光器件当中的第一发光器 件(其被设置在两端处）（201b、204b)中的一个发光器件(201b)之间的距离。距离(d3)指示 发光器件(205a、206a)当中的更靠近左侧表面103b的发光器件(205a)与第二组中包括的至 少四个发光器件当中的第一发光器件(其被设置在两端处）（201b、204b)中的另一发光器件 (204b)之间的距离。如果距离(dl)比距离(d2、d3)短，则控制装置400可以确定被设置为更 靠近左侧表面l〇3b的发光器件(205a)与被设置在前表面103a上的第一组一起而不是与被 设置在左侧表面l〇3b上的第二组一起形成单个发光单元。
[0243] 根据本发明的实施方式，HMD 100的发光器件可以被布置成使得满足参照图5和图 6前述的条件中的至少一个。更具体地，发光器件可以包括按隔开的方式设置在直线上的至 少四个发光器件以及设置在远离该直线的位置处的至少两个发光器件。所述至少两个发光 器件可以被布置成使得由所述至少四个发光器件当中的任何两个形成的直线与由所述至 少两个发光器件形成的直线彼此不平行，并且使得离所述至少四个发光器件的距离比离另 一发光单元中包括的发光器件的距离短。
[0244] 此外，HMD 100的发光器件可以被布置成使得使两个相邻的发光器件分隔开的距 离大于预置值。更具体地，所述至少四个发光器件和所述至少两个发光器件（第一发光器 件、第二发光器件以及第三发光器件)可以被布置成在中间具有大于预置值的距离。预置值 由用户确定，并且可以为例如20mm。
[0245] 在一个发光单元和另一发光单元中包括的发光器件当中的彼此最靠近的两个发 光器件之间的距离可以大于预置值。该距离可以是通过主体的两个发光器件之间的最短距 离、或者在主体的表面上的两个发光器件之间的最短距离。
[0246] HMD 100的控制器180可以使设置在主体的多个表面上的发光器件具有不同的发 光模式。可以形成发光模式，使得控制装置400按异步方式确定HMD 100的姿势。也就是说， 控制器180可以使设置在所述多个表面上的发光器件的至少一部分与所述发光器件中的剩 余的发光器件不同地发出光。
[0247] HMD 100的控制器180可以使在多个发光单元中的每一个上按隔开的方式设置在 直线上的至少四个发光器件中的两个与这些发光器件中的剩余的发光器件不同地发出光。 所述两个发光器件可以是所述至少四个发光器件当中的设置在两端处的发光器件。
[0248] 例如，如图6中所示，控制器180可以使在设置在前表面103a上的发光单元(200a) 上按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件(201&、202&、203 &、204&)中的两个与这 些发光器件中的剩余的发光器件不同地发出光。
[0249] 所述两个发光器件可以是所述至少四个发光器件(201&、202 &、203&、204&)当中的 设置在两端处的发光器件(201a、204a)。然而，本发明不限于此。也就是说，所述两个发光器 件可以是所述至少四个发光器件(201 &、202&、203&、204&)当中的任何两个发光器件。
[0250] 控制器180可以使两个发光器件(201a、204a)按预置时间间隔发出不同亮度的光。 更具体地，可以按预置时间间隔改变从所述两个发光器件(201a、204a)发出的光的亮度。可 以按预置时间间隔改变从发光器件发出的光的亮度的上下文可以意指发光器件闪烁开和 关。发光器件闪烁开和关使得控制装置400识别在HMD 100的主体处按隔开的方式设置在直 线上的至少四个发光器件。
[0251]也就是说，在没有附加的同步处理情况下，控制装置400可以识别发出光使得该光 的亮度按预置时间间隔改变的两个发光器件，并且可以识别设置在与所述两个发光器件相 同的直线上的发光器件中的剩余的发光器件。然后，控制装置400可以计算按隔开的方式设 置在直线上的至少四个发光器件的交比，因此在HMD 100的多个表面当中识别至少四个发 光器件按隔开的方式被设置在直线上的表面。因此，控制装置400可以在无需使相机300的 快门的打开关闭时间与当从两个发光器件发出的光的亮度发生改变时的时间同步的情况 下(例如，以异步方式)来识别HMD 100的多个表面。
[0252]然而，本发明不限于此。也就是说，控制装置400可以使相机300的快门的打开关闭 时间与当从两个发光器件发出的光的亮度发生改变时的时间同步，以便防止由于从两个发 光器件发出的光而导致的模糊的发生。
[0253] 可以控制从两个发光器件发出的光，使得其亮度在预定亮度以上改变。更具体地， 控制器180可以控制两个发光器件（201&、204 &)，使得从所述两个发光器件（201&、204&)发 出的光的亮度在预置亮度以上按预置时间间隔改变。
[0254] 当预置亮度是发光器件的最大亮度的50%时，不按预置时间间隔打开/关闭两个 发光器件(201a、204a)。相反，两个发光器件(201a、204a)可以发出光，使得该光的亮度在预 置亮度(50%)以上按预置时间间隔改变(例如，50%4100%450% - 100%…）。控制器180 为什么使两个发光器件201a、204a发出光使得该光的亮度在预置亮度以上按预置时间间隔 改变的原因是为了使控制装置400连续地追踪两个发光器件201a、204a。
[0255] 控制器180可以控制至少四个发光器件（201&、202&、203 &、204&)当中的除两个发 光器件(201a、204a)之外的剩余的发光器件(202a、203a)发出恒定亮度的光。
[0256] 此外，控制器180可以使设置在远离发光单元200a中的至少四个发光器件（201a、 202a、203a、204a)的位置处的发光器件（205a、206a)发出恒定亮度的光。发光器件（205a、 206a)以及剩余的发光器件(202a、203a)可以发出相同亮度或不同亮度的光。
[0257] 在发光单元中包括的发光器件当中，发光器件(201a、204a)可以被称作"闪烁发光 器件"，因为它们发出光，使得该光的亮度按预置时间间隔改变。而且，剩余的发光器件 (202a、203a、205a、206a)可以被称作"静态发光器件"。
[0258] 关于设置在多个表面当中的前表面103a上的发光单元(200a)的前述说明可以按 相同的方式或者按相似的方式适用于关于设置在除前表面l〇3a之外的多个表面上的发光 单元(200b、200c、200d、200e、200f)的说明。
[0259] 在下文中，将参照附图更详细地说明根据本发明的确定HMD 100的姿势的方法。在 下文中，假定控制装置400确定HMD 100的姿势。然而，本发明不限于此。也就是说，HMD 100 可以通过从相机300接收图像来确定其姿势。
[0260] 图7A和图7B是例示了根据本发明的确定HMD的姿势的方法的流程图，并且图8是例 示了图7B的方法的概念图。
[0261] 参照图7A，控制装置400从相机300接收包括HMD 100的图像的预览图像(S710)。从 被布置成面对HMD 100的相机300接收的预览图像可以包括HMD 100的图像800。
[0262]控制装置400可以补偿由于相机300的广角透镜而发生的预览图像的失真。将省略 补偿预览图像的失真的方法，因为其不在本发明的范围内。
[0263] 然后，控制装置400基于在预览图像中包括的HMD的图像来识别形成在HMD100的多 个表面上的多个发光单元的图像(S720)。更具体地，控制装置400可以根据预览图像中包括 的图像来识别发光器件的图像，并且可以基于经识别的发光器件的图像的位置来识别发光 单元的图像。
[0264] 然后，控制装置400基于经识别的发光器件的图像来确定HMD 100的姿势（S730)。 更具体地，控制装置400可以基于经识别的发光单元的图像来确定HMD 100的安装状态、HMD 的倾斜度、HMD的位置等。此外，控制装置400可以通过追踪经识别的发光单元的图像来确定 HMD 100的移动或转动。
[0265] 在下文中，将参照图7B更详细地说明识别HMD的多个发光单元的方法(S720)。
[0266] 参照图7B，控制装置400从HMD 100的图像800来识别发出光使得亮度按预置时间 间隔改变的至少两个发光器件的图像(S721)。
[0267] 例如，如图8的上部图画中所示，控制装置400从相机300接收预览图像1000。然后， 控制装置400从预览图像1000包括的图像来识别发出光使得亮度按预置时间间隔改变的至 少两个发光器件的图像(901a、904a)。
[0268] 如参照图6说明的，发出光使得亮度按预置时间间隔改变的至少两个发光器件可 以是至少四个发光器件（201&、202 &、203&、204&)当中的设置在两端处的发光器件（201 &、 204a)〇
[0269]然后，控制装置400识别发出恒定亮度的光的至少两个发光器件的图像（902a、 903a)，所述图像(902a、903a)被设置在与至少两个发光器件的图像(901a、904a)相同的直 线上(S722)。
[0270] 如参照图6说明的，发出恒定亮度的光的至少两个发光器件可以是按隔开的方式 设置在直线上的至少四个发光器件(201&、202 &、203&、204&)当中的除发出光使得亮度按预 置时间间隔改变的发光器件(201a、204a)之外的剩余的发光器件(202a、203a)。
[0271] 控制装置400可以将经识别的图像（901&、902&、903 &、904&)分类为单个组。然后， 控制装置400可以基于经识别的至少四个发光器件的图像(901 &、902&、903&、904&)之间的 距离的比来计算交比，并且可以从HMD 100的多个表面当中识别形成有经识别的至少四个 发光器件的表面(S723)。
[0272] 例如，如图8的上部图画中所示，如果基于经识别的至少四个发光器件的图像 (901&、902&、903&、904 &)之间的距离的比而计算的交比与在圓0 100的前表面103&上按隔 开的方式设置在直线上的至少四个发光器件的交比相同，则控制装置400可以确定在HMD的 多个表面当中的面对相机300的表面是前表面103a。
[0273] 也就是说，控制装置400可以确定在预览图像1000中包括的HMD 100的多个表面的 图像当中包括经识别的图像(90 la、902a、903a、904a)的表面的图像(803a)是HMD 100的多 个表面当中的前表面的图像(803a)。
[0274] 然后，控制装置400识别除经识别的至少四个发光器件之外的剩余的发光器件的 图像（905a、906a)(S724)。
[0275] 更具体地，除设置在与发出光使得该光的亮度按预置时间间隔改变的至少两个发 光器件的图像(901a、904a)相同的直线上的发光器件的图像(902a、903a)之外，控制装置 400还可以识别剩余的发光器件的图像(905a、906a)。
[0276] 然后，控制装置400可以基于剩余的发光器件的图像(905a、906a)与发出光使得该 光的亮度按预置时间间隔改变的至少两个发光器件的图像(901a、904a)之间的距离来识别 经识别的表面中包括的发光单元的图像(900a)。
[0277] 例如，如图8的上部图画中所示，如果预览图像1000仅包括发出光使得该光的亮度 按预置时间间隔改变的至少两个发光器件的两个图像(901a、904a)，则控制装置400可以确 定剩余的发光器件的图像(905a、906a)以及所述至少两个发光器件的图像(901a、904a)对 应于单个发光单元的图像(900a)。也就是说，控制装置400可以确定所述至少两个发光器件 的图像(901 &、904&)、设置在与图像(901&、904 &)相同的直线上的图像(902&、903&)以及剩 余的发光器件的图像(905a、906a)被包括在单个发光器件的图像(900a)中。
[0278] 图像(90 la、902a、903a、904a、905a、906a)被包括在单个发光器件的图像(900a)中 的上下文可以意指与经识别的图像(901 &、902&、903&、904&、905 &、906&)对应的发光器件被 布置在HMD 100的多个表面的一个上。
[0279] 作为另一示例，如图8的下部图画中所示，如果预览图像1000包括发出光使得该光 的亮度按预置时间间隔改变的发光器件的至少四个图像(901 a、904a、901 b、904b )，则控制 装置400可以基于图像(905a、906a)与所述至少四个图像(901&、904&、90113、90413)之间的距 离来确定剩余的发光器件的图像(905a、906a)是否与所述至少四个图像(901a、904a、901b、 904b)中的一个一起形成单个发光单元的图像。
[0280]也就是说，控制装置400识别剩余的发光器件的图像（905a、906a)中的一个 (905a)，以及发出光使得该光的亮度按预置时间间隔改变的发光器件的至少四个图像 (901&、904 &、90113、90413)当中的被定位成最靠近图像(905&)的一个(901 &)。然后，控制装置 400可以确定设置在与最靠近图像(905a)的图像(901a)相同的直线上的图像(902a、903a、 904a)(第一组)被包括在单个发光单元的图像(900a)中。
[0281] 识别单个发光单元的图像的上下文可以意指在HMD 100的多个表面当中识别设置 有剩余的发光器件的表面。通过以上描述的处理，控制装置400可以识别设置在HMD 100的 多个表面上的多个发光单元。
[0282] 然后，控制装置400可以基于经识别的发光单元的图像来确定HMD 100的姿势。更 具体地，可以将关于布置在HMD 100上的发光器件的信息存储在控制装置400的存储器中。
[0283] 所述信息可以包括在多个表面中的每一个上按隔开的方式设置在直线上的至少 四个发光器件的交比、在多个发光单元中的每一个中包括的发光器件之间的分隔距离、关 于由发光器件形成的图的图信息（图形信息）（例如，由发出光使得该光的亮度按预置时间 间隔改变的发光器件形成以及由剩余的发光器件形成的图的形状)等。
[0284] 然后，控制装置400可以基于所存储的信息以及基于经识别的发光单元的图像来 确定HMD 100的姿势。
[0285] 例如，如图8的上部图画中所示，控制装置400可以基于在经识别的发光单元的图 像(900a)中包括的图像(9013、904&、9053、9063)来确定腿0 100的安装位置、圓0 100的倾 斜度等。图像(901a、904a)指示发出光使得该光的亮度按预置时间间隔改变的发光器件的 图像，并且图像(905a、906a)指示剩余的发光器件的图像。
[0286] 然后，如图8的下部图画中所示，如果当HMD 100的佩戴者移动时HMD 100的姿势改 变了，则控制装置400可以基于经识别的发光单元的图像(900a)中包括的图像(90la、904a、 905a、906a)来确定HMD 100的移动度或转动度。
[0287] 如图8的下部图画中所示，如果检测到新的发光器件的图像，则控制器400可以通 过步骤(S721~S723)来识别包括所述新的发光器件的图像的表面(803b)。此外，控制装置 400可以通过步骤(S724~S725)基于所述新的发光器件的图像来识别新的发光单元的图像 (900b)。然后，控制装置400可以基于所述新的发光单元的图像(900b)来确定HMD 100的姿 势。
[0288] 如前述的，本发明能够具有以下的优点。
[0289] 首先，HMD在多个表面中的每一个上设置有按隔开的方式设置在直线上的至少四 个发光器件，以得到不同的交比。因此，HMD能够基于所述交比来确定其姿势。
[0290] 其次，在按隔开的方式设置在直线上的至少四个发光器件当中，两个发光器件被 形成为具有与这些发光器件中的剩余的发光器件不同的发光方法。因此，能够更容易地识 别设置在直线上并且具有交比的至少四个发光器件。
[0291] 第三，形成为具有与剩余的发光器件不同的发光方法的两个发光器件被构造为发 出光，使得该光的亮度在预置亮度以上按预置时间间隔改变。因此，能够容易地追踪(识别 或鉴别)所述两个发光器件。
[0292] 第四，至少两个发光器件被布置在远离直线的位置处，以确定HMD的姿势。因此，能 够基于所述至少两个发光器件以及基于设置在直线上的至少四个发光器件更精确地确定 HMD的姿势。
[0293] 第五，设置在一个表面上的至少两个发光器件被布置成与靠近设置在其它表面上 的发光器件相比更靠近在所述一个表面上设置在直线上的至少四个发光器件。因此，能够 更容易地识别设置在所述一个表面上的发光器件。
[0294] 可以使用具有存储有用于由处理器执行以执行本文中提出的各种方法的指令的 机器可读介质来实现各种实施方式。可能的机器可读介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固 态磁盘(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、如11、1^11、^-1?(麗、磁带、软盘、光学数据存储装置、本文中 提出的其它类型的存储介质、以及其组合。如果需要，可以按载波（例如，通过互联网的传 输)的形式来实现机器可读介质。处理器可以包括移动终端的控制器180。
[0295] 由于本特征可以在不脱离其特性的情况下以数种形式来体现，因此还应当理解的 是，上述的实施方式不受前述描述的任何细节所限制，除非另外说明，否则应当被广泛地解 释为在其如所附权利要求书限定的范围内，并且因此落入所述权利要求书的边界和界限或 者这样的边界和界限的等同物内的所有改变和修改都因此意在由所附权利要求书所涵盖。
【主权项】
1. 一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括： 主体，所述主体具有多个表面；以及 多个发光单元，所述多个发光单元中的每一个在所述多个表面中的相应表面上形成， 并且被构造为向所述主体的外部发出光， 其中，所述多个发光单元中的每一个包括至少四个发光器件，所述至少四个发光器件 按隔开的方式设置在直线上，使得特定的交比限定对于所述多个发光单元中的每一个的间 隔，所述多个发光单元中的一个发光单元的交比与所述多个发光单元当中的其它发光单元 的交比不同。2. 根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中： 基于使所述至少四个发光器件当中的两两相邻地定位的发光器件分隔开的距离的比 来确定所述特定的交比;并且 所述多个发光单元中的每一个被形成为具有不同的距离比。3. 根据权利要求2所述的头戴式显示器，其中，使在所述多个发光单元中的第一发光单 元中包括的至少四个发光器件当中的两两相邻地定位的发光器件分隔开的第一距离比与 使在所述多个发光单元中的第二发光单元中包括的至少四个发光器件当中的两两相邻地 定位的发光器件分隔开的第二距离比不同。4. 根据权利要求1所述的头戴式显示器，其中，所述至少四个发光器件中的两个按与从 所述至少四个发光器件中的剩余的发光器件发出光的第二方式不同的第一方式发出光。5. 根据权利要求4所述的头戴式显示器，其中： 所述两个发光器件是发出亮度按预置时间间隔改变的光的第一发光器件;并且 所述至少四个发光器件中的所述剩余的发光器件是发出恒定亮度的光的第二发光器 件。6. 根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中： 所述第一发光器件是所述至少四个发光器件当中的被布置在两端处的发光器件;并且 所述第二发光器件是被布置在所述第一发光器件之间的发光器件。7. 根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中，从所述第一发光器件发出的所述光的所 述亮度被改变为高于预置亮度。8. 根据权利要求5所述的头戴式显示器，其中，所述多个发光单元中的每一个还包括被 设置在远离所述直线的位置处并且被构造为发出恒定亮度的光的两个第三发光器件。9. 根据权利要求8所述的头戴式显示器，其中，所述两个第三发光器件被布置成使得由 所述第一发光器件和所述第二发光器件当中的任何两个形成的直线与由所述两个第三发 光器件形成的直线彼此不平行。10. 根据权利要求9所述的头戴式显示器，其中，所述第一发光器件和所述第二发光器 件当中的所述任何两个是所述第一发光器件。11. 根据权利要求8所述的头戴式显示器，其中，所述多个发光单元中的一个发光单元 中包括的所述两个第三发光器件被布置为定位成与靠近在所述多个发光单元中的与所述 一个发光单元不同的发光单元中包括的第一发光器件、第二发光器件以及第三发光器件当 中的任一个相比更靠近在所述多个发光单元中的所述一个发光单元中包括的所述第一发 光器件和所述第二发光器件当中的任一个。12. 根据权利要求11所述的头戴式显示器，其中，所述多个发光单元中的所述一个发光 单元中包括的所述两个第三发光器件被布置成使得从所述多个发光单元中的所述一个发 光单元中包括的所述第一发光器件中的任一个到所述两个第三发光器件中的任一个的距 离比从所述多个发光单元中的所述不同的发光单元中包括的所述第一发光器件到所述两 个第三发光器件中的任一个第三发光器件的距离短。13. 根据权利要求12所述的头戴式显示器，其中，所述多个发光单元中的所述一个发光 单元中包括的所述两个第三发光器件中的一个第三发光器件与在所述多个发光单元中的 所述一个发光单元中包括的被定位成更靠近所述两个第三发光器件中的所述一个第三发 光器件的所述两个第一发光器件中的一个第一发光器件之间的距离比所述多个发光单元 中的所述一个发光单元中包括的所述两个第三发光器件中的所述一个第三发光器件与所 述多个发光单元中的所述不同的发光单元中包括的所述第一发光器件之间的距离短。14. 根据权利要求8所述的头戴式显示器，其中，所述第一发光器件、所述第二发光器件 以及所述第三发光器件被布置成使得使所述第一发光器件、所述第二发光器件以及所述第 三发光器件中的任何两个分隔开的距离中的每一个具有大于预置值的值。
【文档编号】G02B27/01GK105929533SQ201510660610
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年10月14日
【发明人】任星玟, 金圣珍, 白承民
【申请人】Lg电子株式会社