头戴式显示系统的位置跟踪系统的制作方法

技术特征：
1.一种角度敏感检测器，包括：第一偏振器，用于接收和过滤来自光源的光；空间变化偏振器，与所述第一偏振器光学对准，所述空间变化偏振器包括偏振模式，所述偏振模式被配置为通过入射光相对于所述角度敏感检测器的入射角来唯一地区分入射光；第二偏振器，与所述空间变化偏振器光学对准，以接收和过滤从所述空间变化偏振器接收的光；以及光电检测器，被定位成接收来自所述第二偏振器的光，所述光电检测器用于输出至少一个强度信号，所述强度信号指示所述入射光相对于所述角度敏感检测器的所述入射角。2.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器包括液晶材料。3.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器包括多扭曲延迟器。4.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器能够被关闭，并且当所述空间变化偏振器被关闭时，所述空间变化偏振器能够停止改变所述入射光的偏振。5.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器包括相位延迟器。6.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器在第一端提供线性偏振，并且向与所述第二端相对的第二端逐渐增加延迟。7.根据权利要求6所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器在所述第二端提供四分之一波长延迟。8.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器均包括线性偏振器。9.根据权利要求1所述的角度敏感检测器，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器均包括具有相同偏振方向的线性偏振器。10.一种角度敏感检测器，包括：第一偏振器，被配置为：接收光；过滤所述光；以及输出过滤后的光的第一分量；空间变化偏振器，具有随位置变化的偏振模式，所述随位置变化偏振模式限定了分别与多个位置相关联的多个偏振转换特性，所述多个偏振转换特性用于根据所述第一分量入射所述空间变化偏振器的位置而不同地改变所述第一分量的偏振，所述空间变化偏振器被配置为：在所述多个位置中的第一位置处接收所述第一分量；根据所述多个偏振转换特性中的与所述第一位置相关联的第一偏振转换特性来改变所述第一分量的偏振；以及输出偏振转换后的第一分量；第二偏振器，被配置为：
接收所述偏振转换后的第一分量；对所述偏振转换后的第一分量进行过滤；以及输出所述偏振转换后的第一分量的第二分量；以及光电检测器，被配置为：接收所述第二分量；检测所述第二分量的强度；以及输出表示所述第二分量的强度的数据，所述表示所述第二分量的强度的数据能够用于确定所述第一位置。11.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器包括液晶材料。12.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器包括多扭曲延迟器。13.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述随位置变化的偏振模式包括位于第一端的线性偏振器、位于与所述第一端相对的第二端的圆偏振器、以及在所述第一端和所述第二端之间处于所述线性偏振器和所述圆偏振器之间的逐渐变化。14.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，无论所述光在何处入射到所述第一偏振器上，所述第一偏振器都均匀地过滤所述光。15.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，无论所述偏振转换后的第一分量在何处入射到所述第二偏振器上，所述第二偏振器都均匀地过滤所述偏振转换后的第一分量。16.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述空间变化偏振器能够被关闭，并且当所述空间变化偏振器被关闭时，所述空间变化偏振器能够停止改变所述第一分量的偏振。17.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述光电检测器是单单元光电二极管。18.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述光电检测器是具有多个单元的多单元光电二极管，所述多单元光电二极管用于检测所述多个单元中的每个单元中的所述第二分量的相应强度。19.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述光由基站或移动物体发射。20.根据权利要求10所述的角度敏感检测器，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器具有相同的滤光特性。21.一种头戴式显示系统，包括：用户可佩戴的第一头戴式显示系统部件；由所述第一头戴式显示系统部件承载的多个角度敏感检测器，在操作中，所述多个角度敏感检测器中的每一个捕获传感器数据，所述传感器数据指示从一个或多个光源发射的光的到达角度；散射检测器，捕获散射检测器数据，所述散射检测器数据指示在所述多个角度敏感检测器中的一个或多个处接收的光在到达所述多个角度敏感检测器中的所述一个或多个之前是否已经被反射或散射；
第二头戴式显示系统部件，包括多个光源；以及控制电路，用于：使所述多个光源中的一个或多个发光；从所述多个角度敏感检测器中的一个或多个接收传感器数据；接收来自所述散射检测器的散射检测器数据；处理所接收的传感器数据和散射检测器数据；以及至少部分地基于对所接收的传感器数据和散射检测器数据的处理，来跟踪所述第一头戴式显示系统部件的位置。22.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述控制电路处理所述散射检测器数据，以确定由所述多个角度敏感检测器中的一个或多个接收的光是否已经被反射或散射，并且响应于确定光已经被反射或散射，忽略来自所述一个或多个角度敏感检测器的传感器数据。23.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述第一头戴式显示系统部件包括可佩戴在所述用户头部上的头戴式显示设备或手持控制器。24.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述多个角度敏感检测器中的每一个包括光电二极管检测器或位置敏感检测器中的一个。25.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述多个角度敏感检测器中的每一个包括具有至少四个单元的光电二极管检测器。26.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述第一头戴式显示系统部件包括头戴式显示设备、控制器或基站中的一个，且所述第二头戴式显示系统部件包括头戴式显示设备、控制器或基站中的另一个。27.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述第二头戴式显示部件包括固定在接近操作所述头戴式显示系统的环境的位置处的部件。28.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述多个光源中的每一个包括发光器和位于所述发光器前面的圆偏振器。29.根据权利要求28所述的头戴式显示系统，其中，所述圆偏振器包括线性偏振器和四分之一波长延迟器。30.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述散射检测器包括位于光学检测器前面的圆偏振器。31.根据权利要求30所述的头戴式显示系统，其中，所述散射检测器的所述圆偏振器包括线性偏振器和四分之一波长延迟器。32.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，所述多个光源中的每一个包括光发射器以及右旋圆偏振器和左旋圆偏振器中的一个，并且所述散射检测器包括右旋圆偏振器和左旋圆偏振器中的另一个。33.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，还包括多个散射检测器，所述多个散射检测器中的每一个捕获散射检测器数据，所述散射检测器数据指示在所述多个角度敏感检测器中的一个或多个处接收的光在到达所述多个角度敏感检测器中的一个或多个之前是否已经被反射或散射。34.根据权利要求33所述的头戴式显示系统，其中，所述多个散射检测器中的每一个对
应于所述多个角度敏感检测器的子集。35.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，在操作中，所述第二头戴式显示系统部件使用复用来点亮所述多个光源。36.根据权利要求21所述的头戴式显示系统，其中，为了处理所接收的传感器和散射检测器数据，所述控制电路将所接收的传感器和散射检测器数据中的至少一个提供为训练的机器学习模型的输入。37.一种操作头戴式显示系统的方法，所述头戴式显示系统包括可由用户佩戴的第一头戴式显示系统部件，由所述第一头戴式显示系统部件承载的多个角度敏感检测器，捕获指示在所述多个角度敏感检测器中的一个或多个处接收的光在到达所述多个角度敏感检测器中的一个或多个之前是否已经被反射或散射的散射检测器数据的散射检测器，以及包括多个光源的第二头戴式显示系统部件，所述方法包括：使所述多个光源中的至少一个光源发光；经由所述多个角度敏感检测器中的每一个来捕获指示从所述至少一个光源发射的光的到达角度的传感器数据；由至少一个处理器从所述多个角度敏感检测器接收所述传感器数据；由所述至少一个处理器从所述散射检测器接收所述散射检测器数据；由所述至少一个处理器处理所接收的传感器数据和散射检测器数据；以及由所述至少一个处理器至少部分地基于对所接收的传感器数据和散射检测器数据的处理，来跟踪所述第一头戴式显示系统部件的位置。

技术总结
用于跟踪头戴式显示器(HMD)系统部件的位置的系统和方法。HMD部件可以承载能够检测从光源发射的光的角度的多个角度敏感检测器。HMD部件可以包括一个或多个散射检测器，其检测光是否已经被散射或反射，因此可以忽略这种光。控制电路使光源根据指定的模式发光，并从多个角度敏感检测器接收传感器数据。处理器可以例如使用机器学习或其它技术处理传感器数据和散射检测器数据，以跟踪HMD部件的位置。角度敏感检测器可以包括具有随位置变化的偏振模式的空间变化偏振器和一个或多个偏振器层，它们一起用于检测入射光的角度。它们一起用于检测入射光的角度。它们一起用于检测入射光的角度。


技术研发人员：约书亚
受保护的技术使用者：威尔乌集团
技术研发日：2021.02.04
技术公布日：2022/8/26