(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
複数のクラスタを生成することであって、各クラスタが局所領域のそれぞれ一部の範囲内の１つ以上の光の照明領域を含み、前記光の照明領域が各々、回折光ビームに対応し、各クラスタの前記１つ以上の光の照明領域が前記局所領域の仮想マッピング内における固有の位置に対応する固有の構成をそれぞれ有する前記複数のクラスタを、１つ以上の回折光学素子を用いて生成し、生成した前記複数のクラスタを前記局所領域にわたって投影するように構成されたスパース投影システムと、
仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、
前記局所領域の部分の一連の画像を撮像するように構成され、少なくとも１つの画像が少なくとも１つのクラスタを含む撮像装置と、
前記局所領域の前記仮想マッピングに少なくとも部分的に基づいて動画情報を出力するように構成された電子ディスプレイと、を含むＶＲヘッドセットと、
ＶＲコンソールであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに接続され、前記プロセッサにより実行されたときに前記プロセッサに処理を実行させる命令を含むメモリと、を含むＶＲコンソールと、を備え、
前記プロセッサは、前記命令が前記プロセッサにより実行されたとき、
前記撮像装置から前記一連の画像を受信し、
前記少なくとも１つのクラスタの構成に少なくとも部分的に基づいて、前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定し、
前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定した結果に少なくとも部分的に基づいてコンテンツを生成し、
前記電子ディスプレイによる提示のために前記ＶＲヘッドセットに前記コンテンツを提供する、システム。
【請求項２】
前記１つ以上の回折光学素子のうち１つの回折光学素子は計算機合成ホログラムであり、前記スパース投影システムは、前記回折光学素子から出力された光の逆フーリエ変換を行うことによって複数のクラスタを生成するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
所与のクラスタの前記固有の構成は、前記所与のクラスタ内における照明領域の数および配置を記述した空間配置と、前記所与のクラスタを生成するために用いられる光の帯域を指定する反射タイプとの組み合わせである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記スパース投影システムは、
光ビームと追加の光ビームとを生成するように構成された光源アセンブリと、
前記１つ以上の回折光学素子のうち１つの回折光学素子と前記光ビームとを用いて前記複数のクラスタのうちのクラスタ群を生成し、生成した前記クラスタ群を前記局所領域の一部にわたって投影するように構成された投影アセンブリと、
前記１つ以上の回折光学素子のうち追加の回折光学素子と前記追加の光ビームとを用いて前記複数のクラスタのうちの追加のクラスタ群を生成し、生成した前記追加のクラスタ群を前記局所領域の更なる部分にわたって投影するように構成された第２の投影アセンブリと、を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記光ビームと前記追加の光ビームとが異なる波長を有し、前記クラスタ群に関連付けられた反射タイプが前記追加のクラスタ群に関連付けられた反射タイプとは異なっている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記回折光学素子と前記追加の回折光学素子は、前記クラスタ群の空間配置が前記追加のクラスタ群の空間配置と同じとなるように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記光ビームと前記追加の光ビームは、前記クラスタ群に関連付けられた反射タイプが前記追加のクラスタ群に関連付けられた反射タイプと同じとなるように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記回折光学素子と前記追加の回折光学素子とが異なり、前記クラスタ群の空間配置が前記追加のクラスタ群の空間配置とは異なっている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
システムであって、
スパース投影システムであって、
１つ以上の光ビームを生成するように構成された光源アセンブリと、
複数のクラスタを生成することであって、各クラスタが局所領域のそれぞれ一部の範囲内の１つ以上の光の照明領域を含み、前記光の照明領域が各々、回折光ビームに対応し、各クラスタの前記１つ以上の光の照明領域が前記局所領域の仮想マッピング内における固有の位置に対応する固有の構成をそれぞれ有する前記複数のクラスタを、前記１つ以上の光ビームのうち１つのビームと回折光学素子とを用いて生成し、生成した前記複数のクラスタを前記局所領域にわたって投影するように構成された投影アセンブリと、を含むスパース投影システムと、
仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットであって、
前記局所領域の部分の一連の画像を撮像するように構成され、少なくとも１つの画像が少なくとも１つのクラスタを含む撮像装置と、
前記局所領域の前記仮想マッピングに少なくとも部分的に基づいてコンテンツを出力するように構成された電子ディスプレイと、を含むＶＲヘッドセットと、
ＶＲコンソールであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに接続され、前記プロセッサにより実行されたときに前記プロセッサに処理を実行させる命令を含むメモリと、を含むＶＲコンソールと、を備え、
前記プロセッサは、前記命令が前記プロセッサにより実行されたとき、
前記撮像装置から前記一連の画像を受信し、
前記少なくとも１つのクラスタの構成に少なくとも部分的に基づいて、前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定し、
前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定した結果に少なくとも部分的に基づいてコンテンツを生成し、
前記電子ディスプレイによる提示のために前記ＶＲヘッドセットに前記コンテンツを提供する、システム。
【請求項１０】
前記回折光学素子は計算機合成ホログラムであり、前記スパース投影システムは、前記回折光学素子から出力された光の逆フーリエ変換を行うことによって前記複数のクラスタを生成するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
所与のクラスタの前記固有の構成は、前記所与のクラスタ内における照明領域の数および配置を記述した空間配置と、前記所与のクラスタを生成するために用いられる光の帯域を指定する反射タイプとの組み合わせである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記スパース投影システムは、追加の回折光学素子と前記１つ以上の光ビームのうち追加の光ビームとを用いて追加の複数のクラスタを生成し、生成した前記追加の複数のクラスタを前記局所領域にわたって投影するように構成された追加の投影アセンブリをさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のクラスタに関連付けられた反射タイプが前記追加の複数のクラスタに関連付けられた反射タイプとは異なるように、前記光ビームと前記追加の光ビームが異なる波長を有している、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記回折光学素子と前記追加の回折光学素子とが同じ構成であり、前記複数のクラスタの空間配置と前記追加の複数のクラスタの空間配置とが同じである、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のクラスタに関連付けられた反射タイプが前記追加の複数のクラスタに関連付けられた反射タイプと同じとなるように、前記光ビームと前記追加の光ビームが同じ構成である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記回折光学素子と前記追加の回折光学素子とが異なり、前記複数のクラスタの空間配置が前記追加の複数のクラスタの空間配置とは異なっている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
システムであって、
スパース投影システムであって、
１つ以上の光ビームを生成するように構成された光源アセンブリと、
複数のクラスタを生成することであって、各クラスタが局所領域のそれぞれ一部の範囲内の１つ以上の光の照明領域を含み、前記光の照明領域が各々、回折光ビームに対応し、各クラスタの前記１つ以上の光の照明領域が前記局所領域の仮想マッピング内における固有の位置に対応する固有の構成をそれぞれ有する前記複数のクラスタを、前記１つ以上の光ビームと回折光学素子とを用いて生成し、生成した前記複数のクラスタを前記局所領域にわたって投影するように構成された投影アセンブリと、を含むスパース投影システムと、
ＶＲコンソールであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに接続され、前記プロセッサにより実行されたときに前記プロセッサに処理を実行させる命令を含むメモリと、を含むＶＲコンソールと、を備え、
前記プロセッサは、前記命令が前記プロセッサにより実行されたとき、
少なくとも１つの画像が少なくとも１つのクラスタを含む一連の画像をＶＲヘッドセットの撮像装置から受信し、
前記少なくとも１つのクラスタの構成に少なくとも部分的に基づいて、前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定し、
前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定した結果に少なくとも部分的に基づいてコンテンツを生成し、
電子ディスプレイによる提示のために前記ＶＲヘッドセットに前記コンテンツを提供する、システム。
【請求項１８】
前記１つ以上の回折光学素子のうち１つの回折光学素子は計算機合成ホログラムであり、前記スパース投影システムは、前記回折光学素子から出力された光の逆フーリエ変換を行うことによって前記複数のクラスタを生成するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記スパース投影システムは、
前記１つ以上の回折光学素子のうち追加の回折光学素子と前記追加の光ビームとを用いて前記複数のクラスタのうちの追加のクラスタ群を生成し、生成した前記追加のクラスタ群を前記局所領域の更なる部分にわたって投影するように構成された追加の投影アセンブリをさらに含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
所与のクラスタの前記固有の構成は、前記所与のクラスタ内における照明領域の数および配置を記述した空間配置と、前記所与のクラスタを生成するために用いられる光の帯域を指定する反射タイプとの組み合わせである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
方法であって、
スパース投影システムによって複数のクラスタを生成することであって、各クラスタが局所領域のそれぞれ一部の範囲内の１つ以上の光の照明領域を含み、前記光の照明領域が各々、回折光ビームに対応し、各クラスタの前記１つ以上の光の照明領域が前記局所領域の仮想マッピング内における固有の位置に対応する固有の構成をそれぞれ有する前記複数のクラスタを、１つ以上の回折光学素子を用いて生成すること、
前記スパース投影システムによって、前記複数のクラスタを前記局所領域にわたって投影すること、
仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットの撮像装置によって、前記局所領域の部分の一連の画像を撮像することであって、少なくとも１つの画像が少なくとも１つのクラスタを含む前記一連の画像を撮像すること、
前記ＶＲヘッドセットによって、前記局所領域の前記仮想マッピングに少なくとも部分的に基づいて動画情報を出力すること、
ＶＲコンソールのプロセッサによって、前記撮像装置から前記一連の画像を受信すること、
前記プロセッサによって、前記少なくとも１つのクラスタの構成に少なくとも部分的に基づいて、前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定すること、
前記プロセッサによって、前記局所領域の前記仮想マッピング内における前記ＶＲヘッドセットの位置を判定した結果に少なくとも部分的に基づいてコンテンツを生成すること、
前記プロセッサによって、提示のための前記コンテンツを前記ＶＲヘッドセットに提供すること、を備える方法。
【請求項２２】
前記１つ以上の回折光学素子のうち１つの回折光学素子は計算機合成ホログラムであり、前記複数のクラスタを生成することは、前記回折光学素子から出力された光の逆フーリエ変換を行うことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
所与のクラスタの前記固有の構成は、前記所与のクラスタ内における照明領域の数および配置を記述した空間配置と、前記所与のクラスタを生成するために用いられる光の帯域を指定する反射タイプとの組み合わせである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数のクラスタを生成することは、
光ビームと追加の光ビームとを生成すること、
前記１つ以上の回折光学素子のうち１つの回折光学素子によって、前記光ビームを用いて前記複数のクラスタのうちのクラスタ群を生成すること、
前記１つ以上の回折光学素子のうち追加の回折光学素子によって、前記追加の光ビームを用いて前記複数のクラスタのうちの追加のクラスタ群を生成すること、を含み、
前記複数のクラスタを投影することは、
前記クラスタ群を前記局所領域の一部にわたって投影すること、
前記追加のクラスタ群を前記局所領域の更なる部分にわたって投影すること、を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記光ビームと前記追加の光ビームとが異なる波長を有し、前記クラスタ群に関連付けられた反射タイプが前記追加のクラスタ群に関連付けられた反射タイプとは異なっている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記クラスタ群の空間配置が前記追加のクラスタ群の空間配置と同じである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記光ビームと前記追加の光ビームは、前記クラスタ群に関連付けられた反射タイプが前記追加のクラスタ群に関連付けられた反射タイプと同じとなるように構成されている、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記回折光学素子と前記追加の回折光学素子とが異なり、前記クラスタ群の空間配置が前記追加のクラスタ群の空間配置とは異なっている、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して仮想現実システムに関し、詳しくは、仮想現実システムにおける投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想現実（ＶＲ）システムは、ユーザが装着するＶＲヘッドセットの位置および移動を判定するための構成を含む。従来のＶＲシステムは、ＶＲシステムで用いられる光を放出するアクティブデバイス（例えば、発光ダイオード）を用いてＶＲヘッドセットの位置および移動を判定することによりＶＲヘッドセットの位置を追跡する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＶＲヘッドセットの位置および移動を追跡するためにアクティブ部品を用いると、ＶＲヘッドセットの設計および製造の複雑さが増す。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
仮想現実（ＶＲ）システムは、撮像装置を含むＶＲヘッドセットと、スパース（sparse）投影システムと、ＶＲコンソールとを含む。スパース投影システムは、１つ以上の回折光学素子を用いて複数のクラスタを生成し、スパース投影システムを含む局所領域に複数のクラスタを投影する。各クラスタは、スパース投影システムを含む局所領域の仮想マッピング内の固有の位置に対応する固有の配置構成を有している。ＶＲヘッドセットは、局所領域の部分の一連の画像を撮像するように構成された撮像装置を含む。画像のうちの１つ以上は、少なくとも１つのクラスタを含んでいる。また、ＶＲヘッドセットは、局所領域の仮想マッピングに少なくとも部分的に基づいて、コンテンツを出力するように構成された電子ディスプレイを含む。ＶＲコンソールは、ＶＲヘッドセットの撮像装置から一連の画像を受信し、その一連の画像内の少なくとも１つのクラスタの配置構成に少なくとも部分的に基づいて局所領域の仮想マッピング内におけるＶＲヘッドセットの位置を判定する。そして、例えば、局所領域の仮想マッピング内におけるＶＲヘッドセットの位置を判定した結果に少なくとも部分的に基づいて、ＶＲコンソールは、電子ディスプレイによる提示のためにＶＲヘッドに提供するコンテンツを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】一実施形態による仮想現実システムを含むシステム環境のブロック図。
【図２】一実施形態による仮想現実ヘッドセットの配線図。
【図３】一実施形態によるスパース投影システムにより照明される局所領域の例を示す図。
【図４】一実施形態による投影アセンブリを含むスパースプロジェクタを示す図。
【図５】一実施形態による複数の投影アセンブリを含むスパースプロジェクタのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面は例示のみを目的として本開示の実施形態を示すものであり、当業者は、本明細書に記載される開示の原理または利点から逸脱することなく本明細書に例示される構造および方法の代替の実施形態も使用し得ることを以下の説明から容易に認識し得る。
【０００７】
［システム概略］
図１は、仮想現実（ＶＲ）コンソール１１０が動作するＶＲシステム環境１００のブロック図である。図１に示すシステム環境１００は、撮像装置１３５を含むＶＲヘッドセット１０５と、スパース（sparse）投影システム１３６と、ＶＲ入力インターフェース１４０とを備え、それらはそれぞれＶＲコンソール１１０に接続されている。図１は、１つのＶＲヘッドセット１０５と、１つのスパース投影システム１３６と、１つのＶＲ入力インターフェース１４０とを含む例示的なシステム環境１００を示しているが、他の実施形態では、これらの構成の任意の数をシステム環境１００に含めてもよい。例えば、スパース投影システム１３６を含む局所領域に複数のクラスタを投影する複数のスパース投影システム１３６を設けてもよく、ＶＲヘッドセット１０５および／またはＶＲ入力インターフェース１４０は局所領域の仮想マッピング内でそれらに方向を合わせて使用される。前述した例では、ＶＲヘッドセット１０５、ＶＲ入力インターフェース１４０、スパース投影システム１３６、および撮像装置１３５の各々はＶＲコンソール１１０と通信する。代替構成では、異なるおよび／または追加の構成要素をシステム環境１００に含めることができる。
【０００８】
スパース投影システム１３６は、スパース投影システム１３６を含む局所領域にわたって複数のクラスタを生成し投影する１つ以上のスパースプロジェクタを含む。いくつかの実施形態では、スパース投影システム１３６は、特定の帯域（例えば、光の波長範囲）でコヒーレントな光を放出する１つ以上の光源を含む。スパース投影システム１３６における１つ以上の光源によって放出された光の例示的な帯域は、可視帯域（３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）、赤外線（ＩＲ）帯域（７５０ｎｍ〜１ｍｍ）、紫外帯域（１０ｎｍ〜３８０ｎｍ）、他の電磁スペクトルの部分、またはそれらの任意の組み合わせである。例えば、スパース投影システム１３６の光源は、ＩＲ帯域の光を生成するレーザである。複数のクラスタを生成するために、１つ以上の回折光学素子が、スパース投影システム１３６における１つ以上の光源によって照明される。そして、生成された複数のクラスタがスパース投影システム１３６によって局所領域に投影される。スパース投影システム１３６は、図４および図５に関して以下でさらに説明する。
【０００９】
クラスタは、スパース投影システム１３６を含む局所領域の仮想マッピング内における固有の位置に対応する照明領域の固有のパターンまたは構成である。したがって、異なるクラスタは、局所領域の仮想マッピング内の異なる位置に関連付けられる。局所領域は、スパース投影システム１３６によってクラスタが投影される現実世界環境である。例えば、局所領域は、クラスタを室内の１つ以上の表面に投影するスパース投影システム１３６を囲む部屋の内部である。各クラスタは、クラスタの空間配置とクラスタの反射タイプとを記述した固有の配置構成を有する様々な照明領域を含む。クラスタの空間配置は、クラスタ内の照明領域の数および配置を記述する一方、反射タイプは、クラスタを生成するために使用される光の帯域（例えば、光の波長範囲）を指定する。２つのクラスタが同じ固有の配置構成を有することはない。例えば、各クラスタは、異なる空間配置を有する一方で共通の反射タイプを有する。あるいは、複数のクラスタが、同じ空間配置を有する一方で異なる反射タイプを有していてもよい。
【００１０】
ＶＲヘッドセット１０５は、ユーザにコンテンツを提示するヘッドマウントディスプレイである。ＶＲヘッドセット１０５により提示されるコンテンツの例として、１つ以上の画像、動画、音声、または、それらの任意の組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、音声は、ＶＲヘッドセット１０５、ＶＲコンソール１１０、またはその両方から音声情報を受信し、その音声情報に基づいて音声データを提示する外部装置（例えば、スピーカおよび／またはヘッドフォン）により提示される。ＶＲヘッドセット１０５の一実施形態については、図２に関して以下でさらに説明する。ＶＲヘッドセット１０５は、互いに強固または非強固に接続され得る１つ以上の複数の剛体を含むことができる。剛体間の強固な接続は、それら接続された剛体を単一の剛体として機能させる。一方、剛体間の非強固な接続は、それら剛体の互いの相対移動を可能とする。いくつかの実施形態では、ＶＲヘッドセット１０５は、拡張現実（ＡＲ）ヘッドセットおよび／または複合現実（ＭＲ）ヘッドセットとして機能してもよい。これらの実施形態では、ＶＲヘッドセット１０５は、コンピュータにより生成されたコンテンツ（例えば、画像、動画、音声など）を用いて物理的な現実世界環境のビューを向上させる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、ＶＲヘッドセット１０５は、電子ディスプレイ１１５、光学ブロック１１８、１つ以上の位置センサ１２５、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１３０、および撮像装置１３５を含む。電子ディスプレイ１１５は、ＶＲコンソール１１０から受信したデータに従ってユーザに画像を表示する。種々の実施形態において、電子ディスプレイ１１５は、単一の電子ディスプレイまたは複数の電子ディスプレイ（例えば、ユーザの両目用のディスプレイ）を含み得る。電子ディスプレイ１１５の例は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、他の任意のディスプレイ、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
【００１２】
光学ブロック１１８は、受信した画像光を拡大して、その画像光に関連する光学誤差を補正し、その補正後の画像光をＶＲヘッドセット１０５のユーザに提示する。種々の実施形態では、光学ブロック１１８に含まれる例示的な光学素子は、絞り、フレネルレンズ、凸レンズ、凹レンズ、フィルタ、または画像光に影響を与える他の任意の適切な光学素子を含む。さらには、光学ブロック１１８は、異なる光学素子の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、光学ブロック１１８の光学素子のうちの１つ以上は、反射防止コーティングなどの１つ以上のコーティングを有し得る。
【００１３】
光学ブロック１１８による画像光の拡大により、電子ディスプレイ１１５は、より大型のディスプレイよりも物理的に小さくし、重量を少なくし、消費電力を少なくすることができる。また、拡大は、電子ディスプレイ１１５によって提示されるコンテンツの視野を増加させることができる。例えば、表示コンテンツの視野は、その表示コンテンツがほぼすべて（例えば、対角線１１０度）で提示されるものとなり、いくつかの場合ではユーザの視野全てとなる。いくつかの実施形態では、光学素子を追加または除去することによって拡大量を調整することができる。
【００１４】
光学ブロック１１８は、１つ以上の種類の光学誤差を補正するように設計され得る。この光学誤差の例としては、２次元光学誤差、３次元光学誤差、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。２次元誤差は、２次元で生じる光学収差である。２次元誤差の例としては、樽型歪み、ピンクッション歪み、軸方向色収差、横方向色収差、または任意の他の種類の２次元光学誤差が挙げられる。３次元誤差は、３次元で生じる光学誤差である。３次元誤差の例としては、球面収差、コマ収差、像面湾曲、非点収差、または任意の他の種類の３次元光学誤差が挙げられる。いくつかの実施形態では、表示のために電子ディスプレイ１１５に提供されるコンテンツには予め歪みがあるので、光学ブロック１１８は、コンテンツに基づいて生成された電子ディスプレイ１１５からの画像光を受け取るときにその歪みを補正する。
【００１５】
ＩＭＵ１３０は、１つ以上の位置センサ１２５から受信した測定信号に基づいてＶＲヘッドセット１０５の初期位置に対するＶＲヘッドセット１０５の推定位置を示す高速較正データを生成する電子デバイスである。位置センサ１２５は、ＶＲヘッドセット１０５の動きに応じて１つ以上の測定信号を生成する。位置センサ１２５の例としては、１つ以上の加速度計、１つ以上のジャイロスコープ、１つ以上の磁力計、動きを検出する他の適切なタイプのセンサ、ＩＭＵ１３０の誤差補正に使用されるタイプのセンサ、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。位置センサ１２５は、ＩＭＵ１３０の外部に配置されてもよいし、ＩＭＵ１３０の内部に配置されてもよいし、またはそれらの任意の組み合わせであってもよい。
【００１６】
ＩＭＵ１３０は、１つ以上の位置センサ１２５によって生成された１つ以上の測定信号に基づいて、ＶＲヘッドセット１０５の初期位置に対するＶＲヘッドセット１０５の推定位置を示す高速較正データを生成する。例えば、位置センサ１２５は、並進運動（前後、上下、左／右）を測定する複数の加速度計と、回転運動（例えば、ピッチ、ヨー、ロール）を測定する複数のジャイロスコープとを含む。いくつかの実施形態では、ＩＭＵ１３０は、種々の位置センサ１２５からの測定信号を迅速にサンプリングし、サンプリングデータからＶＲヘッドセット１０５の推定位置を計算する。例えば、ＩＭＵ１３０は、１つ以上の加速度計から受信した測定信号を時間積分して速度ベクトルを推定し、その速度ベクトルを時間積分してＶＲヘッドセット１０５上の参照点の推定位置を判定する。あるいは、ＩＭＵ１３０は、サンプリングされた測定信号をＶＲコンソール１１０に提供し、このＶＲコンソール１１０が、高速較正データを決定する。参照点は、ＶＲヘッドセット１０５の位置を記述するために使用され得る点である。参照点は一般には空間内の点として規定され得るが、実際には、参照点は、ＶＲヘッドセット１０５内の点（例えば、ＩＭＵ１３０の中心）として規定される。
【００１７】
ＩＭＵ１３０は、ＶＲコンソール１１０から１つ以上の較正パラメータを受信する。以下でさらに説明するように、１つ以上の較正パラメータを使用してＶＲヘッドセット１０５の追跡が維持される。ＩＭＵ１３０は、受信した較正パラメータに基づいて１つ以上のＩＭＵパラメータ（例えば、サンプルレート）を調整することができる。いくつかの実施形態では、参照点の初期位置が参照点の次の較正位置に対応するように、ＩＭＵ１３０が特定の較正パラメータによって参照点の初期位置を更新する。参照点の初期位置を参照点の次の較正位置として更新することは、判定した推定位置に関連する累積誤差を低減するのに有用となる。ドリフト誤差とも呼ばれる累積誤差は、参照点の推定位置を時間の経過とともに参照点の実際の位置から「ドリフト」させるものとなる。
【００１８】
撮像装置１３５は、ＶＲヘッドセット１０５を含む局所領域の１つ以上の画像を撮像する。撮像画像のうち少なくとも１つの撮像画像セットは、少なくとも１つのクラスタを含む。種々の実施形態において、撮像装置１３５は、１つ以上のカメラ、１つ以上のビデオカメラ、クラスタの画像を撮像可能な任意の他の装置、または、それらの任意の組み合わせを含むことができる。また、撮像装置１３５は、１つ以上のフィルタ（例えば、信号対雑音比を高めるためのフィルタ）を含み得る。撮像装置１３５は、その撮像装置１３５の視野内のクラスタを検出するように構成されている。種々の実施形態では、撮像装置１３５によって撮像された画像は、撮像装置１３５からＶＲコンソール１１０に通信される低速較正データである。撮像装置１３５は、ＶＲコンソール１１０から１つ以上の較正パラメータを受信して、局所領域の撮像画像に対する１つ以上の撮像パラメータ（例えば、フォーカス距離、フォーカス、フレームレート、ＩＳＯ、センサ温度、シャッタ速度、絞りなど）を調整する。別の実施形態では、撮像装置１３５は、ＶＲヘッドセット１０５とは別個に設けられる。
【００１９】
ＶＲ入力インターフェース１４０は、ユーザがＶＲコンソール１１０に動作要求を送ることを可能にするデバイスである。動作要求は、特定の動作を実行する要求である。例えば、動作要求は、アプリケーションを開始するためのもの、アプリケーションを終了するためのもの、またはアプリケーション内で特定の動作を実行するためのものとすることができる。ＶＲ入力インターフェース１４０は、１つ以上の入力装置を含み得る。例示的な入力装置は、キーボード、マウス、ゲームコントローラ、ジョイスティック、ヨーク、または動作要求を受信してその受信した動作要求をＶＲコンソール１１０に通信するための他の任意の適切なデバイスを含む。ＶＲ入力インターフェース１４０によって受信された動作要求はＶＲコンソール１１０に通信され、ＶＲコンソール１１０は、その動作要求に対応する動作を実行する。いくつかの実施形態において、ＶＲ入力インターフェース１４０は、１つ以上のクラスタの画像を撮像してその画像をＶＲコンソール１１０に供給する撮像装置１３５を含んでもよい。
【００２０】
また、ＶＲ入力インターフェース１４０は、ＶＲインターフェース１４０の初期位置に対するＶＲ入力インターフェース１４０の推定位置を示す高速較正データを取得し、その高速較正データをＶＲコンソール１１０に提供するＩＭＵ１３０を含んでもよい。ＩＭＵ１３０は、ＶＲコンソール１１０から１つ以上の較正パラメータを受信する。以下でさらに説明するように、１つ以上の較正パラメータは、ＶＲインターフェース１４０の追跡を維持するために使用される。
【００２１】
ＶＲ入力インターフェース１４０は、いくつかの実施形態では、ＶＲコンソール１１０から受信した指示に応じて、ユーザに触覚フィードバックを提供することができる。例えば、動作要求が受信されるときに、ユーザに触覚フィードバックが提供される。別の例として、ＶＲ入力インターフェース１４０は、ＶＲコンソール１１０が動作を実行する際にＶＲ入力インターフェース１４０に触覚フィードバックを生成させる命令をＶＲコンソール１１０がＶＲ入力インターフェース１４０に伝達するときに、ユーザに触覚フィードバックを提供する。
【００２２】
ＶＲコンソール１１０は、撮像装置１３５、ＶＲヘッドセット１０５、およびＶＲ入力インターフェース１４０のうちの１つ以上から受信した情報に応じて、ユーザに提示するためのコンテンツをＶＲヘッドセット１０５に供給する。図１に示される例では、ＶＲコンソール１１０は、アプリケーション記憶部１４５と、特徴データベース１４７と、マッピングモジュール１４８と、追跡モジュール１５０と、仮想現実（ＶＲ）エンジン１５５とを含む。なお、ＶＲコンソール１１０のいくつかの実施形態は、図１に関して説明するものとは異なる構成を有している。また、以下でさらに説明する機能は、種々の実施形態では、本明細書で説明するものとは異なる方法でＶＲコンソール１１０の構成間に分散されてもよい。
【００２３】
アプリケーション記憶部１４５は、ＶＲコンソール１１０による実行のための１つ以上のアプリケーションを記憶する。アプリケーションは、プロセッサによって実行されるときに、ユーザに提示するためのコンテンツを生成するための命令群である。アプリケーションによって生成されたコンテンツは、ＶＲヘッドセット１０５またはＶＲインターフェースデバイス１４０の動きを通じてユーザから受信される入力に応答してもよい。アプリケーションの例には、ゲームアプリケーション、会議アプリケーション、動画再生アプリケーション、または他の適切なアプリケーションが含まれる。
【００２４】
特徴データベース１４７は、局所領域の仮想マッピング内の対応するクラスタに対する交差比（cross ratio）のマッピングを記憶する。クラスタの交差比は、クラスタ内の種々の照明領域間の距離に基づいている。例えば、クラスタの交差比は、クラスタ内の同一平面上の照明領域ペア間の距離から決定される。特定の例として、或るクラスタについて、第１照明領域と第２照明領域との間の距離と、第３照明領域と第４照明領域との間の距離との積が決定されるとともに、第１照明領域と第４照明領域との間の距離と、第３照明領域と第２照明領域との間の距離との追加の積が決定される。クラスタの交差比は、追加の積に対する積の比として決定される。この交差比は、クラスタに関連するクラスタ識別子に関連付けて特徴データベース１４７に記憶される。また、いくつかの実施形態では、交差比も反射タイプ（例えば、ＩＲにおける特定の帯域）に関連付けられる。したがって、いくつかの実施形態では、交差比と追加の交差比は同じ空間配置を有する一方、異なる反射タイプを有する。これにより、交差比と追加の交差比が局所領域の異なる領域にマッピングされる。局所領域の仮想マッピング内の各クラスタは、クラスタ識別子によって一意に識別される。したがって、特徴データベース１４７は、種々のクラスタ識別子とそれらのそれぞれの交差比との間のマッピングを記憶する。
【００２５】
マッピングモジュール１４８は、ＶＲヘッドセット１０５またはＶＲ入力インターフェース１４０から受信した、投影されたクラスタの画像に基づいて局所領域の仮想マッピングを生成する。また、マッピングモジュール１４８は、スパース投影システム１３６およびＶＲヘッドセット１０５に対する局所領域内の各クラスタの位置を判定する。例えば、マッピングモジュール１４８は、ＶＲヘッドセット１０５からの低速較正情報（例えば、局所領域の部分の画像）を使用して、撮像されたクラスタからＶＲヘッドセット１０５までの距離を計算する。ＶＲヘッドセット１０５から受信した情報とスパース投影システム１３６からのクラスタ情報とに基づき、マッピングモジュール１４８は、異なるクラスタに関連付けられたクラスタ識別子を用いて、局所領域を覆う仮想空間内の特定の位置に各クラスタを割り当てることによって仮想マッピングを生成する。
【００２６】
追跡モジュール１５０は、１つ以上の較正パラメータを使用してシステム環境１００を較正する。また、追跡モジュール１５０は、１つ以上の較正パラメータを調整することにより、ＶＲヘッドセット１０５の位置判定の誤差を低減することができる。例えば、追跡モジュール１５０は、観測されたクラスタのより正確な位置を得るために撮像装置１３５のフォーカスを調整する。さらに、追跡モジュール１５０によって行われる較正では、ＶＲヘッドセット１０５内の、またはＶＲ入力インターフェース１４０内のＩＭＵ１３０から受信した情報も考慮する。ＶＲヘッドセット１０５またはＶＲ入力インターフェース１４０の追跡が失われた場合（例えば、撮像装置１３５が少なくとも閾値数のクラスタについての視線を失う場合）、追跡モジュール１５０は、システム環境１００の一部または全部を再較正してもよい。
【００２７】
追跡モジュール１５０は、１つ以上の撮像装置１３５からの低速較正情報を使用して、ＶＲヘッドセット１０５またはＶＲ入力装置１４０の動きを追跡する。例えば、追跡モジュール１５０は、低速較正情報からの少なくとも１つの観測されたクラスタと、特徴データベース１４７とを用いて、仮想マッピング内のＶＲヘッドセット１０５の参照点の位置を判定する。例えば、追跡モジュール１５０は、観察されたクラスタの交差比を判定し、判定した交差比を特徴データベース１４７に記憶されている交差比と比較する。そして、追跡モジュール１５０は、判定した交差比と一致する交差比に関連付けられているクラスタ識別子を特徴データベース１４７から特定し、その特定したクラスタ識別子に対応する局所領域内の位置をマッピングモジュール１４８から判定する。ＶＲ入力インターフェース１４０が撮像装置１３５を含む場合の実施形態では、追跡モジュール１５０は、ＶＲヘッドセット１０５について上述した方法と同様の方法で、ＶＲ入力インターフェース１４０の位置を決定する。
【００２８】
また、追跡モジュール１５０は、高速較正情報からの位置情報を使用して、ＶＲヘッドセット１０５の参照点の位置、またはＶＲ入力インターフェース１４０の参照点の位置を判定してもよい。また、いくつかの実施形態では、追跡モジュール１５０は、ＶＲヘッドセット１０５の将来位置、またはＶＲ入力インターフェース１４０の将来位置を予測するために、高速較正情報の一部、低速較正情報、またはそれらの任意の組み合わせを使用してもよい。追跡モジュール１５０は、ＶＲヘッドセット１０５またはＶＲ入力インターフェース１４０の推定または予測した将来位置をＶＲエンジン１５５に提供する。
【００２９】
ＶＲエンジン１５５は、システム環境１００内のアプリケーションを実行して、追跡モジュール１５０から、ＶＲヘッドセット１０５の位置情報、加速度情報、速度情報、予測される将来位置、またはそれらの任意の組み合わせを受信する。この受信した情報に基づいて、ＶＲエンジン１５５は、ユーザに提示するべくＶＲヘッドセット１０５に提供するコンテンツを決定する。コンテンツは、動画情報、１つ以上の画像、仮想オブジェクト、音声情報、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、受信した情報が、ユーザが左を見たことを示す場合、ＶＲエンジン１５５は、仮想環境におけるユーザの動きを反映するＶＲヘッドセット１０５用のコンテンツを生成する。また、ＶＲエンジン１５５は、ＶＲ入力インターフェース１４０から受信した動作要求に応答して、ＶＲコンソール１１０上で実行中のアプリケーション内で動作を実行し、その動作が実行されたことをユーザにフィードバックする。このフィードバックは、ＶＲヘッドセット１０５を介した視覚的または聴覚的なフィードバックであってもよいし、またはＶＲ入力インターフェース１４０を介した触覚フィードバックであってもよい。
【００３０】
図２は、一実施形態による仮想現実（ＶＲ）ヘッドセット２００の配線図である。ＶＲヘッドセット２００は、ＶＲヘッドセット１０５の実施形態であり、フロント剛体２０５およびバンド２１０を含む。フロント剛体２０５は、電子ディスプレイ１１５（図示略）の１つ以上の電子ディスプレイ要素、ＩＭＵ１３０、１つ以上の位置センサ１２５、および撮像装置１３５を含む。いくつかの実施形態において、撮像装置１３５は２つの異なるカメラであり、この２つのカメラによって生成された個別の画像を使用して、ＶＲヘッドセット２００から、スパース投影システム１３６によって投影され双方のカメラによって撮像されるクラスタまでの距離が決定される。別の実施形態では、撮像装置１３５は、スパース投影システム１３６によって投影されて撮像されるクラスタまでの距離を決定するための距離ファインダを含む単一のカメラである。また、代替実施形態では、１つ以上の撮像装置をＶＲヘッドセット２００から分離してもよい。例えば、ＶＲヘッドセット２００を含む局所領域を異なる視点から見ることができるように１つ以上の撮像装置が構成されてもよい。
【００３１】
図３は、スパース投影システム１３６による局所領域３００の照明例である。図３の例では、局所領域３００は、局所領域３００にわたって複数のクラスタ３４０を生成および投影するスパースプロジェクタ３１０を含む。図１に関して上述したように、各クラスタは、クラスタの空間配置と反射タイプとを記述する固有の配置構成を有する。例えば、クラスタ３４０Ａは、クラスタ３４０Ｂの空間配置とは異なる空間配置を有する。別の例として、クラスタ３４０Ａとクラスタ３４０Ｂは共通の空間配置を有する一方、異なる反射タイプを有する。図１に関して上述したように、各クラスタは局所領域３００の仮想マッピング内の固有の位置に対応するため、単一のクラスタを含む画像を撮像することにより、局所領域３００の仮想マッピング内におけるＶＲヘッドセット１０５の位置を識別することが可能となる。
【００３２】
いくつかの例では、局所領域３００は、１つ以上のアイテム（椅子、テーブル、ソファ、人など）を含む。図３の例では、局所領域３００はテーブル３２０を含み、テーブル３２０上でスパースプロジェクタ３１０が特定のクラスタを投影する。スパースプロジェクタ３１０に対してテーブル３２０が位置決めされると、クラスタ３１０が投影されていないテーブル３１０の背後に影領域３３０が生成される。いくつかの実施形態では、クラスタ３４０を影領域３１０に投影するために、１つ以上の追加のスパースプロジェクタ３１０が局所領域３００内にて異なる位置に含まれる。例えば、図３の局所領域３００内のテーブル３２０上方において天井に取り付けられる第２のスパースプロジェクタが含まれることで、影領域３３０内にクラスタを投影して、局所領域３００のより適切な仮想マッピングをＶＲコンソール１１０によって生成することが可能となる。
【００３３】
図４は、投影アセンブリ４１０を含むスパースプロジェクタ４００の実施形態のブロック図である。図４に示す例では、スパースプロジェクタ４００は、光源アセンブリ４０５と投影アセンブリ４１０を含む。光源アセンブリ４０５は、投影アセンブリ４１０に向けてコヒーレントな光ビーム４１２を放出するように構成されたコヒーレント光源である。光源アセンブリ４０５の例には、レーザダイオード、垂直共振器面発光レーザ、チューナブルレーザ、またはコヒーレントな光を放出する他の光源が含まれる。種々の実施形態において、光源アセンブリ４０５はＩＲ帯域の光を放出する。しかしながら、他の実施形態では、光源アセンブリ４０５は、可視帯域、ＵＶ帯域、または任意の他の適切な帯域の光を放出する。いくつかの実施形態では、光ビーム４１２は、比較的コリメートされ得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、光源アセンブリ４０５は、コリメートされていない光ビーム４１２を放出する。例えば、光源アセンブリ４０５によって放出された光は発散または収束してもよい。したがって、いくつかの実施形態では、光源アセンブリ４０５は、光源からの光を光ビーム４１２にコリメートするコリメータも含む。
【００３４】
投影アセンブリ４１０は、光源アセンブリ４０５から放出された光ビーム４１２を受信し、複数のクラスタを出力する。一実施形態では、投影アセンブリ４１０は、ビーム拡大アセンブリ４２０と、回折光学素子４３０と、変換アセンブリ４４０とを含む。しかしながら、他の実施形態では、投影アセンブリ４１０は、図４に関して説明するものとは異なるおよび／または追加の構成要素を含み得る。
【００３５】
ビーム拡大アセンブリ４２０は、光源アセンブリ４０５から受信したコヒーレントな光ビーム４１２を拡大して、回折光学素子４３０を完全に照明するのに十分な大きさを有する拡大光ビーム４２２を生成する。ビーム拡大アセンブリ４２０は、ガリレオ式、ケプラー式、または回折光学素子４３０を完全に照明する拡大光ビーム４２２をビーム４１２から生成するように構成された他の任意の構造とすることができる。いくつかの実施形態では、単一の回折光学素子４３０を基板上に設けてもよく、この場合、コヒーレントな光ビーム４１２は、単一の回折光学素子４３０のみを照明する。他の実施形態において、基板は、異なるクラスタ群にそれぞれ対応する複数の回折光学素子４３０を含んでもよく、この場合、コヒーレントな光ビーム４１２は、複数の回折光学素子４３０のうちのいくつかまたはすべてを同時に照明する。
【００３６】
回折光学素子４３０は、局所領域内への投影のための複数のクラスタの２次元（２Ｄ）フーリエ変換である。種々の実施形態において、回折光学素子４３０は、フーリエ変換ホログラフィなどの計算機合成ホログラフィを使用して生成される計算機合成ホログラム（computer generated hologram）である。いくつかの実施形態では、計算機合成ホログラムは、空間光モジュレータ（例えば、位相変調モードで動作するモジュレータ）上で提示される。あるいは、計算機合成ホログラムは、光学素子に適用されるフィルムである。計算機合成ホログラフィは、ホログラフィック干渉パターンをデジタル的に生成し、生成したパターンを回折光学素子４３０などの光学素子に適用する。回折光学素子４３０を複数のクラスタの２Ｄフーリエ変換を用いて符号化するために種々の方法を用いることが可能であり、これらの方法の例は、Brown, Byron R., Lohmann, Adolf W., “Complex spatial filtering with binary masks”, Applied Optics (Optical Society of America), Volume 5, Number 6, June 1966や、JJ Burch (1967), “A Computer Algorithm for the Synthesis of Spatial Frequency Filters”, Applied Optics, Proceedings of IEEE (IEEE) 55: 599-601や、Burrchardt, C.B., “A Simplification of Lee's Method of Generating Holograms by Computer”, Applied Optics, Volume 9, Number 8, August 1970や、Lee, Wai Hon, “Sampled Fourier Transform Hologram Generated by Computer”, Applied Optics, Volume 9, Number 3, March 1970や、Lohmann, A. W., Paris, D. P., “Binary Fraunhofer Holograms, Generated by Computer”, Applied Optics, Volume 6, Number 10, October 1967や、Lohmann, A. W., Sinzinger, S. “Graphic Codes for Computer Holography”, Applied Optics, Volume 34, Number 17, June 1995に記載されており、それらのすべてはその全体を参照することによって本明細書に組み込まれる。図４は、複数のクラスタの２Ｄフーリエ変換である例示的な回折光学素子４３０の例を含む。説明を目的として、回折光学素子４３０の符号化を分かりやすく示すために、回折光学素子４３０の一部４４０が拡大されている。回折光学素子４３０の拡大部分４４０に示されている垂直バーは、単一のクラスタのフーリエ変換の例であり、そのクラスタの振幅および位相情報が、回折光学素子４３０の部分４４０に量子化および符号化されている。
【００３７】
回折光学素子４３０は、遠視野内の所望の画像の逆であるマスクよりも、光学パワーの減衰を少なくする。例えば、遠視野内の所望の画像が、１つ以上の照明領域を含む複数のクラスタであるとき、所望の画像のマスクは、照明領域に対応する位置では透明であり、他の位置では不透明である。例えば、図４は、単一のクラスタに対応するマスク４５０の一部を示す。しかしながら、実際には、マスクは光のかなりの部分を遮断し、光パワーの大部分を無駄にする。図４に示すように、回折光学素子４３０の拡大部分４４０は、マスク４５０の部分よりも光の遮断を著しく少なくし、単一のクラスタにも対応する。したがって、回折光学素子４３０を使用することにより、マスクの使用に比べてクラスタ４４２を生成するのに必要な光学パワーが低減される。
【００３８】
変換アセンブリ４４０は、回折光学素子４３０から出力された光４３２の逆フーリエ変換を行うことで複数のクラスタ４４２を生成し、スパースプロジェクタ４００を含む局所領域にそれら複数のクラスタ４４２を投影する。例えば、変換アセンブリ４４０は、変換レンズおよび投影部品を含む。変換レンズは正レンズであり、回折光学素子４３０からの出力４３２の２Ｄ逆フーリエ変換を行い、遠視野にて変換レンズの後焦点面に現れるような複数のクラスタ４４２の画像を出力する。上述したように、いくつかの実施形態では、異なるクラスタ群に対応する複数の回折光学素子４３０を同時に照明することが可能であり、その場合、いくつかの例において、変換アセンブリ４４０は、クラスタ群を遠視野内で重畳させる。
【００３９】
変換アセンブリ４４０の投影部品は、クラスタ４４２の画像を大きな視野（例えば、半球）にわたって局所領域に投影する。種々の実施形態において、投影部品は、クラスタ４４２の画像に関して位置決めされてクラスタ４４２を大きな視野にわたって投影する１つ以上のレンズを含む。いくつかの実施形態では、クラスタ４４２が投影される視野が半球（例えば、１８０度）に近づくように、魚眼レンズが使用される。また、いくつかの実施形態では、クラスタ４４２の画像の低次表現が局所領域に投影されることを防ぐために、１つ以上のフィルタおよび／またはバッフルを使用してもよい。
【００４０】
図５は、複数の投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃを含むスパースプロジェクタ５００の実施形態のブロック図である。図５に示す例では、スパースプロジェクタ５００は、光源アセンブリ５０５と、投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃとを含む。光源アセンブリ５０５は、図４に関して上述した光源アセンブリ４０５と実質的に同じである。しかしながら、光源アセンブリ５０５は、単一の光ビームに代えて、複数の光ビーム５１５Ａ，５１５Ｂ，５１５Ｃを出力するように構成されている。いくつかの実施形態において、光源アセンブリ５０５によって出力される異なる光ビーム５１５Ａ，５１５Ｂ，５１５Ｃは、同じ波長範囲にある。あるいは、光源アセンブリ５０５によって出力される異なる光ビーム５１５Ａ，５１５Ｂ，５１５Ｃは、異なる波長範囲にある。
【００４１】
投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃはそれぞれ、図４に関して上述した投影アセンブリ４１０と実質的に同じである。いくつかの実施形態では、各投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃが異なる回折光学素子を含むことにより、各投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃはそれぞれ異なるクラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃを出力する。また、各クラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃ内における各クラスタは固有であるため、特定のクラスタは、クラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃにおいて１回出現する。代替実施形態では、各投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃの回折光学素子は同じであるが、各投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃは、異なる波長範囲を使用して照明される。例えば、光ビーム５１５Ａは特定の波長範囲であり、光ビーム５１５Ｂは異なる波長範囲であり、光ビーム５１５Ｃは別の波長範囲である。したがって、異なるクラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃにおけるクラスタは同じ空間配置を有し得る一方、異なる反射タイプを有する。このため、クラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃにおける各クラスタは、依然として固有の配置構成を有する。
【００４２】
複数の投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃを使用することにより、投影アセンブリ５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃのそれぞれの視野（それぞれ、例えば６０度）内のクラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃにおけるクラスタの密度を増加させることができる。これは、クラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃのうちの所与のクラスタ群は、スパースプロジェクタ５００の全視野（例えば、１８０度）にわたって拡散しないためである。対照的に、図４の投影アセンブリ４１０は、同じ視野（例えば、１８０度）にわたって単一のクラスタ群４４２を出力する。したがって、クラスタ群５４２Ａ，５４２Ｂ，５４２Ｃにおいて隣接するクラスタ間の距離はより小さく、潜在的に局所領域のより正確な仮想マッピングが可能になる。
【００４３】
［追加構成情報］
本開示の実施形態に関する上記の説明は、例示を目的として提示されるものであり、包括的であることまたは開示された正確な形態に特許権を限定することを意図するものではない。当業者であれば、上記の開示内容をもとに、多くの変更および変形が可能である。
【００４４】
この説明のいくつかの部分は、情報に関する操作のアルゴリズムおよび記号表現に関する実施形態を説明する。これらのアルゴリズム記述や表現は、データ処理技術の当業者によって一般的に使用され、その作業の実体を当業者に効果的に伝えるためのものである。これらの動作は、機能的に、計算的に、または論理的に記載されているが、コンピュータプログラムまたは同等の電気回路、マイクロコードなどによって実現される。さらに、これらの操作の構成は、一般性を失うことなく、モジュールと呼ばれる場合もある。記載された動作およびそれらに関連するモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組み合わせで具体化されてもよい。
【００４５】
本明細書に記載のステップ、動作、または処理のいずれかは、単独で、または他の装置との組み合わせによって、１つ以上のハードウェアまたはソフトウェアモジュールで実行または実装することができる。一実施形態では、ソフトウェアモジュールは、記述されたステップ、動作、または処理のいずれかまたはすべてを実行するコンピュータプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムコードを含むコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品で具現化される。
【００４６】
また、本開示の実施形態は、本明細書の動作を実行するための装置に関連し得る。この装置は、必要な目的のために特別に構成することができ、および／またはコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動または再構成された汎用演算装置を含み得る。このようなコンピュータプログラムは、非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体、または電子命令を記憶するのに適しておりコンピュータシステムバスに接続され得る任意の種類の媒体に記憶され得る。さらには、本明細書で説明される任意の演算システムは、単一のプロセッサを含むことができ、または演算能力を高めるために複数のプロセッサ設計を採用するアーキテクチャであってもよい。
【００４７】
また、本開示の実施形態は、本明細書で説明される演算プロセスによって生成される製品に関連し得る。そのような製品は、非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体に情報が記憶される演算処理から得られる情報を含むことができ、本明細書で説明されるコンピュータプログラム製品または他のデータ組み合わせの任意の実施形態を含むことができる。
【００４８】
本明細書で使用される用語は、主として、読みやすさおよび教授目的のために選択されており、特許権を描写または制限するために選択されていない場合がある。したがって、本発明の範囲は、詳細な説明によって限定されるものではなく、本明細書に基づく出願の任意の請求項によって限定されることが意図される。したがって、本実施形態の開示内容は、特許請求の範囲に記載された特許権の範囲を例示するものであって、これに限定されるものではない。
【図１】
0006581203.tif 000002
【図２】
0006581203.tif 000003
【図３】
0006581203.tif 000004
【図４】
0006581203.tif 000005
【図５】
0006581203.tif 000006