Meta专利分享了Quest Pro自追踪控制器的设计研发

小编刘卫华 | 分类：专利 | 2023年11月27日

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用于与XR环境交互的自追踪控制器

（映维网Nweon 2023年11月27日）现在的XR控制器似乎正在朝着无灯环设计发展，例如自追踪控制器。在名为“Self-tracking controller for interaction in an artificial reality environment”的专利申请中，Meta就介绍了一种用于与XR环境交互的自追踪控制器。

图3A和3B说明了示例性自追踪控制器300的不同视图。控制器300可以配置为与人工现实环境交互。控制器300可以包括基座302。基座302可以包括至少一个传感器304。传感器304可以配置为收集用于确定控制器的位置和/或运动的信息。所述信息可以包括光学信息、运动信息、生物识别信息和其他类型的信息。

传感器304可以位于基座302的至少一侧。传感器304可以包括至少一个摄像头。在一个实施例中，控制器300可包括位于基座302不同侧面的第一传感器304和第二传感器304。第一传感器304的视场可以与第二传感器304的视场重叠。

传感器304可以配置为控制器300的自追踪运动。换句话说，可以将传感器304配置为没有外部传感器的情况下确定控制器300自身的位置和/或运动。由于不需要外部传感器，控制器300可以具有无限的追踪量。

控制器300可以包括连接到基座302的拇指板306。拇指板306可包括触控板308、一个或多个致动器310、操纵杆312和/或其他组件。所述触控板308可被配置为接触用户的拇指。用户可以用拇指通过触控触控板308的不同位置、在触控板308移动拇指、对触控板308施加压力和/或其他拇指手势向触控板308提供输入。

致动器310可以包括按钮和/或其它二进制输入装置。操纵杆312可以配置为线性移动、圆形移动和/或以其他运动移动。在一个实施例中，可以将操纵杆312配置为允许按下。

控制器300可以包括连接到基座302的手柄314。手柄314可以配置为由用户通过用三个或更多个手指围绕手柄314抓取来握住。手柄314可包括一个或多个致动器310和/或一个或多个扳机键316。

当用户手持控制器300时，用户的食指可对准扳机键316a和/或用户的拇指可对准扳机键316b。所述拇指板306可以这样定位：当用户用一只手握住所述控制器300的手柄314时，所述用户的拇指可以放在所述拇指板306上和/或对所述拇指板306施加正交力。

控制器300可以配置为基于从触控板308和/或至少一个扳机键316接收的输入来激活精确捏紧功能。例如，精确捏紧功能可以至少部分地基于从触控板和至少一个扳机键接收的同时输入。

当用户扳动时，扳机键316可以具有可变电阻。换句话说，当用户在不同的时间挤压扳机键316时，所感受到的电阻可以不同。

可变电阻可以响应和/或基于用户执行的精细运动活动来确定。例如，当由控制器300控制的虚拟手的食指和/或拇指接触到虚拟对象时，触发电阻可以增加。这种阻力的增加可能会给用户一种“触控”虚拟对象的感觉。

控制器300可包括一个或多个触觉致动器318。触觉致动器318可以配置为向持有控制器300的用户提供触觉反馈。触觉致动器318可以配置为向执行精细运动活动的用户提供触觉反馈。触觉反馈可以通过应用一种或多种振动、力、运动和/或其他触觉反馈来提供触控体验。

触觉致动器318的示例可以包括偏心旋转质量ERM致动器、线性谐振致动器LRA、压电致动器、伺服电机和/或其他触觉致动器中的一个或多个。

在一个实施例中，触觉反馈定位于控制器300上的一个或多个不同位置。例如，在一些实施例中，控制器300包括设置在扳机键316处的第一触觉致动器318。控制器300可包括设置在拇指板306的第二触觉致动器318。因此，触觉反馈可以选择性地应用于用户的食指、拇指、手掌和/或其他位置。

图4A和4B表示控制器300的示例拇指板306。如图4A所示，拇指板306可以包括传感器304、触控板308、致动器310、操纵杆312和/或其他组件中的一个或多个。在图4A中同时可以看到手柄314和扳机键316b。

图4B显示了更多细节。所述触控板308可以设置在所述拇指板306的一部分之上。所述触控板308可配置为用于感应来自用户拇指的输入。所述触控板308可包括触控传感器400。触控传感器400的示例可以包括一个或多个电容式传感器、触觉传感器、压力传感器阵列、基于光学的触觉传感器和/或其他触控传感器。

在图5，传感器500可包括霍尔效应传感器，其配置为通过使用霍尔效应检测磁场的存在和/或大小。传感器500可以设置在控制器300内，靠近或靠近拇指板306和/或触控板308。换句话说，拇指板306和/或触控板308可包括传感器500。

在一个实施例中，拇指板306可以配置为响应于由用户的拇指施加的压力而偏转，如图5B所示。当拇指板306偏转和/或压下时，传感器500的悬臂502可以转动，使得悬臂502远端的磁性物体504远离设置在印刷电路板PCB 508之上的导体506。PCB 508可以相对于控制器300的主体302固定。

当磁性物体504远离导体506时，位于两者之间的磁场发生变化，并可通过传感器500检测到。可以通过测量磁性物体504和导体506之间磁场的水平和/或变化来检测施加到拇指板306的压力范围。

图6A、6B、6C、6D为手柄314底部600的不同配置。根据一个或多个实施例。底部600可包括手柄314的远端。如图6A所示，控制器300可以包括可移动挂绳602。可拆卸挂绳602可连接到手柄314的底部600处的插座604。

用户可以通过在抓住控制器300的手柄314之前将手腕穿过可拆卸挂绳602，从而利用可拆卸挂绳602。所述可拆卸挂绳602可作为控制器300的安全功能，以防止控制器300在使用过程中从用户手中飞出。

图6B示出可移动的触控笔尖端606插入到插座604中。控制器300可包括可连接到手柄314的底部600的可拆卸触控笔尖端606。底部600可以包括压力传感器608。

压力传感器608可以配置为检测施加于可移动触控笔尖端606的压力。压力传感器608可以包括力敏电阻FSR。在一个实施例中，可移动触控笔尖端606可以接触FSR，从而能够模拟测量施加于可移动触控笔尖端606的力。

可移动的触控笔头606可允许用户在人工现实环境中使用控制器300作为压敏书写工具。可移动的触控笔头606可以通过使用物理表面实现精确的接触点检测来改善在人工现实环境中的书写体验。

图6C和6D显示插座组件610的不同视图。图6C显示了具有与(例如插入)插座604耦合的可移动挂绳602的插座组件610。所述插座组件610可包括一个或多个将可拆卸挂绳602与所述插座604可拆卸耦合的机制。

图6D显示了具有可移动触控笔尖端606的插座组件610与控制器300的底部600的插座604耦合的插座606。所述插座组件610可包括一个或多个机制将触控笔尖端606与所述插座604可拆卸耦合。

图7示出的系统700置为对被配置为与人工现实环境交互的控制器的输入进行感测。在系统700可以包括一个或多个计算平台702。计算平台702可以配置为根据客户机/服务器架构、点对点体系结构和/或其他体系结构与一个或多个远程平台704进行通信。

远程平台704可以配置为通过计算平台702和/或根据客户端/服务器架构、点对点体系结构和/或其他体系结构与其他远程平台通信。用户可以通过计算平台702和/或远程平台704访问系统700。

计算平台702可以通过机器可读指令706来配置。机器可读指令706可以包括一个或多个指令模块。指令模块可能包括计算机程序模块。指令模块可以包括传感器输入接收模块708、致动器输入接收模块710、操纵杆输入接收模块712、扳机键输入接收模块714、运动确定模块716、交互产生模块718、显示引起模块720和/或其他指令模块中的一个或多个。

传感器输入接收模块708可以配置为接收来自控制器的基座的传感器的感测输入，并用于控制器的自追踪运动。传感器输入接收模块708可配置为接收来自控制器的拇指板的触控板的触控板输入。

执行器输入接收模块710可以配置为接收来自耦合到控制器基座的拇指板上的执行器的执行器输入。操纵杆输入接收模块712可被配置为接收来自控制器拇指板上的操纵杆的操纵杆输入。

触发输入接收模块714可以配置为从耦合到控制器基座的手柄的扳机键接收触发输入。运动确定模块716可以配置为通过感应输入来确定控制器的运动。

交互生成模块718可以配置为基于一个或多个运动、致动器输入、触控板输入、操纵杆输入和/或触发输入来生成虚拟交互。显示引起模块720可以配置为引起虚拟交互的显示。

在一个实施例中，计算平台702、远程平台704和/或外部资源722可以通过一个或多个电子通信链路进行操作链接。例给定的远程平台704可以包括一个或多个配置为执行计算机程序模块的处理器。