具体实施方式

现在将在下文中参考所附附图更全面地描述本公开，在所附附图中示出了本公开的一些而非全部方面。事实上，本公开可按许多不同的形式来被具体化并且不应被解释为限于本文中所阐述的各方面；相反，提供这些方面以使得本公开将满足可适用的法律要求。贯穿全文，相同的编号指代相同的要素。

本公开的各方面大体涉及虚拟现实系统，示意性地图示了图1A中的元件100。此类虚拟现实系统100至少包括光学检测布置200，该光学检测布置200被配置为检测发射光，作为跟踪虚拟现实场景400中的对象、道具等300的一种方式。此类光学检测布置200可特别适合于跟踪可移动/正在移动的对象、道具等300。从对象/道具300发射并由光学检测布置200检测的光随后被传输或以其他方式定向到计算机设备500，该计算机设备500被配置为解释所检测的光并将所检测的光与虚拟现实场景400中的对象、道具等300相关联。以该方式，对象、道具等300可以与虚拟场景或空间中的独特标识相关。例如，由光学跟踪对象、道具等300发射并由光学检测布置200检测的光可由计算机设备500利用独特标识或工具类型(诸如手电筒、正在燃烧的火炬或虚拟场景或空间内设想的任何对象、道具或工具)来解释。

在一些方面，所发射的光可由计算机设备500解释为具有其他方面的独特标识。例如，除了工具类型，所发射的光可以指示光学跟踪对象、道具或工具的操作状态或工具状态。例如，如果对象、道具或工具被标识为虚拟场景或空间(参见，例如，图1A)中的手电筒(独特标识/工具类型–参见，例如，元件250)，则所发射的光可由计算机设备500进一步解释为手电筒处于“关闭”状态(例如，不发射光)，例如图1A和图1B所示，或处于“打开”状态(例如，发射光)，例如图1C和图1D所示(独特标识/工具状态)。

在特定方面，独特标识可与以特定光图案从光学跟踪的对象、道具等300发射的光相关联。例如，可通过多个发光设备600的阵列或其他布置来产生特定的光图案。发光设备600可包括例如，发光二极管(LED)、白炽灯或任何其他合适的发光元件。由发光设备600发射的光可在可见光谱、红外光谱或能够由光学检测布置200所检测的任何其他光谱中。适当时，可通过与工具300接合的功率源(未示出)向发光设备600提供电功率。例如，功率源可以是电池、超级电容器或任何其他合适的功率源，其优选地是可充电的，或者如果是一次性的，则相对于工具300容易替换。

在本公开的一个特定方面中，具有与其接合的多个发光设备600的工具(即，对象、道具等)300可以被配置为使得发光设备600在由光学检测布置200可检测的多个光图案之间可由用户选择性地致动。如前文所公开的，光图案提供如由光学检测布置200所检测的工具300的相对应的多个独特标识。因此，工具300可进一步包括与发光设备600可操作地接合的切换设备350(参见，例如，图1B、图1C、图2A、图2B、图3A和图3B)，该切换设备350与工具300可操作地接合。例如，切换设备350可被直接地安装在工具300上。在其他实例中，切换设备可被安装到用户并通过导线连接到工具300。然而，本领域技术人员将理解，切换设备350可以不同的方式实现。例如，切换设备350可被实施为包括在工具300中的触敏元件，其中，用户对工具300的握柄的改变可被触敏元件检测为将发光设备600从一个光图案切换到另一个光图案。在任何实例下，切换设备350的用户驱动因此允许用户在不同的光图案之间选择性地致动发光设备600，从而改变工具300的独特标识。在一些方面中，切换设备350可被配置为用于二进制操作(即，可在第一位置和第二位置之间切换，以在“关闭”状态和“打开”状态之间致动发光设备600)，但在其他实例中，如图2A、图2B、图3A和图3B所示，切换设备350可包括具有多于两个位置的开关(即，用于在“关闭”状态和“打开”状态之间的两个或更多个光图案之间切换发光设备600)。

在一些方面中，发光设备600被布置在此类设备的一阵列或单个组700中(参见，例如，图2A和图2B)。在此类实例中，在该阵列或该单个组700中的发光设备600中的一个或多个可由用户选择性地致动(例如，通过切换设备350)，以便提供与工具300的独特标识相关联的多个光图案。在其他方面中，发光设备600被布置在此类发光设备的单独的各组中(例如，图3A和图3B中的元件800A、800B)。在此类实例中，其中具有发光设备600的每一个组800A、800B与工具300接合，每一组都具有以独特图案布置的发光设备600。在此类布置中，为了提供与工具300的独特标识相关联的光图案，单独的各组可由用户选择性地致动(例如，通过切换设备350)。

在另一方面中，如图4A和图4B所示，单个工具300可包括发光设备600的两个或更多个分立组或图案900A、900B，其中由光学检测布置200检测的发光设备600的每一个组或每一个图案与工具300的独特标识相对应。例如，如果有两组900A、900B发光设备，其中一组900A可以被指定为主跟踪对象图案，而另一组900B可以被指定为副跟踪对象图案。由光学检测布置200检测的主跟踪对象图案可以唯一地标识由用户携带的对象(例如，手电筒)的类型(例如，工具类型)。默认位置的副跟踪对象图案通常被关闭。因此，光学检测布置200仅检测主跟踪对象图案。在该情况下，处于“关闭”位置的所示切换设备350将关闭主跟踪对象图案和副跟踪对象图案这两者。切换设备350移动到位置“1”将打开主跟踪对象图案，以提供可由光学检测布置200检测的第一组900A发光设备600，但是副跟踪对象图案将保持关闭(例如，副跟踪对象图案的默认状态)。因此，由光学检测布置200检测的主跟踪对象图案将标识工具类型(例如，手电筒)，但也可标识工具状态(例如，未检测到副跟踪对象图案指示所标识的工具类型(手电筒)关闭且不发光)。当用户将切换设备350移动到位置“2”时，副跟踪对象图案打开，以提供可由光学检测布置200检测的第二组900B发光设备600，其中副跟踪对象图案附接到或毗邻主跟踪对象图案。在光学检测布置200检测到现在打开的副跟踪对象图案时，由第二组900B发光设备600提供的独特标识符可以用于指示工具300的许多其他方面，如本领域技术人员所理解的。例如，第二组900B发光设备600的可以唯一地标识工具状况(例如，工具状态)，在该示例中，当检测到副跟踪对象图案附接到或毗邻主跟踪对象图案时，这将指示虚拟手电筒正在打开(与未检测到第二组900B发光设备600指示手电筒已关闭形成对照)。

本领域技术人员将理解，在使用各种所检测的光图案来指示工具300的相应独特标识时，光学检测布置200和发光设备600的布置以及这两者之间的交互可以提供以下优点：通过不需要WiFi、蓝牙发射器或任何其他无线数据传输系统来降低与切换设备350相关联的跟踪功能的复杂性。另外，与例如用作发光设备600的LED灯相比，缺少此类无线传输设备降低了为工具300供电所需的功耗要求。另外，通过实现本文所公开的布置，单个代表性物理工具300(对象、道具等)可以用于根据能够由发光设备600提供的光图案的数量来表示处于虚拟状态的任何数量的虚拟工具。此外，如本领域技术人员将理解的，本文所提供的公开的布置和方面可适用于将物理现实空间与虚拟现实空间相关联的许多不同场景。例如，在一些方面中，对象、道具等可以包括用户本身，其中发光设备和相关联的切换设备可以物理地与用户相关联，并且其中，用户在物理现实空间中对切换设备的切换可以反过来改变虚拟空间中用户的标识。

因此，本发明的各方面有利地提供了一种在虚拟现实系统中使用的设备和相关联的虚拟现实系统，包括工具和多个与该工具接合的发光设备，并且在多个光图案之间用户可选择性地致动，每一个光图案都与独特标识相关联。该光图案被适配成由光学检测布置进行检测，提供如由该光学检测布置所检测的与该工具相关联的多个独特标识。一种切换设备，可操作地与该发光设备接合，并且用户可致动以在光图案之间选择性地致动发光设备以改变工具的独特标识，该工具的独特标识包括工具类型或工具状态。

并入到工具中的切换设备可以是，例如，机械按钮或开关或能够在不同发光设备(例如，LED)之间切换电连接的任何其他合适的切换设备。这样，在工具/道具是手电筒的示例中，用户可在虚拟环境中，通过致动并入到工具/道具中的开关来打开和关闭手电筒。因此，光学检测布置将检测与开关的移动相关联的光图案的变化，而不是试图检测开关本身的物理移动。虚拟现实系统和其中使用的设备的各方面因此提供了一种实现一组或多组发光设备的物理对象，该一组或多组发光设备可在不需要无线通信发射器/接收器的情况下由光学检测布置检测并且可以在分别与虚拟现实环境中的独特标识相关联的不同的独特图案之间切换，因此允许以简单、高效和灵活的方式将物理环境中的用户和对象跟踪转换到虚拟环境中。

得益于前述描述和相关联的附图中所呈现的教示，本公开涉及的所属领域的技术人员将了解本文中阐述的本公开的许多修改和其他方面。因此，应当理解，本公开不限于所公开的具体方面，并且修改和其他方面旨在包括在所附权利要求书的范围内。尽管本文中采用特定术语，但这些术语仅在通用意义和描述性意义上使用而不出于限制性目的。