【專利解密】蘋果VR/MR把多彩世界帶到你的眼前

【嘉勤點評】Apple的VR/MR專利，通過使相機的入射光瞳朝向用戶眼睛移動，能夠至少部分地校正相機的視角以匹配用戶的視角。

據悉，蘋果VR頭顯已攜手臺積電轉入試產階段，并將于2022年發布。彭博社的Mark Gurman指出：該公司準備在接下來幾個月的某個時候發布混合現實（MR）頭顯，這是自2015年以來的首個產品線更新。

虛擬現實(VR)允許用戶體驗和/或與沉浸式人工環境進行交互，使得用戶感覺好像身處于該環境中。混合現實(MR)涵蓋了從將計算機生成的信息與真實世界的視圖，二者相結合以增強向用戶的真實環境視圖添加虛擬內容的增強現實(AR)系統，或將真實世界對象的表示與計算機生成的三維(3D)虛擬世界的視圖相結合的增強虛擬(AV)系統的頻譜。因此，虛擬現實系統的模擬環境和/或混合現實系統的混合環境可為多種應用提供交互式用戶體驗。

為此，Apple于2019年9月27日申請了一項名為“混合現實或虛擬現實相機系統”的發明專利（申請號: 201980062195.3），申請人為蘋果公司。

圖1 具有入射光瞳的示例性相機

圖1為本發明提出的可在陣列中使用的在用戶眼睛處或附近具有入射光瞳的示例性相機，相機120從物側到像側依次包括：透鏡組1，該透鏡組包括一個或多個透鏡元件(在該示例中為兩個)；相機主體122，該相機主體包括孔徑光闌124(例如，“針孔”孔徑光闌)和透鏡組2，該透鏡組包括一個或多個透鏡元件(在該示例中為兩個)；和光傳感器126。

陣列中的每個相機被配置為共同優化用戶眼睛平面處的入射光瞳和相機傳感器處的圖像平面處的圖像。相機的入射光瞳是通過透鏡組的物側表面看到的孔徑光闌的圖像(在3D空間中)。主光線穿過入射光瞳的中心。入射光瞳的位置限定了相機的“視角點”或“觀察點”。主光線是來自被觀察對象中的偏軸點穿過孔徑光闌的中心的光線。場景中的每個點具有對應的主光線。穿過對象的X-Y平面的中心和孔徑光闌的中心的特殊主光線被稱為光軸。

孔徑光闌在傳感器處以及在受試者的眼睛處或附近形成的圖像平面的后面的平面處創建由透鏡組折射的光的虛像(入射光瞳)。透鏡組和光闌能夠優化入射光瞳平面處的虛像。例如，入射光瞳的球面像差被控制為軸向<5mm，并且主光線之間的“場隙”被限制為<0 .5mm。然而，透鏡組可能不會在傳感器處形成良好的圖像。因此，透鏡組包括在光闌和傳感器之間，并且通過校正像差以優化在傳感器的表面處或傳感器附近的圖像平面處形成的圖像。

簡而言之，Apple的VR/MR專利，通過使相機的入射光瞳朝向用戶眼睛移動，能夠至少部分地校正相機的視角以匹配用戶的視角。

Apple是全球IT行業的領導者，有極強的創造力，作為科技龍頭，對VR這一前沿領域進行了長達十年的探索與布局。蘋果十年磨一劍，不斷創新，即將引領新的VR未來發展趨勢。