編譯/VR陀螺

近日，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局公布了蘋(píng)果公司的一項(xiàng)授權(quán)專(zhuān)利，該專(zhuān)利揭示了一種非常適合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式設(shè)備的獨(dú)特透鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中包括一種帶有 "Lenslets "的新透鏡系統(tǒng)。

蘋(píng)果公司在其專(zhuān)利背景中指出，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或混合現(xiàn)實(shí)（MR）系統(tǒng)將虛擬圖像合并到現(xiàn)實(shí)世界的視圖中。在AR頭戴式設(shè)備（HMD）中，虛擬內(nèi)容通過(guò)位于眼睛附近的圖像投影系統(tǒng)顯示。真實(shí)世界的內(nèi)容可以使用 "光學(xué)see-through "透鏡設(shè)計(jì)直接觀看，也可以使用 "視頻see-through "的場(chǎng)景相機(jī)進(jìn)行數(shù)字渲染。

目前的視頻透視HMD存在現(xiàn)實(shí)世界的視角偏移問(wèn)題，因?yàn)閳?chǎng)景相機(jī)通常安裝在用戶(hù)眼睛的前方、上方和/或側(cè)面。

與用戶(hù)的眼睛相比，放置在眼睛側(cè)面的場(chǎng)景相機(jī)會(huì)造成瞳孔間距離（IPD）的不匹配。因此，用戶(hù)可能會(huì)出現(xiàn)復(fù)視、視力模糊、頭暈、頭痛、惡心和疲勞等癥狀。這種不匹配也會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)無(wú)法對(duì)物體的距離和比例產(chǎn)生正確感知。置于眼睛上方或前方的場(chǎng)景相機(jī)可以創(chuàng)造出一種視角，并將其轉(zhuǎn)化為夸張的頭部運(yùn)動(dòng)，或不正確的運(yùn)動(dòng)視差。這些影響也會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)不適，而這正是蘋(píng)果公司授予專(zhuān)利所要解決的問(wèn)題。

蘋(píng)果公司授予的專(zhuān)利描述了一種新穎的透鏡系統(tǒng)，其入瞳位置與眼睛的光學(xué)系統(tǒng)入瞳位置匹配或接近匹配。

專(zhuān)利所述的透鏡系統(tǒng)比傳統(tǒng)的透鏡系統(tǒng)要薄得多，因此非常適合于頭戴式設(shè)備（HMD）的應(yīng)用。該系統(tǒng)的薄度是通過(guò)使用一個(gè)相機(jī)元件陣列實(shí)現(xiàn)的。

每個(gè)相機(jī)元件包含被稱(chēng)為 "小透鏡"的相機(jī)光學(xué)元件和一個(gè)傳感器（例如，傳感器可以是圖像傳感器或深度傳感器），其中小透鏡可以包括一個(gè)或多個(gè)透鏡（例如復(fù)合透鏡）。

單獨(dú)的相機(jī)元件可以被安排使得它們的光軸在眼睛的入瞳位置處或在附近相交。此外，每個(gè)相機(jī)元件的視場(chǎng)（FOV）對(duì)應(yīng)于一個(gè)大FOV的一個(gè)小扇區(qū)。相鄰相機(jī)元件的視場(chǎng)可以不重疊或略微重疊，這樣就可以通過(guò)連接各個(gè)相機(jī)元件的圖像形成廣角圖像。

圖源：patentlyapple

蘋(píng)果公司的專(zhuān)利圖2說(shuō)明了一個(gè)相機(jī)系統(tǒng)，其各個(gè)元素沿球面排列。

雖然根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的相機(jī)系統(tǒng)不限于用于頭戴式設(shè)備（HMD），但它們?cè)贖MD中可能特別有用，因?yàn)樗鼈兛梢员恢圃斓帽葌鹘y(tǒng)的HMD系統(tǒng)更薄且體積更小。蘋(píng)果公司的專(zhuān)利圖6A說(shuō)明了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）HMD系統(tǒng)#600包括沿球形表面排列的用于每只眼睛（如605L和605R）的多個(gè)相機(jī)元件（用成形元件表示）、一個(gè)或多個(gè)顯示元件（#610L和#610R）、一個(gè)或多個(gè)模塊（#615L和#615R）以及結(jié)構(gòu)#620，其他元件可以固定在其上并可以安裝在用戶(hù)的頭部。雖然每只眼睛只有五個(gè)相機(jī)元件，但根據(jù)設(shè)備的預(yù)期用途和目標(biāo)視場(chǎng)角，在任何特定的實(shí)施中都可以使用更多或更少的相機(jī)元件。

蘋(píng)果公司的專(zhuān)利圖6B是另一個(gè)實(shí)施方案AR-HMD系統(tǒng)#625，其光學(xué)和電子系統(tǒng)（6051，6101，和模塊615）貼在結(jié)構(gòu)（#630）上，只用于單眼。在圖示的系統(tǒng)中，顯示了電子模塊#6151和#615R，盡管這兩個(gè)模塊可能都不是必需的。

想了解更多關(guān)于這項(xiàng)專(zhuān)利的細(xì)節(jié)，可查閱蘋(píng)果的授權(quán)專(zhuān)利11,143,865。

來(lái)源：patentlyapple