編譯/VR陀螺

近日，美國專利商標(biāo)局公布了蘋果公司的一項(xiàng)專利申請，揭示了一種非常適合AR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)，這可能會(huì)徹底改變AR眼鏡的透鏡系統(tǒng)。

蘋果公司在其專利背景中指出，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)透視"透鏡設(shè)計(jì)直接觀看，也可以使用 "視頻透視 "的場景相機(jī)進(jìn)行數(shù)字渲染。

目前的視頻透視HMD存在現(xiàn)實(shí)世界的視角偏移問題，因?yàn)閳鼍皵z像機(jī)通常安裝在用戶眼睛的前方、上方和/或側(cè)面。

與用戶的眼睛相比，放置在眼睛側(cè)面的場景攝像機(jī)會(huì)造成瞳孔間距離（IPD）的不匹配。因此，用戶可能會(huì)出現(xiàn)復(fù)視、視力模糊、頭暈、頭痛、惡心和疲勞。這種不匹配也會(huì)導(dǎo)致用戶對物體的距離和比例的不正確感知。置于眼睛上方或前方的場景攝像機(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)給用戶帶來不適，而這正是蘋果公司的專利所要解決的問題。

蘋果公司的專利文件描述了一種新穎的透鏡系統(tǒng)，其入口瞳孔的位置與眼睛的光學(xué)系統(tǒng)入口瞳孔相匹配。

蘋果公司的透鏡系統(tǒng)比傳統(tǒng)的透鏡系統(tǒng)要薄得多，因此非常適合頭戴式設(shè)備（HMD）應(yīng)用。該系統(tǒng)的薄度是通過使用攝像機(jī)元件陣列實(shí)現(xiàn)的。

每個(gè)攝像元件包含被稱為"小透鏡"的攝像光學(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，一個(gè)復(fù)合透鏡）。

各個(gè)攝像元件可以被安排成它們的光軸在眼睛的入口瞳孔位置或附近相交。此外，每個(gè)攝像元件的視場（FOV）對應(yīng)于一個(gè)大FOV的一個(gè)小部分。相鄰攝像元件的視場可以不重疊或略微重疊，這樣就可以通過連接各個(gè)攝像元件的圖像形成廣角圖像。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖2說明了一個(gè)攝像頭系統(tǒng)，其各個(gè)元素沿球面排列。

蘋果公司的專利圖6A說明了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的AR HMD系統(tǒng)#600，包括沿球形表面排列的每個(gè)眼睛的多個(gè)攝像元件（用形狀元件表示，例如，#605L和#605R）、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）和結(jié)構(gòu)#620，其他元件可以貼在上面并可以安裝到用戶的頭上。雖然每只眼睛只有五個(gè)攝像頭元件，但根據(jù)設(shè)備的預(yù)期用途和目標(biāo)視場角，在任何特定的實(shí)施中都可以使用更多或更少的攝像頭元件。

蘋果公司的專利圖6B是另一個(gè)實(shí)施方案AR-HMD系統(tǒng)#625，其中光學(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，盡管兩者可能不是必須的。

雖然在專利正文中沒有提到，但蘋果公司的專利權(quán)利要求有趣地指出，"用于識(shí)別場景中一個(gè)或多個(gè)對象的計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于執(zhí)行面部識(shí)別以識(shí)別場景中人的計(jì)算機(jī)可讀代碼。"這可能是蘋果未來眼鏡的一個(gè)主要功能，不幸的是，蘋果的專利沒有詳細(xì)說明這一點(diǎn)。

想要了解更多專利細(xì)節(jié)，請查看蘋果的授權(quán)專利20220146820?？紤]到這是一項(xiàng)專利申請，目前還不清楚這種產(chǎn)品的上市時(shí)間。

這項(xiàng)專利的發(fā)明人包括：

Noah Bedard：原型設(shè)計(jì)工程師，他曾在理光公司從事新型成像系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)。

Branko Petljanski：高級工程師-相機(jī)電子學(xué)（蘋果公司，德國慕尼黑），他曾在Panavision工作。

Kathrin Berkner: 高級工程經(jīng)理-相機(jī)孵化。孵化用戶體驗(yàn)、成像架構(gòu)和技術(shù)，以鋪墊相機(jī)應(yīng)用的未來。

Ricardo Motta：擔(dān)任杰出工程師6年，創(chuàng)建并領(lǐng)導(dǎo)相機(jī)孵化中心，這是一個(gè)專注于開發(fā)新相機(jī)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)。Motta現(xiàn)在在谷歌工作。

來源：patentlyapple