編譯/VR陀螺

今天，美國(guó)專利商標(biāo)局正式授予蘋果公司一項(xiàng)專利，該專利涉及一種新的HMD相機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)二維的相機(jī)陣列，可以捕捉到場(chǎng)景各個(gè)部分的圖像。

這些相機(jī)沿球形表面定位，以便擁有相鄰的視野。相機(jī)的入口瞳孔定位在用戶的眼睛或附近，同時(shí)相機(jī)也在傳感器處形成優(yōu)化的圖像。專利還描述了減少陣列中相機(jī)數(shù)量的方法，以及減少?gòu)年嚵兄凶x取并由管道處理的像素?cái)?shù)量的方法。

VR系統(tǒng)的模擬環(huán)境和/或MR系統(tǒng)的混合環(huán)境可被用來(lái)為多種應(yīng)用提供交互式用戶體驗(yàn)，例如將虛擬內(nèi)容添加到觀看者環(huán)境的實(shí)時(shí)視圖中的應(yīng)用、生成3D虛擬世界（元宇宙）的應(yīng)用、與虛擬訓(xùn)練環(huán)境互動(dòng)、游戲、遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)或其他機(jī)械系統(tǒng)、觀看數(shù)字媒體內(nèi)容、與互聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)、探索虛擬景觀或環(huán)境，或類似應(yīng)用。

蘋果公司的專利涉及用于視頻透視頭戴式顯示器（HMD）的場(chǎng)景相機(jī)，可用于MR或VR系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)的HMD中，一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)景相機(jī)可以安裝在HMD的前面。然而，場(chǎng)景相機(jī)的視點(diǎn)（POV）與用戶眼睛的POV有很大的偏移和不同。蘋果公司的發(fā)明通過將相機(jī)的入射瞳孔向用戶的眼睛移動(dòng)來(lái)糾正相機(jī)的POV以匹配用戶。

在一些實(shí)施方案中，HMD包括小尺寸相機(jī)的二維陣列（例如，一個(gè)陣列用于左眼，第二個(gè)陣列用于右眼），這些相機(jī)捕捉用戶面前的真實(shí)世界場(chǎng)景的各自部分的圖像。相機(jī)沿球形曲線或表面定位，以便相機(jī)具有不重疊的、相鄰的FOV。

為了更準(zhǔn)確地表示用戶的視角，相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)被配置為使得陣列中相機(jī)的入射光瞳位于在圖像傳感器處形成的相機(jī)圖像平面的后面，并位于或靠近用戶的眼睛，同時(shí)相機(jī)也在傳感器處形成優(yōu)化圖像。通過這種方式，每個(gè)相機(jī)陣列從與用戶各自的眼睛基本相同的角度捕捉到場(chǎng)景的視圖。

在一些實(shí)施方案中，一個(gè)傳感器可用于為陣列中的多個(gè)（例如，4個(gè)）相機(jī)捕捉圖像。在這些實(shí)施方案中，與一個(gè)傳感器一起使用的相機(jī)的光學(xué)器件可以被移位或調(diào)整，以使圖像平面與傳感器表面對(duì)齊。

在一些實(shí)施方案中，可以使用一個(gè)彎曲的傳感器和一個(gè)更簡(jiǎn)單的透鏡系統(tǒng)，為每個(gè)相機(jī)提供更寬的FOV，從而減少陣列中相機(jī)的數(shù)量。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖1A說明了一個(gè)HMD，它包括一個(gè)相機(jī)陣列，其入射瞳孔位于用戶的眼睛或附近；圖2說明了一個(gè)相機(jī)陣列的一部分。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖3說明了一個(gè)例子，該相機(jī)的入射瞳孔位于用戶的眼睛或附近，可用于圖1A和圖2所示的陣列中。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖9A和9B說明了通過降低分辨率和轉(zhuǎn)移外圍區(qū)域相機(jī)的入射瞳孔來(lái)減少相機(jī)的數(shù)量。

蘋果公司的上述專利圖16圖示了在相機(jī)陣列前面增加一個(gè)負(fù)半月板透鏡，以增加相機(jī)向外圍的FOV；圖17圖示了在相機(jī)陣列前面增加一個(gè)負(fù)半月形透鏡，以逐步抵消相機(jī)向外圍的POV。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖20A至20C以圖示方式說明了一個(gè)示例的場(chǎng)景相機(jī)，其包括在相機(jī)陣列中的負(fù)半月形透鏡。

想要了解更多專利細(xì)節(jié)，請(qǐng)查閱蘋果公司的授權(quán)專利11,448,886。

來(lái)源：patentlyapple