苹果 XR 头显“场景相机”专利公布

近日，美国专利商标局发布了一份关于苹果 XR 头显“场景相机”的专利。

早在 2020 年，苹果就申请了“场景相机”首个专利，标题为“苹果为未来 HMD 设备发明了一种‘场景相机’系统，可将生动图像直接呈现于用户眼前”。

第二项专利由二级工程团队提交，简称为“相机系统”。苹果在提交的文件中明确指出，“描述了可用于混合现实（MR）或虚拟现实（VR）系统的视频透视头戴式显示器（HMD）的场景相机的各种实施例”。

(相关资料图)

在传统的 HMD 中，一个或多个场景相机可以安装在 HMD 的前部。然而，通常入射瞳孔以及场景相机的视角（POV）与用户眼睛视角基本偏移，因此与用户的视角不同。场景相机配置的实施例被描述为通过将相机的入射瞳孔朝向用户的眼睛移动，来至少部分校正相机的视角以匹配用户视角。

在一些实施例中，HMD 包括小尺寸相机的二维阵列（例如，一个阵列用于左眼，第二个阵列用于右眼），其捕获用户面前真实世界场景各个部分的图像；相机沿球形曲线或表面放置，以便相机具有不重叠的相邻视角；为了实现更准确地表示用户的视角，配置了相机的光学元件，以便阵列中相机的入射瞳孔位于图像传感器上形成的相机图像平面后面，并且在用户眼睛处或附近，而相机也在传感器上形成优化的图像。因此，每个相机阵列都从与用户各自眼睛基本相同的角度捕获场景视图。

阵列中的每个相机都配置为共同优化用户眼睛处的入射瞳孔平面和相机传感器处的图像平面。在一些实施例中，每个相机依次包括从物体侧到图像侧的第一透镜组，包括一个或多个透镜元件、孔径光阑（例如，“针孔”孔径光阑），第二透镜组包括一个或多个透镜元件以及传感器。第一透镜组中的透镜元件可以形成（例如，切割或“切块”）使得相机在阵列中配合在一起，第一透镜组中的透镜之间间隙最小或没有间隙。

苹果专利图 1A 说明了一个头戴式显示器（HMD），其中包括一个相机阵列，其入射瞳孔位于用户眼睛或附近；图 2 说明了相机阵列的一部分。

苹果专利图 3 说明了在用户眼睛处或附近具有入射瞳孔的示例相机，该相机可用于如图 1A 和 2 所示的阵列中。

苹果专利图 9A 和 9B 说明了通过降低分辨率和在外围区域移动相机的入射瞳孔来减少相机数量。

苹果专利图 16 以图形方式说明了在相机阵列前面添加一个负弯月透镜，以增加相机朝外围的视野；图 17 以图形方式说明在相机阵列前面添加负弯月透镜以逐渐将相机的视点偏移到外围。

苹果专利图 20A 至 20C 以图形方式说明了一个示例场景相机，该相机在相机阵列中的相机前面包含一个负弯月透镜。