编译/VR陀螺

近日，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，该专利涉及一种新的HMD摄像头系统，包括一个二维的摄像头阵列，可以捕捉场景中各个部分的图像。

摄像机沿球形表面放置，使摄像机具有相邻的视野。摄像机的入瞳定位在用户的眼睛或附近，同时摄像机也在传感器处形成优化的图像。专利还描述了减少阵列中摄像头数量的方法，以及减少从阵列中读取并由管线处理的像素数量的方法。

从大的方面来说，虚拟现实允许用户体验和/或与一个沉浸式的人工环境互动，这样用户就会感觉到他们仿佛亲身处于该环境中。因此，虚拟现实系统的模拟环境和/或混合现实系统的混合环境可被用来为多种应用提供交互式用户体验，如将虚拟内容添加到观看者环境的实时视图中的应用、生成3D虚拟世界（元宇宙）的应用、与虚拟训练环境的互动、游戏、远程控制无人机或其他机械系统、观看数字媒体内容、与互联网互动、探索虚拟景观或环境等。

苹果公司的专利涉及用于视频透视头戴式显示器（HMD）的场景摄像头，可用于混合现实或虚拟现实系统。

在传统的HMD中，一个或多个场景摄像头可以安装在HMD的前面。然而，场景摄像头的视点（POV）与用户眼睛的POV有很大的偏移和不同。苹果公司的发明通过将摄像机的入瞳向用户的眼睛移动来纠正摄像机的视点（POV）以匹配用户的POV。

在一些实施方案中，HMD包括小尺寸摄像头的二维阵列（例如，一个阵列用于左眼，第二个阵列用于右眼），这些摄像头捕捉用户面前的真实世界场景的各个部分的图像。摄像机沿球形曲线或表面定位，以便摄像机具有不重叠的、相邻的视场。

为了更准确地表现用户的视角，摄像机的光学器件被配置成将阵列中的摄像机的入瞳定位在图像传感器处形成的图像平面后面，并在用户的眼睛处或附近，同时摄像机也在传感器处形成优化图像。通过这种方式，每个摄像机阵列从与用户各自眼睛基本相同的角度捕捉场景的视图。

在一些实施方案中，一个传感器可用于为阵列中的多个（例如，四个）摄像头捕捉图像。在这些实施方案中，与一个传感器一起使用的摄像头的光学器件可以被移位或调整，以使图像平面与传感器表面对齐。

在一些实施方案中，可以使用一个弯曲的传感器和一个更简单的镜头系统，为每个摄像头提供更宽的FOV，从而减少阵列中的摄像头的数量。

苹果公司的专利图1A说明了一个头戴式显示器（HMD），它包括一个摄像头阵列，其入瞳位于用户的眼睛或附近；图2说明了一个摄像头阵列的一部分。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图3说明了一个例子，该摄像头的入瞳位于用户的眼睛或附近，可用于图1A和图2所示的阵列中。

图源：patentlyapple

苹果公司的图9A和9B说明了通过降低分辨率和转移外围区域的摄像头的入瞳来减少摄像头的数量。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图16图示了在摄像头阵列前面增加一个负半月板透镜，以增加摄像头向外围的FOV；图17图示了在摄像头阵列前面增加一个负半月板透镜，以逐步抵消摄像头向外围的POV。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图20A至20C以图示方式说明了一个场景摄像头的例子，该摄像头阵列中的摄像头前面包括一个负半月板透镜。

要深入了解苹果公司的专利20220035160的细节，请点击这里。

来源：patentlyapple