【专利解密】苹果VR/MR把多彩世界带到你的眼前

【嘉勤点评】Apple的VR/MR专利，通过使相机的入射光瞳朝向用户眼睛移动，能够至少部分地校正相机的视角以匹配用户的视角。

据悉，苹果VR头显已携手台积电转入试产阶段，并将于2022年发布。彭博社的Mark Gurman指出：该公司准备在接下来几个月的某个时候发布混合现实（MR）头显，这是自2015年以来的首个产品线更新。

虚拟现实(VR)允许用户体验和/或与沉浸式人工环境进行交互，使得用户感觉好像身处于该环境中。混合现实(MR)涵盖了从将计算机生成的信息与真实世界的视图，二者相结合以增强向用户的真实环境视图添加虚拟内容的增强现实(AR)系统，或将真实世界对象的表示与计算机生成的三维(3D)虚拟世界的视图相结合的增强虚拟(AV)系统的频谱。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为多种应用提供交互式用户体验。

为此，Apple于2019年9月27日申请了一项名为“混合现实或虚拟现实相机系统”的发明专利（申请号: 201980062195.3），申请人为苹果公司。

图1 具有入射光瞳的示例性相机

图1为本发明提出的可在阵列中使用的在用户眼睛处或附近具有入射光瞳的示例性相机，相机120从物侧到像侧依次包括：透镜组1，该透镜组包括一个或多个透镜元件(在该示例中为两个)；相机主体122，该相机主体包括孔径光阑124(例如，“针孔”孔径光阑)和透镜组2，该透镜组包括一个或多个透镜元件(在该示例中为两个)；和光传感器126。

阵列中的每个相机被配置为共同优化用户眼睛平面处的入射光瞳和相机传感器处的图像平面处的图像。相机的入射光瞳是通过透镜组的物侧表面看到的孔径光阑的图像(在3D空间中)。主光线穿过入射光瞳的中心。入射光瞳的位置限定了相机的“视角点”或“观察点”。主光线是来自被观察对象中的偏轴点穿过孔径光阑的中心的光线。场景中的每个点具有对应的主光线。穿过对象的X-Y平面的中心和孔径光阑的中心的特殊主光线被称为光轴。

孔径光阑在传感器处以及在受试者的眼睛处或附近形成的图像平面的后面的平面处创建由透镜组折射的光的虚像(入射光瞳)。透镜组和光阑能够优化入射光瞳平面处的虚像。例如，入射光瞳的球面像差被控制为轴向<5mm，并且主光线之间的“场隙”被限制为<0 .5mm。然而，透镜组可能不会在传感器处形成良好的图像。因此，透镜组包括在光阑和传感器之间，并且通过校正像差以优化在传感器的表面处或传感器附近的图像平面处形成的图像。

简而言之，Apple的VR/MR专利，通过使相机的入射光瞳朝向用户眼睛移动，能够至少部分地校正相机的视角以匹配用户的视角。

Apple是全球IT行业的领导者，有极强的创造力，作为科技龙头，对VR这一前沿领域进行了长达十年的探索与布局。苹果十年磨一剑，不断创新，即将引领新的VR未来发展趋势。