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苹果申请用于MR头显的场景相机系统新专利,包含二维相机阵列

Roger
9月 20, 2022技术速递

苹果申请用于MR头显的场景相机系统新专利,包含二维相机阵列-93913.COM-XR信息与产业服务

今天,美国专利商标局正式授予苹果一项专利,该专利涉及一种新的HMD相机系统,该系统包括一个二维相机阵列,可以捕捉场景各个部分的图像。

专利显示,相机阵列将沿球面放置,以便相机具有相邻的视野。这些相机的入瞳位置靠近用户的眼睛,同时相机还会通过传感器形成优化的图像。专利还描述了用于减少阵列中相机数量的方法,以及减少从阵列中读取并进行后续处理的像素数量的方法。

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苹果的专利涵盖了可用于混合现实 (MR) 或虚拟现实 (VR) 视频透视功能的头戴式显示器 (HMD) 场景相机系统。

在传统的HMD中,一个或多个场景相机可以安装在 HMD 的前方。然而,场景相机的视点(POV)会与用户眼睛的POV有很大的偏移和差异。苹果的专利通过让相机的入瞳位置更贴近用户的眼睛来校正相机视角(POV)以匹配用户的POV。

在一些示例中,一台HMD会包含数个小型相机二维阵列(例如,分别用于左右眼的两个阵列),其能够捕捉用户前方真实世界场景各个部分的图像。相机会沿球面曲线或曲面放置,以便相机具有不重叠的相邻视场(FOV)。

为了更准确地表现用户的视角,相机的光学系统被配置为使得阵列中相机的入瞳位置位于图像传感器形成的图像平面后方,靠近用户眼睛的位置;同时相机传感器还能够生成优化后的图像。以这种方式,每个相机阵列捕捉场景的视角与用户眼睛看到的场景视角基本相同。

在一些示例中,一个传感器可用于为阵列中的多个(例如,四个)相机捕捉图像,与传感器一起使用的相机光学器件还可以移动或调整,以将图像平面与传感器表面对齐。

在另外一些示例中,可以使用弯曲得传感器和更简单的透镜系统来为每个相机提供更宽的FOV,从而减少阵列中相机的数量。

苹果专利图1A展示了头戴式显示器(HMD)所用的相机阵列如图。图2展示了相机阵列的一部分。

图3展示了阵列相机的具体结构。

图9A和9B展示了如何通过降低分辨率和改变周边区域中相机的入瞳位置来减少相机的数量。

图16以图形方式说明了如何在相机阵列前面添加弯月形凹透镜以增加相机的视场角(FOV)。图17以图形方式说明了如何在相机阵列前面添加弯月形凹透镜以将相机的视点(POV)向外围偏移。

图20A到20C以图形方式展示了场景相机阵列的示例,其中包括了位于相机阵列前的弯月形凹透镜。

有关更多详细信息,请查看授予苹果的11,448,886专利。

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MR头显 苹果 苹果专利
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