近日，美国专利商标局正式公布了苹果公司新获得的 57 项专利。在其中，有多项与 HMD 相关的专利，涵盖光栅显示屏、头部和眼动追踪系统等。
具有观众追踪功能的显示器
苹果技术开发集团副总裁Mike Rockwell在苹果公司 WWDC23 主题演讲中介绍了 Apple Vision Pro 的细节。在一个环节中，Rockwell指出，Vision Pro 提供了高性能眼动追踪系统，该系统使用高速摄像头和一圈 LED，向眼睛投射不可见的光线图案，以实现灵敏、直观的输入。它非常精准，完全解放了用户的双手，使用户不再需要笨拙的硬件控制器。
Rockwell接着介绍了 EyeSight，它利用独特的弧形面板和光栅透镜，将用户眼睛的正确视角投射到每个注视用户的人身上。最终效果是一个 3D 显示屏，这使设备看起来是透明的。
苹果新获得的授权专利涉及一种可包括光栅显示屏的 HMD。光栅显示器可在像素阵列上形成光栅透镜薄膜。光栅透镜的配置可实现显示屏的立体观看，使观看者能够感知三维图像。显示屏可具有多个独立可控的观看区域。眼睛和/或头部追踪系统可使用摄像头捕捉显示屏观看者的图像。
电子设备中的控制电路可使用眼睛和/或头部追踪系统捕捉到的图像来确定观看者的眼睛占据了哪些观看区域。控制电路可禁用或调暗未被观看者眼睛占用的观看区，以节省电能。未占用的观看区和相邻的占用观看区可以显示相同的图像，以提高显示屏的清晰度。
图源：patentlyapple
苹果专利图 1 是具有显示屏和眼部及头部追踪系统的 HMD 的示意图；图 15 是显示操作具有显示屏和头部追踪系统（如图 6 的电子设备）的电子设备所涉及的说明性方法步骤的流程图；图 12 是说明性显示屏的侧视图，显示如何根据观看者的眼部位置信息使用辅助视锥。
苹果专利图 6 是一个说明性电子设备的示意图，显示了如何利用来自眼球和/或头部追踪系统 #18 的信息来控制显示器的操作。
此外，眼部和/或头部追踪系统可称为观众追踪系统、头部追踪系统或追踪系统，该系统将使用一个或多个摄像头（如 #54 摄像头）来捕捉显示器前方预计会有观众出现的区域的图像。
追踪系统可以使用捕捉到的图像来确定观众相对于观看区域的位置。换句话说，追踪系统可以用来确定观看者所处的观看区域。用户的每只眼睛都可以与不同的观看区域相关联（以便用户从显示屏上感知3D内容）。
根据捕捉到的图像，追踪系统可识别出与观看者左眼相关联的第一观看区和与观看者右眼相关联的第二观看区。追踪系统可以使用1到3台或以上的摄像头来获取观众的位置信息。追踪系统中的摄像头可以捕捉可见光和/或红外光图像。
想了解更多专利详情，请查阅苹果公司的授权专利 11750795。
具有光学元件保护功能的电子设备
苹果在其专利中指出，头戴式设备可具有一个头戴式外壳。头戴式外壳可具有面向后方的显示屏，为用户显示图像。当用户佩戴头戴式设备时，可从眼盒观看图像。头戴式外壳的正面可安装可公开查看的前置显示屏。显示屏覆盖层可重叠与正面显示屏相关的像素阵列。
显示屏覆盖层的非活动边界区域可与光学元件重叠。快门系统可设置在显示屏覆盖层和光学元件之间，以选择性地阻挡光线。致动器可移动快门部件或其他可移动部件，以覆盖或遮盖光学元件。可移动盖板可用于保护显示屏盖板层，并可在不同区域设置具有不同光学特性的部分。如需了解更多信息，请查阅苹果的授权专利 11747632。
用于渲染新颖视点的合成摄像头阵列
苹果在该专利中表示，可使用具有合成视点的摄像头图像阵列来渲染新颖的视点。可通过图像传感器捕捉场景的不同视点，可确定所捕捉视点的深度信息，以生成一个图像阵列，其中包括由捕捉到的视点和深度信息生成的合成视点。可以接收到渲染新视点的请求，然后可以使用带有合成视点的图像阵列渲染新视点。想了解更多专利详情，请查看苹果的授权专利 11748918。
来源：patentlyapple
