近日，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，揭示了一种非常适合AR头戴式设备的独特透镜系统设计，其中包括一种带有"Lenslets "的新透镜系统，这可能会彻底改变AR眼镜的透镜系统。
苹果公司在其专利背景中指出，增强现实（AR）或混合现实（MR）系统将虚拟图像合并到现实世界的视图中。在AR头戴式设备（HMD）中，虚拟内容通过位于眼睛附近的图像投影系统显示。真实世界的内容可以使用"光学透视"透镜设计直接观看，也可以使用 "视频透视 "的场景相机进行数字渲染。
目前的视频透视HMD存在现实世界的视角偏移问题，因为场景摄像机通常安装在用户眼睛的前方、上方和/或侧面。
与用户的眼睛相比，放置在眼睛侧面的场景摄像机会造成瞳孔间距离（IPD）的不匹配。因此，用户可能会出现复视、视力模糊、头晕、头痛、恶心和疲劳。这种不匹配也会导致用户对物体的距离和比例的不正确感知。置于眼睛上方或前方的场景摄像机可以创造出一种视角，并将其转化为夸张的头部运动，或不正确的运动视差。这些影响也会给用户带来不适，而这正是苹果公司的专利所要解决的问题。
苹果公司的专利文件描述了一种新颖的透镜系统，其入口瞳孔的位置与眼睛的光学系统入口瞳孔相匹配。
苹果公司的透镜系统比传统的透镜系统要薄得多，因此非常适合头戴式设备（HMD）应用。该系统的薄度是通过使用摄像机元件阵列实现的。
每个摄像元件包含被称为"小透镜"的摄像光学元件和一个传感器（例如，传感器可以是图像传感器或深度传感器），其中小透镜可以包括一个或多个透镜（例如，一个复合透镜）。
各个摄像元件可以被安排成它们的光轴在眼睛的入口瞳孔位置或附近相交。此外，每个摄像元件的视场（FOV）对应于一个大FOV的一个小部分。相邻摄像元件的视场可以不重叠或略微重叠，这样就可以通过连接各个摄像元件的图像形成广角图像。
图源：patentlyapple
苹果公司的专利图2说明了一个摄像头系统，其各个元素沿球面排列。
苹果公司的专利图6A说明了根据一个或多个实施例的AR HMD系统#600，包括沿球形表面排列的每个眼睛的多个摄像元件（用形状元件表示，例如，#605L和#605R）、一个或多个显示元件（#610L和#610R）、一个或多个模块（#615L和#615R）和结构#620，其他元件可以贴在上面并可以安装到用户的头上。虽然每只眼睛只有五个摄像头元件，但根据设备的预期用途和目标视场角，在任何特定的实施中都可以使用更多或更少的摄像头元件。
苹果公司的专利图6B是另一个实施方案AR-HMD系统#625，其中光学和电子系统（#6051，#6101，和模块#615）贴在结构#630上，只用于单眼。在图示的系统中，显示了电子模块#6151和#615R，尽管两者可能不是必须的。
虽然在专利正文中没有提到，但苹果公司的专利权利要求有趣地指出，"用于识别场景中一个或多个对象的计算机可读代码包括用于执行面部识别以识别场景中人的计算机可读代码。"这可能是苹果未来眼镜的一个主要功能，不幸的是，苹果的专利没有详细说明这一点。
想要了解更多专利细节，请查看苹果的授权专利20220146820。考虑到这是一项专利申请，目前还不清楚这种产品的上市时间。
这项专利的发明人包括：
Noah Bedard：原型设计工程师，他曾在理光公司从事新型成像系统的原型设计。
Branko Petljanski：高级工程师-相机电子学（苹果公司，德国慕尼黑），他曾在Panavision工作。
Kathrin Berkner: 高级工程经理-相机孵化。孵化用户体验、成像架构和技术，以铺垫相机应用的未来。
Ricardo Motta：担任杰出工程师6年，创建并领导相机孵化中心，这是一个专注于开发新相机技术的团队。Motta现在在谷歌工作。
来源：patentlyapple
