苹果公司获得 Vision Pro 头显的专利 使用偏振光提高眼睛追踪性能

苹果公司近日在美国商标和专利局（USPTO）注册了一项关于 Vision Pro 头显的技术专利，该专利描述了一种使用偏振光，如红外线（IR），来改善眼睛相关的功能和追踪装置的方法。这项专利可能为苹果公司未来推出的增强现实（AR）或虚拟现实（VR）设备提供技术支持。

根据专利文件，苹果公司指出传统的眼睛追踪装备使用的并非偏振光，因此存在诸多局限性，例如在捕捉过程中可能会意外捕捉到睫毛和眼皮的反射，从而影响虹膜识别、眼球 / 目光追踪等功能的准确性和效率。

为了解决这个问题，苹果公司提出了一种使用偏振红外（IR）光来改善眼睛相关功能的方案。在苹果公司提供的实例中，头显包括一个眼部摄像头系统，该系统包括一个或多个红外摄像头，可以捕捉用户眼睛的图像，经过处理后可以执行虹膜识别、注视跟踪或其他与眼睛相关的功能。

其中至少配有一个光偏振元件，用于捕捉用户眼睛（或其他面部特征）图像的光线路径，提高相关装置的性能。例如，该光偏振元件可以是一个偏振滤波器、一个偏振分束器或一个偏振旋转器等。

该系统可以对眼部摄像头捕捉到的虹膜图像进行处理，例如进行虹膜识别，以确定头显佩戴者是否有使用权限。眼部摄像头捕捉到的眼球图像也可以进行处理，以确定用户相对于显示屏的当前视轴和注视点。

苹果公司的上述专利图 9A 和 9B 展示了一个 HMD 示例中眼部摄像头系统的组件，其中眼部摄像头 #940 通过目镜或眼球透镜 #920 对用户眼睛 #992 的反射进行成像，LED #900 则通过眼球透镜对眼睛进行照明。

图 13A 和 13B 展示了根据某些实施例使用偏振光增强对比度的情况。图 13A 显示的是使用非偏振光拍摄的虹膜-瞳孔边界对比度较低的虹膜图像。图 13B 显示的是用偏振光拍摄的虹膜-瞳孔边界对比度较高的虹膜图像。

苹果公司表示，使用偏振光可以有效地消除或减少由于环境光、表面反射、散射等因素造成的噪声和干扰，从而提高虹膜识别和注视跟踪等功能的质量和可靠性。

据悉，苹果公司已经在开发自己的 AR / VR 头显，预计将于 2022 年或 2023 年发布。该头显可能会采用混合现实（MR）技术，结合 AR 和 VR 的特点，提供沉浸式的视觉体验。苹果公司的 Vision Pro 头显专利可能会为该头显提供眼睛追踪等关键功能，提升用户的交互和舒适度。